JP2005230700A

JP2005230700A - 浄水器

Info

Publication number: JP2005230700A
Application number: JP2004043528A
Authority: JP
Inventors: Hatsubi Takeda; はつ美竹田; Masahiko Taneike; 昌彦種池
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP4307286B2

Abstract

【課題】構造がシンプルかつ、コンパクトでありながら、さらに高性能・高機能を併せ持たせた浄水器を提供することを目的とする。
【解決手段】浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）とを有し、容器内部に浄水カートリッジ（４）を配設した浄水器であって、該浄水カートリッジ（４）内には、粒状濾材（２２）と、空隙率が８５％〜９５％である繊維状濾材（２３）とが配されたことを特徴とする浄水器による。
【選択図】図４

Description

本発明は、安全な美味しい水を簡単かつ手軽に得ることができる浄水器に関する。

従来から、水資源の汚染、おいしい水への要求等により水道水の浄化に浄水器が用いられている。浄水器は、活性炭、イオン交換樹脂等の吸着剤によるカルキ臭、カビ臭、トリハロメタン等の除去、多孔質中空糸膜による細菌類、濁質成分等の除去を機能として有するものが知られている。浄水器の種類としては、蛇口直結型浄水器や、据え置き型浄水器、アンダーシンク型浄水器、ピッチャー型浄水器等が市販され、一般家庭で使用されている。

近年では、蛇口直結型などの浄水器とは異なり、持ち運びが自由で、余分な水圧をかけず自重で１〜２リットル程度の比較的多量の原水を一度に浄化することが出来るとともに、そのまま冷蔵庫等に保管ができ、カップへの注ぎ口が形成されているピッチャー型浄水器が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１の浄水器は、原水貯留部と浄水貯留部との間に、水通路を設けた有底筒形の浄水カートリッジを有し、この浄水カートリッジはその内部に、筒状の繊維状濾材と繊維状濾材の縦軸方向に設けられた空気排出筒から構成されている。更にその下部に、珊瑚粒やゼオライト等よりなる粒状濾材が勘合されている。

ピッチャー型浄水器は、高性能・高機能化を図る場合、複数の濾材を組み合わせる必要があるが、濾材部分が大きくなりがちである。

特許文献１の浄水器は、構造が複雑であり、浄水カートリッジをコンパクトにできないという問題があった。
特開平１１−２０７３２０

本発明は、構造がシンプルでコンパクトであり、かつ高性能・高機能を有する浄水器を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、浄水カートリッジ（４）を有する浄水器であって、該浄水カートリッジ（４）内に粒状濾材（２２）と、空隙率８５％〜９５％の繊維状濾材（２３）が配された浄水器である。

本発明によれば、粒状濾材と空隙率８５％〜９５％の繊維状濾材を配した浄水カートリッジを用いる事により、高性能・高機能を有した上で、シンプルかつコンパクトな構造の浄水器を実現できる。

以下、本発明の浄水器について、図面を基に詳細に説明する。
図１は、本発明の浄水カートリッジ（４）の一例を示す模式断面図である。

浄水カートリッジ（４）は、粒状濾材（２２）と、繊維状濾材（２３）とが筒状容器内に配されている。

繊維状濾材（２３）は、図１に示すように、濾過を妨げる空気溜まりが出来難くするため、粒状濾材（２２）より下流に配置することが好ましい。また、繊維状濾材（２３）を粒状濾材（２２）の下流に配置すると、繊維状濾材（２３）が粒状濾材（２２）からの微粉流出を抑制するフィルターを兼ねられ、図３のように、粒状濾材（２２）の下流側に別途フィルター（２７）を配さなくともよくなるため、浄水カートリッジ（４）の構造をさらにシンプルかつコンパクトにでき好適である。
なお、輸送途中や濾過途中に繊維状濾材（２３）がずれたり抜け落ちたりしない様に、繊維状濾材（２３）の上下に支持部材を配し、筒状容器内に固定する事が望ましい。

また、繊維状濾材（２３）周囲の少なくとも一部を不織布、焼結材、ナイロンメッシュ等で覆うと、繊維状濾材の形状が保持され取り扱いが簡便になり、加工がしやすく、また、フィルターとしての効果も高まる。

また、自重濾過であるピッチャー型浄水器においては、繊維状濾材（２３）の空隙率が低すぎると、水を濾過するのに時間を要する傾向にあり、逆に空隙率が高すぎると水が濾材を急速に通過し、濾過性能が低下する傾向にあるため、実用範囲内の濾過時間と十分な濾過性能の確保を併せ持たせるには、繊維状濾材（２３）の空隙率を８５％〜９５％とするのが好ましく、また８６％〜９４％とるすのがより好ましく、さらに８８％〜９２％とするとさらに好ましい。

さらに、浄水カートリッジの高性能化をはかる為、繊維状濾材（２３）がイオン交換繊維を含む事が望ましいが、その場合、長時間浄水カートリッジ（４）が水没した際にイオン交換繊維から異種味が溶出する可能性がある。その為、繊維状濾材（２３）中のイオン交換繊維比を５０ｗｔ％以下、より好ましくは３０ｗｔ％以下とし、共に含有させる活性炭比を３０ｗｔ％以上、より好ましくは５０ｗｔ％以上とすると、浄水を冷蔵庫等で保管するに際し、浄水カートリッジ（４）が浄水に浸漬された状態であっても、異臭味を抑えたおいしい水を供給する事が可能となりより好適である。

なお、配合する活性炭の形状等は限定されず、粉末炭、粒状炭、繊維状炭、破砕炭、ビーズ状炭、ハニカム状炭、成形炭等の活性炭を用いる事が出来る。

また、繊維状濾材（２３）の厚さ（Ｌ）は、薄くしすぎると、製造作業性を低下させる傾向があり、フィルターとしての機能も低下する傾向にあるので、０．３ｃｍ以上である事が好ましい。厚すぎると濾過時間が長くなる傾向があるので厚さ（Ｌ）は１０ｃｍ以下が好ましく、更に５ｃｍ以下である事が好ましい。

また、粒状濾材（２２）と繊維状濾材（２３）を合わせた濾材の内、繊維状濾材（２３）の占める割合が高いと、水を濾過するのに時間を要する傾向にある。そこで繊維状濾材（２３）の占める割合が５０ｖｏｌ％以下、より好ましくは２０ｖｏｌ％以下とする事が好ましい。なお、繊維状濾材（２３）の占める割合が低いと、フィルターとしての機能が低下する傾向にあるので、５ｖｏｌ％以上である事が好ましい。

粒状濾材（２２）としては、活性炭、ゼオライト、モレキュラーシーブ、コーラルサンド、麦飯石、医王石、トルマリン、骨炭、ヒドロキシアパタイト、珪酸チタニウムなど何れをも用いる事ができる。また、複数種類を併用することもできる。これらを併用する場合は、活性炭と混合したり、別々に層状として配置したり、或いは活性炭に添着したりすればよい。なお、粒径が細かすぎると濾過時間が長くなるので、０．２５ｍｍ以上、より好ましくは０．３５ｍｍより大きな粒径の粒状濾材（２２）を用いる事が好ましい。

また、図２に示すように、粒状濾材（２２）と繊維状濾材（２３）の更に下流側に雑菌等が除去可能な中空糸膜（２４）を配する事も可能である。中空糸膜（２４）の素材としては、セルロース系、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール系、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）系、ポリスルフォン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）系、ポリカーボネイト系、ポリエステル系、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系等の各種材料が挙げられる。中でもポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）が好ましく、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系が最も好ましい。

図４は、本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
浄水器（１）は、上方が開口した外容器（５）と、この外容器（５）の開口端を塞ぐ蓋（３）と、外容器（５）の内部に配置された内容器（６）と、内容器（６）に取り付けられた浄水カートリッジ（４）とを備えている。

外容器（５）は、全体形状がほぼ矩形状のプラスチック材成形品であり、材質としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＭＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１などの樹脂が挙げられ、機械的強度、表面外観や成型加工性などを加味して選択する。更に、外容器（５）に抗菌特性を付加してもよい。

また、利用者が片手で挟持できる程度の幅の取っ手（２５）を、外容器（５）の外周に配置してもよい。取っ手部（２５）を外容器（５）に装着するにあたっては、取っ手部（２５）の外容器（５）への装着部を環状とし、外容器（５）の幅を下から上に向かってやや大きくなるように形成し、取っ手部（２５）の環状部に外容器（５）を嵌めこむと、必要に応じて着脱することが可能なため好ましい。

外容器（５）は、内容物を外部から目視できるように透明であることが望ましい。外容器（５）は、図１に示すように、内容器（６）の外壁と外容器（５）の内壁との間に形成され、横方向に突き出た浄水注ぎ口（８）を有する。この浄水注ぎ口（８）は、蓋（３）に揺動自在に取り付けられた注ぎ蓋（９）により開閉可能とすると、浄水の清澄性を保ちやすいため好ましい。
蓋（３）の材質は、外容器（５）と同様のものを用いることができ、抗菌特性を付加してもよい。

内容器（６）は、上部が開放し、下部に浄水カートリッジ（４）のための係合部（１３）を有するほぼ楕円柱形状をしており、その内部に原水貯留部（１０）を有する。内容器（６）の高さ寸法は、外容器（５）の高さのほぼ１／２程度に設定されており、外容器（５）の内側に嵌合される構造としている。

内容器（６）の材質は、外容器（５）と同様のものを用いることができ、抗菌特性を付加してもよい。

浄水カートリッジ（４）は、その上端に空気排出筒（２１）とを有している。図示してはいないが、空気排気筒（２１）の外周側面には、原水流入口が配されている。また、空気排気筒（２１）の頂部には、空気排出穴（３０）が配されている。

蓋（３）を外容器（５）から取り外して水道水を原水貯留部（１０）へ注入すると、水道水は、浄水カートリッジ（４）の空気排出筒（２１）の側面外周の原水流入部からカートリッジ４内に流入し、粒状濾材（２２）、繊維状濾材（２３）を通って、外容器（５）の浄水貯留部（１１）に落下し、浄水として貯留される。中空糸膜（２４）を用いたカートリッジの場合は、粒状濾材（２２）、繊維状濾材（２３）、中空糸膜（２４）の順に通って、外容器（５）の浄水貯留部（１１）に落下し、浄水として貯留される。

このとき、カートリッジ（４）内の空気は、空気排気穴（３０）から大気中に排出されるため、投入した水道水は空気抵抗を受けることなく、最高の透過速度で流下することになる。そして、貯留された浄水は、浄水器（１）を傾けることにより、浄水注ぎ口（８）から、例えばコップへ注ぐことができる。

浄水貯留部（１１）のは、大きすぎると持ち運びが不便であり、また冷蔵庫で保存できない恐れがある。一方、小さすぎると一度に利用できる浄水の量が少なくなってしまう。したがって、浄水貯留部は少なくとも０．５Ｌ以上であり、最大１０Ｌ以下が好ましく、５Ｌ以下がより好ましく、さらに２Ｌ以下が好ましい。

以下、実施例を基に本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１〜４）

粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状濾材（２２）７０ｍｌと、空隙率の異なる繊維状濾材（２３）１３ｍｌを使用して、図１に示すような構造の浄水カートリッジ（４）をそれぞれ作製し、この浄水カートリッジ（４）を、図４に示す構造のピッチャー型の浄水器（１）の原水貯留部（１０）と浄水貯留部（１１）との間に配した。

そして繊維状濾材の空隙率および、この浄水器（１）を用いて１Ｌを自重で濾過し、濾過時間を測定した結果と流出した微粉の有無とを表１に示した。
（実施例５〜９）

粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状濾材（２２）７０ｍｌと、繊維状活性炭とイオン交換繊維の重量配合の異なる混合体にバインダーを加えて成型した繊維状濾材（２３）１３ｍｌを使用して、図１に示すような構造の浄水カートリッジ（４）を、表２に示す通りそれぞれ作製し、この浄水カートリッジ（４）を、図４に示す構造のピッチャー型の浄水器（１）の原水貯留部（１０）と浄水貯留部（１１）との間に配した。

この浄水器（１）を用いて１Ｌを自重で濾過し、浄水カートリッジ（４）が水没した状態のまま冷蔵庫内で１５時間保管し、得られた水を検体とし、さらに実施例５と同様の混合割合の繊維状濾材を使用した浄水器（１）を用いて同様の方法で濾過したあと、浄水カートリッジ（４）を取り外して冷蔵庫で１５時間保管した水をコントロールとし、それぞれ官能試験を行った結果を表３に示した。

なお、官能試験は以下の手順にて実施した。
（１）検体及びコントロールを２０℃に温度調整する。
（２）同一形状のコップに、検体及びコントロールをそれぞれ入れる。
（３）どの水が検体であり、どの水がコントロールかは伏せた状態で、パネラーに水を飲んでもらい、それぞれ１０点満点で採点してもらう。
（実施例１０〜１５）

粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状濾材（２２）と、繊維状濾材（２３）の容積の割合を変え、図１に示すような構造の浄水カートリッジ（４）をそれぞれ作製し、この浄水カートリッジ（４）を、図４に示す構造のピッチャー型の浄水器（１）の原水貯留部（１０）と浄水貯留部（１１）との間に配した。

そして、この浄水器（１）を用いて１Ｌを自重で濾過し、粒状濾材（２２）と、繊維状濾材（２３）の容積の割合と、それぞれの濾過時間を測定した結果と流出した微粉の有無とを表４に示した。

本発明の浄水カートリッジ（４）の一例を示す断面図である。

本発明の浄水カートリッジ（４）の別の一例を示す断面図である。

本発明の浄水カートリッジ（４）の比較例を示す一例の断面図である。

本発明の浄水器（１）の一例を示す断面図である。

符号の説明

１浄水器
３蓋
４浄水カートリッジ
５外容器
６内容器
８浄水注ぎ口
９注ぎ蓋
１０原水貯留部
１１浄水貯留部
２１空気排出塔
２２粒状濾材
２３繊維状濾材
２４中空糸膜
２５取っ手
２６Ｏリング
２７フィルター
３０空気排出穴
Ｌ厚み

Claims

浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、浄水カートリッジ（４）を有する浄水器であって、該浄水カートリッジ（４）内に粒状濾材（２２）と、空隙率８５％〜９５％の繊維状濾材（２３）が配された浄水器