JP3018507U - 活性炭浄水材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】活性炭浄水材１は成形体２、その内部に充填さ
れた粒状活性炭３及び成形体２の蓋４から成り、成形体
２は繊維状活性炭にバインダーを加えて成形された通水
性を有し、要すれば成形体の入口５に鍔６を設けた中空
の砲弾形の不織布成形体で、成形体の蓋４は通水性を有
し成形体２の入口５に取り付けることにより成形体の内
部に充填されたに粒状活性炭３を保持し、水を蓋４より
成形体の内部に導入し成形体２より外部に取り出して浄
化する活性炭浄水材であり、またバインダーは熱融着性
を有するポリマー繊維であることが好ましい。 【効果】本考案の活性炭浄水材は浄水機能が優れ、また
粒状活性炭を充填した成形体は一体成形されているため
形態安定性及び機械的強度が高く、活性炭微粒子が漏出
するおそれがない構造で、主として機器内部の小空間に
取り付けて浄水用に使用するために適している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は活性炭浄水材に関するもので、更に詳しく述べると、通水性を有する 活性炭繊維成形体の内部に粒状活性炭を充填した浄水材で、主として浄水機器の 内部の小空間の内部に組み込んで浄水用に使用するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来から浄水用或いは脱臭用等の目的で機器の内部に組み込んで使用するため の浄水材として、多くの浄水性を有する素材或いは種々な構造を有するものが開 示されている。これらの浄水材或いは脱臭材として粒状活性炭が最も多く使用さ れている。活性炭は極めて高い浄水性及び脱臭性を有するが、通常或る程度の大 きさを有する粒状炭として使用される。このため特に機器等の内部の小空間に取 り付けて使用する充填槽等では、活性炭が磨耗して発生した微粒子が発生し易く これらの漏洩を完全に防止出来る様に、濾過性を有するシートで被覆して高い寸 法安定性を保持させることが、構造上かなり困難であった。

【０００３】 また吸着性等の機能を有する粒状物を包含した繊維からなる濾材を使用する場 合も、薄いシートで被覆して高い寸法安定性を保持して且つ微粒子の漏洩を完全 に防止出来る様な構造とすることは困難であった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

機器等の内部の小さな空間に組み込んで使用するための活性炭浄水材で、吸着 性及び濾過性に優れた粒状活性炭及び繊維状活性炭成形体を併用して吸着材また は濾材の漏洩を完全に防止でき、特に圧損失が低い浄水材を提供しようとするも のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案者等は、吸着性及び濾過性に優れた粒状活性炭及び繊維状活性を併用し て、吸着材または濾材の漏洩を完全に防止できる浄水材であり、特に通水時の圧 損失が低い構造について種々研究した結果、繊維状活性炭にバインダーを加えて 一体成形された通水性を有する中空の砲弾形で、その内部に吸着性及び濾過性に 優れた粒状活性炭を充填し、通水性を有するシートを成形体の入口に取り付けて 密閉し、水を成形体の蓋を通過して内部に導入し、成形体２より外部に取り出す ことにより、出口の成形体の表面積が大きいことも相まって圧損失が低く、活性 炭微粒子の漏洩もなく且つ活性炭の吸着効果を充分に発揮させることが出来るこ とを見出し、これに基づいて本考案に到達した。

【０００６】 すなわち、活性炭浄水材１は成形体２、その内部に充填された粒状活性炭３及 び成形体２の蓋４から成り、成形体２は繊維状活性炭にバインダーを加えて成形 された通水性を有し、要すれば成形体の入口５に鍔６を設けた中空の砲弾形の不 織布成形体で、成形体の蓋４は通水性を有し成形体２の入口５に取り付けること により成形体の内部に充填されたに粒状活性炭３を保持し、水を蓋４より成形体 の内部に導入し成形体２より外部に取り出して浄化する活性炭浄水材であり、ま たバインダーは熱融着性を有するポリマー繊維であることが好ましい。

【０００７】 以下本考案について詳しく説明する。

【０００８】 本考案の活性炭浄水材の中空状砲弾形の不織布成形体は、バインダーを含む活 性炭繊維からなっている必要がある。活性炭繊維は活性炭を繊維状に成形したも のであればよく特に限定しないが、繊維が細くしなやかで吸着性が高く換言すれ ば比表面積が大きい活性炭繊維が好ましい。

【０００９】 この様な活性炭繊維は合成繊維、天然繊維或いは半合成繊維等を不活性ガス中 で炭化した後、水蒸気或いは二酸化炭素ガスを含む雰囲気中で高温で賦活して得 られる。これらの中、フェノール樹脂繊維から得られた活性炭繊維は比表面積が 大きく、細孔径が小さくその均一性が高いため最も好ましい。更に細孔径が小さ いことに起因すると考えられるが、トリハロメタンもかなり吸着する性質を有す るため、浄水材として優れた機能を持っている。

【００１０】 活性炭繊維はバインダーを加えて成形する必要がある。バインダーは熱融着性 ポリマー繊維でも、熱融着性ポリマーの粉末でも或いはラテックスの様な液状接 着剤でもよい。活性炭繊維は脆く折れ易い性質を有するため注意して成形する必 要があるが、例えば、活性炭繊維及び熱融着性繊維のステープルを混合して不織 布をつくり、砲弾形の凹凸の鋳型に挟み加熱・融着することにより得られる。或 いは水中に活性炭繊維のステープル及びバインダーを分散させ、砲弾形のフィル ターを使用して抄紙と同様な方法で適当な厚さの成形体を抄いた後、乾燥・加熱 融着することにより得られる。また浄水機器に取り付ける便宜のため成形体上端 に成形体と一体成形した鍔を設け、その部分のみ加熱・融着の度合いを高くして 通水性をなくし、且つある程度の弾性を有しパッキングとした構造とすることも 出来る。

【００１１】 これらのバインダーの中少量で成形体の強度を維持し、通水抵抗を低下させる 効果が大きい熱融着性ポリマー繊維がより好ましい。熱融着性ポリマー繊維とし ては例えば、ポリアクリル系繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポ リエステル繊維或いはポリプロピレン繊維・ポリエチレン繊維混合物、ポリプロ ピレン繊維・ポリエステル繊維等である。

【００１２】 中空の成形体２の内部には粒状活性炭を充填する必要がある。ここで使用され る基材の活性炭は、通常1gあたり数100 m²或いはそれ以上の大きな表面積を有し 、高い吸着性を示す炭素材料であれば広範囲に使用できる。活性炭の原料は通常 ヤシ殻または木材等の炭化物或いは石炭が使用されるが何れでもよい。これらの 中、ヤシ殻から得られた活性炭は組織が緻密で硬いため磨耗によって微粉末が生 成し難く、比表面積も大きいものが得られ易いためより好ましい。また賦活法も 水蒸気或いは二酸化炭素により高温でまたは、塩化亜鉛、リン酸、濃硫酸処理等 いづれの方法により得られたものでもよい。

【００１３】 また粒状活性炭の性状は特に限定せず、破砕炭、造粒炭或いは顆粒炭の何れで も効果が認められるが、浄水効果及び圧損失の観点から篩分けにより一定範囲の 粒度に整粒した破砕炭または顆粒炭がより好ましく、また粒度は使用条件により 適宜選択出来るが、浄水材としては一般に30〜60メッシュ程度が好ましい。本考 案の成形体には造粒炭を充填して使用してもよく、形状及び粒度がより均一であ るから特に圧損失を低下させる必要がある場合に適している。造粒炭は通常炭素 材料100 部に30〜60部の石油ピッチ或いはコールタール等をバインダーとして加 え混和・成形後賦活して調製される。

【００１４】 成形体の蓋４は砲弾形の内部の中空部分に充填された粒状活性炭３が、外部に 漏出しない様に保持するために成形体２の入口５に取り付けられるもので、通水 性が高い材質であればよく、不織布或いは織物、編み物、紙からなる濾材或いは これらの複合濾材等が使用可能である。これらの中、熱融着性ポリマー繊維の不 織布は繊維自体の吸湿性がなく、機械的強度も大きくまた通水抵抗も低いため好 ましい。熱融着性ポリマー繊維としては例えば、ポリプロピレン繊維、ポリエチ レン繊維、ポリエステル繊維或いはポリプロピレン繊維・ポリエチレン繊維混合 物、ポリプロピレン繊維・ポリエステル繊維混合物等である。

【００１５】 また、成形体の材質と同様に繊維状活性炭或いは粉末状活性炭等その他の形態 の活性炭を含有した材質でもよい。蓋も活性炭を含有している場合は、成形体の 内部に活性炭を保持する機能の他に浄水効果も期待出来る。

【００１６】 本考案の活性炭浄水材は前述の様にして得られた中空状の成形体２の内部に粒 状活性炭を充填した後、成形体の入口５の部分に蓋４を取り付けることにより組 立られる。尚、浄水材は水の入口である蓋４の面積に較べて浄化された水の出口 である成形体の表面積は相当大きくなる様につくられている。従って、蓋４の全 体の通水抵抗と成形体の全体の通水抵抗がほぼ同程度になる様に、蓋４の単位面 積当たりの抵抗を成形体より低い材質とすることが、本考案の活性炭浄水材の構 造上好ましい。

【００１７】 また、本考案の活性炭浄水材は主として浄水機器の内部の小空間に組み込んで 使用されるが、水は通常蓋４の部分から入り成形体内部の充填材を通過し、砲弾 形の成形体の壁部を通過して浄水材の外部に取り出される。この間に成形体内部 に充填された粒状活性炭及び主として活性炭繊維からなる成形体により、更に蓋 ４が活性炭を含有する場合には蓋を通過する間にも水道水中の遊離塩素、カビ臭 、トリハロメタンその他不純物が活性炭及び繊維状活性炭に吸着されて浄化され る。

【００１８】 水が活性炭浄水材を通過する時、最も大きな通水抵抗の要因となるのは成形体 の壁部であるが、砲弾形となっているため表面積が広く通水抵抗を低下させると 共に、一体成形した成形体により使用中生成した活性炭微粒子の漏洩を完全に防 止出来る機能を有する構造としたことが、本考案の活性炭浄水材の特徴で浄水機 器等の内部の小空間に組み込んで使用するために適している。例えば、湯沸かし ポット、浄水器或いは冷蔵庫の浄水用等である。

【００１９】 本考案の活性炭浄水材は繊維状活性炭を含有する不織布及び粒状活性炭が併用 されているため、通常の粒状活性炭のみを使用した場合に較べて吸着性が高く、 更に成形体壁部及び成形体の蓋の２層の濾過層が含まれているため、濾過層によ る微小浮遊粒子の除去機能も高くこれらを総合した浄水機能に優れている。

【００２０】 また粒状活性炭を充填した成形体は一体成形されているため形態安定性及び機 械的強度が高く、充填した活性炭の微粒子が漏出するおそれがないため、主とし て機器内部の小空間に取り付けて浄水用に使用するために適している。その用途 は水中の不純物の吸着・濾過のみならず、その他液体或いは空気その他ガスの精 製にも広く使用出来る。

【００２１】

【実施例】

以下本考案を具体的に示した図面を参照しながら、その構造及び機能について 更に詳しく説明する。

【００２２】 （実施例１） 図１は本考案の活性炭浄水材の一態様を示したもので、（a)は斜視図を(b) は 蓋の中心線を通る垂直面の断面図を示したものである。

【００２３】 砲弾形成形体２はフェノール樹脂繊維を炭化・賦活して得られた比表面積約 1,500m²/g 、平均細孔半径約12Åの活性炭繊維 (クラレケミカル（株）製「クラ クティブ FR-15」) のステープルにバインダーとしてアクリル系合成繊維のステ ープルを５重量％を加えて均一に混合してシート状とし、図に示す様な中空の砲 弾形にプレスして加熱・成形したものである。

【００２４】 フェノール樹脂繊維を炭化・賦活して得られた繊維状活性炭は、通常の活性炭 と比較して比表面積が大きく、細孔径が一般の活性炭よりも小さくまたその均一 性が高い特徴があり、このため吸着性に優れている。更に細孔径が小さいことに 起因すると考えられるが、かなりトリハロメタンの吸着性を示す特徴がある。尚 、その他の繊維状活性炭も或る程度のトリハロメタン吸着性を示す。これは合成 ポリマーまたはレーヨン等の繊維を炭化・賦活して得られるためと考えられる。

【００２５】 成形体２の内部にはヤシ殻の炭化物を賦活して得られた粒度32〜60メッシュの 顆粒炭が充填されている。また、成形体の蓋４はポリプロピレン繊維不織布を円 形に打ち抜いたもので成形体の内部に顆粒状活性炭を充填した後、成形体の入口 より押し込み顆粒炭が硬く充填される様にして、成形体入口５の内面と蓋の縁の 摩擦で固定されている。成形体の内部に充填された顆粒炭或いはそれより生成し た微粒子は、水が成形体の蓋より入り成形体の壁部から出る使用法とも相まって 外部に漏れない堅牢な構造になっている。

【００２６】 本態様の活性炭浄水材の砲弾形成形体は一体成形されているため堅牢で、顆粒 炭が外部に漏れるおそれがなく、浄水器或いは冷蔵庫等機器の内部に組み込んで 浄水用に使用するのに適している。 （実施例２） 図２は本考案の活性炭浄水材の他の一態様を示したもので、（a)は斜視図を (b) は蓋の中心線を通る垂直面の断面図を示している。

【００２７】 砲弾形成形体２は実施例１と同様なフェノール樹脂繊維を炭化・賦活して得ら れた比表面積約1,500m²/g 、平均細孔半径約12Åの繊維状活性炭のステープルに バインダーとしてポリエチレン繊維のステープルを７重量％を加えて均一に混合 してシート状とし、図に示す様に鍔を有する中空の砲弾形にプレスして加熱・成 形したものである。尚成形の際、鍔の部分のみ加熱及び圧縮の度合いを高くして 通水性はないが、パッキングとして使用可能な程度の弾性を有する様にしたもの である。

【００２８】 フェノール樹脂繊維を炭化・賦活して得られた活性炭繊維は、その他の原料か ら得られた活性炭繊維と比較して高い吸着性を有すること及び、トリハロメタン の吸着性を有するため浄水用として優れていること等の特徴は実施例１の場合と 同じである。

【００２９】 成形体２の内部にはヤシ殻の炭化物を粉砕してコールタールピッチをバインダ ーとして成形し、賦活して得られた直径１mm、長さ1.5mm の造粒炭が充填されて いる。また、成形体の蓋４はポリプロピレン繊維と活性炭繊維のステープルを、 ほぼ等量ずつ加えて加熱・圧縮して成形した不織布を円形に打ち抜いたつくられ たもので、成形体内部に造粒炭を充填後、造粒炭が硬く充填される様に蓋を成形 体の入口より押し込んで成形体入口５の内面と蓋の縁の摩擦で固定されている。 成形体の内部に充填された顆粒炭或いはそれより生成した微粒子は、水が成形体 の蓋より入り成形体の壁部から出る使用法とも相まって外部に漏れない堅牢な構 造になっていて、実施例１で述べたと同様な機能である。

【００３０】 本態様の活性炭浄水材は成形体の上端に鍔６が設けられ、この鍔は前述の様に 通水性がなく且つ或る程度の弾性を有しパッキングとしての機能があるため、フ ランジの間に固定することが可能で浄水機器の内部に容易に取り付けることが出 来る。

【００３１】 本態様の活性炭浄水材は湯沸かしポット、浄水器或いは冷蔵庫等の機器の内部 に組み込んで浄水用に使用するのに適している。

【００３２】

【考案の効果】

本考案の活性炭浄水材は繊維状活性炭及び粒状活性炭が併用されているため浄 水機能が優れ、また粒状活性炭を充填した成形体は一体成形されているため形態 安定性及び機械的強度が高く、充填した活性炭の微粒子が漏出するおそれがない 堅牢な構造で、主として機器内部の小空間に取り付けて浄水用に使用するために 適している。その用途は水中の不純物の吸着・濾過のみならず、その他液体或い は空気その他ガスの精製にも広く使用出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の活性炭浄水材の一態様を示したもの
で、（a)は斜視図を(b) は蓋の中心線を通る垂直面の断
面図を示している。

【図２】本考案の活性炭浄水材の一態様を示したもの
で、（a)は斜視図を(b) は蓋の中心線を通る垂直面の断
面図を示している。

【符号の説明】

１ 活性炭浄水材 ２ 砲弾形の中空状成形体 ３ 粒状活性炭 ４ 成形体の蓋 ５ 成形体の入口 ６ 成形体の鍔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性炭浄水材１は成形体２、その内部に
   充填された粒状活性炭３及び成形体２の蓋４から成り、
   成形体２は繊維状活性炭にバインダーを加えて成形され
   た通水性を有し、要すれば成形体の入口５に鍔６を設け
   た中空の砲弾形の不織布成形体で、成形体の蓋４は通水
   性を有し成形体２の入口５に取り付けることにより成形
   体の内部に充填されたに粒状活性炭３を保持し、水を蓋
   ４より成形体の内部に導入し成形体２より外部に取り出
   して浄化する活性炭浄水材。
2. 【請求項２】 バインダーが熱融着性を有するポリマー
   繊維である請求項１記載の活性炭浄水材。