JP4641373B2 - 浄水カートリッジ及び浄水器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全な美味しい水を簡単かつ手軽に得ることができる浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水資源の汚染、おいしい水への要求等により水道水の浄化に浄水器が用いられている。浄水器は、活性炭、イオン交換樹脂等の吸着剤によるカルキ臭、カビ臭、トリハロメタン等の除去、多孔質中空糸膜による細菌類、濁質成分等の除去を機能として有するものが知られている。浄水器の種類としては、蛇口直結型浄水器や、据え置き型浄水器、アンダーシンク型浄水器、ピッチャー型浄水器等が市販され、一般家庭で使用されている。
【０００３】
近年では、蛇口直結型などの浄水器とは異なり、持ち運びが自由で、余分な水圧をかけず自重で１〜２リットル程度の比較的多量の原水を一度に浄化することが出来るとともに、そのまま冷蔵庫等に保管ができ、カップへの注ぎ口が形成されているピッチャー型浄水器が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の浄水器は、原水貯留部と浄水貯留部との間に、中空糸膜と、活性炭、イオン交換樹脂などの吸着材とを備えた浄水カートリッジが交換可能に配されている。中空糸膜は、Ｕ字状に曲げられ、筒状のケースにポッティングされている。
【０００５】
ピッチャー型浄水器は、その使用方法によっては冷蔵庫内等に２時間以上の長時間保存される場合もあり、その間、浄水カートリッジは概ね水没した状態となっている。この場合、水没している間に、中空糸膜のポッティングに使用したウレタン等の樹脂から異臭味が溶出する場合がある。
【０００６】
特許文献１の浄水器は、活性炭を中空糸膜の下流側に配しているため、溶出した異臭味をある程度除去することができる。しかしながら、係る構成の場合、一旦中空糸膜で濾過して水が無菌状態となっていても、その後に活性炭層と長時間接触することになるため、活性炭層に繁殖した細菌が浄水中に混入する恐れがあった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３２０９６７公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、浄水カートリッジが長時間水没した状態となっても、ポッティング樹脂からの溶出を低減可能で、異臭味がせず、おいしく、安全性が高く、衛生的にも著しく優れた浄水カートリッジ及び浄水器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第一の要旨は、筒状容器の内部に、長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）であって、該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が、５３０ｃｍ２未満であり、前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であるピッチャー型浄水器用浄水カ−トリッジ、である。
【００１０】
前記ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であると、異臭味の発生をより効果的に防止することができる。
【００１１】
本発明の第二の要旨は、浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、筒状容器の内部に長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）とからなる浄水器であって、前記浄水カ−トリッジが、該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が５３０ｃｍ２未満であり、前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であるピッチャー型浄水器、である。
【００１２】
本発明の第三の要旨は、浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、筒状容器の内部に長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）とからなる浄水器であって、前記浄水カ−トリッジが、該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が５３０ｃｍ２未満、前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下、該浄水貯留部（１１）の体積（ｌ）をＶとしたとき、Ａ／Ｖが１０００以下であるピッチャー型浄水器、である。
【００１３】
前記ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であると、異臭味の発生をより効果的に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の浄水器について、図面を基に詳細に説明する。
図１は、本発明の浄水カートリッジ（４）の一例を示す模式断面図である。
【００１５】
浄水カートリッジ（４）は、粒状濾材（２２）と、中空糸膜（２３）とが筒状容器内に配されている。中空糸膜（２３）は、細菌等を確実に除去するため、最も下流に配置することが好ましい。
【００１６】
中空糸膜（２３）は、図１に示すように、Ｕ字状に曲げ、端部をポッティング樹脂（２４）で接着固定している。ポッティング樹脂（２４）は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ、中でもウレタン樹脂が加工性の観点で好ましく用いられる。
【００１７】
中空糸膜（２３）の素材としては、セルロース系、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール系、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）系、ポリスルフォン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）系、ポリカーボネイト系、ポリエステル系、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系等の各種材料が挙げられる。なかでもポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）が好ましく、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系が最も好ましい。
【００１８】
ここで、異臭味の発生程度に最も大きな影響を与えるのは、濾過時に水が直接接触する部分である、中空糸膜（２３）の外表面側のポッティング樹脂（２３）の面積や、中空糸膜（２３）の端面部のポッティング樹脂（２３）の面積ではなく、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）であることを本発明者らは見出した。
すなわち、異臭味を発生させているのは、中空糸膜に含浸したポッティング樹脂（２４）が主体であることを本発明者らは見出したのである。
【００１９】
そして、この合計面積（Ａ）が５３０ｃｍ２未満であると、異臭味の発生を効果的に抑制することができることを見出した。合計面積（Ａ）は、４３０ｃｍ２以下であることがより好ましく、２４０ｃｍ２以下が更に好ましく、１５０ｃｍ２以下が最も好ましい。
【００２０】
なお、合計面積（Ａ）は、中空糸膜の内径をＤ（ｃｍ）、本数をＦ（本）、ポッティング樹脂（２４）の厚さをＨ（ｃｍ）としたとき、以下の式によって求められる。
Ａ＝Ｄ×π×Ｈ×Ｆ
【００２１】
このとき、ポッティング樹脂（２４）の厚さをＨは、図２に示すように、ポッティング樹脂（２４）が中空糸膜（２３）に這いあがった頂点から、中空糸膜（２３）が開口する端面までの厚さをいう。
なお、図３に示すように、ポッティング樹脂（２４）が這いあがった頂点の位置が水平でない場合は、個々の厚さを平均した値を全体の厚さ（Ｈ）とする。
【００２２】
また、中空糸膜の本数（Ｆ）は、ポッティング樹脂（２４）によって固定されている部分の本数をいい、Ｕ字状に折り曲げて固定されたものは、２本と数える。
【００２３】
合計面積（Ａ）を減らすためには、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）を薄くすること、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を減らすことが有効である。
【００２４】
ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）が同じであれば、薄くするほど合計面積（Ａ）は減少するので、異臭味の低減効果は大きくなる。具体的には、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は１ｃｍ以下とするのが好ましく、０．８ｃｍ以下とすることがより好ましく、０．６ｃｍ以下とすることが更に好ましい。
【００２５】
ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は、あまり薄くしすぎると、中空糸膜（２３）に「す」が発生したりして、水密固定が不確実となるため、０．３ｃｍ以上が好ましい。
【００２６】
なお、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は、水道の蛇口に接続して使用するタイプの浄水器においては、水道水の圧力に対する耐久性を持たせる必要があるため、１ｃｍを超える厚さとしているが、ピッチャー型浄水器の場合は、濾過する際の水の自重による圧力が極めて低い為、厚さ（Ｈ）を前述のように薄くしても破損する懸念はない。
【００２７】
中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）は、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）が同じであれば、少ないほど合計面積（Ａ）は減少するので、異臭味の低減効果は大きくなる。
【００２８】
このとき、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）を同じにして本数（Ｆ）を減らすと、濾過面積が減少してしまうため、濾過面積を確保するためには、長さ（Ｌ）を長くする必要がある。一方、長さ（Ｌ）を長くしすぎると、中空糸膜（２３）の中空部における圧力損失が増加し、濾過効率が悪化する。また、ピッチャー型浄水器に使用するにあたっては、浄水貯留部の長さによる制約を受けるため、際限なく長くすることはできない。
【００２９】
したがって、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）は適切な範囲とする必要があり、その上限としては１０ｃｍ以下が好ましく、８ｃｍ以下がより好ましく、６ｃｍ以下が更に好ましい。
また、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）の下限としては、３ｃｍ以上が好ましい。
【００３０】
なお、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）とは、図２に示すように、中空糸膜（２３）のＵ字の先端部から、中空糸膜（２３）が開口する端面までの長さをいう。
【００３１】
中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）の上限としては、２００００本以下が好ましく、１００００本以下がより好ましく、８０００本以下が更に好ましい。また、本数（Ｆ）の下限は２０００本以上が好ましく、３０００本以上がより好ましく、４０００本以上が更に好ましい。
【００３２】
粒状濾材（２２）は、活性炭が最も好ましいが、分子吸着樹脂、ゼオライト、モレキュラーシーブ、キレート樹脂、イオン交換樹脂、コーラルサンド、麦飯石、医王石、トルマリン、骨炭、ヒドロキシアパタイト、珪酸チタニウムなどを併用することもできる。これらを併用する場合は、活性炭と混合したり、別々に層状として配置したり、或いは活性炭に添着したりすればよい。
【００３３】
図４は、本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
浄水器（１）は、上方が開口した外容器（５）と、この外容器（５）の開口端を塞ぐ蓋（３）と、外容器（５）の内部に配置された内容器（６）と、内容器（６）に取り付けられた浄水カートリッジ（４）とを備えている。
【００３４】
外容器（５）は、全体形状がほぼ矩形状のプラスチック材成形品であり、材質としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＭＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１などの樹脂が挙げられ、機械的強度、表面外観や成型加工性などを加味して選択する。更に、外容器（５）に抗菌特性を付加してもよい。
【００３５】
また、利用者が片手で挟持できる程度の幅の取っ手（２５）を、外容器（５）の外周に配置してもよい。取っ手（２５）を外容器（５）に装着するにあたっては、取っ手（２５）の外容器（５）への装着部を環状とし、外容器（５）の幅を下から上に向かってやや大きくなるように形成し、取っ手（２５）の環状部に外容器（５）を嵌めこむと、必要に応じて着脱することが可能なため好ましい。
【００３６】
外容器（５）は、内容物を外部から目視できるように透明であることが望ましい。外容器（５）は、図１に示すように、内容器（６）の外壁と外容器（５）の内壁との間に形成され、横方向に突き出た浄水注ぎ口（８）を有する。この浄水注ぎ口（８）は、蓋（３）に揺動自在に取り付けられた注ぎ蓋（９）により開閉可能とすると、浄水の清澄性を保ちやすいため好ましい。
蓋（３）の材質は、外容器（５）と同様のものを用いることができ、抗菌特性を付加してもよい。
【００３７】
内容器（６）は、上部が開放し、下部に浄水カートリッジ（４）のための係合部（１３）を有するほぼ楕円柱形状をしており、その内部に原水貯留部（１０）を有する。内容器（６）の高さ寸法は、外容器（５）の高さのほぼ１／２程度に設定されており、外容器（５）の内側に嵌合される構造としている。
【００３８】
内容器（６）の材質は、外容器（５）と同様のものを用いることができ、抗菌特性を付加してもよい。
【００３９】
浄水カートリッジ（４）は、その上端に空気を排出するための筒部（２１）を有している。筒部（２１）の外周側面には、原水流入口（２０）が配されている。また、筒部（２１）の頂部には、空気排出穴（３０）が配されている。
【００４０】
蓋（３）を外容器（５）から取り外して水道水を原水貯留部（１０）へ注入すると、水道水は、浄水カートリッジ（４）の筒部（２１）の側面外周の原水流入口（２０）からカートリッジ４内に流入し、粒状濾材（２２）、中空糸膜（２３）を通って、外容器（５）の浄水貯留部（１１）に落下し、浄水として貯留される。
【００４１】
このとき、カートリッジ（４）内の空気は、空気排気穴（３０）から大気中に排出されるため、投入した水道水は空気抵抗を受けることなく、最高の透過速度で流下することになる。そして、貯留された浄水は、浄水器（１）を傾けることにより、浄水注ぎ口（８）から、例えばコップへ注ぐことができる。
【００４２】
ここで、浄水貯留部（１１）の体積（ｌ）をＶとし、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（ｃｍ２）をＡとしたとき、
Ａ／Ｖが１０００以下であると、異臭味を低減させることができるため好ましい。
【００４３】
なお、ここでいう浄水貯留部（１１）の体積Ｖとは、浄水が溜まり得る最大限の体積をいい、外容器（５）の内部に内容器（６）が配された際に、内容器（６）の下端部から下の部位における外容器（５）の体積から、浄水カートリッジ（４）の体積を引くことにより求められる。
【００４４】
Ａ／Ｖの値を小さくするためには、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計Ａの値を小さくするか、浄水貯留部（１１）の体積Ｖを大きくすることが有効である。
【００４５】
このうち、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計Ａの値については前述した通りである。
【００４６】
浄水貯留部（１１）の体積Ｖについては、大きすぎると持ち運びが不便であり、また冷蔵庫で保存できない。一方、小さすぎると一度に利用できる浄水の量が少なくなってしまう。
【００４７】
したがって、浄水貯留部（１１）の体積Ｖの上限は、５Ｌ以下であり、４Ｌ以下が好ましく、３Ｌ以下が更に好ましい。
また、浄水貯留部（１１）の体積Ｖの下限は、０．５Ｌ以上であり、０．８Ｌ以上が好ましく、１Ｌ以上が更に好ましい。
【００４８】
また、Ａ／Ｖの値は、７００以下であることが好ましく、６００以下であることがより好ましく、４５０以下であることが更に好ましい。
【００４９】
以下、実施例を基に本発明を更に詳細に説明する。
【００５０】
＜実施例１＞
粒状濾材（２２）として、粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状炭を７０ｍｌ、中空糸膜（２３）として、三菱レイヨン（株）製ポリエチレン多孔質中空糸膜（製品名ＥＸ２７０ＴＳ、外径３８０μｍｍ、内径２７０μｍ、平均孔径０．１μｍ）を使用して、図１に示すような構造の浄水カートリッジ（４）を作製した。
【００５１】
このときの、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を、表１に示した。
【００５２】
この浄水カートリッジ（４）を、図４に示す構造のピッチャー型の浄水器（１）の原水貯留部（１０）と浄水貯留部（１１）との間に配した。
【００５３】
そして、この浄水器（１）を用いて１Ｌを自重で濾過し、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）を含む浄水カートリッジ（４）が水没した状態のまま、冷蔵庫内で１５時間保管した。得られた水を検体とし、同様の方法で濾過したあと、浄水カートリッジ（４）を取り外して冷蔵庫で１５時間保管した水をコントロールとして、２５名のパネラーによる官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと差がなかった。
【００５４】
なお、官能試験１は以下の手順にて実施した。
（１）検体及びコントロールを２０℃に温度調整する。
（２）同一形状のコップ２個に、検体及びコントロールを別々に入れる。
（３）どの水が検体かコントロール化は伏せた状態で、パネラーに水を飲んでもらい、１０点満点で採点してもらう。
【００５５】
＜実施例２＞
中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を変えて浄水カートリッジ（４）を作成した。各値は表１に示した。
【００５６】
この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと差がなかった。
【００５７】
＜実施例３＞
実施例１の浄水カートリッジ（４）を用いて、官能試験１と同様の手順で用意した検体及びコントロールについて、以下の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。コントロールとの違いが解った正解者は殆どいなかった。
【００５８】
官能試験２は、以下の手順で行った。
（１）検体及びコントロールを２０℃に温度調整する。
（２）同一形状のコップを３個用意し、２個に検体又はコントロールを入れ、残りの１個に別の水を入れる。
（３）パネラーに水を飲んでもらい、３つの中で違うのはどの水かを当ててもらう。なお、区別がつかない場合は「解らない」と回答してもらい、不正解としてカウントする。
【００５９】
＜実施例４＞
実施例２の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例３と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。結果を表３に示した。コントロールとの違いが解った正解者は殆どいなかった。
【００６０】
＜比較例１＞
中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を変えて浄水カートリッジ（４）を作成した。各値は表１に示した。
【００６１】
この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと比較して明確に低かった。
【００６２】
＜比較例２＞
中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を変えて浄水カートリッジ（４）を作成した。各値は表１に示した。
【００６３】
この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと比較して明確に低かった。
【００６４】
＜比較例３＞
比較例１の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例３と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。７０％近くのパネラーが、コントロールとの違いを判別でき、異臭味がすることが明らかであった。
【００６５】
＜比較例４＞
比較例２の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例３と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。８０％以上のパネラーが、コントロールとの違いを判別でき、異臭味がすることが明らかであった。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
【表３】
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の浄水カートリッジ（４）は、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）を５３０ｃｍ２未満とすることにより、浄水を冷蔵庫等で保管するに際し、浄水カートリッジ（４）が浄水に浸漬された状態であっても、細菌の繁殖を起こすことなく、異臭味の発生を効果的に防止することができる。
【００７０】
また、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）も、それぞれ適切な範囲とすることにより、異臭味の発生をより低減させることができる。
【００７１】
また、本発明の浄水器は、前述の浄水カートリッジ（４）を使用するので、ピッチャー型浄水器として好適である。
さらに、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）と、浄水貯留部（Ｖ）との間で、Ａ／Ｖを１０００以下とすることにより、異臭味がなく、安全な浄水を作ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄水カートリッジ（４）の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の浄水カートリッジ（４）に使用する中空糸膜（２３）及びポッティング部（２４）の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の浄水カートリッジ（４）に使用する中空糸膜（２３）及びポッティング部（２４）の別の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の浄水器（１）の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 浄水器
３ 蓋
４ 浄水カートリッジ
５ 外容器
６ 内容器
８ 浄水注ぎ口
９ 注ぎ蓋
１０ 原水貯留部
１１ 浄水貯留部
２０ 原水流入口
２１ 筒部
２２ 粒状濾材
２３ 中空糸膜
２４ ポッティング樹脂
２５ 取っ手
３０ 空気排出穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全な美味しい水を簡単かつ手軽に得ることができる浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水資源の汚染、おいしい水への要求等により水道水の浄化に浄水器が用いられている。浄水器は、活性炭、イオン交換樹脂等の吸着剤によるカルキ臭、カビ臭、トリハロメタン等の除去、多孔質中空糸膜による細菌類、濁質成分等の除去を機能として有するものが知られている。浄水器の種類としては、蛇口直結型浄水器や、据え置き型浄水器、アンダーシンク型浄水器、ピッチャー型浄水器等が市販され、一般家庭で使用されている。
【０００３】
近年では、蛇口直結型などの浄水器とは異なり、持ち運びが自由で、余分な水圧をかけず自重で１〜２リットル程度の比較的多量の原水を一度に浄化することが出来るとともに、そのまま冷蔵庫等に保管ができ、カップへの注ぎ口が形成されているピッチャー型浄水器が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の浄水器は、原水貯留部と浄水貯留部との間に、中空糸膜と、活性炭、イオン交換樹脂などの吸着材とを備えた浄水カートリッジが交換可能に配されている。中空糸膜は、Ｕ字状に曲げられ、筒状のケースにポッティングされている。
【０００５】
ピッチャー型浄水器は、その使用方法によっては冷蔵庫内等に２時間以上の長時間保存される場合もあり、その間、浄水カートリッジは概ね水没した状態となっている。この場合、水没している間に、中空糸膜のポッティングに使用したウレタン等の樹脂から異臭味が溶出する場合がある。
【０００６】
特許文献１の浄水器は、活性炭を中空糸膜の下流側に配しているため、溶出した異臭味をある程度除去することができる。しかしながら、係る構成の場合、一旦中空糸膜で濾過して水が無菌状態となっていても、その後に活性炭層と長時間接触することになるため、活性炭層に繁殖した細菌が浄水中に混入する恐れがあった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３２０９６７公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、浄水カートリッジが長時間水没した状態となっても、ポッティング樹脂からの溶出を低減可能で、異臭味がせず、おいしく、安全性が高く、衛生的にも著しく優れた浄水カートリッジ及び浄水器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第一の要旨は、筒状容器の内部に、長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）であって、該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が、５３０ｃｍ２未満であり、前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であるピッチャー型浄水器用浄水カ−トリッジ、である。
【００１０】
前記ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であると、異臭味の発生をより効果的に防止することができる。
【００１１】
本発明の第二の要旨は、浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、筒状容器の内部に長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）とからなる浄水器であって、前記浄水カ−トリッジが、該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が５３０ｃｍ２未満であり、前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であるピッチャー型浄水器、である。
【００１２】
本発明の第三の要旨は、浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、筒状容器の内部に長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）とからなる浄水器であって、前記浄水カ−トリッジが、該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が５３０ｃｍ２未満、前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下、該浄水貯留部（１１）の体積（ｌ）をＶとしたとき、Ａ／Ｖが１０００以下であるピッチャー型浄水器、である。
【００１３】
前記ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であると、異臭味の発生をより効果的に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の浄水器について、図面を基に詳細に説明する。
図１は、本発明の浄水カートリッジ（４）の一例を示す模式断面図である。
【００１５】
浄水カートリッジ（４）は、粒状濾材（２２）と、中空糸膜（２３）とが筒状容器内に配されている。中空糸膜（２３）は、細菌等を確実に除去するため、最も下流に配置することが好ましい。
【００１６】
中空糸膜（２３）は、図１に示すように、Ｕ字状に曲げ、端部をポッティング樹脂（２４）で接着固定している。ポッティング樹脂（２４）は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ、中でもウレタン樹脂が加工性の観点で好ましく用いられる。
【００１７】
中空糸膜（２３）の素材としては、セルロース系、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール系、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）系、ポリスルフォン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）系、ポリカーボネイト系、ポリエステル系、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系等の各種材料が挙げられる。なかでもポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）が好ましく、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）系が最も好ましい。
【００１８】
ここで、異臭味の発生程度に最も大きな影響を与えるのは、濾過時に水が直接接触する部分である、中空糸膜（２３）の外表面側のポッティング樹脂（２３）の面積や、中空糸膜（２３）の端面部のポッティング樹脂（２３）の面積ではなく、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）であることを本発明者らは見出した。
すなわち、異臭味を発生させているのは、中空糸膜に含浸したポッティング樹脂（２４）が主体であることを本発明者らは見出したのである。
【００１９】
そして、この合計面積（Ａ）が５３０ｃｍ２未満であると、異臭味の発生を効果的に抑制することができることを見出した。合計面積（Ａ）は、４３０ｃｍ２以下であることがより好ましく、２４０ｃｍ２以下が更に好ましく、１５０ｃｍ２以下が最も好ましい。
【００２０】
なお、合計面積（Ａ）は、中空糸膜の内径をＤ（ｃｍ）、本数をＦ（本）、ポッティング樹脂（２４）の厚さをＨ（ｃｍ）としたとき、以下の式によって求められる。
Ａ＝Ｄ×π×Ｈ×Ｆ
【００２１】
このとき、ポッティング樹脂（２４）の厚さをＨは、図２に示すように、ポッティング樹脂（２４）が中空糸膜（２３）に這いあがった頂点から、中空糸膜（２３）が開口する端面までの厚さをいう。
なお、図３に示すように、ポッティング樹脂（２４）が這いあがった頂点の位置が水平でない場合は、個々の厚さを平均した値を全体の厚さ（Ｈ）とする。
【００２２】
また、中空糸膜の本数（Ｆ）は、ポッティング樹脂（２４）によって固定されている部分の本数をいい、Ｕ字状に折り曲げて固定されたものは、２本と数える。
【００２３】
合計面積（Ａ）を減らすためには、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）を薄くすること、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を減らすことが有効である。
【００２４】
ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）が同じであれば、薄くするほど合計面積（Ａ）は減少するので、異臭味の低減効果は大きくなる。具体的には、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は１ｃｍ以下とするのが好ましく、０．８ｃｍ以下とすることがより好ましく、０．６ｃｍ以下とすることが更に好ましい。
【００２５】
ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は、あまり薄くしすぎると、中空糸膜（２３）に「す」が発生したりして、水密固定が不確実となるため、０．３ｃｍ以上が好ましい。
【００２６】
なお、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）は、水道の蛇口に接続して使用するタイプの浄水器においては、水道水の圧力に対する耐久性を持たせる必要があるため、１ｃｍを超える厚さとしているが、ピッチャー型浄水器の場合は、濾過する際の水の自重による圧力が極めて低い為、厚さ（Ｈ）を前述のように薄くしても破損する懸念はない。
【００２７】
中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）は、ポッティング樹脂（２４）の厚さ（Ｈ）が同じであれば、少ないほど合計面積（Ａ）は減少するので、異臭味の低減効果は大きくなる。
【００２８】
このとき、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）を同じにして本数（Ｆ）を減らすと、濾過面積が減少してしまうため、濾過面積を確保するためには、長さ（Ｌ）を長くする必要がある。一方、長さ（Ｌ）を長くしすぎると、中空糸膜（２３）の中空部における圧力損失が増加し、濾過効率が悪化する。また、ピッチャー型浄水器に使用するにあたっては、浄水貯留部の長さによる制約を受けるため、際限なく長くすることはできない。
【００２９】
したがって、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）は適切な範囲とする必要があり、その上限としては１０ｃｍ以下が好ましく、８ｃｍ以下がより好ましく、６ｃｍ以下が更に好ましい。
また、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）の下限としては、３ｃｍ以上が好ましい。
【００３０】
なお、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）とは、図２に示すように、中空糸膜（２３）のＵ字の先端部から、中空糸膜（２３）が開口する端面までの長さをいう。
【００３１】
中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）の上限としては、２００００本以下が好ましく、１００００本以下がより好ましく、８０００本以下が更に好ましい。また、本数（Ｆ）の下限は２０００本以上が好ましく、３０００本以上がより好ましく、４０００本以上が更に好ましい。
【００３２】
粒状濾材（２２）は、活性炭が最も好ましいが、分子吸着樹脂、ゼオライト、モレキュラーシーブ、キレート樹脂、イオン交換樹脂、コーラルサンド、麦飯石、医王石、トルマリン、骨炭、ヒドロキシアパタイト、珪酸チタニウムなどを併用することもできる。これらを併用する場合は、活性炭と混合したり、別々に層状として配置したり、或いは活性炭に添着したりすればよい。
【００３３】
図４は、本発明の浄水器の一例を示す断面図である。
浄水器（１）は、上方が開口した外容器（５）と、この外容器（５）の開口端を塞ぐ蓋（３）と、外容器（５）の内部に配置された内容器（６）と、内容器（６）に取り付けられた浄水カートリッジ（４）とを備えている。
【００３４】
外容器（５）は、全体形状がほぼ矩形状のプラスチック材成形品であり、材質としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＭＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１などの樹脂が挙げられ、機械的強度、表面外観や成型加工性などを加味して選択する。更に、外容器（５）に抗菌特性を付加してもよい。
【００３５】
また、利用者が片手で挟持できる程度の幅の取っ手（２５）を、外容器（５）の外周に配置してもよい。取っ手（２５）を外容器（５）に装着するにあたっては、取っ手（２５）の外容器（５）への装着部を環状とし、外容器（５）の幅を下から上に向かってやや大きくなるように形成し、取っ手（２５）の環状部に外容器（５）を嵌めこむと、必要に応じて着脱することが可能なため好ましい。
【００３６】
外容器（５）は、内容物を外部から目視できるように透明であることが望ましい。外容器（５）は、図１に示すように、内容器（６）の外壁と外容器（５）の内壁との間に形成され、横方向に突き出た浄水注ぎ口（８）を有する。この浄水注ぎ口（８）は、蓋（３）に揺動自在に取り付けられた注ぎ蓋（９）により開閉可能とすると、浄水の清澄性を保ちやすいため好ましい。
蓋（３）の材質は、外容器（５）と同様のものを用いることができ、抗菌特性を付加してもよい。
【００３７】
内容器（６）は、上部が開放し、下部に浄水カートリッジ（４）のための係合部（１３）を有するほぼ楕円柱形状をしており、その内部に原水貯留部（１０）を有する。内容器（６）の高さ寸法は、外容器（５）の高さのほぼ１／２程度に設定されており、外容器（５）の内側に嵌合される構造としている。
【００３８】
内容器（６）の材質は、外容器（５）と同様のものを用いることができ、抗菌特性を付加してもよい。
【００３９】
浄水カートリッジ（４）は、その上端に空気を排出するための筒部（２１）を有している。筒部（２１）の外周側面には、原水流入口（２０）が配されている。また、筒部（２１）の頂部には、空気排出穴（３０）が配されている。
【００４０】
蓋（３）を外容器（５）から取り外して水道水を原水貯留部（１０）へ注入すると、水道水は、浄水カートリッジ（４）の筒部（２１）の側面外周の原水流入口（２０）からカートリッジ４内に流入し、粒状濾材（２２）、中空糸膜（２３）を通って、外容器（５）の浄水貯留部（１１）に落下し、浄水として貯留される。
【００４１】
このとき、カートリッジ（４）内の空気は、空気排気穴（３０）から大気中に排出されるため、投入した水道水は空気抵抗を受けることなく、最高の透過速度で流下することになる。そして、貯留された浄水は、浄水器（１）を傾けることにより、浄水注ぎ口（８）から、例えばコップへ注ぐことができる。
【００４２】
ここで、浄水貯留部（１１）の体積（ｌ）をＶとし、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（ｃｍ２）をＡとしたとき、
Ａ／Ｖが１０００以下であると、異臭味を低減させることができるため好ましい。
【００４３】
なお、ここでいう浄水貯留部（１１）の体積Ｖとは、浄水が溜まり得る最大限の体積をいい、外容器（５）の内部に内容器（６）が配された際に、内容器（６）の下端部から下の部位における外容器（５）の体積から、浄水カートリッジ（４）の体積を引くことにより求められる。
【００４４】
Ａ／Ｖの値を小さくするためには、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計Ａの値を小さくするか、浄水貯留部（１１）の体積Ｖを大きくすることが有効である。
【００４５】
このうち、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計Ａの値については前述した通りである。
【００４６】
浄水貯留部（１１）の体積Ｖについては、大きすぎると持ち運びが不便であり、また冷蔵庫で保存できない。一方、小さすぎると一度に利用できる浄水の量が少なくなってしまう。
【００４７】
したがって、浄水貯留部（１１）の体積Ｖの上限は、５Ｌ以下であり、４Ｌ以下が好ましく、３Ｌ以下が更に好ましい。
また、浄水貯留部（１１）の体積Ｖの下限は、０．５Ｌ以上であり、０．８Ｌ以上が好ましく、１Ｌ以上が更に好ましい。
【００４８】
また、Ａ／Ｖの値は、７００以下であることが好ましく、６００以下であることがより好ましく、４５０以下であることが更に好ましい。
【００４９】
以下、実施例を基に本発明を更に詳細に説明する。
【００５０】
＜実施例１＞
粒状濾材（２２）として、粒径０．４〜０．８ｍｍの粒状炭を７０ｍｌ、中空糸膜（２３）として、三菱レイヨン（株）製ポリエチレン多孔質中空糸膜（製品名ＥＸ２７０ＴＳ、外径３８０μｍｍ、内径２７０μｍ、平均孔径０．１μｍ）を使用して、図１に示すような構造の浄水カートリッジ（４）を作製した。
【００５１】
このときの、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を、表１に示した。
【００５２】
この浄水カートリッジ（４）を、図４に示す構造のピッチャー型の浄水器（１）の原水貯留部（１０）と浄水貯留部（１１）との間に配した。
【００５３】
そして、この浄水器（１）を用いて１Ｌを自重で濾過し、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）を含む浄水カートリッジ（４）が水没した状態のまま、冷蔵庫内で１５時間保管した。得られた水を検体とし、同様の方法で濾過したあと、浄水カートリッジ（４）を取り外して冷蔵庫で１５時間保管した水をコントロールとして、２５名のパネラーによる官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと差がなかった。
【００５４】
なお、官能試験１は以下の手順にて実施した。
（１）検体及びコントロールを２０℃に温度調整する。
（２）同一形状のコップ２個に、検体及びコントロールを別々に入れる。
（３）どの水が検体かコントロール化は伏せた状態で、パネラーに水を飲んでもらい、１０点満点で採点してもらう。
【００５５】
＜実施例２＞
中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を変えて浄水カートリッジ（４）を作成した。各値は表１に示した。
【００５６】
この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと差がなかった。
【００５７】
＜実施例３＞
実施例１の浄水カートリッジ（４）を用いて、官能試験１と同様の手順で用意した検体及びコントロールについて、以下の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。コントロールとの違いが解った正解者は殆どいなかった。
【００５８】
官能試験２は、以下の手順で行った。
（１）検体及びコントロールを２０℃に温度調整する。
（２）同一形状のコップを３個用意し、２個に検体又はコントロールを入れ、残りの１個に別の水を入れる。
（３）パネラーに水を飲んでもらい、３つの中で違うのはどの水かを当ててもらう。なお、区別がつかない場合は「解らない」と回答してもらい、不正解としてカウントする。
【００５９】
＜実施例４＞
実施例２の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例３と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。結果を表３に示した。コントロールとの違いが解った正解者は殆どいなかった。
【００６０】
＜比較例１＞
中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を変えて浄水カートリッジ（４）を作成した。各値は表１に示した。
【００６１】
この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと比較して明確に低かった。
【００６２】
＜比較例２＞
中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面積の合計（Ａ）、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）を変えて浄水カートリッジ（４）を作成した。各値は表１に示した。
【００６３】
この浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例１と同様の手順で官能試験１を行った。結果を平均点として表２に示した。平均点は、コントロールと比較して明確に低かった。
【００６４】
＜比較例３＞
比較例１の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例３と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。７０％近くのパネラーが、コントロールとの違いを判別でき、異臭味がすることが明らかであった。
【００６５】
＜比較例４＞
比較例２の浄水カートリッジ（４）を用いて、実施例３と同様の手順で官能試験２を行った。結果を表３に示した。８０％以上のパネラーが、コントロールとの違いを判別でき、異臭味がすることが明らかであった。
【００６６】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の浄水カートリッジ（４）は、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）を５３０ｃｍ２未満とすることにより、浄水を冷蔵庫等で保管するに際し、浄水カートリッジ（４）が浄水に浸漬された状態であっても、細菌の繁殖を起こすことなく、異臭味の発生を効果的に防止することができる。
【００７０】
また、ポッティング樹脂（２４）の厚み（Ｈ）、中空糸膜（２３）の長さ（Ｌ）、中空糸膜（２３）の本数（Ｆ）も、それぞれ適切な範囲とすることにより、異臭味の発生をより低減させることができる。
【００７１】
また、本発明の浄水器は、前述の浄水カートリッジ（４）を使用するので、ピッチャー型浄水器として好適である。
さらに、中空糸膜（２３）のポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）と、浄水貯留部（Ｖ）との間で、Ａ／Ｖを１０００以下とすることにより、異臭味がなく、安全な浄水を作ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄水カートリッジ（４）の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の浄水カートリッジ（４）に使用する中空糸膜（２３）及びポッティング部（２４）の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の浄水カートリッジ（４）に使用する中空糸膜（２３）及びポッティング部（２４）の別の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の浄水器（１）の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 浄水器
３ 蓋
４ 浄水カートリッジ
５ 外容器
６ 内容器
８ 浄水注ぎ口
９ 注ぎ蓋
１０ 原水貯留部
１１ 浄水貯留部
２０ 原水流入口
２１ 筒部
２２ 粒状濾材
２３ 中空糸膜
２４ ポッティング樹脂
２５ 取っ手
３０ 空気排出穴
Claims (2)
- 筒状容器の内部に、長さ（Ｌ）が３〜１０ｃｍの中空糸膜（２３）がＵ字状に曲げられた状態でエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）により固定された浄水カ−トリッジ（４）であって、
該中空糸膜の本数（Ｆ）が２０００〜２００００本であり、
該中空糸膜（２３）のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂からなるポッティング樹脂（２４）に埋没した部位における中空部内表面の合計面積（Ａ）が、５３０ｃｍ２未満であり、
前記ポッティング樹脂の厚み（Ｈ）が１ｃｍ以下であるピッチャー型浄水器用浄水カ−トリッジ。 - 浄水貯留部（１１）を有する外容器（５）と、原水貯留部（１０）を有する内容器（６）と、請求項１に記載された浄水カ−トリッジ（４）とを有する浄水器。
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