JP5933771B2 - Activated carbon sheet for water purification and water purification filter - Google Patents

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Description

本発明は、圧力損失が小さく、目詰まりがしにくい上に単位体積当たりの浄水性能にも優れる浄水フィルター及びそれを構成する浄水用活性炭シートに関するものである。   The present invention relates to a water purification filter that has a small pressure loss, is not easily clogged, and is excellent in water purification performance per unit volume, and an activated carbon sheet for water purification that constitutes the water purification filter.

飲料用に供される水道水などについては、殺菌を目的に塩素が添加され、残留塩素を一定濃度以上含有することが、健康・公衆衛生の観点から、水道法に規定されている。
しかし、殺菌を目的として添加される塩素は、殺菌作用の他に、無機物に対する酸化作用や有機物に対する酸化分解作用も有しており、天然有機物の一種であるフミン質などが酸化分解されると、発ガン性物質であるトリハロメタンを生成することが知られている。
そこで、従来、水道水に含まれるトリハロメタンに代表される有機ハロゲン系化合物を除去するために、吸着作用を有する活性炭を用いて、水道水の浄化処理が行われてきた。
From the viewpoint of health and public health, the water supply law stipulates that tap water used for beverages is added with chlorine for the purpose of sterilization and contains a certain concentration or more of residual chlorine.
However, chlorine added for the purpose of sterilization has an oxidative action on inorganic substances and an oxidative decomposition action on organic substances in addition to the sterilizing action. When humic substances that are a kind of natural organic substances are oxidatively decomposed, It is known to produce trihalomethane, a carcinogen.
Therefore, in order to remove organic halogen compounds typified by trihalomethane contained in tap water, tap water purification treatment has been performed using activated carbon having an adsorption action.

従来、水処理用活性炭として、活性炭の単位容量当りの除去対象物吸着量を高めるために、ヨウ素吸着性能やメチレンブルー吸着性能などに優れる、高表面積の活性炭が使用されてきた。
例えば、特許文献1には、比表面積が1300m/g以上で、細孔半径9〜16Åの細孔の占める累積細孔容積が0.25cc/g以上であり、かつ細孔半径9〜16Åの細孔の占める累積細孔容積が細孔半径100Å以下の細孔の占める累積細孔容積の50%以上の繊維状活性炭からなる浄水器用充填材が開示されている。
また、特許文献2には、比表面積が800m/g以上で、細孔半径9Å以下の細孔の占める累積細孔容積が0.20cc/g以上であり、かつ細孔半径9Å以下の細孔の占める累積細孔容積が細孔半径100Å以下の細孔の占める累積細孔容積の50%以上の繊維状活性炭からなる浄水器用充填材が開示されている。
しかしながら、どちらの場合も有機ハロゲン系化合物の除去能力は低いものであり、満足できるものではなかった。
Conventionally, as activated carbon for water treatment, activated carbon having a high surface area that is excellent in iodine adsorption performance, methylene blue adsorption performance, and the like has been used in order to increase the amount of the object to be removed per unit volume of activated carbon.
For example, Patent Document 1 discloses that the specific surface area is 1300 m 2 / g or more, the cumulative pore volume occupied by pores having a pore radius of 9 to 16 Å is 0.25 cc / g or more, and the pore radius is 9 to 16 Å. There is disclosed a water purifier filler comprising fibrous activated carbon having a cumulative pore volume occupied by pores of 50% or more of a cumulative pore volume occupied by pores having a pore radius of 100 mm or less.
Patent Document 2 discloses that the cumulative surface volume occupied by pores having a specific surface area of 800 m 2 / g or more and a pore radius of 9 mm or less is 0.20 cc / g or more and a pore radius of 9 mm or less. There is disclosed a water purifier filler comprising fibrous activated carbon having a cumulative pore volume occupied by pores of 50% or more of a cumulative pore volume occupied by pores having a pore radius of 100 mm or less.
However, in both cases, the ability to remove the organic halogen compounds is low, which is not satisfactory.

また、トリハロメタンの除去に関して、従来、粒状、粉末状、繊維状の活性炭又はイオン交換体を繊維状バインダーもしくは粉末状バインダーによって湿式成型法(スラリー吸引法)又は圧縮成型法によって成型された浄水フィルターがよく知られている。   In addition, with regard to the removal of trihalomethane, conventionally, there has been a water purification filter in which granular, powdered, fibrous activated carbon or ion exchangers are molded by a wet molding method (slurry suction method) or a compression molding method with a fibrous binder or a powdery binder. well known.

例えば、特許文献3には、粒径150μm〜5mmの粒状活性炭100重量部に対して、補強繊維及び繊維状バインダーとからなる繊維10〜100重量部を含む一体成形の中空筒状の成形吸着体であって、繊維状バインダーの割合が、粒状活性炭100重量部に対して、2〜10重量部である成形吸着体が開示されている。
また、特許文献4には、比表面積が1000〜1800m/gの繊維状活性炭100重量部と、中心粒子径が10〜70ミクロンでベンゼン吸着能が25〜40重量%の粉末状椰子がら又はフェノール樹脂系活性炭10〜300重量部と、繊維状バインダー3〜30重量部とからなる混合物をスラリー吸引法により一体成型せしめてなる活性炭成型体をカートリッジとして充填した浄水器が開示されている。しかし、スラリー吸引法により成型されているためフィルターの圧力損失を小さく抑えながらフィルターの成型密度を高めることは困難であり、目詰まりしやすいという問題があった。
For example, Patent Document 3 discloses an integrally formed hollow cylindrical shaped adsorbent including 10 to 100 parts by weight of fibers composed of reinforcing fibers and a fibrous binder with respect to 100 parts by weight of granular activated carbon having a particle diameter of 150 μm to 5 mm. And the shaping | molding adsorption body whose ratio of a fibrous binder is 2-10 weight part with respect to 100 weight part of granular activated carbon is disclosed.
In Patent Document 4, 100 parts by weight of fibrous activated carbon having a specific surface area of 1000 to 1800 m 2 / g and a powdery insulator having a center particle diameter of 10 to 70 microns and a benzene adsorption capacity of 25 to 40% by weight A water purifier is disclosed in which an activated carbon molded body obtained by integrally molding a mixture of 10 to 300 parts by weight of a phenol resin-based activated carbon and 3 to 30 parts by weight of a fibrous binder by a slurry suction method is filled as a cartridge. However, since it is molded by the slurry suction method, it is difficult to increase the molding density of the filter while suppressing the pressure loss of the filter, and there is a problem that clogging easily occurs.

また、特許文献5には、粉末状、粒状、繊維状から選ばれた少なくとも1種の吸着物質の表面にプラスチック及び微粒子粉末が付着した複合吸着材が開示され、また、特許文献6には、粒状又は粉末状活性炭と熱可塑性高分子バインダーからなり、見かけ密度0.65g/cc以下で、かつ体積抵抗率が300Ω・cm以下である活性炭成型体が開示され、さらに特許文献7には、粒径の異なる少なくとも2種類の活性炭と短繊維を高分子量多孔質ポリマーからなる結合材で固化した水処理用フィルターが開示されている。しかしながら、特許文献5の技術では微粉の部分を篩い分けする必要があり、また、特許文献5〜7の技術はいずれも加圧成型法により得られるため浄水性能には優れるものの、目詰まりに関してはまだ十分満足しているとは言えないものであった。   Patent Document 5 discloses a composite adsorbent in which plastic and fine particle powder are attached to the surface of at least one kind of adsorbent selected from powder, granule, and fiber, and Patent Document 6 includes An activated carbon molded body composed of granular or powdered activated carbon and a thermoplastic polymer binder, having an apparent density of 0.65 g / cc or less and a volume resistivity of 300 Ω · cm or less is disclosed. A water treatment filter is disclosed in which at least two types of activated carbons and short fibers having different diameters are solidified with a binder composed of a high molecular weight porous polymer. However, in the technique of Patent Document 5, it is necessary to screen the fine powder part, and since all of the techniques of Patent Documents 5 to 7 are obtained by the pressure molding method, the water purification performance is excellent. It was still not satisfactory enough.

さらに、特許文献8には、円筒体の内周層と外周層がそれぞれ不織布からなり、内周層と外周層の間の層が活性炭素繊維と熱溶融性繊維からなる混抄紙によって構成され、円筒体の両端部を熱可塑性樹脂によって固着するようにした浄水用フィルターが開示され、特許文献9には、繊維状活性炭と熱融着性の複合繊維とを乾式抄紙法で混抄し、複合繊維を融着させて得られた繊維状活性炭シートを積層した濾材を使用した浄水器が開示されている。これらの技術は、圧力損失が低く、目詰まりしにくいものの、浄水性能に関しては十分満足しているとは言えず、更なる高性能化が要望されていた。また、高価な繊維状活性炭が多く使用されているため、とりわけ低SVでのコストパフォーマンスが悪いという問題があった。   Furthermore, in Patent Document 8, the inner peripheral layer and the outer peripheral layer of the cylindrical body are each made of a nonwoven fabric, and the layer between the inner peripheral layer and the outer peripheral layer is constituted by a mixed paper made of activated carbon fibers and heat-meltable fibers, A filter for water purification in which both ends of a cylindrical body are fixed by a thermoplastic resin is disclosed, and Patent Document 9 discloses a composite fiber obtained by mixing fibrous activated carbon and a heat-fusible composite fiber by a dry papermaking method. There is disclosed a water purifier using a filter medium in which fibrous activated carbon sheets obtained by fusing are bonded. Although these techniques have low pressure loss and are not easily clogged, they cannot be said to be sufficiently satisfactory with respect to water purification performance, and further enhancement of performance has been demanded. Further, since many expensive fibrous activated carbons are used, there is a problem that the cost performance is particularly low at a low SV.

特開平6−99064号公報JP-A-6-99064 特開平6−99065号公報JP-A-6-99065 特許第3537149号公報Japanese Patent No. 3537149 特許第4064309号公報Japanese Patent No. 4064309 国際公開第2006/082898号International Publication No. 2006/082898 特開2006−182582号公報JP 2006-182582 A 特開2002−355515号公報JP 2002-355515 A 特許第3143860号公報Japanese Patent No. 3143860 特開2008−149267号公報JP 2008-149267 A

本発明は上記の問題点を解決し、圧力損失が小さく、目詰まりがしにくい上にフィルター体積当たりの浄水性能にも優れる浄水フィルターおよびそれを構成する浄水用活性炭シートを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a water purification filter having a small pressure loss, being not easily clogged, and excellent in water purification performance per filter volume, and a water purification activated carbon sheet constituting the water purification filter.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、粉末状活性炭、繊維状活性炭、熱融着性繊維、およびパルプの混合物からなる、湿式抄紙法により得られる浄水用活性炭シートを用い、このシートを成型して得られる浄水フィルターが、浄水性能に優れ、かつ圧力損失が小さいことを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
(1)粉末状活性炭(A)50〜80質量%と、繊維状活性炭(B)2〜30質量%と、繊維径が10〜25μmである熱融着性繊維(C)5〜15質量%と、繊維径が5〜30μmであるセルロース系またはアクリル系のパルプ(D)5〜15質量%とを含有し、これらの合計が100質量%である混合物からなる湿式抄紙シートであり、前記粉末状活性炭(A)のメジアン径が30〜120μmであり、前記シートの坪量が80〜170g/mであり、かつシート2枚を熱接着した積層シートの剥離強度が10g/20mm以上であることを特徴とする浄水用活性炭シート。
(2)シートの比表面積が550m/g以上であることを特徴とする(1)記載の浄水用活性炭シート。
(3)混合物が、さらに弱酸型ポリアクリレート系イオン交換繊維(E)3〜20質量%を含有し、合計が100質量%であることを特徴とする(1)または(2)記載の浄水用活性炭シート。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の活性炭シートを成型してなり、見かけ密度が0.35〜0.55g/cmであることを特徴とする浄水フィルター。
(5)空間速度(SV)500/hにおける総トリハロメタン除去性能が15L/cm以上であり、かつ圧力損失が0.10MPa以下であることを特徴とする(4)記載の浄水フィルター。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors used an activated carbon sheet for water purification obtained by a wet papermaking method, comprising a mixture of powdered activated carbon, fibrous activated carbon, heat-fusible fiber, and pulp. The water purification filter obtained by molding this sheet has been found to have excellent water purification performance and low pressure loss, and has reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) Powdered activated carbon (A) 50 to 80% by mass, fibrous activated carbon (B) 2 to 30% by mass, and heat-fusible fiber (C) 5 to 15% by mass with a fiber diameter of 10 to 25 μm And a wet papermaking sheet comprising a mixture of cellulose or acrylic pulp (D) having a fiber diameter of 5 to 30 μm and a total of 100% by mass of these, and said powder The activated carbon (A) has a median diameter of 30 to 120 μm, a basis weight of the sheet of 80 to 170 g / m 2 , and a peel strength of a laminated sheet obtained by thermally bonding two sheets is 10 g / 20 mm or more. An activated carbon sheet for water purification.
(2) The activated carbon sheet for water purification according to (1), wherein the specific surface area of the sheet is 550 m 2 / g or more.
(3) The mixture further contains 3 to 20% by mass of weak acid type polyacrylate ion exchange fiber (E), and the total is 100% by mass, for water purification according to (1) or (2) Activated carbon sheet.
(4) A water purification filter formed by molding the activated carbon sheet according to any one of (1) to (3) above, and having an apparent density of 0.35 to 0.55 g / cm 3 .
(5) The water purification filter according to (4), wherein the total trihalomethane removal performance at a space velocity (SV) of 500 / h is 15 L / cm 3 or more and the pressure loss is 0.10 MPa or less.

本発明の浄水用活性炭シートおよび浄水フィルターは、浄水器に求められている遊離塩素除去性能に加え、総トリハロメタンに代表される有機ハロゲン系化合物や溶解性鉛などの重金属に対する除去性能にも優れ、かつ、圧力損失が小さく、目詰まりもしにくいため、高寿命化が可能となり、コストパフォーマンスにも優れる。   The activated carbon sheet for water purification and the water purification filter of the present invention are excellent in removal performance for heavy metals such as organic halogen compounds represented by total trihalomethane and soluble lead, in addition to the free chlorine removal performance required for water purifiers, In addition, since the pressure loss is small and clogging is difficult, the service life can be extended and the cost performance is excellent.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の浄水用活性炭シートは、粉末状活性炭(A)40〜80質量%と、繊維状活性炭(B)2〜30質量%と、熱融着性繊維(C)5〜15質量%と、パルプ(D)5〜15質量%とを含有し、これらの合計が100質量%である混合物からなる湿式抄紙シートである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The activated carbon sheet for water purification of the present invention is powdered activated carbon (A) 40-80% by mass, fibrous activated carbon (B) 2-30% by mass, heat-fusible fiber (C) 5-15% by mass, It is a wet papermaking sheet comprising a mixture of 5 to 15% by mass of pulp (D) and the total of which is 100% by mass.

本発明の浄水用活性炭シートに用いられる粉末状活性炭(A)としては、シートにした際の比表面積が550m/g以上となるものが好ましく、また総トリハロメタン除去性能が低下しないものであれば特に限定されるものではなく、市販の椰子がら系、石炭系、フェノール樹脂系活性炭を使用することができる。 The powdered activated carbon (A) used in the activated carbon sheet for water purification of the present invention is preferably one having a specific surface area of 550 m 2 / g or more when formed into a sheet, as long as the total trihalomethane removal performance does not decrease. It does not specifically limit, Commercially available eggplant type | system | group, coal type | system | group, a phenol resin type activated carbon can be used.

粉末状活性炭(A)のメジアン径は30〜120μmであることが必要であり、50〜100μmであることが好ましい。粉末状活性炭(A)のメジアン径が30μm未満であると、湿式抄紙法によりシートを得る際に粉末状活性炭の大半がシートに残らず、材料歩留りが著しく低下し、良好なシートが得られないだけでなく、たとえフィルター化できても目詰まりしやすくなる可能性があるため好ましくない。一方、メジアン径が120μmを超えると、接触効率が低下するため、浄水性能が低下する恐れがあるだけでなく、シート加工やフィルター加工の際に活性炭の脱落などの不具合が生じる可能性があるため好ましくない。粉末状活性炭(A)のメジアン径を測定する方法としては、レーザー回折式粒度分布測定装置などが挙げられる。   The median diameter of the powdered activated carbon (A) is required to be 30 to 120 μm, and preferably 50 to 100 μm. When the median diameter of the powdered activated carbon (A) is less than 30 μm, most of the powdered activated carbon does not remain on the sheet when a sheet is obtained by the wet papermaking method, the material yield is significantly reduced, and a good sheet cannot be obtained. Not only that, even if it can be filtered, clogging is likely to occur. On the other hand, if the median diameter exceeds 120 μm, the contact efficiency is lowered, so not only the water purification performance may be lowered, but also problems such as falling off of activated carbon may occur during sheet processing or filter processing. It is not preferable. Examples of a method for measuring the median diameter of the powdered activated carbon (A) include a laser diffraction particle size distribution measuring device.

粉末状活性炭(A)混率は40〜80質量%であることが必要であり、50〜70質量%であることが好ましい。粉末状活性炭(A)混率が40質量%未満の場合、浄水性能を維持するために相対的に高価な繊維状活性炭(B)の比率を上げる必要があり、原料コストが上昇するため好ましくない。一方、粉末状活性炭(A)混率が80質量%を超える場合、シート自体の強度が低下し、シート加工およびフィルター化することが困難となるだけでなく、炭塵漏れや目詰まりの原因となるため好ましくない。   The powdered activated carbon (A) mixing ratio needs to be 40 to 80% by mass, and preferably 50 to 70% by mass. When the mixing ratio of the powdered activated carbon (A) is less than 40% by mass, it is necessary to increase the ratio of the relatively expensive fibrous activated carbon (B) in order to maintain the water purification performance, which is not preferable because the raw material cost increases. On the other hand, when the mixing ratio of powdered activated carbon (A) exceeds 80% by mass, the strength of the sheet itself is lowered, and it becomes difficult not only to process and filter the sheet, but also to cause coal dust leakage and clogging. Therefore, it is not preferable.

粉末状活性炭(A)は、安価な粒状活性炭を、ゼゴミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を使用するなど公知の技術により、所定の粒度に粉砕して製造することができ、分級することなくそのまま使用することができる。   Powdered activated carbon (A) can be manufactured by pulverizing inexpensive granular activated carbon to a predetermined particle size by a known technique such as using a crusher such as Zegomir, ball mill, jet mill, etc., without classification. It can be used as it is.

本発明の浄水用活性炭シートに用いられる繊維状活性炭(B)は、繊維状の形態を有し、活性炭表面および内部に所定量のミクロ細孔及びメソ細孔を内在させた活性炭である。繊維状活性炭(B)としては、シートにした際の比表面積が550m/g以上となるものが好ましく、また浄水性能が低下しないものであれば特に限定されるものではなく、石炭系、石油系、樹脂系、セルロース系繊維状活性炭を使用することができる。 The fibrous activated carbon (B) used for the activated carbon sheet for water purification of the present invention is activated carbon having a fibrous form and having a predetermined amount of micropores and mesopores inside the activated carbon surface and inside. The fibrous activated carbon (B) is preferably one having a specific surface area of 550 m 2 / g or more when formed into a sheet, and is not particularly limited as long as the water purification performance does not deteriorate. System, resin system, cellulosic fibrous activated carbon can be used.

繊維状活性炭(B)の比表面積は600〜2500m/gであることが好ましく、650〜2000m/gであることがより好ましく、700〜1500m/gであることがさらに好ましい。比表面積が600m/g未満の場合は、本発明の課題とするトリハロメタンに代表される低分子化合物を十分に吸着除去することが困難になるため好ましくなく、一方、2500m/gを超える場合には、活性炭そのものの強度が低下するおそれがあるだけでなく、コストアップとなるため好ましくない。 Preferably the specific surface area of the activated carbon fiber (B) is a 600~2500m 2 / g, more preferably 650~2000m 2 / g, more preferably from 700~1500m 2 / g. When the specific surface area is less than 600 m 2 / g, it is difficult to sufficiently adsorb and remove low molecular weight compounds represented by trihalomethane, which is the subject of the present invention. On the other hand, when it exceeds 2500 m 2 / g This is not preferable because not only the strength of the activated carbon itself may be lowered but also the cost may be increased.

繊維状活性炭(B)の繊維径は5〜30μmであることが好ましく、10〜25μmであることがより好ましい。繊維径が5μm未満であると、フィルターの圧力損失が大きくなったり、目詰まりしたりするおそれがあるため好ましくない。繊維径が30μmを超えると、接触効率が低下し、結果的に浄水性能が低下に繋がるため好ましくない。   The fiber diameter of the fibrous activated carbon (B) is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 10 to 25 μm. If the fiber diameter is less than 5 μm, the pressure loss of the filter may increase or the filter may become clogged. When the fiber diameter exceeds 30 μm, the contact efficiency is lowered, and as a result, the water purification performance is lowered.

繊維状活性炭(B)混率は2〜30質量%であることが必要であり、5〜20質量%であることが好ましい。繊維状活性炭(B)混率が2質量%未満の場合、抄造の際の乾燥時にシートが熱収縮することにより、シートに穴あきによる破れや裂けが生じ、生産効率が著しく低下するだけでなく、シート自体の強度も低下することからフィルター化が困難となる。また、それ以外にも浄水フィルターとした際に目詰まりしやすくなるため好ましくない。一方、繊維状活性炭(B)混率が30質量%を超える場合、シートを圧密化しづらくフィルターの密度を高められなくなる可能性があり、結果的にフィルター体積当たりの浄水性能が低下する。さらに、原料コストの上昇にも繋がるため好ましくない。   The fibrous activated carbon (B) mixing ratio needs to be 2 to 30% by mass, and preferably 5 to 20% by mass. When the fibrous activated carbon (B) mixing ratio is less than 2% by mass, the sheet heat shrinks during drying during papermaking, resulting in tearing and tearing due to perforations in the sheet, not only significantly reducing production efficiency, Filtering becomes difficult because the strength of the sheet itself is also reduced. Moreover, since it becomes easy to clog when it is set as a water purification filter other than that, it is not preferable. On the other hand, when the fibrous activated carbon (B) mixing ratio exceeds 30% by mass, it is difficult to consolidate the sheet, and it may not be possible to increase the density of the filter. As a result, the water purification performance per filter volume decreases. Furthermore, it leads to an increase in raw material cost, which is not preferable.

本発明の浄水用活性炭シートに用いられる熱融着性繊維(C)は、融点又は軟化点の異なる2成分以上のポリマーで形成された熱融着性の繊維が好ましく、高融点ポリマーを芯成分、低融点ポリマーを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維がシートや濾材形成時の熱処理が容易な点から特に好ましい。芯鞘構造を有する繊維としては、例えば、芯部がポリプロピレンで鞘部が変性ポリエチレンからなるポリオレフィン系繊維、芯部がポリエチレンテレフタレートで鞘部がポリオレフィンからなる繊維、芯部がポリエチレンテレフタレートで鞘部が低融点(低軟化点)ポリエステルからなるポリエステル系繊維等の複合繊維が挙げられる。   The heat-fusible fiber (C) used for the activated carbon sheet for water purification of the present invention is preferably a heat-fusible fiber formed of two or more polymers having different melting points or softening points, and a high melting point polymer is used as a core component. A fiber having a core-sheath structure having a low melting point polymer as a sheath component is particularly preferable from the viewpoint of easy heat treatment when forming a sheet or a filter medium. Examples of the fiber having a core-sheath structure include, for example, a polyolefin-based fiber having a core part made of polypropylene and a sheath part made of modified polyethylene, a core part made of polyethylene terephthalate and a sheath part made of polyolefin, and a core part made of polyethylene terephthalate and a sheath part made of polyethylene. Examples thereof include composite fibers such as polyester fibers made of low melting point (low softening point) polyester.

熱融着性繊維(C)の繊維径は1〜30μmであることが好ましく、10〜25μmであることがより好ましい。繊維径が1μm未満であると、フィルターの圧力損失が大きくなったり、目詰まりしたりするおそれがあり、繊維径が30μmを超えると、他の構成部材とのバインダーとしての接着点が少なくなり、結果的にシートの剥離強度の低下に繋がり、フィルター化できなくなる可能性がある。
また、熱融着性繊維(C)の繊維長は1〜20mmであることが好ましく、2〜10mmであることがより好ましい。繊維長が1mm未満であると、他の構成部材とうまく絡まず、バインダーの意味をなさなくなる可能性があり、繊維長が20mmを超えると、スラリー作製時に分散しづらくなる可能性がある。
The fiber diameter of the heat-fusible fiber (C) is preferably 1 to 30 μm, and more preferably 10 to 25 μm. If the fiber diameter is less than 1 μm, the pressure loss of the filter may be increased or clogged, and if the fiber diameter exceeds 30 μm, the adhesion point as a binder with other constituent members decreases, As a result, the peel strength of the sheet may be reduced, and it may not be possible to filter.
The fiber length of the heat-fusible fiber (C) is preferably 1 to 20 mm, and more preferably 2 to 10 mm. If the fiber length is less than 1 mm, the other constituent members may not be entangled well and the meaning of the binder may be lost. If the fiber length exceeds 20 mm, dispersion may be difficult during slurry preparation.

熱融着性繊維(C)の混率は5〜15質量%であることが必要である。熱融着性繊維(C)の混率が5質量%未満の場合、シートの剥離強度の低下に繋がり、結果的に得られた活性炭シートを捲回し、熱接着したロールを所定の長さにカットした際に筍状となり、両端が平滑な円筒状のフィルターが得られなくなる可能性があるため望ましくない。一方、熱融着性繊維(C)の混率が15質量%を超える場合、活性炭シートに占める活性炭の割合が低下し、結果としてフィルター体積当たりの浄水性能が低下するため望ましくない。   The mixing ratio of the heat-fusible fiber (C) needs to be 5 to 15% by mass. When the mixing ratio of the heat-fusible fiber (C) is less than 5% by mass, it leads to a decrease in the peel strength of the sheet, and the resultant activated carbon sheet is wound and the heat-bonded roll is cut to a predetermined length It is not desirable because it may become a bowl-like shape and a cylindrical filter with smooth both ends may not be obtained. On the other hand, when the mixing ratio of the heat-fusible fiber (C) exceeds 15% by mass, the ratio of the activated carbon in the activated carbon sheet is lowered, and as a result, the water purification performance per filter volume is lowered, which is not desirable.

本発明の浄水用活性炭シートに用いられるパルプ(D)は、粉末状活性炭(A)を物理的に絡め捕捉することができるものであれば特に限定されるものではなく、セルロース系、アクリル系、ポリエチレン系のパルプが挙げられる。   The pulp (D) used in the activated carbon sheet for water purification of the present invention is not particularly limited as long as it can physically entangle and capture the powdered activated carbon (A), and is not limited to cellulose, acrylic, Examples include polyethylene-based pulp.

パルプ(D)の繊維径は5〜30μmであることが好ましく、10〜25μmであることがより好ましい。繊維径が5μm未満であると、フィルターの圧力損失が大きくなったり、目詰まりしたりするおそれがあり、繊維径が30μmを超えると、粉末状活性炭(A)を物理的に絡め捕捉することが困難となり、パルプの比率を上げる必要があり、結果的にシートに占める活性炭の量が低下し、フィルター体積当たりの浄水性能が低下する可能性がある。   The fiber diameter of the pulp (D) is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 10 to 25 μm. When the fiber diameter is less than 5 μm, the pressure loss of the filter may increase or clogging may occur. When the fiber diameter exceeds 30 μm, the powdered activated carbon (A) may be physically entangled and captured. It becomes difficult and it is necessary to increase the ratio of the pulp. As a result, the amount of activated carbon in the sheet decreases, and the water purification performance per filter volume may decrease.

パルプ(D)の混率は5〜15質量%であることが必要である。パルプ(D)の混率が5質量%未満の場合、湿式抄紙シートにする際に粉末状活性炭が捕捉されずに材料歩留りが低下するため望ましくない。一方、パルプ(D)の混率が15質量%を超える場合、透水性が悪化し、目詰まりする可能性が高くなるだけでなく、活性炭シートに占める活性炭の割合が低下し、結果としてフィルター体積当たりの浄水性能が低下するため好ましくない。   The mixing ratio of the pulp (D) needs to be 5 to 15% by mass. When the mixing ratio of the pulp (D) is less than 5% by mass, the powdery activated carbon is not captured when the wet papermaking sheet is formed, which is not desirable. On the other hand, when the mixing ratio of the pulp (D) exceeds 15% by mass, not only the water permeability deteriorates and the possibility of clogging increases, but also the ratio of the activated carbon in the activated carbon sheet decreases, and as a result, per filter volume. This is not preferable because the water purification performance decreases.

本発明の浄水用活性炭シートの坪量は80〜170g/mであることが必要であり、100〜150g/mであることが好ましい。坪量が80g/m未満の場合、湿式抄紙法により活性炭シートを得る際に粉末状活性炭がシートから脱落しやすくなったり、地合いが悪化したりするため好ましくない。一方、坪量が170g/mを超える場合、シートの柔軟性が失われることにより、フィルター加工の際にシートを捲回しづらくなるおそれがあるため好ましくない。 The basis weight of the water purification activated carbon sheet of the present invention is required to be 80~170g / m 2, it is preferably 100 to 150 g / m 2. When the basis weight is less than 80 g / m 2 , the powdered activated carbon tends to fall off from the sheet when the activated carbon sheet is obtained by the wet papermaking method, or the texture is deteriorated. On the other hand, when the basis weight exceeds 170 g / m 2 , the sheet flexibility is lost, which may make it difficult to wind the sheet during filter processing.

本発明の浄水用活性炭シートの剥離強度は10g/20mm以上であることが必要であり、20g/20mm以上であることが好ましい。シートの剥離強度が10g/20mm未満の場合、シート間の接着力が弱いために所定の長さにカットする際に筍状となり、両端が平滑な円筒状のフィルターが得られなくなる可能性があるため好ましくない。
上記剥離強度は、活性炭シートを2枚重ね合わせ、熱プレス機を用いプレス温度85℃で4.5kgf/cmの圧力を40秒間かけ、得られた積層活性炭シートを幅20mm×長さ50mmに裁断し、剥離速度300mm/min、剥離角度165°における剥離強度(g/20mm)を剥離強度試験機にて測定して得られる。
The peel strength of the activated carbon sheet for water purification of the present invention is required to be 10 g / 20 mm or more, and preferably 20 g / 20 mm or more. When the peel strength of the sheet is less than 10 g / 20 mm, since the adhesive force between the sheets is weak, there is a possibility that when the sheet is cut to a predetermined length, a cylindrical filter with smooth both ends cannot be obtained. Therefore, it is not preferable.
The above peel strength is obtained by superposing two activated carbon sheets, applying a pressure of 4.5 kgf / cm 2 for 40 seconds at a pressing temperature of 85 ° C. using a hot press machine, and making the obtained laminated activated carbon sheet 20 mm wide × 50 mm long It is obtained by cutting and measuring the peel strength (g / 20 mm) at a peel speed of 300 mm / min and a peel angle of 165 ° with a peel strength tester.

本発明の浄水用活性炭シートの比表面積は550m/g以上であることが好ましく、650m/g以上であることがより好ましい。シートの比表面積が550m/g未満の場合、総トリハロメタン除去性能はもとよりそれ以外の遊離塩素やカビ臭(2−MIB)除去といった基本性能が著しく低下する可能性があるため好ましくない。浄水用活性炭シートの比表面積を550m/g以上とするには、比表面積が800m/g以上の粉末状活性炭を使用するなどすればよい。 The specific surface area of the activated carbon sheet for water purification of the present invention is preferably 550 m 2 / g or more, and more preferably 650 m 2 / g or more. When the specific surface area of the sheet is less than 550 m 2 / g, not only the total trihalomethane removal performance but also other basic performance such as removal of free chlorine and mold odor (2-MIB) may be remarkably deteriorated. In order to set the specific surface area of the activated carbon sheet for water purification to 550 m 2 / g or more, powdered activated carbon having a specific surface area of 800 m 2 / g or more may be used.

本発明の浄水用活性炭シートは、上述のように、粉末状活性炭(A)40〜80質量%と、繊維状活性炭(B)2〜30質量%と、熱融着性繊維(C)5〜15質量%と、パルプ(D)5〜15質量%とを含有し、これらの合計が100質量%である混合物からなる湿式抄紙シートであるが、溶解性鉛除去の理由から、前記混合物は、さらに弱酸型ポリアクリレート系イオン交換繊維(E)3〜20質量%を含有し、合計が100質量%であることが好ましい。弱酸型ポリアクリレート系イオン交換繊維(E)は、末端官能基がCaあるいはNaで置換されていることが望ましい。
上記イオン交換繊維(E)の繊維径は5〜30μmであることが好ましく、10〜25μmであることがより好ましい。繊維径が5μm未満であると、スラリー作製時に分散しづらくなる可能性があり、繊維径が30μmを超えると、接触効率が低下するため溶解性鉛除去性能が低下する可能性がある。
また、イオン交換繊維(E)の繊維長は1〜20mmであることが好ましく、2〜10mmであることがより好ましい。繊維長が1mm未満であると、抄造時にシートから脱落する可能性があり、繊維長が20mmを超えると、シートに均一にイオン交換繊維が分散せずダマになり、SVやフィルターの層厚にもよるが、初期から溶解性鉛がリークする可能性があるため好ましくない。
イオン交換繊維(E)混率は3〜20質量%であることが好ましく、4〜10質量%がより好ましい。イオン交換繊維(E)混率が3質量%未満の場合、SVやフィルターの層厚にもよるが、初期から溶解性鉛がリークする可能性があるため好ましくない。一方、イオン交換繊維(E)混率が20質量%を超える場合、抄造時にイオン交換繊維が膨潤して水分を多く保持するために、シートの乾燥効率が悪化するなどし、シートが乾燥できず、紙切れが多発するなどし、良好なシートを得ることができず、結果的に生産性が悪化し、コストアップとなる可能性があるため好ましくない。
As described above, the activated carbon sheet for water purification of the present invention is powdered activated carbon (A) 40-80% by mass, fibrous activated carbon (B) 2-30% by mass, and heat-fusible fiber (C) 5-5. 15% by mass and pulp (D) 5 to 15% by mass, and the total of these is a wet papermaking sheet consisting of 100% by mass. For reasons of removing soluble lead, the mixture is: Furthermore, it is preferable that 3-20 mass% of weak acid type polyacrylate type | system | group ion exchange fibers (E) are contained, and the sum total is 100 mass%. In the weak acid type polyacrylate ion exchange fiber (E), the terminal functional group is preferably substituted with Ca or Na.
The fiber diameter of the ion exchange fiber (E) is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 10 to 25 μm. If the fiber diameter is less than 5 μm, it may be difficult to disperse at the time of slurry preparation. If the fiber diameter exceeds 30 μm, the contact efficiency is lowered, so that the soluble lead removal performance may be lowered.
Moreover, it is preferable that the fiber length of an ion exchange fiber (E) is 1-20 mm, and it is more preferable that it is 2-10 mm. If the fiber length is less than 1 mm, there is a possibility of dropping off from the sheet during papermaking. If the fiber length exceeds 20 mm, the ion-exchange fibers are not uniformly dispersed in the sheet, resulting in damaging, and the layer thickness of the SV or filter. However, it is not preferable because soluble lead may leak from the beginning.
The mixing ratio of ion exchange fibers (E) is preferably 3 to 20% by mass, and more preferably 4 to 10% by mass. When the ion exchange fiber (E) mixing ratio is less than 3% by mass, although it depends on the SV and the layer thickness of the filter, it is not preferable because soluble lead may leak from the beginning. On the other hand, when the ion exchange fiber (E) mixing ratio exceeds 20% by mass, the ion exchange fiber swells during paper making and retains a lot of moisture, so that the drying efficiency of the sheet deteriorates and the sheet cannot be dried. This is not preferable because paper breaks frequently occur and a good sheet cannot be obtained, resulting in a decrease in productivity and an increase in cost.

本発明の浄水用活性炭シートは、粉末状活性炭(A)、繊維状活性炭(B)、熱融着性繊維(C)、パルプ(D)、さらに必要に応じてイオン交換繊維(E)から構成されるが、本発明の効果を損なわない限り、その他のろ材と組み合わせて用いることもできる。その他のろ材としては、例えば、イオン交換樹脂、天然石、セラミック、亜硫酸カルシウム、中空糸、不織布などが挙げられる。その他のろ材を用いる場合、1種類だけ用いてもよいし、2種類以上を用いても構わない。また、浄水用活性炭シート及び浄水フィルターに抗菌性を付与するために、銀あるいは銀化合物を含有させた繊維状活性炭、粉末状活性炭、ゼオライトなどを併用することもできる。さらに、シートの強度を向上させるためとして、紙力増強剤などを添加してもよい。   The activated carbon sheet for water purification of the present invention comprises powdered activated carbon (A), fibrous activated carbon (B), heat-fusible fiber (C), pulp (D), and, if necessary, ion-exchange fiber (E). However, as long as the effect of the present invention is not impaired, it can be used in combination with other filter media. Examples of other filter media include ion exchange resins, natural stones, ceramics, calcium sulfite, hollow fibers, and nonwoven fabrics. When using other filter media, only one type may be used, or two or more types may be used. Further, in order to impart antibacterial properties to the activated carbon sheet for water purification and the water purification filter, fibrous activated carbon, powdered activated carbon, zeolite and the like containing silver or a silver compound may be used in combination. Further, a paper strength enhancer or the like may be added to improve the strength of the sheet.

本発明の浄水用活性炭シートは、粉末状活性炭(A)、繊維状活性炭(B)、熱融着性繊維(C)、パルプ(D)の混合物を湿式抄紙することによって製造することができる。例えば、粉末状活性炭(A)、繊維状活性炭(B)、熱融着性繊維(C)、パルプ(D)をパルパー、ビーター、リファイナーなどの装置を用いて混合、せん断し、均一に分散したスラリーを作製し、得られたスラリーを所定の流量でワイヤー上に流し、脱水することで、任意の坪量に調整すればよい。その後プレスパートを経てドライヤーパートでシートを乾燥し、カレンダーパートでシート表面を平滑にしてからリールで巻き取るなどの公知の技術でシートを製造すればよい。シートの厚みは熱プレスローラーなどで任意の厚みに調整するなどすればよい。   The activated carbon sheet for water purification of the present invention can be produced by wet papermaking a mixture of powdered activated carbon (A), fibrous activated carbon (B), heat-fusible fiber (C), and pulp (D). For example, powdered activated carbon (A), fibrous activated carbon (B), heat-fusible fiber (C), and pulp (D) were mixed, sheared, and uniformly dispersed using a device such as a pulper, beater, or refiner. What is necessary is just to adjust to arbitrary basis weights by producing a slurry and pouring the obtained slurry on a wire at a predetermined flow rate, and dehydrating. Thereafter, the sheet may be produced by a known technique such as drying the sheet with a dryer part through a press part, smoothing the surface of the sheet with a calendar part, and winding it with a reel. The thickness of the sheet may be adjusted to an arbitrary thickness with a hot press roller or the like.

本発明の浄水フィルターは、前述の浄水用活性炭シートを成型してなるフィルターである。浄水フィルターの見かけ密度は0.35〜0.55g/cmが好ましく、0.40〜0.50g/cmがより好ましい。見かけ密度が0.35g/cm未満の場合、フィルター体積当たりの除去性能が低下するおそれがあるため好ましくない。一方、見かけ密度が0.55g/cmを超える場合、フィルターのサイズ(層厚)にもよるが、フィルターの圧力損失が大きくなったり、目詰まりしたりするおそれがあるため好ましくない。 The water purification filter of the present invention is a filter formed by molding the above-mentioned activated carbon sheet for water purification. Apparent density of the water purification filter is preferably 0.35~0.55g / cm 3, 0.40~0.50g / cm 3 is more preferable. An apparent density of less than 0.35 g / cm 3 is not preferable because the removal performance per filter volume may be reduced. On the other hand, when the apparent density exceeds 0.55 g / cm 3 , although it depends on the size (layer thickness) of the filter, it is not preferable because the pressure loss of the filter may increase or the filter may become clogged.

本発明の浄水フィルターは、空間速度(SV)500/hにおける総トリハロメタン除去性能が15L/cm以上であることが好ましい。浄水器のサイズや種類等にもよるが、除去性能が15L/cm未満であると、例えば小型で大流量の浄水器に使用する場合にフィルターの寿命が極端に短くなり、フィルターの交換頻度が増えることになり好ましくない。
さらに、本発明の浄水フィルターは、空間速度(SV)500/hにおける圧力損失が0.10MPa以下であることが好ましく、0.05MPa以下であることがより好ましい。圧力損失が0.10MPaを超えると、例えば浄水器として使用する際に流量が確保できなくなるおそれがあるため好ましくない。
The water purification filter of the present invention preferably has a total trihalomethane removal performance of 15 L / cm 3 or more at a space velocity (SV) of 500 / h. Depending on the size and type of the water purifier, if the removal performance is less than 15 L / cm 3 , for example, the filter life will be extremely short when used in a small, large flow water purifier, and the frequency of filter replacement Increases, which is not preferable.
Furthermore, in the water purification filter of the present invention, the pressure loss at a space velocity (SV) of 500 / h is preferably 0.10 MPa or less, and more preferably 0.05 MPa or less. If the pressure loss exceeds 0.10 MPa, for example, when used as a water purifier, the flow rate may not be secured, which is not preferable.

浄水フィルターを得るための成型法としては、本発明の浄水用活性炭シートを捲回し、熱処理して円柱状あるいは円筒状のフィルターとする方法、あるいはシートを積層して任意の形状に打ち抜いてフィルターとする方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
成型時のシートの熱処理条件としては、使用する熱融着性繊維(C)の融点によって異なるが、一般に、110〜160℃で融着させるのが好ましい。温度が高すぎると、熱可塑性繊維(C)が溶融流動し、粉末状活性炭(A)及び繊維状活性炭(B)を被覆して浄水性能を低下させるという問題が生じる。また、温度が低すぎる場合は熱融着されず、成型できない問題が生じる。
As a molding method for obtaining a water purification filter, the activated carbon sheet for water purification of the present invention is wound and heat treated to form a columnar or cylindrical filter, or the sheets are laminated and punched into an arbitrary shape and a filter. However, it is not limited to these.
The heat treatment conditions for the sheet at the time of molding differ depending on the melting point of the heat-fusible fiber (C) to be used, but it is generally preferable to fuse at 110 to 160 ° C. If the temperature is too high, the thermoplastic fiber (C) melts and flows, and there arises a problem that the powdered activated carbon (A) and the fibrous activated carbon (B) are coated to lower the water purification performance. Moreover, when the temperature is too low, heat fusion does not occur, and there is a problem that molding cannot be performed.

本発明の浄水用活性炭シート及び浄水フィルターは、その用途として、例えば、浄水器、アルカリイオン整水器、純水製造装置、軟水器等の商品用途などが挙げられ、多様な形態での利用が可能となる。   The use of the activated carbon sheet for water purification and the water purification filter of the present invention includes, for example, commercial uses such as water purifiers, alkali ion water conditioners, pure water production apparatuses, water softeners, etc. It becomes possible.

以下、実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。浄水用活性炭シートと浄水フィルターの特性は下記の方法で測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these. The characteristics of the activated carbon sheet for water purification and the water purification filter were measured by the following methods.

<剥離強度(g/20mm)>
浄水用活性炭シートの剥離強度は、活性炭シートを2枚重ね合わせ、熱プレス機を用いプレス温度85℃で4.5kgf/cmの圧力を40秒間かけ、得られた積層活性炭シートを幅20mm×長さ50mmに裁断し、剥離速度300mm/min、剥離角度165°における剥離強度(g/20mm)を剥離強度試験機にて測定した。
<Peel strength (g / 20mm)>
The peel strength of the activated carbon sheet for water purification is such that two activated carbon sheets are superposed, a pressure of 4.5 kgf / cm 2 is applied for 40 seconds at a press temperature of 85 ° C. using a hot press machine, and the resulting laminated activated carbon sheet is 20 mm wide. The film was cut to a length of 50 mm, and the peel strength (g / 20 mm) at a peel speed of 300 mm / min and a peel angle of 165 ° was measured with a peel strength tester.

<比表面積(m/g)>
浄水用活性炭シートの比表面積は、77.4Kにおいて窒素吸着等温線に基づいて算出した。具体的には、次のようにして窒素吸着等温線を作成した。活性炭シートを77.4K(窒素の沸点)に冷却し、窒素ガスを導入して容量法により窒素ガスの吸着量V[cc/g]を測定した。このとき、導入する窒素ガスの圧力P[hPa]を徐々に上げ、窒素ガスの飽和蒸気圧P[hPa]で除した値を相対圧力P/Pとして、各相対圧力に対する吸着量をプロットすることにより窒素吸着等温線を作成した。窒素ガスの吸着量は、市販の自動ガス吸着量測定装置(商品名「AUTOSORB−6」(QUANTCHROME製))を用いて実施した。本発明では、窒素吸着等温線に基づき、BET法に従って比表面積を求めた。この解析は、上記装置に付属する解析プログラムを用いた。
<Specific surface area (m 2 / g)>
The specific surface area of the activated carbon sheet for water purification was calculated based on the nitrogen adsorption isotherm at 77.4K. Specifically, a nitrogen adsorption isotherm was created as follows. The activated carbon sheet was cooled to 77.4K (the boiling point of nitrogen), nitrogen gas was introduced, and the nitrogen gas adsorption amount V [cc / g] was measured by the volumetric method. At this time, the pressure P [hPa] of the nitrogen gas to be introduced is gradually increased, and the value obtained by dividing by the saturated vapor pressure P 0 [hPa] of the nitrogen gas is set as the relative pressure P / P 0 , and the adsorption amount with respect to each relative pressure is plotted. Thus, a nitrogen adsorption isotherm was created. The adsorption amount of nitrogen gas was carried out using a commercially available automatic gas adsorption amount measuring device (trade name “AUTOSORB-6” (manufactured by QUANTCHROME)). In the present invention, the specific surface area was determined according to the BET method based on the nitrogen adsorption isotherm. This analysis used the analysis program attached to the said apparatus.

<見かけ密度(g/cm)>
浄水フィルターの見かけ密度は、内層及び外層不織布を取りのぞいたフィルターを熱風乾燥機にて80℃、3時間乾燥させ、デシケーター内で室温まで冷却した後、電子天秤にて質量を秤量し、その質量(g)をフィルター体積(cm)で割った値(g/cm)である。
<Apparent density (g / cm 3 )>
The apparent density of the water purification filter was determined by drying the filter with the inner layer and outer layer nonwoven fabric removed at 80 ° C. for 3 hours in a hot air dryer, cooling to room temperature in a desiccator, and weighing the mass with an electronic balance. It is a value (g / cm 3 ) obtained by dividing (g) by the filter volume (cm 3 ).

<圧力損失>
浄水フィルターの両端面をシリコーンシーラント(セメダイン社製)でシールした後、ステンレス製ハウジングに装填し、0.1μmフィルターにより浄化処理したイオン交換水を所定の流量で、外側から内側に通過させ、10分間その流量を保持した後にブルドン管圧力計にて圧力損失(MPa)を測定した。
<Pressure loss>
After sealing both ends of the water purification filter with a silicone sealant (made by Cemedine), ion exchange water loaded in a stainless steel housing and purified by a 0.1 μm filter is passed from outside to inside at a predetermined flow rate. After maintaining the flow rate for a minute, the pressure loss (MPa) was measured with a Bourdon tube pressure gauge.

<総トリハロメタン除去性能>
浄水フィルターの両端面をシリコーンシーラント(セメダイン社製)でシールした後、ステンレス製ハウジングに装填し、ろ過精度0.1μmのフィルターにより浄化処理したイオン交換水に、JIS S 3201に準じて総トリハロメタン濃度が100±20ppbとなるようにトリハロメタン類を添加したものを調整原水とし、所定の流量で外側から内側に通過させ、フィルターの流入前後で総トリハロメタンの濃度をヘッドスペース−ガスクロマトグラフ法にて定量測定した。この時、活性炭層通過前後で、流入水に対する流出水の総トリハロメタンの水中濃度が、20%以上になる点を破過点とし、破過点までの総ろ過水量(L)をフィルター体積(cm)で割った値を総トリハロメタン除去性能(L/cm)とした。
<Total trihalomethane removal performance>
After sealing both ends of the water purification filter with silicone sealant (Cemedine), the total trihalomethane concentration in ion-exchanged water loaded in a stainless steel housing and purified by a filter with a filtration accuracy of 0.1 μm is applied according to JIS S 3201. The adjusted raw water is added with trihalomethanes so that becomes 100 ± 20 ppb, and is passed from the outside to the inside at a predetermined flow rate. The total trihalomethane concentration is quantitatively measured by headspace gas chromatography before and after the inflow of the filter. did. At this time, before and after passing through the activated carbon layer, the point where the total trihalomethane concentration in the effluent with respect to the influent becomes 20% or more is defined as the breakthrough point, and the total filtered water amount (L) up to the breakthrough point is defined as the filter volume (cm The value divided by 3 ) was defined as the total trihalomethane removal performance (L / cm 3 ).

実施例、参考例、比較例で使用した原料は下記のとおりである。
<粉末状活性炭(A)>
A1:椰子がら粒状活性炭(クラレケミカル社製:GW60/150THM、比面積1000m/g)を、メジアン径が80μmとなるようにゼゴミルにて粉砕し、粉末状活性炭(A1)を得た。
A2:A1と同様に、椰子がら粒状活性炭をメジアン径が20μmとなるように粉砕し、粉末状活性炭(A2)を得た。
A3:A1と同様に、椰子がら粒状活性炭をメジアン径が150μmとなるように粉砕し、粉末状活性炭(A3)を得た。
The raw materials used in Examples, Reference Examples and Comparative Examples are as follows.
<Powdered activated carbon (A)>
A1: Eggplant granular activated carbon (manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd .: GW60 / 150THM, specific area 1000 m 2 / g) was pulverized with Zegomyle so that the median diameter was 80 μm to obtain powdered activated carbon (A1).
A2: In the same manner as A1, the granular activated carbon was crushed so that the median diameter was 20 μm to obtain powdered activated carbon (A2).
A3: In the same manner as in A1, granular activated carbon was crushed so that the median diameter became 150 μm to obtain powdered activated carbon (A3).

<繊維状活性炭(B)>
アドール社製;W−10、比表面積1000m/g
<熱融着性繊維(C)>
芯鞘型熱融着性ポリエステル繊維(ユニチカ社製;メルティ4080、繊維径12μm、繊維長5mm)
<パルプ(D)>
アクリルパルプ(日本エクスラン社製;Bi−PUL)
<弱酸型ポリアクリレート系イオン交換繊維(E)>
Ca置換ポリアクリレート系イオン交換繊維(ユニチカ社製;A−02CA)
<Fibrous activated carbon (B)>
Made by Adore; W-10, specific surface area 1000 m 2 / g
<Heat-bonding fiber (C)>
Core-sheath type heat-fusible polyester fiber (manufactured by Unitika; Melty 4080, fiber diameter 12 μm, fiber length 5 mm)
<Pulp (D)>
Acrylic pulp (Nippon Exlan; Bi-PUL)
<Weak acid type polyacrylate ion exchange fiber (E)>
Ca-substituted polyacrylate ion exchange fiber (manufactured by Unitika; A-02CA)

実施例1
粉末状活性炭(A1)77質量%、繊維状活性炭(B)5質量%、熱融着性繊維(C)11質量%、パルプ(D)7質量%の混合物からなる湿式抄紙シート(坪量120g/m、シート厚み0.33mm)を得た。得られた活性炭シートの比表面積は820m/g、剥離強度は53g/20mmであった。
直径φ30mmのステンレスパイプに内層不織布(ユニチカ社製;エルベスS0303)を先に捲回しておき、次いで得られた活性炭シートを所定の外径となるまで捲回し、熱処理炉で150℃、3時間熱処理し、一旦室温まで冷却した後に外層不織布(ユニチカ社製;エルベスS0303)をスパイラル状に巻き、再度熱処理炉に入れ、150℃で10分間加熱し、放冷後ステンレスパイプから抜き取り、カット機を用いて、得られたロールを所定の長さにカットすることにより外径65mm/内径30mm×長さ125mmの円筒状のフィルターを得た。得られたフィルターの見かけ密度は0.43g/cmであった。
Example 1
Powdered activated carbon (A1) 77% by mass, fibrous activated carbon (B) 5% by mass, heat-fusible fiber (C) 11% by mass, pulp (D) 7% by mass / M 2 , sheet thickness 0.33 mm). The obtained activated carbon sheet had a specific surface area of 820 m 2 / g and a peel strength of 53 g / 20 mm.
An inner-layer nonwoven fabric (manufactured by Unitika; Elves S0303) is first wound on a stainless steel pipe having a diameter of 30 mm, and then the obtained activated carbon sheet is wound until a predetermined outer diameter is reached, and heat treatment is performed at 150 ° C. for 3 hours in a heat treatment furnace. Then, after cooling to room temperature, the outer layer nonwoven fabric (manufactured by Unitika; Elves S0303) was spirally wound, placed again in a heat treatment furnace, heated at 150 ° C. for 10 minutes, allowed to cool and then extracted from the stainless steel pipe, using a cutting machine The obtained roll was cut to a predetermined length to obtain a cylindrical filter having an outer diameter of 65 mm / an inner diameter of 30 mm × a length of 125 mm. The apparent density of the obtained filter was 0.43 g / cm 3 .

実施例2〜8、参考例1、比較例1〜3、5〜12
粉末状活性炭(A)、繊維状活性炭(B)、熱融着性繊維(C)、パルプ(D)、弱酸型ポリアクリレート系イオン交換繊維(E)の種類と含有量とを表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、湿式抄紙シート、続いて円筒状のフィルターの作製を行なった。
Examples 2-8, Reference Example 1, Comparative Examples 1-3, 5-12
Table 1 shows the types and contents of powdered activated carbon (A), fibrous activated carbon (B), heat-fusible fiber (C), pulp (D), and weak acid polyacrylate ion-exchange fiber (E). A wet papermaking sheet and then a cylindrical filter were prepared in the same manner as in Example 1 except for the above changes.

比較例4
粉末状活性炭(A1)80質量%、繊維状活性炭(B)10質量%、パルプ(D)10質量%の混合物から湿式成型法によりφ65/30×125Lの円筒状のフィルターを得た。得られたフィルターの見かけ密度は0.35g/cmであった。
Comparative Example 4
A cylindrical filter of φ65 / 30 × 125 L was obtained from a mixture of 80% by mass of powdered activated carbon (A1), 10% by mass of fibrous activated carbon (B) and 10% by mass of pulp (D) by a wet molding method. The apparent density of the obtained filter was 0.35 g / cm 3 .

実施例、参考例、比較例で得られた湿式抄紙シートからなる浄水用活性炭シート、および円筒状のフィルターからなる浄水フィルターの特性を表1に示す。   Table 1 shows the characteristics of the activated carbon sheet for water purification comprising the wet papermaking sheets obtained in Examples, Reference Examples and Comparative Examples, and the water purification filter comprising a cylindrical filter.

Figure 0005933771
Figure 0005933771

表1に示したように、本発明の実施例1〜8及び参考例1の浄水フィルターは、いずれも17〜24L/cmと非常に優れた総トリハロメタン除去性能を有し、圧力損失も小さいものであった。また、実施例3において、SVを500/hから1000/hに高めても、ほとんど性能の低下がみられなかった。
さらに、イオン交換繊維が含まれている実施例2〜8及び参考例1の浄水フィルターの溶解性鉛除去性能をJIS S 3201に準じて確認したところ、総トリハロメタンの破過点においても実施例2〜6、実施例8及び参考例1のものは除去率96%以上、実施例7も除去率84%と十分な性能を有していた。
As shown in Table 1, each of the water purification filters of Examples 1 to 8 and Reference Example 1 of the present invention has a very excellent total trihalomethane removal performance of 17 to 24 L / cm 3 and a small pressure loss. It was a thing. In Example 3, even when the SV was increased from 500 / h to 1000 / h, the performance was hardly deteriorated.
Furthermore, when the soluble lead removal performance of the water purification filters of Examples 2 to 8 and Reference Example 1 containing ion exchange fibers was confirmed according to JIS S 3201, Example 2 was also found at the breakthrough point of total trihalomethanes. -6, Example 8 and Reference Example 1 had a sufficient removal rate of 96% or more, and Example 7 also had a sufficient removal rate of 84%.

一方、比較例1において、粉末状活性炭(A1)の混率が高い混合物から湿式抄紙シートを得ようと試みたが、シートからの活性炭の脱落が多く、良好なシートが得られなかった。
比較例2において、繊維状活性炭(B)を用いていない以外は実施例2と同様に抄造したが、シートには穴あきや破れが多発した。また作製したフィルターの圧力損失は0.05MPaと2倍以上高いものであり、また、総トリハロメタン除去性能も13L/cmと低かった。シートの地合の悪さからフィルターに密度むらが生じ、通水時に偏流するなどフィルターが部分的にしか使われなかったものと推測される。比較例3のフィルターは、嵩高い繊維状活性炭(B)の混率が高いため密度が上がりにくく、結果的に総トリハロメタン除去性能が13L/cmと低かった。
比較例4のフィルターは、湿式成型法にて作製した見かけ密度0.35g/cmのフィルターであり、実施例1〜3のものよりも密度が低いにもかかわらず、圧力損失は4倍以上と高いものであった。
比較例5では、実施例1同様にして得られたロールをカット機により所定の長さにカットしようと試みたが、熱融着性繊維(C)の混率が低く活性炭シート間の接着力が十分でないため筍状となり、端面が平滑な円筒状フィルターが得られなかった。比較例6のフィルターは、熱融着性繊維(C)の混率が高いため活性炭の混率が低下し、フィルター体積当たりの浄水性能が低下した。
比較例7において、パルプ(D)の混率が低い混合物から湿式抄紙シートを得ようとしたが、シートからの粉末状活性炭の脱落が多く、良好なシートが得られなかった。比較例8のフィルターは、パルプ(D)の混率が高いため透水性が低下し、圧力損失が高いものであった。
比較例9において、メジアン径20μmの粉末状活性炭(A2)を用いた以外は実施例1と同様の構成の混合物から湿式抄紙シートを得ようと試みたが、粉末状活性炭(A2)の脱落が非常に多く、良好なシートが得られなかった。比較例10において、メジアン径150μmの粉末状活性炭(A3)の混合物から湿式抄紙シートを得ようと試みたが、抄造工程や、シートの厚み調整のための熱プレスの際に、粒径の大きな活性炭の脱落が目立ち、良好なシートが得られなかった。
比較例11において、坪量が70g/mである湿式抄紙シートを得たが、部分的に穴や破れが発生するなどし、シート厚みのばらつきが大きいものであった。比較例12において、坪量が180g/m、シート厚みが0.50mmである湿式抄紙シートを得た。実施例1と同様に、直径φ30mmのステンレスパイプに内層不織布を先に捲回しておき、次いで得られたシートを捲回しようと試みたが、シートをパイプに巻き取ることができず、フィルター化することができなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, an attempt was made to obtain a wet papermaking sheet from a mixture having a high mixing ratio of powdered activated carbon (A1). However, the activated carbon was largely removed from the sheet, and a good sheet was not obtained.
In Comparative Example 2, paper was made in the same manner as in Example 2 except that the fibrous activated carbon (B) was not used, but the sheet was frequently perforated and torn. The produced filter had a pressure loss of 0.05 MPa, which is at least twice as high, and the total trihalomethane removal performance was as low as 13 L / cm 3 . It is estimated that the filter was only partially used, such as uneven density in the filter due to the poor texture of the sheet, and drifting when water passed. The filter of Comparative Example 3 had a high mixing ratio of bulky fibrous activated carbon (B), so the density was difficult to increase. As a result, the total trihalomethane removal performance was as low as 13 L / cm 3 .
The filter of Comparative Example 4 is a filter having an apparent density of 0.35 g / cm 3 produced by a wet molding method, and the pressure loss is 4 times or more despite the density being lower than that of Examples 1 to 3. It was expensive.
In Comparative Example 5, an attempt was made to cut the roll obtained in the same manner as in Example 1 to a predetermined length using a cutting machine, but the mixing ratio of the heat-fusible fiber (C) was low, and the adhesive strength between the activated carbon sheets was low. Since it was not sufficient, it became bowl-shaped and a cylindrical filter with a smooth end face could not be obtained. The filter of Comparative Example 6 had a high mixing ratio of the heat-fusible fiber (C), so that the mixing ratio of the activated carbon decreased and the water purification performance per filter volume decreased.
In Comparative Example 7, an attempt was made to obtain a wet papermaking sheet from a mixture having a low mixing ratio of pulp (D). However, the powdered activated carbon often dropped from the sheet, and a good sheet could not be obtained. The filter of Comparative Example 8 had a high mixing ratio of pulp (D), resulting in a decrease in water permeability and a high pressure loss.
In Comparative Example 9, an attempt was made to obtain a wet papermaking sheet from a mixture having the same structure as Example 1 except that powdered activated carbon (A2) having a median diameter of 20 μm was used. There were too many, and a favorable sheet was not obtained. In Comparative Example 10, an attempt was made to obtain a wet papermaking sheet from a mixture of powdered activated carbon (A3) having a median diameter of 150 μm, but the particle diameter was large during the papermaking process and hot pressing for adjusting the thickness of the sheet. The activated carbon dropped out and a good sheet could not be obtained.
In Comparative Example 11, a wet papermaking sheet having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained, but holes and tears were partially generated, and the variation in sheet thickness was large. In Comparative Example 12, a wet papermaking sheet having a basis weight of 180 g / m 2 and a sheet thickness of 0.50 mm was obtained. As in Example 1, the inner layer nonwoven fabric was previously wound around a stainless pipe having a diameter of 30 mm, and then an attempt was made to wind the obtained sheet. However, the sheet could not be wound around the pipe, and was filtered. I couldn't.

以上のことから、本発明の浄水用活性炭シート及び浄水フィルターは総トリハロメタンに代表される有機ハロゲン系化合物や溶解性鉛などの重金属に対するに対する除去性能に優れかつ圧力損失も小さいことから浄水器、アルカリイオン整水器、純水製造装置、軟水器等に好適に使用することができる。   From the above, the activated carbon sheet for water purification and the water purification filter of the present invention are excellent in removal performance against heavy metals such as organic halogen compounds represented by total trihalomethane and soluble lead, and have a small pressure loss. It can be suitably used for an ion water conditioner, a pure water production apparatus, a water softener and the like.

Claims (5)

粉末状活性炭(A)50〜80質量%と、繊維状活性炭(B)2〜30質量%と、繊維径が10〜25μmである熱融着性繊維(C)5〜15質量%と、繊維径が5〜30μmであるセルロース系またはアクリル系のパルプ(D)5〜10質量%とを含有し、これらの合計が100質量%である混合物からなる湿式抄紙シートであり、前記粉末状活性炭(A)のメジアン径が30〜120μmであり、前記シートの坪量が80〜170g/mであり、かつシート2枚を熱接着した積層シートの剥離強度が10g/20mm以上であることを特徴とする浄水用活性炭シート。 Powdered activated carbon (A) 50-80% by mass, fibrous activated carbon (B) 2-30% by mass, heat-fusible fiber (C) 5-15% by mass with a fiber diameter of 10-25 μm, fiber A wet papermaking sheet comprising a cellulose or acrylic pulp (D) having a diameter of 5 to 30 μm and a total of 100% by mass of these, and the powdery activated carbon ( The median diameter of A) is 30 to 120 μm, the basis weight of the sheet is 80 to 170 g / m 2 , and the peel strength of the laminated sheet obtained by thermally bonding two sheets is 10 g / 20 mm or more. Activated carbon sheet for water purification. シートの比表面積が550m/g以上であることを特徴とする請求項1記載の浄水用活性炭シート。 The activated carbon sheet for water purification according to claim 1, wherein the sheet has a specific surface area of 550 m 2 / g or more. 混合物が、さらに弱酸型ポリアクリレート系イオン交換繊維(E)3〜20質量%を含有し、合計が100質量%であることを特徴とする請求項1または2記載の浄水用活性炭シート。 The activated carbon sheet for water purification according to claim 1 or 2, wherein the mixture further contains 3 to 20% by mass of a weak acid type polyacrylate ion exchange fiber (E), and the total is 100% by mass. 請求項1〜3のいずれかに記載の活性炭シートを成型してなり、見かけ密度が0.35〜0.55g/cmであることを特徴とする浄水フィルター。 A water purification filter formed by molding the activated carbon sheet according to any one of claims 1 to 3, and having an apparent density of 0.35 to 0.55 g / cm 3 . 空間速度(SV)500/hにおける総トリハロメタン除去性能が15L/cm以上であり、かつ圧力損失が0.10MPa以下であることを特徴とする請求項4記載の浄水フィルター。 5. The water purification filter according to claim 4, wherein the total trihalomethane removal performance at a space velocity (SV) of 500 / h is 15 L / cm 3 or more and the pressure loss is 0.10 MPa or less.
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