液體過濾介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材，其中所述非織造片材具有至少10ml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)?？蓪⑺鲆后w過濾介質(zhì)與任選的預(yù)過濾層或微濾膜一起用于過濾系統(tǒng)中。
【專利說明】液體過濾介質(zhì)
【背景技術(shù)】【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體過濾介質(zhì)，所述液體過濾介質(zhì)包含具有改善的水流量和改善的彎曲過濾系數(shù)的至少一種非織造片材。本發(fā)明還涉及過濾系統(tǒng),所述過濾系統(tǒng)包含液體過濾介質(zhì)，該介質(zhì)任選與預(yù)過濾層、微濾膜或兩者的其它液體過濾介質(zhì)組合。
[0002]相關(guān)領(lǐng)域說明
[0003]膜過濾器廣泛應(yīng)用于亞微米過濾領(lǐng)域。它們通?？商峁┓浅８叩倪^濾效率，并且在特定范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)過濾。另外，一些膜允許較大的流量通過其結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高的單位通量。
[0004]當(dāng)將膜用于直流通過應(yīng)用時(shí)，它們的一個(gè)缺點(diǎn)是其濾液保持容量非常有限。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，可使用單獨(dú)的預(yù)過濾器來延長(zhǎng)膜的使用壽命。這些附加的預(yù)過濾器通常用于分離尺寸大于膜的額定值的物體，使得膜可以將其有限的濾液保持容量施用于最接近發(fā)生過濾操作的尺寸范圍。
[0005]為了使這些預(yù)過濾器達(dá)到與膜相同的過濾尺寸總體水平，必須對(duì)它們進(jìn)行處理以接近它們固有的孔徑(例如，就典型的非織造材料或熔噴材料而言，則通過壓延進(jìn)行處理)。該附加的加工步驟通常導(dǎo)致預(yù)過濾器的流動(dòng)性能降低，很多情況下會(huì)降低至低于膜的流動(dòng)性能，使得需要將附加的預(yù)過濾器并聯(lián)以保證所需的流量。減少預(yù)過濾器的基重和/或厚度來改善其流量會(huì)導(dǎo)致其濾液保持容量降低。
[0006]期望有一種預(yù)過濾器，該預(yù)過濾器能直接與微孔過濾膜結(jié)合，能夠在膜的目標(biāo)過濾水平下提供顯著的過濾水平而不顯著降低膜的流動(dòng)性能，并通過除去大部分具有目標(biāo)過濾尺寸的物體和更大的物體而顯著改善膜的使用壽命并具有顯著的濾液保持容量。一般來講，期望提供一種可用于過濾應(yīng)用中任何地方的液體過濾介質(zhì)，不僅作為預(yù)過濾器，具有改善的過濾效率，而且維持其整個(gè)面上的持續(xù)低壓、長(zhǎng)預(yù)期壽命以及過濾介質(zhì)內(nèi)的高彎曲度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材，其中所述非織造片材具有至少10ml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)。所述非織造片材可包含具有非圓形橫截面形狀的聚合物纖維，例如叢絲纖維束(pIexifilamentary fiber strands)。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于從液體中過濾顆粒的過濾系統(tǒng)，其包含液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材，其中所述非織造片材具有至少IOml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于從液體中過濾顆粒的過濾系統(tǒng)，其包含復(fù)合材料液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材以及至少一種附加的液體過濾介質(zhì)，所述至少一種附加的液體過濾介質(zhì)選自預(yù)過濾層、微濾膜、以及它們的組合，其中所述預(yù)過濾層定位成鄰近所述非織造片材并與所述非織造片材成面對(duì)面的關(guān)系，并且定位在所述非織造片材的上游，其中所述微濾膜定位成鄰近所述非織造片材并且與所述非織造片材成面對(duì)面的關(guān)系，并且定位在所述非織造片材的下游。
【具體實(shí)施方式】
[0010]術(shù)語定義
[0011]如本文所用，術(shù)語“聚合物”通常包括但不限于均聚物、共聚物(例如，嵌段、接枝、無規(guī)和間規(guī)共聚物)、三元共聚物等，以及它們的共混物和修改形式。此外，除非另外具體限定，術(shù)語“聚合物”應(yīng)包括所述材料所有可能的幾何構(gòu)型。這些構(gòu)型包括但不限于全同立構(gòu)、間同立構(gòu)、以及無規(guī)對(duì)稱。
[0012]如本文所用，術(shù)語“聚烯烴”旨在表示僅由碳和氫組成的基本飽和的聚合物烴類系列中的任一種。典型的聚烯烴包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、以及單體乙烯、丙烯和甲基戊烯的各種組合。
[0013]如本文所用，術(shù)語“聚乙烯”旨在不僅涵蓋乙烯的均聚物，而且涵蓋其中至少85%的重復(fù)單元為乙烯單元的共聚物諸如乙烯和α-烯烴的共聚物。優(yōu)選的聚乙烯包括低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、和線性高密度聚乙烯。優(yōu)選的線性高密度聚乙烯具有約130°C至140°C的熔點(diǎn)范圍上限，約0.941至0.980克每立方厘米范圍內(nèi)的密度，以及介于0.1至100之間、并優(yōu)選小于4的熔融指數(shù)(由ASTM D-1238-57T條件E定義)。
[0014]如本文所用，術(shù)語“聚丙烯”旨在不僅涵蓋丙烯的均聚物，而且涵蓋其中至少85%的重復(fù)單元為丙烯單元的共聚物。優(yōu)選的聚丙烯聚合物包括全同立構(gòu)聚丙烯以及間同立構(gòu)聚丙烯。
[0015]如本文所使用，術(shù)語“非織造片材”表示以無規(guī)方式定位以形成平面材料而沒有如針織物中可辨別的圖案的各個(gè)纖維或線的結(jié)構(gòu)。
[0016]如本文所用，術(shù)語“叢絲”表示多個(gè)無規(guī)長(zhǎng)度的薄、帶狀、薄膜-原纖元件的三維整體網(wǎng)絡(luò)或纖維網(wǎng)。通常，它們具有小于約4微米的平均膜厚度和小于約25微米的中值原纖寬度。如果數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換成圓面積，則平均膜-原纖橫截面積將產(chǎn)生介于約I微米至25微米之間的有效直徑。在叢絲結(jié)構(gòu)中，薄膜-原纖元件以不規(guī)則的間隔在貫穿該結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度、寬度和厚度的多個(gè)位置間歇聯(lián)合并分離以形成連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)。
[0017]【具體實(shí)施方式】
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材，其中所述非織造片材具有至少10ml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)。
[0019]本發(fā)明的非織造片材包含聚合物纖維。所述聚合物纖維由選自聚烯烴、聚酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚砜、含氟聚合物以及它們的組合的聚合物制成。
[0020]所述聚合物纖維可以為叢絲纖維束，其根據(jù)授予Marin等人的美國(guó)專利7，744，989所公開的閃蒸紡絲工藝與在片材粘結(jié)前附加的熱拉伸而制成。優(yōu)選地，所述熱拉伸包括在介于約124°C至約154°C之間的溫度下，在定位在分開小于32cm，優(yōu)選分開約5cm至約30cm之間的相對(duì)短距離處的加熱拉伸輥之間，將未粘結(jié)纖維網(wǎng)在縱向上單向拉伸，并且拉伸約3%至25%以形成拉伸的纖維網(wǎng)。在分開大于32cm的拉伸輥距離處進(jìn)行拉伸可能造成纖維網(wǎng)的顯著頸縮，這將是不可取的。用于閃蒸紡絲工藝的典型的聚合物為聚烯烴，諸如聚乙烯和聚丙烯。還設(shè)想可將主要由乙烯和丙烯單體單元組成的共聚物，以及烯烴聚合物和共聚物的共混物閃蒸紡絲。
[0021]例如，液體過濾介質(zhì)可通過以下方法制備，所述方法包括在約205°C至220°C的紡絲溫度下將按重量計(jì)12%至24%的聚乙烯在紡絲劑中的溶液閃蒸紡絲以形成叢絲纖維束，所述紡絲劑由正戊烷和環(huán)戊烷的混合物組成，并將所述叢絲纖維束收集成未粘結(jié)纖維網(wǎng)，在介于約124°C至約154°C之間的溫度下,在定位成分開約5cm至約30cm之間的加熱拉伸輥之間將所述未粘結(jié)纖維網(wǎng)在縱向上單向拉伸，并拉伸約3%至25%以形成拉伸的纖維網(wǎng)；并且在介于約124°C至約154°C之間的溫度下在加熱粘結(jié)輥之間將已拉伸的纖維網(wǎng)粘結(jié)以形成非織造片材，其中所述非織造片材具有至少10ml/min/Cm2/KPa的水流量和至少
3.0的彎曲過濾系數(shù)。
[0022]本發(fā)明的非織造片材具有至少10、至少15或甚至至少20ml/min/cm2/KPa的水流量，和至少3.0或甚至至少3.5的彎曲過濾系數(shù)。本發(fā)明的非織造片材展示了在水流量和彎曲過濾系數(shù)的組合方面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的液體過濾介質(zhì)的提高。
[0023]本發(fā)明的非織造片材具有0.5微米粒度下的至少50%、至少60%、至少70%或甚至至少80%的過濾效率額定值以及標(biāo)準(zhǔn)化為至少2.9、至少3.7、至少4.4或甚至至少
5.lmin/g/m2的所述非織造片材基重的預(yù)期壽命。
[0024]本發(fā)明非織造片材的優(yōu)點(diǎn)是容易從顆粒和液體的漿料中除去顆粒。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于從液體中過濾顆粒的過濾系統(tǒng)，其包含液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材，其中所述非織造片材具有至少IOml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)。
[0026]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于從液體中過濾顆粒的過濾系統(tǒng)，其包含復(fù)合材料液體過濾介質(zhì)，所述介質(zhì)包含至少一種非織造片材和至少一種附加的液體過濾介質(zhì)。所述附加的液體過濾介質(zhì)選自預(yù)過濾層、微濾膜、以及它們的組合，其中所述預(yù)過濾層定位成鄰近所述非織造片材并與所述非織造片材成面對(duì)面的關(guān)系，并且定位在所述非織造片材的上游，其中所述微濾膜定位成鄰近所述非織造片材并與所述非織造片材成面對(duì)面的關(guān)系，并且定位在所述非織造片材的下游。
[0027]可使非織造片材和附加的液體過濾介質(zhì)保留在未粘結(jié)狀態(tài)或任選在其表面的至少一部分上相互粘結(jié)。所述非織造片材和微濾膜可通過熱層壓、點(diǎn)粘結(jié)、超聲波結(jié)合、粘合劑粘結(jié)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何粘結(jié)方式進(jìn)行粘結(jié)。
[0028]微濾膜可包含例如選自下列的聚合物:膨脹聚四氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、乙酸纖維素、硝酸纖維素、混合纖維素酯以及它們的共混物和組合。
[0029]本發(fā)明的過濾系統(tǒng)還可包含稀松布層，其中使所述稀松布層僅定位成鄰近非織造片材、預(yù)過濾層、微濾膜、或它們的組合。如本文所用，“稀松布”是支持層或排水層，并可以為任選能夠粘結(jié)、附接或?qū)訅旱椒强椩炱?、預(yù)過濾層、微濾膜或它們的組合上的任何平面結(jié)構(gòu)。有利的是，可用于本發(fā)明的稀松布層為紡粘非織造層，但可由非織造纖維等的梳理纖維網(wǎng)、或甚至機(jī)織網(wǎng)制成。
[0030]所述液體過濾介質(zhì)可通過預(yù)過濾較大顆粒而起到向微濾膜提供深層過濾的作用，由此延長(zhǎng)微濾膜的壽命。
[0031]所述過濾系統(tǒng)可以為用于過濾液體的任何裝置或系統(tǒng)，例如自動(dòng)加壓過濾器、濾筒(cartridge)、濾袋、折疊濾袋(pleated filter bag)以及過濾套(filter sock)。
[0032]測(cè)試方法
[0033]在以下非限制性例子中，采用以下測(cè)試方法來測(cè)定各種報(bào)道的特性及性能。ASTM是指美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)。
[0034]通過ASTM D-3776測(cè)定基重，其以g/m2為單位記錄。
[0035]水流暈按如下方法計(jì)算。閉環(huán)過濾系統(tǒng)由60升高密度聚乙烯(HDPE)儲(chǔ)罐、Levitronix LLC (Waltham, MA) BPS-4 磁稱合離心式高純泵系統(tǒng)、Malema EngineeringCorp.(Boca Raton, FL)M-2100-T3104-52-U-005/USC-731 超聲流量傳感器 / 計(jì)、Millipore (Billerica, MA) 90mm直徑的不銹鋼平板過濾器外殼(51.8cm2過濾面積)、緊接位于過濾器外殼前后的壓力傳感器以及位于獨(dú)立側(cè)閉環(huán)中的ProcessTechnology (Mentor, OH) TherMax2ISl.1-2.75-6.25 換熱器組成。
[0036]向六十升HDPE儲(chǔ)罐中加入0.1微米已過濾去離子(DI)水?；趶牧髁坑?jì)反饋的信號(hào)，使用Levitronix泵系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速，從而向過濾器外殼提供期望的水流量。使用換熱器將水溫維持在大約20°C。在水滲透性測(cè)試之前，通過在過濾器外殼中放置0.2微米聚碳酸酯徑跡蝕刻膜并將Levitronix泵系統(tǒng)設(shè)定為1000ml/min的固定水流量來驗(yàn)證過濾系統(tǒng)的清潔度。如果經(jīng)過10分鐘時(shí)間Λ壓力上升〈0.7KPa，則宣布系統(tǒng)是清潔的。
[0037]從過濾器外殼中除去徑跡蝕刻膜并用介質(zhì)代替用于水滲透性測(cè)試。然后將介質(zhì)用異丙醇潤(rùn)濕并隨后用1-2升的0.1微米已過濾DI水沖洗。通過使用Levitronix泵系統(tǒng)以60ml/min間歇將水流量從O增加至3000ml/min來測(cè)試水滲透性。對(duì)于每個(gè)間隔，記錄上游壓力、下游壓力和精確的水流量。以ml/min/cm2/KPa為單位計(jì)算壓力對(duì)流量的曲線斜率，其中斜率越高表示水滲透性越高。
[0038]過濾效率通過由ASTM F795開發(fā)的測(cè)試方案測(cè)量。通過在六十升HDPE儲(chǔ)罐中向57997.1g0.1 微米已過濾 DI 水中加入 2.9g 的 PowderTechnology Inc.(Burnsville, MN)IS012103-LA3介質(zhì)測(cè)試用粉塵來制備50ppm ISO測(cè)試用粉塵溶液。均勻的粒度分布通過在過濾前將溶液混合30分鐘來實(shí)現(xiàn)并通過使用具有三英寸直徑的三葉推進(jìn)器、速度設(shè)定為九的IKAWorks, Inc.(Wilmington, NC)RW16基礎(chǔ)機(jī)械攪拌器維持，并且也用LevitronixLLC(Waltham, MA)BPS-4磁稱合離心式高純泵系統(tǒng)再循環(huán)。使用位于側(cè)閉環(huán)中的ProcessTechnology (Mentor, OH) TherMax2ISl.1-2.75-6.25 換熱器將溫度控制在大約 20°C。
[0039]在過濾前，從罐中收集130ml樣品用于后續(xù)的未過濾顆粒計(jì)數(shù)分析。將過濾介質(zhì)放入MiIIipore (BiIlerica, MA) 90mm直徑不銹鋼平板過濾器外殼(51.8cm2過濾面積)中，用異丙醇潤(rùn)濕并隨后在開始過濾前用1-2升的0.1微米已過濾Dl水沖洗。
[0040]使用緊接位于過濾器外殼前后的具有Malema Engineering Corp.(Boca Raton,FL)M-2100-T3104-52-U-005/USC-731超聲流量傳感器/計(jì)和壓力傳感器的單通過濾系統(tǒng)，以200ml/min的流量進(jìn)行過濾。使用Levitronix泵系統(tǒng)(基于從流量計(jì)反饋的信號(hào))自動(dòng)調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速以向過濾器外殼提供恒定的流量。使用換熱器將液體的溫度控制在大約20°C以從對(duì)比分析中除去該變量以及減少可能由于濃度變化而影響結(jié)果的水從溶液中蒸發(fā)。
[0041]記錄時(shí)間、上游壓力和下游壓力并將過濾器壽命記錄為達(dá)到69KPa的Λ壓力所需的時(shí)間。
[0042]在2分鐘時(shí)收集過濾樣品用于隨后的顆粒計(jì)數(shù)分析。采用ParticleMeasuringSystems Inc.(Boulder,CO)Liquilaz S02 和 Liquilaz S05 液體光學(xué)顆粒計(jì)數(shù)器來測(cè)定未過濾和已過濾樣品的顆粒計(jì)數(shù)。為測(cè)量顆粒計(jì)數(shù)，用0.1微米已過濾DI水將液體稀釋至在Liquilaz S05顆粒計(jì)數(shù)傳感器處大約4000顆粒計(jì)數(shù)/ml的最終未過濾濃度。離線稀釋通過在IL瓶中稱入(0.0^精度)88(^0.1微米已過濾01水和120g50ppm ISO測(cè)試用粉塵并用攪拌棒攪拌15分鐘來進(jìn)行。二次稀釋通過將比率為5ml的已稀釋ISO測(cè)試用粉塵注入195ml0.1微米已過濾DI水中，用內(nèi)聯(lián)靜態(tài)攪拌器混合并立即測(cè)量顆粒計(jì)數(shù)而在線進(jìn)行。使用下式，由通過所述介質(zhì)的顆粒數(shù)濃度與撞擊在介質(zhì)上的在顆粒“面元”尺寸內(nèi)的顆粒濃度的比率計(jì)算給定粒度的過濾效率。
[0043]效率(α尺寸)(<%)= (N上游-N下游)*100/Ν上游
[0044]預(yù)期壽命是達(dá)到69KPa終端壓力所需的時(shí)間。
[0045]標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)期壽命通過所述預(yù)期壽命除以基重來計(jì)算并以min/g/m2為單位報(bào)告。
[0046]中流量孔徑根據(jù)ASTM Designation E 1294-89, “Standard Test Methodfor Pore Size Characteristics ofMembrane Filters Using Automated LiquidPorosimeter” 使用毛細(xì)管流量孔隙率計(jì)(型號(hào) CFP-34RTF8A-3-6-L4, Porous Materials,Inc.(PMI)，Ithaca，N.Y.)測(cè)量。將不同尺寸(8、20或30mm直徑)的各個(gè)樣品用低表面張力流體(1，1，2，3，3，3-六氟丙烯或“Galwick”，具有16dyne/cm的表面張力)潤(rùn)濕并置于夾持器中，施加不同的空氣壓差并將流體從樣品除去。潤(rùn)濕流量等于干燥流量(無潤(rùn)濕溶劑下的流量)的二分之一處的壓差用于利用提供的軟件來計(jì)算平均流孔徑。
[0047]標(biāo)稱額定90%的效率在能夠除去標(biāo)稱重量百分比(即90% )的既定微米尺寸固體顆粒(即10微米的90% )的過濾介質(zhì)上測(cè)量。微米額定值在給定粒度90%的效率下測(cè)定。
[0048]彎曲過濾系數(shù)是對(duì)顆粒通過多孔結(jié)構(gòu)的難度的計(jì)量并通過中流量孔徑除以標(biāo)稱額定90%的效率來計(jì)算。
[0049]實(shí)魁
[0050]在下文中將采用以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0051]實(shí)例I和2
[0052]代表本發(fā)明非織造片材的實(shí)例I和2由美國(guó)專利7，744，989中所公開的閃蒸紡絲技術(shù)和片材粘結(jié)前附加的熱拉伸制成。未粘結(jié)的非織造片材由熔融指數(shù)為0.7g/10min(根據(jù)ASTM D-1238在190°C和2.16kg載荷下測(cè)量)的20重量％濃度高密度聚乙烯的紡絲劑(68重量％正戊烷和32重量％環(huán)戊烷)閃紡。然后將未粘結(jié)的非織造片材拉伸并將整個(gè)表面粘結(jié)。使所述片材在146°C下的預(yù)熱輥、兩對(duì)146°C下的粘結(jié)輥(片材的每面各一個(gè)輥)、由滿足85-90肖氏硬度A的配制橡膠制成的146°C下的支承輥、以及兩個(gè)冷卻輥之間運(yùn)行。分別以30.5和76.2 m/min的速度，在具有IOcm跨越長(zhǎng)度的兩個(gè)預(yù)熱輥之間使實(shí)例I和2拉伸6%和18%。實(shí)例I和2的脫層強(qiáng)度分別為0.73N/cm和0.78N/cm。片材的物理性能和過濾性能在表中給出。
[0053]比較實(shí)例A
[0054]除了沒有片材拉伸之外，與實(shí)例I和2相似地制備比較實(shí)例A。如美國(guó)專利7，744，989中所公開的將未粘結(jié)的非織造片材整個(gè)表面粘結(jié)。在359kPa蒸汽壓和91m/min的速度下，使片材的每個(gè)面在平滑的蒸汽輥之上運(yùn)行。片材的脫層強(qiáng)度為1.77N/cm。片材的物理性能和過濾性能在表中給出。與比較實(shí)例A相比，本發(fā)明的實(shí)例I和2具有優(yōu)異的水流量。
[0055]比較實(shí)例B
[0056]比較實(shí)例B 為Tyvekli SoloFlo? (購自 DuPont(Wilmington,DE)),用于液體過濾
應(yīng)用諸如廢水處理的商用閃紡非織造片材產(chǎn)品。所述產(chǎn)品被評(píng)定為I微米過濾介質(zhì)，其在I微米顆粒下具有98%的效率。片材的物理性能和過濾性能在表中給出。與比較實(shí)例B相t匕，本發(fā)明的實(shí)例I和2具有優(yōu)異的水流量、標(biāo)準(zhǔn)化為基重的預(yù)期壽命、和彎曲過濾系數(shù)。
[0057]比較實(shí)例C和D
[0058]比較實(shí)例C和D為0berlin713-3000聚丙烯紡粘/熔噴非織造片材復(fù)合材料，以及0berlin722-1000聚丙烯紡粘/熔噴/紡粘非織造片材復(fù)合材料(購自O(shè)berlin FilterC0.(Waukesha，WI))。片材的物理性能和過濾性能在表中給出。與比較實(shí)例C和D相比，本發(fā)明的實(shí)例I和2具有優(yōu)異的過濾效率和彎曲過濾系數(shù)。
[0059]比較實(shí)例E和F
[0060]比較實(shí)例E和F為由聚丙烯納米纖維制成的熔噴非織造片材。根據(jù)以下程序制備比較實(shí)例E和F。如美國(guó)專利號(hào)6，114，017中所公開的，使用組合模具熔噴120(^/1011^11熔體水流量的聚丙烯。用于制備這些樣品的被控制的工藝條件為減小的空氣水流量、空氣溫度、聚合物水流量和溫度、模具主體溫度、模具到收集器的距離。與這些參數(shù)一起，通過改變收集速度和聚合物通過速率來改變基重。這些樣品的平均纖維直徑小于500nm。片材的物理性能和過濾性能在表中給出。與比較實(shí)例E和F相比，本發(fā)明的實(shí)例I和2具有優(yōu)異的過濾效率和彎曲過濾系數(shù)。
[0061]比較實(shí)例G-T
[0062]比較實(shí)例G-J為通過分別保持在1.2,2.5、5和10微米而評(píng)定的PolyPro XL 一次性過濾器 PPG-120、250、500 和 IOC(購自 Cuno (Meriden，CT))，各自額定為 1.2,2.5、5 和 10微米的聚丙烯壓延熔噴過濾介質(zhì)。片材的物理性能和過濾性能在表中給出。與比較實(shí)例G-J相比，本發(fā)明的實(shí)例I和2具有優(yōu)異的水流量和彎曲過濾系數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種液體過濾介質(zhì)，包含至少一種非織造片材，所述非織造片材包含聚合物纖維，其中所述非織造片材具有至少10ml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液體過濾介質(zhì)，其中所述聚合物纖維由選自聚烯烴、聚酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚砜、聚酰亞胺、氟化聚合物以及它們的組合的聚合物制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體過濾介質(zhì)，其中所述聚合物纖維具有非圓形橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體過濾介質(zhì),其中所述聚合物纖維為叢絲纖維束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體過濾介質(zhì)，其中所述非織造片材為在縱向上單向拉伸的非織造片材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體過濾介質(zhì)，其中所述非織造片材具有在0.5微米粒度下至少50%的過濾效率額定值以及標(biāo)準(zhǔn)化為至少2.9min/g/m2的所述非織造片材基重的預(yù)期壽命。
7.一種用于從液體中過濾顆粒的過濾系統(tǒng),包含液體過濾介質(zhì),所述液體過濾介質(zhì)包含含有聚合物纖維的至少一種非織造片材，其中所述非織造片材具有至少lOml/min/cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲過濾系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述過濾系統(tǒng)，其中所述聚合物纖維由選自聚烯烴、聚酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚砜、聚酰亞胺、氟化聚合物以及它們的組合的聚合物制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾系統(tǒng)，其中所述聚合物纖維具有非圓形橫截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾系統(tǒng)，其中所述聚合物纖維為叢絲纖維束。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾系統(tǒng)，其中所述非織造片材為在縱向上單向拉伸的非織造片材。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾系統(tǒng)，其中所述非織造片材具有在0.5微米粒度下至少50%的過濾效率額定值以及標(biāo)準(zhǔn)化為至少2.9min/g/m2的所述非織造片材基重的預(yù)期壽命O
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾系統(tǒng)，其中所述過濾系統(tǒng)還包含至少一種附加的液體過濾介質(zhì)，所述液體過濾介質(zhì)選自預(yù)過濾層、微濾膜、以及它們的組合，其中所述預(yù)過濾層定位成鄰近所述非織造片材并與所述非織造片材成面對(duì)面的關(guān)系，并且定位在所述非織造片材的上游，其中所述微濾膜定位成鄰近所述非織造片材并與所述非織造片材成面對(duì)面的關(guān)系，并且定位在所述非織造片材的下游。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾系統(tǒng)，其中所述過濾系統(tǒng)選自自動(dòng)壓力過濾器、濾筒、濾袋、折疊濾袋和過濾套。
15.—種制備液體過濾介質(zhì)的方法，包括: 在約205°C至2200C的紡絲溫度下將按重量計(jì)12 %至24%的聚乙烯在紡絲劑中的溶液閃蒸紡絲以形成叢絲纖維束，所述紡絲劑由正戊烷和環(huán)戊烷的混合物組成，并將所述叢絲纖維束收集成未粘結(jié)纖維網(wǎng)； 在介于約124°C和約154°C之間的溫度下,在定位成分開約5cm和約30cm之間的加熱拉伸輥之間將所述未粘結(jié)纖維網(wǎng)在縱向上單向拉伸，并拉伸約3%至25%以形成拉伸的纖維網(wǎng)；以及 在介于約124°C至約154°C之間的溫度下在加熱粘結(jié)輥之間粘結(jié)所述拉伸的纖維網(wǎng)以形成非織造片材，其中所述非織造片材具有至少10ml/min/Cm2/KPa的水流量和至少3.0的彎曲 過濾系數(shù)。
【文檔編號(hào)】B01D27/04GK103533996SQ201280023768
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】H.S.林, R.A.馬林, P.H.楊, G.陳, T.F.康普頓, S.弗里斯克 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司