JPH0788487A

JPH0788487A - 浄水剤

Info

Publication number: JPH0788487A
Application number: JP26537093A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Watanabe; 最昭渡辺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-04-04
Also published as: TW273540B

Abstract

(57)【要約】【目的】おいしい水、健康によい水の製造に使用する
浄水剤、とりわけカルシウムを溶出し易くした浄水剤を
提供する。【構成】炭酸カルシウム９９．５〜９０重量％と酸化
カルシウム０．５〜１０重量％よりなり、且つ炭酸カル
シウムの表面に酸化カルシウムを固着してなる浄水剤で
ある。両者を固着させる手段として、炭酸カルシウム多
孔体に水酸化カルシウムを担持する方法及び炭酸カルシ
ウム粉粒体を６５０〜７５０℃で灼熱する方法などを提
案した。本浄水剤を使用することにより、水道水中に含
まれる塩素臭、カルキ臭を除去でき、希望する任意の量
のカルシウムを継続的に飲料水中に溶出させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浄水剤に関し、より詳し
くは、おいしい水の製造に使用する各種浄水器用などに
使用する水道水用浄水剤、とりわけ、カルシウム溶出剤
に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水の消毒、殺菌には塩素やカルキの
ような塩素化合物が使用されている。近年、環境汚染に
伴う水源の水質の悪化が進み、良質の原水の確保もむつ
かしくなっている状況から、水道水中に含有される塩素
量も次第に増加する傾向にある。そのため、カルキ臭や
塩素臭が強く、おいしくない水になっている。厚生省お
いしい水研究会の「おいしい水質要件」によると、残留
塩素０．４ｍｇ／１以下とされている。更に配管の錆び
による金気臭も発生している。

【０００３】これらカルキ臭やカビ臭の除去には、従
来、各種のゼオライト、活性炭、サンゴ石、麦飯石、コ
ーラルサンドなどの無機系材料が主として用いられてい
る。また、各種ポリマーやアスコルビン酸、糖、アミノ
酸、ヌクレオチド及びその誘導体などの有機系材料との
組み合わせも多く提案されている。

【０００４】一方、健康飲料水として、カルシウムイオ
ンを多く含むアルカリ性飲料水が知られている。カルシ
ウムを多く含むアルカリ性飲料水の製造方法として、例
えば電気分解及びカルシウム溶出剤を利用する方法があ
る。電気分解を利用する方式は、多孔質隔壁を間に介し
て、陽−陰２つの電解室を対峙させ、各電解室に原水を
流すと同時に、各電解室に設けた陽−陰電極間に直流電
圧を印加して、原水を電気分解することによって、陰極
室から、カルシウム、ナトリウム、カリウムなどを多く
含むアルカリイオン水を得るものである。この際、カル
シウムに富むアルカリイオン水を得るために、乳酸カル
シウム、グリセロリン酸カルシウム、亜硫酸カルシウム
などが添加される。尚、陽極室から得られる酸性水は浴
用、洗顔用などとして使用される。

【０００５】また、カルシウム溶出剤を利用する方式は
コーラルサンド、石灰石などの天然炭酸カルシウムが用
いられている。例えば、特公平、３−１２９５３号明細
書には、砂状サンゴ又はコーラルサンドを加熱し活性化
した水質改良材が提案されている。同明細書によると砂
状サンゴ又はコーラルサンドを２００℃〜４５０℃に加
熱することにより活性化し、水道水中の塩酸分を中和す
ることにより、次式の反応に基いて、カルシウム成分を
水中に供給することが示されている。ＣａＣＯ_３＋２ＨＣｌ→Ｃａ^２＋＋２Ｃｌ⁻＋ＣＯ_２↑
＋Ｈ_２Ｏ

【０００６】しかしながら、かかる方法においては酸性
の水を中和することはできるが、余程酸性の強い水でな
ければ、カルシウム分を補給することにはならないか又
は、極めて長い接触時間を必要とする。

【０００７】このように、従来公知の方法にあっては比
較的高価であるとか、長期間の継続的使用に耐えないと
か、或いは手軽に移動することができないとか、更には
目的とするカルシウム分の供給が実際には十分行なわれ
ないなどの欠点があり、更に満足し得る浄水剤、特にカ
ルシウム補給を目的とする浄水剤が望まれていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】我々がおいしく且つ健
康な飲料水を得るためには様々な工夫が必要である。カ
ルキ臭、塩素臭の除去、カビ臭、生くさい臭の除去は勿
論のこと、健康、長寿に有益なミネラルの摂取と有益で
ないミネラル成分の除去など、ミネラルバランスが必要
である。ミネラルバランスの問題については、例えば、
橋本ら［水処理技術、Ｖｏｌ２９（ＮＯ．１）１３〜
２８（１９８８）］は健康な水の指標をＫ_{ｉｎｄｅｘ}＝
Ｃａ−０．８７Ｎａ＞５．２，Ｏ_{ｉｎｄｅｘ}＝（Ｃ
ａ＋Ｋ＋ＳｉＯ_２）／（Ｍｇ＋ＳＯ_４＞２．０と定め、
１つの目安として提案している。すなわち、長寿にはカ
ルシウム量が多く、ナトリウム量が少ない飲料水が良い
としている。カルシウム量が多過ぎて健康に害になると
いう指摘はあまりないようである。

【０００９】これらの問題の解決方法として、各地の水
質に応じて、濾材鉱物やその他の吸着剤、濾材を選択す
ることである。例えば、カルシウムの不足した水であれ
ば石灰岩フィルターを、シリカの不足した水であれば火
成岩フィルターを用いるなどで、おいしく健康な水に作
り替えることが可能である。

【００１０】しかしながら一般需要家にとって、常に水
質を検査し、それに対応した処理を施した水を利用する
ことは実際上不可能である。従って、おいしい水を得る
簡便な手段としては、カルシウム分の補給を行なうこと
であり、更には塩素分その他の有臭不純物を除去するこ
とである。その上で、アルカリ金属分を減少することも
健康な水とするうえで好ましいことである。

【００１１】カルシウムを溶出する物質として、上記し
た炭酸カルシウムが用いられているが、炭酸カルシウム
の溶解度は極めて小さく、２５℃でわずか１３ｐｐｍ
（酸化カルシウムとして）である。硫酸カルシウムの溶
解度は２５℃で約０．２ｗｔ％と大きいが、Ｏ
_{ｉｎｄｅｘ}からもわかるように、硫酸根は水の味をまず
くする上に、健康にも良くない。また、酸化カルシウム
または水酸化カルシウムの溶解度は２５℃で０．１１ｗ
ｔ％（酸化カルシウムとして）と比較的良く溶ける。た
だ、水道水用の浄水器用浄水剤として用いるには溶解し
過ぎるし、ｐＨも高くなり過ぎる。そのため酸化カルシ
ウムの溶出を任意に調整する必要がある。カルシウム濃
度が５〜５００μｇ／ｍｌ（約５〜５００ｐｐｍ）程
度、特に１０〜１００μｇ／ｍｌ、更には４０〜１００
μｇ／ｍｌ存在することが好ましい。

【００１２】更に、一般に飲料水等として利用されるこ
とを目的とする場合、比較的短時間で所望のカルシウム
濃度に達し一定で且つこれを持続することが重要とな
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑みてな
されたもので、おいしく健康によい水を提供するため
に、カルシウムを溶出し易くした浄水剤に関するもので
ある。単にカルシウムを溶出し易くするばかりでなく、
長期にわたって（例えば、半年ないし一年）持続して使
用可能な浄水剤に関するものである。このような性能を
有する浄水剤を得るべく鋭意研究した結果、炭酸カルシ
ウム９９．５〜９０重量％と酸化カルシウム０．５〜１
０重量％よりなり、且つ炭酸カルシウムの表面に酸化カ
ルシウムを固着してなる浄水剤を見出し本発明を完成さ
せた。

【００１４】ここで炭酸カルシウムの表面に酸化カルシ
ウムを固着した状態とは、例えば、炭酸カルシウムの表
層部の結晶間に酸化カルシウムが挟雑状態で存在すると
か、両結晶が一部混晶を形成している等、両者間に何ら
かの化学的又は物理的結合状態を形成しているものであ
って、粉粒体同志が単に混合されている状態とは異な
る。即ち、両者が単に混合され、篩い分け等が可能な状
態にある場合には、理由は分からないが長期にわたって
持続して使用できない。

【００１５】本発明における両者の固着状態を形成させ
る手段の例として、炭酸カルシウム９９．５〜９０重量
％と酸化カルシウム０．５〜１０重量％よりなる浄水剤
は炭酸カルシウム粉粒体の表面に酸化カルシウムが０．
５〜１０重量％（全体の重量に対して）担持させても良
い。このような浄水剤は炭酸カルシウム多孔体に水酸化
カルシウムを含浸させた後、乾燥することにより得るこ
とができる。この場合水酸化カルシウムの原料として、
食品添加剤として認められた貝殻および卵殻を焼成して
得た酸化カルシウムを使用することが好ましい。また別
の好ましい方法としては、炭酸カルシウム粉粒体を６５
０〜７５０℃の温度で、灼熱減量が０．５〜５重量％と
なる範囲で灼熱する方法である。すなわち、第１図はコ
ーラルサンドを用いた場合の灼熱温度と、該処理物１ｇ
を１００ｇの水に懸濁させて、経時的にｐＨを測定した
例である。図１においては、未処理（ａ）、５００℃
（ｂ）、６００℃（ｃ）、６５０℃（ｄ）、７５０℃
（ｅ）及び８５０℃（ｆ）の各温度での灼熱処理を示
す。

【００１６】図１から理解されるように、処理温度が高
くなるほど、水のｐＨ値は高くなるが、時間の影響は少
ない。またｐＨが１２を越える程高くなる場合は、おい
しい水としては好ましくない。

【００１７】従って灼熱温度は６５０〜７５０℃とすべ
きである。更に処理時間は処理の初期において、急速に
立ち上がるが、温度によって必ずしも一定ではない。そ
こで灼熱減量を基準とするのが好ましく、０．５〜５重
量％の灼熱減量範囲とすることが重要である。換言すれ
ば、６５０℃以下では灼熱減量が小さすぎ、カルシウム
の溶出量および溶出速度は顕著に増加しない。また、７
５０℃以上ではカルシウムの溶出量および溶出速度は大
きすぎ、長期にわたって持続して使用不可能である。な
お、本発明の固着状態を形成させる手段は、上記の好ま
しい方法に限定されるものではない。

【００１８】原料として使用できる炭酸カルシウムとし
ては化学的合成品と化学的合成品以外のものに分かれ、
前者には軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムが、
後者にはコーラルサンド、貝殻、石灰石などがある。中
でもコーラルサンドはマグネシウム、シリカ、カリウ
ム、鉄などミネラルを含むので、好んで使用される。な
お、炭酸カルシウム以外のカルシウム化合物として、硫
酸カルシウム、ドロマイト（ＣａＣＯ_３・ＭｇＣ
Ｏ_３）、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウムなどがあ
るが、ケイ酸カルシウムを除いては浄水剤として必ずし
も好ましくない。硫酸カルシウムは硫酸根が、ドロマイ
トはマグネシウムがそれぞれ水の味をまずくするし、リ
ン酸カルシウムはカルシウムの溶出に伴ってリンも溶出
する場合があって宜しくない。

【００１９】炭酸カルシウムと強固に結合した酸化カル
シウムの割合は炭酸カルシウム９９．５〜９０重量％と
酸化カルシウム０．５〜１０重量％であることが望まし
い。酸化カルシウムが０．５重量％以下の場合には、カ
ルシウムの溶出が不十分であり効果が顕著に表われな
い。また、酸化カルシウムが１０重量％以上の場合に
は、一定の飲料水に対して使用する浄水剤の量もしくは
一定量の浄水剤に対する通水量にもよるが、ｐＨが高く
なりすぎ、且つカルシウムの溶出量が多すぎて継続的に
使用できなくなる。従って、使用目的および使用形態に
よって酸化カルシウムの結合割合を変える必要がある。

【００２０】また炭酸カルシウムの粒子は一般にＢＥＴ
法による比表面積が０．０５〜５０ｍ^２／ｇ，好ましく
は０．１〜１５ｍ^２／ｇ程度のものが採用される。比表
面積があまりに小さい場合には表面に存在させる酸化カ
ルシウムの層が厚くなり、十分な固着強度が得難く、ま
た比表面積があまりに大きいと一般に粒子径が小さくな
りすぎて取り扱いに不便となるばかりでなく、酸化カル
シウムの初期溶出量が増大し過ぎるという欠点を生ずる
場合もあり好ましくない。

【００２１】本発明の浄水剤はこれを単独でも使用でき
る。しかし、一般的な使用形態としては、使用目的に応
じて他の材料との併用が望ましい。例えば塩素やクロロ
メタンを除去し、かつカルシウムを付与したい場合には
活性炭との併用が好適である。また、カルキ臭やカビ臭
を除去して、かつカルシウムを付与したい場合にはゼオ
ライト、サンゴ石、麦飯石などの無機材料やアスコルビ
ン酸、糖、アミノ酸、ヌクレオチドおよびその誘導体な
どの有機材料との併用が好適である。更にまた、逆浸透
膜やイオン交換樹脂を用いて、一旦高純度水を製造した
後、コーラルサンドや本発明の浄水剤を用いてカルシウ
ムやその他のミネラル成分を付与することも、おいしい
水、健康によい水を作る上で極めて有益である。また、
活性炭使用による塩素除去後の水に対して本発明の浄水
剤を併用するとき、中空糸膜を組み合わせて除菌した
り、また銀などの抗菌剤を組み合わせ使用して、菌の発
生を抑える方法も共に有効である。

【００２２】本発明の浄水剤は水道水の蛇口に取り付け
た浄水器中に充填して使用することができる。また、本
発明の浄水剤を透水性包装材料に入れパック状とし飲料
水、お茶、お味噌汁およびその他の飲食物に投入して使
用することも出来る。その他加工飲・食品製造用として
も利用できる。

【００２３】尚以下の実施例において、浄水剤の性能評
価の一つとしての溶出カルシウムの定量は以下の方法で
行なった。試料１．０ｇをビーカーに秤り取り、超純水
５００ｍｌを加える。テフロン製スターラーピースを入
れ、１時間撹拌する。静置後上澄み液を１ｍｌ取り、１
００ｍｌ定容とした。これをＩＣＰ（誘導結合プラズ
マ）に導入してカルシウムを定量した。ＩＣＰ発光分析装置：セイコー電子工業製ＳＰＳ１５０
０ＶＲＡｒガス流量プラズマ：１６１／ｍｉｎ試料：０．３５１／ｍｉｎ補助：０．７１／ｍｉｎ測定波長：Ｃａ３９３、３６６ｎｍ測光高さ：１２ｍｍ（ロードコイル上）プラズマ出力：１．３ｋＷ

【００２４】実施例１以下に本発明を具体的に示すために実施例を示すが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２５】マリンバイオ社製の粒状コーラルサンドを
予め４００℃で２時間焼成する。このものはＢＥＴ表面
積０．２ｍ^２／ｇであった。これを２０ｇ正確に計り取
り、内容量１００ｍｌのアルミナるつぼに移す。市販の
電気炉にて１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、７００℃で
２時間焼成した。冷却後の重さは１８．５６ｇであり、
ＢＥＴ表面積は０．５ｍ^２／ｇであった。この際の減量
は７．２％であり、これが炭酸ガスの発生によるものと
考えると、生成した酸化カルシウムは９、２重量％
（７．２×５６／４４）と計算できる。試料のＸ線回折
の結果、炭酸カルシウムのほかに酸化カルシウムの回折
像が確認できた（これをサンプルＡとする）。

【００２６】試料の水へのカルシウム溶出量をＩＣＰ発
光分析装置で測定した結果、水１ｍｌ中にカルシウムが
７５μｇ溶出していた。全く同じ条件下、焼成前のコー
ラルサンドからのカルシウム溶出量を測定した結果、
４．７μｇであった。一方、粒状コーラルサンドを１０
００℃で８時間焼成した試料（これをサンプルＢとす
る）のそれは８４０μｇであった。これらのことからサ
ンプルＡにあっては７５μｇのうち、焼成によって生成
した酸化カルシウムから溶出したと推定されるカルシウ
ム量は（７５−４．７＝７０．３）μｇと考えられ、サ
ンプルＢにおいては８３５．３μｇが焼成によって増加
したことになる。

【００２７】ＡおよびＢの各サンプルの５ｇを１１の水
中にいれ、毎日１回水を更新した。３ケ月後におけるサ
ンプルＡの水中には尚７３μｇ／ｍｌのカルシウムが存
在したが、サンプルＢについては４．７μｇ／ｍｌであ
った。

【００２８】実施例２〜７実施例１と同様にして焼成温度を種々変えて、粒状の炭
酸カルシウム上に酸化カルシウムを析出させた。結果を
表１に示した（焼成時間はすべて２時間）。

【００２９】

【表１】

【００３０】また、実施例２、３および実施例７で得ら
れた粒状物の比表面積はそれぞれ０．３，０．４および
０．５ｍ^２／ｇで、高温で焼成するほど比表面積は高く
なった。このような現象は炭酸カルシウムと酸化カルシ
ウムを単にブレンドしただけでは認められない。

【００３１】比較例１実施例１と同様にして焼成温度を８５０℃で行ない、粒
状の炭酸カルシウム上に酸化カルシウムを析出させた。
この時の重量減は７４％、ＣａＯ生成量は９４重量％で
あった。また、初期Ｃａ溶出量は６４０μｇ／ｍｌであ
った。

【００３２】得られた粒状物０．５ｇを水２００ｍｌ中
に投入し、３０分撹拌した。この時の水のｐＨは１２．
２であった。高いｐＨが示すように、炭酸カルシウムの
大部分が酸化カルシウムへと変化しており、酸化カルシ
ウムの溶解度が２０℃で，０．１１８ｇ−ＣａＯ／１０
０ｇ−Ｈ_２Ｏゆえ、カルシウムがどんどん溶出する。従
って、理論上からも酸化カルシウムを浄水剤として使用
することは出来ない。

【００３３】実施例８白石カルシウム社製の食品添加用炭酸カルシウム（商品
名：コロカルソＴ、比表面積５．５ｍ^２／ｇ）２０ｇを
使用して、実施例１と同様に７００℃で２時間焼成し
た。冷却後の重さは１８，６で、この際の減量は７．０
％であった。従って酸化カルシウムは８．９％となる。
試料の水へのカルシウム溶出量をＩＣＰ分光分析装置で
測定した結果、水１ｍｌ中にカルシウムが８４μｇ溶出
していた。

【００３４】実施例１と同じ方法で求めた３ケ月後のカ
ルシウム溶出量は８１μｇであった

【００３５】実施例９エヌ・シー・コーポレーション社製の貝殻焼成酸化カル
シウム０．４ｇを計り取り、内容量３００ｍｌのビーカ
ーに移す。これに水２５０ｍｌを加え、よく撹拌する。
一部白濁状態のところへ、マリンバイオ社製の粒状コー
ラルサンド（表面積０．２ｍ^２／ｇ）２０ｇを加える。
ガラス棒で混ぜながら加熱して水を蒸発させた。途中で
アルミナるつぼへ移し、２００℃で一夜乾燥させた。

【００３６】得られた試料の水へのカルシウム溶出量を
ＩＣＰ分光分析装置で測定した結果、水１ｍｌ中にカル
シウムが１４μｇであった。

【００３７】実施例１と同じ方法で求めた３ケ月後のカ
ルシウム溶出量は１３μｇであった

【００３８】実施例１０マリンバイオ社製の粒状コーラルサンドを予め４００℃
で２時間焼成する。このものはＢＥＴ表面積０．２ｍ^２
／ｇであった。これを７００ｇ正確に計り取り、アルミ
ナるつぼに移す。市販の電気炉にて１０℃／ｍｉｎの速
度で昇温し、６７０℃で２時間焼成した。冷却後の重さ
は６５１．７ｇであり、ＢＥＴ表面積は０．５ｍ^２／ｇ
であった。この際の減量は６．９％であり、生成した酸
化カルシウムは８、７重量％（６．９×５６／４４）と
計算できる。得られた浄水剤のカルシウム溶出量は１５
μｇ／ｍｌＨ_２Ｏであった。このうち６００ｇを直径１
０ｃｍの筒状の浄水器に充填した。充填に当たり、下部
に武田薬品工業社製の粒状活性炭７００ｇを充填し、上
部に本浄水剤を充填した。活性炭と本浄水剤との間およ
び最上部と最下部にフィルターを入れて固定した。

【００３９】原水（水道水）を下部から供給し、上部か
ら飲料水を得た。サンプリングは日常家庭で使用する水
量で（約３１／ｍｉｎ）２４時間流した後に行なった。
原水の水質および処理水の水質は表２の通りであった。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２の結果から明らかなように、原水のＫ
_{ｉｎｄｅｘ}＝Ｃａ−０．８７Ｎａ＝０．９であり、これ
は５．２より小さく不健康な水といえる。また、Ｏ
_{ｉｎｄｅｘ}＝（Ｃａ＋Ｋ＋ＳｉＯ_２）／（ＭｇＯ＋ＳＯ
_４）＝１．５で、これは２より小さく味はまずいもので
ある。これに対して処理した水のＫ_{ｉｎｄｅｘ}＝Ｃａ−
０．８７Ｎａ＝１２．８であり，またＯ_{ｉｎｄｅｘ}＝
２．３であるので、健康な水で且つおいしい水を得るこ
とができた。

【００４２】表３に、継続使用したときの処理水の水質
の変化を示した。

【００４３】

【表３】

【００４４】表３の結果から明らかなように、３カ月の
連続使用によっても処理水の水質は安定しており、持続
性がある。

【発明の効果】本発明の浄水剤は炭酸カルシウム上に酸
化カルシウムを強固に結合せしめることにより、水道水
中に含まれる塩素臭、カルキ臭などを除去するととも
に、希望する任意の量のカルシウムを継続的に飲料水中
に溶出させることができる。炭酸カルシウムとして天然
のコーラルサンドや石灰石を使用すると、カルシウムの
他にミネラル分も溶出させることができ、おいしく且つ
健康によい水を得ることができる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】コーラルサンドの焼成温度とそれを用いた水の
ｐＨ値の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

（ａ）〜（ｆ）は焼成温度の相違であり、（ａ）は未処
理、（ｂ）は５００℃、（ｃ）は６００℃、（ｄ）は６
５０℃、（ｅ）は７５０℃、（ｆ）は８５０℃の場合を
それぞれ表す。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸カルシウム９９．５〜９０重量％と
酸化カルシウム０．５〜１０重量％よりなり、且つ酸化
カルシウムが炭酸カルシウムの表面に固着していること
を特徴とする浄水剤
【請求項２】炭酸カルシウム粉粒体の表面に酸化カル
シウムが０．５〜１０重量％（全体の重量に対して）担
持されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の浄水剤
【請求項３】炭酸カルシウム粉粒体を６５０℃から７
５０℃の温度で、且つ灼熱原料が０．５〜５重量％とな
る範囲で熱処理することを特徴とする浄水剤の製造方法
【請求項４】比表面積０．１〜１５ｍ^２／ｇを有する
炭酸カルシウム多孔体に水酸化カルシウム水溶液を含浸
させた後、乾燥することにより、炭酸カルシウム９９．
５〜９０重量％と酸化カルシウム０．５〜１０重量％と
なる浄水剤の製造方法
【請求項５】貝殻および卵殻を焼成して得た酸化カル
シウムから調製した水酸化カルシウムを用いることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の浄水剤の製造方法