CN109641170A - 改进的室内空气净化器和过滤介质 - Google Patents

改进的室内空气净化器和过滤介质 Download PDF

Info

Publication number
CN109641170A
CN109641170A CN201780052268.1A CN201780052268A CN109641170A CN 109641170 A CN109641170 A CN 109641170A CN 201780052268 A CN201780052268 A CN 201780052268A CN 109641170 A CN109641170 A CN 109641170A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter media
multiple layer
adsorbent
ccm
layer filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780052268.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109641170B (zh
Inventor
A·R·福克斯
H·贾苏加
B·L·格哈特
D·M·格拉斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN109641170A publication Critical patent/CN109641170A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109641170B publication Critical patent/CN109641170B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B01D39/163—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin sintered or bonded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0032—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions using electrostatic forces to remove particles, e.g. electret filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0036—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions by adsorption or absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • B01J20/28035—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat with more than one layer, e.g. laminates, separated sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28052—Several layers of identical or different sorbents stacked in a housing, e.g. in a column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/30—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being formed of particles, e.g. chips, granules, powder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0435—Electret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0464—Impregnants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0618—Non-woven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0622—Melt-blown
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627—Spun-bonded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0654—Support layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1216—Pore size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1258—Permeability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1275—Stiffness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4508—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for cleaning air in buildings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/10—Multiple layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/50—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for air conditioning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/025—Particulate layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0207—Elastomeric fibres
    • B32B2262/0215—Thermoplastic elastomer fibers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0253—Polyolefin fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/107—Ceramic
    • B32B2264/108—Carbon, e.g. graphite particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

本公开总体涉及改进的室内空气净化器和用于室内空气净化器中的过滤介质。在一些实施方案中，室内空气净化器和介质表现出优异的香烟烟雾和/或甲醛过滤。一些实施方案包括多层过滤介质，该多层过滤介质包括：氟化驻极体层；吸附剂层，该吸附剂层与氟化驻极体层相邻；和任选的背衬层，该任选的背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度；在背衬层不存在的情况下，氟化驻极体层、吸附剂层中的至少一个或两层的组合具有至少约200mg的Gurley刚度。在一些实施方案中，过滤介质是打褶的。

Description

改进的室内空气净化器和过滤介质
技术领域
本公开总体涉及改进的室内空气净化器和用于室内空气净化器中的过滤介质。在一些实施方案中，室内空气净化器和介质表现出优异的香烟烟雾和/或甲醛过滤。
背景技术
室内空气污染具有两大类污染物：微粒污染物和气态污染物。微粒物质或PM是指存在于空气中的颗粒，包括例如尘埃、污垢、烟灰、烟雾和液滴。PM可具有许多不同的尺寸。在足够高的浓度下，一些颗粒足够大或足够深色以致于例如以烟灰或烟雾的形式被看到。其它颗粒如此小，以至于它们仅可用电子显微镜进行检测。直径小于10微米的颗粒(PM10)引起健康问题，因为它们可被吸入并且聚积在呼吸系统中。直径小于2.5微米的颗粒(PM2.5)被称为“细小”颗粒，并且被认为引起最大的健康风险。由于它们的尺寸小(大约为人类头发的平均宽度的1/30)，所以这些细小颗粒可深深地停留在肺部中。通常使用基于非织造介质的过滤器从空气中过滤掉PM2.5，通常在该基于非织造介质的过滤器中，已经用静电荷处理该过滤介质以增强细小颗粒去除。描述用静电荷处理以增强细小颗粒去除的过滤介质的示例性专利包括例如美国专利6,397,458。
香烟烟雾产生可引起健康问题的小微粒物质。去除该微粒物质可具有挑战性，因为它是相当油性的。包含氟化材料或含氟化合物熔体添加剂的过滤介质显示出优异的油性微粒物质去除。能够去除油性微粒物质的过滤介质描述于例如美国专利5,411,576、5,472,481、6,288,157、6,068,799、6,214,094、6,238,466和6,261,342中。
一类值得注意的气态污染物是挥发性有机化合物(“VOC”)。这些通常是在室温下为气态的有机化学物质。一类值得注意的VOC是醛类，其中一种是甲醛。甲醛存在于许多家用产品中。例如，甲醛通常用于衣服和帘子中以形成耐久压熨。它还用于粘合剂，以及一些油漆和涂料产品中。根据E.P.A.，甲醛最集中在刨花板、胶合板板条和中密度纤维板中。暴露于甲醛会产生若干健康后果。其可引起眼睛流泪、眼睛和喉咙灼热感，以及呼吸困难。在其最极端的情况下，其可引起严重的喘息和咳嗽、过敏反应并且甚至可能引起癌症。
从空气中去除VOC的过滤器和过滤介质通常包括活性炭材料。然而，由于其低分子量，甲醛是特别难以捕获的VOC。已经设计用于去除甲醛的一种示例性过滤介质包括已经用与甲醛反应的官能团或吸附剂进行化学处理的活性炭。描述能够捕获甲醛的过滤介质的一个示例性专利包括转让给本受让人的名称为包括具有三层的打褶空气过滤介质的框架式打褶空气过滤器(FRAMED,PLEATED AIR FILTER COMPRISING PLEATED AIR FILTER MEDIAWITH THREE LAYERS)的中国专利2015-202366934。描述能够从空气中去除醛类的过滤介质的一个示例性专利申请是US 20040163540。
显著修订的用于测试和评定室内空气净化器性能的中国国家标准GB/T 18801-2015于2015年底公布并且于2016年3月1日生效。该标准包括针对微粒、甲苯(典型的VOC)和甲醛的洁净空气输出比率(CADR)。CADR是室内空气净化器装置的总空气净化性能(包括风扇性能和过滤器性能)的量度，并且其以体积流量为单位(例如m3/hr)报告。2015标准还包括针对微粒和甲醛的新的使用寿命测试，其被称为CCM或累计净化量。简言之，该测试测量当装置性能(CADR)下降至起始值的50％时可捕获的特定污染物的量。CCM以捕获的污染物的毫克数来测量，并且以具有1-4级的分立等级报告，其中4为最高级别。微粒CCM以P1-P4的等级范围进行识别，并且甲醛CCM以F1-F4的等级范围进行识别。达到最高评级P4的最小微粒CCM为12,000mg。达到最高评级F4的最小甲醛CCM为1500mg。
试图满足GB/T 18801-2015测试的一种类型的过滤介质包括多层介质、打褶“组合”类型过滤器结构。这些组合过滤器通常使用三层构造以提供具有微粒和气态致污物去除能力的打褶结构。第一层通常是用于提供良好的打褶性能的刚性低压降背衬-通常是良好粘结的短纤维(例如梳理成网或气流成网)或纺粘纤维网。中间层是具有粘合剂和浸渍的活性炭的混合物的吸附剂层。顶层通常是带静电荷的熔喷介质。任选地，可将覆盖层安置在熔喷层的顶部上。
发明内容
本公开的发明人认识到对一种室内空气净化器和用于室内空气净化器中的介质的需要，该室内空气净化器和用于空气净化器中的介质能够提供优异的甲醛去除并且在暴露于香烟烟雾时提供优异的性能和使用寿命。本公开的发明人还认识到，对形成满足GB/T18801-2015的过滤介质的现有尝试具有各种缺点。例如，本公开的发明人认识到，在这些构造中，甲苯和甲醛性能仅由吸附剂层确定，而微粒性能主要由微粒过滤层(例如，熔喷)控制。对于微粒和气态性能，一般的经验规则是单位面积的介质CCM相当稳定，并且过滤器CCM等于介质CCM和介质面积的乘积。因此，较大的介质面积通常给出较大的微粒CCM和甲醛CCM。通常还已知的是，高压细纤维类型熔喷非织造物可提供高的每单位面积的颗粒CCM，但高压降也限制气流并且降低总空气净化速率(CADR)。另外，高性能组合介质类型过滤器是昂贵的，因此不鼓励向过滤器添加介质面积。与无吸附剂的过滤介质相比，组合介质还往往较厚，有时明显更厚。厚度限制最大可接受打褶密度，因为当褶皱变得过于接近时，它们开始阻挡气流并且引起过滤器气流阻力升高。因此，本公开的发明人发现对于一种过滤介质的明显需求，该过滤介质可在提供低气流阻力的同时提供高的每单位面积的颗粒CCM。
本公开的发明人发现，形成包括氟化驻极体层、吸附剂层和任选的背衬层的打褶过滤介质可实现其他过滤介质不满足的一组新的性能特性。高的介质初始品质因数提供高效率和低气流阻力，从而产生良好的颗粒CADR。与类似压降的标准纤维过滤层相比，根据GB/T 18801-2015测试方法，氟化纤维表面的耐油性提供颗粒CCM的显著扩大(例如，2倍或更大)。过滤介质表现出优异的甲醛去除率(CADR)和容量(CCM)。另外，当将过滤介质用于室内空气净化器中时，它能够提供具有小于一平方米的标称介质使用量的室内空气净化器过滤器，从而降低成本并且使得该重要产品可供更多寻求更洁净空气的人使用。“标称介质使用量”是由外部过滤器框架尺寸计算的介质使用量(忽略可由泡沫或衬垫等赋予的任何附加的过滤器宽度)。标称介质使用量通常比真实介质使用量高若干百分点。
一些实施方案涉及多层过滤介质，该多层过滤介质包括：氟化驻极体层；吸附剂层，该吸附剂层与氟化驻极体层相邻；和任选的背衬层，该任选的背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度；其中过滤介质是打褶的；并且在如果背衬层不存在的情况下，则氟化驻极体层、吸附剂层中的至少一个或两层的组合具有至少约200mg的Gurley刚度。
在一些实施方案中，多层过滤介质还包括与吸附剂层相邻的背衬层，其中背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度。在一些实施方案中，背衬层是熔纺纤维网或短纤维纤维网。在一些实施方案中，背衬层包含一种或多种聚烯烃、聚酯和/或尼龙。在一些实施方案中，多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于15mm H2O的压降。
一些实施方案涉及由多层过滤介质形成的打褶过滤器，该多层过滤介质在1.1m/s的标称面速度下具有小于150Pa的压降。一些实施方案涉及由多层过滤介质形成的打褶过滤器，当根据GB/T 18801-2015测试时，该多层过滤介质具有大于12,000mg的颗粒CCM。一些实施方案涉及由多层过滤介质形成的打褶过滤器，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，该多层过滤介质具有大于12,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。一些实施方案涉及由多层过滤介质形成的打褶过滤器，当根据介质CCM测试进行测试时，该多层过滤介质具有每平方米大于300支香烟的颗粒CCM。
一些实施方案涉及具有大于90％的初始颗粒效率的多层过滤介质。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层具有约100-500克吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含美国目尺寸范围为20至320的吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含活性炭。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含提供甲醛去除的一种或多种化学浸渍的吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含对甲醛具有反应性的一种或多种吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含粘结到吸附剂颗粒表面的基本上连续的粘合纤维。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包括交替的层或包含粘合剂和吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含多于一层的吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中吸附剂层包含多于一种类型的吸附剂。一些实施方案涉及多层过滤介质，其中氟化驻极体层是熔喷纤维网或熔纺纤维网。
一些实施方案涉及包括本文所述的多层过滤介质实施方案中的任一个的室内空气净化器。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器表现出为P4的颗粒CCM。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器在小于1.5m2的过滤介质的情况下表现出为P4的颗粒CCM。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器在小于1.2m2的过滤介质的情况下表现出为P4的颗粒CCM。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器表现出为F4的甲醛CCM。
附图说明
图1是根据本公开的示例性过滤介质和比较过滤介质的香烟烟雾容量和压降特性的图形表示；
图2A是根据本公开的示例性过滤介质和比较过滤介质的颗粒CCM测试结果的图形表示；
图2B是根据本公开的示例性过滤介质和比较过滤介质的针对介质面积归一化的颗粒CCM测试结果的图形表示；
图3A是根据本公开的示例性过滤介质和比较过滤介质的甲醛CCM测试结果的图形表示；以及
图3B是根据本公开的示例性过滤介质和比较过滤介质的针对介质面积归一化的甲醛CCM测试结果的图形表示。
具体实施方式
本公开的过滤介质包括三层：氟化驻极体层，该氟化驻极体层与吸附剂层相邻，该吸附剂层与背衬层相邻。在一些实施方案中，过滤介质是打褶的。在一些实施方案中，过滤介质用于室内空气净化器中。
在一些实施方案中，上述层中的一层或多层彼此直接接触，使得不存在居间层。在其他实施方案中，在上述层中的两层或更多层之间存在一个或多个居间层。
在一些实施方案中，多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于15mm H2O的压降。在一些实施方案中，多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于12mm H2O的压降。在一些实施方案中，多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于10mm H2O的压降。在一些实施方案中，多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于8mm H2O的压降。
在一些实施方案中，多层过滤介质具有大于90％的初始颗粒效率。在一些实施方案中，多层过滤介质具有大于95％的初始颗粒效率。在一些实施方案中，多层过滤介质具有大于98％的初始颗粒效率。在一些实施方案中，多层过滤介质具有大于99％的初始颗粒效率。
在一些实施方案中，当在1.1m/s的标称面速度下测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器在1.1m/s的标称面速度下具有小于150Pa的压降。在一些实施方案中，当在1.1m/s的标称面速度下测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器在1.1m/s的标称面速度下具有小于125Pa的压降。在一些实施方案中，当在1.1m/s的标称面速度下测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器在1.1m/s的标称面速度下具有小于100Pa的压降。在一些实施方案中，当在1.1m/s的标称面速度下测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器在1.1m/s的标称面速度下具有小于80Pa的压降。
在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于12,000mg的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于15,000mg的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于20,000mg的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于30,000mg的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试时，由多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于40,000mg的颗粒CCM。
在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，多层过滤介质具有大于12,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，多层过滤介质具有大于15,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，多层过滤介质具有大于20,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，多层过滤介质具有大于25,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，多层过滤介质具有大于30,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，多层过滤介质具有大于40,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。
在一些实施方案中，当根据本文所述的介质CCM测试进行测试时，多层过滤介质具有每平方米大于300支香烟的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据本文所述的介质CCM测试进行测试时，多层过滤介质具有每平方米大于400支香烟的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据本文所述的介质CCM测试进行测试时，多层过滤介质具有每平方米大于500支香烟的颗粒CCM。在一些实施方案中，当根据本文所述的介质CCM测试进行测试时，多层过滤介质具有每平方米大于700支香烟的颗粒CCM。
在一些实施方案中，多层纤维网或构造的厚度在约1.5mm和约3.5mm之间。
氟化驻极体层
氟化驻极体层可为这样的类型，包含在以下专利中的任一个中描述的材料，并且/或者使用在以下专利中的任一个中描述的工艺制成：美国专利5,411,576、5,472,481、6,288,157、6,068,799、6,214,094、6,238,466、6,397,458和6,261,342，所有的所述专利全文均以引用的方式并入本文。
在一些实施方案中，氟化驻极体层中的驻极体可通过以下来制备：任选地在存在表面修饰放电的情况下氟化聚合物制品，并且对氟化制品充电以产生驻极体。
在一些实施方案中，氟化工艺包括通过将聚合物制品暴露于包含含氟物质的大气环境来修饰聚合物制品的表面以含有氟原子。氟化工艺可在大气压或减压下执行。氟化工艺优选地在受控的大气环境下进行，以防污染物妨碍制品表面氟原子的添加。大气环境应基本上不含氧气和其他污染物。优选地，大气环境含有少于0.1％的氧气。
在一些实施方案中，存在于大气环境中的含氟物质可衍生自氟化化合物，该氟化化合物在室温下为气体，在加热时变成气体或能够被蒸发。可用的含氟物质源的示例包括氟原子、元素氟、碳氟化合物(例如，C5F12、C2F6、CF4和六氟丙烯)、氢氟烃(例如，CF3H)、氟化硫(例如，SF6)、氟化氮(例如，NF3)、含氟化合物(例如，CF3OCF3)和可以商品名Fluorinert购得的含氟化合物，例如，Fluorinert FC-43(可商购自明尼苏达的明尼苏达矿业和制造公司(Minnesota Mining and Manufacturing Company,Minnesota))，以及它们的组合。
在一些实施方案中，含氟物质的大气环境还可包含惰性稀释气体，例如氦气、氩气、氮气以及它们的组合。
在一些实施方案中，当在存在含氟物质源的情况下施加时，在氟化工艺期间施加的放电能够修饰聚合物制品的表面化学性质。放电呈等离子体的形式，例如辉光放电等离子体、电晕等离子体、无声放电等离子体(也被称为电介质阻挡放电等离子体和交流电(“AC”)电晕放电)和混合等离子体(例如，在大气压下的辉光放电等离子体和似辉光放电)。优选地，等离子体是在大气压下的AC电晕放电等离子体。可用的表面修饰放电工艺的示例描述于例如美国专利5,244,780、4,828,871和4,844,979中，所有的所述专利均全文并入本文。
另一种氟化工艺包括将聚合物制品浸没在相对于元素氟呈惰性的液体中，并且使元素氟气鼓泡通过液体以产生表面氟化制品。相对于氟呈惰性的可用液体的示例包括全卤化液体，例如全氟化液体，诸如Performance Fluid PF 5052(可商购自明尼苏达矿业和制造公司)。鼓泡通过液体的含元素氟的气体可包括惰性气体，例如氮气、氩气、氦气以及它们的组合。
在一些实施方案中，可使用多种技术(包括例如水充电，即以足以赋予制品电荷的方式使制品与水接触，然后干燥制品，和/或DC电晕充电)来完成对聚合物制品的充电以产生驻极体。可将充电工艺应用于制品的一个或多个表面。
可用的水充电工艺的一个示例包括，将水射流或者水滴流以足以赋予纤维网提高过滤的驻极体电荷的压强和时间冲击制品，然后干燥制品。优化赋予制品的提高过滤的驻极体电荷所必须的压强，将根据所使用的喷雾器类型、形成制品的聚合物的类型、聚合物中的添加剂的类型和浓度以及制品的厚度和密度而变化。压力在约10至约500psi(69至3450kPa)范围内为宜。合适的水充电方法的示例描述于美国专利5,496,507(Angadjivand等人)中。水射流或水滴流可以由任何合适的喷雾装置提供。可用的喷雾装置的一个示例是用于水力缠结纤维的设备。在以下中描述了合适的DC电晕放电工艺的示例：美国专利30,782(vanTurnhout)、美国专利31,285(van Turnhout)、美国专利32,171(van Turnhout)、美国专利4,375,718(Wadsworth等人)、美国专利5,401,446(Wadsworth等人)、美国专利4,588,537(Klasse等人)和美国专利4,592,815(Nakao)。
在一些实施方案中，驻极体层的厚度在约0.5mm和约2mm之间。
在一些实施方案中，驻极体层是熔喷纤维网，例如美国专利6,858,297或7,858,163中所述的那些，所述两篇专利全文均以引用的方式并入本文。可如Wente，Van A.，“超细热塑性纤维”，《工业工程化学》，第48卷，第1342-1346页(Wente,Van A.,“SuperfineThermoplastic Fibers,”Industrial Eng.Chemistry,Vol.48,pp.1342-1346)和Wente等人的出版于1954年5月25日的名称为“超细有机纤维的制造”的海军研究实验室4364报告(Report No.4364of the Naval Research laboratories,published May 25,1954,entitled,“Manufacture of Super Fine Organic Fibers,”by Wente et al.)中所述制备熔喷微纤维。如根据Davies,C.N.，“气载尘埃和颗粒的分离”，伦敦机械工程师学会，会刊1B，1952年(Davies,C.N.,“The Separation of Airborne Dust and Particles,”Institution of Mechanical Engineers,London,Proceedings 1B,1952)中阐述的方法计算的，熔喷微纤维优选地具有小于1至50μm范围内的有效纤维直径。
在一些实施方案中，驻极体层可为纺粘纤维网。在一些实施方案中，纺粘纤维网可为相当刚性的，例如以便表现出至少约200mg、300mg、400mg、500mg、700mg、800mg、900mg或1000mg的Gurley刚度。这种高刚度层的存在可帮助确保空气过滤介质是可打褶的。纺粘纤维网可通过本领域技术人员熟知的方法，例如Fox的美国专利7,947,142中公开的方法来制成，该专利全文以引用的方式并入本文。技术人员将了解，纺粘纤维网中的单根纤维和/或纤维的布置将区分纺粘纤维网与其他类型的纤维网(例如，熔喷纤维网、梳理成网纤维网、气流成网纤维网、湿法成网纤维网等)。换言之，基于纤维网中纤维的布置，对于技术人员来说，纺粘纤维网将可易于识别，并且可易于与其他类型的非织造纤维网区分。作为一个特定示例，纺粘纤维网将由与分立长度的短纤维相反的基本上连续的纤维构成。
在存在的情况下，纺粘纤维网可由例如选自聚烯烃、聚酯和尼龙等的任何合适的成纤维聚合物制成。在一个实施方案中，纺粘纤维网可由聚丙烯形成。在一些实施方案中，纺粘纤维网可表现出至少约60g/m2、80g/m2、100g/m2或120g/m2的基重。在一些实施方案中，纺粘纤维网可表现出至多约200g/m2、180g/m2、160g/m2、140g/m2、120g/m2或100g/m2的基重。在一些实施方案中，纺粘纤维网可表现出大于约8.0％、9.0％、10.0％、11.0％或12.0％的密实度(根据Fox的美国专利8,162,153中概述的程序测量)。在一些实施方案中，第一非织造纤维网的纤维可表现出至少约10微米、20微米、30微米或40微米的纤维直径。在一些实施方案中，纺粘纤维网可表现出小于约1.0mm水、0.8mm水、0.6mm水或0.4mm水的气流阻力(即，根据Fox的美国专利8,162,153中概述的程序测量的压降)(在14cm/s的面速度下)。
吸附剂层
可用于吸附剂层的吸附剂颗粒包含可捕获甲醛的至少一些颗粒。在特定实施方案中，吸附剂颗粒包含至少一些活性炭。在具体实施方案中，吸附剂颗粒包括至少一些经处理的活性炭，该经处理的活性炭在此处被定义为意指已经过处理以增强其捕获甲醛能力的任何活性炭。合适的处理可例如为活性炭提供至少一些胺官能团和/或至少一些锰酸盐官能团和/或至少一些碘化物官能团。可能合适的经处理的活性炭的具体示例包括已经用例如高锰酸钾、脲、脲/磷酸和/或碘化钾处理的那些。(可使用此类处理的任何期望的组合。)可潜在地适用于例如去除甲醛的其他吸附剂颗粒包括例如经处理的沸石和经处理的活性氧化铝。如果需要，可包含此类颗粒和例如经处理的活性炭。例如，一些实施方案可包括在名称为“包含用于醛类的聚合物吸附剂的空气过滤器(Air Filters Comprising PolymericSorbents for Aldehydes)”的美国专利申请62/307831中描述的那些，该专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
吸附剂颗粒可以任何可使用的形式提供，所述形式包括小珠、薄片、粒子或聚集物。出于任何期望的目的，除了活性炭之外，还可存在其他吸附剂颗粒。其他此类辅助吸附剂包括例如氧化铝和其他金属氧化物；碳酸氢钠；金属颗粒(例如银颗粒)催化剂，诸如霍加拉特剂(其可催化一氧化碳的氧化)；纳米级金，其可催化一氧化碳或甲醛的氧化；粘土和经酸性溶液(诸如乙酸)或碱性溶液(诸如氢氧化钠水溶液)处理的其他矿物；离子交换树脂；分子筛和其他沸石；硅石；杀生物剂；杀真菌剂和杀病毒剂等。然而，在一些实施方案中，吸附剂颗粒基本上由活性炭，例如经处理的活性炭组成。
吸附剂(例如，活性炭)颗粒尺寸可根据需要改变。在一些实施方案中，吸附剂颗粒的标准美国目尺寸(等级)可为至少约16目((即，标称地小于1190微米的颗粒尺寸)、至少约20目(<840微米)、至少约40目(<425微米)、至少约60目(<250微米)，或至少约100目(<149微米)。在一些实施方案中，吸附剂颗粒的标准美国目尺寸可为不大于约325目(即，标称地大于44微米的颗粒尺寸)、140目(>105微米)、100目(>150微米)、80目(>180微米)、60目(>250微米)、50目(>300微米)，或45目(>355微米)。
技术人员将理解，这些目尺寸对应于标称等级而不是绝对标准；例如，如果材料被描述为12目材料，则大约95％或更多的颗粒将通过12目筛(并且因此尺寸将标称地小于约1680微米)。如果材料被描述为12×20目，则95％或更多的材料将通过12目筛(即，小于约1680微米的颗粒将通过12目筛)并且被20目筛保留(即，大于约841微米的颗粒将不通过20目筛)。合适的吸附剂颗粒尺寸等级可包括例如16×32、20×40、25×45、32×60、48×100、40×140和80×325目尺寸的粒状活性炭，或落入该16×325目范围内的任何其他等级。如果需要，可采用具有不同尺寸范围的吸附剂颗粒的混合物(例如，双峰混合物)。可例如从卡尔冈公司(Calgon Corporation)、分子产品(Molecular Products)、日本兴和(KOWA)、雅可比(Jacobi)、可乐丽(Kuraray)和Oxbow活性炭(Oxbow Activated Carbon)获得合适的吸附剂，例如各种经处理的活性炭。
在一些实施方案中，吸附剂层可表现出约100g/m2至约625g/m2的基重。在各种实施方案中，吸附剂层可表现出至少约100g/m2、至少约150g/m2、至少约200g/m2或至少约300g/m2的吸附剂颗粒的基重。在各种实施方案中，吸附剂颗粒可构成至少约80wt.％、85wt.％或90wt.％的吸附剂层的总材料。
吸附剂层可为这样的类型，包含在美国专利6,397,458和/或美国专利公布2012/272829中描述的材料，并且/或者使用美国专利6,397,458和/或美国专利公布2012/272829中描述的工艺制成，所述专利中的每个全文以引用的方式并入。
背衬层
背衬层是任选的。不包括背衬层的实施方案可例如包括具有足够刚度以允许多层构造打褶的驻极体层或吸附剂层。
在存在的情况下，背衬层可包含任何合适的非织造纤维网，以提供足够的刚度以允许多层构造打褶。在一些实施方案中，背衬层是相当刚性的，例如以便表现出至少约200mg、300mg、400mg、500mg、700mg、800mg、900mg或1000mg的Gurley刚度。这种高刚度层的存在可帮助确保空气过滤介质是可打褶的。合适的第一非织造纤维网可包括例如气流成网纤维网、湿法成网纤维网、梳理成网纤维网等。在一些实施方案中，背衬层是纺粘纤维网。纺粘纤维网可通过本领域技术人员熟知的方法，例如Fox的美国专利7,947,142中公开的方法来制成，该专利全文以引用的方式并入本文。技术人员将了解，纺粘纤维网中的单根纤维和/或纤维的布置将区分纺粘纤维网与其他类型的纤维网(例如，熔喷纤维网、梳理成网纤维网、气流成网纤维网、湿法成网纤维网等)。换言之，基于纤维网中纤维的布置，对于技术人员来说，纺粘纤维网将可易于识别，并且可易于与其他类型的非织造纤维网区分。(作为一个特定示例，纺粘纤维网将由与例如以下描述的短纤维相反的基本上连续的纤维构成。)
在一些实施方案中，背衬层是短纤维纤维网。技术人员将认识到，短纤维是已经预制并且然后被切割成预定长度的纤维(并且已经例如通过气流成网、梳理成网、湿法成网等组装成纤维网)。在一些实施方案中，背衬层可选自由纺粘纤维网和短纤维纤维网组成的组。
背衬层可由例如选自聚烯烃、聚酯、尼龙等的任何合适的成纤维聚合物制成。在一个实施方案中，背衬层可由聚丙烯形成。在各种实施方案中，背衬层可表现出至少约60g/m2、80g/m2、100g/m2或120g/m2的基重。在一些实施方案中，背衬层可表现出至多约200g/m2、180g/m2、160g/m2、140g/m2、120g/m2或100g/m2的基重。在一些实施方案中，背衬层可表现出大于约8.0％、9.0％、10.0％、11.0％或12.0％的密实度(根据Fox的美国专利8,162,153中概述的程序测量)。在一些实施方案中，背衬层的纤维可表现出至少约10微米、20微米、30微米或40微米的纤维直径。在一些实施方案中，背衬层可表现出小于约1.0mm水、0.8mm水、0.6mm水或0.4mm水的气流阻力(即，根据Fox的美国专利8,162,153中概述的程序测量的压降)(在14cm/s的面速度下)。
在一些实施方案中，背衬层可基本上不含带电纤维。换言之，在此类实施方案中，第一非织造纤维网将不包括任何驻极体(技术人员将熟知其为准永久电荷，该准永久电荷的存在可被直接识别)。在此类情况下，背衬层可仅主要用于加强空气过滤介质(即，其可很少地执行或不执行对细小颗粒的过滤，尽管其当然可阻挡或捕获例如一些非常大的污垢或碎屑颗粒)。
在其他实施方案中，背衬层可包含带静电荷的纤维。在此类实施方案中，除了提供加强功能之外，背衬层可用于例如过滤细小颗粒。如果将对第一加强层的第一非织造纤维网充电，则这可通过任何合适的方法，例如通过使用水赋予非织造纤维网电荷(如Angadjivand的美国专利5,496,507中所提出的，或如Sebastian的美国专利7,765,698中所提出的)来进行。非织造驻极体纤维网也可通过如Klaase的美国专利4,588,537中所述的电晕充电，或如Brown的美国专利4,798,850中所述使用机械方法赋予纤维电荷来产生。可使用这类方法的任何组合。可在将背衬层并入到空气过滤介质中之前，或在形成空气过滤介质之后，对背衬层充电。在任何情况下，在将空气过滤介质打褶之前可便利地执行任何此类充电。在各种实施方案中，背衬层(例如，如果被充电的话)可表现出小于约50％、40％、30％、20％、10％或5％的渗透率％(使用邻苯二甲酸二辛酯作为测试用材料，并且使用Fox的美国专利7,947,142中描述的方法测试)。在另选的实施方案中，背衬层(例如，如果未被充电的话)可表现出大于约80％、90％或95％的渗透率％。
本公开的一些实施方案涉及室内空气净化器，该室内空气净化器包括本文所述的过滤介质的实施方案中的任一个。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器具有为P4的颗粒CCM。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器在小于1.5m2的过滤介质的情况下具有为P4的颗粒CCM。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器在小于1.2m2的过滤介质的情况下具有为P4的颗粒CCM。在一些实施方案中，根据中国国家标准，室内空气净化器具有为F4(1500mg)的甲醛CCM。
对于本领域技术人员显而易见的是，较多的介质通常给出较大的污染物(诸如微粒和甲醛)CCM。然而，可捕获微粒和气态污染物的高性能组合介质是昂贵的，因此不鼓励在过滤器中使用较多的介质。有利地，本公开的过滤介质和过滤器能够提供具有小于一平方米的标称介质使用量的室内空气净化器过滤器，并且根据中国国家标准，仍然具有为至少P4(12000mg)的颗粒CCM，从而降低成本并且使得该重要产品可供更多寻求更洁净空气的人使用。
如下实施例描述了回射制品的各种实施方案的一些示例性构造，以及制作本申请中所述的回射制品的方法。以下实施例描述了一些示例性构造以及在本申请的范围内构造各种实施方案的方法。以下实施例旨在为示例性的，但不旨在限制本申请的范围。
实施例
介质CCM测试：进行一组实验以使用用于模拟完全过滤器/装置GB/T 18801-2015测试的方法来理解并比较基于面积的香烟烟雾负载性能。在介质实验中，制备直径为5.25英寸(133mm)的介质圆形物并将其安置在保持器中，该保持器让4.5英寸(114mm)直径的圆形物暴露。将保持器安置在再循环空气腔室内部。在再循环风扇操作的同时使骆驼牌香烟的区部(通常一次1/4或1/2香烟，并且其过滤嘴被去除)在腔室内部燃烧，并且该再循环风扇将带有烟雾的空气抽吸通过过滤介质样品(每个腔室一个)。使风扇连续运行，直到将烟雾从腔室中完全去除。对于14cm/s的面速度，通过在85升/分钟下使用NaCl气溶胶在TSI8130自动过滤器测试仪上测试单程效率，在香烟烟雾负载工艺的各个步骤监测过滤介质的效率，包括洁净过滤介质的效率(在这些测试期间还测量介质的气流阻力)。等式
用于计算QF。QF的单位为压降的倒数(以1/mm H2O为单位报告)。
将二阶多项式回归方程应用于香烟量与效率数据，以确定与GB/T颗粒CCM测试的一般方法一致的起始效率下降50％的点。该测试的输出结果被称为介质CCM*测试，并且归一化到过滤介质面积。
比较例
获得一系列可商购的介质，并且将其与本公开的过滤介质一起进行测试。比较例1-6是以下可商购的过滤介质：CE1：由3M公司(3M Company)制作并销售的40GSM(有时也被称为“MERV 18”)；CE2：由3M公司制作并销售的40C；CE3：由Azure Wind制作并销售的M18/G380；CE4：由飞利浦(Philips)制作并销售的FY2426；CE5：由飞利浦制作并销售的FY2428；和CE6：由三星(Samsung)制作并销售的CFX-D150SC。
实施例1
使用与Fox的美国专利申请公布2012/272829的实施例1中描述的程序大致类似的程序形成三层空气过滤介质。一种以商品名Typar 3251从Fiberweb获得的具有87g/m2的基重和0.41mm水的气流阻力的纺粘聚丙烯纤维网，并且将该纤维网安置在移动的收集器(带)表面上。使在顶部上具有第一非织造纤维网的收集器表面垂直于熔喷设备通过，使得(初期)纤维和活性炭颗粒的掺和流沉积在第一非织造纤维网的顶部上。纤维由熔融挤出物制成，该挤出物包含以商品名Versify 4301从陶氏(Dow)获得的热塑性弹性体；活性炭是32×60目经处理的活性炭。组合的吸附剂和纤维的组成为大约12wt％的纤维和大约88wt％的活性炭。熔喷纤维形成熔喷纤维网。熔喷纤维与活性炭(并且彼此)充分粘结以形成吸附剂层(该层粘结到由第一非织造物提供的第一加强层)。
如下形成非织造物：如Wente，Van A.，“超细热塑性纤维”，《工业工程化学》，第48卷，第1342-1346页(Wente,Van A.,“Superfine Thermoplastic Fibers,”IndustrialEng.Chemistry,Vol.48,pp.1342-1346)中所述的，聚丙烯熔喷纤维网经制备具有57g/m2的重量和0.85mm的厚度。如在美国专利7,887,889(全文并入本文)的实施例1中所述的，在0.13W/cm2的功率密度(W/cm2)、0.28min的等离子体处理时间和500mtorr的压力的情况下，使熔喷纤维网在两侧上经受氟化处理。在氟化之后，根据Angadjivand的美国专利5,496,507(全文并入本文)中描述的方法对氟化熔喷纤维网水充电。在氟化和水充电之后，纤维网表现出4.7mm H2O的压降和99.1％的效率。使所得的非织造层与吸附剂层的暴露表面接触。在这些条件下，将非织造物温和地粘结到吸附剂层，以便提供三层空气过滤介质。
所得的三层空气过滤介质具有492g/m2的基重、5.3mm水的气流阻力、2.4mm的厚度和299g/m2的总吸附剂含量(基重)。
实施例2
使用类似于实施例1的程序形成三层空气过滤介质。关键差异汇总如下。聚丙烯熔喷纤维网经制备具有57g/m2的重量和0.98mm的厚度。在氟化和水充电之后，纤维网表现出4.9mm H2O的压降和99.4％的效率。所得的三层空气过滤介质具有480g/m2的基重、5.4mm水的气流阻力、2.5mm的厚度和294g/m2的总吸附剂含量(基重)。
使用折叠刀片式打褶机将来自实施例1和实施例2中的每一个的纤维网打褶，其中褶皱高度为48mm，并且褶皱间距为10.5mm。将打褶设备保持在大约70℃-75℃。在这些条件下，介质不需要将任何支撑材料层合到介质(在打褶之前)以与其一起共同打褶，以便成功地形成和保持打褶的形状。在执行打褶过程之后，将三个线性熔融热熔性粘合剂条带附接到打褶介质的两个主表面的褶皱顶端，以便维持一致的褶皱间距。还将打褶过滤器形成为尺寸为431×290mm的框架式过滤器。使用纸板周边框架，其中框架与过滤器面重叠大约12mm。
实施例3
使用类似于实施例1的程序形成三层空气过滤介质，不同之处在于当使氟化纤维网与吸附剂层接触时将纤维网压缩。关键差异汇总如下。聚丙烯熔喷纤维网经制备具有57g/m2的重量和0.90mm的厚度。在氟化和水充电之后，纤维网表现出5mm H2O的压降和99.32％的效率。所得的三层空气过滤介质具有478g/m2的基重、7.1mm水的气流阻力、2.0mm的厚度和293g/m2的总吸附剂含量(基重)。
使用折叠刀片式打褶机将纤维网打褶，其中褶皱高度为48mm，并且褶皱间距为10.9mm。将打褶设备保持在大约70℃-75℃。在这些条件下，介质不需要将任何支撑材料层合到介质(在打褶之前)以与其一起共同打褶，以便成功地形成和保持打褶的形状。在执行打褶过程之后，将三条熔融热熔性粘合剂施加到打褶介质的两个主表面的褶皱顶端，以便维持一致的褶皱间距。还将打褶过滤器形成为尺寸为426×285mm的框架式过滤器。使用纸板周边框架，其中框架与过滤器面重叠大约12mm。
实施例4
在由3M中国有限公司(3M China,Ltd.)(中国上海)销售的可商购室内空气净化器(型号为KJ455F)中测试实施例3的相同过滤器构造和介质批次。
表1：香烟负载数据
来自介质CCM*测试的结果呈现在表1中。可从以上数据中得出若干示例性结论。首先，通常成立的是，增加过滤器压降引起介质CCM增加(例如，CE2对CE1)。在不受理论的约束的情况下，据信这是由于由较细纤维赋予的较大机械过滤表面积和/或引起较高压降的较大面积重量引起的。其次，大部分竞争性碳负载介质(CE3-CE6)具有较差的介质CCM*与压降之间的平衡-至少部分是因为吸附剂和附加粘合剂的附加压力增加了压力但未显著增加CCM。最后，本公开的多层过滤介质优于所有其他竞争性组合介质-具有较低的压降并且还具有明显较高的介质CCM。
根据GB/T 18801-2015实行若干完全室内空气净化器和过滤器颗粒CCM(P-CCM)测试。测试上述几个若干相同的样品。对于实施例4，代表本发明人在中国广州的威凯认证检测有限公司(Vkan Certification&Testing Co.Ltd.)完成CCM测试。表2列出针对刚硬框架的外部尺寸的过滤器尺寸(即，忽略可存在的任何泡沫)。还根据以下等式使用过滤器的最大尺寸计算标称介质面积：
标称介质面积＝(外部宽度)×(外部长度)×(外部高度)×2÷(平均褶皱间距)
应当理解，由于框架厚度等，褶皱未在长度、宽度或高度上填充整个尺寸，因此真实介质面积可能减少若干个百分点。以表2中指定的气流测试速度在过滤器测试管道中测试过滤器压力；基于过滤器的外部框架尺寸和实际气流测试体积计算测试速度。
将比较例实行到初始CADR降低大约50％；除了其中列出精确CCM的实施例4之外，使用二阶多项式最佳拟合线确定最终CCM，如图2所示。未将实施例2实行到显著超过12,000mg的P4最小要求；因为数据通常是非线性的(例如，CE1和CE3都显示出非线性)，所以未将实施例2外推至CADR降低50％。将实施例3实行到CADR完全降低50％，并且使用二阶多项式最佳拟合线确定最终CCM。
表2：完全过滤器P-CCM测试结果
图2A和图2B在视觉上描绘了颗粒CCM测试结果和性能。图2A是CCM测试的典型负载曲线；初始CADR归一化到100％，并且随着微粒物质(来自燃烧的香烟的微粒物质)聚积在过滤器上，CADR降低。对于许多高效率介质类型，该CADR衰减曲线呈二阶多项式形状。当初始CADR衰减到50％时，基于数据拟合，估算并报告以毫克为单位的总CCM。达到最高评级P4的最小CCM为12,000mg。
在图2A中，四个过滤器中的每一个达到P4级。显然，实施例2、实施例3和实施例4具有比比较例明显更好的CCM性能。
根据GB/T 18801-2015，对实施例4实行完全室空气净化器和过滤器甲醛CCM测试(F-CCM)。代表本发明人在中国广州的广州工业微生物检测中心(Guangzhou TestingCenter of Industrial Microbiology)完成完全甲醛CCM测试。结果呈现于表3以及图3A和图3B中。图3A是F-CCM测试的典型负载曲线；初始CADR归一化到100％，并且随着甲醛聚积在过滤器上，CADR降低。当初始CADR衰减到起始值的50％时，估算并报告以毫克为单位的总CCM。达到最高评级F4的最小甲醛CCM为1500mg。将实施例4的测试实行到最小F4要求的2倍，并且测试结果表明过滤器实现了最高评级F4。即使在捕获3000mg甲醛之后，甲醛CADR仍然是初始甲醛CADR的92.7％，表明在最终的初始CADR降低50％处的甲醛CCM可能极大地超过3000mg。
表3：完全过滤器甲醛CCM测试结果
实施方案
1.一种多层过滤介质，所述多层过滤介质包括：氟化驻极体层；吸附剂层，所述吸附剂层与所述氟化驻极体层相邻；和任选的背衬层，所述任选的背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度；其中所述过滤介质是打褶的；并且在所述背衬层不存在的情况下，所述氟化驻极体层、所述吸附剂层中的至少一个或所述两层的组合具有至少约200mg的Gurley刚度。
2.根据实施方案1所述的多层过滤介质，所述多层过滤介质还包括：与所述吸附剂层相邻的背衬层，其中所述背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度。
3.根据实施方案2所述的多层过滤介质，其中所述背衬层是熔纺纤维网或短纤维纤维网。
4.根据实施方案2或3所述的多层过滤介质，其中所述背衬层包含一种或多种聚烯烃、聚酯和/或尼龙。
5.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于15mm H2O的压降。
6.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中由所述多层过滤介质形成的打褶过滤器在1.1m/s的标称面速度下具有小于150Pa的压降。
7.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中当根据GB/T 18801-2015测试时，由所述多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于12,000mg的颗粒CCM。
8.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，由所述多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于12,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。
9.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中当根据介质CCM测试进行测试时，所述多层过滤介质具有每平方米大于300支香烟的颗粒CCM。
10.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述多层过滤介质具有大于90％的初始颗粒效率。
11.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层具有约100-500克的吸附剂。
12.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含美国目尺寸范围为20至320的吸附剂。
13.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含活性炭。
14.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含提供甲醛去除的一种或多种化学浸渍的吸附剂。
15.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含对甲醛具有反应性的一种或多种吸附剂。
16.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含粘结到吸附剂颗粒表面的基本上连续的粘合纤维。
17.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包括交替的层或包含粘合剂和吸附剂。
18.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含多于一层的吸附剂。
19.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含多于一种类型的吸附剂。
20.根据前述实施方案中任一项所述的多层过滤介质，其中所述氟化驻极体层是熔喷纤维网或熔纺纤维网。
21.一种室内空气净化器，所述室内空气净化器包括根据实施方案1-20中任一项所述的过滤介质。
22.根据实施方案21所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器表现出为P4的颗粒CCM。
23.根据实施方案21或22所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器在小于1.5m2的过滤介质的情况下表现出为P4的颗粒CCM。
24.根据实施方案21或22所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器在小于1.2m2的过滤介质的情况下表现出为P4的颗粒CCM。
25.根据实施方案21-24中任一项所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器表现出为F4的甲醛CCM。
通过端点表述的所有数值范围的表述旨在包括归入该范围内的所有数字(即，1至10的范围包括例如1、1.5、3.33、和10)。
说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似元件，并且不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施方案能够以不同于本文所述或所示的其它顺序操作。
此外，说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、之上、之下等用于描述的目的并且不一定用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施方案能够以不同于本文所述或所示的其它取向操作。
如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的使用不一致，则以本文档中的用法为准。
在本文档中，术语“一个”或“一种”在专利文献中是通用的，以包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其它实施例或用法。”在本文档中，除非另外指明，术语“或”用于指非排他性的，或者使得“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在本文档中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的纯中文等同物。另外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是可广泛解释的，即系统、装置、制品、组合物、配制物或过程，其包括除了在权利要求中的此类术语仍然被认为落入该权利要求的范围内之后列出的那些元件之外的元件。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并且不旨在将数字要求强加在其对象上。
上面的描述旨在为例示性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其一个或多个方面)可彼此结合使用。诸如由本领域的普通技术人员在查看上面的描述时可使用其他实施方案。再者，在上面的具体实施方式中，可将各种特征分组在一起以简化本公开。这不应被理解为旨在表示未要求保护的公开的特征部对于任何权利要求都是必不可少的。相反，本发明主题可在于少于特定公开实施方案的所有特征。因此，在此将以下权利要求并入具体实施方式中作为实施例或实施方案，其中每个权利要求其自身作为单独的实施方案，并且预期此类实施方案可在各种组合或排列中彼此组合。本发明的范围可参考所附的权利要求连同所赋予此类权利要求的等同物的全部范围来确定。
本领域中的技术人员将会知道，可在不脱离本公开基本原理的前提下对上述实施方案和具体实施的细节做出许多改变。此外，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，对本发明的各种修改和更改对本领域技术人员将是显而易见的。因此，本申请的范围应当仅由以下权利要求书以及其等同物所确定。

Claims (21)

1.一种多层过滤介质，所述多层过滤介质包括：
氟化驻极体层；
吸附剂层，所述吸附剂层与所述氟化驻极体层相邻；和
任选的背衬层，所述任选的背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度；
其中所述过滤介质是打褶的；并且
在所述背衬层不存在的情况下，所述氟化驻极体层、所述吸附剂层中的至少一个或所述两层的组合具有至少约200mg的Gurley刚度。
2.根据权利要求1所述的多层过滤介质，所述多层过滤介质还包括：
与所述吸附剂层相邻的背衬层，其中所述背衬层具有至少约200mg的Gurley刚度。
3.根据权利要求2所述的多层过滤介质，其中所述背衬层是熔纺纤维网或短纤维纤维网。
4.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述多层过滤介质在14cm/s测试速度下具有小于15mm H2O的压降。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中由所述多层过滤介质形成的打褶过滤器在1.1m/s的标称面速度下具有小于150Pa的压降。
6.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中当根据GB/T 18801-2015测试时，由所述多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于12,000mg的颗粒CCM。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中当根据GB/T 18801-2015测试并且CCM归一化到标称过滤介质面积时，由所述多层过滤介质形成的打褶过滤器具有大于12,000mg/m2标称过滤介质的颗粒CCM。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中当根据介质CCM测试进行测试时，所述多层过滤介质具有每平方米大于300支香烟的颗粒CCM。
9.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述多层过滤介质具有大于90％的初始颗粒效率。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层具有约100-500克的吸附剂。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含美国目尺寸范围为20至320的吸附剂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含活性炭。
13.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含提供甲醛去除的一种或多种化学浸渍的吸附剂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含对甲醛具有反应性的一种或多种吸附剂。
15.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含粘结到吸附剂颗粒表面的基本上连续的粘合纤维。
16.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包括交替的层或包含粘合剂和吸附剂。
17.根据前述权利要求中任一项所述的多层过滤介质，其中所述吸附剂层包含多于一层的吸附剂和多于一种类型的吸附剂中的至少一者。
18.一种室内空气净化器，所述室内空气净化器包括根据权利要求1-17中任一项所述的过滤介质。
19.根据权利要求18所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器表现出为P4的颗粒CCM。
20.根据权利要求18或19所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器在小于1.2m2的过滤介质的情况下表现出为P4的颗粒CCM。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的室内空气净化器，其中根据所述中国国家标准，所述室内空气净化器表现出为F4的甲醛CCM。
CN201780052268.1A 2016-08-26 2017-08-22 改进的室内空气净化器和过滤介质 Active CN109641170B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662379772P 2016-08-26 2016-08-26
US62/379,772 2016-08-26
PCT/US2017/048019 WO2018039231A1 (en) 2016-08-26 2017-08-22 Improved room air purifiers and filtration media

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109641170A true CN109641170A (zh) 2019-04-16
CN109641170B CN109641170B (zh) 2022-04-26

Family

ID=61245422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780052268.1A Active CN109641170B (zh) 2016-08-26 2017-08-22 改进的室内空气净化器和过滤介质

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20190209954A1 (zh)
EP (1) EP3503992A4 (zh)
KR (1) KR20190040275A (zh)
CN (1) CN109641170B (zh)
CA (1) CA3034840A1 (zh)
TW (1) TWI781955B (zh)
WO (1) WO2018039231A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111514663A (zh) * 2020-04-14 2020-08-11 北京零微科技有限公司 空气净化装置滤芯寿命的计算方法及装置、存储介质

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11305224B2 (en) 2017-04-18 2022-04-19 3M Innovative Properties Company Air filter media with post-pleat-deposited sorbent particles
WO2020005928A1 (en) * 2018-06-25 2020-01-02 Zephyros, Inc. Functional insert for nonwoven materials
US11676047B1 (en) 2018-10-25 2023-06-13 3M Innovative Properties Company Air quality data servicing
US20210370218A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Hollingsworth & Vose Company Filter media comprising adsorptive particles
EP4304759A1 (en) * 2021-03-12 2024-01-17 3M Innovative Properties Company Fluorinated fluid conditioning system
US20230018113A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 William H. Chapman, Jr. Sorbent indoor air purifier

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016532A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Oily mist resistant electret articles and filters
CN101137423A (zh) * 2005-03-07 2008-03-05 3M创新有限公司 车辆客厢空气过滤器装置
CN101495210A (zh) * 2006-07-31 2009-07-29 3M创新有限公司 带有单层单组分熔纺介质的褶皱过滤器
WO2011088185A2 (en) * 2010-01-18 2011-07-21 3M Innovative Properties Company Air filter with sorbent particles
CN204799068U (zh) * 2015-04-17 2015-11-25 3M创新有限公司 包括具有三层的褶式空气过滤介质的框架式褶式空气过滤器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69435251D1 (de) * 1993-08-17 2009-12-31 Minnesota Mining & Mfg Verfahren zur aufladung elektretfiltermedien
AU4854399A (en) * 1998-07-29 2000-02-21 Dow Chemical Company, The Extruded thermoplastic foams useful in filtration applications
EP2125158B1 (en) * 2007-02-28 2014-01-15 Hollingsworth & Vose Company Waved filter media and elements
US8404023B1 (en) * 2010-06-08 2013-03-26 Aaf-Mcquay Inc. Air handling filtration equipment with adjustable media bed and method of use
DE102013008402A1 (de) * 2013-05-16 2014-11-20 Irema-Filter Gmbh Faservlies und Verfahren zur Herstellung desselben
CN203916329U (zh) * 2014-01-22 2014-11-05 3M创新有限公司 空调滤网

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016532A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Oily mist resistant electret articles and filters
CN101137423A (zh) * 2005-03-07 2008-03-05 3M创新有限公司 车辆客厢空气过滤器装置
CN101495210A (zh) * 2006-07-31 2009-07-29 3M创新有限公司 带有单层单组分熔纺介质的褶皱过滤器
WO2011088185A2 (en) * 2010-01-18 2011-07-21 3M Innovative Properties Company Air filter with sorbent particles
CN204799068U (zh) * 2015-04-17 2015-11-25 3M创新有限公司 包括具有三层的褶式空气过滤介质的框架式褶式空气过滤器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111514663A (zh) * 2020-04-14 2020-08-11 北京零微科技有限公司 空气净化装置滤芯寿命的计算方法及装置、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
TWI781955B (zh) 2022-11-01
WO2018039231A1 (en) 2018-03-01
KR20190040275A (ko) 2019-04-17
CA3034840A1 (en) 2018-03-01
US20190209954A1 (en) 2019-07-11
EP3503992A1 (en) 2019-07-03
TW201811416A (zh) 2018-04-01
EP3503992A4 (en) 2020-01-22
CN109641170B (zh) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109641170A (zh) 改进的室内空气净化器和过滤介质
AU680561B2 (en) Method of charging electret filter media
KR101385806B1 (ko) 높은 플루오로포화비를 갖는 일렉트릿 물품
AU2006242572B2 (en) Electret article having heteroatoms and low fluorosaturation ratio
JP4440470B2 (ja) フッ素化エレクトレット
PL198520B1 (pl) Odporny na mgłę olejową filtr o niemalejącej skuteczności oraz zastosowanie filtra
KR102230448B1 (ko) 미세먼지 저감용 부직포 필터 및 이의 제조방법
KR20190123007A (ko) 미세먼지 차단용 필터 제조 방법
CA2474282C (en) Electret filter media
JP2022153938A (ja) エアフィルター及びその製造方法
JP2002011312A (ja) 焼却炉排ガス処理フィルター及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant