JP2002224669A - 水処理器用フィルター - Google Patents
水処理器用フィルターInfo
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Abstract
であっても、重金属類の除去能力が高く、しかも低圧で
十分な流量が得られる水処理器用フィルターを提供する
ことにある。 【解決手段】 汚れを含んだ水から汚れを取り除く水処
理器に用いられるフィルター1において、キレート官能
基を有するキレート形成性繊維をポリオレフィンからな
るバインダーで用いて固めたものからなる。
Description
水などに含まれる汚染物質を除去する水処理器に用いる
フィルターであり、より詳しくは、水溶液中の重金属類
を除去し、活性炭などと共に固化することでより効率よ
く汚染物質を除去することができる、水処理能力や性能
に優れた水処理器用フィルターに関する。
器のフィルターは、通常容器内に収納配置された吸着剤
で塩素や有機物、重金属などを吸着除去し、中空糸膜で
ミクロサイズの汚れ、赤サビや細菌などを取る構造を有
しているのが一般的である。
を形成することができる官能基を樹脂や繊維にペンダン
トしたものを用いて、水溶液中の重金属イオンを取り除
く技術が開示されている。
ーの具体的な構造としては、例えば円筒形の容器からな
るカートリッジ内に活性炭、イオン交換樹脂、無機化合
物などの吸着剤の部屋と中空糸膜の部屋とにそれぞれを
収納配置し、水をカートリッジ内に導入して吸着剤の部
屋へ送ってカルキ臭やカビ臭などをとり、次いで中空糸
の部屋へ送り、吸着剤で取り除けなかったものを除去す
るというものが挙げられる(例えば、特開平10−85
729号公報)。
の容器からなるカートリッジの中心に配置してその外周
側に吸着剤として活性炭を配置して、外周側から水を流
し、活性炭の層を通過させた後、中空糸膜を通過させて
処理済の水をカートリッジから出すという構造のものも
使用されている(特開平8―71541号公報)。
は通過せず、水のみが通過するような小径の孔を有する
膜に仕切られた部屋の中に粒状もしくは繊維状で蓄えら
れた状態で用いられるものであった。
プラスチック・マトリックス内に吸着剤として活性炭粒
子をトラップした水処理器が開示されている。多孔質プ
ラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させること
によって小さな粒径の活性炭を使用できるようにしたも
のである。
リマーで活性炭を固めたフィルターで、しかもそのポリ
マーとして1.0g/10min未満(ASTM D1
238、190℃、15kg Load)である低メル
トインデックスのポリマーを用いたものが開示されてい
る。
号公報に開示されているものは水中の重金属の除去に対
して効果を発揮するが、キレートを形成できる官能基を
ペンダントしたキレート樹脂を用いた場合、樹脂内部へ
の金属イオンの拡散が少ないので樹脂の質量の割には処
理効率が劣るという問題がある。一方、キレート形成性
繊維を用いた場合は、繊維の1本1本が金属イオンを含
んだ水に触れることができ、塊状の樹脂を用いるよりも
処理の効率が高いということができる。しかし、逆に塊
でないことが実使用する場合の取扱いを困難にしてい
た。
―71541号公報に開示されたような構造のフィルタ
ーでは、中空糸膜が高価である上に、フィルター全体に
おける中空糸膜の占める体積割合が大きく、例えばスペ
ースや重量の面で小型にならざるを得ない蛇口直結型水
処理器の交換カートリッジフィルターとして用いるに
は、活性炭などの吸着剤の使用量が制限される構造とな
っていた。
によって、塩素などが取れる寿命は比較的短いのが現状
であった。
イオン交換樹脂などを用いると水が吸着剤の層中を通過
するときに、自然と水みちがついてしまい、吸着剤を部
分的にしか使うことができないので、吸着除去する性能
の寿命が短くなってしまうことになる。
4753728号公報に示すような多孔質プラスチック
・マトリックス中に活性炭を分散させて固化したフィル
ターを用いている。このような構造にすることによっ
て、より粒径の小さな活性炭を使うことができるので効
率がよくなり、しかもフィルター全体に水の流れるよう
にすることができることから、活性炭による塩素などの
除去性能を長持ちさせることが可能である。
として使用するということについてはなんら開示されて
いない。また、蛇口直結型水処理器のフィルターは前記
のように軽量で小型であることが求められるが、活性炭
や、イオン交換樹脂などをプラスチック内に分散させた
ようなフィルターの場合、小型にすると塩素や重金属類
などの除去性能が十分に得られないという欠点があっ
た。また、蛇口直結型水処理器の場合、通常2.0〜
3.0L/min程度の流量を必要とするが、塩素や重
金属類などを除去する性能を上げるために、粒径の細か
い粉末状の活性炭や粒径の細かいイオン交換樹脂などを
使用すると流量が十分に得られないといった問題がある
ことがわかった。
に含まれる汚染物質を除去する水処理器フィルターにお
いて、金属イオン除去が可能であるとともにその処理効
率が高く、しか取扱いの面でも優れ、また、汚れや濁り
も除去することができ、それらの水を処理する性能が長
期にわたって維持でき、蛇口直結型水処理器のようなサ
イズが制限される用途においても、浄水性能が高く、し
かも十分な流量が得られる水処理器用フィルターの提供
を目的とする。
するために本発明の請求項1では、水から汚染物質を除
去するための水処理器用フィルターにおいて、キレート
性官能基が表面に存在する繊維からなるキレート形成性
繊維をポリオレフィンからなるバインダーで固化したこ
とを特徴とする。
フィン製のバインダーで固化することによって、キレー
ト形成繊維をブロック体(塊状物)として扱うことがで
きるので、フィルターとしての取扱いに優れ、様々な箇
所への適用が可能である。また、バインダーは多孔質体
であることから水がその内部にまで容易に浸透すること
ができ、ブロック体としても内部のキレート形成性繊維
が有効に活用でき、水処理効率が損なわれることがな
い。また、フィルター内に水みちを作ってしまうことが
なく、全体に水の流れを行き渡らせることができるの
で、コンパクトでしかも塩素や重金属類などの除去性能
において高い性能を得ることができる。
用フィルターとしており、キレート形成性繊維の金属イ
オンを除去する能力に加えて、水の濁りや臭いを除去す
ることができる。また、活性炭もバインダーにて固化す
るので活性炭もキレート形成性繊維と同様に有効に活用
することができる。
を用いた水処理器用フィルターとしており、通常の活性
炭を用いるよりも吸着速度が優れ、また吸着容量の点で
優れている。
フィルターとしており、繊維を配合することによって、
嵩が増してフィルターの空隙率を調整することができる
ので、より単位時間あたりの流量を調節することが容易
になる。
3g/10min(ASTM D1238、190℃、
15kg Load)のメルトインデックスを有するポ
リオレフィンである水処理器用フィルターである。
するポリオレフィンをバインダーとして用いることによ
って、バインダーが液状に溶融せずキレスト形成性繊維
や活性炭などの表面を覆ってしまうことがないので、適
度にバインダーとして働かせることができ、しかもより
少ない量で固化することができる。そのためキレスト形
成性繊維や活性炭などの吸着成分の量を多くすることが
でき、水を処理する性能を向上させることができる。
プの水処理器に用いるフィルターである水処理器用フィ
ルターであり、キレート形成性繊維や活性炭などの吸着
成分を有効に活用することができ、小サイズにおいても
水処理能力が高いという利点を有効に生かすことができ
るものである。
ターに用いるフィルター本体の斜視図であり、図2は水
処理器用フィルターの斜視図、図3は図2におけるA−
A断面図、図4は水処理器の断面図である。
フィルター本体2は、例えば図4に示すような蛇口直結
型の水処理器Sに装着使用するものである。形状は例え
ば図1に示すように中心軸位置孔を有する円筒形状であ
る。
ター本体2をベースとして他のものと組み合わせて構成
することができる。例えば、図2に示すものでは45〜
50mmφ×90〜100mm程度のサイズを有する円
筒形のフィルター本体2の外周面に、濾過層3を被覆配
置し、その頂面及び底面部分には不透水性のキャップ4
がかぶさっており、前記フィルター本体2との間を水が
通らないように水密性をもって接続されている。また、
フィルター本体2と底面のキャップ4には中心軸位置に
孔を有しており、水処理器用フィルター1の円筒の中心
軸位置に10〜15mmφ程度の孔5を有した構造とな
っている。
に取りつけたときの水の流れは、濾過層3側から、水を
取り込み、濾過層3で大きなごみなどの汚れを取った
後、水処理器用フィルター1を通過して残留塩素や有機
物を吸着除去し、孔5内に湧き出して水処理器Sの浄水
口Jから出されるという行程で処理が行われる。
口Gを備えており、水の流れを矢印で示すように水道W
から供給された水を切替レバーCなどによって、処理を
行う経路へ水を誘導して処理した水を出す場合と、何も
処理せずそのまま通過させて原水で出す場合を切りかえ
ることができるようになっている。そして、処理する場
合には、前記のような行程で処理されることになる。
フィルター本体2は、キレート性官能基が表面に存在す
る繊維からなるキレート形成性繊維をポリオレフィン製
のバインダーで固化した多孔質成形体である。
在するキレート形成性繊維は、水溶液中の金属イオンと
キレート生成を行い、水中の金属イオンを捕獲する。そ
のために金属イオンを除去することができるものであ
る。
取りこんで配位しキレート生成できるような基のことで
あり、例えばアシル基、アミノ基、イミノ基、チオール
基の1種とカルボキシル基をともに有するものやアミノ
基と2個以上のヒドロキシル基を有するキレート形成性
化合物などを挙げることができる。
具体例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタ
ミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポリアミン類、
エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジエチ
ルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミン、ジ
エタノールアミン等のモノアミン類、2−メルカプトエ
タノール、チオグリセリン、チオフェノール等のチオー
ル類等が挙げられる。
ト形成性化合物としては、グリシン、アラニン、アスパ
ラキン酸、グルタミン酸などのアミノ酸、イミノニ酢
酸、イミノニこはく酸、エチレンジアミンニ酢酸、エチ
レンジアミン三酢酸、エチレンジアミンニこはく酸、チ
オグリコール酸、チオりんご酸、チオサリチル酸、メル
カプトプロピオン酸などが挙げられる。
繊維の種類は特に限定されるものではなく、セルロー
ス、綿、麻、絹、毛などの天然繊維、ポリアミド、アク
リル、ポリエステルなどの合成繊維、ビスコース、アセ
テートなどの再生繊維等が挙げられる。ほとんどの場合
は、分子中にハイドロキシ基やアミノ基などの反応性官
能基を有しているので、それらを用いてキレート官能基
を導入することができるが、反応性官能基を有しない場
合でも酸化などの手段で導入することも可能である。ま
た、それらの形態はモノフィラメント、マルチフィラメ
ント、紡績糸、不職布、織布、編布などどんな形態でも
構わない。
象となる金属は、銅、ニッケル、コバルト、亜鉛、カル
シウム、マグネシウム、鉄、スカンジウム、イットリウ
ム、角燈、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリ
ウム、ユウロピウム、ガドリウム、ジスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、イッテルビウム、テクネチウ
ム、プロメチウム、フランシウム、ラジウム、ウラン、
プルトニウム、セシウムなどを挙げることができる。
フィンは水処理器のフィルターとしての用途として問題
なく使用できるために無毒性であることが必要になると
ともに、単体で成形した場合に多孔質体を形成しやすい
樹脂であることが好ましい。具体的には分子量が数十万
〜数百万程度の超高分子量ポリエチレンで原料の粒子径
が約100μm、カサ密度0.3g/cm3未満の樹脂
であって、メルトインデックスが、1.1〜2.3g/
10min(ASTM D1238、190℃、15k
g Load)であるものが挙げられる。
1g/10min(ASTM D1238、190℃、
15kg Load)未満であると、フィルター成形時
の流れが悪く、フィルター本体の基材を固めるために
は、バインダーの量を多くしなければならない。そうす
るとフィルター内に占めるキレート形成性繊維や活性炭
などの吸着成分の量が少なくなるので、水を処理する性
能は低くなってしまう。
が、2.3g/10min(ASTMD1238、19
0℃、15kg Load)をこえると、フィルター成
形時に溶融したポリマーが吸着成分の表面を覆ってしま
い、吸着性能を阻害するので好ましくない。
クスを有するポリマーであることによって高温において
適度な粘度であるがゆえ、ブロック成形時に溶融したポ
リマーが吸着成分の表面を覆ってしまうことがない。ま
た多孔質体を形成することはブロックのフィルター機能
を損なわない有効な結合材である。
のような方法が挙げられる。所定量のキレート形成性繊
維とバインダーを混合し、金型に充填後160℃前後の
温度にて所定時間加熱、圧縮し、冷却することによって
フィルター本体2を作成することができる。前記の加熱
後に圧縮量を調整することによって、フィルター本体2
の密度を調整することができる。
重量%以上の量が好ましい。5重量%よりもキレート形
成性繊維の量が少なくなるとフィルター中の吸着成分の
量が少なくなりすぎて十分な水処理能力を得ることがで
きず、また、バインダーの配合量は10重量%より少な
くなると固化することが困難になるので好ましくない。
応じて他のものを配合することは可能である。他に配合
するものとして挙げられるのは、活性炭、繊維などであ
る。活性炭を配合することによってキレート形成性繊維
で金属イオンを除去するのに加えて、水の汚れや臭いを
吸着除去することができる。活性炭は粒状のものでもよ
いし繊維状のものでもよいが、繊維状活性炭を用いるこ
とが吸着速度、吸着容量の面で優れているので好ましい
といえる。
の嵩を増やして空隙率を高めることができる。よって必
要に応じて繊維を配合し、空隙率の調整を行ってフィル
ターに水を流すときの流量を調整することが可能であ
る。繊維の種類は特に限定されるものではないが、フィ
ルター内での分散がよくなることを考慮すれば数百μm
程度の長さの短繊維を用いることが好ましい。
ンダーを所定の比率で混合し、しかもバインダーのメル
トインデックスも前記のような所定の範囲のものを用い
て活性炭などの基材との割合も所定範囲とすることによ
って、水の塩素や汚れなどを除去する効果が大きく、し
かも重金属類を除去することができる十分な性能と能力
を持ったフィルターを提供することができる。
ィルターの役割を果たし、固化したブロック本体の早期
目詰まりを防止することができる。仮に球形のもので表
現するとサイズが5μmφ相当以上のものを除去するこ
とができればよく、不織布、織布などの繊維材などを用
いることができ、不織布を用いる場合は3デニール程度
の繊維径を用いた厚み0.5mm程度のものを用いるこ
とができ、目付量でいえば50〜100g/m3程度で
ある。そうすることによって、フィルター本体2にて目
詰まりを起こすし易いようなサイズの汚れを除去するこ
とができるとともに濾過層3で目詰まりを起こしてしま
うというような問題も防止することができる。
器の形態に関係なく上下水、排水処理などに適用するこ
とができるが、上水の処理においては蛇口直結型、据え
置き型、予め台所の流し台などに組みこんだビルトイン
型、携帯型にでも適用することができる。蛇口直結型の
ような重量やサイズ的に制限がある場合でも十分な浄水
の性能を得ることができ、効果が顕著であると言える。
て本発明の効果を確認した。
性繊維(キレスト株式会社製、キレストファイバーIC
P)を10重量%、60−100メッシュパス粒状活性
炭を75重量%、バインダーとして1.5g/10mi
n(ASTM D1238、190℃、15kgLoa
d)の超高分子量ポリエチレン(Ticona Gmb
h製、HostalenGUR2105 )を15重量
%配合し、所定の金型にて160℃で1時間半加熱後冷
却し、圧縮量を調整し、固化した成形体ブロック密度が
0.55g/cm3となるような外径φ45×内径φ1
1×長さ92Lの活性炭ブロックを成形し、外円周部を
不織布で巻き、その両サイドを少なくとも一方に穴を設
けたポリエチレン樹脂にてキャップし水処理器用フィル
ターを得た。その得られた水処理器用フィルターにて鉛
水溶液(濃度2.9ppm)を2.0L/minの流量
になるよう水圧を調整し、濾過した濾過水を(株)島津
製作所製の原子吸光光度計AA−670型を使用して鉛
の除去能力の評価を実施した。
あるセルロース繊維を配合した以外は実施例1と同様に
水処理器用フィルターを成形し、実施例と同様の方法に
て評価を実施した。
ト株式会社製、キレストファイバーICP)を75重量
%、バインダーとして1.5g/10min(ASTM
D1238、190℃、15kgLoad)の超高分
子量ポリエチレン(Ticona Gmbh製、Hos
talenGUR2105 )を25重量%配合し、活
性炭を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、水
処理器用フィルターを成形し、実施例と同様の方法にて
評価を実施した。
無機化合物である粉末状ゼオライトを10重量%配合し
た以外は実施例1と同様に水処理器用フィルターを成形
し、実施例と同様の方法にて評価を実施した。
である。試験時水圧は濾過流量が2.0L/minの流
量となるときの示した値である。
いるのが確認でき、かつ試験時の水圧も低く維持されて
いる。実施例3では、更に十分に鉛が除去され鉛除去能
力において優れていることが確認できる。
が試験時の水圧が高く、通常1kgf/cm2程度の水
道圧では十分な流量が得られないことがわかる。
から汚染物質を除去するための水処理器用フィルターに
おいて、キレート性官能基が表面に存在する繊維からな
るキレート形成性繊維をポリオレフィンからなるバイン
ダーで固化したことを特徴とする。
フィン製のバインダーで固化することによって、キレー
ト形成繊維をブロック体(塊状物)として扱うことがで
きるので、フィルターとしての取扱いに優れ、様々な箇
所への適用が可能である。また、バインダーは多孔質体
であることから水がその内部にまで容易に浸透すること
ができ、ブロック体としても内部のキレート形成性繊維
が有効に活用でき、水処理効率が損なわれることがな
い。また、フィルター内に水みちを作ってしまうことが
なく、全体に水の流れを行き渡らせることができるの
で、コンパクトでしかも塩素や重金属類などの除去性能
において高い性能を得ることができる。
用フィルターとしており、キレート形成性繊維の金属イ
オンを除去する能力に加えて、水の濁りや臭いを除去す
ることができる。また、活性炭もバインダーにて固化す
るので活性炭もキレート形成性繊維と同様に有効に活用
することができる。
を用いた水処理器用フィルターとしており、通常の活性
炭を用いるよりも吸着速度が優れ、また吸着容量の点で
も優れている。
フィルターとしており、繊維を配合することによって、
嵩が増してフィルターの空隙率を調整することができる
ので、より単位時間あたりの流量を調節することが容易
になる。
3g/10min(ASTM D1238、190℃、
15kg Load)のメルトインデックスを有するポ
リオレフィンである水処理器用フィルターである。
するポリオレフィンをバインダーとして用いることによ
って、バインダーが液状に溶融せずキレスト形成性繊維
や活性炭などの表面を覆ってしまうことがないので、適
度にバインダーとして働かせることができ、しかもより
少ない量で固化することができる。そのためキレスト形
成性繊維や活性炭などの吸着成分の量を多くすることが
でき、水を処理する性能を向上させることができる。
プの水処理器に用いるフィルターである水処理器用フィ
ルターであり、キレート形成性繊維や活性炭などの吸着
成分を有効に活用することができ、小サイズにおいても
水処理能力が高いという利点を有効に生かすことができ
るものである。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 水から汚染物質を除去するための水処理
器用フィルターにおいて、キレート性官能基が表面に存
在する繊維からなるキレート形成性繊維をポリオレフィ
ンからなるバインダーで固化したことを特徴とする水処
理器用フィルター。 - 【請求項2】 活性炭を配合した請求項1記載の水処理
器用フィルター。 - 【請求項3】 活性炭が繊維状活性炭である請求項2記
載の水処理器用フィルター。 - 【請求項4】 繊維を配合した請求項1〜3記載の水処
理器用フィルター。 - 【請求項5】 バインダーが、1.1〜2.3g/10
min(ASTMD1238、190℃、15kg L
oad)のメルトインデックスを有するポリオレフィン
である請求項1〜4記載の水処理器用フィルター。 - 【請求項6】 水道の蛇口に直結するタイプの水処理器
に用いるフィルターである請求項1〜5記載の水処理器
用フィルター。
Priority Applications (1)
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