(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布と多孔質中空糸膜とを組み合わせた浄水器であって、その不織布が、多孔質中空糸膜の水路の下流に位置され、不織布繊維径１〜３００μｍのオレフィン系不織布に放射線グラフト重合法により重金属除去機能を有するイミノジ酢酸官能基を導入したものであり、飲料水として適切な水質を提供するために、水酸化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液を順に通水させることによってその官能基をカルシウム型に置換しておくことからなる浄水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、次世代の浄水器となるところの重金属除去用不織布を組み込んだ浄水器に関するものである。特に、本発明は、重金属を除去する機能を有する不織布と多孔質中空糸膜とを組み込んだ浄水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水道水質の悪化が問題となっており、それに伴って家庭用浄水器の売上げ高も伸びている状況にある。汚染物質として認識されているものには、かび臭、カルキ臭、鉄さび等があるが、現状では鉛に関してはさほど問題にされていない。ところで、鉛に関する問題は従来給水管として敷設されていた鉛管に起因するものであるが、現在では新規に鉛管を敷設することはなくなっている。
【０００３】
しかし、全国４０００万戸の住宅のうち約１０００万戸（２５％）の家庭では未だ鉛管を通過した水が上水道として使用されている。鉛は必須元素ではなく、ＷＨＯによる飲料水水質ガイドラインでは飲料水として望ましいレベルとして１０μｇ／ｌ以下に設定している。このガイドライン値を越える飲料水を採取しても直ちに健康に影響が生ずるものではないが、特に小児の摂取量が増した場合には知能障害等につながる可能性が指摘されている。
【０００４】
日本の水質基準は１９９３年１２月に改正され、鉛は、１００μｇ／ｌ以下であったものが５０μｇ／ｌに強化され、さらに１０年後には１０μｇ／ｌにすることがうたわれている。
【０００５】
以上の如く、上水中の鉛の問題は認知され、敷設された鉛管を塩ビ管に取替える対策は行われつつあるが、全国で１／４の鉛管を全てすぐに取替えるには多大なる労力と費用を要する。故に、一般市民が当面なすべき対策の一つは浄水器を設置し、それにより鉛管から溶出した鉛を除去すればよいと考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現在使用されている浄水器は、鉄さび及び雑菌等は除去しても、鉛を十分に除去する機能を有するものは無い。浄水器で鉛成分を除去する機能をうたったものがあるが、初期の除去能は高くても、その能力は不十分で、すぐに除去能が低下することが、詳細な検討の結果明らかになった。その浄水器は、活性炭の後段（下流）側に鉛除去機構を設置、さらにその後段側に中空糸膜を設置するという構造をとっていた。しかし、その初期除去能は９０％近くあっても通水していくうちにすぐに８０％以下に低下し、寿命がはなはだ短いという問題点があった。
【０００７】
また、鉛除去用浄水器はその仕様を考慮した場合、鉛を十分に除去する性能が長寿命であることはもちろんであるが、従来備わっていた機能を損ねるようなことがあってはならない。例えば処理流量を十分に確保できること、圧力損失をできるだけ小さくできること等は当然備わるべき機能である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記問題点を解決することを目的として詳細に検討し、以下の結果を得た。即ち、本発明の浄水器は、不織布が多孔質中空糸膜の水路の下流に位置され、その不織布が、放射線グラフト重合法により重金属除去機能を有するイミノジ酢酸官能基を導入されたものであり、飲料水として適切な水質を提供するために、２％水酸化ナトリウム水溶液、５％塩化カルシウム水溶液を順に通水させることによってその官能基をカルシウム型に置換しておくものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、十分な鉛除去能力を有した機能を有する不織布を中空糸膜の後段に配置する浄水器により鉛成分を完璧に除去するものである。本発明者らが鋭意検討した結果、浄水器に鉛除去機能を有する不織布を組み入れる場合、中空糸膜の前段（上流）では初期性能は９０％近くあるが、すぐに性能が低下した。これは既に述べた現在使用されている鉛除去用浄水器と同等の特性であった。
【００１０】
しかし、本発明における中空糸膜の後段に不織布を配置した場合においては、長期間にわたって鉛除去率は９７％以上であった。これに対し、中空糸膜だけを備えたものでは鉛除去率は１０％以下であり、また当該不織布だけを備えた場合には鉛除去率は初期で８８％であったが、次第にその除去率が低下したため、鉛除去用浄水器として使用するには不適切であった。ゆえに中空糸膜と本発明の不織布との組み合わせからなる構成は不可欠である。
【００１１】
また本発明の不織布を浄水器に組み込んで使用する場合には、飲料水を作るという目的から、適切なｐＨ範囲の水を作る必要がある。そのためにはイミノジ酢酸基を導入しただけの不織布では不適切で、前処理として２％水酸化ナトリウム水溶液、５％塩化カルシウム水溶液を順に通水させることによって官能基をカルシウム型に置換する必要があり、これを怠ると不織布を通過した透過液のｐＨが著しく低下し、飲料水として不適切なものとなることを見いだした。
【００１２】
以下、実施例により本発明の構成および効果を具体的に述べるが、いずれも本発明を限定するものではない。
【００１３】
【実施例１】
ポリプロピレン製の不織布（目付３０ｇ／ｍ２、繊維径１．８μｍ）に電子加速器（加速電圧２ＭｅＶ、電子線電流１ｍＡ）を用いて、窒素雰囲気下で２００ｋＧｙを照射したのち、減圧下でグリシジルメタクリレートを接触させ、グラフト重合反応を行い、質量増加率（グラフト率）３６１％の不織布を得た。このグラフト膜をジメチルスルホキシドが５０％含まれるイミノジ酢酸水溶液に浸し、８０℃で２４ｈ反応させ、イミジノ酢酸基量が基材１ｇあたり２．０ｍｍｏｌの、キレート形成基を有するキレート不織布を得た。
【００１４】
このキレート不織布を中空糸膜の後段（下流）に組み入れて透水試験を行った。まず前処理として２％水酸化ナトリウム水溶液、５％塩化カルシウム水溶液を順に通水させることによって官能基をカルシウム型に置換した。その後、不織布を直径２５ｍｍ、厚さ１．８ｍｍとしたものに対し、水道水を市販の中空糸膜を通過させて濁質成分を除去した後に鉛を１５０ｐｐｂ加えｐＨ＝７とした供給液をＳＶ＝５００［ｈ−１］で透過した。不織布を通過した液を５０ｍｌずつ分画した結果、１２分画においても透過液の中の鉛濃度は３ｐｐｂ以下であった。ゆえに、中空糸膜の後段にキレート不織布を配置すれば実用上十分な鉛除去能を有する浄水器が得られることがわかる。
【００１５】
【比較例１】
実施例１と同一のキレート不織布を用い、これを中空糸膜の前段に組み入れ、鉛を加えた水道水を供給液として用いて透過試験を行った結果、１分画では鉛除去率が８８％であったが、６分画では７９％に低下した。これは水道水中の濁質成分が予め中空糸膜によって除去されなかったために、中空糸膜の前段に配置されたキレート不織布が濁質除去機能を担い、結果として鉛除去機能が低下したためと考えられる。よって、本発明のキレート不織布を鉛除去用浄水器に組み入れる場合には、中空糸膜の後段に配置する必要であることがわかった。
【００１６】
【比較例２】
実施例１と同一のキレート不織布を用い、これを中空糸膜の後段に組み入れ、これに２％水酸化ナトリウム水溶液、５％塩化カルシウム水溶液を順に通水するという前処理を施さない場合には、透過液中の鉛濃度が通水初期にも高くなり、吸着能がはなはだ低かった。また透過液のｐＨも供給液のそれに比べて著しく低下し、飲料水としては不適切なものとなった。よって、キレート不織布を中空糸膜の後段に配置した場合であっても、２％水酸化ナトリウム水溶液、５％塩化カルシウム水溶液による前処理が必要であることがわかった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、中空糸膜とイミノジ酢酸基を有した機能性不織布との組み合わせによって、従来存在し得なかったハイレベルの鉛除去機能を有した浄水器を開発するめどを立てることができた。