JP2004290847A - 浄水器用カートリッジおよび浄水器 - Google Patents

Abstract

【課題】遊離塩素を分解する性能が高く、かつ抗菌性能を有する金属イオンの溶出により、浄水器内部に溜まった水での細菌増殖を抑制することができる浄水器用カ−トリッジを提供する。
【解決手段】略円柱型の浄水器用カ−トリッジにおいて、除塩素ろ材と、抗菌性能を有する金属イオンを溶出する抗菌イオン溶出部材とを、軸方向に順に配設する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道蛇口や水道管に接続して水道水の浄化を行う浄水器用のカ−トリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水道蛇口や水道管に接続して水道水を浄化する浄水器のカ−トリッジとしては、水中に含まれる遊離塩素を分解するろ材や水中に含まれる細菌類を除去する中空糸膜を充填したものが多く知られている。これらのろ材を通過させることにより水道水は浄化されるが、その能力には限りがあるため、使用者は必要に応じて新しいカ−トリッジに交換する。
【０００３】
水道水に含まれる遊離塩素を分解するろ材としては、特許文献１に記載されているような粒状活性炭や、特許文献２に記載されているような繊維状活性炭の成形体などがある。粒状活性炭あるいは繊維状活性炭で遊離塩素を分解した浄水は、カルキ臭が無く飲用に適しているが、長期間の放置などによって空気中の細菌が侵入すると、水道水に比べて細菌が増殖しやすい。浄水器内部の水についても同様で、浄水出口に細菌が付着すると、カートリッジの出口から浄水器の浄水出口までの間に溜まった浄水中で細菌が増殖する可能性がある。
【０００４】
この対策として、特許文献３には、銀を添着させた活性炭を用いて、浄水中に銀イオンを溶出させる方法が記載されており、これによれば、溶出された銀イオンにより、浄水器内部に溜まった水での細菌増殖を抑制することができる。
【０００５】
しかしながら、活性炭として粒状活性炭を用いる場合には、粒状活性炭に銀を添着することで抗菌効果を発揮することができるものの、遊離塩素の分解という点では性能が低いものとなる。一方、抗菌効果と除塩素性能とを共に高めるためには繊維状活性炭を用いることが好ましいが、その場合、製法上の問題から繊維状活性炭に銀を添着させることが難しい。そのため、簡単の製法で、現実的に浄水器に求められる除塩素性能と抗菌性とを共に満足するためには、繊維状活性炭と抗菌性を付与した粒状活性炭とを併用する必要がある。
【０００６】
そこで、まず、繊維状活性炭を成形する際に、銀を添着した粒状活性炭を混合することが考えられる。しかしながら、この場合、粒状活性炭から溶出した銀イオンが、吸着速度が速い繊維状活性炭に吸着されるためか、結局、浄水中に銀イオンが溶出されないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献４には繊維状活性炭の下流側に粒状活性炭を充填する構成が記載されており、この構成で粒状活性炭に銀を添着したものを用いれば、通水時に、粒状活性炭から溶出した銀イオンが繊維状活性炭に吸着されることはない。しかしながら、円筒形に成形された繊維状活性炭の内側に粒状活性炭および中空糸膜モジュ−ルとを配置するとカ−トリッジの外径が著しく大きくなり、一方、外径を小さくするために流路および各ろ材の原水流れ方向に関する厚みを薄くすると、原水流入口および浄水流出口に近く通水抵抗が小さい部分のろ材、すなわち特許文献４図２における上方の繊維状活性炭、粒状活性炭、中空糸膜が使われ易くなり、性能を発揮できないろ材の割合が多くなる。そして、カートリッジ外径が著しく大きくなると、浄水器用カ−トリッジをキッチンのシンクに置く据置型やシンクの下の収納部に置くアンダ−シンク型であっても、太いカ−トリッジが邪魔になる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−４７７３３号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平９−２４８５５７号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平６−２３２６５号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開平２００１−１７０６２１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述のような問題点に鑑み、除塩素性能と、浄水器内部に溜まった水での細菌増殖抑制と、省スペース化とをバランス良く満足し、かつろ材を有効に活用することができる浄水器用カ−トリッジを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、除塩素ろ材と、抗菌性能を有する金属イオンを溶出する抗菌イオン溶出部材とを、浄水器用カ−トリッジの軸方向にこの順序で配設した浄水器用カートリッジを特徴とするものである。ここで、除塩素ろ材は、繊維状活性炭を含有する成形体であることが好ましく、抗菌イオン溶出部材は、粒状活性炭に銀および／または銅を担持させたものであることや、成形体であることが好ましい。
【００１４】
そして、上記いずれかに記載の浄水器用カートリッジを装着した浄水器も好ましい態様である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図を参照しながら説明する。
【００１６】
本発明の浄水器用カートリッジ１は、図１の縦断面図に示すように、略柱型の形を成しており、ハウジング２と、繊維状活性炭をバインダーによって成形した活性炭成形体部３と、活性炭成形体部３に対して浄水器用カートリッジの軸方向下流側に配設した抗菌イオン溶出部４と、これら活性炭成形体部３や抗菌イオン溶出部４の原水流れ方向下流側に配設した中空糸膜モジュ−ル５などから構成される。
【００１７】
ハウジング２は、略円筒形のボディ１１と、原水受入口１２および浄水供給口１３を有するフタ１４と、Ｏリング１７などのシール部材を介してボディ１１に嵌合している透明窓１６などから成る。フタ１４はＯリング１５などのシール部材を介してボディ１１にネジ締結されている。
【００１８】
活性炭成形体部３は、筒状に成形された活性炭成形体２１（除塩素ろ材）と、活性炭成形体２１の内周側不織布２２と、外周側不織布２３と、内周側不織布２２のさらに内側に配した補強材２４と、活性炭成形体２１の軸方向端部に接着した上流側キャップ２５と下流側キャップ２６などから構成される。
【００１９】
活性炭成形体２１は、繊維状活性炭と、バインダーと、鉛吸着材とを混合して成形したものであり、繊維状活性炭にはフェノール樹脂を原料としたものなどを用い、バインダーにはポリプロピレンとポリエチレンの芯鞘構造の熱可塑性繊維などを用いることができる。鉛吸着材としては、吸着能力が高いゼオライトやチタノケイ酸塩が好ましいが、イオン交換樹脂やキレ−ト樹脂なども適宜選択できる。
【００２０】
上流側キャップ２５および下流側キャップ２６は、流路を形成するためのもので、活性炭成形体２１の軸方向端部にそれぞれ接着されている。接着剤は特に限定されないが、安全性の高いシリコ−ン系やウレタン系の接着剤が好適に用いられる。上流側キャップ２５は、後述の中空糸ケ−ス４３の外周面とＯリング２７などのシール部材を介して固定されており、下流側キャップ２６は、後述の抗菌イオン溶出部４の上流側キャップ３４とＯリング２８などのシール部材を介して連結されている。これによって、流路が形成されて、活性炭成形体２１の外周側から内周側に水が流れる構成となる。径方向に流れる方式は、軸方向に流れる方式に比べて通水抵抗が小さく、十分な浄水量を確保することができる。
【００２１】
補強材２４は、筒状で網状の樹脂成形品であり、活性炭成形体２１の外側から内側に水が通過する際に活性炭成形体２１を支持して内外の圧力差によって活性炭成形体２１が内径側に変形したり破損に至ることを防止するとともに流路を形成している。
【００２２】
抗菌イオン溶出部４は、銀や銅など、抗菌性を有する金属イオンを溶出する金属含有成形体３１と、金属含有成形体３１の内周側不織布３２と、外周側不織布３３と、金属含有成形体３１の軸方向端部に接着した上流側キャップ３４と下流側キャップ３５などから構成されている。抗菌イオン溶出部材を成形体とすることで、粒状物や粉状物に比べて取り扱いが容易になり、組み立ても簡単になる。
【００２３】
金属含有成形体３１は、銀や銅など抗菌性を有する金属を添着、担持させた粒状活性炭と、バインダとを主原料に成形したものであり、たとえば銀を１重量％添着させた粒度４８〜１００メッシュの活性炭などを用いることができる。粒状活性炭は比較的容易に銀や銅などを添着、担持させることができ、しかも安価である。抗菌効果を発揮し、かつ安全である範囲内（例えば米国環境保護局ＥＰＡの飲料水基準０．１ｍｇ／Ｌ以下）で銀イオンを溶出するためには、銀の添着量は粒状活性炭に対して０．１〜３重量％の範囲内にすることが望ましい。活性炭の粒度は、細かいほうが単位体積あたりの表面積が大きくなるが、製造コストを考慮すると２０〜１５０メッシュの範囲内が望ましい。バインダーは、特に限定されないが、たとえばポリプロピレンやポリエチレンの芯鞘構造の熱可塑性繊維を用いることができる。
【００２４】
上流側キャップ３４および下流側キャップ３５は、流路を形成するためのもので、金属含有成形体３１の端部にそれぞれ接着されている。上流側キャップ３４は、ボディ１１の内周面とＯリング３６などのシール部材を介して固定されており、下流側キャップ３５は、後述の中空糸ケ−ス４３の外周面とＯリング３７などのシール部材を介して固定されている。これにより、活性炭成形体２１の内周側に流出した水が、金属含有成形体３１の内周側から外周側に流れ、さらに中空糸膜モジュール５に流入するように流路が形成されている。
【００２５】
次に、中空糸膜モジュール５について説明する。
【００２６】
中空糸膜モジュール５は、主に、中空糸膜束４１と、硬化性樹脂４２と、中空糸ケ−ス４３などから構成される。
【００２７】
中空糸ケ−ス４３の内部には、複数本の中空糸膜を束ねて逆Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束４１が収納されており、中空糸膜束４１の両端部は、中空糸ケ−ス４３の下部にて各中空糸間および中空糸と中空糸ケ−ス４３との間に充填された硬化性樹脂４２（封止剤）により封止固定（ポッティング）されている。各中空糸膜は、ポッティング部が一部切断除去されているので、末端が浄水供給口１３に向かって開口している。
【００２８】
中空糸膜モジュール５の中空糸ケ−ス４３は、Ｏリング４４などのシール部材を介してフタ１４に嵌入立設されている。
【００２９】
次に、以上のように構成された浄水器用カ−トリッジ１の作用について、浄水器用カ−トリッジ１をアンダ−シンク浄水器に装着した状態を示した図２も参照しながら説明する。
【００３０】
水道蛇口５１に設けられた浄水器用バルブ５２を開くと、水道水が原水受入口１２から浄水器用カ−トリッジ１の内部に流入する。水道水は、まず浄水器用カートリッジの軸方向に流れるとともに活性炭成形体部３に配設された活性炭成形体２１の外周面から内周面に向かって径方向に流れ、繊維状活性炭によって遊離残留塩素が分解され、同時に、カビ臭の原因物質である２ＭＩＢ（メチルイソボルネオール）やトリハロメタンなどが吸着される。また鉛吸着材によって鉛イオンが吸着除去される。繊維状活性炭は粒状活性炭に比べて遊離塩素を分解する性能が高く、長期間、確実に遊離塩素を分解する。
【００３１】
遊離塩素が分解された水は、浄水器用カートリッジ１の軸方向に流れるとともに抗菌イオン溶出部４の金属含有成形体３１の内周面から外周面に向かって径方向に流れ、銀や銅を添着した粒状活性炭から銀イオンや銅イオンが付与される。抗菌イオン溶出部４を活性炭成形体部３に対して浄水器用カ−トリッジの軸方向下流側に配置することで、浄水器用カ−トリッジ１を細く長い円柱形状にすることができ、抗菌性イオンの溶出部を活性炭成形体の内側に設ける場合に比べて、シンクの上に置く場合も、シンクの下の収納部に置く場合も比較的邪魔にならない。また、性能を十分に発揮しないろ材の割合を減らすことができる。
【００３２】
続いて、安全性に問題のない範囲内で銀イオンや銅イオンが付与された水は、中空糸膜モジュール５の中空糸膜により鉄サビや細菌などが除去され、浄水として浄水供給口１３から水道蛇口５１に供給される。浄水は水道蛇口５１の吐出口５３から吐出される。
【００３３】
水道蛇口５１の浄水器用バルブ５２を閉じると通水が停止し、浄水器用カートリッジ１の浄水供給口１３から水道蛇口の吐出口５３までの間に、殺菌用の遊離塩素を含まない浄水が滞留する。この状態で吐出口５３に細菌が付着したとしても、抗菌イオン溶出部４から溶出した銀イオンや銅イオンにより細菌の増殖が抑制される。
【００３４】
本発明は以下のように変形実施することができる。
（１）前述の実施態様では抗菌イオン溶出部に成形体を用いたが、銀や銅を添着した粒状活性炭そのものを用いてもよい。この場合、図３に示すように水が粒状活性炭６１を軸方向に流れる構成にしてもよく、図４に示すように径方向に流れるように構成してもよい。
（２）前述の実施態様では、金属含有成形体の内周面から外周面に向かって水が流れる流路構成としたが、図５に示すように外周面から内周面に向かって水が流れる流路構成にしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の浄水器用カートリッジは、除塩素ろ材と、抗菌性能を有する金属イオンを溶出する抗菌イオン溶出部材とを、浄水器用カ−トリッジの軸方向にこの順序で配設しているので、遊離塩素を分解でき、カルキ臭がない、おいしい浄水を提供することができる。同時に抗菌性能を有する金属イオンを適度に溶出することができるため、浄水吐出口に細菌が付着したとしても増殖を抑制することができ、また、省スペース化とろ材の有効利用を図ることができる。
【００３６】
そして、除塩素ろ材を繊維状活性炭を含有する成形体とすることで、遊離塩素をより確実に分解、除去することができる。さらに、抗菌イオン溶出部材が、粒状活性炭に銀や銅を担持させたものである場合には、銀イオンや銅イオンの適度な溶出が低コストで実現できる。さらに、抗菌イオン溶出部材が成形体の場合には、取り扱いが容易であり、組み立ても簡単である。
【００３７】
そして、これら浄水器用カートリッジを装着した浄水器は、カルキ臭がない、おいしい浄水を提供することができ、同時に浄水器内部に滞留した浄水での細菌の増殖を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す浄水器用カ−トリッジの縦断面図である。
【図２】図１に示す浄水器用カ−トリッジを装着した浄水器の概略斜視図である。
【図３】本発明の他の実施態様に係る浄水器用カートリッジの縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施態様に係る浄水器用カートリッジの縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施態様に係る浄水器用カートリッジの縦断面図である。
【符号の説明】
１ ： 浄水器用カートリッジ
２ ： ハウジング
３ ： 活性炭成形体部
４ ： 抗菌イオン溶出部
５ ： 中空糸膜モジュ−ル
１１ ： ボディ
１２ ： 原水受入口
１３ ： 浄水供給口
１４ ： フタ
１５ ： Ｏリング
１６ ： 透明窓
１７ ： Ｏリング
２１ ： 活性炭成形体
２２ ： 内周側不織布
２３ ： 外周側成形体
２４ ： 補強材
２５ ： 上流側キャップ
２６ ： 下流側キャップ
２７ ： Ｏリング
２８ ： Ｏリング
３１ ： 銀含有成形体
３２ ： 内周側不織布
３３ ： 外周側不織布
３４ ： 上流側キャップ
３５ ： 下流側キャップ
３６ ： Ｏリング
３７ ： Ｏリング
４１ ： 中空糸膜束
４２ ： 硬化性樹脂
４３ ： 中空糸ケース
４４ ： Ｏリング
５１ ： 水道蛇口
５２ ： 浄水器用バルブ
５３ ： 吐出口
６１ ： 銀添着粒状活性炭

Claims (5)

1. 除塩素ろ材と、抗菌性能を有する金属イオンを溶出する抗菌イオン溶出部材とを、浄水器用カ−トリッジの軸方向にこの順序で配設したことを特徴とする浄水器用カートリッジ。
2. 除塩素ろ材は、繊維状活性炭を含有する成形体である、請求項１に記載の浄水器用カートリッジ。
3. 抗菌イオン溶出部材は、粒状活性炭に銀および／または銅を担持させたものである、請求項１または２に記載の浄水器用カートリッジ。
4. 抗菌イオン溶出部材は成形体である、請求項１〜３のいずれかに記載の浄水器用カートリッジ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の浄水器用カートリッジを装着してなる浄水器。

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