(57)【要約】幅、深さ、および少なくとも１つの露出した外面を有する三次元吸着粒子フィルターを提供する。このフィルターは、Ｌ値が、６０以下、好ましくは２０以下の暗色吸着粒子を含み、暗い対照的なバックグラウンドをもたらす。反射粒子が、フィルターの外面に、使用者が、反射粒子と暗い吸着粒子とのコントラストに基いて、フィルターを視覚的に区別できるレベルで、存在する。異なった反射粒子または反射粒子の組合せを、異なったフィルターとともに使用して、各フィルターを他のフィルターと区別する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅、深さ、および少なくとも１つの露出した外面を有する三次元吸着粒子フィルターであって、前記フィルターが、吸着粒子を含み、外面でＬ値が６０未満であり、反射粒子が前記フィルター外面に存在する、三次元吸着粒子フィルター。
【請求項２】
前記吸着粒子が、カーボンブラックを含む、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項３】
前記反射粒子が、気相被覆プラスチックフィルムである、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項４】
前記反射粒子の平均粒度が０．０５から１．０ｍｍである、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項５】
前記吸収粒子が、粒度が０．１から２ｍｍの粒状炭素である、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項６】
前記反射粒子が、接着剤によって前記吸着フィルターに付着されている、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項７】
前記反射粒子が、接着剤によって前記吸着フィルターに付着され、前記フィルターのＬ値が２０未満である、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項８】
前記反射粒子が、接着剤によって前記吸着フィルターに付着され、前記フィルターのＬ値が４０未満である、請求項１に記載の三次元吸着粒子フィルター。
【請求項９】
幅、深さ、および少なくとも１つの露出した外面を有する暗色吸着粒子フィルターを提供することによって、さまざまな吸着粒子フィルターを区別する方法であって、前記フィルターが、前記フィルター外面のＬ値が６０以下となるように、吸着粒子を含み、使用者にはっきりと見える反射粒子が、前記外面に存在し、異なった反射粒子または反射粒子の組合せを、異なった暗色吸着フィルターとともに使用して、グレードまたは性能に基いて、前記フィルターを区別する、方法。
【請求項１０】
前記反射粒子が、接着剤によって前記吸着フィルターに付着され、前記フィルターのＬ値が２０未満である、請求項１のさまざまな吸着粒子フィルターを区別する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着フィルターに形成される活性炭および同様の粒子の使用の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，３３２，４２６号明細書は、凝集した吸収粒子から形成された自己支持フィルターを記載し、この吸着剤は、好ましくは、粒状炭素またはカーボンブラックである。炭素または他の同様の吸収材料を、一般にバインダー粒子の軟化温度より高い温度に予熱する。次に、混合条件下で、バインダー粒子を加え、その結果、バインダーと吸着剤との凝集体が形成される。バインダー粒子が吸着粒子の表面に付着し、凝集体が形成される。次に、熱、および任意に特定の圧力下で、凝集体を、さらに、互いに結合し、炭素フィルターを直接形成することができる。バインダーおよび活性炭などの直接混合は、米国特許第３，５３８，０２０号明細書に記載されている。この場合、凝集体の中間形成を伴わずに、炭素およびバインダーを、直接、フィルターに形成する。
【０００３】
活性炭または他の吸収粒子は、また、米国特許第４，９８１，５０１号明細書に開示されたような支持構造に付着する。この特許において、ワイヤ、モノフィラメント、またはステーから構成されたキャリヤフレームワークを、接着剤またはバインダーでコーティングし、その後、活性炭または同様の吸収粒子を加える。支持構造のエレメント間の距離は、炭素粒子が、支持構造の深さに入り込み、支持または構造エレメントを被覆するのを可能にするのに十分に広い。同様のタイプの支持構造が、米国特許第６，２０７，２５５号明細書に開示されている。
【０００４】
米国特許第４，０８１，５０１号明細書に開示されたような、支持構造中に炭素粒子などを物理的に閉じ込めることも知られている。この特許において、炭素粒子などを、空気と混合し、繊維状ウェブ中に押し込み、接着剤を加えてさらに結合することができるが、粒子が、空気圧力の力の下で支持構造中に入り込み、閉じ込められる。米国特許第３，９７１，３７３号明細書および第４，４３３，０２４号明細書において、繊維をまとまったウェブとして収集する前に、粒子を繊維流中に導入することによって、バインダー粒子をブローンマイクロファイバーウェブ中に構造的に含める。この方法により、大量の吸着粒子をマトリックス中に含有させることができ、粒子が、ウェブ構造の９９％までを構成することができ、次に、さらなる層に結合することができる。
【０００５】
米国特許第５，４８６，４１０号明細書は、結合繊維中で構造繊維および粒子を混合し、その後、加熱して、ウェブのさまざまなエレメントをすべて、ともに、強化および結合することを記載している。ウェブ自体は、カーディングまたは同様のタイプのウェブ形成プロセスによって、形成することができる。結合繊維は、一般に、結合繊維を粒子および／または構造繊維に結合するように接着または結合エレメントとして役立つ、より融点の低い成分を有する繊維である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらのウェブはすべて、特に、炭素を吸着剤として使用した場合、フィルターが黒色または同様に暗色になる。これにより、最終顧客にとって、フィルターウェブの異なった質およびグレード間で視覚的に区別する能力が限られる。熱可塑性繊維などから形成された微粒子タイプのフィルターでは、視覚的区別をもたらすために、フィルター上で異なった色の繊維またはプリントパターンなどを用いることが可能である。しかし、炭素材料では、印刷が困難であり、印刷により、吸着剤の細孔がふさがれ、それらの効力が低下することがある。黒色炭素または同様の吸着粒子の着色は、不可能ではないとしても、困難である。本発明は、フィルターの吸収性能に著しい影響を及ぼさずに、吸着フィルターのさまざまなグレードを視覚的に区別するのを可能にするか、フィルターの質または性能に関する他の情報を与える、活性炭含有フィルターを視覚的に区別する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、幅、深さ、および少なくとも１つの露出した外面を有する三次元吸着粒子フィルターに関する。このフィルターは、Ｌ値が好ましくは２０以下の暗色吸着粒子を含み、暗い対照的なバックグラウンドをもたらす。反射粒子が、フィルターの外面に、使用者が、反射粒子と暗い吸着粒子とのコントラストに基いて、フィルターを視覚的に区別できるレベルで、存在する。
【０００８】
本発明は、また、さまざまな暗色吸着粒子フィルターを区別する方法に関する。吸着粒子フィルターは、幅、深さ、および少なくとも１つの露出した外面を有する。このフィルターは、Ｌ値が６０以下、好ましくは２０以下となるように、外面上に見える吸着粒子を含む。反射粒子が、はっきりと見えるような面積パーセントで外面に存在する。異なった反射粒子または反射粒子の組合せを、異なったフィルターとともに使用して、各フィルターを他のフィルターと区別する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、少なくとも１つの外面を有する、三次元の、好ましくは実質的に平面の、吸着（好ましくは活性炭を含む）フィルター構造に関する。この構造は、最終使用者によって使用される間、少なくとも１つの外面が露出した状態で、ある深さまたは幅寸法を有する。外面は、好ましくは、主に、活性炭または同様に暗色の吸着粒子を含む。一般に、吸着粒子は、米国特許第５，３３２，４２６号明細書に開示されているような、自己支持性であるか、米国特許第４，９８１，５０１号明細書に開示されているような、基材に結合しているか、または、米国特許第５，７７９，８４７号明細書もしくは第３，９７１，３７３号明細書に開示されているような、ウェブ構造に物理的に組入れられた、０．１から２ｍｍ、好ましくは０．２から０．６ｍｍのサイズ範囲の粒状微粒子材料である。少なくとも１つの外面は、好ましくは、Ｌ値（たとえばＡＳＴＭ  Ｄ  ２２４４−９３によって測定されるＬ．ａ．ｂ．）が、６０以下、好ましくは４０未満、より好ましくは２０以下の暗色材料となるように、主に吸着炭素粒子などを含む。好ましくは、外面は、活性炭または同様に暗色の吸収粒子を単独で含むが、スクリムなどによって粒子を部分的に被覆することができる。粒子は、互いに結合するか、当該技術において周知のような、任意のバインダーまたは接着剤とともに、支持構造などの中または上に存在することができる。
【００１０】
炭素または同様の粒子に視覚的区別を与えるために、支持構造もしくは吸着粒子または両方が、少なくとも１つの外面で、気相被覆（堆積）プラスチックフィルム、ポリマーコーティング箔、金属箔などの反射粒子を有する。最大寸法の平均粒度が、一般に０．０５ｍｍから１．０ｍｍであり、好ましくは０．１ｍｍから０．４ｍｍである、小さい粒子がある。反射粒子は、拡散反射特性とは対照的なミラー（鏡面反射）または逆反射特性を有する、少なくとも１つの表面を有する。ミラー反射表面は、入射角と同じであるが逆の角度で、光を反射する表面である。逆反射表面は、入射光の実質的な部分をその源に戻す。一般に、本発明の反射粒子は、入射光の、少なくとも４０から１００パーセント、好ましくは、少なくとも６０から１００パーセント、最も好ましくは、少なくとも７５から１００パーセントを、特定の所定の角度に向ける。逆反射粒子は、吸着フィルターの外面に、潜在的な使用者にはっきりと見えるレベルで、存在し、接着剤などの使用によって、付着される。一般に、反射粒子は、フィルター媒体を１０重量パーセント以下、好ましくは５重量パーセント以下含む。反射粒子は、接着剤、バインダー、または結合繊維の使用によって吸着粒子および／または支持体に付着されるように、吸着フィルターを形成するときに組入れることができ、接着剤、バインダー、または結合繊維を、吸着炭素フィルターの製造中に付与するか使用する。代わりに、形成後、接着剤またはバインダーをフィルター上にパターンスプレーする（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｓｐｒａｙｅｄ）ことができる。ウェブの形成後、接着剤、または同様の、バインダーを付与する場合、それは、吸着粒子の細孔構造を実質的にふさがないように、かつ、依然として、適切な重量パーセンテージの反射粒子を加えることができるように、断続的に与える。一般に、付与後、接着剤またはバインダーは、吸着フィルター外面表面積の、２から５０、好ましくは２から２０％を被覆する。接着剤またはバインダーは、また、吸着粒子を実質的に濡らしたりコーティングしたりしないように、スプレー接着剤塗布で使用する場合、好ましくは、粘度が、３００から８００センチポアズ、より好ましくは４００から６５０センチポアズである。次に、反射粒子を、接着剤コーティング炭素上に重力供給するか、まき散らし、そして、振って、余分な粒子を除去することができる。代わりに、反射粒子を、実質的に透明な接着剤またはバインダーと混合し、吸着ウェブにスプレーするか、他の態様で付与することができる。必要であれば、反射粒子を、空気流中に含め、吸着ウェブの外面上にブローすることもできる。
【００１１】
本発明は、グレードまたは性能に基いて、暗色吸着フィルターを識別する方法として、特定の用途がある。特に、フィルターが、他の吸収フィルターと区別するように設計されている、特定の用途または性能レベルを識別するために、異なった、着色された反射粒子または反射粒子の組合せを、異なった吸着フィルターとともに使用することができる。吸着フィルターは、選択された吸着剤のフォーマットまたは吸着剤の量によって、用途が広く異なる。それらは、すべて、視覚的に同じ、暗色の傾向があるので、軽く調べてフィルターを区別するのは困難である。本発明は、フィルター性能に著しい影響を及ぼさずに、この区別性を与える方法を提供する。
【実施例】
【００１２】
実施例１
透明なアクリルポリウレタングロスラテックス（ニュージャージー州モントベールのベンジャミン・ムーア・ペインツ（Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｍｏｏｒｅ  Ｐａｉｎｔｓ，Ｍｏｎｔｖａｌｅ，ＮＪ）からステーズ・クリア・アクリリック・ポリウレタン（Ｓｔａｙｓ  Ｃｌｅａｒ  Ａｃｒｙｌｉｃ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）−４２２００として入手可能）中のグリッター粒子（ミクロニック・ジュエルズ（Ｍｉｃｒｏｎｉｃ  Ｊｅｗｅｌｓ）、厚さ１２．７ミクロン（０．０００５インチ）、１０１．６×１０１．６ミクロン（０．００４×０．００４インチ）、緑色、ＰＵ２００４０４という名称で、ニュージャージー州バーナーズビルのメドウ・ブルックス・インベンションズ・インコーポレイテッド（Ｍｅａｄｏｗ  Ｂｒｏｏｋｓ  Ｉｎｖｅｎｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｂｅｒｎａｒｄｓｖｉｌｌｅ，ＮＪ）から入手可能）の分散系を、グリッター粒子をアクリルラテックスに加え（それぞれ、１重量部〜４重量部）、結果として生じる混合物を、均質な分散系が得られるまで撹拌することによって、調製した。結果として生じる分散系を、標準０．１４ｍｍ（０．０５５インチ）アパーチャスプレーチップを使用する重力供給スプレーガン（イリノイ州グレンデール・ハイツのＩＴＷインダストリアル・フィニッシング、ビンクス・デビルビス（ＩＴＷ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ，Ｂｉｎｋｓ．ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ，Ｇｌｅｎｄａｌｅ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＩＬ）のデビルビス（ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ）モデルＦＬＧ−６１１）を使用して、炭素充填不織布ウェブ（詳細が必要）に塗布した。（４５ｐｓｉ）下で、約０．６ｍ（２．０フィート）のスプレーチップからウェブまでの距離で、グリッター分散系を、坪量が４００ｇ／ｍ2の、ポリエステルステープルファイバー、ラテックス樹脂、および粉末状炭素から作製された吸着剤充填ステープルファイバー不織布濾過媒体（日本、大阪のクラレケミカル株式会社（Ｋｕｒａｒａｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｃ．，Ｏｓａｋａ，Ｊａｐａｎ）から、＃５１１３  Ｓ／３Ｍ−Ｂタイプ、ロール＃０１０１１−２という商品名で入手可能）に塗布した。（視覚的区別をもたらすグリッター充填を達成するのに、約４回のスプレー塗布が必要であった。）グリッター分散系の塗布後、コーティングウェブを、１００℃で動作する循環空気オーブン中で、約５分間、乾燥させた。乾燥グリッター／バインダー分散系の付加コーティング重量は、約４０ｇ／ｍ2であり、これは、不織布ウェブ外観の、明確な視覚的区別をもたらした。
【００１３】
実施例２
緑色グリッターを、金色グリッター、厚さ１１．４ミクロン（０．０００４５インチ）、２０３．２×２０３．２ミクロン（０．００８×０．００８インチ）、薄い金色、メタリック・ジュエルズ−ペール・ゴールド３Ｅ（Ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｊｅｗｅｌｓ−Ｐａｌｅ  Ｇｏｌｄ  ３Ｅ）という名称で、メドウ・ブルックス・インベンションズ・インコーポレイテッドから入手可能）と取替え、ウェブの視覚的区別をもたらすことができるグリッター充填をもたらすのに、１回のスプレー塗布しか必要でなかった以外は、実質的に実施例１に記載されたように、グリッター充填ウェブを準備した。乾燥グリッター／バインダー分散系の付加コーティング重量は、約３２ｇ／ｍ2であった。
【００１４】
実施例３
１重量部対３重量部比で、グリッター粒子（実施例１に記載された緑色ミクロニック・ジュエルズグリッター）を、接着剤粉末（フォイル・アンド・フロッキング・アドヒーシブ・パウダー（Ｆｏｉｌ  ａｎｄ  Ｆｌｏｃｋｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｐｏｗｄｅｒ）、＃１８等級、カリフォルニア州エスコンディードのサーモ−オー−ボス（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｏ−Ｂｏｓｓ，Ｅｓｃｏｎｄｉｄｏ，ＣＡ）から入手可能）に加え、結果として生じる混合物を、グリッターと接着剤との均一な混合物が得られるまで、プラスチックバッグ中で振ることによって、グリッター／バインダードライミックスを調製した。結果として生じる混合物を、約１０ｇｍ／ｍ2の付加重量で、炭素充填ウェブ（実施例１に記載）上にまき散らし、充填ウェブを、約７０−８０℃で動作する循環空気オーブン内に、約３分間、置いて（プラスチックバインダーが白色から透明に変わる）、接着剤を硬化させ、視覚的に区別可能なウェブを製造した。
【００１５】
実施例４
炭素充填ステープルファイバーウェブ（実施例１に記載）の片面に、アクリルベースの感圧接着剤（ミネソタ州セント・ポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から、「スプレー７７スーパー・アドヒーシブ」（Ｓｐｒａｙ  ７７  Ｓｕｐｅｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）という商品名で入手可能）１５ｇ／ｍ2（湿重量）をスプレーし、次に、カップから、接着剤コーティングウェブに、グリッターフレーク（実施例２に記載）を均一に振ることによって、金色グリッターフレークを５ｇ／ｍ2の充填量でウェブに付与した。こうしてコーティングされ、グリッターフレークが充填されたウェブを、周囲温度で乾燥させて、視覚的に区別可能なウェブを製造した。
【００１６】
実施例５
グリッターを、８０×３２５メッシュ、ＣＴＣ６０粒状炭素（ペンシルバニア州ピッツバーグのカルゴン・カーボン・コーポレイション（Ｃａｌｇｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手可能）中のグリッターフレークの混合物として、接着剤コーティングウェブに付与した以外は、実質的に実施例４に記載されたように、グリッターフレーク充填吸着剤充填ウェブを準備した。不織布ウェブに付与する前に、グリッターおよび炭素粒を別個の容器内で混合した（５重量％のグリッター）。接着剤コーティングウェブを、グリッターフレーク／粒状炭素混合物で満たし、ウェブを手で軽くたたいて、余分な（接着していない）炭素およびグリッターを払い落とした。
【国際公開パンフレット】
2005500900.tif 000002
2005500900.tif 000003
2005500900.tif 000004
2005500900.tif 000005
2005500900.tif 000006
2005500900.tif 000007
2005500900.tif 000008
2005500900.tif 000009
2005500900.tif 000010
【国際調査報告】
2005500900.tif 000011
2005500900.tif 000012
2005500900.tif 000013