TW201811413A - 含橋接細絲的通道框架式褶襉空氣過濾器 - Google Patents

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葛蘭 歐文 喬治森
裘納森 馬克 里斯
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Abstract

一種剛性、通道框架式褶襉空氣過濾器，該褶襉空氣過濾器在該過濾器之該褶襉空氣過濾器介質的至少一上游面上具有複數個線性橋接細絲。

Description

含橋接細絲的通道框架式褶襉空氣過濾器
在空氣過濾應用中(例如，在熱通風空氣調節(HVAC)系統、室內空氣淨化器等等中)，通常使用褶襉過濾器。
本文中揭示一種剛性、通道框架式褶襉空氣過濾器，該褶襉空氣過濾器在該過濾器之褶襉空氣過濾器介質的至少一上游面上具有複數個線性橋接細絲。本發明之此些及其他態樣將經由下文的詳細說明而顯而易見。然而，此廣泛之發明內容不應被解釋為限制可主張的申請標的，不論此類申請標是出現在初始申請的申請專利範圍內、或在修訂或申請答辯過程中所提出的申請專利範圍內。
用語定義
雖然可在本揭露中使用諸如「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「上(upper)」、「下(lower)」、「之下(under)」、「之上(over)」、「前(front)」、「後(back)」、「向上(up)」與「向下(down)」、以及「第一(first)」與「第二(second)」等詞，仍應理解該些詞在使用時僅為相對概念，除非另有註明。如本文中所使用，「大 致上(generally)」一詞當作特性、屬性或關係的修飾詞時，除非另有具體定義，否則意味著所屬技術領域中具有通常知識者可輕易辨識該特性、屬性或關係，但是不需要絕對精準或完美匹配(例如可量化特性之+/- 20%之內)。「實質上(substantially)」一詞表示高度近似(例如可量化特性之+/- 10%之內)，但是同樣不需要絕對精準或完美匹配。「基本上(essentially)」一詞表示高度近似(例如可量化特性之加或減2%之內)；將理解的是，用語「至少基本上(at least essentially)」包含「精確(exact)」匹配之具體情況。然而，甚至「精確(exact)」匹配或使用例如相同、等於、完全相同、均勻的、恆定的、及類似者的任何其他特性化詞據了解應在適用於特定環境，而非要求絕對精準或完美匹配的一般公差或測量誤差之內。應理解，本文中所引用的數值參數(尺寸、比率等等)係藉由使用自該參數之數個測量導出的平均值計算而得(除非另有註明)。
諸如「外(outer)」、「向外(outward)」、「最向外(outwardmost)」、「向外地(outwardly)」及類似物等詞意指當起褶襉空氣過濾器處於標稱平面化組態時，至少大致上沿該空氣過濾器之主要平面、在遠離該空氣過濾器之幾何中心之方向，如將於本文稍後詳述。諸如「內(inner)」、「向內(inward)」、「最向內(inwardmost)」、「向內地(inwardly)」及類似物等詞意指大致上朝向起褶襉空氣過濾器之幾何中心之方向。
使用「上游(upstream)」一詞指示移動中的空氣(例如，在一HVAC系統中)自其衝擊在過濾器介質上的空氣過濾器之 側。使用「下游(downstream)」一詞指示空氣透過其離開過濾器介質的空氣過濾器之側。通常由製造商標記(或以其他方式指定)起褶襉過濾器以識別將過濾器依適當定向安裝在HVAC系統中之順序的上游側及下游側；因此，上游及下游等詞可用來區別起褶襉過濾器之兩側，即使過濾器尚未定位在HVAC系統中。各圖式中標記有「u」及「d」之箭頭，以輔助辨識本文揭示之例示性起褶襉空氣過濾器的上游側及下游側。(在一些實施例中，如本文中所揭示之空氣過濾器可係可交換的，以使得任一側可起上游側或下游側之作用。)
「剛性(rigid)」一詞意指褶襉空氣過濾器在空氣過濾器之一般使用期間總體上保持整體平面化形狀(例如，在一HVAC系統中)。依據定義，剛性空氣過濾器不包括在一般使用中能夠適形於例如弓形支撐格柵或格子之空氣過濾器。
「通道框架式(channel-framed)」一詞指示包括剛性化框架之褶襉空氣過濾器，該剛性化框架至少成實質上形剖面，具有上游凸緣及下游凸緣，該等凸緣沿其向內-向外範圍至少實質上彼此平行且至少實質上等距。
「緊密褶襉(tightly-pleated)」一詞係指呈現至少約每吋2褶襉(每cm 0.8褶襉)之褶襉頻率、至少約4mm之褶襉高度、及小於2mm之褶襉尖端曲率半徑的褶襉過濾器介質。
「不可壓縮(non-compressible)」一詞係指當施加適度的力至過濾器(例如，藉由利用鄰接主要面將該等過濾器中之五個堆疊垂直堆疊)時，過濾器介質之褶襉將不會壓縮至小於當過濾器未堆 疊於彼此頂上時所呈現之高度的褶襉高度。相反，在不可壓縮過濾器中，將防止褶襉介質受到任何此類變形(無論由於褶襉介質本身之剛性及/或由於通道框架的存在)。
藉由「橋接細絲(bridging filament)」意指延伸於褶襉介質之相同主要面上的至少兩個褶襉尖端之間，且接合至該等褶襉尖端。
藉由「線性(linear)」橋接細絲意指遵循褶襉介質之相同主要面上的相繼褶襉尖端之間的至少實質上線性路徑，而非例如遵循褶襉壁及/或顯著下垂至褶襉谷中之橋接細絲。
藉由「擠壓接合(extrusion-bonded)」意指藉由擠壓成熔融材料流來接合至褶襉尖端之纖維中的至少一些之橋接細絲，該熔融材料流與褶襉尖端接觸、經冷卻、及固化，以便接合至褶襉尖端。依據定義，擠壓接合橋接細絲不由熱熔黏著劑組成物組成。
藉由「組成上相容(compositionally compatible)」意指包含細絲之聚合材料的至少80重量%的單體單元之熱塑性塑膠有機聚合材料之橋接細絲，該等單體單元具有與擠壓接合有細絲之非織物帶材的纖維的至少約80重量%的有機聚合材料之化學組成類似的化學組成。
u‧‧‧箭頭
d‧‧‧箭頭
PH‧‧‧距離
PS‧‧‧褶襉間隔
RC‧‧‧曲率半徑
DP‧‧‧褶襉方向
1‧‧‧剛性、通道框架式不可壓縮褶襉空氣過濾器/空氣過濾器/框架式空氣過濾器/褶襉過濾器
2‧‧‧上游側
3‧‧‧下游側
4‧‧‧主要邊緣
10‧‧‧緊密褶襉空氣過濾器介質/褶襉過濾器介質/緊密褶襉介質
12‧‧‧支撐通道框架
13‧‧‧側壁
14‧‧‧上游凸緣
15‧‧‧下游凸緣
20‧‧‧上游褶襉
21‧‧‧上游褶襉尖端/褶襉尖端
22‧‧‧上游褶襉谷
23‧‧‧上游褶襉壁
25‧‧‧上游面
30‧‧‧下游褶襉
31‧‧‧下游褶襉尖端
32‧‧‧下游褶襉谷
33‧‧‧下游褶襉壁
35‧‧‧下游面
40‧‧‧線性橋接細絲/上游橋接細絲/橋接細絲/第一組橋接細絲
40’‧‧‧第二組橋接細絲/線性橋接細絲
60‧‧‧細絲-褶襉尖端接頭/接頭
61‧‧‧中心導線束
62‧‧‧次級導線束
63‧‧‧凹入接縫
圖1是例示性通道框架式、剛性褶襉空氣過濾器之側面上游透視圖，該空氣過濾器在其上游面上包含線性橋接細絲。
圖2是圖1之例示性通道框架式、剛性褶襉空氣過濾器的側面上游局部剖切透視圖。
圖3是圖1之空氣過濾器的褶襉空氣過濾器介質之側面上游透視圖，其中省略過濾器之周緣框架。
圖4是另一褶襉空氣過濾器介質之側面上游透視圖，該褶襉空氣過濾器介質在其上游面上及其下游面上包含線性橋接細絲。
圖5及圖5a是例示性褶襉空氣過濾器介質之一部分的側面示意性截面圖。
圖6是線性橋接細絲與褶襉尖端之間的例示性接合之理想化截面圖。
圖7是包含接合至褶襉空氣過濾器介質之褶襉尖端的線性橋接細絲之例示性加工實例樣本之頂部透視圖的光學顯微照片。
各圖式中相似的元件符號代表相似的元件。除非另外指示，本說明書內所有圖式與繪圖都未依照比例，並且選取用於例示本發明不同實施例之目的。尤其是，許多組件的尺寸僅供例示，並且除非明確指示，否則應當可從該等圖式推斷許多組件的尺寸之間並無關聯。
圖1及圖2中自上游側以透視圖展示包含上游側2及下游側3之例示性剛性、通道框架式不可壓縮褶襉空氣過濾器1。空氣過濾器1包含緊密褶襉空氣過濾器介質10，其中支撐通道框架12大 致上安裝於褶襉過濾器介質10之周緣且環繞該周緣以形成空氣過濾器1。框架式空氣過濾器1的形狀往往可係矩形(其特別地包括正方形形狀)，其中褶襉過濾器介質10因此具有大致上矩形周緣(其在過濾器介質10之周緣中不排除不規則體、凹口、斜切或有角度角隅或類似者)。框架式空氣過濾器1及其過濾器介質10因此往往具有四個主要邊緣4，如圖1中之例示性實施例中所示。緊密褶襉過濾器介質10包含如圖3中最容易見到的上游面25及下游面35，圖3描繪在省略通道框架情況下的緊密褶襉介質10。如圖3中進一步詳細展示，褶襉過濾器介質10包含經定向成至少大致上相對於彼此平行之複數個上游褶襉20。各上游褶襉20包含一上游褶襉尖端21，且各相鄰對之上游褶襉20界定介於其等之間之一上游褶襉谷22。在過濾器1之使用中，流動中的空氣進入上游谷22且行經至上游褶襉壁23中以透入褶襉過濾器介質10中。起褶襉過濾器介質10進一步包含大致上相對於彼此而平行且處於與上游褶襉20呈對立面對組態之複數個下游褶襉30。各下游褶襉30包含一下游褶襉尖端31，且各相鄰對之下游褶襉30界定介於其等之間之一下游褶襉谷32。流動中的空氣行經離開下游褶襉壁33以離開褶襉過濾器介質10。在許多實施例中，褶襉過濾器1經調適以使得在過濾器之使用中，流動中的空氣將沿至少大致上正交於褶襉方向Dp之方向局部地接近褶襉過濾器1，且將局部地離開褶襉過濾器1。在此類實施例中，在褶襉過濾器1之一般使用中可能存在少量或不存在沿褶襉介質之谷的長軸之氣流。
框架式空氣過濾器1至少在褶襉過濾器介質10之上游面25上包含複數個線性橋接細絲40，如例如圖3中最容易見到。至少一些橋接細絲40的至少部分接合至褶襉過濾器介質10之至少一些上游褶襉尖端21的至少部分。橋接細絲延伸於褶襉過濾器介質10之至少兩個相同側(例如，下游)的褶襉尖端之間，且擠壓接合至該等褶襉尖端。依據定義，線性橋接細絲不會連同褶襉過濾器介質10一起起褶襉。此外，線性橋接細絲與褶襉材料不連續接觸，且不遵循褶襉幾何或以任何顯著程度下垂至褶襉谷中。
因此應瞭解，(在褶襉介質10處於其不受到任何變形或壓縮力的條件中的狀況下)當自側面檢視時，線性橋接細絲40將包含至少實質上線性外形(而非僅當沿過濾器之上游-下游軸線直接檢視時呈現線性外形)，如圖3之例示性實施例中顯而易見。甚至允許如可統計地發生在生產過程中之偶然輕微偏差，大多數細絲40之大多數部分將與大部分褶襉壁之區隔開；亦即，它們將與所有此類褶襉壁區隔開，除了褶襉尖端21處或極靠近褶襉尖端21之彼等。依據定義，上游橋接細絲40因此與褶襉過濾器介質10之上游面25不連續接觸。橋接細絲因此不同於導線束，該導線束例如藉由將可硬化液體黏著劑灑落至褶襉介質上來形成，以使得其至少大致上遵循褶襉結構(至少大致上透入或下垂至褶襉谷中)且然後硬化成彼組態。依據定義，如本文中所揭示之線性橋接細絲因此不包括例如美國專利第7235115號中所揭示之黏合導線束。
在圖3中所示之一般類型的實施例中，橋接細絲40可經定向成至少實質上正交於(例如，在90度+/-約5度內正交於)褶襉過濾器介質10之褶襉方向(其中褶襉方向意指平行於褶襉尖端21及31之方向，如藉由圖3中之箭頭表示)。在一些實施例中，橋接細絲40可經定向成至少基本上正交於褶襉方向。在各種實施例中，橋接細絲40可至少大致上、實質上、或基本上彼此平行。
在一些實施例中，橋接細絲40可延伸於例如三個、四個、八個、十六個、三十二個或更多褶襉尖端21之間且接合至該等褶襉尖端。在一些實施例中，至少一些橋接細絲可係連續的，意指這些橋接細絲沿褶襉過濾器介質10之整個長度延伸(如圖3中之例示性設計)。沿褶襉過濾器介質10之整個長度的任何處，此類連續的橋接細絲因此將不會被切斷或以其他方式製成不連續。在任何情況下，橋接細絲40(連續或不連續)將不同於經切割或以其他方式故意製作得如此短以使得它們未延伸於至少兩個上游褶襉尖端之間的細絲。
已發現，甚至在相對強勁過濾器介質的情況下，至少存在於褶襉過濾器介質之上游面上的橋接細絲可增強整個空氣過濾器1之整體剛性(例如，與通道框架協作)。由於存在每單位長度的褶襉介質之大量細絲-褶襉尖端接合，橋接細絲之效果在該等橋接細絲與緊密褶襉介質一起使用時可尤其有幫助。
在圖4中所示之一般類型的實施例中，第一組橋接細絲40可提供於褶襉過濾器介質10之上游面25上，且第二組橋接細絲40’可提供於褶襉過濾器介質10之下游面35上。第一及第二組橋接細 絲在組成上(及/或在例如像間隔、直徑等等之幾何參數上)可相似或相同；或它們可在任何或所有此類組成及/或參數上不同。
線性橋接細絲40(及40'，若存在)可由任何材料製成，該材料可經擠壓成細絲及擠壓接合至褶襉尖端，且當如此接合時，可提供所欲物理性質(例如，可撓性、不可延伸性等)。此類材料可包括任何適合的可擠壓熱塑性塑膠或熱固性有機聚合材料(無論天然存在的或合成的)。因此，普通可擠壓聚合材料(包括但不限於例如像聚丙烯、聚乙烯、及其共聚物之聚烯烴；聚(乳酸)；聚醯胺；聚對苯二甲酸乙二酯；等等)可用以形成橋接細絲。此類可擠壓有機聚合材料往往由相對高分子量聚合物、共聚物或摻合物組成。另外，可存在次成分，例如，抗氧化劑、著色劑、色素、染料、處理助劑等等。
依據定義，擠壓接合線性橋接細絲不由任何種類的(硬化)膠或黏著劑組成，例如淋膠或光固化黏著劑。詳言之，擠壓接合線性橋接細絲不由熱熔黏著劑組成物組成。如通常使用的熱熔黏著劑係熟知包含與大量其他組分(例如像有機蠟)摻合之基底材料(例如，聚合材料)以降低混合物之熔點及/或熔解黏度，以使得可利用熱熔黏合設備(例如，格柵熔爐及計量泵)而非必需使用擠壓機來處理該混合物。(熱熔黏著劑往往亦可包含諸如增黏劑之組分以增加混合物之黏性。)因而，熱熔黏著劑(甚至在冷卻及硬化之後)容易地不同於如本文中所揭示之擠壓接合材料，如一般工匠將瞭解。例如，美國專利第7235115號中所揭示之熱熔黏著劑不同於如本文中所揭示之擠 壓接合線性橋接細絲。在一些特定實施例中，擠壓接合線性橋接細絲可包含小於約10、5.0、或2.0重量%的有機蠟。在一些特定實施例中，擠壓接合線性橋接細絲可包含小於約10、5.0、或2.0重量%的例如像雜排聚丙烯的非晶聚烯烴均聚物；及/或小於約10、5.0、或2.0重量%的乙烯-醋酸乙烯(EVA)共聚物。
在一些實施例中，橋接細絲可與擠壓接合有該細絲之非織物帶材的纖維之有機聚合材料在組成上相容。藉由「組成上相容」意指熱塑性塑膠有機聚合材料之細絲包括細絲之聚合材料的至少80重量%的單體單元，該等單體單元具有與擠壓接合有細絲之非織物帶材的纖維的至少約80重量%的有機聚合材料之化學組成類似的化學組成。換言之，細絲可具有充分數目的具有與非織物帶材之纖維的單體單元類似的組成之單體單元以使分子混合可出現，以使得細絲至纖維的熱接合可發生。經由特定實例，橋接細絲可包含80重量%以上的聚丙烯單體單元，其中接合有該等橋接細絲之褶襉介質(非織物帶材)亦包含80重量%以上的聚丙烯單體單元。此後者狀況可藉由纖維之混合或藉由兩者組合提供於個別纖維內。例如，非織物帶材可由例如80重量%的聚丙烯(PP)均聚物纖維及20重量%的聚乙烯(PE)纖維組成；或該非織物帶材可由80/20 PP/PE共聚物的纖維組成。任一者將滿足與包括至少80%聚丙烯單體單元之細絲在組成上相容之準則。
在進一步實施例中，細絲可與擠壓接合有該細絲之非織物帶材的纖維之有機聚合材料「組成上相似」，意指細絲之聚合材料的至少90重量%的單體單元具有與非織物帶材之纖維的至少約90重 量%的有機聚合材料之化學組成類似的化學組成。在進一步實施例中，細絲可實質上與擠壓接合有該細絲之非織物帶材的纖維之有機聚合材料組成上相似，意指細絲之聚合材料的至少95重量%的單體單元具有與非織物帶材之纖維的至少約95重量%的有機聚合材料之化學組成類似的化學組成。在更進一步實施例中，細絲可基本上與擠壓接合有該細絲之非織物帶材的纖維之有機聚合材料組成上完全相同，意指細絲之聚合材料的至少98重量%的單體單元具有與非織物帶材之纖維的至少約98重量%的有機聚合材料之化學組成類似的化學組成。
在所有此類評價中，藉由單體單元之「類似」化學組成意指單體單元個別或共同相同。例如，聚丙烯單元具有與聚丙烯單元類似的組成；聚丙烯單元不具有與聚乙烯單元類似的組成。(然而，再次經由特定實例，是80/20 PP/PE單體單元之隨機共聚物的細絲具有與其纖維是80/20 PP/PE單體單元之隨機共聚物的纖維網類似的組成物)。此外，在此類評價中，忽視所有非有機聚合材料(例如，礦物填料、抗氧化劑、著色劑、色素等等)之存在。
應注意，甚至在無例如至少與非織物帶材之纖維的有機聚合材料組成上類似的細絲下(及在無呈現任何壓感黏合性質之細絲材料下)，細絲至纖維網之褶襉尖端的適當接合可發生。此類接合可例如經由初始細絲之熔融材料透入非織物帶材之纖維之間的間隙空間中來達成。
在特定實施例中，橋接細絲可由有機聚合材料組成，該有機聚合材料是包含駐極體的組成物，如本文中後面論述。在一些實 施例中，橋接細絲可係非彈性的。如本文中所定義的非彈性涵蓋不具有相對高的可逆延伸性(例如藉由可逆地延長至例如100%或更多而不受到塑性變形之能力所示範)特性的諸如天然橡膠、SBR橡膠、來克拉(lycra)等之彈性材料的任何材料。在其他實施例中，細絲可由彈性材料(選自例如上文列出之彈性材料)製成。
在一些實施例中，橋接細絲可呈現一熔點(藉由微差掃描熱量法以10度K每分鐘的速率測量)，該熔點在擠壓接合有細絲之非織物帶材的纖維之熔點(以相同方式測量)的約30、20、10或5度K內。
在各種實施例中，橋接細絲可包含至多約2、1、0.5、0.2或0.1mm之平均直徑(或等效直徑，在細絲具有非圓形或不規則剖面的情況下)。在進一步實施例中，細絲可包含至少約0.05、0.10或0.20mm之平均直徑或等效直徑。當以剖面檢視時，橋接細絲可包含任何適合的形狀(例如，大致上圓形、方形、長橢圓形等。)。所有此類尺寸及形狀應在褶襉尖端之間的位置處而非在至褶襉尖端之接合處評價，因為細絲形狀之相當大的變形可發生在接合位置處，如以下所論述。細絲可按所欲包含個別細絲之間的適合間隔(例如，當細絲40經配置成例如彼此平行，以使得可測量此平均間隔時)。在各項實施例中，細絲間隔可係至少約2、4、6、8、16或24mm。在額外實施例中，細絲間隔可係至多約50、40、30、20、15、12、10、或8mm。細絲間隔可係相對恆定或可變化。當然，生產及處置細絲會發生細絲間隔之一些固有變化。無論具體配置為何，一組適合的細絲將共 同包含一高度開放式結構(open structure)(在各種實施例中，其包含大於至少80、90、或95%開放式區)，以允許充分氣流通過褶襉過濾器介質10。
橋接細絲因此採取個別地提供(例如，擠壓至褶襉過濾器介質10之褶襉尖端上)之個別細絲的形式。在至少一些實施例中，橋接細絲經定向成至少實質上彼此平行(且都至少實質上正交於褶襉介質之褶襉方向Dp)，並且不直接彼此連接，或經由任何其他實體(除褶襉過濾器介質外)間接彼此連接。此類實施例排除細絲之使用，該等細絲是例如包括以多種方向定向之預先有的紗布之部分；例如，具有多方向或隨機取向纖維之紗布。此外，如本文中所揭示之任何此組橋接細絲將不同於非細絲支撐結構或提供於褶襉過濾器之下游側上(且往往接合至其周緣框架及/或接合至褶襉過濾器介質本身)以剛性化褶襉過濾器介質之結構。換言之，如本文中所揭示之一組橋接細絲不涵蓋例如卡紙板或金屬之經穿孔片材，或卡紙板或金屬之條狀物，如往往提供於褶襉過濾器之下游側上以使褶襉過濾器能夠在無過濾器支撐層存在下承受在高壓力HVAC氣流狀況中所遭遇到之力者。在一些實施例中，無此類輔助組分(例如，經穿孔片材、條狀物等等)存在。在其他實施例中，可存在任何此類輔助組分以添加至橋接細絲。在一些具體實施例中，褶襉空氣過濾器不包括任何種類的加強層(例如，金屬絲網)，該加強層接合(例如，黏合地接合)至介質之主要表面且連同介質一起起褶襉。
褶襉過濾器介質10可係任何適合的介質，該介質能夠如本文中所描述者緊密地褶襉，且包括能夠使細絲擠壓接合至其的至少一些纖維。可能適合的材料可採取任何形式，包括例如非織物，諸如合成或天然纖維之熔噴或紡接帶材；紗布；織造物或針織材料等等。可使用製作非織物帶材的任何適合方法(例如，熔噴，熔紡，氣流，梳棉等等)。過濾器介質10亦可包括吸著劑、催化劑、及/或活性碳(無論呈例如粒狀體、纖維、織物及模製形狀之形式)。
亦可使用多層介質(例如，層壓介質)作為過濾器介質10。例如，此類介質可由上文論述之介質之層壓層或層壓至過濾器介質之一或多個層之其他基材所組成。在一些實施例中，可於過濾器介質10之上游側上使用一預過濾器層。此一預過濾器層可包含例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯二甲酸乙二酯、聚(乳酸)、或這些材料之摻合物。換言之，在一些實施例中，起褶襉過濾器介質10可包含一基底(例如，過濾)層，連同為任何目的按所欲的任何一或多個其他層，只要其允許起褶襉介質10保持如本文定義及描述之非自我支撐。例如，一高度開放式塑性網狀織物或網格可層壓至該起褶襉介質，以例如增強介質之抗磨性。可藉由任何適合的方法將任何此類層接合至例如一基底(例如，過濾)層，例如，藉由熔融接合、藉由黏著劑(熱熔黏著劑、壓敏黏著劑等等)、壓延(calender)、超音波接合等。
無論過濾器介質之實體形式為何(例如，無論是織造物或針織材料、非織物材料等)，介質將包括由可擠壓接合有橋接細絲之有機聚合材料製成的充分組分(例如，纖維)。在一些實施例中，過 濾器介質包括聚烯烴纖維(例如，聚乙烯、聚丙烯及其共聚物)。在一些特定實施例中，過濾器介質包含或基本上由聚丙烯纖維組成(注意，此後者狀況不排除例如駐極體組成成分及/或處理添加劑、UV穩定劑等等之存在，如習慣上與聚丙烯一起使用)。無論特定組成為何，過濾介質可經挑選以使得橋接細絲可經選擇為與該過濾介質在組成上相容。在各種實施例中，由聚丙烯均聚物纖維組成、或基本上由聚丙烯均聚物纖維組成之非織物帶材(例如，紡接或熔噴帶材)可與同樣由聚丙烯均聚物組成、或基本上由聚丙烯均聚物組成之橋接細絲組合使用。
在特定實施例中，起褶襉過濾器介質10可係一駐極體材料，包含例如任何帶電材料，例如，如美國專利第RE 30782號中描述之分裂原纖化(fibrillated)帶電纖維。此類帶電纖維可藉由習知手段形成為非織物帶材，且可選地結合至一紗布，諸如美國專利第5230800號中揭示之形成一外支撐層。在其他額外實施例中，過濾器介質10可係熔噴微纖維非織物帶材，例如，諸如美國專利第4813948號中揭示者，其可選地於帶材形成期間結合至一次要層(secondary layer)(如彼專利所揭示)，或後續依任何習知方式結合至一輔助帶材。可尤其適合某些應用的過濾介質可包括例如：授予Fox之美國專利第8162153號中描述之一般類型介質；授予Berrigan之美國專利申請公開案第20080038976號中描述之一般類型介質；及，授予Both之美國專利申請公開案第20040011204號中描述之一般類型介質，及 一般已知為摩擦生電(tribocharged)介質之介質。若需要，任何此類介質可帶電以形成一駐極體。
為能夠緊密褶襉及維持緊密褶襉組態(例如，與鬆弛對立以使得褶襉尖端之曲率半徑隨時間推移顯著增加)，褶襉過濾器介質10可有利地包含相對高的勁度。在一些實施例中，介質之勁度可藉由Gurley勁度表徵(如美國專利第8506669號中描述所測量，該案為此目的以引用之方式併入本文)。在各種實施例中，褶襉過濾器介質10可由呈現大於100、150、175、200、225、250、或300mg之Gurley勁度(在非褶襉組態中所測量)的材料組成。Gurley勁度利用過濾器介質在非褶襉狀態中測量，且沿介質之長軸(機器方向)測量(這是因為過濾器介質一般以沿帶材寬度橫向定向之褶襉方向Pd起褶襉，以使得機器方向上之勁度具有關於表徵褶襉材料抵抗褶襉變形或坍塌之能力的初級重要性)。
在具體實施例中，過濾介質可係Fox的美國專利第8506669號中揭示之一般類型的紡接非織物帶材。此類紡接介質可有利地呈現相對高的勁度且可尤其適用於緊密褶襉及維持緊密褶襉組態。在其他具體實施例中，過濾介質可係Sundet的美國專利第8142538號中揭示之一般類型的熔噴(BMF)非織物帶材。此類熔噴介質可相似地呈現相對高的勁度且可尤其適用於緊密褶襉及維持緊密褶襉組態。
參考圖5之側視圖來論述褶襉幾何之細節(其中沿褶襉方向Dp檢視褶襉空氣過濾器介質)。褶襉高度、褶襉間隔及頻率、及 褶襉尖端曲率半徑利用處於例如組裝有通道框架以提供框架式過濾器1的平面化組態中之褶襉空氣過濾器介質10估算(如細絲40之先前描述的平面化者)。在此一組態中，褶襉高度(褶襉幅度)係沿正交於過濾器1/過濾器介質10之整體主要平面之方向、自上游尖端至下游尖端之距離(圖5中之Ph)。依據定義，緊密褶襉空氣過濾器介質之褶襉高度將是至少約4mm。在各種實施例中，介質10之褶襉高度可係至少約6、8、10、12、14、16、18、20、30、或40mm。在進一步實施例中，褶襉高度可係至多約42、32、22、20、15、12、10、或8mm。
褶襉間隔(圖5中之Ps)係沿處於過濾器介質之主要平面中的方向、介於最鄰近相同側褶襉尖端之間的距離。在各種實施例中，褶襉間隔可係至多約12、10、8、6或4mm。在進一步實施例中，褶襉間隔可係至少約3、5、7、9或11mm。褶襉頻率意指例如上游褶襉尖端之參考點每cm距離重複的次數。(雖然圖5中未展示，但褶襉頻率與褶襉間隔直接相關。)依據定義，緊密褶襉空氣過濾器介質之褶襉頻率將是至少約每cm 0.8褶襉(每吋2褶襉)。在各種實施例中，褶襉頻率可係至少約每cm 1.0、1.2、1.4、1.8、2.2、2.6、或3.0褶襉；在進一步實施例中，褶襉頻率可係至多約每cm 3.2、2.8、2.4、2.0、1.6、或1.2褶襉。
褶襉尖端之曲率半徑(Rc)可如圖5a之誇大視圖中所示者估算。褶襉尖端之曲率半徑應在沿介於具有細絲之接合點之間的褶襉之位置處測量，因為褶襉尖端之一些輕微變形可發生於此類接合位 置處。依據定義，緊密褶襉空氣過濾器介質之褶襉尖端的曲率半徑將是至多約2mm。在進一步實施例中，褶襉尖端之曲率半徑可係至多約1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8、或0.6mm。在進一步實施例中，褶襉尖端之曲率半徑可係至少約0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5、或1.7mm。
應瞭解，具有此類小曲率半徑之緊密褶襉的褶襉往往可係相對尖銳頂端、「鋸齒」型褶襉，該等褶襉不同於例如呈現具有大曲率半徑之褶襉「尖端」的正弦褶襉。再次與正弦褶襉相反，此類鋸齒型褶襉往往亦可呈現極平整的褶襉壁(其在褶襉尖端處滿足極其小的曲率半徑)。此類褶襉可有利地用於例如相對強勁的過濾器介質中，且可例如藉由刻劃過濾器介質以提供刻劃線來獲得，然後介質沿該刻劃線折疊以形成極尖銳褶襉。詳言之，與褶襉介質之平均曲率半徑相比相對高的褶襉高度可係有利的。因此在各種實施例中，平均曲率半徑對褶襉高度之比率可係大於3、6、10、20、40、60、80、或100。在進一步實施例中，平均曲率半徑對褶襉高度之比率可係至多約400、200、400、100、80、40、或20。
依據定義，如本文中所揭示之褶襉空氣過濾器包括剛性化周緣框架12，該剛性化周緣框架是通道框架。通道框架是其中該框架之各主要部分(例如，各自安裝於褶襉空氣過濾器介質之主要邊緣上的四個部分)係至少實質上形剖面的一者。各主要框架部分包含具有主要平面之側壁13，該主要平面經定向成至少大致上平行於褶襉空氣過濾器之上游-下游軸線。各主要框架部分進一步具有上游凸緣 14及下游凸緣15(如例如圖1及圖2中所描繪)，其等至少實質上彼此平行且沿其向內-向外範圍至少實質上等距。此類通道框架在所屬技術領域中係熟知(例如美國專利第8685129號中描述)，且不同於(例如，美國專利第9174159號中揭示之一般類型的)捏縮框架。依據定義，通道框架式空氣過濾器因此不同於捏縮框架式空氣過濾器。通道框架12可由任何適合的材料製成，例如模製塑膠、刨花板等等。通道框架可採取提供所有四個框架部分之單件材料(例如「盒式」框架)的形式；或其可藉由將兩個、三個、或四個框架件(例如，兩個L形件)彼此附接以形成成品框架來形成。在具體實施例中，通道框架(例如盒式框架)可包含提供下游支撐之一或多個下游支撐構件(其可共同形成例如美國專利第8685129號中揭示之一般類型的下游支撐格柵)。在具體實施例中，此類框架可與褶襉過濾器介質一起使用，該褶襉過濾器介質僅在其上游面上而不在下游面上包含橋接細絲。
褶襉空氣過濾器介質10可有利地係強勁的，如本文中後面論述；此外，存在剛性化周緣支撐框架12，特定地，如上文所論述之通道框架。因此，空氣過濾器1是剛性的，意指其在空氣過濾器之一般使用期間(包括當其安裝於HVAC系統中且受到氣流時)保持整體平面化形狀。依據定義，剛性空氣過濾器不包括在一般使用中能夠適應例如弓形支撐格柵或格子(例如，該類型的網格支撐往往在所謂的小分裂加熱及空氣調節單元中發現)之空氣過濾器。
依據定義，褶襉空氣過濾器1係不可壓縮的。藉由此意指當適度的力施加至一組空氣過濾器1(例如，藉由利用彼此鄰接的主要面將該等過濾器中之五個堆疊成垂直堆疊)時，過濾器介質之褶襉將不會壓縮至小於當過濾器未堆疊於彼此頂上時所呈現之高度的褶襉高度。相反，在不可壓縮過濾器中，將防止褶襉介質受到任何此類變形。此類性質可應歸於如上文所揭示之通道框架的存在，且可藉由褶襉介質本身之勁度來增強。亦依據定義，如本文中所揭示之褶襉空氣過濾器1不可彼此嵌套。亦即，它們不可以堆疊之總尺寸(沿過濾器之上游-下游軸線)小於單獨過濾器之尺寸乘以堆疊中之過濾器的數目之方式堆疊在一起。此類過濾器不同於如例如美國專利第9174159號中揭示之可嵌套過濾器。
在一些實施例中，在褶襉介質之至少上游面上具有線性橋接細絲之褶襉過濾器介質10係自我支撐的。藉由此意指包括橋接細絲但無框架存在之褶襉空氣過濾器介質在放置於加壓空氣HVAC系統之習知周緣固持夾具中時，能夠承受當空氣撞擊於褶襉空氣過濾器介質之上游面上時所發展的力，以便在以美國專利第9174159號之實例部分中所描述之方式測試時發展至少0.2吋水柱之壓力降。能夠承受此類力意指褶襉空氣過濾器介質未坍塌、變形、變成脫離、破裂、或類似者，以使得空氣過濾器介質之效能令人不滿意。
緊密褶襉過濾器介質10可藉由任何適合的方法起褶襉，該方法不包括其中過濾器介質經由例如美國專利第5256231號中揭示之一組波紋齒輪處理的「波紋」製程。如本文中所使用之褶襉過 濾器介質一詞因此不涵蓋波紋介質(依據定義，該波紋介質將無刻劃線)，且亦涵蓋經由附接至其部分的形狀-記憶聚合物之收縮形成為折疊或起皺形狀之過濾器介質。有用的褶襉方法可包括其中過濾器介質之帶材經饋送至褶襉裝置的任何者，該裝置以所欲間隔折疊過濾器介質，其中因此形成的褶襉聚集於相對緊密的包中。褶襉過濾器介質帶材然後可經由褶襉間隔裝置處理，該褶襉間隔裝置以所欲褶襉間隔調整及設定該等褶襉。一例示性類型之褶襉間隔裝置係在美國專利第4976677號中描述且包括螺旋輸送機，其中螺旋輸送機繞組之螺紋或螺距建立所欲褶襉間隔。另一一般類型之褶襉間隔裝置係在美國專利第5389175號中描述且包括具有複數個隔開的微片或夾板之輸送機。個別微片或夾板在輸送機之移動期間輸送或固持連續褶襉，以使得所得褶襉間隔由相鄰螺紋或夾板之間的間隔規定。
顯然，上文褶襉方法一般產生固定褶襉間隔，該等固定褶襉間隔例如藉由螺旋輸送機繞組間隔或藉由微片或夾板之間的間隔預定。在其他實施例中，過濾器介質可藉由美國專利申請公開案第20140235419號中描述之一般類型的器械及方法起褶襉，從而允許對褶襉間隔之使用者選擇的調整。在此一般類型的系統中，上部及下部輸送機以所選擇速率操作，其中輸送機速率之至少一者可藉由使用者改變以建立所要褶襉間隔。
在任何上文方法(無論涉及固定褶襉間隔或可選擇褶襉間隔)中，若需要，可藉由刻劃過濾器介質來輔助褶襉製程以提供刻劃線，過濾器介質沿該刻劃線折疊以形成褶襉尖端。應瞭解，例如與 相對強勁過濾器介質結合之此類刻劃線可有利地允許緊密褶襉介質之製造，該緊密褶襉介質具有相對尖銳的褶襉尖端(亦即，具有小曲率半徑)，且亦可具有相對筆直的(而非弓形)褶襉壁。應進一步瞭解，此類刻劃線將容易地可見(無論在褶襉尖端之「頂」側或「下側」上)，且可在褶襉介質中識別。此類刻劃可使用任何所欲器械及方法執行，例如藉由使用旋轉-刻劃褶襉器械。在任何上文方法中，可例如利用一或多個紅外線加熱器來熱設定褶襉。(美國專利第7235115號中詳細地揭示褶襉之各種態樣，包括刻劃及熱設定。)
橋接細絲可藉由任何所欲擠壓器械及方法產生，該擠壓器械及方法將以一方式提供熔融擠出物流，該方式使得其等可擠壓接合至褶襉過濾器介質之褶襉尖端。依據定義，如本文中所揭示之擠壓接合及由此形成之擠壓接頭不同於諸如藉由例如超音波接合、溶劑接合、經由壓敏黏著劑或可光固化黏著劑接合等等達成之方法及所得接頭。換言之，一般工匠將能夠區別此類接頭。此類擠壓器械可係任何種類的擠壓機(例如，單螺旋擠壓機、雙螺旋擠壓機等等)，該擠壓機包含用於將有機熱塑性塑膠或熱固性材料擠壓成處於至少大致上並聯、隔開關係的熔融流之具有孔口的模具。各橋接細絲可藉由自模具之孔口擠出熔融材料之體積流來形成。細絲之尺寸可例如藉由改變擠壓機螺旋速度及/或藉由改變褶襉介質相對於所擠出熔融材料流移動之速度來改變。在大多數實施例中，熔融流將沿至少大致上與褶襉介質之機器方向(亦即，縱向方向)對準，且至少大致上正交於褶襉介質之褶襉方向的方向擠出。
在許多實施例中，熔融流在已建立褶襉間隔之後與褶襉尖端接觸，且褶襉間隔在熔融流與褶襉尖端接觸之後不改變。此舉可提供，如先前提到，當自側面檢視時，因此產生的細絲具有至少實質上線性外形，且不遵循或接觸褶襉壁以顯著程度向下到達褶襉谷中。因此，將不一定預期此類細絲以針對美國專利第7235115號之非線性黏合導線束所描述之方式向個別褶襉借出剛性。然而已發現此類細絲有利地增強如本文中較早論述之緊密褶襉、框架式空氣過濾器的整體剛性。
在一些實施例中，擠壓器械可與褶襉器械同軸設立，以使得橋接細絲在形成褶襉之後立即接合至褶襉過濾器介質。例如，提供上游橋接細絲之至少一第一擠壓機可與美國專利申請公開案第20140235419號中揭示之使用者可選擇的褶襉器械協同使用。(若褶襉空氣過濾器也將包含下游橋接細絲，則亦可使用經組配來將熔融流擠壓至褶襉介質之下游面上的第二擠壓機。)在其他實施例中，褶襉過濾器介質可經保持及儲存為褶襉包(其中褶襉可經壓縮在一起(折疊)以便較容易地儲存褶襉包)。然後可將褶襉包帶到所欲褶襉間隔(例如，其可自壓縮儲存組態擴展)，且將橋接細絲擠壓至褶襉介質之至少一上游面的褶襉尖端上且接合至該等褶襉尖端。
在一些實施例中，可有利地控制將熔融熱塑性塑膠有機材料流帶到褶襉介質之狀況。在具體實施例中，熔融擠出物流可例如藉由經過移動中的冷卻氣體(例如空氣)、藉由經過移動中的周圍空氣、或甚至藉由經過靜止的環境空氣來冷卻。此類措施可提供，流達 成所欲高黏度及/或在跨過褶襉谷而非例如下垂至該等褶襉谷中時，允許其沉積至褶襉尖端上且接合至該等褶襉尖端之局部固化度。
在一些實施例中，熔融擠出物流可擠壓至支撐表面(例如，具有適合控制的表面溫度之卷形物)上，該支撐表面將該等流呈現給褶襉介質以便接合至此。支撐表面亦可(例如經由冷卻熔融流)促進以與上文提到的方式相似的方式進入細絲中之流的至少一黏度增加、或甚至局部固化。可使將例如半固化細絲支承於其上之支撐表面緊鄰褶襉介質之褶襉尖端，以使得褶襉尖端接觸初始細絲。支撐表面及褶襉尖端之路徑可因此分開，以使得細絲與支撐表面分離。(支撐表面可經處理、或可包含可增強將細絲與支撐表面分離之能力的任何組成物之最外層。)
在一些實施例中，熔融流(及所得初始細絲)可優先在與支撐表面接觸之流的側上冷卻。此舉可提供，細絲之對立側(亦即，接觸褶襉尖端之側)可仍然經相對熔融，且因此具有與細絲的與支撐表面接觸之側相比較低的黏度。因此，細絲之此對立側在與褶襉尖端接觸時可仍然經相對熔融，且因此可相對於細絲之主體側向及向後位移。如圖6中之通用表示中所示及如圖7之光學照片中容易可見，此可提供具有其中次級導線束62可見之特性結構的細絲-褶襉尖端接頭60，該等細絲-褶襉尖端接頭側向地位於主要(中心)導線束61的側面，其中凹入接縫63在次級導線束62與主要中心導線束61之間可見。為方便描述，此類接頭60可因此具有顯著的視覺外觀且將被稱為鳶尾形接頭(由於當以剖面檢視時其特性外形)。此類接頭可 容易地不同於其中例如熔融導線束之褶襉-尖端接觸部分可總體上側向擴散以形成稍微平整化的結構，而不可容易地識別次級導線束62與中心導線束61之間的凹入接縫63之接頭。
在一些實施例中，褶襉空氣過濾器介質10可係包含有機聚合纖維之非織物帶材(例如紡接非織物帶材)，該等有機聚合纖維之至少一些包含駐極體。在具體實施例中，橋接細絲40可由與褶襉空氣過濾器介質之非織物帶材的有機聚合纖維相同的包含駐極體的組成物之有機聚合材料製成。例如，紡接帶材可由包含駐極體之聚丙烯纖維製成，且橋接細絲可同樣由包含駐極體之聚丙烯製成。應瞭解，在一些實施例中，來自製造非織物帶材或來自由該非織物帶材製造褶襉過濾器之廢棄材料(例如，自帶材修剪掉的材料)；或者，由熔噴製程產生之廢棄纖維可有利地用作用於擠壓橋接細絲之原材料。因此應瞭解，在一些實施例中，橋接細絲可包括駐極體，即使橋接細絲可能不一定有助於任何顯著過濾功能。
在其中需要過濾例如由機械化風扇或吹風機系統激發之流動中的空氣之任何適合的環境或情形中，可使用剛性、通道框架式、不可壓縮的褶襉空氣過濾器1。過濾器1因此可發現在HVAC(熱通風空氣調節)系統、室內空氣淨化器、汽車引擎或機艙空氣過濾應用等等中使用。在具體實施例中，過濾器1經組配以便在加壓空氣HVAC系統中使用。
例示性實施例清單
實施例1係一剛性、通道框架式、不可壓縮、不可嵌套的褶襉空氣過濾器，其包含：一緊密褶襉空氣過濾器介質，其由一非織物纖維帶材組成，且具有一上游面及一下游面，以及具有四個主要邊緣之一大致上矩形的周緣，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含複數個對立面對的褶襉，該複數個對立面對的褶襉具有一褶襉方向，且具有複數個上游褶襉尖端及上游褶襉谷，以及下游褶襉尖端及下游褶襉谷，該緊密褶襉空氣過濾器介質包含複數個上游線性橋接細絲，該等上游線性橋接細絲至少實質上彼此平行，且經定向成至少實質正交於該褶襉方向，並且擠壓接合至該等上游褶襉尖端之至少一些，該緊密褶襉空氣過濾器介質進一步包含複數個下游線性橋接細絲，該等下游線性橋接細絲至少大致上彼此平行，且經定向成至少大致上正交於該褶襉方向，並且擠壓接合至該等下游上游褶襉尖端之至少一些，及一通道框架，其包含四個主要框架部分，其中各主要框架部分安裝於該褶襉空氣過濾器介質之該等四個主要邊緣中之一者上。
實施例2係如實施例1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲至少基本上彼此平行，且包含自約4mm至約25mm的細絲之間的一中心至中心間隔，且其中該等上游橋接細絲至少基本上彼此平行，且包含自約4mm至約25mm的細絲之間的一中心至中心間隔。
實施例3係如實施例1至2中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端呈現至多約1mm之一平均曲率半徑。實施例4係如實施例1至2中任一項之褶襉空氣過 濾器，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端呈現至多約0.5mm之一平均曲率半徑。實施例5係如實施例1至4中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約8mm之一褶襉高度。實施例6係如實施例1至4中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約12mm之一褶襉高度。實施例7係如實施例1至6中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約6的褶襉曲率半徑對褶襉高度之一比率。實施例8係如實施例1至6中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約十的褶襉曲率半徑對褶襉高度之一比率。
實施例9係如實施例1至6中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約每cm 1.2褶襉之一褶襉頻率。實施例10係如實施例1至9中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端是呈現可見刻劃線之刻劃褶襉尖端。
實施例11係如實施例1至10中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該空氣過濾器介質包含至少約175mg之一Gurley勁度。實施例12係如實施例1至10中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該空氣過濾器介質包含至少約225mg之一Gurley勁度。
實施例13係如實施例1至12中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質包含一非織物帶材，其包含有機聚合纖維，該等有機聚合纖維之至少一些具有包含駐極體之組成物。實施 例14係如實施例13之褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲是與該褶襉空氣過濾器介質之該非織物帶材的該等有機聚合纖維相同的包含駐極體之組成物的有機聚合材料。
實施例15係如實施例1至14中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質包含一紡接非織物帶材。實施例16係如實施例1至14中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質基本上由一紡接非織物帶材組成，該紡接非織物帶材包含一組成物之有機聚合纖維，該組成物包含駐極體。實施例17係如實施例16之褶襉空氣過濾器，其中該紡接非織物帶材基本上由包含駐極體之一聚丙烯組成物的纖維組成，且其中該等上游及下游線性橋接細絲基本上由包含駐極體之聚丙烯組成物的纖維組成，該聚丙烯組成物之纖維與該非織物帶材之該等纖維相同。
實施例18係如實施例1至14中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質包含一噴塑微纖維非織物帶材。
實施例19係如實施例1至18中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該等上游線性橋接細絲之至少一些藉由鳶尾形接頭擠壓接合至該等上游褶襉尖端之至少一些。
實施例20係如實施例1至實施例19中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉過濾器介質之該上游面及該褶襉過濾器介質之該下游面皆不包含連同該過濾器介質起褶襉且接合至該過濾器介質之一加強層。
實施例21係如實施例1至20中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲及該等下游橋接細絲係與該非織物纖維帶材在組成上相容。
實施例22係如實施例1至21中任一項之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲及該等下游橋接細絲呈現一熔點，該熔點在該非織物纖維帶材之一熔點的約10度K內。
實施例23係一剛性、通道框架式、不可壓縮、不可嵌套的褶襉空氣過濾器，其包含：一緊密褶襉空氣過濾器介質，其由一非織物纖維帶材組成，且具有一上游面及一下游面，以及具有四個主要邊緣之一大致上矩形的周緣，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含複數個對立面對的褶襉，該複數個對立面對的褶襉具有一褶襉方向，且具有複數個上游褶襉尖端及上游褶襉谷，以及下游褶襉尖端及下游褶襉谷，該緊密褶襉空氣過濾器介質包含複數個上游線性橋接細絲，該等上游線性橋接細絲至少實質上彼此平行，且經定向成至少實質正交於該褶襉方向，並且擠壓接合至該等上游褶襉尖端之至少一些，及一通道框架，其包含四個主要框架部分，其中各主要框架部分安裝於該褶襉空氣過濾器介質之該等四個主要邊緣中之一者上。
實施例24係如實施例23之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲呈現如實施例2，21、及22中任一項之上游橋接細絲特徵。實施例25係如實施例23之褶襉空氣過濾器，其中該等上游褶襉及上游褶襉尖端呈現如實施例3、4、及10中任一項之褶襉特徵及/或 褶襉尖端特徵。實施例26係如實施例23之褶襉空氣過濾器，其進一步包含如實施例5至9及11至20中任一項之特徵。
實施例27係一過濾空氣之方法，該方法包含：將如實施例2至26中任一項之剛性、通道框架式、不可壓縮、不可嵌套的褶襉空氣過濾器定位在一HVAC系統中；及，操作該HVAC系統以使得流動中的空氣經牽引穿過該過濾器之該褶襉過濾器介質，以便過濾經牽引穿過該褶襉過濾器介質之該空氣。
所屬技術領域中具有通常知識者應理解，本文所揭示之特有實施例元件、結構、部件、細節、組態等等都可在許多實施例當中修改及/或結合。此類改變及組合係經本案發明人思慮而全都在本發明的範圍內，並非只有經選擇作為例示性說明的那些代表性設計。因此，本發明的範疇應不侷限於本文中描述的特有例示結構，而是延伸至文後申請專利範圍及這些結構的等效物所述之結構。本說明書中明確敘述作為替代者之元件中的任一者皆可如所欲以任何組合明確包括於申請專利範圍內或排除自申請專利範圍外。本說明書中以開放式語言(例如：包含及其衍生語)敘述之元件或元件組合中的任一者，皆可視為另外以封閉式語言(例如：組成及其衍生語)及複數型封閉式語言(例如：主要組成、及其衍生語)來敘述。倘若本說明書之內容與以引用方式併入本說明書中之任何文件之揭露間有任何衝突或差異，應以本說明書的內容為主。

Claims (20)

  1. 一種剛性、通道框架式、不可壓縮、不可嵌套的褶襉空氣過濾器，其包含：一緊密褶襉空氣過濾器介質，其包含一非織物纖維帶材，且具有一上游面及一下游面、以及具有四個主要邊緣之一大致上矩形的周緣，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含複數個對立面對的褶襉，該複數個對立面對的褶襉具有一褶襉方向，且具有複數個上游褶襉尖端及上游褶襉谷、以及下游褶襉尖端及下游褶襉谷，該緊密褶襉空氣過濾器介質包含複數個上游線性橋接細絲，該等上游線性橋接細絲至少實質上彼此平行，且經定向成至少實質正交於該褶襉方向，並且擠壓接合至該等上游褶襉尖端之至少一些，該緊密褶襉空氣過濾器介質進一步包含複數個下游線性橋接細絲，該等下游線性橋接細絲至少大致上彼此平行，且經定向成至少大致上正交於該褶襉方向，並且擠壓接合至該等下游上游褶襉尖端之至少一些，以及，一通道框架，其包含四個主要框架部分，其中各主要框架部分安裝於該褶襉空氣過濾器介質之該四個主要邊緣之一者上。
  2. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲至少基本上彼此平行，且包含自約4mm至約25mm的細絲之間的中心至中心間隔，且其中該等上游橋接細絲至少基本上彼此平行，且包含自約4mm至約25mm的細絲之間的一中心至中心 間隔。
  3. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端呈現至多約0.5mm之一平均曲率半徑。
  4. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約8mm之一褶襉高度。
  5. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約12mm之一褶襉高度。
  6. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約十的褶襉曲率半徑對褶襉高度之一比率。
  7. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該緊密褶襉空氣過濾器介質包含至少約每cm 1.2褶襉之一褶襉頻率。
  8. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游褶襉尖端及該等下游褶襉尖端是呈現可見刻劃線之刻劃褶襉尖端。
  9. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該空氣過濾器介質包含至少約225mg之Gurley勁度。
  10. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質包含一非織物帶材，其包含有機聚合纖維，該等有機聚合纖維之至少一些具有包含駐極體之一組成物。
  11. 如請求項10之褶襉空氣過濾器，其中該等橋接細絲是與該褶襉空氣過濾器介質之該非織物帶材的該等有機聚合纖維相同的包含駐極體之組成物的有機聚合材料。
  12. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質包含一紡接非織物帶材。
  13. 如請求項12之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質基本上由一紡接非織物帶材組成，該紡接非織物帶材包含一組成物之有機聚合纖維，該組成物包含駐極體。
  14. 如請求項13之褶襉空氣過濾器，其中該紡接非織物帶材基本上由包含駐極體之聚丙烯組成物的纖維組成，且其中該等上游及下游線性橋接細絲基本上由包含駐極體之聚丙烯組成物的纖維組成，該聚丙烯組成物之纖維與該非織物帶材之該等纖維相同。
  15. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉空氣過濾器介質包含一噴出微纖維非織物帶材。
  16. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游線性橋接細絲之至少一些藉由鳶尾形接頭擠壓接合至該等上游褶襉尖端之至少一些。
  17. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該褶襉過濾器介質之該上游面及該褶襉過濾器介質之該下游面皆不包含連同該過濾器介質起褶襉且接合至該過濾器介質之一加強層。
  18. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲及該等下游橋接細絲係與該非織物纖維帶材在組成上相容。
  19. 如請求項1之褶襉空氣過濾器，其中該等上游橋接細絲及該等下游橋接細絲呈現一熔點，該熔點在該非織物纖維帶材之一熔點的約10度K內。
  20. 一種過濾空氣之方法，該方法包含：將如請求項1之剛性、通道框架式、不可壓縮、不可嵌套的褶襉空氣過濾器定位在一HVAC系統中；及，操作該HVAC系統以使得流動中的空氣經牽引穿過該過濾器之該褶襉過濾器介質，以便過濾經牽引穿過該褶襉過濾器介質之該空氣。
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