JP5936423B2 - 浄水器用活性炭及びこれを用いた活性炭カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、浄水器用活性炭及びこれを用いた活性炭カートリッジに関し、特に水に含まれる有機塩素系化合物の吸着性能を高めた浄水器用活性炭及びこれを用いた活性炭カートリッジに関する。

水道水等の飲料用水から残留成分や異物を除去するために用いられる浄水器は、活性炭やセラミック等の無機材料の吸着部材と、必要により濾過用の有機高分子膜等を備えた構造である。

水道水は衛生上の観点から塩素等による殺菌が義務づけられている。しかし、殺菌を目的に添加される塩素は、天然有機物の一種であるフミン質を酸化分解する際に発ガン性物質であるトリハロメタン類等の有機塩素系化合物を生成してしまう。このため、トリハロメタン類の除去に用いる活性炭として、賦活処理後に４００ないし７００℃でアニーリングして活性炭表面の官能基量を制御した活性炭が提案されている（特許文献１参照）。また、活性炭を不活性ガス中において１２００ないし１７００℃で熱処理し、細孔構造を変化させた活性炭が提案されている（特許文献２参照）。

さらに、近年では健康意識の高まりからより高清浄度の浄水能力を備えた浄水器の需要が高まっている。そのため、比表面積や細孔容積の改善により活性炭の性能改善は種々試みられている（例えば、特許文献３，４参照）。しかしながら、従前の活性炭を使用した浄水器では、一定の有機塩素系化合物の除去性能は向上したものの、クロロホルムや１，１，１−トリクロロエタンの吸着に満足できる種類が少なかった。

そこで、従来の有機塩素系化合物の中でもクロロホルムや１，１，１−トリクロロエタンの除去性能も高めた浄水器に使用する活性炭が求められるに至った。

特許第３５０６０４３号公報 特開平８−２６７１１号公報 特開２００１−２４０４０７号公報 特許第４６２８７５２号公報

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、浄水器に使用する活性炭において水中に含まれる有機塩素系化合物の中でも１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルムの吸着、濾過能力を改善した浄水器用活性炭とともに、当該活性炭を用いた活性炭カートリッジを提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、比表面積を９００〜１１００ｍ²／ｇとし、ＭＰ法による細孔分布の測定において、細孔直径０〜２．０ｎｍの細孔の全細孔容積が０．４１１０ｃｃ／ｇ以上であって、細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を当該全細孔容積の４０〜４５％とし、ＤＨ法による細孔分布の測定において、細孔直径１〜１００ｎｍの細孔の全細孔容積が０．１２４４ｃｃ／ｇ以下であって、細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を当該全細孔容積の２０〜２３％とし、表面酸化物量を０．０５〜０．１４ｍｅｑ／ｇとした活性炭からなり、有機塩素系化合物の中でもクロロホルムや１，１，１−トリクロロエタンの除去性能を高めたことを特徴とする浄水器用活性炭に係る。

請求項２の発明は、請求項１に記載の浄水器用活性炭にバインダーを添加した状態で所定形状に成形してなることを特徴とする活性炭カートリッジに係る。

請求項３の発明は、請求項１に記載の浄水器用活性炭を所定形状の通水容器内に充填してなることを特徴とする活性炭カートリッジに係る。

請求項１の発明に係る浄水器用活性炭によると、比表面積を９００〜１１００ｍ²／ｇとし、ＭＰ法による細孔分布の測定において、細孔直径０〜２．０ｎｍの細孔の全細孔容積が０．４１１０ｃｃ／ｇ以上であって、細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を当該全細孔容積の４０〜４５％とし、ＤＨ法による細孔分布の測定において、細孔直径１〜１００ｎｍの細孔の全細孔容積が０．１２４４ｃｃ／ｇ以下であって、細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を当該全細孔容積の２０〜２３％とし、表面酸化物量を０．０５〜０．１４ｍｅｑ／ｇとした活性炭からなるため、既存の浄水器用活性炭として必要な濾過性能とともに、有機塩素系化合物の１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルムの濾過能力を改善することができた。

また、ＭＰ法及びＤＨ法の解析領域を重複させることにより、活性炭に発達した大きさの異なる細孔容積の割合はより正確に把握でき、有機塩素系化合物の濾過性能の評価が容易となる。

請求項２の発明に係る活性炭カートリッジによると、請求項１に記載の浄水器用活性炭にバインダーを添加した状態で所定形状に成形してなるため、これまで以上に有機塩素化合物の濾過性能を高めることにつながり、浄水器自体の処理性能向上を実現することができる。

請求項３の発明に係る活性炭カートリッジによると、請求項１に記載の浄水器用活性炭を所定形状の通水容器内に充填してなるため、簡便にカートリッジを組み立てることができ、これまで以上に有機塩素化合物の濾過性能を高めることにつながり、浄水器自体の処理性能向上が可能となる。

本発明の浄水器用活性炭を用いた活性炭カートリッジの一例に係る全体斜視図である。 本発明の浄水器用活性炭を用いた活性炭カートリッジの第１製造例を示す模式図である。 本発明の浄水器用活性炭を用いた活性炭カートリッジの第２製造例を示す模式図である。

原水となる水道水を浄化する家庭用、産業用等の浄水器には、濾材として通常活性炭が使用される。活性炭は安価かつ濾過能力に優れ、品質も安定している。このような浄水器の対象物質の濾過性能は、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２０１０）の規定において、「遊離残留塩素、濁り、２−クロロ−４，６−ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン（ＣＡＴと略す。）、２−メチルイソボルネオール（２−ＭＩＢと略す。）、溶解性鉛、クロロホルム、ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルム、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、さらに総トリハロメタン」の最大で計１３項目により評価される。

ここに示した対象物質の中でも、有機塩素系化合物、特には、１，１，１−トリクロロエタンやクロロホルムについては、除去することが困難な物質であった。そこで、本発明の浄水器用活性炭は、１，１，１−トリクロロエタンやクロロホルムの濾過性能を高めた活性炭である。

活性炭の原料としては、木材（廃材、間伐材、オガコ）、コーヒー豆の絞りかす、椰子殻、樹皮、果物の実等の原料がある。これらの天然物由来の原料は炭化、賦活により細孔が発達しやすくなる。また廃棄物等の二次的利用であるため安価に調達可能である。なお、後記の実施例では安定調達を加味して椰子殻を原料としている。

椰子殻等の活性炭原料は中温（２００℃ないし６００℃）で加熱炭化されることにより微細孔が形成し、水蒸気等を用いて高温（６００℃ないし１２００℃）で賦活処理されることにより細孔が発達する。賦活後、自然冷却等の冷却を経ることにより出来上がる。

一つ目に、当該活性炭の比表面積は９００ｍ²／ｇないし１１００ｍ²／ｇの範囲である。好ましくは９５０ｍ²／ｇないし１０５０ｍ²／ｇの範囲である。本明細書中、実施例の比表面積はいずれもＢＥＴ法（Ｂｒｕｎａｕｅｒ， Ｅｍｍｅｔｔ ＆ Ｔｅｌｌｅｒ法）による測定である。比表面積９００ｍ²／ｇを下回る場合、細孔容積が小さくなるため十分な吸着量を得ることができない。また、単一の活性炭により吸着できる物質種が限られることとなり好ましくない。比表面積１１００ｍ²／ｇを超える場合、細孔径が大きく広がり１，１，１−トリクロロエタンやクロロホルムの除去性能が著しく低下する。このことから前記の比表面積の範囲値が適切として導き出される。

二つ目に、活性炭の細孔分布において、どのような直径の細孔がどれほど存在するのかにより、吸着対象の吸着効率が変動する。主に、吸着対象となる分子種の大きさ等の影響を受けると考えられる。そこで、既存の浄水器用活性炭よりも１，１，１−トリクロロエタンやクロロホルムの除去性能を高めるに際し、活性炭の細孔分布を適切に制御することが重要である。

具体的に、ＭＰ法（Ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ法）による活性炭の細孔分布の解析において、細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積は、細孔直径０〜２ｎｍの細孔の全細孔容積の４０％ないし４５％の割合、好ましくは４３％ないし４４％の割合に規定される。ＭＰ法は一般に２ｎｍ以下の直径のミクロ細孔の分布解析を比較的容易に把握できることから、当該直径の細孔の解析に多く用いられる。細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔は、例えばクロロホルム等の低分子量領域の分子種の吸着、濾過と関係する。そこで、全細孔容積に占める細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の容積を一定数以上に保つことにより、本発明が目的とする低分子の有機塩素系化合物の濾過性能をより向上させることができる。

このように、ＭＰ法による細孔分布の解析において規定する前記の範囲値から上方側あるいは下方側に逸脱する場合、目的とする１，１，１−トリクロロエタンやクロロホルムの除去性能が大きく低下する。

三つ目に、ＤＨ法（Ｄｏｌｌｉｍｏｒｅ−Ｈｅａｌ法）による活性炭の細孔分布の解析において、細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積は、細孔直径１〜１００ｎｍの細孔の全細孔容積の２０ないし２３％の割合に規定される。ＤＨ法は一般に２．０ｎｍないし５０．０ｎｍの直径のメソ細孔の分布解析を比較的容易に把握できることから、当該直径の細孔の解析に多く用いられる。細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔容積量も重ねて規定することにより、低分子量領域の分子種から吸着対象を広げた活性炭に設計することができる。

ＤＨ法による細孔分布の解析においても前記の範囲値から上方側あるいは下方側に逸脱する場合も、ＭＰ法と同様に目的とするクロロホルムや１，１，１−トリクロロエタンの除去性能が大きく低下する。また、他の吸着成分の吸着力も低下して全体的な性能を押し下げることとなり好ましくない。

活性炭の全細孔容積に占める所定の細孔直径以下の分布について、ＭＰ法及びＤＨ法の解析領域を重複させることにより、活性炭に発達した大きさの異なる細孔の容積割合はより正確に把握される。しかも、容積割合を用いることによって、当該活性炭に存在する異なる細孔直径の存在量の均衡も比較的容易に制御できる。このことから、浄水器での利用を想定した活性炭にあっては、重要な指標である。ＭＰ法及びＤＨ法については実施例にてさらに述べる。

原料炭素源を焼成、賦活して得た活性炭には、活性炭表面に種々の官能基が存在する。
活性炭の表面酸化により増加する酸性官能基は主にカルボキシル基、フェノール性水酸基等の親水性基であり、吸着能力に影響を与える。これらの酸性官能基量については、表面酸化物量として把握することができる。活性炭の表面酸化物量が増加すると、活性炭表面の親水性が高まり、疎水性物質の吸着は低下しやすくなる。そこで、四つ目の物性として、当該活性炭の表面酸化物量を０．０５ないし０．１４ｍｅｑ／ｇ、好ましくは０．０６ないし０．１３ｍｅｑ／ｇの範囲に規定したことである。

表面酸化物量が０．０５ｍｅｑ／ｇよりも少なくなる場合、活性炭の疎水性が高くなり過ぎて濾過対象の水との接触効率を悪くしてしまう。このことから、活性炭の細孔が活かされず吸着の対象物質の濾過性能に影響を及ぼす。表面酸化物量が０．１４ｍｅｑ／ｇよりも多くなる場合、活性炭の親水性は高まり水との接触効率は好転する。しかし、トリハロメタン類等の疎水性物質については吸着効率を低下させてしまう。そこで、前記の表面酸化物量の範囲が望ましいといえる。

上記の物性を備えた活性炭は、篩別等により均一粒径に揃えられ浄水器用活性炭として出来上がる。個々の活性炭粒子の粒径は約０．０１ｍｍから２．０ｍｍ程度である。浄水器用活性炭は、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、アラミド繊維、セルロース繊維等のいずれか、あるいは２種類以上をバインダーとして混合し所定形状に成形される。そこで、一体化したひとつの成形物となる。むろん、繊維状活性炭、銀添着活性炭等の他種類の活性炭や鉛除去剤、セラミック等を配合しても差し支えない。

図１（ａ）は、本発明の浄水器用活性炭を用いて形成した活性炭カートリッジ１０の一例である。活性炭カートリッジ１０によると、円筒状の本体部１１の中に長手方向に貫通する空洞部１２が形成されている。被濾過水は本体部１１を透過し、空洞部１２を経由して活性炭カートリッジ１０から流出する。活性炭カートリッジは本発明の浄水器用活性炭を単独で使用する他、他の種類の活性炭と混合して形成することもできる（後記実施例参照）。むろん、活性炭カートリッジの成形方法は、プレス成型、水中懸濁による湿式成形等であり、対象とする浄水器、用途、大きさ等に応じて適宜選択できる。

図１（ｂ）は活性炭カートリッジ１０の適用例である。図示では、浄水器２０は蛇口２５の先端に装着される。水の切り換え部２１の側部に濾過チャンバー２３が備えられる。この中に前記の活性炭カートリッジ１０が交換可能に装填される。図中の符号２２は切り換えレバー、２４は蓋である。むろん、浄水器２０にあっては、活性炭カートリッジ１０の他に、図示しないイオン交換体、中空糸フィルター、流量計等の必要部材が適式に備えられる。なお、浄水器の形態は図示の例に限られることなく種々の機器にも適用可能である。本発明の浄水器用活性炭並びに活性炭カートリッジは、据え置き型や濾過能力を高めて大型化した装置への適用も当然に可能である。

図２の模式図は本発明の浄水器用活性炭を所定形状の通水容器内に充填した活性炭カートリッジの一例である。図２（ａ）では、通水容器３１の内部に浄水器用活性炭Ｃが充填されている。この例の通水容器３１は中心に導水路３２を備え、胴体側面に通水孔３３が設けられている。なお、通水孔を通水容器に形成することは適宜である。通水容器３１内に規定量の浄水器用活性炭Ｃが充填された後、図２（ｂ）のとおり、通水容器３１の上部に蓋部材３４が被せられる。こうして浄水器用活性炭Ｃは通水容器３１から漏れ出すことはなくなり、活性炭カートリッジ３０は出来上がる。

本発明の浄水器用活性炭から活性炭カートリッジを形成した場合、これまで以上に有機塩素系化合物の濾過性能を高めることにつながる。このため、浄水器自体の処理性能向上を実現できる。

〔浄水器用活性炭の調製〕
発明者らは椰子殻を原料とし活性炭を調製した。原料の椰子殻（焼成された椰子殻も含まれる。）を８００℃ないし９００℃前後まで加熱して保持し、水蒸気を導入して賦活を進めた。賦活後、室温付近まで自然放冷した。冷却後、６０〜１２０ｍｅｓｈの篩により篩別し、粒径約０．１ｍｍないし０．３ｍｍの実施例１，２，３，４、及び比較例１，２，３，４の浄水器用活性炭を得た。

〔浄水器用活性炭の測定項目〕
浄水器用活性炭の物性、性能について次の項目を測定した。結果は表１及び表２である。具体的に、比表面積（ｍ²／ｇ）、全細孔容積（ｃｃ／ｇ）、平均細孔直径（ｎｍ）、ＭＰ法による細孔直径０ｎｍないし２．０ｎｍの範囲の細孔の全細孔容積（ｃｃ／ｇ）と細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔容積（ｃｃ／ｇ）、ＤＨ法による細孔直径１．０ｎｍないし１００ｎｍの範囲の細孔の全細孔容積（ｃｃ／ｇ）と細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔容積（ｃｃ／ｇ）、表面酸化物量（ｍｅｑ／ｇ）、よう素吸着性能（ｍｇ／ｇ）、充填密度（ｇ／ｃｃ）、ベンゼン吸着力（％）、６０〜１２０ｍｅｓｈの篩別残量（％）、１，１，１−トリクロロエタン濾過能力（Ｌ／ｃｃ）、クロロホルム濾過能力（Ｌ／ｃｃ）である。以下、詳細を述べる。

比表面積（ｍ²／ｇ）は、日本ベル株式会社製の高精度全自動ガス吸着装置ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉを使用して７７Ｋにおける窒素吸着等温線を測定し、ＢＥＴ法により求めた。

全細孔容積（ｃｃ／ｇ）は、細孔直径０．６ｎｍないし１００ｎｍの範囲は、日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰｍｉｎｉを使用し、Ｇｕｒｖｉｔｓｃｈの法則を適用して相対圧０．９５３における窒素吸着量（Ｖ）を下記の数式（ｉ）により液体窒素の体積（Ｖ_p）に換算して求めた。なお、数式（ｉ）において、Ｍ_gは吸着質の分子量（窒素：２８．０２０）、ρ_g（ｇ／ｃｍ³）は吸着質の密度（窒素：０．８０８）である。

平均細孔直径（ｎｍ）は、細孔の形状を円筒形と仮定し、前述の測定から得た細孔容積（ｃｃ／ｇ）及び比表面積（ｍ²／ｇ）の値を用いて数式（ｉｉ）より求めた。

細孔径分布を表すパラメータｄＶ／ｄＤは、日本ベル株式会社製高精度全自動ガス吸着装置ＢＥＬＳＯＲＰｍｉｎｉを使用し、窒素吸着により測定した。細孔直径１ｎｍないし１００ｎｍの範囲におけるｄＶ／ｄＤの値は、窒素ガスの吸着等温線からＤＨ法によって解析した。ＤＨ法の解析結果から、細孔直径１ｎｍないし１００ｎｍの範囲の細孔の全細孔容積（ｃｃ／ｇ）と細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を求めた。そして、細孔直径１ｎｍないし１００ｎｍの範囲の全細孔容積に占める細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積の割合（％）を算出した。

細孔直径０ｎｍないし２．０ｎｍの範囲におけるｄＶ／ｄＤの値は窒素ガスの吸着等温線のｔ−ｐｌｏｔからＭＰ法によって解析した。ＭＰ法の解析結果から、細孔直径０ｎｍないし２．０ｎｍの範囲の細孔の全細孔容積（ｃｃ／ｇ）と細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を求めた。そして、細孔直径０ｎｍないし２．０ｎｍの範囲の全細孔容積に占める細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積の割合（％）を算出した。

表面酸化物量（ｍｅｑ／ｇ）は、Ｂｏｅｈｍの方法を適用し、０．０５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液中において所定量の活性炭を２４時間振とう後に濾過し、その濾液を０．０５Ｎ塩酸水溶液で滴定した値に基づいて測定した。

よう素吸着性能（ｍｇ／ｇ）、充填密度（ｇ／ｃｃ）は、ＪＩＳ Ｋ １４７４（２００７）に規定の活性炭試験方法に準拠して測定した。ベンゼン吸着力（％）はＪＩＳ Ｋ １４７４（２００７）に規定された溶剤蒸気の吸着性能の方法に準拠し、溶剤をベンゼンとして測定した。

６０〜１２０ｍｅｓｈの篩別残量（％）は、当該目開きの篩を用いて出来上がった活性炭を篩別し、篩に残った量を計量した。

１，１，１−トリクロロエタン及びクロロホルムの濾過能力（Ｌ／ｃｃ）は、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２０１０）に規定の家庭用浄水器試験方法に準拠し、以下の方法で測定した。

処理水に対し、１，１，１−トリクロロエタンを０．３００±０．０６０ｍｇ／Ｌ、クロロホルムを０．０６０±０．０１２ｍｇ／Ｌの濃度に調製し、２種類の試料水を用意した。そして、内径４０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形カラム内に、実施例１ないし４、比較例１ないし４のそれぞれの活性炭を５０ｃｃずつ充填した。

前記の２種類の試料水のそれぞれを２０℃、ＳＶ値１２００ｈｒ^-1で活性炭充填カラムに通水した。活性炭充填カラムから流出した試料水を採取し、１，１，１−トリクロロエタンまたはクロロホルムの濃度をガスクロマトグラフィー（株式会社島津製作所製，ガスクロマトグラフＧＣ−２０１４）を用いて定量測定した。

カラム通過前の試料水とカラムの活性炭層を通過した試料水を比較した。流入側試料水に対する流出側試料水の１，１，１−トリクロロエタンの水中濃度が２０％以上となった点を同物質の破過点とした。また、流入側試料水に対する流出側試料水のクロロホルムの水中濃度が２０％以上となった点を同物質の破過点とした。そして、破過点に達した点の総流出水量を当該活性炭の充填体積で割った値を吸着物質に対する濾過能力性能とした。

〔浄水器用活性炭の結果と考察〕
表１並びに表２の結果から実施例と比較例の浄水器用活性炭を比較した場合、全細孔容積と平均細孔直径の計測値については大きな差異は生じなかった。よう素吸着性能、充填密度、及びベンゼン吸着力は、実施例、比較例ともに浄水器用活性炭として必要な性能を概ね具備する。これらの点から実施例並びに比較例は通常の浄水器用活性炭としては申し分ない。ただし、１，１，１−トリクロロエタン濾過能力、クロロホルム濾過能力において相違が生じた。

相違ある測定項目に着目すると、実施例２より、ＢＥＴ比表面積は９００ｍ²／ｇよりも少なくなると吸着能力の低下が著しく好ましくない。そこで、ＢＥＴ比表面積９００ｍ²／ｇが下限となる。また、吸着能力の安定性の観点からは実施例１より９５０ｍ²／ｇ以上が好ましい。次に各実施例と比較例３との対比から、ＢＥＴ比表面積の好ましい上限は１１００ｍ²／ｇとなり、より好ましい上限は実施例３より１０５０ｍ²／ｇとなる。

ＭＰ法の解析において、比表面積が近似する活性炭では細孔直径０〜２．０ｎｍの細孔の全細孔容積は比較的揃っている。ただし、ＭＰ法解析の細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積割合に着目すると別の側面が生じる。比較例１のとおり細孔容積の割合４０％を下回る例では１，１，１−トリクロロエタン及びクロロホルムの濾過能力は低下した。このことから、同割合４０％以上を適切とすることができる。また、同割合４５％を超過した比較例４からも濾過能力低下は明らかとなった。従って、ＭＰ法による細孔分布の測定において、細孔直径０ｎｍないし２．０ｎｍの細孔の全細孔容積に占める細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積は、当該全細孔容積の４０％ないし４５％とすることである。さらには、各実施例の数値より４３％ないし４４％の範囲がより好例である。

ＤＨ法の解析によると、対象とする細孔直径の範囲が広いため全細孔容積に各活性炭間で多少ばらつきがある。その場合であっても、ＤＨ法による細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積割合に着目することにより、１，１，１−トリクロロエタン及びクロロホルムの濾過能力の良否を判断することができる。比較例２，４のとおり、細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の細孔容積の割合２０％を下回る場合、総じて１，１，１−トリクロロエタン及びクロロホルムの濾過能力は悪化する。また、比較例１，３のとおり、当該細孔容積の割合が２３％を超える場合も同様に１，１，１−トリクロロエタン及びクロロホルムの濾過能力は悪化する。このことから、ＤＨ法による細孔分布の測定において、細孔直径１ｎｍないし１００ｎｍの細孔の全細孔容積に占める細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積は、当該全細孔容積の２０％ないし２３％に収斂する。

表面酸化物量の結果について、下限の実施例４と上限の実施例１より、０．０５ないし０．１４ｍｅｑ／ｇ、さらには０．０６ないし０．１３ｍｅｑ／ｇの範囲を導くことができる。上限については比較例１，２より規定できる。

上述のとおり、比表面積、ＭＰ法解析の細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積割合、ＤＨ法による細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積割合、表面酸化物量の各指標を合わせて考慮することは、１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルム等の有機塩素系化合物の濾過性能把握に極めて有効である。それゆえ、従前の浄水器用活性炭の有機塩素系化合物の濾過性能をよりいっそう高めることができた。

〔活性炭カートリッジの作成〕
浄水器用活性炭を含有する活性炭カートリッジについて、図３の模式図に開示の方法により作成した。実施例１の浄水器用活性炭８５重量部（４１）、繊維状活性炭（フタムラ化学株式会社製，商品名フェノール系繊維状活性炭）１０重量部（４２）、アクリル繊維（東洋紡績株式会社製，商品名ビィパル）５重量部（４３）を秤量した。これらの固形分量の約２０倍重量の水中に攪拌しながら分散しスラリー状物（４０）とした。

外直径２４ｍｍ、内直径２０ｍｍ、全長５０ｍｍであり直径２ｍｍの細孔を有するポリプロピレン製の中空円筒形芯部材（４４）を用意した。中空円筒形芯部材（４４）内に、多孔形状のステンレス製の金型棒状部材（４５）を挿入して固定するとともにスラリー状物（４０）内に投入し、減圧吸引によりスラリー状物（４０）内から固形分を引き寄せて中空円筒形芯部材（４４）の表面に約１３ｍｍ被着させ、スラリー被着部（４６）を形成した。中空円筒形芯部材（４４）から金型棒状部材（４５）を取り外し、スラリー被着部（４６）と中空円筒形芯部材（４４）の一体化物となる吸着被着物（４７）を得た。

吸着被着物（４７）を乾燥機に入れて１００℃、１２時間かけて加熱、乾燥し、活性炭カートリッジ（４０）を作成した。活性炭カートリッジ（４０）の寸法は、外直径５０ｍｍ、内直径２０ｍｍ、全高５０ｍｍである。当該活性炭カートリッジを実施例５とする。

実施例１の浄水器用活性炭を用いて作成した活性炭カートリッジと同様の作成法により、浄水器用活性炭のみ比較例１の活性炭に変更し、対照品となる活性炭カートリッジも作成した。当該活性炭カートリッジを比較例５とする。

〔活性炭カートリッジに対する通水試験〕
前記作成の活性炭カートリッジ（実施例５及び比較例５）に対し、ＪＩＳ Ｓ ３２０１（２０１０）に規定の家庭用浄水器試験方法に準拠し、１，１，１−トリクロロエタン及びクロロホルムの濾過能力を測定した。

測定に供する試料水について、１，１，１−トリクロロエタンを０．０６０±０．０１２ｍｇ／Ｌの濃度に調製し、クロロホルムを０．３００±０．０６０ｍｇ／Ｌの濃度に調製した。活性炭カートリッジをステンレス鋼材製のハウジングに装着し、２種類の試料水のそれぞれについて、２０℃、ＳＶ値８００ｈｒ^-1として活性炭カートリッジに通水した。活性炭カートリッジから流出した試料水を採取し、１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルムの濃度について前記同様ガスクロマトグラフィーを用いて定量測定した。

活性炭カートリッジ通過前の試料水と通過後の試料水を比較し、流入側試料水に対する流出側試料水の１，１，１−トリクロロエタンの破過率が２０％以上となった点を同物質の破過点とした。また、流入側試料水に対する流出側試料水のクロロホルムの破過率が２０％以上となった点を同物質の破過点とした。そして、破過点に達した点の総流出水量を当該活性炭の充填体積で割った値を吸着物質に対する濾過能力性能とした。

〔通水試験の結果、考察〕
実施例１の活性炭使用の活性炭カートリッジ（実施例５）の場合、１，１，１−トリクロロエタンの破過率が２０％以上となった点の通水量は１２．２Ｌ／ｃｃであり、クロロホルムの破過率が２０％以上となった点の通水量は１２．７Ｌ／ｃｃであった。

比較例１の活性炭使用の活性炭カートリッジ（比較例５）の場合、１，１，１−トリクロロエタンの破過率が２０％以上となった点の通水量は６．９Ｌ／ｃｃであり、クロロホルムの破過率が２０％以上となった点の通水量は９．０Ｌ／ｃｃであった。

この結果より、本発明の物性を具備する浄水器用活性炭は、１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルムの濾過能力を大きく向上したことを実証した。さらに、本発明の浄化用活性炭を用いて活性炭カートリッジを作成した場合であっても、１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルムの濾過能力に影響が生じていないことから、カートリッジをはじめとする各種の水処理用物品への応用も検討できる。

本発明の浄水器用活性炭及び活性炭カートリッジは、水中に含まれる有機塩素系化合物の中でも１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルムの濾過能力を改善したため、浄水器の性能向上につなげることができる。特に、近時求められている浄水器の高精度濾過に好適である。

１０，３０，５０ 活性炭カートリッジ
１１ 本体部
１２ 空洞部
２０ 浄水器
２１ 切り換え部
２３ 濾過チャンバー
２５ 蛇口
３１ 通水容器
３２ 導水路
４０ スラリー状物
４１ 浄水器用活性炭
４３ アクリル繊維
４７ 吸着被着物

Claims (3)

1. 比表面積を９００〜１１００ｍ²／ｇとし、
   ＭＰ法による細孔分布の測定において、細孔直径０〜２．０ｎｍの細孔の全細孔容積が０．４１１０ｃｃ／ｇ以上であって、細孔直径０．６ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を当該全細孔容積の４０〜４５％とし、
   ＤＨ法による細孔分布の測定において、細孔直径１〜１００ｎｍの細孔の全細孔容積が０．１２４４ｃｃ／ｇ以下であって、細孔直径２．０ｎｍ以下の細孔の総細孔容積を当該全細孔容積の２０〜２３％とし、
   表面酸化物量を０．０５〜０．１４ｍｅｑ／ｇとした活性炭からなり、
   有機塩素系化合物の中でもクロロホルムや１，１，１−トリクロロエタンの除去性能を高めた
   ことを特徴とする浄水器用活性炭。
2. 請求項１に記載の浄水器用活性炭にバインダーを添加した状態で所定形状に成形してなることを特徴とする活性炭カートリッジ。
3. 請求項１に記載の浄水器用活性炭を所定形状の通水容器内に充填してなることを特徴とする活性炭カートリッジ。

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