用于过滤应用的反应型粘合剂

技术领域

本传授内容总体上涉及过滤装置，更具体地，涉及粘结至粘合剂的过滤介质。

背景技术

过滤装置用于各种应用。例如，可以在车辆、家用电器、工具、建筑设备、草坪养护设备、公共交通工具、暖通空调(HVAC)系统、流体过滤系统或其组合中找到过滤装置。过滤装置可以从比如空气或水等流体中过滤出一个或多个瑕疵品或所需颗粒。

通常，可以使用形成为风琴褶形状的多孔材料或以间隔开的方式彼此粘结的多个多孔层来制造这些过滤装置。为了粘结多孔材料，可以经常使用液体粘合剂。可以将液体粘合剂施加到多孔材料的一个或多个表面上以形成壳体、一个或多个端帽、或用于多孔过滤材料的基质。然而，在制造期间，使用液体粘合剂可能存在各种问题。例如，液体粘合剂可能对比如温度和湿度等环境变化敏感。因此，必须以高精度水平来控制和维持制造条件。如果制造条件得不到精确控制，则由于比如液体粘合剂的粘度等材料性质在应用期间波动，可能会有很高的报废率。

因此，具有可以粘结到过滤材料上而不会由于环境变化而导致材料性质波动的粘合剂材料将是有吸引力的。所需要的是可以呈除液体形式以外其他形式应用的粘合剂材料。具有可以在过滤材料的至少一部分周围形成壳体或外壳的粘合剂材料将是有吸引力的。所需要的是一种粘合剂材料，该粘合剂材料可以被固化而使得该粘合剂材料可以在过滤材料的至少一部分周围膨胀。具有可以用连续方式制造的过滤组件将是有吸引力的。所需要的是一种可以被挤出并以连续条带形式施加到过滤材料上的粘合剂材料。具有为制造而优化的过滤组件将是有吸引力的。所需要的是重量更轻、制造周期时间减少、制造所需材料更少、或其组合的过滤组件。

发明内容

本传授内容通过提供一种过滤装置来满足一个或多个当前需求，该过滤装置包括通过一个或多个可活化粘合剂层固定的一个或多个过滤介质。本传授内容通过提供一种过滤装置来满足一个或多个当前需求，其中：该一个或多个粘合剂层可以是环氧树脂、乙烯-乙酸乙烯酯、其他聚合物体系或其组合；在使该一个或多个粘合剂层活化之前，该一个或多个粘合剂层可以摸起来是干燥的；该一个或多个粘合剂层可以是可发泡的；该一个或多个粘合剂层可以在活化期间和活化之前保持足够高的粘度，以有效防止与温度或环境条件无关的流动；可以使该一个或多个粘合剂层热活化；可以将该一个或多个过滤介质固定至模具内的该一个或多个粘合剂层，使得该一个或多个粘合剂层可以被活化以基本上填充该模具的形状；该一个或多个粘合剂层可以形成该一个或多个过滤介质的端帽；该一个或多个过滤介质可以经由该一个或多个粘合剂层彼此粘结；多个粘合剂层可以形成壳体以围住该一个或多个过滤介质的至少一部分；在活化之前，该一个或多个粘合剂层可以是固体；在粘结至该一个或多个过滤介质之前，该一个或多个粘合剂层可以被模切成所需的形状；该一个或多个粘合剂层可以是无毒的、防潮的、抗微生物的、抗真菌的、或其组合。该一个或多个粘合剂层可以在活化之前和活化期间保持足够高的粘度，使得该过滤介质和该一个或多个粘合剂层能够被施加到波状表面和/或倾斜表面，而该一个或多个粘合剂层没有明显的流动。该一个或多个粘合剂层可以是被挤出的。

本传授内容通过提供一种形成过滤装置的方法来满足一个或多个当前需求，该方法包括：(a)使该一个或多个粘合剂层形成所需的形状；(b)使该一个或多个粘合剂层活化；(c)将该一个或多个过滤介质固定至该一个或多个粘合剂层；以及(d)使该一个或多个粘合剂层固化。

本传授内容通过提供一种形成过滤装置的方法来满足一个或多个当前需求，该方法包括：(a)将该一个或多个过滤介质放置到模具中；(b)用粘合剂材料注入该模具；(c)使该粘合剂材料活化，使得该粘合剂材料膨胀并且在该一个或多个过滤介质周围形成该一个或多个粘合剂层；以及(d)使该粘合剂材料固化。

本传授内容通过提供一种过滤装置来满足一个或多个当前需求，其中该过滤装置可以是柔性的，其中该过滤装置可以用连续方式形成，其中该一个或多个粘合剂层可以没有液体粘合剂，或其以上组合。

本传授内容提供了一种可以粘结到过滤材料上而不会由于环境变化而导致材料性质波动的粘合剂材料。本传授内容提供了一种可以呈除液体形式以外其他形式应用的粘合剂材料。本传授内容提供了一种可以在过滤材料的至少一部分周围形成壳体或外壳的粘合剂材料。本传授内容提供了一种粘合剂材料，该粘合剂材料可以被固化而使得该粘合剂材料可以在过滤材料的至少一部分周围发泡。本传授内容提供了一种可以用连续方式制造的过滤装置。本传授内容提供了一种可以被挤出并且以连续条带形式施加到过滤材料上的粘合剂材料。本传授内容提供了一种为制造而优化的过滤组件。本传授内容提供了一种重量更轻、制造周期时间减少、制造所需材料更少、或其组合的过滤组件。

附图说明

图1是多个过滤组件的透视图；

图2是过滤组件的特写透视图；

图3是过滤组件的侧视图；

图4是过滤组件的侧视图；

图5A是在粘合剂层活化之前的过滤组件的侧视图；

图5B是在粘合剂层活化之后的图6A的过滤组件的侧视图；

图6是通过粘合剂层连结在一起的多个过滤介质的侧视图；

图7是过滤组件的侧视图；以及

图8是在活化之前和之后的多个粘合剂层的透视图。

具体实施方式

本文呈现的解释和说明旨在使本领域技术人员熟悉本传授内容、其原理、及其实际应用。本领域技术人员可以以其多种形式适配和应用传授内容，如可以最适合实际使用的需求。因此，如所阐述的本传授内容的具体实施例不旨在是详尽的或限制本传授内容。因此，本传授内容的范围应该不参考本文描述确定，而替代地应该参考所附权利要求、连同此类权利要求有权享有的等效物的全部范围来确定。所有文章和参考文献(包括专利申请和出版物)的披露内容出于所有目的均通过引用并入。其他组合也是可能的，如将从以下权利要求中收集的，其也特此通过引用并入本书面描述中。

本申请涉及并且要求于2018年6月14日提交的美国临时申请序列号62/684,995以及2018年11月15日提交的美国临时申请序列号62/767,560两者的提交日权益，由此该申请的内容出于所有目的通过引用并入本文。

本文的传授内容针对过滤组件以及可以用于制造这种装置的粘合剂材料。过滤组件可以是用于从比如空气或液体等流体中过滤出一种或多种组分的任何过滤装置。过滤组件可以呈任何形状或几何结构。例如，过滤组件可以被成形为基本上填充导管或排气管的通道，使得穿过导管或排气管的颗粒被过滤组件过滤、被过滤组件阻挡、或被过滤和阻挡两者。非限制性示例包括HVAC过滤器、汽车排气过滤器、割草机过滤装置、水净化系统或其组合。过滤组件可以包括过滤介质、一种或多种粘合剂材料或两者。过滤组件可以包括一个或多个壳体、一个或多个端帽或两者。过滤组件可以包括一个或多个紧固机构，以将过滤组件固定至需要过滤的组件。例如，过滤组件可以包括一个或多个紧固件，以将过滤组件紧固在排气管的通道中。过滤组件可以一体地形成，或者可以包括一个或多个连结在一起的零件。例如，过滤组件可以包括固定至粘合剂材料的过滤介质。替代性地，过滤组件可以在粘合剂材料的基质上一体地形成过滤介质。过滤组件可以使用各种工艺制造，例如注塑模制、冲压、挤出、拉挤成型、流延或其组合。例如，粘合剂材料层可以包覆模制在过滤介质的一个或多个表面上。替代性地，粘合剂材料层可以被挤出并设置在过滤介质的一个或多个表面上。过滤组件可以是可压缩的、可以包含一个或多个结构刚性部分或两者。例如，过滤组件可以包括包封在结构刚性壳体中的过滤介质，并且可以包括位于过滤组件末端的由粘合剂材料形成的可压缩垫圈。

过滤组件可以包括一个或多个过滤介质。过滤介质可以用于从流体中过滤一种或多种固体颗粒。过滤介质可以通过防止一种或多种污染物通过过滤介质来起到净化一种或多种流体的作用。过滤介质可以是可以允许流体穿过的任何纤维或多孔材料。流体可以是例如任何液体(例如，水)、任何气体(例如，空气)或其组合。过滤介质可以由一种或多种材料制成，例如泡沫、褶纸、玻璃纤维、棉花或其组合。过滤介质可以是被离子化的或带电的，以吸引不需要的颗粒。过滤介质可以是任何尺寸或形状。例如，过滤介质可以是折叠成手风琴结构的连续片，使得多个过滤介质层彼此邻接。替代性地，多个过滤片可以间隔开所需的间隙，使得流体依次穿过各层过滤介质。过滤介质可以是结构刚性的，或者可以是柔性的。过滤介质可以是可压缩的。例如，过滤介质可以是可压缩的，使得过滤介质可以插入一个或多个壳体、一个或多个需要过滤的部件、或两者。过滤介质可以过滤出通过一种或多种流体的所需百分比的颗粒、污染物或两者。过滤介质可以过滤出通过一种或多种流体的约20％以上、约30％以上或约40％以上的颗粒、污染物或两者。过滤介质可以过滤出通过一种或多种流体的约70％以下、约60％以下或约50％以下的颗粒、污染物或两者。过滤介质可以过滤出通过一种或多种流体的最高并包括90％以上或甚至100％的颗粒、污染物或两者。过滤组件中的过滤介质可以是可替换的。例如，过滤介质可以从壳体、粘合剂层或两者中移除，并用新的过滤介质替换。过滤介质可以是过滤出流过所需装置的一种或多种流体所要求的任何尺寸和形状。过滤介质可以包括一个或多个弯折、一个或多个角度、一个或多个弯曲或其组合。过滤介质可以固定至一个或多个粘合剂层。

粘合剂层可以起到保持过滤介质的结构的作用。粘合剂层可以起到容纳过滤介质以防止比如水分或碎屑等环境退化的作用。粘合剂层可以为过滤介质提供结构性支撑。粘合剂层可以用作设置在粘合剂层的一个或多个表面上的一个或多个过滤介质的基质。粘合剂层可以在一侧或多侧基本上容纳过滤介质。例如，粘合剂层可以在过滤的周围形成外壳，使得流体可以仅通过位于过滤介质的相反两端的所需入口点和所需出口点。粘合剂层可以是可以粘结至过滤介质的任何粘合剂。粘合剂层在室温下可以是摸起来干燥的，从而操作者可以处理粘合剂层而不会使粘合剂层退化。粘合剂层可以是可膨胀的、可发泡的、或两者。粘合剂层可以是可活化的以引发膨胀、发泡或两者。例如，粘合剂层在升高的温度下可以是可热活化的，使得过滤介质可以粘结至粘合剂层。相对于在粘合剂层活化之前进行覆盖，粘合剂层可以在活化时膨胀以覆盖过滤介质的更大的部分。在活化之后，粘合剂层可以膨胀以覆盖过滤介质的约20％以上的面积、约30％以上的面积、或约40％以上的面积。在活化之后，粘合剂层可以膨胀以覆盖过滤介质的约50％以上的面积、约60％以上的面积、或约70％以上的面积。例如，粘合剂层可以在活化时膨胀，使得活化材料形成过滤介质的一个或多个端帽、包绕过滤介质的壳体、或两者。粘合剂层可以形成一个或多个垫圈，这个或这些垫圈在过滤组件和一个或多个附加部件之间形成连接表面。粘合剂层可以由可以被挤出、注塑模制、流延或其组合的任何粘合剂材料制成。例如，过滤介质可以被定位在模具中，使得粘合剂材料被注入在过滤介质周围并被活化以膨胀，从而在过滤介质周围形成壳体。粘合剂层可以将多种过滤介质粘结在一起以形成过滤组件。替代性地，单个过滤介质可以设置在粘合剂层上，使得粘合剂层用作基质。粘合剂层可以是抗微生物的、抗真菌的、防潮的、或其组合。粘合剂层可以是柔性的或可以是结构刚性的。粘合剂层可以在活化时基本上在过滤介质的形状周围形成。粘合剂层可以是任何所需的尺寸、形状或两者。例如，粘合剂层可以被模切以形成环形、方形、矩形或其他形状，以匹配过滤介质的形状。粘合剂层可以直接粘附至过滤介质，而没有任何中间粘结层。替代性地，粘合剂层可以粘附至过滤介质的现有外壳。例如，粘合剂层可以粘附至过滤介质的一个或多个端帽。

粘合剂层可以由一个或多个具有本文概述的一种或多种性质的粘合剂材料形成。粘合剂材料可以是热固性的、或热塑性的或两者。例如，粘合剂材料的一部分可以是热固性的，而粘合剂材料的另一部分可以是热塑性的。粘合剂材料可以被挤出、拉挤、模制(例如，注塑模制)、切割、冲压或其组合。粘合剂材料可以是被混合形成粘合剂材料的一种或多种树脂。粘合剂材料的示例可以在以下美国专利号中找到：6,846,559；7,125,461；7,199,165；7,892,396；8,236,128；8,334,055；8,475,694；以及8,702,889，所有这些文献出于所有目的通过引用并入本文。

一个或多个粘合剂层可以与过滤介质、衬里或两者邻接。衬里可以起到从制造机械(例如冲压模、注塑模、工具或其组合)中释放过滤组件的作用。例如，衬里可以在形成过滤组件之前被固定在模腔中，使得衬里粘附至过滤组件、但仍从模腔中释放出来。衬里可以起到改善过滤组件的结构性质(例如强度、韧性、防潮性、耐热性或其组合)的作用。衬里可以粘附至过滤组件，并且在制造之后作为过滤组件的一部分保留下来。替代性地，衬里可以在制造期间粘附至过滤组件，但在安装过滤组件之前被移除(即，用作离型衬里)。衬里可以呈任何尺寸和形状。衬里的厚度可以变化。衬里可以由一种或多种材料制成，例如玻璃纤维、铝、尼龙、聚酯、其他织物、纸或其组合。衬里可以是柔性的，或者可以是结构刚性的。衬里可以具有一个或多个研磨表面。衬里可以具有一种或多种摩擦改性剂，例如润滑剂、油脂、油或其组合。过滤组件可以没有衬里。替代性地，衬里可以与一个或多个粘合剂层、过滤组件的壳体或两者邻接。

一个或多个粘合剂层可以形成粘合剂壳体。粘合剂壳体可以起到包绕过滤介质的一个或多个部分的作用。粘合剂壳体可以起到保持过滤介质的位置、保持壳体的结构完整性、保护过滤介质免受碎屑、湿气或两者的影响、或其组合的作用。粘合剂壳体可以包绕过滤介质的一个或多个侧面。粘合剂壳体可以包绕除了所需的入口和出口之外的基本上所有过滤介质，使得过滤介质可以对从入口到出口(反之亦然)通过过滤介质的一种或多种流体进行过滤。粘合剂壳体可以由被活化以膨胀、熔化、粘附或其组合的一个或多个粘合剂层形成。例如，粘合剂层可以沿着过滤介质的外表面放置，使得在活化时，粘合剂层膨胀并且在绝大部分过滤介质周围形成连续壳体。粘合剂壳体可以是位于过滤介质的末端附近的一个或多个端帽。粘合剂壳体可以由沿着过滤介质定位的一个或多个粘合剂层形成。在使形成壳体的一个或多个附加粘合剂层活化之前，可以使一个或多个粘合剂层活化并将其粘结至过滤介质。例如，第一粘合剂层可以被活化以粘结至过滤介质并且用作过滤介质的基质，而多个附加粘合剂层可以稍后被活化以膨胀并且形成过滤介质周围的壳体。多种材料可以用于粘合剂层以形成壳体。例如，第一材料可以用于形成过滤介质的基质，而第二材料可以用于形成粘合剂壳体的粘合剂层。粘合剂壳体可以代替附加壳体使用，或者与附加壳体结合使用。例如，粘合剂壳体可以形成由外壳包绕的内壳，该外壳由附加材料形成，例如金属、一种或多种聚合物、织物或其组合。

现在转向附图，图1展示了过滤组件10的透视图。如图所示，每个过滤组件10包括设置在粘合剂层22上的过滤介质20。当被活化时，粘合剂层22可以被配置成根据应用而膨胀所需量。例如，所示出的过滤组件10可以从粘合剂层22的最大膨胀量到粘合剂层22的最小膨胀量进行排名：第一过滤组件10A；第二过滤组件10B；以及第三过滤组件10C。应当注意，过滤组件10也可以在活化时不膨胀。

图2展示了过滤组件10的特写透视图。过滤组件10包括设置在粘合剂层22内的过滤介质20。粘合剂层22在活化时保持过滤介质20的位置，并且可以用作过滤介质20的端帽。

图3展示了过滤组件10的侧视图。过滤组件10包括设置在粘合剂层22上的过滤介质20。

图4展示了过滤组件10的侧视图。过滤组件10包括设置在两个粘合剂层22之间的过滤介质20。

图5A展示了过滤组件10的侧视图。过滤组件10包括在使粘合剂层22活化之前定位在多个粘合剂层22之间的过滤介质20。粘合剂层22被定位和粘附在过滤介质20周围，使得在活化时，粘合剂层22形成粘合剂壳体(参见图6B)。

图5B展示了图6A的过滤组件10的侧视图。过滤组件包括被定位在多个粘合剂层22之间的过滤介质20。如图所示，在活化之后，粘合剂层22膨胀以形成基本上或完全包封过滤介质20的各侧面的粘合剂壳体30。粘合剂壳体30可以包封过滤介质20的多个暴露侧面、可以膨胀以形成与过滤介质20的末端邻接的一个或多个端帽、或两者。应当注意，粘合剂壳体30可以与一个或多个附加端帽、一个或多个附加壳体或两者结合使用，或者代替它们。

图6展示了过滤组件10的侧视图。过滤组件10包括经由粘合剂层22彼此粘附的多个过滤介质20。

图7展示了过滤组件10的侧视图。过滤组件10包括设置在粘合剂层22上的过滤介质20。衬里26固定至粘合剂层22的表面。衬里26可以从粘合剂层22上移除。例如，衬里26可以在安装过滤组件10之前、在使粘合剂层22活化之前、或在两者之前从粘合剂层22上移除。衬里可以固定地固定至粘合剂层22，并且可以在安装之后、在使粘合剂层22活化之后、或在两者之后作为过滤组件10的一部分保留下来。

图8展示了多个粘合剂层22的透视图。每个粘合剂层可以被活化以膨胀、发泡或两者以达到所需的形状。各个粘合剂层(22A、22B和22C)被示出为在活化之前具有基本上相似的形状。然而，在活化之后，基于不同的材料性质，粘合剂层22膨胀至不同的尺寸(分别为22A’、22B’和22C’)。

本文呈现的解释和说明旨在使本领域技术人员熟悉本文的传授内容、其原理、及其实际应用。以上描述旨在说明而非限制。本领域技术人员可以以其多种形式适配和应用传授内容，如可以最适合实际使用的需求。

因此，如所阐述的本传授内容的具体实施例不旨在是详尽的或限制本传授内容。因此，本传授内容的范围应该不参考此描述确定，而替代地应该参考所附权利要求、连同此类权利要求有权享有的等效物的全部范围来确定。本文披露的主题的任何方面的以下权利要求中的省略都不是此类主题的免责声明，也不应该被认为是本发明人没有将此类主题考虑为所披露的发明主题的一部分。

多个要素或步骤可以由单个集成的要素或步骤提供。替代性地，单个要素或步骤可以分成单独的多个要素或步骤。

用于描述要素或步骤的“一个/一种”(“a”或“one”)的披露内容不旨在排除额外的要素或步骤。

虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用来描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语可以用于从一个区域、层或部分区分出另一个元件、部件、区域、层或部分。术语如“第一”，“第二”和其它数字术语在本文使用时并不暗示序列或顺序，除非上下文明确指出。因此，后面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离本传授内容。

空间相关术语，例如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中是为了使得对如这些附图中所展示的一个元件或特征相对另外一个(多个)元件或一个(多个)特征(多个特征)的关系的描述易于阐释。空间相对术语可以旨在涵盖装置在使用或操作中除了在附图中描绘的取向以外的不同取向。例如，如果装置在这些附图中被翻转，则被描述为“下方”或“之下”的元件或特征将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。该装置可以被另外定位(旋转90度或在其他取向)，并且对在此使用的空间相对描述符做出相应的解释。

除非另有说明，否则术语“约”或“近似”与数值量组合使用的传授内容包括所陈述的量以及所陈述的量的近似值的传授内容。通过举例的方式，“约100”的传授内容包括100+/-15范围内的传授内容。

所有文章和参考文献(包括专利申请和出版物)的披露内容出于所有目的均通过引用并入。其他组合也是可能的，如将从以下权利要求中收集的，其也特此通过引用并入本书面描述中。