JP4620155B2 - 純水供給容器 - Google Patents

Description

本発明は純水供給容器、特に超純水の供給容器に関する。

有機化学、無機化学、合成化学、生化学、生物化学等の広範な化学分野の基本的な処理操作において、処理操作対象物に純水または高度に精製した超純水を注いで洗浄する操作、あるいは、化学処理過程において、反応状態に応じて、煩雑に何度も純水を加えるという操作も極めてしばしば行われるものである。

（１）そのような問題を解決するために、柔軟なポリマー製容器に鶴首状の細管を付けた、洗浄瓶または洗瓶と呼ばれる容器が簡便に多用されることがある。この種の容器は、本体が柔軟なポリマーにて構成されているために、容器を握持して力を入れて容器を圧潰するだけで内部の液体が細管から効率よく吐出され、力を抜くと本体の弾力にて元に戻って、再度、液体の吐出が可能となる。また、細い細管が、鶴の首と頭部のように曲がっていて、先端が細く加工されているので、望む箇所に液体を自由に射出し易く、力の入れ加減により吐出速度も有る程度調節可能である。
（２）また、やや複雑な形態の手動式液体容器としてトリガー式のものが知られており、容器本体の上部にトリガー式ポンプを取付け、容器本体内部の底部から外部の吐出ノズルへと延びる細管を設け、細管には逆止弁を設け、トリガーを引くことにより液体を容器内から逆止弁を有する細管を経て吸い上げ、これを次のトリガーのストロークで加圧して、吐出ノズルへ導き、吐出させる。

上記（１）の例は特許文献１に記載がある。図３に示したように、従来の液体供給容器（洗浄瓶）は、柔軟なポリエチレン製の容器本体５Ａと、その上部の径部にねじで気密的に着脱できるポリエチレンキャップ４Ａと、噴出ノズル２Ａを備えたポリエチレンチューブ１Ａとから構成され、ポリエチレンチューブ１Ａがキャップ４Ａのチューブ保持部４Ｂにより固定または摺動可能に保持され、チューブ１Ａの他端開口部を容器本体５Ａの底に配置し液体１０Ａを吸引可能にする。この構造の洗浄瓶の容器本体５Ａを握持し所望程度に潰せば、瓶内の空気部分の内圧が高くなって液体がチューブ１Ａを経てノズル２Ａから吐出される。更に、容器の不使用時に周囲温度が上昇した時に瓶の内圧が高まってノズル２Ａから液体が吐出されることを防ぐために空気抜き８Ａを設けているが、通常の吐出操作時には閉鎖されるので吐出動作には関係がない。
上記（２）の例は特許文献２に記載がある。図４に示すように、トリガー式液体供給容器は容器本体１とその上部に取り付けたトリガー式噴出器本体２から成り、容器本体１は胴部３とその上側肩部４の上端のネジ付口頸部５からなる。トリガー式噴出器本体２はその本体部２ａ下面に筒状基部６を備え、筒状基部６の下部を円筒体１０に固定し、円筒体１０はその外向きフランジ９を、上記ネジ付口頸部５のネジに螺合するネジを有する装着筒８の内向きフランジ７により容器本体１に固定されている。なお１１は封止パッキンである。基部筒部６内には本体部２ａのポンプ室内へ液体を送るための吸い込み弁１２付の液体吸い込路としてチューブ嵌合筒１３が垂下し、また、嵌合筒１３にはコネクタ１４を介して吸い上げチューブ１５が接続され、コネクタ１４には逆止弁１６Ｂが設けられている。なお、１６Ａも逆止弁であるが容器が倒立した場合に供給経路となるものであり詳しくは説明しない。
また外気吸い込み路１８が本体２ａのシリンダ１７内に通じており、吸い込み路１８の上端はトリガー１９の操作で進退するプランジャ２０の後退時に外気吸い込み路１８の上端が開いて通気性で且つ非通水性の耐水性シート２１を通じて外気が取りこまれるようになっている。外気吸い込み路１８は、シリンダ１７に設けた第１通路１８ａ、筒体１０の頂部壁に設けた第２通路１８ｂ、及びこれらの間に設けた凹状溝１８ｃとからなり、通気性で且つ非通水性の耐水性シート２１は凹状溝１８ｃ内に配置されている。
上記構成ではトリガー１９の操作で液体は容器本体１１底部からチューブ１５に吸引され、逆止弁１６Ｂ、１２を経て噴出器本体２内に送られ、本体２内でトリガーの繰りかえし操作で加圧され、ノズル２ｂの先端から噴出される。このとき外気が通気性で且つ非通水性の耐水性シート２１を介して吸入される。こうして液体の逆流を防止しながら液体の供給が可能となる。
そのほか、（３）液体を供給する容器に、液体の供給量（吐出量、注出量）に相当した体積の空気を取り入れる際に容器とは別個のフィルタユニットを使用することは知られているが、それは容器とフィルタユニットが別個に設置される比較的大型のシステムであり、簡易な手動式純水供給容器に直接フィルタを取り付けたものではない。

実開平１−１３７７３４号公報 実開平１−６９６５８号公報

図３に示した特許文献１の洗浄瓶の構造では、空気抜き８Ａが外気の流入を許すので、空気中の汚染物質や粉塵が洗浄瓶内に容易に侵入して洗浄液例えば純水又は超純水を汚染する問題を生じる。一方空気抜き８Ａを閉鎖した状態では空気が入らないので容器本体５Ａを手で握る際に液体がノズルから吐出された体積分だけ容器本体５Ａが潰れ、手を離すと容器本体５Ａが復元する際にノズルから外気が容器チューブ１Ａを介して逆流し、容器本体５Ａ内部の液体を汚染させる問題を生じる。
一方、図４に示した特許文献２のトリガー式供給容器では、トリガー１９を引くと容器本体１底部からチューブ１５次いで逆止弁１６Ｂを通じてトリガー式噴出器本体２に液体が吸い込まれ、次いで加圧されてノズル２ｂから液体が放出されるが、同時にその分だけ外気が通気性で且つ非通水性の耐水性シート２１を介して吸入されるが、通気性で且つ非通水性の耐水性シート２１には空気を遮断する能力はないので、供給容器内の液体が次第に汚染されてくることになる。

（１）本発明は、 筒状壁部と頂部開口部を有するプラスチック製容器本体と、前記頂部開口部に気密的に取り付けられた蓋部と、該蓋部を貫通して前記容器本体内部へ延びた純水供給チューブと、前記蓋部の上部に取り付けられ前記純水供給チューブの上端に接続された吐出ノズルとを有する純水供給容器であって、
前記筒状壁部の純水収容部よりも上部位置に、純水供給時に外気を取り入れる空気取入れ通路を設け、該空気取入れ通路にはフィルタと容器本体内部の内圧が高くなったときに該空気取入れ通路を閉鎖する逆止弁とを設け、さらに前記供給チューブには逆止弁を設け、特徴として、前記フィルタは、浮遊微粒子特に細菌微粒子等の微粒子除去用の疎水性ろ過膜と、有機物（特に空気中の存在する揮発性有機物例えば環境ホルモン）吸着用の有機物吸着用の吸着剤層（例えば活性炭層）と、炭酸ガス汚染の限界が着色の変化を肉眼で検出可能なＣａ（ＯＨ） ₂ よりなる炭酸ガス吸収層とを重畳し、好ましくは穿孔板の間に挟み、この重畳体を透明な周壁で囲んだ、純水供給容器を提供する。
（２）より具体的な１つの形態では、上記（１）において、前記筒状壁部は、手により弾性的に圧潰可能であり、前記純水供給チューブの上端と前記吐出ノズルは気密的に直結されている。
（３）他のより具体的な形態では、上記（１）において、前記純水供給チューブの上端と吐出ノズルの間には、トリガー式の吸上げ送出し機構が配置されていることが好ましい。
（４）前記疎水性ろ過膜は好ましくは平均孔径が０．１〜１．０μｍ、より好ましくは０．２〜０．５μｍの多孔質材であり、空気中の浮遊粒子（特に細菌等の菌類）を濾過するようにする。平均孔径は用途が要求する純水の精製の程度に応じて選択できる。
前記吸着剤は分子ふるい、特に活性炭が好ましい。
前記炭酸ガス吸収層は好ましくは消石灰Ｃａ（ＯＨ）₂を主成分とする。
前記フィルタは容器本体の純水収容部側に第１の穿孔支持板を有することが好ましい。
また前記フィルタは前記容器本体の外側に第２の穿孔支持板を有しても良い。またＣａ（ＯＨ）₂の変色を観察できるように容器本体の部分、キャップの部分、又は第２の穿孔支持板が透視できるようにする。

圧潰式またはトリガー式などの簡易な手動式の純水（高度に精製された超純水を含む）供給容器において、プラスチック製の純水収容部を構成する容器本体部又キャップ部にフィルタを設けて清浄な空気を導入可能とし、同時に、ノズルから容器内部への空気の逆流や、空気取り込み口からの外気の流入による容器内の純水の汚染を防ぎ、使用中の残留純水が長時間に亘り汚染されないように保護した純水供給容器を提供する。
好ましい形態において、本発明は前記フィルターとして疎水性の多孔質フィルター膜、吸着層、及び／又は炭酸ガス吸収層を使用したため、空気中の粉塵、有機物、及び／又は炭酸ガスによる純水の汚染を防ぐことができる。
また、空気取入れ口の逆止弁を設けたので、清浄な空気が容器外部へ漏出するのを防ぐことができ、それによりフィルタの耐用寿命を向上することができる。
さらに、フィルタに炭酸ガス吸収層を設けることにより、純水が炭酸ガスを吸収することを防ぐことができ、また炭酸ガス吸収層を外部から観察できるようにしたので、炭酸ガス吸収層の着色状態を観察することによりフィルタまたは純水供給容器の使用限界を知ることができる。

本発明の第１の実施例による圧潰式純水供給容器を例示する。 本発明の第２の実施例によるトリガー式純水供給容器を例示する。 従来の圧潰式液体供給容器を例示する。 従来のトリガー式液体供給容器を例示する。 本発明のフィルタの実施例を示す。 本発明の第３の実施例による圧潰式純水供給容器を例示する。 本発明の第３の実施例の給水時の動作を説明する。 本発明の第３の実施例の給水終了時に生じる動作を説明する。

以下本発明の好ましい実施例を説明する。

実施例１
この実施例は、図3に従来例として示した形式の、ポリエチレン等の復元可能な弾性を有するプラスチック容器を手で圧潰することにより純水を供給する形式の純水供給容器を例示する。以下の説明では、参照符号は図３のものに対応する部分は同一の参照符号を用いる。図１に示したように、この実施例の純水供給容器（または瓶）は、柔軟な圧潰可能なポリエチレン容器本体５Ａと、その上部の径部にねじで気密的に着脱できるポリエチレンキャップ４Ａと、噴出ノズル２Ａを備えたポリエチレンチューブ１Ａとから構成され、ポリエチレンチューブ１Ａがキャップ４Ａのチューブ保持部４Ｂにより固定または摺動可能に保持され、チューブ１Ａの他端開口部を容器本体５Ａの底に配置し純水１０Ａを吸引可能にする。

チューブ１Ａの垂直部分の任意の箇所に逆止弁１６Ｂを設ける。これにより純水は常に吐出方向に流れることができる。
さらに、容器本体５Ａの筒状壁部の上部の肩部であって純水収容部分よりも上部位置に、フィルタ２３がねじ止め等により装着される。このフィルタ２３の詳細は後で図５に関連して説明する。
使用時の動作を説明するに、この構造の純水供給容器の容器本体５Ａを手で握持して圧潰すれば容器内の内圧が高くなって純水がチューブ１Ａを経てノズル２Ａから吐出される。
給水終了時には、容器本体５Ａは自身の弾性により復元するが、その際に容器内の内圧が低くなるのでチューブ１Ａ内の水と空気は逆流しようとするが、逆止弁１６Ｂが閉鎖するので逆流は阻止される。また、同時にフィルタ２３を経て清浄な空気が容器内に取りこまれる。また、容器本体の内圧が上昇すると清浄な空気がフィルタを通じて外部に漏れ出す場合があるので、空気取入れ通路に実施例３と同様な逆止弁を設ける。

実施例２
この実施例は、特許文献２に記載されたものと同様なトリガー式純水供給容器に関する例である。図２に示すように、トリガー式純水供給容器はやや硬質のプラスチック製容器本体１とその上部に取り付けたトリガー式噴出器本体２から成り、容器本体１は胴部３とその上側の肩部４の上端のネジ付口頸部５からなる。トリガー式噴出器本体２は本体部２ａ下面に筒状基部６を備え、筒状基部６の下部を円筒体１０に固定し、円筒体１０はその外向きフランジ９を、上記ネジ付口頸部５のネジに螺合するネジを有する装着筒８の内向きフランジ７により容器本体１に固定されている。筒状基部６内には本体部２ａのポンプ室内へ液体を送るための吸い込み弁１２付の純水吸い込路としてチューブ嵌合筒１３が垂下し、また、嵌合筒１３にはコネクタ１４を介して吸い上げチューブ１５が接続され、コネクタ１４には逆止弁１６Ｂが設けられている。
容器本体１の肩部４にはフィルタ２３がねじその他の固定手段により気密的に取り付けられている。
上記構成ではトリガー１９の操作で液体は容器本体１の胴部３の底部からチューブ１５に吸引され、逆止弁１６Ｂ、１２を経て噴出器本体２内に送られ、トリガーの繰り返し操作で、吸引された純水は加圧され、ノズル２ｂの先端から噴出される。このとき外気がフィルタ２３を通して容器本体１に吸入される。こうして純水の逆流を防止しながら液体の供給が容易に行われる。
この形式の容器では特にフィルタ２３を設置した空気取入れ通路に逆止弁を設けなくて良いが、温度上昇等により容器本体の内圧が上昇したときに清浄な空気が外部へ漏れるのを防ぐために、空気取入れ通路に実施例３と同様な逆止弁を設ける。

フィルタの構造
つぎに、実施例１及び２において使用するフィルタを説明する。図５は本発明で使用されるフィルタ２３の詳細を示す断面図である。ただし純水の不純物濃度に応じて一部の構成層の使用を省略できる。図５はもっとも好ましい実施例を示すものである。
フィルタ２３は、純水供給容器の内側から順に積層された、多数の開口２６を有する第１の穿孔支持板２５と、粒子除去用の疎水性ろ過膜２７と、有機物吸着用の活性炭層２８と、炭酸ガス吸収層２９と、多数の開口３１を有する第２の穿孔支持板３０とより構成され、そしてこの積層体は外枠３２により支持されている。外枠の外壁には例えば雄ねじ３３が形成され、それが、図１の実施例におけるポリエチレン製純水供給容器の容器本体５Ａの外壁の肩部に形成された開口部２４、または図２のトリガー式純水供給容器の肩部４に形成された開口部２４に設けた周壁３４の内ねじに螺合されて、フィルタの周囲を気密に保持する。
第１及び第２の穿孔支持板２５、３０はそれに接する層を指示でき且つ十分な通気性を有するように予め開口２６、３１の大きさと数を適宜に調整してこれらの条件を満足させればよい。
疎水性ろ過膜２７は好ましくは平均孔径が約０．１〜１．０μｍ、より好ましくは約０．２〜０．５μｍの多孔質膜であり、空気中の浮遊粒子を除去することができる。ろ過膜２７の材料としては容器が点灯した場合或いは使用時に横にされたときに容器内部の水が外部に漏れ出さないように疎水性ろ過膜から製造する。このような疎水性ろ過膜の材料としてはＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＴＦＥ（ポリトラフルオロエチレン）のような疎水性樹脂、あるいは疎水化処理を施したＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＳ（ポリスルフォン）等の公知の樹脂が使用できる。
吸着層２８は好ましくは活性炭層であり空気中に存在する有機溶剤、環境ホルモン、その他の揮発性有機物を吸着する。活性炭は安価で空気中に存在することのある広範囲な種類の有機物に対して吸着性を有するので好ましい。
また炭酸ガス吸収層は好ましくは消石灰Ｃａ（ＯＨ）₂を主成分とする。消石灰は炭酸ガスを吸収するので炭酸ガスによる純水の汚染も防止され、また炭酸ガスと反応して青色に変化するのでのフィルタの限界が肉眼で検出可能となる。第２の穿孔支持板３０は透明であり、前記Ｃａ（ＯＨ）₂の変色が観察できるようにする。

実施例３
この実施例は、図１に例示した形式の、ポリエチレン等の柔軟で復元可能な弾性を有するプラスチック容器の本体を手で圧潰することにより純水を供給する形式の純水供給容器の他の実施例を例示する。
図６に示したように、この実施例の純水供給容器（瓶）は、容器本体１０５と、その上部の径部にねじ（図示は省略）で気密的に着脱できるポリエチレンキャップ１０４と、注水口（噴出ノズル）１０２を備えたポリエチレンチューブ１０１とから構成され、ポリエチレンチューブ１０１がキャップ１０４のチューブ保持部１０３により固定または摺動可能に保持され、チューブ１０１の他端開口部を容器本体１０５の底に配置し純水Ｌ（図７〜８参照）を吸引可能にする。

チューブ１０１の垂直部分の任意の箇所（この例では下端部）に純水の供給方向への一方向流れを可能にする逆止弁１１６を設ける。この構造の純水供給容器の容器本体１０５を手で握持して圧潰すれば瓶内の空気部分の内圧が高くなって純水がチューブ１０１を経て注水口１０２から吐出される。
さらに、キャップ１０４の頂部には空気取入れ口１０６が設けられ、そこに空気の容器内への一方向流れを可能にする逆止弁１０７が取り付けられている。更にキャップ１０４の内部にはフィルタ１２３が保持されている。このフィルタ１２３の詳細は図５に関連して説明したものと同様でよいが、本実施例では特に疎水性ろ過膜１２７と吸着剤１２８のみが収納されている。疎水性ろ過膜１２７の下面にはフィルタの補強のため穿孔支持板１２５が設けられる。

この実施例による給水供給容器（瓶）の動作は実施例１の場合と同様であるが、逆止弁１０７を追加したために容器内の清浄な空気が外部に漏出ことが無く、そのためフィルタ１２３の寿命が長くなり、交換コストが抑制できる。
動作を説明するに、図７に示したように、給水が必要な時には、容器本体１０５を矢印のように手で握持して所望程度に圧潰すれば容器本体内の内圧が高くなって純水がチューブ１０１を経て送られ、注水口１０２から吐出される。この給水時間中には純水供給時の内圧で閉鎖する逆止弁１０７が作用するので容器内の清浄な空気は外部に漏出しない。
給水終了時には、図８に示したように、容器本体１０５は自身の弾性により復元する。その際に容器内の空気部分の内圧が低下するのでチューブ１０１内の水と空気は逆流しようとするが、逆止弁１１６が閉鎖するので逆流は阻止される。他方、空気取入れ口１０６に設けた逆止弁１０７は開放するので外気がフィルタ１２３を通過する際に清浄化され、次いで矢印Ａのように容器本体１０５内に吸引される。

以上のように、本発明によれば、手動式の純水供給容器の容器本体の純水収容部よりも上側の壁、又はキャップにフィルタを取り付け、それと共に供給チューブに逆止弁を取り付けたので、給水時には逆止弁が開いて給水が円滑に行われると共に、給水休止時には容器の内圧が減じるので、フィルタを通して外気が浄化されて容器内部に取りこまれ、同時に、逆止弁が閉じて外気が吐出ノズルを経由して容器内へ逆流する可能性が防止される。
また、実施例３のように、逆止弁をフィルタが配置された空気取り入れ口通路にも使用する場合には、容器内の清浄な空気の外気への流出が防止されるので、フィルタの寿命が長くなる。そしてフィルタは空気中に浮遊する粉塵、有機物、炭酸ガスのいずれか１種以上を除去することが可能となり、また炭酸ガスの除去に消石灰を使用することでフィルタの使用限界を知ることが可能となる。

１Ａ、１０１ ポリエチレンチューブ
２Ａ、１０２ 噴出ノズルまたは注水口
４Ａ、１０４ キャップ
５Ａ、１０５ 容器本体
１６Ｂ、１１６ 逆止弁
１ 容器本体
２ トリガー式噴出器本体
３ 胴部
４ 肩部
５ ネジ付口頸部
６ 筒状基部
１２ 吸い込み弁
１３ チューブ嵌合筒
１４ コネクタ
１５ 吸い上げチューブ
２３、１２３ フィルタ
２５、１２５ 第１の穿孔支持板
２６、３１ 多数の開口
２７、１２７ 粒子除去用の疎水性ろ過膜
２８、１２８ 吸着剤層
２９ 炭酸ガス吸収層
３０ 第２の穿孔支持板
３２ 外枠
３３ 雄ねじ
３４ 周壁

Claims (7)

1. 筒状壁部と頂部開口部を有するプラスチック製容器本体と、前記頂部開口部に気密的に取り付けられた蓋部と、該蓋部を貫通して前記容器本体内部へ延びた純水供給チューブと、前記蓋部の上部に取り付けられ前記純水供給チューブの上端に接続された吐出ノズルとを有する純水供給容器であって、
   前記筒状壁部の純水収容部よりも上部位置に、純水供給時に外気を取り入れる空気取入れ通路を設け、該空気取入れ通路にはフィルタと容器本体内部の内圧が高くなったときに該空気取入れ通路を閉鎖する逆止弁とを設け、さらに前記供給チューブには逆止弁を設け、特徴として、前記フィルタは、微粒子除去用の疎水性ろ過膜と、有機物吸着用の吸着剤層と、Ｃａ（ＯＨ） ₂ よりなる変色性の炭酸ガス吸収層との重畳体と、該重畳体を囲む透明な周壁とからなる、純水供給容器。
2. 前記筒状壁部は、手により弾性的に圧潰可能であり、前記純水供給チューブの上端と前記吐出ノズルは気密的に直結されている請求項１に記載の純水供給容器。
3. 前記純水供給チューブの上端と吐出ノズルの間には、トリガー式の吸上げ送出し機構が配置されている請求項１に記載の純水供給容器。
4. 前記疎水性ろ過膜は平均孔径が０．１〜１．０μｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の純水供給容器。
5. 前記フィルタは容器本体の純水収容部側に第１の穿孔支持板を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の純水供給容器。
6. 前記フィルタは前記容器本体の外側に第２の穿孔支持板を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の純水供給容器。
7. 前記有機物吸着用の吸着剤層は活性炭層である請求項１〜６のいずれか一項に記載の純水供給容器。

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