JPH11505716A

JPH11505716A - 繊維マトリックスの個々の露出表面に付着した吸収性クレイミネラルを有するフィルタ

Info

Publication number: JPH11505716A
Application number: JP8535723A
Authority: JP
Inventors: デニススタインエヴァハート; ローザンマリーケイラー; ケニスレイモンドスミス
Original assignee: キンバリークラークワールドワイドインコーポレイテッド
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1999-05-25
Also published as: AU5742096A; EP0828556A1; WO1996037292A1; US5728634A; MX9709055A; CA2219830C; CA2219830A1

Abstract

(57)【要約】液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタ。このフィルタは、ここの露出表面を有する繊維材料の液体透過性マトリックスと、該繊維材料の個々の露出された表面に非一時的接合により取り付けられた吸収性クレイミネラルの分布とからなり、液体１００mLあたり約２０から約１００mgの範囲のカフェイン濃度を有する液体を、約２分より少ない接触時間で該マトリックスに通したとき、液体に少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を生じる。繊維材料のマトリックスは、織布、編布、及びフィルタから選ぶことができる。吸収性クレイミネラルは、例えば、ナトリウムベントナイトクレイ類、カルシウムベントナイトクレイ類、酸性とされたベントナイトクレイ類、及び綿状化剤を含む変成ベントナイトクレイ類を含む。一般論として、フィルタは、約１カップ分から約４０カップ分までの液体に対して少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】繊維マトリックスの個々の露出表面に付着した吸収性クレイミネラルを有するフィルタ発明の分野本発明は、液体の吸収性フィルタシステムに関する。特に、本発明は、液体について使用される吸収性粒子材料を含むシート状又はウエブ材料に関する。発明の背景例えばコーヒーのような液体からカフェインを除去するための従来の産業上のプロセスとしては、１）エチルアセテートのような溶剤を使用して、生コーヒー豆のような予め湿らされた出発材料からカフェインを抽出する溶剤カフェイン除去法、２）溶剤として作用する不活性ガス（２酸化炭素）を使用して、例えば生コーヒー豆のような出発材料からカフェインを除去する超臨界的２酸化炭素法、３）水性調合剤（例えば、平衡量の非カフェイン溶解性固体を含むがカフェインは含まない水性コーヒー調合剤）を使用して、例えば生コーヒー豆のような出発材料から本質的にカフェインのみを抽出する水カフェイン除去法などがある。カフェイン除去助剤又はカフェイン除去法にクレイ、ゼオライト、活性炭素又はイオン交換樹脂を使用することが、文献に報告されているが、これらの材料は広い範囲で産業上の用途に使用されていない。一般的にいって、カフェイン含有液体からのカフェイン除去に使用されるだけである。クレイやゼオライト、活性炭素又はイオン交換樹脂に吸収されることによって一旦吸収除去されたカフェインは、容易には回収できない。これに対して、ほとんどの産業上のカフェイン除去プロセスは、例えば生コーヒー豆のような固体出発材料からカフェイン除去を行うものである。このような産業上のプロセスは、固体カフェインを、コーヒーやティー、コーラその他の源から除去した後、化学物質として回収するように設計されている。幾つかのカフェイン除去プロセスでは、ベントナイトクレイを、例えば調合したコーヒーのような液体に約４５分間混合する。ベントナイトクレイは、スラリーを沈殿させるか、傾瀉させるか、濾過するか、又は遠心分離するかして除去される。この技術を使用すると、大部分のカフェインは除去できるが、液体からベントナイトクレイを分離するのに問題を伴う。消費者は、カフェイン除去された飲料（例えば、デカフェコーヒー）を得るのに４５分間も待つのを望まないし、ベントナイトを除去するのに必要な遠心式装置や高圧濾過装置を入手できないこともある。したがって、液体からカフェインを除去するために吸収体を使用する実用的な装置についての需要がある。例えば、液体からカフェインを吸収するクレイ又はゼオライトを含むフィルタにより実用的な消費者用製品を製造することについて需要がある。例えばベントナイトクレイ又はゼオライトのような吸収剤を含み、普通のコーヒーフィルタ（バスケット状又はコーン形状のいずれでもよい）と同様な方法で使用できて、飲料を調合する際に、コーヒー又はティーのポット一杯分までのカフェインを除去できるフィルタについての需要がある。また、例えばベントナイトクレイ又はゼオライトのような吸収剤を含み、例えばコーヒー、ティー又はコーラのような液体のカップ一杯分のカフェインを除去するのに使用できるフィルタについての需要がある。さらに又、液体を１ないし２分間でカフェイン除去できるフィルタについての需要がある。また、吸収剤粒子が液体／濾過物内に通過することがなく、クリーンな状態でカフェイン除去でき、高い圧力差も必要としないフィルタについての需要がある。さらに、広い温度範囲で液体からカフェイン除去できるフィルタについての需要がある。定義ここで使用する用語「不織布」は、認識できるような反復性のない状態で個々の繊維又はフィラメントが絡まされた構造を有するウエブを指す。過去に、不織布は、当業者に周知の種々の方法、例えばメルトブロー法、スパンボンド法、ボンドカードウエブ法等により形成されてきた。ここで使用する用語「スパンボンドウエブ」は、溶融熱可塑性材料を、紡糸口金に形成した複数の微細な、通常は円形の毛管からフィラメント状に押し出し、押し出されたフィラメントが、例えば非引き出し性又は引き出し性の流体吸引その他の周知のスパンボンド機構により急速に直径を減少させられることによって形成される小直径の繊維又はフィラメントのウエブを指す。スパンボンドの不織ウエブの製造技術は、アペルらの米国特許第4,340,563号、ドルシュナーらの米国特許第3,692,618号、キニーらの米国特許第3,338,992号、レビーの米国特許第 3,276,944号、パターソンの米国特許第3,502,538号、ハートマンの米国特許第3, 502,763号、ドボらの米国特許第3,542,615号、及びハーマンのカナダ特許第803, 714号に開示されている。ここで使用する用語「メルトブロー繊維」は、溶融熱可塑性材料を、複数の微細な、通常は円形の、型毛管から、溶融糸又はフィラメントとして、高速ガス流（例えば空気）中に押し出し、この高速ガス流が溶融熱可塑性材料のフィラメントを細めて直径をマイクロ繊維直径にまで減少させることによって形成される繊維を指す。その後は、メルトブロー繊維は高速ガス流に運ばれて集積面上に堆積させられ、メルトブロー繊維が不規則に分散させられたウエブを形成する。メルトブロー法は周知であり、V.A.ウエント、E.L.ブーン、C.D.フラーティのNRLレポート4364「超微細有機繊維の製造」、K.D.ローレンス、R.T.ルーカス、J.A.ヤングのNRLレポート5265「超微細熱可塑性繊維の形成のための改良された装置」及び1974年11月19日にブンティンらに付与された米国特許第3,849,241号に記載されている。ここで使用する用語「マイクロ繊維」は、平均直径が約100マイクロメーター（μｍ）より大きくなく、例えば直径が約0.5マイクロメーターから約50マイクロメーターであるような小直径の繊維を意味し、もっと特定すれば、マイクロ繊維は、平均直径が約１マイクロメーターから約20マイクロメーターまでとすることができる。平均直径が約３マイクロメーターがあるか、これより小さいものは通常は超微細マイクロ繊維と呼ばれる。超微細マイクロ繊維を製造するための例示的な方法は、例えば「改良されたバリヤー特性を有する不織ウエブ」という名称の米国特許第5,213,881号及び同第5,271,883号に見いだすことができ、それらの開示はここに参照として組み入れる。ここで使用する用語「熱可塑性材料」は、熱に曝されたとき軟化し、室温に冷却されたとき最初の状態に戻る高分子量ポリマーを指す。この挙動を示す天然物質には、生ゴムや多数のワックスがある。他の熱可塑性材料の例としては、限定的な意味ではないが、塩化ポリビニール、ポリエステル、ナイロン、ポリフロロカーボン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、カプロラクタム、セルロース系及びアクリル系樹脂がある。ここで使用する用語「個々の露出面における荷電部分」は、エレクトレットの形成によって誘電性材料の表面上又は該表面の下に生じるか、或いは電界を非誘電性材料の表面に連続的に印加することにより生じる静電的荷電の位置を指す。ここで使用する用語「焼成」は、材料を融点以下に加熱して生じさせる材料の集積を指す。一般的にいって、異なる融点を有する材料を焼成するときには、これら材料は、融点が最も高い材料の融点より低い温度に加熱される。本発明においては、熱のみを与えるか、又は熱と圧力の組み合わせで焼成を行う。ここでの定義では、焼成は、焼成される材料の表面積の変化とは無関係に遂行される。ここで使用する用語「パルプ」は、木質又は非木質植物のような天然資源からのセルロース繊維を指す。木質植物には、例えば、落葉樹又は針葉樹がある。非木質植物には、例えば、綿、亜麻、エスパルトグラス、サイザル麻、マニラ麻、ミルクウイード、ストロー、ジュート、大麻、バガスがある。ここで使用する用語「カップ」は、一般に液体を170mlに相当する計測単位を指す。ここで使用する用語「ゼオライト」及び「ゼオライト的」は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム又はカルシウムのようなＩＡ類及びIIＡ類の元素の結晶性アルミノケイ酸塩である分子サイズのゼオライトを指す。分子サイズのゼオライトとしては、天然ゼオライト物質又は合成ゼオライト物質がある。天然ゼオライト物質としては、限定的な意味ではないが、方沸石、斜方沸石、クリノプチロライト、エリオナイト、フアウジャサイト、重十字沸石、輝沸石、モルデナイト、ナトロライト、フィリプサイト、スコレサイト、シチルバイトがある。合成ゼオライトとしては、限定的な意味ではないが、ゼオライトＡ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、ゼオライトＬがある。一般的にいって、ゼオライトは、AlO₄とSiO₄の４面体が酸素イオンを共有して結合された膨張性の延長するフレームワークを基本とする複雑な結晶性無機質ポリマーである。このフレームワークは、チャンネル又は連続する気泡を含んでおり、このチャンネル又は気泡は、空の状態で、容積比で結晶の５０％に達する微孔により形成されるホスト構造を提供する。ここで使用する用語「クレイミネラル」は、緑粘土グループ（古い文献においては「モンモリロナイト」グループと呼ばれることが多い）のミネラルを指す。緑粘土グループのクレイミネラルとしては、限定的な意味ではないが、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、サポナイト、サウコナイトがある。一般的にいって、緑粘土グループのクレイミネラルは、粉体状、粒状、及び層又はシート状構造を有する結晶である。典型的には、これらのクレイミネラルは、Ａｌ，Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｏを含み、水化物であるが、他の元素を有することもある。例えば、モンモリロナイトは、一般式［Al_1.67Mg_0.33(Na_0.33)］Si₄O₁₀(OH)₂ を有する。カチオン(例えばNa、Ca、K)が層間に吸着されている場合がある。クレイミネラルは、非常に微細な紛状体、粒状体、及び結晶からなり、直径が約４マイクロメーターより小さいことが多い。ベントナイトは、モンモリロナイトの含有量が多く、ここで使用する用語「クレイミネラル」に含まれる。ここで使用する用語「本質的に・・・からなる」は、所定の化合物又は製品の所望の特性に顕著に影響しない付加材料の存在を排除するものではない。この種の材料の例としては、限定的な意味ではないが、顔料、酸化防止剤、安定剤、表面活性剤、ワックス、流動性付与剤、化合物の処理特性を改善するために添加される粒状物又は材料がある。発明の要約本発明は、液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタを提供することにより、上述した需要に対処するものである。このフィルタは、個々の露出表面を有する繊維材料のマトリックスと、該繊維材料の個々の露出表面（例えば、個々の繊維の表面）に実質的に一時的でない状態の接着により取り付けられた吸収性クレイミネラルの比較的均一な分布とを有する。繊維材料の個々の露出表面上の吸収性クレイミネラル（すなわち、吸収性粒状材料）の分布は、比較的均一分布であることが望ましい。本発明の一態様においては、液体１００ｍＬあたり約２０から約１００ｍｇの範囲のカフェイン濃度を有する液体を約２分以内の接触時間で通過させたとき、液体のカフェイン濃度が少なくとも４０％減少するように、フィルタを構成することが望ましい。一般的にいって、フィルタは、１カップから４０カップまでの液体について、少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を与えるようにすることができる。例えば、フィルタは、１カップから４０カップまでの液体について、少なくとも６０％のカフェイン濃度減少を与えるようにすることができる。他の例では、フィルタは、１カップから４０カップまでの液体について、少なくとも８０％のカフェイン濃度減少を与えるようにすることができる。処理される液体は、例えば、コーヒー、ティー、コーラから選ぶことができる。繊維材料のマトリックスは、織布、編布及び不織布（例えば不織ウエブ）から選ぶことができる。不織布は、メルトブロー繊維の不織ウエブ、連続スパンボンドフィラメントの不織ウエブ、ボンドカードウエブから選ぶことができる。本発明の一態様においては、繊維材料のマトリックスは、交絡された又は包み込まれた二次材料を一又はそれ以上含むことができる。一例として、メルト風呂非繊維の不織ウエブは又、例えば権性繊維、天然繊維及び木質パルプのような材料を含むことができる。繊維材料は、熱可塑性ポリマー繊維及び熱可塑性ポリマーフィラメントから選ぶことができる。繊維材料が熱可塑性ポリマーから形成される場合には、この熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン、ポリアミド及びポリエステルから選んだポリマーとすることができる。ポリオレフィンを使用する場合には、これらは例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブテンコポリマー又はこれらの混合物とすることができる。本発明によれば、繊維材料の少なくとも一部は、例えば２成分繊維又は２成分フィラメントのような２成分繊維材料とすることができる。吸収性材料は、クレイミネラル及びゼオライトから選ぶことができる。クレイミネラルは、例えばモンモリロナイトクレイのような緑粘土ミネラルであることが望ましい。クレイミネラルは、ベントナイトクレイ類（例えば、モンモリロナイト含有量の多いクレイ材料）であることがより望ましい。ベントナイトクレイは、カルシウムベントナイトクレイ、酸性ベントナイトクレイ又は綿状化剤を含む変成ベントナイトクレイであることが望ましい。適当な綿状化剤としては、例えば、ゼラチンがある。ゼオライトは、天然ゼオライト及び合成の結晶性ゼオライト状分子サイズナトリウムアルミノケイ酸塩から選ばれる。例えば、ゼオライトは、合成結晶性ゼオライトＹ、又はＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃分子量比が4.5から35までであり、本質的なＸ線パウダー回折パターンでゼオライトＹを示すゼオライト状アルミノケイ酸塩とすることができる。吸収性粒状材料は、平均サイズが約0.1マイクロメーター（μｍ）から約400マイクロメーターのものとすることができる。例えば、粒状材料は、平均サイズが約0.5マイクロメーターから約200マイクロメーターまでのものとすることができる。さらに別の例として、粒状材料は、平均サイズが約１マイクロメーターから約100マイクロメーターまでのものとすることができる。本発明の一実施例においては、粒状材料は、平均サイズが繊維材料の平均直径にほぼ等しいものとすることができる。粒状材料は、平均サイズが繊維材料の平均直径より小さいことが望ましい。本発明の他の実施例においては、粒状材料は、平均サイズが、繊維材料の平均直径の約0.1から約0.001倍とすることができる。本発明の一実施例では、粒状材料は、平均サイズが約0.1マイクロメーターから約75マイクロメーターの範囲とすることが望ましい。例えば、粒状材料は、平均サイズが約0.5マイクロメーターから約50マイクロメーターまでとすることができる。さらに別の例として、粒状材料は、平均サイズが約0.5マイクロメーターから約５マイクロメーターまでとすることができる。本発明の一実施例においては、液体１００ｍＬあたり約２０から約１００ｍｇの範囲のカフェイン濃度を有する液体を、約３０秒から約２分の接触時間で、約１カップから約４０カップまで吸収性フィルタに通したとき、液体のカフェイン濃度に少なくとも４０％の減少を生じる。本発明の他の実施例では、液体１００ｍＬあたり約２０から約１００ｍｇの範囲のカフェイン濃度を有する液体を、約３０秒から約２分の接触時間で、約１カップから約４０カップまでマトリックスに通したとき、液体のカフェイン濃度に少なくとも６０％の減少を生じる。本発明のさらに別の実施例では、液体１００ｍＬあたり約２０から約１００ｍｇの範囲のカフェイン濃度を有する液体を、約３０秒から約２分の接触時間で、約１カップから約４０カップまでマトリックスに通したとき、液体のカフェイン濃度に少なくとも８０％の減少を生じる。本発明の実施例は、液体の量が約１から２０カップまでに対して、或いは１から１２カップまでに対して同様なレベルのカフェイン除去を達成するように設計することもできる。本発明の他の態様においては、液体からカフェインを除去する吸収性フィルタの能力は、温度とは比較的無関係である。すなわち、吸収性フィルタは、液体が２５℃から７５℃の温度の場合、比較的同量のカフェインを液体から除去することができることが望ましい。吸収性フィルタは、表面活性剤により処理することができる。例えば、フィルタは、食品等級の表面活性剤により処理してフィルタを湿らせ液体のフィルタ透過性を高めることができる。この他に、又はこれに加えて、フィルタを湿らせ液体のフィルタ透過性を高めるために、吸収性フィルタに親水性繊維を含ませる構成とすることもできる。例えば、吸収性フィルタは、重量比で少なくとも約40％の親水性繊維を含むことができる。他の実施例として、吸収性フィルタは、重量比で、約６０％の親水性繊維を含むことができる。親水性繊維は、セルロース系テキスタイル繊維、パルプ親水性処理を施された疎水性繊維（すなわち、内部的又は外部的或いは表面の変成により親水性とされた疎水性繊維）とすることができる。本発明においては、液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタは、坪量が平方メーターあたり約６から約４００グラムまでとすることができる。本発明は又、少なくとも２層の吸収性フィルタ層からなる多層吸収性フィルタを含むものである。本発明のさらに他の態様においては、多層吸収性フィルタは、吸収性フィルタの少なくとも１層と、少なくとも１つの他の層とから構成することもできる。この場合の他の層としては、織布、編布、ボンドカードウエブ、連続スパンボンドフィラメントウエブ、メルトブロー繊維ウエブ、フィルム、多孔性フィルム状材料、およびこれらの組み合わせがある。本発明は、繊維材料のマトリックスの個々の露出表面（例えば、ここの繊維表面）に吸収性粒子を分散させて取り付けることにより、液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタを製造する方法を提供する。この吸収性フィルタを製造する方法は、繊維材料のマトリックスの個々の露出表面に取り付けられる吸収性粒子の比較的均一な分布状態を形成するものであることが望ましい。この方法は、１）個々の露出表面を有する繊維材料のマトリックスを電気的に荷電し、該個々の露出表面に荷電部分の比較的均一な分布を形成し、２）荷電された繊維材料のマトリックスに吸収性粒子を与えて、粒子の少なくとも一部が荷電部分に付着するようにし、３）実質的に一時的でない接合により、繊維材料に付着した吸収性粒子を取り付けることからなる。本発明の一態様においては、荷電部分において繊維材料に付着する吸収性粒子は、例えば、熱、接着剤、化学反応、又は粒子表面と繊維材料表面の間の面間エネルギを用いる接着技術により形成される実質的に一時的でない接合により、取り付けることができる。熱接着を使用する場合には、限定的な意味ではないが、熱は、赤外線放射、蒸気缶、加熱オーブン、マイクロ波、火炎、高温ガス、高温液体、ラジオ周波数加熱のようなシートにより供給することができる。図面の簡単な説明図１は、繊維材料のマトリックス内の繊維の個々の露出表面に比較的均一な分布で粒子を取り付けるための例示的な方法を示すものである。図２は、繊維材料のマトリックス内の繊維の個々の露出表面に比較的均一な分布で粒子を取り付けるための例示的な連続方法を示すものである。図３は、繊維材料のマトリックス内の繊維の個々の露出表面に比較的均一な分布で粒子を取り付けるための例示的な連続方法の一部を示すものである。図４は、露出表面を有し、該露出表面に比較的均一な分布で粒子が取り付けられた繊維材料のマトリックスから構成される例示的な繊維構造の顕微鏡写真である。図５は、線歩材料のマトリックスを有し、該マトリックスの一部に粒子が比較的大きな（すなわち、粒子の塊）物理的捕捉／配置状態で含まれる例示的な繊維複合構造の顕微鏡写真である。発明の詳細な説明図面、特に図１を参照すると、スケールは必ずしも正確ではないが、該図には液体からカフェインを除去するための方法が１０で示されている。繊維材料のマトリックス内の繊維の個々の露出表面に、比較的均一な分布で吸収性粒子を取り付けることにより、フィルタが形成される。説明を容易にするために、繊維材料のマトリックスを「透過性材料」と呼ぶ。微細な固体状のカフェイン選択吸収剤材料（すなわち、微細繊維の粒子）１２が流動化室１６内のスクリーン１４上に置かれる。加圧状態の気体が一次空気供給部１８を経てスクリーン１４の下から該室に入る。一次気体供給部１８は、吸収剤粒子１２を捕捉して、室内に粒子１２のサスペンション（すなわち、粒子クラウド）を形成する。流れ増幅器２２を通ってスクリーン１４の上方で室１６に入るようになったブースト気体供給部２０を使用して、粒子１２のサスペンション（粒子クラウド）を透過性材料２４の方に持ち上げ（ブースト）る。必要であれば、１又はそれ以上のブースト気体供給部を使用することができる。一次気体及びブースト気体は比較的乾燥状態でなければならず、限定的ではないが、空気や２酸化炭素、窒素等とすることができる。処理される透過性材料２４（例えば繊維材料のマトリックス）は、室１６の上部に置かれ、ブラケットによりその位置に保持される。一般的に言って、透過性材料２４は、十分な気体流を維持して、室内に粒子の気体浮遊サスペンションを維持できる（すなわち、流動性ベッドの作動）程度に透過性を有することが必要である。例えば、限定的ではないが、透過性材料は、工程前に乾燥状態のシートで測定して、２０から２００cfm/ft²以上の透過性をゆうするものとすることができる。この説明では、用語「透過性」は、流体（例えば気体）が繊維材料のマトリックスを通過できることを意味する。透過性は、材料の単位面積あたり、単位時間に通過する体積で表すことができる。例えば、透過性は、材料の一平方フィートあたりの（１分あたり立方フィート）で表す（例えば、ft³/minute/ft²）ことができる。透過性は、フレイザープレシジョンインスツルメントカンパニーから入手可能なフレイザー空気透過性テスターを使用し、連邦テスト法５４５０、標準番号１９１Ａに基づいて容易に求めることができる。本発明においては、透過性材料２４は、個々の露出表面を有する。透過性材料は繊維材料の気体透過性マトリックスであり、該繊維材料の個々の露出表面を有する。限定的な意味ではないが、透過性材料としては、メルトブロー繊維ウエブや連続スパンボンドフィラメントウエブ、ボンドカード繊維ウエブ、湿式堆積繊維ウエブがある。繊維材料としては、合成繊維、天然繊維、２成分繊維、又は連続フィラメントがあり、種々のデニール及び長さでよい。パルプ繊維と他の繊維の種々の混合物を使用することもできる。例えば、吸収性の複合材料の繊維成分は、重量比で約５から約５０％までのステープル長繊維と重量比で約５０から約９５％までのパルプ繊維を含むものとすることができる。合成繊維は、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、及び、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブテンコポリマーのような一又はそれ以上のポリオレフィンから製造することができる。天然繊維には、例えば、綿、綿リンター、ウール、シルク、亜麻がある。典型的には、これら繊維は約0.7から約８までの範囲のデニールを有し、平均長は約５mmから約３６mmである。例えば、繊維は、約0.9から約３までの範囲のデニールを有し、平均長は約１０mmから約２４mmである。これら繊維は、約１から約２までの範囲のデニールを有し、平均長は約１２mmから約１８mmであることが望ましい。本発明の幾つかの実施例では、透過性材料２４は電気的に荷電される。透過性材料２４が誘電性である場合には、この荷電は、該材料を高電圧電界に通してエレクトレット又は荷電を生じさせ、その状態をスクリーン非一時的接合が生じるまで持続させることによって達成される。一般的に言って、非導電性材料を荷電する技術は知られている。これらの方法としては、例えば、熱的荷電法、液体接触法、電子ビーム法、及びコロナ放電法がある。例えば、非導電性材料に対するコロナ放電による荷電は、米国特許第4,588,537号に説明されており、この特許の内容のうち、ウエブの荷電に関する部分は参照としてここに組み入れる。他の実施例として、接地金属電極の表面と一連の放電電極との間で非導電性ウエブを荷電することは、米国特許第4,592,815号に記載されており、該特許の内容のうち、ウエブ荷電に関する部分は参照としてここみ組み入れる。興味ある技術は、高電圧電界を直流（すなわちＤＣ）により与えてエレクトレットを形成することである。この「冷間荷電」技術は、米国特許第5,401,446号に記載されており、これを参照としてここに組み入れる。一般的に言って、この技術は、材料に反対極性の一対の電界を印加することを含む。例えば、隣接する電界が互いに反対極性であるような一連の電界を透過性材料に順次に印加することにより、該材料が荷電される。すなわち、透過性材料の一方の側が最初は正の電荷に荷電され、透過性材料の他の側が負の電荷に荷電される。次いで、透過性材料の最初の側が負の電荷に荷電され、透過性材料の該他の側が正の電荷に荷電される。用語「正」及び「負」は相対的な意味を持つものである。例えば、一対の電極が正の電極と負の電極であるということは、これら２つの電極の間には常に電位差があるということである。一般に、正の電極は、より正の側（又は負の程度が低い）の電極であり、負の電極は、より負の側（又は正の程度が低い）の電極である。透過性材料を荷電するのに使用できる電界の強度は変化でき、当業者により適当に決定できる。一般的に言って、透過性材料には、約１から約１２kVDC/cmまでの電界を印加することができる。例えば、約５から7.5kVDC/cmまでの電界が適当であることが見いだされた。透過性材料２４に電荷を与えてエレクトレットを形成することが望ましく、材料は、全体として正（＋）電荷が、全体として負（−）電荷が、片面が正（＋）で反対面が負（−）電荷が、或いは他の種々の電荷の組み合わせが透過正材料の全体に分布したものとすることができる。ある場合には、電荷は除去できない状態とすることもでき、電荷を透過性材料の内部に分布させることもできる。透過性材料が誘電性である場合には、該材料は、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートのような非導電性ポリマー材料から形成することができる。ポリオレフィンは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブテンコポリマー及びこれらの混合物でよい。加えて、透過性材料は、導電性及び非導電性材料の両方を含む複合物とすることができる。例えば、透過性材料が繊維材料である場合には、該材料は、メルトブロー／綿／メルトブロー構成の熱接合ウエブ又はメルトブロー／綿構成の水圧交絡又はニードルパンチ形成ウエブのような複合物、ステープル繊維とパルプの水圧交絡混合物、連続フィラメントとパルプの水圧交絡混合物等とすることができる。透過性材料２４が非導電性であれば、該透過性材料に電界を印加することによって該透過性材料に電荷を与えることができる。これは、導電性リング又は他の適当な接触により行うことができる。例えば、室１６が円筒形であれば、室１６の上部に配置した透過性材料２４に対して導電性リング３２（例えば真鍮製のリング）を配置する。該リングと電極２８の間に直流（すなわちＤＣ）を印加してウエブに一時的な電荷を与える。電圧は、正（＋）又は負（−）のいずれでもよい。本発明者は、特定の理論に拘泥するものではないが、透過性材料２４の荷電が該透過性材料の個々の露出表面に比較的均一に分布した荷電部分を生じるものと信じられる。例えば、透過性材料２４が繊維材料のマトリックスであれば、繊維材料のマトリックスに荷電することは、該繊維材料の個々の露出表面に均一に分布した荷電部分を形成する筈である。勿論、本発明のある実施例では、繊維材料のマトリックスを荷電することなく、吸収性粒子材料の十分な分散を達成することができる。これらの実施例では、吸収性粒子材料は、全体的に物理的捕捉又は交絡状態で保持され、この状態は、適当な非一時的接合により助成される。非荷電であるか又は上述したように荷電されているかに係わりなく、透過性材料２４は室１６（例えば流動ベッド室）の上部に配置され、ブラケットによってその位置に維持される。一次空気供給部１８が始動され、粒子１２が気体流（図示せず）内に浮遊させられる。流量増幅器２２を使用して一次気体供給部１８及び必要に応じてブースト気体供給部２０を調節し、気体流が粒子を透過性材料まで運ぶようにする。一般的に言って、吸収性粒子材料は、クレイミネラル及びゼオライトから選ばれる。例えば、クレイミネラルは、緑粘土ミネラル、モンモリロナイトクレイ、及びベントナイトクレイである。ベントナイトクレイは、ナトリウムベントナイトクレイであってよい。ベントナイトクレイは、カルシウムベントナイトクレイや酸性としたベントナイトクレイ又は綿状化剤を含む変成ベントナイトクレイであることが望ましい。適当な綿状化剤としては、例えばゼラチンがある。ゼオライトは、天然ゼオライト及び合成で結晶性、かつ分子サイズのゼオライトナトリウムアルミノケイ酸塩から選ばれる。例えば、ゼオライトは、結晶ゼオライトＹとするか、又は分子量比が4.5から３５までで本質的にＸ線粒子回折パターンがゼオライトＹであるSiO₂/AlO₃の構成のゼオライト状アルミノケイ酸塩とすることができる。適当なゼオライトの例の説明は、例えばアイゾットに付与された米国特許第4,331,694号に見いだすことができ、その内容のうち、ゼオライトに関する部分を参照としてここに組み入れる。適当なゼオライトの幾つかは、分子量比が4.5から３５まで、望ましくは4.5から９までで本質的にＸ線粒子回折パターンがゼオライトＹであり、イオン交換キャパシティーが0.070で、単位セル寸法ａ₀が24.20から24.45オングストローム、表面積が少なくとも350m²/grm（Ｂ−Ｅ −Ｔ）、２５℃及びP/P₀値0.10における水吸収能力が5.00重量％以下、残留ベンタノールテスト値が0.40より大きくないという特徴のSiO₂/AlO₃の構成のゼオライト状アルミノケイ酸塩である。望ましい場合には、粒子１２は、電極２８と接地金属バンド３０（例えは、接地電位の導電性テープ）により透過性材料２４に接触する前に荷電することもできる。接地金属バンド３０は、透過性材料を保持するためのブラケット（図示せず）の真下に配置される。粒子１２に電荷が与えられる場合には、この電荷は、透過性材料２４上の電荷とは反対の極性であることが望ましい。しかし、透過性材料上に正及び負の電荷の両方が存在する場合（例えば、透過性材料が片側に正の電荷を有し、反対側に負の電荷を有する場合）には、粒子の電荷はいずれの極性でもよい。実用上の事項として、粒子１２は、該粒子が付着することが望ましい透過性材料上の部分に該粒子を接触させ、又は付着させることができる電荷を有するべきである。荷電され、又は固有の性質として正又は負の電荷を有する粒子を荷電されない透過性材料に対して使用することができる。ある場合には、荷電された粒子は、粒子上の電荷のために、繊維材料のマトリックスの個々の露出された表面上に比較的均一に堆積される。固有の性質として正又は負の電荷を有する粒子は、ＡＣ（交流）電極２６と接地された流量増幅器２２（すなわち、接地電位にある流量増幅器）との間に形成される電界に該粒子を通すことによってほぼ中性化される。例えば、粒子が固有の正電荷を有するか、又は混合電荷を有する傾向を持つ場合、該粒子を交流電界（電極２６と接地された流量増幅器２４を通して）に通し、該粒子を運ぶ気体流が透過正材料に向けて通る間、又はこれを通過する間に、該粒子を電気的に中性化することができる。気体流に浮遊する粒子を荷電するのに使用される電界の強度は、種々変えることができ、当業者により適当に定めることができる。一般的に言って、粒子は、約１kVDC/cmと約１２kVDC/cmの間の電界におけばよい。例えば、約５kVDC/cmと約7.5kVDC/cmの間の電界が適当であることが見いだされた。室１６の上部にブラケットにより直接に保持された透過性材料２４（荷電されたものでも荷電されていものでもよい）は、移動する気体中に浮遊された粒子１２（荷電されたものでも荷電されないものでもよい）に曝され、少なくとも一部の粒子１２が荷電部分で透過性材料２４に付着する。本発明の方法は、移動中の気体に浮遊する粒子に曝すこと、すなわちこの手法で粒子付与を行うこと（すなわち、流動ベッド技術）に限定されるものではない。粒子は、例えば、スプレー法、重力堆積法などの他の技術を使用して荷電状態の透過性材料２４に与えることができる。荷電された透過性材料２４に接触する粒子は、一般に荷電部部で該材料に付着する。余分な粒子は気体流により運び去られ、再循環されるか、トラップに集められる。粒子を荷電された透過性材料２４に次々と接触させ、又は曝すことにより、粒子が幾層にも荷電部分に付着するようにすることができる。この代わりとして、或いはこれに加えて、粒子に対する再野趣津又は再接触の前に、材料を再荷電することもできる。本発明を特定の作動労に限定するものではないが、透過性材料の個々の露出表面に比較的均一に荷電部分を分布させることで、個々の露出表面上における均一な粒子材料の分布を促進し、助長できるものと考えられる。粒子が荷電部分に取り付けられ、付着するに伴って、粒子は、荷電部分とは反対の電荷を受けるか反対の電荷が誘起される。ある場合には、荷電部分に付着する粒子の相対向する部分に正と負の電荷の両方を誘起することができる。例えば、透過性材料の荷電部分が負（−）の電荷を有すると、荷電部分に最も近い粒子の部分は正（＋）を有するようになり、荷電部分から最も遠い粒子の部分には負（−）の電荷が誘起されることになる。したがって、粒子が全体として正（＋）の電荷を有する場合には、別の粒子がこの第１の粒子に引き付けられ、実際にこの第１の粒子に付着することになる。互いに重なって堆積する粒子が多くなるほど、電荷の移転は弱くなる。この堆積現象は、粒子が小さい場合により頻繁に生じ、粒子が大きいと生じる頻度が低くなる。積み重なった幾つかの粒子は、付着が弱くなったり離れたりする傾向を有する。これは、積み重なった粒子間の電荷移転が弱くなったり、消散させられたりする結果によることもある。一般的に言って、静電的に付着した粒子を、物理的な力又は除去技術を利用して透過性材料から除去することが望ましい。例えば、透過性材料に対して、振ったり、吹き飛ばししたり、ブラシで擦ったり、真空吸引等を行うことができる。透過性材料に静電的に付着させられた後、粒子は透過性材料の個々の露出表面に実質的に非一時的接合により取り付けられる。静電的力は、物理的な力（例えば、取り扱い又は水性溶液への接触による）によって一時的に負かされることがあるので、この段階は重要である。実質的に非一時的な接合は、粒子を透過性材料の個々の露出表面にほぼ固定するどのような技術を使用することによっても達成でき、親和性のある粒子の状態としても、又は粒子を溶融又は変成することにより生じるほぼ均一なコーティングとしても達成することができる。荷電部分で透過性材料に付着する粒子は、熱を使用する非一時的な接合により取り付けることができる。実質的に非一時的な接合を達成するのに十分な熱は、例えば、赤外線放射、蒸気缶、熱オーブン、マイクロ波、火炎、高温気体、高温液体、ラジオ周波数加熱およびそれらの組み合わせによって供給することができる。荷電部分で透過性材料に付着する粒子は、接着剤を使用する実質的に非一時的な接合によって取り付けることができる。接着剤は、粒子を付与する前に透過性材料に与えることができる。これとは別に、又はこれに加えて、粒子の付与後に接着剤を透過性材料に与えてもよい。接着剤は、透過性材料内又は粒子内に含ませてもよい。熱と接着剤の組み合わせを用いることもできる。例えば、実質的に非一時的な接合を、熱により活性化される接着剤をし止すして達成することができる。荷電部分で透過性材料に付着する粒子は、該粒子と繊維材料の間の化学反応に基づく非一時的接合により取り付けることができる。図面中、図２を参照すると、該図には、気体からカフェインを除去するための例示的な連続工程又は方法が１００（スケールを示すものではない）で示されている。フィルタは、連続的に送られる透過性材料（例えば、繊維材料のマトリックス）の個々の露出表面に比較的均一な分布で吸収性粒子を取り付けることにより形成される。連続的に送られ、電気的に荷電された透過性材料１０２（例えばエレクトレット不織繊維ウエブ）が流動化／被覆形成室１０４に導かれ、この流動化／被覆形成室１０４を通ってほぼ矢印で示す方向に通過する。リング圧縮機１０６が流動化用空気を流動化／被覆形成室１０４に供給する。室１０４は、矩形の気密ハウジング１０８と図３に詳細が示される他の部品を有する。気体は気体入り口開口１１０にほぼ矢印で示す方向に入り、整流器１１２を通って流動化ベッドスクリーン１１４に進む。このシステムは、当業者が容易に決定できる流量及び圧力で作動させることができる。流動化ベッドスクリーン１１４は、電気的に荷電されてもされなくてもよい粒子材料（図示せず）を流動化させ、該粒子が電気的に荷電された透過性材料１０２の近傍又はそれに接触する位置にくるようにする。透過性材料の荷電部上に比較的均一に分布するように存在する個々の露出表面上の荷電部分において、粒子の少なくとも一部が電気的に荷電された透過性材料１０２に付着する。粒子材料は、静電気力のために、比較的均一な分布で他電部分に付着する。電気的に荷電された透過性材料１０２とこれち付着した粒子（図示せず）は、流動化／被覆形成室１０４から送り出される。粒子が付着した荷電状態の透過性材料１０２は、偏心ローラ１１６に導かれ、該偏心ローラが余剰の粒子材料をチャッチトレイ１１８に振り落とす。偏心ローラは、余剰粒子材料を除去するための多くの可能な方法のたった一つに過ぎない。余剰の粒子材料はサイクロン分離器１２０に送られ、気体はフィルタ１２２を通ってリング圧縮機１０６の入り口に進む。偏心ローラ１１６を通る振り落とし工程の後でもまだ荷電された透過材料１０２に付着している粒子材料は、ラジオ周波数ヒーター１２４に進み、ここでパワーコンバーター１２６により発生されるラジオ周波数の場が、アンテナロッド１２８により荷電透過性材料１０２上の粒子材料に放射される。ラジオ周波数エネルギは粒子材料を加熱し、該粒子材料により透過性材料を加熱する。加熱された粒子材料は、透過性材料１０２との接触点又はその付近で該透過性材料を溶融又は軟化させ、透過性材料が粒子材料に対して非一時的な形で接合され、又は融着された状態とする。本発明の一実施例では、透過性材料は、加熱により活性化されるポリ（エチレン−ビニールアセテート）のようなホットメルト接着剤又はそれと同様な材料の被覆を有するものとすることができる。例えば、透過性材料が多孔性フィルム状材料であれば、該材料はホットメルト接着剤の薄い被覆を有することができる。上述した非一時的接合機構は、例示であり、限定的な意味を持たない。他の接合機構又は接合形式を使用することもできる。例えば、加熱により粒子材料自体が軟化して透過性材料の少なくとも一部に融着されるか、又はこれを被覆さえするようにすることもできる。粒子材料が付着した個々の露出表面において粒子材料が軟化し、透過性材料に融着され、又はこれを被覆するようにすることが望ましい。このようにして処理される透過性材料１０２は、巻いてロール１３０として、貯蔵するか、所望の製品を製造するための他の変換作業に直接導くことができる。図３は、流動化／被覆形成用室１０４（図２における）の詳細（スケールではない）を示すものである。電気的に荷電された透過性材料１０２は、エレクレット荷電システム（図示せず）から出て、スロット１３２を通り、流動化／被覆形成用室１０４に入る。スロットを有するボックストップバッフル１３４が、保持ブラケット１３６により交換可能な流動化スクリーン１１４を指示し、位置決めする。例示的な流動化スクリーンとしては、マイクロメーターサイズの開口を有する焼結金属スクリーンがある。例えば、使用可能な流動化スクリーンとして、フロリダ州デランド所在のメムテックアメリカンコーポレーションから入手可能な５、１０、２０マイクロメーター（μｍ）ポアサイズ焼結金属スクリーンがある。リング圧縮機１０４（図２）から出る気体は、ホース１３８を経由して入り口１１０を通り流動化／被覆形成用室１０４に入る。気体は、整流器１１２を通って流れる。この整流器は、例えば、プラスチック製ハニカム又は同様な整流器であり、当業者が選択できるものである。例えば、例示的な設定として、約１７インチ×５インチの寸法の流動化／被覆形成用室１０４に対して選定された整流器は、約１インチ厚さで、直径が約3/16インチの平行ハニカム整流セルを有するものである。整流器１１２を離れる気体は、流動化スクリーン１１４を通過し、荷電された透過性材料上に付着させられる粒子材料を浮揚させる。ミネソタ州セントポール所在のTSIコーポレーションより入手可能な顕微鏡サイズのブロンズビード（図示せず）を粒子に加えることにより、このビードが粒子材料の塊を破壊するように作用するので、固形粒子の塊形成が防止できる。浮揚した（すなわち流動化した）粒子材料は、荷電された透過性材料１０２の近傍又はこれと接触状態に置かれ、透過性材料又は粒子材料に存在する静電荷により該透過性材料に引きつけられ、又は付着させられる。幾つかの粒子材料は、荷電された透過性材料１０２と同じタイプか又は同様な固有の電荷を有し、引きつけられずに、むしろ反発されることがあるので、金属製の流動化スクリーン１１４にワイヤー又は導線１４０を設け、これをコネクター１４２に接続し、該スクリーンが必要に応じて接地されるか、中性化又は反対極性の電位にされるようにして、流動化した粒子材料が荷電された透過性材料１０２に付着するようにする。これとは別に、又はこれに加えて、バッフル１３４内のトラフ又は開口（複数の場合もある）の内壁に沿って荷電用ニードル１４４を列状に設けることもできる。荷電用ニードル１４４はワイヤー１４６に接続され、ニードル１４４に与えられた電位のみで、又は流動化スクリーン１１４に与えられた電位との組み合わせで、粒子材料が、ほぼ中性の帯電状態となるか、又は荷電された透過性材料１０２上の電荷とは反対の極性にさえなるように帯電させられるようにして、粒子材料が透過性材料１０２の個々の露出表面における荷電部分に付着するようにする。気体と浮遊する粒子材料は、荷電された透過性材料１０２を通り上方に、ポート１４８及びホース１５０を経由して矢印の方向に流れ、サイクロンフィルタ１２０（図１）に向けられて、再循環させられる。透過性材料１０２及び付着した粒子材料は、流動化／被覆形成用室１０４から出て、スロット１５２を通り、偏心ローラ１１６への経路上のローラ１５４を経て、ラジオ周波数ヒーター１２４（図１）に達する。本発明の幾つかの実施例の特徴は、粒子が比較的均一な分布で透過性材料に付着することである。ここで図４を参照すると、この図には、露出表面を有し、該露出表面上に粒子が比較的均一な分布で存在する繊維材料のマトリックスからなる例示的な繊維複合構造が、５１倍（線状倍率）の顕微鏡写真で示されている。図４は、例１からの材料の顕微鏡写真である。特に、図４は、２成分スパンボンドフィラメントのマトリックスを示す。マトリックスは電気的に荷電され、平均サイズが約１マイクロメーターから約５マイクロメーターの範囲にある吸収性粒子材料が流動化ベッドを利用して付与された。フィラメントの個々の露出表面上に比較的均一な分布で存在する荷電部分に粒子を付着させた。このナトリウムアルミノケイ酸塩粒子が付着したマトリックスを焼結して、２成分スパンボンドフィラメントの低融点成分を吸収性粒子に融着させた。フィラメントの個々の露出表面に比較的均一な分布で粒子が接合されていることが分かる。吸収性粒子は、個々の露出された表面にしっかりと付着していた。フィラメントの個々の露出表面上の吸収性粒子のこの均一な分布は、比較的物理的な捕捉又は交絡により繊維マトリックス内に保持される吸収性粒子とは対照的である。例えば、図５は、２成分スパンボンドフィラメントのマトリックスを示す顕微鏡写真である。このマトリックスはエレクトレットではなく、粒子に曝す間に電荷はマトリックスに与えられなかった。約１００マイクロンの平均サイズを有する粒子が流動化ベッドを使用してマトリックスに与えられた。粒子は、マトリックスの部分に物理的に捕捉／交絡されるか、又は他の形で全体的に配置されていた。図５から知られるように、粒子は、フィラメントの個々の露出表面に付着するものはほとんどなく、あったとしても極く僅かである。重要なことはフィラメントの個々の露出表面に粒子が比較的均一に分布していないということである。一般的に言って、適当なフィルタを製造するのに重要な要素は、使用する吸収剤である。ゼオライト状ナトリウムアルミノケイ酸塩は、非常によく作用するように見える。ナトリウムベントナイトの高膨潤性のもの（例えば、アメリカンコロイドから入手できるボルクレイNF-BC）は、水で破壊したり壊れたりして、粒子の幾分かはフィルタを通過して濾過物に入り込むように見える。ベントナイトのカルシウム形態又はカルシウムや酸又はゼラチンのような綿状化剤で処理したベントナイトは、良好に作用することが認められた。例種々の透過性材料を電気的に処理して吸収性材料の粒子に曝し、透過性材料の個々の露出表面上に吸収性材料粒子が比較的均一に分布させた。結果として得られる材料は、頴娃多気から選択的にカフェインを除去するのに適当なものであった。エレクトレット処理材料が誘電性である場合には、通常のエレクトレット技術又は図１について説明した方法及び装置を利用してエレクトレットを形成するように電荷を与えた。一般的に言って、望ましい技術は、直流（すなわちＤＣ）電流により高電圧電界を付与してエレクトレットを形成することであり、これは、先に参照として組み入れた１９９２年１０月９日出願の米国特許第5,401,446号に記載されている。粒子が、約２インチの内径を有するプレキシガラス（登録商標）のシリンダから形成される流動化室１６を利用して、エレクトレット材料に与えられた。一次気体供給部１８及びブースト気体供給部２０が、コネクチカット州スタンフォード所在のオメガエンジニアリングインコーポレーテッドから入手可能な可変空気流量計1-9.0 SCFM空気シリーズFL-73を使用して軽量した乾燥圧縮空気を供給した。一次気体供給部１８とブースト気体供給部２０（使用する場合）は、流量増幅器２２（オハイオ州シンシナティ所在のボルテックコーポレーションから入手可能なトランスベクターモデル903流量増幅器）により調整された移動する気体流内で粒子の浮遊を生じさせるように使用された。電極２６と接地された流量増幅器２２の間に、静電気除去用パワーユニット（7.5kVAC-ペンシルバニア州ハ浮遊フィールド所在のスミコカンパニー・インコーポレーテッドのもの）が接続された。透過性材料又は粒子に印加される電荷は、メイン州ポートランド所在のチャンピオンカンパニーからの静電気発生器（＋又は−７kVDC）により発生させた。処理される透過性材料の各側上の空気圧は、インディアナ州ミシガン市所在のドウイヤーインスツルメンツインコーポレーテッドのマグネフェリック（登録商標）差圧ゲージ（水柱0-1.0インチ）２個によりモニターした。幾つかの実験的設定では、流量増幅器の直ぐ下流側の気体流の空気圧をマグネフェリック（登録商標）差圧ゲージ（水柱0-30.0インチ）によりモニターした。粒子を含む気体流は、透過性材料を通過するとフィルタトラップ２８（ジョージア州ロスウエル所在のW.W.グレインガーインコーポレーテッドからの微細ダストフィルタキット番号2W708）に入る。粒子材料流動化される吸収性粒子材料は、図１に示す室１６の底部にあるスクリーン上に配置した。室１６の側部に配置された電極２４により粒子材料に電圧を印加した。透過性材料は、４インチ直径円の材料であった。処理される特定の領域は、２インチ直径の円のみであった。４インチ直径の試料を計量し、（４インチ直径円の）重量に0.25を掛けることにより２インチ直径部分の重量を求めた。各試料は図１の室１６の上部にある試料ホルダー内に配置した。吸収性粒子は、乾燥空気により流動化して、透過性材料に接触させ、或いは該材料を通過させた。一次流動化空気は、またブースト流を使用する場合には該ブースト流も、標準の毎分あたりの立方フィート（SCFM）により表示した。試料の両側の圧力をモニターして水柱インチで表示した。流動化粒子は、透過性材料に接触させ、特に注記する場合を除き、透過性材料における圧力降下が約水柱0.25 インチに上昇するまで堆積させた。余剰の粒子はトラップして廃棄した。処理した材料の重量を測定し、ウエブ上の固形物の重量を表示した。処理した材料は、循環空気オーブン内において、125から135℃で４ないし６分間焼結した。調合したコーヒーにおけるカフェイン検出のためのアッセイ法高圧液体クロマトグラフィ（HPLC）コーヒー試料を分析するために、HPLCを使用する方法を開発した。試料を蒸留水を使用して１０％強度に希釈し、HPLCによる分析の前に0.45マイクロメーターのシリンジフィルタにより濾過した。条件は下記の通りであった。カラム６マイクロメーターYMC-パックポリマーC-18 （4.6mm直径×150mm長）検出器 274nmにおいてUV 動相水／メタノール／アセトニトリル（容積比90／７／３）流量 1.5mL/min 注入容積 25 μＬこれらの条件のもとで、9.5分間でカフェインを抽出した。カフェイン溶液標準を使用してキャリブレーション曲線を生成した。この曲線から小の濃度を計算した。式(1)を使用してカフェイン除去％を計算した。例＃１ − 不織布上に被覆したゼオライトニューヨーク州タリタウン所在のＵＯＰから入手されるゼオライト07342−14 Ｃ（Na Al ケイ酸塩）という表示の平均粒子サイズが約１から５マイクロメーターのナトリウムアルミノケイ酸塩粒子を、重量比で５０％のポリプロピレンと重量比で５０％のポリエチレンを含み、平方ヤードあたり６オンス（約200gsm）の２成分スパンボンド並列フィラメントの不織ウエブ（キンバリークラークコーポレーションから入手可能）に、例の最初に説明した手順で付与した。流動化流は、毎分あたり1.5標準立方フィート（SCFM）に設定し、ブースト流は1.0 SCFMで、透過性材料における圧力降下は水柱１インチであった。焼結後のウエブ上におけるナトリウムアルミノケイ酸塩の重量は0.27グラムであった。図４は、実質的に非一時的接合により繊維材料の個々の露出表面に取り付けられた吸収性ゼオライト状アルミノケイ酸塩ゅうし材料の比較的均一な分布を示す顕微鏡写真である。この比較的均一な粒子分布は、マトリックスに部分的に粒子が比較的大きく物理的に捕捉／交絡された（すなわち、粒子の塊）、より望ましくない例とは対照的である。例えば、物理的に保持／捕捉され、或いはマトリックスに部分的に大きく堆積された粒子は、繊維マトリックスの個々の露出表面に非一時的な形で接合することが困難になる傾向がある。したがって、吸収性粒子が比較的大きく物理的に捕捉／交絡されたマトリックスは、繊維材料の個々の露出表面に比較的均一な分布で非一時的接合により取り付けられた吸収性ゼオライト状粒子に比べて落ち易く失われ易い傾向がある。例＃２ − 不織コフォームウエブ上に被覆したゼオライトパート１ − フィルタ形成米国特許第4,100,324号にほぼ従ってコフォームバットを形成した。バットは坪量が約８０gsmで、約重量比６０％のパルプと、約重量比４０％のポリプロピレンを含んでいた。バットから４インチの円板を切り出して、イゾッドに付与された米国特許第4,331,694号に説明されたゼオライトにより処理した。一般的に言って、ゼオライトは、分子量比が4.5から35までの、SiO₂/Al₂O₃を有し、本質的Ｘ線粉体回折パターンがゼオライトＹのゼオライト状アルミノケイ酸塩で、粒子サイズは１ないし５マイクロメーターであり、ニューヨーク州タリタウン所在のＵＰＯからゼオライト07342-14Ａ（Na Al ケイ酸塩）の表示で入手できる。例の初めに述べた手順で約２０の試料を作成した。各試料は約0.055グラムのゼオライトを含んでおり、２０の試料の全体で1.1グラムであった。４インチ直径の円板の処理去れない部分は除去して、ゼオライトを含む２インチ直径の円板を残した。パートＢ − フィルタの評価フィルタの底をフィルタペーパーで包み、フィルタを内径２インチの抽出カップに挿入した。抽出カップは、内径２インチのSchedule 40 PVCパイプの切断片から構成された。パイプの一端に１００メッシュのステンレス鋼ワイヤーを配置し、２インチのPVCカップをワイヤーに嵌めてその位置に接着した。２インチカップは、中心に0.070インチ直径のドレン孔を有して、約６０ないし９０分の最低ドレン時間を与えるようにした。コーヒーは、マックスウエルハウス（登録商標）のレギュラーコーヒーのグリンドを使用し、1650グラムのタップ水で、２バーナーのBunn Pour-Omatic ドリップコーヒー機械により形成した。調合の後、レギュラーコーヒーを幾つかの区分した170mL部分に分けて、一つをコントロール（「レギュラーコーヒー」）として使用し、他をフィルタを使用して処理した。コントロールコーヒーは、４３０ppmのカフェインを含んでいた。２０の吸収性フィルタを試験した。フィルタは、コーヒー（１５６℃の）が通過するのに約８０秒を要した。フィルタを通したコーヒーは、約１４０ppmのカフェインを含んでいた。例＃３ − 不織ウエブ上に被覆したベントナイトパートＡ − フィルタの形成ポリエチレンのシースとポリエステルの芯からなる不織ウエブをエレクトレット処理し、次いで例の初めに述べた手順を使用してナトリウムベントナイトクレイ（アメリカンコロイドのボルクレイNF-BC）により被覆した。該材料を135℃のオーブンで６分間熱処理して、軟化したポリエチレンのシースにクレイを固着した。この材料から２インチ直径の円板を２個切り出した。両方の円板とも、ca0. 68グラムであり、0.26グラム（38重量％）のベントナイトを含んでいた。パートＢ − フィルタの評価円板を試験のためミリポア（登録商標）真空濾過装置内に配置した。不織布フィルタにコーヒーを通すのに、ハウス真空が必要であった。新しく調合した７５ ℃のコーヒーの３mL部分をフィルタに通して真空吸引した。各部分はフィルタとの接触時間が５ないし１０秒であった。各部分からの濾過物を集めてHPLC分析に供して、カフェイン含有量を求めた。各部分のカフェイン含有量を、処理しない調合コーヒーのコントロール値と比較した。この検討の結果が表Ｉに集計してあり、５つの部分（15mLコーヒー、2.9g/カップ比に相当）のすべてに５４％のカフェイン除去が示された。コーヒー１カップあたりのベントナイト比率が高いものは、このフィルタで９８％までのカフェイン除去をもたらすことが知られた。本発明のこの好ましい実施例及び例は、説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明の真の思想及び範囲から外れることなく、当業者は種々の変更を行うことができるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＤ０６Ｍ 23/08 Ｄ０６Ｍ 23/08 Ｄ２１Ｈ 19/10 Ｄ２１Ｈ 1/34 Ｚ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ケイラーローザンマリーアメリカ合衆国ジョージア州 30131 カミングウィリアムズバーグドライヴ 7480 (72)発明者スミスケニスレイモンドアメリカ合衆国ジョージア州 30350 アトランタノースリッジロード 599 アパートメントシー

Claims

【特許請求の範囲】１．個々の露出された表面を有する繊維材料の液体透過性マトリックスと、前記繊維材料の露出された表面に実質的に非一時的な接合により取り付けられた吸収性クレイミネラルの分布と、からなり、液体１００mLあたり約２０から約１００mgの範囲のカフェイン濃度を有する液体を約２分より少ない接触時間で該マトリックスに通過させると、液体に少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を生じる、ことを特徴とする液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタ。２．請求の範囲第１項に記載の吸収性フィルタであって、液体の約１カップから約４０カップまでについて、少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を与えるようになった吸収性フィルタ。３．請求の範囲第１項に記載の吸収性フィルタであって、液体の約１カップから約４０カップまでについて、少なくとも６０％のカフェイン濃度減少を与えるようになった吸収性フィルタ。４．請求の範囲第１項に記載の吸収性フィルタであって、液体の約１カップから約４０カップまでについて、少なくとも８０％のカフェイン濃度減少を与えるようになった吸収性フィルタ。５．請求の範囲第２項に記載の吸収性フィルタであって、液体は、コーヒー、ティー及びコーラから選ばれることを特徴とする吸収性フィルタ。６．請求の範囲第１項に記載の吸収性フィルタであって、前記繊維材料のマトリックスは繊維材料のエレクトレット処理されたマトリックスであることを特徴とする吸収性フィルタ。７．請求の範囲第１項に記載の吸収性フィルタであって、前記繊維材料のマトリックスは、織布、編布及び不織布から選ばれることを特徴とする吸収性フィルタ。８．請求の範囲第７項に記載の吸収性フィルタであって、前記不織布は、メルトブロー繊維ウエブ、連続スパンボンドフィラメントウエブ、ボンドカード繊維ウエブ、及び湿式堆積繊維ウエブから選ばれるものであることを特徴とする吸収性フィルタ。９．請求の範囲第７項に記載の吸収性フィルタであって、前記不織布は、合成繊維、天然繊維及びパルプから選ばれる繊維を含むことを特徴とする吸収性フィルタ。 10．請求の範囲第１項に記載した吸収性フィルタであって、前記繊維材料は、熱可塑性ポリマー繊維及び熱可塑性ポリマーフィラメントから選ばれることを特徴とする吸収性フィルタ。 11．請求の範囲第１０項に記載した吸収性フィルタであって、前記熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン、ポリアミド、及びポリエステルから選ばれるポリマーであることを特徴とする吸収性フィルタ。 12．請求の範囲第１１項に記載した吸収性フィルタであって、前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンコポリマー、プロピレンコポリマー、ブテンコポリマー及びそれらの混合物から選ばれることを特徴とする吸収性フィルタ。 13．請求の範囲第１２項に記載した吸収性フィルタであって、前記繊維材料の少なくとも一部は、２成分繊維及び２成分フィラメントから選ばれる２成分繊維材料であることを特徴とする吸収性フィルタ。 14．請求の範囲第１項に記載した吸収性フィルタであって、前記吸収性クレイミネラルは緑粘土クレイミネラルから選ばれるものであることを特徴とする吸収性フィルタ。 15．請求の範囲第１４項に記載した吸収性フィルタであって、前記緑粘土クレイミネラルは、モンモリロナイトクレイ類及びベントナイトクレイ類から選ばれるものであることを特徴とする吸収性フィルタ。 16．請求の範囲第１５項に記載した吸収性フィルタであって、前記ベントナイトクレイ類は、ナトリウムベントナイトクレイ類、カルシウムベントナイトクレイ類、酸性を付与したベントナイトクレイ類、綿状化剤を含む変成ベントナイトクレイ類から選ばれるものであることを特徴とする吸収性フィルタ。 17．請求の範囲第１項に記載した吸収性フィルタであって、約１０から約９０重量％の吸収性材料を含むことを特徴とする吸収性フィルタ。 18．請求の範囲第１項に記載した吸収性フィルタであって、繊維材料の個々の露出された表面に取り付けられる吸収性粒子材料の分布は、繊維材料の個々の露出された表面に取り付けられる吸収性粒子材料のほぼ均一な分布である吸収性フィルタ。 19．液体透過性でエレクトレット処理された個々の露出された表面を有する繊維材料のマトリックスと、前記繊維材料の露出された表面に実質的に非一時的な接合により取り付けられた吸収性クレイミネラルの分布と、からなり、液体１００mLあたり約２０から約１００mgの範囲のカフェイン濃度を有する液体の約１カップから約４０カップ分を約２分より少ない接触時間で該マトリックスに通過させると、液体に少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を生じる、ことを特徴とする液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタ。 20．請求の範囲第１９項に記載した吸収性フィルタであって、繊維材料の個々の露出された表面に取り付けられる吸収性粒子材料の分布は、繊維材料の個々の露出された表面に取り付けられる吸収性粒子材料のほぼ均一な分布である吸収性フィルタ。 21．個々の露出された表面を有する液体透過性繊維材料のマトリックスと、前記繊維材料の露出された表面に実質的に非一時的な接合により取り付けられており、ナトリウムベントナイトクレイ類、カルシウムベントナイトクレイ類、酸性にされたベントナイトクレイ類、及び綿状化剤を含む変成ベントナイトクレイ類から選ばれた吸収性クレイミネラルの分布と、からなり、液体１００mLあたり約２０から約１００mgの範囲のカフェイン濃度を有する液体の約１カップから約４０カップ分を約２分より少ない接触時間で該マトリックスに通過させると、液体に少なくとも４０％のカフェイン濃度減少を生じる、ことを特徴とする液体からカフェインを除去するための吸収性フィルタ。