具有优化梯度的过滤介质的制作方法_4

文档序号:9829516阅读:来源:国知局
071] 通常,效率层可W为整个过滤介质的任何合适的重量百分比。例如,在一些实施方 案中,效率层在整个过滤介质中的重量百分比可W为大于或等于约2%、大于或等于约 10%、大于或等于约15%、大于或等于约20%、大于或等于约25%、大于或等于约30%、大于 或等于约35 %、或大于或等于约40 %。在一些情况下,效率层在整个过滤介质中的重量百分 比可W为小于或等于约50%、小于或等于约40%、小于或等于约30 %、小于或等于约25%、 小于或等于约20%、小于或等于约15%、小于或等于约10%、或小于或等于约5%。上述参考 范围的组合也是可能的(例如,重量百分比为大于或等于约10%并且小于或等于约40%)。 效率层在整个过滤介质中的重量百分比的其他值也是可能的。
[0072] 在某些实施方案中,效率层可W包括单个层。然而,在其他实施方案中,效率层可 W包括多于一个层(即,子层)W形成多层结构。当层包括多于一个子层时,所述多个子层可 W基于某些特征(例如,透气度、单位面积重量、纤维类型、和/或效率)而不同。在某些情况 下,所述多个子层可W是分立的并且通过任何合适的方法(例如,层压、点粘合、或配帖 (collating))结合。在一些实施方案中,子层基本上彼此接合(例如,通过层压、点粘合、热 点粘合、超声粘合、热社粘合、使用粘合剂(例如,胶网)、和/或共打權)。在一些情况下,子层 可W形成为复合层(例如,通过湿法成网工艺)。
[0073] 如本文所述,可W使用任何合适的过滤介质。在一些实施方案中,过滤介质可W包 含一种或更多种玻璃纤维(例如,微玻璃纤维、短切原丝玻璃纤维、或其组合)。微玻璃纤维 和短切原丝玻璃纤维是本领域技术人员已知的。本领域技术人员中能够通过观测(例如,光 学显微镜、电子显微镜)来确定玻璃纤维是否是微玻璃纤维或短切原丝玻璃纤维。微玻璃纤 维也可W在化学上不同于短切原丝玻璃纤维。在一些情况下,尽管不是必需的,短切原丝玻 璃纤维可W含有的巧或钢的含量比微玻璃纤维大。例如,短切原丝玻璃纤维可W接近于无 碱并且高氧化巧和氧化侣含量。微玻璃纤维可W包含10%至15%的碱(例如,钢、儀的氧化 物)并且具有相对较低的烙融溫度和加工溫度。运些术语指代用于制造玻璃纤维的技术。运 样的技术赋予玻璃纤维某些特性。通常,短切原丝玻璃纤维从漏板喷丝孔提取并且W与纺 织生产类似的工艺被切断成纤维。短切原丝玻璃纤维W比微玻璃纤维更受控制的方式生 产,并且作为结果,短切原丝玻璃纤维通常将在纤维的直径和长度方面具有比微玻璃纤维 小的变化。微玻璃纤维从漏板喷丝孔提取并且进一步经受火焰吹拉或旋转纺丝过程。在一 些情况下,细微玻璃纤维可W使用重烙工艺制成。在运方面,微玻璃纤维可W是细的或粗 的。如本文中所使用的,细微玻璃纤维的直径小于或等于1微米,而粗微玻璃纤维的直径大 于或等于1微米。
[0074] 微玻璃纤维可W具有小直径。例如,在一些实施方案中,微玻璃纤维的平均直径可 W为小于或等于约9微米、小于或等于约7微米、小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、 或小于或等于约1微米。在一些情况下,微玻璃纤维可W具有的平均纤维直径为大于或等于 约0.1微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约1微米、大于或等于约3微米、或大于或等 于约7微米。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.1微米并且小于或等于 约9微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。微玻璃纤维的平均直径分布通常为对数正 态分布。然而,可W理解的是,微玻璃纤维可W W任何其他适当的平均直径分布(例如,高斯 分布)来提供。
[0075] 在一些实施方案中,微玻璃纤维的平均长度可W为小于或等于约10mm、小于或等 于约8mm、小于或等于约6mm、小于或等于约5mm、小于或等于约4mm、小于或等于约3mm、或小 于或等于约2mm。在某些实施方案中,微玻璃纤维的平均长度可W为大于或等于约1mm、大于 或等于约2mm、大于或等于约4mm、大于或等于约5mm、大于等于约6mm、或大于或等于约8mm。 上述参考范围的组合也是可能的(例如,微玻璃纤维具有的平均长度为大于或等于约4mm并 且小于约6mm)。其他范围也是可能的。
[0076] 在其他实施方案中,微玻璃纤维可W由于工艺变化而在长度方面显著变化。例如, 在一些实施方案中,过滤介质中的微玻璃纤维的平均纵横比(长度与直径之比)可W为大于 或等于约100、大于或等于约200、大于或等于约300、大于或等于约1000、大于或等于约 3000、大于或等于约6000、大于或等于约9000。在一些情况下,微玻璃纤维可W具有的平均 纵横比为小于或等于约10000、小于或等于约5000、小于或等于约2500、小于或等于约600、 或小于或等于约300。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约200并且小于或 等于约2500)。平均纵横比的其他值也是可能的。应当理解的是,上面提到的尺寸不是限制 性的,并且微玻璃纤维也可W具有其他尺寸。
[OOW]在其中微玻璃纤维被包含在过滤介质中一些实施方案中,过滤介质中的微玻璃纤 维的重量百分比可W为大于或等于约Iwt%、大于或等于约lOwt%、大于或等于约30wt%、 大于或等于约50wt%、大于或等于约70wt%、或大于或等于约90wt%。在一些情况下,过滤 介质中的微玻璃纤维的重量百分比可W为小于或等于约lOOwt%、小于或等于约95wt%、小 于或等于约80wt%、小于或等于约60wt%、小于或等于约40wt%、小于或等于约20wt%、或 小于或等于约IOwt %。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约Iwt %并且小 于或等于约95wt%)。过滤介质中的微玻璃纤维的重量百分比的其他值也是可能的。在其他 实施方案中,过滤介质包含Owt %的微玻璃纤维。
[0078] 通常,短切原丝玻璃纤维可W具有的平均纤维直径比微玻璃纤维的直径大。例如, 在一些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的平均直径可W为大于或等于约5微米、大于或等于 约7微米、大于或等于约9微米、大于或等于约11微米、或大于或等于约20微米。在一些情况 下,短切原丝玻璃纤维可W具有的平均纤维直径为小于或等于约30微米、小于或等于约25 微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、或小于或等于约10微米。上述参考范围 的组合也是可能的(例如,大于或等于约5微米并且小于或等于约12微米)。平均纤维直径的 其他值也是可能的。短切原丝的直径趋向于遵循正态分布。然而,可W理解的是,短切原丝 玻璃纤维可W W任何适当的平均直径分布(例如,高斯分布)来提供。
[0079] 在一些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的长度可W在约0.125英寸与约1英寸之间 的范围内(例如,约0.25英寸、或约0.5英寸)。在一些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的平均 长度可W为小于或等于约1英寸、小于或等于约0.8英寸、小于或等于约0.6英寸、小于或等 于约0.5英寸、小于或等于约0.4英寸、小于或等于约0.3英寸、或小于或等于约0.2英寸。在 某些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的平均长度可W为大于或等于约0.125英寸、大于或等 于约0.2英寸、大于或等于约0.4英寸、大于或等于约0.5英寸、大于等于约0.6英寸、或大于 或等于约0.8英寸。上述参考范围的组合也是可能的(例如,短切原丝玻璃纤维具有的平均 长度为大于或等于约0.125英寸并且小于约1英寸)。其他范围也是可能的。
[0080]应当理解的是,上面提到的尺寸不是限制性的,并且微玻璃和/或短切原丝纤维, W及本文中所述的其他纤维也可W具有其他尺寸。
[0081 ]在其中短切原丝玻璃纤维被包含在过滤介质中的一些实施方案中,过滤介质中的 短切原丝玻璃纤维的重量百分比可W为大于或等于约Iwt%、大于或等于约lOwt%、大于或 等于约30wt%、大于或等于约50wt%、大于或等于约70wt%、或大于或等于约90wt%。在一 些情况下,过滤介质中的短切原丝玻璃纤维的重量百分比可W为小于或等于约lOOwt%、小 于或等于约90wt%、小于或等于约80wt%、小于或等于约60wt%、小于或等于约40wt%、小 于或等于约20wt %、或小于或等于约5wt %。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或 等于约Iwt%并且小于或等于约60wt%)。过滤介质中的短切原丝玻璃纤维的重量百分比的 其他值也是可能的。在其他实施方案中,过滤介质包含Owt %的短切玻璃纤维。
[0082] 在其中多于一种类型的玻璃纤维被包含在过滤介质中的一些实施方案中,过滤介 质中的玻璃纤维(例如,微玻璃纤维、短切原丝玻璃纤维、或其组合)的总重量百分比可W为 大于或等于约Iwt%、大于或等于约lOwt%、大于或等于约30wt%、大于或等于约50wt%、大 于或等于约70wt%、或大于或等于约90wt%。在一些情况下,过滤介质中的玻璃纤维的总重 量百分比可W为小于或等于约lOOwt%、小于或等于约95wt%、小于或等于约80wt%、小于 或等于约60wt%、小于或等于约40wt%、小于或等于约20wt%、或小于或等于约lOwt%。上 述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约IOwt%并且小于或等于约95wt% )。过 滤介质中的玻璃纤维的总重量百分比的其他值也是可能的。在一些实施方案中,过滤介质 包含IOOwt %的玻璃纤维。在其他实施方案中,过滤介质包含Owt %的玻璃纤维。
[0083] 在一些实施方案中,过滤介质中的纤维可W包含合成纤维。合成纤维例如可W是 多组分纤维(例如,双组分、粘合纤维)、连续纤维和/或短纤维。合成纤维可W包含任何适当 类型的合成聚合物。合适的合成纤维的实例包括聚醋、聚碳酸醋、聚酷胺、芳香聚酷胺、聚酷 亚胺、聚乙締、聚丙締、聚酸酸酬、聚对苯二甲酸乙二醋、聚締控、尼龙、丙締酸树脂、聚乙締 醇、再生纤维素(例如,莱赛尔、人造丝)及其组合。在一些实施方案中,合成纤维是有机聚合 物纤维。在一些情况下,合成纤维可W包括烙喷纤维,其可W由聚合物形成。在其他情况下, 合成纤维可W是电纺纤维。过滤介质也可W包含多于一种类型的合成纤维的组合。在又一 些情况下,合成纤维可W是短纤维。
[0084] 在一组实施方案中,合成纤维是多组分纤维。多组分纤维的每种组分可W具有不 同的烙融溫度。例如,双组分纤维可W包括忍和銷,其中銷的活化溫度比忍的烙融溫度低。 运允许銷在忍之前烙融,使得銷与层中的其他纤维接合,而忍保持其结构的完整性。运是特 别有利的,原因在于其创建了用于捕获滤液的更紧密结合层。忍/銷粘合纤维可W是同屯、的 或非同屯、的,并且示例性的忍/銷粘合纤维可W包括W下:聚醋忍/共聚醋銷、聚醋忍/聚乙 締銷、聚醋忍/聚丙締銷、聚丙締忍/聚乙締銷、W及其组合。其他示例性的多组分纤维可W 包括分裂纤维的纤维、并排式纤维、和/或"海上岛式"纤维。
[0085] 在一些实施方案中,过滤介质中的合成纤维的平均直径例如可W为大于或等于约 0.1微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约1微米、大于或等于 约2微米、大于或等于约3微米、大于或等于约4微米、大于或等于约5微米、大于或等于约8微 米、大于或等于约10微米、大于或等于约12微米、大于或等于约15微米、或大于或等于约20 微米。在一些情况下,合成纤维可W具有的平均直径为小于或等于约30微米、小于或等于约 20微米、小于或等于约15微米、小于或等于约10微米、小于或等于约7微米、小于或等于约5 微米、小于或等于约4微米、小于或等于约1.5微米、小于或等于约1微米、小于或等于约0.8 微米、或小于或等于约0.5微米。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约1微 米并且小于或等于约5微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。
[0086] 在一些情况下,合成纤维可W是连续的(例如,烙喷纤维、纺粘纤维、电纺纤维、离 屯、纺纤维等)。例如,合成纤维可W具有的平均长度为大于或等于约1英寸、大于或等于约50 英寸、大于或等于约100英寸、大于或等于约300英寸、大于或等于约500英寸、大于或等于约 700英寸、或大于或等于约900英寸。在一些情况下,合成纤维可W具有的平均长度为小于或 等于约1000英寸、小于或等于约800英寸、小于或等于约600英寸、小于或等于约400英寸、或 小于或等于约100英寸。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约50英寸并且 小于或等于约1000英寸)。平均纤维长度的其他值也是可能的。
[0087] 在一些实施方案中,合成纤维是不连续的(例如,短纤维)。例如,在一些实施方案 中,过滤介质中的合成纤维可W具有的平均长度为大于或等于约2mm、大于或等于约4mm、大 于或等于约6mm、大于或等于约8mm、大于或等于约10mm、大于或等于约15mm、或大于或等于 约20mm。在一些情况下,合成纤维可W具有的平均长度为小于或等于约25mm、小于或等于约 20mm、小于或等于约15mm、小于或等于约12mm、小于或等于约10mm、小于或等于约8mm、或小 于或等于约5mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约4mm并且小于或等于 约20mm)。平均纤维长度的其他值也是可能的。在其中合成纤维被包含在过滤介质中的一些 实施方案中,过滤介质中的合成纤维的重量百分比可W为大于或等于约Iwt%、大于或等于 约lOwt%、大于或等于约30wt%、大于或等于约50wt%、大于或等于约70wt%、或大于或等 于约90wt%。在一些情况下,过滤介质中的合成纤维的重量百分比可W为小于或等于约 IOOwt %、小于或等于约SOwt %、小于或等于约60wt %、小于或等于约40wt %、小于或等于约 20wt %、或小于或等于约5wt %。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约 Iwt%并且小于或等于约lOOwt%)。过滤介质中的合成纤维的重量百分比的其他值也是可 能的。在一些实施方案中,过滤介质可W包含lOOwt%的合成纤维。在其他实施方案中,过滤 介质可W包含Owt%的合成纤维。
[0088] 在一些实施方案中,过滤介质可W包含一种或更多种纤维素纤维,例如,软木纤 维、硬木纤维、硬木纤维与软木纤维的混合物、再生纤维素纤维、W及机械纸浆纤维(例如, 磨木浆、化学处理的机械纸浆、和热机械浆)。示例性软木纤维包括从丝光南方松(例如,丝 光南方松纤维或册Z纤维、HPZ XS纤维和HPZ III纤维或化rosanier纤维)、北方漂白软木牛 皮纸(例如,从Rottneros AB获得的纤维(栋树闪光纤维))、南方漂白软木牛皮纸(例如,从 Brunswick松获得的纤维(Brunswick松纤维))、或化学处理的机械纸浆(CTMP纤维)获得的 纤维。例如,HPZ纤维、HPZ XS、W及HPZ III可W从田纳西州孟菲斯的Buckeye Technologies公司获得;Porosanier纤维可W从佛罗里达州杰克逊维尔的Rayonier公司获 得;栋树闪光纤维可W从瑞典斯德哥尔摩的Rottneros AB获得;化inook纤维可W从魅北克 蒙特利尔的Domtar公司获得;Brunswick松和Leaf River纤维可W从佐治亚州亚特兰大的 Georgia-PacifiC获得;W及Tarascon纤维可W从加拿大不列颠哥伦比亚溫哥华的化per Excellence获得(Tarascon纤维)。示例性硬木纤维包括从按树获得的纤维(按树纤维)。按 树纤维可商购自例如(1)己西苏扎诺的Suzano Gro叫(苏扎诺纤维)
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