JP2007038125A - 水浄化用機能性フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】 水の浄化処理を行えると共に、簡単な構造でもって金属の特性を生かした様々な機能水を作ることができ、然も、コスト低減及びコンパクト化を図れるようにする。
【解決手段】 粒状、粉状又は繊維状の活性炭２に金属粒３又は金属粉３を混合し、当該活性炭を所望の形状に成形固化した水浄化用機能性フィルター１であって、水中で活性炭２の炭素と金属３との接触電位差を利用して金属イオンと水素ガスを発生させ、これらを水に溶解させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に一般家庭や病院、工場、事務所等で水の浄化に使用される浄水器や浄化装置に用いられるものであり、水の浄化処理機能を有すると共に、金属の特性を生かした機能水を作れるようにした水浄化用機能性フィルターに関するものである。

近年、公共の水道水の水質の悪化が問題となっている。これは、水道水の原水そのものの水質が悪化しており、それに伴って浄水場に於いて、酸化剤や滅菌剤として塩素を多量に注入する必要が生じているからである。
水質自体が悪化したり、水道水に多量の塩素が含まれていると、味が悪くなったり、異臭がしたり、更には人体の健康上の点からも好ましくない。このため、一般家庭や病院、工場、事務所等に於いては、水道水を浄化処理する浄水器や浄化装置が使用されることが多くなって来ている。

現在、一般的に使用されている浄水器や浄化装置としては、例えば、本願出願人が先に出願した活性炭フィルターを用いた浄水器や浄化装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
前記浄水器や浄化装置に用いられる活性炭フィルターは、ピッチにより形成された繊維状の活性炭を用いて適宜の長さの中空円筒状に成形固化したものであり、水道水を半径方向へ流通させることによって、水道水に含まれている塩素や夾雑物等を除去するようになっている。

ところで、前記活性炭フィルターは、活性炭のみで形成されているため、雑菌の繁殖し易い環境が活性炭内に形成されると云う問題があった。そのため、最近では、活性炭に殺菌力のある銀を電着させた抗菌性の活性炭フィルターが使用されている。
しかし、活性炭に銀を電着させた活性炭フィルターに於いても、殺菌効力に限度があるため、活性炭フィルターを定期的に交換する必要があった。又、この活性炭フィルターは、活性炭に銀を電着させているため、加工コストの高騰を招くうえ、水素の発生が殆どなく、水素の溶存による効用が得られないと云う問題があった。

更に、従来の浄水器や浄化装置に於いては、上述した活性炭フィルターと他の種類のフィルターを組み合せたフィルターが使用されている。例えば、浄水器や浄化装置には、活性炭フィルターと中空糸膜フィルターとを組み合せたフィルター、活性炭フィルターとセラミックフィルターを組み合せたフィルター、或いは活性炭フィルターと中空糸膜フィルターとセラミックフィルターを組み合せたフィルターが使用されている。
これらのフィルターは、水の浄化機能を高められると共に、水にミネラルを添加したり、水を活性化したりすることができる等の利点を有している。
しかし、これらのフィルターは、種類の異なるフィルターを組み合せた構造となっているため、コストの大幅な高騰を招くと共に、これらのフィルターを用いた浄水器や浄化装置自体が大型化すると云う問題があった。
特開平９−１０８６５６号公報 特開平９−１１７７５８号公報 特開２００２−５９１５３公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は水の浄化処理機能を備えていると共に、簡単な構造でもって金属の特性を生かした様々な機能水を作ることができ、然も、コスト低減及びコンパクト化を図れるようにした水浄化用機能性フィルターを提供することにある。

上記目的を達成する為に、本発明の請求項１の発明は、粒状、粉状又は繊維状の活性炭に金属粒又は金属粉を混合し、当該活性炭を所望の形状に成形固化した水浄化用機能性フィルターであって、水中で活性炭の炭素と金属との接触電位差を利用して金属イオンと水素ガスを発生させ、これらを水に溶解させるようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、金属粒又は金属粉を、抗菌性を有する銅としたことに特徴がある。

本発明の請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、金属粒又は金属粉を、ミネラル成分を溶出するバナジウム、ゲルマニウム又は亜鉛のうちの何れかとしたことに特徴がある。

本発明の請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて、金属粒又は金属粉を、水との接触反応により水素ガスを発生させるマグネシウムとしたことに特徴がある。

本発明の請求項５の発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の発明に於いて、水浄化機能性フィルターを中空の円筒状に形成したことに特徴がある。

本発明の水浄化用機能性フィルターは、金属粒又は金属粉を混合した粒状、粉状又は繊維状の活性炭を所望の形状に成形固化しているため、水を接触通過させると、活性炭の浄化作用によって、水を浄化処理することができると共に、水中で活性炭の炭素と金属の接触電位差によって、微量の金属イオンと水素ガスが発生し、これらが水に溶解して金属の特性を生かした機能水を作ることができる。
即ち、銅を混合した活性炭を成形固化して形成した水浄化用機能性フィルターにあっては、水中で銅イオンと水素ガスが発生し、銅イオンによって、雑菌やカビ類等の繁殖を抑制することができる抗菌防カビ用のフィルターになると共に、水に溶解した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。
又、バナジウム、ゲルマニウム又は亜鉛の何れか一つを混合した活性炭を成形固化して形成した水浄化用機能性フィルターにあっては、水中でバナジウム、ゲルマニウム又は亜鉛からミネラル成分であるバナジウムイオン、ゲルマニウムイオン又は亜鉛イオンが徐々に溶出し、水にミネラルを添加することができるミネラル添加用のフィルターになると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。
更に、マグネシウムを混合した活性炭を成形固化して形成した水浄化用機能性フィルターにあっては、水中でマグネシウムからミネラル成分であるマグネシウムイオンが徐々に溶出して水にミネラルを添加すると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。

又、本発明の水浄化用機能性フィルターは、活性炭に金属粒又は金属粉を混合してから活性炭を成形固化しているため、活性炭に銀を電着させたフィルターや数種類のフィルターを組み合せた従来のフィルターに比較して加工コストや製造コストの低減を図れると共に、数種類のフィルターを組み合せた従来のフィルターに比較してフィルター自体のコンパクト化を図れ、浄水器や浄化装置自体の小型化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る水浄化用機能性フィルター１を示し、当該水浄化用機能性フィルター１は、主に一般家庭や病院、工場、事務所等に於いて飲料用や調理用、風呂用等に用いる水道水を浄化処理する浄水器や浄化装置に使用されるものであり、水の浄化処理機能を有すると共に、金属の特性を生かした機能水を作ることができる。

即ち、前記水浄化用機能性フィルター１は、粒状、粉状又は繊維状の活性炭２に金属粒３又は金属粉３を混合してこれらを所望の形状に成形固化して成り、水中で活性炭２の炭素と金属との接触電位差を利用して微量の金属イオンと水素ガスを発生させ、これらを水に溶解させるようにしたものである。

具体的には、水浄化用機能性フィルター１は、木炭、ヤシ殻炭、石炭等を原料とする粒状活性炭２に、略一定の大きさに形成された金属粒３を所定の割合で混合し、金属粒３を混合した粒状の活性炭２を適宜の長さの中空円筒状に成形固化することにより形成されており、その厚肉の周壁部分がフィルターとして作用するようになっている。
又、活性炭２に混合する金属粒３としては、抗菌性を有する銅、ミネラル成分を溶出するバナジウム、同じくミネラル成分を溶出するゲルマニウム、同じくミネラル成分を溶出する亜鉛、水との接触反応で水素ガスを発生させるマグネシウムが夫々使用されている。これらの金属粒３は、単独で使用しても良く、二種類以上の金属粒３を混合して使用するようにしても良い。
更に、水浄化用機能性フィルター１の内周面及び外周面の何れか一方又は両方には、水を流通させる金網製又はパンチングメタル製の筒状の保護材（図示省略）が配設されており、これによって水浄化用機能性フィルター１の機械的強度が保持されている。

尚、保護材は、機械的強度を必要とする場合にのみ使用されるものであり、水浄化用機能性フィルター１自体が機械的強度を有しておれば、保護材を省略しても良い。
又、保護材の替わりに水浄化用機能性フィルター１の内周面及び外周面の何れか一方又は両方に不織布を被着させ、粉化した活性炭２の流出を防止すると共に、フィルターの表面の保護を図るようにしても良い。

この実施の形態に於いては、前記活性炭２には、木炭、ヤシ殻炭、石炭等を原料とする粒状の活性炭２を使用するようにしたが、他の実施の形態に於いては、オガ屑、硬質の木材チップ、木炭等を原料とする粉状の活性炭２やレーヨン、アクリロニトリル、石炭ピッチ、石油ピッチ等を原料とする繊維状の活性炭２を使用するようにしても良い。これらの活性炭２は、単独で使用しても良く、二種類以上の活性炭２を混合して使用しても良いことは勿論である。

又、この実施の形態に於いては、活性炭２に金属粒３を混合するようにしたが、他の実施の形態に於いては、粒状、粉状又は繊維状の活性炭２に、金属粉３を混合するようにしても良い。この金属粉３としては、抗菌性を有する銅、ミネラル成分を溶出するバナジウム、同じくミネラル成分を溶出するゲルマニウム、同じくミネラル成分を溶出する亜鉛、水との接触反応で水素ガスを発生させるマグネシウムが夫々使用されている。これらの金属粉３は、単独で使用しても良く、二種類以上の金属粉３を混合して使用するようにしても良い。

上述した水浄化用機能性フィルター１は、特開平９−１０８６５６号公報の図１に示す構造の浄化装置、特開平９−１１７７５８号公報の図１に示す構造の浄化装置、特開２００２−５９１５３公報の図２に示す構造の浄水器、特開２００２−６６５４７公報の図１に示す構造の浄水器に夫々組み込まれて使用されており、水道水を水浄化用機能性フィルター１の半径方向へ流通させて活性炭２と金属粒３又は金属粉３に接触させるようにしている。その結果、活性炭２の浄化作用によって、水道水に含まれている塩素やトリハロメタン等の有害物質が除去されて水が浄化されると共に、水中で活性炭２の炭素と金属の接触電位差によって、微量の金属イオンと水素ガスが生成され、これらが水に溶解して金属の特性を生かした機能水を作ることができる。

即ち、この水浄化用機能性フィルター１に於いては、水中で活性炭２がカソード（陰極）となって水素ガスが発生し、又、金属がアノード（陽極）となって金属から金属イオンが溶出し、これらが水に微量に溶解する。
例えば、活性炭２に混合する金属粒３又は金属粉３がマグネシウムや銅の場合、水との接触反応で水素ガスが発生する際の反応式は下記の（１）式又は（２）式のようになる。
Ｍｇ＋２Ｈ₂ Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）₂ ＋Ｈ₂ …（１）
Ｃｕ＋２Ｈ₂ Ｏ＝Ｃｕ（ＯＨ）₂ ＋Ｈ₂ …（２）

従って、銅を混合した活性炭２を成形固化して形成した水浄化用機能性フィルター１にあっては、水中で銅イオンと水素ガスが生成され、銅イオンによって、雑菌やカビ類等の繁殖が抑制されると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。酸化還元電位は、ある化合物が別の化合物を還元する強さをｍＶ（ミリボルト）と云う単位で数値化したものであり、数値が高いほど酸化し易く、低いほど酸化し難い。
又、バナジウム、ゲルマニウム又は亜鉛の何れか一つを混合した活性炭２を成形固化して形成した水浄化用機能性フィルター１にあっては、水中でバナジウム、ゲルマニウム又は亜鉛からミネラル成分であるバナジウムイオン、ゲルマニウムイオン又は亜鉛イオンが徐々に溶出して水にミネラルを添加すると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。
更に、マグネシウムを混合した活性炭２を成形固化して形成した水浄化用機能性フィルター１にあっては、水中でマグネシウムからミネラル成分であるマグネシウムイオンが徐々に溶出して水にミネラルを添加すると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。

このように、前記水浄化用機能性フィルター１は、活性炭２によって、水の浄化処理を行えると共に、活性炭２に混合した金属粒３又は金属粉３によって、その金属の特性を生かした機能水を作ることができる。
又、この水浄化用機能性フィルター１は、活性炭２に金属粒３又は金属粉３を混合してから活性炭２を成形固化しているため、活性炭２に銀を電着させたフィルターや数種類のフィルターを組み合せた従来のフィルターに比較して加工コストや製造コストの低減を図れると共に、数種類のフィルターを組み合せた従来のフィルターに比較してフィルター自体のコンパクト化を図れ、浄水器や浄化装置自体の小型化が可能となる。

本発明の実施の形態に係る水浄化用機能性フィルターの概略縦断面図である。

符号の説明

１は水浄化機能性フィルター、２は活性炭、３は金属粒又は金属粉。

Claims (5)

1. 粒状、粉状又は繊維状の活性炭に金属粒又は金属粉を混合し、当該活性炭を所望の形状に成形固化した水浄化用機能性フィルターであって、水中で活性炭の炭素と金属との接触電位差を利用して金属イオンと水素ガスを発生させ、これらを水に溶解させることを特徴とする水浄化用機能性フィルター。
2. 金属粒又は金属粉が、抗菌性を有する銅であることを特徴とする請求項１に記載の水浄化用機能性フィルター。
3. 金属粒又は金属粉が、ミネラル成分を溶出するバナジウム、ゲルマニウム又は亜鉛の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の水浄化用機能性フィルター。
4. 金属粒又は金属粉が、水との接触反応により水素ガスを発生させるマグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載の水浄化用機能性フィルター。
5. 水浄化機能性フィルターが、中空の円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の水浄化用機能性フィルター。

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