[發明專利]使用PTFE膜以及碳網片用于HEPA效率以及氣味控制的過濾介質構造

有效

• 申請號: 201080032259.4
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN102470304A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: K·帕特爾
• 申請（專利權）人: 唐納森公司
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 王維綺

本申請是作為一個PCT國際專利申請于2010年7月22日以唐納森公司(Donaldson?Company，Inc.)(一個美國國家公司，作為除美國之外所有指定國的申請人)、以及Kirit?Patel(一位美國公民，作為僅美國指定國的申請人)的名義進行提交的，并且要求了于2009年7月22日提交的美國臨時專利申請序列號61/083,784的優先權，其內容通過引用結合在此。

技術領域

本發明總體上涉及一種分層的過濾介質。

背景技術

過敏癥患者以及帶有呼吸病癥的患者通常對于空氣中的微粒物質是敏感的。真空吸塵器以及空氣濾清器過濾裝置尋求去除家里以及商業場所的微粒物質，從而要求過濾器來捕獲這些顆粒。沒有這樣的過濾器，真空吸塵器將會使這些微粒物質簡單地再循環到空氣中。由于日益嚴格的法規要求，需要工業集塵設備來從工藝空氣流中除去更大比例的越來越小的顆粒。燃氣輪機進氣過濾系統也必須除去大量非常小的顆粒，因為此類顆粒的存在可能對渦輪機葉片造成不可修復的損害。環境的清潔度、其居住者的健康、工業方法的效力、工業設備的維護、以及總的生活美學要求過濾器從空氣流中容易地去除亞微米的微粒物質。

為了實現從穿過此類系統的空氣流中去除亞微米的微粒，慣性分離器傾向于簡單地在微粒材料的路徑中設置物理障礙，則該微粒材料從空氣流中被敲擊到一個收集箱中。紙袋集塵器簡單地是基于濾紙技術的袋子形式的過濾器。此類紙袋典型地在空氣流上簡單地適合于從空氣流中分離微粒的目的。

更加新的過濾器已經被設計為具有一個收集過濾器或一個平板或柱形濾筒。在這些應用中，使用了一種HEPA過濾材料。按其定義，HEPA過濾器去除了至少99.97％的0.3μm或更大直徑的空氣中顆粒。由于它們的總體可靠性以及高水平的性能，HEPA過濾器通常被用來將放射性物質、石棉、鉛、鈹、以及其他有毒微粒的釋放最小化。在真空吸塵器中，使用HEPA過濾器進行空氣污染控制。通常HEPA結構包括膨脹的PTFE(ePTFE)、具有一層結合在過濾器構造中的熔噴纖維的層、或具有一層結合在過濾器構造中的熔噴纖維的一個纖維素濾紙層。這些結構通常是通過敲擊該過濾器或通過使用壓縮空氣流從該過濾器中吹出濾餅或微粒而進行清潔。

更加新的過濾器的過濾效率以及可清潔性是重要的。這些過濾器必須能夠除去灰塵以及污垢，但是必須是容易清潔的而不會損害該過濾器。通常通過在固體物體上敲擊該過濾器而排出灰塵以及污垢來清潔臟的過濾器可能造成過濾介質失效或可能造成多層的元件發生分層，由此致使該過濾器由于形成一個供灰塵以及污垢通過該過濾結構的路徑而失效。當細的灰塵顆粒被捕集進入該過濾介質中的深度使得灰塵不能通過典型的過濾器清潔機理而排出時，會發生另一種失效模式，從而導致真空功率減小并且過濾器壽命變短。

在真空袋中使用了細纖維層的一種灰塵過濾器真空技術的一個例子是Emig等人的美國專利號6,395,046。使用了膨脹的PTFE的一種處于濕/干真空中的濾筒的一個例子是Scanlon等人的美國專利號5,783,086。過濾材料，例如粗織HEPA介質，通常具有高的效率但是通常具有短的壽命并且可能通過水的暴露而被降級。

仍然需要適合于去除氣味并同時保持更低壓降以及更高效率的過濾介質構造。此外，對于提供了HEPA效率、氣味控制、以及利用單一介質來控制濾筒介質中的霉菌生長而進行抗微生物處理的過濾介質構造存在一種需要。

發明內容

本發明總體上涉及一種用于改進氣味控制以及過濾作用的多層的HEPA過濾介質。本發明提供了一種用于改進氣味控制的多層的抗微生物的ePTFE?HEPA過濾介質。該介質確切地說是被設計用于真空吸塵器空氣過濾筒應用，但是它還可以用于多種其他的過濾系統。此類系統包括但不限于空氣濾清器過濾、用于家里和工業建筑的中央空氣過濾(HVAC)、潔凈室、以及微電子器件。

這種過濾介質構造典型地包括至少三個層：一個上游介質層、一個雙組份聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯(PE/PET)層、以及一個基礎層。在一個實施方案中，該上游介質層使用PTFE。在另一個實施方案中，用于該上游介質層的PTFE是膨脹的PTFE(ePTFE)。該ePTFE膜層為該過濾介質提供了多個重要益處，包括HEPA效率以及在HEPA效率下具有最小壓降的敲打清潔性(tap?cleanability)。在一個實施方案中，該雙組份層包括非紡織的聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯(PE/PET)。在某些實施方案中，該基礎層包括活性炭。