粒子含有繊維ウェブ
ポリマー繊維の自立不織ウェブと、ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品であって、上記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している、多孔質シート物品。この物品は、圧力低下が小さく、この物品によって、長い耐用寿命と、充填炭素床に近い吸着係数、場合により充填炭素床よりも高い吸着係数と、を有するフィルターエレメントを提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子含有繊維ウェブおよび濾過に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤およびその他の空気中の有害物質が存在する場合に使用される呼吸装置には、収着剤粒子を含有する濾過エレメントが使用される場合がある。この濾過エレメントは、収着剤粒子の層を含有するカートリッジ、あるいは収着剤粒子を含浸させたまたはコーティングした濾過材料の層またはインサートであってよい。濾過エレメントの設計には、圧力低下、サージ耐性、全体の耐用寿命、重量、厚さ、全体の大きさ、振動や摩耗など可能性のある損傷に対する抵抗性、および試料間のばらつきなどの、時として競合する要因間でのあるバランスを要する場合がある。通常、収着剤粒子の充填層は、全体の体積が最小となるときに耐用寿命が最長となるが、圧力低下が最適値よりも大きくなる場合がある。収着剤粒子が充填された繊維ウェブは、多くの場合圧力低下が小さいが、耐用寿命が短かったり、大型になりすぎたり、望ましい試料間のばらつきよりも大きくなったりすることがある。
【０００３】
粒子含有繊維ウェブに関する参考文献としては、特許文献１（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、特許文献２（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））、特許文献３（コルピン（Ｋｏｌｐｉｎ）ら）、特許文献４（エイアン（Ｅｉａｎ）ら）、特許文献５（モーマン（Ｍｏｒｍａｎ）ら）、特許文献６（ブルッカー（Ｂｒｏｏｋｅｒ）ら‘３１８）、特許文献７（ブルッカー（Ｂｒｏｏｋｅｒ）ら‘６３９）、特許文献８（ブラウン（Ｂｒａｕｎ）ら‘２４０）、特許文献９（マーケル（Ｍａｒｋｅｌｌ）ら）、特許文献１０（ミントー（Ｍｉｎｔｏ）ら）、特許文献１１（ミュールフェルト（Ｍｕｅｈｌｆｅｌｄ）ら）、特許文献１２（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ））、特許文献１３（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ）ら‘０９２）、特許文献１４（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ）ら‘８０８）、特許文献１５（フロイント（Ｆｒｅｕｎｄ）ら）、特許文献１６（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ）ら‘８１３）、特許文献１７（スプリンゲット（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ）ら）、ならびに特許文献１８および特許文献１９が挙げられる。他の粒子含有フィルター構造に関する参考文献としては、特許文献２０（ブラウン（Ｂｒａｕｎ）ら‘４６５）、特許文献２１（コスロー（Ｋｏｓｌｏｗ））、特許文献２２（タン（Ｔａｎｇ）ら）、および特許文献２３（センクス（Ｓｅｎｋｕｓ）ら）が挙げられる。繊維ウェブに関する他の参考文献としては、特許文献２４（モーマン（Ｍｏｒｍａｎ））が挙げられる。
【特許文献１】米国特許第２，９８８，４６９号明細書
【特許文献２】米国特許第３，９７１，３７３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４２９，００１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６８１，８０１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，７４１，９４９号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７９７，３１８号明細書
【特許文献７】米国特許第４，９４８，６３９号明細書
【特許文献８】米国特許第５，０３５，２４０号明細書
【特許文献９】米国特許第５，３２８，７５８号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，７２０，８３２号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，９７２，４２７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，８８５，６９６号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，９５２，０９２号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，９７２，８０８号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，０２４，７８２号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，０２４，８１３号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，１０２，０３９号明細書
【特許文献１８】国際公開第００／３９３７９号パンフレット
【特許文献１９】国際公開第００／３９３８０号パンフレット
【特許文献２０】米国特許第５，０３３，４６５号明細書
【特許文献２１】米国特許第５，１４７，７２２号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，３３２，４２６号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，３９１，４２９号明細書
【特許文献２４】米国特許第４，６５７，８０２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
活性炭粒子を含有するメルトブローン不織ウェブは、空気中からガスおよび蒸気を取り除くために使用できるが、ガスおよび蒸気の防毒マスク（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ）用の交換式フィルターカートリッジ中にこのようなウェブを使用することは困難な場合がある。たとえば、ウェブがメルトブローンポリプロピレンおよび活性炭粒子から形成される場合、容易に達成可能な炭素充填量は、通常約１００〜２００ｇ／ｍ２である。このようなウェブを適切な形状に切断して、交換式カートリッジハウジングに挿入する場合、そのカートリッジは、適用規格によって形成される本体によって設定される必要性能に適合するのに十分な活性炭を含有しないことがある。より高い炭素充填量を試みることができるが、炭素粒子がウェブから脱落することがあり、そのため、製造環境におけるウェブの取り扱いが困難になり、目標とする最終性能を確実に達成することが困難になる。真空成形などの成形後作業を使用して、ウェブを緻密化させることもできるが、これによって、追加の製造設備が必要となり、さらなるウェブの取り扱いが必要となる。
【０００５】
本発明者らは、適切な弾性または適切な収縮性を有するポリマーを使用して高充填粒子含有不織ウェブを製造することによって、長い耐用寿命と小さい圧力低下との非常に望ましい組み合わせを有する多孔質シート物品が得られることを発見した。この結果得られるウェブは、比較的低い炭素脱落傾向を有することができ、自動化装置を使用して交換式フィルターカートリッジを大量生産するために特に有用となりうる。
【０００６】
一態様において、本発明は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、ウェブ中に絡まった（ｅｎｍｅｓｈ）少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品を提供し、この繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水（すなわち、少なくとも１．６×１０４ｍｍ水−１）の吸着係数Ａを有するように、収着剤粒子はウェブ中に十分均一に分散している。
【０００７】
別の態様においては、本発明は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品の製造方法であって：
ａ）溶融ポリマーを複数のオリフィスに流してフィラメントを形成するステップと、
ｂ）フィラメントを繊維へと細くするステップと、
ｃ）フィラメントまたは繊維の中に収着剤粒子の流れを向かわせるステップと、
ｄ）繊維および収着剤粒子を不織ウェブとして捕集するステップと、を含み、
少なくとも８０重量％の上記収着剤粒子はウェブ中に絡まり、上記繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、上記収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している、方法を提供する。
【０００８】
別の態様においては、本発明は、着用者の少なくとも鼻および口を概して囲む内側部分と、内側部分に周囲空気を供給するための空気取り入れ経路と、そのように供給された空気を濾過するために空気取り入れ経路にわたって配置された多孔質シート物品と、を有する呼吸装置を提供し、上記多孔質シート物品は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、そのウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、上記繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記物品が少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、上記収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している。
【０００９】
さらに別の態様においては、本発明は、呼吸装置用の交換式フィルターエレメントを提供し、このエレメントは、装置上にエレメントを取り付けるための支持構造と、ハウジングと、装置内を通過する空気をエレメントが濾過できるようにハウジング内に配置された多孔質シート物品と、を含み、この物品は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、上記繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記エレメントが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、上記収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している。
【００１０】
本発明のこれらおよびその他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかし、いかなる場合においても、以上の概要は、権利請求の対象とする主題を限定するものとして構成されたものではなく、この主題は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定され、審査手続中には修正可能である。
【００１１】
種々の図面中の類似の参照記号は、類似の要素を示している。図面中の要素の縮尺は一定ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
シート物品に関して本明細書において使用される場合、単語「多孔質」は、個人用呼吸装置のフィルターエレメント中に使用可能となるようにガスを十分透過することができる物品を意味する。
【００１３】
語句「不織ウェブ」は、繊維の絡み合いまたは点接合を特徴とする繊維ウェブを意味する。
【００１４】
用語「自立」は、引き裂きおよび破壊を実質的に起こさずドレープ可能および取り扱い可能となるのに十分な凝集性および強度を有するウェブを意味する。
【００１５】
語句「フィラメントを繊維へと細くする」は、フィラメントのセグメントを、より長くより小さな直径のセグメントに変化させることを意味する。
【００１６】
単語「メルトブローイング」は、不織ウェブの形成方法の１つであって、繊維形成性材料を複数のオリフィスから押し出してフィラメントを形成し、同時にそのフィラメントを空気またはその他の細化流体（ａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）と接触させて、フィラメントを繊維へと細くして、その後、細くした繊維の層を捕集することによる方法を意味する。
【００１７】
語句「メルトブローン繊維」は、メルトブローイングを使用して製造された繊維を意味する。メルトブローン繊維のアスペクト比（長さ対直径の比）は、実質的に無限大（たとえば、一般に少なくとも約１０，０００以上）であるが、メルトブローン繊維は不連続であるとの報告がある。このような繊維の塊から１本の完全なメルトブローン繊維を取り出したり、１本のメルトブローン繊維を開始から終了まで追跡したりすることが通常不可能となるのに十分な長さおよび絡み合いを、これらの繊維は有する。
【００１８】
語句「スパンボンド法」は、不織ウェブの形成方法の１つであって、低粘度溶融物を複数のオリフィスから押し出してフィラメントを形成し、そのフィラメントをまたは他の流体で冷却してフィラメントの少なくとも表面を固化させ、少なくとも部分的に固化したフィラメントを空気または他の流体と接触させることでフィラメントを繊維へと細くして、細くした繊維の層の捕集および場合によりカレンダー加工を行うことによる方法を意味する。
【００１９】
語句「スパンボンド繊維」は、スパンボンド法を使用して製造された繊維を意味する。このような繊維は、一般に連続であり、このような繊維の塊から１本の完全なスパンボンド繊維を取り出すことが通常不可能となるのに十分な絡み合いまたは点接合を有する。
【００２０】
語句「不織ダイ」は、メルトブローイングまたはスパンボンド法において使用されるダイを意味する。
【００２１】
不織ウェブ中の粒子に関して使用される場合、単語「絡まった」は、水平ロッド上でのウェブのドレーピングなどの穏やかな取り扱いをウェブに対して行った場合に、ウェブ内またはウェブ上に残存するように、ウェブに十分結合しているかウェブ内に十分に取り込まれている粒子を意味する。
【００２２】
ポリマーに関して使用される場合、語句「弾性限界」は、応力から開放されたときに、そのポリマーから形成された物体が受けることができ、その元の形態に戻ることができる最大ひずみを意味する。
【００２３】
ポリマーに関して使用される場合、単語「弾性の」または「弾性」は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−０３、プラスチックの引張特性に関する標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）を使用して測定した場合に、その弾性限界において、約１０％を超える伸びを有する材料を意味する。
【００２４】
語句「結晶化収縮」は、ポリマー鎖の折りたたみまたはポリマー鎖の再配列などによって、繊維が、配向が少なく結晶性の低い状態から、配向がより多く結晶性のより高い状態に移行する場合に発生しうる、束縛のない繊維の長さの不可逆的変化を意味する。
【００２５】
図１を参照すると、開示の多孔質シート物品１０の断面が概略的に示されている。物品１０は、厚さＴと、あらゆる望ましい寸法の長さおよび幅とを有する。物品１０は、絡み合ったポリマー繊維１２を含有する不織ウェブであり、収着剤炭素粒子１４がそのウェブの中に絡まっている。物品１０中の連結した小さな孔隙（図１中には明示していない）によって、周囲空気またはその他の流体が、物品１０の厚さ寸法を通り抜ける（たとえば流動する）ことができる。粒子１４は、そのような流体中に存在する溶剤およびその他の有害となりうる物質を吸収する。
【００２６】
図２は、２つの不織層２２および２４を有する開示の多層物品２０の断面図を示している。層２２および２４のそれぞれは、繊維および収着剤粒子（図２には明示していない）を含有する。層２２および２４は、互いに同じである場合も異なる場合もあり、図１中の物品１０と同じである場合も異なる場合もある。たとえば、層２２および２４中の収着剤粒子異なる物質からできている場合、物品２０を通からする流体から、有害となる可能性のある異なる物質を除去することができる。層２２および２４中の収着剤粒子が同じ物質からできている場合は、物品２０は、同等の全体組成および厚さの単層物品よりも、厚さ寸法を通過する流体からより効率的に、またはより長い耐用期間で、有害となりうる物質を除去することができる。希望するなら、物品２０などの多層物品は、２層を超える不織層を含むことができ、たとえば３層以上、４層以上、５層以上、あるいは１０層以上を含むことができる。
【００２７】
図３は、開示のフィルターエレメント３０の断面図を示している。エレメント３０の内部には、図１または図２に示されるような多孔質シート物品３１を充填することができる。ハウジング３２と孔あきカバー３３とがシート物品３１を取り囲んでいる。周囲空気は開口部３６からフィルターエレメント３０に入り、シート物品３１を通過し（これによって、このような周囲空気中の有害となりうる物質が、シート物品３１中の粒子によって吸収される）、支持体３７の上に取り付けられた空気取り込み弁３５を通ってエレメント３０を出て行く。スピゴット３８およびバヨネットフランジ３９によって、フィルターエレメント３０が、図４に開示の装置４０などの呼吸装置に交換可能に取付可能となる。装置４０は、米国特許第５，０６２，４２１号明細書（バーンズ（Ｂｕｒｎｓ）ら）に示されるようないわゆるハーフマスクである。装置４０は、軟質で柔軟な面体４２を含み、この面体４２は、比較的薄く剛性の構造部材またはインサート４４の周囲にインサート成形することができる。インサート４４は、呼気弁４５と、装置４０の頬の領域にフィルターエレメント３０を取り外し可能に取り付けるための窪んだバヨネットねじ付き開口部（図４には示していない）とを含む。調節可能なヘッドバンド４６およびネックストラップ４８によって、着用者の鼻および口の上に装置４０をしっかりと装着することができる。このような装置の構造に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００２８】
図５は、開示の呼吸装置５０の部分断面図を示している。装置５０は、米国特許第６，２３４，１７１Ｂ１号明細書（スプリンゲット（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ）ら）に示されているような使い捨てのマスクである。装置５０は、外部被覆ウェブ５２でできたほぼカップ形のシェルまたは呼吸装置本体５１と、図１または図２に示されるような収着剤粒子含有不織ウェブ５３と、内部被覆ウェブ５４とを有する。溶接された端部５５は、これらの層を互いに維持し、装置５０の端部からの漏れを軽減するためのフェイスシール領域を提供する。装置５０は、タブ５７によって装置５０に固定された調節可能なヘッドおよびネックストラップ５６と、アルミニウムなどの金属の折り曲げ可能な極軟金属（ｄｅａｄ−ｓｏｆｔ ｍｅｔａｌ）のノーズバンド５８と、呼気弁５９とを含む。このような装置の構造に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００２９】
図６は、メルトブローイングを使用して粒子充填不織ウェブを製造するための開示の装置６０を示している。溶融した繊維形成性ポリマー材料は、入口６３を介して不織ダイ６２に入り、ダイキャビティ６６のダイスロット６４（すべて想像線で示している）を通過して流れ、オリフィス６７などのオリフィスを通って、一連のフィラメント６８としてダイキャビティ６６を出る。空気マニホールド７０を介して通された細化流体（通常は空気）は、フィラメント６８を繊維９８へと細くする。同時に、収着剤粒子７４はホッパー７６を通り抜けて、供給ロール７８およびドクターブレード８０を通過する。モーター付きブラシロール８２が供給ロール７８を回転させる。ねじ式アジャスター８４を動かすことで、クロスウェブ均一性と、供給ロール７８からの粒子漏出速度とを改善することができる。全体の粒子の流速は、供給ロール７８の回転速度を変化させることで調整可能である。異なる粒子の場合に供給性能を最適化するために、供給ロール７８の表面を変更することができる。収着剤粒子７４のカスケード８６が、供給ロール７８からシュート８８を通って落下する。空気またはその他の流体が、マニホールド９０およびキャビティ９２を通過して、チャネル９４を通って落下する流れ９６の粒子７４を、フィラメント６８および繊維９８の真ん中に向かわせる。粒子７４と繊維９８との混合物は多孔質捕集器１００に到着して、自立の粒子充填メルトブローン不織ウェブ１０２を形成する。このような装置を使用してメルトブローイングを行うための方法に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００３０】
図７は、スパンボンド法を使用して粒子充填不織ウェブを製造するための開示の装置１０６を示している。溶融した繊維形成性ポリマー材料は、入口１１１からほぼ垂直の不織ダイ１１０に入り、マニホールド１１２、およびダイキャビティ１１４のダイスロット１１３（すべて想像線で示されている）を通って下方向に流れ、ダイチップ１１７中のオリフィス１１８などのオリフィスを通って、下方向に延在する一連のフィラメント１４０としてダイキャビティ１１４を出る。ダクト１３０および１３２を介して通された冷却流体（通常は空気）によって、フィラメント１４０の少なくとも表面が固化する。この少なくとも部分的に固化したフィラメント１４０は、捕集器１４２に向かって引き取られ、同時に、ダクト１３４および１３６を介して加圧下で供給される細化流体（通常は空気）の全体的に反対側の流れによって繊維１４１へと細くされる。同時に、収着剤粒子７４はホッパー７６を通り抜けて、図６において構成要素７６〜９４によって示される装置と類似の装置中の供給ロール７８およびドクターブレード８０を通過する。粒子７４の流れ９６は、ノズル９４を介して繊維１４１の真ん中に向けられる。粒子７４と繊維１４１との混合物は、多孔質捕集器１４２に到着し、ローラー１４３および１４４上で運ばれて、自立の粒子充填スパンボンドウェブ１４６が形成される。ロール１４４の反対側にあるカレンダーロール１４８によって、ウェブ１４６中の繊維が圧縮され点接合されて、カレンダー加工された粒子充填スパンボンド不織ウェブ１５０が形成される。このような装置を使用してスパンボンディングを行うための方法に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００３１】
図８は、メルトブローイングを使用して粒子充填不織ウェブを製造するための開示の装置１６０を示している。この装置は、ほぼ垂直で斜めに配置された２つの不織ダイ６６を使用しており、これらのダイから、全体的に互いに反対側のフィラメントの流れ１６２、１６４が、捕集器１００に向けられている。同時に、収着剤粒子７４はホッパー１６６を通ってコンジット１６８に入る。空気インペラ１７０によって、空気が第２のコンジット１７２に通され、それによって粒子が、コンジット１６８から第２のコンジット１７２に引き込まれる。これらの粒子は、ノズル１７４から粒子の流れ１７６として排出され、それによって粒子が、フィラメントの流れ１６２および１６４、あるいはそれらによって得られる細くなった繊維１７８と混ぜ合わされる。粒子７４と繊維１７８との混合物は多孔質捕集器１００に到着して、自立の粒子充填メルトブローン不織ウェブ１８０を形成する。通常、図８に示される装置は、図６に示される装置を使用して得られるものよりも、均一な収着剤粒子分布が得られる。図８の装置を使用してメルトブローイングを行うための方法に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００３２】
多種多様な繊維形成性ポリマー材料を使用することができ、たとえば、ポリウレタンエラストマー材料（たとえば、ハンツマンＬＬＣ（Ｈｕｎｔｓｍａｎ ＬＬＣ）より商品名アイログラン（ＩＲＯＧＲＡＮ）（商標）、およびノベオン・インコーポレイテッド（Ｎｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．）より商品名エスタン（ＥＳＴＡＮＥ）（商標）で入手可能）、ポリブチレンエラストマー材料（たとえば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．）より商品名クラスティン（ＣＲＡＳＴＩＮ）（商標）で入手可能）、ポリエステルエラストマー材料（たとえば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．）より商品名ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）（商標）で入手可能）、ポリエーテルブロックコポリアミドエラストマー材料（たとえば、アトフィナ・ケミカルズ・インコーポレイテッド（Ａｔｏｆｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）より商品名ペバックス（ＰＥＢＡＸ）（商標）で入手可能）、およびエラストマー性スチレン系ブロックコポリマー（たとえば、クレイトン・ポリマーズ（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）より商品名クレイトン（ＫＲＡＴＯＮ）（商標）、およびダイナゾル・エラストマーズ（Ｄｙｎａｓｏｌ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）より商品名ソルプレン（ＳＯＬＰＲＥＮＥ）（商標）で入手可能）などの熱可塑性樹脂などを使用することができる。一部のポリマーは、それらの初期弛緩長さの１２５％をはるかに超えるまで延伸することができ、これらの多くは、バイアス力から開放すると実質的にそれらの初期弛緩長さまで回復し、この後者の種類の材料が一般に好ましい。熱可塑性ポリウレタン、ポリブチレン、およびスチレン系ブロックコポリマーが特に好ましい。希望するなら、本発明のウェブの一部は、前述の弾性または結晶化収縮を有さない他の材料、たとえば、ポリエチレンテレフタレートなどの従来のポリマーの繊維、多成分繊維（たとえば、コア−シース繊維、分割性またはサイドバイサイド型二成分繊維、およびいわゆる「海島型」繊維）、ステープルファイバー（たとえば、天然材料または合成材料によるもの）などであってよい。しかし、望ましい収着剤充填量および完成ウェブの性質をあまり低下させないようにするため、このような他の繊維は比較的少量で使用されることが好ましい。
【００３３】
理論によって束縛しようと意図するものではないが、本発明者らは、繊維の弾性または結晶化収縮特性が、不織ウェブの自己圧密化および緻密化、ウェブ細孔容積の減少、あるいは有効収着剤粒子に遭遇せずにガスが通過できる経路の減少を促進するものと考えている。場合により、たとえば水またはその他の冷却流体の噴霧によるウェブの強制的な冷却によって、あるいは捕集したウェブを束縛のないまたは束縛のある方法でアニールすることによって、緻密化を促進することができる。好ましいアニーリングの時間および温度は、使用されるポリマー繊維および収着剤粒子充填量などの種々の要因に依存する。ポリウレタン繊維を使用して製造したウェブに関する一般的指針としては、約１時間未満のアニーリング時間が好ましい。
【００３４】
様々な収着剤粒子を使用することができる。望ましくは、収着剤粒子は、意図する使用条件下で存在すると推測されるガス、エアロゾル、または液体を吸収または吸着することができる。収着剤粒子は、ビーズ、フレーク、顆粒、または凝集体などのあらゆる使用可能な形態であってよい。好ましい収着剤粒子としては、活性炭、アルミナおよびその他の金属酸化物、重炭酸ナトリウム、吸着、化学反応、またはアマルガム化によって流体から成分を除去することができる金属粒子（たとえば銀粒子）、ホプカライト（一酸化炭素の酸化を触媒することができる）などの粒子状の触媒、酢酸などの酸性溶液または水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液で処理されたクレーおよびその他の無機物、イオン交換樹脂、モレキュラーシーブおよびその他のゼオライト、シリカ、殺生物剤、殺真菌剤、ならびに殺ウイルス剤が挙げられる。活性炭およびアルミナが特に好ましい収着剤粒子である。たとえばガス混合物を吸収するために収着剤粒子の混合物を使用することができるが、実際にガス混合物を処理する場合は、個別の層中に別の収着剤粒子が使用されている多層シート物品を製造する方が好ましいこともある。望ましい収着剤粒度は、広い範囲で変動させることができ、通常、ある程度は、意図する使用条件に基づいて選択される。一般的指針としては、収着剤粒子の大きさは、約５〜３０００マイクロメートルの平均直径で変動させることができる。好ましくは収着剤粒子は、約１５００マイクロメートル未満の平均直径であり、より好ましくは約３０〜約８００マイクロメートルの間の平均直径であり、最も好ましくは約１００〜約３００マイクロメートルの間の平均直径である。大きさの範囲が異なる収着剤粒子の混合物（たとえばバイモーダル混合物）を使用することもできるが、実際には、上流層により大きな収着剤粒子を使用し、下流層により小さな収着剤粒子を使用する多層シート物品を製造する方が好ましい場合もある。少なくとも８０重量％の収着剤粒子、より好ましくは少なくとも８４重量％、最も好ましくは少なくとも９０重量％の収着剤粒子は、ウェブ中に絡まっている。
【００３５】
ある実施形態においては、耐用寿命は、不織ウェブの捕集器側が、期待される流体流方向に対して上流または下流のどちらに向いているかによって影響を受けうる。場合により、使用される特定の収着剤粒子に依存するが、両方の方向で使用すると耐用寿命の改善が観察されている。
【００３６】
本発明の不織ウェブまたはフィルターエレメントは、少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する。この吸着係数Ａは、ウッド（Ｗｏｏｄ）、米国産業衛生協会ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｈｙｇｉｅｎｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、５５（１）：１１−１５（１９９４）に記載されるものと類似のパラメータまたは測定値を使用して計算することができ、ここで：
ｋｖ＝式：
Ｃ６Ｈ１２蒸気→収着剤上に吸収されたＣ６Ｈ１２
に従って収着剤によって捕捉されるＣ６Ｈ１２蒸気に関する有効吸着速度係数（ｍｉｎ−１）。
Ｗｅ＝０〜５０ｐｐｍ（５％）Ｃ６Ｈ１２破過点でプロットした吸着曲線に関して、反復カーブフィッティング（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｃｕｒｖｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）を使用して求めた、３０Ｌ／分（面速度４．９ｃｍ／秒）ならびに標準温度および圧力で流れる１０００ｐｐｍのＣ６Ｈ１２蒸気に曝露した充填収着剤床または収着剤充填ウェブについての有効吸着容量（ｇＣ６Ｈ１２／ｇ収着剤）。
ＳＬ＝１０ｐｐｍ（１％）Ｃ６Ｈ１２破過点に到達するのに要する時間に基づいた、３０Ｌ／分（面速度４．９ｃｍ／秒）ならびに標準温度および圧力で流れる１０００ｐｐｍのＣ６Ｈ１２蒸気に曝露した充填収着剤床または収着剤充填ウェブの耐用寿命（分）。
ΔＰ＝８５Ｌ／分（面速度１３．８ｃｍ／秒）ならびに標準温度および圧力で流れる空気に曝露した充填収着剤床または収着剤充填ウェブの圧力低下（ｍｍ水）。
上記パラメータｋｖは、通常は直接的には測定されない。その代わりに、多変量カーブフィッティングおよび式：
【数１】
を使用して、ｋｖについて解くことによって求めることができ、
上式中
Ｑ＝チャレンジ流速（Ｌ／分）
Ｃｘ＝Ｃ６Ｈ１２出口濃度（ｇ／Ｌ）
Ｃｏ＝Ｃ６Ｈ１２入口濃度（ｇ／Ｌ）
Ｗ＝収着剤重量（ｇ）
ｔ＝曝露時間
ρβ＝充填収着剤床の密度、または収着剤充填ウェブの実効密度であり、ここでｇ収着剤は収着材料の重量（ウェブが存在する場合、ウェブ重量は排除する）であり、ｃｍ３収着剤は、収着剤の全体の体積であり、ｃｍ３ウェブは、収着剤充填ウェブの全体の体積であり、ρβは、充填床の場合にはｇ収着剤／ｃｍ３収着剤の単位を有し、収着剤充填ウェブの場合にはｇ収着剤／ｃｍ３ウェブの単位を有する。
次に、吸着係数Ａは式：
Ａ＝（ｋｖ×ＳＬ）／ΔＰ
を使用して求めることができる。この吸着係数は、たとえば少なくとも３×１０４／ｍｍ水、少なくとも４×１０４／ｍｍ水、または少なくとも５×１０４／ｍｍ水となることができる。意外なことに、本発明のある実施形態は、以下の比較例１に示されるような高品質の充填炭素床の約３．１６×１０４／ｍｍ水よりも高い吸着係数を有する。
【００３７】
吸着係数Ａを製品の全体積と関連づけたさらに別の係数Ａｖｏｌを計算することもできる。Ａｖｏｌは、ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水の単位を有し、式：
Ａｖｏｌ＝Ａ×ρβ
を使用して計算することができる。好ましくはＡｖｏｌは少なくとも約３×１０３ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水であり、より好ましくは少なくとも約６×１０３ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水であり、最も好ましくは少なくとも約９×１０３ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水である。
【００３８】
これより、以下の非限定的な実施例を参照しながら本発明を説明するが、特に明記しない限り、これらの実施例中のすべての部数およびパーセント値は重量を基準にしている。
【実施例】
【００３９】
実施例１〜２０および比較例１〜６
図８に示されるものと類似した２つの合流する垂直フィラメント流を有するメルトブローイング装置、２１０℃のポリマー溶融温度、穿孔オリフィスダイ、およびダイと捕集器との間の距離２８ｃｍを使用し、１４３〜２５０ｇ／時／ｃｍで押し出される種々の繊維形成性ポリマー材料を使用して、一連のメルトブローン炭素充填不織ウェブを作製した。押出速度（および必要に応じて、その他の加工パラメータ）は、１７〜３２マイクロメートルの有効繊維直径を有するウェブが得られ、ウェブの大部分が１７〜２３マイクロメートルの有効繊維直径を有するように調整した。完成したウェブについて、炭素充填量、ならびにパラメータｋｖ、ＳＬ、ΔＰ、ρβ、Ａ、およびＡｖｏｌを求めるための評価を行った。周囲温度および湿度条件を変動させ、異なる場所に配置したウェブ製造装置を使用して、ウェブを作製した。このようにして、類似の成分および充填量を有するが、性能にある程度ばらつきが見られる、種々のウェブを作製した。クラレ・タイプ（Ｋｕｒａｒａｙ Ｔｙｐｅ）ＧＧ １２×２０活性炭から製造した充填炭素床と、低い炭素充填量でポリプロピレンまたはポリウレタンから製造したウェブとについて、比較データを集めた。以下の表１には、実施例または比較例の番号、ポリマー材料、炭素の種類、メルトブローイングダイの数（図８の装置では２であり、比較例１に示される充填炭素床では０である）、炭素充填量、ならびに前述のパラメータを示している。パラメータＳＬおよびΔＰは、比ＳＬ／ΔＰとして表している。表の記載は、Ａの値に従ってソートしている。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１のデータから分かるように、多くの場合に充填炭素床の吸着係数Ａを超える非常に高い吸着係数Ａ値を得ることができた。ポリプロピレンから作製したウェブ（比較例２〜４および６）、およびウェブエラストマー性繊維を使用して作製したが炭素が約８０重量％未満であるウェブ（比較例５）は、吸着係数Ａ値が低かった。たとえば、ＰＳ ４４０−２００ポリウレタンを使用し９１重量％の１２×２０炭素を充填して作製したウェブは、吸着係数Ａ値が２７，０９２〜６０，４３３／ｍｍ水の間であったが、フィナ（ＦＩＮＡ）３９６０ポリプロピレンおよび９１重量％の１２×２０炭素を使用して作製した最高性能のウェブでも吸着係数Ａはわずか１５，４１３／ｍｍ水であった（実施例１および１７を比較例２と比較されたい）。この性能の優位性は、炭素量が約８０重量％未満（たとえば、比較例５参照）とならない限りは、より少ない炭素量を使用して作製したポリウレタンウェブと比較した場合でさえも維持された（たとえば、実施例４を比較例２と比較されたい）。
【００４２】
実施例２１〜４１および比較例７〜３０
図６に示されるものと類似した１つの水平フィラメント流を有するメルトブローイング装置、２１０℃のポリマー溶融温度、穿孔オリフィスダイ、およびダイと捕集器との間の距離３０．５ｃｍを使用し、１４３〜２５０ｇ／時／ｃｍで押し出される種々の繊維形成性ポリマー材料を使用して、一連のメルトブローン炭素充填不織ウェブを作製した。押出速度（および必要に応じて、その他の加工パラメータ）は、１４〜２４マイクロメートルの有効繊維直径を有するウェブが得られ、ウェブの大部分が１７〜２３マイクロメートルの有効繊維直径を有するように調整した。完成したウェブについて、炭素充填量、ならびにパラメータｋｖ、ＳＬ、ΔＰ、ρβ、Ａ、およびＡｖｏｌを求めるための評価を行った。以下の表２には、表１の比較例１のデータとともに、実施例または比較例の番号、ポリマー材料、炭素の種類、メルトブローイングダイの数（図６の装置では１であり、比較例１に示される充填炭素床では０である）、炭素充填量、ならびに前述のパラメータを示している。パラメータＳＬおよびΔＰは、比ＳＬ／ΔＰとして表している。表の記載は、Ａの値に従ってソートしている。
【００４３】
【表２】
【００４４】
表２のデータから分かるように、非常に高い吸着係数Ａ値を得ることができた。しかし、概してこれらの値は図１に示される値よりも低かった。場合により、図１で使用したものと同様の材料および量を使用して作製し８０重量％を超える炭素粒子を含有するウェブは、少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを示さなかった（たとえば、実施例５と比較例１２とを比較されたい）。これは、表２のウェブ中の炭素粒子の分布が明らかにあまり均一ではないことが原因の少なくとも一部であると考えられ、さらに、２層ウェブではなく単層ウェブを使用したことが原因の少なくとも一部であると思われる。
【００４５】
実施例４２〜４３および比較例３１〜３２
実施例２１〜４１で使用したものと類似した１つの水平フィラメント流を有するメルトブローイング装置と、得られたウェブを圧密するための捕集後真空成形ステップとを使用し、種々の繊維形成性ポリマー材料を使用して、一連のメルトブローン炭素充填不織ウェブを作製し、炭素充填量、ならびにパラメータｋｖ、ＳＬ、ΔＰ、ρβ、Ａ、およびＡｖｏｌを求めるための評価を行った。以下の表３には、表１の比較例１のデータとともに、実施例または比較例の番号、ポリマー材料、炭素の種類、メルトブローイングダイの数（図６の装置では１であり、比較例１に示される充填炭素床では０である）、炭素充填量、ならびに前述のパラメータを示している。パラメータＳＬおよびΔＰは、比ＳＬ／ΔＰとして表している。表の記載は、Ａの値に従ってソートしている。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３の結果から分かるように、ウェブを圧密するための真空後成形技術を使用することで、吸着係数Ａが改善された（たとえば、実施例４２を実施例２１と比較し、ならびに比較例３１および３２を比較例１０と比較されたい）。この改善は、常に観察されたわけではない（たとえば、実施例４３を実施例３０および３１と比較されたい）。
【００４８】
実施例４４
実施例２１の一般的方法を使用し、ＰＳ ４４０−２００熱可塑性ポリウレタンおよび４０×１４０炭素顆粒を使用して、単層ウェブを作製した。完成したウェブは、０．２０２ｇ／ｃｍ２の炭素（９１重量％の炭素）を含有し、１５マイクロメートルの有効繊維直径を有した。米国特許第３，９７１，３７３号明細書（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））の実施例１９の方法を使用して、全体で１６．３ｇの炭素を含有する実施例４６のウェブの８１ｃｍ２の試料を、１４Ｌ／分で流れ２５０ｐｐｍのトルエン蒸気を含有する相対湿度＜３５％の空気に曝露した。図９は、実施例４４のウェブに関する下流トルエン濃度のプロット（曲線Ｂ）と、ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例１９の下流トルエン濃度（曲線Ａ）のプロットとを示している。ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例１９ウェブは、ポリプロピレン繊維と、全体で１７．４ｇの炭素（８９重量％の炭素）とを含有した。図９に示されるように、実施例４４のウェブの方が炭素含有量が低いにもかかわらず、実施例４４のウェブよりも吸着容量が実質的に少ないことが示された。
【００４９】
実施例４５
実施例２１の一般的方法を使用し、ＰＳ ４４０−２００熱可塑性ポリウレタンを使用し、第１層に１２×２０の炭素顆粒、および第２層に４０×１４０の炭素顆粒を使用して、２層ウェブを作製した。第１の層は、０．１５４ｇ／ｃｍ２の炭素（９１重量％の炭素）を含有し、２６マイクロメートルの有効繊維直径を有した。第２の層は、０．０５１ｇ／ｃｍ２の炭素（９１重量％の炭素）を含有し、１５マイクロメートルの有効繊維直径を有した。米国特許第３，９７１，３７３号明細書（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））の実施例２０の方法を使用して、全体で１６．６ｇの炭素を含有する実施例４５のウェブの８１ｃｍ２の試料を、１４Ｌ／分で流れ３５０ｐｐｍのトルエン蒸気を含有する相対湿度＜３５％の空気に曝露した。図１０は、実施例４５のウェブに関する下流トルエン濃度のプロット（曲線Ｂ）と、ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例２０の下流トルエン濃度（曲線Ａ）のプロットとを示している。ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例２０のウェブは、ポリプロピレン繊維と、全体で１８．９ｇの炭素（８５重量％の炭素）とを含有した。図１０に示されるように、実施例４５のウェブの方が炭素含有量が低いにもかかわらず、実施例４５のウェブよりも吸着容量が実質的に少ないことが示された。
【００５０】
本発明から逸脱しない本発明の種々の変更および変形は当業者には明らかとなるであろう。本発明は、説明のみを目的として本明細書に記載してきた内容に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】開示の多孔質シート物品の概略断面図である。
【図２】開示の多層多孔質シート物品の概略断面図である。
【図３】開示の交換式フィルターエレメントの部分断面概略図である。
【図４】図３のエレメントを使用した、開示の呼吸装置の斜視図である。
【図５】図１の多孔質シート物品を使用した、開示の使い捨て呼吸装置の部分切り欠き斜視図である。
【図６】多孔質シート物品を製造するためのメルトブローイング装置の概略断面図である。
【図７】多孔質シート物品を製造するためのスパンボンド法装置の概略断面図である。
【図８】多孔質シート物品を製造するための別のメルトブローイング装置の概略断面図である。
【図９】耐用寿命の比較を示すグラフである。
【図１０】耐用寿命の比較を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子含有繊維ウェブおよび濾過に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤およびその他の空気中の有害物質が存在する場合に使用される呼吸装置には、収着剤粒子を含有する濾過エレメントが使用される場合がある。この濾過エレメントは、収着剤粒子の層を含有するカートリッジ、あるいは収着剤粒子を含浸させたまたはコーティングした濾過材料の層またはインサートであってよい。濾過エレメントの設計には、圧力低下、サージ耐性、全体の耐用寿命、重量、厚さ、全体の大きさ、振動や摩耗など可能性のある損傷に対する抵抗性、および試料間のばらつきなどの、時として競合する要因間でのあるバランスを要する場合がある。通常、収着剤粒子の充填層は、全体の体積が最小となるときに耐用寿命が最長となるが、圧力低下が最適値よりも大きくなる場合がある。収着剤粒子が充填された繊維ウェブは、多くの場合圧力低下が小さいが、耐用寿命が短かったり、大型になりすぎたり、望ましい試料間のばらつきよりも大きくなったりすることがある。
【０００３】
粒子含有繊維ウェブに関する参考文献としては、特許文献１（ワトソン（Ｗａｔｓｏｎ））、特許文献２（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））、特許文献３（コルピン（Ｋｏｌｐｉｎ）ら）、特許文献４（エイアン（Ｅｉａｎ）ら）、特許文献５（モーマン（Ｍｏｒｍａｎ）ら）、特許文献６（ブルッカー（Ｂｒｏｏｋｅｒ）ら‘３１８）、特許文献７（ブルッカー（Ｂｒｏｏｋｅｒ）ら‘６３９）、特許文献８（ブラウン（Ｂｒａｕｎ）ら‘２４０）、特許文献９（マーケル（Ｍａｒｋｅｌｌ）ら）、特許文献１０（ミントー（Ｍｉｎｔｏ）ら）、特許文献１１（ミュールフェルト（Ｍｕｅｈｌｆｅｌｄ）ら）、特許文献１２（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ））、特許文献１３（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ）ら‘０９２）、特許文献１４（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ）ら‘８０８）、特許文献１５（フロイント（Ｆｒｅｕｎｄ）ら）、特許文献１６（グレーガー（Ｇｒｏｅｇｅｒ）ら‘８１３）、特許文献１７（スプリンゲット（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ）ら）、ならびに特許文献１８および特許文献１９が挙げられる。他の粒子含有フィルター構造に関する参考文献としては、特許文献２０（ブラウン（Ｂｒａｕｎ）ら‘４６５）、特許文献２１（コスロー（Ｋｏｓｌｏｗ））、特許文献２２（タン（Ｔａｎｇ）ら）、および特許文献２３（センクス（Ｓｅｎｋｕｓ）ら）が挙げられる。繊維ウェブに関する他の参考文献としては、特許文献２４（モーマン（Ｍｏｒｍａｎ））が挙げられる。
【特許文献１】米国特許第２，９８８，４６９号明細書
【特許文献２】米国特許第３，９７１，３７３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４２９，００１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６８１，８０１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，７４１，９４９号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７９７，３１８号明細書
【特許文献７】米国特許第４，９４８，６３９号明細書
【特許文献８】米国特許第５，０３５，２４０号明細書
【特許文献９】米国特許第５，３２８，７５８号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，７２０，８３２号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，９７２，４２７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，８８５，６９６号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，９５２，０９２号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，９７２，８０８号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，０２４，７８２号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，０２４，８１３号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，１０２，０３９号明細書
【特許文献１８】国際公開第００／３９３７９号パンフレット
【特許文献１９】国際公開第００／３９３８０号パンフレット
【特許文献２０】米国特許第５，０３３，４６５号明細書
【特許文献２１】米国特許第５，１４７，７２２号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，３３２，４２６号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，３９１，４２９号明細書
【特許文献２４】米国特許第４，６５７，８０２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
活性炭粒子を含有するメルトブローン不織ウェブは、空気中からガスおよび蒸気を取り除くために使用できるが、ガスおよび蒸気の防毒マスク（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ）用の交換式フィルターカートリッジ中にこのようなウェブを使用することは困難な場合がある。たとえば、ウェブがメルトブローンポリプロピレンおよび活性炭粒子から形成される場合、容易に達成可能な炭素充填量は、通常約１００〜２００ｇ／ｍ２である。このようなウェブを適切な形状に切断して、交換式カートリッジハウジングに挿入する場合、そのカートリッジは、適用規格によって形成される本体によって設定される必要性能に適合するのに十分な活性炭を含有しないことがある。より高い炭素充填量を試みることができるが、炭素粒子がウェブから脱落することがあり、そのため、製造環境におけるウェブの取り扱いが困難になり、目標とする最終性能を確実に達成することが困難になる。真空成形などの成形後作業を使用して、ウェブを緻密化させることもできるが、これによって、追加の製造設備が必要となり、さらなるウェブの取り扱いが必要となる。
【０００５】
本発明者らは、適切な弾性または適切な収縮性を有するポリマーを使用して高充填粒子含有不織ウェブを製造することによって、長い耐用寿命と小さい圧力低下との非常に望ましい組み合わせを有する多孔質シート物品が得られることを発見した。この結果得られるウェブは、比較的低い炭素脱落傾向を有することができ、自動化装置を使用して交換式フィルターカートリッジを大量生産するために特に有用となりうる。
【０００６】
一態様において、本発明は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、ウェブ中に絡まった（ｅｎｍｅｓｈ）少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品を提供し、この繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水（すなわち、少なくとも１．６×１０４ｍｍ水−１）の吸着係数Ａを有するように、収着剤粒子はウェブ中に十分均一に分散している。
【０００７】
別の態様においては、本発明は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品の製造方法であって：
ａ）溶融ポリマーを複数のオリフィスに流してフィラメントを形成するステップと、
ｂ）フィラメントを繊維へと細くするステップと、
ｃ）フィラメントまたは繊維の中に収着剤粒子の流れを向かわせるステップと、
ｄ）繊維および収着剤粒子を不織ウェブとして捕集するステップと、を含み、
少なくとも８０重量％の上記収着剤粒子はウェブ中に絡まり、上記繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、上記収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している、方法を提供する。
【０００８】
別の態様においては、本発明は、着用者の少なくとも鼻および口を概して囲む内側部分と、内側部分に周囲空気を供給するための空気取り入れ経路と、そのように供給された空気を濾過するために空気取り入れ経路にわたって配置された多孔質シート物品と、を有する呼吸装置を提供し、上記多孔質シート物品は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、そのウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、上記繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記物品が少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、上記収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している。
【０００９】
さらに別の態様においては、本発明は、呼吸装置用の交換式フィルターエレメントを提供し、このエレメントは、装置上にエレメントを取り付けるための支持構造と、ハウジングと、装置内を通過する空気をエレメントが濾過できるようにハウジング内に配置された多孔質シート物品と、を含み、この物品は、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、上記繊維は、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、上記エレメントが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、上記収着剤粒子がウェブ中に十分均一に分散している。
【００１０】
本発明のこれらおよびその他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかし、いかなる場合においても、以上の概要は、権利請求の対象とする主題を限定するものとして構成されたものではなく、この主題は、添付の特許請求の範囲によってのみ規定され、審査手続中には修正可能である。
【００１１】
種々の図面中の類似の参照記号は、類似の要素を示している。図面中の要素の縮尺は一定ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
シート物品に関して本明細書において使用される場合、単語「多孔質」は、個人用呼吸装置のフィルターエレメント中に使用可能となるようにガスを十分透過することができる物品を意味する。
【００１３】
語句「不織ウェブ」は、繊維の絡み合いまたは点接合を特徴とする繊維ウェブを意味する。
【００１４】
用語「自立」は、引き裂きおよび破壊を実質的に起こさずドレープ可能および取り扱い可能となるのに十分な凝集性および強度を有するウェブを意味する。
【００１５】
語句「フィラメントを繊維へと細くする」は、フィラメントのセグメントを、より長くより小さな直径のセグメントに変化させることを意味する。
【００１６】
単語「メルトブローイング」は、不織ウェブの形成方法の１つであって、繊維形成性材料を複数のオリフィスから押し出してフィラメントを形成し、同時にそのフィラメントを空気またはその他の細化流体（ａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）と接触させて、フィラメントを繊維へと細くして、その後、細くした繊維の層を捕集することによる方法を意味する。
【００１７】
語句「メルトブローン繊維」は、メルトブローイングを使用して製造された繊維を意味する。メルトブローン繊維のアスペクト比（長さ対直径の比）は、実質的に無限大（たとえば、一般に少なくとも約１０，０００以上）であるが、メルトブローン繊維は不連続であるとの報告がある。このような繊維の塊から１本の完全なメルトブローン繊維を取り出したり、１本のメルトブローン繊維を開始から終了まで追跡したりすることが通常不可能となるのに十分な長さおよび絡み合いを、これらの繊維は有する。
【００１８】
語句「スパンボンド法」は、不織ウェブの形成方法の１つであって、低粘度溶融物を複数のオリフィスから押し出してフィラメントを形成し、そのフィラメントをまたは他の流体で冷却してフィラメントの少なくとも表面を固化させ、少なくとも部分的に固化したフィラメントを空気または他の流体と接触させることでフィラメントを繊維へと細くして、細くした繊維の層の捕集および場合によりカレンダー加工を行うことによる方法を意味する。
【００１９】
語句「スパンボンド繊維」は、スパンボンド法を使用して製造された繊維を意味する。このような繊維は、一般に連続であり、このような繊維の塊から１本の完全なスパンボンド繊維を取り出すことが通常不可能となるのに十分な絡み合いまたは点接合を有する。
【００２０】
語句「不織ダイ」は、メルトブローイングまたはスパンボンド法において使用されるダイを意味する。
【００２１】
不織ウェブ中の粒子に関して使用される場合、単語「絡まった」は、水平ロッド上でのウェブのドレーピングなどの穏やかな取り扱いをウェブに対して行った場合に、ウェブ内またはウェブ上に残存するように、ウェブに十分結合しているかウェブ内に十分に取り込まれている粒子を意味する。
【００２２】
ポリマーに関して使用される場合、語句「弾性限界」は、応力から開放されたときに、そのポリマーから形成された物体が受けることができ、その元の形態に戻ることができる最大ひずみを意味する。
【００２３】
ポリマーに関して使用される場合、単語「弾性の」または「弾性」は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−０３、プラスチックの引張特性に関する標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）を使用して測定した場合に、その弾性限界において、約１０％を超える伸びを有する材料を意味する。
【００２４】
語句「結晶化収縮」は、ポリマー鎖の折りたたみまたはポリマー鎖の再配列などによって、繊維が、配向が少なく結晶性の低い状態から、配向がより多く結晶性のより高い状態に移行する場合に発生しうる、束縛のない繊維の長さの不可逆的変化を意味する。
【００２５】
図１を参照すると、開示の多孔質シート物品１０の断面が概略的に示されている。物品１０は、厚さＴと、あらゆる望ましい寸法の長さおよび幅とを有する。物品１０は、絡み合ったポリマー繊維１２を含有する不織ウェブであり、収着剤炭素粒子１４がそのウェブの中に絡まっている。物品１０中の連結した小さな孔隙（図１中には明示していない）によって、周囲空気またはその他の流体が、物品１０の厚さ寸法を通り抜ける（たとえば流動する）ことができる。粒子１４は、そのような流体中に存在する溶剤およびその他の有害となりうる物質を吸収する。
【００２６】
図２は、２つの不織層２２および２４を有する開示の多層物品２０の断面図を示している。層２２および２４のそれぞれは、繊維および収着剤粒子（図２には明示していない）を含有する。層２２および２４は、互いに同じである場合も異なる場合もあり、図１中の物品１０と同じである場合も異なる場合もある。たとえば、層２２および２４中の収着剤粒子異なる物質からできている場合、物品２０を通からする流体から、有害となる可能性のある異なる物質を除去することができる。層２２および２４中の収着剤粒子が同じ物質からできている場合は、物品２０は、同等の全体組成および厚さの単層物品よりも、厚さ寸法を通過する流体からより効率的に、またはより長い耐用期間で、有害となりうる物質を除去することができる。希望するなら、物品２０などの多層物品は、２層を超える不織層を含むことができ、たとえば３層以上、４層以上、５層以上、あるいは１０層以上を含むことができる。
【００２７】
図３は、開示のフィルターエレメント３０の断面図を示している。エレメント３０の内部には、図１または図２に示されるような多孔質シート物品３１を充填することができる。ハウジング３２と孔あきカバー３３とがシート物品３１を取り囲んでいる。周囲空気は開口部３６からフィルターエレメント３０に入り、シート物品３１を通過し（これによって、このような周囲空気中の有害となりうる物質が、シート物品３１中の粒子によって吸収される）、支持体３７の上に取り付けられた空気取り込み弁３５を通ってエレメント３０を出て行く。スピゴット３８およびバヨネットフランジ３９によって、フィルターエレメント３０が、図４に開示の装置４０などの呼吸装置に交換可能に取付可能となる。装置４０は、米国特許第５，０６２，４２１号明細書（バーンズ（Ｂｕｒｎｓ）ら）に示されるようないわゆるハーフマスクである。装置４０は、軟質で柔軟な面体４２を含み、この面体４２は、比較的薄く剛性の構造部材またはインサート４４の周囲にインサート成形することができる。インサート４４は、呼気弁４５と、装置４０の頬の領域にフィルターエレメント３０を取り外し可能に取り付けるための窪んだバヨネットねじ付き開口部（図４には示していない）とを含む。調節可能なヘッドバンド４６およびネックストラップ４８によって、着用者の鼻および口の上に装置４０をしっかりと装着することができる。このような装置の構造に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００２８】
図５は、開示の呼吸装置５０の部分断面図を示している。装置５０は、米国特許第６，２３４，１７１Ｂ１号明細書（スプリンゲット（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ）ら）に示されているような使い捨てのマスクである。装置５０は、外部被覆ウェブ５２でできたほぼカップ形のシェルまたは呼吸装置本体５１と、図１または図２に示されるような収着剤粒子含有不織ウェブ５３と、内部被覆ウェブ５４とを有する。溶接された端部５５は、これらの層を互いに維持し、装置５０の端部からの漏れを軽減するためのフェイスシール領域を提供する。装置５０は、タブ５７によって装置５０に固定された調節可能なヘッドおよびネックストラップ５６と、アルミニウムなどの金属の折り曲げ可能な極軟金属（ｄｅａｄ−ｓｏｆｔ ｍｅｔａｌ）のノーズバンド５８と、呼気弁５９とを含む。このような装置の構造に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００２９】
図６は、メルトブローイングを使用して粒子充填不織ウェブを製造するための開示の装置６０を示している。溶融した繊維形成性ポリマー材料は、入口６３を介して不織ダイ６２に入り、ダイキャビティ６６のダイスロット６４（すべて想像線で示している）を通過して流れ、オリフィス６７などのオリフィスを通って、一連のフィラメント６８としてダイキャビティ６６を出る。空気マニホールド７０を介して通された細化流体（通常は空気）は、フィラメント６８を繊維９８へと細くする。同時に、収着剤粒子７４はホッパー７６を通り抜けて、供給ロール７８およびドクターブレード８０を通過する。モーター付きブラシロール８２が供給ロール７８を回転させる。ねじ式アジャスター８４を動かすことで、クロスウェブ均一性と、供給ロール７８からの粒子漏出速度とを改善することができる。全体の粒子の流速は、供給ロール７８の回転速度を変化させることで調整可能である。異なる粒子の場合に供給性能を最適化するために、供給ロール７８の表面を変更することができる。収着剤粒子７４のカスケード８６が、供給ロール７８からシュート８８を通って落下する。空気またはその他の流体が、マニホールド９０およびキャビティ９２を通過して、チャネル９４を通って落下する流れ９６の粒子７４を、フィラメント６８および繊維９８の真ん中に向かわせる。粒子７４と繊維９８との混合物は多孔質捕集器１００に到着して、自立の粒子充填メルトブローン不織ウェブ１０２を形成する。このような装置を使用してメルトブローイングを行うための方法に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００３０】
図７は、スパンボンド法を使用して粒子充填不織ウェブを製造するための開示の装置１０６を示している。溶融した繊維形成性ポリマー材料は、入口１１１からほぼ垂直の不織ダイ１１０に入り、マニホールド１１２、およびダイキャビティ１１４のダイスロット１１３（すべて想像線で示されている）を通って下方向に流れ、ダイチップ１１７中のオリフィス１１８などのオリフィスを通って、下方向に延在する一連のフィラメント１４０としてダイキャビティ１１４を出る。ダクト１３０および１３２を介して通された冷却流体（通常は空気）によって、フィラメント１４０の少なくとも表面が固化する。この少なくとも部分的に固化したフィラメント１４０は、捕集器１４２に向かって引き取られ、同時に、ダクト１３４および１３６を介して加圧下で供給される細化流体（通常は空気）の全体的に反対側の流れによって繊維１４１へと細くされる。同時に、収着剤粒子７４はホッパー７６を通り抜けて、図６において構成要素７６〜９４によって示される装置と類似の装置中の供給ロール７８およびドクターブレード８０を通過する。粒子７４の流れ９６は、ノズル９４を介して繊維１４１の真ん中に向けられる。粒子７４と繊維１４１との混合物は、多孔質捕集器１４２に到着し、ローラー１４３および１４４上で運ばれて、自立の粒子充填スパンボンドウェブ１４６が形成される。ロール１４４の反対側にあるカレンダーロール１４８によって、ウェブ１４６中の繊維が圧縮され点接合されて、カレンダー加工された粒子充填スパンボンド不織ウェブ１５０が形成される。このような装置を使用してスパンボンディングを行うための方法に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００３１】
図８は、メルトブローイングを使用して粒子充填不織ウェブを製造するための開示の装置１６０を示している。この装置は、ほぼ垂直で斜めに配置された２つの不織ダイ６６を使用しており、これらのダイから、全体的に互いに反対側のフィラメントの流れ１６２、１６４が、捕集器１００に向けられている。同時に、収着剤粒子７４はホッパー１６６を通ってコンジット１６８に入る。空気インペラ１７０によって、空気が第２のコンジット１７２に通され、それによって粒子が、コンジット１６８から第２のコンジット１７２に引き込まれる。これらの粒子は、ノズル１７４から粒子の流れ１７６として排出され、それによって粒子が、フィラメントの流れ１６２および１６４、あるいはそれらによって得られる細くなった繊維１７８と混ぜ合わされる。粒子７４と繊維１７８との混合物は多孔質捕集器１００に到着して、自立の粒子充填メルトブローン不織ウェブ１８０を形成する。通常、図８に示される装置は、図６に示される装置を使用して得られるものよりも、均一な収着剤粒子分布が得られる。図８の装置を使用してメルトブローイングを行うための方法に関するさらなる詳細は、当業者には周知であろう。
【００３２】
多種多様な繊維形成性ポリマー材料を使用することができ、たとえば、ポリウレタンエラストマー材料（たとえば、ハンツマンＬＬＣ（Ｈｕｎｔｓｍａｎ ＬＬＣ）より商品名アイログラン（ＩＲＯＧＲＡＮ）（商標）、およびノベオン・インコーポレイテッド（Ｎｏｖｅｏｎ，Ｉｎｃ．）より商品名エスタン（ＥＳＴＡＮＥ）（商標）で入手可能）、ポリブチレンエラストマー材料（たとえば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．）より商品名クラスティン（ＣＲＡＳＴＩＮ）（商標）で入手可能）、ポリエステルエラストマー材料（たとえば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．）より商品名ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）（商標）で入手可能）、ポリエーテルブロックコポリアミドエラストマー材料（たとえば、アトフィナ・ケミカルズ・インコーポレイテッド（Ａｔｏｆｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）より商品名ペバックス（ＰＥＢＡＸ）（商標）で入手可能）、およびエラストマー性スチレン系ブロックコポリマー（たとえば、クレイトン・ポリマーズ（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）より商品名クレイトン（ＫＲＡＴＯＮ）（商標）、およびダイナゾル・エラストマーズ（Ｄｙｎａｓｏｌ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）より商品名ソルプレン（ＳＯＬＰＲＥＮＥ）（商標）で入手可能）などの熱可塑性樹脂などを使用することができる。一部のポリマーは、それらの初期弛緩長さの１２５％をはるかに超えるまで延伸することができ、これらの多くは、バイアス力から開放すると実質的にそれらの初期弛緩長さまで回復し、この後者の種類の材料が一般に好ましい。熱可塑性ポリウレタン、ポリブチレン、およびスチレン系ブロックコポリマーが特に好ましい。希望するなら、本発明のウェブの一部は、前述の弾性または結晶化収縮を有さない他の材料、たとえば、ポリエチレンテレフタレートなどの従来のポリマーの繊維、多成分繊維（たとえば、コア−シース繊維、分割性またはサイドバイサイド型二成分繊維、およびいわゆる「海島型」繊維）、ステープルファイバー（たとえば、天然材料または合成材料によるもの）などであってよい。しかし、望ましい収着剤充填量および完成ウェブの性質をあまり低下させないようにするため、このような他の繊維は比較的少量で使用されることが好ましい。
【００３３】
理論によって束縛しようと意図するものではないが、本発明者らは、繊維の弾性または結晶化収縮特性が、不織ウェブの自己圧密化および緻密化、ウェブ細孔容積の減少、あるいは有効収着剤粒子に遭遇せずにガスが通過できる経路の減少を促進するものと考えている。場合により、たとえば水またはその他の冷却流体の噴霧によるウェブの強制的な冷却によって、あるいは捕集したウェブを束縛のないまたは束縛のある方法でアニールすることによって、緻密化を促進することができる。好ましいアニーリングの時間および温度は、使用されるポリマー繊維および収着剤粒子充填量などの種々の要因に依存する。ポリウレタン繊維を使用して製造したウェブに関する一般的指針としては、約１時間未満のアニーリング時間が好ましい。
【００３４】
様々な収着剤粒子を使用することができる。望ましくは、収着剤粒子は、意図する使用条件下で存在すると推測されるガス、エアロゾル、または液体を吸収または吸着することができる。収着剤粒子は、ビーズ、フレーク、顆粒、または凝集体などのあらゆる使用可能な形態であってよい。好ましい収着剤粒子としては、活性炭、アルミナおよびその他の金属酸化物、重炭酸ナトリウム、吸着、化学反応、またはアマルガム化によって流体から成分を除去することができる金属粒子（たとえば銀粒子）、ホプカライト（一酸化炭素の酸化を触媒することができる）などの粒子状の触媒、酢酸などの酸性溶液または水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液で処理されたクレーおよびその他の無機物、イオン交換樹脂、モレキュラーシーブおよびその他のゼオライト、シリカ、殺生物剤、殺真菌剤、ならびに殺ウイルス剤が挙げられる。活性炭およびアルミナが特に好ましい収着剤粒子である。たとえばガス混合物を吸収するために収着剤粒子の混合物を使用することができるが、実際にガス混合物を処理する場合は、個別の層中に別の収着剤粒子が使用されている多層シート物品を製造する方が好ましいこともある。望ましい収着剤粒度は、広い範囲で変動させることができ、通常、ある程度は、意図する使用条件に基づいて選択される。一般的指針としては、収着剤粒子の大きさは、約５〜３０００マイクロメートルの平均直径で変動させることができる。好ましくは収着剤粒子は、約１５００マイクロメートル未満の平均直径であり、より好ましくは約３０〜約８００マイクロメートルの間の平均直径であり、最も好ましくは約１００〜約３００マイクロメートルの間の平均直径である。大きさの範囲が異なる収着剤粒子の混合物（たとえばバイモーダル混合物）を使用することもできるが、実際には、上流層により大きな収着剤粒子を使用し、下流層により小さな収着剤粒子を使用する多層シート物品を製造する方が好ましい場合もある。少なくとも８０重量％の収着剤粒子、より好ましくは少なくとも８４重量％、最も好ましくは少なくとも９０重量％の収着剤粒子は、ウェブ中に絡まっている。
【００３５】
ある実施形態においては、耐用寿命は、不織ウェブの捕集器側が、期待される流体流方向に対して上流または下流のどちらに向いているかによって影響を受けうる。場合により、使用される特定の収着剤粒子に依存するが、両方の方向で使用すると耐用寿命の改善が観察されている。
【００３６】
本発明の不織ウェブまたはフィルターエレメントは、少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する。この吸着係数Ａは、ウッド（Ｗｏｏｄ）、米国産業衛生協会ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｈｙｇｉｅｎｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、５５（１）：１１−１５（１９９４）に記載されるものと類似のパラメータまたは測定値を使用して計算することができ、ここで：
ｋｖ＝式：
Ｃ６Ｈ１２蒸気→収着剤上に吸収されたＣ６Ｈ１２
に従って収着剤によって捕捉されるＣ６Ｈ１２蒸気に関する有効吸着速度係数（ｍｉｎ−１）。
Ｗｅ＝０〜５０ｐｐｍ（５％）Ｃ６Ｈ１２破過点でプロットした吸着曲線に関して、反復カーブフィッティング（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｃｕｒｖｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）を使用して求めた、３０Ｌ／分（面速度４．９ｃｍ／秒）ならびに標準温度および圧力で流れる１０００ｐｐｍのＣ６Ｈ１２蒸気に曝露した充填収着剤床または収着剤充填ウェブについての有効吸着容量（ｇＣ６Ｈ１２／ｇ収着剤）。
ＳＬ＝１０ｐｐｍ（１％）Ｃ６Ｈ１２破過点に到達するのに要する時間に基づいた、３０Ｌ／分（面速度４．９ｃｍ／秒）ならびに標準温度および圧力で流れる１０００ｐｐｍのＣ６Ｈ１２蒸気に曝露した充填収着剤床または収着剤充填ウェブの耐用寿命（分）。
ΔＰ＝８５Ｌ／分（面速度１３．８ｃｍ／秒）ならびに標準温度および圧力で流れる空気に曝露した充填収着剤床または収着剤充填ウェブの圧力低下（ｍｍ水）。
上記パラメータｋｖは、通常は直接的には測定されない。その代わりに、多変量カーブフィッティングおよび式：
【数１】
を使用して、ｋｖについて解くことによって求めることができ、
上式中
Ｑ＝チャレンジ流速（Ｌ／分）
Ｃｘ＝Ｃ６Ｈ１２出口濃度（ｇ／Ｌ）
Ｃｏ＝Ｃ６Ｈ１２入口濃度（ｇ／Ｌ）
Ｗ＝収着剤重量（ｇ）
ｔ＝曝露時間
ρβ＝充填収着剤床の密度、または収着剤充填ウェブの実効密度であり、ここでｇ収着剤は収着材料の重量（ウェブが存在する場合、ウェブ重量は排除する）であり、ｃｍ３収着剤は、収着剤の全体の体積であり、ｃｍ３ウェブは、収着剤充填ウェブの全体の体積であり、ρβは、充填床の場合にはｇ収着剤／ｃｍ３収着剤の単位を有し、収着剤充填ウェブの場合にはｇ収着剤／ｃｍ３ウェブの単位を有する。
次に、吸着係数Ａは式：
Ａ＝（ｋｖ×ＳＬ）／ΔＰ
を使用して求めることができる。この吸着係数は、たとえば少なくとも３×１０４／ｍｍ水、少なくとも４×１０４／ｍｍ水、または少なくとも５×１０４／ｍｍ水となることができる。意外なことに、本発明のある実施形態は、以下の比較例１に示されるような高品質の充填炭素床の約３．１６×１０４／ｍｍ水よりも高い吸着係数を有する。
【００３７】
吸着係数Ａを製品の全体積と関連づけたさらに別の係数Ａｖｏｌを計算することもできる。Ａｖｏｌは、ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水の単位を有し、式：
Ａｖｏｌ＝Ａ×ρβ
を使用して計算することができる。好ましくはＡｖｏｌは少なくとも約３×１０３ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水であり、より好ましくは少なくとも約６×１０３ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水であり、最も好ましくは少なくとも約９×１０３ｇ収着剤／ｃｍ３ウェブ・ｍｍ水である。
【００３８】
これより、以下の非限定的な実施例を参照しながら本発明を説明するが、特に明記しない限り、これらの実施例中のすべての部数およびパーセント値は重量を基準にしている。
【実施例】
【００３９】
実施例１〜２０および比較例１〜６
図８に示されるものと類似した２つの合流する垂直フィラメント流を有するメルトブローイング装置、２１０℃のポリマー溶融温度、穿孔オリフィスダイ、およびダイと捕集器との間の距離２８ｃｍを使用し、１４３〜２５０ｇ／時／ｃｍで押し出される種々の繊維形成性ポリマー材料を使用して、一連のメルトブローン炭素充填不織ウェブを作製した。押出速度（および必要に応じて、その他の加工パラメータ）は、１７〜３２マイクロメートルの有効繊維直径を有するウェブが得られ、ウェブの大部分が１７〜２３マイクロメートルの有効繊維直径を有するように調整した。完成したウェブについて、炭素充填量、ならびにパラメータｋｖ、ＳＬ、ΔＰ、ρβ、Ａ、およびＡｖｏｌを求めるための評価を行った。周囲温度および湿度条件を変動させ、異なる場所に配置したウェブ製造装置を使用して、ウェブを作製した。このようにして、類似の成分および充填量を有するが、性能にある程度ばらつきが見られる、種々のウェブを作製した。クラレ・タイプ（Ｋｕｒａｒａｙ Ｔｙｐｅ）ＧＧ １２×２０活性炭から製造した充填炭素床と、低い炭素充填量でポリプロピレンまたはポリウレタンから製造したウェブとについて、比較データを集めた。以下の表１には、実施例または比較例の番号、ポリマー材料、炭素の種類、メルトブローイングダイの数（図８の装置では２であり、比較例１に示される充填炭素床では０である）、炭素充填量、ならびに前述のパラメータを示している。パラメータＳＬおよびΔＰは、比ＳＬ／ΔＰとして表している。表の記載は、Ａの値に従ってソートしている。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１のデータから分かるように、多くの場合に充填炭素床の吸着係数Ａを超える非常に高い吸着係数Ａ値を得ることができた。ポリプロピレンから作製したウェブ（比較例２〜４および６）、およびウェブエラストマー性繊維を使用して作製したが炭素が約８０重量％未満であるウェブ（比較例５）は、吸着係数Ａ値が低かった。たとえば、ＰＳ ４４０−２００ポリウレタンを使用し９１重量％の１２×２０炭素を充填して作製したウェブは、吸着係数Ａ値が２７，０９２〜６０，４３３／ｍｍ水の間であったが、フィナ（ＦＩＮＡ）３９６０ポリプロピレンおよび９１重量％の１２×２０炭素を使用して作製した最高性能のウェブでも吸着係数Ａはわずか１５，４１３／ｍｍ水であった（実施例１および１７を比較例２と比較されたい）。この性能の優位性は、炭素量が約８０重量％未満（たとえば、比較例５参照）とならない限りは、より少ない炭素量を使用して作製したポリウレタンウェブと比較した場合でさえも維持された（たとえば、実施例４を比較例２と比較されたい）。
【００４２】
実施例２１〜４１および比較例７〜３０
図６に示されるものと類似した１つの水平フィラメント流を有するメルトブローイング装置、２１０℃のポリマー溶融温度、穿孔オリフィスダイ、およびダイと捕集器との間の距離３０．５ｃｍを使用し、１４３〜２５０ｇ／時／ｃｍで押し出される種々の繊維形成性ポリマー材料を使用して、一連のメルトブローン炭素充填不織ウェブを作製した。押出速度（および必要に応じて、その他の加工パラメータ）は、１４〜２４マイクロメートルの有効繊維直径を有するウェブが得られ、ウェブの大部分が１７〜２３マイクロメートルの有効繊維直径を有するように調整した。完成したウェブについて、炭素充填量、ならびにパラメータｋｖ、ＳＬ、ΔＰ、ρβ、Ａ、およびＡｖｏｌを求めるための評価を行った。以下の表２には、表１の比較例１のデータとともに、実施例または比較例の番号、ポリマー材料、炭素の種類、メルトブローイングダイの数（図６の装置では１であり、比較例１に示される充填炭素床では０である）、炭素充填量、ならびに前述のパラメータを示している。パラメータＳＬおよびΔＰは、比ＳＬ／ΔＰとして表している。表の記載は、Ａの値に従ってソートしている。
【００４３】
【表２】
【００４４】
表２のデータから分かるように、非常に高い吸着係数Ａ値を得ることができた。しかし、概してこれらの値は図１に示される値よりも低かった。場合により、図１で使用したものと同様の材料および量を使用して作製し８０重量％を超える炭素粒子を含有するウェブは、少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを示さなかった（たとえば、実施例５と比較例１２とを比較されたい）。これは、表２のウェブ中の炭素粒子の分布が明らかにあまり均一ではないことが原因の少なくとも一部であると考えられ、さらに、２層ウェブではなく単層ウェブを使用したことが原因の少なくとも一部であると思われる。
【００４５】
実施例４２〜４３および比較例３１〜３２
実施例２１〜４１で使用したものと類似した１つの水平フィラメント流を有するメルトブローイング装置と、得られたウェブを圧密するための捕集後真空成形ステップとを使用し、種々の繊維形成性ポリマー材料を使用して、一連のメルトブローン炭素充填不織ウェブを作製し、炭素充填量、ならびにパラメータｋｖ、ＳＬ、ΔＰ、ρβ、Ａ、およびＡｖｏｌを求めるための評価を行った。以下の表３には、表１の比較例１のデータとともに、実施例または比較例の番号、ポリマー材料、炭素の種類、メルトブローイングダイの数（図６の装置では１であり、比較例１に示される充填炭素床では０である）、炭素充填量、ならびに前述のパラメータを示している。パラメータＳＬおよびΔＰは、比ＳＬ／ΔＰとして表している。表の記載は、Ａの値に従ってソートしている。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３の結果から分かるように、ウェブを圧密するための真空後成形技術を使用することで、吸着係数Ａが改善された（たとえば、実施例４２を実施例２１と比較し、ならびに比較例３１および３２を比較例１０と比較されたい）。この改善は、常に観察されたわけではない（たとえば、実施例４３を実施例３０および３１と比較されたい）。
【００４８】
実施例４４
実施例２１の一般的方法を使用し、ＰＳ ４４０−２００熱可塑性ポリウレタンおよび４０×１４０炭素顆粒を使用して、単層ウェブを作製した。完成したウェブは、０．２０２ｇ／ｃｍ２の炭素（９１重量％の炭素）を含有し、１５マイクロメートルの有効繊維直径を有した。米国特許第３，９７１，３７３号明細書（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））の実施例１９の方法を使用して、全体で１６．３ｇの炭素を含有する実施例４６のウェブの８１ｃｍ２の試料を、１４Ｌ／分で流れ２５０ｐｐｍのトルエン蒸気を含有する相対湿度＜３５％の空気に曝露した。図９は、実施例４４のウェブに関する下流トルエン濃度のプロット（曲線Ｂ）と、ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例１９の下流トルエン濃度（曲線Ａ）のプロットとを示している。ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例１９ウェブは、ポリプロピレン繊維と、全体で１７．４ｇの炭素（８９重量％の炭素）とを含有した。図９に示されるように、実施例４４のウェブの方が炭素含有量が低いにもかかわらず、実施例４４のウェブよりも吸着容量が実質的に少ないことが示された。
【００４９】
実施例４５
実施例２１の一般的方法を使用し、ＰＳ ４４０−２００熱可塑性ポリウレタンを使用し、第１層に１２×２０の炭素顆粒、および第２層に４０×１４０の炭素顆粒を使用して、２層ウェブを作製した。第１の層は、０．１５４ｇ／ｃｍ２の炭素（９１重量％の炭素）を含有し、２６マイクロメートルの有効繊維直径を有した。第２の層は、０．０５１ｇ／ｃｍ２の炭素（９１重量％の炭素）を含有し、１５マイクロメートルの有効繊維直径を有した。米国特許第３，９７１，３７３号明細書（ブラウン（Ｂｒａｕｎ））の実施例２０の方法を使用して、全体で１６．６ｇの炭素を含有する実施例４５のウェブの８１ｃｍ２の試料を、１４Ｌ／分で流れ３５０ｐｐｍのトルエン蒸気を含有する相対湿度＜３５％の空気に曝露した。図１０は、実施例４５のウェブに関する下流トルエン濃度のプロット（曲線Ｂ）と、ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例２０の下流トルエン濃度（曲線Ａ）のプロットとを示している。ブラウン（Ｂｒａｕｎ）の実施例２０のウェブは、ポリプロピレン繊維と、全体で１８．９ｇの炭素（８５重量％の炭素）とを含有した。図１０に示されるように、実施例４５のウェブの方が炭素含有量が低いにもかかわらず、実施例４５のウェブよりも吸着容量が実質的に少ないことが示された。
【００５０】
本発明から逸脱しない本発明の種々の変更および変形は当業者には明らかとなるであろう。本発明は、説明のみを目的として本明細書に記載してきた内容に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】開示の多孔質シート物品の概略断面図である。
【図２】開示の多層多孔質シート物品の概略断面図である。
【図３】開示の交換式フィルターエレメントの部分断面概略図である。
【図４】図３のエレメントを使用した、開示の呼吸装置の斜視図である。
【図５】図１の多孔質シート物品を使用した、開示の使い捨て呼吸装置の部分切り欠き斜視図である。
【図６】多孔質シート物品を製造するためのメルトブローイング装置の概略断面図である。
【図７】多孔質シート物品を製造するためのスパンボンド法装置の概略断面図である。
【図８】多孔質シート物品を製造するための別のメルトブローイング装置の概略断面図である。
【図９】耐用寿命の比較を示すグラフである。
【図１０】耐用寿命の比較を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー繊維の自立不織ウェブと、前記ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品であって、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、物品。
【請求項２】
複数の不織ウェブ層を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記繊維が熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記繊維が熱可塑性ポリブチレンエラストマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記繊維が熱可塑性ポリエステルエラストマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記繊維が熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
ポリマー繊維の自立不織ウェブと、収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品の製造方法であって：
ａ）溶融ポリマーを複数のオリフィスに流してフィラメントを形成するステップと、
ｂ）前記フィラメントを繊維へと細くするステップと、
ｃ）前記フィラメントまたは前記繊維の中に収着剤粒子の流れを向かわせるステップと、
ｄ）前記繊維および前記収着剤粒子を不織ウェブとして捕集するステップと、を含み、
少なくとも８０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっており、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、方法。
【請求項１４】
前記フィラメントのメルトブローイングを行うステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記溶融ポリマーが熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記溶融ポリマーが熱可塑性ポリブチレンエラストマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶融ポリマーが熱可塑性ポリエステルエラストマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶融ポリマーが熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記ウェブが少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記ウェブが少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記ウェブが少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
着用者の少なくとも鼻および口を概して囲む内側部分と、前記内側部分に周囲空気を供給するための空気取り入れ経路と、そのように供給された空気を濾過するために前記空気取り入れ経路にわたって配置された多孔質シート物品と、を含む呼吸装置であって、前記多孔質シート物品が、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、前記ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記物品が少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、呼吸装置。
【請求項２６】
前記ポリマー繊維が、ポリウレタン、ポリブチレン、またはポリエステルの熱可塑性エラストマー、あるいは熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２７】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２８】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２９】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３０】
前記ウェブが少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３１】
前記ウェブが少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３２】
前記ウェブが少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３３】
呼吸装置用の交換式フィルターエレメントであって、前記装置上に前記エレメントを取り付けるための支持構造と、ハウジングと、前記装置内を通過する空気を前記エレメントが濾過できるように前記ハウジング内に配置された多孔質シート物品と、を含み、前記物品が、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、前記ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記エレメントが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、フィルターエレメント。
【請求項３４】
前記ポリマー繊維が、ポリウレタン、ポリブチレン、またはポリエステルの熱可塑性エラストマー、あるいは熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３５】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３６】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３７】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３８】
前記ウェブが少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３９】
前記ウェブが少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項４０】
前記ウェブが少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項４１】
前記ハウジング中に配置された充填炭素床によって示されるよりも高い吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項１】
ポリマー繊維の自立不織ウェブと、前記ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品であって、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、物品。
【請求項２】
複数の不織ウェブ層を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記繊維が熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記繊維が熱可塑性ポリブチレンエラストマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記繊維が熱可塑性ポリエステルエラストマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記繊維が熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１１】
少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
ポリマー繊維の自立不織ウェブと、収着剤粒子と、を含む多孔質シート物品の製造方法であって：
ａ）溶融ポリマーを複数のオリフィスに流してフィラメントを形成するステップと、
ｂ）前記フィラメントを繊維へと細くするステップと、
ｃ）前記フィラメントまたは前記繊維の中に収着剤粒子の流れを向かわせるステップと、
ｄ）前記繊維および前記収着剤粒子を不織ウェブとして捕集するステップと、を含み、
少なくとも８０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっており、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記ウェブが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、方法。
【請求項１４】
前記フィラメントのメルトブローイングを行うステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記溶融ポリマーが熱可塑性ポリウレタンエラストマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記溶融ポリマーが熱可塑性ポリブチレンエラストマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶融ポリマーが熱可塑性ポリエステルエラストマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶融ポリマーが熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記ウェブが少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記ウェブが少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記ウェブが少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
着用者の少なくとも鼻および口を概して囲む内側部分と、前記内側部分に周囲空気を供給するための空気取り入れ経路と、そのように供給された空気を濾過するために前記空気取り入れ経路にわたって配置された多孔質シート物品と、を含む呼吸装置であって、前記多孔質シート物品が、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、前記ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記物品が少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、呼吸装置。
【請求項２６】
前記ポリマー繊維が、ポリウレタン、ポリブチレン、またはポリエステルの熱可塑性エラストマー、あるいは熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２７】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２８】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２９】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３０】
前記ウェブが少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３１】
前記ウェブが少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３２】
前記ウェブが少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項３３】
呼吸装置用の交換式フィルターエレメントであって、前記装置上に前記エレメントを取り付けるための支持構造と、ハウジングと、前記装置内を通過する空気を前記エレメントが濾過できるように前記ハウジング内に配置された多孔質シート物品と、を含み、前記物品が、ポリマー繊維の自立不織ウェブと、前記ウェブ中に絡まった少なくとも８０重量％の収着剤粒子と、を含み、前記繊維が、同様の直径のポリプロピレン繊維よりも、十分高い弾性または十分大きい結晶化収縮を有し、前記エレメントが少なくとも１．６×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有するように、前記収着剤粒子が前記ウェブ中に十分均一に分散している、フィルターエレメント。
【請求項３４】
前記ポリマー繊維が、ポリウレタン、ポリブチレン、またはポリエステルの熱可塑性エラストマー、あるいは熱可塑性スチレン系ブロックコポリマーを含む、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３５】
前記収着剤粒子が活性炭またはアルミナを含む、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３６】
少なくとも８４重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３７】
少なくとも９０重量％の収着剤粒子が前記ウェブ中に絡まっている、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３８】
前記ウェブが少なくとも３×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項３９】
前記ウェブが少なくとも４×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項４０】
前記ウェブが少なくとも５×１０４／ｍｍ水の吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【請求項４１】
前記ハウジング中に配置された充填炭素床によって示されるよりも高い吸着係数Ａを有する、請求項３３に記載のフィルターエレメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００８−５１９１７３（Ｐ２００８−５１９１７３Ａ）
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４００４９（Ｐ２００７−５４００４９）
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３９８６８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５２６９４
【国際公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３９８６８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５２６９４
【国際公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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