功能性板體的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種能讓流體適當?shù)赝ㄟ^的有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的功能性板體。功能性板體具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。功能性板體具有包括功能層的長條體，所述功能層具有功能性粉末以及用于保持上述功能性粉末的纖維狀的聚四氟乙烯。上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由上述長條體編織成格子狀而構(gòu)成。
【專利說明】功能性板體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的功能性板體。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在，活性炭被廣泛應(yīng)用于去除流體(氣體或液體)中的特定的物質(zhì)。一般來說，把活性炭從供給的粉末加工成容易處理的板體狀來使用。專利文獻1、2公開了加工成板體狀的活性炭板體。
[0003]這里的活性炭板體具有，例如由無紡布等制成的補強層和含有活性炭的功能層層疊構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。功能層，例如通過輾壓由活性炭粉末和作為粘合劑樹脂的聚四氟乙烯(PTFE: polytetraf I uo roe thy I ene)的混合物形成板體狀。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻1:日本發(fā)明專利公開公報特開2004-82420號
[0006]專利文獻2:日本發(fā)明專利公開公報特開2004-154652號
[0007]上述的活性炭板體，流體難于從其厚度方向通過。因此，專利文獻1、2記載的技術(shù)均采用流體沿著活性炭板體的表面通過的構(gòu)造。
[0008]這樣的構(gòu)造中，活性炭板體的配置要使活性炭板體的表面和流體的通過方向平行。因此，活性炭板體的配置，要求較大的深度，因此需要較大的空間。
[0009]活性炭板體通過設(shè)計貫通厚度方向的孔，能夠形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的活性炭板體，流體較容易從厚度方向上通過。活性炭的孔的形成，例如采用針刺。
[0010]但是，活性炭板體的功能層一般來說不具有較高的加工性。因此，活性炭板體會有不適宜形成直徑特別小的孔的情況。此外，活性炭板體上很難正確地控制孔的直徑，因此很難適當?shù)乜刂仆ㄟ^活性炭板體的流體的流速。
實用新型內(nèi)容
[0011]鑒于上述情況，本實用新型的目的在于提供一種能使流體適當?shù)赝ㄟ^的具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的功能性板體。
[0012]為了達成上述的目的，本實用新型的一個實施方式的功能性板體具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。該功能性板體具有包括功能層的長條體，所述功能層具有功能性粉末以及用于保持上述功能性粉末的纖維狀的聚四氟乙烯。上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由上述長條體編織成格子狀而形成。
[0013]能夠提供一種使流體適當?shù)赝ㄟ^的具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的功能性板體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的第I實施方式的功能性板體的俯視圖。
[0015]圖2為沿圖1所示功能性板體的A — A’線剖切的局部剖面圖。
[0016]圖3為圖1所示功能性板體的制造方法的流程圖。[0017]圖4A為圖1所示功能性板體的制造過程的斜視圖。
[0018]圖4B為圖1所示功能性板體的制造過程的斜視圖。
[0019]圖4C為圖1所示功能性板體的制造過程的斜視圖。
[0020]圖5為本實用新型的第2實施方式的功能性板體的俯視圖。
[0021]符號的說明
[0022]I功能性板體
[0023]2帶狀體(長條體)
[0024]12a功能層
[0025]12b補強層
【具體實施方式】
[0026]本實用新型的一個實施方式的功能性板體具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。該功能性板體具有包括功能層的長條體，所述功能層具有功能性粉末以及用于保持上述功能性粉末的纖維狀的聚四氟乙烯。上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由上述長條體編織成格子狀而形成。
[0027]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠較容易地實現(xiàn)上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。通過上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，流體能從上述長條體的間隙通過，因此較容易從功能性板體的厚度方向上通過。此外，通過變更上述長條體的寬度、間隙或者編織方法，能夠控制通過上述功能性板體的流體的流速。
[0028]上述長條體也可包含加固上述功能層的補強層。
[0029]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，因上述長條體的強度提高，增強了上述功能性板體的耐久性。
[0030]上述長條體也可具有由上述補強層和上述功能層的兩方構(gòu)成的面。
[0031]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，上述長條體能夠通過裁斷層疊板(預(yù)成形料)而形成。這樣，上述長條體能夠較容易地制造。
[0032]上述長條體也可具有螺旋結(jié)構(gòu)。
[0033]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，上述長條體能夠通過對由裁斷上述層疊板得到的帶狀體進行加捻而形成。這樣，能夠較容易地制造線狀的上述長條體。
[0034]上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)也可由復(fù)數(shù)的長條體編織成格子狀而構(gòu)成。
[0035]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠容易地實現(xiàn)上述網(wǎng)格狀構(gòu)造。此外，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，選擇上述加捻紗線體的編織方法，能夠使流體按一定的流速通過上述功能性板體。
[0036]上述功能性粉末含有活性炭也可。
[0037]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能提供有效利用活性炭的機能的功能性板體。
[0038]下面，參照附圖，說明本實用新型的實施方式。圖面上表示有相互正交的X軸、Y軸及Z軸。X軸、Y軸及Z軸在全圖中均共通。
[0039]第I實施方式
[0040]圖1為本實用新型的第I實施方式的功能性板體I的俯視圖。本實施方式的功能性板體I具有由帶狀體2編織成格子狀而構(gòu)成的網(wǎng)格狀的構(gòu)造。各帶狀體2的構(gòu)成為長邊和短邊的比率較大的長條體。帶狀體2由在X軸方向上延伸的復(fù)數(shù)的帶狀體2a及在Y軸方向上延伸的復(fù)數(shù)的帶狀體2b構(gòu)成。
[0041]更詳細地來說，功能性板體I具有由帶狀體2a和帶狀體2b平紋編織而成的網(wǎng)格狀構(gòu)造。也就是說，功能性板體I由帶狀體2a作為緯線、帶狀體2b作為經(jīng)線，帶狀體2a、2b交互起伏編織而成。
[0042]圖2為沿圖1所示功能性板體I的A —A’線剖切的局部剖面圖。功能性板體I的帶狀體2具有功能層12a和設(shè)置在與功能層12a的Z軸方向垂直的兩面的補強層12b。換言之，帶狀體2具有層疊構(gòu)造，從Z軸方向上側(cè)開始，按照補強層12b、功能層12a、補強層12b的順序?qū)盈B。
[0043]圖2顯示了帶狀體2a的端面和帶狀體2b的斷面。各帶狀體2與Z軸垂直的兩面由補強層12b構(gòu)成，與X軸或Y軸垂直的端面由功能層12a及補強層12b構(gòu)成。也就是說，在各帶狀體2上，與X軸或Y軸垂直的端面上，功能層12a具有不被補強層12b覆蓋的面。該構(gòu)造起因于本實施方式的功能性板體I的制造方法。
[0044]本實施方式的功能性板體I的制造方法，在與帶狀體2有同樣層疊結(jié)構(gòu)的層疊板(預(yù)成形料)形成后，通過裁斷該層疊板，形成帶狀體2。各帶狀體2的端面，因是層疊板的切斷面，會有露出的不被補強層12b覆蓋的功能層12a的部分。
[0045]圖3為本實施方式的功能性板體I的制造方法的流程圖。
[0046]在步驟SI中，混合活性炭粉末和用作使活性炭粉末成形的粘合劑樹脂的聚四氟乙烯(PTFE: polytetraf luoroe thy I ene)。能夠使用例如加壓捏合機或本伯里密煉機(Banbury mixer)等的一般的裝置來進行活性炭粉末和PTFE的混合。
[0047]在步驟SI中，PTFE被施加剪切力并反復(fù)塑性變形，進行纖維化(纖絲化)。PTFE通過纖絲化，該纖維狀的組織上粘著并保持著活性炭粉末。因此，PTFE，通過混合進行纖絲化可增大能保持的活性炭粉末的量。
[0048]如上所述，活性炭粉末的粘合劑樹脂采用PTFE，且通過活性炭粉末和PTFE的混合，與采用例如聚乙烯或聚丙烯等的烯烴類樹脂、液體蛋白質(zhì)、半乳糖等的糖類、纖維素作為活性炭粉末的粘合劑樹脂相比，能夠提高活性炭粉末的密度。也就是說，能夠增大活性炭粉末和PTFE的混合物中的活性炭粉末的比例。具體來說，活性炭粉末和PTFE的混合物的重量中，活性炭粉末的重量的比例能夠達到95 w t %以上。
[0049]且活性炭粉末和PTFE的混合物中，根據(jù)需要也可以含有其他的功能性材料。這樣的功能性材料，例如為活性炭以外的吸附劑、或為提高加工性的添加劑、或各種催化劑、或干燥劑。干燥劑例如，硅膠或分子篩。
[0050]圖3的步驟S2，將從步驟SI中得到的活性炭粉末和PTFE的混合物制成板狀?；旌衔锏某尚?，能采用例如輾壓法或擠出法或擠壓法等一般的方法。輾壓法可以利用輥壓機，擠出法可以利用擠出機，擠壓法可以利用擠壓機。步驟S2，根據(jù)需要，可以加熱成形。
[0051]步驟S2也進行活性炭粉末和PTFE的混合，因此PTFE的纖絲化繼續(xù)進行。這樣，纖維狀的PTFE能更加強固地保持活性炭粉末。
[0052]圖4A及圖4B為對圖3中的步驟S3進行說明的圖。步驟S3，為了補強從步驟S2得到的功能層22a，在功能層22a的與Z軸相垂直的兩面上配置補強層22b，形成如圖4A所示的層疊構(gòu)造。如圖4B所示，補強層22b貼附于功能層22a的各面得到了層疊板(預(yù)成形料)22。補強層22b貼附功能層22a的貼附方法，能采用例如輥壓機或擠壓機的壓力接合法。
[0053]補強層22b為一般的面料材質(zhì)，可為織布也可為不織布。只要補強層22b能良好地保持功能層22a即可。補強層22b的形成，例如由聚乙烯或聚丙烯等的一般的樹脂的010?150 μ m的纖維,形成單位面積質(zhì)量為10?400 g / m 2。通過補強層22b良好地保持功能層22a，能提高層疊板22 (及裁斷后的帶狀體2)的強度或處理性能。
[0054]圖4C為對圖3中的步驟S4進行說明的圖。步驟S4，裁斷從步驟S3得到的層疊板22。具體來說，如圖4C中的點劃線所示，層疊板22以在X軸方向上等間隔的方式，沿Y軸方向切斷，得到帶狀的帶狀體2。圖4C中的帶狀體2與圖1與圖2中的帶狀體2對應(yīng)。各帶狀體2在X軸方向的寬度可以根據(jù)采用的流體的種類、設(shè)定的目標流速來適宜地決定。
[0055]圖3中的步驟S5，通過平紋編織從步驟S4得到的復(fù)數(shù)的帶狀體2而得到圖1中所示的功能性板體I。步驟S5中，為了平紋編織帶狀體2，通常使用例如自動織布機。在步驟S5中，通過使用自動織布機，能容易地控制功能性板體I上的復(fù)數(shù)的帶狀體2在X軸方向及Y軸方向的間隔等的條件。此外，當然也可通過手工作業(yè)編織帶狀體2。
[0056]步驟S5的復(fù)數(shù)的帶狀體2在X軸方向及Y軸方向的間隔，可以根據(jù)采用的流體的種類、設(shè)定的目標流速來適宜地決定。步驟S5的復(fù)數(shù)的帶狀體2的編制方法，除了圖1所示的平紋編織外，還可以采用例如斜紋編織或斜子編織(basket weave)等一般的方法。復(fù)數(shù)的帶狀體2的編織方法也可以根據(jù)采用的流體的種類、設(shè)定的目標流速來適宜地決定。
[0057]如上所述制造出的功能性板體1，由帶狀體2形成網(wǎng)格狀構(gòu)造，因此流體能較容易地從功能性板體I的厚度方向上通過。
[0058]此外，功能性板體I為了與流體的種類、設(shè)定的目標流速配合，可以適宜地變更各帶狀體2的寬度、帶狀體2的間隔、帶狀體2的編織方法。這樣，能使流體恰當?shù)貜墓δ苄园弩wI的厚度方向上通過。
[0059]以圖4C所示的層疊板22作為比較例，來評價在本實施方式的功能性板體I的厚度方向上流體的通過性。作為結(jié)果的一例，在A S T M規(guī)格(A STMD 737)的標準測試方法下，層疊板22的透氣性為0.08cm3/cm2 / s e C，功能性板體I的透氣性為85?108 cm3 / cm2 / s e C。由此可以確認在本實施方式的功能性板體I的厚度方向上流體的通過性能優(yōu)越。
[0060]通過編織帶狀體2而形成功能性板體1，因此與同樣大小的層疊板22相比，含有活性炭粒子功能層12a (22a)的表面積更大。更進一步來說，上述的本實施方式的功能層12a上，高度填充著活性炭粒子。因此，功能性板體1，提高了流體所含有的吸附物質(zhì)的吸附速度及吸附效率。功能性板體I能夠吸附更多的物質(zhì)，壽命增長。
[0061]功能性板體I的功能層12a上所含的功能性粉末，除了活性炭以外，根據(jù)用途可以采用多種多樣的粉末。這樣的功能性粉末，例如石墨、炭黑、竹炭、木炭、二氧化硅、粘土、膨脹石墨、吸水性聚合物、硅膠、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鉛、金屬、防霉劑、抗菌劑等粉末。根據(jù)需要，功能層12a上也可含有復(fù)數(shù)種類的功能性粉末。
[0062]本實施方式中，如圖4C所示，通過裁斷層疊板22得到帶狀體2。帶狀體2可以如圖2所示，補強層12b貼附功能層12a而構(gòu)成，也可以將補強層12b覆蓋在預(yù)先裁斷的功能層12a上而構(gòu)成。該情況下，帶狀體2的端面的全部表面也可以都由補強層12b覆蓋。
[0063]第2實施方式
[0064]圖5為本實用新型的第2實施方式的功能性板體101的俯視圖。功能性板體101具有由加捻紗線體102編織成格子狀而構(gòu)成的網(wǎng)格狀的構(gòu)造。各加捻紗線體102由具有螺旋構(gòu)造的線狀的長條體構(gòu)成。加捻紗線體102由在X軸方向上的復(fù)數(shù)的加捻紗線體102a及在Y軸方向上的復(fù)數(shù)的加捻紗線體102b構(gòu)成。
[0065]加捻紗線體102由加捻圖4C所示的帶狀體2的加捻紗線工序而形成。加捻紗線工序是指將帶狀體2反復(fù)扭轉(zhuǎn)成螺旋狀而形成加捻紗線體102。也可以將復(fù)數(shù)的帶狀體2一起扭轉(zhuǎn)，形成I個加捻紗線體102。
[0066]本實施方式的功能性板體101的制造方法是在圖3所示的步驟S4和步驟S5之間進行加捻紗線工序。本實施方式的功能性板體101的制造方法，除了加捻紗線工序以外，與第I實施方式的功能性板體I的制造方法相同。
[0067]加捻紗線體102的功能層12a (參照圖2及圖4C)的表面的形狀比帶狀體2的復(fù)雜，因此單位長度的功能層12a的表面積比帶狀體2大。如上述的本實施方式的功能層12a上，高度填充著活性炭粒子。因此，功能性板體101，提高了流體所含有的吸附物質(zhì)的吸附速度及吸附效率。功能性板體101能夠吸附更多的物質(zhì)，壽命增長。
[0068]加捻紗線體102因其螺旋構(gòu)造，具有高強度，富于伸縮性。因此，由加捻紗線體102構(gòu)成的功能性板體101，不易受到因流體等施加的負荷導(dǎo)致的損傷。
[0069]圖5與第I實施方式相同，顯示了平紋編織加捻紗線體102得到網(wǎng)格狀構(gòu)造的例。本實施方式下，加捻紗線體102為線狀，因此可對應(yīng)多樣的編織方法。
[0070]加捻紗線體102的編織方法，除了上述的編織方法之外，可采用例如表彈力織物編織、里彈力織物編織、襪帶編織(garter weave)、羅紋編織等的一般的手法。加捻紗線體102的間隔以及加捻紗線體102的編織方法，可以根據(jù)采用的流體的種類、設(shè)定的目標流速來適宜地決定。
[0071]加捻紗線體102為了采用上述的編織方法，例如至少需要I個加捻紗線體103。加捻紗線體102通過由復(fù)數(shù)的帶狀體2加捻合成，在縱軸方向連接，能夠任意地延長。通過采用足夠長的加捻紗線體102，能夠編織出規(guī)定大小的功能性板體101。
[0072]為了編織加捻紗線體102，例如使用通常的自動織布機。此外，當然也可通過手工作業(yè)編織加捻紗線體102。另外，將第I實施方式的帶狀體2較細地裁斷，即通過將圖4C中X軸方向的寬度變窄，在大致為線狀的情況下，該帶狀體2也可適用加捻紗線體102的全部的編織方法。
[0073]通過自動織布機編織加捻紗線體102，能容易地控制功能性板體101上的加捻紗線體102的間隔、加捻紗線體102的編織方法等的條件。此外通過使用自動織布機，不僅能設(shè)計功能性板體101的二維形狀，還能設(shè)計出功能性板體101的三維形狀。
[0074]以上對本實用新型的實施方式作了說明，但本實用新型并不局限于上述的實施方式，在不脫離本實用新型要旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種變更。
[0075]例如，上述實施方式中，補強層設(shè)計在功能層的兩面，相反地，也可以功能層設(shè)計在補強層的兩面。進而，也可以補強層設(shè)計在功能層的一面。此外，構(gòu)成帶狀體的層狀結(jié)構(gòu)的功能層及補強層的層數(shù)可以任意，例如帶狀體可分別有3層以上的功能層及補強層。進而，在功能層有足夠強度的情況下，不設(shè)計補強層，僅由功能層形成帶狀體也可。
【權(quán)利要求】
1.一種功能性板體，具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有包括功能層的長條體，上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由上述長條體編織成格子狀而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性板體，其特征在于，上述長條體包含補強上述功能層的補強層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能性板體，其特征在于，上述長條體具有由上述補強層和上述功能層的兩方構(gòu)成的面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的功能性板體，其特征在于，上述長條體具有螺旋結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項所述的功能性板體，其特征在于，上述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由復(fù)數(shù)的長條體編織成格子狀而構(gòu)成。
【文檔編號】B32B9/00GK203697584SQ201320646129
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】淺野善敬 申請人:日本華爾卡工業(yè)株式會社