CN111511466B - 吸附过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明一个方面涉及一种吸附过滤器，其特征在于包括：活性炭；以及纤维状粘结剂，其中，密度为0.400g/ml以上，并且利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积为0.60ml/g以下。

Description

吸附过滤器
技术领域
本发明涉及包含活性炭的吸附过滤器。
背景技术
近年来，关于自来水水质的安全卫生方面的关注度日渐提高，期望除去自来水中所含的游离残氯、三卤甲烷类等VOC(挥发性有机化合物)、农药、霉味等有害物质。
尤其，为了防止杂菌繁殖而被用于自来水等的氯并不是无毒的物质，若用残氯浓度高的自来水清洗头发或皮肤，则有使头发或皮肤的蛋白质变性而受损之虞。另外，溶解在自来水中的微量的三卤甲烷被怀疑为致癌物质。随着近年来保健意识的提高，期望除去三卤甲烷等。
以往，为了除去这些有害物质，使用在原纤维化纤维状粘结剂上缠绕有粒状的活性炭的吸附成型体作为过滤器。
例如，专利文献1公开了一种成型吸附体，其是利用纤维状粘结剂将以活性炭为主要成分的滤材成型而成的，上述活性炭为体积基准众数径为20μm以上且100μm以下的微粒状活性炭，上述纤维状粘结剂以通过原纤维化而使滤水度20mL以上且100mL以下的纤维材料为主要成分。
若如上述专利文献1记载的成型吸附体那样地、用滤水度低的纤维状粘结剂将粒径微细的粉末状活性炭成型，则可以得到成型性变得良好且吸附性能高而且质量稳定的过滤器。但是，已知如下问题：若包含微粉末状的活性炭，则成型体强度降低且压力损失也变高，而且容易发生过滤器堵塞。一旦发生堵塞，则会发生下述问题：难以得到充分的水量，或者由于对过滤器施加水压负荷而导致破损，或者从破损部位流出未净化的水或滤材。
因此，需要一种保持对有害物质的优异过滤能力、并且不易发生堵塞的包含粉末状活性炭和粘结剂的吸附过滤器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2011-255310号
发明内容
本发明人们为了解决上述问题，对吸附过滤器及其制造方法反复进行了详细研究，其结果，发现：通过下述构成能够解决上述问题，基于该见解进一步反复进行研究，从而完成了本发明。
即，本发明一个方面涉及一种吸附过滤器，其特征在于包括：活性炭；以及纤维状粘结剂，其中，密度为0.400g/ml以上，并且利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积为0.60ml/g以下。
附图说明
图1示出用于制备本实施方式的吸附过滤器的模板的立体图。
图2为示出使用图1的模板得到的本实施方式的吸附过滤器的一例的立体图。
图3示出使用图1所示的模板对吸附过滤器用浆料进行抽滤而得到的预成型体的一例。
图4为说明将抽滤而得的预成型体在平面上转动的工序的图。
图5为说明测定吸附过滤器的细孔容积时的、测定试样的切取方法的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行具体说明，但本发明不受这些说明的限定。
(吸附过滤器)
本实施方式的吸附过滤器包括：活性炭；以及纤维状粘结剂，其中，密度为0.400g/ml以上，并且利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积为0.60ml/g以下。
通过具有该构成，可以提供具有优异的通水性及高吸附性能，尤其，对氯仿等有害物质的过滤能力优异且不易发生堵塞的吸附过滤器。
我们认为其理由在于：通过增大过滤器的密度，可以提高吸附过滤器的有害物质吸附性能，并且，通过减小具有特定孔径的细孔的容积，可以不易发生堵塞。
本实施方式的吸附过滤器的密度为0.400g/ml以上。若上述密度小于0.400g/ml，则活性炭的总量变少，有害物质的吸附性能降低。更优选上述密度为0.420g/ml以上。另一方面，对于上述吸附过滤器的密度的上限没有特别限定，但若密度过度变大，有时容易发生吸附过滤器堵塞。因此，本实施方式的吸附过滤器的密度优选为0.550g/ml以下。
本实施方式中，吸附过滤器的密度可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。
本实施方式的吸附过滤器中，利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积为0.60ml/g以下。若上述细孔容积大于0.60ml/g，则悬浮物质会填充到细孔中，导致关闭细孔而发生堵塞。上述细孔容积的更优选的范围为0.55ml/g以下，进一步优选为0.50ml/g以下。另一方面，上述细孔容积的下限没有特别限定，但是细孔容积过小的吸附过滤器存在过滤器的活性炭密度降低的倾向，因此有有害物质的吸附性能下降之虞。故此，上述细孔容积优选为0.10ml/g以上。
本实施方式中，利用压汞法进行的细孔容积测定可以如后述的实施例那样，使用压汞法细孔容积测定装置(麦克默瑞提克(Micromeritics)公司制“MicroActive AutoPoreV 9620”)来进行。需要说明的是，在后述的实施例中将过滤器的成型层制成大小约1cm见方的测定试样，但是优选根据过滤器尺寸来适宜变更该测定试样的大小。例如，若为用于喷嘴一体型(Spout-in type)的过滤器，期望用约5mm见方的测定试样进行测定。
此外，在本实施方式的吸附过滤器中，优选：利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积相对于利用压汞法测得的细孔直径30μm以上的细孔容积(细孔直径1～20μm的细孔容积/细孔直径30μm以上的细孔容积)为0.1～1.5。若比较小的细孔与比较大的细孔的比率为该范围，则有如下优点：可以进一步抑制由悬浮物质填充细孔而导致的堵塞，并且可以进一步提高有害物质的吸附性能。更优选地，期望细孔直径1～20μm的细孔容积/细孔直径30μm以上的细孔容积的范围为0.2～1.0。
本实施方式的吸附过滤器中，利用压汞法测得的细孔直径30μm以上的细孔容积优选为0.40～1.0ml/g，更优选为0.50～0.90ml/g。若上述细孔容积过度变小，则用于流通悬浮物质的容积变得不充分，容易发生堵塞。另外，若上述细孔容积过度变大，则上述吸附过滤器的密度变小，有有害物质的吸附性能下降之虞。
此外，本实施方式的吸附过滤器中，苯吸附性能优选为18～35％，更优选为20～35％，进一步优选为22～30％左右。若苯吸附性能小于18％，则有不能够保持充分的吸附能力的可能性，另外若超过35％，则有处于过活化状态而导致孔径增大并且有害物质的吸附保持力下降的倾向。因此，就本实施方式的吸附过滤器而言，苯吸附性能优选为上述范围。
在本实施方式中，上述苯吸附性能是指：以日本工业标准中的活性炭试验方法JISK1474(1991年)的记载为参考，在25℃下流通包含溶剂饱和浓度的1/10的溶剂蒸气的空气，并且由质量达到恒定时的试样增重而求出的苯饱和吸附量。
用于本实施方式的吸附过滤器的活性炭没有特别限定，可以使用市售的活性炭，也可以使用例如将碳质材料炭化和/或活化而得到的活性炭。在需要进行炭化时，通常可以隔绝氧气或空气并在例如400～800℃、优选500～800℃、进一步优选550～750℃左右下进行。作为活化方法，可以采用气体活化法和化学试剂活化法中的任一种活化方法，也可以将气体活化法和化学试剂活化法组合，尤其，在用于净水用途的情况下，优选杂质的残留少的气体活化法。气体活化法可以如下进行：使经碳化的碳质材料在通常例如700～1100℃、优选800～980℃、进一步优选850～950℃左右下与活化气体(例如水蒸汽、二氧化碳气体等)反应，从而进行。若考虑到安全性及反应性，优选含有10～40体积％的水蒸汽的含水蒸汽气体。活化时间及升温速度没有特别限制，可以根据所选择的碳质材料的种类、形状、尺寸来适宜选择。
作为上述碳质材料，没有特别限定，例如可列举：植物系碳质材料(例如木材、刨花、木炭、如椰子壳及胡桃壳等果壳、水果种子、纸浆制造的副产物、木质素、废糖蜜等植物源材料)；矿物系碳质材料(例如泥煤、褐煤(lignite)、柴煤(brown coal)、烟煤、无烟煤、焦炭、煤焦油、煤沥青、石油蒸馏残渣、石油沥青等矿物源材料)；合成树脂系碳质材料(例如酚醛树脂、聚偏氯乙烯、丙烯酸类树脂等合成树脂源材料)；天然纤维系碳质材料(例如纤维素等天然纤维、人造丝等再生纤维等天然纤维源材料)等。这些碳质材料可以单独使用或将两种以上组合使用。这些碳质材料中，从容易使微孔发达的角度出发，优选椰子壳、酚醛树脂，所述微孔与JIS S 3201(2010年)中规定的挥发性有机化合物的吸附性能有关。
就活化后的活性炭而言，尤其在使用椰子壳等植物系碳质材料或矿物系碳质材料的情况下，为了除去灰分或化学试剂，可以对活化后的活性炭进行洗涤。洗涤中，优选使用无机酸或水，作为无机酸，优选洗涤效率高的盐酸。
作为本实施方式的活性炭的形状，可以为粉末状、粒子状、纤维状(丝状、织布(布)状、毡状)等中的任一形状，可以根据用途来适宜选择，优选单位体积的吸附性能高的粒子状。
本实施方式的活性炭的粒径没有特别限定，体积基准的累计粒度分布中的50％粒径(D50)优选为50～200μm左右，更优选为100～170μm左右，进一步优选为130～150μm左右。若活性炭的粒径为该范围，容易得到：具有吸附除去性能并且不易堵塞的吸附过滤器。
本实施方式的活性炭的粒径没有特别限定，体积基准的累计粒度分布中的10％粒径(D10)优选为30～100μm左右，更优选为40～90μm左右，进一步优选为50～80μm左右。若活性炭的粒径为该范围，容易得到：具有吸附除去性能并且不易堵塞的吸附过滤器。
本实施方式的活性炭的粒径没有特别限定，体积基准的累计粒度分布中的90％粒径(D90)优选为160～240μm左右，更优选为170～230μm左右，进一步优选为180～220μm左右。若活性炭的粒径为该范围，容易得到：具有吸附除去性能并且不易堵塞的吸附过滤器。
在本实施方式中，上述D50、D10及D90的数值为利用激光衍射及散射法测定的值，可以利用例如日机装株式会社制的湿式粒度分布测定装置(Microtrac MT3300EX II)等来测定。
作为用于本实施方式的吸附过滤器的纤维状粘结剂，只要是可以缠绕上述粒子状活性炭而赋形者就没有特别限制，不论是合成品还是天然品均可广泛使用。作为该粘结剂，例如可列举：丙烯酸类纤维、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、芳纶纤维、纸浆等。纤维状粘结剂的纤维长度优选为4mm以下。
就这些纤维状的粘结剂而言，可以将两种以上组合使用。特别优选使用聚丙烯腈纤维或纸浆来作为粘结剂。由此，可以进一步提高成型体密度及成型体强度并且抑制性能下降。
在本实施方式中，纤维状的高分子粘结剂的通水性以CSF值计为10～150mL左右。在本实施方式中，CSF值为基于JIS P8121(2012年)“纸浆的滤水度试验方法”加拿大标准游离度法而测定的值。另外，例如可以通过使粘结剂原纤维化来调整CSF值。
纤维状的高分子粘结剂的CSF值若小于10mL，则得不到通水性，有成型体的强度变低并且压力损失也变高之虞。另一方面，上述CSF值超过150mL时，不能够充分保持粉末状的活性炭，成型体的强度降低，并且有吸附性能变差的可能性。
另外，只要不抑制本发明的效果，则实施方式的吸附过滤器还可以包含上述以外的功能性成分。例如，可以以任意的量添加可以吸附除去溶解性铅的沸石系粉末(铅吸附材料)、离子交换树脂或螯合树脂、或为了赋予抗菌性而包含银离子和/或银化合物的各种吸附材料等，通常相对于吸附过滤器整体配合0.1～30质量份。
就本实施方式的吸附过滤器中的各成分的混合比例而言，从有害物质的吸附效果、成型性等角度出发，优选：相对于上述活性炭或上述活性炭与上述功能性成分的混合物100质量份，将上述纤维状粘结剂设为4～10质量份左右。若纤维状粘结剂的量小于4质量份，则有得不到充分的强度而无法成型出成型体之虞。另外，若纤维状粘结剂的量超过10质量份，则有吸附性能下降之虞。更优选地，期望配合4.5～6质量份的纤维状粘结剂。
本实施方式的吸附过滤器可以为圆筒状过滤器，所述圆筒状过滤器在上述活性炭和上述纤维状粘结剂的基础上进一步含有中芯。通过制成圆筒形状，有如下优点：可以降低通水阻力，而且在如后述那样填充到壳体而作为盒使用时，可以简单地将盒装入净水器且进行更换操作。
作为可以用于本实施方式的中芯，只要是可以插入圆筒状过滤器的中空部，从而增强圆筒状过滤器的中芯就没有特别限定，优选例如暗渠管(trical pipe)、网状排水管(netron pipe)、陶瓷过滤器。此外，也可以在中芯的外周卷绕无纺布等而使用。
(制造方法)
本实施方式的吸附过滤器的制造可以通过任意的方法来进行，没有特别限定。从可以高效地制造这一点出发，优选浆料抽吸方法。
以下，使用附图等说明本实施方式的圆筒状过滤器的制造方法的细节，来作为制造方法的一例，但是本发明不限于此。需要说明的是，在附图中，各符号表示以下含义：
1 成型体制备用模板
2 芯体
3 抽吸用孔
4、4’ 凸缘
5 滤液排出口
6 成型体
7 浆料
8 平台
9 按压工具
具体而言，例如圆筒状过滤器(成型体)可以通过包含下述工序的制造方法而得到，所述工序为：浆料制备工序，将粉末状活性炭及纤维状粘结剂分散在水中从而制备浆料；抽滤工序，一边对上述浆料进行抽吸一边过滤从而得到预成型体；转动工序，将抽滤后的预成型体在整形平台上压缩从而调整外表面的形状；干燥工序，将上述预成型体干燥从而得到干燥后的成型体；以及，磨削工序，根据需要对上述成型体的外表面进行磨削。
(浆料制备工序)
本实施方式，在浆料制备工序中，例如以相对于上述活性炭100质量份使上述纤维状粘结剂成为4～8质量份的方式，并且，以将固体成分浓度成为0.1～10质量％(特别优选为1～5质量％)的方式，制备使粉末状活性炭及纤维状粘结剂分散在溶剂中的浆料。作为上述溶剂，没有特别限定，优选使用水等。若上述浆料的固体成分浓度过高，则有分散容易变得不均匀且成型体容易产生斑点的问题。另一方面，若上述固体成分浓度过低，则不仅成型时间变长而生产率下降，而且成型体的密度变高，导致容易捕捉浑浊成分而产生堵塞。
(抽滤工序)
接着，在抽滤工序中，例如针对图1所示的、在芯体2的表面具有多个抽吸用孔3且在两端安装有凸缘4、4’的圆筒状成型用的模板1安装上述的中芯，将其放入上述浆料中，一边从滤液排出口5由上述模板的内侧进行抽吸一边进行过滤，由此使浆料附着于模板1。作为抽吸方法，可以利用常用的方法，例如使用抽吸泵等进行抽吸的方法等。在此，关于附着于模板1的浆料的量而言，如图3所示，以相对于模板1的凸缘4、4’的直径R使R+(H×2)成为105～125％左右的量而附着。例如，在上述凸缘的直径为65mm的场合下，上述H优选设为2～9mm左右。
(转动工序)
在转动工序中，在附着有抽滤工序中得到的预成型体的状态下将模板1如图4那样置于平台8。然后，使用具有能够以指定的力进行按压的面的按压工具9，一边沿着A方向对该成型体进行按压一边使其前后活动。由此，一边将预成型体7的外径调整为指定的大小一边提高圆度且减少外周面的凹凸。当调整预成型体的外径时，优选一边用按压工具9进行按压直至凸缘4，4’的外周接触平台8一边进行调整。在使其转动后，从模板拆下预成型体。
需要说明的是，为了得到目标的过滤器密度及细孔容积，可以进行数次上述抽滤工序及转动工序。
(干燥工序)
在通过上述抽滤及上述转动工序生成预成型体后，拆下模板1的两端的凸缘4、4’，拔出芯体2，从而可以得到中空圆筒型的成型体。
接着，在干燥工序中，将从模板拆下的预成型体用干燥机等进行干燥，从而可以得到成型体(本实施方式的吸附过滤器)。
干燥温度为例如100～150℃(尤其110～130℃)左右，干燥时间为例如4～24小时(尤其8～16小时)左右。若干燥温度过高，则纤维状粘结剂变质或熔融，容易使过滤性能下降或成型体的强度下降。若干燥温度过低，则有干燥时间变长或干燥变得不充分之虞。
(磨削工序)
根据需要，可以在上述干燥工序后进行磨削工序，以进一步调整过滤器的外径或减少外周面的凹凸。关于本实施方式中使用的磨削手段而言，只要可以对干燥后的成型体的外表面进行磨削(或研磨)就没有特别限制，可以采用常用的磨削方法，从磨削的均匀性的角度出发，优选采用使用磨削机使成型体本身旋转而进行磨削的方法。
需要说明的是，磨削工序不限于使用磨削机的方法，例如可以用固定的平板状磨石对固定于旋转轴的成型体进行磨削。该方法中，产生的磨削屑容易堆积在磨削面，因此一边吹送空气一边进行磨削的方式较有效。
(吸附过滤器的用途等)
本实施方式的吸附过滤器可以作为例如净水过滤器、人工透析用过滤器等使用。在作为净水过滤器或人工透析用过滤器使用时，可以在利用上述制造方法制造例如本实施方式的吸附过滤器之后，进行整形、干燥，然后切割为期望的大小及形状，从而获得。而且，根据需要，可以在前端部分安装罩或在表面设置无纺布。
本实施方式的吸附过滤器可以填充到壳体中而作为净水用盒使用。将盒填装在净水器中而用于通水，作为通水方式，可以采用将原水总量进行过滤的全过滤方式或循环过滤方式。在本实施方式中，填装于净水器的盒例如只要将净水过滤器填充在壳体中使用即可，也可以进一步与公知的无纺布过滤器、各种吸附材料、矿物质添加材料、陶瓷过滤材料等组合使用。
本说明书如上所述地公开了各种实施方式的技术，其主要技术概括如下。
本发明一个方面涉及一种吸附过滤器，其特征在于包括：活性炭；以及纤维状粘结剂，其中，密度为0.400g/ml以上，并且利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积为0.60ml/g以下。
通过该构成，可以提供保持了有害物质的优异过滤能力、并且不易发生堵塞的包含粉末状活性炭和粘结剂的吸附过滤器。
此外，在上述吸附过滤器中，优选：苯饱和吸附量为18～35％，所述苯饱和吸附量为在25℃下流通包含溶剂饱和浓度的1/10的溶剂蒸气的空气，并且由质量达到恒定时的试样增重而求出的。我们认为：由此，可以更切实地得到对于有害物质的优异过滤能力。
此外，在上述吸附过滤器中，优选：利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积相对于利用压汞法测得的细孔直径30μm以上的细孔容积(细孔直径1～20μm的细孔容积/细孔直径30μm以上的细孔容积)为0.1～1.5。由此，可以更切实地得到上述效果。
实施例
以下基于实施例更详细地描述本发明，但以下的实施例没有对本发明作任何限定。
首先对各实施例及比较例中制备的活性炭及吸附过滤器的评价方法进行说明。
[活性炭的粒径的测定]
利用激光衍射测定法测定了活性炭的粒径(D10、D50、D90)。即，将作为测定对象的活性炭与表面活性剂一起添加到离子交换水中，施加超声波振动而制作均匀分散液，使用麦奇克拜尔(Microtrac BEL)公司制的Microtrac MT3300EX-II进行了测定。作为表面活性剂，使用和了光纯药工业株式会社制的“聚氧乙烯(10)辛基苯醚”。以下示出分析条件。
(分析条件)
测定次数；3次的平均值
测定时间；30秒
分布显示；体积
粒径分类；标准
计算模式；MT3000II
溶剂名；水(WATER)
测定上限；2000μm，测定下限；0.021μm
残留成分比；0.00
通过成分比；0.00
残留成分比设定；无效
粒子透过性；吸收
粒子折射率；不适用(N/A)
粒子形状；不适用(N/A)
溶剂折射率；1.333
DV值；0.0882
透射率(TR)；0.800～0.930
扩张过滤器；无效
流速；70％
超声波输出；40W
超声波时间；180秒
[吸附过滤器密度的测定]
将得到的吸附过滤器在120℃下干燥2小时后，按照以下的式子计算了圆筒状吸附过滤器密度(g/ml)。需要说明的是，圆筒状吸附过滤器密度是指：活性炭和纤维状粘结剂的成型层本身的密度。
圆筒状吸附过滤器密度＝
(圆筒状吸附过滤器重量)/(圆筒状吸附过滤器体积)
[吸附过滤器的细孔容积的测定]
使用压汞法细孔容积测定装置(麦克默瑞提克公司制“MicroActive AutoPore V9620”)测定了圆筒状吸附过滤器的细孔容积。测定压力设为0.7kPa-420MPa。如图5那样切取圆筒状吸附过滤器的包含活性炭和纤维状粘结剂的成型层后，将切取的切片等分(厚度方向：在垂直于过滤器的剖面的方向上的1/2处)切割，将切割后的切片进一步切取约1cm见方的大小后进行了测定。对于切割而得到的2个试样，分别计算了细孔直径为1～20μm的细孔的容积、及细孔直径为30μm以上的细孔的容积，并且取了平均值。
然后通过计算求出了细孔直径1～20μm的细孔容积相对于细孔直径30μm以上的细孔容积(细孔直径1～20μm的细孔容积/细孔直径30μm以上的细孔容积)。
将细孔直径为1～20μm的细孔容积、以及细孔直径1～20μm的细孔容积/细孔直径30μm以上的细孔容积(小的细孔容积/大的细孔容积)的结果示于表2。
[吸附过滤器的苯吸附性能的测定]
以日本工业标准中的活性炭试验方法JIS K1474(1991年)为参考，在25℃下流通包含溶剂饱和浓度的1/10的溶剂蒸气的空气，由质量达到恒定时的试样增重求出了苯饱和吸附量。作为测定试样，使用了切取圆筒状吸附过滤器的一部分后粉碎而得的产物，并且对粉碎后的试样的吸附性能进行了评价。
此外，对于得到的圆筒状吸附过滤器而言，通过以下的方法评价了浊度成分除去性能及氯仿除去性能。这些的方法分别基于JIS S3201(2010年)(家庭用净水器试验方法)的浊度成分除去性能试验(6.2.2)及挥发性有机化合物除去性能试验(6.2.3)。
[堵塞性能(浊度成分除去性能)试验]
制备了向原水(自来水)中加入了高岭土而达到2度的浓度的试验水。在0.1MPa的压力条件下，使该试验水以4.0L/分钟的初始流量从圆筒状吸附过滤器的外侧向内侧流通了。评价了达到初始流量的50％的通水量的时刻的累计通水量，作为浊度成分除去性能。在本评价试验中，将20000L以上作为堵塞性能的合格基准。
[氯仿(有害物质)除去性能]
在0.1MPa的压力条件下，使氯仿的浓度为60ppb的试验水以4.0L/分钟的流量从圆筒状吸附过滤器的外侧向内侧流通了。评价了氯仿的除去率小于80％的时刻的累计通水量，作为氯仿除去性能。在本评价试验中，将8000L以上作为有害物质除去性能的合格基准。
(实施例1)
[吸附过滤器的原料]
(活性炭A)
用作原料的活性炭的制备方法如下所述：
将使菲律宾产的椰子壳炭化而成的椰壳炭在900℃下进行水蒸汽活化，按照达到目标苯吸附量的方式调整活化时间，对得到的椰壳活性炭进行稀盐酸洗涤，用离子交换水脱盐，由此得到了粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量32wt％)。将得到的粒状活性炭用球磨机粉碎，之后用325目的筛进行分级，得到了D50值为140.9μm的粉末状活性炭A。
(纤维状粘结剂)
丙烯酸类纤维状粘结剂：日本Exlan工业株式会社制“丙烯酸类纤维Bi-PUL/F”、CSF值90ml
(中芯)
C.I.TAKIRON株式会社制，暗渠排水管
[吸附过滤器的制造]
以纤维状粘结剂相对于上述粉末状活性炭A 100质量份为5.5质量份的比例使合计达到1.055kg，追加自来水而使浆料量达到20升了。
接着，将得到的浆料装入在具有多个直径3mm的小孔的外径63mmφ、中轴径30mmφ及高度245mmH的模具上卷绕圆筒状无纺布而成的暗渠排水管(外径35mmφ、内径30.5mmφ、高度245mmH)，以450mmHg抽吸了浆料，直至由浆料形成的预成型体的外径达到73mmφ。然后，对于得到的预成型体，对表面进行转动成型，直至外径达到63mmφ，干燥后，得到了外径63mmφ、内径35mmφ及高度245mmH的中空型圆筒状吸附过滤器。将得到的吸附过滤器的密度、苯吸附性能、以及通过压汞测定得到的具有1-20μm的直径的细孔的细孔容积和具有1-20μm的直径的细孔的细孔容积/具有30μm以上的直径的细孔的细孔容积示于下述表2。
将该吸附过滤器填装于平均直径79mm、长度约250mm、内容量约1200ml的透明的塑料制壳体中，从外侧向内侧通水，基于家庭用净水器试验方法评价了浊度成分除去性能及氯仿除去性能。将结果示于表2。
(比较例1)
将浆料抽吸后的外径设为65mmφ，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(比较例2)
[吸附过滤器的原料]
(活性炭B)
将实施例1的粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量32wt％)用球磨机粉碎成D50值为114.3μm，得到了粉末状活性炭B。
然后，将使用的活性炭变更为粉末状活性炭B，除此以外通过与比较例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(比较例3)
将使用的活性炭变更为粉末状活性炭B，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(实施例2)
[吸附过滤器的原料]
(活性炭C)
用作原料的活性炭的制备方法如下所述：
将使菲律宾产的椰子壳炭化而成的椰壳炭在900℃下进行水蒸汽活化，按照达到目标苯吸附量的方式调整活化时间，对得到的椰壳活性炭进行稀盐酸洗涤，用离子交换水脱盐，由此得到了粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量21wt％)。将得到的粒状活性炭用球磨机粉碎，之后用200目的筛进行分级，得到了D50值为147.6μm的粉末状活性炭C。
然后，将使用的活性炭变更为粉末状活性炭C，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(比较例4)
[吸附过滤器的原料]
用作原料的活性炭的制备方法如下所述：
(活性炭D)
将使菲律宾产的椰子壳炭化而成的椰壳炭在900℃下进行水蒸汽活化，按照达到目标苯吸附量的方式调整活化时间，对得到的椰壳活性炭进行稀盐酸洗涤，用离子交换水脱盐，由此得到了粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量39wt％)。将得到的粒状活性炭用球磨机粉碎，之后用325目的筛进行分级，得到了D50值为142.1μm的粉末状活性炭D。
然后，将使用的活性炭变更为粉末状活性炭D，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(实施例3)
将浆料抽吸后的外径设为68mmφ，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(实施例4)
[吸附过滤器的原料]
(活性炭E)
用作原料的活性炭的制备方法如下所述：
将使菲律宾产的椰子壳炭化而成的椰壳炭在900℃下进行水蒸汽活化，按照达到目标苯吸附量的方式调整活化时间，对得到的椰壳活性炭进行稀盐酸洗涤，用离子交换水脱盐，由此得到了粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量32wt％)。将得到的粒状活性炭用球磨机粉碎，之后用325目的筛进行分级，得到了D50值为123.5μm的粉末状活性炭E。
然后，将使用的活性炭变更为粉末状活性炭E，除此以外通过与实施例3同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(实施例5)
将使用的活性炭变更为粉末状活性炭E，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(实施例6)
[吸附过滤器的原料]
(活性炭F)
用作原料的活性炭的制备方法如下所述：
将使菲律宾产的椰子壳炭化而成的椰壳炭在900℃下进行水蒸汽活化，按照达到目标苯吸附量的方式调整活化时间，对得到的椰壳活性炭进行稀盐酸洗涤，用离子交换水脱盐，由此得到了粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量32wt％)。将得到的粒状活性炭用球磨机粉碎，之后用325目的筛进行分级，得到了D50值为123.0μm的粉末状活性炭F。
然后，将使用的活性炭变更为粉末状活性炭F，除此以外通过与实施例3同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(比较例5)
将使用的活性炭变更为粉末状活性炭F，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
(实施例7)
[吸附过滤器的原料]
(活性炭G)
用作原料的活性炭的制备方法如下所述：
将使菲律宾产的椰子壳炭化而成的椰壳炭在900℃下进行水蒸汽活化，按照达到目标苯吸附量的方式调整活化时间，对得到的椰壳活性炭进行稀盐酸洗涤，用离子交换水脱盐，由此得到了粒状活性炭(JIS K1474，18×42目，苯吸附量35wt％)。将得到的粒状活性炭用球磨机粉碎，之后用325目的筛进行分级，得到了D50值为145.0μm的粉末状活性炭G。
然后，将使用的活性炭变更为粉末状活性炭G，除此以外通过与实施例1同样的方法制作了圆筒状吸附过滤器。将各评价试验结果示于表2。
需要说明的是，将上述各活性炭A～G的D10、D50、D90汇总于表1。
表1
粒度
Figure GDA0002548153260000141
Figure GDA0002548153260000151
(考察)
如表2所示，本实施方式的吸附过滤器维持了有害物质除去性能，并且显示出非常优异的堵塞性能。
与此相对地，比较例的吸附过滤器的结果是有害物质除去性能或堵塞性能差。
本申请以2017年12月28日申请的日本国专利申请特愿2017-254354为基础，其内容包含于本申请中。
为了表现本发明，上文中参照具体实施例等通过实施方式对本发明进行了适当且充分的说明，但应该认识到本领域技术人员容易对前述实施方式进行变更和/或改良。因此，本领域技术人员实施的变更实施方式或改良实施方式，只要是没有脱离权利要求书中记载的权利要求的保护范围的水平，则该变更实施方式或该改良实施方式可解释为被包含在该权利要求的保护范围内。
产业上的可利用性
本发明在有关吸附过滤器以及净水等的技术领域中具有广泛的产业上的可利用性。

Claims (3)

1.一种吸附过滤器，其特征在于包括：
活性炭；以及
纤维状粘结剂，其中，
所述吸附过滤器的密度为0.400g/ml以上，并且利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积为0.60ml/g以下。
2.根据权利要求1所述的吸附过滤器，其特征在于：
苯饱和吸附量为18～35％，所述苯饱和吸附量为在25℃下流通包含溶剂饱和浓度的1/10的溶剂蒸气的空气，并且由质量达到恒定时的试样增重而求出的。
3.根据权利要求1或2所述的吸附过滤器，其特征在于：
利用压汞法测得的细孔直径1～20μm的细孔容积相对于利用压汞法测得的细孔直径30μm以上的细孔容积，亦即细孔直径1～20μm的细孔容积/细孔直径30μm以上的细孔容积，为0.1～1.5。
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