包含阻燃纤维的过滤介质制造技术

提供了包括过滤层的过滤介质以及与其相关的有关组件、系统和方法，所述过滤层包含含有阻燃剂的纤维(例如，合成纤维)。在一些实施方案中，过滤层可以包括包含纤维的非织造网(例如，湿法成网非织造网)，所述纤维包含具有相对低浓度的或基本上不含某些不期望的和/或有毒的组分(例如，卤素)的某种阻燃剂。在某些实施方案中，非织造网还可以包含纤维的共混物。例如，在一些实施方案中，非织造网还可以包含赋予过滤层有益的性能特性的粗直径合成纤维和细直径合成纤维的共混物。在一些实施方案中，过滤层可以被设计成具有期望的阻燃性(例如，F1等级、K1等级)和性能特性而不损害某些机械特性(例如，介质的可打褶性)和/或环境属性(例如，相对低的毒性)。本文所述的过滤介质可以特别适用于涉及过滤空气的应用，尽管所述介质也可以用于其他应用中。

Filtration media containing flame retardant fibers

A filter medium comprising a filter layer and related components, systems and methods thereof are provided, the filter layer comprising fibers containing flame retardants (e.g., synthetic fibers). In some implementations, the filter layer may include a nonwoven web containing fibers (e.g., wet netted nonwovens) containing a flame retardant with a relatively low concentration or essentially no undesirable and/or toxic components (e.g., halogens). In some implementations, nonwoven nets may also contain blends of fibers. For example, in some implementations, nonwoven nets may also include blends of coarse-diameter and fine-diameter synthetic fibers that give beneficial performance characteristics to the filter layer. In some implementations, the filter layer can be designed to have desired flame retardancy (e.g., F1, K1) and performance characteristics without compromising certain mechanical properties (e.g., pleatability of the medium) and/or environmental properties (e.g., relatively low toxicity). 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】包含阻燃纤维的过滤介质
本专利技术的实施方案一般地涉及包括阻燃过滤层的过滤介质，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
多种过滤介质可以在多种应用中用于除去污染物。过滤介质可以根据其期望的用途而被设计成具有不同的性能特性。例如，相对较低效率的过滤介质可以用于加热、通风、制冷、空气调节应用。对于需要不同的性能特性(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，可以使用高效微粒空气(HEPA)过滤器或超低穿透率空气(ULPA)过滤器。过滤介质可以在多种应用中用于除去污染物。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以被捕获在纤维网上。纤维网特征(例如，孔径、纤维尺寸、纤维组成、定重(basisweight)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
提供了包括阻燃过滤层(例如，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，过滤介质包括阻燃湿法成网非织造网，所述阻燃湿法成网非织造网包含含有基于磷的阻燃剂的纤维。在另一个实施方案中，过滤介质包括包含阻燃纤维的湿法成网非织造网，其中所述湿法成网非织造网包含小于或等于约1500ppm的总卤素。在一个实施方案中，过滤介质包括阻燃非织造网，所述阻燃非织造网包含长度小于或等于约30mm的含有基于磷的阻燃剂的纤维，其中所述纤维包含基于磷的阻燃剂，并且其中所述非织造网的厚度小于或等于约1mm，并且所述非织造网的透气率大于或等于约20CFM且小于或等于约800CFM。在另一个实施方案中，过滤介质包括非织造网，所述非织造网包含长度小于或等于约30mm的阻燃纤维，其中所述非织造网包含小于或等于约1500ppm的总卤素，所述非织造网的厚度小于或等于约1mm，并且所述非织造网的透气率大于或等于约20CFM且小于或等于约800CFM。在一个实施方案中，过滤介质包括阻燃非织造网，所述阻燃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和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，其中阻燃非织造网中全部纤维的第一合成纤维的重量百分比大于或等于约40重量％。阻燃非织造网中全部纤维的第二合成纤维的重量百分比小于或等于约50重量％，第一合成纤维和/或第二合成纤维包含基于磷的阻燃剂，并且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为单位的阻燃非织造网的BET表面，ρ是以g/cm3为单位的层的密度。过滤介质还可以包括效率层，其中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，过滤介质包括阻燃非织造网，所述阻燃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和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，其中阻燃非织造网中全部纤维的第一合成纤维的重量百分比大于或等于约40重量％。阻燃非织造网中全部纤维的第二合成纤维的重量百分比小于或等于约50重量％，第一合成纤维和/或第二合成纤维包含基于磷的阻燃剂，阻燃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为单位的阻燃非织造网的BET表面，ρ是以g/cm3为单位的层的密度，并且阻燃非织造网的定重小于或等于约110g/m2。过滤介质还可以包括效率层。在一个实施方案中，阻燃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和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，其中阻燃湿法成网非织造网中全部纤维的第一合成纤维的重量百分比大于或等于约40重量％。阻燃湿法成网非织造网中全部纤维的第二合成纤维的重量百分比小于或等于约50重量％，第一合成纤维和/或第二合成纤维包含基于磷的阻燃剂，阻燃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为单位的阻燃湿法成网非织造网的BET表面，ρ是以g/cm3为单位的层的密度。在另一组实施方案中，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包含基于磷的阻燃剂的纤维和使用湿法成网工艺形成非织造网。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明显。在本说明书与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。为了清楚的目的，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示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；图1B示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；图1C示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；图1D示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；图1E示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；图1F示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；图1G示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；以及图2示出了各种过滤介质的容尘量与表面平均纤维直径的图。具体实施方式提供了包括阻燃过滤层(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，过滤层可以包括包含某些纤维(例如，阻燃纤维)的非织造网(例如，湿法成网非织造网)。纤维(例如，合成纤维)可以包含阻燃剂，例如某些基于磷的阻燃剂，所述阻燃剂具有相对低浓度的或基本上不含某些不期望的和/或有毒的组分(例如，卤素)。在某些实施方案中，非织造网可以包含纤维(例如，阻燃纤维、非阻燃纤维)的共混物。例如，在一些实施方案中，非织造网还可以包含赋予过滤层有益的性能特性的粗直径合成纤维和细直径合成纤维的共混物。在一些实施方案中，过滤层可以被设计成具有期望的阻燃性(例如，F1等级、K1等级)和性能特性而不损害某些机械特性(例如，介质的可打褶性)和/或环境属性(例如，相对低的毒性)。本文所述的过滤介质可以特别适用于涉及过滤空气的应用，尽管所述介质也可以用于其他应用。在一些常规过滤介质中，使用在直接暴露时被发现是有毒的、产生有毒的降解产物、和/或产生腐蚀性和/或有毒的燃烧排放物的某些传统阻燃剂来实现阻燃性。一些现有的过滤介质已经尝试通过在树脂中使用非传统的阻燃剂来解决该问题。然而，这些阻燃树脂即使以相对高的重量百分比也可能赋予有限的阻燃性。此外，包含赋予一些阻燃性所需的阻燃剂的树脂(例如，阻燃树脂)的量可能不利地影响一次或更多次过滤和/或机械特性。在此，描述了不受到现有过滤介质和/或常规过滤介质的一个或更多个限制的包括过滤层的过滤介质。如以下将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤介质，包括：阻燃湿法成网非织造网，所述阻燃湿法成网非织造网包含含有基于磷的阻燃剂的纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 US 15/283,0141.一种过滤介质，包括：阻燃湿法成网非织造网，所述阻燃湿法成网非织造网包含含有基于磷的阻燃剂的纤维。2.一种过滤介质，包括：包含阻燃纤维的湿法成网非织造网，其中所述湿法成网非织造网包含小于或等于约1500ppm的总卤素。3.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述纤维是合成纤维。4.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网包含小于或等于约900ppm的氯。5.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网包含小于或等于约900ppm的溴。6.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网基本上不含卤素。7.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网基本上不含金属水合物。8.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网基本上不含三氧化锑。9.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述阻燃剂包括磷酸酯、膦酸盐/酯、氧化膦、红磷、无机磷酸盐、三聚氰胺、双氰胺、胍、或其衍生物。10.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述基于磷的阻燃剂包括磷酸酯、膦酸盐/酯、氧化膦、红磷、无机磷酸盐、或其衍生物。11.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述阻燃剂是基于氮的阻燃剂。12.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述纤维包括合成聚合物。13.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述合成聚合物的主链包含阻燃剂。14.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述聚合物的一个或更多个侧基包含阻燃剂。15.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述阻燃剂分布遍及所述纤维。16.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网中的包含基于磷的阻燃剂的纤维的重量百分比大于或等于约20重量％且小于或等于约99重量％。17.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网中的包含基于磷的阻燃剂的纤维的重量百分比大于或等于约60重量％且小于或等于约80重量％。18.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网还包含含有阻燃剂的树脂。19.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网还包含不含阻燃剂的非阻燃纤维。20.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述非阻燃纤维是合成纤维。21.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网包含小于1重量％的玻璃纤维。22.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网具有根据DIN53438测量的F1等级。23.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网具有根据DIN53438测量的K1等级。24.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述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和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，其中所述第一合成纤维和/或所述第二合成纤维包括所述阻燃纤维。25.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网中全部纤维的第一合成纤维的重量百分比大于或等于约40重量％。26.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网中全部纤维的第二合成纤维的重量百分比小于或等于约50重量％。27.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，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6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为单位的所述层的平均密度。28.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网的厚度大于或等于约0.25mm且小于或等于约2.0mm。29.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网的定重大于或等于约20g/m2且小于或等于约200g/m2。30.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述湿法成网非织造网的机器方向上的干Gurley挺度大于或等于约200mg且小于或等于约3500mg。31.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，还包括效率层。32.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述效率层是熔喷层。33.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述效率层是静电纺丝层。34.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述效率层包含玻璃纤维。35.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，还包括静电纺丝层和熔喷层。36.一种过滤介质，包括：阻燃非织造网，所述阻燃非织造网包含长度小于或等于约30mm的含有基于磷的阻燃剂的纤维，其中所述纤维包含基于磷的阻燃剂，其中所述非织造网的厚度小于或等于约1mm，所述非织造网的透气率大于或等于约20CFM且小于或等于约800CFM。37.一种过滤介质，包括：非织造网，所述非织造网包含长度小于或等于约30mm的阻燃纤维，其中所述非织造网包含小于或等于约1500ppm的总卤素，所述非织造网的厚度小于或等于约1mm，所述非织造网的透气率大于或等于约20CFM且小于或等于约800CFM。38.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述纤维是合成纤维。39.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述非织造网包含小于或等于约900ppm的氯。40.根据任一前述权利要求所述的过滤介质，其中所述非织造网包含小于或等于约900ppm的溴。41...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓丹，道格拉斯·M·吉蒙，嘉利·刘，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