JP2009006242A - 浄水器用カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 水の浄化処理機能を備えていると共に、簡単な構造でもってセラッミクスや金属、金属酸化物の特性を生かした様々な機能水を作ることができ、然も、雑菌やカビ類の発生、繁殖を有効に防止して衛生面を高められると共に、コスト低減等を図れるようにする。
【解決手段】 原水Ｗが外周面から半径方向へ流通する中空円筒状のろ過材２の一端を密閉すると共に、ろ過材２の他端に浄水Ｗ′の流出口５ａを設けた浄水器用カートリッジ１に於いて、前記ろ過材２の外周面に、粉状又は粒状の水処理剤を添着した多孔性の不織布３を被着する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に一般家庭や病院、工場、事務所等で水道水の浄化に使用される浄水器に用いられるものであり、水の浄化処理機能を有すると共に、セラミックスや金属、金属酸化物の特性を生かした機能水を作れるようにした浄水器用カートリッジに関するものである。

近年、公共の水道水の水質の悪化が問題となっている。これは、水道水の原水そのものの水質が悪化しており、それに伴って浄水場に於いて、酸化剤や滅菌剤として塩素を多量に注入する必要が生じているからである。
水質自体が悪化したり、水道水に多量の塩素が含まれていると、味が悪くなったり、異臭がしたり、更には人体の健康上の点からも好ましくない。このため、一般家庭や病院、工場、事務所等に於いては、水道水を浄化処理する浄水器が使用されることが多くなって来ている。

現在、一般的に使用されている浄水器としては、活性炭フィルターから成るカートリッジを用いた浄水器が広く利用されている。
前記カートリッジは、通常ピッチにより形成された繊維状の活性炭を用いて適宜の長さの中空円筒状に成形固化した活性炭フィルター等から構成されており、水道水を半径方向へ流通させることによって、水道水に含まれている塩素や夾雑物等を除去するようになっている。

ところで、前記カートリッジは、活性炭のみで形成された活性炭フィルターから構成されているため、雑菌の繁殖し易い環境が活性炭内に形成されると云う問題があった。そのため、最近では、活性炭に殺菌力のある銀を電着させた抗菌性の活性炭フィルターが使用されている。
しかし、活性炭に銀を電着させた活性炭フィルターに於いても、殺菌効力に限度があるため、活性炭フィルターを定期的に交換する必要があった。又、この活性炭フィルターは、活性炭に銀を電着させているため、加工コストの高騰を招くと云う問題があった。

一方、最近の浄水器に於いては、上述した活性炭フィルターと他の種類のフィルターとを組み合せて成るカートリッジを用いた浄水器が開発され、広く実用に供されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３等参照）。

即ち、前記浄水器に用いられるカートリッジは、中空円筒状に成形固化した活性炭フィルターの中空部分に、遠赤外線放射性、抗菌性又はミネラル溶出性を備えた数種類の粒状のセラミックスから成るセラミックフィルターを配置したものであり、水道水を活性炭フィルターの外周面から半径方向へ流通させ、その間に活性炭の浄化作用によって、水道水に含まれている塩素等を除去し、その後、セラミックフィルターを通過させて水道水を活性化したり、水道水にミネラルを添加したりすることができるようになっている。

ところで、前記カートリッジは、中空円筒状の活性炭フィルターの中空部分に、数種類の粒状のセラミックスから成るセラミックフィルターを配置する構成としているため、例えば、セラミックフィルターが抗菌性のセラミックスを備えている場合、雑菌やカビ類の発生防止が有効になるのは、セラミックフィルターに接触する部分の水道水であり、セラミックフィルターに達していない活性炭フィルター内の水道水には抗菌効果が及ばないことになる。
従って、浄水器の未使用期間中、カートリッジ内に通水された水道水が滞留した状態で長時間放置されると、活性炭フィルター内で雑菌やカビ類が発生して繁殖や増殖することで衛生上好ましくない状態となる。又、そうした状態で放置されると、活性炭の劣化を招くと云う不具合もある。
更に、前記カートリッジは、中空円筒状の活性炭フィルターの中空部分に当該中空部分の容積と略同じ大きさのセラミックフィルターを配置しているため、多量のセラミックスを必要とし、コストの高騰を招くと共に、水道水の流通抵抗が必然的に大きくなって流量不足を招いたりすると云う問題もある。
特開平９−１０８６５６号公報 特開２００２−０５９１５３号公報 実用新案登録第３１０８４５０号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、水の浄化処理機能を備えていると共に、簡単な構造でもってセラッミクスや金属、金属酸化物の特性を生かした様々な機能水を作ることができ、然も、雑菌やカビ類の発生や繁殖を有効に防止して衛生面を高められるようにした浄水器用カートリッジを提供することにある。

上記目的を達成する為に、本発明の請求項１の発明は、原水が外周面から半径方向へ流通する中空円筒状のろ過材の一端を密閉すると共に、ろ過材の他端に浄水の流出口を設けた浄水器用カートリッジに於いて、前記ろ過材の外周面に、粉状又は粒状の水処理剤を添着した多孔性の不織布を被着したことに特徴がある。

本発明の請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、ろ過材が、粉状の活性炭、粒状の活性炭又は繊維状の活性炭のうちの何れか一種類又は二種類以上の活性炭から成ることに特徴がある。

本発明の請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、粉状又は粒状の水処理剤が、抗菌効果又は防カビ効果を持ったセラミックス、金属又は金属酸化物のうちの少なくとも何れか一つから成ることに特徴がある。

本発明の請求項４の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、粉状又は粒状の水処理剤が、遠赤外線の平均放射率が８０％以上のセラミックスから成ることに特徴がある。

本発明の請求項５の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、粉状又は粒状の水処理剤が、トルマリンから成ることに特徴がある。

本発明の請求項６の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、粉状又は粒状の水処理剤が、金属マグネシウム又は金属バナジウムのうちの少なくと何れか一つから成ることに特徴がある。

本発明の請求項７の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６の発明に於いて、多孔性の不織布が、ポリエステル繊維から成ることに特徴がある。

本発明の浄水器用カートリッジは、粉状の活性炭、粒状の活性炭又は繊維状の活性炭のうちの少なくとも一種類以上の活性炭から成る中空円筒状のろ過材の外周面に、粉状又は粒状のセラミックス、金属又は金属酸化物等から成る水処理剤を添着した多孔性の不織布を被着し、水道水等の原水を不織布を通過させてろ過材の外周面から半径方向へ流通させるようにしているため、不織布に添着したセラミックスや金属、金属酸化物の特性を生かした機能水を作ることができると共に、活性炭から成るろ過材の浄化作用によって、原水を浄化処理することができる。

即ち、活性炭から成る中空円筒状のろ過材の外周面に、抗菌効果又は防カビ効果を持った粉状又は粒状のセラミックス、金属又は金属酸化物の何れかを添着した不織布を被着した浄水器用カートリッジにあっては、水道水が抗菌効果又は防カビ効果を持った不織布を通過してから活性炭製のろ過材へ流れるようにしているため、抗菌処理済み又は防カビ処理済の水道水がろ過材へ流れることになる。その結果、浄水器の未使用期間中に水道水が活性炭製のろ過材に滞留しても、雑菌やカビ類の発生を抑制することができると共に、雑菌等による活性炭の劣化を招く虞もない。
又、活性炭から成る中空円筒状のろ過材の外周面に、遠赤外線の平均放射率が８０％以上の粉状又は粒状のセラミックスを添着した不織布を被着した浄水器用カートリッジにあっては、水道水がセラミックスからの強い放射エネルギーを吸収して確実且つ良好に活性化処理された後、活性炭の浄化作用によって、水道水に含まれている塩素やトリハロメタン等の有害物資が除去されて浄化処理されることになる。
更に、活性炭から成る中空円筒状のろ過材の外周面に、粉状又は粒状のトルマリンを添着した不織布を被着した浄水器用カートリッジにあっては、トルマリンの持っている遠赤外線発生機能、マイナスイオン発生機能、抗菌機能、消臭機能等によって、水道水が活性化されると共に、雑菌等の発生を抑制することができるうえ、活性炭の浄化作用によって、水道水が浄化処理される。
そして、活性炭から成る中空円筒状のろ過材の外周面に、粉状又は粒状の金属マグネシウム又は金属バナジウムを添着した不織布を被着した浄水器用カートリッジにあっては、水中で金属マグネシウムや金属バナジウムからミネラル成分であるマグネシウムイオンやバナジウムイオンが徐々に溶出して水道水にミネラルを添加すると共に、活性炭フィルターと不織布の接触部分に於いて水中で活性炭の炭素と金属マグネシウム等の接触電位差によって、微量の水素ガスが発生し、この発生した水素ガスによって、水道水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。

更に、本発明の浄水器用カートリッジは、中空円筒状のろ過材の外周面に、粉状又は粒状のセラミックス、金属又は金属酸化物の何れかを添着した不織布を被着する構成としているため、従来のカートリッジのように中空円筒状の活性炭フィルターの中空部分に当該中空部分の容積と略同じ大きさのセラミックフィルターを配置したカートリッジに比較して、セラミックス等の水処理剤の使用量が少なくて済み、コスト低減を図れると共に、水道水の流通抵抗も小さくなって流量不足を招くと云うこともない。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る浄水器用カートリッジ１を示し、当該浄水器用カートリッジ１は、主に一般家庭や病院、工場、事務所等に於いて飲料用や調理用、風呂用等に用いる水道水Ｗ（原水）を浄化処理する浄水器に使用されるものであり、水道水Ｗの浄化処理機能を有すると共に、セラミックや金属、金属酸化物の特性を生かした機能水を作ることができるようにしたものである。

即ち、前記浄水器用カートリッジ１は、図１に示す如く、粉状、粒状又は繊維状の活性炭を中空円筒状に成形固化したろ過材２と、ろ過材２の外周面に面接触状態で被着され、粉状又は粒状のセラミックス、金属又は金属酸化物のうちの少なくとも何れか一つから成る水処理剤を添着した多孔性の不織布３と、ろ過材２及び不織布３の上端部を支持し、ろ過材２の上端を密閉する円板状の上部支持板４と、ろ過材２及び不織布３の下端部を支持し、中心部に不織布３及びろ過材２を通過した浄水Ｗ′が流出する流出口５ａを形成した円板状の下部支持板５とから構成されており、不織布３を通過した水道水Ｗがろ過材２の外周面から半径方向へ流通し、ろ過材２の中空部分を通ってろ過材２の下端に設けた流出口５ａから浄水Ｗ′となって流出するようになっている。

具体的には、前記ろ過材２は、木炭、ヤシ殻炭、石炭等を原料とする粒状の活性炭を適宜の長さを有する中空円筒状に成形固化することにより形成されており、その厚肉の周壁部分がフィルターとして作用するようになっている。
即ち、このろ過材２に於いては、水道水Ｗをろ過材２の外周面から半径方向へ流通させ、その間に活性炭の浄化作用によって、水道水Ｗに含まれている塩素やトリハロメタン等の有害物資が除去されることになる。

尚、この実施の形態に於いては、木炭、ヤシ殻炭、石炭等を原料とする粒状の活性炭により中空円筒状のろ過材２を形成するようにしたが、他の実施の形態に於いては、オガ屑、硬質の木材チップ、木炭等を原料とする粉状の活性炭により中空円筒状のろ過材２を形成するようにしても良く、或いはレーヨン、アクリロニトリル、石炭ピッチ、石油ピッチ等を原料とする繊維状の活性炭により中空円筒状のろ過材２を形成するようにしても良い。
又、この実施の形態に於いては、一種類の活性炭（粒状の活性炭）により中空円筒状のろ過材２を形成するようにしたが、他の実施の形態に於いては、二種類以上の活性炭（粒状の活性炭、粉状の活性炭又は繊維状の活性炭）を混合したものから中空円筒状のろ過材２を形成するようにしても良い。

前記不織布３は、ポリエステル繊維をウエブ状に配列し、接着剤でポリエステル繊維相互を接合することにより製造されており、中空円筒状のろ過材２の外周面に面接触状態で接触するように円筒状に形成されている。

尚、この実施の形態に於いては、ポリエステル繊維により不織布３を製造するようにしたが、他の実施の形態に於いては、レーヨン、アセテート、ナイロン等の他のプラスチック繊維やガラス繊維、炭素繊維等により不織布３を製造するようにしても良い。
又、接着剤には、アクリル系、ＥＶＡ（エチレンと酢酸ビニルを主成分として共重合した合成樹脂）等の各種合成樹脂製の接着剤や、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴムラテックス等の合成ゴム製の接着剤が使用されている。

そして、前記不織布３には、粉状又は粒状のセラミックス、金属又は金属酸化物から成る水処理剤が添着されており、セラミックスや金属、金属酸化物の特性を生かした機能水を作れるようになっている。
又、粉状又は粒状の水処理剤としては、抗菌効果又は防カビ効果を持った銅イオンセラミックス等のセラミックス、同じく抗菌効果又は防カビ効果を持った銅、錫、亜鉛等の金属、同じく抗菌効果又は防カビ効果を持った酸化銅、酸化マグネシウム、酸化バナジウム、酸化チタン等の金属酸化物、遠赤外線の平均放射率が８０％以上のセラミックス、遠赤外線発生機能やマイナスイオン発生機能、抗菌機能等を持ったトルマリン、水との接触反応で水素ガスを発生させる金属マグネシウム、ミネラル成分を溶出する金属バナジウム等が夫々使用されている。これらの水処理剤は、単独で使用しても良く、或いは二種類以上の水処理剤を混合して使用するようにしても良い。

前記不織布３に粉状又は粒状の水処理剤を添着する方法としては、上述した粉状又は粒状の水処理剤（一種類の水処理剤又は二種類以上の水処理剤を混合したもの）と接着剤（合成樹脂製の接着剤又は合成ゴム製の接着剤）とを混合撹拌してパウダー混合エマルジョンを形成し、当該パウダー混合エマルジョン内にポリエステル繊維から成る不織布３を浸漬してパウダー混合エマルジョンを不織布３に含浸させた後、当該不織布３を乾燥させて不織布３の繊維の外表面にパウダー混合エマルジョンを固着させる方法がある。このとき、粉状又は粒状の水処理剤を添着した不織布３は、水道水Ｗが流通抵抗を受けることなく、円滑且つスムースに通過できるように多孔性に形成される。
又、不織布３に粉状又は粒状の水処理剤を添着する別の方法としては、上述した粉状又は粒状の水処理剤（一種類の水処理剤又は二種類以上の水処理剤を混合したもの）と接着剤（合成樹脂製の接着剤又は合成ゴム製の接着剤）との混合物を不織布３の表面に吹き付けて固着させる方法、或いは混合物を不織布３の表面へ塗布固着させる方法がある。この場合にも、不織布３は、水道水Ｗが流通抵抗を受けることなく、円滑且つスムースに通過できるように多孔性に形成される。
更に、不織布３に粉状又は粒状の水処理剤を添着する別の方法としては、不織布３を接着剤液に浸漬又は不織布３に接着剤液を噴霧した後、粉状又は粒状の水処理剤を不織布３へ振りかけ又は噴射することによって、不織布３へ固着させる方法がある。この場合にも、不織布３は、水道水Ｗが流通抵抗を受けることなく、円滑且つスムースに通過できるように多孔性に形成される。

而して、上述した構成の浄水器用カートリッジ１は、例えば、特開２００２−０５９１５３号公報の図２に示す構造の浄水器、特開２００２−０６６５４７号公報の図１に示す構造の浄水器、特開２００４−３３０１２０公報の図１に示す構造の浄水器、特開２００５−２１１７２９公報の図１に示す構造の浄水器、特開２００６−０２６５１７号公報の図１に示す浄水器、実用新案登録第３１０８４５０号公報の図４に示す浄水器等に夫々組み込まれて使用されており、水道水Ｗを浄水器用カートリッジ１の不織布３を通過させた後、当該水道水Ｗを浄水器用カートリッジ１のろ過材２の半径方向へ流通させ、浄水器用カートリッジ１の下端部に設けた流出口５ａから流出させるようにしている。その結果、不織布３に添着した粉状又は粒状のセラミックスや金属、金属酸化物から成る水処理剤の作用によって、セラミックスや金属、金属酸化物の特性を生かした機能水を作ることができると共に、ろ過材２を形成する活性炭の浄化作用によって、水道水Ｗに含まれている塩素やトリハロメタン等の有害物質が除去されて水道水Ｗが浄化処理される。

例えば、活性炭から成る中空円筒状のろ過材２の外周面に、抗菌効果又は防カビ効果を持った粉状又は粒状のセラミックス、銅等の金属又は酸化銅等の金属酸化物を添着した不織布３を被着した浄水器用カートリッジ１にあっては、水道水Ｗが抗菌効果又は防カビ効果を持った不織布３を通過し、抗菌処理又は防カビ処理されてから活性炭製のろ過材２へ流れることになる。その結果、浄水器の未使用期間中に水道水Ｗが活性炭から成るろ過材２に滞留しても、水道水Ｗが予め抗菌処理又は防カビ処理されているため、雑菌やカビ類の発生を抑制することができると共に、雑菌等による活性炭の劣化を招く虞もない。
特に、金属から成る水処理剤を添加した不織布３を使用した浄水器用カートリッジ１の場合、ろ過材２と不織布３との接触部分に於いて水中でろ過材２の活性炭の炭素と金属の接触電位差によって、微量の金属イオンと水素ガスが生成され、これらが水に溶解して金属の特性を生かした機能水を作ることができる。即ち、水処理剤として粉状又は粒状の銅を添着した不織布３を使用した浄水器用カートリッジ１にあっては、水中で銅イオンと水素ガスが生成され、銅イオンによって雑菌やカビ類等の繁殖が抑制されると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水とになる。

又、活性炭から成る中空円筒状のろ過材２の外周面に、粉状又は粒状のトルマリンを添着した不織布３を被着した浄水器用カートリッジ１にあっては、トルマリンの持っている遠赤外線発生機能、マイナスイオン発生機能、抗菌機能、消臭機能等によって、水道水Ｗが活性化されると共に、雑菌等の発生を抑制することができるうえ、活性炭の浄化作用によって、水道水Ｗが浄化処理される。
特にトルマリンは、電子放出作用が顕著な鉱石であり、この電子の発生によって水分子のイオン化を促進し、界面活性効果を有するヒドロキシルイオンを発生するとともに、酸化還元電位を低下し、水のクラスター（水分子の重合体）を分解して水を活性化できるものである。

更に、活性炭から成る中空円筒状のろ過材２の外周面に、遠赤外線の平均放射率が８０％以上の粉状又は粒状のセラミックスを添着した不織布３を被着した浄水器用カートリッジ１にあっては、水道水Ｗがセラミックスからの強い放射エネルギーを吸収して確実且つ良好に活性化処理されると共に、活性炭の浄化作用によって、水道水Ｗに含まれている塩素やトリハロメタン等の有害物資が除去されて水道水Ｗが浄化処理されることになる。

そして、活性炭から成る中空円筒状のろ過材２の外周面に、粉状又は粒状の金属マグネシウムから成る水処理剤を添着した不織布３を被着した浄水器用カートリッジ１にあっては、水中で金属マグネシウムからミネラル成分であるマグネシウムイオンが徐々に溶出して水にミネラルを添加すると共に、金属マグネシウムと水が反応して水酸化マグネシウムと水素ガスが発生し、この水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。

又、活性炭から成る中空円筒状のろ過材２の外周面に、粉状又は粒状の金属バナジウムから成る水処理剤を添着した不織布３を被着した浄水器用カートリッジ１にあっては、水中で金属バナジウムからミネラル成分であるバナジウムイオンが徐々に溶出して水にミネラルを添加すると共に、発生した水素ガスによって、水が水素溶存水となり、水の酸化還元電位が引き下げられて酸化し難い水となる。

このように、前記浄水器用カートリッジ１は、不織布３に添着した粉状又は粒状のセラミックス、金属、金属酸化物等の水処理剤によりセラミックスや金属、金属酸化物の特性を生かした機能水を作ることができると共に、活性炭によって、水の浄化処理を行える。
又、この浄水器用カートリッジ１は、中空円筒状のろ過材２の外周面に、粉状又は粒状のセラミックスや金属、金属酸化物を添着した不織布３を被着する構成としているため、従来のカートリッジのように中空円筒状の活性炭フィルターの中空部分に当該中空部分の容積と略同じ大きさのセラミックフィルターを配置したカートリッジに比較して、セラミックス等の水処理剤の使用量が少なくて済み、コスト低減を図れると共に、水道水Ｗの流通抵抗も小さくなって流量不足を招く虞もない。

本発明の実施の形態に係る浄水器用カートリッジの概略縦断面図である。

符号の説明

１は浄水器用カートリッジ、２はろ過材、３は不織布。

Claims (7)

1. 原水が外周面から半径方向へ流通する中空円筒状のろ過材の一端を密閉すると共に、ろ過材の他端に浄水の流出口を設けた浄水器用カートリッジに於いて、前記ろ過材の外周面に、粉状又は粒状の水処理剤を添着した多孔性の不織布を被着したことを特徴とする浄水器用カートリッジ。
2. 中空円筒状のろ過材が、粉状の活性炭、粒状の活性炭又は繊維状の活性炭のうちの何れか一種類又は二種類以上の活性炭から成ることを特徴とする請求項１に記載の浄水器用カートリッジ。
3. 粉状又は粒状の水処理剤が、抗菌効果又は防カビ効果を持ったセラミックス、金属又は金属酸化物のうちの少なくとも何れか一つから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水器用カートリッジ。
4. 粉状又は粒状の水処理剤が、遠赤外線の平均放射率が８０％以上のセラミックスから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水器用カートリッジ。
5. 粉状又は粒状の水処理剤が、トルマリンから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水器用カートリッジ。
6. 粉状又は粒状の水処理剤が、金属マグネシウム又は金属バナジウムのうちの少なくとも何れか一つから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水器用カートリッジ。
7. 多孔性の不織布が、ポリエステル繊維から成ることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の浄水器用カートリッジ。

Images