技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及可以用于液壓應(yīng)用的過濾介質(zhì)，更具體地涉及具有期望的性能特征的多層過濾介質(zhì)。

背景技術(shù)：

過濾介質(zhì)可以在多種應(yīng)用中用來去除污染物。根據(jù)不同的應(yīng)用，過濾介質(zhì)可以設(shè)計成具有不同的性能特征。例如，過濾介質(zhì)可以被設(shè)計成具有適合于液壓應(yīng)用的性能特征，所述液壓應(yīng)用包括過濾加壓流體中的污染物。

一般地，過濾介質(zhì)可以由纖維網(wǎng)形成。例如，該網(wǎng)可以包括超細(xì)玻璃纖維(microglass fiber)等其他組分。該纖維網(wǎng)提供允許流體(例如，液壓流體)流經(jīng)過濾介質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)。可以在纖維網(wǎng)上捕獲流體內(nèi)所包含的污染物顆粒。過濾介質(zhì)的特征(例如纖維直徑和單位重量(basis weight))對過濾器性能有影響，過濾器性能包括過濾效率、容塵量(dirt holding capacity)和對流經(jīng)過濾器的流體的阻力。

存在對如下可用于液壓應(yīng)用中的過濾介質(zhì)的需求：該過濾介質(zhì)對于包括高容塵量和對流經(jīng)過濾介質(zhì)的流體的低阻力(高滲透率)的特性具有期望的平衡。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

提供了過濾介質(zhì)(包括適合液壓應(yīng)用的過濾介質(zhì))以及與該過濾介質(zhì)相關(guān)的相關(guān)部件、系統(tǒng)和方法。

在一組實施方案中，提供一系列過濾介質(zhì)。在一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括至少兩個層。該過濾介質(zhì)的第一層包括至少80重量％的玻璃纖維，其中第一層中的纖維具有第一平均直徑。該過濾介質(zhì)還包括與第一層直接相鄰的第二層，所述第二層包括玻璃纖維，其中第二層中的纖維具有第二平均直徑。第二平均直徑小于第一平均直徑。第二層相對第一層的歸一化阻力比(normalized resistance ratio)為1∶1至5∶1。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括至少三個層。該過濾介質(zhì)的第一層包括玻璃纖維，第一層中的纖維具有第一平均直徑。該過濾介質(zhì)的第二層包括玻璃纖維，第二層中的纖維具有第二平均直徑，其中第二平均直徑小于第一平均直徑。該過濾介質(zhì)的第三層包括玻璃纖維，第三層中的纖維具有第三平均直徑，其中第三平均直徑小于第二平均直徑。第二層可以與第一過濾層和第三過濾層直接相鄰。第二層相對第一層的歸一化阻力比為1∶1至15∶1。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括至少三個層。該過濾介質(zhì)的第一層包括玻璃纖維，第一層中的纖維具有第一平均直徑。該過濾介質(zhì)的第二層與第一層相鄰并且包括玻璃纖維，第二層中的纖維具有第二平均直徑。該過濾介質(zhì)的第三層與第二層相鄰并且包括玻璃纖維，第三層中的纖維具有第三平均直徑。該過濾介質(zhì)的10微米絕對比容量(absolute specific capacity)大于約2.65。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括至少三個層。該過濾介質(zhì)的第一層包括玻璃纖維，第一層中的纖維具有第一平均直徑。該過濾介質(zhì)的第二層與包括玻璃纖維的第一層相鄰，第二層中的纖維具有第二平均直徑。第一和第二層具有小于75g/m²的組合單位重量(combined basis weight)以及大于約3.4的10微米絕對比容量。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括至少三個層。該過濾介質(zhì)的第一層包括至少90重量％的玻璃纖維，所述第一層的單位重量大于約40g/m²。該過濾介質(zhì)的第二層與第一層相鄰并且包括至少90重量％的玻璃纖維，第二層的單位重量小于約40g/m²。該過濾介質(zhì)的第三層與第二層相鄰并且包括至少90重量％的玻璃纖維。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含玻璃纖維的第一層，其中第一層中的纖維具有第一平均直徑。該過濾介質(zhì)還包括與第一層相鄰的第二層，所述第二層包括玻璃纖維。第二層中的纖維具有第二平均直徑，并且第一平均直徑大于第二平均直徑。該過濾介質(zhì)還包括與第二層相鄰的第三層，所述第三層包括合成聚合物纖維。第三層中的纖維具有第三平均直徑，其中第二平均直徑大于第三平均直徑。該第三層的厚度小于約200微米。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含玻璃纖維的第一層，其中第一層中的纖維具有第一平均直徑。該過濾介質(zhì)還包括與第一層相鄰的第二層，所述第二層包括玻璃纖維。第二層中的纖維具有第二平均直徑，并且第一平均直徑大于第二平均直徑。該過濾介質(zhì)還包括與第二層相鄰的第三層。第三層包括合成聚合物纖維。第三層中的纖維具有第三平均直徑，其中第二平均直徑大于第三平均直徑。該過濾介質(zhì)具有至少約150g/m²的總?cè)輭m量以及大于約25cfm/sf(立方英尺/分鐘/平方英尺)的總滲透率。

在一些實施方案中，上述和本申請所述的過濾介質(zhì)可以具有如下特征：第二層相對第一層的歸一化阻力比為4∶1或更大，第三層相對第二層的歸一化阻力比為4∶1或更小。例如，在一些情況下，第二層相對第一層的歸一化阻力比為4∶1至6∶1，第三層相對第二層的歸一化阻力比為2∶1至4∶1。第一層可以包括少于約20重量％的合成纖維。在一些情況下，第一層為預(yù)過濾層并且第一層的單位重量大于第二層的單位重量。第一層和第二層中的至少之一可以包括至少約80重量％的玻璃纖維。在另外的實施方案中，第一層和第二層中的至少之一包括至少約40重量％或60重量％的超細(xì)玻璃纖維。該超細(xì)玻璃纖維的平均直徑可以為1μm至6μm。第一平均直徑和第二平均直徑之比可以小于2∶1。任選地，第三平均直徑可以小于約1微米。在某些過濾介質(zhì)中，第一層、第二層和第三層中的至少之一的單位重量可以小于約40g/m²。

在某些實施方案中，層的合成聚合物纖維可以包括熔噴纖維。合成聚合物纖維可以包括選自例如聚酯、尼龍以及聚苯硫醚中的材料。第三層的厚度可以小于約180微米。第三層可以具有約8微米至約12微米的中值流量孔徑尺寸以及等于至少200的β₍₁₀₎。在一些情況下，第三層的單位重量可以為約20g/m²至約30g/m²。

上述和本申請所述的過濾介質(zhì)的總?cè)輭m量可以為至少約180g/m²或至少約230g/m²。過濾介質(zhì)的總滲透率可以大于約35cfm/sf或者大于約40cfm/sf。過濾介質(zhì)可以具有β(x)等于至少200的效率和x±2微米的中值流量孔徑尺寸。在一些實施方案中，可以使用過濾介質(zhì)來形成液壓過濾元件。在一些這樣的實施方案中，第三層在第二層的下游，而第二層在第一層的下游。其他構(gòu)造也是可以的。

在一組實施方案中，提供了方法。一種過濾液體的方法包括使含有顆粒的液體通過過濾介質(zhì)。該過濾介質(zhì)可以包括上述和/或本申請所述的過濾介質(zhì)之一。例如，該過濾介質(zhì)可以包括至少三個層。在一個實施方案中，過濾介質(zhì)的第一層包括玻璃纖維，第一層中的纖維具有第一平均直徑。過濾介質(zhì)的第二層包括玻璃纖維，第二層中的纖維具有第二平均直徑，其中第二平均直徑小于第一平均直徑。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的第三層包括玻璃纖維，第三層中的纖維具有第三平均直徑，其中第三平均直徑小于第二平均直徑。在其他實施方案中，第三層可以包括合成聚合物纖維。第二層可以與第一過濾層和第三過濾層直接相鄰。第二層相對第一層的歸一化阻力比為1∶1至15∶1。

本發(fā)明的其他方面、實施方案、優(yōu)點和特征將由以下詳細(xì)描述而變得明顯。

附圖說明

將參照附圖通過示例來描述本發(fā)明的非限制性實施方案，附圖是示意性的并且無意按比例繪制。在附圖中，所示出的每個相同或幾乎相同的部件通常用同一個附圖標(biāo)記表示。為清楚起見，在說明對于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明而言不是必需的情況下，并非每幅附圖中的每個部件均被標(biāo)記，也并非本發(fā)明的每個實施方案的每個部件均被示出。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)一組實施方案的具有多個層的過濾介質(zhì)的實例；

圖2示出了根據(jù)一組實施方案的關(guān)于不同樣品的過濾介質(zhì)的10微米絕對比容量與單位重量的關(guān)系圖；以及

圖3A和圖3B是示出了根據(jù)一組實施方案的具有包括玻璃纖維的第一層、包括玻璃纖維的第二層以及包括熔噴纖維的第三層的過濾介質(zhì)的特性的表。

具體實施方式

提供了過濾介質(zhì)(包括適合液壓應(yīng)用的過濾介質(zhì))以及與該過濾介質(zhì)相關(guān)的相關(guān)部件、系統(tǒng)和方法。本申請所述的過濾介質(zhì)可以包括兩個或更多個層，所述層中的至少一個層具有相對較高百分比的超細(xì)玻璃纖維。此外，該過濾介質(zhì)可以被設(shè)計為使得兩個層之間的平均纖維直徑之比相對較小，這可以使層間阻力比相對較低。在一些實施方案中，該過濾介質(zhì)的至少一個層包括合成聚合物纖維。本申請所述的某些過濾介質(zhì)可以具有如下期望的特性：高的容塵量和低的流體流動阻力。該介質(zhì)可以被結(jié)合到包括液壓過濾器的各種過濾元件產(chǎn)品中。

如圖1所示的實施方案中所示，過濾介質(zhì)10包括與第二層30相鄰的第一層20。任選地，過濾介質(zhì)10可以包括與第二層相鄰的第三層40。在一些情況下，也可以包括附加層，例如第四層、第五層或第六層。過濾介質(zhì)10相對于流經(jīng)介質(zhì)的流體的取向通?？梢愿鶕?jù)需要來選擇。如圖1所示，在由箭頭50所示的流體流動的方向上，第一層20在第二層30的上游。然而，在其他實施方案中，在流體流經(jīng)過濾介質(zhì)的方向上，第一層20在第二層的下游。

如本申請所使用的，當(dāng)一個層被稱為與另一層“相鄰”時，其可以是與該層直接相鄰或者也可以存在中間層。一個層與另一層“直接相鄰”或“接觸”是指不存在中間層。

在一些情況下，過濾介質(zhì)的每個層具有不同的特征和過濾特性，例如與具有單層結(jié)構(gòu)的過濾介質(zhì)相比較，當(dāng)將不同的特征和過濾特性組合時得到期望的總過濾性能。例如，在一組實施方案中，第一層20為預(yù)過濾層(也稱為“負(fù)載層”)，第二層30為主過濾層(也稱為“有效層”)。通常，使用比主過濾層的纖維粗的纖維來形成預(yù)過濾層，因此，與主過濾層相比，預(yù)過濾層具有較低的流體流動阻力。與預(yù)過濾層相比，一個或更多個主過濾層可以包括較細(xì)的纖維并且具有較高的流體流動阻力。因而，與預(yù)過濾層相比，主過濾層通?？梢圆东@更小尺寸的顆粒。當(dāng)存在第三層40時，第三層可以是具有與第二層30相同或不同性能的附加的主過濾層。例如，與第二層30相比，第三層可以具有甚至更細(xì)的纖維和更高的流體流動阻力。在一些實施方案中，第三層包括如以下更詳細(xì)描述的合成聚合物纖維。

過濾介質(zhì)也可以具有第一層、第二層以及任選的第三層或更多層的其他構(gòu)造。例如，在一些情況下，過濾介質(zhì)10不包括預(yù)過濾層。在一些這樣的實施方案中，第一層20為上游主過濾層，第二層30為在第一層下游的主過濾層。任選地，過濾介質(zhì)可以包括位于第二層下游的第三層40(例如，另一個主過濾層)。上游層可以具有比該層下游的層粗的纖維并因此具有比其低的流體流動阻力。在一些情況下，各個層的阻力從最上游層至最下游層依次增加。

在一些實施方案中，具有相對較粗的纖維的層可以位于具有相對較細(xì)的纖維的兩個層之間。其他構(gòu)造也是可以的。此外，過濾介質(zhì)可以包括任意合適數(shù)目的層，例如，至少2、3、4、5、6、7、8或9層，這取決于具體應(yīng)用和期望的性能特點。

如上所述，過濾介質(zhì)的每個層可以具有不同的特性。例如，第一層和第二層可以包括具有不同特征(例如，纖維直徑、纖維組成和纖維長度)的纖維。具有不同特征的纖維可以由一種材料(例如，通過使用不同的工藝條件)或不同材料(例如，玻璃纖維、合成纖維(例如有機聚合物纖維)及它們的組合)制成。不希望受到理論的限制，據(jù)信：與具有單層結(jié)構(gòu)的過濾介質(zhì)相比，具有多層結(jié)構(gòu)并且該多層結(jié)構(gòu)具有包括不同特征的層的過濾介質(zhì)呈現(xiàn)出顯著改善的性能特點，例如容塵量和/或效率。

在某些實施方案中，過濾介質(zhì)10的一個或更多個層包括超細(xì)玻璃纖維、短切(chopped strand)玻璃纖維或它們的組合。超細(xì)玻璃纖維和短切玻璃纖維為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過觀察(例如，光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡)來確定玻璃纖維是超細(xì)玻璃纖維還是短切玻璃纖維。超細(xì)玻璃纖維與短切玻璃纖維也可以在化學(xué)上不同。在一些情況下，盡管不要求，但是與超細(xì)玻璃纖維相比，短切玻璃纖維可以包含更高含量的鈣或鈉。例如，短切玻璃纖維可以接近不含堿，但具有高的氧化鈣和氧化鋁含量。超細(xì)玻璃纖維可以包含10％～15％的堿(例如，氧化鈉、氧化鎂)并具有相對較低的熔融和加工溫度。這些術(shù)語參照用于制造玻璃纖維的技術(shù)。這樣的技術(shù)賦予玻璃纖維某些特征。通常，利用類似于紡織品生產(chǎn)的工藝，將短切玻璃纖維從漏板噴絲孔(bushing tip)拉出并切割成纖維。短切玻璃纖維以比超細(xì)玻璃纖維更加受控的方式生產(chǎn)，因此與超細(xì)玻璃纖維相比，短切玻璃纖維通常在纖維直徑和長度方面的變化較小。超細(xì)玻璃纖維是從漏板噴絲孔中拉出的，并且進(jìn)一步經(jīng)歷火焰吹制或旋轉(zhuǎn)紡絲過程。在一些情況下，可以利用重熔工藝來制造細(xì)的超細(xì)玻璃纖維。在這方面，超細(xì)玻璃纖維可以為細(xì)的或粗的。如本申請所使用的，細(xì)的超細(xì)玻璃纖維的直徑小于1微米，粗的超細(xì)玻璃纖維的直徑大于或等于1微米。

一個或更多個層的超細(xì)玻璃纖維可以具有例如小于10.0微米的小直徑。例如，層中的超細(xì)玻璃纖維的平均直徑可以為0.1微米至約9.0微米；而在一些實施方案中，為約0.3微米至約6.5微米，或約1.0微米至5.0微米。在某些實施方案中，超細(xì)玻璃纖維的平均纖維直徑可以小于約7.0微米、小于約5.0微米、小于約3.0微米或小于約1.0微米。超細(xì)玻璃纖維的平均直徑分布通常是對數(shù)正態(tài)分布的。然而，可以理解的是，可以以任何其他合適的平均直徑分布(例如高斯分布)來設(shè)置超細(xì)玻璃纖維。

超細(xì)玻璃纖維的長度由于工藝變化可以明顯不同。層中的超細(xì)玻璃纖維的長徑比(長度與直徑之比)一般可以在約100至10,000的范圍內(nèi)。在一些實施方案中，層中的超細(xì)玻璃纖維的長徑比在約200至2500的范圍內(nèi)；或在約300至600的范圍內(nèi)。在一些實施方案中，層中的超細(xì)玻璃纖維的平均長徑比可以為約1,000；或約300。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上提到的尺寸不是限制性的，超細(xì)玻璃纖維也可以具有其他尺寸。

在層內(nèi)可以包括粗的超細(xì)玻璃纖維、細(xì)的超細(xì)玻璃纖維或它們的組合。在一些實施方案中，粗的超細(xì)玻璃纖維的重量占玻璃纖維的重量的約20％至約90％。在一些情況下，例如，粗的超細(xì)玻璃纖維的重量占玻璃纖維的重量的約30％至約60％，或占玻璃纖維的重量的約40％至約60％。對于包括細(xì)的超細(xì)玻璃纖維的某些實施方案而言，細(xì)的超細(xì)玻璃纖維的重量占玻璃纖維的重量的約0％至約70％。在一些情況下，例如，細(xì)的超細(xì)玻璃纖維的重量占玻璃纖維的重量的約5％至約60％，或占玻璃纖維的重量的約30％至約50％。

短切玻璃纖維的平均纖維直徑可以大于超細(xì)玻璃纖維的直徑。在一些實施方案中，短切玻璃纖維的直徑大于約5微米。例如，該直徑范圍可以最高達(dá)約30微米。在一些實施方案中，短切玻璃纖維的纖維直徑可以為約5微米至約12微米。在某些實施方案中，短切纖維的平均纖維直徑可以小于約10.0微米，小于約8.0微米，小于約6.0微米。短切玻璃纖維的平均直徑分布通常是對數(shù)正態(tài)分布的。短切纖維直徑往往遵循正態(tài)分布。但是可以理解的是，可以以任何合適的平均直徑分布(例如，高斯分布)來設(shè)置短切玻璃纖維。在一些實施方案中，短切玻璃纖維的長度可以為約0.125英寸至約1英寸(例如，約0.25英寸或約0.5英寸)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上提到的尺寸不是限制性的，超細(xì)玻璃纖維和/或短切纖維也可以具有其他尺寸。

在某些實施方案中，超細(xì)玻璃纖維與短切玻璃纖維的重量百分比之比提供了過濾介質(zhì)的不同特征。因此，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)10的一個或更多個層(例如，上游層、下游層、第一層、第二層、第三層等)包括與短切玻璃纖維相比相對較大百分比的超細(xì)玻璃纖維。例如，層中至少70重量％或至少80重量％、至少90重量％、至少93重量％、至少95重量％、至少97重量％或至少99重量％的纖維可以為超細(xì)玻璃纖維。在某些實施方案中，層中所有的纖維均為超細(xì)玻璃纖維。然而，在其他實施方案中，過濾介質(zhì)10的一個或更多個層(例如，上游層、下游層、第一層、第二層、第三層等)包括與超細(xì)玻璃纖維相比相對較高百分比的短切纖維。例如，層中至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％或至少80重量％、至少90重量％、至少93重量％、至少95重量％、至少97重量％或至少99重量％的纖維可以為短切纖維。短切纖維的這樣的百分比可以在對于β_(x)＝200的微米等級大于15微米的某些實施方案中特別有用。在某些實施方案中，層中的所有纖維均為短切纖維。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)10的一個或更多個層(例如，上游層、下游層、第一層、第二層、第三層等)包括相對于用于形成該層的所有組分而言相對較大百分比的超細(xì)玻璃纖維。例如，一個或更多個層可以包括至少約40重量％、至少約50重量％、至少約60重量％、至少約70重量％、或至少約80重量％、至少約90重量％、至少約93重量％、至少約95重量％、至少約97重量％或至少約99重量％的超細(xì)玻璃纖維。在一個具體實施方案中，一個或更多個層包括約90重量％至約99重量％(例如約90重量％至約95重量％)的超細(xì)玻璃纖維。在另外的實施方案中，一個或更多個層包括約40重量％至約80重量％的超細(xì)玻璃纖維或約60重量％至約80重量％的超細(xì)玻璃纖維。應(yīng)當(dāng)理解的是，在某些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層不包括上述范圍內(nèi)的超細(xì)玻璃纖維或根本不包括超細(xì)玻璃纖維。

在過濾介質(zhì)的一個或更多個層中可以使用任何合適量的短切纖維。在一些情況下，一個或更多個層包括相對較低百分比的短切纖維。例如，一個或更多個層可以包括低于30重量％、或低于20重量％、或低于10重量％、或低于5重量％、或低于2重量％、或低于1重量％的短切纖維。在一些情況下，過濾介質(zhì)的一個或更多個層不包括任何短切纖維。應(yīng)當(dāng)理解的是，在某些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層不包括上述范圍內(nèi)的短切纖維。

過濾介質(zhì)10的一個或更多個層還可以包括如下的超細(xì)玻璃纖維：該超細(xì)玻璃纖維具有在一定范圍內(nèi)的平均纖維直徑，并且該超細(xì)玻璃纖維占所述層的在一定范圍內(nèi)的重量百分比。例如，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括如下的超細(xì)玻璃纖維：該超細(xì)玻璃纖維的平均纖維直徑小于5微米，該超細(xì)玻璃纖維占層中超細(xì)玻璃纖維的小于約50％、小于約40％、小于約30％、小于約20％、小于約10％或小于約5％。在一些情況下，層包括0％的具有小于5微米的平均直徑的超細(xì)玻璃纖維。此外或可替代地，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括如下的超細(xì)玻璃纖維：該超細(xì)玻璃纖維的平均纖維直徑大于或等于5微米，該超細(xì)玻璃纖維占層中超細(xì)玻璃纖維的大于約50％、大于約60％、大于約70％、大于約80％、大于約90％、大于約93％或大于約97％。在一些情況下，過濾介質(zhì)的多于一個層包括這樣的特性。應(yīng)當(dāng)理解的是，在某些情況下，過濾介質(zhì)的一個或更多個層包括在與上述范圍不同的范圍內(nèi)的超細(xì)玻璃纖維。

在其他實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層包括相對較細(xì)的纖維。例如，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括如下的超細(xì)玻璃纖維：該超細(xì)玻璃纖維的平均纖維直徑小于5微米，該超細(xì)玻璃纖維占層中超細(xì)玻璃纖維的大于約50％、大于約60％、大于約70％、大于約80％、大于約90％、大于約93％或大于約97％。此外或可替代地，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括平均纖維直徑大于或等于5微米的超細(xì)玻璃纖維，其占層中超細(xì)玻璃纖維的小于約50％、小于約40％、小于約30％、小于約20％、小于約10％或小于約5％。在某些情況下，層包括0％的平均直徑大于或等于5微米的超細(xì)玻璃纖維。在某些情況下，過濾介質(zhì)的多于一個層包括這種特性。應(yīng)當(dāng)理解的是，在某些情況下，過濾介質(zhì)的一個或更多個層包括在與以上范圍不同的范圍內(nèi)的超細(xì)玻璃纖維。

在某些實施方案中，無論層中的玻璃纖維是超細(xì)玻璃纖維還是短切纖維，過濾介質(zhì)10的一個或更多個層均包括高百分比的玻璃纖維(例如，超細(xì)玻璃纖維和/或短切玻璃纖維)。例如，一個或更多個層(例如第一層和/或第二層)可以包含至少約40重量％、至少約50重量％、至少約60重量％、至少約70重量％、至少約80重量％、至少約90重量％或至少約95重量％的玻璃纖維。在某些情況下，層(例如，第一層和/或第二層)中所有的纖維均由玻璃形成。應(yīng)當(dāng)理解的是，在某些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層不包括上述范圍內(nèi)的玻璃纖維或根本不包括玻璃纖維。

在一些實施方案中，無論層中的纖維是玻璃纖維(如超細(xì)玻璃纖維或短切纖維)和/或合成纖維，纖維直徑小于或等于7微米的纖維按重量計占層中纖維的大于約60％、大于約70％或大于約80％。在某些情況下，纖維直徑小于或等于5微米的纖維按重量計占層中纖維的大于約60％、大于約70％或大于約80％。在某些情況下，纖維直徑小于或等于3微米的纖維按重量計占層中纖維的大于約50％、大于約60％或大于約70％。

在一組具體實施方案中，無論層中纖維是玻璃纖維(如超細(xì)玻璃纖維或短切纖維)和/或合成纖維，過濾介質(zhì)包括第一層(例如，預(yù)過濾層)，其平均纖維直徑為約1.0微米至約10.0微米，例如約1.0微米至約8.0微米。過濾介質(zhì)的第二層(例如，主過濾層)的平均纖維直徑可以為約1.0微米至約9.0微米，例如約0.5微米至約5.5微米。如果過濾介質(zhì)包括第三層(例如，在第二層的下游)，則第三層的平均纖維直徑可以為約0.1微米至約1.5微米、或約0.8微米至約5.0微米，例如約0.5微米至約2.5微米，或約0.1微米至約1.5微米，如下面所描述的。也可以存在附加層。

在一些實施方案中，第三層可以由平均直徑小于約1.5微米(例如，約0.1微米至約1.5微米、約0.2微米至約1.5微米、約0.3微米至約1.5微米、約0.3微米至約1.4微米、約0.4微米至約1.3微米、約0.1微米至約0.5微米、約0.1微米至約0.2微米、約0.1微米至約0.3微米、約0.5微米至約1.5微米、約0.5微米至約1.0微米、約0.7微米至約1.0微米、約0.2微米至約0.8微米、約0.2微米至約0.5微米、約0.3微米至約0.5微米、約0.4微米至約0.5微米、約0.4微米至約0.6微米、約0.4微米至約0.8微米、約0.6微米至約0.9微米、約0.2微米至約0.4微米、約0.2微米至約0.3微米、約0.3微米至約0.4微米)的纖維形成。

在一些實施方案中，第三層包括由合成聚合物形成的纖維。在某些實施方案中，第三層是根據(jù)熔噴工藝來制造的，并且第三層可以由使用掃描電子顯微鏡測量的平均直徑小于約1.5微米(例如，小于約1.4微米、小于約1.3微米、小于約1.2微米、小于約1.1微米、小于約1微米)和/或至少約0.2微米(例如，至少約0.3微米、至少約0.4微米、至少約0.5微米)的纖維形成。作為實例，在一些實施方案中，合成聚合物層(例如，熔噴層)由平均直徑約0.2微米至約1.5微米(例如，約0.3微米至約1.5微米、約0.3微米至約1.4微米、約0.4微米至約1.3微米、約0.7微米至約1.0微米)的纖維形成。作為另外的實例，在某些實施方案中，合成聚合物層(例如，熔噴層)由平均直徑約0.2微米至約1.5微米(例如，約0.5微米至約1.5微米、約0.5微米至約1.0微米、約0.2微米至約0.8微米、約0.2微米至約0.5微米、約0.3微米至約0.5微米、約0.4微米至約0.5微米、約0.4微米至約0.6微米、約0.4微米至約0.8微米、約0.2微米至約0.4微米、約0.2微米至約0.3微米、約0.3微米至約0.4微米)的纖維形成。在一些情況下，例如，如果纖維是熔噴的，則合成材料中至少約5％(例如，至少約10％、至少約25％、至少約50％、至少約60％、至少約75％)的纖維在與第三層的表面基本上垂直的方向上延伸至少0.3微米的距離。

在一些實施方案中，合成聚合物纖維是根據(jù)例如熔噴、熔紡、熔體靜電紡絲和/或溶劑靜電紡絲的工藝來形成的，并且纖維具有以上所羅列的纖維直徑范圍之一。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)10設(shè)計為每一層的平均纖維直徑是不同的。例如，兩層間(例如，第一層和第二層之間，第二層和第三層之間，第一層和第三層之間，或上游層和下游層之間，等等)的平均纖維直徑之比可小于10∶1、小于7∶1、小于5∶1、小于4∶1、小于3∶1、小于2∶1或小于1∶1。在某些情況下，兩層間的平均纖維直徑的小差異可導(dǎo)致這兩層間相對較低的阻力比。兩層間相對較低的阻力比進(jìn)而可以得到具有有利性能的過濾介質(zhì)，如相對較低單位重量下的高容塵量，如下面所詳細(xì)描述的。

可替代地，兩層的平均纖維直徑可以具有較大差異。例如，兩層間(例如，第一層和第二層之間，第二層和第三層之間，或第一層和第三層之間)的平均纖維直徑之比可大于1∶1、大于2∶1、大于3∶1、大于4∶1、大于5∶1、大于7∶1或大于10∶1。

可以由具有一定的平均長度的纖維來形成第三層。例如，在一些實施方案中，可以由具有約0.1英寸至約1,000英寸或約1英寸至約100英寸的平均長度的纖維來形成第三層。

第三層中的纖維可以具有一定的平均長徑比。例如，在一些實施方案中，第三層中的纖維可以具有約5至約1,000,000或約10至約100,000的平均長徑比。

第三層通常可以具有任何合適的厚度。在一些實施方案中，第三層的厚度為至少約5微米(例如，至少約10微米、至少約20微米、至少約30微米)，和/或小于約500微米(例如，小于約400微米、小于約200微米、小于約180微米、小于約150微米)。例如，第三層的厚度可以為約5微米至約500微米(例如，約5微米至約250微米、約10微米至約200微米、約20微米至約150微米、約30微米至約500微米、約50微米至約100微米)。根據(jù)TAPPI T411，使用合適的卡規(guī)(例如，由Emveco制造的200-A型電子微卡尺，在1.5psi下測試)來確定如本申請所指的厚度。在一些情況下，如果使用合適的卡規(guī)不能確定層的厚度，則可以使用以橫截面觀察的可視化技術(shù)例如掃描電子顯微鏡。

第三層的單位重量通?？梢愿鶕?jù)需要進(jìn)行選擇。在一些實施方案中，第三層的單位重量為至少約1g/m²(例如，至少約10g/m²、至少約25g/m²)和/或小于約100g/m²(小于約90g/m²、小于約75g/m²、小于約40g/m²、小于約30g/m²、小于約25g/m²或小于約20g/m²)。例如，在某些實施方案中，第三層的單位重量為約1g/m²至約100g/m²(例如，約10g/m²至約90g/m²、約20g/m²至約30g/m²、約15g/m²至約40g/m²、約25g/m²至約75g/m²、約2g/m²至約20g/m²、約4g/m²至約12g/m²)。

可以根據(jù)需要來改變第三層的中值流量孔徑尺寸。例如，第三層的中值流量孔徑尺寸可以為約5微米至約50微米、約10微米至約30微米、約10微米至約20微米、5微米至15微米、約8微米至約12微米、約1微米至約5微米、約5微米至約9微米或約13微米至約17微米。如本申請所用，中值流量孔徑尺寸指的是通過使用按照ASTM F316-03標(biāo)準(zhǔn)由多孔材料公司(Porous Materials，Inc)制造的毛細(xì)管流微孔測徑儀來測量的中值流量孔徑尺寸。

還可以根據(jù)需要來改變第三層的透氣率。在一些實施方案中，第三層的透氣率小于約500CFM(例如，小于約250CFM、小于約200CFM)和/或至少約20CFM(例如，至少約50CFM、至少約100CFM)。例如，在一些實施方案中，第三層的透氣率可以為約20CFM至約500CFM(例如，約50CFM至約250CFM、約100CFM至約200CFM)。

如本申請所述，除了玻璃纖維之外或代替玻璃纖維，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括諸如合成纖維(例如，合成聚合物纖維)的組分。例如，過濾介質(zhì)10的一個或更多個層可以包括相對較高百分比的合成纖維，例如，至少約50重量％、至少約60重量％、至少約70重量％、至少約80重量％、至少約90重量％、至少約95重量％、至少約97重量％、至少約99重量％或至少約100重量％的合成纖維(例如，合成聚合物纖維)。在一些情況下，過濾介質(zhì)的至少兩個層或整個過濾介質(zhì)包括這樣的百分比的合成纖維。有利的是，合成纖維可以對于耐潮濕、耐熱、耐長期老化以及耐微生物降解有利。在其他實施方案中，合成纖維占過濾介質(zhì)的重量百分比小。例如，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括小于或等于約25重量％、小于或等于約15重量％、小于或等于約5重量％、或小于或等于約2重量％的合成纖維。在一些情況下，過濾介質(zhì)的一個或更多個層不包括任何合成纖維。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以將合成纖維結(jié)合到所公開范圍以外的過濾介質(zhì)中。合成纖維可以增強加工期間網(wǎng)內(nèi)的玻璃纖維的粘附。合成纖維可以為例如粘合纖維、雙組分纖維(例如，雙組分粘合纖維)和/或短纖維。

一般來說，在任意層中的合成纖維可以具有任意合適的組成。在一些情況下，合成纖維包括熱塑性材料。合成纖維的非限制性實例包括PVA(聚乙烯醇)、聚酯(例如，聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸類聚合物、聚烯烴、聚酰胺(例如，尼龍)、人造絲(rayon)、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯(例如，熱塑性聚氨酯)、再生纖維素以及它們的組合。任選地，聚合物可以包含氟原子。這樣的聚合物的實例包括PVDF以及PTFE。應(yīng)當(dāng)理解的是，也可使用其他合適的合成纖維。在一些實施方案中，合成纖維用于液壓應(yīng)用的液壓流體是化學(xué)穩(wěn)定的?？梢酝ㄟ^任何合適的工藝(例如，熔噴、熔體靜電紡絲和/或溶劑靜電紡絲工藝)來形成合成纖維。

在一組實施方案中，合成纖維為雙組分纖維。雙組分纖維中的每個組分可以具有不同的熔融溫度。例如，該纖維可以包括芯和鞘，其中鞘的活化溫度低于芯的熔融溫度。這允許鞘先于芯熔融，使得鞘與層中的其他纖維粘合，而芯保持其結(jié)構(gòu)的完整性。這特別有利于形成用于捕獲濾出物的更具粘合性的層。芯/鞘粘合纖維可以是同心的或不同心的，示例性的芯/鞘粘合纖維可以包括如下：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/聚乙烯鞘以及它們的組合。其他的示例性雙組分纖維可以包括裂膜纖維(split fiber fiber)、并列纖維(side-by-side fiber)和/或“海島”纖維(“island in the sea”fiber)。

可替代地，過濾介質(zhì)的一個或更多個層可以包括其他類型的纖維，如纖維素漿纖維(例如，木漿纖維)。

過濾介質(zhì)還可以包括粘合劑。粘合劑通常占過濾介質(zhì)的小重量百分比。例如，粘合劑可以占過濾介質(zhì)的小于約10重量％或小于約5重量％(例如，約2％至約5％)。在一些實施方案中，粘合劑可以為過濾介質(zhì)的約4重量％。如下文進(jìn)一步描述的，可以將粘合劑添加到呈濕纖維網(wǎng)狀態(tài)的纖維中。在一些實施方案中，粘合劑涂覆纖維并用于使纖維彼此粘附以促進(jìn)纖維之間的附著。

一般來說，粘合劑可以具有任意合適的組成。在一些實施方案中，粘合劑為基于樹脂的。粘合劑可以呈一種或多種組分的形式，例如粘合劑可以呈雙組分纖維(例如上述的雙組分纖維)形式。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，并非所有的實施方案都包括所有這些組分，而是可以引入其他合適的添加劑。

除了上述的粘合劑、玻璃組分和合成組分之外，過濾介質(zhì)可以包括各種其他合適的添加劑(通常以小的重量百分比)，例如表面活性劑、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑，等等。

纖維介質(zhì)可以具有使其特別適合液壓應(yīng)用的各種期望的特性和特征。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請所述的過濾介質(zhì)并不限于液壓應(yīng)用，該介質(zhì)可以用于其他應(yīng)用，例如空氣過濾或其他液體和氣體的過濾。

過濾介質(zhì)10，包括過濾介質(zhì)的一個或更多個層，也可以具有不同的單位重量、孔徑大小、厚度、滲透率、容塵量、效率和壓降，這取決于期望應(yīng)用的要求。

過濾介質(zhì)的總單位重量(overall basis weight)可以隨諸如給定過濾應(yīng)用的強度要求、過濾介質(zhì)中的層的數(shù)目、層的位置(例如，上游、下游、中間)和用于形成層的材料、以及期望的過濾效率水平和允許的阻力或壓降水平等因素而變化。在本申請所述的某些實施方案中，在過濾介質(zhì)包括具有不同特性的多個層，其中與某些單層或多層介質(zhì)相比，每個層具有相對低的單位重量時，觀察到增強的性能(例如，低阻力或壓降)。因此，一些這樣的過濾介質(zhì)也可以具有較低的總單位重量并同時實現(xiàn)高性能特征。例如，過濾介質(zhì)(或過濾介質(zhì)的兩個或更多個層)的總單位重量范圍可以為約20至200g/m²、或約90g/m²至150g/m²。在一些實施方案中，總單位重量小于約200g/m²、小于約170g/m²、小于約150g/m²、小于約130g/m²、小于約120g/m²、小于約110g/m²、小于約100g/m²、小于約90g/m²、小于約80g/m²、小于約70g/m²、小于約70g/m²或小于約60g/m²。如本申請所確定的，根據(jù)美國制漿造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(TAPPI)標(biāo)準(zhǔn)T410測量過濾介質(zhì)的總單位重量。該值表示為克每平方米或磅每3,000平方英尺。通?？梢杂镁_到0.1克的實驗室天平測量單位重量。

在某些實施方案中，過濾介質(zhì)10的上游層、下游層、預(yù)過濾層、主過濾層、第一層、第二層或第三層中的一個或更多個層可以具有相對較低的單位重量。在一些實施方案中，降低一個或更多個層的單位重量可以允許過濾介質(zhì)在保持總單位重量相對較低或在一定范圍內(nèi)的同時具有附加層(例如，至少三個層)單位重量。例如，一個或更多個這樣的層(或兩個或更多個層的組合)的單位重量的范圍可以為約10至約100g/m²、約20g/m²至約70g/m²或約20g/m²至約50g/m²。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層例如第一層、第二層和/或第三層(或兩個或更多個層的組合)的單位重量小于約100g/m²、小于約90g/m²、小于約80g/m²、小于約70g/m²、小于約60g/m²、小于約50g/m²、小于約40g/m²、小于約30g/m²、小于約20g/m²或小于約10g/m²。

在一組具體實施方案中，過濾介質(zhì)包括第一層(例如，預(yù)過濾層)，該第一層的單位重量為約5g/m²至約70g/m²，例如約40g/m²至約60g/m²。該過濾介質(zhì)可以包括與第一層相鄰(例如，直接相鄰)的第二層(例如，第一主過濾層)，并且單位重量為約5g/m²至約70g/m²，例如約30g/m²至約40g/m²。在一些情況下，過濾介質(zhì)包括與第二層相鄰(例如，直接相鄰)的第三層(例如，第二主過濾層)，該第三層的單位重量為約5g/m²至約70g/m²，例如約30g/m²至約40g/m²。附加層和另外的單位重量范圍也是可以的。

一般地，過濾介質(zhì)的兩個不同層之間(例如，第一層與第二層之間、第二層與第三層之間、第一層與第三層之間等)的單位重量之比可以根據(jù)過濾介質(zhì)所期望的特性而變化。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的上游層(例如，預(yù)過濾層)的單位重量大于下游層(例如，主過濾層)的單位重量。例如，上游層與下游層之間的單位重量之比可以大于1∶1、大于1.5∶1或大于2∶1。然而，在其他實施方案中，過濾介質(zhì)的上游層的單位重量小于下游層的單位重量，例如，上游層與下游層之間的單位重量之比可以小于2∶1、小于1.5∶1或小于1∶1。在某些實施方案中，上游層與下游層之間的單位重量之比為1∶1。

過濾介質(zhì)的總厚度可以為約5密耳至300密耳，例如約50密耳至約200密耳。過濾介質(zhì)的層的厚度可以為約3密耳至約100密耳、約3密耳至約70密耳、約3密耳至約60密耳、約3密耳至約50密耳、約3密耳至約40密耳、約3密耳至約30密耳、約3密耳至約20密耳、或約3密耳至約10密耳。如上所述，根據(jù)TAPPI T411，使用合適的卡規(guī)(例如，由Emveco制造的200-A型電子微卡尺，在1.5psi下測試)來確定厚度。

在一組具體實施方案中，過濾介質(zhì)包括第一層(例如，預(yù)過濾層)，該第一層的厚度為約3密耳至約70密耳，例如約15密耳至約20密耳。過濾介質(zhì)可以包括第二層(例如，主過濾層)，該第二層的厚度為約3密耳至約60密耳，例如約5密耳至約10密耳。過濾介質(zhì)可以任選地包括第三層(例如，第二層的下游)，該第三層的厚度為約3密耳至約60密耳，例如約5密耳至約10密耳。附加層也是可以的。

過濾介質(zhì)10的透氣率通?？梢愿鶕?jù)需要進(jìn)行選擇。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的總滲透率可以為約2立方英尺/分鐘/平方英尺(cfm/sf)至約250cfm/sf、約7cfm/sf至約200cfm/sf、約15cfm/sf至約135cfm/sf、約15cfm/sf至約50cfm/sf、約2cfm/sf至約50cfm/sf或約10cfm/sf至約40cfm/sf。過濾介質(zhì)的總滲透率可以大于約10cfm/sf、大于約20cfm/sf、大于約25cfm/sf、大于約30cfm/sf、大于約35cfm/sf、大于約40cfm/sf、大于約45cfm/sf或大于約50cfm/sf。如本申請所確定的，根據(jù)TAPPI方法T251來測量過濾介質(zhì)的滲透率。過濾介質(zhì)的滲透率是流動阻力的反函數(shù)，并且可以利用Frazier滲透率測試儀來測量過濾介質(zhì)的滲透率。Frazier滲透率測試儀測量每單位時間在樣品上的固定差壓下通過單位樣品面積的空氣的體積。滲透率可表示為在0.5英寸水差壓下的立方英尺每分鐘每平方英尺。

過濾介質(zhì)10的每個層的滲透率也可以變化。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層(例如，上游層、下游層、第一層、第二層、第三層等)的滲透率為約3cfm/sf至約4000cfm/sf、約15cfm/sf至約700cfm/sf、約4cfm/sf至約400cfm/sf、約5cfm/sf至約250cfm/sf、約7cfm/sf至約200cfm/sf、約150cfm/sf至約250cfm/sf、約15cfm/sf至約150cfm/sf、約15cfm/sf至約50cfm/sf或約4cfm/sf至約60cfm/sf。

在一組具體實施方案中，多層過濾介質(zhì)的總滲透率為約2cfm/sf至約200cfm/sf，例如約3cfm/sf至約50cfm/sf。過濾介質(zhì)可以包括第一層(例如，預(yù)過濾層)，該第一層的滲透率為約3cfm/sf至約4000cfm/sf，例如約15cfm/sf至約700cfm/sf。過濾介質(zhì)可以包括第二層(例如，如果預(yù)過濾層存在，則與預(yù)過濾層相鄰)，該第二層的滲透率為約4cfm/sf至約800cfm/sf，例如約7cfm/sf至約400cfm/sf。如果過濾介質(zhì)包括第三層，則該層的滲透率可以為約2cfm/sf至約300cfm/sf，例如約4cfm/sf至約60cfm/sf。

在某些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層的滲透率大于或等于約20cfm/sf、大于或等于約50cfm/sf、大于或等于約80cfm/sf、大于或等于約100cfm/sf、大于或等于約130cfm/sf、大于或等于約160cfm/sf、大于或等于約190cfm/sf、大于或等于約210cfm/sf、大于或等于約230cfm/sf或者大于或等于約250cfm/sf。在其他實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層的滲透率小于或等于約250cfm/sf、小于或等于約220cfm/sf、小于或等于約190cfm/sf、小于或等于約160cfm/sf、小于或等于約140cfm/sf、小于或等于約120cfm/sf、小于或等于約100cfm/sf、小于或等于約80cfm/sf、小于或等于約50cfm/sf或者小于或等于約30cfm/sf。通常情況下，與下游層相比，上游層具有更大的滲透率(低的阻力)和/或更小的壓降，但是其他配置也是可以的。

在某些實施方案中，過濾介質(zhì)的上游層(例如，預(yù)過濾層、或主過濾層的頂層)的滲透率大于或等于約100cfm/sf、大于或等于約150cfm/sf、或者大于或等于約200cfm/sf，下游層的滲透率小于或等于約200cfm/sf、小于或等于約150cfm/sf、小于或等于約100cfm/sf、或者小于或等于約50cfm/sf。

某些過濾介質(zhì)可以具有相對較低的兩層之間的阻力比或在一定范圍內(nèi)的兩層之間的阻力比，這提供有利的過濾特性。例如，包括具有小的平均直徑的纖維的第二層與包括具有相對較大平均直徑的纖維的第一層之間的阻力比可以相對較低。在一些情況下，第二層在第一層的下游，如圖1所示。例如，在一個具體的實施方案中，第二層是主過濾層，第一層是預(yù)過濾層。在另外的實施方案中，第二層是下游主過濾層，第一層是上游過濾層。其他組合也是可以的。兩層之間(例如，第二層與第一層之間、下游層與上游層之間、主層和預(yù)過濾層之間或兩個主層之間，等等)的阻力比以具有相對較小平均纖維直徑的層的阻力與具有相對較大平均纖維直徑的層的阻力之比計算，該阻力比可以為例如0.5∶1至15∶1、1∶1至10∶1、1∶1至7∶1、1∶1至5∶1或1∶1至3.5∶1。在一些情況下，兩層之間的阻力比小于15∶1、小于12∶1、小于10∶1、小于8∶1、小于6∶1、小于5∶1、小于4∶1、小于3∶1或小于2∶1，例如同時在一定值以上，如大于0.01：1、大于0.1∶1或大于1∶1。有利的是，一定范圍內(nèi)的阻力比(包括在一些實施方案中的低阻力比)可以導(dǎo)致過濾介質(zhì)具有有利的特性，如高容塵量和/或高效率，同時保持相對較低的總單位重量。這樣的特征可以允許過濾介質(zhì)用于各種應(yīng)用中。

在一組具體實施方案中，過濾介質(zhì)的主過濾層和與該主過濾層相鄰(例如，直接相鄰)的預(yù)過濾層之間的阻力比為0.5∶1至7∶1、1∶1至5∶1或1∶1至3.5∶1。如果過濾介質(zhì)包括另外的主過濾層，則下游主過濾層與上游主過濾層之間的阻力比可以為1∶1至12∶1、1∶1至8∶1、1∶1至6∶1、或1∶1至4∶1。附加層也是可以的。

層的阻力可以相對于層的單位重量進(jìn)行歸一化以得到歸一化阻力(例如，層的阻力除以層的單位重量)。在一些情況下，兩個層(例如，包括具有小的平均直徑的纖維的第二層與包括具有相對較大平均直徑的纖維的第一層)之間的歸一化阻力比相對較低。例如，在一個具體的實施方案中，第二層是主過濾層，第一層是預(yù)過濾層。在另外的實施方案中，第二層是下游主過濾層，第一層是上游過濾層。其他組合也是可以的。兩層之間(例如，第二層與第一層之間、下游層與上游層之間、主層和預(yù)過濾層之間或兩個主層之間，等等)的歸一化阻力比以具有相對較小平均纖維直徑的層的歸一化阻力與具有相對較大平均纖維直徑的層的歸一化阻力之比計算，該歸一化阻力比可以為例如1∶1至15∶1、1∶1至10∶1、1∶1至8∶1、1∶1至5∶1或1∶1至3∶1。在一些情況下，所述兩個層之間的歸一化阻力比小于15∶1、小于12：1、小于10：1、小于8∶1、小于6∶1、小于5∶1、小于4∶1、小于3∶1或小于2∶1，例如同時在一定值以上，如大于0.01：1、大于0.1∶1或大于1∶1。

在一組具體實施方案中，過濾介質(zhì)的主過濾層和與該主過濾層相鄰(例如，直接相鄰)的預(yù)過濾層之間的歸一化阻力比為1∶1至8∶1、1∶1至5∶1或1∶1至3∶1。如果過濾介質(zhì)包括另外的主過濾層，則下游主過濾層與上游主過濾層之間的阻力比可以為1∶1至10∶1、1∶1至8∶1、1∶1至6∶1、1∶1至4∶1或3∶1至4∶1。附加層也是可以的。

在另外的一組具體實施方案中，過濾介質(zhì)包括：4∶1或更大的第二層相對第一層的歸一化阻力比；以及4∶1或更小的第三層相對第二層的歸一化阻力比。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)包括：4∶1至6∶1的第二層相對第一層的歸一化阻力比；以及2∶1或4∶1的第三層相對第二層的歸一化阻力比。在一些情況下，在這樣的實施方案中的第三層包括具有本申請所述的重量百分比之一的合成聚合物纖維。

過濾介質(zhì)10也可以具有良好的容塵特性。例如，過濾介質(zhì)10的總?cè)輭m量(DHC)為至少約100g/m²、至少約120g/m²、至少約140g/m²、至少約150g/m²、至少約160g/m²、至少約180g/m²、至少約200g/m²、至少約220g/m²、至少約240g/m²、至少約260g/m²、至少約280g/m²或至少約300g/m²。在由FTI制造的多次過濾試驗臺上按照(通過測試平板樣品改進(jìn)的)ISO 16889程序基于多次過濾試驗來測試如本申請所指的容塵量。該測試以10毫克/升的上游重力粉塵水平使用由PTI公司制造的ISO A3介質(zhì)試驗粉塵。測試流體為由Mobil制造的航空液壓液體AERO HFA MIL H-5606A。該測試在0.14米/分鐘的面速度下進(jìn)行，直到獲得在基線過濾壓降以上172kPa的終值壓力。

過濾介質(zhì)的容塵量可以相對于介質(zhì)單位重量進(jìn)行歸一化，以產(chǎn)生比容量(例如，介質(zhì)的容塵量除以介質(zhì)的單位重量)。本申請所述的過濾介質(zhì)的比容量可以為例如1.5至3.0、1.7至2.7、或1.8至2.5。在某些實施方案中，過濾介質(zhì)的比容量大于或等于1.5、大于或等于1.6、大于或等于1.7、大于或等于1.8、大于或等于1.9、大于或等于2.0、大于或等于2.1、大于或等于2.2、大于或等于2.3、大于或等于2.4、大于或等于2.5、大于或等于2.6、大于或等于2.7、大于或等于2.8、大于或等于2.9或大于或等于3.0。

過濾介質(zhì)的容塵量也可以相對于介質(zhì)的總單位重量和對于大于或等于特定粒度“x”的過濾比(β_(x))的log值來進(jìn)行歸一化，以得到無量綱值，即“x微米絕對比容量”。例如，對于捕獲10微米或更大粒度并具有特定β₍₁₀₎值的過濾介質(zhì)而言，可以通過將介質(zhì)的容塵量乘以對于10微米或更大顆粒的β_(x)值的log值的平方根，并除以介質(zhì)的總單位重量來計算該介質(zhì)的“10微米絕對比容量”。

在某些實施方案中，具有兩個(或更多個)層的過濾介質(zhì)的10微米絕對比容量大于約2.5、大于約2.65、大于約2.7、大于約2.75、大于約3.0、大于約3.4、大于約3.5、大于約3.6、大于約3.75、大于約4.0、大于約4.25、大于約4.5、大于約4.75或大于約5.0。過濾介質(zhì)的總單位重量還可以例如小于約200g/m²、小于約150g/m²、小于約100g/m²、小于約90g/m²、小于約80g/m²、小于約75g/m²、小于約70g/m²、小于約68g/m²、小于約65g/m²、小于約60g/m²或小于約50g/m²。絕對比容量和單位重量的其他值和范圍也是可以的。

在某些實施方案中，具有三個(或更多個)層的過濾介質(zhì)的10微米絕對比容量大于約2.0、大于約2.25、大于約2.5、大于約2.6、大于約2.65、大于約2.75、大于約3.0、大于約3.5、大于約3.75、大于約4.0、大于約4.25、或大于約4.5。此外，過濾介質(zhì)的總單位重量可以例如小于約200g/m²、小于約190g/m²、小于約180g/m²、小于約170g/m²、小于約160g/m²、小于約150g/m²、小于約140g/m²、小于約130g/m²、小于約120g/m²、小于約110g/m²、小于約100g/m²、小于約90g/m²、或小于約80g/m²。絕對比容量和單位重量的其他值和范圍也是可以的。

在一些實施方案中，本申請所述的過濾介質(zhì)包括相對較高的總?cè)輭m量(例如上述值之一)以及相對較高的總滲透率(例如上述值之一)。例如，過濾介質(zhì)可以具有：至少約150g/m²(例如，至少約180g/m²、至少約200g/m²、至少約230g/m²、至少約250g/m²)的總?cè)輭m量；以及大于約25cfm/sf(例如，大于約30cfm/sf、大于約35cfm/sf、大于約40cfm/sf、大于約45cfm/sf或大于約50cfm/sf)的總滲透率。在某些實施方案中，利用包括包含合成聚合物纖維的第三層(例如，包括至少約40重量％、至少約60重量％、至少約80重量％、至少約90重量％、至少約95重量％或約100重量％的合成纖維的第三層)的過濾介質(zhì)來實現(xiàn)這些性能特征。

本申請所述的過濾介質(zhì)可以用于過濾各種粒度的顆粒，例如粒度小于或等于約20微米、小于或等于約15微米、小于或等于約10微米、小于或等于約5微米、小于或等于約3微米、或小于或等于約1微米的顆粒?？梢岳枚啻芜^濾試驗來測量這樣的粒度的過濾效率。例如，在由FTI制造的多次過濾試驗臺上按照(通過測試平板樣品改進(jìn)的)ISO 16889程序來確定過濾效率值。該測試以10毫克/升的上游重力粉塵水平使用由PTI公司制造的ISO A3介質(zhì)試驗粉塵。測試流體為由Mobil制造的航空液壓流體AERO HFA MIL H-5606A。該測試以0.14米/分鐘的面速度進(jìn)行，直到獲得在基線過濾壓降以上172kPa的終值壓力。在介質(zhì)的上游和下游的選定粒度(例如，1、3、4、5、7、10、15、20、25或30微米)處的顆粒計數(shù)(顆粒/毫升)可以在測試時間上的十個等分點處進(jìn)行?？梢詫γ總€選定粒度的上游和下游的顆粒計數(shù)進(jìn)行平均。根據(jù)上游平均顆粒計數(shù)(注入的-C₀)和下游平均顆粒計數(shù)(通過的-C)，可以通過關(guān)系式[(100-[C/C₀])*100％]來確定對于每個選定粒度的液體過濾效率測試值。

效率也可以表示為β值(或β比)，其中β_(x)＝y(tǒng)為上游計數(shù)(C₀)與下游計數(shù)(C)之比，其中x是得到等于y的C₀/C實際比的最小粒度。介質(zhì)的滲透分?jǐn)?shù)為1除以β_(x)值(y)，效率分?jǐn)?shù)為1-滲透分?jǐn)?shù)。相應(yīng)地，介質(zhì)效率為效率分?jǐn)?shù)的100倍，并且100*(1-1/β_(x))＝效率百分?jǐn)?shù)。例如，β_(x)＝200的過濾介質(zhì)具有對于x微米或更大顆粒的[1-(1/200)]*100或99.5％的效率。本申請所述的過濾介質(zhì)可以具有寬范圍的β值，例如β_(x)＝y(tǒng)，其中x可以為例如1、3、5、7、10、12、15、20、25、30、50、70或100，并且其中y可以為例如至少2、至少10、至少75、至少100、至少200或至少1000。還應(yīng)當(dāng)理解的是，x、y的其他值也是可以的；例如，在一些情況下，y可以大于1000。應(yīng)當(dāng)理解的是，對于任意值的x，y可以是表示C₀/C實際比的任意數(shù)(例如，10.2、12.4)。同樣，對于任意值的y，x可以是表示得到等于y的C₀/C實際比的最小粒度的任意數(shù)。

在某些實施方案中，本申請所述的過濾介質(zhì)的第三層具有：如本申請所述的中值流量孔徑尺寸(例如，約5微米至約50微米、約10微米至約30微米、約10微米至約20微米、5微米至15微米、8微米至12微米、約1微米至約5微米、約5微米至約9微米、或約13微米至約17微米)；以及β_(x)等于至少200的效率。在一些情況下，第三層具有β_(x)等于至少200的效率以及x±2微米的中值流量孔徑尺寸。例如，如果x＝10并且第三層具有β₍₁₀₎等于至少200的效率，則第三層的中值流量孔徑尺寸可以為10±2微米(即，8-12微米)。在其他情況下，第三層具有β_(x)等于至少200的效率以及x±1微米的中值流量孔徑尺寸。

可以利用基于已知技術(shù)的工藝來生產(chǎn)過濾介質(zhì)。在一些情況下，采用濕法成網(wǎng)(wet laid)或干法成網(wǎng)(dry laid)工藝來生產(chǎn)過濾介質(zhì)。通常，濕法成網(wǎng)工藝包括將纖維混合在一起；例如，可以將玻璃纖維(例如，短切和/或超細(xì)玻璃纖維)任選地與任意合成纖維混合在一起，以提供玻璃纖維漿料。在一些情況下，所述漿料為水基漿料。在某些實施方案中，在混合在一起之前，將超細(xì)玻璃纖維和任選地任意短切纖維和/或合成纖維分別存放在不同的貯槽中。在混合在一起之前，可以通過制漿機來處理這些纖維。在一些實施方案中，在混合在一起之前，將短切玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維和/或合成纖維的組合通過制漿機和/或貯槽進(jìn)行處理。如上所述，超細(xì)玻璃纖維可以包括細(xì)的超細(xì)玻璃纖維和粗的超細(xì)玻璃纖維。

應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使用任何合適的形成玻璃纖維漿料的方法。在一些情況下，將額外的添加劑添加到漿料中以促進(jìn)處理。溫度也可以調(diào)節(jié)到合適的范圍，例如33°F至100°F(例如，50°F至85°F)。在一些實施方案中，保持漿料溫度。在一些情況下，不主動地調(diào)節(jié)溫度。

在一些實施方案中，濕法成網(wǎng)工藝使用與常規(guī)造紙工藝類似的設(shè)備，該設(shè)備包括水力制漿機、成形器(former)或流漿箱(headbox)、干燥機和任選的轉(zhuǎn)換器。例如，可以在一個或更多個制漿機中制備漿料。在將制漿機中的漿料適當(dāng)混合后，可以將漿料泵送到流漿箱中，其中漿料可以與其他漿料組合或可以不與其他漿料組合，或可以添加或不添加添加劑。也可以用額外的水來稀釋漿料，使得纖維的最終濃度在合適的范圍內(nèi)，例如按重量計約0.1％至0.5％。

在一些情況下，玻璃纖維漿料的pH可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，玻璃纖維漿料的pH可以為約1.5至約4.5、或約2.6至約3.2。

在漿料被送往流漿箱之前，可以使該漿料通過離心清潔機，以移除未成纖維的玻璃或注料(shot)。可以使?jié){料通過或不通過額外的設(shè)備(如精練機或高頻疏解機)，以進(jìn)一步增強纖維分散。然后，可以使用任何合適的機器(例如長網(wǎng)造紙機、真空圓網(wǎng)造紙機、滾筒或斜網(wǎng)長網(wǎng)造紙機)將纖維以合適的速率收集在篩(screen)或網(wǎng)(wire)上。

在一些實施方案中，該工藝包括將粘合劑(和/或其他組分)引入預(yù)成型玻璃纖維層。在一些實施方案中，當(dāng)玻璃纖維層沿合適的篩或網(wǎng)通過時，利用適合的技術(shù)將可以是單獨乳液形式的包括在粘合劑中的不同組分添加到玻璃纖維層中。在一些情況下，粘合劑樹脂的每種組分在與其他組分和/或玻璃纖維層結(jié)合之前被混合為乳液。在一些實施方案中，包括在粘合劑中的組分可以利用例如重力和/或真空來穿過玻璃纖維層。在一些實施方案中，包括在粘合劑中的一種或多種組分可以使用軟化水進(jìn)行稀釋并被泵送到玻璃纖維層中。

如上所述，可以基于所期望的特性將不同的玻璃纖維層進(jìn)行組合以形成過濾介質(zhì)。例如，在一些實施方案中，相對較粗糙的預(yù)過濾層可以與相對較精細(xì)的纖維層(即，主過濾層)進(jìn)行組合以形成多層過濾介質(zhì)。任選地，過濾介質(zhì)可以包括一個或更多個附加的如上所述的較精細(xì)的纖維層。

可以以合適的方式形成多相過濾介質(zhì)。例如，可以通過濕法成網(wǎng)工藝來制備過濾介質(zhì)或其一部分，其中將第一玻璃纖維漿料(例如，在水性溶劑例如水中的玻璃纖維)施加到網(wǎng)輸送帶上以形成第一層。然后，將第二玻璃纖維漿(例如，在水性溶劑例如水中的玻璃纖維)施加到第一層上。在上述過程期間可以對第一漿料和第二漿料連續(xù)施加真空以從纖維中移除溶劑，使得第一層和第二層同時形成為復(fù)合制品。然后，干燥該復(fù)合制品。由于該制造工藝，第一層中的至少部分纖維可以與第二層中的至少部分纖維交織(例如，在兩個層之間的界面處)。也可以使用類似的工藝或不同的工藝如層合、共打褶(co-pleating)或整理(即，放置為彼此直接相鄰并通過壓力保持在一起)來形成和添加附加層。例如，在一些情況下，兩個層(例如，兩個細(xì)纖維層)通過濕法成網(wǎng)工藝形成為復(fù)合制品，其中單獨的纖維漿料在從所述漿料中抽出水時彼此疊置，然后通過任何合適的工藝(例如，層合、共打褶或整理)將復(fù)合制品與第三層(例如，預(yù)過濾層)組合。可以理解的是，通過濕法成網(wǎng)工藝形成的過濾介質(zhì)或復(fù)合制品可以不僅基于每個纖維層的組分來適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)，還可以根據(jù)使用合適組合的不同特性的多個纖維層的效果來適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)，以形成具有本申請所述特征的過濾介質(zhì)。

在一組實施方案中，將過濾介質(zhì)的至少兩個層(例如，一個層和一個包括多于一個層的復(fù)合制品，或兩個包括多于一個層的復(fù)合制品)層壓在一起。例如，第一層(例如，包括相對較粗纖維的預(yù)過濾層)可與第二層(例如，包括相對較細(xì)纖維的主過濾層)層壓，其中第一層和第二層彼此面對以形成在單個生產(chǎn)線組裝操作中整體結(jié)合的單一多層制品(例如，復(fù)合制品)以形成過濾介質(zhì)。如果需要，則可以在層壓步驟之前或之后使用任何合適的工藝使第一層和第二層與另外的主過濾層(例如，第三層)組合。在其他實施方案中，兩個或更多個層(例如，主過濾層)層壓在一起形成多層制品。在兩個或更多個層層壓成復(fù)合制品之后，可以通過任何合適的工藝將復(fù)合制品與附加層組合。

在其他實施方案中，使用干法成網(wǎng)工藝。在干法成網(wǎng)工藝中，玻璃纖維被短切并分散在空氣中并被吹到輸送帶上，然后施加粘合劑。干法成網(wǎng)工藝通常更適合生產(chǎn)高度多孔的介質(zhì)，包括玻璃纖維束。

在一些實施方案中，可以根據(jù)熔噴工藝來生成本申請所述的過濾介質(zhì)的一個或更多個層(例如，第三層)。例如，可以使用在名稱為“Meltblown Filter Medium”的美國專利公開號2009/0120048中所述的熔噴工藝和制造方法，出于各種目的，該專利的全部內(nèi)容通過引用并入本申請中，該專利包括本申請所述的層壓技術(shù)。還可以使用靜電紡絲工藝來形成本申請所述的一個或更多個層。可以制造合成聚合物層，并且將其以任何合適的方式粘附在單相層或多相層上。在一些實施方案中，包括合成聚合物的層可以被定位在相對于單相層或多相層的下游，或者反之亦然。

在層、包括兩個或更多個組合層的復(fù)合制品或最終過濾介質(zhì)的形成期間或之后，可以根據(jù)已知的各種技術(shù)對所述層、復(fù)合制品或最終過濾介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如，可以將過濾介質(zhì)或其部分打褶并在打褶過濾元件中使用過濾介質(zhì)或其部分。例如，兩個層可通過共打褶工藝結(jié)合。在一些實施方案中，可以通過在彼此合適的間距上形成劃線將過濾介質(zhì)或其各個層進(jìn)行適當(dāng)?shù)卮蝰?，以允許過濾介質(zhì)被折疊。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使用任何合適的打褶技術(shù)。在一些實施方案中，可以調(diào)節(jié)過濾介質(zhì)的物理和機械品質(zhì)以設(shè)置褶皺的增加數(shù)目，這可以與過濾介質(zhì)的增加的表面積直接成正比。增加的表面積可以允許過濾介質(zhì)具有對于來自流體的顆粒而言增加的過濾效率。例如，在一些情況下，本申請所述的過濾介質(zhì)包括2至12個褶/英寸、3至8個褶/英寸或2至5個褶/英寸。其他值也是可以的。

應(yīng)當(dāng)理解的是，過濾介質(zhì)可以包括除了本申請所述的兩個或更多個層之外的其他部分。在一些實施方案中，進(jìn)一步的處理包括引入一個或更多個結(jié)構(gòu)特征和/或增強元件。例如，介質(zhì)可以結(jié)合有附加的結(jié)構(gòu)特征，例如聚合物和/或金屬網(wǎng)。在一個實施方案中，可以在過濾介質(zhì)上設(shè)置襯網(wǎng)(screen backing)，以提供進(jìn)一步的剛度。在一些情況下，襯網(wǎng)可以有助于保持打褶構(gòu)造。例如，襯網(wǎng)可以是膨體的(expanded)金屬網(wǎng)或擠出塑料網(wǎng)。

如前所述，本申請公開的過濾介質(zhì)可以被結(jié)合到各種過濾元件中，用于包括液壓和非液壓過濾應(yīng)用的各種應(yīng)用。液壓過濾器(例如，高、中、低壓過濾器)的示例性應(yīng)用包括移動過濾器和工業(yè)過濾器。非液壓過濾器的示例性應(yīng)用包括燃料過濾器(例如，機動車燃料過濾器)、油過濾器(例如，潤滑油過濾器或重載潤滑油過濾器)、化學(xué)處理過濾器、工業(yè)處理過濾器、醫(yī)用過濾器(如血液過濾器)、空氣過濾器以及水過濾器。在一些情況下，本申請公開的過濾介質(zhì)可以用作聚結(jié)器過濾介質(zhì)。

在一些情況下，過濾元件包括可以設(shè)置在過濾介質(zhì)周圍的外殼。外殼可以具有各種構(gòu)造，其中這些構(gòu)造基于預(yù)期應(yīng)用而變化。在一些實施方案中，外殼可以由圍繞過濾介質(zhì)外周設(shè)置的框架形成。例如，框架可以圍繞外周熱密封。在一些情況下，框架具有圍繞一般矩形的過濾介質(zhì)的所有四條邊的一般矩形構(gòu)造。框架可以由包括例如卡紙板、金屬、聚合物或合適材料的任意組合的各種材料形成。過濾元件還可以包括本領(lǐng)域已知的各種其他特征，例如使過濾介質(zhì)相對于框架、隔板穩(wěn)定的穩(wěn)定化特征或任何其他合適的特征。

在一組實施方案中，本申請所述的過濾介質(zhì)被結(jié)合到具有圓柱形構(gòu)造的過濾元件中，該圓柱形過濾元件可以適用于液壓應(yīng)用和其他應(yīng)用。圓柱形過濾元件可以包括鋼支撐網(wǎng)，該鋼支撐網(wǎng)可以為褶皺提供支撐和間隔并防止介質(zhì)在處理和/或安裝期間受損。鋼支撐網(wǎng)可以定位為上游層和/或下游層。過濾元件還可以包括在壓力波動期間可以保護(hù)過濾介質(zhì)的上游支撐層和/或下游支撐層。這些層可以與如上所述的可以包括兩個或更多個層的過濾介質(zhì)10進(jìn)行組合。過濾元件也可以具有任何合適的尺寸。例如，過濾元件的長度可以為至少15英寸、至少20英寸、至少25英寸、至少30英寸、至少40英寸或至少45英寸。過濾介質(zhì)的表面積可以為例如至少220平方英寸、至少230平方英寸、至少250平方英寸、至少270平方英寸、至少290平方英寸、至少310平方英寸、至少330平方英寸、至少350平方英寸或至少370平方英寸。

過濾元件可以具有與過濾介質(zhì)相關(guān)的、與上述那些相同的特性值。例如，在過濾元件中也可以發(fā)現(xiàn)上文提到的阻力比、單位重量比、容塵量、效率、比容量和過濾介質(zhì)不同層之間的纖維直徑比。

在使用期間，當(dāng)流體流經(jīng)過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)將顆粒機械地捕獲在層上或?qū)又?。過濾介質(zhì)不需要帶電來增強對污染物的捕獲。從而，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)不帶電。然而，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可以帶電。

以下實施例旨在說明本發(fā)明的某些實施方案，但不應(yīng)視為限制本發(fā)明，也并非舉例說明本發(fā)明的全部范圍。

實施例1

該實施例描述根據(jù)本發(fā)明的不同實施方案的若干種多層過濾介質(zhì)的形成及它們的特征。

根據(jù)表1中所列出的規(guī)格制備兩層和三層過濾介質(zhì)。兩層過濾介質(zhì)(樣品2A、2B和3)包括第一主過濾層(在表1中表示為頂相主過濾層)和與第一層相鄰的第二主過濾層(底相主過濾層)。

通過濕法造紙工藝形成兩層介質(zhì)。簡言之，對于一個層而言，將250加侖水添加到水力制漿機中，然后加入硫酸使pH達(dá)到約3.0。在混合物中加入纖維，并且將纖維與水漿料混合4分鐘。然后，將所述漿料與另外900加侖的水泵送至第一貯箱。對于第二層而言，用第二層所需的纖維重復(fù)該過程，并將漿料泵送至不同的貯箱。

將第一貯箱的漿料與額外的水和額外的硫酸一起泵送至長網(wǎng)造紙機的主流漿箱，以將pH降至約2.6。使得漿料流到造紙機的成形網(wǎng)(forming wire)上并通過重力以及一系列的真空槽進(jìn)行排水，最終形成松散結(jié)合的濕纖維網(wǎng)，通過移動的成形網(wǎng)攜帶走該濕纖維網(wǎng)。為了制造第二層，將第二貯箱中的纖維以及稀釋水泵送至同樣位于長網(wǎng)造紙機中的次級流漿箱。次級流漿箱被定位為使得攜帶主流漿箱的已排干水的纖維的成形網(wǎng)在次級流漿箱的下方通過。第二漿料被涂在來自主流漿箱的已形成的網(wǎng)之上并然后通過該已形成的網(wǎng)進(jìn)行排水。然后，通過另一系列的真空槽將水移除，從而得到包括來自主流漿箱的作為底層的纖維和來自次級流漿箱的作為頂層的纖維的組合單網(wǎng)。然后，用膠乳溶液噴射這種組合單網(wǎng)以添加有機粘合劑。然后使所述網(wǎng)通過一系列充滿蒸汽的干燥罐進(jìn)行干燥。最后，將干網(wǎng)在卷軸處卷繞成卷。

三層過濾介質(zhì)(樣品1、4A、4B、5A和5B)包括：作為第一層的預(yù)過濾層(預(yù)過濾單相)；與第一層相鄰的作為第二層的主過濾層(頂相主過濾層)；以及與第二層相鄰的另外的主過濾層(底相主過濾層)。在與第一層組裝前，利用與用于兩層介質(zhì)相同的濕法成網(wǎng)工藝將第二層和第三層同時形成為復(fù)合制品。然后，將第一層與該復(fù)合制品通過整理進(jìn)行組裝。

表1：多種兩層和三層過濾介質(zhì)的比較

實施例2

該實施例描述了幾種單層和多層過濾介質(zhì)的形成及它們的特征。

表2包括具有β_(x)＝1000的各種對比樣品，其中x為約4至4.5微米。對比樣品1A具有第一(上游)層和第二(下游)層，第二層具有比第一層細(xì)的纖維。表4中包括了對比樣品1A的第一層和第二層的具體組成。利用下述的手抄紙方案形成第一層和第二層。對比樣品2至10為來自霍林斯沃思和沃斯有限公司(Hollingsworth and Vose Company)的商品等級。如表2所示，所有的對比樣品的10μm絕對比容量值小于2.7。

表2：多種單層和多層過濾介質(zhì)的特性

表3包括具有β_(x)＝200的各種對比樣品，其中x為約6至7微米。對比樣品1B具有與對比樣品1A相同的組成，只是第一層和第二層相反。即，對比樣品1B具有第一(上游)層和第二(下游)層，第一層具有比第二層細(xì)的纖維。利用下述的手抄紙方案形成第一層和第二層。

對比樣品11至18是來自霍林斯沃思和沃斯有限公司的商品等級。

樣品6至9是根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的具有各種物理特征和性能特征的兩層過濾介質(zhì)。

如表2所示，所有的對比樣品的10μm絕對比容量值小于3.4，而樣品6至9的值大于3.4。

表3：多種單層和多層過濾介質(zhì)的特性

在表2和3中標(biāo)記為“手抄紙”的樣品通過濕法手抄紙制造工藝形成。使用標(biāo)準(zhǔn)程序制備手抄紙模。為了形成第一層，使用5mL 25％的硫酸將手抄紙模的全部體積酸化至pH 3.0。從該制備的手抄紙模中，獲得750mL的酸化水并將其放置于Waring 1速玻璃攪拌器中。將無級調(diào)壓器(Variac)設(shè)定為60，用于制漿級。將4.53克的Code 112纖維和0.5克的短切纖維加入攪拌機并進(jìn)行制漿直至分散良好(～60秒)。然后，將纖維和水漿加至手抄紙模的頂部，攪拌所述漿料并然后通過成形網(wǎng)進(jìn)行排水。然后，在光干燥機上真空干燥濕紙張。

第二層需要在上述的手抄紙方法上進(jìn)行修改，即將預(yù)先形成的第一層用作底層紙張，將第一層置于手抄紙模上并在邊緣用吸墨紙支撐。手抄紙模被夾緊，并在模側(cè)小心添加水以不干擾當(dāng)前的濕紙張。再次用5mL 25％的硫酸對水進(jìn)行酸化，并且抽取750mL用于第二層混合物。將預(yù)先稱重的2.42克Code 104纖維在Waring 1速玻璃攪拌器中混合～60秒，然后添加至手抄紙模的頂部。然后，仔細(xì)攪拌所述漿料以不干擾濕的底層，然后通過主層和成形網(wǎng)對漿料進(jìn)行排水。然后在光干燥機上真空干燥該兩層手抄紙。

使用實施例1中所述的方法形成樣品6和7。

使用造紙工藝形成表2和3中所示的商品等級對比樣品以及樣品8和9。簡言之，對于一個層而言，將約1000加侖的水加入水力制漿機中，然后加入2夸脫硫酸使pH達(dá)到約3.0。在混合物中加入纖維以及1000加侖水，并且將纖維與水漿混合5分鐘。然后，將所述漿料與另外4700加侖的水泵送至第一貯箱。

對于兩層介質(zhì)而言，用第二層所需的纖維重復(fù)該過程，除了在泵入不同的貯箱之前加入5000加侖水而不是4700加侖水。

將來自第一貯箱的漿料與額外的水和額外的硫酸一起泵送至長網(wǎng)造紙機的主流漿箱，以將pH降至約2.6。使?jié){料流到造紙機的成形網(wǎng)上并通過重力以及一系列的真空槽進(jìn)行排水，最終形成松散結(jié)合的濕纖維網(wǎng)，通過移動的成形網(wǎng)攜帶走該濕纖維網(wǎng)。為了制造第二層，將來自第二貯箱的纖維與稀釋水一起泵送至同樣位于長網(wǎng)造紙機中的次級流漿箱。次級流漿箱被定位為使得攜帶來自主流漿箱的已排干水的纖維的成形網(wǎng)在次級流漿箱的下方通過。第二漿料被涂在來自主流漿箱的已形成的網(wǎng)之上并然后通過該已形成的網(wǎng)進(jìn)行排水。然后，通過另一系列的真空槽將水移除，從而獲得包括來自主流漿箱的作為底層的纖維和來自次級流漿箱的作為頂層的纖維的組合單網(wǎng)。然后，使所述組合網(wǎng)通過一系列充滿蒸汽的干燥罐進(jìn)行干燥。最后，將干網(wǎng)在卷軸處卷繞成卷。

表4：對比樣品1A和1B的組成

實施例3

該實施例描述了幾種單層和多層過濾介質(zhì)的特征。

圖2示出了各種過濾介質(zhì)的10微米絕對比容量與介質(zhì)總單位重量的關(guān)系圖。單位重量以log比例尺進(jìn)行繪制。

對比樣品組19和20分別是兩層介質(zhì)和三層介質(zhì)。

樣品組10是通過實施例1中描述的濕法成網(wǎng)工藝形成的兩層介質(zhì)。樣品組11是包括預(yù)過濾層、第一主過濾層和第二主過濾層的三層介質(zhì)。利用實施例1中所描述的濕法成網(wǎng)工藝來制造第一主過濾層和第二主過濾層，以形成復(fù)合制品，然后與預(yù)過濾層整理在一起。

如圖2所示，樣品組10(兩層介質(zhì))具有比對比樣品組19(兩層介質(zhì))高的10微米絕對比容量和低的單位重量。例如，樣品組10的過濾介質(zhì)具有大于3.4的10μm絕對比容量值和小于75g/m²的單位重量。相比之下，對比樣品組19的過濾介質(zhì)具有小于3.4的10μm絕對比容量值并同時具有大于75g/m²的單位重量。

此外，樣品組11(三層介質(zhì))具有比對比樣品組20(三層介質(zhì))的過濾介質(zhì)高的10μm絕對比容量和低的單位重量。例如，樣品組11的過濾介質(zhì)具有大于2.65的10μm絕對比容量值。相比之下，對比樣品組20的過濾介質(zhì)具有小于2.65的10μm絕對比容量值。樣品組11的介質(zhì)的單位重量小于對比樣品組20的介質(zhì)的單位重量。

實施例4

圖3A和圖3B是示出了具有包括玻璃纖維的第一上游層、包括玻璃纖維的第二層以及包括熔噴纖維的第三下游層的過濾介質(zhì)的特性的表。使用與實施例1所述的相似的工藝來形成第一層和第二層。使用如本申請所述的熔噴工藝來形成第三層。如圖3A和圖3B所示，實現(xiàn)了相對較高的總?cè)輭m量，同時也保持特定樣品的相對較高的總滲透率。

從而，描述了本發(fā)明的至少之一實施方案的幾個方面，應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員易于進(jìn)行各種變化、修改和改進(jìn)。這樣的變化、修改和改進(jìn)意在屬于本公開內(nèi)容的一部分，并且意在在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，前述說明和附圖只是示例性的。

以下內(nèi)容對應(yīng)于母案申請的原始權(quán)利要求書：

1.一種過濾介質(zhì)，包括：

第一層，所述第一層包括玻璃纖維，其中所述第一層中的所述纖維具有第一平均直徑；

與所述第一層相鄰的第二層，所述第二層包括玻璃纖維，其中所述第二層中的所述纖維具有第二平均直徑，并且其中所述第一平均直徑大于所述第二平均直徑；以及

與所述第二層相鄰的第三層，所述第三層包括合成聚合物纖維，其中所述第三層中的所述纖維具有第三平均直徑，其中所述第二平均直徑大于所述第三平均直徑，并且其中所述第三層的厚度小于約200微米。

2.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第二層相對所述第一層的歸一化阻力比為4∶1或更大，并且所述第三層相對所述第二層的歸一化阻力比為4∶1或更小。

3.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第二層相對所述第一層的歸一化阻力比為4∶1至6∶1，并且所述第三層相對所述第二層的歸一化阻力比為2∶1至4∶1。

4.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層包括小于約20重量％的合成纖維。

5.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層為預(yù)過濾層，并且所述第一層的單位重量大于所述第二層的單位重量。

6.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層和所述第二層中的至少之一包括至少約80重量％的玻璃纖維。

7.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層和所述第二層中的至少之一包括至少約40重量％的超細(xì)玻璃纖維。

8.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層和所述第二層中的至少之一包括至少約60重量％的超細(xì)玻璃纖維。

9.根據(jù)項7所述的過濾介質(zhì)，其中所述超細(xì)玻璃纖維的平均直徑為1μm至6μm。

10.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一平均直徑與所述第二平均直徑之比小于2∶1。

11.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三平均直徑小于約1微米。

12.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層、所述第二層和所述第三層中的至少之一的單位重量小于約40g/m²。

13.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述合成聚合物纖維包括熔噴纖維。

14.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述合成聚合物纖維包括選自聚酯、尼龍以及聚苯硫醚中的材料。

15.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層的厚度小于約180微米。

16.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總?cè)輭m量為至少約180g/m²。

17.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總?cè)輭m量為至少約230g/m²。

18.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總滲透率大于約35立方英尺/分鐘/平方英尺。

19.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總滲透率大于約40立方英尺/分鐘/平方英尺。

20.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層具有約8微米至約12微米的中值流量孔徑尺寸以及等于至少200的β₍₁₀₎。

21.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層的單位重量為約20g/m²至約30g/m²。

22.根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)具有β_(x)等于至少200的效率以及x±2微米的中值流量孔徑尺寸。

23.一種包括根據(jù)項1所述的過濾介質(zhì)的液壓過濾元件。

24.根據(jù)項23所述的液壓過濾元件，其中所述第三層在所述第二層的下游，所述第二層在所述第一層的下游。

25.一種過濾介質(zhì)，包括：

第一層，所述第一層包括玻璃纖維，其中所述第一層中的所述纖維具有第一平均直徑；

與所述第一層相鄰的第二層，所述第二層包括玻璃纖維，其中所述第二層中的所述纖維具有第二平均直徑，并且其中所述第一平均直徑大于所述第二平均直徑；以及

與所述第二層相鄰的第三層，所述第三層包括合成聚合物纖維，其中所述第三層中的所述纖維具有第三平均直徑，其中所述第二平均直徑大于所述第三平均直徑，并且

其中所述過濾介質(zhì)具有至少約150g/m²的總?cè)輭m量以及大于約25立方英尺/分鐘/平方英尺的總滲透率。

26.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第二層相對所述第一層的歸一化阻力比為4∶1或更大，并且所述第三層相對所述第二層的歸一化阻力比為4∶1或更小。

27.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第二層相對所述第一層的歸一化阻力比為4∶1至6∶1，并且所述第三層相對所述第二層的歸一化阻力比為2∶1至4∶1。

28.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層包括少于約20重量％的合成纖維。

29.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層為預(yù)過濾層，并且所述第一層的單位重量大于所述第二層的單位重量。

30.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層和所述第二層中的至少之一包括至少約80重量％的玻璃纖維。

31.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層和所述第二層中的至少之一包括至少約40重量％的超細(xì)玻璃纖維。

32.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層和所述第二層中的至少之一包括至少約60重量％的超細(xì)玻璃纖維。

33.根據(jù)項31所述的過濾介質(zhì)，其中所述超細(xì)玻璃纖維的平均直徑為1μm至6μm。

34.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一平均直徑與所述第二平均直徑之比小于2∶1。

35.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三平均直徑小于約1微米。

36.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第一層、所述第二層和所述第三層中的至少之一的單位重量小于約40g/m²。

37.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述合成聚合物纖維包括熔噴纖維。

38.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述合成聚合物纖維包括選自聚酯、尼龍以及聚苯硫醚中的材料。

39.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層的厚度小于約180微米。

40.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總?cè)輭m量為至少約180g/m²。

41.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總?cè)輭m量為至少約230g/m²。

42.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總滲透率大于約35立方英尺/分鐘/平方英尺。

43.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)的總滲透率大于約40立方英尺/分鐘/平方英尺。

44.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層具有約8微米至約12微米的中值流量孔徑尺寸以及等于至少200的β₍₁₀₎。

45.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層的單位重量為約20g/m²至約30g/m²。

46.根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)，其中所述過濾介質(zhì)具有β_(x)等于至少200的效率以及x±2微米的中值流量孔徑尺寸。

47.一種包括根據(jù)項25所述的過濾介質(zhì)的液壓過濾元件。

48.根據(jù)項47所述的液壓過濾元件，其中所述第三層在所述第二層的下游，所述第二層在所述第一層的下游。

49.根據(jù)項1或25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第二層與所述第一層直接相鄰。

50.根據(jù)項1或25所述的過濾介質(zhì)，其中所述第三層與所述第二層直接相鄰。