JPH0332739A - 水道水用浄化剤 - 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、水道水用浄化剤に関し、より詳細には、おい
しい水の製造等に使用する各種浄水器用等に使用する水
道水用浄化剤に関する。

（従来の技術） 水道水の消毒には塩素やカルキのような塩素化合物が使
用されており、近年水道水の使用量の著しい増大に伴い
、良質の原水の確保も難しい状況となっていることから
、水道水中に含有される塩素量も次第に増加する傾向が
見られる。

一方、厚生省おいしい水研究会の「おいしい水水質要件
］によると、残留塩素０．４Ｈ／β以下とされている。

水道水用浄水器としては、水道水中の残留塩素を吸着除
去する目的で、活性炭を浄化剤としたものが広く使用さ
れており、また特公昭５４−１４４３０号公報には、水
道水を活性炭で処理した後、水に難溶性の銀乃至銀化合
物と水に難溶性の炭酸カルシウムで処理することが記載
されている。

（発明が解決しようとする問題点） 活性炭は、水道水中の遊離塩素及び結合塩素の両方に対
する吸着性能に優れており、残留塩素を低減させる点で
は極めて優れた吸着剤（浄化剤）であるが、所謂活性炭
具と呼ばれる独特の臭（フミン質に似た臭）を有してお
り、おいしい水としての香味（フレーバー）保持性の点
では未だ十分満足し得るものではない。また、活性炭は
、黒色であることから、この活性炭層を通した水を飲む
ことに抵抗を感じることもあり得ないことではなし）。

また、閉鎖水域の原水には、２−ＭＩＢやジオスミン等
の異味異臭を成分が含有されていることが多く、また近
年水道水中のトリハロメタン類による汚染が問題として
取り上げられていることから、これらの成分に対しても
強い吸着除去性を示す浄化剤の出現は望ましいことであ
る。

従って、本発明の目的は、水道水中の遊離塩素や結合塩
素を吸着除去して、残留塩素を低減させる作用に優れて
おり、しかも処理水に異味異臭を与えることのない、白
色の水道水用浄化剤を提供するにある。

本発明の他の目的は、水道水中に、含まれる他の異味異
臭成分や有機ハロゲン化合物に対してち吸着性を有する
水道水用浄化剤を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、マガディアイト型またはケニヤアイト
型の層状ポリケイ酸塩の酸処理物から成り且つ５０　ｍ
　”　／　ｇ以上の比表面積を有することを特徴とする
水道水用浄化剤が提供される。

本発明に用いる前記酸処理物は式 ％式％（１１ 式中、ＸはＯ−１，８の数であり、ｙは約１２乃至２２
の数であり、ｎは０〜 ８の数であり、Ｍはアルカリ金属であ る、 で表わされる化学組成を有するのがよく、またこのもの
は、細孔半径１５Å以下の細孔容積が０．０２ｃｃ／ｇ
以上であるのがよい。

（作　用） 本発明は、マガディアイト（＆ｌａｇａｄｉｉｔｅ　）
型またはケニヤアイト（Ｋｅｎｙａｉｔｅ）型の層状ポ
リケイ酸塩の酸処理物か、他のケイ酸質吸着剤に比して
特異的に優れた有利塩素及び結合塩素の除去性能を示す
という発見に基づくものである。

添付図面第１図及び第２図は、種々の吸着剤について、
遊離塩素と経時との関係（第１図）及び全残留塩素（遊
離塩素子結合塩素）と経時との関係をプロットしたもの
である。この結果によると、シリカゲル吸着剤や高シリ
カゼオライト（ＺＳＭ−５）あるいはケニヤアイト等の
層状ポリケイ酸塩は、遊離塩素に対する吸着性能はある
としても、全残留塩素の除去にはあまり有効でないのに
対して、本発明の層状ポリケイ酸は、活性炭に優るとも
劣らない全塩素の吸着除去性能を示すことがわかる。

本発明に用いる、マガディアイト型またはケイヤアイト
型の層状ポリケイ酸塩を酸処理物（以下層状のポリケイ
酸とも呼ぶ）は、それ自体公知の化合物であり、また吸
着剤としての用途が期待されている物質であるが、水道
水の遊離塩素及び結合塩素の両方に対して、上記のとお
り例外的に高い除去性能を示すことは予想外の知見であ
った。

上記層状ポリケイ酸が両塩素に対してこのように高い吸
着性能を示す理由は、未だ解明されるに至っていないが
、次のようなものと認められる。

すなわち、本発明に用いる層状ポリケイ酸は、般に５０
ｍ”／ｇ以以上時に１００乃至２００ｍ　２　／　ｇの
比表面積を有しており、また元の層状ポリケイ酸塩では
全く認められなかった、細孔半径１５Å以下の細孔容積
が０．０２ｃｃ／ｇ以上、特に０．０４乃至０．１ｃｃ
／ｇの範囲にあるという特徴を有している。すなわち、
この層状ポリケイ酸では。

原料ポリケイ酸塩のシリカ四面体の層状構造を実質上そ
のまま保有しながら、アルカリ金属分が除かれているこ
とにより、比表面積の増大と、微細細孔の形成とが行わ
れており、これが塩素に対する吸着サイトになっている
ものと思われる。しかも、この層状ケイ酸では、立体状
シリカ吸着剤とは異なり、層状であることから、吸着サ
イトへの拡散がきわめて早く、これが除去能の増大につ
ながっているものと認められる。

本発明の層状ポリケイ酸は、シリカ単独からなり、処理
水に異味異臭を与えることがなく、食品添加剤として認
められているシリカに該当することから、安全性に優れ
ており、また白色であって外観特性も良好である。

（発明の好適態様） 本発明の層状ポリケイ酸は、先ず式 ％式％） 式中、ｙは１２乃至２２の数である、 で表わされる層状ポリケイ酸塩を製造し、この層状ポリ
ケイ酸塩を酸処理することにより製造される。上記式（
２）に、おいて、ｙが１４の場合が天然のマガディアイ
トであり、ｙが２０の場合がケニヤアイトに相当する。

合成層状ポリケイ酸塩においても、ｙは１４に近い場合
には、マガディアイト型、ｙが２０に近い場合にはケニ
ヤアイト型の結晶構造をとるが、両者の中間では、混晶
或いは混合物の形をとることもあり得る。

添付図面第３図は１合成マガディアイトのＸ線回折図で
あり、第４図は合成ケニヤアイトのＸ線回折図である。

層状ポリケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウ
ム等のケイ酸アルカリを、上記式（２）の組成に対応す
るように酸で中和し、この中和生成物を１００乃至２５
０℃の温度で水熱処理することにより製造される。別法
として、ケイ酸アルカリ溶液に非晶質シリカを式（２）
の組成となるように加え、これを水熱処理をしてもよい
。

生成する層状ポリケイ酸塩を塩酸硫酸等の鉱酸類や有機
酸で処理し、必要により、水洗、乾燥或いは更に焼成し
て製品とする。

第５図は、マガディアイト型層状ポリケイ酸塩酸処理物
のＸ線回折図であり、第６図は、ケニヤアイト型層状ポ
リケイ酸塩酸処理物のＸＪ１回折図である。これらのＸ
線回折図から、本発明に用いる層状ポリケイ酸は１面間
隔（ｄ）　＝３．４９乃至３．３６＾に顕著な回折ピー
クを有していることが明白となる。

本発明の層状ポリケイ酸は、−Ｍに２乃至１０μｍの粒
径（メジアン径）の粉体として得られ、この粉体のまま
で浄化剤として使用することができ、また必要により無
機または有機のバインダーを配合して、球状、顆粒状、
柱状、タブレット状或いは不定形状の粒状物の形で浄化
剤として使用することもできる。

本発明の浄化剤は、それ自体公知の浄水器或いはタンク
等の容器内に充填して水道水中の塩素の除去に使用でき
、また必要に応じて前記先行技術に見られるように、水
不溶性炭酸カルシウムや銀或いは銀化合物との組合せで
浄水の用途に使用できる。

（発明の効果） 本発明によれば、マガディアイト型またはケニヤアイト
型層状ポリケイ酸塩の酸処理物を水道水用浄化剤とした
ことにより、処理水に異味異臭を与えることなしに、遊
離塩素及び結合塩素を有効に除去でき、更に含有される
他の異味異臭成分をも除去することが可能となった。

（実施例） 本発明を次の例で説明する。

浅狡互羞 本明細書における各項目の試験方法は下記によった。

■　Ｘ線回折 本実施例においては、理学電気■製Ｘ線回折図置（Ｘ線
発生装置４０３６Ａｌ、ゴニオメータ−２１２５ＤＩ、
計数装置５０７１）を用いた０回折条件は下記のとおり
である。

ターゲット　　　　　　　　Ｃｕ フィルター　　　　　　　Ｎｉ 検出器　　　ＳＣ 電　　　　圧　　　　　　　　　　３５ｋＶ電　　　　
流　　　　　　　　　　１５ｍＡカウント・フルスケー
ル　８０００　ｃ／ｓ時定数　　　１　ｓｅｃ 走査速度　　　　　２°／ｍｌ１１ チャート速度　　　　　　２ｃｍ／ｍｉｎ放　　Ｉｔ　
　　角　　　　　　　　　　ｌ。

ス　リ　ッ　ト　中　　　　　　　　　　　０．３ｍｍ
■　比表面積 自動ＢＥＴ（比表面積）測定装置（ＣＡＲＬＯ−ＥＲＢ
Ａ社製（Ｓｏｒｐｔｏｍａｉｃ　５ｅｒｉｅｓ　ｌ　８
００　）により測定した。

■　細孔容積 自動ＢＥＴ　（比表面積）測定装置（ＣＡＲＬＯ−ＥＲ
ＢＡ社製（Ｓｏｒｐｔｏｏ＋ａｉｃ　５ｅｒｉｅｓ　ｌ
　８００　）により測定した吸着等温線を用いＣｒａｎ
ｓｔｏｎ−Ｉｎｋｌｙ法計算プログラムにより測定した
。

■　遊離残留塩素、結合残留塩素 柴田科学器械株式会社製残留塩素測定器（オルトトリジ
ン法）により測定した。

実施例１ Ｓｉ原料としてスノーテックス３０（日産化学製コロイ
ダルシリカ）１６７ｇをイオン交換水２３３ｇで希釈し
、Ａ液とする。Ｎａ原料として試薬特級水酸化ナトリウ
ム５．４ｇをイオン交換水３９４ｇに溶解し、Ｂ液とす
る。

Ａ液を内容積１．３１２のステンレス製オートクレーブ
に移し、撹拌下Ｂ液を加え１７０℃の水熱条件下で４０
時間反応した。反応生成物を吸引濾過、水洗及び乾燥し
、３９ｇのマガディアイト型層状ケイ酸ナトリウムを得
た（第１工程）。

第１工程にて得たマガディアイト型層状ケイ酸ナトリウ
ム３０ｇをＩＮ−塩酸溶液２００ｍ１に懸濁させ８０℃
の温度で５時間加熱処理した。残存物を吸引濾過、水洗
及び乾燥し、ＢＥＴ比表面積１５４．５　ｍ”　／　ｇ
、　　ｌ　５　Ａ以下のＢＥＴ細孔容積０．０８１　ｍ
ｌ／ｇの層状ポリケイ酸の試料Ｎｏ、　ｌ　−１の白色
微粉末を得た（第２工程）。

遊離塩素濃度１．５　ｐｐｍに調整した水道水２００創
を共栓付３００耐の三角フラスコにとり、第２工程にて
得た層状ポリケイ酸２ｇを加え、時々軽く振りながら所
定時間ごとに２Ｏｎ＋１を採取し、０．４５μのメンブ
レンフィルターで濾過し、濾液の遊離残留塩素濃度、結
合残留塩素濃度を測定した結果を第１図、第２図に示し
た。

以上の結果から本発明による試料Ｎｏ、　１−１のポリ
ケイ酸は、従来の活性炭と同等以上の塩素吸着性を示し
た。

実施例２ Ｓｉ原料としてスノーテックス３０（日産化学製コロイ
ダルシリカ）１６７ｇをイオン交換水３３３ｇで希釈し
、Ａ液とする。Ｎａ原料として試薬特級水酸化ナトリウ
ム３．６ｇをイオン交換水４９６ｇに溶解し、Ｂ液とす
る。

Ａ液を内容積１．３１！、のステンレス製オートクレー
ブに移し、撹拌下Ｂ液を加え１５０℃の水熱条件下で３
０時間反応した０反応生成物を吸引濾過、水洗及び乾燥
し、４３ｇのケニヤアイト型層状ケイ酸ナトリウムを得
た（第１工程）。

第１工程にて得たケニヤアイト型層状ケイ酸ナトリウム
３０ｇをＩＮ−塩酸溶液２００ｍ１に懸濁させ８０℃の
温度で５時間加熱処理した。残存物を吸引濾過、水洗及
び乾燥し、ＢＥＴ比表面積１２０．３　ｍ”　／　ｇ、
　　１５Å以下のＢＥＴ細孔容積０、０６７ｍ１／ｇの
層状ポリケイ酸の試料Ｎｏ、　２−１の白色微粉末を得
た（第２工程）。

第２工程にて得た層状ポリケイ酸を用い、実施例１と同
様にＭ離残留塩素濃度、結合残留塩素濃度を測定した結
果を第１図、第２図に示した。

以上の結果、試料Ｎｏ、２−１も同様に、従来の活性炭
と同等以上の塩素吸着性を示した。

比較例 試料Ｎｏ、Ｈ−１で成田薬品工業■製の活性炭（強力白
鷺）、細孔半径１５Ａ以下の細孔容積が０．０２６　ｃ
ｃ／ｇである試料Ｎｏ、　Ｆ（−２のメルク社製非晶質
シリカゲル６０及び上記の細孔容積が０．０２ｃｃ／ｇ
である試料ＮａＨ−３のＺＳＭ−５型ハイシリカゼオラ
イトについて実施例１と同様に遊離残留塩素濃度、結合
残留塩素濃度を測定し、その結果を第１図、第２図に示
した。

応用例 水道水蛇口に装着できるカセット型浄化器に市販の銀添
着ケイ酸カルシウム粒状物を下層に、上層にマルメライ
ザーで２ｍｍ径に成型した実施例１で得られた試料Ｎｏ
、　１−１の本発明による浄化剤を充填させた上記カセ
ットを用いて得られた水道水を５人のパネラ−によって
試飲した結果、水道水に比して美味であるという評価が
５：０で得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、遊離残留塩素と経時の関係をプロットしたも
ので、図中の１−１．２−１は実施例、図中のＨ−１，
８−２及びＨ−３は比較例をそれぞれ示す。 第２図は、全残留塩素（遊離残留塩素＋結合残留塩素）
と経時との関係をプロットしたちので、図中の、ｌ−１
，２−１は実施例、図中のＨ−１、Ｈ−２及びＨ−３は
比較例をそれぞれ示す。 第３図は、本発明実施例１の第１工程による合成マガデ
ィアイト型層状ケイ酸ナトリウムのＣｕ−にα線による
Ｘ−線回折スペクトルである。 第４図は、本発明実施例２の第２工程による合成ケニヤ
アイト型層状ケイ酸ナトリウムのＣｕ−Ｋａ線によるＸ
−線回折スペクトルである。 第５図は、本発明実施例１の第２工程によるマガディア
イト型層状ポリケイ酸塩の酸処理物のＣｕ　−Ｋａ線に
よるＸ−線回折スペクトルである。 第６図は、本発明実施例２の第２工程によるケニヤアイ
ト型層状ポリケイ酸塩の酸処理物のＣｕ−にα線による
Ｘ−線回折スペクトルである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マガデイアイト型またはケニヤアイト型の層状ポ
   リケイ酸塩の酸処理物から成り且つ５０ｍ＾２／ｇ以上
   の比表面積を有することを特徴とする水道水用浄化剤。
2. （２）前記酸処理物が式 Ｈ＿２＿−＿ｘＭ＿ｘＳｉ＿ｙＯ＿２＿ｙ＿＋＿１・ｎ
   Ｈ＿２Ｏ式中、ｘは０〜１．８の数であり、ｙは 約１２乃至２２の数であり、ｎは０〜 ８の数であり、Ｍはアルカリ金属であ る、 で表わされる化学組成を有する請求項１記載の浄化剤。
3. （３）細孔半径１５Å以下の細孔容積が０．０２ｃｃ／
   ｇ以上である請求項１記載の浄化剤。