(57)【要約】【課題】  バタフライ弁に抗菌能力を付与して、その中を流れる流体中で細菌の繁殖することを防ぎ、これによって安全な流体を供給することのできるバタフライ弁を提供しようとする。しかも、その抗菌能力は、人体に対して有害な物質を流体中に排出せず、少なくとも数年ほどの長期間にわたって衰えることなく持続できるものにしようとする。【解決手段】  バタフライ弁に使用されるゴム製のシートリング、パッキン及びガスケット等の表面を抗菌剤含有のゴムで構成する。その際、抗菌剤としては、銀、銅、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、錫又はビスマスの化合物若しくはこれらのイオンを、アルミノ珪酸塩、シリカゲル、低分子ガラス、活性アルミナ、燐酸カルシウム、燐酸ジルコニウム等の無機質担体に担持させたものを粉末として使用する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムを主材とする弾性を持った成形体であって、表面が抗菌剤含有のゴムで構成されていることを特徴とするバタフライ弁用構成材。
【請求項２】
バタフライ弁の本体に固定されて弁体の外周に密接することができる円環状成形体であって、シートリングとして働くことを特徴とする、請求項１に記載の構成材。
【請求項３】
バタフライ弁の本体に付設された弁軸収容用の筒内に付設される成形体であって、弁軸の周りの軸封のためにパッキンとして使用されることを特徴とする、請求項１に記載の構成材。
【請求項４】
バタフライ弁とこれに接続される管のフランジとの間に挟まれてガスケットとして働くものであることを特徴とする、請求項１に記載の構成材。
【請求項５】
抗菌剤含有のゴムが、抗菌剤を０．１〜１０重量％含有していることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１つの項に記載の構成材。
【請求項６】
抗菌剤含有のゴムが、抗菌剤とゴムとを混練して得られた組成物からなることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１つの項に記載の構成材。
【請求項７】
抗菌剤含有のゴムが、抗菌剤を含まないゴムの表面に配置されて、成形体の表面に層をなして存在していることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１つの項に記載の構成材。
【請求項８】
抗菌剤含有のゴムが、抗菌剤を含まないゴムで成形された構成材の表面に、塗布されて存在していることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１つの項に記載の構成材。
【請求項９】
抗菌剤が、抗菌性成分を無機質担体に担持させて得られた無機質粉末であることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１つの項に記載の構成材。
【請求項１０】
抗菌性成分が、銀、銅、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、錫又はビスマスの化合物、若しくはそれらのイオンからなることを特徴とする、請求項９に記載の構成材。
【請求項１１】
無機質担体が結晶性アルミノ珪酸塩、無定形アルミノ珪酸塩、シリカゲル、低分子ガラス、活性アルミナ、珪藻土、活性炭、燐酸カルシウム、燐酸ジルコニウム、ヒドロキシアパタイト又は硫酸カルシウムであることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の構成材。
【請求項１２】
請求項１〜３及び５〜１１の何れか１つの項に記載の構成材を付設したことを特徴とする抗菌性バタフライ弁。
【請求項１３】
請求項４に記載の構成材を使用して配管することを特徴とする抗菌性バタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、抗菌性バタフライ弁及びその構成材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バタフライ弁はパイプの途中に付設されてパイプ内を流れる流体を制御するのに用いられる。バタフライ弁は、弁本体と弁体とを主な構成材料としており、その弁本体は円管状の流体通路を備え、その流体通路内に円板状の弁体を回動可能に収容している。こうしてバタフライ弁は弁体の回動により流体通路を開閉して、流体の流れを制御できるものとなっている。バタフライ弁は、そのほか流体通路を全閉にするために、弁本体と弁体との間にシートリングを介在させている。
【０００３】
シートリングは、弁本体の流体通路の内面に固定される環状体であって、その内面は流体に常に直接接触している。バタフライ弁の全閉時には、シートリングは弁体外周に密接して流体の流れを全面的に停止させる役目を果たすこととなる。このように、シートリングは弁体外周に密接して流体を止めることが必要とされるので、一般に弾性を持つことが必要とされ、一般にゴム、とくに合成ゴムで作られている。
【０００４】
バタフライ弁は、製薬業では無菌の水を輸送するのに用いられる。また、バタフライ弁は、食品工業では飲料水など人の体内へ入る流体の輸送に使用される。このような場合には、バタフライ弁は、有害物質を排出しないものでなければならず、また流体が停滞している間に流体を変質させたり、流体中で細菌を繁殖させたりするようなものであってはならない。このために、バタフライ弁は、その流体に接触する部分が人体に無害な抗菌作用を持つことが望ましい。
【０００５】
しかし、バタフライ弁はこれまで流体を漏洩させないことと、弁の全閉時に流体の流れを確実に停止させることとに専ら注意が払われてきた。このために、バタフライ弁では弁に抗菌作用を持たせようとの試みは全くなされなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、バタフライ弁に抗菌能力を付与して、その中を流れる流体中で細菌の繁殖することを防ぎ、これによって安心して使用できる流体を供給するバタフライ弁を提供しようとするものである。しかも、その抗菌能力は、人体に対して有害な物質を流体中に排出しないものであって、少なくとも数年程度の長期間にわたって衰えることなく保持し続けるものにしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
バタフライ弁は、前述のように弁本体と弁体とシートリングとで構成されている。そのうち、流体に常時直接接触する物はシートリングと弁体とである。弁体は主として金属で作られているので、本来細菌を繁殖させるものでなく、従って、一応抗菌力を持っている。これに対しシートリングは合成ゴムにカーボンブラックと加硫促進剤などを加えて成形されたものであるから、本来抗菌力の乏しいものである。シートリングは一見したところ表面が平滑のように見えるが、微視的には表面に凹凸があって、凹部に流体中の夾雑物が蓄積し易い構造となっている。従ってシートリングに流体が停滞した状態で永く接触していると、流体は変質したり、その中で細菌を増殖させたりするおそれがある。そこで、この発明者は、まずシートリングに抗菌能力を付与することによって、抗菌性のバタフライ弁を提供しようと企てた。
【０００８】
この発明者は、ゼオライトに銀、亜鉛などの金属イオンを吸着させて作られた抗菌性の無機質粉末を従来のシートリングの内周面に付着させておくと、シートリングは抗菌力を持ったものとなることを見出した。また、この抗菌力は人体に対して有害なものを排出せず、しかも永い期間にわたって保持されるものであることを見出した。
【０００９】
この発明者は、さらに実験を重ねた結果、抗菌性成分は銀、亜鉛に限らず、場合によっては銅、鉛、錫、ビスマス等の金属やその化合物であってもよいことを見出した。また、この抗菌性成分を担持する担体はゼオライトに限らず、一般に結晶性又は無定形のアルミノ珪酸塩、珪酸塩、シリカゲル、低分子ガラス、活性アルミナ、珪藻土、活性炭、燐酸カルシウム、燐酸ジルコニウム等であってもよいことを見出した。
【００１０】
バタフライ弁では、上述のシートリング以外にゴムの成形体としてグランドパッキンが用いられる。グランドパッキンは、弁軸の周りから流体が漏洩するのを防ぐために用いられるものであって、シートリングほど大きく抗菌性が必要とされるものではない。しかし、この発明者は、グランドパッキンもシートリングと同様に、抗菌能力を付与しておくと、これによってバタフライ弁は一層確実に抗菌能力を持ったものになることを見出した。
【００１１】
また、バタフライ弁は管に接続する際に、間にゴム製のガスケットを介在させることが行われている。このガスケットもシートリングと同様に抗菌能力を付与しておくと、これによって配管全体が充分な抗菌能力を持ったものとなることを見出した。この発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
【００１２】
この発明は、ゴムを主材とする弾性を持った成形体であって、表面が抗菌剤含有のゴムで構成されていることを特徴とする、バタフライ弁用構成材を提供するものである。
【００１３】
この構成材は、色々な形状のものとすることができる。例えば、シートリング、パッキン、又はガスケットとして使用できるものとすることができる。この構成材は、バタフライ弁に使用できるゴム製の成形体すべてを含んでいる。
【００１４】
また、この構成材は、全体が抗菌剤含有ゴムで構成されていてもよいが、また表面だけが抗菌剤含有のゴムで構成されていて、内部は抗菌剤を含まない従来のゴムで構成されたものとすることもできる。
【００１５】
また抗菌剤含有のゴムは、抗菌剤とゴムとを混練して作られた一様な組成物であることが好ましいが、混練することなく、抗菌剤とゴムとの混合物を液状にし、これを従来のゴム製構成材の表面に塗布して構成することもできる。液状にするには、混合物を加熱して液状にしてもよいが、また溶剤を使用して液状にしてもよい。
【００１６】
この発明では抗菌剤として有機物を用いることもできるが、無機物を用いることが好ましい。無機質の抗菌剤は、無機質の抗菌性成分を無機質の担体に担持させた固体を粉末としたものである。無機質の抗菌性成分は、銀、亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、錫又はビスマスの化合物、若しくはそれらのイオンである。
【００１７】
無機質の担体はゼオライトのような結晶性アルミノ珪酸塩のほか、無定形アルミノ珪酸塩、珪酸塩、シリカゲル、低分子ガラス、活性アルミナ、珪藻土、活性炭、燐酸カルシウム、燐酸ジルコニウム、ヒドロキシアパタイト、硫酸カルシウム等である。
【００１８】
無機質の抗菌性成分は、無機質の担体に対して０．５重量％以上含まれていることが好ましく、その中では１〜２０重量％含まれていることがさらに好ましい。この重量％は担体を１１０℃で乾燥したときの重量を基準にしている。
【００１９】
無機質の抗菌性成分を無機質の担体に担持させた抗菌剤は、これを粉末として用いる。粉末はその粒径が２５μｍ以下の微細なものであることが好ましい。
【００２０】
バタフライ弁に用いられるゴム製の構成材は、ゴムとして天然ゴムも合成ゴムも用いることができる。合成ゴムとしてはエチレン・プロピレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、シリコンゴム等を用いることができるが、そのうちではシリコンゴムを用いることが好ましい。
【００２１】
ゴム製の構成材は使用するゴムの種類によって配合される物が異なる。エチレン・プロピレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴムには大量のカーボンブラックが配合されるが、シリコンゴムにはカーボンブラックは配合されない。ゴム製の構成材はそのほか加硫剤，加硫促進剤、可塑剤、粘着付与剤等を加えて配合物とし、この配合物を加硫して作られる。この発明では、この配合物１００重量部に対し抗菌剤０．１〜１０重量部とくに０．５〜５重量部を加えて抗菌剤含有のゴムとする。
【００２２】
抗菌剤含有のゴムは、上記ゴムの配合物と抗菌剤との混合物を常温又は加熱下に混練して一様な組成物としたのちに、これをそのまま成形型に入れて所望の形に成形し、この発明に係る構成材とすることが好ましい。このとき、成形体全体が上記組成物で構成されていてもよいが、また上記の抗菌剤含有組成物は成形体の表面層にのみ存在し、成形体の内部は抗菌剤を含まないゴムが存在していてもよい。
【００２３】
また、この発明に係る構成材は、抗菌剤を含まないゴムで構成材を成形しておいて、その表面に上記の抗菌剤含有のゴム組成物を塗布その他の手段で付着させて作ることもできる。
【００２４】
この発明で用いるのにとくに適した抗菌剤は、ゼオライトを担体とし、これに銀、亜鉛などの金属イオンを担持させた抗菌性ゼオライト、シリカゲルにチオサルファイト銀錯塩を担持させてその表面をシリカで覆った抗菌性シリカゲル、及び燐酸カルシウム又は燐酸ジルコニウムの結晶体構造の一部を銀に置換したものである。
【００２５】
抗菌性成分として銀又は亜鉛系化合物を使用し、これを種々の担体に担持させた抗菌剤は市販されている。例えばゼオライトを担体とした銀系無機抗菌剤はシナネン社から「ゼオミック」の商品名で販売され、鐘紡社から「バクテキラー」の商品名で販売されている。また、燐酸ジルコニウムを担体とした抗菌剤は、東亜合成社から「ノバロン」の商品名で販売され、シリカゲルを担体とした抗菌剤は、松下電器社から「アメニトップ」の商品名で販売され、富士シリシア社から「シルウエル」の商品名で販売されている。この発明では、これらのものを使用することができる。
【００２６】
また、ガラスを担体とした抗菌剤は石塚硝子社から「イオンピュア」の商品名で販売され、興亜硝子社から抗菌性コンポジットガラスとして販売されている。また、燐酸カルシウムを担体とした抗菌剤は、新東Ｖセラックス社から「抗菌セラミックス」の商品名で販売され、サンギ社から「アパサイダー」の商品名で販売されている。この発明では、これらのものを使用することができる。
【００２７】
これらの抗菌剤は水に接触しても水中に有害成分を排出しない。また、充分な耐熱性を持っているのでゴムと加熱下で混練しても変質しない。その上に、これらの抗菌剤は水に接触すると、金属の陽イオンを発生し、これが微生物の細胞表層を透過し、細胞膜近傍に存在する酵素群を失活させて抗菌力を発揮するが、人体には無害であると云われている。しかも、これらの抗菌剤は極めて少量の抗菌性成分を長い期間にわたって放出するという徐放性を持っている。従ってこれらの抗菌剤は、バタフライ弁に用い、飲食用の流体に接触させて抗菌作用を発揮させるのに適している。
【発明の効果】
【００２８】
これまでバタフライ弁に使用されてきたゴム製の構成材は、シートリング、パッキン、ガスケット等色々のものがあるが、何れも抗菌性成分を含んでいないので、バタフライ弁を飲食用の流体を流すのに使用した場合、流体が長時間バタフライ弁内に停滞すると、流体が変質したり流体中に細菌が繁殖したりするおそれがあった。この発明によると、シートリング、パッキン、ガスケット等が表面を抗菌剤含有のゴムで構成されているために、抗菌剤が細菌の増殖を防ぐこととなり、従って飲食用の流体を安心して流すことができる。しかもそこで用いられている抗菌剤は流体中に排出される量が僅かであり、排出されても人体に無害であって、耐熱性を持ち、長く抗菌力を保持するので、安心して飲食用の流体を流すことができる。
【００２９】
抗菌剤は一般に高価なものが多いが、この発明によりとくに構成材の表面にだけ抗菌剤含有のゴムを配置するようにすると、抗菌剤の使用量を減らして所望の効果を挙げることができるので有利である。
【００３０】
また、この発明に係る抗菌性のシートリング、パッキン、ガスケットを用いると、これらが何れも抗菌能力を持っているから、流体の変質や流体中での細菌の増殖を確実に防ぐことができる。この発明は、このような効果をもたらすものである。
【実施例】
【００３１】
実施例ではゴムとしてシリコンゴムを用い、抗菌剤として銀系の抗菌性成分をシリコンペーストに担持させたものを用い、下記の割合の混合物を作った。以下で、部又は％というのは何れも重量を基準としている。
シリコンゴム配合物    １００部
抗菌剤（シナネン社製、商品名  ゼオミック）    ０．３部
【００３２】
上記の混合物をロールで混練し、これをシートリング成形用型内に入れて加熱して加硫とともに成形して抗菌性のシートリングを作った。また、同様にして抗菌性のパッキンと、ガスケットを作った。
【００３３】
上記のシートリングについて食品衛生試験と、浸出試験とを行った。食品衛生試験は昭和６１年厚生省告示第８５号に従い、鉛、カドミウム、亜鉛、その他の重金属と、フェノール、ホルムアルデヒド等の薬品の溶出を試験したが、何れも検出物は基準値以下で食品への使用に適合するものとされた。また、浸出試験は、日本水道協会の規定するＪＷＷＡ  Ｚ  １０８及び１１０の試験方法に従って、浸出液の味、臭気、濁度等の性状が試験されたが何れも異常なく、また、浸出液に含まれるクロム、亜鉛、鉄、塩素等の分析が行われたが、何れも基準値以下であって水道資材として使用するに適合するものとされた。
【００３４】
また、上記のシートリングとパッキンとを用いてこの発明に係るバタフライ弁を組み立てた。さらに、このバタフライ弁の両側に上記のガスケットを当接して配管した。
【００３５】
この配管中に大腸菌懸濁度（約１０６個／ｍｌ）の水を３７℃で２４時間停滞させ、その後滅菌済み燐酸緩衝液で配管内の水を洗い出し、測定培地を用いてこの水中の生存菌数を菌数平板希釈法によって測定した。その結果、生存菌数は全くないことが確かめられた。
【００３６】
比較のために抗菌剤を含まない従来のシートリングと、パッキンとガスケットを使用した配管を用いて、全く同様にして生存菌数を測定したところ、生存菌数は９．４×１０5 個／ｍｌであった。
【００３７】
これによって、この発明に係るバタフライ弁、並びにシートリング、パッキン及びガスケットの抗菌能力のすぐれていることが確認できた。
【００３８】
上記のバタフライ弁とガスケットを用いて配管し、大腸菌の代わりにセレウス菌、ぶどう球菌、メチシリン耐性黄色ぶどう球菌、腸球菌、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ菌、黒こうじかび、及び青かびについて実験したところ、同じような抗菌効果のあることを認めた。