BR112018073436B1

BR112018073436B1 - Meio de filtro de gás, elemento compreendendo o dito meio de filtro de gás e métodos para filtração de um gás

Info

Publication number: BR112018073436B1
Application number: BR112018073436-5A
Authority: BR
Inventors: Qiong Gao; Richard Patrick Dejong; Gregory S. Tronnes; Jason A. Tiffany; Giancarlo M. Izzi
Original assignee: Donaldson Company, Inc
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2022-10-04
Also published as: US11161070B2; JP2022188110A; KR20240005169A; CN113577910A; US11845027B2; MX2018013755A; US20240139662A1; MX2022013881A; US20220118387A1; SA518400427B1; RU2018141964A3; JP7313152B2; KR20190008276A; JP2019516545A; EP3454967A1; WO2017196653A1; CA3023824A1; CN109562311A; RU2018141964A; EP3454967B1

Abstract

Trata-se de meio de filtro fibroso que inclui uma camada de filtro de carregamento de superfície que compreende fibras finas tendo um diâmetro médio menor que 1 mícron; uma camada de filtro de carregamento de profundidade; e uma camada de suporte; em que as camadas são configuradas e dispostas para colocação em uma corrente de gás com a camada de filtro de carregamento de superfície sendo a camada mais a montante.

Description

Continuação dos Dados do Pedido

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US n° 62/336.433, depositado em 13 de maio de 2016, e do pedido provisório US n° 62/351.401, depositado em 17 de junho de 2016, em que a revelação dos mesmos está, cada uma, incorporada em sua totalidade no presente documento a título de referência.

Antecedentes

[002] Correntes de fluido, particularmente, correntes de ar e gás, frequentemente carregam nas mesmas um material particulado. A remoção de alguma parte ou de todo o material particulado da corrente de fluido é necessária. Por exemplo, correntes de admissão de ar para as cabines de veículos motorizados, ar em unidades de disco de computador, ar de AVAC, ar limpo para ventilação de ambiente, ar para motores para veículos ou equipamento de geração de energia, correntes de gás direcionadas a turbinas de gás e correntes de gás para vários fornos de combustão, muitas vezes incluem nas mesmas um material particulado. No caso de filtros de ar de cabine, é desejável remover o material particulado para conforto dos passageiros e/ou para fins estéticos. Em relação a correntes de admissão de ar e gás para motores, turbinas de gás e fornos de combustão, é desejável remover o material particulado devido ao fato de que o particulado pode causar danos substanciais ao funcionamento interno dos vários mecanismos envolvidos. Em outros casos, os gases de produção ou gases de escape de processos industriais ou motores podem conter nos mesmos um material particulado. Antes de tais gases serem descarregados na atmosfera, é tipicamente desejável obter uma remoção substancial de material particulado dessas correntes.

[003] Filtros com eficiência cada vez maior são necessários para se obter ar mais limpo ou outras correntes de gás. A baixa pressão é desejada para ter menos restrição ao fluxo de gás (por exemplo, ar) causado por filtros de alta eficiência. Além disso, uma vida útil mais longa é desejada para reduzir os custos de manutenção e de filtros, o que geralmente é um desafio em filtros de alta eficiência. Assim, existe ainda a necessidade de filtros de alto desempenho, isto é, filtros de alta eficiência, filtros de baixa queda de pressão e filtros de longa duração.

Sumário

[004] A presente revelação fornece meios de filtro e elementos de filtro, particularmente para aplicações de filtração de gás (por exemplo, ar).

[005] Em uma modalidade, são fornecidos meios de filtro de gás (por exemplo, meios de filtro de ar) que incluem: uma camada de filtro de carregamento superficial que inclui fibras finas que têm um diâmetro médio menor que 1 mícron; uma camada de carregamento profunda; e uma camada de suporte. Durante o uso, as camadas são configuradas e dispostas para posicionamento em uma corrente de gás com a camada de filtro de carregamento superficial sendo a camada mais a montante. Ou seja, as camadas são posicionadas uma em relação à outra, de modo que a camada de filtro de carregamento superficial seja posicionada como a primeira camada encontrada pela corrente de gás (por exemplo, ar) a ser filtrada (isto é, a camada de filtro de fibra fina é a camada mais a montante). Em determinadas modalidades, os meios de filtro da presente revelação são limpáveis por pulso.

[006] Em outra modalidade da presente revelação, é fornecido um elemento de filtro de gás (por exemplo, elemento de filtro de ar) que inclui um alojamento e um meio de filtro conforme descrito no presente documento.

[007] Em outra modalidade da presente revelação, é fornecido um método de filtração de gás (por exemplo, ar), sendo que o método inclui direcionar o gás através de um meio de filtro ou elemento de filtro conforme descrito no presente documento.

[008] Em determinadas modalidades, a camada de filtro de carregamento profunda inclui uma camada de filtro contendo vidro de alta eficiência, uma camada de filtro fundida por sopro ou uma combinação dos mesmos. Uma camada de filtro contendo vidro de alta eficiência pode incluir fibras de vidro e fibras aglutinantes de múltiplos componentes. Uma camada de filtro soprada por fusão de alta eficiência pode incluir fibras que têm um diâmetro médio de 0,5 mícron a 10 mícrons.

[009] No presente documento, “alta eficiência” para uma camada de filtro da presente revelação tem a capacidade de remover pelo menos 55% (por número) de partículas de DEHS com tamanho de 0,4 mícron a 4 pés por minuto (pé/min ou fpm) (isto é, 2 centímetros por segundo (cm/s)). Por exemplo, uma eficiência de filtração de pelo menos 70% a 0,4 mícron é considerada de “alta eficiência”. Em determinadas modalidades no presente documento, alta eficiência significa remover pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 95%, pelo menos 99,5%, pelo menos 99,95% ou pelo menos 99,995% de tais partículas, a 4 pés/min (2 cm/s).

[010] No presente documento, “alta eficiência” para um meio de filtro compósito (que pode ou não ser corrugado) e/ou elemento de filtro (que é tipicamente corrugado e plaqueado) da presente revelação exibe uma eficiência de pelo menos F9 por EN779:2012. Adicionalmente, um elemento de filtro de “alta eficiência” (que é tipicamente corrugado e plaqueado) da presente revelação exibe uma eficiência de pelo menos E10, ou pelo menos E11, ou pelo menos E12 por EN1822:2009.

[011] O termo “fibras fundidas por sopro” se refere a fibras formadas pela extrusão de um material termoplástico fundido através de uma pluralidade de capilares de matriz finos, normalmente circulares, como fios ou filamentos fundidos em correntes de gás convergentes de alta velocidade (por exemplo, ar) que atenuam os filamentos de material termoplástico fundido para reduzir seu diâmetro, que pode ser o diâmetro da microfibra. Depois disso, as fibras fundidas por sopro são carregadas pela corrente de gás de alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta para formar uma teia de fibras fundidas por sopro aleatoriamente dispersas.Tipicamente, as fibras fundidas por sopro são microfibras que podem ser contínuas ou descontínuas, são geralmente iguais ou menores que 20 mícrons (e, frequentemente, 10 mícrons) em diâmetro, e são geralmente autoaglutinantes quando depositadas sobre uma superfície de coleta. As fibras fundidas por sopro usadas na presente invenção são, de preferência, substancialmente contínuas em comprimento.

[012] O termo “fibras de múltiplos componentes” se refere a fibras formadas de pelo menos dois polímeros extrudados separadamente, mas fiados juntamente para formar uma fibra. Como um exemplo particular de uma fibra de múltiplos componentes, uma “fibra bicomponente” inclui dois polímeros dispostos em zonas distintas substancial e constantemente posicionadas através da seção transversal da fibra bicomponente e se estendendo continuamente ao longo do comprimento da fibra bicomponente. A configuração de tal fibra bicomponente pode ser, por exemplo, uma configuração de bainha/núcleo em que um polímero é circundado por outro ou pode ser uma configuração lado a lado ou uma configuração tipo “ilhas no mar”. Para fibras de dois componentes, os polímeros podem estar presentes em razões de 75/25, 50/50, 25/75 ou quaisquer outras razões desejadas. Aditivos convencionais, como pigmentos e tensoativos, podem ser incorporados em uma ou em ambas as correntes de polímero, ou aplicados às superfícies de filamento.

[013] O termo “polímero” inclui, mas não se limita a, homopolímeros, copolímeros, como, por exemplo, copolímeros em bloco, de enxerto, aleatórios e alternados, terpolímeros, etc., e mesclas e modificações dos mesmos. Além disso, exceto se de outro modo especificamente limitado, o termo “polímero” deve incluir todas as configurações geométricas possíveis do material. Essas configurações incluem, mas não se limitam a, simetrias isotáticas, sindiotáticas e atáticas. O termo “copolímero” se refere a um polímero que inclui duas ou mais unidades monoméricas diferentes, desse modo, incluindo terpolímeros, tetrapolímeros, etc.

[014] Os termos “compreende” e “inclui” e variações dos mesmos não têm um significado limitante quando esses termos aparecem na descrição e nas reivindicações. Tais termos serão entendidos como implicando a inclusão de uma etapa ou elemento ou grupo de etapas ou elementos determinados, mas não a exclusão de qualquer etapa ou elemento ou grupo de etapas ou elementos. “Que consiste em” significa incluindo, e limitado a, o que quer que siga o sintagma “que consiste em”. Assim, o sintagma “que consiste em” indica que os elementos listados são exigidos ou mandatórios e que nenhum outro elemento pode estar presente. “Que consiste essencialmente em” significa incluindo quaisquer elementos listados após o sintagma e com limitação a outros elementos que não interferem com ou contribuem para a atividade ou ação especificada na revelação para os elementos listados. Assim, o sintagma “que consiste essencialmente em” indica que os elementos listados são exigidos ou mandatórios, mas que outros elementos são opcionais e podem estar presentes ou não dependendo de se os mesmos afetam materialmente ou não a atividade ou ação dos elementos listados.

[015] As palavras “preferencial” e “preferencialmente” se referem a modalidades da revelação que podem proporcionar certos benefícios, sob certas circunstâncias. Porém, outras modalidades também podem ser preferenciais, nas mesmas ou em outras circunstâncias. Além disso, a menção de uma ou mais modalidades preferenciais não implica que outras modalidades não sejam úteis e não se destina a excluir outras modalidades do escopo da revelação.

[016] Neste pedido, termos tais como “um”, “uma” e “o”, “a” são se destinam a referir-se apenas a uma entidade singular, mas incluem a classe geral da qual um exemplo específico pode ser usado para ilustração. Os termos “um”, “uma” e “o”, “a” são usados de forma intercambiável com o termo “pelo menos um”.

[017] Os sintagmas “pelo menos um dentre” e “compreende pelo menos um dentre” seguidos por uma lista referem-se a qualquer um dos itens na lista e qualquer combinação de dois ou mais itens na lista.

[018] Conforme usado no presente documento, o termo “ou” é, de modo geral, empregado em seu sentido usual, incluindo “e/ou” a não ser que o conteúdo determine claramente de outro modo. O termo “e/ou” significa um ou a totalidade dos elementos listados ou uma combinação de quaisquer dois ou mais dos elementos listados.

[019] Também no presente documento, assume-se que todos os números sejam modificados pelo termo “cerca de” e, de preferência, pelo termo “exatamente”. Conforme usado no presente documento em conexão com uma quantidade medida, o termo “cerca de” refere-se àquela variação na quantidade medida conforme seria esperada pelo versado na técnica que realiza a medição e exerce um nível de cuidado proporcional ao objetivo da medição e à precisão do equipamento de medição usado.

[020] Também no presente documento, as menções a faixas numéricas por pontos finais incluem todos os números agrupados dentro dessa faixa, assim como os pontos finais (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.). No presente documento, “até” um número (por exemplo, até 50) inclui o número (por exemplo, 50).

[021] O termo “na faixa” ou “dentro de uma faixa” (e declarações semelhantes) inclui os pontos finais da faixa estabelecida.

[022] A referência em todo este relatório descritivo a “uma (1) modalidade”, “uma modalidade”, “determinadas modalidades” ou “algumas modalidades”, etc., significa que um recurso, configuração, composição ou característica específica descrita em conjunto com a modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade da invenção. Assim, as aparências de tais frases em vários lugares ao longo deste relatório descritivo não se referem necessariamente à mesma modalidade da invenção. Além disso, os recursos, configurações, composições ou características particulares podem ser combinados em qualquer modo adequado em uma ou mais modalidades.

[023] O sumário acima da presente revelação não se destina a descrever cada modalidade revelada ou cada implantação da presente revelação. A descrição a seguir exemplifica mais particularmente as modalidades ilustrativas. Em diversas partes por todo o pedido, é fornecida orientação através de listas de exemplos, em que os exemplos podem ser usados em várias combinações. Em cada caso, a lista mencionada serve apenas como um grupo representativo e não deve ser interpretada como uma lista exclusiva.

Desenhos

[024] A revelação pode ser entendida de modo mais completo em conexão com os desenhos a seguir.

[025] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma porção de uma modalidade de meios de filtro compósitos da presente revelação.

[026] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de meios de filtro compósitos da presente revelação.

[027] A Figura 3 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de meios de filtro compósitos da presente revelação.

[028] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um elemento de filtro utilizável em um sistema de admissão de ar.

[029] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de outro elemento com um meio de filtro da revelação.

[030] A Figura 6 é uma vista plana de topo de outro elemento de filtro da revelação utilizável em uma admissão de ar.

[031] A Figura 7 é uma vista em elevação frontal do elemento da Figura 6.

[032] A Figura 8 é uma vista em elevação lateral direita do elemento de filtro da Figura 7.

[033] A Figuras 9 a 13 são vistas esquemáticas em seção transversal de modalidades adicionais de elementos de filtro.

[034] A Figura 14 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de um elemento de filtro.

[035] A Figura 15 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de um elemento de filtro que tem uma estrutura ovada.

Descrição Detalhada de Modalidades Ilustrativas

[036] A presente revelação fornece meios de filtro e elementos de filtro, particularmente para aplicações de filtração de gás (por exemplo, ar).

[037] Em uma modalidade, um meio de filtro de gás (por exemplo, meio de filtro de ar) que inclui: uma camada de filtro de carregamento superficial que compreende fibras finas tendo um diâmetro médio menor que 1 mícron; uma camada de filtro de carregamento profunda; e uma camada de suporte.

[038] Durante o uso, as camadas são configuradas e dispostas para posicionamento em uma corrente de gás com a camada de filtro de carregamento superficial sendo a camada mais a montante. Ou seja, as camadas são posicionadas uma em relação à outra, de modo que a camada de filtro de carregamento superficial (isto é, camada de filtro de fibra fina) seja posicionada como a primeira camada encontrada pela corrente de gás (por exemplo, ar) a ser filtrada (isto é, a camada de filtro de fibra fina é a camada mais a montante).

[039] Em determinadas modalidades, os meios de filtro da presente revelação são limpáveis por pulso. Limpável por pulso é importante para autolimpeza (por exemplo, através de pulsos de ar de retorno) e é útil quando o meio filtrante é usado para uma concentração muito alta de poeira. A limpeza por pulso pode ser determinada de acordo com o método de teste ISO 11057 modificado descrito na Seção de Exemplos.

[040] Em determinadas modalidades, meios de filtro compósitos incluem duas ou mais camadas de filtro de fibra fina. Em determinadas modalidades, meios de filtro compósitos incluem duas ou mais camadas de carregamento profunda (por exemplo, camadas de filtro contendo vidro, camadas de filtro fundidas por sopro ou combinações das mesmas). Em determinadas modalidades, meios de filtro compósitos incluem duas ou mais camadas de suporte. Essas camadas podem ser dispostas em uma variedade de ordens desde que uma dentre a camada de filtro de fibra fina seja a camada mais a montante.

[041] Cada camada de filtro e camada de suporte pode ser um compósito de múltiplas camadas. Por exemplo, uma camada de carregamento profunda pode ser um compósito de duas ou mais camadas de fibras fundidas por sopro diferentes, cada uma diferindo em composição e/ou diâmetro de fibra.

[042] Em determinadas modalidades, um meio de filtro da presente revelação tem uma espessura de pelo menos 10 mils (0,25 mm). Em determinadas modalidades, um meio de filtro da presente revelação tem uma espessura de até 60 mils (1,5 mm), ou até 30 mils (0,76 mm).

[043] Conforme mostrado na Figura 1, que mostra uma porção de um meio de filtro compósito exemplificador 10 da presente revelação, há pelo menos duas camadas de filtro, isto é, camadas que realizam filtração: uma camada de carregamento superficial 20, e uma camada de filtro de carregamento profunda (por exemplo, camada de filtro contendo vidro) 22. Em uma modalidade, conforme mostrado na Figura 2, que mostra um meio de filtro compósito exemplificador 10 da presente revelação, há: uma camada de carregamento superficial 20, uma camada de filtro de carregamento profunda (por exemplo, camada de filtro contendo vidro) 22 e uma camada de suporte 18 posicionada entre a camada de carregamento profunda 22 e a camada de carregamento superficial 20. Em outra modalidade, conforme mostrado na Figura 3, que mostra um meio de filtro compósito exemplificador 10 da presente revelação, há: uma camada de suporte 18; uma camada de carregamento superficial 20 e uma camada de filtro de carregamento profunda (por exemplo, camada de filtro contendo vidro) 22 posicionada entre a camada de suporte 18 e a camada de carregamento superficial 20.

[044] Conforme mostrado nessas modalidades exemplificadoras, a camada de filtro de carregamento superficial 20 é posicionada a jusante da camada de filtro de carregamento profunda 22 em relação à direção de fluxo de gás (por exemplo, fluxo de ar) indicada por uma seta. Ou seja, a camada de filtro de carregamento superficial 20 é a primeira camada encontrada pela corrente de gás (por exemplo, ar) durante o uso.

[045] As espessuras de cada um dentre o filtro e camadas de suporte podem ser iguais ou diferentes, e não são limitadas. Entretanto, é observado que a espessura tem um efeito nas propriedades de filtração. A espessura total dos meios é desejavelmente minimizada sem afetar significativamente as outras propriedades de meios, tais como permeabilidade, eficiência e capacidade de carregamento de poeira. Isso permite mais pregas em um elemento, por exemplo, de preferência, de modo que um elemento de filtro inclua uma quantidade máxima de meios sem afetar adversamente o desempenho e as propriedades de elemento de filtro (por exemplo, eficiência, queda de pressão ou capacidade de carregamento de poeira).

[046] Tipicamente, em um meio de filtro da presente revelação, as camadas de filtro e, preferencialmente, as camadas de filtro e de suporte são juntamente aderidas com adesivo, fibras aglutinantes, ligação térmica, ligação ultrassônica, autoadesão ou usando uma combinação de tais técnicas. Métodos preferenciais incluem o uso de um adesivo, fibras aglutinantes ou uma combinação dos mesmos. Um método particularmente preferencial é através do uso de um adesivo (adesivos sensíveis à pressão, adesivos fundidos a quente) aplicados em uma variedade de técnicas, incluindo, por exemplo, revestimento por pó, revestimento por aspersão ou o uso de uma manta adesiva pré-formada. Tipicamente, o adesivo está em uma camada contínua ou pode ser padronizado, se desejado, desde que o meio de filtro não delamine durante o processamento ou uso. Os adesivos exemplificadores incluem adesivos fundidos a quente, como poliésteres, poliamidas, acrilatos ou combinações dos mesmos (mesclas ou copolímeros).

[047] Se um adesivo for usado, a quantidade de adesivos pode ser prontamente determinada por um indivíduo versado na técnica. Um nível desejado é aquele que fornece ligação adequada entre as camadas sem impactar adversamente o fluxo de gás através dos meios. Por exemplo, a redução da permeabilidade Frazier de um meio de filtro compósito é preferencialmente menor que 20%, ou mais preferencialmente menor que 10% do inverso da soma do inverso de cada permeabilidade da camada (isto é, (1/Aperm + 1/Bperm + 1/Cperm)-1). Isso também é aplicável a quaisquer outros métodos de laminação.

[048] A fim de aumentar a rigidez e fornecer melhor canal de fluxo em um elemento, um meio de filtro pode ser corrugado. Assim, em determinadas modalidades, meios de filtro da presente revelação devem ter as características para sobreviverem a um típico processo de corrugação a quente sem danos aos meios (o que muitas vezes deteriora o desempenho dos meios).

[049] Com ou sem a corrugação, um meio de filtro pode ser dobrado em múltiplas dobras ou pregas e, então, instalado em um alojamento ou armação de filtro. A plissagem de uma folha plana ou folha corrugada pode ser executada com o uso de qualquer quantidade de técnicas de plissagem, incluindo, mas não se limitando a, plissagem giratória, plissagem de lâmina e similares. Os meios corrugados podem ter qualquer um de inúmeros mecanismos de suporte de plissagem aplicados aos meios plissados conforme descrito em patente US n° 5.306.321. Por exemplo, separadores de alumínio corrugados, esferas fundidas a quente e endentações (geralmente denominadas como meios plissados PLEATLOC) podem ser usados.

[050] Em determinadas modalidades, uma dobra é impressa nos meios de filtro em uma forma de espaçador, de modo que a ligação das dobras seja impedida de uma maneira eficaz, mesmo nos casos em que o meio é úmido ou sobrecarregado. Esses entalhes nas pontas de pregas que são verticais à direção de canal de corrugação em ambos os lados dos meios, mantêm as pregas separadas e fornece canais de melhor fluxo para gás (por exemplo, ar) para fluírem através da pilha de pregas em um elemento. Se em um elemento do tipo cônico ou cilíndrico, como aquele mostrado nas Figuras 9 a 14, os entalhes na parte externa podem ser mais profundos e mais largos do que aqueles na parte interna para manter uma separação igual nas pregas.

[051] Para meios não corrugados, outros métodos de separação de pregas podem ser usados em quaisquer meios descritos no presente documento, como aqueles que envolvem a adição de uma esfera fundida a quente entre as pregas, ou o uso de separadores tipo pente. O material plissado pode ser formado em um cilindro ou “tubo” e, então, juntamente ligados, como através do uso de um adesivo (por exemplo, um adesivo à base de uretano, adesivo fundido a quente, etc.), ou soldagem ultrassônica (isto é, ligação ultrassônica), por exemplo.

[052] Em determinadas modalidades, camadas de filtro, meios de filtro compósitos (planos ou corrugados) e elementos de filtro da presente revelação são denominados como de “alta eficiência”. Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de alta eficiência da presente revelação é capaz de remover pelo menos 55%, pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 95%, pelo menos 99,5%, pelo menos 99,95% ou pelo menos 99,995% (por número) de partículas de DEHS com tamanho de 0,4 mícron a 4 pés/min (2 cm/s). Em determinadas modalidades, um meio de filtro compósito de alta eficiência (que pode ou não ser corrugado) e/ou elemento de filtro (que é tipicamente corrugado e plissado) da presente revelação exibe uma eficiência de pelo menos F9 por EN779:2012. Em determinadas modalidades, um elemento de filtro de alta eficiência (que é tipicamente corrugado e plissado) da presente revelação exibe uma eficiência de pelo menos E10, pelo menos E11 ou pelo menos E12 por EN1822:2009.

[053] Em determinadas modalidades, o meio de filtro exibe uma eficiência de pelo menos 80%, ou maior 80%, pelo teste de eficiência de DEHS no tamanho de partícula mais penetrante.

[054] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro e/ou meio de filtro compósito da presente revelação têm boas características de carregamento profunda.

[055] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda tem uma solidez relativamente baixa. Conforme usado no presente documento, a solidez é o volume de fibra sólida dividido pelo volume total do meio de filtro em questão, normalmente expressa como uma porcentagem ou, de outro modo, a fração de volume de meios ocupada pelas fibras como uma razão do volume de fibras por unidade de massa dividido pelo volume de meios por unidade de massa. Um teste adequado para determinar a solidez é descrito em, por exemplo, publicação de patente US n° 2014/0260137. Tipicamente, uma solidez menor que 20 por cento (%) a uma pressão de 1,5 libra por polegada quadrada (psi) (isto é, 0,1 kg/cm2), ou frequentemente menor que 15%, é desejável.

[056] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro e/ou meio de filtro compósito da presente revelação demonstra alta resistência e alta flexibilidade. Isso pode ser demonstrado por uma perda relativamente baixa na resistência à tração após uma camada e/ou um meio compósito ter sido dobrado ou corrugado. Uma perda menor que 20% de resistência à tração após a dobra ou corrugação de uma camada de filtro ou meio de filtro é desejável.

Camada de Filtro de Carregamento superficial

[057] Uma camada de filtro de carregamento superficial é uma camada de filtro que captura uma porção substancial de partículas incidentes na superfície da camada em oposição ao volume ou espessura da camada de filtro (isto é, na direção “z”). Ou seja, uma camada de filtro de carregamento superficial pode impedir que particulados incidentes passem através da camada de filtro de carregamento superficial e possam atingir carregamentos superficial substanciais de partículas aprisionadas.

[058] Uma camada de filtro de carregamento superficial de meios de filtro da presente revelação inclui fibras finas que têm um diâmetro médio de fibra menor que 1 mícron (isto é, 1.000 nanômetros), ou até 0,5 mícron, ou até 0,3 mícron. Isso inclui nanofibras e microfibras. A nanofibra é uma fibra com diâmetro menor que 200 nanômetros ou 0,2 mícron. A microfibra é uma fibra com diâmetro maior que 0,2 mícron, mas não maior que 10 mícrons. Em determinadas modalidades, as fibras finas têm um diâmetro médio de pelo menos 0,01 mícron, ou pelo menos 0,05 mícron, ou pelo menos 0,1 mícron.

[059] Em determinadas modalidades, a camada de filtro de carregamento superficial tem um peso de base menor que 1 grama por metro quadrado (g/m2 ou gsm). Em determinadas modalidades, a camada de filtro de carregamento superficial tem um peso de base de pelo menos 0,0001 g/m2.

[060] Em determinadas modalidades, a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de pelo menos 30%, pelo menos 40%, pelo menos 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, ou pelo menos 80%. Em determinadas modalidades, a camada de filtro de fibra fina tem uma eficiência de filtração de LEFS de até 99%, até 98%, até 97%, até 96%, até 95%, até 94%, até 93%, até 92%, até 91% ou até 90%.

[061] Exemplos de fibras finas são revelados na patente US n° 8.118.901.

[062] Uma camada de filtro de carregamento superficial da revelação pode incluir uma distribuição aleatória de fibras finas que podem ser ligadas para formar uma rede de intertravamento. O desempenho de filtração é obtido amplamente como resultado da barreira de fibra fina à passagem de particulado. As propriedades estruturais de rigidez, resistência, plissagem são tipicamente fornecidas por uma camada de suporte incluída dentro dos meios de filtro (por exemplo, uma camada de suporte à qual as fibras finas são aderidas).

[063] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento superficial pode incluir redes de intertravamento de fibra fina. Tais redes incluem tipicamente fibras finas na forma de microfibras ou nanofibras e espaços relativamente pequenos entre as fibras. Tais espaços tipicamente se situam em uma faixa, entre fibras, de 0,01 mícron a 25 mícrons ou, frequentemente, 0,1 mícron a 10 mícrons.

[064] Em determinadas modalidades, a fibra fina adiciona menos que 1 mícron em espessura aos meios de filtro gerais. Em funcionamento, os filtros podem impedir que particulados incidentes passem através da camada de filtro de carregamento superficial e possam atingir carregamentos de superfícies substanciais de partículas aprisionadas. As partículas que compreendem poeira ou outro particulado incidente formam rapidamente um bolo de poeira na superfície de fibra fina e mantêm alta eficiência inicial e geral de remoção de particulado. Mesmo com contaminantes relativamente finos tendo um tamanho de partícula de 0,01 mícron a 1 mícron, os meios de filtro que compreendem as fibras finas têm uma capacidade de poeira muito alta.

[065] Os materiais poliméricos adequados úteis para a produção das fibras finas têm resistência substancialmente aprimorada aos efeitos indesejáveis de calor, umidade, altas taxas de fluxo, limpeza por pulso reverso, abrasão operacional, particulados de submícron, limpeza de filtros em uso e outras condições exigidas.

[066] Exemplos de fibras finas e dos materiais poliméricos a partir dos quais são produzidas são revelados na patente US n° 8.118.901. Tais materiais poliméricos incluem tanto materiais poliméricos de adição quanto materiais poliméricos de condensação como poliolefina, poliacetal, poliamida, poliéster, éter e éster celulose, sulfureto de polialquileno, óxido de poliarileno, polissulfona, polímeros de polissulfona modificados e misturas dos mesmos. Materiais preferenciais que se incluem nessas classes genéricas incluem polietileno, polipropileno, cloreto de poli(vinila), polimetilmetacrilato (e outras resinas acrílicas), poliestireno, e copolímeros dos mesmos (incluindo copolímeros de bloco tipo ABA), fluoreto de poli(vinilideno), cloreto de poli(vinilideno), álcool polivinílico em vários graus de hidrólise (87% a 99,5%) em formas reticuladas e não reticuladas. Os polímeros de adição preferenciais tendem a ser vítreos (uma Tg maior que a temperatura ambiente). Esse é o caso para materiais de cloreto de polivinila e polimetilmetacrilato, composições de polímero de poliestireno ou ligas dos mesmos, ou para materiais de fluoreto de polivinilideno e álcool polivinílico.

[067] Uma classe de polímeros de condensação de poliamida é materiais de náilon. O termo “náilon” é um nome genérico para todas as poliamidas sintéticas de cadeia longa. Tipicamente, a nomenclatura de náilon inclui uma série de números, tal como em náilon-6,6, que indica que os materiais de partida são uma C6 diamina e um C6 diácido (em que o primeiro dígito indica uma C6 diamina e o segundo dígito indica um composto de CΘ ácido dicarboxílico). Outro náilon pode ser produzido pela policondensação de épsilon-caprolactama na presença de uma pequena quantidade de água. Essa reação forma um náilon-6 (produzido a partir de uma lactama cíclica, também conhecido como ácido épsilon-aminocaproico) que é uma poliamida linear. Além disso, copolímeros de náilon são também contemplados.

[068] Os copolímeros podem ser produzidos combinando-se vários compostos de diamina, vários compostos de diácido e várias estruturas de lactama cíclica em uma mistura de reação e, então, formar o náilon com materiais monoméricos posicionados aleatoriamente em uma estrutura de poliamida. Por exemplo, um material de náilon 6,6-6,10 é um náilon fabricado a partir de hexametileno diamina e uma mescla de CΘ e Cio diácidos. Um náilon 6-6,6-6,10 é um náilon fabricado por copolimerização de ácido épsilon-aminocaproico, hexametileno diamina e uma mescla de material de CΘ e C10 diácido.

[069] Os copolímeros de bloco também são úteis na fabricação das fibras finas. Com tais copolímeros, a escolha de agente de intumescimento de solvente é importante. O solvente selecionado é tal que ambos os blocos sejam solúveis no solvente. Um exemplo é um polímero de ABA (estireno-EP-estireno) ou de AB (estireno-EP) em solvente de cloreto de metileno. Se um componente não for solúvel no solvente, ele formará um gel. Exemplos de tais copolímeros de bloco são copolímeros de estireno-b-butadieno e estireno-b-butadieno hidrogenado KRATON (etileno propileno), copolímeros de e-caprolactam-b-óxido de etileno PEBAX, poliéster-b-óxido de etileno SYMPATEX e poliuretanos de óxido de etileno e isocianatos.

[070] Os polímeros de adição como fluoreto de polivinilideno, poliestireno sindiotático, copolímero de fluoreto de vinilideno e hexafluoropropileno, álcool polivinílico, acetato de polivinila, polímeros de adição amorfos, como poli(acrilonitrila) e seus copolímeros com ácido acrílico e metacrilatos, poliestireno, cloreto de poli(vinila) e seus vários copolímeros, metacrilato de poli(metila) e seus vários copolímeros, podem ser fiados em solução com facilidade relativa devido ao fato de serem solúveis a baixas pressões e temperaturas. Entretanto, polímeros altamente cristalinos, como polietileno e polipropileno, exigem solventes de alta temperatura e alta pressão se forem fiados em solução. Portanto, a fiação em solução do polietileno e polipropileno é muito difícil. A fiação eletrostática em solução é um método de produção de fibras finas.

[071] Em determinadas modalidades, as fibras finas incluem um único material polimérico. Em determinadas modalidades, as fibras finas incluem uma mistura de polímeros que inclui um primeiro polímero e um segundo polímero, mas diferente (diferindo em tipo de polímero, peso molecular ou propriedades físicas) que são condicionados ou tratados em temperatura elevada. A mistura de polímeros pode ser reagida e formada em uma única espécie química ou pode ser fisicamente combinada em uma composição mesclada por um processo de recozimento. O recozimento implica uma mudança física, como cristalinidade, relaxamento ou orientação do estresse. Em determinadas modalidades, os materiais poliméricos são quimicamente reagidos em uma espécie polimérica única, de modo que uma análise de calorimetria diferencial de varredura revele um único material polimérico. As misturas de polímeros similares como uma mistura compatível de náilons similares, polímeros de cloreto de polivinila similares, mesclas de polímeros de cloreto de polivinilideno são úteis nas fibras da camada de filtro de carregamento superficial.

[072] Em determinadas modalidades, as fibras finas incluem náilon, fluoreto de polivinilideno, poliuretano ou combinações (por exemplo, mesclas ou copolímeros) dos mesmos.

[073] Os materiais aditivos também podem ser usados para formar um revestimento superficial nas fibras finas que fornecem oleofobicidade, hidrofobicidade ou outra estabilidade aprimorada associada quando em contato com alta temperatura, alta umidade e condições operacionais difíceis. Tais fibras finas podem ter uma superfície lisa incluindo uma camada distinta do material aditivo ou um revestimento externo do material aditivo que é parcialmente solubilizado ou ligado na superfície de polímero, ou ambos.

[074] Os aditivos incluem um tensoativo de flúor, um tensoativo não iônico, resinas de baixo peso molecular, por exemplo, uma resina butilfenol terciária tendo um peso molecular menor que cerca de 3.000. A resina é caracterizada por ligação oligomérica entre núcleos fenólicos na ausência de grupos de ligação em ponte de metileno. As posições do grupo butila terciário e hidroxila podem ser aleatoriamente posicionadas ao redor dos anéis. A ligação entre núcleos fenólicos sempre ocorre próxima ao grupo hidroxila, não aleatoriamente. De modo similar, o material polimérico pode ser combinado com uma resina polimerizada não linear solúvel em álcool formada a partir de bis-fenol A. Tal material é similar à resina de butilfenol terciária descrita acima no fato em que é formada com o uso de ligações oligoméricas que conectam diretamente anel aromático na ausência de quaisquer grupos de ligação em ponte como grupos alquileno ou metileno.

[075] Em determinadas modalidades, os polímeros e aditivos adicionais são selecionados para fornecer resistência à temperatura, resistência à umidade ou umidificação e resistência a solvente. Em determinadas modalidades, o material polimérico e aditivos opcionais são selecionados para sobreviverem intactos às várias temperaturas operacionais, isto é, uma temperatura de 60 °C (140 °F), 71 °C (160 °F), 132 °C (270 °F), 148 °C (300 °F) por um período de tempo de 1 hora ou 3 horas, dependendo do uso final, ao mesmo tempo em que retém 30%, 50%, 80% ou 90% de eficiência de filtro ou fibras finas eficazes em uma camada de filtro. A sobrevivência a essas temperaturas é importante em baixa umidade, alta umidade e em gás saturado em água (por exemplo, ar).

[076] Em determinadas modalidades, os polímeros e aditivos opcionais são selecionados para fornecer adesão do material ao restante da estrutura de meios, de modo que os meios compósitos possam ser processados em uma estrutura de filtro que inclui pregas, materiais laminados e outras estruturas sem delaminação significativa.

[077] Uma camada de filtro de fibra fina pode incluir uma estrutura de bicamada ou de multicamada em que o filtro contém uma ou mais camadas de filtro de carregamento superficial combinadas com ou separadas por uma ou mais mantas sintéticas, celulósicas ou mescladas. Outro motivo preferencial é uma estrutura que inclui fibra fina em uma matriz ou mescla de outras fibras.

[078] Para aplicação de limpeza por pulso, uma camada extremamente fina de fibras finas pode auxiliar a minimizar a perda de pressão e fornecer uma superfície externa para liberação e captura de partícula. Uma camada fina de fibras menor que 1 mícron de diâmetro, ou menor que 0,5 mícron de diâmetro é preferencial para aplicações de autolimpeza. A boa adesão entre as fibras finas e a camada adjacente (por exemplo, camada de carregamento profunda) é importante. A autolimpeza da superfície por pulsação de retorno rejuvenesce repetidamente o meio de filtro. Como uma grande força é exercida sobre a superfície, uma fibra fina com fraca adesão a substratos pode delaminar mediante um pulso de retorno que passa da parte interna de um filtro através de um substrato para a camada de filtro de carregamento superficial.

Camada de Carregamento profunda

[079] Uma camada de carregamento profunda é uma camada de filtro que captura partículas através do volume da camada. Como tal, a sujeira é capturada por toda a espessura da camada de filtro (isto é, na direção “z”) em oposição à superfície de uma camada de filtro de carregamento superficial.

[080] Uma camada de carregamento profunda é frequentemente caracterizada em termos de sua porosidade, densidade e porcentagem de teor de sólidos. Por exemplo, meios de solidez de 5% significam que cerca de 5% do volume total compreende sólidos (por exemplo, materiais fibrosos) e o restante é espaço vazio que é preenchido com ar ou outro fluido.

[081] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda tem uma solidez relativamente baixa. Tipicamente, uma camada de filtro de carregamento profunda tem uma solidez menor que 20 por cento (%) a uma pressão de 1,5 psi (isto é, 0,1 kg/cm2), frequentemente menor que 15%. Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda da presente revelação tem uma solidez de pelo menos 5 por cento a uma pressão de 1,5 psi (isto é, 0,1 kg/cm2).

[082] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda tem uma permeabilidade Frazier (pressão diferencial ajustada a 1,25 cm (0,5 polegada) de água) de pelo menos 8 litros por metro quadrado por segundo (l/m2/s), pelo menos 20 l/m2/s, pelo menos 40 l/m2/s, pelo menos 80 l/m2/s, pelo menos 100 l/m2/s ou pelo menos 200 l/m2/s, quando avaliada separadamente do restante da construção. Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda tem uma permeabilidade Frazier (pressão diferencial ajustada a 1,25 cm (0,5 polegada) de água) de até 1.000 l/m2-s, até 800 l/m2-s, até 600 l/m2-s, até 400 l/m2-s ou até 200 l/m2/s, quando avaliada separadamente do restante da construção.

[083] Outra característica de camada de filtro de carregamento profunda comumente usada é o diâmetro de fibra. Em geral, fibras de diâmetro menor para uma dada porcentagem de solidez fará com que os meios de filtro se tornem mais eficientes com a capacidade de aprisionar partículas menores. As fibras menores podem ser empilhadas juntas em maiores números sem o aumento da porcentagem de solidez total, dado o fato de que fibras menores absorvem menos volume do que fibras maiores.

[084] Devido ao fato de uma camada de filtro de carregamento profunda aprisionar particulados substancialmente por todo o volume ou profundidade, tal camada de filtro pode ser carregada com um volume e peso maiores de particulados em comparação com camadas de filtro de carregamento superficial ao longo da vida útil dos meios de filtro. As camadas de filtro de carregamento profunda, entretanto, tendem a ter eficiências menores do que as camadas de filtro de carregamento superficial. Para facilitar essa alta capacidade de carregamento, uma camada de filtro de carregamento profunda de baixa solidez é frequentemente escolhida para o uso. Isso pode resultar em um tamanho de poro médio grande, que tem o potencial para permitir que alguns particulados passem mais prontamente através do filtro. Os sistemas de densidade de gradiente e/ou a adição de uma camada de filtro de carregamento superficial podem fornecer características de eficiência aprimoradas.

[085] Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda dos meios de filtro da presente revelação é uma camada de filtro de alta eficiência. Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de alta eficiência exibe uma eficiência de filtração de pelo menos 55%, ou pelo menos 70% com partículas de DEHS (di-etil-hexil-sebacat) com tamanho de 0,4 mícron a 4 pés/min (2 cm/s). De preferência, a eficiência de filtração é pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 95%, pelo menos 99,5%, pelo menos 99,95% ou pelo menos 99,995% das partículas de tamanho de partícula (MPPS) mais penetrante a 4 pés/min (2 cm/s).

[086] Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de até 99%, até 99,5%, até 99,97% ou até 99,997%, com partículas de DEHS (di-etil-hexil-sebacat) com tamanho de 0,4 mícron a 4 pés/min (2 cm/s).

[087] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda da presente revelação exibe uma capacidade de carregamento de sal de pelo menos 1 grama por metro quadrado (g/m2 ou gsm), pelo menos 2 g/m2, pelo menos 3 g/m2, pelo menos 4 g/m2, pelo menos 5 g/m2, pelo menos 6 g/m2, pelo menos 7 g/m2, pelo menos 8 g/m2, pelo menos 9 g/m2 ou pelo menos 10 g/m2, a uma queda de pressão terminal de 5 cm (2 polegadas) de elevação de coluna de água acima da inicial (isto é, 500 Pa). Tipicamente, quanto maior a capacidade de carregamento de sal melhor, visto que isso é um indicador de vida do produto. Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de sal de até 10 g/m2 a uma elevação de pressão de 500 Pascals acima da inicial.

[088] Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda tem espessura de pelo menos 0,005 polegada (125 mícrons), e frequentemente, uma espessura de pelo menos 0,01 polegada (250 mícrons). Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda tem uma espessura de até 0,02 polegada (500 mícrons).

[089] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda tem um peso de base de pelo menos 10 g/m2, pelo menos 20 g/m2, pelo menos 30 g/m2, pelo menos 40 g/m2 ou pelo menos 50 g/m2. Em determinadas modalidades, uma camada de filtro de carregamento profunda tem um peso de base de até 150 g/m2, até 140 g/m2, até 130 g/m2, até 120 g/m2, até 110 g/m2, até 100 g/m2.

[090] Em determinadas modalidades, a camada de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de poeira de pelo menos 0,5 g/pés2 (5,4 g/m2) a uma elevação de pressão de água de 5 cm (2 polegadas) e 10 pés/min (5,8 cm/s) com partículas de NaCl de 0,3 mícron. Em determinadas modalidades, a camada de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de poeira de até 5 g/pés2 (53,8 g/m2) a uma elevação de pressão de água de 5 cm (2 polegadas) e 10 pés/min (5,8 cm/s) com partículas de NaCl de 0,3 mícron.

[091] Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda inclui uma camada de filtro contendo vidro, uma camada de filtro fundida por sopro ou uma combinação dos mesmos.

[092] Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda inclui uma camada de filtro contendo vidro. Em determinadas modalidades de uma camada de filtro contendo vidro, tal camada inclui fibras de vidro tendo um diâmetro médio de até 2 mícrons, até 1 mícron ou até 0,5 mícron. Em determinadas modalidades, as fibras de vidro têm um diâmetro médio de pelo menos 0,01 mícron, pelo menos 0,05, pelo menos 0,1 mícron, pelo menos 0,2 mícron, pelo menos 0,3 mícron ou pelo menos 0,4 mícron.

[093] Uma camada de filtro contendo vidro também pode incluir fibras diferentes das fibras que contêm vidro. Por exemplo, ela pode conter fibras de múltiplos componentes, tipicamente fibras bicomponentes, que funcionam como fibras aglutinantes. Um exemplo preferencial são fibras aglutinantes bicomponentes que são fibras de núcleo-bainha que têm uma bainha de poliéster de baixo ponto fusão e um núcleo de poliéster de ponto de fusão mais elevado. As fibras bicomponentes tipicamente têm diâmetros de fibra de pelo menos 10 mícrons.

[094] Uma camada de filtro contendo vidro também pode incluir fibras de poliéster diferentes das fibras de múltiplos componentes. As camadas de filtro contendo vidro preferenciais da presente revelação incluem apenas fibras de vidro e fibras aglutinantes bicomponentes. Em determinadas modalidades, as fibras de poliéster distintas das fibras aglutinantes de múltiplos componentes têm um diâmetro médio de 10 mícrons a 14 mícrons.

[095] As fibras da camada de filtro contendo vidro podem ser produzidas por uma variedade de processos. Em determinadas modalidades, a camada de filtro contendo vidro é criada com o uso de um processo de laminação a úmido.

[096] Embora as fibras aglutinantes na camada de filtro contendo vidro sejam usadas para impedir o uso de qualquer resina aglutinante, tal resina pode ser adicionada para aprimorar ainda mais sua resistência. Exemplos de resinas aglutinantes adequadas incluem resinas de látex à base de solvente ou à base de água, acrílicos de estireno à base de água, fenólicos à base de solvente e não fenólicos à base de solvente, como aqueles disponíveis sob o nome comercial de HYCAR 26138 junto à Lubrizol de Cleveland, OH. Tipicamente, se usada, uma resina aglutinante poderia estar presente na camada de filtro contendo vidro em uma quantidade de até 10%, em peso, até 5%, em peso ou até 1%, em peso, com base no peso total da camada de filtro contendo vidro. De preferência, nenhuma resina aglutinante é usada na camada de filtro contendo vidro (ou em qualquer uma das camadas dos meios de filtro).

[097] Exemplos de camadas de filtro contendo vidro adequadas incluem aquelas descritas nas patentes US nos 7.309.372, 7.314.497, 7.985.344, 8.057.567 e 8.268.033, e publicações US nos 2006/0242933 e 2008/0245037.

[098] Em determinadas modalidades, uma camada de carregamento profunda inclui uma camada de filtro soprada em fusão. Tipicamente, o sopro em fusão é um processo de formação de manta não tecida que extruda e extrai resinas de polímero fundidas com gás de alta velocidade e aquecido (por exemplo, ar) para formar filamentos finos. Os filamentos são resfriados e coletados como uma manta sobre uma tela em movimento. O processo é similar ao processo de ligação por fiação, mas fibras fundidas por sopro são tipicamente muito mais finas.

[099] Tipicamente, as fibras fundidas por sopro têm um diâmetro médio de não mais que 20 mícrons. Em determinadas modalidades, a camada de filtro fundida por sopro inclui fibras fundidas por sopro que têm um diâmetro médio de até 10 mícrons, até 5 mícrons, até 4 mícrons ou até 3 mícrons. Em determinadas modalidades, a camada de filtro fundida por sopro inclui fibras fundidas por sopro que têm um diâmetro médio de pelo menos 0,5 mícron, pelo menos 1 mícron, pelo menos 1,5 mícron ou pelo menos 2 mícrons. Em determinadas modalidades, as fibras fundidas por sopro têm um diâmetro médio de 2 a 3 mícrons.

[0100] Em determinadas modalidades, as fibras scaffold conforme descritas na publicação internacional n° WO 2013/025445 podem ser incluídas na camada de filtro fundida por sopro se desejado para melhorar o desempenho. Entretanto, os meios com níveis altos de capacidade de compressão têm poucas, ou nenhuma, fibras scaffold usadas, conforme descrito na publicação internacional n° WO 2013/025445 na camada de filtro fundida por sopro. As fibras scaffold fornecem suporte para a fibra de meios e adicionam melhor manuseio, maior resistência à tração e resultam em menor compressibilidade aos meios.

[0101] Em determinadas modalidades, a camada de filtro fundida por sopro inclui uma estrutura de gradiente contínuo de fibras maiores e estrutura mais aberta em uma primeira superfície principal e fibras menores e estrutura menos aberta a uma segunda superfície principal. Em determinadas modalidades dessa construção, a segunda superfície principal da camada de filtro fundida por sopro é adjacente à camada de suporte e a primeira superfície principal é posicionada como a superfície mais a montante (isto é, a primeira camada encontrada pela corrente de gás (por exemplo, ar) durante o uso).

[0102] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro fundida por sopro inclui um compósito de camadas múltiplas de fibras fundidas por sopro com fibras maiores e estrutura mais aberta em uma primeira superfície principal do compósito fundido por sopro e fibras menores e estrutura menos aberta em uma segunda superfície principal do compósito fundido por sopro. Em determinadas modalidades dessa construção, a segunda superfície principal da camada de filtro fundida por sopro é adjacente à camada de suporte e a primeira superfície principal é posicionada adjacente à camada de filtro de carregamento superficial.

[0103] Em determinadas modalidades, as fibras fundidas por sopro podem ser preparadas a partir de uma variedade de polímeros que são adequados para serem fundidos por sopro. Exemplos incluem poliolefinas (particularmente polipropileno), etileno-cloro-trifluoro-etileno, outros polímeros hidrofóbicos ou polímeros não hidrofóbicos (por exemplo, tereftalato de polibutileno, poliestireno, ácido polilático, policarbonato, náilon, sulfureto de polifenileno) com um revestimento ou aditivo hidrofóbico ou combinações dos mesmos (por exemplo, mesclas ou copolímeros). Polímeros preferenciais são poliolefinas como polipropileno, polietileno e polibutileno.

[0104] Em determinadas modalidades, uma camada de filtro fundida por sopro inclui fibras produzidas a partir de polipropileno, tereftalato de polibutileno ou combinações dos mesmos. As fibras fundidas por sopro particularmente preferenciais são produzidas a partir de polipropileno para melhorar as características impermeáveis à água de um meio de filtro preferencial da presente revelação.

[0105] Em determinadas modalidades, acamada de filtro fundida por sopro é hidrofóbica. Por isso, entende-se que a camada demonstra um ângulo de contato maior que 90 graus com a água. O material fibroso do qual é feita pode ser hidrofóbico (por exemplo, uma poliolefina) ou inclui um aditivo hidrofóbico, ou ser revestida com um material hidrofóbico. De modo similar, em determinadas modalidades, para melhorar as características impermeáveis à água, a camada de filtro contendo vidro é revestida com um revestimento hidrofóbico. Alternativamente, uma camada de filtro de carregamento profunda pode ser tratada com uma técnica de tratamento de plasma.

[0106] Os materiais hidrofóbicos adequados têm pouca ou nenhuma afinidade para a água, ou repelem completamente a água e, assim, impedem ou restringem a passagem da água através dos meios de filtro. Tipicamente, o material hidrofóbico demonstra um ângulo de contato maior que 90 graus quando testado com água. Exemplos de materiais hidrofóbicos incluem produtos químicos fluorados, particularmente fluoropolímeros como descrito na patente US n° 6.196.708.

[0107] Exemplos de fluoropolímeros úteis incluem aqueles que têm uma porção de fluoroalquila ou, de preferência, uma porção de perfluoroalquila. Esses fluoropolímeros incluem, por exemplo, ésteres de fluoroalquila, éteres de fluoroalquila, amidas de fluoroalquila e uretanos de fluoroalquila. Muitas vezes, a porção de fluoroalquila e/ou perfluoroalquila se estende a partir de uma estrutura principal do polímero.

[0108] Os fluoropolímeros podem incluir uma variedade de unidades de monômero. Unidades de monômero exemplificadoras incluem, por exemplo, acrilatos de fluoroalquila, metacrilatos de fluoroalquila, fluoroalquil aril uretanos, fluoroalquil alil uretanos, ésteres de ácido fluoroalquil maleico, acrilatos de fluoroalquil uretano, amidas de fluoroalquila, acrilatos de fluoroalquil sulfonamida e similares. Os fluoropolímeros podem ter opcionalmente unidades de monômero de não flúor adicionais incluindo, por exemplo, hidrocarbonetos insaturados (por exemplo, olefinas), acrilatos e metacrilatos. Exemplos adicionais de fluoropolímeros adequados são fornecidos na patente US n° 3.341.497.

[0109] Os fluoropolímeros comercialmente disponíveis incluem aqueles sob o nome comercial OLEOPHOBOL CPX junto à Huntsman (Charlotte, NC), bem como 3M Protective Material PM-490 (uma resina fluoroquímica não iônica), 3M Protective Material PM-3633 (uma emulsão de fluoropolímero), 3M L-21484 (um derivado de sal de amino fluorinado que pode ser diluído em água ou solventes orgânicos polares), todos os quais estão disponíveis junto à 3M Co. (St. Paul, MN).

[0110] Outros fluoropolímeros exemplificadores e comercialmente disponíveis são fornecidos em emulsões aquosas. Os fluoropolímeros podem ser extraídos da emulsão aquosa por remoção do carreador de água. Os fluoropolímeros podem, então, ser, solvatados em um solvente orgânico. Para facilitar a solvatação do fluoropolímero, um composto, como acetona, pode ser opcionalmente adicionado à emulsão aquosa para quebrar a emulsão. Adicionalmente, as partículas de fluoropolímero podem ser opcionalmente trituradas, subsequente à remoção de água para tornar a solvatação mais fácil e rápida.

[0111] Os métodos de revestimento de tal material são convencionais e bem conhecidos para os indivíduos versados na técnica. Um peso de revestimento típico é de pelo menos 0,5%, em peso e frequentemente não mais que 3%, em peso.

Camada de Suporte

[0112] Os meios de filtro da presente revelação incluem uma camada de suporte. A camada de suporte pode ser de qualquer um de uma variedade de materiais porosos, incluindo materiais fibrosos, malha metálica, etc. Tipicamente, os materiais fibrosos usados para a camada de suporte são produzidos a partir de fibra natural e/ou fibras sintéticas. Essa pode ser tecida ou não tecida. Pode ser ligada por fiação contínua, laminada a úmido, etc.

[0113] Em certas modalidades, a camada de suporte inclui fibras que têm um diâmetro médio de pelo menos 5 mícrons ou pelo menos 10 mícrons. Em certas modalidades, a camada de suporte pode incluir fibras que têm um diâmetro médio de até 250 mícrons.

[0114] Em determinadas modalidades, a camada de suporte tem um peso de base de pelo menos 50 gramas/meter2 (g/m2 ou gsm), ou pelo menos 100 gsm. Em determinadas modalidades, a camada de suporte tem um peso de base de até 260 gramas/metro2 (g/m2 ou gsm), até 200 g/m2 ou até 150 g/m2.

[0115] Em certas modalidades, a camada de suporte tem pelo menos 0,005 polegada (125 mícrons) de espessura e, frequentemente, pelo menos 0,01 polegada (250 mícrons) de espessura. Em certas modalidades, a camada de suporte tem até 0,03 polegada (750 mícrons) de espessura.

[0116] Em determinadas modalidades, a camada de suporte tem uma permeabilidade a ar de pelo menos 10 pés cúbicos por minuto (pés3/min) () a 125 Pa (80,2 l/m2/s a 200 Pa)., quando avaliada separadamente do restante da construção. Em determinadas modalidades, uma permeabilidade a ar de até 1.000 pés cúbicos por minuto (pés3/min) a 125 Pa (8.020 l/m2/s a 200 Pa), quando avaliada separadamente do restante da construção.

[0117] Em determinadas modalidades, a camada de suporte tem uma rigidez de Gurley de pelo menos 1.000 gramas, e frequentemente pelo menos 5.000 gramas. Em determinadas modalidades, a camada de suporte pode ter uma rigidez de Gurley de até 10.000 gramas. Um método para medir a rigidez de Gurley é descrito em TAPPI n° T543.

[0118] Exemplos de material adequado para a camada de suporte (isto é, substrato) incluem não tecido ligado por fiação contínua, laminado a úmido, cardado ou fundido por sopro. As fibras adequadas podem ser fibras celulósicas, fibras de vidro, fibras metálicas ou fibras poliméricas sintéticas ou a combinação. As fibras podem estar na forma de tecidos ou não tecidos. Materiais plásticos ou de tela de metal, tanto extrudados como furados, são outros exemplos de substratos de filtros. Exemplos de não tecidos sintéticos incluem não tecidos de poliéster, não tecidos de náilon, não tecidos de poliolefina (por exemplo, polipropileno), não tecidos de policarbonato ou não tecidos mesclados ou multicomponentes dos mesmos. Os substratos tipo folha (por exemplo, celulósicos, sintéticos e/ou vítreos ou mantas de combinação) são exemplos típicos de substratos de filtro. Outros exemplos preferenciais de substratos adequados incluem fibras de poliéster de poliéster ou bicomponentes (conforme descrito no presente documento para a camada de filtro contendo vidro) ou tereftalato de polipropileno/polietileno ou fibras bicomponentes de tereftalato de polietileno/polietileno em uma ligação de fiação contínua.

[0119] Em determinadas modalidades, a camada de suporte inclui fibras laminadas a úmido. Em determinadas modalidades, a camada de suporte inclui fibras de celulose laminadas a úmido, fibras de poliéster, ou uma combinação dos mesmos.

[0120] Em determinadas modalidades, a camada de suporte é hidrofóbica. O material fibroso do qual é feita pode ser hidrofóbico (por exemplo, uma poliolefina) ou inclui um aditivo hidrofóbico, ou pode ser revestida com um material hidrofóbico, como aqueles descritos no presente documento para o revestimento hidrofóbico na camada de filtro contendo vidro, ou pode ser tratada com uma técnica de tratamento de plasma. Alternativamente, se laminada a úmido, uma resina hidrofóbica pode ser aplicada durante o processo de laminação a úmido.

Camada de Tela Opcional

[0121] Em determinadas modalidades, uma camada de tela pode ser usada para melhorar a rigidez de meios de filtro da presente revelação. Tipicamente, uma camada de tela é disposta entre a camada de filtro de carregamento superficial e a camada de filtro de carregamento profunda. Os materiais úteis para a camada de tela têm tipicamente uma alta permeabilidade (isto é, “perm”) (por exemplo, maior que 1.600 l/m2/s) e são finos (por exemplo, menores que 0,012 cm (0,005 polegada)), então, há um efeito mínimo o desempenho da folha plana ou elemento de filtro. Os exemplos de tais materiais de tela incluem aqueles disponíveis sob os nomes comerciais FINON C303NW e FINON C3019 NW junto à Midwest Filtration em Cincinatti, OH. Outros são descritos, por exemplo, na publicação de patente US 2009/0120868.

Elementos de Filtro e Usos

[0122] Os meios de filtro da presente revelação podem, então, ser fabricados em elementos de filtro (isto é, elementos de filtração), incluindo, por exemplo, filtros de painel plano, filtros de cartucho ou outros componentes de filtração (por exemplo, cilíndricos ou cônicos). Os exemplos de tais elementos de filtro são descritos nas patentes US nos 6.746.517; 6.673.136; 6.800.117; 6.875.256; 6.716.274; e 7.316.723, bem como no pedido de patente US n° 2014/0260142.

[0123] Os meios de filtro podem ser corrugados. As corrugações exemplificadoras têm uma profundidade de 0,020 a 0,035 polegada (0,5 mm a 0,9 mm). Os meios de filtro corrugados podem, então, tipicamente ser plissados para formar uma pilha de pregas, depois, colocados e vedados em um alojamento, como é conhecido na técnica.

[0124] Os elementos de filtro da presente revelação podem ser usados em filtração industrial como em coletores de poeira, e em sistemas de AVAC comerciais e residenciais.

[0125] As Figuras 4 a 14 retratam várias modalidades de elementos de filtro da presente revelação que são utilizáveis em sistemas de admissão de ar de turbina a gás ou limpadores de ar industriais.

[0126] Na Figura 4, um elemento de painel plissado 200 é mostrado em vista em perspectiva. O elemento de painel 200 inclui um pacote de meios 202 de meios plissados 204. Os meios plissados 204 podem incluir um meio de filtro descrito no presente documento. Na modalidade mostrada, o pacote de meios 202 é mantido dentro de uma armação 206, com os exemplos sendo uma armação retangular 206. A armação 206 tipicamente irá incluir uma gaxeta (não mostrada) para permitir que o elemento 200 seja vedado novamente contra uma folha tubular no sistema de admissão. Na Figura 4, o lado a montante dos meios plissados 204 com a camada de filtro de carregamento superficial é mostrado em 205 no mesmo lado que o gás de entrada (por exemplo, ar) mostrado na seta 207. O gás limpo (por exemplo, ar) é mostrado na seta 208, e emerge dos meios 204 a partir de um lado a jusante dos meios.

[0127] A Figura 5 descreve uma vista em perspectiva de elemento de filtro de bolso 210. O elemento de bolso 210 inclui uma camada de meios de filtro 212 que pode compreender um meio de filtro da presente revelação. Na modalidade mostrada, o elemento de bolso 210 inclui uma pluralidade de pares de painel 213, 214, em que cada par de painel 213, 214 forma um formato similar a V. Os meios de filtro 212 são presos a uma armação 216. A armação 216 tipicamente irá carregar uma gaxeta para permitir que o elemento de bolso 210 seja vedado contra a folha tubular. Em tal disposição, os meios 212 têm um lado fundido por sopro a montante 217, que está situado na parte interna do V, e um lado a jusante 218, que está situado na parte externa do V.

[0128] As Figuras 6 a 8 retratam vistas de um elemento de estilo minipregas ou multi-V 220. O elemento 220 inclui uma armação 222 que segura um pacote de meios de filtro 224 (Figura 8). O pacote de meios 224 compreende uma pluralidade de minipregas. As minipregas são dispostas em um painel 226, e o elemento 220 inclui uma pluralidade de pares de painel miniplissados 227, 228 (Figura 6) dos meios da invenção, em que cada um forma um formato similar a V. Na Figura 6, os pares de painel 227, 228 são mostrados em linhas ocultas, visto que a porção de topo da armação 222 obstrui a vista dos pares de painel 227, 228. A armação 222 define uma pluralidade de entradas de gás sujas (por exemplo, ar) 229 (Figura 7), que levam à parte interna de cada V de cada par de painel plissado 227, 228. Cada par de painel plissado 227, 228 inclui um lado a montante 230, que está na parte interna do V, e um lado a jusante 231, que está na parte externa do V.

[0129] As Figuras 9 a 14 mostram várias modalidades de elementos de filtro plissados e tubulares. A Figura 9 mostra um elemento plissado cilíndrico 240 que tem um pacote de meios 242 que pode incluir um meio de filtro da presente revelação com um lado a montante 244 e um lado a jusante 246. O lado a jusante 246 está na parte interna do volume interno do elemento 240.

[0130] A Figura 10 descreve dois dos elementos cilíndricos 240 alinhados axialmente, de modo que estejam empilhados de ponta a ponta.

[0131] Na Figura 11, o elemento cilíndrico 240 é axialmente alinhado com um elemento parcialmente cônico 250. O elemento parcialmente cônico 250 é um elemento tubular que tem um pacote de meios 252 que pode incluir um meio de filtro da presente revelação. O elemento tem um lado a montante 254 e um lado a jusante 256. O elemento cônico 250 tem uma primeira extremidade 258 que tem um diâmetro que é compatível com o diâmetro do elemento cilíndrico 240. O elemento cônico 250 inclui uma segunda extremidade 260 que tem um diâmetro que é maior que o diâmetro da primeira extremidade 258, assim formando o cone parcial.

[0132] A Figura 12 retrata dois elementos parcialmente cônicos 270, 280 dispostos axialmente e engatados de extremidade a extremidade. Cada um dos elementos 270 inclui um pacote de meios 272, 282 que forma um tubo que pode incluir um meio de filtro da presente revelação. Os pacotes de meios 272, 282 podem ter, cada um, um lado a montante 274, 284 e um lado a jusante 276, 286.

[0133] A Figura 13 mostra um único elemento cônico 270. O elemento 270 pode ser usado sozinho instalado no sistema de admissão para uma turbina a gás sem ser instalado em pares de elemento, como mostrado nas Figuras 11 e 12.

[0134] A Figura 14 é outra modalidade de um elemento de filtro 290 que tem pacote de meios 292 que podem incluir um meio de filtro da presente revelação. O pacote de meios 292 é plissado e forma um espaço tubular. Nessa modalidade, o formato tubular é um formato oval e, em uma modalidade exemplificadora, uma razão do eixo geométrico curto em comparação com o eixo geométrico longo do oval é de cerca de 0,7 a 0,9. Os meios 292 incluem um lado a montante 294 e um lado a jusante 296.

[0135] A Figura 15 é outra modalidade de um elemento de filtro, na forma de uma estrutura ovada, que pode incluir um meio de filtro da presente revelação. O elemento de filtro inclui meios de filtro 310 tendo tampas de extremidade 320 localizadas em cada uma dentre a primeira extremidade 312 e a segunda extremidade 314 dos meios de filtro 310. A tampa de extremidade 320 na primeira extremidade 312 dos meios de filtro 310 pode ter uma abertura que permite acesso ao volume interno do cartucho de filtro. A tampa de extremidade 320 na extremidade oposta dos meios de filtro 310 pode ser fechada, de modo que impeça o acesso ao volume interno do cartucho de filtro e de modo que o gás (por exemplo, ar) que entra no volume interno do cartucho de filtro através da tampa de extremidade 320 na primeira extremidade 312 dos meios de filtro 310 tenha que sair através dos meios de filtro no elemento de filtro.

[0136] Referindo-se à Figura 15, em uma ou mais modalidades alternativas, ambas as tampas de extremidade 320 podem ser abertas para permitir acesso ao volume interno do elemento de filtro. Em uma ou mais modalidades, uma gaxeta 322 pode ser fornecida na tampa de extremidade 320 para vedar o cartucho de filtro sobre uma abertura em, por exemplo, uma folha tubular, um venturi ou outra estrutura através da qual o gás é liberado no volume interno do elemento de filtro. Um eixo geométrico de tubo 311 se estende através do cartucho de filtro tubular entre a primeira extremidade 312 e a segunda extremidade 314. Os meios de filtro 310 nos cartuchos de filtro aqui descritos definem uma superfície externa 316 e superfície interna 318 localizadas em torno do eixo geométrico do tubo 311. A superfície interior 318 está virada para um volume interno do cartucho de filtro 310 e a superfície externa 316 está virada para o lado oposto desse volume interno.

[0137] No elemento de filtro da Figura 15, as tampas de extremidade 320 podem incluir um mecanismo de alinhamento na forma de, por exemplo, abas opcionais 324 nas quais entalhes 326 estão localizados. Os entalhes 326 podem ser dimensionados para receber membros superiores e inferiores 352 e 354 de uma forquilha 350 sobre a qual o cartucho de filtro pode ser montado em um sistema de filtragem. Cada um dos entalhes 326 pode ser descrito como tendo, em uma ou mais modalidades, uma abertura que está virada para o volume interior dos cartuchos filtrantes, em que o entalhe 326 se prolonga em direção ao perímetro interno 328 da tampa de extremidade 320. Embora cada entalhe 326 esteja formado em uma única aba 324 na modalidade representada, em uma ou mais modalidades alternativas, um entalhe 326 pode ser formado entre dois membros que se projetam a partir do perímetro interno 328 da tampa de extremidade 320, em que os dois membros que formam o entalhe 326 não são o mesmo membro estrutural. O uso de duas abas 324 em combinação com uma forquilha 350 que tem dois membros 352 e 354 pode ser benéfico para impedir, ou pelo menos limitar, a rotação de um cartucho de filtro ao redor de seu eixo geométrico tubular 311 quando instalado na forquilha 350 em um sistema de filtração. Tal elemento de filtro é descrito em detalhes adicionais na publicação de patente US n° 2014/0260142.

[0138] Deve ser entendido que cada um dos elementos de filtro caracterizados acima e descritos nas Figuras 4 a 15 podem ser meios planos ou meios corrugados e/ou instalados operacionalmente em um sistema de admissão para uma turbina a gás ou outro sistema de ventilação.

[0139] Em funcionamento, o gás (por exemplo, ar) a ser filtrado será direcionado através do lado a montante, a camada de filtro de carregamento superficial de fibra fina e, então, através do lado a jusante de meios de filtro no elemento de filtro respectivo tipicamente instalado em uma folha tubular. Os meios de filtro irão remover pelo menos alguma parte do particulado da corrente de gás (por exemplo, ar). Após passar através do lado a jusante dos meios, o gás filtrado (por exemplo, ar) é, então, direcionado para a turbina a gás.

Modalidades Exemplificadoras

[0140] A modalidade 1 é um meio de filtro de gás que compreende: uma camada de filtro de carregamento superficial que compreende fibras finas que têm um diâmetro médio menor que 1 mícron; uma camada de filtro de carregamento profunda; e uma camada de suporte; em que as camadas são configuradas e dispostas para colocação em uma corrente de gás com a camada de filtro de carregamento superficial sendo a camada mais a montante.

[0141] A modalidade 2 é o meio de filtro da modalidade 1 que é limpável por pulso.

[0142] A modalidade 3 é o meio de filtro da modalidade 1 ou 2, em que a camada de filtro de carregamento profunda é posicionada entre a camada de carregamento superficial e a camada de suporte.

[0143] A modalidade 4 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 3, em que as fibras finas têm um diâmetro médio de até 0,5 mícron.

[0144] A modalidade 5 é o meio de filtro da modalidade 4, em que as fibras finas têm um diâmetro médio de até 0,3 mícron.

[0145] A modalidade 6 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 5, em que as fibras finas têm um diâmetro médio de pelo menos 0,01 mícron.

[0146] A modalidade 7 é o meio de filtro da modalidade 6, em que as fibras finas têm um diâmetro médio de pelo menos 0,1 mícron.

[0147] A modalidade 8 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 7, em que as fibras finas compreendem náilon, fluoreto de polivinilideno, poliuretano ou combinações dos mesmos.

[0148] A modalidade 9 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 8, em que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de pelo menos 30%.

[0149] A modalidade 10 é o meio de filtro da modalidade 9, em que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de pelo menos 70%.

[0150] A modalidade 11 é o meio de filtro da modalidade 10, em que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de pelo menos 80%.

[0151] A modalidade 12 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 11, em que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de até 99%.

[0152] A modalidade 13 é o meio de filtro da modalidade 12, em que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de até 95%.

[0153] A modalidade 14 é o meio de filtro da modalidade 13, em que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de até 90%.

[0154] A modalidade 15 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 14, em que a camada de filtro de carregamento profunda compreende uma camada de filtro contendo vidro de alta eficiência, uma camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência, ou uma combinação dos mesmos.

[0155] A modalidade 16 é o meio de filtro da modalidade 15, em que a camada de filtro de carregamento profunda compreende uma camada de filtro contendo vidro de alta eficiência que compreende fibras de vidro e fibras aglutinantes de múltiplos componentes.

[0156] A modalidade 17 é o meio de filtro da modalidade 16, em que a camada contendo vidro de alta eficiência compreende até 10%, em peso de uma resina aglutinante, com base no peso total da camada contendo vidro.

[0157] A modalidade 18 é o meio de filtro da modalidade 16 ou 17, em que as fibras aglutinantes de múltiplos componentes da camada de filtro contendo vidro de alta eficiência compreendem fibras bicomponentes que têm uma bainha de polyester de baixo ponto de fusão e um núcleo de poliéster de ponto de fusão mais elevado.

[0158] A modalidade 19 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 16 a 18, em que a camada de filtro contendo vidro de alta eficiência compreende ainda fibras de poliéster distintas das fibras aglutinantes de múltiplos componentes.

[0159] A modalidade 20 é o meio de filtro da modalidade 19, em que as fibras de poliéster distintas das fibras aglutinantes de múltiplos componentes têm um diâmetro médio de 10 mícrons a 14 mícrons.

[0160] A modalidade 21 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 16 a 20, em que a camada de filtro contendo vidro de alta eficiência compreende fibras de vidro que têm um diâmetro médio de 0,4 mícron a 0,5 mícron.

[0161] A modalidade 22 é o meio de filtro da modalidade 15, em que a camada de filtro de carregamento profunda compreende uma camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência.

[0162] A modalidade 23 é o meio de filtro da modalidade 22, em que a camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência compreende fibras fundidas por sopro que compreende polipropileno, tereftalato de polibutileno ou combinações dos mesmos.

[0163] A modalidade 24 é o meio de filtro da modalidade 22 ou 23, em que a camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência compreende fibras fundidas por sopro que têm um diâmetro médio de 0,5 mícron a 10 mícrons.

[0164] A modalidade 25 é o meio de filtro da modalidade 24, em que a camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência compreende fibras fundidas por sopro que têm um diâmetro médio de 0,5 mícron a 4 mícrons.

[0165] A modalidade 26 é o meio de filtro da modalidade 25, em que a camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência compreende fibras fundidas por sopro que têm um diâmetro médio de 1 mícron a 3 mícrons.

[0166] A modalidade 27 é o meio de filtro da modalidade 25, em que a camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência compreende fibras fundidas por sopro que têm um diâmetro médio de 2 mícron a 3 mícrons.

[0167] A modalidade 28 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 27, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de pelo menos 55%.

[0168] A modalidade 29 é o meio de filtro da modalidade 28, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de pelo menos 70%.

[0169] A modalidade 30 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 29, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de até 99,997%.

[0170] A modalidade 31 é o meio de filtro da modalidade 30, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de até 99,97%.

[0171] A modalidade 32 é o meio de filtro da modalidade 31, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de até 99,5%.

[0172] A modalidade 33 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 32, em que a camada de filtro de carregamento profunda tem um peso de base de até 150 g/m2.

[0173] A modalidade 34 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 33, em que a camada de filtro de carregamento profunda tem um peso de base de pelo menos 10 g/m2.

[0174] A modalidade 35 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 34, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de sal de pelo menos 1 g/m2 a uma elevação de pressão de 500 Pascals acima da inicial.

[0175] A modalidade 36 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 35, em que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de sal de até 10 g/m2 a uma elevação se pressão de 500 Pascals acima da inicial.

[0176] A modalidade 37 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 36, em que a camada de suporte tem uma rigidez de Gurley de 1.000 miligramas ou mais.

[0177] A modalidade 38 é um meio de filtro da modalidade 27 em que a camada de suporte tem uma permeabilidade a ar de pelo menos 10 ft3/min a 125 Pa (80,2 l/m2/s a 200 Pa).

[0178] A modalidade 39 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 38, em que a camada de suporte compreende fibras laminadas a úmido.

[0179] A modalidade 40 é o meio de filtro da modalidade 39, em que as fibras laminadas a úmido compreendem celulose, poliéster, ou combinações dos mesmos.

[0180] A modalidade 41 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 40, em que a camada de suporte tem um peso de base de até 260 g/m2.

[0181] A modalidade 42 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 41, em que a camada de suporte tem um peso de base de pelo menos 50 g/m2.

[0182] A modalidade 43 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 42, que compreende adicionalmente uma camada de tela disposta entre a camada de filtro de carregamento superficial e a camada de filtro de carregamento profunda.

[0183] A modalidade 44 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 43 que tem uma espessura de pelo menos 10 mils (0,25 mm).

[0184] A modalidade 45 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 44 que tem uma espessura de até 60 mils (1,5 mm).

[0185] A modalidade 46 é o meio de filtro da modalidade 45 que tem uma espessura de até 30 mils (0,76 mm).

[0186] A modalidade 47 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 46, em que as camadas são aderidas juntamente com adesivo, fibras aglutinantes, ligação térmica, ligação ultrassônica, autoadesão, ou combinações dos mesmos.

[0187] A modalidade 48 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 47 que exibe uma eficiência de pelo menos F9 por EN779:2012.

[0188] A modalidade 49 é o meio de filtro da modalidade 48 que exibe uma eficiência de pelo menos 80%, ou maior que 80%, pelo teste de eficiência de DEHS no tamanho de partícula mais penetrante.

[0189] A modalidade 50 é o meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 49 que é um meio de filtro de ar.

[0190] A modalidade 51 é um elemento de filtro de gás que compreende um alojamento e um meio de filtro de gás de qualquer uma das modalidades 1 a 50.

[0191] A modalidade 52 é o elemento de filtro de gás da modalidade 51 que exibe uma eficiência de pelo menos F9 por EN779:2012.

[0192] A modalidade 53 é o elemento de filtro de gás da modalidade 52 que exibe uma eficiência de pelo menos E10 por EN1822:2009.

[0193] A modalidade 54 é o elemento de filtro de gás da modalidade 53 que exibe uma eficiência de pelo menos E11 por EN1822:2009.

[0194] A modalidade 55 é o elemento de filtro de gás da modalidade 54 que exibe uma eficiência de pelo menos E12 por EN1822:2009.

[0195] A modalidade 56 é o elemento de filtro de gás de qualquer uma das modalidades 51 a 55 que é um painel plano, cilíndrico ou cônico.

[0196] A modalidade 57 é o elemento de filtro de gás de qualquer uma das modalidades 51 a 56 que é plissado.

[0197] A modalidade 58 é um método de filtração de um gás (por exemplo, ar), sendo que o método compreende direcionar o gás através de um elemento de filtro de qualquer uma das modalidades 51 a 57.

[0198] A modalidade 59 é um método de filtração de um gás, sendo que o método compreende direcionar o gás através de um meio de filtro de qualquer uma das modalidades 1 a 55.

Exemplos

[0199] Os objetivos e vantagens desta revelação são, ainda, ilustrados pelos exemplos a seguir, mas os materiais particulares e as quantidades dos mesmos mencionadas nesses exemplos, assim como outras condições e detalhes, não devem ser interpretados de modo a limitar indevidamente esta revelação.

Métodos de Teste Teste de Carregamento de Sal

[0200] Uma bancada TSI 8130 é usada para carregar uma amostra de 100 cm2 de meios de filtração com partículas de sal de NaCl (0,33 μm de diâmetro mediano de massa) a uma concentração de 20 mg/m3. A taxa de fluxo na bancada foi escolhida para representar condições do mundo real. Os outros ajustes para a bancada devem ser executados de acordo com as normas do fabricante. Os meios são carregados em qualquer lugar de 4 polegadas a 10 polegadas de H2O (1.000 a 2.500 Pa) de dP antes do fim do teste, dependendo das necessidades dos solicitantes. Cada minuto, a bancada mede a quantidade de sal carregado, sal passado e dP através dos meios. Esses dados são registrados pela bancada. Antes e após a conclusão do teste, a amostra é pesada, a diferença no peso é o sal carregado, e esse valor é usado para calibrar o fotômetro.

[0201] Verificou-se que os meios que possuem uma capacidade superior a 0,5 g/pés2 (5,38 g/m2), quando carregados a 2 polegadas de aumento de queda de pressão de H2O a uma velocidade média de 10 pés por minuto (fpm) (5,33 cm/s), são meios de carregamento profunda.

Método de Teste ISO11057 Modificado para Caracterização de Filtração de material de filtro limpável

[0202] Para determinar a capacidade de limpeza por pulso dos meios de filtro, uma versão modificada do método de teste ISO11057 para caracterização de filtração de meios de filtro limpáveis foi usada. O padrão ISO tem 5 fases. Fase 2 do teste foi usada com modificação conforme a seguir: Taxa de fluxo de perna primária: 2,54 m3/hora; Taxa de fluxo de perna secundária: 5,07 m3/hora; Restrição máxima 1.800 Pa; Taxa de alimentação de poeira: 2,0 g/m3; Resistência a pulso: 0,1 MPa; e 200 segundos por ciclo, 300 ciclos totais por teste. Todas as outras condições de teste permanecem iguais.

[0203] A queda de pressão (dP) através dos meios imediatamente após o pulso foi registrada para cada ciclo. A dP final após 300 ciclos e dP após a extrapolação para 3.000 ciclos foram usadas para comparar o desempenho de meios limpáveis por pulso. A extrapolação foi feita por ajuste de curva de uma equação logarítmica ou de potência (a que tiver o maior R2) aos dados (até 300 pulsos), usando a equação para determinar a dP em 3000 pulsos.

Teste de Eficiência de DEHS

[0204] Uma bancada TSI 3160 é usada para testar a eficiência de uma mídia de amostra de 100 cm2 em fluxos representativos das condições do mundo real, neste caso foi usado um fluxo de 0,020 m/s (4 pés por minuto (fpm)). Um atomizador cria uma distribuição de gotículas de DEHS e um analisador de mobilidade diferencial (DMA) é usado para classificar uma distribuição de gotículas de DEHS em uma nuvem de partículas monodispersas. Os tamanhos de gotículas de óleo para esse teste são 0,09, 0,1,0,2, 0,3 e 0,4 μm. Um contador de partícula de condensação (CPC) mede, então, a concentração de desafio a montante e a jusante da amostra de filtro a fim de determinar a eficiência dos meios nesses tamanhos de partícula. Todos os outros ajustes são de acordo com as especificações dos fabricantes.

[0205] Após a eficiência ser determinada para todos os tamanhos de partículas, o sistema ajusta uma curva para esses pontos a fim de determinar qual tamanho de partícula se refere à penetração mais alta (menor eficiência), isso é chamado de tamanho de partículas mais penetrante (MPPS) e pode ser uma penetração calculada com base na curva ajustada para essa amostra de meios em particular.

Teste de LEFS

[0206] Uma amostra de diâmetro de 10 cm (4 polegadas) é cortada a partir dos meios. A eficiência de captura de partícula do espécime de teste é calculada com o uso de esferas de látex de 0,8 μm como um contaminante de desafio de teste na bancada de LEFS (para uma descrição do teste de LEFS, consultar padrão ASTM F1215-89) operando a 0,10 m/s (20 fpm).

Exemplos Exemplo 1

[0207] Meios de filtro laminados foram preparados com o uso da técnica a seguir. Um material de filtro laminado a úmido de 50 gsm que inclui uma mistura de fibras de PET de vidro e bicomponentes foi preparado de modo similar àquele do Exemplo 6 na patente US n° 7.314.497 (com a modificação que consiste em 40% de microfibras de vidro B08 da Lauscha Fiber International (Lauscha, Alemanha) e 60% de fibras de PET bicomponentes TJ04BN da Teijin (Osaka, Japão)). Meios laminados a úmido de 116 gsm consistindo em 90% de material de suporte de mistura de celulose e 10% de poliéster foram adquiridos junto à H&V de East Walpole, MA. As propriedades de folha estão na Tabela 1.Tabela 1

[0208] Estes dois rolos foram colocados em camadas, de modo a que a camada bicomponente de vidro esteja a montante e a mistura de poliéster de celulose esteja no fundo. Um adesivo granular de EMS-Griltech da Suíça (Griltex 9E) foi aplicado entre as duas camadas a uma taxa de 4,07 g/m2, foram, então, laminadas a quente a 129 °C (265 °F).

[0209] Após a laminação, uma camada de fibra fina foi aplicada à camada bicomponente de vidro de 50 gsm. Essa camada de fibra fina foi composta de fibras dimensionadas entre 0,2 a 0,3 mícron, e consistindo em náilon com uma eficiência de LEFS de 82,4%.

[0210] Os meios laminados e revestidos com nanofibra foram testados para suas propriedades de folha plana e o elemento foi testado para dP e eficiência usando o procedimento EN1822. Os resultados são mostrados na Tabela 2.Tabela 2

[0211] Os meios de folha plana foram plissados a uma profundidade de prega de 2 polegadas (5,1 cm) e construídos em um par de filtro cônico e cilíndrico de 26 polegadas (66 cm). Os elementos cônicos tiveram 280 pregas por elemento, enquanto que os elementos cilíndricos tiveram 230 pregas. Os elementos foram construídos de tal modo que a camada de nanofibras estivesse voltada para o lado a montante.

Exemplo 2

[0212] Meios de filtro laminados foram preparados com o uso da técnica a seguir. Um material de filtro laminado a úmido de 50 gsm que inclui uma mistura de fibras de PET de vidro e bicomponentes foi preparado de modo similar àquele do Exemplo 6 na patente US n° 7.314.497 (com a modificação que consiste em 40% de microfibras de vidro B08 da Lauscha Fiber International (Lauscha, Alemanha) e 60% de fibras de PET bicomponentes TJ04BN da Teijin (Osaka, Japão)). Meios laminados a úmido de 116 gsm consistindo em 90% de material de suporte de mistura de celulose e 10% de poliéster foram adquiridos junto à H&V de East Walpole, MA. As propriedades de folha estão na Tabela 3.Tabela 3

[0213] Essas duas fileiras foram colocadas em camadas, de modo a que a camada bicomponente de vidro esteja a montante e a mistura de poliéster de celulose esteja no fundo. As duas camadas foram laminadas a quente a 129 °C (265 °F) usando Griltex 9E, um adesivo granular (EMS-Griltech da Suíça) a uma taxa de 4,07 g/m2 entre cada camada. Após a laminação, uma camada de fibra fina foi aplicada à camada de mescla de poliéster de celulose laminada a úmido de 116 gsm. Essa camada de fibra fina foi composta de fibras de náilon dimensionadas entre 0,2 a 0,3 mícron, com uma eficiência de LEFS de 78%. Os meios laminados e revestidos por nanofibra foram testados por suas propriedades de folha plana. Os resultados são mostrados na Tabela 4.Tabela 4

[0214] Os meios de folha plana foram plissados a uma profundidade de prega de 2 polegadas (5,1 cm) e construídos em um par de filtro cônico e cilíndrico de 26 polegadas (66 cm). Os elementos cônicos tiveram 250 pregas por elemento, enquanto que os elementos cilíndricos tiveram 210 pregas. Os elementos foram construídos de tal modo que a camada de nanofibras estivesse voltada para o lado a montante.

Exemplo 3

[0215] Meios de filtro laminados foram preparados com o uso da técnica a seguir. Um material de filtro laminado a úmido de 50 gsm que inclui uma mistura de fibras de vidro e bicomponentes foi preparado de modo similar àquele do Exemplo 6 na patente US n° 7.314.497 (com a modificação que consiste em 50% de microfibras de vidro B08 da Lauscha Fiber International (Lauscha, Alemanha) e 50% de fibras de PET bicomponentes (TJ04BN) da Teijin (Osaka, Japão)). Um material de suporte ligado por fiação contínua de 100 gsm Finon C310NW foi adquirido junto à Midwest Filtration de Cincinnati, OH. As propriedades de folha estão na Tabela 5.Tabela 5

[0216] Essas duas fileiras foram colocadas em camadas, de modo que a camada laminada a úmido estava a montante e a camada ligada por fiação contínua estava a jusante. As camadas foram laminadas a quente a 135 °C (275 °F) usando um adesivo granular Griltex 9E (EMS-Griltech d Suíça) a uma taxa de 4,07g/m2 entre cada camada.

[0217] O material foi, então, corrugado a uma profundidade média de 0,027 polegada (0,69 mm) (medindo a distância na direção z do topo do pico até o fundo da calha no lado do fio dos meios) com 4,5 ondulações por polegada (1,77 ondulação/cm). Após a corrugação, uma camada de fibra fina foi aplicada à camada laminada a úmido de 50 gsm. Essa camada de fibra fina foi composta de fibras de náilon dimensionadas entre 0,2 a 0,3 mícron, com uma eficiência de LEFS de 66%.

[0218] Os meios laminados, corrugados e revestidos foram testados por suas propriedades de folha plana. Os resultados são mostrados na Tabela 6.Tabela 6

[0219] Os meios de folha plana foram plissados a uma profundidade de prega de 2 polegadas (5,1 cm) e construídos em pares de filtro cônico e cilíndrico de 26 polegadas (66 cm). Os elementos cônicos tiveram 210 pregas por elemento, enquanto que os elementos cilíndricos tiveram 176. Os elementos foram construídos de tal modo que a camada de nanofibra estivesse voltada a montante.

Exemplo 4

[0220] Meios de filtro laminados foram preparados com o uso da técnica a seguir. Uma camada de tela ligada por fiação contínua de 18,6 gsm Finon C3019 foi adquirida junto à Midwest Filtration de Cincinnati, OH. Um material de filtro laminado a úmido de 50 gsm que inclui uma mistura de fibras de vidro e bicomponentes foi preparado de modo similar àquele do Exemplo 6 na patente US n° 7.314.497 (com a modificação que consiste em 50% de microfibras de vidro B08 da Lauscha Fiber International (Lauscha, Alemanha) e 50% de fibras de PET bicomponentes (TJ04BN) da Teijin (Osaka, Japão)). Um material de suporte ligado por fiação contínua de 100 gsm Finon C310NW foi adquirido junto à Midwest Filtration de Cincinnati, OH. As propriedades de folha estão na Tabela 7.Tabela 7

[0221] Essas três fileiras foram colocadas em camadas, de modo que a camada de tela estivesse a montante, a camada laminada a úmido estivesse no meio e a camada ligada por fiação contínua estivesse a jusante. As camadas foram laminadas a quente a 129 °C (275°F) usando um adesivo granular Griltex 9E (EMS- Griltech da Suíça) a uma taxa de 4,07 g/m2 entre cada camada.

[0222] O material foi, então, corrugado a uma profundidade média de 0,0248 polegada (0,63 mm) (medindo a distância na direção z do topo do pico até o fundo da calha no lado do fio dos meios) com 4,5 ondulações por polegada (1,77 ondulação/cm).

[0223] Após a corrugação, uma camada de fibra fina foi aplicada à camada de tela ligada por fiação contínua de 18,6 gsm. Essa camada de fibra fina foi composta de fibras de náilon dimensionadas entre 0,2 a 0,3 mícron, com uma eficiência de LEFS de 66%. Os meios laminados, corrugados e revestidos por fibra fina foram testados por suas propriedades de folha plana. Os resultados são mostrados na Tabela 8.Tabela 8

Exemplo 5

[0224] Meios de filtro laminados foram preparados com o uso da técnica a seguir. Um material de filtro laminado a úmido de 50 gsm que inclui uma mistura de fibras de vidro e bicomponentes foi preparado de modo similar àquele do Exemplo 6 na patente US n° 7.314.497 (com a modificação que consiste em 50% de microfibras de vidro B04 da Lauscha Fiber International (Lauscha, Alemanha) e 50% de fibras de PET bicomponentes (TJ04BN) da Teijin (Osaka, Japão)). Um material de suporte de celulose corrugado de 116 gsm foi adquirido junto à H&V de East Walpole, MA. As propriedades de folha estão na Tabela 9.Tabela 9

[0225] Essas duas fileiras foram colocadas em camadas, de modo que a camada laminada a úmido estava a montante e a camada laminada a úmido de celulose contínua estava a jusante. As camadas foram laminadas a quente a 129 °C (275°F) usando um adesivo granular Griltex 9E (EMS-Griltech da Suíça) a uma taxa de 4,07 g/m2 entre cada camada.

[0226] Após a laminação, uma camada de fibra fina foi aplicada à camada laminada a úmido de 50 gsm. Essa camada de fibra fina foi composta de fibras de náilon dimensionadas entre 0,2 a 0,3 mícron, com uma eficiência de LEFS de 74%.

[0227] Os meios laminados e revestidos por fibra fina foram testados por suas propriedades de folha plana. Os resultados são mostrados na Tabela 10.Tabela 10

[0228] Os meios de folha plana foram plissados a uma profundidade de prega de 2 polegadas (5,1 cm) e construídos em um par de filtro cilíndrico de 26 polegadas (66 cm). Os elementos tiveram 250 pregas por elemento. Os elementos foram construídos de tal modo que a camada de nanofibras estivesse voltada para o lado a montante.

Exemplo 6

[0229] Meios de filtro laminados foram preparados com o uso da técnica a seguir. Um material de filtro laminado a úmido de 50 gsm que inclui uma mistura de fibras de PET de vidro e bicomponentes foi preparado de modo similar àquele do Exemplo 6 na patente US n° 7.314.497 (com a modificação que consiste em 40% de microfibras de vidro B08 da Lauscha Fiber International (Lauscha, Alemanha) e 60% de fibras de PET bicomponentes TJ04BN da Teijin (Osaka, Japão)). Meios laminados a úmido de 114 gsm consistindo em material de suporte de vidro, poliéster e resina foram adquiridos junto à H&V de East Walpole, MA. As propriedades de folha estão na Tabela 11.Tabela 11

[0230] O material EN933 foi corrugado a uma profundidade média de 0,0283 polegada (0,72 mm) (medindo a distância na direção z do topo do pico até o fundo da calha no lado do fio dos meios) com 4,5 ondulações por polegada (1,77 ondulação/cm).

[0231] Essas duas fileiras foram, então, colocadas em camadas, de modo a que a camada bicomponente de vidro esteja a montante e a mistura de poliéster de vidro esteja no fundo. As duas camadas foram laminadas a quente a 129 °C (265 °F) usando Griltex 9E, um adesivo granular (EMS-Griltech da Suíça) a uma taxa de 4,07 g/m2 entre cada camada.

[0232] Após a laminação, uma camada de fibra fina foi aplicada à camada laminada a úmido de 50 gsm. Essa camada de fibra fina foi composta de fibras de náilon dimensionadas entre 0,2 a 0,3 mícron, com uma eficiência de LEFS de 62,4%. Os meios laminados e revestidos por nanofibra foram testados por suas propriedades de folha plana, os resultados são mostrados na Tabela 12. Tabela 12

[0233] Os meios de folha plana foram plissados a uma profundidade de prega de 2 polegadas (5,1 cm) e construídos em um par de filtro cônico e cilíndrico de 26 polegadas (66 cm). Os elementos cônicos tiveram 266 pregas por elemento, enquanto que os elementos cilíndricos tiveram 220 pregas. Os elementos foram construídos de tal modo que a camada de nanofibras estivesse voltada para o lado a montante.

[0234] As revelações completas das patentes, documentos de patente e publicações aqui mencionadas são incorporadas a título de referência na sua totalidade como se cada um fosse incorporado individualmente. Várias modificações e alterações a esta divulgação tornar-se-ão evidentes para os peritos na arte sem se afastarem do âmbito e espírito desta divulgação. Deve-se entender que esta divulgação não se destina a ser indevidamente limitada pelas modalidades ilustrativas e exemplos expostos, e que tais exemplos são apresentados a título de exemplo apenas com o escopo da revelação que se destina a ser limitado apenas pelas reivindicações apresentadas no presente documento como segue.

Claims

1. Meio de filtro de gás CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma camada de filtro de carregamento superficial que compreende fibras finas tendo um diâmetro médio menor que 1 mícron; uma camada de filtro de carregamento profunda que compreende uma camada de filtro de alta eficiência que compreende fibras de vidro e fibras aglutinantes de múltiplos componentes; e uma camada de suporte; em que a camada de suporte tem uma rigidez de Gurley de 1.000 miligramas ou mais; em que as camadas são configuradas e dispostas para posicionamento em uma corrente de gás com a camada de filtro de carregamento superficial sendo a camada mais a montante.

2. Meio de filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que é limpável por pulso de acordo com o método de teste ISO 11057 modificado.

3. Meio de filtro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda está posicionada entre a camada de carregamento superficial e a camada de suporte.

4. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras finas têm um diâmetro médio de até 0,5 mícron.

5. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras finas têm um diâmetro médio de pelo menos 0,01 mícron.

6. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras finas compreendem náilon, fluoreto de polivinilideno, poliuretano ou combinações dos mesmos.

7. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de pelo menos 30%.

8. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento superficial tem uma eficiência de filtração de LEFS de até 99%.

9. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda compreende uma camada de filtro contendo vidro de alta eficiência, uma camada de filtro fundida por sopro ou uma combinação das mesmas.

10. Meio de filtro, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda compreende uma camada de filtro fundida por sopro de alta eficiência.

11. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de pelo menos 55%.

12. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma eficiência de filtração de DEHS de até 99,997%.

13. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda tem um peso de base de até 150 g/m2.

14. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda tem um peso de base de pelo menos 10 g/m2.

15. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de sal de pelo menos 1 g/m2 a uma elevação de pressão de 500 Pascals acima da inicial.

16. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de filtro de carregamento profunda exibe uma capacidade de carregamento de sal de até 10 g/m2 a uma elevação de pressão de 500 Pascals acima da inicial.

17. Meio de filtro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de suporte tem uma permeabilidade a ar de pelo menos 80,2 l/m2/s a 200 Pa (10 pés3/min a 125 Pa).

18. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de suporte compreende fibras laminadas a úmido.

19. Meio de filtro, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras laminadas a úmido compreendem celulose, poliéster, ou combinações dos mesmos.

20. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de suporte tem um peso de base de até 260 g/m2.

21. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de suporte tem um peso de base de pelo menos 50 g/m2.

22. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, CACRACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma camada de tela disposta entre a camada de filtro de carregamento superficial e a camada de filtro de carregamento profunda.

23. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, CARACTERIZADO pelo fato de que tem uma espessura de pelo menos 0,25 mm (10 mils).

24. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, CARACTERIZADO pelo fato de que tem uma espessura de até 1,5 mm (60 mils).

25. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, CARACTERIZADO pelo fato de que as camadas são aderidas juntamente com adesivo, fibras aglutinantes, ligação térmica, ligação ultrassônica, autoadesão, ou combinações dos mesmos.

26. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, CARACTERIZADO pelo fato de que exibe uma eficiência de pelo menos F9 por EN779:2012.

27. Meio de filtro, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que exibe uma eficiência de filtração de pelo menos 80%, pelo teste de eficiência de DEHS no tamanho de partícula mais penetrante.

28. Meio de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 27, CARACTERIZADO pelo fato de que é um meio de filtro de ar.

29. Elemento de filtro de gás, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um alojamento e um meio de filtro de gás como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 28.

30. Elemento de filtro de gás, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que exibe uma eficiência de pelo menos F9 por EN779:2012.

31. Elemento de filtro de gás, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que exibe uma eficiência de pelo menos E10 por EN1822:2009.

32. Elemento de filtro de gás, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que exibe uma eficiência de pelo menos E11 por EN1822:2009.

33. Elemento de filtro de gás, de acordo com a reivindicação 32, CARACTERIZADO pelo fato de que exibe uma eficiência de pelo menos E12 por EN1822:2009.

34. Elemento de filtro de gás, de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 33, CARACTERIZADO pelo fato de que é um painel plano, cilíndrico ou cônico.

35. Elemento de filtro de gás, de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 34, CARACTERIZADO pelo fato de que é plissado.

36. Método para filtração de um gás CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende direcionar o gás por um elemento de filtro como definido em qualquer uma das reivindicações 29 a 35.

37. Método para filtração de um gás CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende direcionar o gás por um meio de filtro como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 28.