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用于液体过滤介质的原纤化纤维

阅读:41发布:2020-05-12

专利汇可以提供用于液体过滤介质的原纤化纤维专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 中描述了用于过滤介质的 纤维 网。在一些实施方案中,纤维网包含 原纤化 纤维和任选的非原纤化纤维以及其他任选的组分(例如,粘结剂 树脂 )。在一些实施方案中,纤维网包含有限量的玻璃纤维或不包含玻璃纤维。对原纤化纤维的各个特征和量进行选择以赋予期望性质,包括机械特性和过滤特性(例如,容尘量和效率)以及其他益处。,下面是用于液体过滤介质的原纤化纤维专利的具体信息内容。

1.一种过滤介质,包含:
第一层,其中所述第一层包含多根有机聚合物纤维
第二层,其中所述第二层包含多根合成纤维,并且其中所述第一层和/或所述第二层为湿法成网层;和
第三层,其中所述第三层为非湿法成网层且包含合成聚合物纤维,
其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包含原纤化纤维,其中所述第一层和/或所述第二层包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维,并且
其中所述过滤介质能够实现至少约30%的燃料-分离效率。
2.一种过滤介质,包含:
含有多根合成纤维的湿法成网纤维网,
其中所述湿法成网纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值小于或等于约3.0,
其中所述湿法成网纤维网包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维,
其中所述过滤介质的单位面积重量大于约10g/m2且小于或等于约1000g/m2,并且其中所述过滤介质的厚度为约0.1mm至约10.0mm。
3.一种过滤介质,包含:
含有多根合成纤维的纤维网,
其中所述纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值小于约3.0,其中所述纤维网的容尘量大于或等于约80g/m2,其中所述容尘量根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压下测量,
其中所述湿法成网纤维网包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维,
其中所述过滤介质的单位面积重量大于约10g/m2且小于或等于约1000g/m2,并且其中所述过滤介质的厚度为约0.1mm至约10mm。
4.一种过滤介质,包含:
含有多根原纤化纤维的纤维网,
其中所述纤维网包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维,
其中所述过滤介质对4微米或更大颗粒的液体过滤效率为至少98%,其中所述效率根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量,
其中所述过滤介质的单位面积重量大于约10g/m2且小于或等于约1000g/m2,并且其中所述过滤介质的厚度为约0.1mm至约10mm。
5.一种过滤介质,包含:
第一层,其包含多根有机聚合物纤维;和
第二层,其包含大于或等于约60重量%的原纤化纤维,
其中所述第一层的第一单位面积重量大于或等于约10g/m2且小于约300g/m2,
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其中所述第二层的第二单位面积重量大于或等于约3g/m且小于约200g/m,其中所述第一单位面积重量与所述第二单位面积重量之比为至少3:1且小于14:1,并且
其中所述过滤介质的厚度为约0.3mm至约10mm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网包含原纤化纤维。
7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平大于约100mL且小于或等于约300mL。
8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平大于约70mL且小于或等于约90mL。
9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的玻璃纤维重量百分比为约0重量%至约5重量%。
10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网基本上不含玻璃纤维。
11.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述多根合成纤维包括非原纤化纤维。
12.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述多根合成纤维包括原纤化纤维。
13.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述多根合成纤维包括原纤化纤维和非原纤化纤维的混合物。
14.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述多根合成纤维包括莱赛尔纤维。
15.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述多根合成纤维包括聚芳酰胺纤维。
16.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述多根合成纤维包括人造丝纤维。
17.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(CFM/SF))0.5]值小于约1.5。
18.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(CFM/SF))0.5]值小于约1。
19.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质的单位面积重量大于约90g/m2且小于或等于约200g/m2。
20.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第一层的第一单位面积重量大于或等于约40g/m2且小于约300g/m2。
21.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第二层的第一单位面积重量大于或等于约3g/m2且小于约50g/m2。
22.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第一单位面积重量与所述第二单位面积重量之比为至少约3:1且小于约5:1。
23.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网包含大于约5重量%且小于或等于约60重量%的原纤化纤维。
24.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网包含含有原纤化纤维的第一层。
25.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网包含含有大于或等于约60重量%的原纤化纤维的第二层。
26.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网包含含有大于或等于约80重量%的原纤化纤维的第二层。
27.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,还包含粘结剂树脂
28.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的容尘量为至少约
100g/m2,其中所述容尘量根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量。
29.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质的容尘量为至少约100g/m2,其中所述容尘量根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量。
30.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网为湿法成网纤维网。
31.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网包含至少2层。
32.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的至少一个特性具有横穿所述纤维网的厚度的梯度。
33.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的原纤化纤维的量具有横穿所述纤维网的厚度的梯度。
34.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述纤维网的原纤化纤维的原纤化水平具有横穿所述纤维网的厚度的梯度。
35.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质对4微米或更大颗粒的液体过滤效率为至少99%,其中所述效率根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量。
36.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质对4微米或更大颗粒的液体过滤效率为至少99.5%,其中所述效率根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量。
37.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质对4微米或更大颗粒的液体过滤效率为至少99.9%,其中所述效率根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量。
38.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质包含附加纤维网层。
39.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述附加纤维网层包含设置成与所述纤维网相邻的熔喷层。
40.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平小于或等于约300mL,小于或等于约200mL,小于或等于约100mL,或者小于或等于约50mL。
41.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述过滤介质包含小于或等于约100重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约60重量%,或者小于或等于约40重量%的原纤化纤维。
42.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述有机聚合物纤维为纤维素纤维。
43.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第二层比所述第一层包含更多的原纤化纤维。
44.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第二层包含比所述第一层的原纤化纤维具有更高原纤化水平的原纤化纤维。
45.一种方法,包括使液体通过根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质。
46.根据权利要求44所述的方法,其中所述液体为燃料。
47.一种过滤元件,包含根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质。

说明书全文

用于液体过滤介质的原纤化纤维

技术领域

[0001] 本文中描述的各个方面一般性涉及包含可以用于过滤介质的原纤化纤维的纤维网。

背景技术

[0002] 过滤介质可以在各种应用中用于除去污染物。通常,过滤介质包含一个或更多个纤维网。纤维网提供允许流体(例如,燃料润滑油、液压流体、空气)流过该网的多孔结构。流体内包含的污染物颗粒可被捕获在纤维网上。纤维网的特征(例如,纤维尺寸、纤维组成、单位面积重量(basis weight)等)影响机械特性(例如,延伸率、强度等)和过滤性能(例如,容尘量、液体过滤效率等)。
[0003] 某些过滤介质包含含有玻璃纤维的网。虽然通常具有所需的过滤性能,但是玻璃纤维网可表现出有限的强度和脆性特征,这可能导致在处理、进一步加工(例如,打褶、切割)、安装和使用期间纤维脱落。过滤介质中玻璃纤维的存在还可引起环境问题。
[0004] 在一些应用中,希望限制纤维网中玻璃纤维的量,但是仍实现所期望的包括给定压降下高过滤效率和/或高容尘量等的特性平衡。发明内容
[0005] 本文中描述了包含原纤化纤维且可以用于过滤介质的纤维网。
[0006] 在一些实施方案中,提供了一系列过滤介质。在一组实施方案中,过滤介质包含含有多根合成纤维的湿法成网纤维网。所述湿法成网纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值小于或等于约3.0。此外,所述湿法成网纤维网包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维。所述过滤介质的单位面积重量为大于约10g/m2且小于或等于约1000g/m2,厚度为约0.1mm至约10.0mm。
[0007] 在另一组实施方案中,过滤介质包含含有多根合成纤维的纤维网。所述纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值小于约3.0。此外,纤维网的容尘量大于或等于约80g/m2,其中所述容尘量根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验(Multipass Filter Tests)在25mg/L基础上游重量平(base upstream gravimetric level,BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压下测量。湿法成网纤维网包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维。此外,过滤介质的单位面积重量大于约10g/m2且小于或等于约1000g/m2,厚度为约0.1mm至约10.0mm。
[0008] 在另一组实施方案中,过滤介质包含含有多根原纤化纤维的纤维网。纤维网包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维。过滤介质对4微米或更大颗粒的液体过滤效率为至少98%,其中所述效率根据ISO 16889/19438程序使用多通过滤试验在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和100kPa终端压力下测量。此外,所述过滤介质的单位面
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积重量大于约10g/m且小于或等于约1000g/m,厚度为约0.1mm至约10.0mm。
[0009] 在另一组实施方案中,过滤介质包含含有多根有机聚合物纤维的第一层,和含有大于或等于60重量%的原纤化纤维的第二层。第一层的第一单位面积重量大于或等于约10g/m2且小于约300g/m2。第二层的第二单位面积重量大于或等于3g/m2且小于约200g/m2。
第一单位面积重量与第二单位面积重量之比为至少3:1且小于14:1。所述过滤介质的厚度为约0.3mm至约10.0mm。
[0010] 在另一组实施方案中,过滤介质包含与附加层(例如,第三层)组合的第一层和第二层。第一层和/或第二层为湿法成网层(例如,通过湿法成网工艺形成的层)。附加层为非湿法成网层(例如,通过非湿法成网工艺形成的层)且可包含熔喷纤维、熔纺纤维、离心纺丝纤维或通过其他非湿法成网工艺形成的纤维。第一层包含多根有机聚合物纤维,第二层包含多根合成纤维。第一层和第二层中的至少之一包含原纤化纤维(例如,第一层和/或第二层的约1重量%至约100重量%)。第一层和/或第二层包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维。附加层包含合成聚合物纤维。过滤介质可以实现至少约30%(例如,约60%至约99.9%)的燃料-水分离效率。
[0011] 在上述和本文描述的某些实施方案中,第一层和/或第二层可为非湿法成网层(例如,由熔喷纤维、熔纺纤维、干法成网(经梳理的)纤维、离心纺丝纤维、纺粘纤维和/或气流成网纤维形成),如本文中所述。
[0012] 在上述和本文描述的某些实施方案中,附加层的单位面积重量可为约5g/m2至约800g/m2,透气率可小于约1300cfm/sf,平均纤维直径可小于100微米。
[0013] 在上述和本文描述的某些实施方案中,整个过滤介质的单位面积重量可大于约10g/m2且小于或等于约1000g/m2,厚度可为约0.1mm至约10.0mm。
[0014] 在上述和本文描述的一些实施方案中,过滤介质可以实现4微米下至少99%的效率、至少99%的初始效率和至少150gsm的容尘量。
[0015] 当结合附图考虑时,根据以下详细描述的本发明的各个非限制性实施方案,本发明的其他优点和新颖特征将变得显见。在本说明书与通过引用并入的文件包含冲突和/或不一致的公开内容的情况下,应以本说明书为准。若通过引用并入的两个或更多个文件包含相对于彼此冲突/或不一致的公开内容,则应以生效日期较晚的文件为准。

附图说明

[0016] 将参照附图通过示例的方式描述本发明的非限制性实施方案,这些附图为示意性的且未按比例绘制。在图中,所示的各个相同的部件或几乎相同的部件通常由单一附图标记表示。为了清楚起见,在不需要图解来使得本领域普通技术人员理解本发明的地方,不是每个部件都被标记,也不是本发明的每个实施方案中的每个部件都被示出。在附图中:
[0017] 图1是示出根据一组实施方案的纤维网的示意图。

具体实施方式

[0018] 本文中描述了用于过滤介质的纤维网。在一些实施方案中,纤维网包含原纤化纤维和任选的非原纤化纤维、以及其他任选的组分(例如,粘结剂树脂)。在一些实施方案中,纤维网包含有限量的玻璃纤维或不包含玻璃纤维。对原纤化纤维的各个特征和量进行选择以赋予所期望的特性包括机械特性和过滤特性(例如,容尘量和效率)以及其他益处。由网形成的过滤介质可特别适用于涉及过滤燃料的应用,但是该介质也可用于其他应用(例如,用于过滤润滑油、液压流体、空气)。在一些实施方案中,本文中所述的纤维网可包含多个层,但是其他配置也是可能的。
[0019] 有利地,在一些实施方案中,使用原纤化纤维可以增大纤维网的表面积,使得所述介质的一个或更多个特性改善,例如增大了颗粒捕获效率和/或容尘量。使用原纤化纤维还可使得所述纤维网的平均孔径相较于具有相似特性(例如,单位面积重量、纤维类型等)但缺乏原纤化纤维的的纤维网减小。因此,包含这样的原纤化纤维的纤维网可具有比较低的压降同时实现每单位厚度的效率增加。在一些实施方案中,本文中所述的纤维网可以在具有有限量的玻璃纤维或没有玻璃纤维的情况下实现这些改善的特性。
[0020] 本文中所述的纤维网可具有单个层或多个层。在一些包含多个层的实施方案中,清晰的层界限可能不总是明显的,如以下更详细的描述。纤维网的一个实例示于图1中。如图1中说明性所示,纤维网10包含具有组合厚度25的第一层15和第二层20。任选地,该纤维网可包含附加层(未示出)。在过滤元件中第一层可设置在第二层的上游或下游。在一些实施方案中,第一层相比于第二层是相对开放的层(例如,具有相对较高的透气率),而第二层相比于第一层是相对紧密的层(例如,具有相对较低的透气率)。在其他实施方案中,第一层相比于第一层是相对紧密的层,而第二层相比于第二层是相对开放的层。
[0021] 如以下更详细的描述,一根或更多根原纤化纤维可存在于纤维网的至少一层中,例如在第一层中,在第二层中,在第一层和第二层二者中,或所有层中。在一些实施方案中,第一层构可构造成具有较高的容尘量。在一些情况下,第一层还可构造成具有较高的过滤效率。在一些实施方案中,第一层可包含原纤化纤维,但在另一些实施方案中第一层不包含原纤化纤维。在一些情况下,在过滤元件中第一层可设置在第二层的上游。在一些实施方案中,第二层包含一根或更多根原纤化纤维并且构造成实现较高的过滤效率。在一些实施方案中,第二层还可具有良好的容尘特性。在过滤元件中第二层可设置在第一层的下游。如以下更详细的描述,纤维网的特性可通过改变存在于纤维网的一层或更多层中的原纤化纤维的量、原纤化纤维的类型和/或纤维的原纤化水平来调整。下面提供了各个层中原纤化纤维的合适的类型、量和原纤化水平的实例。
[0022] 应理解,虽然图1仅示出第一层和第二层,但是在其他实施方案中可存在其他层。例如,纤维网可包含设置成如下第三层:与第一层直接相邻(例如,在与第二层相反的侧上),与第二层直接相邻(例如,在与第一层相反的侧上),或者在第一层与第二层之间。附加层也是可能的。在某些实施方案中,可在纤维网中使用附加层(例如,第三层、第四层等)以提高容尘量、寿命、液体过滤效率、水分离效率和/或强度(例如,伦(Mullen)破裂强度、拉伸强度、延伸率)中的一者或更多者,如以下更详细的描述。此外,应理解,任何附加层(例如,第三层、第四层等)可具有本文中对第一层或第二层描述的任何特征或性质。
[0023] 在一些实施方案中,纤维网10在第一层和第二层之间包含清晰界限。例如,纤维网可包括在两层之间的明显的界面40。在一些这样的实施方案中,第一层和第二层可单独形成,然后可通过任意合适的方法(例如层压、排序(collation))或者通过使用粘合剂组合。第一层和第二层(以及任何附加层)可使用不同工艺或相同工艺形成。例如,第一层和第二层(以及任何附加层)中的每一个均可通过湿法成网工艺、非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺)或任意其他合适的工艺独立地形成。
[0024] 在另一些实施方案中,纤维网10在第一层和第二层之间不包含清晰界限。例如,两层之间明确界面可能不明显。在一些情况下,形成纤维网的层贯穿纤维网的厚度可能难以彼此区分。在这样的实施方案中,第一层和第二层可通过相同工艺(例如,湿法成网工艺、非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺)或任意其他合适的工艺)或者通过不同工艺形成。在一些情况下,第一层和第二层可同时形成。
[0025] 无论第一层和一二层之间是否存在清晰界限,在一些实施方案中,纤维网10包括横穿该纤维网的一部分厚度或全部厚度的以下一个或更多个特性的梯度(即,变化):例如原纤化纤维的量、纤维的原纤化水平、纤维直径、纤维类型、纤维组成、纤维长度、纤维表面化学、孔径、材料密度、单位面积重量、硬度、组分(例如,粘结剂、树脂、交联剂)的比例、刚度、拉伸强度、芯吸能力(wicking ability)、亲水性/疏水性和传导性)。适于用作过滤介质的纤维网可任选地包括横穿该纤维网的厚度一个或更多个性能特征的梯度,例如效率、容尘量、压降、渗透率和孔隙率。一个或更多个这样的特性的梯度可存在于纤维网顶表面30和底表面35之间的纤维网中。
[0026] 在纤维网内可以具有不同类型和不同配置的梯度。在一些实施方案中,在纤维网的顶表面和底表面之间的一个或更多个特性的梯度是渐变的(例如,线性的、曲线性的)。例如,纤维网的原纤化纤维量可以从纤维网的顶表面至底表面增加。在另一个实施方案中,纤维网可包括横穿纤维网的厚度的一个或更多个特性的阶梯性梯度。在一个这样的实施方案中,特性转变可主要发生在两层之间的界面40处。例如,纤维网(例如具有包含第一纤维类型的第一层和包含第二纤维类型的第二层的)可具有横穿界面纤维类型之间的突然转变。换言之,纤维网的各层可相对不同。其他的梯度类型也是可能的。
[0027] 在某些实施方案中,纤维网可包括贯穿纤维网的部分厚度的一个或更多个特性的梯度。在纤维网的不存在特性梯度的部分中,贯穿网的该部分的特性可以基本上恒定。如本文中所述,在一些情况下,特性梯度涉及横穿纤维网的厚度组分(例如,纤维的类型(如原纤化纤维、硬木纤维、软木纤维),添加剂,粘结剂)的不同比例。在一些实施方案中,组分可以以不同于纤维网的另一部分的量或浓度存在。在另一些实施方案中,组分存在于纤维网的一部分中,但是不存在于纤维网的另一部分中。其他配置也是可能的。
[0028] 在一些实施方案中,纤维网在该纤维网的两个或更多个区域中具有一个或更多个特性的梯度。例如,包含三个层的纤维网可具有横穿第一层和第二层的一个特性的第一梯度,以及横穿第二层和第三层的另一个特性的第二梯度。第一梯度和第二梯度在一些实施方案中可相同,或在另一些实施方案中可不同(例如,特征在于横穿纤维网的厚度特性的渐变与突变)。其他配置也是可能的。
[0029] 纤维网可根据具体应用和所需的性能特征而包含任意合适数量的层,例如,至少2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层或9层。应理解,在一些实施方案中,形成纤维网的层在横穿纤维网的厚度上可能彼此没有区别。因此,在一些情况下,由例如两个“层”或两种“纤维混合物”形成的纤维网的特征还可以在于具有横穿纤维网的特性梯度的单“层”(或“复合”层)。这样的复合层可任选地与纤维网中的附加层组合以形成例如在纤维网的某些部分中具有一个或更多个特性梯度但在纤维网的其他部分中没有一个或更多个特性梯度的纤维网。
[0030] 例如,在一组实施方案中,图1的纤维网10的第一层不包括横穿第一层的厚度的特性梯度,但是第二层包括横穿第二层的厚度的特性梯度。在另一个实例中,图1的纤维网10的第一层包括横穿第一层的厚度的特性梯度,但是第二层不包括横穿第二层的厚度的特性梯度。在另一些实施方案中,第一层和第二层二者均包括横穿层的厚度的一个或更多个特性梯度。其他配置也是可能的。如本文中所述,横穿层的厚度变化的一个或更多个特性可包括例如原纤化纤维的浓度、纤维的原纤化水平、纤维类型(例如,原纤化纤维的类型)、纤维直径、纤维组成、纤维长度、纤维表面化学、孔径、材料密度、单位面积重量、硬度、组分(例如,粘结剂、树脂、交联剂)的比例、刚度、拉伸强度、芯吸能力、亲水性/疏水性和传导性。
[0031] 如上所述,本文中描述的纤维网包含一根或更多根原纤化纤维。如本领域普通技术人员所公知,原纤化纤维包括分支成较小直径的原纤维的母体纤维,在一些情况下,所述较小直径的原纤维可以进一步分支成更小直径的原纤维,所述更小直径的原纤维还可进一步分支。原纤维的分支性质产生具有高表面积的纤维网并且可以增加该网中原纤化纤维与其他纤维之间的接触点数量。该网的原纤化纤维与其他纤维和/或组分的接触点的这样的增加可有助于增强该纤维网的机械特性(例如,柔性、强度)和/或过滤性能特征。
[0032] 通常,纤维网中包含的原纤化纤维可具有任意合适的原纤化水平。原纤化水平涉及纤维中分支的程度。纤维的平均原纤化水平在多个分层纤维网中的不同层之间可以变化。例如,第一层可包含与第二层的纤维相比具有较低原纤化水平的纤维。在另一些实施方案中,第一层可包含与第二层的纤维相比具有较高原纤化水平的纤维。
[0033] 平均原纤化水平可根据层(或网)是包含单一类型原纤化纤维还是包含多于一种类型原纤化纤维而在层中变化(或在整个网中变化)。在纤维网的一个或更多个层中还可以使用相同纤维类型但是被不同程度的原纤化的纤维。
[0034] 可以根据任意数目的合适方法来测量原纤化水平。如,原纤化纤维的原纤化水平可以根据由TAPPI试验方法T 227om 09纸浆游离度规定的加拿大标准游离度(CSF)试验来测量。该试验可以提供平均CSF值。在一些实施方案中,纤维网中使用的原纤化纤维的平均CSF值可在约10mL至约750mL之间变化。在某些实施方案中,纤维网中使用的原纤化纤维的平均CSF值可为大于或等于1mL,大于或等于约10mL,大于或等于约20mL,大于或等于约35mL,大于或等于约45mL,大于或等于约50mL,大于或等于约65mL,大于或等于约70mL,大于或等于约75mL,大于或等于约80mL,大于或等于约100mL,大于或等于约150mL,大于或等于约175mL,大于或等于约200mL,大于或等于约250mL,大于或等于约300mL,大于或等于约
350mL,大于或等于约500mL,大于或等于约600mL,大于或等于约650mL,大于或等于约
700mL,或者大于或等于约750mL。
[0035] 在一些实施方案中,纤维网中使用的原纤化纤维的平均CSF值可为小于或等于约800mL,小于或等于约750mL,小于或等于约700mL,小于或等于约650mL,小于或等于约
600mL,小于或等于约550mL,小于或等于约500mL,小于或等于约450mL,小于或等于约
400mL,小于或等于约350mL,小于或等于约300mL,小于或等于约250mL,小于或等于约
225mL,小于或等于约200mL,小于或等于约150mL,小于或等于约100mL,小于或等于约90mL,小于或等于约85mL,小于或等于约70mL,小于或等于约50mL,小于或等于约40mL,或者小于或等于约25mL。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10mL且小于或等于约
300mL的原纤化纤维的平均CSF值)。其他范围也是可能的。纤维网中使用的原纤化纤维的平均CSF值可基于一种类型的原纤化纤维或多于一种类型的原纤化纤维。
[0036] 在一些实施方案中,原纤化纤维的原纤化水平可以根据肖伯尔瑞格勒(SR)试验来测量。在一些实施方案中,原纤化纤维的平均SR值可为大于约20°SR,大于约30°SR,大于约40°SR,大于约50°SR,或者大于约60°SR。在一些实施方案中,原纤化纤维的平均SR值可为小于约80°SR,小于约70°SR,小于约60°SR,小于约50°SR,或者小于约40°SR。可以理解,平均SR值可在任意上述下限和上限之间。例如,原纤化纤维的平均SR值可为约20°SR至约70°SR,约
20°SR至约60°SR,或约30°SR至约50°SR,约32°SR至约52°SR,或约40°SR至约50°SR。
[0037] 应理解,在某些实施方案中,纤维可具有在上述范围之外的原纤化水平。
[0038] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中原纤化纤维(若存在)的平均CSF值可变化。例如,若第一层中包含原纤化纤维,则第一层中原纤化纤维的平均CSF值可在约10mL至约之间750mL之间变化。在某些实施方案中,第一层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可为大于或等于1mL,大于或等于约10mL,大于或等于约20mL,大于或等于约35mL,大于或等于约45mL,大于或等于约50mL,大于或等于约65mL,大于或等于约70mL,大于或等于约75mL,大于或等于约80mL,大于或等于约
100mL,大于或等于约150mL,大于或等于约175mL,大于或等于约200mL,大于或等于约
250mL,大于或等于约300mL,大于或等于约350mL,大于或等于约500mL,大于或等于约
600mL,大于或等于约650mL,大于或等于约700mL,或者大于或等于约750mL。
[0039] 在一些实施方案中,第一层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可为小于或等于约750mL,小于或等于约700mL,小于或等于约650mL,小于或等于约600mL,小于或等于约
550mL,小于或等于约500mL,小于或等于约450mL,小于或等于约400mL,小于或等于约
350mL,小于或等于约300mL,小于或等于约250mL,小于或等于约225mL,小于或等于约
200mL,小于或等于约150mL,小于或等于约100mL,小于或等于约90mL,小于或等于约85mL,小于或等于约70mL,小于或等于约50mL,小于或等于约40mL,或者小于或等于约25mL。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10mL且小于或等于约300mL的原纤化纤维的平均CSF值)。其他范围也是可能的。第一层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可基于一种类型的原纤化纤维或多于一种类型的原纤化纤维。
[0040] 若第二层中包含原纤化纤维,则第二层中原纤化纤维的平均CSF值可在约10mL至约之间750mL之间变化。在某些实施方案中,第二层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可为大于或等于1mL,大于或等于约10mL,大于或等于约20mL,大于或等于约35mL,大于或等于约45mL,大于或等于约50mL,大于或等于约65mL,大于或等于约70mL,大于或等于约75mL,大于或等于约80mL,大于或等于约100mL,大于或等于约150mL,大于或等于约175mL,大于或等于约200mL,大于或等于约250mL,大于或等于约300mL,大于或等于约350mL,大于或等于约
500mL,大于或等于约600mL,大于或等于约650mL,大于或等于约700mL,或者大于或等于约
750mL。
[0041] 在一些实施方案中,第二层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可为小于或等于约750mL,小于或等于约700mL,小于或等于约650mL,小于或等于约600mL,小于或等于约
550mL,小于或等于约500mL,小于或等于约450mL,小于或等于约400mL,小于或等于约
350mL,小于或等于约300mL,小于或等于约250mL,小于或等于约225mL,小于或等于约
200mL,小于或等于约150mL,小于或等于约100mL,小于或等于约90mL,小于或等于约85mL,小于或等于约70mL,小于或等于约50mL,小于或等于约40mL,或者小于或等于约25mL。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10mL且小于或等于约300mL的原纤化纤维的平均CSF值)。其他范围也是可能的。第二层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可基于一种类型的原纤化纤维或多于一种类型的原纤化纤维。
[0042] 原纤化纤维可由任意合适的材料形成,例如合成材料(例如,合成聚合物如聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、对位聚芳酰胺、间位聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯、尼龙、丙烯酸类、再生纤维素(例如,莱塞尔纤维、人造丝)、液晶聚合物(例如,聚对亚苯基-2,6-苯并双 唑(PBO)、聚酯类液晶聚合物如通过4-羟基苯甲酸与6-羟基-2-甲酸的缩聚反应产生的聚酯),和天然材料(例如,天然聚合物如纤维素(例如,非再生纤维素)、有机纤维如羊毛))。在一些实施方案中,使用有机聚合物纤维。在某些实施方案中,使用纤维。
[0043] 在一些实施方案中,原纤化纤维可为合成纤维。如本文中所使用的合成纤维为由聚合物材料形成的非天然存在的纤维。原纤化纤维也可为非合成材料,例如,天然存在的纤维素纤维。纤维素纤维可包括例如木质纤维素纤维和非木质纤维素纤维。可以理解,原纤化纤维可包括合成纤维和/或非合成纤维的任意合适的组合。
[0044] 在某些实施方案中,原纤化纤维由莱塞尔纤维形成。莱塞尔纤维作为一种类型的合成纤维而为本领域技术人员所公知并且可通过溶剂纺丝由再生纤维素产生。
[0045] 在某些实施方案中,原纤化纤维由人造丝形成。人造丝是本领域技术人员公知的。其也可由再生纤维素产生并且可使用乙酸酯法、法或粘胶工艺来产生。在这些方法中,可将纤维素或纤维素溶液纺制成纤维。
[0046] 纤维可通过任意合适的原纤化精磨工艺而原纤化。在一些实施方案中,可使用圆盘精研机、打浆机或任意其他合适的原纤化设备使纤维原纤化。
[0047] 应理解,在某些实施方案中,原纤化纤维可具有除上述那些之外的组分。例如,合适组分可包括丙烯酸类、液晶聚合物、聚 唑(例如,聚(对亚苯基-2,6-苯并双 唑)、聚芳酰胺、对位聚芳酰胺、木质纤维素、非木质纤维素、、聚乙烯、聚烯烃和烯烃等。
[0048] 通常,原纤化纤维可具有任意合适的尺寸(例如,通过显微镜测量的尺寸)。
[0049] 如上所述,原纤化纤维包含母体纤维和原纤维。母体纤维的平均直径可为例如约1微米至约75微米。在一些实施方案中,母体纤维的平均直径可为小于或等于75微米,小于或等于60微米,小于或等于50微米,小于或等于40微米,小于或等于30微米,小于或等于20微米,或者小于或等于15微米。在一些实施方案中,母体纤维的平均直径可为大于或等于约10微米,大于或等于约15微米,大于或等于约20微米,大于或等于约30微米,大于或等于约40微米,大于或等于约50微米,大于或等于约60微米,或者大于或等于约75微米。上述范围的组合也是可能的(例如,母体纤维的平均直径为大于或等于约15微米且小于约75微米)。其他范围也是可能的。
[0050] 原纤维的平均直径可为例如约0.2微米至约15微米。在一些实施方案中,原纤维的平均直径可为小于或等于约15微米,小于或等于约10微米,小于或等于约8微米,小于或等于约6微米,小于或等于约4微米,小于或等于约3微米,小于或等于约2微米,或者小于或等于约1微米。在一些实施方案中,原纤维的平均直径可为大于或等于约0.2微米,大于或等于约1微米,大于或等于约2微米,大于或等于约3微米,大于或等于约4微米,大于或等于约6微米,大于或等于约8微米,或者大于或等于约10微米。上述范围的组合也是可能的(例如,原纤维的平均直径为大于或等于约3微米且小于约6微米)。其他范围也是可能的。
[0051] 所述的原纤化纤维的平均长度可为例如约1mm至约15mm(例如,约0.2mm至约12mm,或约2mm至约4mm)。在一些实施方案中,原纤化纤维的平均长度可为小于或等于约15mm,小于或等于约12mm,小于或等于约10mm,小于或等于约8mm,小于或等于约6mm,小于或等于约4mm,或者小于或等于约2mm。在某些实施方案中,原纤化纤维的平均长度可为大于或等于约
2mm,大于或等于约4mm,大于或等于约6mm,大于或等于约8mm,大于或等于约10mm,或者大于或等于约12mm。上述范围的组合也是可能的(例如,原纤化纤维的平均长度为大于或等于约
2mm且小于约12mm)。其他范围也是可能的。原纤化纤维的平均长度指从母体纤维的一端至对立端的母体纤维的平均长度。在一些实施方案中,原纤化纤维的最大平均长度落在上述范围内。最大平均长度指沿着原纤化纤维(包含母体纤维和原纤维)的一个轴的最大尺寸的平均值。
[0052] 当原纤化纤维为莱塞尔纤维时或者当原纤化纤维为除莱塞尔纤维之外的材料时,上述尺寸可为例如上述尺寸。应理解,在某些实施方案中,纤维和原纤维的尺寸可在上述范围之外。
[0053] 通常,纤维网可包含任意适当重量百分比的原纤化纤维以实现所期望的特性平衡。在一些实施方案中,纤维网中原纤化纤维的重量百分比为约1重量%至约100重量%(例如,约2重量%至约60重量%)。例如,纤维网中原纤化纤维的重量百分比可为大于或等于约2重量%,大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约15重量%,大于或等于约20重量%,大于或等于约25重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约35重量%,大于或等于约40重量%,大于或等于约45重量%,大于或等于约50重量%,或者大于或等于约60重量%。在一些实施方案中,纤维网中原纤化纤维的重量百分比为小于或等于约100重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约60重量%,小于或等于约55重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约45重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约35重量%,小于或等于约30重量%,小于或等于约25重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如大于约2重量%且小于或等于约25重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0054] 在一些实施方案中,与其他纤维网相比具有更大的原纤化纤维的量的纤维网可以呈现出与其他纤维网相比相对更大程度的柔性和强度,例如,与其他纤维网相比,延伸率、拉伸强度和/或破裂强度增大。
[0055] 在某些实施方案中,纤维网或纤维网中的层(例如,第一层或第二层)包含具有比较高的原纤化程度的原纤化纤维。在一些这样的实施方案中,可能需要较少量原纤化纤维以实现与具有相对低的原纤化程度的原纤化纤维但具有大量的这样的纤维的纤维网相同的结构和/或性能特征。在某些实施方案中,纤维网或纤维网中的层(例如,第一层或第二层)包含平均CSF值为如下的原纤化纤维:大于或等于约10mL且小于或等于约300mL,小于或等于约250mL,小于或等于约225mL,小于或等于约200mL,小于或等于约150mL,小于或等于约100mL,小于或等于约90mL,小于或等于约85mL,小于或等于约70mL,小于或等于约50mL,小于或等于约40mL,或者小于或等于约25mL。在这样的纤维网或该纤维网中的层中原纤化纤维的重量百分比可为例如大于或等于约2重量%(例如,大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约15重量%,大于或等于约20重量%,大于或等于约25重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约35重量%,大于或等于约40重量%,大于或等于约45重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约60重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%)且小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约60重量%,小于或等于约55重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约45重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约35重量%,小于或等于约30重量%,小于或等于约25重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。其他范围也是可能的。
[0056] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中原纤化纤维的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,第一层中原纤化纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中原纤化纤维的重量百分比可为大于或等于约2重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约20重量%,大于或等于约40重量%,大于或等于约60重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,第一层中原纤化纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约2重量%且小于或等于约100重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0057] 在一些实施方案中,第二层中原纤化纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中原纤化纤维的重量百分比可为大于或等于约1重量%,大于或等于约2重量%,大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约20重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约40重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约60重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,或者大于或等于约90重量%。在一些实施方案中,第二层中原纤化纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约60重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约30重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约100重量%的重量百分比)。其他组合也是可能的。
[0058] 如上所述,原纤化纤维的量和原纤化水平在过滤介质的纤维网层之间可变化。例如,当过滤介质的第一层为上游层并且该过滤介质的第二层为下游层时,原纤化纤维的相对量和原纤化水平可变化。在一些实施方案中,上游层具有比下游层更小的原纤化程度(即,平均CSF更大)。在另一些实施方案中,上游层具有比下游层更大的原纤化程度。在一些实施方案中,上游层中原纤化纤维的百分比相对小于下游层中原纤化纤维的百分比相比。在另一些实施方案中,上游层中原纤化纤维的百分比大于下游层中原纤化纤维的百分比。
[0059] 在纤维网包含至少第一层和第二层的某些实施方案中,第二层可比第一层包含更多的原纤化纤维(例如,比第一层多至少10%、至少20%、至少40%、至少60%、至少80%、至少100%、至少150%、至少200%、至少300%、至少400%、至少500%或至少1000%的原纤化纤维)。在另一些实施方案中,第一层可包含比第二层更多的原纤化纤维(例如,,比第二层多至少10%、至少20%、至少40%、至少60%、至少80%、至少100%、至少150%、至少200%、至少300%、至少400%、至少500%或至少1000%的原纤化纤维)。其他范围也是可能的。在一些情况下,各层中存在相同量的原纤化纤维。横穿纤维网的厚度也可存在原纤化纤维量的梯度。
[0060] 在纤维网包含至少第一层和第二层的一些实施方案中,第二层可包含比第一层的原纤化纤维具有更高原纤化平均水平的原纤化纤维。例如,第二层的原纤化纤维的平均CSF值可比第一层的原纤化纤维的平均CSF值大至少10%、至少20%、至少40%、至少60%、至少80%、至少100%、至少150%、至少200%、至少300%、至少400%或至少500%。在另一些实施方案中,第一层可包含比第二层的原纤化纤维具有更高原纤化平均水平的原纤化纤维。
例如,第一层的原纤化纤维的平均CSF值可比第二层的原纤化纤维的平均CSF值大至少
10%、至少20%、至少40%、至少60%、至少80%、至少100%、至少150%、至少200%、至少
300%、至少400%或至少500%。其他范围也是可能的。在一些情况下,各层中的原纤化纤维具有相同的原纤化水平。横穿纤维网的厚度也可存在平均原纤化水平的梯度。
[0061] 在一些情况下,可能有利地是原纤化纤维沿网的机器纵向(machine direction)(即,当纤维的长度基本上沿机器纵向延伸时)和/或沿网的机器横向(cross-machine direction)(即,当纤维的长度基本上沿机器横向延伸时)对准。应该理解术语“机器纵向”和“机器横向”在本领域中具有其常规含义。即,机器纵向是指其中在加工过程中纤维网沿加工机器移动的方向,并且机器横向是指垂直于机器纵向的方向。
[0062] 在一些实施方案中,本文中所述的纤维网可包含纤维素纤维。如本文中所述,纤维素纤维可以是原纤化或非原纤化的。原纤化纤维素纤维或非原纤化纤维素纤维的混合物也是可能的。纤维素纤维可包括任意合适类型的纤维素纤维,例如软木纤维、硬木纤维及其混合物。此外,纤维素纤维可包括天然纤维素纤维、合成纤维素纤维(例如,再生纤维素)或其混合物。
[0063] 纤维网可包含适当百分比的纤维素纤维。例如,在一些实施方案中,纤维网中纤维素纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网中纤维素纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,大于或等于约95重量%,或者大于或等于约98重量%。在一些实施方案中,纤维网中纤维素纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约98重量%,小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网包含0重量%的纤维素纤维。在另一些实施方案中,纤维网包含100重量%的纤维素纤维。
[0064] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中纤维素纤维的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,纤维网的第一层中纤维素纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中纤维素纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约95重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中纤维素纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网的第一层包含0重量%的纤维素纤维。在另一些实施方案中,纤维网的第一层包含100重量%的纤维素纤维。
[0065] 在一些实施方案中,纤维网的第二层中纤维素纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中纤维素纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约95重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中纤维素纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网的第二层包含0重量%的纤维素纤维。在另一些实施方案中,纤维网的第二层包含100重量%的纤维素纤维。
[0066] 纤维网可包含任意适当量的硬木纤维和/或软木纤维,硬木纤维和/或软木纤维可以是原纤化或非原纤化的。原纤化和非原纤化硬木纤维和/或软木纤维的混合物也是可能的。
[0067] 在一些实施方案中,纤维网中硬木纤维的重量百分比可为约0重量%至约98重量%。在一些实施方案中,纤维网中硬木纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约98重量%。在一些实施方案中,纤维网中硬木纤维的重量百分比可为小于或等于约98重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约90重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网包含0重量%的硬木纤维。
[0068] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中硬木纤维的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,纤维网的第一层中硬木纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中硬木纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中硬木纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0069] 在一些实施方案中,纤维网的第二层中硬木纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中硬木纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中硬木纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0070] 纤维网中软木纤维的重量百分比也可变化。例如,纤维网中软木纤维的重量百分比可为约0重量%至约98重量%。在一些实施方案中,纤维网中软木纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约98重量%。在一些实施方案中,纤维网中软木纤维的重量百分比可为小于或等于约98重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网包含0重量%的软木纤维。
[0071] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中软木纤维的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,纤维网的第一层中软木纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中软木纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中软木纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0072] 在一些实施方案中,纤维网的第二层中软木纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中软木纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中软木纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0073] 在一些实施方案中,本文中所述的纤维网包含一根或更多根合成纤维。如本文中所述,所述合成纤维可以是原纤化或非原纤化的。合成纤维可包括任意合适类型的合成聚合物。合适的非原纤化合成纤维的实例包括聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺、聚芳酰胺、对位聚芳酰胺、间位聚芳酰胺、聚苯胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚烯烃、尼龙、丙烯酸类、聚乙烯醇、再生纤维素(例如,莱塞尔纤维、人造丝)、纤维素乙酸酯、聚偏二氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚丙烯腈、聚砜(例如,聚醚砜、聚(亚苯基醚砜))、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚氨酯、聚苯醚、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚(乳酸)或聚交酯、丝、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚吡咯、及其组合。在一些实施方案中,一根或更多根纤维可以包括上述的共聚物(例如,聚苯乙烯-聚丁二烯的嵌段共聚物)。在一些实施方案中,合成纤维为有机聚合物纤维。
[0074] 合成纤维还可包括包含上述一种或更多种聚合物的多组分纤维(即,具有多种组分的纤维,例如双组分纤维)。例如,可使用海岛纤维。在一些情况下,合成纤维可包括熔喷纤维,所述熔喷纤维可由本文中所述的纤维(例如,聚酯、聚丙烯)形成。在另一些情况下,合成纤维可为静电纺丝纤维。在又另一些实施方案中,合成纤维可为离心纺丝纤维或熔纺纤维。
[0075] 纤维网以及该纤维网的第一层和/或第二层还可包含多于一种类型的合成纤维的组合物。应理解,其他类型的合成纤维类型也可使用。
[0076] 纤维网可包含适当百分比的合成纤维。例如,在一些实施方案中,纤维网中合成纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网中合成纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约95重量%。在一些实施方案中,纤维网中合成纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约50重量%且小于或等于约100重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网包含100重量%的合成纤维。在另一些实施方案中,纤维网包含0重量%的合成纤维。
[0077] 在某些实施方案中,纤维网包含一种或更多种无机纤维。无机纤维可包括例如陶瓷纤维如化物(例如,氧化、二氧化、氧化、氧化锌)。纤维网中还可包含矿物纤维。无机纤维还可包括金属纤维例如不锈纤维、镍纤维和镀铜纤维。
[0078] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中合成纤维的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,纤维网的第一层中合成纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中合成纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约95重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中合成纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约50重量%且小于或等于约100重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网的第一层包含0重量%的合成纤维。在另一些实施方案中,纤维网的第一层包含100重量%的合成纤维。
[0079] 在一些实施方案中,纤维网的第二层中合成纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中合成纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%,大于或等于约90重量%,或者大于或等于约95重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中合成纤维的重量百分比可为小于或等于约100重量%,小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约50重量%且小于或等于约100重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网的第二层包含
100重量%的合成纤维。
[0080] 本文中所述的纤维网还可包含非原纤化合成纤维(例如,短纤维(staple fibers));即,非原纤化的合成纤维。如上所述,合成纤维为由聚合物材料形成的非天然存在的纤维。非原纤化合成纤维包括任意合适类型的合成聚合物,通常包括热塑性聚合物和本文中用于描述合成纤维的那些聚合物。合适的非原纤化合成纤维的实例包括聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、尼龙、及其组合。应理解,也可使用其他类型的非原纤化合成纤维类型。
[0081] 通常,非原纤化合成纤维可具有任意适当的尺寸。例如,非原纤化合成纤维的平均直径可为约2微米至约50微米,约2微米至约20微米,约4微米至约7微米,或约3微米至约7微米。在一些实施方案中,非原纤化合成纤维的平均直径可为大于或等于约1微米,大于或等于约2微米,大于或等于约4微米,大于或等于约6微米,大于或等于约8微米,大于或等于约10微米,大于或等于约12微米,大于或等于约15微米,大于或等于约20微米,大于或等于约
30微米,或者大于或等于约40微米。在一些情况下,非原纤化合成纤维的平均直径可为小于或等于约50微米,小于或等于约40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12微米,小于或等于约10微米,小于或等于约8微米,小于或等于约6微米,小于或等于约4微米,或者小于或等于约2微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约2微米且小于约10微米的平均直径)。其他范围也是可能的。
[0082] 在一些实施方案中,与具有相对较小平均直径的非原纤化合成纤维的纤维网相比,具有较大平均直径的非原纤化合成纤维的纤维网可表现出更高程度的渗透性。所述的非原纤化合成纤维的平均长度可为约3mm至约12mm,约4mm至约6mm,或者约5mm至约7mm。在一些实施方案中,与具有相对较小平均长度的非原纤化合成纤维的纤维网相比,具有较大平均长度的非原纤化合成纤维的纤维网可表现出更高程度的拉伸强度。应理解,在某些实施方案中,非原纤化合成纤维可具有在上述范围之外的尺寸。
[0083] 在一些实施方案中,非原纤化合成纤维可为短纤维,所述短纤维可为这样的合成纤维:切成或成形为具有合适平均长度的非连续离散纤维并且适用于并入湿法成网或非湿法成网(例如,干法成网、气流成网)工艺以形成纤维网。在一些情况下,可将短纤维组切割成单个纤维之间的长度只有微小变化的特定长度。
[0084] 在一些实施方案中,非原纤化合成纤维可为粘合纤维(binder fiber)。非原纤化合成纤维可为单组分的(即,具有单一组合物,如本文中所述的聚乙烯醇或其他聚合物)或多组分的(即,具有多种组合物,例如双组分纤维)。不同非原纤化合成纤维的组合也是可能的。
[0085] 在一些实施方案中,纤维网可包含适当百分比的单组分纤维和/或多组分纤维。在一些实施方案中,全部非原纤化合成纤维为单组分纤维。在一些实施方案中,至少一部分非原纤化合成纤维为多组分纤维。
[0086] 多组分纤维的实例为包含第一材料和不同于第一材料的第二材料的双组分纤维。多组分纤维的不同组分可表现出各种空间布置。例如,多组分纤维可布置成芯-壳构型(例如,第一材料可为围绕着为芯材料的第二材料的壳材料),并列构型(例如,第一材料可与第二材料相邻布置),拼接饼式(segmented pie)布置(例如,不同材料可彼此相邻配置成楔形构型),三叶型布置(例如,叶的尖端可具有与叶不同的材料)和一种组分的局部区域在不同组分中的配置(例如,“海岛”型)。
[0087] 在一些实施方案中,对于芯-壳构型,多组分纤维(例如,双组分纤维)可包含围绕着含有第二材料的芯的第一材料的壳。对于一些实施方案,在这样的布置中,第一材料的熔点可低于第二材料的熔点。因此,在制造纤维网期间的适当步骤(例如干燥)中,包含第一材料的壳可熔化(例如,可表现出相变),而包含第二材料的芯保持不变(例如,可表现出无相变)。例如,多组分纤维的外壳部分的熔化温度可为约50℃至约200℃(例如,约180℃),而多组分纤维的内芯的熔化温度可为高于200℃。因此,当纤维在干燥期间经受例如180℃的温度时,纤维的外壳可熔化,而纤维的芯不熔化。
[0088] 纤维网可包含适当百分比的非原纤化合成纤维。例如,在一些实施方案中,纤维网中非原纤化合成纤维的重量百分比可为约0重量%至约98重量%。在一些实施方案中,纤维网中非原纤化合成纤维的重量百分比可为大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网中非原纤化合成纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网包含0重量%的非原纤化合成纤维。
[0089] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中非原纤化合成纤维(例如,短纤维)的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,纤维网的第一层中非原纤化合成纤维的重量百分比可为约0重量%至约100重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中非原纤化合成纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网的第一层中非原纤化合成纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网的第一层包含0重量%的非原纤化合成纤维。在另一些实施方案中,纤维网的第一层包含100重量%的非原纤化合成纤维。
[0090] 在一些实施方案中,纤维网的第二层中非原纤化合成纤维的重量百分比可为约0重量%至约98重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中非原纤化合成纤维的重量百分比可为大于或等于约10重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约50重量%,大于或等于约70重量%,或者大于或等于约80重量%。在一些实施方案中,纤维网的第二层中非原纤化合成纤维的重量百分比可为小于或等于约95重量%,小于或等于约90重量%,小于或等于约80重量%,小于或等于约70重量%,小于或等于约50重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约20重量%,或者小于或等于约10重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约80重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,纤维网的第二层包含0重量%的非原纤化合成纤维。
[0091] 在一些实施方案中,纤维网可包含多种类型的非原纤化合成纤维。
[0092] 纤维网可包含有限量的玻璃纤维(如果有)。例如,纤维网中玻璃纤维的重量百分比可为约0重量%至约20重量%(例如,约0重量%至约10重量%,约0重量%至约5重量%,约0重量%至约2重量%,或约0重量%至约1重量%)。在一些实施方案中,维网中玻璃纤维的重量百分比可为小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,小于或等于约8重量%,小于或等于约6重量%,小于或等于约5重量%,小于或等于约4重量%,小于或等于约2重量%,或者小于或等于约1重量%。其他范围也是可能的。当纤维网包含低于约1重量%的玻璃纤维时,认为该纤维网基本不含玻璃纤维。
[0093] 在纤维网包含至少第一层和第二层的实施方案中,例如在图1中说明性示出的实施方案中,各层中玻璃纤维的重量百分比也可变化。例如,在一些实施方案中,纤维网的第一层中玻璃纤维的重量百分比可为约0重量%至约20重量%(例如,约0重量%至约10重量%,约0重量%至约5重量%,约0重量%至约2重量%,或约0重量%至约1重量%)。在一些实施方案中,纤维网的第一层中玻璃纤维的重量百分比可为小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,小于或等于约8重量%,小于或等于约6重量%,小于或等于约5重量%,小于或等于约4重量%,小于或等于约2重量%,或者小于或等于约1重量%。在一些情况下,第一层包含0重量%的玻璃纤维。其他范围也是可能的。
[0094] 在一些实施方案中,纤维网的第二层中玻璃纤维的重量百分比可为约0重量%至约20重量%(例如,约0重量%至约10重量%,约0重量%至约5重量%,约0重量%至约2重量%,或约0重量%至约1重量%)。在一些实施方案中,纤维网的第二层中玻璃纤维的重量百分比可为小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,小于或等于约8重量%,小于或等于约6重量%,小于或等于约5重量%,小于或等于约4重量%,小于或等于约2重量%,或者小于或等于约1重量%。在一些情况下,第二层包含0重量%的玻璃纤维。其他范围也是可能的。
[0095] 在一些情况下,与其中并入有显著更多玻璃纤维的纤维网相比,具有有限量的玻璃纤维(如果有的话)的纤维网当与各种机器或引擎部件一起使用时可以使得在磨损和损耗方面显著降低。有限量玻璃纤维或不存在玻璃纤维也可降低安装或使用期间从纤维介质脱落的纤维量。因此,使用其中几乎不包括甚至根本不包括玻璃纤维的纤维网可减小保护网布存在的必要性,该保护网布否则可安装在过滤介质的下游。
[0096] 如上所述,纤维网可包含附加层(例如,第三层、第四层、…、第十层等)。附加层可设置在第一层的上游或下游,或者第二层的上游或下游。在一些情况下,附加层可设置在第一层与第二层之间。此外,纤维网中在相对于第一层或第二层的不同位置可包含彼此可相同或不同的多于一个附加层(例如,多至10层)。
[0097] 虽然其他范围是可能的,但是在某些实施方案中,附加层的单位面积重量可为约5g/m2至约800g/m2,透气率可为小于约1300cfm/sf,且平均纤维直径可为小于100微米。在一些实施方案中,附加层可用于提高纤维网的容尘量、寿命、液体过滤效率、水分离效率和/或强度(例如,马伦破裂强度、拉伸强度、延伸率)中的一者或更多者,但是附加层的其他用途也是可能的。
[0098] 在一些实施方案中,可用于提高纤维网的容尘量的附加层可具有例如小于或等于300g/m2的单位面积重量,小于或等于700cfm/sf的透气率和小于或等于20微米的平均纤维直径,但是其他范围也是可能的。
[0099] 在一些实施方案中,可用于提高纤维网的效率的附加层可具有例如小于或等于100g/m2的单位面积重量,小于或等于700cfm/sf的透气率和小于或等于4微米的平均纤维直径,但是其他范围也是可能的。
[0100] 在一些实施方案中,可用于提高纤维网的水分离效率(例如,燃料-水分离效率)的2
附加层可具有例如小于或等于800g/m的单位面积重量,小于或等于1300cfm/sf的透气率和小于或等于50微米的平均纤维直径,但是其他范围也是可能的。
[0101] 附加层可由任意合适的纤维形成并且该层可以是非织造的或织造的。在一些情况下,附加层是非湿法成网的且包含非湿法成网纤维,例如,熔喷纤维、熔纺纤维、干法成网(经梳理的)纤维、离心纺丝纤维、纺粘纤维和/或气流成网纤维。在一些情况下,附加层包含连续纤维。在另一些情况下,附加层包含短纤维(例如,长度为约1mm至约55mm的纤维)。在一些实施方案中,附加层不包含任何原纤化纤维,但是在另一些实施方案中可包含原纤化纤维。用于形成附加层的纤维的材料可包括本文中所述的材料(例如,合成材料、有机材料和/或无机材料)。
[0102] 在一些情况下,附加层可为网状形式。网可由任意合适的材料例如本文中所述的材料(例如,合成材料、有机材料和/或无机材料)形成。此外,可使用金属例如不锈钢。网可具有适当的平均开孔尺寸,例如约0.001mm至约7mm(例如,至少约0.001mm,至少约0.01mm,至少约0.1mm,至少约1mm,至少约3mm,或至少约5mm和/或小于或等于约7mm,小于或等于约4mm,小于或等于约2mm,小于或等于约1mm)。其他范围也是可能的。
[0103] 通常,附加层的纤维可具有任意合适的尺寸。例如,附加层纤维的平均直径可为约100nm至约100微米(例如,约100nm至约50微米,约100nm至约4微米,约1微米至约20微米,或约1微米至约50微米)。在一些实施方案中,附加层的平均直径可为大于或等于约100nm,大于或等于约1微米,大于或等于约2微米,大于或等于约4微米,大于或等于约10微米,大于或等于约15微米,大于或等于约20微米,大于或等于约30微米,或者大于或等于约40微米。在一些情况下,附加层纤维的平均直径可为小于或等于约50微米,小于或等于约40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8微米,小于或等于约6微米,小于或等于约4微米,或者小于或等于约2微米,或者小于或等于约1微米。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。
[0104] 在一些实施方案中,附加层中纤维的长度可在约1mm至约20cm之间变化(例如,至少约1mm,至少约5mm,至少约10mm,至少约50mm,至少约1cm,至少约5cm,至少约10cm和/或小于或等于约20cm,小于或等于约15cm,小于或等于约10cm,小于或等于约5cm,小于或等于约1cm,小于或等于约50mm,小于或等于约20mm,或者小于或等于约10mm)。其他范围也是可能的。还可包含连续纤维。
[0105] 在一组实施方案中,过滤介质包含与本文中所述的附加层组合的第一层和/或第二层。第一层和/或第二层可为湿法成网层(例如,通过湿法成网工艺形成的层)。附加层可为非湿法成网层(例如,其可包含熔喷纤维、熔纺纤维、离心纺丝纤维、静电纺丝纤维或通过其他非湿法成网工艺形成的纤维)。通常,第一层和/或第二层包含多根合成纤维和/或有机聚合物纤维。例如,在一个这样的实施方案中,过滤介质包含含有多根有机聚合物纤维的第一层和含有多根合成纤维的第二层。在一些实施方案中,第一层和/或第二层中的至少之一以本文中所述的量(例如,第一层和/或第二层的约1重量%至约100重量%)包含原纤化纤维。此外,第一层和/或第二层可包含约0重量%至约10重量%的玻璃纤维(例如,第一层和/或第二层可基本上不含玻璃纤维)。在一些实施方案中,第一层和/或第二层可构造成具有以下中的一者或更多者:小于约3.0的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值;大于或等于约80g/m2的容尘量;和/或对4微米或更大颗粒至少98%的液体过滤效率。可用于提高纤维网的容尘量、寿命、液体过滤效率、水分离效率和/或强度(例如,马伦破裂强度、拉伸强度、延伸率)中的一者或更多者的附加层可包含合成聚合物纤维。附加层可具有例如约5g/m2至约800g/m2的单位面积重量,小于约100cfm/sf的透气率和小于100微米的平均纤维直径。在一些实施方案中,整个过滤介质的单位面积重量可大于约10g/m2且小于或等于约
1000g/m2,厚度可为约0.1mm至约10.0mm。有利地,在涉及包含第一层、第二层和附加层的过滤介质的一些实施方案中,过滤介质可以实现4微米下至少99%的效率,至少99%的初始效率和至少150gsm的容尘量。其他性能值也是可能的。在一些实施方案中,过滤介质可以实现至少约30%(例如,约60%至约99.9%,约80%至约99.9%,或约90%至约99.9%,)的燃料-水分离效率。
[0106] 在一些实施方案中,纤维网可包含粘结剂树脂。粘结剂树脂不是纤维形式并且与上述粘合纤维(例如,多组分纤维)是不同的。通常,粘结剂树脂可具有任意合适的组成。例如,粘结剂树脂可包括热塑性树脂(例如,丙烯酸类树脂、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚酰胺)、热固性树脂(例如,环氧树脂树脂)、或其组合。在一些情况下,粘结剂树脂包括乙酸乙烯酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、共聚酯树脂、聚乙烯醇树脂、丙烯酸类树脂(例如苯乙烯丙烯酸树脂)和酚醛树脂中的一种或更多种。其他树脂也是可能的
[0107] 纤维网中粘结剂树脂的量可变化。例如,纤维网中粘结剂树脂的重量百分比可为0重量%至45重量%。在一些实施方案中,纤维网中粘结剂树脂的重量百分比可为大于或等于约2重量%,大于或等于约5重量%,大于或等于约10重量%,大于或等于约15重量%,大于或等于约20重量%,大于或等于约25重量%,大于或等于约30重量%,大于或等于约35重量%,或者大于或等于约40重量%。在一些情况下,纤维网中粘结剂树脂的重量百分比可为小于或等于约45重量%,小于或等于约40重量%,小于或等于约35重量%,小于或等于约30重量%,小于或等于约25重量%,小于或等于约20重量%,小于或等于约15重量%,小于或等于约10重量%,或者小于或等于约5重量%。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约5重量%且小于约35重量%的重量百分比)。其他范围也是可能的。
[0108] 如下面进一步描述,可以以任意合适的方式包括例如以湿纤维网状态将粘结剂树脂添加至纤维。在一些实施方案中,粘结剂涂覆纤维且用于使纤维彼此粘附以促进纤维之间的粘附。可使用任意合适的方法或设备涂覆纤维,例如,使用幕涂、凹版涂覆、熔涂、浸涂、刀辊式涂覆、旋涂等。在一些实施方案中,粘结剂当被添加至纤维共混物时沉淀。在适当情况下,可以例如通过注射到共混物中来向纤维提供任何合适的沉淀剂(例如,环氧氯丙烷、碳氟化合物)。在一些实施方案中,在添加至纤维共混物时,在一些实施方案中,在添加至纤维共混物时,粘结剂树脂以使得使用粘结剂树脂浸渍纤维网的方式(例如,粘结剂树脂渗透整个纤维网)添加。在另一些实施方案中,可在将层或网干燥之后(例如,在使用湿法成网工艺形成之后)将粘结剂树脂添加至层或网的一侧或两侧。
[0109] 在多层网中,可在组合各层之前将粘结剂树脂单独地添加至一个或更多个层或各个层,或者可在组合各层之后将粘结剂树脂添加至纤维网。在一些实施方案中,例如通过喷涂或饱和浸渍(例如,溶剂饱和工艺)或任意上述方法将粘结剂树脂添加至第一层和/或第二层。
[0110] 在一些实施方案中,可通过溶剂饱和工艺将粘结剂树脂或粘结剂混合物添加至纤维网的第一层和/或第二层。在某些实施方案中,可以在造纸机上制造所述层期间或之后使聚合物材料浸渍到第一层和/或第二层中。例如,在本文中所述的制造过程期间,形成包含第一层和第二层的制品并干燥之后,可以使水基乳液或有机溶剂基溶液中的聚合物材料粘附至施料辊然后在受控压力下通过采用施胶压榨机(size press)或凹版饱和机(gravure saturator)使其涂覆至所述制品。浸渍到所述制品中的聚合物材料的量通常取决于该制品的粘度、固体含量和吸收率。
[0111] 作为另一个实例,在形成纤维网之后,可以通过在刚刚提到的方法之后使用逆辊涂布机和/或通过使用浸渍和挤压方法(例如,通过将干燥的过滤介质浸入聚合物乳液或溶液中然后通过使用辊隙(nip)挤压出过量的聚合物)用聚合物材料浸渍该纤维网。还可以通过使用本领域中已知的其他方法(例如喷涂或起泡)向纤维网施加聚合物材料。
[0112] 应理解,纤维网可包含或不包含除了上述组分之外的其他组分。通常,任意附加组分以有限量存在,例如,小于5重量%。例如,在一些实施方案中,纤维网可包含湿的和干的增强添加剂或树脂,包括天然聚合物(淀粉、树胶)、纤维素衍生物(例如,羧甲基纤维素、甲基纤维素、半纤维素)、合成聚合物(例如,酚醛树脂、胶乳、聚酰胺、聚丙烯酰胺、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚酰胺)、表面活性剂偶联剂、交联剂和/或导电添加剂等。
[0113] 本文中所述的纤维网可用于整个过滤装置或过滤元件。在一些实施方案中,纤维网包含至少第一层和第二层,其中所述层中的至少之一包含原纤化纤维。在一些实施方案中,纤维网内包含一个或更多个附加层或部件(例如,设置成与纤维网相邻,与纤维网的一侧或两侧接触)。在一些情况下,所述一个或更多个附加层可主要由或全部由非原纤化纤维形成,但是在另一些实施方案中,可包含原纤化纤维。附加层的非限制性实例包括熔喷层、湿法成网层、粗纤维驻极体介质、纺粘层或静电纺丝层。在一些实施方案中,可在形成用于过滤介质或元件的多层薄板时将多个根据本文所述的实施方案的主要包含原纤化纤维和非原纤化纤维的纤维网层合在一起。
[0114] 如上所述,在一些实施方案中,网的两个或更多个层可单独形成,然后通过任意合适的方法(例如,层压、排序)或者通过使用粘合剂来组合。所述两个或更多个层可使用不同工艺或相同工艺形成。例如,各层可独立地通过湿法成网工艺、非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺)或任意其他合适的方法来形成。在某些实施方案中,湿法成网层或非湿法成网层可以直接在网布或其他合适的基底上形成。
[0115] 在一些实施方案中,两个或更多个层可通过相同工艺(例如,湿法成网工艺、或非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺或任意其他合适的工艺)来形成。在一些情况下,所述两个或更多个层可同时形成。在一些实施方案中,横穿所述两个或更多个层的厚度可存在至少一个特性的梯度。
[0116] 在纤维网包含熔喷层的实施方案中,所述熔喷层可具有于2009年5月14日提交的基于美国专利申请系列第12/266,892号的共同拥有的美国专利公开第2009/0120048号题为“Meltblown Filter Medium”和于2010年12月17日提交的共同拥有的美国申请第12/971,539号题为“Fine Fiber Filter Media and Processes”中描述的一个或更多个特征,其中的每一个通过引用其全部内容合并到本文中用于所有目的。
[0117] 不同的层可通过合适的方法粘附在一起。例如,各层可在任一侧上通过粘合剂彼此粘附和/或彼此熔融接合。还可使用层压和轧光工艺。在一些实施方案中,附加层可以由任意类型的纤维或纤维的共混物经由附加流浆箱(headbox)或涂覆机形成并且适当地粘附至另一层。
[0118] 纤维网(和所得的过滤介质)可具有以下段落中描述的各种期望的特性和特征。
[0119] 纤维网的单位面积重量可以根据如下因素而改变:例如,给定过滤应用的强度要求、用于形成过滤介质的材料、以及所期望的过滤效率水平和容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单位面积重量但是实现有利的过滤性能或机械特性。例如,并入有原纤化纤维(其提供了纤维网的增大的表面积)的纤维网可具有较低的单位面积重量而未牺牲强度。
[0120] 纤维网的单位面积重量通常可以根据需要选择。在一些实施方案中,纤维网的单位面积重量可为约5g/m2至约1000g/m2。例如,纤维网的单位面积重量可为约15g/m2至约400g/m2,约30g/m2至约300g/m2,约50g/m2至约200g/m2,约90g/m2至约200g/m2,约90g/m2至约
150g/m2。在一些实施方案中,纤维网的单位面积重量可为大于或等于约5g/m2(例如,大于或等于约10g/m2,大于或等于约40g/m2,大于或等于约75g/m2,大于或等于约100g/m2,大于或等于约150g/m2,大于或等于约200g/m2,大于或等于约250g/m2,大于或等于约300g/m2,大于或等于约350g/m2,或者大于或等于约400g/m2)。在一些情况下,纤维网的单位面积重量可为小于或等于约1000g/m2(例如,小于或等于约700g/m2,小于或等于约500g/m2,小于或等于约
400g/m2,小于或等于约350g/m2,小于或等于约300g/m2,小于或等于约250g/m2,小于或等于约200g/m2,小于或等于约150g/m2,小于或等于约100g/m2,小于或等于约75g/m2,或者小于
2 2
或等于约50g/m )。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约40g/m且小于或等于约400g/m2的单位面积重量)。其他范围也是可能的。如本文中所测定,纤维网的单位面积重量根据TAPPI T410标准测量。值以克每平方厘米表示。
[0121] 如本文中所述,在一些实施方案中,在纤维网包含至少第一层和第二层,如图1中2 2
说明性所示。在一些这样的实施方案中,第一层的单位面积重量可为约5g/m至约1000g/m 。
例如,第一层的单位面积重量可为大于或等于约8g/m2(例如,大于或等于约10g/m2,大于或等于约40g/m2,大于或等于约65g/m2,大于或等于约75g/m2,大于或等于约100g/m2,大于或等于约150g/m2,大于或等于约200g/m2,大于或等于约250g/m2,大于或等于约300g/m2,大于或等于约350g/m2,大于或等于约400g/m2,大于或等于约500g/m2,大于或等于约600g/m2,大于或等于约700g/m2,大于或等于约800g/m2,或者大于或等于约900g/m2)。在一些情况下,第一层的单位面积重量为小于或等于约1000g/m2(例如,小于或等于约1000g/m2,小于或等于约900g/m2,小于或等于约800g/m2,小于或等于约700g/m2,小于或等于约600g/m2,小于或等于约500g/m2,小于或等于约400g/m2,小于或等于约350g/m2,小于或等于约300g/m2,小于或等于约250g/m2,小于或等于约200g/m2,小于或等于约165g/m2,小于或等于约150g/m2,小于
2 2 2
或等于约100g/m ,小于或等于约75g/m ,小于或等于约50g/m )。上述范围的组合也是可能的(例如,第一层的单位面积重量为大于约40g/m2且小于或等于约350g/m2)。其他范围也是可能的。
[0122] 第二层的单位面积重量可为约3g/m2至约1000g/m2。例如,第二层的单位面积重量2 2 2
可为大于或等于约3g/m(例如,大于或等于约8g/m ,大于或等于约10g/m ,大于或等于约
15g/m2,大于或等于约20g/m2,大于或等于约30g/m2,大于或等于约40g/m2,大于或等于约
45g/m2,大于或等于约50g/m2,大于或等于约75g/m2,大于或等于约100g/m2,大于或等于约
150g/m2,大于或等于约200g/m2,大于或等于约250g/m2,大于或等于约300g/m2,大于或等于
2 2 2 2
约350g/m ,大于或等于约400g/m ,大于或等于约500g/m ,大于或等于约600g/m ,大于或等于约700g/m2,大于或等于约800g/m2,或者大于或等于约900g/m2)。在一些情况下,第二层的单位面积重量为小于或等于约1000g/m2,小于或等于约900g/m2,小于或等于约800g/m2,小于或等于约700g/m2,小于或等于约600g/m2,小于或等于约500g/m2,小于或等于约400g/m2,小于或等于约350g/m2,小于或等于约300g/m2,小于或等于约250g/m2,小于或等于约200g/m2,小于或等于约165g/m2,小于或等于约150g/m2,小于或等于约100g/m2,小于或等于约
75g/m2(例如,小于或等于约50g/m2,小于或等于约45g/m2,小于或等于约40g/m2,小于或等于约35g/m2,小于或等于约30g/m2,小于或等于约25g/m2,小于或等于约20g/m2,小于或等于约15g/m2,小于或等于约10g/m2,或者小于或等于约5g/m2)。上述范围的组合也是可能的(例如,第二层的单位面积重量为大于约3g/m2且小于或等于约50g/m2)。其他范围也是可能的。
[0123] 在一些实施方案中,可选择第一层和第二层的单位面积重量以实现特定单位面积重量比。例如,第一层与第二层的单位面积重量比(例如,第一层的单位面积重量:第二层的单位面积重量)可为至少1:1,至少2:1,至少3:1,至少5:1,至少6:1,至少10:1,至少15:1,或至少20:1。在一些实施方案中,第一层与第二层的单位面积重量比为小于20:1,小于15:1,小于14:1,小于10:1,小于6:1,小于5:1,小于4:1,小于3:1,小于2:1。上述范围的组合也是可能的(例如,至少3:1且小于5:1的单位面积重量比)。其他范围也是可能的。
[0124] 在另一些实施方案中,第二层与第一层的单位面积重量比(例如,第二层的单位面积重量:第一层的单位面积重量)可为至少1:1,至少2:1,至少3:1,至少5:1,至少6:1,至少10:1,至少15:1,或至少20:1。在一些实施方案中,第一层与第二层的单位面积重量比为小于20:1,小于15:1,小于14:1,小于10:1,小于6:1,小于5:1,小于4:1,小于3:1,小于2:1。上述范围的组合也是可能的(例如,至少3:1且小于5:1的单位面积重量比)。
[0125] 在纤维网中包含附加层(例如,第三层、第四层等)的实施方案中,附加层的单位面积重量可为约5g/m2至约800g/m2。例如,附加层的单位面积重量可为大于或等于约5g/m2(例如,大于或等于约10g/m2,大于或等于约40g/m2,大于或等于约65g/m2,大于或等于约75g/m2,大于或等于约100g/m2,大于或等于约150g/m2,大于或等于约200g/m2,大于或等于约250g/m2,大于或等于约300g/m2,大于或等于约400g/m2,大于或等于约500g/m2,大于或等于约600g/m2,大于或等于约700g/m2)。在一些情况下,附加层的单位面积重量为小于或等于约
800g/m2(例如,小于或等于约700g/m2,小于或等于约600g/m2,小于或等于约500g/m2,小于或等于约400g/m2,小于或等于约300g/m2,小于或等于约250g/m2,小于或等于约200g/m2,小于或等于约165g/m2,小于或等于约150g/m2,小于或等于约100g/m2,小于或等于约75g/m2,小于或等于约50g/m2)。上述范围的组合也是可能的(例如,附加层的单位面积重量为大于
2 2
约5g/m且小于或等于约100g/m )。其他范围也是可能的。
[0126] 在某些实施方案中,本文中所述的纤维网可具有相对高的表面积。在某些实施方案中,纤维网的表面积可为约0.1m2/g至约100m2/g。在一些情况下,纤维网的表面积为约0.1m2/g或更大,约1m2/g或更大,约1.5m2/g或更大,约2.0m2/g或更大,约2.5m2/g或更大,约
2 2 2 2 2 2
3m/g或更大,约5m/g或更大,约10m/g或更大,约20m/g或更大,约30m/g或更大,约40m /g或更大,约50m2/g或更大,约60m2/g或更大,约70m2/g或更大,约80m2/g或更大,或者约90m2/g或更大。在一些实施方案中,纤维网的表面积为约100m2/g或更小,约90m2/g或更小,约80m2/g或更小,约70m2/g或更小,约60m2/g或更小,约50m2/g或更小,约40m2/g或更小,约30m2/g或
2 2 2 2
更小,约20m/g或更小,约10m /g或更小,约5m /g或更小,或者约2m/g或更小。上述范围的组合也是可能的(例如,约100m2/g或更小且约10m2/g或更大的表面积)。其他范围也是可能的。
[0127] 在一些实施方案中,层(例如,第一层和/或第二层)可具有在上述一个或更多个范围内的表面积。
[0128] 如本文中所述,表面积通过使用标准BET表面积测量技术来测量。BET表面积根据国际电池协会标准BCIS-03A,"Recommended Battery Materials Specifications Valve Regulated Recombinant Batteries"的第10部分来测量,第10部分为"Standard Test Method for Surface Area of Recombinant Battery Separator Mat"。根据该技术,利用氮气使用BET表面积分析器(例如,Micromeritics Gemini III 2375表面积分析仪)经由吸收分析来测量BET表面积;样品量在3/4″管中为0.5克至0.6克;并且,允许样品在75℃下脱气最少3小时。
[0129] 如本文中所提到的厚度根据标准TAPPI T411测定。纤维网的厚度可为约0.3mm至约10mm。在一些实施方案中,纤维网的厚度可为大于或等于约0.3mm,大于或等于约0.5mm,大于或等于约0.6mm,大于或等于约0.8mm,大于或等于约1.0mm,大于或等于约1.2mm,大于或等于约1.5mm,大于或等于约2mm,大于或等于约3mm,大于或等于约4mm,大于或等于约5mm,或者大于或等于约7mm。在某些实施方案中,纤维网的厚度可为小于或等于约10mm,小于或等于约7mm,小于或等于约5mm,小于或等于约4mm,小于或等于约2mm,小于或等于约
1.2mm,小于或等于约1.0mm,小于或等于约0.8mm,小于或等于约0.6mm,或者小于或等于约
0.4mm,小于或等于约0.2mm。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约0.3mm且小于或等于约1.0mm的厚度)。其他范围也是可能的。
[0130] 在一些实施方案中,对于整个纤维网,层(例如,第一层和/或第二层)可具有在上述一个或更多个范围内的厚度。
[0131] 纤维网表现出合适的平均流量孔径。如本文中所述,平均流量孔径根据标准ASTM F316测量。在一些实施方案中,平均流量孔径可为约0.1微米至约50微米(例如,约0.1微米至约5微米,约5微米至约40微米,约15微米至约40微米,或约25微米至约40微米)。在一些实施方案中,纤维网的平均流量孔径可为小于或等于约50微米,小于或等于约45微米,小于或等于约40微米,小于或等于约30微米,小于或等于约25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,或者小于或等于约5微米,小于或等于约3微米,小于或等于约2微米,小于或等于约1微米,小于或等于约0.8微米,小于或等于约0.5微米,或者小于或等于约0.2微米。在另一些实施方案中,平均流量孔径可为大于或等于约0.1微米,大于或等于约0.2微米,大于或等于约0.5微米,大于或等于约0.8微米,大于或等于约1微米,大于或等于约2微米,大于或等于约5微米,大于或等于约10微米,大于或等于约15微米,大于或等于约20微米,大于或等于约25微米,大于或等于约30微米,大于或等于约35微米,大于或等于约45微米,或者大于或等于约50微米。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10微米且小于或等于约50微米的平均流量孔径)。平均流量孔径的其他值和范围也是可能的。
[0132] 在一些实施方案中,对于纤维网优选地可以呈现出某些机械特性。例如,如上所述,主要包含原纤化合成纤维和非原纤化合成纤维(例如,具有有限量的玻璃纤维或没有玻璃纤维的纤维网)的纤维网可产生相对柔韧且强的过滤介质,其不包括与在过滤介质中的常规玻璃纤维关联的环境问题。在一些实施方案中,相对于其中并入有相对较多玻璃纤维的纤维网,本文中所述的具有很少乃至没有玻璃纤维的纤维网可表现出更大程度的延伸率、破裂强度和/或拉伸强度。
[0133] 在一些实施方案中,沿纤维网机器纵向的拉伸延伸率可为大于约0.2%,大于约0.5%,大于约0.8%,大于约2%,大于约5%,大于约8%,大于约10%,和/或小于或等于约
12%。例如,沿纤维网机器纵向的拉伸延伸率可为约0.2%至约4.0%,约0.2%至约3.0%,约0.5%至约3.5%,约0.5%至约2.0%,约1.0%至约3.0%,约1.5%至约2.5%,或约0.2%至约12%。在一些实施方案中,沿纤维网机器横向的拉伸延伸率可为大于约0.2%,大于约
0.5%,大于约0.8%,或大于约1.0%,大于约2%,大于约5%,大于约8%,大于约10%,和/或小于或等于约12%。例如,沿纤维网机器横向的拉伸延伸率可为约0.2%至约6.0%,约
0.2%至约5.0%,约0.2%至约4.0%,约0.5%至约4.5%,约1.0%至约3.5%,约1.0%至约
3.0%,约2.0%至约3.5%,或约0.2%至约12%。在一些情况下,表现出增大程度的延伸率的纤维网还可例如通过表现出可在过滤介质的边缘处可能产生的潜在损坏的总体降低而更加可打褶。
[0134] 过滤介质沿机器纵向的拉伸强度可为大于约2N/15mm,大于约4N/15mm,大于约6N/15mm,大于约10N/15mm,大于约20N/15mm,大于约50N/15mm,大于约75N/15mm,大于约100N/
15mm,大于约125N/15mm,大于约150N/15mm,或大于约175N/15mm,和/或小于或等于约200N/
15mm。例如,纤维网沿机器纵向的拉伸强度可为约3N/15mm至约20N/15mm,约1N/15mm至约
6N/15mm,约10N/15mm至约20N/15mm,约1N/15mm至约200N/15mm,或约100N/15mm至约200N/
15mm。纤维网沿机器横向的拉伸强度可为大于约1N/15mm,大于约3N/15mm,大于约4N/15mm,大于约6N/15mm,大于约10N/15mm,大于约20N/15mm,大于约50N/15mm,大于约75N/15mm,大于约100N/15mm,大于约125N/15mm,大于约150N/15mm,或大于约175N/15mm,和/或小于或等于约200N/15mm。在一些情况下,纤维网沿机器横向的拉伸强度可为约1N/15mm至约6N/
15mm,约2N/15mm至约10N/15mm,或约3N/15mm至约9N/15mm,约1N/15mm至约200N/15mm,或约
100N/15mm至约200N/15mm。在一些情况下,机器横向拉伸强度可大于或小于机器纵向拉伸强度。
[0135] 拉伸强度和拉伸延伸率根据标准TAPPI T494测量。
[0136] 马伦破裂试验可用作在某些条件下测量刺穿纤维网所需的压力作为纤维网的承载能力的指示的强度的进一步试验。马伦破裂强度根据标准TAPPI T403测量。在一些实施方案中,纤维网的马伦破裂强度可为大于10psi,大于15psi,大于30psi,大于40psi,大于60psi,大于75psi,或者约5psi至约120psi,约5psi至约50psi,或约30psi至约100psi。
[0137] 本文中所述的纤维网还可表现出有益的过滤性能特征,例如容尘量(DHC)、效率、透气率等。
[0138] 本文中所述的纤维网可以具有有益的容尘量特性。在一些实施方案中,纤维网的2 2 2
DHC可为约80g/m至约300g/m。在一些实施方案中,DHC可为大于或等于约80g/m ,大于或等于约100g/m2,大于或等于约125g/m2,大于或等于约150g/m2,大于或等于约175g/m2,大于或等于约200g/m2,大于或等于约225g/m2,大于或等于约250g/m2,大于或等于约275g/m2,大于或等于约300g/m2,或者大于或等于约350g/m2。在一些情况下,DHC可为小于或等于约400g/
2 2 2 2
m ,小于或等于约350g/m ,小于或等于约300g/m ,小于或等于约275g/m ,小于或等于约
250g/m2,小于或等于约225g/m2,小于或等于约200g/m2,小于或等于约175g/m2,小于或等于约150g/m2,小于或等于约125g/m2,或者小于或等于约100g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约150g/m2且小于或等于约300g/m2的DHC)。其他范围也是可能的。
[0139] 如本文中所提及的容尘量基于根据ISO 16889/19438程序的多通过滤试验(通过试验平面片状样品修正)在由FTI制造的多通过滤试验台上进行试验。该试验可在不同条件下进行。该试验在10mg/升至50mg/升的基础上游重量粉尘水平(BUGL)下使用由PTI,Inc.制造的ISO A3中型试验粉尘(ISO A3Medium test dust)。试验流体为由Mobil生产的航空液压流体AERO HFA MIL H-5606A。该试验在0.06cm/秒至0.16cm/秒的面速度下进行直至终端压力为1至2(100kPa至200kPa)。除非另外规定,否则本文中所述的容尘量值(和/或效率值)在25mg/L的BUGL、0.06cm/秒的面速度和100kPa的终端压力下测定。
[0140] 对不同颗粒尺寸进行过滤的效率(例如,液体过滤效率)和初始效率(例如,初始液体过滤效率)可以使用上述多通过滤试验来测量。可使用合适的纤维网对具有例如以下尺寸的颗粒进行过滤:大于或等于约50微米,大于或等于约30微米,大于或等于约20微米,大于或等于约15微米,大于或等于约10微米,大于或等于约5微米,大于或等于约4微米,大于或等于约3微米,或者大于或等于约1微米。可以在将试验时间等分的十个点上取在所述介质的上游和下游选择的最小颗粒尺寸x(例如,其中x为1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、7微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、40微米、或50微米)的颗粒数(颗粒/毫升)。通常,颗粒尺寸x意指x微米或更大的颗粒将被所述层或介质捕获。上游和下游的颗粒数的平均值可以在各自选择的最小颗粒尺寸和大于那个尺寸的颗粒下取得。根据在上游的平均颗粒数(注入,C0)和在下游的平均颗粒数(通过,C),对各自选择的最小颗粒尺寸的液体过滤效率试验值可以通过关系[(1-[C/C0])*100%]确定。如本文中所述,效率可以根据标准ISO 16889/19438程序测量。可以使用类似方案测量初始效率,初始效率指进行试验之后所述介质在第4分钟、第5分钟和第6分钟的平均效率测量值。除非另外指明,否则本文中所述的效率和初始效率测量值指其中x=4微米的值。
[0141] 本文中所述的纤维网可具有宽范围的效率(例如,液体过滤效率)。在一些实施方案中,纤维网的效率为约90%至约100%。所述效率可为例如大于或等于约90%,大于或等于约92%,大于或等于约94%,大于或等于约96%,大于或等于约98%,大于或等于约99%,大于或等于约99.4%,大于或等于约99.5%,大于或等于约99.7%,大于或等于约99.8%,大于或等于约99.9%,或者大于或等于约99.99%。可实现这样的效率以过滤例如以下不同尺寸的颗粒:10微米或更大的颗粒,8微米或更大的颗粒,6微米或更大的颗粒,5微米或更大的颗粒,4微米或更大的颗粒,3微米或更大的颗粒,2微米或更大的颗粒,或者1微米或更大的颗粒。其他颗粒尺寸和效率也是可能的。
[0142] 上述效率值适用于单层布置以及包含多层的布置。例如,包含第一层和第二层的组合过滤布置(其中所述层中之一包含至少一种原纤化纤维)可在一些实施方案中对4微米或更大的颗粒,在另一些实施方案中对3微米或更大的颗粒,在又一些实施方案中对2微米或更大的颗粒,或者在又一些实施方案中对1微米或更大的颗粒表现出如下效率:大于或等于约90%,大于或等于约92%,大于或等于约94%,大于或等于约96%,大于或等于约98%,大于或等于约99%,大于或等于约99.4%,大于或等于约99.5%,大于或等于约99.7%,大于或等于约99.8%,大于或等于约99.9%,或者大于或等于约99.99%。
[0143] 在一些实施方案中,层(例如,第一层、第二层和/或附加层)可具有在上述一个或更多个范围内的效率。
[0144] 此外,纤维网可具有适当的初始效率。在一些实施方案中,所述初始效率可为约30%至约99.999%(例如,约60%至约99.9%)。例如,在某些实施方案中,所述初始效率可为至少约30%,至少约40%,至少约50%,至少约60%,至少约70%,至少约80%,至少约
90%,至少约95%,至少约98%,至少约99%,至少约99.9%。其他范围也是可能的。
[0145] 在一些实施方案中,层(例如,第一层、第二层和/或附加层)可具有在上述一个或更多个范围内的初始效率。
[0146] 在某些实施方案中,纤维网可构造成实现高燃料-水分离效率,例如,用于从燃料-水乳液中分离出水。在一些实施方案中,所述燃料-水分离效率可为约30%至约99.999%(例如,约60%至约99.9%)。例如,在某些实施方案中,所述燃料-水分离效率可为至少约30%,至少约40%,至少约50%,至少约60%,至少约70%,至少约80%,至少约90%,至少约
95%,至少约98%,至少约99%,至少约99.9%。其他范围也是可能的。
[0147] 如本文中使用,燃料-水分离效率使用SAEJ1488试验测量。该试验涉及通过使含有受控含水量(2500ppm)的燃料(超低硫柴油燃料)以0.069cm/秒的面速度穿过所述介质。将所述水乳化成细滴并使其挑战所述介质。所述水聚结或脱落(shed)或者是两者皆有,并收集在壳体的底部。通过Karl Fischer滴定法测量所述介质的上游和下游两者的含水量。
所述效率是从所述燃料-水混合物中除去的水的量。所述燃料-水分离效率根据(1-C/
2500)*100计算,其中C为下游的水浓度。
[0148] 通常,所述介质可以基于收集的水的量分为聚结的或脱落的。若水的收集更偏上游,则所述介质主要为脱落的。若水的收集更偏下游,则所述介质主要为聚结的。也可以发生上述的组合,其中所述介质可以既是聚结的又是脱落的。
[0149] 纤维网可表现出适当的透气率特征。在一些实施方案中,所述透气率可为约0.1立方英尺每分钟每平方英尺(cfm/sf)至约250cfm/sf(例如,约0.5cfm/sf至约50cfm/sf,约50cfm/sf至约125cfm/sf,约5cfm/sf至约150cfm/sf,约10cfm/sf至约150cfm/sf,或约
50cfm/sf至约150cfm/sf)。在一些实施方案中,所述透气率可为大于或等于约0.5cfm/sf,大于或等于约2cfm/sf,大于或等于约5cfm/sf,大于或等于约10cfm/sf,大于或等于约
25cfm/sf,大于或等于约50cfm/sf,大于或等于约75cfm/sf,大于或等于约100cfm/sf,大于或等于约150cfm/sf,大于或等于约200cfm/sf,或者大于或等于约250cfm/sf。在某些实施方案中,所述透气率可为小于或等于约250cfm/sf,小于或等于约200cfm/sf,小于或等于约
175cfm/sf,小于或等于约150cfm/sf,小于或等于约125cfm/sf,小于或等于约100cfm/sf,小于或等于约75cfm/sf,小于或等于约50cfm/sf,小于或等于约25cfm/sf,或者小于或等于约5cfm/sf。上述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约5cfm/sf且小于或等于约
200cfm/sf的透气率)。其他范围也是可能的。
[0150] 如本文中所述,所述渗透率根据标准TAPPI T-251测量。所述渗透率是流动阻力的反函数且可以用Frazier渗透率试验仪(例如,TexTest Instrument,FX 3300)测量。Frazier渗透率试验仪在样品两侧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。透气率可以以0.5英寸水差下立方英尺每分钟每平方英尺表示。
[0151] 在一些实施方案中,层(例如,第一层和/或第二层)可具有在上述一个或更多个范围内的渗透率。
[0152] 在一些实施方案中,纤维网的附加层(例如,第三层、第四层等)的透气率可为约0.5立方英尺每分钟每平方英尺(cfm/sf)至约1500cfm/sf(例如,约0.5cfm/sf至约70cfm/sf,约5cfm/sf至约700cfm/sf,或约5cfm/sf至约1300cfm/sf)。在一些实施方案中,所述透气率可为大于或等于约0.5cfm/sf,大于或等于约5cfm/sf,大于或等于约10cfm/sf,大于或等于约50cfm/sf,大于或等于约70cfm/sf,大于或等于约100cfm/sf,大于或等于约300cfm/sf,大于或等于约500cfm/sf,大于或等于约700cfm/sf,或者大于或等于约1000cfm/sf。在某些实施方案中,所述透气率可为小于或等于约1500cfm/sf,小于或等于约1300cfm/sf,小于或等于约1000cfm/sf,小于或等于约800cfm/sf,小于或等于约400cfm/sf,小于或等于约
100cfm/sf,或者小于或等于约50cfm/sf。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。
[0153] 在一些实施方案中,本文中所述的纤维网可具有平均流量孔径与渗透率之间的某种关系。所述平均流量孔径与渗透率之间的关系可表示为[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5],在本文中也称作渗透率孔指数(Perm.Pore Index)。即,纤维介质的平均流量孔径可除以该介质的渗透率的平方根。通常,在所有其他因素相同的情况下,具有较高效率的纤维网可具有较低的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值。
[0154] 在一些实施方案中,本文中所述的纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值为约0.5至约3.0。在一些实施方案中,纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值为小于或等于约3,小于或等于约2.5,小于或等于约2,小于或等于约1.8,小于或等于约1.6,小于或等于约1.5,小于或等于约1.4,小于或等于约1.2,小于或等于约1.0,小于或等于约0.9,小于或等于约0.8,小于或等于约0.7,或者小于或等于约0.6。在一些实施方案中,纤维网的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值大于或等于约0.5,大于或等于约0.6,大于或等于约0.8,大于或等于约1.0,大于或等于约1.2,大于或等于约
1.5,或者大于或等于约2.0。上述范围的组合也是可能的(例如,大于约0.5且小于或等于约
1.5的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值)。其他范围也是可能的。
[0155] 在一些实施方案中,层(例如,第一层和/或第二层)可具有在上述一个或更多个范围内的[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]值。
[0156] 应理解,虽然描述了关于纤维网的上述参数和特征,但是相同的参数和特征(包括这些参数和特征的值和范围)也可用于过滤介质。
[0157] 本文中所述的纤维网可使用合适的方法来产生,例如使用湿法成网工艺或非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺或任意其他合适的方法)。通常,湿法成网工艺包括将一种或更多种类型的纤维网混合在一起;例如,将非原纤化纤维(例如,单组分和/或双组分纤维)与原纤化纤维或任意其他组分(例如,其他类型的合成纤维)混合在一起以提供纤维浆料。在某些实施方案中,浆料中仅包含原纤化纤维。在一些实施方案中,原纤化纤维是一种类型的但是具有不同的原纤化水平。浆料可为例如水基浆料。在某些实施方案中,原纤化纤维、任选的非原纤化纤维和任意其他适合的纤维在被混合在一起(例如,以获得混合物中更大的均匀性程度)之前可选择地分开储存或组合储存在不同的储存罐中。
[0158] 例如,可在一个容器中将第一纤维(例如,原纤化纤维或非原纤化纤维)一起混合并制浆,并可在分开的容器中将第二纤维(例如,原纤化纤维)混合并制浆。随后可将第一纤维和第二纤维组合在一起形成单一纤维混合物。可在混合在一起之前和/或之后通过碎浆机对合适的纤维进行加工。在一些实施方案中,在混合在一起之前通过碎浆机和/或储存罐对纤维例如非原纤化纤维、原纤化纤维和/或其他合成纤维的组合物进行加工。应理解,混合物中还可引入其他组分。此外,应理解,在纤维混合物中可使用其他纤维类型的组合物,例如本文中所述的纤维类型。
[0159] 在某些实施方案中,两个或更多个层通过湿法成网工艺形成。例如,可以将溶剂(例如,水性溶剂如水)中包含纤维的第一分散体(例如,浆料)施加到造纸机(例如,长网造纸机或回转成形造纸机)的网传送带上以形成由该网传送带负载的第一层。在网上沉积第一层的同时或者之后将溶剂(例如,水性溶剂如水)中包含纤维的第二分散体(例如,另一种浆料)施加到第一层上。在上述过程期间持续地对纤维的第一分散体和第二分散体施加真空以从纤维中除去溶剂,从而产生包含第一层和第二层的制品。然后对由此形成的制品进行干燥,并且,如果有必要,使用公知方法进行进一步处理(例如,轧光)以形成多层纤维网。在一些实施方案中,这样的处理可产生横穿两个或更多个层的厚度的至少一个特性的梯度。
[0160] 可使用任意合适的方法用于产生浆料。在一些实施方案中,可向浆料中添加另外的添加剂以便于进行加工。还可将温度调节至合适范围,例如,33°F至100°F(例如,50°F至85°F)。在一些情况下,保持浆料的温度。在一些情况下,不主动调节温度。
[0161] 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,例如,水力碎浆机、成形机或流浆箱、干燥器和任选的转换器。在一些情况下,还可以用实验手抄纸模具制成纤维网。如上所述,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,可用将浆料泵送入流浆箱中,在流浆箱中浆料可与或可不与其他浆料组合。可添加或可不添加其他添加剂。还可用另外的水将浆料稀释以使纤维的最终浓度在适当范围内,例如,按重量计约0.1%至约0.5%。
[0162] 湿法成网工艺可特别适用于在例如本文中所述的那些纤维网中形成一个或更多个特性的梯度。例如,在一些情况下,将相同的浆料泵送入单独的流浆箱中以形成纤维网中不同的层和/或梯度。在另一些情况下,可将两种或更多种不同的浆料泵送入单独的流浆箱中以形成纤维网中不同的层和/或梯度。对于实验样品,可以由纤维浆料形成第一层,对其进行排水并干燥,然后可在顶部上由纤维浆料形成第二层。在另一些实施方案中,可以形成第一层并且可以在顶部上形成第二层,对其进行排水并干燥。
[0163] 在一些情况下,可按需要调节纤维浆料的pH。例如,浆料的纤维通常可在中性条件下分散。
[0164] 在将浆料送入流浆箱中前,可任选地使浆料通过离心净浆器和/或压力筛以除去未纤维化的材料。可使浆料通过或不通过另外的设备(例如精磨机或疏解机以进一步提高纤维的分散或原纤化。例如,疏解机可用于平滑或除去可在纤维浆料形成期间的任意点处出现的或突出物。然后可使用任意合适的设备(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至筛或网上。
[0165] 在一些实施方案中,所述工艺包括向预先形成的纤维层(例如,包含原纤化纤维和非原纤化纤维)中引入粘结剂(和/或其他组分)。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结剂中包含的不同组分(可单独地为乳液形式)添加至纤维层。在一些情况下,在与其他组分和/或纤维层组合之前将粘结剂树脂的各种组分混合成乳液。在一些实施方案中,可使用例如重力和/或真空将粘结剂树脂中包含的组分拉动通过纤维层。在一些实施方案中,可用软化水稀释粘结剂中包含的一种或更多种组分并泵送至纤维层。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,施胶压榨涂覆、泡沫饱和、幕涂、棒涂等)将粘结剂引入到纤维层。在一些实施方案中,在将纤维浆料引入流浆箱中之前可将粘结剂材料施加到纤维浆料中。例如,可将粘结剂材料引入(例如,注入)纤维浆料并浸渍纤维和/或沉淀到纤维上。在一些实施方案中,可通过如本文中较详细地描述的溶剂饱和工艺将粘结剂树脂添加至纤维网。
[0166] 在另一些实施方案中,使用非湿法成网工艺形成纤维网的一个或更多个层。在某些实施方案中,非湿法成网工艺包括干法成网工艺,例如梳理工艺。在一些实施方案中,使用气流成网工艺。例如,在气流成网工艺中,可在将空气吹至传送带时将非原纤化合成纤维与原纤化纤维(例如,莱赛尔纤维)混合在一起,然后施加粘结剂。在一些实施方案中,在梳理工艺中,在施用粘结剂之前通过辊和与该辊连接的延长部分(例如,钩、针)操作纤维。在一些情况下,通过非湿法成网工艺形成纤维网可更适用于产生高度多孔的介质。
[0167] 如本文中所述,纤维网的第一层和/或第二层可通过非湿法成网工艺形成。在一些实施方案中,如上述所,可用任意合适的粘结剂树脂浸渍(例如,通过饱和、喷涂等)第一层和/或第二层。
[0168] 在纤维网成形期间或之后,可根据各种公知技术进一步处理纤维网。任选地,可以使用例如层压、共打褶或排序等工艺来形成附加层和/或将附加层添加至纤维网。例如,在一些情况下,通过如上所述的湿法成网工艺使两个层形成复合制品,然后通过任意合适的工艺(例如,层压、共打褶或排序)使该复合制品与第三层组合。可以理解,不仅可基于各个纤维层的组分还可根据使用多个纤维层(所述多个纤维层改变适当的特性组合以形成具有本文中所述特征的纤维网)的效果来修改通过本文中所述的工艺形成的纤维网或复合制品。
[0169] 在一些实施方案中,进一步加工可包括给纤维网打褶。例如,可通过共打褶工艺接合两个层。在一些情况下,可通过以适当的彼此间隔间距形成划线,允许纤维网折叠来给纤维网或其各个层打褶。应理解,可使用任意合适的打褶技术。
[0170] 在一些实施方案中,纤维网可以经后处理,例如经受起皱处理以增加网内表面积。在纤维网打褶或起皱的实施方案中,褶或皱的深度可在约0.01mm至约7mm之间变化。例如,褶或皱的深度可为至少约0.01mm,至少约0.1mm,至少约1mm,至少约2mm,或至少约5mm,和/或者小于或等于约7mm,小于或等于约5mm,小于或等于约3mm,或者小于或等于约1mm。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。褶或皱的周期性也可变化,例如,约2周期/英寸至约8周期/英寸。
[0171] 在另一些实施方案中,纤维网可经压纹或经压痕处理以在纤维网中产生突起和/或凹痕。在这样一些实施方案中,突起或凹痕的深度可在约0.01mm至约7mm之间变化。例如,突起或凹痕的深度可为至少约0.01mm,至少约0.1mm,至少约1mm,至少约2mm,或至少约5mm,和/或小于或等于约7mm,小于或等于约5mm,小于或等于约3mm,或者小于或等于约1mm。上述范围的组合也是可能的。其他范围也是可能的。
[0172] 应理解,纤维网除本文描述的一个或更多个层之外还可包含其他部分。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,可使纤维网与附加的结构特征(例如聚合物网和/或金属网)组合。在一些实施方案中,可将筛网背衬设置在纤维网上,提供更大的刚度。在一些情况下,筛网背衬可有助于保持打褶的构造。例如,筛网背衬可为扩展的金属网或挤压成的塑料网。
[0173] 在一些实施方案中,可以将用作过滤介质的纤维网并入各种过滤元件用于不同的过滤应用。过滤器的示例性类型包括液压移动式过滤器、液压工业过滤器、燃料过滤器(例如,汽车燃料过滤器)、油过滤器(例如,润滑油过滤器或重负荷润滑油过滤器)、化学加工过滤器、工业加工过滤器、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,本文中所述的过滤介质可以用作聚结器过滤介质。所述过滤介质可适用于过滤气体或液体。
[0174] 可以将本文中公开的纤维网和过滤介质并入各种过滤元件用于不同的应用包括液压和非液压过滤应用(包括燃料应用、润滑油应用、空气应用等)。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式过滤器和工业过滤器。
[0175] 在使用过程中,纤维网在流体流过过滤介质时将颗粒机械地捕获在层上或层中。所述纤维网不需要带电以增加污染物的捕获。因此,在一些实施方案中,所述过滤介质是不带电的。然而,在一些实施方案中,所述过滤介质可以是带电的。
[0176] 实施例
[0177] 以下实施例旨在举例说明本发明的某些实施方案,但是不应解释为限制本发明的整个范围并且没有对本发明的整个范围进行例示。
[0178] 实施例1
[0179] 这个实施例示出了制造双层纤维网的方法,该纤维网包括:含有纤维素纸浆纤维的第一层和含有原纤化聚芳酰胺纤维的第二层。
[0180] 使用实验手抄纸模具制得双层手抄纸。在搅拌器中将用于第一层的纤维与1000mL水混合2分钟。将浆料放入手抄纸模具中并在网上形成纤维网。对纤维网进行排水和干燥。然后将该纤维网放回手抄纸模具中,并将第二浆料放入手抄纸模具中并且形成在第一层的顶部。对所得的纤维网进行排水并进行干燥。所得的纤维网包含含有纤维素纸浆的第一层和含有原纤化聚芳酰胺纤维的第二层。添加用于第一层的材料的量为18.9g(HP-11软木纸浆,HBA软木纸浆和Kuralon SPG-056聚乙烯醇纤维,比例为[56.5:42.5:1]),添加用于第二层的材料(100%聚芳酰胺纸浆)的量为3.8g。原纤化聚芳酰胺纤维的加拿大标准游离度为平均值80mL。
[0181] 该样品的渗透率为2.5CFM,平均流量孔径为1.1微米,4微米或更大颗粒下平均多通效率为99.7%,容尘量为115g/m2,单位面积重量为137.5磅/令(lb/ream)(第二层的单位面积重量为12.5磅/令,第一层的单位面积重量为125磅/令)。用于测定效率和容尘量的多通过滤试验根据ISO 16889/19438程序在10mg/L基础上游重量水平(BUGL),0.16cm/秒的面速度,200kPa终端压力和1L/分钟的流量下进行。渗透率孔指数值为0.696。
[0182] 该实施例表明在一个层中包含原纤化纤维的纤维介质中可以获得对于4微米较高的效率。该实施例还表明在这样的介质中可以获得较低的渗透率孔指数和较高的容尘量。该实施例还表明在不包含任何玻璃纤维的纤维网中可以获得这样的效率和容尘量。
[0183] 实施例2
[0184] 本实施例示出了湿法成网纤维网的制造,该湿法成网纤维网包括:包括Robur Flash(纤维素)纤维:HP-11软木纤维:PET(0.6d×5mm)纤维的混合物的第一层;以及包括原纤化莱赛尔纤维的第二层。改变第一层中的纤维的原纤化水平来制造若干样品。
[0185] 使用湿法成网造纸法制造双层纤维网。在长网造纸机上形成第一层并排水,使用另一个流浆箱在顶部上形成第二层。所得的纤维网包含:含有Robur Flash(纤维素)纤维:HP-11软木纤维:PET(0.6d×5mm)纤维的混合物的第一层;和含有原纤化莱赛尔纤维的第二层。第二层中的莱赛尔纤维的平均加拿大标准游离度为40mL。
[0186] 第一层中纤维的重量比按重量计为1:1:0.46。第二层与第一层的单位面积重量比随着用于第一层中的纤维的精磨(原纤化)的条件而变化。对于每个样品,组合层的目标单位面积重量为60磅/令。对以下条件进行试验:
[0187] a.样品1:第二层:第一层单位面积重量比为1:2,第一层中没有原纤化纤维。
[0188] b.样品2:第二层:第一层单位面积重量比为1:2,第一层中具有一些原纤化纤维。渗透率孔指数值为2.33。
[0189] c.样品3:第二层:第一层单位面积重量比为1:5,第一层中具有一些原纤化纤维。渗透率孔指数值为0.94。以上三个条件产生了具有在1至3范围内的相对低的[平均流量孔
0.5
径(μm)/(渗透率(cfm/sf)) ]值的纤维网。
[0190] 这个实施例还示出了在不包含任何玻璃纤维的纤维网中可以获得所期望的渗透率孔指数。
[0191] 实施例3
[0192] 使用莱赛尔纤维和桉树纤维(eucalyptus fiber)的组合作为第一顶层来制造纤维网。第一层形成在不包括原纤化纤维第二底层上。桉树是具有非常小的直径的硬木纸浆,并且可以有助于获得致密顶层。第一顶层中的莱赛尔纤维具有约40mL的平均CSF。第一层中的莱赛尔纤维和桉树纤维的量不同。第一层的单位面积重量也不同。
[0193] 第二底层的单位面积重量55磅/令层,并且由按重量计比例为1:1:0.46的Robur Flash(纤维素)纤维:HP-11纤维:PET(0.6d×5mm)纤维形成。表1示出了对于每个样品测量的在第一顶层中的莱赛尔纤维和桉树纤维的分数、第一顶层的单位面积重量、以及得到的渗透率孔指数。
[0194] 表1
[0195]
[0196] *渗透率孔指数测量为[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]。
[0197] 该实施例示出了通过在第一顶层中添加莱赛尔与另一纸浆组合可以获得相对低渗透率孔指数值。对于这些样品所获得的渗透率孔指数值为0.8至2.25。该实施例还示出了在不包括任何玻璃纤维的纤维网中能够获得这样的值。
[0198] 实施例4
[0199] 该实验示出了在改变双层网的第一顶层中的莱赛尔纤维的原纤化水平的情况下能够实现具有不同透气率的纤维介质。
[0200] 第一顶层包含莱赛尔纤维,并且该层的单位面积重量在不同的样品中在10磅/令至20磅/令之间变化。第二底层由0.34:0.15:0.52的重量比的HPZ:软木皮纸纸浆:桉树纤维制成,并且对于所有样品保持相同。在顶层中莱赛尔纤维的加拿大标准游离度(CSF)不同,并且为40mL、60mL、200mL、或250mL。如表2中所示出的对于每个样品测量了渗透率孔指数值。
[0201] 还对所述纤维网的单位面积重量、透气率、容尘量和4微米下效率进行了试验,如表3中所示。用于测定效率和容尘量的多通过滤试验根据ISO 16889/19438程序在25mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度、100kPa终端压力和1L/分钟的流量下进行。
[0202] 表2
[0203]
[0204] *渗透率孔指数测量为[平均流量孔径(μm)/(渗透率(cfm/sf))0.5]。
[0205] 表3
[0206]
[0207] 该实施例示出了在第一顶层中使用不同原纤化水平的莱赛尔纤维的情况下可以获得不同透气率。纤维网具有小于3的渗透率孔指数值。此外,纤维网实现了高效率值。该实施例还示出了在不包括任何玻璃纤维的纤维网中能够获得这样的值。
[0208] 实施例5
[0209] 该实施例说明了制造双层纤维网的方法,该双层纤维网随后与设置在第二层下游的熔喷层排序,该双层纤维网包括含有纤维素纸浆纤维的第一层和含有原纤化莱赛尔纤维的第二层。
[0210] 使用实验手抄纸模具制得双层手抄纸。在搅拌器中将用于第一层的纤维(10.8g含有15%Prince George纸浆、51%桉树纤维、33%porosanier纤维的纤维素纤维)与1000mL水混合2分钟以形成第一浆料。将第一浆料放入手抄纸模具中然后在网上形成纤维网(即,第一层)。使该纤维网排水并进行干燥。然后将该纤维网放回手抄纸模具中充当第二层的基底。
[0211] 第二浆料在1000mL水中包含7.57g具有21%固体的原纤化莱赛尔纤维纸浆。原纤化莱赛尔纤维的平均加拿大标准游离度为200mL。将第二浆料放入手抄纸模具中以在第一层的顶部上形成第二层。使所得的双层纤维网排水并进行干燥。所得的双层网的单位面积重量为107.4gsm,透气率为15.4cfm/sf。
[0212] 将单位面积重量为36.8gsm且透气率为10cfm/sf的网布上的熔喷纤维层与该双层网排序以形成整体复合物。在该复合物中所述熔喷层设置在双层网的第二层的下游。所述熔喷纤维的平均纤维直径为1微米。
[0213] 该复合物的透气率为6cfm/sf,容尘量为156gsm,单位面积重量为143.6gsm。该复合物对4微米或更大颗粒的初始效率为99.47%。该复合物对4微米或更大颗粒的液体过滤效率为99.81%。用于测定初始效率、液体过滤效率和容尘量的多通过滤试验根据ISO 16889/19438程序在50mg/L基础上游重量水平(BUGL)、0.06cm/秒的面速度和1L/分钟的流量下进行。初始效率是进行试验之后第4分钟、第5分钟和第6分钟的效率。液体过滤效率是到达100kPa终端压力之后所述介质的效率。
[0214] 该实施例示出了在一个层包含原纤化纤维且在另一个层中包含熔喷纤维的过滤介质中可以对4微米获得相对高的容尘量和效率。与包含具有相对较高游离度(例如,实施例1中平均CSF值为80mL,实施例2中为40mL,实施例3中为40mL)的原纤化纤维的介质相比,在该实施例中由于使用了具有较低游离度(例如,CSF=200mL)的原纤化纤维而实现了可比较的容尘量和效率。该实施例还示出了在不包含任何玻璃纤维的纤维网中可以获得这样的容尘量和效率。
[0215] 实施例6
[0216] 这个实施例示出了包含熔喷层的过滤介质可以改善该介质的的燃料-水分离效率。
[0217] 使用实施例5中描述的步骤形成复合物介质。该复合物介质包含双层纤维网,该双层纤维网随后与设置在第二层的下游的熔喷层排序,所述双层纤维网包含含有纤维素纸浆纤维的第一层和含有原纤化莱赛尔纤维的第二层。
[0218] 该实施例的双层纤维网具有与实施例5中描述的双层纤维网相似的特征,不同之处在于原纤化莱赛尔纤维的平均加拿大标准游离度为100mL。
[0219] 所述熔喷层不包含网布,并且其单位面积重量为106gsm,透气率为25.8cfm/sf,以及平均纤维直径为4微米至8微米。
[0220] 包含所述双层纤维网和所述熔喷层的复合物的初始液体过滤效率为99.5%,液体过滤效率为99.7%,以及燃料-水分离效率为63.2%。在没有所述熔喷层的情况下,所述双层纤维网的燃料-水分离效率为32.5%。
[0221] 可以预期,与该实施例中熔喷层的熔喷纤维(4微米至8微米)相比,实施例5中描述的包含较细熔喷纤维(1微米)的介质将实现高于63.2%的燃料-水分离效率。
[0222] 至此已经描述了本发明的至少一个实施方案的几个方面,应理解,对本领域技术人员而言将容易进行各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进旨在为本公开内容的一部分,并且旨在本发明的精神和范围内。因此,前述描述和附图仅为实例。
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