(57)【要約】【課題】水槽や浴槽などの水の浄化に用いるプラスチック製のろ過材を改良する。【解決手段】オキアミを圧搾してエキス成分を抽出し、抽出したエキス成分をセラミックスの原料粉体に添加し、セラミックスを成形する。成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る。得たセラミックスの粉体をプラスチック原料に練り込んで、そのプラスチックを用いてろ過材を形成する。ろ過材は、一繋がりの薄膜帯状のプラスチック材が縮れ集まった１個の塊状に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスの粉体が練り込まれたプラスチック材で構成されているろ過材であって、
そのセラミックスの粉体が、オキアミのエキス成分を添加して成形されたセラミックスの粉砕物であることを特徴とするプラスチック製のろ過材。
【請求項２】
請求項１に記載のろ過材において、
セラミックスの粉体が、オキアミのエキス成分とともに、オキアミのエキス成分を抽出した残渣成分の粉砕物を添加して成形されたセラミックスの粉砕物であることを特徴とするろ過材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のろ過材において、
ろ過材が、一繋がりの薄膜帯状のプラスチック材で構成されていて、そのプラスチック材が縮れ集まって１個の塊状になっているろ過材。
【請求項４】
オキアミを圧搾してエキス成分を抽出する抽出工程と、
抽出したエキス成分をセラミックスの原料粉体に添加し、セラミックスを成形するセラミックス成形工程と、
成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る粉砕工程とを含み、
得たセラミックスの粉体をプラスチック原料に練り込んでろ過材を形成することを特徴とするろ過材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水槽や浴槽、プールの水の浄化に用いるプラスチック製のろ過材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のろ過材の先行技術として、例えば特許文献１〜３がある。特許文献１及び特許文献２には、プラスチック製の帯状のシート材を葛折りして、全体の形状が螺旋形や球形になるように構成したろ過材が開示されている。特許文献３には、合成繊維や天然繊維からなるろ過繊維でゼオライト等のセラミックスからなる芯材を包み込んで球形状に成形したろ過材が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３２８３４９号公報
【特許文献２】特許第３６１３２２７号公報
【特許文献３】特開２００３−２２５６８８号公報（要約、段落番号００１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２のろ過材は、帯状のプラスチック材を密に折り畳むことにより、特許文献３のろ過材は、多孔質の素材を組み合わせることにより、それぞれ単位体積当たりの表面積を大きくすることによって物理的ろ過及び生物的ろ過に適するように構成されている。かかるろ過材を水中に配置すれば、水中に浮遊する微粒子などを吸着等により捕捉でき、水中の濁り成分を効率よく除去できる。また、付着、増殖する水棲細菌によって、水中の汚濁物質を効率よく分解、除去できるため、いわゆる生物的ろ過による水質の浄化作用をも向上できるようになっている。
【０００５】
しかしながら、いずれのろ過材も、単にろ過材の単位体積当たりの表面積を増加させることによる性能向上に止まり、それ以上の水質浄化性能は期待できないものであった。
【０００６】
そこで、本発明者は、ろ過材の水質浄化性能をさらに向上させるべく検討していたところ、意外な成分の添加によって、これまで以上の水質浄化効果が得られるうえ、従来にない様々な有用な作用効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００７】
すなわち、本発明の目的は、従来のろ過材よりも水質浄化性能に優れ、加えて従来認められなかった有用な効果までも発揮できるろ過材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、セラミックスの粉体が練りこまれたプラスチック材で構成されているろ過材であり、そのセラミックスの粉体が、オキアミのエキス成分を添加して成形されたセラミックスの粉砕物であることを特徴とするものである。
【０００９】
ここでいうオキアミとは、エビ様の形状をした海洋に広く分布する浮遊生物（プランクトン）であり、ホンエビ上目オキアミ目に属する甲殻類の総称のことをいう。
【００１０】
セラミックスの粉体は、オキアミのエキス成分とともに、オキアミのエキス成分を抽出した残渣成分の粉砕物を添加してセラミックスを成形し、これを粉砕して得るようにしてもよい。
【００１１】
ろ過材は、図２及び図３に示すように、一繋がりの薄膜帯状のプラスチック材で構成し、このプラスチック材が縮れ集まって１個の塊状になっているようにすることができる。
【００１２】
かかるろ過材は、オキアミを圧搾してエキス成分を抽出する抽出工程と、抽出したエキス成分をセラミックスの原料粉体に添加し、セラミックスを成形するセラミックス成形工程と、成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る粉砕工程とを含み、得たセラミックスの粉体をプラスチック原料に練り込んでろ過材を形成する製造方法によって得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
オキアミのエキス成分を添加してセラミックスを成形し、そのセラミックスを粉砕して得た粉体を練り込んだプラスチック材からなるろ過材によると、水の透明度や色、つやがよくなって従来品よりも水質浄化効果が向上するだけでなく、次のような様々な効果を得ることができる。例えば、目詰まり等を回復させるための定期洗浄の期間が、従来のろ過材に比べて４倍以上に延び、それだけ洗浄に要する洗浄水量や手間を少なくできる。プールや浴槽などに利用したとき、その施設内での結露の発生を軽減でき、間接的にかびの発生やぬめりの発生を防止できる。施設内のマイナスイオン量を増加させることができ、利用者によりいっそう快適な環境を提供することができる。異臭の発生を長期にわたって抑制できる。
【００１４】
セラミックス自体に遠赤外放射や、マイナスイオン発生等の機能が認められているが、そこにオキアミのエキス成分が加わることで、セラミックス単独では得られない、上述した様々な特有の作用効果が得られるのである。しかし、オキアミのエキス成分がどのように作用しているのか、その具体的機構については明らかになっていない。オキアミには、摂食した藻類やプランクトン由来の何らかの有用な無機成分が濃縮されていて、これらがオキアミを介してセラミックスに加わることで、その機能に影響を与えている可能性があると思われる。
【００１５】
そのほかにも、セラミックスの粉体をプラスチック材に練り込むことによって、硬質で扱い難いセラミックスが容易に加工できる利点がある。さらには、ろ過材の表面をよりろ過に適した構造に改質することができる。図４及び図５はろ過材の表面を電子顕微鏡で観察したものであるが、ろ過材の表面からは、無数のセラミックの粉体粒子が突き出ていて、プラスチックのみの切削面には見られない複雑な凹凸形状が形成されていた。突き出たセラミックの粉体粒子の多数は、プラスチック内に深くくい込んでおり、容易には外れない状態になっていた。すなわち、ろ過材の表面をこのように改質することによって、比較的高価なセラミックスをろ過材の表面に効率よく分布させることができ、その機能をよりいっそう発揮させることができる。水中の微粒子を吸着し易く、また、水棲細菌が付着増殖して生物膜を形成し易くなるため、物理的及び生物的ろ過にもよりいっそう効果的なものとなる。
【００１６】
オキアミのエキス成分とともに、オキアミのエキス成分を抽出した残渣成分の粉砕物を添加してセラミックスを成形し、これを粉砕して得たセラミックスの粉体を用いるようにすれば、オキアミに含まれる有効成分を余すことなくろ過材に添加することができる。廃棄物が発生せず、生産性にも優れる。
【００１７】
ろ過材が、一繋がりの薄膜帯状のプラスチック材が縮れ集まって１個の塊状になっていると、単位体積当たりの表面積が大きくなるとともに、水の流れに乱流を発生させ、それだけ物理的ろ過及び生物的ろ過に効果的である。
【００１８】
オキアミを圧搾してエキス成分を抽出する抽出工程と、抽出したエキス成分をセラミックスの原料粉体に添加してセラミックスを成形するセラミックス成形工程と、成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る粉砕工程とを含み、得たセラミックスの粉体をプラスチック原料に練り込んでろ過材を形成する製造方法であれば、安定確実に水質浄化性能に優れたろ過材を量産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のろ過材は、セラミックスの粉体が練りこまれたプラスチック材で構成されているろ過材であり、そのセラミックスの粉体が、オキアミのエキス成分を添加して成形されたセラミックスの粉砕物であることを特徴とするものである。かかるろ過材は、例えば、図１の工程図に示される工程を経て製造することができる。以下、かかる工程図に従って、本発明のろ過材について具体的に説明する。
【００２０】
（抽出工程）  本工程は、オキアミを圧搾してエキス成分を抽出する工程である。原料となるオキアミには、例えば、一般に釣り餌などに利用されているオキアミの冷凍品が使用できる。ここでは、茨城県近海沖で捕獲されたオキアミの冷凍品を用いた。解凍したオキアミは、細かく砕いて濾布などに入れて圧搾することにより、液状のエキス成分と、殻等の残渣成分とに分離させる。殻等の残渣成分は、乾燥した後、粉末状に粉砕する。
【００２１】
（成形工程）  本工程は、抽出したオキアミのエキス成分と、粉末化したオキアミの残渣成分とをセラミックスの原料粉体に添加してセラミックスを成形する工程である。セラミックスの原料粉体は、セラミックスが成形できれば足り、特に限定されるものではない。ここでは、ベースとなるシリカ（ＳｉＯ2 ）：７３±４％に対し、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）：１５±４％、第二酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）：５±４％、酸化リチウム（Ｌｉ2 Ｏ）：３±２％の残部に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等の金属酸化物を加え、細かく粉砕したものをセラミックス原料粉体とした。なお、％はいずれも重量％を示している。これに先のオキアミのエキス成分の濃度が、セラミックス原料粉体に対して３〜５％になるように調整した水溶液と、粉末状に加工したオキアミの残渣成分５〜２０％、好ましくは８〜１５％をそれぞれ加えて混合し、ブロック形状等の一定形状に成形する。なお、オキアミの残渣成分の添加量を２０％以内としたのは、それを超えると成形に支障が出るおそれがあるからである。
【００２２】
得られた成形物の表面に、シリカ（ＳｉＯ2 ）：７０±４％に対し、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）：１５±４％、第二酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）：５±４％、酸化リチウム（Ｌｉ2 Ｏ）：３±２％、酸化コバルト（Ｃｏ2 Ｏ3 ）：３±０．５％の残部に、酸化カリウム（Ｋ2 Ｏ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）を含む上薬を塗布した後、１０００〜１２５０℃で１２時間程度焼成した後、冷却してセラミックスを得る。
【００２３】
（粉砕工程）  本工程は、成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る工程である。得られたセラミックスを、例えば、ピンミルなどの粉砕機を用いて細かく粉砕する。具体的には、平均粒子径が５０〜１００μｍになるように粉砕した。５０μｍより小さいと、プラスチック材の表面に十分な凹凸形状が形成されずに水質浄化性能が低下するし、１００μｍを超えると、ろ過材を薄く形成したときに、セラミックスの粉体粒子が抜け落ちるおそれがあるからである。
【００２４】
後は、このようにして得られたセラミックスの粉体を、ろ過材を構成するプラスチック原料に練り込んでろ過材を形成するのである。ここで、用いるプラスチック原料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等、特に限定されるものではないが、中でも、高密度ポリエチレンが好適に使用できる。切削し易く、例えば後述する削り屑形状のろ過材に簡単に加工できるからである。ここでは、日本ポリエチレン製の「ノバテック（登録商標）ＨＤ、ＨＢ２３０」を使用した。
【００２５】
（ろ過材形成）  ろ過材の形状は特に限定されるものではなく、例えば、溶融したセラミックスの粉体含むプラスチック原料をダイから押し出して断続的に切断し、ペレット状に加工したり、シート状に成形した後、細かく裁断して細片状に加工したりすることができる。
【００２６】
中でも、図２及び図３に示すように、個々のろ過材を、削り屑形状、つまり、一繋がりの薄膜帯状のプラスチック材で構成されていて、そのプラスチック材が縮れ集まって１個の塊状になっているように成形するのが好ましい。かかる形状に加工するには、例えば、予め棒状にプラスチック材を成形し、これを旋盤等で断続的に薄く切削すれば簡単に成形することができる。なお、ろ過材１個の縦横寸法は、およそ１．５cm×２cmであり、比重は１．１４である。
【００２７】
かかる形状のろ過材は、例えば、ろ過槽や配管など、通水経路のいずれかに、個々のろ過材が形状を保持できる緩慢な状態で詰め込んでろ過層を形成し、そこに強制的に通水して使用するとよい。ろ過層通過時の乱流による水流の緩急によって、水中の異物を捕捉、吸着し易くなるうえ、嫌気性と好気性の両バクテリアの生物膜が混在して発生し、物理的、生物的ろ過を向上させることができる。隙間も十分確保できて目詰まりも生じ難い。特殊なセラミックスの粉体の添加によって向上したろ過材の機能を、さらに効率よく発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ろ過材の製造工程の概略を示す工程図である。
【図２】ろ過材の一例を示す写真である。
【図３】図２のろ過材の一部を拡大した写真である。
【図４】電子顕微鏡によりろ過材の表面を撮影した写真である。
【図５】図４の一部を拡大した写真である。写真中、中央部の２箇所から突き出ているのが、セラミックスの粉体微粒子である。
【図１】
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【図２】
2008023432.tif 000004
【図３】
2008023432.tif 000005
【図４】
2008023432.tif 000006
【図５】
2008023432.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月2日(2007.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オキアミを圧搾して得られたエキス成分を、シリカと酸化アルミニウムと第二酸化鉄をベースとするセラミックス原料粉体に混合して成形し、焼成したセラミックスを粉砕して成るセラミックス粉末を、プラスチック原料に練り込んで成るろ過材。
【請求項２】
オキアミを圧搾して得られたエキス成分をセラミックス原料粉体に混合する際に、前記圧搾によりオキアミのエキス成分を取り出して残るオキアミの残渣を、オキアミを圧搾して得られたエキス成分と共にセラミックス原料粉体に混合して成る請求項１に記載のろ過材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のろ過材において、
ろ過材が、一繋がりの薄膜帯状のプラスチック材で構成されていて、そのプラスチック材が縮れ集まって１個の塊状になっているろ過材。
【請求項４】
オキアミを圧搾してエキス成分を得る抽出工程と、
抽出したエキス成分を、シリカと酸化アルミニウムと第二酸化鉄をベースとするセラミックスの原料粉体に混合して成形し、焼成してセラミックスを得るセラミックス成形工程と、
成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る粉砕工程とを含み、
得たセラミックスの粉体をプラスチック原料に練り込んでろ過材を形成することを特徴とするろ過材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係るろ過材は、オキアミを圧搾して得られたエキス成分を、シリカと酸化アルミニウムと第二酸化鉄をベースとするセラミックス原料粉体に混合して成形し、焼成したセラミックスを粉砕して成るセラミックス粉末を、プラスチック原料に練り込んで成ることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
オキアミを圧搾して得られたエキス成分をセラミックス原料粉体に混合する際に、前記圧搾によりオキアミのエキス成分を取り出して残るオキアミの残渣を、オキアミを圧搾して得られたエキス成分と共にセラミックス原料粉体に混合してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
かかるろ過材は、オキアミを圧搾してエキス成分を得る抽出工程と、抽出したエキス成分を、シリカと酸化アルミニウムと第二酸化鉄をベースとするセラミックスの原料粉体に混合して成形し、焼成してセラミックスを得るセラミックス成形工程と、成形したセラミックスを粉砕してセラミックスの粉体を得る粉砕工程とを含み、得たセラミックスの粉体をプラスチック原料に練り込んでろ過材を形成する製造方法によって得ることができる。