JP2002273417A

JP2002273417A - 水処理用フィルター

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Publication number: JP2002273417A
Application number: JP2001085906A
Authority: JP
Inventors: Takuya Ueno; 拓哉上野; Tetsuo Ozeki; 哲男大関; Kazuaki Otsuki; 和明大槻; Toshio Matsumura; 俊夫松村; Takeshi Urabe; 剛卜部
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd; Osaka Gas Chemicals Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd; Osaka Gas Chemicals Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP4811755B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蛇口直結型で用いるようなコンパクトサイズ
であっても、残留塩素除去能力と有機物などの除去に加
えて重金属を除去する性能を長く維持することができ、
また中空糸膜を用いる必要なく微粒子をも除去すること
ができ、しかも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、十分な流量を確保しつつ高い
浄水性能を得ることができる水処理用フィルターを提供
する。【解決手段】水から汚染物質を除去するための水処理
用フィルターＡに関する。活性炭およびイオン吸着する
無機複合体を高分子量多孔質ポリマーからなる結合材で
固化した多孔質体１によって形成されている。そして活
性炭およびイオン吸着する無機複合体は平均粒径が１０
〜４０μｍの粒子と４０を超え２００μｍ以下の粒子を
１：１から１：７の質量比の割合で混合したものからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一般家庭に
おいて水道の蛇口などに取り付けたり、あるいはアンダ
ーシンクタイプや据え置きタイプなどとして使用される
浄水器に組み込んで、水道水から汚染物質を除去する用
途や、その他、上水に限らず中水、排水などの処理の用
途に用いられる水処理用フィルターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭などにおいて水道の蛇口等に取
り付けて使用される浄水器は、内部に交換カートリッジ
フィルターを設けて形成されている。この水処理用交換
カートリッジフィルターは、活性炭で水中の残留塩素や
有機物などを吸着除去し、中空糸膜でミクロサイズの汚
れ、赤サビなどを取る構造を有しているのが一般的であ
る。

【０００３】また、近年、水道水から鉛などの重金属を
除去する要求が高まっており、例えば、特開平４−２４
３５４３号公報にみられるように、重金属除去剤として
粒状体のイオン交換樹脂や、アルミノ珪酸塩鉱物である
ゼオライトを用いて重金属を除去することが知られてい
る。

【０００４】そして水処理用交換カートリッジフィルタ
ーの具体的な構造としては、例えば特開平１０−８５７
２９号公報にみられるような、円筒形の容器からなるカ
ートリッジ内に活性炭の部屋と中空糸膜の部屋をそれぞ
れ設け、カートリッジ内に導入された水を活性炭の部屋
へ送ってカルキ臭やカビ臭などをとり、次いで中空糸の
部屋へ送って、活性炭で取り除けなかった微粒子の異物
などを除去するというものが挙げられる。また特開平８
―７１５４１号公報にみられるような、円筒形の容器か
らなるカートリッジの中心に中空糸膜からなるチューブ
を配置すると共にその外周側に活性炭を配置し、カート
リッジ内に導入された水を外周側から流して、活性炭の
層を通過させた後、中空糸膜を通過させ、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ある。

【０００５】これら特開平１０−８５７２９号公報や特
開平８−７１５４１号公報のいずれのものも、活性炭
は、活性炭が通過せず、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、粒状で充填して
蓄えた状態で用いられている。また、重金属除去剤を用
いる場合においても、活性炭と同様に部屋内に粒状で充
填して蓄えた状態で用いられることになる。

【０００６】一方、特開平２−１７９８９号公報には、
多孔質プラスチック・マトリックス内に活性炭粒子をト
ラップした水処理器が開示されている。このものは、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。また、米国特許第４７５３７２８号公
報にもポリマーで活性炭を固めたフィルターが開示され
ており、このものではポリマーとしてメルトインデック
スが１．０ｇ／１０ｍｉｎ未満（ＡＳＴＭＤ１２３
８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）である低メルトイ
ンデックスのものが用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平１０−８
５７２９号公報や特開平８―７１５４１号公報に開示さ
れている構造のフィルターでは、微粒子の異物を中空糸
膜で除去するようにしている。しかし、中空糸膜は高価
であり、また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場合には、活性炭や重金属除
去剤の使用量が制限されることになり、従って活性炭や
重金属除去剤によって残留塩素や鉛などを取ることがで
きる寿命が短くなるという問題を有するものであった。
また部屋内に粒状の活性炭や粒状の重金属除去剤を充填
した状態で用いるので、水が活性炭や重金属除去剤の層
中を通過するときに、自然と水が流れる水みちがついて
しまい、水は活性炭や重金属除去剤の特定の部分にしか
接触せず、活性炭や重金属除去剤は一部だけが使用され
ることになって、残留塩素や鉛などを除去する性能の寿
命が短くなってしまうという問題もあった。

【０００８】一方、特開平２−１７９８９号公報や米国
特許第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
フィルターを用いる場合、より粒径の小さな活性炭を使
うことが可能になるので水処理の効率が良くなり、しか
も水みちがつくようなことなくフィルター全体に水が流
れるようにすることができるので、活性炭による残留塩
素などの除去性能を長持ちさせることが可能である。

【０００９】しかし、水処理器のフィルターとして使用
する場合、残留塩素や濁り、重金属などを十分に除去す
ることができて、なお且つ、ある程度の流量（通常１．
５〜３．０Ｌ／ｍｉｎ程度）で水をフィルターに通過さ
せることができることを必要とするが、残留塩素などを
除去する性能を上げるために、粒径の細かい粉末状の活
性炭を使用すると十分な流量を得ることができなくなる
ものであった。そして、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、活性炭を多孔質プラスチック・マトリクス内に分散
させたフィルターの場合、小型にすると塩素などの除去
性能を十分に得ることが難しくなると共に、逆に除去性
能を高めると十分な流量を得ることが難しくなるもので
あった。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みて成されたもので
あり、残留塩素などの除去に加えて重金属を除去する性
能を長く維持することができ、また中空糸膜を用いる必
要なく微粒子をも除去することができ、しかも蛇口直結
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、十分な流量を確保しつつ高い浄水性能を得ることが
できる水処理用フィルターを提供することを目的とする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
水処理用フィルターは、水から汚染物質を除去するため
の水処理用フィルターにおいて、活性炭およびイオン吸
着する無機複合体を高分子量多孔質ポリマーからなる結
合材で固化した多孔質体によって形成され、活性炭及び
イオン吸着する無機複合体は平均粒径が５〜４０μｍの
粒子と４０μｍを超え２００μｍ以下の粒子を１：１か
ら１：７の質量比の割合で混合したものであることを特
徴とするものである。

【００１２】このように活性炭及びイオン吸着する無機
複合体を結合材で固化した多孔質のフィルターとするこ
とによって、フィルター内に水みちが作られるようなこ
とがなく、全体に水の流れを行き渡らせることができる
ものであり、コンパクトでしかも残留塩素などの除去性
能において高い性能を得ることができる。また、活性炭
及びイオン吸着する無機複合材の粒径を以上のような２
種類のものを混合して用いることによって、活性炭によ
る残留塩素や微粒子などを除去する性能を十分なものに
保持すると同時に、十分な流量を得ることができる。

【００１３】請求項２の発明は、上記の請求項１におい
て、水処理用フィルターを構成する多孔質体の比表面積
が、４００〜２０００ｍ²／ｇであることを特徴とする
ものである。

【００１４】このように、結合材で固化した水処理用フ
ィルターの比表面積を所定範囲に設定することで、水中
の残留塩素、カビ臭、トリハロメタンなどを十分に除去
することができる。

【００１５】請求項３の発明は、上記の請求項１又は２
において、結合材としてメルトインデックスが、１．１
〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９
０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質ポリマー
を使用するようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】結合材としてこのようなメルトインデック
スのものを用いることによって、活性炭やイオン吸着す
る無機複合体を固化する際に結合材が液状に溶融せず活
性炭やイオン吸着する無機複合体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の結合材で活性炭及びイオン吸
着する無機複合体を固めることができるので、フィルタ
ー中に含まれる活性炭及びイオン吸着する無機複合体の
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。

【００１７】請求項４の発明は、上記の請求項１乃至３
のいずれかにおいて、イオン吸着する無機複合体がゼオ
ライトであることを特徴とするものであり、また請求項
５の発明は、ゼオライトの平均粒子径が１０〜４０μｍ
であり、ゼオライトの配合量が多孔質体中５〜２５質量
％であることを特徴とするものである。

【００１８】ゼオライトはアルミノ珪酸塩鉱物であるた
め、熱安定性に優れ、活性炭とともに結合材で固化する
際にイオン交換樹脂の場合のように成形の熱によって変
質することがなく、鉛などの重金属の除去性能が劣化す
ることない。またゼオライトとしてこのような微小な粒
子径のものを用いることによって、重金属との接触面積
を広くとることができ、重金属の除去性能を十分なもの
にすることができる。

【００１９】請求項６の発明は、上記の請求項１乃至５
のいずれかにおいて、結合材を多孔質体中に１０〜３５
質量％配合しており、かつ多孔質体の密度が０．４０〜
０．７０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とするものであ
る。

【００２０】フィルターを通過する水の流量は、活性炭
等と結合材との混合比や、成形する際の圧力のかけ方に
も左右されることになるが、固化した多孔質体の密度を
０．４０〜０．７０ｇ／ｃｍ³の範囲内に設定すること
によって、例えば蛇口直結型水処理用フィルターのよう
なコンパクトサイズであっても十分な流量を確保するこ
とができ、かつ十分に水の汚れを取り除くこともでき
る。

【００２１】請求項７の発明は、上記の請求項１乃至６
のいずれかにおいて、金型への活性炭とイオン吸着する
無機複合体と結合材を含む混合原料の充填中もしくは充
填後に振動を加えた後に、加圧により活性炭の粒子を座
屈させて間隙を緻密化させることによって、多孔質体中
の粒子が菱面体充填となっていることを特徴とするもの
である。

【００２２】金型に充填した混合原料に振動を加えるこ
とで、大径粒子の間隙に小径粒子が規則充填され、更に
加圧によって活性炭の粒子を座屈させて間隙を緻密化さ
せ、活性炭などの粒子間の間隙が最も少なくなる菱面体
の充填をとることができ、微粒子の異物を十分に除去す
ることができる。

【００２３】請求項８の発明は、上記の請求項１乃至７
のいずれかに記載の水処理用フィルターを、水道の蛇口
に直結して取付けられる蛇口直結型水処理器に用いるよ
うにしたものであり、フィルターの全体に水の流れを行
き渡らせることができるため、蛇口直結型水処理器用と
してサイズに制限があっても、活性炭による残留塩素な
どを除去する性能の高いものを得ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明に係る水処理用フィルター
Ａは、活性炭とイオン吸着する無機複合体からなる浄水
成分を高分子多孔質ポリマーからなる結合材で固化して
得られる多孔質体１によって形成されるものである。

【００２５】ここで、活性炭とは、無数の細孔を有する
炭素材であり、ヤシ殻、石炭、木材、ピッチなどを原料
として７００℃程度に加熱乾溜して炭素質有機物を分解
炭化し、これを水蒸気、二酸化炭素、水酸化カリウム、
塩化亜鉛などの賦活剤の存在化で高温にて加熱処理し、
反応しやすい無定形炭化部分をガス化して取り除くこと
によって得られたものを用いることができる。

【００２６】本発明の水処理用フィルターＡに用いられ
る活性炭は、上記のいずれの原料を用いたものでも使用
できるが、残留塩素除去の際、塩素で脆くなって粉が出
難いヤシ殻活性炭が好ましい。またヤシ殻活性炭の中で
も、比表面積が５００〜２２００ｍ²／ｇのものが好ま
しく、より好ましくは５００〜１８００ｍ²／ｇ、更に
好ましくは８５０〜１５００ｍ²／ｇである。尚、多孔
質体１中の活性炭の配合量は、後述のイオン吸着する無
機複合体や結合材の配合量の残量として設定されるもの
である。

【００２７】また活性炭の粒子はその形状から粉末状、
粒状、破砕状、ビーズ状などに分類され、いずれの形態
でも使用することができるが、本発明では、粒径の小さ
い活性炭と、粒径の大きい活性炭の２種類の活性炭の粒
子を混合して用いるようにしている。小径粒子の活性炭
としては５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの平
均粒子径を持つ活性炭を用いるものであり、大径粒子の
活性炭としては４０μｍを超え２００μｍ以下、好まし
くは４０μｍを超え１２０μｍ以下、より好ましくは４
０μｍを超え１００μｍ以下の平均粒子径を持つ活性炭
を用いるものである。そして小径粒子の活性炭と大径粒
子の活性炭を、後述のイオン吸着する無機複合体の粒子
も含めて、小径粒子と大径粒子が１対１から１対７の質
量比の割合になるように混合して用いるものである。こ
こで、本発明でいう平均粒径とは、各粒径の全粒子の体
積の全体に占める割合を粒径の小さい側から累積してい
き、累積が５０％に達したときの粒径（メジアン径）を
いう。

【００２８】このような２種類の粒径分布を有する活性
炭及びイオン吸着する無機複合体を前記のような比率で
混合し、これを高分子多孔質ポリマーからなる結合材で
結合・固化することによって、大径粒子の間隙に小径粒
子が充填され、活性炭及びイオン吸着する無機複合体を
緻密に充填にした多孔質体１を得ることができるもので
あり、塩素などの除去性能や、微粒子の異物の除去性能
が高く、また水の十分な流通量を長期に渡って得ること
ができる水処理用フィルターＡとして使用することがで
きるものである。

【００２９】ここで、小径の活性炭として平均粒径が５
μｍよりも細かいものを用いると、多孔質体１中の空隙
が少なくなってしまい、十分な水の流量が得られなくな
るおそれがある。また大径粒子の活性炭として平均粒子
径が２００μｍを超えるものを用いると、多孔質体１中
の空隙が大きくなり、微粒子の異物をろ過して除去する
性能が悪くなると共に、水が通過する空隙が大きくなる
結果、活性炭に接触することなく多孔質体１を通過して
しまう水が多くなり、水中の残留塩素などの除去性能が
悪くなるおそれがある。

【００３０】また本発明において、活性炭と混合して使
用されるイオン吸着する無機複合体としては、ゼオライ
ト、二酸化チタン、シリカゲルなどを挙げることができ
るが、その中でもゼオライトを用いることが好ましい。
ゼオライトは、主にナトリウムやカリウムのアルカリ金
属と、カルシウムやマグネシウムなどのアルカリ土類金
属を含み、水分子を結晶水の形で保有するアルミノ珪酸
塩鉱物である。そしてゼオライトは分子レベルの大きさ
の穴を無数に有し、吸収・吸着し易い特性と、鉱物中の
陽イオンが水中で他の陽イオンと互いに入れ替わるイオ
ン交換特性を有している。このためにゼオライトは鉛な
どの重金属イオンを容易に吸着して除去する性能を有す
るものである。更にゼオライトは熱安定性に優れてお
り、活性炭とともに結合材で固化する成形を行なう際
に、イオン交換樹脂を用いる場合のように成形時の熱に
より変質することがなく、鉛などの重金属を除去する性
能が低下するようなことがないものである。

【００３１】ここで、ゼオライトは天然ゼオライトと合
成ゼオライトに大きく分けることができ、いずれのもの
も使用することができるが、水に溶けないという点で合
成ゼオライトが好ましい。またゼオライトは重金属との
接触面積を広くとるために平均粒子径が約１０〜３０μ
ｍの微小なものを用いるのが好ましいが、このような微
小な平均粒子径のものを得るうえでも合成ゼオライトが
好ましい。

【００３２】ゼオライトの配合量は、水処理用フィルタ
ーＡを構成する多孔質体１の全体の５〜２５質量％の範
囲が好ましい。ゼオライトの配合量が５質量％に満たな
いと、重金属を十分に除去する効果が認められず、また
２５質量％を超えると、相対的に活性炭の配合量が減る
ことになるので好ましくない。

【００３３】また、活性炭やイオン吸着する無機複合体
の粒子を結合させる結合材としては、水処理用フィルタ
ーＡ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
度が０．３ｇ／ｃｍ³未満の樹脂を用いることができる
ものであり、メルトインデックスが１．１〜２．３ｇ／
１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋ
ｇＬｏａｄ）であるものが好ましい。

【００３４】結合材のメルトインデックスが１．１ｇ／
１０ｍｉｎ未満であると、多孔質体１を成形する時の流
動性が不足し、活性炭やイオン吸着する無機複合体を固
めるために、結合材の量を多くしなければならくなり、
この結果、多孔質体１中に活性炭やイオン吸着する無機
複合体が占める割合が相対的に少なくなり、多孔質体１
を水処理用フィルターＡとして用いるにあたって水の処
理性能が低くなってしまうおそれがある。また、結合材
のメルトインデックスが、２．３ｇ／１０ｍｉｎを超え
ると、多孔質体１を成形する際に溶融したポリマーが活
性炭の細孔部やイオン吸着する無機複合体の表面を覆っ
てしまい、多孔質体１を水処理用フィルターＡとして用
いるにあたって水処理性能が阻害されるおそれがあるの
で好ましくない。

【００３５】従って、結合材が上記の範囲のメルトイン
デックスを有するポリマーであると、成形時の高温にお
いて適度な溶融粘度を示し、溶融したポリマーで活性炭
の細孔部やイオン吸着する無機複合体の表面を覆ってし
まうようなことなく多孔質体１を成形することができる
ものであって、４００〜２０００ｍ²／ｇの高い比表面
積を有する多孔質体１を得ることができるものであり、
多孔質体１を高い浄水性能を有する水処理用フィルター
Ａとして使用することができるものである。

【００３６】また上記の超高分子量ポリエチレンの粒子
を結合材として用いて成形をおこなうと、球状が重なり
合った性状になるので、低密度、高空隙率の多孔質体１
を形成することができるものであり、水処理用フィルタ
ーＡとして高い機能を得ることができるものである。

【００３７】結合材の混合割合は、多孔質体１の全体に
対して１０〜３５質量％に設定するのが好ましく、かつ
結合材を固化した後の多孔質体１の密度が０．４〜０．
７０ｇ／ｃｍ³になるように成形するのが好ましい。

【００３８】結合材の配合量が多孔質体１の全体に対し
て１０質量％未満であると、活性炭やイオン吸着する無
機複合体を固化することが困難になり、逆に３５質量％
を超えると、結合材が活性炭やイオン吸着する無機複合
体の表面を覆う部分が多くなり過ぎて、活性炭やイオン
吸着する無機複合体によって水を有効に浄化できなくな
るおそれがある。また、多孔質体１の密度が０．４ｇ／
ｃｍ³未満であると、多孔質体１の剛性が低くなってし
まい、多孔質体１を水処理用フィルターＡとして用いる
にあたって脆く崩れ易くなるので好ましくない。逆に多
孔質体１の密度が０．７０ｇ／ｃｍ³を超えると、多孔
質体１が緻密になり過ぎて空隙が少なくなり、多孔質体
１を水処理用フィルターＡとして用いるにあたって、十
分な水の流量を得ることができなくなるおそれがある。

【００３９】そして、上記の所定量の配合で活性炭及び
イオン吸着する無機複合体と結合材を混合し、この混合
原料を金型に充填する。このとき、金型への充填中、も
しくは金型への充填後に、混合原料に振動を加えること
によって、大径粒子の間隙に小径粒子を規則充填させる
ようにしてある。大径粒子の間隙に小径粒子を規則充填
させると、活性炭及びイオン吸着する無機複合体の小径
粒子と大径粒子の最適配合比は、小径粒子と大径粒子が
同密度、同空隙率と仮定し、菱面体の理想最密充填をと
るなら質量比でεＺ：Ｚ（但しε（空隙率）＝０．２５
９５、Ｚ＝大径粒子の質量）、すなわち約１：４で与え
られる。しかし、イオン吸着する無機複合体の粒子径、
密度を考慮するとその配合比の範囲は１：１でも緻密化
が得られ、また振動後に活性炭粒子を座屈させ間隙を緻
密化させることでその配合比の範囲は１：７まで可能で
ある。従って、活性炭及びイオン吸着する無機複合体と
結合材を含む混合原料の充填中もしくは充填後に振動を
加えた後に、加圧により活性炭の粒子を座屈させて間隙
を緻密化させることによって、活性炭の粒子が菱面体充
填となった多孔質体１を得ることができるものであり、
粒子間の間隙が最も少なくなる菱面体の理想充填をとる
ことで、水中の微粒子の異物を十分にろ過して除去する
ことができるものである。

【００４０】水処理用フィルターＡとして用いる多孔質
体１の作製方法としては、次のような方法が挙げられ
る。すなわち、金型に上記のように充填された混合原料
を２００℃前後の温度にて所定時間加熱し、圧縮し、そ
して冷却することによって、多孔質フィルター１を作製
することができるものであり、加熱後の圧縮量を調整す
ることによって、多孔質体１の密度を上記のような０．
４〜０．７０ｇ／ｃｍ³の範囲に形成することができる
ものである。

【００４１】図１は本発明の水処理用フィルターＡとし
て使用される多孔質体１の一例を示すものであり、水処
理用フィルターＡは多孔質体１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及
び図３に示すものでは、直径４５〜５０ｍｍφ、高さ６
０ｍｍ程度のサイズで中心に直径１０〜１５ｍｍφ程度
の中心孔４を上下に貫通して設けた円筒形に多孔質体１
を作製してあり、多孔質体１の上面と下面に不透水性の
キャップ２、３を被せて取付けることによって、水処理
用フィルターＡを形成するようにしてある。下面のキャ
ップ３には多孔質体１の中心孔４に合致する通水孔５が
設けある。

【００４２】この水処理用フィルターＡを水処理器に取
り付けたときの水の流れは、多孔質体１の外周面から多
孔質体１内を通過し、中心孔４内に湧き出して通水孔５
から排出されるという経路になり、多孔質体１内を通過
する際に、活性炭によって水中の残留塩素や有機物など
が吸着除去されると共に、イオン吸着する無機複合体に
よって鉛などの重金属が吸着除去され、さらにミクロサ
イズの汚れや赤サビのような微粒子の異物は多孔質体１
によってろ過されて除去される。

【００４３】上記のように円筒形状の多孔質体１で形成
される本発明の水処理用フィルターＡは、例えば図４に
示すような水道の蛇口６に直接取り付けられる蛇口直結
型の水処理器７に装着して使用することができる。水処
理器７には浄水口８と原水口９が設けてあり、水の流れ
を矢印で示すように、水道の蛇口６から供給された水を
切替レバー１０などによって、処理を行う経路へ水を誘
導して水処理用フィルターＡで処理した水を浄水口８か
ら出す場合と、何も処理せずそのまま通過させて原水口
９から出す場合の切り換えがができるようになってい
る。そして水を水処理用フィルターＡで処理する場合に
は、上記と同様にして、水は水処理用フィルターＡを構
成する多孔質体１の外周面から多孔質体１内を通過し、
中心孔４内に湧き出して浄水口８から排出されるもので
あり、多孔質体１内を通過する際に、活性炭によって水
中の残留塩素や有機物などを吸着除去すると共に、イオ
ン吸着する無機複合体によって鉛などの重金属を吸着除
去し、さらにミクロサイズの汚れや赤サビのような微粒
子の異物を多孔質体１によってろ過して除去することが
できる。このように、微粒子の異物は多孔質体１によっ
て除去することができるので、微粒子の異物を除去する
ための中空糸膜を水処理器７内に設ける必要がなくなる
ものである。

【００４４】水処理用フィルターＡは実際には周囲を覆
うカバー１１も含めてカートリッジ１２としての形態で
供給されるものであり、蛇口６に固定されている基体１
３に脱着自在に取り付けるようにしてある。従って水処
理用フィルターＡの交換はカートリッジ１２の全体で行
なわれる。なお、本発明の水処理用フィルターＡを構成
する多孔質体１は他の添加物を混入してもよく、また水
処理用フィルターＡは別のフィルターと組み合わせて用
いることも可能である。

【００４５】次に本発明の実施例をおよび比較例を示
す。

【００４６】

【実施例】［実施例１］平均粒径が約２０μｍの活性炭
と平均粒径が約５５μｍの活性炭（両者とも、武田薬品
工業（株）製「Ｍグレード」）を用い、また平均粒子径
約２５μｍのゼオライト（エンゲルハルド社製イオン交
換ゼオライト「ＡＬＳＩＬ７０」）を１５質量％（混
合物の全体に対して）用い、小径粒子（約２０μｍの活
性炭と約２５μｍのゼオライト）と大径粒子（約５５μ
ｍの活性炭）を１：２．４の質量比で混合した。さらに
これに高分子量多孔質ポリマー（ＴｉｃｏｎａＧｍｂ
ｈ製「ＨｏｓｔａｌｅｎＧＵＲ２１０５」、メルトイン
デックス１．５ｇ／１０ｍｉｎ）を１５質量％配合して
混合した。次にこの混合物を金型に充填した後、振動
し、更に加圧して粒子の間隙を緻密化させた。その後、
約２００℃で１時間加熱し、圧縮量を調整した後、冷却
することによって、ブロック密度が０．６０ｇ／ｃ
ｍ³、比表面積が９８０ｍ²／ｇで、外径φ４８ｍｍ×内
径φ１１ｍｍ×長さ６０ｍｍの円筒状の多孔質体１を成
形した。そしてこの多孔質体１の両端に一方に通水孔５
を設けたポリエチレン製のキャップ２，３を被せること
によって、図２及び図３のような水処理用フィルターＡ
を得た。

【００４７】［実施例２］小径粒子（約２０μｍの活性
炭と約２５μｍのゼオライト）と大径粒子（約５５μｍ
の活性炭）を１：４．７の質量比で混合して用いるよう
にし、ゼオライトの配合量を全体の１０質量％にした他
は、実施例１と同様にして、ブロック密度が０．６０ｇ
／ｃｍ³、比表面積が９７０ｍ²／ｇの水処理用フィルタ
ーＡを得た。

【００４８】［比較例１］平均粒径が５５μｍの活性炭
の代わりに平均粒径が２５０μｍの活性炭を用いるよう
にした他は、実施例１と同様にして、ブロック密度が
０．５５ｇ／ｃｍ³、比表面積が９６０ｍ²／ｇの水処理
用フィルターＡを得た。

【００４９】［比較例２］ゼオライトを配合しないよう
にした他は、実施例１と同様にして、ブロック密度が
０．５５ｇ／ｃｍ³、比表面積が９４０ｍ²／ｇの水処理
用フィルターＡを得た。

【００５０】上記の実施例１，２及び比較例１，２で得
られた水処理用フィルターＡについて、国際的試験・認
定機関『ＮＳＦ International』の飲料水処理装置に関
する規格（No.５３：健康への影響に関する除去性能基
準）に準じて、残留塩素、ＶＯＣ（揮発性有機化合
物）、溶解性及びコロイド状鉛、シスト（原虫の嚢子）
の除去能力の評価を実施した。これらの結果を表１〜表
５に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】上記の各表において除去能力を示す数値
は、水処理用フィルターＡに流量０．５ＧＰＭ（約１．
９Ｌ／ｍｉｎ）で水を通し、試験開始直後及び表に記載
した時間経過後に測定をおこなったときの値である。表
１〜５に示す数値は、各除去対象物において濾過された
総濾過水量における除去率を示している。表２ではＶＯ
Ｃとして代表されるクロロホルムを用いて評価した。ま
た表５に示す数値は、シストの代替として約０．５〜５
μｍ微粒子を用い、流量の減少時点での除去率を示す。

【００５７】上記の各表にみられるように、実施例１及
び２では、比較例１よりコロイド状鉛、シストの項目に
おいて高い除去率を示しており、また比較例２では溶解
性鉛及びコロイド状鉛においても除去できていないもの
であった。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に係る水
処理用フィルターは、水から汚染物質を除去するための
水処理用フィルターにおいて、活性炭およびイオン吸着
する無機複合体を高分子量多孔質ポリマーからなる結合
材で固化した多孔質体によって形成され、活性炭は平均
粒径が１０〜４０μｍの粒子と４０μｍを超え２００μ
ｍ以下の粒子を１：１から１：７の質量比の割合で混合
したものであるから、活性炭及びイオン吸着する無機複
合体は結合材で固化されており、活性炭やイオン吸着す
る無機複合体の層に水みちが作られるようなことがなく
なって、全体に水の流れを行き渡らせることができるも
のであり、活性炭による残留塩素などの除去性能やイオ
ン吸着する無機複合体による重金属の除去性能を長く維
持することができるものである。また活性炭及びイオン
吸着する無機複合体として上記のような粒径が異なる２
種類のものを混合して用いることによって、大径粒子の
間隙に小径粒子を充填させることができ、水の流用を確
保しつつ活性炭による残留塩素や微粒子の異物などを除
去する性能を高く得ることができるものである。さら
に、微粒子の異物は水が多孔質体を通過する際にろ過し
て除去されるものであり、中空糸膜を用いるような必要
がなくなるものである。

【００５９】また請求項２の発明は、水処理用フィルタ
ーとして用いる多孔質体の比表面積が４００〜２０００
ｍ²／ｇであるので、活性炭やイオン吸着する無機複合
体の接触面積を大きくすることができ、活性炭による残
留塩素などの除去性能やイオン吸着する無機複合体によ
る重金属の除去性能を高く得ることができるものであ
る。

【００６０】また請求項３の発明は、結合材としてメル
トインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎの高
分子量多孔質ポリマーを使用するようにしたので、活性
炭やイオン吸着する無機複合体の表面を結合材で覆って
しまうことがなくなると共に、少ない量の結合材で活性
炭及びイオン吸着する無機複合体を固めることができ
て、多孔質体に含まれる活性炭及びイオン吸着する無機
複合体の量を多くすることができるものであり、活性炭
及びイオン吸着する無機複合体による水処理の性能を向
上させることができるものである。

【００６１】また請求項４の発明は、イオン吸着する無
機複合体としてゼオライトを用いるようにしたので、ゼ
オライトはアルミノ珪酸塩鉱物であって熱安定性に優
れ、結合材で固化成形をする際の熱により変質すること
がなく、鉛などの重金属を吸着して除去する性能が低下
することがなくなるものである。

【００６２】また請求項５の発明は、ゼオライトの平均
粒子径が１０〜４０μｍであり、ゼオライトの配合量が
多孔質体中５〜２５質量％であるので、微小粒子のゼオ
ライトと重金属との接触面積を広くとることができ、重
金属の除去性能を高く得ることができるものである。

【００６３】また請求項６の発明は、結合材を多孔質体
中に１０〜３５質量％配合しており、かつ多孔質体の密
度が０．４０〜０．７０ｇ／ｃｍ³であるので、水の流
量を確保しつつ活性炭及びイオン吸着する無機複合体に
よる水処理性能を高く得ることができるものであり、コ
ンパクトなサイズであっても十分な流量を確保しつつか
つ十分に水の汚れを取り除くことができるものである。

【００６４】また請求項７の発明は、金型への活性炭と
イオン吸着する無機複合体と結合材を含む混合原料の充
填中もしくは充填後に、振動を加えた後に加圧により活
性炭の粒子を座屈させて間隙を緻密化させることによっ
て、多孔質体中の粒子が菱面体充填となるようにしたの
で、大径粒子の間隙に小径粒子を規則充填させることが
できると共に活性炭粒子の座屈によって間隙を緻密化さ
せることができ、粒子間の間隙が最も少なくなる菱面体
の充填をとった多孔質体を得ることができるものであ
り、多孔質体による微粒子の異物の除去性能を高く得る
ことができるものである。

【００６５】また請求項８の発明は、上記の水処理用フ
ィルターを、水道の蛇口に直結して取付けられる蛇口直
結型水処理器に用いるようにしたものであり、上記の水
処理フィルターは水みちが作られるようなことなく全体
に水の流れを行き渡らせることができるものであって、
蛇口直結型水処理器用としてサイズに制限があっても、
活性炭による残留塩素の除去やイオン吸着する無機複合
体による重金属の除去の性能の高く得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水処理用フィルターの実施の形態の一
例を示す斜視図である。

【図２】本発明の水処理用フィルターの実施の形態の他
の一例を示す斜視図である。

【図３】図２におけるイ−イ断面図である。

【図４】本発明の水処理用フィルターを組みこんだ水処
理器の実施の形態の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１水処理用フィルター２キャップ３キャップ４中心孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大関哲男大阪市中央区備後町３丁目６番14号大阪ガスケミカル株式会社内 (72)発明者大槻和明大阪市中央区備後町３丁目６番14号大阪ガスケミカル株式会社内 (72)発明者松村俊夫兵庫県神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内 (72)発明者卜部剛兵庫県神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内Ｆターム(参考） 4D024 AA02 BA02 BA07 BB01 BC01 CA04 CA13 4G066 AA05B AA61B AC11D BA22 BA23 BA26 CA31 CA46 DA07 EA20 FA20 FA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水から汚染物質を除去するための水処理
用フィルターにおいて、活性炭およびイオン吸着する無
機複合体を高分子量多孔質ポリマーからなる結合材で固
化した多孔質体によって形成され、活性炭及びイオン吸
着する無機複合体は平均粒径が５〜４０μｍの粒子と４
０μｍを超え２００μｍ以下の粒子を１：１から１：７
の質量比の割合で混合したものであることを特徴とする
水処理用フィルター。
【請求項２】多孔質体の比表面積が、４００〜２００
０ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項１に記載の水
処理用フィルター。
【請求項３】結合材としてメルトインデックスが、
１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３
８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質
ポリマーを使用することを特徴とする請求項１又は２に
記載の水処理用フィルター。
【請求項４】イオン吸着する無機複合体がゼオライト
であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の水処理用フィルター。
【請求項５】ゼオライトの平均粒子径が１０〜４０μ
ｍであり、ゼオライトの配合量が多孔質体中５〜２５質
量％であることを特徴とする請求項４に記載の水処理用
フィルター。
【請求項６】結合材を多孔質体中に１０〜３５質量％
配合しており、かつ多孔質体の密度が０．４０〜０．７
０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載の水処理用フィルター。
【請求項７】金型への活性炭とイオン吸着する無機複
合体と結合材を含む混合原料の充填中もしくは充填後に
振動を加えた後に、加圧により活性炭の粒子を座屈させ
て間隙を緻密化させることによって、多孔質体中の活性
炭の粒子が菱面体充填となっていることを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載の水処理用フィルター。
【請求項８】水道の蛇口に直結して取付けられる蛇口
直結型水処理器に用いられるものであることを特徴とす
る請求項１乃至７項のいずれかに記載の水処理用フィル
ター。