JPWO2006082898A1

JPWO2006082898A1 - 複合吸着材とその製造方法、並びに浄水材及び浄水器

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Publication number: JPWO2006082898A1
Application number: JP2007501622A
Authority: JP
Inventors: 修治川崎; 康宏田島; 寛枝吉延; 清人大塚; 治生中田
Original assignee: Kuraray Chemical Co Ltd
Current assignee: Kuraray Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2008-06-26
Also published as: WO2006082898A1; KR20070100783A

Abstract

【課題】通水抵抗が低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能をバランス良く維持しながら、しかも通水時に微粒子化合物の微粉が流出することがなく、さらに分級の発生による浄水器ごとの性能のばらつきが発生しない複合吸着材、並びに微粒子化合物を選択することによって、鉛などの重金属の吸着性能に優れた複合吸着材、及び簡便にアルカリミネラル水を製造することができる複合吸着材とその製造方法、該吸着材からなる浄水材及び該浄水材を用いた浄水器を提供すること。【解決手段】粉末状、粒状及び繊維状から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質（ａ）の表面にプラスチック粉末（ｂ）及び微粒子化合物（ｃ）が付着した複合吸着材、該複合吸着材からなる浄水材及び該浄水材を用いた浄水器によって上記課題を解決することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、複合吸着材とその製造方法、並びに浄水材及び浄水器に関する。さらに詳しくは、粉末状、粒状及び繊維状から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質（ａ）の表面にプラスチック粉末（ｂ）及び微粒子化合物（ｃ）が付着した複合吸着材とその製造方法に関するものである。本発明の複合吸着材によれば、微粒子化合物と吸着性物質の充填比重の違いによる分離が発生しないので、トリハロメタン（ＴＨＭ）、遊離塩素などの吸着性能に優れることは勿論、これらをバランス良く吸着、除去することができ、しかも通水時に微粒子化合物の微粉が流出することがない。また、微粒子化合物を選択することによって、さらに鉛などの重金属を吸着したり、簡便にアルカリミネラル水を製造することができるので、浄水用途に好適に使用される。

活性炭は各種汚染物質、悪臭有害物質の吸着能に優れており、従来から家庭用、工業用を問わず種々の分野で吸着材として使用されている。近年、浄水用途では、塩素臭・カビ臭の無いおいしい水が要望されており、この要望に対してこれまで種々の浄水器が提案されている。最近では、トリハロメタン類、環境ホルモン、重金属など、水質に関する安全衛生上の関心がさらに高まっており、これらの要望に応えるには、活性炭のみでは不十分であり、特異な吸着能を有する無機化合物など他の吸着材を併用する必要がある。

とくに浄水の分野において、重金属のうちでも鉛イオンは、内分泌攪乱作用を疑われる物質として環境庁により定められている。そして、飲料水中に含まれる鉛イオン濃度の規制は、２００３年には現行の規制値５０ｐｐｂ以下から１０ｐｐｂ以下に強化されたことを考えると、有効な浄水材の開発は急務である。

本出願人はこれまで、飲料水中の遊離塩素、黴臭、ＴＨＭ及び重金属の除去性能に優れる浄水材として、繊維状活性炭、二酸化チタン、二酸化ケイ素およびバインダーからなる混合物を成型せしめた活性炭成型体を開発し、特許出願した（特許文献１）。ここに開示された活性炭成型体は、繊維状活性炭、二酸化チタン、二酸化ケイ素およびバインダーからなる混合物を成型せしめた活性炭成型体であり、二酸化チタン及び二酸化ケイ素を主成分とする粒状体と繊維状活性炭を湿式成型して得られる成型体が水中の鉛イオンなどの重金属を除去するのに優れた効果を発揮する。
特開２００３−３３４５４３公報

さらに、本出願人は重金属の吸着性能に優れ、かつ遊離塩素及びＴＨＭをバランス良く吸着除去することができ、しかも通液抵抗が低い複合吸着剤を特許出願した（特許文献２）。ここに提案された複合吸着剤は、粒状活性炭に、フィブリル化繊維を絡ませた二酸化チタン及び二酸化ケイ素を主成分とする微粒子化合物を担持したもので、活性炭本来の性能を損なうことなく、通水抵抗を低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能をバランス良く維持しながら、重金属の除去にも優れた複合吸着剤である。
ＷＯ０３／０２２４２５Ａ１公報

しかしながら、上記特許文献２に開示された浄水器は重金属の吸着性能に優れ、かつ遊離塩素及びＴＨＭをバランス良く吸着除去することができるものの、通水時初期に極めてわずかながら濁りが見られることがあることが判明した。これを解決すべく本出願人は、微粒子化合物にプラスチック粉末を付着させた複合粉末体と、吸着性物質とからなる複合吸着材を提案し、特許出願した（特許文献３）。
ＷＯ２００４／０３９４９４Ａ１公報

一方、最近では、健康増進の観点から、弱アルカリイオン水を供給できる浄水器も各種提案されている。例えば、浄化水をアルカリ性水と酸性水とに電気分解し、酸性水をミネラル供給材に接触させ、得られたミネラル水溶液とアルカリ性水とを合流させるアルカリミネラル水生成装置が知られている（特許文献４）。また別の例として、電気分解によってアルカリイオン水を生成するアルカリイオン整水器が知られている（特許文献５）。
特開平０９−２７１７７７号公報特開平１０−０４３７６１号公報

特許文献３に開示された浄水材は性能的には満足であるが、浄水器に充填する場合、プラスチック粉末表面に微粒子化合物が付着した複合粉末体と、活性炭などの吸着性物質との充填比重の違いにより分級が発生し、浄水器の性能にばらつきが発生することがあった。とくに比較的大きな粒子径を有する粒状物の場合、浄水器における性能のばらつきが生ずるのが認められた。

一方、アルカリイオン水を製造するには、上記特許文献４や５に述べたように、電気分解するための電解槽を取り付けた製造装置を使用するのが一般的である。そのためには、電解槽の他、電解槽に接続された通水路系、ミネラル供給部などが必要であり、装置が大掛かりとなる。また、電気代や薬品代などが必要となる。

したがって、本発明の目的は、通水抵抗が低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能をバランス良く維持しながら、しかも通水時に微粒子化合物の微粉が流出することがなく、さらに分級の発生による浄水器ごとの性能のばらつきが発生しない複合吸着材とその製造方法、並びに該吸着材からなる浄水材及び該浄水材を用いた浄水器を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、微粒子化合物を選択することによって、鉛などの重金属の吸着を可能としたり、簡便にアルカリミネラル水を製造することのできる複合吸着材とその製造方法、並びに該吸着材からなる浄水材及び該浄水材を用いた浄水器を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討を重ねた結果、プラスチック粉末、微粒子化合物を吸着性物質に付着させた複合吸着材により上記課題を達成できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明はプラスチック粉末、微粒子化合物を粉末状、粒状物及び繊維状物から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質に付着させた複合吸着材である。

本発明の別の発明は、プラスチック粉末、微粒子化合物及び吸着性物質を均一に混合して得た混合物を該プラスチック粉末の融点以上に加熱して冷却した後、解砕して篩い分けすることを特徴とする複合吸着材の製造方法である。

本発明のさらに別の発明は、プラスチック粉末、微粒子化合物及び吸着性物質を均一に混合して得た混合物を該プラスチック粉末の融点以上に加熱して冷却した後解砕して篩い分けし、さらに任意の割合で吸着性物質を混合することを特徴とする複合吸着材の製造方法である。

また、本発明のさらに別の発明は、プラスチック粉末、微粒子化合物及び吸着性物質を均一に混合して得た混合物を該プラスチック粉末の融点以上に加熱し、加圧して成型することを特徴とする複合吸着材の製造方法である。

そして、本発明のさらに別の発明は、上記した複合吸着材からなる浄水材であり、該浄水材を用いた浄水器である。

本発明により、粉末状、粒状物及び繊維状物から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質表面にプラスチック粉末及び微粒子化合物が付着した複合吸着材を提供することができる。このような吸着材を浄水材として使用すると、通水抵抗が低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能に優れ、しかも透過水の清透度がきわめて良好となり、さらに、分級の発生による浄水器ごとの性能差のばらつきが発生しないので安定して供給することができる。また、微粒子化合物を選択することによって、鉛などの重金属の吸着を可能としたり、簡便にアルカリミネラル水を製造することができるので、浄水用途の観点からだけでなく健康増進の観点からも有用な浄水器を提供することができる。

本発明の複合吸着材における最大の特徴は、プラスチック粉末、微粒子化合物を粉末状、粒状及び繊維状から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質に付着させた複合吸着材を提供することにある。このような複合吸着材を浄水材とすることにより、通水抵抗が低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能をバランス良く維持しながら、重金属除去性能を有したり、簡便にアルカリミネラル水を製造することが可能で、しかも通水時に微粒子化合物の微粉が流出することがなく、さらに分級の発生による浄水器ごとの性能差のばらつきが発生しない浄水器を提供することができる。

プラスチック粉末及び微粒子化合物を付着させるための吸着性物質は、粉末状、粒状及び繊維状から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質であり、各種形状の活性炭、アルミナ、シリカ−アルミナ、モルデナイトなどを例示することができる。なかでも、遊離塩素、ＴＨＭ、黴臭などの各種吸着性能に優れる点で活性炭が好ましい。活性炭としては、炭素質材料を炭化、賦活することによって活性炭となるものであればよく、数１００ｍ^２／ｇ以上の比表面積を有するものが好ましい。

炭素質材料としては、例えば、木材、鋸屑、木炭、ヤシ殻、クルミ殻などの果実殻、果実種子、パルプ製造副生物、リグニン、廃糖蜜などの植物系、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、石油蒸留残査、石油ピッチなどの鉱物系、フェノール、サラン、アクリル樹脂などの合成素材、再生繊維（レーヨン）などの天然素材を挙げることができる。なかでも、吸着性能の点、浄水器用途の点を考慮すると植物系のヤシ殻活性炭を使用するのが好ましい。

粉状の吸着性物質を使用する場合、作業性、水との接触効率、通水抵抗などの点から、平均粒径は７５μｍ〜２.８ｍｍ（２００メッシュ〜７メッシュ）が好ましく、１００μｍ〜２.０ｍｍがさらに好ましい。粒状の吸着性物質を使用する場合、同様の理由から、平均粒径７５μｍ〜１．７ｍｍ（２００メッシュ〜１０メッシュ）が好ましく、１００μｍ〜１．４ｍｍがさらに好ましい。繊維状の吸着性物質を使用する場合、成型性の点から１〜５ｍｍ程度に切断して使用するのがよく、繊維状の活性炭を使用する場合、遊離塩素の除去性の点から沃素吸着量が１２００〜３０００ｍｇ／ｇのものを使用するのが好ましい。

本発明で使用するプラスチック粉末の粒子径は、最終的に目的とする複合吸着材の粒子の大きさと関係し、大きめの複合吸着材を作る場合には、大きめのプラスチック粉末を、小さめの複合吸着材を作る場合には、小さめのプラスチック粉末を選定すれば良く、かかる観点から、プラスチック粉末の平均粒子径（直径）は０．１μｍ〜２００μｍが好ましく、１μｍ〜１００μｍがさらに好ましい。

プラスチック粉末としては、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、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレートなどのポリエステル、ナイロンなどのポリアミドなどの各種熱可塑性樹脂、フラン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化製樹脂を挙げることができるが、熱可塑性樹脂が好ましい。

熱可塑性樹脂粉末のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、あまり小さいものを使用した場合、微粒子化合物が熱可塑性樹脂の表面に付着しにくいことがあり、一方、あまり大きいものを使用した場合、融点以上に加熱すると、熱可塑性樹脂が粒子の形状を保持できず流れてしまうことがあるので、ＭＦＲとして、０．０２ｇ／１０分以上で４０ｇ／１０分以下のものを使用するのが好ましい。なお、ＭＦＲとは、一定の温度及び圧力で規定の直径及び長さのオリフィスから押し出される熱可塑性樹脂の流出速度であり、具体的にはＪＩＳＫ７２１０に従って測定されるものである。熱可塑性樹脂のなかでもポリエチレンが好ましい。

本発明において、このようなバインダー効果を有するプラスチック粉末を使用して微粒子化合物を吸着性物質の表面に付着させて複合吸着材とする。微粒子化合物は粉末状であっても顆粒状であってもよいが、あまり粒子径が大きいと複合吸着材としたときの吸着速度が遅くなる傾向にあるので、粒子径として２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下のものがより好ましい。３μｍ〜８０μｍで球状のものを使用するのが付着保持性の点でさらに好ましい。

浄水用途に好ましく使用される微粒子化合物としては、溶解性重金属の吸着能に優れる点でイオン交換機能を有する化合物が好ましい。イオン交換機能を有する化合物とは、塩類の水溶液に接触して保有イオンを溶液中に出し、溶液中のイオンを中に取り込むことができる化合物をいう。

このような微粒子化合物としては、ゼオライトに代表されるアルミノシリケート、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、酸化チタン、骨炭、イオン交換樹脂などを例示することができる。なかでも、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系無機化合物、アルミノシリケート系無機化合物が好ましい。

チタノシリケート系無機化合物としては、エンゲルハルド社からＡＴＳの商品名で市販されている非晶質系チタノシリケートを使用するのが効率的であり、アルミノシリケート系無機化合物を使用する場合は、イオン交換容量が大きい点でＡ型又はＸ型ゼオライトを使用するのが好ましい。

一方、ミネラル供給材として微粒子化合物を使用する場合は、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸銀、酸化銀などの微粒子化合物を例示することができる。本発明に使用されるミネラル供給材は、粉末状であっても顆粒状であってもよいが、あまり粒子径が大きいと複合吸着材としたときの吸着速度が遅くなる傾向にあるので、粒子径としては２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下が好ましい。ミネラル供給材としては、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、亜硫酸カルシウムなどを例示することができるが、なかでも、安定性の面から炭酸カルシウム又は酸化マグネシウムが好ましい。

プラスチック粉末と微粒子化合物を吸着性物質の表面に付着させるには、これらを均一に混合した混合物をプラスチック粉末の融点以上に加熱して冷却する。本発明における付着とは、接着剤などによる接着の他、溶融加熱などによる熱融着など、プラスチック粉末に微粒子化合物と吸着性物質が強固に固着した状態全てを意味するが、確実に固着できる点で熱融着によるのが好ましい。加熱手段は、例えば、遠赤外線加熱、加熱乾燥炉などによることができる。微粒子化合物の付着量は複合吸着材の１〜４０重量％とするのが効果の点で好ましい。

前述したように、本発明の複合吸着材を得るには、プラスチック粉末と微粒子化合物を吸着性物質の表面に付着させて複合吸着材とする必要があるが、かかる複合吸着材は、好ましくは、吸着性物質１００重量部に対して、プラスチック粉末１〜１００重量部及び微粒子化合物１〜１３５重量部を均一に混合して混合物とし、該混合物をプラスチック粉末の融点以上に加熱して冷却した後篩い分けすることによって得ることができる。複合吸着材の大きさは原材料として用いた活性炭などの吸着性物質とほぼ同じであるので、篩い分けすることによって、所定の基準より小さい粒子は再使用し、大きいものは再度粉砕することにより粒度を調整し、再使用する。

混合物を加熱後冷却した段階で、プラスチック粉末と微粒子化合物及び吸着性物質が軽く接合したような状態にあるときは、軽く解砕した後に篩い分けるのがよい。例えば、振動篩いの上に混合物を載せ、篩いを振動させる程度で容易に解砕することができる。また、互いの粒子同士の接合が強い場合には、６０℃〜１１０℃に予熱した状態にして粉砕機で粉砕し、解砕した後に篩い分けしてもよい。

得られた複合吸着材はそのまま顆粒状で浄水材として使用可能であるが、さらに吸着性物質と混合して使用してもよい。複合吸着材は浄水材としてそのまま自動充填して使用することができるが、さらに加熱して成型し、カートリッジ形態の成型体として使用することも好ましい態様である。また、複合吸着材に抗菌性を与えるために、銀添着活性炭や銀交換ゼオライトを添加してもよい。

浄水材を容器（カラム）に充填して浄水器として使用する場合の通水条件はとくに限定されないが、圧力損失があまり大きくならないように、例えば５０〜２０００ｈｒ^―１の空間速度（ＳＶ）で実施される。本発明の複合吸着材は吸着速度が速いので、ＳＶを１００ｈｒ^―１以上、さらに１０００ｈｒ^―１以上の流速でも性能を発揮するので、浄水器カラムを大幅に小型化することができる。

本発明の複合吸着材を浄水材として使用すると、通水抵抗が低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能をバランス良く維持しながら、重金属の除去にも優れ、しかも通水時に微粒子化合物の微粉が流出することがない。また、本発明の複合吸着材は、プラスチック粉末と微粒子化合物を吸着性物質の表面に付着させて一体化しているので分級の発生による浄水器ごとの性能のばらつきが発生しない。複合吸着材に新たに吸着物質を混合した場合でも、充填比重に差が生じないため分級の発生は見られないので浄水器ごとの性能のばらつきが発生しない。

本発明の複合吸着材は浄水材として容器に充填し、そのまま浄水器単独で使用することができるが、公知の不織布、各種吸着材、セラミック濾過材、中空糸膜などと組み合わせて使用してもよい。以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
微粒子化合物として、エンゲルハルト社製のチタノシリケート系鉛除去剤ＡＴＳ（平均粒子径２０μｍ）５４０ｇと、平均粒子径が４０μｍ、ＭＦＲが１．５ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−１．５）１８０ｇ及び粒状活性炭〔クラレケミカル株式会社製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）〕２２８０ｇを均一に混合した。この混合物を１５０℃の温度で加熱乾燥機を使用して１時間加熱した後、解砕機を使用して解砕した。次いで、混合物の塊を振動篩い機にかけて１０／３０メッシュ（上の篩いが１０メッシュ、目開き１．７ｍｍ、下の篩いが３０メッシュ、目開き０．５ｍｍ）に篩い分けて複合吸着材を得た。３０メッシュ以上、１０メッシュ以下の粒度のものは、全体の７５％であった。また、１０メッシュ以上のものは５％、３０メッシュ以下のものは２０％であった。

得られた複合吸着材の顕微鏡写真を図１〜図２に示す。１はＡＴＳ、２は溶融したポリエチレン、３は活性炭である。ポリエチレンは溶融しているため、ポリエチレンは判別しにくいが、図１（倍率３０倍）及び図２（倍率１００倍）から、本発明の複合吸着材の表面は部分的に球状のＡＴＳで覆われていることがわかる。

複合吸着材１５０ｇを３００ｃｃのカラムに充填し、５０ｐｐｂの溶解性鉛（硝酸鉛を加えて鉛イオン濃度が５０ｐｐｂになるように調整した）を含む原水を０．７５リットル（Ｌ）／分（ＳＶ１５０ｈｒ^−１）の流速で通水し、鉛イオンの除去率を測定した。通水量と鉛除去率の関係を図３に示す。鉛イオンの除去率は、［（カラムの入口側鉛濃度−出口側鉛濃度）÷入口側濃度］によって算出し、各通水量の経過時点で、除去率と通水量の関係から鉛の除去性能を評価した。除去率が８０％の時点を吸着材のライフとした。図３の結果から、鉛除去のライフは９６００Ｌであり、カラム１ｃｃあたり３２Ｌの除去能力を有していることがわかる。

なお、遊離塩素の除去性能と総ＴＨＭの除去性能も併せて測定したが（図示省略）、遊離塩素の除去性能は入口２ｐｐｍの濃度で３０００Ｌ、総トリハロメタンの除去性能は入口１００ｐｐｂ（水道水にクロロホルム４５ｐｐｂ、ブロモジクロロメタン３０ｐｐｂ、ジブロモクロロメタン２０ｐｐｂ及びブロモホルム５ｐｐｂを加えて調整した）の濃度で１２０Ｌの性能であった。

実施例２
微粒子化合物として、エンゲルハルト社製のチタノシリケート系鉛除去剤ＡＴＳ（平均粒子径２０μｍ）８５０ｇと、平均粒子径が４０μｍ、ＭＦＲが１．５ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−１．５）３００ｇ、粒状活性炭〔クラレケミカル株式会社製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）〕１７００ｇを均一に混合した。この混合物を１５０℃の温度で加熱乾燥機を使用して１時間加熱した後、解砕機を使用して解砕した。次いで、混合物の塊を振動篩い機にかけて１０／３０メッシュ（上の篩いが１０メッシュ、目開き１．７ｍｍ、下の篩いが３０メッシュ、目開き０．５ｍｍ）に篩い分けて複合吸着材を得た。３０メッシュ以上、１０メッシュ以下の粒度のものは、全体の８０％であった。また、１０メッシュ以上のものは５％、３０メッシュ以下のものは１５％であった。

以上のようにして得た複合吸着材２００ｇと粒状活性炭〔クラレケミカル株式会社製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）〕１０００ｇを均一に混合し、粒状活性炭で希釈した複合吸着材を作製した。このようにして得た複合吸着材１５０ｇを３００ｃｃのカラムに充填し、５０ｐｐｂの溶解性鉛（硝酸鉛を加えて鉛イオン濃度が５０ｐｐｂになるように調整した）を含む原水を０．７５Ｌ／分（ＳＶ１５０ｈｒ^−１）の流速で通水し、鉛イオンの除去率を測定した。実施例１と同様に測定を行なったところ、鉛除去のライフは３６００Ｌであり、カラム１ｃｃあたり１２Ｌの除去能力を有していた。

なお、実施例１と同様に遊離塩素の除去性能と総ＴＨＭの除去性能も併せて測定したところ（図示省略）、遊離塩素の除去性能は６０００Ｌ、総トリハロメタンの除去性能は８００Ｌの性能であった。以上のように、本発明の複合吸着材は、浄水器用として優れた性能を示した。

比較例１
微粒子化合物としてチタノシリケート（エンゲルハルト社製ＡＴＳ、平均粒子径２０μｍ、球形状）１ｋｇと、ＭＦＲが１．５ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−１．５）１５０ｇを均一に混合した。この混合物を１５０℃の温度で、加熱乾燥機を使用して１時間加熱した後、室温まで冷却した。次いで、混合物の塊を解砕機で解砕した。次いで、混合物の塊を振動篩い機にかけて２０／３０メッシュ（上の篩いが２０メッシュ、目開き０．８５ｍｍ、下の篩いが３０メッシュ、目開き０．５ｍｍ）に篩い分けて複合粉末体を得た。３０メッシュ以上、２０メッシュ以下の粒度のものは全体の３５％であった。また、２０メッシュ以上のものは５％、３０メッシュ以下のものは６０％であった。以上のようにして得た複合体１０ｇと粒状活性炭〔クラレケミカル株式会社製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）〕９０ｇを均一に混合し、複合吸着材とした。

この複合吸着剤を充填密度０．５０ｇ／ｍＬで実施例１で使用したものと同じ容器に充填して浄水器とし、実施例１と同じ原水を０．７５Ｌ／分（ＳＶ１５０ｈｒ^−１）で通水した。複合粉末体の充填密度は０．２５〜０．３５ｇ／ｃｃであるが活性炭の充填密度が０．４〜０．６ｇ／ｃｃであるため、浄水器ごとに複合粉末体が上部に、活性炭が下部の２層に分級しているのが認められた。実施例１と同様にして測定した鉛除去性能はカラム１ｃｃあたり１〜６Ｌであり、浄水器間にばらつきが認められた。鉛除去率（％）と通水量（Ｌ）の関係を図３に示す。

実施例３〜５
混合するポリエチレンの粒子の割合を変化させた以外は実施例２と同様にして複合吸着材を調製し、実施例２と同様にして溶解性鉛の吸着性能を評価した。ポリエチレン粉末の混合割合と鉛の除去性能の関係を表１に示す。また、流出する透過水の清透度を比色管を使用して観察した。

実施例６〜８
ＭＦＲの異なるポリエチレンを使用して表２に示す複合吸着材を調製し、ＭＦＲと複合吸着材の性能の関係を調べた。結果を表２に示す。樹脂粒子の混合量は１０重量％とした。

実施例９
熱可塑性樹脂をポリプロピレン（ＰＰ）とした以外は実施例２と同様にして複合吸着材を作製した。ＰＰのＭＦＲは１．０、粒子径は４０μｍであった。実施例２と同様にして測定した溶解性鉛の吸着性能は１１．５Ｌ／ｃｃであり良好な性能を示した。また、通水初期に濁りはみられなかった。

実施例１０
イオン交換性微粒子として中心粒子径が３μｍのシリカアルミナ系の球状ゼオライト微粒子を使用した。熱可塑性樹脂として実施例２と同様なポリエチレンを使用し、ポリエチレンの配合量を３重量％とする以外は実施例２と同様にして複合吸着材を作製した。実施例２と同様にして測定した溶解性鉛の吸着性能は７．５Ｌ／ｃｃであった。また、通水初期に濁りはみられなかった。

実施例１１
ミネラル供給材として、炭酸カルシウム[日東粉化工業社製ママカルソ]３００ｇと、平均粒子径が４０μｍ、ＭＦＲが１．５ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−１．５）１２０ｇ、粒状活性炭〔クラレケミカル株式会社製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）〕５８０ｇを均一に混合した。この混合物を１５０℃の温度で加熱乾燥機を使用して１時間加熱した後、解砕機を使用して解砕した。次いで、混合物の塊を振動篩い機にかけて１０／３０メッシュ（上の篩いが１０メッシュ、目開き１．７ｍｍ、下の篩いが３０メッシュ、目開き０．５ｍｍ）に篩い分けて複合吸着材を得た。３０メッシュ以上、１０メッシュ以下の粒度のものは、全体の８０％であった。また、１０メッシュ以上のものは５％、３０メッシュ以下のものは１５％であった。得られた複合吸着材の顕微鏡写真を図４（倍率３０倍）及び図５（倍率１００倍）に示す。４は炭酸カルシウム、５は溶融したポリエチレン、６は活性炭である。

以上のようにして得た複合吸着材１００ｇと粒状活性炭〔クラレケミカル株式会社製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）〕７００ｇと抗菌活性炭[クラレケミカル株式会社製銀添着炭Ｔ−Ｓ１０／３２]２００gを均一に混合し、粒状活性炭で希釈した複合吸着材を作製した。このようにして得た複合吸着材１００ｇを２００ｃｃのカラムに充填し、原水を１．０Ｌ／分（ＳＶ３００ｈｒ^−１）の流速で通水した。ｐＨと通水量（Ｌ）の関係を図６に、遊離塩素除去率（％）と通水量（Ｌ）の関係を図７に示す。ｐＨと通水量の関係の測定を行ったところ、ｐＨはアルカリ側に保持されており、実用性の高いものであった。

実施例１２
ミネラル供給材として、富田製薬株式会社製の酸化マグネシウム粉末１５０ｇと、平均粒子径が４０μｍ、ＭＦＲが１．５ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−１．５）５０ｇ、粒状活性炭［クラレケミカル製ＧＷ２０／４０（粒子径０．８４ｍｍ〜０．３５ｍｍ、比表面積９００ｍ^２／ｇ）］３００ｇとを均一に混合した。

この混合物を１５０℃の温度で加熱乾燥機を使用して１時間加熱した後、解砕器を使用して解砕した。次いで、混合物の塊を振動篩い機にかけて２０／４０メッシュ（上の篩いが２０メッシュ、目開き０．８４ｍｍ、下の篩いが４０メッシュ、目開き０．３５ｍｍ）に篩い分けて複合吸着材を得た。４０メッシュ以上、２０メッシュ以下の粒度のものは、全体の８０％であった。また、２０メッシュ以上のものは７％であって、４０メッシュ以下のものは１３％であった。以上のようにして得た複合吸着材２００ｇに、さらに上記と同じ粒状活性炭３００ｇを均一に混合し、粒状活性炭で希釈された複合吸着材を製造した。得られた複合吸着材の顕微鏡写真を図８（倍率３０倍）及び図９（倍率１００倍）に示す。７は酸化マグネシウム、８は溶融したポリエチレン、９は活性炭である。

希釈された複合吸着材１００ｇを２００ｍＬ（ミリリットル）のカラムに充填し、ｐＨが７±０．２の水道水を１．０Ｌ／分（ＳＶ＝３００ｈｒ^−１）で通水し、処理水のｐＨを測定した。初期ｐＨ値は９以上であり、通水に伴い徐々に低下して行くものの、図１０に示すように、ｐＨが８．０を下回ったのは総量１５４０Ｌ通水時であり、充分実用に耐える範囲内であった。遊離塩素除去率（％）と通水量（Ｌ）の関係を図１１に示す。以上から明らかなように、本発明の複合吸着材によれば、弱アルカリイオン水を安定的に長期にわたって供給することができる。

また、同様のカラムに２ｐｐｍの遊離残留塩素を含む原水を１．０Ｌ／分（ＳＶ３００／ｈｒ）の流速で通水し、遊離残留塩素の除去率を測定した。遊離残留塩素の除去率は、［（カラムの入口側塩素濃度−出口塩素鉛濃度）／入口側塩素濃度］によって算出されるものであり、各通水量の経過時点で、除去率と通水量の関係から遊離残留塩素の除去性能を評価した。除去率が８０％の時点を吸着材のライフとした。その結果、塩素除去のライフは２３０００Ｌであり、カラム１ｃｃあたり１１５Ｌの除去能力を有していることがわかる。結果を図２に示すが、本発明の複合吸着材は、浄水器用としても優れた性能を有していることは明らかである。

実施例１３
ミネラル供給材として、実施例１２で使用したものと同じ酸化マグネシウム粉末５００ｇと、平均粒子径が４０μｍ、ＭＦＲが２０ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−２０）２００ｇ、粒状活性炭［クラレケミカル製ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）］１３００ｇとを均一に混合した。

この混合物を１５０℃の温度で加熱乾燥機を使用して１時間加熱した後、解砕器を使用して解砕した。次いで、混合物の塊を振動篩い機にかけて１０／３０メッシュ（上の篩いが１０メッシュ、目開き１．７ｍｍ、下の篩いが３０メッシュ、目開き０．５ｍｍ）に篩い分けて複合吸着材を得た。３０メッシュ以上、１０メッシュ以下の粒度のものは、全体の８３％であった。また、１０メッシュ以上のものは５％であって、３０メッシュ以下のものは１２％であった。

以上のようにして得た複合吸着材１０８０ｇに、さらに上記と同じ粒状活性炭２５２０ｇとを均一に混合し、粒状活性炭で希釈された複合吸着材を製造した。

希釈された複合吸着材１００ｇを２００ｍＬのカラムに充填し、実施例１２と同様にして通水テストを実施したところ、初期ｐＨ値は９以上であり、通水に伴い徐々に低下して行くものの、図１２に示すように、ｐＨが８．０を下回ったのは総量１０８０Ｌ通水時であり、充分実用に耐える範囲内であった。遊離塩素除去率（％）と通水量（Ｌ）の関係を図１３に示す。以上から明らかなように、本発明の複合吸着材によれば、弱アルカリイオン水を安定的に長期にわたって供給することができる。

また、実施例１２と同様に遊離残留塩素の除去率を測定したところ、塩素除去のライフは１４０００Ｌであり、カラム１ｃｃあたり７０Ｌの除去能力を有していることがわかる。結果を図４に示すが、本発明の複合吸着材は、浄水器用としても優れた性能を有していることは明らかである。

実施例１４
ミネラル供給材として、実施例１２で使用したものと同じ酸化マグネシウム粉末１２０ｇと、実施例１２で使用したものと同じポリエチレン粉末１００ｇを、クラレケミカル製の活性炭ＧＷ６０／１５０（粒子径０．２５ｍｍ〜０．１０ｍｍ、比表面積８５０ｍ^２／ｇ）６５０ｇとを均一混合した。次いで、該活性炭を外径５０ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円筒型の枠に充填し、加熱プレスを使用して１４５℃で９０分加熱、加圧（１ＭＰａ）してカートリッジに成型した。

このカートリッジをハウジングに装着して、ｐＨが７±０．２の水道水を２．０Ｌ／分で通水し、処理水のｐＨを測定した。初期ｐＨ値は９以上であり、通水に伴い徐々に低下していくものの、図１４に示すように、総量１２００Ｌ通水時においても、ｐＨ値は８以上を維持していた。遊離塩素除去率（％）と通水量（Ｌ）の関係を図１５に示す。以上から明らかなように、本発明の複合吸着材によれば、弱アルカリイオン水を安定的に長期にわたって供給することができる。

また、該カートリッジをハウジングに装着して浄水器とし、遊離塩素濃度２ｐｐｍに調整した水を２Ｌ／分で供給した。通水初期に濁りはみられなかった。図６に示すように、該活性炭成型体の遊離塩素除去性能（８０％除去のライフまで）は１００００Ｌ以上であり、実用上十分な性能を有していた。

比較例２
ミネラル供給材として、粉末酸化マグネシウムを公知のバインダーを使用して粒状に成型した成型炭（粒子径１．５〜０．８ｍｍ相当）３００ｇと、実施例２で使用したものと同じ粒状活性炭７００ｇとを均一に混合した。この混合物を平面バットに移し、軽く振動を与えたところ、比重の大きな酸化マグネシウムの一部が沈降するのが観察された。その状態でバットの上層部と下層部からそれぞれ５０ｇをサンプリングし、各１００ｍＬのカラムに充填した。ｐＨが７±０．２の水道水を０．５Ｌ／分（ＳＶ＝３００ｈｒ^−１）で通水し、処理水のｐＨを測定したところ、図１６に示すように、ｐＨ８．０を下回ったところでそれぞれ開きがあり、品質に不均一性が認められた。

実施例１５
クラレケミカル株式会社製の活性炭ＧＷ１０／３２（粒子径１．７ｍｍ〜０．５ｍｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ）１ｋｇ、実施例１で作製した複合吸着材２００ｇ、平均粒子径が４０μｍ、ＭＦＲが１．５ｇ／１０分間、融点１２０℃のポリエチレン粉末（住友精化製フローセンＵＦ−１．５）２００ｇを混合し混合物を得た。該混合物を外径４２ｍｍ、内径２５ｍｍ、高さ９５ｍｍの円筒型の枠に充填し、加熱プレスを使用して１２５℃で８０分加熱、加圧（１ＭＰａ）してカートリッジに成型した。

該カートリッジをハウジングに装着して浄水器とし、遊離塩素濃度２ｐｐｍ、溶解性鉛濃度５０ｐｐｂに調整した水を２Ｌ／分で供給した。通水初期に濁りはみられなかった。該活性炭成型体の溶解性鉛の除去性能は４８００Ｌ（８０％除去をライフとした）遊離塩素除去性能（８０％除去のライフまで）は４５００Ｌであり、実用上十分な性能を有していた。

本発明複合吸着材を浄水材として使用すると、通水抵抗が低く、遊離塩素、ＴＨＭなどの除去性能に優れ、しかも透過水の清透度がきわめて良好となるので、浄水器用途に好適である。また、分級の発生による浄水器ごとの性能差のばらつきが発生しないので安定して供給することができる。さらに、微粒子化合物を選択することによって、鉛などの重金属を吸着したり、簡便にアルカリミネラル水を安定的に長期にわたって製造することができるので、浄水用途に好適に使用される。

実施例１で得られた複合吸着材の顕微鏡写真（倍率３０倍）である。実施例１で得られた複合吸着材の顕微鏡写真（倍率１００倍）である。実施例１及び比較例１で得られた複合吸着材を浄水材として使用して測定した鉛除去率（％）と通水量（Ｌ）との関係を示すグラフである。実施例１１で得られた複合吸着材の顕微鏡写真（倍率３０倍）である。実施例１１で得られた複合吸着材の顕微鏡写真（倍率１００倍）である。実施例１１で得られた複合吸着材により処理水のｐＨの変化を測定したグラフである。実施例１１で得られた複合吸着材により処理水中の遊離残留塩素の除去率を測定したグラフである。実施例１２で得られた複合吸着材の顕微鏡写真（倍率３０倍）である。実施例１２で得られた複合吸着材の顕微鏡写真（倍率１００倍）である。実施例１２で得られた複合吸着材により処理水のｐＨの変化を測定したグラフである。実施例１２で得られた複合吸着材により処理水中の遊離残留塩素の除去率を測定したグラフである。実施例１３で得られた複合吸着材により処理水のｐＨの変化を測定したグラフである。実施例１３で得られた複合吸着材により処理水中の遊離残留塩素の除去率を測定したグラフである。実施例１４で得られた複合吸着材により処理水のｐＨの変化を測定したグラフである。実施例１４で得られた複合吸着材により処理水中の遊離残留塩素の除去率を測定したグラフである。比較例２の吸着材により処理水のｐＨの変化を測定したグラフである。

符号の説明

１ＡＴＳ
２溶融したポリエチレン
３活性炭
４炭酸カルシウム
５溶融したポリエチレン
６活性炭
７酸化マグネシウム
８溶融したポリエチレン
９活性炭

Claims

粉末状、粒状及び繊維状から選ばれた少なくとも１種の吸着性物質（ａ）の表面にプラスチック粉末（ｂ）及び微粒子化合物（ｃ）が付着した複合吸着材。
該吸着性物質が活性炭である請求項１記載の複合吸着材。
該プラスチック粉末が熱可塑性樹脂である請求項１又は２記載の複合吸着材。
該熱可塑性樹脂のメルトフローレートが０．０２ｇ／１０分以上、４０ｇ／１０分以下である請求項３記載の複合吸着材。
該熱可塑性樹脂がポリエチレンである請求項３又は４記載の複合吸着材。
該微粒子化合物の粒子径が２００μｍ以下である請求項１〜５いずれかに記載の複合吸着材。
該微粒子化合物がイオン交換機能をもつ化合物である請求項１〜６いずれかに記載の複合吸着材。
該微粒子化合物がチタノシリケート系無機化合物である請求項１〜７いずれかに記載の複合吸着材。
該微粒子化合物がアルミノシリケート系無機化合物である請求項１〜７いずれかに記載の複合吸着材。
該微粒子化合物がミネラル供給材である請求項１〜６いずれかに記載の複合吸着材。
該ミネラル供給材が酸化マグネシウム又は炭酸カルシウムである請求項１０記載の複合吸着材。
該微粒子化合物の付着量が複合吸着材の１〜４０重量％である請求項１〜１１いずれかに記載の複合吸着材。
該複合吸着材が、吸着性物質（ａ）１００重量部に対しプラスチック粉末（ｂ）１〜１００重量部、微粒子化合物（ｃ）１〜１３５重量部が付着した複合吸着材である請求項１〜１２いずれかに記載の複合吸着材。
該複合吸着材が成型体である請求項１〜１３いずれかに記載の複合吸着材。
プラスチック粉末、微粒子化合物及び吸着性物質を均一に混合して得た混合物を該プラスチック粉末の融点以上に加熱して冷却した後、解砕して篩い分けすることを特徴とする複合吸着材の製造方法。
篩い分けした後、さらに吸着性物質を添加する請求項１５記載の複合吸着材の製造方法。
さらに加圧成型する請求項１５又は１６記載の複合吸着材の製造方法。
請求項１〜１４いずれかに記載の複合吸着材からなる浄水材。
請求項１８記載の浄水材を用いた浄水器。