JP3729085B2 - Inorganic filter media, water purification cartridge and water purifier - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水中の夾雑物を除去するために好適な無機質濾材と、この無機質濾材を用いた浄水カートリッジ及び浄水器に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般家庭において、水道水中の夾雑物を除去するために浄水器が用いられている。家庭用浄水器は、その用途上、通常キッチン周りに設置され、水栓の脇や水栓吐水口の先端に直結したり、シンクの上もしくは収納スペースに設置されているが、近年、キッチンスペースや収納スペースをより広く確保するために、また、これらを見た目にすっきりさせて美観を高めるために、家庭用浄水器の小型化への要望が高まっている。
【0003】
従来、家庭用浄水器には、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの有機高分子材料よりなる中空糸膜や、アルミナなどを主成分としたセラミックス膜が内蔵されている。
中空糸膜は、側面に0.1〜0.4μm程度の細孔を持つ円筒状の糸で、1本あたりの直径は約0.5mmと細く、濾過の際、水道水中の夾雑物は中空糸膜の表面で捕捉され、この細孔は次第に目詰まりするために、数十本以上束ねて膜面積を大きくすることにより、必要な流量を得ている。従来の中空糸膜では、材質上50℃以上の温水を連続的に通水できないといった耐熱性の問題がある。
【0004】
これに対して、セラミックス膜は、強度、耐熱性に優れることから浄水器用濾材として普及してきている。従来のセラミックス膜は、透水性セラミックスを支持体として、その表面に、支持体を形成するセラミックス粒子よりも粒径が小さく、また、それ自身が多孔質ではない無機粒子を積層して焼結することにより、多孔質膜を形成したものであって、一般的に、この多孔質膜の細孔容積は支持体の細孔容積よりも小さく、この多孔質膜の厚さは通常支持体の厚さの約0.2倍以下(約1/5以下)、具体的には100μm程度以下となっている。
【0005】
このようなセラミックス膜であっても、使用により夾雑物が膜表面で捕捉され、次第に目詰まりしてくるので、必要な流量、寿命を確保するために、モノリス形状にするなどの手段で膜面積を大きくしている。なお、多孔質膜の厚さを支持体の厚さの0.2倍(または100μm)程度以下にしているのは、それより大きくした場合、透水抵抗が上がり、濾過流量が小さくなり過ぎるためである。
【0006】
一方、工業レベルでは珪藻土等を濾過助剤とする濾過装置が提供されている。これは濾過助剤粒子が持つ特異な微細孔とその複雑な粒子形状により、夾雑物を除去するものであり、この装置では、濾過に先立って濾過助剤の懸濁液を濾過同様の操作で濾材に通過させ、濾材上に濾過助剤層を形成する、いわゆるプリコート処理を行い、その後被処理水の濾過を行う。しかして、運転途中に目詰まりが起きたときには濾過を中断し、濾過とは逆向きの水流によって目詰まりした濾過助剤層を剥離させる逆洗操作後、再び新たな濾過助剤をプリコートした後、濾過を再開する。
【0007】
しかし、家庭用浄水器には、このような複雑な操作を行うことは不適当であり、しかも、止水、通水が頻繁に行われる一般家庭では、止水時に濾材から濾過助剤が剥離し、濾過助剤層が崩壊してしまうという問題もある。
【0008】
従来、このような濾過助剤を家庭向け浄水器に適用する試みもなされており、次のようなものが提案されている。
▲1▼ 2枚の多孔質材の間に濾過助剤を充填、封入し、これを濾材とする(特開昭63−156512号公報、特開昭61−181509号公報)
▲2▼ 濾過助剤である珪藻土のみを成形し、1250〜1300℃で焼成して濾材とする(実開昭61−159016号公報)
▲3▼ 濾過助剤に酸化アルミニウムなどの他の成分を結合材として加えて成形、焼成して濾材とする(特開昭61−287412号公報)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
濾過助剤を利用した濾材のうち、▲1▼の濾過助剤の充填層を形成するものでは、焼成を行っていないため、使用により濾過助剤の充填層が崩壊し、濾過助剤間に隙間が形成され、この隙間を水が素通りしてしまい、濾過効果が得られなくなるという欠点がある。
【0010】
上記▲2▼の濾材では、十分な強度を得るために1250〜1300℃という高温で焼成しているが、この場合、珪藻土の溶融が起こり、珪藻土の持つ特異な微細孔と粒子形状が失われるために、珪藻土が本来有する、目詰まりを起こさずに夾雑物を濾過するという優れたろ過性能が得られにくい。なお、上記温度よりも低い焼成温度では十分に焼結しないため、使用に耐え得る十分な強度が得られず、濾過助剤の厚さも7〜10mm、あるいはそれ以上が必要となって濾材が大型化するという問題が生じる。
【0011】
また、上記▲3▼の濾材では、上記▲2▼の濾材よりも低い温度で焼結可能であるが、この濾材でも結合材との反応、焼結によって、珪藻土特有の性能が損なわれてしまい、優れた濾過特性が得られにくい。
【0012】
このように、濾過助剤を用いた従来の技術では、濾材及び浄水器の小型化、強度の確保、濾過性能の維持が難しく、家庭向け浄水器用としては普及が進んでいないのが現状である。
【0013】
特に、小型化については、単に浄水器を小型化するだけでは、流量が少ない;寿命が短い;浄化性能が得られない;といった問題が生じる。
【0014】
従って、本発明は、小型コンパクトで高い浄水性能と耐熱性を有する無機質濾材とこの無機質濾材を用いた浄水器を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の無機質濾材は、
透水性セラミックスよりなる支持体の表面に濾過助剤の固化層が積層一体化されてなり、該透水性セラミックスの成分が、SiO 70〜88重量%、Al 5〜15重量%、CaO5〜23重量%であり、該濾過助剤が珪藻土、ゼオライト等の多孔質粒子からなり、該固化層は焼成により該支持体に一体化されていることを特徴とする。
【0016】
本発明の無機質濾材は、透水性セラミックスよりなる支持体と濾過助剤の固化層とを組み合わせて一体構造とすることにより、濾材として必要な強度は支持体の透水性セラミックスで確保しつつ、濾過助剤の固化層で濾過性能と寿命を確保する。このように支持体の透水性セラミクスと濾過助剤層とを一体構造とすることにより、濾過面積の小さな無機質濾材を提供することが可能となり、従来と同等の夾雑物除去性能、濾過流量及び寿命を維持した上で、従来よりも小型でコンパクトな浄水器の提供が可能となる。
濾過助剤として、珪藻土、ゼオライト等の多孔質粒子を用いていることから、濾材は、透水性セラミックスと、珪藻土やゼオライトなどの無機鉱物だけで構成されたものとなり、高い耐熱性を得ることができ、50℃以上の温水を連続的に通水しても、劣化、破損することなく長期にわたり浄化を継続することができる。
更に、支持体の透水性セラミックスの成分をSiO 70〜88重量%、Al 5〜15重量%、CaO5〜23重量%としていることから、支持体と濾過助剤との親和力が高くなり、濾過助剤層の剥離防止効果が得られる。支持体の透水性セラミックスの成分はSiO 75〜85重量%、Al 5〜10重量%、CaO10〜20重量%であることが特に好ましく、このような透水性セラミックスであれば、浄水器に適用した場合に、Ca 2+ 等のミネラル供給機能や、
Ca 2+ イオンの溶出に起因する濾材表面の微アルカリ化により、細菌増殖を抑制する機能を付加させることが可能である。
【0017】
特に、本発明では濾過助剤として細孔容積が0.5cc/g以上の多孔質無機粒子を用い、濾過助剤の固化層(以下「濾過助剤層」と称す場合がある。)の厚さを1〜6mmとすることにより、比較的低圧損で水道水中の夾雑物を濾過助剤層で捕捉することができるようになり、中空糸膜、セラミックス膜のように表面で夾雑物を捕捉するものに比べて、濾過面積を1/20程度に小さくしながら、同等の濾過流量、寿命を確保することが可能となる。特に、濾過助剤の細孔容積を1.0cc/g以上とし、濾過助剤層の厚さを2mm以上とすることにより、より一層優れた性能を確保することができる。
【0019】
本発明にかかる濾過助剤層は焼成により固化されていることが好ましく、この焼成により支持体である透水性セラミックスとの界面と反応焼結して一体化されていることが好ましい。このように焼成を行うことによって、濾過助剤層は支持体の透水性セラミックスに適度に固着したものとなり、一般家庭向け浄水器として止水、通水を繰り返しても、濾過助剤層が剥離・崩壊することがない。また、この焼成温度が800〜1240℃であれば、濾過助剤は溶融しないので、細孔容積0.5cc/g以上が維持され、目詰まりを抑制しながら夾雑物を除去できる優れた濾過性能を損なうことなく、透水性セラミックスに固着させることができる。また、焼成の際、フラックスや酸化アルミニウムなどの結合材を加えないことも、濾過助剤の溶融による細孔容積の低下を防ぎ、濾過性能低下の防止に有効である。
【0021】
本発明の無機質濾材の濾過助剤層は、濾過助剤の粒度及び/又は成分の異なる2以上の層よりなる複合層であっても良い。
【0022】
本発明の浄水カートリッジは、このような無機質濾材と接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたもの、或いは、このような無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたもの、或いは、このような無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、該活性炭層の表面に更に活性炭の崩壊を防止するための透水性を有する活性炭保護層を設け、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたものであり、コンパクトで優れたろ過性能を得ることができる。無機質濾材の表面に活性炭層を設けることで、水道水中の塩素の除去も可能となり、該活性炭層の表面に更に透水性を有する活性炭保護層を設けることで、活性炭層の崩壊を防ぐことができる。また、該活性炭保護層の色を白色とすることにより、水道水中に含まれるサビなどの成分によって該浄水カートリッジの使用に伴って活性炭保護層は変色していくため、該浄水カートリッジの使用状況を知る目安となる。
【0023】
浄水カートリッジ表面に透水性を有する活性炭保護層を設けた場合には、該活性炭保護層表面に装飾及び/又は文字を表示しても良い。一般に、装飾及び/又は文字は、透水性・柔軟性のない、例えば封止部材の表面に表示される。しかし、本発明の如きコンパクトな浄水カートリッジを得るためには、カートリッジ外表面のうち、透水性を有する部分の面積を大きくし、透水性のない部材の表面積は小さくすることが要求されるため、該封止部材等に装飾や文字を表示することが困難であった。そこで、本発明では、一般には装飾等が施されることがない、カートリッジ外表面の大部分を占める活性炭保護層に着目し、該活性炭保護層に装飾及び/又は文字を表示した。
【0024】
装飾の例として、一般に認知された会社シンボルマークを表示することで、使用者がカートリッジを購入する際にカートリッジのメーカーを改めて調べる必要がなく、文字の例としてカートリッジ品番を表示することで、使用者がカートリッジを購入する際に、別に保管した取扱説明書等でカートリッジの品番を改めて調べる必要がない。
【0025】
また、本発明の浄水器は、このような本発明の無機質濾材又は浄水カートリッジが組み込まれたものであり、複雑な操作が不要で、コンパクトさが要求される家庭向け浄水器として好適である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の無機質濾材、浄水カートリッジ及び浄水器の実施の形態を詳細に説明する。
【0027】
図1は本発明の無機質濾材の実施の形態を示す一部を断面とした斜視図であり、図2〜4はこの無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの実施の形態を示す縦断面図である。図5は図4の浄水カートリッジにおいて、活性炭保護層の外表面に装飾及び/又は文字を表示した浄水カートリッジの実施の形態を示す側面図である。図6は図2の浄水カートリッジを組み込んだ本発明の浄水器の実施の形態を示す縦断面図である。
【0028】
図1中、1は本発明の無機質濾材を示し、この無機質濾材1は透水性セラミックスよりなる円筒形の支持体2と濾過助剤層3とで構成されている。この無機質濾材1は、透水性セラミックスよりなる支持体2の外周表面上に濾過助剤の層を形成後、800〜1240℃で焼成することで濾過助剤を適度に固化すると共に、透水性セラミックスとの界面で固着させ、濾過助剤層3の支持体2からの剥離や濾過助剤層3の崩壊を防いでいる。
【0029】
ここで用いられる濾過助剤としては珪藻土、ゼオライト等の多孔質無機粒子である。特に本発明においては珪藻土が好適である。
【0030】
このような無機質濾材1を浄水器に組み込むには、図2〜4に示す如く、浄水器との接合部材を取り付けた浄水カートリッジとする。
【0031】
図2の浄水カートリッジ10は、支持体2と濾過助剤層3とからなる無機質濾材1の両端に浄水器との接合部材4と封止部材5とを取り付けたものである。
【0032】
無機質濾材1と接合部材4及び無機質濾材1と封止部材5はそれぞれ接着剤6で隙間がないように密着させて、被濾過水の全てが無機質濾材1を通過するような構造とされている。
【0033】
なお、水道水中の夾雑物以外の、例えば残留塩素等を除去するために、図3に示す如く、無機質濾材1の外周に活性炭7を配置した構造とし、これに接合部材4A及び封止部材5Aを取り付けた浄水カートリッジ10Aとしても良い。この場合も、活性炭7及び無機質濾材1と接合部材4A、活性炭7及び無機質濾材1と封止部材5Aをそれぞれ接着剤6で隙間がないように密着させて、被濾過水の全てが活性炭7及び無機質濾材1を通過するような構造とする。
【0034】
図4は、図3に示した浄水カートリッジ10Aにおける活性炭7の表面に、活性炭保護層11、活性炭保護層12を配置した浄水カートリッジ10Bを示す。この場合も、接合部材4B及び封止部材5Bの取り付け部はそれぞれ接着剤6で隙間がないように密着させて、被濾過水の全てが活性炭保護層12、活性炭7、活性炭保護層11及び無機質濾材1を通過するような構造とする。
【0035】
活性炭保護層11は活性炭7からなる円筒の内表面に密着しており、このような構造とすることで、活性炭7からなる円筒内に無機質濾材1を挿入して浄水カートリッジ10Bを製造する方法を取っても、無機質濾材1を挿入する際に活性炭7からなる円筒の内表面を傷つけることがない。
【0036】
活性炭7からなる円筒の外表面に活性炭保護層12を設けることで、該活性炭7からなる円筒の崩壊を防ぐことができる。また、活性炭保護層12の色を白色とすることで、浄水カートリッジ10Bの使用状況を知る目安となる。これは水道水中に含まれる夾雑物Sの一部である鉄サビなどの成分によって、浄水カートリッジ10Bの使用に伴って活性炭保護層12が赤褐色に変色していく過程を、目視で確認できるためである。
【0037】
なお、ここで用いられる透水性を有する活性炭保護層11、12としては不織布、織布、金網等が例示されるが、特に本発明においては不織布が好適である。
【0038】
図5は図4に示す浄水カートリッジ10Bの透水性を有する活性炭保護層12の外表面に装飾及び/又は文字を表示し、浄水カートリッジ10Cとしたものの側面図である。装飾の例として、魚等のイラストを表示するのみでも美観が向上するが、例えば、一般に認知された会社シンボルマークを表示することで、使用者がカートリッジを購入する際にカートリッジのメーカーを改めて調べる必要がない。また、文字の例としてカートリッジ品番や注文先の電話番号、電子メールアドレスを表示することで、使用者がカートリッジを購入する際に、別に保管した取扱説明書等でカートリッジの品番や注文先を改めて調べる必要がない。また、矢印などの記号を表示することで、カートリッジの装着方向を示すことができる。
【0039】
なお、装飾及び/または文字を表示する手段としては、インクによる印刷、レーザーによる焼き付けなどが例示されるが、特に本発明においては印刷による方法が好適である。
【0040】
図6は、図2に示す浄水カートリッジ10を組み込んだ浄水器20を示す。この浄水器20の外殻は、浄水器枠体21及び浄水器枠体22を螺合して構成されている。浄水カートリッジ10は浄水器枠体21側に図6に示すように組み込まれ、Oリング8で間隙が封止されている。浄水器枠体22は図示していない給水栓と連結されており、給水栓を開けることで、夾雑物Sを含んだ水道水が浄水器枠体22の下部より矢印Y1に示す如く供給される。夾雑物Sを含んだ水道水は浄水カートリッジ10の外側領域Aから無機質濾材1の濾過助剤層3及び支持体2を透過して浄水カートリッジ10の内側の領域Bに流入するが、この際、水道水中の夾雑物Sは濾過助剤層3で捕捉され、夾雑物Sを含まない清澄な水道水が、浄水器枠体21の上部より矢印Y2に示す如く吐水される。
【0041】
この濾過の際、水道水中の夾雑物Sは濾過助剤層3の濾過助剤の持つ独特の粒子形状と微細孔によって得られる高い細孔容積とその厚さにより、濾過助剤層3の内部にまで浸透して捕捉されるので、目詰まりが抑制され、濾材表面のみで粒子を捕捉する場合よりも同一の濾過性能において濾過面積を1/20程度に小さくできる。このため、無機質濾材1を小さくすることが可能となるので、従来よりもコンパクトな浄水器20が提供される。
【0042】
また、濾過の際には、濾過助剤層3に、図6のA領域からB領域へ流れ方向の水圧がかかるが、濾過助剤層3は強度の高い透水性セラミックスよりなる支持体2によって支持されているので、水圧によって濾過助剤層3が崩壊することはない。
【0043】
更に、給水栓を閉じ、水道水の供給を停止しても、濾過助剤層3は焼成によって固化されているため、透水性セラミックスよりなる支持体2から剥離することもない。
【0044】
しかも、無機質濾材1は、SiO、Al等を中心とした無機鉱物で構成されているため、優れた耐熱性を有し、50℃以上の温水を長期に亘り浄化することも可能である。
【0045】
外周に活性炭7を配置した図3に示す浄水カートリッジ10A、又は、図4に示す浄水カートリッジ10B、又は、図5に示す浄水カートリッジ10Cも、同様に浄水器に組み込むことができ、この場合には、水道水中の夾雑物のみならず、残留塩素等も除去可能となり、更には給水停止時の濾過助剤層3の剥離防止効果も向上する。
【0046】
本発明において、濾過助剤を固化させるための焼成温度が低過ぎ800℃未満では、濾過助剤を十分固化させることができず、この温度が高過ぎ1240℃を超えると濾過助剤が溶融して濾過助剤の微細孔や独特の粒子形状が損なわれ、濾過性能が低下する。このため、焼成温度は800〜1240℃とするのが好ましい。この焼成温度は特に1000〜1200℃であることが好ましい。
【0047】
また、無機質濾材の濾過性能を十分高くするために、濾過助剤層の形成に用いる濾過助剤は細孔容積が0.5cc/g以上、特に1cc/g以上であり、支持体の透水性セラミックスの細孔容積の3倍以上であることが好ましい。
【0048】
なお、支持体の透水性セラミックスの細孔容積は、過度に高いと強度が損なわれ、過度に低いと通水抵抗が大きくなることから、0.2〜0.3cc/g程度であることが好ましい。
濾過助剤のより好適な細孔容積は、1.0〜3.0cc/gである。
【0049】
また、無機質濾材の濾過助剤層の内部での捕捉能力を十分に得るために、濾過助剤層の厚さは1mm以上、特に2mm以上であることが好ましく、支持体の厚さの1倍以上であることが好ましい。濾過助剤層は過度に厚いと無機質濾材が大型化することから6mm以下であることが好ましい。
濾過助剤層は図1に示す如く、単一層として形成する他、粒度や成分の異なる層を2層以上積層した複合層としても良い。
【0050】
図7は粒度の異なる2層の濾過助剤層を形成した無機質濾材1Aを示す、一部を断面とした斜視図であり、透水性セラミックスよりなる支持体2上に、粒度の小さい濾過助剤層3Aと粒度の大きい濾過助剤層3Bとが積層形成されている。
【0051】
このように、粒度の大きい濾過助剤層3Bを外側とし、粒度の小さい濾過助剤層3Aを内側とした無機質濾材1Aであれば、水道水中の夾雑物のうち大きいものを外側の濾過助剤層3Bで予め除去し、内側の濾過助剤層3Aでより小さい夾雑物を除去することで、濾過助剤により夾雑物を捕捉する領域を分散し、より一層小型で長寿命な無機質濾材とすることができる。
【0052】
また、このように濾過助剤層を複層化する場合、濾過助剤の成分を変え、例えば濾過助剤層3Aをゼオライトで形成し、濾過助剤層3Bを珪藻土で形成したり、濾過助剤層3Aを風化花崗岩とし、濾過助剤層3Bを珪藻土としたり、目的に応じて濾過助剤層の成分を変えても良い。例えば、濾過助剤層3Aをゼオライト、濾過助剤層3Bを珪藻土とした場合には、濾過助剤層3Bで水道水中の夾雑物を除去し、濾過助剤層3Aで更に有機物を吸着させることができる。この濾過助剤層3Aを風化花崗岩とした場合には、濾過助剤層3Aから溶出するCa2+などにより、ミネラルを供給することができる。
以下に、本発明の無機質濾材の支持体を構成する透水性セラミックスの好適な成分配合について説明する。
【0053】
本発明に係る透水性セラミックスの成分配合は、以下の理由から、SiO70〜88重量%、Al5〜15重量%、CaO5〜23重量%であるこのような透水性セラミックスは、特公平2−12899号公報に記載されている。
【0054】
即ち、このような成分配合となる原料を1240℃以下で焼成する過程において、約1000℃でゲーレナイト(2CaO・Al・SiO)、ワラストナイト(CaO・SiO)、アノルサイト(CaO・Al・2SiO)が生じるが、更に焼成が進むに従い、これらのゲーレナイト等は消失し、CaO・Al・SiO3成分の共融反応によって低融点の液相が生じて、SiO粒子と結合し、細孔径の均一な透水性セラミックスを得ることができる。
【0055】
特に、透水性セラミックスの成分配合は、以下の理由からSiO75〜85重量%、Al5〜10重量%、CaO10〜20重量%とすることが好ましく、このような透水性セラミックスは特開平8−217566号公報に記載されている。
【0056】
即ち、SiO70〜88重量%、Al5〜15重量%、CaO5〜23重量%の3成分であれば、上記の如く、その焼成過程で、ゲーレナイト、ワラストナイト、アノルサイトが生じ、更に焼成することで消失していくが、この3成分配合を特にSiO75〜85重量%、Al5〜10重量%、CaO10〜20重量%に限定することで、ワラストナイトの生成量を増やすことが可能であり、一部を未反応のまま透水性セラミックス中に残すことができる。ワラストナイトは水と接することで、Ca2+イオンを除放するため、ワラストナイトを含む透水性セラミックスを無機質濾材に適用することで、Ca2+イオン等のミネラルを特に十分に供給する機能と、Ca2+イオンの供給に起因するフィルタ表面の微アルカリ化により、細菌増殖を抑制する機能を同時に得ることができる。
【0057】
図8はこのような成分の透水性セラミックスよりなる支持体2を用いた無機質濾材1Bを示す、一部を断面とした斜視図である。
【0058】
濾過助剤層3の濾過助剤として、例示される珪藻土はSiOを80%以上含む鉱物であり、ゼオライトもSiOを中心に構成される鉱物である。これらを材料にして透水性セラミックスよりなる支持体2の表面に濾過助剤からなる層を形成し、800〜1240℃で焼成すると、支持体2の透水性セラミックス表面の低融点の液相と、濾過助剤中のSiOが、その界面で共融反応し、反応層9が生成する。この反応層9の生成によって、透水性セラミックスと濾過助剤との結合が強まり、濾過助剤層3の剥離防止効果が高められる。なお、この反応層9の生成は透水性セラミックスと濾過助剤とが接するごく薄い界面のみで起こるため、濾過助剤が持つ夾雑物を捕捉する性能が、反応層9の形成により損なわれることはない。
【0059】
図1〜8に示す無機質濾材は、いずれも透水性セラミックスよりなる円筒形の支持体2の外周面上に濾過助剤層3を一体的に形成したものであるが、本発明の無機質濾材は、図9に示す如く、透水性セラミックスよりなる円筒形の支持体2の内周面に濾過助剤層3を形成した無機質濾材1Dであっても良い。
このような無機質濾材1Dであっても、図2に示す浄水カートリッジ10と同様にして接合部材4と封止部材5を接着剤6で取り付けた浄水カートリッジとし、これを図6の浄水器20と同様に組み付けることにより、浄水器を構成することができる。
【0060】
図10は、このような浄水器20Dを示し、無機質濾材1Dを浄水カートリッジ10Dとしたものが組み付けられている。この浄水器20Dでは、浄水器枠体21は図示していない給水栓と連結されており、給水栓を開けることで、夾雑物Sを含んだ水道水が浄水器枠体21の上部より矢印Y1に示す如く供給される。そして、この水道水が浄水カートリッジ10Dの内側の領域Bから浄水カートリッジ10Dの外側の領域Aに透過し、その間に水道水中の夾雑物Sは濾過助剤層3で捕捉され、夾雑物Sを含まない清澄な水道水が浄水器本体22の下部より矢印Y2に示す如く吐水される。
【0061】
この浄水器20Dであっても、水道水を濾過する際に水圧がかかっても、濾過助剤層3は、強度の高い支持体2により支持されているため、水圧により濾過助剤層3が崩壊することはない。また、濾過助剤層3は焼成により固化され、支持体2に固着されているため、給水を停止することにより、濾過助剤層3が支持体2から剥離することもない。
【0062】
特に、この浄水器20Dでは、水道水中の夾雑物Sが無機質濾材1Dの内側の濾過助剤層3で捕捉され、無機質濾材1Dの外表面には浸出してこないため、使用済みの浄水カートリッジ10Dを交換する際に、浄水カートリッジ10Dの外表面を手で触れても夾雑物で手が汚れることがないという利点もある。
【0063】
【発明の効果】
以上詳述した通り、透水性セラミックスよりなる支持体上に濾過助剤を積層して固化した一体構造の本発明の無機質濾材であれば、透水性セラミックスと濾過助剤の一体構造としたことにより、十分な強度、寿命、耐熱性を有し、かつ高性能でコンパクトな無機質濾材及び浄水カートリッジを提供することができる。
【0064】
このような無機質濾材又は浄水カートリッジを組み込んだ本発明の浄水器は家庭用浄水器として好適であり、特に、無機質濾材の支持体の透水性セラミックス成分を特定のものに選択することで、Ca2+イオン等のミネラル供給が可能となり、更にはCa2+イオンの供給に起因するフィルタ表面の微アルカリ化により、細菌の増殖を抑制する効果を持つ浄水器を提供することが可能である。
更に、活性炭及び活性炭保護層を有する浄水カートリッジ外表面のうち、該活性炭保護層の外表面に装飾及び/又は文字を表示することで、浄水カートリッジに関する情報を、ユーザーの手間を煩わせることなく提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無機質濾材を示す一部を断面とした斜視図である。
【図2】図1の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの実施の形態を示す縦断面図である。
【図3】図1の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図4】図1の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図5】図1の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの異なる実施の形態を示す側面図である。
【図6】本発明の浄水器の実施の形態を示す縦断面図である。
【図7】本発明の無機質濾材の他の実施の形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図8】本発明の無機質濾材の別の実施の形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図9】本発明の無機質濾材の異なる実施の形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図10】本発明の浄水器の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1,1A、1B,1D 無機質濾材
2 支持体
3 濾過助剤層
4,4A,4B 接合部材
5,5A,5B 封止部材
6 接着剤
7 活性炭
8 Oリング
9 反応層
10,10A,10B,10C,10D 浄水カートリッジ
20,20D 浄水器
S 夾雑物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inorganic filter medium suitable for removing contaminants in tap water, and a water purification cartridge and a water purifier using the inorganic filter medium.
[0002]
[Prior art]
In general households, water purifiers are used to remove contaminants in tap water. Household water purifiers are usually installed around the kitchen for their purposes, and are connected directly to the side of the faucet or the tip of the faucet spout, or on the sink or in the storage space. In order to secure a wider storage space and to improve the aesthetics by making them look clear, there is an increasing demand for miniaturization of household water purifiers.
[0003]
Conventionally, household water purifiers have built-in hollow fiber membranes made of organic polymer materials such as polypropylene and polyethylene, and ceramic membranes mainly composed of alumina.
The hollow fiber membrane is a cylindrical thread with pores of about 0.1 to 0.4 μm on the side and the diameter of each thread is as thin as about 0.5 mm. During filtration, contaminants in tap water are hollow. Since the pores are gradually clogged by being trapped on the surface of the yarn membrane, a necessary flow rate is obtained by bundling dozens or more to increase the membrane area. The conventional hollow fiber membrane has a heat resistance problem that hot water of 50 ° C. or higher cannot be continuously passed due to its material.
[0004]
On the other hand, ceramic membranes have been widely used as filter media for water purifiers because of their excellent strength and heat resistance. Conventional ceramic membranes are made of water-permeable ceramics as a support, and the surface of the ceramic film is smaller than the ceramic particles that form the support, and inorganic particles that are not themselves porous are laminated and sintered. Thus, a porous membrane is formed, and in general, the pore volume of the porous membrane is smaller than the pore volume of the support, and the thickness of the porous membrane is usually the thickness of the support. It is about 0.2 times or less (about 1/5 or less), specifically about 100 μm or less.
[0005]
Even in such a ceramic film, impurities are trapped on the film surface by use and gradually clog. Therefore, in order to ensure the required flow rate and life, the film area can be reduced by means such as making a monolith. Has increased. The reason why the thickness of the porous membrane is set to about 0.2 times (or 100 μm) or less of the thickness of the support is that if it is larger than that, the permeation resistance increases and the filtration flow rate becomes too small. is there.
[0006]
On the other hand, a filtration apparatus using diatomaceous earth or the like as a filter aid is provided at an industrial level. This filter removes contaminants due to the unique fine pores of the filter aid particles and their complicated particle shape. In this device, the suspension of the filter aid is filtered in the same manner as before filtration. A so-called precoat treatment is performed in which the filter medium is passed through the filter medium and a filter aid layer is formed on the filter medium, and then the water to be treated is filtered. Thus, after clogging occurs during operation, the filtration is interrupted, and after the backwash operation to peel off the clogged filter aid layer by the water flow opposite to the filtration, a new filter aid is pre-coated again. And resume filtration.
[0007]
However, it is inappropriate for household water purifiers to perform such complicated operations, and in general households where water is stopped and passed frequently, the filter aid is peeled off from the filter medium when water is stopped. However, there is also a problem that the filter aid layer collapses.
[0008]
In the past, attempts have been made to apply such filter aids to household water purifiers, and the following have been proposed.
(1) A filter aid is filled and sealed between two porous materials, which are used as filter media (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-156512 and 61-181509).
(2) Only diatomaceous earth, which is a filter aid, is molded and fired at 1250 to 1300 ° C. to obtain a filter medium (Japanese Utility Model Publication No. 61-159016).
(3) Other components such as aluminum oxide are added to the filter aid as a binder, and the mixture is molded and fired to obtain a filter medium (Japanese Patent Laid-Open No. 61-287212).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Among the filter media using the filter aid, those that form the filter aid packed layer of (1) are not baked, so the filter aid packed layer collapses due to use, and the filter aid is interposed between the filter aids. There is a defect that a gap is formed, and water passes through the gap, and the filtering effect cannot be obtained.
[0010]
In order to obtain sufficient strength, the filter medium of (2) above is fired at a high temperature of 1250 to 1300 ° C. In this case, diatomaceous earth melts and the unique fine pores and particle shape of diatomaceous earth are lost. For this reason, it is difficult to obtain the excellent filtration performance of filtering impurities without causing clogging, which diatomaceous earth originally has. In addition, since it does not sinter sufficiently at a firing temperature lower than the above temperature, sufficient strength that can withstand use cannot be obtained, and the thickness of the filter aid is required to be 7 to 10 mm or more, and the filter medium is large. Problem arises.
[0011]
In addition, the filter medium of (3) can be sintered at a lower temperature than the filter medium of (2), but even with this filter medium, the performance specific to diatomaceous earth is impaired by reaction and sintering with the binder. It is difficult to obtain excellent filtration characteristics.
[0012]
As described above, in the conventional technology using the filter aid, it is difficult to reduce the size of the filter medium and the water purifier, to ensure the strength, and to maintain the filtration performance. .
[0013]
In particular, with regard to miniaturization, simply reducing the size of the water purifier causes problems such as a low flow rate, short life, and no purification performance.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inorganic filter medium that is small and compact and has high water purification performance and heat resistance, and a water purifier using the inorganic filter medium.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  The inorganic filter medium of the present invention is
A solidified layer of filter aid is laminated and integrated on the surface of a support made of water-permeable ceramics.The component of the water-permeable ceramic is SiO 2 70-88% by weight, Al 2 O 3 5 to 15 wt%, CaO 5 to 23 wt%, the filter aid is composed of porous particles such as diatomaceous earth and zeolite, and the solidified layer is integrated with the support by firing.It is characterized by that.
[0016]
  The inorganic filter medium of the present invention combines a support made of water-permeable ceramics and a solidified layer of a filter aid to form an integral structure, so that the strength required for the filter medium is secured by the water-permeable ceramics of the support while filtering. Ensures filtration performance and longevity with a solidified layer of auxiliaries. Thus, by making the water-permeable ceramic of the support and the filter aid layer into an integral structure, it is possible to provide an inorganic filter medium with a small filtration area, and the same contaminant removal performance, filtration flow rate and life as before. It is possible to provide a water purifier that is smaller and more compact than before.
  Since porous particles such as diatomaceous earth and zeolite are used as filter aids, the filter medium is composed only of water-permeable ceramics and inorganic minerals such as diatomaceous earth and zeolite, and can obtain high heat resistance. Even if hot water of 50 ° C. or higher is continuously passed, purification can be continued for a long time without deterioration or damage.
  Furthermore, the component of the water-permeable ceramic of the support is changed to SiO. 2 70-88% by weight, Al 2 O 3 Since the content is 5 to 15% by weight and CaO 5 to 23% by weight, the affinity between the support and the filter aid is increased, and the effect of preventing the filter aid layer from peeling off is obtained. The component of the water-permeable ceramic of the support is SiO 2 75-85% by weight, Al 2 O 3 5-10 wt% and CaO 10-20 wt% are particularly preferred. When such water-permeable ceramics are applied to a water purifier, Ca 2+ Mineral supply functions such as
Ca 2+ It is possible to add a function of suppressing bacterial growth by making the filter medium surface slightly alkaline due to ion elution.
[0017]
In particular, in the present invention, porous inorganic particles having a pore volume of 0.5 cc / g or more are used as the filter aid, and the thickness of the filter aid solidified layer (hereinafter sometimes referred to as “filter aid layer”). By setting the thickness to 1 to 6 mm, contaminants in tap water can be captured with a filter aid layer at a relatively low pressure loss, and contaminants are captured on the surface like hollow fiber membranes and ceramic membranes. It is possible to ensure the same filtration flow rate and life while reducing the filtration area to about 1/20 as compared to what is to be done. In particular, by setting the pore volume of the filter aid to 1.0 cc / g or more and the thickness of the filter aid layer to 2 mm or more, further excellent performance can be ensured.
[0019]
The filter aid layer according to the present invention is preferably solidified by firing, and is preferably integrated by reaction sintering with the interface with the water-permeable ceramic as a support. By firing in this way, the filter aid layer becomes moderately fixed to the water-permeable ceramics of the support, and the filter aid layer peels off even when water is stopped and passed as a general household water purifier.・ It will not collapse. Moreover, if this baking temperature is 800-1240 degreeC, since the filter aid will not melt, the pore volume of 0.5 cc / g or more is maintained, and excellent filtration performance that can remove impurities while suppressing clogging It is possible to fix to water-permeable ceramics without impairing. In addition, it is effective to prevent the pore volume from being reduced due to the melting of the filter aid, and to prevent the filtration performance from being lowered, at the time of firing, without adding a binder such as flux or aluminum oxide.
[0021]
The filter aid layer of the inorganic filter medium of the present invention may be a composite layer composed of two or more layers having different filter aid particle sizes and / or components.
[0022]
The water purification cartridge of the present invention is a unitary structure combining such an inorganic filter medium and a joining member and a sealing member, or such an inorganic filter medium and an activated carbon layer provided on the surface of the inorganic filter medium. , A combined structure of a joining member and a sealing member, or such an inorganic filter medium, an activated carbon layer provided on the surface of the inorganic filter medium, and further the collapse of the activated carbon on the surface of the activated carbon layer. An activated carbon protective layer having water permeability for preventing is provided, and a joining member and a sealing member are combined to form an integral structure, and a compact and excellent filtration performance can be obtained. By providing an activated carbon layer on the surface of the inorganic filter medium, chlorine in tap water can be removed, and by further providing an activated carbon protective layer having water permeability on the surface of the activated carbon layer, the activated carbon layer can be prevented from collapsing. . In addition, by setting the color of the activated carbon protective layer to white, the activated carbon protective layer changes color with the use of the water purification cartridge due to components such as rust contained in tap water. It becomes a standard to know.
[0023]
When an activated carbon protective layer having water permeability is provided on the surface of the water purification cartridge, decoration and / or characters may be displayed on the surface of the activated carbon protective layer. Generally, a decoration and / or a character are displayed on the surface of a sealing member without water permeability and flexibility, for example. However, in order to obtain a compact water purification cartridge like the present invention, it is required to increase the area of the water-permeable portion of the outer surface of the cartridge and to reduce the surface area of the non-water-permeable member. It was difficult to display decorations and characters on the sealing member. Therefore, in the present invention, attention is paid to the activated carbon protective layer that occupies most of the outer surface of the cartridge, which is generally not decorated, and the decoration and / or characters are displayed on the activated carbon protective layer.
[0024]
As an example of decoration, by displaying a generally recognized company symbol mark, it is not necessary for the user to check the cartridge manufacturer again when purchasing the cartridge, and it is used by displaying the cartridge part number as an example of characters When a person purchases a cartridge, there is no need to re-examine the cartridge part number with a separately stored instruction manual or the like.
[0025]
Further, the water purifier of the present invention incorporates the inorganic filter medium or the water purifying cartridge of the present invention, and is suitable as a domestic water purifier that does not require complicated operations and requires compactness.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an inorganic filter medium, a water purification cartridge, and a water purifier according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a perspective view, partially in section, showing an embodiment of an inorganic filter medium of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are longitudinal sectional views showing an embodiment of a water purification cartridge of the present invention incorporating this inorganic filter medium. It is. FIG. 5 is a side view showing an embodiment of the water purification cartridge in which decoration and / or characters are displayed on the outer surface of the activated carbon protective layer in the water purification cartridge of FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the water purifier of the present invention incorporating the water purification cartridge of FIG.
[0028]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an inorganic filter medium of the present invention, and this inorganic filter medium 1 is composed of a cylindrical support 2 made of water-permeable ceramics and a filter aid layer 3. This inorganic filter medium 1 forms a filter aid layer on the outer peripheral surface of a support 2 made of a water permeable ceramic, and then solidifies the filter aid appropriately by firing at 800 to 1240 ° C. To prevent peeling of the filter aid layer 3 from the support 2 and collapse of the filter aid layer 3.
[0029]
  As filter aids used here, porous inorganic particles such as diatomaceous earth and zeoliteIt is.In particular, diatomaceous earth is suitable in the present invention.
[0030]
In order to incorporate such an inorganic filter medium 1 in a water purifier, as shown in FIGS.
[0031]
A water purification cartridge 10 in FIG. 2 is obtained by attaching a joining member 4 and a sealing member 5 to a water purifier to both ends of an inorganic filter medium 1 composed of a support 2 and a filter aid layer 3.
[0032]
The inorganic filter medium 1 and the joining member 4 and the inorganic filter medium 1 and the sealing member 5 are in close contact with the adhesive 6 so that there is no gap between them, and all of the water to be filtered passes through the inorganic filter medium 1. .
[0033]
In addition, in order to remove residual chlorine etc. other than impurities in tap water, as shown in FIG. 3, it has a structure in which activated carbon 7 is arranged on the outer periphery of the inorganic filter medium 1, and a joining member 4A and a sealing member 5A. It is good also as the water purification cartridge 10A which attached A. Also in this case, the activated carbon 7 and the inorganic filter medium 1 and the joining member 4A, and the activated carbon 7 and the inorganic filter medium 1 and the sealing member 5A are adhered to each other with the adhesive 6 so that there is no gap between them. The structure passes through the inorganic filter medium 1.
[0034]
FIG. 4 shows a water purification cartridge 10B in which the activated carbon protection layer 11 and the activated carbon protection layer 12 are arranged on the surface of the activated carbon 7 in the water purification cartridge 10A shown in FIG. Also in this case, the attachment portions of the joining member 4B and the sealing member 5B are in close contact with the adhesive 6 so that there is no gap, and all of the water to be filtered is the activated carbon protective layer 12, the activated carbon 7, the activated carbon protective layer 11, and the inorganic material. The structure is such that it passes through the filter medium 1.
[0035]
The activated carbon protective layer 11 is in close contact with the inner surface of a cylinder made of activated carbon 7, and with such a structure, a method of manufacturing the water purification cartridge 10B by inserting the inorganic filter medium 1 into the cylinder made of activated carbon 7 is used. Even if it takes, the inner surface of the cylinder which consists of activated carbon 7 is not damaged when inserting the inorganic filter medium 1.
[0036]
By providing the activated carbon protective layer 12 on the outer surface of the cylinder made of the activated carbon 7, the cylinder made of the activated carbon 7 can be prevented from collapsing. Moreover, it becomes a standard which knows the use condition of the water purification cartridge 10B by making the color of the activated carbon protective layer 12 white. This is because it is possible to visually confirm the process in which the activated carbon protective layer 12 turns reddish brown with the use of the water purification cartridge 10B due to components such as iron rust that are part of the contaminants S contained in the tap water. is there.
[0037]
In addition, as the activated carbon protective layers 11 and 12 having water permeability used here, a nonwoven fabric, a woven fabric, a wire mesh, and the like are exemplified, but in the present invention, a nonwoven fabric is particularly preferable.
[0038]
FIG. 5 is a side view of the water purification cartridge 10C shown in FIG. 4 with decoration and / or characters displayed on the outer surface of the water-permeable activated carbon protective layer 12 having water permeability. As an example of decoration, aesthetics can be improved just by displaying illustrations such as fish. For example, by displaying a generally recognized company symbol mark, the manufacturer of the cartridge is re-examined when the user purchases the cartridge. There is no need. In addition, by displaying the cartridge part number, the telephone number of the ordering party, and the e-mail address as examples of characters, when the user purchases the cartridge, the part number and the ordering part of the cartridge are revised by using the separately stored instruction manual etc. There is no need to investigate. Further, by displaying a symbol such as an arrow, the mounting direction of the cartridge can be indicated.
[0039]
Examples of the means for displaying the decoration and / or characters include ink printing and laser printing, but the printing method is particularly suitable in the present invention.
[0040]
FIG. 6 shows a water purifier 20 incorporating the water purification cartridge 10 shown in FIG. The outer shell of the water purifier 20 is configured by screwing the water purifier frame 21 and the water purifier frame 22 together. The water purification cartridge 10 is incorporated on the water purifier frame 21 side as shown in FIG. 6 and the gap is sealed with an O-ring 8. The water purifier frame 22 is connected to a water faucet (not shown), and tap water containing impurities S is supplied from the lower part of the water purifier frame 22 as indicated by an arrow Y1 by opening the water faucet. . The tap water containing impurities S passes through the filter aid layer 3 and the support 2 of the inorganic filter medium 1 from the outer region A of the water purification cartridge 10 and flows into the region B inside the water purification cartridge 10. Contaminants S in the tap water are captured by the filter aid layer 3, and clear tap water not containing the contaminants S is discharged from the upper part of the water purifier frame 21 as indicated by an arrow Y <b> 2.
[0041]
During the filtration, the impurities S in the tap water are contained in the filter aid layer 3 due to the unique particle shape of the filter aid of the filter aid layer 3 and the high pore volume and thickness obtained by the fine pores. Therefore, the clogging is suppressed, and the filtration area can be reduced to about 1/20 in the same filtration performance as in the case of capturing particles only on the filter medium surface. For this reason, since it becomes possible to make the inorganic filter medium 1 small, the water purifier 20 more compact than before is provided.
[0042]
Further, during filtration, a water pressure in the flow direction is applied to the filter aid layer 3 from the A region to the B region in FIG. 6, but the filter aid layer 3 is formed by the support 2 made of a highly permeable ceramic. Since it is supported, the filter aid layer 3 does not collapse due to water pressure.
[0043]
Furthermore, even if the water tap is closed and the supply of tap water is stopped, the filter aid layer 3 is solidified by firing and therefore does not peel off from the support 2 made of water-permeable ceramics.
[0044]
Moreover, the inorganic filter medium 1 is made of SiO.2, Al2O3Therefore, it has excellent heat resistance, and it is possible to purify hot water of 50 ° C. or higher over a long period of time.
[0045]
The water purification cartridge 10A shown in FIG. 3 with the activated carbon 7 arranged on the outer periphery, the water purification cartridge 10B shown in FIG. 4, or the water purification cartridge 10C shown in FIG. 5 can be similarly incorporated into the water purifier. Moreover, not only impurities in tap water but also residual chlorine and the like can be removed, and further, the effect of preventing separation of the filter aid layer 3 when the water supply is stopped is improved.
[0046]
In the present invention, if the calcination temperature for solidifying the filter aid is too low and less than 800 ° C., the filter aid cannot be solidified sufficiently, and if this temperature is too high and exceeds 1240 ° C., the filter aid melts. Thus, the fine pores and unique particle shape of the filter aid are impaired, and the filtration performance is lowered. For this reason, it is preferable that a calcination temperature shall be 800-1240 degreeC. This firing temperature is particularly preferably 1000 to 1200 ° C.
[0047]
Further, in order to sufficiently improve the filtration performance of the inorganic filter medium, the filter aid used for forming the filter aid layer has a pore volume of 0.5 cc / g or more, particularly 1 cc / g or more, and the water permeability of the support. It is preferably 3 times or more of the pore volume of the ceramic.
[0048]
Note that the pore volume of the water-permeable ceramic of the support is too high if the strength is impaired, and if too low, the water flow resistance increases, so that the pore volume may be about 0.2 to 0.3 cc / g. preferable.
A more preferable pore volume of the filter aid is 1.0 to 3.0 cc / g.
[0049]
Further, in order to sufficiently obtain the trapping ability of the inorganic filter medium inside the filter aid layer, the thickness of the filter aid layer is preferably 1 mm or more, particularly preferably 2 mm or more, and is 1 time the thickness of the support. The above is preferable. If the filter aid layer is excessively thick, the size of the inorganic filter medium is increased, and therefore it is preferably 6 mm or less.
As shown in FIG. 1, the filter aid layer may be formed as a single layer or a composite layer in which two or more layers having different particle sizes and components are laminated.
[0050]
FIG. 7 is a perspective view, partially in section, showing an inorganic filter medium 1A in which two filter aid layers having different particle sizes are formed. A filter aid having a small particle size is formed on a support 2 made of water-permeable ceramics. A layer 3A and a filter aid layer 3B having a large particle size are laminated.
[0051]
Thus, if the inorganic filter medium 1A has the filter aid layer 3B with a large particle size as the outside and the filter aid layer 3A with a small particle size as the inside, the larger one of the contaminants in the tap water is the outside filter aid. By removing in advance with the layer 3B and removing smaller contaminants with the inner filter aid layer 3A, the region for capturing the contaminants with the filter aid is dispersed, thereby making the inorganic filter medium even smaller and long-lived. be able to.
[0052]
In addition, when the filter aid layer is formed in multiple layers in this way, the components of the filter aid are changed, for example, the filter aid layer 3A is formed of zeolite, and the filter aid layer 3B is formed of diatomaceous earth, or the filter aid layer is formed. The agent layer 3A may be weathered granite, the filter aid layer 3B may be diatomaceous earth, or the components of the filter aid layer may be changed according to the purpose. For example, when the filter aid layer 3A is zeolite and the filter aid layer 3B is diatomaceous earth, contaminants in tap water are removed by the filter aid layer 3B, and organic matter is further adsorbed by the filter aid layer 3A. Can do. When this filter aid layer 3A is made of weathered granite, Ca eluted from the filter aid layer 3A2+For example, minerals can be supplied.
Below, the suitable component mixing | blending of the water-permeable ceramics which comprise the support body of the inorganic filter medium of this invention is demonstrated.
[0053]
  The component blend of the water-permeable ceramic according to the present invention is made of SiO for the following reasons.270-88% by weight, Al2O35 to 15 wt%, CaO 5 to 23 wt%.Such a water-permeable ceramic is described in Japanese Patent Publication No. 2-12899.
[0054]
That is, in the process of firing the raw material having such a component composition at 1240 ° C. or less, the gehlenite (2CaO · Al2O3・ SiO2), Wollastonite (CaO.SiO)2), Anorcite (CaO · Al2O3・ 2SiO2However, as the firing proceeds further, these gelenites disappear and CaO · Al2O3・ SiO2A three-component eutectic reaction produces a low-melting liquid phase, and SiO 22A water-permeable ceramic having a uniform pore diameter can be obtained by bonding with particles.
[0055]
In particular, the composition of water-permeable ceramics is SiO for the following reasons:275-85% by weight, Al2O3It is preferable to set it to 5 to 10 weight% and CaO 10 to 20 weight%, and such water-permeable ceramics are described in Unexamined-Japanese-Patent No. 8-217566.
[0056]
That is, SiO270-88% by weight, Al2O3In the case of 3 components of 5 to 15% by weight and CaO 5 to 23% by weight, as described above, gehlenite, wollastonite, and anorthite are produced in the firing process and disappear by further firing. Ingredient composition especially SiO275-85% by weight, Al2O3By limiting to 5 to 10% by weight and CaO 10 to 20% by weight, it is possible to increase the amount of wollastonite produced, and a part can be left unreacted in the water-permeable ceramics. Wollastonite is in contact with water, so Ca2+In order to release ions, water-permeable ceramics containing wollastonite are applied to inorganic filter media,2+The function of supplying minerals such as ions in particular, and Ca2+A function of suppressing bacterial growth can be obtained at the same time by fine alkalinization of the filter surface resulting from the supply of ions.
[0057]
FIG. 8 is a perspective view, partially in section, showing an inorganic filter medium 1B using a support 2 made of a water-permeable ceramic having such components.
[0058]
As a filter aid for the filter aid layer 3, diatomaceous earth exemplified is SiO.2Is a mineral containing more than 80%, and zeolite is also SiO2It is a mineral composed mainly of When a layer made of a filter aid is formed on the surface of the support 2 made of water-permeable ceramics using these as materials and fired at 800 to 1240 ° C., a low-melting liquid phase on the surface of the water-permeable ceramics of the support 2; SiO in filter aid2However, eutectic reaction occurs at the interface, and the reaction layer 9 is generated. By the formation of the reaction layer 9, the bond between the water-permeable ceramic and the filter aid is strengthened, and the effect of preventing the filter aid layer 3 from peeling off is enhanced. In addition, since the production | generation of this reaction layer 9 occurs only in the very thin interface which water-permeable ceramics and a filter aid contact, the performance which capture | acquires the contaminant which a filter aid has is impaired by formation of the reaction layer 9. Absent.
[0059]
The inorganic filter media shown in FIGS. 1 to 8 are each formed by integrally forming a filter aid layer 3 on the outer peripheral surface of a cylindrical support 2 made of water-permeable ceramics. As shown in FIG. 9, an inorganic filter medium 1D in which a filter aid layer 3 is formed on the inner peripheral surface of a cylindrical support 2 made of water-permeable ceramics may be used.
Even if it is such an inorganic filter medium 1D, it is set as the water purification cartridge which attached the joining member 4 and the sealing member 5 with the adhesive agent 6 similarly to the water purification cartridge 10 shown in FIG. 2, and this is the water purifier 20 of FIG. A water purifier can be comprised by assembling similarly.
[0060]
FIG. 10 shows such a water purifier 20D, in which an inorganic filter medium 1D is used as a water purification cartridge 10D. In this water purifier 20D, the water purifier frame 21 is connected to a water tap (not shown). By opening the water tap, tap water including the contaminants S from the upper part of the water purifier frame 21 is indicated by an arrow Y1. As shown in FIG. And this tap water permeate | transmits from the area | region B inside the water purification cartridge 10D to the area | region A outside the water purification cartridge 10D, and the foreign substance S in tap water is captured by the filter aid layer 3 in the meantime, and contains the foreign substance S. Unclear tap water is discharged from the lower part of the water purifier body 22 as shown by the arrow Y2.
[0061]
Even if it is this water purifier 20D, even if water pressure is applied when filtering tap water, since the filter aid layer 3 is supported by the support body 2 with high strength, the filter aid layer 3 is supported by the water pressure. It will not collapse. Further, since the filter aid layer 3 is solidified by firing and fixed to the support 2, the filter aid layer 3 does not peel from the support 2 by stopping the water supply.
[0062]
In particular, in the water purifier 20D, the contaminant S in the tap water is captured by the filter aid layer 3 inside the inorganic filter medium 1D and does not leach into the outer surface of the inorganic filter medium 1D. There is also an advantage that even if the outer surface of the water purification cartridge 10D is touched by hand, the hand is not contaminated with foreign substances when the water is exchanged.
[0063]
【The invention's effect】
As described in detail above, if the inorganic filter medium of the present invention has an integral structure in which filter aids are laminated and solidified on a support made of water-permeable ceramics, the integral structure of water-permeable ceramics and filter aids is used. It is possible to provide an inorganic filter medium and a water purification cartridge which have sufficient strength, life and heat resistance, and which are high performance and compact.
[0064]
The water purifier of the present invention incorporating such an inorganic filter medium or a water purification cartridge is suitable as a household water purifier, and in particular, by selecting a specific water-permeable ceramic component of the support of the inorganic filter medium,2+It becomes possible to supply minerals such as ions, and even Ca2+It is possible to provide a water purifier having an effect of suppressing the growth of bacteria by microalkalization of the filter surface resulting from the supply of ions.
Furthermore, by displaying decoration and / or characters on the outer surface of the activated carbon protective layer among the outer surfaces of the purified water cartridge having activated carbon and the activated carbon protective layer, information on the purified water cartridge is provided without bothering the user. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view, partly in section, showing an inorganic filter medium of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the water purification cartridge of the present invention incorporating the inorganic filter medium of FIG.
3 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the water purification cartridge of the present invention incorporating the inorganic filter medium of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the water purification cartridge of the present invention incorporating the inorganic filter medium of FIG.
FIG. 5 is a side view showing a different embodiment of the water purification cartridge of the present invention incorporating the inorganic filter medium of FIG. 1;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the water purifier of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view, partly in section, showing another embodiment of the inorganic filter medium of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view, partly in section, showing another embodiment of the inorganic filter medium of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view, partly in section, showing a different embodiment of the inorganic filter medium of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the water purifier of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,1A, 1B, 1D Inorganic filter media
2 Support
3 Filter aid layer
4,4A, 4B Joining member
5,5A, 5B Sealing member
6 Adhesive
7 Activated carbon
8 O-ring
9 Reaction layer
10, 10A, 10B, 10C, 10D Water purification cartridge
20, 20D water purifier
S Contamination

Claims (11)

透水性セラミックスよりなる支持体の表面に濾過助剤の固化層が積層一体化されてなり、該透水性セラミックスの成分が、SiO 70〜88重量%、Al 5〜15重量%、CaO5〜23重量%であり、該濾過助剤が珪藻土、ゼオライト等の多孔質粒子からなり、該固化層は焼成により該支持体に一体化されていることを特徴とする無機質濾材。A solidified layer of a filter aid is laminated and integrated on the surface of a support made of water-permeable ceramic, and the components of the water-permeable ceramic are 70 to 88% by weight of SiO 2 , 5 to 15% by weight of Al 2 O 3 , CaO5~23 percent by weight, the filtration aid is diatomaceous earth, a porous particles such as zeolite, inorganic filter medium solid layer characterized that you have been integrated into the support by calcination. 請求項1において、前記濾過助剤が多孔質無機粒子であり、その細孔容積が0.5cc/g以上であることを特徴とする無機質濾材。  The inorganic filter medium according to claim 1, wherein the filter aid is porous inorganic particles, and the pore volume thereof is 0.5 cc / g or more. 請求項1又は2において、前記濾過助剤の固化層の厚さが1〜6mmであることを特徴とする無機質濾材。  The inorganic filter medium according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the solidified layer of the filter aid is 1 to 6 mm. 請求項1ないしのいずれか1項において、前記濾過助剤の固化層は、該濾過助剤が800〜1240℃で焼成されることにより形成されていることを特徴とする無機質濾材。The inorganic filter medium according to any one of claims 1 to 3 , wherein the solidified layer of the filter aid is formed by baking the filter aid at 800 to 1240 ° C. 請求項1ないしのいずれか1項において、前記濾過助剤の固化層は、粒度及び/又は成分の異なる2以上の層よりなることを特徴とする無機質濾材。The inorganic filter medium according to any one of claims 1 to 4 , wherein the solidified layer of the filter aid is composed of two or more layers having different particle sizes and / or components. 請求項1ないしのいずれか1項において、前記支持体のセラミックスと固化層の濾過助剤とが界面で焼結して一体化されていることを特徴とする無機質濾材。In any one of claims 1 to 5, inorganic filter medium with the ceramic of the support and the filter aid of the solidified layer is characterized in that it is integrated by sintering at the interface. 請求項1ないしのいずれか1項に記載の無機質濾材と接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたことを特徴とする浄水カートリッジ。A water purification cartridge comprising an inorganic filter medium according to any one of claims 1 to 6, a joining member, and a sealing member combined to form an integral structure. 請求項1ないしのいずれか1項記載の無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたことを特徴とする浄水カートリッジ。A water purification cartridge comprising an inorganic filter medium according to any one of claims 1 to 6 , an activated carbon layer provided on a surface of the inorganic filter medium, and a joining member and a sealing member to form an integrated structure. . 請求項1ないしのいずれか1項に記載の無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、該活性炭層の表面に設けられた透水性を有する活性炭保護層と、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたことを特徴とする浄水カートリッジ。The inorganic filter medium according to any one of claims 1 to 6 , an activated carbon layer provided on a surface of the inorganic filter medium, an activated carbon protective layer having water permeability provided on the surface of the activated carbon layer, and a joining member A water purification cartridge characterized by combining a sealing member and a single structure. 請求項に記載の浄水カートリッジにおいて、前記透水性を有する活性炭保護層に装飾及び/又は文字を表示したことを特徴とする浄水カートリッジ。The water purification cartridge according to claim 9 , wherein decoration and / or characters are displayed on the activated carbon protective layer having water permeability. 請求項1ないしのいずれか1項に記載の無機質濾材又は請求項ないし10のいずれか1項に記載の浄水カートリッジが組み込まれた浄水器。A water purifier in which the inorganic filter medium according to any one of claims 1 to 6 or the water purification cartridge according to any one of claims 7 to 10 is incorporated.
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