CN115697262A - 造口术袋过滤器 - Google Patents

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Abstract

本文的实施例涉及造口术袋过滤器。在实施例中，包括一种用于从造口术袋中排出气体的过滤器组件，该过滤器组件具有第一层、粘合剂层、吸附元件和第二层，该第二层被配置为在环绕第二开口的环形焊接区域处焊接至该造口术袋；其中，该粘合剂层被配置为粘附至该第一层、该吸附元件和该第二层，使得该第一开口与该第二开口重叠；其中，该过滤器组件被配置为使得当该过滤器组件焊接至该造口术袋时，来自该造口术袋的气体轴向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件；并且其中，该第一层、该粘合剂层和该第二层的周界基本上对准。本文还包括其他实施例。

Description

造口术袋过滤器
本申请在2021年3月26日作为PCT国际专利申请以唐纳森公司(DonaldsonCompany,Inc.)(一家美国国家公司，所有国家指定的申请人)、以及美国公民Roger E.Peet(所有国家指定的发明人)的名义提交，并且要求于2020年3月30日提交的美国临时专利申请号63/002,027的优先权，所述临时专利申请的内容全部通过援引并入本文。
技术领域
本发明涉及用于包壳(比如袋、更具体地造口术袋)的吸附式呼吸过滤器，还更具体地涉及用于造口术袋的通气过滤器及组件。
背景技术
造口术(也称为结肠造口术、回肠造口术或泌尿造口术)是当人由于出生缺陷、疾病、受伤或其他病症而失去正常膀胱或肠道功能时需要进行的一种手术。癌症患者约占造口术的80％。在造口术之后，身体废物需要穿过腹壁上的造口(手术开口)排出，并进入称为造口术袋的特殊器具中。
根据患者的饮食、年龄、诊断、活动水平和其他变量，这些废物可能含有大量气体，比如胺、氨和硫醇。这些气体会使造口术袋胀大，而给患者带来担忧或不适，并损害皮肤与造口术袋本身之间的密封。
在过去，造口术袋配备有除臭气体过滤器，以便可以从袋中排出肠胃气，从而减少或防止鼓胀，同时对逸出的气体进行除臭。为了防止这种过滤器被袋内的液态和/或固态身体废物材料堵塞和导致失效，通常将过滤器在袋的外表面上固定在通气开口上，或者以在过滤器上延伸的多孔膜的形式为内部安装的过滤器提供保护。通常，在内部安装的过滤器上的这种膜是疏水性的，并且也可以是疏油性的。
造口术袋过滤器可以是轴流型、或更常见的是所谓的径流型或侧流型的。这些和其他流动路径类型在2015年3月17日颁布的共同拥有的美国专利号8,979,811中进行了描述，该专利的代理人案卷号为758.7089USU1，其全部内容通过援引并入本文。对于造口术袋应用，径流或侧流型过滤器是最常见的，因为它允许构造小轮廓的过滤器，该过滤器还提供了较长的流动路径来对肠胃气进行除臭。
发明内容
在实施例中，包括一种用于从造口术袋中排出气体的过滤器组件，该过滤器组件具有：第一层，该第一层被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的；粘合剂层，该粘合剂层限定至少第一开口；吸附元件，该吸附元件可以包括气体吸附材料，该吸附元件设置在该第一层与该粘合剂层之间；以及第二层，该第二层可以包括熔化温度等于或低于120℃的材料并且限定至少第二开口，该第二层被配置为在环绕该第二开口的环形焊接区域处焊接至该造口术袋；其中，该粘合剂层被配置为粘附至该第一层、该吸附元件和该第二层，使得该第一开口与该第二开口重叠，其中，该过滤器组件被配置为使得当该过滤器组件焊接在该造口术袋的出口开口上时，来自该造口术袋内的气体轴向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件，并且其中，该第一层、该粘合剂层和该第二层的周界基本上对准。
在实施例中，该第一层可以包括聚四氟乙烯(PTFE)。
在实施例中，该第一层可以包括PTFE层压件。
在实施例中，该粘合剂层可以包括双面粘合剂层压件。
在实施例中，该粘合剂层可以包括压敏粘合剂。
在实施例中，该粘合剂层是该第二层上的涂层。
在实施例中，该吸附元件可以包括活性炭。
在实施例中，该第二层可以包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
在实施例中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的长度的至少约70％重叠。
在实施例中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的一侧的面积的至少约25％重叠。
在实施例中，该粘合剂层进一步限定第三开口，并且该第二层进一步限定与该第三开口重叠的第四开口。
在实施例中，重叠的该第一开口和第二开口限定第一过滤器组件开口，其中，重叠的该第三开口和第四开口限定第二过滤器组件开口，并且其中，该第一过滤器组件开口和第二过滤器组件开口的面积基本上相等。
在实施例中，包括一种过滤器组件阵列，该过滤器组件阵列具有：多个过滤器组件，包括的每个过滤器组件具有：第一层，该第一层被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的；粘合剂层，该粘合剂层限定第一开口；吸附元件，该吸附元件可以包括气体吸附材料，该吸附元件设置在该第一层与该粘合剂层之间；以及第二层，该第二层可以包括熔化温度等于或低于120℃的材料并且限定第二开口，该第二层被配置为在环绕该第二开口的环形焊接区域处焊接至造口术袋；以及载体，该载体可以包括设置在该载体的第一侧上的载体粘合剂，其中，所述过滤器组件中的每一个都可移除地附接至该载体的第一侧。
在实施例中，该载体粘合剂包括低粘性粘合剂。
在实施例中，该载体被卷绕成过滤器组件供应卷。
在实施例中，其中，该多个过滤器组件中的每一个被配置为使得当该过滤器组件焊接在该造口术袋的出口开口上时，来自该造口术袋内的气体轴向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件。
在实施例中，进一步可以包括位于该第一层与该吸附元件之间的气体不可渗透阻隔层，该气体不可渗透阻隔层被配置用于阻挡气体从该吸附元件的第一侧的方向流经该过滤器组件，其中，该多个过滤器组件中的每一个被配置为使得当该过滤器组件焊接在该造口术袋的出口开口上时，来自该造口术袋内的气体侧向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件。
在实施例中，第一层可以包括聚四氟乙烯(PTFE)。
在实施例中，该第一层可以包括PTFE层压件。
在实施例中，该粘合剂层可以包括双面粘合剂层压件。
在实施例中，该粘合剂层可以包括压敏粘合剂。
在实施例中，该粘合剂层是该第二层上的涂层。
在实施例中，该吸附元件可以包括活性炭。
在实施例中，第二层可以包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
在实施例中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的长度的至少约70％重叠。
在实施例中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的一侧的面积的至少约25％重叠。
在实施例中，该粘合剂层进一步限定第三开口，并且该第二层进一步限定与该第三开口重叠的第四开口。
在实施例中，该重叠的第一开口和第二开口限定第一过滤器组件开口，其中，该重叠的第三开口和第四开口限定第二过滤器组件开口，并且其中，该第一过滤器组件开口和第二过滤器组件开口的面积基本上相等。
在实施例中，包括一种用于生产过滤器组件的方法，该方法：提供第一层、粘合剂层、吸附层、第二层和载体层的片材，其中：该第一层被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的，该吸附层包括气体吸附材料，该第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料，并且该载体层包括设置在该载体的粘合剂侧上的载体粘合剂；将该第二层结合至该粘合剂层；同时切穿该第二层和该粘合剂层以形成开口；将该第二层可移除地附接至该载体层的粘合剂侧；将该吸附层切割成离散的吸附元件；将所述离散的吸附元件之一放置成覆盖该粘合剂层的开口；将该第一层结合至该粘合剂层，使得该吸附元件设置在该第一层与该第二层之间；以及通过同时切穿该第一层、该粘合剂层和该第二层，围绕该吸附元件形成周界，从而得到设置在该载体层上的过滤元件。
在实施例中，包括一种用于生成多个过滤器组件的方法，该方法：提供第一层片材、粘合剂层、吸附层片材、第二层片材和载体片材，其中：该第一层片材被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的，该吸附层片材包括气体吸附材料，该第二层片材包括熔化温度等于或低于120℃的材料，并且该载体片材包括设置在该载体的粘合剂侧上的载体粘合剂；将该第二层片材结合至该粘合剂层以形成具有第一侧和相反的粘合剂层侧的第二层子组件；切穿该第二层子组件以在该第二层子组件中限定多个过滤器组件开口；将该第二层子组件的第一侧可移除地附接至该载体片材的粘合剂侧，以形成具有第一侧和相反的粘合剂层侧的第一载体子组件；将该吸附层片材切割成多个吸附元件；将该多个吸附元件放置在该第一载体子组件的粘合剂层侧上，使得该多个过滤器组件开口中的每一个被该多个吸附元件之一覆盖，从而形成具有第一侧和粘合剂层侧的第二载体子组件；将该第一层结合至该第二载体子组件的粘合剂层侧，使得这些吸附元件设置在该第一层与该第二层之间以形成未切割的过滤器组件；以及通过同时切穿该第一层片材、粘合剂层和第二层片材但不切穿该载体层片材，围绕这些吸附元件中的每一个形成多个过滤器组件周界，从而得到设置在该载体层片材上的多个过滤元件。
在实施例中，该方法可以进一步包括：将设置在该载体层上的该多个过滤元件卷绕成过滤元件供应卷。
在实施例中，该粘合剂层包括压敏粘合剂，并且将设置在该载体层上的该多个过滤元件卷绕成过滤元件供应卷压缩了该第一层片材、粘合剂层和第二层片材。
在实施例中，该方法可以进一步包括：从第二层供应卷退卷该第二层片材，其中，在该第二层供应卷上的第二层片材包括在粘合剂层侧上的粘合剂层。
在实施例中，该方法可以进一步包括：在形成该多个过滤器组件周界之前至少24小时，形成第二层子组件。
在实施例中，该方法可以进一步包括：在将该多个过滤元件中的过滤元件应用于造口术袋之前至少24小时，形成该多个过滤器组件周界。
本发明内容是对本申请的一些教导的总览，并且不旨在是对本主题的排他性或穷尽性的处理。在具体实施方式和所附权利要求中找到进一步的细节。在阅读和理解以下具体实施方式并查看形成具体实施方式的一部分的附图之后，其他方面对于本领域技术人员将是显而易见的，这些方面中的每一方面都不应被认为是具有限制意义的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。
附图说明
结合以下附图(图)，可以更全面地理解各方面，在附图中：
图1是具有根据本文各种实施例的过滤器组件的造口术袋的顶视图。
图2是根据一个实施例的过滤器组件的第一侧的顶视平面视图。
图3是根据本文各种实施例的图2的过滤器组件的第二侧的底视平面视图。
图4是根据本文各种实施例的图2的穿过图2的截面线4-4获得的过滤器组件的截面视图。
图5是根据本文各种实施例的图2的过滤器组件的部件的分解视图。
图6是根据本文各种实施例的图2的过滤器组件的替代部件的分解视图。
图7是根据本文各种实施例的、具有单一过滤器组件开口的过滤器组件的另一实施例的第一侧的顶视平面视图。
图8是根据本文各种实施例的、图2的过滤器组件的第一侧的顶视平面视图，其中虚线示出了过滤器组件内的部件。
图9是根据本文各种实施例的、图2的过滤器组件的第二侧的底视平面视图，其中虚线示出了过滤器组件内的部件。
图10是根据本文各种实施例的图2的焊接至造口术袋的过滤器组件的截面视图，其中过滤器组件具有穿过该过滤器组件的轴向流动路径。
图11是根据本文各种实施例的焊接至造口术袋的过滤器组件的又一实施例的截面视图，其中过滤器组件具有穿过该过滤器组件的侧向流动路径。
图12是根据本文各种实施例的用于制造过滤器组件的方法的流程图。
图13是根据本文各种实施例的第二层子组件的顶视图。
图14是根据本文各种实施例的第二载体子组件的顶视图。
图15是根据本文各种实施例的未切割过滤器组件的顶视图。
图16是根据本文各种实施例的在离型衬里上的过滤器组件阵列的顶视图。
图17是根据本文各种实施例的在离型衬里上的过滤器组件的卷的侧视图。
虽然实施例易作出不同修改和替代形式，但其详情已经通过举例和附图示出并且将进行详细描述。然而，应理解，本文的范围不限于所描述的特定方面。相反，目的是将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。
具体实施方式
本文描述了一种过滤器组件，在某些实施例中，该过滤器组件包括包含吸附材料的过滤层、以及至少一个气体不可渗透的外膜层，该外膜层被称为第一层。该第一层在一些实施例中是可热密封的并且在一些实施例中是微孔的。该过滤器组件具有小轮廓并且能够进行选择性地气体吸附、吸收、催化或各自的组合。这种类型的过滤器组件可以放置在通气口上作为通气口组件、并且通常被称为吸附式呼吸过滤器(ABF)。
ABF最常用于密封不漏液体的包壳中的透气孔。通气的造口术袋(其中液相和固相材料被截留同时允许选定的气体逸出)是本文描述的过滤器组件特别有用的示例。ABF也常用于传感器和电子包壳中，其重点是将固体和液体保持在包壳外部，同时允许选定的气相流体进入以进行冷却和/或感测。
过滤器组件可以与许多不同类型的包壳一起使用，包括柔性的和刚性的。在一个实施例中，包壳是袋，其是主要由塑料制成的柔性包壳。过滤器组件在其与造口术袋一起使用的情况下特别有用，并且为了方便起见，本文将在此背景下对其进行描述。过滤器组件具有两侧：即，有待密封至造口术袋或其他包壳的袋侧或包壳侧、以及与袋侧相反的外侧。为方便起见，过滤器组件的包壳侧在本文中被称为袋侧，并且过滤器组件通常将在包壳袋(具体地造口术袋)的背景下进行讨论，但是本文中的概念同样适用于其他类型的包壳。
本文描述的过滤器组件已经被设计用于从现有技术布置中消除不必要的部件、降低过滤器组件的成本、并且为最终使用者提供完整的功能，以及提供在造口术袋制造期间使用的特征。与在过滤器组件的袋侧上包括膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)层压件的先前设计相比，本文描述的过滤器组件还可以减少粪便堵塞过滤器的趋势，从而提高过滤器的使用寿命。消除该袋侧上的ePTFE层压件还降低了过滤器组件的成本。
过滤器组件
现在参见图1至图3，图1示出了具有过滤器组件的造口术袋的顶视图，图2和图3分别示出了根据本文各种实施例的过滤器组件的顶视图和底视图。造口术袋100包括内表面102、外表面104、和进入造口术袋内部的造口开口106。造口开口106被凸缘108环绕，造口术袋在该凸缘处连接至使用者的造口。造口术袋100还限定了通气开口110。过滤器组件200可以固定至造口术袋100的内侧，使得过滤器覆盖通气开口110。过滤器组件200的外形通过造口开口106可见并且以虚线示出，其中它被造口术袋的顶层隐藏。过滤器组件200可以具有固定至袋的第二层204和与第二层相反的第一层202。第二层204在图1中通过造口开口可见、以及在图3中可见，而图2是过滤器组件的底视平面视图，示出了第二层204。
过滤器组件200可以具有与造口术袋100和/或患者身体相容的任何形状。在各种实施例中，过滤器组件200的形状可以是大致矩形的。在各种实施例中，过滤器组件200的拐角可以是修圆形的。在实施例中，过滤器组件200的区域是具有一组对置弯曲侧的大致矩形的。在各种实施例中，过滤器组件200的顶部由第一层202形成。
现在参见图3，示出了根据本文各种实施例的图2的过滤器组件的第二侧的底视平面视图。在各种实施例中，过滤器组件200的底部由第二层204形成。该第二层被配置为结合至造口术袋。在各种实施例中，第二层204的外周界与第一层202的外周界基本上对准。过滤器组件200可以包括延伸穿过过滤器组件的第二层204的一个或多个过滤器组件开口306。
现在参见图4，示出了根据本文各种实施例的图2的穿过截面线4-4获得的过滤器组件的截面视图。在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第一层202、粘合剂层410、吸附元件408、和第二层204。如图4所见，第一层202、粘合剂层410和第二层204的外周界可以基本上对准。在替代性实施例中，第二层204的周界可以适配在第一层202的周界内并且与之间隔开。
现在参见图5，示出了根据本文各种实施例的图2的过滤器组件的部件的分解视图。在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第一层202、粘合剂层410、吸附元件408、和第二层204。如5所示，粘合剂层410可以形成过滤器组件200的不同层。当过滤器组件处于组装状态时，粘合剂层可以设置在第一层与吸附元件之间。如图5所示，粘合剂层410可以具有至少第一开口409，并且第二层204可以具有至少第二开口411。在各种实施例中，第一开口409和第二开口411在过滤器组件200处于其组装状态时至少部分重叠并且形成至少一个过滤器组件开口306。
现在参见图6，示出了根据本文各种实施例的图2的过滤器组件的部件的分解视图。在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第一层202、粘合剂层410、吸附元件408、和第二层204。在一些实施例中，粘合剂层410可以与第二层204集成。如图6所示，第二层204可以包括面向吸附元件408的粘合剂涂层或粘合剂层410。
第一层
在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第一层202。在各种实施例中，第一层被配置为是气体可渗透的。第一层可以是微孔的。如本文所使用的，术语“微孔”是指包含直径为约2微米或小于2微米的孔的材料。在一些实施例中，第一层还是液体不可渗透的。第一层可以包括多种材料，包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE)、仅包含PTFE的层、包含PTFE的层压件、以及膨胀的PTFE、低密度聚乙烯(PE)、聚烯烃或多孔膜。在各种实施例中，第一层足够柔顺以符合吸附元件408的形状。
第一层的厚度在一个实施例中为至少0.013mm并且在一个实施例中为至多0.09mm。在一些实施例中，第一层202的厚度可以大于或等于0.01mm、0.02mm、0.04mm或0.05mm。在一些实施例中，厚度可以小于或等于0.10mm、0.08mm、0.07mm或0.05mm。在一些实施例中，厚度可以落入0.01mm至0.10mm、或0.02mm至0.08mm、或0.04mm至0.07mm的范围内，或可以为约0.05mm。
吸附元件
在各种实施例中，过滤器组件200可以包括吸附元件408。在各种实施例中，吸附元件可以采取以下形式：吸附层、吸附区段、吸附材料、吸附片材等。在各种实施例中，吸附元件包括气体吸附材料。吸附元件的一个实施例并入了活性炭和纤维基质，该纤维基质含有细碎的活性炭颗粒，这些细碎的活性炭颗粒被细纤维、比如电纺聚合物细纤维约束。然后将活性炭和纤维基质通过各种微孔膜和/或无孔膜进行层压和/或封装，以形成能够进行选择性气体吸附、催化或各种的组合的高效且小轮廓的造口术通气口。
在一个实施例中，吸附材料悬浮在能够进行卷对卷加工和制造技术的材料网中。术语“网”用于意指能够被卷起的薄而柔性的材料，典型地为长幅，在机器方向上的长度比在横向于机器的垂直方向上的宽度长得多。
在一个实施例中，吸附材料悬浮在泡沫或毡材料内。
在一个实施例中，吸附材料包括稀松布基层，在其上形成吸附颗粒(比如碳颗粒)与纤维(比如细纤维)层。添加额外的吸附颗粒与纤维层以形成吸附材料。在一个实施例中，吸附材料的稀松布侧面向第一层。
反应性或吸附性颗粒与纤维保持在一起或点缀着纤维。颗粒与纤维的组合产生了一种具有以下优点的材料：增大扩散，以允许使用较小的颗粒，从而增加外表面积并因此增加反应速率；以及增大对反应层的渗透。
颗粒与纤维构造的低压降和高效率允许过滤器被构造为使得气流以轴向构型穿过过滤介质的面。基于活性炭和纤维基质的过滤器的柔性和薄轮廓允许造口术产品更贴合患者的身体。在某些实施例中，本文描述的过滤器包括至少一个可密封的、液体不可渗透、气体可渗透的外微孔膜层；另外，吸附颗粒的内过滤层基本上均匀地分散在细纤维网中。在一些实施例中，过滤器进一步还包括第二多孔外覆盖层。
在一种实施方式中，碳颗粒负载量在100与500g/m2之间，在某些实施方式中，碳颗粒负载量在150与400g/m2之间，而在其他实施方式中，碳颗粒负载量在200与300g/m2之间。通常，碳颗粒负载量至少为50g/m2、通常大于100g/m2、并且可选地大于200g/m2。
具有基本上均匀分散在细纤维中的吸附颗粒的吸附元件408的厚度通常小于5mm、可选地小于3mm、并且期望地小于2mm。在一个实施例中，吸附元件408具有至少0.01mm的厚度。在一个实施例中，吸附元件408具有不超过10mm的厚度。吸附元件408可以具有至少0.25mm的厚度。在一个实施例中，吸附元件408具有至多约6.35mm的厚度。在一个实施例中，吸附元件408为约1.27mm厚。
第二层
在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第二层204。在各种实施例中，第二层204被配置为是液体不可渗透且气体不可渗透的。
第二层204优选地由可以可靠地结合至造口术袋100的材料形成。造口术袋通常由具有低表面能的材料(比如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)塑料)制成。低表面能材料在本文中被定义为表面能低于36达因/厘米(达因/cm)的材料。在第二层也由EVA制成的情况下，这些材料是相容的并且能够容易地形成可靠的结合。替代性地，第二层可以由其他相容材料构成，包括但不限于聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
在各种实施例中，第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料。在一些实施例中，熔化温度可以低于或等于120℃、118℃、115℃、112℃或110℃。在一些实施例中，熔化温度可以落在90℃至120℃、或95℃至118℃、或100℃至115℃、或105℃至112℃的范围内，或者可以为约110℃。第二层的熔化温度可以通过使用差示扫描量热法(DSC)、使用10毫克样品和在第二加热循环而不是第一加热循环期间的测量值来确定。
在造口术袋的一些实施例中，造口术袋壁由与第二层相同的材料制成，这允许通过热焊接和类似的熔化温度进行良好的结合。在造口术袋的一些实施例中，造口术袋壁和过滤器组件的第二层均由EVA制成。
在造口术袋的一些实施例中，造口术袋壁由EVA制成，而过滤器组件的第二层由与EVA热结合良好的材料制成。在一些实施例中，过滤器组件的第二层由聚乙烯(PE)或聚丙烯醚(PPE)制成，它们都与EVA热结合良好。
粘合剂层
在各种实施例中，过滤器组件200可以包括粘合剂层410。粘合剂层410被配置为将第二层204密封至第一层202。这防止了液体从包壳内部围绕第一层的泄漏路径，例如在第一层与第二层之间的泄漏路径。该结构被设计为使气体在穿过过滤器组件离开封闭件时需要行进穿过吸附材料。
在一些实施例中，粘合剂层410可以由基于丙烯酸的压敏粘合剂形成。可商购的示例是来自美国明尼苏达州圣保罗的3MTM的丙烯酸粘合剂300MP。在一些实施例中，粘合剂层410可以由基于硅树脂的压敏粘合剂形成。可商购的示例是来自美国明尼苏达州圣保罗市的3MTM的双面胶带96042。
如图5所示，过滤器组件200可以包括不同的粘合剂层410。在一些实施例中，粘合剂层包括压敏粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层是双面粘合剂层压件。在一种方法中，作为过滤器组件制造过程的早期步骤，将粘合剂层410结合至第二层204。
替代性地，如图6所示，粘合剂层410可以与第二层204成一体，例如作为涂层提供在第二层204上。在一些实施例中，粘合剂层410包括压敏粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层410是双面粘合剂层压件。在一些实施例中，粘合剂层410是施加在第二层204上的涂层。在一种方法中，作为过滤器组件制造过程的输入，第二层204可以在已经被其供应商施加了粘合剂层410的情况下以卷的形式提供。
过滤器组件开口
在各种实施例中，粘合剂层410可以包括至少第一开口409，并且第二层204可以包括至少第二开口411。第一开口409和第二开口411被配置为在第二层204结合至粘合剂层410时至少部分地重叠。第一开口409和第二开口411重叠形成至少一个过滤器组件开口306。在各种实施例中，来自造口术袋的气体可以穿过过滤器组件开口离开过滤器组件200。
在各种实施例中，过滤器组件200可以具有多个过滤器组件开口306。图3和图5至图6示出了具有两个过滤器组件开口306的过滤器组件200。在一个替代性实施例中，图7示出了具有单一过滤器组件开口的过滤器组件200。在一些实施例中，过滤器组件开口306的数量可以大于或等于一个、两个、三个、四个或五(5)个开口。在各种实施例中，一个或多个过滤器组件开口306的区域可以是大致矩形的。在各种实施例中，一个或多个过滤器组件开口306的曲率可以与过滤器组件的曲率匹配。在实施例中，一个或多个过滤器组件开口的区域可以是具有一组对置弯曲侧的大致矩形。对于本领域的技术人员来说，可想象开口的其他尺寸、形状和构型。
过滤器组件开口306的大小被确定为允许从造口术袋100中充分排出气体。现在参见图9，示出了图2的过滤器组件的第二侧的底视平面视图，其中虚线示出了根据本文各种实施例的过滤器组件内的部件。吸附元件外周界814相对于第二层204示出。吸附元件408具有长度LA，并且该一个或多个过滤器组件开口306具有与吸附元件的一侧的面积AA的至少25％重叠的组合面积AO。在一些实施例中，一个或多个过滤器组件开口的长度LO可以与大于或等于吸附元件的长度LA的50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％或可以是落在前述任意值之间的范围内的量重叠。
在各种实施例中，该一个或多个过滤器组件开口306可以具有与吸附元件的一侧的面积AA的至少25％重叠的组合开口面积AO。在一些实施例中，组合开口面积AO可以与大于或等于吸附元件的一侧的面积AA的15％、20％、25％、30％、35％或40％或可以是落在前述任意值之间的范围内的量重叠。
过滤器组件焊接区域
过滤器组件的焊接区域限定了第二层通过焊接工艺连接至造口术袋壁的位置。在过滤器组件的顶视平面视图或底视平面视图中，焊接区域不与吸附材料重叠。在一些示例中，焊接区域是第二层的不与吸附材料共同延伸的范围。焊接区域具有环形形状，包括外周界和限定并围绕非焊接区域的内周界。吸附元件被定位成在第二层的与非焊接区域相对应的区域内。焊接区域的内周界可以与吸附材料的外周界间隔开。
现在参见图8，示出了图2的过滤器组件的第一侧的顶视平面视图，其中虚线展示了根据本文各种实施例的过滤器组件内的部件。在各种实施例中，过滤器组件200可以具有焊接区域812，其中环形焊接工具可以接触过滤器组件的第一层202并将过滤器组件的第二层204焊接至造口术袋100。过滤器组件200可以具有限定过滤器组件的外边缘的外周界818、和限定第一层202与粘合剂层410和第二层204接触的位置的内周界816。在各种实施例中，焊接区域812是设置在内周界816与外周界818之间的环形区域。在一些实施例中，焊接区域基本上延伸内周界816与外周界818之间的整个距离。替代性地，焊接区域812可以跨越内周界816与外周界818之间的距离的一部分，例如至少或大约50％、75％、80％、85％、90％、95％或98％。如图8所示，吸附元件外周界814设置在过滤器组件内周界816内部。内周界816内部的区域可以形成非焊接区域。在一些实施例中，内周界816与吸附元件外周界814间隔开第一边沿距离。在一些示例中，焊接区域的内周界可以作为过滤器组件内周界816。在其他示例中，焊接区域的内周界可以与吸附元件外周界814间隔开第二边沿距离，该第二边沿距离大于第一边沿距离。
在各种实施例中，过滤器组件的第二层在连接至载体层并且将结合至造口术袋的第一侧上不包括任何粘合剂。在这些实施例中，载体层仍可以包括粘合剂，其将过滤器组件的第二层可移除地固定至载体层。然而，在各种实施例中，过滤器组件的袋侧没有粘合剂。
气体流经过滤器组件
造口术袋过滤器可以是轴流型、或更常见的是所谓的径流型或侧流型的。这些和其他流动路径类型在2015年3月17日颁布的共同拥有的美国专利号8,979,811中进行了描述，该专利的代理人案卷号为758.7089USU1，其全部内容通过援引并入本文。对于造口术袋应用，径流型或侧流型的过滤器是最常见的，因为它允许构造小轮廓过滤器，该过滤器还提供了扩展的流动路径来对肠胃气进行除臭。径流型和侧流型过滤器具有较大的吸附路径长度，从而提高了吸附性能。然而，较大的吸附路径长度预计会减少穿过过滤器的空气流量。相反，轴流型过滤器由于吸附路径长度较短而预计具有较高水平的空气流量。
图10是根据本文各种实施例的图2的焊接至造口术袋的过滤器组件的截面视图，其中过滤器组件具有穿过该过滤器组件的轴向流动路径。在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第一层202、粘合剂层410、吸附元件408、和第二层204。过滤器组件200可以焊接至造口术袋100，使得过滤器组件的第二层204沿着环形焊接区域812结合至造口术袋的内表面102。过滤器组件200被定位成与造口术袋100的通气开口110对准。在各种实施例中，来自造口术袋的气体穿过第一层202进入过滤器组件200、并且穿过过滤器组件开口306离开该过滤器组件。图10中的箭头表示示例性气体流动路径，气体沿该气体流动路径轴向地流经过滤器组件200。在实施例中，来自造口术袋100的气体穿过第一层进入过滤器组件200、轴向地流经吸附层、并且穿过过滤器组件开口306离开该过滤器组件。
现在参见图11，示出了根据本文各种实施例的焊接至造口术袋的过滤器组件的又一实施例的截面视图，其中过滤器组件具有穿过该过滤器组件的侧向流动路径。在各种实施例中，过滤器组件200可以包括第一层202、粘合剂层410、吸附元件408、和第二层204。过滤器组件200可以焊接至造口术袋100，使得过滤器组件的第二层204沿着环形焊接区域812结合至造口术袋的内表面102。过滤器组件200被定位成与造口术袋100的通气开口110对准。如图11所示，过滤器组件可以包括设置在第一层202与吸附元件408之间的阻隔层1014。阻隔层1014被配置为阻挡气体从吸附元件408的第一侧的方向流经过滤器组件。阻隔层1014被配置为是气体不可渗透的，使得来自造口术袋的气体仅可以进入阻隔层不存在的吸附元件408。图11中的箭头表示示例性气体流动路径，气体沿该气体流动路径侧向地流经过滤器组件200。在各种实施例中，来自造口术袋100的气体穿过气体可渗透第一层进入过滤器组件200、穿过阻隔层1014不存在的那侧进入吸附元件408、侧向地流经吸附元件408、并且穿过过滤器组件开口306离开该过滤器组件。
用于生产过滤器组件阵列的方法
现在参见图12，示出了根据本文各种实施例的用于制造过滤器组件的方法。方法1300在步骤1302中可以包括提供第一层片材1202、粘合剂层1208、吸附层片材、第二层片材1204、和载体片材1210。该方法中提供的这些片材可以用于生产一个或多个过滤器组件200。在各种实施例中，第一层片材被配置为是气体可渗透且液体不可渗透的，吸附层包括气体吸附材料，第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料，而载体层包括设置在载体的粘合剂侧上的载体粘合剂。在一些实施例中，将第二层片材1204和粘合剂层1208分开提供。在一些实施例中，将第二层片材1204和粘合剂层1208作为单一片材提供，使得第二层片材结合至粘合剂层。
方法1300在步骤1304中可以包括将第二层片材1204结合至粘合剂层1208以形成具有第一侧1205和相反的粘合剂层侧1209的第二层子组件1400。术语“子组件”用于指代单一过滤器组件或多个过滤器组件阵列的生产过程中的步骤的输出。在一些实施例中，粘合剂层1208包括压敏粘合剂，并且第二层子组件1400通过压缩第二层片材1204和粘合剂层1208而形成。本领域技术人员可想象的是，将第二层片材1204结合至粘合剂层1208的各种方式，包括压力结合、热结合等。在替代性实施例中，将第二层片材1204和粘合剂层1208提供给预结合的工艺，使得第二层子组件1400已经形成并且可以省去该步骤。在各种实施例中，在步骤1316中，在形成多个过滤器组件周界之前至少24小时，形成第二层子组件1400。在一些实施例中，在步骤1316中，在形成多个过滤器组件周界之前多于或等于1天、4天、或7天或落在前述任意值之间的范围内的量，形成第二层子组件1400。
将第二层片材1204预结合至粘合剂层1208增加了这两个层之间的保持时间。在此方法的背景下，保持时间被定义为一种材料与另一种材料接触的时间长度。在各种实施例中，较长的保持时间增大了第二层片材1204与粘合剂层1208之间的结合强度。在一些实施例中，保持时间可以多于或等于1天、4天、7天、或者可以为至少1天、2天、3天、或4天、或者可以是落在前述任意值之间的范围内的量。在一些实施例中，保持时间可以少于或等于24小时、20小时、16小时、12小时、8小时、4小时或1小时、或可以是落在前述任意值之间的范围内的量。
在一些实施例中，在保持时间期间对第二层子组件1400施加压力。在实施例中，通过将第二层子组件1400卷绕成供应卷来施加压力。施加压力的其他手段是可能的，包括对第二层子组件1400施加辊、重物等。在一些实施例中，施加至第二层子组件1400的压力可以大于或等于1千帕(kPa)、11kPa、21kPa、30kPa、40kPa或50kPa。在一些实施例中，施加至第二层子组件1400的压力可以小于或等于100kPa、90kPa、80kPa、70kPa、60kPa或50kPa。在一些实施例中，压力可以落在1kPa至100kPa、或11kPa至90kPa、或21kPa至80kPa、或30kPa至70kPa、或40kPa至60kPa的范围内，或者可以为约50kPa。在一些实施例中，可以对第二层子组件1400施加压力持续多于或等于1天、4天、7天、或者可以为至少1天、2天、3天、或4天、或者可以是落在前述任意值之间的范围内的量。在一些实施例中，可以对第二层子组件1400施加压力持续少于或等于24小时、20小时、16小时、12小时、8小时、4小时或1小时，或者可以是落在前述任意值之间的范围内的量。
方法1300在步骤1306中可以包括：切穿第二层子组件1400以在第二层子组件中限定多个过滤器组件开口306。在各种实施例中，过滤器组件开口306是用刀切割，但是本领域技术人员可想象其他切割手段，包括冲切、激光切割等。可以在第二层子组件中切出各种数量、形状和构型的过滤器组件开口306。过滤器组件开口306可以成组地切割，包括1个、2个或更多个开口。每组过滤器组件开口306可以容纳一个过滤器组件200。在各种实施例中，过滤器组件开口306组间隔开足够远以容纳过滤器组件的外周界818。在一些实施例中，将通过切割过滤器组件开口306产生的废料随后从第二层子组件1400去除。可以使用真空装置、拾取器装置、人工操作者、或切割装备的一部分来去除废料，或者可以使用其他技术。
现在参见图13，示出了根据本文各种实施例的第二层子组件1400的顶视图。第二层子组件1400可以包括结合在一起的第二层片材1204和粘合剂层1208。第二层子组件1400可以包括第一侧1205(在该视图中不可见)和粘合剂层侧1209。在各种实施例中，第二层子组件1400的第一侧1205由第二层片材1204形成。在各种实施例中，第二层子组件的粘合剂层侧1209由粘合剂层1208形成。在各种实施例中，在第二层子组件1400中切出多个过滤器组件开口306。
方法1300在步骤1308中可以包括：将第二层子组件1400的第一侧1205可移除地附接至载体片材1210的粘合剂侧，以形成具有第一侧和相反的粘合剂层侧的第一载体子组件1450。在各种实施例中，载体片材1210包括低粘性粘合剂或静电黏着材料，以将第二层子组件1400可移除地附接至该载体片材。在本申请的背景下，低粘性粘合剂被定义为可以将物体(比如过滤器组件等)附着至粘合剂载体上的粘合剂，使得当施加压力时物体粘附至粘合剂载体上，当粘合剂载体移动时物体保持在位，并且物体可以从粘合剂载体上移除而不损坏物体或在物体表面上留下大量粘合剂。在一些实施例中，载体片材1210的粘合剂侧包括压敏粘合剂，并且通过将第二层子组件1400压缩至载体片材1210的粘合剂侧来形成第一载体子组件1450。
方法1300在步骤1310中可以包括：将吸附层片材切割成多个吸附元件408。在各种实施例中，用刀从吸附层片材上切出吸附元件408，但是本领域技术人员可想象其他切割手段，包括冲切、激光切割等。在各种实施例中，可以在步骤1304、1306或1308之前或期间切割吸附元件。
方法1300在步骤1312中可以包括：将多个吸附元件408放置在第一载体子组件1450的粘合剂层侧上，使得多个过滤器组件开口中的每一个被多个吸附元件之一覆盖，从而形成具有第一侧1205和粘合剂层侧1209的第二载体子组件1500。在各种实施例中，吸附元件408放置在步骤1306中切出的每组开口上。在一些实施例中，每个吸附元件408覆盖单一过滤器组件开口306。在其他实施例中，每个吸附元件覆盖构成一组过滤器组件开口的两个、三个或更多个过滤器组件开口306。在各种实施例中，粘合剂层1208将吸附元件408在第二载体子组件1500上保持在位。
现在参见图14，示出了根据本文各种实施例的第二载体子组件1500的顶视图。第二载体子组件1500可以包括第一侧1205和粘合剂层侧1209。在各种实施例中，第二载体子组件1500的第一侧1205由载体片材1210形成，而第二载体子组件的粘合剂层侧1209由粘合剂层1208形成。第二载体子组件1500通过将多个吸附元件408放置在第一载体子组件1450的粘合剂层侧1209上使得每组过滤器组件开口306被多个吸附元件408之一覆盖而形成。如图14所示，吸附元件放置在第二载体子组件1500上，使得每个吸附元件408基本上与每组过滤器组件开口306同中心。
在一些实施例中，载体片材1210在切出过滤器开口之前连结至第二层子组件1400。在其他实施例中，载体片材1210在切出过滤器开口之后连结至第二层子组件1400，如图12的流程图中所展示的。
方法1300在步骤1314中可以包括：将第一层结合至第二载体子组件1500的粘合剂层侧1209，使得吸附元件408设置在第一层与第二层之间以形成未切割的过滤器组件1600。在一些实施例中，粘合剂层1208包括压敏粘合剂，并且未切割的过滤器组件1600通过压缩第一层片材1202和粘合剂层1208而形成。第一层片材1202和粘合剂层1208可以通过辊、重物等而被压缩。
方法1300在步骤1316中可以包括：通过同时切穿第一层片材1202、粘合剂层1208和第二层片材1204但不切穿载体片材1210，围绕每个吸附元件408形成多个过滤器组件周界818，从而得到设置在载体片材1210上的多个过滤元件200。在各种实施例中，第一层、第二层和粘合剂层具有基本上对准的外周界，使得可以在单一切割中形成每个过滤器组件周界818。在一些实施例中，在未切割的过滤器组件1600中切出的过滤器组件周界的数量可以大于或等于1个、10个、20个、30个、40个或50个周界、或可以是落在前述任意值之间的范围内的量。
现在参见图15，示出了根据本文各种实施例的未切割的过滤器组件1600的顶视图。在各种实施例中，未切割的过滤器组件1600包括结合在一起的第一层片材1202、第二层片材1204、粘合剂层1208、载体片材、和一个或多个吸附元件408。
该方法可以进一步包括：在步骤1316中切割过滤器组件周界818之后去除废料基质。在各种实施例中，废料基质包括来自第一层片材1202、第二层片材1204和粘合剂层1208的多余材料。可以使用真空装置、拾取器装置、人工操作者、或切割装备的一部分来去除废料，或者可以使用其他技术。
在去除废料基质之后，过滤器组件200阵列保持可移除地附接至载体1210。这样的阵列在图16中可以看到。可移除地附接至载体是指过滤器组件可以容易地从载体1210上移除而不损坏载体1210或过滤器组件。
在各种实施例中，该方法包括：在将过滤器组件阵列1700的过滤器组件200应用于造口术袋100之前至少24小时，形成该多个过滤器组件周界。在一些实施例中，该方法包括：在将过滤器组件200应用于造口术袋100之前至少多于或等于1天、4天、或7天、或落在前述任意值之间的范围内的量，在载体1210上形成过滤器组件。
在一些实施例中，允许过滤器组件阵列保持完好增大了这些层之间的保持时间。在此方法的背景下，保持时间被定义为一种材料与另一种材料接触的时间长度。在各种实施例中，较长的保持时间增大了每个过滤器组件200的第一层202、第二层204、粘合剂层410和吸附元件408之间的结合强度。在一些实施例中，保持时间可以多于或等于1天、4天、或7天、或者可以是落在前述任意值之间的范围内的量。在一些实施例中，保持时间可以少于或等于24小时、20小时、16小时、12小时、8小时、4小时或1小时，或者可以是落在前述任意值之间的范围内的量。
现在参见图16，示出了根据本文各种实施例的过滤器组件阵列1700的顶视图。过滤器组件阵列1700包括可移除地附接至载体片材1210的一个或多个过滤器组件200。载体片材1210可以包括低粘性粘合剂或静电黏着材料，以将过滤器组件200保持在载体层片材上。图16的过滤器组件阵列包括每排一个过滤器组件200。然而，每排具有两个或更多个过滤器组件200的过滤器组件阵列1700是可能的。
在一些实施例中，在保持时间期间对过滤器组件阵列1700施加压力。在实施例中，通过将过滤器组件阵列1700卷绕成过滤元件供应卷1220来施加压力。施加压力的其他手段是可能的，包括对过滤器组件阵列1700施加辊、加重物体等。在一些实施例中，施加至第二层子组件1400的压力可以大于或等于1kPa、11kPa、21kPa、30kPa、40kPa或50kPa。在一些实施例中，施加至第二层子组件1400的压力可以小于或等于100kPa、90kPa、80kPa、70kPa、60kPa或50kPa。在一些实施例中，压力可以落在1kPa至100kPa、或11kPa至90kPa、或21kPa至80kPa、或30kPa至70kPa、或40kPa至60kPa的范围内，或者可以为约50kPa。在一些实施例中，可以对第二层子组件1400施加压力持续多于或等于1天、4天、或7天，或者可以是落在前述任意值之间的范围内的量。在一些实施例中，可以对第二层子组件1400施加压力持续少于或等于24小时、20小时、16小时、12小时、8小时、4小时或1小时，或者可以施加压力持续落入上述任意值之间的范围内的持续时间。
现在参见图17，示出了根据本文各种实施例的过滤器阵列的卷的顶视图。该方法可以进一步包括：将设置在载体层上的多个过滤元件卷绕成过滤元件供应卷1220上。在各种实施例中，每个过滤器组件200的粘合剂层410包括压敏粘合剂，并且将设置在载体片材1210上的多个过滤器组件200卷绕成过滤元件供应卷1220上压缩了第一层202、粘合剂层410、和第二层204。
然后可以将过滤器组件结合至造口术袋。
将过滤器组件结合至造口术袋的方法
现在参见图1，示出了具有根据本文各种实施例的过滤器组件的造口术袋的顶视图。造口术袋100包括进入造口术袋的内表面102中的造口开口106。造口开口106被凸缘108环绕，造口术袋在该凸缘处连接至使用者的造口。造口术袋100还限定了通气开口110。
过滤器组件200具有被配置为结合至造口术袋100的第二层204、和与第二层相反的第一层202。过滤器组件200还包括环绕吸附元件408和过滤器组件开口306的焊接区域812，其中过滤器组件可焊接至造口术袋100。
将过滤器组件200从载体片材1210上移除以露出过滤器组件的第二层204。接着将过滤器组件200在造口术袋100表面放置在通气开口110上，使得过滤器组件的第二层204接触环绕该通气开口的袋。过滤器组件的移除和过滤器组件在造口术袋上的放置可以由人手动完成或使用机器以自动方式完成。
在将过滤器组件200放置在造口术袋100上之后，在过滤器组件与造口术袋之间形成永久密封。该永久密封可以通过热密封、射频焊接或超声波焊接来形成。该永久密封可以使用环形焊接工具来形成。该永久密封防止气体或液体绕过过滤器组件200。通过在焊接区域812处对过滤器组件200、尤其是第二层204施加能量从而与造口术袋100的材料形成结合来实现密封。焊接区域可以是环形的、并且包括内周界，该内周界限定的开放区域容纳吸附元件408的占用空间。在各种实施例中，制造过程不对吸附元件408施加热量或其他能量。因此，在这些实施例中，焊接工具被配置为以环形图案施加能量并且不对吸附元件408施加能量。焊接工具可以由人手动地或使用机器以自动方式与过滤器组件接触。
在一个实施例中，过滤器组件200的第二层204在通气开口110上粘附至造口术袋100的内表面102。在另一个实施例中，过滤器组件200的第二层204在通气开口110上粘附至造口术袋100的外表面104。
所描述的实施例允许实现方便且有效的组装方法，在造口术袋100与过滤器组件200之间具有高度可靠的密封。将过滤器组件200连接至造口术袋100的最方便方式之一是仅使用压敏粘合剂来在造口术袋与过滤器组件之间形成密封。仅使用压敏粘合剂而没有热密封，不需要用于创建密封的装备。组装袋的工人只需暴露粘合剂并将过滤器放在通气开口上即可。相比之下，使用热密封工艺需要准备热密封装备，小心地将过滤器放置在通气开口上，并在精确地应用热密封装备时将通常小巧轻便的过滤器维持在该位置。然而，造口术袋通常由具有低表面能的材料(比如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)塑料)制成，因为材料的低表面能使得在必要时容易地完全排空造口术袋。但是袋材料的低表面能导致人们担心压敏粘合剂密封不可靠。过滤器组件的任何泄漏都是不可接受的。低表面能材料在本文中被定义为表面能低于36达因/cm的材料。
因此，将过滤器组件热密封至造口术袋是一种优于使用粘合剂将过滤器组件连接至造口术袋的优选方法。使用压敏粘合剂的仅粘合剂密封的可靠性存在问题。
材料和制造方法的额外选项在2015年3月17日颁布的共同拥有的美国专利号8,979,811中进行了描述，该专利的代理人案卷号为758.7089USU1，其全部内容通过援引并入本文。
生产至少一个过滤器组件的方法
上文已经详细描述了用于制造过滤器组件阵列的方法。还设想了用于生产一个或多个过滤器组件的方法。本文别处描述的系统/设备操作的各方面可以作为根据本文各种实施例的一种或多种方法的操作来执行。
在实施例中，包括一种用于制造过滤器组件的方法。该方法可以包括：提供第一层、粘合剂层、吸附元件、第二层和载体层的片材。在一些实施例中，第一层被配置为是气体可渗透且液体不可渗透的，吸附元件包括气体吸附材料，第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料，而载体层包括设置在载体的粘合剂侧上的载体粘合剂。该方法可以包括：将第二层结合至粘合剂层。该方法可以包括：同时切穿第二层和粘合剂层以形成开口。该方法可以包括：将第二层可移除地附接至载体层的粘合剂侧。该方法可以包括：将吸附元件切割成离散的吸附元件。该方法可以包括：将离散的吸附元件之一放置成覆盖粘合剂层的开口。该方法可以包括：将第一层结合至粘合剂层，使得吸附元件设置在第一层与第二层之间。该方法可以包括：通过同时切穿第一层、粘合剂层和第二层，围绕吸附元件形成周界，从而得到设置在载体层上的过滤元件，从而产生过滤器组件。
聚合物细纤维
如上所述，在某些实施方式中，本文描述的吸附元件408或过滤介质利用其中掺入了活性碳颗粒或纤维的纤维基质，例如示出了电纺聚合物细纤维。这些细纤维也被称为纳米纤维。通常不需要额外的粘结剂或其他非活性材料来构建活性炭与纤维基质。正如显微照片所描绘的，将颗粒与细纤维结合将使空隙空间最小化，从而实现接近最佳的单位给定体积的吸附容量，同时提供气体扩散所需的曲折路径。细纤维的柔软、强韧和柔性性质使活性炭与纤维基质成为用作可穿戴吸附剂/吸收物的理想结构。
可以使用的纤维基质在公布的PCT专利申请WO 2007/095363中进行了描述，该专利申请的全部内容通过援引并入本文。纤维具有约0.001至约2微米、0.001至约1微米、0.001至约0.5微米或0.001至约5微米的直径，
可以用各种各样的技术来制造小直径细纤维。一种方法涉及使聚合物材料作为熔化的材料、或在溶液中穿过细的毛细管或开口，该溶液随后蒸发。也可以通过使用典型用于制造合成纤维(比如尼龙)的“喷丝头”来形成纤维。静电纺丝通常是形成本发明的细纤维非织造网的方法选择。这样的技术涉及使用皮下注射针、喷嘴、毛细管或可移动的发射器。这些结构提供了聚合物的液体溶液，该溶液然后被高压静电场吸引到收集区。当材料从发射器中被拉出并加速穿过静电区时，纤维变得非常细、并且可以通过溶剂蒸发而形成纤维结构。
另一种方法涉及使用熔喷塑料或聚合材料来产生基本均匀分散的细纤维网。通常，根据本发明通常可用的熔喷纤维是气流成网连续挤出纤维，它们彼此连接而形成过滤材料层片材。本发明的吸附颗粒可以基本均匀地分散在细纤维网中。可以使用比如聚丙烯、聚苯乙烯和聚酯等塑料。
吸附性和反应性颗粒的掺入
在示例性方法中，通常通过使用具有螺旋钻的容积式螺旋给送器将颗粒给送到聚合物溶液流中，来将颗粒掺入细纤维非织造物中。在一些实施例中，有利的是进一步使用解絮凝器来分离附聚的颗粒。这些颗粒接着与聚合物溶液一起沉积，并在干燥该聚合物溶液后形成的细纤维网络中缠结。在典型的实施例中，颗粒是活性炭。
应了解的是，通过在容积式螺旋给送器中提供颗粒混合物、或者通过提供多于一个给送器来向聚合物溶液流提供颗粒，可以容易地将多于一种类型的颗粒掺入本发明的网中。以此方式，容易将不同的颗粒掺入网中。
各种实施例允许使用包含细纤维和反应性、吸附性或吸收性、惰性或经化学改性的颗粒的网。化学改性是聚合物、纤维和/或微粒的化学处理或热处理形式、或是颗粒的化学浸渍形式。它还包括在纤维/颗粒网中混合浸渍剂。穿过网的流体(典型地是气体)与经化学或热改性的网成分相互作用。活性颗粒可以与该流体的一部分发生反应，或吸收或吸附该流体的一部。它允许流体中的特定化合物或物质与被吸引或截留在表面上的其他化合物或物质发生选择性化学反应。通过提供催化地改变穿过网的物质的活性位点，颗粒的表面还可以起到催化剂的作用。
可以用一种或几种浸渍剂来浸渍颗粒，例如单独用氢氧化钠来浸渍活性炭以去除H2S，或用氢氧化钠与碘化钾的混合物来浸渍。后一种组合物具有比用氢氧化钠浸渍的活性炭更高的吸附容量和H2S去除效率。据信，碘化钾催化或协同地增强了氢氧化钠的作用。碘化钾起到氧化剂的作用，促进H2S氧化成硫。在此特定情况下，本文教导的概念可以用作用于去除H2S的造口术袋过滤器，其中本发明中的网及其成分将提供造口术袋过滤器所需的条件，例如低流量、低压降、高H2S容量。其他可用的浸渍剂包括柠檬酸、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠和/或水分，以及其他。这些化合物可以浸渍在颗粒上或与网成分混合。
活性炭浸渍剂及其应用的一些示例包括：用碳酸钾浸渍活性炭，以去除酸性气体(HCl、HF、SO2、H2S、NO2)；用碘化钾浸渍活性炭，以去除H2S和PH3；用氧化铁浸渍活性炭，以去除H2S和硫醇；以及用高锰酸钾浸渍活性炭，以从缺氧气体中去除H2S。在某些实施方式中，针对不同应用在网内使用颗粒与不同浸渍剂的组合也是适当的。例如，可以使用两种活性炭的混合物。
水的存在与许多上述指定的浸渍剂相组合提高了H2S的去除。通过预加湿、或通过使用浸渍剂或在应用期间将水蒸气吸引到其表面的其他吸附剂，可以将水储存在碳表面上或网内。可以使用几种类型的吸附剂来覆盖所需的湿度范围，并且它们包括分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭。这些吸附材料可以通过氧化、加热或浸渍被进一步改性。浸渍通常用碱金属硫酸盐、柠檬酸、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、氯化锂和氯化钠、氯化钙和/或其混合物来进行。
还可以添加吸水颗粒，以能够吸水到低湿度或储存水。这些吸水颗粒可以在干燥条件下释放一些水分。然后在干燥条件下，释放的水的存在可以提高H2S的去除。
除了使用已经用反应性物质浸渍或涂覆的颗粒之外，应清楚的是，这些改性可以在形成纤维网和结构之后进行。在形成纤维网和结构之后对颗粒和网赋予反应活性可以使用各种不同的涂层工艺来完成。例如，喷涂、浸涂、气溶胶沉积、化学气相沉积和真空涂覆。最后的步骤可以涉及干燥过程，该过程可以包括或不包括热处理、气体吹扫或真空方法。
此外，可以使第一层的壁的化学组成能吸附酸性、碱性和有机物质以及水蒸气、以及几种特定类别的化合物，包括反应性羰基化合物，比如甲醛、乙醛和丙酮。这些反应性材料可以用粘合剂或纤维固持在一起以封装或简单地容装颗粒。此外，可以附接额外的稀松布材料以将反应性材料固持在位并最小化颗粒的脱落。反应性材料还可以夹在稀松布层之间。稀松布可以帮助在层之间产生通道或空间。这可以通过高蓬松度稀松布材料来实现，该稀松布材料具有恰当的间距以及将所有反应性颗粒固持在介质中的能力。
额外的功能层
除了非织造细纤维复合网之外，向网提供一个或多个额外的功能层也可以是有利的。功能层可以是涂层或单独形成的材料层。例如，微孔层、泡沫层、膨胀的聚四氟乙烯层、防水层或涂层、气味掩蔽层或涂层、或其组合可以设置在本发明的非织造细纤维复合网的一侧或两侧上。
当功能在网形成时构建到网中不实用时，此类额外的层可以向网添加额外的功能。例如，为了使网粘附到基材上，可能希望不对网提供氟化物涂层。但是在应用中需要防油性的地方，含氟化合物提供了必要的保护。
应注意，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”以及“该(the)”包括复数个提及的对象。还应注意，除非上下文另外清楚地指示，否则术语“或”通常使用的意义包括“和/或”。
还应注意，如在本说明书和所附权利要求书中所使用，短语“被配置成”描述了被构造或配置成用于执行特定任务或采用特定配置的系统、装置或其他结构。短语“被配置成”可以与其他类似的短语互换使用，比如被布置和配置成、被构造和布置成、被构造成、被制造和布置成等。
本说明书中所有的出版物和专利申请都表明了本发明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，该援引的程度就如同明确且单独地通过援引而指示每个单独的出版物或专利申请。
如本文所使用的，端点对数值范围的引用应包括在该范围内包括的所有数值(例如，2至8包括2.1、2.8、5.3、7等)。
本文所使用的标题被提供用于与37CFR 1.77下的推荐一致，或以其他方式提供组织线索。这些标题不应被视为限制或表征本披露内容可能公布的任何权利要求中陈述的发明。作为示例，尽管标题指的是“技术领域”，但此类权利要求不应受在此标题下选择以描述所谓技术领域的语言的限制。此外，对“背景技术”中的技术的描述并不承认该技术是本披露内容中的任何发明的现有技术。“发明内容”也不应被视为表征已公布的权利要求中阐述的发明。
本文描述的实施例不旨在是穷尽的或将本发明限制为在随后的具体实施方式中披露的确切形式。相反，对实施例进行选择和描述以便本领域其他技术人员可以了解和理解原理和实践。如此，各方面已经参照各个特定的和优选的实施例和技术进行描述。然而，应理解，在保持在本文的精神和范围内的同时可以作出许多变化和修改。

Claims (35)

1.一种用于从造口术袋中排出气体的过滤器组件，包括：
第一层，该第一层被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的；
粘合剂层，该粘合剂层限定至少第一开口；
吸附元件，该吸附元件包括气体吸附材料，该吸附元件设置在该第一层与该粘合剂层之间；以及
第二层，该第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料并且限定至少第二开口，该第二层被配置为在环绕该第二开口的环形焊接区域处焊接至该造口术袋；
其中，该粘合剂层被配置为粘附至该第一层、该吸附元件和该第二层，使得该第一开口与该第二开口重叠；
其中，该过滤器组件被配置为使得当该过滤器组件焊接在该造口术袋的出口开口上时，来自该造口术袋内的气体轴向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件；并且
其中，该第一层、该粘合剂层和该第二层的周界基本上对准。
2.如权利要求1和3至12中任一项所述的过滤器组件，该第一层包括聚四氟乙烯(PTFE)。
3.如权利要求1至2和4至12中任一项所述的过滤器组件，该第一层包括PTFE层压件。
4.如权利要求1至3和5至12中任一项所述的过滤器组件，该粘合剂层包括双面粘合剂层压件。
5.如权利要求1至4和6至12中任一项所述的过滤器组件，该粘合剂层包括压敏粘合剂。
6.如权利要求1至5和7至12中任一项所述的过滤器组件，其中，该粘合剂层是该第二层上的涂层。
7.如权利要求1至6和8至12中任一项所述的过滤器组件，该吸附元件包括活性炭。
8.如权利要求1至7和9至12中任一项所述的过滤器组件，该第二层包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
9.如权利要求1至8和10至12中任一项所述的过滤器组件，其中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的长度的至少约70％重叠。
10.如权利要求1至9和11至12中任一项所述的过滤器组件，其中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的一侧的面积的至少约25％重叠。
11.如权利要求1至10和12中任一项所述的过滤器组件，其中，该粘合剂层进一步限定第三开口，并且该第二层进一步限定与该第三开口重叠的第四开口。
12.如权利要求11所述的过滤器组件，其中，重叠的该第一开口和第二开口限定第一过滤器组件开口，其中，重叠的该第三开口和第四开口限定第二过滤器组件开口，并且其中，该第一过滤器组件开口和第二过滤器组件开口的面积基本上相等。
13.一种过滤器组件阵列，包括：
多个过滤器组件，每个过滤器组件包括：
第一层，该第一层被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的；
粘合剂层，该粘合剂层限定第一开口；
吸附元件，该吸附元件包括气体吸附材料，该吸附元件设置在该第一层与该粘合剂层之间；以及
第二层，该第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料并且限定第二开口，该第二层被配置为在环绕该第二开口的环形焊接区域处焊接至造口术袋；以及
载体，该载体包括设置在该载体的第一侧上的载体粘合剂，其中，所述过滤器组件中的每一个都可移除地附接至该载体的第一侧。
14.如权利要求13和15至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该载体粘合剂包括低粘性粘合剂。
15.如权利要求13至14和16至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该载体被卷绕成过滤器组件供应卷。
16.如权利要求13至15和17至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该多个过滤器组件中的每一个被配置为使得当该过滤器组件焊接在该造口术袋的出口开口上时，来自该造口术袋内的气体轴向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件。
17.如权利要求13至16和18至28中任一项所述的过滤器组件阵列，进一步包括位于该第一层与该吸附元件之间的气体不可渗透阻隔层，该气体不可渗透阻隔层被配置用于阻挡气体从该吸附元件的第一侧的方向流经该过滤器组件，其中，该多个过滤器组件中的每一个被配置为使得当该过滤器组件焊接在该造口术袋的出口开口上时，来自该造口术袋内的气体侧向地流经该吸附元件并穿过该第二开口离开该过滤器组件。
18.如权利要求13至17和19至28中任一项所述的过滤器组件阵列，该第一层包括聚四氟乙烯(PTFE)。
19.如权利要求13至18和20至28中任一项所述的过滤器组件阵列，该第一层包括PTFE层压件。
20.如权利要求13至19和21至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该粘合剂层包括双面粘合剂层压件。
21.如权利要求13至20和22至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该粘合剂层包括压敏粘合剂。
22.如权利要求13至21和23至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该粘合剂层是该第二层上的涂层。
23.如权利要求13至22和24至28中任一项所述的过滤器组件阵列，该吸附元件包括活性炭。
24.如权利要求13至23和25至28中任一项所述的过滤器组件阵列，该第二层包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
25.如权利要求13至24和26至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的长度的至少约70％重叠。
26.如权利要求13至25和27至28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该第一开口和该第二开口与该吸附元件的一侧的面积的至少约25％重叠。
27.如权利要求13至26和28中任一项所述的过滤器组件阵列，其中，该粘合剂层进一步限定第三开口，并且该第二层进一步限定与该第三开口重叠的第四开口。
28.如权利要求27所述的过滤器组件阵列，其中，重叠的该第一开口和第二开口限定第一过滤器组件开口，其中，重叠的该第三开口和第四开口限定第二过滤器组件开口，并且其中，该第一过滤器组件开口和第二过滤器组件开口的面积基本上相等。
29.一种用于生产过滤器组件的方法，包括：
提供第一层、粘合剂层、吸附层、第二层和载体层的片材，其中：
该第一层被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的，
该吸附层包括气体吸附材料，
该第二层包括熔化温度等于或低于120℃的材料，并且
该载体层包括设置在该载体的粘合剂侧上的载体粘合剂；
将该第二层结合至该粘合剂层；
同时切穿该第二层和该粘合剂层以形成开口；
将该第二层可移除地附接至该载体层的粘合剂侧；
将该吸附层切割成离散的吸附元件；
将所述离散的吸附元件之一放置成覆盖该粘合剂层的开口；
将该第一层结合至该粘合剂层，使得该吸附元件设置在该第一层与该第二层之间；以及
通过同时切穿该第一层、该粘合剂层和该第二层，围绕该吸附元件形成周界，从而得到设置在该载体层上的过滤元件。
30.一种用于生产多个过滤器组件的方法，包括：
提供第一层片材、粘合剂层、吸附层片材、第二层片材和载体片材，其中：
该第一层片材被配置为是气体可渗透的且液体不可渗透的，
该吸附层片材包括气体吸附材料，
该第二层片材包括熔化温度等于或低于120℃的材料，并且
该载体片材包括设置在该载体的粘合剂侧上的载体粘合剂；
将该第二层片材结合至该粘合剂层以形成具有第一侧和相反的粘合剂层侧的第二层子组件；
切穿该第二层子组件以在该第二层子组件中限定多个过滤器组件开口；
将该第二层子组件的第一侧可移除地附接至该载体片材的粘合剂侧，以形成具有第一侧和相反的粘合剂层侧的第一载体子组件；
将该吸附层片材切割成多个吸附元件；
将该多个吸附元件放置在该第一载体子组件的粘合剂层侧上，使得该多个过滤器组件开口中的每一个被该多个吸附元件之一覆盖，从而形成具有第一侧和粘合剂层侧的第二载体子组件；
将该第一层结合至该第二载体子组件的粘合剂层侧，使得所述吸附元件设置在该第一层与该第二层之间以形成未切割的过滤器组件；以及
通过同时切穿该第一层片材、粘合剂层和第二层片材但不切穿该载体层片材，围绕所述吸附元件中的每一个形成多个过滤器组件周界，从而得到设置在该载体层片材上的多个过滤元件。
31.如权利要求30和32至35中任一项所述的方法，进一步包括将设置在该载体层上的该多个过滤元件卷绕成过滤元件供应卷。
32.如权利要求31所述的方法，其中，该粘合剂层包括压敏粘合剂，并且将设置在该载体层上的该多个过滤元件卷绕成该过滤元件供应卷压缩了该第一层片材、粘合剂层和第二层片材。
33.如权利要求30至32和34至35中任一项所述的方法，进一步包括从第二层供应卷上退卷该第二层片材，其中，该第二层供应卷上的该第二层片材包括在粘合剂层侧上的粘合剂层。
34.如权利要求30至33和35中任一项所述的方法，进一步包括在形成该多个过滤器组件周界之前至少24小时，形成该第二层子组件。
35.如权利要求30至34中任一项所述的方法，进一步包括在将该多个过滤元件中的过滤元件应用于造口术袋之前至少24小时，形成该多个过滤器组件周界。
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