JP2005305420A - Production method of filter molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浄水成分をポリマーからなるバインダーで固めた水中の汚染物質を除去する水処理フィルターに用いるフィルター成形体の製造方法に係わり、より詳しくは、活性炭などの浄水成分を均一に分散させることができ、水処理能力や性能に優れたフィルター成形体を製造することができる製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a filter molded body for use in a water treatment filter that removes contaminants in water obtained by solidifying a water purification component with a polymer binder. More specifically, the water purification component such as activated carbon is uniformly dispersed. The present invention relates to a production method capable of producing a filter molded body having excellent water treatment capacity and performance.
従来、一般家庭などで使用される浄水器や清水器と呼ばれる水処理装置の交換カートリッジフィルターは、粒状もしくは繊維状の活性炭で残留塩素や有機物を除去し、中空糸膜でミクロサイズの汚れ、赤サビや細菌などを取る構造を有しているのが一般的である。 Conventionally, replacement cartridge filters for water treatment equipment called water purifiers and water purifiers used in general households remove residual chlorine and organic substances with granular or fibrous activated carbon, and microfiber dirt and red with hollow fiber membranes. Generally, it has a structure that takes rust and bacteria.
具体的な構造としては、例えば特許文献1に円筒形の容器からなるカートリッジ内に活性炭の部屋と中空糸膜の部屋とにそれぞれを収納配置し、水をカートリッジ内に導入して活性炭の部屋へ送ってカルキ臭やカビ臭などをとり、次いで中空糸の部屋へ送り、活性炭で取り除けなかったものを除去するというものが挙げられる。
As a specific structure, for example, in
また、特許文献2には中空糸膜からなるチューブを円筒形の容器からなるカートリッジの中心に配置してその外周側に活性炭を配置して、外周側から水を流し、活性炭の層を通過させた後、中空糸膜を通過させて処理済の水をカートリッジから出すという構造を有するものも使用されている。
In
いずれの構成においても活性炭は、活性炭が通過せず、水のみが通過するような小径の孔を有する膜に仕切られた部屋の中に粒状もしくは繊維状で単に蓄えられた状態で用いられるものであった。 In either configuration, the activated carbon is used in a state where it is simply stored in a granular or fibrous form in a room partitioned by a membrane having a small-diameter hole through which activated carbon does not pass and only water passes. there were.
しかし、まず特許文献1や特許文献2に開示されたような構造のフィルターにおいて、単に蓄えられた粒状もしくは繊維状活性炭では、細かな汚れや濁りなどは除去できず、従って活性炭を通過する際に細かな汚れがほとんど除去されないことから中空糸の目が詰まりやすく寿命が短いのが現状であった。
However, first, in the filter having a structure as disclosed in
更に粒状の活性炭を用いると、水が活性炭の層中を通過するときに、自然と水みちがついてしまうことが多く、いったん水みちがついてしまうと水の流れがその部分に集中し、活性炭を部分的にしか使うことができないので、塩素などを除去する性能の寿命が短くなってしまうことになる。 Furthermore, when granular activated carbon is used, when water passes through the layer of activated carbon, there are many cases where the water is naturally attached. Once the water is attached, the flow of water concentrates on that part, Since it can only be used partially, the lifetime of the performance of removing chlorine and the like will be shortened.
特許文献3には、多孔質プラスチック・マトリックス内に活性炭粒子をトラップした水の処理器が開示されている。多孔質プラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させることによって小さな粒径の活性炭を使用できるようにしたものである。
また、特許文献4にもポリマーで活性炭を固めたフィルターで、しかもそのポリマーとして1.0g/10min未満(ASTM D1238、190℃、15kg Load)である低メルトインデックスのポリマーを用いたものが開示されている。
更に特許文献5にはポリマーをバインダーとして用いモールド内で加熱加圧しバインダーを溶融後固化させることによって活性炭を固めフィルターを成形する方法が開示されている。 Further, Patent Document 5 discloses a method of forming a filter by solidifying activated carbon by using a polymer as a binder and heating and pressurizing in a mold to melt and solidify the binder.
特許文献3や特許文献4では多孔質プラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させて固化したフィルターを用いている。このような構造にすることによって、より粒径の小さな活性炭を使うことができるので効率がよくなり、フィルター全体に水の流れるようにすることができることから、活性炭による塩素などの除去性能を長持ちさせることが可能である。
In
また、特許文献5には加熱して流動状態とした低メルトインデックスのポリマーからなるバインダーで活性炭を固めて成形する方法が記載されており、粉末状の活性炭とポリマーおよび必要に応じて他の材料を配合した混合原料を金型内に充填し加熱・加圧してポリマーを融解して活性炭その他を分散させた状態で成形方法が記載されている。しかし、各原料の大きさや比重は異なり、モールド内への原料の投入などの際に比重の小さなものが舞い上がって上層に偏ってしまうなど、分離がおきてしまうことがある。バインダーで成形して固めてしまう前に混合原料が分離してしまうと、分離した状態で成形体となってしまい、出来あがったフィルターは性能に部分的なばらつきが発生すると共に外観にも悪影響を及ぼす。 Further, Patent Document 5 describes a method in which activated carbon is solidified and molded with a binder made of a low melt index polymer that is heated to a fluidized state, and powdered activated carbon and polymer, and other materials as required. A molding method is described in a state in which a mixed raw material blended with is filled in a mold, heated and pressurized to melt a polymer, and activated carbon and the like are dispersed. However, the size and specific gravity of each raw material are different, and separation may occur, for example, when a raw material with a low specific gravity rises and is biased to the upper layer when the raw material is introduced into the mold. If the mixed raw material is separated before it is molded and hardened with a binder, it becomes a molded product in the separated state, and the resulting filter has partial variations in performance and adversely affects the appearance. Effect.
そこで本発明は、ポリマーをバインダーとして活性炭などの浄水成分を固めて成形する水処理用フィルターの製造方法において、原料である活性炭などの浄水成分が成形体全体に均一に分散しており、性能のばらつきがなく、また外観も良好な水処理用フィルターを成形することができる製造方法の提供を課題とする。 Therefore, the present invention provides a water treatment filter manufacturing method in which a water purification component such as activated carbon is solidified and molded using a polymer as a binder, and the water purification component such as activated carbon as a raw material is uniformly dispersed throughout the molded body. It is an object of the present invention to provide a production method capable of forming a water treatment filter having no variation and good appearance.
以上のような課題を解決するために本発明の請求項1では、水から汚染物質を除去する活性炭などの浄水成分をポリマーからなるバインダーを混合撹拌して混合原料とし、モールド内にその混合原料を所定量充填した後、混合原料を加熱することによって前記バインダーを流動状態にして加圧し、冷却して脱型するフィルター成形体の製造方法において、混合原料をモールド内に充填する際に下端が少なくとも充填後の混合原料高さの半分の位置にまで到達する漏斗をモールドに嵌め込んだ状態で混合原料を漏斗に投入した後に、漏斗を引き抜いてモールド内に混合原料を充填する工程を含むことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in
請求項2では、漏斗をモールドに嵌め込む際に漏斗をモールドの中央に配置するフィルター成形体の製造方法としている。
According to
請求項3では、漏斗の周囲には漏斗をモールドの中央に支持するためのガイドリブを有しているフィルターの製造方法としている。 According to a third aspect of the present invention, a filter manufacturing method has a guide rib for supporting the funnel at the center of the mold around the funnel.
請求項4では、漏斗の内部に撹拌用突起を設けてなるフィルター成形体の製造法としている。 According to a fourth aspect of the present invention, a method for producing a filter molded body in which a stirring protrusion is provided inside the funnel.
請求項5では、漏斗の下端がモールドの底から5mm以内の高さに位置しているフィルター成形体の製造方法としている。 According to the fifth aspect of the present invention, the lower end of the funnel is a method for producing a filter molded body located at a height within 5 mm from the bottom of the mold.
請求項1のように混合撹拌して分散させた混合原料を漏斗で投入し、漏斗を引き抜くことによってモールド内に充填するという工程を採ることによって、混合原料の漏斗への投入で一度分離が生じた混合原料が漏斗を引き抜く際に再度分散される。よって、分散状態を保持したままモールド内に充填することができるので、フィルターの性能もばらつくことなく良好な成形体を得ることができる。
Separation occurs once in the charging of the mixed raw material into the funnel by taking the step of charging the mixed raw material mixed by stirring and dispersing as in
請求項2および3では漏斗をモールドの中央に配置するようにしており、漏斗のモールドからの引き抜きによって漏斗内の混合原料全体を分散させることができる。 In the second and third aspects, the funnel is arranged in the center of the mold, and the entire mixed raw material in the funnel can be dispersed by pulling the funnel out of the mold.
請求項4では、漏斗の内部に撹拌用突起を設けることによって漏斗を引き抜く際の混合原料の分散が更に良好になる。 According to the fourth aspect, by providing the stirring protrusion inside the funnel, the dispersion of the mixed raw material when the funnel is pulled out is further improved.
請求項5のように漏斗の下端をモールドの底から5mm以内の高さに位置していることで、原料投入時の舞い上がりによる金型側面への原料の付着をほとんどなくすことができ、原料の分散状態をより高く保つことができる。 Since the lower end of the funnel is located at a height within 5 mm from the bottom of the mold as in claim 5, the adhesion of the raw material to the side surface of the mold due to the rising at the time of starting the raw material can be almost eliminated. The dispersed state can be kept higher.
図1は本発明の製造方法によって得られたフィルター成形体の例を示す斜視図、図2はフィルター成形体を用いた水処理用フィルターの斜視図、図3は図2におけるA−A断面図、図4は水処理器の断面図である。 1 is a perspective view showing an example of a filter molded body obtained by the production method of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a filter for water treatment using the filter molded body, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the water treatment device.
本発明の製造方法によって得られる活性炭を固化したフィルター成形体1は、例えば図4に示すような蛇口直結型の水処理器Sに水処理用フィルター2のフィルターとして使用するものである。水処理用フィルター2の構造としては、例えば図2、図3に示すように45〜50mmφ×90〜100mm程度のサイズを有する円筒形のフィルター成形体1の外周に濾過層3を被覆して、円筒形のフィルター成形体1の頂面及び底面部分には、キャップ4がかぶさっており、汚れを含んだ水が通過しないようにキャップ4は前記フィルター成形体1と水密性をもって接続されている。
A filter molded
また、円筒形のフィルター成形体1は円筒の中心軸位置に10〜15mmφ程度の孔5を有している。
Moreover, the cylindrical filter molded
この水処理用フィルター2を水処理器Sに取りつけたときの水の流れは、濾過層3側から、水を取り込み、濾過層3で大きなサイズのごみなどの汚れを取った後、フィルター成形体1を通過して残留塩素や有機物を除去し、孔5内に湧き出して水処理器Sの浄水口Jから出されるという行程で処理が行われる。
When the
本発明の製造方法により得られるフィルター成形体1は、活性炭などの浄水成分を高分子量で低メルトインデックスのポリマーからなるバインダーで固化した多孔質のフィルター成形体であり、このフィルター成形体1に水を通すことによって水処理を行うよう構成されたものである。
The filter molded
もちろん、フィルター成形体1からなるフィルタ−単独でも水処理用フィルターとして用いることができるし、例えば中空糸膜などの他の浄水効果を有するフィルターと組み合わせて使用することも可能である。
Of course, the filter formed of the filter molded
ここでいう中空糸膜とは、糸の中央部に長手方向に連続する中空孔を有するとともに、中空孔を取り囲む壁は0.01〜5μm程度の細孔を有する多孔質で中空の糸のことであり、素材としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、4−メチル−1−ペンテン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、セルロース誘導体などからなっている。通常、U字形の中空糸束を円筒形容器に収納固定して用いられる。また、通常用いられる中空糸膜の空隙率は20〜90%程度である。 The hollow fiber membrane referred to here is a porous and hollow thread having a hollow hole continuous in the longitudinal direction at the center of the thread and a wall surrounding the hollow hole having a pore of about 0.01 to 5 μm. The material is made of polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, 4-methyl-1-pentene, polyester, polyamide, polysulfone, cellulose derivatives, and the like. Usually, a U-shaped hollow fiber bundle is housed and fixed in a cylindrical container. Moreover, the porosity of the hollow fiber membrane used normally is about 20 to 90%.
このようにポリマーからなるバインダーで固めたフィルター成形体1を用いることによって、塩素の除去だけでなく汚れや濁りを除去する性能も有し、しかも中空糸膜を併用すれば更に汚れや濁りを除去する性能は上がり、しかも中空糸膜を長持ちさせる事ができる水処理用フィルターを提供することができる。本発明はこのようなフィルター成形体の製造方法を提案するものであって、活性炭などの浄水成分がフィルター成形体の全域に均質に分散させることができる製造方法である。
By using the filter molded
図5はモールドMに漏斗Rを用いて混合原料を投入しているところを示す断面図であり、図6は漏斗Rを引き抜いているところの断面図である。図7は、本発明の製造方法においてモールドM内に原料である混合原料を充填後、振動装置7にて振動を加えているところの断面図、図8は上型8の自重で加圧して成形しているところの断面図、そして図9はフィルター成形体1を脱型しているところの断面図を示す。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the mixed raw material is charged into the mold M using the funnel R, and FIG. 6 is a cross-sectional view where the funnel R is pulled out. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where vibration is applied by the
上記フィルター成形体1を製造する際に使用するモールドMは、アルミ、鉄等からなる熱伝導率が高い円筒形状の枠型9と、枠型9の内径とほぼ同じの外径を有するパイプ形状の上型8、そしてやはり枠型9の内径とほぼ同じ外形を有する円柱形状下型10からなっている。このモールドMを用いて外径φ45〜50mm、内径φ10〜11mm×90〜95mm程度のサイズを有する円筒形のフィルター成形体を成形する。
The mold M used when the filter molded
このモールドMを用いた本発明のフィルター成形体1の製造方法について次に説明する。ここでは所定の密度、均一な粒度を有する円筒形状の成形体を成形する手順を例に挙げて説明する。
Next, the manufacturing method of the filter molded
まず、活性炭などの浄水成分と高分子量で低メルトインデックスのポリマーからなるバインダーを所定比率で混合攪拌して両者が均質に分散した混合原料6とする。この時、フィルター成形体の全域に浄水成分が分散して水処理の効果を十分に発揮できるように、浄水成分は60メッシュより細かい粒状もしくは粉末または繊維状のものを、バインダーは粒径が約100μm程度のものを用いることが好ましい。
First, a mixed
本発明ではモールドM内に前記混合原料6を充填するためにまずモールドM内に漏斗Rをセットする。この漏斗Rはその下端がモールドMの底型9にまで到達する長さのものを用いている。混合原料6は漏斗R内に投入される。そして漏斗RをモールドM内から引き抜くことによってモールドM内に混合原料6を充填する。混合原料6はバインダーと浄水成分その他を混合したものであって異なる比重のものが交じり合っているために漏斗R内に投入される際に分離してしまう。しかし、漏斗RをモールドMから引き抜く際に分離した混合原料6が再度撹拌され分散した状態に戻る。
In the present invention, the funnel R is first set in the mold M in order to fill the
このときに使用する漏斗Rは図のような円筒と円錐を組み合わせた漏斗の場合、モールド内に嵌め込む円筒の長さを長くすることによって前記のような混合原料の分離を防止し、分散させる効果があり、漏斗Rの下端がモールドMの底である底型9にまで到達しているか多くとも底から5mm以内の高さに位置することが混合原料を底から撹拌することができて最も好ましい。しかし、混合原料をモールドMに充填した状態で混合原料の高さの少なくとも半分の位置にまで漏斗Rの下端が到達する長さのものを用いれば、ある程度の原料の分離を解消する効果がある。漏斗Rの形状は円筒形のものに限られるわけではなく角柱と角錐を組み合わせたような漏斗でも構わない。
When the funnel R used at this time is a funnel in which a cylinder and a cone are combined as shown in the figure, the separation of the mixed raw material is prevented and dispersed by increasing the length of the cylinder fitted into the mold. It is effective and the bottom of the funnel R reaches the
漏斗RをモールドM内にセットするときはモールドの中央に配置することが好ましい。そうすることによって、漏斗Rを引き抜く際に混合原料6の全体を均等に掻き混ぜることができる。漏斗Rを中央に配置するために図10に示すような漏斗Rの外側にガイド部材Gを設けたものを用いることも可能である。
When the funnel R is set in the mold M, it is preferably arranged at the center of the mold. By doing so, the entire mixed
更に、漏斗RをモールドMから引き抜く際の撹拌の効果を増大させるために漏斗Rの内部に撹拌用突起を設けておくことも好ましい形態である。撹拌用突起は例えば羽根のような形状のものでも良いし、棒状の突起でも構わない。 Furthermore, in order to increase the effect of stirring when the funnel R is pulled out from the mold M, it is also a preferable form to provide a stirring protrusion inside the funnel R. The stirring protrusions may be shaped like blades, for example, or may be rod-shaped protrusions.
混合原料6を成形後のフィルター成形体高さの150〜200%高さ程度までモールドMに充填した後、混合原料6を含むモールドMを振動装置にて振幅1〜3mm、振動数5〜10回/秒にて5〜10秒振動をおこなって、所定高さの5〜15%増になるまで原料の嵩高さを減少させる。ここで前記の成形後のフィルター成形体高さとは、フィルター成形体ができあがった際の高さの目標値である。なお、この目標値は、成形後の冷却時に、成形体が収縮することによる寸法の差を考慮した目標値とすることも含まれるものである。
After the mixed
モールドMを振動させる際に振幅が大きくなりすぎたり、振動数が大きくなりすぎたりして振動を与えすぎると、混合原料6が詰まりすぎ所定の密度が得られなくなる。またそれぞれの粒径の違いまた重さの違いにより混合原料6が分離し均一な成形体が得られない場合があるので好ましくない。
When the mold M is vibrated, if the amplitude becomes too large or the vibration frequency becomes too large and the vibration is given too much, the mixed
逆に振動が不十分であると加熱成形後にて加圧し成形後のフィルター成形体高さに調整する際、加圧による調整量が多いため圧力損失により成形体上下に密度差が生じるばかりでなく、モールド内面と原料界面がこすれ目詰まりをおこし、フィルターとしての機能を損なうことになる。 On the other hand, if the vibration is insufficient, when the pressure is adjusted after heat molding and the height of the molded filter body after molding is adjusted, the amount of adjustment due to pressurization is large. The inner surface of the mold and the material interface are rubbed and clogged, impairing the function as a filter.
混合原料6の充填、モールドMの振動に続いて上型8を降下させ、オーブン内で180〜260℃にて30〜90min程度加熱し、混合原料中の重合体結合材を流動状態にする。重合体結合材が流動状態になったところで、モールドMをオーブンから取り出し、上型8を更に降下させて成形後のフィルター成形体高さになるよう加圧する。
Following the filling of the mixed
脱型は、モールドMを十分に冷却した後に底型10を引き抜き、上型8にて押し抜きフィルター成形体1を脱型する。
In demolding, after the mold M is sufficiently cooled, the
かくしてモールドMに浄水成分とポリマーからなるバインダーを混合し、モールドMに充填し、振動を加え嵩高さを調整後、200℃前後の温度にて所定時間加熱した後に、圧縮量を調整、冷却、離型することによって粒度が均一で密度を上記のような0.5〜0.65g/cm3の範囲内に調整されたフィルター成形体1を作成することができる。
Thus, the mold M is mixed with a water purification component and a binder composed of a polymer, filled in the mold M, adjusted for vibration and bulkiness, heated at a temperature of about 200 ° C. for a predetermined time, adjusted for compression, cooled, By releasing the mold, the filter molded
以上の説明では、加圧はオーブンから取り出した後に行っているが、その方法に限られるものではなく、オーブン内で加圧してもよい。また、加熱する際に、まだ重合体結合材が流動状態になってないうちから、例えば上型8の自重によりある程度の加圧しながら加熱してもよい。
In the above description, the pressurization is performed after taking out from the oven, but the method is not limited to this, and the pressurization may be performed in the oven. Moreover, when heating, since the polymer binder is not yet in a fluid state, the heating may be performed while applying a certain amount of pressure by the weight of the
以下、本発明で用いる原料とその性質について詳細に説明する。本発明で得られるフィルター成形体は、活性炭などの浄水成分をポリマーからなるバインダーで固化した多孔質体であり、バインダーとしては低メルトインデックスの高分子量多孔質ポリマーを用いる。 Hereinafter, the raw materials used in the present invention and their properties will be described in detail. The filter molded body obtained by the present invention is a porous body obtained by solidifying a water purification component such as activated carbon with a binder made of a polymer, and a low melt index high molecular weight porous polymer is used as the binder.
浄水成分としては、活性炭のみならず、イオン交換樹脂、無機化合物などを用いて、例えば複数の浄水成分をバインダーで成形して用いることができる。 As the water purification component, not only activated carbon but also an ion exchange resin, an inorganic compound, or the like can be used, for example, by molding a plurality of water purification components with a binder.
活性炭を例にあげると60メッシュパス以上のものを用いることが好ましい。60メッシュパス未満であると、バインダーで活性炭を固めることが困難になることと、フィルター成形体1の空隙が大きくなりすぎて活性炭に接触することなくフィルター成形体1を通過してしまう水が多くなるので塩素や汚れなどを除去する性能が悪くなるので好ましくない。
Taking activated carbon as an example, it is preferable to use one having 60 mesh pass or more. If it is less than 60 mesh pass, it becomes difficult to harden the activated carbon with the binder, and the voids of the filter molded
また、粒子の大きいもの及び粒子の小さいものの2種類の浄水成分を用い、粒子の大きい活性炭としては60−100メッシュパスの粒状活性炭を用い、粒子の小さい活性炭としては100メッシュパスの粉末活性炭を用いる。そして粒子の大きい活性炭と粒子の小さい活性炭を1対1から4対1の割合で混合し、このような活性炭を低メルトインデックスのバインダーで固化する。 Also, two types of water purification components, one having large particles and one having small particles, are used, granular activated carbon of 60-100 mesh pass is used as activated carbon with large particles, and powdered activated carbon of 100 mesh pass is used as activated carbon with small particles. . Then, activated carbon having a large particle and activated carbon having a small particle are mixed at a ratio of 1: 1 to 4: 1, and such activated carbon is solidified with a binder having a low melt index.
このような2種類の粒径分布を有する活性炭を前記のような比率で混ぜて使用することによって、60−100メッシュパスの粒状活性炭同士の隙間に適当に100メッシュパス以上の粉末状活性炭が存在し、塩素や汚れなどを除去する性能と十分な流量が長期に渡って得られるという能力を兼ね備えたフィルター成形体1とすることができる。
By using the activated carbons having such two kinds of particle size distributions mixed in the above ratio, there is suitably powdered activated carbon of 100 mesh pass or more in the gap between the granular activated carbons of 60-100 mesh pass. And it can be set as the filter molded
ここで上記の粒子の大きい活性炭として60メッシュパス未満のものを用いると、やはりバインダーで活性炭を固めることが困難になることと、フィルター成形体2中の空隙が大きくなりすぎて活性炭に接触することなくフィルター成形体2を通過してしまう水が多くなるので水の塩素などの除去性能が悪くなるので好ましくない。
Here, when the activated carbon having a large particle size is less than 60 mesh pass, it becomes difficult to harden the activated carbon with the binder, and the voids in the filter molded
そして粒子の小さい活性炭を100メッシュパスよりも細かい、例えば300メッシュパス以上の活性炭を用いるとフィルター成形体2の空隙部分が少なくなってしまい十分な流量が得られなくなるので好ましくない。
If activated carbon with small particles is finer than 100 mesh pass, for example, activated carbon of 300 mesh pass or more, the void portion of the filter molded
前記低メルトインデックスのポリマーからなるバインダーとしては、水処理器のフィルターとしての用途として問題なく使用できるために無毒性であることが必要になるとともに、単体で成形した場合に多孔質体を形成しやすい樹脂であることが好ましい。具体的には分子量が数十万〜数百万程度の超高分子量ポリエチレンで原料の粒子径が約100μm、カサ密度0.3g/cm3未満の樹脂であって、メルトインデックスが、1.1〜2.3g/10min(ASTM D1238、190℃、15kg Load)であるものが挙げられる。 The binder composed of the low melt index polymer must be non-toxic because it can be used as a filter for a water treatment device without problems, and forms a porous body when molded as a single unit. It is preferable that the resin is easy. Specifically, it is an ultrahigh molecular weight polyethylene having a molecular weight of about several hundred thousand to several million, a resin having a raw material particle size of about 100 μm and a bulk density of less than 0.3 g / cm 3 , and having a melt index of 1.1. -2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load).
バインダーのメルトインデックスが、1.1g/10min(ASTM D1238、190℃、15kg Load)未満であると、フィルター成形体を成形する際の溶融時の流れが悪く、浄水成分を固めるためには、バインダーの量を多くしなければならない。そうするとフィルター内に占める浄水成分の量が少なくなるので、水を処理する性能としては低くなってしまう。 When the melt index of the binder is less than 1.1 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load), the flow during melting when forming the filter molded body is poor, and in order to harden the purified water component, The amount of must be increased. As a result, the amount of the purified water component in the filter is reduced, and the performance for treating water is lowered.
また、バインダーのメルトインデックスが、2.3g/10min(ASTM D1238、190℃、15kg Load)をこえると、フィルターの成形時に溶融したポリマーが浄水成分の表面を覆ってしまい、浄水効果が落ちてしまうので好ましくない。 In addition, if the melt index of the binder exceeds 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load), the polymer melted at the time of molding the filter covers the surface of the water purification component, and the water purification effect is reduced. Therefore, it is not preferable.
バインダーが上記のようなメルトインデックスを有するポリマーであることによって高温において適度な粘度であるがゆえ、フィルターの成形時に溶融したポリマーが浄水成分である活性炭の細孔部を覆ってしまうなどの問題がない。 Since the binder is a polymer having a melt index as described above, it has an appropriate viscosity at a high temperature, so that the polymer melted at the time of forming the filter covers the pores of the activated carbon which is a water purification component. Absent.
さらに浄水成分とバインダーを混合する割合は浄水成分に対してバインダーが10〜25重量%配合し、かつフィルター成形体の密度が0.5〜0.65g/cm3を有したものとすることによって、例えば、蛇口直結型水処理器にて通常必要とされる2.0L/minを上回る流量を動水圧0.1MPaにて確保することが可能である。 Further, the mixing ratio of the purified water component and the binder is such that the binder is blended in an amount of 10 to 25% by weight with respect to the purified water component, and the density of the filter molded body is 0.5 to 0.65 g / cm 3 . For example, it is possible to ensure a flow rate exceeding 2.0 L / min that is normally required in a faucet direct-coupled water treatment device at a dynamic water pressure of 0.1 MPa.
浄水成分に対するバインダーの配合量が10重量%未満であると浄水成分を固化することが困難となり、25重量%を超えるとバインダーが浄水成分の表面を覆ってしまう部分が多くなりすぎて、浄水性能を十分に発揮することができなくなるので好ましくない。 When the blending amount of the binder with respect to the purified water component is less than 10% by weight, it becomes difficult to solidify the purified water component, and when it exceeds 25% by weight, the binder covers the surface of the purified water component too much, and the purified water performance. Is not preferable because it cannot be fully exhibited.
また、固化後のフィルター成形体密度が0.5g/cm3未満になると剛性が低くなってしまい、フィルター成形体が脆く崩れやすいので好ましくない。0.65g/cm3を超えると硬め過ぎとなってフィルター成形体の空隙がすくなく十分な流量を得ることができなくなるので好ましくない。 Moreover, when the density of the filter molded body after solidification is less than 0.5 g / cm 3 , the rigidity is lowered, and the filter molded body is fragile and easily collapses. If it exceeds 0.65 g / cm 3 , it will be too hard and there will be no voids in the filter molded body, making it impossible to obtain a sufficient flow rate.
本発明の製造方法により得られるフィルター成形体を、中空糸膜フィルターと組み合わせて用いた場合は、フィルター成形体で殆どの汚れが除去されるため、中空糸膜フィルターを併用した場合、中空糸膜フィルターへの目詰まりを軽減し、寿命を延ばし、蛇口直結型水処理器のようにフィルターとしての重さや大きさが制限されたような状態においても十分な性能と能力を持ったフィルター成形体を提供することができる。また、中空糸膜フィルター以外にも浄水効果のある他のフィルターと組み合わせて用いることも可能である。 When the filter molded body obtained by the production method of the present invention is used in combination with a hollow fiber membrane filter, most of the dirt is removed by the filter molded body. A filter molded body that reduces clogging, extends the service life, and has sufficient performance and ability even when the weight and size of the filter are limited, such as a faucet direct-attached water treatment device. Can be provided. In addition to the hollow fiber membrane filter, it can be used in combination with other filters having a water purification effect.
次に本発明の効果を確認するための試験を行った。 Next, a test for confirming the effect of the present invention was conducted.
実施例1としては、60−100メッシュパス粒状活性炭及び100メッシュパス粉末活性炭を2対1の割合で混合し、1.5g/10min(ASTM D1238、190℃、15kgLoad)の高分子量多孔質ポリマー(Ticona Gmbh製、HostalenGUR2105)を15重量%配合して混合原料とし、下端がモールドの底に接する長さを有する漏斗をセットして混合原料を漏斗内に投入してから漏斗を引き抜いてモールド内に充填した。200℃で1時間加熱後冷却し、圧縮量を調整し、固化した活性炭ブロック密度が0.55g/cm3となるような外径φ45×内径φ11×長さ92Lの活性炭ブロックを成形し、フィルター成形体とした。 As Example 1, 60-100 mesh pass granular activated carbon and 100 mesh pass powdered activated carbon were mixed in a ratio of 2 to 1, and 1.5 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Load) high molecular weight porous polymer ( 15% by weight of Ticona Gmbh, Hostalen GUR2105) is used as a mixed raw material, and a funnel having a length whose lower end is in contact with the bottom of the mold is set. Filled. Heated at 200 ° C for 1 hour, cooled, adjusted compression amount, molded activated carbon block with outer diameter φ45 x inner diameter φ11 x length 92L so that the solidified activated carbon block density would be 0.55 g / cm 3 , filter A molded body was obtained.
できあがったフィルター成形体の外観を観察し、出来栄えを評価した。その結果を表1に示す。外観優良の場合は○、外観良好の場合は△、外観不良の場合は×で結果を示す。 The appearance of the finished filter molded body was observed and the quality was evaluated. The results are shown in Table 1. The result is indicated by ○ when the appearance is good, Δ when the appearance is good, and × when the appearance is poor.
下端がモールドの半分の高さにまで到達する漏斗を用いた以外は実施例1と全く同じ条件でフィルター成型体を製造した。 A filter molded body was produced under exactly the same conditions as in Example 1 except that a funnel whose lower end reached half the height of the mold was used.
できあがったフィルター成形体の外観を観察し、出来栄えを評価した。その結果を表1に示す。外観優良の場合は○、外観良好の場合は△、外観不良の場合は×で結果を示す。 The appearance of the finished filter molded body was observed and the quality was evaluated. The results are shown in Table 1. The result is indicated by ○ when the appearance is good, Δ when the appearance is good, and × when the appearance is poor.
混合原料をモールドに充填する際に漏斗を用いなかった以外は実施例1とまったく同じ条件でフィルター成形体を製造した。 A filter molded body was produced under exactly the same conditions as in Example 1 except that the funnel was not used when filling the mixed material into the mold.
できあがったフィルター成形体の外観を観察し、出来栄えを評価した。その結果を表1に示す。外観優良の場合は○、外観良好の場合は△、外観不良の場合は×で結果を示す。 The appearance of the finished filter molded body was observed and the quality was evaluated. The results are shown in Table 1. The result is indicated by ○ when the appearance is good, Δ when the appearance is good, and × when the appearance is poor.
混合原料をモールドに充填する際に漏斗を用いず、モールドに充填した混合原料を成形前にサジで撹拌した以外は実施例1とまったく同じ条件でフィルター成形体を製造した。 A filter molded body was produced under exactly the same conditions as in Example 1 except that the funnel was not used when filling the mixed raw material into the mold, and the mixed raw material filled in the mold was stirred with a sag before molding.
できあがったフィルター成形体の外観を観察し、出来栄えを評価した。その結果を表1に示す。外観優良の場合は○、外観良好の場合は△、外観不良の場合は×で結果を示す。 The appearance of the finished filter molded body was observed and the quality was evaluated. The results are shown in Table 1. The result is indicated by ○ when the appearance is good, Δ when the appearance is good, and × when the appearance is poor.
表1の結果から実施例1ではモールドに混合原料を充填したあとに撹拌操作を行わなくても、撹拌操作を行った比較例2と同様に外観良好という結果になっており、漏斗を用いたことによる効果が確認できる。また、漏斗としてはその下端がモールドの底に接するものを用いることが成形体の外観を良くすることができより好ましいことがわかる。 From the results in Table 1, in Example 1, the appearance was good as in Comparative Example 2 in which the stirring operation was performed without performing the stirring operation after filling the mixed material into the mold, and a funnel was used. The effect by this can be confirmed. It can also be seen that it is more preferable to use a funnel whose bottom end is in contact with the bottom of the mold because the appearance of the molded body can be improved.
本発明は、浄水成分をポリマーからなるバインダーで固めた水中の汚染物質を除去する水処理フィルターに用いるフィルター成形体の製造方法に係わり、より詳しくは、活性炭などの浄水成分を均一に分散させることができ、水処理能力や性能に優れたフィルター成形体の製造に適用することができる。 The present invention relates to a method for producing a filter molded body for use in a water treatment filter that removes contaminants in water obtained by solidifying a water purification component with a polymer binder. More specifically, the water purification component such as activated carbon is uniformly dispersed. It can be applied to the production of a filter molded body having excellent water treatment capacity and performance.
1 フィルター成形体
2 水処理用フィルター
3 濾過層
4 キャップ
5 孔
6 混合原料
7 振動装置
8 上型
9 枠型
10 底型
S 水処理器
M モールド
R 漏斗
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The manufacturing method of the filter molded object of Claims 1-4 in which the lower end of a funnel is located in the height within 5 mm from the bottom of a mold.
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