KR20130101104A

KR20130101104A - 필터 요소를 형성하는 방법

Info

Publication number: KR20130101104A
Application number: KR1020137013999A
Authority: KR
Inventors: 사티쉬쿠마르 차미벨루마니; 토마스 엘 우드; 키이스 디 솔로몬; 에드워드 엠 차우즈; 알렉산더 메드베드
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-09-12
Also published as: CN103167940A; US9364775B2; US20130299418A1; WO2012061474A3; EP2635420A2; WO2012061474A2; CN103167940B; BR112013010498A2

Abstract

복수의 서셉터 입자 및 복수의 중합체성 결합제 입자를 포함하는 혼합물을 공급기 내로 도입하는 단계를 포함하는, 필터 요소를 형성하는 방법이 개시된다. 혼합물은 공급기를 통해, 그리고 여기 부분을 포함하는 다이 내로 전진되며, 여기 부분에서 혼합물에 고주파 전자기장을 가함으로써 서셉터 입자 내에 와상 전류가 유도되며, 와상 전류는 서셉터 입자의 온도를 상승시켜 인접한 중합체성 결합제 입자들이 연화점 이상으로 가열되게 하기에 충분하다. 서셉터 입자가 다이 내에서 가열된 중합체성 결합제 입자와 결합하여 응집성 덩어리를 형성한다. 응집성 덩어리는 다이 밖으로 전진되고 냉각되어 필터 요소를 형성한다.

Description

필터 요소를 형성하는 방법{METHOD OF FORMING FILTER ELEMENTS}

유체를 미립자 물질의 베드(bed)들을 통해 통과시켜 유체를 여과하거나 유체로부터 불순물을 분리시키는 것을 돕는 것이 유체 여과 분야에 알려져 있다. 활성탄과 같은 흡착성 재료를 종종 포함하는 이들 미립자 베드는 산개되어 있고 과립 모양일 수 있거나, 중실형(solid) 다공성 블록으로 형성될 수 있다. 어느 쪽의 경우에도, 미립자 베드를 통과하는 유체는 많은 흡착성 입자의 표면과 접촉할 수 있으며, 여기서 불순물이 끌어당겨지고 제거될 수 있다. 동시에, 유체 내의 미립자 불순물이 미립자 베드의 기공 구조물 내에서 기계적 분리에 의해 제거될 수 있다. 중실형 다공성 블록에 대한 점점 보편화되는 하나의 응용은 음료수 정화의 성장하는 분야이다. 유체 여과 및 분리에 대한 잠재적인 응용이 성장하고 증가하기 때문에, 중실형 다공성 블록을 제조하기 위한 개선된 공정 및 장치에 대한 지속적인 필요성이 존재한다.

본 발명은 복수의 서셉터 입자(susceptor particle) 및 복수의 중합체성 결합제 입자를 포함하는 혼합물을 공급기(feeder) 내로 도입하는 단계를 포함하는, 필터 요소를 형성하는 방법에 관한 것이다. 혼합물은 공급기를 통해, 그리고 여기 부분(excitation portion)을 포함하는 다이 내로 전진된다. 여기 부분을 통해 혼합물을 전진시키는 동안, 혼합물에 고주파 전자기장을 가함으로써 서셉터 입자 내에 와상 전류(eddy current)가 유도되며, 와상 전류는 서셉터 입자의 온도를 상승시켜 인접한 중합체성 결합제 입자들이 연화점 이상으로 가열되게 하기에 충분하다. 본 방법은 다이 내에서 서셉터 입자를 가열된 중합체성 결합제 입자와 결합시켜 응집성 덩어리(coherent mass)를 형성하는 단계, 응집성 덩어리를 다이 밖으로 전진시키는 단계, 및 응집성 덩어리를 냉각시켜 필터 요소를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.

더욱이, 혼합물의 단면 전체가 고주파 전자기장의 직접 인가에 의해 한 번에 가열될 수 있기 때문에, 현재 개시되는 공정은 예를 들어 전도 가열 방법에 의해 형성되는 필터 요소와 비교할 때 개선된 균일성의 필터 요소를 제공할 수 있을 것으로 여겨진다.

상기의 실시예에서, 다이는 여기 부분을 뒤따르는 가변 개구 부분을 추가로 포함할 수 있고, 본 방법은 가변 개구 부분을 통해 혼합물을 전진시키는 단계를 추가로 포함한다.

상기의 실시예에서, 본 방법은 응집성 덩어리의 압출 프로파일을 조절하도록 가변 개구 부분의 개구를 설정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 다이의 여기 부분은 고주파 전자기장이 가해지는 동안 혼합물이 통과해 전진하는 가열 관을 포함할 수 있으며, 가열 관은 전기 절연 재료를 포함한다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기는 혼합물의 압축을 야기하지 않는다.

상기의 실시예에서, 공급기는 오거 부분(auger portion) 및 오거 부분을 넘어 다이 내로 연장되는 코어 핀 부분(core pin portion)을 포함하는 공급기 샤프트를 포함할 수 있고, 본 방법은 오거 부분을 회전시켜 공급기를 통해 혼합물을 전진시키는 단계를 포함하며, 코어 핀은 응집성 덩어리가 관형이 되도록 응집성 덩어리의 내부 프로파일을 형성한다.

상기의 실시예에서, 본 방법은 코어 핀 부분을 회전시키지 않는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 코어 핀 부분은 전기 절연 재료를 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 공급기는 다이에 인접하게 위치된 공급기 출구를 포함할 수 있고, 본 방법은 공급기 출구 부근에서 혼합물을 혼란시켜, 공급기를 통해 혼합물을 전진시키는 동안 확립된 임의의 유동 패턴을 감소시키는 단계를 포함한다.

상기의 실시예에서, 혼합물을 혼란시키는 단계는 공급기 출구를 떠날 때 혼합물이 반경방향 외측으로 확장되게 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 혼합물을 혼란시키는 단계는 공급기 출구를 떠날 때 혼합물이 반경방향 내측으로 확장되게 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기 출구는 공급기 출구 직경을 포함하고 다이는 다이 진입 부분을 포함하며, 여기서 다이 진입 부분은 공급기 출구 직경으로부터 외측으로 테이퍼 형성된다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기는 공급기 샤프트를 포함하고, 공급기 샤프트는 공급기 출구 부근에서 종결되는 오거 부분, 및 오거 부분을 넘어 다이 내로 연장되는 코어 핀 부분을 포함하며, 오거 부분은 오거 소경(minor diameter)을 포함하고, 여기서 코어 핀 부분은 오거 소경으로부터 내측으로 테이퍼 형성된다.

상기의 실시예에서, 개구를 설정하는 단계는 가열된 혼합물을 둘러싸는 하나 이상의 블래더(bladder)를 팽창 또는 수축시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 개구를 설정하는 단계는 가열된 혼합물을 둘러싸는 복수의 리프(leaf)를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 복수의 리프를 배치하는 단계는 리프들 중 하나 이상에 연결된 하나 이상의 액추에이터를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터는 팽창가능한 블래더를 포함한다.

상기의 실시예에서, 고주파 전자기장은 약 500 ㎑ 내지 약 30 ㎒의 범위로 발진할 수 있다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기 내에 있는 동안 혼합물에 열이 제공되지 않는다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기 내에 있는 동안 혼합물에 냉각이 제공되지 않는다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 서셉터 입자는 활성탄을 포함한다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 중합체성 결합제 입자는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함한다.

상기의 실시예에서, 서셉터 입자를 가열된 중합체성 결합제 입자와 결합시키는 단계는, 응집성 덩어리가 형성되지만 중합체성 결합제가 서셉터 입자를 코팅하지 않도록 혼합물을 소결시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 본 방법은 응집성 덩어리가 가변 개구 부분을 통해 전진할 때 압출 프로파일에 복수의 함몰부(depression)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 출원은 상기의 방법들 중 임의의 것에 의해 형성된 필터 요소를 추가로 개시한다.

본 발명은 또한 입구 방향으로부터 출구 방향으로 혼합물을 압출하기 위한 장치에 관한 것이며, 본 장치는 공급기, 출구 방향으로 공급기에 인접한 다이를 포함한다. 다이는

전기 절연 재료를 포함하는 가열 관; 및

가열 관의 일부분을 둘러싸 가열 관 내의 혼합물에 고주파 전자기장을 가하는 유도 코일

을 포함하는 여기 부분을 포함한다.

상기의 실시예에서, 다이는 여기 부분을 뒤따르는 가변 개구 부분을 추가로 포함할 수 있다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기는 혼합물의 압축을 개시하지 않는다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기는 공급기 출구 직경을 포함하는 공급기 출구를 포함하고 가열 관은 가열 관 공칭 직경을 포함하며, 여기서 가열 관 공칭 직경은 공급기 출구 직경보다 0.254 ㎜ (0.010 in) 초과만큼 더 크다.

상기의 실시예에서, 다이는 공급기 출구 직경으로부터 가열 관 공칭 직경으로의 외부 전이부를 포함하는 다이 진입 부분을 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 공급기는 오거 부분 및 오거 부분을 넘어 다이 내로 연장되는 코어 핀 부분을 포함하는 공급기 샤프트를 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예에서, 코어 핀 부분은 전기 절연 재료를 포함한다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 오거 부분은 회전하지만 코어 핀 부분은 회전하지 않는다.

상기의 실시예에서, 오거 부분은 오거 소경을 포함할 수 있으며, 여기서 코어 핀 부분은 오거 소경으로부터 내측으로 테이퍼 형성된다.

상기의 실시예에서, 코어 핀 부분은 출구 방향으로 약 0.001 ㎜/선형 ㎜ (0.001 in/선형 in) 이상의 비율로 오거 소경으로부터 내측으로 테이퍼 형성될 수 있다.

상기의 실시예에서, 가열 관은 일정한 직경 섹션 및 일정한 직경 섹션으로부터 하류측의 테이퍼링 섹션(tapering section)을 포함할 수 있는데, 테이퍼링 섹션은 일정한 직경 섹션으로부터 가열 관 최대 직경으로, 출구 방향으로 외측으로 테이퍼 형성된다.

상기의 실시예에서, 테이퍼링 섹션은 출구 방향으로 약 0.002 ㎜/선형 ㎜ (0.002 in/선형 in) 이상의 비율로 외측으로 테이퍼 형성될 수 있다. 상기의 실시예에서, 가변 개구 부분은 혼합물을 둘러싸는 하나 이상의 팽창가능한 블래더를 포함할 수 있다.

상기의 실시예에서, 가변 개구 부분은 혼합물을 둘러싸는 성형 관을 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예에서, 가변 개구 부분은 리프들 중 하나 이상에 연결된 하나 이상의 액추에이터를 포함한다. 일부 그러한 실시예에서, 액추에이터들 중 하나 이상은 팽창가능한 블래더를 포함한다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기에는 가열 수단이 없다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 공급기에는 냉각 수단이 없다.

상기의 실시예들 중 일부 또는 전부에서, 가변 개구 부분은 동적으로 조정가능하다.

상기의 실시예에서, 가변 개구 부분은 개구를 포함할 수 있으며, 여기서 복수의 성형 돌출부가 개구로부터 내측으로 연장된다.

본 발명의 이들 및 다른 태양이 하기의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 상기의 개요는 청구된 주제에 대한 제한으로 해석되어서는 안되며, 그 주제는 절차 수행 동안에 보정될 수 있는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

명세서 전체에 걸쳐, 첨부 도면을 참조하며, 첨부 도면에서 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 지시한다.
<도 1>
도 1은 본 발명에 따른 필터 요소를 형성하기 위한 예시적인 장치의 사시도.
<도 2>
도 2는 본 발명에 따른 필터 요소를 형성하기 위한 예시적인 장치의 개략도.
<도 3>
도 3은 본 발명에 따른 필터 요소를 형성하기 위한 예시적인 장치를 도시하는, 도 1의 3-3에서 취해진 개략 단면도.
<도 4>
도 4는 본 발명에 따른 서셉터 입자 내에 와상 전류를 유도하는 것의 개략도.
<도 5>
도 5는 본 발명에 따른 필터 요소를 형성하기 위한 예시적인 장치를 도시하는, 도 1의 3-3에서 취해진 단면도.
<도 6>
도 6은 본 발명에 따른 다이의 여기 부분을 통해 전진되는 예시적인 혼합물을 도시하는, 도 1의 3-3에서 취해진 상세한 개략 단면도.
<도 7a>
도 7a는 본 발명에 따른 고주파 전자기장이 가해지는 예시적인 혼합물을 도시하는, 도 6의 단면의 상세한 개략도.
<도 7b>
도 7b는 본 발명에 따른 인접한 중합체성 결합제 입자에 결합되는 예시적인 서셉터 입자의 상세한 개략도.
<도 8 및 도 9>
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 필터 요소를 형성하기 위한 예시적인 장치를 도시하는, 도 1의 3-3에서 취해진 단면도.
<도 10>
도 10은 본 발명에 따른 예시적인 가변 개구 부분을 도시하는, 도 2의 10-10에서 취해진 단면도.
<도 11>
도 11은 본 발명에 따른 예시적인 가열 관을 도시하는, 도 1의 3-3에서 취해진 단면도.
<도 12>
도 12는 본 발명에 따른 예시적인 외부 전이부를 도시하는, 도 1의 3-3에서 취해진 단면도.
<도 13>
도 13은 본 발명에 따른 가변 개구 부분을 위한 예시적인 제어 시스템의 개략도.
<도 14>
도 14는 본 발명에 따른 예시적인 가변 개구 부분을 도시하는, 예를 들어 도 2의 10-10에서 취해진 개략 단면도.
<도 15>
도 15는 본 발명에 따른 예시적인 필터 요소의 사시도.

본 발명은 서셉터 입자(52) 및 중합체성 결합제 입자(56)를 포함하는 혼합물(50)로부터, 도 15에 도시된 바와 같은, 필터 요소(80)를 연속적으로 형성하기 위한 방법 및 장치(100)를 제공한다. 예시적인 장치(100)가 도 1 내지 도 3, 도 5, 및 도 8 내지 도 9에 도시되어 있다. 사전-블렌딩될 수 있는 혼합물(50)은 전형적으로 호퍼(hopper)(102) 또는 유사한 기구로부터 공급기(101) 내로 도입된다. 혼합물(50)은 이어서 공급기(101)를 통해, 여기 부분(140)을 포함하는 다이(120) 내로 전진된다. 여기 부분(140)을 통한 전진 동안, 고주파 전자기장(152)이 혼합물(50)에 인가된다. 고주파 전자기장(152)은 서셉터 입자(52) 내에 와상 전류를 발생시킨다. 와상 전류의 흐름은 인접한 중합체성 결합제 입자(56)의 온도를 연화점 이상으로 상승시키기에 충분한 열을 서셉터 입자(52)에 발생시킨다. 이어서 가열된 서셉터 입자(52)가 인접한 중합체성 결합제 입자(56)와 결합하여, 혼합물(50)이 응집성 덩어리(60)를 형성하게 한다. 이어서 응집성 덩어리(60)가 다이(120) 밖으로 전진되어 필터 요소(80)를 형성한다. 원하는 응용에 따라, 응집성 덩어리(60)는 다이(120)를 빠져나갈 때 냉각되고 커터(196)에 의해 소정 길이로 절단되어 필터 요소(80)를 형성할 수 있다. 본 발명에 따라 형성되는 혼합물(50) 및 필터 요소(80)는 휴즈(Hughes) 등의 미국 특허 제7,112,280호, 제7,112,272호, 및 제7,169,304호에 도시 및 기술된 바와 같은 혼합물(50), 필터 요소(80), 및 매체를 포함할 수 있지만 이로 제한되지 않으며, 이 미국 특허의 개시내용은 이에 의해 전체적으로 참고로 포함된다.

현재 개시되는 공정은, 예를 들어 혼합물을 둘러싸는 배럴(barrel) 또는 재킷(jacket)으로부터 유래하는 열이 혼합물이 완전히 결합할 수 있기 전에 혼합물(50)의 단면 전체에 걸쳐 전도되어야 하는 전도 가열 방법과 비교해 더 빠른 압출 속도를 제공할 수 있다. 배럴 또는 재킷으로부터의 전도에 대한 그러한 의존은 전형적으로 혼합물을 완전히 가열하기에 충분한 시간을 제공하기 위해 가열 섹션에 대한 상대적으로 긴 노출 시간을 필요로 한다. 더 긴 노출 시간은 압출 속도의 감소 또는 가열 섹션의 물리적 길이의 증가 중 어느 하나를 수반할 수 있는데, 이들 둘 모두는 불리하다. 예를 들어, 압출 속도의 감소는 그것이 전형적으로 덜 효율적이고 이에 따라 더 비용이 많이 드는 생산을 초래하기 때문에 불리하다. 유사하게, 가열 섹션의 물리적 길이의 증가는 그것이 시스템 내에 발생되는 마찰을, 최종적으로 혼합물이 결합할 수 있고 효과적인 압출이 불가능하게 되는 상태까지 증가시킬 수 있기 때문에 불리하다. 이들 이유 때문에, 순수한 전도 방법은 속도 제한적일 것 같다. 이에 비해, 본 발명에 따른 방법은 고주파 전자기장의 직접 인가로 혼합물의 단면 전체를 한 번에 가열함으로써 더 짧은 총 길이에 걸쳐 혼합물을 완전히 가열할 수 있다. 가열 섹션의 총 길이가 비교적 더 짧게 될 수 있기 때문에, 마찰 제한에 직면하게 되기 전에 더 빠른 압출 속도가 달성될 수 있다.

여기 부분(140)에서 발생하는 공정의 묘사가, 예를 들어 도 4, 도 6, 도 7a, 및 도 7b에 도시되어 있다. 전형적인 실시예에서, 공급기(101) 내에 있는 동안 혼합물(50)에는 열 또는 냉각이 적용되지 않고, 그래서 혼합물(50)은 실온 상태로, 또는 공급기(101) 내에서 마찰에 의해 발생된 소량의 열로 인해 실온보다 단지 약간 높은 상태로 다이(120)에 진입할 수 있다. 일단 다이(120) 내에 있으면, 서셉터 입자(52)와 중합체성 결합제 입자(56)의 혼합물(50)은 여기 부분(140)을 통해 전진되며, 여기서 고주파 전자기장(152)이 서셉터 입자(52) 내에 와상 전류를 유도한다. 서셉터 입자(52)가 고유의 전기 저항을 갖기 때문에, 서셉터 입자 내에 유도된 전류는 서셉터 입자(52)를 가열하는 에너지를 발생시킨다.

서셉터 입자(52) 내의 와상 전류의 발생이 여기 부분(140)에서의 현재 개시되는 가열 공정을 좌우하는 것으로 여겨질지라도, 중합체성 결합제 입자(56)의 약간의 직접 가열이 또한 유전 가열로서 알려진 공정을 통해 발생할 수 있음에 유의해야 한다. 유전 가열은 고주파 전자기장(152)의 영향 하에서 유전 재료 또는 전기적 절연 재료에 열이 발생되게 하는 공정이다. 그러나, 전기 전도성 재료에서의 와상 전류의 발생과는 달리, 유전 가열은 유전체 내에서의 전기 쌍극자 모멘트의 뒤집힘 - 전기 쌍극자는 자신들을 교번하는 전자기장과 정렬시키려고 노력함 - 으로부터 유래한다.

다이(120)를 통해 전진하는 동안 혼합물(50)이 충분히 압축되기 때문에, 서셉터 입자(52)는 하나 이상의 이웃하는 중합체성 결합제 입자(56)와 물리적으로 접촉하는 경향이 있다. 서셉터 입자(52) 내에 발생된 열은 물리적 접촉 지점에서의 이웃하는 중합체성 결합제 입자(56)의 전도 가열을 야기하기에 충분하다. 이러한 전도 가열은 결국 중합체성 결합제 입자(56)가 연화점 이상으로 가열되게 하여, 접촉하는 서셉터 입자(52)와의 결합을 야기하기에 충분하다. 그러한 결합은 선택된 재료 및 원하는 응용에 따라 많은 형태를 취할 수 있다. 그러한 결합의 하나의 예가 도 7b에 개략적으로 도시되어 있다.

일 실시예에서, 다이(120)의 여기 부분(140)에서의 고주파 전자기장(152)은 가열 관(144)을 둘러싸는 유도 코일(154)에 의해 발생된다. 전형적으로, 유도 코일(154)은 원형 권취 코일을 포함하고, 가열 관(144)은 중공형(hollow) 원통을 포함하며, 유도 코일(154)은 설정된 회전수에 걸쳐 가열 관(144)을 에워싼다. 회전수는 가열 관(144)의 길이 및 원하는 전자기장에 따라 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 초과일 수 있다. 유도 코일(154)이 가열 관(144)을 완전히 에워싸지는 않는 더 복잡한 둘러싸는 형상을 포함할 수 있음이 또한 구상된다. 예를 들어, 다른 구조물이 에워싸는 유도 코일(154)과 간섭할 수 있는 경우, 현재 개시되는 바와 같이 혼합물(50)을 가열하기에 적합한 고주파 전자기장(152)을 여전히 제공하면서 간섭 구조물을 피하기 위해 복잡한 굴곡부가 코일에 제공될 수 있다.

전형적으로, 유도 코일(154)은 코일에 고주파 교류 - 전형적으로, 약 1 ㎒, 2 ㎒, 4 ㎒, 6 ㎒, 8 ㎒, 10 ㎒, 12 ㎒, 14 ㎒, 16 ㎒, 18 ㎒, 20 ㎒ 및 이들 사이의 모든 주파수 및 주파수 범위를 포함한, 약 500 ㎑ 내지 약 30 ㎒의 범위 - 를 제공할 수 있는 고주파 전원 장치(155)에 의해 구동된다. 충분한 가열이 발생하도록 와상 전류가 서셉터 입자(52) 내에 효과적으로 유도될 수 있다면, 더 높은 주파수가 또한 구상된다.

유도 코일(154)에 의해 사용되는 전력은, 예를 들어 가열 관(144)의 치수, 혼합물이 여기 부분(140)을 통과할 때의 혼합물(50)의 단면 치수, 혼합물(50)의 내용물, 및 압출 속도에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 유도 코일(154)은 공정 동안에 약 700 와트 내지 약 2000 와트 범위의 전력의 양을 사용할 수 있지만, 예를 들어 원하는 전체 압출 속도에 따라 훨씬 더 높은 전력 수준이 구상된다.

도 4는 유도 코일(154)이 고주파 전자기장(152)을 발생시키게 하도록 유도 코일(154)에 연결되는 고주파 전원 장치(155)의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고주파 전자기장(152)은 서셉터 입자(52)와 상호작용하여 입자 내에 와상 전류를 유도하여서, 기술된 바와 같은 입자의 저항 가열을 생성할 수 있다. 도 4는 단지 유도 가열의 메커니즘 설명을 돕기 위해 제공되며, 유도 코일(154)에 대한 입자의 실제 위치를 보여주려고 하는 것이 아님에 유의해야 한다.

상대적으로 더 빠른 전체 압출 속도가 요구되는 경우, 혼합물(50)은 여기 부분(140)에서 더 적은 시간을 보내는 경향이 있다. 따라서, 그러한 경우에는 더 적은 시간 안에 서셉터 입자(52)를 완전히 가열하고 응집성 덩어리(60)를 결합하기 위해 더 큰 전력을 여기 부분(140)에 제공하는 것이 필요할 수 있다. 일부 실시예에서, 현재 개시되는 공정에 대한 압출 속도는 약 2.5 ㎝/min (약 1 in/min) 내지 약 76 ㎝/min (약 30 in/min)의 범위, 보다 바람직하게는 약 12.7 ㎝/min (약 5 in/min) 내지 약 76 ㎝/min (약 30 in/min)의 범위이다. 상대적으로 더 작은 단면(즉, 적용가능한 경우 더 작은 압출 프로파일(82) 및/또는 내부 프로파일(84))을 갖는 압출물이 더 큰 단면을 갖는 것보다 더 빠른 속도로 압출될 수 있음이 일반적으로 구상된다.

일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 고주파 전원 장치(155)는 유도 코일(154)로부터 출력되는 전력의 흡수를 최대화하도록 작동하는 임피던스 정합 네트워크(156)와 쌍을 이룬다. 일반적으로, 정합 네트워크(156)는 유도 코일(154) 및 전원 장치의 임피던스를 가열되는 혼합물(50)의 임피던스에 정합시켜 인가되는 전력의 혼합물(50)의 흡수를 최대화하도록 그의 커패시터 및 인덕터 위치를 조정한다.

그러한 실시예에서, 유도 코일(154)에 의해 발생되는 전자기장이 가열 관(144)의 내부를 통해 전진하는 혼합물(50)에 침투하여야 하기 때문에, 가열 관(144)은 전자기장의 성공적인 통과를 방해하지 않는 재료로 구성되어야 한다. 다시 말해서, 가열 관(144)은, 전술된 바와 같은 가능한 경미한 유전 가열을 제외하고는, 전자기장에 대해 대체로 투과성이어야 한다.

전자기장에 대한 상대적인 투과성에 추가해, 주어진 응용에 바람직한 가열 관(144) 재료는, 예를 들어 고 유전 강도, 고 체적 저항률, 고 주파수(약 10⁶ Hz)에서의 저 소산 계수, 고 연속 작동 온도, 고 열 편향 온도, 및 양호한 제조가능성을 추가로 나타낼 수 있다. 이들 특성이 하기에서 차례로 고려된다.

먼저, 충분히 높은 유전 강도는 여기 부분(140) 내에서 가열 관을 가로질러 발생될 수 있는 고전압 하에서 가열 관(144)이 파손되는 경향을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에서, 가열 관(144)은 약 6 kV/㎜ 이상, 보다 바람직하게는 약 15 kV/㎜ 이상, 그리고 보다 더 바람직하게는 약 20 kV/㎜ 이상의 유전 강도를 갖는 재료로 구성된다.

다음에, 충분히 높은 체적 저항률은 여기 부분(140) 내에서 재료를 가로질러 발생될 수 있는 고전압 하에서도 재료를 통한 전류의 흐름을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 가열 관(144)은 약 1 × 10¹³ ohm·㎝ 이상, 보다 바람직하게는 약 1 × 10¹⁴ ohm·㎝ 이상, 그리고 보다 더 바람직하게는 약 1 × 10¹⁵ ohm·㎝ 이상의 체적 저항률을 갖는 재료로 구성된다.

다음에, 저 소산 계수는 가열 관(144) 재료가 가열 관을 가로질러 인가되는 발진 전압으로 인해 가열되고, 이에 따라 고주파 전자기장(152)으로부터의 에너지를 약화시키는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 소산 계수 - 종종 백분율로 표현됨 - 는 유전 재료에 있어서 전력 손실 정도의 척도이다. 종종 유전 재료를 포함하는 전기 커패시터와 관련하여, 저 소산 계수는 양질의 커패시터에 대응하는 반면, 고 소산 계수는 불량한 커패시터에 대응한다. 일 실시예에서, 가열 관(144)은 10⁶ Hz에서 약 0.05% 이하, 그리고 보다 바람직하게는 10⁶ Hz에서 약 0.005% 이하의 소산 계수를 갖는 재료로 구성된다.

다음에, 고 온도 저항은 가열 관(144) 재료가 장기간의 고온 조건 하에서 휘어지거나 달리 변형되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 가열 관(144)에 177℃ (350℉) 초과의 장기간의 온도가 가해질 수 있기 때문에, 가열 관(144) 재료가 실질적으로 더 높은 온도에서 휘어지거나 변형되기 시작하는 것이 바람직하다. 다이(120)의 여기 부분(140)에서 발생되는 전형적인 온도는 약 177℃ (약 350℉) 내지 약 232℃ (약 450℉)의 범위일 수 있다. 예를 들어 주어진 중합체성 결합제 입자(56)의 온도를 연화점 초과로 상승시키는 데 필요한 열에 따라 다른 온도 범위가 가능하다. 본 발명에 의해 고려되는 압출 공정이 연속적일 수 있기 때문에, 가열 관(144)은 그러한 승온에 연속적으로 노출될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 관(144)은 약 232℃ (약 450℉) 이상, 보다 바람직하게는 약 260℃ (약 500℉) 이상, 그리고 보다 더 바람직하게는 약 300℃ (약 572℉) 이상의 연속 작동 온도 및/또는 열 편향 온도를 갖는 재료로 구성된다.

또한, 양호한 제조가능성은 가열 관(144)이 엄격하게 제어된 기하학적 형상 및 양질의 표면 마무리를 갖도록 정밀 제조되게 할 수 있다. 전형적으로, 그러한 특징부는 기계가공 공정을 통해 가장 잘 달성된다. 따라서, 가열 관(144) 재료가 기계가공 기술에 상당히 민감한 것이 바람직하다. 채용되는 재료가 성형 기술에 민감한 한 가열 관(144)이 성형될 수 있음에 또한 유의해야 한다.

상기의 기준들 중 일부 또는 전부를 고려해 볼 때, 가열 관(144)으로서 사용하기에 유용할 수 있는 재료는 유리, 세라믹, 유리 세라믹, 유리 충전된 세라믹, 폴리테트라플루오로에틸렌, 유리 충전된 폴리테트라플루오로에틸렌, 유리 충전된 액정 중합체, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아라미드, 폴리에테르이미드, 폴리프탈아미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 알루미나 실리케이트, 및 실리콘을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 가열 관(144)은 가열 관(144)의 축방향 길이를 따라 일정한 가열 관 공칭 직경(146)을 포함한다. 그러나, 일부 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 일정한 직경 섹션(148) 및 테이퍼링 섹션(150)을 갖는 가열 관(144)을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 실시예에서, 일정한 직경 섹션(148)의 직경은 가열 관 공칭 직경(146)인 반면, 테이퍼링 섹션(150)은 가열 관 공칭 직경(146)으로부터 외측으로 출구 방향(20)으로 테이퍼 형성될 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 테이퍼링 섹션(150)은 출구 방향(20)으로 0.002 ㎜/선형 ㎜ (약 0.002 in/선형 in) 이상의 비율로 외측으로 테이퍼 형성된다. 다른 실시예에서, 가열 관(144)은 일정한 직경 섹션(148)을 포함하지 않으며, 그러한 실시예에서 가열 관(144) 전체는 테이퍼링 섹션(150)을 포함한다. 그러한 실시예에서, 일정한 직경 섹션(148)이 제공되는 경우와 유사한 테이퍼 비율이 구상된다. 기술된 바와 같은 테이퍼링 섹션(150)의 제공은 혼합물(50)이 응집성 덩어리(60)로 형성될 때 다이(120) 내에 발생할 수 있는 마찰력을 완화시키는 데 도움을 주어서, 응집성 덩어리가 장치(100)를 통해 전진될 때 응집성 덩어리(60)가 다이(120) 내에서 결합되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다.

일부 실시예에서, 서셉터 입자(52)는 흡착성 서셉터 입자(52)를 포함한다. 일부 실시예에서, 흡착성 서셉터 입자(52)는 활성탄을 포함한다. 그러나, 서셉터 입자(52)는 주어진 최종 용도 - 전형적으로 유체 정화 - 에 적절하거나 적합하고 고주파 전자기장(152)의 영향 하에서 와상 전류의 내부 유도에 의해 가열될 수 있는 임의의 입자를 포함할 수 있다. 일반적으로, 서셉터 입자(52)는 전기 전도체 또는 반도체일 것이고, 전기 절연체가 아닐 것이다. 전기 전도체의 예는 은, 구리, 금, 알루미늄, 철, 강철, 황동, 청동, 수은, 흑연 등을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 전기 절연체의 예는 유리, 고무, 섬유유리, 자기, 세라믹, 석영 등을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 일반적으로, 더 높은 고유의 전기 저항을 갖는 서셉터 입자(52)는 와상 전류가 흐를 때 보다 신속히 가열될 수 있다. 예를 들어, 철은 고주파 전자기장(152)의 영향 하에서 구리보다 더 신속히 가열될 수 있다. 일부 - 그러나 전부는 아님 - 재료는 그의 온도가 상승될 때 전기 저항의 증가를 나타내고, 이에 따라 여기 부분(140)에서 그의 온도가 상승될 때 더 높은 속도로 가열될 수 있다. 일부 실시예에서, 서셉터 입자(52)는 25℃에서 약 1 × 10⁴ 지멘스(Siemens)/m 이상의 전기 전도율을 갖는다.

하나의 실시예에서, 중합체성 결합제 입자(56)는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW)을 포함한다. UHMW는, 예를 들어 연화점을 훨씬 초과한 온도에서도 용융 유동하지 않는 그의 경향 때문에 본 출원에 매우 적합하다. 용융 유동하기보다는, UHMW는 연화점 초과로 가열될 때 단지 연화되고 점착성으로 되는 경향이 있다. 그 결과, UHMW는 응집성 덩어리(60)의 형성을 허용하며, 여기서 개개의 서셉터 입자(52)들은 강제 점 접합 또는 소결의 형태를 통해 중합체성 결합제 입자(56)에 결합된다. 그러한 강제 점 접합 또는 소결의 대표적인 예가 도 7b에 도시되어 있으며, 여기서 단일의 서셉터 입자가 단일의 중합체성 결합제 입자에 결합되어 도시된다. 그러한 구성에서, 중합체성 결합제 입자(56)들은 용융 유동하여 서셉터 입자(52)의 표면을 중합체성 결합제로 코팅함이 없이 서셉터 입자(52)들을 함께 결합시킨다. 소정 응용에서, 특히 서셉터 입자(52)가 활성 정화 기능을 수행하는 경우, 활성 미립자 표면을 여과액과의 접촉에 이용가능하게 유지하기 위해 코팅의 그러한 방지가 중요하다. UHMW가 중합체성 결합제 입자(56)에 바람직한 재료이지만, 전술된 바와 같은 강제 점 접합을 야기하도록 가공될 수 있는 다른 중합체가 또한 유용할 것임을 이해하여야 한다.

일부 실시예에서, 특히 전술된 강제 점 접합 또는 소결 결과가 중대하지 않은 경우, 다른 중합체가 중합체성 결합제 입자(56)로서 채용될 수 있다.

일 실시예에서, 중합체성 결합제 입자(56)는 응집성 덩어리(60)를 형성하도록 가공하기 전에 플라즈마 처리된다. 중합체성 결합제 입자(56)의 플라즈마 처리는 응집성 덩어리(60)로부터 형성된 필터 요소(80)에 바람직한 성능 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 개선된 습윤성 및 개선된 초기 유동성이 생성될 수 있다. 더욱이, 플라즈마 처리된 중합체성 결합제 입자(56)의 사용에 의해 상대적으로 더 얇은 벽을 갖는 필터 요소(80)를 형성하는 것이 가능할 수 있다. 항미생물 특성 또는 특정 물질에 대한 친화력을 생성하거나 향상시키기 위해 중합체성 결합제 입자(56)의 다른 표면 처리, 예를 들어 그래프팅(grafting) 또는 표면 개질이 또한 구상된다. UHMW를 포함한, 중합체성 결합제 입자(56)에 적합한 입자의 그러한 처리의 예가, 예를 들어 스토우페르(Stouffer) 등의 미국 특허 공개 제2010/0243572 A1호에 기술되어 있다. 그러한 처리의 특별한 이익이, 예를 들어 스토우페르 등의 단락 [0032] 내지 [0043]에 기술되어 있으며, 그것의 개시내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 첨가제가 혼합물(50)에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 미립자 형태의 것을 포함한, 납 또는 비소 감소 성분이 혼합물(50)에 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 형성된 필터 요소(80) 내에서의 박테리아 성장을 방지하는 것을 돕기 위해 은이 혼합물(50)에 첨가될 수 있다. 그러한 실시예에서, 은 또는 다른 금속 또는 고 전도성 입자가 서셉터 입자(52)의 적어도 일부를 구성하기 위해 포함될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 고 전도성 서셉터 입자는 25℃에서 약 0.5 × 10⁶ 지멘스/m 이상의 전기 전도율을 갖는다. 일부 고 전도성 재료가 고주파 전자기장(152)의 영향 하에서 보다 신속히 가열될 수 있기 때문에, 혼합물(50)에의 그러한 고 전도성 서셉터 입자(52)의 포함은 혼합물(50)의 가열을 가속화하는 역할을 할 수 있고 이에 따라 증가된 압출 속도를 제공하는 데 유용할 수 있음이 구상된다. 일 실시예에서, 고 전도성 서셉터 입자(52)는 활성탄 서셉터 입자(52)와 조합되어, 서셉터 입자(52)가 활성탄을 단독으로 포함하는 혼합물(50)보다 더 신속히 가열될 수 있는 혼합물(50)을 구성할 수 있다.

본 발명에 따라 형성된 필터 요소(80)는, 단독으로 사용되든지 또는 다른 분리 장치 또는 매체와 조합되어 사용되든지, 침전물, 납, 비소, 박테리아, 바이러스, 염소, 및 휘발성 유기 화합물의 감소를 포함한, 음료수 및 다른 유체 정화를 포함하지만 이로 제한되지 않는 매우 다양한 유체 정화 및 분리 응용에 유용할 수 있다.

본 발명에 따른 공급기(101)는 혼합물(50)을 다이(120) 내로 전진시킬 수 있는 임의의 장치(100)일 수 있다. 예시적인 공급기는 오거(auger) 및 램(ram)을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 장치(100)가, 다른 프로파일 중에서도, 중실형의 원통형 응집성 덩어리(60) 또는 관형 응집성 덩어리(60)를 형성하도록 설정될 수 있음에 유의해야 한다. 관형 응집성 덩어리(60)가 요구되는 경우, 코어 핀 부분(112)이 전형적으로 채용되어 관형 프로파일의 내부 프로파일(84)을 형성하는 것을 돕는다.

도 3, 도 5, 도 8, 및 도 9에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 공급기(101)는 오거 부분(108) 및 코어 핀 부분(112)을 포함하는 공급기 샤프트(104)를 포함한다. 오거 부분(108)은 전형적으로 오거 모터(109) 또는 오거의 회전을 구동하기 위한 다른 수단에 의해 구동된다. 전형적으로, 오거 부분(108)은, 공급기(101)를 통해 연장되지만 공급기 출구(116)에서 또는 그 앞에서 종결되는 일련의 스크류 플라이트(screw flight)(111)를 포함한다. 그러나, 코어 핀 부분(112)은 공급기 출구(116)를 넘어 그리고 다이(120) 내로 연장된다. 그러한 실시예에서, 코어 핀 부분(112)은 다이(120)를 완전히 통해 또는 다이(120)의 일부만을 통해 연장될 수 있다. 전형적으로, 코어 핀 부분(112)은 매끄러운 원통형 프로파일을 포함하지만, 그러한 프로파일은 출구 방향(20)으로 내측으로 테이퍼 형성되는 부분을 포함할 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 코어 핀은 예를 들어 출구 방향(20)으로 약 0.001 ㎜/선형 ㎜ (0.001 in/선형 in) 이상의 비율로 내측으로 테이퍼 형성되는 부분을 포함할 수 있다. 코어 핀의 그러한 내측 테이퍼는 혼합물(50)이 응집성 덩어리(60)로 형성될 때 다이(120) 내에 발생할 수 있는 마찰력을 완화시키는 데 도움을 주어서, 응집성 덩어리가 장치(100)를 통해 전진될 때 응집성 덩어리(60)가 다이(120) 내에서 결합되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다.

일부 실시예에서, 코어 핀 부분(112)은 고주파 전자기장(152)에 대해 투과성인 재료를 포함한다. 그러한 실시예에서, 코어 핀 부분(112)을 위한 예시적인 재료는 가열 관(144)에서의 사용에 대해 전술된 것과 동일하거나 유사할 수 있다. 그러한 재료의 선택은 코어 핀 부분(112)이 고주파 전자기장(152)의 영향 하에서 유도 가열되고 이에 따라 응집성 덩어리(60)의 내부 프로파일(84)을 전도 가열하는 것을 방지하는 것이 요구될 때 중요할 수 있다. 예를 들어, 개시된 공정에서 전기 전도성 코어 핀 부분(112)의 제공이 코어 핀 부분(112)을 유도 가열하는 결과를 가져올 수 있어, 혼합물(50) 내의 재료가 적절한 작동 온도를 넘어 가열될 수 있게 하는 것이 구상된다. 그러한 코어 핀 부분(112) 가열은 응집성 덩어리(60)의 형성을 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 그것은 혼합물(50) 자체에 의해 직접적으로보다는 전기 전도성 재료에 의해 흡수되는 고주파 전력으로 인해 에너지 낭비의 결과를 가져올 수 있다. 그러나, 혼합물(50)에 채용되는 재료 및 필터 요소(80)의 원하는 특성에 따라, 와상 전류의 유도를 통해 가열될 수 있는 재료로부터 코어 핀 부분(112)을 구성하는 것이 허용될 수 있거나 심지어 바람직할 수 있다.

도 8에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 코어 핀 부분(112)은 오거 부분(108)과는 독립적으로 회전하거나, 대안적으로 오거 부분(108)이 회전하는 동안 회전하지 않는다. 그러한 실시예에서, 코어-핀 부분은 오거 부분(108)과는 독립적인 샤프트에 고정될 수 있다. 하나의 실시예에서, 독립적인 샤프트는 동축 샤프트를 포함하는데, 여기서 오거 부분(108)은 고정된 코어 핀 샤프트(113)를 동축으로 둘러싸는 회전가능한 관형 슬리브를 포함하며, 고정된 코어 핀 샤프트(113)는 오거 부분(108)이 코어 핀 부분을 중심으로 회전하는 동안 회전에 대항하여 코어 핀 부분(112)을 유지한다. 그러한 실시예에서, 고정된 코어 핀 샤프트(113)는 코어 핀 부분(112)과 동일하거나 상이한 재료를 포함할 수 있다. 고정된 코어 핀 샤프트(113)와 코어 핀 부분(112)이 상이한 재료를 포함하는 경우, 코어 핀 칼라(114)가 이 둘을 단부 대 단부로 연결하기 위해 채용될 수 있다. 부싱이 오거 부분(108)과 코어 핀 부분(112) 사이에 제공되어 오거 부분(108)에 감소된 마찰 및 회전 지지를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 코어 핀 부분(112)은 전기 절연 재료를 포함하는 반면, 고정된 코어 핀 샤프트(113)는 강철과 같은 금속 재료를 포함한다. 예를 들어 응집성 덩어리(60)가 다이(120)를 통해 전진할 때 응집성 덩어리(60)와 코어 핀 부분(112)의 상대 운동을 감소시키기 위해, 코어 핀 부분(112)이 회전하는 것을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 상대 운동의 감소는, 개시된 공정에 의해 형성되는 필터 요소(80)의 내부 프로파일(84)의 표면의 다공성 또는 균일성을 감소시킬 수 있는 "스키닝(skinning)" 또는 "폴리싱(polishing)" 효과를 감소시키는 데 효과적일 수 있다. 감소되거나 방지되지 않는 한, 감소된 다공성 또는 균일성의 결여는 감소된 유동 속도, 증가된 압력 강하, 또는 여과 매체의 불균일한 이용의 결과를 가져올 수 있다.

일부 실시예에서, 공급기(101)는 혼합물(50)이 공급기(101)를 통해 전진할 때 혼합물(50)에 압축을 가하지 않는다. 일 실시예에서, 공급기(101)는 오거 부분(108)을 포함하는 공급기 샤프트(104)를 포함한다. 오거 부분(108)은 특정 피치의 일련의 스크류 플라이트(111)를 포함할 수 있다. 그러한 오거가 혼합물(50)에 압축을 가하지 않는 경우에, 스크류 플라이트(111)의 피치는 도 3, 도 5, 도 8, 및 도 9에 도시된 바와 같이 오거 부분(108)을 따라 일정하도록 선택될 수 있다. 공급기(101) 내에서의 혼합물(50)의 압축을 감소시키거나 제거하는 추가의 또는 대안적인 방법으로서, 오거 소경(minor diameter)이 오거 부분(108)의 일부 또는 전부에 걸쳐 출구 방향(20)으로 반경방향 내측으로 테이퍼 형성되도록 구성될 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 오거 부분(108)은 예를 들어 출구 방향(20)으로 약 0.001 ㎜/선형 ㎜ (0.001 in/선형 in) 이상의 비율로 내측으로 테이퍼 형성되는 오거 소경을 포함할 수 있다.

도면에 도시되지 않은 다른 실시예에서, 공급기(101)는 혼합물(50)이 공급기(101)를 통해 전진할 때 혼합물(50)에 어느 정도의 압축을 가한다. 그러한 실시예에서, 공급기(101)는 오거 부분(108) - 오거 부분(108)을 따른 감소하는 피치의 일련의 스크류 플라이트(111)를 가짐 - 을 포함할 수 있는데, 감소하는 피치는 혼합물(50)이 출구 방향(20)으로 전진할 때 혼합물(50)을 압축하는 경향이 있다. 다른 실시예에서, 오거 부분(108)은 2개 이상의 독립적으로 회전하는 오거 섹션들로 분할되는, 일정한 또는 상이한 피치의 스크류 플라이트(111)를 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 출구 방향(20)으로 더 멀리 위치된 오거 섹션은 입구 방향(10)으로 더 멀리 위치된 오거 섹션보다 더 느린 속도로 회전할 수 있는데, 더 느린 회전은 혼합물(50)이 출구 방향(20)으로 전진할 때 혼합물(50)을 압축하는 경향이 있다. 또 다른 실시예에서, 공급기(101)는 출구 방향(20)으로 내측으로 테이퍼 형성되는 공급기(101) 외측 단면을 포함할 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 공급기(101)는 예를 들어 출구 방향(20)으로 약 0.001 ㎜/선형 ㎜ (0.001 in/선형 in) 이상의 비율로 내측으로 테이퍼 형성되는 부분을 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 오거 소경은 오거 부분(108)의 일부 또는 전부에 걸쳐 출구 방향(20)으로 반경방향 외측으로 테이퍼 형성되어 공급기(101) 내에서의 혼합물(50)의 압축을 증가시키도록 구성될 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 오거 부분(108)은 예를 들어 출구 방향(20)으로 약 0.001 ㎜/선형 ㎜ (0.001 in/선형 in) 이상의 비율로 외측으로 테이퍼 형성되는 오거 소경을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 공급기(101)는 출구 방향(20)에 가장 근접한 공급기(101)의 단부에 일반적으로 위치되는 공급기 출구(116)를 포함한다. 공급기 출구(116)는 전형적으로 혼합물(50)이 공급기(101)를 떠나고(168), 직접, 또는 도 3, 도 5, 도 8, 도 9, 및 도 12에 도시된 바와 같은 외부 전이부(126)를 가로질러 통과함으로써 다이 진입 부분(122)에서 다이(120)에 진입하는 곳이다. 일부 실시예에서, 혼합물(50)이 공급기(101)를 통해 전진하는 동안 수립되었을지도 모르는 임의의 유동 패턴을 감소시키거나 제거하기 위해, 혼합물이 공급기(101)를 떠나(168) 다이(120)에 진입할 때 혼합물(50)의 유동을 혼란시키는 것이 유리할 수 있다. 그러한 유동 패턴은, 예를 들어 오거 유형의 공급기(101)에 채용된 나선형 스크류 플라이트(111)에 의해 야기될 수 있다. 그러한 패턴이 수립된 경우, 그리고 혼합물(50)의 유동이 혼란되지 않는 경우, 응집성 덩어리(60) 및 이에 따라 필터 요소(80)가 그러한 패턴을 나타낼 수 있다. 그러한 패턴은 단지 응집성 덩어리(60)의 가시 표면 내의 심미적인 결함으로서 나타날 수 있지만, 또한 응집성 덩어리(60)의 다공성에 있어서의 불연속을 생성할 수 있다. 그러한 불연속은 예를 들어 사용시 필터 요소(80)의 증가된 압력 강하, 또는 조기의 또는 불균일한 로딩으로 이어질 수 있는 바람직하지 않은 유동 특성에 기여할 수 있다.

일 실시예에서, 혼합물(50)의 유동은 공급기 출구(116) 직경(118)에 비해 가열 관(144)의 직경을 증가시킴으로써 공급기 출구(116)에서 또는 그 부근에서 혼란된다. 일 실시예에서, 가열 관 공칭 직경(146)은 공급기 출구(116) 직경보다 0.254 ㎜ (0.010 in) 초과만큼 더 크다. 일부 실시예에서, 가열 관 공칭 직경(146)은 공급기 출구(116) 직경보다 1.27 ㎜ (0.050 in), 또는 심지어 2.54 ㎜ (0.10 in)만큼 더 크다. 그러한 직경의 증가는 공급기(101) 또는 가열 관(144) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 일체형 외부 전이부(126)를 형성함으로써 구현될 수 있다. 대안적으로, 도면에 도시된 바와 같이, 외부 전이부(126)의 적어도 일부분이, 공급기 출구(116) 직경(118)으로부터 가열 관(144)의 더 큰 직경으로 전이하는 역할을 하는 독립적인 부재에 의해 형성될 수 있다. 외부 전이부(126)는 공급기(101) 내에서 수립되었을지도 모르는 임의의 유동 패턴을 혼란시키기 위해 혼합물이 가열 관(144)에 진입할 때 혼합물(50)이 반경방향 외측으로 확장되게 할 수 있다.

일부 실시예에서, 특히 오거 유형의 공급기(101)가 채용되는 경우, 혼합물(50)의 유동은 도 3, 도 5, 도 8, 및 도 9에 도시된 바와 같이 오거 소경(110)에 비해 코어 핀 부분(112)의 프로파일을 감소시킴으로써 공급기 출구(116)에서 또는 그 부근에서 혼란된다. 그러한 크기의 감소는 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이 오거 부분(108) 또는 코어 핀 부분(112) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 일체형 내부 전이부(127)를 형성함으로써 구현될 수 있다. 대안적으로, 내부 전이부(127)의 적어도 일부분이, 도 8에 도시된 바와 같이 오거 소경(110)으로부터 코어 핀 부분(112) 상의 더 작은 프로파일로 전이하는 역할을 하는 코어 핀 칼라(114)에 의해 형성될 수 있다. 내부 전이부(127)는 공급기(101) 내에서 수립되었을지도 모르는 임의의 유동 패턴을 혼란시키기 위해 혼합물이 가열 관(144)에 진입할 때 혼합물(50)이 반경방향 내측으로 확장되게 할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 2, 도 3, 도 9, 및 도 10에 도시된 바와 같이, 다이(120)는 여기 부분(140)의 하류측에 위치된 가변 개구 부분(160)을 추가로 포함한다. 전형적으로, 반드시는 아니지만, 가변 개구 부분(160)은 출구 방향(20)으로 가열 관(144)에 바로 인접하게 위치된다. 가변 개구 부분(160)은 응집성 덩어리(60)의 압출 프로파일(82)을 조절하도록 설정될 수 있는 개구(162)를 포함한다. 개구(162)는 압출 프로파일(82)의 정적 또는 동적 조절을 제공하도록 원하는 바에 따라 조정될 수 있다.

다이(120) 내에의 가변 개구 부분(160)의 제공은 압출 프로파일(82)이 조정되게 할 수 있는 동시에, 또한 응집성 덩어리가 다이(120)를 빠져나갈 때 응집성 덩어리(60)의 다공도를 제어하는 메커니즘을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 가변 개구 부분(160)의 개구(162)를 감소시키는 것은 응집성 덩어리(60)를 더 작은 압출 프로파일(82)로 효과적으로 압축하여서, 원하는 다공도를 달성하도록 응집성 덩어리(60)를 압축할 수 있다. 가변 개구 부분(160)이 조정가능하기 때문에, 다이(120) 파라미터는 다이를 재-공구 가공하거나 교환할 필요 없이 넓은 범위의 혼합물(50) 또는 예를 들어 상이한 다공도를 갖는 필터 요소(80)의 제조를 수용하도록 달라질 수 있다.

일부 실시예에서, 가변 개구 부분(160)은 응집성 덩어리(60)에 원통형 단면을 형성하는 데 효과적이다. 일부 실시예에서, 가변 개구 부분(160)은 응집성 덩어리(60)에 비-원통형 단면을 형성하는 데 효과적이다. 예를 들어, 가변 개구 부분(160)은 응집성 덩어리(60)의 단면을 타원형 또는 달걀 모양으로 형성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 가변 개구 부분(160)은 응집성 덩어리(60)의 단면을 직사각형, 삼각형, 또는 다른 다각형으로 형성하도록 구성될 수 있다. 그러한 단면은 다각형 변들 사이의 둥근 에지를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 가열 관(144)은 단면이 원통형인 반면, 가변 개구 부분(160)은 비-원통형 단면을 형성한다. 일부 실시예에서, 코어 핀 부분(112)이 원통형 내부 프로파일(84)을 제공하는 반면, 압출 프로파일(82)은 비-원통형 단면으로 형성된다. 일부 실시예에서, 코어 핀 부분(112)이 비-원통형 내부 프로파일(84)을 제공하고 압출 프로파일(82)은 비-원통형 단면으로 형성된다.

도 3 및 도 10에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 가변 개구 부분(160)은 개구(162)를 조정하도록 팽창가능한 하나 이상의 블래더(164)를 포함한다. 블래더는 유체 압력을 조정하도록 제어가능한 외부 유체 공급원에 블래더를 연결하는 하나 이상의 유체 라인(165)을 제공함으로써 팽창되거나 수축될 수 있다. 블래더와 전진하는 응집성 덩어리(60)의 원하는 상호작용에 따라 임의의 유체가 적합할 수 있다. 소정 정도의 완충이 요구되는 실시예에서, 블래더를 가압하는 데 공기와 같은 압축성 유체를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 사용되는 경우, 블래더는 응집성 덩어리가 다이(120)를 통해 전진할 때 응집성 덩어리(60)에 바로 기댈 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.

블래더가 응집성 덩어리(60)에 바로 기대는 실시예(도시되지 않음)에서, 그러한 블래더는 바람직하게는 전진하는 덩어리에 맞대어진 블래더 표면의 장기간 마멸을 견디기에 적합한 재료로 구성되거나, 코팅되거나, 표면 마무리되어야 한다.

블래더가 응집성 덩어리(60)에 바로 기대지 않는 실시예에서, 하나 이상의 중간 부재가 블래더 표면과 응집성 덩어리(60) 사이에 개재될 수 있다. 도 3 및 도 10에 도시된 것과 같은 일부 그러한 실시예에서, 성형 관(172)이 응집성 덩어리(60)에 바로 기대는 데 사용되는 반면, 하나 이상의 블래더는 성형 관(172)에 기댄다. 그러한 실시예에서, 성형 관(172)은 블래더보다 더 내마멸성의 재료로 구성될 수 있고, 이에 따라 향상된 내구성을 갖는 다이(120)를 제공할 수 있다. 성형 관(172)에 적합한 재료는 강철, 스테인레스강, 황동, 청동, 알루미늄, 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 성형 관(172)은 개구(162)의 조정을 허용하기에 충분히 유연해야 한다. 성형 관(172)은 단면이 원통형일 필요가 없고, 대신에 본 명세서의 다른 곳에 기술된 바와 같은 다른 단면을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.

일 실시예에서, 성형 관(172)에는 슬롯 형성되며, 성형 관은 관형 방식으로 배열된 복수의 리프(168)를 포함한다. 도 10이 도시하고 있다. 그러한 실시예에서, 성형 관(172)은 임의의 적합한 개수의 리프(168)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 성형 관(172)은 5개, 6개, 또는 7개의 리프(168)를 포함해, 4개 내지 8개 범위의 리프(168)를 포함한다. 리프(168)들은 바람직한 바에 따라 독립적이거나 하나의 단부 또는 양 단부에서 함께 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 리프(168)들은 끊긴 데가 없는 관의 벽을 통해 복수의 종방향 슬롯(169)을 생성함으로써 형성된다. 그러한 슬롯(169)은 폐쇄 주연부(perimeter)를 가질 수 있거나, 성형 관(172)의 하나의 단부에 개방되어 있을 수 있다. 리프(168)의 존재는 성형 관(172)의 더 큰 유연성을 허용하여 개구(162)의 조정을 용이하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 성형 관(172)은 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이 사전 형성된 병목 형상의, 또는 잘록한(constricted), 관 형상을 포함한다. 일부 실시예에서, 잘록한 관 형상의 성형 관(172)은 전술된 바와 같이 복수의 리프(168)를 포함한다. 잘록한 형상을 갖는 성형 관(172)의 제공은 보다 강성이고 내마멸성의 관 재료의 사용을 허용할 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 성형 관(172)이 본질적으로 "사전에 구부러지고" 이에 따라 그의 개구(162)를 감소시켜 전진하는 응집성 덩어리(60)에 기대기 위해 보다 적은 편향을 필요로 하기 때문이다. 더욱이, 잘록한 관 형상은 가변 개구 부분(160)의 완만한 리드 인(lead-in)과 리드 아웃(lead-out) 둘 모두를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 지나치게 제한될 경우 혼합물(50)이 다이(120) 내에서 결합되는 경향으로 인해 그러한 완만한 전이를 제공하는 것이 중요할 수 있다. 다이(120) 내에서의 혼합물(50) 결합은, 특히 혼합물(50)이 다이(120) 내에서 냉각되어 경화된다면, 장치(100)에 대한 심각한 손상 또는 적어도 손실이 큰 공정 중단 시간을 초래할 수 있다. 잘록한 관 형상의 성형 관(172)은 단면이 원통형일 필요가 없고, 대신에 본 명세서의 다른 곳에 기술된 바와 같은 다른 단면을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.

블래더가 성형 관(172)에 직접 기댈 수 있는 것이 구상되지만, 일부 실시예는 블래더로부터의 힘을 성형 관(172)에 전달하는 추가의 중단 부재를 포함할 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 하나 이상의 버튼(166)이 블래더와 성형 관(172) 사이에 개재된다. 성형 관(172)이 복수의 리프(168)를 포함하는 실시예에서, 버튼이 리프(168)들 각각과 관련될 수 있다. 하나 이상의 버튼(166)의 제공은 예를 들어 블래더 재료가 장기간의 고온을 견딜 수 없는 경우 바람직할 수 있는데, 그 이유는 버튼(166)이 블래더 재료를 가열된 응집성 덩어리(60)로부터 안전한 거리로 이격시킬 수 있기 때문이다.

일부 실시예에서, 블래더 또는 블래더에 인접한 다이(120) 구조물은 작동 동안에 냉각될 수 있다. 그러한 냉각은 블래더의 온도가 블래더 재료 또는 블래더 내의 유체에 적절한 작동 온도를 초과하지 않는 것을 보장할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 액추에이터(176)가 하나 이상의 블래더(164)와 조합되어, 또는 그 대신에, 사용되어 개구(162)를 변경시키는 힘을 제공한다. 하나 이상의 액추에이터(176)는 예를 들어 압전, 전자기, 공압, 또는 유압 액추에이터(176)를 포함할 수 있다. 그러한 액추에이터(176)는 예를 들어 전진하는 응집성 덩어리(60)에 직접 기대도록 구성될 수 있거나, 액추에이터와 전진하는 응집성 덩어리(60) 사이에 개재된 하나 이상의 버튼(166)을 포함할 수 있거나, 성형 관(172)에 직접적으로 또는 간접적으로 기댈 수 있다 - 성형 관은 이어서 전진하는 응집성 덩어리(60)에 직접 기댐 -.

일부 실시예에서, 가변 개구 부분(160)은 도 13에 도시된 바와 같이 개구 제어 시스템(180)에 의해 조절된다. 일 실시예에서, 유체 압력이 압력 조절기(184)에 의해 가변 개구 부분(160) 내의 블래더로 공급된다. 압력 조절기(184)에 의해 가해지는 압력의 크기는 이번에는 제어기(182)에 의해 설정된다. 압력 조절기(184)로 출력되는 제어기(182)는 개시된 공정에 의해 형성되는 필터 요소(80)의 다공도를 모니터링함으로써 결정된다. 하나의 예에서, 필터 요소(80)는 응집성 덩어리가 다이(120)를 빠져나갈 때 응집성 덩어리(60)로부터 고정 길이로 절단된다. 이어서 필터 요소(80)는 절단 후에 저울(186) 상에서 칭량될 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(182)는 필터 요소(80) 다공도를 결정하는 데 이 중량을 대리로서 사용한다. 다공도가 원하는 것보다 큰 경우, 제어기(182)는 블래더에 가해지는 압력을 증가시켜서, 가변 개구 부분(160)의 개구(162)를 감소시켜 응집성 덩어리(60)를 추가로 압축하도록 압력 조절기(184)에 지시할 수 있다. 반대로, 절단된 필터 요소(80)가 충분히 다공성이지 않은 경우, 제어기(182)는 블래더에 가해지는 압력을 감소시켜 개구(162)를 증가시키도록 압력 조절기(184)에 지시할 수 있다. 상기의 제어 시스템(180)은 하나 이상의 블래더(164)의 사용을 구상하고 있지만, 본 명세서의 다른 곳에 기술된 바와 같은 다른 액추에이터(176)를 단독으로 또는 하나 이상의 블래더(164)와 조합되어 갖는 그러한 제어 시스템(180)이 채용될 수 있음을 이해하여야 한다.

이제 도 14를 참조하면, 가변 개구 부분(160)은 가변 개구 부분(160)의 내측 표면으로부터 - 전형적으로 개구(162) 자체로부터 - 내측으로 연장되어 응집성 덩어리가 다이(120)를 통해 전진할 때 여전히 유연한 응집성 덩어리(60)의 외측 표면에 대응 함몰부(depression)를 형성하는 복수의 성형 돌출부(124)를 포함할 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 그러한 성형 돌출부(124)는 성형 관(172)의 내측 표면 상에 배치되지만, 성형 돌출부(124)는 또한 블래더 표면 또는 응집성 덩어리(60)에 직접 기대는 다른 표면 상에 직접 배치될 수 있다. 이들 함몰부는 응집성 덩어리(60)가 냉각되어 경화된 후에 여전히 남아 있으며, 응집성 덩어리(60)의 외측 표면의 표면적을 증가시켜서, 예를 들어 생성되는 필터 요소(80)의 침전 수명을 개선할 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 다이(120)로부터 응집성 덩어리(60)를 수용하기 위해 아웃피드 시스템(outfeed system)(190)이 장치(100)에 제공된다. 아웃피드 시스템(190)은, 예를 들어 응집성 덩어리가 다이(120)를 떠날 때(168) 응집성 덩어리(60)에 저 마찰 지지를 제공하는 볼 이동 테이블(192)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 아웃피드 시스템(190)은 응집성 덩어리(60)를 냉각시키는 냉각 장치(194)를 포함한다. 일부 실시예에서, 아웃피드 시스템(190)은 응집성 덩어리(60)를 소정 길이로 절단하여 필터 요소(80)를 형성하는 커터(196)를 포함한다. 냉각이 채용되는 경우, 응집성 덩어리(60)는 냉각 전에 또는 냉각 후에 절단될 수 있다. 전형적인 커터(196)는 예를 들어 응집성 덩어리(60)를 소정 길이로 자르는 길로틴 날(guillotine blade) 또는 회전 톱날을 포함할 수 있다. 아웃피드 시스템(190)은 각각의 필터 요소(80)의 길이를 측정하는, 또는 절단을 행할 적절한 위치를 결정하기 위해 다이(120)를 떠나는 응집성 덩어리(60)의 길이를 측정하는 측정 시스템(198)을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 아웃피드 시스템(190)은 응집성 덩어리(60), 필터 요소(80), 또는 둘 모두를 칭량하는 저울(186)을 포함한다. 전술된 바와 같이, 그리고 적용가능한 경우, 그러한 저울(186) 또는 측정 시스템(198)은 가변 개구 부분(160)을 조절하는 제어 시스템(180)에 사용될 수 있다.

본 발명의 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예로 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

Claims

필터 요소를 형성하는 방법으로서,
복수의 서셉터 입자(susceptor particle) 및 복수의 중합체성 결합제 입자를 포함하는 혼합물을 공급기(feeder) 내로 도입하는 단계;
공급기를 통해 그리고 다이 내로 혼합물을 전진시키는 단계 - 상기 다이는 여기 부분(excitation portion)을 포함함 -;
여기 부분을 통해 혼합물을 전진시키는 동안, 혼합물에 고주파 전자기장을 가함으로써 서셉터 입자 내에 와상 전류(eddy current)를 유도하는 단계 - 상기 와상 전류는 서셉터 입자의 온도를 상승시켜 인접한 중합체성 결합제 입자들이 연화점 이상으로 가열되게 하기에 충분함 -;
다이 내에서 서셉터 입자를 가열된 중합체성 결합제 입자와 결합시켜 응집성 덩어리(coherent mass)를 형성하는 단계;
응집성 덩어리를 다이 밖으로 전진시키는 단계; 및
응집성 덩어리를 냉각시켜 필터 요소를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다이는 여기 부분을 뒤따르는 가변 개구 부분을 추가로 포함하고, 방법은
가변 개구 부분을 통해 혼합물을 전진시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제2항에 있어서, 응집성 덩어리의 압출 프로파일을 조절하도록 가변 개구 부분의 개구를 설정하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 다이의 여기 부분은 고주파 전자기장이 가해지는 동안 혼합물이 통과해 전진하는 가열 관을 포함하고, 가열 관은 전기 절연 재료를 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기는 혼합물의 압축을 야기하지 않는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기는 공급기 샤프트를 포함하고, 공급기 샤프트는 오거 부분(auger portion) 및 오거 부분을 넘어 다이 내로 연장되는 코어 핀 부분(core pin portion)을 포함하며, 방법은
오거 부분을 회전시켜 공급기를 통해 혼합물을 전진시키는 단계를 포함하고,
코어 핀은 응집성 덩어리가 관형이 되도록 응집성 덩어리의 내부 프로파일을 형성하는 방법.
제6항에 있어서, 코어 핀 부분을 회전시키지 않는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 코어 핀 부분은 전기 절연 재료를 포함하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기는 다이에 인접하게 위치된 공급기 출구를 포함하며, 방법은 공급기 출구 부근에서 혼합물을 혼란시켜, 공급기를 통해 혼합물을 전진시키는 동안 확립된 임의의 유동 패턴을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 혼합물을 혼란시키는 단계는 공급기 출구를 떠날 때 혼합물이 반경방향 외측으로 확장되게 하는 단계를 포함하는 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 혼합물을 혼란시키는 단계는 공급기 출구를 떠날 때 혼합물이 반경방향 내측으로 확장되게 하는 단계를 포함하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 공급기 출구는 공급기 출구 직경을 포함하고 다이는 다이 진입 부분을 포함하며,
다이 진입 부분은 공급기 출구 직경으로부터 외측으로 테이퍼 형성되는 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 공급기는 공급기 샤프트를 포함하고, 공급기 샤프트는 공급기 출구 부근에서 종결되는 오거 부분, 및 오거 부분을 넘어 다이 내로 연장되는 코어 핀 부분을 포함하며, 오거 부분은 오거 소경(minor diameter)을 포함하고,
코어 핀 부분은 오거 소경으로부터 내측으로 테이퍼 형성되는 방법.
제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 개구를 설정하는 단계는 가열된 혼합물을 둘러싸는 하나 이상의 블래더(bladder)를 팽창 또는 수축시키는 단계를 포함하는 방법.
제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 개구를 설정하는 단계는 가열된 혼합물을 둘러싸는 성형 관을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 성형 관은 가열된 혼합물을 둘러싸는 복수의 리프(leaf)를 포함하고, 개구를 설정하는 단계는 가열된 혼합물을 둘러싸는 복수의 리프를 배치하는 단계를 포함하는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 성형 관을 배치하는 단계는 성형 관에 연결된 하나 이상의 액추에이터를 작동시키는 단계를 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터는 팽창가능한 블래더를 포함하는 방법.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 고주파 전자기장은 약 500 ㎑ 내지 약 30 ㎒의 범위로 발진하는 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기 내에 있는 동안 혼합물에 열이 제공되지 않는 방법.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기 내에 있는 동안 혼합물에 냉각이 제공되지 않는 방법.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 서셉터 입자는 활성탄을 포함하는 방법.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 결합제 입자는 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 방법.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 서셉터 입자를 가열된 중합체성 결합제 입자와 결합시키는 단계는, 응집성 덩어리가 형성되지만 중합체성 결합제가 서셉터 입자를 코팅하지 않도록 혼합물을 소결시키는 단계를 포함하는 방법.
입구 방향으로부터 출구 방향으로 혼합물을 압출하기 위한 장치로서,
공급기;
출구 방향으로 공급기에 인접한 다이를 포함하고, 다이는
전기 절연 재료를 포함하는 가열 관,
가열 관의 일부분을 둘러싸 가열 관 내의 혼합물에 고주파 전자 기장을 가하는 유도 코일
을 포함하는 여기 부분을 포함하는 장치.
제25항에 있어서, 다이는 여기 부분을 뒤따르는 가변 개구 부분을 추가로 포함하는 장치.
제25항 또는 제26항에 있어서, 공급기는 혼합물의 압축을 개시하지 않는 장치.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기는 공급기 출구 직경을 포함하는 공급기 출구를 포함하고 가열 관은 가열 관 공칭 직경을 포함하며, 가열 관 공칭 직경은 공급기 출구 직경보다 0.254 ㎜ (0.010 in) 초과만큼 더 큰 장치.
제28항에 있어서, 다이는 공급기 출구 직경으로부터 가열 관 공칭 직경으로의 외부 전이부를 포함하는 다이 진입 부분을 포함하는 장치.
제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기는 공급기 샤프트를 포함하고, 공급기 샤프트는 오거 부분 및 오거 부분을 넘어 다이 내로 연장되는 코어 핀 부분을 포함하는 장치.
제30항에 있어서, 코어 핀 부분은 전기 절연 재료를 포함하는 장치.
제30항 또는 제31항에 있어서, 오거 부분은 회전하지만 코어 핀 부분은 회전하지 않는 장치.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 오거 부분은 오거 소경을 포함하고, 코어 핀 부분은 오거 소경으로부터 내측으로 테이퍼 형성되는 장치.
제33항에 있어서, 코어 핀 부분은 출구 방향으로 약 0.001 ㎜/선형 ㎜ (0.001 in/선형 in) 이상의 비율로 오거 소경으로부터 내측으로 테이퍼 형성되는 장치.
제25항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 관은 일정한 직경 섹션 및 일정한 직경 섹션으로부터 하류측의 테이퍼링 섹션(tapering section)을 포함하고, 테이퍼링 섹션은 일정한 직경 섹션으로부터 가열 관 최대 직경으로, 출구 방향으로 외측으로 테이퍼 형성되는 장치.
제35항에 있어서, 테이퍼링 섹션은 출구 방향으로 약 0.002 ㎜/선형 ㎜ (0.002 in/선형 in) 이상의 비율로 외측으로 테이퍼 형성되는 장치.
제26항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 개구 부분은 혼합물을 둘러싸는 하나 이상의 팽창가능한 블래더를 포함하는 장치.
제26항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 개구 부분은 혼합물을 둘러싸는 성형 관을 포함하는 장치.
제38항에 있어서, 성형 관은 잘록한(constricted) 관 형상을 포함하는 장치.
제38항 또는 제39항에 있어서, 성형 관은 혼합물을 둘러싸는 복수의 리프를 포함하는 장치.
제38항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 개구 부분은 성형 관에 연결된 하나 이상의 액추에이터를 포함하는 장치.
제41항에 있어서, 액추에이터들 중 하나 이상은 팽창가능한 블래더를 포함하는 장치.
제25항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 고주파 전자기장은 약 500 ㎑ 내지 약 30 ㎒의 범위로 발진하는 장치.
제25항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기에는 가열 수단이 없는 장치.
제25항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 공급기에는 냉각 수단이 없는 장치.
제25항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 개구 부분은 동적으로 조정가능한 장치.
제25항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 개구 부분은 개구를 포함하고, 복수의 성형 돌출부가 개구로부터 내측으로 연장되는 장치.
제3항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 응집성 덩어리가 가변 개구 부분을 통해 전진할 때 압출 프로파일에 복수의 함몰부(depression)를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항 내지 제24항 또는 제48항 중 어느 한 항의 방법에 의해 형성된 필터 요소.