JP6902588B2 - 吸着フィルター - Google Patents
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Description
吸着性能に関与するミクロ孔が発達しやすい点から、ヤシ殻やフェノール樹脂が好ましい。
状バインダーを4〜10質量部含んでいる。このフィブリル化繊維状バインダーの量が4質量部未満となると、十分な強度が得られずに成形体を成形できないおそれがある。また、フィブリル化繊維状バインダーの量が10質量部を超えると、吸着性能が低下するおそれがある。より好ましくは、活性炭100質量部に対し、フィブリル化繊維状バインダーを4.5〜6質量部配合することである。
前記スラリー調製工程において、粉末状活性炭及びフィブリル化繊維状バインダーを、前記活性炭100質量部に対し、フィブリル化繊維状バインダーを4〜10質量部となるように、かつ、固形分濃度が0.1〜10質量%(特に1〜5質量%)になるように、水に分散させたスラリーを調製する。前記スラリーの固形分濃度が高すぎると、分散が不均一になり易く、成型体に斑が生じ易い。一方、固形分濃度が低すぎると、成型時間が長くなり生産性が低下するだけではなく、成型体の密度が高くなり、濁り成分を捕捉することによる目詰りが発生しやすい。
吸引濾過工程では、前記スラリーに多数の穴を有する成型用の型枠を入れて、前記型枠の内側から吸引しながら濾過することにより成型する。成型用の型枠としては慣用の型枠を利用でき、例えば、特許第3516811号公報の図1に記載の型枠などを使用できる。吸引方法としても、慣用の方法、例えば、吸引ポンプなどを用いて吸引する方法などを利用できる。
乾燥工程では、吸引濾過工程で得られた予備成型体を型枠から取り外し、乾燥機などで乾燥することにより成型体を得ることができる。
研削工程では、乾燥した成型体の外表面を研削(又は研磨)できれば、特に限定されず、慣用の研削方法を利用できるが、研削の均一性の点から、成型体自体を回転させて研削する研削機を用いる方法が好ましい。
湿式粒度分布測定装置(日機装(株)製「マイクロトラックMT3000EX II」)を用いて、レーザー回折・散乱法により体積基準の累計粒度分布における0%粒子径(D0)、及び体積基準の累計粒度分布における50%粒子径(D50)を測定した。
具体的な粒度分布の測定方法を次に示す。
(分散液調整方法)
ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル(WAKO製)をイオン交換水で50倍に希釈し、測定用の分散液とした。
(サンプル液調製方法)
透過率(TR)が0.880〜0.900になる分量をビーカーに秤り取り、分散液を1.0ml添加し、スパチュラで攪拌後、超純水を約5ml程度加え混合しサンプル液とした。
得られたサンプル液は全量、装置に流し入れ、以下の条件で分析を行った。
(分析条件)
測定回数;3回の平均値
測定時間;30秒
分布表示;体積
粒径区分;標準
計算モード;MT3000II
溶媒名;WATER
測定上限;2000μm、測定下限;0.021μm
残分比;0.00
通過分比;0.00
残分比設定;無効
粒子透過性;吸収
粒子屈折率;N/A
粒子形状;N/A
溶媒屈折率;1.333
DV値;0.0882
透過率(TR);0.880〜0.900
拡張フィルター;無効
流速;70%
超音波出力;40W
超音波時間;180秒
成型体密度(g/ml)は、得られた円筒状フィルターを120℃で2時間乾燥した後、測定した重量(g)及び体積(ml)に基づいて求めた。
吸着フィルターに、施例1〜10および比較例1〜6においては空間速度(SV)が3000/hr、つまり3リットル/分の通水量で通水開始10分後の通水抵抗を測定した。実施例11においては、空間速度(SV)が2000/hr、つまり2リットル/分の通水量、実施例12においては、空間速度(SV)が5000/hr、つまり5リットル/分の通水量で通水開始10分後の通水抵抗を測定した。なお初期通水抵抗については、0.10MPa以下を合格点とした。
引張・圧縮試験機((株)オリエンテック製「テンシロンRTC−1210A」)を用いて、円筒状フィルターの長手方向(たて)と外周方向(よこ)に速度2mm/分で圧力を掛けて圧壊強度を測定した。圧壊強度については、たて200N以上、よこ80N以上を合格点とした。
遊離残留塩素ろ過能力については、JIS S3201(2010)に準拠、実施例1〜10および比較例1〜6においては通水量を3リットル/分に設定し通水したときの80%破過ライフを測定した(原水遊離残留塩素濃度2.0mg/L)。なお、実施例11においては、空間速度(SV)が2000/hr、つまり2リットル/分、実施例12においては、空間速度(SV)が5000/hr、つまり5リットル/分の通水量での80%破過ライフを測定した。なお遊離残留塩素ろ過能力については、60L/cc以上を合格点とした。
総トリハロメタンろ過能力についても、遊離残留塩素と同様にして測定した(原水総トリハロメタン濃度100μg/L)。総THMろ過能力については、13L/cc以上を合格点とした。
日本ベル社製BELSORP−28SAを使用し、活性炭の77Kにおける窒素吸着等温線を測定した。得られた吸着等温線からBETの式により多点法による解析を行い、得られた曲線の相対圧p/p0=0.001〜0.1の領域での直線から比表面積を算出した。
(粒状活性炭)
粒状活性炭の製造方法を記載するが必要な物性を満足すれば特に限定されるものではない。
・粉末状活性炭サンプル1:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル2:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル3:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル4:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル5:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル6:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル7:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル8:ヤシ殻原料
・粉末状活性炭サンプル9:ヤシ殻原料
なお、各活性炭粒子のD0、D50、Bz吸着量は下記表1に示す通りである。また、各活性炭の調製方法は以下の通りである:
粒状活性炭Aを活性炭サンプル1は、D50値が15μmになるように、活性炭サンプル2はD50値が20μm、活性炭サンプル3はD50値が90μm、活性炭サンプル4はD50値が100μmになるようにボールミルで粉砕し、乾式分級装置を用いて微粉末を取り除き、所定のD0の値を得た。
粒状活性炭Bを活性炭サンプル5は、D50値が120μmになるように、活性炭サンプル6はD50値が20μmになるようにボールミルで粉砕し、乾式分級装置を用いて微粉末を取り除き、所定のD0の値を得た。
活性炭サンプル7は、粒状活性炭AをD50値が20μmになるようにボールミルで粉砕し、微粉末の除去は行わなかった。また、活性炭サンプル8は粒状活性炭AをD50値が150μmになるようにボールミルで粉砕し、乾式分級装置を用いて微粉末を取り除き、所定のD0の値を得た。
活性炭サンプル9は、粒状活性炭Aを、D50値が10μmになるように、ボールミルで粉砕し、乾式分級装置を用いて微粉末を取り除き、所定のD0の値を得た。
・アクリル繊維状バインダー:CSF値92〜120ml
・セルロース繊維状バインダー1:CSF値30ml以下
・セルロース繊維状バインダー2:CSF値190ml〜250ml
それぞれ、下記表1に示す活性炭サンプル(実施例7、8、10〜12ではそれぞれ2種の活性炭サンプルを表に示す割合で混合している)100質量部に対し、アクリル繊維状バインダーとセルロース繊維状バインダーとでCSFを調整した繊維状バインダーを下記表1に示す質量部で合計1.2kg投入し、水道水を追加して、スラリー量を20リットルとした。
表1から明らかなように、実施例に係る吸着フィルターはいずれも、抵抗が低く、強度に優れ、遊離残留塩素および総トリハロメタンの濾過能力に非常に優れていることがわかった。特に、活性炭のD50が40〜90μmであった実施例2〜8では、通水抵抗が適度に低く、吸着性能により優れていた。また、実施例11および12の結果より、空間速度(SV)を低くしても、高くしても、優れた吸着性能が得られることも示された。
Claims (5)
- 活性炭とフィブリル化繊維状バインダーとを含む吸着フィルターであって、
前記活性炭は、体積基準の累計粒度分布における0%粒子径(D0)が9μm以上20μm以下であり、かつ、体積基準の累計粒度分布における50%粒子径(D50)が30〜110μmであり、
前記フィブリル化繊維状バインダーのCSF値が10〜150mLであり、
前記活性炭100質量部に対して、前記フィブリル化繊維状バインダーを4〜10質量部含む、吸着フィルター。 - 前記活性炭の体積基準の累計粒度分布における50%粒子径(D50)が35〜100μmである、請求項1に記載の吸着フィルター。
- 前記活性炭のベンゼン吸着量が25〜60質量%である、請求項1または2に記載の吸着フィルター。
- 前記活性炭のベンゼン吸着量が25〜40質量%である、請求項1〜3のいずれかに記載の吸着フィルターを用いた、VOC吸着フィルター。
- 前記活性炭のベンゼン吸着量が45〜60質量%である、請求項1〜3のいずれかに記載の吸着フィルターを用いた、遊離残留塩素、農薬又は黴臭除去フィルター。
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