フィルター
【課題】 機械的強度が高く、二次成形が容易なフィルター。
【解決手段】 多数の微細空隙を有する吸着剤粒子３が糸状のホットメルト接着剤４を介して一体となり、所要形状に成形される。
【解決手段】 多数の微細空隙を有する吸着剤粒子３が糸状のホットメルト接着剤４を介して一体となり、所要形状に成形される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガス吸着に好適なフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】実公平４−６８０８号公報に開示のフィルターは、無数の濾過用粒子を熱溶融性繊維チップをもって盤状または短柱状に融着させた濾過体本体を有する。繊維チップには、ポリプロピレンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする捲縮性の複合繊維であって、長さ１〜１０ｍｍ程度のものが使用されている。繊維チップと濾過用粒子とは、１：９〜１：１５の重量比で混合され、繊維チップの少なくとも表面が溶融するような加熱条件下で加圧され、所要形状に成形される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記公知例は、繊維チップとしてポリプロピレンとポリエチレンとからなる複合繊維を例示するのみである。この複合繊維の鞘を形成しているポリエチレンも芯を形成しているポリプロピレンも、接着力に乏しいことは一般によく知られている。かような繊維を濾過用粒子どうしを接合するバインダーとして使用するには、少なくとも繊維表面のポリエチレンで粒子の表面を広く覆うか、またはポリエチレンを粒子表面の空隙や凹凸に深く浸潤させて、繊維と粒子との機械的な結合を多くしなければ、強度の高いフィルターを得ることができない。しかしながら、このようにすることは、濾過用粒子が、活性炭のように微細空隙によってその濾過性能を発揮するものである場合に、その微細空隙の多くを犠牲にすることになりかねない。また、ポリエチレンとポリプロピレンとは、溶融・軟化温度にかなりの差があって、これら両者を同時にほどよく軟化させられるような温度は無いに等しいから、この濾過体本体を加熱・加圧して所要形状に二次成形することは、必ずしも容易ではない。
【０００４】この発明が課題とするのは、吸着剤粒子の微細空隙を犠牲にすることがなく、また所要形状に二次成形することが容易で、強度の高いフィルターを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、この発明が特徴とするところは、多数の微細空隙を有する吸着剤粒子が、アスペクト比１３〜３００の糸状を成すホットメルト接着剤を介して一体となり所要の形状に成形されているフィルターにある。
【０００６】この発明の好ましい実施態様の一つにおいて、前記ホットメルト接着剤が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。
【０００７】実施態様の他の一つにおいて、前記吸着剤粒子と前記ホットメルト接着剤との重量比が９０：１０〜７５：２５の範囲にある。
【０００８】実施態様の他の一つにおいて、前記ホットメルト接着剤は、径が０．０５〜０．３ｍｍ、長さが４〜１５ｍｍの糸状のものである。
【０００９】実施態様のさらに他の一つにおいて、前記フィルターの表面が伸縮性のシート材料で覆われている。
【００１０】
【発明の実施の形態】添付の図面を参照して、この発明に係るフィルターの詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１１】図１，２，３は、厚さ１０ｍｍ、直径８０ｍｍの円盤状に成形されているフィルター１の部分破断斜視図と、図１のフィルター１が高さ１５ｍｍのドーム状に２次成形されたフィルター加工品２の部分破断斜視図と、フィルター１の部分拡大図である。
【００１２】これらの図において、フィルター１は、活性炭やゼオライト等の微細空隙を多数有する吸着剤粒子３と、糸状を成すホットメルト接着剤４とからなり、円盤の両面が通気性のシート５で覆われている。活性炭には、例えば８〜１６メッシュのものが使用される。ホットメルト接着剤４には、長さと径との比であるアスペクト比が１３〜３００の糸状のもの、例えば４〜１５ｍｍの長さと０．０５〜０．３ｍｍの径とを有するものが使用される。接着剤４の長さと径とは、吸着剤粒子３との均一な混合物を得るうえで重要であり、接着剤４の特に好ましい長さは、４．５〜６ｍｍである。
【００１３】吸着剤粒子３とホットメルト接着剤４とは、均一に混合された後に金型内で加熱・加圧されて円盤状に成形される。成形の際には、金型の表面に被覆用シート５として熱可塑性合成繊維製の不織布を置く。これらの混合物では、糸状のホットメルト接着剤４が、軟化してすぐれた接着力を発揮する。ただし、ホットメルト接着剤４は、流動して本来の形状を失うことがない程度を目安として加熱・加圧される。かかる加熱・加圧が容易なホットメルト接着剤４として好ましいものの一例は、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。強い接着力を有するホットメルト接着剤４を使用することによって、粒子３は、その表面が接着剤４で広く覆われていなくても、また空隙に接着剤４が深く浸潤しなくても、成形された形状を保つことができる。このことは、粒子３の吸着性能が、接着剤４によって著しく低下することがないことを意味している。
【００１４】吸着剤粒子３とホットメルト接着剤４との重量混合比は、９０：１０〜７５：２５であることが好ましい。接着剤４の使用量は、フィルター１の機械的強度と成形性とに影響を与える。その量が１０重量％未満であると、吸着剤粒子３どうしの結合が弱く、粒子３がフィルター１から脱落したり、フィルター１が脆くなったりする。また、その量が２５重量％を超えると、フィルター１の単位厚み当りの濾過性能が実用に適さない程度にまで低下する。
【００１５】図１のフィルター１は、ホットメルト接着剤４を加熱軟化させれば、加圧して図２の加工品２のようなものへと二次成形することができる。それゆえ、この発明に係るフィルター１は、それを適用すべき部位に最適な形状に成形したうえで利用することができる。フィルター１が防毒マスクに使用されるものであれば、フィルター１の形状を顔面の形状に合わせるように作ることで、防毒マスクを従来よりコンパクトなものにすることができる。因みに、これまでの防毒マスクの主流は、吸着剤粒子を容器に納め、この容器をマスクに着脱するもので、マスクが大きなものになりがちであった。フィルター１のシート５は、吸着剤粒子３の脱落を防止するために必要に応じて使用されるものであり、このシート５があると、フィルター１を二次成形するときの作業性が特に向上する。このように利用されるときのシート５は、伸縮性のものであることが好ましい。捲縮した複合繊維からなる不織布は、好ましいものの一例である。
【００１６】
【実施例】８〜１６メッシュの活性炭粒子８５重量％と、径が０．１〜０．２ｍｍ，長さが４．５〜５ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる糸状のホットメルト接着剤１５重量％とを均一に混合して、坪量３０ｇ／ｍ2，繊度２ｄの捲縮した複合繊維製不織布でサンドウィッチ状に挟み、９５°Ｃで４分間加熱・加圧して直径８０ｍｍ，厚さ１０ｍｍの円盤状ガスフィルターを得た。
（比較例）８〜１６メッシュの活性炭粒子９０重量％と、径が０．１〜０．１５ｍｍ，長さが４．５〜５ｍｍの糸状のポリプロピレン１０重量％とを均一に混合して、実施例で使用した不織布でサンドウィッチ状に挟み、１６０°Ｃで１０分間加熱・加圧して実施例と同じ形状のガスフィルターを得た。
（フィルターの除毒性能の評価）実施例と比較例のフィルターそれぞれの除毒性能を評価するために、フィルターに３００ｐｐｍのシクロヘキサンガス含有空気を２０Ｌ／ｍｉｎの流量で通気し、フィルター通過後の空気におけるシクロヘキサンガス濃度（下流濃度）が５ｐｐｍとなるまでの時間（破過時間）を測定した。評価の結果は、図４のとおりであった。
【００１７】実施例と比較例のフィルターは、ほぼ同じ除毒性能を示した。
（機械的強度の評価）実施例と比較例のフィルターそれぞれの機械的強度を評価するために、フィルターを内径７６ｍｍの円筒状支持台に載せ、その中心を直径１６ｍｍ，下降速度２００ｍｍ／ｍｉｍの円柱で押圧し、フィルターが破壊するときの最大荷重を求めた。結果は、図５R>５のとおりであった。
【００１８】実施例のフィルターは、比較例のフィルターと比べ、破壊荷重が大きくて、破壊するまでの時間が長く、強靭なものであることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】この発明に係るフィルターでは、吸着剤粒子が接着力の強いホットメルト接着剤を介して一体となり所要の形状に成形されているから、吸着剤粒子の吸着性能を低下させることなく、フィルターの機械的強度が向上し、またフィルターの二次成形が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルターの部分破断斜視図。
【図２】二次成形されたフィルターの部分破断斜視図。
【図３】フィルターの部分拡大図。
【図４】フィルターの破過時間を示すグラフ。
【図５】フィルターの強度試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１ フィルター
２ 吸着剤粒子
３ ホットメルト接着剤
５ シート材料
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガス吸着に好適なフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】実公平４−６８０８号公報に開示のフィルターは、無数の濾過用粒子を熱溶融性繊維チップをもって盤状または短柱状に融着させた濾過体本体を有する。繊維チップには、ポリプロピレンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする捲縮性の複合繊維であって、長さ１〜１０ｍｍ程度のものが使用されている。繊維チップと濾過用粒子とは、１：９〜１：１５の重量比で混合され、繊維チップの少なくとも表面が溶融するような加熱条件下で加圧され、所要形状に成形される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記公知例は、繊維チップとしてポリプロピレンとポリエチレンとからなる複合繊維を例示するのみである。この複合繊維の鞘を形成しているポリエチレンも芯を形成しているポリプロピレンも、接着力に乏しいことは一般によく知られている。かような繊維を濾過用粒子どうしを接合するバインダーとして使用するには、少なくとも繊維表面のポリエチレンで粒子の表面を広く覆うか、またはポリエチレンを粒子表面の空隙や凹凸に深く浸潤させて、繊維と粒子との機械的な結合を多くしなければ、強度の高いフィルターを得ることができない。しかしながら、このようにすることは、濾過用粒子が、活性炭のように微細空隙によってその濾過性能を発揮するものである場合に、その微細空隙の多くを犠牲にすることになりかねない。また、ポリエチレンとポリプロピレンとは、溶融・軟化温度にかなりの差があって、これら両者を同時にほどよく軟化させられるような温度は無いに等しいから、この濾過体本体を加熱・加圧して所要形状に二次成形することは、必ずしも容易ではない。
【０００４】この発明が課題とするのは、吸着剤粒子の微細空隙を犠牲にすることがなく、また所要形状に二次成形することが容易で、強度の高いフィルターを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、この発明が特徴とするところは、多数の微細空隙を有する吸着剤粒子が、アスペクト比１３〜３００の糸状を成すホットメルト接着剤を介して一体となり所要の形状に成形されているフィルターにある。
【０００６】この発明の好ましい実施態様の一つにおいて、前記ホットメルト接着剤が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。
【０００７】実施態様の他の一つにおいて、前記吸着剤粒子と前記ホットメルト接着剤との重量比が９０：１０〜７５：２５の範囲にある。
【０００８】実施態様の他の一つにおいて、前記ホットメルト接着剤は、径が０．０５〜０．３ｍｍ、長さが４〜１５ｍｍの糸状のものである。
【０００９】実施態様のさらに他の一つにおいて、前記フィルターの表面が伸縮性のシート材料で覆われている。
【００１０】
【発明の実施の形態】添付の図面を参照して、この発明に係るフィルターの詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１１】図１，２，３は、厚さ１０ｍｍ、直径８０ｍｍの円盤状に成形されているフィルター１の部分破断斜視図と、図１のフィルター１が高さ１５ｍｍのドーム状に２次成形されたフィルター加工品２の部分破断斜視図と、フィルター１の部分拡大図である。
【００１２】これらの図において、フィルター１は、活性炭やゼオライト等の微細空隙を多数有する吸着剤粒子３と、糸状を成すホットメルト接着剤４とからなり、円盤の両面が通気性のシート５で覆われている。活性炭には、例えば８〜１６メッシュのものが使用される。ホットメルト接着剤４には、長さと径との比であるアスペクト比が１３〜３００の糸状のもの、例えば４〜１５ｍｍの長さと０．０５〜０．３ｍｍの径とを有するものが使用される。接着剤４の長さと径とは、吸着剤粒子３との均一な混合物を得るうえで重要であり、接着剤４の特に好ましい長さは、４．５〜６ｍｍである。
【００１３】吸着剤粒子３とホットメルト接着剤４とは、均一に混合された後に金型内で加熱・加圧されて円盤状に成形される。成形の際には、金型の表面に被覆用シート５として熱可塑性合成繊維製の不織布を置く。これらの混合物では、糸状のホットメルト接着剤４が、軟化してすぐれた接着力を発揮する。ただし、ホットメルト接着剤４は、流動して本来の形状を失うことがない程度を目安として加熱・加圧される。かかる加熱・加圧が容易なホットメルト接着剤４として好ましいものの一例は、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。強い接着力を有するホットメルト接着剤４を使用することによって、粒子３は、その表面が接着剤４で広く覆われていなくても、また空隙に接着剤４が深く浸潤しなくても、成形された形状を保つことができる。このことは、粒子３の吸着性能が、接着剤４によって著しく低下することがないことを意味している。
【００１４】吸着剤粒子３とホットメルト接着剤４との重量混合比は、９０：１０〜７５：２５であることが好ましい。接着剤４の使用量は、フィルター１の機械的強度と成形性とに影響を与える。その量が１０重量％未満であると、吸着剤粒子３どうしの結合が弱く、粒子３がフィルター１から脱落したり、フィルター１が脆くなったりする。また、その量が２５重量％を超えると、フィルター１の単位厚み当りの濾過性能が実用に適さない程度にまで低下する。
【００１５】図１のフィルター１は、ホットメルト接着剤４を加熱軟化させれば、加圧して図２の加工品２のようなものへと二次成形することができる。それゆえ、この発明に係るフィルター１は、それを適用すべき部位に最適な形状に成形したうえで利用することができる。フィルター１が防毒マスクに使用されるものであれば、フィルター１の形状を顔面の形状に合わせるように作ることで、防毒マスクを従来よりコンパクトなものにすることができる。因みに、これまでの防毒マスクの主流は、吸着剤粒子を容器に納め、この容器をマスクに着脱するもので、マスクが大きなものになりがちであった。フィルター１のシート５は、吸着剤粒子３の脱落を防止するために必要に応じて使用されるものであり、このシート５があると、フィルター１を二次成形するときの作業性が特に向上する。このように利用されるときのシート５は、伸縮性のものであることが好ましい。捲縮した複合繊維からなる不織布は、好ましいものの一例である。
【００１６】
【実施例】８〜１６メッシュの活性炭粒子８５重量％と、径が０．１〜０．２ｍｍ，長さが４．５〜５ｍｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる糸状のホットメルト接着剤１５重量％とを均一に混合して、坪量３０ｇ／ｍ2，繊度２ｄの捲縮した複合繊維製不織布でサンドウィッチ状に挟み、９５°Ｃで４分間加熱・加圧して直径８０ｍｍ，厚さ１０ｍｍの円盤状ガスフィルターを得た。
（比較例）８〜１６メッシュの活性炭粒子９０重量％と、径が０．１〜０．１５ｍｍ，長さが４．５〜５ｍｍの糸状のポリプロピレン１０重量％とを均一に混合して、実施例で使用した不織布でサンドウィッチ状に挟み、１６０°Ｃで１０分間加熱・加圧して実施例と同じ形状のガスフィルターを得た。
（フィルターの除毒性能の評価）実施例と比較例のフィルターそれぞれの除毒性能を評価するために、フィルターに３００ｐｐｍのシクロヘキサンガス含有空気を２０Ｌ／ｍｉｎの流量で通気し、フィルター通過後の空気におけるシクロヘキサンガス濃度（下流濃度）が５ｐｐｍとなるまでの時間（破過時間）を測定した。評価の結果は、図４のとおりであった。
【００１７】実施例と比較例のフィルターは、ほぼ同じ除毒性能を示した。
（機械的強度の評価）実施例と比較例のフィルターそれぞれの機械的強度を評価するために、フィルターを内径７６ｍｍの円筒状支持台に載せ、その中心を直径１６ｍｍ，下降速度２００ｍｍ／ｍｉｍの円柱で押圧し、フィルターが破壊するときの最大荷重を求めた。結果は、図５R>５のとおりであった。
【００１８】実施例のフィルターは、比較例のフィルターと比べ、破壊荷重が大きくて、破壊するまでの時間が長く、強靭なものであることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】この発明に係るフィルターでは、吸着剤粒子が接着力の強いホットメルト接着剤を介して一体となり所要の形状に成形されているから、吸着剤粒子の吸着性能を低下させることなく、フィルターの機械的強度が向上し、またフィルターの二次成形が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルターの部分破断斜視図。
【図２】二次成形されたフィルターの部分破断斜視図。
【図３】フィルターの部分拡大図。
【図４】フィルターの破過時間を示すグラフ。
【図５】フィルターの強度試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１ フィルター
２ 吸着剤粒子
３ ホットメルト接着剤
５ シート材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】 多数の微細空隙を有する吸着剤粒子が、アスペクト比１３〜３００の糸状を成すホットメルト接着剤を介して一体となり所要の形状に成形されていることを特徴とするフィルター。
【請求項２】 前記ホットメルト接着剤が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１記載のフィルター。
【請求項３】 前記吸着剤粒子と前記ホットメルト接着剤との重量比が、９０：１０〜７５：２５の範囲にある請求項１または２記載のフィルター。
【請求項４】 前記ホットメルト接着剤は、径が０．０５〜０．３ｍｍ、長さが４〜１５ｍｍの糸状のものである請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター。
【請求項５】 前記フィルターの表面が、伸縮性のシート材料で覆われている請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター。
【請求項１】 多数の微細空隙を有する吸着剤粒子が、アスペクト比１３〜３００の糸状を成すホットメルト接着剤を介して一体となり所要の形状に成形されていることを特徴とするフィルター。
【請求項２】 前記ホットメルト接着剤が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１記載のフィルター。
【請求項３】 前記吸着剤粒子と前記ホットメルト接着剤との重量比が、９０：１０〜７５：２５の範囲にある請求項１または２記載のフィルター。
【請求項４】 前記ホットメルト接着剤は、径が０．０５〜０．３ｍｍ、長さが４〜１５ｍｍの糸状のものである請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター。
【請求項５】 前記フィルターの表面が、伸縮性のシート材料で覆われている請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０００−１２６５３５（Ｐ２０００−１２６５３５Ａ）
【公開日】平成１２年５月９日（２０００．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−３０１３４２
【出願日】平成１０年１０月２２日（１９９８．１０．２２）
【出願人】（０００１６２９４０）興研株式会社 (75)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年５月９日（２０００．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年１０月２２日（１９９８．１０．２２）
【出願人】（０００１６２９４０）興研株式会社 (75)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]