本发明专利技术公开了一种具有多个成形的过滤介质层的过滤元件。所述介质分层堆叠以便形成孔径梯度。该过滤元件能从移动的流体流中同时除去固体和液体颗粒。该过滤元件具有高强度和可压缩性。这些层可以受多孔或打孔支架的支撑以便在过滤操作中提供机械稳定性。该过滤介质层可以形成多种过滤元件形状，诸如板、筒、插入物等。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由多层非织造过滤介质形成的过滤元件，该非织造过 滤介质由于高透过率、效率、负载能力和其它过滤参数而适合同时去除固 体和液体颗粒。该多层过滤介质被堆叠以便形成孔径梯度。该过滤元件能从移动的流体流中除去固体和液体颗粒。该过滤元件具有高强度和可压縮 性。本专利技术涉及非织造介质层，它能耐受苛刻的操作条件，诸如流速、温 度、压力和颗粒负载量的变化，同时从流体流中除去大量的颗粒和气溶胶 负载物。可以用多孔的或打孔的支撑物支撑这些层以提供过滤器结构。
技术介绍
用于许多最终用途包括过滤介质的非织造网已经生产了很多年。这种 结构可以由双组分材料或核壳材料制成，这些材料在例如以下专利文献中 公开Wincklhofer等人，美国专利第3,616,160号；Sanders,美国专利第 3,639,195号；Perrotta，美国专利第4,210,540号；Gessner，美国专利第 5,108,827号；Nielsen等人，美国专利第5,167,764号；Nielsen等人，美国 专利第5,167,765号；Powers等人，美国专利第5,580,459号；Berger，美国专利第5,620,641号；Hollingsworth等人，美国专利第6,146,436号；Berger， 美国专利第6,174,603号；Dong，美国专利第6,251,224号；Amsler，美国 专利第6,267,252号；Sorvari等人，美国专利第6,355,079号；Hunter,美 国专利第6,419,721号；Cox等人，美国专利第6，419，839号；Stokes等人， 美国专利第6,528,439号；Amsler，美国专利第H2，086号，美国专利第 5，853，439号；美国专利第6,171,355号；美国专利第6,355,076号；美国专 利第6,143,049号；美国专利第6,187,073号；美国专利第6,290,739号；和 美国专利第6,540,801号；美国专利第6,530,969号；Chung等人，美国专 利第6,743,273号；Chung等人，美国专利第6,924,028号；Chung等人， 美国专利第6,955,775号；Chung等人，美国专利第7,070,640号；Chung 等人，美国专利第7,090,715号；和Chung等人，美国专利公开第 2003/0106294号。本申请通过引用结合2001年9月18日发布的美国专 利第6,290,739号和2000年11月7日发布的美国专利第6,143,049号。此 种结构已经通过气流成网(air laid)和湿法成网(wet laid)工艺来施加和制造， 并且已经用于流体，气态和空气以及水性和非水性液体过滤应用，取得一 定程度的成功。具有孔径梯度的过滤元件在本领域中是已知的，它们有利于原本过滤 器的大多数上游层会发生堵塞而由此縮短过滤器寿命的颗粒过滤。Varona 在美国专利第5,679,042号中公开了一种具有贯穿非织造网的孔径梯度的过 滤器，其中，热塑性非织造网通过加热元件选择性地接触以便使所选区域 中的孔收縮。或者，过滤元件可以具有不同纤维的区，各区具有一组平均 的纤维组成；使这些区受热，根据组成和纤度(denier)使一些纤维收縮，导 致根据该区中纤维组成发生孔径收縮和可变收缩。Amsler在U.S. Stat. Inv. Reg. No. H2086中公开用于过滤液体中的颗粒的过滤介质，其中，过滤器 用至少三层非织造织物制成多组分纤维的第一外部网；第二外部网；和 热塑性微纤维和50。Z或更多诸如纸浆、聚合人造短纤维、颗粒等材料的复 合材料网。第一(上游)层优选具有较高的孔隙率和较高的膨松性(loft)，并且 优选由起皱褶的双组分纺粘纤维构成。Emig等人在美国专利第6,706,086 号中公开一种具有高度多孔的背衬材料层和过滤材料层的真空清洁器袋。背衬材料是纤维素纤维和可熔纤维，它是湿法或气流成网制成并且还可以 具有玻璃纤维和/或合成纤维。袋结构中可以具有不止一个背衬材料层。过 滤材料是可以熔喷并且可以包含纳米纤维的非织造织物。该袋可以具有通 过单缝松散连接的层。大量关于过滤元件中的孔径梯度的现有技术涉及取暖、通风或空调(HVAC)应用。例如，Arnold等人在美国专利第6,649,547号中公开一种适 合用作HVAC应用的过滤器的非织造层制品。该层制品具有微纤维层，该 微纤维层的一侧与高膨松性的多组分纺粘层结合，另一侧与低膨松性的多 组分纺粘纤维结合。优选这些层是透气粘结的并且经过驻极体处理。Pike 等人在美国专利第5,721,180号中公开一种用于HVAC应用的层制品过滤 介质，其中，第一层是驻极体高膨松性纺粘起皱褶的低密度纤维网，第二 层是具有至少一种聚烯烃的驻极体熔喷微纤维层。Cusick等人在美国专利 第5,800,586、 5,948,344和5,993,501中公开一种具有随机取向的纤维的起 褶复合过滤介质，其用于HVAC型应用，例如汽车车内空气过滤。 一个或 多个加强薄层帮助该结构保留其起褶构造，但是加强层还可以帮助从空气 中过滤尘埃。优选沿纤维过滤层的厚度，平均纤维直径增加，密度减小。 Schultink等人在美国专利第7,094,270、 6,372,004和6,183,536号中公开一 种用于HVAC型应用或真空清洁器袋的多层过滤器。在层制品中，过滤 介质层粘结在一起。 一个实施方式具有这样的层，该层本身具有高孔隙率 或非常脆弱以致它们本身是无用的。 一些层可以具有颗粒等以用于过滤气 味或毒素。关于具有孔径梯度的过滤器的现有技术的另一个领域是油雾过滤。 Johnson在美国专利第6,007,608号中公开一种雾过滤器，其具有至少三级 预过滤器、中间层和最后层，都是由聚酯纤维组成的。中间层是起褶的。 预过滤器意欲捕获大多数雾的高负载物以便防止由于起褶介质的超负载而 引起的带出。该多层包含孔径梯度。Hunter在美国专利第6,419,721号中公 开一种用于聚结和排出油的油雾过滤器。该过滤器是多层的，具有至少一 个聚结层和排出层。这些层未粘结。聚结层由微纤维制成；排出层是用可 熔纤维粘结的非织造材料。我们还未发现任何适合用于重型发动机过滤应用(其中会遇到极高含 量的固体和油状气溶胶颗粒)的过滤元件。用于例如柴油发动机的现有技术 过滤器不能解决新一代发动机呈现的问题，其中，通过过滤器的烟灰含量 大大高于上一代发动机。增压式柴油发动机产生"泄漏"气体，即从燃烧室经过活塞泄漏的空气 燃料混合物流。此种"泄漏气体"通常包含气相，例如空气或燃烧尾气，其中携带(a)疏水性流体(例如油，包括燃料气溶胶)，主要包含0.1-5.0微米 的液滴(主要地从数量上计算)；和(b)来自燃烧的碳污染物，通常包含碳颗 粒，其中大多数是约0.01-1.0微米大小。此种"泄漏气体"通常从发动机组通 过泄漏出口向外排放。本文中，当使用术语"疏水性流体"指代气流中夹带 的液体气溶胶时，是指非水性流体，特别是油。通常，此类材料不能与水 混溶。本文中，关于载流流体所用的术语"气体"或其变化形式指空气、燃 烧尾气和其它气溶胶载气。该气体可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括至少两层非织造过滤介质的过滤元件，该过滤元件包括： （ａ）包含１－１００重量％第一纤维和５－５０重量％第二纤维的第一过滤介质，所述第一纤维包含直径为５－５０微米的双组分纤维，其中，所述第一过滤介质具有０．２－２００微米的孔径、 １－１０００英尺／分钟的透过率、８６０帕下约２－２５％的密实度、５－１０００克／米２的基本重量、以及在８６０帕和３８６０帕之间０．５－１．０的压缩率；和 （ｂ）不同于所述第一过滤介质的第二过滤介质，所述第二过滤介质具有０．２－２００微 米的孔径、１－１０００英尺／分钟的透过率、８６０帕下约２－２５％的密实度、５－１０００克／米２的基本重量、以及在８６０帕和３８６０帕之间约０．５－１．０的压缩率， 其中，所述过滤元件能从重负载的流体流中同时滤除固体和液体颗粒。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DE阿达梅克，J卡普恩斯，EEPB莫罗，M乌扬，RM罗杰斯，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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