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具有原纤化 纤维的过滤介质

阅读：179发布：2020-05-12

专利汇可以提供具有原纤化纤维的过滤介质专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了适合于多种应用（例如液压）的过滤介质和与其有关联的相关组分、系统和方法。过滤介质可包括含玻璃纤维和原纤化纤维混合物的纤维网。原纤化纤维例如可由莱赛尔形成。，下面是具有原纤化纤维的过滤介质专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种过滤介质，其包含：
2 2
包括玻璃纤维和莱赛尔纤维的纤维网，所述纤维网具有10g/m至1000g/m 的单位面积重量和0.10mm至50.0mm的厚度，其中所述莱赛尔纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水
2
平为100至850，并且所述纤维网具有大于50g/m的容尘量。
2.权利要求1所述的过滤介质，其中所述平均加拿大标准游离度原纤化水平为100至
600。
3.权利要求2所述的过滤介质，其中所述平均加拿大标准游离度原纤化水平为200至
400。
4.权利要求1所述的过滤介质，其中所述莱赛尔纤维占所述纤维网重量的5％至60％。
5.权利要求4所述的过滤介质，其中所述莱赛尔纤维占所述纤维网重量的5％至30％。
6.权利要求1所述的过滤介质，还包含不同于莱赛尔的合成纤维。
7.权利要求1所述的过滤介质，其中所述玻璃纤维占所述纤维网重量的40％至90％。
8.权利要求1所述的过滤介质，其中所述玻璃纤维包含短切纤维，其中所述短切纤维占所述纤维网重量的小于30％。
9.权利要求1所述的过滤介质，其中所述玻璃纤维包含超细玻璃纤维，其中所述超细玻璃纤维占所述纤维网重量的40％至90％。
10.权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质是打褶的。
11.权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质包裹在内基底的周围。
12.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网具有大于1％的横向拉伸伸长率。
13.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网具有大于0.8％的纵向拉伸伸长率。
14.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网具有大于15kPa的肖伯破裂强度。
15.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网具有大于3N/15mm的横向拉伸强度。
16.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网具有大于4N/15mm的纵向拉伸强度。
17.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网对于平均直径大于1微米的颗粒具有大于100的β效率比。
18.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网对于平均直径大于3微米的颗粒具有大于200的β效率比。
19.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网具有2cfm/sf至215cfm/sf的透气率。
20.权利要求1所述的过滤介质，其中所述纤维网在所述纤维网进行多道过滤试验的大于60％的总体试验期间包含提高或保持恒定的β效率比。
21.一种过滤元件，其包含权利要求1所述的过滤介质。
22.一种液压过滤元件，其包含权利要求1所述的过滤介质。
23.一种过滤流体的方法，其包括：
使流体流过纤维网，所述纤维网包括玻璃纤维和莱赛尔纤维，其中所述莱赛尔纤维的
2
平均加拿大标准游离度原纤化水平为100至850，并且所述纤维网具有大于50g/m的容尘量。
24.权利要求23所述的方法，其中所述流体包括液压流体。
25.权利要求23所述的方法，其中所述平均加拿大标准游离度原纤化水平为100至
600。
26.权利要求25所述的方法，其中所述平均加拿大标准游离度原纤化水平为200至
400。
27.权利要求23所述的方法，其中所述莱赛尔纤维占所述纤维网重量的5％至60％。
28.权利要求27所述的方法，其中所述莱赛尔纤维占所述纤维网重量的5％至30％。
29.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网包括不同于莱赛尔的合成纤维。
30.权利要求23所述的方法，其中所述玻璃纤维占所述纤维网重量的40％至90％。
31.权利要求23所述的方法，其中所述玻璃纤维包含短切纤维，其中所述短切纤维占所述纤维网重量的小于30％。
32.权利要求23所述的方法，其中所述玻璃纤维包含超细玻璃纤维，其中所述超细玻璃纤维占所述纤维网重量的40％至90％。
33.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网是打褶的。
34.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网包裹在内基底的周围。
35.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网具有大于1％的横向拉伸伸长率。
36.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网具有大于0.8％的纵向拉伸伸长率。
37.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网具有大于15kPa的肖伯破裂强度。
38.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网具有大于3N/15mm的横向拉伸强度。
39.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网具有大于4N/15mm的纵向拉伸强度。
40.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网对于平均直径大于1微米的颗粒具有大于100的β效率比。
41.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网对于平均直径大于3微米的颗粒具有大于200的β效率比。
42.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网具有2cfm/sf至215cfm/sf的透气率。
43.权利要求23所述的方法，其中所述纤维网在所述纤维网进行多道过滤试验的大于
60％的总体试验期间具有提高或保持恒定的β效率比。
44.一种过滤流体通过过滤元件的方法，所述方法包括使流体流过权利要求23所述的过滤介质。
45.一种过滤流体通过液压过滤元件的方法，所述方法包含使流体流过权利要求23所述的过滤介质。

说明书全文

具有原纤化 纤维的过滤介质

技术领域

[0001] 本文所描述的方面一般性涉及过滤介质，更特别地涉及包括玻璃纤维和原纤化纤维的过滤介质。

背景技术

[0002] 过滤介质可在多种应用中用来去除污染物。根据应用，过滤介质可设计为具有不同的性能特性。例如，过滤介质可设计为具有适合于涉及过滤加压流体（例如液体）中的污染物的液压应用的性能特性。过滤介质还可设计为具有适合于涉及在空气中过滤的应用的性能特性。

[0003] 通常，过滤介质可由纤维的网形成。纤维网提供允许流体（例如液压流体、空气）流经过滤介质的多孔结构。流体中所含的污染物颗粒可被捕获在纤维网上。过滤介质特性，如纤维直径和单位面积重量（basis weight），影响包括过滤效率、容尘量和对流经过滤器的流体阻力在内的过滤性能。

[0004] 某些过滤介质包括由玻璃纤维形成的网。这种介质可表现出易碎的特性，其通常使得纤维介质对处理敏感并难于打褶。在一些过滤介质中，向网添加合成组分（例如聚乙烯醇）以改善机械性能如强度。然而，这种组分可对过滤性能产生负面影响，包括降低容尘量和导致经时效率不稳定。

[0005] 一般而言，对具有期望的性能平衡的玻璃纤维过滤介质有需求，所述性能包括过滤介质的高柔性和强度、高容尘量和稳定的经时效率。发明内容

[0006] 提供了适合于各种应用的过滤介质，和与其有关的相关组分、系统和方法。

[0007] 在一个方面中，提供了一种过滤介质。该过滤介质包括含玻璃纤维和莱赛尔纤2 2
维（lyocell fiber）的纤维网。纤维网具有约10g/m至约1000g/m 的单位面积重量和约
0.10mm至约50.0mm的厚度。纤维网中莱赛尔纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平为
45至850。

[0008] 在另一个方面中，提供了一种包括含玻璃纤维和原纤化纤维的纤维网的过滤介质。纤维网对于平均直径大于约1微米的颗粒的β效率比大于约100，而纤维网的容尘量2
大于约50g/m。

[0009] 在再一个方面中，提供了包括一种含玻璃纤维和非原纤化合成纤维的纤维网的过滤介质。纤维网对于平均直径大于约1微米的颗粒的β效率比大于约100，而在其中大于60%的纤维网经历多道过滤试验的整个试验期间，β效率比提高或保持恒定。纤维网的容
2
尘量大于约50g/m，且纤维网表现出大于约1%的横向拉伸伸长率。非原纤化的合成纤维占纤维网重量的小于约30%。

[0010] 在又一个方面中，提供了包括含多根玻璃纤维和多根原纤化纤维的纤维网的过滤介质。过滤介质的横向拉伸伸长率大于约1%。

[0011] 在一个不同的方面中，提供了过滤流体的方法。该方法包括使流体流经含玻璃纤维和莱赛尔纤维的纤维网。莱赛尔纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平为45至850。

[0012] 本发明的其他方面、实施方案、优势和特征从下面的详细描述中将变得显见。附图说明

[0013] 附图并不旨在按比例绘制。为清楚起见，可能没有在每幅图中标记出每一个部件。在附图中：

[0014] 图1描绘了实施例1和实施例2和常规玻璃纤维过滤介质的β效率随时间的曲线图；

[0015] 图2描绘了实施例1和实施例2和常规玻璃纤维过滤介质的容尘量测量结果；

[0016] 图3描绘了实施例1和实施例2和常规玻璃纤维过滤介质的伸长率测量结果；

[0017] 图4描绘了实施例1和实施例2和常规玻璃纤维过滤介质的破裂强度测量结果；

[0018] 图5描绘了含具有不同原纤化水平的莱赛尔的手抄纸的透气率测量结果；

[0019] 图6描绘了含具有不同原纤化水平的莱赛尔的手抄纸的拉伸伸长率测量结果；和[0020] 图7描绘了含具有不同原纤化水平的莱赛尔的手抄纸的拉伸强度测量结果。

具体实施方式

[0021] 描述了适合于各种应用（例如液压）的过滤介质，和与其相关联的相关组分、系统和方法。过滤介质可包括含玻璃纤维和原纤化纤维的混合物的纤维网。例如，原纤化纤维可由莱赛尔形成。如下面进一步描述的，原纤化纤维的存在可提高纤维网的机械性能，如柔性和强度，以及改善过滤性能如容尘量和经时效率稳定性，以及其他益处。过滤介质可特别适合于涉及过滤液体（例如液压流体）的应用，但也可用在其他的应用中。

[0022] 本文所述的过滤介质包括原纤化纤维（例如莱赛尔纤维）。如本领域的普通技术人员所已知的，原纤化纤维包含分化成较小直径原纤维的母体纤维（parent fiber），所述较小直径原纤维可在某些情况下进一步分化成也可能进一步分化的甚至更小直径的原纤维。原纤维的分化特性导致高的纤维表面积并可增加网中玻璃纤维和原纤化纤维的接触点数量。据信，原纤化纤维和玻璃纤维之间接触点的这种增加有助于增强网的机械性能（如柔性、强度）。

[0023] 通常，原纤化纤维可包括任意合适的原纤化水平。原纤化水平涉及纤维中分化的程度。原纤化水平可根据若干合适的方法测量。

[0024] 例如，原纤化水平可根据纸浆的TAPPI试验方法T227om09Freeness所指定的加拿大标准游离度（CSF）试验来测量。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均CSF值可大于约100。例如，平均CSF值可为45至850，约100至约600，约100至500；约100至400和约
100至300。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均CSF值可大于约200。例如，平均CSF值可为约200至600，约200至约500，约200至约400，和约200至300。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均CSF值可大于约300。例如，平均CSF值可为约300至约600，约300至
500，和约300至约400。

[0025] 在一些实施方案中，原纤化水平可根据肖伯-瑞格勒（SR）试验测量。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均SR值可大于约20。例如，平均SR值可为约20至约70，约20至约60，和约20至约50。在一些实施方案中，平均SR值可大于约30。例如，平均SR值可为约30至约70，和约30至约50。在一些实施方案中，平均SR值可大于约40，例如平均SR值可为约40至约50。

[0026] 在一些实施方案中，原纤化水平可根据威廉斯游离度（WF）试验测量。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均WF值可大于约150。例如，原纤化纤维的平均WR值可为约150至约700，和约150至500。在一些实施方案中，WF值可大于约250。例如，WR值可为约250至约700，和约250至500。

[0027] 应理解，在某些实施方案中，纤维可具有上面提到的范围以外的原纤化水平。

[0028] 在某些优选的实施方案中，原纤化纤维由莱赛尔形成。莱赛尔纤维是通常可加工成具有高原纤化水平的再生纤维素纤维。莱赛尔纤维可耐高温，进一步为过滤介质提供增加的耐高温性。合适的莱赛尔纤维可例如以非原纤化或原纤化的状态获得。原纤化纤维可从不同于莱赛尔的材料获得，其包括人造丝或其他纤维素基材料。在一些情况下，人造丝纤维可在水基环境中通过纺纱工艺制造。在一些实施方案中，莱赛尔纤维可在非水基环境（例如胺氧化物）中通过纺纱制造，例如其相比于人造丝可提高加工时潜在的原纤化水平。可通过任意合适的原纤化精制（refinement）工艺来对纤维进行原纤化。在一些实施方案中，纤维（例如莱赛尔纤维）利用圆盘精磨机、原料打浆机或任意其他合适的原纤化设备来原纤化。

[0029] 应理解，在某些实施方案中，原纤化纤维可含有不同于上述那些的组成。

[0030] 通常，原纤化纤维可具有任意合适的尺寸。如上所述，原纤化纤维包括母体纤维和原纤维。母体纤维的平均直径可小于约75微米；在一些实施方案中，小于约60微米；以及在一些实施方案中，小于约15微米。原纤维的平均直径可小于15微米；在一些实施方案中，小于约10微米；在一些实施方案中，小于约6微米；在一些实施方案中，小于约4微米；在一些实施方案中，小于约3微米；以及在一些实施方案中，小于约1微米。例如，原纤维的直径可为约3微米至约10微米，或约3微米至约6微米。所描述的原纤化纤维的平均长度可小于约15mm。例如，平均长度可为约0.2mm至约12mm，或约2mm至约4mm。例如当原纤化纤维是莱赛尔时可为上述尺寸。

[0031] 应理解，在某些实施方案中，纤维和原纤维可具有上述范围之外的尺寸。

[0032] 通常，纤维网可包括任意合适重量百分比的原纤化纤维以获得所需的性能平衡。在一些实施方案中，原纤化纤维构成大于约2.5wt%的纤维网；在一些实施方案中，原纤化纤维构成大于约5.0wt%的纤维网；在一些实施方案中，原纤化纤维构成大于约10wt%的纤维网；和在一些实施方案中，原纤化纤维构成大于约15wt%的纤维网。例如，纤维网可包含约2.5wt%至约60wt%的原纤化纤维；在一些实施方案中，约5.0wt%至约30wt%的原纤化纤维；和在一些实施方案中，约15wt%至约25wt%的原纤化纤维。

[0033] 在一些情况下，原纤化纤维可有利地在网的纵向（即当纤维的长度基本在机器纵向上延伸时）和/或网的横向（即，当纤维的长度基本在及其横向上延伸时）上对齐。应理解，术语纵向和横向具有它们在本领域通常的含义。即，纵向是指纤维网在加工过程中沿机器运动的方向，而横向与纵向垂直。例如，约30wt%至约70wt%的原纤化纤维、约40wt%至约60wt%的原纤化纤维或约45wt%至约50wt%的原纤化纤维可基本沿纵向对齐。同样，约30wt%至约70wt%的原纤化纤维、约40wt%至约60wt%的原纤化纤维或约45wt%至约50wt%的原纤化纤维可基本沿横向对齐。

[0034] 除原纤化纤维之外，纤维网可包括玻璃纤维。玻璃纤维可为网中按重量计最大的纤维组分。例如，纤维网可包含大于约50wt%的玻璃纤维；在一些实施方案中，大于约60wt%；在一些实施方案中，大于约70wt%；和在一些实施方案中，大于约80wt%。

[0035] 纤维网的玻璃纤维可具有任意合适的平均纤维直径并可取决于所用的玻璃纤维的类型。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径为至少5.0微米、至少10.0微米、或至少15.0微米。在一些情况下，平均纤维直径可最高达约30.0微米。在某些实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径可为约0.1微米至约30.0微米（例如约1.0微米至约20.0微米、约5.0微米至15.0微米、或约6.0微米至12.0微米）。在一些实施例中，玻璃纤维可具有小的平均直径，如小于约10.0微米。例如，平均直径可为约0.01微米至约10.0微米；在一些实施方案中，约0.4微米至约8.0微米；和在某些实施方案中，约0.3微米至约6.5微米（例如，1.0微米至5.0微米、约0.4微米至4.0微米、约0.3微米至约3.0微米、或约0.2微米至2.0微米）。也可以是其他的直径和范围。玻璃纤维的平均直径可具有任意合适的分布。在一些实施方案中，纤维的直径基本相同。在其他的实施方案中，玻璃纤维的平均直径分布可为对数正态分布。

[0036] 然而，应理解玻璃纤维可设置为任意其他适当的平均直径分布（例如，高斯分布、双峰分布）。

[0037] 由于工艺的变化，玻璃纤维可在长度上明显变化。例如，玻璃纤维的长度可在约0.125英寸至约1英寸的范围（例如，约0.25英寸，或约0.5英寸）。玻璃纤维的长径比（长度与直径的比率）通常可在约100至约10000的范围。在一些实施方案中，玻璃纤维的长径比可在约200至约2500的范围，或在约300至约600的范围。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长径比可为约1000；或约300。

[0038] 应理解，上述尺寸是非限制性的，而玻璃纤维也可具有其他的尺寸。

[0039] 玻璃纤维的平均长度可具有任意合适的分布。在一些实施方案中，纤维的长度基本是相同的。在其他的实施方案中，玻璃纤维的平均长度分布可为对数正态分布。然而，应理解玻璃纤维可设置为任意其他合适的平均长度分布（例如，高斯分布、双峰分布）。

[0040] 可具有上述性质的玻璃纤维的实例包括短切玻璃纤维和超细玻璃纤维。在一些实施方案中，纤维网具有短切玻璃纤维和超细玻璃纤维的组合。短切玻璃纤维和超细玻璃纤维对于本领域技术人员是已知的。本领域技术人员能够通过观察（例如光学显微镜、电子显微镜）确定玻璃纤维是短切纤维还是超细玻璃纤维。短切纤维玻璃还可与超细玻璃纤维具有化学区别。在一些情况下，尽管不需要，短切玻璃纤维可比超细玻璃纤维含有更多的钙或钠含量。例如，短切玻璃纤维可近乎无碱，具有高的氧化钙和氧化铝含量。超细玻璃纤维可含有10-15%的碱（例如钠、镁的氧化物）并具有相对较低的熔融和加工温度。这些术语是指用来制造玻璃纤维的技术。这些技术赋予玻璃纤维某些特性。通常，短切玻璃纤维从漏板喷丝孔（bushing tips）拉出并切成纤维。超细玻璃纤维从漏板喷丝孔拉出并进一步经历火焰吹拉或旋转纺丝工艺。在一些情况下，细的超细玻璃纤维可利用再熔法制成。在这个方面，超细玻璃纤维可为细的或粗的。短切玻璃纤维以比超细玻璃纤维更受控的方式生产，而作为结果，短切玻璃纤维通常在纤维直径和长度上比超细玻璃纤维较少变化。

[0041] 在一些实施方案中，超细玻璃纤维可具有小直径，如小于约10.0微米、小于约5微米、小于约3微米、小于约1微米、或小于约0.5微米。例如，直径可为约0.01微米至约10.0微米；约0.1微米至约10.0微米；在一些实施方案中，约1.0微米至约10.0微米；在一些实施方案中，约1.0微米至约5.0微米；在一些实施方案中，约5.0微米至约10.0微米；在一些实施方案中，约0.1微米至约9.0微米；在一些实施方案中，约0.3微米至约6.5微米；在一些实施方案中，约0.4微米至约8.0微米；在一些实施方案中，约0.4微米至4.0微米。
和在一些实施方案中，约0.3微米至约3.0微米，或约0.2微米至2.0微米；在一些实施方案中，超细玻璃纤维的平均直径分布可为对数正态分布。然而，应理解超细玻璃纤维可设置为任意其他适当的平均直径分布（例如，高斯分布、双峰分布）。

[0042] 如上所述，超细玻璃纤维可为细的或粗的。如本文所用，细的超细玻璃纤维直径小于约1微米，而粗的超细玻璃纤维直径大于或等于约1微米。

[0043] 由于工艺的变化，超细玻璃纤维在长度上可明显变化。超细玻璃纤维的长径比（长度与直径的比率）通常可在约100至10000范围内。在一些实施方案中，超细玻璃纤维的长径比可在约200至约2500的范围内；或者在约300至约600的范围内。在一些实施方案中，超细玻璃纤维的平均长径比可为约1000；或约300。应理解上述的尺寸是非限定性的，而超细玻璃纤维还可具有其他的尺寸。在一些实施方案中，超细玻璃纤维的平均长度分布可为对数正态分布。但是在其他实施方案中，超细玻璃纤维可设置为任意适当的平均长度分布（例如，高斯分布、双峰分布）。

[0044] 短切玻璃纤维的平均纤维直径可大于超细玻璃纤维的直径。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的直径大于约5微米，大于约10.0微米，或大于约15.0微米。例如，直径范围可最高至约30微米。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的纤维直径可为约1.0微米至约30.0微米、约1.0微米至约20.0微米、约1.0微米至10.0微米、约1.0微米至5.0微米、约
3.0微米至8.0微米、约4.0微米至7.0微米、约5.0微米至15.0微米、约5微米至约12微米。在一个实施方案中，短切玻璃纤维的平均纤维直径为约6.5微米。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的直径基本相同。

[0045] 在一些实施方案中，短切玻璃纤维的长度可在约0.125英寸至约1英寸的范围内（例如，约0.25英寸，或约0.5英寸）。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的长度基本相同。

[0046] 应理解，上述尺寸是非限定性的，而超细玻璃纤维和短切玻璃纤维还可具有其他的尺寸。

[0047] 在一些实施方案中，短切玻璃纤维可具有有机表面涂饰剂（surface finish）。这种表面涂饰剂可例如提高加工过程中的纤维分散性。在各种实施方案中，表面涂饰剂可包括淀粉、聚乙烯醇或其他合适的涂饰剂。在一些情况下，表面涂饰剂可随着短切玻璃纤维在生产过程中被挤出时以涂层施用。

[0048] 可使用任意合适量的超细玻璃纤维。在某些实施方案中，超细玻璃纤维和短切玻璃纤维的重量百分比之比提供了不同的特性。在一些实施方案中，相对于短切玻璃纤维，纤维网可包括相对大百分比的超细玻璃纤维。例如，纤维网可包括大于纤维网40wt%的量的超细玻璃纤维；在一些实施方案中，大于纤维网的50wt%；在一些实施方案中，大于纤维网的60wt%；和在一些实施方案中，大于纤维网的70wt%，大于纤维网的90wt%，或大于纤维网的95wt%。在某些实施方案中，纤维网包括上述范围之外的超细玻璃纤维范围。

[0049] 通常，可使用任意合适量的短切纤维。在一些实施方案中，纤维网可包括相对低百分比的短切纤维。例如，在一些实施方案中，纤维网包括约1wt%至约30wt%的短切纤维；在一些实施方案中，约5wt%至约30wt%；和在一些实施方案中，约10wt%至约20wt%。在一些实施方案中，纤维网可不包括任何短切纤维。应理解，在某些实施方案中，纤维网不包括上述范围内的短切纤维。

[0050] 除了玻璃纤维和原纤化纤维之外，纤维网可包括其他组分，如某些类型的合成（例如，热塑性）纤维（不同于莱赛尔纤维）和/或粘合剂材料。合适的合成纤维实例包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、尼龙和它们的组合。应理解，还可使用其他适当的合成纤维。

[0051] 在一些实施方案中，纤维网可包括相对低百分比的不同于莱赛尔纤维的合成纤维。例如，纤维网可包括少于30wt%、少于20wt%、少于10wt%、少于5wt%、或少于1wt%的不同于莱赛尔纤维的合成纤维。在一些情况下，不同于莱赛尔纤维的合成纤维构成纤维网的约1wt%至约30wt%、约1wt%至约10wt%、或约1wt%至约5wt%。在一些情况下，纤维网不包括任何不同于莱赛尔纤维的合成纤维，从而不含除莱赛尔纤维之外的合成纤维。应理解，合成纤维还可以以公开的范围之外的比例并入纤维网。

[0052] 粘合剂材料可并入纤维网中，典型地占小重量百分比的纤维网。通常，粘合剂可具有任意合适的组成。在一些实施方案中，粘合剂是树脂基的。粘合剂可包括丙烯酸类树脂、PVA、热塑性树脂、热固性树脂或它们的组合。在一些实施方案中，粘合剂可以纤维形式添加至网中。粘合剂可包含一种或更多种组分，例如粘合剂可为双组分纤维的形式，如含具有不同熔融温度的组分。在一些情况下，粘合剂可占纤维网的少于约10wt%、或少于约5wt%（例如，2wt%至5wt%）。例如，粘合剂可占纤维网的约1wt%至约9wt%或约5wt%至约9wt%。如下面进一步所述的，粘合剂可以任意合适的方式加入湿纤维网状态的纤维中。在一些实施方案中，粘合剂包覆纤维并用来将纤维相互粘连以促进纤维之间的粘附。

[0053] 除了上述的粘合剂材料、玻璃组分、莱赛尔和合成组分，纤维网还可包括多种其他合适的添加剂（通常是以纤维网的小重量百分比），如表面活性剂、偶联剂、交联剂、导电添加剂等等。但是应理解不是所有的实施方案都包括所有这些组分，而其他合适的添加剂可适当地并入。

[0054] 纤维网和（和所得的过滤介质）可具有多种所需的性能和特性。例如，本文所述的纤维网可根据所需应用的要求设计为具有不同的单位面积重量、孔径、厚度、孔隙率、表面积、渗透率、容尘量、效率和/或压降。

[0055] 纤维网的总单位面积重量可根据如下因素变化：如给定过滤应用的强度要求，用于形成过滤介质的材料，以及所需过滤效率水平和可允许的阻力或压降水平。在本文所述的某些实施方案中，一些纤维网可具有低的总单位面积重量，同时获得有利的过滤性能或机械特性。例如，并入设置来提高纤维网表面积的原纤化纤维的纤维网可具有低的单位面2
积重量而没有强度上的牺牲。在一些实施方案中，纤维网的总单位面积重量可为约5g/m
2 2 2 2 2 2 2
至约1000g/m，约10g/m至约1000g/m ，约15g/m至约500g/m ，约15g/m至约150g/m ，约
2 2 2 2 2 2
30g/m至约150g/m ，约90g/m至约150g/m ，或约30g/m至约100g/m 。如本文所测定的，纤维网单位面积重量是根据ISO536标准测量。值以克每平方米或磅每3000平方英尺表示。
通常，单位面积重量可在精确到0.1克的实验室天平上测量。

[0056] 如本文所提及的厚度是根据在2N/cm2下测试的ISO534所测定。纤维网的总厚度可为约0.05mm至约100.0mm、约0.10mm至约50.0mm、约0.10mm至约10.0mm、约0.15mm至约1.0mm、约0.20mm至约0.90mm、约0.2mm至约0.8mm、或约0.25mm至约0.50mm。

[0057] 纤维网可呈现合适的平均流量孔径（mean flow pore size）。如本文所测定的平均流量孔径是根据ASTM E1294测量的。在一些实施方案中，平均流量孔径可为约2.5微米至约5.0微米，或约5微米至约20微米。

[0058] 在一些实施方案中，可优选纤维网表现出某些机械特性。例如，如所讨论的，在纤维网中将玻璃纤维和原纤化纤维混合到一起可产生柔性的过滤介质，所述过滤介质与常规玻璃纤维过滤介质相比不易因褶皱损坏。

[0059] 纤维网在纵向和横向上可具有不同拉伸伸长率性能。例如，纤维网的纵向拉伸伸长率可大于约0.2%、大于约0.5%、或大于约0.8%。例如，纤维网的纵向拉伸伸长率可为约0.2%至约4.0%、约0.5%至约3.5%、约1.0%至约3.0%、或约1.5%至约2.5%。纤维网的横向拉伸伸长率可大于约0.2%、大于约0.5%、大于约0.8%、或大于约1.0%。例如，纤维网的横向拉伸伸长率可为约0.2%至约6.0%、约0.2%至约5.0%、约0.5%至约4.5%、约1.0%至约
3.5%、或约2.0%至约3.5%。

[0060] 对于纤维网，纵向和横向上的拉伸强度性能还可变化。过滤介质的纵向拉伸强度可大于2N/15mm，或大于4N/15mm。例如，纤维网的纵向拉伸强度可为约1N/15mm至约6N/15mm、约2N/15mm至约5N/15mm、约3N/15mm至约4N/15mm。纤维网的横向拉伸强度可大于1N/15mm，或大于3N/15mm，并还可为约1N/15mm至约6N/15mm、约2N/15mm至约5N/15mm、或约3N/15mm至约4N/15mm。在一些情况下，横向拉伸强度可大于或小于纵向的拉伸强度。

[0061] 拉伸强度和拉伸伸长率根据下面的标准EN/ISO1924-2测量。

[0062] 可使用干式肖伯破裂试验（Dry Schopper burst test）作为进一步的强度试验，其测量穿透纤维网所需的压力作为纤维网在一定条件下负荷承载能力的指标。干式肖伯破裂强度根据DIN53113测量。在一些实施方案中，纤维网的干式肖伯破裂可大于15kPa、大于30kPa、大于40kPa，或约5kPa至约50kPa、约10kPa至约40kPa、约15kPa至约30kPa，或约
15kPa至约20kPa。

[0063] 应理解，干式肖伯破裂强度可取决于单位面积重量。例如，干式肖伯破裂可随单位面积重量的提高而提高。

[0064] 本文所述的纤维网还可呈现出有利的过滤性能特征，如容尘量（DHC）、β效率、效率稳定性、空气阻力、透气率、保持力等等。

[0065] 本文所述的纤维网可具有有益的容尘性能。在一些实施方案中，纤维网的DHC可2 2 2 2 2 2
大于50g/m、大于60g/m、大于80g/m、大于100g/m，大于150g/m、大于200g/m、大于230g/
2 2 2 2
m、或大于250g/m。在一些情况下，纤维网的总DHC可为约30g/m至约250g/m 、约50g/
2 2 2 2 2 2 2 2
m至约230g/m 、约70g/m至约200g/m 、约90g/m至约150g/m 、约100g/m至约130g/m 、
2 2
或约110g/m至约120g/m 。本文涉及的容尘量是按照ISO16889步骤的基于多道过滤试验（Multipass Filter Test）（通过测试平面片状样品修正）在由Graphischer Maschinenbau Nordhausen GmbH（GMN）制造的多道过滤试验台上进行。试验在10mg/升的上游重量粉尘水平（upstream gravimetric dust level）下使用PTI,Inc.制造的ISO A3介质试验粉尘。试验流体是Mobil制造的Aviation Hydraulic Fluid AERO HFA MIL H-5606A。试验以0.25米/分钟的面速度运行直到获得高于基线过滤压降2巴的最终压力。

[0066] 本文所述的纤维网可用于过滤多种颗粒尺寸，例如，颗粒尺寸小于或等于约50微米、小于或等于约30微米、小于或等于约20微米、小于或等于约15微米、小于或等于约10微米、小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、或小于或等于约1微米。过滤这些颗粒尺寸的效率可使用多道过滤试验测量。例如，效率值根据ISO16889步骤（通过测试平面片状样品修正）在由GMN制造的多道过滤试验台上测定。试验在10mg/升的上游重量粉尘水平下使用PTI,Inc.制造的ISO A3介质试验粉尘。试验流体是Mobil制造的Aviation Hydraulic Fluid AERO HFA MIL H-5606A。试验以0.25米/分钟的面速度运行直到获得高于基线过滤压降2巴的最终压力。在试验的期间内，可用十点平分来采样介质上游和下游所选的最小颗粒尺寸（例如，3、4、5、7、10、15、20、25、30、40或50微米）的颗粒数（每毫升的颗粒）。上游和下游颗粒数的平均值可在每个所选的最小颗粒尺寸和大于该尺寸的颗粒上得到。从平均上游颗粒数（注入的，C0）和平均下游颗粒数（通过的，C），可通过关系[(1-[C/C0])*100%]来确定所选的每个最小颗粒尺寸的液体过滤效率试验值。

[0067] 效率还可用β效率比来表示，其中β(x)=y是上游数（C0）与下游数（C）的比率，而其中x是将获得等于y的C0与C的实际比率的最小颗粒尺寸。介质的透过分数是1除以β(x)的值(y)，而效率分数是（1–透过分数）。因此，介质的效率是100乘以效率分数，而100*(1-1/β(x))= 效率百分比。例如，对于x微米或更大的颗粒，β(x)=200的纤维网的效率为[1–(1/200)]*100，或99.5%。本文所述的纤维网可具有宽范围的β比，例如β(x)= y，其中x可为例如1至100微米、约1微米至约50微米、约4微米至约25微米，大于约1微米、大于约3微米、大于约4微米、或大于约10微米；而其中y可为例如2至1000，大于约50、大于约100、大于约200、大于约300、大于约500、或大于约800。应理解，也可为其他的x和y值；例如，在一些情况下，y可大于1000。还应理解，对于x的任意值，y可为代表C0与C实际比率的任意数。同样，对于y的任意值，x可为代表将获得等于y的C0与C实际比率的最小颗粒尺寸的任意数。在一些实施方案中，对于纤维网，β(x)=200（即，β效率为200）的颗粒尺寸（例如，颗粒直径）可为约1微米至约50微米，或约4微米至约25微米。或者，换一种方式，对于平均直径为约1微米至约50微米，或约4微米至约25微米的颗粒而言，纤维网可具有约200的β效率。

[0068] 还可测量β效率比随时间的稳定性。在一些实施方案中，β效率比可在纤维网进行上述多道过滤试验的整个期间提高或保持恒定。在一些实施方案中，β效率比可在纤维网进行上述多道过滤试验的超过60%的整个试验期间中提高或保持恒定。例如，纤维网的β效率比可在纤维网进行多道过滤试验的超过70%、超过80%或超过90%的整个试验期间提高或保持恒定。不含本文所述原纤化纤维的常规玻璃纤维网可在包括原纤化纤维的玻璃纤维网之前失效（或效率上表现出大幅下降）。因而，当进行多道过滤试验时，观察到不含本文所述原纤化纤维的常规平面片状玻璃纤维网完成多道过滤试验前在相比于含原纤化纤维的平面片状玻璃纤维更早时间，在所测的过滤介质β效率比上表现出大幅下降。

[0069] 因此，包括原纤化纤维的打褶玻璃纤维网比不含原纤化纤维的常规打褶玻璃纤维网表现出更高的效率稳定性。例如，不含原纤化纤维的常规打褶玻璃纤维网，在一定的时间后，可在过滤介质的打褶边缘失效，不期望地允许污染物流过纤维网。与此相反，相比于不含原纤化纤维的常规打褶玻璃过滤介质，含原纤化纤维的打褶玻璃过滤介质可在多道过滤试验期间的更长时间内，表现出提高或保持恒定的β效率比。

[0070] 纤维网可表现出合适的透气率性能。在一些实施方案中，总渗透率可为约2立方英尺每分钟每平方英尺（cfm/sf）至约250cfm/sf、约2.3cfm/sf至约213cfm/sf，或约6cfm/sf至约150cfm/sf。如本文所确定的，渗透率根据EN ISO9237测量。渗透率是流动阻力的反函数，并可以用弗雷泽渗透测试仪（Frazier Permeability Tester）测量。弗雷泽渗透测试仪测量在样品的固定压力差下每单位时间通过单位面积样品的空气体积。渗透率可表示为在0.5英寸水压差下的立方英尺每分钟每平方英尺。

[0071] 纤维网的空气阻力使用10cm2试验面积在40cm/秒的面速度下测量。在一些实施方案中，纤维网的空气阻力可为约0.5毫巴至约50毫巴，或约1.5毫巴至约10毫巴。

[0072] 纤维网可具有合适的空气中的效率特性。空气中的效率用空气过滤器试验根据EN1822/1测量，其中纤维网经历具有合适尺寸并以合适的面速度行进的颗粒。例如，空气过滤试验可使用压靠纤维网尺寸为0.1微米的颗粒，或尺寸为0.3微米的颗粒。在一些实施方案中，空气过滤器试验可推动颗粒以1.7cm/秒的面速度、2.5cm/秒的面速度或5.3cm/秒的面速度相对于纤维网行进。可以理解，空气中的效率可根据使纤维网经历其他合适的颗粒尺寸和面速度来测量。在一些实施方案中，通过空气过滤器试验测量的空气中的效率可大于约10%、大于约20%或大于约30%、大于约50%、大于约70%、大于约90%、大于约95%、大于约99.0%、大于约99.9%或大于约99.99%。

[0073] 通常，纤维网可使用合适的方法生产，如使用湿法成网工艺或干法成网工艺。通常，湿法成网工艺包括将纤维混合到一起，例如玻璃纤维（例如短切纤维和/或超细玻璃纤维）可与原纤化纤维（例如莱赛尔），或任选的任意其他合成纤维混合到一起以提供纤维浆料。在一些情况下，浆料是水基浆料。在某些实施方案中，超细玻璃纤维、原纤化纤维和任选的任意短切纤维和/或其他合成纤维在混合在一起之前分别储存于不同的储存罐中。这些纤维可在混合到一起之前通过碎浆机加工。在一些实施方案中，短切玻璃纤维、超细玻璃纤维、原纤化纤维和/或其他合成纤维的组合在混合到一起之前通过碎浆机和/或储存罐处理。如上所讨论的，超细玻璃纤维可包括细的超细玻璃纤维和粗的超细玻璃纤维。

[0074] 应理解，可使用任意合适的方法来制造玻璃纤维浆料。在一些情况下，向浆料添加额外的添加剂以方便处理。温度也可调节至合适的范围，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，未主动调节温度。

[0075] 在一些实施方案中，湿法成网工艺使用与常规造纸方法相似的设备，其包括水力碎浆机、管芯或流浆箱、干燥机和任选的转化器。例如，可在一个或更多个碎浆机中制备浆料。浆料在碎浆机中适当地混合之后，可将浆料泵送至流浆箱，在流浆箱中浆料可以或可不与其他浆料组合，或者可添加或可不添加添加剂。浆料还可用额外的水稀释以使得纤维的最终浓度在合适的范围内，例如，约0.1wt%至0.5wt%。

[0076] 在一些情况下，玻璃纤维浆料的pH可根据需要调节。例如，玻璃纤维浆料的pH范围可为约1.5至约7.0、约2.5至约4.0、或约2.6至约3.2。

[0077] 在将浆料送至流浆箱之前，浆料可经过离心净浆器和/或压力筛，以除去未纤维化的玻璃或渣质。浆料可以通过或可不通过额外的设备如精研机（refiner）或高频疏解机（deflaker）以进一步提高纤维的分散或纤维原纤化。纤维可随后在适当的速率下利用任意合适的机器（例如长网造纸机、回转造纸机、圆网造纸机或斜网钢针长网造纸机）收集在筛或造纸网上。

[0078] 在一些实施方案中，该工艺包括将粘合剂（和/或其他组分）引入预成型的玻璃纤维层（例如包括在玻璃纤维层中的莱赛尔）。在一些实施方案中，当玻璃纤维层沿适当的筛或造纸网通过，将可为单独乳液形式的粘合剂中包含的不同组分利用合适的技术添加到玻璃纤维层。在一些情况中，将粘合剂树脂的各个组分在与其他组分和/或玻璃纤维层混合之前混合成乳液。在一些实施方案中，可使用例如重力和/或真空将粘合剂中包含的组分拉动穿过玻璃纤维层。在一些实施方案中，粘合剂树脂中包括的一种或更多种组分可用软化水稀释并泵送至玻璃纤维层中。在一些实施方案中，可通过喷涂到形成的介质上或通过任意其他合适的方法（例如施胶压榨施加、泡沫饱和、幕涂、棒涂等）将粘合剂引入玻璃纤维层中。在一些实施方案中，粘合剂材料可在将浆料引入流浆箱中之前施加到纤维浆料中。例如，粘合剂材料可被注入到纤维浆料中，并沉淀在纤维上。

[0079] 在其他的实施方案中，使用干法成网工艺。在干法成网工艺中，将玻璃纤维切碎并沿原纤化纤维（例如莱赛尔）分散在吹入转化器上的空气中，然后施用粘合剂。干法成网工艺通常更适用于生产包括玻璃纤维束的高度多孔介质。

[0080] 应当理解，除了本文所描述的纤维网外，过滤介质可包括其他部分。在一些实施方案中，进一步的工艺包括掺入一种或更多种结构特征和/或加固元件。例如，介质可与另外的结构特征（如聚合物网和/或金属网）组合。在一些实施方案中，可在过滤介质的上游和/或下游设置筛，提供进一步的加固。在一些情况下，筛的背衬可有助于保持打褶的结构。例如，纱网背衬可为拉制金属网线（expanded metal wire）或挤出塑料网（extruded plastic mesh）。

[0081] 正如前面所指出的，本文所公开的过滤介质可被结合进多种应用（包括液压和非液压过滤应用）的多种过滤器元件中。液压过滤器（例如，高、中、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，润滑油过滤器或重载润滑油过滤器）、化学加工过滤器、工业加工过滤器、医疗过滤器（例如，用于血液的过滤器）、空气过滤器和水过滤器。在一些实施例中，多个过滤介质层可包裹在内基底（例如，合成的或金属芯）周围，形成经包裹的过滤器。例如，经包裹的过滤器可包括5至10层包裹在内基底周围的过滤介质。在一些情况下，本文所述的过滤介质可用作用于接合应用（例如，使用经包裹的过滤器）的过滤介质。例如，可使用这种过滤介质来从压缩空气中除去油，或从燃料中除去水。

[0082] 过滤元件可具有与上面所述的有关过滤介质相同的性能值。例如，上面所述的阻力比、单位面积重量、容尘量、效率、比容量，和过滤介质的各层之间的纤维直径比也可见于过滤元件中。

[0083] 在使用过程中，过滤介质在流体流过过滤介质时机械捕集颗粒到层上或层中。过滤介质无需带电来增强污染物的捕集。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，过滤介质可带电。

具体实施方式

[0084] 下列实施例旨在用来说明本发明的某些实施方案的，并不应被解释为对本发明的限制，也并未举例说明本发明的全部范围。

[0085] 实施例1和2

[0086] 制造了包含超细玻璃和莱赛尔纤维混合物的过滤介质的两个实施例（实施例1和2），并将其与不含莱赛尔纤维的常规过滤介质实施例（常规）相比较。形成过滤介质的工艺如下。在实施例1和2中，超细玻璃纤维和莱赛尔纤维分开储存，通过碎浆机加工，并随后在湿法成网工艺中混合在一起来形成水基纤维浆料。浆料中的超细玻璃纤维构成纤维网重量的80%，而浆料中的莱赛尔纤维构成纤维网重量的20%。莱赛尔纤维的CSF原纤化水平为约270。在常规的实施例中，不添加莱赛尔纤维。

[0087] 纤维玻璃浆料的温度维持在约室温下。丙烯酸类粘合剂在浆料流入流浆箱之前注入浆料中，形成纤维上的沉淀物。随后将浆料泵至流浆箱中。通过加入硫酸，将浆料的pH调至约3.5。浆料经收集、干燥，并形成过滤介质。过滤介质的性能特性用多道过滤试验利用10微米的颗粒进行测试。从多道过滤试验，过滤介质β效率比随时间的稳定性与容尘量一起测量。同样利用前面讨论的伸长率和破裂强度试验，评估了过滤介质机械特性（包括伸长率和破裂强度）。在图1-4中提供实施例1和2的过滤介质以及常规玻璃纤维过滤介质的性质。

[0088] 如图1中所示出的，观察到实施例1和2的过滤介质的β效率比在多道过滤试验的整个过程中不断增加，表示过滤介质具有高度的效率稳定度。相反，观察到不含莱赛尔的常规玻璃纤维过滤介质的β效率比在进行多道过滤试验的60%时间段之后下降。

[0089] 图2说明了根据多道过滤试验，对实施例1和2以及常规玻璃纤维过滤介质所测2
的过滤介质容尘量。观察到实施例1和实施例2过滤介质的DHC（实施例1（95.3g/m），实
2 2
施例2（86.6g/m））比不含莱赛尔的常规玻璃纤维过滤介质所观察到的DHC（59.5g/m）更大。

[0090] 图3说明了在纵向和横向两个方向上测量的过滤介质的伸长率。对于实施例1和2两个实施例，观察到过滤介质在纵向和横向两个方向上的伸长率均大于1.5%。相反，所测量的不含莱赛尔的常规玻璃纤维过滤介质在纵向和横向两个方向上的伸长率小于0.5%。

[0091] 图4描述了对实施例1和2的过滤介质所测的破裂强度。测得的过滤介质的破裂强度大于约30kPa。测得的不含莱赛尔的常规玻璃纤维过滤介质破裂强度为约14kPa。

[0092] 实施例3

[0093] 将六个独立的过滤介质制造成手抄纸，其中每个过滤介质并入了具有不同原纤化水平的莱赛尔。每个过滤介质手抄纸的莱赛尔的CSF原纤化水平为45、240、270、600、660和850（分别对应于SR原纤化水平83、46、42、20、17和9）。850的CSF是指未精制的原纤化水平。

[0094] 超细玻璃纤维和具有各原纤化水平的莱赛尔混合在一起以形成水基纤维浆料。超细玻璃纤维构成各浆料中纤维重量的80%，而莱赛尔纤维构成各浆料中纤维重量的20%。加入硫酸以酸化各个浆料。然后抽干、收集每种纤维浆料，成型并干燥成各自的含具有特定原2
纤化水平莱赛尔的手抄纸。每种手抄纸的单位面积重量为60g/m。

[0095] 对于每种手抄纸，利用上述的渗透率试验测量每种过滤介质的渗透率，并如图5所示记录。同样，对于每种手抄纸评估每种过滤介质的拉伸伸长率和拉伸强度，结果示出于图6和7中。

[0096] 观察到含具有未精制原纤化水平（CSF850）莱赛尔纤维的手抄纸的透气率呈现最大的透气率，而观察到含具有最精制原纤化水平（CSF45）的莱赛尔纤维的手抄纸的透气率最差。因此，含CSF原纤化水平高于CSF45的莱赛尔纤维的手抄纸呈现通常良好的透气率性能特性。

[0097] 观察到含具有未精制原纤化水平（CSF850）的莱赛尔纤维的手抄纸的拉伸伸长率和拉伸强度显著低于含具有提高的原纤化水平的莱赛尔纤维的手抄纸所测得的。因此根据通过拉伸强度和拉伸伸长率所测的，含低于CSF850的SCF原纤化水平的莱赛尔纤维的手抄纸呈现通常更有利的机械特性。含CSF45和CSF850之间的CSF原纤化水平的莱赛尔纤维的手抄纸还呈现比含原纤化水平CSF45和CSF850的莱赛尔纤维的手抄纸所观察到的通常更好的拉伸伸长率性质。如所示，含CSF原纤化水平CSF660、CSF600、CSF270和CSF240的莱赛尔纤维的手抄纸呈现比含CSF850和CSF45原纤化的莱赛尔纤维的手抄纸更有利的机械性能和透气率组合。

[0098] 如此描述了本发明的至少一个实施方案的几个方面之后，应理解本领域的技术人员会容易想到各种变化、修改和改进。这些变化、修改和改进意指本公开的一部分，并意指在本发明的精神的范围内。因此，前面的描述和附图仅作为示例的方式。

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