(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高分子量ポリエチレンを主体とする多孔質体からなり、上記多孔質体の少なくとも一部が、濾過対象液体を注入するための保形性ある凹状部となるよう賦形されているとともに、電子線またはγ線照射により、５〜３００ｋＧｙの照射線量で架橋されていることを特徴とする簡易濾過フィルタ。
【請求項２】
上記多孔質体が、超高分子量ポリエチレンを主体とする粉体を焼結してなる請求項１記載の簡易濾過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾過フィルタと濾過対象液体を注ぎ込む保液容器部分とが一体化している簡易濾過フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、フィルタと濾過対象液体を注ぎ込む保液容器部分とが一体化されている簡易濾過フィルタとしては、▲１▼プラスチック、陶器、ガラス等からなる保液容器部分のスリットを有する底部に濾紙等のフィルタ材を取り付けたものや、▲２▼不織布を賦形し立体化したもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼のタイプでは、濾過対象液体の漏れが起きないよう上記容器部分の底部にフィルタ材を確実に取り付けなければならず、煩雑な手間を要するという問題がある。また、上記▲２▼のタイプでは、濾過対象液体を注ぎ込んだ場合に容器形状が変形しないだけの充分な剛性を得るのが難しいという問題がある。なお、上記▲２▼の不織布賦形品において、より剛性を高めるために、例えば、エンボスロールを用いて加熱加圧して、複数枚の不織布を固着させる方法が提案され、一部で実施されている。しかし、この方法では、不織布の繊維同士の間の目が部分的に圧着されて潰れてしまうため、均一な透過性を有する簡易濾過フィルタを得るのが難しいという問題もある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、容器形状を保持するのに充分な剛性および均一な透過性を有し、しかも容易かつ確実に得ることのできる簡易濾過フィルタの提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の簡易濾過フィルタは、超高分子量ポリエチレンを主体とする多孔質体からなり、上記多孔質体の少なくとも一部が、濾過対象液体を注入するための保形性ある凹状部となるよう賦形されているとともに、電子線またはγ線照射により、５〜３００ｋＧｙの照射線量で架橋されているという構成をとる。
【０００６】
すなわち、本発明者らは、濾過対象液体を注ぎ込んでも容器形状が充分に保持され、しかも均一な透過性を有する簡易濾過フィルタについて、一連の研究を重ねた。その過程において、超高分子量ポリエチレンを主体とする多孔質体の少なくとも一部を凹状部となるよう賦形し、この凹状部に濾過対象液体を注入すると、上記要求を満足させることができることを見いだした。
【０００７】
そして、上記のように賦形される簡易濾過フィルタの形成において、上記多孔質体に照射線量５〜３００ｋＧｙの電子線またはγ線を照射して架橋すると、より剛性が高く耐熱性にも優れるようになることを突き止め、本発明に到達した。このようにして、所望の特性を有する簡易濾過フィルタを容易かつ確実に得ることができる。
【０００８】
また、本発明の簡易濾過フィルタにおいて、上記多孔質体として、超高分子量ポリエチレンを主体とする粉体を焼結して得られる多孔質体を用いたものは、繊維脱落が起きず、またバインダーの溶出もないという利点を有する。
【０００９】
ここで、本発明における「超高分子量ポリエチレン」とは、分子量が５０万以上のもののことであり、通常のポリエチレン（分子量約１０万以下）と区別して用いている。また、「主体とする」とは、全てが超高分子量ポリエチレンのみからなる場合も含む趣旨である。そして、「濾過対象液体」とは、濾過を行おうとする液体のことである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明の簡易濾過フィルタは、例えば図１に示すように、全体が多孔質体１からなり、中央に半球状の凹状部１ａが形成され、全体として保形性を備えている。
【００１２】
上記多孔質体１に用いられる材料としては、超高分子量ポリエチレン（以下「ＵＨＭＷＰＥ」と略す）を必ず用いなければならない。このＵＨＭＷＰＥの分子量（粘度法による測定）は、前述のように、通常のポリエチレンが分子量約１０万以下であるのに対し、５０万以上である。このようなＵＨＭＷＰＥの市販品としては、例えば「ハイゼックスミリオン」（三井石油化学工業社製）、「ホスタレンＧＵＲ」（ヘキスト社製）等が知られている。
【００１３】
また、本発明では、上記ＵＨＭＷＰＥとともに、超高分子量ポリアミド、超高分子量ポリプロピレン等を併用することもできる。
【００１４】
本発明の簡易濾過フィルタは、上記ＵＨＭＷＰＥを主体とするプラスチック材料を用い、例えばつぎのようにして多孔質体１を作製し、さらにこれに凹状部１ａを賦形して得られる。
【００１５】
まず、多孔質体１の製法を説明する。上記製法としては、例えば、本発明者らが先に発明した焼結法（特公平５−６６８５５号公報）が好適である。すなわち、この方法は上記プラスチック材料を、粉体として調製し、この粉体を金型に充填した後、上記プラスチック材料の融点より低い温度で加熱する。そして、加圧することにより予備成形物を得、この予備成形物を減圧雰囲気中で、上記プラスチック材料の融点以上に加熱して焼結させた後冷却する。このようにして得られたブロック状多孔質体を金型から脱型し、旋盤等を用いて所定厚さに切削するという方法である。
【００１６】
上記方法で得られた多孔質体１は、粉体同士を結着させて得られるため、簡易濾過フィルタとして用いると、不織布の場合と異なり繊維の脱落等が起きないという利点を有する。また、バインダーを用いることなく多孔質化しているため、濾液にバインダー成分等の溶出がないという点においても好ましい。
【００１７】
なお、上記多孔質体１の厚みは、その賦形前の厚みが２００〜３０００μｍとなるよう設定することが好ましい。より好ましくは５００〜２０００μｍである。すなわち、厚みが２００μｍ未満では賦形後充分な強度を得ることが難しく、厚みが３０００μｍを超えると多孔質体の剛性が強くなり過ぎ、賦形を行うことが容易でないからである。
【００１８】
つぎに、上記多孔質体１に凹状部１ａを賦形する方法を説明する。上記賦形方法としては、例えば図２に示すように、予め加熱しておいた多孔質体１を、凸状金型３と凹状金型４との間に挟み、その状態で保持して凹状部１ａを賦形し、脱型する方法があげられる。このようにして、目的とする簡易濾過フィルタが得られる。なお、図２において、５は固定リングである。
【００１９】
そして、上記製法において、多孔質体の加熱処理を行う際の加熱温度は、１００〜４００℃であることが好ましい。より好ましくは、１３０〜２５０℃である。すなわち、上記範囲より低い温度では、加熱が不充分で賦形後多孔質体が縮むため寸法安定性が乏しくなるおそれがあり、逆に上記範囲よりも高い温度では、短時間の加熱によって孔が塞がるおそれがあり、また多孔質体の強度が低下し賦形時に破れるおそれがある。
【００２０】
また、上記製法において、加熱処理を行なう時間は、３秒〜３０分であることが好ましい。より好ましくは、５秒〜１０分である。すなわち、上記範囲より短い時間では、賦形加工を行うのに充分な熱を加えることができないおそれがあり、上記範囲より長い時間では、熱分解による多孔質体の劣化を引き起こすおそれがあり、また生産効率を低下させるおそれがあるからである。
【００２１】
このようにして得られる簡易濾過フィルタは、充分な剛性および均一な透過性を有しており、しかも容易かつ確実に得ることができる。
【００２２】
なお、図１に示す簡易濾過フィルタは、凹状部１ａの周囲につば部２が形成されている。したがって、濾液の受け容器に上記つば部２を係合させることにより、フィルタ全体を安定的に支受することができ、実用面に優れている。ただし、本発明の簡易濾過フィルタにおいて、つば部２は必ずしも形成されている必要はなく、例えば、濾液の受け容器側等に本発明の簡易濾過フィルタを支える適宜のフィルタ支持部があればよい。
【００２３】
そして、本発明の簡易濾過フィルタにおいては、電子線またはγ線を５〜３００ｋＧｙ照射して架橋を行う必要がある。好ましくは、照射線量を１０〜２００ｋＧｙの範囲に設定することが好ましい。すなわち、照射線量が５ｋＧｙ未満であると架橋が不充分で剛性および耐熱性の向上を図る点で効果が少なく、３００ｋＧｙを超えると分子量の低下が進み、強度がかえって低下してしまったり、または多孔質体が着色してしてしまうおそれがあるからである。
【００２４】
なお、架橋のための電子線またはγ線の照射は、凹状部１ａの賦形前に行っても賦形後に行っても差し支えはない。
【００２５】
また、上記簡易濾過フィルタにおいて、多孔質体１の平均孔径は、濾過対象液体に応じて適宜に設定されるが、通常、１〜１００μｍであることが好ましい。より好ましくは、５〜５０μｍである。すなわち、平均孔径が１μｍ未満であると、濾液が流れにくくなるおそれがあり、１００μｍを超えると、粒子の保留性が悪くなるおそれがあるからである。
【００２６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２７】
【実施例１】
分子量５００万、融点１３５℃のＵＨＭＷＰＥ粉体を金型に充填し、１３０℃で加熱後、加圧し気孔率２５％の予備成形物を得、この予備成形物を１６０℃に加熱し焼結させた後冷却し、円柱状の多孔質体を得た。つづいて、得られた多孔質体を旋盤により切削して、厚み８００μｍの多孔質体を得た。そして、得られた多孔質体を熱風炉中１８０℃で５分間加熱したあと、凸状金型と、その形状と一致した凹状金型を用い、金型内に上記多孔質体を１分間保持することにより、図１に示す形状に賦形した簡易濾過フィルタ（賦形品）を得た。ただし、凹状部の内径Ｌ1 ＝１００ｍｍ、つば部２を含む凹状の外径Ｌ2 ＝１４０ｍｍ、凹状部１ａの深さＤ＝５０ｍｍである。
【００２８】
そして、上記のようにして得られた賦形品に５０ｋＧｙのγ線を照射して架橋し、目的とする簡易濾過フィルタを得た。
【００２９】
【実施例２】
上記実施例１で得られた賦形品に対するγ線照射に代えて、５０ｋＧｙの電子線を照射して架橋した。それ以外は、実施例１と同様にして、目的とする簡易濾過フィルタを得た。
【００３０】
【実施例３】
上記実施例１で得られた賦形品に対するγ線照射に代えて、３００ｋＧｙの電子線を照射して架橋した。それ以外は、実施例１と同様にして、目的とする簡易濾過フィルタを得た。
【００３１】
【実施例４】
上記実施例１で得られた賦形品に対するγ線照射に代えて、５ｋＧｙの電子線を照射して架橋した。それ以外は、実施例１と同様にして、目的とする簡易濾過フィルタを得た。
【００３２】
【実施例５】
上記実施例１において、多孔質体を得た後、５０ｋＧｙの電子線を照射して架橋し、それ以外は実施例１と同様（但し、賦形品に対するγ線照射は行わない）にして、簡易濾過フィルタを得た。
【００３３】
【比較例１】
多孔質シートとして、繊維の芯部分がポリプロピレン（ＰＰ）、芯部分を被覆する鞘部分にポリエチレン（ＰＥ）を用い、上記ＰＥを溶解することにより繊維同士を結着させた不織布（目付量：２００ｇ／ｍ2 、厚み：８００μｍ）を得た。この不織布を、実施例１と同様にして金型により賦形し、目的とする簡易濾過フィルタを得た。
【００３４】
上記実施例１〜５、比較例１で得た簡易濾過フィルタについて、硬さ、通過水流量、平均孔径、保留粒子径をそれぞれ測定し、その結果を後記の表１、表２に示した。
【００３５】
なお、上記の諸特性は、以下の方法に従って測定した。
【００３６】
〔硬さ〕
実施例１〜５および比較例１により得られた簡易濾過フィルタの凹状部１ａを上にして、この凹状部１ａを平板で圧縮し、凹状部１ａの深さＤを１０％減少させる（例えば、Ｄ＝５０ｍｍから４５ｍｍ）ために要する応力を各々５点測定し、その平均値を求めた。
【００３７】
〔通過水流量〕
予めメタノールで濡らしておいた簡易濾過フィルタの凹状部１ａに水を注ぎ込み、１リットル通過する時間を測定した。ただし、測定中は随時水を注ぎ足し、簡易濾過フィルタの凹状部１ａ内には常に水が満たされている状態とした。
【００３８】
〔平均孔径〕
ＡＳＴＭ  Ｅ  １２９４に基づく自動孔径分布測定機を用いて測定した。
【００３９】
〔保留粒子径〕
ＪＩＳ  Ｐ  ３８０１の「沈澱保持性」の方法に基づいて測定した。すなわち、硫酸バリウムの懸濁液を濾過し、濾液中に含まれる沈澱物の最大粒子径を測定した。
【００４０】
【表１】
0003640729.tif 000002
【００４１】
【表２】
0003640729.tif 000003
【００４２】
上記表１、表２の結果から、実施例１品〜５品、比較例１品のいずれも通過水流量および平均孔径については、大きな差が見られなかった。しかし、実施例１品〜５品は、いずれも硬さおよび保留粒子径について、比較例１品に比べて優れていることがわかる。
【００４３】
また、実施例１品〜５品は、濾液の受け容器上に簡易濾過フィルタを載せた状態で問題なく測定できたが、比較例１品の簡易濾過フィルタは、その硬さが足りないため簡易濾過フィルタ自体で濾過対象液体を支持できず、簡易濾過フィルタのつば部を全面固定しなければ測定できなかった。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の簡易濾過フィルタは、超高分子量ポリエチレンを主体とする多孔質体からなり、少なくとも一部が濾過対象液体を注入するための保形性ある凹状部となるよう賦形されているとともに、電子線またはγ線照射により、５〜３００ｋＧｙの照射線量で架橋されていることにより、容器形状を保持するのに充分な剛性および均一な透過性を有する。そして、この簡易濾過フィルタは容易かつ確実に得ることができる。このため、従来のフィルタ材取付タイプの簡易濾過フィルタが、濾過対象液体の漏れに注意しなければならなかったのに対し、本発明の簡易濾過フィルタはこのような漏れを生じない。また、従来の不織布を賦形した簡易濾過フィルタにおいて、問題となっていたフィルタ形状の変形や透過性の不均一さも、本発明の簡易濾過フィルタは問題とならない。
【００４５】
そして、本発明の簡易濾過フィルタは、上記のように、電子線またはγ線照射により架橋されていることから、より高い剛性を備えており、しかも、耐熱性にも優れているという利点も有する。
【００４６】
また、本発明の簡易濾過フィルタにおいて、上記多孔質体として超高分子量ポリエチレンを主体をする粉体を焼結して得たものを用いると、充分な剛性および均一な透過性を備えたものを、容易かつ確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の簡易濾過フィルタの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の簡易濾過フィルタの製法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１    多孔質体
１ａ  凹状部
【図１】
0003640729.tif 000004
【図２】
0003640729.tif 000005