包含包括带电颗粒的纤维的过滤介质的制作方法

提供了过滤介质，更具体地，提供了包含包括带电颗粒的纤维的过滤介质。

背景技术：

过滤介质可以在多种应用中用于除去污染物。根据应用，可将过滤介质设计成具有不同的性能特征。例如，可将过滤介质设计成具有适用于涉及过滤承压流体中的污染物的液压应用的性能特征。

通常，过滤介质可以由纤维的网形成。例如，该网可包含玻璃纤维和/或聚合物纤维等。纤维网提供允许流体(例如，液压流体)流过过滤介质的多孔结构。包含在流体内的污染物颗粒可被捕获在纤维网上。过滤介质特征(例如，纤维直径和基重(basisweight))影响过滤性能，包括过滤效率、容尘量(即容污能力)和流体流过过滤器的阻力。

需要可以用于多种应用(包括液压应用)的过滤介质，所述过滤介质具有期望的特性平衡，所述特性包括高容尘量和流体流过过滤介质的低阻力(高渗透率)。

技术实现要素：

提供了包含包括带电颗粒的纤维的过滤介质。

在一组实施方案中，过滤介质包含非织造网。非织造网包含平均纤维直径小于或等于约10微米的多根玻璃纤维和平均纤维直径大于或等于约5微米的多根聚合物纤维。聚合物纤维包含至少部分嵌入聚合物纤维内的平均直径大于或等于约0.01微米的多个带电颗粒。非织造网的透气率大于或等于约5cfm/sf且小于或等于约400cfm/sf，并且基重大于或等于约30g/m²且小于或等于约400g/m²。

还提供了包括上述和本文中所描述的过滤介质的过滤元件。还提供了过滤流体的方法，所述方法包括这样的过滤介质和过滤元件。

附图说明

图1是根据一组实施方案的包括预过滤层和过滤层的过滤介质的侧视图；以及

图2是根据一组实施方案的包括多个颗粒的过滤层的侧视图。

具体实施方式

提供了过滤介质，包括适用于液压应用和/或其他应用的那些，以及与之有关的相关组件、系统和方法。在一些实施方案中，本文所描述的过滤介质可包括含有玻璃纤维和聚合物纤维的共混物的层(例如，非织造层)。在某些实施方案中，聚合物纤维是相对粗的。聚合物纤维可包含至少部分嵌入聚合物纤维内的多个带电颗粒。在一些实施方案中，包含纤维共混物的层可具有期望的特性包括高透气率、高容尘量和高液压γ(例如，透气率与效率的高比率)中的一种或更多种。在某些实施方案中，过滤介质可包括两层或更多层，层中的至少之一包含玻璃纤维和聚合物纤维的共混物。在一些这样的情况下，过滤介质可包括一层或更多层(例如，一个或更多个预过滤层)，用于增强过滤介质的总体特性(例如，容尘量、机械特性)。

包含多个带电颗粒(例如，至少部分嵌入纤维内的带电颗粒)的过滤介质提供了超过无这种颗粒的过滤介质的若干个优点。例如，由于被所述颗粒赋予的电荷，过滤介质可捕获更多不需要的物质(例如，待过滤的流体中的粉尘、颗粒或其他组分)，并且可能能够用较粗纤维实现通常使用细纤维可获得的效率。所有其他因素都相当的情况下，与使用相对较细的纤维的介质相比，使用较粗的纤维可形成具有更高容尘量和更低压降的介质。因此，通过使用具有带电颗粒的相对较粗的纤维，可获得具有良好效率、更高容尘量和/或更低压降的介质。此外，在带电颗粒至少部分嵌入纤维内的某些实施方案中，因为颗粒在过滤期间抵抗从过滤介质中移出，且电荷不随时间散逸(或最小散逸)，因此介质可以随时间(例如，在流体过滤期间)保持其电荷。

本文所描述的过滤介质的非限制性实施例示例性地示于图1和图2中。如图1中例示的实施方案中所示，过滤介质5包括与第二层35相邻的第一层25。第一层可为例如预过滤层。第二层可为例如过滤层(例如，主过滤层)。在一些实施方案中，过滤层可包括纤维(例如，玻璃纤维和聚合物纤维)的共混物。在某些实施方案中，聚合物纤维相对较粗并且可以包含至少部分嵌入聚合物纤维内的多个带电颗粒。

任选地，过滤介质可以包括与第一层相邻的第三层45(例如，附加的预过滤层或附加的过滤层)。在一些实施方案中，过滤介质内的一层或更多层或者每层为非织造层。在一些情况下，还可包括附加层，例如第四层、第五层或第六层(例如，多至10层)。过滤介质相对于流体流过该介质的取向通常可以根据需要选择。如图1示意性地示出，在箭头55指示的流体流动方向上，第一层在第二层的上游。然而，在另一些实施方案中，在流体流过过滤介质的方向上，第一层在第二层的下游。

如本文所使用的，当一层被称为与另一层“相邻”时，其可以与该层直接相邻，或者也可存在中间层。一层与另一层“直接相邻”或“接触”是指不存在中间层。

在一些情况下，过滤介质的每层具有不同的特征和过滤特性，当被组合时，例如，与具有单层结构的过滤介质相比，得到期望的总体过滤性能。例如，在一组实施方案中，第一层(例如，层25)为预过滤层(例如，“负载层”)，并且第二层(例如，层35)是过滤层(例如“效率层”)。通常，预过滤层可使用较粗纤维形成，因此具有比过滤层更低的流体流动阻力。一个或更多个过滤层可包含纤维(例如，聚合物纤维、玻璃纤维)，并且可具有比预过滤层更高的流体流动阻力和/或更小的平均流量孔径。因此，与预过滤层相比，过滤层通常可以捕获更小尺寸的颗粒。在一个实例中，图1的过滤介质5包括一个或更多个预过滤层(例如，层25和/或层45)以及包含玻璃纤维和聚合物纤维的共混物的过滤层(例如，层35)。过滤层可由平均纤维直径比所述一个或更多个预过滤层更小的纤维形成。

在存在第三层的一些实施方案中，例如，如图1示意性地示出的，第三层可为具有与第一层25相同或不同的特性的另外的预过滤层。例如，第三层可具有比第一层25甚至更粗的纤维和更低的流体流动阻力。在另一些实施方案中，第三层可为具有与第二层35相同或不同的特性的另外过滤层。例如，第三层可具有比第二层35甚至更细的纤维和更高的流体流动阻力。在一些实施方案中，如下文将更详细描述的，第三层包含玻璃纤维和聚合物纤维的共混物。应理解，介质中第三层或者甚至第二层的存在是任选的，并且不一定在所有的实施方案中都存在。

在一些实施方案中，在如图2所示，第二层35(例如，过滤层)包含玻璃纤维40和聚合物纤维50。在一些这样的实施方案中，过滤层可包含至少部分嵌入聚合物纤维50中的多个颗粒60(例如，带电颗粒)。

在某些实施方案中，多个颗粒的至少一部分嵌入(例如，部分或全部地)聚合物纤维内。这种构造可以防止颗粒在过滤期间从介质上移除，否则污染待过滤的流体。在颗粒部分嵌入聚合物纤维内的实施方案中，颗粒的第一部分可嵌入形成纤维的聚合物材料中，并且颗粒的第二部分可暴露(即，不与形成纤维的聚合物材料接触)。第二部分可暴露于环境，或者可暴露于(例如，接触)涂覆纤维的树脂或其他材料。在一些情况下，多个颗粒基本上嵌入到聚合物纤维内。在某些实施方案中，多个颗粒的至少一部分可粘附到聚合物纤维的表面。

包含在过滤层中的多个颗粒可以具有任何合适的平均直径。如本文所使用的，颗粒的平均直径是指颗粒的平均最大截面尺寸。在某些实施方案中，多个颗粒的平均直径可例如小于或等于约1微米、小于或等于约0.7微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.4微米、小于或等于约0.3微米、小于或等于约0.2微米、小于或等于约0.1微米、或者小于或等于约0.05微米。在一些实施方案中，多个颗粒的平均直径可大于或等于约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0.2微米，大于或等于约0.3微米，大于或等于约0.4微米，大于或等于约0.5微米，或者大于或等于约0.8微米。上述范围的组合也是可能的(例如，约0.1微米至约0.5微米、约0.1微米至约1微米、约0.01微米至约1微米)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，多个颗粒的平均直径小于聚合物纤维的平均直径。

颗粒可以由任何合适的材料制成。合适的颗粒材料的非限制性实例包括陶瓷、玻璃、金属(例如，黑色金属、有色金属、纯金属、合金)、聚合物、和复合材料。合适的颗粒可表现出一定范围的表面粗糙度和机械特性(例如，硬度、弹性模量)。

在一些实施方案中，多个颗粒可带电。例如，在一些情况下，多个颗粒可以具有净负电荷，例如多个颗粒可包括阴离子。合适的阴离子的非限制性实例包括氢化物、氧化物、氟化物、硫化物、氯化物、溴化物、含氧阴离子、磷酸根(例如磷酸一氢根、磷酸二氢根)、硫酸根(例如硫酸氢根)、硝酸根、亚硝酸根、亚硫酸根、氯酸根、溴酸根、亚氯酸根、碳酸根、铬酸根、乙酸根和甲酸根。在一些实施方案中，阴离子为来自有机酸的阴离子。在某些实施方案中，阴离子为来自络合盐的阴离子。其他类型的阴离子也是可能的。

在一些实施方案中，带负电颗粒的平均电荷可以为-4或更大、-3或更大、-2或更大、或者-1或更大。颗粒的平均电荷可为小于0、-1或更小、-2或更小、-3或更小、或者-4或更小。上述范围的组合也是可能的。

在一些情况下，带电颗粒可带正电。例如，在一些情况下，多个颗粒可具有净正电荷，例如多个颗粒可包括阳离子。合适的阳离子的非限制性实例包括铝、铵、钡、钙、铬(ii)、铬(iii)、铜(i)、铜(ii)、铁(ii)、铁(iii)、锂、镁、钾、银、钠和锌。其他类型的阳离子也是可能的。

在一些实施方案中，带正电颗粒的平均电荷可为+4或更小、+3或更小、+2或更小、或者+1或更小。颗粒的平均电荷可为大于0、至少+1、至少+2、至少+3、或至少+4。上述范围的组合也是可能的。在层内可包含(例如，至少部分地嵌入聚合物纤维内)带负电颗粒、带正电颗粒或其组合。

在一些实施方案中，层可包含多于一种类型的聚合物纤维(具有至少部分地嵌入聚合物纤维内的颗粒)。不同类型的聚合物纤维可包括例如具有至少一个物理特性(例如平均纤维直径、平均纤维长度、聚合物类型、颗粒类型、颗粒电荷、平均颗粒直径、机械特性等)差异的聚合物纤维。

层中的带电颗粒的重量百分比可以改变。例如，在一些实施方案中，过滤层中所包含(例如，嵌入层的聚合物纤维内)的带电颗粒的重量百分比为层的至少约0.1重量％，至少约0.5重量％，至少约1重量％，至少约2重量％，至少约3重量％，至少约4重量％，至少约5重量％，至少约7重量％，或者至少约9重量％。在一些实施方案中，过滤层中所包含(例如，至少部分地嵌入层的聚合物纤维内)的带电颗粒的重量百分比为层的小于或等于约10重量％，小于或等于约7重量％，小于或等于约5重量％，小于或等于约4重量％，小于或等于约3重量％，小于或等于约2重量％，或者小于或等于约1重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，约0.5重量％至约5重量％，约1重量％至约3重量％)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，带电颗粒的重量百分比的上述范围可以相对于层中的聚合物纤维的总重量。

包含带电颗粒的聚合物纤维在层中的重量百分比可改变。如本文所述，带电颗粒可至少部分地嵌入聚合物纤维内。例如，在一些实施方案中，例如基于层中的纤维的总重量，层中的包含带电颗粒的聚合物纤维的重量百分比可为大于或等于约1％，大于或等于约5％，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40％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，大于或等于约80％，或者大于或等于约85％。在某些情况下，例如基于层中的纤维的总重量，层中的包含带电颗粒的聚合物纤维的重量百分比可为小于或等于约100％，小于或等于约90％，小于或等于约85％，小于或等于约80％，小于或等于约75％，小于或等于约70％，小于或等于约60％，小于或等于约50％，小于或等于约30％，小于或等于约20％，或者小于或等于约15％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约10％且小于或等于约90％，或者大于或等于约10％且小于或等于约30％)。在一些实施方案中，以上重量百分比基于层(包含任意树脂)的总干固体的重量。

如本文所述，在一些实施方案中，过滤层(例如，包含带电颗粒的层)可包含聚合物纤维和非聚合物纤维的共混物。无论聚合物纤维是否包包含带电颗粒，层中的聚合物纤维的重量百分比都可改变。例如，在一些实施方案中，基于层中的纤维的总重量，层中的聚合物纤维的重量百分比可为大于或等于约1％，大于或等于约5％，大于或等于约10％，大于或等于约20％，大于或等于约30％，大于或等于约40％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，大于或等于约80％，或者大于或等于约85％。在一些情况下，基于层中的纤维的总重量，聚合物纤维的重量百分比可为小于或等于约100％，小于或等于约90％，小于或等于约85％，小于或等于约80％，小于或等于约75％，小于或等于约70％，小于或等于约60％，小于或等于约50％，小于或等于约30％，小于或等于约20％，或者小于或等于约15％。上述范围的组合是可能的。在一些实施方案中，以上重量百分比基于层(包含任意树脂)的总干固体的重量。

包含带电颗粒的聚合物纤维可具有任何合适的平均纤维直径。如本文所使用的，例如在纤维的截面形状不是圆形的实施方案中，平均纤维直径是指纤维的平均最大截面尺寸。在某些实施方案中，包含带电颗粒的聚合物纤维可相对粗。在一些实施方案中，层中的聚合物纤维的平均直径可为小于或等于约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8微米，或者小于或等于约6微米。在某些情况下，层中的聚合物纤维的平均纤维直径可为大于或等于约5微米，大于或等于约6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15微米，大于或等于约20微米，或者大于或等于约25微米。上述范围的组合也是可能的。例如，在某些实施方案中，聚合物纤维的平均直径可为约5微米至约30微米，或约8微米至约15微米。

通常，包含带电颗粒的聚合物纤维是非连续纤维。也就是说，聚合物纤维通常(例如，由长丝)切成或者形成为非连续离散纤维，以具有特定长度或长度范围。在一些实施方案中，聚合物纤维的平均长度可为小于或等于约5cm，小于或等于约3cm，小于或等于约2cm，小于或等于约18mm，小大于或等于约15mm，小于或等于约12mm，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3mm，或者小于或等于约2mm。在某些情况下，聚合物纤维的平均长度可为大于或等于约1mm，大于或等于约2mm，大于或等于约3mm，大于或等于约5mm，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12mm，大于或等于约15mm，大于或等于约17mm，大于或等于约2cm，或者大于或等于约3cm。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约1mm且小于或等于约18mm，大于或等于约3mm且小于或等于约8mm)。

通常，包含带电颗粒的聚合物纤维(或者通常，过滤层的聚合物纤维)可具有任何合适的组成。可以用于形成纤维的聚合物的非限制性实例包括pva(聚乙烯醇)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚己内酯)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸类、聚烯烃、聚酰胺(例如尼龙)、人造丝、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、以及、聚氨酯(例如热塑性聚氨酯)、再生纤维素、乙酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚芳酰胺(例如对位聚芳酰胺、间位聚芳酰胺)、聚酰亚胺(例如，聚醚酰亚胺)、聚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、聚丙烯酸类、聚醚砜、聚(苯醚砜)、聚砜、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚乳酸、聚苯醚、聚吡咯、玉米醇溶蛋白及其组合或者共聚物(例如，嵌段共聚物)。任选地，聚合物或共聚物可包含氟原子。这样的聚合物的实例包括pvdf、pvdf-hfp(六氟丙烯)和ptfe。应理解，也可使用其他合适的聚合物纤维。聚合物纤维可由合成聚合物，即非天然存在的聚合物材料形成。在一些实施方案中，聚合物纤维包含热塑性聚合物。在一些实施方案中，聚合物纤维对用于液压应用的液压流体是化学稳定的。聚合物纤维可通过任何合适的工艺形成。

如上所述，在一些实施方案中，过滤层中可包含不含至少部分嵌入纤维内的带电颗粒的聚合物纤维。这样的纤维可具有在一个或更多个上述范围内的平均纤维直径，在一个或更多个上述范围内的平均长度，和/或可由以上列出的用于包含带电颗粒的聚合物纤维的一种或更多种材料形成。

如本文所述，在一些实施方案中，过滤介质的层(例如，第一层、第二层或第三层，如过滤层)可包含玻璃纤维和聚合物纤维的共混物。

过滤介质的一个或更多个层的玻璃纤维可以具有相对小的直径。例如，层中的玻璃纤维的平均直径可为小于或等于约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，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0.3微米，或者小于或等于约0.2微米。在一些实施方案中，层中的玻璃纤维的平均直径可为至少约0.1微米，至少约0.2微米，至少约0.3微米，至少约0.5微米，至少约1微米，至少约3微米，至少约5微米，至少约7微米，至少约9微米，至少约10微米，或至少约15微米。上述范围的组合也是可能的(例如，约0.1微米至约20微米，约0.2微米至约9微米)。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均纤维直径小于层中存在的聚合物纤维的平均纤维直径。由于工艺变化，玻璃纤维的长度可显著改变。在某些实施方案中，玻璃纤维的平均长度可为小于或等于约12mm，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4mm，小于或等于约2mm，小于或等于约1mm，小于或等于约0.5mm，或者小于或等于约0.2mm。在某些情况下，层中的玻璃纤维的平均长度可为大于或等于约0.1mm，大于或等于约0.2mm，大于或等于约0.5mm，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6mm，大于或等于约8mm，或者大于或等于约10mm。上述范围的组合也是可能的。例如，在某些实施方案中，玻璃纤维的平均长度可为例如约0.1mm至约12mm，或约0.1mm至约8mm。

玻璃纤维在层中如过滤层中的重量百分比可改变。例如，在一些实施方案中，例如基于层中的纤维的总重量，层中的玻璃纤维的重量百分比可为大于或等于约1％，大于或等于约10％，大于或等于约20％，大于或等于约30％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，大于或等于约80％，或者大于或等于约85％。在一些情况下，例如基于层中的纤维的总重量，层中的玻璃纤维的重量百分比可为小于或等于约100％，小于或等于约90％，小于或等于约85％，小于或等于约80％，小于或等于约75％，小于或等于约70％，小于或等于约60％，小于或等于约50％，小于或等于约30％，小于或等于约20％，或者小于或等于约15％。上述范围的组合是可能的(例如，重量百分比大于或等于约10％且小于或等于约90％，或者大于或等于约70％且小于或等于约90％)。在一些实施方案中，以上重量百分比基于层(包含任意树脂)的总干固体的重量。

过滤层和/或过滤介质还可包含粘合剂。粘合剂可占过滤层和/或过滤介质的小重量百分比(例如，约0重量％至约20重量％)。例如，粘合剂可占过滤层和/或过滤介质的小于或等于约20重量％，小于或等于约10重量％，或者小于或等于约5重量％。在一些实施方案中，粘合剂可占过滤层和/或过滤介质的至少约0.01重量％，至少约0.05重量％，至少约0.1重量％，至少约0.5重量％，至少约1重量％，至少约5重量％，或至少约10重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，约0重量％至约20重量％，约0.02重量％至约5重量％)。如下面将进一步描述的，粘合剂可以以湿纤维网的状态添加到纤维中。在一些实施方案中，粘合剂涂覆纤维并用于使纤维彼此粘附以促进纤维之间的粘附。

通常，粘合剂可具有任何合适的组成。在一些实施方案中，粘合剂为基于树脂的。例如，粘合剂可包含丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚酯、苯酚或其组合。其他树脂也是可能的。

在一些实施方案中，粘合剂可为纤维的形式，例如双组分纤维。双组分纤维的每种组分可以具有不同的熔化温度。例如，纤维可以包括芯和鞘，其中鞘的熔化温度低于芯的熔化温度。这使得鞘在芯之前熔化，使得鞘与层中的其他纤维粘合，而芯保持其结构完整性。这是特别有利的，因为其产生对于捕获滤液更具粘合性的层。芯/鞘粘合纤维可以是同轴或非同轴的，示例性的芯/鞘粘合纤维可以包括以下：聚酯芯/共聚酯鞘、聚酯芯/聚乙烯鞘、聚酯芯/聚丙烯鞘、聚丙烯芯/聚乙烯鞘，及其组合。其他示例性双组分粘合纤维可以包括裂膜纤维(splitfiberfibers)、并列型纤维和/或“海岛型”纤维。

过滤层和/或过滤介质可包括任何合适量的粘合纤维。在一些实施方案中，例如基于层或介质中的纤维的总重量，过滤层和/或过滤介质包含小于或等于约30重量％，小于或等于约20重量％，小于或等于约10重量％，或者小于或等于约5重量％的粘合纤维。例如基于层或介质中的纤维的总重量，过滤层和/或过滤介质可包含大于或等于约1重量％，大于或等于约5重量％，大于或等于约10重量％，或者大于或等于约20重量％的粘合纤维。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约1重量％且小于或等于约10重量％)。在一些实施方案中，以上重量百分比基于层(包含任意树脂)的总干固体的重量。

应理解，不是所有的过滤层和/或过滤介质都包含上述所有的组分。还应理解，在一些实施方案中，可并入其他合适的添加剂。例如，除了(或替代地)上述粘合剂、玻璃纤维和/或聚合物纤维之外，过滤层和/或过滤介质可(通常以小重量百分比)包含多种其他合适的添加剂，例如，表面活性剂、偶联剂、交联剂等。

过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)的厚度可以根据需要选择。例如，在一些实施方案中，过滤层的厚度可为大于或等于约0.1mm，大于或等于约0.2mm，大于或等于约0.4mm，大于或等于约0.5mm，大于或等于约0.8mm，或者大于或等于约1.0mm。在某些情况下，过滤层的厚度可为小于或等于约5mm，小于或等于约2mm，小于或等于约1.2mm，小于或等于约1.0mm，小于或等于约0.8mm，小于或等于约0.5mm，小于或等于约0.4mm，或者小于或等于约0.2mm。上述范围的组合也是可能的(例如，厚度大于或等于约0.1mm且小于或等于约1.2mm，或者大于或等于约0.3mm且小于或等于约0.6mm)。其他厚度值也是可能的。如本文所确定，根据标准iso534在2n/cm²下测量厚度。在一些实施方案中，过滤层的组合的组合厚度可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的厚度可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，整个过滤介质的厚度可在一个或更多个上述范围中。

在一些实施方案中，过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)的基重可为小于或等于约400g/m²，小于或等于约350g/m²，小于或等于约300g/m²，小于或等于约250g/m²，小于或等于约200g/m²，小于或等于约150g/m²，小于或等于约100g/m²，或者小于或等于约50g/m²。在一些实施方案中，基重可为大于或等于约30g/m²，大于或等于约50g/m²，大于或等于约100g/m²，大于或等于约150g/m²，大于或等于约200g/m²，大于或等于约250g/m²，大于或等于约300g/m²，或者大于或等于约350g/m²。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约30g/m²且小于或等于约400g/m²，大于或等于约50g/m²且小于或等于约150g/m²)。其他基重值也是可能的。如本文所确定确定，根据标准iso536测量过滤介质的基重。

在一些实施方案中，过滤层的组合的组合基重可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的基重可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，整个过滤介质的基重可在一个或更多个上述范围中。

在一些实施方案中，过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)沿机器方向(md)的干拉伸强度可为大于或等于约1.5牛顿每15mm，大于或等于约2牛顿每15mm，大于或等于约3牛顿每15mm，大于或等于约4牛顿每15mm，大于或等于约5牛顿每15mm，大于或等于约6牛顿每15mm，大于或等于约7牛顿每15mm，或者大于或等于约8牛顿每15mm。在一些情况下，沿机器方向的干拉伸强度可为小于或等于约10牛顿每15mm，小于或等于约8牛顿每15mm，小于或等于约7牛顿每15mm，小于或等于约6牛顿每15mm，小于或等于约5牛顿每15mm，小于或等于约4牛顿每15mm，小于或等于约3牛顿每15mm，或者小于或等于约2牛顿每15mm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1.5牛顿每15mm且小于或等于约10牛顿每15mm，大于或等于约3牛顿每15mm至约8牛顿每15mm)。其他沿机器方向的干拉伸强度值也是可能的。如本文所确定，沿机器方向的干拉伸强度使用10mm/分钟的夹具分离速度根据标准en/iso1924-4测量。

在某些实施方案中，过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)沿机器方向的干拉伸伸长率可为大于或等于约0.3％，大于或等于约0.5％，大于或等于约0.7％，大于或等于约1.0％，大于或等于约2.0％，大于或等于约3.0％，或者大于或等于约4.0％。在一些情况下，沿机器方向的干拉伸伸长率可为小于或等于约5.0％，小于或等于约4.0％，小于或等于约3.0％，小于或等于约2.0％，小于或等于约1.5％，小于或等于约1.0％，或者小于或等于约0.5％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.3％且小于或等于约5.0％，大于或等于约0.5％且小于或等于约2.0％)。其他沿机器方向的干拉伸伸长率值也是可能的。如本文所确定，沿机器方向的干拉伸伸长率使用10mm/分钟的夹具分离速度根据标准en/iso1924-4测量。

在一些实施方案中，过滤层的组合的沿机器方向的组合干拉伸强度和/或沿机器方向的组合干拉伸伸长率可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层沿机器方向的干拉伸强度和/或沿机器方向的干拉伸伸长率可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，整个过滤介质的沿机器方向的干拉伸强度和/或沿机器方向的干拉伸伸长率可在一个或更多个上述范围中。

本文所描述的过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)还可表现出有利的过滤性能特征，例如透气率、容尘量(dhc)，效率和平均流量孔径。

本文所描述的过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)的透气率可以改变。在一些实施方案中，过滤层的渗透率可为例如大于或等于约5cfm/sf，大于或等于约10cfm/sf，大于或等于约15cfm/sf，大于或等于约25cfm/sf，大于或等于约50cfm/sf，大于或等于约100cfm/sf，大于或等于约150cfm/sf，大于或等于约200cfm/sf，大于或等于约250cfm/sf，大于或等于约300cfm/sf，或者大于或等于约350cfm/sf。在一些情况下，透气率可为例如小于或等于约400cfm/sf，小于或等于约375cfm/sf，小于或等于约350cfm/sf，小于或等于约300cfm/sf，小于或等于约250cfm/sf，小于或等于约200cfm/sf，小于或等于约150cfm/sf，小于或等于约100cfm/sf，小于或等于约50cfm/sf，小于或等于约25cfm/sf，小于或等于约20cfm/sf，小于或等于约15cfm/sf，或者小于或等于约10cfm/sf。上述范围的组合也是可能的。如本文所确定，渗透率根据标准tappit251(其中在125pa压差下流量为1ft³/分钟)测量。过滤层的渗透率是流动阻力的反函数，并且可以用frazier渗透率测试仪测量。frazier渗透率测试仪在介质两侧固定的压差下测量单位时间内通过单位面积的介质的空气体积。

在一些实施方案中，过滤层的组合的组合透气率可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的透气率可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，整个过滤介质的透气率可在一个或更多个上述范围中。

过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)的单位空气可以改变。如本文所使用的，单位空气为层或介质的透气率每层或介质的基重(以(cfm/sf)/(g/m²)计)。通常，层或介质的单位空气的值越高，层或介质的压降值越低，表示性能越好。在一些实施方案中，本文所描述的过滤层的单位空气可为例如大于或等于约0.1(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.20(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.21(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.22(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.23(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.25(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.3(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.35(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.4(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约0.5(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约1.0(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约1.5(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约2.0(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约3.0(cfm/sf)/(g/m²)，大于或等于约5.0(cfm/sf)/(g/m²)，或者大于或等于约7.0(cfm/sf)/(g/m²)。过滤层的单位空气可为小于或等于约10.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约8.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约6.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约4.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约3.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约2.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约1.0(cfm/sf)/(g/m²)，小于或等于约0.5(cfm/sf)/(g/m²)，或者小于或等于约0.3(cfm/sf)/(g/m²)。上述范围的组合也是可能的。在一些实施方案中，过滤层的组合的组合单位空气可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的单位空气可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，整个过滤介质的单位空气可在一个或更多个上述范围中。

过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)的容尘量(dhc)可改变。例如，过滤层的整体容尘量可为至少约50g/m²，至少约80g/m²，至少约100g/m²，至少约125g/m²，至少约150g/m²，至少约160g/m²，至少约180g/m²，至少约200g/m²，至少约220g/m²，至少约240g/m²，至少约260g/m²，或者至少约280g/m²。容尘量可为例如小于或等于约300g/m²，小于或等于约280g/m²，小于或等于约260g/m²，小于或等于约240g/m²，小于或等于约220g/m²，小于或等于约200g/m²，小于或等于约180g/m²，小于或等于约160g/m²，小于或等于约150gg/m²，小于或等于约125g/m²，小于或等于约100g/m²，或者小于或等于约80g/m²。如本文所述，容尘量在由fti制造的多通过滤测试台(multipassfilterteststand)上根据iso16889程序(通过测试平片状样品修正)基于多通过滤测试来测量。该测试在10mg/升的上游重量粉尘水平下使用pti公司制造的isoa3medium测试粉尘。测试流体是由mobil制造的航空液压流体(aviationhydraulicfluid)aerohfamilh-5606a。该测试可以以0.67cm/秒的面速度运行，直到获得500kpa的终端压力，高于基线过滤器压降。

在一些实施方案中，过滤层的组合的组合dhc可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的dhc可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，这些性能特征通过包含玻璃纤维和含有至少部分嵌入的带电颗粒的聚合物纤维的共混物的过滤层来实现。在某些实施方案中，整个过滤介质的dhc可在一个或更多个上述范围中，或者当在介质中存在预过滤层时，dhc在更高的范围中。

在一些实施方案中，过滤层(例如，第一层、第二层或第三层)和/或整个过滤介质的平均流量孔径可为大于或等于约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7微米，大于或等于约9微米，大于或等于约10微米，大于或等于约15微米，大于或等于约20微米，或者大于或等于约25微米。在一些情况下，过滤层和/或整个过滤介质的平均流量孔径可为小于或等于约30微米，小于或等于约25微米，小于或等于约20微米，更小小于或等于约15微米，小于或等于约10微米，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，或者小于或等于约4微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约3微米且小于或等于约30微米，大于或等于约5微米且小于或等于约20微米)。如本文所使用的，平均流量孔径是指根据标准astme1294(2008)(m.f.p.)测量的平均流量孔径。

在一些实施方案中，过滤层的组合的组合平均流量孔径可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的平均流量孔径可在一个或更多个上述范围中。

如本文所使用的，层或整个过滤介质的效率(包括β效率)例如使用由fti制造的多通过滤测试台根据iso16889程序(通过测试平片状样品修正)使用多通过滤测试来测量。该测试在10mg/升的上游重量粉尘水平下使用pti公司制造的isoa3medium测试粉尘。测试流体是由mobil制造的航空液压流体aerohfamilh-5606a。测试可以以0.67cm/秒的面速度进行直到终端压力为500kpa。可以在将测试时间等分的十个点上取在介质上游和下游所选择的粒径粒径(例如，1微米、3微米、4微米、5微米、7微米、10微米、15微米、20微米、25微米或30微米)的颗粒数(颗粒/毫升)。上游和下游的颗粒数的平均值可以在每个所选择的粒径下取得。

本文所描述的层或整个过滤介质可设计成具有特定的平均效率，或者设计成在平均效率的特定范围内。在一些实施方案中，过滤介质的层(例如，第一层、第二层或第三层，如过滤层)和/或整个过滤介质对1微米或更大的颗粒的平均效率可为大于或等于约30％，大于或等于约40％，大于或等于约45％，大于或等于约50％，大于或等于约55％，大于或等于约60％，大于或等于约65％，大于或等于约70％，大于或等于约75％，大于或等于约80％，大于或等于约85％，大于或等于约90％，大于或等于约95％，大于或等于约98％，或者大于或等于约99％。其他效率也是可能的。在一些实施方案中，过滤介质的层(例如，第一层、第二层或第三层，如过滤层)和/或整个过滤介质对于1微米或更大的颗粒的平均效率小于或等于99.9％，小于或等于99.8％，小于或等于99.7％，小于或等于99.5％，小于或等于99％，小于或等于98％，小于或等于95％，小于或等于90％，小于或等于85％，小于或等于80％，小于或等于70％，小于或等于60％，或者小于或等于50％。在一些实施方案中，层的组合的平均效率可在一个或更多个上述范围中。

效率还可以以β值(例如，β200)来表示，其中β(x)＝y是上游平均颗粒数(c0)与下游平均颗粒数(c)的比，并且其中x是将实现c0与c的实际比等于y的最小粒径粒径。介质的效率是100乘以效率分数，并且效率百分比为100*(1-1/β(x))。对于x微米或更大的颗粒，具有β(x)＝200的过滤介质的效率为[1-(1/200)]*100或99.5％。对于本文所描述的β值(例如，β200)，可以获得多种最小粒径粒径x值。

层或介质的效率也可以以β效率的微米等级表示。在一些实施方案中，过滤介质的层(例如，第一层、第二层或第三层，如过滤层)和/或整个过滤介质的β效率(例如，β200)的微米等级可相对较低；即，实现特定效率(例如，β200的效率或者99.5％的效率)的最小粒径可相对低。例如，在一些情况下，β效率(例如，β200)的微米等级可小于或等于约30微米，小于或等于约28微米，小于或等于约25微米，小于或等于约24微米，小于或等于约22微米，小于或等于约20微米，小于或等于约18微米，小于或等于约16微米，小于或等于约14微米，小于或等于约12微米，小于或等于约10微米，小于或等于约8微米，或者小于或等于约5微米。在一些实施方案中，β效率(例如，β200)的微米等级可大于或等于约4微米，大于或等于约5微米，大于或等于约6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，大于或等于约20微米，或者大于或等于约25微米。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约4微米且小于或等于约30微米，大于或等于约5微米且小于或等于约25微米)。

在一些实施方案中，过滤层的组合的组合效率可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的效率可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，整个过滤介质的效率可在一个或更多个上述范围中。在某些实施方案中，这些性能特征通过包含玻璃纤维和含有至少部分嵌入的带电颗粒的聚合物纤维与的共混物的过滤层来实现。

层或过滤介质的性能可以以液压γ值(γ)表示。液压γ可以通过式γ＝(10*(透气率)^0.77/β200)确定为透气率(“透气率”，以cfm/sf为单位)与实现β200效率值(β200)的最小粒径的函数。例如，如果透气率为19cfm/sf并且β(x)＝200值为5微米，则液压γ为19。在一些实施方案中，过滤介质的层(例如，第一层、第二或第三层，如过滤层)和/或整个过滤介质的液压γ可相对高。例如，过滤介质和/或整个过滤介质的液压γ可为大于或等于约8，大于或等于约10，大于或等于约12，大于或等于至约14，大于或等于约15，大于或等于约17，大于或等于约19，大于或等于约20，或者大于或等于约21。在一些情况下，过滤介质的层的液压γ可为小于或等于约22，小于或等于约21，小于或等于约20，小于或等于约19，小于或等于约17，小于或等于约15微米，小于或等于约14，小于或等于约12，或者小于或等于约10。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约8微米且小于或等于约22微米，大于或等于约10微米且小于或等于约17微米)。

在一些实施方案中，过滤层的组合的组合液压γ可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个过滤层的实施方案中，每个过滤层的液压γ可在一个或更多个上述范围中。

如本文所描述的，在一些实施方案中，层(例如，第一层和任选地第三层)可为预过滤层。在一些这样的实施方案中，预过滤层可为湿法成网的(例如，由湿法成网工艺形成)。在另一些实施方案中，预过滤层可为非湿法成网的(例如，由非湿法成网工艺如干法成网工艺、熔喷工艺、熔融纺丝工艺、离心纺丝工艺、静电纺丝工艺、纺粘工艺、或气流成网工艺形成)。

在一些实施方案中，预过滤层包含聚合物纤维。另外或替代地，预过滤层可包含玻璃纤维，如本文所描述的用于过滤层的玻璃纤维。在一些实施方案中，预过滤器可以包括经梳理的网和/或设置成与该经梳理的网相邻(例如，直接相邻和/或在下游)的另外的层(例如，玻璃纤维层、熔喷纤维层)。应理解，过滤介质可具有任何合适数量的预过滤层(例如，至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少6个、至少8个、至少10个预过滤层)。

通常，预过滤层可使用粗纤维形成，具有相对开放的孔结构，因此对流体流动的阻力比主过滤层更低。在一些实施方案中，过滤介质的预过滤器可具有一个或更多个层。

在某些实施方案中，预过滤器的一个或更多个层的平均纤维直径可为约0.6微米至约40微米，基重为约5g/m²至约450g/m²，平均流量孔径为约4微米至约100微米(例如，约5微米至约90微米，或约10微米至约50微米)，且透气率为约10cfm/sf至约800cfm/sf。如本文更详细描述的，其他的构造和范围值也是可能的。

通常，预过滤层可由任何合适的纤维(例如，熔喷纤维、聚合物纤维、纤维素纤维，莱赛尔纤维、玻璃纤维、其组合等)形成。无论纤维类型如何，预过滤层中的纤维的平均直径可为例如大于或等于约0.6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，大于或等于约15微米，大于或等于约20微米，大于或等于约25微米，大于或等于约30微米，或者大于或等于约35微米。在一些实施方案中，预过滤层中的纤维的平均直径可为例如小于或等于约40微米，小于或等于约35微米，小于或等于约30微米，小于或等于约25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5微米，小于或等于约3微米，或者小于或等于约2微米。上述范围的组合也是可能的(例如，0.6微米至40微米，0.6微米至35微米，1微米至20微米)。

在一些实施方案中，无论纤维含量如何，一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的基重可为大于或等于约5g/m²，大于或等于约10g/m²，大于或等于约25g/m²，大于或等于约50g/m²，大于或等于约100g/m²，大于或等于约150g/m²，大于或等于约200g/m²，大于或等于约250g/m²，大于或等于约300g/m²，大于或等于约350g/m²，大于或等于约400g/m²，或者大于或等于约450g/m²。在一些情况下，一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的基重可为小于或等于约500g/m²，小于或等于约450g/m²，小于或等于约400g/m²，小于或等于约350g/m²，小于或等于约300g/m²，小于或等于约250g/m²，小于或等于约200g/m²，小于或等于约150g/m²，小于或等于约100g/m²，或者小于或等于约50g/m²。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约5g/m²且小于或等于约500g/m²，大于或等于约10g/m²且小于或等于约400g/m²)。对于本文所描述的各种类型的预过滤器，其他基重值也是可能的。

在一些实施方案中，预过滤层的组合的组合基重可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个预过滤层的实施方案中，每个预过滤层的基重可在一个或更多个上述范围中。

在一些实施方案中，一个或更多个预过滤层或者预过滤层的组合(例如，整个预过滤器)的容尘量可为大于或等于约20g/m²，大于或等于约50g/m²，大于或等于约80g/m²，大于或等于约100g/m²，大于或等于约125g/m²，大于或等于约150g/m²，大于或等于约175g/m²，大于或等于约200g/m²，大于或等于约225g/m²，大于或等于约250g/m²，大于或等于约275g/m²，或者大于或等于约300g/m²。在一些情况下，容尘量可为小于或等于约350g/m²，小于或等于约325g/m²，小于或等于约300g/m²，小于或等于约275g/m²，小于或等于约250g/m²，小于或等于约225g/m²，小于或等于约200g/m²，小于或等于约180g/m²，小于或等于约150g/m²，小于或等于约125g/m²，小于或等于约100g/m²，或者小于或等于约75g/m²。上述范围的组合也是可能的(例如，容尘量大于约20g/m²且小于或等于约300g/m²，容尘量大于约50g/m²且小于或等于约300g/m²)。对于各种类型的预过滤器，其他容尘量值也是可能的。

在一些实施方案中，一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的β效率(例如，β200)的微米等级可为大于或等于约4微米，大于或等于5微米，大于或等于约6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，大于或等于约20微米，或者大于或等于约25微米。在一些情况下，一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的β效率(例如，β200)的微米等级可为小于或等于约30微米，小于或等于约28微米，小于或等于约25微米，小于或等于约24微米，小于或等于约22微米，小于或等于约20微米，小于或等于约18微米，小于或等于约16微米，小于或等于约14微米，小于或等于约12微米，小于或等于约10微米，或者小于或等于约8微米。对于个种类型的预过滤器，上述范围的组合(例如，大于或等于约4微米且小于或等于约30微米)也是可能的。

在一些实施方案中，根据本公开内容的一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的平均流量孔径以可为大于或等于约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6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65微米，或者大于或等于约80微米。在一些情况下，一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的平均流量孔径可为小于或等于约100微米，小于或等于约90微米，小于或等于约80微米，小于或等于约70微米，小于或等于约60微米，小于或等于约50微米，小于或等于约40微米，小于或等于约25微米，小于或等于约10微米，或者小于或等于约5微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约4微米且小于或等于约100微米，大于或等于约5微米且小于或等于约90微米)。

如本文所描述的一个或更多个预过滤层或者整个预过滤器的透气率也可以根据需要改变。例如，在一些实施方案中，一个或更多个预过滤层或者预过滤层的组合(例如，整个预过滤器)的透气率可为大于或等于约10cfm/sf，大于或等于约25cfm/sf，大于或等于约30cfm/sf，大于或等于约40cfm/sf，大于或等于约50cfm/sf，大于或等于约100cfm/sf，大于或等于约150cfm/sf，大于或等于约200cfm/sf，大于或等于约250cfm/sf，大于或等于约300cfm/sf，大于或等于约350cfm/sf，大于或等于约400cfm/sf，大于或等于约500cfm/sf，大于或等于约600cfm/sf，或者大于或等于约700cfm/sf。在一些情况下，一个或更多个预过滤层或者预过滤层的组合(例如，整个双层预过滤器)的透气率可为小于或等于约800cfm/sf，小于或等于约700cfm/sf，小于或等于约600cfm/sf，小于或等于约500cfm/sf，小于或等于约400cfm/sf，小于或等于约375cfm/sf，小于或等于约350cfm/sf，小于或等于约325cfm/sf，小于或等于约300cfm/sf，小于或等于约275cfm/sf，小于或等于约250cfm/sf，小于或等于约225cfm/sf，小于或等于约200cfm/sf，小于或等于约175cfm/sf，小于或等于约150cfm/sf，小于或等于约125cfm/sf，小于或等于约100cfm/sf，小于或等于约75cfm/sf，或者小于或等于约50cfm/sf。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约10cfm/sf且小于或等于约800cfm/sf，大于或等于约10cfm/sf且小于或等于约400cfm/sf，大于或等于约30cfm/sf且小于或等于约350cfm/sf)。

如上所述，预过滤器可包括由一种或更多种合适的纤维类型构成的层。在某些实施方案中，预过滤器的一个或更多个层包含玻璃纤维。预过滤层中的玻璃纤维的重量百分比可改变。在一些实施方案中，例如基于预过滤层中的纤维的总重量，预过滤层中的玻璃纤维的重量百分比可为大于或等于约1％，大于或等于约10％，大于或等于约20％，大于或等于约30％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，大于或等于约80％，大于或等于约90％，或者大于或等于约95％。在一些情况下，例如基于预过滤层中的纤维的总重量，预过滤层中的玻璃纤维的重量百分比可为小于或等于约100％，小于或等于约90％，小于或等于约85％，小于或等于约80％，小于或等于约75％，小于或等于约70％，小于或等于约60％，小于或等于约50％，小于或等于约30％，小于或等于约20％，或者小于或等于约15％。上述范围的组合也是可能的(例如，重量百分比大于或等于约50％且小于或等于约100％，或者大于或等于约80％且小于或等于约100％)。在一些实施方案中，预过滤层包含0重量％的玻璃纤维。在另一些实施方案中，预过滤层包含100重量％的玻璃纤维。在一些实施方案中，以上重量百分比基于预过滤层(包含任意树脂)的总干固体的重量。在一些实施方案中，预过滤层的组合的组合重量百分比可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个预过滤层的实施方案中，每个预过滤层的重量百分比可在一个或更多个上述范围中。

在某些实施方案中，预过滤器的一个或更多个层包含聚合物纤维。预过滤层中的聚合物纤维可以由上述用于过滤层的一种或更多种聚合物材料形成。例如，聚合物纤维可为合成聚合物纤维。在另一些情况下，可以使用非合成聚合物，例如天然材料(例如，天然聚合物如纤维素(例如，木、棉或其他非再生纤维素))。

预过滤器的一个或更多个层可包含适当百分比的聚合物纤维(例如，合成和/或非合成聚合物纤维)。基于层中的纤维的总重量，一个或更多个预过滤层中的聚合物纤维的重量百分比可为例如大于或等于约1％，大于或等于约5％，大于或等于约10％，大于或等于约20％，大于或等于约30％，大于或等于约40％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，大于或等于约80％，或者大于或等于约90％。在一些情况下，基于层中的纤维的总重量，聚合物纤维的重量百分比可为小于或等于约100％，小于或等于约90％，小于或等于约85％，小于或等于约80％，小于或等于约75％，小于或等于约70％，小于或等于约60％，小于或等于约50％，小于或等于约30％，小于或等于约20％，或者小于或等于约15％。上述范围的组合也是可能的。在一些实施方案中，预过滤层包含0重量％的聚合物纤维。在另一些实施方案中，预过滤层包含100重量％的聚合物纤维。在一些实施方案中，以上重量百分比基于预过滤层(包含任意树脂)的总干固体的重量。

在一些实施方案中，预过滤层的组合的组合聚合物纤维重量百分比可在一个或更多个上述范围中。另外，在介质中存在多于一个预过滤层的实施方案中，每个预过滤层的聚合物纤维重量百分比可在一个或更多个上述范围中。

在一些实施方案中，预过滤层或过滤介质的另外的层(例如过滤层)可包含多种类型的聚合物纤维，或者具体地，多种类型的合成纤维。例如，合成纤维可包括被切割成合适的平均长度并且适于并入湿法成网或非湿法成网工艺中用于形成过滤介质的的短纤维。在一些情况下，短纤维的组可被切割成单根纤维之间的长度仅略微变化的特定长度。在一些特定实施方案中，合成纤维可为如本文所述的粘合纤维。

如上所述，过滤介质的预过滤器可具有单个层或多个层。在一些实施例中，过滤介质的预过滤器包括层之间的清晰界限。例如，预过滤器可包括不同的两层之间的界面。在一些这样的实施方案中，层可单独形成，并通过任何合适的方法例如层合、整理或通过使用粘合剂组合。

在另一些实施方案中，过滤介质的预过滤器不包括层之间的清晰界限。例如，两层之间的区别界面可能不明显。在一些情况下，形成预过滤器的层可在预过滤器的厚度上彼此不可区分。这些层可以通过相同的工艺(例如，湿法成网工艺、非湿法成网工艺(熔融纺丝工艺、离心纺丝工艺、静电纺丝工艺、熔喷工艺)或任何其他合适的工艺)或者通过不同的工艺形成。在一些情况下，可同时形成相邻的层(例如，直接相邻的层)。

此外，应理解，在一些实施方案中，在主过滤层和预过滤层之间可存在清晰界限；然而，在另一些实施例中，在主过滤层和预过滤层之间不存在清晰界限。

无论各层之间是否存在清晰界限，在一些实施方案中，过滤介质的预过滤器或其他层(例如，主过滤层)包括跨越该过滤介质的一部分厚度或全部厚度的以下一个或更多个特性的梯度(即，变化)：例如纤维直径、纤维类型、纤维组成、纤维长度、纤维表面化学、粒径、颗粒表面积、颗粒组成、孔径、材料密度、基重、硬度、组分(例如粘合剂、树脂、交联剂)的比例、刚度、拉伸强度、芯吸能力、亲水性/疏水性和传导性。过滤介质的预过滤器或其他层可任选地包括跨越预过滤器的厚度的以下一个或更多个性能特征的梯度：例如效率、容尘量、压降、透气率和孔隙率。一个或更多个这样的特性梯的度可存在于过滤介质的预过滤器或其他层中、其顶表面与底表面之间。在预过滤器或其他层中的特性梯度不明显的部分中，所述特性跨越预过滤器的此部分可基本恒定。如本文所述，在一些情况下，特性梯度涉及跨越厚度的组分(例如，纤维类型、添加剂、粘合剂)的不同比例。在一些实施方案中，组分可以以与过滤介质的另一部分不同的量或浓度存在。其他构造也是可能的。

在一组特定实施方案中，过滤介质的预过滤器包括一个或更多个层，所述层包含平均纤维直径小于或等于约20微米(例如，小于或等于约10微米)的聚合物纤维(例如，平均长度小于或等于约5mm的聚合物短纤维)。

在预过滤层中存在聚合物短纤维的实施方案中，聚合物短纤维的平均直径可为小于或等于约20微米，小于或等于约15微米，小于或等于约10.5微米，小于或等于约10微米，小于或等于约8微米，小于或等于约6微米，小于或等于约4微米，小于或等于约3微米，小于或等于约2微米，小于或等于约1微米，小于或等于约0.9微米，或者小于或等于约0.8微米。在一些情况下，预过滤层内的聚合物短纤维的平均纤维直径可为大于或等于约0.6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4微米，大于或等于约6微米，或者大于或等于约8微米。上述范围的组合也是可能的。

通常，聚合物短纤维为非连续纤维。也就是说，聚合物短纤维通常(例如，由长丝)切成或者形成为非连续离散纤维，以具有特定长度或长度范围。在一些实施方案中，聚合物短纤维的长度可为小于或等于约55mm，小于或等于约40mm，小于或等于约20mm，小于或等于约10mm，小于或等于约5mm，小于或等于约3mm，小于或等于约2mm，小于或等于约1mm，小于或等于约0.75mm，小于或等于约0.5mm，小于或等于约0.2mm，或者小于或等于约0.1mm。在一些情况下，聚合物短纤维的长度可为大于或等于约0.02mm，大于或等于约0.03mm，大于或等于约0.05mm，大于或等于约0.1mm，大于或等于约0.2mm，大于或等于约0.5mm，大于或等于约0.75mm，大于或等于约1mm，大于或等于约5mm，大于或等于约10mm，大于或等于约20mm，或者大于或等于约40mm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.02mm且小于或等于约55mm，大于或等于约0.03mm且小于或等于约55mm)。

预过滤层中的聚合物短纤维的重量百分比可改变。如本文所述，这样的层可包含聚合物短纤维与玻璃纤维的共混物。例如，在一些实施方案中，例如基于预过滤层中的纤维的总量，预过滤层中的聚合物短纤维的重量百分比可为大于或等于约0.5％，大于或等于约1％，大于或等于约3％，大于或等于约5％，大于或等于约8％，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％，大于或等于约40％，大于或等于约45％，大于或等于约50％，大于或等于约60％，大于或等于约70％，或者大于或等于约80％。在一些情况下，例如基于预过滤层中的纤维的总量，预过滤层中的聚合物短纤维的重量百分比可为小于或等于约99.5％，小于或等于约99％，小于或等于约98％，小于或等于至约96％，小于或等于约92％，小于或等于约90％，小于或等于约85％，小于或等于约80％，小于或等于约75％，小于或等于约70％，小于或等于约60％，小于或等于约55％，小于或等于约50％，小于或等于约45％，小于或等于约40％，小于或等于约35％，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％，或者小于或等于约5％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1％且小于或等于约99％，或者大于或等于约5％且小于或等于约96％)。在一些实施方案中，以上重量百分比基于该层(包含任意树脂)的总干固体的重量。

在某些实施方案中，预过滤器的一个或更多个层包含原纤化纤维与聚合物纤维(例如，聚合物短纤维)和/或玻璃纤维等任选组分(例如粘合剂树脂)的混合物。原纤化纤维可由任何合适的材料形成，例如合成材料(例如，合成聚合物纤维)，如本文所述的那些。在另一些情况下，可使用非合成聚合物，例如本文所述的那些。在某些实施方案中，原纤化纤维由莱赛尔纤维(一种合成纤维，可通过溶剂纺丝由再生纤维素产生)形成。

一个或更多个预过滤层可包含任何适当重量百分比的原纤化纤维。在一些实施方案中，预过滤层中的原纤化纤维的重量百分比为约1重量％或更大，约2.5重量％或更大，约5重量％或更大，约10重量％或更大，约15重量％或更大，或者约20重量％或更大。在一些实施方案中，预过滤层中的原纤化纤维的重量百分比为约60重量％或更小，约50重量％或更小，约30重量％或更小，或者约21重量％或更小。应理解，预过滤层中的原纤化纤维的重量百分比可在任何上述下限与上限之间。其他范围也是可能的。

通常，原纤化纤维可包括任何合适的原纤化水平(即纤维中支化的程度)。原纤化水平可根据任何数量的合适方法测量。例如，原纤化纤维的原纤化水平可以根据tappi测试方法t227om09纸浆游离度指定的加拿大标准游离度(csf)测试来测量。该测试可以提供平均csf值。

在某些实施方案中，在过滤介质的一个或更多个预过滤层中使用的原纤化纤维的平均csf值可为大于或等于1ml，大于或等于约10ml，大于或等于约20ml，大于或等于约35ml，大于或等于约45ml，大于或等于约50ml，大于或等于约65ml，大于或等于约70ml，大于或等于约75ml，大于或等于约80ml，大于或等于约100ml，大于或等于约110ml，大于或等于约120ml，大于或等于约130ml，大于或等于约140ml，大于或等于约150ml，大于或等于约175ml，大于或等于约200ml，大于或等于约250ml，大于或等于约300ml，大于或等于约350ml，大于或等于约400ml，大于或等于约500ml，大于或等于约600ml，大于或等于约650ml，大于或等于约700ml，或者大于或等于约750ml。

在一些实施方案中，在过滤介质的一个或更多个预过滤层中使用的原纤化纤维的平均csf值可为小于或等于约800ml，小于或等于约750ml，小于或等于约700ml，小于或等于约650ml，小于或等于约600ml，小于或等于约550ml，小于或等于约500ml，小于或等于约450ml，小于或等于约400ml，小于或等于约350ml，小于或等于约300ml，小于或等于约250ml，小于或等于约225ml，小于或等于约200ml，小于或等于约150ml，小于或等于约140ml，小于或等于约130ml，小于或等于约120ml，小于或等于约110ml，小于或等于约100ml，小于或等于约90ml，小于或等于约85ml，小于或等于约70ml，小于或等于约50ml，小于或等于约40ml，或者小于或等于约25ml。上述下限和上限的组合也是可能的。应理解，在某些实施方案中，纤维的原纤化水平可在上述范围之外。在所述层中使用的原纤化纤维的平均csf值可基于一种原纤化纤维或多于一种原纤化纤维。

本文所述的过滤介质还可以具有第一层、第二层和任选地第三层或更多层的其他构造。例如，在某些情况下，图1的过滤介质10不包括预过滤层。在一些这样的实施方案中，第一层(例如，层25)为上游过滤层，而第二层(例如，层35)为在第一层下游的过滤层。任选地，过滤介质可以包括位于第二层下游的第三层45(例如另一过滤层)或位于第一层上游的第三层45(例如，另一过滤层)。在一些实施方案中，上游层可具有比该层下游的层较粗的纤维，因此具有较低的流体流动阻力。在某些情况下，每层的阻力从最远的上游层到最远的下游层连续增加。

在一些实施方案中，具有相对较粗纤维的层可位于具有相对较细纤维的两层之间。其他构造也是可能的。此外，根据特定应用和所需的性能特征，过滤介质可包括任何合适数量的层，例如至少2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层或9层(例如，多至10层)。

如上所述，过滤介质的各层可以具有不同的特性。例如，第一层和第二层可以包含具有不同特征(例如，纤维直径、纤维组成和/或纤维长度)的纤维。具有不同特征的纤维可以由一种材料(例如，通过使用不同的工艺条件)或不同的材料(例如，玻璃纤维、聚合物纤维(例如，有机聚合物纤维)及其组合)制成。

在一些实施方案中，本文所述的过滤介质可包括预过滤器和过滤层，所述预过滤器包括一个或更多个层(例如，第一层和/或第三层)，所述过滤层(例如，第二层)包含玻璃纤维和聚合物纤维(例如，如本文所述的包含带电颗粒的聚合物纤维)。过滤层和/或预过滤层可任选地在稀松布(scrim)或支承层上形成。可将过滤介质布置成使得过滤层(例如，第二层)位于一个或更多个预过滤层的下游。在一组实施方案中，一个或更多个预过滤层可为湿法成网层(例如，通过湿法成网工艺形成的层)。例如，湿法成网层可包含非连续纤维如本文所述的玻璃纤维和某些聚合物纤维。在一个特定实施方案中，可使用双层玻璃预过滤器(任选地包含一些聚合物纤维)。在另一组实施方案中，一个或更多个预过滤层可为非湿法成网层(例如，其可包含熔喷纤维、熔纺纤维、离心纺丝纤维、气流成网纤维、干法成网纤维、或通过其他非湿法成网工艺形成的纤维)。例如，预过滤层可包括连续纤维(例如熔喷纤维，熔纺纤维，离心纺丝纤维)的层。在一些情况下，连续纤维的层可以以任何合适的方式制造并粘附到另一层(例如，稀松布、多层过滤介质、单相层、多相层)。包含连续纤维的层相对于其所粘附的层可位于下游或上游。

本文所述的过滤介质和/或过滤介质的层(例如，过滤层、预过滤层)可使用任何合适的方法制备，例如使用湿法成网工艺(例如，涉及压力成形机、回转成形造纸机、长网造纸机、混合成形机或双网工艺的工艺)或非湿法成网工艺(例如，干法成网工艺、气流成网工艺、熔喷工艺、静电纺丝工艺、离心纺丝工艺或梳棉工艺)。在一些实施方案中，过滤介质和/或过滤介质的层使用产生非织造网的工艺形成。在另一些实施方案中，过滤介质和/或过滤介质的层可为织造的。通常，非织造网中的纤维随机缠结在一起，而织造网中的纤维是有序的。

本文所描述的过滤介质和/或过滤介质的层可使用基于已知技术的工艺来生产。在一些情况下，过滤介质的一个或更多个层使用湿法成网工艺来产生。通常，湿法成网工艺包括将纤维混合在一起，例如，将玻璃纤维和/或聚合物纤维任选地与其他纤维混合在一起，以提供纤维浆料。在一些情况下，该浆料是基于水性的浆料。在某些实施方案中，玻璃纤维和/或聚合物纤维在混合在一起之前分开储存在不同的储存罐中。这些纤维在混合在一起之前通过碎浆机进行处理。在一些实施方案中，玻璃纤维和/或聚合物纤维的组合物在混合在一起之前通过碎浆机和/或储存罐进行处理。可以理解，如本文所描述，混合物中也可引入其他组分。

在某些实施方案中，可通过湿法成网工艺形成两个或更多个层。例如，可以将溶剂(例如，水性溶剂如水)中包含纤维的第一分散体或浆料(例如，纸浆)施加到造纸机器(例如，长网造纸机或回转成形造纸机)中的网传送带上以形成由网传送带支承的第一层。在网上沉积第一层的同时或者之后在第一层上施加溶剂(例如，水性溶剂如水)中包含纤维的第二分散体或浆料(例如，另一纸浆)。在上述过程期间持续向第一纤维分散体和第二纤维分散体施加真空以从纤维中除去溶剂，由此产生包含第一层和第二层的复合制品。然后对由此形成的制品进行干燥，并且，如果有必要，通过使用已知方法进行进一步处理(例如，轧光)以形成多层纤维网。在一些实施方案中，这样的处理可产生跨越两个或更多个层的厚度的至少一个特性的梯度，如本文所述。

应理解，可以使用任意合适的方法用来产生纤维浆料。在一些情况下，向浆料中添加另外的添加剂以方便加工。也可将温度调节到合适的范围，例如，33°f至100°f(例如，50°f至85°f)。在一些实施方案中，保持浆料的温度。在一些情况下，不主动调节温度。

在一些实施方案中，湿法成网工艺使用与常规造纸方法相似的设备，包括水力碎浆机、成形机或流浆箱(headbox)、干燥机和任选的转化器。例如，可在一个或更多个碎浆机中制备浆料。浆料在碎浆机中适当地混合之后，可将浆料泵送至流浆箱中，其中浆料可以或可以不与可以添加或可以不添加的其他浆料或添加剂组合。浆料还可用另外的水稀释以使纤维的最终浓度在合适的范围内，例如，按重量计约0.1％至0.5％。

在一些情况下，纤维浆料的ph可根据需要来调节。例如，根据所使用的玻璃和/或聚合物纤维的具体量，纤维浆料的ph可为约1至约8。在一些情况下，浆料的纤维可在一般性中性条件下分散。

在将浆料送至流浆箱之前，可任选地使浆料通过离心净浆器(centrifugalcleaner)和/或压力筛以除去未纤维化的材料。浆料可以或可以不通过另外的设备例如精磨机(refiner)或疏解机(deflaker)以进一步提高分散。例如，疏解机可用于平滑或除去可能在纤维浆料形成期间的任意点处出现的块或突出物。然后可使用任意合适的设备(例如长网造纸机、回转成形造纸机、圆网造纸机或斜网长网造纸机)在适当的速率下将纤维收集在筛或网上。

如上所述，多个层可适当地形成、布置或堆叠在一起。在一些实施方案中，形成过滤介质并用设置在层之间的合适粘合剂层合在一起。或者，例如可通过合适的加热步骤将过滤介质熔融接合在一起。

在一些实施方案中，该过程包括将粘合剂(和/或其他组分)引入层中。在一些实施方案中，在使过滤介质的层沿着合适的筛或网通过时，使用合适的技术将粘合剂中包含的不同组分(可单独地为乳液形式)添加到层中。在一些情况下，将粘合剂树脂的各个组分在与其他组分和/或层组合之前混合成乳液。在一些实施方案中，可使用例如重力和/或真空将粘合剂中包含的组分拉动穿过层。在一些实施方案中，可用软化水稀释粘合剂树脂中包含的一种或更多种组分并泵送至层中。

在一些实施方案中，可通过喷洒到形成的过滤介质上或者通过任意其他合适的方法(例如施胶压榨涂覆、泡沫饱和、幕涂、棒涂等)来将粘合剂引入层中。在一些实施方案中，可在将浆料引入至流浆箱中之前将粘合剂材料施加到纤维浆料中。例如，可将粘合剂材料引入(例如，注入)到纤维浆中并浸渍纤维和/或沉淀到纤维上。

在过滤介质形成期间或之后，可根据各种已知技术来对过滤介质进行进一步处理。任选地，可以使用例如层合、热点结合、超声处理、轧光、胶网、共打褶或整理等工艺来形成附加层和/或将附加层添加至过滤介质。例如，在一些情况下，通过如上所述的湿法成网工艺使过滤介质的两个层形成为复合制品，然后通过任意合适的工艺(例如，层合、共打褶或整理)将该复合制品与另一个层组合。在某些实施方案中，可使用层合来粘附两个或更多个单独形成的层。

在一些实施方案中，进一步处理可包括给过滤介质或过滤介质的层打褶。例如，可通过共打褶工艺来接合两个层。在一些情况下，可通过以适当的彼此间隔距离形成划线，允许过滤介质折叠来给过滤介质或其各个层打褶。应理解，可使用任意合适的打摺技术。

在一些实施方案中，过滤介质可以经后处理，例如经受起皱处理以增加介质内的表面积。在另一些实施方案中，纤维网可经压纹。

本文中所描述的过滤介质可用于整体过滤装置或过滤元件。在一些实施方案中，过滤介质包括有一个或更多个附加的层或部件(例如设置成与过滤介质相邻，接触过滤介质的一侧或两侧)。在一些实施方案中，根据本文中所描述的实施方案的多个层可以层合在一起以形成用于过滤介质或元件中的多层片。

过滤介质可以并入到各种过滤元件中用于各种应用包括液压过滤应用和非液压过滤应用。液压过滤器(例如，高压专用过滤器、中压专用过滤器和低压专用过滤器)的示例性用途包括移动过滤器和工业过滤器。非液压过滤器的示例性用途包括空气过滤器(例如，重型空气过滤器、机动车空气过滤器、havc过滤器、hepa过滤器)、燃料过滤器(例如，超低硫柴油(机))、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、医学过滤器(例如，血液过滤器)、燃料-水分离器和水过滤器。在一些实施方案中，过滤介质的多个层可卷绕在内基材周围(例如，合成芯或金属芯)以形成卷绕的过滤器。例如，卷绕的过滤器可包括卷绕在内基底周围的5层至10层。在一些情况下，可以使用本文中所描述的过滤介质作为用于聚结应用的过滤介质(例如，利用卷绕的过滤器)。例如，可以使用这样的过滤介质从压缩空气除去油。

在使用期间，当流体流过过滤介质时，过滤介质将颗粒机械地捕获在层上或层中。过滤介质不需要带电以增加污染物的捕获。因此，在一些实施方案中，过滤介质是不带电的。然而，在一些实施方案中，过滤介质可以是带电的，如本文所述。

以下非限制性实施例用于进一步举例说明本发明：

实施例

该实施例比较了包括由玻璃纤维和聚合物纤维(包含至少部分嵌入的带电颗粒)的共混物形成的单个过滤层的过滤介质和仅由玻璃纤维形成但具有相似基重和厚度的过滤介质。

在包含玻璃纤维与聚合物纤维(包含至少部分嵌入的带电颗粒)的共混物的过滤层(样品1、样品2、样品4、样品5、样品6、样品7)中，使用不同量的聚合物纤维(10％、20％或30％的聚合物纤维)。如表1所示，聚合物纤维的平均纤维直径小于约20微米，平均长度为约1mm至约10mm，并且包含带负电或带正电的至少部分嵌入的颗粒。玻璃纤维的平均直径为1微米至6微米。使用湿法成网手抄纸工艺形成过滤层。比较介质(样品3、样品8)包含平均直径为1微米至6微米的玻璃纤维，并且也使用湿法成网手抄纸工艺形成。

制备过滤介质后，使用通过在fti制造的多通过滤测试台上测试各个过滤介质样品来修正的iso16889程序确定确定各个过滤介质的容尘量和效率。该测试在10mg/升的上游重量粉尘水平下使用由pti公司制造的isoa3medium测试粉尘。试验流体为由mobil制造的航空液压流体aerohfamilh-5606a。测试以0.67cm/秒的面速度进行直到绝对终端压力为500kpa。

过滤层的玻璃纤维和包含至少部分嵌入的带电颗粒的聚合物纤维的重量百分比以及基重示于表1中。过滤层的容尘量、透气率、拉伸强度、伸长率、平均流量孔径(mfp)、液压γ和效率也示于表1中。

表1

该实施例表明，与仅由玻璃纤维形成的但具有类似的基重和β200效率的过滤介质(样品3、样品8)相比，包含由玻璃纤维与聚合物纤维(包含至少部分嵌入的带电颗粒)的共混物形成的单个过滤层的过滤介质(样品1、样品2、样品4、样品5、样品6、样品7)具有较高容尘量、较高的透气率(较低的空气阻力)和较高的液压γ。

本领域技术人员将基于上述实施方案来理解本发明的其他的特征和优点。因此，除了所附权利要求所指出的以外，本发明不受特定指示和描述的限制。本文所引用的全部出版物和参考文献通过引用明确地整体并入本文。