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具有密度变化的过滤介质

阅读:557发布:2021-06-11

专利汇可以提供具有密度变化的过滤介质专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且过滤介质包括多于一层的合成 纤维 。第一层具有从底表面至顶表面延伸的厚度,其中第一层具有从最大 密度 至最小密度变化的密度。密度随着厚度从底表面至顶表面非线性地变化,其 中底 表面至距离底表面0.25维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,以及其中距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%。第二层纤维与第一层的底表面相邻。,下面是具有密度变化的过滤介质专利的具体信息内容。

1.一种过滤介质,包括:
包含合成纤维的第一层,
所述第一层具有底表面和顶表面以及从所述底表面至所述顶表面延伸的厚度,所述第一层具有从最大密度至最小密度变化的密度,
其中所述密度随着厚度从所述底表面至所述顶表面非线性地变化,
其中所述底表面至距离所述底表面0.25维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的20%,以及
其中距离所述底表面0.5维度厚度至距离所述底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的20%;和
包含纤维并且与所述第一层的所述底表面相邻的第二层。
2.一种过滤介质,包括至少第一层,其中合成纤维的重量占所述第一层中的纤维的总重量的至少90%,
所述第一层具有底表面和顶表面以及从所述底表面至所述顶表面延伸的厚度,所述第一层具有从最大密度至最小密度变化的密度,
其中所述密度随着厚度从所述顶表面至所述底表面非线性地变化,
其中所述底表面至距离所述底表面0.25维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的20%,以及
其中距离所述底表面0.5维度厚度至距离所述底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的20%。
3.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述底表面至距离所述底表面0.35维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的12%。
4.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中距离所述底表面0.5维度厚度至距离所述底表面0.75维度厚度之间的密度为所述最大密度的65%至75%。
5.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一层中的所述合成纤维的重量占所述第一层中的纤维的总重量的至少90%。
6.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述过滤介质中的所述合成纤维的重量占所述过滤介质中的纤维的总重量的至少90%。
7.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一层中的所述合成纤维的重量占所述第一层中的基本上全部的纤维的总重量。
8.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述过滤介质中的所述合成纤维的重量占所述过滤介质中的基本上全部的纤维的总重量。
9.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述底表面至距离所述底表面0.25维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的15%。
10.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述底表面至距离所述底表面0.35维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的15%。
11.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中距离所述底表面0.5维度厚度至距离所述底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于所述最大密度的15%。
12.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一层包括形成在第二区域上的第一区域。
13.根据权利要求A5所述的过滤介质,还包括在所述第一区域与所述第二区域之间的过渡区域。
14.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第二区域从所述底表面延伸至距离所述底表面至少0.25维度厚度。
15.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一区域从距离所述底表面至少0.5维度厚度延伸至距离所述底表面至少0.75维度厚度。
16.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第二区域包含平均纤维直径小于所述第一区域中的纤维的平均直径的纤维。
17.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述密度随着厚度从所述底表面至所述顶表面遵循两阶梯密度曲线变化。
18.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一层为预过滤器,所述第二层为主过滤器。
19.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一层被配置成捕获根据容尘量测试被所述过滤介质捕获的粉尘的大于70%。
20.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第二层包括多个层。
21.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第二层包括熔喷层。
22.根据任一前述权利要求所述的过滤介质,其中所述第一层包括湿法成网层。
23.一种包括根据任一前述权利要求所述的过滤介质的液压过滤元件。

说明书全文

具有密度变化的过滤介质

技术领域

[0001] 本发明一般地涉及过滤介质,更具体地,涉及具有密度变化的过滤介质。

背景技术

[0002] 过滤介质可以在多种应用中用于除去污染物。根据应用,可以将过滤介质设计成具有不同的性能特征。例如,可以将过滤介质设计成具有适用于涉及过滤承压流体中的污染物的液压应用的性能特征。
[0003] 通常,过滤介质可以由纤维的网形成。例如,网可以包含合成纤维以及其他组分。纤维网提供允许流体(例如,液压流体)流过过滤介质的多孔结构。包含在流体内的污染物颗粒可以被截留在纤维网上。过滤介质特征(例如,纤维直径和定重(basis weight))影响包括过滤效率、容尘量(dust holding capacity)和穿过过滤器的流体流动阻的过滤性能。
[0004] 需要可以用于液压应用的过滤介质,所述过滤介质具有包括高容尘量和低的跨过滤介质的流体流动阻力(高渗透率)的特性的期望平衡。

发明内容

[0005] 提供了过滤介质以及与其相关联的相关组件和方法。
[0006] 在一组实施方案中,提供了一系列过滤介质。在一个实施方案中,过滤介质包括包含合成纤维的第一层。第一层具有底表面、顶表面、从底表面至顶表面延伸的厚度、和从最大密度至最小密度变化的密度。第一层的密度随着厚度从底表面至顶表面非线性地变化。底表面至距离底表面0.25维度厚度(dimensional thickness)之间的密度变化小于最大密度的20%,距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%。过滤介质还包括第二层,所述第二层包含纤维并且与第一层的底表面相邻。
[0007] 在另一个实施方案中,过滤介质包括至少第一层,其中合成纤维的重量占第一层中的纤维的总重量的至少90%。第一层具有底表面、顶表面、从底表面至顶表面延伸的厚度、和从最大密度至最小密度变化的密度。密度随着厚度从顶表面至底表面非线性地变化。底表面至距离底表面0.25维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%。
[0008] 当结合附图考虑时,由本发明的多个非限制性实施方案的以下详细描述,本发明的其他优点和新特征将变得显而易见。在本说明书与通过引用并入的文献包含冲突和/或不一致的公开内容的情况下,应以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文献包含相对于彼此冲突和/或不一致的公开内容,则应以生效日期在后的文献为准。

附图说明

[0009] 将参照附图通过实例来描述本发明的非限制性实施方案,附图为示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中,所示出的每个相同或几乎相同的组件通常由单一附图标记表示。为了清楚起见,在不需要举例说明来使本领域普通技术人员理解本发明的情况下,没有在每幅图中标注出每个组件,也没有示出本发明的每个实施方案的每个组件。在附图中:
[0010] 图1A示意性地示出了根据本文所述的一些实施方案的过滤介质。
[0011] 图1B示出了根据本文所述的一些实施方案的示例性预过滤器的示意性两阶梯(two step)密度曲线。
[0012] 图2A至图2D示意性地示出了根据本文所述的一些实施方案的过滤介质。
[0013] 图3A和图3B分别示出了如实施例1中所述的具有线性密度曲线的预过滤器和具有两阶梯密度曲线的预过滤器的密度曲线。
[0014] 图4是如实施例1中所述的具有两阶梯密度曲线的预过滤器的SEM图像。
[0015] 图5A和图5B示出了如实施例2中所述的多种过滤介质的容尘量数据。

具体实施方式

[0016] 本文描述了过滤介质以及相关的组件和方法。通常,过滤介质包括一个或更多个层,所述层包括例如预过滤层和一个或更多个主过滤层。过滤介质可以具有跨其厚度的至少一部分变化的密度。例如,密度可以跨至少一个所述层(例如,预过滤层)的厚度的至少一部分变化。如以下进一步描述的,密度可以随着层的厚度非线性地变化。本文所述的过滤介质可以具有包括高容尘量、低压降和高β效率的若干优点。在一些情况下,与在顶表面和底表面二者处具有相等密度但具有不同密度变化(例如,线性变化)的过滤介质相比,所述过滤介质可以具有有利的特性。在一些实施方案中,过滤介质可以包含高百分比的合成纤维,并因此,可以没有通常与包含较高百分比的玻璃纤维的过滤介质相关联的缺点。
[0017] 图1A示出了过滤介质的一个非限制性实例。过滤介质100包括第一层110和第二层120。第一层110包括顶表面101和底表面103。如以下进一步描述的,应理解,任选地,过滤介质还可以包括另外的层,例如第三层和/或第四层等。过滤介质100相对于穿过过滤介质的流体流的取向通常可以根据需要选择。在一些实施方案中,第一层110在第二层120的上游。
[0018] 如本文所用,当层或区域被称为在另一层或区域“上”或者与另一层或区域“相邻”时,其可以直接在该层或区域上或者与该层或区域直接相邻,或者也可以存在中间层或区域。“直接在另一层或区域上”、“与另一层或区域直接相邻”或者“与另一层或区域接触”的层或区域意指不存在中间层或区域。
[0019] 在一些情况下,过滤介质的各个层具有不同的特征和过滤特性:例如,与具有单层结构的过滤介质相比,当组合时产生期望的整体过滤性能。例如,在一组实施方案中,第一层110为预过滤层,第二层120为主过滤层。在一些实施方案中,如以下进一步描述的,预过滤层可以使用较粗的纤维形成,并因此可以具有比一个或更多个主过滤层更低的流体流动阻力。一个或更多个主过滤层可以包含较细的纤维并具有比预过滤层更高的流体流动阻力。因此,与预过滤层相比,主过滤层通常可以截留更小尺寸的颗粒。如以下进一步描述的,具有本文所述的非线性密度变化的预过滤介质可以有利地截留大量的粉尘颗粒,这可以增强主过滤器的性能和寿命。
[0020] 如上所述,过滤介质的各个层可以具有不同的特性。例如,第一层和第二层可以包含具有不同特征(例如,纤维直径、纤维组成和纤维长度)的纤维。具有不同特征的纤维可以由一种材料(例如,通过使用不同的工艺条件)或不同的材料(例如,不同类型的纤维)制成。
[0021] 如上所述,层(例如,预过滤层)的密度可以跨层的厚度(例如,从底表面至顶表面)变化。跨层的密度变化可以使用本文中被称为“维度密度(dimensional density)”的概念来表征。维度密度(D)为在某一位置(例如,厚度)处测量的实际密度(D实际)除以层内的最大密度(D最大)。因此,维度密度是层的最大密度的分数的量度,并且可以计算为D=D实际/D最大。类似地,本文可以使用术语“维度厚度”。维度厚度(T)为在层内的位置与层的表面(例如,底表面)之间的实际厚度(T实际)除以层的最大厚度(T最大)。因此,维度厚度是最大厚度的分数的量度,并且可以计算为T=T实际/T最大。
[0022] 在一些实施方案中,预过滤器的维度密度可以从其顶(例如,上游表面)表面至其底(例如,下游)表面增加。如上所述,密度增加的速率在预过滤器的厚度上可以不恒定,因此,密度可以随着厚度非线性地变化。例如,密度可以随着维度厚度非线性地变化,所述维度厚度是一个点距离预过滤器的底表面的距离与预过滤器的顶表面至预过滤器的底表面的距离之比。在某些实施方案中,可以存在预过滤器的密度相对恒定的部分(例如,在本文中称为“阶梯(step)”)和预过滤器的密度更加可变的部分。在一些实施方案中,可以存在在预过滤器内的密度的阶梯变化,或者在预过滤器的具有相对恒定密度的两个部分之间的变化。在某些实施方案中,预过滤器可以包括两个密度相对恒定的阶梯;这样的预过滤器可以被称为两阶梯密度过滤器。图1B示出了一个非限制性两阶梯密度曲线的示意图,其中密度从顶表面101至底表面103以阶梯式方式增加。还应理解,在预过滤器内可以存在多于两个密度恒定的阶梯;例如,可以存在三个、四个或更多个密度恒定的阶梯。
[0023] 根据某些实施方案,在预过滤器的与底表面(例如,下游表面)相邻的部分中,预过滤器的密度可以有相对小的变化。在一些实施方案中,底表面至距离底表面0.25维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,小于最大密度的15%,小于最大密度的12%,小于最大密度的10%,或小于最大密度的5%。在一些实施方案中,底表面至距离底表面0.35维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,小于最大密度的15%,小于最大密度的12%,小于最大密度的10%,或小于最大密度的5%。在一些实施方案中,底表面至距离底表面0.20维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,小于最大密度的15%,小于最大密度的12%,小于最大密度的10%,或小于最大密度的5%。其他范围也是可能的。
[0024] 根据一些实施方案,在预过滤器的靠近预过滤器的中心的部分中,预过滤器的密度可以有相对小的变化。在某些实施方案中,距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.75维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,小于最大密度的15%,小于最大密度的10%,或小于最大密度的5%。在某些实施方案中,距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.65维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,小于最大密度的15%,小于最大密度的10%,或小于最大密度的5%。在某些实施方案中,距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.7维度厚度之间的密度变化小于最大密度的20%,小于最大密度的15%,小于最大密度的10%,或小于最大密度的5%。其他范围也是可能的。
[0025] 在某些实施方案中,预过滤器的靠近预过滤器的中心的部分的密度可以为最大密度的约50%至约80%、或约60%至约75%、或约65%至约75%。例如,在一些实施方案中,预过滤器可以具有距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.75维度厚度、距离底表面0.5维度厚度至距离底表面0.7维度厚度、或距离底表面0.5维度厚度至0.65维度厚度的在这些范围内的密度。
[0026] 应理解,预过滤器的不同部分中的密度和密度变化的其他组合也是可能的。
[0027] 过滤介质内的任何层的密度和密度分布(即,随着厚度的密度变化)可以通过任何合适的技术来表征。一种这样的技术使用QTRS Tree环式扫描仪和数据分析仪型号no.QTRS-01X(Quintek Measurement Systems,Knoxville,TN)。这样的技术使X射线束穿过过滤介质样品,并将观察到的透射强度与具有已知密度的样品透射的强度进行比较。然后,可以使用朗伯-比尔定律确定过滤介质样品的密度。
[0028] 在一些实施方案中,过滤介质的一个或更多个层(例如,预过滤器)可以被分成两个或更多个区域,其中各个区域具有不同于与其相邻的任何区域的维度密度。如以下进一步描述的,各个区域可以由不同的纤维类型形成。预过滤器的区域被定义为由相同类型的纤维形成的预过滤器的部分。应理解,在本文中“纤维类型”可以包括纤维的共混物。例如,预过滤器的第一区域由第一类型的纤维形成,预过滤器的第二区域由第二类型的纤维形成。如以下进一步描述的,在一些情况下,顶部区域(与预过滤器的顶表面相邻)可以包含平均直径比底部区域(与预过滤器的底表面相邻)中的纤维类型更粗的纤维类型。不同的纤维类型可以导致具有不同密度的不同区域,并且所述不同区域可以组合以产生期望的密度变化。
[0029] 包括两个或更多个区域的预过滤器的维度密度可以在厚度方向(垂直于预过滤器的表面)上进行分布分析(例如,使用上述技术),以观察跨预过滤器的厚度的维度密度的变化。该变化可以表明预过滤器的维度密度从第一区域至第二区域变化。如以下进一步描述的,过渡区将第一区域与第二区域分开,并且具有从第一区域的相邻部分的维度密度至第二区域的相邻部分的维度密度变化的维度密度。
[0030] 图2A示出了过滤介质200的一个非限制性实例,所述过滤介质200包括第一层210(例如,预过滤层)和第二层220(例如,主过滤层)。第一层210(例如,预过滤器)包括具有厚度213的第一区域212和具有厚度215的第二区域214。根据某些实施方案,第一层可以包括具有相关联的厚度的第一区域212、第二区域214和第三区域216,如图2B所示。还应理解,在一些实施方案中,纤维网可以包括多于三个区域,例如四个区域、五个区域、或甚至更多个区域,各个区域具有不同于与它们相邻的任何区域的维度密度。
[0031] 在某些实施方案中,预过滤器内的一个或更多个区域具有相对恒定的密度和维度密度。在这样的实施方案中,本文所述的密度相对恒定的阶梯限定在这样的区域内。
[0032] 在一些实施方案中,预过滤器可以包括维度密度相对低的第一区域(例如,顶部区域)。在一些实施方案中,第一区域中的维度密度可以小于或等于0.75,小于或等于0.725,小于或等于0.70,小于或等于0.675,小于或等于0.65,小于或等于0.60,小于或等于0.55,或者小于或等于0.50。在某些实施方案中,第一区域的维度密度可以大于或等于0.5,大于或等于0.55,大于或等于0.60,大于或等于0.65,大于或等于67.5,大于或等于0.70,或者大于或等于0.725。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.65且小于或等于0.75)。其他范围也是可能的。
[0033] 在一些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且预过滤器的第一区域内的密度变化可以相对小。在一些实施方案中,跨第一区域的密度变化可以小于或等于最大密度的50%,小于或等于最大密度的45%,小于或等于最大密度的40%,小于或等于最大密度的35%,小于或等于最大密度的30%,小于或等于最大密度的25%,小于或等于最大密度的20%,小于或等于最大密度的15%,小于或等于最大密度的10%,或者小于或等于最大密度的5%。在某些实施方案中,跨第一区域的密度变化可以大于或等于最大密度的5%,大于或等于最大密度的10%,大于或等于最大密度的15%,大于或等于最大密度的20%,大于或等于最大密度的25%,大于或等于最大密度的30%,大于或等于最大密度的35%,大于或等于最大密度的40%,或者大于或等于最大密度的45%。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。
[0034] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域(例如,顶部区域)可以包括位于预过滤器的大致中间的至少一部分。例如,在一些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,所述第一区域至少从0.5维度厚度延伸至0.75维度厚度,从0.5维度厚度延伸至0.7维度厚度,或者从0.5维度厚度延伸至0.65维度厚度(维度厚度是从预过滤器的底表面测量的)。应理解,第一区域可以跨预过滤器的在上述范围之外的部分延伸。
[0035] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且预过滤器的第二区域(例如,底部区域)的维度密度可以相对高。在一些实施方案中,预过滤器的第二区域的维度密度可以为0.6至1、0.7至1、0.8至1、0.9至1、或0.95至1。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,在第二区域内发现预过滤器的最大密度。
[0036] 在包括第二区域的一些实施方案中,跨第二区域的密度变化可以小于或等于最大密度的50%,小于或等于最大密度的45%,小于或等于最大密度的40%,小于或等于最大密度的35%,小于或等于最大密度的30%,小于或等于最大密度的25%,小于或等于最大密度的20%,小于或等于最大密度的15%,小于或等于最大密度的10%,或者小于或等于最大密度的5%。在某些实施方案中,跨第二区域的密度变化可以大于或等于最大密度的5%,大于或等于最大密度的10%,大于或等于最大密度的15%,大于或等于最大密度的20%,大于或等于最大密度的25%,大于或等于最大密度的30%,大于或等于最大密度的35%,大于或等于最大密度的40%,或者大于或等于最大密度的45%。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。
[0037] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域可以位于预过滤器的底部部分中。在一些这样的实施方案中,第二区域可以至少从0维度厚度延伸至0.2维度厚度,从0维度厚度延伸至0.25维度厚度,或者从0维度厚度延伸至0.35维度厚度(维度厚度是从预过滤器的底表面测量的)。应理解,第二区域可以跨预过滤器的在上述范围之外的部分延伸。
[0038] 根据某些实施方案,如上所述,在预过滤器的第一区域与预过滤器的第二区域之间可以存在过渡区。过渡区可以包含来自第一区域的纤维和来自第二区域的纤维。例如,来自第一区域的纤维和来自第二区域的纤维可以是混杂的。在一些这样的实施方案中,过渡区的厚度可以非常小。
[0039] 如上所述,在一些实施方案中,过滤介质可以包括作为预过滤器的第一层。预过滤器可以为流过过滤介质的流体(例如,液压、、空气)遇到的第一层,并因此,其可以有益于预过滤器捕获过滤器所暴露的大量粉尘和/或具有高的容尘量。在一些实施方案中,其可以有利于预过滤器捕获比过滤介质内的任何其他层更多的粉尘。如以下进一步描述的,非线性密度变化可以使预过滤器能够在捕获粉尘方面特别有效。以下描述了预过滤器的可以使其能够在本申请中有益地发挥作用的某些化学特性和物理特性。
[0040] 还应理解,以下关于预过滤器或者预过滤器内的任何层或区域描述的任何物理特性或化学特性以及用于测量它们的相关方法具有与过滤介质内的任何其他层或区域相同的含义,并且可以以与过滤介质内的任何其他层或区域相同的方式确定,例如,预过滤器内的不同区域或过滤介质内的不同层,例如主过滤器。
[0041] 在一些实施方案中,预过滤器为包含合成纤维的纤维网(例如,非织造物)。在一些实施方案中,合成纤维可以包括一种或更多种热塑性聚合物。合适的热塑性聚合物的非限制性实例包括聚酯,例如聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(二甲酸丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET);聚烯,例如聚乙烯和聚丙烯;聚酰胺,例如尼龙;聚烯烃;聚丙烯腈;聚苯硫醚;聚酸酯;热塑性聚酯;和聚苯乙烯。在某些实施方案中,合成纤维可以包括改性纤维素纤维,例如改性纤维素短纤维。合成纤维还可以包括其中至少一种组分为热塑性聚合物和/或改性纤维素的共混物。
[0042] 在一组实施方案中,合成纤维包括双组分纤维。一些实施方案包括合成纤维的共混物,其中至少一些合成纤维包括双组分纤维。双组分纤维的各组分可以具有不同的熔融温度。例如,纤维可以包含芯和鞘,其中鞘的活化温度低于芯的熔融温度。这使鞘在芯之前熔融,使得鞘粘合至层中的其他纤维,而芯保持其结构完整性。这是特别有利的,因为它产生了用于截留滤液的更有粘着力的层。芯/鞘粘合纤维可以为同轴的或非同轴的,示例性的芯/鞘粘合纤维可以包括以下:聚酯芯/共聚酯鞘、聚酯芯/聚乙烯鞘、聚酯芯/聚丙烯鞘、聚丙烯芯/聚乙烯鞘、及其组合。在一些实施方案中,双组分纤维可以为分裂纤维,其包含能够熔融掉以露出具有较小直径的芯的鞘。在鞘熔融之后,这样的纤维可以能够形成具有大表面积的细纤维。其他示例性双组分纤维可以包括并列(side-by-side)纤维和/或“海岛型”纤维。在一些实施方案中,双组分纤维可以增强纤维网的机械特性和/或提供其他性能优点。
[0043] 在某些实施方案中,除了双组分分裂纤维之外,合成纤维还可以包括其他类型的分裂纤维,例如可以通过机械或化学手段分裂的分裂纤维。
[0044] 在一些实施方案中,合成纤维包括原纤化纤维。一些实施方案包括合成纤维的共混物,其中至少一些合成纤维包括原纤化纤维。如本领域普通技术人员已知的,原纤化纤维包括分支成较小直径的原纤维的母体纤维,较小直径的原纤维在一些情况下可以进一步分支成甚至更小直径的原纤维,进一步分支也是可能的。原纤维的分支性质导致高表面积,并且可以增加纤维网中的原纤化纤维与纤维之间的接触点的数目。网的原纤化纤维与其他纤维和/或组分之间的接触点的这种增加可以有助于增强纤维网的机械特性(例如,柔性、强度)和/或过滤性能特性。
[0045] 根据某些实施方案,合成纤维包括熔融纤维。一些实施方案包括合成纤维的共混物,其中至少一些合成纤维包括熔融纤维。在一些实施方案中,熔融纤维可以包括在小于或等于在预过滤器形成期间实现的最高温度的温度下经历结构转变的纤维。结构转变可以采取任何形式,例如从部分或完全结晶的微结构转变为部分或完全无定形的微结构和/或从玻璃转变为液体。结构转变可以通过例如差示扫描量热法(DSC)测量。在某些实施方案中,合成纤维可以包括这样的熔融纤维,其在大于或等于60℃,大于或等于70℃,大于或等于80℃,或者大于或等于90℃的温度下经历结构转变。在一些实施方案中,合成纤维可以包括这样的熔融纤维,其在小于或等于105℃,小于或等于90℃,小于或等于80℃,或者小于或等于70℃的温度下经历结构转变。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于60℃且小于或等于80℃,或者大于或等于60℃且小于或等于105℃)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,熔融纤维包括聚(乙烯醇)纤维。在某些实施方案中,熔融纤维可以增强纤维网的机械特性和/或提供其他性能优点。
[0046] 根据一些实施方案,相对于预过滤器中的纤维的总重量,预过滤器可以包含相对高的重量百分比的合成纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包含大于或等于50重量%,大于或等于60重量%,大于或等于75重量%,大于或等于90重量%,大于或等于95重量%,或者大于或等于99重量%的重量百分比的合成纤维。在一些实施方案中,预过滤器中的基本上全部的纤维都是合成纤维。在一些实施方案中,预过滤器可以包含小于或等于100重量%,小于或等于99重量%,小于或等于95重量%,小于或等于90重量%,或者小于或等于75重量%,或者小于或等于60重量%的重量百分比的合成纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50重量%且小于或等于100重量%,或者大于或等于75重量%且小于或等于95重量%)。其他范围也是可能的。
[0047] 应理解,在某些实施方案中,预过滤器可以不包含合成纤维作为大部分(即,相对于预过滤器中的纤维的总重量,预过滤器包含小于50重量%的合成纤维);并且,在某些实施方案中,预过滤器可以根本不包含任何合成纤维。
[0048] 在某些实施方案中,预过滤器可以包含合成纤维的共混物。即,预过滤器可以包含多于一种类型的合成纤维。如以下进一步描述的,在一些实施方案中,预过滤器可以包含合成纤维的共混物,所述合成纤维包括以下纤维类型中一种或更多种:粗短纤维、细短纤维和原纤化纤维。
[0049] 根据某些实施方案,预过滤器可以包含合成纤维,所述合成纤维为粗短纤维。预过滤器中的粗短纤维可以包括一种或更多种热塑性聚合物。热塑性聚合物可以为聚酯,例如聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(萘二甲酸丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET);聚烯烃,例如聚乙烯和聚丙烯;聚酰胺,例如尼龙;聚烯烃;聚丙烯腈;聚(乳酸);聚苯硫醚;聚碳酸酯;聚苯乙烯;和热塑性聚氨酯。在一些实施方案中,聚酯短纤维是优选的。
[0050] 预过滤器的粗短纤维可以具有任何合适的直径。在一些实施方案中,预过滤器中的粗短纤维的平均直径为至少1微米,至少3微米,至少4微米,至少6微米,至少8微米,至少10微米,至少12微米,至少14微米,或至少16微米。在一些实施方案中,预过滤器中的粗短纤维的平均直径小于18微米,小于16微米,小于14微米,小于12微米,小于10微米,小于8微米,或小于6微米。上述范围的组合也是可能的(例如,至少4微米且小于18微米)。其他范围也是可能的。
[0051] 在一些实施方案中,预过滤器中至少10重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少20重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少30重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少40重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少50重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少60重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少70重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中至少80重量%的合成纤维可以为粗短纤维,或者预过滤器中至少90重量%的合成纤维可以为粗短纤维。在一些实施方案中,预过滤器中小于100重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于90重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于80重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于70重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于60重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于50重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于40重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于30重量%的合成纤维可以为粗短纤维,预过滤器中小于20重量%的合成纤维可以为粗短纤维,或者预过滤器中小于10重量%的合成纤维可以为粗短纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,预过滤器中至少80重量%且小于100重量%的合成纤维可以为粗短纤维)。其他范围也是可能的。
[0052] 在预过滤器包括至少一个区域的某些实施方案中,预过滤器的第一区域(例如,顶部区域)可以包含相对高量的粗短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域中至少80重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第一区域中至少85重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第一区域中至少90重量%的合成纤维可以为粗短纤维,或者第一区域中至少95重量%的合成纤维可以为粗短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域中小于100重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第一区域中小于95重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第一区域中小于90重量%的合成纤维可以为粗短纤维,或者第一区域中小于85重量%的合成纤维可以为粗短纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,第一区域中至少80重量%且小于100重量%的合成纤维可以为粗短纤维)。其他范围也是可能的。
[0053] 在预过滤器包括至少两个区域的某些实施方案中,预过滤器的第二区域(例如,底部区域)可以包含适量的粗短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域中至少30重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第二区域中至少40重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第二区域中至少50重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第二区域中至少60重量%的合成纤维可以为粗短纤维,或者第二区域中至少70重量%的合成纤维可以为粗短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域中小于80重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第二区域中小于70重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第二区域中小于60重量%的合成纤维可以为粗短纤维,第二区域中小于50重量%的合成纤维可以为粗短纤维,或者第二区域中小于40重量%的合成纤维可以为粗短纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,第二区域中至少30重量%且小于80重量%的合成纤维可以为粗短纤维)。其他范围也是可能的。
[0054] 根据某些实施方案,预过滤器可以包含合成纤维,所述合成纤维为细短纤维。例如,细短纤维可以包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、尼龙、聚(乳酸)、聚酯和共聚酯中的一种或更多种。在一些实施方案中,细短纤维可以包括改性聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)纤维,例如由Eastman Chemical Company制造的CyphrexTM纤维。在一些实施方案中,细短纤维可以包括双组分纤维,例如分裂纤维。在某些实施方案中,除了双组分分裂纤维之外,细短纤维还可以包括其他类型的分裂纤维,例如可以通过机械或化学手段分裂的分裂纤维。
[0055] 细短纤维可以具有任何合适的直径。在一些实施方案中,预过滤器中的细短纤维的平均直径为至少1微米,至少1.5微米,至少2微米,至少2.5微米,至少3微米,或至少3.5微米。在一些实施方案中,预过滤器中的细短纤维的平均直径小于4微米,小于3.5微米,小于3微米,小于2.5微米,小于2微米,或小于1.5微米。上述范围的组合也是可能的(例如,至少1.5微米且小于4微米)。其他范围也是可能的。
[0056] 在一些实施方案中,预过滤器可以包含限定百分比的细短纤维。在一些实施方案中,预过滤器中至少2.5重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少8重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少10重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少12重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少14重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少16重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少18重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少20重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中至少30重量%的合成纤维可以为细短纤维,或者预过滤器中至少40重量%的合成纤维可以为细短纤维。在一些实施方案中,预过滤器中小于50重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于40重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于30重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于20重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于18重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于16重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于14重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于12重量%的合成纤维可以为细短纤维,预过滤器中小于10重量%的合成纤维可以为细短纤维,或者预过滤器中小于8重量%的合成纤维可以为细短纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,预过滤器中至少8重量%且小于20重量%的合成纤维可以为细短纤维)。其他范围也是可能的。
[0057] 在预过滤器包括至少一个区域的某些实施方案中,预过滤器的第一区域(例如,顶部区域)可以包含相对低量的细短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域中小于10重量%的合成纤维可以为细短纤维,第一区域中小于7.5重量%的合成纤维可以为细短纤维,第一区域中小于5重量%的合成纤维可以为细短纤维,或者第一区域中小于2.5重量%的合成纤维可以为细短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域中至少2.5重量%的合成纤维可以为细短纤维,第一区域中至少5重量%的合成纤维可以为细短纤维,或者第一区域中至少7.5重量%的合成纤维可以为细短纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,第一区域中至少2.5重量%且小于10重量%的合成纤维可以为细短纤维)。其他范围也是可能的。
[0058] 在预过滤器包括至少两个区域的某些实施方案中,预过滤器的第二区域(例如,底部区域)可以包含相对低量的细短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域中小于50重量%的合成纤维可以为细短纤维,第二区域中小于40重量%的合成纤维可以为细短纤维,第二区域中小于30重量%的合成纤维可以为细短纤维,第二区域中小于20重量%的合成纤维可以为细短纤维,或者第二区域中小于10重量%的合成纤维可以为细短纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域中至少5重量%的合成纤维可以为细短纤维,第二区域中至少10重量%的合成纤维可以为细短纤维,第二区域中至少20重量%的合成纤维可以为细短纤维,第二区域中至少30重量%的合成纤维可以为细短纤维,或者第二区域中至少40重量%的合成纤维可以为细短纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,第二区域中至少5重量%且小于50重量%的合成纤维可以为细短纤维)。其他范围也是可能的。
[0059] 如上所述,预过滤器可以包含合成纤维,所述合成纤维为原纤化纤维。在一些实施方案中,原纤化纤维包括纤维素纤维,例如改性纤维素纤维。在一些实施方案中,原纤化纤维可以包括莱赛尔纤维。
[0060] 原纤化纤维可以具有任何合适的原纤化水平。原纤化水平可以根据许多合适方法来测量。例如,原纤化纤维的原纤化水平可以根据由TAPPI测试方法T 227 om -09(2009)纸浆的游离度规定的加拿大标准游离度(Canadian Standard Freeness,CSF)测试来测量。该测试可以提供平均CSF值作为原纤化水平的量度。在一些实施方案中,平均CSF值为至少100CSF,至少140CSF,至少180CSF,至少220CSF,至少260CSF,至少300CSF,至少340CSF,或至少380CSF。在一些实施方案中,平均CSF值小于440CSF,小于380CSF,小于340CSF,小于
300CSF,小于260CSF,小于220CSF,或小于180CSF。上述范围的组合也是可能的(例如,至少
140CSF且小于440CSF)。其他范围也是可能的。
[0061] 在一些实施方案中,预过滤器可以包含限定百分比的原纤化纤维。在一些实施方案中,预过滤器中至少1重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少2重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少3重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少4重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少6重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少7重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少8重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少9重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少10重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中至少15重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,或者预过滤器中至少20重量%的合成纤维可以为原纤化纤维。在一些实施方案中,预过滤器中小于25重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于20重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于15重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于
10重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于9重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于8重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于7重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于6重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于4重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于3重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,预过滤器中小于2重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,或者预过滤器中小于1重量%的合成纤维可以为原纤化纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,预过滤器中至少1重量%且小于8重量%的合成纤维可以为原纤化纤维)。其他范围也是可能的。
[0062] 在预过滤器包括至少一个区域的某些实施方案中,预过滤器的第一区域(例如,顶部区域)可以包含相对低量的原纤化纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域中小于10重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第一区域中小于7.5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第一区域中小于5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,或者第一区域中小于2.5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第一区域,并且第一区域中至少0重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第一区域中至少2.5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第一区域中至少5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,或者第一区域中至少7.5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,第一区域中至少0重量%且小于10重量%的合成纤维可以为原纤化纤维)。其他范围也是可能的。
[0063] 在预过滤器包括至少两个区域的某些实施方案中,预过滤器的第二区域(例如,底部区域)可以包含相对低量的原纤化纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域中小于20重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第二区域中小于15重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第二区域中小于10重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,或者第二区域中小于5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且第二区域中至少1重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第二区域中至少5重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,第二区域中至少10重量%的合成纤维可以为原纤化纤维,或者第二区域中至少15重量%的合成纤维可以为原纤化纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,第二区域中至少1重量%且小于20重量%的合成纤维可以为原纤化纤维)。其他范围也是可能的。
[0064] 在一些实施方案中,不是如上所述的粗短纤维、细短纤维或原纤化纤维的另外的合成纤维也可以存在于预过滤器中。这样的纤维的非限制性实例包括双组分纤维和聚(乙烯醇纤维)。在一些实施方案中,这样的另外的合成纤维可以占预过滤器中的合成纤维的小于20重量%,预过滤器中的合成纤维的小于10重量%,预过滤器中的合成纤维的小于5重量%,预过滤器中的合成纤维的小于2.5重量%,或预过滤器中的合成纤维的小于1重量%。在一些实施方案中,这样的另外的合成纤维可以占预过滤器中的合成纤维的至少0重量%,预过滤器中的合成纤维的至少1重量%,预过滤器中的合成纤维的至少2.5重量%,预过滤器中的合成纤维的至少5重量%,或预过滤器中的合成纤维的至少10重量%。其他范围也是可能的(例如,另外的纤维可以占预过滤器中的合成纤维的至少0重量%且预过滤器中的合成纤维的小于10重量%)。其他范围也是可能的。
[0065] 在一些实施方案中,预过滤器可以包含非合成纤维。例如,在一些实施方案中,预过滤器可以包含玻璃纤维和/或纤维素纤维。
[0066] 根据一些实施方案,相对于预过滤器中的纤维的总重量,预过滤器可以包含相对低的重量百分比的非合成纤维。在某些实施方案中,预过滤器可以包含大于或等于1重量%,大于或等于5重量%,大于或等于10重量%,大于或等于25重量%,大于或等于30重量%,大于或等于40重量%,大于或等于50重量%的重量百分比的非合成纤维。在一些实施方案中,预过滤器可以包含小于或等于50重量%,小于或等于40重量%,小于或等于30重量%,小于或等于25重量%,小于或等于10重量%,或者小于或等于5重量%的重量百分比的非合成纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1重量%且小于或等于50重量%,大于或等于5重量%且小于或等于25重量%,或者大于或等于1重量%且小于或等于5重量%)。其他范围也是可能的。
[0067] 在一些实施方案中,预过滤器内的纤维可以表征为具有长度。这些纤维的平均长度可以为任何合适的值。在某些实施方案中,预过滤器内的纤维的平均长度可以大于或等于3mm,大于或等于5mm,大于或等于7mm,大于或等于9mm,大于或等于11mm,或者大于或等于13mm。在一些实施方案中,预过滤器内的纤维的平均长度可以小于或等于15mm,小于或等于
13mm,小于或等于11mm,小于或等于9mm,小于或等于7mm,或者小于或等于5mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于3mm且小于或等于15mm,或者大于或等于3mm且小于或等于7mm)。其他范围也是可能的。
[0068] 在一些实施方案中,预过滤器内的纤维可以表征为具有直径。通常,单根纤维直径可以通过显微镜例如扫描电子显微镜(SEM)测量,并且关于纤维直径的统计(例如平均纤维直径和纤维直径标准偏差)可以通过对测量的纤维直径进行适当的统计技术来确定。在某些实施方案中,预过滤器内的纤维的平均直径可以大于或等于1微米,大于或等于2微米,大于或等于4微米,大于或等于8微米,大于或等于12微米,大于或等于16微米,或者大于或等于20微米。在一些实施方案中,预过滤器内的纤维的平均直径可以小于或等于20微米,小于或等于16微米,小于或等于12微米,小于或等于8微米,小于或等于4微米,小于或等于2微米,或者小于或等于1.5微米。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。
[0069] 如上所述,预过滤器可以包括多于一个区域。根据某些这样的实施方案,预过滤器内的各个区域可以独立地包含具有不同直径、平均直径和/或直径标准偏差的纤维。预过滤器的第一区域(例如,顶部区域)内的纤维可以具有任何合适的平均直径。例如,在一些实施方案中,预过滤器的第一区域内的纤维的平均直径可以大于或等于1微米,大于或等于3微米,大于或等于5微米,大于或等于7微米,大于或等于10微米,大于或等于12微米,大于或等于14微米,或者大于或等于16微米。在某些实施方案中,预过滤器的第一区域内的纤维的平均直径可以小于或等于18微米,小于或等于16微米,小于或等于14微米,小于或等于12微米,小于或等于10微米,小于或等于7微米,小于或等于5微米,或者小于或等于3微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于3微米且小于或等于18微米,或者大于或等于5微米且小于或等于12微米)。其他范围也是可能的。
[0070] 根据其中预过滤器包括至少第一区域的某些实施方案,预过滤器的第一区域内的纤维直径分布可以通过标准偏差来表征。在某些实施方案中,第一区域的纤维直径标准偏差可以大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于3微米,大于或等于3.5微米,大于或等于4微米,大于或等于4.5微米,大于或等于5微米,或者大于或等于4.5微米。根据一些实施方案,第一区域的纤维直径标准偏差可以小于或等于6微米,小于或等于5.5微米,小于或等于5微米,小于或等于4.5微米,小于或等于4微米,小于或等于3.5微米,小于或等于3微米,小于或等于3微米,小于或等于2.5微米,小于或等于2微米,或者小于或等于1.5微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于6微米,大于或等于1.5微米且小于或等于4.5微米)。
[0071] 在一些实施方案中,预过滤器可以包括至少第一区域,并且预过滤器的第一区域中的纤维可以包括在0.4微米至15微米之间变化的直径。
[0072] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括至少一个区域,并且第一区域(例如,顶部区域)可以包含粗短纤维。在这样的实施方案中,第一区域中的粗短纤维可以具有任何合适的平均直径。在某些实施方案中,预过滤器可以包括至少一个区域,并且第一区域内的粗短纤维的平均直径可以为至少3微米,至少5微米,至少8微米,至少10微米,至少12微米,至少14微米,或至少16微米。在某些实施方案中,预过滤器可以包括至少一个区域,并且第一区域内的粗短纤维的平均直径可以小于18微米,小于16微米,小于14微米,小于12微米,小于
10微米,小于8微米,或小于5微米。上述范围的组合也是可能的(例如,至少3微米且小于18微米,或者至少5微米且小于12微米)。其他范围也是可能的。
[0073] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括至少一个区域,并且第一区域(例如,顶部区域)可以包含细短纤维。在这样的实施方案中,第一区域中的细短纤维可以具有任何合适的平均直径。在某些实施方案中,第一区域内的细短纤维的平均直径可以为至少1微米,至少1.25微米,至少1.5微米,或至少1.75微米。在某些实施方案中,第一区域内的细短纤维的平均直径可以小于2微米,小于1.75微米,小于1.5微米,或小于1.25微米。上述范围的组合也是可能的(例如,至少1微米且小于2微米)。其他范围也是可能的。
[0074] 在一些实施方案中,预过滤器可以包括第二区域,并且预过滤器的第二区域内的纤维还可以包括平均纤维直径和纤维直径标准偏差中的一种或更多种。通常,单根纤维直径可以通过显微镜例如扫描电子显微镜(SEM)测量,并且关于纤维直径的统计(例如平均纤维直径、中值纤维直径和纤维直径标准偏差)可以通过对测量的纤维直径进行适当的统计技术来确定。根据某些实施方案,预过滤器的第二区域内的纤维的平均直径可以大于或等于1微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于5微米,大于或等于8微米,或者大于或等于10微米。在某些实施方案中,预过滤器的第二区域内的纤维的平均直径可以小于或等于12微米,小于或等于10微米,小于或等于8微米,小于或等于5微米,小于或等于2.5微米,或者小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于12微米,大于或等于2.5微米且小于或等于8微米,或者大于或等于2微米且小于或等于6微米)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,第二区域(例如,底部区域)内的纤维具有比第一区域(例如,顶部区域)内的纤维更小的平均直径。
[0075] 根据其中预过滤器包括至少第二区域的某些实施方案,预过滤器的第二区域内的纤维直径分布可以通过标准偏差来表征。在某些实施方案中,第二区域的纤维直径标准偏差可以大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于3微米,大于或等于3.5微米,大于或等于4微米,大于或等于4.5微米,大于或等于5微米,或者大于或等于4.5微米。根据一些实施方案,第二区域的纤维直径标准偏差可以小于或等于6微米,小于或等于5.5微米,小于或等于5微米,小于或等于4.5微米,小于或等于4微米,小于或等于3.5微米,小于或等于3微米,小于或等于3微米,小于或等于2.5微米,小于或等于2微米,或者小于或等于1.5微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于6微米,大于或等于1.5微米且小于或等于4.5微米)。
[0076] 在一些实施方案中,预过滤器可以包括至少第二区域,并且预过滤器的第二区域中的纤维可以包括在0.4微米至15微米之间变化的直径。
[0077] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括至少两个区域,并且第二区域(例如,底部区域)可以包含粗短纤维。在这样的实施方案中,第二区域中的粗短纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中,第二区域内的粗短纤维的平均直径可以为至少1微米,至少2.5微米,至少4微米,至少6微米,至少8微米,或至少10微米。在一些实施方案中,第二区域内的粗短纤维的平均直径可以小于12微米,小于10微米,小于8微米,小于6微米,小于4微米,或小于2.5微米。上述范围的组合也是可能的(例如,至少1微米且小于12微米,或者至少2.5微米且小于8微米)。其他范围也是可能的。
[0078] 在某些实施方案中,预过滤器可以包括至少两个区域,并且第二区域(例如,底部区域)可以包含细短纤维。在这样的实施方案中,第二区域中的细短纤维可以具有任何合适的平均直径。在某些实施方案中,第二区域(例如,底部区域)内的细短纤维的平均直径可以为至少1微米,至少1.25微米,至少1.5微米,或至少1.75微米。在某些实施方案中,第二区域内的细短纤维的平均直径可以小于2微米,小于1.75微米,小于1.5微米,或小于1.25微米。上述范围的组合也是可能的(例如,至少1微米且小于2微米)。其他范围也是可能的。
[0079] 根据某些实施方案,预过滤器可以包含粘合剂和/或树脂。如本文所用,粘合剂可以在预过滤器制造期间添加到纤维配料中,而树脂在预过滤器制造之后添加到预过滤器结构中。在一些实施方案中,粘合剂可以包括丙烯酸类粘合剂。在一些实施方案中,树脂可以包括树脂、环树脂和/或丙烯酸类树脂。树脂和/或粘合剂可以一起占预过滤器的任何合适重量百分比。根据一些实施方案,树脂和/或粘合剂可以一起占预过滤器的大于或等于0重量%,预过滤器的大于或等于1重量%,预过滤器的大于或等于2重量%,预过滤器的大于或等于5重量%,预过滤器的大于或等于6重量%,预过滤器的大于或等于10重量%,预过滤器的大于或等于15重量%,预过滤器的大于或等于20重量%,或者预过滤器的大于或等于25重量%。在某些实施方案中,树脂和/或粘合剂可以一起占预过滤器的小于或等于30重量%,预过滤器的小于或等于25重量%,预过滤器的小于或等于20重量%,预过滤器的小于或等于15重量%,预过滤器的小于或等于10重量%,预过滤器的小于或等于6重量%,预过滤器的小于或等于5重量%,预过滤器的小于或等于2重量%,或者预过滤器的小于或等于1重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0重量%且小于或等于30重量%,或者大于或等于1重量%且小于或等于6重量%)。应理解,占预过滤器的任何给定重量%的粘合剂和/或树脂可以相对于彼此以任何比例存在(例如,树脂和粘合剂一起占预过滤器的10重量%使得树脂占预过滤器的0重量%并且粘合剂占预过滤器的10重量%;树脂和粘合剂一起占预过滤器的10重量%使得树脂占预过滤器的10重量%并且粘合剂占预过滤器的0重量%;或者树脂和粘合剂一起占预过滤器的10重量%使得树脂占预过滤器的5重量%并且粘合剂占预过滤器的5重量%,等等)。其他范围也是可能的。在某些实施方案中,粘合剂和/或树脂可以增强纤维网的机械特性和/或提供其他性能优点。
[0080] 根据某些实施方案,预过滤器可以包含一种或更多种添加剂。合适的添加剂的非限制性实例包括导电添加剂和/或颗粒。添加剂可以占预过滤器的总重量的任何合适重量百分比。例如,在一些实施方案中,添加剂可以占预过滤器的大于或等于0重量%,预过滤器的大于或等于2.5重量%,预过滤器的大于或等于5重量%,预过滤器的大于或等于7.5重量%,预过滤器的大于或等于10重量%,预过滤器的大于或等于12.5重量%,预过滤器的大于或等于15重量%,或者预过滤器的大于或等于17.5重量%。在某些实施方案中,添加剂可以占预过滤器的小于或等于20重量%,预过滤器的小于或等于17.5重量%,预过滤器的小于或等于15重量%,预过滤器的小于或等于12.5重量%,预过滤器的小于或等于10重量%,预过滤器的小于或等于7.5重量%,预过滤器的小于或等于5重量%,或者预过滤器的小于或等于2.5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,预过滤器的大于或等于0重量%且预过滤器的小于或等于20重量%,或者预过滤器的大于或等于0重量%且预过滤器的小于或等于10重量%)。其他范围也是可能的。
[0081] 预过滤器整体和预过滤器内的任何区域可以具有任何合适的厚度。如本文所提及的,预过滤器整体的厚度使用适当的测厚仪(例如,由Emveco制造的型号200-A电子厚度计(electronic microgauge),在1.5psi下测试)根据TAPPI T411来确定。
[0082] 在某些实施方案中,预过滤器整体的厚度大于或等于0.15mm,大于或等于0.3mm,大于或等于0.4mm,大于或等于0.8mm,大于或等于1.2mm,大于或等于1.6mm,或者大于或等于2mm。在某些实施方案中,预过滤器整体的厚度小于或等于2.4mm,小于或等于2mm,小于或等于1.6mm,小于或等于1.2mm,小于或等于0.8mm,小于或等于0.4mm,或者小于或等于0.3mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.3mm且小于或等于2.4mm,大于或等于0.4mm且小于或等于2mm,或者大于或等于0.4mm且小于或等于1.6mm)。其他范围也是可能的。
[0083] 在一些实施方案中,预过滤器的各个区域(例如,第一区域和第二区域)的厚度可以独立地大于或等于0.15mm,大于或等于0.2mm,大于或等于0.4mm,大于或等于0.6mm,大于或等于0.8mm,或者大于或等于1mm。在一些实施方案中,预过滤器的各个区域(例如,第一区域和第二区域)的厚度小于或等于1.2mm,小于或等于1mm,小于或等于0.8mm,小于或等于0.6mm,小于或等于0.4mm,或者小于或等于0.2mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.15mm且小于或等于1.2mm,大于或等于0.2mm且小于或等于1mm,或者大于或等于
0.2mm且小于或等于0.8mm)。其他范围也是可能的。
[0084] 预过滤器整体和预过滤器内的各个区域的定重可以具有任何合适的值。如本文所确定的,预过滤器整体的定重根据纸浆和造纸工业技术协会(Technical Association of the Pulp and Paper Industry,TAPPI)标准T410来测量。值以克每平方米表示。定重通常可以在精确到0.1克的实验室天平上测量。
[0085] 在一些实施方案中,预过滤器整体的定重可以大于或等于20g/m2,大于或等于50g/m2,大于或等于100g/m2,或者大于或等于150g/m2。在一些实施方案中,预过滤器的定重可以小于或等于200g/m2,小于或等于150g/m2,小于或等于100g/m2,或者小于或等于50g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于20g/m2且小于或等于200g/m2)。其他范围也是可能的。
[0086] 在某些实施方案中,各个区域(例如,第一区域和第二区域)的定重可以独立地大于或等于10g/m2,大于或等于25g/m2,大于或等于50g/m2,或者大于或等于75g/m2。在一些实施方案中,各个区域(例如,第一区域和第二区域)的定重可以独立地小于或等于100g/m2,小于或等于75g/m2,小于或等于50g/m2,或者小于或等于25g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于10g/m2且小于或等于100g/m2)。其他范围也是可能的。
[0087] 在包括具有至少两个区域的预过滤器的实施方案中,预过滤器的一个(例如,第一)区域与预过滤器的另一个(例如,第二)区域的定重的比率可以为任何合适的值。在一些实施方案中,该比率可以大于或等于0.5,大于或等于0.6,大于或等于0.7,大于或等于0.8,大于或等于1,大于或等于1.25,大于或等于1.5,或者大于或等于1.75。在某些实施方案中,该比率可以小于或等于2,小于或等于1.75,小于或等于1.5,小于或等于1.25,小于或等于1,小于或等于0.8,小于或等于0.7,小于或等于0.6,或者小于或等于0.5。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5且小于或等于2,大于或等于0.5且小于或等于1,或者大于或等于1且小于或等于2)。其他范围也是可能的。
[0088] 在某些实施方案中,预过滤器具有一定的透气率。如本文所确定的,渗透率根据TAPPI方法T251测量。过滤介质的渗透率为流动阻力的反函数,并且可以用Frazier渗透率测试仪来测量。Frazier渗透率测试仪在跨越样品的固定压差下测量每单位时间通过单位面积样品的空气体积。渗透率可以以在0.5英寸水位差下的立方英尺每分钟每平方英尺表示。根据一些实施方案,预过滤器的透气率可以大于或等于17cfm,大于或等于20cfm,大于或等于30cfm,大于或等于40cfm,大于或等于50cfm,大于或等于60cfm,或者大于或等于70cfm。在某些实施方案中,预过滤器的透气率可以小于或等于80cfm,小于或等于70cfm,小于或等于50cfm,小于或等于40cfm,小于或等于30cfm,或者小于或等于20cfm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于17cfm且小于或等于80cfm,或者大于或等于20cfm且小于或等于30cfm)。其他范围也是可能的。
[0089] 根据某些实施方案,预过滤器内的孔可以通过统计参数表征,例如最大孔径、最小孔径、平均流量孔径和标准偏差。这些参数可以通过使用由Porous Materials,Inc.制造的毛细管流动孔隙度仪(Capillary Flow Porometer)根据ASTM F316-03标准来确定。根据一些实施方案,预过滤器内的孔的最大孔径可以大于或等于24微米,大于或等于28微米,大于或等于32微米,大于或等于35微米,大于或等于40微米,大于或等于45微米,或者大于或等于50微米。在某些实施方案中,预过滤器内的孔的最大孔径可以小于或等于55微米,小于或等于50微米,小于或等于45微米,小于或等于40微米,小于或等于35微米,小于或等于32微米,或者小于或等于28微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于24微米且小于或等于55微米,或者大于或等于28微米且小于或等于45微米)。其他范围也是可能的。
[0090] 根据一些实施方案,预过滤器内的孔可以具有微米量级的最小孔径。例如,在某些实施方案中,预过滤器的最小孔径可以大于或等于1微米,大于或等于2微米,大于或等于3微米,大于或等于4微米,大于或等于5微米,大于或等于6微米,或者大于或等于7微米。根据某些实施方案,预过滤器内的孔的最小孔径可以小于或等于8微米,小于或等于7微米,小于或等于6微米,小于或等于5微米,小于或等于4微米,小于或等于3微米,或者小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于8微米,或者大于或等于2微米且小于或等于6微米)。其他范围也是可能的。
[0091] 预过滤器可以具有任何合适的平均流量孔径。根据某些实施方案,预过滤器的平均流量孔径可以大于或等于12μm,大于或等于15μm,大于或等于18μm,大于或等于22μm,或者大于或等于25μm。在一些实施方案中,预过滤器的平均流量孔径可以小于或等于28μm,小于或等于25μm,小于或等于22μm,小于或等于18μm,或者小于或等于15μm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于12μm且小于或等于28μm,或者大于或等于15μm且小于或等于24μm)。其他范围也是可能的。
[0092] 在一些实施方案中,预过滤器内的孔的标准偏差可以大于或等于2微米,大于或等于3微米,大于或等于4微米,大于或等于5微米,大于或等于6微米,或者大于或等于7微米。在某些实施方案中,预过滤器内的孔的标准偏差可以小于或等于8微米,小于或等于7微米,小于或等于6微米,小于或等于5微米,小于或等于4微米,或者小于或等于3微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于2微米且小于或等于8微米,或者大于或等于5微米且小于或等于3微米)。其他范围也是可能的。
[0093] 根据某些实施方案,预过滤器可以包括密实度。在一些实施方案中,密实度大于或等于5%,大于或等于7.5%,大于或等于10%,或者大于或等于12.5%。根据某些实施方案,密实度小于或等于15%,小于或等于12.5%,小于或等于10%,或者小于或等于7.5%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于5%且小于或等于15%,或者大于或等于5%且小于或等于12.5%)。其他范围也是可能的。密实度通常是指固体的体积相对于层的总体积的百分比。
[0094] 在一些实施方案中,预过滤器可以包括比表面积。比表面积定义为预过滤器的表面积除以预过滤器的质量。比表面积通过使用标准BET表面积测量技术来测量。BET表面积根据电池协会国际标准(Battery Council International Standard)BCIS-03A“推荐的电池材料规格:控式重组电池(Recommended Battery Materials Specifications Valve Regulated Recombinant Batteries)”第10节测量,第10节为“重组电池隔离件垫的表面积的标准测试方法(Standard Test Method for Surface Area of Recombinant Battery Separator Mat)”。按照该技术,使用BET表面分析仪(例如,Micromeritics Gemini III 2375表面积分析仪)用氮气经由吸附分析来测量BET表面积;在例如3/4”管中样品量为0.5克至0.6克;并使样品在75℃下脱气最少3小时。在某些实施方案中,预过滤器的比表面积可以大于或等于0.2m2/g,大于或等于0.25m2/g,大于或等于0.3m2/g,大于或等于0.35m2/g,大于或等于0.4m2/g,大于或等于0.45m2/g,大于或等于0.5m2/g,大于或等于0.55m2/g,大于或等于0.6m2/g,大于或等于0.65m2/g,大于或等于0.7m2/g,或者大于或等于0.75m2/g。根据一
2 2
些实施方案,预过滤器的比表面积可以小于或等于0.8m/g,小于或等于0.75m /g,小于或等于0.7m2/g,小于或等于0.65m2/g,小于或等于0.6m2/g,小于或等于0.55m2/g,小于或等于
0.5m2/g,小于或等于0.45m2/g,小于或等于0.4m2/g,小于或等于0.35m2/g,小于或等于
0.3m2/g,或者小于或等于0.25m2/g。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.2m2/g
2 2 2
且小于或等于0.8m/g,或者大于或等于0.25m/g且小于或等于0.65m/g)。其他范围也是可能的。
[0095] 在某些实施方案中,过滤介质可以为仅包括本文中描述为预过滤器而不包括任何另外的层的过滤介质。这样的过滤介质可以有利于某些应用,例如空气过滤和/或发动机进气。仅包括所述预过滤器的过滤介质可以具有上述任何的预过滤器物理特性或化学特性。
[0096] 如上所述,过滤介质可以包括作为主过滤器的第二层。图2C示出了包括作为主过滤器并且包括第一层222和第二层224的层220的过滤介质200的非限制性实例。在一些实施方案中,过滤介质可以包括作为主过滤器的层并且主过滤器可以包括至少三个层。图2D示出了包括层210和作为主过滤器的层220的过滤介质200的非限制性实例。在此,主过滤器进一步包括第一层222、第二层224和第三层226。还应理解,在一些实施方案中,主过滤器可以仅包括一个层;在另一些实施方案中,主过滤器可以包括多于三个层,例如四个层、五个层或甚至更多个层。
[0097] 在一些实施方案中,流体(例如,液压流体、空气等)可以在穿过预过滤器之后流过主过滤器,因此,可以有利于主过滤器能够捕获未被预过滤器除去的粉尘颗粒。以下更详细地描述使主过滤器能够以有利的方式发挥作用的某些化学特性和物理特性。
[0098] 在主过滤器内存在多于一个层可以允许这样的主过滤器实现比包括恰好一个层的其他方面相同的主过滤器更高的容尘量。根据某些实施方案,主过滤器内的两个或更多个层可以以有利的方式相对于彼此设置。在一些实施方案中,一个层可以相对于另一个层取向,使得主过滤器整体的结构和特性的变化较小。例如,跨过滤介质的截面的透气率和β效率可以更均匀。在一些实施方案中,具有不同特性的两个或更多个层可以彼此相邻,以便实现梯度结构。
[0099] 本文对主过滤器的特性的提及可以指仅包括一个区域的主过滤器的特性、当主过滤器包括多于一个区域时主过滤器整体的特性、和/或主过滤器内的任何区域的特性。
[0100] 主过滤器可以包含任何合适的纤维。在一些实施方案中,主过滤器可以包含合成纤维和/或含有合成纤维的共混物。合适的合成纤维的非限制性实例包括聚酯,例如聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(萘二甲酸丁二醇酯);聚酰胺,例如尼龙;聚(苯硫醚);聚丙烯酸类;聚烯烃,例如聚乙烯和聚丙烯;聚碳酸酯;热塑性聚氨酯;包含氟原子的聚合物,例如聚(偏二氟乙烯)(PVDF)和聚(四氟乙烯)(PTFE);聚(乙烯醇)(PVA);聚苯乙烯;和再生纤维素(例如,人造丝)。在一些实施方案中,合成纤维可以为熔喷的(例如,熔喷聚酯纤维、熔喷尼龙纤维和熔喷聚(苯硫醚)纤维)。在某些实施方案中,合成纤维可以为其他类型的非湿法成网纤维(例如,通过非湿法成网工艺(例如熔喷、熔融纺丝、离心纺丝、熔融静电纺丝溶剂静电纺丝、纺粘或气流成网工艺)形成的纤维)。
[0101] 在某些实施方案中,相对于主过滤器中的纤维的总重量,主过滤器可以包含高百分比的合成纤维。例如,在一些实施方案中,主过滤器可以包含大于或等于50重量%的合成纤维,大于或等于75重量%的合成纤维,大于或等于90重量%的合成纤维,大于或等于95重量%的合成纤维,或者大于或等于99重量%的合成纤维。根据某些实施方案,主过滤器可以包含小于或等于100重量%的合成纤维,小于或等于99重量%的合成纤维,小于或等于95重量%的合成纤维,小于或等于90重量%的合成纤维,或者小于或等于75重量%的合成纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50重量%的合成纤维且小于或等于100重量%的合成纤维)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,主过滤器可以包含合成纤维作为基本上全部。
[0102] 应理解,在某些实施方案中,主过滤器可以不包含合成纤维作为大部分(即,相对于主过滤器中的纤维的总重量,预过滤器包含小于50重量%的合成纤维);并且,在某些实施方案中,主过滤器可以根本不包含任何合成纤维。
[0103] 在一些实施方案中,主过滤器可以包含非合成纤维。例如,在一些实施方案中,主过滤器可以包含玻璃纤维和/或纤维素纤维。
[0104] 根据一些实施方案,相对于主过滤器中的纤维的总重量,主过滤器可以包含相对低的重量百分比的非合成纤维。在一些实施方案中,主过滤器可以包含小于或等于50重量%,小于或等于40重量%,小于或等于30重量%,小于或等于25重量%,小于或等于10重量%,或者小于或等于5重量%的重量百分比的非合成纤维。在某些实施方案中,主过滤器可以包含大于或等于1重量%,大于或等于5重量%,大于或等于10重量%,大于或等于25重量%,大于或等于30重量%,大于或等于40重量%,大于或等于50重量%的重量百分比的非合成纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1重量%且小于或等于50重量%,大于或等于5重量%且小于或等于25重量%,或者大于或等于1重量%且小于或等于5重量%)。其他范围也是可能的。
[0105] 主过滤器内的纤维可以具有任何合适的直径。通常,对于预过滤器,主过滤器内的单根纤维直径可以通过显微镜例如扫描电子显微镜(SEM)测量,并且关于纤维直径的统计(例如平均纤维直径、中值纤维直径和纤维直径标准偏差)可以通过对测量的纤维直径进行适当的统计技术来确定。在某些实施方案中,主过滤器内的纤维的平均直径可以大于或等于0.5微米,大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于3微米,大于或等于3.5微米,大于或等于4微米,大于或等于4.5微米,大于或等于5微米,或者大于或等于5.5微米。根据一些实施方案,主过滤器内的纤维的平均直径可以小于或等于6微米,小于或等于5.5微米,小于或等于5微米,小于或等于4.5微米,小于或等于4微米,小于或等于3.5微米,小于或等于3微米,小于或等于2.5微米,小于或等于2微米,小于或等于1.5微米,或者小于或等于1微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5微米且小于或等于6微米,或者大于或等于1微米且小于或等于5微米)。其他范围也是可能的。
[0106] 对于主过滤器包括多于一个层的实施方案,主过滤器的第一层和第二层的平均纤维直径可以各自独立地大于或等于1微米,大于或等于2微米,大于或等于3微米,或者大于或等于4微米。在某些这样的实施方案中,主过滤器的第一层和/或第二层的平均纤维直径可以各自独立地小于或等于5微米,小于或等于4微米,小于或等于3微米,或者小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于5微米)。其他范围也是可能的。
[0107] 根据其中主过滤器包括至少第三层的一些实施方案,主过滤器的第三层的平均纤维直径可以大于或等于0.6微米,大于或等于1微米,大于或等于2微米,或者大于或等于3微米。根据某些实施方案,主过滤器的第三层的平均纤维直径可以小于或等于4微米,小于或等于3微米,小于或等于2微米,或者小于或等于1微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.6微米且小于或等于4微米)。其他范围也是可能的。
[0108] 在某些实施方案中,主过滤器内的纤维还可以具有中值直径。根据某些实施方案,主过滤器内的纤维的中值直径大于或等于0.5微米,大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于3微米,大于或等于3.5微米,大于或等于4微米,大于或等于4.5微米,大于或等于5微米,或者大于或等于5.5微米。根据一些实施方案,主过滤器内的纤维的中值直径小于或等于6微米,小于或等于5.5微米,小于或等于5微米,小于或等于4.5微米,小于或等于4微米,小于或等于3.5微米,小于或等于3微米,小于或等于2.5微米,小于或等于2微米,小于或等于1.5微米,或者小于或等于1微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5微米且小于或等于6微米,或者大于或等于1微米且小于或等于5微米)。其他范围也是可能的。
[0109] 根据一些实施方案,主过滤器内的纤维可以不都具有相同的直径。标准偏差可以用于表征单根纤维直径相对于平均纤维直径的变化。在一些实施方案中,主过滤器内的纤维的标准偏差可以大于或等于0微米,大于或等于0.5微米,大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于3微米,大于或等于3.5微米,大于或等于4微米,或者大于或等于4.5微米。根据某些实施方案,主过滤器内的纤维的标准偏差可以小于或等于5微米,小于或等于小于或等于4.5微米,小于或等于4微米,小于或等于3.5微米,小于或等于3微米,小于或等于2.5微米,小于或等于2微米,小于或等于1.5微米,小于或等于1微米,或者小于或等于0.5微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0微米且小于或等于5微米,或者大于或等于1微米且小于或等于3微米)。其他范围也是可能的。
[0110] 根据一些实施方案,主过滤器可以浸渍有一种或更多种树脂。合适的树脂的非限制性实例包括酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂。树脂可以占主过滤器的总重量的任何合适的重量百分比。例如,在一些实施方案中,主过滤器以大于或等于0重量%,大于或等于5重量%,大于或等于10重量%,大于或等于15重量%,大于或等于20重量%,大于或等于25重量%,大于或等于30重量%,或者大于或等于35重量%的量包含树脂。在某些实施方案中,主过滤器以小于或等于40重量%,小于或等于35重量%,小于或等于30重量%,小于或等于25重量%,小于或等于20重量%,小于或等于15重量%,小于或等于10重量%,或者小于或等于5重量%的量包含树脂。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0重量%且小于或等于40重量%,大于或等于5重量%且小于或等于40重量%,或者大于或等于5重量%且小于或等于30重量%)。其他范围也是可能的。
[0111] 在某些实施方案中,主过滤器可以包含一种或更多种添加剂。例如,在一些实施方案中,主过滤器可以包含一种或更多种颗粒和/或导电添加剂。这些添加剂可以以相对于主过滤器的总重量的任何合适的量存在于主过滤器中。根据某些实施方案,添加剂可以以大于或等于0重量%,大于或等于2重量%,大于或等于5重量%,大于或等于10重量%,大于或等于15重量%,大于或等于20重量%,大于或等于25重量%,大于或等于30重量%,或者大于或等于35重量%的量存在于主过滤器中。在一些实施方案中,添加剂可以以小于或等于40重量%,小于或等于35重量%,小于或等于30重量%,小于或等于25重量%,小于或等于
20重量%,小于或等于15重量%,小于或等于10重量%,小于或等于5重量%,或者小于或等于2重量%的量存在于主过滤器中。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0重量%且小于或等于40重量%,或者大于或等于2重量%且小于或等于20重量%)。其他范围也是可能的。
[0112] 主过滤器具有合适的厚度值。主过滤器的如本文所提及的厚度使用适当的测厚仪(例如,由Emveco制造的型号200-A电子厚度计,在1.5psi下测试)根据TAPPI T411来确定。
[0113] 例如,在一些实施方案中,主过滤器的厚度可以大于或等于0.05mm,大于或等于0.1mm,大于或等于0.25mm,大于或等于0.5mm,大于或等于0.75mm,大于或等于1mm,大于或等于1.25mm,大于或等于1.5mm,或者大于或等于1.75mm。根据某些实施方案,主过滤器的厚度可以小于或等于2mm,小于或等于1.75mm,小于或等于1.5mm,小于或等于1.25mm,小于或等于1mm,小于或等于0.75mm,小于或等于0.5mm,小于或等于0.25mm,或者小于或等于
0.1mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.05mm且小于或等于2mm,大于或等于0.05mm且小于或等于1mm,或者大于或等于0.1mm且小于或等于1mm)。其他范围也是可能的。
[0114] 如上所述,在某些实施方案中,主过滤器可以具有多于一个层(例如,主过滤器可以具有两个层、三个层或更多个层)。对于那些实施方案,主过滤器内的各个层可以独立地具有以上关于主过滤器的厚度描述的任何厚度;或者,主过滤器内的各个层的厚度可以大于或等于0.03mm,大于或等于0.15mm,大于或等于0.2mm,大于或等于0.3mm,大于或等于0.35mm,大于或等于0.4mm,或者大于或等于0.45mm。在主过滤器具有多于一个层的一些实施方案中,主过滤器内的各个层的厚度可以独立地小于或等于0.45mm,小于或等于0.4mm,小于或等于0.35mm,小于或等于0.3mm,小于或等于0.2mm,或者小于或等于0.05mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.15mm且小于或等于0.45mm)。其他范围也是可能的。
[0115] 主过滤器的定重可以具有任何合适的值。如本文所确定的,主过滤器的定重根据纸浆和造纸工业技术协会(TAPPI)标准T410来测量。值以克每平方米表示。定重通常可以在精确到0.1克的实验室天平上测量。在一些实施方案中,主过滤器的定重大于或等于2g/m2,大于或等于5g/m2,大于或等于10g/m2,大于或等于20g/m2,大于或等于30g/m2,大于或等于40g/m2,大于或等于50g/m2,大于或等于55g/m2,或者大于或等于60g/m2。根据某些实施方
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案,主过滤器的定重小于或等于70g/m ,小于或等于60g/m ,小于或等于55g/m ,小于或等于
50g/m2,小于或等于40g/m2,小于或等于30g/m2,小于或等于20g/m2,小于或等于10g/m2,或者小于或等于5g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于2g/m2且小于或等于70g/m2,大于或等于5g/m2且小于或等于55g/m2,或者大于或等于10g/m2且小于或等于70g/m2)。其他范围也是可能的。
[0116] 如上所述,在某些实施方案中,主过滤器可以具有多于一个层(例如,主过滤器可以具有两个层、三个层或更多个层)。对于那些实施方案,主过滤器内的各个层可以独立地具有上述任何定重;或者,主过滤器内的各个层的定重可以大于或等于1g/m2,大于或等于4g/m2,大于或等于15g/m2,大于或等于25g/m2,大于或等于35g/m2,或者大于或等于45g/m2。
在主过滤器具有多于一个层的一些实施方案中,主过滤器内的各个层的定重可以独立地小
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于或等于45g/m ,小于或等于35g/m,小于或等于25g/m ,或者小于或等于15g/m。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1g/m2且小于或等于45g/m2,或者大于或等于4g/m2且小于或等于40g/m2)。其他范围也是可能的。
[0117] 在主过滤器包括至少两个层的实施方案中,一个层的定重与另一个层的定重之比可以为任何合适的值。例如,在某些实施方案中,一个层的定重与另一个层的定重之比可以大于或等于1,大于或等于1.2,大于或等于1.4,大于或等于1.6,大于或等于1.8,大于或等于2,大于或等于2.2,大于或等于2.4,大于或等于2.6,或者大于或等于2.8。根据一些实施方案,一个层的定重与另一个层的定重之比可以小于或等于3,小于或等于2.8,小于或等于2.6,小于或等于2.4,小于或等于2.2,小于或等于2,小于或等于1.8,小于或等于1.6,小于或等于1.4,或者小于或等于1.2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1且小于或等于3)。其他范围也是可能的。
[0118] 根据某些实施方案,主过滤器的透气率可以大于或等于10cfm,大于或等于20cfm,大于或等于50cfm,大于或等于75cfm,大于或等于100cfm,大于或等于150cfm,大于或等于200cfm,大于或等于250cfm,大于或等于300cfm,大于或等于350cfm,大于或等于400cfm,或者大于或等于450cfm。根据一些实施方案,主过滤器的透气率可以小于或等于500cfm,小于或等于450cfm,小于或等于400cfm,小于或等于350cfm,小于或等于300cfm,小于或等于
250cfm,小于或等于200cfm,小于或等于150cfm,小于或等于100cfm,小于或等于75cfm,小于或等于50cfm,或者小于或等于20cfm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于
10cfm且小于或等于500cfm,大于或等于20cfm且小于或等于250cfm,大于或等于20cfm且小于或等于200cfm,或者大于或等于35cfm且小于或等于40cfm)。其他范围也是可能的。如本文所确定的,渗透率根据TAPPI方法T251测量。过滤介质的渗透率为流动阻力的反函数,并且可以用Frazier渗透率测试仪来测量。Frazier渗透率测试仪在跨越样品的固定压差下测量每单位时间通过单位面积样品的空气体积。渗透率可以以在0.5英寸水位差下的立方英尺每分钟每平方英尺表示。
[0119] 如上所述,在某些实施方案中,主过滤器可以具有多于一个层。对于那些实施方案,主过滤器内的各个层可以独立地具有以上关于主过滤器描述的任何透气率。其他范围也是可能的。
[0120] 某些主过滤器可以包括具有不同阻力的层。这些差异可以通过层之间的归一化阻力比来量化;第一层与第二层的归一化阻力比为例如第一层的归一化阻力除以第二层的归一化阻力之比,其中层的归一化阻力为层的阻力除以层的定重。对于主过滤器包括至少两个层的实施方案,一个层与另一个层的归一化阻力比可以为任何合适的值。例如,在一些实施方案中,一个层与另一个层的归一化阻力大于或等于0.1,大于或等于0.2,大于或等于0.4,大于或等于0.6,或者大于或等于0.7。根据某些实施方案,一个层与另一个层的归一化阻力小于或等于0.8,小于或等于0.7,小于或等于0.6,小于或等于0.4,或者小于或等于
0.2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.2且小于或等于0.8)。其他范围也是可能的。
[0121] 根据某些实施方案,主过滤器可以包括平均流量孔径。如本文所用,平均流量孔径是指通过使用由Porous Materials,Inc.制造的毛细管流动孔隙度仪根据ASTM F316-03标准测量的平均流量孔径。在一些实施方案中,主过滤器的平均流量孔径可以大于或等于2微米,大于或等于4微米,大于或等于5微米,大于或等于10微米,大于或等于15微米,或者大于或等于20微米。根据某些实施方案,主过滤器的平均流量孔径可以小于或等于25微米,小于或等于20微米,小于或等于15微米,小于或等于10微米,小于或等于5微米,或者小于或等于4微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于2微米且小于或等于30微米,大于或等于4微米且小于或等于25微米,或者大于或等于4微米且小于或等于25微米)。其他范围也是可能的。
[0122] 如上所述,在某些实施方案中,主过滤器可以具有多于一个层。对于那些实施方案,主过滤器内的各个层可以独立地具有上述任何平均流量孔径,或者可以具有大于或等于25微米,大于或等于30微米,或者大于或等于35微米的平均流量孔径。在主过滤器具有多于一个层的一些实施方案中,主过滤器内的各个层的平均流量孔径可以独立地小于或等于40微米,小于或等于35微米,或者小于或等于30微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于10微米且小于或等于30微米,或者大于或等于10微米且小于或等于40微米)。其他范围也是可能的。
[0123] 主过滤器内的孔还可以通过一个或更多个另外的参数表征,例如最大孔径、最小孔径和孔径标准偏差。这些参数可以通过使用由Porous Materials,Inc.制造的毛细管流动孔隙度仪根据ASTM F316-03标准来确定。在某些实施方案中,主过滤器的最大孔径可以大于或等于15微米,大于或等于20微米,大于或等于25微米,大于或等于30微米,大于或等于35微米,大于或等于40微米,大于或等于45微米,大于或等于50微米,或者大于或等于55微米。根据一些实施方案,主过滤器的最大孔径可以小于或等于60微米,小于或等于55微米,小于或等于50微米,小于或等于45微米,小于或等于40微米,小于或等于35微米,小于或等于30微米,小于或等于25微米,或者小于或等于20微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于15微米且小于或等于60微米,或者大于或等于20微米且小于或等于55微米)。其他范围也是可能的。
[0124] 根据某些实施方案,主过滤器的最小孔径可以大于或等于0.5微米,大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于5微米,大于或等于7.5微米,大于或等于10微米,大于或等于12.5微米,或者大于或等于15微米,大于或等于17微米。根据一些实施方案,主过滤器的最小孔径可以小于或等于20微米,小于或等于17微米,小于或等于15微米,小于或等于12.5微米,小于或等于10微米,小于或等于7.5微米,小于或等于5微米,小于或等于2微米,小于或等于1.5微米,或者小于或等于1微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5微米且小于或等于20微米,或者大于或等于1.5微米且小于或等于
17微米)。其他范围也是可能的。
[0125] 根据某些实施方案,主过滤器的孔径标准偏差可以大于或等于0.5微米,大于或等于1微米,大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于3微米,大于或等于3.5微米,大于或等于4微米,大于或等于4.5微米,大于或等于5微米,或者大于或等于5.5微米。在一些实施方案中,主过滤器的孔径标准偏差可以小于或等于6微米,小于或等于5.5微米,小于或等于5微米,小于或等于4.5微米,小于或等于4微米,小于或等于3.5微米,小于或等于3微米,小于或等于2.5微米,小于或等于2微米,小于或等于1.5微米,或者小于或等于1微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.5微米且小于或等于6微米,或者大于或等于1微米且小于或等于5微米)。其他范围也是可能的。
[0126] 主过滤器的密实度可以为任何合适的值。在一些实施方案中,主过滤器可以包括大于或等于3%,大于或等于5%,大于或等于7%,大于或等于9%,大于或等于11%,或者大于或等于13%的密实度。根据某些实施方案,主过滤器可以包括小于或等于15%,小于或等于13%,小于或等于11%,小于或等于10%,小于或等于9%,小于或等于7%,或者小于或等于5%的密实度。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于3%且小于或等于15%)。其他范围也是可能的。
[0127] 根据某些实施方案,主过滤器的比表面积可以大于或等于0.01m2/g,大于或等于0.05m2/g,大于或等于0.1m2/g,大于或等于0.5m2/g,大于或等于1m2/g,大于或等于1.5m2/g,
2 2 2 2
大于或等于2m/g,大于或等于2.5m /g,大于或等于3m /g,大于或等于3.5m/g,大于或等于
4m2/g,或者大于或等于4.5m2/g。根据某些实施方案,主过滤器的比表面积可以小于或等于
5m2/g,小于或等于4.5m2/g,小于或等于4m2/g,小于或等于3.5m2/g,小于或等于3m2/g,小于或等于2.5m2/g,小于或等于2m2/g,小于或等于1.5m2/g,小于或等于1m2/g,小于或等于
0.5m2/g,小于或等于0.1m2/g,或者小于或等于0.05m2/g。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.01m2/g且小于或等于5m2/g,或者大于或等于0.1m2/g且小于或等于2.5m2/g)。其他范围也是可能的。比表面积定义为主过滤器的表面积除以主过滤器的质量。比表面积通过使用标准BET表面积测量技术来测量。BET表面积根据电池协会国际标准BCIS-03A“推荐的电池材料规格:阀控式重组电池(Recommended  Battery  Materials 
Specifications Valve Regulated Recombinant Batteries)”第10节测量,第10节为“重组电池隔离件垫的表面积的标准测试方法(Standard Test Method for Surface Area of Recombinant Battery Separator Mat)”。按照该技术,使用BET表面分析仪(例如,Micromeritics Gemini III 2375表面积分析仪)用氮气经由吸附分析来测量BET表面积;
在例如3/4”管中样品量为0.5克至0.6克;并使样品在75℃下脱气最少3小时。
[0128] 如上所述,在某些实施方案中,主过滤器可以具有多于一个层(例如,主过滤器可以具有两个层、三个层或更多个层)。对于那些实施方案,主过滤器内的各个层可以独立地具有上述任何比表面积,或者可以具有0.5m2/g至1.2m2/g,或0.2m2/g至0.6m2/g的比表面积。其他范围也是可能的。
[0129] 如上所述,某些制品涉及包括一个或更多个层的过滤介质。一个或更多个层可以包括预过滤器和/或主过滤器,其结构和特性也已经在以上描述。在某些实施方案中,可以期望过滤介质整体具有某些特性。以下将更详细地描述过滤介质整体的特性和过滤介质的不同组成部分的特性之间的关系。
[0130] 在某些实施方案中,相对于过滤介质中的纤维的总重量,过滤介质(即,包括过滤介质的所有层的整个过滤介质)可以包含高百分比的合成纤维。例如,在一些实施方案中,过滤介质可以包含大于或等于50重量%的合成纤维,大于或等于75重量%的合成纤维,大于或等于90重量%的合成纤维,大于或等于95重量%的合成纤维,或者大于或等于99重量%的合成纤维。根据某些实施方案,过滤介质可以包含小于或等于100重量%的合成纤维,小于或等于99重量%的合成纤维,小于或等于95重量%的合成纤维,小于或等于90重量%的合成纤维,或者小于或等于75重量%的合成纤维。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50重量%的合成纤维且小于或等于100重量%的合成纤维)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,过滤介质可以包含合成纤维作为基本上全部。
[0131] 在某些实施方案中,预过滤器的平均纤维直径可以与主过滤器的平均纤维直径具有限定的关系。例如,在一些实施方案中,预过滤器的平均纤维直径与主过滤器的平均纤维直径之比可以大于或等于0.2,大于或等于0.5,大于或等于1,大于或等于1.5,大于或等于2,大于或等于2.5,大于或等于3,大于或等于3.5,大于或等于4,或者大于或等于4.5。在一些实施方案中,预过滤器的平均纤维直径与主过滤器的平均纤维直径之比可以小于或等于
5,小于或等于4.5,小于或等于4,小于或等于3.5,小于或等于3,小于或等于2.5,小于或等于2,小于或等于1.5,小于或等于1,或者小于或等于0.5。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.2且小于或等于5)。其他范围也是可能的。
[0132] 过滤介质可以具有任何合适的厚度。过滤介质的如本文所提及的厚度使用适当的测厚仪(例如,由Emveco制造的型号200-A电子厚度计,在1.5psi下测试)根据TAPPI T411来确定。在一些实施方案中,过滤介质的厚度可以大于或等于0.05mm,大于或等于0.1mm,大于或等于0.25mm,大于或等于0.5mm,大于或等于0.75mm,大于或等于1mm,大于或等于1.25mm,大于或等于1.5mm,大于或等于1.75mm,大于或等于2mm,大于或等于2.25mm,大于或等于2.5mm,大于或等于2.75mm,大于或等于3mm,大于或等于3.25mm,大于或等于3.5mm,大于或等于3.75mm,大于或等于4mm,或者大于或等于4.25mm。在一些实施方案中,过滤介质的厚度可以小于或等于4.4mm,小于或等于4.25mm,小于或等于4mm,小于或等于3.75mm,小于或等于3.5mm,小于或等于3.25mm,小于或等于3mm,小于或等于2.75mm,小于或等于2.5mm,小于或等于2mm,小于或等于1.75mm,小于或等于1.5mm,小于或等于1.25mm,小于或等于1mm,小于或等于0.75mm,小于或等于0.5mm,小于或等于0.25mm,或者小于或等于0.1mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于0.05mm且小于或等于2mm,大于或等于0.1mm且小于或等于1.5mm,或者大于或等于0.5mm且小于或等于4.4mm)。其他范围也是可能的。
[0133] 在某些实施方案中,预过滤器的厚度可以与主过滤器的厚度相似。在某些实施方案中,预过滤器可以具有比主过滤器更大的厚度。在一些实施方案中,预过滤器的厚度与主过滤器的厚度之比大于或等于1,大于或等于1.5,大于或等于2,大于或等于2.5,大于或等于3,大于或等于3.5,大于或等于4,或者大于或等于4.5。在一些实施方案中,预过滤器的厚度与主过滤器的厚度之比小于或等于5,小于或等于4.5,小于或等于4,小于或等于3.5,小于或等于3,小于或等于2.5,小于或等于2,或者小于或等于1.5。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1且小于或等于5)。其他范围也是可能的。
[0134] 上述结构特性可以使过滤介质能够包括相对高的容尘量。如本文提及的容尘量在由FTI制造的多通过滤测试台(Multipass Filter Test Stand)上根据ISO 16889程序(通过测试平片样品修正)基于多通过滤测试来测试。该测试在10mg/升的上游重量粉尘水平下使用由PTI,Inc.制造的ISO A3中型测试粉尘。测试流体是由Mobil制造的航空液压流体AERO HFA MIL H-5606A。该测试以0.25米/分钟的面速度运行,直至获得高于基线过滤器压降200kPa的终压力。
[0135] 在某些实施方案中,过滤介质的容尘量可以大于或等于40g/m2,大于或等于50g/m2,大于或等于75g/m2,大于或等于100g/m2,大于或等于150g/m2,大于或等于200g/m2,或者大于或等于250g/m2。在某些实施方案中,过滤介质的容尘量可以小于或等于300g/m2,小于或等于250g/m2,小于或等于200g/m2,小于或等于150g/m2,小于或等于100g/m2,小于或等于75g/m2,或者小于或等于50g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于40g/m2且小
2 2 2
于或等于300g/m,或者大于或等于50g/m且小于或等于200g/m)。其他范围也是可能的。
[0136] 如上所述,具有本文所述的非线性密度变化的预过滤介质可以有利地截留大量的粉尘颗粒,这可以增强主过滤器性能和寿命。根据一些实施方案,上述结构特性可以使过滤介质能够使总粉尘的截留在预过滤器内的高百分比定位。在某些实施方案中,总粉尘的被预过滤器截留的百分比大于或等于50%,大于或等于55%,大于或等于60%,大于或等于65%,大于或等于70%,大于或等于75%,大于或等于80%,大于或等于85%,大于或等于
90%,或者大于或等于95%。在某些实施方案中,总粉尘的被预过滤器截留的百分比可以小于或等于100%,小于或等于95%,小于或等于90%,小于或等于85%,小于或等于80%,小于或等于75%,小于或等于70%,小于或等于65%,小于或等于60%,或者小于或等于55%。
上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于50%且小于或等于100%,或者大于或等于
60%且小于或等于90%)。其他范围也是可能的。
[0137] 效率可以以β值(或β比)来表示,其中β(x)=y为上游计数(C0)与下游计数(C)之比,并且其中x为将实现C0与C的实际比等于y的最小颗粒尺寸。介质的渗透分数为1除以β(x)值(y),并且效率分数为1-渗透分数。因此,介质的效率为效率分数的100倍,并且100*(1-1/beta(x))=效率百分比。例如,对于x微米或更大的颗粒,具有β(x)=200的过滤介质的效率为[1-(1/200)]*100或99.5%。本文所述的过滤介质可以具有宽范围的β值,例如β(x)=y,其中x可以为例如1、3、5、7、10、12、15、20、25、30、50、70或100,并且其中y可以为例如至少2、至少10、至少75、至少100、至少200或至少1000。应理解,x和y的其他值也是可能的;例如,在一些情况下,y可以大于1000。还应理解,对于x的任何值,y可以为表示C0与C的实际比的任何数字(例如,10.2、12.4)。同样,对于y的任何值,x可以为表示将实现C0与C的实际比等于y的最小颗粒尺寸的任何数字。
[0138] 介质或介质的层的效率也可以称为对于某一β效率(例如,β200)具有特定微米额定值x,这意味着该介质或层具有对于截留x微米或更大的颗粒的所述效率(例如,β200=99.5%的效率)。通常,较低的微米额定值意味着介质或层与具有相对较大微米额定值的介质或层相比能够截留更小的颗粒或更“有效率”。除非另有说明,否则本文所述的微米额定值是针对β200效率确定的(即,基于以上所述的多通过滤测试,在200kPa的终压力下的平均微米尺寸)。
[0139] 例如,在一些实施方案中,过滤介质的β200可以大于或等于1微米,大于或等于2微米,大于或等于3微米,大于或等于5微米,大于或等于10微米,大于或等于15微米,大于或等于20微米,大于或等于25微米,大于或等于30微米,大于或等于35微米,大于或等于40微米,大于或等于45微米,大于或等于50微米,或者大于或等于55微米。在一些实施方案中,过滤介质的β200可以小于或等于60微米,小于或等于50微米,小于或等于45微米,小于或等于40微米,小于或等于35微米,小于或等于30微米,小于或等于25微米,小于或等于20微米,小于或等于15微米,小于或等于10微米,小于或等于5微米,小于或等于3微米,或者小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于60微米,或者大于或等于3微米且小于或等于30微米)。其他范围也是可能的。β200可以使用上述多通过滤测试来确定。
[0140] 过滤介质的定重可以具有任何合适的值。如本文所确定的,过滤介质的定重根据纸浆和造纸工业技术协会(TAPPI)标准T410来测量。值以克每平方米表示。在某些实施方案2 2 2
中,过滤介质的定重可以大于或等于20g/m ,大于或等于25g/m,大于或等于50g/m ,大于或等于100g/m2,大于或等于150g/m2,大于或等于200g/m2,或者大于或等于250g/m2。根据一些实施方案,过滤介质的定重可以小于或等于300g/m2,小于或等于250g/m2,小于或等于200g/m2,小于或等于150g/m2,小于或等于100g/m2,小于或等于50g/m2,或者小于或等于25g/m2。上
2 2
述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于20g/m且小于或等于300g/m ,或者大于或等于
25g/m2且小于或等于200g/m2)。其他范围也是可能的。
[0141] 根据一些实施方案,过滤介质可以具有特别有利的透气率。如本文所确定的,渗透率根据TAPPI方法T251测量。过滤介质的渗透率为流动阻力的反函数,并且可以用Frazier渗透率测试仪来测量。Frazier渗透率测试仪在跨越样品的固定压差下测量每单位时间通过单位面积样品的空气体积。渗透率可以以在0.5英寸的水位差下立方英尺每分钟每平方英尺表示。在某些实施方案中,过滤介质的透气率可以大于或等于10cfm,大于或等于15cfm,大于或等于25cfm,大于或等于50cfm,大于或等于75cfm,大于或等于100cfm,大于或等于150cfm,大于或等于200cfm,或者大于或等于250cfm。在一些实施方案中,过滤介质的透气率可以小于或等于300cfm,小于或等于250cfm,小于或等于200cfm,小于或等于
150cfm,小于或等于100cfm,小于或等于75cfm,小于或等于50cfm,小于或等于25cfm,或者小于或等于15cfm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于10cfm且小于或等于
300cfm,或者大于或等于15cfm且小于或等于250cfm)。其他范围也是可能的。
[0142] 在一些实施方案中,过滤介质可以包括平均流量孔径。在某些实施方案中,过滤介质的平均流量孔径大于或等于2微米,大于或等于3微米,大于或等于5微米,大于或等于10微米,大于或等于15微米,大于或等于20微米,大于或等于25微米,大于或等于30微米,大于或等于35微米,大于或等于40微米,大于或等于45微米,大于或等于50微米,或者大于或等于55微米。在某些实施方案中,过滤介质的平均流量孔径小于或等于60微米,小于或等于55微米,小于或等于50微米,小于或等于45微米,小于或等于40微米,小于或等于35微米,小于或等于30微米,小于或等于25微米,小于或等于20微米,小于或等于15微米,小于或等于10微米,小于或等于5微米,或者小于或等于3微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于2微米且小于或等于60微米,或者大于或等于3微米且小于或等于45微米)。其他范围也是可能的。如本文所用,平均流量孔径是指通过使用由Porous Materials,Inc.制造的毛细管流动孔隙度仪根据ASTM F316-03标准测量的平均流量孔径。
[0143] 过滤介质内的孔可以包括任何合适的尺寸和任何合适的尺寸分布。这些参数可以通过使用由Porous Materials,Inc.制造的毛细管流动孔隙度仪根据ASTM F316-03标准来确定。在一些实施方案中,过滤介质的最大孔径可以大于或等于15微米,大于或等于20微米,大于或等于25微米,大于或等于30微米,大于或等于35微米,大于或等于40微米,大于或等于45微米,大于或等于50微米,或者大于或等于55微米。在一些实施方案中,过滤介质的最大孔径可以小于或等于60微米,小于或等于55微米,小于或等于50微米,小于或等于45微米,小于或等于40微米,小于或等于35微米,小于或等于30微米,小于或等于25微米,或者小于或等于20微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于15微米且小于或等于60微米,或者大于或等于15微米且小于或等于40微米)。其他范围也是可能的。
[0144] 在某些实施方案中,过滤介质的最小孔径可以大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于4微米,大于或等于6微米,或者大于或等于8微米。在一些实施方案中,过滤介质的最小孔径可以小于或等于10微米,小于或等于8微米,小于或等于6微米,小于或等于4微米,或者小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1.5微米且小于或等于10微米,大于或等于2微米且小于或等于8微米)。其他范围也是可能的。
[0145] 在某些实施方案中,过滤介质内的孔的标准偏差可以大于或等于1微米,大于或等于2微米,大于或等于4微米,大于或等于6微米,或者大于或等于8微米。在某些实施方案中,过滤介质内的孔的标准偏差可以小于或等于10微米,小于或等于8微米,小于或等于6微米,小于或等于4微米,或者小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于1微米且小于或等于10微米,或者大于或等于2微米且小于或等于8微米)。其他范围也是可能的。
[0146] 过滤介质可以使用基于已知技术的工艺来生产。在一些情况下,过滤介质使用湿法成网工艺或非湿法成网工艺来生产。在一些实施方案中,一个层(例如,预过滤器)可以通过湿法成网工艺来生产,第二层(例如,主过滤器)可以通过非湿法成网工艺来生产。通常,湿法成网工艺包括将纤维混合在一起;例如,可以将不同类型的纤维混合在一起以产生浆料。在一些情况下,浆料为基于水性的浆料。在一些实施方案中,在混合在一起之前,不同类型的纤维通过碎浆机和/或储存罐进行处理。
[0147] 应理解,可以使用任何合适的方法来产生纤维浆料。在一些情况下,向浆料中添加另外的添加剂以便于进行处理。也可以将温度调节到合适的范围,例如33°F至100°F(例如,50°F至85°F)。在一些实施方案中,保持浆料的温度。在一些情况下,不主动调节温度。
[0148] 在一些实施方案中,湿法成网工艺使用与常规造纸工艺相似的设备,包括水力碎浆机、成形机或流浆箱、干燥机和任选的转换器。例如,可以在一个或更多个碎浆机中制备浆料。在将浆料在碎浆机中适当地混合之后,可以将浆料送至流浆箱中,在流浆箱中浆料可以或可以不与其他浆料组合,或者可以添加或可以不添加添加剂。还可以用另外的水稀释浆料使得纤维的最终浓度在合适的范围内,例如,约0.1重量%至0.5重量%。
[0149] 在一些情况下,可以根据需要调节纤维浆料的pH。例如,纤维浆料的pH可以为约3至约9,或约6至约7。
[0150] 在将浆料送至流浆箱之前,可以使浆料通过离心净浆器以除去未纤维化的组分。浆料可以或可以不通过另外的设备例如精制机或疏解机(deflaker)以进一步提高纤维的分散。然后可以使用任何合适的机器(例如,长网造纸机、回转成形造纸机、圆网造纸机或斜网长网造纸机)以适当的速率将纤维收集在筛或网上。
[0151] 在一些实施方案中,所述工艺包括将粘合剂(和/或其他组分)引入预先形成的纤维层中。在一些实施方案中,在使纤维层沿着合适的筛或网通过时,使用合适的技术将粘合剂中包含的不同组分(可以为单独的乳液形式)添加到纤维层中。在一些情况下,在与其他组分和/或纤维层组合之前将粘合剂树脂的各组分混合成乳液。在一些实施方案中,可以使用例如重力和/或真空将粘合剂中包含的组分拉动通过纤维层。在一些实施方案中,可以用软化水稀释粘合剂树脂中包含的一种或更多种组分并泵送至纤维层中。
[0152] 如上所述,可以将不同的纤维层组合以产生基于期望特性的过滤介质。例如,在一些实施方案中,可以将相对粗的预过滤层与相对细的纤维层(即,主过滤层)组合以形成多层过滤介质。任选地,过滤介质可以包括如上所述的一个或更多个另外的细纤维层。
[0153] 可以以适当的方式形成多区域过滤介质层(例如,预过滤器)。作为实例,可以通过湿法成网工艺制备多区域层,其中将第一纤维浆料(例如,在水性溶剂例如水中的纤维)施加到网传送带上以形成第一区域。与将第一纤维浆料施加至网同时或在其之后将第二纤维浆料(例如,在水性溶剂例如水中的纤维)施加到第一纤维浆料上。在以上过程期间可以向第一浆料和第二浆料持续施加真空以从纤维中除去溶剂,使得第一区域和第二区域同时形成为复合层。然后将复合层干燥。由于该制造工艺,第一区域中的至少一部分纤维可以与来自第二区域的至少一部分纤维缠绕(例如,在两个区域之间的界面处)。还可以使用类似的工艺形成和添加另外的区域和/或可以使用不同的工艺以形成一个或更多个另外的层,例如,诸如堆叠、点粘结、粉末粘结、热熔粘结、层合(例如,超声层合)、共打褶或整理(即,彼此直接相邻放置并通过压力保持在一起)的工艺。例如,在一些情况下,通过湿法成网工艺将预过滤器的两个或更多个区域形成为复合层,其中随着从浆料中排出水将单独的纤维浆料置于另一种的顶部上,然后通过任何合适的工艺(例如,层合、共打褶或整理)将复合层与第二层(例如,主过滤层)组合。可以理解,不仅可以基于各个纤维层的组分,而且还可以根据以适当组合使用不同特性的多个纤维层以形成具有本文所述特征的过滤介质的效果来适当地定制通过湿法成网工艺形成的过滤介质或一个或更多个复合层。
[0154] 在一组实施方案中,将过滤介质的至少两个层(例如,层和包括多于一个区域的复合层、或者各自包括多于一个区域的两个复合层)层合在一起。例如,可以将第一层(例如,包含相对粗的纤维的预过滤层)与第二层(例如,包含相对细的纤维的主过滤层)层合,其中第一层与第二层彼此面对以形成单个多层制品(例如,复合制品),该制品在单工艺线组装操作中被整体接合以形成过滤介质。如果需要,可以在层合步骤之前或之后使用任何合适的工艺将第一层和第二层与另外的主过滤层(例如,第三层)组合。在另一些实施方案中,将两个或更多个层(例如,主过滤层)层合在一起以形成多层制品。在将两个或更多个层层合为复合制品之后,可以通过任何合适的工艺将复合制品与另外的层组合。
[0155] 在某些实施方案中,本文所述的过滤介质的一个或更多个层可以为非湿法成网的(例如,由非湿法成网工艺形成,例如熔喷、熔融纺丝、离心纺丝、熔融静电纺丝、溶剂静电纺丝、纺粘、或气流成网工艺)。对于一些实施方案,本文所述的过滤介质的一个或更多个层(例如,第二层)可以由非湿法成网工艺(例如,熔喷工艺)生产。例如,可以使用题为“Meltblown Filter Medium”的美国专利公开第2009/0120048号(其出于所有目的通过引用整体并入本文)中描述的熔喷工艺和制造方法,包括本文所述的层合技术。
[0156] 过滤介质内的各个层和区域可以独立地通过任何上述工艺形成。例如,在一些实施方案中,预过滤器可以通过湿法成网工艺或非湿法成网工艺形成。在某些实施方案中,主过滤器可以通过以下工艺之一形成:熔喷、熔融纺丝、离心纺丝、熔融静电纺丝、溶剂静电纺丝、纺粘或气流成网工艺。
[0157] 可以以任何适当的方式制造各个层并将其粘附到任何其他层上。在某些实施方案中,可以将两个或更多个层在外部用稀松布粘附在一起。在一些实施方案中,可以将两个或更多个层在外部在没有稀松布的情况下粘附在一起。
[0158] 在形成层、包括两个或更多个组合区域的复合层、或最终过滤介质期间或之后,可以根据各种已知技术进一步处理层、复合制品或最终过滤介质。例如,可以将过滤介质或其部分打褶并用于打褶的过滤元件。例如,可以通过共打褶工艺使两个层接合。在一些实施方案中,可以通过以适当的彼此间隔距离形成划线,使过滤介质折叠来适当地给过滤介质或其各个层打褶。应理解,可以使用任何合适的打褶技术。在一些实施方案中,可以定制过滤介质的物理和机械品质以提供增加数量的褶,其可以与过滤介质的增加的表面积直接成比例。增加的表面积可以使过滤介质对来自流体的颗粒具有增加的过滤效率。例如,在一些情况下,本文所述的过滤介质包含2至12个褶/英寸,3至8个褶/英寸,或2至5个褶/英寸。其他值也是可能的。
[0159] 应理解,除了本文所述的两个或更多个层之外,过滤介质可以包括其他部分。在一些实施方案中,进一步处理包括并入一个或更多个结构特征和/或加强元件。例如,可以将介质与另外的结构特征(例如,聚合物网和/或金属网)组合。在一个实施方案中,可以将筛网背衬设置在过滤介质上,提供另外的刚度。在一些情况下,筛网背衬可以有助于保持打褶的配置。例如,筛网背衬可以为扩展的金属网或挤出的塑料网。
[0160] 在形成层、包括两个或更多个组合区域的复合层、或最终过滤介质期间或之后,可以根据各种已知技术进一步处理层、复合制品或最终过滤介质。在一些实施方案中,进一步处理可以包括使过滤介质的一个或更多个层(例如,主过滤层)起皱。例如,在一个实例中,使主过滤层起皱并层合到另外的层(例如,第二层)使得峰的一侧接合到另一层的表面的一部分。起皱可以在机器方向或横向上进行。在一些实施方案中,起皱可以在层内产生具有如本文所述的幅度和/或频率的波纹。
[0161] 在使一个或更多个层(例如,主过滤层)起皱的实施方案中,一个或更多个起皱层中的波纹的频率可以小于或等于约10个周期/英寸,小于或等于约9个周期/英寸,小于或等于约8个周期/英寸,小于或等于约7个周期/英寸,小于或等于约6个周期/英寸,小于或等于约5个周期/英寸,或者小于或等于约4个周期/英寸,或者小于或等于约3个周期/英寸。在一些情况下,频率可以大于或等于约2个周期/英寸,大于或等于约3个周期/英寸,大于或等于约4个周期/英寸,大于或等于约5个周期/英寸,大于或等于约6个周期/英寸,大于或等于约7个周期/英寸,或者大于或等于约8个周期/英寸。上述范围的组合是可能的(例如,大于或等于约2且小于或等于约10,大于或等于约4且小于或等于约8)。如本文所用,周期/英寸具有其在本领域中的普通含义,并且可以指每单位英寸的层或过滤介质中的周期。一个周期对应于一个峰到下一个相邻峰。
[0162] 如前所述,可以将本文公开的过滤介质并入用于包括液压过滤应用和非液压过滤应用的不同应用的各种过滤元件中。液压过滤器(例如,高压过滤器、中压过滤器和低压过滤器)的示例性用途包括移动过滤器和工业过滤器。非液压过滤器的示例性用途包括燃料过滤器(例如,汽车燃料过滤器)、油过滤器(例如,润滑油过滤器或重型润滑油过滤器)、化学处理过滤器、工业处理过滤器、医用过滤器(例如,血液过滤器)、空气过滤器和水过滤器。在一些情况下,可以使用本文所述的过滤介质作为聚结器过滤介质。
[0163] 在一些情况下,过滤元件包括可以设置在过滤介质周围的壳体。壳体可以具有各种配置,并且配置基于预期应用而改变。在一些实施方案中,壳体可以由设置在过滤介质的周边周围的框架形成。例如,框架可以围绕周边热密封。在一些情况下,框架具有围绕大致矩形的过滤介质的全部四个侧面的大致矩形配置。框架可以由各种材料形成,包括例如纸板、金属、聚合物或合适材料的任意组合。过滤元件还可以包括本领域已知的多种其他特征,例如使过滤介质相对于框架、间隔件稳定的稳定化特征,或任何其他合适的特征。
[0164] 在一组实施方案中,将本文所述的过滤介质并入具有圆筒形配置的过滤元件中,该过滤元件可以适用于液压应用和其他应用。圆筒形过滤元件可以包括支承网,该钢支承网可以提供褶支承和间隔,并且在操作和/或安装期间防止介质损坏。钢支承网可以定位为上游层和/或下游层。过滤元件还可以包括可以在压力波动期间保护过滤介质的上游支承层和/或下游支承层。这些层可以与过滤介质组合,所述过滤介质可以包括如上所述的两个或更多个层。过滤元件还可以具有任何合适的尺寸。例如,过滤元件的长度可以为至少15英寸,至少20英寸,至少25英寸,至少30英寸,至少40英寸,或至少45英寸。过滤介质的表面积可以为例如至少220平方英寸,至少230平方英寸,至少250平方英寸,至少270平方英寸,至少290平方英寸,至少310平方英寸,至少330平方英寸,至少350平方英寸,或至少370平方英寸。
[0165] 过滤元件可以具有与以上关于过滤介质描述的特性值相同的特性值。例如,在过滤元件中也可以发现上述的过滤介质各层之间的阻力比、定重比、容尘量、效率、比容量和纤维直径比。
[0166] 在使用期间,随着流体流过过滤介质,过滤介质机械地将颗粒截留在层上或层中。过滤介质不需要带电以提高对污染物的截留。因此,在一些实施方案中,过滤介质是不带电的。然而,在一些实施方案中,过滤介质可以为带电的。
[0167] 实施例1
[0168] 该实施例描述了根据本发明的多种实施方案的几种过滤介质的物理特性。过滤介质包括三层主过滤器和预过滤层二者。使用湿法成网工艺制备具有两阶梯密度曲线的两种预过滤器和具有线性密度曲线的一种预过滤器,并如上所述测量它们的各种物理特性。具有线性密度曲线的示例性预过滤器的密度曲线示于图3A中;具有两阶梯密度曲线的示例性预过滤器之一的密度曲线示于图3B中。主过滤器使用非湿法成网熔喷工艺制造。
[0169] 表1示出了各过滤介质的厚度、平均容尘量、密度曲线的形状和空隙体积。平均容尘量通过测量包括各预过滤器和主过滤器的至少两个样品的容尘量,然后进行平均来确定。从该表中可以看出,包括具有两阶梯密度曲线的预过滤器的过滤介质表现出比包括具有线性密度曲线的预过滤器的过滤介质更高的容尘量。
[0170] 表1:多种预过滤器的比较
[0171]
[0172] 对所选的预过滤器拍摄SEM图像;预过滤器两阶梯1(具有两阶梯密度曲线)的图像示于图4中。
[0173] 实施例2
[0174] 该实施例描述了包括如实施例1中所述的预过滤器两阶梯2和线性预过滤器(线性2)的过滤介质的物理特性。
[0175] 在第一个实验中,制造包括主过滤器和预过滤器两阶梯2或预过滤器线性2二者的过滤介质。主过滤器使用非湿法成网熔喷工艺制造。主过滤器为三层过滤器,厚度为0.42微米。各层包含聚酯纤维,纤维直径为0.6微米至5微米。
[0176] 在第一个实验中,如图5A所示,在包括预过滤器两阶梯2的过滤介质中保留在预过滤器中的粉尘总量(154g/m2的80.8%为124.4g/m2)显著大于在包括预过滤器线性2的过滤2 2
介质中保留在预过滤器中的粉尘总量(182g/m的55.3%为100.6g/m)。
[0177] 此外,在包括预过滤器两阶梯2的过滤介质中保留在预过滤器中的作为保留在过滤介质中的总粉尘的分数的粉尘量(其中保留的总粉尘的80.8%保留在预过滤器中)显著高于在包括预过滤器线性2的过滤介质中保留在预过滤器中的粉尘量(其中保留的总粉尘的55.3%保留在预过滤器中)。这使得位于预过滤器两阶梯2下游的主过滤器暴露于比位于预过滤器线性2下游的主过滤器相对低量的粉尘。主过滤器暴露于相对低量的粉尘导致包括预过滤器两阶梯2的过滤介质的性能优点。
[0178] 在第二个实验中,多种主过滤层与预过滤器两阶梯2或预过滤器线性2配对,如图5B所示。
[0179] 过滤介质1包括与跟第一实验中相同的主过滤器配对的预过滤器线性2,如图5A所示。
[0180] 过滤介质2包括与两层主过滤器配对的预过滤器线性2。
[0181] 过滤介质3包括预过滤器两阶梯2和包含平均纤维直径为0.5微米至3微米的聚酯纤维的单层主过滤器。
[0182] 过滤介质4包括预过滤器两阶梯2和包括整理在一起的两个单层聚酯纤维主过滤器的主过滤器。
[0183] 如图5B所示,在包括预过滤器两阶梯2的过滤介质3和4中,捕获的总粉尘的至少75%被预过滤器捕获。相比之下,在代替包括预过滤器线性2的过滤介质1和2中,捕获的总粉尘的至多55%被预过滤器捕获。因此,与线性预过滤器相比,两阶梯预过滤器能够使更高百分比的捕获的粉尘定位在预过滤器内。这适用于不同的主过滤器类型。还应注意,即使主过滤器的特性发生变化,对于给定的预过滤器而言,预过滤器捕获的总粉尘的百分比也是相对一致的。虽然本文已经描述和举例说明了本发明的多个实施方案,但本领域普通技术人员将容易想到用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或更多个优点的多种其他手段和/或结构,并且每个这样的变化和/或修改被认为在本发明的范围内。更一般地,本领域技术人员将容易认识到,本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置意在是示例性的,并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于对本发明的教导进行应用的一个或更多个具体应用。本领域技术人员将认识到或者能够仅使用常规实验确定本文所述发明的具体实施方案的许多等同方案。因此,应理解,前述实施方案仅作为示例示出,并且在所附权利要求及其等同方案的范围内,本发明可以以不同于具体描述并要求保护的方式的其他方式进行实践。本发明涉及本文所述的各个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外,如果两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法并非互不一致,则这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任意组合包括在本发明的范围内。
[0184] 如本文所定义和使用的所有定义应理解为凌驾于词典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或所限定术语的普通含义。
[0185] 除非明确相反指示,否则如本文在说明书和权利要求中使用的没有数量词修饰的对象应理解为意指“至少一个/种”。
[0186] 如本文在说明书和权利要求中所用,短语“和/或”应理解为意指这样联合的要素中的“任一个或两个”,即在一些情况下共同存在而在另一些情况下分开存在的要素。用“和/或”列举的多个要素应以相同方式理解,即,这样联合的要素中的“一个或更多个”。除了由“和/或”子句具体指明的要素之外,其他要素可以任选地存在,无论与具体指明的那些要素相关还是无关。因此,作为非限制性实例,当与诸如“包含”的开放式语言结合使用时,提及的“A和/或B”可以在一个实施方案中仅指A(任选地包含除B之外的要素);在另一个实施方案中,仅指B(任选地包含除A之外的要素);在又一个实施方案中,指A和B二者(任选地包含其他要素);等等。
[0187] 如本文在说明书和权利要求中所用,“或”应理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如,当分开列表中的项目时,“或”或“和/或”应理解为包括,即包括多个要素或要素列表中的至少一个,但也包括其中的多于一个,并且任选地包括另外的未列举项目。仅明确指出相反的术语,例如“仅一个”或“恰好一个”,或当用于权利要求时“由......组成”,是指包括多个要素或要素列表中的恰好一个要素。通常,当前面有排他性术语(例如“任一”、“一个”、“仅一个”或“恰好一个”)时,如本文所用的术语“或”仅应理解为表示排他性替代方案(即,“一个或另一个,但并非二者”)。“基本上由......组成”当在权利要求中使用时应具有其在专利法领域中使用的普通含义。
[0188] 如本文在说明书和权利要求中所用,短语“至少一个”在提及一个或更多个要素的列表时应理解为意指从要素列表中的任一个或更多个要素中选择的至少一个要素,但并不一定包括要素列表中具体列举的每个要素中的至少一个,也不排除要素列表中要素的任意组合。该定义还允许可以任选地存在除了在短语“至少一个”所提及的要素列表中具体指出的要素之外的要素,无论与具体指出的那些要素相关还是无关。因此,作为非限制性实例,“A和B中的至少一个”(或等同地,“A或B中的至少一个”,或等同地,“A和/或B中的至少一个”)在一个实施方案中可以指至少一个A,任选地包括多于一个A,但不存在B(并且任选地包括除B之外的要素);在另一个实施方案中,可以指至少一个B,任选地包括多于一个B,但不存在A(并且任选地包括除A之外的要素);在又一个实施方案中,可以指至少一个A,任选地包括多于一个A,和至少一个B,任选地包括多于一个B(并且任选地包括其他要素);等等。
[0189] 还应理解,除非明确相反指示,否则在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中,方法的步骤或动作的顺序不一定限于所列举的该方法的步骤或动作的顺序。
[0190] 在权利要求以及上述说明书中,所有的过渡短语例如“包含”、“包括”、“携有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“构成”等都应理解为开放式的,即,意指包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节中所述,仅过渡短语“由......组成”和“基本上由......组成”应分别是封闭或半封闭的过渡短语。
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