TWI573622B - 吸附過濾器 - Google Patents

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Hiroe Yoshinobu
Tetsuya Hanamoto
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Kuraray Chemical Kk
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Description

吸附過濾器
本發明係關於包含活性碳的吸附過濾器。
近年來，人們對於有關自來水水質安全衛生方面的關切度越來越高，咸望自來水中所含的游離餘氯、三鹵甲烷類等VOC(揮發性有機化合物)、農藥、黴臭等有害物質能夠去除。
特別是，為了防止雜菌繁殖而使用於自來水等的氯並非無毒物質，若用氯殘餘濃度高的自來水來洗頭髮或清洗肌膚，會有導致頭髮或肌膚的蛋白質變質而受損傷之虞。
習知技術中，為了要除去這些有害物質，係使用粒狀活性碳纏附於纖絲(fibril)化纖維狀黏結劑(binder)所成的吸附成形體作為過濾器。
例如，專利文獻1中就揭露了一種用纖維狀黏結劑將以活性碳為主成分的過濾材成形所得的成形吸附體，其中，前述活性碳為體積基準眾數直徑(mode diameter)在20μm以上100μm以下的微粒狀活性碳，前述纖維狀黏結劑則以利用纖絲化使濾水度達20mL以上100mL以下的纖維材料為主要成分。
但是，若如上述專利文獻1記載的成形吸附體那樣，以濾水度低的纖維狀黏結劑將粒徑較細的粉末狀活性碳成形時，雖可獲得成形性較佳(容易成形得很均一)，且吸附功能高、品質穩定的過濾器，但其中若含微細粉末，則已得知其除了成形體強度降低之外，壓損也會增高，還有過濾器容易產生堵塞的問題。產生堵塞時，則有無法獲得充分的水量，或因水壓負載作用於過濾器而導致破損，或發生未經淨化的水或濾材從破損部位流出的問題。
因此，需要有一種保有優異過濾能力及適當強度，不易產生堵塞，且通水阻力低的由粉末狀活性碳與黏結劑所組成的吸附過濾器。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-255310號公報
本發明之目的係鑑於上述課題而提供一種符合上述需求的吸附過濾器。
經本案發明人等專注研討的結果，發現藉由具有下述構成的活性碳成形體來解決前述課題的技術，並根據這種技術認知一再研究而完成本發明
亦即，本發明的一個面向所涉及的吸附過濾器包含活性碳及纖絲化纖維狀黏結劑，前述活性碳的體積基準累積粒度分布中的0%粒徑(D0)為10μm以上，且體 積基準累積粒度分布中的50%粒徑(D50)為90至200μm，前述纖絲化纖維狀黏結劑的CSF值為10至150mL，且相對於前述活性碳100質量份，包含有前述纖絲化纖維狀黏結劑4至8質量份。
若依據本發明，能夠提供一種具有優良通水性及高度吸附功能，特別是對游離餘氯、農藥、黴臭的過濾能力優異，且不易發生堵塞，通水阻力又低的吸附過濾器。
11‧‧‧研磨機
12、17‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧磨石
14、18‧‧‧馬達
15、16‧‧‧氣壓缸
19‧‧‧操作盤
20‧‧‧成形體
圖1顯示用以對本實施形態的吸附過濾器的成形體本身施以旋轉研磨的研磨機例。
圖2為顯示實施例-比較例的活性碳試樣的粒度分布曲線圖。
[實施發明之形態]
以下，針對本發明的實施形態具體加以說明，但本發明並不限定於這些說明內容。
本實施形態的吸附過濾器包含活性碳及纖絲化纖維狀黏結劑，特徵在於：前述活性碳的體積基準累積粒度分布中的0%粒徑(D0)為10μm以上，且體積基準累積粒度分布中的50%粒徑(D50)為90至200μm，前述纖絲化纖維狀黏結劑的CSF值為10至150mL，且相對於前述活性碳100質量份，包含有前述纖絲化纖維狀黏結劑4至8質量份。
透過具有這種構成，本發明可以提供具有優良通水性及高度吸附功能，特別是對游離餘氯、農藥、黴臭的過濾能力很優異，且不易產生堵塞，通水阻力又低的吸附過濾器。而且，過濾器的強度提高，壓損上升受到抑制，且生產性亦優。
這種優異功效認為是因為若包含粒徑較細的活性碳微細粉末，則所形成的過濾器強度會降低，壓損也會增高，而透過除去這種微細粉末，阻塞就不易發生，成形體強度會提高，且可抑制壓損的緣故。
本實施形態中，係使用體積基準累積粒度分布中的0%粒徑(D0)為10μm以上，且體積基準累積粒度分布中的50%粒徑(D50)為90至200μm的粉末狀活性碳。
活性碳的D0值未達10μm的情況中，有過濾器發生堵塞，過濾器的壽命縮短之虞。此外，也有微細粉末混入處理水的顧慮。關於D0，雖無特別的上限，但從不降低接觸效率，且能展現高度吸附功能的觀點來衡量，以60μm以下更佳。
再者，活性碳的D50未達90μm時，除了通水阻力增高外，還有過濾器產生堵塞之虞。另一方面，D50超過200μm時，有因接觸效率降低而導致無法獲得充分吸附功能的可能性，特別是有脫氯功能低劣的傾向。活性碳的D50的較佳範圍為100至180μm，再更佳範圍為110至150μm。
本實施形態中，上述D0及D50的數值係為以雷射繞射-散射法測定的值，例如，利用日機裝股份有限 公司製造的濕式粒度分布測定裝置(MICROTRAC MT3300EX II)等來進行測定。
本實施形態中，只要在符合上述D0及D50的範圍內，也可包含二種以上的不同粉末狀活性碳。亦即，二種以上不同粉末狀活性碳混合所得的最終混合物只要上述符合D0及D50均可使用。
使用於本實施形態的吸附過濾器的活性碳，並無特別限定，也可使用市售品，例如，也可透過將碳質材料碳化及/或活化來獲得。必須碳化時，通常可將氧氣或空氣切斷，並以例如400至800℃，較佳為500至800℃，再更佳為550至750℃左右的溫度來進行。活化法可採用氣體活化法、藥品活化法等任一種活化法，也可將氣體活化法與藥品活化法組合使用，特別是作為淨水用過濾器使用時，以雜質殘留少的氣體活化法為佳。氣體活化法可將經碳化的碳質材料在通常例如700至1100℃，較佳為800至980℃，再更佳為850至950℃左右的溫度下和活化氣體(例如，水蒸氣、二氧化碳氣體等)進行反應。若考量安全性及反應性，則以含有水蒸氣10至40容量%的含水蒸氣氣體為佳。活化時間及升溫速度並無特別限定，可依所選擇的碳質材料種類、形狀、規格作適當選擇。
碳質材料雖無特別限定，惟可列舉有例如植物類碳質材料(例如木材、刨屑、木炭、椰子殼或胡桃殼等果殼、果實種子、製造紙漿副產物、木質素、廢糖蜜等源自植物的材料)、礦物類碳質材料(例如泥煤、褐煤 、褐碳、瀝青煤、無煙煤、焦炭、煤焦油、煤瀝青、石油蒸餾殘渣、石油瀝青等源自礦物的材料)、合成樹脂類碳質材料(例如酚醛樹脂、聚二氯亞乙烯、丙烯酸樹脂等源自合成樹脂的材料)、天然纖維類碳質材料(例如纖維素等天然纖維、人造絲等再生纖維類源自天然纖維的材料)等。這些碳質材料可單獨使用或2種以上組合使用。這些碳質材料中，從對JIS S3201(2010)所規定的揮發性有機化合物吸附功能有參與作用的微孔容易發展的觀點來看，以椰子殼或酚醛樹脂為佳。
活化後的活性碳，特別是使用椰子殼等植物類碳質材料或礦物類碳質材料的情況中，也可加以清洗，俾將灰分或藥劑去除。清洗時係用無機酸或水；無機酸中，以清洗效率高的鹽酸為佳。
本實施形態的粉末狀活性碳可從藉氮氣吸附法算出的BET比表面積為600至2000m2/g左右範圍加以選擇，例如800至1800m2/g，較佳為900至1500m2/g，再更佳為1000至1300m2/g左右。比表面積過大時，揮發性有機化合物較難吸附，比表面積太小時，揮發性有機化合物或CAT、2-MIB的去除功能會降低。
活性碳的吸附容量太小時，難謂其保有充分的吸附能力；吸附容量過大時，在過度活化狀態下，細孔徑會擴大，而產生有害物質吸附保持力低下的傾向。因此，本實施形態的活性碳中，吸附容量雖依用途而異，但苯吸附量(以20℃時的苯飽和濃度的1/10濃度進行通氣時的飽和吸附量)以達25至60質量%左右為佳。
此外，符合上述D0及D50範圍的粉末狀活性碳可先用例如球磨機或輥磨機等粉碎機將粒狀活性碳粉碎後，再依需要用振動篩篩除微細粉末以獲得粗粒活性碳，然後，藉由施行濕式分級或乾式分級而調製獲得所需的粉末狀活性碳。
濕式分級方法可使用一般的淘析技術，其係利用粒子在水中的沈降速度依粒子規格而異的現象來實現。具體而言，可利用例如將含有微細粉末的活性碳分散在水中後，使用自重過濾或抽吸過濾或離心分離機，藉巨大的重力加速度使粒子移動，且以淤漿狀態或附著於轉桶壁面的泥餅(cake)的形態回收的方法。這種分級不只可進行1次，也可透過反復進行使分級效果更為提高。
此外，乾式分級方法可列舉有例如裝置內部具有旋轉體，使離心力作用於活性碳粒子，令抗力(resisting force)作用在粒子的強制漩渦離心式裝置，或者是裝置內部不具旋轉體，而以產生空氣的旋回流令抗力作用在粒子的半自由漩渦離心式裝置。
這些分級操作係就所獲得的活性碳的粒度分布加以確認，並反復進行至顯示出預定的D0值為止。該分級操作可以單獨的方法反復進行，也可併用不同的方法。另外，本實施形態中，必須製得粒度較細的活性碳，故雖可用任意方法來製造，但因濕式分級會隨著所分級的粒子變細，而使粒子在水中的沈降速度變得緩慢，導致生產性降低，或需要乾燥製程，故以採用乾式分級方式反復實施到顯示出預定的D0值為佳。
本實施形態的吸附過濾器係相對於前述活性碳100質量份，包含有纖絲化纖維狀黏結劑4至8質量份。該纖絲化纖維狀黏結劑的量未達4質量份時，有無法獲得充分的強度，且無法將成形體成形之虞。再者，纖絲化纖維狀黏結劑的量超過8質量份時，有吸附功能降低之虞。更佳情況為，相對於活性碳100質量份，添加纖絲化纖維狀黏結劑4.5至6質量份。
本實施形態所使用的纖絲化纖維狀黏結劑，只要是可透過纖絲化將粉末狀活性碳纏附賦形的材料，並無特別限定，不論是合成品、天然品，均可廣泛運用。這種纖絲化纖維狀黏結劑可列舉有例如丙烯酸纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、纖維素纖維、尼龍纖維、醯胺纖維等。其中，從容易纖絲化、束縛活性碳的效果較高的觀點來看，以使用丙烯酸纖維、纖維素纖維等較適合。
這些纖維也可組合2種以上來使用，而特佳的實施形態為將丙烯酸纖維及纖維素纖維的混合體作為纖絲化纖維狀黏結劑來使用。藉此方式，咸認為成形體密度及成形體強度可以再提高。
本實施形態中，纖絲化纖維狀黏結劑的通水性為CSF值10至150mL左右。本實施形態中，CSF值係根據JIS P8121「紙漿濾水度試驗方法」加拿大標準濾水度法來測定的值。而且，CSF值可透過使纖維狀黏結劑纖絲化的方法來調整。
纖絲化纖維狀黏結劑的CSF值未達10mL時， 無法獲得通水性，成形體的強度降低，壓損也會增高。另一方面，前述CSF值超過150mL時，粉末狀活性碳無法充分保持，除了成形體強度變低之外，吸附功能亦低劣。
本實施形態的吸附過濾器的製造，可用任意方法進行，並無特別限定。從可高效率製造的觀點來看，以淤漿抽吸方法為佳。
更具體而言，例如，圓筒狀吸附過濾器係藉由包含下述製程的製造方法製得：淤漿調製製程，使粉末狀活性碳及纖維狀黏結劑分散於水中以調製淤漿；抽吸過濾製程，一面抽吸前述淤漿一面過濾，以獲得預備成形體；乾燥製程，將前述預備成形體進行乾燥，以獲得乾燥的成形體；及研磨製程，將前述成形體的外表面實施研磨。
(淤漿調製製程)
前述淤漿調製製程中，係將粉末狀活性碳及纖絲化纖維狀黏結劑，以相對於前述活性碳100質量份，纖絲化纖維狀黏結劑為4至8質量份，並且固形分濃度為0.1至10質量%(特別是1至5質量%)的方式，分散於水以調製淤漿。前述淤漿的固形分濃度太高時，容易分散不均勻，成形體容易產生斑塊。另一方面，固形分濃度過低時，成形時間拉長，不僅生產性低下，成形體的密度變高，且容易因捕捉濁污成分而產生堵塞。
(抽吸過濾製程)
抽吸過濾製程中，係在前述淤漿中置入具有多數孔洞的成形用模框，並藉由一面從前述模框的內側抽吸一 面過濾以進行成形。成形用模框可利用常用的模框，例如，可使用日本專利第3516811號公報的圖1所記載的模框等。抽吸方法也可利用例如以抽吸泵等進行抽吸的常用方法。
(乾燥製程)
乾燥製程中，可將抽吸過濾製程所得的預備成形體從模框卸下，並透過以乾燥機等實施乾燥而獲得成形體。
乾燥溫度為例如100至150℃(特別是110至130℃)左右，乾燥時間為例如4至24小時(特別是8至16小時)左右。乾燥溫度過高時，纖絲化纖維狀黏結劑會變質，或發生熔融使過濾功能降低，或成形體強度容易低下。乾燥溫度太低時，乾燥時間會拉長，乾燥容易變得不充分。
(研磨製程)
研磨製程中，只要能將乾燥成形體的外表面施以研磨(或研削)，並無特別限定，可利用常用的研磨方法，但從研磨均勻性的觀點考量，以使用研磨機令成形體本身旋轉而進行研磨的方法為佳。
圖1為用以使成形體本身旋轉並施行研磨的一個研磨機例。該研磨機11具備：設置於旋轉軸12，用以研磨成形體20的圓盤狀磨石13(磨石研磨粒的粒度為90至125μm)；用以將成形體20固定，且使之旋轉的旋轉軸17；及操作盤19。前述圓盤狀磨石13可藉馬達14旋轉，且可藉位置固定的氣壓缸15以可接觸成形體20的方式相對地進退移動，而且可藉位置固定的氣壓缸16沿著成 形體20的長邊方向或軸方向和旋轉軸12一起移動。因此，圓盤狀磨石13可接觸成形體20的外表面，將成形體的外表面實施研磨，並且透過使成形體的外表面移動於長度方向，而在長度方向上均一地施以研磨。另一方面，旋轉軸17也可藉馬達18朝著和前述圓盤狀磨石相反的方向旋轉。該研磨機透過不僅使成形體旋轉，也令圓盤狀磨石旋轉，而不需為了研磨渣的均一性而除去所產生的研磨渣，進而可提升生產性。
具體而言，將旋轉軸15相對於設置在旋轉軸12的直徑305mm 、厚度19mm的圓盤狀磨石13平行設置，並將成形體20安裝於該旋轉軸15，使其在研磨後進退移動到所期望的外徑(研磨深度)和位置，並加以固定。研磨深度(研磨厚度)相對於粉末狀活性碳的中心粒徑為例如5至200倍，較佳為10至100倍，再更佳為15至50倍左右。研磨深度過小時，得不到研磨效果；太大時，生產性會降低。本發明中，乃將研磨深度納入考量，依據外殼的規格，製造預定厚度比外殼規格大的成形體，即可提升生產性。而且，除了研磨導致發生研磨渣的情形可獲得抑制外，所產生的研磨渣也可再利用。
圓盤狀磨石的圓周速度為例如10至35m/s，較佳為15至32m/s，再更佳為18至30m/s左右。此外，用以旋轉圓盤狀磨石的旋轉軸的旋轉速度為例如800至2200rpm，較佳為1000至2000rpm，再更佳為1200至1800rpm左右。另一方面，用以旋轉成形體的旋轉軸的旋轉速度可為例如200至500rpm，較佳為300至450rpm左右 。圓周速度(旋轉速度)過小時，成形體容易在研磨時破碎。另一方面，圓周速度太大時，由於離心力過高，成形體容易變形或破碎。
使圓盤狀磨石沿成形體的長邊方向移動的移動速度可為例如10至150mm/秒，較佳為20至120mm/秒，再更佳為30至100mm/秒左右。移動速度太低時，生產性會降低。另一方面，移動速度過大時，研磨面會生起伏，使研磨精確度降低。
磨石可利用常用的磨石，可列舉有例如氧化鋁質系磨石、碳化矽質系磨石、氧化鋁質系磨石與碳化矽質系磨石的組合。研磨粒(磨石粒度)的大小為例如30至600μm，較佳為40至300μm，再更佳為45至180μm左右。研磨粒過粗時，粒狀活性碳較容易從研磨表面脫落。另一方面，研磨粒過細時，研磨費時，生產性容易低下。
磨石和成形體只要形成為可朝接近及離開方向相對進退移動即可，也可形成為磨石及成形體的至少一方可進退移動。
磨石和成形體只要安裝於彼此平行的軸即可，也可形成為磨石及成形體的至少一方可移動於軸方向(可相對移動)。
另外，研磨製程並不限定於使用前述研磨機的方法，例如，也可用固定的平板狀研磨器對固定於旋轉軸的成形體進行研磨。該方法中，由於產生的研磨渣容易堆積在研磨面，故以一面噴氣一面研磨較有效果。
本實施形態的吸附過濾器係作為例如淨水過 濾器等來使用。作為淨水過濾器使用時，可在例如藉由上述的製造方法製得本實施形態的吸附過濾器後，進行整形、乾燥，然後切斷成所期望的大小及形狀而獲得。為了調整過濾器的形狀，雖可在整形台上實施壓縮，但過度壓縮時，會有活性碳成形體的表面被壓成密實化的情形，所以壓縮止於最小限度即可。而且，也可依需要在前端部分安裝蓋子，或在表面裝設不織布。
本實施形態的吸附過濾器可填充於外殼內作為淨水用濾匣(cartridge)使用。濾匣係裝填於淨水器中，供通水之用。通水方式可採用原水全量過濾的全過濾方式或循環過濾方式。本實施形態中，裝填於淨水器的濾匣只要是例如淨水過濾器充填於外殼中來使用即可，也可再和公知的不織布過濾器、各種吸附材、礦物質添加材、陶瓷過濾材等組合使用。
以上述方式製得的本實施形態吸附過濾器，通常係以200至2000/hr的空間速度(SV)來使用，而在空間速度(SV)200/hr以上1000/hr以下的條件下，濁污成分的初期去除率以未達65%為佳，較佳為未達55%，再更佳為未達45%。此外，在空間速度(SV)大於1000/hr但在於2000/hr以下的情況中，游離餘氯過濾能力以濾匣每1cc60L以上較理想，更佳為80L以上，再更佳為100L以上。
本說明書雖以上文揭露了各種態樣的技術，而其中的主要技術可歸納如下。
亦即，本發明之一面向所涉及的吸附過濾器包含活性碳及纖絲化纖維狀黏結劑，特徵在於：前述活 性碳的體積基準累積粒度分布中的0%粒徑(D0)為10μm以上，且體積基準累積粒度分布中的50%粒徑(D50)為90至200μm，前述纖絲化纖維狀黏結劑的CSF值為10至150mL，且相對於前述活性碳100質量份，包含有前述纖絲化纖維狀黏結劑4至8質量份。
藉由具有這種構成，可以提供具有優異的通水性及高度吸附功能，特別是對游離餘氯、農藥、黴臭的過濾能力很優秀，而且，不易發生堵塞，通水阻力很低的吸附過濾器。再者，過濾器的強度能夠提升，壓損上升會受到抑制，且生產性也很優良。
此外，前述吸附過濾器中，前述活性碳的體積基準累積粒度分布中的50%粒徑(D50)以100至180μm為佳。藉此條件，可以更確實地取得上述效果。
還有，前述吸附過濾器中，前述活性碳的苯吸附量以25至60質量%為佳。藉此條件，可認為能夠獲得吸附功能更優異的吸附過濾器。
此外，前述吸附過濾器中，在空間速度(SV)200/hr以上1000/hr以下的條件下，濁污成分的初期去除率以未達65%為佳。
而且，前述吸附過濾器中，在空間速度(SV)大於1000/hr但在2000/hr以下的情況中，游離餘氯過濾能力以濾匣每1cc 60L以上為佳。
[實施例]
以下藉由實施例更具體的說明本發明，但本發明並不受實施例的任何限定。另外，實施例的各物性 值係藉由以下所示的方法測定。
[粒狀活性碳的粒徑]
使用濕式粒度分布測定裝置(日機裝(股)製「MICROTRAC MT3000EX II」)，利用雷射繞射-散射法測定體積基準累積粒度分布中的0%粒徑(D0)、及體積基準累積粒度分布中的50%粒徑(D50)。具體的粒度分布測定方法揭示如下。
(分散液調整方法)
用離子交換水將聚氧乙烯(10)辛基苯基醚(octyl phenyl ether，WAKO製)稀釋50倍，作為測定用分散液。
(試樣液調製方法)
在燒杯中秤取透過率(TR)達0.880至0.900的份量，添加分散液1.0ml，用刮勺攪拌後，加入超純水約5ml左右進行混合作為試樣液。
將所得試樣液全量流入裝置中，依以下條件進行分析。
(分析條件)
測定次數：3次的平均值
測定時間：30秒
分布表示：體積
粒徑區分：標準
計算模式：MT 3000 II
溶劑名：WATER
測定上限：2000μm、測定下限：0.021μm
殘餘分比：0.00
通過分比：0.00
殘餘分比設定：無效
粒子透過性：吸收
粒子折射率：N/A
粒子形狀：N/A
溶劑折射率：1.333
DV值：0.0882
透過率(TR)：0.880至0.900
擴張過濾器：無效
流速：70%
超音波輸出：40W
超音波時間：180秒
[過濾器成形體密度(g/ml)]
成形體密度(g/ml)係將所得的圓筒狀過濾器以120℃乾燥2小時後，根據測定的重量(g)及體積(ml)求得。
[初期通水阻力]
以空間速度(SV)1000/hr(亦即，1公升/分鐘)的通水量對吸附過濾器開始通水10分鐘後測定通水阻力。有關於初期通水阻力，係以0.03MPa以下為及格點。此外，後述的實施例9中，係以空間速度(SV)1200/hr(亦即，1.2公升/分鐘)的通水量開始通水10分鐘後測定其通水阻力；實施例10、12中，係測定以空間速度(SV)1500/hr(亦即，1.5公升/分鐘)的通水量開始通水10分鐘後的通水阻力；實施例11中，則測定以空間速度(SV)2000/hr(亦即，2.0公升/分鐘)的通水量開始通水10分鐘後的通水阻力。
[壓毀強度]
使用拉伸-壓縮試驗機(ORIENTEC(股)製「TENSILON RTC-1210A」)，對圓筒狀過濾器的長邊方向(縱)與外周方向(橫)以2mm/分鐘的速度施加壓力以測定壓毀強度。有關於壓毀強度，以縱200N以上、橫80N以上為及格點。
[游離餘氯過濾能力]
有關於游離餘氯的過濾能力，係依據JIS S3201(2010)測定以空間速度(SV)1000/hr(亦即，1公升/分鐘)的通水量進行通水時穿透80%的壽命(原水濃度2.0mg/L)。此外，後述的實施例9中，係測定以空間速度(SV)為1200/hr(亦即，1.2公升/分鐘)的通水量的過濾能力；實施例10、12中，係測定以空間速度(SV)為1500/hr(亦即，1.5公升/分鐘)的通水量的過濾能力；實施例11中，則測定以空間速度(SV)為2000/hr(亦即，2.0公升/分鐘)的通水量的過濾能力。關於游離餘氯過濾能力，係以60L/cc以上為及格點。
[濁污成分過濾能力]
有關於濁污成分的除去功能，係依據JIS S 3201(2010)測定開始通水10分鐘後的去除率。其中，初期的空間速度(SV)係設定為1000/hr(亦即，1公升/分鐘的通水量)，設定後則調整通水量，使其保持初期通水時的流動水壓，以進行試驗。此外，後述的實施例9中，係測定以空間速度(SV)為1200/hr(亦即，1.2公升/分鐘)的通水量的初期去除率；實施例10、12中，係測定以空間速度 (SV)為1500/hr(亦即，1.5公升/分鐘)的通水量的初期去除率；實施例11中，則測定空間速度(SV)為2000/hr(亦即，2.0公升/分鐘)的通水量的初期去除率。
有關堵塞壽命，係分別測定至初期流量減半為止的壽命(原水濁度2.0度)。
[比表面積]
使用日本貝爾公司製BELSORP-28SA測定活性碳在77K的氮氣吸附等溫線。藉由BET式子從所得的吸附等溫線以多點法進行分析，並從所得曲線在相對壓力p/p0=0.001至0.1區域的直線計算出比表面積。
[原料]
(粒狀活性碳)
本文中對於粒狀活性碳的製造方法雖有記載，但只要能滿足所需的物性，並無特別限定。
將以400至600℃碳化的椰子殼碳用900至950℃施行水蒸氣活化，調整活化時間俾達成目標苯吸附量，透過將所得椰子殼活性碳用稀鹽酸洗淨，並用離子交換水脫氯，而獲得粒狀活性碳A(10×32網目、苯吸附量30.5wt%、比表面積1094m2/g)。
(活性碳)
．粉末狀活性碳試樣1：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣2：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣3：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣4：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣5：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣6：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣7：椰子殼原料
．粉末狀活性碳試樣8：椰子殼原料
另外，各活性碳粒子的D0、D50、Bz吸附量，係如後列表1所示。再者，各活性碳的調製方法係如下所述。
(活性碳試樣1至3)
將粒狀活性碳A以球磨機粉碎，並用乾式分級裝置除去微細粉末，使活性碳試樣1的D50值達20μm，活性碳試樣2的D50值達90μm，活性碳試樣3的D50值達110μm，而獲得預定的D0值。
(活性碳試樣4)
活性碳試樣4係將粒狀活性碳A以球磨機粉碎，使D50值達20μm，但不進行微細粉末去除。
(活性碳試樣5至8)
將粒狀活性碳A以輥磨機粉碎，再用振動篩去除微粒子-微細粉末，使活性碳試樣5的D50值達150μm，活性碳試樣6的D50值達170μm，活性碳試樣7的D50值達190μm，活性碳試樣8的D50值達220μm，而獲得預定的D0值。
(黏結劑原料)
．黏結劑1：丙烯酸纖維狀黏結劑，CSF值92至120ml
．黏結劑2：纖維素纖維狀黏結劑，CSF值30ml以下
<實施例1至12及比較例1至6的吸附過濾器的製造>
將以丙烯酸纖維狀黏結劑及纖維素纖維狀黏結劑調 整CSF值的纖維狀黏結劑，以下列表1所示的質量份(合計1.2kg)分別投入下列表1所示的活性碳試樣100質量份，再追加自來水，使淤漿量達20公升。
此外，關於黏結劑的調製，在實施例1-3、6-12及比較例1-6中，僅包含丙烯酸纖維狀黏結劑；實施例4-5中則包含丙烯酸纖維狀黏結劑與纖維素纖維狀黏結劑的混合材料。
其次，用日本專利第3516811號公報的圖1所記載的成形用模框(設有多數抽吸用小孔的管狀模框)，在外徑40mm 、中軸徑12mm 、外徑突緣間隔180mm的模具上安裝圓筒狀不織布，僅實施淤漿抽吸，至模具外徑的40mm 為止，並進行乾燥。將所得的成形體安裝在圖1所示的自動研磨機上，以成形體旋轉數300旋轉/分鐘、磨石旋轉數1200旋轉/分鐘、磨石移動速度300mm/10秒(3cm/秒)的條件研磨成形體的外表面，製得外徑40mm 、內徑12mm 、高度180mm的成形體。然後，再加以切斷，製得外徑40mm 、內徑12mm 、高度54mm的成形體。成形體的容積為60.4ml。復在該成形體外周部捲上1層紡粘不織布(spunbond nonwoven fabric)作為試驗用吸附過濾器。
針對該吸附過濾器進行上述評估試驗的結果顯示於表1。再者，實施例-比較例的主要活性碳試樣的粒度分布的曲線圖則顯示於圖2。
<觀察>
由表1可以明瞭，實施例所涉及的吸附過濾器，均有通水阻力低、強度優、游離餘氯過濾能力非常優異的特點。而且，不易產生堵塞，過濾器壽命亦優異。特別是，活性碳的D50值在110至150μm範圍的實施例2至6中，具有充分的強度，游離餘氯過濾能力亦高，堵塞壽命也很優秀。
此外，從實施例9至12的結果可知，特別是在活性碳的D50值為90至120μm的範圍中，即使在SV較1000/hr大的情況下，游離餘氯過濾能力也能維持高水準。
相對於本發明的這些相關實施例的結果，在所使用的活性碳D0值頗小於本發明範圍的比較例1中，無法完成抽吸成形。而且，在使用的活性碳的D0值雖較比較例1大，但D50小於本發明範圍的比較例2中，濁污成分的去除率較高，卻很快就產生堵塞。相反的，在使用的活性碳的D50值較本發明範圍大的比較例3中，脫氯性能很遜色。
另一方面，黏結劑量較少的比較例4中，無法獲得強度，黏結劑量過多的比較例5中，游離餘氯過濾能力並不充分。此外，使用了CSF值較小的黏結劑的比較例6中，由於通水阻力變大，強度低劣，所以在通水初期就崩毀。
本申請案係以2014年11月19日申請的日本國專利申請案特願2014-234155號案為基礎，其內容已包含於本案中。
為了表達本發明，前文中雖已一面參照附圖等一面通過實施形態將本發明作適當且充分的說明，惟只要是所屬技術領域中具通常知識者，應能認知要將前述實施形態加以變更及/或改良係為容易達成的技術。因此，所屬技術領域中具通常知識者所實施的變更形態或改良形態只要未脫離申請專利範圍所述請求項權利範圍的範疇，則該變更形態或該改良形態應解釋為包括在該請求項的權利範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明在有害物質去除等方面所使用的吸附過濾器技術領域上，具有廣泛的產業利用性。
11‧‧‧研磨機
12、17‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧磨石
14、18‧‧‧馬達
15、16‧‧‧氣壓缸
19‧‧‧操作盤
20‧‧‧成形體

Claims (5)

  1. 一種吸附過濾器，係為包含活性碳及纖絲化纖維狀黏結劑的吸附過濾器，特徵在於：前述活性碳的體積基準累積粒度分布中的0%粒徑的(D0)值為10μm以上，且體積基準累積粒度分布中的50%粒徑的(D50)值為90至200μm，前述纖絲化纖維狀黏結劑的CSF值(根據JIS P8121「紙漿濾水度試驗方法」加拿大標準濾水度法來測定的值)為10至150mL，相對於前述活性碳100質量份，包含前述纖絲化纖維狀黏結劑4至8質量份。
  2. 如請求項1之吸附過濾器，其中，前述活性碳的體積基準累積粒度分布中的50%粒徑的(D50)值為100至180μm。
  3. 如請求項1之吸附過濾器，其中，前述活性碳的苯吸附量為25至60質量%。
  4. 如請求項1之吸附過濾器，其中，在空間速度(SV)200/hr以上1000/hr以下的條件下，濁污成分的初期去除率未達65%。
  5. 如請求項1之吸附過濾器，其中，在空間速度(SV)大於1000/hr且2000/hr以下的情況中，濾匣每1cc的游離餘氯過濾能力為60L以上。
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