JPH11290838A - 簡易携帯型浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然流下によって原水が濾過層を通過でき，
かつ浄化操作が簡便な簡易携帯型浄水器を提供するこ
と。 【解決手段】 多数の活性炭素繊維３１を積層状態に形
成した活性炭素繊維成形体３を内蔵する濾過水槽２と，
該濾過水槽２の下方に設けられ，上記活性炭素繊維成形
体３を通過した浄水７１を入れる受水器４と，該受水器
４に配設される紫外線殺菌手段５とを有する。上記活性
炭素繊維成形体３は，上記活性炭素繊維３１同士が交叉
する多数の交叉部分３１１の中の一部分がバインダー３
２によって接合されていると共に，上記活性炭素繊維３
１同士が互いに接触して無限小間隙６を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，原水の水頭圧だけで原水中の夾
雑物を濾過すると共に，紫外線を利用して濾過後の原水
を殺菌する，携帯型の浄水器に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，携帯型の浄水器として，粒状活性炭
と中空糸膜とを用いて原水中の夾雑物を濾過すると共
に，次亜塩素酸ソーダを利用して原水を殺菌する携帯型
浄水器が知られている。上記携帯型浄水器は，図３に示
すごとく，粒状活性炭９３１と中空糸膜９３２とを内蔵
する濾過水槽９２と，該濾過水槽９２の下方に設けられ
る受水器９４と，上記濾過水槽９２内の空気圧を増すた
めのハンドポンプ９１とを有する。

【０００３】上記携帯型浄水器９においては，原水７中
に次亜塩素酸ソーダを添加して予め原水７を殺菌して，
この原水７を濾過水槽９２内に入れる。そして，上記ハ
ンドポンプ９１を用いて上記濾過水槽９２内の空気圧を
増すことによって，上記濾過水槽９２内の原水７は上記
粒状活性炭９３１と中空糸膜９３２とを強制的に通過さ
せられる。この際，上記粒状活性炭９３１は上記原水７
中の臭気物質等を吸着除去し，上記中空糸膜９３２は上
記原水７中の夾雑物や残留塩素等を濾過する。そして，
殺菌，吸着除去，濾過の３工程を経て浄化された浄水７
１を上記受水器９４に蓄える。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の携
帯型浄水器においては，次の問題がある。即ち，上記粒
状活性炭９３１だけでは原水７中の夾雑物を十分に濾過
することができないので，上記中空糸膜９３２を利用し
て上記夾雑物を濾過する。しかし，上記中空糸膜９３２
は通水抵抗が高いので，上記原水７の水頭圧だけでは上
記原水７が上記中空糸膜９３２を通過することはできな
い。そのため，原水７の浄化を行うにあたって，上記原
水７に何らかの圧力を働かせて上記中空糸膜９３２を通
過させなくてはならず，例えばハンドポンプ９１等を使
用して上記原水７を強制的に流下させる必要があり，浄
化操作が不便である。

【０００５】また，上記粒状活性炭９３１，中空糸膜９
３２では，原水７中の細菌を殺菌することはできないの
で，上記のごとく，原水中に次亜塩素酸ソーダを添加し
て予め原水７を殺菌している。しかし，このように薬品
を添加されて得られた浄水７１を飲用する場合等におい
ては，添加する薬品が確実に次亜塩素酸ソーダであるか
どうか，また，添加する量は適正かどうか等を確認する
必要がある。それ故，上記従来の携帯型浄水器９におい
ては，上記次亜塩素酸ソーダ等の薬品を取り扱うため，
浄化操作が煩雑である。

【０００６】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，自然流下によって原水が濾過層を通過で
き，かつ浄化操作が簡便な簡易携帯型浄水器を提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，多数の活性炭素
繊維を積層状態に形成した活性炭素繊維成形体を内蔵す
る濾過水槽と，該濾過水槽の下方に設けられ，上記活性
炭素繊維成形体を通過した浄水を入れる受水器と，該受
水器に配設される紫外線殺菌手段とを有する携帯型の浄
水器であって，上記活性炭素繊維成形体は，上記活性炭
素繊維同士が交叉する多数の交叉部分の中の一部分がバ
インダーによって接合されていると共に，上記活性炭素
繊維同士が互いに接触して無限小間隙を形成しているこ
とを特徴とする簡易携帯型浄水器にある。

【０００８】本発明において最も注目すべきことは，活
性炭素繊維同士が交叉する多数の交叉部分の中の一部分
がバインダーによって接合されていると共に，上記活性
炭素繊維同士が互いに接触して無限小間隙を形成してい
ることである。

【０００９】次に，本発明の作用につき説明する。本発
明の簡易携帯型浄水器においては，上記濾過水槽内の活
性炭素繊維成形体は活性炭素繊維同士の交叉部分の一部
分をバインダーによって接合して形成されている。その
ため，上記活性炭素繊維を単に積層状態にする場合より
も，上記活性炭素繊維成形体の空隙率が大きくなる。ま
た，上記バインダーは緩衝材として機能するので，原水
の自然流下に伴って上記活性炭素繊維成形体の座屈を防
止することができる。そのため，上記活性炭素繊維成形
体の通水抵抗を低く保つことができる。

【００１０】それ故，上記原水を水頭圧だけで自然流下
させて上記活性炭素繊維成形体を通過することができる
ので，例えばハンドポンプ等を使用して上記原水を強制
的に流下させることなく，簡便に浄化操作を行うことが
できる。

【００１１】また，上記バインダーが接合するのは，上
記活性炭素繊維同士の交叉部分の一部分である。そのた
め，上記活性炭素繊維同士が互いに接触して形成する無
限小間隙の中，上記バインダーが閉塞する無限小間隙
は，上記活性炭素繊維成形体が有する全無限小間隙の数
％程度である。同様に，上記活性炭素繊維の表面にある
微粒子捕捉用の細孔の中，上記バインダーによって閉塞
される細孔は，ほとんど存在しない。それ故，上記活性
炭素繊維成形体の微粒子捕捉性を確保することができ
る。

【００１２】また，紫外線殺菌手段により上記原水中の
細菌を殺菌できるので，例えば次亜塩素酸ソーダ等の薬
品を原水中に添加することがない。そのため，上記薬品
の種類や，添加量を確認する必要がなく，簡便に浄化操
作を行うことができる。

【００１３】上述のごとく，本発明によれば，自然流下
によって原水が濾過層を通過でき，かつ浄化操作が簡便
な簡易携帯型浄水器を提供することができる。

【００１４】次に，請求項２の発明のように，上記バイ
ンダーは所定値以上の溶融粘度を有する熱溶融性樹脂で
あることが好ましい。この場合には，上記活性炭素繊維
同士の交叉部分に，上記無限小間隙を容易かつ確実に形
成することができるという効果がある。

【００１５】なお，上記バインダーの溶融粘度は，２万
〜５万センチポイズが好ましい。上記溶融粘度が２万セ
ンチポイズ未満の場合には，上記バインダーを溶融させ
る際に，該バインダーが上記活性炭素繊維同士の交叉部
分や上記活性炭素繊維の表面に広がりやすい。そのた
め，上記バインダーによって閉塞される上記無限小間隙
及び上記活性炭素繊維の細孔の割合が増加する。それ
故，上記活性炭素繊維成形体の微粒子捕捉性を低下させ
てしまう。一方，上記溶融粘度が５万センチポイズを超
える場合には，上記バインダーと上記活性炭素繊維との
なじみが悪くなり，結合力不足により上記無限小間隙を
形成することが困難になるという問題がある。

【００１６】次に，請求項３の発明のように，上記紫外
線殺菌手段は紫外線照射ランプ又は光触媒であることが
好ましい。上記紫外線殺菌手段が紫外線照射ランプであ
る場合には，例えばタイマ等を設置することにより，上
記紫外線照射ランプを自動で消灯することができる。そ
のため，より一層簡便に浄化操作を行うことができる。
また，殺菌に要する紫外線照射時間を設定できるので，
この設定時間が経過するまでの間，上記紫外線照射ラン
プを点灯することで確実に充分な殺菌を行った浄水を得
ることができる。

【００１７】また，上記紫外線殺菌手段が光触媒である
場合には，例えば昼間の戸外等の太陽光が存在する場所
において，上記光触媒に太陽光等の微弱な紫外線を照射
することによって，殺菌性を有するヒドロキシラジカル
を生成させることができる。そのため，微弱な紫外線が
存在すれば電源や電池がなくても上記簡易携帯型浄水器
を使用することができる。なお，上記光触媒と紫外線照
射ランプとを併用することもできる。

【００１８】次に，請求項４の発明は，簡易携帯型浄水
器に用いる活性炭素繊維成形体の製造方法であって，多
数の活性炭素繊維と該活性炭素繊維に対して３〜５重量
％の所定値以上の溶融粘度を有する熱溶融性樹脂からな
るバインダーとを水中において混合し，乾燥させて積層
体となし，次いで該積層体を１２０〜１５０℃において
加熱することによって，上記バインダーを溶融させて上
記活性炭素繊維同士が交叉する多数の交叉部分の中の一
部分を接合させることを特徴とする活性炭素繊維成形体
の製造方法にある。

【００１９】本発明において最も注目すべきことは，上
記特定のバインダーを用い，これを上記温度において溶
融させ，活性炭素繊維同士が交叉する多数の交叉部分の
中の一部分を接合させることである。

【００２０】上記活性炭素繊維に対するバインダーの割
合が３重量％未満の場合には，上記原水の自然流下に伴
う上記活性炭素繊維成形体の座屈を防止することができ
ない。そのため，上記活性炭素繊維成形体の通水抵抗を
低く保つことができず，例えば上記簡易携帯型浄水器を
長期的に使用する場合には，上記原水を水頭圧だけで自
然流下させることができなくなるおそれがある。一方，
上記バインダーの割合が５重量％を超える場合には，上
記バインダーが閉塞する無限小間隙は，上記活性炭素繊
維成形体が有する全無限小間隙の数％にとどまらず，上
記活性炭素繊維成形体の微粒子捕捉性を低下させてしま
う。

【００２１】また，上記活性炭素繊維とバインダーとか
らなる積層体の加熱温度が１２０℃未満の場合には，上
記バインダーが充分に溶融されないので，上記活性炭素
繊維同士が接合されない。そのため，上記活性炭素繊維
成形体の座屈を防止することができない。一方，上記加
熱温度が１５０℃を超える場合には，上記バインダーの
変質，劣化等の問題がある。

【００２２】上記製造方法によれば，上記バインダーを
溶融させることによって上記多数の活性炭素繊維を接合
させる。このバインダーによる結合は，水素結合のよう
に水中において結合が解かれてしまうことがない。その
ため，上記活性炭素繊維成形体を水中で用いることがで
きる。また，上記製造方法によって得られた活性炭素繊
維成形体は，通水抵抗が低く，かつ微粒子の捕捉性が高
い。そのため，請求項１に記載の簡易携帯型浄水器の活
性炭素繊維成形体として用いる場合には，特に優れた機
能を発揮することができる。

【００２３】また，上記バインダーは，所定値以上の溶
融粘度を有する熱溶融性樹脂であるので，上記バインダ
ーを溶融させる際に，該バインダーが上記活性炭素繊維
同士の交叉部分や上記活性炭素繊維の表面に広がりにく
い。そのため，上記バインダーによって閉塞される上記
無限小間隙及び上記活性炭素繊維の細孔の割合を増加さ
せることなく，上記バインダーは上記活性炭素繊維同士
の交叉部分の中，その一部分を接合することができる。
それ故，上記活性炭素繊維同士の接触部分に上記無限小
間隙を確実に形成することができる。

【００２４】次に，請求項５の発明のように，上記バイ
ンダーとしてアクリル樹脂の繊維又は粒子を用いること
が好ましい。この場合には，上記バインダーの効果と耐
熱性を両立させることができるという効果がある。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかる簡易携帯型浄水器につい
て，図１，図２を用いて説明する。本例の簡易携帯型浄
水器は，図１，図２に示すごとく，多数の活性炭素繊維
３１を積層状態に形成した活性炭素繊維成形体３を内蔵
する濾過水槽２と，該濾過水槽２の下方に設けられ，上
記活性炭素繊維成形体３を通過した浄水７１を入れる受
水器４と，該受水器４に配設される紫外線殺菌手段５と
を有する。上記活性炭素繊維成形体３は，上記活性炭素
繊維３１同士が交叉する多数の交叉部分３１１の中の一
部分がバインダー３２によって接合されていると共に，
上記活性炭素繊維同３１士が互いに接触して無限小間隙
６を形成している。

【００２６】以下，順を追って説明する。上記濾過水槽
２は，図１に示すごとく，原水７を入れるホッパー２１
と，イオン交換樹脂層３９と上記活性炭素繊維成形体３
とを内壁に密着した状態で，両者を保持する濾過材ホル
ダー２２とからなる。該濾過材ホルダー２２には，通水
孔２３０を有する支持板２３を配設すると共に，上記通
水孔２３０を通過した浄水７１を上記受水器４に導入す
るための導入管２２０を配設する。

【００２７】次に，上記受水器４は，図１に示すごと
く，上記導入管２２０から導入される浄水７１を溜める
ための円筒状の透明なガラスコップ４１と，該ガラスコ
ップ４１の外周面と底面の一部を覆うような円筒状の金
属ケース４３とからなる。該金属ケース４３は，内部の
様子が見えるように，その一部に紫外線照射ランプ５１
の確認用の窓４３０を有する。また，上記金属ケース４
３は持ち運び用の取手４３１を有する。なお，上記ガラ
スコップ４１の内側面に，光触媒として酸化チタン等を
コーティングしてある。

【００２８】次に，上記紫外線殺菌手段５は，図１に示
すごとく，紫外線照射ランプ５１と，該紫外線照射ラン
プ５１の点灯用電源５２と，上記紫外線ランプ５１を上
記ガラスコップ４１の内部に位置させる架台５３とから
なる。上記点灯用電源５２は，リード線５２１によって
上記紫外線照射ランプ５１と接続されている。また，上
記点灯用電源５２は，家屋等の既存電源（図示略）に接
続する電源プラグ５２２を有する。また，上記点灯用電
源５２はタイマ機能を有している。なお，上記点灯用電
源５２としては，上記バッテリータイプに限らず，単な
る電池を用いることもできる。

【００２９】また，上記架台５３は，上記濾過水槽２の
導入管２２０を着脱可能に保持する保持部５３１を有す
ると共に，上記架台５３に上記受水器４がセットされて
いない場合に上記点灯用電源５２を切るための安全スイ
ッチ５３２を有する。なお，上記架台５３は上方から見
た場合にＵ字状の脚部５３３を有するので，上記架台５
３の下方から上記受水器４をセットすることができる。

【００３０】次に，上記活性炭素繊維成形体３は，図２
に示すごとく，多数の活性炭素繊維３１を積層状態に形
成したものである。上記多数の活性炭素繊維３１は縦横
無尽に交叉しており，それぞれの活性炭素繊維３１が多
数の交叉部分３１１を有している。そして，上記多数存
在する交叉部分３１１の中の一部分がバインダー３２に
よって接合されて互いに結合されている。上記バインダ
ー３２はアクリル樹脂の粒子からなり，溶着された際
に，２万〜５万センチポイズの溶融粘度を有する熱溶融
性樹脂である。

【００３１】また，上記活性炭素繊維同３１士が互いに
接触する部分には，その接触部分に近づくにつれて小さ
くなる無限小間隙６を形成している。また，上記活性炭
素繊維同３１の表面には，微粒子を捕捉するための細孔
（図示略）が多数存在している。

【００３２】なお，上記活性炭素繊維成形体３の製造方
法を以下に示す。上記製造方法においては，多数の活性
炭素繊維３１と，該活性炭素繊維３１に対して３〜５重
量％のアクリル樹脂の粒子からなるバインダー３２とを
水中において混合し，乾燥させて積層体とする。次いで
該積層体を１２０〜１５０℃において加熱することによ
って，上記バインダー３２を溶融させて上記活性炭素繊
維３１同士が交叉する多数の交叉部分の中，その一部分
を接合させる。

【００３３】次に，本例の作用につき説明する。本例の
簡易携帯型浄水器１においては，原水７を上記濾過水槽
２のホッパー２１から導入する。上記イオン交換樹脂層
３９と上記活性炭素繊維成形体３とは通水抵抗が小さい
ため，上記原水７はその水頭圧によって自然流下し両者
を通過する。まず，上記原水７は，上記イオン交換樹脂
層３９を通過する際に，不純物である有害イオン等が濾
過され，上記活性炭素繊維成形体３を通過する際に，夾
雑物と微粒子とが上記無限小間隙６及び細孔によって吸
着除去（濾過）される。これにより，上記原水７は浄水
７１となる。なお，この段階においては，上記浄水７１
から細菌は除去されていない。

【００３４】そして，上記浄水７１は，上記濾過材ホル
ダー２２の支持板２３に設けた通水孔２３０，及び上記
導入管２２０を通じて，上記受水器４のガラスコップ４
１に蓄えられる。次いで，上記原水７の自然流下が完了
した後，上記電源プラグ５２２を既存電源（図示略）に
接続して上記紫外線照射ランプ５１を点灯させる。該紫
外線照射ランプ５１から照射される紫外線は，それ自身
で上記浄水７１中の細菌を殺菌すると共に，上記浄水７
１中に殺菌効果を有するヒドロキシラジカルを生成す
る。また，上記光触媒には充分な紫外線が照射されるた
め，生成される上記ヒドロキシラジカルの量を多くし
て，上記浄水７１中の細菌を確実に殺菌する。

【００３５】また，上記点灯用電源５２のタイマ機能に
より，殺菌に要する紫外線照射時間（設定時間）が経過
したら，上記紫外線照射ランプを自動で消灯する。この
ようにして，設定時間が経過するまでの間，上記紫外線
照射ランプを点灯することによって，上記原水７は確実
に充分な殺菌を行った浄水７１となる。

【００３６】本例の簡易携帯型浄水器１によれば，上記
濾過水槽２内の活性炭素繊維成形体３は活性炭素繊維３
１同士の交叉部分３１１の一部分を上記バインダー３２
によって接合して形成されている。そのため，上記活性
炭素繊維３１を単に積層状態にする場合よりも，上記活
性炭素繊維成形体３の空隙率が大きくなる。また，上記
バインダー３２は緩衝材として機能するので，原水７の
自然流下に伴って上記活性炭素繊維成形体３の座屈を防
止することができる。そのため，上記活性炭素繊維成形
体３の通水抵抗を低く保つことができる。それ故，上記
原水７を水頭圧だけで自然流下させて上記活性炭素繊維
成形体３を通過することができるので，例えばハンドポ
ンプ等を使用して上記原水７を強制的に流下させること
なく，簡便に浄化操作を行うことができる。

【００３７】また，上記バインダー３２が接合するの
は，上記活性炭素繊維３１同士の交叉部分３１１の一部
分である。そのため，上記活性炭素繊維３１同士が互い
に接触して形成する無限小間隙６の中，上記バインダー
３２が閉塞する無限小間隙６は，上記活性炭素繊維成形
体３が有する全無限小間隙６の数％程度である。同様
に，上記活性炭素繊維３１の表面にある微粒子捕捉用の
細孔（図示略）の中，上記バインダー３２によって閉塞
される細孔は，ほとんど存在しない。それ故，上記活性
炭素繊維成形体３の微粒子捕捉性を確保することができ
る。

【００３８】また，紫外線殺菌手段５を用いて上記原水
７中の細菌を殺菌するので，例えば次亜塩素酸ソーダ等
の薬品を原水中に添加することがない。そのため，上記
薬品の種類や，添加量を確認する必要がなく，簡便に浄
化操作を行うことができる。

【００３９】なお，上記ガラスコップ４１の内側面には
光触媒をコーティングしてあるので，上記金属ケース４
３を外して，微弱な紫外線を含む太陽光等を受光するこ
ともできる。そのため，例えば昼間の戸外等の太陽光が
存在する場所において，上記光触媒に太陽光等の微弱な
紫外線を照射することによって，殺菌性を有するヒドロ
キシラジカルを生成することができる。それ故，微弱な
紫外線が存在すれば電源や電池がなくても上記簡易携帯
型浄水器を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例にかかる，簡易携帯型浄水器の説明
図。

【図２】実施形態例にかかる，活性炭素繊維成形体の構
造を説明する図。

【図３】従来例にかかる，携帯型浄水器の説明図。

【符号の説明】

１．．．簡易携帯型浄水器， ２．．．濾過水槽， ３．．．活性炭素繊維成形体， ３１．．．活性炭素繊維， ３１１．．．交叉部分， ３２．．．バインダー， ４．．．受水器， ５．．．紫外線殺菌手段， ６．．．無限小間隙，

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の活性炭素繊維を積層状態に形成し
   た活性炭素繊維成形体を内蔵する濾過水槽と，該濾過水
   槽の下方に設けられ，上記活性炭素繊維成形体を通過し
   た浄水を入れる受水器と，該受水器に配設される紫外線
   殺菌手段とを有する携帯型の浄水器であって，上記活性
   炭素繊維成形体は，上記活性炭素繊維同士が交叉する多
   数の交叉部分の中の一部分がバインダーによって接合さ
   れていると共に，上記活性炭素繊維同士が互いに接触し
   て無限小間隙を形成していることを特徴とする簡易携帯
   型浄水器。
2. 【請求項２】 請求項１の発明において，上記バインダ
   ーは所定値以上の溶融粘度を有する熱溶融性樹脂である
   ことを特徴とする簡易携帯型浄水器。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記紫外線殺
   菌手段は紫外線照射ランプ又は光触媒であることを特徴
   とする簡易携帯型浄水器。
4. 【請求項４】 簡易携帯型浄水器に用いる活性炭素繊維
   成形体の製造方法であって，多数の活性炭素繊維と該活
   性炭素繊維に対して３〜５重量％の所定値以上の溶融粘
   度を有する熱溶融性樹脂からなるバインダーとを水中に
   おいて混合し，乾燥させて積層体となし，次いで該積層
   体を１２０〜１５０℃において加熱することによって，
   上記バインダーを溶融させて上記活性炭素繊維同士が交
   叉する多数の交叉部分の中の一部分を接合させることを
   特徴とする活性炭素繊維成形体の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において，上記バインダーとし
   てアクリル樹脂の繊維又は粒子を用いることを特徴とす
   る活性炭素繊維成形体の製造方法。