JP2021122779A - 成形吸着体、及び浄水カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】溶解性鉛及び微粒子状鉛の除去性能を向上する。
【解決手段】成形吸着体１は、吸着材３と、繊維状バインダー５と、を含有する。吸着材３は、活性炭３Ａと、ゼオライト３Ｂを含有している。活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、ゼオライト３Ｂの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
【選択図】図１
【解決手段】成形吸着体１は、吸着材３と、繊維状バインダー５と、を含有する。吸着材３は、活性炭３Ａと、ゼオライト３Ｂを含有している。活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、ゼオライト３Ｂの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
【選択図】図１
Description
本開示は、成形吸着体、及び浄水カートリッジに関する。
水処理フィルターが、特許文献１で開示されている。特許文献１の水処理フィルターは、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭及びフィブリル化された繊維状バインダーを含む円筒状フィルターを備える。水処理フィルターの上流側である外表面の算術平均うねりが３０μｍ以下、断面曲線の算術平均高さが３５〜４５μｍに調整されている。
特許文献１の水処理フィルターの溶解性鉛及び微粒子状鉛の除去性能は、必ずしも十分ではなかった。本開示は、溶解性鉛及び微粒子状鉛の除去性能を向上することを目的とする。
吸着材と、繊維状バインダーと、を含有する成形吸着体であって、前記吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有し、前記活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、前記ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、前記ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である、成形吸着体。
１．成形吸着体１
（１）成形吸着体１の構成
成形吸着体１は、吸着材３と、繊維状バインダー５と、を含有する。吸着材３は、図１に模式的に示されるように、黒丸、黒四角、及び黒三角で示された活性炭３Ａと、白丸で示されたゼオライト３Ｂを含有している。吸着材３に活性炭３Ａ及びゼオライト３Ｂを含有することで、成形吸着体１を鉛除去対象としたＮＦＳ規格（ＮＳＦ／ＡＮＳＩ ５３）に適合させることができる。活性炭３Ａは、粒状及び粉末のいずれの形態であってもよい。吸着材３は、例えば、珪酸チタニウム、チタン酸ナトリウム、アルミノ珪酸塩、酸化チタン等の他の吸着物質を含有していてもよい。図１の矢印は溶解性鉛８を含む水の流れを示し、符号４は、除去対象の微粒子状除去物質を示している。
（１）成形吸着体１の構成
成形吸着体１は、吸着材３と、繊維状バインダー５と、を含有する。吸着材３は、図１に模式的に示されるように、黒丸、黒四角、及び黒三角で示された活性炭３Ａと、白丸で示されたゼオライト３Ｂを含有している。吸着材３に活性炭３Ａ及びゼオライト３Ｂを含有することで、成形吸着体１を鉛除去対象としたＮＦＳ規格（ＮＳＦ／ＡＮＳＩ ５３）に適合させることができる。活性炭３Ａは、粒状及び粉末のいずれの形態であってもよい。吸着材３は、例えば、珪酸チタニウム、チタン酸ナトリウム、アルミノ珪酸塩、酸化チタン等の他の吸着物質を含有していてもよい。図１の矢印は溶解性鉛８を含む水の流れを示し、符号４は、除去対象の微粒子状除去物質を示している。
活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、圧力損失を抑制する観点から、下限値に関して、２７μｍ以上であり、２８μｍ以上が好ましく、２９μｍ以上がより好ましい。活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、微粒子除去率を向上させる観点から、上限値に関して、３５μｍ以下であり、３４μｍ以下が好ましく、３３μｍ以下がより好ましい。活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、２８μｍ以上３４μｍ以下が好ましく、２９μｍ以上３３μｍ以下がより好ましい。
活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。
ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、圧力損失を抑制する観点から、下限値に関して、２４μｍ以上であり、２５μｍ以上が好ましく、２６μｍ以上がより好ましい。ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、溶解性鉛を効果的に除去する観点から、上限値に関して、３１μｍ以下であり、３０μｍ以下が好ましく、２９μｍ以下がより好ましい。ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、２５μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、２６μｍ以上２９μｍ以下がより好ましい。
ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。
ゼオライト３Ｂの含有率は、成形吸着体１を１００質量％とした場合に、溶解性鉛を効果的に除去する観点から、下限値に関して、１０質量％以上であり、１２質量％以上が好ましく、１５質量％以上がより好ましい。ゼオライト３Ｂの含有率は、成形吸着体１の成形性の観点から、上限値に関して、７０．５質量％以下であり、６０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましい。ゼオライト３Ｂの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下であり、１２質量％以上６０質量％以下が好ましく、１５質量％以上５０質量％以下がより好ましい。
吸着材３の中心粒子径Ｄ５０は、圧力損失を抑制する観点から、下限値に関して、２１μｍ以上が好ましく、２４μｍ以上がより好ましく、２７μｍ以上が更に好ましい。粒子状物質３の中心粒子径Ｄ５０は、微粒子除去率を向上させる観点から、上限値に関して、４３μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましく、３７μｍ以下が更に好ましい。吸着材３の中心粒子径Ｄ５０は、２１μｍ以上４３μｍ以下が好ましく、２４μｍ以上４０μｍ以下がより好ましく、２７μｍ以上３７μｍ以下が更に好ましい。
粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、微粒子除去率を向上させる観点から、下限値に関して、１．７体積％以上が好ましく、２．３体積％以上がより好ましく、２．９体積％以上が更に好ましい。粒子径が１０μｍ以下の粒子状物質３の含有率は、圧力損失を抑制する観点から、上限値に関して、１３．７体積％以下が好ましく、１３．１体積％以下がより好ましく、１２．５体積％以下が更に好ましい。粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、１．７体積％以上１３．７体積％以下が好ましく、２．３体積％以上１３．１体積％以下がより好ましく、２．９体積％以上１２．５体積％以下が更に好ましい。粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、吸着材３の全量１００体積％中に含まれる粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の体積割合を意味する。粒子径が１０μｍ以下の吸着材３は、粒子径が０μｍよりも大きい。
吸着材３の中心粒子径Ｄ５０、及び粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。
成形吸着体１の成形性の観点から、成形吸着体１を１００質量％とした場合に、活性炭３Ａの含有量が２３．５質量％以上８４質量％以下であり、かつ繊維状バインダー５の含有量が２質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。この場合において、活性炭３Ａの含有量が３５質量％以上７９質量％以下であり、かつ繊維状バインダー５の含有量が３質量％以上９質量％以下であることがより好ましく、活性炭３Ａの含有量が５０質量％以上７４質量％以下であり、かつ繊維状バインダー５の含有量が４質量％以上８質量％以下であることが更に好ましい。
成形吸着体１の圧力損失は、０．０７ＭＰａ以上０．１５ＭＰａ以下であることが好ましい。この範囲内の圧力損失であると、実用的な成形吸着体１となる。圧力損失は、外径が２４．４ｍｍ、内径が８．１ｍｍで長さが９０．０ｍｍのカートリッジフィルターの濾過体積３７．４ｍＬにおいて、外周面から内周面方向に通水した時の流量２．５Ｌ／分の圧力損失を意味する。
（２）成形吸着体１の効果
成形吸着体１は、圧力損失が低く、かつ溶解性鉛（Ｐｂ２＋、Ｐｂ（ＯＨ）２、Ｐｂ（ＯＨ）＋）及び微粒子状鉛の除去率が高い。
成形吸着体１は、圧力損失が低く、かつ溶解性鉛（Ｐｂ２＋、Ｐｂ（ＯＨ）２、Ｐｂ（ＯＨ）＋）及び微粒子状鉛の除去率が高い。
２．浄水カートリッジ１１
浄水カートリッジ１１は、成形吸着体１を備えてなる。浄水カートリッジ１１の形状及び構造は、特に限定されない。浄水カートリッジ１１の好適な一例を以下に説明する。
浄水カートリッジ１１は、成形吸着体１を備えてなる。浄水カートリッジ１１の形状及び構造は、特に限定されない。浄水カートリッジ１１の好適な一例を以下に説明する。
（１）浄水カートリッジ１１の構造
浄水カートリッジ１１は円筒状である。浄水カートリッジ１１は、中芯１２と、成形吸着体１と、不織布１４と、封止キャップ１５，１６と、を備える。中芯２は、円筒状であり、浄水カートリッジ１１の最も内側に配置される。中芯２には、外側から内側に水が通過するのを許容する細孔が形成され、内部に流路２０が形成される。中芯２としては、任意の材料を使用可能である。中芯２の材料としては、多孔質セラミック、多孔質金属フィルター、硬質不織布等が挙げられる。
浄水カートリッジ１１は円筒状である。浄水カートリッジ１１は、中芯１２と、成形吸着体１と、不織布１４と、封止キャップ１５，１６と、を備える。中芯２は、円筒状であり、浄水カートリッジ１１の最も内側に配置される。中芯２には、外側から内側に水が通過するのを許容する細孔が形成され、内部に流路２０が形成される。中芯２としては、任意の材料を使用可能である。中芯２の材料としては、多孔質セラミック、多孔質金属フィルター、硬質不織布等が挙げられる。
成形吸着体１は、円筒状であり、中芯２の外周面上に配置される。不織布１４は、成形吸着体１の外周面上に配置される。不織布１４は、例えば、ＪＩＳ Ｌ０２２２で規定された不織布を用いることができる。不織布１４の原料となる繊維の種類は特に限定されない。
封止キャップ１５は、成形吸着体１の一端側を覆うことで、流路２０の一方側を塞ぐ。封止キャップ１６は、成形吸着体１の他端側を覆う。封止キャップ１６には、流路２０を流通した水が排出される排出口６０が形成されている。
（２）浄水カートリッジ１１の製造方法
浄水カートリッジ１１の製造方法の一例を説明する。浄水カートリッジ１１の製造方法は、混合工程と、吸引成形工程と、乾燥工程と、表面研磨工程と、不織布巻き付け工程と、封止工程と、を備える。
浄水カートリッジ１１の製造方法の一例を説明する。浄水カートリッジ１１の製造方法は、混合工程と、吸引成形工程と、乾燥工程と、表面研磨工程と、不織布巻き付け工程と、封止工程と、を備える。
混合工程においては、成形吸着体１の原料となる粒子状物質、繊維状バインダー及び水等を混合することで、スラリーを得る。吸引成形工程においては、成形吸着体１を成形する。吸引成形工程においては、中芯２の流路２０の一端側を、ホースを介して吸引ポンプに接続する。この際、中芯２の流路２０の他端側は封止しておく。吸引ポンプに接続された中芯２を容器に溜めた上述のスラリー中に浸漬し、真空ポンプ等からなる吸引ポンプを稼働させる。スラリーのうち水が中芯２を透過し、粒子状物質、繊維状バインダーの混合物が中芯２の表面に残留して徐々に堆積することで成形吸着体１が形成される。吸引ポンプに吸引されたスラリーのうち水は、排水路を通じて排出される。吸引ポンプが稼働されることで、規定の厚さまで成形吸着体１が形成された後に、中芯２をスラリーから引き上げる。
乾燥工程においては、吸引成形工程で成形した成形吸着体１を乾燥させる。乾燥工程において成形吸着体１を乾燥させることで、中芯２と成形吸着体１とを一体化させることができる。表面研磨工程においては、成形吸着体１の外周面を研磨する。不織布巻き付け工程においては、表面研磨工程において研磨した成形吸着体１の外周面に不織布１４を巻き付ける。封止工程においては、不織布１４を巻き付けた成形吸着体１の一端側に封止キャップ１５を、他端側に封止キャップ１６を、それぞれ装着する。
（３）浄水カートリッジ１１の効果
成形吸着体１を備えた浄水カートリッジ１１は、圧力損失が低く、かつ溶解性鉛（Ｐｂ２＋、Ｐｂ（ＯＨ）２、Ｐｂ（ＯＨ）＋）及び微粒子状鉛の除去率が高い。
成形吸着体１を備えた浄水カートリッジ１１は、圧力損失が低く、かつ溶解性鉛（Ｐｂ２＋、Ｐｂ（ＯＨ）２、Ｐｂ（ＯＨ）＋）及び微粒子状鉛の除去率が高い。
以下、実施例により更に具体的に説明する。実験例１−１１，１−１３，１−１５，１−１６，２−１，２−２，２−３，２−４，２−５，３−１，３−２，３−３，３−４，３−５，３−６，３−７が実施例であり、その他の実験例は比較例である。
１．成形吸着体の作製
実験例１−１〜１−２６、実験例２−１〜２−５、実験例３−１〜３−８の各成形吸着体は、次のように作製した。表１、３、４に示す調合比にて、スラリーを調製した。各成分の詳細は以下のようである。
・バインダー：東洋紡株式会社、日本エクスラン工業（株） Ｂｉ−ＰＵＬ ５０ ＴＷＦ（アクリロニトリルのフィブリル化繊維）
・活性炭（超極細粒）：Ｄ５０＝１０μｍ
・活性炭（極細粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−５０を粉砕分級したもの Ｄ５０＝２１μｍ
・活性炭（細粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−２０ Ｄ５０＝３５μｍ
・活性炭（中粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−５０ Ｄ５０＝７３μｍ
・活性炭（粗粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−１００ Ｄ５０＝１３０μｍ
・鉛除去材Ａ：ゼオライト ＢＡＳＦ Ｊａｐａｎ ＡＴＳＴＭＭＥＤＩＡ ＮＳＦ／ＡＮＳＩ６１ Ｄ５０＝２９μｍ
・鉛除去材Ｂ：ゼオライト Ｄ５０＝２４μｍ
実験例１−１〜１−２６、実験例２−１〜２−５、実験例３−１〜３−８の各成形吸着体は、次のように作製した。表１、３、４に示す調合比にて、スラリーを調製した。各成分の詳細は以下のようである。
・バインダー：東洋紡株式会社、日本エクスラン工業（株） Ｂｉ−ＰＵＬ ５０ ＴＷＦ（アクリロニトリルのフィブリル化繊維）
・活性炭（超極細粒）：Ｄ５０＝１０μｍ
・活性炭（極細粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−５０を粉砕分級したもの Ｄ５０＝２１μｍ
・活性炭（細粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−２０ Ｄ５０＝３５μｍ
・活性炭（中粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−５０ Ｄ５０＝７３μｍ
・活性炭（粗粒）：大阪ガスケミカル株式会社 粒状白鷺ＴＣ−１００ Ｄ５０＝１３０μｍ
・鉛除去材Ａ：ゼオライト ＢＡＳＦ Ｊａｐａｎ ＡＴＳＴＭＭＥＤＩＡ ＮＳＦ／ＡＮＳＩ６１ Ｄ５０＝２９μｍ
・鉛除去材Ｂ：ゼオライト Ｄ５０＝２４μｍ
成形機に中芯たるセラミック芯材（外径φ８．１ｍｍ、内径φ５．０ｍｍ）を取り付け、スラリー中で吸引して着肉させて、成形吸着体を成形した。成形吸着体を乾燥させて研磨し、不織布を巻いてキャップを接着して、浄水カートリッジにした。カートリッジのサイズ（成形吸着体部分）は、外径φ２４．４ｍｍ、内径φ８．１ｍｍ、長さ９０ｍｍとした。粒度測定はバインダーを除いたスラリーを粒子径分布測定装置で測定して求めた。粒子径分布測定装置の詳細、及び測定条件を以下に示す。この測定によって得られる測定値は、スラリー中の粒子状物質の粒子径分布である。スラリー中の粒子状物質は、乾燥後の成形吸着体においても粒径は変化しない。スラリー中の粒子状物質の粒子径分布は、乾燥後の成形吸着体の粒子状物質の粒子径分布を反映している。
レーザ回折・散乱式 粒子径分布測定装置：マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸII
分布：体積
溶媒：水
スケール区分：粒子径０．０２１μｍ〜２０００μｍ
チャンネル数：１３２
レーザ回折・散乱式 粒子径分布測定装置：マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸII
分布：体積
溶媒：水
スケール区分：粒子径０．０２１μｍ〜２０００μｍ
チャンネル数：１３２
２．浄水カートリッジの性能評価
２．１ 実験１
表１に記載の実験例１−１〜１−２６について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、粒子状鉛の除去性能を評価した。
（１）試験方法
ＮＦＳ／ＡＮＳＩ ４２ 粒子除去試験 等級Ｉに準拠した試験を行った。分析はパーティクルカウンターを使用した。詳細には以下の手順で試験した。
（１−１）水にＩＳＯ ＴＥＳＴ ＤＵＳＴ １２１０３−１ Ａ２ ｆｉｎｅを分散させた。０．５−１μｍの粒子数は２００万個程度である。
（１−２）浄水カートリッジをハウジングに取り付け、ＳＶ＝４０００／ｈ（２．５Ｌ／ｍｉｎ）で１分間通水させた。
（１−３）ろ過水を採水し、粒子数（０．５−１μｍ）を測定した。
（２）圧力損失測定方法
（２−１）空ハウジングの前後に圧力計を取り付け、浄水カートリッジを取り付けずに、２．５Ｌ／ｍｉｎで通水を行い、その時の前後の圧力差（圧力Ａ）を測定した。
（２−２）ハウジングに浄水カートリッジを取り付け、ＳＶ＝４０００／ｈ（２．５Ｌ／ｍｉｎ）で10分間通水を行い、その時の前後の圧力差（圧力Ｂ）を測定した。
（２−３）圧力Ａと圧力Ｂの差を浄水カートリッジの圧力損失とした。
２．１ 実験１
表１に記載の実験例１−１〜１−２６について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、粒子状鉛の除去性能を評価した。
（１）試験方法
ＮＦＳ／ＡＮＳＩ ４２ 粒子除去試験 等級Ｉに準拠した試験を行った。分析はパーティクルカウンターを使用した。詳細には以下の手順で試験した。
（１−１）水にＩＳＯ ＴＥＳＴ ＤＵＳＴ １２１０３−１ Ａ２ ｆｉｎｅを分散させた。０．５−１μｍの粒子数は２００万個程度である。
（１−２）浄水カートリッジをハウジングに取り付け、ＳＶ＝４０００／ｈ（２．５Ｌ／ｍｉｎ）で１分間通水させた。
（１−３）ろ過水を採水し、粒子数（０．５−１μｍ）を測定した。
（２）圧力損失測定方法
（２−１）空ハウジングの前後に圧力計を取り付け、浄水カートリッジを取り付けずに、２．５Ｌ／ｍｉｎで通水を行い、その時の前後の圧力差（圧力Ａ）を測定した。
（２−２）ハウジングに浄水カートリッジを取り付け、ＳＶ＝４０００／ｈ（２．５Ｌ／ｍｉｎ）で10分間通水を行い、その時の前後の圧力差（圧力Ｂ）を測定した。
（２−３）圧力Ａと圧力Ｂの差を浄水カートリッジの圧力損失とした。
ＮＳＦでの試験は浄水カートリッジの流量が初期の５０％以下に下がるまで試験を行うが、目詰まりにより除去率は徐々に上がるため、除去率の一番低い初期のろ過水のみの評価とした。
（２）結果及び考察
結果を上記の表２に示す。実験例１−１１，１−１３，１−１５，１−１６は、以下の第１〜５要件を全て満たしている。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
結果を上記の表２に示す。実験例１−１１，１−１３，１−１５，１−１６は、以下の第１〜５要件を全て満たしている。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
これに対して、その他の実験例は以下の要件を満たしていない。実験例１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６，１−７，１−８，１−９，１−１２，１−１４，１−１７，１−１８，１−１９，１−２０，１−２１，１−２２，１−２３，１−２４，１−２５，１−２６は、第１要件を満たしていない。
実験例１−１０は、ゼオライトの含有率が９４質量％であるので第４要件を満たしておらず、成形できないので第５要件も満たしていない。
実験例１−１０は、ゼオライトの含有率が９４質量％であるので第４要件を満たしておらず、成形できないので第５要件も満たしていない。
実験例１−１１，１−１３，１−１５，１−１６では、圧力損失は０．１５ＭＰａ以下であり、かつ微粒子除去率が８０％以上であった。これらの実験例は、性能が優れていることが確認された。実験例１−１１，１−１３，１−１５，１−１６は、下記の第６，７要件も満たしているので、第１〜５要件に加えて、第６，７要件も満たす場合は、性能が優れていることが確認された。
〔第６要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２１μｍ以上４３μｍ以下である。
〔第７要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が１．７体積％以上１３．７体積％以下である。
〔第６要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２１μｍ以上４３μｍ以下である。
〔第７要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が１．７体積％以上１３．７体積％以下である。
２．２ 実験２
表３に記載の実験例２−１〜２−５について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、溶解性鉛の除去性能を評価した。
（１）試験方法
ＮＦＳ／ＡＮＳＩ ５３ 鉛除去試験（ｐＨ８．５）を模擬した試験を行った。この試験は、基本的にはＮＳＦと同じ方法で原水を調整している。ただし、通水は連続試験で行っている。試験の詳細を次に示す。
（１．１）ＲＯ水に塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、次亜塩素酸を添加して硬度、アルカリ度、塩素濃度を調整し、塩酸水溶液および水酸化ナトリウム水溶液のいずれかでｐＨ８．５に調整する。
（１．２）硝酸鉛水溶液を添加して溶解性鉛と粒子状鉛を含む全鉛濃度１５０ｐｐｂの原水を調整する。
（１．３）カートリッジをハウジングに取り付け２．５Ｌ／ｍｉｎで通水を行う。
（１．４）一定時間通水後のろ過水を採取し、原子吸光分光光度計で鉛濃度を測定する。除去率は全鉛濃度の減少量で評価し、１０００Ｌ通水時点の除去率をカートリッジの性能とする。
＜原水中の全鉛濃度（１５０ｐｐｂ）の割合＞
・溶解性鉛 ６０−８０％（９０−１２０ｐｐｂ）
・粒子状鉛 ２０−４０％（３０−６０ｐｐｂ）
内微粒子状鉛（０．１−１．２μｍ）は２０％以上（６−１２ｐｐｂ以上）
表３に記載の実験例２−１〜２−５について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、溶解性鉛の除去性能を評価した。
（１）試験方法
ＮＦＳ／ＡＮＳＩ ５３ 鉛除去試験（ｐＨ８．５）を模擬した試験を行った。この試験は、基本的にはＮＳＦと同じ方法で原水を調整している。ただし、通水は連続試験で行っている。試験の詳細を次に示す。
（１．１）ＲＯ水に塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、次亜塩素酸を添加して硬度、アルカリ度、塩素濃度を調整し、塩酸水溶液および水酸化ナトリウム水溶液のいずれかでｐＨ８．５に調整する。
（１．２）硝酸鉛水溶液を添加して溶解性鉛と粒子状鉛を含む全鉛濃度１５０ｐｐｂの原水を調整する。
（１．３）カートリッジをハウジングに取り付け２．５Ｌ／ｍｉｎで通水を行う。
（１．４）一定時間通水後のろ過水を採取し、原子吸光分光光度計で鉛濃度を測定する。除去率は全鉛濃度の減少量で評価し、１０００Ｌ通水時点の除去率をカートリッジの性能とする。
＜原水中の全鉛濃度（１５０ｐｐｂ）の割合＞
・溶解性鉛 ６０−８０％（９０−１２０ｐｐｂ）
・粒子状鉛 ２０−４０％（３０−６０ｐｐｂ）
内微粒子状鉛（０．１−１．２μｍ）は２０％以上（６−１２ｐｐｂ以上）
（２）結果及び考察
結果を上記の表３に示す。実験例２−１〜２−５は、以下の第１〜５要件を全て満たしている。表２では、第２要件、第５要件の記載を省略している。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
結果を上記の表３に示す。実験例２−１〜２−５は、以下の第１〜５要件を全て満たしている。表２では、第２要件、第５要件の記載を省略している。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
実験例２−１〜２−５は、連続通水１０００Ｌ時点の除去率８４％以上であり、鉛除去試験（ｐＨ８．５）の模擬試験結果が、基準とする８０％以上であった。
２．３ 実験３
表４に記載の実験例３−１〜３−８について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、ｐＨ８．５試験の評価をした。この試験は、粒子状鉛及び溶解性鉛の除去性能を総合的に評価している。
（１）試験方法
ＮＦＳ／ＡＮＳＩ ５３ 鉛除去試験（ｐＨ８．５）をＮＳＦで実施した。流量は０．７０ＧＰＭ（２．６６Ｌ／ｍｉｎ）、通水量は３６０ｇａｌ（１３６８Ｌ）とした。
表４に記載の実験例３−１〜３−８について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、ｐＨ８．５試験の評価をした。この試験は、粒子状鉛及び溶解性鉛の除去性能を総合的に評価している。
（１）試験方法
ＮＦＳ／ＡＮＳＩ ５３ 鉛除去試験（ｐＨ８．５）をＮＳＦで実施した。流量は０．７０ＧＰＭ（２．６６Ｌ／ｍｉｎ）、通水量は３６０ｇａｌ（１３６８Ｌ）とした。
（２）結果及び考察
結果を上記の表４に示す。実験例３−１〜３−７は、以下の第１〜７要件を全て満たしている。表２には、第２要件、第５要件は記載していない。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
〔第６要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２１μｍ以上４３μｍ以下である。
〔第７要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が１．７体積％以上１３．７体積％以下である。
結果を上記の表４に示す。実験例３−１〜３−７は、以下の第１〜７要件を全て満たしている。表２には、第２要件、第５要件は記載していない。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
〔第６要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２１μｍ以上４３μｍ以下である。
〔第７要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が１．７体積％以上１３．７体積％以下である。
これに対して、その他の実験例は以下の要件を満たしていない。
実験例３−８は、第２要件、第４要件、第６要件、第７要件を満たしていない。
実験例３−８は、第２要件、第４要件、第６要件、第７要件を満たしていない。
実験例３−１〜３−７は、圧力損失は０．１５ＭＰａ以下であり、かつ初期除去率及び最終除去率も良好であった。特に、下記の第２’要件、第３要件、第４’要件、第６’要件、第７’要件を満たす実験例３−５，３−６，３−７は、圧力損失、初期除去率及び最終除去率が非常に良好であった。
〔第２’要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、３３μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４’要件〕：ゼオライトの含有率は、１５質量％以上２５質量％以下である。
〔第６’要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２５μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第７’要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が４．０体積％以上７．０体積％以下である。
〔第２’要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、３３μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４’要件〕：ゼオライトの含有率は、１５質量％以上２５質量％以下である。
〔第６’要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２５μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第７’要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が４．０体積％以上７．０体積％以下である。
１…成形吸着体、２…中芯、３…吸着材、４…微粒子状除去物質、５…繊維状バインダー、６…封止キャップ、８…溶解性鉛、１１…浄水カートリッジ、１２…中芯、１４…不織布、１５…封止キャップ、１６…封止キャップ、２０…流路、６０…排出口
Claims (5)
- 吸着材と、繊維状バインダーと、を含有する成形吸着体であって、
前記吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有し、
前記活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、
前記ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、
前記ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である、成形吸着体。 - 前記吸着材の中心粒子径Ｄ５０は、２１μｍ以上４３μｍ以下であり、
粒子径が１０μｍ以下の前記吸着材の含有率が１．７体積％以上１３．７体積％以下である、請求項１に記載の成形吸着体。 - 前記活性炭の含有率は、２３．５質量％以上８４質量％以下であり、
前記繊維状バインダーの含有率は、２質量％以上１０質量％以下である、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の成形吸着体。 - 圧力損失は０．０７ＭＰａ以上０．１５ＭＰａ以下である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形吸着体。
- 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成形吸着体を備える、浄水カートリッジ。
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