(57)【要約】  液体の濾過用の濾過中隔（3）は、ポリマー繊維の多孔質構造から形成した少なくとも第１の層（30）を含有してなり、このポリマー繊維上に抗細菌性を有する少なくとも１つの官能基を含有する分子を挿入した濾過中隔。
2009536092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の飲料適性化用の濾過中隔であって、ポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第１の層（30）を含有してなり、このポリマー繊維上に抗細菌性を有する少なくとも１つの官能基を含有する分子を挿入した濾過中隔。
【請求項２】
抗細菌性を有する少なくとも１つの官能基はアンモニウム基である請求項１記載の中隔。
【請求項３】
分子はモノマー及びオリゴマー群に包含される請求項１記載の中隔。
【請求項４】
分子はメタクリルモノマー又はビニルモノマーである請求項３記載の中隔。
【請求項５】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロライド、［2（メタクリルオキシ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド及びビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドにより構成される群に包含される請求項３記載の中隔。
【請求項６】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロライドの分子である請求項３記載の中隔。
【請求項７】
第１の層（30）を形成するポリマー繊維はポリプロピレン繊維又はポリアミド繊維である請求項１記載の中隔。
【請求項８】
第１の層（30）は20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を示す請求項１記載の中隔。
【請求項９】
第１の層（30）は10〜30cmよりなる厚みを示す請求項１記載の中隔。
【請求項１０】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成された少なくとも別の層（31）を含有し、該繊維のうちに活性炭が挿入されている請求項１記載の中隔。
【請求項１１】
活性炭は500〜1,500m2/gで変化する内面を有する多孔質吸着剤である請求項１０記載の中隔。
【請求項１２】
第１の層（30）及び別の層（31）は、濾過すべき流体によって連続して交差するような仕方で設けられる請求項１０記載の中隔。
【請求項１３】
別の層（31）は20〜30ミクロンよりなる平均細孔直径を示す請求項１０記載の中隔。
【請求項１４】
別の層（31）は1〜3cmよりなる厚みを示す請求項１０記載の中隔。
【請求項１５】
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有する、ポリマー繊維の多孔質構造によって形成された少なくとも別の層（32）を含有する請求項１記載の中隔。
【請求項１６】
第１の層（30）及び別の層（32）は、濾過すべき流体によって連続して交差するような仕方で設けられる請求項１５記載の中隔。
【請求項１７】
別の層（32）は50〜100ミクロンよりなる平均細孔直径を示す請求項１５記載の中隔。
【請求項１８】
別の層（32）は2〜6cmよりなる厚みを有する請求項１５記載の中隔。
【請求項１９】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第２の層（31）を含有し、該ポリマー繊維の間には活性炭の粒子が挿入され、第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を示すポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第３の層（32）を含有する請求項１記載の中隔。
【請求項２０】
第１の層（30）、第２の層（31）及び第３の層（32）は濾過すべき流体によって連続して交差されるような仕方で設けられ、第２の層（31）は第１の層（30）と第３の層（32）との間に介在する請求項１９記載の中隔。
【請求項２１】
濾過すべき流体用の少なくとも入口（20）と濾過後の流体の出口（21）とを備えた外部被覆（2）を含有し、該被覆（2）の内部容積を２つの別個の区室に分離する濾過中隔（3）を備えた流体用濾過器であって、該区室のうち第1の区室（22）は入口（20）に接続しており第２の区室（23）は出口（21）に接続している流体用濾過器において、濾過中隔（3）は請求項1〜20の何れか１つを有することを特徴とする流体用濾過器。
【請求項２２】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第１の層（30）を実現する段階を包含し、該ポリマー繊維は抗細菌性を有する少なくとも官能基を含有する分子の挿入によって機能化されることからなる、流体の濾過用濾過中隔の製造方法。
【請求項２３】
ポリマー繊維はポリプロピレン又はポリアミド製の繊維である請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
抗細菌性を有する官能基はアンモニウム基である請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
分子はモノマー及びオリゴマーによって構成される群に包含される請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
分子はメタクリルモノマー又はビニルモノマーである請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロライド、［2（メタクリルオキシ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド及びビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドによって構成される群に包含される請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロライドの分子である請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
第１の層（30）の製造は、
ポリマー繊維から不織材料製のシートの一群を形成し；
シート上に、抗細菌性を有する少なくとも官能基を含有する分子を挿入することにより該シートの各々を機能化し；
第１の層（30）を得るのに該シートの累置した束を形成する段階からなる、請求項２２記載の方法。
【請求項３０】
シートは0.1〜2mmよりなる厚みを有する請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
シートは20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を示す、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
ポリマー繊維製のシートは溶融吹込法により単独で得られる請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
ポリマー繊維の各々のシートの機能化は；
シートに前記分子を含有する液体溶液を含浸させ、その後に該シートを、前記分子とポリマー繊維との間の化学結合の形成を促進するのを意図した表面処理にかけることからなる、請求項２９記載の方法。
【請求項３４】
表面処理はポリマー繊維のシートを紫外線に暴露することにある請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
表面処理はポリマー繊維のシートを既定のガス又はガス混合物のプラズマに暴露することにある請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
ガス又はガス混合物は空気、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、メタン及びアンモニアによって構成される群から選ばれる請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
ガスはアルゴンである請求項３５記載の方法。
【請求項３８】
アルゴンプラズマは圧力が約0.2ミリバールである雰囲気で得られる請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
プラズマはアルゴンを約45J／cm2のエネルギーを有する電場にかけることにより得られる請求項３７記載の方法。
【請求項４０】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成した別の層（31）を生成し、その際ポリマー繊維は該繊維同志間に活性炭の粒子を挿入することにより機能化され；しかも
別の層（31）と第１の層（30）とが、濾過すべき液体によって連続して交差されるに適当とするように別の層（31）を第１の層（30）に結合する別の段階を包含してなる請求項２２記載の方法。
【請求項４１】
ポリマー繊維はポリプロピレン又はポリアミドの繊維である請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
活性炭は500〜1,500m2/gで変動し得る内面をもつ多孔質吸着剤である請求項４０記載の方法。
【請求項４３】
別の層（31）の製造は、
ポリマー繊維から不織材料製のシートの1群を形成し；
該シートの各々のポリマー繊維に活性炭の粒子を挿入し；且つ別の層（31）を得るのに該シートの累置した束を形成する段階からなる請求項４０記載の方法。
【請求項４４】
ポリマー材料のシートは0.1〜2mmよりなる厚みを有する請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
第２の層（31）は20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を有する請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
ポリマー繊維のシートは溶融吹込法により単独で得られる請求項４３記載の方法。
【請求項４７】
繊維の各々のシートのポリマー繊維間に活性炭の粒子を挿入することは、
該シートに活性炭の粒子を含有する液体混合物を含浸させ、該シートに超音波にかけ、
該シートを乾燥する段階からなる請求項４３記載の方法。
【請求項４８】
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有するポリマー繊維の多孔質構造により形成した別の層（32）を生成し、
別の層（32）と第１の層とを、濾過すべき液体により連続して交差されるに適当とさせるような仕方で結合する別の段階を包含する請求項２２記載の方法。
【請求項４９】
ポリマー繊維はポリプロピレン又はポリアミドの繊維である請求項４８記載の方法。
【請求項５０】
第３の層は50〜100ミクロンよりなる多孔度を有する請求項４８記載の方法。
【請求項５１】
別の層（32）の製造は、
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有するポリマー繊維から不織材料製のシートの1群を生成し；
別の層（32）を得るのにシートの累置した束を形成する段階を包含する請求項４８記載の方法。
【請求項５２】
ポリマー繊維の多孔質構造により形成した第２の層（31）を生成し、その際ポリマー繊維は繊維間に活性炭の粒子を挿入することにより機能化されており；
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有するポリマー繊維の多孔質構造により形成した第３の層（32）を生成し；しかも濾過すべき液体により連続して交差されるに適当とさせるような仕方で第１の層（30）と第２の層（31）と第３の層（32）とを結合し、その際第２の層（31）は第１の層（30）と第３の層（32）との間に介在している別の段階を包含する請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水の飲料適性化用濾過器（フィルター）に関し、即ちヒトの健康に何らの危害を及ぼすことなく水を飲用に適するとさせる又は食品の製造に用い得るとさせる濾過器に関する。更に詳しく言えば、本発明は、緊急の状況下で例えば自然災害の場合で制御されていない供給源又は汚染された水供給源から入来する水の飲料適性化に用いるのに適当な携帯型濾過器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水質汚染の原因となるかもしれない主汚染物は一般に３つの範ちゅうに分割され；無機の化学汚染物、有機の化学汚染物及び微生物学的汚染物に分割される。
【０００３】
無機の化学汚染物；
イ）アンモニウム  イオン（NH4+）；これは主としてヒト及び動物の排泄物から誘導され、水中でのその存在は、不都合な微生物学的分析を伴なうならば、下水又は動物の供給源からの汚染の確かな指数である。
【０００４】
ロ）亜硝酸塩及び塩酸塩；これらはアンモニウムイオンの酸化プロセスにより又は農業における含窒肥料の使用に従がう現象により調製できる。
【０００５】
ハ）硫化水素（H2S）；これは水の有機材料汚染の指数であり何故ならタンパク質に含有される硫黄から生じ得るからである。
【０００６】
ニ）重金属（Cd、Cr、Pb、As、Hg、Ni等）、
ホ）無機酸；これらの酸は水のpH変更に寄与する。
【０００７】
有機の化学汚染物；
イ）炭化水素類。
【０００８】
ロ）クロロホルム（CHCl3）及び別のメタンハロゲネート。
【０００９】
ハ）トリエリン、テトラクロロエチレン及び別のハロゲン化溶剤。
【００１０】
ニ）ベンゼン、アセトン、フェノール類、テトラハイドロフラン及び別の一般的な有機溶剤。
【００１１】
ホ）有害生物殺滅剤及び殺虫剤。
【００１２】
ヘ）可塑剤。
【００１３】
ト）表面活性剤。
【００１４】
微生物学的汚染物；
これらは一般に健康に被害を及ぼしうる疾病の原因となる全ての病原性微生物である。これらの汚染物はその寸法に基づいて次のクラスに等級化される。
【００１５】
イ）寄生虫（ワーム）
ロ）原虫
ハ）カビ菌
ニ）バクテリア
ホ）ウィルス
前記から見て、水が化学的にと微生物学的にとの両方で分析された時且つ汚染物の濃度が規準及び標準規格によって決定された値以下である時のみ水は飲料用に適当であると言明し得る。
【００１６】
一般に、水は健全で清浄でなければならず即ち水は微生物及び寄生虫を含有してはならずまたヒトの健康に危害を及ぼすかもしれない量で別の物質を含有してはならない。
【００１７】
この論点から見て、町中、一般には都会地域における個人的な使用者に飲料水を補充するためには、水分配の多数の供給網は、収集した水がその飲料適性を保証する目的を有する或る多数の処理を受ける装置（プラント）を備えている。
【００１８】
これらの処理は次の段階として要約し得る；
i）清澄化；これは懸濁した固体を除去し、水の濁度を低減し、より大きな粒子を除去することに在る。清澄化は種々の方法論を用いて実施でき、例えば格子と網での濾過、凝固及び凝集、沈澱、大粒子サンドの濾過、膜系を用いるミクロ濾過により実施できる。
【００１９】
ii）精製；これは水の官能特性を改良するために有機及び無機の化学物質の除去に在る。精製は活性炭での吸着により広く達成されるが、若干の場合には限外濾過、ナノ−濾過及び逆浸透の如き膜に基づいたプロセスを用いて達成し得る。
【００２０】
iii）消毒；これは病原性微生物の除去あるいは該微生物を無害とさせると考えられる量にまでにそれらの低減にある。最も応用される方法は塩素化であるが、オゾン付加（ozonation）又は紫外線による照射の如き最も最新の別法も開発されつつある。
【００２１】
iv）甘美化（sweetening）、脱塩、イオン及び無機化合物の除去。
【００２２】
これらはイオン交換樹脂の処理を用いて、化学的な添加剤（石灰及びソーダ）を有する処理を用いて及び余り多くはないが逆浸透プロセスを用いて一般に行なう二次的なプロセスである。
【００２３】
緊急の状態では、前記の水飲料適性化段階を行なうのに開発した工業装置の大多数は技術的特性の障害により応用できない。これらの用途に対して現在多数の小型の携帯装置が利用でき、該装置は工業プラントで行なった水処理と同様な一連の水処理を小規模で行なうことができる。大多数の場合には、これらの装置は濾過を受ける水によって連続して交差される複数の個々の濾過装置（filtering units）を含有する。特に、該装置は予備濾過プロセスによって懸濁した固体を主に除去するために粗い濾過器又は深い腐敗濾過器を含有し；その後に活性炭粒子又は粉末上での吸着により化学化合物及び有機分子を除去し；最後にセラミック又はポリマー膜での強制濾過により微生物の消毒を行なう。
【００２４】
これらの装置は本質的に２つの型式を有し、濾過装置に通して水をポンプ輸送することを伴なうかあるいは重力の力により濾過装置に向かってタンクからの自由降下により水濾過を伴うかの何れかである。
【００２５】
両者の場合、該装置は水の飲料適性化に良好な結果を与えるが、大部分についてかなり高価であるという相当な欠点を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明の目的は、何れの状況下でも容易に運搬でき且つ利用できるように適度な寸法を有し、単一使用の使い捨て形で実施できるように構成上経済的であり、その保守に関連する経費を削減し且つ水の処理経費を低減する、水の飲料適性化用濾過器を利用できるものである。
【００２７】
本発明の別の目的は、濾過器が電気的にのみ作動する装置を含有せず、一般には緊急の状況下では作動させることができない装置を含有しないことである。特に、水の濾過は、手動のポンプを用いて濾過系に水をポンプ輸送することによりあるいは重力の力により濾過系よりも高い処に位置したタンクから水の自由降下により行なわねばならない。
【００２８】
本発明の別の目的は、濾過器が、緊急の状況下で得られる何れかの水供給源から入来する水であって、かくして常に清浄には定義できない汚染物を含有する水を加工且つ精製できることである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
これらの目的は、水の飲料適性化処理の幾つかの段階を1回の進行で行ない得るために、種々の特性を有する幾つかの材料の特性を組合せる革新的な濾過中隔（filtering septum）を利用できる本発明によって達成される。
【００３０】
特に濾過中隔は、化学的な汚染物に対して障壁として機能する微孔質の濾過構造を形成するポリマー繊維の少なくとも第１の層を含有する。
【００３１】
第１の層のポリマー繊維は、処理すべき水に含まれる細菌及び病原性の微生物粒子に対して有効であるために、抗細菌性を有する官能基を含有する分子、典型的にはモノマー又はオリゴマーの添加により機能化される。
【００３２】
抗細菌性とは、移動する細菌及び微生物粒子と結合し且つこれらを殺滅する官能基の能力を意図する。細菌に対して有効であると確実に示される官能基はアンモニウム基である。
【００３３】
アンモニウム基は、微生物の細胞膜に浸漬でき、そこで適正な理論によりアンモニウム基はそれが暴発するまで細胞膜それ自体の膨潤を生起する滲透不均衡を生成することによりその作用を果たす。
【００３４】
濾過中隔の第１の層は薄い（slim）400枚から形成され、20〜30ミクロンの平均細孔直径を有する不織布製の重ねた層又はシートから形成されるのが好ましく、該繊維の平均直径は20〜30平方ｍの全体の暴露した繊維表面に対して10〜20ミクロンよりなる。更には、第１の層はメタクリルモノマー、［2(メタクリルオキシ)エチル］トリメチルアンモニウムクロライドの含有によりアンモニウム基で官能化される。
【００３５】
本発明の好ましい観点においては、濾過中隔は、処理すべき水に存在する有機及び無機の化学化合物を保持するのに有効であるためには活性炭により機能化される、ポリマー繊維の第２の微孔質層をも含有する。
【００３６】
活性炭の用語「官能化」（functionalisation）については、第２の層の繊維のうちに、前記の化学化合物を吸着し得る活性炭粒子が分布されることを意味する。活性炭は特別な熱処理又は化学処理によって活性化される木炭により構成される。活性炭は500〜1,500m2/ｇで変化する内面を有する多孔質吸着剤であるのが好ましい。
【００３７】
濾過中隔の第1及び第２の層は、処理すべき水の流れが先ず活性炭を有する第２の官能化層を交差し次にアンモニウム基を有する第１の官能化層を交差するように強制し得るために、隣接しておりしかも連続して相互に設けられる。
【００３８】
ポリマー繊維の第２の層は、20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を有しながら第１の層と同様な多孔度を有する微孔質構造を示すのが好ましい。
【００３９】
本発明の別の好ましい観点においては、濾過中隔はまた、処理下の水流に懸濁される大きな粒子を濾過するのに予定されるポリマー繊維の第３の微孔質層を含有する。第３の層は前記の層に連続して設けられ、第３の層と第１の層との間に介在する第２の層に隣接している。
【００４０】
この様にして、処理すべき水流は、予備濾過機能を有する第３の層、化学化合物を主に除去する第２の層及び微生物学的汚染物を主に濾過する第１の層を順次交差するように押送し得る。
【００４１】
ポリマー繊維の第３の層は、50〜100ミクロンの平均細孔寸法を有しながら、先行層の平均多孔度よりも大きい平均多孔度を示すのが好ましい。
【００４２】
本発明の好ましい観点では、本発明の濾過中隔を構成する３つの層の各々は、0.1〜0.2mmの厚みを有するポリマー繊維の不織材料の複数の薄いシートを重ねることにより形成される。
【００４３】
各々のシートはそれが属する層と一致する多孔度を示し、層中の別のシートとは別個に相対的な官能化処理を受けることは明らかである。
【００４４】
この解決策により、濾過中隔の各々の単一層の実現方法は、層が有すると予定される特性によって有効に最適化できる。
【００４５】
本発明の更なる特徴及び利点は、単に限定されない例により与えられた且つ添附図面により助力された次の記載からより良く見出されるであろう。
【００４６】
図１は本発明による水の飲料適性化用濾過器の軸断面図解図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は緊急の状況で調節されていない供給源から入来する水を飲めるように用いるのに適当な単一使用の使い捨て型の運搬可能な濾過器１を例示する。
【００４８】
濾過器１は濾過すべき水用の入口２０と濾過した水の出口１２とを備えた外部被覆２を含有する。
【００４９】
外部被覆２は、内部容積を２つの別個の区室、入口２０と接続して配置した第１の区室２２及び出口２１と接続している第２の区室２３に分割する濾過中隔３を収容する。
【００５０】
この様にして、第１の区室２２から第２の区室２３に進行する水は、飲料適性化処理を受けながら、濾過中隔３を通過させる。
【００５１】
図１に示した通り、濾過中隔３は３つの隣接する濾過層を含有し、それぞれ第１の層３０、第２の層３１及び第３の層３２を含有する。濾過層３０，３１及び３２は、処理すべき水の流れにより連続して交差されるように、連続して相互に接続されしかも濾過器１の内部に設けられる。特に、水の流れは先ず第３の層３２に交差し、次いで第２の層３１に交差し、最後に第１の層３０に交差するように強制される。
【００５２】
第３の層３２は主に予備濾過器として機能する。何故ならば水から大きな寸法の粒子及び懸濁した固体を除去するからである。第２の層３１は主に化学化合物及び有機分子を除去する。第１の層３０は主に水を消毒し、微生物及び細菌を水から除去する。
【００５３】
例示した例では、層３０,３１及び３２は一般に平坦な形状を有し、濾過中隔３を濾過すべき水により軸方向に交差させるのに適当とさせる。然しながら、層３０，３１及び３２はトロイド形状を有しても良く、１つの層を別の層に挿入でき、その結果として濾過器は放射状に交差し得る。
【００５４】
本発明によると、第１の層３０は、ポリマー材料好ましくはポリプロピレン又はポリアミド（ナイロン）のミクロ繊維製の微孔質濾過構造によって構成される。
【００５５】
微孔質構造は約24ミクロンの平均細孔直径を有し、該構造を形成するポリマー繊維は抗細菌性を有する少なくとも官能基を含有するモノマーの包有によって官能化される。官能基はアンモニウム基であるのが好ましい。
【００５６】
この様にして、微孔質構造は物理的作用により、大きな汚染物を保持し、然るに添加したアンモニウム基（ポリマー繊維に添加した）は細菌及び微生物と結合し、これらを殺滅する。
【００５７】
構造上の観点から、第1の層３０はポリマーミクロ繊維製の不織材料の薄いシートの１群により形成され、その該シートは包袋形状に重ねられる前に別個に製造される。該シートは0.1〜2mmよりなる厚みを有するのが好ましい。
【００５８】
より詳しく言えば、各々の単一シートは溶融吹込法を用いて製造される。この様にして、溶融吹込法の操作パラメータを特別に調節することにより、既定の平均多孔度を有する微孔質構造が得られる。
【００５９】
製造したからには、該シートに、そのポリマー繊維上に沈着すべきモノマーを含有する水溶液を含浸する。特に、ポリマー繊維に前記のアンモニウム基を添加するには、前記の水溶液はアンモニウム基を含有するモノマー及びオリゴマーを含有しなければならず；これらは例えば［2(メタクリルオキシ)エチル］トリメチルアンモニウムクロライド又は［2(メタクリルオキシ)プロピル］トリメチルアンモニウムクロライドの如きメタクリルモノマーあるいはジアリルジメチルアンモニウムクロライド又はビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドの如きビニルポリマーであり得る。
【００６０】
メタクリルモノマーは一般にビニルモノマーよりもずっと反応性であることが示されたのでメタクリルモノマー溶液を用いるのが好ましい。［2−(メタクリルオキシ)エチル］トリメチルアンモニウムクロライドを用いて優れた結果が達成された。
【００６１】
この点で、モノマーとポリマー繊維との間の化学結合部の形成を促進するために不織材料のシートは溶液中のモノマーとポリマー繊維との間の化学的な相溶性を増大する目的を有する処理を受ける。この目的のため該シートがプラズマ処理を受けるのが特に有効である。プラズマ処理は、プラズマとして普通知られる、励起した原子、分子、イオン、フリーラジカル及び別の準安定な粒子から構成される部分的にイオン化したガスにポリマー材料の表面を暴露することに在る。該プラズマは火花放電として知られる作用が行なわれるまで処理ガス（プロセスガス）又は処理ガスの混合物に低圧で強い電場を印加することにより生成される。得られる物理的なプロセスは処理ガスの分子と自由電子との衝突にあり、続いてガスの分子の解離と処理を受けるポリマー材料の表面と相互作用してその表面上にフリーラジカルを生成する多数の反応種の形成とを伴なう。フリーラジカルは付加反応を受けて、元のポリマー材料の特性とはきわめて異なる特性を有するポリマー表面を生成する。ガスの混合物中のガスは空気、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、メタン、アンモニア及び種々のモノマーよりなり得る。
【００６２】
プラズマとポリマー表面との相互作用は、用いた処理ガス及び採用した操作条件に応じてポリマー材料特性に種々の変更を生じ得る。
【００６３】
工業上、プラズマは、処理ガスを充填した且つ処理すべきポリマー基材を定置させた反応室の内部で製造される。反応室は採用した操作条件と調和した値にまで処理ガスの圧力を降下させるために、内部真空を生成する通常のシステムに組合せてある。電場は反応室に定置した一対の電極により発生され、該電極は直流発生器又は交流発生器の何れかに接続し得る。
【００６４】
別法として、電場はマイクロ波発生器又は高周波発生器により得られる。
【００６５】
本発明においては、プラズマ処理は不織材料シートのポリマー表面上に準安定種、例えば溶液に存在するモノマーと化学結合部を形成するマクロラジカルを生成する。
【００６６】
この様にして、モノマーの付加は、通常は1mm以下である深さにまで、処理される不織材料シートの薄い表面部分に主に関係する。然しながら、該シートは実際上きわめて薄いので、その繊維の全てが十分に官能化されると推量するのが妥当である。特に、約0.2ミリバールの圧力条件で約45J/cm2の電解エネルギーを印加しながらアルゴンガスの高周波プラズマに不織材料のシートを暴露することにより優秀な結果が得られた。
【００６７】
前記のプラズマ処理に対する別法として、ポリマーシートの表面上にフリーラジカルの形成及び従ってモノマーの付加は別型式の処理によって有効に生起し得る。１例は、ポリマーシートにモノマー溶液を含浸させ且つ高エネルギーのＵＶビームに暴露する処理である。
【００６８】
本発明においては、濾過中隔３の第２の層３１は、活性炭によって官能化されたポリマー繊維の微孔質構造によって構成され、活性炭は処理すべき水中に存在する化学化合物及び有機分子を吸着できる。炭素は特別な加熱処理又は化学処理によって賦活化される。活性炭は50〜1,500m2/ｇで変動する内面を有する多孔質吸着剤である。
【００６９】
第2の層３１の微孔質構造は好ましくはポリアミド又はポリプロピレンで製造され、好ましくは24ミクロンの平均細孔寸法を有しながら第1の層３０の平均多孔度と同様な平均多孔度を有する。
【００７０】
第２の層３１はまた薄い不織材料シートの集成体から形成され、該シートは別個に製造され、その後に互いに重ね、束ねられる。より詳しく言えば、第２の層３１に属する各々の単一シートは先ず溶融吹込法により形成される。
【００７１】
次いで該シートに水と活性炭の非凝集粒子とを含有する液体混合物を含浸させる。その後に、該シートは超音波を受けてポリマー繊維内に活性炭粒子の挿入及び捕捉を生起する。最後に、該シートは約60℃の温度で乾燥して水を除去する。
【００７２】
この様にして、活性炭の粒子はシートのポリマー繊維の内部に物理的に捕捉され、かくして水の濾過中にそれらの作用を発揮し得る。
【００７３】
濾過中隔３の第３の層３２はまたポリマーナノ繊維、好ましくはポリプロピレン又はポリアミドの微孔質構造により構成される。特に第３の層３２は大きな粒子及び処理すべき水に懸濁する固体分を阻止するために好ましくは50〜100ミクロンよりなる平均細孔寸法を有しながら中度及び高度の多孔度を示し、連続層３１及び３０用の予備フィルターとして主に機能する。
【００７４】
他の層についてと同様に、第３の層３２は溶融吹込法を介して得られたポリマー繊維製の一群の不織材料シートを重ねることにより有効に製造し得る。
【００７５】
濾過器１を用いる目的に従って、濾過中隔３を通る水の進行は手動ポンプを用いるポンプ押送によりあるいは単に重力の力により濾過器１それ自体よりも高い位置に配置したタンクからの水の自由降下により行なわねばならないことが想定される。
【００７６】
更には、濾過器は使用できなくなる前に約20リットルの水を処理できるのが好ましい。この様にして、並列に設けた幾つかの濾過器1（個数で約20個）から形成した濾過組みを提供することにより、比較的短時間（約６日）少数の人々（大体４人）の最低必要分を満足させ得る基準寸法（モジュール）を生成し得る。これは全体で480〜500リットルの水を製造することを意味する。
【００７７】
約20リットルの濾過能力を有する濾過器１を実現するには、濾過中隔３の濾過層３０，３１及び３２は、同じ直径と異なる厚みとを有する円筒体で好ましくは形成される。
【００７８】
特に、直径は６cm以上であるのが好ましく；第１の層３０の厚みは10〜30cmよりなり；第２の層３１の厚みは1〜3cmよりなり；第３の層32の厚みは2〜6cmよりなる。
【００７９】
「厚み」とは層３０，３１及び３２が濾過すべき水の流れにより交差する方向に対して平行に伸びる層３０，３１及び３２の寸法を記載するのは明らかである。
【００８０】
第１の層３０が約19cmの厚みを有し、第２の層３１が約2cmの厚みを有し、第３の層３２が約4cmの厚みを有し、約6cmの直径を有する濾過中隔３を用いて優れた結果が得られた。
【００８１】
この様にして、約25cmの全体の厚みを有するきわめて緻密な濾過中隔３が得られ、処理すべき水に含有される細菌装入量の99.99％までを除去できる。
【００８２】
ここで提案した寸法は性状が単に示してあり、例えば異なる濾過能力を有する濾過中隔３を構成しようとする時には、かなり変化を受けることができるのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
図１は本発明による水の飲料適性化用濾過器の軸断面図解図である。
【符号の説明】
【００８４】
１．濾過器
２．外蓋
３．濾過中隔
２０．入口
２１．出口
３０．第１の層
３１．第２の層
３２．第３の層
【図１】
2009536092.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月4日(2008.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の飲料適性化用の濾過中隔であって、ポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第１の層（30）を含有してなり、このポリマー繊維上に抗細菌性を有する少なくとも１つの官能基を含有する分子を挿入し、抗細菌性を有する少なくとも官能基はアンモニウム基であり、前記の分子はモノマー及びオリゴマー群に包含され、該分子はメタクリルモノマー又はビニルモノマーである、濾過中隔。
【請求項２】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロライド、［2（メタクリルオキシ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド及びビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドにより構成される群に包含される請求項１記載の中隔。
【請求項３】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロライドの分子である請求項１記載の中隔。
【請求項４】
第１の層（30）を形成するポリマー繊維はポリプロピレン繊維又はポリアミド繊維である請求項１記載の中隔。
【請求項５】
第１の層（30）は20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を示す請求項１記載の中隔。
【請求項６】
第１の層（30）は10〜30cmよりなる厚みを示す請求項１記載の中隔。
【請求項７】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成された少なくとも別の層（31）を含有し、該繊維のうちに活性炭が挿入されている請求項１記載の中隔。
【請求項８】
活性炭は500〜1,500m2/gで変化する内面を有する多孔質吸着剤である請求項７記載の中隔。
【請求項９】
第１の層（30）及び別の層（31）は、濾過すべき流体によって連続して交差するような仕方で設けられる請求項７記載の中隔。
【請求項１０】
別の層（31）は20〜30ミクロンよりなる平均細孔直径を示す請求項７記載の中隔。
【請求項１１】
別の層（31）は1〜3cmよりなる厚みを示す請求項７記載の中隔。
【請求項１２】
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有する、ポリマー繊維の多孔質構造によって形成された少なくとも別の層（32）を含有する請求項１記載の中隔。
【請求項１３】
第１の層（30）及び別の層（32）は、濾過すべき流体によって連続して交差するような仕方で設けられる請求項１２記載の中隔。
【請求項１４】
別の層（32）は50〜100ミクロンよりなる平均細孔直径を示す請求項１２記載の中隔。
【請求項１５】
別の層（32）は2〜6cmよりなる厚みを有する請求項１２記載の中隔。
【請求項１６】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第２の層（31）を含有し、該ポリマー繊維の間には活性炭の粒子が挿入され、第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を示すポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第３の層（32）を含有する請求項１記載の中隔。
【請求項１７】
第１の層（30）、第２の層（31）及び第３の層（32）は濾過すべき流体によって連続して交差されるような仕方で設けられ、第２の層（31）は第１の層（30）と第３の層（32）との間に介在する請求項１６記載の中隔。
【請求項１８】
濾過すべき流体用の少なくとも入口（20）と濾過後の流体の出口（21）とを備えた外部被覆（2）を含有し、該被覆（2）の内部容積を２つの別個の区室に分離する濾過中隔（3）を備えた流体用濾過器であって、該区室のうち第1の区室（22）は入口（20）に接続しており第２の区室（23）は出口（21）に接続している流体用濾過器において、濾過中隔（3）は請求項1〜17の何れか１つを有することを特徴とする流体用濾過器。
【請求項１９】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成される少なくとも第１の層（30）を製造する段階を包含し、該ポリマー繊維は抗細菌性を有する少なくとも官能基を含有する分子の挿入によって機能化され、該ポリマー繊維は、ポリプロピレン又はポリアミド製の繊維であり、抗細菌性を有する官能基はアンモニウム基であり、前記分子はモノマー及びオリゴマーによって構成される群に包含され、該分子はメタクリルモノマー又はビニルモノマーである、流体の濾過用濾過中隔の製造方法。
【請求項２０】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロライド、［2（メタクリルオキシ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド及びビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドによって構成される群に包含される請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
分子は［2（メタクリルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロライドの分子である請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
第１の層（30）の製造は、
ポリマー繊維から不織材料製のシートの一群を形成し；
シート上に、抗細菌性を有する少なくとも官能基を含有する分子を挿入することにより該シートの各々を機能化し；
第１の層（30）を得るのに該シートの累置した束を形成する段階からなる、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
シートは0.1〜2mmよりなる厚みを有する請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
シートは20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を示す、請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
ポリマー繊維製のシートは溶融吹込法により単独で得られる請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
ポリマー繊維の各々のシートの機能化は；
シートに前記分子を含有する液体溶液を含浸させ、その後に該シートを、前記分子とポリマー繊維との間で化学結合部の形成を促進するのを意図した表面処理にかけることからなる、請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
表面処理はポリマー繊維のシートを紫外線に暴露することにある請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
表面処理はポリマー繊維のシートを既定のガス又はガス混合物のプラズマに暴露することにある請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
ガス又はガス混合物は空気、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、メタン及びアンモニアによって構成される群から選ばれる請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
ガスはアルゴンである請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
アルゴンプラズマは圧力が約0.2ミリバールである雰囲気で得られる請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
プラズマはアルゴンを約45J／cm2のエネルギーを有する電場にかけることにより得られる請求項３０記載の方法。
【請求項３３】
ポリマー繊維の多孔質構造によって形成した別の層（31）を生成し、その際ポリマー繊維は該繊維同志間に活性炭の粒子を挿入することにより機能化され；しかも
別の層（31）と第１の層（30）とが、濾過すべき液体によって連続して交差されるに適当とするように別の層（31）を第１の層（30）に結合する別の段階を包含してなる請求項１９記載の方法。
【請求項３４】
ポリマー繊維はポリプロピレン又はポリアミドの繊維である請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
活性炭は500〜1,500m2/gで変動し得る内面をもつ多孔質吸着剤である請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
別の層（31）の製造は、
ポリマー繊維から不織材料製のシートの1群を形成し；
該シートの各々のポリマー繊維に活性炭の粒子を挿入し；且つ別の層（31）を得るのに該シートの累置した束を形成する段階からなる請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
ポリマー材料のシートは0.1〜2mmよりなる厚みを有する請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
第２の層（31）は20〜30ミクロンよりなる平均細孔寸法を有する請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
ポリマー繊維のシートは溶融吹込法により単独で得られる請求項３６記載の方法。
【請求項４０】
繊維の各々のシートのポリマー繊維間に活性炭の粒子を挿入することは、
該シートに活性炭の粒子を含有する液体混合物を含浸させ、該シートに超音波にかけ、
該シートを乾燥する段階からなる請求項３６記載の方法。
【請求項４１】
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有するポリマー繊維の多孔質構造により形成した別の層（32）を生成し、
別の層（32）と第１の層とを、濾過すべき液体により連続して交差されるに適当とさせるような仕方で結合する別の段階を包含する請求項１９記載の方法。
【請求項４２】
ポリマー繊維はポリプロピレン又はポリアミドの繊維である請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
第３の層は50〜100ミクロンよりなる多孔度を有する請求項４１記載の方法。
【請求項４４】
別の層（32）の製造は、
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有するポリマー繊維から不織材料製のシートの1群を生成し；
別の層（32）を得るのにシートの累置した束を形成する段階を包含する請求項４１記載の方法。
【請求項４５】
ポリマー繊維の多孔質構造により形成した第２の層（31）を生成し、その際ポリマー繊維は繊維間に活性炭の粒子を挿入することにより機能化されており；
第１の層（30）の多孔度よりも大きい多孔度を有するポリマー繊維の多孔質構造により形成した第３の層（32）を生成し；しかも濾過すべき液体により連続して交差されるに適当とさせるような仕方で第１の層（30）と第２の層（31）と第３の層（32）とを結合し、その際第２の層（31）は第１の層（30）と第３の層（32）との間に介在している別の段階を包含する請求項１９記載の方法。
【国際調査報告】
2009536092.tif 000004
2009536092.tif 000005
2009536092.tif 000006