JP2002528263A - ファイバーガラスマットキャリアを有する光触媒フィルター - Google Patents

ファイバーガラスマットキャリアを有する光触媒フィルター

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Abstract

(57)【要約】 流体中の有機化合物を光触媒的に分解する方法における使用のためのマトリックスは、光触媒材料を保有するファイバーガラスマット基板を含む。このファイバーガラスマットは、ランダムに配向されたガラスファイバーから作製され、これは、実質的にフラグメント化され、そしてニードリングされ、これによって、フラグメントはインターロックされる。光触媒材料の基板に対する接着は、ファイバーガラスマットの有機含量を、強熱減量による測定で１．０重量％未満まで制御することによって、ファイバーガラスの熱クリーニングを必要とせずに、提供される。これは、サイジング組成物を使用することによって達成され、これは好ましくは、フィルム形成ポリマー含量をほとんどまたは全く有さない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、二酸化チタンのような特定の金属酸化物の公知の光触媒効果を利用
するための構造に関する。より具体的には、本発明は、ファイバーガラスの特定
の担体表面上の光触媒金属酸化物の組み合わせに関する。
【０００２】 光触媒的に有機物質を分解するための二酸化チタンのような金属酸化物の使用
は、先行技術において広範囲に扱われている。二酸化チタンに加えて、その光触
媒効果は、亜鉛、タングステン、およびスズの酸化物を用いて達成されると報告
されている。本発明は、ファイバーガラス上にコートされ得る任意の光触媒を用
いることによって有用であることが期待される。これらは、同様に幾つかの公知
の光触媒性の非酸化物物質を含み得るが、現在公知の技術によって金属酸化物を
堆積する容易さによって、それらは拡大された表面積基板を用いる使用のための
好ましいカテゴリーとなる。
【０００３】 光触媒化合物の有用性は、処理される液体または気体との接触面積を増加する
ために大きな表面積を有する固体担体を提供することに大きく依存する。米国特
許第５，０４５，２８８号において、触媒粒子の層はフィルター上または粒状床
（ｇｒａｎｕｌａｒ ｂｅｄ）内にゆるく支持される。より実践的なアプローチ
は、固体支持メンバーを触媒でコートすることである。例えば、二酸化チタンコ
ーティングを支持するための多孔質セラミック基板の使用が、米国特許第５，０
３５，７８４号に開示される。光触媒効果は、紫外線照射に対する触媒の露光を
必要とするため、ガラスのような透明基板の使用が提唱されている。特に、米国
特許第４，８９２，７１２号；同第４，９６６，７５９号；および同第５，０３
２，２４１号（これら全てＲｏｂｉｎｓｏｎら）において、ファイバーガラスは
透明性および高い表面積の両方を合わせもち、それによってファイバーガラスの
マトリクスから作製される担体がこの目的に対して理想的に適していることが認
識されている。Ｒｏｂｉｎｓｏｎらの特許は、織布および不織布の両方のファイ
バーガラス基板について言及しているが、織布メッシュが好ましく、不織布の実
施態様に関する詳細は全く提供されていない。
【０００４】 不織布ファイバーガラスマットは、織布メッシュより好ましい。なぜなら、実
質的により大きな表面積が不織布マットで得られるためである。プロセシングの
間の磨耗を減少させるために、サイジング組成物は典型的にファイバーガラス上
に適用される。さらに、ファイバーガラスがマット内に作製される場合、そのマ
ット構造に構造的整合性を提供するために有機バインダーを適用することは一般
的である。ファイバーガラスマットの製造業者にとってこれらのサイジングおよ
びバインダーは有用であるが、光触媒マトリクスの製造業者によるそれらの使用
に対して不利である。サイジングおよびバインダーの有機ポリマー内容物は、光
触媒物質のような非ポリマー性コーティングのファイバーガラスマットへの接着
を有意に軽減する。光触媒適用のための基板としてファイバーガラスマットを使
用する試みは、熱クリーニングによって少なくとも幾らかの有機内容物を除去す
る追加の工程（すなわち、高温での燃焼または揮発による有機物の除去）を包含
する。さらに、使用者の設備（ｆａｃｉｌｉｔｙ）でのプロセシングの間、マッ
トの構造的整合性を維持することが所望されるため、熱クリーニング工程は一般
に光触媒物質を適用する直前に実行される。この工程を排除することは、ファイ
バーガラスマット基板を使用することを望む光触媒デバイスの製造業者にとって
高く所望される。
【０００５】 光触媒支持材料が、そこを通る流体（特に、空気）の流れに比較的低い圧力の
低下（ｄｒｏｐ）をもたらすこともまた所望される。不織布ファイバーガラスマ
ットにおいて低い圧力の低下を達成することは、通常マットの密度を低く維持す
ることを必要とする。しかし、この密度を下げることはまた、このマットを光触
媒マトリクスに変換する工程に関する通常のプロセシング操作において処理する
ことを可能にするために必要とされるマットの強度を減少させる。強度は有機バ
インダーによってマットに提供され得るが、このようなバインダーを添加するこ
とはマットの有機内容物を最小化するとの目的と外れている。
【０００６】 （発明の要旨） ここで、独自に構成されたファイバーガラスマットは、そのファイバーガラス
マットを光触媒マトリクスの製造に直接使用することを可能にする低密度、およ
び低い有機材料含量を提供する目的を満たし得ることが、見出された。本発明の
ファイバーガラスマットは、層中にランダムに配向されたガラスファイバーを含
み、このガラスファイバーは、平面における主要量の寸法およびこの平面に垂直
な小さな厚みを有し、このガラスファイバーの大多数は、別個のフィラメントと
して存在し、このフィラメントの部分は、主要量の寸法の平面にほぼ垂直の向き
で伸長し、このマット構造をインターロックする。このマットは、強熱減量（「
ＬＯＩ」）による測定で１．０重量％未満の量の有機材料を含み、そしてこの層
中のガラスファイバーおよび有機材料は、１５０〜６００ｇ／ｍ2の密度を有す
る。
【０００７】 好ましいマット密度は、１５０〜３００ｇ／ｍ2であり、最も好ましくは、１
６５〜２４０ｇ／ｍ2であり、これは接触空気清浄器として使用される場合、所
望の低い圧力低下を提供する。ＬＯＩは、好ましくは０．５重量％未満、最も好
ましくは、０．４重量％未満である。この低い有機含量によって、熱清浄工程の
必要なく、光触媒材料の塗布が可能となる。サイジングはさらに使用され得、そ
して幾分かのサイジングが存在することが好ましいが、その性質は、熱清浄が光
触媒材料の良好な接着を達成するのに必要ではないようなものである。低いマッ
ト密度および低い結合剤またはサイジング含量にも関わらず、このマットは、触
媒材料の基板への塗布に関連する通常の操作工程にマットが供され得るのに十分
な強度を有する。
【０００８】 本発明の光触媒基板の低い有機含量は、有機結合剤およびサイジング材料に対
する減少した依存度から生じるだけでなく、従来のサイジング組成物と比較して
フィルム形成成分をほとんど有さないかまたは全く有さないサイジング組成物の
選択からも生じる。その代わりに、サイジング組成物は、従来的にサイジング組
成物の潤滑剤および／またはカップリング剤成分に分類される構成成分から主に
構成される。幾分かのフィルム形成は、いくらかの潤滑剤および／またはカップ
リング剤材料を用いて生じ得るが、好ましい実施形態において、サイジングは、
フィルム形成剤として主に働く意図的な追加分の成分を含まない。
【０００９】 本発明のマットは、このマットの平面にほぼ垂直な方向に伸張する部分を有す
るフィラメントにより特徴付けられる。この効果は、ニードリング操作によって
生じ、そしてフィラメントおよびストランドの機械的インタロッキングを生じる
。ニードリングにより依存し、そして必要なマット強度を提供する有機結合剤に
ほとんど依存しないことによって、使用する必要のあるサイジングまたは結合剤
には、通常、ほとんどフィルム形成ポリマー成分が含まれない。ニードリングは
また、マットの元の表面を越えて引っ張られるファイバーのスパイクに起因して
、増加したマットバルキー性を生じる。本発明のマットはまた、低密度に関連す
る比較的高いバルキー性により特徴付けられ得る。
【００１０】 本発明のマットのさらなる好ましい特徴は、これらが非常にフィラメント化さ
れていることである。すなわち、ガラスファイバーのストランドは個々のフィラ
メントに分離されている。これは所定のマット密度の表面積を改良し、そして本
発明において低い有機含量の使用を可能にする機械的係合を援助する。好ましく
は、ガラスファイバーは７０％フィラメント化され、そして最も好ましくは、少
なくとも８０％フィラメント化される。
【００１１】 本発明の１つの局面は、光触媒材料が沈着され得るファイバーガラスマット基
板である。本発明のマットは、例えば、強化熱可塑性材料または熱硬化性ポリマ
ー材料のための他の有用性を有し得る。本発明の場合の別の局面は、ファイバー
ガラスマット基板、および流体中で有機化合物を光触媒分解し得る光触媒材料を
含むマトリクスである。
【００１２】 （詳細な説明） 本発明は、光触媒材料が支持される基板としてファイバーガラスマットを用い
る。ファイバーガラスを製造し、そしてそのファイバーガラスをマットに形成す
るプロセスは、当該分野で周知であり、それ自体は本発明の部分ではない。従っ
て、これらの工程を実施するための従来の任意の方法が使用され得、そして詳細
に記載される必要はない。ファイバー形成工程およびマット形成工程の本明細書
中の記載は、使用され得るプロセスの種類を限定するのではなくむしろ、単に本
発明を実施する最良の様式を開示するために包含される実施例であることが意図
される。必要ならば、本発明のこれらの従来の局面のさらなる詳細は，Ｋ．Ｌｏ
ｅｗｅｎｓｔｅｉｎ，Ｔｈｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｒｅｓ，第３版（１９
９３）に見出され得る。
【００１３】 マットは、他の酸化化合物または非酸化化合物を用いて選択的に修飾される酸
化ケイ素に基づく公知のガラス組成物の繊維から構成され得る。有用なガラスフ
ァイバーは、当業者に公知の任意の種類の繊維化可能ガラス組成物から形成され
得、これには、「Ｅ−ガラス」、「Ａ−ガラス」「Ｃ−ガラス」、「Ｄ−ガラス
」、「Ｒ−ガラス」、「Ｓ−ガラス」のような一般的に公知の繊維化可能ガラス
組成物から調製されるガラスファイバーが挙げられる。好ましいガラスファイバ
ーは、Ｅ−ガラスから形成される。このような組成物およびそれらからガラスフ
ィラメントを作製する方法は、Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ（前出）３０頁〜４４頁
、４７頁〜６０頁、１１５頁〜１２２頁、および１２６頁〜１３５頁（これらは
本明細書中において参考として援用される）に示されるように、当業者に周知で
ある。
【００１４】 ガラスファイバーは、約３．５〜約３５．０マイクロメートルの範囲の名目フ
ィラメント直径で作製されており、そして任意のフィラメント直径が、理論的に
本発明において使用され得る。なおより小さなフィラメント直径が、特に紡いだ
ファイバーガラスについて可能であるが、吸入し得る（ｒｅｓｐｉｒａｂｌｅ）
繊維の存在を避けるために３．５より上のフィラメントを使用することが好まし
い。さらに、７ミクロメートル未満のフィラメント直径は市販では容易に入手可
能ではない。本発明の特定の実施形態は、１０ミクロメートルの名目フィラメン
ト直径を有する繊維を使用している。１７ミクロメートル以上のオーダーのより
大きい直径もまた、本発明の使用について考慮され得、処理において容易である
という利点を有し得る。しかし、フィラメント直径は、本発明について決定的で
はない。名目フィラメント直径およびガラスファイバーの指定に関するさらなる
情報について、Ｌｏｅｗｎｓｔｅｉｎ（前出）２５頁（これらは本明細書中にお
いて参考として援用される）を参照のこと。個々のフィラメントは、通常、スト
ランドを形成するために集められる。ストランドあたりのフィラメントの数は、
約１００〜約１５，０００の範囲であり得、典型的には、約２００〜約７０００
である。ガラスファイバーストランド指定に関するさらなる情報について、Ｌｏ
ｅｗｎｓｔｅｉｎ（前出）２７頁（これらは本明細書中において参考として援用
される）を参照のこと。
【００１５】 処理の間のフィラメント間の破壊的摩耗を防ぐために、ガラスファイバーは、
繊維を潤滑にし、フィラメントをストランドに結合するために役立つサイジング
組成物を用いてそれらの表面の少なくとも一部上で慣用的にコーティングされる
。慣用的には、大部分のサイジング組成物は、それらの最も大きな有機成分とし
て、ポリマー性フィルム形成材料を含む。最も慣用的なサイジング組成物はまた
、カップリング剤、潤滑剤、および界面活性剤を含む。他の少量の添加物（例え
ば、静電防止剤）がまた、存在し得る。ファイバーガラスの有機含有量を最小化
するために、本発明は、通常一次フィルム形成を考慮される材料をほとんど含ま
ないかまたは全く含まないサイジング組成物を使用する。これは、フィルム形成
が、残りの成分で生じないことを意味しない。存在する場合、特に、カップリン
グ剤がある程度のフィルム形成を作り出すと考えられるが、従来のフィルムフォ
ーマー（ｆｉｌｍ ｆｏｒｍｅｒ）が選択されるエラストマーのタイプのもので
はない。本発明において、比較的もろい（ｆｒｉａｂｌｅ）フィルムは、不利で
あるとは考えられない。なぜなら、このようなフィルムは、このストランドの開
口部において個々のフィラメント（これは、引き続くマット形成工程で行われる
）に対して役立つからである。マットの表面積が増加し、フィラメントの機械的
織り込み（ｉｎｔｅｒｔｗｉｎｉｎｇ）の機会がより増加するので、フィラメン
ト化は利点がある。本発明において、サイジング成分は、第１にそれらの潤滑性
の機能について選択され、従って好ましくは、従来の潤滑剤を含む。カップリン
グ剤もまた、潤滑機能に役立ち得るので、本発明のサイジング組成物は、従来の
潤滑剤の代わりに、または従来の潤滑剤に加えてカップリング剤を含み得る。
【００１６】 ガラスファイバー潤滑剤（これらの少なくとも１つが本発明のサイジングに含
まれる）は、従来考慮されるポリマー性フィルム形成材料であるものとは異なる
。ガラスファイバー潤滑剤は、いくらかのガラスフィルム形成能を有し得るが、
それ以外では、その目的のためには選択されない。有用なガラスファイバー潤滑
剤には、カチオン性、非イオン性またはアニオン性潤滑剤およびこれらの混合物
が挙げられる。繊維潤滑剤は、固体の総計に基づいてサイジング組成物の０〜１
００重量％を含み得る。好ましくは、潤滑剤およびカップリング剤の組み合わせ
が使用され、この場合、潤滑剤は、サイジング組成物の固体の総計の基づいて１
〜２０重量％の量で存在し得る。多くの公知の繊維潤滑剤のうちのいくつかの例
には、脂肪酸のアミン塩（例えば、１２〜２２個の炭素原子を有する脂肪酸部分
および／または窒素原子に結合された１〜２２個の原子のアルキル基を有する第
３級アミンを含む）、アルキルイミダゾリン誘導体（例えば、脂肪酸とポリアル
キレンポリアミンとの反応によって形成され得る）、酸可溶化脂肪酸アミド（例
えば、ステアリン酸アミドのような４〜２４個の炭素原子の酸基を有する飽和ま
たは不飽和の脂肪酸アミド）、脂肪酸およびポリエチレンイミンおよびアミド置
換ポリエチレンイミンの縮合物、例えば、ＥＭＥＲＹ（登録商標）６７１７、部
分アミド化ポリエチレンイミン（Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市
販）が挙げられる。
【００１７】 有用なアルキルイミダゾリン誘導体には、ＣＡＴＩＯＮ Ｘ（Ｒｈｏｎｅ Ｐ
ｏｕｌｅｎｃ（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）製）、およびＬＵ
ＢＲＩＬ ＣＡＴ−Ｘ／ＶＣ（Ｒｈｏｄｉａ（Ｃｒａｎｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｊｅ
ｒｓｅｙ）製）が挙げられる。他の有用な潤滑剤には、ＲＤ−１１３５Ｂエポキ
シド化ポリエステル（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ
，Ｋｅｎｔｕｃｋｙ）から市販されている）、ＣＩＲＲＡＳＯＬ １８５Ａ脂肪
酸アミド、ＫＥＴＪＥＮＬＵＢＥ ５２２部分カルボキシル化ポリエステル（Ａ
ｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）
から市販されている）、およびＰＲＯＴＯＬＵＢＥ ＨＤ高密度ポリエチレンエ
マルジョン（Ｓｙｂｒｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ，Ｎｅ
ｗ Ｊｅｒｓｅｙ）から市販されている）が挙げられる。
【００１８】 本発明のサイジング組成物に含まれ得るカップリング剤は、オルガノシランカ
ップリング剤、遷移金属カップリング剤（例えば、チタン、ジルコニウムおよび
クロムカップリング剤）、アミノ含有Ｗｅｒｎｅｒカップリング剤、ならびにこ
れらの混合物からなる群から選択され得る。これらのカップリング剤は、代表的
に、二官能性を有する。各々の金属またはシリコン原子は、ガラス繊維の表面と
反応し得るか、またはそうでなければ、ガラス繊維の表面に化学的に接続され得
る（必ずしも、結合されるわけではない）１個以上の基を、この原子に接続する
。慣習的に、カップリング剤に含まれる他の官能基は、フィルム形成ポリマーに
反応性または相溶性を提供する。通常のフィルム形成ポリマーは、本発明におい
て依存されないので、この官能基は、重要でない。しかし、いくつかのカップリ
ング剤とのいくらかの自己架橋結合能力は、さらなる官能基により提供され得る
。
【００１９】 オルガノシラン化合物は、本発明において好ましいカップリング剤である。適
切なオルガノシランカップリング剤の例には、Ｚ−６０４０γ−グリシドオキシ
プロピルトリメトキシシラン（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから市販される）、Ａ−
１８７γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、Ａ−１７４γ−メタク
リルオキシプロピルトリメトキシシラン、およびＡ−１１００γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン（これらの各々は、ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉ
ｎｃ．（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から市販される）が挙げられ
る。カップリング剤の量は，全固体を基準として、サイジング組成物の０〜８０
重量％であり得る。好ましい実施形態において、このカップリング剤含有量は、
少なくとも１０％、最も好ましくは、少なくとも３０％である。このオルガノシ
ランカップリング剤は、ガラス繊維に塗布する前に、少なくとも部分的に水で加
水分解され得る。
【００２０】 このサイジング組成物は、水性媒体中のサイジング組成物の他の成分を安定化
させるために、１以上の界面活性剤を含み得る。サイジング組成物をガラス繊維
上に塗布する場合、このサイジング組成物は、好ましくは、その数倍の重量まで
水で希釈される。適切な界面活性剤の例には、ポリオキシアルキレンブロックコ
ポリマー（例えば、ＰＬＵＲＯＮＩＣTMＦ−１０８ポリオキシプロピレン−ポリ
オキシエチレンコポリマー（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐａｒｓｉｐ
ｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）から市販される））、エトキシル化アルキル
フェノール（例えば、ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−６３０エトキシル化オクチルフェノ
キシエタノール（ＧＡＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗａｙｎｅ，Ｎｅｗ Ｊｅ
ｒｓｅｙ）から市販される））、ポリオキシエチレンオクチルフェニルグリコー
ルエーテル、ソルビトールエステルのエチレンオキシド誘導体およびポリオキシ
エチル化植物油（例えば、ＥＭＵＬＰＨＯＲ ＥＬ−７１９（ＧＡＦ Ｃｏｒｐ
．から市販される））が挙げられる。一般的に、界面活性剤の量は、全固体を基
準としてサイジング組成物の０〜４０重量％であり得る。
【００２１】 微量の種々の添加剤はまた、静電防止剤、殺真菌剤、殺菌剤、および消泡物質
のようなサイジングで存在し得る。また、適切なｐＨ（代表的に、２〜１０）の
水性サイジング組成物を提供するのに十分な量の有機酸もしくは有機塩基および
／または無機酸もしくは無機塩基が、サイジング組成物中に含まれ得る。水（好
ましくは、脱イオン化された水）は、繊維ガラス上へのほぼ均一なコーティング
の塗布を容易にするのに十分な量で、サイジング組成物中に含まれる。サイジン
グ組成物の固体分の重量％は、一般的に、約５重量％〜約２０重量％の範囲であ
るが、サイジングの希釈は、使用されるアプリケータのタイプのような因子にか
なり依存して、変化し得る。
【００２２】 本発明の好ましい実施形態において使用されるサイジング組成物を、以下のよ
うに作製した： 成分 量（重量部） １ 水 ３６３２．００ ２ 酢酸 ４５．４０ ３ シラン1 １６９．５０ ４ カチオン性軟化剤2 １８．１６ ５ 温水 ４８４．２０ ６ 界面活性剤3 ８４．８０ ７ 温水 ４８４．２０ 1Ａ−１１００γアミノプロピルトリエトキシシラン（ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａ
ｌｉｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）） 2ＬＵＢＲＩＬ ＣＡＴ−Ｘ／ＶＣ、イミダゾリン（Ｒｈｏｄｉａ，Ｉｎｃ．
，Ｃｒａｎｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ） 3ＩＧＥＰＡＬ ＣＡ−６３０（ＧＡＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗａｙｎ
ｅ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）。
【００２３】 成分４および５を、２０分間攪拌することによって予め混合し、その後、他の
成分へ添加した。成分６および７を、２０分間攪拌することによって予め混合し
、その後、他の成分へ添加した。
【００２４】 上述のサイジング組成物の有機構成要素の全ての総計を本発明において最小化
して、ヒートクリーニング工程の必要性を回避した。一般的に、このガラスファ
イバーマットのＬＯＩは、１．０重量％未満、好ましくは０．５重量％未満、最
も好ましくは０．４重量％未満である。いくらかのサイジングが好ましくは存在
するが、上述のように、その構成要素は、ＬＯＩを最小化するように選択される
。いくらかのサイジングが存在する好ましい実施形態において、このマットのＬ
ＯＩは、少なくとも０．１重量％である。
【００２５】 このサイジングは、当該分野で公知の種々の任意の様式によって、例えば、静
的もしくは動的アプリケータ（例えば、ローラーもしくはベルトアプリケータ）
とフィラメントを接触させることによって、または噴霧することによって、また
は他の手段によって、フィラメント上に適用され得る。適切なアプリケータの考
察については、Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ（前出）の第１６５頁〜第１７２頁を参
照のこと（これは、本明細書中で参考として援用される）。サイジングされたフ
ィラメントは、ストランドに寄せ集められ得る。１つのストランド当たりのフィ
ラメントの数は、約１００〜約１５，０００、より典型的には約２００〜約７０
００の範囲であり得る。ガラスファイバーストランド指定に関するさらなる情報
については、Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ（前出）の第２７頁を参照のこと（これは
、本明細書中で参考として援用される）。
【００２６】 サイジングされたストランドは、室温または高温で乾燥され、含水量を除去し
、そして任意の硬化可能なサイジングまたは存在し得る第２のコーティング組成
物を硬化する。パッケージまたはケークを形成するガラスファイバーの乾燥は、
当該分野において通常であり、そしてさらなる詳細は、Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ
（前出）の第２１９頁〜第２２２頁（これは、本明細書中で参考として援用され
る）に見られ得る。
【００２７】 本発明の好ましい実施ではないが、第２のコーティングがストランドに適用さ
れ得る。この第２のコーティング組成物は、好ましくは水性ベースであり、そし
て上述のサイジング組成物と類似の成分を含み得る。この第２のコーティング組
成物は、ストランドの表面の少なくとも一部に、ストランドの一部をコーティン
グするかまたは含浸するのに有効な量で、適用され得る。第２のコーティングは
、例えば、この組成物を含む浴中にストランドを浸漬することによって、ストラ
ンドにこの組成物を噴霧することによって、または静的もしくは動的アプリケー
タ（例えば、ローラーもしくはベルトアプリケータ）とストランドを接触させる
ことによって、慣習的に適用され得る。コーティングされたストランドは、型を
通過してストランドから過剰なコーティングを除去され得、そして／または上述
のように少なくとも部分的に第２のコーティングが乾燥および硬化するのに十分
な時間の間、乾燥され得る。第２のコーティングは、使用される場合、上述のサ
イジング組成物と類似の組成を有する。乾燥後、いくつかのほぼ平行なストラン
ドを共に巻くことによって粗紡パッケージ（ｒｏｖｉｎｇ ｐａｃｋａｇｅ）へ
寄せ集めることは、マット用に意図されるストランドについての一般的な実施で
ある。
【００２８】 好ましくは、マットは、チョッパーによって不連続な長さへ切断されたストラ
ンドから形成される。マットの製造およびフィラメントのインターロック（ｉｎ
ｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ）を促進するために、これらの切断された長さは、一般的
に２センチメートルを超え、そして一般的に１０センチメートル以下の平均長さ
で提供される。より短い長さは、一般的に、構造的に一体化したマットへの変換
が困難であり、そしてより長い長さは、マット形成プロセスにおいて扱うのが困
難である。５センチメートルの切断された長さが、首尾良く使用され、そしてい
くらかの強度利点が、７〜８センチメートルのオーダーのわずかに長い長さで達
成され得る。Ｍｏｄｅｌ９０チョッパー（Ｆｉｎｎ ａｎｄ Ｆｒａｍ，Ｉｎｃ
．）のような市販のチョッパーが適切である。切断されたストランドの層を形成
するために有用な装置およびプロセスは、Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ（前出）の第
２９３頁〜第３０３頁に開示され、これは、本明細書中で参考として援用される
。
【００２９】 本発明の触媒基板において高表面積を提供するために、繊維ガラスストランが
少なくとも部分的にフィラメント化され、すなわち、このストランドを含むフィ
ラメントの束は、少なくとも部分的にそれぞれのフィラメントに分割される。本
発明のマットにおけるガラス繊維は、好ましくは少なくとも７０重量％がフィラ
メント化されており、さらに好ましくは少なくとも８０％がフィラメント化され
ており、そして最も好ましくは少なくとも９０％がフィラメント化されている。
１００％のフィラメント化が最適であるが、これはほとんど完全に達成されない
。フィラメント化自体は、当該分野で公知であり、そして代表的に、マット形成
装置に付随した機械的手段またはニューマチック手段（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｍ
ｅａｎ）によって達成され得る。ストランドに高度なフラグメント化を有利に与
える装置の例は、ＲＡＮＤＯ−ＯＰＥＮＥＲ ＢＬＥＮＤＥＲ（これは、Ｒａｎ
ｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｅｄｏｎ、Ｎｅ
ｗ Ｙｏｒｋから市販のＭＯＤＥＬ Ｂ ＲＡＮＤＯ−ＷＥＢ（登録商標）プロ
セッサの一部である）である。あるいは、ストランドオープナーは、カード機（
Ｈｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈ ｏｎ Ｗｈｅｅｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｇｒｒｅｎｖｉ
ｌｌｅ、Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）またはＮ．Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ
（ＵＳＡ）Ｉｎｃ．（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）か
ら市販されるものなど）であっても良い。Ｒａｎｄｏモデルのオープニング作用
（ｏｐｅｎｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ）は、反対方向に回転する一連のロール間にス
トランドを通過することによって生じる運動（ａｇｉｔａｔｉｏｎ）である。フ
ィラメント化されたストランドの割合は、ストランドオープナーの対向ロール間
の空間およびロールの回転速度を調節することによって調節され得る。
【００３０】 オープニングプロセスの後、繊維ガラスは、マット形成装置へと運搬され得る
。好ましいマット形成機は、ＲＡＮＤＯ−ＷＥＢＢＥＲ（登録商標）（以下に記
載されるＭＯＤＥＬ Ｂ ＲＡＮＤＯ−ＷＥＢ（登録商標）プロセッサの一部で
ある）である。Ｒａｎｄｏプロセスにおいて、ガラス繊維は空気流によって運搬
される。このタイプのマット形成機において、繊維は、供給マットを形成するた
めに大気圧未満の圧力に維持された回転円筒状供給マットコンデンサスクリーン
（ｒｏｔａｔｉｎｇ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｆｅｅｄ ｍａｔ ｃｏｎｄｅ
ｎｓｅｒ ｓｃｒｅｅｎ）の表面上に堆積される。供給マットは、この供給マッ
トコンデンサから剥離され、そして、このときに他方の空気流によって運搬され
る供給マットからそれぞれのストランドおよびモノフィラメントをコーミングす
るテーカイン（ｌｉｃｋｅｒｉｎ）へと供給され、そして大気圧未満の圧力で維
持される他方の回転円筒状コンデンサスクリーンの表面上にマットとして堆積さ
れる。このように形成されたマットは、マット形成機からニードリングステーシ
ョンへと運搬される。
【００３１】 従来のマットは、時折、少量の単一方向のガラス繊維、プラスチック繊維およ
び／またはファブリックと合わされる。これらの追加繊維の目的は、積層工程の
前の製造工程中に一時強度をマットに提供することである。これらの補強ストラ
ンドおよび／またはファブリックは、マットの層間に配置され得るか、またはマ
ットの片側に配置され得、次に、ニードリング作業に供され得る。本発明によっ
て除外されないが、これらの補強層は、本発明の好ましい実施形態に必要である
ことが見出されていない。本発明のマットの力学強度がこのような強化ストラン
ドまたはファブリックを含まずに得られ得ることに価値がある。
【００３２】 マットのガラスフィラメントおよびガラス繊維（ならびに任意の補強繊維）は
、マットをニードリングプロセスに供することによって互いに噛み合わされる。
このニードリングは、強化繊維ガラス産業で使用されるような従来のニードリン
グ装置を用いて達成され得、ここで、マットは間隔の空いたニードリングボード
間に通される。このような装置の例は、同一人に譲渡された米国特許第４，２７
７，５３１号（Ｐｉｃｏｎｅ）に記載され、この特許は本明細書中に参考として
援用される。適切なニードリング機の１つの例は、Ｍｏｄｅｌ ＮＬ９（Ｔｅｘ
ｔｉｌｍａｓｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｃ Ｄｒ．Ｅｒｎｅｓｔ Ｆｅｈｒｅｒ
ＡＧ（Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販されている）である。ニードリング作業におい
て、有刺ニードルのアレイが使用され、マットのモノフィラメントおよびストラ
ンドを巻き込むか、または絡み合わせてこのマットに力学強度および一貫性（ｉ
ｎｔｅｇｒｉｔｙ）を与える。ニードリングの効果は、フィラメントおよび／ま
たはストランドの部分を、ほぼ平坦なアレイのマットからマット面に対して実質
的に垂直な方向に変位させることである。この変位が生じる程度は、使用される
ニードルの型、ニードルのマットへの貫入深さ、およびニードルパンチの密度な
どの因子に依存する。
【００３３】 ニードリング操作は、ニードルチップに向かって角度を有する鉤を有して構成
されるニードルを使用し得、これによって、このニードルがマット内を通過する
につれて、マット内のファイバーが絡まる。引き込みストロークにおいて、この
ニードルタイプは一般に、ファイバーを解放する。下向きに尖った鉤を有するニ
ードルが好ましいが、逆の鉤のニードル（すなわち、ニードルチップから離れて
角度を有する）の使用は、本発明において除外されない。本発明のマットの低い
密度のために、比較的細いニードルを使用することが有利であることが、見出さ
れた。２５ゲージより重いゲージ（すなわち、小さなゲージ番号を有する）のニ
ードルは、過度の数のフィラメントを破壊する傾向があり、これによって意図さ
れる強度の改善をし損なう。より軽い３０ゲージのニードル、ならびに好ましく
は３２ゲージおよびそれより軽いニードルが、本発明の低密度マットに対して推
奨される。特に有用な市販のニードルタイプは、「スター」タイプのニードルで
あり、これは、ニードルのシャフトの周囲に三角形の配置で間隔をあける、６つ
の鉤を有し、対の鉤が、互いの上に垂直に整列する。ニードルのパンチ深さを制
限することが望ましいこともまた見出されたので、「スター」タイプのニードル
が、そのニードルのチップの近くに鉤を配置することが、有利である。これらの
タイプのニードルの供給業者としては、Ｆｏｓｔｅｒ Ｎｅｅｄｌｅ Ｃｏｍｐ
ａｎｙ、Ｍａｎｉｔｏｗｏｃ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ、およびＧｒｏｚ−Ｂｅｃｋ
ｅｒｔ ＵＳＡ、Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａが挙げら
れる。
【００３４】 本明細書中でニードリング操作の記載において使用する場合には、用語「水平
」または「水平に」は、ある平面がマットの主平面に対してほぼ平行であること
を表し、これは典型的に、地面に対してほぼ平行である。本明細書中で使用する
場合には、用語「垂直」または「垂直に」、「下向きに」、および「上向きに」
は、「水平」に対してほぼ垂直である方向を表す。これらの特定の方向の用語は
、好都合なために、ニードリング操作の記載のために使用されて、ニードリング
装置の通常の配向を反映し、そして互いに相対的な方向を規定するために使用さ
れるが、これらの配向はそのプロセス中に制限されないことが、理解されるべき
である。
【００３５】 ニードリングストロークに入るとすぐに、ニードルボードに担持されるニード
ルはマットを通過し、そしてそのマットを支持しているバッカーボード中のほぼ
円筒形のオリフィスに入る。ニードリング深さに依存して、鉤の層の１つ以上が
、そのマットを完全に通過し、そしてバッカーボードオリフィスに入る。本発明
の目的のために、２層ニードル設計が使用される場合には、鉤の両方の層が、こ
のマットを通過して越えることが好ましい。これらのニードルがこのマットを越
えてバッカーボードのオリフィスに入る距離は、「ニードリング深さ」と呼ばれ
る。好ましい実施形態のニードリング深さは、０．４５〜０．６５インチ（１セ
ンチメートル〜１．７センチメートル）の範囲である。
【００３６】 引き込みストロークの間に、ニードルがマットから出た後で、これらのニード
ルは、ニードリングプロセスの間にマットから間隔を空けられた金属ストリッパ
ープレート内の、ほぼ円筒形の複数のオリフィスを通過する。フィラメントおよ
びストランドが、このストリッパープレートによって鉤から引かれ、ついでこの
マットは、ニードルを挿入して引き込む完全なストロークの後に、前進させられ
る。このニードルボードは、１分間あたり約８０〜約３０００ストロークの頻度
で往復され得る。ニードラーは、典型的に、ニードリングの間にマットを水平方
向に推進するためのロールを備える。より低い頻度においては、ニードルのパン
チの間の間隔に断続的に、前進が起こる。より高い頻度においては、前進は、連
続的な運動に近付く。
【００３７】 パンチ密度はまた、マットの補強に影響を与えるために、変化され得る。ニー
ドルパンチ密度は、使用されるニードルの特定のタイプ、マットの厚み、および
他の要因に依存する。本明細書中に開示される他の好ましいニードリングパラメ
ータに関して、ニードルパンチ密度は、好ましくは、１平方インチあたり１００
〜約１６０パンチ（１平方センチメートルあたり１５〜２５パンチ）の範囲であ
る。より小さなパンチ密度が可能であるが、バインダーなしでは所望のマット強
度が達成されないかもしれない。いくつかの点でのより大きなパンチ密度は、減
少した戻りを生じる傾向があり、実際にマット強度を減少させる。好ましい実施
形態は、１平方インチあたり約１４０パンチ（１平方センチメートルあたり２３
パンチ）を利用した。
【００３８】 ニードリングプロセスは、譲受人の米国特許第４，３３５，１７６号（Ｂａｕ
ｍａｎ）（これを本明細書中に参考として援用する）にさらに詳細に記載されて
いる。
【００３９】 典型的なニードリングプロセスにおいて、ニードラーに入るマットは、約５〜
約３０ミリメートルの全般的な平均厚さを有し得る。ニードラーの通過後、マッ
トは、約２．５〜約７ミリメートルの圧縮平均厚さを有し得る。このマットの厚
さ、または「ロフト」は、ファイバーのスパイクが、ニードリングプロセスのた
めにマットの面から延びる程度によって影響される。本発明のマットにおいて、
ロフトは、低密度において比較的高い。本発明のマットの好ましい実施形態にお
けるロフトは、０．２５インチ（６．３ミリメートル）を超え、そして好ましく
は０．３５インチ（８．９ミリメートル）を超える。ロフトを最大にすることは
、一般に、本発明において望ましいが、本明細書中に含まれるタイプのマットを
用いて、約０．５インチより大きいロフトを達成することは、過剰なニードリン
グを必要とし得、引張り強さに対する有害な影響を有し得る。ロフトを、１平方
フィートの面積上に１オンスの重りを配置し、そして圧縮されたマットの厚さを
測定することによって、測定した。
【００４０】 引張り強さを、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ ＩＸ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍを用い、その大きな寸法で抜き取った、マットの
３インチ（７．６センチメートル）×９インチ（２２．９センチメートル）の試
料を用いて、測定した。本発明の好ましい実施形態は、マットの幅直線１フィー
ト当たり８．０ポンドより大きい引張り強さを示し、そして最も良い実施形態お
いて、１０．０ポンドより大きい引張り強さを示した。
【００４１】 光触媒材料のガラス基板への適用について記載した、広範囲にわたる文献が存
在する。本発明は、光触媒コーティングを生成する任意の特定の技術の限定され
ないが、ファイバーガラスマットのような広い表面積の基板を含浸するために、
液体媒体から塗布され得るこれらの光触媒材料を使用することは、利点である。
マットを液体コーティング組成物に浸漬することによって、大きな表面積が、光
触媒材料でコーティングされ得る。金属酸化物光触媒は、浸漬コーティングプロ
セスに役立つ。なぜならば、金属アルコキシドは、マットが浸漬され得る液体溶
媒（通常はアルコール）に溶解され得るからである。引き続いて、堆積されたア
ルコキシドは加水分解されて、ガラス基板に十分に結合する金属酸化物膜を形成
し得る。このタイプの好ましいプロセスは、米国特許第４，９６６，７５９号（
Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎら）に開示される。より具体的に、この特許のプロセスは、
金属アルコキシドを、出発物質として使用することを含み、これは二酸化チタン
光触媒の好ましい場合において、例えば、チタンエトキシドであり得る。このチ
タンエトキシドは、無水エタノールのような有機溶媒に溶解され、そして制御さ
れた量の酸（例えば、硝酸）および水と反応してコーティング溶液を形成する。
このファイバーガラスマットは、乾燥条件下で、１分のオーダーの時間の間、こ
のコーティング溶液に浸漬され得る。引き続いて、室温の空気中でこのコーティ
ングマットを乾燥してアルコキシドを加水分解し、それによって、マット上に無
定形のポリマー状チタネート層を生成する。このコーティングを１〜２時間乾燥
させた後、このコーティングマットを、無定形層が光触媒的に活性な結晶形態（
二酸化チタンの場合、アナターゼ）に変化するに十分な温度まで加熱する。アナ
ターゼ二酸化チタンを生成させるための加熱サイクルは、２〜５時間のオーダー
の遅い昇温期間、約４００℃での１時間の保持、および５時間以上のオーダーの
降温期間を含み得る。コーティング条件および熱処理条件は、当業者に公知であ
るように、使用される特定の材料に依存して変化することが、理解されるべきで
ある。
【００４２】 触媒金属酸化物を、水性媒体を使用して基板上に塗布することもまた、公知で
ある。これらは、ＤｕＰｏｎｔからＴＹＺＯＲの名前で入手可能な、チタネート
製品、特にキレート化されたバージョン、またはＤｅｇｕｓｓａからの類似の製
品の水溶液またはスラリーを使用し得る。
【００４３】 本発明の好ましい実施形態におけるカップリング剤の存在に起因し得ると考え
られるさらなる利点は、湿潤性光触媒材料のファイバーガラス基板への改善され
たコーティングが達成されるということである。基板の熱クリーニングの従来の
実施において、この利点は存在する任意のカップリング剤の熱分解のために失わ
れる。
【００４４】 金属酸化物を他の材料（例えば、白金）でドーピングして触媒の光触媒活性を
増強させ、そして本発明の光触媒マトリックスはこのようなドーパントを含み得
ることが公知である。
【００４５】 本発明を、本発明の最良の様式を提供する目的で特定の実施形態に関連させて
記載してきた。当業者に公知であるような他の変化および改変が、特許請求の範
囲に規定される本発明の範囲内で使用される得ることが理解されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０４Ｈ 3/00 Ｄ０４Ｈ 3/00 Ａ Ｄ０６Ｍ 11/46 Ｄ０６Ｍ 11/12 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ (72)発明者 モーフェシス， アナステイシア アメリカ合衆国 ペンシルバニア 15238， ピッツバーグ， サンリッジ ロード 204 (72)発明者 ユナイテス， トーマス ピー． アメリカ合衆国 ノースカロライナ 28152， シェルビー， ベンジャミン コート 103 Ｆターム(参考） 4D019 AA01 AA03 BA04 BA17 BB03 BC07 DA01 DA02 4G069 AA01 AA03 AA08 AA11 BA04A BA04B BA14A BA14B BA48A BB02A BB04A BC22A BC35A BC60A BC75A EA09 EB14Y EB15Y EC27 ED03 FA03 FB15 FB23 4L031 AA26 BA11 DA00 DA11 DA12 DA13 4L047 AA05 AA28 AA29 AB10 BA03 BD01 CA19 CC12

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体中の有機化合物を光触媒的に分解する方法における使用
    のためのマトリックスであって、以下：ランダムに配向されたガラスファイバー
    から作製されるファイバーガラスマット基板であって、少なくとも部分的にフィ
    ラメント化されており、ほぼ平面の層にランダムに横たわる大多数のフィラメン
    トと、該フィラメントの少なくとも一部をインターロックするように該平面にほ
    ぼ垂直の向きで伸長する部分を有するさらなるフィラメントとを含む、基板；強
    熱減量による測定で該ファイバーガラスマット基板の１．０重量％未満の量の、
    該ガラスファイバーの少なくとも一部上の有機材料；および該マトリックスを光
    触媒的に活性化させるのに十分な量の、該基板上に保有される光触媒材料、を含
    む、マトリックス。
  2. 【請求項２】 前記基板の前記有機材料の含量が、強熱減量で０．５重量％
    以下であることによって特徴付けられる、請求項１に記載の構造。
  3. 【請求項３】 前記基板の前記有機材料の含量が、強熱減量で０．４重量％
    以下であることによって特徴付けられる、請求項１に記載の構造。
  4. 【請求項４】 前記基板の前記有機材料の含量が、強熱減量で少なくとも０
    ．１重量％であることによって特徴付けられる、請求項１に記載の構造。
  5. 【請求項５】 前記光触媒材料が、金属酸化物を含む、請求項１に記載の構
    造。
  6. 【請求項６】 前記光触媒材料が、二酸化チタンを含む、請求項５に記載の
    構造。
  7. 【請求項７】 ファイバーガラスマットであって、以下： 層中にランダムに配向されたガラスファイバーであって、該層は、平面におけ
    る主要量の寸法および該平面に垂直な小さな厚みを有し、該ガラスファイバーの
    大多数は、別個のフィラメントとして存在し、該フィラメントの部分は、該主要
    量の寸法の平面にほぼ垂直の向きで伸長し、該マット構造をインターロックする
    、ガラスファイバー；強熱減量による測定で１．０重量％未満の量の有機材料；
    を含み、該層中の該ガラスファイバーおよび有機材料の量が、該平面の１平方メ
    ートル当たり１５０〜６００ｇの密度で提供される、ファイバーガラスマット。
  8. 【請求項８】 前記層中の前記ガラスファイバーおよび有機材料の量が、前
    記平面の１平方メートル当たり１５０〜３００ｇの密度で提供される、請求項７
    に記載のファイバーガラスマット。
  9. 【請求項９】 前記層中の前記ガラスファイバーおよび有機材料の量が、前
    記平面の１平方メートル当たり１６５〜２４０ｇの密度で提供される、請求項７
    に記載のファイバーガラスマット。
  10. 【請求項１０】 前記ガラスファイバーの少なくとも７０％が、別個のフィ
    ラメントとして存在する、請求項７に記載のファイバーガラスマット。
  11. 【請求項１１】 前記ガラスファイバーの少なくとも８０％が、別個のフィ
    ラメントとして存在する、請求項７に記載のファイバーガラスマット。
  12. 【請求項１２】 前記有機材料の含量が、０．５重量％未満である、請求項
    ７に記載のファイバーガラスマット。
  13. 【請求項１３】 前記有機材料の含量が、０．４重量％未満である、請求項
    ７に記載のファイバーガラスマット。
  14. 【請求項１４】 前記有機材料の含量が、少なくとも０．１重量％である、
    請求項７に記載のファイバーガラスマット。
  15. 【請求項１５】 前記有機材料が、オルガノシランを含む硬化サイジング組
    成物を含む、請求項７に記載のファイバーガラスマット。
  16. 【請求項１６】 前記マットの引張り強さが、１フィートの幅当たり少なく
    とも８ポンドである、請求項７に記載のファイバーガラスマット。
  17. 【請求項１７】 光触媒金属酸化物材料のコーティングをさらに含む、請求
    項７に記載のファイバーガラスマット。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6610400B2 (en) * 1999-05-28 2003-08-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Sizing compositions, methods and apparatus for cleaning sized fiber glass strands, yarns and fabrics
EP1194234A1 (en) * 1999-06-15 2002-04-10 PPG Industries Ohio, Inc. Fiber glass carrier having increased surface area and photo-active matrices formed therefrom
NO20005869L (no) * 2000-06-16 2001-12-17 Ein Kohsah Co Ltd Laminert fotokatalytisk massepapir og fremgangsmåte til fremstilling av samme
US7354624B2 (en) * 2004-05-28 2008-04-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Multi-layer coatings and related methods
US7354650B2 (en) * 2004-05-28 2008-04-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Multi-layer coatings with an inorganic oxide network containing layer and methods for their application
US7959980B2 (en) * 2004-05-28 2011-06-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Hydrophilic compositions, methods for their production, and substrates coated with such compositions
CN100435937C (zh) * 2006-10-24 2008-11-26 云南大学 一种玻璃纤维负载光催化剂的制备方法
FR2919811B1 (fr) * 2007-08-08 2010-10-15 Saint Gobain Quartz Sas Media pour filtre photocatalytique
WO2014145916A2 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Grossman Craig Fluid filtration apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4369264A (en) 1980-12-30 1983-01-18 Ppg Industries, Inc. Aqueous treating composition for glass fiber strands used to produce mats for thermoplastic polymers
US4448911A (en) 1983-04-12 1984-05-15 Owens-Corning Fiberglas Corporation Aqueous epoxy sizing composition for glass fibers and fibers sized therewith
US5035784A (en) 1987-07-27 1991-07-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Degradation of organic chemicals with titanium ceramic membranes
US4966759A (en) 1987-09-04 1990-10-30 Nutech Energy Systems Inc. Fluid purification
US4892712A (en) 1987-09-04 1990-01-09 Nutech Energy Systems Inc. Fluid purification
US5032241A (en) 1987-09-04 1991-07-16 Nutech Energy Systems Inc. Fluid purification
US5643989A (en) 1993-10-29 1997-07-01 Azdel, Inc. Fiber reinforced functionalized polyolefin composites
JPH09310039A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Nippon Soda Co Ltd 光触媒コーティング剤
US5766455A (en) 1996-04-30 1998-06-16 Zentox Corporation Fibrous matte support for the photopromoted catalyzed degradation of compounds in a fluid stream

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