本發(fā)明涉及用于濾油器的過濾介質(zhì)。特別是，本發(fā)明涉及由合成纖維、任選存在的至少一種添加劑和至少一種熱固性粘合劑和/或至少一種粘合劑纖維形成的過濾介質(zhì)，其中所述合成纖維包含基于所述纖維的總重量計(jì)不多于30重量％、優(yōu)選地不多于20重量％的玻璃纖維，其中所述纖維用所述熱固性粘合劑和/或所述至少一種粘合劑纖維粘合，以形成纖維性介質(zhì)。本發(fā)明還涉及制備此類過濾介質(zhì)的方法，以及由所述介質(zhì)制成的自支撐起褶濾油器。

背景技術(shù)：

旨在用于內(nèi)燃機(jī)中的濾油器通常包含具有由木漿獲得的纖維的過濾介質(zhì)。這種木漿纖維通常為1至7毫米長，直徑為15至45微米。天然木漿由于其成本相對低、可加工性、各種機(jī)械性能和化學(xué)性能以及在最終應(yīng)用中的耐久性而主要成為用于制備過濾介質(zhì)的優(yōu)選原材料。

使過濾介質(zhì)起褶以增大橫向于油流動(dòng)方向的過濾表面積。

美國專利說明書no.3,288,299公開了雙重型濾油筒(dualtypeofoilfiltercartridge)，其中流的一部分通過表面型過濾元件例如起褶紙，并且所述流的其余部分通過深度型過濾元件例如厚纖維塊。美國專利no.3,912,631公開了濾油器和接合器(adapter)。

典型的現(xiàn)有技術(shù)濾油器示于圖1中。附圖標(biāo)號(hào)1是指起褶過濾介質(zhì)(filtermedia或filtrationmedia)，并且附圖標(biāo)號(hào)2是指背襯結(jié)構(gòu)。常規(guī)過濾介質(zhì)表現(xiàn)出低剛度，并且在拉伸強(qiáng)度和破裂強(qiáng)度(burststrength)方面的機(jī)械強(qiáng)度不佳。因此，過濾介質(zhì)1與金屬網(wǎng)或其它類型的支撐裝置2一起使用，所述金屬網(wǎng)或其它類型的支撐裝置形成用于過濾介質(zhì)的背襯并且有助于在最終應(yīng)用中使用時(shí)保持褶皺形狀。

然而，考慮到機(jī)械強(qiáng)度低，過濾介質(zhì)在暴露于溫度為內(nèi)燃機(jī)中的溫度(例如125℃至135℃)的發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)往往會(huì)隨時(shí)間推移而破裂。

雖然主要用木漿生產(chǎn)的過濾介質(zhì)產(chǎn)品仍然是大多數(shù)汽車和重型油過濾應(yīng)用的優(yōu)異選擇，但對當(dāng)介質(zhì)暴露于最終應(yīng)用環(huán)境中的各種化學(xué)、熱和機(jī)械應(yīng)力時(shí)隨時(shí)間推移表現(xiàn)出增加的強(qiáng)度和耐久性的濾油產(chǎn)品的市場需求正日益增長。這種需求源于介質(zhì)所暴露的更嚴(yán)苛的最終應(yīng)用條件以及對能夠在最終應(yīng)用中安全使用越來越長時(shí)間而不會(huì)發(fā)生破裂或失效的過濾介質(zhì)的增加的需求。

長期以來廣泛用于應(yīng)對這一需求的解決方案是以約5至20重量％的量摻入一些少量的合成纖維，通常是pet聚酯。以這種方式強(qiáng)化纖維配料的結(jié)果是當(dāng)介質(zhì)暴露于最終應(yīng)用環(huán)境時(shí)實(shí)現(xiàn)了更高的介質(zhì)強(qiáng)度以及增強(qiáng)的化學(xué)和機(jī)械耐久性，這歸因于合成纖維本身優(yōu)良的化學(xué)、熱和機(jī)械耐久性。

對于空氣過濾器而言，存在主要基于現(xiàn)有技術(shù)中所記載的非天然纖維的替代性技術(shù)方案。

美國專利no.7,608,125公開了由濕法成網(wǎng)(wet-laid)纖維性墊(mat)構(gòu)成的merv過濾器，其中所述濕法成網(wǎng)纖維性墊包含約20-60重量％的玻璃纖維、約15-60重量％的聚合物纖維和約15-40重量％的用于粘合所述纖維的粘合劑。該公開的粘合劑是經(jīng)三聚氰胺甲醛改性的膠乳。

公布的美國專利申請no.2012/0175298公開了包含由兩種不同纖維組分構(gòu)成的非織造幅材的hepa過濾器。第一纖維組分由聚酯、聚酰胺、聚烯烴、聚交酯、纖維素酯、聚己內(nèi)酯、聚丙交酯(polyactide)、聚氨酯、聚氯乙烯或其組合的纖維形成。第一纖維構(gòu)成幅材的至少20重量％。第二纖維可由纖維素纖維(lyocell)或玻璃或它們二者的組合構(gòu)成。還存在由丙烯酸類聚合物、苯乙烯類聚合物、乙烯基聚合物、聚氨酯或它們的組合形成的粘合劑組分。

公布的美國專利申請no.2013/0233789公開了不含玻璃的非織造燃料過濾介質(zhì)，其由合成短纖維和原纖化纖維素纖維的共混物構(gòu)成。

美國專利no.7,488,365、8,236,082和8,778,047公開了包含占纖維性幅材50至100重量％的合成纖維的另外的過濾介質(zhì)。

關(guān)于空氣過濾器和燃料過濾介質(zhì)的參考文獻(xiàn)均未公開這樣一種過濾介質(zhì)：當(dāng)被構(gòu)造成起褶結(jié)構(gòu)時(shí)其能夠形成自支撐濾油器，并且其能夠在與內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的嚴(yán)苛條件下正常工作。

事實(shí)上，包含高百分比合成纖維的已知過濾介質(zhì)本身不可起褶或自支撐，并且它們必須利用某種附加的機(jī)械支撐層(例如，塑料或金屬絲網(wǎng)背襯)共同起褶和增強(qiáng)。用高含量的合成纖維制成的介質(zhì)通常往往會(huì)表現(xiàn)出懸垂性，并且它們?nèi)狈ψ銐虻膭偠群陀捕?，從而?dǎo)致褶皺在沒有附加支撐的情況下坍塌。由于合成纖維的熱性能和機(jī)械性能，本領(lǐng)域中公開的100％合成介質(zhì)無法保持切槽圖案，如波紋或起褶結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下文提供了經(jīng)簡化的概述，以提供對本發(fā)明的各種實(shí)施方案的一些方面的基本理解。

概述并非本發(fā)明的廣泛綜述。不意欲辨識(shí)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性因素，也不意欲劃定本發(fā)明的范圍。以下概述僅以簡化形式提供了本發(fā)明的一些概念作為對示例本發(fā)明實(shí)施方案的更詳細(xì)描述的序言。

本發(fā)明的目的是消除至少一些與本領(lǐng)域相關(guān)的問題，以及提供能夠用作內(nèi)燃機(jī)中濾油器的新型過濾介質(zhì)。

根據(jù)一個(gè)方面，本公開涉及用于濾油器的自支撐可起褶纖維性幅材，所述幅材包含合成纖維、任選存在的至少一種添加劑、至少一種粘合劑纖維和/或以足夠高的濃度(例如占所述纖維性幅材的至少15重量％)存在的熱固性粘合劑，所述濃度使得所述纖維粘合形成幅材并且使得纖維性介質(zhì)能夠形成自支撐的起褶濾油器，其中所述合成纖維包含基于纖維的總重量計(jì)不多于30重量％、優(yōu)選地不多于20重量％的玻璃纖維。這樣獲得的介質(zhì)能夠在與溫度在內(nèi)燃機(jī)中的典型溫度范圍——例如125-135℃(257-275℉)——內(nèi)的油接觸時(shí)保持褶皺。

在本公開的一個(gè)方面中，本發(fā)明種類的過濾介質(zhì)可通過以下步驟制備：由纖維性漿料形成濕法成網(wǎng)幅材，所述纖維性漿料由合成纖維和任選存在的至少一種粘合劑纖維和/或至少一種添加劑構(gòu)成；將所述幅材干燥至低含水量；使所述經(jīng)干燥的幅材與液相中的熱固性粘合劑的組合物接觸，以將所述纖維用所述熱固性粘合劑粘合在一起；移除液相以形成介質(zhì)，任選地使所獲得的介質(zhì)成波紋狀和/或預(yù)固化以及使所獲得的介質(zhì)起褶，然后進(jìn)行任選存在的最后固化步驟。

另一個(gè)方面涉及包含所示種類的過濾介質(zhì)的用于內(nèi)燃機(jī)的濾油器。

本公開的又一個(gè)方面涉及熱固性樹脂用于防止由油和防凍劑的組合及其分解產(chǎn)物導(dǎo)致的濾油器損壞的用途。

更特別是，本發(fā)明的過濾介質(zhì)的特征如權(quán)利要求1的特征部分中所述。

制備過濾介質(zhì)的方法的特征如權(quán)利要求23的特征部分中所述。

本發(fā)明的濾油器的特征如權(quán)利要求32的特征部分中所述，并且本發(fā)明的用途的特征如權(quán)利要求34中所述。

本發(fā)明獲得了相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的纖維性介質(zhì)在被起褶、任選地成波紋狀和成形為濾油器的適當(dāng)形式時(shí)產(chǎn)生自支撐的(即，獨(dú)立的或無支撐的)過濾器，并且在成品過濾器裝置中不需要使用網(wǎng)背襯。因此它們可在不需要與網(wǎng)或其它類型的次級(jí)(secondary)材料背襯配對的情況下制造和提供。

本發(fā)明的纖維性介質(zhì)適合用作濾油器，并且當(dāng)暴露于熱發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)會(huì)隨時(shí)間推移表現(xiàn)出良好的破裂強(qiáng)度。

本發(fā)明的纖維性介質(zhì)在暴露至熱發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)具有比包含天然木漿的常規(guī)過濾介質(zhì)更低的降解速率。

如下文更詳細(xì)地論述，例如包含上文論述類型的現(xiàn)有技術(shù)纖維混合物的合成材料易受乙二醇輔助破碎(glycolassisteddisintegration)的影響，所述乙二醇輔助破碎在例如重型柴油機(jī)中的條件下是廣泛存在的。在分解時(shí)，此類材料可破碎至油中并甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)卡住和運(yùn)動(dòng)部件的污染。相比之下，本發(fā)明的纖維性介質(zhì)改善了對此類破碎的抗性，并且這提供了延長的過濾器運(yùn)行時(shí)間。

根據(jù)本發(fā)明的纖維性介質(zhì)易于可形成槽(即，可成波紋狀)和可起褶。而且，該材料甚至在長時(shí)間暴露于例如溫度為140℃的熱發(fā)動(dòng)機(jī)油之后也能夠保持其原始槽深度(或波紋深度)的大部分。此特征還有助于延長本發(fā)明纖維性介質(zhì)的運(yùn)行壽命。

如此制備的纖維性幅材也具有足夠的強(qiáng)度，從而使得其可容易地用典型類型的生產(chǎn)設(shè)備制備而不存在效率過低，例如由幅材斷裂、起毛(linting)、起皺等可能引起的那些。

總之，本發(fā)明消除了昂貴的背襯材料的使用，所獲得的纖維性介質(zhì)可易于形成槽(或可成波紋狀)并且可易于起褶。最終結(jié)果是能夠制造具有本發(fā)明的纖維性介質(zhì)而不具有支撐背襯材料的過濾器，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了比包含木漿的傳統(tǒng)類型濾油介質(zhì)所可能達(dá)到的顯著更高的破裂強(qiáng)度、極佳的針對乙二醇輔助破碎的抗性以及極佳的粉塵過濾能力和顆粒移除效率。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的濾油器系統(tǒng)，其包含用于在例如于內(nèi)燃機(jī)中的使用期間保持褶皺的兩個(gè)支撐結(jié)構(gòu)；

圖2示出了本發(fā)明的非限制性示例性纖維性介質(zhì)(◆)和包含典型木漿的介質(zhì)(■、×、x)的熱油破裂強(qiáng)度隨時(shí)間而變化的自然對數(shù)(ln)，從而示出了根據(jù)本發(fā)明的纖維性介質(zhì)的有利熱油耐久性(這種熱油老化的條件如下文的測試方法中所述)；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性非限制性起褶自支撐介質(zhì)；

圖4示出了非波紋狀的起褶過濾介質(zhì)(左)和波紋起褶過濾介質(zhì)(右)，從而示例了在使用波紋起褶過濾介質(zhì)時(shí)具有改善的通過褶皺的流動(dòng)；并且

圖5示出了本發(fā)明的非限制性示例性纖維性介質(zhì)的卡尺讀數(shù)(caliper)、總厚度和波紋深度之間的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的多個(gè)示例性和非限制性實(shí)施方案如所附從屬權(quán)利要求中所述。

在本文檔中使用動(dòng)詞“包含”和“包括”作為開放式限制，其既不排除也不要求存在同樣未列舉的特征。從屬權(quán)利要求中所列舉的特征可互相自由組合，除非另外明確指明。

此外，應(yīng)當(dāng)理解在本文檔整篇中“一個(gè)”或“一種”(即，單數(shù)形式)的使用不排除復(fù)數(shù)。

術(shù)語“基本上由…...組成”具有可存在特定的另外組分(即，實(shí)質(zhì)上不影響所論述的纖維/組合物的必要特征的那些)的含義。

如上文所論述，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，適合用于濾油器的本發(fā)明的纖維性介質(zhì)包含由合成纖維、任選存在的至少一種添加劑、至少一種粘合劑纖維和/或熱固性粘合劑(其優(yōu)選地以占纖維性幅材至少15重量％的濃度存在)形成的纖維性幅材，其中所述合成纖維包含基于所述纖維的總重量計(jì)不多于30重量％、優(yōu)選地不多于20重量％的玻璃纖維。所述纖維用所述熱固性粘合劑和/或所述粘合劑纖維粘合，以形成纖維性介質(zhì)。這樣獲得的纖維性介質(zhì)能夠形成自支撐的起褶濾油器，所述起褶濾油器能夠在與溫度在內(nèi)燃機(jī)中的溫度范圍——例如125-135℃——內(nèi)的油接觸時(shí)保持褶皺和波紋。

一般來講，所述熱固性粘合劑的濃度優(yōu)選地為占纖維性幅材的15至50重量％、特別是占纖維性幅材的15至30重量％。在所述濃度為15重量％或更高時(shí)，獲得極佳的可起褶性和可自支撐性。在所述濃度不高于約30％時(shí)，作為過濾介質(zhì)的過濾器的效率仍未受影響，盡管還可使用更高的濃度。

本文中的“合成”用于將本發(fā)明的纖維與由天然原材料可直接獲得的天然纖維區(qū)別開來。因此，出于本發(fā)明的目的，“合成”纖維包括通過單體(monomericentity)的聚合制備的聚合物材料纖維、以及通過熔化材料的拉伸獲得的纖維和通過天然纖維再生(例如在它們?nèi)芙庥谌軇┲兄?獲得的纖維。

纖維性介質(zhì)通常包含選自熱塑性聚合物、硅質(zhì)(silicious)纖維例如玻璃纖維、再生纖維素纖維及其混合物的合成纖維。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在所述纖維性幅材中僅使用一種類型的合成纖維。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，特別優(yōu)選使用至少兩種不同的合成纖維。

在另外的實(shí)施方案中，基于纖維的總重量計(jì)，纖維中的至少30重量％、優(yōu)選地至少50重量％是熱塑性聚合物。

因此，在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述纖維性介質(zhì)包含

-由選自合成熱塑性纖維的纖維組成的第一纖維組分；

-由選自硅質(zhì)纖維的纖維組成的第二纖維組分，并且任選地還包含再生纖維素纖維，以及它們的組合；

-任選存在的由粘合劑纖維組成的第三纖維組分；

其中所述第一纖維組分和第二纖維組分以及任選存在的第三纖維組分的纖維被混合在一起，以及

-熱固性粘合劑，其中所述熱固性粘合劑能夠?qū)⑺龅谝焕w維組分、第二纖維組分以及任選存在的第三纖維組分粘合在一起。

根據(jù)另一個(gè)方面，本公開涉及基本上由自支撐纖維性幅材組成的濾油器，所述自支撐纖維性幅材包含：

-由選自合成熱塑性纖維的纖維組成的第一纖維組分；

-由硅質(zhì)纖維組成的第二纖維組分；所述第一纖維組分的纖維構(gòu)成所述纖維性幅材中的大部分纖維；以及

-熱固性粘合劑，其構(gòu)成所述纖維性幅材中的至少15重量％。

在可與前述實(shí)施方案中的任一項(xiàng)結(jié)合的另外的實(shí)施方案中，所述第一纖維優(yōu)選為合成熱塑性纖維例如聚酯，并且構(gòu)成纖維性幅材中纖維的30至99.5重量％、特別是40至99重量％、例如43至98重量％。

所述第二纖維選自玻璃纖維(任選地與lyocell混合的玻璃纖維)、再生纖維素以及它們的組合。所述第二纖維的量為占纖維性幅材中纖維的優(yōu)選0.1至70重量％、特別是1至60重量％、例如2至57重量％。

如本文所定義，術(shù)語“自支撐可起褶幅材”或“自支撐起褶過濾介質(zhì)”是這樣的幅材或過濾介質(zhì)，其褶皺具有足夠的剛度，從而使得它們在經(jīng)受內(nèi)燃機(jī)中通常遇到的油壓時(shí)不會(huì)坍塌或過度彎曲。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述介質(zhì)可設(shè)置有具有小于30°、特別是小于25°的銳角的褶皺(還可參見圖3)。通常，“可起褶”介質(zhì)能夠形成褶皺并保持褶皺。優(yōu)選地，所述起褶介質(zhì)在過濾器的整個(gè)運(yùn)行期間保持褶皺。

如本文所定義，術(shù)語“波紋”或“切槽”具有本領(lǐng)域中通常使用的含義。特別是，它可優(yōu)選被定義為涉及交替的脊或槽的表面結(jié)構(gòu)，并且通常沿垂直于褶皺方向的方向施加以進(jìn)一步增大介質(zhì)的有效表面積而不必增大介質(zhì)的外部尺寸。優(yōu)選地，波紋深度(或切槽深度)為約0.1-0.6mm。“波紋深度”涉及介質(zhì)的平片材的卡尺讀數(shù)(或厚度)與使所述介質(zhì)成波紋狀后的所述片材的厚度之差(還可參見圖5)。波紋在起褶過濾器的卷繞過濾器布置中特別重要，其中褶皺平行于卷繞過濾器布置的中心軸線延伸。隨著給定的體積內(nèi)褶皺的數(shù)量增加，褶皺變得彼此緊密鄰接，特別是在過濾器的流出側(cè)上，從而降低了待過濾的介質(zhì)的流速，因此增大了過濾器布置的流動(dòng)阻力(還可參見圖4，右側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的波紋過濾器系統(tǒng))。因此，與如例如圖4中左側(cè)所示的非波紋過濾器相比，波紋因增大了流速而可使得待過濾介質(zhì)不受干擾地更均勻地流動(dòng)。

如本文所定義，術(shù)語“纖維性(fibrous)”意指主要由纖維和/或短纖維構(gòu)成的材料。

在本發(fā)明的語境中，術(shù)語“熱塑性”意指在特定溫度以上變得柔韌或可模塑并且在冷卻時(shí)恢復(fù)到固態(tài)的塑料。適合用于本公開的示例性熱塑性纖維是聚酯(例如，聚對苯二甲酸亞烷基酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等)、聚亞烷基(例如，聚乙烯、聚丙烯等)、聚丙烯腈(pan)和聚酰胺(尼龍，例如尼龍-6、尼龍-6,6、尼龍-6,12等)。

優(yōu)選的是表現(xiàn)出良好的耐化學(xué)性和耐熱性的pet纖維，耐化學(xué)性和耐熱性對于介質(zhì)用作濾油器的用途而言是重要的性質(zhì)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，熱塑性合成纖維選自平均直徑為0.1μm至15μm、例如0.1μm至10μm且平均長度為1至50mm、例如1至20mm的纖維。一般來講，長度大于5mm、特別是大于10mm的纖維對于良好的破裂強(qiáng)度而言是優(yōu)選的。

在本發(fā)明的語境中，“硅質(zhì)纖維”主要代表“玻璃”纖維，例如微玻璃纖維。此類纖維通常具有1,000至1的長徑比(長度與直徑的比率)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述玻璃纖維具有0.1μm至5μm的平均直徑和1,000至1的長徑比。特別是，所述玻璃纖維可具有0.4至2.6μm的平均纖維直徑。

玻璃纖維優(yōu)選地以足以提高纖維性介質(zhì)作為過濾器的效率的量包含。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述合成纖維包含基于纖維的總重量計(jì)不多于30重量％、優(yōu)選地不多于20重量％的玻璃纖維。雖然所述合成纖維僅包含基于纖維的總重量計(jì)不多于30重量％或不多于20重量％的玻璃纖維，但該量足以制備用于具有優(yōu)異的顆粒移除效率和熱油破裂強(qiáng)度的過濾器的纖維性介質(zhì)，如實(shí)施例中所示。通常，現(xiàn)有技術(shù)的合成過濾介質(zhì)包含大量玻璃纖維，用于甚至在高溫條件例如150℃下實(shí)現(xiàn)足夠的氣體或液體過濾效率。然而，通過如權(quán)利要求中所述地在纖維性介質(zhì)中使用更少的玻璃纖維，可提供具有極佳的在顆粒移除效率和熱油破裂強(qiáng)度方面的過濾性質(zhì)的纖維性介質(zhì)。

在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，存在至少兩種類型的玻璃纖維，即平均纖維直徑小于1μm的第一組纖維和平均纖維直徑為2μm或更大的第二組纖維。兩組纖維的重量比通常為1:100至100:1，特別是約1:10至10:1。

所述合成纖維也可包含基于纖維的總重量計(jì)不多于40重量％、優(yōu)選地不多于30重量％的再生纖維素材料，例如lyocell或粘膠纖維或它們的組合。

在另外的實(shí)施方案中，適合用于濾油器的本發(fā)明的纖維性介質(zhì)包含由以下組分形成或包含以下組分的纖維性幅材：

-由合成熱塑性纖維組成的第一纖維性組分，所述合成纖維具有0.1μm至10μm的平均直徑和1至20mm的平均長度；以及

-由硅質(zhì)纖維組成的第二纖維性組分；其中所述第一纖維性組分的纖維構(gòu)成所述纖維性幅材的大部分纖維，例如基于纖維性組分的總重量計(jì)不多于70重量％；以及

-以占所述纖維性幅材的至少15重量％的濃度存在的熱固性粘合劑。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，根據(jù)本公開的纖維性幅材包含第一纖維性組分和第二纖維性組分的組合，其中

-所述第一纖維性組分構(gòu)成所述纖維性幅材的70重量％至88重量％；

-所述第二纖維性組分(例如由玻璃纖維形成的)構(gòu)成所述纖維性幅材的12重量％至30重量％。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述合成纖維還可包含未拉伸的合成纖維，例如未拉伸的熱塑性合成纖維。未拉伸的纖維是本領(lǐng)域中常見的。雖然未拉伸的纖維通常不具有實(shí)際使用所需的機(jī)械性質(zhì)例如拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，但意外發(fā)現(xiàn)，未拉伸的纖維可改善幅材在與溫度在內(nèi)燃機(jī)中的溫度范圍(例如125至135℃)內(nèi)的油接觸時(shí)不僅保持褶皺而且保持波紋的能力。它們還可有助于改善如本文所定義的過濾器的過濾效率。

可包含基于纖維的總重量計(jì)不多于50重量％、優(yōu)選地不多于45重量％、例如20至50重量％或20至40重量％的未拉伸的纖維。

優(yōu)選的是未拉伸的pet纖維。所述未拉伸的纖維可優(yōu)選地具有約1至10mm、例如約5至10mm的平均纖維長度。

通過使用未拉伸的合成纖維和通過例如在熱(例如不高于220℃)和壓力的作用下使用光滑熱上輥和光滑熱下輥壓延所得的濕法成網(wǎng)纖維性幅材，可將所得的纖維性幅材的空隙率優(yōu)選地在大約70-95％、例如80-90％的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這對于成波紋狀而言可為特別有利的。這是因?yàn)橐环矫嫒绻障堵蔬^小，則可容易地壓印波紋，但所得的波紋纖維性幅材的過濾性質(zhì)不足。另一方面，如果空隙率過大，則纖維性幅材無法以最優(yōu)選波紋深度例如0.1-0.6mm成波紋狀。此外，壓延可增加強(qiáng)度，以便進(jìn)行另外的加工步驟，例如成波紋狀、用熱固性粘合劑浸漬和/或起褶。

不受該理論的束縛，現(xiàn)認(rèn)為未拉伸的纖維可基本上充當(dāng)另外的粘合劑纖維，因?yàn)樗鼈冊谥圃鞐l件下受熱后收縮，如下文實(shí)施例1中所述的那樣。

本發(fā)明的介質(zhì)還包含粘合劑，特別是熱固性粘合劑；其濃度優(yōu)選地為占纖維性幅材或粘合劑纖維的15重量％至50重量％，如下文限定的那樣。所述熱固性粘合劑優(yōu)選地選自酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂和/或環(huán)氧樹脂、和三聚氰胺樹脂或丙烯酸類樹脂，或它們的混合物。對所述熱固性粘合劑的濃度進(jìn)行選擇從而使得纖維性混合物的大部分纖維有效地涂覆有所述熱固性粘合劑。

在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維性介質(zhì)包含由熱固性粘合劑制成的涂層，所述熱固性粘合劑選自酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂以及它們的組合。

優(yōu)選地，所述熱固性粘合劑的濃度為占纖維性幅材的15重量％至30重量％。

為進(jìn)一步改善介質(zhì)的纖維之間(例如第一纖維和第二纖維之間)的內(nèi)部粘合，可采用雙組分熱塑性纖維(作為特定的粘合劑纖維)。此類纖維通常包含被熔點(diǎn)比形成芯的材料低的熱塑性聚合物的可熔性表面層包圍的熱塑性芯纖維。低熔點(diǎn)熱塑性聚合物可在纖維性幅材的加工期間通過加熱而軟化或部分熔化時(shí)充當(dāng)熱塑性粘合劑，從而粘附到幅材的纖維上。形成芯的較高熔點(diǎn)材料可充當(dāng)結(jié)構(gòu)材料。這些雙組分熱塑性纖維的平均纖維直徑可優(yōu)選地為約2至20μm，例如10μm；并且這些雙組分熱塑性纖維的平均纖維長度可優(yōu)選地為約2至12mm，例如約6mm?；诶w維的總重量計(jì)，此類纖維的量為0.1至20重量％、優(yōu)選地約0.5至5重量％。

此外，為進(jìn)一步改善幅材的纖維之間(例如第一纖維和第二纖維之間)的內(nèi)部粘合，可采用其它粘合劑纖維。此類粘合劑纖維優(yōu)選地為熱塑性粘合劑纖維，例如pet粘合劑纖維或聚乙烯醇(pvoh)粘合劑纖維。這些粘合劑纖維通常具有比合成纖維低的熔點(diǎn)，從而當(dāng)在纖維性幅材的加工期間通過加熱而軟化或部分表面熔化時(shí)充當(dāng)粘合劑?；蛘?，這些粘合劑纖維不熔化，而是開始部分溶解于用于制造工藝的溶劑(即水)中并變得發(fā)粘。因此，發(fā)粘或軟化的粘合劑纖維能夠通過粘附到纖維上并且在結(jié)構(gòu)上增強(qiáng)這樣所獲得的纖維性幅材而使所述幅材的纖維在內(nèi)部粘合。這些粘合劑纖維的平均纖維直徑可優(yōu)選地為約2至20um，例如10um；并且這些粘合劑纖維的平均纖維長度可優(yōu)選地為約2至12mm，例如約6mm?；诶w維的總重量計(jì)，此類纖維的量可為0.1至25重量％、優(yōu)選地約0.5至20重量％，例如2重量％。

本發(fā)明的幅材任選地包含至少一種本領(lǐng)域常見的添加劑。所述至少一種添加劑可選自阻燃劑、著色劑、疏水劑、親水劑、潤濕劑、抗微生物劑或抗靜電劑。

在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維性介質(zhì)還可包含由納米纖維——特別是靜電紡絲(electrospun)納米纖維，例如選自聚醚砜(pes)或聚酰胺(pa)納米纖維的那些——制成的納米纖維涂層。所述納米纖維涂層可優(yōu)選地具有約50至1000nm的厚度。所述納米纖維涂層可優(yōu)選地具有約0.5至5.0g/m²的負(fù)載。所述納米纖維可優(yōu)選地具有約50至500nm、例如約100至300nm的平均纖維直徑。優(yōu)選地，可將所述納米纖維涂層施用到經(jīng)熱固性粘合劑浸漬的纖維性幅材的上面。

纖維性介質(zhì)通常通過將至少一種第一纖維性組分的纖維——任選地與至少一種粘合劑纖維和/或至少一種添加劑——混合形成纖維性幅材來制備。該工藝在實(shí)施例1中更詳細(xì)地公開。

根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，本公開的纖維性幅材還具有以下性質(zhì)：

-基重為50至400gsm；

-用于油施用的透氣度為2至600cfm/sf；以及

-在溫度為例如140℃的熱油中500小時(shí)后的破裂強(qiáng)度為至少20psi。

除非另外指明，本文所述的纖維性幅材的所有參數(shù)根據(jù)下文實(shí)施例中描述的測試方法測定。

此外，纖維性介質(zhì)在卡尺讀數(shù)(tmi)為20至60密耳時(shí)的典型性質(zhì)如下：

-破裂強(qiáng)度，干燥(飽和并干燥的幅材，sd)通常為25至90psi，特別是28.5至85.0psi；

-破裂強(qiáng)度，潤濕(飽和并干燥的幅材，sd)通常為10至90psi，特別是12至82.0psi；

-500小時(shí)熱油破裂20至50psi。

此外，纖維性介質(zhì)在卡尺讀數(shù)(tmi)為20至60密耳時(shí)的典型性質(zhì)如下：

-破裂強(qiáng)度，干燥(飽和、干燥并固化幅材，sdc)通常為30至80psi；

-破裂強(qiáng)度，潤濕(飽和、干燥并固化幅材，sdc)通常為30至90psi。

在一個(gè)實(shí)施方案中，卡尺讀數(shù)為20至60密耳的過濾介質(zhì)的剛度(加工方向，md，飽和并干燥，sd)通常為3,300至10,000mg，特別是約5,000至8,000mg。

在一個(gè)實(shí)施方案中，卡尺讀數(shù)為20至60密耳的過濾介質(zhì)的剛度(加工方向，md，飽和、干燥并固化，sdc)通常為3,200至16,800mg。

在一個(gè)實(shí)施方案中，卡尺讀數(shù)為20至60密耳的幅材針對具有15微米粒度的顆粒的過濾效率為：20％至99％，特別是約25％至98％。納污容量(dirtholdingcapacity)：70至150mg/in²，特別是95至145mg/in²。

“飽和并干燥”代表在室溫下基于介質(zhì)的總重量計(jì)揮發(fā)物總含量小于7重量％的介質(zhì)。

“飽和、干燥并固化”代表在室溫下基于完全固化的介質(zhì)的總重量計(jì)揮發(fā)物總含量小于7重量％的介質(zhì)。

制備以上論述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的過濾介質(zhì)的方法通常包括以下步驟：

-由纖維性漿料形成濕法成網(wǎng)幅材，所述纖維性漿料由水中的合成纖維以及任選存在的至少一種添加劑和/或至少一種粘合劑纖維構(gòu)成；

-將所述幅材干燥至低含水量、優(yōu)選地為2％或更少的含水量；

-使所述經(jīng)干燥的幅材與液相中的熱固性粘合劑的組合物接觸，以使所述纖維用所述熱固性粘合劑粘合在一起；

-移除液相形成幅材；

-任選地使所述幅材預(yù)固化和/或成波紋狀；以及

-使所述幅材起褶，任選地隨后進(jìn)行最后固化步驟。

基于液相組合物的總重量計(jì)，所述液相組合物中粘合劑的濃度(固體物質(zhì))適當(dāng)?shù)貫榧s10至50重量％。

在使經(jīng)干燥的幅材與粘合劑接觸的步驟中，所述經(jīng)干燥的幅材優(yōu)選地用熱固性粘合劑的液體組合物在一側(cè)或兩側(cè)飽和。在飽和步驟之后，移除組合物的液相(即溶劑或分散劑)。對于移除液相，優(yōu)選加熱介質(zhì)。

任選地，在起褶和/或成波紋狀之前可通過另外的加熱步驟預(yù)固化所述經(jīng)干燥的介質(zhì)?！邦A(yù)固化”是指將熱固性粘合劑樹脂部分固化至不多于例如65％或100％。

在一個(gè)實(shí)施方案中，移除粘合劑組合物的液相，從而使得以在任選存在的成波紋狀之前經(jīng)處理的幅材的總重量計(jì)算將揮發(fā)物含量降低至小于10重量％、特別是小于8重量％。

揮發(fā)物的含量是指在環(huán)境溫度(室溫)下幅材中留下的揮發(fā)性組分的量。

介質(zhì)可任選地為成波紋狀的。在一個(gè)實(shí)施方案中，波紋可通過以下方式形成：在使用熱固性粘合劑浸漬纖維性幅材之后，通過在樹脂涂覆輥和波紋輥之間加熱(或干燥)纖維性幅材至大約180-220℃，然后在80℃以下加熱(或干燥)由此獲得的波紋纖維性介質(zhì)，以便防止因高溫加熱而使波紋坍塌。成波紋狀技術(shù)是本領(lǐng)域中通常已知的。

結(jié)合實(shí)施例1更詳細(xì)地檢驗(yàn)制造方法。

可如實(shí)施例3中更詳細(xì)描述地使介質(zhì)起褶和任選地完全固化。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的纖維性介質(zhì)能夠形成自支撐濾油器介質(zhì)，所述自支撐濾油器介質(zhì)在正常運(yùn)行期間保持其褶皺和波紋。

通常，本發(fā)明的介質(zhì)能夠甚至在與油——特別是溫度不高于約140℃的油——接觸時(shí)保持褶皺以及任選存在的波紋。因此，自支撐的、起褶的且任選成波紋狀的濾油器介質(zhì)能夠在與溫度在內(nèi)燃機(jī)中的溫度范圍——例如125至135℃——內(nèi)的油接觸時(shí)保持褶皺和任選存在的波紋。

如上文初步論述，已知例如重型柴油機(jī)在其冷卻系統(tǒng)內(nèi)的墊圈中可能具有內(nèi)部裂紋，這導(dǎo)致冷卻劑的乙二醇滲漏至潤滑系統(tǒng)的潤滑油中。乙二醇與熱油的組合對合成過濾介質(zhì)可能具有顯著影響，即這些介質(zhì)可能會(huì)損失其完整性并且在升高的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度下甚至可能會(huì)完全溶解于油乙二醇混合物中。

相比之下，在本發(fā)明中，據(jù)觀測當(dāng)使用選自熱固性粘合劑樹脂——如基于三聚氰胺的樹脂(例如三聚氰胺甲醛)——的粘合劑浸漬或涂覆纖維時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的纖維性介質(zhì)在乙二醇油混合物中的溶解度降低或完全消除。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本公開涉及包含根據(jù)本公開的自支撐的起褶的且任選地成波紋狀的纖維性介質(zhì)的濾油器。根據(jù)本公開的過濾器由于其高溫完整性而特別適合用于潤滑油系統(tǒng)中?！斑^濾器”是指這樣的過濾器裝置(或過濾器配置)，其包含如上定義為起褶的且任選成波紋狀的過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)被以一定方式設(shè)置在一對端板之間以便形成空心圓筒。然而，根據(jù)本公開的過濾器也可例如用于氣體渦輪(gasturbine)和潔凈室應(yīng)用。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，本公開的幅材可用于經(jīng)層合的介質(zhì)產(chǎn)品中。由于根據(jù)本公開的纖維性介質(zhì)包含非常高百分比的合成纖維，所以其可在層合工藝中通過使用熱粘合、超聲波粘合等粘合到其它材料。也可通過使用標(biāo)準(zhǔn)的基于水的或熱熔的膠進(jìn)行層合。

下述實(shí)施例論述了根據(jù)本發(fā)明的過濾介質(zhì)的制備。

圖2示出了(i)本公開的示例性幅材和(ii)標(biāo)準(zhǔn)油介質(zhì)隨時(shí)間而變化的熱油破裂強(qiáng)度的自然對數(shù)(ln)。圖2中所示的自然對數(shù)(ln)破裂曲線圖的斜率被視為所述介質(zhì)的降解速率。根據(jù)本公開的介質(zhì)的斜率為含木漿的現(xiàn)有技術(shù)介質(zhì)的一半。因此，當(dāng)與含木漿的介質(zhì)相比，根據(jù)本公開的介質(zhì)在以顯著更長時(shí)間暴露于熱發(fā)動(dòng)機(jī)油時(shí)具有更高的破裂強(qiáng)度。

據(jù)觀測，根據(jù)本公開的介質(zhì)的槽深度(或波紋深度)在熱發(fā)動(dòng)機(jī)油中穩(wěn)定，并且直接與典型的含木漿的介質(zhì)中保持的槽深度相當(dāng)。還觀測到，基重相對較重的根據(jù)本公開的纖維性介質(zhì)、相對較高％的樹脂含量的片材(例如至少15％或25％的樹脂含量)、以及使用酚醛樹脂體系所有這些組合起來獲得了具有極好切槽和起褶特征以及高的熱油中耐久性的介質(zhì)。

實(shí)施例

測試方法

基重：基重根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t410om-02測定，以克/平方米(gsm)為單位報(bào)告。

卡尺讀數(shù)或厚度：介質(zhì)的卡尺讀數(shù)或厚度根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t411om-05使用thwingalbert89-100厚度測試儀確定。

波紋深度是在使介質(zhì)成波紋狀之后所述介質(zhì)的平片材的卡尺讀數(shù)與所述片材的厚度之間的差值。

透氣度：介質(zhì)的透氣度或“airperm”通過使用textestag(型號(hào)fx3300)根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t251cm-85(“airpermeabilityofporouspaper,fabricandpulphandsheets”)以0.5英寸(2.7mm)水位差(waterdifferential)測定，并且以立方英尺/平方英尺樣品面積/分鐘(cfm/sf)(有時(shí)被稱為cfm)為單位的空氣流速報(bào)告。透氣度也可被稱為孔隙度、frazier或textest。

破裂強(qiáng)度：潤濕和干燥破裂強(qiáng)度根據(jù)tappi標(biāo)準(zhǔn)t403om-22(“burstingstrengthofpaper”)測定，且以kgf/cm²為單位報(bào)告。

介質(zhì)的剛度根據(jù)tappit489om-92通過使用gurley抗彎曲測試儀mod4171d(gurleyprecisioninstruments)測定。

孔徑：介質(zhì)中的孔徑通過使用泡點(diǎn)法根據(jù)astm316-03(2011)利用porometerg3series(quantachromeinstruments)測定，且以微米(μm)為單位報(bào)告。

空隙率通過吸漲法(imbibitionmethod)在真空下將待分析的過濾器浸入潤濕孔的正丁醇中來測定(過濾器尺寸：40mm×40mm；真空泵：0.133pa(極限壓力)，50l/min排氣速率；使用分辨率為至少0.1mg的直讀式天平)。

納污容量(dustholdingcapacity)/顆粒移除效率：按照用于潤滑油過濾的iso4548-12通過使用multipass系統(tǒng)測定介質(zhì)的dhc(納污容量)和顆粒移除效率。將介質(zhì)以平片材的形式進(jìn)行測試，其中測試流速為0.5l/min，顆粒注入流速為250ml/min，bugl(基本上游重量分析水平)為60mg/l(iso介質(zhì)測試污染物)，末端壓降為12.3psi，圓形樣品測試直徑為6.375英寸，并且面速度為3.624英寸/分鐘。

目的在于測定熱油破裂強(qiáng)度的熱油老化通過將介質(zhì)樣品(尺寸：14×10cm)置于保持在140℃+/-0.1℃下的典型發(fā)動(dòng)機(jī)油的油浴(例如mobil1)中500小時(shí)來進(jìn)行。介質(zhì)樣品的“熱油破裂強(qiáng)度”被定義為當(dāng)將受控且不斷增大的壓力施加通過面積為7.07cm²的橡膠膜片時(shí)導(dǎo)致介質(zhì)樣品破裂所需的最大靜水壓力。然后將介質(zhì)樣品取出，冷卻約5分鐘，并吸出樣品中過量的油。然后，通過使用mullen破裂強(qiáng)度測試儀測試不含水分的樣品。結(jié)果以破裂時(shí)每單位面積的力(例如kg/cm²或psi)為單位報(bào)告。

除非另外指明，單位“um”對應(yīng)于“μm”或微米。

過濾材料的制造(實(shí)施例1)

制造過濾介質(zhì)的制造工藝包括例如濕法成網(wǎng)工藝。在該工藝中，將纖維性材料首先例如在水力碎漿機(jī)中任選地在纖維分散劑化學(xué)添加劑的存在下破碎，所述纖維分散劑化學(xué)添加劑例如為當(dāng)添加時(shí)用于保持纖維分離并且用以在處理期間防止纖維纏結(jié)的表面活性劑。如果微玻璃被破碎，則也可將水力碎漿機(jī)的ph用酸調(diào)節(jié)到2至5范圍內(nèi)的ph，以防止微玻璃纖維團(tuán)聚(clumping)在一起并促進(jìn)微玻璃纖維的均勻分散。然后將每種所需種類的纖維根據(jù)配料配方以其各自正確的比例添加到水力碎漿機(jī)中。在混合階段優(yōu)選的稠度(纖維重量：水體積)為約1至10％，特別是約5％。

在任選存在的勻漿(refining)階段后，然后將纖維配料向下稀釋至約0.01-0.02％的稠度，并在造紙機(jī)網(wǎng)(papermachinewire)上形成幅材?？刹捎脝螌踊蚨鄬恿鳚{箱設(shè)計(jì)。如果采用多層流漿箱設(shè)計(jì)，則可將超過一種經(jīng)設(shè)計(jì)的配料共混物連續(xù)(inseries)沉積于造紙機(jī)網(wǎng)上，從而產(chǎn)生多層濕法成網(wǎng)復(fù)合材料。

一旦在造紙機(jī)網(wǎng)上，即將濕法成網(wǎng)配料通過一系列水翼(hydrofoil)和真空箱經(jīng)過移動(dòng)的造紙機(jī)網(wǎng)排水，直到片材的固體含量百分比為大約30至40重量％。在后續(xù)干燥機(jī)部分中，將幅材干燥至大約2％或更小的含水量。

然后將粘合劑樹脂引入片材中，優(yōu)選地用飽和機(jī)引入。所述樹脂可被施加到片材的一側(cè)或兩側(cè)?？烧{(diào)節(jié)該工藝，以實(shí)現(xiàn)片材的1側(cè)或2側(cè)飽和。施加到片材的樹脂浴的固體含量通常為20至40重量％。基于多個(gè)工藝(設(shè)備)和施用(至幅材中)考慮因素來選擇樹脂浴固體含量。除固體內(nèi)容物之外，樹脂浴組合物的其余物質(zhì)是溶劑，例如甲醇、水和/或其它溶劑組分。

在將樹脂施用到片材之后，通過將幅材加熱至高溫使溶劑釋放，從而使得溶劑以足夠快的速率蒸發(fā)以適應(yīng)所需的制造產(chǎn)量。加熱可涉及使用蒸汽發(fā)生器、烘箱、它們二者的組合和/或其它加熱技術(shù)。所獲得的介質(zhì)可稱為“飽和并干燥(sd)”。

在溶劑移除后，可將介質(zhì)通過加熱至高溫而預(yù)固化，從而使得粘合劑樹脂部分(例如25-65％)和/或完全固化。加熱可涉及使用蒸汽發(fā)生器、烘箱、它們二者的組合和/或其它加熱技術(shù)。這樣獲得的被完全固化的介質(zhì)可稱為“飽和、干燥并固化(sdc)”。

在該干燥工藝期間，也可將槽圖案(波紋)(如可適用)賦予到片材上。這可最優(yōu)選地通過在熱(不高于220℃)和壓力的作用下使用光滑熱上輥和光滑熱下輥壓延所得的濕法成網(wǎng)纖維性片材來進(jìn)行，從而將所獲得的片材的空隙率優(yōu)選地調(diào)節(jié)在大約70-95％、例如80-90％的范圍內(nèi)，這對于成波紋狀而言是有利的。將揮發(fā)物含量百分比在干燥工藝中降低至占幅材約1至10重量％、特別是約4至6重量％的預(yù)定水平。

根據(jù)本公開的示例性介質(zhì)(樣品1和2)的組成示于表1中。

表1.配料組合物樣品1和2的匯總

根據(jù)本公開的示例性幅材的性質(zhì)如表2中所示。

表2.示例性幅材(樣品1和2)的性質(zhì)

實(shí)施例2(樣品3-6)：

通過使用實(shí)施例1中描述的方法，制備經(jīng)三聚氰胺樹脂浸漬的過濾介質(zhì)(樣品3-6)。對于樣品5和6，使用如上文所論述的用于將空隙率調(diào)節(jié)至約70-95％的范圍內(nèi)的另外壓延步驟，用于制備波紋過濾介質(zhì)。在干燥工藝期間約180-220℃的溫度下在片材上賦予波紋，然后在成波紋狀完成后使其處于80℃以下的溫度。樣品3-6的組合物在下表2a中給出。

這樣獲得的過濾介質(zhì)的性質(zhì)如表3和4中所示。樣品3的介質(zhì)適合用于例如摩托車燃料介質(zhì)過濾器。樣品4的介質(zhì)是自支撐的、可洗的且平坦的例如平的。它適合用于例如潤滑(油)和空氣應(yīng)用。樣品5的介質(zhì)是自支撐的、可洗的和成波紋狀的，并且適合用于例如潤滑(油)和空氣應(yīng)用。

表3.過濾介質(zhì)(樣品3、4和5)的性質(zhì)

樣品6的過濾介質(zhì)的性質(zhì)如表4所示。介質(zhì)是自支撐的、可起褶的且成波紋狀的。

表4.示例性過濾介質(zhì)(樣品6)的性質(zhì)。

實(shí)施例2a：

通過使用實(shí)施例1中描述的方法，制備包含粘合劑纖維并用三聚氰胺樹脂浸漬的過濾介質(zhì)(樣品7)或包含粘合劑纖維的過濾介質(zhì)(樣品8至9)。樣品7-9和比較樣品1-3的組合物如下表5和6中給出。

這樣獲得的過濾介質(zhì)(樣品7和比較樣品1-3)的熱油破裂強(qiáng)度性質(zhì)如圖2中所示。

表6.配料組合物樣品8-9匯總。

實(shí)施例3：材料的起褶

可使材料起褶以提供合適的自支撐的、起褶的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。

在起褶過程中，將介質(zhì)裝載于兩個(gè)輥之間。輥之間的輥隙(nipgap)和輥隙之間的刻痕頭(scoringhead)有助于形成用于褶皺的折痕。褶皺通過折痕后介質(zhì)的向前移動(dòng)形成。然后制成褶皺以移動(dòng)通過150至160℃的預(yù)熱區(qū)，其中停留時(shí)間非常短，為15-120秒。

然后可使經(jīng)折疊的介質(zhì)通過烘箱，以在180℃或更高的溫度下以5-10min的停留時(shí)間完成剩余固化。固化烘箱是任選的，并且僅在前一階段介質(zhì)未固化或部分固化的情況下使用。

材料的可起褶性可通過褶皺角(pleatangle)評(píng)估，所述褶皺角反映了褶皺形成的程度或容易性。

另一個(gè)方面，本發(fā)明的重要特征是在纖維性介質(zhì)的制造期間易于形成褶皺和在與熱油接觸時(shí)保持褶皺的組合。

如上所述加工的根據(jù)本公開的示例性起褶自支撐幅材在圖3中示出，其中附圖標(biāo)號(hào)11是指起褶材料。

上面給出的描述中提供的具體例子和下文提供的具體實(shí)施方案不應(yīng)解釋為限制所附權(quán)利要求的范圍和/或適用性。

具體實(shí)施方案

另外的具體實(shí)施方案及其合適的特征組合如下文所述：

1.一種適合用于濾油器的纖維性介質(zhì)，其包含由以下組分形成或包含以下組分的纖維性幅材：(i)合成纖維；(ii)任選存在的至少一種添加劑；(iii)以占所述纖維性幅材的至少15重量％的濃度存在的熱固性粘合劑和/或(iv)至少一種粘合劑纖維。最優(yōu)選地，所述纖維性幅材不包含再生纖維素纖維，例如lyocell或粘膠纖維或它們的組合。所述至少一種粘合劑纖維優(yōu)選地占基于纖維的總重量計(jì)2至25重量％的量。所述合成纖維包含基于纖維的總重量計(jì)不多于40重量％、優(yōu)選地不多于30或不多于20重量％的玻璃纖維。優(yōu)選地，所述合成纖維包含基于纖維的總重量計(jì)不多于70重量％、優(yōu)選地不多于80重量％的熱塑性纖維。優(yōu)選地，所述熱塑性纖維包含未拉伸的熱塑性纖維，其量優(yōu)選為基于纖維的總重量計(jì)15至50重量％、例如20至40重量％。所述合成纖維用所述熱固性粘合劑和/或所述粘合劑纖維內(nèi)部結(jié)合，以形成纖維性幅材。這樣獲得的纖維性介質(zhì)能夠形成自支撐的、任選成波紋的且起褶的濾油器，所述濾油器優(yōu)選能夠在與溫度在內(nèi)燃機(jī)中的溫度范圍內(nèi)的油接觸時(shí)保持褶皺和任選存在的波紋。優(yōu)選地，該纖維性介質(zhì)不包含天然木漿。

2.根據(jù)實(shí)施方案1所述的纖維性介質(zhì)，其包含選自熱塑性聚合物、硅質(zhì)纖維例如玻璃纖維、再生纖維素纖維及其混合物的合成纖維，其中至少30重量％、優(yōu)選地至少50重量％、更優(yōu)選地至少80重量％的所述纖維是熱塑性聚合物。

3.根據(jù)實(shí)施方案1或2所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性幅材包含(i)至少70重量％的纖維、例如至少80重量％的熱塑性聚合物和不多于40重量％、例如不多于30重量％的再生纖維素纖維。一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案是根據(jù)實(shí)施方案1或2所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性介質(zhì)包含(ii)至少70重量％的熱塑性聚合物纖維。另一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案是根據(jù)實(shí)施方案1或2所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性介質(zhì)不包含再生纖維素纖維例如lyocell或粘膠纖維或它們的組合。

4.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其包含使用熱固性粘合劑浸漬的纖維性幅材。

5.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述粘合劑纖維選自雙組分粘合劑纖維、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)粘合劑纖維或聚乙烯醇(pvoh)粘合劑纖維。優(yōu)選地，這些粘合劑纖維的量為基于纖維的總重量計(jì)0.1至25重量％，例如1至20重量％或2至10重量％。

6.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述至少一種添加劑選自阻燃劑、著色劑、疏水劑、親水劑、潤濕劑、抗微生物劑或抗靜電劑。

7.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其包含基于合成纖維的總重量計(jì)15至30重量％、特別是20至25重量％的熱固性粘合劑。

8.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述熱固性粘合劑選自熱固性樹脂，例如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、或基于三聚氰胺的聚合物如三聚氰胺甲醛、或丙烯酸類樹脂或它們的組合。

9.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其包含合成纖維，所述合成纖維包含具有第一平均直徑(例如小于1um)的第一纖維和具有第二平均直徑(例如2um或更大)的第二纖維，其中所述第一平均直徑小于所述第二平均直徑。優(yōu)選地，所述合成纖維是玻璃纖維。所述兩組纖維的重量比可為1:100至100:1，特別是約1:10至10:1。

10.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述合成纖維包含未拉伸的纖維，例如未拉伸的熱塑性聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維；其量優(yōu)選為基于纖維的總重量計(jì)15至50重量％、更優(yōu)選地30至40重量％。

11.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述熱塑性纖維選自聚酯，例如聚對苯二甲酸亞烷基酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等；聚亞烷基，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚丙烯腈(pan)；和聚酰胺，例如尼龍，如尼龍-6、尼龍-6,6、尼龍-6,12等；以及它們的組合；特別是大部分所述合成纖維包含聚酯纖維，例如優(yōu)選地超過70％或甚至超過75％的合成纖維。

12.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述合成纖維包含平均纖維直徑為0.1um至15um、例如1至10um并且平均纖維長度為1至20mm、例如1至10mm或1至7mm的熱塑性合成纖維。

13.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述玻璃纖維具有0.4至2.6um的平均纖維直徑。

14.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述合成纖維包含基于纖維的總重量計(jì)不多于40重量％或不多于30重量％或不多于20重量％或甚至僅不多于10重量％的再生纖維素材料，例如lyocell或粘膠纖維或它們的組合。

15.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維基本上由玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)或熔點(diǎn)大于130℃、特別是大于150℃的合成材料纖維組成。

16.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性介質(zhì)具有0.6至1.5mm、特別是0.7至1.4mm的平均厚度。

17.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性幅材是成波紋狀的，優(yōu)選地波紋深度為約0.1至0.5mm。

18.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性介質(zhì)還包含納米纖維涂層，其中所述納米纖維涂層包含納米纖維，例如聚醚砜(pes)或聚酰胺(pa)納米纖維。優(yōu)選地，所述納米纖維涂層的厚度為50至1000nm。優(yōu)選地，所述納米纖維具有50至500nm、例如100至300nm的平均纖維直徑。優(yōu)選地，所述納米纖維通過使用靜電紡絲(electrospinning)施用。優(yōu)選地，所述納米纖維涂層被施用到經(jīng)熱固性粘合劑浸漬的纖維性幅材的上面。

19.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性幅材是濕法成網(wǎng)的。

20.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中

-所述纖維性幅材的基重為50至400gsm，例如100至250gsm；

-用于油的所述纖維性幅材的透(氣)度為2至600cfm/sf；并且

-所述纖維性幅材在140℃熱油中500小時(shí)后的熱油破裂強(qiáng)度為至少20psi或至少30psi。

21.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中

-所述熱塑性聚合物的纖維構(gòu)成所述纖維性幅材的60重量％至88重量％；

-所述玻璃纖維構(gòu)成所述纖維性幅材的2重量％至30重量％；并且

-所述纖維性幅材還包含由所述熱固性粘合劑制成的涂層，所述熱固性粘合劑由酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂或三聚氰胺甲醛構(gòu)成，其中所述粘合劑的量為所述纖維性幅材的15重量％至30重量％。

22.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維性介質(zhì)在卡尺讀數(shù)為20至60密耳時(shí)表現(xiàn)出以下參數(shù)中的至少一項(xiàng)、優(yōu)選地兩項(xiàng)的組合、特別是所有三項(xiàng)：

-在加工方向上的剛度(sd)為3,300至10,000mg，特別是約5,000至8,000mg；

-針對15微米顆粒的過濾效率為：20％至99％，特別是約25％至98％；以及

-納污容量為70至150mg/in²，特別是95至145mg/in²。

23.根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)，其中所述纖維僅由合成纖維組成。

23.一種制備根據(jù)實(shí)施方案1至22所述的過濾介質(zhì)或纖維性介質(zhì)的方法，其包括

-由纖維性漿料形成濕法成網(wǎng)幅材，所述纖維性漿料包含水中的合成纖維、任選存在的至少一種粘合劑纖維和任選存在的至少一種添加劑；

-將所述幅材干燥至2％或更少的含水量；

-使所述經(jīng)干燥的幅材與液相中的熱固性粘合劑的組合物接觸，以使所述纖維用所述熱固性粘合劑粘合在一起；以及

-移除液相，以形成所述纖維性介質(zhì)；

其中這樣獲得的纖維性介質(zhì)能夠形成自支撐的起褶濾油器介質(zhì)，所述自支撐的起褶濾油器介質(zhì)能夠在與溫度在內(nèi)燃機(jī)中的溫度范圍內(nèi)的油接觸時(shí)保持褶皺。

24.根據(jù)實(shí)施方案23所述的方法，其中將所述經(jīng)干燥的幅材用熱固性粘合劑的液體組合物在一側(cè)或兩側(cè)飽和，隨后移除所述組合物的液相，特別是通過加熱所述幅材來移除所述組合物的液相。

25.根據(jù)實(shí)施方案24所述的方法，其中，在特別是通過加熱所述幅材來移除所述組合物的液相期間，將所述幅材預(yù)固化且/或?qū)⒉y圖案施加到所述幅材上。

26.根據(jù)實(shí)施方案23至25中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述纖維性介質(zhì)是起褶的，且任選地完全固化的，從而形成自支撐的起褶濾油器。

27.根據(jù)實(shí)施方案23至26所述的方法，其中移除所述粘合劑組合物的液相，從而以經(jīng)處理的幅材的總重量計(jì)算將揮發(fā)物含量降低至小于10重量％、特別是小于8重量％。

28.根據(jù)實(shí)施方案23至27中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述介質(zhì)包含基于纖維的總重量計(jì)至少15重量％、優(yōu)選地15至30重量％、特別是20至25重量％的熱固性粘合劑。

29.根據(jù)實(shí)施方案23至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述熱固性粘合劑選自熱固性樹脂，例如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、或基于三聚氰胺的聚合物如三聚氰胺甲醛、或丙烯酸類樹脂以及它們的組合。

30.根據(jù)實(shí)施方案23至29中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述熱塑性纖維選自聚酯，例如聚對苯二甲酸亞烷基酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等；聚亞烷基，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚丙烯腈(pan)；和聚酰胺，例如尼龍，如尼龍-6、尼龍-6,6、尼龍-6,12等；以及它們的組合。

31.根據(jù)實(shí)施方案23至30中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述介質(zhì)在卡尺讀數(shù)為20至60密耳時(shí)表現(xiàn)出以下參數(shù)中的至少一項(xiàng)、優(yōu)選兩項(xiàng)的組合、特別是所有三項(xiàng)：

-在加工方向上的剛度(sd)為3,300至10,000mg，特別是約5,000至8,000mg；

-針對15微米顆粒的過濾效率為：20％至99％，特別是約25％至98％；以及

-納污容量為70至150mg/in²，特別是95至145mg/in²。

32.一種可通過根據(jù)實(shí)施方案23至31中任一項(xiàng)所述的方法獲得的過濾介質(zhì)或纖維性介質(zhì)。

33.一種濾油器，其包含(i)根據(jù)實(shí)施方案1至22中任一項(xiàng)所述的纖維性介質(zhì)或(ii)根據(jù)實(shí)施方案32所述的過濾介質(zhì)或纖維性介質(zhì)。

34.根據(jù)實(shí)施方案33所述的濾油器，其中所述濾油器介質(zhì)是起褶的且任選地成波紋狀的。

35.熱固性樹脂的用途，用于防止由油和防凍劑的組合及其分解產(chǎn)物導(dǎo)致的根據(jù)實(shí)施方案32至34所述的濾油器的損壞。

由此還公開了如上所述的本發(fā)明的實(shí)施方案、具體實(shí)施方案、方面和/或特征的所有可能組合。