KR20180021180A - 접착제 에지-밀봉된 단부를 갖는 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지, 및 제조 및 사용 방법 - Google Patents

접착제 에지-밀봉된 단부를 갖는 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지, 및 제조 및 사용 방법 Download PDF

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피에르 레가레
개리 이 드와이어
케빈 에이 프란켈
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

2개의 대향 단부가 각각 접착제 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되는 필터 매체를 갖는 필터 카트리지가 본원에 개시된다.

Description

접착제 에지-밀봉된 단부를 갖는 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지, 및 제조 및 사용 방법
호흡기는 사용자가 호흡하기 위해 공기를 정화하는 데 자주 사용되며 일반적으로 호흡기 몸체 및 상기 호흡기 몸체에 부착된 하나 이상의 호흡기 카트리지를 포함한다.
개략적으로 요약하면, 2개의 대향 단부가 각각 접착제 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되는 필터 매체를 갖는 필터 카트리지가 본원에 개시된다. 몇몇 특정 양태에서, 제1 및 제2 파형 단부를 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지가 본원에 개시되며, 주름형 필터 매체의 제1 파형 단부는 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부에 의해 폐색되고, 주름형 필터 매체의 제2 파형 단부는 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부에 의해 폐색된다. 이들 및 다른 양태가 아래의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나 어떠한 경우에도, 본 발명의 개요가 최초 제출된 출원서의 청구범위에 제시되었는지 또는 심사 과정에서 보정되었거나 달리 청구범위에 제시되었는지 여부에 관계없이 본 발명의 개요가 청구가능한 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 예시적인 필터 카트리지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 필터 카트리지의 주름 방향을 따라 본 정면도이다.
도 3은 도 2의 필터 카트리지의 부분 분해도로서, 케이싱은 필터 매체로부터 분해되어 있다.
도 4는 도 1의 필터 카트리지의 사시도로서, 케이싱의 일부가 생략되어 있다.
도 5는 예시적인 주름형 필터 매체의 주름 방향을 따라 본 정면도이다.
도 6은 예시적인 카트리지 하우징을 포함하는 예시적인 호흡기의 전방 사시 부분 분해도이다.
도 7은 예시적인 카트리지 하우징의 전방 사시도이다.
도 8은 예시적인 카트리지 하우징의 후방 사시도이다.
도 9는 예시적인 카트리지 하우징의 사시도로서, 뚜껑 부분이 개방된 위치에 있다.
도 10은 예시적인 카트리지 하우징의 주요 하우징 부분의 사시도로서, 뚜껑과 필터 카트리지는 생략되어 있다.
도 11은 내부에 예시적인 주름형 필터 카트리지가 설치된 예시적인 카트리지 하우징의 단면도이다.
도 12는 아치형 형상의 예시적인 주름형 필터 매체의 사시도이다.
다양한 도면에서 유사한 참조 부호는 유사한 요소를 나타낸다. 일부 요소는 동일하거나 균등한 다수로 존재할 수 있으며; 이러한 경우에 하나 이상의 대표적인 요소만이 참조 부호에 의해 지정될 수 있지만, 이러한 참조 부호가 모든 동일한 요소에 적용된다는 것을 이해할 것이다. 다른 언급이 없는 한, 본원의 모든 숫자 및 도면은 실제 크기에 따른 것이 아니며, 본 발명의 상이한 실시양태를 예시하기 위한 목적으로 선택된다. 특히, 다양한 구성요소의 치수는 예시적인 관점에서만 도시되며, 그렇게 지정되지 않는 한, 다양한 구성요소의 치수들 간의 관계가 도면으로부터 추론되어서는 안 된다. 본원에서는 "상단", "하단", "상부", "하부", "위", "아래", "상방" 및 "하방", 및 "제1" 및 "제2"와 같은 용어가 사용될 수 있지만, 달리 언급되지 않는 한, 이들 용어는 이들의 상대적 의미로만 사용된다는 것을 이해해야 한다.
본원에서 특성 또는 속성에 대한 수식어로 사용된 "대체로"라는 용어는, 달리 명확히 정의하지 않는 한, 상기 특성이나 속성이 당업자에 의해 쉽게 인식할 수 있지만 절대적인 정밀도나 완벽한 일치를 요구하지는 않음(예를 들어, 정량화가능한 특성에 대해 +/-20% 이내)을 의미한다. "실질적으로"란 용어는, 달리 명시적으로 정의하지 않는 한, 높은 정도의 근사값(예를 들면, 정량화가능한 특성에 대해 +/-10% 이내)을 의미하지만 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 필요로 하지 않는다. 동일한, 균등한, 균일한, 일정한, 엄격한 등과 같은 용어는 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구하기보다는 특정 상황에 적용가능한 통상의 허용 오차 또는 측정 오차 내에 있는 것으로 이해된다.
용어 설명
"전방" 및 이와 유사한 용어는 또한 품목이 사용되는 호흡기에 대해 정의되며 호흡기를 착용한 사용자의 얼굴에서 멀어지는 방향을 나타낸다. "후방" 및 이와 유사한 용어는 호흡기를 착용한 사용자의 얼굴을 향하는 방향을 나타낸다.
"내부", "내측" 등과 같은 용어는 필터 카트리지에 대하여 정의되며 필터 카트리지의 내부를 향하는 방향을 나타낸다. "외부", "외측" 등과 같은 용어는 필터 카트리지의 내부로부터 멀어지는 방향을 나타낸다.
"통기성"이란 공기 흐름을 허용하는 것을 의미하며, 이는 임의의 통상적인 수단 예를 들어 관통된 관통 구멍의 제공 등에 의해 달성될 수 있다.
"폐쇄하다", "폐색하는" 및 이와 유사한 용어는 공기가 통과할 수 없도록 차단된 것을 의미한다.
카트리지 하우징과 같은 품목에 적용되는 "근위(proximal)"란 용어는 품목이 사용된 호흡기 몸체에 대해 정의되며, 품목이 호흡기 몸체의 제 위치에 있을 때 호흡기 몸체에 가장 가까운 품목의 단부를 나타낸다. 접착제 에지 밀봉부에 적용될 때 "근위"란 용어는 본원에서 추후 정의되고 기술된다.
"제거가능한" 및 이와 유사한 용어는 품목이 파손되거나 허용할 수 없게 손상되지 않고 사용자가 손으로 다른 품목에서 제거(분리)할 수 있음을 의미한다.
"일체형(integral)" 및 이와 유사한 용어는 동일한 재료로 구성되고 단일 작업 예를 들어 성형 작업에서 함께 제조된 것을 의미한다.
도 1의 사시도 및 도 2의 정면도는 케이싱(50) 내에 부분적으로 수용된 주름형 공기 필터 매체(10)를 포함하는 예시적인 필터 카트리지(1)이다. 일부 실시양태에서, 필터 카트리지(1)는 예를 들어 4개의 모서리를 갖는 직사각형 형상(특히 정사각형 형상을 포함함) 일 수 있다; 따라서, 이러한 실시양태에서 주름형 필터 매체(10)는 일반적으로 (필터 매체(10)의 둘레에서 불규칙성, 노치, 모따기 또는 각진 모서리 등을 배제하지 않는) 직사각형 둘레를 가질 수 있다. 주름형 필터 매체(10)(및 필터 카트리지(1))는 주요 단부/에지 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 4개의 주요 단부를 포함한다. 주요 단부/에지(4 및 4')(노출된 주름으로서 종결됨)는 본원에서 파형 단부/에지로 지칭될 것이며, 주요 단부/에지(5 및 5')는 비-파형 단부/에지로 지칭될 것이다.
필터 카트리지(1)는 제1 주면/측면(2) 및 제2 주면/측면(3)을 포함하며; 따라서 주름형 필터 매체(10)는 제1 주 측면(25) 및 제2 주 측면(35)을 포함한다. 많은 실시양태에서, 필터 카트리지(1)는 전방을 향한 제1 주 측면(2) 또는 전방을 향한 제2 주 측면(3)을 갖는 필터 카트리지 하우징(상세히 후술함)에 설치될 수 있도록 전후방 대칭일 수 있다. 즉, 이러한 실시양태에서, 공기 흐름은 제1 주 측면(2)에서 필터 카트리지(1)로 들어가고 제2 주 측면(3)에서 나오거나 또는 그 반대일 수 있다. 따라서, 주름형 매체(10) 및 필터 카트리지(1)의 제1 및 제2 주 측면/면의 지정은 설명의 편의를 위해 사용되었으며 주 측면/면이 임의의 실질적인 방식으로 달라야 한다는 것을 의미하지는 않음을 이해할 수 있을 것이다.
주름형 필터 매체(10)는 임의의 적절한 주름가능한 매체로 제조될 수 있다. 잠재적으로, 적합한 물질은 예컨대 종이; 열가소성 또는 열경화성 물질의 다공성 필름; 합성 또는 천연 섬유의 부직, 예를 들어 멜트 블로운(melt blown) 또는 스펀본드 웨브; 스크림; 직조 또는 편직 물질; 포움(foam); 일렉트릿(electret) 또는 정전기 대전된 물질; 유리섬유 매체; 또는 둘 이상의 물질의 라미네이트 또는 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리(락트산)으로 구성되는 부직 중합체 웨브가 적합할 수 있다. 부직 웨브를 제조하는 임의의 적합한 방법(예컨대, 멜트-블로잉(melt-blowing), 멜트-스피닝(melt-spinning), 카딩(carding) 등)이 사용될 수 있다. 필터 매체(10)는 또한 흡수흡착제, 촉매, 및/또는 활성탄(입자(granule), 섬유, 천, 및 성형된 형상체)을 포함할 수 있다.
다층 매체, 예컨대 라미네이팅된 매체가 또한 필터 매체(10)로서 사용될 수 있다. 그러한 매체는, 예를 들어 위에서 논의된 매체의 라미네이팅된 층 또는 필터 매체의 하나 이상의 층에 라미네이팅되는 다른 기재로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 프리필터(prefilter) 층이 필터 매체(10)의 상류측에 사용될 수 있다. 이러한 프리필터 층은 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리(락트산), 또는 이들 물질의 블렌드를 포함할 수 있거나; 또는 유리 섬유를 포함할 수 있다. 환언하면, 일부 실시양태에서, 주름형 필터 매체(10)는 임의의 다른 목적을 위해 원하는 임의의 다른 층 또는 층들과 함께 베이스 층(예를 들어, 여과 층)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예컨대 매체의 내마모성을 향상시키기 위해, 고도로 개방된 플라스틱 네팅 또는 메쉬가 주름형 매체에 라미네이팅될 수 있다. 임의의 그러한 층이 임의의 적합한 방법에 의해, 예컨대 용융-접합에 의해, 접착제(핫 멜트 접착제, 감압 접착제 등), 캘린더링(calendering), 초음파 접합 등에 의해 예컨대 베이스(가령, 여과) 층에 접합될 수 있다.
특정 실시양태에서, 주름형 필터 매체(10)는 예컨대 임의의 대전된 물질, 예컨대 미국 재발행 특허 제30782호에 기술된 바와 같은 분할되어진 피브릴화된 대전 섬유(split fibrillated charged fiber)로 구성되는 일렉트릿 물질일 수 있다. 그러한 대전 섬유는 종래의 수단에 의해 부직 웨브로 형성되고 선택적으로 외측 지지 층을 형성하는 미국 특허 제5230800호에 개시된 바와 같은 스크림에 결합될 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 필터 매체(10)는 예컨대 미국 특허 제4813948호에 개시된 바와 같은 멜트 블로운 미세섬유 부직 웨브일 수 있으며, 이는 선택적으로 그러한 특허에 개시된 바와 같이 웨브 형성 동안에 보조 층에 결합되거나 후속하여 임의의 종래의 방식으로 보조 웨브에 결합될 수 있다. 특정 용도에 특히 적합할 수 있는 필터 매체는 예를 들어 폭스(Fox)의 미국 특허 제8162153호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 베리건(Berrigan)의 미국 특허 출원 공개 제20080038976호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 및 보스(Both)의 미국 특허 출원 공개 제20040011204호에 기술된 일반적인 유형의 매체와, 마찰대전된(tribocharged) 매체로 대체로 알려진 매체를 포함할 수 있다. 필요한 경우, 임의의 그러한 매체가 대전되어 일렉트릿을 형성할 수 있다. 주름형 필터 매체는 입자, 증기 또는 가스, 또는 이들의 임의의 조합을 여과(예를 들어 포획)하도록 구성될 수 있다. 다른(예를 들어, 비-주름형) 필터 매체는 본원에서 후술될 것이다.
적어도 일부 실시양태에서, 주름형 필터 매체(10)는 주름 간격을 안정화시키는 역할을 하는 주름형 필터 매체와 함께 주름진 임의의 유형의 구조(예를 들어, 주름형 필터 매체의 하류 측에서 종종 발견되는 바와 같은 와이어 메쉬 또는 이와 유사한 것과 같은 지지 또는 보강층)를 포함하지 않는다. 즉, 이러한 실시양태에서, 경화된 접착제 밀봉부(케이싱과 함께)는 필터 매체와 함께 주름형 주름-안정화 층이 필요하지 않도록 주름형 필터의 충분한 안정화를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2, 특히 도 3(케이싱(50)이 주름형 필터 매체(10)로부터 분해됨)에 도시된 바와 같이, 주름형 필터 매체(10)는 복수의 제1 측면 주름(20) 및 제2 측면 주름(30)을 포함한다. 각각의 제1 측면 주름(20)은 제1 측면 주름 선단(tip)(21)을 포함하고, 각각의 인접한 쌍의 제1 측면 주름(20)은 이들 사이에 제1 측면 주름 밸리(valley)(22)를 형성한다. 제2 측면 주름(30)은 제1 측면 주름(20)로부터 반대 방향으로 배치된다. 각각의 제2 측면 주름(30)은 제2 측면 주름 선단(31)을 포함하고, 각각의 인접한 쌍의 제2 측면 주름(30)은 이들 사이에 제2 측면 주름 밸리(32)를 형성한다. 본원에서 사용되는 주름 방향(Pleat Direction)(도 3의 Dp)은 주름 선단의 장축과 정렬되는 방향이다(전형적으로 주름형 필터 매체의 하나의 파형 단부(4)로부터 다른 파형 단부(4')까지 주행하는 방향이다). 측면 방향(도 3의 Dl)은 주름 선단의 장축에 직교하는 방향이다(전형적으로 주름형 필터 매체의 하나의 비-파형 단부(5)로부터 다른 비-파형 단부(5')까지 주행하는 방향이다). 전후 방향(도 3의 Df-r)은 제1 주면(2)으로부터 제2 주면(3)으로 필터 카트리지를 관통하여 연장되는 방향이며, 전형적으로 필터 카트리지를 통과하는 공기 흐름의 전체 방향에 대응한다.
주름 형상에 대한 더 자세한 내용은 도 3의 측면도를 참조로 논의된다(여기서는 주름형 공기 여과 매체가 주름 방향(Dp)을 따라 보여지며 후술하는 접착제 밀봉은 명확성을 위해 생략되었다). 본원에 정의된 주름 간격, 주름 높이 및 주름 거리는 도 3에서와 같이 (각 주름에 내재된 상기 평면으로부터의 국부적 편차에도 불구하고) 주름형 필터 매체(10)를 쉽게 인식할 수 있는 전체 주 평면을 나타내는 공칭 평면형 구성의 주름형 공기 여과 매체(10)에 의해 평가된다. 주름 높이(주름 진폭)는 필터 매체(10)의 전체 주 평면에 직각인 방향을 따라(즉, 주름형 매체의 전후 방향(Df-r)과 정렬되는 방향을 따라) 제1 측면 주름 선단(21)으로부터 제2 측면 주름 선단(31)까지의 거리(도 3의 Ph)이다. 다양한 실시양태에서, 매체(10)의 주름 높이는 적어도 약 2, 4, 6, 8 또는 10 mm일 수 있다. 다른 실시양태에서, 주름 높이는 최대 약 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 8 또는 6 mm일 수 있다.
주름 간격(도 3의 Ps)은 필터 매체의 주 평면과 정렬되는 방향(즉, 주름형 매체의 측면 방향 Dl)에 따라 가장 인접한 동일 측면의 주름 선단들 간의 거리이다. 주름형 필터 매체(10)는 임의의 적절한 주름 간격을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 주름 간격은 최대 약 20, 15, 10, 8, 6, 4, 3 또는 2 mm일 수 있으며; 다른 실시양태에서, 주름 간격은 적어도 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 또는 10 mm일 수 있다. 주름 거리(도 3의 Pd)는 주름형 매체의 국부적인 방향을 따라 하나의 주름 선단으로부터 가장 가까운 인접 주름 선단까지의 최단 거리이다(구체적인 예로서, 제1 주름 선단이 제1 측면 주름 선단인 경우, 이 측정을 위해 가장 가까운 인접 주름 선단은 제2 측면 주름 선단일 것이다). 주름형 필터 매체(10)는 임의의 적절한 주름 거리를 포함할 수 있다(그러나, 임의의 주어진 주름 필터 매체의 경우, 주름 거리는 주름 높이에 매우 가깝거나 다소 길 수 있다). 다양한 실시양태에서, 매체(10)의 주름 거리는 적어도 약 2, 4, 6, 8 또는 10 mm일 수 있다. 다른 실시양태에서, 주름 거리는 최대 약 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 8 또는 6 mm일 수 있다.
일부 실시양태에서, 주름형 매체(10)의 주름 선단은 약 3 mm 미만의 평균 곡률 반경을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 이러한 주름은 최대 약 2.5, 2.0, 1.5, 1.0 또는 0.5 mm의 평균 곡률 반경을 갖는 선단을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 매체(10)는 주름이 조밀하게 있을 수 있는데, 이는 주름 높이에 비해 주름 선단이 매우 작은 곡률 반경을 나타내고 주름 간격이 매우 작음을 의미한다. 다양한 실시양태에서, 주름형 매체(10)는 약 2 mm 미만의 주름 선단 곡률 반경 및/또는 약 3 mm 미만의 주름 간격 및 약 6 mm 내지 약 16 mm의 주름 높이를 나타낼 수 있다. 다른 실시양태에서, 주름형 매체(10)는 약 1 mm 이하의 주름 선단 곡률 반경, 약 2 mm 이하의 주름 간격 및 약 10 mm 내지 약 14 mm의 주름 높이를 나타낼 수 있다. 다양한 실시양태에서, 주름 간격에 대한 주름 높이의 비는 적어도 약 4, 5, 6, 7, 8 또는 10일 수 있다. 매체(10)가 조밀하게 주름형인 실시양태에서, 주름의 인접 벽(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 벽(33 및 34))은 각각의 벽의 주름 거리의 적어도 약 90%에 걸쳐 서로 적어도 실질적으로 평행할 수 있다. 이러한 조밀하게 주름진 매체는 도 5에 이상적으로 도시되어 있다. 이러한 조밀하게 주름진 매체에서, 매체의 측면 방향 Dl을 따라 측정된 주름 밸리(예를 들어, 밸리(22) 또는 밸리(32))의 최대 폭은 3.0 미만, 2.0 미만, 1.5 미만 또는 심지어 1.0 mm미만일 수 있다. 본원에 기술된 바와 같이 조밀하게 주름진 매체조차도 상당히 낮은 압력 강하에서 여전히 적절한 공기 흐름을 허용할 수 있음이 밝혀졌다.
필터 매체(10)는 임의의 적합한 방법으로 주름 형성될 수 있다. 이러한 방법은 예를 들어 미국 특허 제5256231호 또는 미국 특허 제7235115호에 개시된 방법의 임의의 적합한 변형에서와 같이 일련의 파형 성형 기어를 통한 매체의 가공을 포함할 수 있다. 또는, 이는 아코디언-유형의 주름형 시스템 예를 들어 왕복 블레이드를 사용하는 장치에 의해 접힐 수 있다. 상기 매체는 원하는 경우 예를 들어 눈금선을 따라 매체를 접어서 곡률 반경이 작은 매우 날카로운 주름 선단을 형성하도록 눈금선을 제공하기 위해 눈금을 새길 수 있다.
제2 측면 케이싱(상세히 후술됨)이 생략된 도 4의 도면에서 가장 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 필터 카트리지(1)는 제1 접착제 에지 밀봉부(40) 및 제2 접착제 에지 밀봉부(40')를 포함한다. 각각의 접착제 에지 밀봉부는 주름형 필터 매체의 파형 단부(4 또는 4')에 근접하여 위치하고, 그 단부를 통해 공기가 필터 카트리지 내외로 유동할 수 없도록 파형 단부를 폐색시키는 역할을 한다. 각각의 밀봉은 경화된 접착제로 구성된다. 많은 실시양태에서, 접착제는 필터 매체의 에지 부근의 비드로서 적용될 수 있고, 이어서 상기 매체는 상기 접착제가 (아직 경화되지 않은 상태로) 상기 주름형 필터 매체의 파형 단부에 근접한 위치에서 각 주름 밸리를 완전히 채우게 하는 상기 매체의 측면 방향을 따라 압축될 수 있다. 이어서, 필터 매체가 이러한 주름형 구성으로 유지되는 동안 접착제가 경화되어 경화된 접착제가 각각의 주름 밸리를 완전히 폐색시킬 수 있다. 적어도 일부 실시양태에서, 접착제는 주름형 매체의 제1 측면 및 주름형 매체의 제2 측면에 적용되어 제1 측면 주름 밸리와 제2 측면 주름 밸리 모두를 채우고 그에 따라 접착제 밀봉부(40)를 집합적으로 제공하는 접착제 밀봉 부분들을 형성할 수 있다.
이러한 방식으로 경화된 접착제 에지 밀봉부(40)의 사용은 주름형 필터 매체의 제1 및 제2 파형 단부/에지(4 및 4')를 폐색시키기 위한 케이싱 부분(후술 됨)을 제공할 필요성을 제거할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 경화된 접착제 밀봉부는 이러한 폐색 기능을 제공할 수 있으며, 이는 케이싱의 복잡성 및 비용을 감소시킬 수 있도록 한다. 더욱이, 경화된 접착제 밀봉은 주름형 공기 필터 매체에 구조적 강성을 제공할 수 있으며, 이는 생성된 필터 카트리지를 예를 들어 바람직하지 않은 중량 및/또는 비용을 증가시킬 수 있는 두꺼운 케이싱 재료를 사용하지 않고 기계적으로 더 견고하게 만들 수 있게 한다. 이러한 접착제 밀봉의 존재는 또한 (예를 들어, 주름 간격이 상당히 작고 주름 벽이 적어도 실질적으로 서로 평행한) 전술한 바와 같이 조밀한 주름 패턴을 달성할 수 있음에 주목한다. 이는 매우 조밀한 주름 패턴이 시도되면, 인접한 주름 벽이 매우 가까이 이격되어(예를 들어 서로 닿아서) 불리하게는 주름 밸리 내로의 공기 흐름을 차단할 수 있어서, 인접한 주름 벽들이 서로 대고 밀리지 않도록 보장하는 스페이서로서 역할을 하기 때문이다.
상기 논의된 (및 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은) 특정 유형의 제1 접착제 에지 밀봉부(40) 및 제2 접착제 에지 밀봉부(40')는 각각 주름형 필터 매체(10)의 파형 단부에 "근접하여 내측에" 위치한다. 이는 각각의 밀봉이 파형 단부의 말단 에지와 함께 측면 방향으로 또는 약간 내측 측면 방향으로 위치함을 의미한다. 이를 달성하기 위해, 각각의 밀봉은 전술한 바와 같이 (파형 단부가 있는 곳에서부터 파형 단부로부터 약 4 mm 내측 측면 방향으로 위치할 수 있는 라인을 따라) 주름형 매체의 주 표면 상으로 접착제 비드를 침착시킴으로써 (이어서 필요에 따라 주름형 매체를 측면 방향으로 압축시킴으로써) 제조될 수 있다. 이것은 예를 들어 주름형 필터 매체를 접착제에 침지시킴으로써 (접착제가 주름형 매체의 주름 방향을 따라 유동하도록) 예를 들어 주름형 필터 매체의 파형 에지에 접착제를 에지 방향으로 적용하는 것과는 대조된다. 즉, "내측에 근접한" 접착제 에지 밀봉부는 주름형 매체의 파형 단부의 말단 에지를 넘어 주름형 매체의 주름 방향을 따라 외측으로 연장되는 어떠한 부분도 갖지 않을 것이다(단, 이러한 유형의 임의의 산업 공정에서 가끔 임의로 발생할 수 있는 부분은 제외한다). 이러한 실시양태에서, 각각의 접착제 에지 밀봉부는 파형 단부의 말단 에지와 거의 동일한 지점으로부터 파형 단부의 말단 에지로부터 내측 측면 방향으로 함몰된 지점까지 위치될 수 있으며, 약 0.1 mm, 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm 또는 1.0 mm 내지 약 10, 8, 6, 4, 2 또는 1.0 mm의 거리를 갖는다. 특정 실시예로서, 도 4에 도시된 예시적인 접착제 에지 밀봉부(40 및 40')는 파형 단부(4 및 4')의 말단 에지로부터 수 mm 내측에 위치하며, 상기 접착제 에지 밀봉부 부분 중 어느 부분도 상기 파형 단부의 말단 에지를 넘어 외측으로 연장되지 않는다.
접착제 에지 밀봉부의 폭(매체의 주름 방향을 따라)은 임의의 적절한 값 예를 들어 약 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 또는 3.0 mm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 실질적으로 모든 접착제는 (예를 들어, 도 2의 예시적인 실시양태에 도시된 바와 같이) 주름 밸리 내에 위치될 수 있다. 다른 실시양태에서, 접착제의 적어도 일부는 주름 선단의 적어도 일부로부터 (주름형 매체의 전후 방향에서) 외측으로 위치될 수 있다.
필요한 경우,도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 접착제 에지 밀봉부 사이에 하나 이상의 추가적인 접착제 "밀봉"(내부 댐(dam))(42)이 제공될 수 있다. 임의의 폐색 기능을 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 이러한 부가적인 내측 접착제 밀봉은 주름형 필터 카트리지에 부가적인 강성도 및 기계적 강성을 제공할 수 있으며, 또한 예를 들어 조밀하게 주름진 구성(예를 들어, 도 5에 예시적으로 도시된 형태의 구성)의 필터 매체의 주름을 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 접착제 밀봉은 필요에 따라 (도 4의 예시적인 실시양태에서와 같이) 주름형 필터 매체의 측방향 범위를 가로 질러 적어도 대체로 균일하게 이격될 수 있다.
용어 "접착제"는 충분하게 유동 가능하거나 변형 가능하여 주름 밸리 내로 충분히 침투함으로써 전술한 바와 같이 파형 에지를 만족스럽게(예를 들어, 완전히) 폐색시킬 수 있는(예를 들어, 액체, 용융, 연화 또는 반-연화) 상태로 주름형 매체(10)의 주 표면 상으로 예를 들어 비드로서 침착될 수 있는 임의의 물질을 나타내기 위해 광범위하게 사용된다. 예를 들어, 핫-멜트 접착제, UV-경화 접착제, 열-경화 접착제, 습기-경화 접착제 등 임의의 적절한 물질이 사용될 수 있다. 접착제는 구체적으로 경화 후 특정 감압성 접착제 기능을 나타낼 필요가 없다; 달리 말하면, 접착제는 경화된 후에 비-점착성 예를 들어 경질 물질일 수 있다. 적어도 일부 실시양태에서, 접착제는 예를 들어 접착제-침착 노즐 아래에 매체를 통과시키거나 또는 매체를 따라 접착제-침착 노즐을 이동시킴으로써 주름형 매체의 측면 방향을 따라 연장되는 비드로서 침착될 수 있다.
일부 실시양태에서, 주름형 매체가 비교적 개방된 주름 패턴(즉, 상당히 큰 주름 간격)으로 유지되는 동안 접착제가 적용될 수 있고, 이어서 주름형 매체가 측면 방향을 따라 압축되어 최종(예를 들어, 보다 조밀한) 주름 패턴을 형성하고, 그 후 접착제를 경화시킨다. 다른 실시양태에서, 접착제가 적용될 때 매체는 아직 주름이 잡히지 않을 수 있다(단, 주름 형성될 수 있도록 눈금이 있을 수 있다); 다시 말하면, 상기 접착제는 상기 매체가 여전히 편평하고 비주름형 구성으로 존재하는 경우에 적용될 수 있다. 따라서, 주름형 필터 매체(10)가 예를 들어 특정의 조밀한 주름 패턴을 염두에 두고 선택된 소정의 간격으로 눈금 형성되더라도, 접착제 비드가 그 위에 침착될 때까지 상기 매체는 반드시 최종 주름 패턴으로 완전히 형성되지 않을 수 있다. 그러나, 다른 실시양태(예를 들어, 접착제가 매우 낮은 점도이고 주름 밸리 내로 깊게 침투할 수 있는 경우)에서, 접착제는 이미 그 최종 주름형 구성의 주름형 매체에 적용될 수 있다.
언급한 바와 같이, 접착제는 임의의 적합한 방법을 사용하여 침착될 수 있다. 일부 편리한 실시양태에서, 접착제는 예를 들어 통상적인 핫멜트 침착을 통해 침착된 후 접착제가 냉각 경화되는 핫멜트 접착제일 수 있다. 일부 실시양태에서, 더피(Duffy)의 미국 특허 제7235115호에 기재된 방법은 (즉, 최종 주름 간격이 달성된 경우) 최종 필터 카트리지 내의 주름 밸리를 충분히(예를 들어, 완전히) 폐색시키는 방식으로 접착제를 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 접착제 비드는 상기 매체가 파형 성형(주름 성형) 기어 또는 임의의 다른 종류의 파형 성형 장치 상에 위치하면서 상기 필터 매체 상으로 침착(예를 들어, 용융-압출)될 수 있다.
필터 카트리지(1)는 케이싱(50)을 포함한다. 케이싱(50)은 주름형 필터 매체의 제1 주 측면(25)의 외측에 위치하고 제1 통기성 영역(52)을 포함하는 제1 주요 부분(51) 및 주름형 필터 매체의 제2 주 측면(35)의 외측에 위치하고 제2 통기성 영역(52')을 포함하는 제2 주요 부분(51')을 포함한다. 케이싱(50)은 또한 주름형 필터 매체의 제1 비-파형 단부(5)의 외측에 위치하여 폐쇄되는 제1 에지 부분(55) 및 주름형 필터 매체의 제2 비-파형 단부(5')의 외측에 위치하여 폐쇄되는 제2 에지 부분(55')을 포함한다. 따라서, 케이싱(50)은 필터 카트리지의 6개의 면 중 4개의 면 - 주 측면/면(2, 3) 및 비-파형 단부(5, 5') 모두를 덮는다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 전술한 접착제 에지 밀봉부(40, 40')의 존재로 인해, 케이싱(50)이 파형 에지(4, 4')를 덮어야 할(예를 들어 폐쇄시킬) 필요는 없다. 따라서, 케이싱(50)은 간단하고 저렴한 설계일 수 있다.
도 3의 예시적인 실시양태에서, 케이싱(50)은 제1 및 제2 케이싱 부분(53, 53')에 의해 제공되는 것으로 보이며, 이들 각각은 주 부분(51 및 51')을 갖고 비-주름형 에지(5 및 5')를 외측으로 덮고 폐쇄시키는(즉, 케이싱 부분(55)을 제공하는) 플랜지(54 및 54')를 갖는다. 필요한 경우, 각각의 케이싱 부분의 플랜지는 (도 3의 예시적인 설계에서와 같이) 서로 중첩될 수 있다. 2개의 케이싱 부분은 (예를 들어, 접착제, 스태플링 또는 임의의 편리한 수단에 의해) 서로 부착될 수 있고/있거나 케이싱 부분 중 하나 또는 둘 모두는 (예를 들어, 접착제, 스태플링 또는 임의의 편리한 수단에 의해) 주름형 필터 매체(10)에 부착될 수 있다. 필요한 경우, 케이싱 부분은 주름형 필터 카트리지의 비-주름형 에지의 모서리 주위에서 구부러지는 위치에서 눈금 형성될 수 있다. 도 3의 예시적인 설계가 2개의 케이싱 부분에 의해 제공되는 케이싱을 도시하고 있지만, 필요한 경우, 케이싱은 예를 들어 2개의 주름형 필터 매체의 주 표면 및 2개의 비-파형 단부 둘레를 완전하게 감싸는 단일 피스의 판지(paperboard)를 사용함으로써 제조될 수 있다. 또는 2개 초과의 케이싱 부분을 조합하여 사용할 수도 있다. 설계에 관계없이, 정의에 의해, 케이싱(50)은 필터 카트리지(1)의 일부로서 제공되고, 이로부터 제거가능하도록 설계되지 않고, 예를 들어 호흡기의 카트리지 하우징의 일부가 아니다.
케이싱(50)은 임의의 적절한 물질 예를 들어 플라스틱, 판지 등으로 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 케이싱(50)은 판지로 제조된다. 다양한 실시양태에서, 케이싱(50)의 두께는 0.1 내지 1.0 mm의 범위, 또는 0.2 내지 0.8 mm의 범위 또는 0.4 내지 0.6 mm의 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 각각의 주 부분(51 및 51')은 본원에서 상세히 후술하는 목적을 위해 통기성 영역(51 및 51')을 둘러싸는 "화상-프레임" 경계(56)를 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 통기성 영역(51 및 51')의 개방 면적(임의의 화상 프레임 경계를 포함하지 않는 통기성 영역의 에지로부터 측정됨)은 예를 들면 적어도 약 15, 25 또는 35%일 수 있다. 추가의 실시양태에서, 이러한 퍼센트 개방 면적은 최대 약 65, 55 또는 45%일 수 있다.
필터 카트리지(1)는 임의의 적절한 호흡기에 사용될 수 있다. 도 6의 정면 사시 부분 분해도는 호흡기 몸체(310)의 대체로 대향하는 측면 상에 위치된 카트리지 하우징(60, 60')에 각각 함유된 2개의 필터 카트리지(이 도면에서는 보이지 않음)를 포함하는 예시적인 호흡기(300)이다. 그러나, 일부 실시양태에서, 이러한 호흡기는 호흡기 몸체(310)에 대해 대칭 또는 비대칭으로 위치할 수 있는 단일 필터 카트리지 및 카트리지 하우징만을 포함할 수 있다. 도시된 실시양태에서, 예시적인 호흡기(300)는 반면형-마스크(half-mask) 호흡기이다. 그러나, 본원에 개시된 바와 같은 필터 카트리지(1)는 예를 들어 전체 마스크 호흡기, 전동식 공기 호흡기 등을 포함하는 임의의 유형의 호흡기에 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 필터 카트리지(1)는 카트리지 하우징(홀더)(60)에 위치된다. 카트리지 하우징(60)은 필터 카트리지(1) 자체의 일부가 아니며, 특히 필터 카트리지(1)에 제거 불가능하게 부착되어 있지 않은 것으로 이해할 수 있을 것이다. 오히려, 하우징(60)은 필터 카트리지(1)를 수용하고 상세히 후술하는 바와 같이 필터 카트리지를 호흡기 몸체에 유체 연결하도록 구성된다. 예시적인 카트리지 하우징(60)은 도 7의 정면도 및 도 8의 후면도로 도시된다. 카트리지 하우징의 전방 측면(61)은 비-통기성이며, 카트리지 하우징(60)의 후방 측면(62)은 통기성 영역(63)을 포함한다(이는 도 8에 도시된 바와 같이 카트리지 하우징(60)의 후방 측면(62)의 영역(63)에 다수의 관통 구멍을 제공함으로써 편리하게 달성될 수 있다). 카트리지 하우징의 후방 측면(즉, 착용자의 얼굴을 향한 측면)에 필터 카트리지 하우징의 통기성 측면을 위치시키는 것이 유리하게는 액체의 튀김으로부터, 산업 공정(예를 들어, 연삭)에서 방출되는 파편으로부터, 용접 스파크 등으로부터 필터 카트리지를 차폐할 수 있음을 이해할 것이다.
언급된 바와 같이, 필터 카트리지 케이싱(50)의 통기성 영역(52 및 52')은 이러한 영역에 다수의 관통 구멍을 제공함으로써 통기성을 갖게 할 수 있다. 유사하게, 카트리지 하우징(60)의 후방 측면(62)의 통기성 영역(63)은 마찬가지로 그 내부에 다수의 관통 구멍을 제공함으로써 통기성을 갖게 할 수 있다. 적어도 일부 실시양태에서, 카트리지 하우징의 영역(63)의 관통 구멍은 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 필터 카트리지 케이싱의 영역(52)(또는 52')의 관통 구멍과 정합될 수 있다. 그러나 이것은 꼭 필요한 것은 아니다; 즉, 각각의 관통 구멍이 반드시 서로 정합되지 않아도 적절한 공기 유동이 달성될 수 있다.
언급한 바와 같이, 필터 카트리지(1)는 호흡기에서 사용하기 위해 카트리지 하우징(60) 내에 위치하도록 구성된다. 도 9에서 가장 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 일부 실시양태에서, 이러한 카트리지 하우징은 비-통기성인 전방 주 측면(61)을 갖는 제1 하우징 부분(64)을 포함할 수 있고, 또한 통기성 영역(63)을 갖는 후방 주 측면(62)을 갖는 제2 하우징 부분(65)을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 일반적인 형태의 실시양태에서, 제1 하우징 부분(64)은 주 하우징 부분이고, 제2 하우징 부분(65)은 뚜껑이다. 도 9의 도시된 실시양태에서, 뚜껑(65)은 뚜껑(65)이 하우징 부분(64)에 대해 힌지 결합을 중심으로 회전될 수 있도록 클램쉘(clamshell) 방식으로 주 하우징 부분(64)에 힌지식으로 연결되어 필터 카트리지(1)가 제거되고 교체용 필터 카트리지(1)가 삽입될 수 있도록 충분히 멀리 개방된다. 그러나, 이는 단지 예시적인 실시양태에 불과하며, 예를 들어, 뚜껑(65)이 힌지식으로 결합되기보다는 (예를 들어, 스냅-끼움에 의해) 주 하우징 부분(64)에 부착 및 탈부착될 수 있음이 강조된다. 뚜껑이 주 하우징 부분(64)에 힌지식으로 연결된 경우, 상기 뚜껑은 이러한 뚜껑 및 부분(64)이 힌지 연결을 제공하는 상보적인 맞물림 특징부를 갖도록 (필요한 경우, 부분(64)과 상이한 물질로 구성될 수 있는) 별도로 제조된 품목일 수 있다. 다른 실시양태에서, 뚜껑 및 주 하우징 부분(64)은 동일한 물질로 제조될 수 있고, 일부 실시양태에서는 유닛의 두 부분들 사이에 힌지 연결을 제공하는 리빙 힌지를 갖는 하나의 유닛으로서 성형될 수 있다.
특정 디자인이 무엇이든, 카트리지 하우징(60)은 필터 카트리지(1)가 카트리지 하우징 내로 설치될 수 있는 제1 개방 위치와 필터 카트리지가 카트리지 하우징 내에서 견고하게 유지(샌드위치)시키는 제2 폐쇄 위치 사이에서 제1 하우징 부분(64)에 대해 이동가능한 제2 하우징 부분(65)(예를 들어, 뚜껑)을 포함할 수 있다. 적어도 일부 실시양태에서, 상기 구성은 필터 카트리지(1)를 제1 하우징 부분(64)의 전방 표면과 제2 하우징 부분의 후방 표면 사이에 개재된 상태로 유지할 수 있다. 특정 실시양태에서, 제1 및/또는 제2 하우징 부분은 다른 하우징 부분의 수용 구조에 대해 필터 카트리지의 특정 영역을 가압하도록 구성된 하나 이상의 압축 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 뚜껑(65)은, 뚜껑이 닫혔을 때, 주 하우징 부분(64)의 수용 구조(66)에 대해 필터 카트리지(1)의 일부 예를 들어 둘레 부분(화상 프레임 테두리)(56)을 가압하는 영역(예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같은 둘레 영역(165))을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 압축 구조(165)는 필터 카트리지 케이싱(1)의 통기성 주 영역(52)을 적어도 부분적으로 또는 완전히 접합할 수 있다(둘러쌀 수 있다); 이와 유사하게, 이러한 수용 구조(66)는 필터 카트리지 케이싱(50)의 통기성 주 영역(52')을 적어도 부분적으로 또는 완전히 접합할 수 있다. 이러한 구성은 예를 들어 필터 카트리지 주위로 임의의 공기 누출을 최소화하는 데 제공될 수 있다.
압축 구조 및 수용 구조라는 용어는 광범위하게 사용되며 임의의 적합한 디자인을 포함한다. 일부 실시양태에서, 이러한 압축 구조의 적어도 일부는 하우징 부분의 다른 구성요소 또는 표면을 두드러져 보이게 한다(즉, 이들로부터 내부로 돌출될 수 있다). 다른 실시양태에서, 이러한 압축 구조는 단지 내부 방향 표면의 다른 부분을 넘어 안쪽으로 돌출할 필요가 없는 하우징 부분의 내부 방향 표면의 특정 영역일 수 있다. 유사한 고려사항이 수용 구조에도 적용된다. (사실, 일부 디자인에서 압축 구조 및 수용 구조라는 용어는 서로 혼용될 수 있다.)
(도 10에 도시된 바와 같은) 일부 실시양태에서, 개스킷(67)은 카트리지 하우징의 하우징 부분의 압축 구조 또는 수용 구조 상에 제공될 수 있다. 이러한 개스킷은 카트리지 하우징의 제1 하우징 부분(64)(또는 제2 하우징 부분(65))에 영구적으로 부착될 수 있으며; 또는 필요한 경우 제거가능하고 교체가능할 수 있다. 대안적으로, 이러한 개스킷은 필터 카트리지와 함께 제공되어(예를 들어, 필터 카트리지에 부착되어) 필터 카트리지와 함께 제거되고 새로운 필터 카트리지/개스킷이 삽입되도록 할 수 있다. 이러한 개스킷은 고무, 실리콘 등과 같은 탄성 중합체성 물질로 제조될 수 있다. 상기 중합체성 물질은 고체이거나 또는 포움일 수 있다. 포움인 경우, 이는 개방-셀(open-cell) 포움 또는 폐쇄-셀(closed cell) 포움일 수 있다.
도 10의 예시적인 실시양태에서, 제1 하우징 부분(64)의 수용 구조(66)는 필터 카트리지(1)의 화상 프레임 둘레(56)를 수용하도록 설계된 편평한 수용 표면이고, 개스킷(67)은 수용 표면(66) 상에 제공된다. 이러한 구성은 필터 카트리지의 에지 둘레의 임의의 누설을 최소화 또는 제거하도록 필터 카트리지 하우징(60) 내에 필터 카트리지(1)를 장착하는 능력을 향상시킬 수 있다; 즉, 호흡기 몸체에 도달하는 공기가 주름형 필터 매체(10)를 통과함으로써 그렇게 할 수 있도록 보장한다.
필요한 경우, 제1 및 제2 하우징 부분이 폐쇄 위치에 있을 때 서로 견고하게 고정되도록 하나 이상의 래치(latch)가 제공될 수 있다. 이러한 래치는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 일부 실시양태에서, 래치는 상보적 맞물림 특징부에 의해 집합적으로 제공될 수 있으며, 이들 중 제1 특징부는 예를 들어 하우징의 제1 부분(64)과 일체형으로 성형되고, 이들 중 제2 특징부는 하우징의 제2 부분(65)과 일체형으로 성형된다. 이러한 유형의 예시적인 실시양태에서, 제2(예를 들어, 뚜껑) 하우징 부분(65)은, 뚜껑이 폐쇄될 때, 슬롯에서 제자리에서 스냅되도록 공정에서 약간 편향되면서 (도 10에서 가장 쉽게 볼 수 있는) 슬롯(71)에 끼워지는 (도 9에서 가장 쉽게 볼 수 있는) 편향가능한 설부(69)를 포함할 수 있다. 호흡기의 사용자는 설부(69)를 수동으로 편향시킴으로써 뚜껑이 열리도록 할 수 있다.
일부 실시양태에서, 필터 카트리지(1)는 전술한 바와 같이 전적으로 하우징 부분들에 의해 가해지는 압력에 의해 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이에서 제자리에서 끼워진 상태로 유지될 수 있다. 그러나, 다른 실시양태에서, 필터 카트리지(1)의 제자리 유지를 향상시키기 위해 하나 이상의 부수적인 메커니즘(예를 들어, 래치, 걸쇠, 스냅, 집게, 핀 등)이 사용될 수 있다. 유사하게, 임의의 유형의 접착제, 기계적 패스너(예를 들어, 후크 및 루프 패스너) 등이 이러한 효과를 위해 사용될 수 있다.
도 11은 카트리지 하우징(60) 내의 필터 카트리지(1)의 예시적인 구성을 도시하는 단면도이다. 여과되지 않은 공기는 카트리지 하우징의 후방 측면(62)의 통기성 영역(63)의 관통 구멍을 통해 카트리지 하우징(60)으로 들어간다. 그곳으로부터 공기는 필터 카트리지(1)의 제1 통기성 영역(52)의 관통 구멍을 통과한다. 이어서, 공기는 필터 매체(10)를 통과하여 그에 의해 여과된다. 이어서, 여과된 공기는 제2 통기성 영역(52')의 관통 구멍을 통해 필터 카트리지(1)를 빠져나와 카트리지 하우징(60)의 플레넘(plenum)(68)으로 유입된다. 이어서, 공기는 통로(70)를 통해 유동하고, 통로(70)는 플레넘(68)을 호흡기 몸체(310)에 유체 연결시킨다. (앞서 기재된 전-후 가역적인 필터 카트리지에 의해, 필터 카트리지가 전-후 뒤집기가 가능하며 기재된 바와 같이 여전히 작동함을 알 수 있을 것이다.)
일부 실시양태에서, 필터 카트리지(1)는 카트리지 하우징(60) 내에 위치하는 유일한 필터링 구성요소일 수 있다. 그러나, 다른 실시양태에서, 하나 이상의 물질 층이 소정의 부가적인 목적을 위해 (예를 들어, 필터 카트리지(1)의 주 표면에 대해 중첩되는 관계 예컨대 겹쳐지는 형태로) 카트리지 하우징(60) 내에 위치할 수 있다. 이러한 층 또는 층(들)은 기상 유체(예를 들어, 공기 스트림)와 상호작용하여 그로부터 하나 이상의 성분(예를 들어, 기체, 증기, 고형 입자, 에어로졸 등)을 적어도 부분적으로 제거하는 하나 이상의 물질을 함유할 수 있다. 유체 내의 성분은 예를 들어 활성 흡수제 상으로 또는 활성 흡수제내로 흡수되거나, 반응성 성분과 반응하거나, 촉매 등에 노출될 수 있다. 이러한 용도에 잠재적으로 적합한 물질은 예를 들어 활성탄; 알루미나 및 다른 금속 산화물; 중탄산나트륨; 흡착, 화학 반응, 또는 아말감화에 의해 유체로부터 성분을 제거할 수 있는 금속 입자(예를 들어, 은 입자); (일산화탄소의 산화를 촉매할 수 있는) 호프칼라이트 및/또는 금과 같은 촉매제; 아세트산과 같은 산성 용액 또는 수용성 수산화 소듐(aqueous sodium hydroxide)과 같은 알칼리 용액으로 처리된 점토 및 다른 광물질; 이온 교환 수지; 분자체(molecular sieve) 및 다른 제올라이트; 실리카; 살생제; 살진균제 및 살바이러스제를 포함한다. 임의의 그러한 재료의 혼합물이 채용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 이러한 물질은 입자-로딩된 웨브(web) 층에 입자로서 제공될 수 있다. 임의의 이들 접근 방법들의 조합이 사용될 수 있다. 필요한 경우, 이러한 물질을 예를 들어 하나 이상의 함침제로 처리하여 가스 제거 능력을 향상시킬 수 있다. 처리된 물질의 예는 화학적으로 표면-처리된 활성탄을 포함한다.
많은 실시양태에서, 흐르는 공기는 국부적으로 필터 카트리지(1)에 접근할 것이고, 적어도 일반적으로 필터 카트리지의 전후 방향(Df-r)과 정렬되는 방향을 따라 필터 카트리지(1)를 국부적으로 떠날 것이다. 필터 매체가 주름형인 경우, 이러한 방향은 종종 주름형 필터 매체(10)의 주름 방향(Dp)에 적어도 대체로 직교할 것이다. 즉, 주름형 필터 카트리지(1)의 통상적인 사용에서는, 종종 주름형 매체의 밸리의 장축을 따라 공기 유동이 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 특히, 주름형 필터 카트리지(1)는 주름형 매체의 다중 층(예를 들어, 스택(stack) 또는 랩(wrap)) 사이에서 밸리를 따라 유체가 유동하는 구성과 구별된다. 따라서, 주름형 필터 카트리지(1)는 예를 들어 공급된 다중 층의 필터 매체를 포함하고 실질적인 유체 유동이 주름형 매체의 밸리의 장축을 따라 발생할 수 있는 예를 들어 소위 나선형으로 권취된 필터 등과 구별된다. 따라서, 적어도 일부 실시양태에서, 필터 카트리지(1)는 단일 층의 주름형 매체(10)만을 포함할 것이다(다만, 주름형 매체(10) 자체는 다층 물질일 수 있다). 또한, 주름형 필터 카트리지(1)는 (예를 들어 포장 및 선적의 용이를 위해) 아코디언(함께 접힌) 상태로 제공되고 예를 들어 프레임에 끼워지도록 (예를 들어 공칭 평면형 구성으로) 확장되도록 구성된 예를 들어 소위 주름형 필터 인서트(insert)와 구별된다.
도 6의 정면 사시도는 (호흡기 몸체(310)로부터 결합 해제된 것으로 도시된) 2개의 필터 카트리지 하우징(60)을 포함하는 예시적인 호흡기(300)를 도시한다. 도시된 실시양태에서, 예시적인 호흡기(300)는 코와 입을 커버하고 내부 공기 공간을 한정하기 위해 사용자가 착용할 수 있는 반면형-마스크 호흡기이다. 그러나, 본원에 개시된 바와 같은 필터 카트리지(1) 및 카트리지 하우징(60)은 예를 들어 전체 마스크 호흡기, 전동식 공기 호흡기 등을 포함하는 임의의 유형의 호흡기에 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 호흡기 몸체(310)는 하나 이상의 적어도 반-강성 부분(311) 및 탄성 안면-접촉 부분(312)을 포함할 수 있다. 호기 밸브(313)는 호기된 공기가 내부 공기 공간으로부터 배출되도록 제공될 수 있다. 호흡기(300)는 또한 호흡기 몸체(310)를 사용자의 머리에 지지할 수 있는 하니스(harness) 조립체(도시 생략)를 포함할 수 있다.
카트리지 하우징(60)은 임의의 바람직한 방식으로 호흡기 몸체(310)와 유체 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 호흡기 몸체(310)는 각각 카트리지 하우징(60)의 노즐(73)을 수용하도록 구성된 하나 이상의 수용기(340)를 포함할 수 있다. 카트리지 하우징 노즐(73)은 수용기(340)와 협력하여 카트리지 하우징(60)으로부터 호흡기 몸체(310)까지 공기 흐름 채널을 제공할 수 있다. 이러한 유형의 구성은 2013년 2월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/757434호에 "슬리브식 끼워맞춤 호흡기 카트리지(Sleeve-Fit Respirator Cartridge)"라는 명칭으로 더 상세히 기술되어 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 일반적인 유형의 수용기(340)는 예를 들어 카트리지 노즐의 기밀성 끼워맞춤(fitting)을 향상시키기 위해 탄성중합체성 슬리브를 포함할 수 있다(2013년 11월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/081396 호에 "부동 탄성중합체성 슬리브가 장착된 호흡기(Respirator with Floating Elastomeric Sleeve)"라는 명칭으로 개시된 내용 참조). 일부 실시양태에서, 카트리지 하우징의 측면(특히, 근위 단부(72))은 리셉터클에 결합될 수 있고, 상기 리셉터클은 호흡기 몸체에 결합될 수 있다. 이러한 일반적인 유형의 구성은 드와이어(Dwyer)에게 허여된 미국 특허 출원 공개 제2013/0125896호에 개시되어 있다.
일반적으로, 카트리지 하우징(60)은 (예를 들어, 상기 언급된 유체 연결 중 임의의 것의 맞물림(matinig)에 의해 적어도 부분적으로 고정되는 것 이외에) 하나 이상의 래치, 스냅, 나사, 걸쇠, 커넥터, 또는 당업계에 공지된 다른 적절한 상보적인 특징부에 의해 호흡기 몸체(310)에 고정될 수 있다. 도 6에 도시된 예시적인 실시양태에서, 카트리지 하우징(60)은 이의 근위 단부(72)로부터 돌출하는 설부(74)를 포함하며, 상기 설부(74)는 호흡기 몸체(310)의 상보적인 맞물림 구조체(314)와 가역적으로 결합하여 래치를 형성한다. 따라서, 설부(74)는 카트리지 하우징(60)이 예를 들어 호흡기 몸체(310)에 대해 슬라이딩 가능하게 안착될 때 맞물림 구조체(314)와 맞물림 결합 상태로 스냅될 수 있다. 호흡기 몸체로부터 카트리지 하우징(60)을 제거하고자 할 때, (사용된 특정 디자인에 따라) 설부(74) 및/또는 맞물림 부재(314)에 수동 압력을 가해 이들 구성요소를 서로로부터 결합 해제시킴으로써 카트리지 하우징(60)이 호흡기 몸체(310)로부터 슬라이딩 가능하게 결합 해제되도록 할 수 있다. 예를 들어, 카트리지 하우징(60)과 호흡기 몸체(310)를 나사식으로 결합 및 분리하는 것들을 포함하는 많은 다른 구성 등을 사용할 수 있다. 카트리지 하우징(60) 및 호흡기 몸체(310)는 맞물림 결합을 위해 카트리지 하우징(60)과 호흡기 몸체(310)를 적절히 정렬시키도록 협력하는 당업계에 공지된 돌출부, 채널 또는 다른 적절한 정렬 특징부와 같은 하나 이상의 정렬 특징부를 포함할 수 있다.
원하는 시간에, 호흡기(300)의 사용자는 필터 카트리지(1)를 교체할 수 있다. 임의의 패스너 또는 래치가, 존재하는 경우, 래치 해제되거나 제거된 후, 전방 및/또는 후방 하우징 부분에 외부 압력이 가해져서 이들 부분을 제2 (폐쇄) 위치로부터 제1 (개방) 위치로 이동시킬 수 있다. 이는 임의의 특별한 도구를 사용하지 않고 손가락을 사용하여 사용자가 수동으로 수행할 수 있다. (다양한 실시양태에서, 카트리지 하우징으로부터의 필터 카트리지의 제거는 호흡기 몸체(310)와 결합된 카트리지 하우징 또는 호흡기 몸체(310)로부터 분리된 카트리지 하우징에 의해 수행될 수 있다.)
이어서, 필터 카트리지(1)는 카트리지 하우징으로부터 제거될 수 있다. 필요한 경우, 하우징의 하나의 에지 벽(75)을 필터 카트리지의 에지로부터 멀어지게 (도 10의 특징부(76)로 예시된 바와 같이) 절곡시켜 공간(77)을 제공할 수 있으며, 여기서 손가락 끝을 필터 카트리지와 절곡 벽 부분 사이에 삽입하여 필터 카트리지의 제거를 용이하게 할 수 있다. 일단 필터 카트리지가 제거되면, 이는 폐기되거나 재활용될 수 있다. 이어서, 교체용 필터 카트리지를 삽입하고 카트리지 하우징을 닫을 수 있다.
카트리지 하우징의 제2 뚜껑 부분이 제1 주 하우징 부분에 대해 이동되는 실시양태가 본원에 기재되었지만, 서로에 대한 제1 및 제2 카트리지 하우징 부분의 이동은 양 부분을 이동시키는 것, 후방 제2 부분이 정지된 채로 제1 부분을 이동시키는 것 및 제1 부분이 정지된 채로 제2 부분을 이동시키는 것과 같은 모든 변형을 포함한다. 또한, 두 개의 부분으로 제조된 하우징은 임의의 상대적 크기의 부분을 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 카트리지 하우징(60)의 적어도 전방 부분(61)은 사용자가 필터 카트리지(1)가 하우징 내부에 적절히 끼워졌는지를 결정할 수 있도록 충분히 투명할 수 있다. 본원에 개시된 용도를 용이하게 하기 위해, 필요한 경우, 예를 들어 적어도 하나의 카트리지 하우징과 함께, 필터 카트리지를 복수개 포함하는 키트(예를 들어, 지침과 함께 리필(refill) 키트)가 제공될 수 있다.
본원에 개시된 구성은 필터 카트리지(1)만을 사용 후에 교체할 필요가 있다는 것을 제공할 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다; 즉, 성형 플라스틱 카트리지 하우징(60)은 유지될 수 있고 새로운 필터 카트리지가 그 안에 삽입될 수 있다. 이는 필터 매체가 상당히 많은 비용으로 필터 매체와 함께 폐기되는 성형 플라스틱 하우징 내부에 제공되는 종래의 구성과 대조된다.
당업자는 주름형 필터 매체에 초점을 맞추면서 본원에서 지금까지 기술된 구성이 실제로는 일반적인 접근법의 서브세트라는 것을 이해할 것이며, 여기서 필터 매체(주름형 것인지 비-주름형 것인지의 여부를 불문한 임의의 유형)가 케이싱 부분에 의해 4개의 단부의 2개의 대향하는 양 단부가 폐색되고; 다른 2개의 대향 단부에서, 필터 매체는 케이싱의 임의의 부분이 아닌 경화된 접착제의 에지 밀봉부에 의해 폐색된다. (본원의 도면에 도시된 특정 구성에서, 케이싱 부분에 의해 폐색된 필터 매체의 단부는 케이싱 부분(55, 55')에 의해 각각 폐쇄된 단부(5, 5')이고; 접착제 에지 밀봉부에 의해 폐색된 단부는 에지 밀봉부(40, 40')에 의해 각각 폐색된 단부(4, 4')이다.) 따라서, 이러한 필터 카트리지는 필터 매체가 도 1에 도시된 주름형 매체와 다를 수도 있다는 점을 제외하고는 전체 크기, 형상 및/또는 종횡비에서 도 1에 도시된 예시적인 카트리지와 유사할 수 있다.
필터 매체가 주름지지 않은 일부 실시양태에서, 필터 매체는 다공성 블록(예를 들어, 활성탄 등의 모노리스(monolith))일 수 있으며, 여기서 제1 및 제2의 대향하는 주 측면 및 제1 및 제2의 대향 단부는 케이싱 부분에 의해 폐색되고, 제3 및 제4의 대향 단부는 접착제 에지 밀봉부에 의해 폐색된다. (물론, 제1 및 제2 주 측면은 케이싱의 주 부분에 의해 각각 덮일 수 있으며, 이러한 케이싱 부분은 각각 이미 기술된 일반적인 방식으로 통기성 영역을 포함할 것이다.)
이러한 유형의 실시양태에서, 접착제는 본원에서 앞서 논의된 바와 같은 임의의 적합한 유형 예를 들어 핫멜트 접착제일 수 있다. 이러한 실시양태에서, 접착제는 그 위에 코팅됨으로써 필터 매체의 제3 및 제4 단부에 적용될 수 있거나; 또는 필터 매체의 제3 및 제4 단부는 각각 접착제에 침지될 수 있다. 따라서, 이러한 구성은 본원에서 앞서 논의된 바와 같이 비드 형태의 접착제를 적용하는 것에 대한 대안이다; 이러한 접근법은 필터 매체의 제3(또는 제4) 단부 내측에 근접한 전술한 유형의 접착제 에지 밀봉부를 반드시 생성할 필요는 없다는 것을 이해할 것이다. 또한, 필터 매체의 제3 및 제4 단부 상에 접착제를 코팅하거나, 필터 매체의 제3 및 제4 단부를 접착제에 침지하는 접근법은 블록 형태의 필터 매체에 제한되지 않는다는 것이 강조된다; 오히려, 이는 필요한 경우 주름형 필터에 대해 수행될 수 있다. 그러나, 많은 실시양태에서, 필터 매체가 주름형인 경우, 상기 논의된 이유로 접착제 비드를 침착시키는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 일부 실시양태에서는 접착제 비드와 코팅 또는 침지된 접착제가 함께 사용될 수 있다.
임의의 적합한 비-주름형 필터 매체가 상기 접근법에서 사용될 수 있다; 이러한 비-주름형 필터 매체는 입자, 증기 또는 가스, 또는 이들의 임의의 조합을 여과(예를 들어 포획)하도록 구성될 수 있다. 언급된 특정 실시양태에서, 필터 매체는 예를 들어 임의의 적합한 결합제의 사용에 의해 함께 결합되어 다공성 모놀리식 블록을 형성하는 탄소 입자로 제조될 수 있다.
상기 논의는 전체 형상에서 본질적으로 (예를 들어, 크기 및 형상에서 카드 놀이 팩과 유사한) 편평한(평면형) 필터 매체(10) 및 필터 카트리지(1)에 초점을 맞추었지만, 다른 실시양태에서, 필터 매체 및 결과적인 필터 카트리지는 (도 12의 예시적인 실시양태에 도시된 바와 같이) 아치형일 수 있다. 이는 예를 들어 상기 필터 매체를 제1 아치형 케이싱 부분과 일치시키고, 상기 매체의 제1 주 측면을 상기 제1 아치형 케이싱 부분에 접합하고, 이어서 제2 아치형 케이싱 부분을 상기 매체의 제2 주 측면에 적용하고 그에 접합시킴으로써 달성될 수 있다. 전술한 접착제 비드는 필요에 따라 상기 공정에 따른 임의의 적합한 지점에서 침착될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 접착제 댐에 의해 제공된 적절한 강성을 갖고 접착제 에지 밀봉부에 의해 폐색된 파형 에지를 갖는 아치형(원호형) 필터 카트리지가 수득될 수 있다. 카트리지 하우징(예를 들어, 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분)의 내부 표면은 상기 아치형 필터 카트리지를 수용하고 단단히 고정할 수 있는 형상일 수 있다. 이러한 카트리지는 더 이상 전-후 가역적일 수 없지만, 예를 들어, 사용자의 뺨의 윤곽을 따르도록 카트리지 하우징을 만곡시키는 등 미적인 면에서 다른 장점을 가질 수 있다.
주름형 필터 매체가 매체의 6개의 면 중 4개의 면에 케이싱 부분만을 포함하는 본원에 개시된 구성이 주름형 필터 매체가 보다 용이하게 아치형 구성으로 제공될 수 있게 한다는 점에 주목할 것이다. 즉, 당업자는 케이싱 부분이 파형 에지(4, 4')의 바깥쪽에 제공되면, 이들은 도 12에 도시된 방식으로 주름형 매체를 만곡시키는 능력을 방해하게 된다는 것을 이해할 것이다. 즉, 이러한 케이싱 부분은 적절한 아치형으로 절단되고, 그 후 주름형 매체가 이미 아치형으로 변형된 후에 에지(4, 4')를 따라 제 위치에 놓여지며 그에 부착되게 된다. 본 발명의 구성에 이러한 케이싱 부분이 없기 때문에, 훨씬 덜 복잡한 제조 방법이 사용될 수 있다.
아치형 주름형 필터 매체(10) 및 카트리지(1)는 아치형 주름형 필터 매체의 평균 곡률 반경을 이용하여 편리하게 특성화될 수 있다. 주름형 필터 매체(10)가 (예를 들어, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이) 공칭 평면 형상인 경우, 평균 곡률 반경은 무한대에 가까워진다. 주름형 필터 매체(10)가 아치형인 경우, 평균 곡률 반경은 (도 12에 도시된 바와 같이 아치형 축(Ac)에 의해 측정시) 예를 들어 약 100 cm 미만일 수 있다. 특정 실시양태에서, 평균 곡률 반경(Ac)은 약 50, 40, 30, 25, 20, 15 또는 10 cm 미만일 수 있다. 다른 실시양태에서, 평균 곡률 반경은 약 4, 6, 8, 10, 15, 20 또는 25 cm 이상일 수 있다.
평균 곡률 반경은 주름형 필터 매체(10)의 측면 길이를 따라(아치형 축(Ac)을 따라) 취해진다. 평균은 곡률 반경이 적어도 축(Ac)을 따라 다소 변할 수 있다는 사실을 고려하여 사용된다. 일부 실시양태에서, 곡률 반경은 (주름에 기인한 국부적인 변화는 무시하고) 축(Ac)을 따라 적어도 대체로, 실질적으로 또는 본질적으로 일정할 수 있다. 다른 실시양태에서, 곡률 반경은 축(Ac)을 따라 변할 수 있다.
적어도 일부 실시양태에서, 아치형 주름형 필터 매체(10)는 예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이 곡률이 주름 방향에 직각인 단일 곡률을 갖는 형상을 나타낼 것이다. 이러한 구성은 복합 곡률(예를 들어, 구, 포물면 또는 쌍곡면의 단면)을 나타내는 형상과 대조될 것이다. 이는 주름형 매체가 아치형 모양으로 구부러졌을 때 주름형 매체가 어떤 주름지거나 구겨질 가능성을 최소화할 수 있다. 이러한 단일-곡률의 실시양태는 예를 들어 인간의 얼굴에 일치하도록 복잡한 복합-곡률 모양으로 형성된 필터(예를 들어, 호흡기 마스크 내의)와 구별됨을 알 수 있을 것이다. 당업자는 상기 언급된 비-주름형 필터 매체(예를 들어 모놀리식 블록)가 주름형 매체에 대해 기술된 것과 유사한 방식으로 아치형으로 제공되어 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예시적인 실시양태의 목록
실시양태 1은, 제1 주 측면 및 제2 반대-대면 주 측면 및 제1 및 제2 반대-대면 단부, 및 제3 및 제4 반대-대면 단부를 포함하는 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지로서, 상기 필터 카트리지는, 상기 필터 매체의 제1 주 측면의 외측에 위치하며 제1 통기성 영역을 포함하는 제1 주 부분 및 상기 필터 매체의 제2 주 측면의 외측에 위치하며 제2 통기성 영역을 포함하는 제2 주 부분을 갖는 케이싱을 포함하고; 상기 케이싱은 또한 상기 필터 매체의 상기 제1 단부의 외측에 위치하고 제1 단부를 폐쇄시키는 제1 단부 부분 및 상기 필터 매체의 상기 제2 단부의 외측에 위치하고 제2 단부를 폐쇄시키는 제2 단부 부분을 포함하며; 상기 필터 매체의 제3 단부는 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되고, 상기 필터 매체의 제4 단부는 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되는, 필터 카트리지이다.
실시양태 2는, 실시양태 1에 있어서, 상기 케이싱이 상기 필터 매체의 제3 단부의 외측에 위치하는 어떠한 케이싱 부분도 포함하지 않고, 상기 필터 매체의 제4 단부의 외측에 위치하는 어떠한 케이싱 부분도 포함하지 않는, 필터 카트리지이다. 실시양태 3은 실시양태 1 또는 2에 있어서, 상기 케이싱이 판지로 구성되고, 상기 케이싱의 제1 통기성 영역 및 제2 통기성 영역이 상기 판지의 제1 통기성 영역 및 제2 통기성 영역의 각각에 복수의 천공에 의해 제공된, 필터 카트리지이다. 실시양태 4는 실시양태 1 내지 실시양태 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 필터 카트리지는, 상기 카트리지의 제1 주 측면이 전방을 향하고 상기 카트리지의 제2 주 측면이 후방을 향하는 상태로, 또는 상기 카트리지의 제1 주 측면이 후방을 향하고 상기 카트리지의 제2 주 측면이 전방을 향하는 상태로 카트리지 하우징에 설치될 수 있도록 전후 대칭적이고 가역적인, 필터 카트리지이다.
실시양태 5는 실시양태 1 내지 실시양태 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 케이싱이 상기 필터 매체에 접착식으로 접합되고, 상기 케이싱이, 상기 필터 매체에 각각 접착식으로 접합되고 또한 서로 접착식으로 접합되는 제1 및 제2 케이싱 부분에 의해 제공되는, 필터 카트리지이다. 실시양태 6은 실시양태 1 내지 실시양태 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 필터 매체가 비-주름형 다공성 블록인, 필터 카트리지이다. 실시양태 7은 실시양태 1 내지 실시양태 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 케이싱의 제1 주 부분의 제1 통기성 영역이 중앙 통기성 영역이고, 상기 케이싱의 제1 주 부분의 제1 비-통기성 둘레 영역이 중앙의 제1 통기성 영역을 둘러싸고; 상기 케이싱의 제2 주 부분의 제2 통기성 영역이 중앙의 통기성 영역이고, 상기 케이싱의 제2 주 부분의 제2 비-통기성 둘레 영역이 중앙의 제2 통기성 영역을 둘러싸는, 필터 카트리지이다.
실시양태 8은 실시양태 1 내지 실시양태 7 중 어느 하나의 필터 카트리지가 내부에 설치된 카트리지 하우징으로서, 상기 카트리지 하우징은 비-통기성인 전방-대면 주 측면을 갖는 제1 주 하우징 부분을 포함하고 통기성인 후방-대면 주 측면을 갖는 제2 주 하우징 부분을 포함하며, 상기 제2 주 하우징 부분은 필터 카트리지가 상기 하우징 내에 설치될 수 있는 제1 개방 위치와 상기 제2 주 하우징 부분이 상기 필터 카트리지의 후면에 압축력을 가해 상기 필터 카트리지를 상기 하우징 내에 견고하게 유지시키는 제2 폐쇄 위치 사이에서 상기 제1 주 하우징 부분에 대해 이동가능한 것인, 카트리지 하우징이다. 실시양태 9는 실시양태 8에 있어서, 상기 제1 주 하우징 부분은, 상기 카트리지가 상기 카트리지 하우징에 고정될 때, 상기 필터 카트리지의 전면의 둘레 영역과 접촉하는 탄성 개스킷을 포함하는 것인, 카트리지 하우징이다. 실시양태 10은 실시양태 9에 있어서, 상기 제1 주 하우징 부분은, 상기 탄성 개스킷이 놓이는 후방-대면 수용면을 포함하는, 카트리지 하우징이다. 실시양태 11은 실시양태 10에 있어서, 상기 제1 주 하우징 부분의 후방-대면 수용면이 평면이고, 편평한 필터 카트리지를 수용하도록 구성되는, 카트리지 하우징이다. 실시양태 12는 실시양태 10에 있어서, 상기 제1 주 하우징 부분의 후방-대면 수용면이 아치형이고, 아치형 필터 카트리지를 수용하도록 구성되는, 카트리지 하우징이다.
실시양태 13은 실시양태 8 내지 실시양태 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 주 하우징 부분이 제1 상보적 맞물림 특징부를 포함하고, 상기 제2 주 하우징 부분이 상기 제1 주 하우징 부분의 제1 상보적 맞물림 특징부와 상보적인 제2 상보적 맞물림 특징부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 상보적 맞물림 특징부가, 상기 제2 주 하우징 부분이 상기 제2 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 제2 주 하우징 부분을 상기 폐쇄 위치에 유지시키고 상기 제2 주 하우징 부분이 상기 필터 카트리지의 후면에 대해 압축력을 가하게 하는 래치를 집합적으로 제공하는, 카트리지 하우징이다.
실시양태 14는 실시양태 8 내지 실시양태 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 주 하우징 부분은, 상기 필터 카트리지가 상기 카트리지 하우징에 설치되고 상기 제2 주 하우징 부분이 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 필터 카트리지의 후방에 위치하는 플레넘을 제공하고 상기 필터 카트리지를 통해 흐르는 여과된 공기를 수용하는 내부 공간을 적어도 부분적으로 형성하며, 상기 카트리지 하우징은, 상기 카트리지 하우징의 근접 단부에 위치하고 상기 카트리지 하우징의 플레넘을 상기 호흡기 몸체에 유체 연결하는 공기-배출 통로를 포함하는, 카트리지 하우징이다. 실시양태 15는 실시양태 8 내지 실시양태 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 카트리지 하우징은 상기 필터 카트리지의 단부로부터 멀리 외측으로 굴곡지는 적어도 하나의 측면을 포함하여, 뚜껑 부분이 개방 위치에 있을 때, 손가락을 상기 카트리지 하우징의 측면과 상기 필터 카트리지의 단부 사이의 공간으로 삽입하여 상기 카트리지 하우징으로부터 상기 필터 카트리지를 수동으로 제거하는, 카트리지 하우징이다.
실시양태 16은 실시양태 8 내지 실시양태 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 필터 카트리지는 상기 필터 카트리지의 제1 주 측면 또는 제2 주 측면이 후방을 향하도록 상기 카트리지 하우징에 설치가능한, 카트리지 하우징이다. 실시양태 17은 실시양태 8 내지 실시양태 16 중 어느 하나에 있어서, 적어도 상기 제1 주 하우징 부분이 투명한, 카트리지 하우징이다. 실시양태 18은 실시양태 8 내지 실시양태 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 필터 카트리지의 일부가 아닌 하나 이상의 추가적인 여과 물질 층이 상기 카트리지 하우징 내에 설치된, 카트리지 하우징이다.
실시양태 19는 실시양태 1 내지 실시양태 7 중 어느 하나의 필터 카트리지를 복수개 포함하는 키트이다.
실시양태 20은 카트리지 하우징이 호흡기 몸체에 유체 연결된 상기 호흡기 몸체를 포함하는 호흡기로서, 상기 카트리지 하우징은 실시양태 8 내지 실시양태 18 중 어느 하나의 카트리지 하우징이고 실시양태 1 내지 실시양태 7 중 어느 하나의 필터 카트리지가 내부에 설치된, 호흡기이다. 실시양태 21은 실시양태 20에 있어서, 상기 카트리지 하우징이, 상기 카트리지의 근접 단부에 위치한 연결부에 의해 상기 호흡기 몸체에 유체 연결되는, 호흡기이다. 실시양태 22는 실시양태 20 또는 실시양태 21에 있어서, 상기 카트리지 하우징이, 상기 호흡기 몸체에 유체 연결된 제1 카트리지 하우징이고, 상기 호흡기가, 동일한 호흡기 몸체에 유체 연결된 제2 카트리지 하우징을 추가로 포함하는, 호흡기이다. 실시양태 23은 실시양태 20 내지 실시양태 22 중 어느 하나에 있어서, 상기 호흡기가 반면형-마스크 호흡기, 전면형-마스크 호흡기 또는 전동식-공기 호흡기인, 호흡기이다.
실시양태 24는 제1 주 측면 및 제2 반대-대면 주 측면을 포함하며 주름 방향을 갖고 복수의 제1 측면 주름 선단 및 제1 측면 주름 밸리 및 제2 측면 주름 선단 및 제2 측면 주름 밸리를 갖는 복수의 반대-대면 주름을 포함하는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 카트리지로서, 상기 주름형 필터 매체는 제1 파형 단부 및 제2 파형 단부, 및 제1 비-파형 단부 및 제2 비-파형 단부를 포함하고; 상기 주름형 필터 카트리지는, 상기 주름형 필터 매체의 상기 제1 주 측면의 외측에 위치하며 제1 통기성 영역을 포함하는 제1 주 부분 및 상기 주름형 필터 매체의 제2 주 측면의 외측에 위치하고 제2 통기성 영역을 포함하는 제2 주 부분을 갖는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱은 또한 상기 주름형 필터 매체의 제1 비-파형 단부의 외측에 위치하고 상기 제1 비-파형 단부를 폐쇄하는 제1 단부 부분 및 상기 주름형 필터 매체의 제2 비-파형 단부의 외측에 위치하고 상기 제2 비-파형 단부를 폐쇄하는 제2 단부 부분을 포함하고; 상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 단부는, 상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 단부에 근접한 내측의 위치에서 상기 주름형 필터 매체의 제1 측면 주름 밸리 및 제2 측면 주름 밸리 내에 위치하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 측방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되고, 상기 주름형 필터 매체의 제2 파형 단부는, 상기 주름형 필터 매체의 상기 제2 파형 단부에 근접한 내측의 위치에서 상기 주름형 필터 매체의 제1 측면 주름 밸리 및 제2 측면 주름 밸리 내에 위치하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 측방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되는, 주름형 필터 카트리지이다.
실시양태 25는 실시양태 24에 있어서, 상기 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부와 상기 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부 사이에 위치하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 측방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 적어도 하나의 추가적인 밀봉부를 포함하는 주름형 필터 카트리지이다. 실시양태 26은 실시양태 24 또는 25에 있어서, 상기 주름형 필터 매체가 약 3 밀리미터 미만의 주름 간격을 나타내는, 주름형 필터 카트리지이다. 실시양태 27은 실시양태 24 내지 실시양태 26 중 어느 하나에 있어서, 상기 주름형 필터 매체가 약 5 밀리미터 내지 약 15 밀리미터의 주름 높이를 나타내는, 주름형 필터 카트리지이다. 실시양태 28은 실시양태 24 내지 실시양태 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 주름형 필터 매체가, 가장 인접한 쌍의 주름 벽들이, 각각의 벽의 주름 거리의 적어도 약 90%에 걸쳐 서로 실질적으로 평행한 조밀하게 주름진 구성을 나타내는, 주름형 필터 카트리지이다. 실시양태 29는 실시양태 28에 있어서, 상기 주름형 필터 매체가, 약 3 밀리미터 미만의 주름 간격을 나타내고 약 5 밀리미터 내지 약 15 밀리미터의 주름 높이를 나타내는, 주름형 필터 카트리지이다. 실시양태 30은 실시양태 24 내지 실시양태 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 주름형 필터 매체가, 프리-필터(pre-filter) 층을 포함하는 다층 필터 매체인, 주름형 필터 카트리지이다.
실시양태 31은 실시양태 8 내지 실시양태 18 중 어느 하나에 있어서, 실시양태 24 내지 실시양태 29 중 어느 하나의 주름형 필터 카트리지가 내부에 설치되어 있는 카트리지 하우징이다. 실시양태 32는 실시양태 20 내지 실시양태 23 중 어느 하나에 있어서, 실시양태 24 내지 실시양태 29 중 어느 하나의 주름형 필터 카트리지가 이의 카트리지 하우징에 설치되어 있는 호흡기이다.
실시예
실행 실시예
결합제 시스템과 함께 보유된 미세 합성 섬유를 포함하는 높은 여과 효율의 부직 웨브로 구성된 편평한 필터 매체의 롤(roll)을 수득하였다. 편평한 필터 매체를 눈금 형성 롤러 세트의 주름 성형 장치에 통과시켜 상기 매체에 눈금선을 형성하였다. 눈금선은 최종 주름형 제품에서 약 10 mm의 공칭 주름 높이(Ph)를 설정하도록 배치되었다. 이어서, 여전히 평평한 형태의 필터 매체를 핫멜트 접착제의 비드가 평평한 매체의 양면에 적용된 접착제-침착 매니폴드에 통과시켰다(비드의 장축은 눈금선에 직각인 방향으로 연장된다). 4개의 비드를 약 25 mm의 공칭 간격으로 각면에 적용하였고, 각 측면상의 2개의 가장 바깥쪽의 비드를 최종 제품의 필터 매체의 제1 및 제2 파형 단부에 인접하도록 한 위치(예를 들어, 대략 1 밀리미터 또는 2 밀리미터 이내)에 각각 적용하였다. (매체의 주름 방향에 따른) 각 비드의 폭은 1 내지 2 mm의 범위로 추정되었다.
이어서, 그 위에 핫멜트 접착제 비드를 갖는 눈금 형성된 필터 매체를 주름 성형 장치의 폴딩 부분에 통과시켰다. 장치의 폴딩 부분에서, 눈금 형성된 필터 매체를 감속시켜, 눈금 형성된 필터 매체가 눈금선을 따라 폴딩되어 뚜렷한 주름을 형성하게 하였다. 이러한 작업 단계에서 형성된 주름 밸리 내로 충분히 채우기 위해 이 작업 중에 접착제가 여전히 충분히 유동할 수 있도록 타이밍과 온도를 관리하였다. 또한, 접착제는 여전히 표면에서 충분히 점착성을 가지므로 주름 밸리에서 만나는 경우 접착제 비드의 두 부분이 서로 적절히 접합될 수 있다. 폴딩/주름은 조밀하게 주름진 매체를 제공하기 위해 수행되었으며, 주름 간격(Ps)은 약 1.6 mm로 추정되었다(그리고 주름 높이(Ph)는 약 10 mm로 추정되었다).
이어서, 접착제를 경화(고정)시켜 안정적인 주름 간격(약 1.6 mm)을 가지며 취급에 충분한 기계적 일체성 및 강성을 갖는 주름형 필터 매체를 제공하도록 하였다. 이어서, 주름형 필터 매체를 약 75 mm(매체의 주름 방향(Dp)을 따라) × 58 mm(매체의 측면 방향(Dl)을 따라) × 10 mm(주름 높이(Ph))의 치수를 갖는 주름 블록으로 절단하였다.
제1 판지(두께 약 0.6 mm) 한 조각을 고정구의 편평한 표면에 놓았다. 이 제1 판지 조각을 에지로부터의 적절한 거리에 평행한 눈금선을 표시하여 폴딩함으로써 카트리지 케이싱의 모서리와 측면을 만들었다. 판지 조각은 또한 통기성을 제공하기 위해 천공된 영역을 가졌다. 핫멜트 접착제의 비드를 연속적인 직사각형 패턴으로 제1 판지 조각의 편평한 주 표면에 적용하였다. 이어서, 주름 블록을 신속하게 제1 판지 조각의 접착제에 압착시킨 다음, (눈금 위치에 의해 한정되는 폴딩 상태에서) 판지의 두 에지를 약 90도 배향으로 신속하게 접었다. 주름 블록을 판지 조각의 두 에지가 각각 주름형 필터 매체의 비-파형 에지의 외측으로 접히도록 배향했다. 이어서, 핫멜트 접착제가 경화되도록 충분한 체류 시간을 허용하였다.
폴딩된 에지가 제1 판지 조각의 접힌 에지의 외측에 위치하도록 눈금선들을 이격시키는 것을 제외하고는, 제1 판지 조각과 실질적으로 유사한 제2 판지 조각을 제공했다. 핫멜트 접착제를 제1 조각과 유사한 방식으로 제2 판지 조각에 적용한 후, (제1 판지 조각이 접합된) 주름 블록을 제2 판지 조각(제1 판지 조각은 제2 판지 조각으로부터 주름형 매체의 대향 측면 상에 존재함)에 대해 가압하였다. 이어서, 제2 판지 조각의 에지들을 약 90도 배향으로 접어 이들이 제1 판지 조각의 접혀진 에지의 외측에 위치하도록 하고, 제2 판지 조각의 각 에지는 핫멜트 접착제에 의해 제1 판지 조각의 에지에 접합되도록 하였다. 이어서, 이 핫멜트 접착제를 경화시켰다. 이에 따라, 주름형 필터 매체를 2개의 판지 조각의 각각에 접착식으로 접합시키고, 2개의 판지 조각의 에지들을 서로 접합시켰다. 이러한 공정은 약 75 mm × 60 mm × 12 mm 크기의 기하구조와 같은 직사각형 상자를 갖는 필터 카트리지를 완성시켰고, 여기서 카트리지의 6개의 면 중 4개의 면(제1 및 제2 주 표면 및 제1 및 제2 비-파형 단부)은 판지 케이싱에 의해 둘러싸여 있으며, (제2 판지 조각의 모서리를 제1 판지 조각의 에지 위에 중첩시킨 결과로서) 제1 및 제2 비-파형 단부는 판지의 두 두께에 의해 둘러싸여 있다.
주름형 매체의 제1 및 제2 파형 단부는 상기 케이싱에 의해 둘러싸이지 않았다. 그러나, 제1 및 제2 접착제 에지 밀봉부는 주름형 필터 매체의 제1 및 제2 파형 에지에 근접하여 존재했다. 서브미크론 에어로졸에 대한 필터 문제를 해결하기 위해 설계된 침투율 계측기에 의해 완성된 필터 카트리지가 기밀(leak tight) 밀봉 되었는지 확인하기 위해 테스트하였다. 주름형 필터 매체의 예상 성능이 얻어졌으며, 이는 접착제 댐이 주름형 필터 매체의 파형 에지를 만족스럽게 폐쇄시켰음을 나타낸다.
본원의 도면에 도시된 것과 매우 유사한 카트리지 하우징은 (투명한) 제1 주 하우징 부분 및 뚜껑 부분을 성형하고 뚜껑 부분을 제1 주 하우징 부분에 힌지식으로 연결함으로써 제조되었다. 도 10에 도시된 것과 매우 유사한 개스킷을 또한 도 10에 도시된 것과 유사한 방식으로 제1 주 하우징 부분의 수용면 상에 위치시켰다. 개스킷은 약 2 mm 두께의 탄성 발포 고무로 제조했다. 상술한 바와 같이 제조된 필터 카트리지를 카트리지 하우징의 내부에 삽입하고 뚜껑을 닫고 래치를 달았다. 필터 카트리지를 예를 들어 필터 카트리지의 에지 둘레로 임의의 공기 누출을 허용함이 없이 제 위치에 견고하게 유지시켰다(뚜껑과 제1 주 하우징 부분 사이에서 압축되었으며, 개스킷은 필터 카트리지의 둘레 에지와 제1 주 하우징 부분 사이의 위치에 있다).

Claims (30)

  1. 제1 주 측면 및 제2 반대-대면 주 측면, 및 제1 및 제2 반대-대면 단부, 및 제3 및 제4 반대-대면 단부를 포함하는 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지로서,
    상기 필터 카트리지는, 상기 필터 매체의 제1 주 측면의 외측에 위치하며 제1 통기성 영역을 포함하는 제1 주 부분 및 상기 필터 매체의 제2 주 측면의 외측에 위치하며 제2 통기성 영역을 포함하는 제2 주 부분을 갖는 케이싱을 포함하고;
    상기 케이싱은 또한 상기 필터 매체의 제1 단부의 외측에 위치하여 상기 제1 단부를 폐쇄하는 제1 단부 부분 및 상기 필터 매체의 제2 단부의 외측에 위치하여 상기 제2 단부를 폐쇄하는 제2 단부 부분을 포함하며;
    상기 필터 매체의 제3 단부는 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되고, 상기 필터 매체의 제4 단부는 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되는, 필터 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은, 상기 필터 매체의 제3 단부의 외측에 위치하는 어떠한 케이싱 부분도 포함하지 않고 상기 필터 매체의 제4 단부의 외측에 위치하는 어떠한 케이싱 부분도 포함하지 않는, 필터 카트리지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 판지(paperboard)로 구성되고, 상기 케이싱의 제1 통기성 영역 및 제2 통기성 영역은 상기 판지의 제1 통기성 영역 및 제2 통기성 영역의 각각에 복수의 천공에 의해 제공되는, 필터 카트리지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필터 카트리지는, 상기 카트리지의 제1 주 측면이 전방을 향하고 상기 카트리지의 제2 주 측면이 후방을 향하는 상태로, 또는 상기 카트리지의 제1 주 측면이 후방을 향하고 상기 카트리지의 제2 주 측면이 전방을 향하는 상태로 카트리지 하우징에 설치될 수 있도록 전후 대칭적이고 가역적인, 필터 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 상기 필터 매체에 접착식으로 접합되고, 상기 케이싱은, 상기 필터 매체에 각각 접착식으로 접합되고 또한 서로에 대해 접착식으로 접합되는 제1 케이싱 부분 및 제2 케이싱 부분에 의해 제공되는, 필터 카트리지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터 매체는 비-주름형(non-pleated) 다공성(porous) 블록인, 필터 카트리지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 케이싱의 제1 주 부분의 제1 통기성 영역은 중앙 통기성 영역이고, 상기 케이싱의 제1 주 부분의 제1 비-통기성 둘레 영역은 중앙의 제1 통기성 영역을 둘러싸고;
    상기 케이싱의 제2 주 부분의 제2 통기성 영역은 중앙 통기성 영역이고, 상기 케이싱의 제2 주 부분의 제2 비-통기성 둘레 영역은 중앙의 제2 통기성 영역을 둘러싸는, 필터 카트리지.
  8. 제1항의 필터 카트리지가 내부에 설치된 카트리지 하우징으로서, 상기 카트리지 하우징은 비-통기성인 전방-대면 주 측면을 갖는 주 하우징 부분을 포함하고 통기성인 후방-대면 주 측면을 갖는 뚜껑 부분을 포함하며, 상기 뚜껑 부분은 필터 카트리지가 상기 하우징 내에 설치될 수 있는 제1 개방 위치와 상기 뚜껑 부분이 상기 필터 카트리지의 후면에 압축력을 가해 상기 필터 카트리지를 상기 하우징 내에 견고하게 유지시키는 제2 폐쇄 위치 사이에서 상기 주 하우징 부분에 대해 이동가능한, 카트리지 하우징.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주 하우징 부분은, 상기 카트리지가 상기 카트리지 하우징에 고정될 때, 상기 필터 카트리지의 전면의 둘레 영역과 접촉하는 탄성 개스킷(gasket)을 포함하는, 카트리지 하우징.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주 하우징 부분은, 상기 탄성 개스킷이 놓이는 후방-대면 수용면을 포함하는, 카트리지 하우징.
  11. 제10항에 있어서, 상기 주 하우징 부분의 후방-대면 수용면은 평면이고, 편평한 필터 카트리지를 수용하도록 구성되는, 카트리지 하우징.
  12. 제10항에 있어서, 상기 주 하우징 부분의 후방-대면 수용면은 아치형(arcuate)이고, 아치형 필터 카트리지를 수용하도록 구성되는, 카트리지 하우징.
  13. 제8항에 있어서, 상기 주 하우징 부분은 제1 상보적 맞물림(mating) 특징부를 포함하고, 상기 뚜껑 부분은 상기 주 하우징 부분의 제1 상보적 맞물림 특징부와 상보적인 제2 상보적 맞물림 특징부를 포함하고, 상기 제1 상보적 맞물림 특징부 및 상기 제2 상보적 맞물림 특징부는, 상기 뚜껑 부분이 상기 제2 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 뚜껑 부분을 상기 폐쇄 위치에 유지시키고 상기 뚜껑 부분이 상기 필터 카트리지의 후면에 대해 압축력을 가하게 하는 래치(latch)를 집합적으로 제공하는, 카트리지 하우징.
  14. 제8항에 있어서, 상기 주 하우징 부분은, 상기 필터 카트리지가 상기 카트리지 하우징에 설치되고 상기 뚜껑 부분이 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 필터 카트리지의 후방에 위치하는 플레넘(plenum)을 제공하고 상기 필터 카트리지를 통해 흐르는 여과된 공기를 수용하는 내부 공간을 적어도 부분적으로 형성하며, 상기 카트리지 하우징은, 상기 카트리지 하우징의 근접 단부에 위치하고 상기 카트리지 하우징의 플레넘을 호흡기(respirator) 몸체에 유체 연결하는 공기-배출 통로를 포함하는, 카트리지 하우징.
  15. 제8항에 있어서, 상기 카트리지 하우징은, 상기 필터 카트리지의 단부로부터 멀리 외측으로 굴곡지는 적어도 하나의 측면을 포함하여, 상기 뚜껑 부분이 상기 개방 위치에 있을 때, 손가락을 상기 카트리지 하우징의 측면과 상기 필터 카트리지의 단부 사이의 공간으로 삽입하여 상기 카트리지 하우징으로부터 상기 필터 카트리지를 수동으로 제거할 수 있는, 카트리지 하우징.
  16. 제8항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 상기 필터 카트리지의 제1 주 측면 또는 제2 주 측면이 후방을 향하도록 상기 카트리지 하우징에 설치가능한, 카트리지 하우징.
  17. 제8항에 있어서, 적어도 상기 주 하우징 부분은 투명한, 카트리지 하우징.
  18. 제8항에 있어서, 상기 필터 카트리지의 일부가 아닌 하나 이상의 추가적인 여과 물질 층이 상기 카트리지 하우징 내에 설치된, 카트리지 하우징.
  19. 제1항의 필터 카트리지를 복수개 포함하는 키트(kit).
  20. 카트리지 하우징이 유체 연결된 호흡기 몸체를 포함하는 호흡기로서, 상기 카트리지 하우징은 내부에 설치된 제1항의 필터 카트리지를 포함하고; 상기 카트리지 하우징은 비-통기성인 전방-대면 주 측면을 갖는 제1 주 하우징 부분을 포함하고 통기성인 후방-대면 주 측면을 갖는 제2 주 하우징 부분을 포함하며, 상기 제2 주 하우징 부분은, 필터 카트리지가 상기 하우징 내에 설치될 수 있는 제1 개방 위치와 상기 제2 주 하우징 부분이 상기 필터 카트리지의 후면에 압축력을 가해 상기 필터 카트리지를 상기 하우징 내에 견고하게 유지시키는 제2 폐쇄 위치 사이에서 상기 제1 주 하우징 부분에 대해 이동가능한, 호흡기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 카트리지 하우징은, 상기 카트리지의 근접 단부에 위치한 연결부에 의해 상기 호흡기 몸체에 유체 연결되는, 호흡기.
  22. 제20항에 있어서, 상기 카트리지 하우징은, 상기 호흡기 몸체에 유체 연결된 제1 카트리지 하우징이고, 상기 호흡기는, 동일한 호흡기 몸체에 유체 연결된 제2 카트리지 하우징을 추가로 포함하는, 호흡기.
  23. 제20항에 있어서, 상기 호흡기는 반면형-마스크(half-mask) 호흡기, 전면형-마스크 호흡기 또는 전동식-공기 호흡기인, 호흡기.
  24. 제1 주 측면 및 제2 반대-대면 주 측면을 포함하며 주름 방향을 갖고 복수의 제1 측면 주름 선단(tip) 및 제1 측면 주름 밸리(valley) 및 제2 측면 주름 선단 및 제2 측면 주름 밸리를 갖는 복수의 반대-대면 주름을 포함하는 주름형(pleated) 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 카트리지로서,
    상기 주름형 필터 매체는 제1 파형 단부 및 제2 파형 단부, 및 제1 비-파형 단부 및 제2 비-파형 단부를 포함하고;
    상기 주름형 필터 카트리지는, 상기 주름형 필터 매체의 제1 주 측면의 외측에 위치하며 제1 통기성 영역을 포함하는 제1 주 부분 및 상기 주름형 필터 매체의 제2 주 측면의 외측에 위치하고 제2 통기성 영역을 포함하는 제2 주 부분을 갖는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱은 또한 상기 주름형 필터 매체의 제1 비-파형 단부의 외측에 위치하고 상기 제1 비-파형 단부를 폐쇄하는 제1 단부 부분 및 상기 주름형 필터 매체의 제2 비-파형 단부의 외측에 위치하고 상기 제2 비-파형 단부를 폐쇄하는 제2 단부 부분을 포함하고;
    상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 단부는, 상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 단부에 근접한 내측의 위치에서 상기 주름형 필터 매체의 제1 측면 주름 밸리 및 제2 측면 주름 밸리 내에 위치하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 측방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되고, 상기 주름형 필터 매체의 제2 파형 단부는, 상기 주름형 필터 매체의 제2 파형 단부에 근접한 내측의 위치에서 상기 주름형 필터 매체의 제1 측면 주름 밸리 및 제2 측면 주름 밸리 내에 위치하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 측방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부에 의해 폐쇄되는, 주름형 필터 카트리지.
  25. 제24항에 있어서, 상기 경화된 접착제의 제1 에지 밀봉부와 상기 경화된 접착제의 제2 에지 밀봉부 사이에 위치하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 측방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 적어도 하나의 추가적인 밀봉부를 포함하는, 주름형 필터 카트리지.
  26. 제24항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는 약 3 밀리미터 미만의 주름 간격을 나타내는, 주름형 필터 카트리지.
  27. 제24항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는 약 5 밀리미터 내지 약 15 밀리미터의 주름 높이를 나타내는, 주름형 필터 카트리지.
  28. 제24항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는, 가장 인접한 쌍의 주름 벽(wall)들이, 각각의 벽의 주름 거리의 적어도 약 90%에 걸쳐 서로에 대해 실질적으로 평행한 조밀하게 주름진 구성을 나타내는, 주름형 필터 카트리지.
  29. 제28항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는, 약 3 밀리미터 미만의 주름 간격을 나타내고 약 5 밀리미터 내지 약 15 밀리미터의 주름 높이를 나타내는, 주름형 필터 카트리지.
  30. 제24항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는, 프리-필터(pre-filter) 층을 포함하는 다층 필터 매체인, 주름형 필터 카트리지.
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