JPH03207414A - リン酸カルシウム系フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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、悪臭或分、ダスト
、ミスト等を捕捉し、その他の威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、口布等の繊維状物
質、活性炭、粘土、砂れき、珪藻土等の粒状物質、多孔
性陶磁器等の多孔賞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、口遇すべき対象により、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威分を吸着し
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、限外口過膜、逆浸透膜などを用いる膜ロ過
装直が開発されたが、これらは高価である． さらに、ザイッ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
用いて口遇しなければならず、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、口制
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、固体物賞のロ別だけでなく、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。

「発明の構戒」 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賞マトリックス中に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、口遇すべき気体又は
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、ハイドロキシアバタイト、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０．１μｍ未満であると、粒子同士が凝集して分散し
にくく、１００μｍを超えると、マトリックス中に付着
担持てきにくくなる。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
、１〜３０μｍ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綱から水と共に落下して
しまい、３０μｍ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威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、焼戒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
、焼威温度など、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５　０
　０　’Ｃ〜１３００℃の温度範囲で焼威する。５００
゜Ｃ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、焼戒を１３００゜Ｃ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．このように焼威
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。

多孔賞粒子を用いる場合には、気孔径は口別すべき対象
物質により異なるが、特にウィ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、多孔賞粒子の気孔率は１０〜７５％であるのが好
ましく、ｌＯ％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、多孔賞粒子として使用
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＄１１、ムコ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、パルブスラリーに
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、二ドルパンチなどを
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、空気清浄器、浄水器、脱臭装置、細菌及びウィルス
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．　Ｏ　ａ　ｍ、気孔率４５％、Ｃａ／Ｐ比
１．６７の平均気孔径０．０９μｍの多孔賞ハイドロキ
シアバタイト粒子１０００ｇを、ポリビニルアルコール
２０ｇを含んだ水ｌＯＯＯＨｌ中に分散させたスラリー
中に、厚さＩＯ閣、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゜Ｃで乾燥し、フィルターを
製造した。

実施例２ バルプを水に分散させ、濃度０．５％のバルプスラリー
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．　Ｏ　ｐ　ｍ、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ｌＯ．３μｍ、気
孔率６０％、Ｃａ／Ｐ比１．６７の平均気孔径１．０μ
ｍ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１０００ｄ中に分散
させたスラリー中に、二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／ｎ？
）を浸漬し、引き上げた後、２５゛Ｃで乾燥し、フィル
ターを製造した． 実施例４ 平均粒径２．２　μｍ、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６００ｄと混合した後、ポリエステル不織布
（ダイ二ック社製パネロン）上に印刷により付着させ、
次いで２５゜Ｃで乾燥してフィルターを製造した。なお
、印刷は４ｍ四方の正方形が１一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４５■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
す装置を構威した。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Ｉは、テドラ
バック１、フィルタ−２ａを装着したフィルターホルダ
ー２、ボンブ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１０
１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 第１表中の除去率は、原奥のうち何％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５ｏ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３ｒｄ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。

第２表 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、様々一なロ過・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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、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。 ３、リン酸カルシウム系化合物の粒子が０．１〜１００
   μｍの粒径を有するものである請求項１又は２記載のリ
   ン酸カルシウム系フィルター。 ４、粒子が多孔質である請求項１、２又は３記載のリン
   酸カルシウム系フィルター。