JP2019507008A - 表面被覆されたフィルタ及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0006]1つの態様では、フィルタ要素の実施形態が提供されている。フィルタ要素は、外面を有するフィルタ媒体パックを含んでいる。外面は第1流れ面と第2流れ面の間を延びている。フィルタ媒体パックの外面にはポリマー被覆が塗布されており、ポリマー被覆は成形構造物ではない。
[0009]好適な実施形態では、ポリマー被覆は吹付塗装層とすることができる。吹き付けには幾つかの利点がある。
[0011]取り扱い中のフィルタ要素の保護を増強するためには、ポリマー被覆は、約60から約95の間のショアAデュロメータ硬さを有しているのが望ましい。従って、取り扱いを誤った場合に簡単に穴が開いたりつぶれたりする従来の不織ラップ又は紙ラップに比べてポリマー被覆はより硬い。
[0013]様々な実施形態では、ポリマー被覆は、ウレタン、アクリル、エポキシ、シリコン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアスパラギン(polyaspartic)、脂肪族ポリウレア、ポリスチレン、ポリエチレン、エチレンビニルアセテート、ポリエチレンビニルアセテート、エチレンプロピレンジエンモノマー、ポリウレア/ポリウレタンハイブリッド、及びそれらの組合せ、から成る群より選択される。加えて、ポリマー被覆は、随意的には、ファイバーグラス、粗化剤、又は他の充填材を含むことができる。
[0018]フィルタ要素のポリマー被覆は、フィルタ媒体パックの外面の様々な量を覆うことができる。ポリマー被覆は、第1流れ面と第2流れ面の間の外面の表面積の少なくとも25%に塗布されているのが望ましい。
[0021]特定の実施形態では、フィルタ要素は、更に、ハウジング封止面を有するボーダーガスケットを含んでいる。ボーダーガスケットは、フィルタ媒体パックを取り囲む関係にポリマー被覆へ固定される。
[0023]その様な場合は、シール材料はポリマー被覆に適合性のある結合材料であるのが望ましい。実施形態では、シール材料は、ポリウレタンとウレタンとシリコンのうちの少なくとも1つとすることができる。
[0027]焼却可能性を提供するために、フィルタ要素は金属製又はプラスチック製予備形成構成部品を不含とすることができる。
[0030]ポリマー被覆は、0.005インチ(0.127mm)から0.100インチ(2.540mm)の間の平均厚さを有しているのが望ましい。
[0033]更に別の態様では、フィルタ要素は、第1流れ面と第2流れ面の間を延びている外面、を含んでいるフィルタ媒体パックと、フィルタ媒体パックの外面へ塗布されていて第1流れ面と第2流れ面の間のスパンの少なくとも25%を覆っている層であって、外側の層は0.005インチ(0.127mm)から0.100インチ(2.540mm)の間の平均厚さを有している、層と、を備えており、当該層は、それを介して空気フィルタ媒体パックの外面へ一体的に結合させる材料である。
[0036]更に、媒体パックを静止させておいて媒体パックの周りを吹付機が回ってもよい。
[0038]加えて、吹付機と媒体パックの間の距離は、塗布する段階の間に変化してもよい。
[0040]特定の実施形態では、液体被覆をフィルタ要素へ塗布する方法は、更に、ポリマー流体を塗布している間はフィルタ媒体パックの第1流れ面を封鎖してポリマー流体が第1流れ面へ塗布されるのを防ぐようにする段階を含んでいる。
[0042]但し、第2流れ面の塗装を防ぐために吹付機はフィルタ媒体パックに対して角度を付けられていてもよい。
[0045]更に別の態様では、被覆をフィルタ要素へ塗布するためのシステムが提供されている。システムは、フィルタ媒体パックの底面より小さい第1のサイズの基部を有する台座を含んでいる。システムは、更に、台座に関して下向きに角度を付けられていて台座から或る距離だけ離間されている吹付機を含んでいる。吹付機は被覆をフィルタ媒体パックへ塗布するように構成されている。システムは、更に、フィルタ媒体パックの最上面と少なくとも同じサイズである第2のサイズを有する板を含んでいる。
[0047]システムの別の実施形態では、吹付機は台座の周りを回る。
[0048]更には、どちらの実施形態でも、吹付機と台座の間の距離は被覆の塗布中に変わってもよい。
[0053]明細書に組み入れられていてその一部を形成している添付図面は、本発明の幾つかの態様を描いており、説明と併せて発明の原理を解説する役目を果たす。
[0101]ポリマー被覆は、様々な型式のフィルタ媒体パック12へ適用することができる。図1及び図9−図10に描かれている1つの実施形態では、フィルタ媒体パック12はひだ付きフィルタ媒体で構築されており、具体的にはひだ付きフィルタ媒体を積重させて構築されている。図4に示されているように、1つの実施形態では、ひだ付きフィルタ媒体は、積重型構成の表面シート26及びひだ付きシート28を含んでおり、それらシートは、未濾過流体が表面シート26又はひだ付きシート28を通過しなければ第1流れ面16から第2流れ面18へ渡ってゆけないように例えば第1流れ面16か又は第2流れ面18のどちらかに隣接して互いに反対側の端を栓されて入口ひだ及び出口ひだを形成するように積重されている。典型的には、表面シート26がひだ付きシート28へ固定されたうえで裁断されて条片が形成されることになる。ひだ付きシート28へ固定された表面シート26の区分からなるこれらの条片が次いで積重されてフィルタ媒体パック12が形成される。代わりに、巻取型フィルタ媒体パック12を形成する場合には表面シート26及びひだ付きシート28は一体に固定されたうえで巻き取られることになる。ひだを閉鎖し流体(例えば空気など)を強制的に媒体を通って流れるように仕向けるためにフィルタ媒体パック12の層間に接着剤又は他のシーラントが配置される。或る好適な実施形態では、第1流れ面16から第2流れ面18までのスパンSは少なくとも8センチメートルである。
12 フィルタ媒体パック
14 外面
16 第1流れ面
18 第2流れ面
20 ポリマー被覆
20a、20b ポリマー被覆の層
22 表面の突起
24 表面の谷
26 表面シート
28 ひだ付きシート
30 ボーダーガスケット
32 フレーム
34 表面構造
36 突出リッジ
37 可撓性封止材料
40 結合材料
42 外側ガスケット
100 積重型フィルタ媒体パックフィルタ要素
112 フィルタ媒体パック
114 外面
116 第1流れ面
118 第2流れ面
120 ポリマー被覆
132 フレーム
136 突出リッジ
138 周辺チャネル
140 シール材料
142 外側ガスケット
144 テーパリッジ
146 ガスケット
200 フィルタ要素
212 フィルタ媒体パック
214 外面
216 第1面
218 第2面
220 ポリマー被覆
230 ボーダーガスケット
232 取り付けフレーム
236 突出リッジ
243 フィルタハウジング
245 棚領域
247 下部壁領域
248 前縁
250 中心
252 後縁
254 巻き取り構造
256 段
257 接着剤補強構造
300 フィルタ要素
312 フィルタ媒体パック
316 第1流れ面
318 第2流れ面
320 ポリマー被覆
358 プリーツ付きフィルタ媒体
360 プリーツ斜面
360a 最も前側のプリーツ斜面
360b 最も後側のプリーツ斜面
362、364 プリーツ先端
400 プリーツ付きエンボス加工フィルタ要素
412 矩形フィルタ媒体パック
416 第1流れ面
418 第2流れ面
420 ポリマー被覆
458 プリーツ付き媒体
460 プリーツ斜面
462、464 プリーツ先端
466 エンボス加工プリーツ斜面
468 平坦プリーツ斜面
470 折線
500 プリーツ付きエンボス加工フィルタ要素
512 円筒形フィルタ媒体パック
516 第1流れ面
518 第2流れ面
520 ポリマー被覆
558 プリーツ付き媒体
560 プリーツ斜面
560a 最も前側のプリーツ斜面
560b 最も後側のプリーツ斜面
562、564 プリーツ先端
566 エンボス加工プリーツ斜面
568 平坦プリーツ斜面
570 折線
572 裁ち落とし区分
600 塗布機システム
605 台座
610 基部
615 塗布機
620 吹付機
625 遮断板
700 フィルタ要素
712 フィルタ媒体パック
720 ポリマー被覆
732 フレーム
736 半径方向に延びているリッジ
737 可撓性封止材料
738 周辺チャネル
740 結合材料
742 突出部、突起
746 フレームスカート
747 テーパ領域
748 軸方向シール面
749 軸方向に延びているフランジ
754 巻き取り構造
S 第1流れ面16から第2流れ面18までのスパン
A 流れ面に平行な軸
θ 軸Aに対する吹付機620の角度
Claims (66)
- 第1流れ面と第2流れ面との間を延びている外面、を含んでいるフィルタ媒体パックと、
前記フィルタ媒体パックの前記外面に塗布されているポリマー被覆であって、成形構造物ではないポリマー被覆と、
を備えているフィルタ要素。 - 前記ポリマー被覆は、約50μin(1.27μm)から約10,000μin(254.00μm)の間の表面粗さを有している、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は前記フィルタ媒体パックに少なくと9,000μin(228.60μm)の深さまで浸透する、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は吹付塗装層を備えている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆はロール塗装層である、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は約60から約95の間のショアAデュロメータ硬さを有している、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記被覆は少なくとも2層で構成されている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 少なくとも1層はポリウレア材料である、請求項7に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は、ウレタン、アクリル、エポキシ、シリコン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアスパラギン(polyaspartic)、ポリマー、脂肪族ポリウレア、ポリスチレン、ポリエチレン、エチレンビニルアセテート、ポリエチレンビニルアセテート、エチレンプロピレンジエンモノマー、ポリウレア/ポリウレタンハイブリッド、及びそれらの組合せ、から成る群より選択されており、前記ポリマー被覆は、随意的には、ファイバーグラス、粗化剤、又は他の充填材を含んでいる、請求項1に記載にフィルタ要素。
- 前記フィルタ媒体パックは、フィルタ媒体で構築されていて、複数の層を形成するように巻取型構成又は積重型構成をしている表面シート及びひだ付きシートを備えるひだ付きフィルタ媒体フィルタパックを備えていて、未濾過流体が前記表面シート又は前記ひだ付きシートを通過しなければ前記第1流れ面から前記第2流れ面へ渡ってゆけないようになっている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記第1流れ面から前記第2流れ面までのスパンは少なくとも8センチメートルである、請求項10に記載のフィルタ要素。
- 前記ひだ付きフィルタ媒体フィルタパックは環状形状を有する巻取型パックであり、前記巻取型パックの前縁はパックの半径方向中心にあり、前記巻取型パックの後縁は前記外面に沿っていて段を形成しており、前記ポリマー被覆は前記段を充填し封止していて、前記ポリマー被覆と前記ひだ付きフィルタ媒体フィルタパックの間に前記段に沿って如何なる追加材料も塗布されることなしに前記第1流れ面から前記第2流れ面への未濾過流体漏出を防止している、請求項10に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ要素は、フィルタ媒体で構築されていて第1流れ面のプリーツ先端と第2流れ面のプリーツ先端の間を延びる複数のプリーツ斜面を備えているプリーツ付きフィルタ要素であり、流体は前記フィルタ媒体を通過しなければ前記第1流れ面から前記第2流れ面へ渡ってゆけないようになっており、前記ポリマー被覆は、最も前側のプリーツ斜面と最も後側のプリーツ斜面へ塗布されている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は、更に、前記最も前側のプリーツ斜面と前記最も後側のプリーツ斜面に対し横断方向に延びている前記プリーツ斜面の縁に沿って塗布されている、請求項13に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ媒体パックの前記第1流れ面及び前記第2流れ面は前記ポリマー被覆を不含である、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は、前記第1流れ面と前記第2流れ面の間の前記外面の表面積の少なくとも25%に塗布されている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- シールが前記ポリマー被覆へ付着されている、請求項16に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ媒体パックは、前記ポリマー被覆が塗布された後は、当該ポリマー被覆が前記媒体パックの拡がりを抑制し48時間に亘って100%の湿度に曝されたときの前記外面の周囲の拡張を5%未満に抑えることになるので、保管期間の間中その体積を維持する、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ要素はハウジング封止面を有するボーダーガスケットを更に備え、前記ボーダーガスケットは、前記フィルタ媒体パックを取り囲む関係に前記ポリマー被覆へ固定されている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ボーダーガスケットは、所定位置に成形され、前記ポリマー被覆へ一体に結合されている、請求項19に記載のフィルタ要素。
- 前記ボーダーガスケットは、前記ポリマー被覆に適合性のある結合材料であってポリウレタンとウレタンとシリコンのうちの少なくとも1つを備えているシール材料から形成されている、請求項20に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は空気及び湿気に対して不透過性である、請求項1に記載のフィルタ要素。
- フィルタ媒体パックは、以下の性質、即ち、
2オンス/平方ヤード(67.8115g/m2)から4オンス/平方ヤード(135.623g/m2)の間の坪量、
ASTM F778−88(2014年)に従って測定した場合に水ゲージ圧0.5インチ(1.27cm)にて5cfm(0.14m3/m)から20cfm(0.57m3/m)の間の空気透過性、及び、
少なくとも15PSIのミューレン破裂強さ、
を有するフィルタ媒体、を備えている、請求項1に記載のフィルタ要素。 - 前記フィルタ要素は、ISO5011試験規格に従って測定した場合のISO12103−1 A2微粒試験用ダスト(Fine Test Dust)除去時における少なくとも99.6%の初期効率を有する空気濾過媒体であり、前記空気濾過媒体は、セルロース又はポリマー又は1ミクロンから200ミクロンの間の平均直径を有するグラスファイバーのうちの少なくとも1つを含有する層を備えている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ媒体は前記フィルタ媒体パックの外面を形成している、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ要素は金属製又はプラスチック製予備形成構成部品を不含である、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は、前記フィルタ媒体パックと、ハウジングガスケットか又は金属製又はプラスチック製予備形成構成部品のうちの少なくとも一方と、の間に完全周囲シールを提供している、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記フィルタ要素は前記フィルタ媒体パックへ付着されている金属製又はプラスチック製予備形成構成部品を更に備えており、前記ポリマー被覆は、前記金属製又はプラスチック製予備形成構成部品の外に面する外部面に重なり合っている、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 前記ポリマー被覆は、0.005インチ(0.127mm)から0.100インチ(2.540mm)の間の平均厚さを有している、請求項1に記載のフィルタ要素。
- 第1流れ面と第2流れ面の間を延びている外面、を含んでいるフィルタ媒体パックと、
前記フィルタ媒体パックの濾過領域を取り囲む関係に前記外面へ塗布されている層であって、外側把持面を提供するために少なくとも50μin(1.27μm)の表面粗さを有している層と、
を備えているフィルタ要素。 - 前記層は、前記フィルタ媒体パックの前記外面へ一体的に結合され前記外面に浸透する材料を備えるポリマー被覆である、請求項30に記載のフィルタ要素。
- 前記材料は前記フィルタ媒体パックの前記外面に少なくと9,000μin(228.60μm)の深さまで浸透する、請求項31に記載のフィルタ要素。
- 前記表面粗さは10,000μin(254.00μm)までである、請求項30に記載のフィルタ要素。
- 第1流れ面と第2流れ面の間を延びている外面、を含んでいるフィルタ媒体パックと、
前記フィルタ媒体パックの前記外面へ塗布されていて前記第1流れ面と前記第2流れ面の間のスパンの少なくとも25%を覆っている層であって、当該外側の層は0.005インチ(0.127mm)から0.100インチ(2.540mm)の間の平均厚さを有しており、当該層は、それを介して前記空気フィルタ媒体パックの前記外面へ一体的に結合させる材料である、層と、
を備えているフィルタ要素。 - 液体被覆をフィルタへ塗布する方法であって、
フィルタ媒体パックを提供する段階と、
ポリマー流体を前記フィルタ媒体の外周囲へ成形段階無しに塗布する段階と、
前記ポリマー流体に前記外周囲上にポリマー被覆を形成させる段階と、
を備えている方法。 - 前記塗布する段階は、前記フィルタ媒体パックから或る距離だけ離間された吹付機を使用して遂行される、請求項35に記載の方法。
- 前記媒体パックを静止させておいて当該媒体パックの周りを前記吹付機が回る、請求項36に記載の方法。
- 前記吹付機を静止させておいて前記媒体パックが当該吹付機の前方で回転する、請求項36に記載の方法。
- 前記吹付機と前記媒体パックの間の前記距離は前記塗布する段階の間に変化する、請求項36に記載の方法。
- 前記塗布する段階はローラーを使用して遂行される、請求項35に記載の方法。
- ポリマー流体を塗布している間は前記フィルタ媒体パックの第1流れ面を封鎖してポリマー流体が前記第1流れ面へ塗布されるのを防ぐようにする段階、を更に備えている請求項36に記載の方法。
- 前記第1流れ面とは正反対の側の第2流れ面は前記ポリマー流体を塗布する段階の間は封鎖されない、請求項41に記載の方法。
- 前記第2流れ面の塗装を防ぐために前記吹付機は前記フィルタ媒体パックに対して角度を付けられている、請求項42に記載の方法。
- 前記フィルタ媒体パックは、プリーツ斜面それぞれが軸に平行である複数のプリーツ斜面を有するプリーツ付きエンボス加工フィルタ媒体パックであり、前記吹付機は前記軸に対して105°から150°の間の角度に向き付けられている、請求項36に記載の方法。
- 前記吹付機は更に重力に関して下向きに角度を付けられている、請求項44に記載の方法。
- 被覆をフィルタ要素へ塗布するためのシステムであって、前記システムは、
フィルタ媒体パックの底面より小さい第1のサイズの基部を有する台座と、
前記台座に関して下向きに角度を付けられていて前記台座から或る距離だけ離間されている吹付機であって、被覆を前記フィルタ媒体パックへ塗布するように構成されている吹付機と、
前記フィルタ媒体パックの最上面と少なくとも同じサイズである第2のサイズを有している板と、
を備えているシステム。 - 前記台座は前記吹付機の前方で回転する、請求項46に記載のシステム。
- 前記吹付機は前記台座の周りを回る、請求項46に記載のシステム。
- 前記吹付機と前記台座の間の前記距離は前記被覆の塗布中に変わる、請求項46に記載のシステム。
- 第1流れ面と第2流れ面の間を延びている外面、を含んでいるフィルタ媒体パックと、
前記フィルタ媒体パックの前記外面に塗布されているポリマー被覆と、
前記ポリマー被覆の周りに延びているフレームと、
前記フレームと前記ポリマー被覆材料の間の可撓性封止材料であって、前記フレームを前記ポリマー被覆に対して封止する可撓性封止材料と、
前記ポリマー被覆と前記フレームの間の結合材料であって、前記フレームを前記ポリマー被覆へ固定する結合材料と、
を備えているフィルタ要素。 - 前記可撓性封止材料は前記ポリマー被覆にしか固定されていない、請求項50に記載のフィルタ要素。
- 前記可撓性封止材料は、前記ポリマー被覆へ接着剤によって固定される予備形成発泡体である、請求項51に記載のフィルタ要素。
- 前記可撓性封止材料は、前記ポリマー被覆へ接着固定されている半径方向内方面と、前記半径方向内方面とは反対側の半径方向外方面であって前記フレームの半径方向内方を向いている面に対して半径方向に押し付けられている半径方向外方面と、を有している、請求項51に記載のフィルタ要素。
- 前記半径方向外方面は前記フレームの前記半径方向内方面へ接着固定されていない、請求項53に記載のフィルタ要素。
- 前記可撓性封止材料は前記フレームを前記ポリマー被覆へ固定していない、請求項51に記載のフィルタ要素。
- 前記フレームは、前記可撓性封止材料を前記ポリマー材料との間に配した状態で前記ポリマー被覆に隣接して位置決めされている半径方向内方に延びる突起を含んでおり、
前記可撓性封止材料は前記ポリマー被覆と前記突起の間に形成される何らかのギャップからの前記結合材料の漏れを防止する、請求項50に記載のフィルタ要素。 - 前記フレームと前記ポリマー被覆は、それらの間に、前記突起及び前記可撓性封止材料からオフセットしているチャネルを画定しており、前記チャネルは前記結合材料を収容している、請求項56に記載のフィルタ要素。
- 前記結合材料はハウジング封止面を形成している、請求項50に記載のフィルタ要素。
- 前記フレームは前記可撓性封止材料を少なくとも5%圧縮している、請求項50に記載のフィルタ要素。
- フィルタ要素を形成する方法であって、
外側ポリマー被覆を外面に塗布されているフィルタ媒体パックを提供する段階と、
可撓性封止材料を前記ポリマー被覆に付着する段階と、
前記可撓性封止材料を前記ポリマー被覆に付着する前記段階の後に、フレームを前記ポリマー被覆の周りに配置して、前記可撓性封止材料が前記ポリマー被覆と前記フレームの少なくとも一部分との間にそれらと接触して半径方向に位置決めされた状態にする段階と、
前記フレームの一部分と前記ポリマー被覆の間に半径方向に配置させた結合材料を用いて前記フレームを前記フィルタ要素へ固定する段階と、
を備えている方法。 - 前記可撓性封止材料は前記フレームを前記ポリマー被覆へ固定しない、請求項60に記載のフィルタ要素を形成する方法。
- 前記可撓性封止材料は、前記ポリマー被覆へ接着固定される予備形成発泡体である、請求項60に記載のフィルタ要素を形成する方法。
- 前記フレームを配置する段階は、前記可撓性封止材料を過ぎるように前記フレームを滑らす段階であって、前記可撓性封止材料を圧縮し次いで圧縮解除することを含む段階、を含んでいる、請求項62に記載のフィルタ要素を形成する方法。
- 前記可撓性封止材料は、前記フレームを前記ポリマー被覆の周りに配置する段階の後は圧縮状態にある、請求項60に記載のフィルタ要素を形成する方法。
- 前記可撓性封止材料は、前記フレームを前記ポリマー被覆の周りに配置する段階の後は少なくとも5%圧縮されてしまっている、請求項64に記載の方法。
- 前記フレームを前記フィルタ要素へ前記結合材料を用いて固定する段階は、前記結合材料の一部分からハウジング封止面を形成する段階を含んでいる、請求項60に記載のフィルタ要素を形成する方法。
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