(57)【要約】【課題】  充分な浄水能力を維持しつつ、小型かつ交換周期の長い浄水器カートリッジを提供する。【解決手段】  少なくとも有機物を吸着除去することによって水を浄化する吸着除去手段７を備えた浄水器カートリッジにおいて、吸着除去手段７としてフラーレン類およびカーボンナノチューブ類の少なくとも一方を有するように構成する。更に好ましくは、水をろ過して浄化するろ過材料６を備え、吸着除去手段７が、ろ過材料６の表面に略均等に付着した状態とする。吸着除去手段７をろ過材料６の表面に略均等に付着させる方法として、吸着除去手段７に対する分散性の高い溶媒中に該吸着除去手段７を分散させて吸着除去手段混入液となし、所定量の上記吸着除去手段混入液を、ろ過材料６に、使用状態の通水方向と同一方向に通す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有機物を吸着除去することによって水を浄化する吸着除去手段を備えた浄水器カートリッジにおいて、上記吸着除去手段としてフラーレン類およびカーボンナノチューブ類の少なくとも一方を有することを特徴とする浄水器カートリッジ。
【請求項２】
上記吸着除去手段は、フラーレン類の重合体を含むことを特徴とする請求項１記載の浄水器カートリッジ。
【請求項３】
細孔を有する多孔質材料を備え、上記吸着除去手段が、上記多孔質材料に含有された状態で設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の浄水器カートリッジ。
【請求項４】
水をろ過して浄化するろ過材料を備え、上記吸着除去手段が、上記ろ過材料の表面に略均等に付着した状態で設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジ。
【請求項５】
上記吸着除去手段は、親水性の官能基が導入されたものであることを特徴とする請求項４記載の浄水器カートリッジ。
【請求項６】
上記吸着除去手段は、イオン交換機能を有する官能基が導入されたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジ。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジの製造方法であって、
上記吸着除去手段に対する分散性の高い溶媒中に該吸着除去手段を分散させて吸着除去手段混入液となし、
所定量の上記吸着除去手段混入液を、上記ろ過材料に、使用状態の通水方向と同一方向に通すことによって、上記吸着除去手段を上記ろ過材料の表面に略均等に付着させる方法を含むことを特徴とする浄水器カートリッジの製造方法。
【請求項８】
上記溶媒はアルコール水溶液であることを特徴とする請求項７記載の浄水器カートリッジの製造方法。
【請求項９】
上記溶媒中に上記吸着除去手段を分散させる際、超音波を照射することを特徴とする請求項７または８記載の浄水器カートリッジの製造方法。
【請求項１０】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジの製造装置であって、
上記吸着除去手段を上記ろ過材料の表面に略均等に付着させる吸着除去手段付着装置を含み、
上記吸着除去手段付着装置は、溶媒中に上記吸着除去手段を分散させた吸着除去手段混入液を貯溜する貯溜槽と、
上記貯溜槽から上記吸着除去手段混入液を導いて上記ろ過材料に通す混入液経路とを備え、
上記ろ過材料を通る上記吸着除去手段混入液の流れ方向が、上記ろ過材料の使用状態の通水方向と同一方向であるように構成されていることを特徴とする浄水器カートリッジの製造装置。
【請求項１１】
溶媒中に上記吸着除去手段を分散させる際、超音波を照射する超音波照射手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の浄水器カートリッジの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水等を浄化する浄水器に適用される浄水器カートリッジに関し、特に少なくとも有機物を吸着除去することによって水を浄化する吸着除去手段を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の浄水器カートリッジにおいて、吸着除去手段として活性炭を用い、さらに水をろ過して浄化するろ過材料として中空糸膜を組み合わせたものが広く知られている。図４は、その従来構造を模式的に示す正面断面図である。
【０００３】
図４に示す従来の浄水器カートリッジは、流入口７１ａ及び流出口７１ｂが設けられた略有底円筒形のハウジング７１の内部に、より小径の中空糸膜モジュール７３を設けてキャップ７２で蓋をした概略構造となっている。ハウジング７１と中空糸膜モジュール７３との間に形成される環状隙間に粒状の活性炭が充填され、活性炭層７９を形成している。活性炭層７９の両端は不織布８０，８１および通水孔を有するプレート８２，８３によって閉塞されている。
【０００４】
中空糸膜モジュール７３は、略円筒状の中空糸膜ケース７４に中空糸膜７６を格納したものである。中空糸膜７６はポリエチレン等からなる中空の糸膜であって、その膜壁には無数の微細孔（０．１μｍ程度）が設けられている。多数の中空糸膜７６がＵ字状に束ねられ、その端部はポッティング部７８で封止（糸間の隙間をポリウレタン等で充塞）されており、各中空糸膜７６の中空部のみが端面に開口するようになっている。
【０００５】
原水Ｗ１が流入口７１ａからハウジング７１の内部に流入すると、まず不織布８０を通過する際に比較的大きな不純物が除去される。そして次の活性炭層７９で残留塩素、トリハロメタン類、農薬及び臭気成分等の有機物などが吸着除去される。活性炭層７９を通過した水は、活性炭の流出を防止している不織布８１を経由して、中空糸膜ケース７４に設けられた通水部７４ａ（切り欠き）から中空糸膜ケース７４の内部に流入する。そして中空糸膜ケース７４に格納された中空糸膜７６の内部中空部に膜壁の微細孔から流入する。その際、鉄錆、カビ、濁り及び一般細菌などがろ過によって除去される。こうして中空糸膜７６を通過して浄化された浄水Ｗ２が、流出口７１ｂから流出する。
【０００６】
以上のような基本構造を有する浄水器カートリッジとして、例えば下記特許文献１及び特許文献２に示すものが知られている。特許文献１には、気密性（図４の例では、ハウジング１とキャップ２との気密性）の検査が可能であり、かつ活性炭付着による気密性の低下を防止した浄水器カートリッジが示されている。また特許文献２には、更にイオン交換機能材（イオン交換によって水を浄化するもの）をコンパクトに収納した浄水器カートリッジが示されている。
【特許文献１】特開２００３−２９０６３１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の浄水器カートリッジは、何れも比較的多量の活性炭を必要とするため、小型で交換周期の長いものが得難いという問題があった。活性炭は、優れた浄水性能を有するものの、単位容積当たりの吸着量が充分多いとは言えない。例えばトリハロメタン１００ｍｇ／ｌ程度の水を通すと、その除去率は９９％以上であるが、活性炭１ｍｌ当たり２０ｌ程度の水を浄化するにとどまる。家庭用の浄水器カートリッジを想定して処理水量を２０ｌ／日とすると、トリハロメタンの除去に要する年間の活性炭量は約３５６ｍｌとなる。
【０００８】
これはキッチンの収納スペースや水栓周りの自由度を著しく損なう上、水を含んだときのカートリッジ重量が１ｋｇ程度となるので交換作業が煩わしいものであった。一方、小型化のために活性炭の容積を削減すると、トリハロメタン等の有機物の除去能力が早期に低下する。従って充分な浄水能力を確保するためには交換周期を短くする必要があり、やはりカートリッジ交換の煩わしさを残すものであった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、充分な浄水能力を維持しつつ、小型かつ交換周期の長い浄水器カートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る請求項１の浄水器カートリッジは、少なくとも有機物を吸着除去することによって水を浄化する吸着除去手段を備えた浄水器カートリッジにおいて、上記吸着除去手段としてフラーレン類およびカーボンナノチューブ類の少なくとも一方を有することを特徴とする。
【００１１】
フラーレン類およびカーボンナノチューブ類（以下これらを総称してフラーレン類等ともいう）は、比較的最近（１９８０年代以降）発見された炭素の同素体で、立体的な分子構造を有する。
【００１２】
図３は炭素の同素体の分子モデルを示す図である。（ａ）はグラファイト（黒鉛）、（ｂ）は代表的なフラーレンであるＣ６０、（ｃ）はカーボンナノチューブである。
【００１３】
図３（ａ）のグラファイトは、従来から広く知られた炭素の同素体であって、炭素原子Ｃを六角形の網目状に配列したシートが積層されたような構造となっている。
【００１４】
図３（ｂ）のＣ６０は、６０個の炭素原子Ｃがサッカーボール状に立体的に配列されており、１２個の５角形（５員環）と２０個の６角形（６員環）とからなる。フラーレンには、Ｃ６０の他にＣ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４・・・（それぞれ７０個、７６個、７８個、８２個、８４個・・・の炭素原子Ｃが楕円体状に繋がったもの。）等がある。また、図３（ｂ）のように単独の分子として存在するほか、複数のものが連鎖的に繋がった重合体（以下ポリマーともいう）もある。また更に、フラーレンに水酸基等の官能基を導入したものも知られている。当明細書では、これらを全て含めてフラーレン類と称するものとする。
【００１５】
図３（ｃ）のカーボンナノチューブは、同図（ａ）に示すグラファイトのシートを円筒状に丸めたような構造となっている。両端は５員環（斜線で示す）を形成することによって半球状に閉じている（フラーレンを半分に切ったような構造）。図３（ｃ）に示す単層のもののほか、入れ子状に多層構造となったものや捻れたもの、途中で径が変化するもの、枝分かれするもの等が知られている。またフラーレンと同様、官能基を導入することもできる。当明細書では、これらを全て含めてカーボンナノチューブ類と称するものとする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載の浄水器カートリッジにおいて、上記吸着除去手段は、フラーレン類の重合体（ポリマー）を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の浄水器カートリッジにおいて、細孔を有する多孔質材料を備え、上記吸着除去手段が、上記多孔質材料に含有（吸蔵や含浸を含む）された状態で設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジにおいて、水をろ過して浄化するろ過材料を備え、上記吸着除去手段が、上記ろ過材料の表面に略均等に付着した状態で設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項４記載の浄水器カートリッジにおいて、上記吸着除去手段は、親水性の官能基が導入されたものであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジにおいて、上記吸着除去手段は、イオン交換機能を有する官能基が導入されたものであることを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジの製造方法であって、上記吸着除去手段に対する分散性の高い溶媒中に該吸着除去手段を分散させて吸着除去手段混入液となし、所定量の上記吸着除去手段混入液を、上記ろ過材料に、使用状態の通水方向と同一方向に通すことによって、上記吸着除去手段を上記ろ過材料の表面に略均等に付着させる方法を含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項７記載の浄水器カートリッジの製造方法において、上記溶媒はアルコール水溶液であることを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項７または８記載の浄水器カートリッジの製造方法において、上記溶媒中に上記吸着除去手段を分散させる際、超音波を照射することを特徴とする。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジの製造装置であって、上記吸着除去手段を上記ろ過材料の表面に略均等に付着させる吸着除去手段付着装置を含み、上記吸着除去手段付着装置は、溶媒中に上記吸着除去手段を分散させた吸着除去手段混入液を貯溜する貯溜槽と、上記貯溜槽から上記吸着除去手段混入液を導いて上記ろ過材料に通す混入液経路とを備え、上記ろ過材料を通る上記吸着除去手段混入液の流れ方向が、上記ろ過材料の使用状態の通水方向と同一方向であるように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の浄水器カートリッジの製造装置において、溶媒中に上記吸着除去手段を分散させる際、超音波を照射する超音波照射手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によると、吸着除去手段としてフラーレン類等を用いることにより、従来活性炭によって吸着除去されていた成分（残留塩素、トリハロメタン類、農薬及び臭気成分等の有機物など）を、フラーレン類等によって吸着除去することができる。その単位容積あたりの吸着量は活性炭よりも格段に多く、１０倍程度が見込まれる。そのため浄水能力を低下させることなく、或いは交換周期を短くすることなく、浄水器カートリッジを大幅に小型化することができる。
【００２７】
フラーレン類等が多量の分子を吸着し易い理由は未だ完全には解明されていないが、活性炭が材料の細孔内で物質を吸着する物理吸着であるのに対し、フラーレン類等は物質同士の反応によってトリハロメタン等を吸着するためであると考えられる。
【００２８】
また、このような物質同士の化学的な結合（ファン・デル・ワールス力や共有結合など）による吸着のため、活性炭のように吸着した物質を高温で容易に離すこと（脱着）がなく、比較的高温のお湯に対しても高い浄水性能を期待することができる。
【００２９】
ただし、現在知られている範囲で、フラーレン類は微量であるが有機溶剤に溶ける（但し通常の水に含まれる微量の有機溶剤には溶けないと考えられる）。このため、有機溶剤の吸着に関しては不充分となる虞がある。そこでフラーレン類をポリマー化して使用する（請求項２）と、有機溶剤に溶けなくなり、有機溶剤を確実に吸着することができる。フラーレン類のポリマーは光重合によって得ることができる。なお、カーボンナノチューブは分子が大きいので、ポリマー化しなくても有機溶剤に溶けることはなく、有機溶剤を確実に吸着することができる。
【００３０】
請求項３の発明によると、細孔を有する多孔質材料（代表的なものとして活性炭があるが、その他にセラミック等であっても良い。）にフラーレン類等が含有された状態（ハイブリッド化）で設けられているので、細孔による物理的吸着と物質同士の科学的結合とが併用され、より高い浄水性能を期待することができる。
【００３１】
なお、フラーレン類等は、通常、自然に凝集して粉末状（粒径０．０７５ｍｍ以下）となっている。これをそのまま浄水器カートリッジ内に充填すると、製造時にフラーレン類等の粉末が飛散したり、吸着層の高さが偏ったりして浄水性能が不安定になる虞がある。そこで請求項４の発明によると、ろ過材料（代表的なものとして中空糸膜があるが、その他に不織布その他の繊維やセラミック等であっても良い。）の表面にフラーレン類等を付着させるので、上記のような飛散や吸着層の偏りがなく、生産効率を向上させることができる。また、その粉末を略均等に付着させることによって実質的な表面積（水との接触面積）を増大させることができ、浄水性能を高めることができる。
【００３２】
請求項６の発明によると、フラーレン類等のイオン交換機能により、更に陽イオン或いは陰イオンの除去も可能となるので、より浄水性能を高めることができる。例えばフラーレン類等にスルホン酸基やカルボキシル基を導入することによって陽イオンの除去を行うことができ、アミノ基を導入することによって陰イオンの除去を行うことができる。
【００３３】
請求項７記載の発明によると、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の浄水器カートリッジの製造方法として、吸着除去手段を容易にろ過材料の表面に付着させることができる。この方法で吸着除去手段混入液をろ過材料に通すと、その通水抵抗の小さい箇所に多く流れる。結果的に、時間の経過と共にろ過材料の通水抵抗を均一に、つまりろ過材料に付着するフラーレン類等の層を均一にすることができる。
【００３４】
その際、フラーレン類等に親水性の官能基（例えば水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基など）が導入されている（請求項５）と、水に対する分散性が向上するのでより好便である。
【００３５】
更に溶媒としてアルコール水溶液（例えばエタノール）を用いる（請求項８）と、溶媒と良くなじみ、分散性を高めることができる。
【００３６】
そして更に吸着除去手段を分散させる際、超音波を照射する（請求項９）と粒子が速やかにほぐれ、分散性を格段に高めることができる。
【００３７】
請求項１０および請求項１１の発明によると、請求項７〜請求項９の製造方法を用いて、請求項４〜６の浄水器カートリッジを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態である浄水器カートリッジの構造を模式的に示す正面断面図である。なお以下の説明において、便宜上図１の上下方向がこの浄水器カートリッジの上下方向であるとするが、これは実際の使用条件を規制するものではなく、任意の部位を上側にして使用して良い。
【００４０】
この浄水器カートリッジは、上部に流入口１ａと流出口１ｂとが設けられた略有底円筒形のハウジング１の内部に、より小径の中空糸膜モジュール３を設け、ハウジング１の下部開放端をキャップ２で蓋をした概略構造となっている。ハウジング１とキャップ２とはＯリング１６でシールされている。またハウジング１と中空糸膜モジュール３との間に形成される空間（環状隙間）は原水Ｗ１の通路となっている。
【００４１】
中空糸膜モジュール３は、略円筒状の中空糸膜ケース４にフラーレン付き中空糸膜５を格納したものである。フラーレン付き中空糸膜５は中空糸膜６（ろ過材料）の膜壁外面にフラーレン粒子７（吸着除去手段）を均等に付着させたものである。中空糸膜６はポリエチレン等からなる中空の糸膜であって、その膜壁には無数の微細孔（０．１μｍ程度）が設けられている。多数の中空糸膜６がＵ字状に束ねられ、その端部はポッティング部８で封止されており、各中空糸膜６の中空部のみが端面に開口するようになっている。
【００４２】
フラーレン粒子７は、図３（ｂ）に示すＣ６０等のフラーレンに、各種官能基を導入したものである。当実施形態では親水性の官能基（例えば水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基など）、陽イオン交換機能を有する官能基（例えばスルホン酸基、カルボキシル基など）および陰イオン交換機能を有する官能基（アミノ基など）が導入されている。またフラーレン粒子７はポリマー化されており、さらにその分子が自然に凝集して、中空糸膜６の微細孔よりも大きな粒径の粉末状粒子となっている。
【００４３】
フラーレン粒子７の総容積は、同じ浄水性能、同じ交換周期の従来構造における活性炭容積の１／１０程度である。従って、中空糸膜ケース４を殆ど大型化することなく中空糸膜６に付着させることができる。
【００４４】
中空糸膜ケース４の上端付近外周部はＯリング１５を介してハウジング１に接合されている。また、中空糸膜ケース４の下端はキャップ２に当接しているが、円筒部分の一部を切り欠いた通水部４ａが形成されている。すなわち原水Ｗ１がこの通水部４ａを通って中空糸膜ケース４の外径側から内径側へ流入できるようになっている。中空糸膜ケース４の内径側の、フラーレン付き中空糸膜５より下方かつ通水部４ａより上方の部位に、中空糸膜ケース４の内径側全体に亘って不織布１０が設けられている。また不織布１０を支持するために通水孔を有するプレート１２が設けられている。
【００４５】
次にこの浄水器カートリッジの浄水作用について説明する。原水Ｗ１が流入口１ａから流入し、浄水Ｗ２となって流出口１ｂから流出する流れの方向を図１中の矢印で示す。原水Ｗ１は、流入口１ａからハウジング１の内部に流入すると、そのままハウジング１と中空糸膜モジュール３との間の環状隙間を通って通水部４ａから中空糸膜ケース４の内径側に流入する。そして不織布１０を通過する。このとき、不織布１０によって比較的大きな不純物が除去される。
【００４６】
次にこの水はフラーレン付き中空糸膜５の膜壁に付着したフラーレン粒子７に接触する。ここで、フラーレン粒子７によって残留塩素、トリハロメタン類、農薬、臭気成分および有機溶剤等の有機物などが吸着除去される。またフラーレン粒子７に導入された各官能基によって陽イオン（重金属など）および陰イオン（硝酸性窒素など）がイオン交換によって除去される。
【００４７】
次に水は中空糸膜６の膜壁に設けられた微細孔から中空糸膜６の内部中空部へ流入する。その際、鉄錆、カビ、濁り及び一般細菌などがろ過によって除去される。こうして中空糸膜６を通過して浄化された浄水Ｗ２が、流出口１ｂから流出する。なお、中空糸膜６の膜壁に付着したフラーレン粒子７は、その粒径が中空糸膜６の微細孔より大きいので膜壁外面に留まり、流出口１ｂから流出することはない。
【００４８】
また、フラーレン粒子７による吸着力は物質同士の化学的な結合（ファン・デル・ワールス力や共有結合など）によって得られると考えられるため、活性炭のように吸着した物質を高温で容易に離すことがなく、原水Ｗ１が比較的高温のお湯であっても高い浄水性能を期待することができる。
【００４９】
以上のように、この浄水器カートリッジは、少量のフラーレン粒子７によって高い吸着除去性能が得られるので、充分な浄水能力を維持しつつ大幅に小型化することができる。或いは同程度の大きさであれば交換周期をより長くすることができる。
【００５０】
次に、フラーレン付き中空糸膜５の製造方法および製造装置について説明する。
【００５１】
図２は、中空糸膜６にフラーレン粒子７を付着させるために用いられるフラーレン付着装置３０（浄水器カートリッジ製造装置の一部である）の主要部の構造を模式的に示す正面断面図である。
【００５２】
フラーレン付着装置３０の主要な構成は、処理対象の中空糸膜モジュール３を支持する基台３３と、基台３３に接続される吸引ポンプ３４と、基台３３に支持された中空糸膜モジュール３の上方にバルブ３２を介して設けられる貯溜槽３１とからなる。
【００５３】
基台３３の上部は有底円筒形に成形された支持部３３ａが設けられており、中空糸膜ケース４のポッティング部８付近が途中まで嵌挿された状態で中空糸膜モジュール３を支持する（図１の中空糸膜モジュール３とは上下反転した状態）。基台３３には支持部３３ａの底面に開口する吸引通路３３ｂが形成され、この吸引通路３３ｂに吸引ポンプ３４が接続されており、さらに吸引ポンプ３４には排水路３５が接続されている。
【００５４】
一方、支持された中空糸膜モジュール３の上方（通水部４ａ側）には有底円筒形の貯溜槽３１が設けられている。貯溜槽３１にはフラーレン混入液７’（吸着除去手段混入液）が貯溜されている。フラーレン混入液７’は、アルコール水溶液（例えばエタノール）にフラーレン粒子７を分散させたものである。
【００５５】
貯溜槽３１の底部には超音波振動子３７（超音波照射手段）が設けられ、電気回路３８から所定の電力が供給されることにより、内部のフラーレン混入液７’に超音波を照射することができるようになっている。
【００５６】
また貯溜槽３１の底面には導入口３１ａおよびバルブ３２が接続されており、その先端は中空糸膜ケース４の通水部４ａ側に嵌挿されている。従って、導入口３１ａ、支持部３３ａ、吸引通路３３ｂおよび排水路３５は、貯溜槽３１からフラーレン混入液７’を導いて中空糸膜６に通す混入液経路を形成している。
【００５７】
なお、図２では中空糸膜モジュール３が処理のために支持された状態を示しているが、中空糸膜モジュール３は導入口３１ａを上下させることによって着脱可能となっている。
【００５８】
次にこのフラーレン付着装置３０の作動について説明する。まず貯溜槽３１内で溶媒のエタノール中にポリマー化したフラーレン粒子７を混入し、フラーレン混入液７’を作る。次に電気回路３８からの所定の電力によって超音波振動子３７を作動させ、フラーレン混入液７’に超音波を照射する。当実施形態では４５ｋＨｚの超音波を照射している。照射時間は、２００ｍｌ（フラーレン０．３ｇ）に対し５分である。
【００５９】
超音波照射によって速やかに良好な分散（フラーレン混入液７’全体が褐色になる）が得られるので、その後、処理対象の中空糸膜モジュール３（中空糸膜ケース４に中空糸膜６を装着したもの）を図２に示すように支持した後、バルブ３２を開けると共に吸引ポンプ３４にて吸引する。するとフラーレン混入液７’が中空糸膜ケース４の内部に導かれる。そしてフラーレン混入液７’は、中空糸膜６の使用状態の通水方向と同一方向に流れて中空糸膜６の微細孔を通過する。ただしフラーレン粒子７は、その粒径が中空糸膜６の微細孔よりも大きいのでこの微細孔を通過することなく、中空糸膜６の膜壁に留まる。従って溶媒のエタノールのみが中空糸膜６を通過することになり、吸引通路３３ｂおよび吸引ポンプ３４を経由して排水路３５から排出される。
【００６０】
こうしてフラーレン混入液７’の通水を行うと、中空糸膜６の膜壁には次第にフラーレン粒子７の付着層が形成される。フラーレン混入液７’は、中空糸膜６の通水抵抗の小さい箇所（周囲より付着層の薄い箇所）により多く流れる。従って一時的に付着層の薄い箇所が生じても、そこにはより多くのフラーレン粒子７が付着するようになり、結果的に全体的に均一な付着層が形成されることになる。
【００６１】
充分なフラーレン粒子７の付着層が形成された後、バルブ３２を閉じると共に吸引ポンプ３４の作動を停止して、中空糸膜６へのフラーレン粒子７の付着が完了する。
【００６２】
その後、中空糸膜モジュール３を取り出し、フラーレン付き中空糸膜５を乾燥させる。溶媒としてエタノールを用いているので水よりも速やかに乾燥させることができる。
【００６３】
最後に、中空糸膜モジュール３にプレート１２および不織布１０を取り付けるとともに、これをハウジング１に取り付けてキャップ２で蓋をし、浄水器カートリッジの完成となる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、各請求項の範囲で適宜変形して良い。例えば、フラーレン粒子７に変えて図３（ｃ）に示すようなカーボンナノチューブの粒子を用いても良い。或いはこれらを混合したものを用いても良い。
【００６５】
また、必ずしもフラーレン類等を中空糸膜６に付着させて用いる必要はなく、図４に示す従来構造において、活性炭層７９に代えてフラーレン類等からなる吸着層を設けても良い。この場合でも、フラーレン類等の容積を活性炭の容積よりも格段に小さくすることができるので、全体として浄水器カートリッジの大幅な小型化が図られる。なおその場合、フラーレン類等を粉末状のまま用いると、充填中に飛散したり粉末で構成される吸着層の高さが偏ったりして性能が安定しない虞がある。そこでフラーレン類等を扱い易い粒径（０．０７５〜１．７ｍｍ）に造粒して用いると、これらが効果的に防止されて好便である。
【００６６】
またこの場合、フラーレン類等からなる単独の吸着層ではなく、活性炭と混合（併用）して用いても良い。フラーレン類等は活性炭に比べて高価なので、活性炭と併用すれば、その併用比率を調整することによって、浄水器カートリッジのサイズ、交換周期およびコストのバランスを適宜調節することができる。
【００６７】
また、フラーレン類等を、細孔を有する多孔質材料（活性炭やセラミック等）に含有（吸蔵や含浸を含む）させて用いても良い。この場合、多孔質材料の細孔による物理的吸着とフラーレン類等による物質同士の科学的結合とが併用され、より高い浄水性能を期待することができる。なお、例えば多孔質材料にフラーレン類等を吸蔵させる方法として、ベンゼン等の非極性溶媒にフラーレン類等を溶解した後、この溶液に上記多孔質材料を浸漬し、不活性ガス中で高温で乾燥させる方法がある。
【００６８】
ろ過材料として、必ずしも中空糸膜を用いる必要はなく、不織布ほか各種繊維やセラミックなどを用いても良い。また、ろ過材料にフラーレン類等を付着させる方法としては、上記実施形態に示す方法のほか、分子線蒸着装置によって、ろ過材料表面に層状に蒸着させる方法や、ベンゼン等の非極性溶媒にフラーレン類等を溶解した後、この溶液に上記ろ過材料を浸漬し、不活性ガス中で高温で乾燥させることによって層状に形成させる方法などがある。
【００６９】
金属イオンの除去性能をより高めるために、フラーレン類等の粒子に、金属イオン交換性を有する非結晶のチタンケイ酸塩を混入しても良い。
【００７０】
フラーレン付着装置３０において、必ずしも当実施形態のように貯溜槽３１内で超音波を照射する必要はなく、例えば別途超音波照射のための槽を設け、その槽内でフラーレン粒子７を溶媒中に充分分散させた後、このフラーレン混入液７’を貯溜槽３１内に移すようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る一実施形態の浄水器カートリッジの構造を模式的に示す正面断面図である。
【図２】上記浄水器カートリッジを製造するためのフラーレン付着装置の主要部の構造を模式的に示す正面断面図である。
【図３】炭素の同素体の分子モデルを示す図であって（ａ）はグラファイト、（ｂ）は代表的なフラーレンであるＣ６０、（ｃ）はカーボンナノチューブを示す。
【図４】従来の浄水器カートリッジの構造を模式的に示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
６    中空糸膜（ろ過材料）
７    フラーレン粒子（吸着除去手段）
７’    フラーレン混入液（吸着除去手段混入液）
３０    フラーレン付着装置（吸着除去手段付着装置、浄水器カートリッジ製造装置）
３１    貯溜槽
３１ａ    導入口（混入液経路）
３３ａ    支持部（混入液経路）
３３ｂ    吸引通路（混入液経路）
３５    排水路（混入液経路）
３７    超音波振動子（超音波照射手段）
【図１】
2005319376.tif 000003
【図２】
2005319376.tif 000004
【図３】
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【図４】
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