CN106794407A - 过滤介质、介质包组件、及方法 - Google Patents

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Abstract

在此披露的技术涉及一种过滤介质，所述过滤介质具有纤维基体和分布遍及所述纤维基体的粘合剂。导电颗粒浸渍在所述粘合剂基体中并且阻燃剂分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体。所述过滤介质可以结合到用于过滤空气的各种类型介质包组件中，所述介质包组件包括卷绕介质、褶皱介质、和层叠过滤介质。还披露了一种方法，其中，导电颗粒分布在粘合剂中并且纤维基体浸渍以所述粘合剂。形成含有至少5％阻燃剂固体的溶液并且在所述溶液中使所述纤维基体饱和。干燥并固化所述饱和的浸渍纤维基体。

Description

过滤介质、介质包组件、及方法
本申请是于2015年9月11日以对所有国家指定的申请人唐纳森公司(DONALDSONCOMPANY,INC)—一家美国国家公司、以及对所有国家指定的发明人美国公民JosephIsrael、美国公民Douglas A.Wersal、和美国公民Andrew J.Untz的名义作为PCT国际专利申请提交的，并且要求在2014年9月11日提交的美国临时专利申请号62/049,233以及2015年9月10日提交的美国专利申请号14/850,504的优先权，这些申请的内容通过援引以其全部内容并入本文。
技术领域
本技术总体上上涉及过滤介质。更具体地，本技术涉及阻燃剂导电过滤介质、介质包组件、及方法。
发明内容
在实施例中，提供了一种过滤介质。所述过滤介质可以包括纤维基体和分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体。导电颗粒浸渍在所述粘合剂基体中并且阻燃剂分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体。
在一个实例实施例中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。在一个实例实施例中，所述阻燃剂包括有机磷。在实施例中，所述阻燃剂包括溴化物。在实施例中，所述导电颗粒包括碳纤维。在实施例中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。在实施例中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。在实施例中，所述纤维基体包括纤维素纤维。在实施例中，所述过滤介质进一步包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。
在另一个实施例中，教授了一种制作过滤介质的方法。使导电颗粒分布在粘合剂中并且使纤维基体浸渍以所述粘合剂。形成含有至少5％阻燃剂固体的溶液并且在所述溶液中使所述纤维基体饱和。干燥并固化所述饱和的浸渍纤维基体。
在实施例中，所述导电颗粒包括碳。在实施例中，所述导电颗粒包括镀镍微球。在实施例中，所述导电颗粒包括镀银微球。在实施例中，所述分布、浸渍和饱和基本上同时执行。在实施例中，所述饱和是在所述分布和浸渍步骤之后执行的。在实施例中，所述粘合剂包括树脂。在实施例中，所述粘合剂包括丙烯酸。在实施例中，所述方法进一步包括将纳米层涂覆至所述浸渍纤维基体。
在实施例中，提供了一种用于过滤空气的介质包组件。所述用于过滤空气的介质包组件可以包括卷绕式单面层介质，所述单面层介质包括紧固到面层介质片材上的槽式介质片材。所述面层介质和所述槽式介质中的每一者可以具有：纤维基体，分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体，以及浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒。阻燃剂分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体。
在实施例中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。在实施例中，所述阻燃剂包括有机磷。在实施例中，所述阻燃剂包括溴化物。在实施例中，所述导电颗粒包括碳纤维。在实施例中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。在实施例中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。在实施例中，所述纤维基体包括纤维素纤维。在实施例中，所述介质包组件可以进一步包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。
在实施例中，提供了一种用于过滤空气的介质包组件。所述介质包组件可以具有多个层叠的单面层介质，每个单面层介质包括紧固到面层介质片材上的槽式介质片材。所述面层介质和所述槽式介质中的每一者可以具有：纤维基体，分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体，以及浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒。阻燃剂分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体。
在实施例中，所述阻燃剂包括有机磷。在实施例中，所述阻燃剂包括溴化物。在实施例中，所述导电颗粒包括碳纤维。在实施例中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。在实施例中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。在实施例中，所述纤维基体包括纤维素纤维。在实施例中，所述介质包组件可以包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。在实施例中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。
在实施例中，提供了一种用于过滤空气的介质包组件。所述介质包组件可以包括褶皱过滤介质，所述褶皱过滤介质限定进流面和出流面。所述褶皱过滤介质可以包括：纤维基体，分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体，以及浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒。阻燃剂分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体。根据一个实例，所述介质包组件包括圆柱形滤芯。根据另一个实例，所述介质包组件限定面板式过滤器组件。
在实施例中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。在实施例中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。在实施例中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。在实施例中，所述纤维基体包括纤维素纤维。在实施例中，所述介质包还可以包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。在实施例中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。在实施例中，所述阻燃剂包括有机磷。在实施例中，所述阻燃剂包括溴化物。在实施例中，所述导电颗粒包括碳纤维。
附图说明
可以结合附图考虑以下各实施例的详细说明来更完全地理解和领会本技术。
图1描绘了符合在此披露的技术的一种方法的一个流程图。
图2描绘了符合在此披露的技术的替代性方法。
图3描绘了在此披露的技术的一个实例实现方式。
图4描绘了根据在此披露的技术的卷绕式单面层介质包。
图5描绘了根据在此披露的技术的层叠式单面层介质包。
图6描绘了根据在此披露的技术的替代性层叠式单面层介质包。
图7描绘了符合在此所披露的技术的管状褶皱滤芯。
图8描绘了符合在此所披露的技术的实例褶皱面板式过滤介质包。
具体实施方式
过滤介质
在此披露的过滤介质通常被配置成用于过滤来自诸如气流的流体流的各种各样的颗粒，其中，这些颗粒可以包括液体或固体，诸如气溶胶和烟灰。所述过滤介质可以结合许多不同的过滤器构型，以下将更详细地描述这些构型。在各种各样实施例中，所述过滤介质自身是遍及带有浸渍的导电颗粒的纤维基体分布的粘合剂基体。阻燃剂分布遍及所述粘合剂基体和纤维基体。
纤维基体可以由合适的组分的许多可能的组合形成。例如，纤维基体可以包括有机纤维，诸如纤维素，合成纤维，诸如聚酯，或有机纤维和合成纤维的组合。取决于最终产品的所期望的性能和成本参数，可以对于纤维基体使用有机纤维和合成纤维的任何相对组合。在一些实施例中，按重量，将会存在至少70％的有机纤维，在其他实施例中，将会存在至少80％的有机纤维，而在又另外的实施例中，将会存在至少90％的有机纤维。粘合剂基体可以是基于溶剂或水的粘合剂，所述粘合剂分布遍及纤维基体。在至少一个实施例中，粘合剂是丙烯酸或聚丙烯酸酯。在至少一个实施例中，粘合剂包括乳胶。在多个实施例中，纤维基体和粘合剂基体对于湿法加工而言是相兼容的。
浸渍在介质中的导电颗粒可以是总体上被配置成用于当期望导电介质时在23℃和50％相对湿度下将过滤介质的表面电阻率降低至小于或等于106Ω/平方的各种类型的材料。当期望耗散介质时，浸渍在介质中的导电颗粒总体上被配置成用于在23℃和50％的相对湿度下使过滤介质的表面电阻率大于或等于106Ω/平方。表面电阻率通过以下ESD协会测试程序或类似测试来确定：静态耗散平面材料的表面电阻测量EOS/ESD S11.11-1993。这种类型的测试程序产生表面电阻值，根据所述表面电阻值，可以通过使测得的表面电阻乘以十来计算表面电阻率。
一般而言，导电颗粒将基本上均匀地分布遍及粘合剂基体和因此的纤维基体。在一个实例实施例中，导电颗粒是碳纤维。在另一个实例中，导电颗粒是镀银微球或镀镍微球。在又另一个实例中，导电颗粒包括碳，诸如碳黑。可以根据当前技术使用许多其他类型的导电颗粒。还可以使用导电颗粒的组合。此外，有可能将金属纤维结合到纤维基体和/或粘合剂基体中。在一些实施例中，导电颗粒按重量最多不超过过滤介质的5％。在一些其他实施例中，导电颗粒按重量大于过滤介质的5％。在一些更具体实施例中，导电颗粒按重量大于过滤介质的10％。
分布在整个纤维基体和粘合剂基体上的阻燃剂可以是赋予过滤介质阻燃性的任何类型的材料。在一个实施例中，阻燃剂含有有机磷。在另一个实施例中，阻燃剂含有溴化物。以下提供了更详细讨论的类型的阻燃剂。阻燃剂按重量将通常是过滤介质的至少5％，并且可以是过滤介质的重量的至少7％、至少10％、至少12％或更多。然而，在一个实施例中，阻燃剂将小于过滤介质的重量的50％、小于30％、或小于20％。
在至少一个实施例中，过滤介质可以包括细纤维层，诸如纳米层，其中，术语“细纤维层”是指其纤维具有的直径范围总体上从约200nm到约800nm的纤维层。可以用各种方法来制造细纤维。Gillingham等人的美国专利号7,090,712、Gillingham等人的美国专利号6,974,490、Kahlbaugh等人的美国专利号6,872,431、Chung等人的美国专利号6,743,273、Gillingham等人的美国专利号6,673,136、Kahlbaugh等人的美国专利号5,423,892、McLead的美国专利号3,878,014、Barris的美国专利号4,650,506、Prentice的美国专利号3,676,242、Lohkamp等人的美国专利号3,841,953、Butin等人的美国专利号3,849,241、以及Schindler等人的美国专利号7,704,740、以及WO 06/094076，所有这些专利通过援引并入本文并且披露了各种各样的细纤维技术。
方法
一般而言，可以用各种各样的方法来制造在此已经披露的过滤介质。图1符合方法100a的一些实施例，其中，粘合剂材料、导电颗粒和纤维基体组合并且接着在阻燃剂溶液中饱和，该阻燃剂溶液接着被干燥和固化以形成阻燃剂导电介质。使导电颗粒分布在粘合剂中102并且将纤维基体浸渍以粘合剂104。形成阻燃剂溶液106，其用于使纤维基体饱和108。接着干燥并固化介质110。
纤维基体可以用湿法工艺浸渍以粘合剂104，在所述过程中，纤维混合从而形成浆料并且接着干燥以形成纤维基体片材。随后，纤维基体浸渍上已经混合形成粘合剂浆料的粘合剂104，从而形成可以被保持住以便稍后固化和干燥的介质基底。在一个实施例中，纤维基体片材被浸渍以粘合剂材料104，接着被干燥和固化以形成导电介质基底105。纤维基体也可以被浸渍以由本领域普通技术人员已知的任何其他工艺产生的粘合剂基体104。
在各种各样实施例中，导电颗粒分布遍及粘合剂材料102和因此的纤维基体。在这样一个实施例中，可以在形成片材之前将导电颗粒分布在粘合剂材料102与纤维之间。在替代性实施例中，可以在粘合剂浸渍入纤维基体104之前使导电颗粒分布遍及粘合剂102。一旦导电纤维介质干燥并固化，任一种方法都允许导电颗粒相对均匀地分布在整个介质上。
接着可以用阻燃剂溶液108使纤维基体饱和，接着被干燥和固化110以形成阻燃剂导电介质。在各种各样实施例中，阻燃剂溶液由溶解在溶剂中的至少5％、至少7％、至少10％、或至少15％的阻燃剂形成106。在一些实施例中，阻燃剂溶液由小于50％、30％或20％的阻燃剂固体形成106。可以至少部分基于过滤介质的环境是否需要“耐用”阻燃剂，意思是在三次清洗之后保持最低水平的阻燃性(这将在以下进行更详细的描述)来选择阻燃剂。在一个实施例中，阻燃剂是有机磷化合物，诸如从美国北卡罗来纳州海波因特市亨斯曼国际有限责任公司(Huntsman International,LLC)获得的 CP，其是一种耐用阻燃剂。在另一个实例实施例中，阻燃剂是含有膦酸盐的氮，诸如也来自亨斯曼国际公司的 CGN-01，其是不耐用的阻燃剂。
在一些实施例中，一旦形成其中有导电颗粒的导电介质基底105，可选地可以向导电介质基底上涂覆纳米层111。在各种各样实施例中，细纤维材料被直接静电纺到过滤介质上111。如将领会到的，也可以使用其他技术。一般而言，基于过滤应用和具体的环境需要，细纤维层可以被配置成允许过滤介质达到所期望的效率。
在上述方法中，在阻燃剂溶液中使纤维基体饱和108是在使导电颗粒分布在粘合剂基体102中并且使得纤维基体浸渍以粘合剂104之后执行的。然而，在一些其他实施例中，诸如图2中所描绘的方法100b，基本上与使纤维基体浸渍以粘合剂114和在阻燃剂溶液中使纤维基体饱和118同时(在形成阻燃剂溶液116之后)地，使导电颗粒分布在粘合剂112中。换言之，在一些实施例中，导电颗粒、粘合剂、纤维基体和阻燃剂溶液组合在单个步骤中。在这样的实施例中，浆料可以由导电颗粒、粘合剂、纤维基体、和阻燃剂形成，其被干燥和固化120以形成阻燃剂导电介质。
介质特性
符合当前披露的技术的过滤介质可以被制造成是导电的或带电阻的，这取决于使用所述介质的具体环境。如果是导电的，则过滤介质将通常具有以上讨论的小于或等于106Ω/平方的表面电阻。基于弗雷泽透气度测试方法，过滤介质可以具有至少8立方英尺/米(cfm)、10cfm或12cfm或甚至20cfm的透气度。在一个实施例中，过滤介质具有约30cfm的透气度。一般而言，基于垂直燃烧测试标准DIN 53438K1，火焰熄灭之后，在过滤介质将具有小于5英寸的阻燃等级。
在各种各样实施例中，过滤介质可以被称为“耐用的”，意思是过滤介质被配置成在三次清洗之后基本上保持小于5英寸的阻燃等级。样品的单次清洗包括将1000mL蒸馏或去离子水与30滴工程批准的表面活性剂混合，如从在美国密苏里州圣路易斯市的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)获得的Triton X-100TM。在表面活性剂溶液中轻轻搅动样品11到13秒并且接着干燥24小时。在三次清洗之后，在上述垂直燃烧测试中测试样品，以确认是否已经保持最低阻燃等级。
在不同实施例中，符合在此披露的技术的过滤介质(缺乏细纤维层)具有在10％与65％之间的效率。在一些实施例中，过滤介质具有至少30％、40％或50％的效率。是根据ASTM#1215-89使用0.78μm单分散聚苯乙烯球形颗粒，在20ft/min(6.1米/min)下来测量效率。在此，此效率将被称为“LEFS效率”。符合在此披露的技术的、包括细纤维层的过滤介质可以具有至少65％、75％或甚至85％的LEFS效率。
令人惊奇地，与在此披露的技术相符合地使导电介质阻燃剂饱和似乎对介质的不同特性没有显著负面影响。下表1反映了将在使用不同类型和强度的阻燃溶液饱和之后纤维素和合成纤维导电介质(从在芬兰赫尔辛基的奥斯龙公司(Ahlstrom)获得的53/40PENC2-G BLACK)的特性进行比较的数据。如上所述， CP是一种耐用的阻燃剂而 CGN是一种不耐用的阻燃剂。下表2反映了将在使用不同类型和强度的阻燃溶液饱和之后纤维素耗散介质(从在美国马萨诸塞州东沃尔波尔市的Hollingsworth&Voss公司获得的FA891级介质)的特性进行比较的数据。与垂直燃烧测试相关联的数据基于对三个基本上完全相同的样品的测试产生的平均值。
表1
表2
以Pyrovatex溶液饱和的每个样品在三次清洗之后通过垂直燃烧测试。如以上证实的，符合在此披露的技术的阻燃剂导电介质具有的透气度可以不小于未经处理的导电介质本身的透气度的70％、75％、80％、85％、88％或甚至90％，其中透气度是弗雷泽透气度。并且，如在此披露的，以阻燃剂溶液使导电介质饱和似乎对表面电阻率没有显著负面影响，意思是表面电阻率总体上保持其耗散性质或导电性质。申请人在遵循与EOS/ESD S11.11-1993中阐述的指南类似的指南的同时使用Trek 152-1型电阻计直接测量在此实施例的表面电阻。
并且，过滤介质的效率似乎没有受到阻燃剂处理的显著负面影响。在可获得LEFS数据的以上实施例中，由于阻燃剂处理，LEFS具有不超过8％的提高。在符合表2中反映的可获得的LEFS数据的实施例中，由于阻燃剂处理，LEFS具有不超过6％的提高。在一些其他实施例中，由于阻燃剂处理，导电介质的LEFS具有不超过15％的提高或10％的提高。
介质包组件
符合在此披露的技术的过滤介质可以结合到现在将描述的各种各样类型过滤器组件中。在一个实施例中，介质形成为“z形介质”或“z形过滤器结构”，其通常是指一种过滤器结构，其用中单独的波纹、折叠或以其他方式形成的过滤片材来限定多组纵向过滤槽以便流体流经介质并且迫使沿着相反的进流端与出流端(或流动面)之间的长度流动的流体穿过所述介质。在例如美国专利公开号2006/0112667 A1、美国专利号6,190,432和6,348,085中描述了Z形介质，每个专利通过援引并入本文。
图3描绘了可以结合到z形过滤器结构中的介质的实例片材，所述介质在此被称为单面层介质。单面层介质1由槽式(在波纹实例中)介质片材3和面层介质片材4形成。一般而言，槽式波纹片材3属于通常在此被表征为具有槽或波纹7的图案的类型，这些槽或波纹限定了交替的低谷7b和丘陵7a。介质1具有第一和第二相反端8和9。单层面介质1可以是卷绕的或者与其他单层面介质层叠以形成介质包，并且第二端9通过丘陵7a限定的入口槽11将形成介质包的入口，并且第一端8通过低谷7b限定的出口槽15形成出口端(尽管相反取向也是有可能的)。
在所示实例中，第一密封剂条14沿第二端9布置，所述密封剂条通常封闭出口槽15使得未经过滤的流体不能在其中通过。当单面层介质片材1卷绕或层叠成过滤器组件构型时，将通常施用条14。因此，第一密封剂条14被配置成在另一层面片材层与槽式片材3之间形成密封。第二密封剂条10将槽式介质片材3与面层介质片材4密封在一起以封闭与第一端8相邻的入口槽11，从而阻止空气未经过滤的空气穿其而过。
一旦单层面介质片材1结合到介质包组件中，例如，通过卷绕或层叠，其就可以如此操作。首先，朝箭头12的方向的空气将进入与第二端9相邻的开放入口槽11。由于第二密封剂条10将出口端8封闭，所以空气将如箭头13所示穿过槽式片材3的介质。空气接着通过穿过出口槽15的与介质包的第一端8相邻的开放端15a离开介质包。当然，可以以朝相反方向的气流进行操作，使得入口槽和出口槽调换。
图4描绘了卷绕并结合到圆柱形介质包组件140中的单层面介质的一个实例实现方式。介质壳体131是圆柱形形状，并且横截面为圆形的。仅描绘了介质132的上流动面的槽的一部分；应理解，整个上流动面132将由槽式介质的槽开口限定(但为了清晰，已经从附图中省略了它们)。密封构件134紧固到介质壳体131上。密封构件134接合壳体131以提供密封，使得未经过滤的空气不绕过过滤介质132。密封构件134可以被表征为径向密封件，因为密封构件134包括沿径向方向接合壳体131以提供密封的密封表面。此外，介质包组件140可以包括帮助支撑壳体131并帮助减小空气过滤介质包140的伸缩的介质包十字撑或支撑结构136。
图5描绘了层叠并结合到介质包组件221中的单层面介质的另一个实例实现方式。示出了单层面介质条带200正添加到单层面介质条的叠层201上，这些单层面介质条各自与单层面介质条带200类似。介质包组件221具有相反的流动面210、211，在这些相反流动面处，一个面是入口面210而相反面是出口面211。选择面210、211中的哪一者是进流面和哪个是出流面在过滤过程中是选择的问题。示出了正通过密封剂投放器205将层叠珠缘206涂抹在每层单层面介质200、202之间。在一些实例中，层叠珠缘206与上游或进流面210相邻定位；而在其他实例中，正好相反。
图5中形成的所示层叠介质包组件201有时被称为“块状”层叠式介质包。术语“块状”在本上下文中是指示所述安排形成为矩形块，其中所有面相对于所有邻近壁面成90°。替代构型是有可能的。例如，在一些实例中，可以通过使每个条带200与相邻条带的对齐稍微偏移来创造叠层，以创造平行四边形或倾斜块形状，其中，入口面和出口面彼此平行，但不与上下表面垂直。
图6中描绘了Z形介质的另一个实例面板式介质包组件30并且通常具有相反的第一流动面32和第二流动面34；并且介质36限定多个槽，其中每个槽具有与过滤器元件第一流动面32相邻的第一端部、与过滤器元件第二流动面34相邻的第二端部。与上述构型类似，这些槽中的所选择的槽在第一流动面32处开放并且朝第二流动面34关闭，并且这些槽中的所选择的槽朝第一流动面32关闭并且在第二流动面34处开放。
图4至图6中所描绘的每个实施例可以根据在此披露的技术结合导电或耗散阻燃剂介质。换言之，可以用具有纤维基体、分布遍及纤维基体的粘合剂基体、浸渍在粘合剂基体中的导电颗粒、以及分布遍及纤维基体和粘合剂基体的阻燃剂的介质来形成被卷绕或层叠成圆柱形或面板式介质包组件的单层面介质。
符合在此披露的技术的过滤介质还可以结合成褶皱介质包组件构型。图7例如描绘了管状滤芯，所述滤芯是限定了内部容积346的介质包组件330。介质包组件330包括第一端盖332和第二端盖334，具有其间延伸的褶皱介质336。所述褶皱介质336的褶皱总体上在端盖332与334之间的方向上延伸。图7的具体介质包组件330具有内衬346和外衬340，其中，示出了外衬340在一个位置破开，以便查看褶皱336。(典型地，虽然可以透过外衬340查看褶皱336，但为了附图的清晰性，并没有以那种方式简单地绘出介质包组件330。)示出的外衬340包括多孔金属网，尽管可以使用各种各样替代性外衬里，包括塑料外衬。在一些情况下，不仅仅使用外衬和/或内衬。
如在此使用的，术语“管状过滤器元件”是指元件具有限制了内部容积的过滤介质。内部容积可以具有各种横截面形状，包括圆形形状、卵形形状、或其他几何形状。在管状过滤器元件安排中，气流在过滤过程中转弯。对于正向流系统，空气从组件330之外的区域流动通过介质336，进入内部容积346，并且接着转弯通过端盖开口344离开内部容积346。在反向流系统中，空气行进与正向流相反。
图8描绘了具有直通流的褶皱面板式介质包组件40中的阻燃剂导电/耗散介质46的另一个实例实现方式。即，空气将不必在过滤过程中转弯。过滤介质46是褶皱介质，其中，褶皱横跨介质包组件40的进流面42和出流面44延伸。虽然介质包组件40被显示为矩形面板式过滤器，但本领域的技术人员将领会到过滤器可以是各种各样的几何形状。在一些实施例中，圆柱形过滤器和面板式过滤器的组合可以组合成单一过滤器组件结构。
图7和图8中所描绘的每个实施例可以结合根据在此披露的技术的导电或耗散阻燃剂介质。换言之，可以用具有纤维基体、分布遍及纤维基体的粘合剂基体、浸渍在粘合剂基体中的导电颗粒、以及分布遍及纤维基体和粘合剂基体的阻燃剂的介质来形成面板式或管状介质包组件的褶皱介质。
还应注意的是，如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，短语“配置”描述了被构造或配置为执行特定任务或采用特定构型的系统、器件或其他结构。短语“配置”可以与其他类似的短语例如“安排”“安排和配置”、“构建和安排”、“构建”、“制造和安排”等互换使用。
本说明书中所有的出版物和专利申请都表明了本技术所属领域的普通技术人员的水平。所有的出版物和专利申请通过援引并入本文，其程度如同明确且单独地通过援引指出每一个单独的出版物或专利申请。
本申请旨在涵盖对本主题的适配或改动。应当理解的是以上说明旨在是说明性的，并且不是限制性的。

Claims (55)

1.一种过滤介质，包括：
纤维基体，
分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体；
浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒；以及
分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体的阻燃剂。
2.如权利要求1和3至11中任一项所述的过滤介质，其中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。
3.如权利要求1至2以及4至11中任一项所述的过滤介质，其中，所述阻燃剂包括有机磷。
4.如权利要求1至3以及5至11中任一项所述的过滤介质，其中，所述阻燃剂包括溴化物。
5.如权利要求1至4以及6至11中任一项所述的过滤介质，其中，所述导电颗粒包括碳纤维。
6.如权利要求1至5以及7至11中任一项所述的过滤介质，其中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。
7.如权利要求1至6以及8至11中任一项所述的过滤介质，其中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。
8.如权利要求1至7以及9至11中任一项所述的过滤介质，其中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。
9.如权利要求1至8以及10至11中任一项所述的过滤介质，其中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。
10.如权利要求1至9以及11中任一项所述的过滤介质，其中，所述纤维基体包括纤维素纤维。
11.如权利要求1至10中任一项所述的过滤介质，进一步包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。
12.一种制作过滤介质的方法，包括：
将导电颗粒分布在粘合剂中；
使纤维基体浸渍以所述粘合剂；
形成含有至少5％阻燃体固体的溶液；
使所述纤维基体在所述溶液中饱和；
干燥并固化所述饱和的浸渍纤维基体。
13.如权利要求12以及14至20中任一项所述的方法，其中，所述导电颗粒包括碳。
14.如权利要求12至13以及15至20中任一项所述的方法，其中，所述导电颗粒包括镀镍微球。
15.如权利要求12至14以及16至20中任一项所述的方法，其中，所述导电颗粒包括镀银微球。
16.如权利要求12至15以及17至20中任一项所述的方法，其中，所述分布、浸渍和饱和基本上同时执行。
17.如权利要求12至16以及18至20中任一项所述的方法，其中，所述饱和是在所述分布和浸渍步骤之后执行的。
18.如权利要求12至17以及19至20中任一项所述的方法，其中，所述粘合剂包括树脂。
19.如权利要求12至18以及20中任一项所述的方法，其中，所述粘合剂包括丙烯酸。
20.如权利要求12至19中任一项所述的方法，进一步包括将纳米层涂覆至所述浸渍纤维基体。
21.一种包括卷绕式单面层介质的、用于过滤空气的介质包组件，所述单面层介质包括紧固到面层介质片材上的槽式介质片材，其中，所述面层介质和所述槽式介质中的每一者包括：
纤维基体，
分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体；
浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒；以及
分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体的阻燃剂。
22.如权利要求21以及23至31中任一项所述的介质包组件，其中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。
23.如权利要求21至22以及24至31中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂包括有机磷。
24.如权利要求21至23以及25至31中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂包括溴化物。
25.如权利要求21至24以及26至31中任一项所述的介质包组件，其中，所述导电颗粒包括碳纤维。
26.如权利要求21至25以及27至31中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。
27.如权利要求21至26以及28至31中任一项所述的介质包组件，其中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。
28.如权利要求21至27以及29至31中任一项所述的介质包组件，其中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。
29.如权利要求21至28以及30至31中任一项所述的介质包组件，其中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。
30.如权利要求21至29以及31中任一项所述的介质包组件，其中，所述纤维基体包括纤维素纤维。
31.如权利要求21至30中任一项所述的介质包组件，进一步包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。
32.一种包括多个层叠的单面层介质的、用于过滤空气的介质包组件，每个单面层介质包括紧固到面层介质片材上的槽式介质片材，其中，所述面层介质和所述槽式介质中的每一者包括：
纤维基体，
分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体；
浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒；以及
分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体的阻燃剂。
33.如权利要求32以及34至42中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂包括有机磷。
34.如权利要求32至33以及35至42中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂包括溴化物。
35.如权利要求32至34以及36至42中任一项所述的介质包组件，其中，所述导电颗粒包括碳纤维。
36.如权利要求32至35以及37至42中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。
37.如权利要求32至36以及38至42中任一项所述的介质包组件，其中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。
38.如权利要求32至37以及39至42中任一项所述的介质包组件，其中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。
39.如权利要求32至38以及40至42中任一项所述的介质包组件，其中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。
40.如权利要求32至39以及41至42中任一项所述的介质包组件，其中，所述纤维基体包括纤维素纤维。
41.如权利要求32至40以及42中任一项所述的介质包组件，进一步包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。
42.如权利要求32至41中任一项所述的介质包组件，其中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。
43.一种包括褶皱过滤介质的、用于过滤空气的介质包组件，所述褶皱过滤介质限定进流面和出流面，其中，所述褶皱过滤介质包括：
纤维基体，
分布遍及所述纤维基体的粘合剂基体；
浸渍在所述粘合剂基体中的导电颗粒；以及
分布遍及所述纤维基体和所述粘合剂基体的阻燃剂。
44.如权利要求43以及45至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述介质包组件包括圆柱形滤芯。
45.如权利要求43至44以及46至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述介质包组件限定面板式过滤器组件。
46.如权利要求43至45以及47至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂按重量是所述过滤介质的至少5％。
47.如权利要求43至46以及48至55中任一项所述的介质包组件，其中，基于垂直燃烧测试，所述过滤介质具有小于5英寸的阻燃等级。
48.如权利要求43至47以及49至55中任一项所述的介质包组件，其中，在三次清洗之后，所述过滤介质基本上保持小于5英寸的阻燃等级。
49.如权利要求43至48以及50至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述过滤介质具有至少8cfm的透气度。
50.如权利要求43至49以及51至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述纤维基体包括纤维素纤维。
51.如权利要求43至50以及52至55中任一项所述的介质包组件，进一步包括联接至所述纤维基体和粘合剂基体的纳米纤维层。
52.如权利要求43至51和53至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述过滤介质具有小于或等于106Ω的表面电阻。
53.如权利要求43至52以及54至55中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂包括有机磷。
54.如权利要求43至53以及55中任一项所述的介质包组件，其中，所述阻燃剂包括溴化物。
55.如权利要求43至54中任一项所述的介质包组件，其中，所述导电颗粒包括碳纤维。
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