(57)【要約】  セラミックフィルタであって、  （ａ）約７５重量％〜約９５重量％の珪藻土と、  （ｂ）約１０重量％〜約２０重量％の溶剤、及び  （ｃ）約０．００３重量％〜約０．４重量％の金属化合物を含んで構成されるセラミックフィルタ。  なお、前記重量％は、セラミックフィルタの重量に対する％を示す。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックフィルタであって、
（ａ）約７５重量％〜約９５重量％の珪藻土と、
（ｂ）約１０重量％〜約２０重量％の溶剤と、及び、
（ｃ）約０．００３重量％〜約０．４重量％の金属化合物と、
を含んで構成されるセラミックフィルタ。
なお、前記重量％は、セラミックフィルタの重量に対する％を示す。
【請求項２】
前記金属化合物は、銀を除くVI−XII金属化合物を含んで構成される請求項１に記載のセラミックフィルタ。
【請求項３】
前記金属化合物は、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛の中から選択される請求項２に記載のセラミックフィルタ。
【請求項４】
前記金属化合物は、銅及び亜鉛の中から選択される請求項３に記載のセラミックフィルタ。
【請求項５】
前記金属化合物は、銅である請求項４に記載のセラミックフィルタ。
【請求項６】
前記金属化合物は、前記セラミックフィルタの重量に対し、約０．０５％〜約０．３％、好ましくは、約０．１％〜約０．２５％、より好ましくは、約０．１３％〜約０．２３％、最も好ましくは、約０．１８％の量を該フィルタ内に有する請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項７】
１．５μｍ以上の径を有する物質を除去可能である請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項８】
約０．３０〜約０．５５、より好ましくは約０．３５〜約０．５０又は約０．３７〜約０．４５、最も好ましくは、約０．４０の圧縮率を有する請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項９】
約２．０ｍｍ〜約４．０ｍｍ、好ましくは約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍ、特に約３．２ｍｍの厚さを有する請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項１０】
前記珪藻土は、少なくとも７０％のシリカ、約４％〜約８％のナトリウム、約２％〜約４％のマグネシウム及び約１．５％〜約２．５％のフェライトを含んで構成される請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項１１】
前記珪藻土は、商品名ＦＷ−１４及びＦＷ−８０で販売される混合珪藻土の混合物であり、好ましくは前記珪藻土の重量混合比が約３０：７０〜約７０：３０、より好ましくは約６０：４０〜約４０：６０、最も好ましくは約５０：５０である請求項１０に記載のセラミックフィルタ。
【請求項１２】
前記珪藻土は、前記セラミックフィルタの重量に対し、約８０％〜約９０％、好ましくは、約８１％〜約８７％、より好ましくは、約８３％〜約８５％、最も好ましくは、約８４％の量を有する請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項１３】
前記溶剤は、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、カルサイト（ＣａＣＯ３）、チョーク（ＣａＣＯ３）、コーンウォール石、白雲石（ＣａＣＯ３．ＭｇＣＯ３）、長石（カリウム）（Ｋ２Ｏ.Ａｌ２Ｏ３.６ＳｉＯ２）、長石（ナトリウム）（Ｎａ２Ｏ．Ａｌ２Ｏ３.６ＳｉＯ２）、鱗雲母（Ｌｉ２Ｆ２.Ａｌ２Ｏ３.３ＳｉＯ２）、石灰石（ＣａＣＯ３）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、炭酸マグネシウム（軽）〔３ＭｇＣＯ３．Ｍｇ（ＯＨ）２３Ｈ２Ｏ〕、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、霞石閃長岩〔（Ｋ）ＮａＯ．Ａｌ２Ｏ３.４ＳｉＯ２〕、葉長石（Ｌｉ２Ｏ.Ａｌ２Ｏ３.８ＳｉＯ２）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、岩石の粉末、炭酸ナトリウム（ソーダ灰）（Ｎａ２ＣＯ３）、リシア輝石（Ｌｉ２Ｏ.Ａｌ２Ｏ３.４ＳｉＯ２）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、滑石（３ＭｇＯ.４ＳｉＯ２.Ｈ２Ｏ）、重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、珪灰石（ＣａＯ.ＳｉＯ２）木材灰、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及びホウ素含有化合物を含んで構成されるグループから選択された化合物を含んで構成される請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項１４】
前記溶剤は、ホウ素を含む化合物を含んで構成され、好ましくはホウ素の酸化物、ホウ素の塩及び該塩の水和物の中から選択される請求項１３に記載のセラミックフィルタ。
【請求項１５】
前記溶剤は、ホウ素の酸化物を含んで構成され、好ましくは化学式Ｂ２Ｏ３を有する酸化ホウ素である請求項１４に記載のセラミックフィルタ。
【請求項１６】
前記溶剤は、付加的に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及びシリカ（ＳｉＯ２）の少なくとも一方を含んで構成される請求項１５に記載のセラミックフィルタ。
【請求項１７】
前記溶剤は、約１０％〜約３０％、好ましくは約２０％の酸化ホウ素と、約２％〜約１５％、好ましくは約８％の酸化アルミニウム、と、及び約４０％〜約６０％、好ましくは約５０％のシリカを含んで構成される請求項１６に記載のセラミックフィルタ。
【請求項１８】
前記溶剤は、フリット（ガラス原料）の形態を有する請求項１３〜請求項１７のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項１９】
前記溶剤は、約３００℃〜約１５００℃、好ましくは約４００℃〜約１３００℃、より好ましくは約５００℃〜約１２００℃、特に約１０５０℃の焼成温度を有する請求項１〜請求項１８のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項２０】
前記溶剤は、前記セラミックフィルタの重量に対し、約１２％〜約１８％、好ましくは、約１４％〜約１６％、より好ましくは、約１５％の量を有する請求項１〜請求項１９のいずれか１つに記載のセラミックフィルタ。
【請求項２１】
請求項１〜請求項２０のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成であって、
（ａ）約１０重量％〜約３０重量％の珪藻土と、
（ｂ）約１重量％〜約６重量％の溶剤と、
（ｃ）約０．０５重量％〜約１．０重量％の金属化合物又はその塩又は該塩の水和物と、
（ｄ）約０．５重量％〜約６重量％のセルロース・ガムと、
（ｅ）約２％重量％〜約１０重量％の充填剤と、及び、
（ｆ）約５０重量％〜約８５重量％の水と、
を含んで構成される、セラミックフィルタを形成する組成。
なお、前記重量％は、組成の総重量に対する％を示す。
【請求項２２】
成分（ｃ）は、請求項２〜請求項５のいずれか１つに定義された金属化合物であり、塩又は該塩の水和物の形態で存在する請求項２１に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２３】
前記塩は、硫酸塩、炭酸塩、塩化物及び酢酸塩の中から選択され、好ましくは硫酸塩である請求項２２に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２４】
成分（ｃ）は、硫酸銅又はその水和物である請求項２３に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２５】
成分（ｃ）は、硫酸銅５水和物である請求項２４に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２６】
前記金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物は、前記組成の総重量に対し、約０．０７％〜約０．８％、好ましくは約０．１％〜約０．５％、より好ましくは約０．１５％〜約０．３％、最も好ましくは約０．２％の量を組成内に有する請求項２１〜請求項２５のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２７】
前記珪藻土は、前記組成の総重量に対し、約１４％〜約２６％、好ましくは約１６％〜約２４％、より好ましくは約１８％〜約２２％、最も好ましくは約２０％の量を前記組成内に有する珪藻土、及び、請求項１０又は請求項１１に定義された珪藻土の少なくとも一方である請求項２１〜請求項２６のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２８】
前記溶剤は、前記組成の総重量に対し、約２％〜約５％、好ましくは約２．５％〜約４．５％、より好ましくは約３％〜約４％、最も好ましくは約３．８％の量を前記組成内に有する溶剤、及び、請求項１３〜請求項１９のいずれか１つに定義された溶剤の少なくとも一方である請求項２１〜請求項２７のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項２９】
前記セルロース・ガムは、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びこれらの混合物の中から選択される請求項２１〜請求項２８のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３０】
前記セルロース・ガムは、カルボキシメチルセルロースである請求項２９に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３１】
前記セルロース・ガムは、カルボキシメチルセルロースナトリウムである請求項３０に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３２】
前記セルロース・ガムは、前記組成の総重量に対し、約１％〜約５％、好ましくは約１．５％〜約４％、より好ましくは約２％〜約３％、最も好ましくは約２．３％の量を前記組成内に有する請求項２１〜請求項３１のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３３】
前記充填材は、麻、綿、亜麻、絹、毛、セルロース、及びこれらの混合物の中から選択される請求項２１〜請求項３２のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３４】
前記充填材は、セルロースである請求項３３に記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３５】
前記充填材は、前記組成の総重量に対し、約３％〜約７％、好ましくは約３．５％〜約６％、より好ましくは約４％〜約５％、最も好ましくは約４．３％の量を前記組成内に有する請求項２１〜請求項３４のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３６】
前記水は、前記組成の総重量に対し、約５５％〜約８０％、好ましくは約６０％〜約７５％、より好ましくは約６５％〜約７０％、最も好ましくは約６８％の量を前記組成内に有する請求項２１〜請求項３５のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する組成。
【請求項３７】
請求項１〜請求項２０のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタであって、
（ａ）約５０重量％〜約９８重量％の珪藻土と、
（ｂ）約２重量％〜約２０重量％の溶剤と、
（ｃ）約０．１重量％〜約１．５重量％の金属化合物又はその塩又は該塩の水和物と、
（ｄ）約２重量％〜約２０重量％のセルロース・ガムと、及び、
（ｅ）約５％重量％〜約３５重量％の充填剤と、
を含んで構成される、セラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
なお、重量％は、前記前駆体フィルタの総重量に対する％を示す。
【請求項３８】
前記金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物は、請求項２２〜請求項２５のいずれか１つに定義された水和物であり、前記珪藻土は、請求項１０又は請求項１１に定義された珪藻土であり、前記溶剤は、請求項１３〜請求項１９のいずれか１つに定義された溶剤であり、前記セルロース・ガムは、請求項２９〜請求項３１のいずれか１つに定義されたセルロース・ガムであり、かつ、前記充填材は、請求項３３又は請求項３４に定義された充填材である、請求項３７に記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
【請求項３９】
前記金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物は、前記前駆体フィルタの総重量に対し、約０．２％〜約１．２％、好ましくは約０．３％〜約１．０％、より好ましくは約０．４％〜約０．８％、最も好ましくは約０．５％の量を有する請求項３７又は請求項３８に記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
【請求項４０】
前記珪藻土は、前記前駆体フィルタの総重量に対し、約５５％〜約９０％、好ましくは約６０％〜約８５％、より好ましくは約６２％〜約８０％、最も好ましくは約６５％の量を有する請求項３７〜請求項３９のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
【請求項４１】
前記溶剤は、前記前駆体フィルタの総重量に対し、約５％〜約１５％、好ましくは約８％〜約１４％、より好ましくは約１２％の量を有する請求項３７〜請求項４０のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
【請求項４２】
前記セルロース・ガムは、前記前駆体フィルタの総重量に対し、約４％〜約１５％、好ましくは約５％〜約１０％、より好ましくは約８％の量を有する請求項３７〜請求項４１のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
【請求項４３】
前記充填材は、前記前駆体フィルタの総重量に対し、約８％〜約３０％、好ましくは約１０％〜約２５％、より好ましくは約１３％の量を有する請求項３７〜請求項４２のいずれか１つに記載のセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタ。
【請求項４４】
請求項１〜請求項２０のいずれか１つに記載のセラミックフィルタの形成方法であって、
（Ａ）下記成分を混合することによって請求項２１〜請求項３６のいずれか１つに記載された組成を形成することと、
（ａ）約１０重量％〜約３０重量％の珪藻土と、
（ｂ）約１重量％〜約６重量％の溶剤と、
（ｃ）約０．０５重量％〜約１．０重量％の金属化合物又はその塩又は該塩の水和物と、
（ｄ）約０．５重量％〜約６重量％のセルロース・ガム、及び、
（ｅ）約２％重量％〜約１０重量％の充填剤、そして
（ｆ）約５０重量％〜約８５重量％の水
なお、前記重量％は、前記組成の総重量に対する％を示す。
（Ｂ）前記組成から水の一部を除去して、成形可能な堅さを有する組成を形成することと、
（Ｃ）前記組成を乾燥し、残存する水を全て除去して請求項３７〜請求項４３のいずれか１つに記載の前駆体フィルタを形成すること、及び、
（Ｄ）前記前駆体フィルタを焼成すること、と、
のステップを含んで構成されるセラミックフィルタの形成方法。
【請求項４５】
ステップ（Ｂ）では、前記組成を、約２０℃〜約４０℃、好ましくは約３０℃の温度で、約３０分〜約５時間、好ましくは約１時間〜約３時間、最も好ましくは約２時間寝かせる請求項４４に記載のセラミックフィルタの形成方法。
【請求項４６】
ステップ（Ｂ）の後でステップ（Ｃ）の前に、前記組成を所望の形状にカットする請求項４４又は請求項４５に記載のセラミックフィルタの形成方法。
【請求項４７】
前記カットされる形状は、略円板、好ましくは約２０ｍｍ〜約２５ｍｍ、より好ましくは略２２ｍｍの径を有した円板である請求項４６に記載のセラミックフィルタの形成方法。
【請求項４８】
ステップ（Ｃ）は、約９０℃〜約１１０℃、好ましくは約１００℃の温度で、約３０分〜約２時間、好ましくは約１時間の加熱を含んで構成される請求項４４〜請求項４７のいずれか１つに記載のセラミックフィルタの形成方法。
【請求項４９】
ステップ（Ｄ）において、前記焼成は、約８００℃〜約１２００℃、好ましくは約９００℃〜約１１５０℃、より好ましくは約１０００℃〜約１１００℃、最も好ましくは約１０８５℃の温度で実行される請求項４４〜請求項４８のいずれか１つに記載のセラミックフィルタの形成方法。
【請求項５０】
ステップ（Ｄ）において、前記前駆体フィルタに荷重を加えて焼成中に該フィルタを圧縮させる請求項４４〜請求項４９のいずれか１つに記載のセラミックフィルタの形成方法。
【請求項５１】
前記荷重は、約０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜約０．１ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは約０．０８ｋｇ／ｃｍ２である請求項５０に記載のセラミックフィルタの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックフィルタに関し、詳細には液体、特に、病原体又は汚染物質の除去のため水道水を濾過するセラミックフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの想定される飲料水源（例えば、公共事業や集合給水系、井戸水）の様々な水質により、これら水源の水は、概して飲料用には適さず、極端なケースでは、病原体又は汚染物質を含み、重い病気を引き起こしかねない。例えば、飲料水源の中にはクリプトスポリジウム、ジアルジア、大腸菌等の有害な原生動物又はバクテリアを含み、このため、その水を飲むことで肺病などの病気を生じることもありうる。このため、ボトル又はその他適当な容器に入った飲料水を購入する傾向が高まっているが、この種の水の購入は非常に高価につく。例えば、トレーニング時に大量の水を規則的に摂取する必要がある運動選手の場合、ボトル入り飲料水にかかる出費は、非常に高くなるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フィルタの濾材としてセラミックが知られ、水道水等の浄化液用のフィルタを含んでいる。しかし、この種のセラミックフィルタは、品質にバラツキがあり、通常は嵩張っていて持ち運びは比較的不可能であることが多く、かつ、前記水道水からの原生動物の除去など、病原体の除去に対して必ずしも信頼性を有していない。したがって、かかる問題を克服できるフィルタが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、水道水等の液体から、クリプトスポリジウム、ジアルジア等の有害な原生動物に限らずバクテリアやウイルスも同様に含む汚染物質を除去できるセラミックフィルタを提供することを目的とする。本発明に係るセラミックフィルタには、多くの潜在用途がある。例えば、ボトル等の容器に入った主に水道水を容器から取り出す際の浄化に使用されてもよい。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明に係る第１実施例によれば、以下の成分を含んで構成されるセラミックフィルタが提供される。
（ａ）約７５重量％〜約９５重量％の珪藻土と、
（ｂ）約１０重量％〜約２０重量％の溶剤と、及び、
（ｃ）約０．００３重量％〜約０．４重量％の金属化合物
なお、前記重量％は、セラミックフィルタの重量に対する％を示す。
【０００６】
本明細書において用語「溶剤」は、含有物の溶解温度を下げてセラミックの接着に導くガラス状媒介物の意味を意図する。
本発明での使用に適した金属化合物は、銀を除くVI−XII金属化合物群を含む。この金属化合物は、好ましくはクロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛の中から選択され、より好ましくは銅及び亜鉛から選択される。銅は、特に好ましい。該金属化合物は、セラミックフィルタの重量に対し、約０．０５％〜約０．３％、好ましくは約０．１％〜約０．２５％、より好ましくは約０．１３％〜約０．２３％、最も好ましくは約０．１８％の量を該フィルタ内に有しているのがよい。
【０００７】
前記セラミックフィルタは、好都合なことに、１．５μｍ以上の径を有した物質を除去することができる。
本発明に係るセラミックフィルタは、好ましくは約０．３０〜約０．５５、より好ましくは約０．３５〜約０．５０又は約０．３７〜約０．４５の圧縮率を有する。約０．４０の圧縮率が推奨値である。本明細書において用語「圧縮率」は、セラミックフィルタの焼成前の厚さ[ｍｍ]に対する焼成後の厚さ[ｍｍ]の比を意味しており、ここで、該セラミックフィルタには焼成中に約０．０８ｋｇ／ｃｍ２の荷重が加えられる。
【０００８】
本発明に係るセラミックフィルタは、好ましくは約２．０ｍｍ〜約４．５ｍｍ、より好ましくは約２．５ｍｍ〜約４．０ｍｍの厚さを有する。約３．２ｍｍの厚さが特に好ましい。
【０００９】
前記珪藻土は、好ましくは少なくとも７０％のシリカを有する。シリカ、ナトリウム、マグネシウム及びフェライトを含んで構成される珪藻土は、より好ましい。商品名「Ｃｅｌａｔｏｍ」で販売され、少なくとも７０％のシリカ、約４％〜約８％のナトリウム、約２％〜約４％のマグネシウム及び約１．５％〜約２．５％のフェライトを含んで構成される珪藻土は、特に好ましい。該珪藻土は、商品名Ｃｅｌａｔｏｍ  ＦＷで販売されたものが好ましく、ＦＷ−１２（平均粒径が約２４μｍで、約０．７μｍの粒径を有する物質を除去できる）、ＦＷ−１４（平均粒径が約２８μｍで、約０．７５μｍの粒径を有する物質を除去できる）、ＦＷ−１８（平均粒径が約３１μｍで、約０．８μｍの粒径を有する物質を除去できる）、ＦＷ−２０（平均粒径が約３３μｍで、約０．９μｍの粒径を有する物質を除去できる）、ＦＷ−４０（平均粒径が約４０μｍで、約１．０μｍの粒径を有する物質を除去できる）、ＦＷ−５０（平均粒径が約４２μｍで、約１．１μｍの粒径を有する物質を除去できる）、ＦＷ−６０（平均粒径が約４８μｍで、約１．２μｍの粒径を有する物質を除去できる）、又はＦＷ−８０（平均粒径が約７７μｍで、約１．６μｍの粒径を有する物質を除去できる）、若しくはこれらの混合物が、より好ましい。
【００１０】
前記珪藻土は、粒径が異なる２以上の珪藻土の混合物、例えば、平均粒径が約２５μｍ〜約３０μｍの珪藻土と、平均粒径が約７５μｍ〜約８０μｍの珪藻土との混合物を含んで構成されてもよい。平均粒径が約２８μｍの珪藻土と、平均粒径が約７７μｍの珪藻土との混合物は、好ましい。２つの珪藻土の混合物を使用すれば、該珪藻土は、粒径が約０．５μｍ〜約３．０μｍ、好ましくは粒径が約１．０μｍ〜約２．５μｍ、より好ましくは粒径が約１．５μｍ〜約２．０を有する物質を除去できてよい。商品名Ｃｅｌａｔｏｍ  ＦＷ１４及びＦＷ８０で販売されている珪藻土の混合物は好く、好ましくは、前記珪藻土の重量に対する混合比が約３０：７０〜約７０：３０、より好ましくは約６０：４０〜約４０：６０、最も好ましくは約５０：５０がよい。商品名  ＦＷ１４及びＦＷ８０で販売されている珪藻土の５０：５０の混合比を持つ混合物は、特に好ましい。
【００１１】
前記珪藻土は、前記セラミックフィルタの重量に対し、約８０％〜約９０％、好ましくは、約８１％〜約８７％、より好ましくは、約８３％〜約８５％、最も好ましくは、約８４％の量を有するのがよい。
【００１２】
前記溶剤は、前記構成物、すなわち、前記珪藻土と金属化合物を前記フィルタ製造の焼成工程中に接着させ、最終的なセラミックフィルタを更に強化する。本発明の使用に適した溶剤は、以下のものを含んでいる。炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、カルサイト（ＣａＣＯ３）、チョーク（ＣａＣＯ３）、コーンウォール石（変化しやすい）、白雲石（ＣａＣＯ３．ＭｇＣＯ３）、長石（カリウム）（Ｋ２Ｏ.Ａｌ２Ｏ３.６ＳｉＯ２）、長石（ナトリウム）（Ｎａ２Ｏ．Ａｌ２Ｏ３.６ＳｉＯ２）、鱗雲母（Ｌｉ２Ｆ２.Ａｌ２Ｏ３.３ＳｉＯ２）、石灰石（ＣａＣＯ３）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、炭酸マグネシウム（軽）〔３ＭｇＣＯ３．Ｍｇ（ＯＨ）２３Ｈ２Ｏ〕、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、霞石閃長岩〔（Ｋ）ＮａＯ．Ａｌ２Ｏ３.４ＳｉＯ２〕(近似)、葉長石（Ｌｉ２Ｏ.Ａｌ２Ｏ３.８ＳｉＯ２）、炭酸カリウム（真珠灰）（Ｋ２ＣＯ３）、岩石例えば玄武岩や花崗岩の粉末、炭酸ナトリウム（ソーダ灰）（Ｎａ２ＣＯ３）、リシア輝石（Ｌｉ２Ｏ.Ａｌ２Ｏ３.４ＳｉＯ２）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、滑石（３ＭｇＯ.４ＳｉＯ２.Ｈ２Ｏ）、重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、珪灰石（ＣａＯ.ＳｉＯ２）木材灰（可溶分を含んでよい）（変化しやすい，石灰分を高濃度に含んでいるものが多い）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及びホウ素含有化合物。
【００１３】
ホウ素含有混合物は特に好く、好ましくは、ホウ素の酸化物、ホウ素の塩及び該塩の水和物がよい。適合する塩は、ホウ素ないしホウ酸のアルカリ金属塩を含む。４ホウ酸ナトリウム１０水塩としても知られるホウ酸ナトリウム、４ホウ酸２ナトリウム、ホウ砂１０水塩又はホウ砂[（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ）などが好ましい。
【００１４】
適合するホウ素の酸化物としては、灰硼鉱[２ＣａＯ．３Ｂ２Ｏ３．５Ｈ２Ｏ（変化しやすい）]、ホウ酸塩（灰硼鉱の混合物[Ｃａ２Ｂ６Ｏ１１・５Ｈ２Ｏ]及び曹灰硼鉱[ＮａＯ・２ＣａＯ・５Ｂ２Ｏ３・５Ｈ２Ｏ]）及び化学式Ｂ２Ｏ３を有する酸化ホウ素がある。化学式Ｂ２Ｏ３を有する酸化ホウ素は好ましく、非結晶の形態のものも任意に選択できる。溶剤は、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及びシリカ（ＳｉＯ２）の少なくとも１つを含んで構成されるのが好ましく、特に、約１０％〜約３０％、好ましくは約２０％の酸化ホウ素、約２％〜約１５％、好ましくは約８％の酸化アルミニウム、及び約４０％〜約６０％、好ましくは約５０％のシリカを含んでいる。ホウ素を含むフリット（ガラス状剤）は好ましく、特にホウ素の酸化物を含んで構成されているフリットが好ましい。酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３），酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及びシリカ（ＳｉＯ２）の少なくとも１つを含むフリットは、特に好ましい。約１０％〜約３０％、好ましくは約２０％の酸化ホウ素、約２％〜約１５％、好ましくは約８％の酸化アルミニウム、及び約４０％〜約６０％、好ましくは約５０％のシリカを含むホウ素のフリットは、特に好ましい。
【００１５】
前記溶剤の焼成温度は、約３００℃〜約１５００℃、好ましくは約４００℃〜約１３００℃、より好ましくは約５００℃〜約１２００℃とするのがよい。約１０５０℃の焼成温度は、より好ましい。約１０８５℃の焼成温度を有するホウ素のフリットは、特によい。
【００１６】
前記溶剤は、前記セラミックフィルタの重量に対し、約１２％〜約１８％、好ましくは、約１４％〜約１６％、より好ましくは、約１５％の量を有するのがよい。約１５％の量を有したホウ素フリットは、特によい。
【００１７】
本発明の第２の実施例では、本発明に係る前記セラミックフィルタを形成する組成を提供する。該組成は、以下の成分を含んで構成される。
（ａ）約１０重量％〜約３０重量％の珪藻土と、
（ｂ）約１重量％〜約６重量％の溶剤と、
（ｃ）約０．０５重量％〜約１．０重量％の金属化合物又はその塩又は該塩の水和物と、
（ｄ）約０．５重量％〜約６重量％のセルロース・ガムと、及び、
（ｅ）約２％重量％〜約１０重量％の充填剤、そして
（ｆ）約５０重量％〜約８５重量％の水。
【００１８】
なお、前記重量％は、前記組成の総重量に対する％を示す。
前記金属化合物は、前記セラミックフィルタにおいて定義した金属化合物であってよく、また、好ましくは、前記組成の中に塩又は該塩の水和物の形で存在する。前記塩は、好ましくは硫酸塩、炭酸塩、塩化物及び酢酸塩の中から選択され、最も好ましいのは硫酸塩である。硫酸銅又はその水和物が好ましく、硫酸銅５水和物は、特に好ましい。
【００１９】
前記金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物は、前記組成の総重量に対し、好ましくは約０．０７％〜約０．８％、より好ましくは約０．１％〜約０．５％、更に好ましくは約０．１５％〜約０．３％、最も好ましくは約０．２％の量を、前記組成内に有するのがよい。
【００２０】
前記珪藻土は、前記セラミックフィルタにおいて定義したとおりであり、また、前記組成の総重量に対し、好ましくは約１４％〜約２６％、より好ましくは約１６％〜約２４％、さらに好ましくは約１８％〜約２２％、最も好ましくは約２０％の量を、前記組成内に有するのがよい。
【００２１】
前記溶剤は、前記セラミックフィルタにおいて定義したとおりであり、また、前記組成の総重量に対し、好ましくは約２％〜約５％、より好ましくは約２．５％〜約４．５％、さらに好ましくは約３％〜約４％、最も好ましくは約３．８％の量を、前記組成内に有するのがよい。
【００２２】
前記組成中のセルロース・ガムは、可鍛性の組成を生成する作用を有する。適合するセルロース・ガムは、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びこれらの混合物を含む。カルボキシメチルセルロースは、好ましい。変性セルロース・ガムは、特に好く、好ましくは変性カルボキシメチルセルロース、特に、好ましくはカルボキシメチルセルロースナトリウムがよい。Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  Ｓ．Ａ．社（フランス、Ａｌｉｚａｙ）のから商品名「Ｂｌａｎｏｓｅ」で市販されているカルボキシメチルセルロースナトリウムは、特に好ましい。前記セルロース・ガムは、前記組成の総重量に対し、約１％〜約５％、好ましくは約１．５％〜約４％、より好ましくは約２％〜約３％、最も好ましくは約２．３％の量を有しているのがよい。約２．３％の量のカルボキシ・メチルセルロース・ナトリウムを有するものは、特に好ましい。
【００２３】
前記組成中に使用される充填材は、麻、綿、亜麻、絹、毛、セルロース、及びこれらの混合物を含む。セルロースは好ましい。該充填材は、前記組成の総重量に対し、約３％〜約７％、好ましくは約３．５％〜約６％、より好ましくは約４％〜約５％、最も好ましくは約４．３％の量を有するのがよい。約４．３％の量のセルロースが特に好ましい。前記充填材は、前記セラミックフィルタ製造での焼成工程中に焼き切られ、セラミック内にハニカム構造を残す。セルロースは、通常、約３００°Ｃの温度で焼き切られる。
【００２４】
前記水は、前記組成の総重量に対し、約５５％〜約８０％、好ましくは約６０％〜約７５％、より好ましくは約６５％〜約７０％、最も好ましくは約６８％の量を有する。
本発明の第３の実施例では、本発明に係るセラミックフィルタを形成する前駆体フィルタを提供する。該前駆体フィルタは、以下の成分を含んで構成される。
【００２５】
（ａ）約５０重量％〜約９８重量％の珪藻土と、
（ｂ）約２重量％〜約２０重量％の溶剤と、
（ｃ）約０．１重量％〜約１．５重量％の金属化合物又はその塩又は該塩の水和物と、
（ｄ）約２重量％〜約２０重量％のセルロース・ガムと、及び
（ｅ）約５％重量％〜約３５重量％の充填剤
なお、前記重量％は、前駆体フィルタの総重量に対する％を示す。
【００２６】
前記前駆体フィルタ内に有する金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物、前記珪藻土、前記溶剤と、セルロース・ガム及び充填剤は、それぞれ前記組成において上記に定義したとおりである。
【００２７】
前記金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物は、前駆体フィルタの総重量に対し、好ましくは約０．２％〜約１．２％、より好ましくは約０．３％〜約１．０％、さらに好ましくは約０．４％〜約０．８％、最も好ましくは約０．５％の量を有する。
【００２８】
前記珪藻土は、前駆体フィルタの総重量に対し、約５５％〜約９０％、好ましくは約６０％〜約８５％、より好ましくは約６２％〜約８０％、最も好ましくは約６５％の量を有する。
【００２９】
前記溶剤は、前駆体フィルタの総重量に対し、約５％〜約１５％、好ましくは約８％〜約１４％、より好ましくは約１２％の量を有するのがよい。
前記セルロース・ガムは、前駆体フィルタの総重量に対し、約４％〜約１５％、好ましくは約５％〜約１０％、より好ましくは約８％の量を有するのがよい。
【００３０】
前記充填材は、前駆体フィルタの総重量に対し、約８％〜約３０％、好ましくは約１０％〜約２５％、より好ましくは約１３％の量を有するのがよい。
本発明では、本発明に係るセラミックフィルタを形成する方法も提供する。該方法は、以下のステップを含んで構成される。
【００３１】
（Ａ）下記の成分を混合することによって本発明に係る組成を形成し、
（ａ）約１０重量％〜約３０重量％の珪藻土と、
（ｂ）約１重量％〜約６重量％の溶剤と、
（ｃ）約０．０５重量％〜約１．０重量％の金属化合物又はその塩又は該塩の水和物と、
（ｄ）約０．５重量％〜約６重量％のセルロース・ガムと、及び、
（ｅ）約２％重量％〜約１０重量％の充填剤、そして
（ｆ）約５０重量％〜約８５重量％の水
なお、前記重量％は、組成の総重量に対する％を示す。
【００３２】
（Ｂ）前記組成から水の一部を除去して、成形可能な堅さを有する組成を形成し、
（Ｃ）前記組成を乾燥し、残存する水を全て除去して本発明に係る前駆体フィルタを形成し、及び
（Ｄ）前記前駆体フィルタを焼成してセラミックフィルタを形成すること。
【００３３】
ステップ（Ａ）において、前記成分は、好ましくは約２０℃〜約４０℃、より好ましくは約３０℃の温度で混合される。
ステップ（Ａ）において、前記組成の成分は、好ましくは以下の添加順序で混合される。
【００３４】
(i)前記金属化合物、又はその塩、又は該塩の水和物を、水に添加し、
(ii)前記セルロース・ガムを、上記(i)の混合物に添加し、
(iii)前記溶剤を、上記(ii)の混合物に添加し、
(iv)前記充填材を、上記(iii)の混合物に添加し、そして
(v)前記珪藻土を、上記(vi)の混合物に添加する。
【００３５】
ステップ（Ｂ）では、前記組成は、好ましくは約２０℃〜約４０℃、より好ましくは約３０℃の温度で、好ましくは約３０分〜約５時間、より好ましくは約１時間〜約３時間、最も好ましくは約２時間寝かせる。前記組成を都合のよい形状に整えて、所望の形状にカットできるようにする。
【００３６】
ステップ（Ｂ）の後でステップ（Ｃ）の前に、前記組成を、好ましくは所望の形状にカットする。該所望の形状は、適合した形状であれば、どのようなものでもよいが、好ましくは略円板、より好ましくは約２０ｍｍ〜約２５ｍｍ、さらに好ましくは略２２ｍｍの径を有した円板がよい。
【００３７】
ステップ（Ｃ）は、約９０℃〜約１１０℃、好ましくは約１００℃の温度で、約３０分〜約２時間、好ましくは約１時間の加熱を含んで構成するのがよい。
ステップ（Ｄ）では、前記焼成を、好ましくは約８００℃〜約１２００℃、より好ましくは約９００℃〜約１１５０℃、さらに好ましくは約１０００℃〜約１１００℃、そして最も好ましくは約１０８５℃の温度で実行するのがよい。前記前駆体フィルタは、好ましくは約４時間〜約１１時間、より好ましくは約６時間〜約９時間、最も好ましくは約８．２５時間焼成するのがよい。
【００３８】
前記方法は、都合よく、前記前駆体フィルタに荷重を加えて焼成中に該フィルタを圧縮させる工程を含んで構成される（ステップＤ）。前記荷重は、好ましくは約０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜約０．１ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは約０．０８ｋｇ／ｃｍ２とする。
【００３９】
本発明に係るセラミックフィルタの利点は、下記の利点を含む。
・水道水から、クリプトスポリジウム、ジアルジアを含む全て又はほぼ全てのあらゆる原生動物を除去する。
【００４０】
・フィルタに含まれる前記金属化合物が銅の場合、銅は都合よく抗細菌剤として作用する。
・優れた濾過性及び抗細菌性を備える。
【００４１】
以下の実施例は、本発明の理解に役立つが、本発明がこれらの実施例に限定されるものでないと理解すべきである。
実施例１
フィルタは、表１に示された成分で形成され、また、表２のステップに従って形成される。
【００４２】
【表１】
2009539589.tif 000002
【００４３】
注１：カルボキシメチルセルロースナトリウム
注２：７．５％のＡｌ２Ｏ３，１８．０％のＢ２Ｏ３，５０％のＳｉＯ２，１４．０％のＣａＯ＋ＭｇＯ，１０．３％のＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの成分で構成され、英国のｊｏｎｓｏｎ  Ｍａｔｈｅｌｙ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｓｔｏｋｅ−ｏｎ−Ｔｒｅｎｔ社から市販されている。
注３：商品名Ｃｅｌａｔｏｍ  ＦＷ１４及びＦＷ８０で販売されている珪藻土を５０：５０の混合比で混合した混合物
【００４４】
【表２】
2009539589.tif 000003
【００４５】
実施例２
実施例１の表２のステップ１６で製造して得られた前駆体フィルタが分析され、表３に示す結果が得られた。
【００４６】
【表３】
2009539589.tif 000004
【００４７】
注１：カルボキシメチルセルロースナトリウム
注２：７．５％のＡｌ２Ｏ３，１８．０％のＢ２Ｏ３，５０％のＳｉＯ２，１４．０％のＣａＯ＋ＭｇＯ，１０．３％のＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの成分で構成され、英国のｊｏｎｓｏｎ  Ｍａｔｈｅｌｙ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｓｔｏｋｅ−ｏｎ−Ｔｒｅｎｔ社から市販されている。
注３：商品名Ｃｅｌａｔｏｍ  ＦＷ１４及びＦＷ８０で販売されている珪藻土を５０：５０の混合比で混合した混合物
実施例３
実施例１の表２のステップ２０で得られた本発明に係るセラミックフィルタが分析され、表４に示す結果が得られた。
【００４８】
【表４】
2009539589.tif 000005
【００４９】
注１：商品名Ｃｅｌａｔｏｍ  ＦＷ１４及びＦＷ８０で販売されている珪藻土を５０：５０の混合比で混合した混合物
前記セラミックフィルタは、また、フリット及び他の成分を含んで構成される。
【００５０】
実施例４
実施例１で得られそして実施例３で示された代表的な成分内容を有する６個のセラミックフィルタが、２００量のジアルジア嚢胞及び２００量のクリプトスポリジウム・オーシストを添加した非イオン水の濾過試験に供せられた。試験の前に、フィルタ毎に厚さと圧縮率とを決定した。１０リットルの前記添加水を、１０ｋＰａの圧力下、毎分１リットルの割合でセラミックフィルタ毎に通過させた。該水は、濾過前と濾過後とでジアルジア及びクリプトスポリジウムの量を分析した。得られた結果を、表５に示す。
【００５１】
【表５】
2009539589.tif 000006
【００５２】
前記本発明に係るセラミックフィルタは、クリプトスポリジウムを最大９８％までも除去でき、また、ジアルジアを最大１００％まで除去できることが明らかとなった。また、厚さ３．０４ｍｍで圧縮率が０．４３のＮｏ．６のセラミックフィルタを使用したときに、最良の結果が得られた。
【００５３】
要約すると、前記本発明に係るセラミックフィルタは、優れた原生動物濾過性を示しており、様々な用途に広く使用できるであろう。
【国際調査報告】
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