JPH0417081B2 - - Google Patents
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- JPH0417081B2 JPH0417081B2 JP60094767A JP9476785A JPH0417081B2 JP H0417081 B2 JPH0417081 B2 JP H0417081B2 JP 60094767 A JP60094767 A JP 60094767A JP 9476785 A JP9476785 A JP 9476785A JP H0417081 B2 JPH0417081 B2 JP H0417081B2
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- Japan
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- filter medium
- base fabric
- fiber
- fibers
- air
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
- B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
- B01D39/163—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin sintered or bonded
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0464—Impregnants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
- B01D2239/0627—Spun-bonded
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/08—Special characteristics of binders
- B01D2239/086—Binders between particles or fibres
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1291—Other parameters
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は自動車エンジン用空気清浄器、空調用
空気清浄器等に用いる濾材、特に濾材の組成に関
するものである。
空気清浄器等に用いる濾材、特に濾材の組成に関
するものである。
［従来技術］
従来、この種の濾材として、空気の流れ方向に
密度に粗密性を与えた密度勾配型不繊布がある。
例えば密度の異なる複数の繊維層を積層して厚さ
方向に密度勾配を与えたもの（特開昭57−59614
号）や、繊維集積体に粉末状の結合剤を厚さ方向
に貧富の付着量勾配をもつて分散させ、しかる後
熱圧着して結合した連続密度勾配型のもの（特開
昭57−75117号）等が知られている。
密度に粗密性を与えた密度勾配型不繊布がある。
例えば密度の異なる複数の繊維層を積層して厚さ
方向に密度勾配を与えたもの（特開昭57−59614
号）や、繊維集積体に粉末状の結合剤を厚さ方向
に貧富の付着量勾配をもつて分散させ、しかる後
熱圧着して結合した連続密度勾配型のもの（特開
昭57−75117号）等が知られている。
これ等の密度勾配型不繊布は濾紙の如き単層型
濾材に比べ、粉塵（ダスト）の捕集機構が表面捕
集でなく体積捕集であるため、濾過性能、特に単
位面積当りのダスト捕集性能がすぐれており、ま
た強度にもすぐれている。
濾材に比べ、粉塵（ダスト）の捕集機構が表面捕
集でなく体積捕集であるため、濾過性能、特に単
位面積当りのダスト捕集性能がすぐれており、ま
た強度にもすぐれている。
［本発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、密度勾配を与える必要上、積層
体厚さは現状では2.0mm以上であり、例えばエン
ジン用空気清浄器（エアクリーナ）のように制限
された空間内に収納するためには、薄い濾紙に比
べて濾過面積を小さくせざるを得ず、濾材通過見
掛風速は20〜50cm／secと著しく速くなつてダス
ト捕集性能が充分に発揮されない。
体厚さは現状では2.0mm以上であり、例えばエン
ジン用空気清浄器（エアクリーナ）のように制限
された空間内に収納するためには、薄い濾紙に比
べて濾過面積を小さくせざるを得ず、濾材通過見
掛風速は20〜50cm／secと著しく速くなつてダス
ト捕集性能が充分に発揮されない。
一方、濾紙としてパルプを主成分とする0.3〜
0.5mm程度の薄肉の濾紙が使用されている。この
濾紙は単位面積当りの濾過性能は劣るものの、濾
過面積が大きくとれるので通過見掛風速を２〜10
cm／secとすることができ、ダスト捕集性能の高
い領域での使用が可能である。
0.5mm程度の薄肉の濾紙が使用されている。この
濾紙は単位面積当りの濾過性能は劣るものの、濾
過面積が大きくとれるので通過見掛風速を２〜10
cm／secとすることができ、ダスト捕集性能の高
い領域での使用が可能である。
従つて、密度勾配型不繊布の濾材は濾紙に比
べ、強度はすぐれているものの、エアクリーナの
如く制限された空間収納用としては必ずしもダス
ト捕集性能で大きくすぐれていると言えないのが
現状である。
べ、強度はすぐれているものの、エアクリーナの
如く制限された空間収納用としては必ずしもダス
ト捕集性能で大きくすぐれていると言えないのが
現状である。
そこで本発明は、すぐれた濾材強度を維持して
耐久性にすぐれ、かつ濾材通過見掛速度がほぼ濾
紙と同程度となる密度勾配型不繊布濾材を提供
し、もつて従来の問題点を解決することを目的と
するものである。
耐久性にすぐれ、かつ濾材通過見掛速度がほぼ濾
紙と同程度となる密度勾配型不繊布濾材を提供
し、もつて従来の問題点を解決することを目的と
するものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明の濾材は、親水性繊維、例えばレーヨ
ン、ナイロン、ビニロン等を主成分として用いた
単層または複数層からなる繊維集積体に、疎水性
で剛性の高い熱可塑性繊維、例えばポリプロピレ
ン、ポリエステル等を用いたスパンボンド型の繊
維集積体（以下、基布という）を積層して構成す
る。ここで、スパンボンド型基布は、繊維層を部
分的に熱融着により繊維どうしを固着してシート
状にしたものをいう。本濾材は基布が空気上流側
（流入側）になるように配し、かつ繊維集積体の
密度を基布の密度よりも大とする。
ン、ナイロン、ビニロン等を主成分として用いた
単層または複数層からなる繊維集積体に、疎水性
で剛性の高い熱可塑性繊維、例えばポリプロピレ
ン、ポリエステル等を用いたスパンボンド型の繊
維集積体（以下、基布という）を積層して構成す
る。ここで、スパンボンド型基布は、繊維層を部
分的に熱融着により繊維どうしを固着してシート
状にしたものをいう。本濾材は基布が空気上流側
（流入側）になるように配し、かつ繊維集積体の
密度を基布の密度よりも大とする。
上記基布は、濾材の強度および濾過性能より上
記繊維集積体に対し５〜30重量％の目付量割合と
するのが適当である。
記繊維集積体に対し５〜30重量％の目付量割合と
するのが適当である。
上記繊維集積体の繊維の結合は、積層した上記
繊維集積体および基布に結合剤の溶液、サスペン
ジヨンまたはエマルジヨンを含浸し熱風を吹付け
めことによりなされる。この場合、繊維集積体の
表面（基布とは反対側の面）から熱風を吹付けれ
ば表面側の溶媒の蒸発速度が速くなつて結合剤が
表面側に移行することにより表面側の結合剤が密
になり、繊維集積自体にも密度勾配を付与するこ
とができる。結合剤の繊維に対する配合比は60重
量％程度が限度である。
繊維集積体および基布に結合剤の溶液、サスペン
ジヨンまたはエマルジヨンを含浸し熱風を吹付け
めことによりなされる。この場合、繊維集積体の
表面（基布とは反対側の面）から熱風を吹付けれ
ば表面側の溶媒の蒸発速度が速くなつて結合剤が
表面側に移行することにより表面側の結合剤が密
になり、繊維集積自体にも密度勾配を付与するこ
とができる。結合剤の繊維に対する配合比は60重
量％程度が限度である。
本濾材は最終的にはロール成形される。この場
合、コルゲート加工をおこなつて濾材自体を第２
図に示すように波形とすることが望ましい。波形
にすることにより濾過面積が大きくなるとともに
濾材の曲げ強度が向上され、かつ濾材をエアクリ
ーナにおけるが如く菊花状に屈曲せしめて使用し
たときに相隣れる波間のヒダ接触が防止される。
コルゲート加工は波形の凹凸面を有する１対のロ
ール間に濾材を通すことによりなされる得る。ま
た、波形のロールとスムースロールの間に濾材を
通して一方の面のみを波形に成形してもよい。
合、コルゲート加工をおこなつて濾材自体を第２
図に示すように波形とすることが望ましい。波形
にすることにより濾過面積が大きくなるとともに
濾材の曲げ強度が向上され、かつ濾材をエアクリ
ーナにおけるが如く菊花状に屈曲せしめて使用し
たときに相隣れる波間のヒダ接触が防止される。
コルゲート加工は波形の凹凸面を有する１対のロ
ール間に濾材を通すことによりなされる得る。ま
た、波形のロールとスムースロールの間に濾材を
通して一方の面のみを波形に成形してもよい。
スポンボンド型の基布は肉厚を0.04〜0.15mm程
度と極めて薄くすることができる。そして、この
薄い基布と繊維集積体とを積層して結合剤の溶液
を含浸しロール成形することで従来の密度勾配型
濾紙よりもはるかに薄い濾材が得られる。
度と極めて薄くすることができる。そして、この
薄い基布と繊維集積体とを積層して結合剤の溶液
を含浸しロール成形することで従来の密度勾配型
濾紙よりもはるかに薄い濾材が得られる。
濾材厚さは0.25〜1.2mm程度とすることが望ま
しい。この厚さとすることで、例えば自動車のエ
アクリーナに用いた場合、単層の濾紙と同程度の
通過見掛風速を実現することができ、効率のよい
使用が可能となる。
しい。この厚さとすることで、例えば自動車のエ
アクリーナに用いた場合、単層の濾紙と同程度の
通過見掛風速を実現することができ、効率のよい
使用が可能となる。
基布は空気上流側に配することが必要であり、
疎水性の熱可塑性合成樹脂繊維を部分的に熱融着
した剛性、保形性にすぐれたスパンボンド型の基
布を空気上流側に配することにより、材全体に
強度と耐久性が与えられる。
疎水性の熱可塑性合成樹脂繊維を部分的に熱融着
した剛性、保形性にすぐれたスパンボンド型の基
布を空気上流側に配することにより、材全体に
強度と耐久性が与えられる。
［実施例］
第１図に示すように、上層１、中間層２および
下層３よりなる積層状の濾材を作製した。
下層３よりなる積層状の濾材を作製した。
空気流入側の上層１を形成する繊維層（基布）
として、繊維径0.7〜３デニール、空隙率約88％、
目付量25ｇ／cm2のポリエステル繊維からなるスパ
ンボンド型繊維層を用いた。
として、繊維径0.7〜３デニール、空隙率約88％、
目付量25ｇ／cm2のポリエステル繊維からなるスパ
ンボンド型繊維層を用いた。
中間層２を形成する繊維層としては、繊維径１
デニールのレーヨン50重量％、繊維径1.25デニー
ルのポリエステル35重量％、残部が繊維径1.5デ
ニールのポリオレフイン15重量％からなる目付量
40ｇ／cm2の混合繊維層を用いた。空気流出側の下
層３を形成する繊維層としては、繊維径１デニー
ルのレーヨン50重量％、残部繊維径1.25デニール
のポリエステルからなり、目付量50ｇ／cm2の混合
繊維層を用いた。
デニールのレーヨン50重量％、繊維径1.25デニー
ルのポリエステル35重量％、残部が繊維径1.5デ
ニールのポリオレフイン15重量％からなる目付量
40ｇ／cm2の混合繊維層を用いた。空気流出側の下
層３を形成する繊維層としては、繊維径１デニー
ルのレーヨン50重量％、残部繊維径1.25デニール
のポリエステルからなり、目付量50ｇ／cm2の混合
繊維層を用いた。
これ等３種類の繊維層１，２，３を積層し、ニ
ードルパンチ法で結合して繊維積層体とした。得
られた繊維積層体の厚さは約６mmであつた。
ードルパンチ法で結合して繊維積層体とした。得
られた繊維積層体の厚さは約６mmであつた。
次にこの繊維積層体に、結合剤としてアクリル
酸エステル−酢酸ビニル共重合物を用い、溶媒と
して水を用いた濃度約20％の結合剤を浸漬法によ
り175ｇ／m2含浸した。その後、下層３の表面側
より垂直方向に温度110℃、湿度10％の乾燥空気
を層表面１m2当り22m3／分の風量で0.1時間吹き
つけ、溶媒を蒸発させた。
酸エステル−酢酸ビニル共重合物を用い、溶媒と
して水を用いた濃度約20％の結合剤を浸漬法によ
り175ｇ／m2含浸した。その後、下層３の表面側
より垂直方向に温度110℃、湿度10％の乾燥空気
を層表面１m2当り22m3／分の風量で0.1時間吹き
つけ、溶媒を蒸発させた。
得られた濾材の上層１の空隙率は84.2％、中間
層２の空隙率は89.9％、下層３の空隙率は80％で
あつた。
層２の空隙率は89.9％、下層３の空隙率は80％で
あつた。
次に濾材を、波状の凹凸を有する加熱されたロ
ールの１対の間を通し、第２図に示すようにコル
ゲート加工をした。得られた濾材の厚さは0.45mm
であつた。
ールの１対の間を通し、第２図に示すようにコル
ゲート加工をした。得られた濾材の厚さは0.45mm
であつた。
第３図は上記のようにして得た本発明の濾材
（実線）と、厚さ0.3mmの濾紙（破線）との強度の
比較を示すものである。本発明の濾材の方が遥か
に強度がすぐれている。
（実線）と、厚さ0.3mmの濾紙（破線）との強度の
比較を示すものである。本発明の濾材の方が遥か
に強度がすぐれている。
次に、第１図に示すようにスパンポンド型基布
１と、中間層２および下層３よりなり、上記の方
法で製造した濾材において、繊維集積体に対する
基布１の目付量割合を変化させた場合の、目付量
割合と粉塵負荷の関係についての実験結果を第４
図に示す。なお、粉塵負荷は、JIS Ｄ 1612の実
験条件より濾材通過見掛風速を５cm／sec、ダク
ト濃度（JIS Ｚ 8901−８種粉体）とし、増加通
気抵抗300mmAq時におけるダスト保持量を測定
し、単位面積当りに換算した値である。線Ａは厚
さ1.2mmの、線Ｂは厚さ0.25mmの濾材についての
実験結果である。
１と、中間層２および下層３よりなり、上記の方
法で製造した濾材において、繊維集積体に対する
基布１の目付量割合を変化させた場合の、目付量
割合と粉塵負荷の関係についての実験結果を第４
図に示す。なお、粉塵負荷は、JIS Ｄ 1612の実
験条件より濾材通過見掛風速を５cm／sec、ダク
ト濃度（JIS Ｚ 8901−８種粉体）とし、増加通
気抵抗300mmAq時におけるダスト保持量を測定
し、単位面積当りに換算した値である。線Ａは厚
さ1.2mmの、線Ｂは厚さ0.25mmの濾材についての
実験結果である。
いずれの場合も、基布１の目付量割合が30重量
％ないしそれ以下で、濾材のダスト捕集性能は特
に良好である。
％ないしそれ以下で、濾材のダスト捕集性能は特
に良好である。
第５図は、硬さを破裂強度で評価し、基布１の
目付量割合と硬さの関係に関する実験結果を示
す。なお、破裂強度実験はJIS Ｐ 8112によりミ
ユーレン試験器を使用した。
目付量割合と硬さの関係に関する実験結果を示
す。なお、破裂強度実験はJIS Ｐ 8112によりミ
ユーレン試験器を使用した。
実験の結果、基布１の目付量割合を増すと硬さ
は増加する。コルゲート加工するには濾材の硬さ
（破裂強度）が6.5Kgないしそれ以上であることが
必要で、これを満足させるためには、厚さ1.2mm
の濾材（線Ａ）にあつては基布の目付量割合が５
％ないしそれ以上、厚さ0.25mmの濾材（線Ｂ）に
あつては8.5％ないしそれ以上とする必要がある
ことが確認された。
は増加する。コルゲート加工するには濾材の硬さ
（破裂強度）が6.5Kgないしそれ以上であることが
必要で、これを満足させるためには、厚さ1.2mm
の濾材（線Ａ）にあつては基布の目付量割合が５
％ないしそれ以上、厚さ0.25mmの濾材（線Ｂ）に
あつては8.5％ないしそれ以上とする必要がある
ことが確認された。
更に第１図に示す構造を有し、上記の方法で製
造した濾材において、結合剤の配合比（繊維重量
に対する結合剤割合）を変化させ、結合剤配合比
と濾材の粉塵負荷との関係について実験をおこな
つた。結果を第６図に示す。図により厚さ1.2mm
の濾材（線Ａ）および厚さ0.25mmの濾材（線Ｂ）
とも、配合比はダスト捕集性能上、60％ないしそ
れ以下が望ましいことが知られた。
造した濾材において、結合剤の配合比（繊維重量
に対する結合剤割合）を変化させ、結合剤配合比
と濾材の粉塵負荷との関係について実験をおこな
つた。結果を第６図に示す。図により厚さ1.2mm
の濾材（線Ａ）および厚さ0.25mmの濾材（線Ｂ）
とも、配合比はダスト捕集性能上、60％ないしそ
れ以下が望ましいことが知られた。
更にまた、結合剤配合比と濾材の硬さ（破裂強
度）との関係について実験をおこなつた。結果を
第７図に示す。配合比の増加とともに硬さは増
す。コルゲート加工のため6.5Kgの硬さを濾材に
与えるには厚さ1.2mmの濾材では配合比が22％な
いしそれ以上、厚さ0.25mmの濾材では37％ないし
それ以上の配合比とすることが望ましい。
度）との関係について実験をおこなつた。結果を
第７図に示す。配合比の増加とともに硬さは増
す。コルゲート加工のため6.5Kgの硬さを濾材に
与えるには厚さ1.2mmの濾材では配合比が22％な
いしそれ以上、厚さ0.25mmの濾材では37％ないし
それ以上の配合比とすることが望ましい。
第６図および第７図に示す実験結果より結合剤
の配合比は20％〜60％程度の範囲とすることが適
当であることが知られる。
の配合比は20％〜60％程度の範囲とすることが適
当であることが知られる。
しかして本発明の濾材は、これと同等厚さの従
来の単層の濾紙に比して強度がはるかにすぐれ、
かつ、比較的目の粗い基布で粒径の大きなダスト
を、比較的目の細かい繊維集積体で微細なダスト
を捕集するので単位面積当りのダスト捕集性能に
すぐれている。更に、エアクリーナの如く制限さ
れた空間に取付ける場合、従来の濾紙並みの空気
接触面積が得られるので、極めてすぐれたダスト
捕集性能を発揮する。しかも、強度、保形性にす
ぐれたスパンボンド型の基布を空気上流側に配し
たことで、材の耐久性が向上され、長期にわた
りすぐれたダスト捕集性能が維持される。
来の単層の濾紙に比して強度がはるかにすぐれ、
かつ、比較的目の粗い基布で粒径の大きなダスト
を、比較的目の細かい繊維集積体で微細なダスト
を捕集するので単位面積当りのダスト捕集性能に
すぐれている。更に、エアクリーナの如く制限さ
れた空間に取付ける場合、従来の濾紙並みの空気
接触面積が得られるので、極めてすぐれたダスト
捕集性能を発揮する。しかも、強度、保形性にす
ぐれたスパンボンド型の基布を空気上流側に配し
たことで、材の耐久性が向上され、長期にわた
りすぐれたダスト捕集性能が維持される。
第１図は本発明の濾材の断面図、第２図はコル
ゲート加工した本発明の濾材の側面図、第３図は
本発明の濾材と従来の濾紙との強度の比較を示す
図、第４図ないし第７図は本発明の濾材の特性に
ついての実験結果を示す図である。 １……基布、２，３……繊維集積体。
ゲート加工した本発明の濾材の側面図、第３図は
本発明の濾材と従来の濾紙との強度の比較を示す
図、第４図ないし第７図は本発明の濾材の特性に
ついての実験結果を示す図である。 １……基布、２，３……繊維集積体。
Claims (1)
- １ 繊維間を部分的に熱融着した疎水性の熱可塑
性合成樹脂繊維よりなるスパンボンド型の基布
と、繊維間を結合剤により固着した親水性繊維を
主成分とし、上記基布よりも密度の大きい繊維集
積体とを、上記基布を空気上流側に配して積層し
たことを特徴とする空気清浄器用濾材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094767A JPS61283320A (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | 空気清浄器用濾材 |
| US06/857,250 US4702940A (en) | 1985-05-01 | 1986-04-30 | Method of producing filter for air cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094767A JPS61283320A (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | 空気清浄器用濾材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283320A JPS61283320A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0417081B2 true JPH0417081B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=14119246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094767A Granted JPS61283320A (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | 空気清浄器用濾材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4702940A (ja) |
| JP (1) | JPS61283320A (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH676087A5 (ja) * | 1988-10-25 | 1990-12-14 | Periso S A Elektro Ind | |
| US5045094A (en) * | 1988-12-15 | 1991-09-03 | Monsanto Company | Nonwoven fiber bed mist eliminator |
| US5108474A (en) * | 1991-01-03 | 1992-04-28 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Smoke filter |
| US5112369A (en) * | 1991-10-02 | 1992-05-12 | Allied-Signal Inc. | Method of applying a wettant to a filtering media |
| US5306321A (en) * | 1992-07-07 | 1994-04-26 | Donaldson Company, Inc. | Layered air filter medium having improved efficiency and pleatability |
| US5427597A (en) * | 1992-07-07 | 1995-06-27 | Donaldson Company, Inc. | Layered air filter medium having improved efficiency and pleatability |
| US5514413A (en) * | 1994-03-31 | 1996-05-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for producing composite membranes |
| US5667544A (en) * | 1996-04-29 | 1997-09-16 | Aaf International | Extended life filter apparatus |
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