(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透水性セラミックスよりなる支持体の表面に濾過助剤の固化層が積層一体化されてなり、該透水性セラミックスの成分が、ＳｉＯ２７０〜８８重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１５重量％、ＣａＯ５〜２３重量％であり、該濾過助剤が珪藻土、ゼオライト等の多孔質粒子からなり、該固化層は焼成により該支持体に一体化されていることを特徴とする無機質濾材。
【請求項２】
請求項１において、前記濾過助剤が多孔質無機粒子であり、その細孔容積が０．５ｃｃ／ｇ以上であることを特徴とする無機質濾材。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記濾過助剤の固化層の厚さが１〜６ｍｍであることを特徴とする無機質濾材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記濾過助剤の固化層は、該濾過助剤が８００〜１２４０℃で焼成されることにより形成されていることを特徴とする無機質濾材。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記濾過助剤の固化層は、粒度及び／又は成分の異なる２以上の層よりなることを特徴とする無機質濾材。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記支持体のセラミックスと固化層の濾過助剤とが界面で焼結して一体化されていることを特徴とする無機質濾材。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無機質濾材と接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたことを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたことを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、該活性炭層の表面に設けられた透水性を有する活性炭保護層と、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたことを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載の浄水カートリッジにおいて、前記透水性を有する活性炭保護層に装飾及び／又は文字を表示したことを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項１１】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無機質濾材又は請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の浄水カートリッジが組み込まれた浄水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水中の夾雑物を除去するために好適な無機質濾材と、この無機質濾材を用いた浄水カートリッジ及び浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭において、水道水中の夾雑物を除去するために浄水器が用いられている。家庭用浄水器は、その用途上、通常キッチン周りに設置され、水栓の脇や水栓吐水口の先端に直結したり、シンクの上もしくは収納スペースに設置されているが、近年、キッチンスペースや収納スペースをより広く確保するために、また、これらを見た目にすっきりさせて美観を高めるために、家庭用浄水器の小型化への要望が高まっている。
【０００３】
従来、家庭用浄水器には、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの有機高分子材料よりなる中空糸膜や、アルミナなどを主成分としたセラミックス膜が内蔵されている。
中空糸膜は、側面に０．１〜０．４μｍ程度の細孔を持つ円筒状の糸で、１本あたりの直径は約０．５ｍｍと細く、濾過の際、水道水中の夾雑物は中空糸膜の表面で捕捉され、この細孔は次第に目詰まりするために、数十本以上束ねて膜面積を大きくすることにより、必要な流量を得ている。従来の中空糸膜では、材質上５０℃以上の温水を連続的に通水できないといった耐熱性の問題がある。
【０００４】
これに対して、セラミックス膜は、強度、耐熱性に優れることから浄水器用濾材として普及してきている。従来のセラミックス膜は、透水性セラミックスを支持体として、その表面に、支持体を形成するセラミックス粒子よりも粒径が小さく、また、それ自身が多孔質ではない無機粒子を積層して焼結することにより、多孔質膜を形成したものであって、一般的に、この多孔質膜の細孔容積は支持体の細孔容積よりも小さく、この多孔質膜の厚さは通常支持体の厚さの約０．２倍以下（約１／５以下）、具体的には１００μｍ程度以下となっている。
【０００５】
このようなセラミックス膜であっても、使用により夾雑物が膜表面で捕捉され、次第に目詰まりしてくるので、必要な流量、寿命を確保するために、モノリス形状にするなどの手段で膜面積を大きくしている。なお、多孔質膜の厚さを支持体の厚さの０．２倍（または１００μｍ）程度以下にしているのは、それより大きくした場合、透水抵抗が上がり、濾過流量が小さくなり過ぎるためである。
【０００６】
一方、工業レベルでは珪藻土等を濾過助剤とする濾過装置が提供されている。これは濾過助剤粒子が持つ特異な微細孔とその複雑な粒子形状により、夾雑物を除去するものであり、この装置では、濾過に先立って濾過助剤の懸濁液を濾過同様の操作で濾材に通過させ、濾材上に濾過助剤層を形成する、いわゆるプリコート処理を行い、その後被処理水の濾過を行う。しかして、運転途中に目詰まりが起きたときには濾過を中断し、濾過とは逆向きの水流によって目詰まりした濾過助剤層を剥離させる逆洗操作後、再び新たな濾過助剤をプリコートした後、濾過を再開する。
【０００７】
しかし、家庭用浄水器には、このような複雑な操作を行うことは不適当であり、しかも、止水、通水が頻繁に行われる一般家庭では、止水時に濾材から濾過助剤が剥離し、濾過助剤層が崩壊してしまうという問題もある。
【０００８】
従来、このような濾過助剤を家庭向け浄水器に適用する試みもなされており、次のようなものが提案されている。
▲１▼  ２枚の多孔質材の間に濾過助剤を充填、封入し、これを濾材とする（特開昭６３−１５６５１２号公報、特開昭６１−１８１５０９号公報）
▲２▼  濾過助剤である珪藻土のみを成形し、１２５０〜１３００℃で焼成して濾材とする（実開昭６１−１５９０１６号公報）
▲３▼  濾過助剤に酸化アルミニウムなどの他の成分を結合材として加えて成形、焼成して濾材とする（特開昭６１−２８７４１２号公報）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
濾過助剤を利用した濾材のうち、▲１▼の濾過助剤の充填層を形成するものでは、焼成を行っていないため、使用により濾過助剤の充填層が崩壊し、濾過助剤間に隙間が形成され、この隙間を水が素通りしてしまい、濾過効果が得られなくなるという欠点がある。
【００１０】
上記▲２▼の濾材では、十分な強度を得るために１２５０〜１３００℃という高温で焼成しているが、この場合、珪藻土の溶融が起こり、珪藻土の持つ特異な微細孔と粒子形状が失われるために、珪藻土が本来有する、目詰まりを起こさずに夾雑物を濾過するという優れたろ過性能が得られにくい。なお、上記温度よりも低い焼成温度では十分に焼結しないため、使用に耐え得る十分な強度が得られず、濾過助剤の厚さも７〜１０ｍｍ、あるいはそれ以上が必要となって濾材が大型化するという問題が生じる。
【００１１】
また、上記▲３▼の濾材では、上記▲２▼の濾材よりも低い温度で焼結可能であるが、この濾材でも結合材との反応、焼結によって、珪藻土特有の性能が損なわれてしまい、優れた濾過特性が得られにくい。
【００１２】
このように、濾過助剤を用いた従来の技術では、濾材及び浄水器の小型化、強度の確保、濾過性能の維持が難しく、家庭向け浄水器用としては普及が進んでいないのが現状である。
【００１３】
特に、小型化については、単に浄水器を小型化するだけでは、流量が少ない；寿命が短い；浄化性能が得られない；といった問題が生じる。
【００１４】
従って、本発明は、小型コンパクトで高い浄水性能と耐熱性を有する無機質濾材とこの無機質濾材を用いた浄水器を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無機質濾材は、
透水性セラミックスよりなる支持体の表面に濾過助剤の固化層が積層一体化されてなり、該透水性セラミックスの成分が、ＳｉＯ２７０〜８８重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１５重量％、ＣａＯ５〜２３重量％であり、該濾過助剤が珪藻土、ゼオライト等の多孔質粒子からなり、該固化層は焼成により該支持体に一体化されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の無機質濾材は、透水性セラミックスよりなる支持体と濾過助剤の固化層とを組み合わせて一体構造とすることにより、濾材として必要な強度は支持体の透水性セラミックスで確保しつつ、濾過助剤の固化層で濾過性能と寿命を確保する。このように支持体の透水性セラミクスと濾過助剤層とを一体構造とすることにより、濾過面積の小さな無機質濾材を提供することが可能となり、従来と同等の夾雑物除去性能、濾過流量及び寿命を維持した上で、従来よりも小型でコンパクトな浄水器の提供が可能となる。
濾過助剤として、珪藻土、ゼオライト等の多孔質粒子を用いていることから、濾材は、透水性セラミックスと、珪藻土やゼオライトなどの無機鉱物だけで構成されたものとなり、高い耐熱性を得ることができ、５０℃以上の温水を連続的に通水しても、劣化、破損することなく長期にわたり浄化を継続することができる。
更に、支持体の透水性セラミックスの成分をＳｉＯ２７０〜８８重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１５重量％、ＣａＯ５〜２３重量％としていることから、支持体と濾過助剤との親和力が高くなり、濾過助剤層の剥離防止効果が得られる。支持体の透水性セラミックスの成分はＳｉＯ２７５〜８５重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％、ＣａＯ１０〜２０重量％であることが特に好ましく、このような透水性セラミックスであれば、浄水器に適用した場合に、Ｃａ２＋等のミネラル供給機能や、
Ｃａ２＋イオンの溶出に起因する濾材表面の微アルカリ化により、細菌増殖を抑制する機能を付加させることが可能である。
【００１７】
特に、本発明では濾過助剤として細孔容積が０．５ｃｃ／ｇ以上の多孔質無機粒子を用い、濾過助剤の固化層（以下「濾過助剤層」と称す場合がある。）の厚さを１〜６ｍｍとすることにより、比較的低圧損で水道水中の夾雑物を濾過助剤層で捕捉することができるようになり、中空糸膜、セラミックス膜のように表面で夾雑物を捕捉するものに比べて、濾過面積を１／２０程度に小さくしながら、同等の濾過流量、寿命を確保することが可能となる。特に、濾過助剤の細孔容積を１．０ｃｃ／ｇ以上とし、濾過助剤層の厚さを２ｍｍ以上とすることにより、より一層優れた性能を確保することができる。
【００１９】
本発明にかかる濾過助剤層は焼成により固化されていることが好ましく、この焼成により支持体である透水性セラミックスとの界面と反応焼結して一体化されていることが好ましい。このように焼成を行うことによって、濾過助剤層は支持体の透水性セラミックスに適度に固着したものとなり、一般家庭向け浄水器として止水、通水を繰り返しても、濾過助剤層が剥離・崩壊することがない。また、この焼成温度が８００〜１２４０℃であれば、濾過助剤は溶融しないので、細孔容積０．５ｃｃ／ｇ以上が維持され、目詰まりを抑制しながら夾雑物を除去できる優れた濾過性能を損なうことなく、透水性セラミックスに固着させることができる。また、焼成の際、フラックスや酸化アルミニウムなどの結合材を加えないことも、濾過助剤の溶融による細孔容積の低下を防ぎ、濾過性能低下の防止に有効である。
【００２１】
本発明の無機質濾材の濾過助剤層は、濾過助剤の粒度及び／又は成分の異なる２以上の層よりなる複合層であっても良い。
【００２２】
本発明の浄水カートリッジは、このような無機質濾材と接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたもの、或いは、このような無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたもの、或いは、このような無機質濾材と、該無機質濾材の表面に設けられた活性炭層と、該活性炭層の表面に更に活性炭の崩壊を防止するための透水性を有する活性炭保護層を設け、接合部材及び封止部材とを組み合わせて一体構造としたものであり、コンパクトで優れたろ過性能を得ることができる。無機質濾材の表面に活性炭層を設けることで、水道水中の塩素の除去も可能となり、該活性炭層の表面に更に透水性を有する活性炭保護層を設けることで、活性炭層の崩壊を防ぐことができる。また、該活性炭保護層の色を白色とすることにより、水道水中に含まれるサビなどの成分によって該浄水カートリッジの使用に伴って活性炭保護層は変色していくため、該浄水カートリッジの使用状況を知る目安となる。
【００２３】
浄水カートリッジ表面に透水性を有する活性炭保護層を設けた場合には、該活性炭保護層表面に装飾及び／又は文字を表示しても良い。一般に、装飾及び／又は文字は、透水性・柔軟性のない、例えば封止部材の表面に表示される。しかし、本発明の如きコンパクトな浄水カートリッジを得るためには、カートリッジ外表面のうち、透水性を有する部分の面積を大きくし、透水性のない部材の表面積は小さくすることが要求されるため、該封止部材等に装飾や文字を表示することが困難であった。そこで、本発明では、一般には装飾等が施されることがない、カートリッジ外表面の大部分を占める活性炭保護層に着目し、該活性炭保護層に装飾及び／又は文字を表示した。
【００２４】
装飾の例として、一般に認知された会社シンボルマークを表示することで、使用者がカートリッジを購入する際にカートリッジのメーカーを改めて調べる必要がなく、文字の例としてカートリッジ品番を表示することで、使用者がカートリッジを購入する際に、別に保管した取扱説明書等でカートリッジの品番を改めて調べる必要がない。
【００２５】
また、本発明の浄水器は、このような本発明の無機質濾材又は浄水カートリッジが組み込まれたものであり、複雑な操作が不要で、コンパクトさが要求される家庭向け浄水器として好適である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の無機質濾材、浄水カートリッジ及び浄水器の実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の無機質濾材の実施の形態を示す一部を断面とした斜視図であり、図２〜４はこの無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの実施の形態を示す縦断面図である。図５は図４の浄水カートリッジにおいて、活性炭保護層の外表面に装飾及び／又は文字を表示した浄水カートリッジの実施の形態を示す側面図である。図６は図２の浄水カートリッジを組み込んだ本発明の浄水器の実施の形態を示す縦断面図である。
【００２８】
図１中、１は本発明の無機質濾材を示し、この無機質濾材１は透水性セラミックスよりなる円筒形の支持体２と濾過助剤層３とで構成されている。この無機質濾材１は、透水性セラミックスよりなる支持体２の外周表面上に濾過助剤の層を形成後、８００〜１２４０℃で焼成することで濾過助剤を適度に固化すると共に、透水性セラミックスとの界面で固着させ、濾過助剤層３の支持体２からの剥離や濾過助剤層３の崩壊を防いでいる。
【００２９】
ここで用いられる濾過助剤としては珪藻土、ゼオライト等の多孔質無機粒子である。特に本発明においては珪藻土が好適である。
【００３０】
このような無機質濾材１を浄水器に組み込むには、図２〜４に示す如く、浄水器との接合部材を取り付けた浄水カートリッジとする。
【００３１】
図２の浄水カートリッジ１０は、支持体２と濾過助剤層３とからなる無機質濾材１の両端に浄水器との接合部材４と封止部材５とを取り付けたものである。
【００３２】
無機質濾材１と接合部材４及び無機質濾材１と封止部材５はそれぞれ接着剤６で隙間がないように密着させて、被濾過水の全てが無機質濾材１を通過するような構造とされている。
【００３３】
なお、水道水中の夾雑物以外の、例えば残留塩素等を除去するために、図３に示す如く、無機質濾材１の外周に活性炭７を配置した構造とし、これに接合部材４Ａ及び封止部材５Ａを取り付けた浄水カートリッジ１０Ａとしても良い。この場合も、活性炭７及び無機質濾材１と接合部材４Ａ、活性炭７及び無機質濾材１と封止部材５Ａをそれぞれ接着剤６で隙間がないように密着させて、被濾過水の全てが活性炭７及び無機質濾材１を通過するような構造とする。
【００３４】
図４は、図３に示した浄水カートリッジ１０Ａにおける活性炭７の表面に、活性炭保護層１１、活性炭保護層１２を配置した浄水カートリッジ１０Ｂを示す。この場合も、接合部材４Ｂ及び封止部材５Ｂの取り付け部はそれぞれ接着剤６で隙間がないように密着させて、被濾過水の全てが活性炭保護層１２、活性炭７、活性炭保護層１１及び無機質濾材１を通過するような構造とする。
【００３５】
活性炭保護層１１は活性炭７からなる円筒の内表面に密着しており、このような構造とすることで、活性炭７からなる円筒内に無機質濾材１を挿入して浄水カートリッジ１０Ｂを製造する方法を取っても、無機質濾材１を挿入する際に活性炭７からなる円筒の内表面を傷つけることがない。
【００３６】
活性炭７からなる円筒の外表面に活性炭保護層１２を設けることで、該活性炭７からなる円筒の崩壊を防ぐことができる。また、活性炭保護層１２の色を白色とすることで、浄水カートリッジ１０Ｂの使用状況を知る目安となる。これは水道水中に含まれる夾雑物Ｓの一部である鉄サビなどの成分によって、浄水カートリッジ１０Ｂの使用に伴って活性炭保護層１２が赤褐色に変色していく過程を、目視で確認できるためである。
【００３７】
なお、ここで用いられる透水性を有する活性炭保護層１１、１２としては不織布、織布、金網等が例示されるが、特に本発明においては不織布が好適である。
【００３８】
図５は図４に示す浄水カートリッジ１０Ｂの透水性を有する活性炭保護層１２の外表面に装飾及び／又は文字を表示し、浄水カートリッジ１０Ｃとしたものの側面図である。装飾の例として、魚等のイラストを表示するのみでも美観が向上するが、例えば、一般に認知された会社シンボルマークを表示することで、使用者がカートリッジを購入する際にカートリッジのメーカーを改めて調べる必要がない。また、文字の例としてカートリッジ品番や注文先の電話番号、電子メールアドレスを表示することで、使用者がカートリッジを購入する際に、別に保管した取扱説明書等でカートリッジの品番や注文先を改めて調べる必要がない。また、矢印などの記号を表示することで、カートリッジの装着方向を示すことができる。
【００３９】
なお、装飾及び／または文字を表示する手段としては、インクによる印刷、レーザーによる焼き付けなどが例示されるが、特に本発明においては印刷による方法が好適である。
【００４０】
図６は、図２に示す浄水カートリッジ１０を組み込んだ浄水器２０を示す。この浄水器２０の外殻は、浄水器枠体２１及び浄水器枠体２２を螺合して構成されている。浄水カートリッジ１０は浄水器枠体２１側に図６に示すように組み込まれ、Ｏリング８で間隙が封止されている。浄水器枠体２２は図示していない給水栓と連結されており、給水栓を開けることで、夾雑物Ｓを含んだ水道水が浄水器枠体２２の下部より矢印Ｙ１に示す如く供給される。夾雑物Ｓを含んだ水道水は浄水カートリッジ１０の外側領域Ａから無機質濾材１の濾過助剤層３及び支持体２を透過して浄水カートリッジ１０の内側の領域Ｂに流入するが、この際、水道水中の夾雑物Ｓは濾過助剤層３で捕捉され、夾雑物Ｓを含まない清澄な水道水が、浄水器枠体２１の上部より矢印Ｙ２に示す如く吐水される。
【００４１】
この濾過の際、水道水中の夾雑物Ｓは濾過助剤層３の濾過助剤の持つ独特の粒子形状と微細孔によって得られる高い細孔容積とその厚さにより、濾過助剤層３の内部にまで浸透して捕捉されるので、目詰まりが抑制され、濾材表面のみで粒子を捕捉する場合よりも同一の濾過性能において濾過面積を１／２０程度に小さくできる。このため、無機質濾材１を小さくすることが可能となるので、従来よりもコンパクトな浄水器２０が提供される。
【００４２】
また、濾過の際には、濾過助剤層３に、図６のＡ領域からＢ領域へ流れ方向の水圧がかかるが、濾過助剤層３は強度の高い透水性セラミックスよりなる支持体２によって支持されているので、水圧によって濾過助剤層３が崩壊することはない。
【００４３】
更に、給水栓を閉じ、水道水の供給を停止しても、濾過助剤層３は焼成によって固化されているため、透水性セラミックスよりなる支持体２から剥離することもない。
【００４４】
しかも、無機質濾材１は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を中心とした無機鉱物で構成されているため、優れた耐熱性を有し、５０℃以上の温水を長期に亘り浄化することも可能である。
【００４５】
外周に活性炭７を配置した図３に示す浄水カートリッジ１０Ａ、又は、図４に示す浄水カートリッジ１０Ｂ、又は、図５に示す浄水カートリッジ１０Ｃも、同様に浄水器に組み込むことができ、この場合には、水道水中の夾雑物のみならず、残留塩素等も除去可能となり、更には給水停止時の濾過助剤層３の剥離防止効果も向上する。
【００４６】
本発明において、濾過助剤を固化させるための焼成温度が低過ぎ８００℃未満では、濾過助剤を十分固化させることができず、この温度が高過ぎ１２４０℃を超えると濾過助剤が溶融して濾過助剤の微細孔や独特の粒子形状が損なわれ、濾過性能が低下する。このため、焼成温度は８００〜１２４０℃とするのが好ましい。この焼成温度は特に１０００〜１２００℃であることが好ましい。
【００４７】
また、無機質濾材の濾過性能を十分高くするために、濾過助剤層の形成に用いる濾過助剤は細孔容積が０．５ｃｃ／ｇ以上、特に１ｃｃ／ｇ以上であり、支持体の透水性セラミックスの細孔容積の３倍以上であることが好ましい。
【００４８】
なお、支持体の透水性セラミックスの細孔容積は、過度に高いと強度が損なわれ、過度に低いと通水抵抗が大きくなることから、０．２〜０．３ｃｃ／ｇ程度であることが好ましい。
濾過助剤のより好適な細孔容積は、１．０〜３．０ｃｃ／ｇである。
【００４９】
また、無機質濾材の濾過助剤層の内部での捕捉能力を十分に得るために、濾過助剤層の厚さは１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上であることが好ましく、支持体の厚さの１倍以上であることが好ましい。濾過助剤層は過度に厚いと無機質濾材が大型化することから６ｍｍ以下であることが好ましい。
濾過助剤層は図１に示す如く、単一層として形成する他、粒度や成分の異なる層を２層以上積層した複合層としても良い。
【００５０】
図７は粒度の異なる２層の濾過助剤層を形成した無機質濾材１Ａを示す、一部を断面とした斜視図であり、透水性セラミックスよりなる支持体２上に、粒度の小さい濾過助剤層３Ａと粒度の大きい濾過助剤層３Ｂとが積層形成されている。
【００５１】
このように、粒度の大きい濾過助剤層３Ｂを外側とし、粒度の小さい濾過助剤層３Ａを内側とした無機質濾材１Ａであれば、水道水中の夾雑物のうち大きいものを外側の濾過助剤層３Ｂで予め除去し、内側の濾過助剤層３Ａでより小さい夾雑物を除去することで、濾過助剤により夾雑物を捕捉する領域を分散し、より一層小型で長寿命な無機質濾材とすることができる。
【００５２】
また、このように濾過助剤層を複層化する場合、濾過助剤の成分を変え、例えば濾過助剤層３Ａをゼオライトで形成し、濾過助剤層３Ｂを珪藻土で形成したり、濾過助剤層３Ａを風化花崗岩とし、濾過助剤層３Ｂを珪藻土としたり、目的に応じて濾過助剤層の成分を変えても良い。例えば、濾過助剤層３Ａをゼオライト、濾過助剤層３Ｂを珪藻土とした場合には、濾過助剤層３Ｂで水道水中の夾雑物を除去し、濾過助剤層３Ａで更に有機物を吸着させることができる。この濾過助剤層３Ａを風化花崗岩とした場合には、濾過助剤層３Ａから溶出するＣａ２＋などにより、ミネラルを供給することができる。
以下に、本発明の無機質濾材の支持体を構成する透水性セラミックスの好適な成分配合について説明する。
【００５３】
本発明に係る透水性セラミックスの成分配合は、以下の理由から、ＳｉＯ２７０〜８８重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１５重量％、ＣａＯ５〜２３重量％である。このような透水性セラミックスは、特公平２−１２８９９号公報に記載されている。
【００５４】
即ち、このような成分配合となる原料を１２４０℃以下で焼成する過程において、約１０００℃でゲーレナイト（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、ワラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）、アノルサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）が生じるが、更に焼成が進むに従い、これらのゲーレナイト等は消失し、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２３成分の共融反応によって低融点の液相が生じて、ＳｉＯ２粒子と結合し、細孔径の均一な透水性セラミックスを得ることができる。
【００５５】
特に、透水性セラミックスの成分配合は、以下の理由からＳｉＯ２７５〜８５重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％、ＣａＯ１０〜２０重量％とすることが好ましく、このような透水性セラミックスは特開平８−２１７５６６号公報に記載されている。
【００５６】
即ち、ＳｉＯ２７０〜８８重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１５重量％、ＣａＯ５〜２３重量％の３成分であれば、上記の如く、その焼成過程で、ゲーレナイト、ワラストナイト、アノルサイトが生じ、更に焼成することで消失していくが、この３成分配合を特にＳｉＯ２７５〜８５重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％、ＣａＯ１０〜２０重量％に限定することで、ワラストナイトの生成量を増やすことが可能であり、一部を未反応のまま透水性セラミックス中に残すことができる。ワラストナイトは水と接することで、Ｃａ２＋イオンを除放するため、ワラストナイトを含む透水性セラミックスを無機質濾材に適用することで、Ｃａ２＋イオン等のミネラルを特に十分に供給する機能と、Ｃａ２＋イオンの供給に起因するフィルタ表面の微アルカリ化により、細菌増殖を抑制する機能を同時に得ることができる。
【００５７】
図８はこのような成分の透水性セラミックスよりなる支持体２を用いた無機質濾材１Ｂを示す、一部を断面とした斜視図である。
【００５８】
濾過助剤層３の濾過助剤として、例示される珪藻土はＳｉＯ２を８０％以上含む鉱物であり、ゼオライトもＳｉＯ２を中心に構成される鉱物である。これらを材料にして透水性セラミックスよりなる支持体２の表面に濾過助剤からなる層を形成し、８００〜１２４０℃で焼成すると、支持体２の透水性セラミックス表面の低融点の液相と、濾過助剤中のＳｉＯ２が、その界面で共融反応し、反応層９が生成する。この反応層９の生成によって、透水性セラミックスと濾過助剤との結合が強まり、濾過助剤層３の剥離防止効果が高められる。なお、この反応層９の生成は透水性セラミックスと濾過助剤とが接するごく薄い界面のみで起こるため、濾過助剤が持つ夾雑物を捕捉する性能が、反応層９の形成により損なわれることはない。
【００５９】
図１〜８に示す無機質濾材は、いずれも透水性セラミックスよりなる円筒形の支持体２の外周面上に濾過助剤層３を一体的に形成したものであるが、本発明の無機質濾材は、図９に示す如く、透水性セラミックスよりなる円筒形の支持体２の内周面に濾過助剤層３を形成した無機質濾材１Ｄであっても良い。
このような無機質濾材１Ｄであっても、図２に示す浄水カートリッジ１０と同様にして接合部材４と封止部材５を接着剤６で取り付けた浄水カートリッジとし、これを図６の浄水器２０と同様に組み付けることにより、浄水器を構成することができる。
【００６０】
図１０は、このような浄水器２０Ｄを示し、無機質濾材１Ｄを浄水カートリッジ１０Ｄとしたものが組み付けられている。この浄水器２０Ｄでは、浄水器枠体２１は図示していない給水栓と連結されており、給水栓を開けることで、夾雑物Ｓを含んだ水道水が浄水器枠体２１の上部より矢印Ｙ１に示す如く供給される。そして、この水道水が浄水カートリッジ１０Ｄの内側の領域Ｂから浄水カートリッジ１０Ｄの外側の領域Ａに透過し、その間に水道水中の夾雑物Ｓは濾過助剤層３で捕捉され、夾雑物Ｓを含まない清澄な水道水が浄水器本体２２の下部より矢印Ｙ２に示す如く吐水される。
【００６１】
この浄水器２０Ｄであっても、水道水を濾過する際に水圧がかかっても、濾過助剤層３は、強度の高い支持体２により支持されているため、水圧により濾過助剤層３が崩壊することはない。また、濾過助剤層３は焼成により固化され、支持体２に固着されているため、給水を停止することにより、濾過助剤層３が支持体２から剥離することもない。
【００６２】
特に、この浄水器２０Ｄでは、水道水中の夾雑物Ｓが無機質濾材１Ｄの内側の濾過助剤層３で捕捉され、無機質濾材１Ｄの外表面には浸出してこないため、使用済みの浄水カートリッジ１０Ｄを交換する際に、浄水カートリッジ１０Ｄの外表面を手で触れても夾雑物で手が汚れることがないという利点もある。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、透水性セラミックスよりなる支持体上に濾過助剤を積層して固化した一体構造の本発明の無機質濾材であれば、透水性セラミックスと濾過助剤の一体構造としたことにより、十分な強度、寿命、耐熱性を有し、かつ高性能でコンパクトな無機質濾材及び浄水カートリッジを提供することができる。
【００６４】
このような無機質濾材又は浄水カートリッジを組み込んだ本発明の浄水器は家庭用浄水器として好適であり、特に、無機質濾材の支持体の透水性セラミックス成分を特定のものに選択することで、Ｃａ２＋イオン等のミネラル供給が可能となり、更にはＣａ２＋イオンの供給に起因するフィルタ表面の微アルカリ化により、細菌の増殖を抑制する効果を持つ浄水器を提供することが可能である。
更に、活性炭及び活性炭保護層を有する浄水カートリッジ外表面のうち、該活性炭保護層の外表面に装飾及び／又は文字を表示することで、浄水カートリッジに関する情報を、ユーザーの手間を煩わせることなく提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無機質濾材を示す一部を断面とした斜視図である。
【図２】図１の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの実施の形態を示す縦断面図である。
【図３】図１の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】図１の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】図１の無機質濾材を組み込んだ本発明の浄水カートリッジの異なる実施の形態を示す側面図である。
【図６】本発明の浄水器の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の無機質濾材の他の実施の形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図８】本発明の無機質濾材の別の実施の形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図９】本発明の無機質濾材の異なる実施の形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図１０】本発明の浄水器の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ、１Ｂ，１Ｄ  無機質濾材
２  支持体
３  濾過助剤層
４，４Ａ，４Ｂ  接合部材
５，５Ａ，５Ｂ  封止部材
６  接着剤
７  活性炭
８  Ｏリング
９  反応層
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  浄水カートリッジ
２０，２０Ｄ  浄水器
Ｓ  夾雑物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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