KR20230010208A

KR20230010208A - 수착 장치

Info

Publication number: KR20230010208A
Application number: KR1020227041265A
Authority: KR
Inventors: 매튜 피. 스말레스; 조셉 이. 콜
Original assignee: 칼곤 카본 코포레이션
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2023-01-18
Also published as: BR112022022068A2; US20210354075A1; WO2021232007A1

Abstract

층상 수착 재료 시트는 기판 시트 및 스페이서 시트를 포함한다. 스페이서 시트는 복수의 이격된 수착 재료 스트립을 정의한다. 시트는 함께 적층되거나 롤링될 수 있다. 교대하는 시트의 다수의 층이 또한 개시된다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트는 적층 구성으로 배열된다.

Description

수착 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 5월 15일에 출원된 발명의 명칭이 "Sorbent Devices"인 미국 가출원 제63/025,658호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 원용된다.

가솔린 및 기타 액체 탄화수소 연료에서 발생하는 증발 배출물은 대기 오염의 중요한 원인인데, 연료에 포함된 다양한 탄화수소가 태양광에 노출 시 광화학 스모그를 형성할 수 있기 때문이다. 이러한 스모그의 화합물 및 탄화수소 자체는 인간 및 동물에 대한 건강 효과를 저해시킬 뿐만 아니라 환경을 손상시킨다. 증발 배출물은 차량 재급유 중 특히 문제가 되는데, "비어 있는" 연료 탱크가 사실상 연료 증기로 채워지고, 탱크를 액체 연료로 채우는 행위가 탱크로부터 증기를 변위시키기 때문이다. 증발 배출물은 또한 탱크 내 연료가 가열될 때, 예컨대 뜨거운 주변 조건으로부터 또는 인접한 뜨거운 배기 시스템 구성요소로부터 발생한다. 통제되지 않으면, 연료 증기는 대기 중 오염물로 방출될 것이다.

자동차 부문에서, 가솔린 증기는 일반적으로 재급유 중에 온보드 재급유 증기 회수(ORVR) 캐니스터 시스템에 의해 회수된다. 이러한 장치는 가솔린 재급유로 인한 변위된 증기를 포집하여 엔진이 나중에 이를 연소시킬 수 있도록 설계된 여러 구성요소를 포함한다. 증기는 특별히 설계된 탱크 및 연료 필러 넥에 의해 연료 탱크 내에 포함된 상태로 유지되고, 그렇지 않으면 빠져나올 과잉 증기가 화학물질 캐니스터 내에 포착되어 흡착된다. 엔진 작동 중에, 엔진 제어 유닛(ECU)은 흡착된 증기가 캐니스터로부터 엔진 연료 시스템으로 방출되도록 허용하여, 가솔린 증기를 정상적으로 연소시키고 캐니스터를 다시 사용할 수 있도록 허용한다.

ORVR 시스템은 증기 배출을 줄이는 데 성공적이었지만 여전히 단점이 있다. 캐니스터는 취급하고 포장하는데 지저분할 수 있는, 활성탄 또는 숯과 같은 산개한 흡착 입자로 채워진다. 이러한 캐니스터는 부피가 크고 무거운데, 흡착 입자가 물리적으로 스스로 지지할 수 없고, 엄격한 배출 규제는 이제 소량의 증기 방출조차 금지하여, 더 높은 흡착 용량을 필요로 하기 때문이다. 캐니스터의 제조, 유지보수 및 폐기는 또한 산개한 흡착 입자로 인해 번거롭고, ORVR 장치의 복잡함은 각 차량의 비용을 증가시키면서 귀중한 승객 및 화물 공간을 차지한다. 자동차 제조업체는 증가하는 연료 효율 목표치를 충족하기 위해 모든 부품으로부터 더 가벼운 중량뿐만 아니라 비용 절감과 승객 및 화물 공간 확대를 요구하고 있으며, 더 작고, 더 가볍고, 더 간단하고, 더 비용 효율적이면서 여전히 더 엄격한 배출 목표치를 준수하는 새로운 ORVR 장치가 필요하다.

일부 실시예는 유니터리 수착 시트를 포함하는 수착 재료 시트 제품을 제공한다.

일 실시예에서, 수착 재료 시트 제품이 있으며, 상기 제품은: 유니터리 수착 시트를 포함하고, 상기 시트는; 기판 시트; 복수의 이격된 스트립 및 복수의 개재 공간을 갖는 스페이서 시트를 포함하고; 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트는 인접하는 접촉층으로서 배열되고, 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트 중 하나 이상은 수착 재료로 제조된다.

다른 실시예에서, 스페이서 시트는 수착 재료로 만들어진다.

다른 실시예에서, 기판 시트와 스페이서 시트 둘 모두는 수착 재료로 제조되고, 기판 시트와 스페이서 시트의 각각의 수착 재료는 상이하다.

다른 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 복수의 스페이서 시트를 포함하고, 복수의 스페이서 시트 중 적어도 하나는 발포체로 제조되고 임의의 개재 공간을 갖지 않는 연속 스페이서 시트이다.

다른 실시예에서, 이격된 스트립 중 하나 이상은 개재 공간 중 인접한 공간들 사이에 교차 채널을 형성하는 적어도 2개의 하위 스트립을 포함한다.

다른 실시예에서, 기판 시트는 길이 및 폭을 가지고, 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지며, 여기서 기판 시트의 길이 및 스페이서 시트의 길이는 실질적으로 동일하고, 기판 시트의 폭 및 스페이서 시트의 폭은 실질적으로 동일하다.

다른 실시예에서, 기판 시트는 길이 및 폭을 가지고, 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지되, 기판 시트 및 스페이서 시트는 적어도 길이 또는 폭에 대해 서로 상이하다.

다른 실시예에서, 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지며, 길이를 따르는 프레임 섹션 및 폭을 따르는 프레임 섹션을 더 포함하고, 복수의 이격된 스트립은 스페이서 시트의 폭을 따라 프레임 섹션 사이에서 수직으로 연장된다.

다른 실시예에서, 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지며, 이격된 스트립은 스페이서 시트의 길이에 수직으로 연장된다.

다른 실시예에서, 복수의 이격된 스트립 중 인접한 스트립은 복수의 개재 공간을 형성하여, 복수의 개재 공간이 각각의 길이방향 에지 사이에서 연장되고 각각의 길이방향 에지에서 개방된다.

다른 실시예에서, 유니터리 수착 시트는 나선형으로 권취되어 유니터리 수착 시트의 인접 층을 형성하여 유체가 유니터리 수착 시트의 인접 층 주위 및 이들 사이에서 흐를 수 있다.

다른 실시예에서, 유니터리 수착 시트는 수착 시트의 직경보다 큰 길이를 갖는 대략 원통형 형상을 갖는다.

다른 실시예에서, 유니터리 수착 시트는, 유체가 인접한 시트층들 주위에서 그리고 이들 사이에서 흐를 수 있도록 코어 주위에 나선형으로 감긴다.

다른 실시예에서, 코어는 수착 재료로 만들어진다.

다른 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 보강층을 더 포함한다.

다른 실시예에서, 수착 시트를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 하우징 내에 배열된다.

다른 실시예에서, 하우징은 가요성이다.

다른 실시예에서, 하우징은 증기 흡착 캐니스터이다.

다른 실시예에서, 증기 흡착 캐니스터는 온보드 재급유 증기 회수 장치의 일부이다.

일 실시예에서, 수착 재료 시트를 포함하는 기판 시트, 복수의 이격된 스트립 및 복수의 개재 공간을 갖는 스페이서 시트를 갖는 수착 시트를 제조하는 방법이 있고, 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트는 인접한 접촉층으로서 배열되고, 상기 방법은: 제1 재료 시트로부터 재료의 복수의 섹션을 제거하는 단계; 및 제1 재료 시트의 바닥면을 제2 재료 시트의 상단면에 접촉시키는 단계를 포함하며, 제1 재료 시트 또는 제2 재료 시트 중 하나 이상은 수착 재료로 만들어진다.

다른 실시예에서, 제1 재료 시트로부터 복수의 섹션을 제거하는 단계는 절단 다이를 사용하여 수행된다.

다른 실시예에서, 상기 방법은: 서로 실질적으로 평행한 복수의 섹션을 상기 제1 재료 시트의 중간부로부터 제거하여, 재료의 프레임이 복수의 섹션 주위에 남도록 하는 단계; 및 수착 시트를 트리밍하여 상기 복수의 섹션 주위에 프레임이 남지 않도록 하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 상기 방법은, 상기 복수의 섹션에 평행하게 상기 수착 시트를 그 자체를 중심으로 감아서 실린더를 형성하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 제1 재료 시트의 바닥면을 제2 재료 시트의 상단면에 접촉시키는 단계는, 개재하는 접착제 층 삽입, 개재하는 프라이머 표면 처리 삽입, 초음파 접합, 열 접합, 또는 코로나 방전 처리 중 하나 이상으로 수행된다.

본원에 기술된 실시예의 측면, 특징, 이점 및 장점은 다음의 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부 도면과 관련하여 명백해질 것이다:
도 1은 프레임 섹션을 갖는 유니터리 수착 시트의 실시예의 등각도이다.
도 2는 상이한 치수를 갖는 기판 시트 및 스페이서 시트를 갖는 유니터리 수착 시트의 일 실시예의 상면도이다.
도 3은 프레임 섹션이 없는 유니터리 수착 시트의 실시예의 등각도이다.
도 4는 하위 스트립을 갖는 유니터리 수착 시트의 실시예의 상면도이다.
도 5는 수착 재료 시트 제품을 제조하는 방법의 블록도이다.
도 6은 권취된 수착 재료 시트 제품의 실시예에 권취되는 유니터리 수착 시트의 실시예를 도시한다.
도 7은 적층된 유니터리 수착 시트로 만들어진 적층된 수착 재료 시트 제품의 실시예의 등각도이다.
도 8은 권취된 수착 재료 시트 제품의 실시예의 등각도이다.
도 9는 중심 코어를 갖는 권취된 수착 재료 시트 제품의 실시예의 등각도이다.
도 10은 원통형 하우징에 수용된 권취된 수착 재료 시트 제품의 실시예의 등각도이다.
도 11은 가요성 하우징(1001) 내의 적층된 수착 재료 시트 제품의 측면도이다.
도 12는 수착 재료 시트 제품의 하우징을 형성할 수 있는 예시적인 ORVR이다.

본 조성물 및 방법이 설명되기 전에, 본원 주제는 설명된 특정 공정, 조성물 또는 방법론에 제한되지 않는 것으로 이해해야 하는데, 이는 이들이 다양할 수 있기 때문이다. 또한, 본 설명에 사용된 용어는 특정 버전 또는 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 주제의 범주를 제한하려는 것은 아니고 이는 오직 첨부된 청구범위에 의해서만 제한될 것임을 또한 이해해야 한다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 설명된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 재료가 본 주제의 실시예의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법, 장치 및 재료가 이제 설명된다. 본원에 언급된 모든 간행물은 그 전체가 참조로서 포함된다. 본원의 어느 것도, 본 주제가 종래 발명으로 인해 이러한 개시를 선행할 권리가 없음을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한, 본원에서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 "하나", "일" 및 "특정한 하나"는 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수 기준을 포함한다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 예를 들어, "연소 챔버"에 대한 기준은 "하나 이상의 연소 챔버"에 대한 기준이고 당업자에게 공지된 이들의 균등물 등이다. 또한, 본 문서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하는"은 "포함하지만 이에 한정되지 않는"을 의미한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 사용되는 숫자의 수치의 ±10%를 의미한다. 따라서, "약 50"은 45 내지 55의 범위를 의미한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "수착 재료(sorbent material)"는, 액체 및/또는 가스를 흡착 또는 흡수할 수 있는, 임의의 공급원으로부터의 모든 공지된 재료를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어, 수착 재료는, 이들에 제한되지는 않지만, 활성 탄소, 탄소 나노튜브, 그래핀, 천연 및 합성 제올라이트, 실리카, 실리카 겔, 알루미나, 지르코니아, 및 규조토를 포함한다.

본 출원의 맥락에서, "수착 재료 시트(sorbent material sheet)"는 수착 재료로 만들어진 시트를 의미한다.

본 출원의 맥락에서, "유니터리(unitary)"는 단일 유닛을 형성하는 것을 의미한다. "유니터리(unitary)"는 단일 구성요소로 만들어진 제품을 기술할 수 있다. 이는 또한, 함께 단일 유닛인 다수의 구성요소로 제조된 제품을 기술할 수 있다. 유니터리 제품을 형성하는 다수의 구성요소는 서로 부착될 필요는 없지만, 서로 부착될 수 있다. 예를 들어, 유니터리 제품을 형성하는 2개의 구성요소가 예를 들어 접착제 층으로 함께 접착될 수 있다. 다른 예로서, 유니터리 제품을 형성하는 2개의 구성요소는 서로 근접하게 배열될 수 있지만 서로 부착되지는 않는다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 다수의 유니터리 수착 시트에 대한 설명 및 청구범위는, 측면 및/또는 표면이 서로 근접하는 다수의 분리 시트가 있음을 의미한다. 대안적으로, 다수의 유니터리 수착 시트의 설명 및 청구범위는, 단일 시트만 있지만 시트가 적층되거나, 권취되거나, 달리 서로 근접한 측면 및/또는 표면을 갖는 시트의 구성 덩어리를 생성하도록 권취되거나 접혀 있음을 의미한다. 또한, 상기 용어는 다수의 유니터리 수착 시트가 함께 적층된 다음 권취되거나 달리 접혀서 단일 덩어리로 교번하는 층을 형성하는 것을 고려한다.

본 출원의 맥락에서, "수착 재료 시트 제품(sorbent material sheet product)"은 유니터리 수착 시트를 이용하는 제품을 의미한다. 수착 재료 시트 제품은 하나의 유니터리 수착 시트일 수 있다. 이는 다수의 적층된 유니터리 수착 시트일 수 있다. 이는 실린더를 형성하기 위해 권취된 하나의 유니터리 수착 시트일 수 있다. 이는, 이어서 실린더를 형성하기 위해 권취되는 다수의 적층된 유니터리 수착 시트일 수 있다. 다음의 것과 약간 상이한 직경을 갖는 실린더로 각각 형성된 여러 개의 유니터리 수착 시트는, 그들이 유사한 크기의 실린더의 단면으로 동심 링을 형성하도록, 배열될 수 있다. 또한, "수착 재료 시트 제품(sorbent material sheet product)"은 하우징과 같은 추가 특징부를 포함할 수 있다.

수착제 또는 수착 재료 또는 수착 재료 시트 또는 유니터리 수착 시트 또는 수착 재료 시트 제품의 맥락에서 사용되는 바와 같이, 용어 표면은, 개별 구성요소의 외부 경계를 의미한다. 더욱 더 구체적으로, 유니터리 수착 시트의 맥락에서, 용어 표면은, 롤링되거나 적층되는 경우에 서로(들) 마주보는, 시트의 가장 큰 평평한 면을 의미한다. 시트에서, 상기 표면은 시트의 두께보다 상당히 큰 부분이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 유체는 적용된 전단 응력 하에서 연속적으로 흐르는 물질이다. 유체는 액체 및 가스를 포함하며 제로 전단 탄성률을 갖는다. 유체의 종류는 제한되지 않으며, 유기 화합물, 지방족 화합물, 방향족 화합물, 탄화수소, 냉매, 금속, 비활성 가스, 할로겐(IUPAC 그룹 17), 칼코겐(IUPAC 그룹 16), 프닉토겐(IUPAC 그룹 15), 냄새를 유발하는 화합물, 예컨대 황을 함유하는 화합물, 및 전술한 것 중 하나 이상의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 유체는 순수한 재료 또는 재료의 혼합물일 수 있다. 탄화수소의 예는, 가솔린, 메탄올, 에탄올, 및 부탄올을 포함하는 알코올, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 또는 도데칸을 포함한 단순 탄화수소, 경유, 등유, 액화 석유 가스, 천연 가스, 또는 광상으로부터 유도된 상기 탄화수소 중 하나 이상과 유사한 합성 연료 중 하나 이상을 포함한다.

실시예는 하나 이상의 유니터리 수착 시트를 함유하는 장치, 수착 재료 시트 제품, 및 수착 재료 시트 제품과 이들 시트를 함유하는 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 다양한 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은, 수착 재료와 결합제로 구성될 수 있고, 약 0.30 mm 내지 약 2.5 mm의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 두께는 약 2 mm 미만, 또는 약 1 mm 미만이다. 다양한 실시예의 장치는 하우징 및 하나 이상의 유니터리 수착 시트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 하우징의 총 부피의 약 10% 이상의 공극 분율을 가질 수 있다.

마지막으로, 일부 실시예는 2018년 1월 31일에 출원된 미국 특허 제10,807,034 B2호에 기술된 수착 장치에 관한 것이며, 그 전체는 참조로서 본원에 원용된다.

교대 공간 및 스트립이 있는 유니터리 수착 시트

유니터리 수착 시트, 이러한 시트의 원통형 롤, 이러한 시트를 제조하기 위한 방법 및 장치, 이러한 시트를 사용하는 수착 재료 시트 제품, 및 연관된 이들 각각의 제조 및 사용 방법이 본원에 개시된다.

도 1은 프레임 섹션(105)을 갖는 유니터리 수착 시트(100)의 실시예의 등각도이다. 유니터리 수착 시트(100)는 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102)를 포함한다. 스페이서 시트(102)는 수착 재료로 만들어질 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102)는 기계적, 마찰적 또는 화학적 수단을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 수단을 통해 서로 접착될 수 있다. 일부 실시예에서, 부착은 요구되지 않는다. 일부 실시예에서, 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102)는 단순히 서로 접촉하도록 배열된다.

기판 시트(101)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 임의의 적절한 수착 재료 시트일 수 있다. 이는 매끄럽고, 질감이 있고, 엠보싱되거나, 패터닝되거나, 이들의 임의의 조합일 수 있다. 기판 시트(101)는 길이 및 폭에 대응하는 두께 및 치수를 가질 것이다.

스페이서 시트(102)는 수착 재료 시트로 만들어질 수 있거나 만들어지지 않을 수 있다. 이는 기판 시트(101)와 동일한 수착 재료로 제조될 수 있거나, 다른 수착 재료로 제조될 수 있다. 이는 발포체일 수도 있다. 스페이서 시트(102)는 길이 및 폭에 대응하는 두께 및 치수를 갖는다. 스페이서 시트(102) 두께는 기판 시트(101)의 두께와 동일하거나 상이할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스페이서 시트(102)의 길이 및 폭 치수는 기판 시트(101)의 길이 및 폭 치수와 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 치수 중 적어도 하나는 동일한 크기로 절단된다.

도 1을 다시 참조하면, 스페이서 시트(102)는 대향하는 길이방향 섹션 및 대향하는 측방향 섹션으로 이루어진 주변 프레임(105), 및 스페이서 스트립(103)이 대향하는 길이방향 프레임 섹션(105)을 연결하도록 복수의 개재 공간(104)에 의해 분리된 복수의 스페이서 스트립(103)을 포함한다. 스페이서 스트립(103) 및 개재 공간(104)은 임의의 수단에 의해 형성될 수 있지만, 개재 공간(104)은 고형 재료 시트로부터 절단되고 제거되어, 교대하는 스페이서 스트립(103) 및 개재 공간(104)을 생성하는 것으로 고려된다.

스페이서 시트(101) 및 기판 시트(102)의 두께는 적용 요구에 의해 결정된다. 스페이서 시트(102)의 두께는, 유니터리 수착 시트(100)가 함께 롤링될 때 또는 다수의 유니터리 수착 시트(100)가 서로의 상부에 적층되는 경우에, 기판 시트(101)의 인접한 부분들 사이 거리를 결정한다. 일부 실시예에서, 스페이서 시트(102)의 두께는 기판 시트(101)의 두께보다 크다. 일부 실시예에서, 스페이서 시트(102)의 두께는 기판 시트(101)의 두께와 동일하다. 일부 실시예에서, 스페이서 시트(102)의 두께는 기판 시트(101)의 두께보다 작다.

기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102)는 둘레 에지가 정렬되어 실질적으로 유사한 치수의 단일 시트를 만들도록 정렬되고 크기를 갖는다. 이는 스페이서 시트(102)를 기판 시트(101)의 상부에 배치하고 기판 시트(102)를 원하는 크기로 절단함으로써 달성될 수 있다. 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(101)는 기계적, 마찰적, 화학적, 또는 다른 수단을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 수단에 의해 서로 접착될 수 있다. 대안적으로, 이들은 전혀 서로 접착되지 않을 수 있다. 후속하는 레이어링 또는 롤링 작동은 추가적인 접착제 또는 기술이 필요하지 않은 층들 사이에 충분한 접착성을 제공하는 것이 가능하다. 일부 실시예에서, 예컨대 시트가 강성 캐니스터 대신에 가요성 백 또는 파우치 내에서 함께 롤링될 때, 시트는 기판 시트 중 하나 이상, 스페이서 시트 중 하나 이상, 또는 스페이서 시트 및 기재 시트 둘 다에 피착되는 접착제를 통해 서로 접착된다. 생성된 유니터리 수착 시트(100)는 기판 시트(101)의 특징을 갖는 하나의 표면 및 스페이서 스트립(103) 사이에 형성된 개재 공간(104)을 통해 기판 시트(101)를 드러내는 하부 부분에 의해 분리된 스페이서 시트(102)의 특징을 갖는 대향 표면을 갖는다.

도 3은 프레임 섹션(105)이 없는 유니터리 수착 시트(100)의 실시예의 등각도이다. 일부 실시예에서, 길이방향 프레임 섹션(105)은 전형적으로 절단 작업을 통해 제거된다. 이는 스페이서 스트립(103) 사이의 개재 공간(104)을 통한 유체 흐름을 허용한다. 일부 실시예에서, 길이방향 섹션의 제거는 유니터리 수착 시트(100)가 롤링된 후에 발생할 수 있다.

도 1 및 도 3은 복수의 개재 공간(104)에 의해 분리된 복수의 스페이서 스트립(103)을 포함하는 스페이서 시트(102)를 설명하지만, 이러한 구조와 조합하여 고려되는 다른 층 구조가 있다. 예를 들어, 스페이서 시트(102)는 임의의 개재 공간(104)을 포함하지 않는 적어도 하나의 추가 스페이서 시트(102)를 포함하거나 이에 인접하여 구성될 수 있다. 이러한 구조는 실질적으로 연속적인 층일 것이고, 부가적인 기능을 추가하거나 유니터리 수착 시트(100)의 치수를 조정하는 역할을 할 것이다.

또한, 스페이서 시트(102)가 수착 재료로 제조되는지 또는 수착 재료로 제조되지 않는지 여부와 상관없이, 스페이서 시트(102)는 발포체로서 형성될 수 있다. 이러한 스페이서 시트가 발포체로서 형성되는 경우, 그 발포체는 개방-셀 발포체(유체가 발포체를 통과할 수 있게 함) 또는 폐쇄-셀 발포체(유체가 발포체를 통과할 수 없게 함)일 수 있다. 개방 셀 발포체는 유체가 이를 쉽게 통과할 수 있게 하는 반면, 폐쇄 셀 발포체는 일반적으로 발포체 내에 함유된 기공이 폐쇄되기 때문에 유체의 흐름을 방해한다. 이러한 일 실시예에서, 유니터리 수착 시트(100)는 기판 시트(101), 발포체로 형성되는 실질적으로 연속적인 스페이서 시트(102), 및 복수의 개재 공간(104)에 의해 분리된 스페이서 스트립(103)으로 형성되는 불연속 스페이서 시트(102)를 포함한다. 개방 셀 발포체, 폐쇄 셀 발포체, 또는 둘 모두를 포함하는 것은 유니터리 수착 시트(100)를 통한 유체의 흐름을 변경하거나 시트의 전체 치수를 변경하는 데 사용될 수 있다. 발포체는 수착 특성을 갖도록 구성될 수 있거나, 폼(forms)이 수착 특성을 갖지 않도록 구성될 수 있다. 발포체가 수착 특성을 갖도록 구성될 때, 이는 내부적(예를 들어, 재료는 활성 탄소와 같은 배합된 수착제를 포함함) 또는 외부적(예를 들어, 폼(form)이 기공의 표면에 첨가되는 활성 탄소와 같은 수착제를 포함함)일 수 있다.

도 4는 하위 스트립(401)을 갖는 유니터리 수착 시트(100)의 실시예의 상면도이다. 일부 실시예에서, 막힘 문제를 완화하기 위한 대안적인 경로를 생성하는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 스페이서 스트립(103)이 분기되어, 본질적으로 2개의 하위 스트립(401)을 형성하여, 스페이서 스트립(103)의 양 측면 상에 개재 공간(104)을 연결하는 교차 채널(402)을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 스페이서 스트립(103)은 하나 이상의 교차 채널(402)을 생성하는 2개 이상의 하위 스트립(401)으로 분할될 수 있다. 도 4에 도시된 교차 채널은 스페이서 스트립(103)의 양 측면 상의 개재 공간(104)에 수직이지만, 교차 채널(402)은 그렇게 제한되지 않는 것으로 이해된다. 예를 들어, 교차 채널(402)은 각진형, 만곡형, 테이퍼형, 또는 직선형 중 하나 이상일 수 있으며, 이들 각각은 경로를 통해 흐르는 유체의 비틀림, 따라서 압력 강하를 추가하거나 제거할 수 있다. 교차 채널(402)은 서로 평행할 수 있거나, 다른 실시예들에서는, 교차 채널(402)의 배향이 서로 평행하지 않도록 패터닝된다. 또 다른 실시예에서, 교차 채널(402)은 장거리 규칙도가 없도록 무작위로 배향된다.

유니터리 수착 시트(100)는, 이하에서 추가로 설명되는 수착 재료 시트 제품 및 실시예에서, 예를 들어, 평평한 시트 배열, 만곡된 시트 배열에서, 또는 나선형 권취 실린더에서, 유니터리 수착 시트(100)로서 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 유니터리 수착 시트(100)의 스페이서 시트(102)는, 평평한 배향으로 적층된 다수의 유니터리 수착 시트(100) 사이에 있든지, 또는 권취 배향인 경우와 같이 동일한 유니터리 수착 시트(100)의 인접부들 사이에 있든지, 인접하는 기판 시트(101) 사이에 균일한 거리를 생성한다.

유니터리 수착 시트(100)는, 이들이 준수해야 하는 물리적 공간, 요구되는 장치 성능, 및 유니터리 수착 시트(100)에 근접하게 포함되는 특징부에 따라 다양한 방식으로 함께 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 유니터리 수착 시트(100)는, 통과하는 유체에 노출되는 유니터리 수착 시트의 표면적을 증가시키기 위해 구멍, 천공, 애퍼처, 상승된 부분, 함몰된 부분, 또는 다른 표면 질감 또는 특징부를 포함할 수 있고, 따라서 주어진 총 시트 표면적에 대한 성능을 증가시킬 수 있다. 다양한 특징부 또는 질감은 또한 내부 및 외부 특징부, 예컨대 유체 채널, 튜브, 센서 및 밸브를 만들기 위해 크기가 설정되고 배치될 수 있다. 유니터리 수착 시트(100)는 원통형 또는 타원형 형태의 나선형 포위 구성과 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 상기 시트는, 요구되는 장치 치수 및/또는 임의의 다른 요구되는 내부 또는 외부 특징부에 따라 "S" 형상, 또는 볼록하거나 오목한 "C" 형상의 형태일 수도 있다. 유니터리 수착 시트(100)는 평평하거나 만곡된 구성으로 또한 적층될 수 있고, 적층형 유니터리 수착 시트는 의도된 공간에 맞추기 위해 필요에 따라 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형, 또는 다른 불규칙적인 형상일 수 있다. 이는, 후술되는 하우징 특징부와 조합하여, 유니터리 수착 시트(100)로부터 형성된 장치가 종래 기술의 캐니스터 장치보다 더 작고, 더 불규칙하게 형상화된 공간에 끼워질 수 있게 하며, 이는 차량 내부 공간을 최대화한다.

유니터리 수착 시트(100)를 통해 이동하는 유체의 양 및 유체의 흡착 동역학을 제어하기 위해, 압력 강하는 미리 결정된 사양으로 정밀하게 제어되어야 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 압력 강하는 유니터리 수착 시트(100)를 통과하는 유체의 유동 경로를 따라 2개의 지점 사이의 총 압력의 차이이다. 이론에 구속하고자 하는 것은 아니지만, 압력 강하는 탄소 시트의 흡착 성능과 관련되는데, 이는 유니터리 수착 시트(100)를 통해 이동하는 유체의 접촉을 제어하기 때문이다. 압력 강하는 유니터리 수착 시트(100)의 유체 유량, 두께, 간격, 표면적, 곡률 반경, 곡률 형상, 길이, 애퍼처의 존재, 및 표면 특징부를 포함하지만 이에 한정되지 않는 변수에 의해 영향을 받는다. 압력 강하는 또한 유니터리 수착 시트(100)를 통과하는 유체의 점도 또는 밀도와 같은 특징에 의해 영향을 받는다. 따라서, 유니터리 수착 시트(100) 내에서 또는 전체 장치에서 압력 강하의 제어는 유니터리 수착 시트(100) 또는 전체 장치의 기능에 있어서 중요한 인자이다.

본원에서 논의된 바와 같이, 나선형으로 권취되거나 적층된 유니터리 수착 시트(100)는 압력 강하에 대해 조정하기 어려울 수 있다. 권취된 나선형 상의 장력 또는 시트 적층체 상의 압력을 제어하는 것은 권취 또는 적층 기술을 통해 신중하게 그리고 재현 가능하게 행해져야 한다. 그러나, 일부 상황에서, 압력 강하 요건은 이들 방법에 의해 쉽게 충족되지 않는다. 이로 인해, 압력 강하를 제어하기 위한 대안적인 기술은, 권취의 장력 또는 적층체의 압력이 충분하지 않은 실시예들에서 요구된다. 스페이서 스트립(103), 특히 본원에 기술된 바와 같은 절단 다이를 사용함으로써 달성되는 예측 가능한 치수의 스페이서 스트립(103)의 사용은 스페이서 스트립(103)의 크기를 변화시키거나 각각의 스페이서 스트립(103) 사이의 간격을 변경함으로써 압력 강하의 미세 조정을 더 용이하게 한다. 이러한 스페이서 스트립(103)의 사용은, 또한, 본원에 개시된 기술 및 구조를 이용하는 수착 재료 시트 제품, 필터, 및 장치의 보다 일관된 생산을 허용한다.

압력 강하에 더하여, 다른 설계 고려사항은 연료 탱크 증발 손실 적용에 대한 이상적인 조건을 부여하기 위해 일련의 부피 또는 챔버에서 상이한 특성을 갖는 수착제를 사용하는 것을 포함한다.

수착 재료 시트 제품 성능은, 시트 가공 전 또는 시트 가공 도중에 재료를 첨가함으로써 개선될 수 있다. 이들 재료는 유익한 특성, 예로 압력 강하를 감소시키기 위해 향상된 다공성; H₂S 또는 다른 바람직하지 않은 가스와 같은 무기 증기의 흡착을 제공할 수 있다. 대안적으로, 상이한 수착 재료는, 유니터리 수착 시트(100)의 일측으로부터 다른 측으로의 별개 섹션 또는 성능 구배를 갖는 단일 유니터리 수착 시트(100)로 동시에 처리될 수 있다. 예를 들어, 증발 손실 캐니스터에서, 유니터리 수착 시트(100)는 높은 부탄 작업 용량("BWC")(부탄 흡착의 한 가지 척도임), 높은 BWC를 일측에 가질 수 있고 낮은 BWC를 타측에 가질 수 있어서, 증기가 유니터리 수착 시트(100)의 일 부분, 또는 유니터리 수착 시트의 적층체, 또는 나선형 권취된 유니터리 수착 시트를 통해 다른 부분으로 이동함에 따라 연료 탱크로부터의 증기 배출물이 상이한 수행 물질을 통과할 수 있게 한다.

본원에 기술된 설계 및 기술에 더하여, 수착 재료 자체는 유니터리 수착 시트(100)로 가공하기 전 또는 가공하는 동안 혼합물에 대한 첨가제로 변형될 수 있으며, 이는 추가 가공 시(예를 들어, 열 또는 화학), 시트에 다공성 또는 다른 특성 또는 특징을 생성한다. 이는 압력 강하를 제어하는 다른 방법을 제공한다.

다공성 또는 다른 특성을 제공할 수 있는 첨가제의 예시는, 발포체-유사 중합체 첨가제; 헹구어서 기공을 남길 수 있는 수용성 중합체; 의도된 유니터리 수착 시트(100) 두께보다 큰 입자 크기를 가져 깨져서 기공을 남기는 취성 재료, 유니터리 수착 시트(100)가 가열되고 첨가 재료가 증발하여 유니터리 수착 시트(100)에 기공을 생성하고, 유니터리 수착 시트(100) 내에 제어된 다공성을 부여할 수 있는 다른 유사한 공정으로 시트에 기공을 생성하는, 열적으로 불안정한 재료를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 이들 중 아무나 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 유니터리 수착 시트(100) 생산에 대한 대안적인 향상은, 상이한 특성을 갖는 둘 이상의 수착제가 단일 유니터리 수착 시트(100)에 포함되지만 시트의 폭을 따라 분리되도록, 유니터리 수착 시트(100)를 처리하는 것이다. 예를 들어, 높은 BWC 수착제는 낮은 BWC 수착제를 갖는 동일한 유니터리 수착 시트(100)에 사용될 수 있어서, 연료 탱크 배출물로부터의 증기가 단일 챔버 내에서 낮은 BWC 수착제보다 먼저 높은 BWC 수착제와 접촉하게 될 것이다. 즉, 일부 실시예에서, 저 및 고 BWC 수착제는 균질하게 혼합될 수 있거나, 일부 실시예에서는, 원하는 대로 저 또는 고 BWC 수착제의 별개 섹션이 존재할 수 있다.

다른 예시는, 예를 들어 높은 BWC 활성 탄소에 의해 정상적으로 잘 제거되지 않는 H₂S 또는 다른 바람직하지 않은 증기를 제거하는 수착제와 함께 포함된, 부탄 흡착용 높은 BWC 수착제이다.

스페이서 스트립(103)의 크기, 형상, 간격 및 분포는 각각 원하는 결과를 달성하도록 선택될 수 있다. 스페이서 스트립(103)은 균일한 폭을 가질 수 있거나 상이한 폭을 가질 수 있다. 폭은 스페이서 시트(102)의 길이를 따라 이동함에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 스페이서 스트립(103) 폭은 무작위적이거나, 외견상 무작위적이거나, 공지된 패턴으로 반복될 수 있다. 스페이서 스트립(103) 사이의 개재 공간(104)에서도 마찬가지다. 또한, 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102)(및 그에 따른 스페이서 스트립(103))는 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 이하에서 더 논의되는 바와 같이, 수착 물질의 스페이서 스트립(103)이 일부 이점을 갖지만, 스페이서 시트(102)는 다른 물질로 제조될 수 있다.

제조 방법

본 개시는 수착 재료 시트 제품을 제조하는 방법을 제공한다. 본 개시의 방법은 증가된 생산 속도 및 균일하고 보다 정밀하게 제어된 수착 재료 시트 제품을 포함하는 종래 기술의 공정에 비해 수많은 이점을 제공한다.

도 5는 수착 재료 시트 제품을 제조하는 방법의 블록도이다. 단계(501)에서, 섹션이 시트로부터 제거됨으로써, 스페이서 시트(102)를 형성한다. 이 단계를 수행하기 위해, 먼저, 시트가 제공되고 위치 상에 위치된다. 위치는 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 위치는 이동하지 않으며, 이는 정지 표면이다. 다른 실시예에서, 위치는 기판 롤러와 같은 이동형이다. 시트는 단일 시트일 수 있거나 다수의 개별 시트를 포함할 수 있음을 이해한다. 그런 다음, 섹션이 시트로부터 제거된다.

출원인은 수동 절단 작업을 통해 이전에 스페이서 스트립(103) 및 개재 공간(104)을 형성하려고 시도하였다. 이는 가능성이 있지만, 노동 집약적이며, 일관성 없는 치수를 초래한다. 따라서, 원하는 절단 치수 및 작동을 위해 절단 다이를 생성하였다. 절단 다이는 일반적으로 수착 재료를 깨끗하고 신속하게 절단할 수 있는 금속과 같은 절단 재료를 포함한다. 절단부는 상승되어 스페이서 섹션 또는 공간의 치수를 정의한다. 절단 다이는, 스트립 섹션 및 프레임 섹션을 비접촉 상태로 두기 위해 오목형 섹션에 의해 분리된 다수의 절단 섹션을 갖는다. 절단 다이는 임의의 원하는 길이를 달성하기 위해 시트의 길이를 따라 이동될 수 있다. 절단 다이는 또한 단일 절단 작동이 원하는 용도에 필요한 전체 시트로부터 재료를 절단하도록 크기를 가질 수 있다. 즉, 유니터리 수착 시트(100)의 원하는 치수가 3피트 x 1피트(또는 0.91미터 x 0.30미터)인 경우, 단일 절단 다이는 그 치수를 염두에 두고 개발될 수 있다. 이러한 절단 다이는 프레스형 기계에서의 배치 작업에 적합할 것이다. 대안적으로, 연속 절단 작업을 위해, 절단 다이는, 절단 다이가 재료 위로 롤링하여 이동함에 따라 절단하는 회전 공구로서 설계될 수 있다.

따라서, 일부 실시예에서, 섹션은 선택적인 단계(501a)에서 나타낸 바와 같이, 절단 다이를 사용하여 시트로부터 제거된다. 절단 다이를 사용할 때, 절단 다이는 시트와 접촉된다. 절단 다이는 제1 재료 시트의 하나 이상의 시트를 통과할 수 있는 하나 이상의 절단 블레이드 또는 절단 다이를 포함한다. 절단 다이가 시트의 하나 이상의 시트를 통과할 때, 재료의 패턴은 시트의 하나 이상의 시트로부터 제거되어 스페이서 시트(102)를 형성한다.

일부 실시예에서, 선택적 단계(501b)에서 나타낸 바와 같이, 섹션은 시트의 중앙으로부터 제거되어, 제거된 섹션 주위에 프레임(105)을 남긴다.

단계(502)에서, 수착 재료 시트가 제공된다. 이러한 수착 재료 시트는 기판 시트(101)가 된다. 단계(503)에서, 스페이서 시트(102)가 수착 재료 시트 상에 배치됨으로써, 유니터리 수착 시트(100)를 형성한다.

기판 시트(101) 상에 스페이서 시트(102)를 배치하는 것은 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 이동 또는 고정 기판으로서 단일 웹 또는 컨베이어 상에 배치된다. 다른 실시예들에서, 롤 투 롤 배치는 스페이서 시트(102)를 기판 시트(101)로 이동시킨다.

스페이서 시트(102) 및 기판 시트(101)는 레이어링 공정을 통해, 롤러의 중량을 통해, 또는 화학적(예를 들어, 접착제) 도포를 통해, 또는 다른 수단을 통해 서로 접착될 수 있다. 대안적으로, 이들은 전혀 접착되지 않을 수 있다. 오히려, 이들은 서로 접촉하도록 배열될 수 있다.

일부 실시예에서, 단계(504)가 수행된다. 단계(504)는 선택적인 단계(501b)가 수행된 경우에 수행될 수 있다. 즉, 섹션이 시트의 중간으로부터 제거되어 제거된 섹션 주위에 프레임(105)을 남긴 경우, 단계(504)가 수행될 수 있다. 단계(504)에서, 유니터리 수착 시트(100)는 트리밍되어 프레임(105)을 제거한다.

단계(505)에서, 수착 재료 시트 제품이 형성된다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 단계(505a)에서와 같이 단일 유니터리 수착 시트(100)를 포함한다. 다른 실시예에서, 단계(505b)가 수행된다. 단계(505b)에서, 하나 이상의 유니터리 수착 시트(100)가 생성된 다음 적층되어 적층된 수착 재료 시트 제품을 생성한다. 대안적으로, 적층된 수착 재료 시트 제품은 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102)의 이중층으로서 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단계(505c)가 수행된다. 단계(505c)에서, 유니터리 수착 시트(100)는 제거된 섹션에 대해 평행하게 그 자체에 권취되어 실린더를 형성하여 권취된 수착 재료 시트 제품을 생성한다. 단계(505c)의 일례가 도 6에 나타나 있다. 결국, 본원에 기술된 수착 재료 시트 제품에 추가로 포함시키기 위해 적어도 하나의 유니터리 수착 시트(100)가 나타난다.

수착 재료 시트

기판 시트(101), 스페이서 시트(102), 또는 기판 시트(101) 및 스페이서 시트(102) 둘 모두는 수착 재료 시트로 제조될 수 있다. 수착 재료 시트는 활성 탄소, 탄소 나노튜브, 그래핀, 천연 및 합성 제올라이트, 실리카, 실리카 겔, 알루미나, 지르코니아, 및 규조토를 포함하는 전술한 수착 재료 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다른 실시예에서는, 수착 재료 시트는 활성 탄소로 구성될 수 있다. 수착제는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 수착 재료 시트 중 하나 또는 둘 모두는 다공성을 갖지 않거나 실질적으로 다공성을 갖지 않거나, 폐쇄형 셀을 갖는 기공, 또는 개방 셀을 갖는 기공을 가질 수 있다. 소정의 재료에서, 기판 시트(101) 또는 스페이서 시트(102) 중 하나 이상은 임의의 화합물을 흡착하지 않는 보강 재료에 인접하거나, 이와 접촉하게 위치되거나, 이에 의해 포위되고, 대신에 기계적 보강재로서 포함된다. 이러한 재료의 예는 알루미늄, 강, 및 기타 금속, 또는 강성 중합체를 포함한다.

활성 탄소는 성능 요건, 비용, 및 다른 고려 사항에 기초하여 선택된 다양한 등급 및 유형일 수 있다. 활성 탄소는 분말을 재응집하는 단계로부터 과립일 수 있고, 너트쉘, 목재, 석탄 또는 압출에 의해 생성된 펠릿의 파쇄 또는 크기 결정 단계로부터 과립일 수 있거나, 분말 형태의 활성 탄소일 수 있다. 활성 탄소는 탄화 공정에 의해 형성될 수 있고 활성화될 수 있다. 목재, 너트쉘, 석탄, 피치 등과 같은 원재료는 산화되고, 액화되고, 증기 및/또는 이산화탄소는 가스화되어 흡착에 유용한 활성 탄소 내의 기공 구조를 형성한다. 초기 산화 및 액화 공정은 탈수 화학물질, 예컨대 인산, 황산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 및 이들의 조합을 이용한 화학 처리를 포함할 수 있다.

다양한 활성화 공정이 당업계에 공지되어 있다. 수착 재료 시트에 대해 활성 탄소를 제공하는 가장 유용한 공정은, 목재 및/또는 목재 부산물을 제공하는 단계, 인산에 노출시켜 목재 및/또는 목재 부산물을 산성 처리하는 단계, 및 증기 및/또는 이산화탄소 가스화를 사용하여 목재 및/또는 목재 부산물을 탄화하는 단계를 포함한다. 이 공정은, 활성 탄소 성능의 척도인, 가장 높은 부탄 작업 용량("BWC")을 갖는 활성 탄소 입자를 초래한다. BWC 시험 및 결과에 대한 더 자세한 내용은 실시예에 기술되어 있다.

활성 탄소는, 버개스, 대나무, 코코넛 껍질, 피트, 톱밥 및 스크랩 형태의 경질목 및 연질목 공급원과 같은 목재, 리그나이트, 합성 중합체, 석탄 및 석탄 타르, 석유 피치, 아스팔트 및 역청, 옥수수 줄기 및 껍질, 밀짚, 소비 곡류, 벼 외피 및 껍질 및 너트쉘, 및 이들의 조합의 형태를 포함하는 재료로 형성될 수 있다.

수착 재료 시트는 하나 이상의 결합제를 추가로 포함할 수 있다. 실시예는 특정 결합제에 제한되지 않으나, 이는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE 또는 TEFLON), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVF₂ 또는 PVDF), 에틸렌-프로필렌-디엔(EPDM) 고무, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), UV 경화성 아크릴레이트, UV 경화성 메타크릴레이트, 열 경화성 디비닐 에테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 아세탈 또는 폴리옥시메틸렌 수지, 플루오로탄성중합체, 예컨대 퍼플루오로탄성중합체(FFKM) 및 테트라플루오로 에틸렌/프로필렌 고무(FEPM), 아라미드 중합체, 예컨대 파라-아라미드 중합체 및 메타-아라미드 중합체, 폴리 트리메틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 아크릴 탄성중합체, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리우레탄, 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이축 배향된 폴리프로필렌(BoPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 이축 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(BoPET), 폴리클로로프렌, 또는 공중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 결합제는 조건이 요구하는 대로 열가소성 또는 열경화성일 수 있고, 열가소성 및 열경화성 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다.

결합제의 양은 총 조성물의 중량 기준 약 1% 내지 약 30%일 수 있고, 소정의 실시예에서, 결합제의 양은 총 조성물의 중량 기준 약 1% 내지 약 20% 또는 총 조성물의 중량 기준 약 2% 내지 약 10%, 또는 이들 예시적인 양을 포함하는 임의의 개별 양 또는 범위일 수 있다. 결합제는 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 약 5%, 약 6%, 약 7%, 약 8%, 약 9%, 약 10%, 약 11%, 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40% 또는 상기 양 중 임의의 두 개 이상으로 만들어진 임의의 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 이들 모두는 총 조성물의 중량을 기준으로 측정된다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트는, 예를 들어 10% 미만, 5% 미만, 또는 2% 미만, 및 약 0.1 중량% 또는 0.2 중량% 초과의 작은 잔류량으로 대략 존재할 수 있는 용매를 포함할 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 수착 재료 시트는 용매를 갖지 않을 수 있다(0 중량%).

일부 실시예에서, 상기 수착 재료 시트는 약 2.5 mm 미만, 약 2.3 mm 미만, 약 2 mm 미만, 약 1.8 mm 미만, 약 1.6 mm 미만, 약 1.4 mm 미만, 약 1.2 mm 미만, 약 1.0 mm 미만, 약 0.01 mm 내지 약 2 mm, 약 0.01 mm 내지 약 1.8 mm, 약 0.1 mm 내지 약 1.6 mm, 약 0.01 mm 내지 약 1.4 mm, 약 0.01 mm 내지 약 1.2 mm, 약 0.01 mm 내지 약 1.0 mm, 약 0.02 mm 내지 약 0.90 mm, 약 0.05 내지 약 0.95 mm, 약 0.05 내지 약 0.90 mm, 약 0.30mm 내지 약 2.5mm 또는 이들 예시적인 범위에 포함되거나 끝점으로 나열되는 임의의 개별 두께 또는 범위의 두께를 갖는다. 다양한 실시예의 수착 재료 시트는 약 0.05 g/cm³ 내지 약 2.0 g/cm³의 밀도를 가질 수 있고, 다른 실시예에서, 수착 재료 시트는 0.08 g/cm³ 내지 약 1.5 g/cm³, 약 0.1 g/cm³ 내지 약 1.3 g/cm³, 또는 이들 예시적인 범위에 포함되는 임의의 밀도 또는 범위를 가질 수 있다. 밀도는 먼저, 마이크로미터로 주어진 정사각형 또는 원형 시트 조각의 두께를 측정하고, 표면적을 곱하여 부피를 얻고, 조각을 칭량하여 밀도(중량/부피)를 얻음으로써 계산된다. 이들 실시예 중 특정 실시예에서, 수착 재료 시트는, 20 wt.%, 25 wt.%, 30 wt.%, 35 wt.%, 또는 40 wt.%, 또는 끝점으로서 선행하는 값 중 하나 이상으로 이루어진 임의의 범위와 같은 상승된 양의 결합제를 갖는다. 이러한 실시예는 적은 결합제를 갖는 대응되는 실시예보다 더 강성인 것으로 간주된다. 대안적으로, 시트는 추가적인 강도를 부여하기 위해 더 두껍게 제조될 수 있거나, 예를 들어 금속 호일 또는 금속 튜브의 별도의 층이 형성되어 수착 재료 시트와 접촉되어 수착 재료 시트에 강도를 부여할 수 있다.

전술한 바와 같이, 하나 이상의 별도의 보강층이 수착 재료 시트(들)의 전체 배열체 내에 포함되거나 그 배열체를 둘러쌀 수 있다. 하나 이상의 보강층의 주요 기능은 유니터리 수착 시트(100) 또는 전체 수착 재료 시트 제품의 물리적 내구성 또는 강도를 증가시키는 것이다. 보강층이 강도를 증가시키는 방법은 선택된 재료 및 보강층을 형성하는 이들 재료의 배향에 따라 달라진다. 보강층은, 예를 들어, 권취된 수착 재료 시트 제품으로 조립될 때, 일부 경우에 유니터리 수착 시트 또는 수착 재료 시트의 전체 인장 강도를 증가시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 보강층은 수착 재료 시트 제품 또는 수착 시트 자체가 기능 또는 내구성에 해로운 방식으로 구겨지거나 압착되는 것을 방지할 수 있다. 일반적으로, 보강층을 형성하는 보강 재료는 수착 특성을 갖지 않으며 수착제로서 기능하지 않을 것이다. 그러나, 본 개시는 일부 실시예에서, 보강층이 일부 수착 기능을 추가하기 위해 혼입된 수착 물질을 가질 수 있음을 고려한다. 예를 들어, 보강 재료는 일부 실시예에서 분말화된 활성 탄소와 같은 수착제를 포함할 수 있다.

하나 이상의 보강층은 특별히 제한되지 않는다. 보강 재료는 기공이 없는 시트, 기공을 갖는 시트, 망, 메시, 개방 셀 발포체, 또는 폐쇄 셀 발포체의 형태일 수 있다. 보강 시트는 전체 유니터리 수착 시트(100) 또는 수착 재료 시트 제품의 다른 층과 함께 적층될 수 있다. 보강층을 위한 재료의 예는 알루미늄, 강, 티타늄, 및 기타 금속, 또는 강성 중합체를 포함한다.

각각의 수착 재료 시트에 대한 BWC는 약 7 g/100 cm³보다 클 수 있고, 일부 실시예에서, BWC는 약 7.0 g/100 cm³ 내지 약 30 g/100 cm³, 약 8.0 g/100 cm³ 내지 약 25 g/100 cm³, 약 10 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 약 10 g/100 cm³ 내지 약 15 g/100 cm³, 약 11 g/100 cm³ 내지 약 15 g/100 cm³, 약 12 g/100 cm³ 내지 약 15 g/100 cm³, 또는 이들 예시 범위를 포함한 임의의 개별 BWC 또는 범위일 수 있다. 다른 예시에서, BWC는 약 9 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 약 12 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 약 13 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 약 14 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 또는 약 15 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³일 수 있다. 또한, 상기 범위의 임의의 종점은 조합되어 새롭고 구별되는 범위를 형성할 수 있는 것으로 고려된다.

수착 재료 시트는, 분말 또는 다른 미립자 형태로 제공되는 종래의 수착 재료보다 BWC에 의해 측정했을 시 더 높은 성능을 갖는다.

수착 재료 시트는 임의의 적절한 공정에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트는 과립형 또는 펠릿형 수착 재료를 분말로 분쇄하고, 분말을 결합제와 혼합하여 혼합물을 형성하고, 혼합물을 가열 및 배합하고, 혼합물을 롤링하여 수착 재료 시트를 형성함으로써 제조될 수 있다. 분쇄 단계는 약 0.001 mm 내지 약 0.2 mm, 약 0.005 mm 내지 약 0.1 mm, 약 0.01 mm 내지 약 0.075 mm, 또는 이들 예시적인 범위에 포함되는 임의의 개별 입자 직경 또는 범위를 갖는 수착 입자를 생성할 수 있고, 소정의 실시예에서, 분쇄 수착 입자는 약 0.001 mm 내지 약 0.01 mm의 평균 입자 직경을 가질 수 있다. 분말을 결합제와 혼합하는 단계는, 수착 입자 분말을 총 조성물의 약 2 중량% 내지 약 10 중량%, 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 약 2 중량% 내지 약 30 중량%, 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 이들 예시적인 범위에 포함되는 임의의 개별 양 또는 범위의 결합제와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 가열은, 예를 들어 약 50°C 내지 약 200°C와 같은 잔류 용매를 제거하기에 충분한 임의의 온도에서 수행될 수 있다.

수착 재료 시트는, 수착 재료 시트 내의 분말의 패킹 효율을 증가시키기 위해 상이한 크기의 입자의 다양한 분포를 포함할 수 있다. 상이한 크기의 입자의 선택은 분말 및 주변 결합제의 유동학적 특성을 또한 개선할 수 있으며, 이는 수착 재료 시트를 형성하기 전에 개선된 혼합 및 균일한 입자 분포를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트의 입자는 단일 입자 크기 분포를 가질 수 있고, 다른 실시예에서, 입자는 두 개의 상이한 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 추가의 실시예에서, 입자는 적어도 세 개의 상이한 입자 크기 분포를 가질 수 있다.

특정 크기 분포를 각각 갖는 적어도 두 개의 상이한 입자 집단의 평균 입자 크기는, 이들이 약 1:1 내지 약 1:15의 비율을 갖도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 두 개의 상이한 입자 집단의 평균 입자 크기는 약 1:2 내지 약 1:10의 비율을 가질 수 있다. 평균 입자 크기는 약 1:2 내지 약 1:5의 비율, 또는 전술한 비율 중 어느 하나의 조합을 또한 가질 수 있다.

수착 재료 시트는, 주어진 부피 및 중량에 대해 종래 기술의 연료 증기 회수 캐니스터보다 훨씬 더 높은 수착 용량을 갖는다. 이러한 능력은 다양한 방식으로 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트는 이러한 높은 수준의 제어가 요구되는 관할권에서 향상된 오염 제어를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, ORVR의 전체 크기, 비용 및 중량은 특정 수준의 성능을 위해 감소될 수 있다. 추가 실시예에서, 종래의 흡착 캐니스터에 비해 증가된 성능을 갖는 ORVR 흡착 장치가 설계될 수 있으며, 이에 따라 설계자는 증발성 방출물을 감소시키기 위해 달리 요구될 수 있는 고가의 복잡한 무회귀 연료 펌프 시스템을 생략할 수 있다. 고성능 흡착 장치는, 또한 활성 응축 증기 시스템을 불필요하게 할 수 있으며, 이는 압축기 펌프 및 응축물 저장 탱크의 크기, 중량 및 비용을 제거한다. 그러나, 수착 재료 시트를 사용하는 ORVR 흡착 장치는, 종래의 시스템에 비해 매우 높은 성능과 최소 크기, 중량, 및 비용 패널티를 위해 이들 장치와 또한 조합될 수 있음을 이해해야 한다.

수착 재료 시트 제품

전술한 유니터리 수착 시트(100)는 수착 재료 시트 제품으로서 단독으로 사용되거나 적층 또는 권취된 실시예로서 조합될 수 있다. 유니터리 수착 시트(100)의 조합은, 증가된 표면적/부피비, 감소된 공극 공간, 개선된 수착 성능 등과 같은 전술한 특징 중 하나 이상을 이용한다. 일반적으로, 유니터리 수착 시트(100)는 서로 옆에 배열되어, 유니터리 수착 시트(100)의 표면이 서로 근접하거나 인접하도록 적층되고, 롤링되고, 권취되고, 접히고/접히거나 라미네이트되는 유니터리 수착 시트(100)로 제조된 수착 재료 시트 제품을 형성한다. 배열이 무엇이든, 목표는 증기, 유체 및/또는 가스 스트림에 노출된 유니터리 수착 시트(100)의 표면적을 최대화하고, 그에 따라 수착 재료 시트 제품의 성능을 최대화하는 것이다.

적층된 수착 재료 시트 제품:

도 7은 적층된 유니터리 수착 시트(100)로 만들어진 적층된 수착 재료 시트 제품(700)의 실시예의 등각도이다. 적층된 수착 재료 시트 제품(700)은 두 개 이상의 유니터리 수착 시트(100)를 포함하고, 이들 각각은 상부 표면 및 하부 표면을 정의하고 공지된 조합된 총 표면적을 가지고, 각각의 유니터리 수착 시트(100)는 수착 재료 및 결합제를 포함하고, 인접한 유니터리 수착 시트(100)는 적층되고 배열되어서, 인접한 상부 및 하부 표면이 실질적으로 합동이고, 적어도 인접한 상부 및 하부 표면 사이에서 유체 유동을 허용하기 위해 정렬되도록 한다.

적층형 수착 재료 시트 제품(700)의 성능 개선은, 펠릿 또는 분말 형태로 캐니스터 내에 제공되는 경우에, 동일한 양 및 등급의 활성 탄소의 성능과 비교하여 주어진 양의 활성 탄소를 갖는 제품의 성능으로서 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은, 펠릿 또는 분말 형태의 캐니스터 내의 동일한 부피 및 등급의 활성 탄소보다 약 3% 초과, 약 5% 초과, 약 7% 초과, 약 9% 초과, 약 10% 초과, 약 12% 초과, 약 14% 초과, 및 약 16% 초과인 BWC를 갖는다. 이들 양에 기초한 범위, 예컨대 약 5-14% 초과, 약 5-10% 초과, 약 10-16% 초과 등과 같은 성능이 또한 고려된다.

이들 개선은 적층된 수착 재료 시트 제품(700)의 다른 개선을 고려하지 않고, 펠릿 또는 분말 활성 탄소의 부피와 적층된 수착 재료 시트 제품(700)의 부피 사이에서만 측정된다는 것을 유의해야 한다. 전술한 하나의 주요 차이점은, 달리 요구되는 강성 캐니스터 몸체의 생략이다. 느슨한 활성 탄소가 스스로를 지지할 수 없기 때문에 펠릿 또는 분말 활성 탄소를 포함한 종래 기술 시스템에서 필요한 강성 캐니스터 본체의 생략은, 중량 절감을 유도한다.

적층형 수착 재료 시트 제품(700)이 메인 챔버에 사용되는 일부 실시예에서, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)의 부피 기준으로 동일한 양의 펠릿/분말 형태의 BWC보다 적어도 10% 더 높은 BWC를 갖는다. 이러한 메인 챔버 실시예에서, 적층된 수착 재료 시트 제품(700)은 약 10 g/100 cm³ 초과의 BWC를 갖는다. 일부 실시예에서, 상기 적층된 수착 재료 시트 제품이 스크러버 또는 메인 챔버에서 사용되는 경우, 그것은 약 1.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _,약 3.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _, 약 5.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _,약 1.0 g/100cm³ 내지 약 20 g/100cm³ _,약 3.0 g/100cm³ 내지 약 20 g/100cm³ _,약 5.0 g/100cm³ 내지 약 20 g/100cm³ _,약 7.0 g/100cm³ 내지 약 20 g/100cm³, 또는 약 12 g/100cm³ 초과, 또는 약 13 g/100cm³ 초과, 또는 약 14 g/100 cm³ 초과, 또는 약 15 g/100cm³ 초과의 BWC를 갖는다. 범위는 또한, 예컨대 약 10-20 g/cm³, 약 10-12 g/100cm³, 약 10-14 g/100cm³, 약 12-14 g/100cm³, 약 12-15 g/100cm³, 및 약 15-20 g/100cm³로 고려된다.

상기 설명과 일관되게, 적층된 수착 재료 시트 제품(700)은 메인 챔버 또는 스크러버에 포함되도록 구성될 수 있음을 주목해야 한다. 메인 챔버에 대해 구성될 때, 수착 재료 시트 제품(700)은 높은 전체 BWC, 예컨대 약 10.0 g/100cm³ 내지 약 20 g/100cm³, 또는 약 12 g/100cm³ 초과, 또는 약 13 g/100cm³ 초과, 또는 약 14 g/100 cm³ 초과, 또는 약 15 g/100cm³ _초과,약 10-20 g/cm³, 약 10-12 g/100 cm³, 약 10-14 g/100 cm³, 약 12-14 g/100 cm³, 약 12-15 g/100 cm³, 또는 약 15-20 g/100 cm³ _{를 갖는다.} 스크러버를 위해 구성될 때, 수착 재료 시트 제품(700)은 낮은 전체 BWC, 예컨대 약 1.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _,약 3.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _,약 5.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³, 또는 이들 범위 중 하나에 속하는 임의의 값을 갖는다. 메인 챔버는 스크러버보다 더 높은 전체 흡착 용량을 갖지만, 메인 챔버 및 스크러버는 설계 요건, 선택된 재료, 또는 둘 모두에 따라 동일하거나 상이한 다른 특성을 가질 수 있다.

유니터리 수착 시트(100)는 스페이서 스트립(103)에 의해 이격된 관계로 유지된다. 이러한 배열은 공극 부피, 유량, 압력 강하, 및 다른 특징 중 하나 이상을 제어한다.

각각의 유니터리 수착 시트(100)는 유체 유동에 실질적으로 평행한 대향한 측방향 에지를 정의한다. 인접한 유니터리 수착 시트(100)의 합동 측방향 에지는 서로 분리될 수 있고, 함께 결합되거나 이들의 일부 조합일 수 있다. 이러한 방식으로, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)의 에지는 밀봉되거나, 부분적으로 밀봉되거나, 밀봉되지 않을 수 있다. 밀봉 여부의 성질은, 유체 유량 및/또는 패턴 또는 다른 특성을 변형시키는 것과 같이 원하는 결과를 달성하도록 선택될 수 있다.

일부 실시예에서, 적층된 수착 재료 시트 제품(700)은 약 10% 이하의 공극 부피를 생성한다. 일부 실시예에서, 공극 부피는 약 8% 이하, 일부 실시예에서 공극 부피는 약 6% 이하, 일부 실시예에서 공극 부피는 약 4% 이하이다. 일부 실시예에서, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 약 10% 이상, 약 12% 이상, 약 14% 이상, 약 15% 이상, 약 16% 이상, 약 17% 이상, 약 18% 이상, 약 19% 이상, 약 20% 이상, 약 21% 이상, 약 22% 이상, 약 23% 이상, 약 24% 이상, 약 25% 이상, 약 26% 이상, 약 27% 이상, 약 28% 이상, 약 29% 이상, 또는 약 30% 이상, 또는 상기 범위를 조합하여 형성된 임의의 범위의 공극 부피를 생성한다. 일부 실시예에서, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 약 10%, 약 12%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 약 25%, 약 26%, 약 27%, 약 28%, 약 29%, 또는 약 30%, 또는 상기 범위를 조합하여 형성된 임의의 범위의 공극 부피를 생성한다. 일부 실시예에서, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 약 10-15%, 약 15-20%, 약 20-25%, 약 25-30%, 또는 약 30-35%의 공극 부피를 생성한다.

일부 실시예에서, 각각의 유니터리 수착 시트(100)는 약 0.08 g/cm³ 내지 약 1.5 g/cm³의 밀도를 갖는다.

일부 경우에, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은, 수착 재료 입자의 적어도 두 개의 집단을 포함하고, 여기서 적어도 두 개의 집단 각각은 상이한 평균 입자 직경을 갖는다. 개별 수착 재료 시트에 관해 논의된 이중 모드 입자 크기 분포에 대한 상기 설명을 참조한다. 다수의 유니터리 수착 시트(100)로 형성된 제품에 대하여 수착 입자의 집단 간의 동일한 분포 비율이 고려된다. 일부 경우에, 적어도 두 개의 집단에 의해 달성된 수착 재료 입자의 밀도는 어느 하나의 집단에 의해서 달성된 밀도보다 크다. 이중 모드 입자 크기 분포를 포함시키는 것은 또한, 중합체 시트를 전단력에 보다 더 저항성이 있게 하기 때문에 수착 재료 시트 제품의 기계적 특성을 개선하는 데 사용될 수 있다.

일부 경우에, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 적어도 두 개의 유니터리 수착 시트(100)로 제조되고, 이들 각각은 조합 총 표면적을 갖는 정의된 상부 표면 및 하부 표면을 가지되, 각각의 유니터리 수착 시트(100)는 수착 재료 및 결합제로 제조되고, 각각의 유니터리 수착 시트(100)는 적층되고 배열되어서, 다수의 유니터리 수착 시트(100)의 인접한 상부 및 하부 표면이 실질적으로 평행하고 적어도 인접한 상부 및 하부 표면 사이에서 유체 유동을 허용하기 위해 정렬되도록 한다.

적층된 수착 재료 시트 제품(700)의 맥락에서 사용되는 바와 같이, 용어 실질적으로 평행한은, 유니터리 수착 시트(100)가 전체 면적에 걸쳐 실질적으로 동일한 거리를 유지하지만, 다양한 물리적 특징 및 특징부를 제외하고 동일한 거리를 유지한다는 것을 의미한다. 여전히 실질적으로 평행한 범주 내에 속하는 이러한 예외는, 스페이서, 센서, 애퍼처, 튜브, 포트, 밸브, 채널, 물결주름, 주름, 접힘과 같은 구성요소의 변형, 제조 또는 작동 중에 마주치는 변형, 외부 하우징에 의해 또는 이를 통해 인가된 형상 또는 압력으로 인한 변형, 시트의 주변부를 밀봉하기 위한 것과 같은 상이한 래핑 기술 등으로 인한 차이를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 상기 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 펠릿 또는 분말 형태의 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 약 5%, 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 또는 약 50% 초과의 BWC 값을 갖는다. 이들은 또한 조합되어, 예를 들어, 펠릿화된 형태 또는 분말화된 형태로 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 약 5-25% 더 높은 범위를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 펠릿 또는 분말 형태의 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 적어도 약 5%, 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 또는 적어도 약 50% 초과의 BWC 값을 갖는다.

소정의 대안적인 실시예에서, 적층된 수착 재료 시트 제품(700)은 분말화된 형태 또는 펠릿화된 형태의 동일한 부피의 수착 재료의 BWC 값보다 높지 않은 BWC 값을 갖는다. 이러한 실시예에서, 상기 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 펠릿 또는 분말 형태의 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 약 5%, 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 또는 약 50% 미만의 BWC 값을 갖는다. 이들은 또한 조합되어, 예를 들어, 펠릿화 또는 분말화된 형태로 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 약 5-25% 낮은 범위를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 적층형 수착 재료 시트 제품(700)은 펠릿 또는 분말 형태의 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 약 5% 초과, 약 10% 초과, 약 15% 초과, 약 20% 초과, 약 25% 초과, 약 30% 초과, 약 35% 초과, 약 40% 초과, 약 45% 초과, 또는 약 50% 초과하여 낮은 BWC 값을 갖는다. 앞 문장에서 사용된 바와 같이, 구절 "동일한 부피의 흡착 재료의 BWC보다 약 ...% 초과하여 낮다"는 것은 백분율 결핍이 절대값 기준 더 크다는 것을 의미한다. 예를 들어, "약 45% 초과"는 펠릿화 또는 분말화된 형태로 동일한 부피의 수착 재료의 BWC보다 약 45% 내지 약 100% 작은 BWC 값을 갖는 수착제를 포함한다. 초기에는 단점인 것으로 보이지만, 분말 또는 펠릿화된 형태로 동일한 수착 재료의 것보다 높지 않은 BWC 값을 갖도록 적층된 수착 재료 시트 제품(700)을 제어하는 것은 적절한 압력 강하 또는 다른 특징의 선택과 조합될 때 이점을 가질 수 있다. 본원에 개시된 실시예의 또 다른 장점은, 제조 용이성, 보다 용이한 재료 취급, 비용 절감, 더 적은 수의 부품, 더 낮은 압력 강하, 제조 장점 또는 BWC 개선이 보이지 않더라도 다른 이점을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

적층형 수착 재료 시트 제품(700)의 유니터리 수착 시트(100)는, 평평하거나, 나선형 원통으로 권취되거나, 타원형 형태로 권취되거나, 세장형 직사각형 막대로 권취되거나, 접히거나, "S" 형상으로 적층되거나, 동심 원통으로 형성되거나, 동심 타원으로 형성되거나, 동심 직사각형 막대로서 형성되거나, 이들 형태의 조합으로서 형성되는 것으로 구성될 수 있다.

유니터리 수착 시트(100)가 형성될 때, 이들은 기판 시트(101)와 스페이서 스트립(103) 및 스페이서 시트(102) 중 하나 이상 사이의 접착 수준을 증가시키는 처리의 유무에 관계없이 형성될 수 있다. 이러한 처리의 예는, 개재하는 접착제 층의 삽입, 개재하는 프라이머 표면 처리, 초음파 접합, 열 접합, 또는 코로나 방전 처리를 삽입을 포함한다. 다른 실시예에서, 어떠한 종류의 표면 처리도 수행되지 않으며, 튜브, 파우치 또는 하우징 내에 삽입될 때 부여되는 마찰과 같은 기계적 힘에 의해서만 기판 시트(101), 스페이서 스트립(103), 및 스페이서 시트(102)가 함께 유지된다.

권취형 수착 재료 시트 제품:

도 8은 권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 실시예의 등각도이다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은, 밀도, 공극 공간, 압력 강하, 용량 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 원하는 특성을 달성하기 위해 권취되거나 롤링되는 기판 시트(101) 및 복수의 스페이서 스트립(103)을 포함하는 적어도 하나의 유니터리 수착 시트(100)로 제조된다. 일부 실시예에서, 다수의 유니터리 수착 시트(100)가 함께 사용될 수 있다.

유니터리 수착 시트(100)는 대안적인 것으로서 또는 적층형 수착 재료 시트 제품(700)과 조합하여 권취되거나 롤링될 수도 있다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 상부 표면 및 하부 표면을 정의하는 유니터리 수착 시트(100)를 포함하고, 조합된 시트는 공지된 총 표면적을 갖되, 상기 유니터리 수착 시트(100)는 수착 재료와 결합제를 포함하고, 여기서 유니터리 수착 시트(100)는 유니터리 수착 시트(100)의 인접한 층 주위 및 이들 사이의 유체 유동을 허용하는 유니터리 수착 시트(100)의 인접한 층을 생성하기 위해 나선형으로 권취된다.

적층된 수착 재료 시트 제품(700)과 유사하게, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 펠릿 또는 분말 형태로 제공되는 활성 탄소의 등가 부피에 비해 개선된 성능을 갖는다.

적층형 수착 재료 시트 제품(800)의 성능 개선은, 펠릿 또는 분말 형태로 캐니스터 내에 제공되는 경우에, 동일한 양 및 등급의 활성 탄소의 성능과 비교하여 주어진 양의 활성 탄소를 갖는 제품의 성능으로서 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은, 펠릿 또는 분말 형태의 캐니스터 내의 동일한 양 및 등급의 활성탄보다 약 3% 초과, 약 5% 초과, 약 7% 초과, 약 9% 초과, 약 10% 초과, 약 12% 초과, 약 14% 초과, 및 약 16% 초과인 BWC를 갖는다. 이들 양에 기초한 범위, 예컨대 약 5-14% 초과, 약 5-10% 초과, 약 10-16% 초과 등과 같은 성능이 또한 고려된다.

메인 챔버로서 사용될 때, 권취형 수착 재료 시트 제품(700)은, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 부피 기준으로 동일한 양의 펠릿/분말 형태의 BWC보다 적어도 10% 더 높은 BWC를 갖는다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 약 10 g/100 cm³ 초과의 BWC를 가지거나, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 약 7.0 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 또는 약 12 g/100 cm³ 초과, 또는 약 13 g/100 cm³ 초과, 또는 약 14 g/100 cm³ 초과, 또는 약 15 g/100cm³ 초과, 또는 20 g/100cm³ 초과의 BWC를 갖는다. 범위는 또한, 예컨대 약 10-20 g/100cm³, 약 10-12 g/100cm³, 약 10-14 g/100cm³, 약 12-14 g/100cm³, 약 12-15 g/cm³, 및 약 15-20 g/cm³로 고려된다.

스크러버를 위해 구성될 때, 권취형 수착 재료 시트 제품(700)은 낮은 전체 BWC, 예컨대 약 1.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _,약 3.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³ _,약 5.0 g/100cm³ 내지 약 10.0 g/100cm³, 또는 이들 범위 중 하나에 속하는 임의의 값을 갖는다. 메인 챔버는 스크러버보다 더 높은 전체 흡착 용량을 갖지만, 메인 챔버 및 스크러버는 설계 요건, 선택된 재료, 또는 둘 모두에 따라 동일하거나 상이한 다른 특성을 가질 수 있다.

소정의 실시예들에서, 권취형 수착 재료 시트 제품의 BWC에서 측정된 전체 흡착 용량은 스페이서 스트립(103), 스페이서 시트(102), 또는 기판 시트(101) 사이의 간격에 기초한다. 이들 구성요소 중 하나 이상 사이의 간격을 변화시킴으로써, BWC는 재료를 크게 변경할 필요 없이 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 동일한 수착 재료로 만들어진 수착 재료 시트는, 종래에는 이들이 실질적으로 상이한 수착 재료 또는 수착 재료의 형태(예컨대, 메인 챔버용 펠릿 및 스크러버용 모놀리스)를 필요로 하지만, 간격을 변화시킴으로써 메인 챔버 또는 스크러버를 구성하는데 사용될 수 있다. 메인 챔버 및 스크러버 모두에 대해 동일하거나 실질적으로 유사한 수착 재료를 사용함으로써, 제조가 크게 단순화된다.

본원에서 설명된 바와 같은 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 그의 직경보다 실질적으로 더 큰 길이를 갖는 일반적으로 원통형 형상을 갖지만, 원추형 또는 절두 원추형 변형뿐만 아니라 타원체 또는 다른 형상을 포함하는 임의의 치수가 사용될 수 있다.

권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 밀도는 아래의 식에 기초하여 계산될 수 있다:

권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 약 80-2000 kg/m³, 약 500-2000 kg/m³, 약 750-1500 kg/m³, 약 900-1200 kg/m³, 약 900-1050 kg/m³, 약 400-500 kg/m³, 약 500-600 kg/m³, 약 500-550 kg/m³, 약 600-650 kg/m³, 약 650-700 kg/m³, 및 700-750 kg/m³의 평균 롤 밀도로 권취될 수 있다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 약 7g/100cm³ 초과, 바람직하게는 약 10g/100cm³ 초과의 BWC를 갖는다. 일부 실시예에서, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 약 7.0g/100cm³ 내지 약 30g/100cm³의 BWC를 갖는다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은, 롤링되지 않는 전술한 유니터리 수착 시트(100)와 동일한 BWC를 가질 수도 있다.

적층형 수착 재료 시트 제품(700)에 관해 전술한 논의와 유사하게, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은, 흡착제 펠릿형 또는 분말형 활성 탄소의 다수의 입자 크기 분포 또는 집단을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 동일한 비율을 고려한다. 전술한 논의와 유사하게, 이는 더 큰 성능을 초래하며, 그 이유는 더 많은 양의 활성 탄소가, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)으로 형성되는 유니터리 수착 시트(100) 내에 혼입될 수 있게 하기 때문이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 (예를 들어 원형, 타원형, 정사각형, 삼각형, 직사각형 등과 같은 임의의 단면 형상의) 관형의 권취, 나선형 권취, 동심 적층화, 또는 이들의 조합에 의한, 하나 이상의 유니터리 수착 시트(100)의 임의의 형태의 적층화를 지칭한다. 예를 들어, 단일 유니터리 수착 시트(100)는 그 길이를 따라 나선형으로 권취되어 도 6에 도시된 대로 원통 형상의 권취형 수착 재료 시트 제품(800)을 형성할 수 있다. 다른 예시로서, 복수의 유니터리 수착 시트(100)가 적층된 다음에 함께 권취되어 유사한 원통형 형상을 형성할 수 있다. 다른 대안으로서, 다음의 것과 약간 상이한 직경을 갖는 실린더로 각각 형성된 여러 개의 유니터리 수착 시트(100)는, 그들이 유사한 크기의 실린더의 단면으로 동심 링을 형성하도록 배열될 수 있다. 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 이들 및 다른 배열의 다양한 조합이 하우징 또는 캐니스터의 임의의 형상 내에서 공간을 충진하기 위해 사용될 수 있다.

권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 맥락에서 사용되는 바와 같이, 용어 실질적으로 평행한은, 미세하게, 무한하게 작은 치수로, 2개의 유니터리 수착 시트(100)의 기판 시트(101) 또는 하나의 유니터리 수착 시트(100)의 기판 시트(101)의 층은 반경 또는 선형 방향으로 서로로부터 실질적으로 동일한 거리인 것을 의미하도록 사용된다. 그러나, 권취형 수착 재료 시트 제품(800), 특히 중심 또는 코어 주위에서 나선형으로 권취된 단일 유니터리 수착 시트(100)인 시트의 맥락에서, 이는 기판 시트(101)가 서로 대면하는 전체 영역에 걸쳐 서로로부터 정확히 동일한 거리가 아님을 의미하는 것으로 또한 이해된다. 또한, 이러한 맥락에서, 스페이서, 센서, 애퍼처, 튜브, 포트, 밸브, 채널, 물결 주름, 주름, 접힘과 같은 구성요소, 제조 또는 작동 중에 접하는 변형, 외부 하우징에 의해 또는 외부 하우징을 통해 인가되는 형상 또는 압력으로 인한 변형, 시트의 주변부를 밀봉하는 것과 같은 상이한 래핑 기술 등으로 인한 유니터리 수착 시트(100) 또는 유니터리 수착 시트들(100) 사이에 유사한 거리 변화가 고려되는 것으로 이해된다.

수착 재료 시트에 관하여 전술한 바와 같이, 상기 결합제는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE 또는 TEFLON), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVF2 또는 PVDF), 에틸렌-프로필렌-디엔(EPDM) 고무, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), UV 경화성 아크릴레이트, UV 경화성 메타크릴레이트, 열 경화성 다이비닐 에테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 아세탈 또는 폴리옥시메틸렌 수지, 플루오로탄성중합체, 퍼플루오로탄성중합체(FFKM) 및/또는 테트라플루오로 에틸렌/프로필렌 고무(FEPM), 아라미드 중합체, 파라-아라미드 중합체, 메타-아라미드 중합체, 폴리 트리메틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 아크릴 탄성중합체, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리우레탄, 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이축 배향된 폴리프로필렌(BoPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 이축 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(BoPET), 폴리클로로프렌, 및 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

상기 실시예들 모두에서, 수착제는 가요성으로 제조되고, 이를 통과하는 증기 및 가스에 대해 이용 가능한 높은 표면적을 갖는다. 이는, 흡착제가 작은 캐니스터, 작은 캐니스터 챔버, 가요성 튜브, 곡선형 튜브, 불규칙한 형상, 스네이크형 또는 달리 불규칙적인 튜브, 및 종래의 형태의 수착제에 맞추기 어려운 다른 형상과 같은 제한된 공간에 맞도록 제조될 수 있음을 의미한다. 이러한 장점은, 종래의 분말형, 과립형, 또는 펠릿형 수착제로는 가능하지 않은 다양한 구성으로 수착 재료 시트 제품이 사용될 수 있게 한다.

도 9는 중심 코어(901)를 갖는 권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 실시예의 등각도이다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 통상적으로 유니터리 수착 시트(100)를 중심 코어(901), 예컨대 고체, 중앙, 원통형 스핀들 주위에 감음으로써 제조된다. 이는 일부 고체 중합체 또는 다른 재료이다. 스핀들은 고형 상태이고 부피를 차지한다. 다른 경우에, 유니터리 수착 시트(100)는 강성 또는 반-강성 튜브와 같은 개방 중심 코어 주위에 권취된다. 어느 경우든, 중심 코어(901)는 권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 성능에 기여하지 않는다. 일 실시예에서, 중심 코어(901)를 잘 사용한다. 일 실시예에서, 유니터리 수착 시트(100)는 부가적인 흡착 용량을 갖는 권취형 수착 재료 시트 제품(800)을 생산하는 수착 재료로 만들어진 중심 코어(901) 주위에 감긴다.

일 실시예에서, 중심 코어(901)는 수착 재료로 제조되거나 수착 재료로 채워진 내부 부피를 갖는 코어로서 기능하는 구조체로서 제조된다. 이것의 장점은 장치 내의 흡착제의 양을 증가시킴으로써, 메인 챔버를 위해 구성될 때 성능을 증가시키는 것이다. 중심 코어(901)는 개방 공간, 중공형 튜브, 천공된 중공형 튜브, 또는 추가 수착 재료를 유지하는 공간을 정의하는 데 사용되는 다른 구조체의 형태를 취할 수 있다. 수착 재료의 증가는 더 나은 성능을 초래한다.

중심 코어(901)는 전술한 유니터리 수착 시트(100)뿐만 아니라, 절단되거나 파쇄된 시트, 로프, 얀 등과 같은, 수착 재료의 다른 형태도 포함할 수 있다.

또 다른 개선은 권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 기판 층(101) 사이 또는 그 내부에서 흐름을 개선하는 것에 관한 것이다. 수착 재료 시트를 나선형으로 권취하여 흡착기를 형성하는 것은, 권취 공정의 장력을 제어함으로써 달성하였다. 수착 재료 시트가 가요성이고 낮은 인장 강도이기 때문에, 이러한 것은 가끔 권취된 수착 재료 시트 사이의 간격이 일관되지 않거나, 제어하기 어렵거나, 존재하지 않는 흡착기로 이어진다. 스페이서 스트립(104)은 권취된 수착 재료 시트 제품(800) 내의 기판 시트(101)의 층 사이의 간격을 제어한다.

유니터리 수착 시트(100)의 인장 강도를 증가시키기 위해, 롤 밀링 공정 동안에 중합체 또는 섬유망이 기판 시트(101)에 사용되는 수착 재료 시트 내에 혼입될 수 있다. 망은, 최종 유니터리 수착 시트(100)의 원하는 특성에 따라 다양한 구성 및 두께를 가질 수 있다. 목표는 유니터리 수착 시트(100)의 인장 강도를 증가시켜 보다 신뢰성이 높은 권취를 가능하게 하여 분리를 유지하고 제조의 용이성을 유지하는 것이다.

이들 스페이서 중 임의의 것은 적층형 수착 재료 시트 제품(700)뿐만 아니라 동일한 이점을 갖는 권취형 수착 재료 시트 제품(800)과 함께 사용될 수 있다. 어느 구조에서든, 스페이스는 균일한 간격을 생성한다. 스페이서 시트(102)가 스페이서 재료로서 사용될 때, 이들은 흡착 품질을 부가한다.

하우징

도 10은 원통형 하우징(1001)에 수용된 권취형 수착 재료 시트 제품(800)의 실시예의 등각도이다. 일부 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은, 수착 재료 시트 제품을 부분적으로 또는 완전히 캡슐화하는 하우징(1001)의 사용을 고려한다. 용어 "하우징(housing)"은 수착 재료 시트 제품을 적어도 부분적으로 캡슐화하는 전체 외부 구조를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용되지만, 이러한 구조는 당업자에게 많은 다른 용어로 알려져 있는 것으로 이해된다는 점을 주목해야 한다. 예를 들어, 배출이 제어되어야 하는 자동차 또는 다른 분야에서, 하우징(1001)은 캐니스터, 카트리지, 스크러버 등으로 지칭될 수 있다. 따라서, 용어 "하우징"은 배출 제어 분야에서 사용되는 캐니스터, 카트리지, 스크러버, 가요성 백, 성형 중합체 케이싱, 금속 케이싱 등을 포함하는 다양한 용어 및 구조를 광범위하게 포괄하는 것으로 고려된다. 또한, 용어 "하우징"은 수착 재료 시트 제품, 즉 미완성 부품, 또는 캐니스터, 카트리지, 스크러버, 가요성 백 등 안에 수용된 수착제를 포함하는 완성된 배출 제어 부품을 포함할 때까지 대기하는 빈 구조체를 지칭할 수 있다. 이들 부품은 설계 요건에 따라 상호 교환되거나 결합될 수 있는 것으로 고려된다.

하우징(1001)은 다양한 형상, 예를 들어 사면체, 입방체 및 장방체 형상, 원통, 구, 단일 시트의 쌍곡면, 원추 형상, 타원 형상, 직사각 형상, 하이퍼볼릭 파라보로이드 형상, 세장형 막대 형상, 파라보로이드, 및 이들 형상의 조합으로 구성될 수 있다. 조합은, 각각 상이한 형상 또는 상이한 형상의 부분을 갖는 상이한 섹션을 갖도록 선택될 수 있다. 하우징(1001)은 부가적 부품, 예를 들어, 필요에 따라 연료 증기를 전달하도록 설계된 적어도 하나의 호스나 튜브, 또는 수착 재료 시트 제품을 함유하는 하우징(1001)의 얇은 부분에 의해 분리되고 연결되는 섹션을 또한 포함할 수도 있다. 하우징(1001)은 또한 도 11에 도시된 대로 형상 없이, 예를 들어 수착 재료 시트 제품을 함유하는 가요성 백 또는 파우치로서 구성될 수도 있다. 도 10을 다시 참조하면, 하우징(1001)은 실질적으로 원통형이다.

하나의 주요 장점은, 유니터리 수착 시트(100)가 가요성 및 자기-지지형이고, 차량의 매우 좁은 범위 내의 상이한 기계적 요건을 충족하기 위해 하우징 내의 다양한 구성으로 라미네이션, 롤링, 권취, 접히거나 적층될 수 있다는 것이다. 이러한 실시예에서, 하우징(1001)은 저장될 장치에 대해 이용 가능한 공간에 순응하거나 맞춤되도록 설계될 것이다. 예를 들어, 하우징(1001)은 휠 웰, 드라이브샤프트, 하이브리드 파워트레인용 배터리, 여분의 타이어, 타이어 교체 도구, 타이어 패칭 도구, 차량 트렁크 또는 기타 보관 공간, 차량 범퍼 및 차체 패널, 배기 시스템, 요소 또는 기타 주입 탱크와 같은 기타 배출 통제 장비, 연료 라인, 차량 프레임, 서스펜션 구성요소, 엔진실, 승객실 좌석 아래, 승객실 좌석, 및 승객 또는 화물 공간용으로 효과적으로 활용되도록 접근하기 너무 작거나 너무 어려운 다른 공간 내 또는 그 주위 공간에 끼워맞춤되도록 크기 및 형상을 가질 수 있다.

도 11은 가요성 하우징(1001) 내의 적층된 수착 재료 시트 제품(700)의 측면도이다. 중량 및 크기를 더욱 감소시키고 자기-지지 수착 재료 시트 제품을 더 이용하기 위해, 하우징(1001)은 얇은 벽의 백 또는 파우치 형태일 수 있다. 이는, 유니터리 수착 시트(100)가 일부 기계적 구조를 갖고, 자기-지지되므로 종래의 캐니스터에서와 같이 강성 외부 용기를 필요로 하지 않기 때문에 가능하다. 백을 형성하는 필름 재료는, 약 10 μm 내지 약 250 μm의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 백 필름은 약 20 μm 내지 약 175 μm의 두께를 가질 수 있고, 백 필름은 약 50 μm 내지 약 125 μm의 두께를 가질 수 있다. 필름 재료는 가요성일 수 있다.

백 또는 파우치는 연료 시스템에 사용되는 임의의 재료로 형성될 수 있고, 특히 함유된 연료 증기의 화학적 효과를 견디도록 설계된 재료로 형성된다. 백 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE 또는 TEFLON), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVF₂ 또는 PVDF), 에틸렌-프로필렌-디엔(EPDM) 고무, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), UV 경화성 아크릴레이트, UV 경화성 메타크릴레이트, 열 경화성 디비닐 에테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 아세탈 또는 폴리옥시메틸렌 수지, 플루오로탄성중합체, 예컨대 퍼플루오로탄성중합체(FFKM) 및 테트라플루오로 에틸렌/프로필렌 고무(FEPM), 아라미드 중합체, 예컨대 파라-아라미드와 메타-아라미드 중합체, 폴리 트리메틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 아크릴 탄성중합체, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리우레탄, 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이축 배향된 폴리프로필렌(BoPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 이축 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(BoPET), 폴리클로로프렌, 및 공중합체 및 이들의 조합을 포함한다. 백은 일반적으로 가요성을 위해 열가소성이지만, 또한 열경화성 재료의 양과 조합될 수 있거나 경화된 고무 또는 탄성중합체의 형태일 수 있다.

하우징, 백 또는 파우치는, 내부에 함유된 흡착 연료 증기에 대한 증기 장벽으로서 작용하도록 설계될 수도 있다. 이러한 장벽 특성은 중합체 자체의 고유성일 수 있거나, 적어도 하나의 장벽 첨가제 및/또는 적어도 하나의 장벽 층의 사용을 통해 달성될 수 있다. 층으로서 또는 미립자 필러로서 형성될 수 있는 장벽 첨가제의 예시는, 에폭시, 폴리아미드, 폴리아미드 이미드, 플루오로중합체, 플루오로고무, 및 이들의 조합과 같은 중합체를 포함한다. 장벽 층은 또한 알루미늄, 스틸, 티타늄, 및 이들의 합금과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 금속 장벽 층은, 하우징의 다른 층과의 공압출 또는 접착과 같은 종래의 기계적 수단에 의해 형성될 수 있거나, 화학적 증착 또는 전기도금과 같이 화학적으로 증착될 수 있다. 금속 장벽 층은 약 25 μm 미만, 약 20 μm 미만, 약 15 μm 미만, 약 10 μm 미만, 또는 약 5 μm 미만의 두께를 갖는 호일로 형성될 수 있다.

하우징(1001) 및 그 재료는 또한 "쉽 인 어 바틀(ship in a bottle)" 연료 시스템과 호환되도록 선택될 수 있다. 이러한 시스템에서, 연료 펌프, ORVR, 연료 필터, 밸브, 및 기타 구성요소를 포함하는 연료 시스템 구성요소의 대부분 또는 전부가 차량 연료 탱크 내에 끼워??춤된다. 이러한 시스템은 조립 시간 및 연료 시스템에 필요한 공간의 양을 감소시키기 때문에 유리하다. 이러한 시스템에서, 하우징(1001)은 차량 연료 탱크 내에서 연장된 기간 동안 선택된 연료, 통상적으로 가솔린에 침지될 수 있는 재료을 가져야 하는 한편, 내부에 흡착된 연료 증기의 효과를 또한 견딜 수 있어야 한다.

도 12는 수착 재료 시트 제품의 하우징(1001)을 형성할 수 있는 예시적인 ORVR(1200)이다. ORVR(1200)은 연료 탱크(1201), 메인 챔버(1202), 서브 챔버(1203), 및 엔진 흡입부(1204)를 포함할 수 있다. 권취형 수착 재료 시트 제품(800)은 ORVR(1200)의 하위 챔버(1203)에 수용될 수 있다.

하우징(1001)은 또한 얇은 금속 하우징일 수 있다. 얇은 금속 하우징(1001)은 스틸, 알루미늄, 티타늄, 및 이들의 합금과 같은 가요성 또는 강성 금속으로 형성될 수 있다. 금속 하우징(1001)은 약 5 내지 100 μm, 또는 약 10 내지 250 μm의 두께를 갖는 호일로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 호일은 약 1 mm만큼 두꺼울 수 있다. 하우징(1001)이 가요성인지 강성인지 여부는 재료의 선택, 두께, 및 열처리 또는 고온 또는 저온 가공과 같이 금속에 인가된 임의의 처리에 의존한다.

일부 실시예에서, 수착 재료 시트 제품용 하우징(1001)은 전체적으로 생략될 수 있고, 수착 재료 시트 제품은 연료 탱크 자체 내에 포함된다. 이러한 구성에서, 수착 재료 시트 제품은, 액체 연료와 규칙적으로 접촉하지 않고 연료 증기를 자유롭게 흡착하는 연료 탱크 내부의 일부분에 부착될 수 있다. 이러한 부분은 일반적으로 연료 탱크의 상단 또는 측면, 또는 이들의 조합이다. 연료 탱크는, 또한, 수착 재료 시트 제품을 포함하도록 설계되고 수착 재료 시트 제품이 연료 증기를 흡착할 수 있게 하는, 오목부를 상단 또는 측면에 포함할 수도 있다. 수착 재료 시트 제품이 연료 탱크의 내부에 부착되는 이러한 실시예는, 캐니스터 구조를 생략함으로써 최대 공간 절약 및 중량 절약을 제공할 뿐만 아니라, 수착 재료 시트 제품이 차량 조립 동안에 연료 탱크 내에 이미 설치되어 있기 때문에 제조 및 설치를 단순화한다.

하우징(1001)은, 롤형 또는 접힘형 하나 이상의 유니터리 수착 시트(100)를 형성한 다음 유니터리 수착 시트(100)의 외부 부분을 선택적으로 경화시켜 그 내부에서 롤형 또는 접힘형 유니터리 수착 시트(100)의 지지 역할을 하는 경화된 내구성 쉘을 형성함으로써 제거될 수도 있다. 이러한 선택적 경화는 열적으로, 화학물질 욕조를 통해, 또는 자외선 광과 같은 화학 복사선을 통해, 또는 전자 빔 경화에 의해 달성될 수 있다.

수착 재료 시트 제품이 하우징(1001)을 생략하고 차량 연료 탱크 자체 내에 포함되는 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 다양한 방식으로 연료 탱크에 부착될 수 있다. 수착 재료 시트 제품이 나사, 리벳 또는 클램프와 같은 기계적 패스너를 사용하여 고정될 수 있거나, 수착 재료 시트 제품은 연료 탱크 벽과 수착 재료 시트 제품 사이에 위치한 접착제 배킹을 사용하여 고정될 수 있다. 접착제 배킹은 접착제의 단일 층 또는 양면 접착 테이프 또는 시트일 수 있다. 접착제 배킹에 사용되는 접착제는 압력감지 접착제, UV 경화 접착제, 열 경화 접착제, 핫 멜트 접착제, 및 반응성 다중 부분 접착제를 포함할 수 있다. 접착제 조성물은 아크릴 및 (메트)아크릴, 아크릴레이트 및 (메트)아크릴레이트, 1부 및 2부 제형의 에폭시, 및 우레탄을 포함한다.

수착 재료 시트 제품은 다양한 방식으로 제조 동안에 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 연료 탱크가 형성될 수 있고, 수착 재료 시트 제품은 별도의 단계로 적용될 수 있으며, 여기서 접착제가 도포되고, 이어서 수착 재료 시트 제품이 도포된다. 다른 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은, 적절한 경우 접착제 배킹이 있거나 없는 상태로, 몰드의 내부에 배치되고, 연료 탱크는 수착 재료 시트 제품 주위에 주입되거나 취입 성형된다. 다른 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 연료 탱크의 측면을 구성하는 재료 패널과 공압출될 수 있고, 이들 패널의 에지는 함께 접착되거나 용접되어 내부에 수착 재료 시트 제품으로 최종 탱크를 밀봉한다.

수착 재료 시트 제품이 하우징(1001) 없이 차량 연료 탱크 내에 함유될 경우에, 연료 탱크는, 연료 탱크 내의 연료 증기의 흡착 및 탈착을 수용하기 위한 추가 밸브 및 포트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔진 작동 중에, 공기가 연료 탱크 내로 도입되어 수착 재료 시트 제품 내에 함유된 연료 증기뿐만 아니라 탱크 내에 존재하는 연료 증기를 탈착시킬 수 있다. 그 다음, 이들 탈착된 연료 증기는 ECU에 의해 요구되는 최적의 사이클 동안 연소를 위해 엔진으로 송출된다.

수착 재료 시트 제품이 하우징(1001) 없이 제공되고 차량 연료 탱크와 같은 탱크 내에 함유될 경우에, 그것은 통상적으로 탱크 내에 함유된 휘발성 액체에 규칙적으로 침지되지 않도록 위치할 수 있다. 이는, 수착 재료 시트 제품이 조기에 포화되지 않도록 보장하고, 또한 충분한 표면적이 연료 탱크 내의 증기에 노출되어 증기의 흡착에 영향을 미치는 것을 보장한다. 상기 특징부는, 수착 재료 시트 제품이 채워지지 않은 탱크의 일부, 예컨대 탱크의 얼리지나 헤드스페이스, 또는 수착 재료 시트 제품 상의 액체의 철벅거림을 방지하는 배플 근처에 배치될 수 있음을 고려한다. 수착 재료 시트 제품은, 액체가 진입할 수 없는 작은 챔버 또는 틈새와 같은 탱크의 전용 부분에 배치될 수도 있다.

다양한 실시예의 장치는 하우징(1001) 및 전술한 수착 재료 시트 제품의 실시예를 포함할 수 있다. 하우징(1001)은 임의의 형상일 수 있고, 가스 또는 액체를 정제하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하우징(1001)은, 예를 들어 장방형, 입방형, 또는 원통형과 같은 임의의 형상일 수 있다. 수착 재료 시트 제품은, 하우징(1001) 내에 끼워맞춤되고 가스 또는 액체가 통과하는 하우징(1001) 내의 공간을 실질적으로 충진하도록, 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 두 개 이상의 유니터리 수착 시트(100)가 적층되어 하우징(1001)을 실질적으로 충진할 수 있고, 다른 실시예에서, 유니터리 수착 시트(100)는 롤링되어 권취형 수착 재료 시트 제품(800)을 형성하거나 적층되어 적층형 수착 재료 시트 제품(800)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 적층되거나 가압된 유니터리 수착 시트(100)는, 인접한 유니터리 수착 시트(100)의 측면이 실질적으로 인접할 수 있다. 다른 실시예에서, 적층되거나 가압된 유니터리 수착 시트(100)는 인접한 유니터리 수착 시트(100)가 이격되도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 유니터리 수착 시트(100)는 주름지거나, 일련의 또는 평행한 고랑 및 이랑을 형성하는 유니터리 수착 재료 시트(100)를 가질 수 있고, 일부 실시예에서는, 주름형 유니터리 수착 시트(100)는 평면형 유니터리 수착 시트(100)에 의해 분리될 수 있다. 주름형 유니터리 수착 시트(100)는 적층형 또는 롤형/나선형 권취 형태로 하우징 내에 배치될 수 있다.

다양한 실시예에서, 공극 분율은 현재 장치에 대한 공극 부피보다 약 30% 내지 약 32% 작을 수 있고, 일부 실시예에서, 공극 분율은 10%만큼 낮을 수 있다. 예를 들어, 장치는 약 45% 내지 약 10%, 약 35% 내지 약 10%, 약 25% 내지 약 10%의 공극 분율, 또는 이들 예시적인 범위에 포함되는 임의의 개별 공극 분율 또는 범위를 가질 수 있다. 다양한 실시예의 장치는 과립 또는 펠릿형 수착 재료를 갖는 장치보다 더 적은 유동 제한, 예를 들어 압력 강하를 나타낼 수 있다. 따라서, 더 많은 흡착 재료가 장치의 유량을 감소시키지 않고 이러한 장치에 통합될 수 있다.

이러한 실시예의 장치는 약 4.0 g/100 cm³ 초과의 BWC를 가질 수 있고, 일부 실시예에서, 장치는 약 4.0 g/100 cm³ 내지 약 20 g/100 cm³, 5.0 g/100 cm³ 내지 약 18 g/100 cm³, 약 7.0 g/100 cm³ 내지 약 16 g/100 cm³, 또는 약 8.0 g/100 cm³ 내지 약 15 g/100 cm³의 BWC, 또는 이들 예시 범위에 포함되는 임의의 개별 BWC 또는 범위를 가질 수 있다. 장치는, 활성 탄소 또는 다른 활성화된 화합물의 분말, 펠릿, 또는 과립으로 이루어진 종래의 조밀 팩 베드와 최대로 동일한 압력 강하를 나타낼 수 있다. 이러한 특징부는, 수착 재료 시트 제품이, 적층형, 롤형, 권취형, 또는 이와 달리 구성되든지 간에, 증가된 수착 성능에도 불구하고, 종래의 장치와 동일한 증기 및 가스 처리 및 전달 능력을 여전히 갖도록 보장하기 때문에 유리하다.

적층형(700) 또는 권취형(800) 수착 재료 시트 제품에서 유니터리 수착 시트(100)가 하우징(1001)과 조합되는 경우에, 이는 증기 손실 캐니스터 또는 다른 장치로서 유용하다. 전술한 바와 같이, 적층 또는 롤형 제품을 통해 달성된 형상 및 특성은 독특한 배치 및 개선된 성능을 가능하게 한다.

일부 실시예에 따르면, 하우징(1001)은 증기 손실 캐니스터이다. 수착 재료 시트 제품은, 증기 손실 캐니스터 내에 끼워지고 실질적으로 증기 손실 캐니스터 내의 전체 내부 공간을 충진하도록 구성되고 크기를 가질 수 있으며, 여기서 내부 공간은 흡착 재료 시트 제품 이외의 추가 내부 재료가 실질적으로 없다. 즉, 종래의 증기 손실 캐니스터는 스프링, 필터, 지지 기판 등을 필요로 하여서 느슨한 탄소 분말 또는 펠릿을 고정하고 유지한다. 수착 재료 시트 제품은 실질적으로 자기-지지되기 때문에, 이들 추가 지지 구조는 필요하지 않다. 이는 성능을 희생시키지 않으면서 더 많은 수착 재료를 포함하거나 더 작은 캐니스터를 사용할 수 있게 한다.

일부 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 전술한 바와 같이 적층형 수착 재료 시트 제품(700)을 포함한다. 이러한 경우에, 하우징(1001) 또는 캐니스터는 전술한 바와 같이 임의의 형상을 취할 수 있지만, 일부 실시예에서, 적층형 수착 재료 시트 제품(700)을 수용하기 위해 비교적 평평하고 가요성이 있고, 여기서 적층형 수착 재료 시트 제품(700)의 높이는 그것의 길이 또는 폭보다 실질적으로 작다. 이들 경우에, 하우징(1001)은 위에서 논의된 바와 같이 가요성 백 또는 파우치일 수 있다.

일부 경우에, 증기 손실 캐니스터는 연료 탱크의 상단부 또는 심지어 내부에 배치하도록 조정된다.

일부 실시예에서, 수착 재료 시트 제품은 전술한 바와 같이 권취형 수착 재료 시트 제품(800)을 포함한다. 일부 경우에, 하우징(1001) 측벽의 적어도 일부분은, 실질적으로 임의의 내부 캐니스터 공간을 차지하지 않으면서 필터를 정의한다.

일부 실시예에서, 연료 탱크는 일체식 증기 흡착이 제공될 수 있다. 이러한 탱크는 탱크 구조체, 유니터리형(100), 적층형(700), 또는 권취형(800)인 적어도 하나의 수착 재료 시트 제품, 탱크 내에 함유된 휘발성 액체에 규칙적으로 침지되지 않는 탱크의 표면에 수착 재료 시트 제품을 고정시키는 적어도 하나의 고정 장치를 포함한다. 고정 장치는, 수착 재료 시트 제품의 한 표면과 탱크의 벽 사이에 형성되는 접착제 층일 수 있다.

이러한 접착제는 압력 감지 접착제, UV 경화 접착제, 열 경화 접착제, 핫 멜트 접착제, 반응성 다중-부분 접착제, 아크릴 및 (메트)아크릴 접착제, 아크릴레이트 및 (메트)아크릴레이트 접착제, 1-부분 및 2-부분 제형의 에폭시 접착제, 우레탄 접착제, 및 공중합체 및 이들의 조합 중 적어도 하나일 수 있다.

탱크는 적어도 하나의 연료 펌프(들), 연료 전달 라인(들), 연료 회수 라인(들), 대기 환기 라인, 포트(들), 밸브(들), 센서(들), 공기 유입구(들), 개방 셀 발포체, 배플(들), 블래더(들) 및 이들의 조합 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 탱크는 "쉽 인 어 바틀" 구성을 갖는 연료 탱크이다.

일부 실시예는, 본원에 설명된 바와 같은 수착 재료 시트 제품을 포함하는, 온보드 재급유 증기 회수(ORVR) 장치를 제공한다. 온보드 재급유 증기 회수 장치는, 본원에 설명된 바와 같은 증기 흡착 캐니스터를 포함할 수 있다. 온보드 재급유 증기 회수 장치는, 본 명세서에 설명된 대로, 일체식 증기 흡착을 갖는 탱크를 포함할 수 있다.

추가 구성요소

일부 실시예는 연료 조성물 센서와 같은 센서를 포함할 수 있다. 연료 조성물 센서는 하우징 및 수착 재료 시트 제품 내에 함유된 가솔린과 에탄올의 혼합물을 검출하는 데 사용될 수 있고, 이 정보는 ECU에 전달되어 나중에 엔진에 방출되는 증기가 엔진 연소 중에 더욱 정밀하게 사용될 수 있다. 다른 센서는 온도 센서, 증기 압력 센서, 산소 센서 등을 포함한다. 센서는, ECU에 필요한 정보의 유형에 따라 열전대, 전기기계, 굴절률, 적외선 분광기 등과 같은 전기화학 상호작용 전자기기의 원리에 따라 작동할 수 있다. 센서는 하우징(1001) 내에 단독으로 또는 조합하여 포함될 수 있거나, 하우징이 명시되지 않은 경우, 수착 재료 시트 제품을 포함하는 영역 내에 포함될 수 있다. 센서는 유니터리 수착 시트(100)로부터 절단된 구멍 또는 노치에 포함될 수 있거나, 유니터리 수착 시트(100) 제품이 센서 주위로 감싸거나 접힌 상태로 유니터리 수착 시트(100) 사이의 공간에 포함될 수 있다.

일부 실시예는, 수착 재료 시트 제품으로 그리고 이로부터의 연료 증기의 흐름을 제어하기 위한 유입구, 유출구, 호스, 및 관련 밸브를 포함할 수 있다. 개구는 정적일 수 있거나, ECU에 의해 요구되는 바와 같이 개방되고 폐쇄되는 밸브를 가져서, 수착 재료 시트 제품 내외로 증기의 흐름을 제어할 수 있다. 예를 들어, 재급유하는 동안, 유출구 밸브는 변위된 연료 증기가 대기 중으로 빠져나가지 않도록 폐쇄된 상태로 유지된다. 그러나, 엔진이 작동하고 ECU가 이를 요청할 경우에, 적어도 하나의 유출구 밸브가 개방되어 흡착된 증기가 엔진 내로 방출되어 엔진의 연소를 허용할 수 있다. 또한, 수착 재료 시트 제품에 대해 안전하게 흡착하기에 연료 증기가 너무 많은 경우에, 대기로의 벤트 및 밸브가 포함될 수 있다. 연소를 위해 엔진으로 보내질 때 연료 증기를 탈착하는 데 사용되는, 불활성 배기 가스와 같은 다른 가스 및 공기용 유입구와 밸브가 추가로 포함될 수 있다.

일부 실시예는 ORVR 시스템 및 장치를 구성하는 다른 구성요소의 포함 및 이와의 통합도 고려한다. 이들 다른 구성요소는 활성 압축기 및 응축기, 연료 탱크 히터, 연료 탱크 가열기, 밀봉 연료 냉각용 연료 탱크 열 교환 코일, 연료 필러 넥, 무캡 연료 필러 포트를 포함한 연료 필러 포트, 연료 증기용 벤트, 연료 송출용 연료 라인, 연료 회수 라인, 벤트 및 차량 롤오버 밸브, 연료 펌프, 및 공기 흡입구 또는 퍼지 밸브를 포함할 수 있다.

일부 실시예는, 유체 및 가스의 흡착 및 탈착을 개선하거나 제어하기 위해 수착 재료 시트 제품과 조합될 수 있는 장치 및 구조를 고려한다. 예를 들어, 팬 또는 펌프는, 이들이 조립될 때에 수착 재료 시트 제품 위에 유체 또는 증기를 강제하도록 포함될 수 있어서, 수착 재료 시트 제품이 패킹되거나 단단히 권취되거나, 그렇지 않으면 시트 위로 동일한 양의 유체 확산으로 가능한 것보다 더 큰 장치를 허용한다. 대안적으로, 장치는 유체를 가열 및/또는 냉각하도록 설계된 저항 요소 히터, 또는 펠티에 효과 히터 또는 냉각기를 포함할 수 있고, 따라서 수착 재료 시트 제품 위로 이들의 이동을 강제시킬 수 있다. 예를 들어, 가열되고 팽창하는 유체는 위로 환기되고, 중력의 효과를 이용하도록 수직 배향된 롤형 또는 권취형 물품의 바닥에서 더 많은 유체 상태로 흡인할 수 있다.

기타 용도

자동차 용도 이외에, 본 발명자는, 수착 재료 시트 제품이 탱크 또는 다른 밀폐된 공간이 휘발성 액체, 특히 연료, 용매, 및 기타 휘발성 화합물과 같은 휘발성 탄화수소를 수용하도록 설계된 임의의 경우에 수착 재료 시트 제품이 사용될 수 있음을 고려한다. 예시는 항공기 내 연료 탱크, 선박 및 기타 선박 내 연료 탱크, 트럭 내 연료 탱크, 철도 차량 내 화학 탱크, 바지선, 선박, 트럭, 차량 및 기타 벌크 수송선, 및 고정식 화학 탱크를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 수착 재료 시트 제품은, 또한, 휘발성 화합물의 존재가 해로운 밀폐 공간의 벽에 부착되거나 접착될 수도 있는데, 예를 들어 작업자 및 유지보수 직원이 주기적으로 그 공간에 접근해야 하는 화학 시설에 부착 또는 접착될 수 있다. 이러한 수착 재료 시트 제품은, 이렇게 조합된 공간에서 사용되는 경우에, 운전자 및 유지보수 직원의 안전을 증가시킬 뿐만 아니라, 번거로운 보호 장비에 대한 필요성을 감소시킬 수도 있다.

실시예

수착 재료 시트 제품은 이의 소정의 바람직한 실시예를 참조하여 상당히 상세하게 설명되었지만, 다른 버전이 가능하다. 따라서, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주는 본 명세서 내에 포함된 설명 및 바람직한 버전으로 한정되지 않아야 한다. 수착 재료 시트 제품의 다양한 측면이 다음의 비제한적인 실시예를 참조하여 예시될 것이다.

위에서 논의된 바와 같이, 부탄 작업 용량(BWC)은 활성 탄소의 성능의 척도이다. BWC는, 특정 조건 하에서 건조 공기로부터 부탄을 흡착 및 탈착하는 활성 탄소의 능력을 측정함으로써 샘플에 대해 결정되며, 포화시 흡착된 부탄과 특정 퍼지 후 탄소의 단위 부피 당 유지된 부탄 사이의 차이를 측정한다. BWC는, ASTM International에 의해 특정되고 당업자에게 공지된 절차를 포함하는 여러 가지 방식으로 시험될 수 있다. 구체적으로, 시험은 ASTM D5228을 따를 수 있으며, 이는 개정 D5228-16, D5228-92(2015), D5228-92(2005), 및 D5228-92(2000)를 포함한다.

실시예 1 내지 4에서, 탄소 시트를 나선형으로 감아 10%의 공극률을 수득하였고, 이는 활성 탄소 단독인 경우에 비해 약 30%의 성능 개선을 제공하였다. 비교예 1과 유사한, 비교예 과립상 또는 분말화된 활성 탄소 층의 공극률은 부피 기준으로 약 40%의 공극률이었다. 실시예 및 비교예가 아래에 기술되어 있다.

실시예 1

활성 탄소 시트는, 목재 기반이고 인산을 사용하여 활성화되는 활성 탄소인 CPL(CT#14299-8)로부터 제조하였다. 시트는 또한, 목재 기반이고 인산을 사용하여 활성화되는 활성 탄소인 CPW(CT#14299-10)로부터 제조되었다. 활성 탄소를 기계적 모르타르 및 막자에서 분쇄하고 9% PTFE 분말과 혼합하였다. 생성된 조성물은 빵 반죽과 유사한 농도를 가졌다. 조성물을 롤링하여 0.448 mm(CT#14299-8 1), 0.411 mm(CT#14299-8 2), 0.459 mm(CT#14299-10 1), 및 0.439 mm(CT#14299-10 2)의 두께를 갖는 시트를 형성하였다. 본원에서 사용되는 바와 같이, GAC는 과립형 활성탄을 나타내는 데 사용되고, PAC는 분말화된 활성탄을 나타내는 데 사용된다.

실시예 2

인산으로 활성화되는 너트쉘 기반 활성화 탄소인, BVC-11 8x25 활성화 탄소를 사용하여 실시예 1에 기술된 바와 같이, 활성화된 탄소 시트를 제조하였다. 이는 샘플 CT#14266-1을 형성하였다. 또한, 샘플을 BVC-11 8x35로 형성하였는데, 이는 인산으로 활성화되는 너트쉘 기반 활성탄이기도 하다. 이는 샘플 CT#14266-2를 형성하였다. 형성된 시트는 두께가 0.330 mm(CT#14266-1 1), 0.334 mm(CT#14266-1 2), 0.327 mm(CT#14266-1 3), 0.317 mm(CT#14266-2 1), 0.307 mm(CT#14266-2 2), 및 0.328 mm(CT#14266-2 3)였다.

부탄 가공 시험 - 실시예 1 및 2

실시예 1 및 2에서 제조된 활성탄 시트를 부탄 가공 시험을 사용하여 부탄 흡착에 대해 시험하였다. 이 시험에서, 시트를 롤링하고 튜브에 넣었다. 부탄을 튜브에 첨가하고, 부탄 흡착을 측정하였다. 결과는 표 1 및 2에 예시되어 있다:

표 1 (실시예 2)

표 2 (실시예 1)

실시예 3

실시예 1 및 2에서와 같이, 그러나 과립형 활성 탄소 #3445-32-4를 사용하여 활성 탄소 시트를 제조하였다. 또한, 이전의 실시예 1 및 2에서와 같이 활성 탄소 시트를 또한 단단히 롤링하지 않았고, 생성된 시트를 BWC 시험을 사용하여 부탄 흡착에 대해 시험하였다. 이들 2개의 테스트에서, 0.45mm 두께의 20개의 시트로 이루어진 2개의 별도의 적층체를 2.2cm X 7.5cm ± 10%의 직사각형으로 절단하고, 0.05mm 두께 및 2mm 폭의 양면 테이프로 측면 에지에서 밀봉하였다. 이러한 구성에서, 테이프 두께는 평균 시트 간격을 정의하였다. 테이프 스페이서를 갖는 20개의 시트의 적층체 각각의 총 높이는 1 cm였다. 그런 다음, 이들 시트의 적층체를 부탄 흡착/탈착 시험을 위해 2.54 cm 직경의 큰 원통형 유리 튜브에 넣었다. 시트의 직사각형 적층체와 원통형 유리 튜브의 벽 사이의 초과 부피는, 초과 부피를 차지하기 위해 폐쇄 셀 팽창 발포체로 채워지고, 삽입된 시험 샘플을 지나는 우회 가스 흐름을 피하기 위해 밀봉되었다. 부탄 또는 공기는 20개의 시트 사이의 0.05 mm 갭 내에서 흐르도록 강제하였다. 시트의 적층체의 유량 및 부피는 BWC 절차를 따르도록 선택하였다. BWC 절차를 따랐지만, 과립상 층보다는 시트의 적층체의 사용, 밀봉을 위한 폐쇄 셀 팽창 발포체의 사용, 및 시트의 직사각형 적층체를 수용하기 위해 요구되는 더 큰 원통형 유리 튜브 배열을 제외하였다.

변형된 BWC 절차 동안, 부탄 또는 공기는 20개의 시트 사이의 0.05 mm 갭에서 강제로 흐르도록 하였고, 시트의 적층체의 유량 및 부피는 가공 용량에 대한 BWC 절차에 따라 유지되었다. 실시예 3의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

비교예 1

비교예는 또한 실시예 4에서와 동일한 과립형 활성탄 #3445-32-4를 사용해 제조하였지만, 시트 또는 롤의 일부로서 과립형 활성탄을 형성하지 않았다. 과립형 활성탄을 BWC 절차에 따라 시험하였다. 이 시험의 결과는 하기 표 3에 있다.

표 3 (실시예 3 및 비교예 1)

실시예 1 내지 3 및 비교예의 결론 및 요약

실시예 1

관련 데이터의 요약은 아래 표 4에 나타나 있다:

표 4: 데이터 요약

실시예 4

여러 샘플을 본 개시에 따라 구성하였다. 도 8에 도시된 바와 같이 템플릿화된 스트립과 유사하게, 템플릿화된 스트립 방법에 따라 샘플 3469-71-6을 구성하고, 도 10에 도시된 바와 같이 증발 흡착 캐니스터를 시뮬레이션하는 원통형 튜브 내에 배치하였다. 도 8 및 도 10과 유사하게, 스페이서 스트립(103)은 개재 공간(104)의 크기 및 빈도를 제어하기 위해 기판 시트(101)와 권취되었다. 샘플 3469-71-6의 경우, 스페이서 시트(102)가 포함되지 않았고, 기판 시트(101)는 스페이서 스트립(103)에 의해 분리되었음을 주목한다.

샘플 3469-65-1을 종래의 패터닝 방법으로 조립하였는데, 이는 기판 시트가 실린더 내에 감겨져 있고 원통형 튜브 내에 배치되었지만, 기판 시트 사이에 스페이서 스트립 또는 스페이서 시트가 배치되지 않았음을 의미한다. 대신에, 시트의 표면에 부여된 패터닝에 의해 시트들은 약간 이격되었다.

샘플 3482-13-1을 평평한 기판 시트와 조립하고, 스페이서 스트립, 스페이서 시트, 또는 패터닝을 포함하지 않았다.

표 5A - 원래 압력 강하 측정(인치 H₂O)

표 5B - 압력 강하 측정(kPa로 변환됨)

표 5A 및 표 5B에 나타낸 바와 같이, 단지 편평한 기판 시트와 조립되었고 스페이서 스트립, 스페이서 시트, 또는 패터닝과 같은 다른 요소가 없는 샘플 3482-13-1은 모든 유량에서 2.5 kPa를 초과하는 압력 강하 및 순 압력 강하를 나타냈다. 샘플 3469-65-1은 기판 시트에 부여된 표면 패터닝에 의해 개선되었지만, 여전히 0.85 kPa의 압력 강하 및 70 L/분의 건조 공기의 0.71 유량의 순 압력 강하를 나타냈다. 본 발명의 실시예를 대표하는 샘플 3469-71-6은, 유량이 건조 공기의 70 L/분일 때 0.21 kPa의 압력 강하 및 0.07 kPA의 순 압력 강하와 가장 높은 성능을 가졌다.

상기 상세한 설명에서, 첨부 도면을 참조하며, 상기 도면은 본 명세서의 일부를 형성한다. 도면에서, 유사한 기호는 문맥상 달리 지시하지 않는 한, 일반적으로 유사한 구성요소를 식별한다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 설명된 실시 예시는 제한하고자 하는 것이 아니다. 본원에 제시된 주제의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않는다면, 다른 실시예가 사용될 수 있고, 다른 변경이 이루어질 수 있다. 본 개시의 측면은, 본원에서 일반적으로 설명되고 도면에 나타낸 바와 같이, 매우 다양하게 상이한 구성으로 배열, 치환, 결합, 분리 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본원에서 명시적으로 고려된다.

본 개시는 본 출원에서 설명된 특정 실시예의 관점에서 제한되지 않으며, 이는 다양한 측면의 예시로서 의도된다. 당업자에게 명백해지는 바와 같이, 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는다면 많은 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 본 개시의 범주 내에 기능적으로 균등한 방법 및 장치는, 본원에서 열거된 것들 이외에, 전술한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변형 및 변경은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다. 본 개시는 첨부된 청구범위의 조건에 의해서만 제한되고, 이러한 청구범위가 부여되는 균등물의 전체 범주와 함께 제한된다. 본 개시는, 물론 다양할 수 있는 특정 방법, 시약, 화합물, 조성물 또는 생물학적 시스템에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.

본원에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 당업자는 문맥 및/또는 응용에 적절한 바와 같이 복수에서 단수로 및/또는 단수에서 복수로 번역할 수 있다. 다양한 단수/복수 순열은 명확성을 위해 본원에서 명시적으로 제시될 수 있다.

일반적으로, 본원에서 사용되는 용어, 특히 첨부된 청구범위(예, 첨부된 청구범위의 본문)는 일반적으로 "개방된" 용어로서 의도된다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하나 이에 제한되지 않는"으로 해석되어야 하고, "갖는"이라는 용어는 "적어도 갖는"으로 해석되어야 하며," "포함하다"라는 용어는 "포함하지만 이에 제한정되지 않는다"는 뜻으로 해석되어야 하며, 기타 등등). 다양한 조성물, 방법 및 장치는 다양한 구성요소 또는 단계를 "포함하는" 용어로 설명되지만("포함하나 이에 제한되지 않는" 의미로 해석됨), 조성물, 방법 및 장치는, 또한 다양한 구성요소 및 단계로 "본질적으로 구성"되거나 "구성"될 수 있고, 이러한 용어는 본질적으로 폐쇄된 구성원 그룹을 정의하는 것으로 해석되어야 한다. 도입된 청구범위 인용의 특정 번호가 의도되는 경우에 이러한 의도는 청구범위에 명시적으로 인용될 것이며, 이러한 인용이 없는 경우, 그러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 당업자에 의해 추가로 이해될 것이다.

예를 들어, 이해를 돕기 위해, 다음의 첨부된 청구범위는 청구범위 인용을 도입하기 위한 도입 문구 "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 용도를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 문구의 사용은, 부정 관사 "일" 또는 "하나"에 의한 청구 인용의 도입이 이러한 도입된 청구 인용을 포함한 임의의 특정 청구범위의 주장을 하나의 이러한 인용만을 포함하는 실시예로 제한함을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 특히 동일한 청구범위가 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"의 도입 문구 및 "일" 또는 "하나"와 같은 부정 관사를 포함하는 경우에 그러하다(예를 들어, "일" 및/또는 "하나"는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함); 청구범위 인용을 도입하는 데 사용되는 부정 관사의 사용에 대해서도 동일하게 적용된다.

또한, 도입된 청구범위 인용의 특정 번호가 명시적으로 인용된 경우에도, 당업자는 이러한 인용이 적어도 인용된 번호를 의미하는 것으로 해석되어야 함을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수정자가 없는 "두 개의 인용"의 단순 인용은 적어도 두 개의 인용 또는 두 개 이상의 인용을 의미함). 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나 등"과 유사한 관례가 사용되는 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 관례를 이해할 수 있는 의미에서 의도된다(예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 모두, A와 C 모두, B와 C 모두, 및/또는 A, B, 및 C 모두를 갖는 시스템을 포함하나 이에 제한되지 않음). "A, B 또는 C 중 적어도 하나 등"과 유사한 관례가 사용되는 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 관례를 이해할 수 있는 의미에서 의도된다(예를 들어, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 모두, A와 C 모두, B와 C 모두, 및/또는 A, B, 및 C 모두를 갖는 시스템을 포함하나 이에 제한되지 않음). 설명, 청구범위, 또는 도면에서 둘 이상의 대안적인 용어를 제시하는 사실상 임의의 이접적 단어 및/또는 문구는, 용어 중 하나, 또는 두 용어 모두를 포함할 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 함을 당업자는 또한 이해할 것이다. 예를 들어, 문구 "A 또는 B"는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

또한, 본 개시의 특징부 또는 측면이 마쿠쉬 그룹의 관점에서 설명되는 경우, 당업자는, 본 개시가 또한 이에 따라 마쿠쉬 그룹의 임의의 개별 구성원 또는 구성원의 하위 집합의 관점에서 설명됨을 인식할 것이다.

당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 서면 설명을 제공하는 것과 같은 임의의 그리고 모든 목적을 위해, 본원에 개시된 모든 범위는 또한 임의의 그리고 모든 가능한 하위 범위 및 하위 범위의 조합을 포함한다. 임의의 열거된 범위는, 동일한 범위가 적어도 동일한 절반, 1/3, 1/4, 5, 10분의 1 등으로 세분화되도록 충분히 설명하고 가능하게 하는 것으로 쉽게 인식될 수 있다. 비제한적인 예시로서, 본원에서 논의된 각각의 범위는 쉽게 하부 1/3, 중간 1/3 및 상부 1/3 등으로 세분화될 수 있다. 또한 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, "최대", "적어도" 등과 같은 모든 언어는 인용된 수를 포함하고, 전술한 바와 같이 하위 범위로 후속하여 세분화될 수 있는 범위를 지칭한다. 마지막으로, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 범위는 각각의 개별 구성원을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 1 내지 3개의 층을 갖는 군은 1, 2 또는 3개의 층을 갖는 군을 지칭한다. 유사하게, 1 내지 5개의 층을 갖는 군은 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 층 등을 갖는 군을 지칭한다.

상기에 개시된 것 및 다른 특징부 및 기능, 또는 이들의 대안 중 다양한 것이 많은 다른 시스템 또는 응용으로 조합될 수 있다. 현재 예측되지 않거나 예상하지 못한 다양한 대안, 변형, 변경 또는 개선이 당업자에 의해 후속적으로 이루어질 수 있으며, 이들 각각은 또한 개시된 실시예에 의해 포함되도록 의도된다.

Claims

수착 재료 시트 제품으로서,
유니터리 수착 시트를 포함하며, 상기 유니터리 수착 시트는:
기판 시트;
복수의 이격된 스트립 및 복수의 개재 공간을 갖는 스페이서 시트를 포함하고; 그리고
여기서 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트는 인접하는 접촉층으로서 배열되고, 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트 중 하나 이상은 수착 재료로 제조되는, 수착 재료 시트 제품.
제1항에 있어서, 상기 스페이서 시트는 수착 재료로 만들어진, 수착 재료 시트 제품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 시트와 상기 스페이서 시트 모두는 수착 재료로 제조되고, 상기 기판 시트와 상기 스페이서 시트의 각각의 수착 재료는 상이한, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착 재료 시트 제품은 복수의 스페이서 시트를 포함하고, 상기 복수의 스페이서 시트 중 적어도 하나는 발포체로 제조되고 임의의 개재 공간을 갖지 않는 연속 스페이서 시트인, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이격된 스트립 중 하나 이상은 상기 개재 공간 중 인접하는 공간들 사이에 교차 채널을 형성하는 적어도 2개의 하위 스트립을 포함하는, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 시트는 길이 및 폭을 가지고, 상기 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지고, 상기 기판 시트의 길이 및 상기 스페이서 시트의 길이는 실질적으로 동일하고, 상기 기판 시트의 폭 및 상기 스페이서 시트의 폭은 실질적으로 동일한, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 시트는 길이 및 폭을 가지고, 상기 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지고, 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트는 적어도 길이 또는 폭에 대하여 서로 상이한, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지고, 상기 길이를 따르는 프레임 섹션 및 상기 폭을 따르는 프레임 섹션을 더 포함하고, 상기 복수의 이격된 스트립은 상기 스페이서 시트의 폭을 따라 상기 프레임 섹션 사이에서 수직으로 연장되는, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서 시트는 길이 및 폭을 가지고, 상기 이격된 스트립은 상기 스페이서 시트의 길이에 수직으로 연장되는, 수착 재료 시트 제품.
제9항에 있어서, 상기 복수의 이격된 스트립들 중 인접한 스트립들은 상기 복수의 개재 공간을 형성해서 상기 복수의 개재 공간이 각각의 길이방향 에지 사이에서 연장되고 에지에서 개방되는, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유니터리 수착 시트는 나선형으로 감겨서 상기 유니터리 수착 시트의 인접 층을 형성하여 유체가 상기 유니터리 수착 시트의 인접 층 주위 및 이들 사이에서 흐를 수 있는, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유니터리 수착 시트가 상기 수착 시트의 직경보다 큰 길이를 갖는 일반적으로 원통형 형상을 갖는, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유니터리 수착 시트는 코어 주위로 나선형으로 감겨서 유체가 인접한 시트층들 주위에서 그리고 이들 사이에서 흐를 수 있는, 수착 재료 시트 제품.
제13항에 있어서, 상기 코어는 수착 재료로 만들어진, 수착 재료 시트 제품.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착 시트를 적어도 부분적으로 캡슐화하는 하우징 내에 배열되는, 수착 재료 시트 제품.
제15항에 있어서, 상기 하우징은 가요성인, 수착 재료 시트 제품.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 하우징은 증기 흡착 캐니스터인, 수착 재료 시트 제품.
제17항에 있어서, 상기 증기 흡착 캐니스터는 온보드 재급유 증기 회수 장치의 일부인, 수착 재료 시트 제품.
수착 재료 시트를 포함하는 기판 시트, 복수의 이격된 스트립 및 복수의 개재 공간을 갖는 스페이서 시트를 갖는 수착 시트 제조 방법으로서, 상기 기판 시트 및 상기 스페이서 시트는 인접한 접촉층으로서 배열되고, 상기 방법은:
제1 재료 시트로부터 재료의 복수의 섹션을 제거하는 단계; 및
상기 제1 재료 시트의 바닥면을 제2 재료 시트의 상단면에 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제1 재료 시트 또는 상기 제2 재료 시트 중 하나 이상은 수착 재료로 제조되는, 수착 시트 제조 방법.
제19항에 있어서, 제1 재료 시트로부터 복수의 섹션을 제거하는 단계는 절단 다이를 사용하여 수행되는, 수착 시트 제조 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 방법은:
서로 실질적으로 평행한 복수의 섹션을 상기 제1 재료 시트의 중간부로부터 제거하여, 재료의 프레임이 상기 복수의 섹션 주위에 남도록 하는 단계; 및
상기 수착 시트를 트리밍해서 상기 복수의 섹션 주위에 프레임이 남아 있지 않게 하는 단계를 더 포함하는, 수착 시트 제조 방법.
제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은:
상기 복수의 섹션에 평행하게 상기 수착 시트를 그 자체를 중심으로 감아서 실린더를 형성하는 단계를 더 포함하는, 수착 시트 제조 방법.
제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료 시트의 바닥면을 상기 제2 재료 시트의 상단면에 접촉시키는 단계는, 개재하는 접착제 층 삽입, 개재하는 프라이머 표면 처리 삽입, 초음파 접합, 열 접합, 또는 코로나 방전 처리 중 하나 이상으로 수행되는, 수착 시트 제조 방법.