JP2006043609A

JP2006043609A - 浄水カートリッジ

Info

Publication number: JP2006043609A
Application number: JP2004229548A
Authority: JP
Inventors: Hatsubi Takeda; はつ美竹田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: JP4557284B2

Abstract

【課題】浄水カートリッジが長時間水没した状態となっても、ポッティング樹脂から溶出する異臭味を低減可能で、おいしく、安全性が高く、衛生的にも著しく優れた浄水カートリッジを提供することを目的とする。
【解決手段】内部に濾材（２２）と中空糸膜（２３）とが配された浄水カ−トリッジ（４）であって、該濾材（２２）の下流側に、該中空糸膜（２３）を固定するポッティング樹脂部（２４）を、該中空糸膜（２３）の上流側に位置するように配したことを特徴とする浄水カートリッジ（４）。
【選択図】図１

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、中空糸膜と、活性炭、イオン交換樹脂などの吸着材とを備えた浄水カートリッジが交換可能に配されている。中空糸膜は、Ｕ字状に曲げられ、筒状のケースにポッティングされている。

ピッチャー型浄水器は、その使用方法によっては冷蔵庫内等に２時間以上の長時間保存される場合もあり、その間、浄水カートリッジは概ね水没した状態となっている。この場合、水没している間に、中空糸膜のポッティングに使用したウレタン等の樹脂から異臭味が溶出する場合がある。

特許文献１の浄水器に配されている浄水カートリッジは、活性炭を中空糸膜の下流側に配しているため、溶出した異臭味をある程度除去することができる。しかしながら、係る構成の場合、一旦中空糸膜で濾過して水が無菌状態となっていても、その後に活性炭層と長時間接触することになるため、活性炭層に繁殖した細菌が浄水中に混入する恐れがあった。

特開２００２−３２０９６７公報

本発明は、浄水カートリッジが長時間水没した状態となっても、ポッティング樹脂から溶出する異臭味を低減可能で、おいしく、安全性が高く、衛生的にも著しく優れた浄水カートリッジを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、内部に濾材（２２）と中空糸膜（２３）とが配された浄水カ−トリッジ（４）であって、該濾材（２２）の下流側に、該中空糸膜（２３）を固定するポッティング樹脂部（２４）を、該中空糸膜（２３）の上流側に位置するように配したことを特徴とする。

本発明により、浄水カートリッジ（４）が長時間水没した状態となっても、ポッティング樹脂部（２４）からの異臭味の溶出を低減可能で、おいしく、安全性が高く、衛生的にも著しく優れた浄水カートリッジを提供することが出来る。

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、濾材（２２）と、中空糸膜（２３）とが筒状容器内に配されている。中空糸膜（２３）は、細菌等を確実に除去するため、最も下流に配置することが好ましい。

中空糸膜（２３）は、図１に示すように、Ｕ字状に曲げ、中空糸膜（２３）の上流側の端部が、ポッティング樹脂部（２４）で筒状容器内に接着固定されている。ポッティング樹脂は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ、中でもウレタン樹脂が加工性の観点から好ましく用いられる。

異臭味の発生程度に最も大きな影響を与えるのは、濾過時に水が直接接触する部分である、中空糸膜（２３）の外表面側のポッティング樹脂部（２４）の面積や、中空糸膜（２３）の端面部のポッティング樹脂部（２４）の面積ではなく、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂部（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）である。
浄水カートリッジ（４）において、この合計面積（Ａ）が１，６００ｃｍ^２未満であり、さらにポッティング樹脂部（２４）の厚みが２ｃｍ未満であるときは、長時間の浸漬による異臭味が発生しにくく好ましい。

なお、中空部内表面の合計面積（Ａ）は、中空糸膜の内径をＤ（ｃｍ）、本数をＦ（本）、ポッティング樹脂部（２４）の厚さをＨ（ｃｍ）としたとき、以下の式によって求められる。
Ａ＝Ｄ×π×Ｈ×Ｆ
ポッティング樹脂部（２４）の厚さＨは、ポッティング樹脂が中空糸に這い上がった頂点から、中空糸膜（２３）が開口する端面までの厚さをいい、這い上がった頂点の位置が水平でない場合は、個々の厚さを平均した値を全体の厚さ（Ｈ）とする。

また、濾材（２２）とポッティング樹脂部（２４）との距離が１ｃｍ未満であると、長時間の浸漬による異臭味が発生しにくいため好ましく、より好ましくは０．５ｃｍ未満であり、さらにより好ましくは０．３ｃｍ未満である。

中空糸膜（２３）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。なか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。

中空糸膜（２３）の長さは、下限としては１．５ｃｍ以上が好ましく、２ｃｍ以上がより好ましい。又、長さの上限としては２０ｃｍ以下が好ましく、１０ｃｍ以下がより好ましい。

また、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）は、２０００〜２００００本であると、ピッチャー型浄水器として好適に使用する事が出来る。
なお、中空糸膜の本数（Ｆ）は、ポッティング樹脂によって固定されている部分の本数をいい、Ｕ字状に折り曲げて固定されたものは、２本と数える。

濾材（２２）は、活性炭が最も好ましいが、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出来、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。尚、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より大きな粒径の濾材を用いる事が好ましい

また、濾材（２２）の形状は、粒状以外にも、繊維状、粉末状、破砕状、ビーズ状、ハニカム状、成形状等、何れの形状の濾材を適宜用いても良い。

濾材（２２）の量は、浄水カートリッジ（４）の大きさと濾過性能のバランスを考慮すると、１０ｃｃ〜２００ｃｃが好ましく、３０ｃｃ〜１５０ｃｃがより好ましく、５０ｃｃ〜１００ｃｃがさらにより好ましい。

図３は、本発明の浄水カートリッジを配した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。空気排気筒（２１）の外周側面には、図示はしていないが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浄水カートリッジ（４）内に流入し、粒状濾材（２２）、中空糸膜（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。

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）の体積については、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。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為、０．５Ｌ〜５Ｌであると好ましい。

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＞
中空糸膜（２３）として、三菱レイヨン（株）製ポリエチレン多孔質中空糸膜（製品名ＥＸ２７０ＴＳ、外径３８０μｍｍ、内径２７０μｍ、平均孔径０．１μｍ）０．２ｍ^２と、濾材（２２）として、粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状炭７０ｍｌを用い、更に濾材（２２）の下流側に、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂部（２４）が、中空糸膜（２３）の上流側に位置するように中空糸膜（２３）を配して、図１に示すような構造の浄水カートリッジ（４）を作製した。

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、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂部（２４）を含む浄水カートリッジ（４）が水没した状態のまま、冷蔵庫内で１５時間保管した。得られた水を検体とし、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て、２５名のパネラーによる官能試験１を行った。結果を平均点として表１に示した。平均点は、コントロールと差がなかった。

なお、官能試験１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２個に、検体及びコントロールを別々に入れる。
（３）どの水が検体か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、美味しさについて１０点満点で採点してもらう。

＜実施例２＞
実施例１の浄水カートリッジ（４）を用いて、官能試験１と同様の手順で用意した検体及びコントロールについて、以下の手順で官能試験２を行った。結果を表２に示した。コントロールとの違いが解った正解者は殆どいなかった。

官能試験２は、以下の手順で行った。
（１）検体及びコントロールを２０℃に温度調整する。
（２）同一形状のコップを３個用意し、検体又はコントロールのどちらか一方を２個のコップに入れ、残りの一方を１個のコップに入れる。
（３）２５名のパネラーに水を飲んでもらい、３つの中で違うのはどの水かを当ててもらう。なお、区別がつかない場合は「解らない」と回答してもらい、不正解としてカウントする。

＜比較例１＞
中空糸膜（２３）として、三菱レイヨン（株）製ポリエチレン多孔質中空糸膜（製品名ＥＸ２７０ＴＳ、外径３８０μｍｍ、内径２７０μｍ、平均孔径０．１μｍ）０．２ｍ^２と、濾材（２２）として、粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状炭７０ｍｌを用い、更に濾材（２２）の下流側に、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂部（２４）が、中空糸膜（２３）の下流側に位置するように中空糸膜（２３）を配して、図２に示すような構造の浄水カートリッジ（４）を作製した。

この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表１に示した。平均点は、コントロールと比較して明確に低かった。

＜比較例２＞
比較例１の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例２と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表２に示した。８０％以上のパネラーが、コントロールとの違いを判別でき、異臭味がすることが明らかであった。

又、実施例１および比較例１の浄水カートリッジ（４）を用いて濾過流量と濁り除去能力を測定した結果を表３に示した。濾過流量と濁り除去能力に差はなかった。

尚、濾過流量および濁度濾過能力試験はＪＩＳＳ３２０１に準拠した方法で行った。

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空気排出筒
２２濾材
２３中空糸膜
２４ポッティング樹脂部
２５取っ手
２６Ｏリング
３０空気排気穴

Claims

内部に濾材（２２）と中空糸膜（２３）とが配された浄水カ−トリッジ（４）であって、該濾材（２２）の下流側に、該中空糸膜（２３）を固定するポッティング樹脂部（２４）を、該中空糸膜（２３）の上流側に位置するように配したことを特徴とする浄水カートリッジ。