专利名称：用于除去有害物质的板材和用该种板材制的容器型过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过用活性炭的除去有害物质的性能来除去有害物质的板材及用除去有害物质的板材净化各种液体和气体(下文简称作介质)，如水(例如自来水)的一次性容器型过滤器。
众所周知，活性炭具有通过吸附或还原来除去有害物质的性能，各种介质均已用活性炭实现了净化。
随着对诸如自来水等饮用水残存氯(氯化味)、霉味及如三卤甲烷等有害物质和漂浮物的净化程度的提高，已广泛使用活性炭对水净化。
一般家庭中，普通使用直接装于水管上的水净化器净化自来水。这些水净化器含有诸如活性炭和离子交换树脂等过滤材料。自来水流经净化器时，被空心纤维膜等所净化，随后作为净化水从净化器中排出(下文称作惯常例1)。
市面上还销售有筒型台式水净化器(下文称作惯常例2)。惯常例2包括装于树脂容器中的如活性炭等过滤材料的筒。自来水通过筒时被净化。净化的水收集于另一容器中备用。当其失去净化能力时，此筒被更换。
日本专利特开昭167386/1989(下文称作惯常例3)公开了一种漏斗型简易饮用水净化器。惯常例3包括漏斗型组件中装有活性炭的袋状过滤器，自来水流入此过滤器后而被净化，净化的水收集于不同容器中备用。
将活性炭成形为板状过滤器的想法并不新。但当要满足处理所需的纸强度时，含有活性炭纤维和低浆的活性炭混合物所具有的水流动性(气体渗透性)很差，从而导致过滤所需时间延长，由于这种问题，所以这种想法至今还未被实现。另一方面，如满足了水的流动性(气体渗透性)，纸的强度就会很差，因此，实际上不能期待有活性碳制的板状过滤器。
本发明基于活性炭具有能除去有害物质的性能，提供了一种具有好的水流动性(气体渗透性)的除去有害物的板材。
上述例1和例2需要大的不易简单处理的或价格昂贵的设备且当扔掉时会由于是塑料制的设备而产生垃圾。在惯常例1和2中，由于活性炭总是和水接触，所以让人们耽心会有细菌繁殖。特别是在惯常例1中，使用前在容器贮存一段时间的经纯化的水需要多余的由流动的新鲜水从水管中被排到此容器中。
因此，需要一种不会耽心细菌繁殖，且使用方便的不同空心纤维膜或抗菌纤维的一次性经济水净化器。虽然惯常例3也是一种简单的包括袋状过滤材料的简化的净化设备，本发明的目的在于提供一种包括上述除去有害物质的可易于干燥的板材的一次性经济形水净化器，该净化器有优异的适用性且不会耽心细菌繁殖并易于使用。
图1示出本发明一实施方案的容器型过滤器。
图2是本发明的容器型过滤器于使用中的透视图。
图3是本发明另一实施方案的容器型过滤器的剖面图。
图4为本发明另一实施方案的容器型过滤器的剖视图。
本发明的除去有害物质的板材，以板材的重量为基准计，该板材含有纸浆，活性碳物质10-60％，和无机颗粒1-30％。除上述成分外，本发明的板材优选含(以板材的重量为基准计)热融性纤维5-35％，和/或不超过20％的还原物质。
本发明的容器型过滤器包括和上述除去有害物质的板相结合的管状件。该容器型过滤器优选包括在上述管状件一端上的上述除去有害物质的板材，较优选的整个或部份管状件容器由除去有害物质的板材制成，另一优选的是此管状件的内周边衬以除去有害物质的板材。
本发明的除去有害物质的板材中，所含的无机颗粒在两纤维间加宽了此两纤维间的缝隙。因此该颗粒提高了水的流动速度(气体穿透性)和增强了该板材的强度，从而保持了板形。
下面将对除去有害物质的板材各成份分别进行介绍。
活性炭物质为板材重量的10-60％。
虽然活性炭物质包括如活性碳纤维、粉状活性炭、粒状活性炭和其混合物，但优选的活性炭纤维是从下面的角度出发考虑的易于加工成纸且从其上掉下的量要少。如使用活性炭纤维、粉状和/或颗粒状活性炭混合物，其混合比可以是任意的，考虑到易于加工为纸和希望掉下的炭量较少，优选较大量的活性炭纤维。
可通过与活性炭物质接触来除去介质中的有害物质，如果除去有害物质的板材中含有活性炭物质的量低于10％(重量计)，有害物就不能被有效地除去。如活性炭物质超过60％(重量计)，除去有害物质的板材的加工和处理性能就会很差。例如，当板材弯曲时，活性炭物质就会脱落，板材的穿孔性能就会逐步变差。以板材的重量为基准计，活性炭的优选范围是15-50％，更优选20-40％。
纸浆优选板材重量的5-89％所加纸浆是为成功地成形为板材的经济型加强组份，天然纸浆和合成纸浆则是其中的例子。
如含有上述范围的纸浆，则除去有害物质的板材则可以获得满意的加强效果及除去有害物质的能力。较优选的范围是10-50％(重量计)，最优选的范围为30-40％(重量计)。
还原物质为板材重量的0-20％还原物质主要是用于通过还原来有效除去待处理的液体(气体)中的HClO。如除去有害物质的板材用于水净化器，所希望的还原物质是亚硫酸钙和不会对食品卫生产生任何不利影响的L-抗坏血酸钠。
如所含的还原物质的量超过20％(重量计)，过滤期间水的流速(气体穿透力)就会太低。较优选的范围为3-10％(重量计)。
无机颗粒为板材重量的1-30％。
虽然水流速(气体穿透力)会随着无机颗粒含量的增加而提高，但如其含量超过30％(重量计)时，就上述活性炭而论，除去有害物质的板材的加工性和如弯曲、穿孔性能等就会慢慢逐步变差，如低于1％(重量计)，水流速(气体穿透力)就会太低，因此优选范围为3-20％(重量计)。
推荐使用珊瑚粉状的珊瑚沙作无机颗粒。如水净化器使用珊瑚沙，供给的净化水会含有特别有益于健康的矿物成份。无机颗粒粒径优选20-60μm的。无机颗粒的其它实例为石英沙和玻璃。
热融性纤维优选板材重量的5-35％如除去有害物质的扳材含有热融性纤维，则此板材即可在勿需粘合剂的情况下同管状件粘接在一起。如使用粘合剂就会因粘合剂的使用而带来对净化的污染的新问题。使用热融性纤维就不会产生这样的问题，容器型过滤器制造也容易。从安全和卫生的角度考虑，共聚聚脂、聚乙烯和聚丙烯就是这类热融性纤维的例子。
如含有上述范围的热融性纤维，足以同管状件粘合，除去有害物质的板材制备也容易。按重量计，除去有害物质的本发明的板材优选含10-30％的所说纤维。
可如通过把各成份放置于大量的水中、混合均匀，使均浆通过过滤器的办法来制备本发明的板材。借助干燥器使残存于过滤器上的水蒸发。
下面将详细介绍本发明的容器型过滤器。
图1为根据本发明的用作水净化器的一实施方案的容器型过滤器。
图1(a)为从对角底视的容器型过滤器的透视图，图1(b)是沿A-A线的剖面图。容器型过滤器1为一杯形，其中的管状部分3为防水纸制的有稍向上伸的园锥形，底部2是本发明的除去有害物质的板材制的。
图2为于使用中的本发明容器形过滤器1的透视图。使用时，容器形过滤器用一带有圆孔的支持件5悬挂，该支持件5的孔的直径相应于容器1的中部高度处的断面直径，支撑件5放于接收容器4的顶部，自来水从管7中流出注入容器型过滤器1，经除去有害物质的板材被净化，即经容器形过滤器的底部2被净化，从底2排出的净化的水6贮于容器4中作饮用水。
图3为本发明另一实施方案的容器形过滤器1的剖面图，其中过滤部分8由本发明的除去有害物质的板材组成且形成管状部分的下部和全部底2。应予指出的是，其管状部分的下部并非全部为除去有害物质的板材制成，只有一部分是由此板材制的。管状部分9是由如上述实施方案的纸制的。
该实施方案的过滤器有较大的由除去有害物质的板材制的出口区域，所以缩短了净化时间。
图4为本发明另一实施方案的容器形过滤器1剖面图，此实施方案中，由上述除去有害物质的板材组成的内衬10不仅用于底部2，也用于管状部分3的内周边。
根据此实施方案，水同内衬10接触并净化到一定程度，据此获得较净化的水。
在图1、3和4的容器形过滤器的实施方案中，使用时，必须用支撑件5，在管状件外壁上部、中部或下端设有夹圈，把此夹圈放于接收容器4上即可固定此管状件。
容器形过滤器的上述实施方案包括管状件(部分)和彼此连接的由除去有害物质的板材制的底部，在管状件的底部形成供水可流动的网或桥状支撑件，使用时把除去有害物质的板材放于支撑件上。虽然管状件的材料及有特别限制，优选纸和塑料。
容器形过滤器的形状并不限于园形杯状，也可以是方形过滤器。
本发明的容器形过滤器是由管状件和除去有害物质的板材结合而成的，使用了上述的能除去有害物质的板材。无论是板材还是管状件均是经济型的且产生的会引起社会问题的垃圾较少。此外，本发明的容器形过滤器可以是组合式的，即当希望高纯度的水时，可用多级过滤器。
对于惯常例1和2的水净化器而言，使用时过滤材料总是浸在水中，这样细菌容易滋长，会引起卫生问题，细菌也会堵塞过滤器，相反，本发明的容器过滤器在获取所需量的净化水后，当水通过后自然就干了，所以防止了细菌的生长，这样过滤器是卫生的，杜绝了细菌的堵塞。
下面将用实施例对本发明作较详细的介绍，而这些实施例并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1-12和比较例1-7制备具有下述组成的除去有害物质的板材例和比较例，用所说板材作为底2的图1所示的容器形过滤杯1。共聚聚酯作热融性纤维，亚硫酸钙作还原物质，珊瑚沙(粒径约40μm)作无机颗粒。
按下述实验方法评价实施例和比较例的除去有害物质的板材(容器形过滤器)的性质。HClO去除率使剩余氯含量为1ppm的水(200ml)一次通过上述除去有害物质的板材，测定所穿过此板材的水中的残余氯含量，按HClO去除率(％)计算。水流动性测定100ml水通过面积为19.6cm2(φ50mm)的去除有害物质的板材所需的时间(秒计)，用此时间代表水流动性。使用寿命测定所说过滤器处理的直至残存的氯去除率在60％以下的水总量(L)，按此量来评价使用寿命。杯形过滤器的加工性根据实验人员的观察来评定用除去有害物质的板材制备容器形过滤器1中冲压成底2的形状及整体成形为去除有害物质的板材和管状件(部分)3的容易程度。
结果列于下表1中。
表1
附注a活性炭纤维；b天然纸浆；c共聚的聚酯；d亚硫酸钙；e珊瑚沙；○好；△较好；×坏从表1中可知，实施例的过滤器显示了优良的HClO去除率，好的水的流动性和长的使用寿命。特别的，使用共聚的聚酯过滤器显示好的杯加工性。
本发明的用于除去有害物质的板材含有用以去除有害物质的活性炭，该板材具有优良的水流动性(气体渗透性)和强度。
本发明的容器型过滤器不会有细菌生长，经济而方便，且易于用作为一次性的过滤器。它可被装于家中，携带外出或用于户外活动中。
权利要求
1.一种除去有害物质的板材，以板材的重量为基准计，该板材含10-60％活性碳物质、1-30％的纸浆和无机颗粒。
2.一种除去有害物质的板材，以板材的重量为基准计，该板材含10-60％活性碳纤维、1-30％的纸浆和无机颗粒。
3.权利要求1或2的板材，以板材的重量为基准计，该板材还含5-35％的热融性纤维。
4.权利要求1或2的板材，以板材的重量为基准计，该板材还含不超过20％的还原物质。
5.一种包括管状件和除去有害物质板材的容器型过滤器，以该板材的重量为基准计，该板材含10-60％活性碳物质、1-30％的纸浆和无机颗粒。
6.一种包括管状件和除去有害物质板材的容器型过滤器，以该板材的重量为基准计，该板材含10-60％活性碳纤维、1-30％的纸浆和无机颗粒。
7.权利要求5或6的过滤器，其中除去有害物质的板材装于管状件的任意一端。
8.权利要求5或6的过滤器，其中管状件的全部或部分是由除去有害物质的板材制的。
9.权利要求5或6的过滤器，其中管状件的内周边衬以除去有害物质的板材。
全文摘要
本发明提供了一种除去有害物质的板材及包括管状件和除去有害物质板材的容器型过滤器，以板材的重量为基准计，该板材含10-60％活性炭、1-30％的纸浆和无机颗粒。本发明的除去有害物质的板材具有优异的水流动性(气体穿透性)和强度。本发明的容器型过滤器无细菌生长、经济、轻便、可易于用作一次性过滤器。
文档编号B01D39/14GK1131052SQ95121658
公开日1996年9月18日 申请日期1995年12月12日 优先权日1994年12月12日
发明者松本喜弥彦 申请人:东洋纺绩株式会社