JP5513701B1 - 水処理フィルター及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

高い寸法精度を有し、濁り成分の除去性能などの濾過性能を向上できる水処理フィルターを提供する。中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ａ１）及びフィブリル化された繊維状バインダー（ａ２）を含む円筒状フィルター（Ａ）を備えた水処理フィルター（Ａ）の上流側である外表面の算術平均うねりを３０μｍ以下、断面曲線の算術平均高さを３５〜４５μｍに調整する。前記円筒状フィルター（Ａ）の下流側である内表面の算術平均うねりは３０μｍ以下であり、かつ断面曲線の算術平均高さは３５〜４５μｍであってもよい。円筒状フィルター（Ａ）の外表面は、研削により得られる表面であってもよい。円筒状フィルター（Ａ）の中空部には、さらに中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を含む円筒状フィルター（Ｂ）が挿入されていてもよい。

Description

本発明は、飲料水や水道水などの浄水に含まれる有害物質を取り除く水処理フィルター及びその製造方法に関する。
近年、飲料水、特に水道水の水質に関する安全衛生上の関心が高まってきており、飲料水中に含まれる遊離残留塩素、トリハロメタン類、黴臭などの有害物質を除去することが望まれている。従来から、これらの有害物質を除去するため、粒状の活性炭をハウジングに充填した浄水器が主として使用されている。なかでも、水道水中に溶存している微量のトリハロメタンは、発ガン性物質であることが疑われている。そのため、近年の健康志向の高まりの中で、トリハロメタンを除去し得る浄水器の重要性はますます高まっている。
そこで、本出願人は、特許第４０６４３０９号公報（特許文献１）において、トリハロメタン除去用活性炭成型体として、比表面積が１０００〜１８００ｍ２／ｇの繊維状活性炭１００重量部に対し、中心粒子径が１０〜７０μｍでベンゼン吸着能が２５〜４０重量％の粉末状ヤシ殻又はフェノール樹脂系活性炭１０〜３００重量部及び繊維状バインダー３〜３０重量部を混合して得た混合物を水中に分散させスラリーを調製した後、スラリーを吸引するスラリー吸引方法により一体成型せしめた成型体をカートリッジとして充填した浄水器を提案した。
しかし、前記成型体で形成されたカートリッジをハウジング（ケーシング）などの容器に装填する場合、形状を整えるために、整形台上でさらに圧縮する必要があるが、圧縮処理（転動処理）を行うと、表面部分が圧縮されるためか、濁り成分の濾過能力が低下した。
また、本出願人は、トリハロメタンなどの有害物質の除去に加えて、濁り成分の除去も向上できるフィルターとして、ＷＯ２０１１／０１６５４８号公報（特許文献２）において、中心粒子径が８０〜１２０μｍで粒径分布における特定の標準偏差を有する粉末状活性炭及び繊維状バインダーを含む混合物を成型した活性炭成型体を提案した。この成型体は、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２００４）で測定される遊離残留塩素、揮発性有機化合物、ＣＡＴ（２−クロロ−４，６−ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン）及び２−ＭＩＢ（２−メチルイソボルネオール）の除去性能に優れ、濁り成分の濾過性能も従来の活性炭に比べて向上している。さらに、この文献には、成型体を整形のために圧縮しすぎると、表面が圧密化するため、最小限に止めるのがよいと記載されている。
しかし、この成型体をハウジングに装填する場合、寸法精度が低いため、廃棄となる成型体が多く、歩留まりが低かった。また、歩留まりを向上しようとすると、圧縮整形が必要となり、濁り成分の除去性能が低下した。
特許第４０６４３０９号公報（特許請求の範囲、段落［００３６］） ＷＯ２０１１／０１６５４８号公報（請求の範囲、段落［００１９］［００３７］）
従って、本発明の目的は、高い寸法精度を有し、濁り成分の除去性能などの濾過性能を向上できる水処理フィルター及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、遊離残留塩素、揮発性有機化合物（トリハロメタンなど）及び濁り成分の除去性能を有し、かつ円筒状ハウジングに対する寸法精度及び歩留まりが高い水処理フィルター及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、濾過性能に優れ、強度も大きい水処理フィルター及びその製造方法を提供することにある。
円筒状の水処理フィルターは、特許第３５１６８１１号公報などに開示されているように、吸引用小孔を有する円筒状の成型用型枠を用いて、この型枠の内側から吸引して型枠の表面にスラリーを堆積させるスラリー吸引法によって製造される。そのため、得られた円筒状フィルターの外表面の形状や寸法・サイズを均一に成型するのは困難であり、フィルターを画一的なサイズのハウジングに充填するために、整形台上で外表面を圧縮するために表面を均一化していた。本発明者らは、前述のように、圧縮処理（転動処理）により濾過性能が低下することを発見し、濾過性能を向上させるために、圧縮処理の代わりに表面を研削して寸法精度を向上させることを試みたが、思いがけないことに、研削条件を調整することにより、圧縮処理後のフィルターよりも濾過性能が向上するだけでなく、圧縮前のフィルターに対しても、寸法精度の向上だけでなく、濾過性能も向上することを突き止めた。研削により濾過性能が向上する理由は明らかではないが、吸引によりフィルターの厚み方向で充填密度が不均一になり、特に、吸引側の内表面から遠い外表面付近の所定の領域でその傾向が顕著になっているためであると推定できる。さらに、粒状活性炭の粒径分布には、ある程度の幅があるため、吸引後の充填密度に活性炭の粒径分布も関係していると推定できる。特に、濁り成分と揮発性有機化合物とを同時に濾過する必要がある水処理フィルターでは、通水能力と粒状活性炭の分布状態とが複雑に関係するとともに、濾過初期（上流側）の外表面の状態は特に重要であると推定される。
本発明者らは、このような知見に基づいて、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭及びフィブリル化された繊維状バインダーを含む円筒状フィルターの上流側である外表面の算術平均うねりを３０μｍ以下、断面曲線の算術平均高さを３５〜４５μｍに調整することにより、水処理フィルターの寸法精度及び濾過性能を向上できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の水処理フィルターは、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ａ１）及びフィブリル化された繊維状バインダー（ａ２）を含む円筒状フィルター（Ａ）を備えた水処理フィルターであって、前記円筒状フィルター（Ａ）の上流側である外表面の算術平均うねりが３０μｍ以下であり、かつ断面曲線の算術平均高さが３５〜４５μｍである。前記円筒状フィルター（Ａ）の下流側である内表面の算術平均高さは、外表面の算術平均高さに対して０．５〜１．５倍であってもよい。円筒状フィルター（Ａ）の外表面は、圧縮処理されておらず、研削により得られる表面であってもよい。
本発明の水処理フィルターは、さらに円筒状フィルター（Ａ）の中空部に挿入され、かつ中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を含む円筒状フィルター（Ｂ）を備えていてもよい。前記円筒状フィルター（Ａ）と前記円筒状フィルター（Ｂ）との密度比は、円筒状フィルター（Ａ）／円筒状フィルター（Ｂ）＝０．７／１〜１．５／１であってもよい。前記円筒状フィルター（Ａ）と前記円筒状フィルター（Ｂ）の体積比は、円筒状フィルター（Ａ）／円筒状フィルター（Ｂ）＝３／１〜２０／１であってもよい。
本発明には、粒状活性炭（ａ１）及び繊維状バインダー（ａ２）を混合して得た混合物を水中に分散させスラリーを調製するスラリー調製工程と、前記スラリーを吸引しながら濾過して予備成型体（Ａ１）を得る吸引濾過工程と、前記予備成型体（Ａ１）を乾燥して乾燥した成型体（Ａ２）を得る乾燥工程と、前記成型体（Ａ２）の外表面を研削する研削工程とを含む請求項１記載の水処理フィルターの製造方法も含まれる。前記研削工程において、研削深度は粒状活性炭（ａ１）の中心粒子径に対して５〜２００倍程度であってもよい。前記研削工程において、成型体（Ａ２）を回転させて研削してもよい。本発明の製造方法は、粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を混合して得た混合物を加熱成型して円筒状フィルター（Ｂ）を得る成型工程と円筒状フィルター（Ａ）の中空部に円筒状フィルター（Ｂ）を挿入する挿入工程とをさらに含んでいてもよい。
本発明では、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭及びフィブリル化された繊維状バインダーを含む円筒状フィルターの上流側である外表面の算術平均うねりが３０μｍ以下、断面曲線の算術平均高さが３５〜４５μｍに調整されているため、水処理フィルターの寸法精度及び濾過性能を向上できる。特に、遊離残留塩素、揮発性有機化合物及び濁り成分の除去性能を有し、かつ円筒状ハウジングに対する寸法精度及び歩留まりも高い。さらに、前記円筒状フィルターの中空部に、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭及び粒状バインダーを含む第２の円筒状フィルターをさらに挿入すると、濾過性能だけでなく、強度も向上できる。
図１は、本発明の水処理フィルターの一例を示す概略斜視図である。 図２は、本発明の水処理フィルターを製造するための研削機の一例を示す概略斜視図である。
［円筒状フィルター（Ａ）］
本発明の水処理フィルターは、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ａ１）及びフィブリル化された繊維状バインダー（ａ２）を含む円筒状フィルター（Ａ）を備えており、この円筒状フィルター（Ａ）は、外表面が濾過の上流側となり、中空部内の内表面が濾過の下流側となる。本発明では、この円筒状フィルター（Ａ）の外表面は、圧縮処理（転動処理）されておらず、研削により得られるため、吸引スラリー法で得られた円筒状フィルター及びこのフィルターの外表面を圧縮処理したフィルターとは異なる所定の表面特性を有している。そのため、寸法精度に優れ、画一的なハウジングに高い歩留まりで充填（収容）できるとともに、濁り成分の除去性能などの濾過性能を向上できる。
（表面特性）
具体的には、円筒状フィルター（Ａ）の外表面の算術平均うねりＷａが３０μｍ以下（特に２５μｍ以下）であり、例えば、１〜３０μｍ、好ましくは５〜２５μｍ、さらに好ましくは１０〜２３μｍ（特に１５〜２０μｍ）程度である。算術平均うねりが３０μｍを超えると、寸法精度が低下するため、水処理フィルターとしてハウジングに装着（充填）するのが困難となり、歩留まりが低下する。なお、ハウジングへの装着性を考慮して、ハウジングのサイズよりも予め小さいサイズで製造すると、濾過性能などが低下する。
さらに、円筒状フィルター（Ａ）の外表面の断面曲線の算術平均高さＰａは３５〜４５μｍであり、好ましくは３６〜４４μｍ（例えば、３６〜４２μｍ）、さらに好ましくは３７〜４０μｍ（特に３７〜３９μｍ）程度である。算術平均高さが３５μｍ未満であると、粒状活性炭の間隙が狭くなるためか、濁り成分が詰まり易くなる。一方、算術平均高さが４５μｍを超えると、粒状活性炭の間隙が広くなりすぎるため、濁り成分の除去性能が低下する。
円筒状フィルター（Ａ）は、外表面を研削するため、厚み方向での構造や充填密度の均一性が高く、前記外表面の表面構造と内表面の表面構造との均一性が高い。
内表面の算術平均うねりも、外表面と同一の範囲から選択でき、例えば、１〜３０μｍ、好ましくは５〜２５μｍ、さらに好ましくは１０〜２３μｍ（特に１５〜２０μｍ）程度である。内表面の算術平均うねりは、外表面の算術平均うねりに対して、例えば、０．５〜２倍、好ましくは０．８〜１．８倍、さらに好ましくは１〜１．６倍程度であってもよい。
内表面の算術平均高さも、外表面と同一の範囲から選択でき、例えば、３５〜４５μｍ、好ましくは３６〜４４μｍ（例えば、３６〜４２μｍ）、さらに好ましくは３７〜４０μｍ（特に３７〜３９μｍ）程度である。内表面の算術平均高さは、外表面の算術平均高さに対して、例えば、０．５〜１．５倍、好ましくは０．６〜１．４倍、さらに好ましくは０．７〜１．３倍（特に０．８〜１．２倍）程度であってもよい。
なお、本明細書では、算術平均うねり及び算術平均高さについては、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して、非接触式の表面粗さ測定機を用いて測定できる。非接触式の表面粗さ測定機を用いた理由は、フィルター表面の硬度が小さいため、接触式の測定機器ではスタイラスによって表面が損傷し、正確な測定が困難であるためである。また、非接触式表面粗さ測定機の顕微鏡の倍率は５倍で測定できる。倍率が大きすぎると、評価長さと粒状活性炭の粒径とが近似するため、粒状活性炭の高さを、表面高さとして測定し易く、倍率が小さすぎると、評価装置の下限に近くなり、バラツキが多く、精度が低下するためである。さらに、カットオフ波長は、８０μｍで測定できる。カットオフ波長を設定しないと、うねりと粗さとの区別が困難となり、うねりの測定精度が低下するためである。具体的には、算術平均うねり及び高さは、後述する実施例に記載の方法で測定できる。
（粒状活性炭（ａ１））
本発明の水処理フィルターには、所定の中心粒子径に調整された粒状活性炭が使用される。粒状活性炭（ａ１）の中心粒子径は３０〜８０μｍであり、好ましくは３０〜６０μｍ、さらに好ましくは３５〜５５μｍ（特に４０〜５０μｍ）程度である。中心粒子径が３０μｍ未満であると、濁り成分により容易に目詰まりを起こす。中心粒子径が６０μｍを超えると、濁り成分の除去が低下する。
本明細書では、中心粒子径とは、レーザー回折・散乱法により測定した値であり、体積粒径分布の大きい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における５０％径の値（Ｄ５０）を意味する。レーザー回折・散乱法による測定は、例えば、湿式粒度分布測定装置（日機装（株）製「マイクロトラックＭＴ３３００」）などにより測定できる。
粒状活性炭（ａ１）は、炭素質材料を炭化及び／又は賦活することによって得られる。炭化を必要とする場合は、通常、酸素又は空気を遮断して、例えば、４００〜８００℃、好ましくは５００〜８００℃、さらに好ましくは５５０〜７５０℃程度で行うことができる。賦活法としては、ガス賦活法、薬品賦活法のいずれの賦活法も採用でき、ガス賦活法と薬品賦活法とを組み合わせてもよいが、特に、浄水用として使用する場合、不純物の残留の少ないガス賦活法が好ましい。ガス賦活法は炭化された炭素質材料を、通常、例えば、７００〜１１００℃、好ましくは８００〜９８０℃、さらに好ましくは８５０〜９５０℃程度で、賦活ガス（例えば、水蒸気、二酸化炭素ガスなど）と反応させることにより行うことができる。安全性及び反応性を考慮すると水蒸気を１０〜４０容量％含有する水蒸気含有ガスが好ましい。賦活時間及び昇温速度は特に限定されず、選択する炭素質材料の種類、形状、サイズにより適宜選択できる。
炭素質材料としては、特に限定されないが、例えば植物系炭素質材料（例えば、木材、鉋屑、木炭、ヤシ殻やクルミ殻などの果実殻、果実種子、パルプ製造副生成物、リグニン、廃糖蜜などの植物由来の材料）、鉱物系炭素質材料（例えば、泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、コークス、コールタール、石炭ピッチ、石油蒸留残渣、石油ピッチなどの鉱物由来の材料）、合成樹脂系炭素質材料（例えば、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、アクリル樹脂などの合成樹脂由来の材料）、天然繊維系炭素質材料（例えば、セルロースなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維などの天然繊維由来の材料）などが挙げられる。これらの炭素質材料は、単独でまたは２種類以上組み合わせて使用できる。これらの炭素質材料のうち、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２０１０）で規定される揮発性有機化合物の吸着性能に関与するミクロ孔が発達しやすい点から、ヤシ殻やフェノール樹脂が好ましい。
賦活後の活性炭は、特にヤシ殻などの植物系炭素質材料や鉱物系炭素質材料を用いた場合、灰分や薬剤を除去するために洗浄してもよい。洗浄には鉱酸や水が用いられ、鉱酸としては洗浄効率の高い塩酸が好ましい。
粒状活性炭（ａ１）は、窒素吸着法により算出されるＢＥＴ比表面積が６００〜２０００ｍ２／ｇ程度の範囲から選択でき、例えば８００〜１８００ｍ２／ｇ、好ましくは９００〜１５００ｍ２／ｇ、さらに好ましくは１０００〜１３００ｍ２／ｇ程度である。比表面積が大きすぎると、揮発性有機化合物が吸着し難くなり、小さすぎると、揮発性有機化合物やＣＡＴ、２−ＭＩＢの除去性能が低下する。
（繊維状バインダー（ａ２））
フィブリル化された繊維状バインダー（ａ２）としては、高圧ホモジナイザーや高速離解機などを用いてフィブリル化させることによって、粒状活性炭を絡めて賦形できるパルプ状のバインダー繊維であれば、特に限定されず、合成品、天然品を問わず幅広く使用可能である。
フィブリル化繊維状バインダー（ａ２)を形成する繊維の具体例としては、例えば、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維などが挙げられる。これらのうち、フィブリル化し易く、活性炭を拘束する効果が高い点から、アクリル繊維、セルロース繊維が好ましい。市販品としては、例えば、日本エクスラン（株）製のホモアクリルパルプである「Ｂｉ−ＰＵＬ」などが入手できる。
フィブリル化繊維状バインダー（ａ２）の平均繊維径は、例えば０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍ程度である。平均繊維長は、例えば０．５〜４ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍ程度である。
フィブリル化繊維状バインダー（ａ２）の割合は、粒状活性炭（ａ１）１００質量部に対して、例えば、１〜１０質量部、好ましくは２〜８質量部、さらに好ましくは３〜７質量部程度である。
円筒状フィルター（Ａ）の厚み（円筒状フィルターの半径と中空部の半径との差）は５ｍｍ以上であればよく、浄水器のサイズなどに応じて、例えば、５〜５０ｍｍ、好ましくは５〜４０ｍｍ、さらに好ましくは５〜３０ｍｍ程度であってもよい。厚みが薄すぎると、フィルター特性が低下する上に、外表面と内部との均一性が高くなるため、研削による向上効果が小さくなる。
円筒状フィルター（Ａ）の中空部（内径部）は、フィルターの軸芯に沿って円柱状に形成されており、中空部の直径は、例えば、５〜５０ｍｍ、好ましくは８〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１０〜２５ｍｍ程度である。
円筒状フィルター（Ａ）の見掛け密度は、例えば、０．１〜１ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．２〜０．８ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．３〜０．５ｇ／ｃｍ３程度である。
［円筒状フィルター（Ｂ）］
本発明の水処理フィルターは、図１に示すように、円筒状フィルター（Ａ）１と、円筒状フィルター（Ａ）の中空部（内径部）に挿入された円筒状フィルター（Ｂ）２とを備えた水処理フィルターであってもよい。円筒状フィルター（Ｂ）は、円筒状フィルター（Ａ）の強度を向上させ、補強材としての機能を有するとともに、揮発性有機化合物及び濁り成分の除去性能も併せ持つ。
円筒状フィルター（Ｂ）は、中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を含み、粒状活性炭としては、円筒状フィルム（Ａ）の項で例示された粒状活性炭（ａ１）を利用でき、通常、粒状活性炭（ａ１）と同一の粒状活性炭が使用される。
粒状バインダー（ｂ２）としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれで形成されていてもよく、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体など）、スチレン系樹脂（ポリスチレンなど）、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂などで形成されたバインダーが例示できる。これらの粒状バインダーは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの粒状バインダーのうち、成型性などの点から、熱可塑性樹脂が汎用され、結着性、耐熱性などの観点から、ポリエチレンで形成されたバインダーが特に好ましい。
粒状バインダー（ｂ２）の平均粒子径は、強度や成形性に優れる点から、例えば０．１〜２００μｍ、好ましくは１．０〜１００μｍ、さらに好ましくは５〜３０μｍ程度である。
粒状バインダー（ｂ２）の割合は、通水抵抗、成形性などのバランスを考慮すると、粒状活性炭（ｂ１）１００質量部に対して、例えば、７〜３５質量部、好ましくは８〜３０質量部、さらに好ましくは１０〜２５質量部程度であってもよい。
円筒状フィルター（Ｂ）の外径は、円筒状フィルター（Ａ）の中空部に挿入可能な径であればよいが、濾過特性などの点から、前記中空部の外径と略同一の径が好ましい。
円筒状フィルター（Ｂ）の厚みは、例えば、１〜１０ｍｍ、好ましくは１．２〜８ｍｍ、さらに好ましくは１．５〜５ｍｍ程度である。
円筒状フィルター（Ａ）と円筒状フィルター（Ｂ）との密度比は、円筒状フィルター（Ａ）／円筒状フィルター（Ｂ）＝０．７／１〜１．５／１程度であり、好ましくは０．７５／１〜１．４／１、さらに好ましくは０．８／１〜１．３／１（特に０．８／１〜１．２／１）程度である。前記密度比が小さすぎると、円筒状フィルター（Ｂ）の密度が高くなりすぎるため、濁り成分の除去性能が低下し易い。一方、密度比が大きすぎると、円筒状フィルター（Ｂ）の強度が低下し易い。
円筒状フィルター（Ａ）と円筒状フィルター（Ｂ）の体積比は、円筒状フィルター（Ａ）／円筒状フィルター（Ｂ）＝３／１〜２０／１程度であり、好ましくは４／１〜１８／１、さらに好ましくは８／１〜１７／１程度である。前記体積比が小さすぎると、円筒状フィルター（Ｂ）の割合が高すぎるため、揮発性有機化合物などの有害物質の除去性能が低下する。一方、体積比が大きすぎると、強度や成形性が低下し易い。
［水処理フィルター］
本発明の水処理フィルターは、円筒状フィルター（Ａ）単独で使用してもよいが、強度を補強するための補強材と組み合わせてもよい。補強材としては、円筒状フィルター（Ａ）の中空部に、ネトロンパイプやセラミックフィルターなどの補強材を挿入してもよいが、水処理フィルター内の活性炭量の増加により濾過性能も向上できる点から、円筒状フィルター（Ｂ）との組み合わせが特に好ましい。
本発明の水処理フィルターは、必要に応じて円筒状フィルターの筒頂部にキャップを装着したり、外表面及び／又は内表面に不織布を装着してもよい。また、慣用の不織布フィルター、セラミック濾過材などと組合せてもよい。さらに、本発明の水処理フィルターは、慣用の添加剤、例えば、各種吸着剤（鉛吸着剤など）やミネラル添加剤などを含んでいてもよい。添加剤の割合は、粒状活性炭１００質量部に対して、例えば、１〜２０質量部、好ましくは３〜１５質量部、さらに好ましくは５〜１０質量部程度である。
本発明の水処理フィルターは、浄水の濾過特性に優れており、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２０１０）に準拠して測定される遊離残留塩素、揮発性有機化合物（トリハロメタンなど）、ＣＡＴ（２−クロロ−４，６−ビスエチルアミノ−１，３，５−トリアジン）、２−ＭＩＢ（２−メチルイソボルネオール）の除去性能に優れるとともに、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２０１０）に準拠して測定される濁り成分の除去性能も有している。
［円筒状フィルター（Ａ）の製造方法］
円筒状フィルター（Ａ）は、粒状活性炭（ａ１）及び繊維状バインダー（ａ２）を混合して得た混合物を水中に分散させスラリーを調製するスラリー調製工程と、前記スラリーを吸引しながら濾過して予備成型体（Ａ１）を得る吸引濾過工程と、前記予備成型体（Ａ１）を乾燥して乾燥した成型体（Ａ２）を得る乾燥工程と、前記成型体（Ａ２）の外表面を研削する研削工程とを含む製造方法により得られる。
（スラリー調製工程）
前記スラリー調製工程において、粒状活性炭（ａ１）及び繊維状バインダー（ａ２）を、固形分濃度が０．１〜１０質量％（特に１〜５質量％）になるように、水に分散させたスラリーを調製する。前記スラリーの固形分濃度が高すぎると、分散が不均一になり易く、成型体に斑が生じ易い。一方、固形分濃度が低すぎると、成型時間が長くなり生産性が低下するだけではなく、成型体の密度が高くなり、濁り除去性能が低下し易い。
（吸引濾過工程）
吸引濾過工程では、前記スラリーに多数の穴を有する成型用の型枠を入れて、前記型枠の内側から吸引しながら濾過することにより成型する。成型用の型枠としては、例えば、慣用の型枠を利用でき、例えば、特許第３５１６８１１号公報の図１に記載の型枠などを使用できる。吸引方法としても、慣用の方法、例えば、吸引ポンプなどを用いて吸引する方法などを利用できる。
（乾燥工程）
乾燥工程では、吸引濾過工程で得られた予備成型体（Ａ１）を型枠から取り外し、乾燥機などで乾燥することにより成型体（Ａ２）を得ることができる。
乾燥温度は、例えば、１００〜１５０℃（特に１１０〜１３０℃）程度であり、乾燥時間は、例えば、４〜２４時間（特に８〜１６時間）程度である。乾燥温度が高すぎると、フィブリル化繊維状バインダーが変質したり溶融して濾過性能が低下したり成型体の強度が低下し易い。乾燥温度が低すぎると、乾燥時間が長時間になったり、乾燥が不十分になり易い。
（研削工程）
研削工程では、乾燥した成型体（Ａ２）の外表面を研削（又は研磨）できれば、特に限定されず、慣用の研削方法を利用できるが、研削の均一性の点から、成型体（Ａ２）自体を回転させて研削する方法が好ましい。
図２は、成型体（Ａ２）自体を回転させて研削するための研削機の一例である。この研削機１１は、回転軸１２に設置され、成型体２０を研削するための円盤状砥石１３（砥石の粒度９０〜１２５μｍ）と、成型体２０を固定し、かつ回転させるための回転軸１７と、操作盤１９とを備えている。前記円盤状砥石１３は、モーター１４によって回転可能であるとともに、位置が固定されたエアーシリンダー１５によって成型体２０に対して接触できるように相対的に進退動可能であり、かつ位置が固定されたエアーシリンダー１６によって成型体２０の長手方向又は軸方向に沿って回転軸１２と共に移動可能である。そのため、円盤状砥石１３は、成型体２０の外表面に接触し、成型体の外表面を研削できるとともに、成型体の外表面を長さ方向に移動することにより、長さ方向で均一に研削できる。一方、回転軸１７も、モーター１８によって前記円盤状砥石とは逆方向に回転可能である。この研削機では、成型体だけでなく、円盤状砥石を回転させることにより、研削滓の均一性のために、発生する研削滓を除去する必要がなく、生産性を向上できる。
具体的には、回転軸１２に設置された直径３０５ｍｍφ、厚み１９ｍｍの円盤状の砥石１３に対して平行に設置された回転軸１５に成型体２０を装着し、研削後に所望の外径（研削深度）と位置に進退動させて固定する。研削深度（研削する厚み）は、粒状活性炭（ａ１）の中心粒子径に対して、例えば、５〜２００倍、好ましくは１０〜１００倍、さらに好ましくは１５〜５０倍程度である。研削深度が小さすぎると、研削の効果が得られず、大きすぎると、生産性が低下する。本発明では、研削深度を考慮して、ハウジングのサイズに応じて、ハウジングのサイズよりも所定の厚みが大きい成型体（Ａ２）を製造することにより生産性を向上できる。さらに、研削による研削滓の発生も抑制できる上に、発生した研削滓は再利用してもよい。
円盤状砥石の周速度は、例えば、１０〜３５ｍ／ｓ、好ましくは１５〜３２ｍ／ｓ、さらに好ましくは１８〜３０ｍ／ｓ程度である。また、円盤状砥石を回転するための回転軸の回転速度は、例えば、８００〜２２００ｒｐｍ、好ましくは１０００〜２０００ｒｐｍ、さらに好ましくは１２００〜１８００ｒｐｍ程度である。一方、成型体を回転させるための回転軸の回転速度は、例えば、２００〜５００ｒｐｍ、好ましくは３００〜４５０ｒｐｍ程度であってもよい。周速度（回転速度）が小さすぎると、研削するときに成型体が破砕し易い。一方、周速度が大きすぎると、遠心力が高すぎるため、成型体が変形したり、破砕し易い。
円盤状砥石を成型体の長手方向に沿って移動させる移動速度は、例えば、１０〜１５０ｍｍ／秒、好ましくは２０〜１２０ｍｍ／秒、さらに好ましくは３０〜１００ｍｍ／秒程度であってもよい。移動速度が低すぎると、生産性が低下する。一方、移動速度が大きすぎると、研削面がうねったりして、研削の精度が低下する。
砥石としては、慣用の砥石を利用でき、例えば、アルミナ質系砥石、炭化ケイ素質系砥石、アルミナ質系砥石と炭化ケイ素質系砥石との組み合わせなどが挙げられる。砥粒（砥石の粒度）の大きさは、例えば、３０〜６００μｍ、好ましくは４０〜３００μｍ、さらに好ましくは４５〜１８０μｍ程度である。砥粒が粗すぎると、研削表面から粒状活性炭が脱落し易くなる。一方、細かすぎると、研削に時間がかかり、生産性が低下し易い。
砥石と成型体（Ａ２）とは、近接及び離反する方向に、相対的に進退動可能に形成されていればよく、砥石及び成型体の少なくとも一方が進退動可能に形成されていてもよい。
砥石と成型体（Ａ２）とは、互いに平行軸に取り付けられていればよく、砥石及び成型体の少なくとも一方が軸方向に移動可能（相対的に移動可能）に形成されていてもよい。
研削工程は、前記研削機を用いた方法に限定されず、例えば、回転軸に固定した成型体に対して、固定した平板状の砥石で研削してもよい。この方法では、発生する研削滓が研削面に堆積し易いため、エアブローしながら研削するのが効果的である。
［円筒状フィルター（Ｂ）の製造方法］
円筒状フィルター（Ｂ）は、粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を混合して得た混合物を加熱成型して円筒状フィルター（Ｂ）を得る成型工程を含む製造方法により得られる。
前記成型工程では、乾式成形を用いて円筒状フィルター（Ｂ）を製造するのが好ましい。詳細には、例えば、ヘンシェルミキサーやプラネタリーミキサー、Ｖ型ブレンダーなどのミキサーを用いて、粒状活性炭（ｂ１）と粒状バインダー（ｂ２）とを所望の割合で攪拌混合する混合工程、得られた混合物を金型に充填し、粒状バインダーの融点以上に金型を加熱することにより粒状バインダーを溶融又は軟化させた後に、冷却し固化して成形工程を含む射出成型法などを利用できる。
さらに、得られた円筒状フィルター（Ｂ）は、円筒状フィルター（Ａ）の中空部に挿入される挿入工程を経て、本発明の水処理フィルターが得られる。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例における各物性値は、以下に示す方法により測定した。
［粒状活性炭の中心粒子径］
湿式粒度分布測定装置（日機装（株）製「マイクロトラックＭＴ３０００」）を用いて、レーザー回折・散乱法により中心粒子径（Ｄ５０）を測定した。
［見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）］
見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）は、得られた円筒状フィルターを１２０℃で２時間乾燥した後、測定した重量（ｇ）及び体積（ｃｍ３）に基づいて求めた。
［濁り除去性能］
濁り成分の除去性能については、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２０１０）に準拠して測定した。但し、初期の通液量を３リットル／分に設定し、設定後は初期通気時の動水圧となるように通液量を調整して試験した。
［遊離残留塩素除去性能］
遊離残留塩素の除去性能については、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２０１０）に準拠して測定した。但し、通液量を３リットル／分に設定して測定した。
［総ＴＨＭ除去性能］
総ＴＨＭ（トリハロメタン）の除去性能については、ＪＩＳ Ｓ３２０１（２０１０）に準拠して測定した。但し、通液量を３リットル／分に設定して測定した。
［初期通液抵抗］
成型体にフィルターや不織布を巻いていない状態で、３リットル／分の通液量で通液した場合の通液初期の通液抵抗を測定した。
［表面特性］
非接触表面粗さ測定機（オリンパス製（株）製「ＬＥＸＴ ＯＬＳ４０００」）を用いて、算術平均うねりＷａ及び断面曲線の算術平均高さＰａを測定した。測定条件を下記に示す。なお、測定は、任意の３箇所（長さ方向に３等分した領域の各々の略中央部）で測定し、平均値を求めた。なお、実施例１の内表面の測定では、内表面に積層されている不織布を慎重に剥離した後に測定した。
評価長さ：２５９０μｍ
カットオフ波長（λｃ）：８０．０μｍ
フィルター：ガウシアンフィルター
顕微鏡倍率：５倍。
［圧壊強度］
引張・圧縮試験機（（株）オリエンテック製「テンシロンＲＴＣ−１２１０Ａ」）を用いて、円筒状フィルターの長手方向に速度２ｍｍ／分で圧力を掛けて圧壊強度を測定した。
［実施例に用いた原料］
活性炭小粒子：クラレケミカル（株）製「ＰＧＷ−２０ＭＤ」、ヤシ殻原料、中心粒子径４７．９μｍ、ベンゼン吸着量＝３３％
活性炭大粒子：クラレケミカル（株）製「ＰＧＷ−１００ＭＤ」、ヤシ殻原料、中心粒子径１０３．７μｍ、ベンゼン吸着量＝３３％
チタノシリケート系鉛吸着剤：ＢＡＳＦ社製「ＡＴＳ」、平均粒子径２０μｍ
繊維状バインダー：日本エクスラン工業（株）製「フィブリル化アクリルパルプＢｉ−ＰＵＬ／Ｆ」
粒状バインダー：高密度ポリエチレン粉末、三井化学（株）製「ミペロンＭＰ−２００」
円筒状不織布：シンワ（株）製「９５４０Ｆ」を円筒状に加工した不織布
スパンボンド不織布：ユニチカ（株）製「Ｔ０７０３ＷＤＯ」。
（比較例１）
活性炭小粒子１．１０４ｋｇ、チタノシリケート系鉛吸着剤０．０９６ｋｇ、繊維状バインダー０．０６ｋｇ（乾燥重量換算）を投入し、水道水を追加して、スラリー量を２０リットルとした。
特許第３５１６８１１号公報の図１に記載された成型用型枠（多数の吸引用小孔を設けた管状の型枠）で、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径の４０ｍｍφまで吸引のみ実施し、成型した。成型体を金型から外し、乾燥後、切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体（以下、水に分散されたスラリーを吸引して得られた成型体を湿式成型体と称する）を作製した。成型体の重量は２４．５１ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。
（比較例２）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを吸引後、表面を金型外径まで加圧回転（転動）成型し、乾燥後、切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。成型体の重量は２８．５２ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１に対し、濁りろ過能力は０．５１倍であった。
（比較例３）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１５ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを吸引後、表面を金型外径まで加圧回転成型し、乾燥後、切断して、外径４０ｍｍφ、内径１５ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。成型体の重量は２７．１２ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１に対し、濁りろ過能力は０．６０倍であった。
（比較例４）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径２０ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを吸引後、表面を金型外径まで加圧回転成型し、乾燥後、切断して、外径４０ｍｍφ、内径２０ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。成型体の重量は２３．０４ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１に対し、濁りろ過能力は０．５１倍であった。
（実施例１）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。得られた成型体を、図２に示す自動研削機に装着し、成型体回転数３００回転／分、砥石回転数１２００回転／分、砥石移動速度３００ｍｍ／１０秒（３ｃｍ／秒）で、成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。成型体の重量は２４．９３ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．２倍以上に、比較例２と比較して２．３倍以上に向上した。
（実施例２）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１５ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。実施例１と同様に研削機で成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１５ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１５ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。成型体の重量は２３．８０ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例３と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．８倍以上に向上した。
（実施例３）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径２０ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。実施例１と同様に研削機で成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径２０ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径２０ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。成型体の重量は２０．０９ｇであった。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例４と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．９倍以上に向上した。
（実施例４）
活性炭小粒子６．８ｋｇに対し、粒状バインダー１．２ｋｇをミキサー（宝工機（株）製「マイクロスピードミキサーＭＳ−２５型」）に投入し、２分間攪拌した。得られた混合物を、片側に蓋をした内径１５ｍｍφ、中芯径１２ｍｍφ、高さ１２０ｍｍの筒状ステンレス製金型に少しずつ木槌で振動を与えながら充填し、開放側に蓋をして内容物を固定する。金型に充填された混合物を、金型ごと１６０℃の乾燥機に投入し、１２０分間加熱した後、５０℃以下まで放冷する。蓋を外して、成型体を壊さないよう金型から成型体を抜き出し、得られた成型体を切断し、外径１５ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの乾式成型体を作製した（以下、水を使用せずに成型して得られた成型体を乾式成型体と称する）。乾式成型体の重量は１．２８ｇであった。
実施例２と同様の方法で得られた湿式成型体の内径部に、得られた乾式成型体を挿入し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの複合成型体を作製した。湿式成型体の重量は２３．８１ｇであった。
水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．３倍以上、比較例２と比較して２．６倍以上に向上した。
（実施例５）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１８ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。実施例１と同様に研削機で成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１８ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１８ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。湿式成型体の重量は２１．６４ｇであった。この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけた。
実施例４と同じ配合で同様に乾式成型体用混合物を作製した。得られた混合物を、片側に蓋をした内径１８ｍｍφ、中芯径１２ｍｍφ、高さ１２０ｍｍの筒状ステンレス製金型を使用し、実施例４と同様の工程で得られた成型物を切断し、外径１８ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの乾式成型体を作製した。乾式成型体の重量は３．６１ｇであった。
湿式成型体の内径部に、得られた乾式成型体を挿入し、内径１２ｍｍφ、外径４０ｍｍφ、高さ５４ｍｍの複合成型体を作製した。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１と比較して１．２倍、比較例２と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が２．４倍以上に向上した。
（実施例６）
実施例４と同じ配合で同様に乾式成型体用混合物を作製した。得られた混合物を、片側に蓋をした内径２０ｍｍφ、中芯径１２ｍｍφ、高さ１２０ｍｍの筒状ステンレス製金型を使用し、実施例４と同様の工程で得られた成型体を切断し、外径２０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの乾式成型体を作製した。乾式成型体の重量は５．１９ｇであった。
実施例３と同様の方法で得られた湿式成型体の内径部に、得られた乾式成型体を挿入し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの複合成型体を作製した。湿式成型体の重量は２０．５２ｇであった。
水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．１倍以上、比較例２と比較して２．２倍以上に向上した。
（実施例７）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径２３ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状製不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。実施例１と同様に研削機で成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径２３ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１８ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。湿式成型体の重量は１７．６９ｇであった。この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけた。
実施例４と同じ配合で同様に乾式成型体用混合物を作製した。得られた混合物を、片側に蓋をした内径２３ｍｍφ、中芯径１２ｍｍφ、高さ１２０ｍｍの筒状ステンレス製金型を使用し、実施例４と同様の工程で得られた成型体を切断し、外径２３ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの乾式成型体を作製した。乾式成型体の重量は８．４６ｇであった。
湿式成型体の内径部に、得られた乾式成型体を挿入し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの複合成型体を作製した。水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例２と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が２倍以上に向上した。
（実施例８）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。得られた成型体を、図２に記載の自動研削機に装着し、成型体回転数４５０回転／分、砥石回転数１８００回転／分、砥石移動速度３００ｍｍ／３．５秒（８．６ｃｍ／秒）で、成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。湿式成型体の重量は２４．９３ｇであった。この成型体外周部にスパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。
水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．２倍以上、比較例２と比較して２．３倍以上に向上した。
（実施例９）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。得られた成型体を、図２に記載の自動研削機に装着し、成型体の回転数３００回転／分、砥石回転数１８００回転／分、砥石移動速度３００ｍｍ／５秒（６ｃｍ／秒）で、成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。湿式成型体の重量は２４．９３ｇであった。この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。
水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。比較例１と比較して研削加工の効果により濁りろ過能力が１．２倍以上、比較例２と比較して２．３倍以上に向上した。
（実施例１０）
スラリーの配合比を活性炭小粒子０．５５２ｋｇ、活性炭大粒子０．５５２ｋｇ、チタノシリケート系鉛吸着剤０．０９６ｋｇ、繊維状バインダー０．０６ｋｇ（乾燥重量換算）とした以外は実施例１と同様に湿式成型体を作製した。この成型体を構成する活性炭の中心粒子径は６６．３μｍであり、成型体の重量は２４．４２ｇであった。この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。
水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。他の実施例と比較して粒状活性炭の中心粒子径が大きいため、濁りろ過能力が低下した。
（実施例１１）
活性炭大粒子４．０ｋｇに対し、粒状バインダー４．０ｋｇをミキサー（宝工機（株）製「マイクロスピードミキサーＭＳ−２５型」）に投入し、２分間攪拌した。得られた混合物を、片側に蓋をした内径１８ｍｍφ、中芯径１２ｍｍφ、高さ２００ｍｍの筒状ステンレス製金型に少しずつ木槌で振動を与えながら充填し、開放側に蓋をして内容物を固定する。金型に充填された混合物を、金型ごと１６０℃の乾燥機に投入し、１２０分間加熱した後、５０℃以下まで放冷する。蓋を外して、成型体を壊さないよう金型から成型体を抜き出し、得られた成型体を切断し、外径１８ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ２００ｍｍの乾式成型体を作製した。乾式成型体の重量は１３．６７ｇであった。
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に、得られた乾式成型体を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。実施例１と同様に研削機で成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの一体成型体（乾式成型体と湿式成型体とが一体化した成型体）を作製した。この一体成型体の重量は２５．８５ｇであり、使用した乾式成型体の重量から、一体成型体中の湿式成型体の重量は２１．７２ｇ、乾式成型体の重量は４．１３ｇであった。この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。
水処理フィルターの評価結果を表１及び表２に示す。研削加工により、濁りろ過能力が比較例１と比較して１．３倍、比較例２と比較して２．６倍向上した。
（比較例５）
比較例１と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。得られた成型体を、図２に記載の自動研削機に装着し、成型体回転数３００回転／分、砥石回転数３００回転／分、砥石移動速度３００ｍｍ／１０秒（３ｃｍ／秒）で、成型体の外表面を研削したところ、研削部位が崩壊し均一形状の成型体が得られなかった。
（比較例６）
活性炭大粒子１．１０４ｋｇ、チタノシリケート系鉛吸着剤０．０９６ｋｇ及び繊維状バインダー０．０６ｋｇ（乾燥重量換算）を投入し、水道水を追加して、スラリー量を２０リットルとした。
特許第３５１６８１１号公報の図１に記載された成型用型枠（多数の吸引用小孔を設けた管状の型枠）で、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径の４０ｍｍφまで吸引のみ実施し、成型した。成型体を金型から外し、乾燥後、切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。この時、成型体重量は、２９．５６ｇであった。
水処理フィルターの揮発性有機化合物の除去能及び濁りろ過能力を表１及び表２に示す。実施例１と比較して使用した粒子径が大きいため、濁りろ過能力が発現されなかった。
（比較例７）
比較例６と同じ配合で同様にスラリーを調製し、外径４０ｍｍφ、中軸径１２ｍｍφ、外径鍔間隔１８０ｍｍの金型に円筒状不織布を装着し、スラリーを金型外径より２ｍｍ程度大きくなるように吸引のみ実施し乾燥した。
得られた成型体を、図２に示す自動研削機に装着し、成型体回転数３００回転／分、砥石回転数１２００回転／分、砥石移動速度３００ｍｍ／１０秒（３ｃｍ／秒）で、成型体の外表面を研削し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ１８０ｍｍの成型体を作製した。更に切断して、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの湿式成型体を作製した。
この成型体外周部に、スパンボンド不織布を１重に巻きつけ試験用フィルターとした。この時、成型体重量は、２５．５４ｇであった。
水処理フィルターの揮発性有機化合物の除去能および濁りろ過能力を表１及び表２に示す。実施例１と比較して使用した粒子径が大きいため、濁りろ過能力が発現されなかった。さらに、遊離残留塩素及び総ＴＨＭのろ過能力も低下した。
（比較例８）
活性炭小粒子６．８ｋｇに対し、粒状バインダー１．２ｋｇをミキサー（宝工機（株）製「マイクロスピードミキサーＭＳ−２５型」）に投入し２分間攪拌した。得られた混合物を、片側に蓋をした内径４０ｍｍφ、中芯径１２ｍｍφ、高さ１２０ｍｍの筒状ステンレス製金型に少しずつ木槌で振動を与えながら充填し、開放側に蓋をして内容物を固定する。金型に充填された混合物を、金型ごと１６０℃の乾燥機に投入し、１２０分間加熱した後、５０℃以下まで放冷する。蓋を外して、成型体を壊さないよう金型から成型体を抜き出し、得られた成型体を切断し、外径４０ｍｍφ、内径１２ｍｍφ、高さ５４ｍｍの乾式成型体を作製した。比較例１に対して、濁り濾過能力が０．２３倍、比較例２に対しても０．４５倍と低い値であった。さらに、残留塩素試験では、通液量５５８０Ｌにおいて通液抵抗が高くなって試験の続行が不可能となり、試験を中止した。
Figure 0005513701
Figure 0005513701
本発明の水処理フィルターは、家庭用又は工業用などの浄水器のフィルターとして利用できる。
１…円筒状フィルター（Ａ）
２…円筒状フィルター（Ｂ）
１１…研削機
１２,１７…回転軸
１３…円盤状砥石
１４，１８…モーター
１５，１６…エアシリンダー
１９：操作盤
２０…成型体

Claims (10)

  1. 中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ａ１）及びフィブリル化された繊維状バインダー（ａ２）を含む円筒状フィルター（Ａ）を備えた水処理フィルターであって、前記円筒状フィルター（Ａ）の上流側である外表面の算術平均うねりが３０μｍ以下であり、かつ断面曲線の算術平均高さが３５〜４５μｍである水処理フィルター。
  2. さらに円筒状フィルター（Ａ）の中空部に挿入され、かつ中心粒子径が３０〜８０μｍである粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を含む円筒状フィルター（Ｂ）を備えた請求項１記載の水処理フィルター。
  3. 円筒状フィルター（Ａ）と円筒状フィルター（Ｂ）との密度比が、円筒状フィルター（Ａ）／円筒状フィルター（Ｂ）＝０．７／１〜１．５／１である請求項１又は２記載の水処理フィルター。
  4. 円筒状フィルター（Ａ）と円筒状フィルター（Ｂ）の体積比が、円筒状フィルター（Ａ）／円筒状フィルター（Ｂ）＝３／１〜２０／１である請求項１〜３のいずれかに記載の水処理フィルター。
  5. 円筒状フィルター（Ａ）の下流側である内表面の算術平均高さが、外表面の算術平均高さに対して０．５〜１．５倍である請求項１〜４のいずれかに記載の水処理フィルター。
  6. 円筒状フィルター（Ａ）の外表面が、圧縮処理されておらず、研削により得られる表面である請求項１〜５のいずれかに記載の水処理フィルター。
  7. 粒状活性炭（ａ１）及び繊維状バインダー（ａ２）を混合して得た混合物を水中に分散させスラリーを調製するスラリー調製工程と、
    前記スラリーを吸引しながら濾過して予備成型体（Ａ１）を得る吸引濾過工程と、
    前記予備成型体（Ａ１）を乾燥して乾燥した成型体（Ａ２）を得る乾燥工程と、
    前記成型体（Ａ２）の外表面を研削する研削工程とを含む請求項１記載の水処理フィルターの製造方法。
  8. 研削工程において、研削深度が粒状活性炭（ａ１）の中心粒子径に対して５〜２００倍である請求項７記載の製造方法。
  9. 研削工程において、成型体（Ａ２）を回転させて研削する請求項７又は８記載の製造方法。
  10. 粒状活性炭（ｂ１）及び粒状バインダー（ｂ２）を混合して得た混合物を加熱成型して円筒状フィルター（Ｂ）を得る成型工程と
    円筒状フィルター（Ａ）の中空部に円筒状フィルター（Ｂ）を挿入する挿入工程とをさらに含む請求項７〜９のいずれかに記載の製造方法。
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