CN102471096A - 活性炭成型体以及使用该活性炭成型体的净水器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供活性炭成型体，该活性炭成型体是将含有中值粒径80μm-120μm且粒径分布中的标准偏差σg为1.3-1.9的粉末状活性炭(a)和纤维状粘接剂(b)的混合物成型而成。本发明的活性炭成型体的游离余氯、挥发性有机化合物、CAT和2-MIB的除去能力优异，并且浊度过滤能力优异，可作为净水器的滤芯等使用。

Description

活性炭成型体以及使用该活性炭成型体的净水器
技术领域
本发明涉及活性炭成型体以及使用该活性炭成型体的净水器。更具体地说，涉及将含有具特定中值粒径且粒径分布具有特定的标准偏差的粉末状活性炭(a)以及纤维状粘接剂(b)的混合物成型而成的活性炭成型体，以及使用该活性炭成型体的净水器。本发明的活性炭成型体不仅对水中游离余氯、霉味、三卤代甲烷类等的吸附除去性能优异，并且浊度过滤能力也优异，因此成型为净水过滤器，装填在外壳中，适合作为净水器使用。
背景技术
近年来，人们对于饮用水、特别是自来水的水质安全卫生的关心日益提高，人们希望除去饮用水中含有的游离余氯、三卤代甲烷类、霉味等有害物质。以往，为了除去这些有害物质，主要是将颗粒状的活性炭填充于外壳中，作为净水器使用。
溶解于自来水中的微量三卤代甲烷可能是致癌性物质。近年来在健康意愿日益提高的过程中，可除去三卤代甲烷的净水器的重要性日益增强，本申请人在这之前也提出了三卤代甲烷除去能力优异的净水器的专利申请(专利文献1)。
专利文献1：日本特许第4064309号公报、
专利文献2：日本特许第3516811号公报。
发明内容
但是，最近，人们需求除了游离余氯、三卤代甲烷类、霉味等有害物质的除去优异、浊度成分的除去也优异的净水器。将专利文献1的活性炭成型体作为净水过滤器填充的净水器中，虽然浊度成分的除去能力优异，但是，为了整饬通过料浆吸引法一体成型的活性炭成型体的形状，需要在整形台上进一步压缩，表面部分被压缩，由此导致浊度过滤能力变差。
因此，本发明的目的在于提供按照JIS S3201 (2004)测定的游离余氯、挥发性有机化合物、CAT (2-氯-4,6-二乙基氨基-1,3,5-三嗪)和2-MIB (2-甲基异冰片)的除去能力优异、浊度过滤能力也优异的活性炭成型体、含有该活性炭成型体的净水过滤器、填充了活性炭成型体或净水过滤器的滤芯、以及使用该滤芯的净水器。
本发明人经过深入研究发现：通过活性炭成型体可以实现上述目的，从而实现了本发明，其中，该活性炭成型体是将含有具特定中值粒径且粒径分布具有特定的标准偏差的粉末状活性炭和纤维状粘接剂的混合物成型而成的。
本发明提供活性炭成型体，该活性炭成型体是将含有中值粒径为80 μm-120 μm且粒径分布中的标准偏差σg为1.3-1.9的粉末状活性炭(a)和纤维状粘接剂(b)的混合物成型而成，在由该粉末状活性炭的体积平均粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中15.87%直径的值为D15.87，在由该粉末状活性炭的体积粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中50%直径的值为D50，则上述标准偏差σg以D15.87/D50表示。
在一个实施方案中，上述混合物进一步含有非晶钛硅酸盐系无机化合物或铝硅酸盐系无机化合物(c)。
在一个实施方案中，上述粉末状活性炭(a)的粒径分布的标准偏差σp为0.3-0.5，在由该粉末状活性炭的体积平均粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中84.13%直径的值为D84.13，在由该粉末状活性炭的体积粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中50%直径的值为D50，则该标准偏差σp以D84.13/D50表示。
在某一实施方案中，上述粉末状活性炭(a)的苯吸附量为20-60%质量。
在某一实施方案中，上述混合物是相对于100质量份上述粉末状活性炭(a)，以3-8质量份的比例含有上述纤维状粘接剂(b)。
在又一实施方案中，上述粉末状活性炭(a)是椰壳活性炭粉末或酚醛树脂系活性炭粉末。
在又一实施方案中，上述活性炭成型体中所含的活性炭全部是上述粉末状活性炭(a)。
本发明还提供含有上述活性炭成型体的净水过滤器。
本发明提供将上述活性炭成型体或净水过滤器填充于外壳中而成的滤芯。
本发明进一步提供安装了上述滤芯的净水器。
在一个实施方案中，上述净水器保持80%以上的浊度除去率，浊度过滤能力是每1 mL活性炭成型体或净水过滤器为15 L以上。
根据本发明，可提供按照JIS S3201 (2004)测定的游离余氯、挥发性有机化合物、CAT和2-MIB除去能力优异、并且浊度过滤能力优异的活性炭成型体。本发明的活性炭成型体可以直接或者成型为净水过滤器后填充于外壳中，制成滤芯。该滤芯可适合安装于净水器中使用。另外，通过使用本发明的活性炭成型体，则无需以往作为浊度除去用、与活性炭结合使用的中空纤维膜滤芯，因此组装容易，具有使净水器小型化的优点。
附图说明
图1是表示实施例1的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图2是表示实施例1的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图3是表示实施例2的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图4是表示实施例2的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图5是表示实施例3的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图6是表示实施例3的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图7是表示实施例4的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图8是表示实施例4的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图9是表示实施例5的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图10是表示实施例5的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图11是表示实施例6的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图12是表示实施例6的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图13是表示实施例7的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图14是表示实施例7的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图15是表示实施例8的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图16是表示实施例8的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图17是表示比较例1的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图18是表示比较例1的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图19是表示比较例2的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图20是表示比较例2的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图21是表示比较例3的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图22是表示比较例3的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图23是表示比较例4的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图24是表示比较例4的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
图25是表示比较例5的净水器中浊度除去性能的曲线图。
图26是表示比较例5的净水器中流通混浊水时的流量变化的曲线图。
具体实施方式
本发明的最大特征在于：使用具有特定的中值粒径、且粒径分布具有特定的标准偏差的粉末状活性炭来获得成型体。通过将含有上述粉末状活性炭(a)和纤维状粘接剂(b)的混合物成型而成的活性炭成型体，可以获得按照JIS S3201 (2004)测定的游离余氯、挥发性有机化合物、CAT、2-MIB除去能力、以及浊度过滤能力均优异的净水器。
本发明中使用的粉末状活性炭是将活性炭以任意的方法粉碎或制成细颗粒所得。粉末状活性炭的原料可以使用椰壳、煤、木材、合成树脂等将通过活化来形成活性炭的任意的原料。其中，优选椰壳系活性炭或酚醛树脂系原料。这些原料通常所含杂质少，即使粉末状也保持良好的吸附性能。
本发明中，使用中值粒径为80 μm-120 μm、且粒径分布中的标准偏差σg为1.3-1.9的粉末状活性炭。中值粒径低于80 μm时，水流通阻力提高，或者浊度成分导致的堵塞较快，微粉可能混入到处理水中。中值粒径超过120 μm时，流通水则浊度成分除去不充分，或者由于接触效率降低而导致性能降低。
中值粒径是通过激光衍射·散射法测定的值，是指由体积粒径分布大的颗粒求出积分体积时、体积基准的累积分率中为50%直径的值(D50)。同样，D15.87表示15.87%直径的值，D84.13表示84.13%直径的值。激光衍射·散射法的测定例如可通过日机装株式会社制造的Microtrac粒度分布测定装置(MT3300)等进行。
标准偏差σg以D15.87/D50表示。本发明中使用的粉末状活性炭的粒径分布中的标准偏差σg为1.3-1.9。标准偏差σg的值低于1.3时，空隙少，堵塞快。标准偏差σg的值超过1.9时，空隙增多，浊度除去性能降低。
并且，标准偏差σp以D84.13/D50表示。本发明中使用的粉末状活性炭的粒径分布中的标准偏差σp优选为0.3-0.5，更优选0.33-0.48，进一步优选0.36-0.45。标准偏差σp的值低于0.3时，空隙变少，堵塞可能较快。标准偏差σp的值超过0.5时，空隙增多，浊度除去性能可能降低。
本发明中，优选使用粒径分布中的标准偏差σg 为1.3-1.9、且标准偏差σp为0.3-0.5的粉末状活性炭。
对于粉末状活性炭，如果吸附容量过小则不能说其保持充分的吸附能力，如果吸附容量过大则由于过活化状态，微孔径增大，三卤代甲烷的吸附保持力有降低倾向。因此，对于粉末状活性炭的吸附容量，优选JIS-K1474所规定的苯吸附量为20-60%质量，更优选20-55%质量，进一步优选20-50%质量，最优选25-40%质量。
本发明中，在满足上述中值粒径和标准偏差的条件下，可以含有2种以上不同的粉末状活性炭。即，将2种以上不同的粉末状活性炭混合得到的最终混合物只要满足上述中值粒径和标准偏差则可使用。
本发明中使用的纤维状粘接剂只要是可通过原纤化将纤维状活性炭和粉末状活性炭络合、赋型即可，没有特别限定，不管是合成品、天然品均可广泛使用。上述纤维状粘接剂例如可举出：丙烯酸纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维等。纤维状粘接剂的纤维长度优选4 mm以下。
本发明活性炭成型体的制造可以按照任意方法进行，没有特别限定。从可高效率制造考虑，优选料浆吸引法。采用料浆吸引法，则例如可以按照日本特许第3516811号公报(专利文献2)所述，准备设有多个吸引用小孔的双层管状容器，由中心部吸引料浆，由此制造圆筒形的成型体。
例如用200目的不锈钢制金属网制作水流通性的双层管状容器的外管、以及用与外管同样的金属网制作双层管状容器的内管，将内管插入到外管中，得到双层管状容器。在该双层管状容器的内管和外管之间流入料浆，由此可制造本发明的活性炭成型体。
将粉末状活性炭和纤维状粘接剂分散于水中，使固形物浓度为5-15%质量，由此可制备料浆。从游离余氯等的吸附效果、成型性等考虑，相对于100质量份粉末状活性炭，纤维状粘接剂以优选3-8质量份、更优选以3.5-6质量份的比例含有。
进一步优选本发明的活性炭成型体含有非晶钛硅酸盐系无机化合物或铝硅酸盐系无机化合物。通过含有这些化合物，可以除去溶解性铅。使用由BASF公司以ATS的商品销售的非晶钛硅酸盐作为非晶钛硅酸盐系无机化合物，则效率较高，使用铝硅酸盐系无机化合物时，从离子交换容量大考虑，优选使用A型或X型沸石。相对于100质量份粉末状活性炭，这些化合物优选以2-20质量份、更优选3-10质量份的比例含有。
本发明中，优选所含的全部活性炭为上述粉末状活性炭，也可以含有纤维状活性炭。纤维状活性炭优选为将沥青系、酚醛系、纤维素系等的纤维碳化，然后用水蒸气、气体或试剂活化的、比表面积1000-1800 m2/g左右的活性炭。例如可举出以下方法：将酚醛系树脂纤维等原料纤维在约600-1400℃的高温下、在氮气流中用水蒸气和/或二氧化碳进行处理，或者用燃烧气体进行活化处理的方法。相对于100质量份粉末状活性炭，这些纤维状活性炭优选以0.1-20质量份、更优选1-5质量份的比例含有。
只要不阻碍本发明的效果，本发明的活性炭成型体可以含有上述以外的成分。这类成分例如可举出：为了具有抗菌性而含有银离子和/或银化合物的吸附材料、含有铜离子和/或铜化合物的吸附材料、二氧化钛、二氧化硅、羟基磷灰石、骨炭、离子交换树脂等。这些成分的含量没有特别限定。
本发明活性炭成型体例如可作为净水过滤器等使用。本发明的净水过滤器例如可按照上述制造方法制造本发明的活性炭成型体，然后在整形、干燥后切成所需大小和形状来获得。为了整饬活性炭成型体的形状，可在整形台上压缩，但如果过度压缩则活性炭成型体的表面致密化，因此止于最小限度即可。在使用本发明活性炭成型体作为净水器用的净水过滤器时，优选制成圆筒形状，可以进一步根据需要在圆筒形状的筒顶部分安装盖子，或者在表面安装非织造布。通过制成圆筒形状，可以使水流通阻力降低，进一步填充在外壳中制成滤芯使用时，可以使滤芯在净水器中的安装、更换操作简单化。
本发明的净水过滤器可填充在外壳中作为滤芯使用。本发明的活性炭成型体可以直接填充在外壳中作为滤芯使用。滤芯安装于净水器中，用于流通水，流通水方式可采用将原水全量过滤的全过滤方式或循环过滤方式。本发明的安装在净水器中的滤芯例如可以将净水过滤器填充于外壳中使用，还可以进一步与公知的非织造布过滤器、各种吸附材料、矿物质添加材料、陶瓷过滤材料等组合使用。
原水和流通水中游离余氯、三卤代甲烷类等的浓度以及这些物质的除去性能可按照JIS S3201 (2004)测定，浊度过滤能力试验也可按照上述JIS测定。
对净水器的通水条件没有特别限定，可以以100-5000 hr-1的空速(SV)通水，这不会使压力损失极度增大，浊度过滤能力可以一边保持动水压0.1 MPa一边流通使用试验用高岭土将浊度调节为2.0±0.2度的水，将流通水中的浊度除以原水浊度，得到浊度除去率，将其与由水流通开始流进的水量(L)和活性炭成型体或净水过滤器的容积(mL)之比(累计流通水量L/mL)的关系作图，并且将过滤流量和累计流通水量的关系制图，由此确认净水器的性能。
本发明中，流通水按照JIS S3201 (2004)规定的家庭用净水器试验方法进行，以低于浊度除去率80%的点作为除去率转折点，以过滤流量低于初始流量1/2的点作为堵塞转折点。浊度过滤能力可以以除去率转折或堵塞转折两者较早出现的一方表示。使用本发明的活性炭成型体作为净水材料，由于吸附速度大，因此在SV超过1000 hr-1的流速下也可充分发挥其性能，可以使容器大幅度地小型化。
净水器中，优选浊度过滤能力是1 mL活性炭成型体或净水过滤器为15 L以上，其中，所述浊度过滤能力是指浊度除去率为80%以上、且在0.1 MPa下的过滤流量可保持初始流量的1/2以上的能力。另外，将添加了非晶钛硅酸盐系无机化合物或铝硅酸盐系无机化合物的混合物成型时，成型体对溶解性铅的除去优异，优选除铅率为80%以上，铅过滤能力为1 mL活性炭成型体或净水过滤器为15 L以上。以下通过实施例具体说明本发明，但本发明并不受这些限定。
实施例
实施例1
将90质量份可乐丽化学株式会社制造的PGW-100MD (椰壳原料，中值粒径100 μm，标准偏差σg=1.6，标准偏差σp=0.40，苯吸附量33%质量)作为粉末状活性炭，将5质量份BASF公司制造的钛硅酸盐系除铅剂ATS (平均粒径20 μm)作为铅吸附材料，将5质量份日本エクスラン工业株式会社制造的丙烯酸纤维Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，按照上述比例分散于水中，制备料浆。接着，将所得料浆加入到具有多个直径3 mm的细孔、外径42 mm、内径14 mm和高度83 mm的双层管状容器中，以350 mmHg进行吸引后，无需压缩，得到外径42.5 mm、内径14 mm和高度83 mm的中空型圆筒状的活性炭成型体。
将该成型体安装于直径45 mm、长度83 mm和内容量132 mL的透明塑料制外壳中，按照JIS S3201 (2004)所规定的家庭用净水器试验方法，以2 L/分钟、SV=1100 Hr-1通水，进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT、2-MIB和溶解性铅的过滤能力试验。以除去率80%的时刻作为净水器的转折点，研究每1 mL成型体的除去能力。结果如表1所示。
[表1] 
实施例1  过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 25,000 238
2 浊度 3,100 30
3 氯仿 1,800 17
4 一溴二氯甲烷 5,200 50
5 二溴一氯甲烷 7,200 69
6 溴仿 28,000 267
7 四氯乙烯 49,000 467
8 三氯乙烯 16,000 153
9 1,1,1-三氯乙烷 3,000 29
10 总三卤代甲烷 2,200 21
11 CAT 25,000 238
12 2-MIB 27,000 257
13 溶解性铅 5,200 50
加入试验用高岭土，使浊度达到2.0±0.2度，在20℃、0.1 MPa下由外侧向内侧通水时，初始10分钟后的流量为每分钟4 L。结果如表9、图1和图2所示。如图1所示，浊度除去率保持80%以上，如图2所示，流量下降为初始的1/2、即2 L/分钟时的浊度过滤能力为30 L/mL。
实施例2
使用可乐丽化学株式会社制造的PGW-120MP (椰壳原料，中值粒径120 μm，标准偏差σg=1.7，标准偏差σp=0.47，苯吸附量33%质量)代替PGW-100MD作为粉末状活性炭，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤进行游离余率、挥发性有机化合物、CAT、2-MIB和溶解性铅的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表2)。
[表2]
实施例2   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 21,000 200
2 浊度 1,700 16
3 氯仿 1,500 14
4 一溴二氯甲烷 4,400 42
5 二溴一氯甲烷 6,100 58
6 溴仿 24,000 229
7 四氯乙烯 42,000 400
8 三氯乙烯 14,000 133
9 1,1,1-三氯乙烷 2,600 25
10 总三卤代甲烷 1,900 18
11 CAT 21,000 200
12 2-MIB 23,000 219
13 溶解性铅 4,400 42
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图3和图4所示。如图4所示，几乎没有流量衰减，如图3所示，在16 L/mL时的浊度除去率低于80%，浊度过滤能力为16 L/mL。
实施例3
使用60质量份PGW-100MD和30质量份可乐丽化学株式会社制造的PGW-20MD (椰壳原料，中值粒径40 μm，标准偏差σg=2.0，苯吸附量33%质量)作为粉末状活性炭，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。混合的粉末状活性炭的中值粒径为80 μm，标准偏差σg为1.8，标准偏差σp为0.33。按照与实施例1同样的步骤进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT、2-MIB和溶解性铅的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表3)。
[表3]
实施例3   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 28,000 267
2 浊度 1,600 15
3 氯仿 2,000 19
4 一溴二氯甲烷 5,700 54
5 二溴一氯甲烷 7,900 75
6 溴仿 31,000 296
7 四氯乙烯 54,000 515
8 三氯乙烯 18,000 172
9 1,1,1-三氯乙烷 3,300 31
10 总三卤代甲烷 2,400 23
11 CAT 28,000 267
12 2-MIB 30,000 286
13 溶解性铅 5,700 54
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图5和图6所示。如图5所示，浊度除去率保持80%以上，如图6所示，在流量低于初始的1/2时的浊度过滤能力为15 L/mL。
实施例4
使用87质量份PGW-100MD作为粉末状活性炭、以及8质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT、2-MIB和溶解性铅的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表4)。
[表4]
实施例4   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 23,000 219
2 浊度 2,100 20
3 氯仿 1,600 15
4 一溴二氯甲烷 4,700 45
5 二溴一氯甲烷 6,500 62
6 溴仿 25,000 238
7 四氯乙烯 44,000 419
8 三氯乙烯 14,000 133
9 1,1,1-三氯乙烷 2,700 26
10 总三卤代甲烷 2,000 19
11 CAT 23,000 219
12 2-MIB 24,000 229
13 溶解性铅 4,700 45
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图7和图8所示。如图8所示，流量衰减小，如图7所示，在20 L/mL时的浊度除去率低于80%，浊度过滤能力为20 L/mL。
实施例5
使用92质量份PGW-100MD作为粉末状活性炭、以及3质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT、2-MIB和溶解性铅的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表5)。
[表5]
实施例5   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 26,000 248
2 浊度 2,100 20
3 氯仿 1,900 18
4 一溴二氯甲烷 5,500 52
5 二溴一氯甲烷 7,600 72
6 溴仿 29,000 276
7 四氯乙烯 51,000 486
8 三氯乙烯 17,000 162
9 1,1,1-三氯乙烷 3,200 31
10 总三卤代甲烷 2,300 22
11 CAT 26,000 248
12 2-MIB 28,000 267
13 溶解性铅 5,500 52
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图9和图10所示。如图9所示，浊度除去率保持80%以上，如图10所示，在流量低于初始的1/2时的浊度过滤能力为20 L/mL。
实施例6
将95质量份可乐丽化学株式会社制造的PGWHH-120MP (椰壳原料，中值粒径120 μm，标准偏差σg=1.7，标准偏差σp=0.48，苯吸附量50%质量)作为粉末状活性炭，将5质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，按照上述比例分散于水中，制备料浆。将所得料浆按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT和2-MIB的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表6)。
[表6]
实施例6   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 29,000 276
2 浊度 1,900 18
3 氯仿 900 9
4 一溴二氯甲烷 2,600 25
5 二溴一氯甲烷 3,600 34
6 溴仿 14,000 133
7 四氯乙烯 25,000 238
8 三氯乙烯 8,000 76
9 1,1,1-三氯乙烷 1,500 14
10 总三卤代甲烷 1,100 10
11 CAT 29,000 276
12 2-MIB 31,000 296
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图11和图12所示。如图12所示，流量衰减小，如图11所示，在18 L/mL时的浊度除去率低于80%，浊度过滤能力为18 L/mL。
实施例7
将90质量份PGW-100MD作为粉末状活性炭，将5质量份可乐丽化学株式会社制造的FR-15 (苯吸附量45%质量) 3 mm切碎品作为纤维状活性炭，将5质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，按照上述比例分散于水中，制备料浆。将所得料浆按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT和2-MIB的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表7)。
[表7]
实施例7   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 24,000 229
2 浊度 2,600 25
3 氯仿 1,700 16
4 一溴二氯甲烷 5,000 48
5 二溴一氯甲烷 7,000 67
6 溴仿 27,000 257
7 四氯乙烯 48,000 458
8 三氯乙烯 16,000 153
9 1,1,1-三氯乙烷 2,900 28
10 总三卤代甲烷 2,100 20
11 CAT 24,000 229
12 2-MIB 26,000 248
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图13和图14所示。如图14所示，流量衰减小，如图13所示，在25 L/mL时的浊度除去率低于80%，浊度过滤能力为25 L/mL。
实施例8
将85质量份可乐丽化学株式会社制造的RP13-100MD (酚醛树脂原料，中值粒径100 μm，标准偏差σg=1.6，苯吸附量28%质量)、10质量份可乐丽化学株式会社制造的RP-13粉末(酚醛树脂原料，中值粒径20 μm，标准偏差σg=2.4，苯吸附量33%质量)作为粉末状活性炭，将5质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，按照上述比例分散于水中，制备料浆。将所得料浆按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。混合的粉末状活性炭的中值粒径为95 μm，标准偏差σg为1.7，标准偏差σp为0.38。按照与实施例1同样的步骤进行游离余氯、挥发性有机化合物、CAT和2-MIB的过滤能力试验时，显示了优异的结果(表8)。
[表8]
实施例8   过滤能力试验
  除去对象物质 转折点(L) 过滤能力(L/mL)
1 游离余氯 17,000 162
2 浊度 2,900 28
3 氯仿 2,000 19
4 一溴二氯甲烷 5,700 54
5 二溴一氯甲烷 7,900 75
6 溴仿 31,000 296
7 四氯乙烯 39,000 372
8 三氯乙烯 13,000 124
9 1,1,1-三氯乙烷 2,400 23
10 总三卤代甲烷 2,400 23
11 CAT 17,000 162
12 2-MIB 18,000 172
按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图15和图16所示。如图15所示，浊度除去率保持80%以上，如图16所示，在流量低于初始的1/2时的浊度过滤能力为28 L/mL。
比较例1
使用可乐丽化学株式会社制造的GW60/150 (椰壳原料，中值粒径230 μm，标准偏差σg=1.5，标准偏差σp=0.78，苯吸附量29%质量)代替PGW-100MD作为粒状活性炭，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力时，结果如表9、图17和图18所示。如图18所示，几乎没有流量衰减，但如图17所示，在5 L/mL时的浊度除去率低于80%，浊度过滤能力为5 L/mL。
比较例2
使用可乐丽化学株式会社制造的PGW-50MD (椰壳原料，中值粒径60 μm，标准偏差σg=1.4，标准偏差σp=0.20，苯吸附量33%质量)代替PGW-100MD作为粉末状活性炭，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力时，结果如表9、图19和图20所示。如图19所示，浊度除去率保持80%以上，但如图20所示，在流量低于初始的1/2时的浊度过滤能力为5 L/mL。
比较例3
将45质量份GW60/150 、45质量份可乐丽化学株式会社制造的PGW-20MD (椰壳原料，中值粒径40 μm，标准偏差σg=2.0，苯吸附量33%质量) 作为粒状活性炭，将 5质量份ATS作为铅吸附材料，将5质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，按照上述比例分散于水中，制备料浆。将所得料浆按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。混合的粉末状活性炭的中值粒径为120 μm，标准偏差σg为2.4，标准偏差σp为0.23。按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力时，结果如表9、图21和图22所示。如图21所示，在10 L/mL下时的浊度除去率低于80%，且如图22所示，在12 L/mL时的流量低于初始的1/2，浊度过滤能力为10 L/mL。
比较例4
使用可乐丽化学株式会社制造的PGW-100MC (椰壳原料，中值粒径100 μm，标准偏差σg=1.2，标准偏差σp=0.28，苯吸附量33%质量)代替PGW-100MD作为粉末状活性炭，除此之外按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力时，结果如表9、图23和图24所示。如图23所示，在13 L/mL时的浊度除去率低于80%，且如图24所示，在10 L/mL时的流量低于初始的1/2，浊度过滤能力为10 L/mL。
比较例5
将45质量份可乐丽化学株式会社制造的GW48/100 (椰壳原料，中值粒径280 μm，标准偏差σg=1.4，苯吸附量33%质量)、45质量份PGW-20MD作为粒状活性炭，将5质量份ATS作为铅吸附材料，将5质量份Bi-PUL/F作为纤维状粘接剂，按照上述比例分散于水中，制备料浆。将所得料浆按照与实施例1同样的步骤吸引成型，得到中空型圆筒状的活性炭成型体。混合的粉末状活性炭的中值粒径为150 μm，标准偏差σg为2.5，标准偏差σp为0.20。按照与实施例1同样的步骤测定浊度过滤能力，结果如表9、图25和图26所示。如图26所示，流量几乎没有衰减，如图25所示，在初始时浊度除去率即低于80%，浊度过滤能力为0 L/mL。
[表9]
Figure 2010800348058100002DEST_PATH_IMAGE001
。
产业实用性
根据本发明，提供按照JIS S3201 (2004)测定的游离余氯、挥发性有机化合物、CAT和2-MIB除去能力优异、并且浊度过滤能力优异的活性炭成型体。因此，将本发明的活性炭成型体作为净水过滤器填充到外壳中，得到滤芯，安装了该滤芯的净水器可以满足自来水水质相关的安全卫生方面的要求，在产业上有用。

Claims (11)

1.活性炭成型体，该活性炭成型体是将含有中值粒径为80 μm-120 μm且粒径分布中的标准偏差σg为1.3-1.9的粉末状活性炭(a)和纤维状粘接剂(b)的混合物成型而成，在由该粉末状活性炭的体积平均粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中15.87%直径的值为D15.87，在由该粉末状活性炭的体积粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中50%直径的值为D50，则上述标准偏差σg以D15.87/D50表示。
2.权利要求1的活性炭成型体，其中，上述混合物进一步含有非晶钛硅酸盐系无机化合物或铝硅酸盐系无机化合物(c)。
3.权利要求1或2的活性炭成型体，其中，上述粉末状活性炭(a)的粒径分布中的标准偏差σp为0.3-0.5，在由该粉末状活性炭的体积平均粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中84.13%直径的值为D84.13，在由该粉末状活性炭的体积粒径分布大的颗粒求出积分体积时，以体积基准的累积分率中50%直径的值为D50，则该标准偏差σp以D84.13/D50表示。
4.权利要求1-3中任一项的活性炭成型体，其中，上述粉末状活性炭(a)的苯吸附量为20-60%质量。
5.权利要求1-4中任一项的活性炭成型体，其中，上述混合物是相对于100质量份上述粉末状活性炭(a)，以3-8质量份的比例含有上述纤维状粘接剂(b)。
6.权利要求1-5中任一项的活性炭成型体，其中，上述粉末状活性炭(a)是椰壳活性炭粉末或酚醛树脂系活性炭粉末。
7.权利要求1-6中任一项的活性炭成型体，其中，上述活性炭成型体中所含的活性炭全部是上述粉末状活性炭(a)。
8.净水过滤器，该净水过滤器含有权利要求1-7中任一项的活性炭成型体。
9.滤芯，该滤芯是将权利要求1-7中任一项的活性炭成型体或权利要求8的净水过滤器填充于外壳中而成。
10.净水器，该净水器中安装了权利要求9的滤芯。
11.权利要求10的净水器，该净水器保持80%以上的浊度除去率，浊度过滤能力是每1 mL活性炭成型体或净水过滤器为15 L以上。
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