浄水カートリッジ及びその製造方法並びに浄水器
【課題】除菌効果が高く、溶出量が少ない白金ナノコロイドを担持させた浄水カートリッジ及びその製造方法並びに浄水器を提供する。
【解決手段】浄水器１０の基台となり各部品が装着及び取付けられる本体ベース１１と、本体ベース１１に搭載されるプレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８と、本体ベース１１に搭載された各部品を格納する本体ケース２２と、本体ケース２２の上部に備えられ浄化された水が吐水される吐水部２４とで構成され、浄水カートリッジユニット１８は、浄水カートリッジ１９と浄水カートリッジケース２０とで構成され接続パイプ２１に取り付けられ、浄水カートリッジ１９は、浄水基材に白金ナノコロイドが担持されている。
【解決手段】浄水器１０の基台となり各部品が装着及び取付けられる本体ベース１１と、本体ベース１１に搭載されるプレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８と、本体ベース１１に搭載された各部品を格納する本体ケース２２と、本体ケース２２の上部に備えられ浄化された水が吐水される吐水部２４とで構成され、浄水カートリッジユニット１８は、浄水カートリッジ１９と浄水カートリッジケース２０とで構成され接続パイプ２１に取り付けられ、浄水カートリッジ１９は、浄水基材に白金ナノコロイドが担持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水カートリッジ及びその製造方法並びに浄水器に関し、詳しくは、浄水基材として抗菌作用が強く、溶出量の少ない白金ナノコロイドを担持させた浄水カートリッジ及びその製造方法並びにこの浄水カートリッジを内蔵した浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭において水道水や井戸水を浄化して飲料水等とするために浄水器が普及している。一般的に、浄水器には水道水や井戸水を浄化するための抗菌作用が施された浄水カートリッジが内蔵されている。この浄水カートリッジに使用されている抗菌作用を発揮するものとしては、活性炭や金属類が挙げられるが、中でも銀が広く用いられている。
【０００３】
銀の抗菌効果は、従来知られており、銀食器に代表されるように普段の生活品の様々な所で使用されてきている。その理由は、銀の抗菌効果は、毒素によるものではなく、銀から生じた銀イオンが細菌酵素中のＳＨ基と結合して、細菌のタンパク質を変性させ、細菌の活動を押さえ込むという作用を有していることにある。そして、この作用を利用して浄水器に銀を設け、銀イオンを溶出させて水道水の抗菌を行っている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、浄水エレメントを多層で構成し、少なくとも最下流の層に、銀および少なくとも１つの銀化合物を含み、かつ銀成分を含む層の浄水エレメント基材には銀成分が多層に形成され、その最外層に硫化銀を形成する浄化エレメントの発明が開示されている。下記特許文献１の浄化エレメントの発明では、最下流層の浄水エレメントに銀と銀化合物を含有させているので、浄水が最下層を通過する際に 銀が溶出して浄水器の下流側配管内部の滞留水及び蛇口まで殺菌性能を維持できるとされている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、活性炭に銀化合物が添着された銀添着活性炭であって、添着された銀化合物が炭酸銀を主体とする銀化合物で、銀添着量が０．０３重量％以上０．２重量％以下である銀添着活性炭およびその製造方法、並びに浄水器の発明が開示されている。下記特許文献２の発明によれば、活性炭表面に炭酸銀を主体とする銀化合物が添着された銀添着活性炭を浄水材として用いることにより、０〜４０℃の温度範囲で抗菌性を有する銀イオンを安定に溶出させることができるだけでなく、４０℃〜８０℃における高温領域（水温が高い領域）においても安定的に銀イオンを溶出させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３７０１０号公報
【特許文献２】特許２００８−２８５３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１、２で示されているように銀を使用して浄水を行うことは一定の効果を奏することが認められる。しかし、銀イオンはある一定以上の濃度（１０ｐｐｂ以上）がなければ、抗菌等の効果を発揮できないという課題がある。除菌効果を発揮するための銀イオンの濃度は一般的に１０ｐｐｂ〜１００ｐｐｂの範囲内、好ましくは１０ｐｐｂ〜５０ｐｐｂの範囲内である必要があり、浄水器においてはこの程度の濃度の銀イオンを安定して溶出させる必要がある。そのため、浄水後の水には比較的多量の銀イオンが溶出しており、使用者がこの水を飲んだとき、水に含まれる銀イオンにより違和感を覚えるおそれもある。また、銀イオンを利用した浄水カートリッジにおいて初期使用時には、銀イオンの溶出量が増える傾向にあるため、銀イオンの溶出量のコントロールが困難であるという問題点も存在する。さらに、一部の国（例えば、中華人民共和国）では、銀を他の金属と同様に厳しい基準で規制するところも存在し、（中華人民共和国では５ｐｐｂ以下となっている）その規制された溶出量では銀イオンの抗菌性能を発揮させることは困難となる。
【０００８】
一方、抗菌対策をしなければ、浄水器内に滞留した水に菌が繁殖してしまう２次汚染が発生し、浄水器未使用の水よりも使用後の水質のほうが悪化するという問題点が存在している。さらに、２次汚染は、たとえ中空糸膜や平膜を併用し、雑菌の流出が止められたとしても、繁殖による細菌量の増大により、中空糸膜や平膜の目詰まりが促進され、想定の処理量が確保できなくなってしまうという新たな問題点も生じる。そのため、浄水器に用いられる除菌用の金属は、溶出量が少なく抗菌力の高い材料が必要となる。
【０００９】
そこで、発明者は、種々実験を繰り返した結果、銀よりも抗菌効果が高く、溶出量が少ない抗菌材料として広く知られている白金ナノコロイドを基材に担持させることで、浄水カートリッジを作製することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】
すなわち、本願発明の目的は、溶出量が少なく抗菌力の高い白金ナノコロイドを用いた浄水カートリッジ及びその製造方法並びにこの浄水カートリッジが内蔵された浄水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の浄水カートリッジは、浄水基材に白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の態様の浄水カートリッジは、前記第１の態様の浄水カートリッジにおいて、前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１３】
また、第３の態様の浄水器は、前記第１又は第２の態様の浄水カートリッジが内蔵されていることを特徴とする。
【００１４】
また、第４の態様の浄水器は、前記浄水カートリッジは両端が閉じた筒状体内に配置され、前記筒状体の両端に液体注入口及び浄水排出口がそれぞれ設けられたユニット形式の浄水カートリッジユニットとして内蔵されていることを特徴とする。
【００１５】
また、第５の態様の浄水器は、前記浄水カートリッジユニットの前記液体注入口側と接続される流路には、液体内のゴミを除去するフィルターが設けられたプレフィルターが備えられていることを特徴とする。
【００１６】
また、第６の態様の浄水器は、前記プレフィルターは白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする。
【００１７】
また、第７の態様の浄水器は、前記浄水カートリッジは中空円筒状に形成されており、前記液体注入口側から導入された液体が前記中空円筒状の浄水カートリッジ外面側から中空の内面側を経て前記浄水排出口から流出する構成となされていることを特徴とする。
【００１８】
また、第８の態様の浄水カートリッジの製造方法は、以下の（１）及び（２）の工程を有することを特徴とする。
（１）白金ナノコロイド溶液の原液又は稀釈液に浄水基材を浸漬する工程。
（２）前記基材を乾燥させる工程。
【００１９】
また、第９の態様の浄水カートリッジの製造方法は、前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
白金ナノコロイドは、従来抗菌剤として知られている銀イオンよりも低濃度でも、良好な抗菌作用を奏することが知られている物質である。本発明の第１の態様の浄水カートリッジにおいては、浄水基材に白金ナノコロイドが担持されているため、浄水基材中の白金ナノコロイド濃度が低濃度でも優れた抗菌効果を発揮させることができる。さらに、白金ナノコロイドは他の金属とは異なり、イオンとして水中に溶出し難い特徴を持っているので、浄化した水に金属イオンが含まれるのを抑制することができる。なお、白金ナノコロイドはすでに食品添加物としても認可され、その安全性が認められている物質であり、たとえ白金ナノコロイドが浄水中に含まれることがあっても、有害性は生じない。
【００２１】
本発明の第２の態様の浄水カートリッジにおいては、浄水基材として公知の活性炭、セラミックス及び不織布を用いることができるので、特別な材料で浄水基材を作製する必要がなく、安価で提供することができる。
【００２２】
また、本発明の第３の態様の浄水器によれば、本発明の浄水器によれば、上記第１又は第２の態様の浄水カートリッジの効果を奏する浄水器を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の第４の態様の浄水器によれば、浄水カートリッジがユニット形式で製造されているので、浄水器への取付けや交換が容易となる。
【００２４】
また、本発明の第５の態様の浄水器によれば、浄水カートリッジを通る前に水に含まれるゴミ等を取り除くことができるので、浄水カートリッジ内でのゴミ詰まりを抑制し、浄水カートリッジの寿命を長くすることができる。
【００２５】
また、本発明の第６の態様の浄水器によれば、プレフィルターにも白金ナノコロイドが担持されているので、プレフィルターにおいても雑菌が繁殖するのを抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の第７の態様の浄水器によれば、浄水カートリッジが中空円筒状に形成されているので、水と浄水カートリッジとの接する面積を大きくすることができ、大量の水に対して除菌効果を奏させることができるようになる。また、中空円筒状の浄水カートリッジの外側から内側へ導入させるようにすることで、浄水カートリッジ内のゴミ詰まりを抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の第８の態様の浄水カートリッジの製造方法によれば、上記１の態様の浄水カートリッジを容易に製造することができるようになる。
【００２８】
また、本発明の第９の態様の浄水カートリッジの製造方法によれば、基材として公知の活性炭、セラミックス及び不織布を用いることができるので、特別な材料で基材を作製する必要がなく、安価な浄水カートリッジを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例に係る浄水器の側面図である。
【図２】浄水器の上面図である。
【図３】浄水器の底面図である。
【図４】図２のIV−IV線での断面図である。
【図５】プレフィルターユニットの拡大断面図である。
【図６】浄水カートリッジユニットの拡大断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは浄水カートリッジの製造工程の簡略図である。
【図８】吐水部の拡大断面図である。
【図９】図９Ａは図３のIXA−IXA線での断面図であり、図９Ｂはロックボタンをロックした状態を示した図であり、図９Ｃはロックボタンを解除した状態を示した図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｃは、実施形態に係る浄水器の実験結果を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について、実施例及び図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するために浄水カートリッジが内蔵された浄水器を例にとって説明するものであって、本発明をこの実施例に記載された浄水カートリッジが内蔵された浄水器に限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである。
【００３１】
図１〜図９を参照して実施例に係る浄水カートリッジが内蔵された浄水器について説明する。図１及び図４に示すように、本実施例の浄水器１０は、浄水器１０の基台となり各部品が装着及び取付けられる本体ベース１１と、本体ベース１１に搭載されるプレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８と、本体ベース１１に搭載された各部品を格納する本体ケース２２と、本体ケース２２の上部に備えられ浄化された水が吐水される吐水部２４とで構成されている。また、プレフィルターユニット１４には、水道水が供給される切換コック３１と接続された給水ホース３２が接続されており、プレフィルターユニット１４、浄水カートリッジユニット１８及び吐水部２４はそれぞれが給水パイプ１７等によって給水ホース３２からの水が通水され、吐水されるように接続されている。
【００３２】
図３及び図４に示すように、本体ベース１１は、所定面積を有する上面１１ａと、この上面１１ａの４辺からそれぞれ垂直に延設された前面１１ｂ、後面１１ｃ及び両側面１１ｄ、１１ｅと、これらに囲まれた底部１１ｆとで構成されている。上面１１ａには、後述するプレフィルターユニット１４が装着されるプレフィルターユニット装着部１２及び浄水カートリッジユニット１８が装着される浄水カートリッジユニット装着部１３が設けられている。また、前面１１ｂ、後面１１ｃ及び両側面１１ｄ、１１ｅには、装着された本体ケース２２が載置される突起１１ｈが各面の上面１１ａとは反対の端部に形成されている。なお、実施例の浄水器１０では、後面１１ｃは半円形状に形成されている。
【００３３】
さらに、両側面１１ｄ、１１ｅには、後述する本体ケース２２と本体ベース１１を連結するロックピン３３が貫通される孔１１ｇがそれぞれの側面１１ｄ、１１ｅに形成されている（図９Ａ参照）。底部１１ｆは、前面１１ｂ、後面１１ｃ及び両側面１１ｄ、１１ｅに囲まれた空間部１１ｉと、上面１１ａの裏側の底面１１ｊとで形成されており、この空間部１１ｉには、後述する給水パイプ１７等が収納され、また、底面１１ｊにはプレフィルターユニット１４等を装着するためのねじが貫通されるねじ穴が複数形成されている。さらに、底面１１ｊには、浄水器１０を安定して設置させるためのゴム製の足ゴム３９が４つ形成されている。
【００３４】
次に、プレフィルターユニット１４は、図３〜図５に示すように、プレフィルター１５とプレフィルターカバー１６とで構成され、給水パイプ１７に取り付けられる。
【００３５】
プレフィルター１５は、水に含まれるゴミ等の不純物を除去するフィルターであり、一方が塞がれ他方が開口された中空円筒状に形成されている。プレフィルター１５は、不織布、ガラス繊維、ビニロック（商品名）、サランハニカム（商品名）、金属メッシュ、繊維状活性炭等で形成されている。なお、プレフィルター自体は公知なので詳細な説明は省略する。
【００３６】
プレフィルターカバー１６は、プレフィルター１５が収納できる大きさで、一方が塞がれ他方が開口された中空円筒状に形成されている。プレフィルターカバー１６の塞がれた側の内側にはプレフィルター１５が支持及び固定される複数の屈曲突起１６ａが形成され、さらに、開口された側には、後述する給水パイプ１７と螺合接続されるねじ溝１６ｂが形成されている。
【００３７】
給水パイプ１７は、本体ベース１１のプレフィルターユニット装着部１２に取り付けられ、プレフィルターユニット１４が装着される部分となるものである。給水パイプ１７は、水道水が供給される給水ホース３２と接続される第１給水パイプ１７ａと、プレフィルター１５を通過したゴミ等が除去された水を供給する第２給水パイプ１７ｂを有し、プレフィルター１５が取り付けられる中央が開口され流路が形成された円形の突起状のプレフィルター取付部１７ｃ及びプレフィルターカバー１６が取り付けられるねじ溝１７ｅが形成されたプレフィルター取付部１７ｃよりも大径の円形の突起状のプレフィルターカバー取付部１７ｄが形成された構成をしている。また、第２給水パイプ１７ｂには、後述する接続パイプ２１と接続される接続部１７ｆが形成されている。
【００３８】
また、浄水カートリッジユニット１８は、図３、図４及び図６に示すように、浄水カートリッジ１９と浄水カートリッジケース２０とで構成され接続パイプ２１に取り付けられる。
【００３９】
浄水カートリッジ１９は、水道水に含まれる雑菌等の除菌や抗菌を行うものであり、基材としての活性炭に除菌作用のある白金ナノコロイドを担持させたものが用いられ、中空円筒状に形成された構成をしている。
【００４０】
ここで、浄水カートリッジ１９の製造方法は、図７Ａに示すように、まず、基材として中空円筒状に加工された活性炭１９'を希釈された白金ナノコロイド溶液４０に浸漬し、活性炭１９'が白金ナノコロイド溶液４０を十分吸収するまで浸漬する。その後、図７Ｂに示すように、白金ナノコロイドが担持された活性炭を乾燥することで本実施例の浄水カートリッジ１９が製造される。このとき、白金ナノコロイド溶液の希釈の割合は、原液の濃度にもよるがコスト面や抗菌性能の持続性を考慮して概ね５０倍〜２００倍が好ましい。また、希釈に用いる液体は、水道水でもよいが、不純物を処理した水が好ましい。
【００４１】
浄水カートリッジケース２０は、浄水カートリッジ１９を支持及び固定した上蓋２０ａ及び底蓋２０ｂが上カバー２０ｃと底カバー２０ｄで覆われた構成をしている。上蓋２０ａは、中央に開口２０ａ１が形成され、その開口２０ａ１の周囲から延設された突起２０ａ２を有している。また、底蓋２０ｂは、平坦に形成されている。これら上蓋２０ａ及び底蓋２０ｂの端部は、浄水カートリッジ１９が設置される方向に向かって小さな突起２０ａ３、２０ｂ１がそれぞれ形成されている。また、底カバー２０ｄは、中央に開口２０ｄ１が形成されこの開口２０ｄ１の周囲から中央突起２０ｄ２が延設されており、この中央突起２０ｄ２とは反対方向に底蓋２０ｂよりも大きな大径突起２０ｄ３が形成されている。この、中央突起２０ｄ２は後述する接続パイプ２１と接続される部分となり、大径突起２０ｄ３は後述する上カバー２０ｃと係合される部分となる。
【００４２】
また、上カバー２０ｃは、中央に開口２０ｃ１を有し、この開口２０ｃ１の周囲から延設された突起２０ｃ２が形成されている。この突起２０ｃ２の先端部分は、後述する吐水部２４の浄水口ジョイント２７と接続されるジョイント部２０ｃ３となっている。また、この突起２０ｃ２の内部には、上蓋２０ａの開口２０ａ１と連通され、上蓋２０ａの突起２０ａ２が嵌め合わされる嵌合部２０ｃ４が形成されている。また、上カバー２０ｃの突起２０ｃ２とは反対方向には、浄水カートリッジ１９が内蔵される部分となる中空円筒部２０ｃ５が形成されており、この中空円筒部２０ｃ５の先端部分は、底カバー２０ｄと係合される部分となっている。なお、底カバー２０ｄと底蓋２０ｂとが接する部分は、底カバー２０ｄの中心を基準として所定角度ごとに凹凸が繰り返し形成され、接続パイプ２１から流れてくる水を浄水カートリッジ１９と浄水カートリッジケース２０の間に導くことができるように形成されている。
【００４３】
接続パイプ２１は、本体ケース２２の浄水カートリッジユニット装着部１３に取り付けられ、浄水カートリッジユニット１８が装着されるものである。接続パイプ２１は、プレフィルターユニット１４の第２給水パイプ１７ｂと接続される接続部２１ａと、浄水カートリッジケース２０の底カバー２０ｄの中央突起２０ｄ２が嵌め合わされる嵌合部２１ｂを有した中空の構造をしている。
【００４４】
本体ケース２２は、図２及び図４に示すように、後述する吐水部２４の浄水口ジョイント２７が貫通される貫通孔２２ａ１が設けられた上面２２ａと、プレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８が格納可能な大きさの前面２２ｂ、後面２２ｃ及び両側面２２ｄ、２２ｅと、これらの面で囲まれて形成された空間の本体ケース内部２２ｆで構成されている。また、本体ケース２２は、本体ベース１１に装着されるように、本体ベース１１の後面２２ｃが半円形状に形成されている。
【００４５】
また、本体ケース２２の前面２２ｂには、開閉可能なクリアプレート２３が設けられており、このクリアプレート２３を開閉して本体ケース２２内の掃除やプレフィルター１５の交換等ができるようになっている。さらに、本体ケース２２の両側面２２ｄ、２２ｅには本体ベース１１の両側面１１ｄ、１１ｅに形成されているロックピン３３が貫通される孔１１ｇと対応する位置に同様の孔２２ｇが形成されている（図９Ａ参照）。
【００４６】
吐水部２４は図４及び図８に示すように、浄水カートリッジユニット１８と接続され、浄化された水が吐水される部分である。吐水部２４は、アンダーカバー２６とトップカバー２５で覆われた内部にそれぞれ通水可能な中空の浄水口ジョイント２７、通水管２８、吐水口ジョイント２９及び吐水管３０とが連通された構成をしている。
【００４７】
アンダーカバー２６には、浄水カートリッジユニット１８と接続される浄水口ジョイント２７が貫通される開口が形成されている。また、トップカバー２５には、流量等を表示するための液晶表示パネル３６が設けられている。また、アンダーカバー２６とトップカバー２５が合わされた内部には、浄水口ジョイント２７と通水管２８と吐水口ジョイント２９が収められ、吐水口ジョイント２９の先端に吐水管３０が接続されている。このとき、吐水口ジョイント２９は、アンダーカバー２６とトップカバー２５とで挟み合わされることで固定されている。また、吐水管３０には流量を計測する流量センサー３７が設けられ、この内部には、液晶表示パネル３６や流量センサー３７等を動かすための電池が収納される電池ユニット３８が設けられている。
【００４８】
次に、浄水器１０の組立てを主に図３及び図４を参照して説明する。浄水器１０の組立ては、まず、本体ベース１１にプレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８を装着する。
【００４９】
プレフィルターユニット１４の装着は、まず、本体ベース１１のプレフィルターユニット装着部１２にプレフィルター１５が装着される給水パイプ１７を本体ベース１１の底部１１ｆ側からねじで取り付ける。そして、図５に示すように、給水パイプ１７のプレフィルター取付部１７ｃにプレフィルター１５の開口された側を差し込み、次にプレフィルターカバー取付部１７ｄのねじ溝１７ｅにプレフィルターカバー１６の開口された側のねじ溝１６ｂを互いに螺合して取り付ける。このとき、プレフィルターカバー１６の内部の屈曲突起１６ａによってプレフィルター１５が支持及び固定されている。
【００５０】
次に、浄水カートリッジユニット１８の装着は、図６に示すように、まず、本体ベース１１の浄水カートリッジユニット装着部１３に浄水カートリッジユニット１８が装着される接続パイプ２１を本体ベース１１の底部１１ｆ側からねじで取り付ける。このとき、プレフィルターユニット１４の第２給水パイプ１７ｂと浄水カートリッジユニット１８の接続パイプ２１を接続させる。
【００５１】
浄水カートリッジユニット１８は、あらかじめ上蓋２０ａ及び底蓋２０ｂを取り付けた浄水カートリッジ１９を底カバー２０ｄに設置した後、浄水カートリッジ１９等を覆うように上カバー２０ｃを取付け、底カバーの２０ｄの大径突起２０ｄ３と上カバー２０ｃの中空円筒部２０ｃ５の先端部分を係合させることで組み立てられる。このとき、上蓋２０ａの突起２０ａ２が上カバー２０ｃの嵌合部２０ｃ４に嵌め合わされる。
【００５２】
次に、図４に示すように、本体ケース２２を本体ベース１１に装着させる。このとき、本体ケース２２にはあらかじめ吐水部２４を装着させておく。吐水部２４の組立ては、図８に示すように、アンダーカバー２６の挿入孔２６ａに浄水口ジョイント２７を挿入し、浄水口ジョイント２７に通水管２８、吐水口ジョイント２９及び吐水管３０を連結させ、アンダーカバー２６にトップカバー２５を装着させて行う。そして、本体ケース２２と吐水部２４の装着は、本体ケース２２の上部に形成された貫通孔２２ａ１から、吐水部２４の浄水口ジョイント２７を貫通させて装着される。このとき、吐水部２４が本体ケース２２から抜け落ちないように浄水口ジョイント２７には本体ケース２２の貫通孔２２ａ１より大きい径のＥリング３５が嵌め込まれている。
【００５３】
そして、本体ベース１１と本体ケース２２の装着は、本体ベース１１に本体ケース２２を浄水カートリッジユニット１８の上カバー２０ｃのジョイント部２０ｃ３と吐水部２４の浄水口ジョイント２７が接続されるように載せ、本体ベース１１及び本体ケース２２のそれぞれの側面１１ｄ、１１ｅ、２２ｄ、２２ｅに設けられた互いに連通する孔１１ｇ、２２ｇに、ロックピン３３を本体ベース１１の内側の底部から挿入し、本体ケース２２の外側からロックボタン３４を嵌め込むことで行われる。このとき、図９Ａに示すように、ロックピン３３の内部にはロックボタン３４の係止爪３４ａと係止される係止溝３３ａが形成されており、その係止爪３４ａと係止溝３３ａが係止されることで固定される。この係止は、ロックボタン３４を９０°回動させることで係止爪３４ａをロックピン３３の係止溝３３ａに係止させることができる。また、取り外す際は、さらにロックボタン３４を９０°回動させることで、ロックピン３３の係止溝３３ａからロックボタン３４の係止爪３４ａの係止を解除させることで行うことができる（図９Ｂ及び図９Ｃ参照）。
【００５４】
そして、図１及び図３に示すように、プレフィルターユニット１４の第１給水パイプ１７ａに水道水が供給される切換コック３１と接続される給水ホース３２が接続されて、浄水器１０の組立てが完了する。なお、これらの組立てにおいて、水漏れを抑制するためのＯリングやゴムパッキンが必要な箇所に装着されている。
【００５５】
次に、主に図３、図４を参照して浄水器１０を流れる水の流れを説明する。浄水器１０の流路は、まず、水道水が供給された切換コック３１が浄水器１０側に供給するように切り換えられると、水道水は給水ホース３２を通りプレフィルターユニット１４が装着された第１給水パイプ１７ａから供給される。
【００５６】
プレフィルターユニット１４に供給された水道水は、まずプレフィルターユニット１４内のプレフィルターカバー１６の内側とプレフィルター１５の外側の間に流れ込む。そして、水道水は圧力がかかっているためにプレフィルター１５内に外側から侵入し、プレフィルター１５を通過し内側へ流れる。このとき、水道水はプレフィルター１５によりゴミ等が取り除かれることとなる。
【００５７】
その後、水道水は、プレフィルターユニット１４が装着された第２給水パイプ１７ｂから浄水カートリッジユニット１８が装着される接続パイプ２１へ流れ、浄水カートリッジユニット１８内へ供給される。浄水カートリッジユニット１８内へ供給された水道水は、浄水カートリッジケース２０の内側と浄水カートリッジ１９の外側の間に流れ込み、圧力がかかっているために浄水カートリッジ１９内に浸入し、浄水カートリッジ１９の中空円筒状に形成された内側へ流れ込む。このとき、水道水は、浄水カートリッジ１９に担持された白金ナノコロイドの酸化作用により、除菌及び抗菌される。そして、この除菌及び抗菌された浄水は、中空円筒状に形成された浄水カートリッジ１９の中央を上昇し、吐水部２４へと流れていく。
【００５８】
吐水部２４では、浄水カートリッジユニット１８から流れた浄水は、浄水口ジョイント２７、通水管２８、吐水口ジョイント２９及び吐水管３０を通り、吐水される。このとき、通水管２８を通過した浄水の量が流量センサー３７で計測され、その計測値が液晶表示パネル３６に表示される。
【００５９】
［白金ナノコロイドの殺菌効果の確認実験］
次に、この白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジを使用した浄水器の殺菌効果、菌の繁殖抑制力及び白金の溶出量の実験結果について説明する。なお、以下の調査では、浄水器として５０倍に希釈したプラチナ溶液に含浸させたプラチナ溶液（５０倍希釈）処理粒状活性炭フィルター（本発明の浄水カートリッジに対応、以下、単に「活性炭フィルター」という）を用いて行った。
【００６０】
まず、殺菌効果について調査した。具体的には、下記（１）〜（４）の手順で行った。
（１）河川水を孔径５μｍのメンブランフィルターでろ過し試料水とする。
（２）浄水器に水道水を通水したのち、試料水を通水する。
（３）通水ろ過水は、試料水６リットルを活性炭フィルターに通水し、検水とする。
（４）試料水と通水ろ過水を採取し、一般細菌及び大腸菌群の試験をおこなう。試験方法は、一般細菌は平板培養法、大腸菌群試験はデソキシコレート培地法を用いる。
得られた結果を、図１０Ａに示す。
【００６１】
すなわち、活性炭フィルターを通水させる前の試料水では、一般細菌が１ｍｌあたり４．４×１０２個及び、大腸菌群が１ｍｌあたり７個存在していたが、本実施形態の活性炭フィルターに試料水を通水させることにより、一般細菌が１ｍｌあたり２１個及び大腸菌群が１ｍｌあたり１個に減少し、一般細菌の数は約１／２０となり、大腸菌群の数は約１／７となった。その結果、白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジは、高い殺菌作用を有することが確認できた。
【００６２】
次に、菌の繁殖抑制力を調査した。具体的には、下記（１）及び（２）の手順で行った。
（１）殺菌効果の試験に使用した浄水器を試料水が滞留した状態で密封し室温で４日間静置する。活性フィルター内部の滞留水について同様の細菌試験を行う。
（２）試験方法は、一般細菌は平板培養法、大腸菌群試験はデソキシコレート培地法を用いる。
得られた結果を、図１０Ｂに示す。
【００６３】
すなわち、白金ナノコロイドを担持させた活性炭フィルターを使用した浄水器に滞留した水では、一般細菌も大腸菌群も１ｍｌあたり０個となり、一般細菌も大腸菌群も繁殖することはなかった。その結果、白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジは、非常に高い菌の繁殖抑制力を有することがわかった。
【００６４】
次にプラチナの溶出量を調査した。具体的には、下記（１）〜（３）の手順で行った。
（１）活性炭フィルターを装着した浄水器に試料Ａとして水道水を約６リットル通水する。最後の通水ろ過水を試料Ｂとして採る。１５分間通水を止めて滞留させたのち、再度通水し、活性炭フィルター内の滞留水を試料Ｃとして採る。
（２）溶出試験は、試料Ａ、Ｂ、Ｃについてプラチナの濃度を測定する。
（３）測定は、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰＭＳ：Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer）によりおこなう。
得られた結果を、図１０Ｃに示す。
【００６５】
すなわち、試料Ａ〜Ｃの検出結果では、白金の溶出量は１リットルあたり０．００１ｍｇ未満、すなわち１ｐｐｂ未満となった。その結果、白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジは、白金の溶出量が極めて少ないことが分かった。中でも上述した銀の溶出量の規定と比較してもその規定を大きく下回るものとなった。
【００６６】
以上の結果から、本実施形態の浄水器によれば、白金ナノコロイドを活性炭に担持した浄水カートリッジを用いることで、高い殺菌効果及び、非常に高い菌の繁殖抑制力を有すると共に、プラチナの溶出量を極めて少ないものとすることが可能となる。
【００６７】
なお、実施例の浄水器では、プレフィルターユニットを用いた場合を説明したが、これに限らず、プレフィルターユニットを用いずに、浄水カートリッジユニットへ水道水を供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０：浄水器 １１：本体ベース １２：プレフィルターユニット装着部 １３：浄水カートリッジユニット装着部 １４：プレフィルターユニット １５：プレフィルター １６：プレフィルターカバー １７：給水パイプ １８：浄水カートリッジユニット １９：浄水カートリッジ １９'：活性炭 ２０：浄水カートリッジケース ２１：接続パイプ ２２：本体ケース ２３：クリアプレート ２４：吐水部 ２５：トップカバー ２６：アンダーカバー ２７：浄水口ジョイント ２８：通水管 ２９：吐水口ジョイント ３０：吐水管 ３１：切換コック ３２：給水ホース ３３：ロックピン ３４：ロックボタン ３５：Ｅリング ３６：液晶表示パネル ３７：流量センサー ３８：電池ユニット ３９：足ゴム ４０：白金ナノコロイド溶液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水カートリッジ及びその製造方法並びに浄水器に関し、詳しくは、浄水基材として抗菌作用が強く、溶出量の少ない白金ナノコロイドを担持させた浄水カートリッジ及びその製造方法並びにこの浄水カートリッジを内蔵した浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭において水道水や井戸水を浄化して飲料水等とするために浄水器が普及している。一般的に、浄水器には水道水や井戸水を浄化するための抗菌作用が施された浄水カートリッジが内蔵されている。この浄水カートリッジに使用されている抗菌作用を発揮するものとしては、活性炭や金属類が挙げられるが、中でも銀が広く用いられている。
【０００３】
銀の抗菌効果は、従来知られており、銀食器に代表されるように普段の生活品の様々な所で使用されてきている。その理由は、銀の抗菌効果は、毒素によるものではなく、銀から生じた銀イオンが細菌酵素中のＳＨ基と結合して、細菌のタンパク質を変性させ、細菌の活動を押さえ込むという作用を有していることにある。そして、この作用を利用して浄水器に銀を設け、銀イオンを溶出させて水道水の抗菌を行っている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、浄水エレメントを多層で構成し、少なくとも最下流の層に、銀および少なくとも１つの銀化合物を含み、かつ銀成分を含む層の浄水エレメント基材には銀成分が多層に形成され、その最外層に硫化銀を形成する浄化エレメントの発明が開示されている。下記特許文献１の浄化エレメントの発明では、最下流層の浄水エレメントに銀と銀化合物を含有させているので、浄水が最下層を通過する際に 銀が溶出して浄水器の下流側配管内部の滞留水及び蛇口まで殺菌性能を維持できるとされている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、活性炭に銀化合物が添着された銀添着活性炭であって、添着された銀化合物が炭酸銀を主体とする銀化合物で、銀添着量が０．０３重量％以上０．２重量％以下である銀添着活性炭およびその製造方法、並びに浄水器の発明が開示されている。下記特許文献２の発明によれば、活性炭表面に炭酸銀を主体とする銀化合物が添着された銀添着活性炭を浄水材として用いることにより、０〜４０℃の温度範囲で抗菌性を有する銀イオンを安定に溶出させることができるだけでなく、４０℃〜８０℃における高温領域（水温が高い領域）においても安定的に銀イオンを溶出させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３７０１０号公報
【特許文献２】特許２００８−２８５３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１、２で示されているように銀を使用して浄水を行うことは一定の効果を奏することが認められる。しかし、銀イオンはある一定以上の濃度（１０ｐｐｂ以上）がなければ、抗菌等の効果を発揮できないという課題がある。除菌効果を発揮するための銀イオンの濃度は一般的に１０ｐｐｂ〜１００ｐｐｂの範囲内、好ましくは１０ｐｐｂ〜５０ｐｐｂの範囲内である必要があり、浄水器においてはこの程度の濃度の銀イオンを安定して溶出させる必要がある。そのため、浄水後の水には比較的多量の銀イオンが溶出しており、使用者がこの水を飲んだとき、水に含まれる銀イオンにより違和感を覚えるおそれもある。また、銀イオンを利用した浄水カートリッジにおいて初期使用時には、銀イオンの溶出量が増える傾向にあるため、銀イオンの溶出量のコントロールが困難であるという問題点も存在する。さらに、一部の国（例えば、中華人民共和国）では、銀を他の金属と同様に厳しい基準で規制するところも存在し、（中華人民共和国では５ｐｐｂ以下となっている）その規制された溶出量では銀イオンの抗菌性能を発揮させることは困難となる。
【０００８】
一方、抗菌対策をしなければ、浄水器内に滞留した水に菌が繁殖してしまう２次汚染が発生し、浄水器未使用の水よりも使用後の水質のほうが悪化するという問題点が存在している。さらに、２次汚染は、たとえ中空糸膜や平膜を併用し、雑菌の流出が止められたとしても、繁殖による細菌量の増大により、中空糸膜や平膜の目詰まりが促進され、想定の処理量が確保できなくなってしまうという新たな問題点も生じる。そのため、浄水器に用いられる除菌用の金属は、溶出量が少なく抗菌力の高い材料が必要となる。
【０００９】
そこで、発明者は、種々実験を繰り返した結果、銀よりも抗菌効果が高く、溶出量が少ない抗菌材料として広く知られている白金ナノコロイドを基材に担持させることで、浄水カートリッジを作製することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】
すなわち、本願発明の目的は、溶出量が少なく抗菌力の高い白金ナノコロイドを用いた浄水カートリッジ及びその製造方法並びにこの浄水カートリッジが内蔵された浄水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の浄水カートリッジは、浄水基材に白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の態様の浄水カートリッジは、前記第１の態様の浄水カートリッジにおいて、前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１３】
また、第３の態様の浄水器は、前記第１又は第２の態様の浄水カートリッジが内蔵されていることを特徴とする。
【００１４】
また、第４の態様の浄水器は、前記浄水カートリッジは両端が閉じた筒状体内に配置され、前記筒状体の両端に液体注入口及び浄水排出口がそれぞれ設けられたユニット形式の浄水カートリッジユニットとして内蔵されていることを特徴とする。
【００１５】
また、第５の態様の浄水器は、前記浄水カートリッジユニットの前記液体注入口側と接続される流路には、液体内のゴミを除去するフィルターが設けられたプレフィルターが備えられていることを特徴とする。
【００１６】
また、第６の態様の浄水器は、前記プレフィルターは白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする。
【００１７】
また、第７の態様の浄水器は、前記浄水カートリッジは中空円筒状に形成されており、前記液体注入口側から導入された液体が前記中空円筒状の浄水カートリッジ外面側から中空の内面側を経て前記浄水排出口から流出する構成となされていることを特徴とする。
【００１８】
また、第８の態様の浄水カートリッジの製造方法は、以下の（１）及び（２）の工程を有することを特徴とする。
（１）白金ナノコロイド溶液の原液又は稀釈液に浄水基材を浸漬する工程。
（２）前記基材を乾燥させる工程。
【００１９】
また、第９の態様の浄水カートリッジの製造方法は、前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
白金ナノコロイドは、従来抗菌剤として知られている銀イオンよりも低濃度でも、良好な抗菌作用を奏することが知られている物質である。本発明の第１の態様の浄水カートリッジにおいては、浄水基材に白金ナノコロイドが担持されているため、浄水基材中の白金ナノコロイド濃度が低濃度でも優れた抗菌効果を発揮させることができる。さらに、白金ナノコロイドは他の金属とは異なり、イオンとして水中に溶出し難い特徴を持っているので、浄化した水に金属イオンが含まれるのを抑制することができる。なお、白金ナノコロイドはすでに食品添加物としても認可され、その安全性が認められている物質であり、たとえ白金ナノコロイドが浄水中に含まれることがあっても、有害性は生じない。
【００２１】
本発明の第２の態様の浄水カートリッジにおいては、浄水基材として公知の活性炭、セラミックス及び不織布を用いることができるので、特別な材料で浄水基材を作製する必要がなく、安価で提供することができる。
【００２２】
また、本発明の第３の態様の浄水器によれば、本発明の浄水器によれば、上記第１又は第２の態様の浄水カートリッジの効果を奏する浄水器を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の第４の態様の浄水器によれば、浄水カートリッジがユニット形式で製造されているので、浄水器への取付けや交換が容易となる。
【００２４】
また、本発明の第５の態様の浄水器によれば、浄水カートリッジを通る前に水に含まれるゴミ等を取り除くことができるので、浄水カートリッジ内でのゴミ詰まりを抑制し、浄水カートリッジの寿命を長くすることができる。
【００２５】
また、本発明の第６の態様の浄水器によれば、プレフィルターにも白金ナノコロイドが担持されているので、プレフィルターにおいても雑菌が繁殖するのを抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の第７の態様の浄水器によれば、浄水カートリッジが中空円筒状に形成されているので、水と浄水カートリッジとの接する面積を大きくすることができ、大量の水に対して除菌効果を奏させることができるようになる。また、中空円筒状の浄水カートリッジの外側から内側へ導入させるようにすることで、浄水カートリッジ内のゴミ詰まりを抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の第８の態様の浄水カートリッジの製造方法によれば、上記１の態様の浄水カートリッジを容易に製造することができるようになる。
【００２８】
また、本発明の第９の態様の浄水カートリッジの製造方法によれば、基材として公知の活性炭、セラミックス及び不織布を用いることができるので、特別な材料で基材を作製する必要がなく、安価な浄水カートリッジを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例に係る浄水器の側面図である。
【図２】浄水器の上面図である。
【図３】浄水器の底面図である。
【図４】図２のIV−IV線での断面図である。
【図５】プレフィルターユニットの拡大断面図である。
【図６】浄水カートリッジユニットの拡大断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは浄水カートリッジの製造工程の簡略図である。
【図８】吐水部の拡大断面図である。
【図９】図９Ａは図３のIXA−IXA線での断面図であり、図９Ｂはロックボタンをロックした状態を示した図であり、図９Ｃはロックボタンを解除した状態を示した図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｃは、実施形態に係る浄水器の実験結果を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について、実施例及び図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するために浄水カートリッジが内蔵された浄水器を例にとって説明するものであって、本発明をこの実施例に記載された浄水カートリッジが内蔵された浄水器に限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである。
【００３１】
図１〜図９を参照して実施例に係る浄水カートリッジが内蔵された浄水器について説明する。図１及び図４に示すように、本実施例の浄水器１０は、浄水器１０の基台となり各部品が装着及び取付けられる本体ベース１１と、本体ベース１１に搭載されるプレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８と、本体ベース１１に搭載された各部品を格納する本体ケース２２と、本体ケース２２の上部に備えられ浄化された水が吐水される吐水部２４とで構成されている。また、プレフィルターユニット１４には、水道水が供給される切換コック３１と接続された給水ホース３２が接続されており、プレフィルターユニット１４、浄水カートリッジユニット１８及び吐水部２４はそれぞれが給水パイプ１７等によって給水ホース３２からの水が通水され、吐水されるように接続されている。
【００３２】
図３及び図４に示すように、本体ベース１１は、所定面積を有する上面１１ａと、この上面１１ａの４辺からそれぞれ垂直に延設された前面１１ｂ、後面１１ｃ及び両側面１１ｄ、１１ｅと、これらに囲まれた底部１１ｆとで構成されている。上面１１ａには、後述するプレフィルターユニット１４が装着されるプレフィルターユニット装着部１２及び浄水カートリッジユニット１８が装着される浄水カートリッジユニット装着部１３が設けられている。また、前面１１ｂ、後面１１ｃ及び両側面１１ｄ、１１ｅには、装着された本体ケース２２が載置される突起１１ｈが各面の上面１１ａとは反対の端部に形成されている。なお、実施例の浄水器１０では、後面１１ｃは半円形状に形成されている。
【００３３】
さらに、両側面１１ｄ、１１ｅには、後述する本体ケース２２と本体ベース１１を連結するロックピン３３が貫通される孔１１ｇがそれぞれの側面１１ｄ、１１ｅに形成されている（図９Ａ参照）。底部１１ｆは、前面１１ｂ、後面１１ｃ及び両側面１１ｄ、１１ｅに囲まれた空間部１１ｉと、上面１１ａの裏側の底面１１ｊとで形成されており、この空間部１１ｉには、後述する給水パイプ１７等が収納され、また、底面１１ｊにはプレフィルターユニット１４等を装着するためのねじが貫通されるねじ穴が複数形成されている。さらに、底面１１ｊには、浄水器１０を安定して設置させるためのゴム製の足ゴム３９が４つ形成されている。
【００３４】
次に、プレフィルターユニット１４は、図３〜図５に示すように、プレフィルター１５とプレフィルターカバー１６とで構成され、給水パイプ１７に取り付けられる。
【００３５】
プレフィルター１５は、水に含まれるゴミ等の不純物を除去するフィルターであり、一方が塞がれ他方が開口された中空円筒状に形成されている。プレフィルター１５は、不織布、ガラス繊維、ビニロック（商品名）、サランハニカム（商品名）、金属メッシュ、繊維状活性炭等で形成されている。なお、プレフィルター自体は公知なので詳細な説明は省略する。
【００３６】
プレフィルターカバー１６は、プレフィルター１５が収納できる大きさで、一方が塞がれ他方が開口された中空円筒状に形成されている。プレフィルターカバー１６の塞がれた側の内側にはプレフィルター１５が支持及び固定される複数の屈曲突起１６ａが形成され、さらに、開口された側には、後述する給水パイプ１７と螺合接続されるねじ溝１６ｂが形成されている。
【００３７】
給水パイプ１７は、本体ベース１１のプレフィルターユニット装着部１２に取り付けられ、プレフィルターユニット１４が装着される部分となるものである。給水パイプ１７は、水道水が供給される給水ホース３２と接続される第１給水パイプ１７ａと、プレフィルター１５を通過したゴミ等が除去された水を供給する第２給水パイプ１７ｂを有し、プレフィルター１５が取り付けられる中央が開口され流路が形成された円形の突起状のプレフィルター取付部１７ｃ及びプレフィルターカバー１６が取り付けられるねじ溝１７ｅが形成されたプレフィルター取付部１７ｃよりも大径の円形の突起状のプレフィルターカバー取付部１７ｄが形成された構成をしている。また、第２給水パイプ１７ｂには、後述する接続パイプ２１と接続される接続部１７ｆが形成されている。
【００３８】
また、浄水カートリッジユニット１８は、図３、図４及び図６に示すように、浄水カートリッジ１９と浄水カートリッジケース２０とで構成され接続パイプ２１に取り付けられる。
【００３９】
浄水カートリッジ１９は、水道水に含まれる雑菌等の除菌や抗菌を行うものであり、基材としての活性炭に除菌作用のある白金ナノコロイドを担持させたものが用いられ、中空円筒状に形成された構成をしている。
【００４０】
ここで、浄水カートリッジ１９の製造方法は、図７Ａに示すように、まず、基材として中空円筒状に加工された活性炭１９'を希釈された白金ナノコロイド溶液４０に浸漬し、活性炭１９'が白金ナノコロイド溶液４０を十分吸収するまで浸漬する。その後、図７Ｂに示すように、白金ナノコロイドが担持された活性炭を乾燥することで本実施例の浄水カートリッジ１９が製造される。このとき、白金ナノコロイド溶液の希釈の割合は、原液の濃度にもよるがコスト面や抗菌性能の持続性を考慮して概ね５０倍〜２００倍が好ましい。また、希釈に用いる液体は、水道水でもよいが、不純物を処理した水が好ましい。
【００４１】
浄水カートリッジケース２０は、浄水カートリッジ１９を支持及び固定した上蓋２０ａ及び底蓋２０ｂが上カバー２０ｃと底カバー２０ｄで覆われた構成をしている。上蓋２０ａは、中央に開口２０ａ１が形成され、その開口２０ａ１の周囲から延設された突起２０ａ２を有している。また、底蓋２０ｂは、平坦に形成されている。これら上蓋２０ａ及び底蓋２０ｂの端部は、浄水カートリッジ１９が設置される方向に向かって小さな突起２０ａ３、２０ｂ１がそれぞれ形成されている。また、底カバー２０ｄは、中央に開口２０ｄ１が形成されこの開口２０ｄ１の周囲から中央突起２０ｄ２が延設されており、この中央突起２０ｄ２とは反対方向に底蓋２０ｂよりも大きな大径突起２０ｄ３が形成されている。この、中央突起２０ｄ２は後述する接続パイプ２１と接続される部分となり、大径突起２０ｄ３は後述する上カバー２０ｃと係合される部分となる。
【００４２】
また、上カバー２０ｃは、中央に開口２０ｃ１を有し、この開口２０ｃ１の周囲から延設された突起２０ｃ２が形成されている。この突起２０ｃ２の先端部分は、後述する吐水部２４の浄水口ジョイント２７と接続されるジョイント部２０ｃ３となっている。また、この突起２０ｃ２の内部には、上蓋２０ａの開口２０ａ１と連通され、上蓋２０ａの突起２０ａ２が嵌め合わされる嵌合部２０ｃ４が形成されている。また、上カバー２０ｃの突起２０ｃ２とは反対方向には、浄水カートリッジ１９が内蔵される部分となる中空円筒部２０ｃ５が形成されており、この中空円筒部２０ｃ５の先端部分は、底カバー２０ｄと係合される部分となっている。なお、底カバー２０ｄと底蓋２０ｂとが接する部分は、底カバー２０ｄの中心を基準として所定角度ごとに凹凸が繰り返し形成され、接続パイプ２１から流れてくる水を浄水カートリッジ１９と浄水カートリッジケース２０の間に導くことができるように形成されている。
【００４３】
接続パイプ２１は、本体ケース２２の浄水カートリッジユニット装着部１３に取り付けられ、浄水カートリッジユニット１８が装着されるものである。接続パイプ２１は、プレフィルターユニット１４の第２給水パイプ１７ｂと接続される接続部２１ａと、浄水カートリッジケース２０の底カバー２０ｄの中央突起２０ｄ２が嵌め合わされる嵌合部２１ｂを有した中空の構造をしている。
【００４４】
本体ケース２２は、図２及び図４に示すように、後述する吐水部２４の浄水口ジョイント２７が貫通される貫通孔２２ａ１が設けられた上面２２ａと、プレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８が格納可能な大きさの前面２２ｂ、後面２２ｃ及び両側面２２ｄ、２２ｅと、これらの面で囲まれて形成された空間の本体ケース内部２２ｆで構成されている。また、本体ケース２２は、本体ベース１１に装着されるように、本体ベース１１の後面２２ｃが半円形状に形成されている。
【００４５】
また、本体ケース２２の前面２２ｂには、開閉可能なクリアプレート２３が設けられており、このクリアプレート２３を開閉して本体ケース２２内の掃除やプレフィルター１５の交換等ができるようになっている。さらに、本体ケース２２の両側面２２ｄ、２２ｅには本体ベース１１の両側面１１ｄ、１１ｅに形成されているロックピン３３が貫通される孔１１ｇと対応する位置に同様の孔２２ｇが形成されている（図９Ａ参照）。
【００４６】
吐水部２４は図４及び図８に示すように、浄水カートリッジユニット１８と接続され、浄化された水が吐水される部分である。吐水部２４は、アンダーカバー２６とトップカバー２５で覆われた内部にそれぞれ通水可能な中空の浄水口ジョイント２７、通水管２８、吐水口ジョイント２９及び吐水管３０とが連通された構成をしている。
【００４７】
アンダーカバー２６には、浄水カートリッジユニット１８と接続される浄水口ジョイント２７が貫通される開口が形成されている。また、トップカバー２５には、流量等を表示するための液晶表示パネル３６が設けられている。また、アンダーカバー２６とトップカバー２５が合わされた内部には、浄水口ジョイント２７と通水管２８と吐水口ジョイント２９が収められ、吐水口ジョイント２９の先端に吐水管３０が接続されている。このとき、吐水口ジョイント２９は、アンダーカバー２６とトップカバー２５とで挟み合わされることで固定されている。また、吐水管３０には流量を計測する流量センサー３７が設けられ、この内部には、液晶表示パネル３６や流量センサー３７等を動かすための電池が収納される電池ユニット３８が設けられている。
【００４８】
次に、浄水器１０の組立てを主に図３及び図４を参照して説明する。浄水器１０の組立ては、まず、本体ベース１１にプレフィルターユニット１４及び浄水カートリッジユニット１８を装着する。
【００４９】
プレフィルターユニット１４の装着は、まず、本体ベース１１のプレフィルターユニット装着部１２にプレフィルター１５が装着される給水パイプ１７を本体ベース１１の底部１１ｆ側からねじで取り付ける。そして、図５に示すように、給水パイプ１７のプレフィルター取付部１７ｃにプレフィルター１５の開口された側を差し込み、次にプレフィルターカバー取付部１７ｄのねじ溝１７ｅにプレフィルターカバー１６の開口された側のねじ溝１６ｂを互いに螺合して取り付ける。このとき、プレフィルターカバー１６の内部の屈曲突起１６ａによってプレフィルター１５が支持及び固定されている。
【００５０】
次に、浄水カートリッジユニット１８の装着は、図６に示すように、まず、本体ベース１１の浄水カートリッジユニット装着部１３に浄水カートリッジユニット１８が装着される接続パイプ２１を本体ベース１１の底部１１ｆ側からねじで取り付ける。このとき、プレフィルターユニット１４の第２給水パイプ１７ｂと浄水カートリッジユニット１８の接続パイプ２１を接続させる。
【００５１】
浄水カートリッジユニット１８は、あらかじめ上蓋２０ａ及び底蓋２０ｂを取り付けた浄水カートリッジ１９を底カバー２０ｄに設置した後、浄水カートリッジ１９等を覆うように上カバー２０ｃを取付け、底カバーの２０ｄの大径突起２０ｄ３と上カバー２０ｃの中空円筒部２０ｃ５の先端部分を係合させることで組み立てられる。このとき、上蓋２０ａの突起２０ａ２が上カバー２０ｃの嵌合部２０ｃ４に嵌め合わされる。
【００５２】
次に、図４に示すように、本体ケース２２を本体ベース１１に装着させる。このとき、本体ケース２２にはあらかじめ吐水部２４を装着させておく。吐水部２４の組立ては、図８に示すように、アンダーカバー２６の挿入孔２６ａに浄水口ジョイント２７を挿入し、浄水口ジョイント２７に通水管２８、吐水口ジョイント２９及び吐水管３０を連結させ、アンダーカバー２６にトップカバー２５を装着させて行う。そして、本体ケース２２と吐水部２４の装着は、本体ケース２２の上部に形成された貫通孔２２ａ１から、吐水部２４の浄水口ジョイント２７を貫通させて装着される。このとき、吐水部２４が本体ケース２２から抜け落ちないように浄水口ジョイント２７には本体ケース２２の貫通孔２２ａ１より大きい径のＥリング３５が嵌め込まれている。
【００５３】
そして、本体ベース１１と本体ケース２２の装着は、本体ベース１１に本体ケース２２を浄水カートリッジユニット１８の上カバー２０ｃのジョイント部２０ｃ３と吐水部２４の浄水口ジョイント２７が接続されるように載せ、本体ベース１１及び本体ケース２２のそれぞれの側面１１ｄ、１１ｅ、２２ｄ、２２ｅに設けられた互いに連通する孔１１ｇ、２２ｇに、ロックピン３３を本体ベース１１の内側の底部から挿入し、本体ケース２２の外側からロックボタン３４を嵌め込むことで行われる。このとき、図９Ａに示すように、ロックピン３３の内部にはロックボタン３４の係止爪３４ａと係止される係止溝３３ａが形成されており、その係止爪３４ａと係止溝３３ａが係止されることで固定される。この係止は、ロックボタン３４を９０°回動させることで係止爪３４ａをロックピン３３の係止溝３３ａに係止させることができる。また、取り外す際は、さらにロックボタン３４を９０°回動させることで、ロックピン３３の係止溝３３ａからロックボタン３４の係止爪３４ａの係止を解除させることで行うことができる（図９Ｂ及び図９Ｃ参照）。
【００５４】
そして、図１及び図３に示すように、プレフィルターユニット１４の第１給水パイプ１７ａに水道水が供給される切換コック３１と接続される給水ホース３２が接続されて、浄水器１０の組立てが完了する。なお、これらの組立てにおいて、水漏れを抑制するためのＯリングやゴムパッキンが必要な箇所に装着されている。
【００５５】
次に、主に図３、図４を参照して浄水器１０を流れる水の流れを説明する。浄水器１０の流路は、まず、水道水が供給された切換コック３１が浄水器１０側に供給するように切り換えられると、水道水は給水ホース３２を通りプレフィルターユニット１４が装着された第１給水パイプ１７ａから供給される。
【００５６】
プレフィルターユニット１４に供給された水道水は、まずプレフィルターユニット１４内のプレフィルターカバー１６の内側とプレフィルター１５の外側の間に流れ込む。そして、水道水は圧力がかかっているためにプレフィルター１５内に外側から侵入し、プレフィルター１５を通過し内側へ流れる。このとき、水道水はプレフィルター１５によりゴミ等が取り除かれることとなる。
【００５７】
その後、水道水は、プレフィルターユニット１４が装着された第２給水パイプ１７ｂから浄水カートリッジユニット１８が装着される接続パイプ２１へ流れ、浄水カートリッジユニット１８内へ供給される。浄水カートリッジユニット１８内へ供給された水道水は、浄水カートリッジケース２０の内側と浄水カートリッジ１９の外側の間に流れ込み、圧力がかかっているために浄水カートリッジ１９内に浸入し、浄水カートリッジ１９の中空円筒状に形成された内側へ流れ込む。このとき、水道水は、浄水カートリッジ１９に担持された白金ナノコロイドの酸化作用により、除菌及び抗菌される。そして、この除菌及び抗菌された浄水は、中空円筒状に形成された浄水カートリッジ１９の中央を上昇し、吐水部２４へと流れていく。
【００５８】
吐水部２４では、浄水カートリッジユニット１８から流れた浄水は、浄水口ジョイント２７、通水管２８、吐水口ジョイント２９及び吐水管３０を通り、吐水される。このとき、通水管２８を通過した浄水の量が流量センサー３７で計測され、その計測値が液晶表示パネル３６に表示される。
【００５９】
［白金ナノコロイドの殺菌効果の確認実験］
次に、この白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジを使用した浄水器の殺菌効果、菌の繁殖抑制力及び白金の溶出量の実験結果について説明する。なお、以下の調査では、浄水器として５０倍に希釈したプラチナ溶液に含浸させたプラチナ溶液（５０倍希釈）処理粒状活性炭フィルター（本発明の浄水カートリッジに対応、以下、単に「活性炭フィルター」という）を用いて行った。
【００６０】
まず、殺菌効果について調査した。具体的には、下記（１）〜（４）の手順で行った。
（１）河川水を孔径５μｍのメンブランフィルターでろ過し試料水とする。
（２）浄水器に水道水を通水したのち、試料水を通水する。
（３）通水ろ過水は、試料水６リットルを活性炭フィルターに通水し、検水とする。
（４）試料水と通水ろ過水を採取し、一般細菌及び大腸菌群の試験をおこなう。試験方法は、一般細菌は平板培養法、大腸菌群試験はデソキシコレート培地法を用いる。
得られた結果を、図１０Ａに示す。
【００６１】
すなわち、活性炭フィルターを通水させる前の試料水では、一般細菌が１ｍｌあたり４．４×１０２個及び、大腸菌群が１ｍｌあたり７個存在していたが、本実施形態の活性炭フィルターに試料水を通水させることにより、一般細菌が１ｍｌあたり２１個及び大腸菌群が１ｍｌあたり１個に減少し、一般細菌の数は約１／２０となり、大腸菌群の数は約１／７となった。その結果、白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジは、高い殺菌作用を有することが確認できた。
【００６２】
次に、菌の繁殖抑制力を調査した。具体的には、下記（１）及び（２）の手順で行った。
（１）殺菌効果の試験に使用した浄水器を試料水が滞留した状態で密封し室温で４日間静置する。活性フィルター内部の滞留水について同様の細菌試験を行う。
（２）試験方法は、一般細菌は平板培養法、大腸菌群試験はデソキシコレート培地法を用いる。
得られた結果を、図１０Ｂに示す。
【００６３】
すなわち、白金ナノコロイドを担持させた活性炭フィルターを使用した浄水器に滞留した水では、一般細菌も大腸菌群も１ｍｌあたり０個となり、一般細菌も大腸菌群も繁殖することはなかった。その結果、白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジは、非常に高い菌の繁殖抑制力を有することがわかった。
【００６４】
次にプラチナの溶出量を調査した。具体的には、下記（１）〜（３）の手順で行った。
（１）活性炭フィルターを装着した浄水器に試料Ａとして水道水を約６リットル通水する。最後の通水ろ過水を試料Ｂとして採る。１５分間通水を止めて滞留させたのち、再度通水し、活性炭フィルター内の滞留水を試料Ｃとして採る。
（２）溶出試験は、試料Ａ、Ｂ、Ｃについてプラチナの濃度を測定する。
（３）測定は、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰＭＳ：Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer）によりおこなう。
得られた結果を、図１０Ｃに示す。
【００６５】
すなわち、試料Ａ〜Ｃの検出結果では、白金の溶出量は１リットルあたり０．００１ｍｇ未満、すなわち１ｐｐｂ未満となった。その結果、白金ナノコロイドを担持した浄水カートリッジは、白金の溶出量が極めて少ないことが分かった。中でも上述した銀の溶出量の規定と比較してもその規定を大きく下回るものとなった。
【００６６】
以上の結果から、本実施形態の浄水器によれば、白金ナノコロイドを活性炭に担持した浄水カートリッジを用いることで、高い殺菌効果及び、非常に高い菌の繁殖抑制力を有すると共に、プラチナの溶出量を極めて少ないものとすることが可能となる。
【００６７】
なお、実施例の浄水器では、プレフィルターユニットを用いた場合を説明したが、これに限らず、プレフィルターユニットを用いずに、浄水カートリッジユニットへ水道水を供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０：浄水器 １１：本体ベース １２：プレフィルターユニット装着部 １３：浄水カートリッジユニット装着部 １４：プレフィルターユニット １５：プレフィルター １６：プレフィルターカバー １７：給水パイプ １８：浄水カートリッジユニット １９：浄水カートリッジ １９'：活性炭 ２０：浄水カートリッジケース ２１：接続パイプ ２２：本体ケース ２３：クリアプレート ２４：吐水部 ２５：トップカバー ２６：アンダーカバー ２７：浄水口ジョイント ２８：通水管 ２９：吐水口ジョイント ３０：吐水管 ３１：切換コック ３２：給水ホース ３３：ロックピン ３４：ロックボタン ３５：Ｅリング ３６：液晶表示パネル ３７：流量センサー ３８：電池ユニット ３９：足ゴム ４０：白金ナノコロイド溶液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水基材に白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項２】
前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の浄水カートリッジが内蔵されていることを特徴とする浄水器。
【請求項４】
前記浄水カートリッジは両端が閉じた筒状体内に配置され、
前記筒状体の両端に液体注入口及び浄水排出口がそれぞれ設けられたユニット形式の浄水カートリッジユニットとして内蔵されていることを特徴とする請求項３に記載の浄水器。
【請求項５】
前記浄水カートリッジユニットの前記液体注入口側と接続される流路には、液体内のゴミを除去するフィルターが設けられたプレフィルターが備えられていることを特徴とする請求項４に記載の浄水器。
【請求項６】
前記プレフィルターは、白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする請求項５に記載の浄水器。
【請求項７】
前記浄水カートリッジは中空円筒状に形成されており、前記液体注入口側から導入された液体が前記中空円筒状の浄水カートリッジ外面側から中空の内面側を経て前記浄水排出口から流出する構成となされていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の浄水器。
【請求項８】
以下の（１）及び（２）の工程を有することを特徴とする浄水カートリッジの製造方法。
（１）白金ナノコロイド溶液の原液又は稀釈液に浄水基材を浸漬する工程。
（２）前記基材を乾燥させる工程。
【請求項９】
前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする請求項８に記載の浄水カートリッジの製造方法。
【請求項１】
浄水基材に白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする浄水カートリッジ。
【請求項２】
前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の浄水カートリッジが内蔵されていることを特徴とする浄水器。
【請求項４】
前記浄水カートリッジは両端が閉じた筒状体内に配置され、
前記筒状体の両端に液体注入口及び浄水排出口がそれぞれ設けられたユニット形式の浄水カートリッジユニットとして内蔵されていることを特徴とする請求項３に記載の浄水器。
【請求項５】
前記浄水カートリッジユニットの前記液体注入口側と接続される流路には、液体内のゴミを除去するフィルターが設けられたプレフィルターが備えられていることを特徴とする請求項４に記載の浄水器。
【請求項６】
前記プレフィルターは、白金ナノコロイドが担持されていることを特徴とする請求項５に記載の浄水器。
【請求項７】
前記浄水カートリッジは中空円筒状に形成されており、前記液体注入口側から導入された液体が前記中空円筒状の浄水カートリッジ外面側から中空の内面側を経て前記浄水排出口から流出する構成となされていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の浄水器。
【請求項８】
以下の（１）及び（２）の工程を有することを特徴とする浄水カートリッジの製造方法。
（１）白金ナノコロイド溶液の原液又は稀釈液に浄水基材を浸漬する工程。
（２）前記基材を乾燥させる工程。
【請求項９】
前記浄水基材は、活性炭、セラミックス及び不織布の少なくとも一種であることを特徴とする請求項８に記載の浄水カートリッジの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−４０４８２（Ｐ２０１２−４０４８２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８２４００（Ｐ２０１０−１８２４００）
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（５９３０１９６０７）ジョプラックス株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（５９３０１９６０７）ジョプラックス株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]