具有优化梯度的过滤介质的制作方法_5

文档序号:9829516阅读:来源:国知局
和(2)葡萄牙Cacia的 Group ^ducel Soporcel (Cacia纤维)。其他示例性硬木纤维可W从俄亥俄州迈阿密堡的 New F*age公司获得(Pinnacle Prime纤维)。
[0089] 在其中过滤介质包含纤维素纤维的一些实施方案中,过滤介质中的纤维素纤维的 平均直径例如可W为大于或等于约1微米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、大于 或等于约20微米、大于或等于约30微米、大于或等于约40微米、大于或等于约50微米、或大 于或等于约60微米。在一些情况下,纤维素纤维可W具有的平均直径为小于或等于约75微 米、小于或等于约65微米、小于或等于约55微米、小于或等于约45微米、小于或等于约35微 米、小于或等于约25微米、小于或等于约15微米、或小于或等于约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。
[0090] 在一些实施方案中,纤维素纤维可W具有平均长度。例如,在一些实施方案中,纤 维素纤维可W具有的平均长度为大于或等于约0.5mm、大于或等于约1mm、大于或等于约 3mm、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,纤维素纤维可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 4mm、或小于或等于约1mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约Imm并且小 于或等于约4mm)。平均纤维长度的其他值也是可能的。
[0091] 在一些实施方案中,过滤介质可W包含一定重量百分比的纤维素纤维。例如,过滤 介质中的纤维素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,过滤介质中的纤维素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20wt%)。在某些实施方案中,过滤介质可W包含Owt%的纤维素 纤维。在一些情况下,过滤介质可W包含lOOwt%的纤维素纤维。过滤介质中的纤维素纤维 的重量百分比的其他值也是可能的。
[0092] 在一些实施方案中,过滤介质可W包含一种或更多种原纤化纤维(例如,合成的原 纤化纤维、原纤化纤维素)。如本领域技术人员已知的,原纤化纤维包括分支成更小直径原 纤维的母体纤维,在一些情况下,原纤维可W进一步分支成甚至更小直径的原纤维,并且还 可W进一步分支。原纤维的分支性质导致了高表面面积,并且可W增加过滤介质中的原纤 化纤维与纤维之间的接触点的数量。网的原纤化纤维与其他纤维和/或组分之间的接触点 的运种增加可W有助于增强过滤介质的机械性能(例如,柔初性、强度)和/或过滤性能。
[0093] 如上所述,原纤化纤维包括母体纤维和原纤维。在一些实施方案中,母体纤维可W 具有在微米范围内的平均直径。例如,母体纤维可W具有的平均直径为大于或等于约1微 米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、大于或等于约20微米、大于或等于约30微 米、大于或等于约40微米、大于或等于约50微米、大于或等于约60微米、或大于或等于约70 微米。在一些实施方案中,母体纤维可W具有的平均直径为小于或等于约75微米、小于或等 于约55微米、小于或等于约35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10微米、或小于或等于约5微米。上述参考范围的所有组合都是可能的(例如,母体纤维 具有的平均直径为大于或等于约1微米并且小于或等于约25微米)。其他范围也是可能的。
[0094] 在其他实施方案中,母体纤维可W具有在纳米范围内的平均直径。例如,在一些实 施方案中,母体纤维可W具有的平均直径为小于约1微米、小于或等于约0.8微米、小于或等 于约0.5微米、小于或等于约0.1微米、小于或等于约0.05微米、小于或等于约0.02微米、小 于或等于约0.01微米、或小于或等于约0.005微米。在一些实施方案中,母体纤维可W具有 的平均直径为大于或等于约0.003微米、大于或等于约0.004微米、大于或等于约0.01微米、 大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.1微米、或大于或等于约0.5微米。上述参考范围的 所有组合都是可能的(例如,母体纤维具有的平均直径为大于或等于约0.004微米并且小于 或等于约0.02微米)。其他范围也是可能的。
[0095] 原纤维的平均直径通常比母体纤维的平均直径小。在一些实施方案中,取决于母 体纤维的平均直径,原纤维可W具有的平均直径为小于或等于约25微米、小于或等于约20 微米、小于或等于约10微米、小于大于或等于约5微米、小于或等于约1微米、小于或等于约 0.5微米、小于或等于约0.1微米、小于或等于约0.05微米、或小于或等于约0.01微米。在一 些实施方案中,原纤维可W具有的平均直径为大于或等于约0.003微米、大于或等于约0.01 微米、大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.1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5微米、大于或等于约10微米、或大于或等于约20微米。上述参考范 围的所有组合都是可能的(例如,原纤维具有的平均直径为大于或等于约0.01微米并且小 于或等于约20微米)。其他范围也是可能的。
[0096] 在一些实施方案中,原纤化纤维的平均长度可W为大于或等于约0.05微米、大于 或等于约0.1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10微米、大于 或等于约30微米、大于或等于约100微米、大于或等于约500微米、大于或等于约2000微米、 大于等于约5000微米、或大于或等于约9000微米。在一些情况下,原纤化纤维的平均长度可 W为小于或等于约12000微米、小于或等于约8000微米、小于或等于约4000微米、小于或等 于约2000微米、小于或等于约1000微米、小于或等于约500微米、小于或等于约100微米、小 于或等于约50微米、小于或等于约1微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.1微米、小 于或等于约0.05微米。上述参考范围的所有组合都是可能的(例如,原纤化纤维具有的平均 长度为大于或等于约30微米并且小于约2000微米)。其他范围也是可能的。原纤化纤维的平 均长度是指母体纤维从一端至母体纤维的另一端的平均长度。在一些实施方案中,原纤化 纤维的最大平均长度落在上述范围内。最大平均长度是指沿原纤化纤维(包括母体纤维和 原纤维)的一个轴的平均最大尺寸。应当理解的是,在某些实施方案中,纤维和原纤维可W 具有上述范围W外的尺寸。
[0097] 原纤化纤维的原纤化的程度可W根据任何数目的合适的方法来测量。例如,原纤 化的程度可W根据由TAPPI测试方法T 227om 09纸浆的游离度指定的加拿大标准游离度 (化nadian Standard化eeness,CSF)测试来测量。测试可W提供平均CSF值。在一些实施方 案中,原纤化纤维的平均CSF值可W为大于或等于约OmU大于或等于约50mL、大于或等于约 1 OOmL、大于或等于约300mL、大于或等于约SOOmL、大于或等于约SOOmL、大于或等于约 lOOOmL、或大于或等于约1200mL。在一些情况下,原纤化纤维的平均CSF值可W为小于或等 于约ISOOmL、小于或等于约1200mL、小于或等于约1000 mL、小于或等于约SOOmL、小于或等于 约600mL、小于或等于约400mL、小于或等于约200mL、或小于或等于约lOOmL。上述参考范围 的所有组合都是可能的(例如,原纤化纤维的平均CSF值为大于或等于约5mL并且小于或等 于约35mL)。其他范围也是可能的。原纤化纤维的平均CSF值可W基于一种类型的原纤化纤 维或多于一种类型的原纤化纤维。
[0098] 在一些实施方案中,过滤介质可W包含一定重量百分比的原纤化纤维。例如,过滤 介质中的原纤化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,过滤介质中的原纤化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20wt%)。在某些实施方案中,过滤介质可W包含Owt%的原纤化 纤维。在一些实施方案中,过滤介质可W包含lOOwt%的原纤化纤维。过滤介质中的原纤化 纤维的重量百分比的其他值也是可能的。
[0099] 原纤化纤维可W由如下的任何合适的材料形成:例如,合成材料(例如,合成聚合 物,诸如聚醋、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、再生纤维素(例如,莱赛尔、人造丝)、聚对亚苯基-2,6-苯 并二C惡挫(PBO)),和天然材料(例如,天然聚合物,诸如纤维素(例如,非再生的纤维素))。
[0100] 纤维可W通过任何合适的原纤化细化工艺来进行原纤化。在一些实施方案中,纤 维使用盘状细化机、树干打浆机或任何其他合适的原纤化设备来进行原纤化。
[0101]过滤介质也可W包含粘结剂(例如,强热失量(loss on ignition))。粘结剂通常 具有过滤介质的小重量百分比。例如,粘结剂可W具有过滤介质的小于或等于约20wt%、小 于或等于约15*1%、小于或等于约10*1%、或小于或等于约5*1%(例如,在2*1%与5*1%之 间)。在一些实施方案中,粘结剂可W为过滤介质的约3wt %。如下面进一步描述的,粘结剂 可W被添加至处于湿过滤介质状态的纤维。在一些实施方案中,粘结剂对纤维进行涂覆并 且被用于使纤维彼此附着W促进纤维之间的粘合。
[0102] 通常,粘结剂可W具有任何合适的组成。在一些实施方案中,粘结剂是树脂基的。 粘结剂可W为一种或更多种组分的形式,例如,粘结剂可W为诸如上述纤维的多组分纤维 的形式。然而,应当理解的是,并不是所有的实施方案包括所有运些组分,而且可W引入其 他适当的添加剂。
[0103] 在一些实施方案中,横跨过滤介质的厚度的一部分或全部的梯度部分可W具有本 文中对整个过滤介质所描述的上面提到的纤维组合物。
[0104] 如本文所述,过滤介质可W使用如下的任何合适的方法来制造:例如,使用湿法成 网工艺(例如,设及压力成形器、真空圆网抄纸机、长网造纸机、混合成形器或双网抄纸法的 工艺)、或者非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、气流成网工艺、纺粘工艺、烙喷工艺、电 纺工艺、离屯、纺工艺或梳理工艺)。
[0105] 在一些实施方案中,包括梯度部分的过滤介质可W通过将多个(例如,四个、五个、 六个、屯个、八个等)单独形成的层粘附(例如,层压)在一起W形成多层结构来形成。每个层 可W具有不同的平均孔径。在一些实施方案中,一个或更多个层(例如,4个层、所有层)也可 W具有横跨其厚度的相对恒定的平均孔径。通常,可W使用用于使层粘附的任何合适的工 艺(例如,层压、热点接合、超声、热社粘合、胶网、共打權、配帖)。运样的过程可W导致横跨 过滤介质的厚度的平均孔径的梯度,如本文所述。
[0106] 在某些实施方案中,本文所描述的过滤介质的梯度部分可W由连续(例如,湿法) 工艺形成。例如,含有在溶剂(例如,诸如水的水性溶剂)中的纤维的第一分散体可W被施加 到造纸机(例如,长网造纸机、真空圆网抄纸机)上。含有在溶剂(例如,诸如水的水性溶剂) 中的纤维的第二分散体(例如,另一纸浆)可W同时或者在施加第一分散体之后被施加。可 W类似地施加另外的分散体。在上述过程期间真空被连续地施加至纤维的分散体,W从纤 维除去溶剂。然后由此形成的制品可W被干燥,并且(如果需要的话)被进一步处理(例如, 热社粘合)。运样的过程可W导致横跨过滤介质的厚度的平均孔径的梯度,如本文所述。
[0107] 可W使用用于创建纤维分散体的任何合适的方法。在一些实施方案中,另外的添 加剂被添加到分散体W促进处理。溫度也可W被调节至适当的范围,例如在33°F与100°F之 间(例如,在50°F与85°F之间)。在一些情况下,浆料的溫度被维持。在一些情况下,溫度不被 主动调节。
[0108] 在形成梯度部分期间或之后,可W根据各种已知技术进一步处理梯度部分。可选 地,可W使用诸如层压、热点粘合、超声、热社粘合、胶网、共打權或配帖的方法将另外的层 形成和/或添加至梯度部分。例如,多于一个的层(例如,烙喷层、非梯度层)可W通过热点粘 合、热社粘合、胶网或超声处理接合在一起W形成层(例如,第二层)。
[0109] 本文中所述的非梯度层可W使用如下的任何合适的方法来制造:例如,使用湿法 成网工艺(例如,设及压力成形器、真空圆网抄纸机、长网造纸机、混合成形器或双网抄纸法 的工艺)、或者非湿法成网工艺(例如,干法成网工艺、气流成网工艺、纺粘工艺、烙喷工艺、 电纺工艺、离屯、纺工艺或梳理工艺)。在一些实施方案中,过滤介质可W在形成之后经历进 一步的处理。在一些实施方案中,进一步的处理可W设及打權。在一些情况下,过滤介质或 其各个层可W通过在彼此适当的间隔距离下形成划线W允许过滤介质被折叠来被适当地 打權。应当理解的是,任何合适的打權技术可W被使用。
[0110] 本文中所述的过滤介质可W用于整体过滤装置或过滤元件中。在一些实施方案 中,过滤介质配备有一个或更多个附加层或组件(例如,布置成与纤维介质相邻、与过滤介 质的一侧或两侧接触)。在一些实施方案中,根据本文所述的实施方案的多个过滤介质可W 层叠在一起W形成用于过滤元件的多层片。
[0111] 过滤介质可W被并入各种过滤元件中W用于各种应用(包括液压和非液压过滤应 用)。液压过滤器的示例性用途(例如,高、中、低压专用过滤器)包括移动和工业过滤器。非 液压过滤器的示例性用途包括燃料过滤器(例如,超低硫柴油)、油过滤器(例如,润滑油过 滤器或重型润滑油过滤器)、化学处理过滤器、工业处理过滤器、医用过滤器(例如,用于血 的过滤器)、燃料-水分离器、W及水过滤器。在一些实施方案中,过滤介质的多个层可W卷 绕在内基板(例如,合成或金属忍)周围W形成包卷过滤器(wrapped filter)。例如,包卷过 滤器可W包括卷绕在内基板周围的5层到10层之间的过滤介质。在一些情况下,本文所述的 过滤介质可W被用作用于合并应用(例如,使用包卷过滤器)的过滤介质。例如,运样的过滤 介质可W用于从压缩空气中去除油。在一些实施方案中,本申请的过滤介质可能对于液体 过滤应用比空气过滤应用(其利用了与液体过滤不同的颗粒捕获机制)更适合。在一些情况 下,本文所述的过滤介质可W用作空气过滤器。示例性空气过滤器包括重型空气过滤器、汽 车空气过滤器、HVAC过滤器和肥PA过滤器。
[0112] 实例 巧…]实例1
[0114] 描述了对于具有横
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1