JPH09239214A

JPH09239214A - 浄水用フィルター

Info

Publication number: JPH09239214A
Application number: JP7536296A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shimazaki; 島崎賢司; Takeshi Ono; 毅小野
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-06
Also published as: JP3143860B2

Abstract

(57)【要約】【目的】活性炭素繊維からなる円筒体のフィルタ−にお
いて、低水圧時も通水性が良好で、しかも活性炭素繊維
の脱落を防止し、外力による型くずれを防止し、冷蔵庫
の自動製氷機あるいは給湯器などに用いて好適な浄水用
フィルタ−を提供することを目的とする。【構成】円筒体の内周層と外周層がそれぞれ不織布から
なり、内周層と外周層の間の層が活性炭素繊維と熱溶融
性繊維からなる混抄紙によって構成され、円筒体の両端
部を熱可塑性樹脂によって固着するようにした浄水用フ
ィルタ−において、不織布を構成する繊維は、繊維径１
０〜５０μｍの繊維と、繊維径０．５〜３μｍの繊維を
含み、かつ６５％ＲＨ、２０℃における平衡水分率が５
％以上の繊維を含む浄水用フィルタ−。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、活性炭素繊維を含
む浄水用フィルターに関するものであり、さらに詳しく
は冷蔵庫の自動製氷機あるいは給湯器など低水圧に好適
な浄水用フィルターに関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般に、家庭に供給される飲料用の水道水
には殺菌のため１から２ｐｐｍ程度の塩素が含まれてい
る。このため、水道水は塩素臭によって飲む人に不快感
を与える。

【０００３】この塩素臭を水道水から除去するため、粒
状の活性炭あるいは活性炭素繊維より成るフィルターに
て脱臭することが一般に行われている。活性炭素繊維
は、粒状の活性炭と比較して賦形性において優れてお
り、単位重量当たりの塩素除去性能も高いため、広く活
用されている。

【０００４】活性炭素繊維を用いたフィルターは、例え
ば実開平６−７２６１９号に開示されているように、活
性炭素繊維からなる中空筒体の内周面および外周面と
に、それぞれ、通水性不織布を巻着して、フィルター両
端部を固形パラフィンで固着して成るものがある。

【０００５】この考案は、内周面と外周面の不織布が中
空筒体を保護するとともに、この成形体の側面からの活
性炭素繊維の脱落を防止し、さらにフィルター両端部の
固形パラフィンは、端部からの活性炭素繊維の脱落を防
止している。これによって、浄化された水の中に活性炭
素繊維が混入するのを防止するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】活性炭素繊維の脱落を
防止する目的により使用している不織布の濾過径は細か
いため、通水性が低くなるという問題が生じてしまう。
特に、冷蔵庫の自動製氷機あるいは給湯器などの低水圧
の環境で上記した浄水用フィルターを用いる場合、顕著
に現れる。また、通水性を良くするために繊維径の太い
繊維を用いた不織布を用いると、不織布の濾過径が粗く
なり、活性炭素繊維が脱落してしまう問題が生じてしま
う。

【０００７】特に、常時使用するフィルターは、湿った
状態にあるため初期通水は問題にならないが、自動製氷
機に組み込まれた浄水機のように、不使用期間が長く続
く場合はフィルターが乾燥し、このため乾燥状態から通
水する初期通水抵抗が問題となる。

【０００８】さらに、フィルタ−洗浄等により、フィル
ターの直径方向に外力が加わり、変形した場合、端部に
層間剥離のような割れを生じるので活性炭素繊維が脱落
するという問題も生まれてくる。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、活性炭素繊維からなる円筒体のフィル
ターにおいて、低水圧時の通水性が良好で、しかも活性
炭素繊維の脱落を防止し、外力による型くずれを防止
し、これによって家庭用のみならず、冷蔵庫の自動製氷
機あるいは給湯器などに用いて好適な浄水用フィルター
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒体の内周
層と外周層がそれぞれ不織布からなり、内周層と外周層
の間の層が活性炭素繊維と熱溶融性繊維からなる混抄紙
によって構成され、円筒体の両端部を熱可塑性樹脂によ
って固着するようにした浄水用フィルターにおいて、不
織布を構成する繊維は、繊維径１０〜５０μｍの繊維
と、繊維径０．５〜３μｍの繊維を含み、かつ６５％Ｒ
Ｈ、２０℃における平衡水分率が５％以上の繊維を含む
ことを特徴とする浄水用フィルターである。

【００１１】本発明のフィルターは、円筒体の外側ある
いは内側から半径方向に流体を透過させる。流体は不織
布を通して活性炭素繊維と熱溶融性繊維からなる混抄紙
を通過し、このとき活性炭素繊維の表面と流体とを接触
させることによって流体中に含まれる塩素等を除去す
る。そして浄化された流体を円筒体の中空部を通して、
あるいは外周側から排出することにより濾過を行う。

【００１２】本発明の不織布は、繊維径１０〜５０μｍ
の繊維と、繊維径０．５〜３μｍの繊維を用いることに
よって活性炭素繊維の通過を防ぎ、かつ通水性の良好な
濾過径が得られるため、活性炭素繊維の浄水への混入が
防止され、更に６５％ＲＨ、２０℃における平衡水分率
が５％以上の親水性繊維を用いることにより、不織布が
親水性になり、低水圧の時でも初期通水性が優れる。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用できる活性炭素繊維はポリアクリロニトリル、レー
ヨン、ピッチ、フェノール樹脂等のフィラメントあるい
はステープルを原料とする活性炭素繊維が用いられ、製
造方法とともに特に制限されない。活性炭素繊維の比表
面積は、塩素除去性能が高い７００ｍ²／ｇ以上のもの
がよく用いられ、用途、要求特性に応じて適切な比表面
積のものが使用可能である。

【００１４】熱溶融性繊維は混抄紙に賦形性を付与する
ものでポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン等熱溶
融性の繊維で、該浄水フィルターへの加工の際に形態を
保持し、活性炭素繊維の性能を劣化させないものがよ
い。具体的にはフィルター両端部の当該熱可塑性樹脂の
融点より高い融点を有する繊維が用いられる。また、熱
溶融性繊維は融点が鞘材よりも芯材のほうが高い構成を
有する芯鞘繊維を用いるのが好ましい。このような芯鞘
繊維としては、芯材がポリエステル、鞘材がポリエチレ
ンからなる芯鞘繊維が特に好ましく用いられる。

【００１５】混抄紙は活性炭素繊維および熱溶融性繊維
から成る。混抄紙の強度を保持し混抄紙の賦形性が良好
であるという点で、混抄紙に対する活性炭素繊維の重量
は５０〜８０重量％が好ましい。

【００１６】活性炭素繊維が８０重量％より大きい場合
は賦形性が低下し、活性炭素繊維の脱落を招来する。５
０重量％より小さい場合は混抄紙の重量当たりのあるい
は円筒体の体積当たりの水道水の浄化能力の低下を招来
する。

【００１７】また、混抄紙は成形体への賦形の際や賦形
後において、内周と外周とで歪の大きさに差が生じる。
この歪の大きさの差を小さくし、かつ混抄紙の引張強度
を保つために混抄紙の厚さは０．３〜０．６ｍｍが好ま
しい。

【００１８】混抄紙からなる円筒体は外側と内側とをそ
れぞれ不織布が巻着されることになる。

【００１９】不織布は活性炭素繊維の脱落を防止するば
かりでなく、円筒体の形態保持の点からも必要である。
機能的には、通水性が良好で濾過性を有するものがよ
い。さらに、浄水フィルターへ加工する際に不織布およ
び活性炭素繊維の機能を損なうことなく、形態を保持す
るものがよい。具体的にはフィルター両端部の当該熱可
塑性樹脂の融点より高い融点を有する繊維からなる不織
布が用いられる。

【００２０】不織布は、活性炭素繊維の脱落を防止する
ために、繊維径の細い繊維のみを使用すると通水性が損
なわれる。そこで、活性炭素繊維の脱落を防止すること
と、通水性を良くすることの相反する両者の特性を同時
に満たすことができるように、不織布には繊維径が１０
〜５０μｍに分布する繊維と、繊維径が０．５〜３μｍ
に分布する繊維を含むものを使用するのがよい。

【００２１】繊維径が１０〜５０μｍに分布する繊維と
繊維径が０．５〜３μｍに分布する繊維とを用いること
により、不織布に通水性と、標準的に繊維径が５〜１０
μｍである活性炭素繊維の脱落を防止することができ
る。

【００２２】さらに、不織布の初期通水性を向上させる
上で平衡水分率が５％以上の繊維を使用するのが好まし
い。平衡水分率はJIS-L-1015に基づき６５％ＲＨ、２０
℃における繊維の水分率を表す。具体的には不織布には
平衡水分率５％以上の繊維を５〜１５重量％含むものが
好ましい。

【００２３】平衡水分率５％以上の繊維が５％に満たな
い場合、不織布に十分な親水性を与えることができず、
初期通水性が劣る。平衡水分率５％以上の繊維が１５％
を超える場合、初期通水性は良くなるが、初期通水後の
通水性が悪くなる。平衡水分率５％以上の繊維としては
レーヨン、綿等が用いられ、特にレーヨンが好ましい。

【００２４】円筒体の両端の切断面からの活性炭素繊維
の脱落を防止するために切断面を熱可塑性樹脂によって
固着している。具体的には酢酸ビニルとエチレンの共重
合体、あるいはポリオレフィン、あるいは該共重合体と
ポリオレフィンの混合物が好ましく、溶融温度が８０〜
１８０℃のものが好ましい。また、食品衛生法適合の樹
脂を使用する。

【００２５】本発明を図面によって説明する。図１は、
本発明の浄水用フィルターの一部断面斜視図を示したも
のである。図２は、本発明の浄水用フィルターの端部を
樹脂で固着する前の模式図である。図１及び図２にお
いて、１は混抄紙、２は不織布、３は端部樹脂固着部
（斜線部）である。

【００２６】本発明の浄水用フィルターの製法は、まず
長尺の芯棒に該不織布、混抄紙、不織布の順に必要量を
巻装した後、加熱して混抄紙に含まれる熱溶融性繊維に
よって混抄紙相互あるいは混抄紙と不織布を熱融着して
熱セットする。

【００２７】次いで、長尺の円筒体を切断して芯棒より
抜き取り、所定の長さのフィルターとする。この時のフ
ィルターの状態を図２に示す。そして、フィルム状に溶
融した熱可塑性樹脂をフィルターの端部に押圧し、樹脂
を含浸させ、その後冷却させることによって、図１に示
すような本発明の浄水用フィルターを形成することがで
きる。

【００２８】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明の効果確認のための評価方法を以下に
示す。

【００２９】塩素除去性能は塩素濃度２ｐｐｍの室温の
モデル水をフィルターの外周面から内周面に向けて通過
させて、通過後の塩素濃度が臭気限界値とされる０．４
ｐｐｍになるまで測定した。このときの通過した水の量
をもって塩素除去性能として評価した。

【００３０】活性炭素繊維の脱落は未使用のフィルター
５個をイオン交換水２リットル中に沈めて金網で固定
し、プロペラ回転により、流速０．５ｍ／ｓで水を３０
分間攪拌して水洗する。その洗浄水中の活性炭素繊維を
濾別して重量を測定して、フィルター１個当たりの活性
炭素繊維の重量をもって評価した。

【００３１】初期通水性は、図３に示すような円筒の開
口部に未使用のフィルターを置き、他方の開口部に水道
水を１リットル注いで水深９ｃｍになるようにして、外
周面から内周面に向けて水が通過する際、通過して内周
面より水が出てくるまでの時間をもって評価した。

【００３２】初期通水後の通水性は１００リットル通水
後のフィルターを用いて、１リットルの水を通過させた
ときの時間当たりの通過水量をもって評価した。

【００３３】フィルター両端部の柔軟性は外力によって
該円筒体が直径方向に外径の３０％以上変形した際に、
端部に層間剥離様の割れを生じるかどうかを目視で評価
した。

【００３４】

【実施例１】ポリアクリロニトリルを原料とする活性炭
素繊維（東邦レーヨン（株）製ファインガードＦＰ３
４１、比表面積９００ｍ²／ｇ、銀添着）と、ポリエ
ステルを芯材、ポリエチレン鞘材とする芯鞘構造の熱溶
融性繊維からなる混抄紙（目付６０ｇ／ｍ²、密度
０．１３ｇ／ｃｍ³）を多重に巻着して、内径６９ｍ
ｍ、外径７５ｍｍ、高さ２５ｍｍの円筒体とし、その内
周面と外周面に不織布を巻着して加熱セットした。不織
布に用いた繊維と、その繊維径と、平衡水分率と、各繊
維の配合率を表１、及び表２に示す。この時の不織布の
目付は３０ｇ／ｍ²、厚さは０．１３ｍｍ、密度は０．
２３ｇ／ｃｍ³である。その後、酢酸ビニル／エチレン
共重合体を固着樹脂として使用して浄水用フィルターを
得た。このフィルターの各性能を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【実施例２、実施例３】混抄紙と不織布を表１に示すよ
うな構成で、その他は実施例１と同じ構成で浄水用フィ
ルターを作製した。このフィルターの各性能を表１に示
す。

【００３８】

【比較例１】表１に示すように、不織布を構成する繊維
が繊維径１０〜２０μｍに分布する繊維から成るフィル
ターを作製した。このフィルターの各性能を表１に示す
が、平衡水分率５％以上の繊維が含まれていないので初
期通水性が悪く、繊維径の細い繊維が含まれていないの
で活性炭素繊維の脱落量も多くなった。

【００３９】

【比較例２】表１に示すように、混抄紙に対する活性炭
素繊維重量が９０重量％のフィルターを作成した。この
フィルターの各性能を表１に示すが、混抄紙に対する活
性炭素繊維重量が多いために活性炭素繊維の脱落量も多
くなり、混抄紙の賦形性が悪化して端部の割れを生じ
た。

【００４０】

【比較例３】表１に示すように、端部を固着するものと
してパラフィンを使用したフィルターを作成した。この
フィルターの各性能を表１に示すが、端部にパラフィン
を使用しているために端部に割れを生じ易くなった。

【００４１】

【発明の効果】本発明の浄水用フィルターは、円筒状の
フィルターであって、その外周層と内周層とが、繊維径
１０〜５０μｍの繊維と繊維径０．５〜３μｍの繊維を
含み、かつ６５％ＲＨ、２０℃における平衡水分率が５
％以上の繊維を含む不織布によって構成され、これによ
って通水方向からの活性炭素繊維の脱落が防止されると
共に、低水圧で使用される場合においても通水初期から
通水性が高いものとなる。

【００４２】また、フィルターの両端部が熱可塑性樹脂
によって固着されているために、両端からの活性炭素繊
維の脱落も防止され、しかもフィルターの形態保持性も
よく、取扱い性に優れたものとなる。このようなフィル
ターは、製造工程が簡素で、かつフィルター上下の端部
が柔軟性を有し、浄水器に用いて好適な取扱い性に優れ
た浄水用フィルターとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浄水用フィルターの断面斜視図であ
る。

【図２】本発明の浄水用フィルターの端部を熱可塑性樹
脂で固着する前の斜視図である。

【図３】浄水用フィルターの初期通水性を評価するため
の装置の正面図である。

【符号の説明】

１．混抄紙２．不織布３．端部樹脂固着部（斜線部）４．浄水用フィルタ− ５．円筒６．水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒体の内周層と外周層がそれぞれ不織布
からなり、内周層と外周層の間の層が活性炭素繊維と熱
溶融性繊維からなる混抄紙によって構成され、前記円筒
体の両端部を熱可塑性樹脂によって固着するようにした
浄水用フィルターにおいて、前記不織布を構成する繊維
は、繊維径１０〜５０μｍの繊維と、繊維径０．５〜３
μｍの繊維を含み、かつ６５％ＲＨ、２０℃における平
衡水分率が５％以上の繊維を含むことを特徴とする浄水
用フィルター。
【請求項２】前記不織布に対する前記６５％ＲＨ、２０
℃における平衡水分率が５％以上の繊維の重量が５〜１
５重量％であることを特徴とする請求項１記載の浄水用
フィルター。
【請求項３】前記通水性不織布を構成する前記６５％Ｒ
Ｈ、２０℃における平衡水分率が５％以上の繊維がレー
ヨンであることを特徴とする請求項１、請求項２記載の
浄水用フィルター。
【請求項４】前記混抄紙を構成する熱溶融性繊維が、ポ
リエステルを芯材、ポリエチレンを鞘材とする芯鞘構造
の繊維であることを特徴とする請求項１記載の浄水用フ
ィルター。
【請求項５】前記混抄紙に対する前記活性炭素繊維の重
量は５０〜８０重量％で、かつ前記混抄紙の厚さは０．
３〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１、請求
項４記載の浄水用フィルター。
【請求項６】前記熱可塑性樹脂が酢酸ビニルとエチレン
の共重合体、あるいはポリオレフィン、あるいは前記共
重合体とポリオレフィンの混合物であることを特徴とす
る請求項１記載の浄水用フィルター。