[0002] 本申请根据35U.S.C.§119(e)(1)要求提交于2007年11月9日的USSN60/986,642的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
[0003] 领域
[0004] 本公开一般涉及过滤介质，以及相关的组件、系统和方法。
[0005] 背景
[0006] 过滤介质用于多种系统。通常通过使液体或气体通过介质以利用介质从液体或气体中除去不需要的物质(例如粒子)。
[0007] 概述
[0008] 本公开一般涉及过滤介质，以及相关的组件、系统和方法。
[0009] 一方面，本公开的特征在于一种包括第一层、第二层和第三层的制品。第二层包含熔喷材料。第三层包含
粘合剂并且位于第一层和第二层之间。
[0010] 另一方面，本公开的特征在于一种包括第一层、第二层和第三层的制品。任选地，第三层可以是稀松布。第二层包含熔喷材料。稀松布位于第一层和第二层之间，或者第二层位于第一层和稀松布之间。
[0011] 又一方面，本公开的特征在于一种包括第一层、第二层和第三层的制品。第二层包含熔喷材料，且第三层位于第一层和第二层之间。所述制品为过滤介质。
[0012] 再一方面，本公开的特征在于一种包括
外壳和由该外壳
支撑的过滤介质的组件。过滤介质可以为例如在此之前三段中所述的任意制品。
[0013] 又一方面，本公开的特征在于一种具有至少90％的初始捕尘效率和至少50g/m2的容尘量的过滤介质。
[0014] 再一方面，本公开的特征在于一种具有至少90％的周期性捕尘效率和至少50g/m2的容尘量的过滤介质。
[0015] 另一方面，本公开的特征在于一种初始可洗性测试时间为至少4小时的过滤介质。
[0016] 又一方面，本公开的特征在于一种具有至少80％的
煤烟粒子捕获效率的过滤介质。
[0017] 再一方面，本公开的特征在于一种具有至少30％的NaCl粒子过滤效率以及至少40分钟的NaCl粒子捕获测试时间的过滤介质。
[0018] 又一方面，本公开的特征在于一种具有至少45％的液体过滤效率的过滤介质。
[0019] 再一方面，本公开的特征在于一种包括形成概述部分的前述自然段中所述的任意制品和/或过滤介质的方法。
[0020] 另一方面，本公开的特征在于一种包括使熔喷材料粘附到包括基材的制品上以提供过滤介质的方法。
[0021] 再一方面，本公开的特征在于一种包括用稀松布支撑熔喷材料以提供第一制品，以及使该第一制品与基材接合在一起以提供过滤介质的方法。
[0022] 又一方面，本公开的特征在于一种包括第一层和第二层的过滤介质。第二层可以与第一层不同。第二层包含第一熔喷材料。第一层可以为例如熔喷材料或者电纺材料。在一些实施方案中，第一层和第二层是由另一层支撑的。
[0023] 另一方面，本公开的特征在于一种包括第一层、第二层和第三层的过滤介质。第二层包括多种
纤维，并且第二层的厚度为至少5微米。第三层包括稀松布或者粘合剂材料。
[0024] 又一方面，本公开的特征在于在概述部分的前述自然段中所述的任意制品和/或过滤介质，其老化可洗性测试时间是初始可洗性测试时间的至少70％。
[0025] 再一方面，本公开的特征在于一种老化可洗性测试时间是初始可洗性测试时间的至少70％的过滤介质。
[0026] 另一方面，本公开的特征在于在概述部分的任一前述自然段中所述的制品和/或过滤介质，其液体过滤保持效率为至少60％。
[0027] 又一方面，本公开的特征在于一种具有至少60％的液体过滤保持效率的过滤介质。
[0028] 再一方面，本公开的特征在于一种包括基材和与该基材接合的熔喷材料的制品。
[0029] 另一方面，本公开的特征在于一种具有多个峰和谷的熔喷层，其中相邻谷之间的距离为至少400微米。
[0030] 又一方面，本公开的特征在于一种包括第一层和与第一层接合的第二层的制品，所述第二层包含平均直径为至多1.5微米的纤维。
[0031] 一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括具有第一面和第二面的第一层、包含熔喷材料的第二层，以及在第一层的第一面和第二层之间的材料。该制品在第一层的第一面上具有至少150密
耳的波纹
沟道宽度、至少8密耳的波纹深度，并且在第一层的第二面上具有至少8密耳的波纹深度。
[0032] 另一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括具有第一面和第二面的第一层、包含纤维的第二层，以及在第一层的第一面和第二层之间的材料。第二层中至少5％的纤维在基本垂直于第二层的表面的方向上延伸至少0.3微米的距离。该制品在第一层的第一面上具有至少150密耳的波纹沟道宽度、至少8密耳的波纹深度，并且在第一层的第二面上具有至少8密耳的波纹深度。
[0033] 又一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括具有第一面和第二面的第一层、包含纤维直径几何标准偏差大于1.3的纤维的第二层，以及在第一层的第一面和第二层之间的材料。该制品在第一层的第一面上具有至少150密耳的波纹沟道宽度、至少8密耳的波纹深度，并且在第一层的第二面上具有至少8密耳的波纹深度。
[0034] 再一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括具有第一面和第二面的第一层、含有熔喷材料的第二层，以及在第一层的第一面和第二层之间的材料。该制品为
波形制品，具有至少25％的保持波纹(retained corrugation)。
[0035] 一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括具有第一面和第二面的第一层；含有纤维的第二层，其中第二层中至少5％的纤维在基本垂直于第二层的表面的方向上延伸至少0.3微米的距离；以及在第一层的第一面和第二层之间的材料。该制品为波形制品，具有至少25％的保持波纹。
[0036] 另一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括具有第一面和第二面的第一层；包含纤维直径几何标准偏差大于1.3的纤维的第二层；以及在第一层的第一面和第二层之间的材料。该制品为波形制品，具有至少25％的保持波纹。
[0037] 又一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有熔喷材料的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。所述粘合剂材料存在于第一层和第二层之间的至少70％的面积中。
[0038] 再一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有纤维的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。所述粘合剂材料存在于第一层和第二层之间的至少70％的面积中，并且第二层中至少5％的纤维在基本垂直于第二层的表面的方向上延伸至少0.3微米的距离。
[0039] 一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有纤维的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。所述粘合剂材料存在于第一层和第二层之间的至少70％的面积中，并且第二层中的纤维具有大于1.3的纤维直径几何标准偏差。
[0040] 另一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有熔喷材料的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。第一层和第二层之间的平均
剥离强度为至少0.5盎司/英寸。
[0041] 又一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层；含有纤维的第二层，其中第二层中至少5％的纤维在基本垂直于第二层的表面的方向上延伸至少0.3微米的距离；以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。第一层和第二层之间的平均剥离强度为至少0.5盎司/英寸。
[0042] 再一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、包含纤维直径几何标准偏差大于1.3的纤维的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。第一层和第二层之间的平均剥离强度为至少0.5盎司/英寸。
[0043] 一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有熔喷材料的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。该粘合剂材料的开放时间(open time)为至少15秒。
[0044] 另一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有纤维的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。该粘合剂材料的开放时间为至少15秒，并且第二层中至少5％的纤维在基本垂直于第二层的表面的方向上延伸至少0.3微米的距离。
[0045] 又一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层、含有纤维的第二层，以及在第一层和第二层之间的粘合剂材料。该粘合剂材料的开放时间为至少15秒，并且第二层中的纤维具有大于1.3的几何标准偏差。
[0046] 再一方面，本公开的特征在于一种制品，该制品包括第一层和含有熔喷材料的第二层。该制品在4微米的粒径下具有至多20％的β衰变。
[0047] 又一方面，本公开的特征在于一种方法，其包括使用20磅/线性英寸～40磅/线性英寸的压
力使熔喷材料粘附到包括基材的制品上以提供过滤介质。
[0048] 实施方案可以显示出以下的一个或多个优点。
[0049] 实施方案可以提供以下的一个或多个优点。在某些实施方案中，过滤介质可以比较耐用、较好地捕获细粒、较好地容纳材料(例如粉尘)，显示出较好的可洗性、较好的煤烟捕获性和/或较好的液体过滤性。在一些实施方案中，过滤介质可以同时显示出通常不能由至少一些已知的过滤介质所同时提供的优点。例如，在某些实施方案中，过滤介质可以有效地捕获细粒，同时也较为耐用。作为另一实例，在一些实施方案中，过滤介质有效地捕获粒子，同时也具有良好的容纳物质(例如粉尘)的能力。作为又一实例，在某些实施方案中，过滤介质可以在保持或增加粒子捕获容量的同时，显示出提高的粒子捕获效率。在某些实施方案中，可以以较快、较便宜和/或较简单的方式来制造过滤介质以及相关的过滤系统。在一些实施方案中，本文所公开的方法可以用来提供具有良好波纹性能的波形制品(例如波形过滤介质)。例如，波形制品可以包括具有粘合剂和置于其上的其他层的基材(其在提供时是波形的)，其中最终制品的波纹性能(例如波纹深度)与在具有该粘合剂和置于其上的其他层之前所提供的基材的波纹深度没有明显区别。作为另一实例，波形制品可以包括具有粘合剂和置于其上的其他层的基材(其在提供时是波形的)，其中具有粘合剂和其他层的制品一面的波纹性能(例如波纹深度)与该制品另一面的波纹深度没有明显区别。
[0051] 基于以下说明以及附图，可以更好地理解本公开，其中：
[0052] 图1是过滤介质的截面图；
[0053] 图2是褶裥式过滤介质的截面图；
[0054] 图3是包括过滤介质的过滤组件的部分剖示的透视图；
[0055] 图4是波形过滤介质的截面图；
[0056] 图5是配置用于制造过滤介质的系统的示意图；
[0057] 图6是熔喷层的截面图；以及
[0058] 图7是配置用于制造过滤介质的系统的示意图。
[0059] 详述
[0060] 本公开一般涉及过滤介质以及相关组件、系统和方法。图1是一种示例性过滤介质10的截面图，过滤介质10包括基材12、
中间层14和熔喷层16。图2描述了过滤介质10的典型打褶构造。图3示出一种示例性过滤组件100的剖示透视图，其包括过滤外壳101、滤筒102、内筛108和外筛103。过滤介质10置于滤筒102中。在使用过程中，气体经由开口104进入组件100，然后经过内筛108、过滤介质10和外筛103。气体随后经由开口106离开过滤组件100。
[0061] I.过滤介质
[0062] A.基材
[0063] 通常使用基材12为过滤介质10提供机械完整性。
[0064] 基材12可以由一个或多个材料层形成。材料的实例包括玻璃、
纤维素、合成材料、陶瓷、
聚合物、
棉、大麻、
碳和金属。通常，基材12包含一种或多种材料的纤维。示例性的纤维类型包括天然纤维、有机纤维和无机纤维。可以使用纤维和/或材料的组合。在某些实施方案中，基材12可以包括一个或多个不含纤维的层。可以用于基材12中的非纤维材料的实例包括开孔
泡沫结构。例如，开孔泡沫结构可以由诸如聚烯
烃和聚苯乙烯之类的聚合物制成。
[0065] 可以采用任意适当的方法来制造基材12。在一些实施方案中，基材12是由包括成网(例如湿法成网、干法成网、直接成网)、梳理、纺粘、熔喷和
薄膜原纤化的方法制成的。基材的特定构造可以取决于过滤介质的预期应用，并且可以改变该特定构造以获得期望的结构性能，包括劲度、强度、成褶性、耐温性。例如，当过滤介质10被设计用于重载空气过滤系统、
燃气轮机过滤系统、机动车空气过滤系统和/或脉冲清洁应用时，基材12可以是湿法成网纸，例如纤维素或者合成/纤维素共混物。作为另一实例，当过滤介质10被设计用于HVAC过滤系统、液体过滤系统、HEPA过滤系统和/或
电池隔离器时，基材12可以是湿法成网纸(例如，由纤维素、玻璃和/或合成纤维制成)、粗梳非织造布、纺粘非织造布、熔喷非织造布或者气流成网布(例如，合成的或纤维素)。
[0066] 一般而言，基材12可以具有任意期望的厚度。通常，基材12厚为至少200微米(例如，300微米、400微米、500微米、600微米)，和/或至多1500微米(例如，1400微米、1300微米、1200微米、1100微米、1000微米)。在一些实施方案中，基材12的厚度为200微米～1500微米(例如，200微米～1000微米、400微米～1000微米)。如本文所提及的，基材12的厚度是按照TAPPI T411测定的。
[0067] 通常基材12的基重选择为使得基材12为过滤介质10提供期望量的机械完整性。2 2 2
在某些实施方案中，基材12的基重为至少25g/m(例如，50g/m、75g/m)，和/或至多250g/
2 2 2 2
m(例如，200g/m、150g/m)。例如，在一些实施方案中，基材12的基重为25g/m ～200g/
2 2 2 2 2
m(例如，50g/m ～200g/m、75g/m ～150g/m)。如本文所提及的，基重是按照ASTM D-846测定的。
[0068] 基材12可被设计成具有任意期望的透气率。在一些实施方案中，基材12的透气率为至少3立方英寸每分钟(CFM)(例如10CFM、25CFM)，和/或至多400CFM(例如，300CFM、200CFM、150CFM、100CFM)。例如，在某些实施方案中，基材12的透气率为2CFM～400CFM(例如，10CFM～300CFM、25CFM～200CFM)。如本文所用的，透气率是按照ASTM F778-88在0.5英寸
水柱的压力下测定的。
[0069] 基材12也可以被设计成具有任意期望的过滤效率。在某些实施方案中，基材12具有小于10％(例如小于8％、小于5％)的NaCl粒子过滤效率(在32升/分钟的流速下测量)(参见下文关于NaCl粒子过滤效率测试的讨论)。
[0070] 尽管图1中示出的基材12是连续的，但是在一些实施方案中，基材12可以是不连续的。例如，基材12可以由本身可以是连续或不连续的长丝(
纱线)形成。另外或作为替代方案，基材12可以是其中具有孔的材料的形式(例如，丝网形式)。另外或作为替代方案，基材12可以是材料碎片(例如点)的形式。
[0071] B.中间层
[0072] 1.粘合剂
[0073] 在一些实施方案中，层14是由粘附到层12和16上的粘合剂(例如，热熔性粘合剂、压敏性粘合剂、热塑性粘合剂、热固性粘合剂)形成的。通常，粘合剂是聚合物。聚合物的实例包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、非晶聚烯烃)、聚酰胺(例如尼龙)、环
氧化物、氰基
丙烯酸酯、聚
氨酯(例如潮气
固化型聚氨酯)和聚酯。在一些实施方案中，粘合剂是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。市售材料的实例包括以商品名HM 4379、M2751和H3199得自Bostik(Wauwatosa，WI)，以及以商品名H312得自Heartland(Germantown，WI)的非晶聚烯烃粘合剂。市售材料的实例也包括以商品名HM4199、HM4156和Vitel4361B得自Bostik(Wauwatosa，WI)的共聚酯。市售材料的实例还包括以商品名HM 4289LV和HM4229得自Bostik(Wauwatosa，WI)的聚酰胺。
[0074] 在一些实施方案中，层14是由直径小于4微米且几何标准偏差为1.4的纤维网形成的。
[0075] 粘合剂层14的厚度通常可以根据需要进行选择。在一些实施方案中，粘合剂层14的厚度为至少5微米(例如，至少10微米、至少25微米)，和/或至多100微米(例如，至多75微米、至多50微米)。例如，按扫描
电子显微镜法测定的，粘合剂层14的厚度可以为5微米～100微米(例如，5微米～75微米、5微米～50微米)。
[0076] 一般而言，粘合剂层14的基重可以根据需要进行选择。在一些实施方案中，粘合2 2 2 2
剂层14的基重为至多10g/m(至多8g/m、至多5g/m)，和/或至少0.5g/m(例如，至少1g/
2 2 2 2
m、至少2g/m)。例如，在一些实施方案中，粘合剂层14的基重可以为0.5g/m ～10g/m(例
2 2 2 2
如，1g/m ～8g/m、2g/m ～5g/m)。
[0077] 尽管图1中示出的粘合剂14是连续的，但是在一些实施方案中，粘合剂14可以是不连续的。例如，粘合剂14可以是其中具有孔的材料的形式(例如，丝网形式)。另外或作为替代方案，粘合剂14可以是材料碎片(例如点)的形式。通常，当考虑制品10的预期用途时，层12和层16之间的粘合剂14的量能在提供层12和层16之间提供适当粘附即足矣。例如，在一些实施方案中，粘合剂14存在于层12和层14之间至少70％(例如至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少99％、100％)的面积中。
[0078] 一般而言，粘合剂14选择为使得层12和层16之间的平均剥离强度为至少0.5盎司/英寸宽度(例如，至少1盎司/英寸宽度、至少1.5盎司/英寸宽度)。在一些实施方案中，粘合剂14选择为使得层12和层16之间的平均剥离强度为至多4盎司/英寸宽度。如本文所用的，第一层/粘合剂/第二层构造的“平均剥离强度”如下进行测定。该测试是ASTMD903的修正版，使用Thwing-Albert Intellect II
张力测试仪。将样品切成2英寸×7英寸的切片，并且在加工方向上进行剥离。将来自Intertape Inc.(Montreal，Quebec，Canada)的TUFFLEX(TF4150 85447)
胶带应用于试样的涂布表面的长度以牢牢地与顶层接合，从而能够使层合体分离。使用半英寸预剥离器来开始分层。测试仪十字头和顶部气夹(air grip)以每分钟12英寸的速度从固定的底部气夹移动。当十字头和顶部气夹从初始
位置移动4英寸时，结束测试。记录作为
载荷函数的最大剥离强度和最小剥离强度，所述载荷是由荷重元件测量的。从整个测试过程中由荷重元件测量的载荷计算平均剥离强度。通过除以2将所有的剥离强度都分成一半来报道每英寸宽度的剥离强度。
[0079] 通常，粘合剂14选择为具有适当的用于下面制造工艺的开放时间。例如，粘合剂14的开放时间应该足以使得其在它施加于一个层(例如层12或层16)的时间和粘合剂14
接触另一层(例如层16或层12)的时间之间不会变得不粘。在一些实施方案中，粘合剂14的开放时间为至少15秒(例如至少20秒、至少30秒、至少40秒)。在某些实施方案中，层
14的开放时间至多60秒。如本文所用的，按照ASTM D4497，使用1/16英寸宽的粘合剂珠粒测定粘合剂的“开放时间”。
[0080] 2.稀松布
[0081] 在一些实施方案中，层14充当熔喷层16的载体层(稀松布)(参见下面的工艺讨论)。在这样的实施方案中，稀松布14通常与层12和层16接合在一起(例如，层合在一起)。
[0082] 例如，稀松布14可以由聚合物形成。聚合物的实例包括聚酯、聚酰胺和聚烯烃。任选地，稀松布14由纺粘非织造材料或者粗梳非织造材料形成。在一些实施方案中，稀松布14是由纺粘聚丙烯形成的。
[0083] 通常，稀松布14的厚度可以根据需要进行选择。在某些实施方案中，稀松布14为至少50微米(例如，至少100微米、至少200微米)厚，和/或至多1000微米(例如，至多900微米、至多750微米)厚。例如，稀松布14的厚度可以为50微米到1000微米(例如，
100微米到900微米、250微米到750微米)厚。如本文所提及的，稀松布14的厚度是按照TAPPI T411进行测定的。
[0084] 一般而言，稀松布14的基重可以根据需要进行选择。在一些实施方案中，粘合剂2 2 2 2
层14的基重为至多100g/m(至多90g/m、至多75g/m)，和/或至少5g/m(例如至少10g/
2 2 2 2
m、至少20g/m)。例如，在一些实施方案中，粘合剂层14可以具有5g/m ～100g/m(例如
2 2 2 2
5g/m ～90g/m、5g/m ～75g/m)的基重。
[0085] 尽管图1中示出的稀松布14是连续的，但在一些实施方案中，稀松布14可以是不连续的。例如，稀松布14可以是其中具有孔的材料的形式(例如，丝网形式)。另外或作为替代方案，稀松布14可以是材料碎片(例如点)的形式。
[0086] C.熔喷层
[0087] 层16是通过如下所讨论的熔喷工艺形成的。一般而言，层16是由平均直径为至多1.5微米(例如至多1.4微米、至多1.3微米、至多1.2微米、至多1.1微米、至多1微米)，和/或至少0.2微米(例如至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米)的纤维形成的，所述平均直径是采用扫描电子显微镜法测量的。例如，在一些实施方案中，层16由平均直径为0.2微米～1.5微米(例如0.3微米～1.4微米、0.4微米～1.3微米)的纤维形成。
又如，在某些实施方案中，层16由平均直径为0.2微米～0.5微米(例如0.3微米～0.5微米、0.4微米～0.5微米、0.2微米～0.4微米、0.2微米～0.3微米、0.3微米～0.4微米)的纤维形成。一般而言，熔喷材料中至少5％(例如至少10％、至少25％、至少50％、至少
60％、至少75％)的纤维在如图1中箭头所示的基本垂直于第二层表面的方向上延伸至少
0.3微米的距离。
[0088] 通常，熔喷材料由一种或多种聚合物形成。示例性的聚合物包括聚烯烃(例如聚丙烯)、聚酯(例如聚对苯二
甲酸丁二醇酯、聚
萘二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(例如尼龙)、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚氨酯(例如热塑性聚氨酯)。任选地，聚合物可以含有氟
原子。这样的聚合物的实例包括PVDF和PTFE。
[0089] 层16通常可以具有任意期望的厚度。在一些实施方案中，层16为至少5微米(例如至少10微米、至少20微米)厚，和/或至多250微米(例如200微米、150微米)厚。例如，层16可以为5微米～250微米(例如10微米～200微米、20微米～150微米)厚。采用扫描电子显微镜法来测定层16的厚度。不希望受理论的束缚，据信，采用本文所述的方法，可以获得比典型的电纺纤维层更厚和/或经济上可行，和/或比典型的熔喷纤维层(例如由于考虑如机械完整性)更薄和/或经济上可行的熔喷纤维层。
[0090] 层16的基重通常可以根据需要进行选择。在一些实施方案中，层16的基重为至少2 2 2 2 2 2
1g/m(例如至少10g/m、至少25g/m)，和/或至多100g/m(至多90g/m、至多75g/m)。例
2 2 2 2 2
如，在某些实施方案中，层16具有1g/m ～100g/m(例如10g/m ～90g/m、25g/m ～75g/
2
m)的基重。不希望受缚于理论，据信，使用本文所述的方法，可以获得基重比典型的电纺纤维层更大和/或经济上可行，和/或基重比典型的熔喷纤维层(例如由于考虑如机械完整性和/或瞬间层合)更小的熔喷纤维层。
[0091] 层16的透气率也可以根据需要变化。在一些实施方案中，层16的透气率为至多500CFM(例如至多250CFM、至多200CFM)，和/或至少20CFM(例如至少50CFM、至少100CFM)。
例如，在一些实施方案中，层16的透气率可以为20CFM～500CFM(例如，50CFM～250CFM、
100CFM～200CFM)。通常，层16的透气率(Perm)是通过等式(1/Perm)＝(l/Perm1)+(1/Perm2)测定的，其中Perm是过滤介质10(包括层12、层14和层16)的透气率，Perm1是熔喷层16的透气率，而Perm2是基材层12的透气率。例如，如果熔喷层16的透气率为300CFM且基材12的透气率为70CFM，则过滤介质10的透气率为56.8CFM，这是因为1/56.8＝
1/300+1/70。
[0092] 尽管图1中示出的层16是连续的，但在一些实施方案中，层16可以是不连续的。例如，层16可以是其中具有孔的材料的形式(例如，丝网形式)。另外或作为替代方案，层
16可以是材料碎片(例如点)的形式。
[0093] D.过滤介质性能
[0094] 一般而言，过滤介质10的厚度可以根据需要进行选择。过滤介质10的厚度为从层12的外表面到层16的外表面的距离。在层14为粘合剂的实施方案中，过滤介质10可以具有至少200微米(例如，至少300微米、至少400微米)的制品厚度，和/或至多1500微米(例如至多1000微米、至多750微米)的厚度。例如，在这样的实施方案中，过滤介质10的厚度为200微米～1500微米(例如300微米～1000微米、400微米～750微米)。在层14为稀松布的实施方案中，过滤介质10可以具有至少200微米(例如，至少300微米、至少400微米)的制品厚度，和/或至多2500微米(例如至多2000微米、至多1500微米)的厚度。例如，在这样的实施方案中，过滤介质10的厚度为200微米～2500微米(例如
300微米～2000微米、400微米～1500微米)。
[0095] 通常，过滤介质10可以具有任意期望的基重。在层14为粘合剂的实施方案中，过2 2 2 2
滤介质10可以具有至多500g/m(例如至多400g/m、至多300g/m)，和/或至少30g/m(例
2 2
如至少75g/m、至少100g/m)的基重。在层14为稀松布的实施方案中，过滤介质10可以具
2 2 2 2 2
有至多600g/m(例如至多500g/m、至多400g/m)，和/或至少50g/m(例如至少100g/m、
2
至少150g/m)的基重。
[0096] 通常可以根据需要选择过滤介质10的透气率。在一些实施方案中，过滤介质10的透气率为至多300CFM(例如至多200CFM、至多100CFM)，和/或至少1CFM(例如至少10CFM、至少25CFM)。例如，在一些实施方案中，过滤介质10可以具有1CFM～300CFM(例如10CFM～200CFM、25CFM～100CFM)的透气率。
[0097] 在一些实施方案中，过滤介质10可以表现出良好的捕尘能力。例如，在一些实施方案中，过滤介质10具有至少80％(例如至少约85％、至少约90％)的初始捕尘效率(参见下面关于初始捕尘效率测试说明的讨论)。在某些实施方案中，过滤介质10的周期性捕尘效率为至少约90％(例如至少约95％、至少约97％)(参见下面关于周期性捕尘效率测试说明的讨论)。在一些实施方案中，过滤介质10具有至少80％(例如至少约85％、至少约90％)的初始捕尘效率和至少约90％(例如至少约95％、至少约97％)的周期性捕尘效率。
[0098] 在某些实施方案中，过滤介质10具有良好的容尘性能。例如，在某些实施方案中，2 2 2
过滤介质10可以具有至少50g/m(例如至少60g/m、至少70g/m)的容尘量(参见下面关于容尘量测试说明的讨论)。
[0099] 在一些实施方案中，过滤介质10具有良好的捕尘和良好的容尘性能。例如，在一些实施方案中，过滤介质10具有至少80％(例如至少约85％、至少约90％)的初始捕尘2 2 2
效率和至少50g/m(例如至少60g/m、至少70g/m)的容尘量。又如，在一些实施方案中，过滤介质10具有至少90％(例如至少约95％、至少约97％)的周期性捕尘效率和至少50g/
2 2 2
m(例如至少60g/m、至少70g/m)的容尘量。不希望受缚于理论，据信，由本文所述的方法至少在一些实施方案中可以同时提供良好的捕尘和良好的容尘性能，其中制品可以包括具有较小平均纤维直径(例如0.8微米以下)并且没有电纺涂层致密且比电纺涂层厚的熔喷纤维层。
[0100] 在某些实施方案中，过滤介质10具有良好的细粒捕获性能。例如，在一些实施方案中，过滤介质10具有至少40分钟(例如至少50分钟、至少60分钟、至少2小时)的NaCl粒子捕获测试时间(参见下面关于NaCl粒子捕获测试说明的讨论)。
[0101] 在一些实施方案中，可以较容易地从过滤介质10中除去粉尘。例如，在一些实施方案中，过滤介质10具有至少4小时(例如至少5小时、至少6小时)的初始可洗性测试时间(参见下面关于初始可洗性测试说明的讨论)。在某些实施方案中，过滤介质10的老化可洗性测试时间为初始可洗性测试时间(参见下面关于老化可洗性测试说明的讨论)的至少70％(例如至少80％、至少90％)。
[0102] 在一些实施方案中，过滤介质10可以表现出良好的NaCl粒子过滤效率和良好的NaCl粒子捕获。例如，在一些实施方案中，过滤介质10可以具有至少30％(例如至少40％、至少50％)的NaCl粒子过滤效率和至少40分钟(例如至少50分钟、至少60分钟)的NaCl粒子捕获测试时间(参见下面关于NaCl粒子捕获效率测试和NaCl粒子捕获测试说明的讨论)。不希望受缚于理论，据信，由本文所述的方法至少在一些实施方案中可以同时提供良好的NaCl粒子过滤效率和良好的NaCl粒子捕获，其中制品可以包括具有较小平均纤维直径(例如0.8微米以下)并且没有电纺涂层致密且比电纺涂层厚的熔喷纤维层。
[0103] 在某些实施方案中，过滤介质10可以具有良好的液体过滤性能。例如，在某些实施方案中，过滤介质10在给定粒度下具有至少45％(例如至少50％、至少60％)的液体过滤效率(参见下面关于液体过滤效率测试说明的讨论)。又如，在一些实施方案中，过滤介质10在给定粒度和时间下具有至少60％(例如至少65％、至少70％)的液体过滤保持效率(参见下面关于液体过滤效率测试说明的讨论)。
[0104] 在某些实施方案中，制品10在4微米的粒度下可以具有至多20％(例如至多15％、至多10％、至多5％)的β衰变。在一些实施方案中，制品10在4微米的粒度下具有至少1％的β衰变。如本文所用的，制品“在4微米粒度下的β衰变”是按照ISO 16889：
1999测试程序测定的。
[0105] 在一些实施方案中，制品可以是波形的。任选地，波形制品也可以是打褶的。
[0106] 图4示出具有基材12、粘合剂14和熔喷层16的制品30。制品30具有重复的波纹图案，该波纹图案具有由距离“c”描述的波纹沟道宽度，该距离为重复波纹图案中从一个峰到其最邻近的峰之间的距离。一般而言，制品30可以具有任意期望的波纹沟道宽度。在一些实施方案中，波纹沟道宽度“c”为至少150密耳(例如至少160密耳、167密耳～173密耳、至少225密耳、至少250密耳、247密耳～253密耳、150密耳～335密耳)。
[0107] 在一些实施方案中，制品30在基材12的面12A上具有由距离“d1”描述的波纹深度，其为重复波纹图案中从层16的峰到层14的谷的距离。在一些实施方案中，波纹深度“d1”为至少8密耳(例如至少10密耳、至少12密耳、至少14密耳、至少16密耳)，和/或至多25密耳(例如至多20密耳)。
[0108] 在某些实施方案中，制品30在基材12的面12B上具有由距离“d2”描述的波纹深度，其为重复波纹图案中从基材12的面12B的峰到基材12的面12B的谷的距离。在一些实施方案中，波纹深度“d2”为至少8密耳(例如至少10密耳、至少12密耳、至少14密耳、至少16密耳)，和/或至多25密耳(例如至多20密耳)。
[0109] 在一些实施方案中，制品30具有至少25％(例如至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％)的保持波纹。如本文所用的，制品30的“保持波纹”是通过用重复波纹图案中从基材12的面12A的峰到基材12的面12A的谷之间的距离(在层14施加到基材12的面12A之前测量)除以波纹深度“d1”，并用100％乘以该值来确定的。不希望受缚于理论，据信，可以由本文公开的方法产生保持波纹，其中层12是在与层16分离的网上形成的，并且这些层随后相互粘附。在一些实例中，选择适当的压力可以提高保持波纹，前提是所选的压力足够高以实现期望的粘附性同时又足够低以实现有利的保持波纹性能。
[0110] II.过滤组件和系统
[0111] 过滤组件100可以是多种过滤组件中的任一种。过滤组件的实例包括燃气轮机过滤组件、重载空气过滤组件、机动车空气过滤组件、HVAC空气过滤组件、HEPA过滤组件、
真空袋式过滤组件、
燃料过滤组件和油过滤组件。这样的过滤组件可以结合到相应的过滤系统(例如燃气轮机过滤系统、重载空气过滤系统、机动车空气过滤系统、HVAC空气过滤系统、HEPA过滤系统、真空袋式过滤系统、燃料过滤系统和油过滤系统)中。真空过滤袋系统通常用于家用真空
吸尘器。在这样的实施方案中，可以任选地通过用熔喷材料涂布纸来制造过滤介质。在某些实施方案中，可以使用湿法成网或干法成网产品(例如纤维素、聚合物、玻璃)来制造过滤介质。可以任选地将过滤介质折叠成多种构造(例如平板、圆柱)中的任一种。
[0112] 通常可以根据需要选择过滤介质10相对于通过过滤组件/过滤系统的气流的取向。在一些实施方案中，熔喷层16在气流通过过滤组件/系统的方向上是基材12的上游。在某些实施方案中，熔喷层16在气流通过过滤组件/系统的方向上是基材12的下游。例如，在气体过滤系统为燃气轮机过滤系统或者重载空气过滤系统的一些实施方案中，熔喷层16在气流通过过滤组件/系统的方向上可以是基材12的上游。又如，在期望提高的深层过滤的一些实施方案中，熔喷层16在气流通过过滤组件/系统的方向上可以是基材12的下游。
[0113] III.制造过滤介质的方法
[0114] 1.粘合剂
[0115] 一般而言，在使用粘合剂层14的实施方案中，所述制造方法包括向基材12施加层14，随后向粘合剂14施加熔喷层16，因此，在过滤介质10当中，基材12和熔喷层16都粘附到粘合剂层14上。
[0116] 在一些实施方案中，用粘合剂层14制造过滤介质10涉及连续(例如辊到辊)工艺。该工艺可以例如包括使用多个辊到辊系统。例如，一个辊到辊系统可以用来形成熔喷层16，而另一个辊到辊系统可以用来将层14粘附到基材12上。在这样的系统中，辊到辊系统可以配置为使得粘合剂层14以连续的方式接触熔喷层16并且这两层变得相互粘附。
[0117] 图5示出系统200的一种实施方案，系统200可以用于形成具有粘合剂层14的过滤介质10。系统200包括第一辊到辊系统210和第二辊到辊系统220。
[0118] 系统210包括辊212a、212b、212c和212d，当这些辊旋转时它们使连续带214移动。系统212还包括
挤出机216。当辊212a～212d旋转时，聚合物(例如任选具有一种或多种添加剂)被真空拉入挤出机216中，并且从挤出机的开端到末端(通常缓慢地)加热该聚合物，使得聚合物更易于流动。所加热的聚合物被喂入熔体
泵中，所述熔体泵控制聚合物的通量(1b/h)。然后聚合物通过具有一系列孔的模嘴。据信，在一些实施方案中，每个孔的聚合物的通量可能对纤维直径具有较强的影响。当聚合物从模嘴出来时，高速的热空气在模嘴的每一个面上都撞击聚合物。据信，该空气可以将纤维减细至最终的纤维尺寸。据信，在一些实施方案中，纤维直径可以随着工艺空气通量的增加而减小，和/或纤维直径可以随着工艺空气
温度的升高而减小。在出现纤维细化的区域中，存在骤冷空气，这形成其中在相同全年温度(temperature year round)下出现成纤的区域。从模嘴到收集器的距离使得可以控制材料的
密度(例如，随着收集器距离的增加，纤维速度下降且纤维温度降低，因此纤维的堆积较不致密，产生更加膨松的网)。随着距离的增加，纤维的速度通常会下降，制得更加膨松的过滤介质。收集器吸力也是受控的，这同样影响材料的膨松度。据信，在一些实施方案中，过滤介质的网基重可能随着带速的增加而下降，和/或过滤介质的基重可能随着聚合物通量的增加而增加。
[0119] 通常可以根据需要选择对于模具来说孔的尺寸和每英寸孔的数目。在一些实施方案中，模具可以具有35个孔每英寸，该孔为0.0125″。在某些实施方案中，模具可以具有70个孔每英寸，该孔为0.007″。可以任选使用其他的模具。
[0120] 系统220包括辊222a、222b、222c和222d，当这些辊旋转时它们使基材12移动。在辊222a和222b之间，系统220包括向基材12施加粘合剂的台226。在靠近辊222b和
212a的区域中，粘合剂接触熔喷层16，熔喷层16离开带214并粘附到粘合剂上。然后基材/粘合剂/熔喷层
复合材料通过带电装置228。带电装置228用于使该复合材料带电(通常，特别是熔喷层)。据信，这可以产生细粒捕获性能提高的过滤介质。据信，带电工艺可以使电荷嵌入熔喷材料中。
[0121] 台226通常可以根据需要进行选择。在一些实施方案(例如当期望具有较高的粘合剂
覆盖率时)中，台226可以是计量粘合剂系统。该计量的粘合剂系统可以配置为施加相对高度分散且均匀量的粘合剂。在某些实施方案中，台226是具有Signature
喷嘴的Nordson精确计量
齿轮粘合剂涂布机系统，每英寸可以具有12个提供分散的粘附线(adhesionlane)的喷嘴，其中所述线的中心点之间的间隙为2毫米并且每个喷嘴具有0.06英寸直径的孔。
[0122] 一般而言，选择温度以适当
软化(例如熔融)要形成层16的材料。例如，在一些实施方案中，材料被加热到至少350°F(例如至少375°F、至少400°F)，和/或至多600°F(例如550°F、至多500°F)的温度。例如，可以将材料加热到350°F～600°F(例如375°F～550°F、400°F～500°F)的温度。
[0123] 一般而言，工艺空气是在形成纤维的模嘴的任一面上加热过的空气。该加热过的空气(通常与模嘴的温度相同)撞击纤维并且有助于将纤维细化至最终的纤维尺寸。据信，在一些实施方案中，纤维直径可以随着空气体积的增加而减小。可以视情况选择工艺空气的体积。在一些实施方案中，工艺空气的体积为至少2500磅/小时-米(例如至少2750磅/小时-米、至少3000磅/小时-米)，和/或至多4000磅/小时-米(例如至多3750磅/小时-米、至多3500磅/小时-米)。例如，工艺空气的体积可以为2500磅/小时-米到4000磅/小时-米(例如2750磅/小时-米到3750磅/小时-米、3000磅/小时-米到3500磅/小时-米)。
[0124] 可以视情况选择由真空器218产生的真空。在一些实施方案中，真空度为至少10英寸的水(例如至少12英寸的水、至少14英寸的水)，和/或至多26英寸的水(例如至多23英寸的水、至多20英寸的水)。例如，真空度可以是10英寸的水～26英寸的水(例如
12英寸的水～23英寸的水、14英寸的水～20英寸的水)。
[0125] 带214通常可以由允许在带214上形成层16并且当层16接触粘合剂层14时也允许层16离开带214的任意材料制成。可以由其制成带214的材料的实例包括聚合物(例如聚酯、聚酰胺)、金属和/或
合金(例如不锈
钢、
铝)。
[0126] 可以根据形成层16的需要来选择带214移动的速度。在一些实施方案中，带214以至少10ft/min(例如至少20ft/min、至少30ft/min)，和/或至多300ft/min(例如至多200ft/min、至多100ft/min)的速度移动。例如，带214可以以10ft/min～300ft/min(例如20ft/min～200ft/min、30ft/min～100ft/min)的速度移动。
[0127] 一般而言，当向基材12上施加时，粘合剂的温度可以选择为使得它与层16接触时具有适当水平的粘性。在粘合剂为
热熔粘合剂的实施方案中，这可以包括在施加到基材12上之前加热该粘合剂。例如，在被施加到基材12上之前，可以将粘合剂加热到至少350°F(例如至少370°F、至少380°F)，和/或至多450°F(例如430°F、至多420°F)的温度。例如，可以将材料加热到350°F～450°F(例如370°F～430°F、380°F～
420°F)的温度。
[0128] 基材12通常通过在辊212a和222b处形成的夹区所产生的拉力而通过粘合剂台。通过使靠近辊222b(例如
橡胶辊，比如70Shore A EPDM橡胶辊)的基材12与靠近辊212a(例如
不锈钢辊，比如突出0.025英寸的不锈钢辊)的熔喷材料16接触，带214和基材12的速度同步(例如，使得基材12以与带214大致相同的速度移动)。通常根据制品
10的预定用途的需要来选择辊212a和222b之间的压力。例如，在制品10为波形的实施方案中，辊212a和222b之间的压力通常选择为对于制品10来说获得良好的波纹深度和共形性。在一些实施方案中，辊212a和222b之间的压力为20磅/线性英寸到40磅/线性英寸(例如25磅/线性英寸到35磅/线性英寸、28磅/线性英寸到32磅/线性英寸、29磅/线性英寸到31磅/线性英寸、30磅/线性英寸)。
[0129] 一般而言，可以使用多种技术中的任一种来使基材/粘合剂/熔喷层复合材料带电以形成
驻极体网。实例包括AC和/或DC电晕放电和基于摩擦的带电技术。在一些实施方案中，复合材料经历至少1kV/cm(例如至少5kV/cm、至少10kV/cm)，和/或至多30kV/cm(例如至多25kV/cm、至多20kV/cm)的放电。例如，在某些实施方案中，复合材料可以经历1kV/cm到30kV/cm(例如5kV/cm到25kV/cm、10kV/cm到20kV/cm)的放电。例如在美国
专利No.5,401,446中公开了示例性的方法，在某种程度上其与本公开一致，在此通过引用并入本文。
[0130] 一般而言，可以使用任意的带构造。例如在一些实施方案中，带具有开放结构，例如网状结构。不希望受缚于理论，据信这样的开放结构产生具有与带互补的结构的熔喷材料，这是因为熔喷材料处于吹气的力量之下。图6示出具有由带的互补形状导致的一系列峰64和谷62的熔喷材料60的截面图。不希望受缚于理论，据信该结构可以存在于过滤介质中的熔喷材料中，并且在收集粉尘或其他粒子的过程中，粉尘可以在谷中累积，允许脉冲发生过程中良好的除尘。在一些实施方案中，相邻谷62之间的距离d为至少400微米(例如至少500微米、至少700微米)，和/或至多2000微米(例如至多1500微米、至多1200微米)。在一些实施方案中，相邻谷62之间的距离d为400微米到2000微米(例如500微米到1500微米、700微米到1200微米)。在一些实施方案中，峰64到谷62的距离h为至少50微米(例如至少100微米、至少300微米)，和/或至多2000微米(例如至多1500微米、至多1000微米)。在一些实施方案中，峰64到谷62的距离h为50微米到2000微米(例如200微米到1500微米、300微米到1000微米)。
[0131] 2.稀松布
[0132] 一般而言，在使用稀松布层14的实施方案中，制造方法包括向稀松布14施加熔喷层16，随后向稀松布14施加基材12，然后使这三层接合在一起。
[0133] 在一些实施方案中，制造具有稀松布层14的过滤介质10涉及连续(例如辊到辊)工艺。该工艺可以例如包括使用多个辊到辊系统。例如，一个辊到辊系统可以用于形成稀松布14上的熔喷层16，而另一个辊到辊系统可以用于传送基材12。在这样的系统中，辊到辊系统可以配置为使得以连续的方式，熔喷层/稀松布复合材料接触基材12以形成三层复合材料，随后使这三层接合在一起。
[0134] 图7示出可以用于形成稀松布14上的熔喷层16的系统300的一种实施方案。系统300包括辊302a、302b、302c和302d，当这些辊旋转时它们使连续带304移动。向带304施加稀松布14。系统302还包括挤出机306。当辊302a-302d旋转时，加热挤出机306，并且将形成层16的材料(例如丸粒形式的聚合物)加入到加热过的挤出机306中。使材料软化(例如熔融)并使其以长丝的形式通过模具307。在带304相对于模具307的对面上的真空器308的影响下，长丝朝着稀松布14移动。真空的作用在于拉伸长丝并使它们贴靠稀松布14的表面以提供布置在稀松布14上的熔喷层16。
[0135] 通常可以根据形成层16的需要来选择用于图7中所述工艺的工艺条件。一般而言，温度选择为适当软化(例如熔融)要形成为层16的材料。例如，在一些实施方案中，将材料加热到至少350°F(例如至少375°F、至少400°F)，和/或至多600°F(例如550°F、至多500°F)的温度。例如，可以将材料加热到350°F～600°F(例如375°F～
550°F、400°F～500°F)的温度。
[0136] 一般而言，工艺空气是在形成纤维的模嘴的任一面上加热过的空气。该加热过的空气(通常与模嘴的温度相同)撞击纤维并且有助于将纤维细化至最终的纤维尺寸。据信，在一些实施方案中，提高空气体积可以导致纤维直径减小。可以视情况选择工艺空气的体积。在一些实施方案中，工艺空气的体积为至少2500磅/小时-米(例如至少2750磅/小时-米、至少3000磅/小时-米)，和/或至多4000磅/小时-米(例如至多3750磅/小时-米、至多3500磅/小时-米)。例如，工艺空气的体积可以为2500磅/小时-米到4000磅/小时-米(例如2750磅/小时-米到3750磅/小时-米、3000磅/小时-米到
3500磅/小时-米)。
[0137] 可以视情况选择由真空器308产生的真空。在一些实施方案中，真空度为至少10英寸的水(例如至少12英寸的水、至少14英寸的水)，和/或至多26英寸的水(例如至多23英寸的水、至多20英寸的水)。例如，真空度可以是10英寸的水～26英寸的水(例如
12英寸的水～23英寸的水、14英寸的水～20英寸的水)。
[0138] 可以根据形成层16的需要来选择带304移动的速度。在一些实施方案中，带304以至少10ft/min(例如至少20ft/min、至少30ft/min)，和/或至多300ft/min(例如至多200ft/min、至多100ft/min)的速度移动。例如，带304可以以10ft/min～300ft/min(例如20ft/min～200ft/min、30ft/min～100ft/min)的速度移动。
[0139] 从带304上取下稀松布/熔喷层复合材料，并且将基材12布置在稀松布14上。这通常包括将稀松布14放在带(例如带214)上，然后将熔喷纤维直接吹到稀松布14上。
稀松布14可以在吹上熔喷材料之前就具有所施加的粘合剂，或者熔喷纤维的力和热可以用于使两层粘附在一起。有关的工艺条件通常与上述相同。然后使这三层接合在一起。在该工艺期间，所述三层可以任选层合在一起。在一些实施方案中，所述层被超声接合在一起(例如超声点接合在一起)。在一些实施方案中，熔喷层16、稀松布14和基材12可以通过在铝振动喇叭(vibrating horn)(1/2″接触宽度，来自Branson Ultrasonics，Danbury，CT)和压花接触辊之间施加
超声波能量而接合。在某些实施方案中，所述方法包括使用在
20kHz下脉冲的喇叭，以25到45ft/min的进料速度以20到35微米的幅度施加20到30psi的接触压力，将复合材料在包括通过接触辊上的压花所测量的小于10％(例如小于8％、小于5％、小于3％)的总面积的点处接合在一起。
[0140] 以上
实施例是示例性的，无意于进行限制。
[0141] IV.实施例
[0142] A.试验方案
[0143] 1.NaCl粒子过滤效率试验
[0144] 通过来自TSI公司配备有
氯化钠发生器的TSI8130 CertiTest(TM)自动过滤测试3
装置，使用质均直径为0.26微米且几何标准偏差小于1.83、浓度为15到20mg/cm 以及面
2
速度为5.3cm/s的NaCl(氯化钠)测试表面积为100cm 的过滤介质。仪器测量了在小于或等于115升/分钟(lpm)的流速下在瞬间
基础上横跨过滤介质的压降以及所得的渗透值。
将瞬间读数定义为1压降/渗透测量值。该试验描述在ASTM D2986-91中。NaCl粒子过滤效率为[100-(C/C0)]×100％，其中C为通过
过滤器后粒子的浓度，C0为通过过滤器前粒子的浓度。
[0145] 2.初始捕尘效率、周期性捕尘效率和容尘量
[0146] 用浓度为200mg/cm3且面速度为20cm/s的细粉尘(0.1-80μm)测试表面积为2
100cm 的过滤介质达1分钟。捕尘效率使用Palas MFP2000分级效率光电检测器来测量。
捕尘效率为[(100-[C/C0])×100％]，其中C为通过过滤器后粉尘粒子的浓度，C0为通过过滤器前粒子的浓度。1分钟后测量捕尘效率，并且在本文中称之为初始捕尘效率。1分钟后还周期性地测量捕尘效率，并且在本文中称之为周期性捕尘效率。容尘量是在压力达到
1800Pa时测量的，并且为过滤介质暴露于细粉尘之前的重量和过滤介质暴露于细粉尘之后的重量之差。
[0147] 3.初始可洗性试验和老化可洗性试验
[0148] AC细粉尘以16克/小时在5cm/s的面速度下通过过滤介质，然后在4巴下经历150毫秒的脉冲直到介质达到10毫巴的压力以从介质中除去粒子。该过程(在所述条件下暴露于AC细粉尘中，直至达到10毫巴的压力)总共重复30次，初始可洗性时间是完成
30个循环所耗费的时间量。随后通过连续暴露于AC粉尘(12克/小时)10000个循环使介质老化并且每分钟受到14次脉冲。在该老化过程之后，在上述条件下再次使过滤介质暴露于AC细粉尘中达30次，老化可洗性时间为完成这30个循环所耗费的时间量。在Palas
2
MMTC-2000可洗性试验台上通过VDI-3926型2程序进行该测试，测试面积为177cm。
[0149] 4.NaCl粒子捕获试验
[0150] 使100cm2的表面积暴露于0.4到0.5μm的NaCl粒子的
气溶胶，NaCl粒子的气溶胶的浓度为2％，面速度为8.3cm/s，总流速为45升/分钟。NaCl粒子捕获测试时间为达到1800Pa的压力所耗费的时间量。
[0151] 5.液体过滤效率试验和液体过滤保持效率
[0152] 根据ISO 16889，使用FTI多沟道过滤器试验台(FluidTechnologies Inc.，Stillwater，OK)，将A2细粉尘以0.3升/分钟的速度喂入Mobil MIL-H-5606燃料中，以1.7升/分钟的总流速与过滤介质接触，直至获得超过基线过滤器压降174KPa的终端压力。
在整个试验时间等分的10个时间点取介质的上游和下游，在所选粒度(在该情况下，为4、
5、7、10、15、20、25和30微米)下进行粒子计数(粒子/毫升)。在各个所选的粒度下取上游和下游粒子计数的平均值。从平均的粒子计数上游(注入-C0)和平均的粒子计数下游(通过-C)，通过关系式[(100-[C/C0])×100％]确定对于所选的各个粒度的液体过滤效率测试值。也可以通过对比试验中在连续10个点处的上游和下游的粒子计数(并且测定效率[(100-[C/C0])×100％]))来测量作为时间和粒度函数的液体过滤保持效率。
[0153] B.实施例
[0154] 1.样品A
[0155] 样品A通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(其被加热至475°F的工艺空气以3900lbs/hr的流量吹扫)，以36lbs聚合物/小时的速度，由被加热到475°F的聚合物在利用55°F的390lbs/hr的空气骤冷的下产生0.8微米聚丙烯纤维(Exxon2
PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成7g/m(gsm)的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约18英寸水的真空压力收集熔喷材料并且使其瞬间接合到在以55ft/min移动的收集器带上移动的10gsm纺粘聚丙烯非织造稀松布(Celestra，来自Fiberweb Corporation，Nashville，TN)上。熔喷材料粘附到纺粘材料上，得到厚度为
0.0055″、基重为18gsm、在0.5″水柱下透气率为91cfm的复合材料结构。如利用TSI 8130过滤测试仪所测定的，所得的过滤介质在10.5FPM面速度下具有1.5mm H2O的压降。NaCl粒子过滤效率为82.2％。
[0156] 使熔喷
纳米纤维/稀松布组合粘附到由含有17％乙酸乙烯酯
树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为139gsm且在0.5″水下透气率为80cfm的支撑体层上。将熔喷纳米纤维/纺粘材料超声点接合(3％的接合面积)到纤维素支撑体上，所述纤维素支撑体位于熔喷纳米纤维稀松布的下游侧上，并且稀松布位于熔喷纳米纤维的上游。
[0157] 过滤介质的基重为156gsm、厚度为0.030″且在0.5″水柱下的透气率为38cfm。NaCl粒子过滤效率为87.5％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约11％)。纺粘稀松布基本上不具有捕获细粒的能力。
[0158] 2.样品B
[0159] 样品B通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以3250lbs/hr的流量吹扫)，以2lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的350lbs/hr的空气骤冷下产生0.25微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成1gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力收集熔喷材料并且使其瞬间接合到在以30ft/min移动的收集器带上移动的10gsm纺粘聚丙烯稀松布(Celestra，来自Fiberweb Corporation，Nashville，TN)上。熔喷材料粘附到纺粘材料上，得到厚度为0.0034″、基重为11gsm、在0.5″水柱下透气率为328cfm的复合材料结构。如利用TSI 8130过滤测试仪所测定的，所得的过滤介质在10.5FPM面速度下具有0.4mm H2O的压降。NaCl粒子过滤效率为47％。
[0160] 使熔喷纳米纤维/稀松布组合粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为139gsm且在0.5″水下透气率为80cfm的支撑体层上。将熔喷纳米纤维/纺粘材料超声接合到纤维素支撑体上，所述纤维素支撑体位于熔喷纳米纤维稀松布的下游侧上，并且稀松布位于熔喷纳米纤维的上游。
[0161] 过滤介质的基重为156gsm、厚度为0.032″且在0.5″水柱下透气率为53cfm。NaCl粒子过滤效率为53％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约11％)。纺粘稀松布基本上不具有捕获细粒的能力。
[0162] 3.样品C
[0163] 样品C通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以3250lbs/hr的流量吹扫)，以12lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的350lbs/hr的空气骤冷下产生0.32微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成2gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力收集熔喷材料并且使其瞬间接合到在以75ft/min移动的收集器带上移动的10gsm纺粘聚丙烯稀松布(Celestra，来自Fiberweb Corporation，Nashville，TN)上。使熔喷材料粘附到纺粘材料上，得到厚度为0.0052″、基重为12gsm、在0.5″水柱下透气率为335cfm的复合材料结构。如利用TSI 8130过滤测试仪所测定的，所得的过滤介质在10.5FPM面速度下具有0.3mm H2O的压降。NaCl粒子过滤效率为36％。
[0164] 使熔喷纳米纤维/稀松布组合粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为139gsm且在0.5″水下透气率为80cfm的支撑体层上。
[0165] 将熔喷纳米纤维/纺粘材料超声接合到纤维素支撑体上，所述纤维素支撑体位于熔喷纳米纤维稀松布的下游侧上，并且稀松布位于熔喷纳米纤维的上游。
[0166] 过滤介质的基重为156gsm、厚度为0.031″且在0.5″水柱下的透气率为56cfm。NaCl粒子过滤效率为49％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约11％)。
[0167] 4.样品D
[0168] 样品D通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以3250lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.7微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力收集熔喷材料并且使其瞬间接合到在以50ft/min移动的收集器带上移动的10gsm纺粘聚丙烯非织造稀松布(Celestra，来自Fiberweb Corporation，Nashville，TN)上。使熔喷材料粘附到纺粘材料上，得到厚度为0.004″、基重为15gsm、在0.5″水柱下透气率为111cfm的复合材料结构。
[0169] 使熔喷纳米纤维/稀松布组合粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂、15％聚酯纤维和68％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为122gsm且在0.5”水下透气率为94cfm的支撑体层上。
[0170] 通过以4g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379非晶聚烯烃(APO))喷雾，然后通过两个橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维/纺粘材料粘附到纤维素支撑体上。制品被制成稀松布面对入口、熔喷纳米纤维在中间且纤维素支撑体面对下游侧的过滤元件。
[0171] 过滤介质的基重为136gsm、厚度为0.031″且在0.5”水柱下透气率为51cfm。NaCl粒子过滤效率为68％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约11％)。
[0172] 5.样品E
[0173] 样品E通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以3250lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.5微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以45ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001″、基重为5gsm、在0.5″水柱下透气率为100cfm。
[0174] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂、15％聚酯纤维和68％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为122gsm且在0.5”水下透气率为94cfm的支撑体层上。
[0175] 通过以4g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379 APO)喷雾，然后通过用于收集熔喷纤维的带和橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维/纺粘材料粘附到纤维素支撑体上。制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤元件。
[0176] 过滤介质的基重为133gsm、厚度为0.029″且在0.5”水柱下透气率为50cfm。NaCl粒子过滤效率为63％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约11％)。纳米纤维层从底部基材的平均剥离强度为0.5盎司/英寸宽度。
[0177] 6.样品F
[0178] 样品F通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至435°F的工艺空气以3900lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的520lbs/hr的空气骤冷下产生0.7微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以60ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001″、基重为5gsm、在0.5″水柱下透气率为172cfm。
[0179] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为125gsm且在0.5”水下透气率为32cfm的支撑体层上。
[0180] 通过以4g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379 APO)喷雾，然后通过用于收集熔喷纤维的带和橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤元件。
[0181] 过滤介质的基重为134gsm、厚度为0.027″且在0.5”水柱下透气率为27cfm。NaCl粒子过滤效率为50％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约20％)。
[0182] 7.样品G
[0183] 样品G通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至435°F的工艺空气以4250lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的520lbs/hr的空气骤冷下产生0.7微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成3gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约17英寸水的真空压力在以100ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001”、基重为3gsm、在0.5″水柱下透气率为300cfm。
[0184] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为125gsm且在0.5”水下透气率为32cfm的支撑体层上。
[0185] 通过以4g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379 APO)喷雾，然后通过用于收集熔喷纤维的带和橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维/纺粘材料粘附到纤维素支撑体上。所得的制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤器。
[0186] 过滤介质的基重为129gsm、厚度为0.025″且在0.5”水柱下透气率为29cfm。NaCl粒子过滤效率为37％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约20％)。
[0187] 8.样品H
[0188] 样品H通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至440°F的工艺空气以4360lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.7微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成3gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约17英寸水的真空压力在以100ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001”、基重为3gsm、在0.5″水柱下透气率为307cfm。
[0189] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为139gsm且在0.5”水下透气率为89cfm的支撑体层上。
[0190] 通过以2g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379 APO)喷雾，然后通过用于收集熔喷纤维的带和橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。所得的制品被制成纤维素支撑体面对入口而熔喷纳米纤维层面对下游侧的过滤器。
[0191] 过滤介质的基重为143gsm、厚度为0.029″且在0.5”水柱下透气率为69cfm。NaCl粒子过滤效率为30％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约9％)。
[0192] 9.样品I
[0193] 样品I通过以下方式制备：利用每英寸70个孔的模具(该模具被加热至440°F的工艺空气以4360lbs/hr的流量吹扫)，以30lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.7微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成11gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以37ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.003”、基重为11gsm、在0.5″水柱下透气率为66cfm。
[0194] 使熔喷纳米纤维粘附到由聚合物纤维形成的基重为107gsm且在0.5″水下透气率为435cfm的硬的背粗梳(backer carded)非织造支撑体层上。
[0195] 通过以4g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379 APO)喷雾，然后通过用于收集熔喷纤维的带和橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到硬的背粗梳非织造支撑体上。所得的制品被制成硬的背粗梳非织造支撑体面对入口而熔喷纳米纤维层面对下游侧的过滤器。
[0196] 过滤介质的基重为113gsm、厚度为0.024″且在0.5”水柱下透气率为57cfm。NaCl粒子过滤效率为88％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约20％)。
[0197] 10.样品J
[0198] 样品J通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至550°F的工艺空气以2600lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至530°F的聚合物产生0.5微米PBT纤维(TiconaCelanex 2008)，并进而形成24gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以30ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度为0.008″、基重为24gsm、在0.5″水柱下透气率为79cfm。
[0199] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有17％的乙酸乙烯酯树脂和85％的纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为165gsm且在0.5″水下透气率为12cfm的支撑体层上。
[0200] 使4层的熔喷纳米纤维/纺粘材料超声接合到纤维素支撑体上，其中纤维素支撑体布置在上游侧上，熔喷纳米纤维稀松布布置在下游侧上。
[0201] 过滤介质的基重为287gsm、厚度为0.045″且在0.5”水柱下透气率为7cfm。
[0202] 11.样品K
[0203] 样品K通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至500°F的工艺空气以3250lbs/hr的流量吹扫)，以240lbs聚合物/小时的速度，由被加热至500°F的聚合物在利用55°F的350lbs/hr的空气骤冷下产生2微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成10gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力收集熔喷材料并使其瞬间接合到在以250ft/min移动的收集器带上移动的10gsm的纺粘聚丙烯稀松布上。通过以下方式向该熔喷/稀松布复合材料添加纳米纤维层：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以3250lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的350lbs/hr的空气骤冷下产生0.5微米聚丙烯纤维(ExxonPP3546 G，ExxonMobil Chemical Company，Houston，TX)，并进而形成4gsm熔喷网。
[0204] 所得的三层复合材料具有在上表面的熔喷纳米纤维、其下的常规熔喷结构和在下表面上的稀松布。
[0205] 所得复合材料的基重为25gsm、厚度为0.012″且在0.5”水柱下透气率为84cfm。NaCl粒子过滤效率为88％。
[0206] 12.样品L
[0207] 样品L通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以4360lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至450°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.4微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以45ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001″、基重为5gsm、在0.5″水柱下透气率为150cfm。
[0208] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有20％乙酸乙烯酯树脂和80％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为114gsm且在0.5″水下透气率为16cfm的波形支撑体层上。该波形支撑体层的波纹沟道宽度为0.170″。如采用IAS激光波纹测量仪所测量的，该支撑体层的波纹深度在待涂布的
正面上为0.022″，相反(反)面具有0.022″的波纹深度。
[0209] 通过以6g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加加热至400°F并在410°F喷射的热熔胶(Bostik M2751粘合剂)，然后通过用于收集熔喷纤维的不锈
钢带和橡胶辊之间在30磅/线性英寸(PLl)的夹区压力下的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。所得的制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤器。
[0210] 过滤介质的基重为125gsm、厚度为0.026″且在0.5”水柱下透气率为14cfm。NaCl粒子过滤效率为62％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约26％)。该复合材料在熔喷纳米纤维涂布面上具有0.012″的波纹深度，而在相反的未涂布(反)面上为0.016″。纳米纤维层相对于底部基材的平均剥离强度为2.4盎司/英寸宽度。
[0211] 13.样品M
[0212] 样品M通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以4360lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至450°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.4微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以45ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001″、基重为5gsm、在0.5″水柱下透气率为150cfm。
[0213] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有20％乙酸乙烯酯树脂和80％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为114gsm且在0.5″水下透气率为16cfm的波形支撑体层上。该波形支撑体层的波纹沟道宽度为0.22″。如采用IAS激光波纹测量仪所测量的，该支撑体层的波纹深度在待涂布的正面上为0.022″，相反(反)面具有0.022″的波纹深度。
[0214] 通过以6g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加加热至400°F并在410°F喷射的热熔胶(Bostik M2751粘合剂)，然后通过用于收集熔喷纤维的不锈钢带和橡胶辊之间在30磅/线性英寸(PLI)的夹区压力下的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。所得的制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤元件。
[0215] 过滤介质的基重为125gsm、厚度为0.029″且在0.5”水柱下透气率为14cfm。NaCl粒子过滤效率为63％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约26％)。该复合材料在熔喷纳米纤维涂布面上具有0.016″的波纹深度，而在相反的未涂布(反)面上为0.018″。纳米纤维层对底部基材的平均剥离强度为2.0盎司/英寸宽度。
[0216] 14.样品N
[0217] 样品N通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至450°F的工艺空气以4360lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至450°F的聚合物在利用55°F的490lbs/hr的空气骤冷下产生0.4微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以45ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001″、基重为5gsm、在0.5″水柱下透气率为150cfm。
[0218] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有20％乙酸乙烯酯树脂和80％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为122gsm且在0.5″水下透气率为28cfm的波形支撑体层上。该波形支撑体层的波纹沟道宽度为0.170″。如利用IAS激光波纹测量仪所测量的，该支撑体层的波纹深度在待涂布的正面上为0.013″，相反(反)面具有0.013″的波纹深度。
[0219] 通过以6g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加加热至400°F并在410°F下喷射的热熔胶(Bostik M2751粘合剂)，然后通过用于收集熔喷纤维的不锈钢带和橡胶辊之间在30磅/线性英寸(PLI)的夹区压力下的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。所得的制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤器。
[0220] 过滤介质的基重为134gsm、厚度为0.021″且在0.5”水柱下透气率为24cfm。NaCl粒子过滤效率为62％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约20％)。该复合材料在熔喷纳米纤维涂布面上具有0.08″的波纹深度，而在相反的未涂布(反)面上为0.011″。纳米纤维层对底部基材的平均剥离强度为2盎司/英寸宽度。
[0221] 15.样品O
[0222] 样品O通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至575°F的工艺空气以2500lbs/hr的流量吹扫)，以80lbs聚合物/小时的速度，由被加热至550°F的聚合物产生0.6微米PBT纤维(TiconaJKX)，并进而形成25gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以40ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。
[0223] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有20％
酚醛树脂和80％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为200gsm且在0.5″水下透气率为2cfm的支撑体层上。总厚度为0.029″，波纹深度为0.013″。
[0224] 通过以8g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加加热至450°F并在450°F喷射的热熔胶(Bostik Vitel 4361B粘合剂)，然后通过用于收集熔喷纤维的不锈钢带和橡胶辊之间在35磅/线性英寸(PLI)的夹区压力下的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。所得的结构被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤介质。
[0225] 过滤介质的基重为233gsm、总厚度为0.024″且在0.5”水柱下透气率为1.9cfm。该复合材料在熔喷纳米纤维涂布面上具有0.06″的波纹深度，而在相反的未涂布(反)面上为0.010″。纳米纤维层对底部基材的平均剥离强度为3.5盎司/英寸宽度。
[0226] 16.对比例
[0227] 对比例1通过以下方式制备：利用每英寸35个孔的模具(该模具被加热至435°F的工艺空气以3900lbs/hr的流量吹扫)，以20lbs聚合物/小时的速度，由被加热至425°F的聚合物在利用55°F的520lbs/hr的空气骤冷下产生0.7微米聚丙烯纤维(Exxon PP3546 G，ExxonMobilChemical Company，Houston，TX)，并进而形成5gsm的熔喷网。通过7英寸宽狭缝利用约20英寸水的真空压力在以60ft/min移动的空收集器带上收集熔喷材料。自立的熔喷纳米纤维的厚度小于0.001″、基重为5gsm、在0.5″水柱下透气率为172cfm。
[0228] 使熔喷纳米纤维粘附到由含有17％乙酸乙烯酯树脂和83％纤维素纤维湿法非织造布的纤维素纤维形成的基重为125gsm且在0.5″水下透气率为32cfm的波形支撑体层上。该波形支撑体层的波纹沟道宽度为0.170″。如利用IAS激光波纹测量仪所测量的，该波纹支撑体层的波纹深度在待涂布的正面上为0.015″，相反(反)面具有0.015″的波纹深度。
[0229] 通过以3g/m2的单位面积重量向纤维素支撑体施加热熔胶(BostikHM 4379 PVA共聚物粘合剂)喷雾，然后通过用于收集熔喷纤维的带和橡胶辊之间的接触压力使施胶层与熔喷/纳米纤维纤维素立即接合，将熔喷纳米纤维粘附到纤维素支撑体上。所得的制品被制成熔喷纳米纤维面对入口而纤维素支撑体面对下游侧的过滤器。
[0230] 过滤介质的基重为134gsm、厚度为0.027″且在0.5”水柱下透气率为27cfm。NaCl粒子过滤效率为50％。这比未涂布的纤维素基材有改进(约20％)。该复合材料在熔喷纳米纤维涂布面上具有小于.001″的波纹深度，而在相反的未涂布(反)面上为0.015″。该介质用于构建褶裥高度为1.13″、元件高度为14.375″和在3″中心管上褶裥数为155(16.5个褶裥/英寸中心管ID)的元件。与常规介质相比，根据SAE J726规程，容尘量在300cfm的面速度下下降25％。检查过滤器和褶裥堆积，发现未接合的熔喷纳米纤维堵塞由折叠接头(knuckle)形成的过滤器入口，增加了
空气阻力。
[0231] 该介质也用于褶裥高度为0.88″、元件高度为3.125″且在10″管周围褶裥数为200(6.4个褶裥/英寸中心管ID)的元件中。依照SAE J726规程，采用65cfm的面速度对该元件进行测试。采用该较不致密的打褶构造(～6个褶裥/英寸对17个褶裥/英寸)，容尘量比常规介质高11％。
[0232] 实施例L到实施例O表明采用本文公开的方法产生了具有出众的波纹性能，例如波纹深度的波形过滤介质。
[0233] C.讨论
[0234] 基于相关数据，以下讨论给出一些综合观测结果。
[0235] 使用扫描电子显微镜(SEM)放大1000倍测量100根纤维的纤维直径。计算纤维直径(D、Log D、RMS D、D2/D)和几何标准偏差以确定纤维直径分布。平均(log D)纤维直径用作参考以表征不同的样品。与一般的熔喷纤维相比，熔喷纳米纤维明显更细，接近于电纺纳米纤维，但是具有明显更宽的分布(～2GSTD的熔喷纳米纤维与对于电纺纳米纤维的来说＜1.3)。
[0236] 虽然熔喷纳米纤维相当细，但不像电纺纳米纤维那么细。
[0237] 参见截面区域，显示熔喷纳米纤维完全不同于电纺纳米纤维。电纺纳米纤维具有1微米至4微米的纳米纤维层厚度，而熔喷纳米纤维具有17微米至30微米的纳米纤维层厚度。
[0238] 对于工业清洁应用，熔喷纳米纤维的应用可以允许使用更开放的基础材料(样品B和E)，这将减少限制并延长可用的过滤寿命，同时维持并稍稍提高捕尘效率。当与标准纤维素应用等级(H&V FA6176)相比时，涂布有熔喷纳米纤维的介质的过滤寿命使得工作时间大幅增加。
[0239] 样品E、F和G具有比标准应用基础材料更大的容尘量(比标准应用等级的材料提高约16％到40％)。值得注意的是，比较样品F和G，样品G中熔喷纳米纤维的施加重量较低，容尘量也较小，表明熔喷纳米纤维的量对于复合材料的总容尘量起一定作用。
[0240] 熔喷纤维似乎产生更好、更均匀的尘饼(dust cake)，而尘饼本身更容易随脉冲移动，从而提供独特的表面形式和深层过滤。采用具有一定深度的开放的低密度熔喷结构(样品B、D和E)，粉尘形成于易于去除的开放的漏斗形物(funnel)中。与仅具有表面过滤特性的电纺纳米纤维相比，可清除的粉尘容量可能更为有限。对于标准应用等级的纤维素介质，老化引起的压力上升惊人地高，因此可以被解释为老化后实际上不具有可洗性行为。样品B、D和E的熔喷纳米纤维涂层已经显示出非常好的老化后可洗性行为的保持性(初始
70％以上)。
[0241] 非常清楚，由于熔喷纳米纤维的存在，细粒捕获效率大大提高，电纺纳米纤维与标准应用等级纤维素相比亦是如此。熔喷纳米纤维具有增加粒子容量的独特性质，这减小了随着细粒的积累横跨过滤器的压力增加，并且使得与标准应用等级纤维素相比过滤寿命几乎翻倍。据信电纺纳米纤维实际上将降低过滤寿命，这是由于当纳米纤维应用于上游时在最外层表面处收集细粒以及当纳米纤维布置在下游时在纤维素/纳米纤维的界面处收集细粒，压降大大增加的缘故。在熔喷纳米纤维复合材料的情形中，也是在熔喷层中收集粒子，提高了细粒捕获能力。
[0242] 可以像机动车空气级那样，对重载空气级进行相同的观察。因其细孔结构和较低的渗透性，纳米纤维涂布级与标准应用纤维素之间对于重载空气级的粒子捕获效率之差较为不显著。然而，该微细的底部孔结构变得被细粒堵塞，迅速导致快速压力上升，大大限制了可用的工作寿命。应用熔喷纳米纤维通过改进粒子收集，使工作寿命大大延长了300％以上。
[0243] 熔喷纳米纤维级的容量大大超过标准应用纤维素和所涂布的电纺纳米纤维的容量。
[0244] 应当注意第二标准应用纤维素与样品B相当，这是因为纤维素
底板的涂层取向位于更开放的面(正面(felt))上，然而对于机动车空气涂层通常会在
反面上。由于细孔的存在，任意具有粉尘流的纤维素介质的反面(其具有更细的孔结构)将降低容量。在这些条件下，熔喷纳米纤维对复合材料介质的细粒容量具有减小的作用。
[0245] 根据液体过滤效率试验，纳米纤维涂布的纤维素大大改善了纤维素介质的过滤性能，而电纺纳米纤维仅仅表现出暂时性的性能改善，并且由于微细纤维结构的劣化而较快失去其优势。与常规纤维素介质相比，通过添加熔喷纳米纤维改善了在4微米和10微米粒度的粒子捕获效率。在25微米的粒度下，粒子捕获效率并没有通过添加熔喷纳米纤维而得到改善。分别可以以90％的效率和99％的效率被捕获的一定尺寸的粒子，对于样品J而言(分别为5.5微米和8.1微米)要比纤维素(分别为11.1微米和17.9微米)细得多。分别可以以90％的效率和99％的效率被捕获的一定尺寸的粒子，对于样品J而言(分别为5.5微米和8.1微米)也要比电纺纤维(分别为9.8微米和14.6微米)细得多。
[0246] 尽管已经描述了某些实施方案，但其他实施方案也是可能的。
[0247] 例如，尽管已经描述了在基材和熔喷层之间布置稀松布的实施方案，但在某些实施方案中，熔喷层可以在基材和稀松布之间。
[0248] 又如，尽管已经描述了过滤介质包括三个层的实施方案，但是过滤介质可以任选地包括更多层。在一些实施方案中，过滤介质可以具有多于一种基材，多于一种中间层(例如多于一种粘合剂、多于一种稀松布)，和/或多于一种熔喷层。例如，在一些实施方案中，过滤介质可以包括具有一种平均纤维直径的纤维的熔喷层和具有另一种平均纤维直径的纤维的第二熔喷层。过滤介质也可以包括另外的层。
[0249] 再如，尽管已经描述了过滤介质具有一个熔喷层的实施方案，但过滤介质可以任选包括多于一个熔喷层。在某些实施方案中，过滤介质可以包括布置在熔喷层上的熔喷层。
[0250] 作为另外的实例，尽管已经描述了制备过滤介质的某些方法，但也可以使用其他方法。例如，在一些实施方案中，基材可以由双组分膜(例如熔点较低的材料和熔点较高的材料)形成，其上形成熔喷材料。接着，将熔点较低的材料加热至使该材料
熔化(例如，通过来自熔喷材料的热量和/或通过在
烤箱中加热)，然后冷却(例如至室温)以提供包括直接与基材接合的熔喷材料的过滤介质。又如，在一些实施方案中，基材可以由两个层形成，其中一个层由熔点较低的材料形成，而另一个层由熔点较高的材料形成。在这样的实施方案中，可以将熔喷材料沉积在熔点较低的材料上。接着，将熔点较低的材料加热至使该材料熔化(例如，通过来自熔喷材料的热量和/或通过在烤箱中加热)，并且冷却(例如至室温)以提供包括直接与基材接合的熔喷材料的过滤介质。形成基材的材料(熔点较低的材料、熔点较高的材料)可以是任何期望的具有适当的熔融特性的材料。这样的材料通常是聚合物。在一些实施方案中，熔点较低的材料可以是上述粘合剂之一(例如基材可以是由包括粘合剂的复合材料形成的膜)。任选地，稀松布和/或另外的其他材料层可以结合进过滤介质。在某些实施方案中，基材可以包括一种或多种另外的材料。
[0251] 再如，尽管已经描述了这样的实施方案，其中通过使用粘合剂的化学接合或者使用
超声波接合的机械接合或者熔化/冷却使熔喷材料与基材接合，但在一些实施方案中，可以采用其他类型的机械接合。实例包括缝合、缝纫、
水刺和针刺。在一些方法中，比如针刺和水刺，熔喷材料可能变为与其他层(例如基材)混合。
[0252] 还如，尽管已经描述了使用熔喷材料的实施方案，另外或作为替代方案，可以使用其他材料。更具体而言，不限于所用的材料或者形成纤维的工艺，在上文中可以采用含纤维的材料作为熔喷层，所述纤维的平均直径当用扫描电子显微镜测量时为至多1.5微米(例如至多1.4微米、至多1.3微米、至多1.2微米、至多1.1微米、至多1微米)，和/或为至少0.2微米(例如至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米)。在一些实施方案中，材料是采用熔体加工法(例如熔喷工艺、纺粘、挤出和吹膜挤出)形成的。在一些实施方案中，可以通过其他方法形成平均直径小的材料。例如，平均直径小的材料可以通过取直径较大的纤维并且将其拉伸形成平均直径小的材料而制备。其他方法包括形成纤维的“海岛”和“橘瓣(segmented pie)”方法，比如美国专利No.5,783,503、5,935,883和6,858,057中所述的，其再次通过引用仅仅将与本文公开内容的其余部分一致的内容并入本文。在一些实施方案中，所述材料是非聚合物(例如玻璃、陶瓷)。例如，所述材料可以是湿法玻璃。在一些实施方案中，基材可以由较大平均直径(例如至多2微米、至多3微米、3微米到4微米)的湿法玻璃而非熔喷层形成，过滤器可以包括平均直径较小(例如至多1.5微米)的湿法玻璃纤维层，其中过滤介质可包括或可不包括粘合剂材料。
[0253] 再如，虽然已经描述了过滤介质为波形和/或褶状的实施方案，更具体而言，可以以多种期望方式中的任一种使过滤介质成形。这样的形状通常在本领域中是已知的。形状的实例包括凹形的、带槽的、压纹的和胶珠分开的袋式结构或管状结构。
