(57)【要約】【課題】フィルター成形体の成形工程において冷却時の加圧力を解除しても一定の加圧力を加えられるようにし、寸法精度の高い成形体を得ることができるフィルター成形体用金型を提供する。【解決手段】浄化成分と高分子量で低メルトインデックスの重合体結合材からなる原料を金型内に充填し、加圧して所定形状に成形するフィルター成形体の製造方法であり、金型Ｋはフィルター側面を成形する側型７、上面を成形する上型８、下面を成形する下型９からなり、上型８、下型９、側型７で形成されたキャビティ１０内に原料６を充填して上型８にて原料６を加圧した状態で上型８と側型７とを固定するロック機構Ｌを備えている。【選択図】　図５
2004141696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形体用金型おいて、フィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の少なくとも片方は側型に対して上下方向に移動可能に配置されていると共に、キャビティ内に充填した原料を加圧した状態で側型に対して移動しないように位置を固定するロック機構を備えたことを特徴とするフィルター成形体用金型。
【請求項２】
上型と下型の両方にロック機構を備えた請求項１記載のフィルター成形体用金型。
【請求項３】
ロック機構が側型内に突出入するように装着したプランジャと上型もしくは下型に設けた凹部を嵌めあう構造である請求項１または２記載のフィルター成形体用金型。
【請求項４】
ロック機構が上型もしくは下型から延設され側型の外側に配置された延設部に装着したプランジャと側型に設けた凹部とを嵌めあう構造である請求項１または２記載のフィルター成形用金型。
【請求項５】
ロック機構が上型もしくは下型から延設され側型の外側に配置された延設部に装着した凹部と側型外に突出入するように装着したボールプランジャとを嵌めあう構造である請求項１または２記載のフィルター成形用金型。
【請求項６】
水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形の製造方法おいて、金型はフィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の少なくとも片方は側型に対して上下方向に移動可能に配置されており、キャビティ内に原料を充填し加熱して原料を溶融させた後に、前記移動可能な型を移動させて溶融した原料を加圧し、加圧した状態で型をロック機構により固定し、冷却固化することを特徴とするフィルター成形体の製造方法。
【請求項７】
水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形の製造方法おいて、金型はフィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の両方が側型に対して上下方向に移動可能に配置されており、キャビティ内に原料を充填し加熱して原料を溶融させた後に、上型もしくは下型のいずれか一方を移動させて溶融した原料を加圧し、次いで他方の型を移動させて反対側から溶融した原料を加圧し、加圧した状態でロック機構により固定して冷却固化することを特徴とするフィルター成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中の汚染物質を除去する水処理フィルターや大気中の汚染物質を除去する空気清浄フィルターとして用いるフィルター成形体用金型およびフィルター成形体の製造方法に係わり、より詳しくは、活性炭などの浄化成分をバインダー樹脂にて固化成形するフィルター成形体の成形に用いる金型および製造方法であって、成形体の寸法を安定させることができるとともに冷却時に金型を加圧する必要がない金型および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般家庭などで使用される浄水器や清水器と呼ばれる水処理装置の交換カートリッジフィルターや、空気清浄器として用いられるフィルターは、粒状もしくは繊維状の活性炭で水中の残留塩素や有機物を吸着除去したり空気中の悪臭などを吸着除去したりし、中空糸膜でミクロサイズの汚れ、赤サビや細菌などを取るなどの構造を有しているのが一般的である。
【０００３】
例えば浄水器用フィルターの場合の具体的な構造としては、円筒形の容器からなるカートリッジ内に活性炭の部屋と中空糸膜の部屋とにそれぞれを収納配置し、水をカートリッジ内に導入して活性炭の部屋へ送ってカルキ臭やカビ臭などをとり、次いで中空糸の部屋へ送り、活性炭で取り除けなかったものを除去するというものが挙げられる。
【０００４】
また、中空糸膜からなるチューブを円筒形の容器からなるカートリッジの中心に配置してその外周側に活性炭を配置して、外周側から水を流し、活性炭の層を通過させた後、中空糸膜を通過させて処理済の水をカートリッジから出すという構造を有するものも使用されている。
【０００５】
いずれの構成においても活性炭は、活性炭が通過せず、水のみが通過するような小径の孔を有する膜に仕切られた部屋の中に粒状もしくは繊維状で単に蓄えられた状態で用いられるものであった。
【０００６】
特許文献１には、多孔質プラスチック・マトリックス内に活性炭粒子をトラップした水の処理器が開示されている。多孔質プラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させることによって小さな粒径の活性炭を使用できるようにしたものである。
【０００７】
また、特許文献２にもポリマーで活性炭を固めたフィルターで、しかもそのポリマーとして１．０ｇ／１０ｍｉｎ未満（ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、１５ｋｇ　Ｌｏａｄ）である低メルトインデックスのポリマーを用いたものが開示されている。
【０００８】
また、実開平５−９６０２６号公報には、金属粉末の射出成形などの金型に用いるスライド部品においてボールプランジャを用いて位置決め固定することが開示されている。
【０００９】
しかし、単に一室に活性炭を充填したような構造のフィルターでは、細かな汚れや濁りなどは除去できず、従って活性炭を通過する際に細かな汚れがほとんど除去されないことから中空糸の目が詰まりやすく寿命が短いのが現状であった。
【００１０】
更に粒状の活性炭を用いると、水が活性炭の層中を通過するときに、自然と水みちがついてしまうことが多く、いったん水みちがついてしまうと水の流れがその部分に集中し、活性炭を部分的にしか使うことができないので、塩素などを除去する性能の寿命が短くなってしまうことになる。
【００１１】
特許文献１や特許文献２では多孔質プラスチック・マトリックス中に活性炭を分散させて固化したフィルターを用いている。このような構造にすることによって、より粒径の小さな活性炭を使うことができるので効率がよくなり、フィルター全体に水の流れるようにすることができることから、活性炭による塩素などの除去性能を長持ちさせることが可能である。
【００１２】
このようなフィルターの製造方法としては例えば特許文献４に開示されているような筒状の金型内に活性炭などの浄化成分とバインダー樹脂を充填して、加熱して樹脂を融かすとともに上型で加圧して所定の高さに調整するといった方法がある。
【００１３】
【特許文献１】
特開平２−１７９８９号公報
【特許文献２】
米国特許第４７５３７２８号公報
【特許文献３】
実開平５−９６０２６号公報
【特許文献４】
特開２００１−１８７３０５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献４に開示されているようにフィルターを成形する際に、バインダー樹脂を金型内で溶融して、上型で加圧して所定の高さに調整するが、その際に所定の高さになるまで上型を加圧した状態で樹脂が冷却して固化するまで加圧を続けなければならない。また加圧していたとしても加圧力の変化により上型が
十分に押さえらなかったり、必要以上に抑えすぎたりするとできあがったフィルター成形体の寸法が所要のものよりも大きすぎたり小さすぎたりするといった問題が起きる。寸法が変わるだけでなく成形体の密度にも多少影響し、フィルターとして使用する場合に流量や性能が変わってしまうといったことにもなる。
【００１５】
そこで本発明は、金型のキャビティ内に消化成分とバインダー樹脂を投入し加熱溶融した後、上型で加圧するような製造方法を採る場合においても、上型での押さえつけを一定にして、成形品の寸法を所要の一定の寸法にすると共に成形体密度が変わって流量や性能に影響の出ることのないフィルター成形体を得ることのできるフィルター成形体用金型および製造方法の提供を課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を達成するために本発明の請求項１では、水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形体用金型おいて、フィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の少なくとも片方は側型に対して上下方向に移動可能に配置されていると共に、キャビティ内に充填した原料を加圧した状態で側型に対して移動しないように位置を固定するロック機構を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように上型もしくは下型にて加圧して原料の嵩を所定の寸法に調節した後その位置で型を固定するためのロック機構を備えているので、一旦所定の位置にまで加圧した後は溶融した樹脂の冷却固化が完了するまで加圧を続ける必要がなく、所定の位置で固定することができるので寸法の変化が生じることもなく、フィルター成形体は所定寸法のものを得ることができる。
【００１８】
請求項２では上型と下型の両方にロック機構を備えたフィルター成形体用金型としている。
【００１９】
フィルター成形体の製造時において上下の両側から加圧するような構成を採ることによって、できあがったフィルター成形体の上下で密度の差を小さなものに抑えることができるので、例えば長尺の成形体にして複数個を一度に成形したとしても密度が同じで、流量やフィルターとしての性能も均等なものを製造することができる。
【００２０】
請求項３ではロック機構が側型内に突出入するように装着したプランジャと上型もしくは下型に設けた凹部を嵌めあう構造であるフィルター成形体用金型としている。
【００２１】
側型に装着したプランジャと上型もしくは下型に設けた凹部との嵌めあいによるロック機構を用いることによって、型を所定の位置にまで移動させるだけで特別な操作をすることなしに自動的にロックすることができる。
【００２２】
請求項４ではロック機構が上型もしくは下型から延設され側型の外側に配置された延設部に装着したプランジャと側型に設けた凹部とを嵌めあう構造であるフィルター成形用金型としている。
【００２３】
また、請求項５ではロック機構が上型もしくは下型から延設され側型の外側に配置された延設部に装着した凹部と側型外に突出入するように装着したボールプランジャとを嵌めあう構造であるフィルター成形用金型としている。
【００２４】
このように上型もしくは下型から延設して側型の外側に配置した延設部と側型の外側の壁面との間でのプランジャと凹部との嵌めあいを用いたロック機構とすることによって、側型の内面に凹凸を形成することなくなるので成形品の脱型の際にスムーズな脱型を行うことができるとともに、側型内や上型、下型の清掃も簡単になる。
【００２５】
請求項６では、水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形の製造方法おいて、金型はフィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の少なくとも片方は側型に対して上下方向に移動可能に配置されており、キャビティ内に原料を充填し加熱して原料を溶融させた後に、前記移動可能な型を移動させて溶融した原料を加圧し、加圧した状態で型をロック機構により固定し、冷却固化することを特徴とする。
【００２６】
上型もしくは下型にて加圧して原料の嵩を所定の寸法に調節した後その位置で型を固定するためのロック機構を備えているので、一旦所定の位置にまで加圧した後は溶融した樹脂の冷却固化が完了するまで加圧を続ける必要がなく、所定の位置で固定することができるので寸法の変化が生じることもなく、フィルター成形体は所定寸法のものを得ることができる。
【００２７】
請求項７では、水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形の製造方法おいて、金型はフィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の両方が側型に対して上下方向に移動可能に配置されており、キャビティ内に原料を充填し加熱して原料を溶融させた後に、上型もしくは下型のいずれか一方を移動させて溶融した原料を加圧し、次いで他方の型を移動させて反対側から溶融した原料を加圧し、加圧した状態でロック機構により固定して冷却固化することを特徴とする。
【００２８】
成形体の寸法を正確なものとすることができて加圧してロックした後は加圧を続ける必要がないということと、また、請求項７ではそれに加えてフィルター成形体の製造時において上下の両側から加圧するような構成を採ることによって、できあがったフィルター成形体の上下で密度の差を小さなものに抑えることができるので、例えば長尺の成形体にして複数個を一度に成形したとしても密度が同じで、流量やフィルターとしての性能も均等なものを製造することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のフィルター成形用金型および製造方法を用いて製造したフィルター成形体の例を示す斜視図、図２はフィルター成形体を用いた水処理器用フィルターの斜視図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、図４は水処理器の断面図である。
【００３０】
本発明のフィルター成形用金型を用いて製造したフィルター成形体１は、フィルターを構成する原料として浄化成分とそれを固化するためのバインダー樹脂を用いている。浄化成分として例えば活性炭を用い、それを粉末状の高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂と混合して成形固化したものであり、使用例としては図４に示すような蛇口直結型の水処理器Ｓに水処理器用フィルター２として使用するものである。
【００３１】
水処理器用フィルター２の構造としては、例えば図２、図３に示すように４５〜５０ｍｍφ×９０〜１００ｍｍ程度のサイズを有する円筒形のフィルター成形体１の外周に濾過層３を被覆して、円筒形のフィルター成形体１の頂面及び底面部分には、キャップ４を被せており、キャップ４は前記フィルター成形体１と汚れを含んだ水が通過しないように水密性をもって接続されている。
【００３２】
また、円筒形のフィルター成形体１は円筒の中心軸位置に１０〜１５ｍｍφ程度の孔５を有している。
【００３３】
この水処理器用フィルター２を水処理器Ｓに取り付けたときの水の流れは、濾過層３側から、水を取り込み、濾過層３で大きなサイズのごみなどの汚れを取った後、浄化成分として活性炭を用いたフィルター成形体１を通過して残留塩素や有機物を吸着除去し、孔５内に湧き出して水処理器Ｓの浄水口Ｊから出されるという行程で処理が行われる。
【００３４】
フィルター成形体１は、活性炭などの浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂で固化した多孔質の固体活性炭成形体であり、このフィルター成形体１に水や空気を通すことによって水処理または空気清浄を行うよう構成されたものであり、フィルター成形体１からなるフィルタ−単独でも水処理または空気清浄器用フィルターとして用いることができるし、例えば中空糸膜などの他のフィルターと組み合わせて使用することも可能である。
【００３５】
また、上記の例では円筒形状を有するフィルター成形体１の円筒の中央に孔５を有する形状を説明したが、孔５のないもの、円筒以外の角柱形状など他の形状を採ったものでも構わない。
【００３６】
ここでいう中空糸膜とは、糸の中央部に長手方向に連続する中空孔を有するとともに、中空孔を取り囲む壁は０．０１〜５μｍ程度の細孔を有する多孔質で中空の糸のことであり、素材としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、４−メチル−１−ペンテン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、セルロース誘導体などからなっている。通常、Ｕ字形の中空糸束を円筒形容器に収納固定して用いられる。また、通常用いられる中空糸膜の空隙率は２０〜９０％程度である。
【００３７】
このようにバインダー樹脂で固めたフィルター成形体１を用いることによって、塩素の除去だけでなく汚れや濁りを除去する性能も有し、しかも中空糸膜を併用すれば更に汚れや濁りを除去する性能は上がり、しかも中空糸膜を長持ちさせる事ができる水処理器用フィルターを提供することができる。
図５は本発明のフィルター成形用金型Ｋに原料を充填して上型８で加圧しようとしているところの断面図、図６は上型８をロックしたところの断面図を示す。
【００３８】
上記フィルター成形体１を製造する際に使用する金型Ｋは、図５に示すように、アルミ、鉄等からなる熱伝導率が高い円筒形状の側型７と、該側型７の内径とほぼ同じの外径を有する上型８と、同様の形状からなる下型９からなる。上型８フランジ８ａを有している。
【００３９】
この金型Ｋを用いた本発明のフィルター成形体１の製造方法について次に説明する。ここでは所定の密度、均一な粒度を有する円筒形状の成形体を成形する手順を例に挙げて説明することにする。
【００４０】
まず、活性炭などの浄化成分とバインダーとして粉末状の高分子量で低メルトインデックスの重合体結合材を所定比率で混合攪拌して両者が均質に分散した原料６とする。この時、フィルター成形体の全域に活性炭が分散して水処理の効果を十分に発揮できるように、活性炭は６０メッシュより細かい粒状もしくは粉末ものを、重合体結合材は粒径が約１００μｍ程度のものを用いる。
【００４１】
側型７に下型９を装着して、側型７と下型９とで形成されたキャビティ１０内に前記原料６を充填し成形後のフィルター成形体高さの１５０〜２００％にする。そして原料６を含む金型Ｋを振動装置（図示しない）にて振幅１〜３ｍｍ、振動数５〜１０回／秒にて５〜１０秒振動をおこなって、所定高さの５〜１５％増になるまで原料の嵩高さを減少させる。ここで前記の成形後のフィルター成形体高さとは、フィルター成形体ができあがった際の高さの目標値である。なお、この目標値は、成形後の冷却時に、成形体が収縮することによる寸法の差を考慮した目標値とすることも含まれるものである。
【００４２】
金型Ｋを振動させる際に振幅が大きくなりすぎたり、振動数が大きくなりすぎたりして振動を与えすぎると、原料６が詰まりすぎ所定の密度が得られなくなる。またそれぞれの粒径の違いまた重さの違いにより原料６が分離し均一な成形体が得られない場合があるので好ましくない。
【００４３】
逆に振動が不十分であると加熱成形後にて加圧し成形後のフィルター成形体高さに調整する際、加圧による調整量が多いため圧力損失により成形体上下に密度差が生じるばかりでなく、側型内面と原料界面がこすれ目詰まりをおこし、フィルターとしての機能を損なうことになる。
【００４４】
原料６の充填、金型Ｋの振動に続いて上型８で未溶融状態の原料を仮加圧してからオーブン中に投入し１４０〜２４０℃の範囲で加熱して原料中のバインダー樹脂を溶融させる。溶融させた後にオーブンから取り出し、上型８を上から０．１〜３０ＭＰａにて加圧することによって所定の位置まで押し下げる。上型８を所定の位置に押し下げたままで冷却固化して脱型すると所望サイズを有するフィルター成形体を得ることができる。
【００４５】
ここで側型７には図７、図８に詳細を示すようにバネ１１によってボール１２ａもしくはピン１２ｂなどが付勢されて突出しており押すことによって枠１３内に収納することができる構成のボールプランジャもしくはピンプランジャなどとよばれるプランジャ１４からなる突出部Ｔが取り付けられており、側型７の内面にボール１２ａもしくはピン１２ｂがバネ１１で突出した状態になっている。一方、上型８には側型７の突出部Ｔが嵌まり込む溝部Ｕが設けられており、上型８を加圧して押し下げて、突出部Ｔと溝部Ｕの高さが一致したときに突出部Ｔが溝部Ｕに嵌まり込んで上型８と側型７の高さ方向への移動が規制されるロック機構Ｌとなっている。
【００４６】
プランジャ１４の側型７への取り付けは側型７にネジ孔７ａを設けてプランジャのネジを切った枠１３をそのネジ孔７ａにネジ込むことによって取り付けており、ネジで突出部Ｔの高さを調節することもできる。このような突出部Ｔを金型全周において少なくとも１箇所設けることによってロック機構Ｌとすることができるが、側型７と上型８とのガタによる傾きを防止するためには２箇所以上設けることが好ましい。好ましくは２〜５箇所程度である。そしてその相手となる溝部Ｕは突出部Ｔの位置にあわせて同じ数だけ配置してもよいが、全周にわたって連続の溝部を設けることによって側型７と上型８との相対角度を意識する必要がないという利点がある。
【００４７】
また上記の例では、上型８を所定の位置まで押し下げるだけで特別の操作を要せずしてロック機構Ｌが働くといった点で使い勝手がよいということから、突出部Ｔとしてプランジャを用いているが、それだけに限られるものではなく、例えば単にボルトをねじることによって側型７内に突出部Ｔが突出して、上型８の溝部に嵌合して位置を固定するようなものでも構わない。また、溝部Ｕは上型８の全周に設けたものでも部分的に設けたものでも構わない。
【００４８】
原料６のバインダー樹脂を溶融させた状態で上型８で加圧した後に、上型８の加圧を解除すると圧縮された原料６からの押し戻しにより上型８が上昇してしまうので、従来は冷却している間は常に加圧しておかなければならなかったが、上記のようなロック機構Ｌを有していることによって、原料６を圧縮しながら上型８を押し下げて突出部Ｔと溝部Ｕが嵌まりあった状態にしてロック機構Ｌを働かせると、上型８の加圧を解除しても上型８が上昇してしまうことがない。また加圧によって上型８の位置を固定する場合は加圧力の変動によって多少は位置が上下してしまう可能性があったが、前記のようなロック機構Ｌとすることによって上型８と側型７の位置が変わるということもなく、できあがったフィルター成形体も寸法精度のよいものを得ることができる。
【００４９】
ロック機構Ｌは上記のものに限らず、図９に示すように上型８から一体的に側型７の外に延設された延設部８ａに前記と同様にプランジャを取り付けて内周面に突出部Ｔを設け、一方側型７の外面に前記突出部Ｔと嵌まりあう溝部Ｕを設けることによって上型８を所定位置まで押し下げた状態で上型８と側型７との高さ方向の位置を固定するロック機構Ｌとすることも可能である。このような構成とすることによって成形品が接する側型７の内面を加工する必要がないので、例えば成形後の金型の清掃に手間がかかったり、場合によっては成形品を傷つけたりするのを防止することができるものである。
【００５０】
図１０に示すのはまた別の製造方法を示す図であり、下型９の延設部９ａに突出部Ｔを設けるとともに側型７の外面に溝部Ｕを設けており、最初は側型７の下端を延設部９ａの突出部Ｔに当接させて側型７を浮かせた状態で保持する。次いで、側型７と下型９とで形成されたキャビティ１０内に前記原料６を充填し成形後のフィルター成形体高さの１５０〜２００％にする。そして原料６を含む金型Ｋを振動装置（図示しない）にて振動を与え、所定高さの５〜１５％増になるまで原料の嵩高さを減少させる。
【００５１】
次いで、原料６の充填、金型Ｋの振動に続いて未溶融状態の原料を上型８で仮加圧してオーブン中に投入し１４０〜２４０℃の範囲で加熱して原料中のバインダーを溶融させる。溶融させた後にオーブンから取り出し、上型８を上から０．１〜３０ＭＰａにて加圧することによって所定の位置まで押し下げる。更に図１１に示すように側型７を突出部Ｔと溝部Ｕが嵌まり合うところまで押し下げることによって、バインダー樹脂が溶融した原料を下からも加圧することになる。この状態で略成形後のフィルター成形体高さになるようになっている。
【００５２】
冷却後に脱型を行うが、上型８、下型９を引き抜き、円筒状の脱型具（図示しない）にて押し抜くことによってフィルター成形体１を脱型する。
【００５３】
この製造方法では原料を加熱して溶融した後に上型８と下型９の両方から原料を加圧しており、フィルター成形体の高さ方向で密度に偏りができないようにすることができるという効果がある。またこの場合でも前記の製造方法の場合と同じく図１０、図１１に示すように側型７の内面に突出部Ｔと上型８に溝部Ｕを設けて一つのロック機構Ｌを構成し、そして下型９の延設部に突出部Ｔと側型７の外面に溝部Ｕを設けることによってもう１つのロック機構Ｌを構成している。
【００５４】
ロック機構Ｌを設けることによって所定サイズにまで加圧した状態で上型８と下型９が側型７に対して固定され、加圧を解除することができ、またできあがったフィルター成形体も一定のサイズの成形体を得ることができるものである。
【００５５】
もちろん本発明の製造方法は上記の説明に限定されるものではなく、請求項１に記載した構成を満たすものであれば本発明の範囲内に含まれるものである。前記の説明では最初に上型による原料の加圧を行い、下型による加圧の順序が後になっているが、その順序は入れ替わってもよい。一方の型による加圧の後に加熱し、加熱の後に他方の型で加圧するという順序で行うことが、フィルター成形体の全体をより均一な密度で成形できることから好ましいといえる。
【００５６】
また、モールド内に原料を充填した後に振動させて嵩を減らしているが、その工程は必須ではなく省略してもかまわない。更に、加圧はオーブンから取り出した後に行っているが、その方法に限られるものではなく、オーブン内で加圧してもよい。また、オーブンによる加熱で金型は１３０〜３００℃の範囲に昇温保持される。１３０℃未満であるとバインダーとして使用する樹脂の融点に達していないため、固体化することができず、３００℃を超えると樹脂が劣化してしまい、外観不良などの問題が発生することにもつながるので好ましくない。
【００５７】
また前記の温度範囲で保持される時間は３０〜１２０ｍｉｎ程度である。３０ｍｉｎ未満であると成形体内部まで十分に加熱することができず、中心部分に固化できていないところが発生するという問題があり、１２０ｍｉｎを超えるとポリマーが劣化してしまい、外観不良などの問題が発生することになるので好ましくない。
【００５８】
以下、本発明で用いる原料とその性質について詳細に説明する。本発明で得られるフィルター成形体は、活性炭などの浄化成分をバインダー樹脂で固化した多孔質体であり、バインダー樹脂としては低メルトインデックスの高分子量多孔質ポリマーを用いる。
【００５９】
フィルターの原料のひとつである浄化成分としては、活性炭、ゼオライト、キレート繊維、イオン交換繊維、イオン交換樹脂、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ウォラストナイト、ガラス繊維、抗菌剤などを挙げることができる。浄化成分がフィルター中に均一に分散するように粉末の状態で配合する。
【００６０】
低メルトインデックスの高分子多孔質ポリマーとしては、水処理または空気清浄器のフィルターとしての用途として問題なく使用できるために無毒性であることが必要になるとともに、単体で成形した場合に多孔質体を形成しやすい樹脂であることが好ましい。具体的にはポリアミド、ポリエチレンなどの樹脂を用いることができるが、より好ましくは分子量が数十万〜数百万程度の超高分子量ポリエチレンで原料の粒子径が約１００μｍ、カサ密度０．３ｇ／ｃｍ３未満の樹脂であって、メルトインデックスが、１．１〜２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、１５ｋｇ　Ｌｏａｄ）であるものが挙げられる。
【００６１】
このバインダー樹脂を用いる場合、メルトインデックスが１．１ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、１５ｋｇ　Ｌｏａｄ）未満であると、フィルターとなる活性炭のブロック成形時の流れが悪く、活性炭を固めてブロックとするためには、バインダー樹脂の量を多くしなければならない。そうするとフィルター内に占める活性炭の量が少なくなるので、水を処理する性能としては低くなってしまう。
【００６２】
また、逆にメルトインデックスが、２．３ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８、１９０℃、１５ｋｇ　Ｌｏａｄ）をこえると、フィルターの成形時に溶融したポリマーが活性炭の細孔部を覆ってしまい、水が活性炭を通過できなくなるので好ましくない。
【００６３】
バインダー樹脂が上記のようなメルトインデックスを有するポリマーであることによって高温において適度な粘度であるがゆえ、フィルターの成形時に溶融したポリマーが活性炭などの細孔部を覆ってしまうことがない。また多孔質体を形成することは浄化成分を固化したフィルターの機能を損なわない有効な結合材である。
【００６４】
さらに浄化成分の種類にもよるが、浄化成分とバインダー樹脂を混合する割合は浄化成分に対して重合体結合材を１０から２５重量％配合し、かつフィルター成形体の密度が０．５〜０．６５ｇ／ｃｍ３を有したものとすることによって、例えば、蛇口直結型水処理器にて通常必要とされる２．０Ｌ／ｍｉｎを上回る流量を動水圧０．１ＭＰａにて確保することが可能である。
【００６５】
浄化成分に対するバインダー樹脂の配合量が１０重量％未満であると浄化成分を固化することが困難となり、２５重量％を超えると重合体結合材が浄化成分の表面を覆ってしまう部分が多くなりすぎて、浄化成分の浄化の機能を有効に使用することができなくなるので好ましくない。
【００６６】
また、固化後のフィルター成形体密度が０．３ｇ／ｃｍ３未満になると剛性が低くなってしまい、フィルター成形体が脆く崩れやすいので好ましくない。０．７０ｇ／ｃｍ３を超えると硬め過ぎとなってフィルター成形体の空隙がすくなく十分な流量を得ることができなくなるので好ましくない。
【００６７】
本発明の製造方法により得られるフィルター成形体を、中空糸膜フィルターと組み合わせて用いた場合は、フィルター成形体で殆どの汚れが除去されるため、中空糸膜フィルターを併用した場合、中空糸膜フィルターへの目詰まりを軽減し、寿命を延ばし、蛇口直結型水処理器のようにフィルターとしての重さや大きさが制限されたような状態においても十分な性能と能力を持ったフィルター成形体を提供することができる。また、中空糸膜フィルター以外にも浄化効果のある他のフィルターと組み合わせて用いることも可能である。
【００６８】
本発明で得られるフィルター成形体は、水処理器の形態に関係なく蛇口直結型、据え置き型、予め台所の流し台などに組みこんだビルトイン型、携帯型にでも適用することができるものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明は上記の目的を達成するために本発明の請求項１では、水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形体用金型おいて、フィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の少なくとも片方は側型に対して上下方向に移動可能に配置されていると共に、キャビティ内に充填した原料を加圧した状態で側型に対して移動しないように位置を固定するロック機構を備えたことを特徴とする。
【００７０】
このように上型もしくは下型にて加圧して原料の嵩を所定の寸法に調節した後その位置で型を固定するためのロック機構を備えているので、一旦所定の位置にまで加圧した後は溶融した樹脂の冷却固化が完了するまで加圧を続ける必要がなく、所定の位置で固定することができるので寸法の変化が生じることもなく、フィルター成形体は所定寸法のものを得ることができる。
【００７１】
請求項２では上型と下型の両方にロック機構を備えたフィルター成形体用金型としている。
【００７２】
フィルター成形体の製造時において上下の両側から加圧するような構成を採ることによって、できあがったフィルター成形体の上下で密度の差を小さなものに抑えることができるので、例えば長尺の成形体にして複数個を一度に成形したとしても密度が同じで、流量やフィルターとしての性能も均等なものを製造することができる。
【００７３】
請求項３ではロック機構が側型内に突出入するように装着したプランジャと上型もしくは下型に設けた凹部を嵌めあう構造であるフィルター成形体用金型としている。
【００７４】
側型に装着したプランジャと上型もしくは下型に設けた凹部との嵌めあいによるロック機構を用いることによって、型を所定の位置にまで移動させるだけで特別な操作をすることなしに自動的にロックすることができる。
【００７５】
請求項４ではロック機構が上型もしくは下型から延設され側型の外側に配置された延設部に装着したプランジャと側型に設けた凹部とを嵌めあう構造であるフィルター成形用金型としている。
【００７６】
また、請求項５ではロック機構が上型もしくは下型から延設され側型の外側に配置された延設部に装着した凹部と側型外に突出入するように装着したボールプランジャとを嵌めあう構造であるフィルター成形用金型としている。
【００７７】
このように上型もしくは下型から延設して側型の外側に配置した延設部と側型の外側の壁面との間でのプランジャと凹部との嵌めあいを用いたロック機構とすることによって、側型の内面に凹凸を形成することなくなるので成形品の脱型の際にスムーズな脱型を行うことができるとともに、側型内や上型、下型の清掃も簡単になる。
【００７８】
請求項６では、水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形の製造方法おいて、金型はフィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の少なくとも片方は側型に対して上下方向に移動可能に配置されており、キャビティ内に原料を充填し加熱して原料を溶融させた後に、前記移動可能な型を移動させて溶融した原料を加圧し、加圧した状態で型をロック機構により固定し、冷却固化することを特徴とする。
【００７９】
上型もしくは下型にて加圧して原料の嵩を所定の寸法に調節した後その位置で型を固定するためのロック機構を備えているので、一旦所定の位置にまで加圧した後は溶融した樹脂の冷却固化が完了するまで加圧を続ける必要がなく、所定の位置で固定することができるので寸法の変化が生じることもなく、フィルター成形体は所定寸法のものを得ることができる。
【００８０】
請求項７では、水や大気などから汚染物質を除去するフィルターであって、少なくとも浄化成分と高分子量で低メルトインデックスのバインダー樹脂からなる原料を金型内に充填し、加熱加圧して所定形状に成形するフィルター成形の製造方法おいて、金型はフィルター側面を成形する側型、上面を成形する上型、下面を成形する下型からなり、上型と下型の両方が側型に対して上下方向に移動可能に配置されており、キャビティ内に原料を充填し加熱して原料を溶融させた後に、上型もしくは下型のいずれか一方を移動させて溶融した原料を加圧し、次いで他方の型を移動させて反対側から溶融した原料を加圧し、加圧した状態でロック機構により固定して冷却固化することを特徴とする。
【００８１】
成形体の寸法を正確なものとすることができて加圧してロックした後は加圧を続ける必要がないということと、また、請求項７ではそれに加えてフィルター成形体の製造時において上下の両側から加圧するような構成を採ることによって、できあがったフィルター成形体の上下で密度の差を小さなものに抑えることができるので、例えば長尺の成形体にして複数個を一度に成形したとしても密度が同じで、流量やフィルターとしての性能も均等なものを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造法によって得られるフィルター成形体の斜視図である。
【図２】フィルター成形体を用いた水処理器用フィルターの斜視図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】蛇口直結型水処理器の断面図である。
【図５】金型に原料を充填したところの断面図である。
【図６】上型を押し下げてロック機構で固定した状態で加圧している断面図である。
【図７】ボールプランジャの詳細断面図である。
【図８】ピンプランジャの詳細断面図である。
【図９】別の金型の例を示す図６に相当する断面図である。
【図１０】更に別の金型にて上型を押し込んだところの断面図である。
【図１１】図９に示す金型において下方から加圧したところの断面図である。
【符号の説明】
１　　　フィルター成形体
２　　　水処理器用フィルター
３　　　濾過層
４　　　キャップ
５　　　孔
６　　　原料
７　　　側型
８　　　上型
８ａ　　フランジ
９　　　下型
９ａ　　フランジ
１０　　スペーサ
１０　　キャビティ
１２ａ　ボール
１２ｂ　ピン
１４　　プランジャ
Ｓ　　水処理器
Ｋ　　金型
Ｔ　　突出部
Ｕ　　溝部
【図１】
2004141696.tif 000003
【図２】
2004141696.tif 000004
【図３】
2004141696.tif 000005
【図４】
2004141696.tif 000006
【図５】
2004141696.tif 000007
【図６】
2004141696.tif 000008
【図７】
2004141696.tif 000009
【図８】
2004141696.tif 000010
【図９】
2004141696.tif 000011
【図１０】
2004141696.tif 000012
【図１１】
2004141696.tif 000013