用于过滤的低表面电阻率的可沟纹化纤维网的制作方法

专利名称：用于过滤的低表面电阻率的可沟纹化纤维网的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及过滤，更具体涉及具有低表面电阻率并可用在过滤器元件中的可沟纹化纤维网。
背景技术：
过滤器元件可在各种应用中用于除去污染物。这种元件可包括纤维网。纤维网提供允许流体(例如气体、液体)流过该元件的多孔结构。流体内所含的污染物颗粒可以捕获在纤维网上。根据应用，纤维网可以设计为具有不同的性能特性。纤维网可以利用常规设备制造。在制造过程中，纤维可以采用连续工艺铺设纤维以制造网。这可得到具有“纵向”和“横向”的纤维排列和纤维网，“纵向”定义为网沿加工设备移动的方向，“横向”垂直于纵向。由于纤维排列等效果，纤维网沿纵向的性质可以不同于沿横向的性质。在某些应用中可以有利的是增加纤维网的有效表面积。例如，纤维网可以波化以增加表面积。这种波如果沿纤维网的纵向延伸，一般称作波纹。如果波沿横向延伸，称作沟纹。波化纤维网可以与背衬层组合形成流体可以通过其流动的通道。某些过滤器元件的构造可以利用通过使用沟纹网或通过使用波纹网而提供的所述通道和增加的表面积。所述网的纵向和横向上的性质在其用于特定配置的适合性中扮演重要角色。纤维网表面摩擦带电在某些情况下可以发生在没有消除电荷的纤维网上。结果可以是纤维网本身的电荷累积。在灰尘浓度足够高且灰尘可燃的环境中，放电产生爆燃，或者在受限环境中产生爆炸。这种环境的例子可以在如下区域中煤处理、谷物处理、药物加工和炼糖厂等。因此，对于用在这种环境中的过滤器元件期望以有效消除电荷以防止其累积的方式构造。

发明内容
本文描述具有低表面电阻率的可沟纹化纤维网。一方面，提供一种纤维网。该纤维网具有纵向和横向。纤维网包括一系列沿横向延伸的沟纹，并且纤维网具有小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。一方面，提供一种纤维网。该纤维网具有大于约3%的纵向拉伸伸长率、大于约 5%的横向拉伸伸长率和小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。一方面，提供一种纤维网的制造方法。该方法包括形成纤维混合物、形成树脂配料以及将树脂配料加入纤维混合物以形成纤维网。该纤维网能够通过包括一系列沿横向延伸的沟纹而沟纹化。纤维网具有小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。一方面，提供一种流体的过滤方法。该方法包括使用包括纤维网的过滤器元件过滤流体。纤维网包括一系列沿横向延伸的沟纹。纤维网具有小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。本发明的其它方面、实施方案、优点和特征从下面的详述中将变得明了。


附图绘制并非意在用于缩放。附图中，不同图中所示的各相同或近似相同的部件用类似标号表示。清楚起见，没有在每幅图中都标出每一部件。附图中图1示出根据某些实施方案具有沿横向延伸的沟纹的纤维网；和图2示出根据某些实施方案层合到背衬并卷绕成螺旋形的沟纹纤维网。舰本文所述纤维网可以引入过滤介质和过滤器元件中。纤维网可以表现出低的表面电阻率。这种低的表面电阻率使得所述网能够传导并消除电荷，否则电荷可能累积在网的表面上并形成潜在有害环境。所述网还可以充分具有柔性和/或可变形，以使它们可以加工成包括沿网的横向延伸的一系列波(也称作沟纹)，而不会使网发生可见的破裂或裂开。 沟纹增加网的有效表面积，这可以增强过滤性能。沟纹还提供网表面隔开，这可以在所得过滤器元件内形成允许流体流动的通道。例如，通道可以形成在沟纹化纤维网与施用到网上的背衬之间。如下文进一步所述，纤维网包括各种组分(例如不同类型纤维、树脂和导电材料)，其被选定并组合以赋予期望的低表面电阻率和机械性能。网可以引入用在多种应用中的各种类型的过滤器元件内，尤其包括用在静电放电可以造成爆燃或爆炸的环境中的那些应用。纤维网由一种或多种类型的纤维和用以提供机械和化学性质的树脂配料形成。如下文进一步所述，树脂配料可以包含多种组分如树脂、交联剂和导电材料等其它添加剂。但是在一些实施方案中，导电材料或其它添加剂可以与树脂配料分开提供给纤维网。在一些情况下，纤维可以是纤维网的主要组分。即在这些情况下，纤维的总重量百分比可以大于网中任何其它组分的重量百分比。例如，纤维组分可以占纤维网总重量的约 50%至约95%。在一些实施方案中，纤维占纤维网重量的约70%至约80% (例如75%)。 在某些实施方案中，树脂配料可以包括纤维网中不是纤维组分的其余部分。在一些实施方案中，树脂配料占纤维网总重量的约5%至约50%。在一些实施方案中，树脂配料包括纤维网重量的约20%至约30% (例如25% )。应该理解到在一些实施方案中，纤维网可以包括上述范围以外的纤维组分和/或树脂配料。一般而言，纤维网的纤维组分可以由任何合适的组分形成。合适的组分包括纤维素、合成材料和玻璃。如下文进一步所述，可以优选使用不同纤维组成的混合物，但是在其它情况下，可以使用单一纤维组成。合适的纤维素纤维组分包括软木纤维、硬木纤维及其组合。软木纤维素纤维的例子包括从松树、雪松、冷杉、绿揪和云杉木料得到的纤维。硬木纤维素纤维的例子包括从桉树(例如Grandis)、枫树、桦树和其它落叶树的木料得到的纤维。合适的合成纤维包括由聚芳酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚酯(例如 PET) Uyocell、人造丝及其组合形成的纤维。应该理解到也可以使用其它类型的合成纤维。合适的玻璃纤维可以包括短切束玻璃纤维或微玻璃纤维。如上述，纤维网可以包含多于一种类型的纤维。例如，在一些实施方案中，纤维网可以包含纤维素纤维和合成纤维的混合物。在这些实施方案的一些中，纤维素纤维可以为主要类型的纤维。即纤维素纤维的重量百分比可以大于合成纤维的重量百分比。在一些实施方案中，纤维网可以包含约50重量％至约95重量％的纤维素纤维。在一些实施方案中， 纤维网可以包含约15重量％至约30重量％ (例如20重量％至25重量％ )的合成纤维和约35重量％至约65重量％ (例如50重量％至55重量％ )的纤维素纤维。在这些实施方案的一些中，网内的纤维素纤维可以包括软木和硬木纤维。例如，纤维网可以包含约20重量％至约40重量％ (例如30重量％至35重量％ )的软木纤维和约15重量％至约25重量％ (例如20重量％至22. 5重量％)的硬木纤维。应该理解到一些实施方案可以包括上述范围以外的纤维组成和重量百分比。例如，在一些实施方案中，主要类型的纤维可以是合成纤维，例如纤维网总重量的约50%至约95%可以是合成纤维。在一些实施方案中，网中所有纤维可以是合成的。在其它实施方案中，网中所有纤维可以是纤维素纤维。一般而言，合成纤维如果存在可具有任意合适的尺寸。在一些实施方案中，纤维的平均直径小于25微米。例如，平均纤维直径可以为约3微米至约20微米；在某些情况下为约5微米至约10微米。在一些实施方案中，纤维的长径比为约1000至约7000 ；在某些情况下为约1100至约1500。一般而言，纤维素纤维如果存在可具有任意合适的尺寸。在一些实施方案中，纤维的平均直径小于约50微米。例如，平均纤维直径可以为约5微米至约50微米。软木纤维素一般可以为约30至约40微米。硬木纤维素一般可以为约10至约20微米。在一些实施方案中，纤维素纤维的长径比为约80至约600 ；在某些情况下对于硬木纤维素纤维为约200 至约600，对于软木纤维素纤维为约150至约300。除了纤维组分，纤维网包含合适的树脂配料。如上述，树脂配料可以包含多种不同组分如树脂、交联剂和导电材料等其它添加剂。树脂一般是树脂配料的主要组分。即树脂一般为树脂配料按重量计最大的组分。 在某些情况下，纤维网可包含约5至约50wt% (例如约15至约30wt% )的树脂。一般而言，可以使用任何合适的树脂。合适树脂的例子包括苯乙烯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚(乙烯氯乙烯)、苯乙烯丁二烯橡胶、聚苯乙烯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯类、聚乙烯氯乙烯、聚氯乙烯、聚腈类、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇衍生物、淀粉聚合物及其组合。应该理解到其它树脂组合物也可适合。在一些实施方案中，树脂可表现出的玻璃化转变温度为约10°C至约50°C，或约25°C至约30°C。在某些情况下，树脂可以呈胶乳形式如水基乳液。树脂可以表现出自交联或非交联行为。例如，自交联树脂可以包括表现出交联行为的主链单体(例如N-羟甲基丙烯酰胺或其它交联基团)。如果树脂材料不是自交联的， 则可以向树脂材料中添加合适的交联剂。交联剂基于树脂配料(干)总重量的重量百分比可以小于约20wt% ；在某些情况下为约5wt%。纤维网可以包含少于约lwt% 的交联剂。合适交联剂的例子包括三聚氰胺甲醛、烷基化三聚氰胺甲醛、N-烷基三聚氰胺、 DMDHEU、环氧化物、1-氮杂环丙烷和/或它们的组合。在某些情况下，纤维网可以表现出的固化比为约0. 05至约1. 0，或约0. 80至约 1.0。如本文所用，固化比是网在固化之前的湿性质(例如固化前纤维网的横向湿拉伸或湿Mullen耐破度测试值)与固化后的湿性质之比(例如固化后纤维网的横向湿拉伸或湿 Mullen耐破度测试值)。应该认识到其它交联剂和/或重量百分比也可适合。
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树脂配料也可包含导电材料组分。该组分对于赋予纤维网以期望的低表面电阻率性质特别重要。一般而言，导电材料组分以足以赋予期望的表面电阻率的量存在。例如，纤维网可以包含约0. 5至约10wt%的导电材料组分。在某些情况下，纤维网可以包含约1至约5wt% (例如约1. 5至约3wt% )的导电材料组分。导电材料组分基于树脂配料(干) 总重量的重量百分比可以为约5至约50wt% ；在某些情况下为约10至约25wt% (例如 18wt% )。如上述，在一些实施方案中，导电材料组分可以作为不包含在树脂配料中的单独组分存在。可引入纤维网的合适导电材料的例子包括石墨、炭黑、金属(例如铝、铁、铜)、导电聚合物和/或树脂(如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚(对苯乙炔)、聚(3-烷基噻吩)的衍生物等)、掺杂材料(例如掺磷、掺硼)和导电盐。应该理解到其它导电材料也可以适合。导电材料可以以各种形式存在。合适形式包括颗粒、纳米管(如碳纳米管)、纤维或涂层。颗粒形式可以取决于导电材料的组成。例如，炭黑一般以颗粒形式存在。在某些情况下，当导电材料是颗粒形式时，颗粒尺寸可以小于约1微米。导电材料可以与树脂配料一起或在单独工艺中引入纤维网。例如，当导电材料是涂层形式时，它可利用溅射工艺形成。溅射工艺例如可以在纤维网形成之后作为次级工艺完成。纤维网还可以包含其它可以加入以提供期望特性的常规添加剂。例如，为提供抗微生物和/或抗真菌性质，网可以包含合适的抗微生物和/或抗真菌试剂如银或银基化合物、铜或铜基化合物、二碘甲基-对甲苯基磺内酯(toIysolfone)、甲基perac印t、 5-氯-2-(2，4-二氯苯氧基)苯酚、三氯生、2-巯基吡啶氧化物(pyrithion)衍生物、卤代苯氧基化合物和2-吡啶硫醇-1-氧化锌等。在一些实施方案中，纤维网可包含阻燃剂如三氧化锑、十溴二苯醚、卤代聚合物、卤代化合物、磷基化合物(如磷酸氢二铵)、铝基化合物、 氮基化合物、硫酸镁和胍等。纤维网可引入过滤介质中。过滤介质可包括单纤维网或多个具有不同特性的纤维网。除纤维网之外，过滤介质还可包括其它构成部分如背衬、层合平纹织物和/或如上述的其它添加部分。如上述，本文所述纤维网可包括一系列沟纹。沟纹例如可以呈正弦波形式。在某些优选实施方案中，如图1所示沟纹沿横向延伸。如所示的，纤维网10具有纵向20和横向 22。纤维网10包括具有峰和谷的沟纹12，并且沟纹平行于横向22。如上述，横向22与纵向20垂直，而纵向20定义为纤维网沿加工设备移动的方向。但是，应该理解到并非所有实施方案都局限于沿横向延伸的沟纹。当认为纤维网可沟纹化时，纤维网可以经历沟纹化工艺，以使纤维网不会出现可见的破裂或裂开。纤维网的沟纹可以在一定分布率和幅值范围内。例如，沟纹的分布率可以为约1 个沟纹/英寸至约20个沟纹/英寸，或约4个沟纹/英寸至约8个沟纹/英寸。沟纹的幅值可以为约1密尔至约100密尔，或约10密尔至约45密尔。如本文所用，幅值定义为峰顶与谷底之间的距离。一般而言，在给定的纤维网中，沟纹在网上一般具有类似的幅值和类似的分布率，但是这不是必须的。还应理解到，上述范围之外的沟纹分布率和幅值是可以的。本文所述纤维网可以表现出使网能传导和消除电荷的低表面电阻率。本文所测的表面电阻率的单位是欧姆/sq。表面电阻率可以按照用于测量静电消除的平面材料的表面电阻的标准ANSI/ECP-STM11. 11来测量。可以使用同心环测量探针如可从iTrek, Inc. (www. trekinc. com)得到的iTrek型号152P-CR-E来测量表面电阻率。在一些实施方案中，纤维网的表面电阻率可以小于或等于约IO11欧姆/sq。在一些实施方案中，表面电阻率小于或等于约IO9欧姆/sq、小于或等于约IO8欧姆/sq(例如IO4 欧姆/sq至IO8欧姆/sq)、或小于或等于约IO7欧姆/sq。在一些实施方案中，表面电阻率可以小于或等于约IO4欧姆/sq、小于或等于约IO3欧姆/sq ；在某些情况下，表面电阻率可以接近0。在一些实施方案中，纤维网可以优选充分具有柔性和/或可变形，以促进上述沟纹结构的形成。柔性和可变形性可表征为多种机械性质包括Mullen耐破测试值和拉伸测试值。一般而言，Mullen耐破测试测量在给定条件下刺穿纤维网所需的压力，作为纤维网携载荷能力的标志。Mullen耐破测试可以用于在干湿条件下测量纤维网。在一些实施方案中，纤维网的干Mullen耐破度可以大于约35psi (例如35psi至约IOOpsi)；在一些实施方案中，干Mullen耐破度可以大于约38psi。此外，纤维网的湿Mullen耐破度可以大于约 IOpsi (例如约IOpsi至200psi)；在一些实施方案中，湿Mullen耐破度可以为约30psi至约50psi。Mullen耐破测试按照制浆造纸工业技术协会(TAPPI)标准T 403om-91 “纸的耐破强度”测量。纤维网可以具有相比横向不同的纵向拉伸性质。在一些实施方案中，纵向的拉伸伸长值可以小于横向上的值，而纵向的拉伸强度值可以大于横向上的值。例如，纤维网的纵向拉伸伸长率可以大于约3% (例如约3%至6%)；在一些实施方案中大于约4%。纤维网的横向拉伸伸长率可以大于约5% (例如约5%至10% )；在一些实施方案中大于约6%。 纤维网的纵向拉伸强度可以大于约151b/in(例如约151b/in至1001b/in，或约201b/in至 401b/in)。纤维网的横向拉伸强度可以大于约51b/in(例如约51b/in至约301b/in，或约 lOlb/in至约201b/in)。在某些情况下，横向拉伸强度可以大于纵向拉伸强度。纵向拉伸强度与横向拉伸强度之间的比例可以为约1至约3，或约1. 5至约2. 8。拉伸测试按照TAPPI 标准T 494om-88 “纸和纸板的拉伸断裂性质(使用伸长装置的恒速)”测量。在一些实施方案中，纤维网的纵向湿Gurley刚度可以测得为约IOOmg至约 lOOOmg，或约150mg至约300mg。Gurley刚度测试按照TAPPI标准测试M3 “纸的弯曲刚度”测量。在一些实施方案中，纤维网Wkhopper耐破高度可测得为约2. 5mm(例如约2. 5mm 至约2. 7mm)。Schopper 耐破高度按照(DINEN)ISO Procedure 2758“纸-耐破强度-Mullen”测量。一般而言，纤维网可以具有任意合适的基重。例如，纤维网的基重可以为约30g/m2 至约165g/m2，或约60g/m2至约100g/m2。纤维网的基重按照TAPPI标准T 410om_93测量。一般而言，纤维网可以具有任意合适的厚度。合适的厚度包括但不限于约5密尔至约30密尔(例如约9密尔至约14密尔)。纤维网厚度利用Emveco (www, emveco. com)制造的3. 3Model 200-A电子卡规测微仪按照TAPPI T 411om-89 “纸、纸板和组合板的厚度 (卡规)”确定并在1. 5psi下测试。
纤维网可以具有一定范围的渗透率。例如，纤维网的渗透率可为约5立方英尺/ 分钟/平方英尺(cfm/sf)至约200cfm/sf、或约15cfm/sf至约30cfm/sf。纤维网的渗透率根据TAPPI方法T251测量。纤维网的渗透率是流动阻力的反函数，并且可使用Frazier 渗透率测试仪测量。Frazier渗透率测试仪测量每单位时间在跨样品的固定差压下通过单位样品面积的空气体积。渗透率可表示为在0. 5英寸水差压下的立方英尺每分钟每平方英尺。在一些实施方案中，纤维网的平均流动孔尺寸可例如为约5微米至约50微米，或约15微米至约20微米。平均流动孔尺寸利用ASTM标准F 316 “泡点膜过滤的孔尺寸特性”测量。纤维网也可以用Palas过滤性能来表征。这种测试基于以下参数纤维网的过滤面积为100. Ocm2、面速度为20. Ocm/秒、粉尘质量浓度为200. Omg/m3、粉尘/气溶胶为 SAE细颗粒、总体积流量约为120. OL/分钟，并且没有排放。Palas过滤性能一般按照ISO Procedure5011 :2000 “用于内燃机和压缩机的入口空气清洁设备-性能测试”来测量。可以利用Palas过滤测试表征初始分级率。在一些实施方案中，纤维网对尺寸约 0. 3微米的颗粒的初始分级率可为约50%至约99%，或约70%至约90%。在一些实施方案中，纤维网对尺寸约1.0微米的颗粒的初始分级率(给定颗粒尺寸下的效率)可为约90% 至约99%，或约95%至约99%。可以认识到，颗粒尺寸越大，颗粒越可能被捕获。还可以利用Palas过滤测试表征初始滞尘率。在一些实施方案中，纤维网的初始滞尘率(对粉尘中所有颗粒的效率)可为约50%至约99%，或约85%至约95%。还可以利用Palas过滤测试表征初始压降。在一些实施方案中，初始压降可为约 50帕至约500帕，或约250帕至约350帕。应该理解到，在一些实施方案中纤维网可具有一个或多个上述范围之外的属性值。一般而言，纤维网可利用常规技术和设备加工。例如在一些实施方案中，可以使用湿法工艺形成纤维网。合适的技术可包括在单独的工艺中形成树脂配料和纤维混合物，随后进行混合它们的合适步骤(例如涂覆或浸渍)。具体方法部分取决于所用的特定组分。 本领域技术人员已知这种处理的合适参数和设备。下文包括适用于制备包括合成和纤维素纤维组分的纤维网的示例性描述。纤维湿法形成工艺可包括将合成和纤维素纤维混合在一起以形成包含制浆纤维共混物的纤维混合物。在一些实施方案中，首先将纤维素纤维和水加到制浆机中，搅拌直至纤维充分分散。接着向纤维分散体中加水以稀释至期望的稠度(例如约0. 05%至约6%)。 接着可以将合成纤维(如聚酯)加到纤维素分散体中，随后再用水稀释以达到期望的稠度 (例如约0. 05%至约6% )。连续混合合成和纤维素纤维分散体，接着利用合适的纸张形成设备如三角形长网成形器、斜网(wire)、长网造纸机或真空圆网造纸机形成纤维网。接着利用可使用超声或微波技术、水蒸汽发生器、红外加热器(气和/或电)或空气烘箱的合适方法干燥纤维网。典型的干燥时间可为约5秒至约10分钟，干燥温度可为约 100° F 至约 500° F。如上述，树脂配料可在与纤维网分开的工艺中制备。例如，在混合器中混合树脂配料的组分包括树脂、交联剂(如果存在)和导电材料，并用水稀释至合适的固体含量(例如
9约至约50%固体)。固体含量定义为液态介质(无论是溶液还是分散体)中的固体百分比。一般而言，混合物应该相对均勻和连续。接着将树脂配料混合物加到经干燥的纤维网上。例如，可以将树脂配料混合物作为涂层设置在纤维网上。合适涂覆方法的例子包括幕涂、凹版涂覆、刮涂、施胶压涂、喷涂和 /或任何其它合适的涂覆方法。接着在合适条件(例如约0. 1秒至约10分钟的时间，100° F至约500° F的温度)下干燥并固化网和树脂配料的混合物。此外，干燥和固化纤维网和树脂涂层的温度可为约100° F至约500° F。一旦树脂和纤维网适当干燥和固化，可以根据需要进一步加工纤维网例如以形成沟纹。可以使纤维网通过具有设定沟纹图案的阳/阴沟纹辊在纤维网中形成沟纹。在一些实施方案中，沟纹可以通过将纤维网冷却并交联的变形和固型来形成。在某些情况下，沟纹化纤维网可层合到用于容纳沟纹的另一平坦介质上。在某些情况下，在树脂还没完全固化的同时直接进行沟纹化，由此允许通过固化工艺形成沟纹。在一些实施方案中，沟纹化作为在纸张构造成并固化之后的次级工艺进行。在一些实施方案中，可以在沟纹化过程中加热纤维网。例如，纤维网沟纹化过程中的温度可为约70° F至约100° F。本文所述纤维网可以引入多种合适的过滤介质和过滤器元件中。应该理解到，过滤介质和过滤器元件根据使用过滤介质和元件的应用可以具有各种与上述特定结构不同的结构。例如，背衬可以施加到沟纹纤维网上以形成在背衬与网之间包括一系列通道的过滤介质。该组合体可以卷绕以形成下文进一步描述的螺旋结构。在一些实施方案中，通道可以交替密封。这种构造允许流体(如空气)进入通过具有密封部分的开放通道，该密封部分引导流体通过网并进入相邻通道，由此流体行进并离开介质。就此而言，包含污染物的流体在网中移动并通过网而被过滤。通道可以成层，提供具有紧密粗糙(rugged)结构的过滤器元件。在一些实施方案中，过滤介质可以螺旋形和/或径向卷绕在中心芯上。图2示出过滤介质的实施方案，该过滤介质包括层合到一般平的背衬30上的沟纹纤维网10以形成通道40。该介质是螺旋结构。在该实施方案中，网的纵向为网卷绕形成螺旋的方向。如所示，流体能够容易地流过通道。如上述，交替的通道可包括引导流体进入相邻通道的密封部分，由此过滤流体。流体可以在虚线50所示的方向上离开通道。在一些实施方案中，图2所示的结构可以通过添加外壳引入过滤器元件中。此外，本文所提供的沟纹纤维网可以引入板状、辐射状和圆锥形流体应用的过滤器元件中。在某些情况下，过滤器元件包括可以设置在过滤介质周围的外壳。外壳可以具有各种结构，并且结构基于目标应用而变化。在一些实施方案中，外壳可以由设置在过滤介质外周周围的框架构成。例如，框架可以在外周周围是热密封的。在某些情况下，框架具有围绕元件的一般呈圆形或椭圆形的结构。框架可以由各种材料形成，包括卡纸板、金属、聚合物、塑料或合适材料的任意组合。在一些实施方案中，过滤器元件包括内芯，在其周围卷绕有包括纤维网的过滤介质。径向(例如以圆柱形或圆锥形)设置在内芯周围的过滤介质可以适当地由周围框架支撑。过滤器元件还可包括本领域已知的各种其它特征，如用于使过滤介质相对于框架稳定的稳定化特征、隔板或任何其它合适的特征。本文所述纤维网可以引入用在利用它们的沟纹化和/或电消除特性的各种应用中的多种适合过滤器元件中。具体而言，纤维网可一般用于低表面电阻率有利的过滤应用如使用中过滤器元件暴露在电荷下的应用。就此而言，纤维网能够充分消除否则容易累积的静电荷。此外，纤维网可以用在利用它们的刚性和柔性以耐受脆裂或故障的应用中。通常使用沟纹化结构的纤维网的应用包括建筑业、农业、矿业、货车和汽车产业。过滤网可引入其中的过滤器元件的例子包括但不限于径向空气过滤器元件、圆锥形空气过滤器元件、 集尘器筒、气轮机油过滤器和燃料过滤器等。下面非限制性的实施例描述根据本文讨论的方面已制备的适于可沟纹化静电消除应用的纤维网。
实施例根据上述技术制备可沟纹化纤维网。该网包含软木纤维(Robur Flash NCB，北方软木-云杉)、桉树(Grandis)纤维和合成纤维(BarnetP05HT 1. 5dX0. 25英寸PET纤维)， 其占最终纤维网的75wt%。占最终纤维网的25wt%的树脂配料包含聚乙烯氟乙烯胶乳、三聚氰胺甲醛和炭黑。最终纤维网包含31. 5wt%软木纤维、21wt%桉树纤维、22. 5wt%合成纤维、22. 25wt%胶乳、0. 5衬％三聚氰胺甲醛和2. 25wt%炭黑。该网深洸密尔，具有5. 8个循环/英寸的图案，并且可沟纹化，而网没有可见的破裂或裂开。下表1概括了所测特性。样品既可沟纹化又是静电消除的。表权利要求
1.一种纤维网，其具有纵向和横向，所述纤维网包括一系列沿横向延伸的沟纹，所述纤维网具有小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。
2.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网具有小于或等于约IO9欧姆/sq的表面电阻率。
3.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网具有小于或等于约IO7欧姆/sq的表面电阻率。
4.根据权利要求1的纤维网，其中所述沟纹的分布率为约1个沟纹/英寸至约20个沟纹/英寸。
5.根据权利要求1的纤维网，其中所述沟纹的幅值为约1密尔至约100密尔。
6.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网包含纤维素纤维。
7.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网包含合成纤维。
8.根据权利要求7的纤维网，其中所述合成纤维包括选自聚芳酰胺、聚丙烯、聚乙烯、 聚酰胺、聚醚醚酮、聚酯、lyocell、人造丝和PET的至少一种材料。
9.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网包含纤维素纤维和合成纤维。
10.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网包含树脂配料。
11.根据权利要求10的纤维网，其中所述树脂配料占所述纤维网重量的约10%至约 50%。
12.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网包含导电材料组分。
13.根据权利要求12的纤维网，其中所述导电材料组分为所述树脂配料的一部分。
14.根据权利要求12的纤维网，其中所述导电材料组分包括选自石墨、炭黑、金属、导电聚合物和/或树脂、掺杂材料和导电盐的至少一种组分。
15.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的干Mullen耐破度大于约35psi。
16.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的湿Mullen耐破度大于约lOpsi。
17.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的纵向拉伸伸长率大于约3%。
18.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的渗透率为约5cfm/sf至约200cfm/Sf O
19.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的厚度为约5密尔至约30密尔。
20.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的基重为约30g/m2至约165g/m2。
21.根据权利要求1的纤维网，其中所述纤维网的平均孔尺寸为约5微米至约50微米。
22.一种包括权利要求1的纤维网的过滤器元件。
23.—种纤维网，其纵向拉伸伸长率大于约3%，横向拉伸伸长率大于约5%，表面电阻率小于或等于约IO11欧姆/sq。
24.根据权利要求23的纤维网，其中所述纤维网的干Mullen耐破度大于约35psi。
25.根据权利要求23的纤维网，其中所述纤维网的Chopper耐破高度大于约2.5mm。
26.根据权利要求23的纤维网，其中所述纤维网的厚度为约5密尔至约30密尔。
27.一种包括权利要求23的纤维网的过滤器元件。
28.—种纤维网的制造方法，所述方法包括 形成纤维混合物；形成树脂配料；将所述树脂配料加入所述纤维混合物中以形成纤维网，所述纤维网能够通过包括一系列沿横向延伸的沟纹而沟纹化，所述纤维网具有小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。
29. 一种过滤流体的方法，所述方法包括使用包括纤维网的过滤器元件过滤流体，所述纤维网包括一系列沿横向延伸的沟纹， 所述纤维网具有小于或等于约IO11欧姆/sq的表面电阻率。
全文摘要
本文所述纤维网可以引入过滤介质和过滤器元件中。该纤维网能够表现出低的表面电阻率。该纤维网还可充分具有柔性和/或可变形，以使它们可加工成包括一系列沿横向延伸的波形(也称作沟纹)。
文档编号B01D39/14GK102458604SQ201080025647
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年6月10日
发明者克里斯托夫·勒福, 詹姆斯·M·维奇 申请人:霍林斯沃思和沃斯有限公司