JP6275368B2 - 活性炭成型体およびそれを用いた浄水器 - Google Patents

Description

本発明は、活性炭成型体およびそれを用いた浄水器に関する。さらに詳しくは、特定の中心粒子径で、かつ粒径分布における特定の標準偏差を有する粉末状活性炭（ａ）および繊維状バインダー（ｂ）からなる混合物を成型してなる活性炭成型体、ならびにそれを用いた浄水器に関する。本発明の活性炭成型体は、水中の遊離残留塩素、黴臭、トリハロメタン類などの吸着除去性能に優れていることは勿論、濁りろ過能力にも優れているので、浄水フィルターに成形してハウジングに装填し、浄水器として好適に使用される。

近年、飲料水、特に水道水の水質に関する安全衛生上の関心が高まってきており、飲料水中に含まれる遊離残留塩素、トリハロメタン類、黴臭などの有害物質を除去することが望まれている。従来、これらの有害物質を除去するため、粒状の活性炭をハウジングに充填した浄水器が主として使用されている。

水道水中に溶存している微量のトリハロメタンは、発ガン性物質であることが疑われている。近年の健康志向の高まりの中で、トリハロメタンを除去し得る浄水器の重要性はますます高まっており、本出願人はトリハロメタンの除去能に優れる浄水器について、先に特許出願した（特許文献１）。

特許第４０６４３０９号公報 特許第３５１６８１１号公報

しかしながら、最近では、遊離残留塩素、トリハロメタン類、黴臭などの有害物質の除去に優れることに加え、濁り成分の除去にも優れる浄水器が求められている。特許文献１に記載された活性炭成型体を浄水フィルターとして充填した浄水器においても濁り成分の除去能に優れているが、スラリー吸引法により一体成型した活性炭成型体は、形状を整えるために、整形台上でさらに圧縮することがあり、表面部分が圧縮されることにより、濁りろ過能力に劣ることがあった。

したがって、本発明の目的は、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）で測定される遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ（２−クロロ−４，６−ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン）および２−ＭＩＢ（２−メチルイソボルネオール）の除去能に優れ、濁りろ過能力にも優れる活性炭成型体、この活性炭成型体からなる浄水フィルター、活性炭成型体または浄水フィルターを充填したカートリッジ、およびこのカートリッジを用いた浄水器を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討を重ね、特定の中心粒子径で、かつ粒径分布における特定の標準偏差を有する粉末状活性炭および繊維状バインダーを含む混合物を成型してなる活性炭成型体により上記目的を達成することができることを見出し、本発明に到達した。

本発明は、活性炭成型体を提供し、該活性炭成型体は、中心粒子径が８０μｍ〜１２０μｍで、かつ粒径分布における標準偏差σｇが１．３〜１．９である粉末状活性炭（ａ）および繊維状バインダー（ｂ）を含む混合物を成型してなり、該標準偏差σｇは、該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における１５．８７％径の値をＤ_{１５．８７}、および該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における５０％径の値をＤ_５０とする場合に、Ｄ_{１５．８７}／Ｄ_５０で示される。

１つの実施態様では、上記混合物は、非晶質チタノシリケート系無機化合物またはアルミノシリケート系無機化合物（ｃ）を、さらに含む。

１つの実施態様では、上記粉末状活性炭（ａ）の粒径分布における標準偏差σｐは、０．３〜０．５であって、該標準偏差σｐは、該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における８４．１３％径の値をＤ_{８４．１３}、および該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における５０％径の値をＤ_５０とする場合に、Ｄ_{８４．１３}／Ｄ_５０で示される。

ある実施態様では、上記粉末状活性炭（ａ）のベンゼン吸着量は、２０〜６０質量％である。

ある実施態様では、上記混合物は、上記粉末状活性炭（ａ）１００質量部に対して、上記繊維状バインダー（ｂ）を３〜８質量部の割合で含む。

他の実施態様では、上記粉末状活性炭（ａ）が、ヤシ殻活性炭粉末またはフェノール樹脂系活性炭粉末である。

さらに他の実施態様では、上記活性炭成型体に含まれる活性炭の全てが、上記粉末状活性炭（ａ）である。

また、本発明は、上記活性炭成型体からなる浄水フィルターを提供する。

本発明は、上記活性炭成型体または浄水フィルターを、ハウジングに充填してなるカートリッジを提供する。

さらに、本発明は、上記カートリッジを装填してなる浄水器を提供する。

１つの実施態様では、上記浄水器は、濁り除去率が８０％以上を維持し、濁りろ過能力が活性炭成型体または浄水フィルター１ｍＬあたり１５Ｌ以上である。

本発明によれば、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）で測定される遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴおよび２−ＭＩＢの除去能に優れ、さらに濁りろ過能力に優れた活性炭成型体が提供される。本発明の活性炭成型体は、そのまま、あるいは浄水フィルターに成形して、ハウジングに充填してカートリッジとすることができる。このカートリッジは、浄水器に装填して好適に使用することができる。また、本発明の活性炭成型体を使用することにより、従来濁り除去用として活性炭と併用されていた中空糸膜カートリッジが不要となるため、組み立てが容易になり、浄水器がコンパクトになる利点もある。

実施例１の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例１の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例２の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例２の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例３の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例３の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例４の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例４の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例５の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例５の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例６の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例６の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例７の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例７の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 実施例８の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 実施例８の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 比較例１の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 比較例１の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 比較例２の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 比較例２の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 比較例３の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 比較例３の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 比較例４の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 比較例４の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。 比較例５の浄水器における濁り除去性能を示すグラフである。 比較例５の浄水器における濁り通水時の流量変化を示すグラフである。

本発明における最大の特徴は、特定の中心粒子径を有し、かつ粒径分布における特定の標準偏差を有する粉末状の活性炭を用いて成型体を得ることにある。このような粉末状活性炭（ａ）および繊維状バインダー（ｂ）を含む混合物を成型してなる活性炭成型体により、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）で測定される遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ、２−ＭＩＢの除去能に加え、濁りろ過能力にも優れた浄水器を得ることができる。

本発明に使用される粉末状活性炭は、活性炭を任意の方法で粉砕または細粒化したものである。粉末状活性炭の原料としては、ヤシ殻、石炭、木質、合成樹脂など、賦活することによって活性炭となる任意の原料を使用することができる。これらの中でも、ヤシ殻系活性炭またはフェノール樹脂系原料が好ましい。これらの原料は通常、含有する不純物が少なく、粉末状であっても良好な吸着性能を保持している。

本発明では、中心粒子径が８０μｍ〜１２０μｍで、かつ粒径分布における標準偏差σｇが１．３〜１．９の粉末状活性炭を使用する。中心粒子径が８０μｍ未満の場合、通水抵抗が上昇したり、濁り成分による目詰りが早まったり、微粉が処理水に混入するおそれがある。中心粒子径が１２０μｍを超える場合、通水すると、濁り成分の除去が不十分になったり、接触効率の低下により、性能が低下したりすることがある。

中心粒子径とは、レーザー回折・散乱法により測定した値であり、体積粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における５０％径の値（Ｄ_５０）を意味する。同様に、Ｄ_{１５．８７}は１５．８７％径の値を示し、Ｄ_{８４．１３}は８４．１３％径の値を示す。レーザー回折・散乱法による測定は、例えば、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置（ＭＴ３３００）などにより行われる。

標準偏差σｇは、Ｄ_{１５．８７}／Ｄ_５０で示される。本発明に使用される粉末状活性炭の粒径分布における標準偏差σｇは１．３〜１．９である。標準偏差σｇの値が１．３未満の場合、空隙が少なく目詰りが早まる。標準偏差σｇの値が１．９を超える場合、空隙が多くなり濁り除去性能が低下してしまう。

さらに、標準偏差σｐは、Ｄ_{８４．１３}／Ｄ_５０で示される。本発明に使用される粉末状活性炭の粒径分布における標準偏差σｐは、好ましくは０．３〜０．５、より好ましくは０．３３〜０．４８、さらに好ましくは０．３６〜０．４５である。標準偏差σｐの値が０．３未満の場合、空隙が少なくなり、目詰りが早まるおそれがある。標準偏差σｐの値が０．５を超える場合、空隙が多くなり、濁り除去性能が低下するおそれがある。

本発明においては、粒径分布における標準偏差σｇが１．３〜１．９であり、かつ標準偏差σｐが０．３〜０．５の粉末状活性炭が好ましく用いられる。

粉末状活性炭は、吸着容量が小さすぎると十分な吸着能力を保持しているとは言えず、吸着容量が大きすぎると過賦活状態で細孔径が増大しており、トリハロメタンの吸着保持力が低下する傾向にある。したがって、粉末状活性炭の吸着容量は、ＪＩＳ−Ｋ１４７４で定められたベンゼン吸着量が２０〜６０質量％とするのが好ましく、２０〜５５質量％とするのがより好ましく、２０〜５０質量％とするのがさらに好ましく、２５〜４０質量％とするのが最も好ましい。

本発明では、上記中心粒子径および標準偏差を満足する限り、二種類以上の異なる粉末状活性炭を含んでいてもよい。すなわち、二種類以上の異なる粉末状活性炭を混合して得られる最終混合物が、上記中心粒子径および標準偏差を満足すれば使用可能である。

本発明に使用される繊維状バインダーとしては、フィブリル化させることによって、繊維状活性炭および粉末状活性炭を絡めて賦形できるものであれば、特に限定されず、合成品、天然品を問わず幅広く使用可能である。このような繊維状バインダーとしては、例えば、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維などが挙げられる。繊維状バインダーの繊維長は４ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の活性炭成型体の製造は、任意の方法で行われ、特に限定されない。効率よく製造できる点で、スラリー吸引方法が好ましい。スラリー吸引方法を用いると、例えば、特許第３５１６８１１号公報（特許文献２）に記載されているように、多数の吸引用小孔を設けた二重管状容器を準備し、中心部からスラリーを吸引することによって円筒型の成型体を製造し得る。

例えば、２００メッシュのステンレス製の金網で通水性の二重管状容器の外管および外管と同じ金網で二重管状容器の内管を作製し、内管を外管に挿入することによって二重管状容器を得る。この二重管状容器の内管と外管との間にスラリーを流し込むことによって、本発明の活性炭成型体が製造され得る。

粉末状活性炭および繊維状バインダーを、固形物濃度が５〜１５質量％となるように水中に分散させることにより、スラリーが調製される。遊離残留塩素などの吸着効果、成型性などの点から、好ましくは、粉末状活性炭１００質量部に対して繊維状バインダーは、好ましくは３〜８質量部、より好ましくは３．５〜６質量部の割合で含まれる。

本発明の活性炭成型体は、さらに、非晶質チタノシリケート系無機化合物またはアルミノシリケート系無機化合物を含むことが好ましい。これらの化合物を含むことにより、溶解性鉛が除去され得る。非晶質チタノシリケート系無機化合物としては、ＢＡＳＦ社からＡＴＳの商品で市販されている非晶質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型またはＸ型ゼオライトを使用するのが好ましい。これらの化合物は、粉末状活性炭１００質量部に対して、好ましくは２〜２０質量部、より好ましくは３〜１０質量部の割合で含まれる。

また、本発明においては、含まれる活性炭の全てが上記粉末状活性炭であることが好ましいが、繊維状活性炭を含んでいてもよい。繊維状活性炭としては、ピッチ系、フェノール系、セルロース系などの繊維を炭化した後、水蒸気、ガスまたは薬品で賦活された比表面積１０００〜１８００ｍ^２／ｇ程度の活性炭が好ましい。例えば、フェノール系樹脂繊維などの原料繊維を、約６００〜１４００℃の高温下で、窒素気流中で水蒸気および／または炭酸ガスで処理するか、または燃焼ガスで賦活処理する方法が挙げられる。これらの繊維状活性炭は、粉末状活性炭１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２０質量部、より好ましくは１〜５質量部の割合で含まれる。

本発明の活性炭成型体は、本発明の効果が阻害されない限り、上記以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、抗菌性を付与するために銀イオンおよび／または銀化合物を含んだ吸着材、銅イオンおよび／または銅化合物を含んだ吸着材、二酸化チタン、二酸化ケイ素、ヒドロキシアパタイト、骨炭、イオン交換樹脂などが挙げられる。これらの成分の含有量は、特に限定されない。

本発明の活性炭成型体は、例えば、浄水フィルターなどとして用いられる。本発明の浄水フィルターは、例えば、本発明の活性炭成型体を上記の製造方法によって製造したのち、整形、乾燥後、所望の大きさおよび形状に切断して得ることができる。活性炭成型体の形を整えるために整形台上で圧縮してもよいが、圧縮しすぎると、活性炭成型体の表面が圧密化することがあるので、最小限に止めるのがよい。本発明の活性炭成型体を浄水器用の浄水フィルターとして使用する場合は、円筒形状にするのが好ましく、さらに必要に応じて、円筒形状の筒頂部分にキャップを装着したり、表面に不織布を装着させてもよい。円筒形状にすることによって、通水抵抗を低下することができ、さらに、ハウジングに充填してカートリッジとして使用する場合、浄水器へのカートリッジの装填・交換作業が簡単にできる。

本発明の浄水フィルターは、ハウジングに充填してカートリッジとして使用し得る。また、本発明の活性炭成型体は、そのままハウジングに充填してカートリッジとして使用してもよい。カートリッジは浄水器に装填され、通水に供されるが、通水方式としては、原水を全量濾過する全濾過方式や循環濾過方式が採用される。本発明の浄水器に装填されるカートリッジは、例えば浄水フィルターをハウジングに充填して使用すればよいが、さらに公知の不織布フィルター、各種吸着材、ミネラル添加材、セラミック濾過材などと組合せて使用することができる。

原水および透過水中の遊離残留塩素、トリハロメタン類などの濃度およびそれら物質の除去性能は、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）に準拠して測定することができ、濁りろ過能力試験も上記ＪＩＳに準拠して測定することができる。

浄水器への通水条件は特に限定されないが、圧力損失が極度に大きくならないように１００〜５０００ｈｒ^−１の空間速度（ＳＶ）で通水され、濁りろ過能力については、試験用カオリンを用いて濁度２．０±０．２度になるように調整した水を動水圧０．１ＭＰａを維持しながら通水し、透過水中の濁度を原水濁度で除した濁り除去率と、通水開始から流した水量（Ｌ）と活性炭成型体または浄水フィルターの容積（ｍＬ）の比（累積透過水量Ｌ／ｍＬ）の関係をプロットすることに加え、ろ過流量と累積透過水量の関係をプロットすることにより、浄水器の性能を確認することができる。

本発明において、通水は、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）に規定された家庭用浄水器試験方法に準拠して行い、濁り除去率８０％を下回った点を除去率破過点とし、ろ過流量が初期流量の１／２を下回った点を目詰り破過点とした。濁りろ過能力とは、除去率破過または目詰り破過のどちらか早い方で表すことができる。本発明の活性炭成型体を浄水材として使用すると、吸着速度が大きいので、ＳＶが１０００ｈｒ^−１を超える流速においてもその性能を十分に発揮することができ、容器を大幅に小型化することができる。

浄水器において、濁り除去率が８０％以上、かつ、０．１ＭＰａでのろ過流量が初期流量の１／２以上を維持できる能力を意味する濁りろ過能力が活性炭成型体または浄水フィルター１ｍＬあたり１５Ｌ以上であることが好ましい。また、非晶質チタノシリケート系無機化合物またはアルミノシリケート系無機化合物を添加した混合物を成型した場合、成型体は溶解性鉛の除去にも優れたものとなり、鉛除去率が８０％以上、鉛ろ過能力が活性炭成型体または浄水フィルター１ｍＬあたり１５Ｌ以上であることが好ましい。以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
粉末状活性炭として、クラレケミカル株式会社製ＰＧＷ−１００ＭＤ（ヤシ殻原料、中心粒子径１００μｍ、標準偏差σｇ＝１．６、標準偏差σｐ＝０．４０、ベンゼン吸着量３３質量％）を９０質量部、鉛吸着材としてＢＡＳＦ社製のチタノシリケート系鉛除去剤ＡＴＳ（平均粒子径２０μｍ）を５質量部、および繊維状バインダーとして、日本エクスラン工業株式会社製アクリル繊維Ｂｉ−ＰＵＬ／Ｆを５質量部の割合で水中に分散させてスラリーを調製した。次いで、得られたスラリーを、直径３ｍｍの多数の細孔を有する外径４２ｍｍ、内径１４ｍｍおよび高さ８３ｍｍの二重管状容器に入れて、３５０ｍｍＨｇで吸引後、圧縮することなく外径４２．５ｍｍ、内径１４ｍｍおよび高さ８３ｍｍの中空型円筒状の活性炭成型体を得た。

この成型体を直径４５ｍｍ、長さ８３ｍｍおよび内在量１３２ｍＬの透明なプラスチック製ハウジングに装填し、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）に定められた家庭用浄水器試験方法に準拠して、２Ｌ／分、ＳＶ＝１１００Ｈｒ^−１で通水し、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ、２−ＭＩＢおよび溶解性鉛のろ過能力試験を行った。除去率が８０％の時点を浄水器の破過点とし、成型体１ｍＬあたりの除去能力を調べた。結果を表１に示す。

また、濁度が２．０±０．２度になるように試験用カオリンを加え、２０℃、０．１ＭＰａで外側から内側に通水したところ、初期１０分後の流量は毎分４Ｌであった。結果を表９、図１および図２に示す。図１に示すように、濁り除去率は８０％以上を維持し、図２に示すように、流量が初期の１／２である２Ｌ／分を下回った点での濁りろ過能力は３０Ｌ/ｍＬであった。

実施例２
粉末状活性炭として、ＰＧＷ−１００ＭＤの代わりに、クラレケミカル株式会社製ＰＧＷ−１２０ＭＰ（ヤシ殻原料、中心粒子径１２０μｍ、標準偏差σｇ＝１．７、標準偏差σｐ＝０．４７、ベンゼン吸着量３３質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ、２−ＭＩＢおよび溶解性鉛のろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表２）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図３および図４に示す。図４に示すように、流量減衰はほとんどなかったが、図３に示すように、１６Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、濁りろ過能力は１６Ｌ／ｍＬであった。

実施例３
粉末状活性炭として、ＰＧＷ−１００ＭＤを６０質量部およびクラレケミカル株式会社製ＰＧＷ−２０ＭＤ（ヤシ殻原料、中心粒子径４０μｍ、標準偏差σｇ＝２．０、ベンゼン吸着量３３質量％）を３０質量部用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。なお、混合した粉末状活性炭の中心粒子径は８０μｍ、標準偏差σｇは１．８であり、標準偏差σｐは０．３３であった。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ、２−ＭＩＢおよび溶解性鉛のろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表３）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図５および図６に示す。図５に示すように、濁り除去率は８０％以上を維持し、図６に示すように、流量が初期の１／２を下回った点での濁りろ過能力は１５Ｌ／ｍＬであった。

実施例４
粉末状活性炭としてＰＧＷ−１００ＭＤを８７質量部および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを８質量部用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ、２−ＭＩＢおよび溶解性鉛ろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表４）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図７および図８に示す。図８に示すように流量減衰は小さかったが、図７に示すように、２０Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、濁りろ過能力は２０Ｌ／ｍＬであった。

実施例５
粉末状活性炭としてＰＧＷ−１００ＭＤを９２質量部および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを３質量部用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ、２−ＭＩＢおよび溶解性鉛のろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表５）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図９および図１０に示す。図９に示すように、濁り除去率は８０％以上を維持し、図１０に示すように、流量が初期の１／２を下回った点での濁りろ過能力は２０Ｌ／ｍＬであった。

実施例６
粉末状活性炭として、クラレケミカル株式会社製ＰＧＷＨＨ−１２０ＭＰ（ヤシ殻原料、中心粒子径１２０μｍ、標準偏差σｇ＝１．７、標準偏差σｐ＝０．４８、ベンゼン吸着量５０質量％）を９５質量部および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを５質量部の割合で水中に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴおよび２−ＭＩＢのろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表６）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図１１および図１２に示す。図１２に示すように流量減衰は小さかったが、図１１に示すように、１８Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、濁りろ過能力は１８Ｌ／ｍＬであった。

実施例７
粉末状活性炭としてＰＧＷ−１００ＭＤを９０質量部、繊維状活性炭として、クラレケミカル株式会社製ＦＲ−１５（ベンゼン吸着量４５質量％）３ｍｍチョップ品を５質量部、および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを５質量部の割合で水中に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴおよび２−ＭＩＢのろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表７）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図１３および図１４に示す。図１４に示すように流量減衰は小さかったが、図１３に示すように、２５Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、濁りろ過能力は２５Ｌ／ｍＬであった。

実施例８
粉末状活性炭として、クラレケミカル株式会社製ＲＰ１３−１００ＭＤ（フェノール樹脂原料、中心粒子径１００μｍ、標準偏差σｇ＝１．６、ベンゼン吸着量２８質量％）を８５質量部、クラレケミカル株式会社製ＲＰ−１３粉末（フェノール樹脂原料、中心粒子径２０μｍ、標準偏差σｇ＝２．４、ベンゼン吸着量３３質量％）を１０質量部、および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを５質量部の割合で水中に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。なお、混合した粉末状活性炭の中心粒子径は９５μｍ、標準偏差σｇは１．７であり、標準偏差σｐは０．３８であった。実施例１と同様の手順で、遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴおよび２−ＭＩＢのろ過能力試験を行ったところ、優れた結果を示した（表８）。

また、実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図１５および図１６に示す。図１５に示すように、濁り除去率は８０％以上を維持し、図１６に示すように、流量が初期の１／２を下回った点での濁りろ過能力は２８Ｌ／ｍＬであった。

比較例１
粒状活性炭として、ＰＧＷ−１００ＭＤの代わりに、クラレケミカル株式会社製ＧＷ６０／１５０（ヤシ殻原料、中心粒子径２３０μｍ、標準偏差σｇ＝１．５、標準偏差σｐ＝０．７８、ベンゼン吸着量２９質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図１７および図１８に示す。図１８に示すように流量減衰はほとんどなかったが、図１７に示すように、５Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、濁りろ過能力は５Ｌ／ｍＬであった。

比較例２
粉末状活性炭として、ＰＧＷ−１００ＭＤの代わりに、クラレケミカル株式会社製ＰＧＷ−５０ＭＤ（ヤシ殻原料、中心粒子径６０μｍ、標準偏差σg＝１．４、標準偏差σｐ＝０．２０、ベンゼン吸着量３３質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図１９および図２０に示す。図１９に示すように、濁り除去率は８０％以上を維持したが、図２０に示すように、流量が初期の１／２を下回った点での濁りろ過能力は５Ｌ／ｍＬであった。

比較例３
粒状活性炭としてＧＷ６０／１５０を４５質量部、クラレケミカル株式会社製ＰＧＷ−２０ＭＤ（ヤシ殻原料、中心粒子径４０μｍ、標準偏差σｇ＝２．０、ベンゼン吸着量３３質量％）を４５質量部、鉛吸着材としてＡＴＳを５質量部、および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを５質量部の割合で水中に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。なお、混合した粒状活性炭の中心粒子径は１２０μｍ、標準偏差σｇは２．４であり、標準偏差σｐは０．２３であった。実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図２１および図２２に示す。図２１に示すように、１０Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、かつ図２２に示すように、１２Ｌ／ｍＬで流量が初期の１／２を下回り、濁りろ過能力は１０Ｌ／ｍＬであった。

比較例４
粉末状活性炭として、ＰＧＷ−１００ＭＤの代わりに、クラレケミカル株式会社製ＰＧＷ−１００ＭＣ（ヤシ殻原料、中心粒子径１００μｍ、標準偏差σｇ＝１．２、標準偏差σｐ＝０．２８、ベンゼン吸着量３３質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図２３および図２４に示す。図２３に示すように、１３Ｌ／ｍＬで濁り除去率が８０％を下回り、かつ、図２４に示すように、１０Ｌ／ｍＬで流量が初期の１／２を下回り、濁りろ過能力は１０Ｌ／ｍＬであった。

比較例５
粒状活性炭として、クラレケミカル株式会社製ＧＷ４８／１００（ヤシ殻原料、中心粒子径２８０μｍ、標準偏差σｇ＝１．４、ベンゼン吸着量３３質量％）を４５質量部、ＰＧＷ−２０ＭＤを４５質量部、鉛吸着材としてＡＴＳを５質量部、および繊維状バインダーとしてＢｉ−ＰＵＬ／Ｆを５質量部の割合で水中に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、実施例１と同様の手順で吸引成型して中空型円筒状の活性炭成型体を得た。なお、混合した粒状活性炭の中心粒子径は１５０μｍ、標準偏差σｇは２．５であり、標準偏差σｐは０．２０であった。実施例１と同様の手順で濁りろ過能力を測定した結果を表９、図２５および図２６に示す。図２６に示すように流量減衰はほとんどなかったが、図２５に示すように、初期から濁り除去率が８０％を下回り、濁りろ過能力は０Ｌ／ｍＬであった。

本発明によれば、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２００４）で測定される遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴおよび２−ＭＩＢの除去能に優れ、さらに濁りろ過能力に優れた活性炭成型体が提供される。したがって、本発明の活性炭成型体を浄水フィルターとしてハウジングに充填し、得られたカートリッジを装填した浄水器は、水道水の水質に関する安全衛生上の要求に応えることができ、産業上有用である。

Claims (9)

1. 中心粒子径が８０μｍ〜１２０μｍであり、粒径分布における標準偏差σｇが１．６〜１．９であり、そして該粒径分布における標準偏差σｐが、０．３３〜０．５である粉末状活性炭（ａ）および繊維状バインダー（ｂ）を含む混合物を成型してなる活性炭成型体であって、
   該標準偏差σｇが、該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における１５．８７％径の値をＤ_{１５．８７}、および該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における５０％径の値をＤ_５０とする場合に、Ｄ_{１５．８７}／Ｄ_５０で示され、そして
   該標準偏差σｐが、該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における８４．１３％径の値をＤ_{８４．１３}、および該粉末状活性炭の体積平均粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における５０％径の値をＤ_５０とする場合に、Ｄ_{８４．１３}／Ｄ_５０で示される、活性炭成型体。
2. 前記混合物が、非晶質チタノシリケート系無機化合物またはアルミノシリケート系無機化合物（ｃ）を、さらに含む、請求項１に記載の活性炭成型体。
3. 前記粉末状活性炭（ａ）のベンゼン吸着量が、２０〜６０質量％である、請求項１または２に記載の活性炭成型体。
4. 前記混合物が、前記粉末状活性炭（ａ）１００質量部に対して、前記繊維状バインダー（ｂ）を３〜８質量部の割合で含む、請求項１から３のいずれかの項に記載の活性炭成型体。
5. 前記粉末状活性炭（ａ）が、ヤシ殻活性炭粉末またはフェノール樹脂系活性炭粉末である、請求項１から４のいずれかの項に記載の活性炭成型体。
6. 前記活性炭成型体に含まれる活性炭の全てが、前記粉末状活性炭（ａ）である、請求項１から５のいずれかの項に記載の活性炭成型体。
7. 請求項１から６のいずれかの項に記載の活性炭成型体からなる浄水フィルター。
8. 請求項１から６のいずれかの項に記載の活性炭成型体または請求項７に記載の浄水フィルターを、ハウジングに充填してなるカートリッジ。
9. 請求項８に記載のカートリッジを装填してなる浄水器。

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