JP5261784B2 - Water treatment filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飲料水などに含まれている汚染物質(トリハロメタンなどの低分子有機化合物、塩素など)および濁度成分を除去する水処理フィルターに関する。 The present invention relates to a water treatment filter that removes contaminants (low-molecular organic compounds such as trihalomethane, chlorine and the like) and turbidity components contained in drinking water and the like.
水道水などの飲料水は、殺菌を目的として一定濃度以上の遊離塩素を含有させることが義務付けられている。しかし、この遊離塩素は、細菌類を死滅させるだけではなく、水道水の原水中に存在するフミン酸(フミン質)などの天然有機化合物と反応して、発がん性を有するトリハロメタンなどの低分子有機塩素化合物を生成する。さらに、飲料水には、水の濁りの原因となる濁度成分も含まれている。 Drinking water such as tap water is required to contain free chlorine at a certain concentration or more for the purpose of sterilization. However, this free chlorine not only kills bacteria, but also reacts with natural organic compounds such as humic acid (humic substances) present in the raw water of tap water to produce carcinogenic low molecular weight organic compounds such as trihalomethanes. Produces chlorine compounds. Furthermore, drinking water also contains turbidity components that cause water turbidity.
汚染物質(トリハロメタンなどの低分子有機化合物、塩素など)を除去するため、一般的に、活性炭を用いた水処理用フィルターが使用されている。 In order to remove pollutants (low molecular organic compounds such as trihalomethane, chlorine, etc.), a filter for water treatment using activated carbon is generally used.
一方、濁度成分を除去するため、一般的に、中空糸膜フィルターが使用されている。 On the other hand, in order to remove the turbidity component, a hollow fiber membrane filter is generally used.
中空糸膜フィルターは、目詰まりが生じにくく濁度成分を効率よく除去するという特徴を有している。しかし、中空糸膜フィルターを使用する場合、一般的に、フィルター部は活性炭層と中空糸膜との二層構造を有し、フィルター全体が大きくなるという問題がある。 The hollow fiber membrane filter has a feature that clogging hardly occurs and turbidity components are efficiently removed. However, when a hollow fiber membrane filter is used, the filter part generally has a two-layer structure of an activated carbon layer and a hollow fiber membrane, and there is a problem that the entire filter becomes large.
これらの活性炭フィルターおよび中空糸膜フィルターを組み合わせて使用すると、装置が複雑になり、コストも高くなる。そこで、汚染物質の除去および濁度成分の除去の両方の性能を同時に満足する水処理用フィルターが求められている。このような水処理用フィルターとして、活性炭の粒子を熱溶融性の高分子バインダーで接着して固化した活性炭成型フィルターが検討されている(特許文献1〜3)。
When these activated carbon filters and hollow fiber membrane filters are used in combination, the apparatus becomes complicated and the cost increases. Accordingly, there is a need for a water treatment filter that simultaneously satisfies the performance of both removal of contaminants and removal of turbidity components. As such a water treatment filter, an activated carbon molded filter in which activated carbon particles are bonded and solidified with a heat-meltable polymer binder has been studied (
特許文献1には、活性炭およびイオンを吸着する無機複合体を、高分子量多孔質ポリマーで固化した多孔質体で形成された水処理用フィルターが記載されている。この無機複合体は、平均粒子径が5〜40μmの平均粒子径を有する粒子と40μmを超え200μm以下の平均粒子径を有する粒子とを、1:1〜1:7の質量比で混合して得られる混合物であることが記載されている。このように、無機複合体の粒子径を限定することで、良好な浄水性能を有する水処理用フィルターが得られることが記載されている。
特許文献2には、活性炭とポリエチレンホモポリマーまたはポリエチレンコポリマーとを含む活性炭フィルターが記載されている。このポリエチレンホモポリマーまたはポリエチレンコポリマーは、メルトフローインデックス(MFI190/15)が1.2〜10g/分であり、数平均分子量と重量平均分子量との比(Mw/Mn)が3〜30であり、嵩密度が0.05〜0.5g/cm3であり、そして粒子径が5〜300μmであることが記載されている。このようなポリエチレンホモポリマーおよびポリエチレンコポリマーは、メルトフローインデックスが比較的小さい(流動性が低い)ので、活性炭が本来有する多孔性であるという性質を失わない、すなわち、活性炭の表面がポリマーによってコーティングされにくく、活性炭が有する細孔が閉塞されにくいことが記載されている。
特許文献3には、活性炭粒子100質量部の表面に、中心粒子径1μm以上30μm以下のポリオレフィン樹脂またはポリアミド樹脂の微粒子2質量部以上40質量部以下で薄いコート層を形成した後、加圧成型して得られる活性炭吸着材を、浄水材(フィルター)として使用できることが記載されている。
In
特許文献1〜3に記載される活性炭の粒子を熱溶融性のバインダーで固化した活性炭フィルターは、水中に溶存するトリハロメタンなどの汚染物質の除去性能を向上させるために、緻密な構造、すなわち活性炭粒子の比表面積が大きな構造にする必要がある。このような構造を有する活性炭フィルターは、水と活性炭との接触効率が高く、汚染物質の除去性能が高くなる。
The activated carbon filter obtained by solidifying activated carbon particles described in
しかし、上記のような構造を有する活性炭フィルターは、濁度成分を含む水を通過させた場合、濁度成分による目詰まりが生じやすい。 However, the activated carbon filter having the above structure is likely to be clogged by the turbidity component when water containing the turbidity component is allowed to pass through.
したがって、汚染物質および濁度成分の除去性能に優れ、かつ濁度成分による目詰まりが生じにくい水処理用フィルターが求められている。
本発明の目的は、汚染物質(特に、トリハロメタン)および濁度成分の除去性能に優れ、かつ濁度成分による目詰まりが生じにくい水処理用フィルターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a water treatment filter that is excellent in removing pollutants (particularly trihalomethane) and turbidity components and is less prone to clogging by turbidity components.
本発明は、メルトブロー不織布と多孔質体との積層構造を有する水処理用フィルターを提供し、該水処理用フィルターは、処理される水が、該メルトブロー不織布を通過した後、該多孔質体を通過するように、該メルトブロー不織布と該多孔質体とが積層されており、該メルトブロー不織布は、該メルトブロー不織布に、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を1.5m/分の風速で通過させた場合に、90%以上のポリスチレン粒子捕集効率を有し、該メルトブロー不織布の厚みは0.5mm〜3.0mmであり、そして該多孔質体は、活性炭および樹脂を含む混合物を固化することにより得られる。 The present invention provides a water treatment filter having a laminated structure of a melt blown nonwoven fabric and a porous body, and the water treatment filter passes the porous body after water to be treated passes through the melt blown nonwoven fabric. The melt blown nonwoven fabric and the porous body are laminated so as to pass through, and the melt blown nonwoven fabric passes polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm through the melt blown nonwoven fabric at a wind speed of 1.5 m / min. And having a polystyrene particle collection efficiency of 90% or more, the thickness of the melt blown nonwoven fabric is 0.5 mm to 3.0 mm, and the porous body solidifies the mixture containing activated carbon and resin. Can be obtained.
1つの実施態様では、上記メルトブロー不織布は、該メルトブロー不織布に、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を3m/分の風速で通過させた場合に、98%以上のポリスチレン粒子捕集効率を有する。 In one embodiment, the melt blown nonwoven fabric has a polystyrene particle collection efficiency of 98% or more when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm are passed through the melt blown nonwoven fabric at a wind speed of 3 m / min. .
1つの実施態様では、上記メルトブロー不織布は、エレクトレット化されている。 In one embodiment, the meltblown nonwoven fabric is electretized.
1つの実施態様では、上記エレクトレット化は、コロナ放電、グロー放電、またはアーク放電によって行われる。 In one embodiment, the electretization is performed by corona discharge, glow discharge, or arc discharge.
1つの実施態様では、トリハロメタンと濁度成分とを含む水を通過させたときに、該トリハロメタンが80%以上除去された積算通水量は8000L以上であり、かつ水の流速が初期の流速の50%となった時点における積算通水量は6500L以上である。 In one embodiment, when water containing trihalomethane and a turbidity component is allowed to pass through, the accumulated water flow rate in which the trihalomethane is removed by 80% or more is 8000 L or more, and the water flow rate is 50% of the initial flow rate. The accumulated water flow rate at the time of becoming% is 6500L or more.
本発明によれば、汚染物質(特に、トリハロメタン)および濁度成分の除去性能に優れ、かつ濁度成分による目詰まりが生じにくい水処理用フィルターを提供し得る。したがって、水処理用フィルターの交換期間を長くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the filter for water treatment which is excellent in the removal performance of a pollutant (especially trihalomethane) and a turbidity component, and cannot be easily clogged with a turbidity component can be provided. Therefore, the replacement period of the water treatment filter can be lengthened.
以下、図を参照して本発明の水処理用フィルターを説明する。 Hereinafter, the water treatment filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の水処理用フィルターの構造の一例を示す断面図である。この水処理用フィルター1は、外部から内部に向けて、不織布8、メルトブロー不織布2、多孔質体3、および筒体4でなる層を順次有する円筒形状であり、さらに、これらを固定するための上面キャップ5および下面キャップ6を有する。筒体4の内部孔は中心孔7であり、これは通水孔として機能する。なお、図1には、メルトブロー不織布2の外側に不織布8を備えているが、不織布8は、必ずしも設けなくてもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the water treatment filter of the present invention. This
メルトブロー不織布2は、主として水中の固形分(濁度成分)を除去する目的に使用される。メルトブロー不織布2の原料としては、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中でも、融点が低いため、加熱成型温度を低く設定することができ、かつ操作性、コスト面など製造上有利という点で、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが好ましい。メルトブロー不織布2の厚みは0.5mm〜3.0mm、好ましくは1.5mm〜2.8mmである。メルトブロー不織布2の厚みが0.5mm未満の場合、効率よく濁度成分を除去できないことがある。一方、メルトブロー不織布2の厚みが3.0mmを超える場合、不織布が目詰まりを起こしやすくなる。
The melt blown
本発明の水処理用フィルターに用いられるメルトブロー不織布2は、該メルトブロー不織布2に、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を1.5m/分の風速で通過させた場合に、90%以上のポリスチレン粒子捕集効率を有する。「0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子」とは、一般的な大気塵(大きさ0.3μm)を想定している。ポリスチレン粒子捕集効率の測定は、JIS K 0901に準じて行われる。
The melt blown
好ましくは、メルトブロー不織布2は、該メルトブロー不織布2に、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を、3m/分の風速で通過させた場合に、98%以上のポリスチレン粒子捕集効率を有する。このようなポリスチレン粒子捕集効率を有するメルトブロー不織布2を使用すると、より微細な固形分(濁度成分)を除去することが可能である。
Preferably, the melt blown
さらに、メルトブロー不織布2は、エレクトレット化されていることが好ましい。エレクトレット化は、コロナ放電、グロー放電、アーク放電などによって行われる。
Further, the melt blown
エレクトレット化されたメルトブロー不織布2は、不織布表面のエネルギーが高くなって活性化された状態(ラジカルなどが発生した状態)になる。したがって、より多くの微細な固形分を吸着するため、メルトブロー不織布2のポリスチレン粒子捕集効率が向上する(すなわち、水中に存在する固形分(濁度成分)が吸着されやすくなる)。さらに、不織布表面がラジカル状態になるため、不織布表面の炭素が空気中の酸素と反応して生成するカルボニル基などの極性基が導入され、濡れ性が向上し、濁度成分の吸着性が向上する。
The electret melt blown
本発明の水処理用フィルターに用いられる多孔質体3は、活性炭、樹脂、および必要に応じてイオン交換体を含む混合物を固化することにより得られる。固化は、この混合物中に含まれる樹脂が加熱により溶融し、活性炭の粒子同士、あるいは活性炭の粒子とイオン交換体の粒子とを接着させることによって行われる。
The
多孔質体3に含まれる活性炭の炭素質材料としては、例えば、果実殻(ヤシ殻、クルミ殻など)、木材、鋸屑、木炭、果実種子、パルプ製造副生成物、リグニン、廃糖蜜などの植物系材料;泥炭、草炭、亜炭、褐炭、レキ青炭、無煙炭、コークス、コールタール、石炭ピッチ、石油蒸留残渣などの鉱物系材料;フェノール樹脂、サラン樹脂、アクリル樹脂などの合成系材料;再生繊維(レーヨンなど)などの繊維系材料が挙げられる。これらの中でも、吸着性能および浄水器用途の点から、植物系の活性炭が好ましく、ヤシ殻活性炭がより好ましい。
Examples of the carbonaceous material of activated carbon contained in the
炭素質材料を炭化する条件は、特に限定されず、例えば、粒状の炭素質材料の場合は、回分式ロータリーキルンに少量の不活性ガスを流しながら300℃以上の温度で処理するなどの条件を採用することができる。 Conditions for carbonizing the carbonaceous material are not particularly limited. For example, in the case of a granular carbonaceous material, a condition such as processing at a temperature of 300 ° C. or higher while flowing a small amount of inert gas through a batch rotary kiln is adopted. can do.
活性炭は、一般的な活性炭の製法で得られ、特に限定されない。通常、本発明に用いられる活性炭は、炭素質材料を充分に炭化した後、ガス賦活、薬剤賦活などの方法で賦活することにより製造される。例えば、ガス賦活法において使用されるガスとしては、水蒸気、炭酸ガス、酸素、LPG燃焼排ガス、またはこれらの混合ガスなどを挙げることができる。安全性および反応性を考慮すると、水蒸気含有ガス(水蒸気を10〜50容量%含有するガス)が好ましい。 Activated carbon is obtained by a general method for producing activated carbon, and is not particularly limited. Usually, the activated carbon used in the present invention is produced by sufficiently carbonizing a carbonaceous material and then activating it by a method such as gas activation or drug activation. For example, examples of the gas used in the gas activation method include water vapor, carbon dioxide gas, oxygen, LPG combustion exhaust gas, or a mixed gas thereof. In consideration of safety and reactivity, a water vapor-containing gas (a gas containing 10 to 50% by volume of water vapor) is preferable.
賦活温度は、通常700℃〜1100℃、好ましくは800℃〜1000℃である。しかし、賦活温度、時間、および昇温速度は、特に限定されず、選択する炭素質材料の種類、形状、サイズなどにより異なる。賦活により得られる活性炭は、そのまま使用され得るが、実用上は、酸洗浄、水洗浄などにより、付着成分を除去することが好ましい。 The activation temperature is usually 700 ° C to 1100 ° C, preferably 800 ° C to 1000 ° C. However, the activation temperature, time, and heating rate are not particularly limited, and vary depending on the type, shape, size, etc. of the carbonaceous material to be selected. Activated carbon obtained by activation can be used as it is, but in practice, it is preferable to remove the adhering component by acid washing, water washing or the like.
活性炭の形状は、特に限定されず、粉末状、粒状、繊維状など任意の状態であり得る。粉末状または粒状の活性炭を使用する場合、作業性、水との接触効率、通水抵抗などの点から、35μm〜2.8mm(350メッシュ〜7メッシュ)の平均粒径を有する活性炭が好ましい。 The shape of the activated carbon is not particularly limited, and may be in any state such as powder, granule, or fiber. When powdered or granular activated carbon is used, activated carbon having an average particle diameter of 35 μm to 2.8 mm (350 mesh to 7 mesh) is preferable from the viewpoint of workability, contact efficiency with water, water passage resistance, and the like.
繊維状の活性炭を使用する場合、成型性の点から、好ましくは0.1mm〜3mm程度に切断して使用される。さらに、繊維状の活性炭を使用する場合、遊離塩素の除去性能の点から、ヨウ素吸着量が1200〜3000mg/gの活性炭を使用することが好ましい。 When using fibrous activated carbon, it cuts into about 0.1 mm-3 mm from the point of a moldability, and is used. Furthermore, when using fibrous activated carbon, it is preferable to use activated carbon with an iodine adsorption amount of 1200 to 3000 mg / g from the viewpoint of the removal performance of free chlorine.
多孔質体3に含まれる樹脂は、活性炭を固着させるためのバインダーとして使用される。このような樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが挙げられる。
The resin contained in the
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エチレンアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ナイロン、メソフェーズピッチ、親水性樹脂(例えば、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂など)などが挙げられる。 Thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, ethylene acrylic resin, polymethyl methacrylate, nylon, mesophase pitch, hydrophilic resin (For example, polyvinyl alcohol resin, ethylene-vinyl alcohol resin, etc.).
熱硬化性樹脂としては、フラン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include furan resin and phenol resin.
多孔質体3に含まれ得るイオン交換体としては、無機イオン交換体およびイオン交換樹脂が挙げられる。活性炭、イオン交換体、および樹脂を含む混合物の固化時の温度が100℃以上である場合、耐熱性を有する無機系イオン交換体を使用することが好ましい。無機系イオン交換体としては、ゼオライト(例えば、アルミノシリケートなど)、チタノシリケート、二酸化チタン、二酸化ケイ素、ヒドロキシアパタイトなどが挙げられる。これらの中でも、特に、イオン交換容量が大きく、重金属に対して選択性が高いチタノシリケートおよびアルミノシリケートが好ましい。チタノシリケートを使用する場合、非晶質チタノシリケートがより好ましい。さらに、銀などの抗菌性物質を担持するイオン交換体(例えば、銀担持ゼオライトなど)を用いると、抗菌性が付与される。
Examples of the ion exchanger that can be included in the
多孔質体3に含まれる活性炭および樹脂の割合は、特に限定されない。活性炭の質量を100質量部とした場合、樹脂は、好ましくは5質量部〜50質量部、より好ましくは6質量部〜20質量部の割合で含有される。イオン交換体を用いる場合、活性炭とイオン交換体とは、好ましくは100:1〜100:50、より好ましくは100:2〜100:10の質量比で含有される。
The ratio of the activated carbon and resin contained in the
筒体4は、処理された水に多孔質体3の破片などの固形分が含まれないようにするために設けられている。この筒体4は、多孔質体3の破片などの固形分を通さず、水のみを通す素材であれば、特に限定されない。このような素材としては、例えば、不織布、プラスチック多孔質成形体、セラミック成形体などが挙げられる。
The
上面キャップ5および下面キャップ6は、合成樹脂などでなる成形体であり、図1に示すように、メルトブロー不織布2、多孔質体3、および筒体4を固定するために用いられる。上面キャップ5および下面キャップ6は、メルトブロー不織布2、多孔質体3、および筒体4の上面および下面に固定されており、好ましくは接着固定されている。下面キャップ6には、筒体4の中心孔7の口径の大きさに合わせて、孔が形成されている。この孔から、処理された水が取水される。
The
本発明の水処理用フィルター1は、トリハロメタンと濁度成分とを含む水を通過させたときに、該トリハロメタンが80%以上除去された積算通水量が、好ましくは8000L以上、より好ましくは10000L以上であり、かつ水の流速が初期の流速の50%となった時点における積算通水量が、好ましくは6500L以上、より好ましくは8000L以上である。
In the
図1に示す水処理用フィルター1は、メルトブロー不織布2および多孔質体3が横方向に積層された構造を有している(すなわち、アウトインフロー型である)が、本発明の水処理用フィルターは、メルトブロー不織布2および多孔質体3が縦方向に積層された構造を有していても(すなわち、ダウンフロー型であっても)よい。
The
本発明の水処理用フィルターにおいては、メルトブロー不織布2の外表面に、さらに、不織布8が積層されていてもよい。この積層される不織布8は、特に限定されず、任意の不織布が用いられる。
In the water treatment filter of the present invention, a
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
メルトブロー不織布2a、多孔質体3a、筒体4a、上面キャップ5a、および下面キャップ6aを用いて、水処理用フィルター1aを作製した。
Example 1
A water treatment filter 1a was produced using the melt blown nonwoven fabric 2a, the porous body 3a, the cylindrical body 4a, the upper surface cap 5a, and the lower surface cap 6a.
メルトブロー不織布2aは、表面がコロナ放電処理され、エレクトレット化されたポリプロピレン製のメルトブロー不織布を用いた(繊維直径1.5μm、目付け100g/m2、および厚み0.8mm)。このメルトブロー不織布2aは、オリフィスの間隔0.2mm、オリフィス1孔あたりのポリプロピレンの吐出速度2g/分/オリフィス、オリフィス列の1cmあたりの加熱ガス流量0.15Nm3/分の条件で製造され、JIS K 0901の方法に準じて、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を、1.5m/分の風速で通過させた場合に、92%のポリスチレン粒子捕集効率を有していた。 The melt-blown nonwoven fabric 2a was a polypropylene melt-blown nonwoven fabric whose surface was corona discharge treated and electretized (fiber diameter 1.5 μm, basis weight 100 g / m 2 , and thickness 0.8 mm). This melt blown non-woven fabric 2a was manufactured under the conditions of 0.2 mm orifice spacing, polypropylene discharge rate of 2 g / min / orifice per orifice, and a heating gas flow rate of 0.15 Nm 3 / min per 1 cm of the orifice row. According to the method of K 0901, when polystyrene particles having a particle size of 0.3 μm were passed at a wind speed of 1.5 m / min, they had a polystyrene particle collection efficiency of 92%.
多孔質体3aは、次のように調製した。メルトインデックスが20g/10分の微粉末ポリエチレン0.9kgおよび粒状活性炭9.1kgを、ヘンシェルミキサーに投入して、均一に撹拌し混合した。微粉末ポリエチレンとしては、フローセンUF−20(住友精化株式会社製)を使用した。粒状活性炭としては、クラレコールYP−100とクラレコールGW60/150(いずれもクラレケミカル株式会社製)との4:1の質量比の混合物を使用した(粒子径50μm〜250μm)。 The porous body 3a was prepared as follows. 0.9 kg of finely powdered polyethylene having a melt index of 20 g / 10 min and 9.1 kg of granular activated carbon were put into a Henschel mixer, and stirred and mixed uniformly. As fine powder polyethylene, Frocene UF-20 (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) was used. As the granular activated carbon, a 4: 1 mass ratio mixture of Kuraray Coal YP-100 and Kuraray Coal GW 60/150 (both manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd.) was used (particle diameter 50 μm to 250 μm).
次いで、図2に示すような有底円筒形状の外筒11と、該外筒と同心状に中空の筒体でなる内筒12とを有するアルミ製の金型であって、肉厚の円筒形状の成形体を形成し得る金型10を準備し、これに微粉末ポリエチレンと粒状活性炭との混合物320gを均一に充填した。この金型の外筒11の内径(d1)は68mm、内筒12の外径(d2)は22mm、および外筒11の深さ(d3)は125mmであった。充填後、7kgf/cm2の加圧下、118℃で150分間加熱融着し、10分程度放冷して、上面から底面に貫通する中心孔7aを有する円筒形状の多孔質体3a(外径68mm、中心孔の口径22mm、および高さ125mm)を得た。
Next, an aluminum mold having a bottomed cylindrical
多孔質体3aの中心孔7aを形成する壁面に、不織布でなる筒体4aを接着し、多孔質体3aの外側面にメルトブロー不織布2aを接着した。次いで、筒体4a、多孔質体3a、およびメルトブロー不織布2aを固定するように、上面キャップ5aおよび下面キャップ6aを接着し、水処理用フィルター1aを得た。 A tubular body 4a made of a nonwoven fabric was bonded to the wall surface forming the central hole 7a of the porous body 3a, and a melt blown nonwoven fabric 2a was bonded to the outer surface of the porous body 3a. Next, the upper surface cap 5a and the lower surface cap 6a were adhered so as to fix the cylindrical body 4a, the porous body 3a, and the melt blown nonwoven fabric 2a, thereby obtaining a water treatment filter 1a.
得られた水処理用フィルター1aについて、以下の方法により濁度成分除去性能およびトリハロメタン除去性能を評価した。これらの方法は、各々、JIS S 3201(家庭用浄水器試験方法)の濁度成分除去性能試験(6.2.2)および揮発性有機化合物除去性能試験(6.2.3)に準じた方法である。 About the obtained filter 1a for water treatment, the turbidity component removal performance and the trihalomethane removal performance were evaluated by the following methods. These methods were respectively in accordance with turbidity component removal performance test (6.2.2) and volatile organic compound removal performance test (6.2.3) of JIS S 3201 (house water purifier test method). Is the method.
(濁度成分除去性能試験)
原水(水道水)に、カオリンを2ppmの濃度となるように添加した試験水を調製した。この試験水を、0.1MPaの圧力条件下で、水処理用フィルター1aの外側から内側に向かって(すなわち、試験水が、メルトブロー不織布2aおよび多孔質体3aを順次通過するように)、4.6L/分の初期流量で流した。初期流量の50%の通水量になった時点での積算通水量を、濁度成分除去性能として評価した。
(Turbidity component removal performance test)
Test water was prepared by adding kaolin to raw water (tap water) to a concentration of 2 ppm. The test water is passed from the outside to the inside of the water treatment filter 1a under a pressure condition of 0.1 MPa (that is, the test water passes through the melt blown nonwoven fabric 2a and the porous body 3a in sequence), 4 . Flowed at an initial flow rate of 6 L / min. The integrated water flow when the water flow reached 50% of the initial flow rate was evaluated as turbidity component removal performance.
(トリハロメタン除去性能試験)
トリハロメタンの濃度が100ppbの試験水を、0.1MPaの圧力条件下で、水処理用フィルター1aの外側から内側に向かって、4L/分の流量で流した。トリハロメタンの除去率が80%未満になった時点での積算通水量を、トリハロメタン除去性能として評価した。
(Trihalomethane removal performance test)
Test water having a trihalomethane concentration of 100 ppb was allowed to flow at a flow rate of 4 L / min from the outside to the inside of the water treatment filter 1a under a pressure condition of 0.1 MPa. The integrated water flow rate when the trihalomethane removal rate was less than 80% was evaluated as the trihalomethane removal performance.
濁度成分除去性能試験およびトリハロメタン除去性能試験の結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of the turbidity component removal performance test and the trihalomethane removal performance test.
(実施例2)
実施例1で用いたメルトブロー不織布2aの代わりに、メルトブロー不織布2bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして水処理用フィルター1bを作製した。メルトブロー不織布2bは、表面がコロナ放電処理され、エレクトレット化されたポリプロピレン製のメルトブロー不織布を用いた(繊維直径1.5μm、目付け100g/m2、および厚み0.8mm)。このメルトブロー不織布2bは、オリフィスの間隔0.2mm、オリフィス1孔あたりのポリプロピレンの吐出速度0.5g/分/オリフィス、オリフィス列の1cmあたりの加熱ガス流量0.2Nm3/分の条件で製造され、JIS K 0901の方法に準じて、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を、3m/分の風速で通過させた場合に、98%のポリスチレン粒子捕集効率を有していた。
(Example 2)
A water treatment filter 1b was produced in the same manner as in Example 1 except that the melt blown nonwoven fabric 2b was used instead of the melt blown nonwoven fabric 2a used in Example 1. As the melt blown nonwoven fabric 2b, a polypropylene melt blown nonwoven fabric whose surface was corona discharge treated and electretized was used (fiber diameter 1.5 μm, basis weight 100 g / m 2 , and thickness 0.8 mm). This melt blown nonwoven fabric 2b is manufactured under conditions of an orifice interval of 0.2 mm, a polypropylene discharge speed of 0.5 g / min / orifice per orifice hole, and a heating gas flow rate of 0.2 Nm 3 / min per cm of the orifice row. According to the method of JIS K 0901, when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm were passed at a wind speed of 3 m / min, they had a 98% polystyrene particle collection efficiency.
得られた水処理用フィルター1bを用いて、実施例1と同様の手順で、濁度成分除去性能試験およびトリハロメタン除去性能試験を行った。結果を表1に示す。 Using the obtained water treatment filter 1b, a turbidity component removal performance test and a trihalomethane removal performance test were performed in the same procedure as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例3)
実施例1で用いたメルトブロー不織布2aの代わりに、メルトブロー不織布2cを用いたこと以外は、実施例1と同様にして水処理用フィルター1cを作製した。メルトブロー不織布2cは、珪藻土を接着加工したエレクトレット化されていないポリプロピレン製のメルトブロー不織布を用いた(繊維直径1.5μm、目付け100g/m2、および厚み0.8mm)。このメルトブロー不織布2cは、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を、3m/分の風速で通過させた場合に、98%のポリスチレン粒子捕集効率を有していた。
(Example 3)
A water treatment filter 1c was produced in the same manner as in Example 1 except that the melt blown nonwoven fabric 2c was used instead of the melt blown nonwoven fabric 2a used in Example 1. As the melt blown nonwoven fabric 2c, a non-electret polypropylene melt blown nonwoven fabric bonded with diatomaceous earth was used (fiber diameter 1.5 μm, basis weight 100 g / m 2 , and thickness 0.8 mm). This melt blown nonwoven fabric 2c had a polystyrene particle collection efficiency of 98% when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm were passed at a wind speed of 3 m / min.
得られた水処理用フィルター1cを用いて、実施例1と同様の手順で、濁度成分除去性能試験およびトリハロメタン除去性能試験を行った。結果を表1に示す。 Using the obtained water treatment filter 1c, a turbidity component removal performance test and a trihalomethane removal performance test were performed in the same procedure as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例1)
実施例1において、メルトブロー不織布2aを使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして水処理用フィルターを作製した。得られた水処理用フィルターを用いて、実施例1と同様の手順で、濁度成分除去性能試験およびトリハロメタン除去性能試験を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A filter for water treatment was prepared in the same manner as in Example 1 except that the melt-blown nonwoven fabric 2a was not used in Example 1. Using the obtained water treatment filter, a turbidity component removal performance test and a trihalomethane removal performance test were performed in the same procedure as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例2)
実施例1で用いたメルトブロー不織布2aの代わりに、コロナ放電処理を施さなかったポリプロピレン製のメルトブロー不織布(繊維直径1.5μm、目付け100g/m2、および厚み0.8mm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして水処理用フィルターを作製した。このメルトブロー不織布は、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を1.5m/分の風速で通過させた場合に、15%のポリスチレン粒子捕集効率を有していた。
(Comparative Example 2)
Instead of the melt blown nonwoven fabric 2a used in Example 1, a polypropylene melt blown nonwoven fabric (fiber diameter 1.5 μm, basis weight 100 g / m 2 , and thickness 0.8 mm) that was not subjected to corona discharge treatment was used. A water treatment filter was prepared in the same manner as in Example 1. This meltblown nonwoven fabric had a polystyrene particle collection efficiency of 15% when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm were passed at a wind speed of 1.5 m / min.
得られた水処理用フィルターを用いて、実施例1と同様の手順で、濁度成分除去性能試験およびトリハロメタン除去性能試験を行った。結果を表1に示す。 Using the obtained water treatment filter, a turbidity component removal performance test and a trihalomethane removal performance test were performed in the same procedure as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例3)
実施例1で用いたメルトブロー不織布2aの代わりに、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を1.5m/分の風速で通過させた場合に、85%のポリスチレン粒子捕集効率を有するように、コロナ放電処理を施したポリプロピレン製のメルトブロー不織布(繊維直径1.5μm、目付け100g/m2、および厚み0.8mm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして水処理用フィルターを作製した。
(Comparative Example 3)
Instead of the melt blown nonwoven fabric 2a used in Example 1, when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm are passed at a wind speed of 1.5 m / min, the polystyrene particle collection efficiency is 85%. A water treatment filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene subjected to corona discharge treatment (fiber diameter 1.5 μm, basis weight 100 g / m 2 , and thickness 0.8 mm) was used. Produced.
表1に示すように、本発明の水処理用フィルター(実施例1〜3)は、優れた濁度成分除去性能およびトリハロメタン除去性能を有することがわかる。これは、本発明の水処理用フィルターに用いられるポリスチレン粒子捕集効率の高いメルトブロー不織布が、濁度成分(カオリン粒子)を捕捉し、多孔質体がトリハロメタンを有効に除去することによる。したがって、優れた濁度成分除去性能およびトリハロメタン除去性能を有する水処理用フィルターが得られることがわかる。 As shown in Table 1, it can be seen that the water treatment filter of the present invention (Examples 1 to 3) has excellent turbidity component removal performance and trihalomethane removal performance. This is because the melt blown nonwoven fabric with high polystyrene particle collection efficiency used in the filter for water treatment of the present invention captures turbidity components (kaolin particles) and the porous body effectively removes trihalomethane. Therefore, it can be seen that a water treatment filter having excellent turbidity component removal performance and trihalomethane removal performance can be obtained.
さらに、実施例2および実施例3を比較すると明らかなように、エレクトレット化されたメルトブロー不織布を使用すると、水中の微細な固形分が吸着されやすくなる。したがって、多孔質体がより目詰まりしにくくなるので、より優れた濁度成分除去性能を有する水処理用フィルターが得られる。 Furthermore, as is clear from comparison between Example 2 and Example 3, when an electret meltblown nonwoven fabric is used, fine solids in water are easily adsorbed. Therefore, since the porous body is less likely to be clogged, a water treatment filter having better turbidity component removal performance can be obtained.
メルトブロー不織布を用いていない水処理用フィルター(比較例1)は、優れたトリハロメタン除去性能を有する。しかし、濁度成分を捕捉するメルトブロー不織布を用いていないため、多孔質体は、すぐに目詰まりが生じる。したがって、メルトブロー不織布を用いていない水処理用フィルターは、濁度成分除去性能が悪い。 The filter for water treatment (Comparative Example 1) that does not use a melt blown nonwoven fabric has excellent trihalomethane removal performance. However, since the melt-blown nonwoven fabric that captures the turbidity component is not used, the porous body is immediately clogged. Therefore, a water treatment filter that does not use a meltblown nonwoven fabric has poor turbidity component removal performance.
ポリスチレン粒子捕集効率が90%以下(0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を、1.5m/分の風速で通過させた場合)のメルトブロー不織布を用いた水処理用フィルター(比較例2および3)は、優れたトリハロメタン除去性能を有する。しかし、メルトブロー不織布のポリスチレン粒子捕集効率が低く、十分に濁度成分を捕捉できないため、多孔質体は目詰まりが生じやすくなる。したがって、メルトブロー不織布を用いていない水処理用フィルターは、濁度成分除去性能が悪い。 A filter for water treatment using a melt blown nonwoven fabric having a polystyrene particle collection efficiency of 90% or less (when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm are passed at a wind speed of 1.5 m / min) (Comparative Example 2 and 3) has excellent trihalomethane removal performance. However, since the polystyrene particle collection efficiency of the melt blown nonwoven fabric is low and the turbidity component cannot be sufficiently captured, the porous body is likely to be clogged. Therefore, a water treatment filter that does not use a meltblown nonwoven fabric has poor turbidity component removal performance.
本発明によれば、汚染物質および濁度成分の除去性能に優れ、かつ濁度成分による目詰まりが生じにくい水処理用フィルターを提供し得る。本発明の水処理用フィルターは、例えば、浄水器に充填され、水道の蛇口などに接続されて使用される。本発明の水処理用フィルターは、水処理用フィルターの交換期間を長くすることができるので有用である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the filter for water treatment which is excellent in the removal performance of a pollutant and a turbidity component, and cannot be easily clogged with a turbidity component can be provided. The water treatment filter of the present invention is used, for example, by being filled in a water purifier and connected to a water tap or the like. The water treatment filter of the present invention is useful because the replacement period of the water treatment filter can be extended.
1 水処理用フィルター
2 メルトブロー不織布
3 多孔質体
4 筒体
5 上面キャップ
6 下面キャップ
7 中心孔
8 不織布
10 金型
11 外筒
12 内筒
DESCRIPTION OF
Claims (5)
処理される水が、該メルトブロー不織布を通過した後、該多孔質体を通過するように、該メルトブロー不織布と該多孔質体とが積層されており、
該メルトブロー不織布が、該メルトブロー不織布に、0.3μmの粒子径を有するポリスチレン粒子を3m/分の風速で通過させた場合に、98%以上のポリスチレン粒子捕集効率を有し、
該メルトブロー不織布が、コロナ放電、グロー放電、またはアーク放電によってエレクトレット化され、
該メルトブロー不織布の厚みが0.5mm〜3.0mmであり、そして
該多孔質体が、粒子径50μm〜250μmの粒状活性炭および熱可塑性樹脂を含む混合物を加熱融着することにより得られる、
水道水処理用フィルター。 A tap water treatment filter having a laminated structure of a melt blown nonwoven fabric and a porous body,
The melt-blown nonwoven fabric and the porous body are laminated so that the water to be treated passes through the porous body after passing through the melt-blown nonwoven fabric,
The meltblown nonwoven fabric has a polystyrene particle collection efficiency of 98% or more when polystyrene particles having a particle diameter of 0.3 μm are passed through the meltblown nonwoven fabric at a wind speed of 3 m / min,
The meltblown nonwoven is electretized by corona discharge, glow discharge, or arc discharge,
The melt blown nonwoven fabric has a thickness of 0.5 mm to 3.0 mm, and the porous body is obtained by heat-sealing a mixture containing granular activated carbon having a particle diameter of 50 μm to 250 μm and a thermoplastic resin.
Filter for tap water treatment.
JIS S 3201の濁度成分除去性能試験(6.2.2)および揮発性有機化合物除去性能試験(6.2.3)により、水道水にトリハロメタンが100ppbになるように添加された試験水を、0.1MPaの圧力条件下で、該水処理用フィルターの外側から内側に向かって、4L/分の流量で流したときに、該トリハロメタンの除去率が80%未満になった時点での積算通水量が8000L以上であり、かつ水道水にカオリンが2ppmになるように添加された試験水を、0.1MPaの圧力条件下で、該水道水処理用フィルターの外側から内側に向かって、4.6L/分の初期流量で流したとき、初期流量の50%の通水量となった時点における積算通水量が7500L以上である、水道水処理用フィルター。 The tap water treatment filter according to claim 4 having an outer shape of 68 mm, a center hole diameter of 22 mm, and a height of 125 mm,
According to the turbidity component removal performance test (6.2.2) and the volatile organic compound removal performance test (6.2.3) of JIS S 3201, the test water added so that trihalomethane becomes 100 ppb was added to tap water. When the flow rate is 4 L / min from the outside to the inside of the water treatment filter under a pressure condition of 0.1 MPa, the integration at the time when the removal rate of the trihalomethane becomes less than 80% Test water having a water flow rate of 8000 L or more and added to tap water so that kaolin is 2 ppm is passed from the outside to the inside of the tap water treatment filter under a pressure condition of 0.1 MPa. A tap water treatment filter having an accumulated water flow of 7500 L or more when the water flow reaches 50% of the initial flow rate when flowing at an initial flow rate of 6 L / min.
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