專(zhuān)利名稱(chēng)：細(xì)纖維液體顆粒過(guò)濾介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種過(guò)濾介質(zhì)，尤其涉及一種包括用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的細(xì)纖維的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)以及制造該過(guò)濾介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
諸如液體流和氣體流(例如，氣流)的流體流通常攜帶夾帶于流體流中的通常不期望的污染物的顆粒。過(guò)濾器通常用于從流體流去除這些顆粒中的一些或全部。包括使用靜電紡絲工藝形成的細(xì)纖維的過(guò)濾介質(zhì)也已公知。這樣的現(xiàn)有技術(shù)包括過(guò)濾材料構(gòu)造和方法，第5，672，399號(hào)美國(guó)專(zhuān)利；纖維素/聚酰胺復(fù)合物，第2007/0163217號(hào)美國(guó)專(zhuān)利公布；過(guò)濾介質(zhì)、100納米以下的細(xì)纖維及方法，第2009/0199717號(hào)美國(guó)專(zhuān)利公布；結(jié)合式納米纖維過(guò)濾介質(zhì)，第2009/0266759號(hào)美國(guó)專(zhuān)利公布；具有雙組分納米纖維層的過(guò)濾介質(zhì)，第61，047，455號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)；包括納米纖維基體的膨脹 式復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)和方法，第61/308，488號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)；以及壓縮式納米纖維復(fù)合介質(zhì)，第61/330，462號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)，這些現(xiàn)有技術(shù)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)在此引用被包含于此。本發(fā)明提供用于各種液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的改良型過(guò)濾介質(zhì)。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及其他創(chuàng)造性特征將從在此提供的本發(fā)明的描述中顯而易見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
液體通常比氣體粘得多，因此導(dǎo)致更高的拖曳力。因此，液體過(guò)濾應(yīng)用在與氣體或空氣過(guò)濾應(yīng)用相比時(shí)，尤其相對(duì)于細(xì)纖維過(guò)濾介質(zhì)提出了特殊的挑戰(zhàn)。例如，液體具有比氣體大得多的拉動(dòng)顆粒的趨勢(shì)。因此，用于液體過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)的攔截能力明顯比氣體或空氣過(guò)濾應(yīng)用差。實(shí)際上,液體的粘性越高,過(guò)濾介質(zhì)的攔截越小。例如,過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾效率可從用于空氣過(guò)濾應(yīng)用的大約90%下降到用于柴油燃料過(guò)濾應(yīng)用的大約20%。因此，為空氣或氣體過(guò)濾應(yīng)用設(shè)計(jì)的過(guò)濾介質(zhì)通常不能滿(mǎn)足液體過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾要求。包括納米纖維的過(guò)濾介質(zhì)已經(jīng)在空氣/氣體過(guò)濾應(yīng)用中公知。然而，由于液體的流體特性使得申請(qǐng)人不認(rèn)為納米纖維已經(jīng)典型地用于液體過(guò)濾。實(shí)際上，用于針對(duì)顆粒/污染物的液體應(yīng)用的細(xì)纖維空氣過(guò)濾介質(zhì)的初步測(cè)試顯示納米纖維幾乎沒(méi)有區(qū)別或沒(méi)有區(qū)別，如同細(xì)纖維不存在一樣。這據(jù)信是歸因于由液體產(chǎn)生的粘性和顆粒動(dòng)量。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)提供一種包括納米纖維的過(guò)濾介質(zhì)，其尤其極好地適合于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用，例如，各種碳?xì)浠衔锶剂系念w粒過(guò)濾。對(duì)于液體過(guò)濾具有有益應(yīng)用的各種細(xì)纖維覆蓋度、細(xì)纖維參數(shù)、襯底和布置方式在此討論。在一方面，本發(fā)明提供一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)。該過(guò)濾介質(zhì)包括襯底和承載在襯底上的細(xì)纖維。襯底包括具有至少為細(xì)纖維的平均纖維直徑的4倍的平均纖維直徑的粗纖維。細(xì)纖維具有至少O. 03g/m2的基本重量和至少大約5000km/m2的線(xiàn)性覆
皿/又O
在另一方面，本發(fā)明提供一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾元件。過(guò)濾元件包括過(guò)濾介質(zhì)、頂蓋和底蓋。過(guò)濾介質(zhì)包括襯底和承載在襯底上的細(xì)纖維。襯底包括具有至少為細(xì)纖維的平均纖維直徑的4倍的平均纖維直徑的粗纖維。細(xì)纖維具有至少O. 03g/m2的基本重量和至少大約5000km/m2的線(xiàn)性覆蓋度。此外，頂蓋包括流體入口。過(guò)濾介質(zhì)密封地附著到頂蓋和底蓋。在另一方面，本發(fā)明提供一種形成過(guò)濾介質(zhì)的方法。該方法包括靜電紡絲具有小于I微米的平均纖維直徑的細(xì)纖維；將細(xì)纖維施加在襯底上，以提供至少O. 03g/m2的細(xì)纖維基本重量和至少大約5000km/m2的細(xì)纖維線(xiàn)性覆蓋度，其中，襯底包括具有至少為細(xì)纖維的平均纖維直徑的4倍的平均纖維直徑的粗纖維；以及處理帶有施加的細(xì)纖維的襯底，以將細(xì)纖維重新布置在襯底上。在另一方面，本發(fā)明提供一種過(guò)濾液體的方法。該方法包括提供根據(jù)在此描述的任何實(shí)施例的過(guò)濾介質(zhì)的步驟，以及使液體流流過(guò)過(guò)濾介質(zhì)以捕獲液體流中的顆粒的步
驟?！け景l(fā)明的其他方面、目的及優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述中變得更加清
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結(jié)合到說(shuō)明書(shū)中并形成說(shuō)明書(shū)的一部分的附解了本發(fā)明的多個(gè)方面，并與相關(guān)描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括承載細(xì)纖維的緊密壓實(shí)多稀松織物(斯克林布)層的過(guò)濾介質(zhì)的示意性截面圖(例如，相對(duì)示出的厚度未按比例繪制)；圖2是圖I的過(guò)濾介質(zhì)處于通過(guò)一組輥壓縮到壓縮狀態(tài)的預(yù)壓縮狀態(tài)的示意性截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的同心護(hù)套/芯體型雙組分纖維的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的偏心護(hù)套/芯體型雙組分纖維的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的并排型雙組分纖維的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的扇形楔型雙組分纖維的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的中空扇形楔型雙組分纖維的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的島/海型雙組分纖維的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的三葉型雙組分纖維的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯底的帶頂端型雙組分纖維的示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造過(guò)濾介質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖；圖12(A)是以x300放大水平獲得的掃描電子顯微鏡圖像，其示出了使用圖11的系統(tǒng)生產(chǎn)的復(fù)合介質(zhì)的細(xì)纖維和雙組分纖維；圖12(B)是以xl，000放大水平獲得的掃描電子顯微鏡圖像，其示出了使用圖11的系統(tǒng)生產(chǎn)的復(fù)合介質(zhì)的細(xì)纖維和雙組分纖維；圖12(C)是以x2，000放大水平獲得的掃描電子顯微鏡圖像，其示出了使用圖11的系統(tǒng)生產(chǎn)的復(fù)合介質(zhì)的細(xì)纖維和雙組分纖維之間的結(jié)合；圖12⑶是在xlO，000放大水平的掃描電子顯微鏡圖像，其示出了使用圖11的系統(tǒng)生產(chǎn)的復(fù)合介質(zhì)的細(xì)纖維和雙組分纖維之間的結(jié)合；圖13是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的用于制造過(guò)濾介質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于制造過(guò)濾介質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括緊密壓縮的多稀松織物層和細(xì)纖維的過(guò)濾介質(zhì)的示意性截面圖；圖16是第一測(cè)試樣本的有效測(cè)試結(jié)果；圖17是第二測(cè)試樣本的有效測(cè)試結(jié)果；
圖18是第三測(cè)試樣本的有效測(cè)試結(jié)果；圖19是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的過(guò)濾介質(zhì)的示意性截面圖；圖20是第四測(cè)試樣本的有效測(cè)試結(jié)果；圖21是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的過(guò)濾介質(zhì)的示意性截面圖；圖22是第五測(cè)試樣本的有效測(cè)試結(jié)果；圖23是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的包括皺褶的過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾元件的透視圖；圖24是圖23的過(guò)濾元件中的皺褶的過(guò)濾介質(zhì)的透視圖。雖然將結(jié)合特定的優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，但是不意在將其限制于那些實(shí)施例。相反，意圖是覆蓋包括在由附加權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有可選形式、變型及等同物。
具體實(shí)施例方式在轉(zhuǎn)到細(xì)節(jié)之前，將給出一些詞義說(shuō)明，以幫助理解本發(fā)明。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“襯底”本質(zhì)上意思寬泛且意思是包括其上承載或沉積細(xì)纖維的任何結(jié)構(gòu)。“襯底”可包括傳統(tǒng)形成的過(guò)濾介質(zhì)，例如，可以從介質(zhì)卷解繞的稀松織物等。這樣的過(guò)濾介質(zhì)具有通常機(jī)械地、化學(xué)地、粘性地和/或以其他方式結(jié)合或固定在一起的纖維纏結(jié)物，從而具有以下強(qiáng)度，使得其不能容易地手工撕裂(例如，I平方英尺板通常承受51bs張力的施加)并具有過(guò)濾特性?！耙r底”還可包括可以不結(jié)合在一起或固定在一起的較松散纖維纏結(jié)物(例如，I平方英尺板可在51bs張力的施加時(shí)破碎)。在此使用的“稀松織物”指的是織造或非織造纖維纏結(jié)物，其中，纖維結(jié)合并壓縮成平面成形介質(zhì)。存在可表示納米纖維覆蓋度的一些方法。用于表示納米纖維覆蓋度的第一種方法是基本重量。然而，基本重量部分程度上取決于納米纖維的材料的比重以及納米纖維的選擇尺寸(例如，也可互換地稱(chēng)為纖維直徑和/或厚度)。用于表示納米纖維覆蓋度的另一種有用方法是可表示為千米每平方米(km/m2)的納米纖維覆蓋度的計(jì)算線(xiàn)性距離，當(dāng)覆蓋度的這種方法消除由于細(xì)纖維的直徑導(dǎo)致的可變化性以及由于可使用的不同材料之間的比重差異導(dǎo)致的可變化性時(shí)，這是有用的。在此討論的多個(gè)示例性實(shí)施例中，使用具有0.08微米(80納米)的平均纖維直徑的細(xì)纖維。然而，將認(rèn)識(shí)到的是，基于簡(jiǎn)單的面積計(jì)算(n*R2)的雙倍尺寸的纖維(例如，尺寸為160納米的細(xì)纖維)將具有4倍重量，且四倍尺寸的纖維將因此具有16倍重量。細(xì)纖維的過(guò)度應(yīng)用可導(dǎo)致滲透性或多孔性不是非常好的塑性膜，因此不適合于過(guò)濾介質(zhì)。使用更小的細(xì)纖維是可期望的，這是因?yàn)榭色@得更高的線(xiàn)性覆蓋度水平?？紤]到更大直徑的細(xì)纖維通常或根據(jù)拇指規(guī)則將具有占據(jù)更大空隙空間的趨勢(shì)，可期望的是，隨著細(xì)纖維直徑增加，細(xì)纖維基于千米的應(yīng)用率更低。然而，由于直徑成雙倍使質(zhì)量成四倍，導(dǎo)致隨著細(xì)纖維直徑增加，針對(duì)基本重量的覆蓋度可仍然增加。根據(jù)拇指規(guī)則，基本重量可針對(duì)纖維直徑成雙倍而增加2-2. 5倍(針對(duì)纖維直徑成四倍為大約4-6倍)，為了容易的目的，將使用雙倍。因此，如果O. 15g/m2用于80nm平均直徑，則對(duì)于160nm纖維可使用O. 30g/m2的覆蓋度，且對(duì)于320nm纖維為O. 6g/m2的覆蓋度。此處的實(shí)施例可用于小于I微米、通常小于500nm的細(xì)纖維范圍，更加優(yōu)選地在150nm之下的更細(xì)纖維。然而，可根據(jù)上面的原理對(duì)此處的實(shí)施例進(jìn)行覆蓋度調(diào)節(jié)。這里，在引用過(guò)濾介質(zhì)復(fù)合物或?qū)訒r(shí)的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”或“第三”意思不是指具體位置。“第一層”不意在表示就是第一層，也不意在指示相對(duì)于為了該目的可使用的另一層的上游或下游位置(“上游”或“下游”)。相反，如“第一”和“第二”這樣的術(shù)語(yǔ)用于弓I用基礎(chǔ)目的。
多層復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過(guò)濾介質(zhì)100的示意性截面圖。它在某種意義上是示意性的，這是因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中細(xì)纖維實(shí)際上沒(méi)有厚度，但是為了說(shuō)明和理解，厚度在圖I和其他示意性附圖中示出。過(guò)濾介質(zhì)100構(gòu)造成捕獲液體流，例如碳?xì)浠衔锶剂?、水及?rùn)滑油中的固體。在優(yōu)選實(shí)施例中，過(guò)濾介質(zhì)100包括至少兩種不同的纖維，例如，靜電紡絲納米纖維及承載納米纖維的較粗纖維的襯底。這樣，在本申請(qǐng)中，過(guò)濾介質(zhì)100還稱(chēng)為復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)、復(fù)合介質(zhì)或其他類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)。雖然過(guò)濾介質(zhì)100尤其極好地適合于其示例/實(shí)施例現(xiàn)在對(duì)液體應(yīng)用具有顯著顆粒過(guò)濾效果的液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用，但是過(guò)濾介質(zhì)100可用于其他流體過(guò)濾應(yīng)用。在圖I中示出的實(shí)施例中，過(guò)濾介質(zhì)100包括10層襯底102，104，106，108，110，112，114，116，118，120，每層襯底承載細(xì)纖維 124，126，128，130，132，134，136，138，140，142，介質(zhì) 122 位于細(xì)纖維 142 的上方。襯底 102，104，106，108，110，112，114，116，118，120和介質(zhì)122由具有通常比細(xì)纖維的平均纖維直徑大的平均纖維直徑的纖維形成。襯底層 102，104，106，108，110，112，114，116，118，120，細(xì)纖維 124，126，128，130，132，134，136，138，140，142及介質(zhì)122層疊且緊密壓縮在一起，以增加單位體積的纖維表面面積并提供足夠剛度/結(jié)構(gòu)完整性，以過(guò)濾來(lái)自液體流，例如柴油燃料的顆粒。雖然本實(shí)施例示出了介質(zhì)層122，但是該介質(zhì)層是可選的，因此，根據(jù)其他實(shí)施例的過(guò)濾介質(zhì)100可不包括該介質(zhì)層 122。圖I的過(guò)濾介質(zhì)可使用在圖2中示出的工藝形成。圖2示出了處于預(yù)壓縮狀態(tài)144和壓縮狀態(tài)146的過(guò)濾介質(zhì)100。如圖所示，處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100具有初始厚度t’ (在此還稱(chēng)為原始厚度)。處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100使用一組輥148，150壓縮成壓縮狀態(tài)146，其中，初始厚度t’減小到最終厚度t。在一些實(shí)施例中，處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100在壓縮之前被加熱。在特定的優(yōu)選實(shí)施例中，襯底的纖維松弛并重新定向，以在加熱期間增加纖維之間的平均距離(例如，在稀松織物生產(chǎn)過(guò)程期間已經(jīng)至少部分地壓縮的稀松織物)。這樣，襯底層膨脹和膨松，其中，每個(gè)襯底層的厚度增加。此外，隨著最接近襯底的表面的纖維松弛并重新定向，由這些纖維承載的細(xì)纖維跟隨纖維運(yùn)動(dòng)并重新定向。因此，細(xì)纖維通過(guò)更大纖維延伸、推動(dòng)及拉動(dòng)。據(jù)信這可生成用于細(xì)纖維的3維基體，其與僅僅平坦物或平面物相對(duì)照(細(xì)纖維的這種3維基體即使在整合到襯底的表面中時(shí)仍可認(rèn)為是且在此可稱(chēng)為“層”)。在這樣的實(shí)施例中，預(yù)壓縮狀態(tài)144的初始厚度t’可通過(guò)加熱增加至少I(mǎi). 5倍，2倍，3倍或甚至更大倍。在這樣的實(shí)施例中，在膨松的過(guò)濾介質(zhì)100的隨后壓縮之后，過(guò)濾介質(zhì)100的最終厚度t可小于，或等于，或大于初始厚度t’，取決于在加熱期間膨脹的量及在壓縮期間減小的量。在其他實(shí)施例中，處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100可通過(guò)一組加熱的壓光輥同時(shí)加熱和壓縮。在這樣的實(shí)施例中，在厚度減小到最終厚度t之前，可能不存在任何膨脹或初始厚度t’的略微增加。在不同的實(shí)施例中，具有最終厚度t的壓縮的過(guò)濾介質(zhì)100可在壓縮之后加熱，其中，厚度t可增加。在一些實(shí)施例中，過(guò)濾介質(zhì)100可不止一次加熱。例如，過(guò)濾介質(zhì)100可通過(guò)布置在爐中的一組輥壓縮，使得過(guò)濾介質(zhì)100恰好在壓縮之前加熱，在壓縮的同時(shí)加熱及在壓縮之后立即加熱。在任何情況中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的是，在細(xì)纖維的沉積之后處理介質(zhì)以將細(xì)纖維重新布置成更多3維基體是有利的。膨脹和 /或壓縮是這樣的處理的示例。這樣的處理可提供更大的多孔性并可用于更好的流動(dòng)和/或便于細(xì)纖維沉積的更大覆蓋度。 在一個(gè)實(shí)施例中，最終厚度t可以在初始厚度t’的大約50%和300%之間，優(yōu)選地在初始厚度t’的大約70%和200%之間，且更優(yōu)選地在初始厚度t’的80%和150%之間。隨著處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100向下擠壓到最終壓縮狀態(tài)144，細(xì)纖維124，126，128，130，132，134，136，138，140，142 變得與相鄰襯底層 102，104，106，108，110，112，114，116，118，120的粗纖維更加整合并在過(guò)濾介質(zhì)100內(nèi)形成3維細(xì)纖維基體。雖然在本實(shí)施例中的過(guò)濾介質(zhì)100包括10層承載細(xì)纖維的襯底，但是其他實(shí)施例可包括更多或更少承載細(xì)纖維的襯底層。例如，過(guò)濾介質(zhì)可包括承載足夠大覆蓋度(例如，至少大約0.3g/m2)的細(xì)纖維的單個(gè)襯底層。襯底層102，104，106，108，110，112，114，116，118，120 可由任何合適的多孔材料
形成。每個(gè)襯底層可由相同類(lèi)型的多孔材料或不同類(lèi)型的多孔材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)襯底層102，104，106，108，110，112，114，116，118，120包括成型過(guò)濾介質(zhì)。成型過(guò)濾介質(zhì)包括結(jié)合在一起的纖維。例如，成型過(guò)濾介質(zhì)的纖維可通過(guò)溶劑結(jié)合、熱結(jié)合和/或壓力結(jié)合而結(jié)合在一起。成型過(guò)濾介質(zhì)可承載細(xì)纖維并提供結(jié)構(gòu)支撐。在本申請(qǐng)中，成型過(guò)濾介質(zhì)也稱(chēng)為襯底過(guò)濾介質(zhì)、過(guò)濾介質(zhì)襯底、襯底、過(guò)濾介質(zhì)或其他類(lèi)似術(shù)語(yǔ)。可替換地，襯底可包括一起松散地纏結(jié)成高度松化厚狀態(tài)且在成型過(guò)濾介質(zhì)的情況下可以不結(jié)合在一起的一個(gè)或多個(gè)纖維網(wǎng)。因此，粗纖維網(wǎng)可利用極小的人力容易地撕開(kāi)且?guī)缀鯖](méi)有結(jié)構(gòu)完整性，使得它不認(rèn)為是傳統(tǒng)意義上的成型過(guò)濾介質(zhì)。纖維網(wǎng)的纖維通常具有比細(xì)纖維的平均纖維直徑更大的平均纖維直徑。這樣，在本申請(qǐng)中，纖維網(wǎng)也稱(chēng)為粗纖維網(wǎng)或其他類(lèi)似術(shù)語(yǔ)。包括與這樣的粗纖維網(wǎng)整合的細(xì)纖維的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)在整合納米纖維過(guò)濾介質(zhì)，第2009/0266759號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布中描述，該專(zhuān)利申請(qǐng)公布轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人，其全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)在此引用包含于此。優(yōu)選地，襯底由多組分過(guò)濾介質(zhì)形成。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“多組分過(guò)濾介質(zhì)”、“多組分介質(zhì)”、“多組分纖維介質(zhì)”及其他類(lèi)似術(shù)語(yǔ)可互換地使用，以指示包括至少兩種不同材料的過(guò)濾介質(zhì)。例如，多組分過(guò)濾介質(zhì)可包括由第一材料形成的纖維和由第二材料形成的纖維，其中，第一材料和第二材料是不同的材料?？商鎿Q地，多組分過(guò)濾介質(zhì)可由包括至少兩種不同材料的纖維、例如包括由第一材料形成的芯體和由第二材料形成的護(hù)套的纖維形成，如下面詳細(xì)地描述的那樣。包括兩種不同材料的多組分過(guò)濾介質(zhì)在此稱(chēng)為“雙組分過(guò)濾介質(zhì)”、“雙組分介質(zhì)”及類(lèi)似術(shù)語(yǔ)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)襯 底層102，104，106，108，110，112，114，116，118，120
包括由包括具有不同熔點(diǎn)的兩種不同材料的雙組分纖維形成的稀松織物。包括由這樣的多組分纖維形成的襯底和細(xì)纖維的復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)在帶有納米纖維附著物的多組分過(guò)濾介質(zhì)，第PCT/US09/50392號(hào)PCT專(zhuān)利申請(qǐng)中描述，該申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人，該申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)在此引用包含于此。在本實(shí)施例中，稀松織物的雙組分纖維的一種組分具有比另一種組分更低的熔點(diǎn)。低熔點(diǎn)組分可以是任何合適的聚合物，例如，聚丙烯，聚乙烯或聚酯。另一組分可以是具有比低熔點(diǎn)組分更高的熔點(diǎn)的聚合物，或者其他合適的纖維材料，例如玻璃和/或纖維素。雙組分纖維結(jié)合在一起和/或壓縮在一起，以形成具有特定厚度的襯底過(guò)濾介質(zhì)或稀松織物。用作襯底102，104，106，108，110，112，114，116，118，120 的稀松織物的雙組分纖
維可包括高熔點(diǎn)聚合物組分和低熔點(diǎn)聚合物組分。例如,雙組分可包括高熔點(diǎn)聚酯和低熔點(diǎn)聚酯，其中，一種聚酯具有比另一種聚酯更高的熔化溫度。圖3示意性地示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙組分纖維22。如圖所示，雙組分22是同心護(hù)套/芯體型，其中，芯體24由高熔點(diǎn)聚合物組分形成，護(hù)套26由低熔點(diǎn)聚合物組分形成。高熔點(diǎn)聚合物組分由具有比低熔點(diǎn)聚合物組分更高的熔化溫度的聚合物形成。合適的高熔點(diǎn)聚合物包括但不限于聚酯和聚酰胺。合適的低熔點(diǎn)聚合物包括聚丙烯，聚乙烯，共聚聚酯，或者具有比選擇的高熔點(diǎn)聚合物更低的熔化溫度的任何其他合適的聚合物。例如，雙組分纖維可由聚酯芯體和聚丙烯護(hù)套形成。在本實(shí)施例中，雙組分纖維由兩種不同類(lèi)型的聚酯形成，其中一種聚酯具有比另一種聚酯更高的熔點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，其他類(lèi)型的雙組分纖維可用于形成襯底。不同類(lèi)型的雙組分纖維的一些示例在圖4-10中示意性地示出。包括芯體30和護(hù)套32的偏心護(hù)套/芯體型雙組分纖維28在圖4中示出。該纖維類(lèi)似于同心護(hù)套芯體纖維22，除了芯體30偏離中心之夕卜。兩種聚合物組分的不同收縮率可使纖維在加熱時(shí)卷曲成螺旋物。這允許其他平面纖維形成褶皺和塊，并可導(dǎo)致不同纖維在熱作用下重新定向、膨脹和/或表面波動(dòng)。圖5示意性地示出了包括第一聚合物組分36和第二聚合物組分38的并排型雙組分纖維34。根據(jù)應(yīng)用，第一聚合物組分可以是具有比第二聚合物組分更高或更低的熔點(diǎn)的聚合物。這是偏心護(hù)套/芯體纖維的進(jìn)一步延伸，其中，兩種聚合物占據(jù)一部分纖維表面。通過(guò)合適的聚合物選擇，該纖維可形成比偏心護(hù)套/芯體纖維28更高級(jí)別的潛在褶皺。扇形楔型雙組分纖維40在圖6中示意性地示出。扇形楔纖維40包括由第一聚合物組分42和第二聚合物組分44形成的多個(gè)相鄰楔。每個(gè)第一聚合物組分42在任一側(cè)上具有第二聚合物組分44。第一聚合物組分42可以是具有比第二聚合物組分44更高或更低的熔點(diǎn)的聚合物。這些纖維設(shè)計(jì)成通過(guò)機(jī)械攪動(dòng)(通常水刺法)分割成組分楔，從而在過(guò)濾介質(zhì)中獲得纖度為O. I至O. 2旦尼爾的微纖維。圖7是包括第一聚合物楔48和第二聚合物楔50的中空扇形楔型雙組分纖維46的示意圖。再次，根據(jù)應(yīng)用，第一聚合物楔48可由具有比第二聚合物楔50更高或更低的熔點(diǎn)的聚合物形成。中空扇形楔纖維46類(lèi)似于扇形楔纖維40，除了防止楔的內(nèi)尖端接合的中空的中央芯體52之外，因此使分割更容易。圖8是島/海型雙組分纖維54的示意圖。該纖維也公知為“臘腸皮薩”構(gòu)造，其中，第一聚合物組分56是臘腸，第二聚合物組分58是奶酪。在一些實(shí)施例中，第一聚合物組分56由具有比第二聚合物組分58更高熔點(diǎn)的聚合物形成，或者第二聚合物組分58由可溶解聚合物形成。在這樣的實(shí)施例中，該纖維允許多股細(xì)的高熔點(diǎn)聚合物56放置在接下來(lái)熔化或溶解的低熔點(diǎn)或可溶解聚合物58的基體內(nèi)。這允許由細(xì)的微纖維制成的介質(zhì)的生成，這是因?yàn)槔w維更易于加工成“皮薩”形式而非單獨(dú)的“臘腸”。短纖維可由每個(gè)皮薩上的37個(gè)臘腸制成，從而生成纖度為大約O. 04旦尼爾(大約2微米直徑)或甚至更細(xì)的纖維。雙組分纖維可形成不同形狀。例如，一些雙組分纖維可不具有包含與上述雙組分纖維一樣的圓形截面的圓柱形形狀。圖9和10示出了具有不規(guī)則形狀的雙組分纖維的一 些示例。雖然這些纖維不具有圓形截面，但是在本發(fā)明的上下文中每個(gè)纖維具有直徑。具有非圓形截面的纖維的直徑從纖維的外周邊測(cè)量。圖9是三葉型雙組分纖維60，62的示意圖。每個(gè)三葉型纖維60，62包括第一聚合物組分64，66和第二聚合物組分68，70。每個(gè)三葉型纖維60，62由它的直徑72，74測(cè)量。在一些實(shí)施例中，第一聚合物組分64，66由具有比第二聚合物組分68，70更高的熔點(diǎn)或更低的熔點(diǎn)的聚合物形成。圖10是帶頂端型雙組分纖維78，80的示意圖。纖維78是具有第一聚合物中心82和第二聚合物頂端84的帶頂端三葉型雙組分纖維。纖維80是具有第一聚合物中心86和第二聚合物頂端88的帶頂端相交雙組分纖維。優(yōu)選地，第一聚合物中心82，86由比具有第二聚合物頂端84，88更高的熔點(diǎn)的聚合物形成?，F(xiàn)在回到圖1，襯底的纖維形成為具有比細(xì)纖維的平均纖維直徑更大的平均纖維直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底的纖維具有為細(xì)纖維的平均纖維直徑的至少4倍的平均纖維直徑。在另一實(shí)施例中，襯底的纖維可具有大于大約O. 6微米，優(yōu)選地大于大約3微米，更優(yōu)選地大于5微米的平均纖維直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底的雙組分纖維的平均直徑在大約I微米和大約40微米之間，更通常地在大約10-40微米之間。粗纖維例如通過(guò)一組壓光輥和/或爐壓縮和/或加熱，以形成襯底102，104，106，108，110，112，114，116，118，120，其中，任意襯底層具有在大約O. 05和I. Omm之間，優(yōu)選地在大約O. I和O. 5mm之間的厚度。這樣的襯底可提供細(xì)纖維所需要的結(jié)構(gòu)支撐。適合于用作任意襯底層的各種厚度的雙組分稀松織物可通過(guò)各種供應(yīng)商，例如，Rogersville的HDK工業(yè)股份有限公司，TN或其他過(guò)濾介質(zhì)供應(yīng)商在商業(yè)上獲得。因此，襯底可從這樣的現(xiàn)成的雙組分介質(zhì)選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)襯底層102，104，106，108，110，112，114，116，118，120 及介
質(zhì)122包括由具有高熔點(diǎn)聚酯芯體和低熔點(diǎn)聚酯護(hù)套的雙組分短纖維形成的稀松織物。雙組分短纖維壓縮在一起以形成稀松織物，其中，雙組分短纖維化學(xué)地、機(jī)械地和/或熱地結(jié)合在一起。例如，雙組分短纖維加熱到或接近低熔點(diǎn)聚酯的熔化溫度并壓縮在一起，其中，由低熔點(diǎn)聚酯形成的護(hù)套熔化或軟化并用作結(jié)合劑以將纖維結(jié)合在一起。細(xì)纖維124，126，128，130，132，134，136，138，140，142 可在它們形成時(shí)直接沉積在相應(yīng)的襯底102，104，106，108，110，112，114，116，118，120上?？商鎿Q地，細(xì)纖維可分開(kāi)地制備成細(xì)纖維網(wǎng)，然后與襯底層疊。雖然細(xì)纖維可包括具有各種纖維直徑的纖維，但是優(yōu)選地，細(xì)纖維是具有非常細(xì)的纖維直徑的納米纖維。這樣的細(xì)纖維可通過(guò)靜電紡絲或其他合適的工藝形成。在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)纖維是具有小于大約I微米，優(yōu)選地小于O. 5微米，更優(yōu)選地在O. Ol和O. 3微米之間的平均纖維直徑的靜電紡絲納米纖維。此處的示例已經(jīng)使用更小的平均直徑O. 08微米(SOnm)。這種小直徑細(xì)纖維可提供將更多纖維一起裝填在給定體積中以提供增加的纖維表面面積的能力，這可增加過(guò)濾效率同時(shí)減小過(guò)濾介質(zhì)的壓降。細(xì)纖維可通過(guò)各種合適的聚合物材料形成。為了避免在過(guò)濾介質(zhì)100的加熱和/或壓縮期間細(xì)纖維的破壞，細(xì)纖維通常由具有至少比襯底的雙組分纖維的低熔點(diǎn)組分更高的熔化溫度的材料形成。在優(yōu)選實(shí)施例中，細(xì)纖維由聚酰胺形成。其他合適的聚合物包括但不限于聚氯乙烯(PVC)，聚烯烴，聚縮醛，聚酯，纖維素醚，聚硫醚，聚亞芳基氧化物，聚砜，改性聚砜聚合物及聚乙烯醇，聚酰胺，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚偏二氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚偏二氟乙烯。制造用于靜電紡絲的聚合物溶液的溶劑可包括乙酸，甲酸，間甲酚，三氟乙醇，六氟異丙醇氯化物溶劑，酒精，水，乙醇，異丙醇，丙酮，N-甲基吡咯烷酮及甲醇?！?br> 在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)纖維由尼龍_6(聚酰胺-6，在此也稱(chēng)為“PA-6”)通過(guò)靜電紡絲形成，其中，靜電紡絲細(xì)纖維直接沉積在襯底上。在本實(shí)施例中，細(xì)纖維124從包含尼龍-6的溶液靜電地產(chǎn)生并沉積在襯底102的表面上。細(xì)纖維126可類(lèi)似地產(chǎn)生并沉積在襯底層104上等等。涂覆有靜電紡絲納米纖維124，126，128，130，132，134，136，138，140，142的襯底層102，104，106，108，110，112，114，116，118，120然后與介質(zhì)122層疊在一起，使得每層細(xì)纖維夾在相鄰的襯底和/或介質(zhì)122之間，以生成處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100，如圖2所示。如上面所討論，處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100然后壓縮，以形成處于它的最終壓縮狀態(tài)146的過(guò)濾介質(zhì)100，如圖I和圖2所示。在優(yōu)選實(shí)施例中，過(guò)濾介質(zhì)100在壓縮之前、在壓縮期間和/或在壓縮之后加熱。例如，處于預(yù)壓縮狀態(tài)144的過(guò)濾介質(zhì)100在通過(guò)一組輥148，150之前加熱。此外，這一組輥148，150可被加熱，以在壓縮期間進(jìn)一步加熱過(guò)濾介質(zhì)100。細(xì)纖維與襯底的相鄰更粗纖維和/或介質(zhì)122之間的結(jié)合可涉及溶劑結(jié)合、壓力結(jié)合和/或熱結(jié)合。例如，如果細(xì)纖維從包含溶劑的聚合物溶液靜電地產(chǎn)生，則當(dāng)纖維與襯底的粗纖維接觸時(shí)，留在細(xì)纖維的表面上的溶劑可實(shí)現(xiàn)溶劑結(jié)合。此外，襯底的雙組分纖維的低熔點(diǎn)組分可用于加強(qiáng)細(xì)纖維和襯底的相鄰粗纖維之間的結(jié)合。在這樣的實(shí)施例中，過(guò)濾介質(zhì)100被加熱到或接近低熔點(diǎn)組分的熔點(diǎn)并壓縮,其中，雙組分粗纖維的低熔點(diǎn)組分熔化或軟化，這允許當(dāng)它們壓縮在一起時(shí)，相鄰的細(xì)纖維嵌入到低熔點(diǎn)組分中，從而(通過(guò)壓力結(jié)合和熱結(jié)合)加強(qiáng)粗纖維和細(xì)纖維之間的結(jié)合。在優(yōu)選實(shí)施例中，細(xì)纖維和細(xì)纖維沉積于其上的襯底之間的粘附力大于細(xì)纖維和其他相鄰的襯底之間的粘附力。例如，細(xì)纖維124和襯底102之間的粘附力大于細(xì)纖維124和襯底104之間的粘附力。這樣，當(dāng)迫使分層時(shí)，細(xì)纖維124將與襯底104分層且留在襯底102上。因此，當(dāng)迫使分層時(shí)，這樣的實(shí)施例的過(guò)濾介質(zhì)100可分成承載細(xì)纖維的10層襯底(102/124，104/126，106/128，108/130，110/132，112/134，114/136，116/138，118/140，120/142)和介質(zhì) 122。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)襯底層由具有在大約I和40微米之間的平均纖維直徑及在大約O. 5和15oz/yd2之間的基本重量的雙組分纖維稀松織物形成。雙組分纖維包括高熔點(diǎn)聚酯芯體和低熔點(diǎn)聚酯護(hù)套。細(xì)纖維是由尼龍-6形成的靜電紡絲納米纖維。細(xì)纖維具有在大約O. Ol和O. 5微米之間的平均纖維直徑，其中，每層細(xì)纖維124，126，128，130，132，134，136，138，140，142具有在大約O. 03g/m2和O. 5g/m2之間的基本重量，從而提供在O. 3g/m2和5g/m2之間的總細(xì)纖維基本覆蓋度。用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)100的細(xì)纖維覆蓋度明顯大于氣體或空氣過(guò)濾介質(zhì)的細(xì)纖維覆蓋度。在每個(gè)襯底層上的細(xì)纖維的目標(biāo)基本重量根據(jù)細(xì)纖維的平均直徑及過(guò)濾介質(zhì)的期望效率和容量選擇。過(guò)濾介質(zhì)100的期望效率和容量可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)纖維直徑、在每個(gè)襯底上的細(xì)纖維覆蓋度、細(xì)纖維層的數(shù)量、膨松和壓縮的量獲得。雖然細(xì)纖維覆蓋度可以以基本重量來(lái)表示，但是基本重量取決于聚合物的比重和細(xì)纖維的直徑。因此，以單位面積的線(xiàn)性覆蓋度(km/m2)表示細(xì)纖維覆蓋度最有用，這是因?yàn)檫@去除了與比重和細(xì)直徑相關(guān)的變化性。因此，線(xiàn)性覆蓋度真實(shí)地測(cè)量多少纖維鋪設(shè)成纖維的數(shù)量。在這方面，優(yōu)選的細(xì)纖維線(xiàn)性覆蓋度范圍大于5，000km/m2,以用于最大覆蓋度細(xì)纖維，更優(yōu)選地大于10，000km/m2，最優(yōu)選地在20，000km/m2和60，000km/m2之間。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在包括基本重量的各個(gè)方面的細(xì)纖維覆蓋度及用于具有大約0. 08微米(SOnm)平均纖維直徑的細(xì)纖維的線(xiàn)性覆蓋度如下面在表I中示出。這些實(shí)施例的細(xì)纖維由具有I. 084g/cm3密度的PA-6通過(guò)靜電紡絲工藝形成。如圖所示，表I包括細(xì)纖維質(zhì)量覆蓋度形式 0. 03-0. 225g/m2。 表I :納米纖維覆蓋度
權(quán)利要求
1.一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)，包括 包含粗纖維的襯底； 承載在襯底上的細(xì)纖維，其中，細(xì)纖維具有至少小至粗纖維的四分之一的平均纖維直徑; 其中，細(xì)纖維的基本重量為至少O. 03g/m2且細(xì)纖維的線(xiàn)性覆蓋度為至少大約5000km/m2o
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)包括至少兩個(gè)襯底層，每個(gè)襯底層承載細(xì)纖維；其中，至少ー個(gè)襯底層上的細(xì)纖維的基本重量為至少O. 03g/m2且細(xì)纖維的線(xiàn)性覆蓋度為至少大約5000km/m2，其他襯底層具有與所述至少ー個(gè)襯底層相同或不同的細(xì)纖維基本重量和線(xiàn)性覆蓋度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在干，細(xì)纖維為通過(guò)靜電紡絲エ藝形成的靜電紡絲細(xì)纖維，細(xì)纖維具有小于O. I微米的平均纖維直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在于，靜電紡絲細(xì)纖維沉積在襯底上，其中，細(xì)纖維通過(guò)膨松和壓縮與粗纖維部分地整合且重新布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在于，細(xì)纖維與襯底的粗纖維至少部分地整合；其中，至少ー些細(xì)纖維附著到相鄰粗纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在干，襯底為包括雙組分纖維的稀松織物，雙組分纖維具有高熔點(diǎn)組分和低熔點(diǎn)組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在干，雙組分纖維包括高熔點(diǎn)聚酯芯體和低熔點(diǎn)聚酯護(hù)套，其中，所述至少一個(gè)襯底和細(xì)纖維被加熱并壓縮在一起以形成過(guò)濾介質(zhì)，其中，低熔點(diǎn)聚酯護(hù)套熔化或軟化，以結(jié)合粗纖維和細(xì)纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在干，細(xì)纖維由聚酰胺形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)包括至少三個(gè)襯底層，每個(gè)襯底層由通過(guò)雙組分粗纖維形成的稀松織物形成；其中，每個(gè)襯底層承載細(xì)纖維；其中，每個(gè)襯底層以在大約O. 05g/m2和大約O. 225g/m2之間的基本重量以及在大約9，000km/m2和大約41，300km/m2之間的線(xiàn)性覆蓋度承載細(xì)纖維；其中，過(guò)濾介質(zhì)具有在O. 3g/m2和大約4. 8g/m2之間的總基本重量以及在大約60，000km/m2和大約300，000km/m2之間的總線(xiàn)性覆蓋度；其中，襯底層和細(xì)纖維通過(guò)加熱膨松并壓縮，以形成為液體過(guò)濾構(gòu)造的壓實(shí)過(guò)濾介質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在于，承載在每個(gè)襯底層上的細(xì)纖維夾在兩個(gè)襯底層之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在干，壓實(shí)過(guò)濾介質(zhì)包括細(xì)纖維對(duì)細(xì)纖維界面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)濾介質(zhì)，其特征在干，過(guò)濾介質(zhì)在根據(jù)用于多路方法的ISO 16889國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)濾效率測(cè)試的10%時(shí)間間隔時(shí)具有在大約11/10/5和7/5/0之間的ISO 4406:09清潔代碼。
13.一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾元件,包括 過(guò)濾介質(zhì)，包括 包含粗纖維的襯底；承載在襯底上的細(xì)纖維，其中，細(xì)纖維具有至少小至粗纖維的四分之一的平均纖維直徑；以及 其中，細(xì)纖維的基本重量為至少O. 03g/m2且細(xì)纖維的線(xiàn)性覆蓋度為至少大約5000km/m2； 包含流體入口的頂蓋；以及 底蓋；其中，過(guò)濾介質(zhì)密封地附著到頂蓋和底蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的過(guò)濾元件，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)包括至少三個(gè)襯底層，每個(gè)襯底層由通過(guò)雙組分粗纖維形成的稀松織物形成；其中，每個(gè)襯底層承載細(xì)纖維；其中，每個(gè)襯底層以在大約O. 05g/m2和大約O. 225g/m2之間的基本重量以及在大約9，000km/m2和大約41，300km/m2之間的線(xiàn)性覆蓋度承載細(xì)纖維；其中，過(guò)濾介質(zhì)具有在O. 3g/m2和大約4. 8g/m2之間的總基本重量以及在大約60，000km/m2和大約300，000km/m2之間的總線(xiàn)性覆蓋度；其中，襯底層和細(xì)纖維通過(guò)加熱膨松并壓縮，以形成為液體過(guò)濾構(gòu)造的壓實(shí)過(guò)濾介質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過(guò)濾元件，其特征在干，細(xì)纖維由聚酰胺形成并具有小于0. I微米的平均纖維直徑；其中，雙組分粗纖維包括高熔點(diǎn)聚酯芯體和低熔點(diǎn)聚酯護(hù)套；其中，壓實(shí)過(guò)濾介質(zhì)包括嵌入在低熔點(diǎn)聚酯護(hù)套中的至少ー些細(xì)纖維。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的過(guò)濾元件，其特征在于，過(guò)濾介質(zhì)被皺褶，皺褶的過(guò)濾介質(zhì)通過(guò)熱塑性焊接密封地附著到頂蓋和底蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過(guò)濾元件，其特征在于，皺褶的過(guò)濾介質(zhì)與頂蓋和底蓋的熱塑性焊接附著防止液體流繞過(guò)皺褶的過(guò)濾介質(zhì)。
18.—種形成過(guò)濾介質(zhì)的方法，包括 靜電紡絲具有小于I微米的平均纖維直徑的細(xì)纖維； 將細(xì)纖維施加在襯底上，以提供至少0. 03g/m2的細(xì)纖維基本重量和至少大約5000km/m2的細(xì)纖維的線(xiàn)性覆蓋度，其中，襯底包括具有至少為細(xì)纖維的4倍的平均纖維直徑的粗纖維； 處理帶有施加的細(xì)纖維的襯底，以將細(xì)纖維重新布置在襯底上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，細(xì)纖維在襯底上的重新布置包括通過(guò)加熱膨松襯底和細(xì)纖維,并通過(guò)一組輥使襯底和細(xì)纖維壓實(shí)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括 提供至少兩個(gè)襯底層，其中，每個(gè)襯底層由包括雙組分粗纖維的稀松織物形成； 將細(xì)纖維施加在第一襯底層上，以提供在大約0. 05g/m2和大約0. 225g/m2之間的細(xì)纖維基本重量以及在大約9，000km/m2和大約41，300km/m2之間的線(xiàn)性覆蓋度； 將細(xì)纖維施加在第二襯底層上，以提供在大約0. 05g/m2和大約0. 225g/m2之間的細(xì)纖維基本重量以及在大約9，000km/m2和大約41，300km/m2之間的線(xiàn)性覆蓋度； 層疊承載細(xì)纖維的第一襯底層和承載細(xì)纖維的第二襯底層；以及 壓縮第一襯底層和第二襯底層以及細(xì)纖維，以形成為液體過(guò)濾構(gòu)造的壓縮過(guò)濾介質(zhì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括在壓縮以重新布置細(xì)纖維并使細(xì)纖維與襯底的粗纖維至少部分地整合之前，膨松第一襯底層和第二襯底層以及細(xì)纖維。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，施加細(xì)纖維，以使得第一襯底層上的細(xì)纖維的基本重量和線(xiàn)性覆蓋度大于第二襯底層上的細(xì)纖維的基本重量和線(xiàn)性覆蓋度。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，施加細(xì)纖維，以使得第一襯底層上的細(xì)纖維的基本重量和線(xiàn)性覆蓋度等于第二襯底層上的細(xì)纖維的基本重量和線(xiàn)性覆蓋度。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，靜電紡絲細(xì)纖維包括從包括聚酰胺的溶液形成細(xì)纖維。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括皺褶過(guò)濾介質(zhì)。
26.一種過(guò)濾液體的方法，包括 提供權(quán)利要求I的過(guò)濾介質(zhì)； 使液體流流過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，以捕獲液體流中的顆粒。
27.一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)，包括 襯底，其包含具有大于O. 6微米的平均纖維直徑的雙組分粗纖維； 承載在襯底上的細(xì)纖維，細(xì)纖維具有小于O. 6微米的平均纖維直徑，其中，粗纖維的平均纖維直徑至少為細(xì)纖維的平均纖維直徑的4倍；以及 其中，細(xì)纖維的基本重量為至少O. 03g/m2且細(xì)纖維的線(xiàn)性覆蓋度為至少大約5000km/m2o
28.一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)，包括 至少兩個(gè)襯底層，每個(gè)襯底層由粗纖維形成； 承載在每個(gè)襯底層上的細(xì)纖維，其中，粗纖維的平均纖維直徑至少為細(xì)纖維的平均纖維直徑的4倍；以及 其中，至少ー個(gè)襯底層上的細(xì)纖維的基本重量為至少O. 03g/m2，其提供至少大約5000km/m2的線(xiàn)性纖維覆蓋度。
全文摘要
提供一種用于液體顆粒過(guò)濾應(yīng)用的過(guò)濾介質(zhì)。該過(guò)濾介質(zhì)包括壓縮在一起的襯底和細(xì)纖維。
文檔編號(hào)B01D69/02GK102869433SQ201180011053
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者L·李, T·B·格林 申請(qǐng)人:克拉考公司