JP2003340445A - 浄水カートリッジ - Google Patents
浄水カートリッジInfo
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- JP2003340445A JP2003340445A JP2002151921A JP2002151921A JP2003340445A JP 2003340445 A JP2003340445 A JP 2003340445A JP 2002151921 A JP2002151921 A JP 2002151921A JP 2002151921 A JP2002151921 A JP 2002151921A JP 2003340445 A JP2003340445 A JP 2003340445A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大、小の分子サイズの物質を有効に除去でき
寿命の長い浄水カートリッジを実現することを目的とす
るものである。 【解決手段】 平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭４
と、平均細孔半径が１ｎｍ以上の活性炭との少なくとも
２種類の活性炭を有する浄水カートリッジとすることに
より、小さな分子サイズの物質と大きな分子サイズの物
質の両方を有効に除去でき長寿命化が実現できる。
寿命の長い浄水カートリッジを実現することを目的とす
るものである。 【解決手段】 平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭４
と、平均細孔半径が１ｎｍ以上の活性炭との少なくとも
２種類の活性炭を有する浄水カートリッジとすることに
より、小さな分子サイズの物質と大きな分子サイズの物
質の両方を有効に除去でき長寿命化が実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は家庭や事務所で使用
し、水道水等を浄化する浄化器における浄水カートリッ
ジに関するものである。
し、水道水等を浄化する浄化器における浄水カートリッ
ジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水源の汚染に伴い、水道水は浄水器を通
した後に利用されることが多い。浄水器は内部に浄水カ
ートリッジを有しており、浄水カートリッジによって水
は浄化される。浄水カートリッジには、通常、活性炭が
使用されており、活性炭の触媒作用により水中の残留塩
素は分解され、また、有機物は活性炭の吸着作用により
吸着され水中から除去される。これらの作用により浄水
カートリッジを通した水は臭気成分などが除かれるので
ある。
した後に利用されることが多い。浄水器は内部に浄水カ
ートリッジを有しており、浄水カートリッジによって水
は浄化される。浄水カートリッジには、通常、活性炭が
使用されており、活性炭の触媒作用により水中の残留塩
素は分解され、また、有機物は活性炭の吸着作用により
吸着され水中から除去される。これらの作用により浄水
カートリッジを通した水は臭気成分などが除かれるので
ある。
【０００３】また、活性炭に菌などが繁殖するのを抑制
するために、活性炭に銀を添着する場合もある。そし
て、浄水性能が低下すると活性炭を含む浄水カートリッ
ジを新しいものに取り替える構造となっている。
するために、活性炭に銀を添着する場合もある。そし
て、浄水性能が低下すると活性炭を含む浄水カートリッ
ジを新しいものに取り替える構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の浄水カ
ートリッジは、通常、１種類の活性炭のみを使用してい
た。活性炭は、細孔に有機物などを吸着するのである
が、細孔の大きさにより有機物の吸着性能が大きく異な
る。
ートリッジは、通常、１種類の活性炭のみを使用してい
た。活性炭は、細孔に有機物などを吸着するのである
が、細孔の大きさにより有機物の吸着性能が大きく異な
る。
【０００５】例えば、トリハロメタンのような小さな分
子サイズの有機物は小さな細孔を有する活性炭によく吸
着されるのであるが、２メチルイソボルネオール（以下
かび臭物質と言う）のような大きな分子サイズの分子は
大きな細孔に吸着されやすいと言うものである。
子サイズの有機物は小さな細孔を有する活性炭によく吸
着されるのであるが、２メチルイソボルネオール（以下
かび臭物質と言う）のような大きな分子サイズの分子は
大きな細孔に吸着されやすいと言うものである。
【０００６】よって、１種類の活性炭を使用した浄水カ
ートリッジでは、小さな分子サイズと大きな分子サイズ
の物質のいずれも良く除去できないと言うことがあっ
た。また、通常、活性炭は水蒸気雰囲気により賦活され
るため表面に水酸基やカルボン酸基が残留し、親水性を
示すが、有機物は通常疎水性であるので、従来の浄水カ
ートリッジは有機物の吸着性が低く寿命が短いと言う課
題があった。
ートリッジでは、小さな分子サイズと大きな分子サイズ
の物質のいずれも良く除去できないと言うことがあっ
た。また、通常、活性炭は水蒸気雰囲気により賦活され
るため表面に水酸基やカルボン酸基が残留し、親水性を
示すが、有機物は通常疎水性であるので、従来の浄水カ
ートリッジは有機物の吸着性が低く寿命が短いと言う課
題があった。
【０００７】また、水質によって大きな分子サイズの有
機物が多い場合や少ない場合があるので、水質によって
は活性炭寿命が非常に短いと言う課題もあった。また、
活性炭は吸着性能をまだ有していても、１つの臭気成分
などが除去できなくなると全部を交換しなければなら
ず、非経済的な構造の浄水カートリッジとなっていた。
機物が多い場合や少ない場合があるので、水質によって
は活性炭寿命が非常に短いと言う課題もあった。また、
活性炭は吸着性能をまだ有していても、１つの臭気成分
などが除去できなくなると全部を交換しなければなら
ず、非経済的な構造の浄水カートリッジとなっていた。
【０００８】また、活性炭に銀を添着する場合は、活性
炭の一部を分離し、これに銀を添着させ、元の活性炭に
一定の割合で混合するという複雑な工程が必要であっ
た。
炭の一部を分離し、これに銀を添着させ、元の活性炭に
一定の割合で混合するという複雑な工程が必要であっ
た。
【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、小さな分子サイズの物質と大きな分子サ
イズの物質の両方を有効に除去することができ寿命の長
い浄水カートリッジを実現することを目的とするもので
ある。
るものであり、小さな分子サイズの物質と大きな分子サ
イズの物質の両方を有効に除去することができ寿命の長
い浄水カートリッジを実現することを目的とするもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の浄水カートリッジは、平均細孔半径が異な
る少なくとも２種類の活性炭を有するものである。
に、本発明の浄水カートリッジは、平均細孔半径が異な
る少なくとも２種類の活性炭を有するものである。
【００１１】これにより、小さな分子サイズの物質と大
きな分子サイズの物質の両方を有効に除去でき寿命の長
い浄水カートリッジを実現することができる。
きな分子サイズの物質の両方を有効に除去でき寿命の長
い浄水カートリッジを実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、平均細
孔半径が１ｎｍ以下の活性炭と、平均細孔半径が１ｎｍ
以上の活性炭との少なくとも２種類の活性炭を有する浄
水カートリッジとすることにより、小さな分子サイズの
物質と大きな分子サイズの物質の両方を有効に除去でき
寿命の長い浄水カートリッジが実現できる。
孔半径が１ｎｍ以下の活性炭と、平均細孔半径が１ｎｍ
以上の活性炭との少なくとも２種類の活性炭を有する浄
水カートリッジとすることにより、小さな分子サイズの
物質と大きな分子サイズの物質の両方を有効に除去でき
寿命の長い浄水カートリッジが実現できる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、２種類の活性炭
のうち少なくとも１種類は、活性炭表面の酸化物量を活
性炭１ｇあたり０．１５ミリ当量以下となるように加熱
処理した請求項１に記載の浄水カートリッジとすること
により、より高い有機物の除去性能を有する浄水カート
リッジが実現できる。
のうち少なくとも１種類は、活性炭表面の酸化物量を活
性炭１ｇあたり０．１５ミリ当量以下となるように加熱
処理した請求項１に記載の浄水カートリッジとすること
により、より高い有機物の除去性能を有する浄水カート
リッジが実現できる。
【００１４】請求項３に記載の発明は、２種類の活性炭
はそれぞれ分離して別の活性炭層を形成した請求項１ま
たは２に記載の浄水カートリッジとすることにより、各
活性炭のみの交換が可能となり、経済的な浄水カートリ
ッジが実現できる。
はそれぞれ分離して別の活性炭層を形成した請求項１ま
たは２に記載の浄水カートリッジとすることにより、各
活性炭のみの交換が可能となり、経済的な浄水カートリ
ッジが実現できる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、２種類の活性炭
を均一に混合して活性炭層とした請求項１または２に記
載の浄水カートリッジとすることにより、各活性炭を有
効に利用できるようになり、除去性能が高く寿命の長い
浄水カートリッジが実現できる。
を均一に混合して活性炭層とした請求項１または２に記
載の浄水カートリッジとすることにより、各活性炭を有
効に利用できるようになり、除去性能が高く寿命の長い
浄水カートリッジが実現できる。
【００１６】請求項５に記載の発明は、平均細孔半径が
１ｎｍ以下の活性炭が８０％以上、１ｎｍ以上の活性炭
が２０％以下の混合割合とした請求項１、２、４のいず
れか１項に記載の浄水カートリッジとすることにより、
トリハロメタンなどの比較的小さな分子サイズの物質が
多い水でも除去寿命の長い浄水カートリッジが実現でき
る。
１ｎｍ以下の活性炭が８０％以上、１ｎｍ以上の活性炭
が２０％以下の混合割合とした請求項１、２、４のいず
れか１項に記載の浄水カートリッジとすることにより、
トリハロメタンなどの比較的小さな分子サイズの物質が
多い水でも除去寿命の長い浄水カートリッジが実現でき
る。
【００１７】請求項６に記載の発明は、平均細孔半径が
１ｎｍ以下の活性炭が８０％以下、１ｎｍ以上の活性炭
が２０％以上の混合割合とした請求項１、２、４のいず
れか１項に記載の浄水カートリッジとすることにより、
かび臭などの比較的大きな分子サイズの物質が多い水で
も除去寿命の長い浄水カートリッジが実現できる。
１ｎｍ以下の活性炭が８０％以下、１ｎｍ以上の活性炭
が２０％以上の混合割合とした請求項１、２、４のいず
れか１項に記載の浄水カートリッジとすることにより、
かび臭などの比較的大きな分子サイズの物質が多い水で
も除去寿命の長い浄水カートリッジが実現できる。
【００１８】請求項７に記載の発明は、１種類の活性炭
に銀を添着した請求項１〜６のいずれか１項に記載の浄
水カートリッジとすることにより、簡単な工程で抗菌性
を有する浄水カートリッジが実現できる。
に銀を添着した請求項１〜６のいずれか１項に記載の浄
水カートリッジとすることにより、簡単な工程で抗菌性
を有する浄水カートリッジが実現できる。
【００１９】請求項８に記載の発明は、通過する水の空
間速度（ＳＶ）は、活性炭に対して１０００／ｈ以下で
ある請求項１〜７のいずれか１項に記載の浄水カートリ
ッジとすることにより、除去寿命の長い浄水カートリッ
ジが実現できる。
間速度（ＳＶ）は、活性炭に対して１０００／ｈ以下で
ある請求項１〜７のいずれか１項に記載の浄水カートリ
ッジとすることにより、除去寿命の長い浄水カートリッ
ジが実現できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００２１】（実施例１）図１は実施例１における浄水
カートリッジを示し、１は外ケースであり、直径が９１
ｍｍで、長さが１４７ｍｍの浄水カートリッジの外筐体
を形成している。外ケース１の内部には、浄水材料であ
る活性炭層２と、中空糸膜モジュール３を有している。
活性炭層２は外ケース１内で円筒状に形成され、活性炭
４により構成されており、活性炭層２から活性炭４がこ
ぼれ出さないように不織布５ａ、５ｂで保持されてい
る。
カートリッジを示し、１は外ケースであり、直径が９１
ｍｍで、長さが１４７ｍｍの浄水カートリッジの外筐体
を形成している。外ケース１の内部には、浄水材料であ
る活性炭層２と、中空糸膜モジュール３を有している。
活性炭層２は外ケース１内で円筒状に形成され、活性炭
４により構成されており、活性炭層２から活性炭４がこ
ぼれ出さないように不織布５ａ、５ｂで保持されてい
る。
【００２２】円筒状の形状をした活性炭層２の内側に
は、直径が４０ｍｍで、長さが１２５ｍｍの中空糸膜モ
ジュール３が配置されている。中空糸膜モジュール３は
中空糸膜６を有している。７は入水口であり、ここから
外ケース１内に水が進入する。８は出水口であり、外ケ
ース１内で浄化された水は出水口８から外部に排出され
る。９は入水空間であり、１０は活性炭―モジュール空
間である。
は、直径が４０ｍｍで、長さが１２５ｍｍの中空糸膜モ
ジュール３が配置されている。中空糸膜モジュール３は
中空糸膜６を有している。７は入水口であり、ここから
外ケース１内に水が進入する。８は出水口であり、外ケ
ース１内で浄化された水は出水口８から外部に排出され
る。９は入水空間であり、１０は活性炭―モジュール空
間である。
【００２３】ここで、浄水カートリッジにおける水の流
れを説明する。まず、水は入水口７から外ケース１内に
進入する。浸入した水は入水空間９で広がり、不織布５
ａを均等に通過する。不織布５ａを通過した水は、活性
炭層２の内部を通過する。活性炭層２内で活性炭４と接
触することにより、水中に含まれる残留塩素が分解除去
され、有機物等は活性炭４の吸着作用により吸着され、
除去される。
れを説明する。まず、水は入水口７から外ケース１内に
進入する。浸入した水は入水空間９で広がり、不織布５
ａを均等に通過する。不織布５ａを通過した水は、活性
炭層２の内部を通過する。活性炭層２内で活性炭４と接
触することにより、水中に含まれる残留塩素が分解除去
され、有機物等は活性炭４の吸着作用により吸着され、
除去される。
【００２４】活性炭層２を通過した水は不織布５ｂを通
過し、活性炭―モジュール空間１０で再び広がり、中空
糸モジュール３に流れ込む。中空糸モジュール３に流れ
込んだ水は中空糸膜６を透過する。水が中空糸膜６を透
過するときに、水に含まれる菌や微細な粒子および濁り
成分をろ過し、除去されるのである。中空糸膜６を透過
した水は出水口８から外ケース１外に排出される。
過し、活性炭―モジュール空間１０で再び広がり、中空
糸モジュール３に流れ込む。中空糸モジュール３に流れ
込んだ水は中空糸膜６を透過する。水が中空糸膜６を透
過するときに、水に含まれる菌や微細な粒子および濁り
成分をろ過し、除去されるのである。中空糸膜６を透過
した水は出水口８から外ケース１外に排出される。
【００２５】浄水材料としては、活性炭の他にも、シリ
カゲルなどの吸着物質、炭酸カルシウムや硫酸カルシウ
ム等のミネラル溶出物質、イオン交換樹脂やキレート樹
脂等のイオン調整物質および亜硫酸ナトリウムなどの塩
素反応物質を使用しても良い。活性炭４としては、少な
くとも２種類の活性炭を用いた。
カゲルなどの吸着物質、炭酸カルシウムや硫酸カルシウ
ム等のミネラル溶出物質、イオン交換樹脂やキレート樹
脂等のイオン調整物質および亜硫酸ナトリウムなどの塩
素反応物質を使用しても良い。活性炭４としては、少な
くとも２種類の活性炭を用いた。
【００２６】この実施例では、粒状の活性炭４ａとこれ
とは異なる粒状の活性炭４ｂをそれぞれ８：２の割合で
均一に混合させたものを約４００ｍｌ使用した。本実施
例では活性炭４ａとしてクラレケミカル社製のＹＰ−１
０ＨＴを、活性炭４ｂとしてクラレケミカル社製のＧＷ
−Ｈを使用した。
とは異なる粒状の活性炭４ｂをそれぞれ８：２の割合で
均一に混合させたものを約４００ｍｌ使用した。本実施
例では活性炭４ａとしてクラレケミカル社製のＹＰ−１
０ＨＴを、活性炭４ｂとしてクラレケミカル社製のＧＷ
−Ｈを使用した。
【００２７】活性炭４ａの細孔分布を図３に、また活性
炭４ｂの細孔分布を図４に示している。活性炭４ａは平
均細孔半径が１ｎｍ以下と小さい細孔が多い特徴を有
し、活性炭４ｂは平均細孔半径が１ｎｍ以上と大きい細
孔が多い特徴を有している。
炭４ｂの細孔分布を図４に示している。活性炭４ａは平
均細孔半径が１ｎｍ以下と小さい細孔が多い特徴を有
し、活性炭４ｂは平均細孔半径が１ｎｍ以上と大きい細
孔が多い特徴を有している。
【００２８】また、活性炭４ａは活性炭の作成後、窒素
雰囲気で３００℃以上に加熱処理を行い、活性炭表面の
酸化物量を活性炭１ｇあたり０．１５ミリ当量以下とし
たものを使用した。また、活性炭４ｂには銀を添着し
た。添着量は活性炭の重量に対して約１％とした。不織
布５としては、ポリエステル製でスポンジ構造を持ち、
弾力性を有するフォームを使用した。
雰囲気で３００℃以上に加熱処理を行い、活性炭表面の
酸化物量を活性炭１ｇあたり０．１５ミリ当量以下とし
たものを使用した。また、活性炭４ｂには銀を添着し
た。添着量は活性炭の重量に対して約１％とした。不織
布５としては、ポリエステル製でスポンジ構造を持ち、
弾力性を有するフォームを使用した。
【００２９】次に実験例を示す。試験水には、水道水に
次亜塩素酸ナトリウム、総トリハロメタンおよび２−メ
チルイソバルネオールを添加し、残留塩素濃度を２．０
ｍｇ／Ｌ、総トリハロメタン濃度を１００mｇ／Ｌおよ
びかび臭濃度を５０ｎｇ／Ｌに調整した水を使用した。
これは浄水器の寿命試験を行うＪＩＳにより定められた
濃度であり、最も一般的なバランスの水質であると言え
る。入水口７から試験水を流し込み、活性炭層２や中空
糸膜６を通過した後、出水口８より出てきた透過水を分
析し、原水に対する除去率を求めた。除去率は（式１）
に従い計算した。
次亜塩素酸ナトリウム、総トリハロメタンおよび２−メ
チルイソバルネオールを添加し、残留塩素濃度を２．０
ｍｇ／Ｌ、総トリハロメタン濃度を１００mｇ／Ｌおよ
びかび臭濃度を５０ｎｇ／Ｌに調整した水を使用した。
これは浄水器の寿命試験を行うＪＩＳにより定められた
濃度であり、最も一般的なバランスの水質であると言え
る。入水口７から試験水を流し込み、活性炭層２や中空
糸膜６を通過した後、出水口８より出てきた透過水を分
析し、原水に対する除去率を求めた。除去率は（式１）
に従い計算した。
【００３０】
【式１】
ここで、ｃ０は各成分の試験水中の濃度を表し、ｃ１は
各成分の透過水中の濃度を表す。除去率が８０％を下回
るまでの総ろ過水量を寿命とした。
各成分の透過水中の濃度を表す。除去率が８０％を下回
るまでの総ろ過水量を寿命とした。
【００３１】実験条件１は、活性炭４は活性炭４ａを８
０％、活性炭４ｂを２０％とし均一に混合した。
０％、活性炭４ｂを２０％とし均一に混合した。
【００３２】実験条件２は、活性炭４として活性炭４ａ
のみ（１００％）とした。
のみ（１００％）とした。
【００３３】実験条件３は、活性炭４として活性炭４ｂ
のみ（１００％）とした。
のみ（１００％）とした。
【００３４】実験条件４は、活性炭４として活性炭４ａ
を９０％、活性炭４ｂを１０％とし均一に混合した。
を９０％、活性炭４ｂを１０％とし均一に混合した。
【００３５】実験条件５は、活性炭４として活性炭４ａ
を５０％、活性炭４ｂを５０％とし均一に混合した。
を５０％、活性炭４ｂを５０％とし均一に混合した。
【００３６】実験条件６は、活性炭４として活性炭４ａ
を８０％、活性炭４ｂを２０％とし均一に混合したが、
活性炭４ａとしては加熱処理を行っていない、または加
熱処理による活性炭表面の酸化物量が０．１５ミリ当量
／ｇ以上のＹＰ−１０ＨＴ活性炭を使用した。
を８０％、活性炭４ｂを２０％とし均一に混合したが、
活性炭４ａとしては加熱処理を行っていない、または加
熱処理による活性炭表面の酸化物量が０．１５ミリ当量
／ｇ以上のＹＰ−１０ＨＴ活性炭を使用した。
【００３７】実験条件７は、活性炭４として活性炭４ａ
を８０％、活性炭４ｂを２０％としたが、均一に混合す
るのではなく、活性炭４ａを充填した後、活性炭４ｂを
充填し、均一に混合していない状態とした。
を８０％、活性炭４ｂを２０％としたが、均一に混合す
るのではなく、活性炭４ａを充填した後、活性炭４ｂを
充填し、均一に混合していない状態とした。
【００３８】上記各実験条件１〜７の浄水カートリッジ
に２Ｌ／分のろ過流量で試験水を流したときの除去率を
求め、除去率が８０％を下回るまでの総ろ過水量（寿
命）を（表１）に示す。ここで浄水カートリッジ寿命と
は、トリハロメタンまたはかび臭の除去寿命の短い方の
寿命とした。
に２Ｌ／分のろ過流量で試験水を流したときの除去率を
求め、除去率が８０％を下回るまでの総ろ過水量（寿
命）を（表１）に示す。ここで浄水カートリッジ寿命と
は、トリハロメタンまたはかび臭の除去寿命の短い方の
寿命とした。
【００３９】
【表１】
これから明らかであるが、実験条件１のように、活性炭
４として活性炭４ａを８０％、活性炭４ｂを２０％とし
均一に混合したものは、トリハロメタンおよびかび臭除
去の寿命はいずれも１００００Ｌと長く、バランス良く
除去ができている。
４として活性炭４ａを８０％、活性炭４ｂを２０％とし
均一に混合したものは、トリハロメタンおよびかび臭除
去の寿命はいずれも１００００Ｌと長く、バランス良く
除去ができている。
【００４０】実験条件２のように、活性炭４として活性
炭４ａのみとした場合は、トリハロメタンの除去寿命は
長いが、かび臭の除去寿命は短い。小さな細孔の多い活
性炭のみでは小さな分子サイズのトリハロメタンは吸着
除去する性能は高いが、大きなかび臭物質は吸着性能が
低いため除去できず、大、小の分子サイズの混合する水
ではバランス良く除去することはできないのである。
炭４ａのみとした場合は、トリハロメタンの除去寿命は
長いが、かび臭の除去寿命は短い。小さな細孔の多い活
性炭のみでは小さな分子サイズのトリハロメタンは吸着
除去する性能は高いが、大きなかび臭物質は吸着性能が
低いため除去できず、大、小の分子サイズの混合する水
ではバランス良く除去することはできないのである。
【００４１】実験条件３のように、活性炭４として活性
炭４ｂのみとした場合は、かび臭の除去寿命は長いが、
トリハロメタンの除去寿命は短い。大きな細孔の多い活
性炭のみでは大きな分子サイズのかび臭物質は吸着除去
する性能は高いが、小さなトリハロメタンは吸着性能が
低いため除去できず、大、小の分子サイズの混合する水
ではバランス良く除去することはできないのである。
炭４ｂのみとした場合は、かび臭の除去寿命は長いが、
トリハロメタンの除去寿命は短い。大きな細孔の多い活
性炭のみでは大きな分子サイズのかび臭物質は吸着除去
する性能は高いが、小さなトリハロメタンは吸着性能が
低いため除去できず、大、小の分子サイズの混合する水
ではバランス良く除去することはできないのである。
【００４２】実験条件４のように、活性炭４ａを９０
％、活性炭４ｂを１０％とし均一に混合したものは、ト
リハロメタンの除去寿命の方が長い結果となった。標準
的な水質の水の場合は、活性炭４ａと４ｂの割合はそれ
ぞれ８０％と２０％のバランスが良いが、トリハロメタ
ンなどの物質の割合が多い場合は、平均細孔半径が１ｎ
ｍ以下の活性炭が８０％以上、１ｎｍ以上の活性炭が２
０％以下の混合割合とした方が大きい分子サイズと小さ
い分子サイズの除去寿命のバランスが良くなり、浄水カ
ートリッジの寿命を長くすることができるのである。
％、活性炭４ｂを１０％とし均一に混合したものは、ト
リハロメタンの除去寿命の方が長い結果となった。標準
的な水質の水の場合は、活性炭４ａと４ｂの割合はそれ
ぞれ８０％と２０％のバランスが良いが、トリハロメタ
ンなどの物質の割合が多い場合は、平均細孔半径が１ｎ
ｍ以下の活性炭が８０％以上、１ｎｍ以上の活性炭が２
０％以下の混合割合とした方が大きい分子サイズと小さ
い分子サイズの除去寿命のバランスが良くなり、浄水カ
ートリッジの寿命を長くすることができるのである。
【００４３】実験条件５のように、活性炭４として活性
炭４ａを５０％、活性炭４ｂを５０％とし均一に混合し
たものは、かび臭の除去寿命の方が長い結果となった。
標準的な水質の水の場合は、活性炭４ａと活性炭４ｂの
割合はそれぞれ８０％と２０％のバランスが良いが、か
び臭などの物質の割合が多い場合は、平均細孔半径が１
ｎｍ以下の活性炭が８０％以下、１ｎｍ以上の活性炭が
２０％以上の混合とした方が大きい分子サイズと小さい
分子サイズの除去寿命のバランスが良くなり、浄水カー
トリッジの寿命を長くすることができるのである。
炭４ａを５０％、活性炭４ｂを５０％とし均一に混合し
たものは、かび臭の除去寿命の方が長い結果となった。
標準的な水質の水の場合は、活性炭４ａと活性炭４ｂの
割合はそれぞれ８０％と２０％のバランスが良いが、か
び臭などの物質の割合が多い場合は、平均細孔半径が１
ｎｍ以下の活性炭が８０％以下、１ｎｍ以上の活性炭が
２０％以上の混合とした方が大きい分子サイズと小さい
分子サイズの除去寿命のバランスが良くなり、浄水カー
トリッジの寿命を長くすることができるのである。
【００４４】実験条件６のように、活性炭４として活性
炭４ａと活性炭４ｂをそれぞれ８０％と２０％の割合で
混合したが、活性炭４ａとして加熱処理を行っていない
ＹＰ−１０ＨＴ活性炭を使用したものは熱処理を行った
ものに比べて、トリハロメタンおよびかび臭の除去寿命
がいずれも短くなった。トリハロメタンやかび臭などの
有機物のように多くの有機物は疎水性が強いので、活性
炭を熱処理することにより表面の親水基を焼き飛ばし、
親水性を弱めるので、有機物の除去性能が向上するため
に、寿命の長い浄水カートリッジが実現できたのであ
る。
炭４ａと活性炭４ｂをそれぞれ８０％と２０％の割合で
混合したが、活性炭４ａとして加熱処理を行っていない
ＹＰ−１０ＨＴ活性炭を使用したものは熱処理を行った
ものに比べて、トリハロメタンおよびかび臭の除去寿命
がいずれも短くなった。トリハロメタンやかび臭などの
有機物のように多くの有機物は疎水性が強いので、活性
炭を熱処理することにより表面の親水基を焼き飛ばし、
親水性を弱めるので、有機物の除去性能が向上するため
に、寿命の長い浄水カートリッジが実現できたのであ
る。
【００４５】実験条件７のように、活性炭４として活性
炭４ａと活性炭４ｂをそれぞれ８０％と２０％の割合で
使用するのであるが、均一に混合するのではなく、活性
炭４ａを充填した後、活性炭４ｂを充填し、均一に混合
していない状態としたものは、均一に混合したものに比
べて短い除去寿命となった。均一に混合すると、異なっ
た種類の活性炭が近傍に存在するため、大きな分子サイ
ズの吸着性能が高い活性炭には大きな分子が、小さな分
子サイズの吸着性能が高い活性炭には小さな分子が吸着
しやすくなる。
炭４ａと活性炭４ｂをそれぞれ８０％と２０％の割合で
使用するのであるが、均一に混合するのではなく、活性
炭４ａを充填した後、活性炭４ｂを充填し、均一に混合
していない状態としたものは、均一に混合したものに比
べて短い除去寿命となった。均一に混合すると、異なっ
た種類の活性炭が近傍に存在するため、大きな分子サイ
ズの吸着性能が高い活性炭には大きな分子が、小さな分
子サイズの吸着性能が高い活性炭には小さな分子が吸着
しやすくなる。
【００４６】よって、活性炭の特性が有効に発揮できる
ようになるために、異なった特性の活性炭を均一に混合
することにより、長い寿命の浄水カートリッジが実現で
きるのである。
ようになるために、異なった特性の活性炭を均一に混合
することにより、長い寿命の浄水カートリッジが実現で
きるのである。
【００４７】本実施例のように、活性炭４として活性炭
４ａと活性炭４ｂを用い、活性炭４ｂに銀を添着した活
性炭を用いた場合の製造行程を図５に示し、活性炭４と
して活性炭４ａを用い、一部に銀を添着した場合の製造
工程を図６に示す。図５に示した工程では、異なった種
類の活性炭が利用できることに加え、分離工程が無くな
るなどの効果があり、簡単な工程で抗菌性を有する浄水
カートリッジが実現できるのである。
４ａと活性炭４ｂを用い、活性炭４ｂに銀を添着した活
性炭を用いた場合の製造行程を図５に示し、活性炭４と
して活性炭４ａを用い、一部に銀を添着した場合の製造
工程を図６に示す。図５に示した工程では、異なった種
類の活性炭が利用できることに加え、分離工程が無くな
るなどの効果があり、簡単な工程で抗菌性を有する浄水
カートリッジが実現できるのである。
【００４８】また、浄水カートリッジに通過する水の空
間速度（ＳＶ）と除去率の関係を図７に示す。図７で明
らかなように、ＳＶを１０００ｈ-1以下にすると、高い
除去性能が発揮できるが、１０００ｈ-1以上の場合には
低くなる。これは被吸着物質の大きさとほぼ一致する活
性炭の細孔には非常に大きな吸着性能が発揮できるが、
大きさがほぼ一致するため、細孔内での拡散速度が遅く
なる。よって、異なる細孔や性能の活性炭を複数組み合
わせて使用する場合は、ＳＶを１０００ｈ-1以下にする
ことにより、寿命の高い浄水カートリッジが実現できる
のである。
間速度（ＳＶ）と除去率の関係を図７に示す。図７で明
らかなように、ＳＶを１０００ｈ-1以下にすると、高い
除去性能が発揮できるが、１０００ｈ-1以上の場合には
低くなる。これは被吸着物質の大きさとほぼ一致する活
性炭の細孔には非常に大きな吸着性能が発揮できるが、
大きさがほぼ一致するため、細孔内での拡散速度が遅く
なる。よって、異なる細孔や性能の活性炭を複数組み合
わせて使用する場合は、ＳＶを１０００ｈ-1以下にする
ことにより、寿命の高い浄水カートリッジが実現できる
のである。
【００４９】（実施例２）以下、図２に基づき本発明の
実施例２について説明する。実施例１と異なる点につい
てのみ説明する。
実施例２について説明する。実施例１と異なる点につい
てのみ説明する。
【００５０】図に示すように、活性炭４ａと活性炭４ｂ
は不織布５ｃで分離されており、活性炭４ａと活性炭４
ｂを個々に交換することが可能になっている。他の構成
は実施例１と同じである。
は不織布５ｃで分離されており、活性炭４ａと活性炭４
ｂを個々に交換することが可能になっている。他の構成
は実施例１と同じである。
【００５１】ここで、水の流れを説明する。まず水は、
入水口７から外ケース１内に進入する。進入した水は入
水空間９で広がり、不織布５ａを均等に通過する。不織
布５ａを通過した水は、活性炭４ｂを通過する。水は活
性炭４ｂと接触することにより残留塩素が分解除去され
るとともに、活性炭４ｂの細孔に適する有機物等は活性
炭の吸着作用により吸着され、除去される。活性炭４ｂ
を通過した水は不織布５ｃを通過し、活性炭４ａに流れ
込む。水は活性炭４ａと接触することにより活性炭４ａ
の細孔に適する有機物等は活性炭の吸着作用により吸着
され、除去される。活性炭４ａを通過した水は不織布５
ｂを通過し活性炭―モジュール空間１０で再び広がり、
中空糸モジュール３に流れ込む。
入水口７から外ケース１内に進入する。進入した水は入
水空間９で広がり、不織布５ａを均等に通過する。不織
布５ａを通過した水は、活性炭４ｂを通過する。水は活
性炭４ｂと接触することにより残留塩素が分解除去され
るとともに、活性炭４ｂの細孔に適する有機物等は活性
炭の吸着作用により吸着され、除去される。活性炭４ｂ
を通過した水は不織布５ｃを通過し、活性炭４ａに流れ
込む。水は活性炭４ａと接触することにより活性炭４ａ
の細孔に適する有機物等は活性炭の吸着作用により吸着
され、除去される。活性炭４ａを通過した水は不織布５
ｂを通過し活性炭―モジュール空間１０で再び広がり、
中空糸モジュール３に流れ込む。
【００５２】中空糸モジュール３に流れ込んだ水は中空
糸膜６を透過する。水が中空糸膜６を透過するときに、
水に含まれる菌や微細な粒子および濁り成分をろ過し、
除去されるのである。中空糸膜６を透過した水は出水口
８から外ケース１外に排出される。
糸膜６を透過する。水が中空糸膜６を透過するときに、
水に含まれる菌や微細な粒子および濁り成分をろ過し、
除去されるのである。中空糸膜６を透過した水は出水口
８から外ケース１外に排出される。
【００５３】浄水材料および不織布の具体材料、その他
は、実施例１と同様であるが、この実施例では、除去性
能の低下した活性炭のみを個別に交換することができる
ので、非常に効果的な浄水カートリッジが実現できるの
である。
は、実施例１と同様であるが、この実施例では、除去性
能の低下した活性炭のみを個別に交換することができる
ので、非常に効果的な浄水カートリッジが実現できるの
である。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明の浄水カートリッジ
は、平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭と、平均細孔半
径が１ｎｍ以上の活性炭との少なくとも２種類の活性炭
を有することにより、小さな分子サイズの物質と大きな
分子サイズの物質の両方を有効に除去でき寿命の長い浄
水カートリッジが実現できる。
は、平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭と、平均細孔半
径が１ｎｍ以上の活性炭との少なくとも２種類の活性炭
を有することにより、小さな分子サイズの物質と大きな
分子サイズの物質の両方を有効に除去でき寿命の長い浄
水カートリッジが実現できる。
【図１】本発明の実施例１における浄水カートリッジの
断面図
断面図
【図２】本発明の実施例２における浄水カートリッジの
断面図
断面図
【図３】本発明の実施例１における浄水カートリッジに
用いる一活性炭の細孔分布図
用いる一活性炭の細孔分布図
【図４】同浄水カートリッジに用いる他の活性炭の細孔
分布図
分布図
【図５】同浄水カートリッジにおける活性炭の製造工程
図
図
【図６】同浄水カートリッジにおける活性炭の比較製造
工程図
工程図
【図７】同浄水カートリッジに通過する水の空間速度
（ＳＶ）と除去率の関係の特性図
（ＳＶ）と除去率の関係の特性図
１ 外ケース
２ 活性炭層
３ 中空糸膜モジュール
４ 活性炭
５ 不織布
６ 中空糸膜
７ 入水口
８ 出水口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｅ
５４０ ５４０Ｆ
５６０ ５６０Ｂ
５６０Ｅ
Claims (8)
- 【請求項１】 平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭と、
平均細孔半径が１ｎｍ以上の活性炭との少なくとも２種
類の活性炭を有する浄水カートリッジ。 - 【請求項２】 ２種類の活性炭のうち少なくとも１種類
は、活性炭表面の酸化物量を活性炭１ｇあたり０．１５
ミリ当量以下となるように加熱処理した請求項１に記載
の浄水カートリッジ。 - 【請求項３】 ２種類の活性炭はそれぞれ分離して別の
活性炭層を形成した請求項１または２に記載の浄水カー
トリッジ。 - 【請求項４】 ２種類の活性炭を均一に混合して活性炭
層とした請求項１または２に記載の浄水カートリッジ。 - 【請求項５】 平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭が８
０％以上、１ｎｍ以上の活性炭が２０％以下の混合割合
とした請求項１、２、４のいずれか１項に記載の浄水カ
ートリッジ。 - 【請求項６】 平均細孔半径が１ｎｍ以下の活性炭が８
０％以下、１ｎｍ以上の活性炭が２０％以上の混合割合
とした請求項１、２、４のいずれか１項に記載の浄水カ
ートリッジ。 - 【請求項７】 １種類の活性炭に銀を添着した請求項１
〜６のいずれか１項に記載の浄水カートリッジ。 - 【請求項８】 通過する水の空間速度（ＳＶ）は、活性
炭に対して１０００／ｈ以下である請求項１〜７のいず
れか１項に記載の浄水カートリッジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151921A JP3915597B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 浄水カートリッジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151921A JP3915597B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 浄水カートリッジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340445A true JP2003340445A (ja) | 2003-12-02 |
| JP3915597B2 JP3915597B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=29769369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002151921A Expired - Fee Related JP3915597B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 浄水カートリッジ |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3915597B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008534269A (ja) * | 2005-04-07 | 2008-08-28 | ピュール、ウォーター、ピューリフィケーション、プロダクツ、インコーポレーテッド | ミクロ細孔性及びメソ細孔性炭素粒子の混合物を含有する水用フィルター材料、及び前記フィルター材料を用いる水用フィルター |
| JP2016117629A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | トクラス株式会社 | 改質活性炭、及び、その製造方法、並びに、濾過カートリッジ |
| JP2019202249A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 三菱ケミカル・クリンスイ株式会社 | 浄水カートリッジおよびその利用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7546699B2 (en) | 1992-08-10 | 2009-06-16 | Anatomic Research, Inc. | Shoe sole structures |
| US7634529B2 (en) | 1996-11-29 | 2009-12-15 | Ellis Iii Frampton E | Personal and server computers having microchips with multiple processing units and internal firewalls |
| US8256147B2 (en) | 2004-11-22 | 2012-09-04 | Frampton E. Eliis | Devices with internal flexibility sipes, including siped chambers for footwear |
| US8291618B2 (en) | 2004-11-22 | 2012-10-23 | Frampton E. Ellis | Devices with internal flexibility sipes, including siped chambers for footwear |
| WO2006058013A2 (en) | 2004-11-22 | 2006-06-01 | Ellis, Frampton, E. | Devices with internal flexibility sipes, including siped chambers for footwear |
| US8125796B2 (en) | 2007-11-21 | 2012-02-28 | Frampton E. Ellis | Devices with faraday cages and internal flexibility sipes |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002151921A patent/JP3915597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008534269A (ja) * | 2005-04-07 | 2008-08-28 | ピュール、ウォーター、ピューリフィケーション、プロダクツ、インコーポレーテッド | ミクロ細孔性及びメソ細孔性炭素粒子の混合物を含有する水用フィルター材料、及び前記フィルター材料を用いる水用フィルター |
| JP2016117629A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | トクラス株式会社 | 改質活性炭、及び、その製造方法、並びに、濾過カートリッジ |
| JP2019202249A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 三菱ケミカル・クリンスイ株式会社 | 浄水カートリッジおよびその利用 |
| JP2023011939A (ja) * | 2018-05-21 | 2023-01-24 | 三菱ケミカル・クリンスイ株式会社 | 浄水カートリッジおよびその利用 |
| JP7253880B2 (ja) | 2018-05-21 | 2023-04-07 | 三菱ケミカル・クリンスイ株式会社 | 浄水カートリッジおよびその利用 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3915597B2 (ja) | 2007-05-16 |
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