WO2021157273A1 - 成形吸着体、及び浄水カートリッジ - Google Patents

成形吸着体、及び浄水カートリッジ Download PDF

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恵一 平田
尚也 田村
和一 大橋
佐藤　一博
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株式会社Ｌｉｘｉｌ
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    • B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/62—In a cartridge

Definitions

  • the present disclosure relates to a molded adsorbent and a water purification cartridge.
  • the water treatment filter is disclosed in International Publication No. 2014/061740.
  • the water treatment filter of Patent Document 1 includes a cylindrical filter containing granular activated carbon having a central particle size of 30 to 80 ⁇ m and a fibrillated fibrous binder.
  • the arithmetic mean swell of the outer surface on the upstream side of the water treatment filter is adjusted to 30 ⁇ m or less, and the arithmetic mean height of the cross-sectional curve is adjusted to 35 to 45 ⁇ m.
  • An object of the present disclosure is to improve the removal performance of soluble lead and fine particle lead.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a molded adsorbent.
  • FIG. 2 is a front view of an example of a water purification cartridge provided with a molded adsorbent.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the water purification cartridge of FIG.
  • Molded adsorbent 1 (1) Structure of Molded Adsorbent 1
  • the molded adsorbent 1 contains an adsorbent 3 and a fibrous binder 5.
  • the adsorbent 3 contains activated carbon 3A indicated by black circles, black squares, and black triangles, and zeolite 3B indicated by white circles.
  • the molded adsorbent 1 can conform to the NFS standard (NSF / ANSI 53) for lead removal.
  • Activated carbon 3A may be in either granular or powder form.
  • the adsorbent 3 may contain other adsorbents such as titanium silicate, sodium titanate, aluminosilicate, and titanium oxide.
  • the arrow in FIG. 1 indicates the flow of water containing soluble lead 8, and the reference numeral 4 indicates a particulate removal substance to be removed.
  • the central particle size D50 of the activated carbon 3A is 27 ⁇ m or more, preferably 28 ⁇ m or more, and more preferably 29 ⁇ m or more with respect to the lower limit value from the viewpoint of suppressing pressure loss.
  • the central particle size D50 of the activated carbon 3A is 35 ⁇ m or less, preferably 34 ⁇ m or less, and more preferably 33 ⁇ m or less with respect to the upper limit value from the viewpoint of improving the fine particle removal rate.
  • the central particle size D50 of the activated carbon 3A is 27 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, preferably 28 ⁇ m or more and 34 ⁇ m or less, and more preferably 29 ⁇ m or more and 33 ⁇ m or less.
  • the central particle size D50 of the activated carbon 3A can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the central particle size D50 of zeolite 3B is 24 ⁇ m or more, preferably 25 ⁇ m or more, and more preferably 26 ⁇ m or more, with respect to the lower limit value from the viewpoint of suppressing pressure loss.
  • the central particle size D50 of zeolite 3B is 31 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or less, and more preferably 29 ⁇ m or less, with respect to the upper limit value from the viewpoint of effectively removing soluble lead.
  • the central particle size D50 of zeolite 3B is 24 ⁇ m or more and 31 ⁇ m or less, preferably 25 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, and more preferably 26 ⁇ m or more and 29 ⁇ m or less.
  • the central particle size D50 of zeolite 3B can be measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the content of zeolite 3B is 10% by mass or more, preferably 12% by mass or more, with respect to the lower limit value, from the viewpoint of effectively removing soluble lead when the molded adsorbent 1 is 100% by mass. More preferably, it is 15% by mass or more. From the viewpoint of moldability of the molding adsorbent 1, the content of zeolite 3B is 70.5% by mass or less, preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less with respect to the upper limit value. The content of zeolite 3B is 10% by mass or more and 70.5% by mass or less, preferably 12% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less.
  • the central particle size D50 of the adsorbent 3 is preferably 21 ⁇ m or more, more preferably 24 ⁇ m or more, and even more preferably 27 ⁇ m or more in terms of the lower limit value from the viewpoint of suppressing pressure loss.
  • the central particle size D50 of the particulate matter 3 is preferably 43 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, still more preferably 37 ⁇ m or less, with respect to the upper limit value from the viewpoint of improving the fine particle removal rate.
  • the central particle size D50 of the adsorbent 3 is preferably 21 ⁇ m or more and 43 ⁇ m or less, more preferably 24 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, and further preferably 27 ⁇ m or more and 37 ⁇ m or less.
  • the content of the adsorbent 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less is preferably 1.7% by volume or more, more preferably 2.3% by volume or more, and 2.9% by volume with respect to the lower limit value from the viewpoint of improving the fine particle removal rate. % Or more is more preferable.
  • the content of the particulate matter 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less is preferably 13.7% by volume or less, more preferably 13.1% by volume or less, and 12.5% by volume with respect to the upper limit value from the viewpoint of suppressing pressure loss. % Or less is more preferable.
  • the content of the adsorbent 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less is preferably 1.7% by volume or more and 13.7% by volume or less, more preferably 2.3% by volume or more and 13.1% by volume or less, and 2.9% by volume. More preferably 12.5% by volume or less.
  • the content of the adsorbent 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less means the volume ratio of the adsorbent 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less contained in 100% by volume of the total amount of the adsorbent 3.
  • the adsorbent 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less has a particle size larger than 0 ⁇ m.
  • the central particle size D50 of the adsorbent 3 and the content of the adsorbent 3 having a particle size of 10 ⁇ m or less can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the content of activated carbon 3A is 23.5% by mass or more and 84% by mass or less, and the fibrous binder 5 is contained.
  • the amount is preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the content of the activated carbon 3A is 35% by mass or more and 79% by mass or less, and the content of the fibrous binder 5 is 3% by mass or more and 9% by mass or less, and the content of the activated carbon 3A is Is 50% by mass or more and 74% by mass or less, and the content of the fibrous binder 5 is 4% by mass or more and 8% by mass or less.
  • the pressure loss of the molded adsorbent 1 is preferably 0.07 MPa or more and 0.15 MPa or less. If the pressure loss is within this range, the molded adsorbent 1 becomes a practical one.
  • the pressure loss is the flow rate when water is passed from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface in a filtration volume of 37.4 mL of a cartridge filter having an outer diameter of 24.4 mm, an inner diameter of 8.1 mm and a length of 90.0 mm. It means a pressure loss of 5 L / min.
  • the molded adsorbent 1 has a low pressure loss and a high removal rate of soluble lead (Pb 2+ , Pb (OH) 2 , Pb (OH) + ) and fine particle lead.
  • Water purification cartridge 11 The water purification cartridge 11 includes a molded adsorbent 1.
  • the shape and structure of the water purification cartridge 11 are not particularly limited. A suitable example of the water purification cartridge 11 will be described below.
  • the water purification cartridge 11 has a cylindrical shape.
  • the water purification cartridge 11 includes a core 12, a molded adsorbent 1, a non-woven fabric 14, and sealing caps 15 and 16.
  • the core 12 has a cylindrical shape and is arranged on the innermost side of the water purification cartridge 11.
  • the core 12 is formed with pores that allow water to pass from the outside to the inside, and a flow path 20 is formed inside. Any material can be used as the core 12. Examples of the material of the core 12 include a porous ceramic, a porous metal filter, and a hard non-woven fabric.
  • the molded adsorbent 1 has a cylindrical shape and is arranged on the outer peripheral surface of the core 12.
  • the non-woven fabric 14 is arranged on the outer peripheral surface of the molded adsorbent 1.
  • the non-woven fabric 14 for example, the non-woven fabric specified in JIS L0222 can be used.
  • the type of fiber used as a raw material for the nonwoven fabric 14 is not particularly limited.
  • the sealing cap 15 closes one side of the flow path 20 by covering one end side of the molded adsorbent 1.
  • the sealing cap 16 covers the other end side of the molded adsorbent 1.
  • the sealing cap 16 is formed with a discharge port 60 through which water flowing through the flow path 20 is discharged.
  • the method for manufacturing the water purification cartridge 11 includes a mixing step, a suction molding step, a drying step, a surface polishing step, a non-woven fabric wrapping step, and a sealing step.
  • a slurry is obtained by mixing particulate matter, a fibrous binder, water, etc., which are raw materials for the molded adsorbent 1.
  • the molding adsorbent 1 is molded.
  • one end side of the flow path 20 of the core 12 is connected to the suction pump via a hose.
  • the other end side of the flow path 20 of the core 12 is sealed.
  • the core 12 connected to the suction pump is immersed in the above-mentioned slurry stored in a container to operate a suction pump including a vacuum pump or the like.
  • a mixture of particulate matter and a fibrous binder remains on the surface of the core 12 and gradually accumulates to form the molded adsorbent 1.
  • water is discharged through the drainage channel.
  • the suction pump By operating the suction pump, the core 12 is pulled up from the slurry after the molded adsorbent 1 is formed to a specified thickness.
  • the molding adsorbent 1 molded in the suction molding step is dried.
  • the core 12 and the molded adsorbent 1 can be integrated.
  • the outer peripheral surface of the molded adsorbent 1 is polished.
  • the non-woven fabric winding step the non-woven fabric 14 is wound around the outer peripheral surface of the molded adsorbent 1 polished in the surface polishing step.
  • the sealing cap 15 is attached to one end side of the molded adsorbent 1 around which the non-woven fabric 14 is wound, and the sealing cap 16 is attached to the other end side.
  • the water purification cartridge 11 provided with the molded adsorbent 1 has a low pressure loss and is made of soluble lead (Pb 2+ , Pb (OH) 2 , Pb (OH) + ) and fine lead. High removal rate.
  • Experimental Examples 1-11, 1-13, 1-15, 1-16, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 3-1, 3-2, 3-3 3-4, 3-5, 3-6, 3-7 are examples, and other experimental examples are comparative examples.
  • Granular Shirasagi TC-50 crushed and classified D50 21 ⁇ m -Activated carbon (fine grain): Osaka Gas Chemical Co., Ltd.
  • Granular Shirasagi TC-20 D50 35 ⁇ m -Activated carbon (medium grain): Osaka Gas Chemical Co., Ltd.
  • Granular Shirasagi TC-50 D50 73 ⁇ m -Activated carbon (coarse grain): Osaka Gas Chemical Co., Ltd.
  • a ceramic core material (outer diameter ⁇ 8.1 mm, inner diameter ⁇ 5.0 mm), which is a core, was attached to the molding machine, and the molded adsorbent was molded by sucking and fleshing in the slurry.
  • the molded adsorbent was dried and polished, wrapped with a non-woven fabric and adhered with a cap to form a water purification cartridge.
  • the size of the cartridge (molded adsorbent portion) was set to an outer diameter of ⁇ 24.4 mm, an inner diameter of ⁇ 8.1 mm, and a length of 90 mm.
  • the particle size was measured by measuring the slurry excluding the binder with a particle size distribution measuring device. The details of the particle size distribution measuring device and the measuring conditions are shown below.
  • the measured value obtained by this measurement is the particle size distribution of the particulate matter in the slurry.
  • the particle size of the particulate matter in the slurry does not change even in the molded adsorbent after drying.
  • the particle size distribution of the particulate matter in the slurry reflects the particle size distribution of the particulate matter of the molded adsorbent after drying.
  • Laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device Microtrack MT3300EXII Distribution: Volume Solvent: Water Scale classification: Particle size 0.021 ⁇ m to 2000 ⁇ m Number of channels: 132
  • Experimental Examples 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-12, 1-14, 1-17, 1-18, 1-19, 1-20, 1-21, 1-22, 1-23, 1-24, 1-25, 1-26 do not meet the first requirement.
  • Experimental Example 1-10 does not satisfy the fourth requirement because the zeolite content is 94% by mass, and does not satisfy the fifth requirement because it cannot be molded.
  • the content of the adsorbent having a particle size of 10 ⁇ m or less (described as “total powder 10 ⁇ m cumulative (vol%)” in the table) is 1.7% by volume or more and 13.7% by volume or less. ..
  • aqueous lead nitrate solution is added to prepare raw water having a total lead concentration of 150 ppb containing soluble lead and particulate lead.
  • the cartridge is attached to the housing and water is passed at 2.5 L / min.
  • Experimental Example 3-8 does not satisfy the second requirement, the fourth requirement, the sixth requirement, and the seventh requirement.
  • the central particle size D50 of the adsorbent (described as “D50 in the total powder distribution ( ⁇ m)” in the table) is 25 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
  • the content of the adsorbent having a particle size of 10 ⁇ m or less (described as “total powder 10 ⁇ m cumulative (vol%)” in the table) is 4.0% by volume or more and 7.0% by volume or less. be.

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Abstract

溶解性鉛及び微粒子状鉛の除去性能を向上する。成形吸着体（１）は、吸着材（３）と、繊維状バインダー（５）と、を含有する。吸着材（３）は、活性炭（３Ａ）と、ゼオライト（３Ｂ）を含有している。活性炭（３Ａ）の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、ゼオライト（３Ｂ）の中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、ゼオライト（３Ｂ）の含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。

Description

成形吸着体、及び浄水カートリッジ
　本開示は、成形吸着体、及び浄水カートリッジ（ｗａｔｅｒ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）に関する。
　水処理フィルターが、国際公開第２０１４／０６１７４０号で開示されている。特許文献１の水処理フィルターは、中心粒子径が３０～８０μｍである粒状活性炭及びフィブリル化された繊維状バインダーを含む円筒状フィルターを備える。水処理フィルターの上流側である外表面の算術平均うねりが３０μｍ以下、断面曲線の算術平均高さが３５～４５μｍに調整されている。
　特許文献１の水処理フィルターの溶解性鉛及び微粒子状鉛の除去性能は、必ずしも十分ではなかった。本開示は、溶解性鉛及び微粒子状鉛の除去性能を向上することを目的とする。
　吸着材と、繊維状バインダーと、を含有する成形吸着体であって、前記吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有し、前記活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、前記ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、前記ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である、成形吸着体。
図１は、成形吸着体の構成を模式的に示す説明図である。 図２は、成形吸着体を備えた浄水カートリッジの一例の正面図である。 図３は、図２の浄水カートリッジの断面図である。
１．成形吸着体１
（１）成形吸着体１の構成
　成形吸着体１は、吸着材３と、繊維状バインダー５と、を含有する。吸着材３は、図１に模式的に示されるように、黒丸、黒四角、及び黒三角で示された活性炭３Ａと、白丸で示されたゼオライト３Ｂを含有している。吸着材３に活性炭３Ａ及びゼオライト３Ｂを含有することで、成形吸着体１を鉛除去対象としたＮＦＳ規格（ＮＳＦ／ＡＮＳＩ　５３）に適合させることができる。活性炭３Ａは、粒状及び粉末のいずれの形態であってもよい。吸着材３は、例えば、珪酸チタニウム、チタン酸ナトリウム、アルミノ珪酸塩、酸化チタン等の他の吸着物質を含有していてもよい。図１の矢印は溶解性鉛８を含む水の流れを示し、符号４は、除去対象の微粒子状除去物質を示している。
　活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、圧力損失を抑制する観点から、下限値に関して、２７μｍ以上であり、２８μｍ以上が好ましく、２９μｍ以上がより好ましい。活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、微粒子除去率を向上させる観点から、上限値に関して、３５μｍ以下であり、３４μｍ以下が好ましく、３３μｍ以下がより好ましい。活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、２８μｍ以上３４μｍ以下が好ましく、２９μｍ以上３３μｍ以下がより好ましい。
　活性炭３Ａの中心粒子径Ｄ５０は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。
　ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、圧力損失を抑制する観点から、下限値に関して、２４μｍ以上であり、２５μｍ以上が好ましく、２６μｍ以上がより好ましい。ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、溶解性鉛を効果的に除去する観点から、上限値に関して、３１μｍ以下であり、３０μｍ以下が好ましく、２９μｍ以下がより好ましい。ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、２５μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、２６μｍ以上２９μｍ以下がより好ましい。
　ゼオライト３Ｂの中心粒子径Ｄ５０は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。
　ゼオライト３Ｂの含有率は、成形吸着体１を１００質量％とした場合に、溶解性鉛を効果的に除去する観点から、下限値に関して、１０質量％以上であり、１２質量％以上が好ましく、１５質量％以上がより好ましい。ゼオライト３Ｂの含有率は、成形吸着体１の成形性の観点から、上限値に関して、７０．５質量％以下であり、６０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましい。ゼオライト３Ｂの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下であり、１２質量％以上６０質量％以下が好ましく、１５質量％以上５０質量％以下がより好ましい。
　吸着材３の中心粒子径Ｄ５０は、圧力損失を抑制する観点から、下限値に関して、２１μｍ以上が好ましく、２４μｍ以上がより好ましく、２７μｍ以上が更に好ましい。粒子状物質３の中心粒子径Ｄ５０は、微粒子除去率を向上させる観点から、上限値に関して、４３μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましく、３７μｍ以下が更に好ましい。吸着材３の中心粒子径Ｄ５０は、２１μｍ以上４３μｍ以下が好ましく、２４μｍ以上４０μｍ以下がより好ましく、２７μｍ以上３７μｍ以下が更に好ましい。
　粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、微粒子除去率を向上させる観点から、下限値に関して、１．７体積％以上が好ましく、２．３体積％以上がより好ましく、２．９体積％以上が更に好ましい。粒子径が１０μｍ以下の粒子状物質３の含有率は、圧力損失を抑制する観点から、上限値に関して、１３．７体積％以下が好ましく、１３．１体積％以下がより好ましく、１２．５体積％以下が更に好ましい。粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、１．７体積％以上１３．７体積％以下が好ましく、２．３体積％以上１３．１体積％以下がより好ましく、２．９体積％以上１２．５体積％以下が更に好ましい。粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、吸着材３の全量１００体積％中に含まれる粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の体積割合を意味する。粒子径が１０μｍ以下の吸着材３は、粒子径が０μｍよりも大きい。
　吸着材３の中心粒子径Ｄ５０、及び粒子径が１０μｍ以下の吸着材３の含有率は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。
　成形吸着体１の成形性の観点から、成形吸着体１を１００質量％とした場合に、活性炭３Ａの含有量が２３．５質量％以上８４質量％以下であり、かつ繊維状バインダー５の含有量が２質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。この場合において、活性炭３Ａの含有量が３５質量％以上７９質量％以下であり、かつ繊維状バインダー５の含有量が３質量％以上９質量％以下であることがより好ましく、活性炭３Ａの含有量が５０質量％以上７４質量％以下であり、かつ繊維状バインダー５の含有量が４質量％以上８質量％以下であることが更に好ましい。
　成形吸着体１の圧力損失は、０．０７ＭＰａ以上０．１５ＭＰａ以下であることが好ましい。この範囲内の圧力損失であると、実用的な成形吸着体１となる。圧力損失は、外径が２４．４ｍｍ、内径が８．１ｍｍで長さが９０．０ｍｍのカートリッジフィルターの濾過体積３７．４ｍＬにおいて、外周面から内周面方向に通水した時の流量２．５Ｌ／分の圧力損失を意味する。
（２）成形吸着体１の効果
　成形吸着体１は、圧力損失が低く、かつ溶解性鉛（Ｐｂ２＋、Ｐｂ（ＯＨ）２、Ｐｂ（ＯＨ）＋）及び微粒子状鉛の除去率が高い。
２．浄水カートリッジ１１
　浄水カートリッジ１１は、成形吸着体１を備えてなる。浄水カートリッジ１１の形状及び構造は、特に限定されない。浄水カートリッジ１１の好適な一例を以下に説明する。
（１）浄水カートリッジ１１の構造
　浄水カートリッジ１１は円筒状である。浄水カートリッジ１１は、中芯１２と、成形吸着体１と、不織布１４と、封止キャップ１５，１６と、を備える。中芯１２は、円筒状であり、浄水カートリッジ１１の最も内側に配置される。中芯１２には、外側から内側に水が通過するのを許容する細孔が形成され、内部に流路２０が形成される。中芯１２としては、任意の材料を使用可能である。中芯１２の材料としては、多孔質セラミック、多孔質金属フィルター、硬質不織布等が挙げられる。
　成形吸着体１は、円筒状であり、中芯１２の外周面上に配置される。不織布１４は、成形吸着体１の外周面上に配置される。不織布１４は、例えば、ＪＩＳ　Ｌ０２２２で規定された不織布を用いることができる。不織布１４の原料となる繊維の種類は特に限定されない。
　封止キャップ１５は、成形吸着体１の一端側を覆うことで、流路２０の一方側を塞ぐ。封止キャップ１６は、成形吸着体１の他端側を覆う。封止キャップ１６には、流路２０を流通した水が排出される排出口６０が形成されている。
（２）浄水カートリッジ１１の製造方法
　浄水カートリッジ１１の製造方法の一例を説明する。浄水カートリッジ１１の製造方法は、混合工程と、吸引成形工程と、乾燥工程と、表面研磨工程と、不織布巻き付け工程と、封止工程と、を備える。
　混合工程においては、成形吸着体１の原料となる粒子状物質、繊維状バインダー及び水等を混合することで、スラリーを得る。吸引成形工程においては、成形吸着体１を成形する。吸引成形工程においては、中芯１２の流路２０の一端側を、ホースを介して吸引ポンプに接続する。この際、中芯１２の流路２０の他端側は封止しておく。吸引ポンプに接続された中芯１２を容器に溜めた上述のスラリー中に浸漬し、真空ポンプ等からなる吸引ポンプを稼働させる。スラリーのうち水が中芯１２を透過し、粒子状物質、繊維状バインダーの混合物が中芯１２の表面に残留して徐々に堆積することで成形吸着体１が形成される。吸引ポンプに吸引されたスラリーのうち水は、排水路を通じて排出される。吸引ポンプが稼働されることで、規定の厚さまで成形吸着体１が形成された後に、中芯１２をスラリーから引き上げる。
　乾燥工程においては、吸引成形工程で成形した成形吸着体１を乾燥させる。乾燥工程において成形吸着体１を乾燥させることで、中芯１２と成形吸着体１とを一体化させることができる。表面研磨工程においては、成形吸着体１の外周面を研磨する。不織布巻き付け工程においては、表面研磨工程において研磨した成形吸着体１の外周面に不織布１４を巻き付ける。封止工程においては、不織布１４を巻き付けた成形吸着体１の一端側に封止キャップ１５を、他端側に封止キャップ１６を、それぞれ装着する。
（３）浄水カートリッジ１１の効果
　成形吸着体１を備えた浄水カートリッジ１１は、圧力損失が低く、かつ溶解性鉛（Ｐｂ２＋、Ｐｂ（ＯＨ）２、Ｐｂ（ＯＨ）＋）及び微粒子状鉛の除去率が高い。
　以下、実施例により更に具体的に説明する。実験例１－１１，１－１３，１－１５，１－１６，２－１，２－２，２－３，２－４，２－５，３－１，３－２，３－３，３－４，３－５，３－６，３－７が実施例であり、その他の実験例は比較例である。
１．成形吸着体の作製
　実験例１－１～１－２６、実験例２－１～２－５、実験例３－１～３－８の各成形吸着体は、次のように作製した。表１、３、４に示す調合比にて、スラリーを調製した。各成分の詳細は以下のようである。
・バインダー：東洋紡株式会社、日本エクスラン工業（株）　Ｂｉ－ＰＵＬ　５０　ＴＷＦ（アクリロニトリルのフィブリル化繊維）
・活性炭（超極細粒）：Ｄ５０＝１０μｍ
・活性炭（極細粒）：大阪ガスケミカル株式会社　粒状白鷺ＴＣ－５０を粉砕分級したもの　Ｄ５０＝２１μｍ
・活性炭（細粒）：大阪ガスケミカル株式会社　粒状白鷺ＴＣ－２０　Ｄ５０＝３５μｍ
・活性炭（中粒）：大阪ガスケミカル株式会社　粒状白鷺ＴＣ－５０　Ｄ５０＝７３μｍ
・活性炭（粗粒）：大阪ガスケミカル株式会社　粒状白鷺ＴＣ－１００　Ｄ５０＝１３０μｍ
・鉛除去材Ａ：ゼオライト　ＢＡＳＦ　Ｊａｐａｎ　ＡＴＳＴＭＭＥＤＩＡ　ＮＳＦ／ＡＮＳＩ６１　Ｄ５０＝２９μｍ
・鉛除去材Ｂ：ゼオライト　Ｄ５０＝２４μｍ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　成形機に中芯たるセラミック芯材（外径φ８．１ｍｍ、内径φ５．０ｍｍ）を取り付け、スラリー中で吸引して着肉させて、成形吸着体を成形した。成形吸着体を乾燥させて研磨し、不織布を巻いてキャップを接着して、浄水カートリッジにした。カートリッジのサイズ（成形吸着体部分）は、外径φ２４．４ｍｍ、内径φ８．１ｍｍ、長さ９０ｍｍとした。粒度測定はバインダーを除いたスラリーを粒子径分布測定装置で測定して求めた。粒子径分布測定装置の詳細、及び測定条件を以下に示す。この測定によって得られる測定値は、スラリー中の粒子状物質の粒子径分布である。スラリー中の粒子状物質は、乾燥後の成形吸着体においても粒径は変化しない。スラリー中の粒子状物質の粒子径分布は、乾燥後の成形吸着体の粒子状物質の粒子径分布を反映している。
　レーザ回折・散乱式　粒子径分布測定装置：マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸII
　分布：体積
　溶媒：水
　スケール区分：粒子径０．０２１μｍ～２０００μｍ
　チャンネル数：１３２
２．浄水カートリッジの性能評価
２．１　実験１
　表１に記載の実験例１－１～１－２６について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、粒子状鉛の除去性能を評価した。
（１）試験方法
　ＮＦＳ／ＡＮＳＩ　４２　粒子除去試験　等級Ｉに準拠した試験を行った。分析はパーティクルカウンターを使用した。詳細には以下の手順で試験した。
（１－１）水にＩＳＯ　ＴＥＳＴ　ＤＵＳＴ　１２１０３－１　Ａ２　ｆｉｎｅを分散させた。０．５－１μｍの粒子数は２００万個程度である。
（１－２）浄水カートリッジをハウジングに取り付け、ＳＶ＝４０００／ｈ（２．５Ｌ／ｍｉｎ）で１分間通水させた。
（１－３）ろ過水を採水し、粒子数（０．５－１μｍ）を測定した。
（２）圧力損失測定方法
（２－１）空ハウジングの前後に圧力計を取り付け、浄水カートリッジを取り付けずに、２．５Ｌ／ｍｉｎで通水を行い、その時の前後の圧力差（圧力Ａ）を測定した。
（２－２）ハウジングに浄水カートリッジを取り付け、ＳＶ＝４０００／ｈ（２．５Ｌ／ｍｉｎ）で10分間通水を行い、その時の前後の圧力差（圧力Ｂ）を測定した。
（２－３）圧力Ａと圧力Ｂの差を浄水カートリッジの圧力損失とした。
　ＮＳＦでの試験は浄水カートリッジの流量が初期の５０％以下に下がるまで試験を行う。ここに記載の性能評価では、目詰まりにより除去率は徐々に上がるため、除去率の一番低い初期のろ過水のみの評価とした。
（３）結果及び考察
　結果を上記の表２に示す。実験例１－１１，１－１３，１－１５，１－１６は、以下の第１～５要件を全て満たしている。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
　これに対して、その他の実験例は以下の要件を満たしていない。実験例１－１，１－２，１－３，１－４，１－５，１－６，１－７，１－８，１－９，１－１２，１－１４，１－１７，１－１８，１－１９，１－２０，１－２１，１－２２，１－２３，１－２４，１－２５，１－２６は、第１要件を満たしていない。
　実験例１－１０は、ゼオライトの含有率が９４質量％であるので第４要件を満たしておらず、成形できないので第５要件も満たしていない。
　実験例１－１１，１－１３，１－１５，１－１６では、圧力損失は０．１５ＭＰａ以下であり、かつ微粒子除去率が８０％以上であった。これらの実験例は、性能が優れていることが確認された。実験例１－１１，１－１３，１－１５，１－１６は、下記の第６，７要件も満たしているので、第１～５要件に加えて、第６，７要件も満たす場合は、性能が優れていることが確認された。
〔第６要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２１μｍ以上４３μｍ以下である。
〔第７要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が１．７体積％以上１３．７体積％以下である。
２．２　実験２
　表３に記載の実験例２－１～２－５について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、溶解性鉛の除去性能を評価した。
（１）試験方法
　ＮＦＳ／ＡＮＳＩ　５３　鉛除去試験（ｐＨ８．５）を模擬した試験を行った。この試験は、基本的にはＮＳＦと同じ方法で原水を調整している。ただし、通水は連続試験で行っている。試験の詳細を次に示す。
（１．１）ＲＯ水に塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、次亜塩素酸を添加して硬度、アルカリ度、塩素濃度を調整し、塩酸水溶液および水酸化ナトリウム水溶液のいずれかでｐＨ８．５に調整する。
（１．２）硝酸鉛水溶液を添加して溶解性鉛と粒子状鉛を含む全鉛濃度１５０ｐｐｂの原水を調整する。
（１．３）カートリッジをハウジングに取り付け２．５Ｌ／ｍｉｎで通水を行う。
（１．４）一定時間通水後のろ過水を採取し、原子吸光分光光度計で鉛濃度を測定する。除去率は全鉛濃度の減少量で評価し、１０００Ｌ通水時点の除去率をカートリッジの性能とする。
　＜原水中の全鉛濃度（１５０ｐｐｂ）の割合＞
　・溶解性鉛　６０－８０％（９０－１２０ｐｐｂ）
　・粒子状鉛　２０－４０％（３０－６０ｐｐｂ）
　　　内微粒子状鉛（０．１－１．２μｍ）は２０％以上（６－１２ｐｐｂ以上）
（２）結果及び考察
　結果を上記の表３に示す。実験例２－１～２－５は、以下の第１～５要件を全て満たしている。表２では、第２要件、第５要件の記載を省略している。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
　実験例２－１～２－５は、連続通水１０００Ｌ時点の除去率８４％以上であり、鉛除去試験（ｐＨ８．５）の模擬試験結果が、基準とする８０％以上であった。
２．３　実験３
　表４に記載の実験例３－１～３－８について、次のように試験して性能評価をした。この試験では、ｐＨ８．５試験の評価をした。この試験は、粒子状鉛及び溶解性鉛の除去性能を総合的に評価している。
（１）試験方法
　ＮＦＳ／ＡＮＳＩ　５３　鉛除去試験（ｐＨ８．５）をＮＳＦで実施した。流量は０．７０ＧＰＭ（２．６６Ｌ／ｍｉｎ）、通水量は３６０ｇａｌ（１３６８Ｌ）とした。
（２）結果及び考察
　結果を上記の表４に示す。実験例３－１～３－７は、以下の第１～７要件を全て満たしている。表２には、第２要件、第５要件は記載していない。
〔第１要件〕：吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有する。
〔第２要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４要件〕：ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である。
〔第５要件〕：成形して成形吸着体を作製可能である。
〔第６要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２１μｍ以上４３μｍ以下である。
〔第７要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が１．７体積％以上１３．７体積％以下である。
　これに対して、その他の実験例は以下の要件を満たしていない。
　実験例３－８は、第２要件、第４要件、第６要件、第７要件を満たしていない。
　実験例３－１～３－７は、圧力損失は０．１５ＭＰａ以下であり、かつ初期除去率及び最終除去率も良好であった。特に、下記の第２’要件、第３要件、第４’要件、第６’要件、第７’要件を満たす実験例３－５，３－６，３－７は、圧力損失、初期除去率及び最終除去率が非常に良好であった。
〔第２’要件〕：活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、３３μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第３要件〕：ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下である。
〔第４’要件〕：ゼオライトの含有率は、１５質量％以上２５質量％以下である。
〔第６’要件〕：吸着材の中心粒子径Ｄ５０（表中では「全粉体分布（μｍ）におけるＤ５０」と記載）は、２５μｍ以上３５μｍ以下である。
〔第７’要件〕：粒子径が１０μｍ以下の吸着材の含有率（表中では「全粉体１０μｍ累計（ｖｏｌ％）」と記載）が４．０体積％以上７．０体積％以下である。

Claims (5)

  1. 　吸着材と、繊維状バインダーと、を含有する成形吸着体であって、
    　前記吸着材は、活性炭及びゼオライトを含有し、
    　前記活性炭の中心粒子径Ｄ５０は、２７μｍ以上３５μｍ以下であり、
    　前記ゼオライトの中心粒子径Ｄ５０は、２４μｍ以上３１μｍ以下であり、 
    　前記ゼオライトの含有率は、１０質量％以上７０．５質量％以下である、成形吸着体。
  2. 　前記吸着材の中心粒子径Ｄ５０は、２１μｍ以上４３μｍ以下であり、
    　粒子径が１０μｍ以下の前記吸着材の含有率が１．７体積％以上１３．７体積％以下である、請求項１に記載の成形吸着体。
  3. 　前記活性炭の含有率は、２３．５質量％以上８４質量％以下であり、
    　前記繊維状バインダーの含有率は、２質量％以上１０質量％以下である、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の成形吸着体。
  4. 　圧力損失は０．０７ＭＰａ以上０．１５ＭＰａ以下である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形吸着体。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成形吸着体を備える、浄水カートリッジ。
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