專(zhuān)利名稱：復(fù)合粒狀體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于復(fù)合粒狀體及其制造方法。更詳細(xì)地說(shuō)，是關(guān)于復(fù)合粒狀體及其制造方法、包含這些復(fù)合粒狀體的氣體凈化材料、水凈化材料及應(yīng)用這樣的水凈化材料的水凈化器。本發(fā)明的復(fù)合粒狀體，因?yàn)槟軌蚓馕健⒊コ魵?、有害氣體，所以適于作為凈化空氣等氣體凈化材料。而且，由于對(duì)三鹵甲烷類(lèi)、游離氯及重金屬等吸附性強(qiáng)，能夠把它們均衡吸附、除去，所以也適于作為水凈化材料，用于水的處理。
背景技術(shù)：
活性炭對(duì)各種污染物質(zhì)、惡臭有害物質(zhì)的吸附能力強(qiáng)，一直以來(lái)不論家庭用、工業(yè)用，在種種領(lǐng)域中作為吸附材料被利用。近年來(lái)，在水凈化方面，要求提供無(wú)氯臭、霉臭的、味道好的水，針對(duì)這種要求，目前提出了種種的水凈化器的方案。最近，對(duì)三鹵甲烷類(lèi)、環(huán)境激素、重金屬等與水質(zhì)有關(guān)的安全衛(wèi)生方面的關(guān)心，更加高漲起來(lái)，針對(duì)這些要求，只靠活性炭就不夠了，需要并用有特異的吸附能力的無(wú)機(jī)化合物等其它的吸附材料。
在水凈化的領(lǐng)域中，重金屬中，特別是鉛離子，被環(huán)境廳定為懷疑有擾亂內(nèi)分泌作用的物質(zhì)。而且，對(duì)于飲料水中含有的鉛離子濃度，2003年的規(guī)定值從50ppb或以下變成了10ppb或以下，加強(qiáng)了限制，從這點(diǎn)考慮，開(kāi)發(fā)有效的水凈化材料是當(dāng)務(wù)之急。
本中請(qǐng)人開(kāi)發(fā)了對(duì)飲料水中的游離氯、霉臭、三鹵甲烷(THM)及重金屬去除性能優(yōu)良的水凈化材料，使由纖維狀活性炭、二氧化鈦、二氧化硅及粘合劑組成的混合物成型制成的活性炭成型體，作為特愿平11-62466號(hào)(特開(kāi)2000-256999)申請(qǐng)了專(zhuān)利。
但是使用這種活性炭成型體進(jìn)行通水試驗(yàn)時(shí)，在通水初期表現(xiàn)出對(duì)游離氯、THM及重金屬有良好的除去性能，但隨著累積透過(guò)水量增大，判明特別是有THM除去率降低的傾向，在長(zhǎng)期使用的情況下，由于THM除去率低，未必能夠滿足需要。如上所述，為了滿足關(guān)于水質(zhì)方面的安全衛(wèi)生要求，有必要一方面維持除去游離氯及重金屬的能力，一方面增強(qiáng)吸附THM的能力。
另一方面，在空氣凈化方面對(duì)消除煙產(chǎn)生的惡臭有害氣體、成為sick house綜合征根源的醛類(lèi)，還有污水凈化、糞便產(chǎn)生的復(fù)合惡臭氣體、食品等產(chǎn)生的腐臭和惡臭氣體等的要求更加強(qiáng)烈。這些當(dāng)中，有許多是單獨(dú)用活性炭不能完全處理的，正在并用有特異的吸附能力的無(wú)機(jī)化合物等另外的吸附材料，研究使用擔(dān)載催化劑成分的吸附材料。
雖然獲悉了各種能夠除去只用活性炭不能充分除去的有害物質(zhì)和惡臭氣體的、具有特異的吸附能力的吸附材料或催化劑成分，但是在把它們和粒狀活性炭并用時(shí)，當(dāng)然是需要想辦法的。首先，這些特異的吸附材料和催化劑成分有許多是不溶于溶劑中的，擔(dān)載于粒狀活性炭時(shí)，不能采取噴撒水溶液等噴撒后干燥的方法。而且，通過(guò)某些粘合劑成分擔(dān)載的方法，存在著粘合劑成分會(huì)使活性炭的微細(xì)孔的一部分閉塞，阻礙活性炭本來(lái)具有的一部分吸附能力的問(wèn)題。
另一個(gè)問(wèn)題是，這些特異的吸附材料和催化劑成分為微粒狀的情形很多，在處理時(shí)需要小心。微粒本身雖然與被吸附物質(zhì)的接觸面積大，是有利的，但正因?yàn)槭俏⒘＃谠瓨邮褂闷涠瞥蛇^(guò)濾器等的情況下，會(huì)導(dǎo)致篩孔堵塞，引起內(nèi)部阻力增大等弊病。而且，在使氣體和液體高速流通的情況下，有微粒容易流出的問(wèn)題。
例如，在特開(kāi)平8-132026號(hào)公報(bào)中提出了，使用鋁硅酸系無(wú)機(jī)離子交換體除去鉛等重金屬的方案。但是為了避免增大壓力損失，其粒徑限制在100～500μm，而且通水的空間速度(SV)必須在300hr-1或以下。
另外，在特表平6-504714號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了，同樣是為了除去鉛，而使用非晶質(zhì)鈦硅酸鹽的方案，是直接填充使用粒徑為20-60目(250～840μm)的粒狀體。然而，要直接使用這種粒度的粒狀體，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)目前流行的小型水凈化器。
本發(fā)明的目的是提供一種不損失這些作為特異的吸附材料和催化劑成分的不溶性微粒、不損失粒狀體本來(lái)的性能，而且把粒狀體填充到容器中時(shí)，通氣或通液阻力(下面，有時(shí)單說(shuō)阻力)小，能夠充分發(fā)揮其特異的吸附能力或催化劑性能的粒狀體及其制造方法、氣體凈化材料及水凈化器。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明者們反復(fù)銳意研究，結(jié)果意外地發(fā)現(xiàn)利用使微粒化合物纏結(jié)在原纖化纖維上的全新的擔(dān)載方法可以完成上述課題，從而完成了本發(fā)明。也就是說(shuō)，本發(fā)明是在粒狀體上擔(dān)載著纏結(jié)在原纖化纖維上的微?；衔锏膹?fù)合粒狀體。
本發(fā)明還有一個(gè)發(fā)明是復(fù)合粒狀體的制造方法，就是把原纖化纖維和微?；衔锓稚⒂谌軇┲校{(diào)制成固液混合溶液，把粒狀體混合于該固液混合液后，把固態(tài)物濾出，除去該固態(tài)物的表面水分，在該固態(tài)物中重新加入干燥后的粒狀體，再經(jīng)混合、干燥的方法。
本發(fā)明的其它發(fā)明是含有這些復(fù)合粒狀體的氣體凈化材料，還有含有這些復(fù)合粒狀體的水凈化材料。而且，本發(fā)明進(jìn)一步的另一發(fā)明是應(yīng)用這種水凈化材料的水凈化器。
本發(fā)明最顯著的特征是制造復(fù)合粒狀體時(shí)使用原纖化纖維。把這種復(fù)合粒狀體填充于容器中時(shí)，阻力小，而且復(fù)合粒狀體的特異的吸附能力或催化性能得以充分發(fā)揮。雖然不一定能夠明確說(shuō)明它的原因，但估計(jì)是下面的原因。即，本發(fā)明的復(fù)合粒狀體是在把纏結(jié)著微粒化合物的原纖化纖維擔(dān)載于粒狀體上的，由于采用了這樣特異的擔(dān)載方法，粒狀體本來(lái)具有的廣大范圍而微細(xì)的細(xì)孔沒(méi)有被破壞，從而發(fā)揮了良好的作用。
推測(cè)由于這種結(jié)構(gòu)，可以使粒狀體的吸附能力沒(méi)有任何損失，賦與粒狀體以微粒化合物的特異性能，而且，由于能使纏結(jié)著微粒化合物的原纖化纖維與粒狀體在廣范圍內(nèi)混合均勻，一方面防止了阻力增加，一方面可以提高與被吸附物質(zhì)的接觸效率，成為兼有壓力損失低、去除性能高的復(fù)合粒狀體。


圖1為實(shí)施例1得到的復(fù)合粒狀體的電子顯微鏡照片(150倍)。
圖2為表示在原纖化纖維上的微?；衔锏睦p結(jié)狀態(tài)的電子顯微鏡照片(300倍)。
圖3為一例表示蜂窩結(jié)構(gòu)容器的概略圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)本發(fā)明中使用的粒狀體可以舉出活性炭、氧化鋁、硅鋁、二氧化硅、沸石等眾所周知的粒狀體。這些粒狀體的形狀雖然沒(méi)有特別的限制，但平均粒徑為75μm～5mm左右的破碎狀的較為實(shí)用、理想。
本發(fā)明中使用的原纖化纖維，可以用以往眾所周知的方法原纖化，不論是合成品、天然品都可以廣泛使用。這樣的原纖化纖維可以舉出，如丙烯酸類(lèi)纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯腈纖維、纖維素纖維、芳香族酰胺纖維等。
原纖化纖維是左右著能否發(fā)現(xiàn)所得到的復(fù)合吸附材料能夠均勻吸附除去有害物質(zhì)、惡臭氣體等性能的重要因素。因此，原纖化纖維優(yōu)選在擔(dān)載微粒化合物方面有強(qiáng)粘合力的，而且有不使整個(gè)成塊的作用的。從這種觀點(diǎn)出發(fā)，原纖化纖維為數(shù)μm或以下，優(yōu)選有3μm或以下纖維徑的微原纖化纖維。
微原纖化纖維可以通過(guò)用拍打器或精碎機(jī)處理上述纖維而獲得。因?yàn)閾?dān)載微?；衔镆斜匾恼澈狭?，而且干燥后的復(fù)合粒狀體不能成為塊狀，原纖化纖維的纖維長(zhǎng)度優(yōu)選使用4mm或以下的，特別優(yōu)選由丙烯酸類(lèi)纖維構(gòu)成的微原纖化纖維。
另外，在不妨礙本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，也可以含有有離子交換基或螯合基的離子交換纖維等其它的纖維。
本發(fā)明使用的微?；衔铮糜谒畠艋矫娴?，可以舉出能夠吸附溶解性重金屬的、有離子交換功能的微?；衔?。所謂有離子交換功能的微?；衔?，就是與鹽類(lèi)的水溶液接觸時(shí)離子分出到溶液中，能夠把溶液中的離子拉進(jìn)來(lái)的化合物。
這樣的微?；衔?，具體可以以沸石為代表的鋁硅酸鹽、鈦硅酸鹽、羥基磷灰石、骨炭、離子交換樹(shù)脂等為例示。其中優(yōu)選離子交換容量大、對(duì)重金屬選擇性強(qiáng)的、鋁硅酸鹽或鈦硅酸鹽系的無(wú)機(jī)化合物，特別優(yōu)選鈦硅酸鹽系的無(wú)機(jī)化合物。
從擔(dān)載保持性考慮，微?；衔锏男螤顬榱?00μm或以下的、優(yōu)選3μm～90μm的球狀。微?；衔锟梢允欠勰?，也可以是顆粒狀的。使用鋁硅酸鹽系沸石的情況下，從離子交換容量大考慮，優(yōu)選A型或X型沸石；若是鈦硅酸鹽系無(wú)機(jī)化合物，比如使用恩格爾哈爾德(エングルハルド)公司以ATS商品名出售的非晶質(zhì)鈦硅酸鹽是有效的。
下面，舉例說(shuō)明用于空氣凈化方面的例子。首先，疏水性強(qiáng)、氧化硅/氧化鋁重量比超過(guò)5的沸石對(duì)氨和乙醛的吸附能力優(yōu)異。這樣的沸石可以舉出UOP公司以斯麥爾萊特(スメルライト)或阿布仙茲(アブセンツ)的商品名出售的疏水性沸石。另外，對(duì)醛類(lèi)和氨的吸附能力優(yōu)異的無(wú)機(jī)微?；衔锟梢耘e出拉薩(ラサ)工業(yè)公司以休庫(kù)連茲(シユ一クレンズ)為商品名出售的復(fù)合金屬氧化物等。
而且，為了達(dá)到凈化氣體及凈化水質(zhì)的目的，還可以使用利用粒狀體的大表面積的粒狀體擔(dān)載催化劑。由于這些催化劑的成分主要是不溶性金屬或金屬化合物，把這些催化劑成分擔(dān)載到粒狀體擔(dān)體上的方法可以適用于本發(fā)明。也就是說(shuō)，通過(guò)把這些金屬或金屬化合物的微粒纏繞在原纖化纖維上，可以擔(dān)載于粒狀體附近，可以作為氧化反應(yīng)和水合反應(yīng)等的催化劑使用。
從各種吸附性能優(yōu)良來(lái)考慮，粒狀體優(yōu)選活性炭?；钚蕴靠梢酝ㄟ^(guò)使碳質(zhì)材料活化成為活性炭，優(yōu)選有數(shù)100m2/g或以上的比表面積者。
碳質(zhì)材料可以以如椰子殼、棕櫚椰子、果實(shí)的種子、鋸末、桉樹(shù)、松樹(shù)等植物類(lèi)、煤類(lèi)、石油類(lèi)的焦炭和以這些為原料的瀝青的炭化物、酚醛樹(shù)脂等為例。其中優(yōu)選使用椰子殼活性炭。粒狀活性炭的大小雖然可以根據(jù)使用目的選擇，但用于水凈化時(shí)，從操作性、與水的接觸效率、通水阻力等方面考慮優(yōu)選75μm～1.7mm(200目～10目)的，更優(yōu)選100μm～1.4mm的。
制造本發(fā)明的復(fù)合粒狀體時(shí)，首先把原纖化纖維和微?；衔锓稚⒂谌軇┲校{(diào)制固液混合物。在不影響本發(fā)明效果的范圍內(nèi)也可以并用羧甲基纖維素等的分散劑。溶劑可使用各種有機(jī)化合物、水、它們的混合物等，但使用水安全，是優(yōu)選的。原纖化纖維和微?；衔镆?重量份的原纖化纖維與1～20重量份的微?；衔锏谋壤旌?，優(yōu)選與5～10重量份的微?；衔锏谋壤旌?。但在溶劑中混合的原纖化纖維和微?；衔?，若能在溶劑中調(diào)制，則沒(méi)有特別的限制。
然后，在上述固液混合物中投入粒狀體，混合均勻后，把固態(tài)物濾出，接著除去該固態(tài)物的表面水分。除去表面水分時(shí)，離心脫水是效率高的方法。除去表面水分后，在固態(tài)物中重新加入干燥后的粒狀體，一經(jīng)混合干燥，脫水效率就提高了，而且因?yàn)槟軌蚍乐刮⒘；衔飶膹?fù)合粒狀體上脫落，成品率提高2～10倍，是優(yōu)選的方法。追加的粒狀體的量，根據(jù)脫水的效果和吸附能力的平衡而適當(dāng)確定。
從與粒狀體本來(lái)的性能平衡的觀點(diǎn)出發(fā)，擔(dān)載于粒狀體上的微粒化合物，優(yōu)選0.1～30重量％的，更優(yōu)選1.5～10重量％的。而原纖化纖維優(yōu)選微?；衔锏?0～20重量％的。最后，使固態(tài)物干燥，成為本發(fā)明的復(fù)合粒狀體。邊攪拌，邊干燥可以防止固態(tài)物成塊狀，因此較為理想。干燥條件雖然沒(méi)有特別的限制，但溫度太高和時(shí)間太長(zhǎng)是不實(shí)用的，考慮到使原纖化纖維的一部分熱熔接于粒狀體上比較理想，優(yōu)選以100～150℃、2～24小時(shí)的條件實(shí)施。通過(guò)注意以上之點(diǎn)，進(jìn)行干燥，可以防止復(fù)合粒狀體成為塊狀。圖1為本發(fā)明的復(fù)合粒狀體的電子顯微鏡照片(150倍)，圖2所示是在原纖化纖維上纏繞成葡萄的絮狀狀態(tài)的微?；衔锏碾娮语@微鏡照片(300倍)。
獲得的復(fù)合粒狀體以原樣填充到無(wú)紡布等的形式、或者以填充到蜂窩狀或波紋狀的基質(zhì)材料的空間的形式，作為對(duì)包括醛、氨、胺臭氣等惡臭氣體的空氣進(jìn)行凈化的凈化過(guò)濾器等，而且，還可以作為對(duì)包括硫醇等有害惡臭氣體的工業(yè)廢氣進(jìn)行凈化等的氣體凈化材料，用于各種氣體凈化器。圖3是蜂窩狀容器的一例，是長(zhǎng)50mm、寬50mm、縱深10mm的蜂窩結(jié)構(gòu)的容器。
另外，獲得的復(fù)合粒狀體優(yōu)選作為水凈化材料，作成筒狀填充在水凈化器內(nèi)，供飲料水等的凈化用。因?yàn)楸景l(fā)明的復(fù)合粒狀體是粒狀的，所以也能夠自動(dòng)填充。由于把復(fù)合粒狀體用于水凈化器時(shí)，吸附性能與通水阻力是相反的，所以從掌握平衡的觀點(diǎn)出發(fā)，填充密度優(yōu)選0.4～0.60g/mL。而且，本發(fā)明中所謂的填充密度是指以50～100秒鐘向100ml的量筒內(nèi)注入100ml粒狀體時(shí)的單位體積的粒狀體的重量。
作為水凈化器使用時(shí)的通水條件雖然沒(méi)有特別限定，但壓力損失不要太大，例如以500～2000hr-1的SV實(shí)施。本發(fā)明的復(fù)合粒狀體可以單獨(dú)填充于水凈化器中使用，但也可和眾所周知的吸附材料或陶瓷過(guò)濾材料、中空絲膜等配合使用。
下面，通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些。而實(shí)施例中記載的CSF是表示加拿大·標(biāo)準(zhǔn)·游離度中規(guī)定的纖維的叩解度的數(shù)值。
實(shí)施例1微原纖化纖維是利用1g經(jīng)勻料機(jī)攪打成CSF＝50mL的市售丙烯酸纖維(旭化成工業(yè)股份公司制A104)，把它和8g作為微粒化合物的鈦硅酸鹽系的鉛除去材料(恩格爾哈爾德公司制ATS、平均粒徑30μm、球狀)分散在300g水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入92g粒狀活性炭[クラレケミカル股份公司制ラレコ一ルGW60/150(粒徑0.1mm～0.25mm、比表面積800m2/g)]，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。重新加入100g干燥后的和上述活性炭同樣的GW60/150，混合后，在135℃條件下干燥8小時(shí)，得到復(fù)合粒狀體。用電子顯微鏡觀察該復(fù)合粒狀體，可以見(jiàn)到ATS在原纖化丙烯酸纖維上纏繞成葡萄絮狀，擔(dān)載在活性炭表面。這種狀態(tài)如圖1和圖2所示(分別為150倍和300倍)。圖1的白色部分是ATS在原纖化丙烯酸纖維上纏繞成葡萄絮狀的狀態(tài)，證明ATS是在原纖化丙烯酸纖維上纏繞成葡萄絮狀，擔(dān)載在活性炭上的。圖2是更加放大了的、ATS在原纖化丙烯酸纖維上纏繞成葡萄絮狀的狀態(tài)。用JISK1474規(guī)定的方法對(duì)該復(fù)合粒狀體的灼燒余渣進(jìn)行測(cè)定為3.2％。
在自來(lái)水中加入45ppb三氯甲烷、30ppb一溴二氯甲烷、20ppb二溴一氯甲烷和5ppb三溴甲烷，把總THM的濃度調(diào)整到約為100ppb，再加入硝酸鉛，把鉛離子濃度調(diào)整為50ppb，作為原水。把復(fù)合粒狀體填充于填充密度為0.46g/mL的60mL(直徑40mm×長(zhǎng)度48mm)的容器中作為水凈化器，以1.0L/分鐘使上述原水通過(guò)。因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)，如果可以除去THM，也就可以除去游離氯，所以把THM和鉛離子混合的自來(lái)水作為原水，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
若分別把出口的水中的各項(xiàng)濃度達(dá)到入口濃度的20％時(shí)的時(shí)間作為吸附轉(zhuǎn)效點(diǎn)，用相對(duì)于復(fù)合吸附劑的單位容積的到達(dá)吸附轉(zhuǎn)效時(shí)間的通水量表示的鉛去除性能為28L/cc(活性炭)，THM去除性能為13L/cc(活性炭)。
實(shí)施例2除了在離心脫水后，不重新追加活性炭，而在120℃條件下干燥，靜置16小時(shí)之外，與實(shí)施例1同樣制造復(fù)合粒狀體。成品率為實(shí)施例1時(shí)的1/2。把該復(fù)合粒狀體以0.41g/mL的填充密度填充于與實(shí)施例使用的同樣的容器中制成水凈化器，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的試驗(yàn)，鉛去除性能為55L/cc(活性炭)，THM去除性能為10L/cc(活性炭)。該復(fù)合粒狀體的灼燒余渣為6.1％。
實(shí)施例3微原纖化纖維是利用200g經(jīng)勻料機(jī)攪打成CSF＝50mL的市售丙烯纖維(日本エクスラン工業(yè)股份公司制R56D)，把它和1500g作為微?；衔锏拟伖杷猁}(恩格爾哈爾德公司制ATS、平均粒徑30μm、球狀)分散在45L水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入15kg粒狀活性炭[クラレケミカル股份公司制ラレコ一ルGW60/150(粒徑0.1mm～0.25mm、比表面積800m2/g)]，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。重新加入15kg干燥后的和上述活性炭同樣的GW60/150，混合后，在120℃條件下干燥12小時(shí)，得到復(fù)合粒狀體。
把這種復(fù)合粒狀體以0.50g/mL的填充密度填充到與實(shí)施例1使用的同樣的容器中作為水凈化器，與實(shí)施例1同樣，以1.0L/分鐘，使原水通過(guò)。與實(shí)施例1同樣，測(cè)定的鉛去除性能為32L/cc(活性炭)，三鹵甲烷去除性能為15L/cc(活性炭)。
實(shí)施例4微原纖化纖維是利用360g經(jīng)勻料機(jī)攪打成CSF＝48mL的市售丙烯酸纖維(旭化成工業(yè)股份公司制A104)，把它和2000g作為微?；衔锏氖惺跘型沸石(日本化學(xué)工業(yè)股份公司制ゼオスタ一N A 100P、平均粒徑3μm)分散在90L水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入30kg該公司制造的粒狀活性碳GW48/100(粒徑150μm～300μm、比表面積800m2/g)，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。重新加入30kg干燥后的和上述活性炭同樣的GW48/100，混合后，在120℃條件下干燥12小時(shí)，得到復(fù)合粒狀體。用該復(fù)合粒狀體，與實(shí)施例1同樣，測(cè)定去除鉛和三鹵甲烷的性能，鉛去除性能是27L/cc(活性炭)，三鹵甲烷去除性能是12L/cc(活性炭)。
比較例1使羥基磷灰石在實(shí)施例1中使用的100g粒狀活性炭的表面生成，制造復(fù)合粒狀體。用電子顯微鏡觀察該復(fù)合粒狀體時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成了覆蓋在活性炭表面的羥基磷灰石的薄膜。以0.52g/mL的填充密度與實(shí)施例1同樣地制成水凈化器，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的試驗(yàn)，結(jié)果是鉛去除性能為22L/cc(活性炭)，THM去除性能為3L/cc(活性炭)。
比較例2使用鈦硅酸鹽，與比較例1同樣地制造復(fù)合粒狀體。用電子顯微鏡觀察該復(fù)合粒狀體，結(jié)果與比較例1同樣。與實(shí)施例1同樣，以0.53g/mL的填充密度與實(shí)施例1同樣地制成水凈化器，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的試驗(yàn)，結(jié)果是鉛去除性能為25L/cc(活性炭)，THM去除性能為0L/cc(活性炭)。
比較例3用勻料機(jī)將尤尼奇卡(ユニチカ)股份公司制的芳香族聚酰胺系纖維阿皮埃爾(アピエ一ル)A-1AW攪打?yàn)镃SF＝70mL，把它作為成型用的粘合劑。把比表面積為1300m2/g、平均纖維徑為15μm的纖維狀活性炭(クラレケミカル股份公司制的FR-15)切成長(zhǎng)3mm的纖維狀活性炭，把它和實(shí)施例1中使用的鈦硅酸鹽系鉛吸附材料ATS以及微原纖化的粘合劑，按纖維狀活性炭∶ATS∶粘合劑＝8∶1∶1(重量比)的比例混合，分散在水中，使固態(tài)物濃度為3重量％，調(diào)制成漿狀。
用200目的不銹鋼絲網(wǎng)，作成直徑3cm×長(zhǎng)6cm的圓筒狀容器。把上述的漿液注入其中，在120℃條件下干燥，作成圓筒狀的成型體。這個(gè)成型體的填充密度為0.19g/mL。填充這個(gè)成型體，制成水凈化器，與實(shí)施例1同樣，測(cè)定吸附性能，鉛去除性能為30L/cc(活性炭)，THM去除性能為4L/cc(活性炭)。
比較例4粘合劑使用聚乙烯微粉末，把10g聚乙烯微粉末和16g與實(shí)施例1同樣的鈦硅酸鹽系鉛吸附材料ATS混合均勻。把200g與實(shí)施例1同樣的粒狀活性炭投入其中，混合均勻，活性炭整個(gè)表面都成為白色的粉末。把它加熱到120℃，使聚乙烯粘合劑完全熔化后，冷卻至室溫。冷卻后，上述混合物成為一塊，小的作用力很難使它恢復(fù)為原來(lái)的顆粒。
把這個(gè)塊用粉碎機(jī)粉碎，再用60目和150目的篩網(wǎng)過(guò)篩。與實(shí)施例1同樣以0.43g/mL的填充密度制成水凈化器，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果鉛去除性能為1L/cc(活性炭)，THM去除性能為0L/cc(活性炭)。
比較例5把30g實(shí)施例1使用的粒狀活性炭和2g市售的A型沸石(和光純藥工業(yè)制粉末合成沸石A-4、平均粒徑3μm)混合，使用實(shí)施例1中使用的水凈化器，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行鉛和三鹵甲烷的通水試驗(yàn)，從通水初期，流出混濁的水，鉛去除性能、三鹵甲烷去除性能都是10L/cc(活性炭)。通水后，測(cè)定重量及灼燒余渣數(shù)值，判明合成沸石的大部分被流出。
實(shí)施例5微原纖化纖維是利用10g經(jīng)勻料機(jī)攪打成CSF＝49mL的市售丙烯酸纖維(旭化成工業(yè)股份公司制A104)，把它和50g作為微粒吸附劑的市售疏水性沸石(美國(guó)UOP公司制的阿布仙茲1000、平均粒徑3μm)分散在3L水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入該公司制的1kg粒狀活性炭GW10/32(粒徑0.5～1.7mm、比表面積1000m2/g)，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。在120℃條件下，靜置12小時(shí)，進(jìn)行干燥，制成復(fù)合粒狀體。
把10g這種復(fù)合粒狀體填充到如圖3所示的蜂窩結(jié)構(gòu)的50mm見(jiàn)方×10mm厚的長(zhǎng)方體容器中。在這里，使含有50ppm甲醛的空氣在20℃條件下，以10L/分鐘通過(guò)。測(cè)定出口的甲醛濃度，結(jié)果是良好的，在12小時(shí)流通之后，濃度僅為1ppm或以下。
比較例6除了在與實(shí)施例1使用的同樣的容器中把單單混有10g上述粒狀活性炭GW10/32和0.5g上述疏水性沸石的混合物填充進(jìn)去之外，與實(shí)施例5同樣，進(jìn)行除去含有甲醛的氣體的試驗(yàn)。出口濃度在3小時(shí)后就已經(jīng)超過(guò)了3ppm，把容器中間打開(kāi)時(shí)，疏水性沸石和活性炭有一部分已分離。
實(shí)施例6微原纖化纖維使用10g用勻料器攪打成CSF＝52mL的市售丙烯酸纖維(日本エクスラン工業(yè)股份公司制R56F)，把它和作為微粒催化劑成分的30g氧化銅粉末分散于3L水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入該公司制的1kg粒狀活性碳GW32/60(比表面積1050m2/g)，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。在120℃條件下，靜置12小時(shí)，進(jìn)行干燥，制成復(fù)合粒狀體。把10g這種復(fù)合粒狀體填充到與實(shí)施例5同樣的蜂窩基質(zhì)材料中。在這里，使含有50ppm氨的空氣在20℃條件下，以10L/分鐘通過(guò)。測(cè)定出口的氨濃度，結(jié)果是良好的，在12小時(shí)流通之后，濃度僅為1ppm或以下。
實(shí)施例7微原纖化纖維使用3g用勻料器攪打成CSF＝45mL的市售丙烯纖維(A104)，把它和作為微粒催化劑成分的5g氧化鐵粉末分散于1L水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入該公司制的200g氧化鋁空心顆粒(水澤化學(xué)工業(yè)公司制ネオビ一ド、平均粒徑1mm)，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。在120℃條件下，靜置12小時(shí)，進(jìn)行干燥，制成復(fù)合粒狀體。把10g這種復(fù)合粒狀體填充到與實(shí)施例5使用的同樣的蜂窩基質(zhì)材料中。在這里，使含有10ppm三甲胺的空氣在20℃條件下以10L/分鐘通過(guò)。測(cè)定出口的三甲胺濃度，結(jié)果是良好的，在8小時(shí)流通之后，濃度僅為0.3ppm或以下。
實(shí)施例8微原纖化纖維使用3g用勻料器攪打成CSF＝45mL的市售丙烯酸纖維(A104)，把它和作為微粒催化劑成分的5g氧化錳粉末分散于1L水中，調(diào)制成漿狀的固液混合水溶液。
在該漿狀水溶液中投入天然發(fā)光沸石200g(IZUKA公司制天然沸石、平均粒徑0.5mm)，攪拌均勻，把固態(tài)物濾出，再把該固態(tài)物用濾布進(jìn)行離心脫水，除去表面水分。在120℃條件下，靜置12小時(shí)，進(jìn)行干燥，制成復(fù)合粒狀體。把10g這種復(fù)合粒狀體填充到與實(shí)施例5使用的同樣的蜂窩基質(zhì)材料中。在這里，使含有20ppm臭氧的空氣在20℃條件下以3L/分鐘通過(guò)。測(cè)定出口的臭氧濃度，結(jié)果是良好的，在6小時(shí)流通之后，濃度僅為0.5ppm或以下。
在工業(yè)上利用的可能性利用本發(fā)明，可以提供在粒狀體上擔(dān)載著原纖化纖維及有吸附重金屬性能的微?；衔锏膹?fù)合粒狀體。由于本發(fā)明的復(fù)合粒狀體能夠均衡吸附、去除游離氯、THM及重金屬，所以適用于水凈化方面，而且，由于還可以均衡吸附去除有害氣體和惡臭氣體，也適用于氣體凈化方面。
權(quán)利要求
1.復(fù)合粒狀體，其中，在粒狀體上擔(dān)載著纏繞在原纖化纖維上的微粒化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合粒狀體，其中，所述的原纖化纖維是丙烯酸類(lèi)纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合粒狀體，其中，所述的微?；衔锏牧綖?00μm或以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任意一項(xiàng)所述的復(fù)合粒狀體，其中，所述的微?；衔锸蔷哂须x子交換功能的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的復(fù)合粒狀體，其中，所述的微?；衔锸氢伖杷猁}系無(wú)機(jī)化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的復(fù)合粒狀體，其中，所述的微?；衔锏膿?dān)載量是復(fù)合粒狀體的0.1～30重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的復(fù)合粒狀體，其中，所述的粒狀體是活性炭。
8.復(fù)合粒狀體的制造方法，其中，把原纖化纖維和微?；衔锓稚⒃谌軇┲?，調(diào)制成固液混合溶液，把粒狀體混合在該固液混合溶液中后，把固態(tài)物濾出，除去該固態(tài)物的表面水分，把干燥后的粒狀體重新添加在該固態(tài)物中，再混合后，干燥。
9.含有權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述的復(fù)合粒狀體的氣體凈化材料。
10.使用權(quán)利要求9所述的氣體凈化材料的氣體凈化器。
11.含有權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述的復(fù)合粒狀體構(gòu)成的水凈化材料。
12.使用權(quán)利要求11所述的水凈化材料的水凈化器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水凈化器，其中，所述的復(fù)合粒狀體的填充密度是0.40～0.60g/mL。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)損于粒狀體本來(lái)的性能的、當(dāng)把粒狀體填充于容器時(shí)能夠降低通氣或通液阻力的、充分發(fā)揮其特異的吸附性能或催化劑性能的粒狀體，其制造方法以及氣體凈化材料、水凈化材料及水凈化器。這個(gè)課題可以通過(guò)，在粒狀體上擔(dān)載纏繞在原纖化纖維上的微粒化合物的復(fù)合粒狀體來(lái)完成。
文檔編號(hào)C02F1/28GK1553827SQ0281767
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月10日
發(fā)明者田島康宏, 福西義晴, 大塚清人, 人, 晴 申請(qǐng)人:可樂(lè)麗化學(xué)株式會(huì)社