JP2001504398A - 多孔構造体及びその製造方法 - Google Patents

多孔構造体及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 多孔構造体を製造するための方法であって，一次分離能力をもたらす成分と，生強度補強能力をもたらす成分と，結合能力をもたらしかつ熱可塑性及び熱硬化性ポリマーから成る集合から選択された成分と，から成る乾燥混合物を形成する工程と，該混合物を適当な面に分配し所望の厚さに堆積させる工程と，多孔構造体用の所望の形状に混合物を高密度化する工程と，高密度化された多孔構造体を面から除去する工程と，結合能力をもたらすあらゆる熱可塑性成分の融点より約20℃まで高い温度で混合物を融解することによって一次分離能力を与える成分を結合する工程と，から成る。本発明に従う多孔構造体(100,110,120,125,140,175)は，一次分離能力(61,62)をもたらす成分の約70〜90重量％と，生強度補強能力(64,65)をもたらす成分の約15重量％と，結合能力(67,68)をもたらしかつ熱可塑性及び熱硬化性ポリマーから成る集合から選択された成分の約8〜約20重量％と，から成る。

Description

【発明の詳細な説明】 多孔構造体及びその製造方法 技術分野 本願は不所望の成分から流体を分離するための多孔構造体に関する。典型的に ，このタイプの媒体は補助フィルタを含みかつ中空でコアの円筒形ブロック若し くは平坦シートの形式で製造される。使用する際，分離されるべき流体は，多孔 フィルタ構造体を通じて方向付けられ，その後それは引っ込められる。付加的に 本願はそのような多孔構造体の製造方法を与える。 発明の背景 典型的な分離媒体は，ケイ藻土，パーライト，活性炭，ゼオライト等を含み， 吸着効果のフィルタを達成する。粉末状のそのような成分の使用はしばしば高圧 降下及び／またはチャネリングを生成する。したがって，粉末状補助フィルタは ，a)紙のような薄い媒体内にそれらを組み入れることによって，若しくは高圧降 下を避けるためにそれを基板上に薄くプレコートして堆積させることによって， またはb)それらをバインダーと組み合わせることによって有用な形にされ，その 結果それらは続いて有用な多孔構造体に造られる。 典型的な分離媒体から造られた成形多孔フィルタ構 造体は，もしバインダーの量が通常の20から40パーセントへ減少され，またもし 成形体が高圧圧縮型から除去されることが可能であり，すなわちもしそれが高い 生の強度を有し，続いて自己支持(self-supporting)状態で熱着されるのであれ ば，改良され得る。多孔フィルタ構造体は押出工程によって造られるが，そのよ うな工程は速度が遅くかつ商業的製造用に非常に多くの押出器を必要とする。さ らに，そのような工程は製造可能な有用フィルタ構造体の形に限定される。 フィルタ構造体は湿潤若しくは乾燥処理によって造られることもできる。湿潤 処理の例はポール・コーポレイション(Pall Corporation)に登録された米国特許 第5,443,735号であり，それはいわゆる固定されたカーボンベッド(carbon beds) の製造に関する。いくつかの方法が開示され，そのひとつは，繊維材料，活性炭 及び接着剤の湿潤スラリーを混合する工程と，該スラリーを型内にポンピングす る工程と，自由水を押し出す工程と，圧縮されたブロックを型から除去しかつ水 分を除去するためにブロックを加熱する工程と，フィルタ材料を付加する工程と ，によって半径流被圧縮ブロックフィルタを製造する。その他のものは炭素微粒 子及び微粉末ポリエチレン樹脂の混合工程を含む軸流フィル タを製造し，混合物は続いてポリマーを溶解するために加熱されかつ炭素粒子を つなげる。本発明は水中での微生物の生育の抑制を補助するよう微小な黄銅粒子 の使用に基づいている。 乾燥処理において，成分は，最初に乾燥ブレンド，続いて乾燥混合物の高密度 化及び加熱によって異なる形式及び形状になる。今，説明した乾燥処理技術は以 下の特許に例示されている。ポール・コーポレイションに登録された米国特許第 4,664,683号は約200から2000ミクロンの粒子サイズを有する成型炭素ブロックの 使用を教示する。最大成型圧力は400psiである。採用されたポリエチレン粉末化 バインダーの粒子サイズは約8から30ミクロンである。好適な結合圧力は0.3から 10psiである。結合温度はビーカーが軟化する温度より約50から90°F(28から50 ℃)上である。これらの温度はバインダーの融解温度と等しいか若しくはそれよ り低い。炭素及びバインダーの混合物は型の中で加熱され，その後１から２分の 間加圧される。冷却された炭素ブロックは型から除去され，自己支持であること がわかる。該フィルタブロックはバインダーと炭素粒子との間に十分な結合が不 足しているため貧弱な物理的強度を有 する。 アムウェイ・コーポレイション(Amway Colporation)に登録された米国特許第4 ,859,386号は，２つのシェルを有する成型された合成木炭フィルタを造るための 方法を教示し，バインダーとして超高分子量ポリエチレンの使用を含み，それは 20と35重量％の間のレベルにおいて１グラム／１０分のオーダーの非常に低いメ ルトフローインデックスを有する。高いメルトフローインデックスを有するバイ ンダーは活性炭素の活性点の結合を生じさせるとして公表されている。該特許は ，ブロックがまだ型内にある間に，接着一体型合成フィルタを形成するべく加熱 (175から205℃まで）されかつ加圧(30から120psiまで）される。このタイプのブ ロックの欠点はバインダーの貧弱なメルトフローによる弱い物理的強度である。 融解温度(135から138℃）よりほんの２〜３℃高い温度において，ブロックは非 常に弱い物理的強度を有する。当該方法は結合強度を改良するために，まず避け られるメルトフローを増加するべく温度を175から205℃まで上昇させることに頼 っている。 ケーティー・コーポレイション(KT Corporation)に登録された米国特許第5,01 9,331号は同様の工程を教示し，それは中間及び高いメルトフローインデックス を 有する従来のバインダーのブレンドを採用する。これらの従来のバインダーは， 該バインダーの軟化点より実質的に上の温度において，活性点をブロックするこ となく押し出す前の材料混合の間に遭遇するせん断力によって“連続・ウエブ・ マトリクス”(CWM)に伸ばされる。結果として，要求された量のバインダーは約 ８から２０重量％まで大きく減少する。押出工程の間，媒体はシリンダ及びネジ と接触する。押し出された媒体は非常に熱くかつ柔らかく，続いて取り扱いがで きるように急速に冷却されることによって硬化されなければならない。本発明で 使用される典型的なバインダーであるエチレンビニル・アセテート・コポリマー (EVA)は，融解温度(115℃）より少なくとも30℃高い最小の145℃でせん断される 。バインダーは良好な結合力を与えるために伸ばされかつ炭素粒子上に広げられ る。しかし，この工程は過度の数の炭素の細孔を隠すことができる。さらに，炭 素吸着能力及び効果は温度変化及びこの工程のせん断力に対し非常に敏感である 。 したがって，微小粒子サイズの補助フィルタを含む多孔構造体を製造するため にいままで試みが成されてきたが，その技術は，それによって良好な生強度及び 流体分離若しくは濾過中に好適な少ない圧力降下を有するブロックを生成するべ く比較的少量のバインダー樹脂を微細粒子に結合するような滑らかな工程は与え なかった。発明の要旨 したがって，本発明の目的は多孔構造体の製造のための方法を与えることであ る。 本発明の他の目的は，微細繊維及び微粒子の分離材料及びバインダーから成る 多孔構造体を製造するための方法を与えることである。 さらに本発明の他の目的は，微細分離材料及びバインダーから成る多孔構造体 を与えることである。 さらに本発明の他の目的は，吸着及び非吸着媒体を与える多孔構造体を与える ことである。 さらに本発明の他の目的は，生強度を犠牲にすることなく，非常に多くの量の 分離材料及びより少量のバインダーから成る多孔構造体を与えることである。 さらに本発明の他の目的は，生強度を犠牲にすることなく，非常に多くの量の 分離材料及びより少量のバインダーを有する多孔構造体の製造のための方法を与 えることである。 少なくともひとつ若しくはそれ以上の上記目的は， 以下の明細書から明らかとなる，多孔構造体及びそれの準備の工程に関連する周 知技術に対する利点とともに，以下に説明されかつクレームされるように本発明 により達成される。 概して，本発明は多孔構造体の製造のための方法に関し，該方法は，一次分離 能力を与える成分，生強度の補強能力を与える成分，及び熱可塑性及び熱硬化性 ポリマーから成る集合から選択された結合能力をもたらす成分から成る乾燥混合 物を形成する工程と，該混合物を適当な面に分配しかつ所望の厚さに積み上げる 工程と，該混合物を多孔構造物に対して所望される形状に高密度化する工程と， 高密度化された多孔構造体を面から除去する工程と，結合能力をもたらすあらゆ る熱可塑性成分の融点より高い約20℃までの温度へ混合物を加熱することによっ て一次分離能力を与える成分を結合する工程と，から成る。 また本発明は多孔構造体を与え，それは，一次分離能力をもたらす成分の約70 から90重量パーセントと，生強度の補強能力を与える成分の約1から15重量パー セントと，熱可塑性及び熱硬化性ポリマーから成る集合から選択された結合能力 をもたらす成分の約8から20重量パーセントと，からなる。図面の簡単な説明 図１Ａから１Ｄは，本発明に従う多孔構造体の製造において成分を圧縮するた めのひとつの手段を示す連続工程を与える。 図２Ａから２Ｃは，本発明に従う多孔構造体の製造において成分を圧縮するた めの他の手段を略示的に示す連続工程を与える。 図３Ａ及び３Ｂは，本発明に従う多孔構造体の製造のためのさまざまな工程の 組み合わせを示すブロック図である。 図４は，本発明に従う多孔構造体の製造のための成分及び処理工程のさまざま な組み合わせのブロック図である。 図５Ａ及び５Ｂは，本発明に従う多孔構造体の製造用に組み合わされた３つの 成分の連続略示図を与え，図５Ａは圧縮及び加熱前であり，図５Ｂは圧縮及び加 熱後である。 図６Ａから６Ｃは，本発明に従う多孔構造体の製造用に組み合わされた２つの 成分の連続略示図を与え，図６Ａは圧縮及び加熱前であり，図６Ｂ及び６Ｃは圧 縮及び加熱後である。 図７Ａ及び７Ｂは，本発明に従う多孔構造体の製造用 の１つの成分の連続略示図を与え，図７Ａは圧縮及び加熱前であり，図７Ｂは圧 縮及び加熱後である。 図８は，本発明に従う多孔構造体の製造用に採用されたマルチ成分のポリマー 繊維の，実質的に図７の線８-８に沿って取られた拡大断面図である。 図９は，本発明に従う多孔構造体の製造に採用された２つの複数成分ポリマー 繊維を示し，ともに融解した各繊維から外側のポリマーシース部分を示す。 図１０は，本発明に従う多孔構造体の部分側面図である。 図１１は，図１０で円で囲まれた領域の拡大図である。 図１２は，本発明に従う他の多孔構造体の部分側面図である。 図１３は，本発明に従う他の多孔構造体の部分側面図である。 図１４は，一つの閉止端を有する，本発明に従う，他の多孔構造体を示す部分 的に断面の側面図である。 図１５は，多層円筒状多孔構造体を製造するための複数の取り外し可能スリー ブに連係する型を示す，部分的に断面の側面図である。 図１６は，本発明に従う多層円筒状多孔構造体製品 の一部を示す部分的に断面の側面図である。 図１７Ａは，多層円筒状多孔構造体の製造のための略示された装置に連係する 型を示す部分的に断面の側面図である。 図１７Ｂは，部分的に満たされた図１７Ａに示すような型を示す部分的に断面 の側面図である。 図１７Ｃは，高密度化された多層円筒状多孔構造体を示す図１７Ａ及びＢのよ うな型を示す部分的に断面の側面図である。 図１８は，本発明に従う多層平坦シート多孔構造体を製造するための装置の略 示図である。 図１９は，本発明に従う多層平坦シート多孔構造体製品の一部の断面図である 。 図２０は，本発明の多孔構造体の成分として採用される非小繊維化繊維の斜視 図である。 図２１は，本発明の多孔構造体の成分として採用される小繊維化繊維成分の斜 視図である。 図２２は，本発明に従う多孔構造体の生強度の効果と，添加剤ポリエチレン繊 維の増加量を比較したグラフである。 発明を実施するための好適実施例 本発明は分離の際，特にフィルタ応用に有用な多孔 構造体の製造に関し，またブロックの新規かつ有用な形状及びそれの他の構成に 関する。該多孔構造体は，１）一次分離能力を与える成分，若しくは一次媒体(P M)，２）生強度補強を与える成分，若しくは生強度試薬(GSA)及び，３）結合能 力を与える成分，若しくはバインダー(Ｂ)から成る。ひとつまたはそれ以上のタ イプの各成分が組み合わされ得る。付加的成分（４）は，以下に説明されるよう にさまざまな添加物を含む。通常，付加的添加物は，PM,GSA,及びＢの主要機能 を変化させない。しかし，添加物の寄与が大きい場合には，該添加物はPM,GSA， 及び／またはＢの一部になる。 一次分離媒体に関して，それは，多孔マトリクスとして機能する混合物内のひ とつ若しくはそれ以上のタイプの粒子若しくは繊維である。好適には，一次媒体 は，炭素粒子，ケイ藻土，パーライト，活性アルミナ，シリカ，天然繊維，及び 人工繊維から成る集合から選択される。典型的に，炭素ブロック多孔構造体を形 成するために粉末化された炭素が選択され，それは10から400ミクロンの粒子サ イズから成る。適当な炭素の一般的な説明に関しては，ここに参考文献として組 み込む米国特許第4,859,386号を参照のこと。活性炭は Calgon,Bamebey及びSutcliffeなどから入手可能である。概してその他の粒子媒 体に対するサイズは当業者に周知であり，したがって本発明の実施に対して限定 を構成するものではない。同様に，繊維寸法，すなわちデニール，長さ，直径な どは，周知のように繊維状媒体に基づくさまざまな多孔構造体の製造に対して変 化し得る。 繊維に関して，天然種は綿及び木材パルプのようなセルロースを含み，ウール ，ジュート，麻及び人工種は，ポリエステル，炭素，グラファイト，ガラス，ア クリル，レーヨン，ナイロン及びアラミド(aramid)繊維ばかりでなく，ポリエチ レン及びポリプロピレンのような，２つから約５つの炭素原子を有するモノマー からなるポリオレフィン繊維を含む。ある場合，ポリプロピレン若しくはポリエ ステルのコアを有する複数成分繊維及びより低い融点のポリエチレンシースが， 以下に議論されるように選択される。そのような繊維は商業的に入手可能であり ，一例は高密度のポリエチレン(HDPE)シース及びポリプロピレン(PP)コアから成 る。 一次媒体もまた，ポリスチレン，ポリビニル塩化物，ポリ炭酸塩，ポリズルフ ォン，ナイロン及びポリ エステルばかりでなく，ポリエチレン及びポリプロピレンのような炭素原子を２ つから約５つ有するモノマーから生じるポリオレフィンを含む，あるプラスチッ ク粉末を有する。明らかなように，ある種の一次媒体は非融解であるか若しくは 少なくとも多孔構造体の製造中は融解しないが，他の種は部分的に若しくは全体 として融解する。一次媒体が融解しない場合，吸着多孔媒体が造られる。しかし ，吸着及び非吸着多孔媒体の両方は，以下により詳細に説明するように，融解及 び非融解一次媒体の両方から造られる。 吸着非融解若しくは被非融解一次媒体の例は，活性炭，イオン交換樹脂，アル ミナ及びゼオライトを含む。非吸着非融解若しくは被非融解一次媒体は天然かつ 合成繊維を含む。融解可能一次媒体から造られる非吸収媒体の例は複数成分繊維 を含む。 生強度試薬については，繊維及び粉末が採用される。真っ直ぐな若しくは折れ 曲がった繊維は小繊維化繊維より有効ではない。柔らかい繊維は硬い繊維より有 効である。好適繊維は，ポリエチレン並びにポリプロピレン，ポリエステル，ナ イロン，アラミド及びレーヨンのような，ポリオレフィン繊維から成る集合から 選択される小繊維若しくはマイクロ繊維である。 これらの繊維は，それらの物理的及び化学的性質及び多孔条件に依存して，融解 すればバインダーとして若しくは多孔マトリクスの一部として付加的に機能する ことができる。これらのタイプの繊維の好適直径は100ミクロン以下であるが， それに限定されない。生強度試薬の量及び圧縮圧力は特定の製剤用の処理変数で ある。 他のタイプの生強度試薬はラテックス及び樹脂溶液のような液体生強度試薬を 含む。スチレン-ブタジエン，ポリ（酢酸エチレン-ビニル）及びアクリル酸塩タ イプのラテックスが良い候補である。メチルセルロース，ヒドロキシプロピル・ メチルセルロース，カルボキシ・メチルセルロース，ヒドロキシ・エチルセルロ ース，ポリビニルアルコール，ポリビニルピロリドン，ポリアクリル酸，ポリエ チレン酸化物，ポリエチレンイミン，ポリアクリルアミド，天然ゴム並びにそれ らのコポリマー及び誘導体のような水溶性ポリマーから作られた水性樹脂溶液も また，別々に若しくは混合して採用される。生強度を改善するために，実に少量 の水が，フェノール・ホルムアルデヒド及びメラミン・ホルムアルデヒド樹脂の ような乾燥した粉末状の熱硬化性バインダー樹脂を柔らかくするのに使用さ れ，したがって水は生強度試薬として採用される。 バインダー材料は粉末若しくは繊維またはその混合物の形式であり，熱可塑性 及び熱硬化性プラスチックが好適である。繊維状のバインダーは複数成分及び小 繊維化繊維を含み，またいくつかの分離特性を有する。該バインダーは，物理的 強度を改良し，メルトフローを減少させ，かつ媒体を熱接着するのに必要な時間 を短縮するために，中間のメルトインデックスを有するのが好適である。好適メ ルトインデックスは，吸着及び吸収媒体に対し（ASTM1238法で）１０分あたり１ グラムより大きく１０分当たり約２０グラムまでである。 特に，粉末材料は，エポキシ，フェノール・ホルムアルデヒド及びメラミン・ ホルムアルデヒド樹脂粉末ばかりでなく，例えばポリエチレン及びポリプロピレ ンなどのポリオレフィンのような，炭素原子を２から約５つ有するモノマーから 生成される高分子粉末から成る集合から選択される。そのような高分子粉末は１ ０〜４０ミクロンのオーダーの粒子サイズを有する。繊維状バインダーは，例え ばポリエチレン及びポリプロピレン並びにさまざまな形状寸法及びポリマー組み 合わせの複数成分繊維であって，炭素原子を２個から 約５個有するモノマーから生成されるポリオレフィンのような高分子繊維を含む 。しばしばそのようなタイプの繊維の長さは，0.5インチ(1.27cm)以下である。 好適な長さは0.25インチ(0.64cm)以下である。該好適繊維の直径は200ミクロン 以下である。 酢酸エチレンビニル，ポリスチレン，ポリビニル塩化物，ポリ酢酸塩，ポリズ ルホン，ポリエステル及びナイロンのような付加的な熱可塑性ポリマーがバイン ダーとして使用される。しばしば結晶性ポリマーがより良い物理的強度を与えか つより良い定義された融解温度を与える。アモルファスポリマーは融解温度を有 しない。焼成温度を選択する最良の方法は，５℃からガラス遷移温度以上の２０ ℃まで実験することである。融解温度及びガラス遷移温度はDSCを使って決定さ れ，または供給者から得られる。 前記成分に加えて，本発明の多孔構造体はまた，陽イオン荷電樹脂，イオン変 換材料，パーライト，ケイ藻土，活性アルミナ，ゼオライト，樹脂液，ラテック ス，金属材料及び繊維，セルロース，炭素粒子，炭素繊維，レーヨン繊維，ナイ ロン繊維，ポリプロピレン・繊維，ポリエステル・繊維，ガラス繊維，スチール 繊維及びグラファイト繊維などのような付加的成分 若しくは添加剤を含み，付加的な特性及び特徴を与えるため，若しくは製品コス トを減少させるためにそれらの混合物を含む。ポリプロピレン，ポリエステル， ナイロン，ガラス，炭素，スチール及びグラファイトのような多くの繊維は引っ 張り及びインパクト強度を改善するのに良好な候補である。そのような付加的成 分の量は約0.1から約90重量％の範囲にあり，一次媒体の量が付随して減少する 。 いくつかの付加的成分はまた一次分離媒体若しくは生強度試薬として機能し， したがって多孔構造体が製造されるところの混合物内に存在するが，採用された 分離媒体若しくは生強度試薬が付加的成分と同じではない場合に，例えば，分離 媒体がケイ藻土でありかつ付加的成分が炭素繊維である場合，または生強度試薬 がポリオレフィン・繊維でありかつ付加的成分がガラス繊維である場合にそれら は採用される。 陽イオン荷電樹脂はケイ藻土及び炭素のような微粒子の媒体上に直接スプレー される。これらの処理された媒体は，水分分離若しくは濾過においてより大きな 効果を有する小さい陰イオン性微粒子を吸着する。そのような樹脂はここに参考 文献として組み込む，記録の譲受人により所有される古い特許の中で議論されて きた。例えばそれらは，メラミン・ホルムアルデヒド・陽イオン・コロイド変性 媒体に関する米国特許第4,007,113号及び同じく第4,007,114号，陽イオン・コロ イド・シリカ変性繊維状及び微粒子状エレメントに関する米国特許第4,305,782 号，及びエピクロロヒドリン-ポリアミン及びポリアミド陽イオン樹脂処理され たセルロース繊維及び微粒子媒体に関する米国特許第4,309,247号を含む。 本発明の実施のための好適方法は，湿潤付設若しくは湿潤処理に対向するもの として，成分の乾燥付設である。乾燥付設処理において，成分は最初に乾燥ブレ ンドされ，続いて大気温度で適当な面上に混合物が分配される。ここで使用され る“適当な面”の定義は，後の処理用に所望の厚さの乾燥混合物を築き若しくは 確立することを許す他の面上と同様に型の内部に堆積させることを含む。混合物 が型内へ堆積される場合，型を満たすことによって所望の厚さが本質的に得られ る。以下に説明されるように，混合物はまた平坦な面に均一に所望の厚さで分配 される。従って，本発明の方法の実行は型を使用するか否かによって限定される ものではない。 “乾燥”の定義はブレンド内の液体の最少量を含 む。液体のこの量は，滴る液体を有するよう若しくは異なる取り扱いを要求する ように定義される“湿潤”ブレンド若しくは方法になるために，外観及び物理的 取り扱いを大きく変化させない。したがって，本発明の方法は成分の湿ったスラ リーの形成を含まず，したがって，排気若しくは液体の除去用の他の工程が必要 ではない。 混合物の粒子サイズの分布は構造物全体を通じて小繊維化繊維の存在によって 非常に均一に保持される。言い換えれば，小繊維化された繊維は大小の粒子の分 離若しくは移行を妨害する。このステージでのブレンドは生強度を有しない。 本発明の方法の次に工程は，乾燥して置かれた混合物を異なる形態及び形状に 高密度化することである。そのような方法は，カレンダー加工，圧縮成形，ピス トン成型，射出成型，均衡圧縮及び押出を含む。混合物が型内部に堆積されたと き，それはピストン成型，均衡圧縮などによって高密度化される。同様に，混合 物が平坦面に分配された場合，それはカレンダー加工若しくは他の圧縮操作によ って圧縮されかつ高密度化され，平坦シート媒体が所望される場合には使用され る平坦シートを形成し，または適切に構成された多孔 構造体における究極の使用のためにそのようなシートから円板形状の部材が打ち 抜かれる。 均衡圧縮は湿潤バッグ若しくは乾燥バッグ処理のいずれかを含む。周知のよう に，両方の方法は，形成されている部分のすべての面に対して同時かつ均一に水 圧下で適用される液体で満たされたチャンバを採用する。圧縮されるべき粉末化 された材料は，部分的に型として機能すると同時に水圧液体に対抗するバリアと しても機能する“バッグ・ツーリング”として知られる成形された薄膜内にカプ セル化される。均一な圧力は粉末をすべての方向からバッグ・ツーリングの正確 な形状に圧縮する。 湿潤バッグ方法において，粉末はゴム製の型内にロードされる。ロードされた 後，該型はシールされ，水圧が印加される。ひとたび圧縮が達成されると，型は 再び開かれかつ圧縮された部分は除去される。 乾燥バッグ・ツーリング方法において，水圧液体は圧力チャンバの内部のマス ター乾燥バッグによってシールされ，またそれは分離ツーリング乾燥バッグが挿 入されるこのマスターバッグ内にある。この方法に関して，材料はツールバッグ 内にロードされ，加圧した後に，ツールバッグは圧力チャンバから除去され る。乾燥バッグ方法は操作を単純化しかつ製造スピードを増加させる。乾燥バッ グ圧縮は，高密度化の工程を与えるための非限定手段にもかかわらず，好適であ る。 図１Ａを参照すると，成分20を形成する多孔構造体の乾燥して積まれた混合物 はゴム製型である，圧力ベッセル22内に保持されるバッグ21内に供給される。該 ベッセル22は型21を圧縮するべく水圧作用チャンバ23を与える。図１Ｂにおいて ，該ベッセルは適当な手段（図示せず）によってカバー24により閉止され，また その後ゴム製型21はチャンバ23（図１Ｃ）内で圧縮される。圧縮に従って，生製 品25は図１Ｄに示されるように外部の型無しで自己支持であるような十分な生強 度を有し，バッグ21上への圧力は開放され，ベッセル22は開かれ，かつ製品25は ラム26のような適当な手段によって除去される。ゴム製型の充填は，概して数字 28で示されるホッパー若しくは同様の充填装置の補助によって達成される。その ような装置は型内部の成分20の混合物を一様に，速くかつ測定された量で分配す ることができなければならない。当業者には，そのような装置についてこれ以上 の説明は不要である。もちろん，図１Ａ〜１Ｄとともに上記説明は，ほんの略 示的なものであり，動作のひとつのタイプの説明用に単純化されたものである。 上記したように，成分20を形成する多孔構造体の乾燥して積まれた混合物もま た平坦面上に供給される。変形的に及び図２Ａを参照して，そのような平坦面30 は，適当に支持されかつカレンダー装置31を通過する可動ベルトから成る。混合 物は，図２Ａ内のカレンダー装置の左側に示されるように最初に所望の厚さを与 えるよう堆積される。その後それは生製品34の高密度化されたシートを形成する べく対向するカレンダーロール32と33との間に運ばれる。このステージにおいて ，シート34は最初の面30から除去されかつプレス35へ送られ，図２Ｂに略示され るように，下方支持プラテン36及び上方押型プラテン38を与える。後者は円板若 しくは他の適当な形状の媒体のような複数のより小さい生多孔媒体製品をスタン プし若しくは打ち抜く複数の押型39を与える。その後生円板34はさらに多孔媒体 へ処理するためにオーブン40へ運ばれる。 連続処理は図２Ａ及び２Ｂに略示されているが，面30はプレスの下方プラテン であることもできることがわかる。カレンダー装置31は，成分20の混合物を生製 品34のシートに圧縮しかつ高密度化する上方プラテン （図示せず）によって置換可能である。もちろん，究極の形状及び所望の多孔媒 体によって続く生製品の打ち抜きは指定され，したがってシートそれ自身は図２ Ｂに示される切断操作にさらされることなくプレート若しくはフレーム装置内で 使用するように構成され得る。 生製品25若しくは34の形成の後，次の工程は，高分子バインダーの融点より上 の温度で多孔構造体内のバインダーを融解させることによって一次媒体を結合さ せることであり，その結果自己支持条件が維持される。これは再び生円板製品34 に関して図２Ｃに略示されている。好適温度はバインダーの融点より20℃上まで であり，より好適には融点より10℃上までである。例えば，FA700(Quantum USI) 及び13040F(MiniFiber)高密度ポリエチレンバインダーに対する結合温度及び時 間はそれぞれ約140℃（融点より〜5℃上，及びビーカー軟化温度より〜15℃上） 及び40分である。（バインダーの融点は5℃/minで差分走査色彩計によって決定 される。）この加熱温度において，多孔構造体は高いメルトフロー問題を生じさ せない最も高い物理的強度を与え，活性炭のような一次吸着分離媒体の細孔をシ ールすることによって能力及び効果を減少させると 信じられている。 上記特徴に加え，多孔構造体は加熱処理の間は自己支持である。また生強度試 薬が該多孔構造体に熱強度を与える。時間及び温度の最高の組み合わせはバイン ダーのタイプ若しくは混合物に依存する。最高の条件は最小のメルトフロー及び 最短時間内に最高の物理的強度を与えるものである。マイクロ波，ラジオ周波数 及び赤外線加熱のような他の温度結合処理が使用される。現存の技術と異なり， 焼成工程の間媒体に対して印加されるせん断力は存在しない。超高分子量ポリマ ーバインダーも採用されない。 バインダーを融解させ若しくは反応させるように十分に生製品25を加熱するこ とは好適な工程であるが，本発明はまた圧縮工程の後製品が完成され，焼成工程 若しくは分離加熱工程が必要でないところの方法を含む。圧縮のみによって生成 されるそのような製品の例は以下の実施例１から２０内に与えられる。 以下の表１において，発明の背景において要約された３つの特許によって教示 された方法とクノ・インコーポレイテッド(Cuno,Inc.)に譲渡された本発明の方 法との間の差違がリストされている。最初の３つの従来技術の製品は，熱結合の 前若しくは最中にひとつも 自己支持ではなかった。 分離媒体の多重層はカレンダー処理，圧縮処理若しくは均衡圧縮処理で作られ る。各層のブレンドは，さまざまな圧縮条件において多重層多孔構造体を作るべ く連続的に付加されかつ押圧される。均衡処理の場合において，異なる層のブレ ンドは同心円の口に取付られたフィーダーを通じて同時に付加される。該フィー ダーは分離層を邪魔することなく充填中に上方へ動く。または，充填処理は異な る成分が付加された後にスリーブを除去することによって達成される。 高強度繊維材料の約１％に等しい付加は，物理的及び衝撃強度を大きく改善す る。このタイプの合成構造体は出荷及び取り扱い中の製品の亀裂を減少させ，ま た製品の信頼性を改良する。ポリプロピレン，ポリエステル，ガラス，炭素及び グラファイト繊維のような多くの繊維はそのような目的に対して良い候補である 。もし，製品内で非常に多くの繊維材料が使用されるとき媒体が非常に毛羽立ち 処理が困難になると，媒体を予備圧縮することが好適である。予備圧縮された材 料の形状は，シート，ロッド，チューブ，パレット，及びブリケットのような多 くの形状に圧縮される。 均衡圧縮の他の利点は多孔構造体のさまざまな形状 もしくは模様を作ることである。特に，異なる形状内の溝は，バッグツーリング が反対模様を有するように設計されるとき，多孔構造体の表面上に直接成型され る。表面溝は分離応用においてほこり保持能力を改良する。さらにまたこの方法 は，より短い中央ピンが使用されるとき一端でシールされる中空中心コアを有す る典型的に円筒形状の多孔構造体を作る。この種類の製品は，典型的な円筒フィ ルタ構造体処理において構造体の端部にエンドキャップを付けるのに必要とされ る材料及び方法を除去する。 均衡圧縮を通じた高密度化は他の利点として３：１より大きいＬ／Ｄ（長さ対 直径）比を有する多孔構造体を形成し，それは構造体内部で作られる軸密度傾斜 のために実用上の問題でＬ／Ｄが２から３：１に制限されている軸圧縮の従来手 段と対照をなす。 要約すると，多孔構造体の製剤内の主な成分は，1)一次媒体(PM)，2)生強度試 薬(GSA)，3)バインダー(Ｂ)及び，4)付加的添加剤である。通常，付加的添加剤 はPM,GSA,及びＢの主機能を変更しない。しかし，添加剤の寄与が大きいとき， 添加剤はPM,GSA,及び/またはＢの一部になることができる。 本発明の実施を示す実施例に進む前に，上記成分を 再び要約する必要がある。従って，ある場合には，付加的成分を除外して，最小 の３つの独立な成分が存在する。これらは図３Ａ及び３Ｂの箱50内で示されるよ うに，一次媒体PM，生強度試薬GSA及びバインダーＢを含む。これらの成分は最 初に乾燥混合され，その後箱51で圧縮され，箱52で除去され，図３Ａの箱53で加 熱されるか，若しくは図３Ｂに示されるように加熱されない。両方法は図３Ａの 箱54及び箱55並びに図３Ｂの箱56及び58にそれぞれ示される非吸着及び吸着多孔 構造体，例えばフィルタ若しくは分離媒体を製造する。 図３Ａで略示された方法に焦点をあてかつ図４を参照すると，箱60内の一次媒 体は粉末61及び繊維62の両方を含む。箱63内のバインダー材料はまた粉末64及び 繊維65の両方を含む。最後に，箱66内の生強度試薬もまた粉末67及び繊維68を含 む。このステージにおける説明を単純化するために，樹脂溶液，ラテックス及び 水のような非粉末及び非繊維である成分の種は，それらの存在が常に妨げられる とは限らないことの理解とともに図４に示されていない。図４で考慮されるべき 点は，完成された製品69は粉末及び繊維の組み合わせから生じ，例えばPM粉末61 ，Ｂ粉末64及びGSA繊維68 並びに，PM62，B65及びGSA68の３つの繊維の混合物等がある。 PM粉末及び繊維が概して非融解であるが，融解可能材料から選択されることを 考慮しなければならない。同様に，Ｂ粉末及び繊維が融解可能であり，一方概し てGSA粉末及び繊維が非融解であるが融解可能材料から選択され得る。さらにま た，PM，Ｂ及びGSAを与えるために３つの独立の成分を選択することは常に必要 ではない。例えば，PM用に選択された繊維は２つの成分の製品69に対してGSAと して採用され，またはPM用に選択された繊維が複数成分繊維(HDPE/PP)である場 合，それはひとつの成分製品69等に対してＢ及びGSAとして採用される。同様に ，本発明は一つ以上のPM及び/または一つ以上のＢ及び/または一つ以上のGSAの 混合物によって実施され，従って，多孔構造体69及び本発明の方法は単一のPM成 分，単一のＢ成分及び単一のGSA成分の組み合わせに制限されないことがわかる 。 それにも関わらず，たとえ最初に２つ若しくは３つの成分が一つの成分によっ て混合物内に与えられたとしても，本発明の多孔構造体は，70と90の間の重量パ ーセントのPM，８と20の間の重量パーセントのＢ，及び１と15の間の重量パーセ ントのGSAから成る。Ｂ若し くはGSAのいずれかが樹脂溶液等である場合には，図４には示されていないが，P Mに対して及び少なくともひとつの他の成分Ｂ若しくはGSAに対して粉末及び/ま たは繊維を選択することがさらに可能である。 次に図５から７を参照して，発明のさらなる説明が３つの例示成分混合物に対 して略示されている。図５Ａにおいて，PM80，B81及びGSA82が最初に示されてい る。図５Ｂにおいて，該混合物は圧縮されかつ加熱された後，セグメントのみが 示されている製品83は同定可能なPM80及びGSA82から成り，一方バインダー81は 融解されかつ製品83を形成するために他の２つの成分を一緒に保持していること に注意すべきである。典型的な例（実施例41）は，PMとして炭素粒子を，GSAと して同定可能な繊維を及びＢとしてポリエチレン粉末を含む。熱結合の後，該ポ リプロピレン・繊維は多孔製品83の構造強度を増加させるように作用する。 図６Ａにおいて，混合物はPM90及び，GSA及びＢとして機能する繊維状成分を 表す第２成分91から成る。図６Ｂにおいて，該混合物が圧縮されかつ加熱された 後に，繊維91の一部が融解し，製品93内で残りの繊維(GSA)及びPMを一緒に結合 するためのバインダー92を形成する点に注意すべきである。典型的な実施例はPM としてカーボンブラック，GSAとして小繊維化された繊維，例えば，PE及びＢ（ 実施例17から20）を含む。図６Ｃは繊維91の完全な融解を示し，その結果一次媒 体90及びバインダー92が残っている。選択された成分に依存して，製品93は図６ Ｂ若しくは図６Ｃのいずれかに示される。 図７Ａにおいて，混合物は複数成分HDPE/PP繊維91のような繊維のみから成る 。これらの繊維はPM，GSA及びＢ（実施例47）を与える。図７Ｂにおいて，これ らの繊維が圧縮されかつ加熱された後に，一部の繊維が融解し，製品94のバイン ダー92を形成し，主要な繊維がPM95であるとき，製品94の繊維・マトリクス・ネ ットワークを形成する。典型的な例は，HDPE/PPのような複数成分繊維の圧縮及 び加熱から生じる製品である。そのような繊維は図８及び９内に示され，そこで は内側コア96はPPであり，外側シース98はHDPEである。図９において，これらの 繊維91が加熱された後，分離能力及び生強度の両方をもたらす接合された繊維の マトリクスを形成するべく，シース98の一部が一緒に溶ける。 図１０から１３を参照すると，本発明に従って製造されたいくつかのタイプの 製品が示されている。図１ ０において，製品100は中空の中央コア102を有する円筒形エレメント若しくはボ デイ101から成る。複数の環状溝103は最も外側の面104内に形成され，エレメン トの有効面領域を増加させる。好適には，図１０及び１１に示されるように，溝 は対向した先細りのランド105に与えられ，それはそれぞれの溝を強化しかつエ レメント101から型21のきれいな分離を保証する。 そのような環状溝103は円筒形カートリッジブランクへ機械加工されるが，こ の特別の工程及び付随するごみ材料は，上記したように型内で成分を圧縮するこ とによって除去される。他の利点として，円周上の溝以外の他の外部面を与える ことが同様に可能である。例として，図１２は，中空の中央コア112を有する円 筒形のボデイ111を与える他の製品110を示す。最も外側の面113は，ボディのほ とんどの長さにわたって軸方向に延びる複数の縦方向の溝114を有する。典型的 に，該溝はカートリッジの各端部115において消滅する。 外部の構成のその他の例に従って，図１３は円筒形ボデイ121，中央中空コア1 22を有しかつ外周面124から内側に切り取られた複数のディンプル123を与えられ た製品120を示す。もちろん，製品の全体の構成は円筒形に制限されず．長方形 ．正方形若しくは特定のハウジ ングの内側体積を収容するべく構成されたその他の形状であってもよいという事 実とともに，他の外部構成は容易に可能であることがわかる。したがって，本発 明は，滑らかな外部表面，すなわち途切れない円筒形の若しくは比較的滑らかな 型表面によって与えられるその他の表面とともに，製造に続く別の機械加工無し で与えられる，不連続の外部表面を有する製品を含むことがわかる。 閉止端型内の成分の混合物を高密度化することによって，中空コアを有し，一 端で閉止された管状製品を作り出すことも可能である。そのような構造は円筒形 ボディ126，コア128及び閉止ベース129を有する多孔製品125に対する図１４に示 されている。典型的に，このタイプの中空管製品は，一次強化剤媒体から準備さ れ，バインダーは両端で開口の中空シリンダである。本発明の方法の使用により ，そのような制限はもはや存在しない。 本発明に従って，多層円筒状多孔構造体を準備することも可能である。図１５ を参照すると，水圧作用チャンバ132内に配置されたゴム製の型であるバッグ131 を備える圧力ベッセル130が示されている。該チャンバは底部でラム133によって ，頂部で型開口部134内 に受容された取り外し可能カバー（図示せず）によって閉止される。ゴム製の型 内部に配置されるのは，多孔構造体140（図１６）に対して中空コア139を形成す る円筒状中央マンドレル138とともに，複数の円筒形スリーブ，例えば，135及び 136である。 本発明の方法は固体多孔構造体の製造に対して適しているためマンドレルの使 用は多孔構造体を製造するのに決定的ではないが，多孔構造体を通じた半径流が 所望され若しくは必要である場合に引き続き採用される中空構造体を作るために 使用される。 図１５から明白であるように，スリーブ135及び136はマンドレル138と同軸で あり，また成分141，142及び143の３つの異なる組み合わせの付加をともに許す 。スリーブは最初にゴム製型131内に置かれ，その結果成分の３つのシェルが形 成され，その後該スリーブは引っ込められ，型は閉止されかつ成分は圧力下で高 密度化される。該型は続いて開かれ，生製品140はバインダー材料を融解するた めの次の加熱用にラム133を通じて除去される。 図１６を参照すると，生成製品140の一部が示され，それは一つのタイプの媒 体の外側層141，他のタイプの媒体の中間層142及び中間層142と異なる媒体の内 側層 を有し，それは外側層141と等しい媒体であるか若しくは異なる。生成製品140は 粗悪から上等へ若しくは上等から粗悪へ気孔率を変化させ若しくは傾斜を与える ことができるという事実を考慮すると利点は明らかである。付加的に，バインダ ー材料及び生強度試薬のような他の２つの成分に対して真実であるように，粒子 及び繊維のような異なるタイプの一次媒体が採用され得る。さらに，上記説明は ３つの区別可能な層に関するものであるが，本発明にしたがって２つの層若しく は３つ以上の層を与える多層製品が可能であることがわかる。 変形例として，スリーブを使用することなく多層円筒形の多孔構造体を準備す ることも可能である。図１７Ａを参照すると，再び圧力ベッセル130は，水圧作 用チャンバ132内に配置されたゴム製型であるバッグ131を備えるように示されて いる。該チャンバは底部でラム133によって閉止されかつ頂部で型開口部135内に 受容される取り外し可能カバー145（図１７Ｃ）によって閉止される。型が開放 されているとき，充填装置であるフィラー146が挿入され，それはここで説明さ れるように合成媒体の同軸層を分配する。 示されるようなフィラー146は開放ベース148及び上 部の漏斗状口149を与える。該フィラー146は，この２つの例において，本発明に 従う合成混合物のソースによって供給される。フィラー146は単純化のためにい くらか略示的に示されており，また合成混合物を口へ及びフィラーを通じて分配 するための手段は当業者の技術範囲にあり，示される必要はないことがわかる。 該フィラー146はまた，合成混合物の２つの分離同軸層152及び153を与えるべく ，外側壁150及び内側スリーブ151を与える。もちろん，２つの層のみが示されて いるが，より多くの層も可能であることは理解されるべきである。 フィラー146は最初に図１７Ａに示されるように型の底内部に設置され，また 混合物は型内部に慎重に堆積され，その結果層152及び153は分離かつ別個のまま である。それがゆっくり引き抜かれるに従い（図１７Ｂ）合成物は型内部に流れ 続け，高密度化の前に本質的に層化された前製品を形成する。フィラー146がそ の堆積を完了したとき，（適当な図示しない手段によって）流れは遮断され，そ れは除去されかつカバー145が配置され，続いて混合物は均衡圧縮へ晒される。 圧縮後，製品155は図１７Ｃに示されるように現れ，上記手続きと同様に型130か ら引き抜かれる。再び，マンドレ ル138は中空構造体として示されているが，固体の層化構造体が該マンドレルを 除去することによって製造される。 すでに作られた円筒形若しくはその他の形状の構造体に対して付加された層を 連続的に圧縮することによって，異なる性質の２つ若しくはそれ以上のゾーンま たは層を有する多層製品を形成することができることがわかる。この実施例は図 面には示されていないが，上記説明に基づいて，この方法で多孔構造体を形成す ることは当業者の技術範囲に属し，従ってそれは択一的に本発明の態様内に含ま れる。連続圧縮は付加的層若しくは合成材料の層を圧縮された構造体155に付加 することによって実行され，それは型から除去される前であり，若しくはその例 内のそのような除去の後で，構造物は他の装置内に配置され若しくは型に戻され る。 付加的に，成分の混合物がカレンダー加工されるか若しくはそのような形状を 与えるためにその他の方法で高密度化される場合に特に，平坦シート若しくは層 材料が形成される。さらにまた，第１層上に成分混合物の次の層を付加すること によって二層及び多層平坦シート製品を作り出すことは可能である。この方法に おいて，基本成分の異なる混合物から製品を作り出すことは可能であり，各層は ，一次分離，補強及び結合能力を与えるようなひとつ若しくはそれ以上の成分の エレメントの特定のブレンドを有する。該特定のブレンドは製品内の他の層と同 じであるか若しくは異なる。また，そのような層は滑らかな外部の上方及び下方 表面を有し，またはそれらは上記されたように，溝若しくは他の構成を備える。 図１８を参照して，装置160は略示的に示され，それは平坦面162を与える可動 ベルト161から成り，該ベルトはモーター163によって駆動される。面162の上に は，第１のタイプの媒体165を分配する第１ホッパー164が存在し，その媒体はド クターブレード若しくはローラー166によって均一に配置される。第２ホッパー1 68は中間層の媒体169を分配するべく，第１のものから下流に与えられ，その媒 体は再びローラー166によって均一に配置される。さらに下流には，第３のタイ プの媒体171を分配する第３のホッパー170が存在し，その媒体はまたローラー16 6によって均一に配置される。結果として，製品は生製品172を形成するべく図示 されない手段によってベルト上で高密度化されるか，もしくは続いて高密度化さ れて形成される。 図１９において，多層平坦製品175の一部は断面で描かれ，あるタイプの媒体 の第１層165，他のタイプの媒体の中間層169及び中間層169と異なる媒体の第３ 層171を与え，第３層の媒体は第１層165の媒体と等しいか若しくは異なる。円筒 形に層状化された製品140に関して，生成製品175は粗悪から上等へ若しくは上等 から粗悪へ気孔率を変化させまたは傾斜を与えることができる。付加的に，異な るタイプの一次媒体，バインダー材料及び/または生強度試薬が採用され得る。 再び，上記説明は３つの区別可能な層に関して説明されてきたが，本発明に従っ て，２つの層若しくは３つの層以上を与える多層製品は可能であることがわかる 。図２Ｂ及び２Ｃに関して与えられる説明に類似して，生平坦シート製品172は 複数の円板若しくは他の形状の媒体に打ち抜かれる。すでに作られた平坦構造体 に対して付加された層を続いて圧縮することによって，異なる性質の２つ若しく はそれ以上のゾーンまたは層を有する多層製品を形成することができることがわ かる。そのようにするためには，すべての層の高密度化に続く加熱前に他の媒体 混合物の後続層を供給する工程を要求するだけである。付加的な層はこのように して付加され，またはいくつかの層の媒体は採用される装置の設 計に依存してひとつの工程内で付加されかつ高密度化される。 繊維状成分の上記説明から，繊維は図２０の繊維180に示されるように単繊維 であり，または図２１の繊維181に示されるように小繊維化されている。小繊維 化された繊維181はストランド183から外側に伸長するフィブリル182を与える。 小繊維化された繊維は，ある融解が生じているところで，PM，GSA及びバインダ ーＢとして有用である。 本発明の好適方法に従って，一次媒体が非吸着性かまたは吸着性（若しくは吸 収性）であるか否かに基づいたいくつかの異なる圧縮及び加熱条件の下で，さま ざまな多孔構造体が製造される。製造用のさまざまな組み合わせは図３Ａ及び３ Ｂに図式的に示されている。非吸着を作るための９個の主要ケース及び異なるPM ，GSA及びＢの材料組み合わせが圧縮されかつ加熱されるとき，表２に与えられ る吸着多孔構造体を作るための４個の主要ケースが存在する。 Ｏ記号は成分の存在を示しまたそれはバインダーとして機能しない。Ｍ記号は 成分の存在を示しまたそれは融解し若しくはバインダーとして反応する。 ケースA1:一次媒体及び生強度試薬は融解若しくは反応しない。バインダー のみ融解し若しくは反応した。（実施例41） ケースA2:一次媒体は融解若しくは反応しない。生 強度試薬及びバインダーの両方が融解し若しくは反応した。（実施例21〜23） ケースA3:生強度試薬は融解しない。一次媒体及びバインダーの両方が融解 し若しくは反応した。（実施例42） ケースA4:一次媒体，生強度試薬，及びバインダーすべて融解した。（実施 例43） ケースA5:一次媒体若しくはバインダーのいずれかが生強度試薬として働く 。バインダーのみが融解し若しくは反応する。（実施例44） ケースA6:生強度試薬は融解し若しくは反応する。 バインダーは必要ない。（実施例17〜20，もしPEが融解した場合） ケースA7:一次媒体及び生強度試薬の両方が融解しまたは反応する。（実施 例45） ケースA8:一次媒体が融解若しくは反応する。バインダーは必要ない。（実 施例46） ケースA9:一次媒体は生強度試薬及びバインダーとして機能する。（実施例4 7） 他の実施例において，複数成分のポリエチレン・シース/ポリプロピレン・コ ア繊維が一次媒体として使用されるが，もしポリエチレン・シースが加熱により 融解すると，それはバインダーとして働く。もしバインダーが存在しないとき， PM及び/またはGSAのいずれかが融解し若しくは反応しなければならない（ケース A6,A7,A8,及びA9）。一種類以上のPM,GSA,及びＢを有する製剤は表２に示された ９個の基本的ケースの組み合わせによってカバーされる。吸着性多孔構造体の場 合において，一次媒体は融解せずもしくは他の成分と反応せず，したがって４つ の異なるケースのみが異なる組み合わせ（表２）に対して認められる。 吸着性多孔構造体，すなわち活性炭素媒体は有用な面を隠すことを減少させる ために，最少量のバインダーで作られなければならない。しかし，非吸着性媒体 はこれらの制限を有しない。通常，高い流量において高い物理的強度を有するこ とが好適である。もし，より高い物理的強度が要求されるのであれば，非吸着性 媒体に対するバインダーの量は吸着剤に対して使用される量より非常に多い。 もし媒体が融解し若しくはバインダーと反応することによって結合力を必要と しなければ，その後最終強度を与えるべく多孔構造体を一緒に保持するよう生強 度試薬が要求される。一次媒体(PM)及び/または生強度試薬(GSA)は強度に貢献す る原因でなければならない。 多孔構造体はもつれた若しくは変形した繊維及び粒子によって一緒に保持される 。非吸着及び吸着媒体の各々に対し，表３に表示された２つのケースが存在する 。典型的な微細な金属繊維及び粒子は物理的強度を与えるのに理想的候補である 。 Ｏ記号は成分の存在を示し，またそれはバインダーとして機能しない。 本発明の実施を説明するために，以下の実施例で詳細にされるように直列のフ ィルターブロックが準備された。もし他に記載がなければ，すべての要素は重量 パーセントで表される。 実施例第１〜２０ カーボンブラックの生強度に対する小繊維化された繊維すなわちポリエチレン (PE)の貢献は，以下の成分を利用して炭素，PE繊維及びPE粉末を作り出すことに よって立証された。 85％：炭素Bamebey ＆ Sutcliffeタイプ3049，80×325メッシッ 4〜15％:PE繊維(Minifiber,13040F) 5〜11％:PE粉末(Quantum Chemical,FASP007) 見ての通り，粉末及び繊維の相対的量は，ポリエチレン(PE)の総計15重量％で あり，実施例１から２０の中で変化する。形成されたすべてのブロック55はグラ ムであり，各々はさまざまな圧力の下で金属ピストン型によってブロック内で成 型される。採用された型は1.75インチ(7.78cm)O.D.及び0.375インチ(0.953cm)I. D.であり，またドウエル時間は15秒であった。長さは成型圧力に依存して約２か ら５パーセントだけわずかに変化し，それは約2.4インチ(6.10cm)であった。生 強度は，0.0238インチ/秒(0.0605cm/秒)の速度でブロック軸に垂直に多孔構造体 を圧縮することによって測定される。生強度に対する成型圧力及びPE繊維の量の 効果は表４及び図２２に与えられる。図２２の４つの曲線は表４に与えられたデ ータポイントのプロットであり，各曲線は４パーセントのPE繊維から始まり，15 パーセントまで増加する。それぞれの生強度は曲線及び比較によって読みとるこ とができる。表４から明らかなように，成型圧力がより高いほど与 えられる生強度もより大きく，また85パーセント炭素から成るブロックに対して PE繊維が増加したとき生強度はより高い。後続の処理の目的のために，これらの ブロックに対する許容可能な生強度は約20ポンドである。 実施例第２１〜２４ これらの多孔構造体（カーボンブロック）は以下の成分を利用して製造された 。 4％PE繊維13040Ｆ 11％PE粉末FASP007 85％炭素Bamebey ＆ Sutcliffe Type3049炭素，80×325メッシュ 実施例１〜２０に対して採用されたのと同じサイズの型が使用され，成型力は 8000psiであり，ドウエル時間は15秒であり実施例２４を除いて長さ2.25インチ( 5.72cm)のブロックが製造され，実施例２４はKXコーポレイションによって製造 された9.75インチ(24.77cm)のブロックであり，続いて2.25インチのブロックに 切断された。KXコーポレイションのブロックは85パーセントの炭素及び15パーセ ントのバインダーから成る。2.25インチのブロックから切断された0.625インチ( 1.588cm)のスライスに対して0.0238インチ/秒 (0.0605cm/秒）の速度で圧縮することによって圧壊試験が実行された。該ブロッ クは1.75インチ(4.45cm)O.D.及び0.375インチ(0.953cm)I.D.を有する。実施例２ １〜２３は表５に記載された時間間隔の間139℃で焼成される。メチレン塩化物 除去評価がさまざまなブロックの効果を評価するために実行された。コネチカッ ト市水であるメリデン(Meriden)の300ml/minの給水流れストリームに対して，メ チレン塩化物は300ppbの濃度で噴射された。ブレークスルー濃度は15ppbになる ように設定された。実験の後，圧壊試験が2.25インチ(5.72cm)ブロックから切断 された0.925インチ(2.350cm)のスライスに対して0.0238インチ(0.1535cm)/秒の 速度で軸に直角に圧縮することによって実行された。両方の試験結果は表５に与 えられている。 実施例第２５〜２９ 実施例２１〜２３で採用されたのと同じ製剤が，長さ12インチ(30.48cm)であ り1.75インチ(4.45cm)O.D.及び0.375インチ(0.953cm)I.D.を有する290グラムブ ロックを作るよう拡大された。好適実施例に従う均衡圧縮方法がゴム製型を使っ て採用され，かつ20秒間2500psiの水圧によって圧縮された。該ブロックは続い て142℃から143℃でさまざまな時間で焼成され，その後試験用に9.75インチ(24. 77cm)に切断される。３つの試験，すなわちグラムライフ，混濁除去効果及び0.6 GPMでの特定の粒子除去の割合，に対してAC・ファイン・テスト・ダスト(ACFTD) が採用された。異なるロットからのKXコーポレイションの２つの9.75インチ(24. 77cm)製 品が評価された（実施例２８及び２９）。圧壊力試験もまた実行され，他の試験 結果とともに表６に報告されている。 表６で使用される語句は以下のように定義される。 a.△P：0.6GPM流量でのフィルタを横切る差圧(psid)である。 b.グラムライフACFTD：0.6GPM流量で20psiだけ差圧が増加したとき，フィル タに供給されるACファインテストダスト(ASFTD)の累積重量（グラム）。 c.混濁NTU：比濁混濁単位。混濁は水中の浮遊物質の濃度及び粒子サイズの 関数である。 d.1〜5ミクロンの間の多くの粒子の除去割合：NSF（国家衛生財団）規格42 は粒子除去クラス２定格に対するこの粒子範囲の最少85％除去を使用する。 実施例３０〜３３ 表７に示される以下の成分を利用して，４つの多孔構造体（炭素ブロック）が 製造された。長さは約2.42インチ(6.15cm)，O.D.は1.75インチ(4.45cm)及びI.D. は0.375インチ(0.953cm)であった。ブロックは6,000lb力で成型され，141℃で45 分間焼成された。半径気流抵抗は0.625(1.588)インチスライスのドーナツ型フィ ルターを通じて135SCFHの速度で一定の気流で測定された。これらの実施例にお いて，バインダー材料として融解したPE繊維及び粉末の両方並びにPP繊維補強の 効果は実施例31から33（1から3％繊維）を，繊維を含まないすなわち，圧壊力試 験によって示されたように最終製品強度において約50から60パーセントの増加を 含む実施例30と比較することによって分かる。 実施例３４ 2000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，55グラムブロックが2.4インチ(6 .1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 85％ケイ藻土(Grefco,Dicalite 6000) 6％PE繊維13040Ｆ 9％PE繊維FASP007 当該ブロックは45秒間142℃で焼成された。 実施例３５ 実施例３４の製剤及び型仕様は，付加的2.00グラムの樹脂Kymene 557H（Hercu les，12.5％固体）が付加されたことを除いて実施例35に対して繰り返される。 多孔構造体は45秒間142℃で焼成された。 実施例３６ 2000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，55グラムブロックが2.4インチ(6 .1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 80％ケイ藻土(Grefco,Dicalite6000) 5％ポリプロピレン(PP)繊維(MimiFiber Y600F) 6％PE繊維13040Ｆ 9％PE粉末FASP007 当該ブロックは45秒間142℃で焼成された。 実施例３７ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，55グラムブロックが2.4インチ(6 .1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 65％炭素タイプ3049 4％PE繊維13040Ｆ 11％PE粉末FASP007 20％ケイ藻土(Grefco,Dicalite 6000) 当該ブロックは45秒間142℃で焼成された。 実施例３８ 5000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，55グラムブロックが2.4インチ(6 .1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 85％：硬化樹脂繊維及びセルロース繊維から成り，120〜400メッシユにふる い分けられたCuno MicroKlean研削塵 8％PE繊維13040Ｆ 7％PE繊維 FASP007 当該ブロックは50秒間143℃で焼成された。 実施例３９ 4000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，20グラムの多孔構造体が2.4イン チ(6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 23.5％ポリプロピレン・繊維(Hercules,タイプT-153，3デニール，3mm) 15.5％PE繊維 1.5％PE粉末FA700(Quantum) 59.5％炭素タイプ 3049 当該多孔構造体は50秒間140℃で焼成された。 実施例４０ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，15グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 6.25％PE粉末FA700 31.25％PE繊維1304Ｆ 62.5％ポリプロピレン・繊維(Microfibers,NAT) 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４１ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，55グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 80％炭素タイプ3049 8％PP繊維(MiniFiber Y600F) 12％PE粉末FA700 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４２ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，20グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 50％HDPEシース/PPコア複数成分繊維(BASF,B1657) 30％PP繊維(MiniFiber,Y600F) 20％PE粉末FA700 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４３ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，20グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ (1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 65％HDPEシース/PPコア複数成分・繊維(BASF,B1657) 25％PE繊維13040Ｆ 10％PE粉末FA700 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４４ 2000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，15グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 70％PP繊維(Y600F) 30％PE粉末FA700 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成される。 実施例４５ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，20グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 85％HDPEシース/PPコア複数成分・繊維(BASF,B1657) 15％PE繊維13040Ｆ 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４６ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，20グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 80％HDPEシース/PPコア複数成分・繊維(BASF,B1657) 20％ポリプロピレン繊維Y600F(MiniFiber) 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４７ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，20グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 100％HDPEシース/PPコア複数成分・繊維(BASF,B1657) 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４８ 6000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，55グラム多孔構造体が2.4インチ (6.1cm)O.D.，0.75インチ (1.91cm)I.D.の金属型内で製造された。 84％炭素タイプ3049 4％PE繊維(1304Ｆ) 1％PP繊維(MiniFiber Y600F) 11％PE粉末FA700 当該多孔構造体は45秒間141℃で焼成された。 実施例４９ 66グラムのCalgonのTOGC炭素(80×325メッシュ)，28.5グラムのGeorgia Pacif ic GPフェノール樹脂粉末，及び3グラムの水から成る製剤がOsterizerブレンダ ーによって30秒間最低速度で混合された。その後，13グラムの混合物が1.75イン チ(4.45cm)O.D.，0.375インチ(0.953cm)I.D.,及び厚さ7/16インチ(1.11cm)のブ ロックに成型され，2時間の間130℃で焼成された。 実施例５０ 4000lbsの成型力及び以下の成分を利用して，ドーナツ形状の55グラムフィル ターが2.4インチ(6.1cm)O.D.，0.75インチ(1.91cm)I.D.の金属型内で製造された 。 60％硬化樹脂繊維及びセルロース繊維から成り，200メッシュを通してふる い分けられたCuno MicroKIean研削塵 39.6％BTLメラミン・ホルムアルデヒド樹脂粉末，グレード412 0.4％クエン酸(固体)，8％溶液 当該多孔構造物は45秒間141℃で焼成された。 実施例34から50を表す多孔構造体はKX 1M炭素ブロックに対して試験され，表 ８に報告されている。半径気流抵抗は，フィルタードーナツの0.625インチ(1.58 8cm)のスライスを通じて50 SCFHの速度の定常気流で測定される。 実施例３４〜５０に対して測定された気流抵抗及び圧壊力は表８に与えられて いる。 したがって，本発明の方法が多孔構造体を製造するのに非常に有効であること が明白である。本発明は特に，大きい分離（フィルター）媒体重量及び比較的小 さいバインダー重量を有するフィルターのような炭素ブロック構造体の製造に適 しているが，それに限定されるものではない。本発明の方法はさまざまな器具及 び成分材料とともに採用され得る。同様に，該方法に従う分離媒体は粉末化され た炭素媒体に制限される必要はない。本発明の多孔構造体の形状は，平坦シート ，平坦構造体，両端が開放され若しくは一端が閉止された円筒構造体に限定され るものでもなく，中空ばかりでなく固体の仮想的にあらゆる幾何形状の構造体が 形成され得る。さらに，多孔構造体の外側面は大幅に変化する。 上記開示に基づいて，ここで説明された方法の使用は上記目的を実行すること は明白である。したがって，明白なあらゆる変形はクレームされた発明の態様内 にあり，それゆえ特定の成分材料の選択はここに開示されかつ説明された発明の 思想から離れることなく決定される。特に，本発明に従う多孔構造体は必ずしも 炭素に基づくものに限定されず，ブロックも必ずしも好適な中空コア円筒形状に 限定されるものではな い。同様に，多層化製品もまた含まれ，それは一つ以上の成分の混合物から引き 出され，またそれは少なくとも２つの異なる分離作用若しくは性質を与える。し たがって，発明の態様は，請求の範囲の態様内であるすべての修正及び変形を含 む。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スロウヴァーク，ジャック アメリカ合衆国ネバダ州89451，インクラ イン・ヴィレッジ，タイナー・ウエイ 570

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．多孔構造体を製造するための方法であって， 一次分離能力をもたらす成分と，生強度補強能力をもたらす成分と，結合能力 を与えかつ熱可塑性及び熱硬化性ポリマーから成る集合から選択される成分と， から成る乾燥混合物を形成する工程と， 前記混合物を適当な面に分配しかつ所望の厚さに堆積する工程と， 前記混合物を前記多孔構造体に対して所望される形状に高密度化する工程と， 前記面から前記高密度化された多孔構造体を除去する工程と， 結合能力を与えるあらゆる前記熱可塑性成分の融解温度より約20℃高い温度ま で前記混合物を加熱することによって，前記一次分離能力をもたらす前記成分を 結合する工程と， から成る方法。 ２．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記形成工程 が，第１，第２及び第３成分を選択する工程を含み，各前記成分は前記３つの能 力の一つをもたらす，ところの方法。 ３．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記形成工程 は前記３つの成分の２つを選択する工程を含み，それは一緒に前記３つの能力を もたらす，ところの方法。 ４．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記形成工程 は，前記一次分離能力，前記生強度補強能力及び前記結合能力をもたらすひとつ の成分を選択する工程を含む，ところの方法。 ５．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記分配する 工程及び高密度化する工程は圧縮設備を通じて実行される，ところの方法。 ６．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記分配する 工程が，型を前記混合物で満たす工程を含み，また前記高密度化する工程が自己 支持であるのに十分な生強度を有する多孔構造体の形状へ前記混合物を均衡圧縮 することによって実行される，ところの方法。 ７．請求項６に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，さらに前記満 たす工程の前に前記型内へマンドレルを与える工程を含む，ところの方法。 ８．請求項７に記載の多孔構造物を製造するための方法であって，前記多孔構造 体の形状は円筒形であり， かつ前記多孔構造体は中空である，ところの方法。 ９．前記形状は少なくとも約３：１のＬ/Ｄ比を有するところの方法。 １０．請求項６に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，付加的にさ らに，前記多孔構造体の周りの前記成分の少なくとも第２の乾燥混合物で前記型 を満たす工程と，前記多孔構造体の周りの前記第２の混合物を均衡圧縮する工程 であって，それによって自己支持であるのに十分な生強度を有する層化された多 孔構造体を与える工程と，を含むところの方法。 １１．請求項１０に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記付加 的工程は前記除去工程の後に実行され，またさらに前記付加的工程の前に前記多 孔構造体を前記型へ戻す工程を含む，ところの方法。 １２．請求項６に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記多孔構 造体の前記形状は円筒形であり，付加的にさらに， 前記型内にマンドレル及び前記マンドレルと同軸の少なくとも一つの円筒形ス リーブを与える工程であって，前記スリーブ及び前記マンドレルは別個の体積を 画成し，前記分配工程は前記型と前記スリーブの間に画成された体積を第１の成 分の乾燥混合物で満たし， また前記スリーブと前記マンドレルの間に画成された体積を前記第１の成分とは 異なる第２の成分の乾燥混合物で満たすところの工程と， 前記高密度化の工程の前に，前記型から前記スリーブを除去する工程と， を含むところの方法。 １３．請求項１２に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，付加的に さらに 前記マンドレルと同軸の一つ若しくはそれ以上の付加的円筒スリーブを与える 工程であって，前記スリーブは付加的に別個の体積を画成し，また前記分配工程 は隣接するスリーブの間に画成された体積を第２の成分の乾燥混合物で満たすと ころの工程と， 前記高密度化工程の前に前記型から前記スリーブを除去する工程と， を含むところの方法。 １４．請求項６に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，多孔構造体 の前記形状は円筒形であり，付加的にさらに， 前記型内にマンドレルを与える工程と， 前記高密度化工程の前に，前記型と前記マンドレルとの間に画成された体積を ，前記マンドレルの周りに 同軸層で，成分の少なくとも第１及び第２の乾燥混合物で満たす工程であって， 前記成分の第２の乾燥混合物は前記第１のものと異なる工程と， を含むところの方法。 １５．請求項１４に記載の多孔構造体の製造のための方法であって，付加的にさ らに，前記型を前記多孔構造体の周りに前記成分の少なくとも第３の乾燥混合物 で満たす工程と，前記多孔構造体の周りの前記第２混合物を均衡圧縮工程であっ て，それによって自己支持であるのに十分な生強度を有する層化された多孔構造 体を与える工程と， を含むところの方法。 １６．請求項１５に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記付加 的工程は前記除去工程の後に実行され，またさらに前記付加的工程の前に前記多 孔構造体を前記型に戻す工程を含む， ところの方法。 １７．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記分配工 程は前記混合物を平坦な支持面上に塗る工程を含み，また前記高密度化工程は自 己支持であるのに十分な生強度を有する一枚の減少した厚さに，前記分配された 混合物を圧縮する工程を含 む， ところの方法。 １８．請求項１７に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，付加的に さらに，前記高密度化工程の前に成分の少なくとも第２の乾燥混合物を前記第２ の分配された混合物の上に塗る工程を含む， ところの方法。 １９．請求項１７に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記分配 された混合物と異なる少なくとも第２の混合物を前記高密度化されたシート上に 塗る工程と，前記第２の分配された混合物及び前記高密度化されたシートを，自 己支持であるのに十分な生強度を有する減少した厚さの層化されたシートに圧縮 する工程と， を含むところの方法。 ２０．請求項１９に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，付加的に さらに厚さが減少した前記シートから所望の形状の多孔構造体を切り取る工程を 含む，ところの方法。 ２１．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，一次分離能 力を与える前記成分は，炭素粒子，ケイ藻土，パーライト，活性アルミナ，シリ カ，ゼオライト，天然繊維及び人工繊維から成る集合から選択される， ところの方法。 ２２．請求項２１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記天然 繊維は，セルロース，ウール，ジュート，及び麻から成る集合から選択され，ま た前記人工品種はポリオレフィン，ポリエステル，炭素，グラファイト，ガラス ，ポリアクリレート，レーヨン，ナイロン，アラミド，複数成分繊維及びその混 合物から成る集合から選択される， ところの方法。 ２３．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，生強度補強 を与える前記成分は，ポリオレフィン，ポリエステル，ナイロン，アラミド，レ ーヨン，及びその混合物並びに液体生強度試薬から成る集合から選択された繊維 である， ところの方法。 ２４．請求項２３に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記液体 生強度試薬は，スチレン-ブタジエン，ポリ（エチレン-ビニル酢酸塩）及びアク リルラテックス；メチルセルロース及びヒドロキシプロピル・メチルセルロース ，カルボキシ・メチルセル ロース，ヒドロキシエチル・セルロース；ポリビニル・アルコール；ポリビニル ・ピロリドン；ポリアクリル酸；ポリエチレン酸化物；ポリエチレンイミン；ポ リアクリルアミド；天然ゴム及びそのコポリマー；水及び一つまたはそれ以上の 上記液体生強度試薬を有する混合物から成る集合から選択される，ところの方法 。 ２５．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，結合能力を 与える前記熱可塑性及び熱硬化性ポリマー成分は，ポリオレフィン，エポキシ， フェノール-ホルムアルデヒド及びメラミン-ホルムアルデヒド樹脂粉末並びにポ リオレフィン繊維から成る集合から選択される， ところの方法。 ２６．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，陽イオン荷 電樹脂，イオン交換材料，パーライト，ケイ藻土，活性アルミナ，ゼオライト， 樹脂溶液，ラテックス，金属材料及び繊維，セルロース，炭素粒子，炭素繊維， レーヨン繊維，ナイロン繊維，ポリプロピレン繊維，ポリエステル繊維，ガラス 繊維，鉄繊維及びグラファイト繊維，並びに一次媒体の量の付随する減少を伴っ て約0.1から約90重量％の範 囲の量のそれらの混合物を含む集合から選択された付加的成分を付加する工程を 含む， ところの方法。 ２７．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，パーライト ，ケイ藻土，活性アルミナ，ゼオライト，セルロース，レーヨン繊維，ナイロン 繊維及び炭素粒子から成る集合から選択された前記付加的成分を陽性に荷電させ る付加的工程を含む， ところの方法。 ２８．請求項２７に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記付加 的成分を陽性に荷電させる前記工程は前記形成工程の前に実行され，かつ前記陽 性に荷電された成分を前記混合物に付加する付加的工程を含む， ところの方法。 ２９．請求項１に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，前記混合物 を高密度化する前記工程によって作成された所望の形状は平坦層である，ところ の方法。 ３０．請求項２９に記載の多孔構造体を製造するための方法であって，付加的に さらに，前記成分の少なくとも第２の混合物を形成する工程と，平坦層を形成す るべく前記第２の混合物を高密度化する工程と，多重層化された製品を形成する べく前記層を組み合わせる工程と，を含むところの方法。 ３１．一次分離能力を与える成分の約70から約90重量％と， 生強度補強能力を与える成分の約１から約15重量％と， 結合能力を与えかつ熱可塑性及び熱硬化性ポリマーから成る集合から選択され た成分の約8から約20重量％と， から成る多孔構造体。 ３２．請求項３１に記載の多孔構造体であって，さらに陽イオン荷電樹脂，イオ ン交換材料，パーライト，ケイ藻土，活性アルミナ，ゼオライト，樹脂溶液，ラ テックス，金属材料及び繊維，セルロース，炭素粒子，炭素繊維，レーヨン繊維 ，ナイロン繊維，ポリプロピレン繊維，ポリエステル繊維，ガラス繊維，鉄繊維 及びグラファイト繊維，並びに一次媒体の量の付随する減少を伴って約0.1から 約90重量％の範囲の量のそれらの混合物を含む集合から選択された付加的成分か ら成る多孔構造体。 ところの方法。 ３３．請求項３１に記載の多孔構造体であって，第１，第２及び第３成分を有し ，各前記成分は前記３つの能力のひとつをもたらす，多孔構造体。 ３４．請求項３１に記載の多孔構造体であって，前記形成工程は，一緒に前記３ つの能力をもたらす前記３つの成分の２つを選択する工程を含む， ところの多孔構造体。 ３５．請求項３１に記載の多孔構造体であって，前記成分の一つは，前記一次分 離能力，前記生強度補強能力及び結合能力を与える，ところの多孔構造体。 ３６．請求項３１に記載の多孔構造体であって，一次分離能力をもたらす前記成 分は，炭素粒子，ケイ藻土，パーライト，活性アルミナ，シリカ，ゼオライト天 然繊維，及び人工繊維から成る集合から選択される， ところの多孔構造体。 ３７．請求項３１に記載の多孔構造体であって，前記天然繊維は，セルロース， ウール，ジュート，麻から成る集合から選択され，また人工品種はポリオレフィ ン，ポリエステル，炭素グラファイト，ガラス，ポリアクリレート，レーヨン， ナイロン，アラミド，複数成分繊維及びそれらの混合物から成る集合から選択さ れる， ところの多孔構造体。 ３８．請求項３７に記載の多孔構造体であって，生強度補強をもたらす前記成分 は，ポリオレフィン，ポリエステル，ナイロン，アラミド，レーヨン及びそれら の混合物並びに液体生強度試薬から成る集合から選択された繊維である， ところの多孔構造体。 ３９．請求項３８に記載の多孔構造体であって，前記液体生強度試薬は，スチレ ン-ブタジエン，ポリ（エチレン-ビニル酢酸塩）及びアクリルラテックス；メチ ルセルロース及びヒドロキシプロピル・メチルセルロース，カルボキシ・メチル セルロース，ヒドロキシ・エチルセルロース；ポリビニル・アルコール；ポリビ ニル・ピロリドン；ポリアクリル酸；ポリエチレン酸化物；ポリエチレンイミン ；ポリアクリルアミド；天然ゴム及びそのコポリマー；水及び一つまたはそれ以 上の上記液体生強度試薬を有する混合物から成る集合から選択される，ところの 多孔構造体。 ４０．請求項３９に記載の多孔構造体であって，結合能力をもたらす前記熱可塑 性及び熱硬化性ポリマー成分は，ポリオレフィン，エポキシ，フェノール-ホル ム アルデヒド及びメラミン-ホルムアルデヒド樹脂粉末並びにポリオレフィン繊維 から成る集合から選択される，ところの多孔構造体。 ４１．請求項４０に記載の多孔構造体であって，一次分離能力をもたらす前記成 分は炭素粒子から成り，生強度補強をもたらす前記成分はポリオレフィン繊維か ら成り，結合能力をもたらす前記熱可塑性及び熱硬化性ポリマー成分はポリオレ フィン粉末から成り，結合能力をもたらす前記成分のみが融解する，ところの多 孔構造体。 ４２．請求項４０に記載の多孔構造体であって，一次分離能力をもたらす前記成 分は炭素粒子から成り，生強度補強をもたらす前記成分はポリオレフィン繊維か ら成り，結合能力をもたらす前記熱可塑性及び熱硬化性ポリマー成分はポリオレ フィン粉末から成り，生強度補強及び結合能力をもたらす両前記成分のみが融解 する，ところの多孔構造体。 ４３．請求項４０に記載の多孔構造体であって，一次分離能力をもたらす前記成 分は複数成分繊維から成り，生強度補強をもたらす前記成分はポリオレフィン繊 維から成り，結合能力をもたらす前記熱可塑性及び熱硬化性ポリマー成分はポリ オレフィン粉末から成 り，一次分離能力及び結合能力をもたらす両前記成分が融解する，ところの多孔 構造体。 ４４．請求項４０に記載の多孔構造体であって，一次分離能力をもたらす前記成 分は複数成分繊維から成り，生強度補強をもたらす前記成分はポリオレフィン繊 維から成り，結合能力をもたらす前記熱可塑性及び熱硬化性ポリマー成分はポリ オレフィン粉末から成り，前記３つすべての成分が融解する，ところの多孔構造 体。 ４５．請求項４０に記載された多孔構造体であって，第１及び第２成分を有し， 前記第１成分は前記一次分離及び生強度補強能力をもたらし，前記第２成分は前 記結合能力をもたらし，前記第１成分はポリオレフィン繊維から成り，前記第２ 成分はポリオレフィン粉末から成り，前記第２成分のみが融解する，ところの多 孔構造物。 ４６．請求項４０に記載された多孔構造体であって，第１及び第２成分を有し， 前記第１成分は前記一次分離能力をもたらし，前記第２成分は前記生強度補強及 び結合能力をもたらし，前記第１成分は炭素粒子から成り，前記第２成分はポリ オレフィン繊維から成り，前記第２成分のみが融解する，ところの多孔構造物。 ４７．請求項４０に記載された多孔構造体であって，第１及び第２成分を有し， 前記第１成分は前記一次分離及び結合能力をもたらし，前記第２成分は前記生強 度補強能力をもたらし，前記第１成分は複数成分繊維から成り，前記第２成分は ポリオレフィン繊維から成り，前記第１及び第２成分の両方が融解する，ところ の多孔構造物。 ４８．請求項４０に記載された多孔構造体であって，第１及び第２成分を有し， 前記第１成分は前記一次分離及び結合能力をもたらし，前記第２成分は前記生強 度補強能力をもたらし，前記第１成分は複数成分繊維から成り，前記第２成分は ポリオレフィン繊維から成り，前記第１成分のみが融解する，ところの多孔構造 物。 ４９．請求項４０に記載された多孔構造体であって，第１成分を有し，前記第１ 成分は前記一次分離，生強度補強及び前記結合能力をもたらし，前記第１成分は 複数成分繊維から成り，前記第１成分が融解する，ところの多孔構造物。 ５０．請求項４９に記載の多孔構造体であって，さらに，陽イオン荷電樹脂，イ オン交換材料，パーライト，ケイ藻土，活性アルミナ，ゼオライト，樹脂溶 液，ラテックス，金属材料及び繊維，セルロース，炭素粒子，炭素繊維，レーヨ ン繊維，ナイロン繊維，ポリプロピレン・繊維，ポリエステル・繊維，ガラス繊 維，鉄繊維及びグラファイト繊維，並びに一次媒体の量の付随する減少を伴って 約0.1から約90重量％の範囲の量のそれらの混合物を含む集合から選択された少 なくとも一つの付加的成分から成る， ところの多孔構造体。 ５１．請求項５０に記載された多孔構造体であって，パーライト，ケイ藻土，活 性アルミナ，ゼオライト，セルロース，レーヨン繊維，ナイロン繊維及び炭素粒 子から成る集合から選択された前記付加的成分は陽性に荷電される，ところの多 孔構造体。 ５２．平坦層から成る請求項３１に記載の多孔構造体。 ５３．請求項５２に記載の多孔構造体であって，多重平坦層から成り，前記層の 各々は前記成分の特定のブレンドを有する，多孔構造体。 ５４．中空形状構造体から成る，請求項３１に記載の多孔構造体。 ５５．少なくとも約3：1のＬ/Ｄ比を有する，請求項５４に記載の多孔構造体。 ５６．請求項３１に記載の多孔構造物であって，複数の同軸層を有し，各前記層 は前記成分の特定のブレンドを有する成形構造体から成る，多孔構造体。 ５７．請求項５６に記載された多孔構造体であって，前記成形構造体は中空でか つ少なくとも約3：1のＬ/Ｄ比を有する，ところの多孔構造体。 ５８．中空の一端が閉止された成形構造体から成る，請求項３１に記載の多孔構 造体。 ５９．滑らかな外側面から成る，請求項３１に記載の多孔構造体。 ６０．請求項３１に記載の多孔構造体であって，製造に続く分離機械加工なしで 与えられる不連続外側面から成る，多孔構造体。 ６１．請求項３１に記載の多孔構造体であって，補強された繊維であり，かつ生 強度補強をもたらす前記成分がない比較可能な多孔構造体に対して改良された生 強度を有する，多孔構造体。 ６２．請求項３１に記載の多孔構造体であって，補強された繊維であり，かつそ のような補強のない比較可能な多孔構造体に対して改良された最終製品強度を有 する，多孔構造体。
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