(57)【要約】【課題】水中に浸漬することによって軟水を生成するための、携帯可能で且つ取り扱いが簡単な軟水化ボールを提供する。【解決手段】内側と外側が連通する複数の開口部を有する中空の球体もしくは楕円体の形状を呈するシェル２００と、該シェル２００内に封入可能なイオン交換樹脂１０６、またはイオン交換樹脂１０６を内包したフィルタユニット１０４とからなる。前記シェル２００は、円または楕円の縁端によって形成された開口部を有するほぼ中空の半球体または半楕円体の形状を有していて、第１開口部１１６が開口されている第１シェル１０８、および第２開口部１２０が開口されている第２シェル１１２を含み、複数の留金用タブ１２４と複数の留金用スリット１２５とによる係合機構１２３に基づき、着脱自在に互いに取り付け可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に浸漬することによって軟水を生成するための軟水化ボールであって、内側と外側が連通する複数の開口部を有する中空の球体もしくは楕円体の形状を呈するシェルと、該シェル内に封入可能なイオン交換樹脂、またはイオン交換樹脂を内包したフィルタユニットとからなることを特徴とする軟水化ボール。
【請求項２】
前記シェルは、係合機構に基づき、着脱自在に互いに取り付けられる第１シェルおよび第２シェルを含み、その各々は、円または楕円の縁端によって形成された第１開口部、第２開口部を有するほぼ中空の半球体または半楕円体の形状を有するとともに、前記係合機構は、前記第１シェルの前記縁端に形成された複数の留金用タブと、該留金用タブを係合するための前記第２シェルの前記縁端に形成された複数の留金用スリットとによって形成されてなる請求項１に記載の軟水化ボール。
【請求項３】
前記フィルタユニットは、前記イオン交換樹脂を包含および封止するよう、不織布からなる袋、または前記シェルの内側表面を覆うように構成されたほぼ中空の球体もしくは楕円体の形状を有する不織布からなる層によって形成されている請求項１に記載の軟水化ボール。
【請求項４】
前記開口部の開口巾は、ビーズ状に形成された前記イオン交換樹脂の直径よりも小さい寸法となって構成されている請求項１に記載の軟水化ボール。
【請求項５】
前記シェルの直径は、前記イオン交換樹脂の量が２０ｇ〜７０ｇの範囲となるよう３ｃｍ〜６ｃｍの範囲にあるものとした請求項１乃至４のいずれかに記載の軟水化ボール。
【請求項６】
前記イオン交換樹脂は、Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂であり、当該イオン交換樹脂の量および前記シェルの体積は、水中にＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンを含むミネラル含有物の濃度の尺度である水の硬度が１０ｍｇ／Ｌ〜３０ｍｇ／Ｌの範囲になるようペット用の軟水を生成するために最適化されてなる請求項１、３、４、５のいずれかに記載の軟水化ボール。
【請求項７】
前記イオン交換樹脂は、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂であり、当該イオン交換樹脂の量および前記シェルの体積は、水中にＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンを含むミネラル含有物の濃度の尺度である水の硬度が１１０ｍｇ／Ｌ未満であるよう人間用の軟水を生成するために最適化されてなる請求項１、３、４、５のいずれかに記載の軟水化ボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、「硬水」と言われるミネラル含有量の大きい飲料水中に投入・浸漬することでミネラルの溶解状態を低減させ、水の硬度にかかわらず、例えば水道水等であっても犬や猫および人間に無害な軟水化を可能にした軟水化ボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、犬や猫、および人間も同様に、痛みや閉塞さえも引き起こす尿路中の刺激物質の重篤な蓄積である尿結石を患うことがある。尿石症とは、泌尿器系、主に腎臓に生じる石灰化による腎石症、または尿管に生じる石灰化による尿管結石症等を意味し、下部泌尿器系である膀胱または尿道にも生じたり移行したりし得る。これらの病気は、溶解状態を維持できない程、尿中に存在するミネラルの量が高い時に発症する。したがって、予防策として、そのような問題の原因になるミネラルの摂取を低減する適切な食事が挙げられる。
【０００３】
「硬水」と言われる水は、溶解状態のミネラル、特に、カルシウムおよびマグネシウムが多い。水道水として供給される水は、地域によって硬水または軟水であり、軽度の硬水は、人間にとって無害である。しかしながら、一般的に供給される硬水中のカルシウムおよびマグネシウム含有量は、人間より体が小さいペットにとっては多過ぎることがあり、場合によっては尿結石の形成に至ることがある。
【０００４】
ところで、水の軟水化のためのシステムおよび方法は、本来、人間用の高品質の飲料水を生成するために開発されてきた。特に、従来の技術には、水源においてろ過水を生成する大規模なシステムやろ過再生機能等の複雑な装置を含む。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されているように、処理後の水においてナトリウムの濃度およびカリウムの濃度が高くなることを抑制できる軟水器が提案されている。すなわち、この軟水器は、カリウム型イオン交換樹脂を収容した第１の槽と、ナトリウム型イオン交換樹脂を収容した第２の槽と、前記第１の槽に接続した第１の管と、前記第２の槽に接続した第２の管とを備え、前記第１の管および第２の管が接続されていることで、前記第１の槽においてカリウム型イオン交換樹脂によりカリウム軟水化された水と、前記第２の槽においてナトリウム型イオン交換樹脂によりナトリウム軟水化された水とを混合するように構成されたものである。
【０００６】
また、特許文献２に開示されているように、互いに比重が異なるカチオン交換体とアニオン交換体との混合体に硬水を通水させ軟水化を行なう軟水化装置が提案されている。すなわち、この軟水化装置は、前記混合体を充填するための空間を内部に有する外殻部と、外殻部の空間内において上下方向に移動可能で前記混合体の上部に接触して配される蓋部とを備え、外殻部の下部には硬水を導入する導入口が設けられ、外殻部の上部には硬水を処理した後に生成される軟水を排出する排出口が備えられ、カチオン交換体やアニオン交換体が、含水によりその体積が増加（膨潤）したとしても、その体積の増加に対応して前記蓋部が上方向に移動するものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−７８００１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１２５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したように、特許文献１の軟水器の場合では、カリウム軟水化用とナトリウム軟水化用との複数の水槽間で接続された管にて被処理水を環流させるという大規模で複雑且つ高価なろ過再生システムであり、携帯性に乏しく、取り扱いが難しい。
【０００９】
また、特許文献２の軟水化装置の場合では、カチオン交換体とアニオン交換体との混合体を充填した外殻部内において、外殻部の下部の導入口から硬水を導入し、外殻部の上部の排出口から処理後の軟水を排出する際に、前記混合体の含水による体積増加（膨潤）に伴って蓋部を上方向に移動可能となすという複雑なろ過再生機能を含むものであり、これもまた携帯性に乏しく、取り扱いが難しい。
【００１０】
しかも、硬水の湧き出る地域に住んでいて、健康やその他の理由のために飲料水中のミネラル含有量を低減したい人々や、さらには犬、猫および他の小動物に用いることを対象にした軟水化のシステム開発が欠如していることから、昨今では携帯可能で且つ取り扱いが簡単な軟水化システムが求められている。
【００１１】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、その目的は、「硬水」と言われるミネラル含有量の大きい飲料水中に投入・浸漬することによってミネラルの溶解状態を低減させ、犬や猫等のペットおよび人間に無害な軟水を容易に生成することができ、さらに硬水の湧き出る地域に住んでいる人々の健康等のために飲料水中のミネラル含有量を低減して軟水化した飲料水を容易に且つ安価に生成することができる、携帯可能で且つ取り扱いが簡単な軟水化ボールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、水中に浸漬することによって軟水を生成するための軟水化ボール１００であって、内側と外側が連通する複数の第１開口部１１６、第２開口部１２０を有する中空の球体もしくは楕円体の形状を呈するシェル２００と、該シェル２００内に封入可能なイオン交換樹脂１０６、またはイオン交換樹脂１０６を内包したフィルタユニット１０４とからなることを特徴とする。
前記シェル２００は、係合機構１２３に基づき、着脱自在に互いに取り付けられる第１シェル１０８および第２シェル１１２を含み、その各々は、円または楕円の縁端によって形成された開口部を有するほぼ中空の半球体または半楕円体の形状を有するとともに、前記係合機構１２３は、前記第１シェル１０８の前記縁端に形成された複数の留金用タブ１２４と、該留金用タブ１２４を係合するための前記第２シェル１１２の前記縁端に形成された複数の留金用スリット１２５とによって形成されてなるものとすることができる。
前記フィルタユニット１０４は、前記イオン交換樹脂１０６を包含および封止するよう、不織布からなる袋１０５、または前記シェル２００の内側表面を覆うように構成されたほぼ中空の球体もしくは楕円体の形状を有する不織布からなる層によって形成されているものとすることができる。
前記開口部１１６，１２０の開口巾は、ビーズ状に形成された前記イオン交換樹脂１０６の直径よりも小さい寸法となって構成されているものとすることができる。
前記シェル２００の直径は、前記イオン交換樹脂１０６の量が２０ｇ〜７０ｇの範囲となるよう３ｃｍ〜６ｃｍの範囲にあるものとすることができる。
前記イオン交換樹脂１０６は、Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂１０６であり、当該イオン交換樹脂１０６の量および前記シェル２００の体積は、水中にＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンを含むミネラル含有物の濃度の尺度である水の硬度が１０ｍｇ／Ｌ〜３０ｍｇ／Ｌの範囲になるようペット用の軟水を生成するために最適化されてなるものとすることができる。
前記イオン交換樹脂１０６は、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６であり、当該イオン交換樹脂１０６の量および前記シェル２００の体積は、水中にＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンを含むミネラル含有物の濃度の尺度である水の硬度が１１０ｍｇ／Ｌ未満であるよう人間用の軟水を生成するために最適化されてなるものとすることができる。
【００１３】
以上のように構成された本発明に係る軟水化ボール１００にあって、シェル２００を水中に投入した際に、当該シェル２００の内側と外側が連通する複数の開口部１１６，１２０によって水がシェル２００内部に浸入し、シェル２００内に封入されたイオン交換樹脂１０６、またはイオン交換樹脂１０６を内包した不織布からなる袋１０５もしくは不織布からなる層によって形成されたフィルタユニット１０４は水に浸漬され、イオン交換樹脂１０６によって水中のミネラルの溶解状態を低減させる。
第１シェル１０８の縁端に形成された複数の留金用タブ１２４と、第２シェル１１２の縁端に形成された複数の留金用スリット１２５とによって形成された係合機構１２３は、前記留金用スリット１２５に前記留金用タブ１２４が係止されることで全体が中空球体もしくは中空楕円体となって前記第１シェル１０８と前記第２シェル１１２を一体化させ、前記イオン交換樹脂１０６を内包した不織布からなる袋１０５もしくは不織布からなる層によって形成されたフィルタユニット１０４、あるいはイオン交換樹脂１０６自体の封入を容易にさせるとともに、これらの使用済みの廃棄や新規交換等を可能にさせる。
ビーズ状に形成されたイオン交換樹脂１０６の直径よりも小さい寸法の開口巾となって構成されている第１開口部１１６、第２開口部１２０は、シェル２００内に封入されたイオン交換樹脂１０６の漏出を防止させ、前記軟水を生成するために、水の硬度、軟水化される水の量、またはその両方による調整を可能にさせる。例えば、水をビーズの形態の前記イオン交換樹脂１０６に接触させることが、前記水に浸漬されたシェル２００を振ることによって促進され、これによって、水の硬度がユーザによって制御され、最適に軟水化された水を生成し、前記振る回数、継続時間、または双方を調整することによって、良好な味と香味を提供可能にさせる。
前記イオン交換樹脂１０６の量が２０ｇ〜７０ｇの範囲となるよう直径が３ｃｍ〜６ｃｍの範囲にあるシェル２００は、水の硬度を１０〜３０の範囲のレベルに低減可能にさせる。
Ｈ+イオン系またはＮａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６は、硬水に存在するマグネシウムイオンおよびカルシウムイオン等のミネラル含有量を効率良く低減させる。特に、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６は、マグネシウムイオンおよびカルシウムイオンをその活性部位に吸収し、そしてＮａ+イオンを水中に放出し、これによって軟水化させる。また、Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂１０６は、ペットにとってもほぼ無害であるＨ+イオンをマグネシウムおよびカルシウムイオンを含むミネラルの代わりに水の中に放出させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以上説明したように構成されているため、「硬水」と言われるミネラル含有量の大きい飲料水中に投入・浸漬することによってミネラルの溶解状態を低減させ、犬や猫等のペットおよび人間に無害な軟水を容易に生成することができ、さらに硬水の湧き出る地域に住んでいる人々の健康等のために飲料水中のミネラル含有量を低減して軟水化した飲料水を容易に且つ安価に生成することができ、携帯可能で且つ取り扱いが簡単なものとなる。
【００１５】
すなわちこれは本発明が、内側と外側が連通する複数の開口部１１６，１２０を有する中空の球体もしくは楕円体の形状を呈するシェル２００と、該シェル２００内に封入可能なイオン交換樹脂１０６、またはイオン交換樹脂１０６を内包したフィルタユニット１０４とからなるからであり、これによって、携帯可能で且つ取り扱いが簡単な軟水化システムを提供することができる。
【００１６】
前記シェル２００は、係合機構１２３に基づき、着脱自在に互いに取り付けられる第１シェル１０８および第２シェル１１２を含み、その各々は、円または楕円の縁端によって形成された開口部を有するほぼ中空の半球体または半楕円体の形状を有するとともに、前記係合機構１２３は、前記第１シェル１０８の前記縁端に形成された複数の留金用タブ１２４と、該留金用タブ１２４を係合するための前記第２シェル１１２の前記縁端に形成された複数の留金用スリット１２５とによって形成されてなるので、前記留金用スリット１２５に前記留金用タブ１２４が係止されることで前記第１シェル１０８と前記第２シェル１１２は容易に一体化される。また、前記留金用スリット１２５から前記留金用タブ１２４を取り外して第１シェル１０８および第２シェル１１２を分離することで、シェル２００内のイオン交換樹脂１０６またはイオン交換樹脂１０６を内包したフィルタユニット１０４の交換が容易に行える。
【００１７】
前記フィルタユニット１０４は、前記イオン交換樹脂１０６を包含および封止するよう、不織布からなる袋１０５、または前記シェル２００の内側表面を覆うように構成されたほぼ中空の球体もしくは楕円体の形状を有する不織布からなる層によって形成されているので、例えばビーズ形態のイオン交換樹脂１０６をシェル２００内に確実に封止しておくことができる。
【００１８】
前記開口部１１６，１２０の開口巾は、ビーズ状に形成された前記イオン交換樹脂１０６の直径よりも小さい寸法となって構成されているので、イオン交換樹脂１０６の前記開口部１１６，１２０を通じての漏出を確実に防止することができる。
【００１９】
前記シェル２００の直径は、前記イオン交換樹脂１０６の量が２０ｇ〜７０ｇの範囲となるよう３ｃｍ〜６ｃｍの範囲にあるものとしたので、水の硬度を１０〜３０の範囲のレベルに確実且つ迅速に低減することができ、しかも携帯に便利なものとなる。
【００２０】
前記イオン交換樹脂１０６は、Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂１０６であり、当該イオン交換樹脂１０６の量および前記シェル２００の体積は、水中にＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンを含むミネラル含有物の濃度の尺度である水の硬度が１０ｍｇ／Ｌ〜３０ｍｇ／Ｌの範囲になるようペット用の軟水を生成するために最適となるようにしているので、Ｈ+系のイオン交換樹脂１０６は、Ｈ+イオンをマグネシウムおよびカルシウムイオンを含むミネラルの代わりに水の中に放出させることから、ペットにとってほぼ無害である軟水化された飲料水を容易に提供することができる。
【００２１】
前記イオン交換樹脂１０６は、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６であり、当該イオン交換樹脂１０６の量および前記シェル２００の体積は、水中にＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンを含むミネラル含有物の濃度の尺度である水の硬度が１１０ｍｇ／Ｌ未満であるよう人間用の軟水を生成するために最適化されてなるので、マグネシウムイオンおよびカルシウムイオンをイオン交換樹脂１０６の活性部位に吸収すると同時にＮａ+イオンを水中に放出させることができ、これによって水を確実に軟水化させることができる。
【００２２】
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付した。本発明は、これらの記載、図面中の符号等によって示された構造・形状等に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施するための一形態における軟水化ボールのシェル外観を示す斜視図である。
【図２】軟水化ボールのシェルを第１シェルと第２シェルとに互いに分離した状態を示す斜視図である。
【図３】フィルタユニットの一部の面を破断した状態の斜視図である。
【図４】軟水化ボールのシェルの赤道上の円周を含む断面図である。
【図５】軟水を生成するために水中に浸漬された軟水化ボールの使用例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号１００は、「硬水」と言われるミネラル含有量の大きい飲料水中に投入・浸漬することでミネラルの溶解状態を低減させるための例えばプラスチック等から形成された軟水化ボールである。本実施形態は、軟水化ボール１００はほぼ球体の形状を有しているが、この他の形状としては、例えば縦軸または横軸に沿って伸びた楕円体であっても良い。一般的に、楕円体は、互いに異なる長さａ，ｂ，ｃの半主軸によって形成され、球体は、ａ＝ｂ＝ｃである楕円体の特別な場合であって、楕円体形状は球体形状を含む。以下においては、球体形状の軟水化ボール１００について説明するが、楕円体形状の軟水化ボール１００であっても同様に適用できる。
【００２５】
軟水化ボール１００は、ほぼ中空の球体形状を有するシェル２００と、該シェル２００内に収容されるフィルタユニット１０４とを含む。フィルタユニット１０４は、軟水化するためのイオン交換樹脂１０６が封入されている。シェル２００は、互いに結合された第１シェル１０８および第２シェル１１２を含む。これらの第１シェル１０８および第２シェル１１２は、図１に示す例では、それぞれ上側のシェルおよび下側のシェルに対応する。シェル２００の第１シェル１０８には複数の第１開口部１１６が形成され、第２シェル１１２には複数の第２開口部１２０が形成されており、これによって、シェル２００の内側と外側が連通する。各開口部１１６，１２０の形状は、シェル２００の子午線に沿ったスリット状に形成されているが、シェル２００の内側と外側との間の水の流れがそれらの開口部１１６，１２０を通して促進される限り、例えば楕円形、矩形、多角形または他の形状であっても良く、あるいは直線状、湾曲状、テーパ状、ジグザグ状、網目状または他の形態であっても良い。
【００２６】
図２は、第１シェル１０８および第２シェル１１２が、シェル２００の実質的に赤道上の円周において互いから取り外されている場合のシェル２００を示す前面斜視図である。シェル２００は、ほぼ中空の楕円体形状の場合には、第１シェル１０８および第２シェル１１２の各々は、楕円縁端部によって形成された開口部を有する。ここで、楕円には、上述したように楕円体が球体を含むように円が含まれる。本実施形態では、第１シェル１０８および第２シェル１１２の体積は、実質的に同じであるように示している。シェル２００の実質的に赤道上の円周における代わりに、第１シェル１０８および第２シェル１１２は、シェル２００の赤道上の円周から外れた位置で互いに取り付けるように、また、互いから取り外すように構成しても良い。したがって、第１シェル１０８および第２シェル１１２の体積は異なっていても良く、これによって第１シェル１０８および第２シェル１１２の各々は、開口部が楕円縁端部によって形成されたほぼ中空の部分楕円体形状を有する。例えば、第１シェル１０８および第２シェル１１２の一方は、シェル２００全体の小さい部品であるように構成しても良く、その部品が取り外された時は、シェル２００に小さい孔ができる。
【００２７】
第１シェル１０８および第２シェル１１２は、フック、ネジ溝、係合ピン、留金および他の留め具を含む係合機構１２３によって、互いに取り付けられたり、互いから取り外されたりするように構成しても良い。図１および図２に示した例では、複数の留金用タブ１２４が第２シェル１１２の楕円縁端部の外面に突設され、それに対応して複数の留金用スリット１２５が第１シェル１０８の楕円縁端部に形成され、留金用タブ１２４を、対応する留金用スリット１２５に係合することによって、第１シェル１０８および第２シェル１１２は互いに一体化される。この係合機構１２３を用いることによって、第１シェル１０８および第２シェル１１２は、互いに分離することができ、これによって、ユーザ、製造業者、小売業者または任意の関係者が、シェル２００内のイオン交換樹脂１０６を交換できる。あるいは、第１シェル１０８および第２シェル１１２は、イオン交換樹脂１０６が一旦、シェル２００内に含まれると、着脱不能に互いに取り付けられるように構成しても良い。この場合、イオン交換樹脂１０６の交換は、軟水化ボール１００自体を交換することによって行なわれ、使用済みの軟水化ボール１００は処分される。
【００２８】
図３は、フィルタユニット１０４の例を示す。フィルタユニット１０４は、袋１０５と、そこに含まれるイオン交換樹脂１０６とを含む。袋１０５は、不織布で形成しても良い。この図では、袋１０５の一部は、内容物を示すために透明で示しているが、内容物は、ビーズ形態のイオン交換樹脂１０６である。したがって、フィルタユニット１０４全体は、楕円体、球体、立方体または他の形状のシェル２００に装着するように変形可能である。第１シェル１０８および第２シェル１１２が着脱自在に互いに取り付けられるように構成されている場合、袋１０５とそこに含まれるイオン交換樹脂１０６とを含むフィルタユニット１０４全体を交換することで、イオン交換樹脂１０６が簡単に交換される。このように設計されたフィルタユニット１０４は、補充品として製造し個別に販売することができ、これにより、ユーザは、使用済みのフィルタユニット１０４を処分し、補充品だけを購入してシェル２００に入れ、軟水化ボール１００を繰り返し用いることができる。
【００２９】
図４は、シェル２００の赤道上の円周を含む面における、前記図１に示した軟水化ボール１００の断面図である。シェル２００は、袋１０５およびそこに含まれるイオン交換樹脂１０６を備えたフィルタユニット１０４を包含している。シェル２００内部の体積は、所定量のイオン交換樹脂１０６を含むフィルタユニット１０４全体を詰め込むために最適化されている。
【００３０】
フィルタユニット１０４の他の例は、シェル２００のほぼ中空の球体形状の内側表面を覆うように構成されたほぼ中空の球体形状を有する、袋１０５の代わりの層と、この層内に包含され、この層によって封止されたビーズ形態のイオン交換樹脂１０６とを含むことができる。この層は不織布から形成し、接着材または他の固定手段を用いることによってシェル２００の内側表面に貼り付けても良い。したがって、シェル２００の内側表面を覆うように構成されたこの層は、ビーズ形態のイオン交換樹脂１０６を確実に封止し包含する。シェル２００の一部は、その内側表面を覆う層と共に、イオン交換樹脂１０６を交換する必要がある場合、その部分を容易に取り外せるようにシェル２００の他の部分に着脱自在に取り付けるように構成しても良い。あるいは、シェル２００は、その内側表面を覆う層と共に、イオン交換樹脂１０６が一旦その層内に含まれ、したがって、シェル２００内に含まれると、シェル２００の他の部分に着脱不能に取り付けられるように構成することもできる。この場合、イオン交換樹脂１０６の交換は、軟水化ボール１００全体を交換することによって行なわれ、使用済みの軟水化ボール１００は処分される。
【００３１】
フィルタユニット１０４のさらに他の例としては、イオン交換樹脂１０６を内部に包含するための袋または層を有することなく、ビーズ形態のイオン交換樹脂１０６をシェル２００内に封入することができる。つまり、イオン交換樹脂１０６は、直接、シェル２００に入れられる場合、各開口部１１６，１２０の寸法は、いずれのビーズも漏れ出ないように構成する必要があることから、イオン交換樹脂１０６のビーズの直径が例えば約０．５ｍｍ〜１ｍｍである場合、各開口部１１６，１２０の寸法を０．５ｍｍ未満にすることで各開口部１１６，１２０からのイオン交換樹脂１０６の漏出を防止する。例えば、シェル２００は、各開口部１１６，１２０の寸法が０．５ｍｍ未満の微細な網目を形成するように構成できる。このような表面網目状となったシェル２００は、イオン交換樹脂１０６を交換する必要がある時、シェル２００の一部分を取り外しできるよう当該シェル２００の他の部分に着脱自在となる開閉蓋が取り付けられるように構成できる。あるいは、表面網目状のシェル２００は、イオン交換樹脂１０６が一旦、シェル２００内に含まれると、シェル２００の他の部分に着脱不能となる開閉蓋が取り付けられるように構成できる。この場合、イオン交換樹脂１０６の交換は、軟水化ボール１００全体を交換することによって行なわれ、使用済みの軟水化ボール１００は処分される。
【００３２】
イオン交換樹脂１０６は、通常、ポリマー内の特定のイオンをそれらと接触する溶液中のイオンと交換可能なポリマーである。軟水化用途では、Ｎａ+イオン系またはＨ+イオン系のイオン交換樹脂１０６は、通常、ミネラル含有物、特に、硬水に存在するマグネシウムおよびカルシウムイオンを低減するために用いられる。Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６が塩分を含まない場合、その活性部位ではナトリウムイオンを含有する。水がイオン交換樹脂１０６を通過する際は、マグネシウムおよびカルシウムイオンをその活性部位に吸収すると同時にＮａ+イオンを水中に放出し、これによって軟水化する。イオン交換樹脂１０６は、それを塩水で洗浄することによって再利用できる。通常、Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂１０６は、再利用が不可能であることを除き、同様なイオン交換メカニズムを実行できる。フィルタユニット１０４中のイオン交換樹脂１０６は、Ｎａ+イオン系またはＨ+イオン系であっても良い。しかしながら、ペット用の飲料水のためにＨ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を用いることは好適である。この理由は、水の中に放出されたＮａ+イオンは、その含有量を必然的に増加させ、これによって、人間より体が小さいペットのための飲料水として適さないものになる。Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を用いることによって、ペットにとってもほぼ無害なＨ+イオンがマグネシウムおよびカルシウムイオンを含むミネラルの代わりに水の中に放出される。
【００３３】
図５は、軟水を生成するために容器３００の水中に浸漬された軟水化ボール１００の構成例を示す。容器３００中の原水には、例えば２個等の複数の軟水化ボール１００を浸漬することができるが、この原水は、水道水またはある程度まで既にろ過および／または軟水化された水であっても良い。この水は、シェル２００に形成された複数の開口部１１６および１２０を通って軟水化ボール１００内に入り、フィルタユニット１０４が水で浸漬される。これによってビーズ形態のイオン交換樹脂１０６に水が接触する。イオン交換樹脂１０６に接触した水は、複数の開口部１１６，１２０を通ってシェル２００から出ることができる。軟水化ボール１００の数は、原水の水の硬度に関して所望の軟水化のレベルおよび／または軟水化される水の量に応じて調整し得る。水道水の硬度が高い地域では、２つ以上の軟水化ボール１００が必要になる場合がある。あるいは、市販されている軟水化またはろ過装置を主に用いることができ、また、軟水化またはろ過された水は、その水の中に１つまたは複数の軟水化ボール１００を追加することによってさらに軟水化することができる。
【００３４】
水と、ビーズ形態のイオン交換樹脂１０６との接触を促進するために、水中に浸漬された１つまたは複数の軟水化ボール１００を含む容器３００を振ることが必要な場合がある。つまり、振る回数および／または継続時間を調整することによって、ユーザが、水の硬度レベルを制御して、最適に軟水化され、元の良好な味および香味を提供する水を生成することが可能である。
【００３５】
水の硬度は、ミネラル含有物、特に、水中のＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンの濃度の尺度であり、これは、既製の測定装置を用いることによって容易に測定できる。一般的に、水の硬度は、モル濃度、ｐｐｍ、ｍｇ／Ｌ等の様々な単位で表される。ｍｇ／Ｌの単位は、この場合、Ｌ＝リットル＝１０００立方ｃｍである。水道水の硬度は、地域によって異なり、例えば札幌では３４、仙台では３０、千葉では８１、東京では２９、名古屋では２０、大阪では４５、福岡では３６、沖縄では８４、その他日本のほとんどの地域で４０〜６０（平均として５1）である。米国においてはニューヨークでは約３０、サンフランシスコや、ロサンゼルスでは９０、シカゴでは１３０、ラスベガスでは３９４、サンディエゴでは３００である。軟水化ボール１００に含まれるビーズ形態のイオン交換樹脂１０６の量は、軟水化される水の量と達成すべき軟度とに関連して予め決めることができる。関連するパラメータ値の間の経験的関係については後述する。当該関係および評価指数について例として説明するために、特定の数値を引用するが、これらは近似値である。軟水化率、すなわち、硬度低減Δは５０の原水の硬度がゼロに低減されると１００％であり、５０の原水の硬度が２５に低減されると５０％である。明らかに、軟水化し得る水の量と硬度低減Δの程度との間にはトレードオフの関係がある。表１には、異なる量のイオン交換樹脂１０６を用いることによって、軟水化し得る水の量と硬度低減Δの度合いとの間の関係を示す例が一覧表示されている。
【００３６】
【表１】
2017121619.tif 000003
【００３７】
上記表１に例示したように、ビーズ形態の通常のイオン交換樹脂１０６の場合、その１００ｇは、硬度が元々５０であった１００Ｌの水の硬度をゼロに低減でき、その１００ｇは、硬度が元々１００であった５０Ｌの水の硬度をゼロに低減できる。これらは、軟水化率１００％の場合である。軟水化率１００％で４０ｇのイオン交換樹脂１０６を用いることによって、元々硬度が５０であった４０Ｌの水の硬度はゼロに低減できる。４０ｇのイオン交換樹脂１０６を用いることによって、８０Ｌの水を軟水化率５０％で軟水化できる（例えば、５０から２５への硬度の低減）。同様に、４０ｇのイオン交換樹脂１０６を用いることによって、軟水化率７０％で約６０Ｌの軟水化できる（例えば、５０から１５への硬度の低減）。通常、犬、猫または他の小動物は、１日当たり約０．５Ｌの水を必要とし、したがって、（例えば、５０から１５に低減された）６０Ｌの軟水は、１２０日後に消費され、（例えば、５０から２５に低減された）８０Ｌの軟水は、１６０日後に消費される。表１の最も右側の列には、ペットが１日当たり０．５Ｌ飲むと仮定して、対応する量の軟水が消費されるのに要する日数が一覧表示されている。
【００３８】
様々な実験によって、ミネラル含有物を過度に除去すれば水の味や香味が低下し、またミネラル不足を引き起こすことさえあり得ることが示されている。したがって、硬度低減Δ、すなわち軟水化率は過度であってはならず、さらにＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンの濃度は、健康的なレベルまで低減すべきである。さらなる実験によって、小動物を健康に維持し（例えば、尿結石を防止する）、さらに水の味および香味を維持するＣａ2+イオンおよびＭｇ2+イオンの濃度レベルは、１０〜３０の範囲における水の硬度レベルに対応することが示された。この範囲は、４０ｇのイオン交換樹脂を用いることによる元の硬度が５０の水に対するおよそ４０〜８０％の軟水化率に対応する。表１に太字体で示した経験的関係によって、４０ｇのイオン交換樹脂は、５０〜１００Ｌの水を硬度レベル５０からレベル１０〜３０の範囲に軟水化し得るが、これはペットが１日当たり０．５Ｌの水を飲むと仮定すると、１００〜２００日の間もつことが示された。水の硬度レベルを１００から３０に低減する場合、４０ｇのイオン交換樹脂は３０Ｌの軟水化できるが、これは６０日間だけ維持される。したがって、イオン交換樹脂１０６を交換または再充填する頻度は２〜７ヶ月に１回であり、これは望ましい長さの間隔である。
【００３９】
本実施形態の軟水化ボール１００では、フィルタユニット１０４のイオン交換樹脂１０６の量とシェル２００の体積は、犬、猫および他の小動物等のペットにとって充分な軟度の飲料水を生成し、さらに元の味および香味を維持するために最適化することができる。シェル２００の体積は片手で扱うことができる水の容量の携帯容器またはピッチャーに入れるのに充分な小ささで構成できる。ペット用の小動物は通常１日当たり約０．５Ｌの水を飲む。ある種類の小さい猫はそれよりも飲む量が少なく、例えば１日当たり０．２Ｌである。したがって、シェル２００の体積はペット用の少なくとも毎日の量の飲料水の容量を有する容器に入れるのに充分な程小さく構成される。すなわち、シェル２００の直径または１つの寸法は３ｃｍ〜６ｃｍの範囲内であっても良く、これにより０．２５Ｌ〜１．５Ｌの範囲の容量を有する容器に簡単に収容できる。ここで、直径の尺度はシェル２００がほぼ球体の形状を有する場合であり、また１つの寸法の尺度はシェル２００がほぼ楕円体の形状を有する場合、３つの半主軸の１つの長さの２倍、すなわち２ａ、２ｂまたは２ｃであっても良い。直径の寸法が３ｃｍ〜６ｃｍの範囲内にあるシェル２００は、２０ｇ〜７０ｇの範囲でイオン交換樹脂１０６を含み得る。したがって、軟水化ボール１００は、猫、犬および他の小動物等のペット用の軟水を生成するための最適化要件に基づき、上記のように構成し得るが、この場合の水の硬度は１０〜３０の範囲のレベルに低減できる。
【００４０】
水の硬度が、例えば１２０以上と高い地域では、硬度を所望のレベルに低減するためにより多くの樹脂が必要であること、および／または、イオン交換樹脂１０６は頻繁に交換または再充填する必要がある。例えば４０ｇのイオン交換樹脂１０６を用いることによって、表１に例示するように、わずか１０Ｌの水を硬度レベル３００から９０に軟水化して、ペット用の約２０日分の軟水を供給することができる。イオン交換樹脂１０６それ自体は、水の硬度を激減できない。上記例では、３００から９０への硬度低減Δは軟水化率７０％に対応するが、結果として生じる水は依然として９０の硬さである。このことは、例えばラスベガスまたはサンディエゴ等の水の硬度が３００である地域では、軟水化率８０％のイオン交換樹脂１０６を用いても、結果として生じる硬度は依然として６０であり、これはペットに適さないことを意味する。したがって、上述のようにペット用に構成され、最適化された１つの軟水化ボール１００は、水の硬度が１２０未満である地域での用途に適切である。
【００４１】
実用新案登録第３２００５４６号公報に開示された愛玩動物用浄水具は、水の硬度が高いそのような地域での用途に適している。すなわち、これは下部に浄化水槽部が形成されていて、前部に形成した導出口に通じて浄化水を導出させる開閉弁を有する浄水槽体と、この浄水槽体の上部内に嵌め入れ支持される原水槽体と、この原水槽体に供給された原水を導入し、カルシウム、マグネシウムを軽減浄化して浄化水槽部に浄化水を導出させるよう浄化部を備えていて、原水槽体の底部に嵌め入れ支持されるフィルターカートリッジ体とを備えて成る。前記フィルターカートリッジ体は、前記原水槽体の内部に位置決めされている原水導入孔を有する筐体蓋によって施蓋され、前記浄化水槽部の内部に位置決めされている浄水孔を有する浄水筐体の内部に、中央部に配装されるＨ+イオン型の陽イオン交換樹脂材層およびこの陽イオン交換樹脂材層の周囲に配装される活性炭材層から成る浄化部を設けている。このようなフィルターカートリッジ体の代わりに本実施形態の軟水化ボール１００を用いることができる。あるいは原水の硬度が極端に高い（例えば、１２０以上の）地域では大量の水を軟水化する必要がある場合、２つ以上の軟水化ボール１００を用いることができる。さらにまた、１つまたは複数の軟水化ボール１００を上述した軟水化装置に含まれる水に追加して、水の硬度をさらに低減しても良く、この場合の水は上述した実用新案登録第３２００５４６号公報に開示された愛玩動物用浄水具における処理のために含まれた水、または処理した後に含まれた水であっても良い。
【００４２】
本実施形態の軟水化ボール１００は、人間用の軟水を生成するために用いることができ、特に健康上の理由により軟水を飲みたいと願っている硬水の地域に住む人々のために用いることができる。前述の例では様々な実験に基づき、ペットの場合、所望の水の硬度レベルは１０〜３０の範囲に実験的に決定されている。人の体は、体が小さいペットと比較して相対的に大きく、問題の原因になるミネラルに対して回復力があることから、人間に適する硬度レベルは約１００以下であり、およそ１１０未満のレベルと同等であると見なすことができる。
【００４３】
表２には、異なる量のイオン交換樹脂を用いることによって軟水化し得る水の量と、硬度低減Δの程度との間の関係を示す他の例が一覧表示されている。特に、これらの例は極端に硬い、例えば硬度レベル１２０以上の水の地域に住む人のために１００または６０に水の硬度レベルを低減する場合を含む。
【００４４】
【表２】
2017121619.tif 000004
【００４５】
上記表２に示すように、ラスベガスおよびサンディエゴ等の３００レベルの硬水の地域では４０ｇのイオン交換樹脂を用いて１０Ｌの水を硬度レベル３００から１００に軟水化できることが分かる。人間が１日当たり２．０Ｌの水を飲むと仮定すると、１０Ｌの軟水は５日間維持される。同様に、水の硬度レベルを３００から１００に低減するためには、１００ｇのイオン交換樹脂１０６を用いて２５Ｌの軟水化することができ、これは、人間の場合、１２．５日間もつ。したがって、イオン交換樹脂１０６を交換または再充填する頻度は、ペット用の軟水を生成する場合と比較して相対的に頻繁である。
【００４６】
上述したように、シェル２００の直径または１つの寸法が３ｃｍ〜６ｃｍの範囲内にある場合、イオン交換樹脂１０６の対応する量は２０ｇ〜７０ｇの範囲内であっても良い。軟水化ボール１００のサイズをこの範囲に維持することは、人間用の軟水を生成する場合でも好適であるが、この理由は、そのような相対的に小さいサイズの軟水化ボール１００は、手持ち式容器または他の種類の携帯容器に装着でき、ユーザが簡単に取り扱えるためである。さらに、軟水化ボール１００のサイズが大きくなると、軟水化ボール１００の中心付近のイオン交換樹脂１０６のビーズは、軟水化ボール１００が水の中に浸漬されている容器を振ったとしても貫通する水が簡単に接触できない。
【００４７】
上記表２に示すように、４０ｇのイオン交換樹脂１０６を用いて１０Ｌの水を硬度レベル３００から１００に軟水化することができ、また、人間が１日当たり２．０Ｌの水を飲むと仮定すると、１０Ｌの軟水では５日間は維持できる。これは、Ｈ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を人間用の軟水を生成するために用いる場合、その量を３ｃｍ〜６ｃｍの範囲の直径の軟水化ボール１００において２０ｇ〜７０ｇの範囲内に維持するならば、そのイオン交換樹脂１０６は頻繁に交換しなければならないということを意味する。あるいは、２つ以上の軟水化ボール１００を大きな容器内で用いて、それに対応する大量の軟水を生成することもできる。さらにまた、人間用として、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６をＨ+イオン系のイオン交換樹脂１０６の代わりに用いることもできる。
【００４８】
上述したように、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を用いてペット用の軟水を生成することは望ましくない。その理由は、水の中の放出されたＮａ+イオンにより、Ｎａ+イオン含有量が必然的に増え、これによって、その水が体の小さいペット用の飲料水として適さなくなるためである。対照的に、放出されたＮａ+イオンのイオンレベルは、人体にとって充分許容範囲内にあることから、Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を用いることは、人間にとって問題があるとは見なされない。Ｎａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６は、それを塩水で洗浄することによって、例えば１０％食塩水を用いることによって、再充填し得る。そのような食塩水は、家庭で単に水に塩を溶かすことによって簡単に作ることができる。したがって、長期間に渡ってイオン交換樹脂１０６を得るためのコストは、人間用のＮａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を備えた軟水化ボール１００を用いることによって、大幅に低減することができる。
【００４９】
例えば、４０ｇのＨ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を用いて１０Ｌの水を硬度レベル３００から１００へ軟水化する例では、イオン交換樹脂１０６は５日毎に交換する必要があるが、一方で、４０ｇのＮａ+イオン系のイオン交換樹脂１０６を用いることによって、イオン交換樹脂１０６は繰り返し使用するための再充填のために５日毎に塩水で洗浄さえすれば良く、これによってコストが低減される。したがって、軟水化ボール１００は、人間用の軟水を生成するための最適化要件に基づき構成することができ、この場合、水の硬度は１１０未満のレベルに低減できる。
【００５０】
本明細書は多くの種を含むが、これらは、発明の範囲または特許請求の範囲を制限するものとして解釈すべきではなく、むしろ、本発明の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されたい。個別の実施形態の文脈において、本明細書で述べるある特徴は、単一の実施形態において、組合せによっても実現し得る。逆に、単一の実施形態の文脈において述べる様々な特徴は、多数の実施形態において個別にまたは任意の適切な下位の組合せでも実現し得る。さらに、特徴は、ある組合せにおいて作用するものとして上記の通り記述でき、また、そのように最初は請求できるが、請求された組合せからの１つまたは複数の特徴は、その組合せから実行可能なことがあり、その場合、請求された組合せは、下位の組合せまたは下位の組合せの変形例に導くことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００…軟水化ボール                    １０４…フィルタユニット
１０５…袋                              １０６…イオン交換樹脂
１０８…第１シェル                      １１２…第２シェル
１１６…第１開口部                      １２０…第２開口部
１２３…係合機構                        １２４…留金用タブ
１２５…留金用スリット
２００…シェル
３００…容器
Δ…硬度低減
【図１】
2017121619.tif 000005
【図２】
2017121619.tif 000006
【図３】
2017121619.tif 000007
【図４】
2017121619.tif 000008
【図５】
2017121619.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月31日(2017.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
本明細書は多くの種を含むが、これらは、発明の範囲または特許請求の範囲を制限するものとして解釈すべきではなく、むしろ、本発明の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されたい。個別の実施形態の文脈において、本明細書で述べるある特徴は、単一の実施形態において、組合せによっても実現し得る。逆に、単一の実施形態の文脈において述べる様々な特徴は、多数の実施形態において個別にまたは任意の適切な下位の組合せでも実現し得る。さらに、特徴は、ある組合せにおいて作用するものとして上記の通り記述でき、また、そのように最初は請求できるが、請求された組合せからの１つまたは複数の特徴は、その組合せから実行可能なことがあり、その場合、請求された組合せは、下位の組合せまたは下位の組合せの変形例に導くことができる。
なお、本発明に係る軟水化ボールによって得られる軟水は、愛玩動物、人間のみならず、例えば洗濯用水としても利用するにも好適となるばかりでなく、軟水の使用が適当とされる各種分野において例えば調理用、飲用、洗浄用等としても利用可能である。