JP3588835B2 - 容器型濾過器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、活性炭による有害物質の除去能及び特に繊維状活性炭のシート成形能を利用した有害物除去用シートに関するものであり、また該有害物除去用シートを用いて各種液体または気体（以下単に媒体と言うことがある）、例えば水道水等の水を浄化する簡易使い捨てタイプの容器型濾過器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
活性炭が有害物質を吸着除去または還元除去する性質を持っているということは良く知られており、従って各種媒体の浄化に利用されている。
【０００３】
近年飲料水として、水道水等を更に浄化し、残留塩素（カルキ臭）・カビ臭・トリハロメタン・浮遊物質等の有害物質を減少させることが広く望まれる様になっており、上記活性炭を用いた浄水器が汎用されている。
【０００４】
一般家庭における水道水の浄化方法としては、水道直結式の浄水器が普及している。該浄水器には内部に活性炭やイオン交換樹脂等の濾過材が充填されており、これに水道水を通し、中空糸膜等を介して浄水器外へ浄水となって排出する構成となっている（以下、これを従来例▲１▼と称す）。
【０００５】
また従来よりカートリッジ式の卓上浄水器（以下、従来例▲２▼と称す）も市販されている。該従来例▲２▼は樹脂製の容器に、活性炭等の濾過材を有するカートリッジを装着し、これに水道水を通して浄化し、浄水を別容器に収容して用いる。該カートリッジは浄化力が劣ってきた時点で適宜取り外して交換を行う。
【０００６】
また実開平１−１６７３８６（以下、従来例▲３▼と称す）には、漏斗型の簡易飲用水浄化器具が記載されている。従来例▲３▼は活性炭を内部に収容した袋状フィルターを漏斗状部材の内側に備えたものであって、該漏斗型器具に水道水を注ぎ入れ、浄水を別容器に集めて使用する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来より活性炭をシート状濾過体に形成するという考えはあった。しかし単に繊維状活性炭とパルプを混合して成形したものでは、成形加工に必要な紙力に重点を置くと通水（通気）性が非常に悪く濾過に長時間を要し、一方通水（通気）性に重点を置くと上記紙力が不十分になるという問題があり、結局のところ使用できないという問題があった。
【０００８】
本発明はこの様な問題を解決するためになされたものであって、活性炭の有害物質除去能を利用した通水（通気）性の良好な有害物除去用シートを提供することを第１の目的とする。
【０００９】
他方、従来の特に浄水器の問題点として、上記従来例▲１▼，▲２▼では装置が大がかりで簡便さに欠け、高価であり、加えて容器がプラスチック製である為に捨てる際にゴミの問題が生じる。更に上記従来例▲１▼▲２▼では、容器内に収められている濾過材の周辺において残留水が停留して、雑菌が繁殖するという心配があった為、特に従来例▲１▼ではしばらく放置後に再使用する際には、蛇口を開いた直後の新鮮水で容器内残留水を置換放出するという目的で暫時そのまま放流してしまうという無駄がある。
【００１０】
そこで中空糸膜や抗菌繊維などを使用せずとも雑菌繁殖の心配がなく、手軽，簡単に使用でき、且つ安価な使い捨てタイプの浄水器が望まれている。上記従来例▲３▼は袋状の濾過部材からなる簡便な浄化器具であるが、本発明においては乾き易いシート状の上記有害物除去用シートを用い、雑菌繁殖の心配がなく、手軽，簡便，安価な使い捨てタイプであって使用性の良い形状の容器型濾過器を提供することを第２の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有害物除去用シートは、パルプと、繊維状活性炭１０〜６０重量％、更に無機粒子１〜３０重量％を含有するシートであることを要旨とする。更に該有害物除去用シートは５〜３５重量％の熱融着性繊維及び／または２０重量％以下の還元性物質を含有することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る容器型濾過器は、紙製の筒状体に前記有害物除去用シートを組合わせて構成したものであることを要旨とする。また容器型濾過器は前記筒状体の一方側端部に前記有害物除去用シートを取り付けたものであることが好ましい。更に前記筒状体の軸方向一方側周壁の全部または一部を、紙に替えて有害物除去用シートで構成したものが好ましい。加えて前記筒状体の内周面を、有害物除去用シートで内張りしたもがより好ましい。
【００１３】
【作用】
本発明の有害物除去用シートにおいては、含有する無機粒子が繊維に絡んで目開きを広くし、通水（通気）速度を高める方向に作用し、且つシートに強度を与えることができてシート形状の保持性を高める。
次に有害物除去用シートの各成分について述べる。
【００１４】
繊維状活性炭：１０〜６０重量％
媒体が繊維状活性炭に接触することにより媒体中の有害物質が除去されるのであるが、有害物除去用シートにおける繊維状活性炭の含有量が１０重量％未満の場合は有害物質の除去が不十分となる為、下限を１０重量％とした。一方６０重量％超の場合は、有害物除去用シートの加工性，取扱い性が悪くなる。即ち例えば有害物除去用シートを曲げると活性炭成分が脱落してしまい、また型への打ち抜き易さが悪くなる。従って上限を６０重量％とした。より好ましい範囲としては１５〜５０重量％、更に好ましい範囲としては２０〜４０重量％である。
【００１５】
パルプ：５〜８９重量％
パルプはシート状に成形するための安価な補強部材として加えられるものであり、例えば天然パルプや合成繊維パルプが挙げられる。
パルプの含有量が５重量％未満では有害物除去用シートの補強効果がなく、一方８９重量％超では相対的に繊維状活性炭が少なくなって有害物質の除去率が悪くなるから、上記範囲とした。好ましい範囲としては１０〜５０重量％、更に好ましい範囲としては３０〜４０重量％である。
【００１６】
還元性物質：０〜２０重量％
還元性物質は主に被処理液（被処理気体）のＨＣｌＯを有効に還元除去する。有害物除去用シートを浄水器に使用する場合の還元性物質としては食品衛生上問題とならない亜硫酸カルシウムやＬ−アスコルビン酸ナトリウムが推奨される。還元性物質の含有量を２０重量％超とした場合は、濾過する際の通水（通気）速度が遅くなりすぎる為、２０重量％以下とした。更に好ましい範囲としては３〜１０重量％である。
【００１７】
無機粒子：１〜３０重量％
無機粒子は含有量が多くなるほど通水（通気）速度が速くなって良いが、含有量が３０重量％超では、上記繊維状活性炭の場合と同様、有害物除去用シートの曲げ加工や型への打ち抜き易さといった加工性，取扱い性が悪くなり、一方１重量％未満では通水（通気）速度が遅くなりすぎる為、上記範囲とした。更に好ましい範囲としては３〜２０重量％である。
【００１８】
無機粒子としては珊瑚の粉末であるコーラルサンドが推奨され、浄水器として使用する場合にコーラルサンドを用いると、ミネラル分が浄水に補給されて特に健康的な水が生成する。尚コーラルサンドの好ましい粒子径は２０〜６０μｍである。無機粒子としては他に珪砂やガラスを用いることもできる。
【００１９】
熱融着性繊維：５〜３５重量％
熱融着性繊維を有害物除去用シートに添加しておくと、有害物除去用シートを紙製の筒状体へ取り付ける場合に、熱融着によってこれらを接合することができ、接着剤を不要とする。接着剤を用いた場合では浄水への接着剤の混入という新たな問題を生じることがあるが、熱融着性繊維含有の場合ではこの様な懸念がなく、容器型濾過器を容易に作製することができる。熱融着性繊維としては、安全面，衛生面から共重合ポリエステル，ポリエチレン，ポリプロピレン等が推奨される。
【００２０】
熱融着性繊維の含有量が５重量％未満では、筒状体への接着が不十分となり、、一方３５重量％以上では有害物除去用シートへの作製が困難となる為、上記範囲とした。更に好ましい範囲としては１０〜３０重量％である。
【００２１】
次に本発明の容器型濾過器について述べる。
本発明の容器型濾過器は、前記有害物除去用シートの有害物質除去能を利用し、紙製の筒状体と組合わせたものであり、有害物除去用シート及び筒状体共に廃棄の際にゴミ問題が軽度で、且つ安価である。更に容器型であるので、必要に応じて容器を複数重ねて使用することができ、使用者がより浄化程度の高い水を望む場合は、この様に本発明の容器を重ねて使用することにより、所望の浄水を得ることができる。
【００２２】
従来例▲１▼，▲２▼の浄水器では、使用期間中、濾過材が水に浸漬されている状態となるから、雑菌が繁殖し易くなり不衛生であり、また雑菌繁殖により目詰まりを起こす恐れがある。しかし本発明の容器型濾過器の場合は、必要量の浄水を作った後は放置して自然乾燥させることが容易であり、この乾燥によって雑菌が繁殖することがなく、従って衛生的であり、且つ雑菌による目詰まりの心配がない。
【００２３】
【実施例】
図１の（ａ）は本発明の一実施例に係る容器型濾過器を斜め底方向から見上げた斜視図であり、図１の（ｂ）はそのＡ−Ａ線での断面図である。容器型濾過器１はコップ型をしており、やや上に広い円錐形をしている筒状体３は防水性の紙からなり、底部２は有害物除去用シートで構成されている。
【００２４】
下記表１に示すシート組成からなる実施例，比較例の有害物除去用シートを作製し、これを底部２として図１に示すコップ型の容器型濾過器１を作製した。尚、熱融着性繊維としては共重合ポリエステルを、還元性物質としては亜硫酸カルシウムを、無機粒子としてはコーラルサンド（粒子径４０μｍ付近）を用いた。これら各実施例や比較例の有害物除去用シート（容器型濾過器）について、下記の試験方法でそれぞれ性能を評価した。
【００２５】
＜ＨＣｌＯ除去率＞
残留塩素を１ｐｐｍ 含有する水２００ｍｌを、上記有害物除去用シートに１回通過させ、その通過した水の残留塩素を測定し、ＨＣｌＯ除去率（％）を求めた。
＜通水性＞
面積１９．６ｃｍ^２ （５０ｍｍφ）の有害物除去用シートに１００ｍｌの水を通過させるのに要する時間（秒）を測定し、通水性とした。
【００２６】
＜寿命＞
残留塩素の除去率が６０％以下になるまでの被処理水の総量（ｌ）を測り、これにより寿命を評価した。
＜カップ加工性＞
有害物除去用シートを用いて容器型濾過器１を製造する際の、底部２の形状への打ち抜き易さ、及び有害物除去用シートと筒状体３の一体化し易さについて、試験者の観察により評価した。
これらの結果を下記表１に示す。
【００２７】
【表１】

上記表１から分かる様に、本実施例はＨＣｌＯ除去率，通水性，寿命共に良く、更に共重合ポリエステルを加えた実施例はカップ加工性が良好となる。
次に、図１に示す容器型濾過器１の浄水器としての使用方法について述べる。
【００２８】
図２は容器型濾過器１の使用状態示す斜視図である。使用の際には、容器型濾過器１の高さ方向中間部断面の直径の円孔を有する支持部材５によって、該容器型濾過器１を懸架する様に支えつつ、該支持部材５を保存容器４の上部に置いて、上水道蛇口７からの水を容器型濾過器１に注ぎ入れる。水の浄化は容器型濾過器１の底部２の有害物除去用シートによってなされ、底部２から浄化排出された浄水６は保存容器４に溜められて、飲料水等として使用される。
【００２９】
図３は本発明の他の実施例に係る容器型濾過器１の断面図である。濾過部８は上記と同様の有害物除去用シートからなり、容器型濾過器１の底部から筒状体の下方にまで続いている。尚有害物除去用シートは下方の全周に限らず一部であっても良い。筒状体９は上記と同様に紙からなる。
本実施例の場合は、図１に示す実施例に比べて、水の排出に供する有害物除去用シートの面積が大きくなるから、水の浄化所要時間がより短くなる。
【００３０】
図４は本発明の他の実施例に係る容器型濾過器１を示す断面図である。本実施例は、上記有害物除去用シートからなる内張り部材１０を、底部２だけでなく筒状体３の内周面にも有するものである。
本実施例では、浄化の際に水が内張り部材１０に接触して、そこで多少なりとも浄化作用を受けるので、より浄化された浄水を得ることができる。
【００３１】
なお、上記図１，３，４に示す容器型濾過器の実施例では、使用の際に支持部材５を別途必要とするが、筒状体をその側壁外側の上縁，中間部または下縁に鍔を設けたものとし、保存用容器４の上部に該鍔によって支えて置く様にしても良い。
【００３２】
また、上記容器型濾過器の実施例では筒状体と有害物除去用シートからなる底部を接合したものを示したが、筒状体底部に通水性のある支え部材、例えば網或いは桟を設け、該支え部材上に有害物除去用シートを載せて使用する様にしても良い。
また上記容器型濾過器の実施例では丸いコップ型のものを示したが、丸いものに限らず角型の容器型濾過器であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る有害物除去用シートは、有害物質除去として活性炭を用いたシートであって、通水（通気）性が良好で、且つ十分な強度がある。
また本発明に係る容器型濾過器は、雑菌の繁殖がなく、手軽，簡単に使用でき、且つ安価であり、使い捨てタイプの濾過器として使用できる。従って家庭内に常置して使用するだけでなく、携帯して外に持ち歩くことができ、戸外での使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る容器型濾過器を示す図。
【図２】本発明に係る容器型濾過器の使用状態の例を表す斜視図。
【図３】本発明の他の実施例に係る容器型濾過器の断面図。
【図４】本発明の他の実施例に係る容器型濾過器の断面図。
【符号の説明】
１ 容器型濾過器
２ 底部
３，９ 筒状体
４ 保存容器
５ 支持部材
６ 浄水
７ 上水道蛇口
８ 濾過部
１０ 内張り部材

Claims (4)

1. 紙製の筒状体に有害物除去用シートを組合わせて構成したものであって、
   前記有害物除去用シートが、シート形成用材料として少なくとも繊維状活性炭とパルプを含み、
   上記繊維状活性炭を１０〜６０重量％、
   更に無機粒子としてコーラルサンドを１〜３０重量％
   夫々含有することを特徴とする容器型濾過器。
2. 前記有害物除去用シートに２０重量％以下の還元性物質を含有させた請求項１に記載の容器型濾過器。
3. 面積１９．６cm²の前記有害物除去用シートに対する１００mlの水の通過時間が、４０〜１００秒の範囲である請求項１または２に記載の容器型濾過器。
4. 前記コーラルサンドの粒子径が２０〜６０μｍである請求項１に記載の容器型濾過器。

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