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JP5775038B2 - Method for producing activated carbon or cylindrical carbonaceous material containing activated carbon raw material - Google Patents
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JP5775038B2 - Method for producing activated carbon or cylindrical carbonaceous material containing activated carbon raw material - Google Patents

Method for producing activated carbon or cylindrical carbonaceous material containing activated carbon raw material Download PDF

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Description

本発明は、活性炭又は活性炭原料を含む炭素質体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a carbonaceous material comprises activated carbon or activated carbon material.

特許文献1には、活性炭とイオン除去部材と中空糸膜とを別々の位置に格納した浄水器カートリッジが示されている。活性炭は、水道水に含まれる遊離残留塩素や有機物等の微量成分を除去する。イオン除去部材は、水道水に含まれる金属イオンを除去する。中空糸膜は、水道水に含まれる鉄さびといった濁り成分等を除去する。   Patent Document 1 discloses a water purifier cartridge in which activated carbon, an ion removing member, and a hollow fiber membrane are stored at different positions. Activated carbon removes trace components such as free residual chlorine and organic substances contained in tap water. The ion removing member removes metal ions contained in tap water. The hollow fiber membrane removes turbid components such as iron rust contained in tap water.

特開2008−194596号公報JP 2008-194596 A 特開2009−23889号公報JP 2009-23889 A

水道水中に含まれる種々の成分を除去するためには、中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する構造を浄水器カートリッジに設ける必要がある。   In order to remove various components contained in tap water, it is necessary to provide the water purifier cartridge with a structure for storing hollow fiber membranes, activated carbon, and the like at different positions.

なお、特許文献2には、脱臭装置のカートリッジに対してランダムな向きに多数詰めるペレット状の活性炭を短い円筒状に形成することが示されている。ペレット状の活性炭に貫通孔を形成するのは、脱臭カートリッジ内の風量を多くするためであり、個々の円筒状活性炭の内外方向へ空気を流通させるためではない。   Patent Document 2 discloses that pellet-shaped activated carbon that is packed in a random direction with respect to a cartridge of a deodorizing apparatus is formed into a short cylindrical shape. The reason why the through holes are formed in the pellet-shaped activated carbon is to increase the air volume in the deodorizing cartridge, and not to allow air to flow in and out of each cylindrical activated carbon.

本発明は、上述した課題を解決する新規の筒状材料の製造方法を提供するものである。 The present invention is to provide a method for producing a novel tubular materials to solve the problems described above.

本発明は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭又は活性炭原料と、第一のバインダーと、水で洗い流される有機バインダーと、を少なくとも含む混合物を混練し筒状に押し出して長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状成形体を形成し、該筒状成形体を水で洗って前記有機バインダーを除去し、水で洗った前記筒状成形体を乾燥させ、前記第一のバインダーが残留し長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状炭素質体であって該筒状炭素質体の内外方向へ流体が流通可能とされた筒状炭素質体を製造する態様を有する。 In the present invention, a mixture containing at least an activated carbon or activated carbon raw material having an average particle size of 0.2 to 200 μm, a first binder, and an organic binder washed away with water is kneaded and extruded into a cylindrical shape along the longitudinal direction. Forming a long cylindrical molded body with holes formed therein, washing the cylindrical molded body with water to remove the organic binder, drying the cylindrical molded body washed with water, and A long cylindrical carbonaceous body in which a binder remains and a hole is formed along the longitudinal direction, and a cylindrical carbonaceous body in which fluid can flow in and out of the cylindrical carbonaceous body is manufactured. It has an aspect.

すなわち、形成された長尺な筒状成形体を水で洗うと、第一のバインダーが残留し、この第一のバインダーにより筒状炭素質体の形状が保持される。また、有機バインダーが洗い流されることにより、筒状炭素質体の内外方向へ繋がる隙間が適度に拡がり、内外方向への流量が適度に増える。
ここで、平均粒径0.2〜200μmの活性炭原料とバインダーとを含み内外方向へ流体が流通可能とされた賦活前の筒状炭素質体の場合、賦活すれば筒状活性炭として機能する。
平均粒径0.2〜200μmの活性炭を含む長尺な筒状炭素質体は、内外方向へ流体が流通可能であるので、流体を筒状炭素質体の内外方向へ流通させて濾過するときに活性炭の機能が発揮される。例えば、本筒状炭素質体を濾過カートリッジに適用する場合、中空糸膜や活性炭を別々の位置に格納する必要が無くなる。
That is, when the formed long cylindrical molded body is washed with water, the first binder remains, and the shape of the cylindrical carbonaceous body is maintained by the first binder. Further, by washing away the organic binder , the gap connecting the inside and outside of the cylindrical carbonaceous material is appropriately expanded, and the flow rate in the inside and outside directions is appropriately increased.
Here, in the case of a cylindrical carbonaceous material before activation including an activated carbon raw material having an average particle size of 0.2 to 200 μm and a binder that can flow in and out, it functions as a cylindrical activated carbon when activated.
Since a long cylindrical carbonaceous material containing activated carbon having an average particle size of 0.2 to 200 μm can flow fluid inward and outward, the fluid is circulated in and out of the cylindrical carbonaceous material and filtered. The function of activated carbon is demonstrated. For example, when this cylindrical carbonaceous material is applied to a filtration cartridge, it is not necessary to store the hollow fiber membrane and activated carbon in separate positions.

各請求項に係る発明において、上記平均粒径は、50μm以上の粒子についてはJIS K1474:2007(活性炭試験方法)に規定される50%粒径(D50、メジアン径)とし、50μm未満の粒子についてはJIS K5600-9-3:2006(塗料一般試験方法−第9部:粉体塗料−第3節:レーザ回折による粒度分布の測定方法)に準拠した粒子径分布からJIS Z8819-2(粒子径測定結果の表現―第2部:粒子径分布からの平均粒子径又は平均粒子直径及びモーメントの計算)に従って求められる重み付き体積平均粒子径とする。
上記活性炭原料は、賦活前の原料や炭化前の原料が含まれる。すなわち、上記賦活には、炭化処理後に賦活処理することが含まれる。
上記流体には、水といった液体、及び、空気といった気体が含まれる。
筒状炭素質体には、金属処理剤といったイオン交換体等、活性炭、活性炭原料及びバインダー以外の素材が含まれても良い。
In the invention according to each claim, the average particle diameter is 50% particle diameter (D50, median diameter) defined in JIS K1474: 2007 (activated carbon test method) for particles of 50 μm or more, and for particles less than 50 μm. Is JIS Z5 89-1-2 (particle diameter) based on the particle size distribution in accordance with JIS K5600-9-3: 2006 (General coating test method-Part 9: Powder coating-Section 3: Measurement method of particle size distribution by laser diffraction) Expression of measurement results—Part 2: Average particle diameter from particle size distribution or calculation of average particle diameter and moment).
The activated carbon raw material includes a raw material before activation and a raw material before carbonization. That is, the activation includes activation treatment after carbonization treatment.
The fluid includes a liquid such as water and a gas such as air.
The cylindrical carbonaceous material may contain materials other than activated carbon, activated carbon raw material, and binder, such as an ion exchanger such as a metal treating agent.

ところで、上記筒状炭素質体の外側面に100kPaの動水圧を加えたときの該筒状炭素質体の単位長さ当たりの流量が0.5〜70mL/min・100mmとされると、流体を筒状炭素質体の内外方向へ流通させて良好に濾過することができる。   By the way, when the flow rate per unit length of the cylindrical carbonaceous material when a hydrodynamic pressure of 100 kPa is applied to the outer surface of the cylindrical carbonaceous material is 0.5 to 70 mL / min · 100 mm, Can be circulated in the inner and outer directions of the cylindrical carbonaceous material and filtered well.

発明によれば、濾過能力に加えて活性炭の性能を有する新規の筒状炭素質体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a process for the preparation of novel tubular carbonaceous material having activated carbon performance in addition to Filtration capacity.

(a)は筒状炭素質体1を例示する斜視図、(b)は筒状炭素質体1を例示する正面図、(c)は筒状活性炭10の構造を例示する正面図、(d)は賦活前の筒状炭素質体20の構造を例示する正面図。(A) is a perspective view illustrating the cylindrical carbonaceous body 1, (b) is a front view illustrating the cylindrical carbonaceous body 1, (c) is a front view illustrating the structure of the cylindrical activated carbon 10, (d) ) Is a front view illustrating the structure of the tubular carbonaceous body 20 before activation. 疎水性バインダーを用いた筒状活性炭10の製造方法の参考例を示す流れ図。The flowchart which shows the reference example of the manufacturing method of the cylindrical activated carbon 10 using a hydrophobic binder. 水溶化したバインダーを用いた筒状活性炭10の製造方法の参考例を示す流れ図。The flowchart which shows the reference example of the manufacturing method of the cylindrical activated carbon 10 using the water-soluble binder. 水で洗い流されるバインダーと残留するバインダーを用いた筒状活性炭10の製造方法を例示する流れ図。The flowchart which illustrates the manufacturing method of the cylindrical activated carbon 10 using the binder washed away with water and the binder which remains. (a)及び(b)は活性炭原料21を用いた筒状活性炭19の製造方法の参考例を示す流れ図、(c)は活性炭原料21を用いた筒状活性炭19の製造方法を例示する流れ図。(A) And (b) is a flowchart which shows the reference example of the manufacturing method of the cylindrical activated carbon 19 using the activated carbon raw material 21 , (c) is the flowchart which illustrates the manufacturing method of the cylindrical activated carbon 19 using the activated carbon raw material 21. (a)は濾過カートリッジ30の側面を例示する図、(b)は濾過カートリッジ30の流出口側端部を例示する図、(c)は濾過カートリッジ30の流入口側端部を例示する図、(d)は濾過カートリッジ30の要部を例示する図。(A) is a diagram illustrating a side surface of the filtration cartridge 30, (b) is a diagram illustrating an outlet side end of the filtration cartridge 30, and (c) is a diagram illustrating an inlet side end of the filtration cartridge 30; (D) is a figure which illustrates the principal part of the filtration cartridge 30. FIG.

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下に説明する実施形態は、本発明を例示するものに過ぎない。   Embodiments of the present invention will be described below. Of course, the embodiments described below are merely illustrative of the present invention.

(1)長尺な筒状炭素質体の説明:
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る筒状炭素質体を説明する。
本筒状炭素質体1は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭11又は活性炭原料21と、バインダー(12又は22)とを含み、長手方向LD1に沿って孔(貫通孔2)が形成された長尺な筒状炭素質体であって、該筒状炭素質体の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。内外方向RD1は、筒状炭素質体1における内側面3と外側面4とを繋ぐ方向を意味する。
(1) Description of long cylindrical carbonaceous material:
First, with reference to FIG. 1, the cylindrical carbonaceous material which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
This cylindrical carbonaceous body 1 includes activated carbon 11 or activated carbon raw material 21 having an average particle diameter of 0.2 to 200 μm and a binder (12 or 22), and a hole (through hole 2) is formed along the longitudinal direction LD1. It is the long cylindrical carbonaceous body made, Comprising: The fluid can be distribute | circulated to the inside / outside direction RD1 of this cylindrical carbonaceous body. The inner / outer direction RD <b> 1 means a direction connecting the inner side surface 3 and the outer side surface 4 in the tubular carbonaceous body 1.

図1(a)に示す筒状炭素質体1は、円筒状とされている。ここで、筒状炭素質体1の平均外径をDとする。筒状炭素質体は、円筒状以外にも、楕円管状、角筒状、等の非円筒状でも良い。平均外径Dは、筒状炭素質体の最も長い部分の測定値と最も短い部分の測定値との相加平均とする。
図1(a)に示す筒状炭素質体1の断面形状は、図1(b)に示す正面図のように環状とされている。ここで、筒状炭素質体1の平均内径、すなわち、孔(2)の平均直径をdとする。孔(2)の断面形状は、円形以外にも、楕円形、多角形、等の非円形でも良い。この場合、平均内径dは、孔の最も長い部分の測定値と最も短い部分の測定値との相加平均とする。
The cylindrical carbonaceous material 1 shown in FIG. 1 (a) is cylindrical. Here, let D be the average outer diameter of the cylindrical carbonaceous material 1. The cylindrical carbonaceous material may be non-cylindrical such as elliptical tubular or rectangular tubular other than cylindrical. The average outer diameter D is an arithmetic average of the measured value of the longest part and the measured value of the shortest part of the cylindrical carbonaceous material.
The cross-sectional shape of the cylindrical carbonaceous material 1 shown in FIG. 1 (a) is annular as shown in the front view of FIG. 1 (b). Here, the average inner diameter of the cylindrical carbonaceous body 1, that is, the average diameter of the holes (2) is defined as d. The cross-sectional shape of the hole (2) may be a non-circular shape such as an ellipse or a polygon other than a circular shape. In this case, the average inner diameter d is an arithmetic average of the measured value of the longest part and the measured value of the shortest part of the hole.

平均外径Dは、例えば、0.3〜3.0mm、より好ましくは0.4〜2.5mm、さらに好ましくは0.5〜2.0mmとすることができる。平均内径dは、例えば、0.1mm以上かつ(D−0.2)mm以下、より好ましくは0.2mm以上かつ(D−0.4)mm、さらに好ましくは0.3mm以上かつ(D−0.3)mmとすることができる。
平均外径Dに対する筒状炭素質体1の長さLの比L/Dは、例えば、2以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上とすることができる。
The average outer diameter D can be, for example, 0.3 to 3.0 mm, more preferably 0.4 to 2.5 mm, and still more preferably 0.5 to 2.0 mm. The average inner diameter d is, for example, 0.1 mm or more and (D−0.2) mm or less, more preferably 0.2 mm or more and (D−0.4) mm, and further preferably 0.3 mm or more and (D− 0.3) mm.
The ratio L / D of the length L of the cylindrical carbonaceous body 1 to the average outer diameter D can be, for example, 2 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more.

筒状炭素質体1には、図1(c)に示すような筒状活性炭10、及び、図1(d)に示すような賦活前の筒状炭素質体20が含まれる。
筒状活性炭10は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭11と、バインダー12とを含み、長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状活性炭であって、該筒状活性炭の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。筒状炭素質体20は、平均粒径0.2〜200μmの活性炭原料21と、バインダー22とを含み、長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状炭素質体であって、該筒状炭素質体の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。なお、内外方向RD1へ流体が流通することには、流体が外側面4から筒状炭素質体に入って内側面3から孔(2)へ出ることと、流体が内側面3から筒状炭素質体に入って外側面4から外へ出ることとの両方が含まれる。
The tubular carbonaceous body 1 includes a tubular activated carbon 10 as shown in FIG. 1 (c) and a tubular carbonaceous body 20 before activation as shown in FIG. 1 (d).
The cylindrical activated carbon 10 is a long cylindrical activated carbon including an activated carbon 11 having an average particle diameter of 0.2 to 200 μm and a binder 12 and having through holes 2 formed along the longitudinal direction LD1. The fluid can flow in the inner and outer directions RD1 of the activated carbon. The cylindrical carbonaceous body 20 is a long cylindrical carbonaceous body including an activated carbon raw material 21 having an average particle size of 0.2 to 200 μm and a binder 22 and having through holes 2 formed along the longitudinal direction LD1. Thus, the fluid can flow in the inner and outer directions RD1 of the cylindrical carbonaceous body. In addition, in order for the fluid to flow in the inner and outer directions RD1, the fluid enters the cylindrical carbonaceous body from the outer surface 4 and exits from the inner surface 3 to the hole (2), and the fluid flows from the inner surface 3 to the cylindrical carbon. Both entering the mass and exiting from the outer surface 4 are included.

図1(c)に示す筒状活性炭10は、粒状の活性炭11同士がバインダー12で点接着され、活性炭11の粒子間に隙間5がある。この隙間5を流体が内外方向RD1へ流通する。活性炭11は、平均粒径を求めることができればよく、粉砕状、繊維状、等でも良い。
図1(d)に示す賦活前の筒状炭素質体20は、粒状の活性炭原料21同士がバインダー22で点接着され、活性炭原料21の粒子間に隙間5がある。活性炭原料21は、平均粒径を求めることができればよく、粉砕状、繊維状、等でも良い。筒状炭素質体20を賦活すると、活性炭を含み長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状活性炭であって、該筒状活性炭の内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭となる。バインダー22が有機バインダーである場合、炭化処理を含む賦活処理時にバインダーが熱分解して消失することがある。バインダー22が耐熱性の無機バインダーである場合、賦活処理後にバインダーが残ることがある。
In the cylindrical activated carbon 10 shown in FIG. 1 (c), granular activated carbons 11 are spot-bonded with a binder 12, and there is a gap 5 between particles of the activated carbon 11. The fluid flows through the gap 5 in the inward / outward direction RD1. The activated carbon 11 only needs to be able to determine the average particle diameter, and may be pulverized, fibrous or the like.
In the cylindrical carbonaceous material 20 before activation shown in FIG. 1 (d), granular activated carbon raw materials 21 are spot-bonded with a binder 22, and there is a gap 5 between particles of the activated carbon raw material 21. The activated carbon raw material 21 only needs to be able to obtain an average particle diameter, and may be pulverized, fibrous, or the like. When the cylindrical carbonaceous body 20 is activated, it is a long cylindrical activated carbon that includes activated carbon and has holes formed along the longitudinal direction, and a fluid that allows fluid to flow in and out of the cylindrical activated carbon. Become activated carbon. When the binder 22 is an organic binder, the binder may be thermally decomposed and disappeared during the activation process including the carbonization process. When the binder 22 is a heat resistant inorganic binder, the binder may remain after the activation treatment.

活性炭原料21は、賦活することによって活性炭を形成することができればよく、植物系、石炭系、石油系、合成樹脂系、天然素材系、各種有機灰、等を用いることができる。植物系の炭素質材料には、ヤシ殻やアーモンド殻といった果実殻、木材、おが屑、竹、草、等を用いることができる。石炭系の炭素質材料には、泥炭、亜炭、かつ炭、瀝青炭、無煙炭、等を用いることができる。石油系の炭素質材料には、石油ピッチ等を用いることができる。合成樹脂系の炭素質材料には、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ユリア系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、等を用いることができる。天然素材系の炭素質材料には、木綿といった天然繊維、レーヨンといった再生繊維、アセテートといった半合成繊維、等を用いることができる。   The activated carbon raw material 21 may be activated if activated carbon can be formed, and plant-based, coal-based, petroleum-based, synthetic resin-based, natural material-based, various organic ash, and the like can be used. As the plant-based carbonaceous material, fruit shells such as coconut shells and almond shells, wood, sawdust, bamboo, grass and the like can be used. As the coal-based carbonaceous material, peat, lignite, and charcoal, bituminous coal, anthracite, or the like can be used. Petroleum pitch or the like can be used as the petroleum-based carbonaceous material. As the synthetic resin-based carbonaceous material, phenol resin, epoxy resin, urea resin, polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin, polyolefin resin, and the like can be used. As the natural carbonaceous material, natural fibers such as cotton, regenerated fibers such as rayon, semi-synthetic fibers such as acetate, and the like can be used.

粉砕状の活性炭には、活性炭原料の賦活物を砕いて得られる活性炭、活性炭原料の粉砕物を賦活して得られる活性炭、等を用いることができる。粉砕状活性炭には、100メッシュ(直径0.15mm)よりも小さい粉末活性炭が含まれるものとする。粒状の活性炭には、ヤシ殻系活性炭、木炭、竹炭、石炭系活性炭、合成樹脂系活性炭、等を用いることができる。粒状活性炭は、賦活物を砕いて所定粒度にふるい分けして得られる活性炭でも良いし、所定粒度の炭素質材料を賦活して得られる活性炭でも良い。粒状活性炭には、粉末活性炭が含まれるものとする。繊維状の活性炭には、石炭ピッチ、石油ピッチ、合成樹脂系活性炭、天然素材系活性炭、等を用いることができる。   As the pulverized activated carbon, activated carbon obtained by pulverizing an activated material of activated carbon material, activated carbon obtained by activating a pulverized material of activated carbon material, or the like can be used. The pulverized activated carbon includes powdered activated carbon smaller than 100 mesh (diameter 0.15 mm). As the granular activated carbon, coconut shell activated carbon, charcoal, bamboo charcoal, coal activated carbon, synthetic resin activated carbon, or the like can be used. The granular activated carbon may be activated carbon obtained by crushing an activated material and sieving to a predetermined particle size, or activated carbon obtained by activating a carbonaceous material having a predetermined particle size. The granular activated carbon includes powdered activated carbon. As the fibrous activated carbon, coal pitch, petroleum pitch, synthetic resin activated carbon, natural material activated carbon, or the like can be used.

活性炭11及び活性炭原料21の平均粒径は、0.2〜200μmが好ましく、1〜150μmがより好ましく、2〜130μmがさらに好ましい。平均粒径を前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量に増える。また、平均粒径を前記上限以下とすることにより、例えば中空糸膜のような好ましい濾過性能(例えば濁り成分除去性能)が得られる。
活性炭や活性炭原料は、一種類でもよいが、二種類以上の組合せでもよい。性質及び/又は粒度分布の異なる二種類以上の活性炭を用いると、各除去物質をバランス良く処理可能な筒状活性炭を得ることができる。
The average particle diameter of the activated carbon 11 and the activated carbon raw material 21 is preferably 0.2 to 200 μm, more preferably 1 to 150 μm, and further preferably 2 to 130 μm. By setting the average particle size to the above lower limit or more, the fluid flowing in the cylindrical carbonaceous material in the inner and outer directions is increased to a preferable flow rate. Moreover, by setting the average particle size to be equal to or less than the above upper limit, a preferable filtration performance (for example, turbid component removal performance) such as a hollow fiber membrane can be obtained.
Activated carbon and activated carbon raw material may be one kind, but may be a combination of two or more kinds. When two or more kinds of activated carbons having different properties and / or particle size distributions are used, cylindrical activated carbon capable of treating each removed substance with a good balance can be obtained.

バインダー12,22には、熱可塑性バインダー、熱硬化性バインダー、無機バインダー、等を用いることができる。バインダーは、疎水性でもよいし、親水性(水溶性を含む。)でもよい。
熱可塑性バインダーには、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)といったポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートといったポリエステル、熱可塑性エラストマー、これらの樹脂を親水化した樹脂、これらの樹脂に改質剤といった添加剤を添加した樹脂、これらの樹脂の混合物、等を用いることができる。なお、これらの樹脂は、熱可塑性樹脂に含まれるものとする。疎水性の熱可塑性バインダーの具体例として、三井化学株式会社社製ポリエチレンパウダー(ミペロン(登録商標)、旭化成ケミカルズ株式会社製ポリエチレンパウダー(サンファイン(登録商標))、等を挙げることができる。親水性の熱可塑性バインダーの具体例として、三井化学株式会社製ポリオレフィン水性ディスパージョン(ケミパール(登録商標))等を挙げることができる。
As the binders 12 and 22, a thermoplastic binder, a thermosetting binder, an inorganic binder, or the like can be used. The binder may be hydrophobic or hydrophilic (including water solubility).
Thermoplastic binders include polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polyesters such as polyethylene terephthalate, thermoplastic elastomers, resins obtained by hydrophilizing these resins, and resins obtained by adding additives such as modifiers to these resins. A mixture of these resins can be used. These resins are included in the thermoplastic resin. Specific examples of the hydrophobic thermoplastic binder include polyethylene powder manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (Miperon (registered trademark), polyethylene powder manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation (Sunfine (registered trademark)), etc. Specific examples of the thermoplastic resin binder include polyolefin aqueous dispersion (Chemical (registered trademark)) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.

無機バインダーには、p−アルミナ(Al23・nH2O)、リン酸系バインダー、ケイ素系バインダー、チタン系バインダー、等を用いることができる。また、層状ケイ酸塩鉱物などの粘土状鉱物も無機バインダーとして用いることができる。
水溶性バインダーには、上述したp−アルミナの他、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、リン酸アルミニウム系バインダー、等が含まれる。p−アルミナ、CMC、PVA等、水で洗い流される水溶性バインダーは、筒状炭素質体を押出成形する際の増粘剤として機能する。
As the inorganic binder, p-alumina (Al 2 O 3 .nH 2 O), phosphoric acid binder, silicon binder, titanium binder, and the like can be used. Clay-like minerals such as layered silicate minerals can also be used as the inorganic binder.
The water-soluble binder includes carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), an aluminum phosphate binder, and the like in addition to the above-described p-alumina. Water-soluble binders such as p-alumina, CMC, and PVA that are washed away with water function as a thickener when the cylindrical carbonaceous material is extruded.

バインダーは、一種類でもよいが、二種類以上の組合せでもよい。なお、水に対して残留性を示す残留性バインダー(第一のバインダー)と、水で洗い流される非残留性バインダー(第二のバインダー)とを併用すると、水で洗った筒状炭素質体に残留性バインダーが残り、この残留性バインダーにより筒状炭素質体の形状が保持される。また、非残留性バインダーが洗い流されることにより、筒状炭素質体の内外方向RD1へ繋がる隙間が適度に拡がり、内外方向RD1への流量が適度に増える。残留性バインダー100重量部に対する非残留性バインダーの配合比は、例えば、0.1〜1000重量部、より好ましくは1〜500重量部、さらに好ましくは3〜300重量部とすることができる。   One type of binder may be used, but a combination of two or more types may be used. In addition, when a residual binder (first binder) showing persistence to water and a non-residual binder (second binder) washed away with water are used in combination, the tubular carbonaceous material washed with water is used. A residual binder remains, and the shape of the cylindrical carbonaceous material is maintained by the residual binder. Further, by washing away the non-residual binder, the gap that leads to the inside / outside direction RD1 of the cylindrical carbonaceous material is appropriately expanded, and the flow rate in the inside / outside direction RD1 is appropriately increased. The compounding ratio of the non-residual binder to 100 parts by weight of the residual binder can be, for example, 0.1 to 1000 parts by weight, more preferably 1 to 500 parts by weight, and still more preferably 3 to 300 parts by weight.

バインダーの配合量は、例えば、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して2〜100重量部、より好ましくは3〜50重量部とすることができる。バインダーの配合量を前記下限以上とすると、筒状炭素質体の中で活性炭又は活性炭原料の粒子同士が好ましい接着力で接着される。また、バインダーの配合量を前記上限以下とすると、活性炭の活性を有する表面が好ましい割合で残り、筒状活性炭が好ましい吸着活性を示す。バインダーの配合比は、筒状炭素質体の形状保持性の観点から、活性炭又は活性炭原料の平均粒径が小さくなるほど多くするのが好ましい。
活性炭又は活性炭原料とバインダーに水を添加して混練する場合、水の添加量は、例えば、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して25〜300重量部、より好ましくは50〜150重量部とすることができる。水の添加量を前記下限以上にすると、均一性の良好な混練物を形成することができる。水の添加量を前記上限以下にすると、筒状炭素質体の筒形状を良好に保つことができる。
The compounding quantity of a binder can be 2-100 weight part with respect to 100 weight part of activated carbon or activated carbon raw material, for example, More preferably, it can be 3-50 weight part. When the blending amount of the binder is equal to or more than the lower limit, activated carbon or activated carbon raw material particles are bonded with each other with a preferable adhesive force in the cylindrical carbonaceous material. Moreover, when the compounding quantity of a binder shall be below the said upper limit, the surface which has the activity of activated carbon will remain in a preferable ratio, and cylindrical activated carbon will show the preferable adsorption activity. The blending ratio of the binder is preferably increased as the average particle size of the activated carbon or the activated carbon raw material decreases from the viewpoint of shape retention of the cylindrical carbonaceous material.
When water is added to and kneaded with activated carbon or activated carbon raw material and binder, the amount of water added is, for example, 25 to 300 parts by weight, more preferably 50 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of activated carbon or activated carbon raw material. be able to. When the amount of water added is equal to or higher than the lower limit, a kneaded product with good uniformity can be formed. When the amount of water added is not more than the above upper limit, the cylindrical shape of the cylindrical carbonaceous material can be kept good.

筒状炭素質体1の構成成分は、活性炭又は活性炭原料とバインダーの組合せのみでも良いが、活性炭又は活性炭原料100重量部に対して0.1〜60重量部程度の添加剤を添加しても良い。添加剤には、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、キレート樹脂、これらの組合せ、といったイオン交換体等を用いることができる。陽イオン交換樹脂やキレート樹脂は、金属処理剤として機能する。繊維状活性炭、繊維状活性炭原料、等の繊維状材料を添加すると、筒状炭素質体1のしなやかさが増し、筒状炭素質体1が折れ難くなる。
添加剤の平均粒径を求めることができる場合、添加剤の平均粒径は、0.2〜200μmが好ましく、1〜150μmがより好ましく、2〜130μmがさらに好ましい。平均粒径を前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量に増える。また、平均粒径を前記上限以下とすることにより、好ましい濾過性能が得られる。
The structural component of the cylindrical carbonaceous body 1 may be only activated carbon or a combination of activated carbon raw material and binder, or an additive of about 0.1 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of activated carbon or activated carbon raw material may be added. good. As the additive, an ion exchanger such as a cation exchange resin, an anion exchange resin, a chelate resin, or a combination thereof can be used. The cation exchange resin or chelate resin functions as a metal treatment agent. When fibrous materials such as fibrous activated carbon and fibrous activated carbon raw material are added, the flexibility of the tubular carbonaceous body 1 increases, and the tubular carbonaceous body 1 becomes difficult to break.
When the average particle diameter of the additive can be determined, the average particle diameter of the additive is preferably 0.2 to 200 μm, more preferably 1 to 150 μm, and still more preferably 2 to 130 μm. By setting the average particle size to the above lower limit or more, the fluid flowing in the cylindrical carbonaceous material in the inner and outer directions is increased to a preferable flow rate. Moreover, preferable filtration performance is obtained by making an average particle diameter below the said upper limit.

内外方向RD1へ流体が流通可能な筒状炭素質体1の流通性能は、例えば、筒状炭素質体1の外側面4に所定圧力Pの流体圧を加えたときの筒状炭素質体1の単位長さUL当たりの流量Qで定量化することができる。
水を流通させる場合、例えば、筒状炭素質体1の外側面4にP=100kPaの動水圧を加えたときの筒状炭素質体1のUL=100mm当たりの流量Qを流通性能の定量値とすることができる。この流量Qは、0.5〜70mL/min・100mmが好ましく、4〜60mL/min・100mmがより好ましく、6〜50mL/min・100mmがさらに好ましい。流量Qを前記下限以上とすることにより、筒状炭素質体を内外方向へ流れる流体が好ましい流量となる。また、流量Qを前記上限以下とすることにより、好ましい濾過性能が得られる。すなわち、流量Qを前記範囲内とすることにより、流体を筒状炭素質体1の内外方向RD1へ流通させて良好に濾過することができる。
なお、流量Qを多くするためには、活性炭又は活性炭原料の平均粒径を大きくしたり、筒状炭素質体の肉厚{(D−d)/2}を小さくしたり、水で洗い流される非残留性バインダーの配合比を多くしたりすればよい。流量Qを少なくするためには、活性炭又は活性炭原料の平均粒径を小さくしたり、筒状炭素質体の肉厚{(D−d)/2}を大きくしたり、水で洗い流される非残留性バインダーの配合比を少なくしたりすればよい。
The distribution performance of the cylindrical carbonaceous material 1 that allows fluid to flow in the inner and outer directions RD1 is, for example, the cylindrical carbonaceous material 1 when a fluid pressure of a predetermined pressure P is applied to the outer surface 4 of the cylindrical carbonaceous material 1. Can be quantified by the flow rate Q per unit length UL.
When water is circulated, for example, the flow rate per UL = 100 mm of the tubular carbonaceous material 1 when a hydrodynamic pressure of P = 100 kPa is applied to the outer surface 4 of the tubular carbonaceous material 1 is a quantitative value of the circulation performance. It can be. The flow rate Q is preferably 0.5 to 70 mL / min · 100 mm, more preferably 4 to 60 mL / min · 100 mm, and still more preferably 6 to 50 mL / min · 100 mm. By setting the flow rate Q to be equal to or higher than the lower limit, a fluid flowing in the cylindrical carbonaceous material in the inner and outer directions becomes a preferable flow rate. Moreover, preferable filtration performance is obtained by setting the flow rate Q to be equal to or less than the above upper limit. That is, by setting the flow rate Q within the above range, the fluid can be circulated in the inside / outside direction RD1 of the cylindrical carbonaceous body 1 and filtered well.
In order to increase the flow rate Q, the average particle diameter of the activated carbon or the activated carbon raw material is increased, the wall thickness {(D−d) / 2} of the cylindrical carbonaceous material is decreased, or it is washed away with water. What is necessary is just to increase the compounding ratio of a non-residual binder. In order to reduce the flow rate Q, the average particle diameter of the activated carbon or the activated carbon raw material is reduced, the thickness {(Dd) / 2} of the cylindrical carbonaceous material is increased, or the non-residue that is washed away with water. The mixing ratio of the conductive binder may be reduced.

平均粒径0.2〜200μmの活性炭11を含む長尺な筒状活性炭10は、内外方向RD1へ流体が流通可能であるので、流体を筒状活性炭10の内外方向RD1へ流通させて濾過するときに活性炭11の機能が発揮される。例えば、筒状活性炭10を濾過カートリッジに適用する場合、中空糸膜や活性炭を別々の位置に格納する必要が無くなり、濾過カートリッジの組み立て作業も容易となる。   Since the long cylindrical activated carbon 10 including the activated carbon 11 having an average particle size of 0.2 to 200 μm can circulate fluid in the inner and outer directions RD1, the fluid is circulated in the inner and outer directions RD1 of the cylindrical activated carbon 10 and filtered. Sometimes the function of the activated carbon 11 is demonstrated. For example, when the cylindrical activated carbon 10 is applied to a filtration cartridge, it is not necessary to store the hollow fiber membrane and activated carbon in different positions, and the assembly operation of the filtration cartridge is facilitated.

(2)筒状活性炭の製造方法の説明:
次に、図2〜5の流れ図を参照して筒状活性炭の製造方法の例を説明する。
図2に示す製法は、疎水性の熱可塑性バインダーを用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、途中で水13を添加するため、平均粒径0.2〜200μmの活性炭11に予め疎水性のバインダー12を付着させている。
(2) Description of manufacturing method of cylindrical activated carbon:
Next, an example of a method for producing cylindrical activated carbon will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
The manufacturing method shown in FIG. 2 shows an example in which cylindrical activated carbon 10 is manufactured using a hydrophobic thermoplastic binder. In this example, since the water 13 is added in the middle, the hydrophobic binder 12 is previously attached to the activated carbon 11 having an average particle diameter of 0.2 to 200 μm.

加熱混合工程S1では、活性炭11とバインダー12と必要に応じて添加剤14とを含む素材を液状分散媒非存在下で加熱混合する。バインダーの軟化温度が範囲Tsl〜Tsh(℃)で示される場合、加熱温度の下限をTshとすればよい。軟化温度は、JIS K7206:1999(プラスチック―熱可塑性プラスチック―ビカット軟化温度(VST)試験方法)に規定されるビカット軟化温度とする。バインダーの軟化温度が不明である場合、軟化温度よりも高い融点を加熱温度の下限とすればよい。また、バインダーの発火点が最低温度Tilで示される場合、加熱温度の上限をTil未満とすればよい。なお、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂の発火点は、通常、350℃以上であるため、加熱混合温度の好ましい上限は350℃未満である。バインダーの融点が範囲Tml〜Tmhで示される場合、加熱温度のより好ましい上限はTml+70℃とすればよく、加熱温度の好ましい下限はTmhとすればよい。以下の熱処理工程S7も、同様である。
加熱混合には、ニーダー、ラボプラストミル、ホイール型、ボール型、ブレード型、ロール型等の混合装置に前加熱や直接加熱といった加熱の機能が備わったものを使用することができる。混合装置の回転速度は、混合物の温度の偏りを少なくする速度であればよく、例えば、2〜200rpmとすることができる。加熱混合の時間は、例えば、10〜120分とすることができる。
In the heating and mixing step S1, a material containing activated carbon 11, a binder 12, and, if necessary, an additive 14 is heated and mixed in the absence of a liquid dispersion medium. When the softening temperature of the binder is indicated by the range T sl to T sh (° C.), the lower limit of the heating temperature may be T sh . The softening temperature is the Vicat softening temperature specified in JIS K7206: 1999 (plastic-thermoplastic-Vicat softening temperature (VST) test method). When the softening temperature of the binder is unknown, a melting point higher than the softening temperature may be set as the lower limit of the heating temperature. When the ignition point of the binder is indicated by the minimum temperature Til , the upper limit of the heating temperature may be less than Til . In addition, since the ignition point of thermoplastic resins, such as polyethylene, is usually 350 degreeC or more, the preferable upper limit of heating mixing temperature is less than 350 degreeC. When the melting point of the binder is shown in the range T ml to T mh , a more preferable upper limit of the heating temperature may be T ml + 70 ° C., and a preferable lower limit of the heating temperature may be T mh . The same applies to the following heat treatment step S7.
For the heating and mixing, a kneader, a lab plast mill, a wheel type, a ball type, a blade type, a roll type or the like having a heating function such as preheating or direct heating can be used. The rotational speed of the mixing device may be any speed that reduces the temperature deviation of the mixture, and can be, for example, 2 to 200 rpm. The time for heating and mixing can be, for example, 10 to 120 minutes.

破砕工程S2では、冷えて固化した塊状の加熱混合物を破砕装置で所定の平均粒径(例えば20〜200μm程度)に破砕する。破砕前に、添加剤15を加熱混合物に添加しても良い。破砕の温度は、バインダー12の融点未満が好ましく、バインダー12の軟化温度未満がより好ましく、室温でも良い。
破砕には、ミキサー、ブレンダー、ミル、ジョークラッシャー、ジャイレトリクラッシャー、コーンクラッシャー、ハンマークラッシャー、ボールミル、ローラーミル、高速回転ミル、ジェットミル、等の破砕装置を使用することができる。破砕装置の回転速度は、例えば、50〜50000rpmとすることができる。破砕の時間は、例えば、1〜120分とすることができる。
In crushing process S2, the block-shaped heating mixture solidified by cooling is crushed to a predetermined average particle size (for example, about 20 to 200 μm) with a crushing device. Prior to crushing, additive 15 may be added to the heated mixture. The crushing temperature is preferably less than the melting point of the binder 12, more preferably less than the softening temperature of the binder 12, and may be room temperature.
For crushing, crushing apparatuses such as a mixer, a blender, a mill, a jaw crusher, a gyratory crusher, a cone crusher, a hammer crusher, a ball mill, a roller mill, a high-speed rotating mill, and a jet mill can be used. The rotation speed of the crushing device can be set to, for example, 50 to 50000 rpm. The time for crushing can be, for example, 1 to 120 minutes.

混合工程S3では、破砕工程S2で得られた破砕物と水(液状分散媒)13と必要に応じて添加剤16とを含む素材を混合装置で混合する。混合には、ミキサー、ブレンダー、水平円筒型、V型、二重円錐型、正方立体型、S型、連続V型、ボールミル型、ロッキング型、クロスロータリー型、リボン型、スクリュー型、ロター型、パグミル型、遊星型、タービン型、高速流動型、回転円板型、等の混合装置を使用することができる。混合装置の回転速度は、混合物の温度の偏りを少なくする速度であればよく、例えば、15〜200rpmとすることができる。
なお、添加剤14,15,16は、上述した各種添加剤を使用することができ、同じ種類でもよいし、異なる種類でもよい。
In the mixing step S3, the crushed material obtained in the crushing step S2, water (liquid dispersion medium) 13, and a material containing the additive 16 as necessary are mixed by a mixing device. For mixing, mixer, blender, horizontal cylinder type, V type, double cone type, square solid type, S type, continuous V type, ball mill type, rocking type, cross rotary type, ribbon type, screw type, rotor type, A mixing device such as a pug mill type, a planetary type, a turbine type, a high-speed flow type, or a rotating disk type can be used. The rotational speed of the mixing device may be a speed that reduces the temperature deviation of the mixture, and can be set to 15 to 200 rpm, for example.
In addition, the various additives mentioned above can be used for the additives 14, 15, and 16, and the same kind may be sufficient and a different kind may be sufficient as them.

混練工程S4では、混合工程S3で得られた混合物を混練装置で混練する。「混練」は、分散質の表面全体に液状分散媒をコーティングする分散操作を意味する。混練には、ニーダー等の混練装置を使用することができる。   In the kneading step S4, the mixture obtained in the mixing step S3 is kneaded with a kneading apparatus. “Kneading” means a dispersion operation in which the entire surface of the dispersoid is coated with a liquid dispersion medium. For kneading, a kneader such as a kneader can be used.

押出工程S5では、混練工程S4で得られた混練物を押出装置で筒状に押し出し、所定の長さに切断する。押出装置のバレルのヘッド(下流側の端部)には、筒状炭素質体の断面形状に合わせた筒状に材料を押し出す環状の押出口を有するダイを取り付けると良い。筒状に押し出された成形体は、細長い軟質材料で形成されているため、真っ直ぐとならず曲がっていることが多い。
押出には、一軸押出成形機、二軸押出成形機、等の押出装置を使用することができる。
In the extrusion step S5, the kneaded product obtained in the kneading step S4 is extruded into a cylindrical shape by an extrusion device and cut into a predetermined length. It is preferable to attach a die having an annular extrusion port for extruding a material in a cylindrical shape matching the cross-sectional shape of the cylindrical carbonaceous body to the barrel head (downstream end) of the extrusion apparatus. Since the molded body extruded into a cylindrical shape is formed of an elongated soft material, it is often bent without being straight.
For extrusion, an extrusion apparatus such as a single screw extruder or a twin screw extruder can be used.

整形工程S6では、押出工程S5で押し出された長尺な筒状成形体を所定の形状(例えば直線状)に整える。ここで、直線状は、真っ直ぐな形状を意味するものとする。整形には、載置面上で筒状成形体を転がして直線状に近付ける装置、筒状成形体を直線状の溝に入れて直線状に近付ける装置、等を使用することができる。   In the shaping step S6, the long cylindrical molded body extruded in the extrusion step S5 is arranged into a predetermined shape (for example, a straight shape). Here, the straight line shape means a straight shape. For shaping, a device that rolls the cylindrical molded body on the mounting surface to bring it into a straight line, a device that puts the cylindrical molded body into a straight groove, and moves it closer to a straight line, or the like can be used.

熱処理工程S7では、整形された筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理には、オーブン等の加熱装置を使用することができる。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状活性炭10が形成される。   In the heat treatment step S7, the shaped cylindrical molded body is heat-treated at a temperature equal to or higher than the softening temperature of the binder. A heating device such as an oven can be used for the heat treatment. After cooling, the binder is solidified when cooled to below the softening temperature, and a long cylindrical activated carbon 10 is formed.

図3に示す製法は、水溶化した熱可塑性バインダーを用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、上述した加熱混合工程S1及び破砕工程S2を不要にしている。なお、工程S3〜S7は、図2で示した工程と同様であるので、詳しい説明を省略する。
本製法の混合工程S3では、活性炭11とバインダー12と水13と必要に応じて添加剤14とを含む素材を混合装置で混合する。以後、混練工程S4で混合物を混練装置で混練し、押出工程S5で混練物を押出装置で筒状に押し出して所定の長さに切断し、整形工程S6で長尺な筒状成形体を所定の形状に整え、熱処理工程S7で筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状活性炭10が形成される。
The manufacturing method shown in FIG. 3 shows an example of manufacturing cylindrical activated carbon 10 using a water-solubilized thermoplastic binder. In this example, the heating and mixing step S1 and the crushing step S2 described above are unnecessary. Steps S3 to S7 are the same as the steps shown in FIG.
In the mixing step S3 of the present manufacturing method, a raw material containing the activated carbon 11, the binder 12, the water 13, and the additive 14 as necessary is mixed by a mixing device. Thereafter, the mixture is kneaded by a kneading device in the kneading step S4, the kneaded product is extruded into a cylindrical shape by the extrusion device in the extrusion step S5 and cut into a predetermined length, and a long cylindrical molded body is predetermined in the shaping step S6. In the heat treatment step S7, the cylindrical molded body is heat-treated at a temperature higher than the softening temperature of the binder. After cooling, the binder is solidified when cooled to below the softening temperature, and a long cylindrical activated carbon 10 is formed.

図4に示す製法は、水に対して残留性を示す熱可塑性バインダー(第一のバインダー)、及び、非残留性の水溶性バインダー(第二のバインダー)を用いて筒状活性炭10を製造する例を示している。この例は、図3で示した工程S3〜S7の後に水洗浄工程S8と乾燥工程S9が付加されている。非残留性バインダー12Bには、CMCやPVAといった有機バインダー等、水で洗い流されるバインダーを用いることができる。なお、工程S3〜S7は、図2で示した工程と同様であるので、詳しい説明を省略する。 The manufacturing method shown in FIG. 4 manufactures the cylindrical activated carbon 10 using the thermoplastic binder (1st binder) which shows persistence with respect to water, and a non-residual water-soluble binder (2nd binder). An example is shown. In this example, a water washing step S8 and a drying step S9 are added after the steps S3 to S7 shown in FIG. Non residual binder 12B, it is possible to use an organic binder over such like CMC or PVA, the binders are washed away with water. Steps S3 to S7 are the same as the steps shown in FIG.

本製法の混合工程S3では、活性炭11と残留性バインダー12Aと非残留性バインダー12Bと水13と必要に応じて添加剤14とを含む素材を混合装置で混合する。以後、混練工程S4、押出工程S5及び整形工程S6を経て、熱処理工程S7で筒状成形体を残留性バインダー12Aの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、残留性バインダー12Aが固化し、長手方向に沿って貫通孔が形成された長尺な筒状成形体の形状が保持される。   In the mixing step S3 of the present manufacturing method, the raw material containing the activated carbon 11, the residual binder 12A, the non-persistent binder 12B, the water 13, and the additive 14 as necessary is mixed by a mixing device. Thereafter, the cylindrical shaped body is heat-treated at the softening temperature of the residual binder 12A or higher in the heat treatment step S7 through the kneading step S4, the extrusion step S5, and the shaping step S6. After the heat treatment, when it is cooled to below the softening temperature, the residual binder 12A is solidified, and the shape of the long cylindrical molded body in which the through holes are formed along the longitudinal direction is maintained.

水洗浄工程S8では、長尺な筒状成形体を水で洗って非残留性バインダー12Bを除去する。このとき、残留性バインダー12Aが残り、この残留性バインダー12Aにより筒状成形体の形状が保持される。また、非残留性バインダー12Bが洗い流されることにより、筒状活性炭の内外方向RD1へ繋がる隙間5が適度に拡がり、内外方向RD1への流量が適度に増える。
最後の乾燥工程S9では、水で洗った筒状成形体を乾燥させる。製造される筒状活性炭10は、残留性バインダー12Aが残留し長手方向LD1に沿って貫通孔2が形成された長尺な筒状活性炭であり、該筒状活性炭の内外方向RD1へ流体が流通可能とされている。
In the water washing step S8, the long cylindrical molded body is washed with water to remove the non-residual binder 12B. At this time, the residual binder 12A remains, and the shape of the cylindrical molded body is maintained by the residual binder 12A. Further, by washing away the non-residual binder 12B, the gap 5 connected to the inner and outer direction RD1 of the cylindrical activated carbon is appropriately expanded, and the flow rate to the inner and outer direction RD1 is appropriately increased.
In the final drying step S9, the cylindrical molded body washed with water is dried. The manufactured cylindrical activated carbon 10 is a long cylindrical activated carbon in which the residual binder 12A remains and the through hole 2 is formed along the longitudinal direction LD1, and the fluid flows in the inner and outer directions RD1 of the cylindrical activated carbon. It is possible.

以上説明したように、本製造例は、例えば中空糸膜のような濾過能力に加えて活性炭の性能を有する新規の筒状活性炭の製造方法を提供することができる。   As described above, the present production example can provide a novel method for producing cylindrical activated carbon having the performance of activated carbon in addition to the filtration ability such as a hollow fiber membrane.

図5(a)〜(c)に示す製法は、活性炭原料21を用いて賦活前の筒状炭素質体20を製造し、この筒状炭素質体20から筒状活性炭19を製造する新規の製造方法の例を示している。
図5(a)は、疎水性の熱可塑性バインダーを用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。省略した途中の工程S2〜S6は、図2で示した工程S2〜S6と同様である。
The manufacturing method shown in FIGS. 5A to 5C is a novel method in which the activated carbon raw material 21 is used to manufacture a cylindrical carbonaceous body 20 before activation, and the cylindrical activated carbon 19 is manufactured from the cylindrical carbonaceous body 20. An example of a manufacturing method is shown.
FIG. 5A shows an example in which a cylindrical carbonaceous material 20 is manufactured using a hydrophobic thermoplastic binder and a cylindrical activated carbon 19 is manufactured. The omitted steps S2 to S6 are the same as steps S2 to S6 shown in FIG.

本製法の加熱混合工程S1では、活性炭原料21とバインダー22と必要に応じて添加剤24とを含む素材を液状分散媒非存在下で加熱混合する。以後、破砕工程S2で加熱混合物を所定の平均粒径に破砕し、混合工程S3で破砕物と水と必要に応じて添加剤とを含む素材を混合し、混練工程S4で混合物を混練し、押出工程S5で混練物を筒状に押し出して所定の長さに切断し、整形工程S6で長尺な筒状成形体を所定の形状に整え、熱処理工程S7で筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、バインダーが固化し、長尺な筒状炭素質体20が形成される。   In the heating and mixing step S1 of this manufacturing method, a raw material containing the activated carbon raw material 21, the binder 22, and, if necessary, the additive 24 is heated and mixed in the absence of the liquid dispersion medium. Thereafter, the heated mixture is crushed to a predetermined average particle size in the crushing step S2, the raw material containing the crushed material, water, and additives as necessary is mixed in the mixing step S3, and the mixture is kneaded in the kneading step S4. In the extrusion step S5, the kneaded product is extruded into a cylindrical shape and cut into a predetermined length. In the shaping step S6, the long cylindrical molded body is adjusted to a predetermined shape. In the heat treatment step S7, the cylindrical molded body is softened with a binder. Heat treatment above temperature. After the heat treatment, when cooled to below the softening temperature, the binder is solidified and a long cylindrical carbonaceous material 20 is formed.

賦活工程S10では、筒状炭素質体20を賦活して筒状活性炭19を形成する。賦活とは、炭素質材料の微細孔を発達させ多孔質に変える反応である。賦活には、水蒸気、二酸化炭素、空気、等の存在下で高温処理するガス賦活、塩化亜鉛、硫酸塩、リン酸、等で薬品処理する薬品賦活、薬品と水蒸気を併用する賦活、等がある。筒状炭素質体20の賦活には、炭化処理後に賦活処理することが含まれる。炭化処理は、例えば、窒素、アルゴン、等の不活性雰囲気下、600〜800℃で筒状炭素質体を炭化する処理とすることができる。炭化処理後の賦活処理は、例えば、水蒸気、二酸化炭素、等の酸化性ガスの雰囲気下、700〜1100℃、より好ましくは800〜1000℃で筒状炭素質体を活性化する処理とすることができる。炭化処理があると活性炭としての活性が高まるので好ましいものの、炭化処理を省略して賦活処理を行うこともできる。   In the activation step S10, the cylindrical carbonaceous material 20 is activated to form the cylindrical activated carbon 19. Activation is a reaction that develops micropores of the carbonaceous material and changes it to porous. Examples of the activation include gas activation for high-temperature treatment in the presence of water vapor, carbon dioxide, air, etc., chemical activation for chemical treatment with zinc chloride, sulfate, phosphoric acid, etc., activation using a combination of chemical and water vapor, etc. . Activation of the tubular carbonaceous body 20 includes activation treatment after carbonization treatment. The carbonization treatment can be, for example, a treatment for carbonizing the cylindrical carbonaceous material at 600 to 800 ° C. in an inert atmosphere such as nitrogen or argon. The activation treatment after the carbonization treatment is, for example, a treatment for activating the tubular carbonaceous body at 700 to 1100 ° C., more preferably 800 to 1000 ° C. in an atmosphere of an oxidizing gas such as water vapor or carbon dioxide. Can do. The carbonization treatment is preferable because the activity as activated carbon is increased, but the activation treatment can be performed by omitting the carbonization treatment.

以上説明したようにして、活性炭原料とバインダーとを含み内外方向へ流体が流通可能とされた賦活前の筒状炭素質体20から、活性炭原料を含み内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭19が形成される。従って、本製造例は、例えば中空糸膜のような濾過能力に加えて活性炭の性能を有する新規の筒状炭素質体を提供することができる。   As described above, the cylinder in which the activated carbon raw material and the binder are included and the fluid is allowed to flow in the inner and outer directions before being activated, and the cylinder in which the activated carbon raw material is included and the fluid is allowed to flow in the inner and outer directions. The activated carbon 19 is formed. Therefore, the present production example can provide a novel cylindrical carbonaceous material having the performance of activated carbon in addition to the filtering ability such as a hollow fiber membrane.

図5(b)は、水溶化した熱可塑性バインダーを用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。本製法の混合工程S3では、活性炭原料21とバインダー22と水23と必要に応じて添加剤24とを含む素材を混合装置で混合する。省略した途中の工程S4〜S6は、図3で示した工程S4〜S6と同様である。熱処理工程S7では、筒状成形体をバインダーの軟化温度以上で熱処理する。軟化温度未満まで冷えた後、賦活工程S10では、筒状炭素質体20を賦活して筒状活性炭19を形成する。   FIG. 5B shows an example in which a cylindrical carbonaceous body 20 is manufactured using a water-solubilized thermoplastic binder and a cylindrical activated carbon 19 is manufactured. In the mixing step S3 of the present manufacturing method, a raw material including the activated carbon raw material 21, the binder 22, water 23 and, if necessary, the additive 24 is mixed by a mixing device. Omitted steps S4 to S6 are the same as steps S4 to S6 shown in FIG. In the heat treatment step S7, the cylindrical shaped body is heat treated at a temperature equal to or higher than the softening temperature of the binder. After cooling to below the softening temperature, in the activation step S10, the cylindrical carbonaceous material 20 is activated to form the cylindrical activated carbon 19.

図5(c)は、残留性の熱可塑性バインダー(第一のバインダー)、及び、非残留性の水溶性バインダー(第二のバインダー)を用いて筒状炭素質体20を製造し、筒状活性炭19を製造する例を示している。省略した途中の工程S4〜S8は、図4で示した工程S4〜S8と同様である。
本製法の混合工程S3では、活性炭原料21と残留性バインダー22Aと非残留性バインダー22Bと水23と必要に応じて添加剤24とを含む素材を混合装置で混合する。以後、混練工程S4、押出工程S5及び整形工程S6を経て、熱処理工程S7で筒状成形体を残留性バインダー22Aの軟化温度以上で熱処理する。熱処理後、軟化温度未満まで冷えると、長尺な筒状成形体の形状が保持される。水洗浄工程S8では、長尺な筒状成形体を水で洗って非残留性バインダー22Bを除去する。乾燥工程S9では、水で洗った筒状成形体を乾燥させる。形成される筒状炭素質体20は、残留性バインダー22Aが残留し長手方向に沿って貫通孔が形成された長尺な筒状炭素質体であり、該筒状炭素質体の内外方向へ流体が流通可能とされている。賦活工程S10では、筒状炭素質体20を賦活して筒状活性炭19を形成する。
FIG.5 (c) manufactures the cylindrical carbonaceous body 20 using a residual thermoplastic binder (1st binder) and a non-residual water-soluble binder (2nd binder), and is cylindrical. The example which manufactures the activated carbon 19 is shown. Omitted steps S4 to S8 are the same as steps S4 to S8 shown in FIG.
In the mixing step S3 of the present manufacturing method, a raw material including the activated carbon raw material 21, the residual binder 22A, the non-residual binder 22B, water 23 and, if necessary, the additive 24 is mixed by a mixing device. Thereafter, the kneading step S4, through the extrusion step S5 and shaping step S6, heat treatment in the heat treatment step S7 the cylindrical molded body in the residual binder 22 A softening temperature above. After the heat treatment, when cooled to below the softening temperature, the shape of the long cylindrical molded body is maintained. In the water washing step S8, the long cylindrical molded body is washed with water to remove the non-residual binder 22B . In the drying step S9, the cylindrical molded body washed with water is dried. Tubular carbonaceous body 20 formed is a long tubular carbonaceous material through holes in the longitudinal direction remaining binder 22 A may remain is formed, the inner and outer direction of the tubular carbonaceous material It is supposed that the fluid can flow. In the activation step S10, the cylindrical carbonaceous material 20 is activated to form the cylindrical activated carbon 19.

(3)筒状活性炭を適用した濾過カートリッジの説明:
種々の方法で形成される長尺な筒状活性炭は、例えば、図6(a)〜(d)に示すような濾過カートリッジ30に使用することができる。図6(a)では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ30は、筒状活性炭10(筒状活性炭19も可。以下、同様。)を複数束ねた筒状活性炭束50がケース40内に固定されている。
ケース40は、略円筒状の本体部41と、互いに本体部41の軸方向AD1の反対側に設けられた流入端42及び流出端43とを有している。流入端42には、濾過前の流体の流入口42aが形成されている。流出端43には、濾過後の流体の流出口43aが形成されている。ケース40は、熱可塑性樹脂といった合成樹脂、ステンレスといった金属、セラミックス、活性炭、等で形成することができる。
(3) Description of filtration cartridge to which cylindrical activated carbon is applied:
The long cylindrical activated carbon formed by various methods can be used for the filtration cartridge 30 as shown to FIG. 6 (a)-(d), for example. In FIG. 6A, the upper half is viewed in cross section. The filtration cartridge 30 has a cylindrical activated carbon bundle 50 in which a plurality of cylindrical activated carbons 10 (a cylindrical activated carbon 19 is acceptable, the same applies hereinafter) bundled in the case 40.
The case 40 has a substantially cylindrical main body 41 and an inflow end 42 and an outflow end 43 provided on opposite sides of the main body 41 in the axial direction AD1. The inflow end 42 is formed with an inlet 42a for fluid before filtration. The outflow end 43 is formed with an outlet 43a for the filtered fluid. The case 40 can be formed of a synthetic resin such as a thermoplastic resin, a metal such as stainless steel, ceramics, activated carbon, or the like.

筒状活性炭束50を構成する各筒状活性炭10は、流出端43側が開口端7である一方、流入端42側に閉塞端6が形成されている。閉塞端6は、例えば、筒状活性炭10の閉じる前の開口端を加熱して潰すことにより形成することができる。また、筒状活性炭10の閉じる前の開口端をポッティング剤等で塞いで閉塞端6を形成しても良い。筒状活性炭束50は、各筒状活性炭10が閉塞端6を合わせ開口端7を合わせて複数束ねられ、開口端7を有する開口端部52がポッティング剤60でケース流出端43に固定されている。従って、筒状活性炭束50の閉塞端部51が流入口42a側の流路44に配置され、この流入口側流路44に各筒状活性炭10の外側面4が配置され、各筒状活性炭10の孔(2)が流出口43a側の流路45とされている。
なお、ポッティング剤には、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、不飽和ポリエステル樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、といった硬化性樹脂系接着剤、ホットメルトといった熱可塑性樹脂系接着剤、等を用いることができる。ホットメルトには、PEといったポリオレフィン系の接着剤、EVA樹脂(エチレン・酢酸ビニルコポリマー)系の接着剤、等を用いることができる。むろん、ポッティング剤以外の固定手段で開口端部52をケース流出端43に固定してもよい。
Each tubular activated carbon 10 constituting the tubular activated carbon bundle 50 has an open end 7 on the outflow end 43 side and a closed end 6 on the inflow end 42 side. The closed end 6 can be formed, for example, by heating and crushing the open end before the cylindrical activated carbon 10 is closed. Alternatively, the closed end 6 may be formed by closing the open end of the cylindrical activated carbon 10 before closing with a potting agent or the like. In the cylindrical activated carbon bundle 50, a plurality of cylindrical activated carbons 10 are bundled by combining the closed end 6 and the open end 7, and the open end 52 having the open end 7 is fixed to the case outflow end 43 by the potting agent 60. Yes. Accordingly, the closed end portion 51 of the cylindrical activated carbon bundle 50 is disposed in the flow path 44 on the inlet 42a side, and the outer surface 4 of each cylindrical activated carbon 10 is disposed in the inlet side flow path 44, and each cylindrical activated carbon is disposed. Ten holes (2) serve as a flow path 45 on the outlet 43a side.
Potting agents include urethane resin adhesives, epoxy resin adhesives, silicone resin adhesives, unsaturated polyester resin adhesives, phenolic resin adhesives, curable resin adhesives, hot melts, etc. A thermoplastic resin adhesive or the like can be used. For the hot melt, a polyolefin-based adhesive such as PE, an EVA resin (ethylene / vinyl acetate copolymer) -based adhesive, or the like can be used. Of course, the opening end 52 may be fixed to the case outflow end 43 by a fixing means other than the potting agent.

流入口42aから流入した流体は、流入口側の流路44から各筒状活性炭10を内外方向へ流通して孔(2)に入り、流出口43aから流出する。平均粒径0.2〜200μmの活性炭を含む長尺な筒状活性炭に内外方向へ繋がる隙間があるので、例えば中空糸膜のような好ましい濾過性能が得られる。また、筒状活性炭は、単なる炭素材料でないので、流体を各筒状活性炭の内外方向へ流通させて濾過するとき、活性炭の機能が発揮される。従って、本濾過カートリッジ30は、中空糸膜や活性炭を別々の位置に格納する必要が無くなる。   The fluid that has flowed in from the inflow port 42a flows through the cylindrical activated carbon 10 from the flow channel 44 on the inflow port side inward and outward, enters the hole (2), and flows out from the outflow port 43a. Since a long cylindrical activated carbon containing activated carbon having an average particle size of 0.2 to 200 μm has a gap connecting inward and outward, a preferable filtration performance such as a hollow fiber membrane can be obtained. Moreover, since the cylindrical activated carbon is not a simple carbon material, the function of the activated carbon is exhibited when the fluid is circulated in the inside and outside of each cylindrical activated carbon and filtered. Therefore, it is not necessary for the present filtration cartridge 30 to store the hollow fiber membrane and the activated carbon at different positions.

なお、各筒状活性炭の閉塞端6が流入口側流路44に配置され開口端7が流出口側流路45に配置されると濾過能力が長期間得られるので好ましいものの、各筒状活性炭の閉塞端6が流出口側流路45に配置され開口端7が流入口側流路44に配置されてもよい。   Although it is preferable that the closed end 6 of each cylindrical activated carbon is disposed in the inlet-side flow path 44 and the open end 7 is disposed in the outlet-side flow path 45, it is preferable because filtration ability can be obtained for a long time. The closed end 6 may be disposed in the outlet side channel 45 and the open end 7 may be disposed in the inlet side channel 44.

濾過カートリッジ30は、水等の液体を処理する液体用カートリッジや、空気等の気体を処理する気体用カートリッジに使用することができる。濾過カートリッジ30を浄水器カートリッジに使用すると、水道水に含まれる鉄さびといった濁り成分等を除去する中空糸膜の濾過機能と、水道水に含まれる遊離残留塩素や有機物等の微量成分を除去する活性炭の機能とが得られる。また、濾過カートリッジ30を空気清浄カートリッジに使用すると、空気中に含まれる浮遊粒子を除去する濾過機能と、空気中に含まれる臭気成分を除去する活性炭の機能とが得られる。   The filtration cartridge 30 can be used for a liquid cartridge for processing a liquid such as water or a gas cartridge for processing a gas such as air. When the filtration cartridge 30 is used as a water purifier cartridge, the filtration function of the hollow fiber membrane that removes turbid components such as iron rust contained in tap water, and activated carbon that removes trace components such as free residual chlorine and organic substances contained in tap water Function. Further, when the filtration cartridge 30 is used as an air cleaning cartridge, a filtration function for removing suspended particles contained in the air and a function of activated carbon for removing odor components contained in the air are obtained.

なお、筒状活性炭の原料に性質及び/又は粒度分布の異なる二種類以上の活性炭や添加剤を用いると、各除去物質をバランス良く処理可能な筒状活性炭を得ることができる。例えば、比較的大きい粒状フェノール活性炭は、賦活が抑えられることにより、トリハロメタンの吸着に優れた0.7nm付近の細孔が発達している。一方、比較的小さいヤシ殻系活性炭や繊維状活性炭は、賦活が進んで表面積が大きく、残留塩素の除去に優れている。そこで、粒状フェノール活性炭と、ヤシ殻系活性炭や繊維状活性炭と、必要に応じて金属処理剤とを用いて造粒活性炭を形成すると、ヤシ殻系活性炭単独や、フェノール活性炭単独や、金属処理剤単独では得られない複合した除去能力を得ることができる。   In addition, when two or more kinds of activated carbons and additives having different properties and / or particle size distributions are used as the raw material of the cylindrical activated carbon, cylindrical activated carbon capable of treating each removed substance with a good balance can be obtained. For example, a relatively large granular phenol activated carbon has pores around 0.7 nm that are excellent in adsorption of trihalomethane by suppressing activation. On the other hand, relatively small coconut shell activated carbon and fibrous activated carbon are activated and have a large surface area, and are excellent in removing residual chlorine. Therefore, when granulated activated carbon is formed using granular phenol activated carbon, coconut shell activated carbon or fibrous activated carbon, and if necessary, a metal treatment agent, coconut shell activated carbon alone, phenol activated carbon alone, metal treatment agent A combined removal capability that cannot be obtained alone can be obtained.

上述した本技術のメリットとして、以下のことも考えられる。
例えば、筒状活性炭の断面積を中空糸膜と同等の断面積とすることができるので、粒子径の小さい活性炭を使用した濾過カートリッジに生じ易い目詰まりを抑制することができる。従って、濾過カートリッジを小型化、高性能化することが可能になる。また、小型化により、カートリッジ収納部の長さ及び径方向の制限が緩和され、濾過カートリッジを略円柱状にとらわれない形状にすることができ、デザインの自由度が高まる。
筒状活性炭を束ねて濾過カートリッジを形成することにより、ケース内の空間に対して効率良く筒状活性炭を収容することができ、また、粒状活性炭を密に充填したときに生じる圧力集中を分散することができる。従って、流量を増やし、高い濾過性能を実現することができる。
The following can also be considered as merits of the present technology described above.
For example, since the cross-sectional area of the cylindrical activated carbon can be set to the same cross-sectional area as that of the hollow fiber membrane, clogging that is likely to occur in a filtration cartridge using activated carbon having a small particle diameter can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the size and performance of the filtration cartridge. In addition, the downsizing reduces the length and radial restrictions of the cartridge storage portion, and allows the filtration cartridge to be shaped so as not to be held in a substantially cylindrical shape, thereby increasing the degree of freedom in design.
By forming the filtration cartridge by bundling the cylindrical activated carbon, the cylindrical activated carbon can be efficiently accommodated in the space in the case, and the pressure concentration generated when the granular activated carbon is closely packed is dispersed. be able to. Therefore, the flow rate can be increased and high filtration performance can be realized.

抗菌剤を含めて筒状活性炭を形成することにより、長期止水時に微生物により発生する臭いを抑制することが可能になる。
筒状活性炭で最終処理を行うことにより、膜や膜ケースといった樹脂部品から発せられる樹脂臭や味を抑制することが可能になる。
また、動植物の遺体由来の複雑な混合物で水環境中に普遍的に存在しているNOM(天然有機物;Natural Organic Matter)の除去にも、筒状活性炭を使用することができる。
By forming cylindrical activated carbon including an antibacterial agent, it becomes possible to suppress odors generated by microorganisms during long-term water stoppage.
By performing the final treatment with cylindrical activated carbon, it is possible to suppress the resin odor and taste emitted from resin parts such as a membrane and a membrane case.
Moreover, cylindrical activated carbon can also be used for the removal of NOM (natural organic matter) that is a complex mixture derived from the remains of animals and plants and is ubiquitously present in the water environment.

(4)実施例:
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
(4) Example:
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by the following examples.

[実施例]
以下の実施例において、「活性炭」はヤシ殻系活性炭(クラレケミカル株式会社製GW48/100を遊星ボールミルFRITSCH社製P-5型にて平均粒径8μm又は20μmとしたもの)、「第一のバインダー」はポリオレフィン水性ディスパージョン(三井化学株式会社製、商品名:ケミパール(登録商標)S100)、「第二のバインダー」はCMC(アズワン株式会社製)、である。ブレンダーには、株式会社井上製作所PLM-15を用いた。押出成形機には、真空混錬押出成形機を用いた。流量測定及び濾過モジュール作製のためのホットメルトには、株式会社モレスコ製ホットメルト(商品名:モレスコメルト(登録商標)ME-125)を用いた。
[Example]
In the following examples, “activated carbon” is coconut shell activated carbon (GW48 / 100 manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd., having an average particle diameter of 8 μm or 20 μm using planetary ball mill FRITSCH type P-5), “Binder” is a polyolefin aqueous dispersion (manufactured by Mitsui Chemicals, trade name: Chemipearl (registered trademark) S100), and “second binder” is CMC (manufactured by ASONE Corporation). As a blender, Inoue Manufacturing Co., Ltd. PLM-15 was used. As the extrusion molding machine, a vacuum kneading extrusion molding machine was used. As the hot melt for measuring the flow rate and preparing the filtration module, a hot melt manufactured by Moresco Co., Ltd. (trade name: Morescommelt (registered trademark) ME-125) was used.

[実施例1]
平均粒径8μmとした活性炭100重量部、第一のバインダー20重量部、第二のバインダー7重量部、水98重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合した。混合物を押出成形機に入れ、混練して長さ100mmに押出成形した。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄した。得られた筒状炭素質体サンプルは、複数本の平均値として、平均外径0.85mm、平均内径0.12mm、長さ98.9mm、重量0.05g、であった。
[Example 1]
100 parts by weight of activated carbon having an average particle size of 8 μm, 20 parts by weight of the first binder, 7 parts by weight of the second binder, and 98 parts by weight of water were placed in a blender and mixed at room temperature for 10 minutes at 500 rpm. The mixture was placed in an extruder, kneaded and extruded to a length of 100 mm. After shaping into a straight line and heat-treating at 120 ° C. for 2 hours, the first binder was solidified and washed with running water for 4 hours to remove the second binder. The obtained cylindrical carbonaceous material sample had an average value of a plurality of samples having an average outer diameter of 0.85 mm, an average inner diameter of 0.12 mm, a length of 98.9 mm, and a weight of 0.05 g.

[実施例2]
平均粒径20μmとした活性炭100重量部、第一のバインダー15重量部、第二のバインダー5重量部、水80重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合した。混合物を押出成形機に入れ、混練して長さ100mmに押出成形した。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄した。得られた筒状炭素質体サンプルは、複数本の平均値として、平均外径1.0mm、平均内径0.3mm、長さ99.2mm、重量0.07g、であった。
[Example 2]
100 parts by weight of activated carbon having an average particle size of 20 μm, 15 parts by weight of the first binder, 5 parts by weight of the second binder, and 80 parts by weight of water were placed in a blender and mixed at 500 rpm for 10 minutes at room temperature. The mixture was placed in an extruder, kneaded and extruded to a length of 100 mm. After shaping into a straight line and heat-treating at 120 ° C. for 2 hours, the first binder was solidified and washed with running water for 4 hours to remove the second binder. The obtained cylindrical carbonaceous material sample had an average value of a plurality of average outer diameters of 1.0 mm, an average inner diameter of 0.3 mm, a length of 99.2 mm, and a weight of 0.07 g.

[比較例1]
中空糸膜サンプルとして、ポリスルホン製中空糸膜(NOK株式会社製、平均外径0.4mm、平均内径0.3mm)を長さ100mmに切断したものを用いた。
[Comparative Example 1]
As a hollow fiber membrane sample, a polysulfone hollow fiber membrane (manufactured by NOK Corporation, average outer diameter 0.4 mm, average inner diameter 0.3 mm) cut to a length of 100 mm was used.

[流量の測定]
実施例1,2及び比較例1の筒状サンプルの一端をホットメルトで閉じ、外側面に100kPaの動水圧を加えて内側面から出てくる水の流量を測定した。
[Measurement of flow rate]
One end of each of the cylindrical samples of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was closed with hot melt, 100 kPa dynamic pressure was applied to the outer surface, and the flow rate of water coming out from the inner surface was measured.

[濾過カートリッジサンプルの作製]
実施例1,2及び比較例1の筒状サンプルの一端をホットメルトで閉じたものを500本束ねて内径80mmのカラムに充填し、開口した筒状サンプルの他端を塞がないようにホットメルトで固定し、濾過カートリッジサンプルを作製した。
[Preparation of filtration cartridge sample]
The cylindrical samples of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were bundled with 500 pieces of one end closed with hot melt and packed into a column having an inner diameter of 80 mm, and the other end of the opened cylindrical sample was hot so as not to block the other end. A filter cartridge sample was prepared by fixing with a melt.

[濾過能力の測定]
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、濁度標準液0.1mgカオリン/mLを用いて濁度2.0度に調整した原水を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、濾過水の濁度を測定した。
[Measurement of filtration capacity]
Pursuant to JIS S3201 “Household water purifier test method”, raw water adjusted to a turbidity of 2.0 degrees using a turbidity standard solution of 0.1 mg kaolin / mL was passed through the filtration cartridge sample at 2 L / min for 10 minutes. Water and the turbidity of the filtered water was measured.

[吸着性能の評価]
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、遊離残留塩素濃度2.0mg/Lの水溶液を上記濾過カートリッジに2L/minで10分間通水し、遊離残留塩素濃度を測定した。
[Evaluation of adsorption performance]
In accordance with JIS S3201 “Household water purifier test method”, an aqueous solution having a free residual chlorine concentration of 2.0 mg / L was passed through the filtration cartridge at 2 L / min for 10 minutes, and the free residual chlorine concentration was measured.

[試験結果]
試験結果を表1に示す。

Figure 0005775038
表1に示すように、実施例1,2の筒状炭素質体サンプルは、内外方向へ流体が流通可能とされていた。
また、実施例1,2の筒状炭素質体サンプルは、中空糸膜のように濾過性能を有していた。
さらに、実施例1,2の筒状炭素質体サンプルは、活性炭の吸着性能を有していた。
従って、本発明の筒状炭素質体は、濾過性能に加えて活性炭の性能を有することが確認された。 [Test results]
The test results are shown in Table 1.
Figure 0005775038
As shown in Table 1, in the cylindrical carbonaceous material samples of Examples 1 and 2, fluid was allowed to flow inward and outward.
Moreover, the cylindrical carbonaceous material samples of Examples 1 and 2 had filtration performance like a hollow fiber membrane.
Furthermore, the cylindrical carbonaceous material samples of Examples 1 and 2 had an activated carbon adsorption performance.
Therefore, it was confirmed that the cylindrical carbonaceous material of the present invention has the performance of activated carbon in addition to the filtration performance.

(5)具体例:
次に、具体例を示して本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
(5) Specific examples:
Next, the present invention will be described with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[具体例]
以下の具体例において、「第一のバインダー」、「第二のバインダー」、「ブレンダー」、「押出成形機」及び「ホットメルト」は上記実施例と同じものを用い、「活性炭原料」はヤシ殻を用いるものとする。
[Concrete example]
In the following specific examples, “first binder”, “second binder”, “blender”, “extrusion machine” and “hot melt” are the same as those in the above examples, and “activated carbon raw material” is palm A shell shall be used.

[具体例1]
平均粒径8μmとした活性炭原料100重量部、第一のバインダー20重量部、第二のバインダー7重量部、水98重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合する。混合物を押出成形機に入れ、混練して、平均外径0.85mm、平均内径0.12mm、長さ100mmを目標として押出成形する。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄する。得られる筒状炭素質体サンプルに対して窒素存在下700℃で10分間炭化処理を行い、その後、水蒸気存在下900℃で15分間賦活処理を行って、筒状活性炭サンプルを得る。
[Specific Example 1]
100 parts by weight of the activated carbon raw material having an average particle size of 8 μm, 20 parts by weight of the first binder, 7 parts by weight of the second binder, and 98 parts by weight of water are placed in a blender and mixed at 500 rpm for 10 minutes at room temperature. The mixture is put into an extruder, kneaded, and extruded with an average outer diameter of 0.85 mm, an average inner diameter of 0.12 mm, and a length of 100 mm as targets. After shaping into a straight line and heat-treating at 120 ° C. for 2 hours, the first binder is solidified and washed with running water for 4 hours to remove the second binder. The obtained cylindrical carbonaceous material sample is carbonized at 700 ° C. for 10 minutes in the presence of nitrogen, and then activated at 900 ° C. for 15 minutes in the presence of water vapor to obtain a cylindrical activated carbon sample.

[具体例2]
平均粒径20μmとした活性炭原料100重量部、第一のバインダー15重量部、第二のバインダー5重量部、水80重量部、をブレンダーに入れ、室温下、500rpmで10分間、混合する。混合物を押出成形機に入れ、混練して、平均外径1.0mm、平均内径0.3mm、長さ100mmを目標として押出成形する。直線状に整形し、120℃で2時間熱処理した後に第一のバインダーを固化させ、第二のバインダーを取り除くため流水で4時間洗浄する。得られた筒状炭素質体サンプルに対して窒素存在下700℃で10分間炭化処理を行い、その後、水蒸気存在下900℃で15分間賦活処理を行って、筒状活性炭サンプルを得る。
[Specific Example 2]
100 parts by weight of the activated carbon raw material having an average particle size of 20 μm, 15 parts by weight of the first binder, 5 parts by weight of the second binder, and 80 parts by weight of water are placed in a blender and mixed at 500 rpm for 10 minutes at room temperature. The mixture is put into an extruder, kneaded, and extruded with an average outer diameter of 1.0 mm, an average inner diameter of 0.3 mm, and a length of 100 mm as targets. After shaping into a straight line and heat-treating at 120 ° C. for 2 hours, the first binder is solidified and washed with running water for 4 hours to remove the second binder. The obtained cylindrical carbonaceous material sample is carbonized at 700 ° C. for 10 minutes in the presence of nitrogen, and then activated at 900 ° C. for 15 minutes in the presence of water vapor to obtain a cylindrical activated carbon sample.

[流量]
具体例1,2の筒状活性炭サンプルの一端をホットメルトで閉じ、外側面に100kPaの動水圧を加えて内側面から出てくる水の流量を測定する。流量は、0.5〜70mL/min・100mmになると推測される。
[Flow rate]
One end of each of the cylindrical activated carbon samples of Examples 1 and 2 is closed with hot melt, and a water pressure of 100 kPa is applied to the outer surface to measure the flow rate of water coming out from the inner surface. The flow rate is estimated to be 0.5 to 70 mL / min · 100 mm.

[濾過カートリッジサンプルの作製]
具体例1,2の筒状活性炭サンプルの一端をホットメルトで閉じたものを500本束ねて内径80mmのカラムに充填し、開口した筒状活性炭サンプルの他端を塞がないようにホットメルトで固定し、濾過カートリッジサンプルを作製する。
[Preparation of filtration cartridge sample]
The cylindrical activated carbon samples of specific examples 1 and 2 were bundled with 500 pieces of one end closed with hot melt and packed into a column having an inner diameter of 80 mm, and the other end of the opened cylindrical activated carbon sample was hot melted so as not to block the other end. Secure and make filtration cartridge sample.

[濾過能力]
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、濁度標準液0.1mgカオリン/mLを用いて濁度2.0度に調整した原水を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、濾過水の濁度を測定する。濁度は、2.0度から低下すると推測される。
[Filtration capacity]
Pursuant to JIS S3201 “Household water purifier test method”, raw water adjusted to a turbidity of 2.0 degrees using a turbidity standard solution of 0.1 mg kaolin / mL was passed through the filtration cartridge sample at 2 L / min for 10 minutes. Water and measure the turbidity of the filtered water. The turbidity is estimated to decrease from 2.0 degrees.

[吸着性能]
JIS S3201「家庭用浄水器試験方法」に準じて、遊離残留塩素濃度2.0mg/Lの水溶液を上記濾過カートリッジサンプルに2L/minで10分間通水し、遊離残留塩素濃度を測定する。遊離残留塩素濃度は、2.0mg/Lから低下すると推測される。
[Adsorption performance]
According to JIS S3201 “Household water purifier test method”, an aqueous solution having a free residual chlorine concentration of 2.0 mg / L is passed through the filter cartridge sample at 2 L / min for 10 minutes, and the free residual chlorine concentration is measured. The free residual chlorine concentration is estimated to decrease from 2.0 mg / L.

以上のことから、活性炭原料を用いた筒状炭素質体を賦活した筒状活性炭も、濾過性能に加えて活性炭の性能を有すると推測される。   From the above, it is estimated that the cylindrical activated carbon obtained by activating the cylindrical carbonaceous material using the activated carbon raw material also has the performance of activated carbon in addition to the filtration performance.

(6)結び:
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、新規の筒状材料の技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
(6) Conclusion:
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a novel cylindrical material technology and the like according to various aspects. Needless to say, the above-described basic actions and effects can be obtained even with a technique that does not have the constituent elements according to the dependent claims but includes only the constituent elements according to the independent claims.
In addition, the configurations disclosed in the embodiments and modifications described above are mutually replaced, the combinations are changed, the known technology, and the configurations disclosed in the embodiments and modifications described above are mutually connected. It is possible to implement a configuration in which replacement or combination is changed. The present invention includes these configurations and the like.

1…筒状炭素質体、2…貫通孔、3…内側面、4…外側面、5…隙間、
6…閉塞端、7…開口端、
10,19…筒状活性炭、11…活性炭、12,22…バインダー、
20…賦活前の筒状炭素質体、21…活性炭原料、
30…濾過カートリッジ、
40…ケース、41…本体部、42…流入端(流入口側の端部)、42a…流入口、
43…流出端(流出口側の端部)、43a…流出口、
44…流入口側の流路、45…流出口側の流路、
50…筒状活性炭束、51…閉塞端部、52…開口端部、
60…ポッティング剤、
LD1…長手方向、RD1…内外方向、AD1…軸方向。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylindrical carbonaceous body, 2 ... Through-hole, 3 ... Inner side surface, 4 ... Outer side surface, 5 ... Gap,
6 ... closed end, 7 ... open end,
10, 19 ... cylindrical activated carbon, 11 ... activated carbon, 12, 22 ... binder,
20 ... cylindrical carbonaceous material before activation, 21 ... activated carbon raw material,
30: Filtration cartridge,
40 ... Case, 41 ... Main body, 42 ... Inlet end (end on the inlet side), 42a ... Inlet,
43 ... Outflow end (end on the outlet side), 43a ... Outlet,
44 ... flow path on the inlet side, 45 ... flow path on the outlet side,
50 ... cylindrical activated carbon bundle, 51 ... closed end, 52 ... open end,
60 ... potting agent,
LD1 ... longitudinal direction, RD1 ... inward / outward direction, AD1 ... axial direction.

Claims (1)

平均粒径0.2〜200μmの活性炭又は活性炭原料と、第一のバインダーと、水で洗い流される有機バインダーと、を少なくとも含む混合物を混練し筒状に押し出して長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状成形体を形成し、該筒状成形体を水で洗って前記有機バインダーを除去し、水で洗った前記筒状成形体を乾燥させ、前記第一のバインダーが残留し長手方向に沿って孔が形成された長尺な筒状炭素質体であって該筒状炭素質体の内外方向へ流体が流通可能とされた筒状炭素質体を製造することを特徴とする筒状炭素質体の製造方法。 A mixture containing at least an activated carbon or activated carbon raw material having an average particle diameter of 0.2 to 200 μm, a first binder, and an organic binder washed away with water is kneaded and extruded into a cylindrical shape to form holes along the longitudinal direction. Forming a long cylindrical molded body, washing the cylindrical molded body with water to remove the organic binder, drying the cylindrical molded body washed with water, and leaving the first binder remaining. It is a long cylindrical carbonaceous material having holes formed along the longitudinal direction, and a cylindrical carbonaceous material in which fluid can flow in and out of the cylindrical carbonaceous material is manufactured. A method for producing a cylindrical carbonaceous material.
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