(57)【要約】【課題】構造を簡素化させた新規な濾過カートリッジを提供すること。【解決手段】濾過カートリッジ３０は、流入口４２ａ及び流出口４３ａを有するケース４０を備える。活性炭１１を含み内外方向ＲＤ１へ流体が流通可能とされた筒状活性炭１０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内において流入口４２ａ側の流路４４と流出口４３ａ側の流路４５の一方に複数の筒状活性炭１０の開口端７が配置され他方に複数の筒状活性炭１０の外側面４が配置されている。流入口４２ａから流入した流体が複数の筒状活性炭１０の内外方向ＲＤ１へ流通して流出口４３ａから流出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口及び流出口を有するケースを備える濾過カートリッジであって、
活性炭を含み内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭を複数束ねた筒状活性炭束が前記ケース内に固定され、該ケース内において前記流入口側の流路と前記流出口側の流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、前記流入口から流入した流体が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記流出口から流出することを特徴とする濾過カートリッジ。
【請求項２】
前記筒状活性炭束は、一端を閉塞した前記筒状活性炭が開口端を合わせて複数束ねられ、該複数の筒状活性炭の開口端を有する端部が前記流出口又は前記流入口の部分の前記ケースに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過カートリッジ。
【請求項３】
前記筒状活性炭束は、曲げられた前記筒状活性炭が両端の開口端を合わせて複数束ねられ、該複数の筒状活性炭の開口端を有する端部が前記流出口又は前記流入口の部分の前記ケースに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過カートリッジ。
【請求項４】
前記ケースは、筒状の本体部と、互いに前記本体部の軸方向の反対側に設けられた前記流入口側の端部及び前記流出口側の端部とを有し、
前記流入口側の流路に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記流入口側の端部には、閉塞された中心部を取り巻くように前記流入口が前記本体部の内側面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の濾過カートリッジ。
【請求項５】
前記ケースは、筒状の本体部を有し、
前記流入口側の流路に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、
前記本体部の軸方向の端部に前記流出口が設けられ、
前記本体部に前記流入口が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の濾過カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９４５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。また、中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する組み立て作業も必要となる。なお、このような問題は、浄水器カートリッジに限らず、空気清浄カートリッジも含めた濾過カートリッジに存在する。
【０００５】
本発明は、構造を簡素化させた新規な濾過カートリッジを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、流入口及び流出口を有するケースを備える濾過カートリッジであって、
活性炭を含み内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭を複数束ねた筒状活性炭束が前記ケース内に固定され、該ケース内において前記流入口側の流路と前記流出口側の流路の一方に前記複数の筒状活性炭の開口端が配置され他方に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置され、前記流入口から流入した流体が前記複数の筒状活性炭の内外方向へ流通して前記流出口から流出する態様を有する。
【０００７】
内外方向へ流体が流通可能とされた筒状活性炭は、濾過能力に加えて活性炭の性能を有する新規の筒状材料である。流入口から流入した流体は、新規な筒状活性炭の内外方向へ流通して流出口から流出する。流体が筒状活性炭の内外方向へ流通するとき、流体に対して濾過処理が行われるとともに活性炭の機能が発揮される。従って、例えば、ケース内に中空糸膜や活性炭等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簡素化することが可能である。
【０００８】
各請求項に係る発明において、上記筒状活性炭束には、直線状の筒状活性炭を複数束ねたもの、Ｕ字状に曲げた筒状活性炭を複数束ねたもの、等が含まれる。複数の筒状活性炭は、少なくとも一端が開口していればよく、開口端の他端が閉塞されてもよいし、両端が開口端とされてもよい。
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。
筒状活性炭には、バインダー、金属処理剤といったイオン交換体、等、活性炭以外の素材が含まれても良い。
【０００９】
ところで、前記筒状活性炭束は、一端を閉塞した前記筒状活性炭が開口端を合わせて複数束ねられてもよい。また、前記筒状活性炭束は、曲げられた前記筒状活性炭が両端の開口端を合わせて複数束ねられてもよい。複数の筒状活性炭の開口端を有する端部は、前記流出口又は前記流入口の部分の前記ケースに固定されてもよい。これらの態様は、さらに構造を簡素化させた濾過カートリッジを提供することができる。
【００１０】
前記ケースは、筒状の本体部と、互いに前記本体部の軸方向の反対側に設けられた前記流入口側の端部及び前記流出口側の端部とを有していてもよい。前記流入口側の流路に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置されてもよい。前記流入口側の端部には、閉塞された中心部を取り巻くように前記流入口が前記本体部の内側面に沿って形成されてもよい。ケース内に流入する流体が筒状本体部の径方向外側に分散されるので、複数の筒状活性炭の外側面全体に流体が行きわたり易くなる。従って、本態様は、濾過性能及び活性炭としての性能を向上させることができる。
【００１１】
また、前記流入口側の流路に前記複数の筒状活性炭の外側面が配置されてもよい。前記本体部の軸方向の端部に前記流出口が設けられてもよい。前記本体部に前記流入口が設けられてもよい。すなわち、筒状本体部に流入口を設けた形状も筒状に含まれる。筒状本体部に設けられた流入口からケース内に流体が流入するので、複数の筒状活性炭の外側面全体に流体が行きわたり易くなる。従って、本態様も、濾過性能及び活性炭としての性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構造を簡素化させた新規な濾過カートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る濾過カートリッジ３０を組み込んだ浄水器１００を例示する断面図。
【図２】（ａ）は濾過カートリッジ３０Ａの側面を例示する図、（ｂ）は濾過カートリッジ３０Ａの流出口側端部を例示する図、（ｃ）は濾過カートリッジ３０Ａの流入口側端部を例示する図、（ｄ）は濾過カートリッジ３０Ａの要部を例示する図。
【図３】（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。
【図４】疎水性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。
【図５】水溶化したバインダーを用いた筒状活性炭１０の製造方法を例示する流れ図。
【図６】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。
【図７】（ａ）〜（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。
【図８】（ａ）は流入口側の端部の中心部４２ｂを閉塞した濾過カートリッジ３０Ｂの側面を例示する図、（ｂ）は濾過カートリッジ３０Ｂの流出口側端部を例示する図、（ｃ）は濾過カートリッジ３０Ｂの流入口側端部を例示する図。
【図９】（ａ）は筒状本体部４１に流入口４２ａを設けた濾過カートリッジ３０Ｃの側面を例示する図、（ｂ）は濾過カートリッジ３０Ｃの流出口側端部を例示する図、（ｃ）は濾過カートリッジ３０Ｃの流出口とは反対側の端部を例示する図。
【図１０】（ａ）は略Ｕ字状に曲げた筒状活性炭１０を複数束ねた濾過カートリッジ３０Ｄを例示する断面図、（ｂ）は濾過カートリッジ３０Ｄの流出口側端部を例示する図、（ｃ）は濾過カートリッジ３０Ｄの要部を例示する図。
【図１１】（ａ）は筒状活性炭１０の両端を開口端７とした濾過カートリッジ３０Ｅの側面を例示する図、（ｂ）は濾過カートリッジ３０Ｅの一方の端部を例示する図、（ｃ）は濾過カートリッジ３０Ｅの他方の端部を例示する図、（ｄ）は濾過カートリッジ３０Ｅを組み込んだ浄水器１００Ｅを例示する図。
【図１２】比較例に係る浄水器９００を例示する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（１）濾過カートリッジの概要：
図１は、濾過カートリッジ３０の使用例として浄水器１００を示す断面図である。この浄水器１００は、外ケース１０１，１０２内に濾過カートリッジ３０が着脱可能に固定されている。内側の外ケース１０１から外側の外ケース１０２を外すと、外ケース１０１に対して濾過カートリッジ３０を着脱することができる。濾過カートリッジ３０のケース４０内には、筒状活性炭束５０を収容する筒状活性炭束収容室４０ａが形成されている。筒状活性炭束５０は、内外方向へ水が流通可能とされた筒状活性炭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ている。筒状活性炭束５０は、筒状活性炭の開口端７を有する開口端部５２がポッティング剤６０で流出口４３ａの部分のケース４０に固定されている。
【００１６】
上記浄水器１００は、入口１１１を経て流入口４２ａに流入した水道水を筒状活性炭束５０で濾過して濾過水を出口１１２から出す。入口１１１から流入口４２ａへ至る経路には、図１に示すように不織布１０３が設けられてもよい。この不織布１０３は、入口１１１に流入した水道水から大きなゴミを除去する。濾過カートリッジ３０に設けられた筒状活性炭束５０は、０．１μｍ程度以上の細かい濁りや鉄サビや一般細菌を取り除く中空糸膜束の機能と、遊離残留塩素や有機物等を吸着して除去する造粒活性炭の機能とを有している。なお、前記不織布１０３は、省略されても良い。
【００１７】
図１２は、比較例に係る浄水器９００を示す断面図である。浄水器９００は、外ケース９０１，９０２内に中空糸膜カートリッジ９３０が着脱可能に固定されている。内側の外ケース９０１から外側の外ケース９０２を外すと、外ケース９０１に対して中空糸膜カートリッジ９３０を着脱することができる。中空糸膜カートリッジ９３０のケース９４０内には、中空糸膜束９５０を収容する中空糸膜収容室９４０ａが形成されている。中空糸膜束９５０は、内外方向へ水が流通可能とされた中空糸膜９２０がＵ字状に曲げられて両端の開口端９２１を合わせて複数束ねられている。中空糸膜束９５０は、中空糸膜の開口端９２１を有する開口端部９５２がポッティング剤９６０で流出口の部分のケース９４０に固定されている。
【００１８】
上記浄水器９００は、入口側の不織布９０３と出口側のイオン交換繊維９０４とで仕切られた略円筒状の造粒活性炭充填室９０５や、造粒活性炭充填室９０５で囲まれた略円柱状の中空糸膜収容室９４０ａを有することとなり、入口９１１から流入する水道水を濾過して濾過水を出口９１２から出す。すなわち、不織布９０３、造粒活性炭、イオン交換繊維９０４、及び、中空糸膜束９５０が濾材として使用されている。
不織布９０３は、入口９１１に流入した水道水から大きなゴミを除去する。造粒活性炭充填室９０５に充填された造粒活性炭は、遊離残留塩素や有機物等を吸着して除去する。イオン交換繊維９０４は、金属イオン等を除去する。中空糸膜収容室９４０ａに収容された中空糸膜束９５０は、０．１μｍ程度以上の細かい濁りや鉄サビや一般細菌を取り除く。
【００１９】
以上説明したように、水道水中に含まれる種々の成分を除去するためには、中空糸膜や造粒活性炭等を別々の位置に格納する構造を浄水器９００に設ける必要がある。また、中空糸膜や造粒活性炭等を別々の位置に格納する組み立て作業も必要となる。
【００２０】
図２，８〜１１に例示する濾過カートリッジは、活性炭１１を含み内外方向ＲＤ１へ流体が流通可能とされた筒状活性炭１０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。該ケース４０内において、流入口４２ａ側の流路４４と流出口４３ａ側の流路４５の一方に複数の筒状活性炭１０の開口端７が配置され他方に複数の筒状活性炭１０の外側面４が配置されている。流入口４２ａから流入した流体は、複数の筒状活性炭１０の内外方向ＲＤ１へ流通して流出口４３ａから流出する。
【００２１】
内外方向ＲＤ１へ流体が流通可能とされた筒状活性炭１０は、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材料である。流入口４２ａから流入した流体は、新規な筒状活性炭１０の内外方向ＲＤ１へ流通して流出口４３ａから流出する。流体が筒状活性炭１０の内外方向ＲＤ１へ流通するとき、流体に対して中空糸膜のような濾過処理が行われるとともに活性炭の機能が発揮される。従って、例えば、ケース内に中空糸膜や造粒活性炭等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簡素化することが可能である。
【００２２】
濾過カートリッジ３０は、浄水器のように水等の液体を処理する液体用濾過器や、空気等の気体を処理する気体用濾過器に使用することができる。濾過カートリッジ３０を空気清浄器に使用すると、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。
【００２３】
（２）長尺な筒状炭素質体の説明：
まず、図３を参照して、筒状活性炭束５０を構成する個々の筒状活性炭１０を説明する。図３（ａ）は、活性炭１１又は活性炭原料２１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１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た筒状炭素質体１を示す斜視図である。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。活性炭原料２１を含み内外方向ＲＤ１へ流体が流通可能とされた賦活前の筒状炭素質体２０の場合、賦活すれば筒状活性炭１０として機能する。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、賦活には、炭化処理後に賦活処理することが含まれる。
【００２４】
図３（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３（ａ）に示す筒状炭素質体１の断面形状は、図３（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。
【００２５】
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。
【００２６】
筒状炭素質体１には、図３（ｃ）に示すような筒状活性炭１０、及び、図３（ｄ）に示すような賦活前の筒状炭素質体２０が含まれる。
図３（ｃ）に示す筒状活性炭１０は、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。図３（ｄ）に示す筒状炭素質体２０は、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。また、形状が保持される限り、バインダーを省略しても良い。
【００２７】
図３（ｃ）に示す筒状活性炭１０は、平均粒径０．２〜２００μｍ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には、粒状、粉砕状、繊維状、等の活性炭を用いることができる。繊維状の活性炭を用いると、筒状活性炭１０のしなやかさが増し、筒状活性炭１０が折れ難くなる。なお、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。粉砕状及び粒状には、粉末状が含まれる。粉砕状の概念と粒状の概念とは、一部が重複するものとする。粉砕状の概念と繊維状の概念とは、一部が重複するものとする。
図３（ｄ）に示す賦活前の筒状炭素質体２０は、平均粒径０．２〜２００μｍ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、粒状、粉砕状、繊維状、等の活性炭原料を用いることができる。繊維状の活性炭原料を用いると、筒状活性炭１０のしなやかさが増し、筒状活性炭１０が折れ難くなる。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
粒径を求めることができる活性炭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。
【００３１】
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。
【００３２】
無機バインダーには、ｐ−アルミナ（Ａｌ2Ｏ3・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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
内外方向ＲＤ１へ流体が流通可能な筒状活性炭１０は、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。
【００３８】
（３）筒状活性炭の製造方法の説明：
次に、図４〜７の流れ図を参照して筒状活性炭１０の製造方法の例を説明する。
図４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、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
図５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、上述した工程Ｓ１，Ｓ２を不要にしている。なお、工程Ｓ３〜Ｓ７は、図４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、工程Ｓ４〜Ｓ６を経て、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。
【００４７】
図６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５で示した工程Ｓ３〜Ｓ７の後に工程Ｓ８，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、ｐ−アルミナといった無機バインダー、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４で示した工程と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【００４８】
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、工程Ｓ４〜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。
【００４９】
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、残った残留性バインダー１２Ａにより筒状成形体の形状が保持される。
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。
【００５０】
図７（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７（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４で示した工程Ｓ２〜Ｓ６と同様である。
【００５１】
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、混合工程Ｓ３、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。
【００５２】
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。
【００５３】
図７（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５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。
【００５４】
図７（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。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。省略した途中の工程Ｓ４〜Ｓ８は、図６で示した工程Ｓ４〜Ｓ８と同様である。乾燥工程Ｓ９では、長尺な筒状成形体を乾燥させる。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。
【００５５】
（４）種々の濾過カートリッジの説明：
図２（ａ）〜（ｄ）は、長尺な筒状活性炭の使用例である濾過カートリッジ３０Ａを示している。図２（ａ）では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ３０Ａは、一端（６）を閉塞した直線状の筒状活性炭１０（筒状活性炭１９も可。以下、同様。）を多数束ねた筒状活性炭束５０がケース４０の筒状活性炭束収容室４０ａに収容されている。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（流入口側の端部）４２及び流出端（流出口側の端部）４３とを有している。筒状の本体部は、略楕円筒状、略角筒状、等でも良い。以下も、同様である。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。図２（ｂ），（ｃ）に示す流入口４２ａ及び流出口４３ａは、中心軸ＡＸ１を中心として、ほぼ、本体部４１の内側面４１ａの断面形状に合わせた円状に形成されている。
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。
【００５６】
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。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、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。すなわち、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、流出口側流路４５に各筒状活性炭１０の開口端７が配置されていることになる。
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。
【００５７】
上記濾過カートリッジ３０Ａは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、上述した製法で所定長の直線状の筒状活性炭１０を多数形成する。次いで、各筒状活性炭１０の一端を閉塞端６にする。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。次いで、閉塞端６同士を合わせ開口端７同士を合わせて筒状活性炭１０を束ね、この束ねた筒状活性炭１０をケース４０に入れる。次いで、開口端７側からケース４０の端部（４３）にポッティング剤６０を入れ、このポッティング剤６０を硬化させる。最後に、各筒状活性炭１０の孔（２）が開口する程度にケース４０の流出端４３を切断すればよい。形成される濾過カートリッジ３０Ａは、流入口側流路４４に閉塞端６及び外側面４が配置され流出口側流路４５に開口端７が配置された筒状活性炭束５０がケース４０内に固定されている。
【００５８】
次に、図１，２を参照して、濾過カートリッジ３０Ａを装着した場合の浄水器１００の作用及び効果を説明する。
入口１１１から流入した水道水の原水は、流入口４２ａからケース４０内の流入口側流路４４に流入する。この流入水は、外側面４から各筒状活性炭１０を通って孔（２）へ抜け、開口端７からケース４０外へ流出する。この流出水は、出口１１２から浄水器１００外へ流出する。
【００５９】
長尺な筒状活性炭１０に内外方向ＲＤ１に繋がる隙間があるので、水が筒状活性炭１０の内外方向ＲＤ１へ流通するとき、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ような濾過性能が得られる。特に、筒状活性炭１０に含まれる活性炭が平均粒径０．２〜２００μｍであると、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、水が筒状活性炭１０の内外方向ＲＤ１へ流通するとき、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が発揮される。従って、本濾過カートリッジ３０Ａは、ケース内に中空糸膜や活性炭等を別々の位置に格納する必要が無くなり、組み立て作業も容易となる。
【００６０】
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。
【００６１】
図８（ａ）〜（ｃ）は、筒状活性炭１０の別の使用例である濾過カートリッジ３０Ｂを示している。図８（ａ）では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ３０Ｂの筒状活性炭束５０は、濾過カートリッジ３０Ａの筒状活性炭束５０と同様であるので、詳しい説明を省略する。ケース４０も、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、閉塞された中心部４２ｂを取り巻くように流入口４２ａが本体部４１の内側面４１ａに沿って形成されている。図８（ｃ）には、中心軸ＡＸ１を取り巻く略円弧形状の複数の流入口４２ａが流入端４２に設けられていることが示されている。
【００６２】
上記濾過カートリッジ３０Ｂは、水道水の原水が流入口４２ａからケース４０内の流入口側流路４４に流入するときに筒状本体部４１の径方向外側に分散する。これにより、複数の筒状活性炭１０の外側面４全体に流入水が行きわたり易くなる。特に、水の流れが強い場合に効果的である。そのうえで、流入水は、外側面４から各筒状活性炭１０を通って孔（２）へ抜け、開口端７からケース４０外へ流出する。従って、濾過カートリッジ３０Ｂは、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
【００６３】
図９（ａ）〜（ｃ）は、筒状活性炭１０の別の使用例である濾過カートリッジ３０Ｃを示している。図９（ａ）では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ３０Ｃの筒状活性炭束５０は、濾過カートリッジ３０Ａの筒状活性炭束５０と同様であるので、詳しい説明を省略する。ケース４０は、流入口４２ａが設けられた略円筒状の本体部４１と、互いに本体部４１の軸方向ＡＤ１の反対側に設けられた閉塞部４２ｃ及び流出端４３とを有している。図９（ａ）に示す本体部４１は、軸方向ＡＤ１へ並んだ８個の流入口４２ａで構成される流入口群４１ｂが形成され、中心軸ＡＸ１を中心として取り巻くように４つの流入口群４１ｂが配置されている。図９（ｃ）には、閉塞部４２ｃが中心軸ＡＸ１を中心として円板状とされていることが示されている。すなわち、筒状活性炭束収容室４０ａの側面部が流入口側流路４４とされ、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）が流出口側流路４５とされ、この流出口側流路４５に各開口端７が配置されていることになる。
【００６４】
上記濾過カートリッジ３０Ｃは、水道水の原水がケース側面部の流入口４２ａからケース４０内の流入口側流路４４に流入するので、複数の筒状活性炭１０の外側面４全体に流入水が行きわたり易くなる。そのうえで、流入水は、外側面４から各筒状活性炭１０を通って孔（２）へ抜け、開口端７からケース４０外へ流出する。従って、濾過カートリッジ３０Ｃも、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
【００６５】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、筒状活性炭１０の別の使用例である濾過カートリッジ３０Ｄを示している。濾過カートリッジ３０Ｄは、曲げられた筒状活性炭１０が両端の開口端７を合わせて複数束ねられた筒状活性炭束５０がケース４０内に収容されている。ケース４０は、図２で示した濾過カートリッジ３０Ａのケース４０と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【００６６】
各筒状活性炭１０は、両端が開口端７とされてケースの流出端４３にポッティング剤６０で固定され、略Ｕ字状に曲げられた中間部がケースの流入端４２近傍に配置されている。従って、流入口側流路４４に筒状活性炭束５０の閉塞端部５１が配置され、各筒状活性炭１０の貫通孔２が流出口側流路４５とされている。すなわち、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、流出口側流路４５に各開口端７が配置されていることになる。
【００６７】
略Ｕ字状の筒状活性炭は、例えば、以下のようにして製造することができる。
図４〜７で示した製法の場合、押出工程Ｓ５で混練物を略Ｕ字状に押し出して所定の長さに切断し、この所定長の筒状成形体を整形工程Ｓ６で略Ｕ字状に整えると、最終的に略Ｕ字状の筒状活性炭が形成される。筒状活性炭に熱可塑性バインダーなど塑性変形可能なバインダーが含まれる場合、筒状活性炭を束ねる際に曲げることができるので、容易に筒状活性炭束５０を形成することができる。
【００６８】
また、略直線状の筒状活性炭であっても、熱可塑性バインダーが含まれる場合、熱可塑性バインダーの軟化温度以上に筒状活性炭を加熱すると、容易に筒状活性炭を略Ｕ字状に曲げることができる。
図６及び図７（ｃ）で示した製法の場合、整形工程Ｓ６で筒状成形体を略直線状に整えても、非残留性バインダーが残っているので、水洗浄工程Ｓ８で筒状成形体を略Ｕ字状に曲げて水で洗い、乾燥工程Ｓ９で筒状成形体を乾燥させると、最終的に略Ｕ字状の筒状活性炭が形成される。
【００６９】
所定長の略Ｕ字状の筒状活性炭１０を多数形成すると、例えば、以下のようにして濾過カートリッジ３０Ｄを製造することができる。
まず、両端の開口端７を合わせて筒状活性炭１０を束ね、この束ねた筒状活性炭１０をケース４０に入れる。次いで、開口端７側からケース４０の端部（４３）にポッティング剤６０を入れ、このポッティング剤６０を硬化させる。最後に、各筒状活性炭１０の孔（２）が開口する程度にケース４０の流出端４３を切断すればよい。
【００７０】
上記濾過カートリッジ３０Ｄの場合、水道水は、流入口４２ａからケース４０内の流入口側流路４４に流入し、外側面４から各筒状活性炭１０を通って貫通孔２へ抜け、開口端７からケース４０外へ流出する。
本濾過カートリッジ３０Ｄは、各筒状活性炭１０の一端を閉塞しなくて良いので、構造を簡素化させることができる。
【００７１】
なお、筒状活性炭束５０の閉塞端部５１が流入口側流路４４に配置され開口端部５２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、筒状活性炭束５０の閉塞端部５１が流出口側流路４５に配置され開口端部５２が流入口側流路４４に配置されてもよい。
【００７２】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、筒状活性炭１０の別の使用例である濾過カートリッジ３０Ｅを示している。図１１（ａ）では、上半分を断面視している。濾過カートリッジ３０Ｅは、両端が開口した直線状の筒状活性炭１０を多数束ねた筒状活性炭束５０がケース４０内に収容されている。ケース４０は、流入口４２ａが設けられた略円筒状の本体部４１と、互いに本体部４１の軸方向ＡＤ１の反対側に設けられた第一の流出端４３Ａ及び第二の流出端４３Ｂとを有している。図１１（ａ）に示す本体部４１は、軸方向ＡＤ１へ並んだ７個の流入口４２ａで構成される流入口群４１ｂが形成され、中心軸ＡＸ１を中心として取り巻くように４つの流入口群４１ｂが配置されている。両流出端４３Ａ，４３Ｂには、濾過後の流体の流出口４３ａが形成されている。
【００７３】
筒状活性炭束５０は、両端が開口端７とされた筒状活性炭１０がそれぞれの開口端７を合わせて複数束ねられ、両側の開口端部５２がポッティング剤６０でケース４０の両端（流出端４３Ａ，４３Ｂ）に固定されている。従って、筒状活性炭束収容室４０ａの側面部が流入口側流路４４とされ、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の貫通孔２が流出口側流路４５とされ、この流出口側流路４５に各筒状活性炭１０の両端（開口端７，７）が配置されていることになる。
【００７４】
図１１（ｄ）は、濾過カートリッジ３０Ｅの使用例として浄水器１００Ｅを示す図である。浄水器１００Ｅのうち濾過カートリッジ３０Ｅを除いた部分を断面視している。
【００７５】
入口１１１から流入した水道水の原水は、ケース側面部の流入口４２ａからケース４０内の流入口側流路４４に流入する。従って、複数の筒状活性炭１０の外側面４全体に流入水が行きわたり易くなる。そのうえで、流入水は、外側面４から各筒状活性炭１０を通って貫通孔２へ抜け、両側の開口端７からケース４０外へ流出する。この流出水は、両側の出口１１２から浄水器１００Ｅ外へ流出する。
以上より、濾過カートリッジ３０Ｅも、濾過性能及び活性炭としての性能がさらに良好となる。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
（５）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。
【００８０】
［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ME-125）を用いた。
【００８１】
［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。
【００８２】
［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。
【００８３】
［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。
【００８４】
［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。
【００８５】
［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。
【００８６】
［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。
【００８７】
［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した。
【００８８】
［試験結果］
試験結果を表１に示す。
【表１】
2014033978.tif 000003
表１に示すように、実施例１，２の筒状活性炭サンプルは、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の濾過カートリッジサンプルは、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の濾過カートリッジサンプルは、活性炭の吸着性能を有していた。
従って、本発明の濾過カートリッジは、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。
【００８９】
（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、構造を簡素化させた新規な濾過カートリッジ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。
【符号の説明】
【００９０】
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、
３０，３０Ａ〜３０Ｅ…濾過カートリッジ、
４０…ケース、４０ａ…筒状活性炭束収容室、４１…本体部、４１ａ…内側面、
４２…流入端（流入口側の端部）、４２ａ…流入口、４２ｂ…中心部、４２ｃ…閉塞部、
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、
１００，１００Ｅ…浄水器、１０１，１０２…外ケース、
ＬＤ１…長手方向、ＲＤ１…内外方向、ＡＤ１…軸方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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