JP2014108409A - 浄水器、及び、水栓 - Google Patents
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Abstract
【課題】構造を簡素化させた新規な浄水器及び水栓を提供すること。
【解決手段】浄水器100は、活性炭11を含み内外方向RD1へ水が流通可能とされた筒状活性炭10を複数束ねた筒状活性炭束50を有する濾過カートリッジ30と、水入口111及び水出口112を有し濾過カートリッジ30を収容する収容ケース101とを備える。濾過カートリッジ30は、水入口111に繋がった流路44と水出口112に繋がった流路45の一方に複数の筒状活性炭10の開口端7が配置され他方に複数の筒状活性炭10の外側面4が配置されている。水入口111から流入した水が複数の筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通して水出口112から流出する。水栓300は、濾過カートリッジ30と、収容ケース101と、水出口112に繋がった吐水ヘッド301とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】浄水器100は、活性炭11を含み内外方向RD1へ水が流通可能とされた筒状活性炭10を複数束ねた筒状活性炭束50を有する濾過カートリッジ30と、水入口111及び水出口112を有し濾過カートリッジ30を収容する収容ケース101とを備える。濾過カートリッジ30は、水入口111に繋がった流路44と水出口112に繋がった流路45の一方に複数の筒状活性炭10の開口端7が配置され他方に複数の筒状活性炭10の外側面4が配置されている。水入口111から流入した水が複数の筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通して水出口112から流出する。水栓300は、濾過カートリッジ30と、収容ケース101と、水出口112に繋がった吐水ヘッド301とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、浄水器、及び、水栓に関する。
特許文献1には、活性炭とイオン除去部材と中空糸膜とを別々の位置に格納した浄水器カートリッジが示されている。活性炭は、水道水に含まれる遊離残留塩素や有機物等の微量成分を除去する。イオン除去部材は、水道水に含まれる金属イオンを除去する。中空糸膜は、水道水に含まれる鉄さびといった濁り成分等を除去する。
水道水中に含まれる種々の成分を除去するためには、中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する構造を浄水器カートリッジに設ける必要がある。また、中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する組み立て作業も必要となる。
本発明は、構造を簡素化させた新規な浄水器、及び、水栓を提供するものである。
本発明の浄水器は、活性炭を含み内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭を複数束ねた筒状活性炭束を有する濾過カートリッジと、
水入口及び水出口を有し、前記濾過カートリッジを収容する収容ケースとを備え、
前記濾過カートリッジは、前記水入口に繋がった流路と前記水出口に繋がった流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記水入口から流入した水が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記水出口から流出する態様を有する。
水入口及び水出口を有し、前記濾過カートリッジを収容する収容ケースとを備え、
前記濾過カートリッジは、前記水入口に繋がった流路と前記水出口に繋がった流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記水入口から流入した水が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記水出口から流出する態様を有する。
また、本発明の水栓は、活性炭を含み内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭を複数束ねた筒状活性炭束を有する濾過カートリッジと、
水入口及び水出口を有し、前記濾過カートリッジを収容する収容ケースと、
前記水出口に繋がった吐水ヘッドとを備え、
前記濾過カートリッジは、前記水入口に繋がった流路と前記水出口に繋がった流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記水入口から流入した水が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記吐水ヘッドから流出する態様を有する。
水入口及び水出口を有し、前記濾過カートリッジを収容する収容ケースと、
前記水出口に繋がった吐水ヘッドとを備え、
前記濾過カートリッジは、前記水入口に繋がった流路と前記水出口に繋がった流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記水入口から流入した水が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記吐水ヘッドから流出する態様を有する。
内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭は、濾過能力に加えて活性炭の性能を有する新規の筒状材料である。水入口から流入した水は、新規な筒状活性炭の内外方向へ流通して水出口から流出する。水が筒状活性炭の内外方向へ流通するとき、水に対して濾過処理が行われるとともに活性炭の機能が発揮される。従って、例えば、収容ケース内に中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する必要が無くなり、浄水器及び水栓の組み立て作業も簡素化することが可能である。
各請求項に係る発明において、上記筒状活性炭束には、直線状の筒状活性炭を複数束ねたもの、U字状に曲げた筒状活性炭を複数束ねたもの、等が含まれる。複数の筒状活性炭は、少なくとも一端が開口していればよく、開口端の他端が閉塞されてもよいし、両端が開口端とされてもよい。
筒状活性炭には、バインダー、金属処理剤といったイオン交換体、等、活性炭以外の素材が含まれても良い。
筒状活性炭には、バインダー、金属処理剤といったイオン交換体、等、活性炭以外の素材が含まれても良い。
ところで、前記筒状活性炭束は、一端を閉塞した前記筒状活性炭が開口端を合わせて複数束ねられてもよい。また、前記筒状活性炭束は、曲げられた前記筒状活性炭が両端の開口端を合わせて複数束ねられてもよい。複数の筒状活性炭の開口端を有する端部は、前記水出口又は前記水入口に繋がる流路に配置されてもよい。これらの態様は、さらに構造を簡素化させた浄水器及び水栓を提供することができる。
本発明によれば、構造を簡素化させた新規な浄水器及び水栓を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下に説明する実施形態は、本発明を例示するものに過ぎない。
(1)浄水器を含む水栓の概要:
図1は、浄水器100を含む水栓300の使用例としてシステムキッチン200を示す図である。このシステムキッチン200は、水平に延びるカウンター201に凹状のシンク210や水栓300が組み込まれている。水栓300は、濾過カートリッジ30を内蔵した浄水器100を有し、この浄水器100に取り付けられた吐水ヘッド301の吐水口303から浄水を出す。浄水器100は、カウンター201を上下に貫通し、ナット202でカウンター201に固定されている。浄水器100の側面に設けられた略円柱状の操作部312には、後述の電磁弁221を操作するための操作スイッチが配置されている。浄水器100の下部には、下方へ突出した接続管314が取り付けられている。
図1は、浄水器100を含む水栓300の使用例としてシステムキッチン200を示す図である。このシステムキッチン200は、水平に延びるカウンター201に凹状のシンク210や水栓300が組み込まれている。水栓300は、濾過カートリッジ30を内蔵した浄水器100を有し、この浄水器100に取り付けられた吐水ヘッド301の吐水口303から浄水を出す。浄水器100は、カウンター201を上下に貫通し、ナット202でカウンター201に固定されている。浄水器100の側面に設けられた略円柱状の操作部312には、後述の電磁弁221を操作するための操作スイッチが配置されている。浄水器100の下部には、下方へ突出した接続管314が取り付けられている。
吐水ヘッド301は、図2に示すように、収容ケース101の水出口112に繋がった吐水管302を有している。この吐水管302は、略鉛直に向いた軸心J1を中心として収容ケース101に対して回動可能に取り付けられ、シンク210の上方で湾曲して延びている。これにより、吐水管302は、左右に回動操作可能とされている。吐水管302の先端部は、下方に向けて水道水を吐水するための吐水口303とされている。
浄水器100の下方には、電磁弁221、制御基板、等を収容した電磁弁収容部220が配置されている。電磁弁221には、接続管222,223が取り付けられている。一方の接続管222と浄水器の接続管314とは、給水管203で接続されている。他方の接続管223と分岐止水栓228とは、給水管229で接続されている。電磁弁収容部220と浄水器の操作部312とは、図示しない配線を介して接続されている。このため、操作部312上の操作スイッチのオンオフを切り替えると、電磁弁221の開閉を切り替えることができる。
カウンター201の下方に設けられた止水栓226の上流側には、上水道管が接続されている。止水栓226の下流側には、上水道管から供給される水道水を2方向に分岐させるための分岐接続部227が取り付けられている。分岐接続部227の一方の出口には、上記分岐止水栓228が取り付けられている。分岐接続部227の他方の出口には、給水管230の一端が接続されている。給水管230の他端は、例えば水道水を原水のままで吐水するための原水用水栓に接続される。
なお、給水管203,229,230には、屈曲可能な樹脂管等を用いることができる。
なお、給水管203,229,230には、屈曲可能な樹脂管等を用いることができる。
図2は、濾過カートリッジ30を組み込んだ浄水器100の垂直断面を示している。この浄水器100は、収容ケース101内に濾過カートリッジ30が着脱可能に固定されている。収容ケース101は、例えば、上ケース102と下ケース103と内壁部材104とで構成される。上ケース102の上端部には、吐水ヘッドの吐水管302が軸心J1の方向へ挿入されている。下ケース103の下端部は、カウンター201の上面に当接している。内壁部材104は、下ケース103内に嵌合され、カウンター201を貫通して下方へ突出し、カウンター201の下面側でナット202が締結されている。内壁部材104の下端部には、図1で示した接続管314が接続されている。上ケース102は、ねじ等により下ケース103及び内壁部材104の上端部に取り付けられている。従って、下ケース103及び内壁部材104から上ケース102を取り外すと、収容ケース101に対して濾過カートリッジ30を着脱することができる。
濾過カートリッジ30のケース40内には、筒状活性炭束50を収容する筒状活性炭束収容室40aが形成されている。筒状活性炭束50は、内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭10が開口端7を合わせて複数束ねられている。筒状活性炭束50は、筒状活性炭の開口端7を有する開口端部52がポッティング剤60(図3,9等参照)で流出口43aの部分のカートリッジケース40に固定されている。なお、図2に示す筒状活性炭束50には図9に例示するような略U字状に曲げられた筒状活性炭10を用いているが、図3等に例示するような略直線状の筒状活性炭10を筒状活性炭束50に用いても良い。
上記浄水器100は、水入口111を経て流入口42aに流入した水道水を筒状活性炭束50で濾過して濾過水を水出口112から出す。水入口111から流入口42aへ至る経路120には、前処理用に不織布等が設けられてもよい。経路120に設けられる不織布は、水入口111に流入した水道水から大きなゴミを除去する。濾過カートリッジ30に設けられた筒状活性炭束50は、0.1μm程度以上の細かい濁りや鉄サビや一般細菌を取り除く中空糸膜束の機能と、遊離残留塩素や有機物等を吸着して除去する造粒活性炭の機能とを有している。
収容ケース101に収容された濾過カートリッジ30を交換する際には、まず、下ケース103及び内壁部材104から上ケース102を外して内壁部材104内から使用済みの濾過カートリッジを取り外す。次に、新たな濾過カートリッジを内壁部材104内に装着して下ケース103及び内壁部材104に上ケース102を取り付ける作業をすればよい。
収容ケース101に収容された濾過カートリッジ30を交換する際には、まず、下ケース103及び内壁部材104から上ケース102を外して内壁部材104内から使用済みの濾過カートリッジを取り外す。次に、新たな濾過カートリッジを内壁部材104内に装着して下ケース103及び内壁部材104に上ケース102を取り付ける作業をすればよい。
図14は、比較例に係る水栓900を組み込んだシステムキッチン800を示している。水栓900に設けられた浄水器700は、カウンター201の上側にある中空糸膜収容ケース721の他、カウンター201から下方へ突出した活性炭収容ケース722を備えている。中空糸膜収容ケース721内には、中空糸膜カートリッジ731が着脱可能に固定されている。中空糸膜カートリッジ731内には、内外方向へ水が流通可能とされた中空糸膜がU字状に曲げられて両端の開口端を合わせて複数束ねられた中空糸膜束が収容されている。中空糸膜束は、中空糸膜の開口端を有する開口端部がポッティング剤で中空糸膜カートリッジ731の流出口に固定されている。活性炭収容ケース722内には、粒状活性炭を充填した活性炭カートリッジ732が着脱可能に固定されている。収容ケース721,722内で中空糸膜収容ケース721と活性炭カートリッジ732との間には、例えば、イオン交換繊維で構成されたイオン除去部材733が収容される。
上記浄水器700は、粒状活性炭、イオン交換繊維、及び、中空糸膜束が濾材として使用されている。活性炭カートリッジ732内の粒状活性炭は、水道水から遊離残留塩素や有機物等を吸着して除去する。イオン除去部材733を構成するイオン交換繊維は、金属イオン等を除去する。中空糸膜カートリッジ731に収容された中空糸膜束は、0.1μm程度以上の細かい濁りや鉄サビや一般細菌を取り除く。
以上のことから、水道水中に含まれる種々の成分を除去するためには、中空糸膜や粒状活性炭等を別々の位置に格納する構造を浄水器700に設ける必要がある。従って、比較例の浄水器700は、上下に長く、すなわち、大きくなっている。また、中空糸膜や粒状活性炭等を別々の位置に格納する組み立て作業も必要となる。
図3,9〜12に例示する濾過カートリッジは、活性炭11を含み内外方向RD1へ水が流通可能とされた筒状活性炭10を複数束ねた筒状活性炭束50がカートリッジケース40内に固定されている。該ケース40内において、流入口42a側の流路44と流出口43a側の流路45の一方に複数の筒状活性炭10の開口端7が配置され他方に複数の筒状活性炭10の外側面4が配置されている。すなわち、図1,2に示す濾過カートリッジ30は、水入口111に繋がった流路44と水出口112に繋がった流路45の一方に複数の筒状活性炭10の開口端7が配置され他方に複数の筒状活性炭10の外側面4が配置されている。水入口111から流入口42aを経て流入した水は、複数の筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通し流出口43aを経て水出口112から流出する。
内外方向RD1へ水が流通可能とされた筒状活性炭10は、中空糸膜のような濾過能力に加えて活性炭の性能を有する新規の筒状材料である。流入口42aから流入した水は、新規な筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通して流出口43aから流出する。水が筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通するとき、水に対して中空糸膜のような濾過処理が行われるとともに活性炭の機能が発揮される。従って、例えば、収容ケース内に中空糸膜や造粒活性炭等を別々の位置に格納する必要が無くなり、浄水器を上下に短くするなど小さくすることができ、濾過カートリッジの組み立て作業も簡素化することが可能である。
(2)長尺な筒状炭素質体の説明:
まず、図4を参照して、筒状活性炭束50を構成する個々の筒状活性炭10を説明する。図4(a)は、活性炭11又は活性炭原料21を含み、長手方向LD1に沿って孔(貫通孔2)が形成された長尺な筒状炭素質体1であって、該筒状炭素質体の内外方向RD1へ流体が流通可能とされた筒状炭素質体1を示す斜視図である。内外方向RD1は、筒状炭素質体1における内側面3と外側面4とを繋ぐ方向を意味する。活性炭原料21を含み内外方向RD1へ流体が流通可能とされた賦活前の筒状炭素質体20の場合、賦活すれば筒状活性炭10として機能する。活性炭原料は、賦活前の原料や炭化前の原料が含まれる。すなわち、賦活には、炭化処理後に賦活処理することが含まれる。
まず、図4を参照して、筒状活性炭束50を構成する個々の筒状活性炭10を説明する。図4(a)は、活性炭11又は活性炭原料21を含み、長手方向LD1に沿って孔(貫通孔2)が形成された長尺な筒状炭素質体1であって、該筒状炭素質体の内外方向RD1へ流体が流通可能とされた筒状炭素質体1を示す斜視図である。内外方向RD1は、筒状炭素質体1における内側面3と外側面4とを繋ぐ方向を意味する。活性炭原料21を含み内外方向RD1へ流体が流通可能とされた賦活前の筒状炭素質体20の場合、賦活すれば筒状活性炭10として機能する。活性炭原料は、賦活前の原料や炭化前の原料が含まれる。すなわち、賦活には、炭化処理後に賦活処理することが含まれる。
図4(a)に示す筒状炭素質体1は、円筒状とされている。ここで、筒状炭素質体1の平均外径をDとする。筒状炭素質体は、円筒状以外にも、楕円管状、角筒状、等の非円筒状でも良い。平均外径Dは、筒状炭素質体の最も長い部分の測定値と最も短い部分の測定値との相加平均とする。
図4(a)に示す筒状炭素質体1の断面形状は、図4(b)に示す正面図のように環状とされている。ここで、筒状炭素質体1の平均内径、すなわち、孔(2)の平均直径をdとする。孔(2)の断面形状は、円形以外にも、楕円形、多角形、等の非円形でも良い。この場合、平均内径dは、孔の最も長い部分の測定値と最も短い部分の測定値との相加平均とする。
図4(a)に示す筒状炭素質体1の断面形状は、図4(b)に示す正面図のように環状とされている。ここで、筒状炭素質体1の平均内径、すなわち、孔(2)の平均直径をdとする。孔(2)の断面形状は、円形以外にも、楕円形、多角形、等の非円形でも良い。この場合、平均内径dは、孔の最も長い部分の測定値と最も短い部分の測定値との相加平均とする。
平均外径Dは、例えば、0.3〜3.0mm、より好ましくは0.4〜2.5mm、さらに好ましくは0.5〜2.0mmとすることができる。平均内径dは、例えば、0.1mm以上かつ(D−0.2)mm以下、より好ましくは0.2mm以上かつ(D−0.4)mm、さらに好ましくは0.3mm以上かつ(D−0.3)mmとすることができる。
平均外径Dに対する筒状炭素質体1の長さLの比L/Dは、例えば、2以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上とすることができる。
平均外径Dに対する筒状炭素質体1の長さLの比L/Dは、例えば、2以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上とすることができる。
筒状炭素質体1には、図4(c)に示すような筒状活性炭10、及び、図4(d)に示すような賦活前の筒状炭素質体20が含まれる。
図4(c)に示す筒状活性炭10は、活性炭11と、バインダー12とを含み、長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状活性炭であって、該筒状活性炭の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。図4(d)に示す筒状炭素質体20は、活性炭原料21と、バインダー22とを含み、長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状炭素質体であって、該筒状炭素質体の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。なお、内外方向RD1へ流体が流通することには、流体が外側面4から筒状炭素質体に入って内側面3から孔(2)へ出ることと、流体が内側面3から筒状炭素質体に入って外側面4から外へ出ることとの両方が含まれる。また、形状が保持される限り、バインダーを省略しても良い。
図4(c)に示す筒状活性炭10は、活性炭11と、バインダー12とを含み、長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状活性炭であって、該筒状活性炭の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。図4(d)に示す筒状炭素質体20は、活性炭原料21と、バインダー22とを含み、長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状炭素質体であって、該筒状炭素質体の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。なお、内外方向RD1へ流体が流通することには、流体が外側面4から筒状炭素質体に入って内側面3から孔(2)へ出ることと、流体が内側面3から筒状炭素質体に入って外側面4から外へ出ることとの両方が含まれる。また、形状が保持される限り、バインダーを省略しても良い。
図4(c)に示す筒状活性炭10は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭11同士がバインダー12で点接着され、活性炭11の粒子間に隙間5がある。この隙間5を流体が内外方向RD1へ流通する。活性炭11には、粒状、粉砕状、繊維状、等の活性炭を用いることができる。繊維状の活性炭を用いると、筒状活性炭10のしなやかさが増し、筒状活性炭10が折れ難くなる。なお、平均粒径は、50μm以上の粒子についてはJIS K1474:2007(活性炭試験方法)に規定される50%粒径(D50、メジアン径)とし、50μm未満の粒子についてはJIS K5600-9-3:2006(塗料一般試験方法−第9部:粉体塗料−第3節:レーザ回折による粒度分布の測定方法)に準拠した粒子径分布からJIS Z8819-2(粒子径測定結果の表現―第2部:粒子径分布からの平均粒子径又は平均粒子直径及びモーメントの計算)に従って求められる重み付き体積平均粒子径とする。粉砕状及び粒状には、粉末状が含まれる。粉砕状の概念と粒状の概念とは、一部が重複するものとする。粉砕状の概念と繊維状の概念とは、一部が重複するものとする。
図4(d)に示す賦活前の筒状炭素質体20は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭原料21同士がバインダー22で点接着され、活性炭原料21の粒子間に隙間5がある。活性炭原料21は、粒状、粉砕状、繊維状、等の活性炭原料を用いることができる。繊維状の活性炭原料を用いると、筒状活性炭10のしなやかさが増し、筒状活性炭10が折れ難くなる。筒状炭素質体20を賦活すると、活性炭を含み長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状活性炭であって、該筒状活性炭の内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭となる。バインダー22が有機バインダーである場合、炭化処理を含む賦活処理時にバインダーが熱分解して消失することがある。バインダー22が耐熱性の無機バインダーである場合、賦活処理後にバインダーが残ることがある。
図4(d)に示す賦活前の筒状炭素質体20は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭原料21同士がバインダー22で点接着され、活性炭原料21の粒子間に隙間5がある。活性炭原料21は、粒状、粉砕状、繊維状、等の活性炭原料を用いることができる。繊維状の活性炭原料を用いると、筒状活性炭10のしなやかさが増し、筒状活性炭10が折れ難くなる。筒状炭素質体20を賦活すると、活性炭を含み長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状活性炭であって、該筒状活性炭の内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭となる。バインダー22が有機バインダーである場合、炭化処理を含む賦活処理時にバインダーが熱分解して消失することがある。バインダー22が耐熱性の無機バインダーである場合、賦活処理後にバインダーが残ることがある。
活性炭原料21は、賦活することによって活性炭を形成することができればよく、植物系、石炭系、石油系、合成樹脂系、天然素材系、各種有機灰、等を用いることができる。植物系の炭素質材料には、ヤシ殻やアーモンド殻といった果実殻、木材、おが屑、竹、草、等を用いることができる。石炭系の炭素質材料には、泥炭、亜炭、かつ炭、瀝青炭、無煙炭、等を用いることができる。石油系の炭素質材料には、石油ピッチ等を用いることができる。合成樹脂系の炭素質材料には、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ユリア系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、等を用いることができる。天然素材系の炭素質材料には、木綿といった天然繊維、レーヨンといった再生繊維、アセテートといった半合成繊維、等を用いることができる。
粉砕状の活性炭には、活性炭原料の賦活物を砕いて得られる活性炭、活性炭原料の粉砕物を賦活して得られる活性炭、等を用いることができる。粉砕状活性炭には、100メッシュ(直径0.15mm)よりも小さい粉末活性炭が含まれるものとする。粒状の活性炭には、ヤシ殻系活性炭、木炭、竹炭、石炭系活性炭、合成樹脂系活性炭、等を用いることができる。粒状活性炭は、賦活物を砕いて所定粒度にふるい分けして得られる活性炭でも良いし、所定粒度の炭素質材料を賦活して得られる活性炭でも良い。粒状活性炭には、粉末活性炭が含まれるものとする。繊維状の活性炭には、石炭ピッチ、石油ピッチ、合成樹脂系活性炭、天然素材系活性炭、等を用いることができる。
粒径を求めることができる活性炭11及び活性炭原料21の平均粒径は、0.2〜200μmが好ましく、1〜150μmがより好ましく、2〜130μmがさらに好ましい。平均粒径を前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量に増える。また、平均粒径を前記上限以下とすることにより、例えば中空糸膜のような好ましい濾過性能(例えば濁り成分除去性能)が得られる。
活性炭や活性炭原料は、一種類でもよいが、二種類以上の組合せでもよい。性質及び/又は粒度分布の異なる二種類以上の活性炭を用いると、各除去物質をバランス良く処理可能な筒状活性炭を得ることができる。
活性炭や活性炭原料は、一種類でもよいが、二種類以上の組合せでもよい。性質及び/又は粒度分布の異なる二種類以上の活性炭を用いると、各除去物質をバランス良く処理可能な筒状活性炭を得ることができる。
バインダー12,22には、熱可塑性バインダー、熱硬化性バインダー、無機バインダー、等を用いることができる。バインダーは、疎水性でもよいし、親水性(水溶性を含む。)でもよい。
熱可塑性バインダーには、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)といったポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートといったポリエステル、熱可塑性エラストマー、これらの樹脂を親水化した樹脂、これらの樹脂に改質剤といった添加剤を添加した樹脂、これらの樹脂の混合物、等を用いることができる。なお、これらの樹脂は、熱可塑性樹脂に含まれるものとする。疎水性の熱可塑性バインダーの具体例として、三井化学株式会社社製ポリエチレンパウダー(ミペロン(登録商標)、旭化成ケミカルズ株式会社製ポリエチレンパウダー(サンファイン(登録商標))、等を挙げることができる。親水性の熱可塑性バインダーの具体例として、三井化学株式会社製ポリオレフィン水性ディスパージョン(ケミパール(登録商標))等を挙げることができる。
熱可塑性バインダーには、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)といったポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートといったポリエステル、熱可塑性エラストマー、これらの樹脂を親水化した樹脂、これらの樹脂に改質剤といった添加剤を添加した樹脂、これらの樹脂の混合物、等を用いることができる。なお、これらの樹脂は、熱可塑性樹脂に含まれるものとする。疎水性の熱可塑性バインダーの具体例として、三井化学株式会社社製ポリエチレンパウダー(ミペロン(登録商標)、旭化成ケミカルズ株式会社製ポリエチレンパウダー(サンファイン(登録商標))、等を挙げることができる。親水性の熱可塑性バインダーの具体例として、三井化学株式会社製ポリオレフィン水性ディスパージョン(ケミパール(登録商標))等を挙げることができる。
無機バインダーには、p−アルミナ(Al2O3・nH2O)、リン酸系バインダー、ケイ素系バインダー、チタン系バインダー、等を用いることができる。また、層状ケイ酸塩鉱物などの粘土状鉱物も無機バインダーとして用いることができる。
水溶性バインダーには、上述したp−アルミナの他、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、リン酸アルミニウム系バインダー、等が含まれる。p−アルミナ、CMC、PVA等、水で洗い流される水溶性バインダーは、筒状炭素質体を押出成形する際の増粘剤として機能する。
水溶性バインダーには、上述したp−アルミナの他、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、リン酸アルミニウム系バインダー、等が含まれる。p−アルミナ、CMC、PVA等、水で洗い流される水溶性バインダーは、筒状炭素質体を押出成形する際の増粘剤として機能する。
バインダーは、一種類でもよいが、二種類以上の組合せでもよい。なお、水に対して残留性を示す残留性バインダー(第一のバインダー)と、水で洗い流される非残留性バインダー(第二のバインダー)とを併用すると、水で洗った筒状炭素質体に残留性バインダーが残り、この残留性バインダーにより筒状炭素質体の形状が保持される。また、非残留性バインダーが洗い流されることにより、筒状炭素質体の内外方向RD1へ繋がる隙間が適度に拡がり、内外方向RD1への流量が適度に増える。残留性バインダー100重量部に対する非残留性バインダーの配合比は、例えば、0.1〜1000重量部、より好ましくは1〜500重量部、さらに好ましくは3〜300重量部とすることができる。
バインダーの配合量は、例えば、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して2〜100重量部、より好ましくは3〜50重量部とすることができる。バインダーの配合量を前記下限以上とすると、筒状炭素質体の中で活性炭又は活性炭原料の粒子同士が好ましい接着力で接着される。また、バインダーの配合量を前記上限以下とすると、活性炭の活性を有する表面が好ましい割合で残り、筒状活性炭が好ましい吸着活性を示す。バインダーの配合比は、筒状炭素質体の形状保持性の観点から、活性炭又は活性炭原料の平均粒径が小さくなるほど多くするのが好ましい。
活性炭又は活性炭原料とバインダーに水を添加して混練する場合、水の添加量は、例えば、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して25〜300重量部、より好ましくは50〜150重量部とすることができる。水の添加量を前記下限以上にすると、均一性の良好な混練物を形成することができる。水の添加量を前記上限以下にすると、筒状炭素質体の筒形状を良好に保つことができる。
活性炭又は活性炭原料とバインダーに水を添加して混練する場合、水の添加量は、例えば、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して25〜300重量部、より好ましくは50〜150重量部とすることができる。水の添加量を前記下限以上にすると、均一性の良好な混練物を形成することができる。水の添加量を前記上限以下にすると、筒状炭素質体の筒形状を良好に保つことができる。
筒状炭素質体1の構成成分は活性炭又は活性炭原料とバインダーの組合せのみでも良いが、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して0.1〜60重量部程度の添加剤を添加しても良い。添加剤には、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、キレート樹脂、これらの組合せ、といったイオン交換体等を用いることができる。陽イオン交換樹脂やキレート樹脂は、金属処理剤として機能する。繊維状活性炭、繊維状活性炭原料、等の繊維状材料を添加すると、筒状炭素質体1のしなやかさが増し、筒状炭素質体1が折れ難くなる。
添加剤の平均粒径を求めることができる場合、添加剤の平均粒径は、0.2〜200μmが好ましく、1〜150μmがより好ましく、2〜130μmがさらに好ましい。平均粒径を前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量に増える。また、平均粒径を前記上限以下とすることにより、好ましい濾過性能が得られる。
添加剤の平均粒径を求めることができる場合、添加剤の平均粒径は、0.2〜200μmが好ましく、1〜150μmがより好ましく、2〜130μmがさらに好ましい。平均粒径を前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量に増える。また、平均粒径を前記上限以下とすることにより、好ましい濾過性能が得られる。
内外方向RD1へ流体が流通可能な筒状炭素質体1の流通性能は、例えば、筒状炭素質体1の外側面4に所定圧力Pの流体圧を加えたときの筒状炭素質体1の単位長さUL当たりの流量Qで定量化することができる。
水を流通させる場合、例えば、筒状炭素質体1の外側面4にP=100kPaの動水圧を加えたときの筒状炭素質体1のUL=100mm当たりの流量Qを流通性能の定量値とすることができる。この流量Qは、0.5〜70mL/min・100mmが好ましく、4〜60mL/min・100mmがより好ましく、6〜50mL/min・100mmがさらに好ましい。流量Qを前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量となる。また、流量Qを前記上限以下とすることにより、好ましい濾過性能が得られる。すなわち、流量Qを前記範囲内とすることにより、流体を筒状炭素質体1の内外方向RD1へ流通させて良好に濾過することができる。
なお、流量Qを多くするためには、活性炭又は活性炭原料の平均粒径を大きくしたり、筒状炭素質体の肉厚{(D−d)/2}を小さくしたり、水で洗い流される非残留性バインダーの配合比を多くしたりすればよい。流量Qを少なくするためには、活性炭又は活性炭原料の平均粒径を小さくしたり、筒状炭素質体の肉厚{(D−d)/2}を大きくしたり、水で洗い流される非残留性バインダーの配合比を少なくしたりすればよい。
水を流通させる場合、例えば、筒状炭素質体1の外側面4にP=100kPaの動水圧を加えたときの筒状炭素質体1のUL=100mm当たりの流量Qを流通性能の定量値とすることができる。この流量Qは、0.5〜70mL/min・100mmが好ましく、4〜60mL/min・100mmがより好ましく、6〜50mL/min・100mmがさらに好ましい。流量Qを前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量となる。また、流量Qを前記上限以下とすることにより、好ましい濾過性能が得られる。すなわち、流量Qを前記範囲内とすることにより、流体を筒状炭素質体1の内外方向RD1へ流通させて良好に濾過することができる。
なお、流量Qを多くするためには、活性炭又は活性炭原料の平均粒径を大きくしたり、筒状炭素質体の肉厚{(D−d)/2}を小さくしたり、水で洗い流される非残留性バインダーの配合比を多くしたりすればよい。流量Qを少なくするためには、活性炭又は活性炭原料の平均粒径を小さくしたり、筒状炭素質体の肉厚{(D−d)/2}を大きくしたり、水で洗い流される非残留性バインダーの配合比を少なくしたりすればよい。
内外方向RD1へ流体が流通可能な筒状活性炭10は、流体を筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通させて濾過するときに活性炭11の機能が発揮される。
(3)筒状活性炭の製造方法の説明:
次に、図5〜8の流れ図を参照して筒状活性炭10の製造方法の例を説明する。
図5に示す製法は、疎水性の熱可塑性バインダーを用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、途中で水13を添加するため、活性炭11に予め疎水性のバインダー12を付着させている。
次に、図5〜8の流れ図を参照して筒状活性炭10の製造方法の例を説明する。
図5に示す製法は、疎水性の熱可塑性バインダーを用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、途中で水13を添加するため、活性炭11に予め疎水性のバインダー12を付着させている。
加熱混合工程S1では、活性炭11とバインダー12と必要に応じて添加剤14とを含む素材を液状分散媒非存在下で加熱混合する。バインダーの軟化温度が範囲Tsl〜Tsh(℃)で示される場合、加熱温度の下限をTshとすればよい。軟化温度は、JIS K7206:1999(プラスチック―熱可塑性プラスチック―ビカット軟化温度(VST)試験方法)に規定されるビカット軟化温度とする。バインダーの軟化温度が不明である場合、軟化温度よりも高い融点を加熱温度の下限とすればよい。また、バインダーの発火点が最低温度Tilで示される場合、加熱温度の上限をTil未満とすればよい。なお、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂の発火点は、通常、350℃以上であるため、加熱混合温度の好ましい上限は350℃未満である。バインダーの融点が範囲Tml〜Tmhで示される場合、加熱温度のより好ましい上限はTml+70℃とすればよく、加熱温度の好ましい下限はTmhとすればよい。以下の熱処理工程S7も、同様である。
加熱混合には、ニーダー、ラボプラストミル、ホイール型、ボール型、ブレード型、ロール型等の混合装置に前加熱や直接加熱といった加熱の機能が備わったものを使用することができる。混合装置の回転速度は、混合物の温度の偏りを少なくする速度であればよく、例えば、2〜200rpmとすることができる。加熱混合の時間は、例えば、10〜120分とすることができる。
加熱混合には、ニーダー、ラボプラストミル、ホイール型、ボール型、ブレード型、ロール型等の混合装置に前加熱や直接加熱といった加熱の機能が備わったものを使用することができる。混合装置の回転速度は、混合物の温度の偏りを少なくする速度であればよく、例えば、2〜200rpmとすることができる。加熱混合の時間は、例えば、10〜120分とすることができる。
破砕工程S2では、冷えて固化した塊状の加熱混合物を破砕装置で所定の平均粒径(例えば20〜200μm程度)に破砕する。破砕前に、添加剤15を加熱混合物に添加しても良い。破砕の温度は、バインダー12の融点未満が好ましく、バインダー12の軟化温度未満がより好ましく、室温でも良い。
破砕には、ミキサー、ブレンダー、ミル、ジョークラッシャー、ジャイレトリクラッシャー、コーンクラッシャー、ハンマークラッシャー、ボールミル、ローラーミル、高速回転ミル、ジェットミル、等の破砕装置を使用することができる。破砕装置の回転速度は、例えば、50〜50000rpmとすることができる。破砕の時間は、例えば、1〜120分とすることができる。
破砕には、ミキサー、ブレンダー、ミル、ジョークラッシャー、ジャイレトリクラッシャー、コーンクラッシャー、ハンマークラッシャー、ボールミル、ローラーミル、高速回転ミル、ジェットミル、等の破砕装置を使用することができる。破砕装置の回転速度は、例えば、50〜50000rpmとすることができる。破砕の時間は、例えば、1〜120分とすることができる。
混合工程S3では、破砕工程S2で得られた破砕物と水(液状分散媒)13と必要に応じて添加剤16とを含む素材を混合装置で混合する。混合には、ミキサー、ブレンダー、水平円筒型、V型、二重円錐型、正方立体型、S型、連続V型、ボールミル型、ロッキング型、クロスロータリー型、リボン型、スクリュー型、ロター型、パグミル型、遊星型、タービン型、高速流動型、回転円板型、等の混合装置を使用することができる。混合装置の回転速度は、混合物の温度の偏りを少なくする速度であればよく、例えば、15〜200rpmとすることができる。
なお、添加剤14,15,16は、上述した各種添加剤を使用することができ、同じ種類でもよいし、異なる種類でもよい。
なお、添加剤14,15,16は、上述した各種添加剤を使用することができ、同じ種類でもよいし、異なる種類でもよい。
混練工程S4では、混合工程S3で得られた混合物を混練装置で混練する。「混練」は、分散質の表面全体に液状分散媒をコーティングする分散操作を意味する。混練には、ニーダー等の混練装置を使用することができる。
押出工程S5では、混練工程S4で得られた混練物を押出装置で筒状に押し出し、所定の長さに切断する。押出装置のバレルのヘッド(下流側の端部)には、筒状炭素質体の断面形状に合わせた筒状に材料を押し出す環状の押出口を有するダイを取り付けると良い。筒状に押し出された成形体は、細長い軟質材料で形成されているため、真っ直ぐとならず曲がっていることが多い。
押出には、一軸押出成形機、二軸押出成形機、等の押出装置を使用することができる。
押出には、一軸押出成形機、二軸押出成形機、等の押出装置を使用することができる。
整形工程S6では、押出工程S5で押し出された長尺な筒状成形体を所定の形状(例えば直線状)に整える。ここで、直線状は、真っ直ぐな形状を意味するものとする。整形には、載置面上で筒状成形体を転がして直線状に近付ける装置、筒状成形体を直線状の溝に入れて直線状に近付ける装置、等を使用することができる。
熱処理工程S7では、整形された筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理には、オーブン等の加熱装置を使用することができる。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状活性炭10が形成される。
図6に示す製法は、水溶化した熱可塑性バインダーを用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、上述した工程S1,S2を不要にしている。なお、工程S3〜S7は、図5で示した工程と同様であるので、詳しい説明を省略する。
本製法の混合工程S3では、活性炭11とバインダー12と水13と必要に応じて添加剤14とを含む素材を混合装置で混合する。以後、工程S4〜S6を経て、熱処理工程S7で筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状活性炭10が形成される。
本製法の混合工程S3では、活性炭11とバインダー12と水13と必要に応じて添加剤14とを含む素材を混合装置で混合する。以後、工程S4〜S6を経て、熱処理工程S7で筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状活性炭10が形成される。
図7に示す製法は、水に対して残留性を示す熱可塑性バインダー(第一のバインダー)、及び、非残留性の水溶性バインダー(第二のバインダー)を用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、図6で示した工程S3〜S7の後に工程S8,S9が付加されている。非残留性バインダー12Bには、CMCやPVAといった有機バインダー、p−アルミナといった無機バインダー、等、水で洗い流されるバインダーを用いることができる。なお、工程S3〜S7は、図5で示した工程と同様であるので、詳しい説明を省略する。
本製法の混合工程S3では、活性炭11と残留性バインダー12Aと非残留性バインダー12Bと水13と必要に応じて添加剤14とを含む素材を混合装置で混合する。以後、工程S4〜S6を経て、熱処理工程S7で筒状成形体を残留性バインダー12Aの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、残留性バインダー12Aが固化し、長手方向に沿って貫通孔が形成された長尺な筒状成形体の形状が保持される。
水洗浄工程S8では、長尺な筒状成形体を水で洗って非残留性バインダー12Bを除去する。このとき、残った残留性バインダー12Aにより筒状成形体の形状が保持される。
最後の乾燥工程S9では、水で洗った筒状成形体を乾燥させる。製造される筒状活性炭10は、残留性バインダー12Aが残留し長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状活性炭であり、該筒状活性炭の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。
最後の乾燥工程S9では、水で洗った筒状成形体を乾燥させる。製造される筒状活性炭10は、残留性バインダー12Aが残留し長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状活性炭であり、該筒状活性炭の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。
図8(a)〜(c)に示す製法は、活性炭原料21を用いて賦活前の筒状炭素質体20を製造し、この筒状炭素質体20から筒状活性炭19を製造する新規の製造方法の例を示している。
図8(a)は、疎水性の熱可塑性バインダーを用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。省略した途中の工程S2〜S6は、図5で示した工程S2〜S6と同様である。
図8(a)は、疎水性の熱可塑性バインダーを用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。省略した途中の工程S2〜S6は、図5で示した工程S2〜S6と同様である。
本製法の加熱混合工程S1では、活性炭原料21とバインダー22と必要に応じて添加剤24とを含む素材を液状分散媒非存在下で加熱混合する。以後、破砕工程S2、混合工程S3、混練工程S4、押出工程S5及び整形工程S6を経て、熱処理工程S7で筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状炭素質体20が形成される。
賦活工程S10では、筒状炭素質体20を賦活して筒状活性炭19を形成する。賦活とは、炭素質材料の微細孔を発達させ多孔質に変える反応である。賦活には、水蒸気、二酸化炭素、空気、等の存在下で高温処理するガス賦活、塩化亜鉛、硫酸塩、リン酸、等で薬品処理する薬品賦活、薬品と水蒸気を併用する賦活、等がある。筒状炭素質体20の賦活には、炭化処理後に賦活処理することが含まれる。炭化処理は、例えば、窒素、アルゴン、等の不活性雰囲気下、600〜800℃で筒状炭素質体を炭化する処理とすることができる。炭化処理後の賦活処理は、例えば、水蒸気、二酸化炭素、等の酸化性ガスの雰囲気下、700〜1100℃、より好ましくは800〜1000℃で筒状炭素質体を活性化する処理とすることができる。炭化処理があると活性炭としての活性が高まるので好ましいものの、炭化処理を省略して賦活処理を行うこともできる。
図8(b)は、水溶化した熱可塑性バインダーを用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。本製法の混合工程S3では、活性炭原料21とバインダー22と水23と必要に応じて添加剤24とを含む素材を混合装置で混合する。省略した途中の工程S4〜S6は、図6で示した工程S4〜S6と同様である。熱処理工程S7では、筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。軟化温度未満まで冷えた後、賦活工程S10では、筒状炭素質体20を賦活して筒状活性炭19を形成する。
図8(c)は、残留性の熱可塑性バインダー(第一のバインダー)、及び、非残留性の水溶性バインダー(第二のバインダー)を用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。本製法の混合工程S3では、活性炭原料21と残留性バインダー22Aと非残留性バインダー22Bと水23と必要に応じて添加剤24とを含む素材を混合装置で混合する。省略した途中の工程S4〜S8は、図7で示した工程S4〜S8と同様である。乾燥工程S9では、長尺な筒状成形体を乾燥させる。賦活工程S10では、筒状炭素質体20を賦活して筒状活性炭19を形成する。
(4)浄水器に用いられる種々の濾過カートリッジの説明:
図3(a)〜(d)は、収容ケース101内に対して着脱可能な濾過カートリッジ30Aを示している。図3(a)では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ30Aは、一端(6)を閉塞した直線状の筒状活性炭10(筒状活性炭19も可。以下、同様。)を多数束ねた筒状活性炭束50がカートリッジケース40の筒状活性炭束収容室40aに収容されている。ケース40は、略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた流入端(流入口側の端部)42及び流出端(流出口側の端部)43とを有している。筒状の本体部は、略楕円筒状、略角筒状、等でも良い。以下も、同様である。流入端42には、濾過前の水の流入口42aが形成されている。流出端43には、濾過後の水の流出口43aが形成されている。図3(b),(c)に示す流入口42a及び流出口43aは、中心軸AX1を中心として、ほぼ、本体部41の内側面41aの断面形状に合わせた円状に形成されている。
ケース40は、熱可塑性樹脂といった合成樹脂、ステンレスといった金属、セラミックス、活性炭、等で形成することができる。
図3(a)〜(d)は、収容ケース101内に対して着脱可能な濾過カートリッジ30Aを示している。図3(a)では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ30Aは、一端(6)を閉塞した直線状の筒状活性炭10(筒状活性炭19も可。以下、同様。)を多数束ねた筒状活性炭束50がカートリッジケース40の筒状活性炭束収容室40aに収容されている。ケース40は、略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた流入端(流入口側の端部)42及び流出端(流出口側の端部)43とを有している。筒状の本体部は、略楕円筒状、略角筒状、等でも良い。以下も、同様である。流入端42には、濾過前の水の流入口42aが形成されている。流出端43には、濾過後の水の流出口43aが形成されている。図3(b),(c)に示す流入口42a及び流出口43aは、中心軸AX1を中心として、ほぼ、本体部41の内側面41aの断面形状に合わせた円状に形成されている。
ケース40は、熱可塑性樹脂といった合成樹脂、ステンレスといった金属、セラミックス、活性炭、等で形成することができる。
筒状活性炭束50を構成する各筒状活性炭10は、流出端43側が開口端7である一方、流入端42側に閉塞端6が形成されている。筒状活性炭束50は、各筒状活性炭10が閉塞端6を合わせ開口端7を合わせて複数束ねられ、開口端7を有する開口端部52がポッティング剤60でケース流出端43に固定されている。従って、筒状活性炭束50の閉塞端部51が流入口42a側の流路44に配置され、各筒状活性炭10の孔(2)が流出口43a側の流路45とされている。すなわち、水入口111に繋がる流路44に各筒状活性炭10の外側面4が配置され、水出口112に繋がる流路45に各筒状活性炭10の開口端7が配置されていることになる。
なお、ポッティング剤には、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、不飽和ポリエステル樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、といった硬化性樹脂系接着剤、ホットメルトといった熱可塑性樹脂系接着剤、等を用いることができる。ホットメルトには、PEといったポリオレフィン系の接着剤、EVA樹脂(エチレン・酢酸ビニルコポリマー)系の接着剤、等を用いることができる。むろん、ポッティング剤以外の固定手段で開口端部52をケース流出端43に固定してもよい。
なお、ポッティング剤には、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、不飽和ポリエステル樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、といった硬化性樹脂系接着剤、ホットメルトといった熱可塑性樹脂系接着剤、等を用いることができる。ホットメルトには、PEといったポリオレフィン系の接着剤、EVA樹脂(エチレン・酢酸ビニルコポリマー)系の接着剤、等を用いることができる。むろん、ポッティング剤以外の固定手段で開口端部52をケース流出端43に固定してもよい。
上記濾過カートリッジ30Aは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、上述した製法で所定長の直線状の筒状活性炭10を多数形成する。次いで、各筒状活性炭10の一端を閉塞端6にする。閉塞端6は、例えば、筒状活性炭10の閉じる前の開口端を加熱して潰すことにより形成することができる。また、筒状活性炭10の閉じる前の開口端をポッティング剤等で塞いで閉塞端6を形成しても良い。次いで、閉塞端6同士を合わせ開口端7同士を合わせて筒状活性炭10を束ね、この束ねた筒状活性炭10をカートリッジケース40に入れる。次いで、開口端7側からケース40の端部(43)にポッティング剤60を入れ、このポッティング剤60を硬化させる。最後に、各筒状活性炭10の孔(2)が開口する程度にケース40の流出端43を切断すればよい。形成される濾過カートリッジ30Aは、流入口側の流路44に閉塞端6及び外側面4が配置され流出口側の流路45に開口端7が配置された筒状活性炭束50がケース40内に固定されている。
まず、上述した製法で所定長の直線状の筒状活性炭10を多数形成する。次いで、各筒状活性炭10の一端を閉塞端6にする。閉塞端6は、例えば、筒状活性炭10の閉じる前の開口端を加熱して潰すことにより形成することができる。また、筒状活性炭10の閉じる前の開口端をポッティング剤等で塞いで閉塞端6を形成しても良い。次いで、閉塞端6同士を合わせ開口端7同士を合わせて筒状活性炭10を束ね、この束ねた筒状活性炭10をカートリッジケース40に入れる。次いで、開口端7側からケース40の端部(43)にポッティング剤60を入れ、このポッティング剤60を硬化させる。最後に、各筒状活性炭10の孔(2)が開口する程度にケース40の流出端43を切断すればよい。形成される濾過カートリッジ30Aは、流入口側の流路44に閉塞端6及び外側面4が配置され流出口側の流路45に開口端7が配置された筒状活性炭束50がケース40内に固定されている。
次に、図1〜3を参照して、濾過カートリッジ30Aを装着した場合の浄水器100及び水栓300の作用及び効果を説明する。
水入口111から流入した水道水の原水は、流入口42aからカートリッジケース40内の流入口側流路44に流入する。この流入水は、外側面4から各筒状活性炭10を通って孔(2)へ抜け、開口端7からケース40外へ流出する。この流出水は、水出口112から浄水器100外へ流出し、吐水ヘッド301から流出する。
水入口111から流入した水道水の原水は、流入口42aからカートリッジケース40内の流入口側流路44に流入する。この流入水は、外側面4から各筒状活性炭10を通って孔(2)へ抜け、開口端7からケース40外へ流出する。この流出水は、水出口112から浄水器100外へ流出し、吐水ヘッド301から流出する。
長尺な筒状活性炭10に内外方向RD1に繋がる隙間があるので、水が筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通するとき、水道水に含まれる鉄さびといった濁り成分等を除去する中空糸膜のような濾過性能が得られる。特に、筒状活性炭10に含まれる活性炭が平均粒径0.2〜200μmであると、好ましい濾過性能が得られる。また、筒状活性炭は単なる炭素材料でないので、水が筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通するとき、水道水に含まれる遊離残留塩素や有機物等の微量成分を除去する活性炭の機能が発揮される。従って、本濾過カートリッジ30Aを収容した浄水器100は、収容ケース内に中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する必要が無くなり、上下に短くなるなど小さくなり、組み立て作業も容易となる。
なお、各筒状活性炭の閉塞端6が流入口側流路44に配置され開口端7が流出口側流路45に配置されると濾過能力が長期間得られるので好ましいものの、各筒状活性炭の閉塞端6が流出口側流路45に配置され開口端7が流入口側流路44に配置されてもよい。
図9(a)〜(c)は、収容ケース101内に対して着脱可能な別の濾過カートリッジ30Bを示している。図9(a)では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ30Bの筒状活性炭束50は、濾過カートリッジ30Aの筒状活性炭束50と同様であるので、詳しい説明を省略する。カートリッジケース40も、略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた流入端42及び流出端43とを有している。流入端42には、閉塞された中心部42bを取り巻くように流入口42aが本体部41の内側面41aに沿って形成されている。図9(c)には、中心軸AX1を取り巻く略円弧形状の複数の流入口42aが流入端42に設けられていることが示されている。
上記濾過カートリッジ30Bは、水道水の原水が水入口111から流入口42aを経てカートリッジケース40内の流入口側流路44に流入するときに筒状本体部41の径方向外側に分散する。これにより、複数の筒状活性炭10の外側面4全体に流入水が行きわたり易くなる。特に、水の流れが強い場合に効果的である。そのうえで、流入水は、外側面4から各筒状活性炭10を通って孔(2)へ抜け、開口端7からケース40外へ流出し、吐水ヘッド301から流出する。従って、濾過カートリッジ30Bを有する浄水器100及び水栓300は、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
図10(a)〜(c)は、収容ケース内に対して着脱可能な別の濾過カートリッジ30Cを示している。図10(a)では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ30Cの筒状活性炭束50は、濾過カートリッジ30Aの筒状活性炭束50と同様であるので、詳しい説明を省略する。濾過カートリッジ30Cを装着するための収容ケースは、図13に示す収容ケース101のように流入する水がカートリッジケース40の側面外側を流れる収容ケースが好ましい。
カートリッジケース40は、流入口42aが設けられた略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた閉塞部42c及び流出端43とを有している。図10(a)に示す本体部41は、軸方向AD1へ並んだ8個の流入口42aで構成される流入口群41bが形成され、中心軸AX1を中心として取り巻くように4つの流入口群41bが配置されている。図10(c)には、閉塞部42cが中心軸AX1を中心として円板状とされていることが示されている。すなわち、筒状活性炭束収容室40aの側面部が水入口111に繋がる流路44とされ、この流路44に各筒状活性炭10の外側面4が配置され、各筒状活性炭10の孔(2)が水出口112に繋がる流路45とされ、この流路45に各開口端7が配置されていることになる。
カートリッジケース40は、流入口42aが設けられた略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた閉塞部42c及び流出端43とを有している。図10(a)に示す本体部41は、軸方向AD1へ並んだ8個の流入口42aで構成される流入口群41bが形成され、中心軸AX1を中心として取り巻くように4つの流入口群41bが配置されている。図10(c)には、閉塞部42cが中心軸AX1を中心として円板状とされていることが示されている。すなわち、筒状活性炭束収容室40aの側面部が水入口111に繋がる流路44とされ、この流路44に各筒状活性炭10の外側面4が配置され、各筒状活性炭10の孔(2)が水出口112に繋がる流路45とされ、この流路45に各開口端7が配置されていることになる。
上記濾過カートリッジ30Cは、水道水の原水が水入口111からケース側面部の流入口42aを経てカートリッジケース40内の流入口側流路44に流入するので、複数の筒状活性炭10の外側面4全体に流入水が行きわたり易くなる。そのうえで、流入水は、外側面4から各筒状活性炭10を通って孔(2)へ抜け、開口端7からケース40外へ流出し、吐水ヘッド301から流出する。従って、濾過カートリッジ30Cを有する浄水器100及び水栓300も、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
図11(a)〜(c)は、収容ケース101内に対して着脱可能な別の濾過カートリッジ30Dを示している。濾過カートリッジ30Dは、曲げられた筒状活性炭10が両端の開口端7を合わせて複数束ねられた筒状活性炭束50がカートリッジケース40内に収容されている。ケース40は、図3で示した濾過カートリッジ30Aのケース40と同様であるので、詳しい説明を省略する。
各筒状活性炭10は、両端が開口端7とされてケースの流出端43にポッティング剤60で固定され、略U字状に曲げられた中間部がケースの流入端42近傍に配置されている。従って、流入口側流路44に筒状活性炭束50の閉塞端部51が配置され、各筒状活性炭10の貫通孔2が流出口側流路45とされている。すなわち、水入口111に繋がる流路44に各筒状活性炭10の外側面4が配置され、水出口112に繋がる流路45に各開口端7が配置されていることになる。
略U字状の筒状活性炭は、例えば、以下のようにして製造することができる。
図5〜8で示した製法の場合、押出工程S5で混練物を略U字状に押し出して所定の長さに切断し、この所定長の筒状成形体を整形工程S6で略U字状に整えると、最終的に略U字状の筒状活性炭が形成される。筒状活性炭に熱可塑性バインダーなど塑性変形可能なバインダーが含まれる場合、筒状活性炭を束ねる際に曲げることができるので、容易に筒状活性炭束50を形成することができる。
図5〜8で示した製法の場合、押出工程S5で混練物を略U字状に押し出して所定の長さに切断し、この所定長の筒状成形体を整形工程S6で略U字状に整えると、最終的に略U字状の筒状活性炭が形成される。筒状活性炭に熱可塑性バインダーなど塑性変形可能なバインダーが含まれる場合、筒状活性炭を束ねる際に曲げることができるので、容易に筒状活性炭束50を形成することができる。
また、略直線状の筒状活性炭であっても、熱可塑性バインダーが含まれる場合、熱可塑性バインダーの軟化温度以上に筒状活性炭を加熱すると、容易に筒状活性炭を略U字状に曲げることができる。
図7及び図8(c)で示した製法の場合、整形工程S6で筒状成形体を略直線状に整えても、非残留性バインダーが残っているので、水洗浄工程S8で筒状成形体を略U字状に曲げて水で洗い、乾燥工程S9で筒状成形体を乾燥させると、最終的に略U字状の筒状活性炭が形成される。
図7及び図8(c)で示した製法の場合、整形工程S6で筒状成形体を略直線状に整えても、非残留性バインダーが残っているので、水洗浄工程S8で筒状成形体を略U字状に曲げて水で洗い、乾燥工程S9で筒状成形体を乾燥させると、最終的に略U字状の筒状活性炭が形成される。
所定長の略U字状の筒状活性炭10を多数形成すると、例えば、以下のようにして濾過カートリッジ30Dを製造することができる。
まず、両端の開口端7を合わせて筒状活性炭10を束ね、この束ねた筒状活性炭10をカートリッジケース40に入れる。次いで、開口端7側からケース40の端部(43)にポッティング剤60を入れ、このポッティング剤60を硬化させる。最後に、各筒状活性炭10の孔(2)が開口する程度にケース40の流出端43を切断すればよい。
まず、両端の開口端7を合わせて筒状活性炭10を束ね、この束ねた筒状活性炭10をカートリッジケース40に入れる。次いで、開口端7側からケース40の端部(43)にポッティング剤60を入れ、このポッティング剤60を硬化させる。最後に、各筒状活性炭10の孔(2)が開口する程度にケース40の流出端43を切断すればよい。
上記濾過カートリッジ30Dの場合、水道水は、水入口111から流入口42aを経てカートリッジケース40内の流入口側流路44に流入し、外側面4から各筒状活性炭10を通って貫通孔2へ抜け、開口端7からケース40外へ流出し、吐水ヘッド301から流出する。
本濾過カートリッジ30Dは、各筒状活性炭10の一端を閉塞しなくて良いので、構造を簡素化させることができる。
本濾過カートリッジ30Dは、各筒状活性炭10の一端を閉塞しなくて良いので、構造を簡素化させることができる。
なお、筒状活性炭束50の閉塞端部51が流入口側流路44に配置され開口端部52が流出口側流路45に配置されると濾過能力が長期間得られるので好ましいものの、筒状活性炭束50の閉塞端部51が流出口側流路45に配置され開口端部52が流入口側流路44に配置されてもよい。
図12(a)〜(d)は、収容ケース内に対して着脱可能な別の濾過カートリッジ30Eを示している。図12(a)では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ30Eは、両端が開口した直線状の筒状活性炭10を多数束ねた筒状活性炭束50がカートリッジケース40内に収容されている。ケース40は、流入口42aが設けられた略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた第一の流出端43A及び第二の流出端43Bとを有している。図12(a)に示す本体部41は、軸方向AD1へ並んだ7個の流入口42aで構成される流入口群41bが形成され、中心軸AX1を中心として取り巻くように4つの流入口群41bが配置されている。両流出端43A,43Bには、濾過後の水の流出口43aが形成されている。
筒状活性炭束50は、両端が開口端7とされた筒状活性炭10がそれぞれの開口端7を合わせて複数束ねられ、両側の開口端部52がポッティング剤60でカートリッジケース40の両端(流出端43A,43B)に固定されている。従って、筒状活性炭束収容室40aの側面部が水入口111に繋がる流路44とされ、この流路44に各筒状活性炭10の外側面4が配置され、各筒状活性炭10の貫通孔2が水出口112に繋がる流路45とされ、この流路45に各筒状活性炭10の両端(開口端7,7)が配置されていることになる。
図12(d)は、濾過カートリッジ30Eの使用例として浄水器100Eを示す図である。浄水器100Eのうち濾過カートリッジ30Eを除いた部分を断面視している。
水入口111から流入した水道水の原水は、水入口111からケース側面部の流入口42aを経てカートリッジケース40内の流入口側流路44に流入する。従って、複数の筒状活性炭10の外側面4全体に流入水が行きわたり易くなる。そのうえで、流入水は、外側面4から各筒状活性炭10を通って貫通孔2へ抜け、両側の開口端7からケース40外へ流出する。この流出水は、両側の水出口112から浄水器100E外へ流出し、吐水ヘッド301から流出する。
以上より、濾過カートリッジ30Eも、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
以上より、濾過カートリッジ30Eも、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
濾過カートリッジを組み込む浄水器も、様々な構造が考えられる。その一例を図13に示している。
図13に示す浄水器Fは、収容ケース101内に濾過カートリッジ30が着脱可能に固定されている。内側の上ケース102から外側の下ケース103を外すと、収容ケース101に対して濾過カートリッジ30を着脱することができる。カートリッジケース40内には、筒状活性炭束収容室40aが形成されている。筒状活性炭束50は、筒状活性炭10の開口端7を有する開口端部52がポッティング剤60で流出口43aの部分のカートリッジケース40に固定されている。
図13に示す浄水器Fは、収容ケース101内に濾過カートリッジ30が着脱可能に固定されている。内側の上ケース102から外側の下ケース103を外すと、収容ケース101に対して濾過カートリッジ30を着脱することができる。カートリッジケース40内には、筒状活性炭束収容室40aが形成されている。筒状活性炭束50は、筒状活性炭10の開口端7を有する開口端部52がポッティング剤60で流出口43aの部分のカートリッジケース40に固定されている。
上記浄水器100Fは、水入口111を経て流入口42aに流入した水道水を筒状活性炭束50で濾過して濾過水を水出口112から出す。水入口111から流入口42aへ至る経路には、図13に示すように不織布105が設けられてもよい。むろん、不織布105は、省略されても良い。
本浄水器100Fも、収容ケース内に中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する必要が無くなり、組み立て作業も容易となる。
本浄水器100Fも、収容ケース内に中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する必要が無くなり、組み立て作業も容易となる。
なお、筒状活性炭の原料に性質及び/又は粒度分布の異なる二種類以上の活性炭や添加剤を用いると、各除去物質をバランス良く処理可能な筒状活性炭を得ることができる。例えば、比較的大きい粒状フェノール活性炭は、賦活が抑えられることにより、トリハロメタンの吸着に優れた0.7nm付近の細孔が発達している。一方、比較的小さいヤシ殻系活性炭や繊維状活性炭は、賦活が進んで表面積が大きく、残留塩素の除去に優れている。そこで、粒状フェノール活性炭と、ヤシ殻系活性炭や繊維状活性炭と、必要に応じて金属処理剤とを用いて造粒活性炭を形成すると、ヤシ殻系活性炭単独や、フェノール活性炭単独や、金属処理剤単独では得られない複合した除去能力を得ることができる。
上述した本技術のメリットとして、以下のことも考えられる。
例えば、筒状活性炭の断面積を中空糸膜と同等の断面積とすることができるので、粒子径の小さい活性炭を使用した濾過カートリッジに生じ易い目詰まりを抑制することができる。従って、濾過カートリッジ、浄水器及び水栓を小型化、高性能化することが可能になる。また、小型化により、カートリッジ収納部の長さ及び径方向の制限が緩和され、濾過カートリッジ及び浄水器を略円柱状にとらわれない形状にすることができ、デザインの自由度が高まる。
筒状活性炭を束ねて濾過カートリッジを形成することにより、ケース内の空間に対して効率良く筒状活性炭を収容することができ、また、粒状活性炭を密に充填したときに生じる圧力集中を分散することができる。従って、流量を増やし、高い濾過性能を実現することができる。
例えば、筒状活性炭の断面積を中空糸膜と同等の断面積とすることができるので、粒子径の小さい活性炭を使用した濾過カートリッジに生じ易い目詰まりを抑制することができる。従って、濾過カートリッジ、浄水器及び水栓を小型化、高性能化することが可能になる。また、小型化により、カートリッジ収納部の長さ及び径方向の制限が緩和され、濾過カートリッジ及び浄水器を略円柱状にとらわれない形状にすることができ、デザインの自由度が高まる。
筒状活性炭を束ねて濾過カートリッジを形成することにより、ケース内の空間に対して効率良く筒状活性炭を収容することができ、また、粒状活性炭を密に充填したときに生じる圧力集中を分散することができる。従って、流量を増やし、高い濾過性能を実現することができる。
抗菌剤を含めて筒状活性炭を形成することにより、長期止水時に微生物により発生する臭いを抑制することが可能になる。
筒状活性炭で最終処理を行うことにより、膜や膜ケースといった樹脂部品から発せられる樹脂臭や味を抑制することが可能になる。
また、動植物の遺体由来の複雑な混合物で水環境中に普遍的に存在しているNOM(天然有機物;Natural Organic Matter)の除去にも、筒状活性炭を使用することができる。
筒状活性炭で最終処理を行うことにより、膜や膜ケースといった樹脂部品から発せられる樹脂臭や味を抑制することが可能になる。
また、動植物の遺体由来の複雑な混合物で水環境中に普遍的に存在しているNOM(天然有機物;Natural Organic Matter)の除去にも、筒状活性炭を使用することができる。
(5)実施例:
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
[実施例]
以下の実施例において、「活性炭」はヤシ殻系活性炭(クラレケミカル株式会社製GW48/100を遊星ボールミルFRITSCH社製P-5型にて平均粒径8μm又は20μmとしたもの)、「第一のバインダー」はポリオレフィン水性ディスパージョン(三井化学株式会社製、商品名:ケミパールS100)、「第二のバインダー」はCMC(アズワン株式会社製)、である。ブレンダーには、株式会社井上製作所PLM-15を用いた。押出成形機には、真空混錬押出成形機を用いた。流量測定及び濾過モジュール作製のためのホットメルトには、株式会社モレスコ製ホットメルト(商品名:モレスコメルトME-125)を用いた。
以下の実施例において、「活性炭」はヤシ殻系活性炭(クラレケミカル株式会社製GW48/100を遊星ボールミルFRITSCH社製P-5型にて平均粒径8μm又は20μmとしたもの)、「第一のバインダー」はポリオレフィン水性ディスパージョン(三井化学株式会社製、商品名:ケミパールS100)、「第二のバインダー」はCMC(アズワン株式会社製)、である。ブレンダーには、株式会社井上製作所PLM-15を用いた。押出成形機には、真空混錬押出成形機を用いた。流量測定及び濾過モジュール作製のためのホットメルトには、株式会社モレスコ製ホットメルト(商品名:モレスコメルトME-125)を用いた。
[実施例1]
平均粒径8μmとした活性炭100重量部、第一のバインダー20重量部、第二のバインダー7重量部、水98重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合した。混合物を押出成形機に入れ、混練して長さ100mmに押出成形した。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄した。得られた筒状炭素質体サンプルは、複数本の平均値として、平均外径0.85mm、平均内径0.12mm、長さ98.9mm、重量0.05g、であった。
平均粒径8μmとした活性炭100重量部、第一のバインダー20重量部、第二のバインダー7重量部、水98重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合した。混合物を押出成形機に入れ、混練して長さ100mmに押出成形した。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄した。得られた筒状炭素質体サンプルは、複数本の平均値として、平均外径0.85mm、平均内径0.12mm、長さ98.9mm、重量0.05g、であった。
[実施例2]
平均粒径20μmとした活性炭100重量部、第一のバインダー15重量部、第二のバインダー5重量部、水80重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合した。混合物を押出成形機に入れ、混練して長さ100mmに押出成形した。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄した。得られた筒状炭素質体サンプルは、複数本の平均値として、平均外径1.0mm、平均内径0.3mm、長さ99.2mm、重量0.07g、であった。
平均粒径20μmとした活性炭100重量部、第一のバインダー15重量部、第二のバインダー5重量部、水80重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合した。混合物を押出成形機に入れ、混練して長さ100mmに押出成形した。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄した。得られた筒状炭素質体サンプルは、複数本の平均値として、平均外径1.0mm、平均内径0.3mm、長さ99.2mm、重量0.07g、であった。
[比較例1]
中空糸膜サンプルとして、ポリスルホン製中空糸膜(NOK株式会社製、平均外径0.4mm、平均内径0.3mm)を長さ100mmに切断したものを用いた。
中空糸膜サンプルとして、ポリスルホン製中空糸膜(NOK株式会社製、平均外径0.4mm、平均内径0.3mm)を長さ100mmに切断したものを用いた。
[流量の測定]
実施例1,2及び比較例1の筒状サンプルの一端をホットメルトで閉じ、外側面に100kPaの動水圧を加えて内側面から出てくる水の流量を測定した。
実施例1,2及び比較例1の筒状サンプルの一端をホットメルトで閉じ、外側面に100kPaの動水圧を加えて内側面から出てくる水の流量を測定した。
[濾過カートリッジサンプルの作製]
実施例1,2及び比較例1の筒状サンプルの一端をホットメルトで閉じたものを500本束ねて内径80mmのカラムに充填し、開口した筒状サンプルの他端を塞がないようにホットメルトで固定し、濾過カートリッジサンプルを作製した。
実施例1,2及び比較例1の筒状サンプルの一端をホットメルトで閉じたものを500本束ねて内径80mmのカラムに充填し、開口した筒状サンプルの他端を塞がないようにホットメルトで固定し、濾過カートリッジサンプルを作製した。
[濾過能力の測定]
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、濁度標準液0.1mgカオリン/mLを用いて濁度2.0度に調整した原水を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、濾過水の濁度を測定した。
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、濁度標準液0.1mgカオリン/mLを用いて濁度2.0度に調整した原水を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、濾過水の濁度を測定した。
[吸着性能の評価]
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、遊離残留塩素濃度2.0mg/Lの水溶液を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、遊離残留塩素濃度を測定した。
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、遊離残留塩素濃度2.0mg/Lの水溶液を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、遊離残留塩素濃度を測定した。
[試験結果]
試験結果を表1に示す。
表1に示すように、実施例1,2の筒状活性炭サンプルは、内外方向へ水が流通可能とされていた。
また、実施例1,2の濾過カートリッジサンプルは、中空糸膜のように濾過性能を有していた。
さらに、実施例1,2の濾過カートリッジサンプルは、活性炭の吸着性能を有していた。
従って、濾過カートリッジを有する本発明の浄水器及び水栓は、濾過性能に加えて活性炭の性能を有することが確認された。
試験結果を表1に示す。
また、実施例1,2の濾過カートリッジサンプルは、中空糸膜のように濾過性能を有していた。
さらに、実施例1,2の濾過カートリッジサンプルは、活性炭の吸着性能を有していた。
従って、濾過カートリッジを有する本発明の浄水器及び水栓は、濾過性能に加えて活性炭の性能を有することが確認された。
(6)結び:
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、構造を簡素化させた新規な浄水器及び水栓の技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、構造を簡素化させた新規な浄水器及び水栓の技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
1…筒状炭素質体、2…貫通孔、3…内側面、4…外側面、5…隙間、
6…閉塞端、7…開口端、
10,19…筒状活性炭、11…活性炭、12,22…バインダー、
20…賦活前の筒状炭素質体、21…活性炭原料、
30,30A〜30E…濾過カートリッジ、
40…カートリッジケース、40a…筒状活性炭束収容室、41…本体部、
42…流入端、42a…流入口、43…流出端、43a…流出口、
44…水入口に繋がった流路、45…水出口に繋がった流路、
50…筒状活性炭束、51…閉塞端部、52…開口端部、
100,100E,100F…浄水器、101…収容ケース、
111…水入口、112…水出口、120…水入口から流入口へ至る経路、
200…システムキッチン、201…カウンター、210…シンク、
300…水栓、301…吐水ヘッド、302…吐水管、303…吐水口。
6…閉塞端、7…開口端、
10,19…筒状活性炭、11…活性炭、12,22…バインダー、
20…賦活前の筒状炭素質体、21…活性炭原料、
30,30A〜30E…濾過カートリッジ、
40…カートリッジケース、40a…筒状活性炭束収容室、41…本体部、
42…流入端、42a…流入口、43…流出端、43a…流出口、
44…水入口に繋がった流路、45…水出口に繋がった流路、
50…筒状活性炭束、51…閉塞端部、52…開口端部、
100,100E,100F…浄水器、101…収容ケース、
111…水入口、112…水出口、120…水入口から流入口へ至る経路、
200…システムキッチン、201…カウンター、210…シンク、
300…水栓、301…吐水ヘッド、302…吐水管、303…吐水口。
Claims (4)
- 活性炭を含み内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭を複数束ねた筒状活性炭束を有する濾過カートリッジと、
水入口及び水出口を有し、前記濾過カートリッジを収容する収容ケースとを備え、
前記濾過カートリッジは、前記水入口に繋がった流路と前記水出口に繋がった流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記水入口から流入した水が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記水出口から流出することを特徴とする浄水器。 - 前記筒状活性炭束は、一端を閉塞した前記筒状活性炭が開口端を合わせて複数束ねられ、該複数の筒状活性炭の開口端を有する端部が前記水出口又は前記水入口に繋がる流路に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の浄水器。
- 前記筒状活性炭束は、曲げられた前記筒状活性炭が両端の開口端を合わせて複数束ねられ、該複数の筒状活性炭の開口端を有する端部が前記水出口又は前記水入口に繋がる流路に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の浄水器。
- 活性炭を含み内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭を複数束ねた筒状活性炭束を有する濾過カートリッジと、
水入口及び水出口を有し、前記濾過カートリッジを収容する収容ケースと、
前記水出口に繋がった吐水ヘッドとを備え、
前記濾過カートリッジは、前記水入口に繋がった流路と前記水出口に繋がった流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記水入口から流入した水が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記吐水ヘッドから流出することを特徴とする水栓。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP2012264841A JP2014108409A (ja) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | 浄水器、及び、水栓 |
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CN201380004371.0A CN104010966B (zh) | 2012-07-26 | 2013-06-11 | 含有活性炭或活性炭用原料的管状碳质材料、管状碳质材料组件、过滤筒、净水器、水龙头及其制造方法 |
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- 2012-12-04 JP JP2012264841A patent/JP2014108409A/ja active Pending
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