包括包含合成纤维的过滤层的过滤介质制造技术

技术编号:19392573 阅读:31 留言:0更新日期:2018-11-10 03:25
提供了包括包含合成纤维的过滤层(例如,可打褶的背衬层)的过滤介质以及与其相关的有关组件、系统和方法。在一些实施方案中,包含合成纤维的过滤层可以是包含粗直径纤维和细直径纤维的共混物的非织造网。包含合成纤维的过滤层可被设计成具有期望的性能特性而不损害某些机械特性,例如介质的可打褶性。在一些实施方案中,本文所述的过滤介质可包括包含合成纤维的过滤层和效率层。如本文所述的过滤介质可特别适用于涉及过滤空气的应用,尽管所述介质也可用于其他应用中。

Filtration medium including filter layer containing synthetic fibers

A filter medium including a filter layer containing synthetic fibers (e.g., a foldable backing layer) and related components, systems and methods thereof are provided. In some implementations, the filter layer containing synthetic fibers may be a nonwoven web containing blends of coarse diameter fibers and fine diameter fibers. A filter layer containing synthetic fibers may be designed to have desired performance characteristics without compromising certain mechanical properties, such as the pleatability of a medium. In some implementations, the filter media described herein may include a filter layer and a efficiency layer comprising synthetic fibers. The filter media described herein may be particularly suitable for applications involving filtered air, although the media may also be used in other applications.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括包含合成纤维的过滤层的过滤介质
本专利技术的实施方案一般地涉及包括包含合成纤维的过滤层的过滤介质,并且具体地,涉及具有增强的过滤特性的过滤介质。
技术介绍
可以使用多种过滤介质来移除多种应用中的污染物。过滤介质可根据其期望的用途而被设计成具有不同的性能特征。例如,相对较低效率的过滤介质可用于加热、通风、制冷、空气调节应用。对于需要不同性能特征(例如,非常高的效率)的应用,例如对于洁净室或生物医学应用,可使用高效颗粒空气(highefficiencyparticulateair,HEPA)过滤器或超低穿透率空气(ultra-lowpenetrationair,ULPA)过滤器。可以使用过滤介质来移除多种应用中的污染物。通常,过滤介质包括一个或更多个纤维网。纤维网提供允许流体(例如,空气)流过该网的多孔结构。包含在流体中的污染物颗粒可被捕获在纤维网上。纤维网特征(例如,孔径、纤维尺寸、纤维组成、基重等)影响介质的过滤性能。虽然不同类型的过滤介质是可用的,但仍需要改进。
技术实现思路
提供了包括包含合成纤维的过滤层(例如,可打褶的背衬层)的过滤介质以及与其相关的有关组件、系统和方法。在一些情况下,本申请的主题涉及相关产品、特定问题的替代解决方案和/或结构和组成的多种不同用途。在一组实施方案中,提供了过滤介质。在一个实施方案中,过滤介质包括非织造网,所述非织造网包含:平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%;以及平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维,其中所述第二合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,并且其中所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:其中SSA是以m2/g为单位的过滤层的BET表面,以及ρ是以g/cm3为单位的所述层的密度。过滤介质还可包括效率层,并且过滤介质的容尘量大于或等于约20g/m2。在另一个实施方案中,过滤介质包括非织造网,所述非织造网包含:平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%;以及平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维,其中所述第二合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,其中所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:其中SSA是以m2/g为单位的过滤层的BET表面,以及ρ是以g/cm3为单位的所述层的密度,并且其中所述非织造网的基重小于或等于约110g/m2。过滤介质还可包括效率层。在另一组实施方案中,提供了湿法成网非织造网。在一个实施方案中,湿法成网非织造网包含:平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述湿法成网非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%;以及平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维,其中所述第二合成纤维的重量百分比为所述湿法成网非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,并且其中所述湿法成网非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:其中SSA是以m2/g为单位的过滤层的BET表面,以及ρ是以g/cm3为单位的所述层的密度。在又一组实施方案中,提供了方法。在一个实施方案中,制造非织造网的方法包括:提供平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维;提供平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维;以及使用湿法成网工艺形成非织造网,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%,所述第二合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,并且所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:其中SSA是以m2/g为单位的过滤层的BET表面,以及ρ是以g/cm3为单位的所述层的密度。当结合附图考虑时,本专利技术的其他优点和新特征将由以下本专利技术的多个非限制性实施方案的详细描述而变得显而易见。在本说明书和通过引用并入的文献包含冲突和/或不一致的公开内容的情况下,应当以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文献包含相对于彼此冲突和/或不一致的公开内容,则应当以生效日期在后的文献为准。附图说明将参考附图通过示例的方式来描述本专利技术的非限制性实施方案,附图为示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中,所示出的每个相同或几乎相同的组件通常用单一附图标记表示。出于清楚的目的,在图示对使本领域普通技术人员理解本专利技术来说不必要的情况下,并未在每个图中标记出每个组件,也并未示出本专利技术的每个实施方案的每个组件。在附图中:图1A-1D示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面;以及图2示出了多种过滤介质的容尘量对表面平均纤维直径的图。具体实施方式提供了包括包含合成纤维的过滤层(例如,可打褶的背衬层)的过滤介质以及与其相关的有关组件、系统和方法。在一些实施方案中,过滤层可以是包含粗直径合成纤维和细直径合成纤维的共混物的非织造网(例如,湿法成网非织造网)。包含合成纤维的过滤层可被设计成具有期望的性能特性而不损害某些机械特性,例如介质的可打褶性。例如,可选择层的纤维特征(例如,直径、组成)和层中的相对重量百分比以赋予有益的特性,例如高容尘量。在一些实施方案中,过滤层可包含相对高重量百分比的合成纤维和/或基本上不含玻璃纤维以赋予耐久性和/或对某些应用的适用性。在一些情况下,包含合成纤维的过滤层可包含赋予刚度的粘合剂(例如,树脂、纤维)。在一些实施方案中,本文所述的过滤介质可包括包含合成纤维的过滤层和效率层。这样的过滤介质可具有相对高的容尘量和/或是可打褶的。本文所述的过滤介质可特别适用于涉及过滤空气的应用,尽管所述介质也可用于其他应用中。在一些常规过滤介质中,使用玻璃纤维来实现期望的特性,例如高容尘量和可打褶性。然而,包含玻璃纤维的过滤介质可能不适用于某些应用。例如,这样的过滤介质可能不适用于需要焚烧过滤材料的生物危害应用。此外,在一些环境中,玻璃纤维可能浸出钠离子(例如,Na+),这可以导致物理磨损或皂形成。在一些情况下,包含一定量的玻璃纤维的过滤介质对于某些干燥和潮湿的环境可能不足够耐用。一些现有的过滤介质已经试图通过用纤维素和/或合成纤维简单地替换玻璃纤维来解决该问题。然而,在这样的现有的过滤介质中,在某些性能特性(例如,容尘量)与某些机械特性(例如,耐久性、刚度)之间可能存在折衷。因此,需要具有期望的性能特性以及机械特性的过滤介质,特别是包含相对低重量百分比的玻璃纤维或不含玻璃纤维的过滤介质。如以下将更详细地描述的,包含粗直径合成纤维和细直径合成纤维的合适的共混物(例如,以产生一定的表面平均纤维直径)的过滤层可具有有益的性能特性(例如,容尘量)而不包含某些机械特性(例如,刚度、耐久性)。在一些实施方案中,包括这样的过滤层的过滤介质不受到现有和/或常规的过滤介质的一个或更多个限制。例如,这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤介质,包括:非织造网,所述非织造网包含:平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%;以及平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维,其中所述第二合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,并且其中所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.17 US 15/045,5381.一种过滤介质,包括:非织造网,所述非织造网包含:平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%;以及平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维,其中所述第二合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,并且其中所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:其中SSA是以m2/g为单位的过滤层的BET表面,以及ρ是以g/cm3为单位的所述层的密度;以及效率层,其中所述过滤介质的容尘量大于或等于约20g/m2。2.一种过滤介质,包括:非织造网,所述非织造网包含:平均纤维直径大于或等于约15微米的第一合成纤维,其中所述第一合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的大于或等于约40重量%;以及平均纤维直径大于或等于约0.5微米且小于约15微米的第二合成纤维,其中所述第二合成纤维的重量百分比为所述非织造网中全部纤维的小于或等于约50重量%,其中所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约13微米且小于或等于约17微米并使用下式来测量:其中SSA是以m2/g为单位的过滤层的BET表面,以及ρ是以g/cm3为单位的所述层的密度,并且其中所述非织造网的基重小于或等于约110g/m2;以及效率层。3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第一合成纤维包含第一纤维群和第二纤维群。4.根据权利要求3所述的过滤介质,其中所述第一纤维群的平均纤维直径大于或等于约15微米且小于或等于约25微米。5.根据权利要求3和4中任一项所述的过滤介质,其中所述第二纤维群的平均纤维直径大于或等于约25微米且小于或等于约50微米。6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第二合成纤维包含第三纤维群和第四纤维群。7.根据权利要求6所述的过滤介质,其中所述第三纤维群的平均纤维直径大于或等于约0.1微米且小于或等于约10微米。8.根据权利要求6和7中任一项所述的过滤介质,其中所述第四纤维群的平均纤维直径大于或等于约10微米且小于约15微米。9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第一合成纤维的平均纤维直径大于或等于约15微米且小于或等于约60微米。10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述第一合成纤维的平均纤维直径大于或等于约17微米且小于或等于约35微米。11.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中第二合成纤维的平均纤维直径大于或等于约2微米且小于或等于约10微米。12.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网包含大于或等于约10重量%且小于或等于约30重量%的粘合剂树脂。13.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网的表面平均纤维直径大于或等于约14微米且小于或等于约16微米。14.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网的基重大于或等于约20g/m2且小于或等于约110g/m2。15.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网的厚度大于或等于约0.25mm且小于或等于约2.0mm。16.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网的透气率大于或等于约50CFM且小于或等于约800CFM。17.根据权利要求16所述的过滤介质,其中所述非织造网的透气率大于或等于约300CFM。18.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网在横向上的干拉伸强度大于或等于约6磅/英寸且小于或等于约20磅/英寸。19.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质,其中所述非织造网在机器方向上的干Gurley刚度大于或等于约200mg且小于或等于约3,500mg。20.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员:纳根德拉·阿南塔拉迈亚苏达卡尔·贾加纳坦杰拉尔德·加德布瓦马克西姆·西林马克·A·加利莫尔
申请(专利权)人:霍林斯沃思和沃斯有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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