KR20190040275A - 개선된 실내 공기 청정기 및 여과 매체 - Google Patents

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KR20190040275A
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앤드류 알. 폭스
히만슈 자수자
브라리언 엘. 게르하르트
데니스 엠. 글래스
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 일반적으로 개선된 실내 공기 청정기 및 실내 공기 청정기에 사용하기 위한 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기 및 매체는 담배 연기 및/또는 포름알데히드의 우수한 여과를 나타낸다. 몇몇 실시예는 다층 여과 매체를 포함하며, 이 다층 여과 매체는 플루오르화 일렉트릿 층; 플루오르화 일렉트릿 층에 인접한 수착제 층; 및 약 200 mg 이상의 걸리 강성(Gurley stiffness)을 갖는 선택적인 배킹 층을 포함하며; 배킹 층이 존재하지 않는 경우에, 플루오르화 일렉트릿 층, 수착제 층 또는 이들 2개의 층의 조합 중 적어도 하나가 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 여과 매체는 주름형성된다.

Description

개선된 실내 공기 청정기 및 여과 매체
본 발명은 일반적으로 개선된 실내 공기 청정기 및 실내 공기 청정기에 사용하기 위한 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기 및 매체는 담배 연기 및/또는 포름알데히드의 우수한 여과를 나타낸다.
실내 공기 오염은 2가지 주요 카테고리의 오염 물질: 입자상(particulate) 및 기상(gaseous) 오염 물질을 갖는다. 입자상 물질 또는 PM은 예를 들어 먼지, 오물, 그을음, 연기, 및 액적을 비롯하여, 공기 중에서 발견되는 입자를 지칭한다. PM은 다수의 상이한 크기로 나타날 수 있다. 일부 입자는 충분히 높은 농도에서, 예를 들어 그을음 또는 연기와 같이 보이기에 충분히 크거나 검다. 다른 입자는 개별적으로는 그것들이 단지 전자 현미경으로 검출될 수 있을 정도로 작다. 직경이 10 마이크로미터 미만인 입자(PM10)는 그것들이 호흡계 내로 흡입되어 축적될 수 있기 때문에 건강 문제를 제기한다. 직경이 2.5 마이크로미터 미만인 입자(PM2.5)는 "미세"(fine) 입자로 지칭되고, 가장 큰 건강상의 위험을 제기하는 것으로 믿어진다. 이들 미세 입자는 그것들의 작은 크기(사람의 머리카락의 평균 폭의 대략 1/30)로 인해 폐 속에 깊이 있을 수 있다. PM2.5는 일반적으로 부직 매체-기반 필터를 사용하여 공기로부터 여과되며, 흔히 여기에서 필터 매체는 미세 입자 제거를 향상시키기 위해 정전하로 처리되었다. 미세 입자 제거를 향상시키기 위해 정전하로 처리된 필터 매체를 기술하는 예시적인 특허는 예를 들어 미국 특허 제6,397,458호를 포함한다.
담배 연기는 건강에 관한 문제를 일으킬 수 있는 작은 입자상 물질을 생성한다. 이러한 입자상 물질은 매우 유성(oily)이기 때문에 제거하기 어려울 수 있다. 플루오르화 재료 또는 불소화합물계 용융 첨가제를 포함하는 여과 매체는 유성 입자상 물질의 우수한 제거를 보여준다. 유성 입자상 물질을 제거할 수 있는 여과 매체는 예를 들어 미국 특허 제5,411,576호, 제5,472,481호, 제6,288,157호, 제6,068,799호, 제6,214,094호, 제6,238,466호, 및 제6,261,342호에 기재된다.
주목할 만한 기상 오염 물질의 하나의 부류는 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound, "VOC")이다. 이것들은 일반적으로 실온에서 기체인 유기 화학 물질이다. 하나의 주목할 만한 부류의 VOC는 알데히드이며, 이 중 하나가 포름알데히드이다. 포름알데히드는 다수의 가정 용품 내에 존재한다. 예를 들어, 포름알데히드는 영구 가공(permanent press)을 생성하기 위해 의류와 드레이프(drape)에 흔히 사용된다. 이는 또한 접착제에 그리고 몇몇 페인트와 코팅 제품에 사용된다. E.P.A.에 따르면, 포름알데히드는 파티클보드(particleboard), 합판 패널(plywood paneling), 및 중밀도 섬유판(fiberboard) 내에 가장 많이 농축되어 있다. 포름알데히드에 대한 노출은 건강에 여러 가지 영향을 미친다. 이는 유루안(watery eye), 눈과 인후의 작열감, 및 호흡 곤란을 초래할 수 있다. 가장 극단적인 경우에, 이는 심한 천명(wheezing) 및 기침, 알레르기 반응 및 아마도 심지어 암을 유발할 수 있다.
공기로부터 VOC를 제거하는 필터 및 필터 매체는 흔히 활성탄 재료를 포함한다. 그러나, 포름알데히드는 분자량이 낮기 때문에 포집하기 특히 어려운 VOC이다. 포름알데히드를 제거하도록 설계된 하나의 예시적인 필터 매체는 포름알데히드와 반응하는 작용기(functionality) 또는 수착제(sorbent)로 화학적으로 처리된 활성탄을 포함한다. 포름알데히드를 포집할 수 있는 필터 매체를 기술한 하나의 예시적인 특허는 본 양수인에게 양도된 중국 특허 제2015-202366934호(발명의 명칭: FRAMED, PLEATED AIR FILTER COMPRISING PLEATED AIR FILTER MEDIA WITH THREE LAYERS)를 포함한다. 공기로부터 알데히드를 제거할 수 있는 필터 매체를 기술한 하나의 예시적인 특허 출원은 미국 특허 출원 공개 제20040163540호이다.
실내 공기 청정기 성능을 시험하고 등급화하기 위한 상당히 개정된 중국 국가 표준인 GB/T 18801-2015가 2015년 말에 공표되어 2016년 3월 1일자로 발효되었다. 이러한 표준은 미립자, 톨루엔(전형적인 VOC), 및 포름알데히드에 대한 청정 공기 공급률(Clean Air Delivery Rate, CADR)을 포함한다. CADR은 팬 및 필터 성능의 둘 모두를 비롯한 실내 공기 청정기 장치의 총 공기 정화 성능의 척도이고, 이는 체적 유량의 단위, 예를 들어 ㎥/hr로 보고된다. 2015 표준은 또한 누계 정화량(cumulate clean mass) 또는 CCM으로 불리는, 미립자 및 포름알데히드 둘 모두에 대한 새로운 사용 수명 시험을 포함한다. 간단히 말해서, 이러한 시험은 장치 성능(CADR)이 시작 값의 50%로 떨어졌을 때 포집될 수 있는 특정 오염 물질의 양을 측정한다. CCM은 포집된 오염 물질의 밀리그램 단위로 측정되고, 이는 레벨이 1 내지 4인 별개의 스케일(scale)로 보고되며, 이때 4가 최고 등급이다. 미립자 CCM은 P1 내지 P4의 범위인 스케일로 식별되고, 포름알데히드 CCM은 F1 내지 F4의 범위인 스케일로 식별된다. 최고 등급, P4에 도달하기 위한 최소 미립자 CCM은 12,000 mg이다. 최고 등급, F4에 도달하기 위한 최소 포름알데히드 CCM은 1500 mg이다.
GB/T 18801-2015 시험을 충족시키고자 하는 하나의 유형의 필터 매체는 다층 매체, 주름형 "조합"(combination) 유형 필터 구조체를 포함한다. 이들 조합 필터는 전형적으로 입자상 및 기상 오염 물질 제거 능력 둘 모두를 갖는 주름형 구조체를 제공하기 위해 3층 구성을 사용한다. 제1 층은 전형적으로 우수한 주름형성 성능을 제공하기 위한 강성의 낮은 압력 강하 배킹 - 흔히, 잘 접합된 스테이플 섬유(예컨대, 카디드 또는 에어레이드) 또는 스펀본드 웨브 - 이다. 중간 층은 접착제와 함침 활성탄의 혼합물을 갖는 수착제 층이다. 상부 층은 전형적으로 정전기로 대전된 멜트블로운 매체이다. 선택적으로, 커버 층이 멜트블로운 층 위에 배치될 수 있다.
본 발명의 발명자는 담배 연기에 노출될 때 우수한 성능 및 사용 수명과 우수한 포름알데히드 제거를 제공할 수 있는 실내 공기 청정기 및 실내 공기 청정기에 사용하기 위한 매체의 필요성을 인식하였다. 본 발명의 발명자는 또한 GB/T 18801-2015를 충족시키는 필터 매체를 생성하고자 하는 기존의 시도가 여러 가지 단점을 갖는 것을 인식하였다. 예를 들어, 본 발명의 발명자는, 이들 구성에서, 톨루엔 및 포름알데히드 성능은 전적으로 수착제 층에 의해 결정되는 반면 미립자 성능은 주로 미립자 필터 층(예컨대, 멜트블로운)에 의해 제어되는 것을 인식하였다. 미립자 및 기체 성능 둘 모두에 대해, 일반적인 경험 법칙(rule of thumb)은, 면적당 매체 CCM이 상당히 안정적이고 필터 CCM이 매체 CCM과 매체 면적의 곱에 해당한다는 것이다. 따라서, 더 큰 매체 면적이 미립자 및 포름알데히드 둘 모두에 대해 더 큰 CCM을 전형적으로 제공한다. 높은 압력의 미세 섬유 유형 멜트블로운 부직포가 단위 면적당 높은 입자 CCM을 제공할 수 있지만 높은 압력 강하가 또한 공기 유동을 제한하고 총 공기 정화율(CADR)을 감소시킨다는 것이 또한 일반적으로 알려져 있다. 추가로, 고성능 조합 매체 유형 필터는 고가이며, 따라서 필터에 매체 면적을 추가하는 것을 저해하는 요인이 있게 된다. 또한, 조합 매체는 수착제 없는 필터 매체에 비해 더 두꺼운, 때때로 상당히 더 두꺼운 경향이 있다. 이러한 두께는 최대 허용가능 주름형성 밀도를 제한하는데, 그 이유는 주름이 지나치게 가까워질 때 이들이 공기 유동을 차단하기 시작하여 필터의 공기 유동 저항의 상승을 초래하기 때문이다. 따라서, 본 발명의 발명자는 단위 면적당 높은 입자 CCM을 제공하면서 동시에 낮은 공기 유동 저항을 제공할 수 있는 필터 매체에 대한 상당한 필요성을 알게 되었다.
본 발명의 발명자는 플루오르화 일렉트릿 층, 수착제 층, 및 선택적인 배킹 층을 포함하는 주름형 필터 매체를 형성하는 것이 다른 여과 매체와 비교가 되지 않는 새로운 세트의 성능 특성을 달성할 수 있는 것을 알게 되었다. 매체의 높은 초기 품질 계수는 높은 효율과 낮은 공기 유동 저항을 제공하여, 우수한 입자 CADR을 가져온다. 플루오르화 섬유 표면의 유성 저항은, 유사한 압력 강하를 갖는 표준의 섬유질 여과 층에 비하여, GB/T 18801-2015에 따른 입자 CCM의 상당한 확장(예를 들어, 2배 이상)을 제공한다. 필터 매체는 우수한 포름알데히드 제거(CADR) 및 용량(CCM)을 나타낸다. 추가로, 필터 매체가 실내 공기 청정기에 사용될 때, 이는 1 제곱미터 미만의 공칭 매체 사용량(media usage)을 갖는 실내 공기 청정기 필터를 제공할 수 있어, 비용을 감소시키고, 이러한 중요한 제품을 더 깨끗한 공기를 찾는 더 많은 사람들에게 이용가능하게 한다. "공칭 매체 사용량"은 (발포체(foam) 또는 개스킷 등에 의해 부여될 수 있는 임의의 추가적인 필터 폭을 무시한) 외부 필터 프레임 치수에 의해 계산되는 매체 사용량이다. 공칭 매체 사용량은 흔히 진정한 매체 사용량보다 몇 퍼센트 더 높다.
몇몇 실시예는 다층 여과 매체에 관한 것이며, 이 다층 여과 매체는 플루오르화 일렉트릿 층; 플루오르화 일렉트릿 층에 인접한 수착제 층; 및 약 200 mg 이상의 걸리 강성(Gurley stiffness)을 갖는 선택적인 배킹 층을 포함하며; 필터 매체는 주름형성되며; 배킹 층이 존재하지 않는 경우에, 플루오르화 일렉트릿 층, 수착제 층 또는 이들 2개의 층의 조합 중 적어도 하나가 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 수착제 층에 인접한 배킹 층을 추가로 포함하며, 여기서 이 배킹 층은 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 멜트스펀 웨브 또는 스테이플 섬유 웨브이다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 하나 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 및/또는 나일론을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 15 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는다.
몇몇 실시예는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 150 Pa 미만의 압력 강하를 갖는, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 12,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 12,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖는, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터에 관한 것이며, CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다. 몇몇 실시예는 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 300개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터에 관한 것이다.
몇몇 실시예는 90% 초과의 초기 입자 효율을 갖는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 약 100 내지 500 그램의 수착제를 갖는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 20 내지 320의 US 메시(mesh) 크기 범위를 갖는 수착제를 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 활성탄을 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 포름알데히드 제거를 제공하는 하나 이상의 화학적으로 함침된 수착제를 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 포름알데히드에 반응성인 하나 이상의 수착제를 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 수착제 입자들의 표면에 접합되는 실질적으로 연속적인 접착 섬유들을 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 교번 층들 또는 접착제 및 수착제를 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 수착제의 하나 초과의 층을 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 수착제 층이 수착제의 하나 초과의 유형을 포함하는 다층 여과 매체에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 플루오르화 일렉트릿 층이 멜트블로운 웨브 또는 멜트스펀 웨브인 다층 여과 매체에 관한 것이다.
몇몇 실시예는 본 명세서에 기술된 다층 여과 매체 실시예들 중 임의의 것을 포함하는 실내 공기 청정기에 관한 것이다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타낸다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 1.5 m2 미만의 여과 매체로써 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타낸다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 1.2 m2 미만의 여과 매체로써 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타낸다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 F4의 포름알데히드 CCM을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적이고 비교를 위한 여과 매체의 담배 연기 용량 및 압력 강하 특성의 그래픽 표현.
도 2a는 본 발명에 따른 예시적이고 비교를 위한 여과 매체의 입자 CCM 시험 결과의 그래픽 표현.
도 2b는 본 발명에 따른 예시적이고 비교를 위한 여과 매체의 입자 CCM 시험 결과(매체 면적에 대해 정규화됨)의 그래픽 표현.
도 3a는 본 발명에 따른 예시적이고 비교를 위한 여과 매체의 포름알데히드 CCM 시험 결과의 그래픽 표현.
도 3b는 본 발명에 따른 예시적이고 비교를 위한 여과 매체의 포름알데히드 CCM 시험 결과(매체 면적에 대해 정규화됨)의 그래픽 표현.
본 발명의 여과 매체는 3개의 층을 포함한다: 배킹 층에 인접한 수착제 층에 인접한 플루오르화 일렉트릿 층. 몇몇 실시예에서, 여과 매체는 주름형성된다. 몇몇 실시예에서, 여과 매체는 실내 공기 청정기에 사용된다.
몇몇 실시예에서, 전술된 층들 중 하나 이상이 어떠한 개재 층도 존재하지 않도록 서로 직접 접촉한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 개재 층이 전술된 층들 중 2개 이상의 층들 사이에 존재한다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 15 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 12 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 10 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 8 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 90% 초과의 초기 입자 효율을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 95% 초과의 초기 입자 효율을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 98% 초과의 초기 입자 효율을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 99% 초과의 초기 입자 효율을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 시험될 때 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 150 Pa 미만의 압력 강하를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 시험될 때 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 125 Pa 미만의 압력 강하를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 시험될 때 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 100 Pa 미만의 압력 강하를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 시험될 때 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 80 Pa 미만의 압력 강하를 갖는다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 12,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 15,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 20,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 30,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 40,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 12,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 15,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 20,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 25,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 30,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 40,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다.
몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 본 명세서에 기술된 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 300개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 본 명세서에 기술된 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 400개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 본 명세서에 기술된 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 500개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 다층 여과 매체는 본 명세서에 기술된 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 700개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 다층 웨브 또는 구조체는 약 1.5 mm 내지 약 3.5 mm의 두께를 갖는다.
플루오르화 일렉트릿 층
플루오르화 일렉트릿 층은 하기의 특허들(이들 모두는 전체적으로 참고로 포함됨) 중 임의의 것에 기재된 유형일 수 있고, 그것에 기재된 재료를 포함할 수 있고/있거나 그것에 기재된 공정을 사용하여 제조될 수 있다: 미국 특허 제5,411,576호, 제5,472,481호, 제6,288,157호, 제6,068,799호, 제6,214,094호, 제6,238,466호, 제6,397,458호, 및 제6,261,342호.
몇몇 실시예에서, 플루오르화 일렉트릿 층 내의 일렉트릿은, 선택적으로 표면 개질 전기 방전의 존재 하에 중합체 물품을 플루오르화하고 플루오르화된 물품을 대전하여 일렉트릿을 생성함으로써 제조될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 플루오르화 공정은 불소 함유 화학종을 포함하는 분위기에 중합체 물품을 노출시킴으로써 중합체 물품의 표면을 불소 원자를 포함하도록 개질하는 단계를 포함한다. 플루오르화 공정은 대기압에서 또는 감압 하에서 수행될 수 있다. 플루오르화 공정은 오염 물질이 물품의 표면으로의 불소 원자의 부가를 방해하지 않도록 조절된 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 분위기에는 산소 및 다른 오염 물질이 실질적으로 없어야 한다. 바람직하게는, 이 분위기는 0.1% 미만의 산소를 함유한다.
일부 실시예에서, 이러한 분위기 중에 존재하는 불소 함유 화학종은, 실온에서 기체이거나, 가열될 때 기체가 되거나, 증발될 수 있는 플루오르화 화합물로부터 유래될 수 있다. 불소 함유 화학종의 유용한 공급원의 예에는 불소 원자, 불소 원소, 플루오로카본(예를 들어, C5F12, C2F6, CF4 및 헥사플루오로프로필렌), 하이드로플루오로카본(에를 들어, CF3H), 플루오르화황(예를 들어, SF6), 플루오르화질소(예를 들어, NF3), 예컨대 CF3OCF3과 같은 불소화합물 및 예컨대 (미국 미네소타주 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩쳐링 컴퍼니로부터 구매가능한) 플루오리너트(Fluorinert) FC-43과 같은 상표명 플루오리너트로 입수가능한 불소화합물, 및 이들의 조합이 포함된다.
일부 실시예에서, 불소 함유 화학종의 분위기는 또한 예컨대 헬륨, 아르곤, 질소, 및 이들의 조합과 같은 불활성 희석 기체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 플루오르화 공정 중에 인가되는 전기 방전은 불소 함유 화학종의 공급원의 존재 하에 인가될 때 중합체 물품의 표면 화학 특성을 개질시킬 수 있다. 전기 방전은 플라즈마의 형태, 예컨대 글로우 방전(glow discharge) 플라즈마, 코로나 플라즈마, 사일런트 방전(silent discharge) 플라즈마(유전체 장벽 방전 플라즈마(dielectric barrier discharge plasma) 및 교류("AC") 코로나 방전으로도 지칭됨), 및 하이브리드(hybrid) 플라즈마, 예컨대 대기압에서의 글로우 방전 플라즈마와 의사 글로우 방전(pseudo glow discharge)이다. 바람직하게는, 플라즈마는 대기압에서의 AC 코로나 방전 플라즈마이다. 유용한 표면 개질 전기 방전 공정의 예는, 예를 들어, 미국 특허 제5,244,780호, 제4,828,871호 및 제4,844,979호에 기술되어 있으며, 이들 모두는 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
다른 플루오르화 공정은 불소 원소에 대하여 불활성인 액체 내로 중합체 물품을 침지시키고 액체를 통해 불소 원소 기체를 버블링(bubbling)하여 표면 플루오르화 물품을 제조하는 것을 포함한다. 불소에 대하여 불활성인 유용한 액체의 예는 퍼할로겐화 액체, 예를 들어 퍼포먼스 플루이드(Performance Fluid) PF 5052(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩쳐링 컴퍼니로부터 구매가능함)와 같은 퍼플루오르화 액체를 포함한다. 액체를 통해 버블링되는 불소 원소 함유 기체는 예컨대 질소, 아르곤, 헬륨 및 이들의 조합과 같은 불활성 기체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 일렉트릿을 생성하기 위해 중합체 물품을 대전시키는 것은 예컨대 하이드로대전(hydrocharging), 즉, 물품에 전하를 부여하기에 충분한 방식으로 물품을 물과 접촉시키고 이어서 물품을 건조시키는 것 및/또는 DC 코로나 대전을 포함하는 다양한 기술을 이용하여 달성될 수 있다. 대전 공정은 물품의 하나 이상의 표면에 적용될 수 있다.
유용한 하이드로대전 공정의 일 예는 웨브에 여과 증대 일렉트릿 전하를 부여하기에 충분한 기간 동안 소정의 압력에서 물 제트 또는 수적 스트림을 물품 상으로 충돌시키고, 이어서 물품을 건조시키는 것을 포함한다. 물품에 부여되는 여과 증대 일렉트릿 전하를 최적화하는 데에 필요한 압력은 사용되는 분무기의 유형, 물품이 형성되는 중합체의 유형, 중합체로의 첨가제의 유형과 농도, 및 물품의 두께와 밀도에 따라 달라질 것이다. 약 10 내지 500 psi(69 내지 3450 ㎪) 범위 내의 압력이 적합하다. 적합한 하이드로대전 방법의 예는 미국 특허 제5,496,507호(안가드지반트(Angadjivand) 등)에 기술되어 있다. 물 제트 또는 수적 스트림은 임의의 적합한 분무 장치에 의해서 제공될 수 있다. 유용한 분무 장치의 한 예는 섬유를 수압에 의해 얽히게(hydraulically entangling) 하기 위해 사용되는 장치이다. 적합한 DC 코로나 방전 공정의 예는 미국 특허 제30,782호(반 턴하우트(van Turnhout)), 미국 특허 제31,285호(반 턴하우트), 미국 특허 제32,171호(반 턴하우트), 미국 특허 제4,375,718호(워즈워스(Wadsworth) 등), 미국 특허 제5,401,446호(워즈워스 등), 미국 특허 제4,588,537호(클라세(Klasse) 등), 및 미국 특허 제4,592,815호(나카오(Nakao))에 기술되어 있다.
일부 실시예에서, 일렉트릿 층은 약 0.5 mm 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다.
일부 실시예에서, 일렉트릿 층은, 예를 들어 미국 특허 제6,858,297호 또는 제7,858,163호(이들 둘 모두가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함됨)에 기술된 것과 같은 멜트블로운 웨브이다. 멜트블로운 미세섬유는 문헌[Wente, Van A., "Superfine Thermoplastic Fibers, "Industrial Eng. Chemistry, Vol. 48, pp. 1342-1346] 및 문헌[Report No. 4364 of the Naval Research laboratories, published May 25, 1954, entitled, "Manufacture of Super Fine Organic Fibers," by Wente et al.]에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 멜트블로운 미세섬유는 바람직하게는 문헌[Davies, C. N., "The Separation of Airborne Dust and Particles," Institution of Mechanical Engineers, London, Proceedings 1B, 1952]에 기재된 방법에 따라 계산될 때 1 미만 내지 50 μm의 범위 내의 유효 섬유 직경을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 일렉트릿 층은 스펀본드 웨브일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스펀본드 웨브는 예컨대 약 200, 300, 400, 500, 700, 800, 900, 또는 1000 mg 이상의 걸리 강성을 나타내도록 비교적 강성일 수 있다. 그러한 고강성 층의 존재는 공기 필터 매체가 주름형성 가능하다는 것을 보장하는 데 도움을 줄 수 있다. 스펀본드 웨브는 당업자에게 잘 알려진 방법, 예컨대 폭스(Fox)에게 허여된 미국 특허 제7,947,142호(이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함됨)에 기술된 방법에 의해 제조될 수 있다. 당업자는 스펀본드 웨브 내의 개별 섬유 및/또는 섬유들의 배열이 스펀본드 웨브를 다른 유형의 웨브와(예를 들어, 멜트블로운 웨브, 카디드 웨브, 에어레이드 웨브, 웨트레이드 웨브 등과) 구별할 것을 인식할 것이다. 바꾸어 말하면, 스펀본드 웨브는, 웨브 내의 섬유의 배열에 기초하여, 당업자에게 쉽게 인식가능하고 다른 유형의 부직 웨브와 구별가능할 것이다. 하나의 특정 예로서, 스펀본드 웨브는, 불연속 길이의 스테이플 섬유와 대조적으로, 본질적으로 연속적인 섬유로 구성될 것이다.
존재하는 경우에, 스펀본드 웨브는 예컨대 폴리올레핀, 폴리에스테르, 나일론 등으로부터 선택되는 임의의 적합한 섬유-형성 중합체로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 스펀본드 웨브는 폴리프로필렌으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스펀본드 웨브는 약 60, 80, 100, 또는 120 g/m2 이상의 평량을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스펀본드 웨브는 약 200, 180, 160, 140, 120, 또는 100 g/m2 이하의 평량을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스펀본드 웨브는 약 8.0, 9.0, 10.0, 11.0, 또는 12.0% 초과의 중실률(solidity)(폭스에게 허여된 미국 특허 제8,162,153호에 약술된 절차에 따라 측정됨)을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 부직 웨브의 섬유는 약 10, 20, 30, 또는 40 마이크로미터 이상의 섬유 직경을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스펀본드 웨브는 (14 cm/s의 면 속도에서) 약 1.0, 0.8, 0.6, 또는 0.4 mm 수주(mm of water, mm H2O) 미만의 공기 유동 저항(즉, 폭스에게 허여된 미국 특허 제8,162,153호에 약술된 절차에 따라 측정되는 압력 강하)을 나타낼 수 있다.
수착제 층
수착제 층에 사용될 수 있는 수착제 입자는 포름알데히드를 포집할 수 있는 적어도 일부 입자를 포함한다. 특정 실시예에서, 수착제 입자는 적어도 일부의 활성탄을 포함한다. 특정 실시예에서, 수착제 입자는 본 명세서에서 포름알데히드를 포집하는 능력을 향상시키도록 처리된 임의의 활성탄을 의미하는 것으로 정의되는 적어도 일부의 처리된 활성탄을 포함한다. 적합한 처리는, 예를 들어 활성탄에 적어도 일부의 아민 작용기 및/또는 적어도 일부의 망간산염 작용기 및/또는 적어도 일부의 요오드화물 작용기를 제공할 수 있다. 적합할 수 있는 처리된 활성탄의 특정 예는, 예를 들어 과망간산칼륨, 요소(urea), 요소/인산, 및/또는 요오드화칼륨으로 처리된 것들을 포함한다. (그러한 처리의 임의의 바람직한 조합이 사용될 수 있다.) 예를 들어 포름알데히드를 제거하기에 잠재적으로 적합할 수 있는 다른 수착제 입자는, 예를 들어 처리된 제올라이트 및 처리된 활성 알루미나를 포함한다. 그러한 입자는, 필요한 경우, 예를 들어 처리된 활성탄과 함께 포함될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 미국 특허 출원 제62/307831호(발명의 명칭: Air Filters Comprising Polymeric Sorbents for Aldehydes)(그 전체가 본 명세서에 참고로 포함됨)에 기재된 것을 포함할 수 있다.
수착제 입자는 비드(bead), 플레이크(flake), 과립(granule) 또는 응집체(agglomerate)를 비롯한 임의의 사용가능한 형태로 제공될 수 있다. 다른 수착제 입자가 또한 임의의 원하는 목적을 위해 활성탄에 더하여 존재할 수 있다. 그러한 다른 보조 수착제는, 예를 들어, 알루미나 및 다른 금속 산화물; 중탄산나트륨; (일산화탄소의 산화를 촉매할 수 있는) 금속 입자(예컨대, 은 입자) 촉매제, 예컨대 홉칼라이트(hopcalite); 일산화탄소 또는 포름알데히드의 산화를 촉매할 수 있는 나노스케일 금; 아세트산과 같은 산성 용액 또는 수산화나트륨 수용액과 같은 알칼리 용액으로 처리된 점토 및 다른 광물; 이온 교환 수지; 분자체(molecular sieve) 및 다른 제올라이트; 실리카; 살생제; 살진균제 및 살바이러스제 등을 포함한다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 수착제 입자는 활성탄, 예컨대 처리된 활성탄으로 본질적으로 이루어진다.
수착제(예컨대, 활성탄) 입자 크기는 원하는 대로 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 수착제 입자는 약 16 메시 이상(즉, 공칭 1190 마이크로미터 미만의 입자 크기), 약 20 메시 이상(840 마이크로미터 미만), 약 40 메시 이상(425 마이크로미터 미만), 약 60 메시 이상(250 마이크로미터 미만), 또는 약 100 메시 이상(149 마이크로미터 미만)의 미국 표준 메시 크기(등급)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수착제 입자는 약 325 메시 이하(즉, 공칭 44 마이크로미터 초과의 입자 크기), 140 메시 이하(105 마이크로미터 초과), 100 메시 이하(150 마이크로미터 초과), 80 메시 이하(180 마이크로미터 초과), 60 메시 이하(250 마이크로미터 초과), 50 메시 이하(300 마이크로미터 초과), 또는 45 메시 이하(355 마이크로미터 초과)의 미국 표준 메시 크기를 가질 수 있다.
당업자는 이들 메시 크기가 절대 표준보다는 공칭 등급에 대응하는 것을 이해할 것이다; 예를 들어, 재료가 12 메시 재료로 기술되면, 입자의 대략 95% 이상이 12-메시 체(sieve)를 통과할 것이다(그리고 따라서 공칭 약 1680 마이크로미터 크기보다 더 작을 것이다). 재료가 12x20 메시로 기술되면, 재료의 95% 이상이 12-메시 체를 통과할 것이고(즉, 약 1680 마이크로미터보다 더 작은 입자는 12-메시 체를 통과할 것이고), 20-메시 체에 의해 보유될 것이다(즉, 약 841 마이크로미터보다 더 큰 입자는 20-메시 체를 통과하지 않을 것이다). 적합한 수착제 입자 크기 등급은, 예를 들어, 16x32, 20x40, 25x45, 32x60, 48x100, 40x140, 및 80x325 메시 크기의 과립상 활성탄, 또는 이러한 16x325 메시 범위 내에 속하는 임의의 다른 등급을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 상이한 크기 범위를 갖는 수착제 입자의 혼합물(예컨대, 이원(bimodal) 혼합물)이 이용될 수 있다. 적합한 수착제, 예를 들어 처리된 다양한 활성탄은, 예를 들어 칼곤 코포레이션(Calgon Corporation), 몰레큘러 프로덕츠(Molecular Products), 코와(KOWA), 자코비(Jacobi), 쿠라레이(Kuraray), 및 옥스바우 액티베이티드 카본(Oxbow Activated Carbon)으로부터 입수할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 수착제 층은 약 100 g/m2 내지 약 625 g/m2의 평량을 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에서, 수착제 층은 약 100 g/m2 이상, 약 150 g/m2 이상, 약 200 g/m2 이상, 또는 약 300 g/m2 이상의 수착제 입자의 평량을 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에서, 수착제 입자는 수착제 층의 총 재료의 약 80, 85, 또는 90 중량% 이상을 구성할 수 있다.
수착제 층은 미국 특허 제6,397,458호 및/또는 미국 특허 출원 공개 제2012/272829호(이들 각각이 전체적으로 참고로 포함됨)에 기재된 유형의 것일 수 있고 이들에 기재된 재료를 포함할 수 있고/있거나 이들에 기재된 공정을 사용하여 제조될 수 있다.
배킹 층
배킹 층은 선택적이다. 배킹 층을 포함하지 않는 실시예는, 예를 들어, 다층 구조체가 주름형성될 수 있도록 하기에 충분한 강성을 갖는 일렉트릿 또는 수착제 층을 포함할 수 있다.
배킹 층은, 존재하는 경우, 다층 구조체가 주름형성될 수 있도록 하기에 충분한 강성을 제공하기 위해 임의의 적합한 부직 웨브를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 예컨대 약 200, 300, 400, 500, 700, 800, 900, 또는 1000 mg 이상의 걸리 강성을 나타내도록 비교적 강성이다. 그러한 고강성 층의 존재는 공기 필터 매체가 주름형성 가능하다는 것을 보장하는 데 도움을 줄 수 있다. 적합한 제1 부직 웨브는, 예를 들어, 에어레이드 웨브, 웨트레이드 웨브, 카디드 웨브 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 배킹 층은 스펀본드 웨브이다. 스펀본드 웨브는 당업자에게 잘 알려진 방법, 예컨대 폭스에게 허여된 미국 특허 제7,947,142호(이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함됨)에 개시된 방법에 의해 제조될 수 있다. 당업자는 개별 섬유 및/또는 스펀본드 웨브 내의 섬유들의 배열이 스펀본드 웨브를 다른 유형의 웨브와(예컨대, 멜트블로운 웨브, 카디드 웨브, 에어레이드 웨브, 웨트레이드 웨브 등과) 구별할 것으로 인식할 것이다. 바꾸어 말하면, 스펀본드 웨브는, 웨브 내의 섬유들의 배열에 기초하여, 당업자에게 쉽게 인식가능하고 다른 유형의 부직 웨브와 구별가능할 것이다. (하나의 특정 예로서, 스펀본드 웨브는, 예를 들어 후술되는 스테이플 섬유와 대조적으로, 본질적으로 연속적인 섬유로 구성될 것이다.)
몇몇 실시예에서, 배킹 층은 스테이플 섬유 층이다. 당업자는, 스테이플 섬유가 사전-제조되고 사전결정된 길이로 커팅된(그리고, 예를 들어, 에어레잉, 카딩, 웨트-레잉 등에 의해 웨브로 조합된) 섬유인 것을 인식할 것이다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 스펀본드 웨브와 스테이플 섬유 웨브로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
배킹 층은 예컨대 폴리올레핀, 폴리에스테르, 나일론 등으로부터 선택되는 임의의 적합한 섬유-형성 중합체로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 배킹 층은 폴리프로필렌으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 약 60, 80, 100, 또는 120 g/m2 이상의 평량을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 약 200, 180, 160, 140, 120, 또는 100 g/m2 이하의 평량을 보일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 약 8.0, 9.0, 10.0, 11.0, 또는 12.0% 초과의 중실률(폭스에게 허여된 미국 특허 제8,162,153호에 약술된 절차에 따라 측정됨)을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 배킹 층의 섬유는 약 10, 20, 30, 또는 40 마이크로미터 이상의 섬유 직경을 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배킹 층은 (14 cm/s의 면 속도에서) 약 1.0, 0.8, 0.6, 또는 0.4 mm 수주 미만의 공기 유동 저항(즉, 폭스에게 허여된 미국 특허 제8,162,153호에 약술된 절차에 따라 측정되는 압력 강하)을 나타낼 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배킹 층에는 대전된 섬유가 본질적으로 없을 수 있다. 바꾸어 말하면, 그러한 실시예에서, 제1 부직 웨브는 어떠한 일렉트릿(이는 그것의 존재가 수월하게 식별될 수 있는 반-영구적인 전하로 당업자에게 잘 알려져 있을 것임)도 포함하지 않을 것이다. 그러한 경우에, 배킹 층은 주로 단지 공기 필터 매체를 보강하는 역할을 할 수 있다(즉, 이는 미세 입자의 여과를 거의 또는 전혀 수행하지 않을 수 있지만, 이는 물론 예컨대 먼지 또는 부스러기의 몇몇 매우 큰 입자를 차단하거나 포집할 수 있다).
다른 실시예에서, 배킹 층은 정전기로 대전된 섬유를 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 배킹 층은 보강 기능을 제공하는 것에 더하여 예컨대 미세 입자를 여과하는 역할을 할 수 있다. 제1 보강 층의 제1 부직 웨브가 대전되고자 하는 경우, 이는 임의의 적합한 방법에 의해, 예를 들어 안가드지반트의 미국 특허 제5,496,507호에 또는 세바스찬(Sebastian)의 미국 특허 제7,765,698호에 교시된 바와 같이 물을 사용하여 부직 웨브에 전하를 부여함으로써 행해질 수 있다. 또한, 부직포 일렉트릿 웨브는 클라세의 미국 특허 제4,588,537호에 기재된 바와 같이 코로나 대전에 의해 또는 브라운(Brown)의 미국 특허 제4,798,850호에 기재된 바와 같이 섬유에 전하를 부여하는 기계적 접근법을 사용하여 제조될 수 있다. 그러한 접근법들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 배킹 층은, 공기 필터 매체 내에 합체되기 전에 또는 공기 필터 매체가 형성된 후에 대전될 수 있다. 어떤 경우든, 임의의 그러한 대전은 편리하게는 공기 필터 매체가 주름형성되기 전에 수행될 수 있다. 다양한 실시예에서, (예컨대, 대전된 경우) 배킹 층은 약 50, 40, 30, 20, 10 또는 5% 미만의 %침투(시도 재료(challenge material)로서 다이옥틸 프탈레이트를 사용하고, 폭스의 미국 특허 제7,947,142호에 기재된 방법을 사용하여 시험됨)를 나타낼 수 있다. 대안적인 실시예에서, (예컨대, 대전되지 않은 경우) 배킹 층은 약 80, 90, 또는 95% 초과의 %침투를 나타낼 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예는 본 명세서에 기술된 여과 매체의 실시예들 중 임의의 것을 포함하는 실내 공기 청정기에 관한 것이다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 1.5 m2 미만의 여과 매체로써 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 1.2 m2 미만의 여과 매체로써 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 F4(1500 mg)의 포름알데히드 CCM을 갖는다.
더 많은 매체가 전형적으로 미립자 및 포름알데히드와 같은 오염 물질에 대한 더 큰 CCM을 제공한다는 것이 당업자에게 명백하다. 그러나, 미립자 및 기체 오염 물질 둘 모두를 포집할 수 있는 고성능 조합 매체는 고가이며, 따라서 필터에 더 많은 매체를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 유리하게는, 본 발명의 필터 매체와 필터는 1 제곱미터 미만의 공칭 매체 사용량을 갖는 실내 공기 청정기 필터를 제공할 수 있고 여전히 중국 국가 표준에 따른 P4 이상의 입자 CCM(12000 mg)을 가져, 비용을 절감하고 이러한 중요한 제품을 더 깨끗한 공기를 찾는 더 많은 사람들에게 이용가능하게 한다.
하기 예는 본 출원에 기재된 재귀반사 물품의 다양한 실시예의 일부 예시적인 구성 및 재귀반사 물품을 제조하는 방법을 기술한다. 하기 예는 본 출원의 범주에 속하는 일부 예시적인 구성 및 다양한 실시예를 구성하는 방법을 기술한다. 하기 예는 예시적인 것으로 의도되며, 본 출원의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.
예
매체 CCM 시험: 전체(full) 필터/장치 GB/T 18801-2015 시험을 모사하는 방법을 사용하여 면적-기반 담배 연기 로딩 성능을 이해하고 비교하기 위해 일 세트의 실험을 수행하였다. 매체 실험에서, 매체의 5.25 인치(133 mm) 직경의 원을 제조하고, 이를 4.5 인치(114 mm) 직경의 원을 노출된 상태로 있게 하는 홀더 내에 배치하였다. 홀더를 재순환 공기 챔버 내에 배치하였다. 재순환 팬이 작동하는 동안 카멜(Camel) 브랜드 담배의 조각(전형적으로 한 번에 담배의 1/4 또는 1/2, 그리고 담배의 필터는 제거하였음)을 챔버 내부에서 연소시켰으며, 이러한 재순환 팬은 연기로 가득한 공기를 공기 필터 샘플(챔버당 하나)을 통해 끌어당겼다. 연기가 챔버로부터 완전히 제거될 때까지 팬을 계속해서 작동시켰다. 14 cm/s의 면 속도에 대해 1분당 85 리터로 NaCl 에어로졸을 사용하여 TSI 8130 자동 필터 시험기(Automated Filter Tester)로 단일-패스 효율(single-pass efficiency)을 시험함으로써, 깨끗한 필터 매체를 비롯하여, 담배 연기 로딩 공정의 다양한 단계에서 필터 매체의 효율을 모니터링하였다(이들 시험 중에 매체의 공기 유동 저항을 또한 측정하였음). 하기의 방정식:
Figure pct00001
을 사용하여 QF를 계산하였다. QF의 단위는 압력 강하의 역수(1/mm H2O 단위로 보고됨)이다.
GB/T 입자 CCM 시험의 일반적인 접근법과 부합되게, 2차 다항식 회귀 방정식을 담배 수량 대 효율 데이터에 적용하여, 개시 효율이 50%만큼 떨어진 지점을 결정하였다. 이러한 시험의 출력은 매체 CCM* 시험으로 지칭되고, 이 출력은 필터 매체 면적으로 정규화하였다.
비교예
일련의 구매가능한 매체를 입수하였고, 본 발명의 여과 매체와 함께 시험하였다. 비교예 1 내지 비교예 6은 하기의 구매가능한 여과 매체이다: CE1: 쓰리엠(3M) 컴퍼니에 의해 제조 및 판매되는 40 GSM(때때로 "MERV 18"로도 지칭됨); CE2: 3M 컴퍼니에 의해 제조 및 판매되는 40C; CE3: 애저 윈드(Azure Wind)에 의해 제조 및 판매되는 M18/G380; CE4: 필립스(Philips)에 의해 제조 및 판매되는 FY2426; CE5: 필립스에 의해 제조 및 판매되는 FY2428; 및 CE6: 삼성(Samsung)에 의해 제조 및 판매되는 CFX-D150SC.
예 1
폭스의 미국 특허 출원 공개 제2012/272829호의 예 1에 기재된 것과 대체로 유사한 절차를 사용하여 3층 공기 필터 매체를 형성하였다. 파이버웨브(Fiberweb)로부터 상표명 타이파(Typar) 3251로 입수되는 스펀본드 폴리프로필렌 웨브(87 g/m2의 평량 및 0.41 mm 수주의 공기 유동 저항을 가짐)를 이동하는 수집기(벨트) 표면 상에 배치하였다. 제1 부직 웨브가 위에 있는 수집기 표면을 (초기) 섬유 및 활성탄 입자의 혼합된 스트림이 제1 부직 웨브 위에 침착되도록 멜트블로잉 장치에 수직하게 통과시켰다. 섬유를 다우(Dow)로부터 상표명 버시파이(Versify) 4301로 입수되는 열가소성 탄성중합체로 구성되는 용융된 압출물로부터 제조하였고; 활성탄은 32x60 메시의 처리된 활성탄이었다. 조합된 수착제와 섬유의 조성은 대략 12 중량%의 섬유와 대략 88 중량%의 활성탄이었다. 멜트블로운 섬유는 멜트블로운 웨브를 형성하였다. 멜트블로운 섬유를 수착제 층(이러한 층을 제1 부직포에 의해 제공되는 제1 보강 층에 접합시켰음)을 형성하기에 충분히 활성탄에 (그리고 서로) 접합시켰다.
부직포를 하기와 같이 형성하였다: 문헌[Wente, Van A., "Superfine Thermoplastic Fibers," Industrial Eng. Chemistry, Vol. 48, pp. 1342-1346]에 기재된 바와 같이, 57 g/m2의 평량과 0.85 mm의 두께를 갖도록 폴리프로필렌 멜트블로운 웨브를 제조하였다. 0.13 W/㎠의 출력 밀도(W/㎠), 0.28분의 플라즈마 처리 시간, 및 500 mtorr의 압력을 갖도록 멜트블로운 웨브를 그 양 측에서 미국 특허 제7,887,889호(전체적으로 본 명세서에 포함됨)의 예 1에 기재된 바와 같이 플루오르화 처리를 받게 하였다. 플루오르화 후에, 플루오르화된 멜트블로운 웨브를 안가드지반트에게 허여된 미국 특허 제5,496,507호(이는 전체적으로 본 명세서에 포함됨)에 기재된 방법에 따라 하이드로대전하였다. 플루오르화 및 하이드로대전 후에, 웨브는 4.7 mm H2O의 압력 강하와 99.1%의 효율을 나타냈다. 결과적으로 생성된 부직 층을 수착제 층의 노출된 표면과 접촉시켰다. 이들 조건 하에서, 부직포를 수착제 층에 가볍게 접합시켜 3층 공기 필터 매체를 제공하였다.
결과적으로 생성된 3층 공기 필터 매체는 492 g/m2의 평량, 5.3 mm 수주의 공기 유동 저항, 2.4 mm의 두께, 및 299 g/m2의 총 수착제 함량(평량)을 가졌다.
예 2
예 1과 유사한 절차를 사용하여 3층 공기 필터 매체를 형성하였다. 주요 차이점은 하기와 같이 요약된다. 57 g/m2의 중량과 0.98 mm의 두께를 갖도록 폴리프로필렌 멜트블로운 웨브를 제조하였다. 플루오르화 및 하이드로대전 후에, 웨브는 4.9 mm H2O의 압력 강하와 99.4%의 효율을 나타냈다. 결과적으로 생성된 3층 공기 필터 매체는 480 g/m2의 평량, 5.4 mm 수주의 공기 유동 저항, 2.5 mm의 두께, 및 294 g/m2의 총 수착제 함량(평량)을 가졌다.
예 1 및 예 2의 각각으로부터의 웨브를 폴딩-블레이드 스타일의 플리터(folding-blade style pleater)를 사용하여 48 mm의 주름 높이와 10.5 mm의 주름 간격으로 주름형성하였다. 주름형성 장치를 대략 70 내지 75℃로 유지하였다. 이들 조건 하에서, 매체는 주름형 형상을 성공적으로 형성하고 유지시키기 위해, 매체와 함께 동시-주름형성될 임의의 지지 재료의 매체에 대한 (주름형성 전의) 라미네이션을 필요로 하지 않았다. 주름형성 공정을 수행한 후에, 용융된 핫 멜트 접착제의 3개의 선형 스트립을 주름형 매체의 양쪽 주 표면의 주름 팁(tip)에 부착하여 일관된 주름 간격을 유지시켰다. 주름형 필터를 또한 크기가 431 × 290 mm인 프레임형 필터로 형성하였다. 판지 주연부 프레임을 사용하였으며, 여기서 프레임은 대략 12 mm만큼 필터 면과 중첩되었다.
예 3
플루오루화된 웨브가 수착제 층과 접촉할 때 웨브를 압축시킨 것을 제외하고는, 예 1과 유사한 절차를 사용하여 3층 공기 필터 매체를 형성하였다. 주요 차이점은 하기와 같이 요약된다. 57 g/m2의 중량과 0.90 mm의 두께를 갖도록 폴리프로필렌 멜트블로운 웨브를 제조하였다. 플루오르화 및 하이드로대전 후에, 웨브는 5 mm H2O의 압력 강하와 99.32%의 효율을 나타냈다. 결과적으로 생성된 3층 공기 필터 매체는 478 g/m2의 평량, 7.1 mm 수주의 공기 유동 저항, 2.0 mm의 두께, 및 293 g/m2의 총 수착제 함량(평량)을 가졌다.
웨브를 폴딩-블레이드 스타일의 플리터를 사용하여 48 mm의 주름 높이와 10.9 mm의 주름 간격으로 주름형성하였다. 주름형성 장치를 대략 70 내지 75℃로 유지하였다. 이들 조건 하에서, 매체는 주름형 형상을 성공적으로 형성하고 유지시키기 위해, 매체와 함께 동시-주름형성될 임의의 지지 재료의 매체에 대한 (주름형성 전의) 라미네이션을 필요로 하지 않았다. 주름형성 공정을 수행한 후에, 용융된 핫 멜트 접착제의 3개의 라인을 주름형 매체의 양쪽 주 표면의 주름 팁에 적용하여 일관된 주름 간격을 유지시켰다. 주름형 필터를 또한 크기가 426 × 285 mm인 프레임형 필터로 형성하였다. 판지 주연부 프레임을 사용하였으며, 여기서 프레임은 대략 12 mm만큼 필터 면과 중첩되었다.
예 4
예 3의 동일한 필터 구조체 및 매체 로트(lot)를 3M 차이나 리미티드(3M China, Ltd.)(중국 상하이)에 의해 판매되는 모델 KJ455F인 구매가능한 실내 공기 청정기로 시험하였다.
[표 1]
Figure pct00002
매체 CCM* 시험으로부터의 결과가 표 1에 제시된다. 몇몇 예시적인 결론이 상기의 데이터로부터 도출될 수 있다. 첫째, 필터 압력 강하의 증가가 증가된 매체 CCM(예를 들어, CE2 대 CE1)을 초래한다는 것이 일반적으로 사실이다. 이론에 구애됨이 없이, 이는 더 높은 압력 강하를 유발하는 더 미세한 섬유 및/또는 더 큰 면적 중량(area weight)에 의해 부여되는 더 큰 기계적 여과 표면적에 기인하는 것으로 믿어진다. 둘째, 경합하는 탄소-로딩된 매체(CE3 내지 CE6)의 대부분은, 적어도 부분적으로 수착제 및 추가 접착제의 추가된 압력이 압력을 증가시키지만 CCM에 유의미하지 않게 증가시키기 때문에, 매체 CCM* 대 압력 강하의 불량한 균형을 갖는다. 마지막으로, 본 발명의 다층 여과 매체는, 더 낮은 압력 강하 및 또한 훨씬 더 높은 매체 CCM을 갖고서, 모든 다른 경합하는 조합 매체를 능가한다.
몇몇 전체 실내 공기 청정기 및 필터 입자 CCM(P-CCM) 시험을 GB/T 18801-2015에 따라 수행하였다. 전술된 동일한 샘플들 중 몇몇을 시험하였다. 예 4에 대해, CCM 시험을 본 발명자 대신에 중국 광저우 소재의 브칸 서티피케이션 앤드 테스팅 컴퍼니 리미티드(Vkan Certification & Testing Co. Ltd.)에서 완료하였다. 표 2는 필터 크기 대 강성 프레임의 외부 치수를 열거한다(즉, 존재할 수 있는 임의의 발포체는 무시함). 공칭 매체 면적은, 아래의 방정식에 따라, 필터의 최대 치수를 사용하여 또한 계산된다:
공칭 매체 면적 = (외부 폭)×(외부 길이)×(외부 높이)×2÷(평균 주름 간격)
주름이 프레임 두께 등으로 인해 길이, 폭, 또는 높이의 전체 치수를 채우지 않기 때문에 진정한 매체 면적이 몇 % 더 작을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 필터 압력을 표 2에 명시된 공기 유동 시험 속도로 필터 시험 덕트 내에서 시험하였고; 시험 속도를 필터의 외부 프레임 치수와 실제 공기 유동 시험 체적에 기초하여 계산하였다.
비교예를 초기 CADR의 대략 50% 감소까지 수행하였고; 최종 CCM을, 정확한 CCM이 열거되는 예 4를 제외하고는, 도 2에 도시된 바와 같이 2차 다항식의 최상의 피팅 라인(fit line)을 사용하여 결정하였다. 예 2를 12,000 mg의 P4 최소 요건을 상당히 지나서는 수행하지 않았고; 데이터가 종종 비선형이므로(예를 들어, CE1 및 CE3 둘 모두는 비선형성을 나타내므로), 예 2는 CARD의 50% 감소까지 외삽하지 않았다. 예 3을 CADR의 전체 50% 감소까지 수행하였고, 최종 CCM을 2차 다항식의 최상의 피팅 라인을 사용하여 결정하였다.
[표 2]
Figure pct00003
도 2a와 도 2b는 입자 CCM 시험 결과와 성능을 시각적으로 도시한다. 도 2a는 CCM 시험에 대한 로딩 곡선의 전형적인 것이며; 초기 CADR은 100%로 정규화되고, 입자상 물질(타고 있는 담배로부터의 입자상 물질)이 필터 상에 축적됨에 따라 CADR은 감소한다. 많은 고 효율 매체 유형에 대해, 이러한 CADR 감쇠 곡선은 2차 다항식 형상을 취한다. 초기 CADR이 50%로 감쇠되었을 때, 데이터 피팅(data fit)에 기초하여 밀리그램 단위의 총 CCM이 개산되고 보고된다. 최고 등급, P4에 도달하기 위한 최소 CCM은 12,000 mg이다.
도 2a에서, 4개 필터의 각각은 P4 레벨에 도달한다. 예 2, 예 3, 및 예 4가 비교예보다 상당히 더 우수한 CCM 성능을 갖는 것이 명백하다.
전체 실내 공기 청정기 및 필터 포름알데히드 CCM 시험(F-CCM)을 GB/T 18801-2015에 따라 예 4에 수행하였다. 전체 포름알데히드 CCM 시험을 본 발명자 대신에 중국 광저우 소재의 산업 미생물학 광저우 시험 센터(Guangzhou Testing Center of Industrial Microbiology)에서 완료하였다. 결과가 표 3과 도 3a 및 도 3b에 제시된다. 도 3a는 F-CCM 시험에 대한 로딩 곡선의 전형적인 것이며; 초기 CADR은 100%로 정규화되고, 포름알데히드가 필터 상에 축적됨에 따라, CADR은 감소한다. 초기 CADR이 시작 값의 50%로 감쇠되었을 때, 밀리그램 단위의 총 CCM이 개산되고 보고된다. 최고 등급, F4에 도달하기 위한 최소 포름알데히드 CCM은 1500 mg이다. 예 4의 시험을 최소 F4 요건의 2배까지 수행하였고, 시험 결과는 필터가 F4의 최고 등급을 달성하였음을 나타낸다. 3000 mg의 포름알데히드를 포집한 후에도, 포름알데히드 CADR은 여전히 초기 포름알데히드 CADR의 92.7%였으며, 이는 초기 CADR의 최종 50% 감소 시의 포름알데히드 CCM이 3000 mg을 크게 초과하였을 수 있음을 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00004
실시예
1. 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체는 플루오르화 일렉트릿 층; 플루오르화 일렉트릿 층에 인접한 수착제 층; 및 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는 선택적인 배킹 층을 포함하며; 필터 매체는 주름형성되며; 배킹 층이 존재하지 않는 경우에, 플루오르화 일렉트릿 층, 수착제 층 또는 이들 2개의 층의 조합 중 적어도 하나가 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는다.
2. 실시예 1의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체는 수착제 층에 인접한 배킹 층을 추가로 포함하며, 배킹 층은 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는다.
3. 실시예 2의 다층 여과 매체로서, 배킹 층은 멜트스펀 웨브 또는 스테이플 섬유 웨브이다.
4. 실시예 2 또는 실시예 3의 다층 여과 매체로서, 배킹 층은 하나 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 및/또는 나일론을 포함한다.
5. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 15 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는다.
6. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 150 Pa 미만의 압력 강하를 갖는다.
7. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 12,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는다.
8. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 12,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고 이 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화된다.
9. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체는 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 300개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는다.
10. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 다층 여과 매체는 90% 초과의 초기 입자 효율을 갖는다.
11. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 약 100 내지 500 그램의 수착제를 갖는다.
12. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 20 내지 320의 US 메시 크기 범위를 갖는 수착제를 포함한다.
13. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 활성탄을 포함한다.
14. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 포름알데히드 제거를 제공하는 하나 이상의 화학적으로 함침된 수착제를 포함한다.
15. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 포름알데히드에 반응성인 하나 이상의 수착제를 포함한다.
16. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 수착제 입자들의 표면에 접합되는 실질적으로 연속적인 접착 섬유들을 포함한다.
17. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 교번 층들 또는 접착제 및 수착제를 포함한다.
18. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 수착제의 하나 초과의 층을 갖는다.
19. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 수착제 층은 수착제의 하나 초과의 유형을 갖는다.
20. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 실시예의 다층 여과 매체로서, 플루오르화 일렉트릿 층은 멜트블로운 웨브 또는 멜트스펀 웨브이다.
21. 실시예 1 내지 실시예 20 중 어느 하나의 실시예의 여과 매체를 포함하는 실내 공기 청정기.
22. 실시예 21의 실내 공기 청정기로서, 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타낸다.
23. 실시예 21 또는 실시예 22의 실내 공기 청정기로서, 실내 공기 청정기는 1.5 m2 미만의 여과 매체로써 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타낸다.
24. 실시예 21 또는 실시예 22의 실내 공기 청정기로서, 실내 공기 청정기는 1.2 m2 미만의 여과 매체로써 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타낸다.
25. 실시예 21 내지 실시예 24 중 어느 하나의 실시예의 실내 공기 청정기로서, 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 F4의 포름알데히드 CCM을 나타낸다.
종점에 의한 모든 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함하도록 의도된다 (즉, 범위 1 내지 10은, 예를 들어 1, 1.5, 3.33, 및 10을 포함함).
상세한 설명 및 청구범위에서 용어 '제1', '제2', '제3' 등은 유사한 요소들을 구별하기 위해 사용되며, 반드시 순차적 또는 발생적 순서를 설명하기 위한 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어들은 적절한 상황 하에서 상호 교환가능하며 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기술되거나 예시된 것 이외의 순서로 작용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
더욱이, 상세한 설명 및 청구범위에서 용어 '상부', '하부', '위', '아래' 등은 설명적인 목적으로 사용되며 반드시 상대적인 위치를 설명하기 위한 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어들은 적절한 상황 하에서 상호 교환가능하며 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기재되거나 예시된 것 이외의 배향으로 작용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서와 참고로 포함된 임의의 문헌 사이에 일관되지 않은 사용이 있는 경우에, 본 명세서의 사용이 우선한다.
본 명세서에서, 단수 형태("a" 또는 "an")의 용어는 특허 문헌에서 통상적인 바와 같이, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"의 임의의 다른 사례 또는 사용에 관계없이, 하나 또는 하나보다 많은 것을 포함하도록 사용된다. 본 명세서에서, 용어 "또는"은 달리 지시되지 않는 한, 비배타적인 것 또는 "A 또는 B"가 "A이지만 B는 아닌 것", "B이지만 A는 아닌 것", 및 "A 및 B"를 포함하도록 하는 것을 지칭하도록 사용된다. 본 명세서에서, 용어 "구비하는" 및 "이 경우(in which)"는 각각의 용어 "포함하는" 및 "여기서(wherein)"의 평이한 동등어(plain-English equivalent)로서 사용된다. 또한, 하기의 청구범위에서, 용어 "구비하는" 및 "포함하는"은 개방적(open-ended)인데, 즉 청구항에서 그러한 용어 뒤에 열거되는 것에 추가되는 요소를 포함하는 시스템, 장치, 물품, 조성물, 제형, 또는 과정이 여전히 그 청구항의 범주 내에 속하는 것으로 여겨진다. 또한, 하기의 청구범위에서, 용어 "제1", "제2" 및 "제3" 등은 단지 라벨(label)로서 사용되며, 그들의 대상에 대한 수치적 요건을 부과하는 것으로 의도되지 않는다.
위의 설명은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 예를 들어, 전술된 예(또는 그의 하나 이상의 태양)는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 실시예가 예컨대 위의 설명을 검토할 때 당업자에 의해 사용될 수 있다. 또한, 위의 상세한 설명에서, 다양한 특징이 개시 내용을 간소화하기 위해 함께 그룹화될 수 있다. 이는 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적이라는 의도로서 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 발명의 발명 요지는 특정한 개시된 실시예의 모든 특징보다 적은 것에 있을 수 있다. 따라서, 하기의 청구범위는 이로써 상세한 설명에 예 또는 실시예로서 포함되며, 이때 각각의 청구항은 별개의 실시예로서 단독으로 독립적이고, 그러한 실시예가 다양한 조합 또는 치환으로 서로 조합될 수 있는 것이 고려된다. 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위가 부여되는 등가물의 전체 범주와 함께 그러한 첨부된 청구범위를 참조하여 결정될 수 있다.
당업자는 전술된 실시예 및 구현예의 기본 원리로부터 벗어남이 없이 그러한 실시예 및 구현예의 상세 사항에 대해 많은 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 본 발명의 다양한 수정 및 변화가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 당업자에게 명백해질 것이다. 그러므로, 본 출원의 범주는 오직 하기 청구범위 및 이의 등가물에 의해서만 결정되어야 한다.

Claims (21)

  1. 다층 여과 매체로서,
    플루오르화 일렉트릿 층;
    상기 플루오르화 일렉트릿 층에 인접한 수착제 층; 및
    약 200 mg 이상의 걸리 강성(Gurley stiffness)을 갖는 선택적인 배킹 층
    을 포함하고;
    상기 필터 매체는 주름형성되며;
    상기 배킹 층이 존재하지 않는 경우에, 상기 플루오르화 일렉트릿 층, 상기 수착제 층 또는 상기 2개의 층의 조합 중 적어도 하나가 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는, 다층 여과 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수착제 층에 인접한 배킹 층을 추가로 포함하며, 상기 배킹 층은 약 200 mg 이상의 걸리 강성을 갖는, 다층 여과 매체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배킹 층은 멜트스펀 웨브 또는 스테이플 섬유 웨브인, 다층 여과 매체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 여과 매체는 14 cm/s의 시험 속도에서 15 mm H2O 미만의 압력 강하를 갖는, 다층 여과 매체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 1.1 m/s의 공칭 면 속도에서 150 Pa 미만의 압력 강하를 갖는, 다층 여과 매체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 12,000 mg 초과의 입자 CCM을 갖는, 다층 여과 매체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 여과 매체로부터 형성되는 주름형 필터는 GB/T 18801-2015에 따라 시험될 때 공칭 필터 매체의 12,000 mg/m2 초과의 입자 CCM을 갖고, 상기 CCM은 공칭 필터 매체 면적으로 정규화되는, 다층 여과 매체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 여과 매체는 매체 CCM 시험에 따라 시험될 때 제곱미터당 300개 담배 초과의 입자 CCM을 갖는, 다층 여과 매체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 여과 매체는 90% 초과의 초기 입자 효율을 갖는, 다층 여과 매체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 약 100 내지 500 그램의 수착제를 갖는, 다층 여과 매체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 20 내지 320의 US 메시(mesh) 크기 범위를 갖는 수착제를 포함하는, 다층 여과 매체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 활성탄을 포함하는, 다층 여과 매체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 포름알데히드 제거를 제공하는 하나 이상의 화학적으로 함침된 수착제를 포함하는, 다층 여과 매체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 포름알데히드에 반응성인 하나 이상의 수착제를 포함하는, 다층 여과 매체.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 수착제 입자들의 표면에 접합되는 실질적으로 연속적인 접착 섬유들을 포함하는, 다층 여과 매체.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 교번 층들 또는 접착제 및 수착제를 포함하는, 다층 여과 매체.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수착제 층은 수착제의 하나 초과의 층 및 수착제의 하나 초과의 유형 중 적어도 하나를 포함하는, 다층 여과 매체.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 여과 매체를 포함하는 실내 공기 청정기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 실내 공기 청정기는 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타내는, 실내 공기 청정기.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 실내 공기 청정기는 1.2 m2 미만의 여과 매체로 중국 국가 표준에 따른 P4의 입자 CCM을 나타내는, 실내 공기 청정기.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실내 공기 청정기는 상기 중국 국가 표준에 따른 F4의 포름알데히드 CCM을 나타내는, 실내 공기 청정기
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3060405C (en) 2017-04-18 2020-06-16 3M Innovative Properties Company Air filter media with post-pleat-deposited sorbent particles
EP3810304A1 (en) * 2018-06-25 2021-04-28 Zephyros, Inc. Functional insert for nonwoven materials
US11676047B1 (en) 2018-10-25 2023-06-13 3M Innovative Properties Company Air quality data servicing
CN111514663B (zh) * 2020-04-14 2021-11-05 北京零微科技有限公司 空气净化装置滤芯寿命的计算方法及装置、存储介质
US20210370218A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Hollingsworth & Vose Company Filter media comprising adsorptive particles
JP2024513680A (ja) * 2021-03-12 2024-03-27 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フッ素化流体調整系
US20230018113A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 William H. Chapman, Jr. Sorbent indoor air purifier

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100336012B1 (ko) * 1993-08-17 2002-10-11 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 일렉트릿필터매체를하전시키는방법
US6238466B1 (en) * 1997-10-01 2001-05-29 3M Innovative Properties Company Electret articles and filters with increased oily mist resistance
BR9912425A (pt) * 1998-07-29 2001-04-17 Dow Chemical Co Espumas termoplásticas extrudadas úteis em aplicações de filtração e método de filtração
CA2599268A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-14 3M Innovative Properties Company Vehicle passenger compartment air filter devices
US7947142B2 (en) * 2006-07-31 2011-05-24 3M Innovative Properties Company Pleated filter with monolayer monocomponent meltspun media
US7883562B2 (en) * 2007-02-28 2011-02-08 Hollingsworth & Vose Company Waved filter media and elements
WO2011088185A2 (en) * 2010-01-18 2011-07-21 3M Innovative Properties Company Air filter with sorbent particles
US8404023B1 (en) * 2010-06-08 2013-03-26 Aaf-Mcquay Inc. Air handling filtration equipment with adjustable media bed and method of use
DE102013008402A1 (de) * 2013-05-16 2014-11-20 Irema-Filter Gmbh Faservlies und Verfahren zur Herstellung desselben
CN203916329U (zh) * 2014-01-22 2014-11-05 3M创新有限公司 空调滤网
CN204799068U (zh) * 2015-04-17 2015-11-25 3M创新有限公司 包括具有三层的褶式空气过滤介质的框架式褶式空气过滤器

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