(57)【要約】      （修正有）【課題】流体を適切に通過させる網目状構造を有する機能性シートを提供する。【解決手段】機能性シート１は網目状構造を有する。より詳細には、機能性シート１はリボン体２ａとリボン体２ｂとの平織りにより編まれた網目状構造からなる。つまり、機能性シート１では、リボン体２ａが横糸とされ、リボン体２ｂが縦糸とされ、リボン体２ａ，２ｂが交互に浮き沈みするように織られている。上記機能性シートは、機能性粉末、及び前記機能性粉末を保持する繊維状のポリテトラフルオロエチレンを有する機能層を含む長尺体を具備する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
網目状構造を有する機能性シートであって、
機能性粉末、及び前記機能性粉末を保持する繊維状のポリテトラフルオロエチレンを有する機能層を含む長尺体を具備し、
前記網目状構造は前記長尺体が格子状に編まれて構成される
機能性シート。
【請求項２】
請求項１に記載の機能性シートであって、
前記長尺体は前記機能層を補強する補強層を含む
機能性シート。
【請求項３】
請求項２に記載の機能性シートであって、
前記長尺体は、前記補強層と前記機能層との双方により構成された面を有する
機能性シート。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の機能性シートであって、
前記長尺体は螺旋構造を有する
機能性シート。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の機能性シートであって、
前記網目状構造は複数の長尺体が格子状に織られて構成される
機能性シート。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の機能性シートであって、
前記機能性粉末は活性炭を含む
機能性シート。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、網目状構造を有する機能性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、流体（気体や液体）中の特定の物質を除去するために活性炭が広く用いられている。一般的に、活性炭は、粉末として供給され、取り扱い容易なシート状に加工されて用いられる。シート状に加工された活性炭シートが特許文献１，２に開示されている。
【０００３】
これらの活性炭シートは、例えば、不織布などからなる補強層と、活性炭を含む機能層とが積層された構成を有する。機能層は、例えば、活性炭粉末と、バインダ樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）との混合物が圧延されることによりシート状に成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８２４２０号公報
【特許文献２】特開２００４―１５４６５２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような活性炭シートでは、流体が厚さ方向に通過しにくい。そのため、特許文献１，２に記載の技術では、活性炭シートの表面に沿って流体が通過する構成が採用されている。
【０００６】
この構成では、活性炭シートの表面が流体の通過方向と平行になるように、活性炭シートが配置される。したがって、活性炭シートの配置には、広い奥行が求められるため、広いスペースが必要となる。
【０００７】
また、活性炭シートは、厚さ方向に貫通する孔が設けられることによって、網目状構造とされることが可能である。網目状構造を有する活性炭シートは流体が厚さ方向に通過しやすい。活性炭の孔の形成には、例えば、ニードルパンチが用いられる。
【０００８】
しかし、活性炭シートの機能層は、一般的に、高い加工性を有していない。そのため、活性炭シートでは、特に小径の孔が適切に形成されない場合がある。また、活性炭シートでは孔の径を正確に制御することが困難であるため、活性炭シートを通過する流体の流速を適切に制御することが困難である。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本考案の目的は、流体を適切に通過させる網目状構造を有する機能性シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本考案の一形態に係る機能性シートは網目状構造を有する。上記機能性シートは、機能性粉末、及び上記機能性粉末を保持する繊維状のポリテトラフルオロエチレンを有する機能層を含む長尺体を具備する。上記網目状構造は上記長尺体が格子状に編まれて構成される。
【考案の効果】
【００１１】
流体を適切に通過させる網目状構造を有する機能性シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の第１の実施形態に係る機能性シートの平面図である。
【図２】図１に示した機能性シートのＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。
【図３】図１に示した機能性シートの製造方法を示すフローチャートである。
【図４Ａ】図１に示した機能性シートの製造過程の斜視図である。
【図４Ｂ】図１に示した機能性シートの製造過程の斜視図である。
【図４Ｃ】図１に示した機能性シートの製造過程の斜視図である。
【図５】本考案の第２の実施形態に係る機能性シートの平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案の一実施形態に係る機能性シートは網目状構造を有する。上記機能性シートは、機能性粉末、及び上記機能性粉末を保持する繊維状のポリテトラフルオロエチレンを有する機能層とを含む長尺体を具備する。上記網目状構造は上記長尺体が格子状に編まれて構成される。
【００１４】
この構成により、容易に上記網目状構造を実現することが可能となる。上記網目状構造により、流体が、上記長尺体の隙間を通過可能となるため、機能性シートの厚さ方向に通過しやすくなる。また、上記長尺体の幅や上記長尺体の隙間や上記長尺体の編み方を変更することにより、上記機能性シートを通過する流体の流速を制御することが可能である。
【００１５】
上記長尺体は上記機能層を補強する補強層を含んでもよい。
この構成により、上記長尺体の強度が高くなるため、上記機能性シートの耐久性が向上する。
【００１６】
上記長尺体は、上記補強層と上記機能層との双方により構成された面を有してもよい。
この構成により、上記長尺体が積層シート（プリプレグ）を裁断することにより形成可能となる。これにより上記長尺体が容易に製造可能となる。
【００１７】
上記長尺体は螺旋構造を有してもよい。
この構成により、上記長尺体が、上記積層シートを裁断して得られるリボン体を撚ることにより形成可能となる。これにより、糸状の上記長尺体が容易に製造可能となる。
【００１８】
上記網目状構造は複数の長尺体が格子状に織られて構成されてもよい。
この構成により、容易に上記網目状構造を実現することが可能となる。また、この構成により、流体が上記機能性シートを所定の流速で通過するように、上記撚糸体の織り方を選択することが可能となる。
【００１９】
上記機能性粉末は活性炭を含んでもよい。
この構成により、活性炭の機能を効率的に利用可能な機能性シートが提供される。
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本考案の実施形態を説明する。なお、図面には、適宜相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は全図において共通である。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
図１は、本考案の第１の実施形態に係る機能性シート１の平面図である。本実施形態に係る機能性シート１はリボン体２が格子状に編まれて構成される網目状構造を有する。各リボン体２は長辺と短辺との比率が大きい長尺体として構成される。リボン体２はＸ軸方向に延びる複数のリボン体２ａ及びＹ軸方向に延びる複数のリボン体２ｂから構成される。
【００２２】
より詳細には、機能性シート１はリボン体２ａとリボン体２ｂとの平織りにより編まれた網目状構造からなる。つまり、機能性シート１では、リボン体２ａが横糸とされ、リボン体２ｂが縦糸とされ、リボン体２ａ，２ｂが交互に浮き沈みするように織られている。
【００２３】
図２は図１に示した機能性シート１のＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。機能性シート１のリボン体２は、機能層１２ａと、機能層１２ａのＺ軸に直交する両面に設けられた補強層１２ｂとを具備する。換言すると、リボン体２は、Ｚ軸方向上側から、補強層１２ｂ、機能層１２ａ、補強層１２ｂの順に積層された積層構造を有する。
【００２４】
図２では、リボン体２ａの端面と、リボン体２ｂの断面とが示されている。各リボン体２では、Ｚ軸に直交する両面は補強層１２ｂで構成され、Ｘ軸又はＹ軸に直交する端面は機能層１２ａ及び補強層１２ｂにより構成される。つまり、各リボン体２には、Ｘ軸又はＹ軸に直交する端面に機能層１２ａが補強層１２ｂにより覆われていない面がある。この構成は本実施形態に係る機能性シート１の製造方法に起因する。
【００２５】
本実施形態に係る機能性シート１の製造方法では、リボン体２と同様の積層構造を有する積層シート（プリプレグ）が形成された後に、この積層シートが裁断されることによりリボン体２が形成される。各リボン体２の端面は、積層シートの切断面であるため、補強層１２ｂに覆われておらず機能層１２ａが露出した部分を有する。
【００２６】
図３は本実施形態に係る機能性シート１の製造方法を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１では、活性炭粉末と、活性炭粉末を成形するためのバインダ樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）とを混練する。活性炭粉末とＰＴＦＥとの混練には、例えば、加圧ニーダやバンバリミキサなどの一般的な装置を用いることができる。
【００２８】
ステップＳ１において、ＰＴＦＥは、せん断力が加えられて塑性変形を繰り返すと、繊維化（フィブリル化）が進行する。ＰＴＦＥは、フィブリル化することにより、その繊維状の組織に活性炭粉末を絡めて保持する。そのため、ＰＴＦＥは、混練によりフィブリル化が進行すると、保持可能な活性炭粉末の量が増大する。
【００２９】
このように、活性炭粉末のバインダ樹脂として、ＰＴＦＥを用い、かつ活性炭粉末とＰＴＦＥとを混練することにより、活性炭粉末のバインダ樹脂として、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂や、液状タンパク質や、ガラクトースなどの糖類や、セルロースを用いるよりも、活性炭粉末の密度の向上を図ることが可能である。つまり、活性炭粉末とＰＴＦＥとの混練物における活性炭粉末の割合を増大させることが可能である。具体的には、活性炭粉末とＰＴＦＥとの混練物の重量に対する活性炭粉末の重量の割合は９５ｗｔ％以上とすることができる。
【００３０】
なお、活性炭粉末とＰＴＦＥとの混練物には、必要に応じて他の機能性材料が含まれていてもよい。このような機能性材料としては、例えば、活性炭以外の吸着剤や、加工性向上のための添加剤や、各種触媒や、乾燥剤が挙げられる。乾燥剤としては、例えば、シリカゲルやモレキュラーシーブが挙げられる。
【００３１】
図３におけるステップＳ２では、ステップＳ１で得られた活性炭粉末とＰＴＦＥとの混練物をシート状に成形する。混練物の成形には、例えば、圧延法や押出し法やプレス法などの一般的な方法が採用可能である。圧延法にはロール機が利用可能であり、押出し法には押出し成形機が利用可能であり、プレス法にはプレス機が利用可能である。ステップＳ２は、必要に応じ、加熱成形とすることができる。
【００３２】
ステップＳ２においても、活性炭粉末とＰＴＦＥとの混練が進行するため、ＰＴＦＥのフィブリル化が進行する。これにより、繊維状のＰＴＦＥがより強固に活性炭粉末を保持可能となる。
【００３３】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３におけるステップＳ３について説明するための図である。ステップＳ３では、ステップＳ２で得られた機能層２２ａを補強するための機能層２２ａのＺ軸に直交する両面に補強層２２ｂが配置され、図４Ａに示す積層構造が形成される。そして、図４Ｂに示すように、補強層２２ｂが機能層２２ａの各面に貼り付けられることにより積層シート（プリプレグ）２２が得られる。機能層２２ａに対する補強層２２ｂの貼り付け方法としては、例えば、ロール機やプレス機による圧着法が採用可能である。
【００３４】
補強層２２ｂは、一般的な布材であり、織布であっても不織布であってもよい。補強層２２ｂは、機能層２２ａを良好に保持可能であればよい。補強層２２ｂは、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの一般的な樹脂のφ１０〜１５０μｍの繊維によって、目付けが１０〜４００ｇ／ｍ２となるように形成される。補強層２２ｂが機能層２２ａを良好に保持することにより、積層シート２２（及び裁断後のリボン体２）の強度や取り扱い性が向上する。
【００３５】
図４Ｃは、図３におけるステップＳ４について説明するための図である。ステップＳ４では、ステップＳ３で得られた積層シート２２が裁断される。具体的には、図４Ｃに一点鎖線で示されるように、積層シート２２が、Ｘ軸方向に等間隔に、Ｙ軸方向に沿って切断されることにより、リボン状のリボン体２が得られる。図４Ｃに示したリボン体２は、図１及び図２におけるリボン体２に対応する。各リボン体２のＸ軸方向の幅は、適用される流体の種類や、目標とする流速に応じて適宜決定可能である。
【００３６】
図３におけるステップＳ５では、ステップＳ４で得られた複数のリボン体２を平織りにより編むことにより図１に示す機能性シート１が得られる。ステップＳ５では、リボン体２を平織りにするために、例えば、一般的な自動織り機が用いられる。ステップＳ５で自動織り機が用いられることにより、機能性シート１における複数のリボン体２のＸ軸方向及びＹ軸方向の間隔などの条件が容易に制御可能となる。なお、手作業によってリボン体２を織ることが可能であることは勿論である。
【００３７】
ステップ５における複数のリボン体２のＸ軸方向及びＹ軸方向の間隔は、適用される流体の種類や、目標とする流速に応じて適宜決定可能である。また、ステップ５における複数のリボン体２の織り方としては、図１に示す平織り以外にも、例えば、綾織りや斜子織りなどの一般的な手法が採用可能である。複数のリボン体２の織り方も、適用される流体の種類や、目標とする流速に応じて適宜決定可能である。
【００３８】
以上述べたように製造された機能性シート１はリボン体２により構成される網目状構造からなるため、機能性シート１では流体が厚さ方向に通過しやすい。
【００３９】
また、機能性シート１では、流体の種類や、目標とする流速に合わせて、各リボン体２の幅や、リボン体２の間隔や、リボン体２の織り方が適宜変更可能である。これにより、機能性シート１では、流体を厚さ方向に適切に通過させることが可能である。
【００４０】
図４Ｃに示す積層シート２２を比較例とし、本実施形態に係る機能性シート１の厚さ方向における流体の通過性能を評価した。その結果の一例として、ＡＳＴＭ規格（ＡＳＴＭ  Ｄ７３７）による標準試験方法において、積層シート２２の通気性が０．０８ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであったのに対し、機能性シート１の通気性が８５〜１０３ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃであった。このように、本実施形態に係る機能性シート１の厚さ方向における流体の通過性能が優れていることが確認された。
【００４１】
また、機能性シート１は、リボン体２を織ることにより形成されるため、同様の大きさの積層シート２２よりも活性炭粒子を含む機能層１２ａ（２２ａ）の表面積が大きい。更に、上述したように本実施形態に係る機能層１２ａには、活性炭粒子が高充填されている。そのため、機能性シート１では、流体に含まれる吸着物質の吸着速度や吸着効率が向上する。さらに、機能性シート１は、より多くの物質を吸着可能なため、長寿命である。
【００４２】
なお、機能性シート１の機能層１２ａに含まれる機能性粉末としては、活性炭以外にも、その用途に応じて多種多様な粉末が採用可能である。そのような機能性粉末としては、例えば、グラファイト、カーボンブラック、竹炭、木炭、シリカ、クレー、膨張黒鉛、吸水性ポリマー、シリカゲル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉛、金属、防カビ剤、抗菌剤などの粉末が挙げられる。さらに、必要に応じ、複数種類の機能性粉末が機能層１２ａに含まれていてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、図４Ｃに示すように、積層シート２２の裁断によりリボン体２が得られる。しかし、リボン体２は、図２に示すように機能層１２ａが補強層１２ｂによって覆われる構成を有していればよく、予め裁断された機能層１２ａを補強層１２ｂで覆うことにより形成されてもよい。この場合、リボン体２の端面も、その全面が補強層１２ｂによって覆われていてもよい。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
図５は、本考案の第２の実施形態に係る機能性シート１０１の平面図である。機能性シート１０１は撚糸体１０２が格子状に編まれて構成される網目状構造を有する。各撚糸体１０２は、螺旋構造を有する糸状の長尺体として構成される。撚糸体１０２はＸ軸方向に延びる複数の撚糸体１０２ａ及びＹ軸方向に延びる複数の撚糸体１０２ｂから構成される。
【００４５】
撚糸体１０２は、図４Ｃに示すリボン体２を撚る撚糸工程によって形成される。撚糸工程では、リボン体２が螺旋状に繰り返しねじられることにより撚糸体１０２となる。複数のリボン体２がねじり合わされて、１本の撚糸体１０２が構成されてもよい。
【００４６】
本実施形態に係る機能性シート１０１の製造方法では、図３に示したステップＳ４とステップＳ５との間に撚糸工程が行われる。本実施形態に係る機能性シート１０１の製造方法における撚糸工程以外の構成は、第１の実施形態に係る機能性シート１の製造方法と同様である。
【００４７】
撚糸体１０２では、機能層１２ａ（図２及び図４Ｃ参照）の表面の形状がリボン体２よりも複雑になるため、単位長さあたりの機能層１２ａの表面積がリボン体２よりも大きい。更に、上述したように本実施形態に係る機能層１２ａには、活性炭粒子が高充填されている。そのため、機能性シート１０１では、流体に含まれる吸着物質の吸着速度や吸着効率が向上する。さらに、機能性シート１０１は、より多くの物質を吸着可能なため、長寿命である。
【００４８】
また、撚糸体１０２では、その螺旋構造により、高い強度が得られ、伸縮性に富む。そのため、撚糸体１０２から構成される機能性シート１０１は、流体などから加わる負荷によって損傷を受けにくい。
【００４９】
図５では、第１の実施形態と同様に、撚糸体１０２が平織りにより編まれることにより網目状構造を形成する例が示されている。本実施形態では、撚糸体１０２が糸状であるため多様な編み方に対応可能である。
【００５０】
撚糸体１０２の編み方としては、上記の織り方以外に、例えば、表メリヤス編みや、裏メリヤス編みや、ガーター編みや、ゴム編みなどの一般的な手法が採用可能である。撚糸体１０２の間隔や、撚糸体１０２の編み方は、適用される流体の種類や、目標とする流速に応じて適宜決定可能である。
【００５１】
撚糸体１０２に上記の編み方を採用するために、例えば、少なくとも１本の撚糸体１０３が用意される。撚糸体１０２は、複数のリボン体２が撚り合わされて長手方向に連接されることにより、任意に伸長させることが可能である。十分に長い撚糸体１０２が用いられることにより、所定の大きさの機能性シート１０１を編むことが可能となる。
【００５２】
撚糸体１０２を編むために、例えば、一般的な自動編み機が用いられる。なお、手作業によって撚糸体１０２を編むことが可能であることは勿論である。なお、第１の実施形態に係るリボン体２も、細く裁断されること、つまり図４ＣにおけるＸ軸方向の幅が狭くされることによって、実質的に糸状である場合には、当該リボン体２にも撚糸体１０２に適用可能な全ての編み方を適用可能である。
【００５３】
撚糸体１０２を編むために自動編み機を用いることにより、機能性シート１０１における撚糸体１０２の間隔や、撚糸体１０２の編み方などの条件が容易に制御可能となる。また、自動編み機を用いることにより、機能性シート１０１の二次元形状の設計のみならず機能性シート１０１の三次元形状の設計も可能となる。
【００５４】
以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５５】
例えば、上記実施形態では補強層が機能層の両面に設けられているが、反対に機能層が補強層の両面に設けられていてもよい。さらに、補強層が機能層の片面に設けられていてもよい。また、リボン体の層状構造を構成する機能層及び補強層の層数は任意であり、例えば、リボン体は３層以上の機能層及び補強層をそれぞれ有していてもよい。更に、機能層が十分な強度を有する場合には、補強層を設けずに機能層のみによってリボン体が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…機能性シート
２…リボン体（長尺体）
１２ａ…機能層
１２ｂ…補強層
【図１】
0003185179.tif 000003
【図２】
0003185179.tif 000004
【図３】
0003185179.tif 000005
【図４Ａ】
0003185179.tif 000006
【図４Ｂ】
0003185179.tif 000007
【図４Ｃ】
0003185179.tif 000008
【図５】
0003185179.tif 000009