CN1708356A - 复合吸附材料和其制造方法以及净水材料及净水器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供吸附材料和其制造方法、及净水材料、净水器，其通液阻力低、游离氯、THM、重金属等的除去性能优良，而且，透过水有良好的清澈透明度，进而难以产生由于每个净水器的性能差引起的偏差，该课题是通过(1)由将塑料粉末(b)附着在微粒子化合物(a)上的复合粉体(c)、和从粉末状、粒状物及纤维状物中选择出的至少一种吸附性物质(d)构成的复合吸附材料；(2)将塑料粉末(b)附着在微粒子化合物(a)和从粉末状、粒状物及纤维状物中选择出的至少一种吸附性物质(d)上的复合吸附材料来完成的。

Description

复合吸附材料和其制造方法 以及净水材料及净水器
技术领域
本发明涉及复合吸附材料和其制造方法以及净水材料及净水器。更详细地涉及在使用中不流出微粉的复合吸附材料和其制造方法以及净水材料及净水器。由本发明提供的复合吸附材料，是由在微粒子化合物(a)上附着了塑料粉末(b)的复合粉体(c)和、从粉末状、粒状物及纤维状物质中选出的至少1种吸附性物质(d)构成的复合吸附材料、及在微粒子化合物(a)和从粉末状、粒状物及纤维状物质中选出的至少1种吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)的复合吸附材料，将上述的复合吸附材料作为净水材料用于净水器时，由于通液阻力降低，除去游离氯、THM、重金属等的性能优良，且透过水的清澈透明度极为良好，所以适宜于净水器用途。
背景技术
活性碳对各种污染物质的吸附能优良，无论是家庭用、工业用一直在各种领域作为吸附材料被使用着。近年，需求没有氯味、霉味的高质量水，对于该需求，目前有各种净水器。可是，最近对于三卤甲烷(以下简称为THM)、环境激素、重金属等，对水质的安全卫生的关心进一步提高，为了适应于这些要求，仅是活性炭还不充分，有必要并用具有特殊的吸附能力的无机化合物等其他的吸附材料。
特别是在净水领域中，对重金属中的铅离子，被环境厅认定为怀疑为具有搅乱内分泌作用的物质。若考虑含在饮用水中的铅离子浓度，考虑到在2003年从现行的规定值50ppb以下强化到10ppb以下时，开发有效的净水材料已成为当务之急。
在此之前，作为除去饮用水中的游离氯、微臭、THM及重金属的性能优良的净水材料，本申请人开发出了由纤维状活性炭、二氧化钛、二氧化硅及粘合剂组成的混合物，并进行成形的活性炭成形体，提出了专利申请(专利文献1)。在此公开的活性炭成形体是由纤维状活性炭、二氧化钛、二氧化硅及粘合剂组成的混合物进行成形的活性炭成形体，将二氧化钛及二氧化硅作为主成分的粒状体和纤维活性炭进行湿式成形得到的成形物对于除去水中的铅离子等重金属发挥了优良的效果。
[专利文献1]特开2000-256999号公报
进而，本申请人提出了对重金属的吸附性能优良，可充分均衡地吸附除去游离氯及THM，而且通液阻力低的活性炭成形体(专利文献2)。在此提出的活性炭成形体是在粒状活性炭上，承载了在原纤化纤维上缠绕的二氧化钛及二氧化硅作为主成分的微粒子化合物，所以不损害活性炭本身的性能，通液阻力低，充分均衡维持除去游离氯、THM等的性能，同时对除去重金属也优良的成形体。
[专利文献2]国际公开WO03/022425 A1
可是，在单独地使用净水器时，特别是在通水初期有时发生极少的混浊。这种现象通过将净水器与中空丝膜等其他的过滤装置组合使用可得到解决，但是事实上，要求作到即使单独地使用净水器时，也可得到没有混浊的水。混浊本身是由于微粒子化合物脱落引起的，虽然是无害的，但特别是作为饮用水使用时，清澈透明性是非常重要的一点。
另外，将吸附材料填充到净水器时，由于吸附材料的填充比重不同而发生分离，由于向各净水器配入的吸附材料量不同，往往每个净水器的所产生吸附性能的不一致。特别是在使用具有比较大的粒径的吸附材料时，存在着每个净水器的吸附性能发生显著偏差的趋势。
因此，本发明的目的在于提供吸附材料和其制造方法，以及含有该吸附材料的净水材料及使用该净水材料的净水器，其通液阻力低，具有可充分均衡维持除去游离氯、THM、重金属等的性能的同时，除去重金属的性能也优异，且在通水时，微粒子化合物的微粉不流出，显示出极优良的透过水的清澈透明度，进而，难以产生由于分离而引起的每个净水器的性能差的偏差。
发明内容
本发明人等为了完成上述课题进行精心地研究发现，通过(1)由在微粒子化合物(a)上附着塑料粉末(b)的复合粉体(c)和、从粉末状、粒状物及纤维状物质选出的至少1种的吸附性物质(d)构成的复合吸附材料、(2)在微粒子化合物(a)和从粉末状、粒状物及纤维状物质选出的至少1种的吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)的复合吸附材料、这些材料的制造方法以及净水材料及净水器可解决上述课题，从而完成本发明。即，本发明的第1发明是由在微粒子化合物(a)上附着塑料粉末(b)的复合粉体(c)和从粉末状、粒状物及纤维状物质选出的至少1种的吸附性物质(d)构成的复合吸附材料。
本发明的第2发明是在微粒子化合物(a)和从粉末状、粒状物及纤维状物选出的至少1种的吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)的复合吸附材料。
本发明的第3发明是在微粒子化合物(a)上附着塑料粉末(b)的复合粉体(c)。
本发明的第4发明是将塑料粉末和微粒子化合物均匀混合得到的混合物加热到该塑料粉末的熔点以上冷却后进行筛分，与吸附性物质混合的复合吸附材料的制造方法。
本发明的第5发明是将塑料粉末、微粒子化合物及吸附性物质均匀混合得到的混合物加热到该塑料粉末的熔点以上冷却后进行破碎、筛分的复合吸附材料的制造方法。
本发明的第6发明是含有上述的复合吸附材料的净水材料。
本发明的第7发明是使用该净水材料的净水器。
附图说明
图1是由实施例1得到的复合粉体的电子显微镜照片(倍率180倍)。图2是由实施例1得到的复合粉体的电子显微镜照片(倍率650倍)。图3是由实施例1得到的复合粉体的电子显微镜照片(2500倍)。图4是表示在实施例1及比较例1中，将复合吸附材料用作净水材料测定的铅除去率(％)和通水量(L)的关系图。图5是由实施例11得到的复合粉体的电子显微镜照片(倍率60倍)。图6是由实施例11得到的复合粉体的电子显微镜照片(倍率200倍)。图7是表示在实施例11及比较例3中，将复合吸附材料用作净水材料测定的铅除去率(％)和通水量(L)的关系图。
具体实施方式
本发明的第1发明的复合吸附材料的特征是，可以提供在使用将塑料粉末(b)附着在微粒子化合物(a)上的复合粉体(c)时，通过将由该粉体和从粉末状、粒状物及纤维状物质选出的至少1种的吸附性物质(d)构成的复合吸附材料作为净水材料，可以实现通液阻力低，充分发挥除去游离氯、THM、重金属等的性能，且透过水的透过度极优良净水器。
另外，本发明的第2发明的复合吸附材料是在微粒子化合物(a)和从粉末状、粒状物及纤维状物质选出的至少1种的吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)的物质，可以提供净水材料，其难以引起由于分离引起的每个净水器吸附性能偏差的现象。
在净水用途中优选使用的微粒子化合物，可举出对溶解性重金属吸附性能优良的具有离子交换功能的化合物。所说的具有离子交换功能的化合物是指与盐类的水溶液接触后，可使离子进入溶液中，将溶液中的离子引入其中的化合物。
作为这样的微粒子化合物(a)，可例举出以沸石为代表的硅铝酸盐、硅钛酸盐、二氧化钛、二氧化硅、羟基磷灰石、骨炭、离子交换树脂等。其中，优选离子交换容量大，对于重金属选择性高的硅钛酸盐系无机化合物或硅铝酸盐系无机化合物。
作为硅钛酸盐系无机化合物，使用来自Engelhard公司以ATS的商品名市售的非晶质硅钛酸盐是有效的，在使用硅铝酸盐系无机化合物时，在离子交换容量大点上看，优选使用A型或X型沸石的。
作为本发明使用的塑料粉末(b)，可举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的聚酯、尼龙等聚酰胺等各种热塑性树脂、呋喃树脂、酚醛树脂等的热固化性树脂的粉末。其中，优选热塑性树脂的粉末。
使用熔融指数(MFR)太小的热塑性树脂粉末时，有时微粒子化合物难以附着在热塑性树脂的表面上，另一方面，使用太大的热塑性树脂粉末时，若加热到熔点以上时，热塑性树脂往往不能保持粒子的形状而流失掉，所以作为MFR，优选使用0.02g/10分钟以上、40g/10分钟以下的。另外，所说的MFR是指在一定的温度及压力下从规定的直径及长度的孔(orifice)挤出的热塑性树脂的流出速度，具体地是按照JIS K 7210测定的。在热塑性树脂中，最优选聚乙烯。
本发明使用的塑料粉末的粒径，与作为最终目的的复合吸附材料的粒子大小有关，在制作略大的复合吸附材料时，可以选定略大的塑料粉末，在制作略小的复合吸附材料时，可以选定略小的塑料粉末，从这样的观点看，塑料粉末的平均粒径(直径)可以0.1μm～200μm、优选使用1μm～100μm的。
本发明的第1发明的复合吸附材料，首先，需要在微粒子化合物(a)上附着塑料粉末(b)作成复合粉体(c)。微粒子化合物可以是粉末状也可以是颗粒状，但若粒径太大，作成复合吸附材料时的吸附速度有变慢趋势，所以粒径是200μm以下，优选100μm以下。从承载保持性上看理想的是使用3μm～80μm的球状的。
为了在微粒子化合物上附着塑料粉末，例如可使用远红外线加热、加热干燥炉等手段。另外，所说的本发明的附着是指除了用粘合剂等的粘合之外，还有熔融加热等熔融胶合等、将微粒子化合物和塑料粉末牢固地固着在一起，但在可确实固着上看，优选熔融胶合。
如上述，为了得到本发明的第1发明的复合吸附材料，首先，需要在微粒子化合物上附着塑料粉末得到复合粉体(c)，但是这样的复合粉体，例如可以对于微粒子化合物100重量份均匀混合塑料粉末5重量份～50重量份作成混合物，将该混合物加热到塑料粉末的熔点以上冷却后筛分而得到。该微粒子化合物的附着量为复合粉体的50～95重量％的，在本发明的效果上看是优选的。另外，复合粉体中的微粒子化合物的量，也可通过测定挥发成分来推定。挥发成分的测定是用如下方法进行的，即将样品放入到磁性坩埚中盖上盖的状态下，在930℃的炉内放置7分钟，冷却后测定残存样品的重量。聚乙烯等的熔融性的聚合物，在该温度下由于分解、挥发，所以挥发成分大致相当于复合吸附材料中的热塑性树脂的比例。
在加热混合物后冷却的阶段，塑料粉末和微粒子化合物处于简单接合的状态时，可以在简单破碎后进行筛分。由于相互的粒子，其表面用离子吸附性的微粒被覆着，所以可简单地进行破碎。例如，可将混合物放置在振动筛上使振动筛适度振动进行破碎。另外，在相互的粒子间的接合强时，可用粉碎机一次粉碎，破碎后进行筛分就可以。
筛分的结果，再使用比规定筛分标准小的粒子，大的粒子通过再粉碎调整粒度，再使用。复合粉体的平均粒径，为75μm(200目)以上、1mm(16目)以下的，从压力损失和操作性看是优选的。得到的复合粉体可以以颗粒状直接作为吸附材料使用，但本发明的第1发明的复合吸附材料，优选可通过将这样得到的复合粉体和后述的吸附性物质均匀混合的第4发明而得到。
本发明的第2发明的复合吸附材料，如上述，是在微粒子化合物(a)和从粉末状、粒状物及纤维状物质选出的至少1种的吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)，该微粒子化合物的附着量是复合吸附材料的1～20重量％，在效果上是优选的。本发明的第2发明的复合吸附材料，可通过将微粒子化合物、塑料粉末及后述的吸附性物质均匀混合得到的混合物加热到塑料粉末的熔点以上冷却后，破碎筛分的第5发明而得到。
作为吸附性物质(d)，可举出粉状、粒状、纤维状等各种形状的活性炭、氧化铝、氧化硅-氧化铝、天然丝光沸石等，但从吸附游离氯、THM、霉味等各种性能优良点上看，优选活性炭。作为活性炭，只要将碳质材料通过碳化、活化作成活性炭就可以，优选具有100m2/g以上的比表面积的活性炭。
作为碳质材料，例如可举出木材、锯末、木炭、椰子壳、核桃壳等的果实壳、果实种子、纸浆制造副产物、木质素、赤糖糊等的植物系、泥煤、草煤、褐煤、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭、煤焦油、煤沥青、石油蒸馏残渣、石油沥青等的矿物系、酚醛树脂、萨然(Saran)树脂、丙烯酸树脂等的合成材料、再生纤维(人造丝)等的天然材料。其中，优选使用植物系的椰子壳活性炭。
在使用粉状的吸附性物质时，从操作性、与水的接触效率、通水阻力等看，优选75μm～2800μm(200目～7目)、更优选100μm～2000μm(150目～9目)。在使用粒状的吸附性物质时，从相同的理由，优选75μm～1.7mm(200目～10目)、更优选100μm～1.4mm(150目～12目)。在使用纤维状的吸附性物质时，从成形性看，可以切成1～5mm左右使用，在使用纤维状的活性炭时，从除去游离氯看，优选使用碘吸附量是1200～3000mg/g的物质。
本发明的第1发明的复合吸附材料是相对于上述复合粉体100重量份，优选通过混合上述活性炭为代表的吸附性物质100重量份～3000重量份而得到。混合方法没有特别限制，可采用公知的方法。该混合物可作为净水材料直接自动充填使用，但更优选加热到塑料粉末的熔点以上，加压成形，作成筒形的成形体使用。另外，为了赋予复合吸附材料和活性炭混合物抗菌性，也可添加载银活性炭或者载银沸石。
为了得到本发明的第2发明的复合吸附材料，可通过将塑料粉末(b)、微粒子化合物(a)及吸附性物质(d)均匀混合，将混合物加热到塑料粉末的熔点以上，加压成形而得到，但是优选在微粒子化合物(a)和吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)作成复合吸附材料，加热到塑料粉末的熔点以上，冷却后，破碎筛分方法制造。因此，首先需要在微粒子化合物(a)和吸附性物质(d)上附着塑料粉末(b)作成复合吸附材料，这样的复合吸附材料，例如，相对于吸附性物质100重量份，可通过均匀混合微粒子化合物1～50重量份及塑料粉末5～200重量份作成混合物，将该混合物加热到塑料粉末的熔点以上，冷却后筛分而得到。若该微粒子化合物的附着量是复合吸附材料的1～20重量％时，在本发明的效果上是优选的。
在加热混合物后冷却的阶段，塑料粉末和微粒子化合物及吸附性物质处于简单接合的状态时，可以在简单破碎后，筛分。例如，可在振动筛上放入混合物使振动筛适度振动进行破碎。另外，在相互的粒子间的接合强时，可以在预热到60℃～110℃的状态下用粉碎机粉碎，破碎后，筛分。
筛分结果，再使用比规定筛分标准小粒子，大的粒子通过再次粉碎调整粒度，再使用。得到的复合吸附材料可直接以颗粒状作为吸附材料使用，但进而也可以与吸附性物质混合使用。该复合吸附材料可以作为净水材料直接自动充填使用，但进而也可加热成形，作成筒形的成形体使用。另外，为了给予复合吸附材料抗菌性，也可添加载银活性炭或者载银沸石。
将本发明的复合吸附材料作为净水材料使用时，尽管是颗粒状的形状也可发挥高的吸附速度，而且在通水时微粉完全不流出。其原因未必可以明确地说明，但可推定是塑料粒子和微粒子化合物的附着结构所致。即可认为各个微粒子化合物的一部分由聚乙烯等的塑料粒子所固着，使整体成为颗粒状，但与塑料粒子固着侧的相对一侧的面，由于微粒子化合物没有用塑料粒子被覆，保持着原来的表面状态，所以微粒子化合物有效地起到本来具有的吸附性能、及塑料粒子和微粒子化合物被牢固地固着而不流出。
另外，在第2发明的复合吸附材料中，由于塑料粒子和微粒子化合物也固着在吸附性物质上，所以可认为构成了难以引起分离的结构。
将净水材料充填到容器(柱)中作为使用时的通水条件没有特别限制，但以压力损失不太大地，例如以50～2000hr-1的空间速度(SV)实施。本发明的复合吸附材料，由于吸附速度快，即使SV是100hr-1以上，甚至1000hr-1以上的流速也可发挥性能，所以可使净水器柱大幅度地小型化。
本发明的复合吸附材料作为净水材料充填到容器中，可直接单独地作为净水器使用，但也可与公知的无纺布、各种吸附材料、沸石过滤材料、中空丝膜等组合使用。以下，用实施例进一步详细地说明本发明，但本发明不受这些限制。
实施例1
作为微粒子化合物，将Engelhard公司制ATS(平均粒径20μm)的硅钛酸盐系除铅材料1kg和平均粒径40μm、MFR2.0g/10分钟、熔点120℃的聚乙烯粉末(住友精化有限公司制FLO-THENE)150g均匀混合。将该混合物在160℃的温度下使用加热干燥机加热1小时后，冷却到室温。
接着，将块状混合物加入到振动筛中破碎，用30/150目(上面的筛子30目、开孔0.5mm、下面的筛子150目、开孔0.1mm)筛分得到复合粉体。150目以上、30目以下粒度的是全体的65％。另外，30目以上的是5％，150目以下的是30％。另外，150目以下的再使用，30目以上的通过再粉碎调整成30/150再使用。对于30/150目的测定挥发分，是25％。
将得到的的电子显微镜照片表示在图1～图3中。1是ATS、2是熔融了的聚乙烯。由于聚乙烯熔融，所以聚乙烯难以判别，但从图1(倍率180倍)及图2(倍率650倍)表明本发明的复合粉体表面覆盖着球状的ATS。另外，图3是倍率2500倍的照片，由于聚乙烯粒子熔融，可观察ATS的粒子与聚乙烯粒子熔融胶合的情况。在图3中，看起来象一次熔融的平坦的部分是聚乙烯。另外，由于聚乙烯部分位于复合粒子的内部成为难以观察的结构，但在图2中，可观察一部分平坦的部分(聚乙烯的部分)。
将如以上得到的复合粉体(30/150目)10g和粒状活性炭[Kuraray有限公司制Kuraraycoal GW48/100(粒径0.3mm～0.15mm、比表面积800m2/g)]90g均匀混合作成复合吸附材料。将其充填到60cc的柱中，以1.0升(L)/分钟(SV1000hr-1)的流速通入含有50ppb的溶解性铅(加入硝酸铅进行调节以使铅离子浓度成为50ppb)的原水，测定铅离子的除去率。
通水量和铅除去率的关系表示在图4中。铅离子的除去率是通过[(柱的入口侧铅浓度-出口侧铅浓度)/入口侧铅浓度]算出的，在各通水的经时点上，从除去率和通水量的关系评价铅的除去性能。将除去率80％的时点作为吸附材料的寿命。从图4的结果表明铅除去的寿命是3700L，柱(充填混合品)的每1cc具有61L的除去能力。结果表示在表1。
应注意的是，一起测定游离氯的除去性能THM的除去性能，结果(图示省略)，入口浓度为2ppm时游离氯的除去性能是6000L(柱每1cc是100L)；入口浓度为100ppb(在自来水中加入氯仿45ppb、溴二氯甲烷30ppb、二溴氯甲烷20ppb及溴仿5ppb进行调节的)时，三卤甲烷的除去性能是800L(柱每1cc是13L)。如上述，本发明的复合吸附材料用作为净水器具有优良的性能。
比较例1
作为微原纤化纤维，使用通过匀料机破碎到CSF＝50mL的市售的丙烯酸纤维(日本Exlan工业有限公司制R56D)200g，其与微粒子化合物的硅钛酸盐(Engelhard公司制ATS、平均粒径30μm、球状)1500g分散在45L水中，调制浆液状的固液混合水溶液。
在该浆液状水溶液中投入粒状活性炭[Kuraray Chemical有限公司制Kuraraycoal GW60/150(粒径0.1mm～0.25mm、比表面积800m2/g)]15kg均匀搅拌，过滤出固形物，进而用滤布将该固形物离心脱水，除去表面水。再次追加与干燥了的上述活性炭相同的15kgGW60/150，混合后，在120℃下干燥12小时得到复合粒状物。
将该复合粒状态物以充填密度0.50g/mL填充到与实施例1使用的相同的容器中作为净水器，与实施例1相同以1.0L/分钟通过原水。与实施例1相同测定的除铅性能是32L/cc(活性炭)，虽然三卤甲烷除去性能是相同程度，但在通水初期看到有些混浊。
比较例2
将磺酸型的离子交换纤维(直径30μm、离子交换容量2meq/g)的1mm切割品10g和实施例1使用的活性炭90g均匀混合。将其填充到与实施例1使用的相同的60cc的柱中，用与实施例1相同的条件进行通水时，铅的寿命是1500L、每单位体积的除去能力是25L。虽然游离氯和THM的除去性能与实施例1相同，但铅的除去性能是实施例1的40％，铅的除去性能差。
实施例2～4
除了改变混合的聚乙烯粒子的比例之外，与实施例1相同地配制复合吸附材料，与实施例1相同地评价溶解性铅的吸附性能。复合吸附材料的挥发分如上所述是与聚乙烯量有关，作为参考值进行测定。聚乙烯粉末的混合比例和铅的除去性能的关系表示在表1中。另外，使用比色管观察流出的透过水的清澈透明度。
                        表1聚乙烯粉末的混合比例和溶解性铅的除去性能
  聚乙烯粉末的混合比例(wt％)   复合粉末的挥发成分(％)   ATS的混合比例(wt％)   透过水的清澈透明度   溶解性铅除去性能(L/cc)
 实施例1   13   25   87   无色(无混浊)   61
 实施例2   20   35   80   无色(无混浊)   48
 实施例3   30   48   70   无色(无混浊)   31
 实施例4   3   6   97   无色(无混浊)   32
实施例5～7
使用平均粒径是40μm、MFR不同的聚乙烯制作几个复合吸附材料，测定MFR和复合吸附材料的性能的关系。结果表示在表2中。树脂粒子的混合量是13％。
                    表2聚乙烯的MFR和溶解性铅的除去性能
  聚乙烯粉末的混合比例(wt％)   聚乙烯的MFR(g/10分)   ATS的混合比例(wt％)   透过水的清澈透明度   溶解性铅除去性能(L/cc)
 实施例5   13   0.02   87   无色(无混浊)   62
 实施例6   13   10   87   无色(无混浊)   48
 实施例7   13   40   87   无色(无混浊)   35
实施例8
除了热塑性树脂使用聚丙烯(PP)之外，与实施例1相同制作复合吸附材料。PP的MFR是1.0，粒径是40μm。得到的复合吸附材料的挥发成分是30％。与实施例1相同测定的溶解性铅的吸附性能是58L/cc，具有优良的性能。另外，通水初期未看到混浊。
实施例9
作为离子吸附性微粒，使用硅铝系的沸石的微粒。该沸石是平均粒径3μm的球状的沸石。作为热塑性树脂的粒子，使用与实施例1相同的聚乙烯，除聚乙烯的配合量为20％之外，其他与实施例1相同地制作复合吸附材料。得到的复合吸附材料的挥发成分是37％、溶解性铅的吸附性能是41L/cc，在通水初期完全未看到混浊。
实施例10
以Kuraray Chemical有限公司制的活性炭GW60/150(活性炭粒径60～150目)1kg、由实施例1制作的复合粉体100g、MFR是0.5g/10分钟、熔点是130℃，平均粒径30μm的聚乙烯粉末100g的比例进行混合。接着，将该活性炭充填到外径42mm、内径25mm、高95mm的圆筒型的框中，使用热压机，在160℃下加热、加压(1MPa)17分钟，成形成筒。
将该筒安装在壳体上作成净水器，以2L/分钟供给调节成游离氯浓度2ppm、溶解性铅浓度50ppb的水。通水初期未看到混浊。该活性炭成形体的溶解性铅的除去性能是4800L(柱每1cc是56L)。游离氯除去性能(到除去80％的寿命)是4500L(柱每1cc是53L)，具有充分的实用性能。
实施例11
将作为微粒子化合物的Engelhard公司制的硅钛酸盐系除铅剂ATS(平均粒径20μm)540g和、平均粒径40μm、MFR1.5g/10分钟、熔点120℃的聚乙烯粉末(住友精化制FLO-THENE UF-1.5)180g、粒状活性炭[Kuraray Chemical有限公司制GW10/32(粒径1.7mm～0.5mm、比表面积800m2/g)]2280g均匀混合。该混合物在150℃的温度下使用加热干燥机加热1小时后，使用破碎机进行破碎。
接着，将块状混合物加入到振动筛中，用10/30目(上面的筛子10目、开孔1.7mm、下面的筛子30目、开孔0.5mm)筛分得到复合吸附材料。30目以上、10目以下粒度的是全体的75％。另外，10目以上的是5％，30目以下的是20％。
将得到的复合吸附材料的电子显微镜照片表示在图5～图6中。1是ATS、2是熔融了的聚乙烯、3是活性炭。由于聚乙烯熔融，所以难以判别聚乙烯，但从图5(倍率60倍)及图6(倍率200倍)表明本发明的复合吸附材料的表面覆盖着球状的ATS。
将以上得到的复合吸附材料150g填充到300cc的柱中，以0.75升/分钟(SV150hr-1)的流速通入含有50ppb的溶解性铅(加入硝酸铅进行调节以使铅离子浓度成为50ppb)的原水，测定铅离子的除去率。
通水量和铅除去率的关系表示在图7中。铅离子的除去率是通过[(柱的入口侧铅浓度-出口侧铅浓度)/入口侧铅浓度]算出的，在各通水量的经时点上，从除去率和通水量的关系评价铅的除去性能。将除去率80％的时点作为吸附材料的寿命。从图7的结果表明铅除去的寿命是9600L，柱每1cc具有32L的除去能力。
另外，游离氯的除去性能能和总THM的除去性能合并测定的结果(图示省略)、游离氯的除去性能以入口2ppm的浓度是24000L(柱每1cc是80L)、总三卤甲烷的除去性能以入口100ppb(在自来水中加入氯仿45ppb、溴二氯甲烷30ppb、二溴氯甲烷20ppb及溴仿5ppb进行调节)的浓度是900L(柱每1cc是3L)的性能。
实施例12
将作为粒子化合物的Engelhard公司制的硅钛酸盐系除铅剂ATS(平均粒径20μm)850g和、平均粒径40μm、MFR1.5g/10分钟、熔点120℃的聚乙烯粉末(住友精化制FLO-THENE UF-1.5)300g、粒状活性炭[Kuraray Chemical有限公司制GW10/32(粒径1.7mm～0.5mm、比表面积800m2/g)]1700g均匀混合。将该混合物在150℃的温度下使用加热干燥机加热1小时后，使用破碎机进行破碎。
接着，将块状混合物加入到振动筛中，用10/30目(上面的筛子10目、开孔1.7mm、下面的筛子30目、开孔0.5mm)筛分得到复合吸附材料。30目以上、10目以下粒度的是全体的80％。另外，10目以上的是5％，30目以下的是15％。
将以上得到的复合吸附材料200g和粒状活性炭[KurarayChemical制GW10/32(粒径1.7mm～0.5mm、比表面积800m2/g)]1000g均匀混合，配制稀释了的复合吸附材料。将该复合吸附材料150g填充到300cc的柱中，以0.75L/分钟(SV150hr-1)的流速通入含有50ppb的溶解性铅(加入硝酸铅进行调节使得铅离子浓度成为50ppb)的原水，测定铅离子的除去率。
与实施例1相同地测定时，表明除铅的寿命是3600L，柱每1cc的具有12L的除去能力。
另外，与实施例1相同地一起测定游离氯的除去性能能和总THM的除去性能，结果(图示省略)，游离氯的除去性能是30000L(柱每1cc是100L)、总三卤甲烷的除去性能是1200L(柱每1cc是4L)。如上所述，本发明的复合吸附材料用作为净水器具有优良的性能。
比较例3
作为微原纤化纤维，使用通过匀料机破碎到CSF＝50mL的市售的丙烯酸纤维(日本Exlan工业有限公司制R56D)200g，将其与作为微粒子化合物的硅钛酸盐(Engelhard公司制ATS、平均粒径20μm、球状)1500g分散在45L水中，调制浆液状的固液混合水溶液。
在该浆液状水溶液中投入粒状活性炭[Kuraray Chemical有限公司制Kuraraycoal GW10/32(粒径1.7mm～0.5mm、比表面积800m2/g)]15kg均匀搅拌，过滤固形物，进而用滤布将该固形物离心脱水，除去表面水。再次追加与干燥了的上述活性炭相同的22.5kgGW10/32，混合后，在120℃下干燥12小时得到复合粒状物。
将该复合粒状物以充填密度0.50g/mL填充到与实施例1使用相同的容器中作为净水器，与实施例1相同以0.75L/分钟通原水。与实施例1相同测定的除铅性能是5L/cc(活性炭)，总三卤甲烷除去性能是相同程度，但在通水初期看到有些混浊。
实施例13～16
除了改变混合的聚乙烯的粒子的比例之外，与实施例11相同地调制复合吸附材料。与实施例2相同地评价溶解性铅的吸附性能。聚乙烯粉末的混合比例和铅的除去性能的关系表示在表3中。另外，使用比色管观察流出的透过水的清澈透明度。
                        表3聚乙烯粉末的混合比例和溶解性铅的除去性能
  聚乙烯粉末的混合比例(wt％)   复合粉末的挥发成分(％)   活性炭的混合比例(wt％)   透过水的清澈透明度   溶解性铅除去性能(L/cc)
  实施例13   1.7   5   93.3   无色(无混浊)   12
  实施例14   3   5   92   无色(无混浊)   10.5
  实施例15   5   5   90   无色(无混浊)   9.7
  实施例16   0.2   5   94.8   无色(无混浊)   12.5
实施例17～19
使用平均粒径是40μm、MFR不同的聚乙烯制作几个复合吸附材料，测定MFR和复合吸附材料的性能的关系。结果表示在表4中。树脂粒子的混合量为10％。
                        表4聚乙烯的MFR和溶解性铅的除去性能
  聚乙烯粉末的混合比例(wt％)   聚乙烯的MFR(g/10分)   ATS的混合比例(wt％)   透过水的清澈透明度   溶解性铅除去性能(L/cc)
  实施例17   1.5   0.02   98.5   无色(无混浊)   12.5
  实施例18   1.5   10   98.5   无色(无混浊)   10.5
  实施例19   1.5   40   98.5   无色(无混浊)   9
实施例20
除了热塑性树脂使用聚丙烯(PP)之外，与实施例12相同地制作复合吸附材料。PP的MFR是1.0，粒径是40μm。与实施例2相同测定的溶解性铅的吸附性能是11.5L/cc，具有优良的性能。另外，在通水初期未看到混浊。
实施例21
作为离子交换性微粒，使用硅铝系的沸石的微粒。该沸石是平均粒径3μm的球状的沸石。除了作为热塑性树脂的粒子，使用与实施例12相同的聚乙烯，聚乙烯的配合量为100g之外，与实施例12相同地制作复合吸附材料。与实施例12相同地测定的溶解性铅的吸附性能是7.5L/cc，另外，在通水初期未看到混浊。
实施例22
以Kuraray Chemical有限公司制的活性炭GW10/32(粒径1.7mm～0.5mm、比表面积800m2/g)1kg、由实施例1制作的复合粉体200g、平均粒径40μm、MFR1.5g/10分钟、熔点是120℃的聚乙烯粉末(住友精化制FLO-THENE UF-1.5)200g的比例进行混合。接着，将该活性炭充填到外径42mm、内径25mm、高95mm的圆筒型的框中，使用热压机，在125℃下加热、加压(1MPa)80分钟，成形为筒。
将该筒安装在壳体上作成净水器，以2L/分钟供给调节成游离氯浓度2ppm、溶解性铅浓度50ppb的水。通水初期未看到混浊。该活性炭成形体的溶解性铅的除去性能是4800L(柱每1cc是56L)、游离氯除去性能(到除去80％的寿命)是4500L(柱每1cc是53L)，在具有充分的实用性能。
工业上实用性
本发明的复合吸附材料当然对于三卤甲烷(THM)、游离氯及铅等的重金属的吸附性能优异性，而且可以均衡良好地吸附、除去这些物质，且在通水时微粒子化合物的微粉不流出，所以特别适用于净水用途。另外，难以由于产生分离引起的每个净水器的吸附性能不一致，所以可稳定地进行供给。

Claims (20)

1.一种复合吸附材料，其由使塑料粉末(b)附着在微粒子化合物(a)上的复合粉体(c)、和选自粉末状、粒状物及纤维状物中的至少一种吸附性物质(d)构成。
2.一种复合吸附材料，其中，将塑料粉末(b)附着在微粒子化合物(a)和选自粉末状、粒状物及纤维状物中的至少一种吸附性物质(d)上。
3.根据权利要求1或2所述的复合吸附材料，其中，微粒子化合物(a)的平均粒径是200μm以下。
4.根据权利要求1～3任一项所述的复合吸附材料，其中，该微粒子化合物是具有离子交换功能的化合物。
5.根据权利要求1～4任一项所述的复合吸附材料，其中，该微粒子化合物是硅钛酸盐系的化合物。
6.根据权利要求1～4任一项所述的复合吸附材料，其中，该微粒子化合物是硅铝酸盐系的化合物。
7.根据权利要求1所述的复合吸附材料，其中，该微粒子化合物的附着量是复合粉体的50～95重量％。
8.根据权利要求2所述的复合吸附材料，其中，该微粒子化合物的附着量是复合吸附材料的1～20重量％。
9.根据权利要求1～8任一项所述的复合吸附材料，其中，该塑料粉末(b)是热塑性树脂。
10.根据权利要求9所述的复合吸附材料，其中，该热塑性树脂的熔融指数是0.02g/10分钟以上40g/10分钟以下。
11.根据权利要求9或10所述的复合吸附材料，其中，热塑性树脂是聚乙烯。
12.根据权利要求1～11任一项所述的复合吸附材料，其中，该吸附性物质(d)是活性炭。
13.根据权利要求1～12任一项所述的复合吸附材料，其中，该复合吸附材料是成形体。
14.一种复合粉体(c)，其中，使塑料粉末(b)附着在微粒子化合物(a)上。
15.一种复合吸附材料的制造方法，其中，将微粒子化合物和塑料粉末均匀混合得到的混合物加热到该塑料粉末的熔点以上，冷却后筛分制成复合粉体，与吸附性物质混合。
16.根据权利要求15所述的复合吸附材料的制造方法，其中，进一步加压成形。
17.一种复合吸附材料的制造方法，其中，将微粒子化合物、塑料粉末及吸附性物质均匀混合得到的混合物加热到该塑料粉末的熔点以上，冷却后，破碎并筛分。
18.根据权利要求17所述的复合吸附材料的制造方法，其中，进一步混合吸附性物质。
19.一种净水材料，其由权利要求1～13任一项所述的复合吸附材料构成。
20.一种净水器，其中，使用了权利要求19所述的净水材料。
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