TWI248378B - Composite adsorption material composite powder and process for producing the composite adsorption material - Google Patents

Description

1248378 玖、發明說明： (一） 發明所屬之技術領域 _本發明讎於複合吸附材料及其製造方法與财材料麗水器。 更《羊盡的g卩是，關於在翻Φ不軸粉外流之複合_材料及其製造方 法與濾水材料及财器。依本發_提供，在㈣子化合物⑷上使塑 膠粉末（b)附者之複合粉末體（e)與—種選自粉末狀、粒狀物及纖維狀物 的吸附性物質⑷而合成複合吸附材料以及微㉟子化合物⑷與至少一 種进自於粉末狀、粒狀物及纖維狀物的吸附性物質上使塑膠粉末附著之 複合吸附材料，將其作爲濾水材料而使用於濾水器上，便具有液體通過 阻力低’及以卓越之性#將游離氯Τ Η μ，重金屬等去除，且過濾水之 清澈度極佳，相當適用於濾水器上。 (二） 先前技術 活性碳在各種污染物質上的吸附能力卓越，長久以來不論是用於 家庭、工業種種的領域上皆以吸附材料被使用者。近年來，所迫切需求 的是無氯臭、霉臭之純淨美味的好水，對此需求，至今已有多種的濾水 器被推出。然而，最近在三氯甲烷（簡稱ΤΗΜ)、環境荷爾蒙、重金屬 等，關於水質在安全衛生上亦愈來愈被關注，因應以上的需求，僅僅單 用活性碳是不足的，必定要有一些具有特殊吸附能力之無機化合物及其 他吸附材料的倂用。 特別在濾水的範圍，重金屬中的鉛離子’依環保局已定爲疑似干 擾內分泌之物質，並且，飲料水中所含鉛離子之濃度在2〇03年現行的 規制値由50 ppb以下至今爲10 ppb以下強化中得知於有效率之濾水 材料的開發爲當務之急。 至今，本申請人已申請專利出性能優異之濾水材料，除去飲料水 1248378 中的游離氯、霉臭、ΤΗΜ及重金屬，並開發出從纖維狀活性碳、二氧 化鈦、一氧化砂素及黏合劑而成之混合物，加以成形所得之活性碳成形 體（專利文獻1)。在此所提之活性碳成形體係從纖維狀活性碳，二氧化 鈦’二氧化砂及黏合劑之混合物成形所得之活性碳成形體，由二氧化鈦 及二氧化Ϊ夕爲主要成分之粒狀體及纖維活性碳以濕式成形而得之成形 體’對於除去水中鉛離子等重金屬，能發揮卓越之功果。 [專利文獻1 ]特開2 0 0 0 - 2 5 6 9 9 9號公報 本申請人所提案出的，不僅僅於重金屬之吸附性能上桌越且能均 衡地將游離氯及THM吸附去除，亦是液體通過阻力低之活性碳成形體 (專利文獻2)。在此所提案出的活性碳成形體係被粒狀活性碳，原纖化 纖維所纒繞之二氧化鈦及二氧化矽爲主要成分之微粒子化合物，不僅不 失去活性碳原本之性能，亦降液體通過阻力低，同時維持能均衡地去除 游離氯、THM等，於重金屬的去除上亦是卓越之成形體。 [專利文獻2]國際公開WO 03/022425 A1 然而’濾'水器於單獨使用下，特別在一開始水通過時會有極少量的 混濁情形發生。在此現象上雖濾水器與中空系膜等其他過濾方法合倂使 用就可解決’但現今所被需求的是不僅濾水器能單獨使用，並且還要無 混濁水的現象。混濁本身雖爲微粒子化合物脫落所引起的，但並非有害 物質’特別於飮料用水上，清澈透明感是一重要的關鍵。 又’將吸附材料塡充於濾水器時，依吸附材料塡充比重的不同而有 所分級’伴隨各濾水器的吸附材料之配合量的差異，各濾水器吸附性能 會有不穩定的情形發生。特別是在有使用較大的粒子徑之吸附材料情況 下’各個濾水邊的吸附性能有顯著不穩定的傾向發生。 因此’本發明之目的是液體通過阻力低，能維持均衡的去除游離 1248378 氯、ΤΗΜ、重金屬等之性能，亦能有效的去除重金屬，並於水通過時 不僅不流出微粒子化合物的微粉，並呈現良好清澈度之過濾水。更不 因分級而發生各個濾水器不穩定的性能差異之吸附材料與其製造方 法，並且提供由該吸附材料而成之濾水材料及使用該濾水材料之濾水 器。 (三）發明內容 本發明者們，爲達成前述目的而一再檢討，（1)在微粒子化合物上 使塑膠粉末（b)附著之複合粉末體（〇與至少一種選自粉末狀、粒狀物 及纖維狀物的吸附性物質（d)而合成複合吸附材料，（2)微粒子化合物 (a)與至少一種選自於粉末狀、粒狀物及纖維狀物的吸附性物質（d)上 使塑膠粉末附著之複合吸附材料，其製造方法以及爲使能達成上述目 的所檢討的濾水材料及濾水器以致有本發明。亦即是，本發明之第1 發明爲在微粒子化合物（a)上使塑膠粉末（b)附著之複合粉末體（c)與 至少一種選自粉末狀、粒狀物及纖維狀物的吸附性物質（d)而成之複合 吸附材料。 本發明之第2發明爲，微粒子化合物（a)與至少一種選自粉末狀、 粒狀物及纖維狀物的吸附性物質（d)上使塑膠粉末附著之複合吸附材 料。 本發明之第3發明爲，在微粒子化合物（a)上使塑膠粉末（b)附著之 複合粉末體（〇。 本發明之第4發明爲，將塑膠粉末與微粒子化合物均一混合所得之 混合物加熱至該塑膠粉末的熔點以上，冷卻之後加以篩分，以及與吸附 性物質混合之複合吸附材料的製造方法。 本發明之第5發明爲，將塑膠粉末、微粒子化合物及吸附性物質 1248378 均一混合所得之混合物，加熱至該塑膠粉末的熔點以上，冷卻之後， 解碎並篩選之複合吸附材料的製造方法。 本發明之第6發明爲，如上述複合吸附材料所得之濾水材料。 本發明之第7發明爲，使用此濾水材料之濾水器。 (四）實施方式 [實施發明之最佳形態] 於本發明之第1發明的複合吸附材料之特徵係使用微粒子化合物 (a) 上使塑膠粉末（b)附著之複合粉末體（c)，因著該粉末體與至小 選自粉末狀、粒狀物及纖維狀物的吸附性物質（d)而合成之複么吸附材 料用於濾水材料上，而得液體通過阻力低，於游離翁 TUXyr 離氣、ΤΗΜ、重金屬 等之去除性能可充分發揮，並且提供有著極爲良咬龍度_爐水之 濾水器。 又’本發明之第2發明的複合吸附材料爲，微粒子化合物（a)與至 少一種選自粉末狀、粒狀物及纖維狀物的吸附性物質（d)上使塑勝粉末 (b) 附著所成，並提供不易發生因分級的濾水器會有吸附性能不穩定之 濾水材料。 於濾水用途上喜好被使用的微粒子化合物，例如有對溶解性g金屬 的吸附性能優越，具有離子交換功能之化合物。所旨胃離子交換功能化合 物’係接觸鹽類水溶液釋出離子於溶液中，可將溶液中的離子吸收之化 合物。 此微粒子化合物（a)，代表沸石的例如有鋁矽酸_、鈦砂酸鹽、二 氧化鈦、二氧化砂、經基磷灰石、骨碳、離子交換樹脂等等。其中，以 離子父換容量大，對於重金屬選擇性局的鈦砂酸鹽系無機化合物或是金呂 石夕酸鹽系之無機化合物較爲理想。 1248378 鈦矽酸鹽系之無機化合物，係使用恩格爾哈爾度公司以ATS爲商 品名稱，所市販之非晶質鈦矽酸鹽，其效率頗佳，使用鋁矽酸鹽系之 無機化合物的情形下，以離子交換容量大的爲A型或是X型之沸石較 理想。 本發明所用之塑膠粉末，係可列舉出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、 乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇 酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯等之聚脂、尼龍等之 聚醯胺等之各種熱塑性樹脂、呋喃樹脂、苯酚樹脂等之熱硬化性樹脂 粉末，其中以熱塑性樹脂粉末較爲理想。 熱塑性樹脂粉末之溶體流動速率（MFR)，如使用在太小的情形 下，微粒子化合物不易於熱塑性樹脂粉的表面上附著，但是，如使用 在太大的情形下，一旦加熱至熔點以上，就無法保持熱塑性樹脂粉粒 子的形狀而流失，所以使用MFR在0.0 2克/10分鐘以上，40克/10 分鐘以下的較爲理想。又，MFR係從一定的溫度及壓力下的直徑及長 度之銳孔中擠壓之熱塑性樹脂粉的流出速度，具體上係依據ns K 72 10所測定出的。熱塑性樹脂粉中以聚乙烯最爲理想。 本發明中使用之塑膠粉末的粒子徑與最終所要的複合吸附材料的 粒子大小有關，製作大的複合吸附材料時，選擇大的塑膠粉末，製作 小的複合吸附材料，則選擇小的塑膠粉末較佳，對此觀點來說，塑膠 粉末的平均粒子徑（直徑）爲0.1微米〜2 00微米，如使用1微米〜1〇〇 微米的較佳。 本發明之第1發明的複合吸附材料，首先要在微粒子化合物（a)上 使塑膠粉末附著之複合粉末體（c)。不論微粒子化合物爲粉末狀或顆粒 狀，如果粒子徑過大，用於複合吸附材料時，其吸附速度將有變慢的 1248378 傾向，粒子徑2 00微米以下，最理想的是100微米以下。使用在3微 米〜80微米之球狀物，更能符合擔持保持性。 爲使微粒子化合物上可附著塑膠粉末，例如紅外線加熱，加熱乾 燥爐等方法皆可。又，本發明之附著即是，如接著劑般之接著，熔融 加熱般之熱融著等，微粒子化合物與塑膠粉末可堅固的黏著狀態之 意，就此點來說熱融著較爲理想。 如則述，爲得到在本發明之第1發明所提之複合吸附材料，必需 先取得在微粒子化合物上使塑膠粉末附著之複合粉末體（C)，關於複合 粉末體，例如，將微粒子化合物100重量份比對塑膠粉末5重量份至 5 0重量份二者均勻混合而成的混合物，並將該混合物加熱至塑膠粉末 的熔點以上，冷卻後可篩選而得之。將該微粒子化合物的附著量設爲 複合粉末體的50〜90重量％，於本發明之效果上較爲理想。又，複合 粉末體中的微粒子化合物量可推算測定揮發情形。測定揮發情形的方 法係將樣品放入磁性之坩堝並加蓋的狀態下，於93 0 °C之爐內放置7 分鐘，冷却後測量殘留樣品之重量。聚乙烯等之熱熔融性的聚合物， 因在此溫度會分解、揮發，揮發情形大約與複合吸附材料中的熱塑性 樹脂之比例相當。 混合物加熱冷卻後的階段中，於塑膠粉末與微粒子化合物稍有接 合的狀態時，予以輕微解碎後，再篩選較佳。粒子之間，因表面有離 子吸附性之微粒子覆蓋者，所以可容易地將其解碎。例如，振動篩子 上放入混合物，篩子振動之程度即可解碎。又，粒子與粒子間相互緊 緊接合時，先以粉碎機粉碎，解碎後再篩選。 篩選後之結果，如比所定的篩選基準小的粒子則再使用、大的則 粉碎後調整粒度，亦可再使用。複合粉末體的平均粒子徑爲75微米 1248378 (2 00網目）以上，1公釐（16網目）以下，就壓力損失與處理性來說較 爲理想。所得之複合粉末體雖可依原來之顆粒狀即可以吸附材料來使 用’但於本發明之第1發明中的複合吸附材料，最好與前述之複合粉 末體，以及後述之吸附性物質均勻混合，於第4發明中可得之。 於本發明之第2發明所提的複合吸附材料，如前述般於微粒子化 合物（a)與至少1種選自粉末狀、粒狀物及纖維狀物的吸附性物質（d) 上使塑膠粉末附著之物質，其中該微粒子化合物的附著量爲複合吸附 材料的0〜20重量％，其效果較爲理想。於本發明之第2發明中之複 合吸附材料，微粒子化合物，塑膠粉末及後述之吸附性物質均勻混合 所得之混合物加熱壓至塑膠粉末之熔點以上，冷卻後予以解碎、篩選， 於5發明可理想得之。 吸附性物質（d)係有粉狀、粒狀、纖維狀等各種形狀之活性碳，可 列舉的如氧化鋁、游離氯、矽鋁、絲光沸石等等，針對游離氯、THM、 霉臭等的吸性能上較理想的係爲活性碳。活性碳係將碳素質材料經碳 化活化之過程而形成的爲佳，比表面積在數100m2/克以上的較爲理 想。 碳素質材料例如有木材、鋸屑、木碳、椰殻、核桃殻等之果實殻、 果實種子、紙漿製造副產物、木質素等之植物系統、泥碳、草碳、褐 煤、煙煤、無煙煤、焦碳、煤焦油、石碳瀝清、石油蒸餾殘渣、石油 瀝清等等之礦物系統、苯酚樹脂、薩蘭（Saran)樹脂、丙烯酸樹脂等 之合成素材，與再生纖維（人造絲）等之天然素材可供舉例。其中以植 物系統之椰殻活性碳較爲理想。 使用粉狀吸附性物質的情形下，於工作性，及與水之接觸功率， 水通過阻力等要點來看，以75微米〜2 800微米（2 00網目）的較理想， 1248378 100微米〜2 Ο 0微米（150網目〜9網目）的更爲理想。使用粒狀吸附性 物質的情形下，於同要點來看，以75微米〜1.7公釐（200網目〜1〇 網目）的較理想，1〇〇微米〜1.4公釐（150網目〜12網目）的更爲理 想。使用纖維狀吸附性物質的情形下，在成形性之點來看，取1〜5公 釐左右予以截斷使用較佳，使用纖維狀活性碳的情形下，在去除游離 氯之點來看，使用纖維狀活性碳的情形下，在去除游離氯之點來看， 碘吸附量爲1 200〜3 000毫克/克的較理想。 於本發明之第1發明的複合吸附材料與前述之複合粉末體100重 量份對上述理想之活性碳代表的吸附性物質1 〇 〇重量份〜3 0 0 0重量 份之比例混合可得之。混合方法無持別之限制，採用公知方法即可。 雖此混合物以原狀即可當成濾水材料來自動塡充使用，但一進步的， 亦可加熱塑膠粉末至熔點以上，加熱成形，以筒狀形態之成形體使用。 又，複合吸附材料與活性碳之混合物，爲使予以具有抗菌性，可添加 載銀的體活性碳或載銀的體沸石。 爲得於本發明之第2發明的複合吸附材料，將塑膠粉末（b)，微粒 子化合物（a)及吸附性物質（d)均勻混合，將混合物加熱至塑膠粉末之 熔點以上’加壓成形後即可取得，但於微粒子化合物與吸附性物質（d) 上使塑膠粉末附著之複合吸附材料，予以加熱至塑膠粉末之熔點以 上’冷却後經解碎、篩選更爲理想之製造法。爲此，首先於微粒子化 合物（a)與吸附性物質（d)上使塑膠粉末（d)附著之複合吸附材料係爲 必要’關於複合吸附材料，例如相對於吸附性物質i 00重量份，均勻 混合微粒子化合物1〜50重量份及塑膠粉末5〜200重量份之混合 物’將該混合物加熱至塑膠粉末之熔點以上，冷卻後予以篩選即可製 得。於本發明之最佳效果是於該微粒子化合物之附著量爲複合吸附材 1248378 料的1〜2 0重量％。 於混合物加熱後經冷卻之階段下，塑膠粉末與微粒子化合物及吸 附性物質於輕微接合時，稍稍予以解碎後，再篩選較佳。例如，於振 動之篩子上放入混合物，藉由篩子振動之程度便可解碎。又，粒子與 粒子間相互緊密接合時，可於60 °C〜1 10 °C之予熱狀態下以粉碎機粉 碎，解碎後再行篩選。 篩選出之結果，比所定之基準小的粒子可再使用，大的則再度粉 碎以調整粒度後再行使用。雖可將所得之複合吸附材料以原來之顆粒 狀作爲吸附材料使用，亦可與吸附性物質混合使用。此複合吸附材料 雖以原狀即可當濾水材料來自動塡充使用，如能予以加熱成形，以筒 狀形態之成形體來使用亦有可能。又爲使複合吸附材料具有抗菌性， 亦可添加載銀的活性碳或銀交換沸石。 使用本發明之複合吸附材料爲濾水材料時，即使爲顆粒狀亦發揮 高吸收速度，並於水通過時完全無微粉流出之情形。關於此原因，雖 無法明確說明，但推測是因塑膠粒子與微粒子化合物之附著構造有關 之故。亦即是，各個微粒子化合物，一部分被聚乙烯等之塑膠粒子固 著，整體爲顆粒狀，與塑膠粒子固著側及背側，並無被塑膠粒子覆蓋 住，依然保持住原來之表面狀態，由此得知微粒子化合物原本即以有 效的吸附性能運作著’以及因塑膠粒子與微粒子化合物強固的固著 住，以致無流出之情形。 又，於第2發明之複合吸附材料，因塑膠粒子與微粒子化合物亦 與吸附性物質固著之原故，而形成更不易有分級情形之構造的推想。 將濾水材料塡入管柱內於濾水器使用狀態之通化條件並無特別的 限制，爲使壓力損失不至於太大，例如於50〜200011^1之空間速度（SV) 1248378 下實行。本發明之複合吸附材料，因吸附速度快速，SV在lOOOhr-1 以上，更可在10 OOhr·1以上之流速下發揮性能，濾水器之管柱便可大 幅度縮爲小型。 以本發明之複合吸附材料爲濾水材料予以塡入容器內，可以濾水 器原狀單獨使用，亦可與公知的不織布，各種吸附材料，陶製的過濾 材料，中空系膜等合倂使用。以下，依照實施例而使本發明能更詳細 的說明，但本發明並不在此限定內。 實施例1 微粒子化合物係爲恩格爾哈爾度公司製ATS (平均粒子徑20微米) 之鈦矽酸鹽系鉛去除材料1公斤與平均粒子徑爲40微米，MFR爲20 克/10分鐘，與熔點120°C之聚乙烯粉末（住友精化股份有限公司製之 三氟溴氯乙烷）150克均勻混合。將此混合物160 °C之溫度下，使用加 熱乾燥機加熱1小時後，待冷却至室溫。 其次，將混合物塊以振動篩子解碎，使用3 0/ 1 5 0網目（上方篩子 爲30網目，目寬0.5公釐，下方篩子爲150網目（目寬0.1公釐）篩 選而得複合粉末體。150網目以上，30網目以下之粒度的占全體之 6 5 °/〇。又，3 0網目以上的有5 %，1 5 0網目以下的有3 %。並且，1 5 0 網目以下的可再使用30網目以上的，再次粉碎，調整於3 0/ 1 5 0後再 使用。測定於3 0/ 1 5 0網目之混合物塊的揮發份爲25%。 所得之複合粉末體的電子顯微鏡照片示於第1圖〜第3圖。1爲 ATS，2爲熔融後之聚乙烯。聚乙烯於熔融狀態時不易辨別，由第1 圖（倍率1 80倍）及第2圖（倍率65 0倍）得知於本發明之複合粉末體的 表面上被球狀之ATS覆蓋情形。又，第3圖倍率爲2 5 00倍之照片中 可觀察出，聚乙烯粒子藉由熔融，ATS之粒子被聚乙烯粒子熱融著之 1248378 樣態。於第3圖，可看出一旦熔融後之平坦部分爲聚乙烯。又，部分 之聚乙烯、因位於複合粒子內部中，以致形成不易觀察之構造，於第 2圖亦可觀察出些許平坦的部分（聚乙烯的部分）。 如同上述而得之複合粉末體（3 0/ 1 5 0網目）10克與粒狀活性碳 [久良禮化學股份有限公司製之GW 4 8/ 1 00(粒子徑0.3公釐〜0.1 5 公釐，比表面積8 00m2/克）]90g均勻混合而成複合吸附材料。將此塡 入6 Occ之管柱內，並以含有5 Oppb溶解性鉛（添加硝酸鉛調整鉛離子 濃度成50ppb)之生水以1.0公升（升）/分（SV lOOOhr·1)之流速下水 通過，而測定出鉛離子的去除率。 水通過量與鉛去除率之關係示於第4圖。鉛離子之去除率，是以 [(管柱入口側鉛濃度一出口側鉛濃度）/入口側鉛濃度]之算法而得，於 各水通過量之經過時點，以去除率與水通過流量之關係來評斷鉛的去 除性能。去除率於8 0%之時點爲吸附材料之壽命。由第4圖結果得知， 鉛去除的壽命有3 700升，管柱（塡充摻和物）1CC約有6 1升之去除能 力。結果示於表1。 並且，將游離氯的去除性能與THM的去除性能合倂測定出之結果 (省略圖示）、游離氯的去除性能爲，於入口 2 ppm之濃度下600升（管 柱lcc約100升），三氯甲烷的去除性能爲於入口 100 ppb(自來水中 添加氯仿45 ppb，溴二氯甲烷30ppb、二溴氯甲烷20ppb及三溴甲 烷5 ppb予以調整）之濃度下8 00升（管柱lcc約13升）。如以上所述， 本發明之複合吸附材料於濾水器用途上具有優越之性能。 比較例1 微原纖維化纖維係使用市售丙烯基纖維（日本艾克斯蘭工業股份 有限公司R56D)200g以精碎機擊碎至cSF = 50mL、再與微粒子化合 1248378 物，亦即鈦矽酸鹽（恩格爾哈爾度公司製ATS平均粒子徑30微米，球 狀）1 5 0 0 g分散於4 5升之水中，調製成漿狀之固液混合水溶液。 於該漿狀水溶液中投入粒狀活性碳[久良禮化學股份有限公司製 GW 60/150(粒子徑0.1公釐〜0.25公釐，比表面積800m2/克）]15 公斤均勻攪拌，濾開固狀物，該固狀物再以濾布離心脫水，以去除表 面水。並重新將已乾燥之上述活性碳同樣以GW 6 0/ 1 5 0追加15公斤 混合後，以120°C 12小時乾燥而得複合粒狀體。 將此複合粒狀體以塡充密度0.5克/mL塡入與實施例1中使用之 相同容器內，作爲濾水器，與實施例1同生水於1.0升/分鐘下水通過。 與實施例1同法測定出之鉛去除性能爲3 2升/立方厘米（活性碳），三 氯甲烷去除性能雖同程度，但於水通過初期，會有少許混濁現象。 比較例2 將磺酸型之離子交換纖維（直徑3 0微米，離子交換容量2meq/克） 以1公釐大小切品l〇g與實施例1使用之活性碳9 0g均勻混合。將此 塡入與實施例1同樣60cc之管柱內，同條件下水通過，鉛的壽命爲 1 5 0 0升，以單位體積之去除能力爲25 L。游離氯與THM之去除性能 與實施例1相同，但鉛的去除性能是實施例1的40%較爲遜色。 實施例2〜4 除了變化混合之聚乙烯粒子的比例以外，與實施例1相同，調製 複合吸附材料，亦同樣評價溶解性鉛之吸附性能。複合吸附材料的揮 發份，如同前述般，與聚乙烯量相互關係著，測定出供作參考値。聚 乙烯粉末之混合比例與鉛的去除性能之關係示於表1。並使用比色管 觀察流出的過濾水之清澈度。 1248378 表1聚乙烯粉末之混合比例與溶解性鉛之去除性能 聚乙烯粉末 之混合比例 (wt%) 複合粉末體之 揮發份 (%) ATS之混 合比例 (wt%) 過濾水之 清澈度 溶解性鉛 去除性能 (升/立方厘米） 實施例1 13 25 87 無色(無混濁） 61 實施例2 20 35 80 無色(無混濁） 48 實施例3 30 48 70 無色(無混濁） 31 實施例4 3 6 97 無色(無混濁） 62 實施例5〜7 使用平均例子徑爲4 0微米之不同MFR的聚乙烯作出若干之複合 吸附材料，且測定MFR與複合吸附材料之關係。其結果示於表2。樹 脂粒子之混合量爲13%。 表2聚乙烯之MFR與溶解性鉛之去除性能 聚乙烯粉末 之混合比例 (wt%) 聚乙烯之MFR (克/10分鐘） ATS之混合 比例 (wt%) 過爐水之 清澈度 溶解性鉛 去除性能 (升/立方厘米） 實施例5 13 0.02 87 無色(無混濁） 62 實施例6 13 10 87 無色(無混濁） 48 實施例7 13 40 87 無色(無混濁） 35 實施例8 除熱塑性樹脂爲聚丙烯（PP)以外，製造出與實施例1相同的複合 吸附材料。PP之MFR爲1 .0，粒子徑爲40微米。所得之複合吸附 材料之揮發份爲3 0%。用與實施例1同樣的方式測定，溶解性鉛之吸 附性能爲58升/立方厘米，具有良好之性能。並於水通過初期沒有見 到混濁現象。 實施例9 1248378 離子吸附性微粒子係使用矽鋁系之沸石的微粒子。此沸石的平均粒 子徑爲3微米之球體沸石。熱塑性樹脂之粒子係使用與實施例1相同之 聚乙烯，除聚乙烯之配合量爲20%以外，製出與實施例相同之複合吸 附材料。所得之複合吸附材料之揮發份爲37%溶解性鉛之吸附性能爲 41升/立方厘米。於水通過初期完全混濁現象。 實施例10 將久良禮化學股份有限公司製之活性碳GW 60/ 1 5 0(活性碳粒子 徑60〜150網目μ公斤，於實施例！製作之複合粉末體l〇0g，MFR 0.5克/10分鐘，熔點爲13 0°C，平均粒子徑爲3 0微米的聚乙烯粉末 l〇〇g之比例下混合。其次，將該活性碳，塡入外徑42公釐，內徑25 公釐，高95公釐之圓筒型框內，使用熱壓機於160°C下加熱17分鐘， 加壓（1 Μ P a)成筒狀物。 將該筒狀物安裝於殻體內以當作濾水器，將調整成游離氯濃度爲 2PPm，溶解性鉛濃度爲5 0PPb的水以2升/分鐘供給。於水通過初期 並沒有見到混濁現象。該活性碳成形體之溶解性鉛的去除性能爲4800 升（管柱每lcc約56升）。游離氯去除性能（去除80%之壽命）爲4 5 00 升（管柱每lcc約53升），相當具有實用性能。 實施例1 1 微粒子化合物係爲恩格爾哈爾度公司製之鈦矽酸鹽系鉛去除劑 ATS (平均粒子徑2 0微米）5 4 0 g與平均粒子徑爲40微米、MFR爲1.5 克/1 〇分鐘，熔點1 20 °C之聚乙烯粉末（住友精化製氟烷 UF-1.5)180g，粒狀活性碳[久良禮化學股份有限公司製GW 10/3 2(粒 子徑1.7公釐〜0.5公釐，比表面積8 0 0m2/克）]22 8 0g均勻地混合。將 此混合物於150°C之加熱乾燥機中加熱1小時後，以解碎器予以解碎。 1248378 其次，將混合物塊，以振動篩機10/30網目（上方篩子10網目， 孔寬1.7公釐，下方篩子3 0網目，孔寬0.5公釐）篩選而得複合吸附 材料。30網目以上，1〇網目以下之粒度占全體75%。又，10網目以 上的有5%，30網目以下的有20%。 所得之複合吸附材料的顯微鏡照片示於第5圖〜第6圖。1爲 ATS、2爲熔融之聚乙烯，3爲活性碳。雖因聚乙烯於熔融下不易判別， 從第5圖（倍率6 0倍）及第6圖（倍率2 00倍）中、可得知本發明之複合 吸附材料的表面上方部分有球狀ATS覆蓋著。 將上述方法所得之複合吸附材料150g塡入3 00cc之管柱內，並 將含有5 0 0ppb的溶解性鉛（添加硝酸鉛，調整鉛離子濃度爲5 00ppb) 之生水以0.75升/分鐘的流速下水通過，測定出其鉛離子之去除率。 水通過量與鉛去除率之關係示於第7圖。鉛離子之去除率依[(管柱 入口側之鉛濃度一出口側之鉛濃度）/入口側濃度]而算出於各水通過量 之經過時點下，以去除率與水通過量之關係來評價鉛去除性能。去除率 於80%之時點時爲吸附材料之壽命。由第7圖之結果可得知鉛去除之 壽命爲9 600升，管柱lcc約具有3 2升之去除能力。 並且，合倂游離氯之去除性能與總THM之去除性能測定出之結果 (圖示省略），游離氯之去除性能爲入口 2ppm濃度下24000升（管柱 lcc左右8 0升）總三氯甲烷之去除性能爲入口 l〇〇ppb(於自來水添加 氯仿4 5ppb，溴二氯甲烷3 0ppb，二溴氯甲烷20ppb及溴仿5ppb加 以調整）的濃度下900升（管柱lcc約3升）。 實施例12 微粒子化合物係爲恩格爾哈爾度公司製之鈦矽酸鹽系鉛去除劑 ATS(平均粒子徑20微米）8 5 0g與平均粒子徑爲40微米，MFR 1·5 -20- 1248378 克/1 〇分鐘’熔點1 20 °c之聚乙烯粉末（住友精化製氟烷 UF- 1 .5 )3 00g，粒狀活性碳[久良禮化學股份有限公司製gw 10/32(粒 子徑1.7公釐〜0.5公釐，比表面積8〇〇m2/克）]1700g均勻混合。將 此混合物於加熱乾燥機以150°C之溫度加熱1小時後，使用解碎機解 碎。 其次，將混合物塊以振動篩機1 0/3 0網目（上方篩子1 〇網目，孔 寬1.7公釐，下方篩子30網目，孔寬〇·5公釐）篩選而得複合吸附材 料。3 0網目以上，1 0網目以下占全體8 0 %。又，1 0網目以上的有5 %， 30網目以下的有15%。 如上述所得之複合吸附材料200g與粒狀活性碳[久良禮化學製 GW 10/32(粒子徑1.7公釐〜0.5公釐，比表面積800m2 /克）]100g 均勻混合，調製稀釋之複合吸附材料。將含5 Oppb的溶解性鉛（添加硝 酸鉛調整離子濃度成爲50ppb)之生水以0.75升/分鐘（SV ISOhr·1) 的流速下水通過，測定鉛離子之去除率。 並且，與實施例1同樣的，合倂游離氯之去除性能與總THM之 去除性能，測定出之結果（圖示省略），游離氯之去除性能爲3 000升（管 柱lcc約100升）總三氯甲烷之去除性能爲1 200升（管柱lcc約4 升）。如以上所述，本發明之複合吸附材料使用於濾水器上係具有優越 之性能。 比較例3 微原纖化纖維係使用市售丙烯基纖維（日本艾克斯蘭工業製 R56D)200g以精碎機擊碎至CSF = 50mL、再與微粒子化合物係將鈦 矽酸鹽（恩格爾哈爾度公司製ATS，平均粒子徑20微米’球狀）150〇g 分散於4 5升之水中’調製漿狀之固液混合水溶液。 1248378 於該漿體水溶液中，投入粒狀活性碳[久良禮化學股份有限公司製 GW 10/32(粒子徑1.7公釐〜〇.5公釐，比表面積800m2/克）]15g均 勻攪拌，濾開固狀物，該固狀物再以濾布離心脫水，以去除表面水。並 重新將已乾燥之上述活性碳相同之G W 1 0 / 3 2追加2 2 · 5公斤，混合後 以120 °C 12小時乾燥而得複合粒狀體。 將此複合粒狀體以塡充密度0.5 0克/mL塡入與實例1中使用之相 同的容器內作爲濾水器，與實施例1同生水0.75升/分鐘下水通過。與 實施例1同法測定出之鉛去除性能雖同程度，但於水通過初期會有少許 混濁現象。 實施例1 3〜1 6 除混合之聚乙烯粒子的比例有變化之外，比照實施例11，調製複 合吸附材料，與實施例2同法，評價溶解性鉛之吸附性能。聚乙烯粉末 的混合比例與鉛的去除性能之關係示於圖3。又，使用比色管觀察流出 之過濾水的清澈度。 表3聚乙烯末之混合比例與溶解性鉛之去除性能 聚乙烯粉末 之混合比例 (wt%) ATS之混合 比例 (wt%) 活性碳之混 合比例 (wt%) 過濾水之 清澈度 溶解性鉛 去除性能 (升/立方厘米） 實施例13 1.7 5 93.3 無色(無混濁） 12 實施例14 3 5 92 無色(無混濁） 10.5 實施例15 5 5 90 無色(無混濁） 9.7 實施例16 0.2 5 94,8 無色(無混濁） 12.5 實施例17〜19 使用平均粒子徑爲40微米，不同的MFR之聚乙烯製作數個複合 吸附材料，以測定出M F R與複合吸附材料性能之關係。其結果示於 - 22- 1248378 表4。樹脂粒子之混合量爲10%。 表4聚乙烯粉末之MFR與溶解性鉛之去除性能 聚乙烯粉末 之混合比例 (wt%) 聚乙烯之MFR (克/10分鐘） ATS之混合 比例 (wt%) 過濾水之 清澈度 溶解性鉛 去除性能 (升/立方厘米） 實施例Π 1.5 0.02 98.5 無色(無混濁） 12.5 實施例18 1.5 10 98.5 無色(無混濁） 10.5 實施例19 1.5 40 98.5 無色(無混濁） 9 實施例20 除熱塑性樹脂爲聚丙烯之外，比照實施例12製作複合吸附材料。 PP之MFR爲1.0，粒子徑爲4 0微米。比照實施例2測定出的溶解性 鉛之吸附性能爲11.5升/立方厘米，具有良好之性能。並且，於水通過 初期沒有見到混濁現象。 實施例2 1 離子交換性微粒子係使用矽鋁系之沸石微粒子。比沸石是平均粒子 爲3微米之球狀沸石。熱塑性樹脂之粒子爲比照實施例12使用聚乙 烯，除聚乙烯之配合量爲l〇〇g之外，與實施例12同法製作複合吸附 材料。依照實施例12所測定出的溶解性鉛之吸附性能爲7.5升/立方厘 米。並且，於水通過初期沒有見到混濁現象。 實施例22 久良禮化學股份有限公司製之活性碳GW 10/32(粒子徑1.7公 釐〜0.5公釐，比表面積8 00m2/克）1公斤，於實施例1中所製之複 合粉末體200g，平均粒子徑40微米，MFR爲1.5克/10分鐘，熔點 120°C之聚乙烯粉末（住友精化製氟烷UF- 1.5 )2 00g之比例混合。其 次，將該活性碳塡入外徑42公釐，內徑25公釐，高95公釐的圓筒 -23- 1248378 狀模型內，使用熱壓機於125 °C 80分鐘下加熱，加壓（1 MPa)而成筒 型。 將該筒型活性碳裝置外殼供作濾水器使用，調整游離氯濃度 2ppm，溶解性鉛濃度50ppb的水於2升/分鐘下供給。於水通過初期 沒有見到混濁現象。該活性碳成形體之溶解性鉛的去除性能爲4800升 (管柱lcc約56升）游離氯去除性能（可去除8 0%之壽命下）爲45 00升 (管柱Uc約53升），相當具有實用性能。 利用於產業上之可能性 本發明之複合吸附材料，針對三氯甲烷（THM)，游離氯以及鉛等 重金屬之吸附性能，不僅能均勻的吸附，去除，且於水通過時無微粒子 化合物之微粉流出，相當適合用於濾水器上。並同，降低因有各濾水器 的分級而發生之吸附性能的差別情形，亦能夠穩定的予以供給。 (五）圖式簡單說明 第1圖爲於實施例1所得之複合粉末體的電子顯微鏡照片（倍率80 倍）。 第2圖爲於實施例1所得之複合粉末體的電子顯微鏡照片（倍率 65 0 倍）。 第3圖爲於實施例1所得之複合粉末體的電子顯微鏡照片（2500 倍）。 第4圖爲於實施例1以及於比較例1，將複合吸附材料作爲濾水材 料使用，所測定出鉛的去除率（％)與水通過量（升）的關係表示之曲線 圖。 第5圖爲於實施例11中得到之複合粉末體之電子顯微鏡照片（倍 率60倍）。 _ 2 4 - 1248378 第6圖爲於實施例11中得到之複合粉末體之電子顯微鏡照片（倍 率2 0 0倍）° 第7圖爲於實施例1 1以及比較例3，將複合吸附材料作爲濾水材 料使用所測定出鉛的去除率（％)與水通過量（升）的關係表示曲線圖。 元件符號之說明

1 ATS 2 熔融之聚乙烯 3 活性碳

Claims (1)

1248378 第92 1 29842號「複合吸附材料、複合粉末體及複合吸附材料之製造方 法」專利案 (2005年9月26日修正) 拾、申請專利範圍： 1 . 一種複合吸附材料，其包括由熱塑性樹脂所成之塑膠粉末 (b )附著於平均粒子徑爲2 〇 0微米以下之微粒孑化合物（a ) 上且該微粒子化合物（a )的附著量爲5 0〜9 5重量％而成之 複合粉末體（c )，及至少一種選自於粉末狀、粒狀物及纖 維狀物活性碳的吸附性物質（d )。 2 · —'種複合吸附材料，其包括在平均粒子徑爲2 〇 〇试米以下 之微粒子化合物（a )及至少一種選自於粉末狀、粒狀物及 纖維狀物活性碳的吸附性物質（d )上，附著由熱塑性樹脂 所成之塑膠粉末（b )而構成，其中該微粒子化合物（a )的附 著量爲複合吸附材料的〗〜2 0重量％。 3 .如申請專利範圍第1或2項之複合吸附材料，其中該微粒 子化合物爲具有離子交換功能之化合物。 4 .如申請專利範圍第丨或2項之複合吸附材料，其中該微粒 ^化合物爲駄矽酸鹽系之化合物。 5，如申晶專利範圍第1或2項之複合吸附材料，其中該微粒 子化合物爲鋁矽酸鹽系之化合物。 6 .如申請專利範圍第〗或2項之複合吸附材料，其中該熱塑 性樹脂之熔體流動速率爲〇 . 〇 2克/ i 〇分鐘以上，4 〇克/ j 〇 分鐘以下。 7 .如申請專利範圍第丨或2項之複合吸附材料，其中該熱塑 1248378 性樹脂爲聚乙稀。 8 .如申請專利範圍第1或2項之複合吸附材料，其中該複合 吸附材料爲成形體。 9 . 一種複合粉末體（c )，其係由熱塑性樹脂所成之塑膠粉末（b ) 附著於平均粒子徑爲2〇〇微米以下之微粒子化合物（a)， 且該微粒子化合物（a )的附著量爲5 〇〜9 5重量。/。。 1 〇 . —種如申請專利範圍第1項之複合吸附材料之製造方法， 其係將微粒子化合物與塑膠粉末均勻混合後所得之混合物 加熱至該塑膠粉末的熔點以上’冷卻後加以篩選出的複合 粉末體，與吸附性物質混合之製造方法。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之複合吸附材料之製造方法，其 中再加壓成形。 1 2 . —種如申請專利範圍第2項之複合吸附材料之製造方法， 其係將微粒子化合物、塑膠粉末及吸附性物質均勻混合之 混合物加熱至該塑膠粉末的熔點以上，冷卻後粉碎、篩選 之製造方法。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之複合吸附材料之製造方法，其 中再混合吸附性物質。 1 4 .如申請專利範圍第1或2項中任一項之複合吸附材料，# 係用於濾水材料。 1 5 ·如申請專利範圍第1或2項之複合吸附材料，其係用於^ 造濾水器。