JPH06106162A - 繊維状活性炭浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】繊維状活性炭と熱融着性繊維を混合し、熱融着
性繊維をバインダーとして、充填比重 0.1〜0.3 のシー
トに成型し、最長部分の長さが１〜10mmに裁断した細片
を浄水剤として使用した浄水器である。 【効果】本発明の浄水器に使用されている浄水剤は、繊
維状活性炭のシート状成型物を裁断した細片を充填した
もので、水中の有害物質の吸着性に優れた繊維状活性炭
の機能と、本発明による特定の形状を付与したため、水
との接触面積が大きく、通水抵抗が低く且つ充填された
繊維状活性炭の重量も大きいため、水中の有害物質の除
去に優れた効果を発揮することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水道水の浄水に使用する
浄水器に関するもので、更に詳しく述べると、水中の遊
離塩素及び黴臭の吸着性に優れた繊維状活性炭を、効果
的に充填した浄水器である。

【０００２】

【従来の技術】従来の浄水器には、水道水中の遊離塩素
や臭気を除去するため、粒状活性炭を充填したもののほ
かに、繊維状活性炭をフェルト状にして円筒状に巻付け
たものや、繊維状活性炭と熱融着性繊維を混合して固
め、ブロック状に成形したもの等が使用されていた。

【０００３】繊維状活性炭は粒状活性炭に比べて重量当
たり、容積当たり共に遊離塩素除去能力に優れ、浄水器
のカートリッジをコンパクトにするには適した材料であ
る。しかしながら、綿状の繊維状活性炭はそのままの状
態で緻密にカートリッジに充填するのは困難である。そ
のため、カートリッジへの充填を容易にするために、フ
ェルト状にした繊維状活性炭を円筒状に巻いたもの、或
いは繊維状活性炭と熱融着繊維を混合して固め、ブロッ
ク状に成形したもの等が使用されていた。

【０００４】これらの中、フェルト状にした活性炭繊維
を円筒状に巻く方法は、煩雑で工業的に生産するには不
適当である。

【０００５】一方、繊維状活性炭と熱融着性繊維を混合
して固め、ブロック状に成形したものは、通水抵抗が高
くなり易く、遊離塩素除去性能が低下するよりも先に通
水抵抗が高くなることが多く、浄水器としての機能が充
分に発揮出来ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】繊維状活性炭の特徴で
ある接触面積が大きいこと、及び遊離塩素除去性能が高
い性質を充分に発揮出来る様に、通水抵抗が低く、工業
的生産に適した吸着剤及び浄水器を提供しようとするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は繊維状活性
炭を浄水器に使用した場合、水道水との接触面積が大き
く、且つ遊離塩素除去性能が高い特性を充分に発揮出来
る様な、吸着剤の形態について研究した。その結果、繊
維状活性炭を通水抵抗が高くならない範囲内で、好まし
い充填比重になる迄圧縮して充填するためには、繊維状
活性炭を熱融着性繊維をバインダーとして成型し裁断し
た細片の形状が好適であることを見出した。更に、その
成型方法、細片の大きさ形状等について検討して本発明
に到達した。

【０００８】すなわち、繊維状活性炭と熱融着性繊維を
混合し、熱融着性繊維をバインダーとして、充填比重
0.1〜0.3 のシートに成型し、最長部分の長さが１〜10m
mに裁断した細片を浄水剤として使用した浄水器であ
る。

【０００９】以下、本発明について詳しく説明する。

【００１０】水道水には、殺菌のために加えられている
遊離塩素の他、カビ臭等の原因になっている生化学物
質、トリハロメタン等の有機塩素化合物の様な多数の有
害物質が含まれている。これらの有害物質の中にはトリ
ハロメタンの様な発癌性物質も含まれ、また夏季の悪臭
も甚だしいため、それらの除去が問題となり多くの種類
の浄水器が使用されている。また、最近は種々の成分の
浄水剤も使用される様になっているが、主成分は活性炭
である。

【００１１】本発明の浄水器に使用されている浄水剤の
主成分は繊維状活性炭である。繊維状活性炭はピッチ
系、フェノール系、セルロース系等の繊維を炭化、賦活
して作られたもので、原料によって或る程度活性炭とし
て性質が異なるが、通常の活性炭と比較して不純物の含
有量が低く、吸着性が高く、その比表面積が大きく1700
〜3000m²/gに達している。

【００１２】更に、繊維状活性炭の有する顕著な特徴と
して、吸着性が高いことの他、水中における接触面積が
大きいため、吸着速度が速く、また遊離塩素の除去性能
が高い性質が挙げられる。本発明の浄水剤は繊維状活性
炭のこれらの特性を利用したものである。本発明にはピ
ッチ系、フェノール系、セルロース系等いずれの原料か
ら作られた繊維状活性炭も使用できる。

【００１３】浄水器には従来から粒状活性炭も多く使用
されているが、遊離塩素及びカビ臭の除去性能は、繊維
状活性炭の方が遙かに優れている。

【００１４】しかしながら、繊維状活性炭のみで作った
フェルトまたは綿状の浄水剤は、充填比重が0.05以下で
極めて低く、その儘浄水器のカートリッジに充填して
も、重量が少な過ぎるため繊維状活性炭の特性を充分に
発揮させることが出来ない。

【００１５】そのため本発明では繊維状活性炭と熱融着
性繊維を混合し、加熱または熱プレスすることによって
熱融着性繊維をバインダーとして、充填比重が高いシー
ト状成型物として使用している。シート状成型物の充填
比重は0.1 〜0.3 にする必要がある。

【００１６】成型物の充填比重が0.1 以下では、浄水器
のカートリッジに充填出来る成型シートの重量が限定さ
れ、繊維状活性炭の特性が充分に発揮出来ない。また、
浄水器のカートリッジをコンパクトにするためには、シ
ート状成型物の充填比重は高い程好ましいが、0.3 以上
になると通水抵抗が高くなるためである。

【００１７】本発明の浄水剤のバインダーとして使用さ
れる熱融着性繊維は、熱融着性すなわち熱溶融性を有す
る繊維であれば、その種類は特に限定しない。例えば、
ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等
の単独の合成繊維や、芯の融点が鞘の融点より高い二種
の合成樹脂を用いた芯鞘繊維なども使用できる。

【００１８】繊維状活性炭の比重を高めるために、熱融
着性繊維を使用しないで、ラテックス、糊剤或いはプラ
スチック粉末等を使用する方法も考えられる。しかし、
ラテックス、糊剤等をバインダーとして繊維状活性炭を
シート状に成型すると、ラテックス、糊剤等の一部が繊
維状活性炭に吸着されてその吸着性が阻害される。更
に、ラテックス、糊剤等は繊維状活性炭の表面を被覆す
るため、トリハロメタン、遊離塩素、カビ臭等の有害物
質が繊維状活性炭の細孔に到達するのが妨げられる。

【００１９】本発明の熱融着性繊維は繊維状活性炭とそ
の接触点のみで融着し、繊維状活性炭の吸着面を被覆す
ることがなく、吸着性能を阻害しない。

【００２０】またバインダーとして、プラスチック粉末
を使用することも考えられるが、繊維状の活性炭と粉末
を均一に混合することは技術的に困難で、多量のプラス
チック粉末を使用しないとバインダーとして充分な成型
効果が得られない。

【００２１】繊維状活性炭のみまたは合成繊維を混合し
て、ニードルパンチによりフェルト状にすることも考え
られるが、繊維状活性炭はしなやかさに欠け、繊維が折
れ易いため、ニードルパンチのみでシートの充填比重を
0.1 以上にすることは困難である。

【００２２】繊維状活性炭と熱融着性繊維を混合してシ
ート状にするには例えば、それぞれの繊維を長さ３〜７
mmにカットし、水中で混合した後、抄紙する方法により
シートが生成される。更に、シート状にした後、熱融着
性繊維の軟化点以上の温度で処理して、繊維状活性炭と
熱融着性繊維を実質的に融着させ、形態を安定化させる
必要がある。

【００２３】そのため熱処理法としては、熱風を吹きつ
ける方法、熱ドラムにより処理する方法、熱プレスによ
り処理する方法などがある。抄紙機によりシートを形成
する場合には、水分の蒸発後、乾燥ドラムにより加熱処
理もできるため効率よく成型出来る。また、シートを熱
プレスする操作は、シートの密度を上げ形態を安定化さ
せるためにも好ましい。

【００２４】この工程において、熱融着性繊維はそれ自
体に吸着性がなく、成型シートの充填比重を上げるため
にのみ使用されるものであるから、出来るだけ混合比率
を低くして繊維状活性炭の含有率を高くすることが好ま
しい。本発明の浄水用シートでは熱融着性繊維の混合比
率は５〜30％が好ましい。また、シートの強度を高める
等の目的で、吸着性や熱溶融性がないガラス繊維などを
一部混合してもよい。

【００２５】また、熱処理により成型したシートの厚さ
は特に限定しないが、0.5 〜7mm 程度が好ましい。0.5m
m より薄くなると、裁断の際やや能率が低下し、また、
シート状物は細片として使用するために成型したもであ
るから、7mm 以上もの厚いものは適当でない。

【００２６】シートは常法により細片に裁断される。ま
た、細片の形は三角形、長方形、多角形のほか円形、楕
円形等任意の形で使用することが出来るが、作業性の点
からは長方形もしくは正方形などを採用するのが好まし
い。シート状成型物を裁断した細片は、長径が１〜10mm
の大きさにする必要がある。長径が１mm以下の細かいも
のは、通水抵抗が高くなり、また、長径が10mm以上の大
きいものは、浄水器に充填した時、活性炭裁断物相互の
間に出来る空隙が大きくなって、カートリッジの充填比
重が低下するのみならず、水の一部が吸着剤と接触せず
に、空隙内を通過してリークするためである。

【００２７】浄水器として細菌や濁りの成分を除去する
中空糸膜と、活性炭を併用した構造のものが使用される
場合もあるが、本発明の浄水器もこの様に中空糸膜と併
用することも出来る。

【００２８】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 （実施例１）太さ10μm ヨウ素吸着量1500mg/gの繊維状
活性炭を長さ3mm にカットし、３drのポリエステル繊維
を３mm長さにカットしたものと重量比で、85:15 に混
ぜ、抄紙法により厚さ２mmのシートを作った。これを更
に160 ℃に加熱し、10kg/cm²でプレスして厚さ1.5mm 、
充填比重0.2g/cm³のシートを得た。このシートを一辺が
２mmの正方形の細片に裁断した。

【００２９】前記で得られた細片を、容量120cm³の浄水
器のカートリッジに充填し、遊離塩素濃度２ppm の水道
水を、流量3l/minで通水し、除去率80％を切る時点まで
の累積通過水量を測定した。充填した繊維状活性炭シー
ト裁断物の重量は、17.6g であった。（活性炭純量は15
g)。

【００３０】その結果、累積通過水量は3000リットルで
あった。累積通過水量と遊離塩素濃度の関係を図１に示
す。

【００３１】

【図１】

【００３２】（比較例１）比較のために、実施例１で使
用したカートリッジに粒状ヤシ殻活性炭を充填し、実施
例１と同様にして遊離塩素除去率が80％を切る時点まで
の、累積通過水量を測定した。カートリッジへの粒状活
性炭の充填量は45g であった。

【００３３】その結果、累積通過水量は1000リットルで
あった。累積通過水量と遊離塩素濃度の関係を図１に示
す。

【００３４】（実施例２、比較例２〜４）容積60cm³ の
円筒形カートリッジに浄水剤を充填して、通水抵抗を測
定した。浄水剤としては実施例１で得られた細片をカー
トリッジに充填し、通水速度３l/min で通水抵抗を測定
した（実施例２）。

【００３５】その結果を図２に示す。

【００３６】

【図２】

【００３７】比較のため、カートリッジに繊維状活性炭
のブロック状成型物を充填した場合（充填比重0.14、比
較例２）、繊維状活性炭を長さ３mmにカットしたステー
プルを充填した場合（充填比重0.08、比較例３）及び粒
状活性炭を充填した場合（充填比重0.45、比較例４）に
ついても、実施例２と同様にして通水抵抗を測定した。

【００３８】その結果を図２に示す。

【００３９】

【発明の効果】本発明の浄水器に使用されている浄水剤
は、繊維状活性炭のシート状成型物を裁断した細片を充
填したもので、水中の有害物質の除去性能に優れた繊維
状活性炭の機能と、本発明による特定の形状を付与した
ため、水との接触面積が大きく、通水抵抗が低く且つ充
填された繊維状活性炭の重量も大きいため、水中の有害
物質の除去に優れた効果を発揮することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１及び比較例１における、浄水器の累積
通過水量と遊離塩素除去率の関係を示したものである。

【符合の簡単な説明】

１ 実施例１ ２ 比較例１

【図２】実施例２及び比較例２〜４における、浄水器の
累積通過水量と通水抵抗の関係を示したものである。

【符合の簡単な説明】

３ 実施例２ ４ 比較例２ ５ 比較例３ ６ 比較例４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維状活性炭と熱融着性繊維を混合し、
   熱融着性繊維をバインダーとして、充填比重 0.1〜0.3
   のシートに成型し、最長部分の長さが１〜10mmに裁断し
   た細片を浄水剤として使用した浄水器。