JPH0714447B2 - リン酸カルシウム系フィルター - Google Patents

リン酸カルシウム系フィルター

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JPH0714447B2
JPH0714447B2 JP2003198A JP319890A JPH0714447B2 JP H0714447 B2 JPH0714447 B2 JP H0714447B2 JP 2003198 A JP2003198 A JP 2003198A JP 319890 A JP319890 A JP 319890A JP H0714447 B2 JPH0714447 B2 JP H0714447B2
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明彦 横尾
哲朗 小川
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【発明の詳細な説明】 「利用分野」 本発明は、気体あるいは液体中の生体高分子物質、細
菌、ウイルス、動植物細胞、有害ガス、悪臭成分、ダス
ト、ミスト等を捕捉し、その他の成分を透過しうるフィ
ルターに関する。
「従来技術及びその問題点」 従来、フィルター材としては、ロ紙、ロ布等の繊維状物
質、活性炭、粘土、砂れき、珪藻土等の粒状物質、多孔
性陶磁器等の多孔質物質などが知られている。これらの
フィルターのほとんどは、固体物質を捕捉するものであ
り、ロ過すべき対象により、上記のフィルターの中から
適切なものを選択して使用する。活性炭は、広範な物質
に対する吸着能を有するため、繁用されているが、油に
とけやすいものやアンモニアのような悪臭成分を吸着し
ないので、これらを含む気体及び液体のロ過に使用する
ことはできない。
また、近年、限外ロ過膜、逆浸透膜などを用いる膜ロ過
装置が開発されたが、これらは高価である。
さらに、ザイツロ過器などの細菌ロ過器も知られている
が、細菌の捕捉に限られるばかりか、減圧又は遠心力を
用いてロ過しなければならず、煩雑である。
このように、従来公知のフィルターでは、捕捉し、ロ別
する対象が限られるかあるいは高価な装置を必要とす
る。
「発明の目的」 本発明は、安価で、簡単な構造を有し、取り扱いも容易
であって、固体物質のロ別だけでなく、気体、細菌、ウ
イルス、動植物細胞なども捕捉しうるフィルターを提供
することを目的とする。
「発明の構成」 本発明によるリン酸カルシウム系フィルターは、シート
状に成形した有機高分子物質マトリックス中にCa/P比が
1.0〜2.0のリン酸カルシウム系化合物の粒径0.1〜100μ
m、気孔率10〜75%の多孔質粒子を分散して含むことを
特徴とする。
本発明において使用しうる有機高分子物質マトリックス
としては、紙(セルロース)、不織布、プラスチックフ
ォーム(例えば、ウレタンフォーム)などが挙げられ
る。本発明に用いるマトリックスは、リン酸カルシウム
系化合物の粒子を分散して含む空隙を有していなければ
ならないが、紙や不織布では、その繊維間の間隙でよ
く、プラスチックフォームでは、その気孔が連続気孔で
あることが必要である。このような繊維間隙や気孔の大
きさは、特に制限されず、分散させる粒子の大きさや量
に応じて適宜選定することができるが、ロ過すべき気体
又は液体が通過でき、その通過時にリン酸カルシウム系
化合物の粒子と接触できることが必要である。
また、シートの厚さは、フィルターの使用目的に応じて
適当に選択することができ、場合によりμm単位の薄い
ものを重ねて使用することもできる。
本発明に用いるリン酸カルシウム系化合物は、1.0〜2.0
のCa/P比を有するものであれば、特に制限はなく、例え
ば、ハイドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、リ
ン酸四カルシウム及びこれらの混合物が挙げられる。
本発明においては、これらのリン酸カルシウム系化合物
を粒径0.1〜100μmの粒子として用いる。粒径が0.1μ
m未満であると、粒子同士が凝集して分散しにくく、10
0μmを超えると、マトリックス中に付着担持できにく
くなる。適切な粒径は使用するマトリックスに影響さ
れ、例えば紙をマトリックスとする場合には、1〜30μ
mであるのが好ましい。粒径が1μm未満であると、抄
紙の際に抄紙機の網から水と共に落下してしまい、30μ
mを超えると、重すぎて、均一に分散することが困難と
なる。
さらに、リン酸カルシウム系化合物の粒子は、多孔質で
あるのが好ましい。リン酸カルシウム系化合物の多孔質
粒子は、公知の方法で湿式合成したリン酸カルシウム系
化合物の結晶粒子を原料として様々な方法で製造するこ
とができる。例えば、この原料粒子を懸濁したスラリー
を直接噴霧乾燥などにより二次粒子に造粒するか、ある
いはこのスラリーに粘度調整剤、熱分解性有機化合物粒
子又は繊維等の添加物を加えて噴霧乾燥などにより二次
粒子に造粒する。この二次粒子を再びスラリー状に懸濁
して湿式成形するか又は加圧による乾式成形等によりブ
ロック体に成形する。その際、焼成により熱分解して気
孔を形成する有機化合物を添加してもよい。無添加で
も、焼成温度など、他の条件を調節することにより気孔
径を制御することもできる。得られたブロック体を500
℃〜1300℃の温度範囲で焼成する。500℃未満では、有
機化合物の熱分解やブロック体の焼結が充分に行われな
い。また、焼成を1300℃を超える高温で行うと、焼結体
が緻密化しすぎたり、リン酸カルシウムが分解を起こす
おそれがある。
このように焼成したブロック体を粉砕後、分級して必要
な粒径の粒子を得ることができる。
多孔質粒子を用いる場合には、気孔径はロ別すべき対象
物質により異なるが、特にウイルスなどの微生物の分離
を目的とする場合には、気孔径は0.01μm以上であるこ
とが必要である。
また、多孔質粒子の気孔率は10〜75%であるのが好まし
く、10%未満であると、充分な表面積及び保水性が得ら
れず、75%を超えると、多孔質粒子として使用に耐える
強度が得られなくなる。
本発明に使用するリン酸カルシウム系粒子の表面に、例
えば生体由来のヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、キ
チン誘導体、フィブロネクチン、オステオネクチンなど
の多糖類、コム多糖類及び蛋白質並びにそれらの誘導体
のうちの1種以上を部分吸着させ、粒子表面の物理化学
的性質あるいは免疫学的性質を変調させ、吸着活性を巧
妙に変化させることもできる。
本発明のフィルターを製造するには、紙あるいは不織布
をマトリックスとする場合には、その製造時にリン酸カ
ルシウム系化合物の粒子を加えることができる。例え
ば、紙をマトリックスとする場合には、パルプスラリー
にリン酸カルシウム粒子を分散させて抄紙することによ
り、本発明のフィルターを製造することができる。不織
布をマトリックスとする場合も、同様に不織布の製造時
にリン酸カルシウム系化合物を添加することができる。
プラスチックフォームをマトリックスとするフィルター
は、リン酸カルシウム系化合物粒子のスラリー中にプラ
スチックフォームを浸漬し、乾燥することによって製造
することができる。
さらに、本発明のフィルターは、ロ過すべき気体又は液
体に対する透過性を改善するため、ニードルパンチなど
を用いて穿孔することができる。本発明においては、高
い吸着作用を有するリン酸カルシウム系化合物が分散さ
れているので、マトリックスに穿孔しても、孔をあまり
大きくしない限り、ロ別すべき対象が通過することはな
い。
本発明のリン酸カルシウム系フィルターは、リン酸カル
シウム系粒子が気体あるいは液体中の生体高分子物質、
細菌、ウイルス、動植物細胞、有害ガス、悪臭成分、ダ
スト、ミストなどに対して吸着作用を有するため、様々
な製品にフィルターとして使用することができる。例え
ば、空気洗浄器、浄水器、脱臭装置、細菌及びウイルス
のロ過器、細胞分離器、血清フィルター、マスクなどに
フィルターとして使用することができる。
本発明のフィルターは、シート状であるから、使用によ
り吸着能力が低下したら、これを容易に交換することが
でき、簡便である。例えば、マスクに使用する場合、本
発明のフィルターを市販のガーゼマスクのガーゼの間に
挟んだり、ガーゼのポケットを付け、この中に入れるこ
とにより容易に装着することができ、また、そのフィル
ターの交換も容易に行うことができる。マスクに使用し
た場合には、本発明のフィルターに細菌やウイルスが吸
着され、これらが人体に侵入するのを防ぐことができる
ので、インフルエンザの流行時などに著しい効果が期待
できる。
「発明の実施例」 次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1 平均粒径1.0μm、気孔率45%、Ca/P比1.67の平均気孔
径0.09μmの多孔質ハイドロキシアパタイト粒子1000g
を、ポリビニルアルコール20gを含んだ水1000ml中に分
散させたスラリー中に、厚さ10mm、平均孔径300μm、
気孔率97%の連続気孔を有するシート状ポリウレタンフ
ォームを浸漬し、引き上げた後、25℃で乾燥し、フィル
ターを製造した。
実施例2 パルプを水に分散させ、濃度0.5%のパルプスラリーを
調製し、平均粒径6.2μm、気孔率63%、Ca/P比1.5の平
均気孔径0.1μmの多孔質リン酸三カルシウムを0.5重量
%添加し、実験用の抄紙機で手抄き法で製紙した。得ら
れた製品紙のリン酸三カルシウム含有率は、50重量%で
あった。
実施例3 平均粒径1.0μm、気孔率45%、Ca/P比1.67の平均気孔
径0.09μmの多孔質ハイドロキシアパタイト粒子900gと
平均粒径10.3μm、気孔率60%、Ca/P比1.67の平均気孔
径1.0μmの多孔質ハイドロキシアパタイト粒子100gを
ポリビニルアルコールの3重量%水溶液1000ml中に分散
させたスラリー中に、ニードルパンチしたポリエステル
不織布(ダイニック社製パネロン、重量:200g/m2)を浸
漬し、引き上げた後、25℃で乾燥し、フィルターを製造
した。
実施例4 平均粒径2.2μm、気孔率50%、Ca/P比1.67の平均気孔
径0.09μmの多孔質ハイドロキシアパタイト粒子400gを
ポリビニルアルコールの10重量%水溶液600mlと混合し
た後、ポリエステル不織布(ダイニック社製パネロン)
上に印刷により付着させ、次いで25℃で乾燥してフィル
ターを製造した。なお、印刷は4mm四方の正方形が1mm間
隔で並んでいる版を使用して行った。
試験例1 実施例1〜4で作製したフィルターを直径45mmの円形に
切り、フィルターホルダーに装着した後、第1図に示す
装置を構成した。第1図は上記のフィルターを組み込ん
だ脱臭装置の系統図を示し、図示した装置は、テドラバ
ック1、フィルター2aを装着したフィルターホルダー
2、ポンプ3、流量計4及びテドラバック5を順次チュ
ーブによって接続したものである。
原臭としてアンモニアガスの入ったテドラバック1から
フィルターホルダー2の後段に接続されたポンプ及び流
量計4で流量を制御しつつアンモニアガスを吸引し、フ
ィルター2aを通過させた後、流量計4の後段のテドラバ
ック5に捕集した。このとき、フィルター2aを通過させ
るガスの量は10lとした。また、フィルター通過前後の
ガスの濃度は、原臭及び吸引したガスの入ったそれぞれ
のテドラバック中のガスの濃度を検知管法により測定し
て求めた。その結果を第1表に示す。
第1表中の除去率は、原臭のうち何%のアンモニアガス
がフィルターに吸着されたかを表している。第1表から
明らかなとおり、フィルターの形態によっては90%以上
のガスを吸着しており、本発明のフィルターは非常に優
れた悪臭除去効果を有している。
試験例2 この試験例は、実施例2及び3で作製したフィルターを
ウイルスの吸着材として用いた例を示すものである。
なお、この試験には、インフルエンザウイルスPR8を生
理食塩水中に浮遊させて用いた。また、力価の測定は、
下記の方法で行った。
力価の測定方法 インフルエンザウイルスが赤血球に付着すると、この赤
血球同士が凝集を起こす。この反応を利用して、ウイル
ス浮遊液を生理食塩水(0.9%塩化ナトリウム水溶液)
で2倍、4倍、8倍、16倍、・・・と2倍段階希釈した
液と、同量の0.4%ニワトリ赤血球浮遊液とを混合して
何倍希釈液まで凝集反応を起こすかによって原液(希釈
前の液)の力価(titer)を評価する。
直径5cmの円形に切り取った実施例2及び3のフィルタ
ーをロートに装着し、インフルエンザウイルスPR8の浮
遊液を各3ml流し、ロートから流出したウイルス浮遊液
の力価を上記の方法で測定した。結果を下記の第2表に
示す。
力価は、希釈前の各流出液のウイルスの濃度に比例して
おり、第2表からフィルター通過前の濃度に対して、実
施例2のフィルターを通したものは1/32に、実施例3の
フィルターを通したものは1/4にウイルスの濃度が低下
したことになる。すなわち、ウイルスがフィルターに吸
着された。
「発明の効果」 本発明のリン酸カルシウム系フィルターは、安価で、簡
単な構造を有し、製造も、取り扱いも容易であって、固
体物質のロ別だけでなく、気体物質、細菌、ウイルス、
動植物細胞なども同時に捕捉することができる。さら
に、本発明のフィルターは、シート状であるから、その
着脱が容易であり、使用により吸着能力が低下したら随
時、容易に交換することができる。
したがって、本発明のフィルターは、空気清浄器、浄水
器、脱臭装置、細菌及びウイルスのロ過器、細胞分離
器、血清フィルター、マスクなど、様々なロ過・分離装
置にフィルターとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のフィルターを組み込んだ脱臭装置の系
統図である。 符号の説明 1及び5……テドラバック、2……フィルターホルダ
ー、2a……フィルター、3……ポンプ、4……流量計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/28 G C12M 1/12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シート状に成形した有機高分子物質マトリ
    ックス中にCa/P比が1.0〜2.0のリン酸カルシウム系化合
    物の粒径0.1〜100μm、気孔率10〜75%の多孔質粒子を
    分散して含むことを特徴とするリン酸カルシウム系フィ
    ルター。
  2. 【請求項2】有機高分子物質マトリックスが紙、不織布
    又はプラスチックフォームである請求項1記載のリン酸
    カルシウム系フィルター。
JP2003198A 1989-04-21 1990-01-10 リン酸カルシウム系フィルター Expired - Lifetime JPH0714447B2 (ja)

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