CN203697584U - 功能性板体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种能让流体适当地通过的有网格状结构的功能性板体。功能性板体具有网格状结构。功能性板体具有包括功能层的长条体，所述功能层具有功能性粉末以及用于保持上述功能性粉末的纤维状的聚四氟乙烯。上述网格状结构由上述长条体编织成格子状而构成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种有网格结构的功能性板体。
背景技术
现在，活性炭被广泛应用于去除流体（气体或液体）中的特定的物质。一般来说，把活性炭从供给的粉末加工成容易处理的板体状来使用。专利文献1、2公开了加工成板体状的活性炭板体。
这里的活性炭板体具有，例如由无纺布等制成的补强层和含有活性炭的功能层层叠构成的结构。功能层，例如通过辗压由活性炭粉末和作为粘合剂树脂的聚四氟乙烯（PTFE：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）的混合物形成板体状。
现有技术文献
专利文献1：日本发明专利公开公报特开2004-82420号
专利文献2：日本发明专利公开公报特开2004-154652号
上述的活性炭板体，流体难于从其厚度方向通过。因此，专利文献1、2记载的技术均采用流体沿着活性炭板体的表面通过的构造。
这样的构造中，活性炭板体的配置要使活性炭板体的表面和流体的通过方向平行。因此，活性炭板体的配置，要求较大的深度，因此需要较大的空间。
活性炭板体通过设计贯通厚度方向的孔，能够形成网格状结构。具有网格状结构的活性炭板体，流体较容易从厚度方向上通过。活性炭的孔的形成，例如采用针刺。
但是，活性炭板体的功能层一般来说不具有较高的加工性。因此，活性炭板体会有不适宜形成直径特别小的孔的情况。此外，活性炭板体上很难正确地控制孔的直径，因此很难适当地控制通过活性炭板体的流体的流速。
实用新型内容
鉴于上述情况，本实用新型的目的在于提供一种能使流体适当地通过的具有网格状结构的功能性板体。
为了达成上述的目的，本实用新型的一个实施方式的功能性板体具有网格状结构。该功能性板体具有包括功能层的长条体，所述功能层具有功能性粉末以及用于保持上述功能性粉末的纤维状的聚四氟乙烯。上述网格状结构由上述长条体编织成格子状而形成。
能够提供一种使流体适当地通过的具有网格状结构的功能性板体。
附图说明
图1为本实用新型的第1实施方式的功能性板体的俯视图。
图2为沿图1所示功能性板体的Ａ－Ａ’线剖切的局部剖面图。
图3为图1所示功能性板体的制造方法的流程图。
图4A为图1所示功能性板体的制造过程的斜视图。
图4B为图1所示功能性板体的制造过程的斜视图。
图4C为图1所示功能性板体的制造过程的斜视图。
图5为本实用新型的第2实施方式的功能性板体的俯视图。
符号的说明
1 功能性板体
2 带状体（长条体）
12a 功能层
12b 补强层
具体实施方式
本实用新型的一个实施方式的功能性板体具有网格状结构。该功能性板体具有包括功能层的长条体，所述功能层具有功能性粉末以及用于保持上述功能性粉末的纤维状的聚四氟乙烯。上述网格状结构由上述长条体编织成格子状而形成。
根据这样的结构，能够较容易地实现上述网格状结构。通过上述网格状结构，流体能从上述长条体的间隙通过，因此较容易从功能性板体的厚度方向上通过。此外，通过变更上述长条体的宽度、间隙或者编织方法，能够控制通过上述功能性板体的流体的流速。
上述长条体也可包含加固上述功能层的补强层。
根据这样的结构，因上述长条体的强度提高，增强了上述功能性板体的耐久性。
上述长条体也可具有由上述补强层和上述功能层的两方构成的面。
根据这样的结构，上述长条体能够通过裁断层叠板（预成形料）而形成。这样，上述长条体能够较容易地制造。
上述长条体也可具有螺旋结构。
根据这样的结构，上述长条体能够通过对由裁断上述层叠板得到的带状体进行加捻而形成。这样，能够较容易地制造线状的上述长条体。
上述网格状结构也可由复数的长条体编织成格子状而构成。
根据这样的结构，能够容易地实现上述网格状构造。此外，根据这样的结构，选择上述加捻纱线体的编织方法，能够使流体按一定的流速通过上述功能性板体。
上述功能性粉末含有活性炭也可。
根据这样的结构，能提供有效利用活性炭的机能的功能性板体。
下面，参照附图，说明本实用新型的实施方式。图面上表示有相互正交的X轴、Y轴及Z轴。X轴、Y轴及Z轴在全图中均共通。
第1实施方式
图1为本实用新型的第1实施方式的功能性板体1的俯视图。本实施方式的功能性板体1具有由带状体2编织成格子状而构成的网格状的构造。各带状体2的构成为长边和短边的比率较大的长条体。带状体2由在X轴方向上延伸的复数的带状体2a及在Y轴方向上延伸的复数的带状体2b构成。
更详细地来说，功能性板体1具有由带状体2a和带状体2b平纹编织而成的网格状构造。也就是说，功能性板体1由带状体2a作为纬线、带状体2b作为经线，带状体2a、2b交互起伏编织而成。
图2为沿图1所示功能性板体1的Ａ－Ａ’线剖切的局部剖面图。功能性板体1的带状体2具有功能层12a和设置在与功能层12a的Z轴方向垂直的两面的补强层12b。换言之，带状体2具有层叠构造，从Z轴方向上侧开始，按照补强层12b、功能层12a、补强层12b的顺序层叠。
图2显示了带状体2a的端面和带状体2b的断面。各带状体2与Z轴垂直的两面由补强层12b构成，与X轴或Y轴垂直的端面由功能层12a及补强层12b构成。也就是说，在各带状体2上，与X轴或Y轴垂直的端面上，功能层12a具有不被补强层12b覆盖的面。该构造起因于本实施方式的功能性板体1的制造方法。
本实施方式的功能性板体1的制造方法，在与带状体2有同样层叠结构的层叠板（预成形料）形成后，通过裁断该层叠板，形成带状体2。各带状体2的端面，因是层叠板的切断面，会有露出的不被补强层12b覆盖的功能层12a的部分。
图3为本实施方式的功能性板体1的制造方法的流程图。
在步骤S1中，混合活性炭粉末和用作使活性炭粉末成形的粘合剂树脂的聚四氟乙烯（PTFE：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）。能够使用例如加压捏合机或本伯里密炼机（Banbury mixer）等的一般的装置来进行活性炭粉末和PTFE的混合。
在步骤S1中，PTFE被施加剪切力并反复塑性变形，进行纤维化（纤丝化）。PTFE通过纤丝化，该纤维状的组织上粘着并保持着活性炭粉末。因此，PTFE，通过混合进行纤丝化可增大能保持的活性炭粉末的量。
如上所述，活性炭粉末的粘合剂树脂采用PTFE，且通过活性炭粉末和PTFE的混合，与采用例如聚乙烯或聚丙烯等的烯烃类树脂、液体蛋白质、半乳糖等的糖类、纤维素作为活性炭粉末的粘合剂树脂相比，能够提高活性炭粉末的密度。也就是说，能够增大活性炭粉末和PTFE的混合物中的活性炭粉末的比例。具体来说，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够达到95ｗｔ％以上。
且活性炭粉末和PTFE的混合物中，根据需要也可以含有其他的功能性材料。这样的功能性材料，例如为活性炭以外的吸附剂、或为提高加工性的添加剂、或各种催化剂、或干燥剂。干燥剂例如，硅胶或分子筛。
图3的步骤S2，将从步骤S1中得到的活性炭粉末和PTFE的混合物制成板状。混合物的成形，能采用例如辗压法或挤出法或挤压法等一般的方法。辗压法可以利用辊压机，挤出法可以利用挤出机，挤压法可以利用挤压机。步骤S2，根据需要，可以加热成形。
步骤S2也进行活性炭粉末和PTFE的混合，因此PTFE的纤丝化继续进行。这样，纤维状的PTFE能更加强固地保持活性炭粉末。
图4A及图4B为对图3中的步骤S3进行说明的图。步骤S3，为了补强从步骤S2得到的功能层22a，在功能层22a的与Z轴相垂直的两面上配置补强层22b，形成如图4A所示的层叠构造。如图4B所示，补强层22b贴附于功能层22a的各面得到了层叠板（预成形料）22。补强层22b贴附功能层22a的贴附方法，能采用例如辊压机或挤压机的压力接合法。
补强层22b为一般的面料材质，可为织布也可为不织布。只要补强层22b能良好地保持功能层22a即可。补强层22b的形成，例如由聚乙烯或聚丙烯等的一般的树脂的10～150μｍ的纤维，形成单位面积质量为10～400ｇ／ｍ2。通过补强层22b良好地保持功能层22a，能提高层叠板22（及裁断后的带状体2）的强度或处理性能。
图4C为对图3中的步骤S4进行说明的图。步骤S4，裁断从步骤S3得到的层叠板22。具体来说，如图4C中的点划线所示，层叠板22以在X轴方向上等间隔的方式，沿Y轴方向切断，得到带状的带状体2。图4C中的带状体2与图1与图2中的带状体2对应。各带状体2在X轴方向的宽度可以根据采用的流体的种类、设定的目标流速来适宜地决定。
图3中的步骤S5，通过平纹编织从步骤S4得到的复数的带状体2而得到图1中所示的功能性板体1。步骤S5中，为了平纹编织带状体2，通常使用例如自动织布机。在步骤S5中，通过使用自动织布机，能容易地控制功能性板体1上的复数的带状体2在X轴方向及Y轴方向的间隔等的条件。此外，当然也可通过手工作业编织带状体2。
步骤S5的复数的带状体2在X轴方向及Y轴方向的间隔，可以根据采用的流体的种类、设定的目标流速来适宜地决定。步骤S5的复数的带状体2的编制方法，除了图1所示的平纹编织外，还可以采用例如斜纹编织或斜子编织（basket weave）等一般的方法。复数的带状体2的编织方法也可以根据采用的流体的种类、设定的目标流速来适宜地决定。
如上所述制造出的功能性板体1，由带状体2形成网格状构造，因此流体能较容易地从功能性板体1的厚度方向上通过。
此外，功能性板体1为了与流体的种类、设定的目标流速配合，可以适宜地变更各带状体2的宽度、带状体2的间隔、带状体2的编织方法。这样，能使流体恰当地从功能性板体1的厚度方向上通过。
以图4C所示的层叠板22作为比较例，来评价在本实施方式的功能性板体1的厚度方向上流体的通过性。作为结果的一例，在ＡＳＴＭ规格（ＡＳＴＭＤ737）的标准测试方法下，层叠板22的透气性为0.08ｃｍ3／ｃｍ2／ｓｅｃ，功能性板体1的透气性为85～103ｃｍ3／ｃｍ2／ｓｅｃ。由此可以确认在本实施方式的功能性板体1的厚度方向上流体的通过性能优越。
通过编织带状体2而形成功能性板体1，因此与同样大小的层叠板22相比，含有活性炭粒子功能层12a（22a）的表面积更大。更进一步来说，上述的本实施方式的功能层12a上，高度填充着活性炭粒子。因此，功能性板体1，提高了流体所含有的吸附物质的吸附速度及吸附效率。功能性板体1能够吸附更多的物质，寿命增长。
功能性板体1的功能层12a上所含的功能性粉末，除了活性炭以外，根据用途可以采用多种多样的粉末。这样的功能性粉末，例如石墨、炭黑、竹炭、木炭、二氧化硅、粘土、膨胀石墨、吸水性聚合物、硅胶、二氧化钛、氧化锌、氧化铅、金属、防霉剂、抗菌剂等粉末。根据需要，功能层12a上也可含有复数种类的功能性粉末。
本实施方式中，如图4C所示，通过裁断层叠板22得到带状体2。带状体2可以如图2所示，补强层12b贴附功能层12a而构成，也可以将补强层12b覆盖在预先裁断的功能层12a上而构成。该情况下，带状体2的端面的全部表面也可以都由补强层12b覆盖。
第2实施方式
图5为本实用新型的第2实施方式的功能性板体101的俯视图。功能性板体101具有由加捻纱线体102编织成格子状而构成的网格状的构造。各加捻纱线体102由具有螺旋构造的线状的长条体构成。加捻纱线体102由在X轴方向上的复数的加捻纱线体102a及在Y轴方向上的复数的加捻纱线体102b构成。
加捻纱线体102由加捻图4C所示的带状体2的加捻纱线工序而形成。加捻纱线工序是指将带状体2反复扭转成螺旋状而形成加捻纱线体102。也可以将复数的带状体2一起扭转，形成1个加捻纱线体102。
本实施方式的功能性板体101的制造方法是在图3所示的步骤S4和步骤S5之间进行加捻纱线工序。本实施方式的功能性板体101的制造方法，除了加捻纱线工序以外，与第1实施方式的功能性板体1的制造方法相同。
加捻纱线体102的功能层12a（参照图2及图4C）的表面的形状比带状体2的复杂，因此单位长度的功能层12a的表面积比带状体2大。如上述的本实施方式的功能层12a上，高度填充着活性炭粒子。因此，功能性板体101，提高了流体所含有的吸附物质的吸附速度及吸附效率。功能性板体101能够吸附更多的物质，寿命增长。
加捻纱线体102因其螺旋构造，具有高强度，富于伸缩性。因此，由加捻纱线体102构成的功能性板体101，不易受到因流体等施加的负荷导致的损伤。
图5与第1实施方式相同，显示了平纹编织加捻纱线体102得到网格状构造的例。本实施方式下，加捻纱线体102为线状，因此可对应多样的编织方法。
加捻纱线体102的编织方法，除了上述的编织方法之外，可采用例如表弹力织物编织、里弹力织物编织、袜带编织（garter weave）、罗纹编织等的一般的手法。加捻纱线体102的间隔以及加捻纱线体102的编织方法，可以根据采用的流体的种类、设定的目标流速来适宜地决定。
加捻纱线体102为了采用上述的编织方法，例如至少需要1个加捻纱线体103。加捻纱线体102通过由复数的带状体2加捻合成，在纵轴方向连接，能够任意地延长。通过采用足够长的加捻纱线体102，能够编织出规定大小的功能性板体101。
为了编织加捻纱线体102，例如使用通常的自动织布机。此外，当然也可通过手工作业编织加捻纱线体102。另外，将第1实施方式的带状体2较细地裁断，即通过将图4C中X轴方向的宽度变窄，在大致为线状的情况下，该带状体2也可适用加捻纱线体102的全部的编织方法。
通过自动织布机编织加捻纱线体102，能容易地控制功能性板体101上的加捻纱线体102的间隔、加捻纱线体102的编织方法等的条件。此外通过使用自动织布机，不仅能设计功能性板体101的二维形状，还能设计出功能性板体101的三维形状。
以上对本实用新型的实施方式作了说明，但本实用新型并不局限于上述的实施方式，在不脱离本实用新型要旨的范围内，能够进行各种变更。
例如，上述实施方式中，补强层设计在功能层的两面，相反地，也可以功能层设计在补强层的两面。进而，也可以补强层设计在功能层的一面。此外，构成带状体的层状结构的功能层及补强层的层数可以任意，例如带状体可分别有3层以上的功能层及补强层。进而，在功能层有足够强度的情况下，不设计补强层，仅由功能层形成带状体也可。
Claims (5)
1.一种功能性板体，具有网格状结构，其特征在于，
具有包括功能层的长条体，
上述网格状结构由上述长条体编织成格子状而形成。
2.根据权利要求1所述的功能性板体，其特征在于，
上述长条体包含补强上述功能层的补强层。
3.根据权利要求2所述的功能性板体，其特征在于，
上述长条体具有由上述补强层和上述功能层的两方构成的面。
4.根据权利要求1或者权利要求2所述的功能性板体，其特征在于，
上述长条体具有螺旋结构。
5.根据权利要求1到4中的任何一项所述的功能性板体，其特征在于，
上述网格状结构由复数的长条体编织成格子状而构成。
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