本公開(kāi)總體上涉及一種過(guò)濾制品，更具體地說(shuō)，涉及一種具有下游(downstream)層的過(guò)濾材料，所述下游層的長(zhǎng)度小于上游層的長(zhǎng)度，所述下游層不通過(guò)外來(lái)的熱塑性材料(例如熱塑性帶材)與端蓋結(jié)合。

背景技術(shù)：

濾筒是眾所周知的，用于從藥物工業(yè)、微電子工業(yè)、化工業(yè)和食品工業(yè)的流體中過(guò)濾顆粒、離子污染物、微生物污染物和其他污染物。濾筒通常包括過(guò)濾材料，過(guò)濾材料具有多個(gè)以圓柱形構(gòu)造排列的縱向褶皺，穿孔籠設(shè)置在過(guò)濾器元件的外周以允許流體進(jìn)入筒(cartridge)中，穿孔芯同軸地設(shè)置在過(guò)濾材料內(nèi)。端蓋定位在過(guò)濾材料的端部，以防止流體從筒中流出。過(guò)濾材料的端部通常通過(guò)將過(guò)濾介質(zhì)的端部封裝在端蓋中進(jìn)行密封，封裝步驟中所述端蓋為樹(shù)脂、熔融熱塑性塑料等形式。

許多過(guò)濾裝置完全采用氟聚合物材料構(gòu)造以滿足耐化學(xué)性和耐溫性的要求，例如用于制造半導(dǎo)體。過(guò)濾材料是褶皺的，并且包括上游引流(drainage)層和下游引流層，所述上游引流層和下游引流層由機(jī)織材料，非機(jī)織材料或網(wǎng)形式的含氟聚合物纖維材料(例如聚四氟乙烯(PTFE)，全氟烷氧基烷烴(PFA)，氟化乙烯丙烯(FEP)和聚偏二氟乙烯(PVDF))構(gòu)成。

在端蓋和多孔含氟聚合物膜之間實(shí)現(xiàn)高完整性密封的常規(guī)方法是在過(guò)濾材料的兩個(gè)外圍邊緣處結(jié)合可熔的熱塑性帶材，例如FEP或PFA帶材。通常，這些熱塑性帶材的寬度大約為6到13毫米，并且位于多孔膜與下游和/或上游支撐層之間。過(guò)濾裝置的端部通過(guò)熱熔融工藝連接到端蓋，所述熱熔融工藝通過(guò)與熱塑性帶材的熱塑性粘合將多孔膜邊緣嵌入到與端蓋結(jié)合的粘合劑中。

在一些高純度的過(guò)濾應(yīng)用中，例如可能對(duì)來(lái)自外來(lái)材料的污染敏感的應(yīng)用，可能不希望使用熱塑性材料的帶材或用熱塑性材料浸潤(rùn)過(guò)濾介質(zhì)的一部分。另外，在常規(guī)裝置中，過(guò)濾材料從過(guò)濾裝置突出相同或基本上相同的距離。如果不同材料用于上游或下游引流層，當(dāng)加熱時(shí)，引流層和多孔膜層中的一個(gè)可以從切割界面縮回到裝置中，從而僅留下另一個(gè)引流層在端蓋和過(guò)濾材料之間的嵌入界面處。在這種情況下，多孔膜不接觸端蓋部件，這導(dǎo)致端蓋和過(guò)濾材料間的密封不充分。

因此，本領(lǐng)域存在對(duì)一種過(guò)濾材料的需求，這種過(guò)濾材料能在多孔膜和端蓋之間形成高完整性密封，而不使用熱塑性帶材或浸潤(rùn)的熱塑性材料。

發(fā)明概述

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及過(guò)濾材料，所述過(guò)濾材料包括具有第一長(zhǎng)度的第一纖維層，具有第二長(zhǎng)度的第二纖維層，以及與所述第一纖維層長(zhǎng)度相同的不可熔的多孔膜。不可熔的多孔膜位于第一和第二纖維層之間。所述第二長(zhǎng)度短于第一長(zhǎng)度。第一纖維層和多孔膜可以從不可熔的第二纖維層延伸大約1到50毫米。第一纖維層的熔點(diǎn)小于第二纖維層的熔點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，第二纖維層是不可熔的。過(guò)濾材料不含額外的熱塑性材料，例如但不限于熱塑性帶材，浸潤(rùn)的或其它額外的熱塑性材料，和/或在常規(guī)過(guò)濾材料中找到的可熔融的氟聚合物材料。在示例性實(shí)施方式中，多孔膜是聚四氟乙烯或膨脹型聚四氟乙烯。第一和第二纖維層可以是機(jī)織材料、非機(jī)織材料或者針織材料。

本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式涉及一種濾筒組件，其包括外籠(cage)，同心地位于外籠內(nèi)的圓柱形或管狀構(gòu)造的過(guò)濾材料，設(shè)置在過(guò)濾材料內(nèi)的內(nèi)芯構(gòu)件，以及與圓柱形過(guò)濾材料的第一端和第二端結(jié)合的端蓋。過(guò)濾材料在外籠內(nèi)具有褶皺構(gòu)造。過(guò)濾材料包括具有第一長(zhǎng)度的第一纖維層，具有第二長(zhǎng)度的第二纖維層，和與第一纖維層長(zhǎng)度相同的不可熔融的多孔膜。不可熔融的多孔膜位于第一和第二纖維層之間。第二長(zhǎng)度短于第一長(zhǎng)度。在示例實(shí)施方式中，第二纖維層與外籠的長(zhǎng)度相同或基本相同，并且第一纖維層和多孔膜從外籠突出距離(d)。距離(d)可以大于或等于約5毫米。第一纖維層的熔點(diǎn)低于第二纖維層的熔點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，第二纖維層是不可熔的。與常規(guī)的過(guò)濾材料不同，本發(fā)明的過(guò)濾材料不含額外的熱塑性材料。在示例實(shí)施方式中，多孔膜是聚四氟乙烯或膨脹型聚四氟乙烯。第一和第二纖維層可以是機(jī)織材料、非機(jī)織材料或者針織材料。

附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

采用附圖以幫助進(jìn)一步理解本公開(kāi)內(nèi)容，其納入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，附圖顯示了本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式，與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋本公開(kāi)內(nèi)容的原理。

圖1A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式所述的包含褶皺過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾裝置的分解圖。

圖1B是包含圖1A的過(guò)濾裝置的濾筒的分解圖。

圖2A是設(shè)置在外籠中的常規(guī)過(guò)濾材料內(nèi)的材料層的示意圖；

圖2B是設(shè)置在外籠內(nèi)的常規(guī)過(guò)濾材料內(nèi)的熱塑性帶材的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式的材料層的示意圖，所述材料層設(shè)置在外籠的過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)，其中第二纖維層的長(zhǎng)度短于第一纖維層的長(zhǎng)度；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)濾材料的示意圖，其中第一纖維層是可熔的，第二纖維層是不可熔的，所述過(guò)濾材料結(jié)合到端蓋上；

圖5是結(jié)合到端蓋的過(guò)濾材料的照片描述，其中第一纖維層是可熔的，且第二纖維層是不可熔的，其中虛線重疊在多孔膜上以便于說(shuō)明；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)濾材料的示意圖，其中的第一和第二纖維層是可熔的并且所述過(guò)濾材料結(jié)合到端蓋；

圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的過(guò)濾材料結(jié)合到端蓋上的照片描述，其第一和第二纖維層是可熔的；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式的包括第三纖維層的過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)的材料層的示意圖，其中纖維材料設(shè)置在外籠中，其中第二纖維層的長(zhǎng)度小于第一和第三纖維層的長(zhǎng)度。

術(shù)語(yǔ)表

如本文所使用的，短語(yǔ)“額外的熱塑性材料”意在包括但不限于熱塑性帶材、浸潤(rùn)(imbibed)或吸收的(absorbed)熱塑性材料，或除了纖維層之外用來(lái)形成密封或以其它方式熔化與端蓋結(jié)合的任何熱塑性材料。

如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“可熔(可熔融)”是指材料在加熱至其熔融溫度時(shí)，變?yōu)槿廴诤?或可流動(dòng)的，并且當(dāng)冷卻至低于其熔融溫度時(shí)，材料凝固。

發(fā)明詳述

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可通過(guò)用于發(fā)揮所需作用的任何數(shù)量的方法和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面。還應(yīng)注意，本文參考的附圖不一定是按比例繪制，而是有可能放大以說(shuō)明本公開(kāi)的各個(gè)方面，就此而言，附圖不應(yīng)視為限制性的。術(shù)語(yǔ)“過(guò)濾材料”和“過(guò)濾介質(zhì)”可在本文中互換使用。

圖1A是過(guò)濾制品5的示意圖，過(guò)濾制品5可以完全由含氟聚合物材料構(gòu)成，并且其尺寸可以定位在過(guò)濾囊(未示出)內(nèi)。過(guò)濾制品5包括外籠12，外籠12具有穿過(guò)其表面的多個(gè)狹縫13，以使流體流動(dòng)通過(guò)外籠12，例如，橫向地通過(guò)外籠12的表面。過(guò)濾介質(zhì)10同心地設(shè)置在外籠12內(nèi)，以從流體流中過(guò)濾不想要的微粒。另外，內(nèi)芯構(gòu)件14設(shè)置在圓柱形過(guò)濾介質(zhì)10內(nèi)。內(nèi)芯構(gòu)件14也大致是圓柱形的，并且包括狹縫15以允許流體物流流過(guò)內(nèi)芯構(gòu)件14，例如橫向地通過(guò)內(nèi)芯構(gòu)件14的表面。因此，過(guò)濾介質(zhì)10設(shè)置在內(nèi)芯構(gòu)件14和外籠12之間。

過(guò)濾裝置5還包括設(shè)置在濾筒5相對(duì)的兩端的端蓋部件20，22。端蓋部件20、22包括狹縫(未示出)，以允許與內(nèi)芯部件14的流體連通。這樣，流體可以穿過(guò)狹縫流入濾筒5，并流入內(nèi)芯構(gòu)件14。在足夠的流體壓力下，流體將通過(guò)狹縫15，穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)10，并穿過(guò)外籠12上的狹縫13離開(kāi)過(guò)濾裝置5。當(dāng)過(guò)濾裝置5被組裝后，所述端部組件20、22將封裝在過(guò)濾介質(zhì)10上，外籠12和內(nèi)芯部構(gòu)件14設(shè)置在端蓋部件20、22之間。組裝好的過(guò)濾裝置5(例如，將端蓋部件封裝在過(guò)濾介質(zhì)上)隨后將用于過(guò)濾裝置，例如過(guò)濾囊中。

應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本公開(kāi)可以使用過(guò)濾裝置的各種其它構(gòu)造，例如非圓柱形(例如，平面)過(guò)濾裝置。此外，雖然流體的流動(dòng)被描述為從過(guò)濾裝置的外部到過(guò)濾裝置的內(nèi)部(即由外向內(nèi)流動(dòng))，但是還可以設(shè)想，在一些應(yīng)用中，流體流動(dòng)可以從過(guò)濾裝置內(nèi)部到過(guò)濾裝置的外部(即由內(nèi)向外流動(dòng))。

為了組裝過(guò)濾囊200，過(guò)濾裝置5設(shè)置在圓柱形筒210內(nèi)，并且筒頭部215和筒底部220連接到筒210，例如通過(guò)焊接。這樣組裝時(shí)，頭部215和底部220也與過(guò)濾裝置5形成流體密封，例如通過(guò)使用凸緣(例如，凸緣225)。頭部215和底部220可設(shè)置有各種流體入口和出口(例如，流體端口230)，以引導(dǎo)流體流出或流入過(guò)濾裝置5。在使用中，流體流(例如，液體流)可以被引導(dǎo)到過(guò)濾裝置5中，例如通過(guò)外籠12，穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)10并進(jìn)入內(nèi)芯構(gòu)件14。已經(jīng)通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)108的經(jīng)過(guò)濾的流體流，隨后可以通過(guò)流體出口從過(guò)濾囊200提取。

過(guò)濾材料10包括多孔膜(例如多孔含氟聚合物膜)的至少第一層和至少一個(gè)纖維層，所述至少一個(gè)纖維層被設(shè)置為支撐多孔膜和/或被設(shè)置為提供流體離開(kāi)膜的引流。此外，多孔膜的一端或兩端和過(guò)濾制品5的纖維層可以被封裝(potted)，以密封地互連過(guò)濾介質(zhì)10的端部。

當(dāng)多孔膜位于流體流中時(shí)，對(duì)過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)的多孔膜進(jìn)行構(gòu)造，以從流體流中分離顆粒。例如，多孔膜可以具有經(jīng)構(gòu)造的孔徑和孔徑分布，以從流體流中除去顆粒。應(yīng)當(dāng)理解，多孔膜層可以是單層膜層或多層膜層。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，多孔膜是含氟聚合物膜，例如聚四氟乙烯(PTFE)膜或膨脹型聚四氟乙烯(ePTFE)膜。根據(jù)Bacino等人的美國(guó)專利7,306,729、Gore的美國(guó)專利3,953,566、Bacino的美國(guó)專利5,476,589或Branca等人的美國(guó)專利5,183,545中描述的方法制備膨脹型聚四氟乙烯膜(ePTFE)，可以在本文中使用。應(yīng)當(dāng)理解，在整個(gè)申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)PTFE還可以包括膨脹型PTFE，膨脹改性的PTFE和PTFE的膨脹共聚物，如Branca的美國(guó)專利5,708,044，Baillie的美國(guó)專利6,541,589，Sabol等人的美國(guó)專利7,531,611，F(xiàn)ord的美國(guó)專利8,637,144和Xu等人的美國(guó)專利公開(kāi)2010/0248324所述。

多孔膜可以包括多個(gè)膜或引流層，例如總體上根據(jù)Xu等人的美國(guó)專利公開(kāi)2012/035283的教導(dǎo)制備的包括膨脹的官能化含氟聚合物膜的中間層，所述膨脹的官能化含氟聚合物膜包括四氟乙烯(TFE)和全氟磺酰基乙烯基醚(PSVE)的共聚物，總體上根據(jù)Branca等人的美國(guó)專利5,814,405的教導(dǎo)制備的包含膨脹型聚四氟乙烯(ePTFE)膜的外層。外層可以使用常規(guī)的熱和/或壓力層壓技術(shù)附著于第一和第二纖維層。

多孔膜還可以由包含具有微結(jié)構(gòu)的官能化四氟乙烯(TFE)的共聚物材料的膨脹聚合物材料形成，所述微結(jié)構(gòu)的特征在于由原纖維互連的結(jié)點(diǎn)，其中官能化TFE共聚物材料包括TFE和PSVE(全氟磺?；蚁┗?的官能化共聚物，或TFE與另一種合適的官能單體，例如但不限于偏二氟乙烯(VDF)的官能化共聚物。官能化的TFE共聚物材料可根據(jù)例如Xu等人的美國(guó)專利公開(kāi)2010/0248324或2012/035283中的方法制備。

纖維層鄰近多孔膜并位于多孔膜的下游，為多孔膜提供支撐。過(guò)濾介質(zhì)中的纖維層包括形成內(nèi)聚(cohesive)結(jié)構(gòu)的多個(gè)纖維(例如，纖維，長(zhǎng)絲，紗線等)。纖維層可以是機(jī)織結(jié)構(gòu)、非機(jī)織結(jié)構(gòu)或針織結(jié)構(gòu)。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，纖維層是針織結(jié)構(gòu)。纖維層可以為多孔膜提供支撐和/或可以為過(guò)濾介質(zhì)10提供流體排出。纖維層可以由含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)，氟化乙烯丙烯(FEP)，全氟烷氧基烷烴(PFA)和聚偏二氟乙烯(PVDF)的纖維或股線(strand)形成。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施方式中，纖維層包括PTFE纖維，例如PTFE針織層。在一個(gè)示例實(shí)施方式中，第一纖維層可以包括全氟烷氧基烷烴(PFA)機(jī)織層，第二纖維層可以包括由聚四氟乙烯纖維制成的針織物，例如根據(jù)Propst等人的美國(guó)專利公開(kāi)2014/0021145的教導(dǎo)制備的那些。

過(guò)濾材料還可以包括第二纖維層，并且可以由上述含氟聚合物的纖維或股線形成。在一個(gè)示例實(shí)施方式中，第二個(gè)纖維層是由含氟聚合物材料(例如PTFE)的纖維或股線制成的針織結(jié)構(gòu)。第二纖維層可以設(shè)置在第一纖維層的相對(duì)側(cè)，使膜層位于兩個(gè)纖維層之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，其中一個(gè)纖維層為膜層提供支撐，同時(shí)其他纖維層提供引流功能，促進(jìn)流體從膜層排出。

過(guò)濾裝置5的組件包括外籠12，內(nèi)芯構(gòu)件14，和端蓋構(gòu)件20、22，可以由含氟聚合物制造，特別是可以由熱塑性含氟聚合物制造。合適的熱塑性含氟聚合物的非限制性實(shí)例例如：全氟烷氧基烷烴(PFA)，氟化乙烯丙烯(FEP)，乙烯四氟乙烯(ETFE)，聚氯三氟乙烯(PCTFE)，乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)。應(yīng)當(dāng)注意，含氟聚合物特別可用于化學(xué)腐蝕性流體的過(guò)濾，例如在半導(dǎo)體制造過(guò)程中。

在至少一個(gè)示例性實(shí)施方式中，過(guò)濾裝置內(nèi)的過(guò)濾材料具有褶皺構(gòu)造。褶皺狀過(guò)濾材料可以具有大致的圓柱形或管狀構(gòu)造，其具有向外突出的褶皺，該褶皺具有倒置的V形構(gòu)造，該褶皺位于過(guò)濾材料的一端到另一端的縱向周?chē)⒀剡^(guò)濾材料的一端到另一端的縱向軸線非線性延伸。褶皺限定出在制品的縱向軸線周?chē)⒀刂破返目v向軸線的褶皺中相鄰褶皺之間的V形區(qū)域或谷部。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他類(lèi)型和/或形狀的褶皺，來(lái)代替具有大致V形構(gòu)造的褶皺，或者與具有大致V形構(gòu)造的褶相結(jié)合，并且認(rèn)為這種褶和褶形式在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖2A描繪了形成常規(guī)過(guò)濾材料的材料層的一個(gè)示例性取向。箭頭5描繪了流體通過(guò)過(guò)濾材料10的方向。如圖所示，過(guò)濾材料10可以包含多孔膜30，形成上游引流層的第一纖維層40和形成下游引流層的第二纖維層50。過(guò)濾材料10還可以包括熱塑性材料，該熱塑性材料沿著過(guò)濾介質(zhì)10或熱塑性帶材的至少一端浸潤(rùn)(例如，滲透)在過(guò)濾介質(zhì)10中，以允許結(jié)合在端蓋上。圖2B描繪了一種具有熱塑性帶材35的常規(guī)過(guò)濾材料，熱塑性帶材35位于過(guò)濾材料10的相對(duì)端。第一纖維層40，多孔膜30，以及第二纖維層50的長(zhǎng)度與設(shè)置有過(guò)濾介質(zhì)10的外籠構(gòu)件12的長(zhǎng)度(L)相同或基本相同。

圖3示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的位于外籠12內(nèi)的過(guò)濾介質(zhì)100的層的取向。如圖所示，過(guò)濾材料100包括設(shè)置在圓柱形的外籠構(gòu)件12內(nèi)的多孔膜130，形成上游引流層的第一纖維層140以及形成下游引流層的第二纖維層150。箭頭110描繪了流體通過(guò)過(guò)濾材料的方向。應(yīng)當(dāng)理解，膜層130可以包括多個(gè)膜層(未示出)。還應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾材料不含額外的熱塑性材料。

如本文所使用的短語(yǔ)“額外的熱塑性材料”意在包括但不限于熱塑性帶材、粘合的、浸潤(rùn)(imbibed)或吸收(absorbed)的熱塑性材料，或除了纖維層之外的任何用以形成密封或以其它方式熔化以與端蓋結(jié)合的熱塑性材料?！邦~外的熱塑性材料”還意在包括可加入到過(guò)濾材料中繼而熔融，或者熔融并繼而加入到過(guò)濾材料中，從而將過(guò)濾材料連接到端蓋上的可熔的含氟聚合物?？捎米鳌邦~外的熱塑性材料”的熱塑性材料的非限制性實(shí)例包括，但不限于可熔的含氟聚合物(例如，氟化乙烯丙烯(FEP))、全氟烷氧基烷烴(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟甲基烷氧基(的聚合物)(perfluoro methyl alkoxy)(MFA)、以及TFE，六氟丙烯和偏二氟乙烯(THV)的三元共聚物。

在過(guò)濾介質(zhì)100中，第二纖維層150的長(zhǎng)度(L2)短于第一纖維材料140和多孔膜130的長(zhǎng)度(L1)。在形成過(guò)濾材料100時(shí)，第二纖維層150可以切割成預(yù)定的長(zhǎng)度(L2)，同時(shí)多孔膜130和第一纖維層140保持長(zhǎng)度(L1)。在示例性實(shí)施方式中，長(zhǎng)度L2與外籠12的長(zhǎng)度相同或基本相同。過(guò)濾介質(zhì)100設(shè)置在籠構(gòu)件12內(nèi)，使得第一纖維層140和多孔膜130從籠構(gòu)件12中突出一段距離(d)。在一個(gè)或者更多的示例性實(shí)施方式中，距離(d)可能在約1毫米到50毫米，約10毫米到40毫米，約5毫米到30毫米，約1毫米到25毫米，約5毫米到20毫米或者約9毫米到13毫米的范圍內(nèi)?；蛘撸谝焕w維層和多孔膜可以從籠延伸的距離為至少1毫米，至少5毫米，至少10毫米，至少15毫米，至少20毫米，或者至少25毫米，甚至更多。應(yīng)當(dāng)理解，上述范圍本質(zhì)上是示例性的，還包括其間任何所有范圍。

圖4所述的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，第一纖維層140和第二纖維層150有不同的熔融溫度。例如，第一纖維層140(即上游引流層)是可熔的，第二纖維層150(即下游引流層)是不可熔的。如本文所用的“可熔的”意味著材料在加熱至其熔融溫度時(shí)，材料變成熔化的和/或可流動(dòng)的，并且當(dāng)冷卻至低于其熔融溫度時(shí)，材料凝固。應(yīng)當(dāng)理解，可選擇地,第一纖維層140的熔融溫度低于第二纖維層150。彼此間的熔融溫度應(yīng)當(dāng)明顯不同，這樣當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)被加熱以與端蓋結(jié)合時(shí)，第一纖維層會(huì)在第二纖維層之前熔化。

當(dāng)將端蓋固定在過(guò)濾材料100上時(shí)，施加熱，可熔的第一纖維層140熔化，并在熔融界面145處與端蓋20結(jié)合。因?yàn)榭扇鄣牡谝焕w維層140延伸的距離(d)超過(guò)不可熔的第二纖維層150，所以形成過(guò)濾材料100內(nèi)的熔融區(qū)域135。由第一纖維層140形成的熔融區(qū)域135至少部分包封(encapsulate)多孔膜130。由圖4可以看出，一旦第一纖維層140熔化，不可熔的第二纖維層150延伸的距離超過(guò)第一纖維層140延伸的距離到達(dá)熔融區(qū)域內(nèi)。高完整性密封就這樣在多孔膜130和端蓋20之間形成。描述與端蓋結(jié)合的這種過(guò)濾材料的照片如圖5所示。虛線疊加在多孔膜130上以便于說(shuō)明。如圖所示，多孔膜130嵌入或以其它方式封裝在熔化的第一纖維層內(nèi)。

在替代實(shí)施方式中，第一纖維層140和第二纖維層150具有類(lèi)似的熔融特性(即相同或相近的熔融溫度)。在圖6所示的至少一個(gè)實(shí)施方式中，第一纖維層140和第二纖維層150有相同或基本相同的熔融溫度。當(dāng)將端蓋固定在具有可熔的上游和下游引流層的過(guò)濾材料100上時(shí)，可熔的第一纖維層140熔化，并且在熔融界面145處與端蓋20結(jié)合。熔化的第一纖維層140形成包封多孔膜130的熔融區(qū)域135。此外，第二纖維材料150的一部分熔化并形成第二熔融區(qū)域155。應(yīng)當(dāng)理解，第一和第二熔融區(qū)域135、155可以分別包括同時(shí)來(lái)自第一纖維層140和第二纖維層150的熔融材料。第二熔融區(qū)域進(jìn)一步密封并加強(qiáng)端蓋20和過(guò)濾材料100之間的結(jié)合。從圖6可以看出，第一纖維層140和第二纖維層150從切割界面處熔化消失，這樣可熔的第二纖維層150和可熔的第一纖維層的具有大致相等的長(zhǎng)度。高完整性密封就這樣在多孔膜130和端蓋20之間形成。圖是顯示熔化的纖維材料100和第一熔融區(qū)域135、第二熔融區(qū)域155的照片。

在圖8所示的替代實(shí)施方式中，第三纖維層160位于多孔膜130的相對(duì)一側(cè)的第二纖維層150上。第三纖維層可以由如上文關(guān)于第一和第二纖維層討論的含氟聚合物的纖維或股線形成。第三纖維層160的長(zhǎng)度與第一纖維層140和多孔膜130的長(zhǎng)度(L1)相同或基本相同。第三纖維層160具有低于第二纖維層150的熔融溫度，并且可以與第一纖維層140的熔融溫度相同或不同。第三纖維層160的熔融溫度高于或低于第一纖維層140的熔融溫度。

熱塑性帶材的存在或熱塑性材料浸潤(rùn)到過(guò)濾材料中不期望地阻塞了存在熱塑性帶材(或浸潤(rùn)的熱塑性材料)的上游和下游引流層中的流動(dòng)。此外，在過(guò)濾材料中包含熱塑性帶材或浸潤(rùn)的熱塑性材料增加了過(guò)濾材料的總厚度，這反過(guò)來(lái)減少了在給定裝置的過(guò)濾材料中可以形成的褶皺的數(shù)量。在過(guò)濾裝置中增加過(guò)濾材料的有效量對(duì)應(yīng)于增加有效過(guò)濾面積(EFA)。因此，含有較短的第二纖維層(下游引流層)的過(guò)濾裝置比起常規(guī)的利用褶皺較少的熱塑性材料或浸潤(rùn)的熱塑性材料的過(guò)濾材料，具有更大的EFA。

本發(fā)明過(guò)濾材料提供的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是用于合適地密封濾筒的修整加工和/或端切要求可以顯著簡(jiǎn)化，這是因?yàn)榈谝焕w維層(即，上游引流層)的延伸長(zhǎng)度熔化以產(chǎn)生與端蓋的密封。相反，在常規(guī)過(guò)濾裝置中，可接受的密封依賴于將單個(gè)褶皺與熔融端蓋相配合。另外，由于第一纖維層和端蓋熔化，可以容許在過(guò)濾材料的切割端處的高度不均勻性，同時(shí)仍然產(chǎn)生整體的密封濾筒。無(wú)論引流層材料的厚度如何，使用“懸垂”纖維(引流)層產(chǎn)生密封的端蓋。此外，更大量的懸垂材料被熔化用于更薄的背襯(例如，氟化乙烯丙烯(FEP))，以產(chǎn)生更厚的嵌入?yún)^(qū)域，其可以進(jìn)一步幫助穩(wěn)定和增強(qiáng)這種非常薄和脆弱的材料。

另外，在一些示例性實(shí)施方式中，當(dāng)制造濾筒時(shí)，如果原材料已經(jīng)被預(yù)備和/或被切割到足夠的尺寸，則可能不需要進(jìn)行褶形式的端切工藝(例如，過(guò)濾材料的切割)。與一旦整理或安裝在過(guò)濾裝置中就切割所有層(例如，以褶皺形式)的挑戰(zhàn)相反，這種“預(yù)切割”還可以提供過(guò)濾介質(zhì)層的單獨(dú)修剪或者使得切割過(guò)程對(duì)每個(gè)單獨(dú)的介質(zhì)層是最適合的。

另外，如本文中討論的，切割第二纖維層(即下游引流層)至外籠的大致長(zhǎng)度，同時(shí)使第一纖維層(即上游引流層)和膜層未修剪并或從外籠的端部延伸或懸垂，使得可以使用不可熔引流層，無(wú)需向過(guò)濾材料中加入熱塑性帶材或者浸潤(rùn)熱塑性材料。淘汰熱塑性帶材除去了常規(guī)所需的工藝和材料，因此簡(jiǎn)化了過(guò)濾材料的供應(yīng)鏈和加工。而且，從過(guò)濾介質(zhì)中淘汰熱塑性帶材有助于通過(guò)去除一個(gè)或多個(gè)制造步驟來(lái)減少進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)的污染和/或缺陷。另外，引流層相對(duì)于彼此的不同長(zhǎng)度允許僅對(duì)一個(gè)層進(jìn)行更強(qiáng)的加熱。因此，可以使用具有不同熔融性質(zhì)的材料。

上文已經(jīng)中概括性地并且結(jié)合具體實(shí)施方式描述本申請(qǐng)的發(fā)明。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本文所述的實(shí)施方式進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。因此，實(shí)施方式旨在覆蓋對(duì)本發(fā)明的這些修改和變動(dòng)，只要這些修改和變動(dòng)在所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍之內(nèi)。