JPH01304095A - 浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は家庭用浄水器に関し、より詳しくは小型にもか
かわらず、高流量下において水道水中の異臭味の原因と
なる残留有効塩素２−メチルイソボルネオール、ジオス
ミンなどの物質を除去することができる浄水器に関する
。

〔従来の技術〕

近年、環境汚染に伴う水源の水質の悪化が進み、水道水
用の浄水器が急速に普及した。

このような浄水器は、濾材として活性炭やイオン交換樹
脂を内部に充填した一種の濾過器であり、水道配管に介
在させることで、水道水中の残存有効塩素や鉄錆が原因
とされているカルキ臭、かな気等の異臭を除去して飲料
用として好適な水を供給するものである。

特に、水道水中のカルキ臭を除去するには、吸着除去作
用を有する活性炭を濾材として充填した浄水器が優れて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

活性炭は多くの微細孔を有し、この微細孔内でカルキ臭
を物理又は化学吸着除去していると考えられるが、活性
炭粒子内部に閉じ込められた微細孔は有効に働かないた
め、浄水器に使用する際、活性炭を多量に必要とし、結
果として比較的大型の浄水器を設計せねばならなかった
。

特開昭６１−４２３９４号、特開昭６０−１９０２８５
号、特開昭５７−３５９８６号等には、これらの問題を
解決すべく活性炭素繊維の使用が提案されている。活性
炭素繊維は表面に微細孔が存在するため、水道水中のカ
ルキ臭をより有効に除去することができる。特開昭６１
−４２３９４号には、細孔半径１５Å以下の微細孔の細
孔容積が０．３ｃｃ／ｇ以上である活性炭素繊維を使用
することにより、活性炭では空間速度（ＳＶ）が５〜１
５であるのに対して４０〜２００になることが開示され
ている。

特開昭５７−３５９８６号には、ｌＯ〜１００μの単繊
維を１ｍ２当り１００〜５００ｇの目付けをした厚さ３
〜１０ｍｍのフェルト状としたものを使用し、活性炭で
は５０〜１００程度であったＳｖを１，０００〜３．０
００とする技術が開示されている。

特開昭６０−１９０２８５号には、一部に活性炭素繊維
を有する精水システムの技術が開示されているが、実施
例等から推察するとＳｖは１．０００〜２．０００に達
するものと思われる。

しかしながら、家庭内で浄水器を設置する場合、置き場
所がないという問題から小型容器のものが望ましく、更
にポット、やかんなどに浄水器から水を汲む際には出来
る限り流量を大きくする、即ち水を汲む待ち時間を短く
する必要がある。この目的のために必要なＳｖは約８．
．０００〜２０．０００というレベルであり、前述の技
術では到底達し得ない水準であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題を解決すべ（、鋭意検討・研究を
重ねた結果、特定の繊維状活性炭を濾材として用いるこ
とにより上記問題が解決できることを見出し、本発明に
到達した。

即ち本発明は、比表面積１０００ｍ２／ｇ以上、直径が
５〜３０μなる特性値を有する繊維状活性炭を、見掛は
密度が０．０７〜０．２５ｇ／−のフェルト状としたも
のを濾材として使用することを特徴とする浄水器を提供
するものである。

このような浄水器ではＳｖ約８．０００〜２０．０００
というレベルでも１〜２　ｐｐｌＴｌの有効塩素濃度を
有する水道水から、カルキ臭がなく、おいしいと言われ
るレベル（０，４ｐｐｍ以下）にまで塩素臭を除去する
ことができ、更にその持続性は１ｍ３〜５ｍ３に達する
。

活性炭素繊維の原料としては、セルロース又は再生セル
ロースが良い。他の原料、例えばポリアクリロニトリル
、石炭ピッチ系では目的とするＳＶ　８，０００〜２０
．０００を達成することが難しい。

活性炭素繊維の特性値としては、比表面積１０００ｍ　
２７　ｇ以上が好ましい。１０００ｍ２／ｇ未満ではカ
ルキ臭除去効果及びその持続性がよくない。単繊維の直
径は５〜３０μが良い。５μ未満では繊維の強度が弱く
、微粉の発生などの望ましくない現象を引き起こし、３
０μ以上では単繊維内部に閉じ込められた微細孔はカル
キ臭除去に有効に使用されないため、性能が落ちる。

このような特性値を有する活性炭素繊維は、見掛は密度
が０．０７〜０．２５ｇ／ｃｍ３のフェルト状として浄
水器用に使用するのが良い。このようなフェルト状の活
性炭素繊維で水道水を濾過するとき、見掛は密度が０．
０７ｇ／ｃｍ３未満では空隙率が大きすぎ、ｓｖ　ｇ、
ｏｏｏ〜２０．０００という条件下では活性炭素繊維と
水道水が有効に接触できないためにカルキ臭除去性能が
落ちる。０．２５ｇ／ｃｍ３を越えると空隙率が低いた
め、濾過時の抵抗が大きく　、ＳＶ　８．０００〜２０
．０００を達成できない。

０、０７〜０．２５ｇ／ｃ＋ｎ’のときのみ、より好ｔ
Ｌ＜は０、１０〜０．１７ｇ／ｃ＋ｔ＋３のとき濾過時
の抵抗も少な（、水道水との接触も最も有効であり、Ｓ
Ｖ　８．０００〜２０、０００を達成することができる
。

このようなフェルト状活性炭素繊維を使用した浄水器で
はしばしば浄水器内で菌が発生するという問題がある。

例えば特開昭５８−１３１１８７号には、活性炭素ｍ維
に銀を担持させ、浄水器内で１００ｐｐｂ以上溶出する
ようにコントロールすることにより、静菌効果を持たせ
る技術が開示されている。

しかしながら、本発明になるフェルト状活性炭では銀を
０．２〜５重量％担持しても浄水器内に溶出する銀の量
は１００ｐｐｂ以下であり、しかも十分なる静菌効果を
有する。安全性の問題から特に法的規制はないが、でき
る限り少ない銀溶出量で静菌効果を発揮するものがよい
。担持させる銀の量は活性炭素繊維に対して０．２〜５
重量％が良く、０．２重量％未満では銀溶出量が少なす
ぎ十分な静菌効果を示さず、５重量％を越えて担持させ
ると銀溶出量が１００ｐｐｂを越えるため安全性上好ま
しくない上、不経済である。

本発明になるフェルト状の活性炭素繊維を得るには、セ
ルロース又は再生セルロース系繊維状のまま、或いはフ
ェルト状とし、空気中で４００℃以下で耐炎化し、更に
不活性ガス雰囲気で１１００℃以下で賦活化し、その後
、繊維状のものはフェルト化する。上述の特性値の範囲
内に入るように耐炎化、賦活化に於いては温度と時間を
適時コントロールする必要がある。また、上述特性値の
密度０．０７〜０．２５８／ｃｍ３にするには繊維状セ
ルロースをそのまま原料とする場合は、賦活化した後に
密度が範囲内に入るようにフェルト化し、フェルト状セ
ルロースを原料とするときは、原料フェルト状セルロー
スを作る際に賦活化した後に密度が範囲内に入るよう予
めコントロールしておく必要がある。

銀の添着は、例えば硝酸銀水溶液に活性炭繊維を浸漬す
るだけで速やかに吸着されるので容易である。これをＮ
ａＣｌ、　）Ｉｃｅ、　Ｈ，０２などで処理することに
より、塩化銀や酸化銀添着活性炭繊維が得られる。塩化
銀、酸化銀のいずれの形にせよ、前述特性値を有する本
発明になる活性炭素繊維に０．２〜５重量％担持させた
場合は、浄水器中における銀の溶出量は１００ｐｐｂを
越えず、しかも十分なる静菌作用を有する。

こうして得られたフェルト状活性炭素繊維を本発明の浄
水器の濾材として使用するには、直接浄水器内に充填す
るか、或いは水道水中の鉄分、ゴミなどを除去する目的
で、セルロース系フィルターや中空糸膜、メンブランフ
ィルタ−等を併せて使用してもよい。

また、硬水の軟水化を目的としてイオン交換樹脂を併用
することもできる。

浄水器の濾材としてのフェルト状活性炭素繊維の充填量
は、水道水の流量、流水時間等により異なり、オフィス
などの事業所及び学校等の業務用、家庭用等の目的に応
じて適宜調整すればよい。例えば、家庭用浄水器の場合
、使用期間を１ケ月乃至１年とすると、各家庭により多
少異なるが、上記フェルト状活性炭素繊維の充填量を１
〜１５ｇの範囲内となるように浄水器を設計するとよい
。

本発明の浄水器において、上記濾材を保持する容器とし
ては、通常、濾材に活性炭を使用する浄水器の容器を使
用することもでき、特に限定はされないが、浄水器を使
用する場合により使い易さを考慮し、設計するのが望ま
しい。例えば家庭用浄水器であれば、水道蛇口に直接取
り付は可能であり、容器全体の大きさは食器等の洗い物
の邪魔にならないように小型のものとするのがよい。

また、濾材を効率的に使用するため、浄水器内に水流切
り替え機能を持たせ、水道水を飲料水として使用する場
合にのみ濾材を通過させ、洗い物をするとき等の水道水
の浄化が不要な時はバイパスによって濾材を介さずに水
道水が通過するように設計することもできる。

また、浄水器の出口側に出水がシャワー状になるように
加工したり、濾材自身をカートリッジ化し、濾材の異臭
味除去能力が消失した際、容器全体を取り替えるのでは
なく、カートリッジのみを取り替えるようにすることも
可能である。

〔実　施　例〕

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明
はこれらに何ら限定されない。

実施例１ セルロース系繊維を原料にして製造した表１に示したよ
うな特性値を有する活性炭素繊維フェルトを硝酸銀溶液
に浸漬し、金属銀として表１に示したような添着量を有
するように担持した後に、Ｈ２０□水で酸化処理して種
々の酸化銀添着活性炭素繊維を得た。

次に、かかる試料を第１図に示すような浄水器の濾材充
填部１内に３０ｍ１２充填した。

ここで第１図の浄水器は、濾材充填部１、蛇口取り付は
部２、濾材３、及びフィルター４，５から主に構成され
ている、水道蛇口直結のタイプの浄水器である。

次に、こうして得られた本発明の浄水器により水道水の
浄化作用の試験を以下のようにして行った。

次いで、こうして得られた浄水器の浄化作用を試験する
ため、塩素臭として有効塩素１．　Ｑｐｐｍになるよう
に調整した多量のモデル水道水を用意し、浄水器内に表
１に示した流速で通水した。

５００１通水する毎に１０００−の浄水器通過水をサン
プリングし、通水量２５００βになるまで繰り返し行っ
た。塩素臭をオルトトリジン比色法により分析し、塩素
臭除去率を求めた。結果を表１に示す。

本発明品はＮ０１７〜１１は高流速（高空間速度）条件
下でも塩素臭の除去効果（除去率６０％以上）の持続性
が良い。比表面積が低い場合（Ｎｏ、１．２）は低流速
（ＳＶ＝４．０００）では良い性能を示すが、高流速（
ＳＶ＝８．０００）では持続性が良くない。

単繊維の直径が大きい場合（Ｎα３．４）も同様に高流
速下での持続性が良くない。見掛は密度が低い場合（Ｎ
α５．６）も同様の理由で好ましくない。また、見掛は
密度が高い場合（Ｎα１２．１３）では水の濾過抵抗が
大きく、目標とする流速を達成できない。

実施例２ 実施例１のＮα１０と銀の添着量以外は同じ特性値を有
するフェルト状活性炭素繊維に、実施例１と同様の方法
で表２に示すような銀添着量になるように硝酸銀溶液の
濃度及び浸漬時間をコントロールし、表２に示したよう
な銀添着フェルト状活性炭素繊維を得た。第１図に示し
た容器に３０ｍｊ’充填し、実施例１と同様に流速６β
／分、５Ｖ＝１２，０００で浄水テストを実施した。

５００１通水する毎に４８時間浄水テストを停止し、停
止後の浄水器内の銀溶出量及び生菌数を測定した。また
、通水中の銀溶出量も測定し、その最大値、最低値、平
均値も求めた。結果は表２にまとめて示した。

Ｎｏ、　１４は明らかに過剰性能であり、Ｎα１９．２
０は銀の溶出量が少なく、静菌効果が弱い。

本発明品（Ｎｏ、　１０．１５〜１８）は静菌効果が明
らかに優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の浄水器の一具体例の断面図を示した
図である。 〔主な参照番号〕 １・・・濾材充填部 ２・・・蛇口取り付は部 ３・・・濾材 ４．５・・・フィルター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　比表面積１０００ｍ＾２／ｇ以上、直径が５〜３０
   μなる特性値を有する繊維状活性炭を、見掛け密度が０
   ．０７〜０．２５ｇ／ｍｌのフェルト状としたものを濾
   材として使用することを特徴とする浄水器。 ２　繊維状活性炭の原料がセルロース又は再生セルロー
   スである請求項１記載の浄水器。３　繊維状活性炭が銀
   を０．２〜５重量％担持したものである請求項１記載の
   浄水器。