TWI802625B - 吸附過濾器 - Google Patents

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山田隆之
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日商可樂麗股份有限公司
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Abstract

本發明之一態樣係關於一種吸附過濾器，其係包含活性碳與纖維狀黏結劑的吸附過濾器，其特徵為：密度為0.400g/ml以上，且以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積為0.60ml/g以下。

Description

吸附過濾器
本發明係關於一種包含活性碳的吸附過濾器。
近年來，關於自來水的水質在安全衛生上的關注度逐漸提高，而期望將自來水中所包含的游離殘氯、三鹵甲烷類等的VOC(揮發性有機化合物)、農藥、黴臭等有害物質去除。
特別是為了防止腐生菌繁殖而用於自來水等的氯並非無毒物質，若以殘氯濃度高的自來水清洗頭髮或肌膚，則有使頭髮或肌膚的蛋白質變質而受損的疑慮。又，溶存於自來水中的微量三鹵甲烷被懷疑是致癌性物質。在近年來健康意識高漲的趨勢中，期望將三鹵甲烷等去除。
以往，為了去除該等有害物質，係使用使粒狀活性碳與纖絲化纖維狀黏結劑交纏而成的吸附成形體作為過濾器。
例如，專利文獻1中揭示了一種成形吸附體，其係以纖維狀黏結劑將以活性碳作為主要成分的過濾材料成形的成形吸附體，其中前述活性碳係體積基準眾數直徑(mode diameter)為20μm以上100μm以下的微 粒子狀活性碳，前述纖維狀黏結劑係以藉由纖絲化而使游離度成為20mL以上100mL以下的纖維材料作為主要成分。
若如上述專利文獻1記載的成形吸附體般以游離度低的纖維狀黏結劑將粒徑細的粉末狀活性碳進行成形，則可得到成形性變好、且吸附性能高、品質穩定的過濾器。然而，已知若包含微粉末狀的活性碳，則除了成形體強度變低以外，壓力損失亦變高，而且容易發生過濾器堵塞這樣的問題。若發生堵塞，則會發生變得無法得到充分的水量，或因水壓的負載施加於過濾器而導致破損，或從破損部位流出未淨化的水或濾材這樣的問題。
於是，尋求一種保持對有害物質的優異過濾能力、且不易發生堵塞的包含粉末狀活性碳與黏結劑之吸附過濾器。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2011-255310號公報
本案發明人等為了解決上述課題而對吸附過濾器及其製造方法反覆進行詳細研究的結果，發現藉由下述構成可解決上述課題，而根據該見解進一步反覆研究，藉此完成本發明。
亦即，本發明之一態樣的吸附過濾器係包含活性碳與纖維狀黏結劑的吸附過濾器，其特徵為：密度為0.400g/ml以上，且以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積為0.60ml/g以下。
1‧‧‧成形體製備用模板
2‧‧‧芯體
3‧‧‧吸引用孔
4,4’‧‧‧凸緣
5‧‧‧濾液排出口
6‧‧‧成形體
7‧‧‧漿液
8‧‧‧平台
9‧‧‧按壓工具
圖1係顯示用以製備本實施形態之吸附過濾器的模板的斜視圖。
圖2係顯示使用圖1之模板而得的本實施形態之吸附過濾器之一例的斜視圖。
圖3係顯示使用圖1所示之模板將吸附過濾器用漿液進行吸引過濾而得的預成形體之一例。
圖4係說明使吸引過濾而得之預成形體在平面上進行轉動的步驟的圖。
圖5係說明吸附過濾器之細孔容積的測量時測量樣品之裁切方式的圖。
用以實施發明之形態
以下，對本發明之實施形態進行具體說明，但本發明並不限定於此。
(吸附過濾器)
本實施形態之吸附過濾器係包含活性碳與纖維狀黏結劑的吸附過濾器，其特徵為：密度為0.400g/ml以上，且以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積為0.60ml/g以下。
藉由具有這種構成，可提供一種具有優異之通水性及高吸附性能，特別是對於氯仿等有害物質的過濾能力優異、且不易發生堵塞的吸附過濾器。
這被認為是因為藉由使過濾器的密度變大，而提高吸附過濾器對有害物質的吸附性能，且藉由使具有特定細孔徑之細孔的容積變小，可使其不易發生堵塞。
本實施形態之吸附過濾器的密度為0.400g/ml以上。若前述密度小於0.400g/ml，則活性碳的總量變少，而對有害物質的吸附性能變低。前述密度更佳為0.420g/ml以上。另一方面，前述吸附過濾器之密度的上限並無特別限定，但若密度變得太大，則有吸附過濾器變得容易發生堵塞的情況。因此，本實施形態之吸附過濾器的密度較佳為0.550g/ml以下。
在本實施形態中，吸附過濾器的密度可用後述實施例所記載的方法進行測量。
本實施形態之吸附過濾器，以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積為0.60ml/g以下。若前述細孔容積大於0.60ml/g，則懸浮物質填充於細孔而閉塞，進而發生堵塞。前述細孔容積的更佳範圍為0.55ml/g以下，再佳為0.50ml/g以下。另一方面，前述細孔容積的下限並無特別限定，但細孔容積過小的吸附過濾器有過濾器的活性碳密度減少的傾向，故有對有害物質的吸附性能降低的疑慮。因此，前述細孔容積較佳為0.10ml/g以上。
在本實施形態中，以汞滲法所得之細孔容積的測量，如後述實施例，可使用汞滲法細孔容積測量裝置(Micromeritics公司製「MicroActive AutoPore V 9620」)進行。此外，後述實施例中使過濾器的成形層成為約1×1cm2大小的測量樣品，但較佳為根據過濾器尺寸而適當變更該測量樣品的大小。例如，若為水龍頭一體型(spout in type)用的過濾器，則期望以約5×5mm2的測量樣品進行測量。
再者，在本實施形態之吸附過濾器中，以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積相對於以汞滲法所得之細孔直徑30μm以上的細孔容積(細孔直徑1~20μm中的細孔容積/細孔直徑30μm以上的細孔容積)較佳為0.1~1.5。若較小細孔與較大細孔的比例在這樣的範圍內，則有更能抑制懸浮物質的細孔填充所造成的堵塞、且可進一步提高對有害物質之吸附性能這樣的優點。更佳係期望細孔直徑1~20μm中的細孔容積/細孔直徑30μm以上的細孔容積的範圍為0.2~1.0。
本實施形態之吸附過濾器，以汞滲法所得之細孔直徑30μm以上的細孔容積較佳為0.40~1.0ml/g，更佳為0.50~0.90ml/g。若前述細孔容積變得過小，則用以使懸浮物質流通的容積變得不充分，而變得容易發生堵塞。又，若前述細孔容積變得過大，則有上述吸附過濾器的密度變小，而對有害物質的吸附性能降低的疑慮。
再者，本實施形態之吸附過濾器係苯吸附性能較佳為18~35%，更佳為20~35%，再佳為22~30% 左右。若苯吸附性能小於18%，則有無法保持充分的吸附能力的可能性，又，若超過35%，則有過度活化狀態下細孔徑增大，而對有害物質的吸附保持力降低的傾向。因此，在本實施形態之吸附過濾器中，較佳為使苯吸附性能在上述範圍內。
在本實施形態中，所謂前述苯吸附性能，係以日本工業規格中的活性碳試驗方法JISK1474(1991年)的記載為參考，於25℃下，通入包含溶劑飽和濃度之1/10的溶劑蒸氣的空氣，從質量變成固定時樣品的增量所求出的苯飽和吸附量。
用於本實施形態之吸附過濾器的活性碳並無特別限定，亦可使用市售品，但例如，亦可使用藉由使碳質材料碳化及/或活化而得的活性碳。需要碳化的情況下，通常可將氧或空氣阻斷，並在例如400~800℃、較佳為500~800℃、再佳為550~750℃左右進行。作為活化法，亦可採用氣體活化法、藥品活化法的任一種活化法，亦可將氣體活化法與藥品活化法組合，但特別是作為淨水用而使用的情況下，較佳為雜質殘留少的氣體活化法。氣體活化法可藉由使經碳化之碳質材料在通常例如700~1100℃、較佳為800~980℃、再佳為850~950℃左右與活化氣體(例如，水蒸氣、二氧化碳氣體等)反應而進行。若考量到安全性及反應性，較佳為含有10~40容量%之水蒸氣的含水蒸氣之氣體。活化時間及升溫速度並無特別限定，可根據選擇之碳質材料的種類、形狀、尺寸而適當選擇。
作為前述碳質材料，並無特別限定，但可列舉例如：植物系碳質材料(例如，木材、刨屑、木炭、椰子殼或胡桃殼等的果殼、果實種子、製造紙漿之副產物、木質素、廢糖蜜等源自植物的材料)、礦物系碳質材料(例如，泥炭、褐煤、褐炭、瀝青煤、無煙煤、焦煤、煤焦油、煤炭瀝青、石油蒸餾殘渣、石油瀝青等源自礦物的材料)、合成樹脂系碳質材料(例如，酚醛樹脂、聚偏二氯乙烯、丙烯酸樹脂等源自合成樹脂的材料)、天然纖維系碳質材料(例如，纖維素等的天然纖維、嫘縈等的再生纖維等源自天然纖維的材料)等。該等碳質材料可單獨或組合2種以上使用。該等碳質材料之中，從微孔容易發展的觀點來看，較佳為椰子殼或酚醛樹脂；該微孔與JIS S 3201(2010年)所規定的揮發性有機化合物之吸附性能相關。
活化後的活性碳，特別是使用椰子殼等植物系碳質材料或礦物系碳質材料的情況下，為了將灰分或藥劑去除亦可進行清洗。清洗時使用無機酸或水，作為無機酸，較佳為清洗效率高的鹽酸。
作為本實施形態之活性碳的形狀，可為粉末狀、粒子狀、纖維狀(線狀、織布(交叉)狀、氈狀)等的任一種形狀，亦可根據用途適當選擇，但較佳為單位體積的吸附性能高的粒子狀。
本實施形態之活性碳的粒徑並無特別限定，但體積基準的累積粒度分布中的50%粒徑(D50)較佳為50~200μm左右，更佳為100~170μm左右，再佳為 130~150μm左右。若活性碳為這種範圍的粒徑，則容易得到除了吸附去除性能之外，不易堵塞的吸附過濾器。
本實施形態之活性碳的粒徑並無特別限定，但體積基準的累積粒度分布中的10%粒徑(D10)較佳為30~100μm左右，更佳為40~90μm左右，再佳為50~80μm左右。若活性碳為這種範圍的粒徑，則容易得到除了吸附去除性能之外，不易堵塞的吸附過濾器。
本實施形態之活性碳的粒徑並無特別限定，但體積基準的累積粒度分布中的90%粒徑(D90)較佳為160~240μm左右，更佳為170~230μm左右，再佳為180~220μm左右。若活性碳為這種範圍的粒徑，則容易得到除了吸附去除性能之外，不易堵塞的吸附過濾器。
在本實施形態中，上述D50、D10及D90的數值係藉由雷射繞射．散射法所測量的值，例如，可藉由日機裝股份有限公司製的濕式粒度分布測量裝置(Microtrac MT3300EX II)等進行測量。
作為用於本實施形態之吸附過濾器的纖維狀黏結劑，只要可使前述粒子狀活性碳交纏而賦形，則並無特別限定，無論是合成品、天然品皆可廣泛使用。作為這種黏結劑，可列舉例如：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、紙漿等。纖維狀黏結劑的纖維長度較佳為4mm以下。
該等纖維狀黏結劑亦可組合2種以上使用。特佳係將聚丙烯腈纖維或紙漿用作黏結劑。藉此， 可進一步提高成形體密度及成形體強度，以抑制性能降低。
在本實施形態中，纖維狀高分子黏結劑的通水性，以CSF值計為10~150mL左右。在本實施形態中，CSF值係依據JIS P8121(2012年)「紙漿的游離度試驗方法」加拿大標準游離度法所測量的值。又，CSF值例如可藉由使黏結劑纖絲化來調整。
若纖維狀高分子黏結劑的CSF值小於10mL，則有無法得到通水性、成形體的強度變低、壓力損失亦變高的疑慮。另一方面，前述CSF值超過150mL的情況下，則有無法充分保持粉末狀活性碳、成形體的強度變低、而且吸附性能不佳的可能性。
又，只要不妨礙本發明之效果，亦可於實施形態之吸附過濾器中包含上述以外的功能性成分。例如，可以任意的量加入可將溶解性鉛吸附去除的沸石系粉末(鉛吸附材料)或離子交換樹脂或螯合物樹脂、或是包含用於賦予抗菌性的銀離子及/或銀化合物的各種吸附材料等，但通常相對於吸附過濾器整體摻合0.1~30質量份。
本實施形態之吸附過濾器中各成分的混合比例，從對有害物質的吸附效果、成形性等的觀點來看，較佳為相對於前述活性碳或前述活性碳與前述功能性成分之混合物100質量份，使前述纖維狀黏結劑成為4~10質量份左右。若纖維狀黏結劑的量小於4質量份，則有無法得到充分的強度而無法使成形體成形的疑慮。又， 若纖維狀黏結劑的量超過10質量份，則有吸附性能降低的疑慮。期望更佳為摻合4.5~6質量份的纖維狀黏結劑。
本實施形態之吸附過濾器亦可為除了前述活性碳與前述纖維狀黏結劑之外，進一步含有中芯的圓筒狀過濾器。藉由使其為圓筒形狀，可降低通水阻抗，再者，如後述般填充於殼體而用作濾筒的情況下，則有可簡單地對淨水器進行濾筒的填裝．更換作業這樣的優點。
作為可在本實施形態中使用的中芯，只要是可插入圓筒狀過濾器的中空部並可補強圓筒狀過濾器者，則並無特別限定，例如，較佳為暗渠排水管或網狀排水管、陶瓷過濾器。再者，亦可將不織布等包覆於中芯的外周而使用。
(製造方法)
本實施形態之吸附過濾器的製造，可用任意方法進行，並無特別限定。從可高效率地製造的觀點來看，較佳為漿液吸引方法。
以下作為其一例，使用圖式等說明本實施形態之圓筒狀過濾器之製造方法的詳細內容，但本發明並不限定於此。此外，圖式中，各符號表示以下含義：
1 成形體製備用模板
2 芯體
3 吸引用孔
4,4’ 凸緣
5 濾液排出口
6 成形體
7 漿液
8 平台
9 按壓工具
具體而言，例如，圓筒狀過濾器(成形體)可藉由包含以下步驟的製造方法而得：漿液製備步驟，使粉末狀活性碳及纖維狀黏結劑分散於水中以製備漿液；吸引過濾步驟，一邊吸引前述漿液一邊進行過濾而得到預成形體；轉動步驟，在整形平台將吸引過濾後的預成形體進行壓縮，藉此調整外表面的形狀；乾燥步驟，使前述預成形體乾燥以得到乾燥之成形體；及因應需求包含研削步驟，將前述成形體的外表面進行研削。
(漿液製備步驟)
本實施形態中，在漿液製備步驟中，例如，以相對於前述活性碳100質量份，使前述纖維狀黏結劑成為4~8質量份，且使固體成分濃度成為0.1~10質量%(特佳為1~5質量%)的方式，製備使粉末狀活性碳及纖維狀黏結劑分散於溶劑而成的漿液。作為前述溶劑並無特別限定，但較佳為使用水等。若前述漿液的固體成分濃度過高，則有分散容易變得不均勻，而容易在成形體上產生斑點這樣的問題。另一方面，若前述固體成分濃度過低，則不僅成形時間變長而生產性降低，而且成形體的密度變高，容易發生因捕捉到混濁成分而導致的堵塞。
(吸引過濾步驟)
接著，吸引過濾步驟中，例如，將如上所述的中芯安裝於如圖1所示的在芯體2的表面具有大量吸引用孔3、且於兩端安裝有凸緣4,4’的圓筒狀成形用模板1上，並放入前述漿液中，一邊由濾液排出口5從前述模板的內側進行吸引一邊進行過濾，藉此使漿液附著於模板1。 作為吸引方法，可利用慣用的方法，例如，使用吸引泵等進行吸引的方法等。此處，附著於模板1之漿液的量，如圖3所示，係相對於模板1之凸緣4,4’的直徑R，以R+(H×2)為105~125%左右的量使其附著。例如，前述凸緣的直徑為65mm的情況下，前述H較佳為2~9mm左右。
(轉動步驟)
轉動步驟中，將附著有吸引過濾步驟中所得之預成形體的模板1載置於如圖4的平台8。接著，使用具有能以既定力度按壓之面的按壓工具9，一邊在A方向上按壓該成形體一邊前後活動。藉此，一邊將預成形體7的外徑調整成既定大小，一邊提高正圓度，且使外周面的凹凸減少。調整預成形體的外徑時，較佳為一邊以按壓工具9按壓直到凸緣4,4’的外周接觸平台8一邊進行調整。使其轉動後，將預成形體從模板拆卸。
此外，為了得到目標的過濾器密度及細孔容積，亦可進行數次前述吸引過濾步驟及轉動步驟。
(乾燥步驟)
藉由前述吸引過濾及前述轉動步驟生成預成形體後，將模板1之兩端的凸緣4,4’拆卸，並將芯體2抽出，藉此可得到中空圓筒型成形體。
接著，乾燥步驟中，以乾燥機等將從模板拆下之預成形體進行乾燥，藉此可得到成形體(本實施形態之吸附過濾器)。
乾燥溫度例如為100~150℃(特別是110~130℃)左右，乾燥時間例如為4~24小時(特別是8~16小時)左右。若乾燥溫度過高，則容易纖維狀黏結劑變質或熔融而過濾性能降低或成形體的強度降低。若乾燥溫度過低，則有乾燥時間變長時間或乾燥變得不充分的疑慮。
(研削步驟)
為了進一步調整過濾器的外徑，或減少外周面的凹凸，亦可因應需求在前述乾燥步驟之後進行研削步驟。本實施形態中使用的研削手段只要可將乾燥之成形體的外表面進行研削(或研磨)，則並無特別限定，可利用慣用的研削方法，但從研削之均勻性的觀點來看，較佳為使用使成形體本身旋轉而進行研削之研削機的方法。
此外，研削步驟不限定於使用研削機的方法，例如，亦可用固定的平板狀研磨石對固定於旋轉軸之成形體進行研削。此方法中，產生的研削屑容易堆積於研削面，故一邊吹氣一邊研削效果較佳。
(吸附過濾器的用途等)
本實施形態之吸附過濾器例如可作為淨水過濾器或人工透析用過濾器等使用。作為淨水過濾器或人工透析用過濾器使用的情況下，例如，可藉由上述製造方法製造本實施形態之吸附過濾器後，進行整形、乾燥後，切割成預期的大小及形狀而得。亦可進一步因應需求在前端部分裝設外蓋，或於表面裝設不織布。
本實施形態之吸附過濾器可填充於殼體而用作淨水用濾筒。將濾筒填裝於淨水器以供通水，作為通水方式，可採用將原水全部過濾的全過濾方式或循環過濾方式。在本實施形態中，填裝於淨水器的濾筒，例如只要將淨水過濾器填充於殼體而使用即可，但亦可進一步與習知的不織布過濾器、各種吸附材料、礦物添加材料、陶瓷過濾材料等組合使用。
本說明書揭示了如上所述的各種態樣之技術，將其中的主要技術整理如下。
本發明之一態樣之吸附過濾器係包含活性碳與纖維狀黏結劑的吸附過濾器，其特徵為：密度為0.400g/ml以上，且以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積為0.60ml/g以下。
藉由這種構成，可提供一種保持對有害物質的優異之過濾能力、且不易發生堵塞的包含粉末狀活性碳與黏結劑之吸附過濾器。
再者，在上述吸附過濾器中，於25℃下，通入包含溶劑飽和濃度之1/10的溶劑蒸氣的空氣，從質量變成固定時樣品的增量所求出的苯飽和吸附量較佳為18~35%。藉此，認為可更確實地得到對有害物質的優異之過濾能力。
又，在上述吸附過濾器中，以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積相對於以汞滲法所得之細孔直徑30μm以上的細孔容積(細孔直徑1~20μm中的細孔容積/細孔直徑30μm以上的細孔容積)較佳為0.1~1.5。藉此，可更確實地得到如上所述的效果。
[實施例]
以下根據實施例更詳細地敘述本發明，但該等實施例並未對於本發明具有任何限定。
首先，針對各實施例及比較例所製備之活性碳或吸附過濾器的評價方法進行說明。
[活性碳之粒徑的測量]
活性碳的粒徑(D10、D50、D90)係藉由雷射繞射測量法進行測量。亦即，將測量對象的活性碳與界面活性劑一同放入離子交換水中，施加超音波振動以製作均勻分散液，並使用MicrotracBEL公司製的Microtrac MT3300EX-II進行測量。界面活性劑使用和光純藥工業股份有限公司製的「聚氧乙烯(10)辛基苯基醚」。分析條件顯示如下。
(分析條件)
測量次數：3次的平均值
測量時間：30秒
分布表示：體積
粒徑分類：標準
計算模式：MT3000II
溶劑名：WATER
測量上限：2000μm、測量下限：0.021μm
殘留成分比：0.00
通過成分比：0.00
殘留成分比設定：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)：0.800~0.930
擴張過濾器：無效
流速：70%
超音波輸出：40W
超音波時間：180秒
[吸附過濾器密度的測量]
圓筒狀吸附過濾器密度(g/ml)係使所得到之吸附過濾器於120℃下乾燥2小時後，依照下式所算出。此外， 所謂圓筒狀吸附過濾器密度，係指僅活性碳與纖維狀黏結劑之成形層的密度。
圓筒狀吸附過濾器密度=(圓筒狀吸附過濾器重量)/(圓筒狀吸附過濾器體積)
[吸附過濾器的細孔容積的測量]
圓筒狀吸附過濾器的細孔容積，係使用汞滲法細孔容積測量裝置(Micromeritics公司製「MicroActive AutoPore V 9620」)進行測量。測量壓力設為0.7kPa-420MPa。將圓筒狀吸附過濾器中包含活性碳與纖維狀黏結劑之成形層如圖5般裁切後，將裁切之切片均等(厚度方向：在與過濾器的剖面垂直之方向上的1/2)地切割，再將切割之切片裁切成約1×1cm2的大小並進行測量。針對切割而得的2個樣品，分別算出細孔直徑為1~20μm之細孔的容積及細孔直徑為30μm以上之細孔的容積，取其平均值。
接著，藉由計算求出細孔直徑1~20μm中的細孔容積相對於細孔直徑30μm以上的細孔容積(細孔直徑1~20μm中的細孔容積/細孔直徑30μm以上的細孔容積)。
細孔直徑為1~20μm中的細孔容積、以及細孔直徑1~20μm中的細孔容積/細孔直徑30μm以上的細孔容積(小細孔容積/大細孔容積)的結果顯示於表2中。
[吸附過濾器之苯吸附性能的測量]
以日本工業規格中的活性碳試驗方法JISK1474(1991年)為參考，於25℃下，通入包含溶劑飽和濃度之1/10的溶劑蒸氣的空氣，從質量變成固定時樣品的增量求出苯飽和吸附量。作為測量樣品，使用將圓筒狀吸附過濾器的一部分裁切並粉碎而成者，評價粉碎後之樣品的吸附性能。
再者，針對所得到之圓筒狀吸附過濾器，藉由以下方法評價混濁成分去除性能及氯仿去除性能。該等方法係分別依據JISS3201(2010年)(家庭用淨水器試驗方法)的混濁成分去除性能試驗(6.2.2)及揮發性有機化合物去除性能試驗(6.2.3)的方法。
[堵塞性能(混濁成分去除性能)試驗]
製備以高嶺土成為2度的濃度的方式添加至原水(自來水)的試驗水。在0.1MPa的壓力條件下，以4.0L/分鐘的初期流量使該試驗水從圓筒狀吸附過濾器的外側流向內側。將在成為初期流量之50%的通水量的時間點之累積通水量作為混濁成分去除性能而進行評價。本評價試驗中，將20000L以上作為堵塞性能中的合格基準。
[氯仿(有害物質)去除性能]
在0.1MPa的壓力條件下，以4.0L/分鐘的流量，使氯仿濃度為60ppb的試驗水從圓筒狀吸附過濾器的外側流向內側。將在氯仿的去除率成為小於80%的時間點之累積通水量作為氯仿去除性能而進行評價。本評價試驗中，將8000L以上作為有害物質去除性能的合格基準。
(實施例1) [吸附過濾器的原料] (活性碳A)
用於原料之活性碳的製備方法如下：將使菲律賓產椰子殼碳化而成的椰子殼炭於900℃下進行水蒸氣活化，以成為目標的苯吸附量的方式調整活化時間，將所得到之椰子殼活性碳進行稀鹽酸清洗，並以離子交換水進行脫鹽，藉此得到粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量32wt%)。以球磨機將所得到之粒狀活性碳粉碎後，以325網目的篩進行分級，得到D50值為140.9μm的粉末狀活性碳A。
(纖維狀黏結劑)
丙烯酸纖維狀黏結劑：Japan Exlan股份有限公司製「丙烯酸纖維Bi-PUL/F」，CSF值90ml
(中芯)
C.I.TAKIRON股份有限公司製，暗渠排水管
[吸附過濾器的製造]
以相對於100質量份的上述粉末狀活性碳A，使纖維狀黏結劑為5.5質量份的比例，追加總計1.055kg的自來水，使漿液量成為20公升。
接著，將所得到之漿液裝設於在具有直徑3mm之大量小孔的外徑63mmφ、中軸徑30mmφ及高度 245mmH之模具上包覆有圓筒狀不織布的暗渠排水管(外徑35mmφ、內徑30.5mmφ、高度245mmH)，以450mmHg吸引漿液，直到包含漿液之預成形體的外徑變成73mmφ為止。之後，將所得到之預成形體的表面進行轉動成形，直到外徑變成63mmφ為止，乾燥後，得到外徑63mmφ、內徑35mmφ及高度245mmH的中空型圓筒狀吸附過濾器。將所得到之吸附過濾器的密度、苯吸附性能、以及由汞細孔計測量而得的具有1-20μm的直徑之細孔的細孔容積、及具有1-20μm的直徑之細孔的細孔容積/具有30μm以上的直徑之細孔的細孔容積顯示於下述表2。
將該吸附過濾器填裝於平均直徑79mm、長度約250mm、內置量約1200ml的透明塑膠製殼體，從外側往內側通水，並依據家庭用淨水器試驗方法，評價混濁成分去除性能及氯仿去除性能。結果顯示於表2。
(比較例1)
除了使漿液吸引後的外徑為65mmφ以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(比較例2) [吸附過濾器的原料] (活性碳B)
以使D50值成為114.3μm的方式，用球磨機將實施例1的粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量32wt%)進行粉碎，得到粉末狀活性碳B。
接著，除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳B以外，以與比較例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(比較例3)
除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳B以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(實施例2) [吸附過濾器的原料] (活性碳C)
用於原料之活性碳的製備方法如下：
將使菲律賓產椰子殼碳化而成的椰子殼炭於900℃下進行水蒸氣活化，以成為目標的苯吸附量的方式調整活化時間，將所得到之椰子殼活性碳進行稀鹽酸清洗，並以離子交換水進行脫鹽，藉此得到粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量21wt%)。以球磨機將所得到之粒狀活性碳粉碎後，以200網目的篩進行分級，得到D50值為147.6μm的粉末狀活性碳C。
接著，除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳C以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(比較例4) [吸附過濾器的原料]
用於原料之活性碳的製備方法如下：
(活性碳D)
將使菲律賓產椰子殼碳化而成的椰子殼炭於900℃下進行水蒸氣活化，以成為目標的苯吸附量的方式調整活化時間，將所得到之椰子殼活性碳進行稀鹽酸清洗，並以離子交換水進行脫鹽，藉此得到粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量39wt%)。以球磨機將所得到之粒狀活性碳粉碎後，以325網目的篩進行分級，得到D50值為142.1μm的粉末狀活性碳D。
接著，除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳D以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(實施例3)
除了使漿液吸引後的外徑為68mmφ以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(實施例4) [吸附過濾器的原料] (活性碳E)
用於原料之活性碳的製備方法如下：
將使菲律賓產椰子殼碳化而成的椰子殼炭於900℃下進行水蒸氣活化，以成為目標的苯吸附量的方式調整活化時間，將所得到之椰子殼活性碳進行稀鹽酸清洗，並以離子交換水進行脫鹽，藉此得到粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量32wt%)。以球磨機將所得到之粒狀活性碳粉碎後，以325網目的篩進行分級，得到D50值為123.5μm的粉末狀活性碳E。
接著，除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳E以外，以與實施例3相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(實施例5)
除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳E以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(實施例6) [吸附過濾器的原料] (活性碳F)
用於原料之活性碳的製備方法如下：將使菲律賓產椰子殼碳化而成的椰子殼炭於900℃下進行水蒸氣活化，以成為目標的苯吸附量的方式調整活化時間，將所得到之椰子殼活性碳進行稀鹽酸清洗，並以離子交換水進行脫鹽，藉此得到粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量32wt%)。以球磨機將 所得到之粒狀活性碳粉碎後，以325網目的篩進行分級，得到D50值為123.0μm的粉末狀活性碳F。
接著，除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳F以外，以與實施例3相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(比較例5)
除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳F以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
(實施例7) [吸附過濾器的原料] (活性碳G)
用於原料之活性碳的製備方法如下：將使菲律賓產椰子殼碳化而成的椰子殼炭於900℃下進行水蒸氣活化，以成為目標的苯吸附量的方式調整活化時間，將所得到之椰子殼活性碳進行稀鹽酸清洗，並以離子交換水進行脫鹽，藉此得到粒狀活性碳(JISK1474，18×42網目，苯吸附量35wt%)。以球磨機將所得到之粒狀活性碳粉碎後，以325網目的篩進行分級，得到D50值為145.0μm的粉末狀活性碳G。
接著，除了將使用之活性碳變更成粉末狀活性碳G以外，以與實施例1相同的方法製作圓筒狀吸附過濾器。各評價試驗結果顯示於表2。
此外，將上述各活性碳A~G的D10、D50、D90彙整於表1。
Figure 107147111-A0202-12-0025-2
Figure 107147111-A0202-12-0025-3
(考察)
如表2所示，本實施形態之吸附過濾器維持有害物質去除性能，且呈現非常優異的堵塞性能。
相對於此，比較例的吸附過濾器則變成在有害物質去除性能或堵塞性能上不佳的結果。
由以上可確認，根據本發明之吸附過濾器，可兼具堵塞性能與有害物質去除性能。
本申請係以於2017年12月28日提出申請的日本專利申請特願2017-254354為基礎者，其內容包含於本申請案。
為了表達本發明，上述一邊參照具體例等一邊通過實施形態適當地且充分地說明本發明，但應意識到只要是本發明所屬技術領域中具有通常知識者，則可容易將前述實施形態進行變更及/或改良。因此，本發明所屬技術領域中具有通常知識者所實施的變更形態或改良形態，只要在不脫離申請專利範圍所記載的請求項之權利範圍的級別，則應理解為該變更形態或該改良形態包含於該請求項之權利範圍內。
產業上的可利用性
本發明在吸附過濾器或淨水等相關技術領域中具有廣泛的產業上的可利用性。
6‧‧‧成形體

Claims (3)

  1. 一種吸附過濾器，其係包含活性碳與纖維狀黏結劑的吸附過濾器，其特徵為：密度為0.400g/ml以上，且以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積為0.60ml/g以下。
  2. 如請求項1之吸附過濾器，其中，於25℃下，通入包含溶劑飽和濃度之1/10的溶劑蒸氣的空氣，從質量變成固定時樣品的增量所求出的苯飽和吸附量為18~35%。
  3. 如請求項1或2之吸附過濾器，其中以汞滲法所得之細孔直徑1~20μm中的細孔容積相對於以汞滲法所得之細孔直徑30μm以上的細孔容積(細孔直徑1~20μm中的細孔容積/細孔直徑30μm以上的細孔容積)為0.1~1.5。
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