JP4848574B2

JP4848574B2 - Water treatment filter and faucet direct-attached water treatment filter

Info

Publication number: JP4848574B2
Application number: JP37445299A
Authority: JP
Inventors: 俊夫松村; 剛卜部
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001058111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一般家庭で蛇口などに取り付けて水道水から汚染物質を除去する用途などに用いる水処理器用フィルターであり、コンパクトサイズでありながら活性炭をより効率よく使うことができ、水処理能力や性能に優れた水処理器用フィルターまたは蛇口直結型水処理器用フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般家庭などで使用される水処理器の交換カートリッジフィルターは、活性炭で塩素や有機物を吸着除去し、中空糸膜でミクロサイズの汚れ、赤サビや細菌などを取る構造を有しているのが一般的である。
【０００３】
具体的な構造としては、円筒形の容器からなるカートリッジ内に活性炭の部屋と中空糸膜の部屋とにそれぞれを収納配置し、水をカートリッジ内に導入して活性炭の部屋へ送ってカルキ臭やカビ臭などをとり、次いで中空糸の部屋へ送り、活性炭で取り除けなかったものを除去するというものが挙げられる（例えば、特開平１０−８５７２９号公報）。
【０００４】
また、中空糸膜からなるチューブを円筒形の容器からなるカートリッジの中心に配置してその外周側に活性炭を配置して、外周側から水を流し、活性炭の層を通過させた後、中空糸膜を通過させて処理済の水をカートリッジから出すという構造のものも使用されている（特開平８―７１５４１号公報）。
【０００５】
いずれの構成においても活性炭は、活性炭が通過せず、水のみが通過するような小径の孔を有する膜に仕切られた部屋の中に粒状で蓄えられた状態で用いられるものであった。
【０００６】
特開平２−１７９８９号公報には、多孔質プラスチック・マトリックス内に活性炭粒子をトラップした水処理器が開示されている。多孔質プラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させることによって小さな粒径の活性炭を使用できるようにしたものである。
【０００７】
また、米国特許第４７５３７２８号にもポリマーで活性炭を固めたフィルターで、しかもそのポリマーとして１．０ｇ／１０ｍｉｎ未満（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）である低メルトインデックスのポリマーを用いたものが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、まず特開平１０−８５７２９号公報や特開平８―７１５４１号公報に開示されたような構造のフィルターでは、中空糸膜が高価である上に、フィルター全体における中空糸膜の占める体積割合が大きく、例えばスペースや重量の面で小型にならざるを得ない蛇口直結型水処理器の交換カートリッジフィルターとして用いるには、活性炭の使用量が制限される構造となっていた。
【０００９】
従って、活性炭の使用量が制限されることによって、塩素などが取れる寿命は比較的短いのが現状であった。
【００１０】
また、粒状の活性炭を用いると水が活性炭の層中を通過するときに、自然と水みちがついてしまい、活性炭を部分的にしか使うことができないので、塩素などを除去する性能の寿命が短くなってしまうことになる。
【００１１】
特開平２−１７９８９号公報や米国特許第４７５３７２８号公報に示すような多孔質プラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させて固化したフィルターを用いている。このような構造にすることによって、より粒径の小さな活性炭を使うことができるので効率がよくなり、しかもフィルター全体に水の流れるようにすることができることから、活性炭による塩素などの除去性能を長持ちさせることが可能である。
【００１２】
しかし、蛇口直結型水処理器のフィルターとして使用するということについてはなんら開示されていない。また、蛇口直結型水処理器のフィルターは前記のように軽量で小型であることが求められるが、活性炭をプラスチック内に分散させたようなフィルターの場合、小型にすると塩素などの除去性能が十分に得られないという欠点があった。また、蛇口直結型水処理器の場合、通常２．０〜３．０Ｌ／ｍｉｎ程度の流量を必要とするが、塩素などを除去する性能を上げるために、粒径の細かい粉末状の活性炭を使用すると流量が十分に得られないといった問題があることがわかった。
【００１３】
そこで本発明は、活性炭による塩素などの除去性能が長期にわたって維持でき、しかも汚れや濁りも除去することができ、また、蛇口直結型水処理器のような活性炭の使用量やサイズが制限される用途においても、浄水性能が高く、しかも十分な流量が得られる水処理器用フィルターの提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために本発明の請求項１では、水から汚染物質を除去するための水処理器用フィルターにおいて、６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を重量比で１対１〜４対１の割合で混合した活性炭をメルトインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質ポリマーからなる重合体結合材で固化した多孔質のフィルター本体からなり、該フィルター本体は未処理の水を取りこむ外周面と、処理後の水を排出する排水孔を有していることを特徴とする。
【００１５】
このように活性炭を重合体結合材で固化し、多孔質のフィルターとすることによってフィルター内に水みちを作ってしまうことがなく、全体に水の流れを行き渡らせることができるので、コンパクトでしかも塩素などの除去性能において高い性能を得ることができる。また、活性炭の粒径を２種類のものを混合して用いることによって、活性炭による塩素や汚れなどを除去する性能を十分なものに保持すると同時に、十分な流量を得ることができる。
【００１６】
また、重合体結合材としてこのようなメルトインデックスのものを用いることによって、活性炭を固化する際に重合体結合材が液状に溶融せず活性炭を覆ってしまうことがないので、適度にバインダーとして働かせることができ、しかもより少ない量の重合体結合材で活性炭を固めることができるので、フィルター中に含まれる活性炭の量を多くすることができ、水を処理する性能を向上させることができる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
請求項２では、水道の蛇口に直結するタイプのフィルターを内蔵する水処理器に用いる水から汚染物質を除去するための蛇口直結型水処理器用フィルターにおいて、６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を重量比で１対１〜４対１の割合で混合した活性炭をメルトインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質ポリマーからなる重合体結合材で固化した多孔質のフィルター本体からなり、該フィルターは未処理の水を取りこむ外周面と、処理後の水を排出する排水孔を有していることを特徴とする蛇口直結型水処理器用フィルター。
【００２４】
このように活性炭を重合体結合材で固化し、多孔質のフィルターとすることによってフィルター内に水みちを作ってしまうことがなく、全体に水の流れを行き渡らせることができて蛇口直結型の水処理器であってサイズに制限があっても活性炭による塩素などを除去する性能の高いものを得ることができる。また、重合体結合材としてこのようなメルトインデックスのものを用いることによって、活性炭を固化する際に重合体結合材が液状に溶融せず活性炭を覆ってしまうことがないので、適度にバインダーとして働かせることができ、しかもより少ない量の重合体結合材で活性炭を固めることができる。そのためフィルター中に含まれる活性炭の量を多くすることができ、水を処理する性能を向上させることができる。更に活性炭の粒径を以上のような２種類のものを混合して用いることによって、活性炭による塩素や汚れなどを除去する性能を十分なものに保持すると同時に、十分な流量を得ることができ、蛇口直結型水処理器用フィルターとして使用するのに十分な流量を確保することができ、かつ十分に水の汚れを取り除くこともできる。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の水処理器用フィルターに用いるフィルター本体の斜視図であり、図２は水処理器用フィルターの斜視図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、図４は水処理器の断面図である。
【００３４】
本発明の水処理器用フィルター１に用いるフィルター本体２は、例えば図４に示すような蛇口直結型の水処理器Ｓに装着使用するものである。形状は例えば図１に示すように中心軸位置孔を有する円筒形状である。
【００３５】
水処理器用フィルター１は、前記のフィルター本体２をベースとして他のものと組み合わせて構成することができる。例えば、図２に示すものでは４５〜５０ｍｍφ×９０〜１００ｍｍ程度のサイズを有する円筒形のフィルター本体２の外周面に、濾過層３を被覆配置し、その頂面及び底面部分には不透水性のキャップ４がかぶさっており、前記フィルター本体２との間を水が通らないように水密性をもって接続されている。また、フィルター本体２と底面のキャップ４には中心軸位置に孔を有しており、水処理器用フィルター１の円筒の中心軸位置に１０〜１５ｍｍφ程度の孔５を有した構造となっている。
【００３６】
この水処理器用フィルター１を水処理器Ｓに取りつけたときの水の流れは、濾過層３側から、水を取り込み、濾過層３で大きなごみなどの汚れを取った後、水処理器用フィルター１を通過して残留塩素や有機物を吸着除去し、孔５内に湧き出して水処理器Ｓの浄水口Ｊから出されるという行程で処理が行われる。
【００３７】
一般的に水処理器Ｓには、浄水口Ｊと原水口Ｇを備えており、水の流れを矢印で示すように水道Ｗから供給された水を切替レバーＣなどによって、処理を行う経路へ水を誘導して処理した水を出す場合と、何も処理せずそのまま通過させて原水で出す場合を切りかえることができるようになっている。そして、処理する場合には、前記のような行程で処理されることになる。
【００３８】
本発明の水処理器用フィルター１に用いるフィルター本体２は、活性炭を重合体結合材で固化した多孔質成形体であり、重合体結合材としては低メルトインデックスの高分子量多孔質ポリマーを用いる。
【００３９】
活性炭は６０メッシュパス以上のものを用いることができ、６０メッシュパス未満であると、重合体結合材で活性炭を固めることが困難になることと、フィルター本体２中の空隙が大きくなりすぎて活性炭に接触することなくフィルター本体２を通過してしまう水が多くなるので塩素や汚れなどを除去する性能が悪くなるので好ましくない。
【００４０】
以上のフィルター本体２に用いられる重合体結合材と活性炭における更に好ましい形態として、粒子の大きいもの及び粒子の小さいものの２種類の活性炭を用い、粒径の大きい第１の活性炭としては６０−１００メッシュパスの粒状活性炭を用い、粒径の小さい第２の活性炭としては１００メッシュパスの粉末活性炭を用いる。そして粒径の大きい活性炭と粒径の小さい活性炭を１対１から４対１の割合で混合し、このような活性炭を低メルトインデックスの重合体結合材で固化する。
【００４１】
このような２種類の粒径分布を有する活性炭を前記のような比率で混ぜて使用することによって、６０−１００メッシュパスの粒状活性炭同士の隙間に適当に１００メッシュパス以上の粉末状活性炭が存在し、塩素などの除去性能と十分な流量が長期に渡って得られるという能力を兼ね備えたフィルター本体２を得ることができる。
【００４２】
ここで上記の第１の活性炭として６０メッシュパス未満のものを用いると、やはり重合体結合材で活性炭を固めることが困難になることと、フィルター本体２中の空隙が大きくなりすぎて活性炭に接触することなくフィルター本体２を通過してしまう水が多くなるので水の塩素などの除去性能が悪くなるので好ましくない。
【００４３】
そして第２の活性炭として１００メッシュパスよりも細かい、例えば３００メッシュパス以上の活性炭を用いるとフィルター本体２の空隙部分が少なくなってしまい十分な流量が得られなくなるので好ましくない。
【００４４】
前記低メルトインデックスの重合体結合材としては、水処理器のフィルターとしての用途として問題なく使用できるために無毒性であることが必要になるとともに、単体で成形した場合に多孔質体を形成しやすい樹脂であることが好ましい。具体的には分子量が数十万〜数百万程度の超高分子量ポリエチレンで原料の粒子径が約１００μｍ、カサ密度０．３ｇ／ｃｍ³未満の樹脂であって、メルトインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）であるものが挙げられる。
【００４５】
重合体結合材がのメルトインデックスが、１．１ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）未満であると、フィルター成形時の流れが悪く、活性炭を固めるためには、重合体結合材の量を多くしなければならない。そうするとフィルター内に占める活性炭の量が少なくなるので、水を処理する性能は低くなってしまう。
【００４６】
また、重合体結合材がのメルトインデックスが、２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）をこえると、フィルター成形時に溶融したポリマーが活性炭の細孔部を覆ってしまい、水が活性炭を通過できなくなるので好ましくない。
【００４７】
重合体結合材が上記のようなメルトインデックスを有するポリマーであることによって高温において適度な粘度であるがゆえ、活性炭ブロック成形時に溶融したポリマーが活性炭の細孔部を覆ってしまうことがない。また多孔質体を形成することは活性炭ブロックのフィルター機能を損なわない有効な結合材である。
【００４８】
さらに活性炭と重合体結合材を混合する割合は活性炭に対して重合体結合材を１０から２５重量％配合し、かつフィルター本体２の密度が０．５〜０．６５ｇ／ｃｍ³を有したものとすることによって、例えば、蛇口直結型水処理器では、通常必要とされる動水圧０．１ＭＰａにて２．０Ｌ／ｍｉｎを上回る流量を確保することが可能である。
【００４９】
活性炭に対する重合体結合材の配合量が１０重量％未満であると活性炭を固化することが困難となり、２５重量％を超えると重合体結合材が活性炭の表面を覆う部分が多くなりすぎて、活性炭を有効に使用することができなくなるので好ましくない。
【００５０】
また、固化後のフィルター本体２の密度が０．５ｇ／ｃｍ³未満になると剛性が低くなってしまい、フィルターが脆く崩れやすいので好ましくない。０．６５ｇ／ｃｍ³を超えると硬め過ぎとなってフィルター本体２の空隙がすくなく十分な流量を得ることができなくなるので好ましくない。
【００５１】
フィルター本体２の作成方法としては、次のような方法が挙げられる。所定量の活性炭と重合体結合材を混合し、金型に充填後２００℃前後の温度にて所定時間加熱、圧縮し、冷却することによってフィルター本体２を作成することができる。前記の加熱後に圧縮量を調整することによって、フィルター本体２の密度を上記のような０．５〜０．６５ｇ／ｃｍ³の範囲内に調整することができる。
【００５２】
以上のような、２種類の所定の粒径を有する活性炭を所定の比率で混合し、しかも重合体結合材のメルトインデックスも前記のような所定の範囲のものを用いて活性炭との割合も所定範囲とすることによって、活性炭により水の塩素や汚れなどを除去する効果が大きく、しかも流量の面でも十分な流量を確保することができる。よって、蛇口直結型水処理器のようにフィルターの重さや大きさが制限されコンパクトさが求められるような状態においても十分な性能と能力を持ったフィルターを提供することができる。
【００５３】
濾過層３は、これを配置することで１次フィルターの役割を果たし、固化した活性炭ブロックの早期目詰まりを防止することができる。仮に球形のもので表現するとサイズが５μｍφ相当以上のものを除去することができればよく、不織布、織布などの繊維材などを用いることができ、不織布を用いる場合は３デニール程度の繊維径を用いた厚み０．５ｍｍ程度のものを用いることができ、目付量でいえば５０〜１００ｇ／ｍ³程度である。そうすることによって、フィルター本体２にて目詰まりを起こすし易いようなサイズの汚れを除去することができるとともに濾過層３で目詰まりを起こしてしまうというような問題も防止することができる。
【００５４】
なお、フィルター本体２には上記のような活性炭以外にも、水の汚れや塩素などを除去できるような添加物を別途混入してもよく、また、前記の濾過層３および本発明の水処理器用フィルターとしては前記のフィルター本体２以外に、浄水効果を有する別のフィルターと組み合わせて用いることも本発明に含まれるものである。
【００５５】
次に本発明の実施例をおよび比較例を用いて本発明の効果を確認した。
【００５６】
【実施例】
［実施例１］
６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を２対１の割合で混合し、１．５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質ポリマー（ＴｉｃｏｎａＧｍｂｈ製、ＨｏｓｔａｌｅｎＧＵＲ２１０５）を１５重量％配合し、所定の金型にて２００℃で１時間加熱後冷却し、圧縮量を調整し、固化した活性炭ブロック密度が０．５５ｇ／ｃｍ³となるような外径φ４５×内径φ１１×長さ９２Ｌの活性炭ブロックを成形し、外円周部を不織布で巻き、その両サイドを少なくとも一方に穴を設けたポリエチレン樹脂にてキャップし水処理器用フィルターを得た。その得られた水処理器用フィルターにて家庭用浄水器試験方法（ＪＩＳＳ３２０１：１９９９）もしくは、浄水器（ＪＷＷＡＳ１０２：１９９８）に準じて初期濾過流量、及び残留塩素と濁度の除去能力の評価を実施した。
【００５７】
［実施例２］
６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を５対１の割合で混合し、その他は実施例と同様に水処理器用フィルターを成形し、実施例と同様の方法にて評価を実施した。
【００５８】
［実施例３］
６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を１対２の割合で混合し、その他は実施例と同様に水処理器用フィルターを成形し、実施例と同様の方法にて評価を実施した。
【００５９】
［比較例１］
粒状活性炭＋中空糸膜構造を有するフィルターであって、６０−１００メッシュパスの粒状活性炭を充填した層と約０．１ミクロン孔径を有するポリエチレン製中空糸膜の構造であって、それらのフィルターにしめる容積は約半々である実施例とほぼ同等の大きさの水処理器用フィルターを使用し、実施例と同様の方法にて評価を実施した。
【００６０】
【表１】

【００６１】
除去能力を示す数値は、それぞれ原水濃度の８０％を除去、維持できるまでに濾過された総濾過水量である。また、濁度においては、フィルターの目詰まりにより流量が１．０Ｌ／ｍｉｎを下回った時点でも評価終了としている。（残留塩素除去能力評価の原水は２ｐｐｍ、濁度除去能力評価の原水は１０度）
実施例１では比較例１より残留塩素除去能力が大幅にアップされているのが確認でき、かつ濁度除去能力も維持されている。実施例２では、初期濾過流量は確保されているが、各除去能力において比較例１には及ばないが初期処理流量において優れている。
【００６２】
実施例３では初期処理流量および濁度除去能力では劣っているが、残留塩素除去能力において優れていることがわかる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１では、水から汚染物質を除去するための水処理器用フィルターにおいて、６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を重量比で１対１〜４対１の割合で混合した活性炭をメルトインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質ポリマーからなる重合体結合材で固化した多孔質のフィルター本体からなり、該フィルター本体は未処理の水を取りこむ外周面と、処理後の水を排出する排水孔を有していることを特徴とする。
【００６４】
このように活性炭を重合体結合材で固化し、多孔質のフィルターとすることによってフィルター内に水みちを作ってしまうことがなく、全体に水の流れを行き渡らせることができるので、コンパクトでしかも塩素などの除去性能において高い性能を得ることができる。また、活性炭の粒径を２種類のものを混合して用いることによって、活性炭による塩素や汚れなどを除去する性能を十分なものに保持すると同時に、十分な流量を得ることができる。
【００６５】
また、重合体結合材としてこのようなメルトインデックスのものを用いることによって、活性炭を固化する際に重合体結合材が液状に溶融せず活性炭を覆ってしまうことがないので、適度にバインダーとして働かせることができ、しかもより少ない量の重合体結合材で活性炭を固めることができるので、フィルター中に含まれる活性炭の量を多くすることができ、水を処理する性能を向上させることができる。
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
請求項２では、水道の蛇口に直結するタイプのフィルターを内蔵する水処理器に用いる水から汚染物質を除去するための蛇口直結型水処理器用フィルターにおいて、６０−１００メッシュパス粒状活性炭及び１００メッシュパス粉末活性炭を重量比で１対１〜４対１の割合で混合した活性炭をメルトインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭＤ１２３８、１９０℃、１５ｋｇＬｏａｄ）の高分子量多孔質ポリマーからなる重合体結合材で固化した多孔質のフィルター本体からなり、該フィルターは未処理の水を取りこむ外周面と、処理後の水を排出する排水孔を有していることを特徴とする蛇口直結型水処理器用フィルター。
【００７３】
このように活性炭を重合体結合材で固化し、多孔質のフィルターとすることによってフィルター内に水みちを作ってしまうことがなく、全体に水の流れを行き渡らせることができて蛇口直結型の水処理器であってサイズに制限があっても活性炭による塩素などを除去する性能の高いものを得ることができる。また、重合体結合材としてこのようなメルトインデックスのものを用いることによって、活性炭を固化する際に重合体結合材が液状に溶融せず活性炭を覆ってしまうことがないので、適度にバインダーとして働かせることができ、しかもより少ない量の重合体結合材で活性炭を固めることができる。そのためフィルター中に含まれる活性炭の量を多くすることができ、水を処理する性能を向上させることができる。更に活性炭の粒径を以上のような２種類のものを混合して用いることによって、活性炭による塩素や汚れなどを除去する性能を十分なものに保持すると同時に、十分な流量を得ることができ、蛇口直結型水処理器用フィルターとして使用するのに十分な流量を確保することができ、かつ十分に水の汚れを取り除くこともできる。
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルター本体の斜視図である。
【図２】本発明の水処理気用フィルターの斜視図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】水処理器の断面図である。
【符号の説明】
１水処理器用フィルター
２フィルター本体
３濾過層
４キャップ
５孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is, for example, a filter for a water treatment device that is attached to a faucet or the like in a general household and used for removing contaminants from tap water, and can use activated carbon more efficiently while having a compact size. The present invention relates to a filter for a water treatment device or a faucet-directly connected water treatment device with excellent performance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, replacement cartridge filters for water treatment equipment used in general households have a structure that absorbs and removes chlorine and organic substances with activated carbon and removes micro-size dirt, red rust, bacteria, etc. with a hollow fiber membrane. It is common.
[0003]
As a specific structure, each of the activated carbon chamber and the hollow fiber membrane chamber is housed and arranged in a cartridge made of a cylindrical container, water is introduced into the cartridge and sent to the activated carbon chamber, and the odor of odor is reduced. There is a method of removing a mold odor and the like, then sending it to a hollow fiber chamber and removing what cannot be removed with activated carbon (for example, JP-A-10-85729).
[0004]
In addition, a tube made of a hollow fiber membrane is arranged at the center of a cartridge made of a cylindrical container, activated carbon is arranged on the outer peripheral side thereof, water is allowed to flow from the outer peripheral side, and the activated carbon layer is passed through. A structure in which treated water is discharged from the cartridge through a membrane is also used (Japanese Patent Laid-Open No. 8-71541).
[0005]
In any configuration, the activated carbon is used in a state of being stored in a granular form in a room partitioned by a membrane having a small-diameter hole through which activated carbon does not pass and only water passes.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-17989 discloses a water treatment device in which activated carbon particles are trapped in a porous plastic matrix. Activated carbon having a small particle size can be used by dispersing activated carbon in a porous plastic matrix.
[0007]
Also, US Pat. No. 4,753,728 is a filter in which activated carbon is hardened with a polymer, and a polymer having a low melt index of less than 1.0 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) is used as the polymer. It is disclosed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the filter having the structure as disclosed in JP-A-10-85729 and JP-A-8-71541, the hollow fiber membrane is expensive and the volume ratio of the hollow fiber membrane in the entire filter is high. For example, when used as a replacement cartridge filter for a faucet direct-coupled water treatment device that is inevitably small in terms of space and weight, the amount of activated carbon used is limited.
[0009]
Therefore, the lifespan in which chlorine and the like can be removed is relatively short by limiting the amount of activated carbon used.
[0010]
In addition, when granular activated carbon is used, when water passes through the layer of activated carbon, the water naturally gets stuck, and the activated carbon can only be partially used, so the life of removing chlorine is short. Will end up.
[0011]
A filter obtained by dispersing and solidifying activated carbon in a porous plastic matrix as shown in JP-A-2-17989 and US Pat. No. 4,753,728 is used. By adopting such a structure, activated carbon with a smaller particle size can be used, which improves efficiency and allows water to flow through the entire filter. It is possible to make it.
[0012]
However, there is no disclosure about use as a filter for a faucet-directly connected water treatment device. In addition, the faucet-direct water treatment filter is required to be lightweight and small as described above. However, in the case of a filter in which activated carbon is dispersed in plastic, the removal performance such as chlorine is sufficient when the filter is small. There was a disadvantage that it was not obtained. In addition, in the case of a faucet direct connection type water treatment device, a flow rate of about 2.0 to 3.0 L / min is usually required, but in order to improve the performance of removing chlorine and the like, powdered activated carbon with a small particle size is used. It was found that there was a problem that the flow rate could not be obtained sufficiently when used.
[0013]
Therefore, the present invention can maintain the removal performance of chlorine and the like by activated carbon over a long period of time, and can also remove dirt and turbidity, and the amount and size of activated carbon used in a faucet direct-attached water treatment device are limited. The purpose of the present invention is also to provide a filter for a water treatment device that has high water purification performance and can provide a sufficient flow rate.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in claim 1 of the present invention, in a filter for a water treatment device for removing contaminants from water, 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon are in a weight ratio. A polymer binder composed of a high molecular weight porous polymer having a melt index of 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load), which is activated carbon mixed at a ratio of 1: 1 to 4: 1. It consists of a solidified porous filter body, the filter body having an outer peripheral surface that takes in untreated water and a drainage hole for discharging treated water.
[0015]
In this way, activated carbon is solidified with a polymer binder and made into a porous filter, so there is no water channel in the filter, and the water flow can be spread throughout, so it is compact. High performance in removing chlorine and the like can be obtained. In addition, by mixing and using two types of activated carbon particle sizes, it is possible to maintain sufficient performance for removing chlorine and dirt from activated carbon, and at the same time, obtain a sufficient flow rate.
[0016]
In addition, by using a polymer binder having such a melt index, when the activated carbon is solidified, the polymer binder does not melt into a liquid and does not cover the activated carbon. In addition, since the activated carbon can be hardened with a smaller amount of the polymer binder, the amount of activated carbon contained in the filter can be increased, and the performance of treating water can be improved.
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
In Claim 2, in the filter for faucet direct connection type water treatment equipment for removing a pollutant from the water used for the water treatment equipment which contains the type of filter directly connected to the faucet of water supply, 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh High-molecular-weight porous polymer having a melt index of 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) obtained by mixing activated carbon mixed with pass powder activated carbon in a ratio of 1: 1 to 4: 1. A faucet comprising a porous filter body solidified by a polymer binder comprising: an outer peripheral surface that takes in untreated water; and a drain hole that discharges the treated water Filter for directly connected water treatment equipment.
[0024]
In this way, the activated carbon is solidified with a polymer binder and made into a porous filter, so that water does not form in the filter, and the flow of water can be distributed throughout the faucet. Even if the size of the water treatment device is limited, it is possible to obtain a water treatment device having high performance for removing chlorine and the like by activated carbon. In addition, by using a polymer binder having such a melt index, when the activated carbon is solidified, the polymer binder does not melt into a liquid and does not cover the activated carbon. In addition, the activated carbon can be hardened with a smaller amount of polymer binder. Therefore, the amount of activated carbon contained in the filter can be increased, and the performance of treating water can be improved. Furthermore, by using a mixture of the above two types of activated carbon particle size, it is possible to obtain a sufficient flow rate while maintaining sufficient performance for removing chlorine and dirt from activated carbon, A flow rate sufficient to be used as a filter for a faucet-directly connected water treatment device can be secured, and water stains can be sufficiently removed.
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of a filter body used for a filter for a water treatment device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a filter for a water treatment device, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is sectional drawing.
[0034]
The filter main body 2 used for the water treatment device filter 1 of the present invention is mounted and used in a faucet direct connection type water treatment device S as shown in FIG. The shape is, for example, a cylindrical shape having a central axis position hole as shown in FIG.
[0035]
The water treatment device filter 1 can be configured in combination with the other filter body 2 as a base. For example, in the case shown in FIG. 2, the filtration layer 3 is disposed on the outer peripheral surface of a cylindrical filter body 2 having a size of about 45 to 50 mmφ × 90 to 100 mm, and the top and bottom portions are impermeable. The cap 4 is covered, and is connected with water tightness so that water does not pass between the filter main body 2. Further, the filter body 2 and the cap 4 on the bottom surface have a hole at the center axis position, and the hole 5 of about 10 to 15 mmφ is formed at the center axis position of the cylinder of the water treatment device filter 1. .
[0036]
When the water treatment device filter 1 is attached to the water treatment device S, the water flow takes in water from the filtration layer 3 side, removes dirt such as large dust from the filtration layer 3, and then the water treatment device filter 1 The residual chlorine and organic matter are adsorbed and removed by passing through the water, and the treatment is performed in the process of springing into the hole 5 and coming out from the water purification port J of the water treatment device S.
[0037]
In general, the water treatment device S is provided with a water purification port J and a raw water port G, and the water supplied from the water tap W is routed to a route for processing by the switching lever C or the like as indicated by arrows of the water flow. It is possible to switch between the case where the treated water is discharged and the processed water is discharged, and the case where the water is passed through without any treatment and discharged as raw water. And when processing, it will process in the above processes.
[0038]
The filter body 2 used in the filter 1 for a water treatment device of the present invention is a porous molded body obtained by solidifying activated carbon with a polymer binder, and a low melt index high molecular weight porous polymer is used as the polymer binder.
[0039]
Activated charcoal having a mesh size of 60 mesh pass or higher can be used. If the activated carbon is less than 60 mesh pass, it becomes difficult to solidify the activated carbon with the polymer binder, and the voids in the filter body 2 become too large. Since water that passes through the filter main body 2 without contact with the water increases, the performance of removing chlorine and dirt is deteriorated, which is not preferable.
[0040]
As a more preferable form of the polymer binder and activated carbon used for the filter body 2 described above, two types of activated carbon having large particles and small particles are used, and the first activated carbon having a large particle size is 60-100 mesh. A granular activated carbon with a pass is used, and a powdered activated carbon with a 100 mesh pass is used as the second activated carbon with a small particle size. Then, activated carbon having a large particle size and activated carbon having a small particle size are mixed in a ratio of 1: 1 to 4: 1, and such activated carbon is solidified with a polymer binder having a low melt index.
[0041]
By using the activated carbons having such two kinds of particle size distributions mixed in the above ratio, there is suitably powdered activated carbon of 100 mesh pass or more in the gap between the granular activated carbons of 60-100 mesh pass. In addition, it is possible to obtain the filter body 2 having both the ability to remove chlorine and the like and the ability to obtain a sufficient flow rate over a long period of time.
[0042]
If the first activated carbon is less than 60 mesh pass, it becomes difficult to solidify the activated carbon with the polymer binder, and the void in the filter body 2 becomes too large to contact the activated carbon. Since the amount of water that passes through the filter body 2 without increasing the water removal performance is deteriorated, it is not preferable.
[0043]
If the activated carbon finer than 100 mesh pass, for example, 300 mesh pass or more is used as the second activated carbon, the gap portion of the filter body 2 is reduced, and a sufficient flow rate cannot be obtained.
[0044]
The low-melt index polymer binder should be non-toxic because it can be used without problems as a filter for water treatment devices, and forms a porous body when molded alone. It is preferable that the resin is easy. Specifically, it is an ultrahigh molecular weight polyethylene having a molecular weight of about several hundred thousand to several million, a resin having a raw material particle size of about 100 μm and a bulk density of less than 0.3 g / cm ³ , and having a melt index of 1.1. -2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load).
[0045]
When the melt index of the polymer binder is less than 1.1 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load), the flow during filter molding is poor, and in order to harden the activated carbon, You have to increase the amount. As a result, the amount of activated carbon in the filter is reduced, and the performance of treating water is lowered.
[0046]
In addition, when the melt index of the polymer binder exceeds 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load), the polymer melted at the time of filter forming covers the pores of the activated carbon, and the water Since it cannot pass through activated carbon, it is not preferable.
[0047]
Since the polymer binding material is a polymer having a melt index as described above, the polymer binder has an appropriate viscosity at a high temperature. Therefore, the polymer melted at the time of forming the activated carbon block does not cover the pores of the activated carbon. Forming a porous body is an effective binder that does not impair the filter function of the activated carbon block.
[0048]
Furthermore, the mixing ratio of the activated carbon and the polymer binder is 10 to 25% by weight of the polymer binder with respect to the activated carbon, and the density of the filter body 2 is 0.5 to 0.65 g / cm ^3. Thus, for example, in a faucet direct connection type water treatment device, it is possible to ensure a flow rate exceeding 2.0 L / min at a normally required dynamic water pressure of 0.1 MPa.
[0049]
If the blending amount of the polymer binder with respect to the activated carbon is less than 10% by weight, it becomes difficult to solidify the activated carbon, and if it exceeds 25% by weight, the polymer binder has too many parts to cover the surface of the activated carbon. Is not preferable because it cannot be used effectively.
[0050]
Moreover, when the density of the filter body 2 after solidification is less than 0.5 g / cm ³ , the rigidity becomes low, and the filter is fragile and easily collapses. If it exceeds 0.65 g / cm ³ , it will be too hard and there will be no gap in the filter body 2 and a sufficient flow rate cannot be obtained.
[0051]
Examples of a method for creating the filter body 2 include the following methods. The filter main body 2 can be prepared by mixing a predetermined amount of activated carbon and a polymer binder, and after filling the mold, heating, compressing and cooling at a temperature of about 200 ° C. for a predetermined time. By adjusting the amount of compression after the heating, the density of the filter body 2 can be adjusted within the range of 0.5 to 0.65 g / cm ³ as described above.
[0052]
As described above, two types of activated carbons having a predetermined particle size are mixed at a predetermined ratio, and the polymer binder has a predetermined ratio within a predetermined range with the melt index of the polymer binder. By setting the range, the effect of removing chlorine and dirt of water with activated carbon is large, and a sufficient flow rate can be secured in terms of the flow rate. Therefore, it is possible to provide a filter having sufficient performance and ability even in a state where the weight and size of the filter are limited and compactness is required, such as a faucet-directly connected water treatment device.
[0053]
By arranging this, the filtration layer 3 serves as a primary filter and can prevent early clogging of the solidified activated carbon block. If it is expressed in a spherical shape, it is only necessary to remove a material having a size equivalent to 5 μmφ or more, and a fiber material such as a nonwoven fabric or a woven fabric can be used. When a nonwoven fabric is used, a fiber diameter of about 3 denier is used. A thickness of about 0.5 mm can be used, and the basis weight is about 50 to 100 g / m ³ . By doing so, it is possible to remove dirt of a size that is likely to cause clogging in the filter body 2 and to prevent problems such as clogging in the filtration layer 3.
[0054]
In addition to the activated carbon as described above, the filter main body 2 may be additionally mixed with an additive capable of removing water stains and chlorine, and the filter layer 3 and the water treatment of the present invention. In addition to the filter main body 2 described above, the present invention includes the use of a filter in combination with another filter having a water purification effect.
[0055]
Next, the effects of the present invention were confirmed using the examples of the present invention and comparative examples.
[0056]
【Example】
[Example 1]
60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon are mixed in a ratio of 2 to 1, and 1.5 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) high molecular weight porous polymer (manufactured by Ticona Gmbh, Hostalen GUR2105) 15% by weight, heated in a predetermined mold at 200 ° C. for 1 hour, cooled, adjusted the amount of compression, outer diameter φ45 × inner diameter so that the solidified activated carbon block density is 0.55 g / cm ³ An activated carbon block having a diameter of 11 mm and a length of 92 L was molded, and the outer circumference was wound with a non-woven fabric, and both sides thereof were capped with a polyethylene resin provided with holes on at least one side to obtain a filter for water treatment equipment. With the obtained filter for water treatment device, the initial filtration flow rate and the ability to remove residual chlorine and turbidity according to the water purifier test method for home use (JIS S 3201: 1999) or the water purifier (JWWA S 102: 1998) Evaluation was conducted.
[0057]
[Example 2]
60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon were mixed at a ratio of 5: 1, and the others were formed into a filter for a water treatment device in the same manner as in the example, and evaluated in the same manner as in the example. .
[0058]
[Example 3]
60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon were mixed in a ratio of 1 to 2, and the others were formed into a filter for a water treatment device in the same manner as in the example, and evaluated in the same manner as in the example. .
[0059]
[Comparative Example 1]
A filter having a granular activated carbon + hollow fiber membrane structure comprising a layer filled with 60-100 mesh pass granular activated carbon and a polyethylene hollow fiber membrane having a pore diameter of about 0.1 micron, and these filters are used Evaluation was carried out in the same manner as in the example using a filter for a water treatment device having a volume approximately equal to that of the example of about 50%.
[0060]
[Table 1]

[0061]
The numerical value indicating the removal capacity is the total amount of filtered water filtered until 80% of the raw water concentration can be removed and maintained. The turbidity is also evaluated when the flow rate falls below 1.0 L / min due to filter clogging. (Raw water for residual chlorine removal capacity evaluation is 2ppm, and turbidity removal capacity evaluation is 10 degrees)
In Example 1, it can be confirmed that the residual chlorine removing ability is significantly improved as compared with Comparative Example 1, and the turbidity removing ability is also maintained. In Example 2, the initial filtration flow rate is ensured, but the removal capacity is superior to that of Comparative Example 1, but is excellent in the initial treatment flow rate.
[0062]
In Example 3, the initial treatment flow rate and the turbidity removing ability are inferior, but the residual chlorine removing ability is excellent.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, in claim 1 of the present invention, in a filter for a water treatment device for removing contaminants from water, 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon are in a ratio of 1: 1 to 4 by weight . A porous filter obtained by solidifying an activated carbon mixed at a ratio of 1 with a polymer binder composed of a high molecular weight porous polymer having a melt index of 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) It consists of a main body, and this filter main body has the outer peripheral surface which takes in untreated water, and the drainage hole which discharges | emits the water after a process.
[0064]
In this way, activated carbon is solidified with a polymer binder and made into a porous filter, so there is no water channel in the filter, and the water flow can be spread throughout, so it is compact. High performance in removing chlorine and the like can be obtained. In addition, by mixing and using two types of activated carbon particle sizes, it is possible to maintain sufficient performance for removing chlorine and dirt from activated carbon, and at the same time, obtain a sufficient flow rate.
[0065]
In addition, by using a polymer binder having such a melt index, when the activated carbon is solidified, the polymer binder does not melt into a liquid and does not cover the activated carbon. In addition, since the activated carbon can be hardened with a smaller amount of the polymer binder, the amount of activated carbon contained in the filter can be increased, and the performance of treating water can be improved.
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
In Claim 2, in the filter for faucet direct connection type water treatment equipment for removing a pollutant from the water used for the water treatment equipment which contains the type of filter directly connected to the faucet of water supply, 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh High-molecular-weight porous polymer having a melt index of 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) obtained by mixing activated carbon mixed with pass powder activated carbon in a ratio of 1: 1 to 4: 1. A faucet comprising a porous filter body solidified by a polymer binder comprising: an outer peripheral surface that takes in untreated water; and a drain hole that discharges the treated water Filter for directly connected water treatment equipment.
[0073]
In this way, the activated carbon is solidified with a polymer binder and made into a porous filter, so that water does not form in the filter, and the flow of water can be distributed throughout the faucet. Even if the size of the water treatment device is limited, it is possible to obtain a water treatment device having high performance for removing chlorine and the like by activated carbon. In addition, by using a polymer binder having such a melt index, when the activated carbon is solidified, the polymer binder does not melt into a liquid and does not cover the activated carbon. In addition, the activated carbon can be hardened with a smaller amount of polymer binder. Therefore, the amount of activated carbon contained in the filter can be increased, and the performance of treating water can be improved. Furthermore, by using a mixture of the above two types of activated carbon particle size, it is possible to obtain a sufficient flow rate while maintaining sufficient performance for removing chlorine and dirt from activated carbon, A flow rate sufficient to be used as a filter for a faucet-directly connected water treatment device can be secured, and water stains can be sufficiently removed.
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a filter body of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a water treatment air filter of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a water treatment device.
[Explanation of symbols]
1 Filter for water treatment device 2 Filter body 3 Filtration layer 4 Cap 5 Hole

Claims

In a filter for a water treatment device for removing contaminants from water, a melt index is obtained by mixing activated carbon in which 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon are mixed at a weight ratio of 1: 1 to 4: 1. 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) comprising a porous filter body solidified with a polymer binder comprising a high molecular weight porous polymer, the filter body being untreated water The filter for water treatment devices characterized by having the outer peripheral surface which takes in water, and the drainage hole which discharges | emits the water after a process.

In the filter for faucet direct connection type water treatment device for removing pollutants from the water used in the water treatment device incorporating the type of filter directly connected to the faucet of water supply, the weight of 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powder activated carbon Polymer binding composed of high-molecular-weight porous polymer having a melt index of 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load), which is activated carbon mixed at a ratio of 1: 1 to 4: 1. For a faucet directly connected water treatment device characterized by comprising a porous filter body solidified with a material, the filter having an outer peripheral surface for taking up untreated water and a drain hole for discharging treated water filter.