KR20190037343A - 에지 댐을 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 요소, 및 그의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

에지 댐을 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 요소, 및 그의 제조 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190037343A
KR20190037343A KR1020197008316A KR20197008316A KR20190037343A KR 20190037343 A KR20190037343 A KR 20190037343A KR 1020197008316 A KR1020197008316 A KR 1020197008316A KR 20197008316 A KR20197008316 A KR 20197008316A KR 20190037343 A KR20190037343 A KR 20190037343A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter element
edge
corrugated
pleated
filter
Prior art date
Application number
KR1020197008316A
Other languages
English (en)
Inventor
존 엠 세바스찬
크리스토퍼 에이 헐리
케네스 제이 크레펠
피에르 르게어
푸밍 비 리
폴 에이 마틴슨
봉 와이 염
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Publication of KR20190037343A publication Critical patent/KR20190037343A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2003—Glass or glassy material
    • B01D39/2017—Glass or glassy material the material being filamentary or fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B01D46/103—Curved filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0435—Electret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0622—Melt-blown
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627—Spun-bonded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/10—Multiple layers

Abstract

주름형 필터 요소는 주름 방향을 갖고 복수의 상류 및 하류 주름 팁들과 주름 골들을 갖는 복수의 대향 주름들을 포함하는 주름형 필터 매체를 포함하며, 주름형 필터 매체는 2개의 파형 에지 및 2개의 비-파형 에지를 포함한다. 주름형 필터 매체의 제1(제2) 파형 에지는 제1(제2) 파형 에지에 측방향 내향으로 근접한 위치에서 상류 및 하류 주름 골들을 차지하고 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 에지 댐을 포함한다. 주름형 필터 매체는, 주 여과 층의 상류에 배치되고 약 70 초과의 %투과율을 나타내는 유리섬유 프리필터 층과 함께 라미네이팅되는, 5 미만의 %투과율을 나타내는 유기 중합체 부직 웨브를 포함하는 다층 매체이다.

Description

에지 댐을 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 요소, 및 그의 제조 및 사용 방법
본 발명은 에지 댐을 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 요소, 및 그의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
호흡기는 사용자가 호흡할 공기를 정화하는 데 자주 사용되며, 일반적으로 마스크 몸체와 함께, 마스크 몸체에 유체 연통(fluidly connected)되는 하나 이상의 필터 요소를 포함한다.
개괄적으로 요약하면, 본 명세서에는 제1 및 제2 파형 에지(corrugated edge)들을 갖고 경화된 접착제의 제1 및 제2 에지 댐(dam)들을 갖는 주름형 필터 매체(pleated filter media)를 포함하는 주름형 필터 요소가 개시된다. 이들 및 다른 태양이 하기의 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 주름형 필터 요소의 상류/측면 사시도.
도 2는 예시적인 주름형 필터 요소의 일부분의 측면도.
도 3은 주름형 필터 요소의 예시적인 주름형 필터 매체의 일부분의 측면도.
도 4는 다른 예시적인 주름형 필터 매체의 일부분의 격리된 측면도.
도 5는 아치형 형상으로 순응된(conformed), 예시적인 주름형 필터 요소의 측면도.
도 6은 예시적인 필터 요소 하우징의 상류 사시도.
도 7은 예시적인 필터 요소 하우징의 하류 사시도.
다양한 도면에서 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타낸다. 일부 요소는 동일하거나 균등한 다수로 존재할 수 있으며; 이러한 경우에 하나 이상의 대표적인 요소만이 도면 부호에 의해 지정될 수 있지만, 이러한 도면 부호가 모든 동일한 요소에 적용된다는 것을 이해할 것이다. 달리 지시되지 않는 한, 본 문헌의 모든 도면들은 일정한 축척으로 작성되어 있지 않으며 본 발명의 상이한 실시 형태들을 예시할 목적으로 선택된다. 특히, 다양한 구성요소의 치수는 예시적인 관점에서만 도시되며, 그렇게 지정되지 않는 한, 다양한 구성요소의 치수들 간의 관계가 도면으로부터 추론되어서는 안 된다.
용어 해설
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. 특성 또는 속성에 대한 수식어로서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대체로"는 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 특성 또는 속성이 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 당업자에 의해 용이하게 인식가능할 (예컨대, 정량화가능한 특성에 대해 +/- 20% 이내의) 것이라는 것을 의미한다. 용어 "실질적으로"는, 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 역시 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 높은 정도의 근사(예컨대, 정량화가능한 특성에 대해 +/- 10% 이내)를 의미한다. "본질적으로"라는 용어는 매우 높은 수준의 근사를 의미한다(예컨대, 정량화할 수 있는 특성에 대해 +/- 2% 이내). 어구 "적어도 본질적으로"가 "정확한" 일치라는 특정 경우를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 심지어 "정확한" 일치, 또는 예컨대 같은, 균등한, 동일한, 균일한, 일정한 등과 같은 용어를 사용한 임의의 다른 특성화조차도 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구하기보다는 특정 환경에 적용가능한 통상의 공차 또는 측정 오차 내에 있는 것으로 이해될 것이다.
용어 "상류"는 이동하는 공기가 개체(entity)(예컨대, 주름형 공기 필터 매체)에 충돌하는 개체의 측을 나타내기 위해 사용되고; 용어 "하류"는 공기가 통과하여 개체를 빠져나가는 개체의 측을 나타내기 위해 사용된다. 내향, 외향, 최외측 등과 같은 용어는 주름형 필터 매체의 상류-하류 방향에 대한 것이다. 용어 "측방향", 및 예컨대 "측방향 내향(laterally inward)" 등과 같은 용어는 본 명세서에서 상세히 논의되는 바와 같이, 주름형 공기 필터 매체의 주름 방향을 따른 방향에 대한 것이다.
용어 "댐"은 주름형 필터 매체의 상류 주름 골(valley) 및 하류 주름 골 둘 모두 내에 존재하는 경화된 접착제에 의해 집합적으로 제공되는 격벽(partition)을 지칭한다.
용어 "시일(seal)"은 주름형 필터 매체의 파형 에지를 폐색하기에 충분히 상류 및 하류 주름 골들을 충전하는 에지 댐을 지칭한다.
"폐색하다", "폐색하는", 및 유사한 용어는 적어도 실질적으로 어떠한 공기도 통과하여 유동할 수 없도록 차단하는 것을 의미한다.
주름형 공기 필터 매체(10)를 포함하는 예시적인 주름형 필터 요소(1)가 상류 측으로부터의 사시도로 도 1에 도시되어 있다. 예시적인 필터 요소(1)의 일부분이 도 2에 측면도로 도시되어 있다. 몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 형상이 예컨대 4개의 모서리(corner)를 갖는 직사각형(특히 정사각형 형상을 포함함)일 수 있으며; 그러한 실시 형태에서 주름형 필터 매체(10)는 따라서 (필터 매체(10)의 주연부에서 불규칙부, 노치, 모따기되거나 각진 모서리 등을 배제하지 않는) 대체로 직사각형인 주연부를 가질 수 있다. 주름형 필터 매체(10)(및 필터 요소(1))는 주 에지들, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같은 4개의 주 에지를 포함한다. 모두 도 1에 도시된 바와 같이, 주 에지(단부)(4, 4')(노출된 주름으로서 종료됨)는 본 명세서에서 파형 에지로 지칭될 것이고, 주 에지(단부)(5, 5')는 비-파형(noncorrugated) 에지로 지칭될 것이다.
필터 요소(1)는 상류 주 측(major side)(2) 및 하류 주 측(3)을 포함하며; 주름형 필터 매체(10)는 따라서 상류 주 면(major face)(25) 및 하류 주 면(35)을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 상류-하류 대칭일 수 있으며(예컨대, 필터 요소(1)는 어느 한 주 측이 상류로 배향된 상태로 필터 요소 하우징 내에 설치될 수 있음); 그러한 경우에, 상류 및 하류 측들/면들의 지정은 교환가능하다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 이러한 방식으로 대칭이지 않으며, 상류 및 하류 측들 및 면들의 지정은 교환가능하지 않다.
주름형 필터 매체(10)는 임의의 적합한 매체로부터 제조될 수 있고, 입자, 증기, 또는 가스, 또는 이들의 임의의 조합을 여과(예컨대, 포획)하도록 구성될 수 있다. 잠재적으로, 적합한 재료는 예컨대 종이; 열가소성 또는 열경화성 재료의 다공성 필름; 상-반전 멤브레인(phase-inversion membrane)과 같은 미공성 멤브레인(microporous membrane), 합성 또는 천연 섬유의 유기 중합체 부직 웨브(nonwoven web)(예를 들어, 멜트 블로운(melt blown) 또는 스펀본드(spunbond) 웨브, 카디드(carded) 웨브, 웨트-레이드(wet-laid) 또는 에어-레이드(air-laid) 웨브 등); 스크림(scrim); 직조(woven) 또는 편직(knitted) 재료; 폼(foam); 유리섬유 매체; 또는 2가지 이상의 재료의 라미네이트(laminate) 또는 복합재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리(락트산)으로 구성되는 부직 유기 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. 특정 실시 형태에서, 부직 웨브는 블로운 미세섬유(blown microfiber, BMF) 웨브일 수 있으며, 이는 섬유가 멜트블로잉되고 30 μm 미만의 유효 섬유 직경을 나타냄을 의미한다. 필터 매체(10)는 또한 흡수흡착제, 촉매, 및/또는 활성탄(입자(granule), 섬유, 천, 및 성형된 형상체)을 포함할 수 있다.
특정 실시 형태에서, 주름형 필터 매체(10)는 일렉트릿(electret) 재료를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 일렉트릿 재료는 적합한 대전(charging) 과정 후에, 반영구적인 전하(quasi-permanent electric charge)를 나타내는 재료(예컨대, 유기 중합체 재료)를 의미한다. 전하는 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2011-0290119호에 개시된 바와 같은 X-선 방전 시험(X-ray Discharge Test)에 의해 특징지어질 수 있다. 그러한 재료는 임의의 적합한 재료, 예컨대 미국 재발행 특허 제30782호에 기술된 바와 같은 분할 피브릴화 대전 섬유(split fibrillated charged fiber)로부터 선택될 수 있다. 그러한 대전 섬유는 임의의 적합한 수단에 의해 부직 웨브로 형성될 수 있고, 선택적으로 미국 특허 제5230800호에 개시된 바와 같은 스크림에 결합될 수 있다. 다른 특정 실시 형태에서, 필터 매체(10)는 일렉트릿을 포함하는 적어도 일부 섬유를 포함할 수 있는, (예컨대, 미국 특허 제4215682호 및 미국 특허 제7989371호에 개시된 일반적인 유형의) 멜트 블로운 미세섬유 부직 웨브 또는 스펀본드 부직 웨브일 수 있다. 그러한 웨브는 선택적으로 웨브 형성 동안에 부 층(secondary layer)에 결합되거나 원한다면 후속하여 임의의 종래의 방식으로 부 층에 결합될 수 있다. 소정 응용에 특히 적합할 수 있는 필터 매체는, 예컨대 폭스(Fox)의 미국 특허 제8162153호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 베리건(Berrigan)의 미국 특허 출원 공개 제20080038976호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 보스(Both)의 미국 특허 출원 공개 제20040011204호에 기술된 일반적인 유형의 매체; 및 마찰 대전된(tribocharged) 매체로 일반적으로 알려진 매체를 포함할 수 있다. 원한다면, 임의의 그러한 매체가 대전되어, 대전된 일렉트릿 모이어티(moiety)를 제공할 수 있다. 예컨대 코로나 대전, 하이드로 대전(hydrocharging), 마찰 대전 등으로부터 선택되는 임의의 적합한 대전 방법이 사용될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 필터 매체는 사전-대전된 일렉트릿 섬유로부터 형성될 수 있거나; 또는, 필터 매체는 형성된(예컨대, 부직 웨브로서 수집되고 원한다면 압밀되거나, 멤브레인으로 형성됨) 다음에 사후-대전될 수 있다. 원한다면, 매체는 예컨대 국제 특허 공개 WO2016/033097호에 기술된 첨가제들 중 임의의 것으로부터 선택되는 하나 이상의 대전 첨가제를 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 대전된 일렉트릿 모이어티를 포함하는 매체는 또한 예컨대 데이비드(David)의 미국 특허 제7887889호에 개시된 유형의 플루오르화 표면 처리제(fluorinated surface treatment)를 포함할 수 있으며; 그러한 처리제는 예컨대 유성 미스트(oily mist) 등에 노출될 때 매체의 성능을 개선할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 임의의 그러한 필터 매체는 약 2.0, 1.5, 1.2, 1.0, 0.8, 0.6, 0.5, 또는 0.4 mm 미만의 두께를 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 임의의 그러한 필터 매체는 약 10, 20, 또는 30 그램/제곱미터(g/m2) 이상 내지 약 120, 100, 80, 또는 60 g/m2 이하의 평량(basis weight)을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 매체는 약 1.0, 2.0, 4.0, 또는 8.0 mm의 수주(water)보다 큰 압력 강하를 나타낼 수 있다(실시예에 개시된 절차에 따라 측정됨). 또 다른 실시 형태에서, 매체는 20, 15, 또는 10 mm의 수주보다 작은 압력 강하를 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 매체는 약 20, 10, 5.0, 2.0, 1.0, 0.4, 0.2, 0.1, 또는 0.05 미만의 %투과율(Percent Penetration)(즉, 실시예에 개시된 절차에 따라 측정되는 DOP 초기 %투과율)을 나타낼 수 있다. (위에 열거된 파라미터는 후술되는 바와 같은 다층 매체인 매체의 특정한 경우에 총/전체 파라미터일 것이다.)
다층 매체
몇몇 실시 형태에서, 다층 매체, 예컨대 라미네이팅된 매체가 필터 매체(10)로서 사용될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 그러한 매체는 예컨대 다른 재료의 하나 이상의 층에 라미네이팅되는 위에서 논의된 임의의 매체(예컨대, 선택적으로 대전된 일렉트릿 모이어티를 포함하는 멜트블로운 미세섬유 웨브 또는 스펀본드 웨브 또는 미공성 멤브레인)의 적어도 하나의 주 여과 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고도로 개방된 플라스틱 네팅(netting) 또는 메시(mesh), 부직 스크림 등이 매체에 라미네팅되어(그리고 이어서 매체와 함께 주름형성되어) 예컨대 매체의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 임의의 그러한 층이 임의의 적합한 방법, 예컨대 용융-접합에 의해, 접착제(핫 멜트 접착제(hot melt adhesive), 감압 접착제 등), 캘린더링(calendaring) 또는 초음파 점-접합 등에 의해 주 여과 층에 라미네이팅될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 라미네이션은 매체의 유동 저항을 허용할 수 없게 증가시키지 않도록 (예컨대, 분무, 롤 코팅(roll coating), 또는 임의의 적합한 방법에 의해) 적용되는 핫-멜트 접착제를 사용할 수 있다. 따라서, 다양한 실시 형태에서, 다층 매체의 층들이 제곱미터당 약 10, 8 또는 6 그램 미만의 코팅 중량으로 제공되는 접착제에 의해 함께 접착식으로 라미네이팅될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 다층 매체의 주 여과 층(예컨대, 대전된 일렉트릿 모이어티를 포함하는 유기 중합체 부직 웨브)은 약 2.0, 1.5, 1.0, 0.8, 0.6 또는 0.4 mm 미만의 두께를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 주 여과 층은 약 10, 20, 또는 30 g/m2 이상 내지 약 100, 80, 60, 또는 40 g/m2 이하의 평량을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 주 여과 층은 약 1.0, 2.0, 4.0, 또는 8.0 mm 이하의 수주보다 크고 약 20, 16, 12, 또는 10 mm의 수주보다 작은 압력 강하를 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 주 여과 층은 약 20, 10, 5.0, 2.0, 1.0, 0.4, 0.2, 0.1, 또는 0.05 미만의 %투과율을 나타낼 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 다층 매체는 예컨대 불쾌한 냄새 등의 양을 감소시키기 위해 흡수흡착제(예컨대, 활성탄)를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 다층 매체는 매체의 상류 측에 있는 적어도 하나의 프리필터(prefilter) 층을 포함 할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 그러한 프리필터 층은 상대적으로 큰 입자들을 우선적으로 포획하면서 보다 작은 입자들이 프리필터 층을 통과하게 하여 이들이 주 여과 층에 의해 포획될 수 있도록 할 수 있다. 그러한 프리필터 층은, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리(락트산), 또는 이들 재료의 블렌드를 포함할 수 있다.
프리필터 층이 이러한 프리필터 층과 함께 사용되는 주 여과 층의 %투과율보다 상당히 더 높은 %투과율을 나타내는 것이 유리할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 즉, 몇몇 실시 형태에서, 상대적으로 낮은 %투과율(예컨대, 5.0 미만)을 갖는 주 여과 층과 상대적으로 높은 %투과율(예컨대, 70 이상)을 갖는 프리필터 층의 라미네이트가 유리하게는, 단독으로 사용되는 주 여과 층에 의해 나타내어지는 것보다, 필터 매체를 사용하는 동안에 (라미네이트를 통한 압력 강하에 의해 명백해지는 바와 같이) 유동 저항의 훨씬 덜 확연한 증가를 나타낼 수 있다. 상대적으로 낮은 %투과율(예컨대, 70 미만)을 갖는 프리필터 층을 사용할 때 (초기 압력 강하와 최종 압력 강하의 비교에 의해 확인 될 수 있는) 그러한 거동은 발견되지 않았다.
다양한 실시 형태에서, 프리필터 층은 약 20, 40, 60, 70, 80, 90, 또는 95 초과의 %투과율을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 임의의 그러한 프리필터 층은 약 10, 5.0, 2.0, 1.0, 0.4, 0.2, 0.1, 또는 0.05 미만의 %투과율을 나타내는 주 여과 층과 조합될 수 있다. 적어도 하나의 주 여과 층과 적어도 하나의 프리필터 층의 라미네이트가 다양한 실시 형태에서 약 10, 5.0, 4.0, 2.0, 1.0, 0.4, 0.2, 0.1, 또는 0.05 미만의 %투과율을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 프리필터 층은 약 2.0, 1.5, 1.0, 0.8, 0.6 또는 0.4 mm 미만의 두께를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 프리필터 층은 약 20, 30, 40, 또는 50 g/m2 이상 내지 약 120, 100, 80, 또는 60 g/m2 이하의 평량을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 프리필터 층은 4.0, 3.0, 2.0, 1.5, 또는 1.0 mm의 수주보다 작은 압력 강하를 나타낼 수 있다(14 cm/s의 면 속도(face velocity)에서 시험됨).
특정 실시 형태에서, 다층 매체는 유리섬유 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 그러한 유리섬유 층은 프리필터 층의 형태를 취할 수 있다. 유리섬유 프리필터 층이 이러한 유리섬유 프리필터 층과 함께 사용되는 주 여과 층의 %투과율보다 상당히 더 높은 %투과율을 나타내는 특정 실시 형태에서, 여과 성능의 전술된 이점이 얻어질 수 있다. 그러나, 유리섬유 층은 이득을 제공하기 위해 반드시 프리필터 층으로서 기능하여야 하는 것은 아니다. (다시 말하면, 몇몇 실시 형태에서, 유리섬유 층이 주 여과 층의 하류 측에 있을 수 있어서, 프리필터로서 기능하지 않을 수 있으며; 다른 실시 형태에서, 유리섬유 층이 주 여과 층의 상류 측 및 하류 측 둘 모두에 제공될 수 있다.)
구체적으로, 유리섬유 층이, 유기 중합체 부직 웨브(예컨대, 스펀본드 웨브 또는 BMF 웨브)인 주 여과 층과 조합될 때, 생성된 라미네이트의 주름성(pleatability)이 주 여과 층 단독에 의해 나타내어지는 것에 비해 현저히 향상되게 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 즉, 유리섬유 층의 포함은, 유기 중합체 부직 웨브 단독에 비해, 유기 중합체 부직 웨브가 상대적으로 조밀한 주름 구성(예컨대, 약 10 mm 초과의 주름 높이와 조합된 약 3 mm 미만의 주름 간격)으로 주름형성되게 할 수 있다. (이는, 예컨대 특성상 꽤 연성이고 유연하여서 적극적으로 주름형성되도록 수정될 수 없는 BMF 웨브에 대해, 특히 그러할 수 있다.)
또한, 유리섬유 층을 유기 중합체 부직 웨브와 조합하는 것은 단독으로 사용될 때의 유리섬유 층에 비해 향상된 물리적 내구성을 제공할 수 있다. 유리섬유 여과 층들이 당업계에 알려져 있고, 이들의 고유 강성(stiffness) 및 강성도(rigidity)로 인해 상대적으로 조밀한 주름 구성으로 쉽게 주름형성 가능하며, 예컨대 주름형 필터 매체에서 단독으로 사용되었지만, 이들은 이들의 고유 강성도로 인해, 예컨대 우발적으로 변형력을 받는 경우에 손상(예컨대, 균열)되기 쉬울 수 있다. (다시 말하면, 이들의 고유 강성도가 이들을 다소 취성이 되게 만들 수 있다.) (예컨대 BMF 웨브와 같은) 상대적으로 순응적이고 탄성적인 유기 중합체 부직 웨브의 존재는 유리섬유 층이 손상될 임의의 가능성을 최소화할 수 있는 완충 효과를 제공할 수 있다.
따라서, 유기 중합체 재료 웨브(예컨대, 부직 웨브 또는 미공성 멤브레인)인 주 여과 층을 포함하고, 예컨대 프리필터 층의 형태로 유리섬유 층을 포함하는 실시 형태가 여과 성능의 전술된 이점에 더하여 향상된 주름성과 향상된 내구성을 제공할 수 있음이 이해될 것이다. 몇몇 실시 형태에서, 다층 여과 매체는 유리 섬유 층과 함께 라미네이팅되는, 예컨대 접착식으로 라미네이팅되는, 유기 중합체 부직 웨브인 주 여과 층으로 본질적으로 이루어지거나 이로 이루어진다.
특정 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 다층 여과 매체는 상대적으로 낮은 강성의 주 여과 층(예를 들어, 예컨대 부직 웨브 또는 미공성 멤브레인과 같은 유기 중합체 층)을 상대적으로 높은 강성의 추가의 층(예컨대, 유리섬유 층)과 조합하여(예컨대, 그와 함께 라미네이팅됨) 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 다층 여과 매체는 상대적으로 높은 강성의 추가의 층과 조합한 상대적으로 낮은 강성의 주 여과 층으로 본질적으로 이루어지거나 이로 이루어진다. 매체의 강성은 걸리 강성(Gurley Stiffness)(본 명세서의 실시예에 기술된 바와 같이 측정됨)에 의해 특징지어질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 다층 여과 매체는 120, 100, 80, 60, 40, 또는 30 mg 미만의 걸리 강성(개별적으로 측정됨)을 나타내는 주 여과 층을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 다층 여과 매체는 200, 300, 400, 600, 800, 또는 1000 mg 이상의 걸리 강성(개별적으로 측정됨)을 나타내는 추가의 층(예컨대, 유리섬유 프리필터 층)과 함께 그러한 강성의 주 여과 층을 포함할 수 있다.
추가의 층(예컨대, 프리필터 층)에 대한 주 여과 층의 강성은 추가의 층의 걸리 강성 대 주 여과 층의 걸리 강성의 비에 의해 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 주 여과 층이 25 mg(개별적으로 측정됨)의 걸리 강성을 갖고 추가의 층이 250 mg(개별적으로 측정됨)의 걸리 강성을 가지면, 비는 10(무차원)일 것이다. 다양한 실시 형태에서, (개별적으로 측정된 값의) 그러한 비는 약 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10, 16, 또는 20 이상일 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 다층 여과 매체는 약 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 또는 1000 mg 이상의 걸리 강성(비-주름형(unpleated) 다층 라미네이트로서 측정됨)을 나타낼 수 있다. 상대적으로 높은 걸리 강성(예컨대, 200 mg 초과)을 나타내는 추가의 층과 함께 상대적으로 낮은 걸리 강성(예컨대, 50 mg 미만)을 나타내는 주 여과 층의 라미네이션이 적어도 일부 경우에 개별 층들 중 어느 하나의 걸리 강성보다 높은, 예컨대 상당히 더 높은 걸리 강성을 나타내는 라미네이트를 생성할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 실시예는 대략 23 mg의 걸리 강성을 갖는 주 여과 층이 대략 250 mg의 걸리 강성을 갖는 프리필터 층과 함께 적층된 경우를 기술한다. 생성된 라미네이트는 대략 490 mg의 걸리 강성을 나타냈다. 따라서, 다양한 실시 형태에서, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 다층 필터 매체는 최고 개별 걸리 강성을 나타내는 매체의 층의 걸리 강성보다 약 1.4, 1.8, 또는 2.2배 이상만큼 더 높은 걸리 강성을 나타낼 수 있다. (선행하는 예에서, 그러한 비는 490/250 또는 대략 2.0일 것이다.)
몇몇 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 주름형 필터 요소는 매우 유연하고 순응적이어서 (본 명세서에 개시된 바와 같이 그에 라미네이팅되는 상대적으로 경질인 재료의 층이 없을 시) 회전-스코어링(rotary-scoring) 주름형성 가능하지 않은 주 여과 층(예컨대, 유기 중합체 미공성 멤브레인 또는 유기 중합체 부직 웨브)을 포함하는 다층 여과 매체를 포함할 수 있다. 당업자는 후보 여과 재료가 회전-스코어링 주름형성 공정을 거칠 수 있고, 이러한 재료가 단독으로 회전-스코어링 주름형성 가능한지 여부가 쉽게 결정될 수 있음을 이해할 것이다. (그러한 특성화를 위해, 3 mm 이하의 주름 간격과 10 mm 이상의 주름 높이가 사용될 수 있다.)
본 명세서에 개시된 바와 같이 다층 여과 매체 내에 포함시키기에 적합할 수 있는 유리섬유 재료는, 예컨대 홀링스워스 앤드 보스(Hollingsworth and Vose)로부터 상표명 HF-13732A, HE-14732A, 및 HE-1073으로 입수가능한 제품을 포함한다. 상대적으로 높은 %투과율을 나타내는(그리고 따라서 프리필터 층으로서 사용하기에 특히 적합할 수 있는) 유리섬유 재료는 홀링스워스 앤드 보스로부터 상표명 HF-11732A 및 HF-0121로 입수가능한 제품을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 다층 여과 매체는 유리섬유 프리필터 층과 조합하여, 대전된 일렉트릿 모이어티를 포함하는 유기 중합체 주 여과 층으로 본질적으로 이루어지거나 이로 이루어진다.
주름형 필터 매체
위에 언급된 바와 같이, 필터 매체(10)는 주름형성된다. 적어도 몇몇 실시 형태에서, 주름형 필터 매체(10)는 주름 간격을 안정시키기 위해 주름형 필터 매체의 주 측의 주름 팁(tip)들에 접합되는 임의의 유형의 평탄한 보강 구조체 또는 지지 층(예컨대, 칩보드(chipboard)의 스트립, 와이어 메시(wire mesh)의 층, 부직 스크림 등)을 포함하지 않는다. 또한, 적어도 몇몇 실시 형태에서, 주름형 필터 매체(10)는 주름형 필터 매체와 함께 주름형성되는 그리고 여과 기능을 수행하지 않는(예컨대, 99.0 초과의 %투과율을 나타냄) 임의의 종류의 보호 층 또는 지지 층(예컨대, 와이어 메시, 중합체 네팅(netting), 스크림)을 포함하지 않는다. 즉, 몇몇 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 경화된 접착제 댐(후술됨)이 그러한 지지 층 또는 층들이 필요하지 않을 수 있을 정도로 충분한 주름형 필터 매체의 기계적 완전성을 제공할 수 있다. 따라서, 몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 임의의 다른 구성요소가 존재함이 없이, 접착제 댐과 함께, 유기 중합체 부직 층 및 유리섬유 프리필터 층을 포함하는 주름형 다층 필터 매체로 본질적으로 이루어지거나 이로 이루어질 수 있다. 특정 실시 형태에서, 필터 매체(10)의 주름은 예컨대 미국 특허 제5427597호에 기재된 유형의 임의의 딤플(dimple)을 포함하지 않는다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 주름형 필터 매체(10)는 복수의 상류 주름(20)들 및 하류 주름(30)들을 포함한다. 각각의 상류 주름(20)은 상류 주름 팁(21)을 포함하고, 상류 주름(20)들의 각각의 인접 쌍은 이들 사이에 상류 주름 골(22)을 한정한다. 하류 주름(30)들은 상류 주름(20)들로부터 대향 구성으로 있다. 각각의 하류 주름(30)은 하류 주름 팁(31)을 포함하고, 하류 주름(30)들의 각각의 인접 쌍은 이들 사이에 하류 주름 골(32)을 한정한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 주름 방향(도 3의 Dp, 또한 측방향으로 지칭됨)은 주름 팁의 장축과 정렬되는(그리고 전형적으로 주름형 필터 매체의 하나의 파형 에지(4)로부터 다른 하나의 파형 에지(4')로 연장되는) 방향이다. 종방향(도 3의 Dl)은 주름 방향에 직교하는 그리고 전형적으로 주름형 필터 매체의 하나의 비-파형 에지(5)로부터 다른 하나의 비-파형 에지(5')로 연장되는 방향이다. (용어 "종방향" 및 "측방향"이 설명의 편의를 위해 본 명세서에 사용되지만, 주름형 필터 매체(10)의 종방향 치수가 주름형 필터 매체(10)의 측방향(주름 방향) 치수보다 커야하는 것이 엄격히 필요한 것은 아니다.) 상류-하류 방향(도 3의 Du-d)은 필터 요소를 통해 상류 측(2)으로부터 하류 측(3)으로 연장되는 방향이며, 전형적으로 필터 요소를 통한 공기 유동의 전체적인 방향에 대응한다.
주름의 기하학적 구조의 추가의 상세 사항이, 도 3(여기에서, 예시적인 주름형 공기 필터 매체(10)의 일부분이 주름 방향(Dp)을 따라 보이며, 이때 후술되는 접착제 댐은 명확성을 위해 생략됨)의 측면도를 참조하여 논의된다. 본 명세서에 정의된 바와 같은 주름 간격, 주름 높이, 및 주름 거리는, 도 3에서와 같이, 주름형 필터 매체(10)가 쉽게 인식가능한 전체 주 평면(각각의 주름에 내재하는 이러한 평면으로부터의 국소 편차에도 불구하고)을 나타내는, 명목상 평탄한 구성의 주름형 공기 필터 매체(10)를 가지고 구해진다. 주름 높이(주름 진폭)는 주름형 필터 매체(10)의 전체 주 평면에 직교하는 방향을 따른(즉, 주름형 매체의 상류-하류 방향(Du-d)과 정렬되는 방향을 따른), 제1 측 주름 팁(21)으로부터 제2 측 주름 팁(31)까지의 거리(도 3의 Ph)이다. 다양한 실시 형태에서, 매체(10)의 주름 높이는 약 2, 4, 6, 8, 10, 또는 12 mm 이상일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 주름 높이는 약 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 8, 또는 6 mm 이하일 수 있다. 특정 실시 형태에서, 주름형 매체는 규칙적으로 변하는 주름 높이, 예를 들어 보다 낮은 주름 높이들 사이에 보다 높은 주름 높이들이 배치되는 미리 결정된 교번 패턴을 나타낼 수 있다.
주름 간격(도 3의 Ps)은 필터 매체의 전체 주 평면과 정렬되는 방향을 따른(즉, 주름형 매체의 종방향(Dl)을 따른), 가장 이웃한 동일측 주름 팁들 사이의 거리이다. 주름형 필터 매체(10)는 임의의 적절한 주름 간격을 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 주름 간격은 약 20, 15, 10, 8, 6, 4, 3 또는 2 mm 이하일 수 있고; 다른 실시 형태에서, 주름 간격은 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 또는 10 mm 이하일 수 있다. 주름 거리(도 3의 Pd)는 주름형 매체의 국소 방향을 따른 하나의 주름 팁으로부터 가장 이웃한 주름 팁까지의 최단 거리이다(특정 예로서, 제1 주름 팁이 상류 주름 팁인 경우, 이러한 측정을 위한 그의 가장 이웃한 주름 팁은 하류 주름 팁일 것임). 주름형 필터 매체(10)는 임의의 적합한 주름 거리를 포함할 수 있다(그러나, 임의의 주어진 주름형 필터 매체에 대해, 주름 거리는 주름 높이에 매우 근사하거나 그보다 다소 더 클 수 있음). 다양한 실시 형태에서, 매체(10)의 주름 거리는 약 2, 4, 6, 8, 또는 10 mm 이상일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 주름 거리는 약 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 8, 또는 6 mm 이하일 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 주름형 매체(10)의 주름 팁은 약 3 mm 미만인 평균 곡률 반경을 가질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 그러한 주름은 약 2.5, 2.0, 1.5, 1.0, 또는 0.5 mm 이하의 평균 곡률 반경을 갖는 팁을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 매체(10)는 조밀하게 주름형성될 수 있으며, 이는 주름 높이에 비해, 주름 팁이 매우 작은 곡률 반경을 나타내고 주름 간격이 매우 작음을 의미한다. 다양한 실시 형태에서, 주름형 매체(10)는 약 2 mm 미만인 주름 팁 곡률 반경, 및/또는 약 4 mm 미만인 주름 간격, 및/또는 약 6 mm 내지 약 16 mm인 주름 높이를 나타낼 수 있다. 다른 실시 형태에서, 주름형 매체(10)는 약 1 mm 이하인 주름 팁 곡률 반경, 약 3 mm 이하인 주름 간격, 및 약 10 mm 내지 약 14 mm인 주름 높이를 나타낼 수 있다.
매체(10)가 조밀하게 주름형성되는 실시 형태에서, 주름의 인접한 벽들은 평균적으로 주름 높이의 약 70, 80 또는 심지어 90% 이상에 걸쳐 서로 적어도 실질적으로 평행할 수 있다. 그러한 조밀하게 주름형성된 매체가 도 4에 이상적으로 된 표현으로 도시되어 있다. 그러한 조밀하게 주름형성된 매체에서, 상류 및 하류 주름 팁들 사이의 대략 중간에 있는 위치에서 매체의 종방향(Dl)을 따라 측정된 주름 골(예컨대, 골(22) 또는 골(32))의 최대 폭은 3.0, 2.0, 1.5, 또는 심지어 1.0 mm 미만일 수 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 바와 같은 경화된 접착제의 댐의 존재가 심지어 조밀하게 주름형성된 매체를 허용하여 상당히 낮은 압력 강하로 매체를 통과하는 적절한 공기 유동을 허용할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
필터 매체(10)는 예컨대 조밀한 주름 간격을 제공할 수 있는 임의의 적합한 방법에 의해 주름형성될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 원한다면, 매체는 작은 곡률 반경을 갖는 매우 첨예한 주름 팁을 형성하도록 매체가 따라 절첩(fold)될 수 있는 새김선(score line)을 제공하기 위해 스코어링될 수 있다. 편리하게는 예컨대 회전-스코어링 주름형성에 의해 행해질 수 있는 그러한 주름형성 작업은 흔히, 필터 요소(1)의 필터 매체(10)의 (예컨대 주 여과 층 또는 프리필터 층에 의해 제공되는) 적어도 하나의 주 표면 상에서 새김선이 쉽게 눈에 띄는 결과를 가져올 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 필터 매체(10)의 양쪽 표면(상류 및 하류)들이 새김선을 나타내도록 회전-스코어링된다(임의의 그러한 새김선이 주름형 매체의 약식 검사(casual inspection)시 보일 수 있거나 그렇지 않을 수 있고, 새김선을 보기 위해 주름형 매체를 물리적으로 조작할(예컨대, 부분적으로 펼칠) 필요가 있을 수 있음에 유의하여야 함).
스코어링되고 주름을 유지시키기에 충분히 경질인 재료의 고유 능력에 상관없이, 상대적으로 얇은 재료가 (특히 상대적으로 큰 주름 높이와 조합하여) 조밀한 주름 간격을 달성하는 데 훨씬 더 적합할 것임이 이해될 것이다. 즉, 재료가 회전 스코어링 주름형성 가능한 경우에도, 그러한 재료는 재료의 두께가 1.5 mm보다 크면, 물리적으로 (예를 들어) 3.0 mm 미만의 주름 간격을 갖는 주름으로 형성될 수 없을 것이다. 따라서, 다양한 실시 형태에서, 필터 매체(10)의 총 두께는 약 4.0, 3.0, 2.0, 1.5, 1.0, 또는 0.8 mm보다 작을 수 있다.
에지 댐
도 1의 사시도와 도 2의 측면도에서 가장 용이하게 볼 수 있는 바와 같이, 필터 요소(1)는 제1 접착제 에지 댐(40) 및 제2 접착제 에지 댐(40')을 포함한다. 각각의 접착제 에지 댐은 주름형 필터 매체의 파형 에지(4 또는 4')에 근접하게 위치된다. 각각의 댐은 경화된 접착제로 구성된다. 많은 실시 형태에서, 접착제는 필터 매체의 에지에 근접하게, 매체의 종방향을 따라 연장되는 기다란 비드(bead)로서 적용되는 액체로서 제공될 수 있다. 접착제 비드는 매체의 상류 및 하류 주 표면들에 동시에 적용될 수 있거나; 또는, 접착제 비드는 하나의 주 표면에 그리고 이어서 다른 주 표면에 적용될 수 있다. 접착제 비드가 양쪽 주 표면들에 적용된 후에, 매체는 이어서 매체의 종방향을 따라 (필터 요소(1)가 사용될 때 존재하도록 요구되는 주름 간격, 주름 높이 등을 나타내는) 최종의 주름형성된 구성으로 (접착제가 여전히 적어도 반-액체 상태에 있는 상태에서) 압축될 수 있다. 이는 접착제가 주름형 필터 매체의 파형 에지에 근접한 위치에서 각각의 주름 골을 적어도 대체로 충전하게 할 것이다. 접착제는 이어서 필터 매체가 이러한 주름형성된 구성으로 유지되는 동안 경화될 수 있다.
따라서, 경화된 접착제는 댐(40)을 형성한다. 적어도 일부 실시 형태에서, 주름형 필터 매체(10)는 도 1의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같이(도 2의 측면도에서는 단일 에지 댐(40)만이 보임), 주름형 필터 매체의 하나의 파형 에지(4)에 있는 제1 에지 댐(40), 및 다른 하나의 파형 에지(4')에 있는 제2 에지 댐(40')을 포함한다. 상류 주름 골 내의 접착제 부분과 하류 주름 골 내의 접착제 부분이 필터 매체의 두께에 의해 서로 분리되어 결코 물리적으로 서로 접촉할 수 없지만, 상류 주름 골(22) 내의 경화된 접착제 부분과 하류 주름 골(32) 내의 경화된 접착제 부분이 상호작용하여 댐(40)을 제공하도록 작용한다는 것이 이해될 것이다. 즉, 경화된 상류 및 하류 접착제 부분들은 집합적으로 댐(40)을 형성한다.
댐(40, 40')(및 본 명세서에 후술되는 바와 같은 선택적인 내부 댐)은 주름형 공기 필터 매체에 구조적 강성을 제공할 수 있으며, 이는 예컨대 바람직하지 않은 중량 및/또는 복잡성을 추가할 수 있는 케이싱 재료를 사용할 필요 없이, 생성된 필터 요소를 더욱 기계적으로 강건하게 만들 수 있다. 또한, 그러한 접착제 댐의 존재가 (예컨대, 주름 간격이 매우 작고, 주름들의 벽들이 서로 적어도 실질적으로 평행한) 위에서 논의된 바와 같은 조밀한 주름형성 패턴의 달성을 허용할 수 있음에 주목한다. 즉, 매우 조밀한 주름형성 패턴이 사용되는 경우, 접착제 댐은 주름들의 인접한 벽들이 불리하게는 주름 골을 통한 공기 유동을 차단하도록 근접하게 이격될(예컨대, 서로 접촉할) 정도로 벽들이 서로에 대항하여 완전히 밀리지 않음을 제공하는 스페이서(spacer)로서 작용할 수 있다.
도 2의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같은 제1 접착제 에지 댐(40) 및 제2 접착제 에지 댐(40')은 각각 주름형 필터 매체(10)의 파형 에지(4, 4')들에 측방향 내향으로 근접하게 위치된다. 이는 각각의 댐이 그에 가장 가까운 파형 에지의 종단 단부와 측방향으로 거의 동일 평면 상에 위치되거나 종단 단부로부터 약간 측방향으로 내향에(즉, 약 5 mm 이하) 위치됨을 의미한다. 이를 달성하기 위해, 각각의 댐은 전술된 바와 같이, (파형 에지와 동일 평면 상에 있는 위치로부터, 파형 에지로부터 약 5 mm만큼 측방향으로 내부에 있는 위치까지 위치될 수 있는 선을 따라) 매체의 주 표면 상에 접착제 비드를 침착시킨 다음에 매체를 최종 주름 간격으로 종방향으로 압축함으로써 생성될 수 있다. 이는, 예를 들어, 예컨대 주름형 필터 매체의 파형 에지를 액체 접착제 내에 침지시킴으로써, 액체 접착제를 주름형 필터 매체의 파형 에지로 (액체 접착제가 주름형 매체의 주름 방향을 따라 유동하도록) 에지를 따라 적용하는 것과 대조될 것이다. 다시 말하면, 적어도 몇몇 실시 형태에서, "측방향 내향으로 근접한" 접착제 에지 댐은 (이러한 유형의 임의의 산업 공정에서 때때로 랜덤으로 발생할 수 있는 부분을 제외하고는) 주름형 매체의 파형 에지의 종단 단부를 지나 주름형 매체의 주름 방향을 따라 측방향 외향으로 연장되는 임의의 부분을 구비하지 않을 것이다. 다양한 실시 형태에서, 각각의 접착제 에지 댐은 파형 에지의 종단 단부와 거의 동일 평면 상에 있는 위치로부터, 파형 에지의 종단 단부로부터 약 0.1 mm, 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, 3.0 mm, 또는 4.0 mm 이하만큼 측방향 내향으로 후퇴된(댐의 중심선으로부터 측정됨) 위치까지 위치될 수 있다. 특정 예로서, 도 1에 도시된 바와 같은 예시적인 접착제 에지 댐(40, 40')은 파형 에지(4, 4')의 종단 단부로부터 예컨대 1 내지 2 mm만큼 측방향으로 내향에 위치될 수 있고, 각각의 접착제 에지 댐의 어떤 부분도 그에 근접한 파형 에지의 종단 단부를 지나 외향으로 연장되지 않는다.
몇몇 실시 형태에서, 경화된 접착제의 에지 댐은 상류 및 하류 주름 골들을 적어도 실질적으로 또는 본질적으로 충전하여서, 에지 댐이 주름 골들을 적어도 실질적으로 폐색하여 이를 통한 공기 유동을 방지하도록 할 수 있다. 그러한 경우에, 에지 댐은 공기(또는 임의의 다른 유동하는 가스 또는 가스 혼합물)가 주름형 필터 매체의 파형 에지를 지나 측방향 외향으로 유동하여 필터 매체를 적어도 부분적으로 우회하지 못하도록 적어도 실질적으로 또는 본질적으로 방지하는 에지 시일로서 역할할 수 있다. (에지 댐이 에지 시일로서 기능하는 특수한 경우는, 예컨대 본 명세서에 후술되는 바와 같이 필터 요소 하우징 내에 필터 요소를 장착함으로써 확인될 수 있으며; 필터 요소의 성능이 필터 요소에 적용되는 임의의 외부 실링(sealing) 또는 개스킷팅(gasketing)에 의해 실질적으로 영향을 받지 않으면, 이는 에지 댐이 본 명세서에 기술된 방식으로 에지 시일로서 기능하고 있음을 가리킬 것이다.) 이러한 방식으로 에지 시일로서 역할하는 경화된 접착제 에지 댐(40)의 사용이 예컨대 주름형 필터 요소의 파형 에지를 케이싱 부분 또는 개스킷으로 덮을 필요성, 또는 에지를 밀봉 재료 내에 침지시킴으로써 주름형 필터 요소의 파형 에지를 밀봉할 필요성을 없앨 수 있음이 이해될 것이다. 또는, 아무리 못해도, 그러한 방안이 필요하게 될 수 있는 정도, 그리고 따라서 필터 요소(1)의 복잡성 및 비용이 감소되게 할 수 있다.
원한다면, 도 1의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같이 하나 이상의 추가의 내부 댐(42)이 제1 접착제 에지 댐(40)과 제2 접착제 에지 댐(40') 사이에 측방향으로 제공될 수 있다. 임의의 폐색 기능을 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 그러한 추가의 내부 접착제 댐은 주름형 필터 요소에 기계적 강성도를 제공할 수 있고, 또한 필터 매체의 주름을 예컨대 조밀하게 주름형성된 구성(예컨대, 도 4에 예시적인 표현으로 도시된 유형의 구성)으로 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 접착제 댐은 원한다면 (도 1의 예시적인 실시 형태에서와 같이) 주름형 필터 매체의 측방향 범위를 가로질러 적어도 대체로 균일하게 이격될 수 있다. 또는, 그러한 간격은 원하는 대로 달라질 수 있다. 임의의 개수의(예컨대, 1개, 2개, 3개, 4개, 또는 그 초과의) 내부 댐이 존재할 수 있다(2개의 그러한 내부 댐이 도 1에 도시됨).
각각의 댐은 위에 언급된 바와 같이 주름형 필터 매체의 상류 및 하류 주름 골들을 각각 차지하는 경화된 접착제의 상류 및 하류 부분들에 의해 집합적으로 제공된다. 많은 실시 형태에서, 댐의 상류 및 하류 접착제 부분들을 이들이 주름형 매체의 주름 방향을 따라 서로 정렬되는 형태로 제공하는 것이 편리할 수 있지만, 몇몇 실시 형태에서, 상류 및 하류 접착제 부분들은 주름 방향을 따라 약간 서로 오프셋될 수 있다. 그러한 오프셋은 상류 및 하류 접착제 부분들이 집합적으로 댐으로서 역할하기에(예컨대, 주름형 필터 요소에 기계적 강성도를 제공하기에) 충분히 주름 방향을 따라 서로 가까운 한 허용가능하다. 다양한 실시 형태에서, 임의의 그러한 오프셋(각각의 접착제 부분의 중심선으로부터 측정됨)은 약 5.0, 3.0, 2.0, 1.0, 또는 0.5 mm 미만일 것이다. 특정 실시 형태에서, 도 1의 예시적인 설계에서와 같이, 오프셋은 약 0 mm일 것이다(즉, 본질적으로 오프셋이 존재하지 않을 것임). (매체의 주름 방향을 따른) 접착제 댐의 폭은 임의의 적합한 값, 예를 들어 약 0.5, 1.0, 1.5, 또는 2.0 mm 이상, 또는 약 3.0, 2.5, 2.0, 또는 1.5 mm 이하일 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 댐의 적어도 일부분들은 도 1의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같이 주름형 매체의 주름 팁을 지나 외향으로(즉, 상류-하류 방향으로) 돌출될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 댐은 예컨대 약 0.2, 0.5 또는 1.0 mm 이상의 거리(댐의 기다란 길이를 따른 평균으로서, 댐의 최외측 표면에서 측정됨)만큼 주름 팁을 지나 외향으로 돌출될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 댐은 주름 팁을 지나 외향으로 2.0, 1.5, 1.0, 0.5, 또는 0.2 mm 미만으로 돌출될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 댐의 최외측 표면은, 역시 댐의 기다란 길이를 따른 평균으로서, 주름 팁의 +/- 1.0, 0.5, 또는 0.2 mm 내에 위치될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 에지 댐이 주름 팁에 대해 돌출되는(또는 만입되는) 양의 임의의 변화는 댐의 기다란 길이를 따라 약 1.0, 0.5, 또는 0.2 mm 미만일 수 있다.
에지 댐(40)(및 존재할 수 있는 임의의 내부 댐(42))은 경화된 접착제로 구성된다. 용어 "접착제"는 (주름형성 공정 동안에 주름 골이 형성될 때) 접착제가 주름 골 내로 침투하여 전술된 바와 같이 파형 에지를 만족스럽게(예컨대, 완전히) 폐색할 수 있을 정도로 충분히 유동가능하거나 변형가능한 상태(액체, 용융, 연화, 또는 반-연화)로 주름형 매체(10)의 주 표면 상에 예컨대 비드로서 침착될 수 있는 임의의 재료를 의미하도록 광범위하게 사용된다. 예컨대 핫-멜트 접착제, UV-경화 접착제, 열-경화 접착제, 수분-경화 접착제 등을 포함한 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 접착제는 예컨대 종래의 핫-멜트 침착 방법을 통해(예컨대, 그리드 멜터(grid melter)의 사용에 의해) 침착되고 그 후에 냉각되어 경화되는 핫-멜트 접착제일 수 있다. 접착제는 경화된 후에 반드시 임의의 감압 접착제 기능성을 나타내도록 요구되지는 않는데; 다시 말하면, 접착제는 경화된 후에 비-점착성, 예컨대 경질 재료일 수 있다. 적어도 일부 실시 형태에서, 접착제는 예컨대 접착제-침착 노즐 아래에서 매체를 통과시킴으로써 또는 매체를 따라 접착제-침착 노즐을 이동시킴으로써, 주름형 매체의 종방향을 따라 연장되는 비드로서 침착될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 접착제는 주름형 매체가 상대적으로 개방된 제1 주름형성 패턴(즉, 상당히 큰 주름 간격을 가짐)으로 유지되는 동안 적용될 수 있으며, 이때 주름형 매체는 이어서 그의 종축을 따라 압축되어 최종(예컨대, 보다 조밀한) 주름형성 패턴을 달성하며, 그 후에 접착제는 이어서 경화되게 된다. 다른 실시 형태에서, 접착제가 도포될 때 매체는 아직 주름형성되지 않을 수 있는데(그러나 매체를 주름형성 가능하게 만들기 위해 스코어링되어 있을 수 있음); 다시 말하면, 접착제는 매체가 여전히 평평하고 주름형성되지 않은 구성으로 있을 때 적용될 수 있다.
위의 논의는 전체 형상이 (주름형성으로 인한 국소 편차를 무시할 때) 본질적으로 평평한(평탄한) 주름형 필터 매체(10) 및 주름형 필터 요소(1)에 중점을 두었다. 그러나, 몇몇 실시 형태에서, 주름형 필터 매체 및 주름형 필터 요소는 (도 5의 측면도의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같이) 아치형일 수 있다. 특정 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 제조시 평탄하고, 필터 요소 하우징의 아치형 리셉터클(receptacle) 내로 설치되기 위해 아치형 형상으로 순응된다. 그러한 실시 형태에서, 에지 댐(40)(및 존재할 수 있는 임의의 내부 댐)의 존재가 요소(1)가 원하는 정도로 순응되는 것을 막지 않으면서 필터 요소(1)에 기계적 강도(strength) 및 완전성을 제공할 수 있음이 이해될 것이다.
아치형 필터 요소가 상류-하류 반전가능할 수 없지만, 아치형 필터 요소는 예컨대 필터 요소가 내부에 설치되는 필터 요소 하우징이 사용자의 볼 또는 사용자의 둔부 등의 윤곽을 따르도록 만곡되게 하는 데 있어서 다른 이점을 가질 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 도 5의 예시적인 설계에서와 같이, 아치형 필터 요소(1)의 볼록 측이 상류 측(2)이고, 아치형 필터 요소(1)의 오목 측이 하류 측이다. 특정 실시 형태에서, 아치형 필터 요소는 다층 라미네이트인 주름형 필터 매체로 구성되며, 이때 (예컨대, 상대적으로 높은 %투과율을 갖는) 프리필터 층이 필터 매체의 상류(예컨대, 볼록) 측에 배치되고, (예컨대, 상대적으로 낮은 %투과율을 갖는) 주 여과 층이 필터 매체의 하류(예컨대, 오목) 측에 배치된다.
아치형 주름형 필터 매체(10) 및 요소(1)는 편리하게는 요소 및 매체의 평균 곡률 반경에 의해 특징지어질 수 있다. 주름형 필터 매체(10)가 (예컨대, 도 1 내지 도 4에서와 같이) 명목상 평탄한 구성으로 있다면, 평균 곡률 반경은 무한대에 접근할 것이다. 주름형 필터 매체(10)가 아치형이면, 평균 곡률 반경은 예컨대 약 100 cm 미만일 수 있다. 특정 실시 형태에서, 평균 곡률 반경(Ac)은 약 80, 60, 50, 40, 30, 25, 20, 15, 또는 10 cm 미만일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 평균 곡률 반경은 약 4, 6, 8, 10, 15, 20, 또는 25 cm 이상일 수 있다. 곡률 반경은 주름형 필터 매체(10)의 종방향 길이를 따른 평균으로 계산된다. 이러한 평균은 곡률 반경이 주름형 필터 매체의 종방향 길이를 따라 적어도 어느 정도 변할 수 있다는 사실을 고려하여 사용된다. 몇몇 실시 형태에서, 곡률 반경은 필터 매체의 길이를 따라 적어도 대체로, 실질적으로, 또는 본질적으로 일정할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 곡률 반경은 변할 수 있다.
적어도 몇몇 실시 형태에서, 아치형 주름형 필터 매체(10)는 단일 곡률을 갖는 형상을 나타낼 것이며, 이때 곡률은 도 5에 도시된 바와 같이, 주름 방향에 직교하고 종방향에 평행한 순응 축(conforming axis)(Ac)을 따라 존재한다. 그러한 구성은 (예컨대, 구, 포물면 또는 쌍곡면의 섹션과 같은) 복합 곡률을 나타내는 형상과 대조될 것이다. 이는 주름형 매체가 아치형 구성으로 만곡될 때 주름형 매체의 임의의 링클링(wrinkling) 또는 구겨짐(crumpling)의 가능성을 최소화시킬 수 있다. 그러한 단일-곡률 실시 형태가 예컨대 사람의 안면에 순응하도록 복잡한 복합-곡률 형상으로 형성되는 (예컨대, 호흡기 마스크 본체 내의) 필터와 구별될 것이다.
몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 필터 요소(1)의 적어도 일부분들 상에 배치되는(예컨대, 그 부분들 상에 끼워맞춤되는, 그 주위에 권취되는 등) 별도로-제조된 구성요소인 케이싱을 포함할 수 있다. 그러한 케이싱이 존재하면, 케이싱은 필터 요소(1)의 일부로서 제공될 것이고, 필터 요소(1)의 통상적인 사용시 케이싱으로부터 제거가능하지 않을 것이다. 따라서, 그러한 케이싱은 예컨대 호흡기의 필터 요소 하우징의 일부가 아니다. 그러한 케이싱은 임의의 적합한 재료, 예컨대 성형된 플라스틱, 판지(paperboard) 등으로 제조될 수 있다. 그러한 케이싱은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 발명의 명칭이 "접착식으로 에지-밀봉된 단부를 갖는 필터 매체를 포함하는 필터 카트리지와 제조 및 사용 방법(FILTER CARTRIDGE COMPRISING FILTER MEDIA WITH ADHESIVELY EDGE-SEALED ENDS, AND METHOD OF MAKING AND USING)"인 미국 가특허 출원 제62/186566호에 상세히 기술된다. 다른 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 임의의 그러한 케이싱을 포함하지 않는다.
필터 요소의 사용
필터 요소(1)는 공기(이러한 용어는 일반적으로 임의의 호흡가능한 기체 혼합물을 포함함)의 여과가 요구되는 임의의 응용에 사용될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 난방-환기-공기-조화(heating-ventilation-air-condition, HVAC) 시스템(중앙집중식 시스템이든 소위 미니-분할 시스템(mini-split system)이든), 실내 공기 정화기, 차량용 객실 공기 필터, 내연 기관용 필터 등에 사용될 수 있다.
특정 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 호흡 공기를 여과하도록 구성되는 임의의 적합한 호흡기에 사용될 수 있다. 호흡기 내에 필터 요소(1)를 포함시키기 위해, 도 6 및 도 7의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같은 필터 요소 하우징(60)의 내부에 필터 요소(1)를 설치하는 것이 편리할 수 있다. 필터 요소(1) 및 필터 요소 하우징(60)은 임의의 유형의 호흡기, 예컨대 동력식(powered) 또는 비-동력식(unpowered), 전면형 마스크(full-mask) 또는 반면형 마스크(half-mask) 등과 함께 사용될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 그러한 호흡기는 내부 공기 공간을 한정하도록 적어도 사용자의 코와 입을 덮는 부분을 포함하는 (그리고 예컨대 헬멧의 형태를 취할 수 있는) 마스크 본체를 적어도 포함할 수 있다. 호기된 공기가 내부 공기 공간으로부터 배출되도록 허용하기 위해 호기 밸브(exhalation valve)가 제공될 수 있다. 그러한 호흡기는 또한 사용자의 머리 상에 마스크 본체를 지지할 수 있는 하니스(harness) 조립체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 필터 요소 하우징(60)은 마스크 본체에 아주 근접하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 단일 필터 요소 하우징이 예컨대 사용자의 입 및/또는 코 앞에 있는 위치에서 마스크 본체에 유동가능하게(fluidically) 연결될 수 있다. 또는, 이중 필터 요소 하우징들이 예컨대 사용자의 우측 및 좌측 볼에 인접한 위치에 장착될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 하나 이상의 필터 요소 하우징이, 마스크 본체로부터 멀리 떨어진 유닛, 예를 들어, 예컨대 여과된 공기를 공급 관을 통해 마스크 본체로 유도하는 팬(fan)을 포함하고 힙 벨트(hip belt) 상에 위치되는 동력식 유닛 내에 위치될 수 있다. 도 6과 도 7에 도시된 바와 같은 필터 요소 하우징(60)은, 예를 들어, 예컨대 필터 요소 하우징(60)을 사용자의 안면 또는 머리 상에 있는 마스크 본체 또는 헬멧과 유동가능하게 연결하는 호스에 의해 여과된 공기를 전달하는 (예컨대, 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 베르사-플로(VERSA-FLO) TR-600으로 입수가능한 제품과 같은) 소위 동력식-공기-정화-호흡기의 일부로서 힙 벨트 상에 장착하기에 특히 적합할 수 있다. 그러나, 필터 요소(1)가 임의의 적합한 유형의 필터 요소 하우징 내에 설치될 수 있음이 강조되어야 한다.
필터 요소 하우징(60)은 적어도 하나의 필터 요소(1)를 수용하도록 그리고 필터 요소를 호흡기의 다른 구성요소(예컨대, 마스크 본체)에 유동가능하게 연결하도록 구성되는 적어도 하나의 주 하우징 부분을 포함한다. 하우징(60)(예컨대, 그의 주 하우징 부분)은 공기-투과성 영역(62)을 포함하는 상류 주 면(61)을 포함할 수 있다(공기-투과성 영역은 편리하게는, 도 6에 도시된 바와 같이, 필터 요소 하우징(60)의 상류 면(61)의 영역(62) 내에 다수의 관통-천공부를 제공함으로써 달성될 수 있음). 특정 실시 형태에서, 하우징(60)(예컨대, 적어도 그의 주 하우징 부분)은 원하는 형상으로 성형(예컨대, 사출 성형, 진공-성형, 열성형 등)되는 유기 중합체 수지로 제조될 수 있다. (다른 부속 부품, 예컨대 래치(latch), 피팅(fitting) 등이 원하는 대로 하우징(60)에 부착될 수 있다.)
몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 일회용일 수 있으며, 이때 필터 요소 하우징(60)은 재사용가능하다. 그러한 실시 형태에서, 필터 요소 하우징(60)은 필터 요소(1) 자체의 일부가 아니며, 특히 필터 요소(1)에 제거불가능하게 부착되지 않는다. 그러한 경우에, 하우징(60)은, 예컨대 폐쇄될 때 필터 요소(1)를 필터 요소 하우징(60)의 내부(63) 내의 제 위치에 확고하게 유지시키도록 역할할 수 있고 공기-불투과성인 폐쇄 부분(도 6 또는 도 7에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 그러한 폐쇄 부분은 하우징(60)에 예컨대 힌지식으로 연결되거나 스냅-끼워맞춤가능할 수 있어, 필터 요소(1)가 제거되고 교체 필터 요소(1)가 설치될 수 있도록 폐쇄 부분이 개방되거나 일시적으로 제거될 수 있도록 한다.
다른 실시 형태에서, 필터 요소(1)와 필터 요소 하우징(60)은 유닛으로서, 예컨대 필터 요소(1)가 하우징(60)에 제거불가능하게 부착된 상태로 사용자에게 제공될 수 있다. 필터 요소(1)를 포함하는 하우징(60)은 하우징(60)과 호흡기의 마스크 본체 사이의 유동가능 연결을 확립하여 여과된 공기가 마스크 본체로 전달될 수 있도록 호흡기의 다른 구성요소에 제거가능하게 부착가능할 것이다. 그러한 실시 형태에서, 필터 요소(1)를 내부에 포함하는 하우징 (60)은 제거되고 폐기되거나 재활용될 수 있고, 원하는 시간에, 새로운 하우징 및 필터 요소가 호흡기 내에 설치될 수 있다.
도 7의 예시적인 실시 형태에서, 하우징(60)의 내부(63)는 필터 요소(1)를 수용하도록 구성되는 리셉터클(64)을 포함한다. (도 7의 특정 실시 형태에서, 리셉터클(64)은 아치형 필터 요소를 수용하도록 아치형으로 형상화된다.) 리셉터클(64)은, 리셉터클(64) 내에 설치될 때 주름형 필터 요소(1)의 비-파형 에지(5, 5')들에 인접하는 측벽(65)들, 및 주름형 필터 요소의 파형 에지(4, 4')들에 인접하는 측벽(67)들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 측벽(65)들 사이의 종방향 거리는 필터 요소(1)가 종방향 측벽(65)들 사이의 공간 내에 끼워맞추어지기 위해 약간 종방향으로 압축되도록(서로 밀착되도록) 설정될 수 있다. 그러한 배열은 필터 요소(1)를 제 위치에 확고하게 유지하면서 필터 요소(1)의 주름을 여과 성능에 불리하게 영향을 미칠 정도로 함께 압축시키지 않는 데 도움을 줄 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 종방향 측벽(65)들 사이의 종방향 거리는 필터 요소(1)의 (리셉터클(64) 내에의 설치를 위해 압축되기 전의) 종방향 길이의 약 100, 98, 96, 또는 94% 이하일 수 있다.
원한다면, 밀봉재(sealant) 또는 포팅 재료(potting material)(예컨대, RTV 실리콘 등과 같은 경화가능 재료)가 파형 에지(4, 4')를 따라, 그리고/또는 비-파형 에지(5, 5')를 따라, 예컨대 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 이들 에지가 하우징(60)의 측벽(67 및/또는 65)의 표면(66)에 인접하는 위치에 비드로서 배치될 수 있다. 그러한 재료는 경화 후에, 필터 요소(1)의 에지 주위에서의 임의의 공기 누출을 최소화시킬 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이 필터 요소(1) 내의 에지 댐, 특히 에지 시일의 존재가, 필터 요소(1)의 파형 에지(4, 4') 주위에서의 공기 누출을 최소화하기 위해 그러한 재료가 측벽(67)을 따라 사용될 필요성을 감소시키거나 심지어 없앨 수 있음이 이해될 것이다. 그러한 재료는 물론 원한다면, 주름형 필터 요소의 비-파형 에지(5, 5')를 하우징의 측벽(65)에 맞대어 밀봉하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 그러한 재료가 밀봉에 필요하지 않은 경우에도, 그러한 재료는, 예컨대 필터 요소(1)를 하우징(60) 내의 제 위치에 더욱 확고하게 유지하기 위해, 원한다면 필터 요소(1)의 에지의 적어도 일부 부분을 리셉터클(64)의 표면에 접합시키도록 적용될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 하나 이상의 개스킷(어떤 도면에도 도시되지 않음)이 필터 요소 하우징(60)의 내부(64) 내에 제공되어 필터 요소(1)를 그 내에 확고하게 설치하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러한 개스킷은 하우징(60)에 영구적으로 부착될 수 있거나; 또는 원한다면 제거가능하고 교체가능할 수 있다. 그러한 개스킷은 고무, 실리콘 등과 같은 탄성 중합체 재료로 제조될 수 있다. 중합체 재료는 고체일 수 있거나, 폼일 수 있다. 폼인 경우에, 폼은 개방-셀(open-cell) 폼, 또는 폐쇄-셀(closed cell) 폼일 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 그러한 개스킷이 존재하지 않는다.
몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 필터 요소 하우징(60) 내에 존재하는 유일한 여과 구성요소일 수 있다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 어떤 추가의 목적을 위해 재료의 하나 이상의 층이 (예를 들어, 필터 요소(1)와 중첩 관계로, 예컨대 필터 요소의 주 표면에 접하여) 하우징(60) 내에 존재할 수 있다. 그러한 층 또는 층들은 공기 스트림으로부터 하나 이상의 성분(예컨대, 기체, 증기, 고체 입자, 에어로졸 등)을 적어도 부분적으로 제거하기 위해 공기 스트림과 상호작용하는 하나 이상의 재료를 함유할 수 있다. 유체 내의 성분은 예컨대 활성 흡수흡착제 상에 또는 그 내로 흡수흡착될 수 있고, 반응성 성분과 반응될 수 있고, 촉매에 노출될 수 있는 등등일 수 있다. 그러한 용도에 잠재적으로 적합한 재료는, 예컨대 활성탄; 알루미나 및 다른 금속 산화물; 중탄산나트륨; 흡착, 화학 반응, 또는 아말감화에 의해 유체로부터 성분을 제거할 수 있는 금속 입자(예컨대, 은 입자); (일산화탄소의 산화를 촉매할 수 있는) 호프칼라이트 및/또는 금과 같은 촉매제; 아세트산과 같은 산성 용액 또는 수용성 수산화나트륨과 같은 알칼리 용액으로 처리된 점토 및 다른 광물; 이온 교환 수지; 분자체(molecular sieves) 및 다른 제올라이트; 실리카; 살생제; 살진균제 및 살바이러스제를 포함한다. 임의의 그러한 재료의 혼합물이 채용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 그러한 재료는 입자-로딩되는 웨브 층에 입자로서 제공될 수 있다. 임의의 이들 접근 방법들의 조합이 사용될 수 있다. 원한다면, 그러한 재료는 예컨대 하나 이상의 함침제로 처리되어 가스 제거 능력을 향상시킬 수 있다. 처리되는 재료의 예는 화학적으로 표면-처리된 활성탄을 포함한다.
많은 실시 형태에서, 유동하는 공기는 필터 요소의 상류-하류 방향(Du-d)과 적어도 대체로 정렬되는 방향을 따라, 필터 요소(1)에 국소적으로 접근할 것이고, 필터 요소(1)를 국소적으로 떠날 것이다. 그러한 방향은 흔히 주름형 필터 매체(10)의 주름 방향(Dp)에 적어도 대체로 직교할 것이다. 즉, 주름형 필터 요소(1)의 통상의 사용시, 흔히 주름형 매체의 골의 장축을 따라 공기유동이 거의 또는 전혀 없을 수 있다. 특히, 주름형 필터 요소(1)는 주름형 매체의 다수의 층(예컨대, 스택(stack) 또는 랩(wrap))들 사이의 골을 따라 유체가 유동하는 배열과 구별된다. 따라서, 주름형 필터 요소(1)는, 예컨대 공급시, 필터 매체의 다수의 층을 포함하고 실질적인 유체 유동이 주름형 매체의 층들 사이의 골의 장축을 따라 발생할 수 있는 소위 나선 권취형 필터(spiral-wound filter) 등과 구별된다. 따라서, 적어도 몇몇 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 매체의 다수의 층의 스택 또는 랩을 포함하기보다는 (비록 주름형 매체(10) 자체가 다층 재료일 수 있지만) 단지 주름형 매체(10)의 단일 층을 포함할 것이다. 특정 실시 형태에서, 필터 요소(1)는 원통형 카트리지 필터가 아니다.
예시적인 실시 형태의 목록
실시 형태 1은 주름형 필터 요소로서, 주 상류 면 및 주 하류 면을 포함하고, 주름 방향을 갖고 복수의 상류 주름 팁들과 상류 골들 및 복수의 하류 주름 팁들과 하류 주름 골들을 갖는 복수의 대향 주름들을 포함하는, 주름형 필터 매체를 포함하며, 주름형 필터 매체는 제1 파형 에지와 제2 파형 에지; 및 제1 비-파형 에지와 제2 비-파형 에지를 포함하고, 주름형 필터 매체의 제1 파형 에지는, 주름형 필터 매체의 제1 파형 에지에 측방향 내향으로 근접한 위치에서 주름형 필터 매체의 상류 주름 골들과 하류 주름 골들을 차지하고 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제1 에지 댐을 포함하고, 주름형 필터 매체의 제2 파형 에지는, 주름형 필터 매체의 제2 파형 에지에 측방향 내향으로 근접한 위치에서 주름형 필터 매체의 제1 측 주름 골들과 제2 측 주름 골들을 차지하고 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제2 에지 댐을 포함하며, 주름형 필터 매체는, 추가의 층과 함께 라미네이팅되는 주 여과 층을 포함하는 다층 필터 매체이고, 주 여과 층은 5 미만의 %투과율을 나타내는 유기 중합체 부직 웨브를 포함하며, 추가의 층은, 주 여과 층의 상류에 배치되고 약 70 초과의 %투과율을 나타내는 유리섬유 프리필터 층인, 주름형 필터 요소이다.
실시 형태 2는 실시 형태 1의 주름형 필터 요소로서, 주 여과 층은 블로운 미세섬유 부직 웨브 또는 스펀본드 부직 웨브를 포함하고, 부직 웨브는 대전된 일렉트릿 모이어티들을 포함하는 적어도 일부 일렉트릿 섬유들을 포함하는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 3은 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 주름형 필터 요소로서, 주 여과 층은 1.0 미만의 %투과율을 나타내고, 유리섬유 프리필터 층은 약 90 초과의 %투과율을 나타내는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 4는 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 추가의 층의 걸리 강성 대 주 여과 층의 걸리 강성의 비는 약 2.5 이상인, 주름형 필터 요소이다.
실시 형태 5는 실시 형태 1 내지 실시 형태 4 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 유리섬유 프리필터 층은 약 0.6 mm 미만의 두께 및 약 3.0 mm의 수주 미만의 압력 강하를 포함하는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 6은 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주 여과 층은 약 0.8 mm 미만의 두께 및 약 6.0 내지 약 14.0 mm의 수주의 압력 강하를 포함하는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 7은 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주 여과 층은 유리섬유 프리필터 층에 접착식으로 라미네이팅되는, 주름형 필터 요소이다.
실시 형태 8은 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주름형 필터 매체는 약 3 밀리미터 미만의 주름 간격을 나타내는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 9는 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주름형 필터 매체는 약 5 밀리미터 내지 약 30 밀리미터의 주름 높이를 나타내는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 10은 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 필터 매체는 주름들의 인접한 벽들이 평균적으로 주름 높이의 약 70% 이상에 걸쳐 서로 적어도 실질적으로 평행하도록 주름형성되는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 11은 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주름형 필터 매체는, 주름형 필터 매체의 상류 주 면 및 주름형 필터 매체의 주 하류 면 중 적어도 하나 상에 복수의 새김선들을 포함하는 회전-스코어링 주름형성된 매체인, 주름형 필터 요소이다.
실시 형태 12는 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 제1 에지 댐은 제1 에지 시일이고, 제1 에지 시일은 주름형 필터 매체의 제1 파형 에지가 제1 에지 시일에 의해 폐색되도록 구성되며, 제2 에지 댐은 제2 에지 시일이고, 제2 에지 시일은 주름형 필터 매체의 제2 파형 에지가 제2 에지 시일에 의해 폐색되도록 구성되는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 13은 실시 형태 1 내지 실시 형태 12 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 제1 에지 댐은 약 3 mm 미만의 측방향 오프셋을 포함하고, 제2 에지 댐은 약 3 mm 미만의 측방향 오프셋을 포함하는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 14는 실시 형태 1 내지 실시 형태 13 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 경화된 접착제의 적어도 하나의 추가의 댐을 포함하되, 경화된 접착제의 제1 에지 댐과 경화된 접착제의 제2 에지 댐 사이에 측방향으로 위치되는 내부 댐이고, 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 것인, 주름형 필터 요소이다.
실시 형태 15는 실시 형태 1 내지 실시 형태 14 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주름형 필터 요소는 유리섬유 프리필터 층에 라미네이팅되는 유기 중합체 부직 주 여과 층, 경화된 접착제의 제1 및 제2 에지 댐들, 및 경화된 접착제의 하나 이상의 선택적인 내부 댐들로 본질적으로 이루어지는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 16은 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소로서, 주름형 필터 요소는 주름 방향에 실질적으로 수직인 순응 축을 따라 아치형 형상으로 순응되는, 주름형 필터 요소이다. 실시 형태 17은 실시 형태 16의 주름형 필터 요소로서, 주름형 필터 매체의 상류 면은 주름형 필터 요소의 볼록 측에 있고, 주름형 필터 매체의 하류 면은 주름형 필터 요소의 오목 측에 있는, 주름형 필터 요소이다.
실시 형태 18은 내부에 설치된 실시 형태 1 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태의 필터 요소를 포함하는 필터 요소 하우징으로서, 필터 요소 하우징은 공기-투과성 영역을 갖는 적어도 하나의 주 표면을 나타내는 주 하우징 부분을 포함하고, 주 하우징 부분은 필터 요소를 수용하도록 구성되는 리셉터클을 갖는 내부를 포함하는, 필터 요소 하우징이다. 실시 형태 19는 실시 형태 18의 필터 요소 하우징으로서, 필터 요소 하우징의 리셉터클은 아치형 형상을 나타내는 필터 요소를 수용하도록 구성되는 아치형 리셉터클인, 필터 요소 하우징이다. 실시 형태 20은 실시 형태 18 또는 실시 형태 19의 필터 요소 하우징으로서, 필터 요소의 일부가 아닌 적어도 하나의 추가의 여과 재료 층이 필터 요소 하우징의 내부 내에 설치되는, 필터 요소 하우징이다.
실시 형태 21은 유체 연통되는 필터 요소 하우징이 구비된 마스크 본체를 포함하는 호흡기로서, 필터 요소 하우징은 내부에 설치된 실시 형태 1 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태의 필터 요소를 포함하는, 호흡기이다. 실시 형태 22는 실시 형태 21의 호흡기로서, 호흡기는 반면형 마스크 호흡기, 전면형 마스크 호흡기, 또는 동력식 공기 호흡기인, 호흡기이다. 실시 형태 23은 실시 형태 21의 호흡기로서, 호흡기는 마스크 본체, 및 필터 요소가 내부에 설치된 필터 요소 하우징을 포함하는 원격 유닛(remote unit)을 포함하고, 원격 유닛은 원격 유닛을 마스크 본체와 유체 연통시키는 공급 관을 포함하고 팬(fan)을 포함하는 동력식 (powered) 유닛이며, 이로써 여과된 공기가 원격 유닛으로부터 마스크 본체로 전달될 수 있는, 호흡기이다.
실시 형태 24는 실시 형태 1 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태의 주름형 필터 요소의 제조 방법으로서, 주 여과 층을 프리필터 층에 라미네이팅하여, 상류 주 면 및 하류 주 면을 갖는 라미네이트를 형성하는 단계로서, 프리필터 층은 라미네이트의 상류 주 면을 제공하는, 단계; 라미네이트를 회전-스코어링하여 복수의 새김선들을 제공하는 단계; 라미네이트가 평평한 구성의 경우, 접착제의 제1 에지 비드의 상류 부분 및 접착제의 제1 에지 비드의 하류 부분을 라미네이트의 종방향 연장 길이부에 적용하고, 접착제의 제2 에지 비드의 상류 부분 및 접착제의 제2 에지 비드의 하류 부분을 라미네이트의 종방향 연장 길이부에 적용하는 단계로서, 이 때 제1 에지 비드는 라미네이트의 제1 측방향 에지에 측방향 내향으로 근접하고, 제2 에지 비드는 라미네이트의 제2 측방향 에지에 측방향 내향으로 근접하는, 단계; 주름형 라미네이트를 라미네이트의 종축을 따라 압축하여, 라미네이트가 새김선들을 따라 절첩되어 주름형 라미네이트가 되게 하는 단계; 및 접착제의 제1 및 제2 에지 비드들이 경화되게 하여, 경화된 접착제의 제1 및 제2 에지 댐들을 형성하여서 주름형 필터 요소를 형성하는 단계를 포함하는, 제조 방법이다.
실시 형태 25는 실시 형태 24의 방법으로서, 주름형 필터 요소를 주름형 필터 요소의 주름 방향에 실질적으로 수직인 순응 축을 따라 아치형 형상으로 순응시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법이다. 실시 형태 26은 실시 형태의 25의 방법으로서, 아치형 형상의 주름형 필터 요소를 필터 요소 하우징의 내부 내의 아치형 리셉터클 내로 설치하는 단계를 추가로 포함하는, 방법이다.
실시예
시험 절차
유효 섬유 직경
웨브의 유효 섬유 직경(Effective Fiber Diameter, EFD)은 문헌[Davies, C. N., "The Separation of Airborne Dust and Particles", Institution of Mechanical Engineers, London Proceedings 1B, 1952]에 기재된 방법에 따라 구해진다. 달리 언급되지 않는 한, 시험은 14 cm/초의 면 속도에서 진행된다.
걸리 강성
걸리 강성은 미국 뉴욕주 트로이 소재의 걸리 프리시전 인스트루먼츠(Gurley Precision Instruments)로부터 입수가능한 걸리 강성 시험기(Gurley Stiffness Tester) 모델 4171E(디지털)을 사용하여 측정된다. 강성은 시험기를 위한 작동 매뉴얼에 제공된 절차에 따라 측정된다. 시험기는 샘플 시험 전에 표준 황동 심(brass shim)으로 보정된다. 각각의 재료에 대해, 3개의 별개의 개별 물리적 샘플이 시험된다. 각각의 샘플은 3 인치 길이의 시험 치수에 대응하는 3.5 인치의 총 길이로 (예컨대, 롤로부터) 절단된 평평한-웨브 (주름형성되지 않은) 샘플이다(이때 샘플의 0.25 인치가 시험기의 상부 클램프 내에 유지되고, 샘플의 0.25 인치가 시험기의 하부 진자(pendulum) 아래로 연장됨). 샘플 폭은 1 인치이다. 샘플이 식별가능한 기계 방향(웨브 하류 방향(downweb direction))을 나타내는 경우, 샘플은 긴 (시험) 치수가 샘플의 기계 방향과 정렬되도록 절단된다. 유기 중합체 웨브(예컨대, 부직 웨브)를 포함하는 샘플은 시험 전에 정전기 방전 건(static discharge gun)으로 처리된다. 각각의 개별 물리적 샘플은 샘플의 좌측과 우측으로부터 앞뒤로 순환하면서 2회 시험된다. 결과들이 평균되고, 밀리그램중(milligrams of force) 단위(걸리 단위)로 보고된다.
%투과율, 압력 강하, 및 품질 계수
여과 매체 샘플의 %투과율, 압력 강하, 여과 품질 계수(Quality Factor, QF), 및 관련 파라미터는, 둘 모두 본 명세서에 참고로 포함되는 PCT 국제 공개 WO 2015/199972호 및 미국 가특허 출원 제62/015637호에 개시된 바와 대체로 유사한 방식으로, DOP(다이옥틸 프탈레이트) 액적 또는 NaCl(염화나트륨) 고체 미립자를 함유하는 시험용 에어로졸을 사용하여 얻어진다. 자동 필터 시험기(Automated Filter Tester) AFT Model 8130(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 티에스아이, 인크.(TSI, Inc.))이 대략 0.3 μm의 범위 내의 질량 중위 직경(mass median diameter)(예컨대, DOP에 대해 대략 0.26의 질량 중위 직경, 및 NaCl에 대해 대략 0.33의 질량 중위 직경)을 갖는 DOP 액적 또는 NaCl 미립자를 포함하는 시험용 에어로졸과 함께 사용될 수 있다. 하기의 예에서, 시험용 에어로졸은 달리 명시되지 않는 한, 85 리터/분(LPM)의 유량으로 전달되어 14 cm/s의 면 속도를 제공한다. 언급된 바를 제외하고 평평한 웨브에서 시험을 수행하였다.
입자 농도가 샘플 입구 및 출구에서 측정되고, 따라서 여과 웨브를 통한 입자의 %투과율이 얻어지며, 여과 웨브를 통한 압력 강하가 예컨대 엠케이에스 인스트루먼츠(MKS Instruments)(미국 매사추세츠주 앤도버)로부터 입수가능한 일반적인 유형의 트랜스듀서(transducer)에 의해 모니터링된다. 하기의 수학식:
Figure pct00001
이 품질 계수(QF)를 계산하는 데 사용된다.
그러한 시험 절차로부터 측정되거나 계산될 수 있는 파라미터는 초기 %투과율, 초기 압력 강하, 및 초기 품질 계수(QF)를 포함한다. 초기 파라미터는 당업자에 의해 잘 이해되는 바와 같이, 초기에 필터 매체 샘플을 시험용 에어로졸에 노출시킴으로써 얻어진다. 본 문헌(명세서 및 청구범위 둘 모두를 포함함) 내에 존재하는 모든 %투과율 및 압력 강하 수치, 범위 등은 달리 명시되지 않는 한 DOP를 사용한 초기 파라미터로 이해될 것이다. 모든 그러한 수치는 유리섬유 층 재료에 대한 관례적인 시험 조건인 5.3 cm/s의 면 속도에서의 것으로 이해될 유리섬유 층의 특정 경우를 제외하고는, 14 cm/s의 면 속도(즉, 주 여과 층 및 라미네이트에 대한 것)에서의 것으로 이해될 것이다.
로딩 시험(loading test)은 투과 및 압력 강하를 모니터링하면서 일정 기간 동안 에어로졸로 필터에 지속적으로 시도함으로써 수행될 수 있으며; 시험은 입자의 특정 로딩에 도달한 후에 또는 투과시의 명확한 최대치가 관찰된 후에 중지될 수 있고, 로딩 시험 종료시의 최종 %투과율, 최종 압력 강하, 및/또는 최종 품질 계수가 기록될 수 있다. 모든 입자 투과 결과는 %투과율로 보고된다(예컨대, 80의 보고된 값은 80%를 의미하고; 0.1의 보고된 값은 0.1%를 의미함). 100에서 입자 투과율을 뺀 것이고 마찬가지로 백분율로 보고되는 여과 효율(예컨대, 초기 또는 최종)이 또한 얻어질 수 있다.
대표적인 실시예
재료
대전된 일렉트릿 모이어티를 포함하는 폴리프로필렌으로 구성된 블로운 미세섬유(BMF) 부직 웨브를 입수하였다. 웨브는 대략 40 gm/m2의 공칭 평량을 포함하는 것으로 목록에 포함되었으며; 시험된 실제 샘플은 대략 30 gm/m2의 측정된 평량을 나타내었다. 웨브는 대략 0.3 mm의 두께, 대략 4.6 μm의 유효 섬유 직경, 대략 23 mg의 걸리 강성, 대략 0.45의 DOP %투과율(초기), 대략 9.8 mm의 H2O의 압력 강하(초기), 및 대략 0.55 1/mm H2O의 품질 계수(초기)를 나타내었다.
유리섬유 웨브를 홀링스워스 앤드 보스로부터 (상표명 HF-0121로) 입수하였고, 유리섬유 웨브는 아크릴 수지 결합제로 서로 접합된 유리 섬유로 구성되었다. 유리 섬유 웨브는 대략 49 gm/m2의 평량, 대략 0.41 mm의 두께, 대략 11.9 μm의 유효 섬유 직경, 및 대략 250 mg의 걸리 강성을 나타내었다. 유리섬유 웨브는 대략 94의 DOP %투과율(초기), 대략 0.2 mm의 H2O의 압력 강하(초기), 및 대략 0.26 1/mm H2O의 품질 계수(초기)를 나타내었다(모두 32 리터/분의 유량 / 5.3 cm/s의 면 속도에서 측정됨).
라미네이팅된 샘플
부직 BMF 웨브와 유리섬유 웨브를 롤 형태로 입수하였고, 대략 100 피트/분의 선속도로 작동하는 종래의 웨브-취급 및 라미네이션 장비를 사용하여 함께 라미네이팅하였다. 핫 멜트 접착제(보스틱(Bostik)으로부터 상표명 HM9041로 입수됨)를 370℉의 범위 내에 있는 것으로 추정되는 온도에서, 5 그램/m2의 공칭 로딩으로 (분무에 의해) BMF 부직 웨브의 표면에 적용하였다. 부직 BMF 웨브와 유리섬유 웨브를 서로 접촉시키고 접착제를 냉각되게 하여서, 2개의 층을 서로 접합시켜 라미네이트를 형성하였다. 라미네이트에서, BMF 웨브의 "공기" 면(즉, 멜트블로잉 공정에서 수집 표면과 접촉하는 면의 반대편 면)이 유리섬유 웨브의 (시각적 검사로부터 확인되는 바와 같은) "조밀한" 면을 향하였다.
평평한 웨브 라미네이트 샘플의 시험
(유리섬유 웨브가 프리필터 층으로서 기능하도록 유입 공기 스트림을 향하는 상태로 시험되는) 라미네이트는 대략 0.03(%)의 DOP %투과율(초기), 대략 13.1 mm의 H2O의 압력 강하(초기), 및 대략 0.63 1/mm H2O의 품질 계수(초기)를 나타내었다. 따라서, 라미네이트는 단독으로 사용되는 주 여과 층(부직 BMF 웨브)의 것에 비해 현저히 개선된 초기 %투과율 및 품질 계수를 나타내면서, 단지 약간 더 높은 유동 저항(압력 강하)을 나타내었다. 유사한 결과가 DOP보다는 NaCl을 포함하는 시험용 에어로졸을 가지고 얻어졌다.
로딩 시험을 또한 시험용 에어로졸로서 NaCl을 사용하여 수행하였다. 라미네이트 샘플이 단독으로 사용되는 부직 BMF 웨브에 비해, 필터 매체가 입자로 로딩됨에 따라 유동 저항의 상당히 더 작은 증가를 나타내는 것으로 관찰되었다. 예를 들어, 라미네이트 샘플은 대략 13 mm H2O의 초기 압력 강하를 나타내었으며, 이는 대략 150 mg의 NaCl 로딩에서 대략 150 mm H2O의 최종 압력 강하로 증가하였다. 이에 비해, 부직 BMF 웨브의 샘플은 대략 10 mm H2O의 초기 압력 강하를 나타내었으며, 이는 단지 대략 60 mg의 NaCl 로딩에서 대략 150 mm H2O의 최종 압력 강하로 증가하였다.
라미네이트는 대략 490 mg의 걸리 강성을 나타내었다.
주름형 샘플
(측방향 폭이 대략 3 인치(7.5 cm)로 분할되어진) 라미네이트의 롤들을 고속 회전 스코어링 장치(분당 500 내지 600개의 새김선을 부여하는 것으로 여겨지는 속도로 작동함)를 사용하여 라미네이트의 폭을 가로질러 스코어링하였다. 라미네이트의 양면을 스코어링하여 새김선들을 제공하였다. 대략 13 mm의 주름 높이로, 인치당 대략 12개의 주름(대략 2.1 mm의 주름 간격에 해당함)의 (라미네이트가 주름형성된 구성으로 압축된 후) 최종 구성을 제공하도록 새김선들을 라미네이트의 종방향(웨브 하류) 길이를 따라 이격시켰다.
스코어링된 라미네이트가 여전히 평평한 구성에 있는 상태에서 액체 핫-멜트 접착제(트룩시즈 컴퍼니(Truxes Company)로부터 상표명 PF-3165로 입수됨)의 4개의 비드를 유리섬유 프리필터 층의 주 표면(이러한 표면은 궁극적으로 주름형 라미네이트의 상류 면을 제공할 것임)에 적용하였다. 4개의 상류 비드를 라미네이트의 폭을 가로질러 이격되고 라미네이트의 종방향 길이를 따라 연장되는 기다란 스트라이프(stripe)들로서 (평평한 라미네이트가 그리드 멜터를 지나 이동할 때 그리드 멜터의 노즐들에 의해) 적용하였다. 이들 4개의 비드 중에서, 제1 및 제2 비드들은 라미네이트의 제1 및 제2 측방향 에지들로부터 대략 2 내지 3 mm 이하만큼 측방향으로 내부에 있는 위치들에 적용되는 에지 비드였다. 제3 및 제4 비드들은 2개의 에지 비드 사이의 라미네이트의 폭을 가로질러 대체로 유사하게 동일하게 이격되는 내부 비드였다(따라서 각각의 비드 쌍 사이의 측방향 간격은 대략 22 내지 28 mm의 범위 내에 있음). 유사한 비드들을 부직 웨브의 (반대편의) 주 표면(이러한 표면은 궁극적으로 주름형 라미네이트의 하류 면을 제공할 것임)에 동시에 적용하였다. 각각의 하류 비드를 대략 2 mm 이하의 측방향 거리 내에서 그의 대응하는 상류 비드와 정렬시켰다.
접착제 비드가 여전히 액체 형태인 상태에서, 스코어링된 라미네이트를 대략 2.2 mm의 주름 간격과 대략 13 mm의 주름 높이를 갖는 그의 최종 주름형성된 구성으로 압축하였다(이러한 공정 동안에 매체를 새김선을 따라 절첩하였음). 이러한 공정 동안에, 액체 접착제는 주름이 형성될 때 주름 골 내로 침투하였고, 주름 골을 적어도 실질적으로 충전하였으며, 주름 팁에서, (평균적으로) 대략 0.5 내지 1 mm로 추정되는 거리만큼 주름 팁을 지나 외향으로 돌출되었다. 이러한 공정 동안에, 접착제는 접착제 비드의 2개의 부분이 만약 절첩 작업 동안에 주름 골에서 만나면 서로 적절히 접합될 수 있도록 비드의 표면에서 여전히 충분히 점착성을 가졌다. 접착제는 정렬된 상류 및 하류 비드들의 각각의 쌍이 경화된 접착제의 댐을 집합적으로 형성하도록 경화되게 되었다.
이어서, 경화된 접착제 댐을 보유한 주름형 매체를 대략 8 인치(20.3 cm)의 길이로 절단하여 주름형 필터 요소들(각각 대략 92개의 주름을 포함함)을 형성하였다. 주름형 필터 요소를 도 6 및 도 7에 도시된 유형의 (그리고 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 베르사플로 TR-600으로 입수가능한 일반적인 유형의) 필터 요소 하우징 내에 설치하였다. 필터 요소 하우징이 아치형 필터 요소를 수용하기 위한 아치형 리셉터클을 포함하기 때문에, 주름형 필터 요소는 (주름형 필터 요소의 종축에 본질적으로 평행한 순응 축을 따라) 대략 30 cm의 범위 내에 있는 것으로 추정되는 곡률 반경을 갖는 아치형 형상으로 순응되었다. 주름형 필터 요소는 리셉터클에 비해 길이가 (예컨대, 2 내지 3 mm의 범위로) 약간 과대하였으며, 따라서 필터 요소의 비-파형 단부들이 약간의 압축 하에 리셉터클 내에 유지되었다. 글루(glue)(쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 스카치-웰드(SCOTCH-WELD) TE040으로 입수되는 수분-경화성 폴리우레탄 접착제)의 비드를 필터 요소의 하류 주연부(하우징의 인접 표면 상에 중첩됨)에 적용하여 필터 요소를 제 위치에 확고하게 유지시켰다. 적어도 일부 샘플에서, 에지 비드가 주름형 필터 매체의 파형 에지를 적어도 실질적으로 폐색하는 것으로 보이는 것에 유의하여야 하였으며, 따라서 하류 글루 비드가 필터 요소의 파형 에지를 공기 누출에 대항하여 밀봉하는 데 필요하기보다는, 그러한 하류 글루 비드가 단지 필터 요소를 제 위치에 고정시키도록 (그리고 필터 요소의 비-파형 에지를 하우징의 리셉터클의 인접 벽에 맞닿아 밀봉하도록) 역할하는 것에 의해 만족스러운 여과 성능이 달성될 수 있는 것으로 여겨졌다.
주름형 필터 요소들을 전술된 바와 같이 하우징들 내에 설치된 상태에서 그들의 성능에 대해 평가하였다. 많은 샘플을 시험하였고, 이들 샘플은 0.0038의 평균 DOP %투과율, 및 15.3 mm의 H2O의 평균 압력 강하를 보였다(85 LPM의 유량, 미지의 면 속도). 샘플을 또한 (미국 특허 제4462399호에 기술된 일반적인 유형의) 규진(silica dust) 로딩 시험으로 평가하였고, 이들 샘플은 우수한 성능을 나타내었다(예컨대, 샘플은 최대 4시간의 규진 로딩 노출에서 원하는 유동 요건을 충족시키거나 초과하였음).
변형 실시예
대략 75 gm/m2의 평량, 대략 0.73 mm의 두께, 대략 6.9 μm의 유효 섬유 직경, 및 대략 220 mg의 걸리 강성을 나타내는 유리섬유 프리필터 매체(홀링스워스 앤드 보스로부터 상표명 HF-11732A로 입수됨)를 사용한 것을 제외하고는, 전술된 바와 유사한 방식으로 다른 샘플을 제조하였다. 이러한 프리필터 매체는 대략 81의 DOP %투과율(초기), 대략 1.0 mm의 H2O의 압력 강하(초기), 및 대략 0.22 1/mm H2O의 품질 계수(초기)를 나타내었다(모두 32 리터/분의 유량, 5.3 cm/s의 면 속도에서 측정됨). 이러한 필터 매체로부터 제조된 라미네이트(전술된 동일한 부직 BMF 주 여과 층을 사용하고, 평평한 샘플로서 시험됨)는 대략 0.01의 DOP %투과율(초기), 대략 16.0 mm의 H2O의 압력 강하(초기), 및 대략 0.56 1/mm H2O의 품질 계수(초기)를 나타내었다. 이들 샘플은 또한 대표적인 실시예에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로, 로딩 시험에서 우수한 성능을 나타내었다. 이러한 프리필터 매체로부터 제조된 라미네이트를 전술된 바와 유사한 방식으로 회전-스코어링 주름형성하였고, 이들 라미네이트는 대표적인 실시예와 유사한 방식으로, 그러한 방법에 의해 용이하게 주름형성 가능한 것으로 밝혀졌다.
위의 부직 BMF 웨브와 조합하여 2개의 다른 유리섬유 프리필터 매체(홀링스워스 앤드 보스로부터 상표명 HF-13732A 및 HE-14732A로 입수됨)로부터 또한 라미네이트를 제조하였다. 이들 유리섬유 매체는 각각 (32 L/분, 5.3 cm/s에서의) 대략 41 및 32의 DOP %투과율과, 대략 810 및 600 mg의 걸리 강성을 나타내었다. 이들 프리필터 매체로부터 제조된 라미네이트는 용이하게 회전-스코어링 주름형성 가능하였고, (예컨대, %투과율에 따라) 우수한 여과 성능을 나타내었다. 그러나, 이들은 다른 (보다 높은 %투과율의) 유리섬유 매체로부터 제조된 라미네이트의 경우에 발견되는 로딩 시험에서 우수한 성능을 나타내지 않았다.
유리섬유 프리필터 층과 조합하여, 다른 주 여과 매체(예컨대, 대전된 일렉트릿 모이어티를 포함하지만 대표적인 실시예의 부직 웨브에 비해 더 낮은 평량(대략 25 그램/m2)을 포함하는 부직 BMF 웨브)로 또한 라미네이트를 제조하였다. 이들 라미네이트가 마찬가지로 용이하게 주름형성 가능하였고, 우수한 여과 성능을 나타내었다.
전술한 실시예는 단지 명확한 이해를 위해 제공되었고, 그로부터 불필요한 제한이 이해되어서는 안 된다. 실시예에 기술된 시험 및 시험 결과는 예측적이기보다는 예시적인 것으로 의도되고, 시험 절차의 변형이 상이한 결과를 산출할 것으로 예상될 수 있다. 실시예에서의 모든 정량적 값은 사용된 절차에 수반된 통상적으로 알려진 공차의 측면에서 근사치로 이해된다.
본 명세서에 개시된 특정 예시적인 요소, 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등이 다수의 실시 형태들에서 수정 및/또는 조합될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 수정 및 조합은 단지 예시적인 실례로서의 역할을 하도록 선택된 그러한 대표적인 설계가 아닌 고안된 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자에 의해 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기재된 특정 예시적인 구조로 제한되어야 하는 것이 아니라, 오히려 적어도 청구범위의 언어에 의해 기재된 구조 및 그러한 구조의 등가물로 확장된다. 본 명세서에 대안으로서 분명하게 언급된 임의의 요소는, 원하는 대로 임의의 조합으로, 청구범위에 명시적으로 포함될 수 있거나 청구범위로부터 배제될 수 있다. 본 명세서에 개방형 언어(예를 들어, '포함한다' 및 이의 변형)로 언급된 임의의 요소 또는 요소들의 조합은 폐쇄형 언어(예를 들어, '이루어진다' 및 이의 변형) 및 부분 폐쇄형 언어(예를 들어, '본질적으로 이루어진다' 및 이의 변형)로 부가로 언급되는 것으로 여겨진다. 다양한 이론 및 가능한 메커니즘이 본 명세서에 논의되었을 수 있지만, 어떠한 경우에도 그러한 논의는 청구가능한 발명 요지를 제한하는 역할을 하지 않는다. 기재된 바와 같은 본 명세서와 본 명세서에 언급되고/되거나 참고로 포함된 임의의 문헌의 개시 내용 사이에 임의의 상충 또는 불일치가 있는 경우에는, 기재된 바와 같은 본 명세서가 우선할 것이다.

Claims (22)

  1. 주 상류 면(major upstream face) 및 주 하류 면(major downstream face)을 포함하고, 주름 방향을 갖고 복수의 상류 주름 팁(tip)들과 상류 골(valley)들 및 복수의 하류 주름 팁들과 하류 주름 골들을 갖는 복수의 대향(oppositely-facing) 주름들을 포함하는, 주름형 필터 매체
    를 포함하는 주름형 필터 요소(pleated filter element)로서,
    상기 주름형 필터 매체는 제1 파형 에지(corrugated edge)와 제2 파형 에지; 및 제1 비-파형(noncorrugated) 에지와 제2 비-파형 에지를 포함하고,
    상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 에지는, 상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 에지에 측방향 내향으로 근접한 위치에서 상기 주름형 필터 매체의 상류 주름 골들과 하류 주름 골들을 차지하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제1 에지 댐(dam)을 포함하고, 상기 주름형 필터 매체의 제2 파형 에지는, 상기 주름형 필터 매체의 제2 파형 에지에 측방향 내향으로 근접한 위치에서 상기 주름형 필터 매체의 제1 측 주름 골들과 제2 측 주름 골들을 차지하고 상기 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 경화된 접착제의 제2 에지 댐을 포함하며,
    상기 주름형 필터 매체는, 추가의 층과 함께 라미네이팅되는 주 여과 층을 포함하는 다층 필터 매체이고, 상기 주 여과 층은 5 미만의 %투과율(Percent Penetration)을 나타내는 유기 중합체 부직 웨브(nonwoven web)를 포함하며, 상기 추가의 층은, 상기 주 여과 층의 상류에 배치되고 약 70 초과의 %투과율을 나타내는 유리섬유 프리필터 층(fiberglass prefilter layer)인,
    주름형 필터 요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주 여과 층은 블로운 미세섬유(blown microfiber) 부직 웨브 또는 스펀본드(spunbond) 부직 웨브를 포함하고, 상기 부직 웨브는 대전된 일렉트릿 모이어티(charged electret moiety)들을 포함하는 적어도 일부 일렉트릿 섬유들을 포함하는, 주름형 필터 요소.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주 여과 층은 1.0 미만의 %투과율을 나타내고, 상기 유리섬유 프리필터 층은 약 90 초과의 %투과율을 나타내는, 주름형 필터 요소.
  4. 제1항에 있어서, 상기 추가의 층의 걸리 강성(Gurley Stiffness) 대 상기 주 여과 층의 걸리 강성의 비는 약 2.5 이상인, 주름형 필터 요소.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유리섬유 프리필터 층은 약 0.6 mm 미만의 두께 및 약 3.0 mm의 수주(water) 미만의 압력 강하를 포함하는, 주름형 필터 요소.
  6. 제1항에 있어서, 상기 주 여과 층은 약 0.8 mm 미만의 두께 및 약 6.0 내지 약 14.0 mm의 수주의 압력 강하를 포함하는, 주름형 필터 요소.
  7. 제1항에 있어서, 상기 주 여과 층은 상기 유리섬유 프리필터 층에 접착식으로 라미네이팅되는, 주름형 필터 요소.
  8. 제1항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는 약 3 밀리미터 미만의 주름 간격을 나타내는, 주름형 필터 요소.
  9. 제1항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는 약 5 밀리미터 내지 약 30 밀리미터의 주름 높이를 나타내는, 주름형 필터 요소.
  10. 제1항에 있어서, 상기 필터 매체는 주름들의 인접한 벽들이 평균적으로 상기 주름 높이의 약 70% 이상에 걸쳐 서로 적어도 실질적으로 평행하도록 주름형성되는, 주름형 필터 요소.
  11. 제1항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체는, 상기 주름형 필터 매체의 주 상류 면 및 상기 주름형 필터 매체의 주 하류 면 중 적어도 하나 상에 복수의 새김선(score line)들을 포함하는 회전-스코어링 주름형성된(rotary-score pleated) 매체인, 주름형 필터 요소.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 에지 댐은 제1 에지 시일(edge seal)이고, 상기 제1 에지 시일은 상기 주름형 필터 매체의 제1 파형 에지가 상기 제1 에지 시일에 의해 폐색되도록 구성되며, 상기 제2 에지 댐은 제2 에지 시일이고, 상기 제2 에지 시일은 상기 주름형 필터 매체의 제2 파형 에지가 상기 제2 에지 시일에 의해 폐색되도록 구성되는, 주름형 필터 요소.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 에지 댐은 약 3 mm 미만의 측방향 오프셋(lateral offset)을 포함하고, 상기 제2 에지 댐은 약 3 mm 미만의 측방향 오프셋을 포함하는, 주름형 필터 요소.
  14. 제1항에 있어서, 경화된 접착제의 적어도 하나의 추가의 댐을 포함하되, 상기 추가의 댐은 상기 경화된 접착제의 제1 에지 댐과 상기 경화된 접착제의 제2 에지 댐 사이에 측방향으로 위치되는 내부 댐이고, 상기 주름형 필터 매체의 전체 종방향 범위를 따라 연장되는 것인, 주름형 필터 요소.
  15. 제1항에 있어서, 상기 주름형 필터 요소는, 유리섬유 프리필터 층에 라미네이팅되는 유기 중합체 부직 주 여과 층, 경화된 접착제의 제1 및 제2 에지 댐들, 및 경화된 접착제의 하나 이상의 선택적인 내부 댐들로 본질적으로 이루어지는, 주름형 필터 요소.
  16. 제1항에 있어서, 상기 주름형 필터 요소는 상기 주름 방향에 적어도 실질적으로 수직인 순응 축(conforming axis)을 따라 아치형 형상으로 순응되는, 주름형 필터 요소.
  17. 제16항에 있어서, 상기 주름형 필터 매체의 상류 면은 상기 주름형 필터 요소의 볼록 측에 있고, 상기 주름형 필터 매체의 하류 면은 상기 주름형 필터 요소의 오목 측에 있는, 주름형 필터 요소.
  18. 내부에 설치된 제1항의 필터 요소를 포함하는 필터 요소 하우징으로서,
    상기 하우징은 공기-투과성 영역을 갖는 적어도 하나의 주 표면을 나타내는 주 하우징 부분을 포함하고, 상기 주 하우징 부분은 상기 필터 요소를 수용하도록 구성되는 리셉터클(receptacle)을 갖는 내부를 포함하는, 필터 요소 하우징.
  19. 제18항에 있어서, 상기 필터 요소의 일부가 아닌 적어도 하나의 추가의 여과 재료 층이 상기 필터 요소 하우징의 내부 내에 설치되는, 필터 요소 하우징.
  20. 유체 연통되는(fluidly connected) 필터 요소 하우징이 구비된 마스크 본체를 포함하는 호흡기로서, 상기 필터 요소 하우징은 내부에 설치된 제1항의 필터 요소를 포함하는, 호흡기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 호흡기는 마스크 본체, 및 상기 필터 요소가 내부에 설치된 상기 필터 요소 하우징을 포함하는 원격 유닛(remote unit)을 포함하고, 상기 원격 유닛은, 상기 원격 유닛을 상기 마스크 본체와 유체 연통시키는 공급 관을 포함하고 팬(fan)을 포함하는 동력식(powered) 유닛이며, 이로써 여과된 공기가 상기 원격 유닛으로부터 상기 마스크 본체로 전달될 수 있는, 호흡기.
  22. 주름형 필터 요소의 제조 방법으로서,
    주 여과 층을 프리필터 층에 라미네이팅하여, 상류 주 면 및 하류 주 면을 갖는 라미네이트를 형성하는 단계로서, 상기 프리필터 층은 상기 라미네이트의 상류 주 면을 제공하는, 단계;
    상기 라미네이트를 회전-스코어링하여 복수의 새김선들을 제공하는 단계;
    상기 라미네이트가 평평한 구성의 경우, 접착제의 제1 에지 비드(bead)의 상류 부분 및 상기 접착제의 제1 에지 비드의 하류 부분을 상기 라미네이트의 종방향 연장 길이부에 적용하고, 접착제의 제2 에지 비드의 상류 부분 및 상기 접착제의 제2 에지 비드의 하류 부분을 상기 라미네이트의 종방향 연장 길이부에 적용하는 단계로서, 이때 상기 제1 에지 비드는 상기 라미네이트의 제1 측방향 에지에 측방향 내향으로(laterally inwardly) 근접하고, 상기 제2 에지 비드는 상기 라미네이트의 제2 측방향 에지에 측방향 내향으로 근접하는, 단계;
    상기 주름형 라미네이트를 상기 라미네이트의 종축을 따라 압축하여, 상기 라미네이트가 상기 새김선들을 따라 절첩(fold)되어 주름형 라미네이트가 되게 하는 단계; 및
    상기 접착제의 제1 및 제2 에지 비드들이 경화되게 하여, 경화된 접착제의 제1 및 제2 에지 댐들을 형성하여서 주름형 필터 요소를 형성하는 단계
    를 포함하는, 제조 방법.
KR1020197008316A 2016-08-26 2017-08-15 에지 댐을 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 요소, 및 그의 제조 및 사용 방법 KR20190037343A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662379958P 2016-08-26 2016-08-26
US62/379,958 2016-08-26
PCT/US2017/046965 WO2018038976A1 (en) 2016-08-26 2017-08-15 Pleated filter element comprising pleated filter media with edge dams, and method of making and using

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190037343A true KR20190037343A (ko) 2019-04-05

Family

ID=61245253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197008316A KR20190037343A (ko) 2016-08-26 2017-08-15 에지 댐을 갖는 주름형 필터 매체를 포함하는 주름형 필터 요소, 및 그의 제조 및 사용 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11452891B2 (ko)
EP (1) EP3503991B1 (ko)
JP (1) JP2019531880A (ko)
KR (1) KR20190037343A (ko)
CN (1) CN109641169B (ko)
BR (1) BR112019003919A2 (ko)
CA (1) CA3034827A1 (ko)
WO (1) WO2018038976A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102153264B1 (ko) * 2020-05-07 2020-09-07 최영환 위생 마스크
KR20220003279A (ko) * 2020-07-01 2022-01-10 주식회사 이엠코 공기정화장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018075385A1 (en) 2016-10-20 2018-04-26 Cummins Filtration Ip, Inc. Interrupted, directional emboss of flat sheet
CN212236725U (zh) * 2018-11-13 2020-12-29 成都易态科技有限公司 过滤结构
CN110436616B (zh) * 2019-09-10 2023-12-12 李军 一种玻璃过滤膜基片及使用该玻璃过滤膜基片的过滤设备
US11794142B2 (en) * 2019-11-05 2023-10-24 Parker-Hannifin Corporation Pulse cleanable deep pleated industrial filter
WO2021133589A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 Cummins Filtration Inc. Filter element with flow directing permeability layers
KR20230097097A (ko) * 2020-10-27 2023-06-30 닛토덴코 가부시키가이샤 필터 플리트 팩 및 에어 필터 유닛
US20220193588A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Hollingsworth & Vose Company Undulated filter media
WO2022261666A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-15 Unifrax I Llc Catalytic filters for hydrogenation and emissions control
CN114159842A (zh) * 2022-01-05 2022-03-11 浙江臻航实业集团有限公司 一种用于对滤芯的滤纸固化的uv固化机
WO2023133779A1 (en) * 2022-01-14 2023-07-20 3M Innovative Properties Company Air filter component, filter cartridge and respirator

Family Cites Families (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR499914A (fr) * 1918-04-05 1920-02-26 Theodore Willard Case Éléments de résistance réagissant à la lumière
US3237387A (en) 1960-04-20 1966-03-01 Skuttle Mfg Co Filter assembly
FR2044070A5 (ko) 1969-05-08 1971-02-19 Ugine Kuhlmann
US3871851A (en) 1972-07-27 1975-03-18 Delbag Luftfilter Gmbh Filter pack
GB1423815A (en) * 1973-01-22 1976-02-04 Maillan B Filter
NL160303C (nl) 1974-03-25 1979-10-15 Verto Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een vezelfilter.
US4215682A (en) 1978-02-06 1980-08-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Melt-blown fibrous electrets
US4462399A (en) 1981-10-02 1984-07-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Powered air respirator and cartridge
EP0159698A3 (en) 1984-04-27 1987-01-07 Pall Corporation Gas mask canister
DE3780511T2 (de) 1986-05-23 1993-03-04 Gore & Ass Hochleistungsgasfilter.
US5230800A (en) 1992-02-20 1993-07-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Scrim inserted electrostatic fibrous filter web
US5427597A (en) 1992-07-07 1995-06-27 Donaldson Company, Inc. Layered air filter medium having improved efficiency and pleatability
JP3331651B2 (ja) 1993-01-07 2002-10-07 東レ株式会社 複合シートおよびその製造方法
JP3003500B2 (ja) 1994-04-28 2000-01-31 ダイキン工業株式会社 ポリテトラフルオロエチレン複合多孔膜
DE19524677A1 (de) * 1994-07-07 1996-01-11 Nippon Denso Co Filtervorrichtung mit einem Filter
JPH0889737A (ja) * 1994-09-28 1996-04-09 Japan Vilene Co Ltd フィルタ
WO1996033001A1 (en) * 1995-04-21 1996-10-24 Donaldson Company, Inc. Pleated filter and a method for making the same
US6165572A (en) 1995-11-17 2000-12-26 Donaldson Company, Inc. Filter material construction and method
US6171684B1 (en) 1995-11-17 2001-01-09 Donaldson Company, Inc. Filter material construction and method
US5672399A (en) 1995-11-17 1997-09-30 Donaldson Company, Inc. Filter material construction and method
JP3273735B2 (ja) 1996-05-17 2002-04-15 日東電工株式会社 ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法、シート状ポリテトラフルオロエチレン成形体、並びに、エアーフィルター用濾材
DE19632618C2 (de) 1996-08-13 1998-06-18 Freudenberg Carl Fa Filtereinsatz
US5800586A (en) 1996-11-08 1998-09-01 Johns Manville International, Inc. Composite filter media
JPH1147531A (ja) * 1997-07-31 1999-02-23 Tennex:Kk 室内空気処理用のフィルタ部材
US6524510B2 (en) * 1998-10-21 2003-02-25 R+S Technik Gmbh Method and apparatus for producing a precise joint between two cover materials for a trim component
US6309438B1 (en) 1998-11-16 2001-10-30 Mine Safety Appliances Company Filter unit and dust-proof mask therewith
US6231646B1 (en) * 1999-03-11 2001-05-15 Chemco Manufacturing Company, Inc. Paint overspray exhaust air filter
US6165241A (en) * 1999-03-27 2000-12-26 Aaf International, Inc. Pleated filter media with strip spacers and method of making
JP2001062232A (ja) * 1999-08-26 2001-03-13 Yamatoyo Sangyo Kk 空気清浄用フィルター装置
JP3584855B2 (ja) 1999-10-07 2004-11-04 ダイキン工業株式会社 エアフィルター濾材
JP4663055B2 (ja) * 2000-02-23 2011-03-30 ゼオン化成株式会社 電子写真装置用フィルタ装置
US6319300B1 (en) * 2000-07-12 2001-11-20 Liou-Win Chen Filter assembly of an air filter
WO2002009845A2 (en) 2000-07-27 2002-02-07 Lydall, Inc. Unitary multi-component filter media
EP1339477A4 (en) 2000-11-14 2007-07-04 Lydall Inc DRY-FORMED / WET FORMULATED GAS FILTRATION MATERIAL
US20020166312A1 (en) * 2001-04-05 2002-11-14 Phelps Albert Caroll Air cleaner assembly with disposable environmentally friendly filter element
US20040011204A1 (en) 2001-10-11 2004-01-22 Hendrik Both Electrostatic fibrous filter web and method of making same
US6740136B2 (en) * 2001-10-12 2004-05-25 3M Innovative Properties Company Interconnected filter frame and filter framing method
US7887889B2 (en) 2001-12-14 2011-02-15 3M Innovative Properties Company Plasma fluorination treatment of porous materials
DE10235275A1 (de) * 2002-08-02 2004-02-19 Hydac Filtertechnik Gmbh Filterelement und Verfahren zu dessen Herstellung
US7097684B2 (en) * 2002-12-12 2006-08-29 Aaf-Mcquay, Inc. Method of forming combined pleated scrim and filter media materials and product of same
US7008465B2 (en) 2003-06-19 2006-03-07 Donaldson Company, Inc. Cleanable high efficiency filter media structure and applications for use
JP4388793B2 (ja) * 2003-11-26 2009-12-24 日本無機株式会社 エアフィルタ
JP2007516081A (ja) 2003-12-23 2007-06-21 スリーエム イノベーティブ プロパティーズ カンパニー バインダーレスガラス複合体フィルタ
US7896940B2 (en) 2004-07-09 2011-03-01 3M Innovative Properties Company Self-supporting pleated filter media
US7235115B2 (en) * 2004-07-09 2007-06-26 3M Innovative Properties Company Method of forming self-supporting pleated filter media
JP2006089586A (ja) 2004-09-24 2006-04-06 Utsunomiya Univ 磁性砥粒及びその製造方法
JP4919254B2 (ja) 2005-10-07 2012-04-18 アンビック株式会社 複合プリーツフィルター
US7594960B2 (en) * 2006-05-26 2009-09-29 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for monitoring the condition of a flexible filter
US20070289273A1 (en) 2006-06-16 2007-12-20 Boyd Kevin E Air filter with pleat lock
US9139940B2 (en) 2006-07-31 2015-09-22 3M Innovative Properties Company Bonded nonwoven fibrous webs comprising softenable oriented semicrystalline polymeric fibers and apparatus and methods for preparing such webs
US8202340B2 (en) * 2007-02-28 2012-06-19 Hollingsworth & Vose Company Waved filter media and elements
JP5346301B2 (ja) 2007-02-28 2013-11-20 ホリングワース・アンド・ボーズ・カンパニー 波形フィルタ材およびフィルタ要素
DE102007027299B4 (de) 2007-06-11 2009-02-26 Johns Manville Europe Gmbh Filter, Verfahren zu dessen Herstellung, dessen Verwendung sowie Filtermodule
US7989371B2 (en) 2007-06-22 2011-08-02 3M Innovative Properties Company Meltblown fiber web with staple fibers
US8679217B2 (en) * 2007-09-07 2014-03-25 E I Du Pont De Nemours And Company Pleated nanoweb structures
JP4972020B2 (ja) * 2008-03-18 2012-07-11 日本バイリーン株式会社 フィルタエレメント製造用櫛状部材、及びフィルタエレメント製造用櫛状部材を用いたフィルタエレメントの製造方法
AU2009251721B2 (en) * 2008-04-04 2012-05-03 3M Innovative Properties Company Air filtration device
KR20110127696A (ko) 2009-02-20 2011-11-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 항미생물 일렉트릿 웨브
US8231700B2 (en) * 2009-06-25 2012-07-31 3M Innovative Properties Company Pleated filter with tridirectional scrim
US8162153B2 (en) 2009-07-02 2012-04-24 3M Innovative Properties Company High loft spunbonded web
US8545607B2 (en) 2009-08-18 2013-10-01 Lydall, Inc. Pleatable composite filter media
US8414676B2 (en) 2010-02-26 2013-04-09 General Electric Company Filter device for use with machine
JP2011194389A (ja) 2010-03-17 2011-10-06 Nippon Air Filter Kk 中高性能フィルタ
CN202355962U (zh) * 2011-11-23 2012-08-01 苏州科佳环境科技有限公司 无隔板耐高温盒式过滤器
JP2013146670A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Nitta Corp エアフィルタ
US8986414B2 (en) * 2012-02-29 2015-03-24 Challen Sullivan Method of adhering a pleated filtration media and filter and media filter stack using same
US9399333B2 (en) * 2012-04-18 2016-07-26 Velcro BVBA Forming laminated touch fasteners
CA2873249C (en) 2012-05-15 2020-06-02 Camfil Ab Multilayer filter media
US10279301B2 (en) * 2012-11-01 2019-05-07 Lumileds Llc Strip, filter with the strip, method and apparatus for producing the strip
JP2014151299A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Toray Ind Inc フィルター用濾材およびエアフィルター
MX2015011262A (es) 2013-03-15 2015-12-03 Donaldson Co Inc Medios y elementos de filtro.
JP6159119B2 (ja) * 2013-03-28 2017-07-05 日東電工株式会社 フィルタ濾材の製造装置
US9474994B2 (en) 2013-06-17 2016-10-25 Donaldson Company, Inc. Filter media and elements
JP6209393B2 (ja) * 2013-08-21 2017-10-04 日東電工株式会社 フィルター濾材
PL3157650T3 (pl) 2014-06-23 2018-08-31 3M Innovative Properties Co Wstęgi elektretowe z dodatkami zwiększającymi ładunek
WO2016033097A1 (en) 2014-08-26 2016-03-03 3M Innovative Properties Company Spunbonded web comprising polylactic acid fibers
US10343095B2 (en) * 2014-12-19 2019-07-09 Hollingsworth & Vose Company Filter media comprising a pre-filter layer
CN104524896B (zh) 2014-12-29 2017-07-04 东莞市宇洁新材料有限公司 一种可检测颗粒物过滤器寿命的室内空气净化装置及其检测方法
CN104492198B (zh) 2014-12-29 2017-05-31 东莞市宇洁新材料有限公司 一种寿命可测的复合颗粒物过滤器
CN204411971U (zh) 2014-12-29 2015-06-24 东莞市宇洁新材料有限公司 一种空气净化器及用于该净化器的颗粒物过滤器
JP6455788B2 (ja) 2015-06-19 2019-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 積層不織布および空気清浄機、ならびに積層不織布の製造方法
CN107847824B (zh) 2015-06-30 2020-10-27 3M创新有限公司 包括具有以粘合方式密封边缘的端部的过滤介质的过滤器滤筒以及制造和使用方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102153264B1 (ko) * 2020-05-07 2020-09-07 최영환 위생 마스크
KR20220003279A (ko) * 2020-07-01 2022-01-10 주식회사 이엠코 공기정화장치

Also Published As

Publication number Publication date
CA3034827A1 (en) 2018-03-01
EP3503991A4 (en) 2020-03-18
CN109641169A (zh) 2019-04-16
CN109641169B (zh) 2021-11-19
US20190299035A1 (en) 2019-10-03
EP3503991A1 (en) 2019-07-03
BR112019003919A2 (pt) 2019-05-21
US11452891B2 (en) 2022-09-27
EP3503991B1 (en) 2022-11-23
WO2018038976A1 (en) 2018-03-01
JP2019531880A (ja) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11452891B2 (en) Pleated filter element comprising pleated filter media with edge dams, and method of making and using
CN107847824B (zh) 包括具有以粘合方式密封边缘的端部的过滤介质的过滤器滤筒以及制造和使用方法
US10758858B2 (en) Waved filter media and elements
CN108778455B (zh) 包含用于反应性气体的聚合吸附剂的空气过滤器
US8202340B2 (en) Waved filter media and elements
CA3060405C (en) Air filter media with post-pleat-deposited sorbent particles
KR101513761B1 (ko) 결합 필터매체 주름팩
WO2016119080A1 (en) Conformable pleated air filter with bridging filaments
US11123668B2 (en) Filter media including a filtration layer comprising synthetic fibers
WO1999055422A1 (en) Respirator filter having a pleated filter layer
JP2012513298A (ja) 小型マルチガスフィルタ
JP2016540528A (ja) 増加した摩擦周辺部を有する濾過フェースピースレスピレータ
JP6109334B2 (ja) 不織布エレクトレット繊維ウェブ及びその製造方法
WO2018090280A1 (en) Air filter comprising skip-slit, sorbent-loaded filter media
WO2021176291A1 (en) Counterflow energy recovery ventilator core comprising seamless pleated support media

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)