过滤介质和其生产方法技术

本文提供包含可分离多组分纤维和单组分纤维的过滤介质，其中所述可分离多组分纤维的至少一部分以分离形式作为至少第一分离组分和第二分离组分存在于所述过滤介质中。本文还提供制备所述过滤介质的方法。

Filtration medium and its production method

In this paper, a filter medium consisting of separable multi component fibers and one component fibers is provided. At least one part of the separable multi component fibers is used as the separation form, and at least the first separation component and the second separation component exist in the filter medium. This article also provides a method for the preparation of the filter media.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤介质和其生产方法
本专利技术涉及包含可分离多组分纤维和单组分纤维的过滤介质以及产生所述过滤介质的方法，所述过滤介质可用于从流体诸如气体和液体中过滤颗粒。背景需要用于过滤结构中的过滤介质以从流体流诸如气流和液体中去除各种颗粒物质。气流可包括空气，并且液体可为含水和不含水的，诸如油和/或燃料。例如，汽车需要过滤空气、燃料和油。过滤介质可包含各种材料，诸如天然、合成、金属和玻璃纤维。此外，可在形成过滤介质中使用广泛的结构，包括织造、针织和非织造结构。需要具有高过滤效率和高流体通过量的过滤介质。换言之，过滤介质必须具有阻止细粒通过过滤介质的能力，同时还具有低流体流动阻力。典型地，过滤介质通过机械地捕集颗粒在过滤介质的纤维结构内来阻止细粒通过过滤介质。替代地，一些过滤介质可带静电，这还允许过滤介质与细粒之间的静电引力。通过跨过滤材料的压降或压差来度量流动阻力。高压降指示对流体流经过滤介质的高阻力，并且低压降指示低流体流动阻力。然而，过滤介质的高效率和低压降一般呈负相关。典型地，通过增大过滤介质的表面积来提高颗粒捕获效率还降低跨过滤介质的压降。此外，由于使流体移动经过过滤介质所需的能量增加，具有高压降的过滤介质导致能源成本增加。因此，本领域需要具有高过滤效率、低的跨过滤介质的压降和长使用寿命的过滤介质。已知将纳米纤维掺入过滤介质以过滤较小的颗粒。另外，纳米纤维可掺合有粗纤维，其中粗纤维可过滤较大的颗粒。例如，美国公开号2011/10114554报告了包含第一粗层、第二纳米纤维层和第三纳米纤维层的过滤介质，其中第一和/或第三层可包含多组分纤维。而且，美国专利公开号2005/0026526报告了具有纳米纤维的过滤介质，所述纳米纤维具有小于1μm的直径、掺合有直径大于1μm的粗纤维，其中所述纳米纤维可由双组分纤维形成，诸如通过例如加热或溶解另一种组分来去除另一种组分。尽管纳米纤维可具有高效率，但纳米纤维还可造成高压降。此外，纳米纤维可具有低容尘量。因此，需要提供具有高效率和较低压降的另外的过滤介质。
技术实现思路
已发现可通过提供包含可分离多组分纤维和单组分纤维的过滤介质来实现具有高效率和较低压降的过滤介质，所述多组分纤维以分离形式作为至少第一分离组分和第二分离组分存在。因此，在一个方面中，本专利技术的实施方案提供包含以下的过滤介质：可分离多组分纤维，其中所述可分离多组分纤维的至少一部分以分离形式作为至少第一分离组分和第二分离组分存在于过滤介质中，所述第一分离组分具有小于或等于约2μm的直径，所述第二分离组分具有约1μm至约5μm的直径；以及单组分纤维，其具有大于或等于约5μm的直径。在另一个方面中，本专利技术的实施方案提供制备如本文所述的过滤介质的方法，所述方法包括：将可分离多组分纤维与单组分纤维混合；以及将可分离多组分纤维机械地分离成第一分离组分和第二分离组分。在又一个方面中，本专利技术的实施方案提供包含以下的非织造材料混合物：可分离多组分纤维，其能够利用机械力分离成至少第一分离组分和第二分离组分，所述第一分离组分具有小于或等于约2μm的直径，所述第二分离组分具有约1μm至约5μm的直径；以及单组分纤维，其具有大于或等于约5μm的直径。包括上文所概述实施方案的具体方面的其他实施方案将从随后的详细描述中显而易见。附图简述图1a、1b是示出具有并列式构造的双组分纤维的截面图的示意图。图2是示出具有海岛型构造的双组分纤维的截面图的示意图。图3是具有海岛型构造的双组分纤维的扫描电子显微镜(SEM)图像。图4a、4b是示出具有分区饼式构造或楔式构造的双组分纤维的截面图的示意图。图5是示出具有分区十字形构造的双组分纤维的截面图的示意图。图6是示出具有带尖端三叶形构造的双组分纤维的截面图的示意图。图7a、7b是示出具有皮-芯型构造的双组分纤维的截面图的示意图。图8是呈分离形式和未分离形式的多组分纤维与单组分纤维的混合物的SEM图像。图9是示出对于扁平片材1号在滤油测试期间压差对比(比)时间的图表。图10是示出对于扁平片材1号在滤油测试期间每种粒度的过滤效率比时间的图表。图11是示出对于扁平片材1号在滤油测试期间平均过滤效率比粒度的图表。图12是示出对于扁平片材4号在滤油测试期间压差比时间的图表。图13是示出对于扁平片材4号在滤油测试期间每种粒度的过滤效率比时间的图表。图14是示出对于扁平片材4号在滤油测试期间平均过滤效率比粒度的图表。图15是示出对于扁平片材5号在滤油测试期间压差比时间的图表。图16是示出对于扁平片材5号在滤油测试期间每种粒度的过滤效率比时间的图表。图17是示出对于扁平片材5号在滤油测试期间平均过滤效率比粒度的图表。详述在本专利技术的各个方面中，提供了过滤介质以及制备和使用所述过滤介质的方法。I.定义为了促进对本专利技术的理解，在下文定义多个术语和短语。除非上下文另有明确规定，如本公开和权利要求书中使用的单数形式“一种(个…)”和“所述”包括复数形式。在本文中用语言“包括(含)”描述实施方案的情况下，另外还提供以“由…组成”和/或“基本上由…组成”的术语描述的类似实施方案。本文中如在诸如“A和/或B”的短语中使用的术语“和/或”意图包括“A和B”、“A或B”、“A”和“B”。术语“过滤介质(filter/filtrationmedium/media)”可交换使用。除非有另外指示，本文中所使用的术语“纤维”指的是长度有限的纤维，诸如常规切断纤维，以及具有大致连续结构的纤维，诸如长丝。纤维可为中空或非中空纤维，并且还可具有大致环形或圆形的截面或者非圆形截面(例如椭圆形、矩形、多叶形等)。纤维可为熔纺或溶液纺丝的。纤维还可被纺粘或熔喷并形成非织造网。本文中所使用的术语“纳米纤维”指的是具有约1μm或更小的平均直径的纤维。本文中所使用的术语“微纤维”指的是具有不大于约75μm的平均直径、例如具有约1μm至约75μm的平均直径的纤维，或者更具体而言，微纤维可具有约1μm至约30μm的平均直径。纤维直径的另一种常用表示是旦尼尔，其被定义为每9000米纤维的克数。对于具有圆形截面的纤维而言，旦尼尔可计算为以微米计的纤维直径取平方，乘以以克/cc计的密度，乘以0.00707。较低的旦尼尔指示较细的纤维，并且较高的旦尼尔指示较厚或较重的纤维。例如，给定为15μm的聚丙烯纤维直径可通过取平方，将结果乘以0.89g/cc并乘以0.00707来换算至旦尼尔。因此，15μm聚丙烯纤维具有约1.42(152×0.89×0.00707＝1.415)的旦尼尔。本文中所使用的术语“熔纺纤维”指的是通过成纤挤出过程由诸如聚合物的熔融材料形成的纤维。本文中所使用的术语“纺粘纤维”指的是通过从具有圆形或其他构造的喷丝头的多个细毛细管将熔融热塑性材料挤出为长丝，并且挤出的长丝的直径随后迅速减小而形成的小直径纤维。当它们沉积于收集表面上时，纺粘纤维被骤冷且一般不发粘。纺粘纤维一般是连续的，并通常具有大于约7微米、更具体而言在约10与30微米之间的平均直径。本文中所使用的术语“熔喷纤维”指的是通过将熔融热塑性材料经过多个通常为圆形的细模头毛细管挤出为熔融细线或长丝进入会聚的高速已加热气体(例如空气)流中而形成的纤维，所述气体流使熔融热塑性材料的长丝变细来减小其直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
过滤介质，其包含：可分离多组分纤维，其中所述可分离多组分纤维的至少一部分以分离形式作为至少第一分离组分和第二分离组分存在于所述过滤介质中，所述第一分离组分具有小于或等于约2μm的直径，所述第二分离组分具有约1μm至约5μm的直径；以及单组分纤维，其具有大于或等于约5μm的直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.29 US 14/7535331.过滤介质，其包含：可分离多组分纤维，其中所述可分离多组分纤维的至少一部分以分离形式作为至少第一分离组分和第二分离组分存在于所述过滤介质中，所述第一分离组分具有小于或等于约2μm的直径，所述第二分离组分具有约1μm至约5μm的直径；以及单组分纤维，其具有大于或等于约5μm的直径。2.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述可分离多组分纤维具有选自由并列式、海岛型、分区饼式、分区十字形和带尖端多叶形组成的组的构造。3.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述可分离多组分纤维是双组分纤维。4.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述可分离多组分纤维具有小于或等于约3英寸的长度。5.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述可分离多组分纤维以约10-90重量％的量存在于所述过滤介质中。6.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述单组分纤维以约10-90重量％的量存在于所述过滤介质中。7.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一分离组分以所述可分离多组分纤维的约10％-90％的重量比存在。8.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述第二分离组分以所述可分离多组分纤维的约10％-90％的重量比存在。9.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一分离组分具有小于或等于约1μm的直径。10.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一分离组分和所述第二分离组分包含独立地选自由聚合材料、陶瓷材料、二氧化钛、玻璃、氧化铝和二氧化硅组成的组的材料。11.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一分离组分和所述第二分离组分包含选自由聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯和乙烯基聚合物组成的组的聚合材料。12.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一分离组分包含尼龙。13.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：E阿米尔纳斯尔，
申请(专利权)人：曼·胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE