过滤器组件、预过滤器组件和包括它们的呼吸器制造技术

本发明专利技术公开了一种过滤器组件，该过滤器组件包括空气过滤介质和预过滤介质。该预过滤介质包括含有聚(4

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤器组件、预过滤器组件和包括它们的呼吸器


[0001]本公开广义地涉及空气过滤介质、非织造纤维幅材以及包括它们的制品。

技术介绍

[0002]包含有毒或有害物质的空气通常通过过滤(例如，使用呼吸器或HVAC过滤器)来去除那些物质。
[0003]呼吸器设计认证由美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)监管。NIOSH为已经受到不同污染物挑战的呼吸器建立了各种去除效率标准。例如，使用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的混悬液滴的油雾去除效率的标准必须通过被指定用于存在油的环境中的过滤介质来满足。由于去除效率可响应于油负载而改变，因此标准规定了在固定暴露于测试用气溶胶的情况下的最低去除效率。其他监管机构可使用石蜡油或不同的油。
[0004]自1995年7月生效的NIOSH制定的用于非动力空气净化颗粒呼吸器的标准(参见42C.F.R.第84部分，公布于1995年6月8日)。这些法规包括若干种不同的分类，其中一种通常被称为“P系列”并且涉及旨在用于去除油基液体颗粒的过滤器。对于P系列认证，呼吸器过滤介质必须在DOP去除效率测试的终点表现出不降低的效率。
[0005]纤维驻极体过滤介质已用于颗粒空气过滤器多年。驻极体过滤介质上的准永久性静电荷与纯机械过滤器相比提高了它们的过滤效率。增强的效率导致驻极体过滤器与具有相同效率和表面积的机械过滤器相比气流阻力更小(压降更低)。与由机械过滤介质制成的那些呼吸器相比，利用驻极体过滤介质的呼吸器通常可被制成重量更轻并且更紧凑。
[0006]然而，驻极体过滤介质的效率可通过暴露于某些气溶胶而降低；机械过滤器通常更能抵抗这种类型的效率损失。为了认证负压呼吸保护装置，NIOSH法规42CFR 84要求通过空气过滤测试，该空气过滤测试在用规定量的最大穿透尺寸的固体氯化钠气溶胶或油性液体邻苯二甲酸二辛酯(DOP)气溶胶颗粒装载呼吸器期间使过滤效率最小化。这些装载测试已被证实能降低某些类型的驻极体过滤介质的过滤效率。
[0007]例如，来自具有相对高的介电常数的油诸如DOP的液体气溶胶可降低驻极体过滤器的过滤效率。液体气溶胶也可润湿纤维表面。由某些气溶胶引起的静电过滤器的过滤效率损失的可能机制包括以下几点：(1)通过捕集的气溶胶颗粒上的相反电荷中和纤维上的电荷，(2)通过一层捕集的颗粒筛选纤维电荷，以及(3)通过表面层的溶解或通过化学反应，由气溶胶破坏纤维的电荷携带部分。

技术实现思路

[0008]仍然需要可从空气流中去除油性气溶胶同时长时间保持可接受的过滤性能的新型过滤器装置。本公开通过提供适合与空气过滤介质组件中的驻极体非织造纤维空气过滤介质一起使用的过滤器组件来解决这一需求。空气过滤器组件表现出去除油性气溶胶和颗粒物的稳定效率。
[0009]因此，在一个方面，本公开提供了一种过滤器组件，该过滤器组件包括：
[0010]空气过滤器，所述空气过滤器包括具有第一驻极体电荷的第一非织造纤维幅材，并且其中所述第一非织造纤维幅材包含聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯或聚乙烯中的至少一种；和
[0011]预过滤介质，所述预过滤介质包括第二非织造纤维幅材，所述第二非织造纤维幅材具有第二驻极体电荷并且包含聚(4
‑
甲基戊烯)和静电充电添加剂，
[0012]其中所述过滤器组件被构造成使得穿过所述预过滤介质的空气被引导通过所述空气过滤介质。
[0013]在另一方面，本公开提供了一种呼吸器，该呼吸器包括根据本公开的过滤器组件。
[0014]在另一方面，本公开提供了一种预过滤器组件，该预过滤器组件包括：
[0015]预过滤器框架，所述预过滤器框架具有入口开口和出口开口；和
[0016]由所述预过滤器框架保持的预过滤介质，所述预过滤介质包括非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材具有驻极体电荷并且包含：
[0017]热塑性芯
‑
皮纤维，所述热塑性芯
‑
皮纤维包括纤维芯，所述纤维芯具有设置在其上的包含聚(4
‑
甲基戊烯)的皮层；和
[0018]静电充电添加剂，其中所述静电充电添加剂包含在所述纤维芯或所述皮层中的至少一者中。
[0019]有利的是，即使在油性气溶胶的存在下，根据本公开的过滤器组件(其可包括根据本公开的预过滤器组件)也可在长期使用中表现出持续的期望过滤器性能特性。
[0020]如本文所用：
[0021]术语“4
‑
甲基戊烯”是指4
‑
甲基
‑1‑
戊烯；
[0022]术语“聚(4
‑
甲基
‑1‑
戊烯)”是指包含至少90重量％的4
‑
甲基戊
‑
1,2
‑
二基)(即，)单体单元和任选地至多10重量％(例如，至多10重量％、至多9重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％、至多5重量％、至多4重量％、至多3重量％、至多2重量％、至多1重量％)的至少亚烷基(例如，亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚异辛基)单体单元的聚合物；以及
[0023]术语“驻极体电荷”意指存在至少准永久性电荷，其中“准永久性”意指电荷在标准大气条件(22℃、101,300帕斯卡大气压力和50％相对湿度)下存在足够长的时间以显著可测量。电荷可通过如美国专利9,815,067(Schultz等人)在第18栏第12
‑
42行中所述的X射线放电测试来表征，该专利以引用方式并入本文。
[0024]在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。
附图说明
[0025]图1为根据本公开的示例性过滤器组件100的示意性剖视图。
[0026]图2为可用于实施本公开的示例性芯
‑
皮纤维200的示意性剖视图。
[0027]图3为根据本公开的示例性预过滤器组件300的透视图。
[0028]图4为根据本公开的一个实施方案的示例性呼吸器40的示意性前视图。
[0029]图5为图4的面罩主体42的示意性剖视图。
[0030]在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其他修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
[0031]现在参见图1，过滤器组件100包括空气过滤介质110和预过滤介质120。过滤器组件100被构造成使得穿过预过滤介质120的空气130被引导通过空气过滤介质110。空气过滤介质110包括第一非织造纤维幅材112，该第一非织造纤维幅材具有第一驻极体电荷并且包含聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯或聚乙烯中的至少一种。预过滤介质120包括第二非织造纤维幅材122，该第二非织造纤维幅材具有第二驻极体电荷并且包含聚(4
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甲基戊烯)和静电充电添加剂。
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种过滤器组件，所述过滤器组件包括：空气过滤介质，所述空气过滤介质包括具有第一驻极体电荷的第一非织造纤维幅材；和预过滤介质，所述预过滤介质包括第二非织造纤维幅材，所述第二非织造纤维幅材具有第二驻极体电荷并且包含聚(4
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甲基戊烯)和静电充电添加剂，其中所述过滤器组件被构造成使得穿过所述预过滤介质的空气被引导通过所述空气过滤介质。2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中所述第二非织造纤维幅材包含芯
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皮纤维，所述芯
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皮纤维包括：纤维芯，所述纤维芯具有设置于其上的聚(4
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甲基戊烯)皮层；和所述静电充电添加剂，其中所述静电充电添加剂包含在所述纤维芯或所述皮层中的至少一者中。3.根据权利要求2所述的过滤器组件，其中所述静电充电添加剂存在于所述纤维芯中。4.根据权利要求2所述的过滤器组件，其中所述静电充电添加剂存在于所述皮层中。5.根据权利要求2所述的过滤器组件，其中所述静电充电添加剂存在于所述纤维芯和所述皮层两者中。6.根据权利要求2所述的过滤器组件，其中所述纤维芯包含聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯或聚乙烯。7.根据权利要求2所述的过滤器组件，其中所述皮层占所述芯
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皮纤维的1重量％至40重量％。8.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中所述静电充电添加剂选自颜料、光稳定剂、主要抗氧化剂和次要抗氧化剂、金属钝化剂、受阻胺、受阻酚、金属盐、亚磷酸三酯、磷酸盐、含氟化合物以及它...

【专利技术属性】
技术研发人员：内森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：