本申請是申請日為2008年11月7日,申請?zhí)枮椤?00880124466.5”,發(fā)明名稱為“熔噴過濾介質(zhì)”的中國專利申請的分案申請。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請根據(jù)35u.s.c.§119(e)(1)要求提交于2007年11月9日的ussn60/986,642的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
本公開一般涉及過濾介質(zhì),以及相關(guān)的組件、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
過濾介質(zhì)用于多種系統(tǒng)。通常通過使液體或氣體通過介質(zhì)以利用介質(zhì)從液體或氣體中除去不需要的物質(zhì)(例如粒子)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開一般涉及過濾介質(zhì),以及相關(guān)的組件、系統(tǒng)和方法。
一方面,本公開的特征在于一種包括第一層、第二層和第三層的制品。第二層包含熔噴材料。第三層包含粘合劑并且位于第一層和第二層之間。
另一方面,本公開的特征在于一種包括第一層、第二層和第三層的制品。任選地,第三層可以是稀松布。第二層包含熔噴材料。稀松布位于第一層和第二層之間,或者第二層位于第一層和稀松布之間。
又一方面,本公開的特征在于一種包括第一層、第二層和第三層的制品。第二層包含熔噴材料,且第三層位于第一層和第二層之間。所述制品為過濾介質(zhì)。
再一方面,本公開的特征在于一種包括外殼和由該外殼支撐的過濾介質(zhì)的組件。過濾介質(zhì)可以為例如在此之前三段中所述的任意制品。
又一方面,本公開的特征在于一種具有至少90%的初始捕塵效率和至少50g/m2的容塵量的過濾介質(zhì)。
再一方面,本公開的特征在于一種具有至少90%的周期性捕塵效率和至少50g/m2的容塵量的過濾介質(zhì)。
另一方面,本公開的特征在于一種初始可洗性測試時間為至少4小時的過濾介質(zhì)。
又一方面,本公開的特征在于一種具有至少80%的煤煙粒子捕獲效率的過濾介質(zhì)。
再一方面,本公開的特征在于一種具有至少30%的nacl粒子過濾效率以及至少40分鐘的nacl粒子捕獲測試時間的過濾介質(zhì)。
又一方面,本公開的特征在于一種具有至少45%的液體過濾效率的過濾介質(zhì)。
再一方面,本公開的特征在于一種包括形成概述部分的前述自然段中所述的任意制品和/或過濾介質(zhì)的方法。
另一方面,本公開的特征在于一種包括使熔噴材料粘附到包括基材的制品上以提供過濾介質(zhì)的方法。
再一方面,本公開的特征在于一種包括用稀松布支撐熔噴材料以提供第一制品,以及使該第一制品與基材接合在一起以提供過濾介質(zhì)的方法。
又一方面,本公開的特征在于一種包括第一層和第二層的過濾介質(zhì)。第二層可以與第一層不同。第二層包含第一熔噴材料。第一層可以為例如熔噴材料或者電紡材料。在一些實施方案中,第一層和第二層是由另一層支撐的。
另一方面,本公開的特征在于一種包括第一層、第二層和第三層的過濾介質(zhì)。第二層包括多種纖維,并且第二層的厚度為至少5微米。第三層包括稀松布或者粘合劑材料。
又一方面,本公開的特征在于在概述部分的前述自然段中所述的任意制品和/或過濾介質(zhì),其老化可洗性測試時間是初始可洗性測試時間的至少70%。
再一方面,本公開的特征在于一種老化可洗性測試時間是初始可洗性測試時間的至少70%的過濾介質(zhì)。
另一方面,本公開的特征在于在概述部分的任一前述自然段中所述的制品和/或過濾介質(zhì),其液體過濾保持效率為至少60%。
又一方面,本公開的特征在于一種具有至少60%的液體過濾保持效率的過濾介質(zhì)。
再一方面,本公開的特征在于一種包括基材和與該基材接合的熔噴材料的制品。
另一方面,本公開的特征在于一種具有多個峰和谷的熔噴層,其中相鄰谷之間的距離為至少400微米。
又一方面,本公開的特征在于一種包括第一層和與第一層接合的第二層的制品,所述第二層包含平均直徑為至多1.5微米的纖維。
一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括具有第一面和第二面的第一層、包含熔噴材料的第二層,以及在第一層的第一面和第二層之間的材料。該制品在第一層的第一面上具有至少150密耳的波紋溝道寬度、至少8密耳的波紋深度,并且在第一層的第二面上具有至少8密耳的波紋深度。
另一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括具有第一面和第二面的第一層、包含纖維的第二層,以及在第一層的第一面和第二層之間的材料。第二層中至少5%的纖維在基本垂直于第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離。該制品在第一層的第一面上具有至少150密耳的波紋溝道寬度、至少8密耳的波紋深度,并且在第一層的第二面上具有至少8密耳的波紋深度。
又一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括具有第一面和第二面的第一層、包含纖維直徑幾何標準偏差大于1.3的纖維的第二層,以及在第一層的第一面和第二層之間的材料。該制品在第一層的第一面上具有至少150密耳的波紋溝道寬度、至少8密耳的波紋深度,并且在第一層的第二面上具有至少8密耳的波紋深度。
再一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括具有第一面和第二面的第一層、含有熔噴材料的第二層,以及在第一層的第一面和第二層之間的材料。該制品為波形制品,具有至少25%的保持波紋(retainedcorrugation)。
一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括具有第一面和第二面的第一層;含有纖維的第二層,其中第二層中至少5%的纖維在基本垂直于第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離;以及在第一層的第一面和第二層之間的材料。該制品為波形制品,具有至少25%的保持波紋。
另一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括具有第一面和第二面的第一層;包含纖維直徑幾何標準偏差大于1.3的纖維的第二層;以及在第一層的第一面和第二層之間的材料。該制品為波形制品,具有至少25%的保持波紋。
又一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有熔噴材料的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。所述粘合劑材料存在于第一層和第二層之間的至少70%的面積中。
再一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有纖維的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。所述粘合劑材料存在于第一層和第二層之間的至少70%的面積中,并且第二層中至少5%的纖維在基本垂直于第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離。
一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有纖維的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。所述粘合劑材料存在于第一層和第二層之間的至少70%的面積中,并且第二層中的纖維具有大于1.3的纖維直徑幾何標準偏差。
另一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有熔噴材料的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
又一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層;含有纖維的第二層,其中第二層中至少5%的纖維在基本垂直于第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離;以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
再一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、包含纖維直徑幾何標準偏差大于1.3的纖維的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有熔噴材料的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。該粘合劑材料的開放時間(opentime)為至少15秒。
另一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有纖維的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。該粘合劑材料的開放時間為至少15秒,并且第二層中至少5%的纖維在基本垂直于第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離。
又一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層、含有纖維的第二層,以及在第一層和第二層之間的粘合劑材料。該粘合劑材料的開放時間為至少15秒,并且第二層中的纖維具有大于1.3的幾何標準偏差。
再一方面,本公開的特征在于一種制品,該制品包括第一層和含有熔噴材料的第二層。該制品在4微米的粒徑下具有至多20%的β衰變。
又一方面,本公開的特征在于一種方法,其包括使用20磅/線性英寸~40磅/線性英寸的壓力使熔噴材料粘附到包括基材的制品上以提供過濾介質(zhì)。
實施方案可以顯示出以下的一個或多個優(yōu)點。
實施方案可以提供以下的一個或多個優(yōu)點。在某些實施方案中,過濾介質(zhì)可以比較耐用、較好地捕獲細粒、較好地容納材料(例如粉塵),顯示出較好的可洗性、較好的煤煙捕獲性和/或較好的液體過濾性。在一些實施方案中,過濾介質(zhì)可以同時顯示出通常不能由至少一些已知的過濾介質(zhì)所同時提供的優(yōu)點。例如,在某些實施方案中,過濾介質(zhì)可以有效地捕獲細粒,同時也較為耐用。作為另一實例,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)有效地捕獲粒子,同時也具有良好的容納物質(zhì)(例如粉塵)的能力。作為又一實例,在某些實施方案中,過濾介質(zhì)可以在保持或增加粒子捕獲容量的同時,顯示出提高的粒子捕獲效率。在某些實施方案中,可以以較快、較便宜和/或較簡單的方式來制造過濾介質(zhì)以及相關(guān)的過濾系統(tǒng)。在一些實施方案中,本文所公開的方法可以用來提供具有良好波紋性能的波形制品(例如波形過濾介質(zhì))。例如,波形制品可以包括具有粘合劑和置于其上的其他層的基材(其在提供時是波形的),其中最終制品的波紋性能(例如波紋深度)與在具有該粘合劑和置于其上的其他層之前所提供的基材的波紋深度沒有明顯區(qū)別。作為另一實例,波形制品可以包括具有粘合劑和置于其上的其他層的基材(其在提供時是波形的),其中具有粘合劑和其他層的制品一面的波紋性能(例如波紋深度)與該制品另一面的波紋深度沒有明顯區(qū)別。
附圖說明
基于以下說明以及附圖,可以更好地理解本公開,其中:
圖1是過濾介質(zhì)的截面圖;
圖2是褶裥式過濾介質(zhì)的截面圖;
圖3是包括過濾介質(zhì)的過濾組件的部分剖示的透視圖;
圖4是波形過濾介質(zhì)的截面圖;
圖5是配置用于制造過濾介質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖;
圖6是熔噴層的截面圖;以及
圖7是配置用于制造過濾介質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
本公開一般涉及過濾介質(zhì)以及相關(guān)組件、系統(tǒng)和方法。圖1是一種示例性過濾介質(zhì)10的截面圖,過濾介質(zhì)10包括基材12、中間層14和熔噴層16。圖2描述了過濾介質(zhì)10的典型打褶構(gòu)造。圖3示出一種示例性過濾組件100的剖示透視圖,其包括過濾外殼101、濾筒102、內(nèi)篩108和外篩103。過濾介質(zhì)10置于濾筒102中。在使用過程中,氣體經(jīng)由開口104進入組件100,然后經(jīng)過內(nèi)篩108、過濾介質(zhì)10和外篩103。氣體隨后經(jīng)由開口106離開過濾組件100。
i.過濾介質(zhì)
a.基材
通常使用基材12為過濾介質(zhì)10提供機械完整性。
基材12可以由一個或多個材料層形成。材料的實例包括玻璃、纖維素、合成材料、陶瓷、聚合物、棉、大麻、碳和金屬。通常,基材12包含一種或多種材料的纖維。示例性的纖維類型包括天然纖維、有機纖維和無機纖維??梢允褂美w維和/或材料的組合。在某些實施方案中,基材12可以包括一個或多個不合纖維的層??梢杂糜诨?2中的非纖維材料的實例包括開孔泡沫結(jié)構(gòu)。例如,開孔泡沫結(jié)構(gòu)可以由諸如聚烯烴和聚苯乙烯之類的聚合物制成。
可以采用任意適當?shù)姆椒▉碇圃旎?2。在一些實施方案中,基材12是由包括成網(wǎng)(例如濕法成網(wǎng)、干法成網(wǎng)、直接成網(wǎng))、梳理、紡粘、熔噴和薄膜原纖化的方法制成的?;牡奶囟?gòu)造可以取決于過濾介質(zhì)的預(yù)期應(yīng)用,并且可以改變該特定構(gòu)造以獲得期望的結(jié)構(gòu)性能,包括勁度、強度、成褶性、耐溫性。例如,當過濾介質(zhì)10被設(shè)計用于重載空氣過濾系統(tǒng)、燃氣輪機過濾系統(tǒng)、機動車空氣過濾系統(tǒng)和/或脈沖清潔應(yīng)用時,基材12可以是濕法成網(wǎng)紙,例如纖維素或者合成/纖維素共混物。作為另一實例,當過濾介質(zhì)10被設(shè)計用于hvac過濾系統(tǒng)、液體過濾系統(tǒng)、hepa過濾系統(tǒng)和/或電池隔離器時,基材12可以是濕法成網(wǎng)紙(例如,由纖維素、玻璃和/或合成纖維制成)、粗梳非織造布、紡粘非織造布、熔噴非織造布或者氣流成網(wǎng)布(例如,合成的或纖維素)。
一般而言,基材12可以具有任意期望的厚度。通常,基材12厚為至少200微米(例如,300微米、400微米、500微米、600微米),和/或至多1500微米(例如,1400微米、1300微米、1200微米、1100微米、1000微米)。在一些實施方案中,基材12的厚度為200微米~1500微米(例如,200微米~1000微米、400微米~1000微米)。如本文所提及的,基材12的厚度是按照tappit411測定的。
通?;?2的基重選擇為使得基材12為過濾介質(zhì)10提供期望量的機械完整性。在某些實施方案中,基材12的基重為至少25g/m2(例如,50g/m2、75g/m2),和/或至多250g/m2(例如,200g/m2、150g/m2)。例如,在一些實施方案中,基材12的基重為25g/m2~200g/m2(例如,50g/m2~200g/m2、75g/m2~150g/m2)。如本文所提及的,基重是按照astmd-846測定的。
基材12可被設(shè)計成具有任意期望的透氣率。在一些實施方案中,基材12的透氣率為至少3立方英寸每分鐘(cfm)(例如10cfm、25cfm、),和/或至多400cfm(例如,300cfm、200cfm、150cfm、100cfm)。例如,在某些實施方案中,基材12的透氣率為2cfm~400cfm(例如,10cfm~300cfm、25cfm~200cfm)。如本文所用的,透氣率是按照astmf778-88在0.5英寸水柱的壓力下測定的。
基材12也可以被設(shè)計成具有任意期望的過濾效率。在某些實施方案中,基材12具有小于10%(例如小于8%、小于5%)的nacl粒子過濾效率(在32升/分鐘的流速下測量)(參見下文關(guān)于nacl粒子過濾效率測試的討論)。
盡管圖1中示出的基材12是連續(xù)的,但是在一些實施方案中,基材12可以是不連續(xù)的。例如,基材12可以由本身可以是連續(xù)或不連續(xù)的長絲(紗線)形成。另外或作為替代方案,基材12可以是其中具有孔的材料的形式(例如,絲網(wǎng)形式)。另外或作為替代方案,基材12可以是材料碎片(例如點)的形式。
b.中間層
1.粘合劑
在一些實施方案中,層14是由粘附到層12和16上的粘合劑(例如,熱熔性粘合劑、壓敏性粘合劑、熱塑性粘合劑、熱固性粘合劑、)形成的。通常,粘合劑是聚合物。聚合物的實例包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烴(例如,聚乙烯、聚丙烯、非晶聚烯烴)、聚酰胺(例如尼龍)、環(huán)氧化物、氰基丙烯酸酯、聚氨酯(例如潮氣固化型聚氨酯)和聚酯。在一些實施方案中,粘合劑是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。市售材料的實例包括以商品名hm4379、m2751和h3199得自bostik(wauwatosa,wi),以及以商品名h312得自heartland(germantown,wi)的非晶聚烯烴粘合劑。市售材料的實例也包括以商品名hm4199、hm4156和vitel4361b得自bostik(wauwatosa,wi)的共聚酯。市售材料的實例還包括以商品名hm4289lv和hm4229得自bostik(wauwatosa,wi)的聚酰胺。
在一些實施方案中,層14是由直徑小于4微米且?guī)缀螛藴势顬?.4的纖維網(wǎng)形成的。
粘合劑層14的厚度通??梢愿鶕?jù)需要進行選擇。在一些實施方案中,粘合劑層14的厚度為至少5微米(例如,至少10微米、至少25微米),和/或至多100微米(例如,至多75微米、至多50微米)。例如,按掃描電子顯微鏡法測定的,粘合劑層14的厚度可以為5微米~100微米(例如,5微米~75微米、5微米~50微米)。
一般而言,粘合劑層14的基重可以根據(jù)需要進行選擇。在一些實施方案中,粘合劑層14的基重為至多10g/m2(至多8g/m2、至多5g/m2),和/或至少0.5g/m2(例如,至少1g/m2、至少2g/m2)。例如,在一些實施方案中,粘合劑層14的基重可以為0.5g/m2~10g/m2(例如,1g/m2~8g/m2、2g/m2~5g/m2)。
盡管圖1中示出的粘合劑14是連續(xù)的,但是在一些實施方案中,粘合劑14可以是不連續(xù)的。例如,粘合劑14可以是其中具有孔的材料的形式(例如,絲網(wǎng)形式)。另外或作為替代方案,粘合劑14可以是材料碎片(例如點)的形式。通常,當考慮制品10的預(yù)期用途時,層12和層16之間的粘合劑14的量能在提供層12和層16之間提供適當粘附即足矣。例如,在一些實施方案中,粘合劑14存在于層12和層14之間至少70%(例如至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少99%、100%)的面積中。
一般而言,粘合劑14選擇為使得層12和層16之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸寬度(例如,至少1盎司/英寸寬度、至少1.5盎司/英寸寬度)。在一些實施方案中,粘合劑14選擇為使得層12和層16之間的平均剝離強度為至多4盎司/英寸寬度。如本文所用的,第一層/粘合劑/第二層構(gòu)造的“平均剝離強度”如下進行測定。該測試是astmd903的修正版,使用thwing-albertintellectii張力測試儀。將樣品切成2英寸×7英寸的切片,并且在加工方向上進行剝離。將來自intertapeinc.(montreal,quebec,canada)的tufflex(tf415085447)膠帶應(yīng)用于試樣的涂布表面的長度以牢牢地與頂層接合,從而能夠使層合體分離。使用半英寸預(yù)剝離器來開始分層。測試儀十字頭和頂部氣夾(airgrip)以每分鐘12英寸的速度從固定的底部氣夾移動。當十字頭和頂部氣夾從初始位置移動4英寸時,結(jié)束測試。記錄作為載荷函數(shù)的最大剝離強度和最小剝離強度,所述載荷是由荷重元件測量的。從整個測試過程中由荷重元件測量的載荷計算平均剝離強度。通過除以2將所有的剝離強度都分成一半來報道每英寸寬度的剝離強度。
通常,粘合劑14選擇為具有適當?shù)挠糜谙旅嬷圃旃に嚨拈_放時間。例如,粘合劑14的開放時間應(yīng)該足以使得其在它施加于一個層(例如層12或?qū)?6)的時間和粘合劑14接觸另一層(例如層16或?qū)?2)的時間之間不會變得不粘。在一些實施方案中,粘合劑14的開放時間為至少15秒(例如至少20秒、至少30秒、至少40秒)。在某些實施方案中,層14的開放時間至多60秒。如本文所用的,按照astmd4497,使用1/16英寸寬的粘合劑珠粒測定粘合劑的“開放時間”。
2.稀松布
在一些實施方案中,層14充當熔噴層16的載體層(稀松布)(參見下面的工藝討論)。在這樣的實施方案中,稀松布14通常與層12和層16接合在一起(例如,層合在一起)。
例如,稀松布14可以由聚合物形成。聚合物的實例包括聚酯、聚酰胺和聚烯烴。任選地,稀松布14由紡粘非織造材料或者粗梳非織造材料形成。在一些實施方案中,稀松布14是由紡粘聚丙烯形成的。
通常,稀松布14的厚度可以根據(jù)需要進行選擇。在某些實施方案中,稀松布14為至少50微米(例如,至少100微米、至少200微米)厚,和/或至多1000微米(例如,至多900微米、至多750微米)厚。例如,稀松布14的厚度可以為50微米到1000微米(例如,100微米到900微米、250微米到750微米)厚。如本文所提及的,稀松布14的厚度是按照tappit411進行測定的。
一般而言,稀松布14的基重可以根據(jù)需要進行選擇。在一些實施方案中,粘合劑層14的基重為至多100g/m2(至多90g/m2、至多75g/m2),和/或至少5g/m2(例如至少10g/m2、至少20g/m2)。例如,在一些實施方案中,粘合劑層14可以具有5g/m2~100g/m2(例如5g/m2~90g/m2、5g/m2~75g/m2)的基重。
盡管圖1中示出的稀松布14是連續(xù)的,但在一些實施方案中,稀松布14可以是不連續(xù)的。例如,稀松布14可以是其中具有孔的材料的形式(例如,絲網(wǎng)形式)。另外或作為替代方案,稀松布14可以是材料碎片(例如點)的形式。
c.熔噴層
層16是通過如下所討論的熔噴工藝形成的。一般而言,層16是由平均直徑為至多1.5微米(例如至多1.4微米、至多1.3微米、至多1.2微米、至多1.1微米、至多1微米),和/或至少0.2微米(例如至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米)的纖維形成的,所述平均直徑是采用掃描電子顯微鏡法測量的。例如,在一些實施方案中,層16由平均直徑為0.2微米~1.5微米(例如0.3微米~1.4微米、0.4微米~1.3微米)的纖維形成。又如,在某些實施方案中,層16由平均直徑為0.2微米~0.5微米(例如0.3微米~0.5微米、0.4微米~0.5微米、0.2微米~0.4微米、0.2微米~0.3微米、0.3微米~0.4微米)的纖維形成。一般而言,熔噴材料中至少5%(例如至少10%、至少25%、至少50%、至少60%、至少75%)的纖維在如圖1中箭頭所示的基本垂直于第二層表面的方向上延伸至少0.3微米的距離。
通常,熔噴材料由一種或多種聚合物形成。示例性的聚合物包括聚烯烴(例如聚丙烯)、聚酯(例如聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(例如尼龍)、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚氨酯(例如熱塑性聚氨酯)。任選地,聚合物可以含有氟原子。這樣的聚合物的實例包括pvdf和ptfe。
層16通??梢跃哂腥我馄谕暮穸?。在一些實施方案中,層16為至少5微米(例如至少10微米、至少20微米)厚,和/或至多250微米(例如200微米、150微米)厚。例如,層16可以為5微米~250微米(例如10微米~200微米、20微米~150微米)厚。采用掃描電子顯微鏡法來測定層16的厚度。不希望受理論的束縛,據(jù)信,采用本文所述的方法,可以獲得比典型的電紡纖維層更厚和/或經(jīng)濟上可行,和/或比典型的熔噴纖維層(例如由于考慮如機械完整性)更薄和/或經(jīng)濟上可行的熔噴纖維層。
層16的基重通??梢愿鶕?jù)需要進行選擇。在一些實施方案中,層16的基重為至少1g/m2(例如至少10g/m2、至少25g/m2),和/或至多100g/m2(至多90g/m2、至多75g/m2)。例如,在某些實施方案中,層16具有1g/m2~100g/m2(例如10g/m2~90g/m2、25g/m2~75g/m2)的基重。不希望受縛于理論,據(jù)信,使用本文所述的方法,可以獲得基重比典型的電紡纖維層更大和/或經(jīng)濟上可行,和/或基重比典型的熔噴纖維層(例如由于考慮如機械完整性和/或瞬間層合)更小的熔噴纖維層。
層16的透氣率也可以根據(jù)需要變化。在一些實施方案中,層16的透氣率為至多500cfm(例如至多250cfm、至多200cfm),和/或至少20cfm(例如至少50cfm、至少100cfm)。例如,在一些實施方案中,層16的透氣率可以為20cfm~500cfm(例如,50cfm~250cfm、100cfm~200cfm)。通常,層16的透氣率(perm)是通過等式(1/perm)=(l/perm1)+(1/perm2)測定的,其中perm是過濾介質(zhì)10(包括層12、層14和層16)的透氣率,perm1是熔噴層16的透氣率,而perm2是基材層12的透氣率。例如,如果熔噴層16的透氣率為300cfm且基材12的透氣率為70cfm,則過濾介質(zhì)10的透氣率為56.8cfm,這是因為1/56.8=1/300+1/70。
盡管圖1中示出的層16是連續(xù)的,但在一些實施方案中,層16可以是不連續(xù)的。例如,層16可以是其中具有孔的材料的形式(例如,絲網(wǎng)形式)。另外或作為替代方案,層16可以是材料碎片(例如點)的形式。
d.過濾介質(zhì)性能
一般而言,過濾介質(zhì)10的厚度可以根據(jù)需要進行選擇。過濾介質(zhì)10的厚度為從層12的外表面到層16的外表面的距離。在層14為粘合劑的實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有至少200微米(例如,至少300微米、至少400微米)的制品厚度,和/或至多1500微米(例如至多1000微米、至多750微米)的厚度。例如,在這樣的實施方案中,過濾介質(zhì)10的厚度為200微米~1500微米(例如300微米~1000微米、400微米~750微米)。在層14為稀松布的實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有至少200微米(例如,至少300微米、至少400微米)的制品厚度,和/或至多2500微米(例如至多2000微米、至多1500微米)的厚度。例如,在這樣的實施方案中,過濾介質(zhì)10的厚度為200微米~2500微米(例如300微米~2000微米、400微米~1500微米)。
通常,過濾介質(zhì)10可以具有任意期望的基重。在層14為粘合劑的實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有至多500g/m2(例如至多400g/m2、至多300g/m2),和/或至少30g/m2(例如至少75g/m2、至少100g/m2)的基重。在層14為稀松布的實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有至多600g/m2(例如至多500g/m2、至多400g/m2),和/或至少50g/m2(例如至少100g/m2、至少150g/m2)的基重。
通??梢愿鶕?jù)需要選擇過濾介質(zhì)10的透氣率。在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10的透氣率為至多300cfm(例如至多200cfm、至多100cfm),和/或至少1cfm(例如至少10cfm、至少25cfm)。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有1cfm~300cfm(例如10cfm~200cfm、25cfm~100cfm)的透氣率。
在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10可以表現(xiàn)出良好的捕塵能力。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有至少80%(例如至少約85%、至少約90%)的初始捕塵效率(參見下面關(guān)于初始捕塵效率測試說明的討論)。在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10的周期性捕塵效率為至少約90%(例如至少約95%、至少約97%)(參見下面關(guān)于周期性捕塵效率測試說明的討論)。在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有至少80%(例如至少約85%、至少約90%)的初始捕塵效率和至少約90%(例如至少約95%、至少約97%)的周期性捕塵效率。
在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有良好的容塵性能。例如,在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有至少50g/m2(例如至少60g/m2、至少70g/m2)的容塵量(參見下面關(guān)于容塵量測試說明的討論)。
在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有良好的捕塵和良好的容塵性能。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有至少80%(例如至少約85%、至少約90%)的初始捕塵效率和至少50g/m2(例如至少60g/m2、至少70g/m2)的容塵量。又如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有至少90%(例如至少約95%、至少約97%)的周期性捕塵效率和至少50g/m2(例如至少60g/m2、至少70g/m2)的容塵量。不希望受縛于理論,據(jù)信,由本文所述的方法至少在一些實施方案中可以同時提供良好的捕塵和良好的容塵性能,其中制品可以包括具有較小平均纖維直徑(例如0.8微米以下)并且沒有電紡涂層致密且比電紡涂層厚的熔噴纖維層。
在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有良好的細粒捕獲性能。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有至少40分鐘(例如至少50分鐘、至少60分鐘、至少2小時)的nacl粒子捕獲測試時間(參見下面關(guān)于nacl粒子捕獲測試說明的討論)。
在一些實施方案中,可以較容易地從過濾介質(zhì)10中除去粉塵。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10具有至少4小時(例如至少5小時、至少6小時)的初始可洗性測試時間(參見下面關(guān)于初始可洗性測試說明的討論)。在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10的老化可洗性測試時間為初始可洗性測試時間(參見下面關(guān)于老化可洗性測試說明的討論)的至少70%(例如至少80%、至少90%)。
在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10可以表現(xiàn)出良好的nacl粒子過濾效率和良好的nacl粒子捕獲。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有至少30%(例如至少40%、至少50%)的nacl粒子過濾效率和至少40分鐘(例如至少50分鐘、至少60分鐘)的nacl粒子捕獲測試時間(參見下面關(guān)于nacl粒子捕獲效率測試和nacl粒子捕獲測試說明的討論)。不希望受縛于理論,據(jù)信,由本文所述的方法至少在一些實施方案中可以同時提供良好的nacl粒子過濾效率和良好的nacl粒子捕獲,其中制品可以包括具有較小平均纖維直徑(例如0.8微米以下)并且沒有電紡涂層致密且比電紡涂層厚的熔噴纖維層。
在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10可以具有良好的液體過濾性能。例如,在某些實施方案中,過濾介質(zhì)10在給定粒度下具有至少45%(例如至少50%、至少60%)的液體過濾效率(參見下面關(guān)于液體過濾效率測試說明的討論)。又如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)10在給定粒度和時間下具有至少60%(例如至少65%、至少70%)的液體過濾保持效率(參見下面關(guān)于液體過濾效率測試說明的討論)。
在某些實施方案中,制品10在4微米的粒度下可以具有至多20%(例如至多15%、至多10%、至多5%)的β衰變。在一些實施方案中,制品10在4微米的粒度下具有至少1%的β衰變。如本文所用的,制品“在4微米粒度下的β衰變”是按照iso16889:1999測試程序測定的。
在一些實施方案中,制品可以是波形的。任選地,波形制品也可以是打褶的。
圖4示出具有基材12、粘合劑14和熔噴層16的制品30。制品30具有重復的波紋圖案,該波紋圖案具有由距離“c”描述的波紋溝道寬度,該距離為重復波紋圖案中從一個峰到其最鄰近的峰之間的距離。一般而言,制品30可以具有任意期望的波紋溝道寬度。在一些實施方案中,波紋溝道寬度“c”為至少150密耳(例如至少160密耳、167密耳~173密耳、至少225密耳、至少250密耳、247密耳~253密耳、150密耳~335密耳)。
在一些實施方案中,制品30在基材12的面12a上具有由距離“d1”描述的波紋深度,其為重復波紋圖案中從層16的峰到層14的谷的距離。在一些實施方案中,波紋深度“d1”為至少8密耳(例如至少10密耳、至少12密耳、至少14密耳、至少16密耳),和/或至多25密耳(例如至多20密耳)。
在某些實施方案中,制品30在基材12的面12b上具有由距離“d2”描述的波紋深度,其為重復波紋圖案中從基材12的面12b的峰到基材12的面12b的谷的距離。在一些實施方案中,波紋深度“d2”為至少8密耳(例如至少10密耳、至少12密耳、至少14密耳、至少16密耳),和/或至多25密耳(例如至多20密耳)。
在一些實施方案中,制品30具有至少25%(例如至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%)的保持波紋。如本文所用的,制品30的“保持波紋”是通過用重復波紋圖案中從基材12的面12a的峰到基材12的面12a的谷之間的距離(在層14施加到基材12的面12a之前測量)除以波紋深度“d1”,并用100%乘以該值來確定的。不希望受縛于理論,據(jù)信,可以由本文公開的方法產(chǎn)生保持波紋,其中層12是在與層16分離的網(wǎng)上形成的,并且這些層隨后相互粘附。在一些實例中,選擇適當?shù)膲毫梢蕴岣弑3植y,前提是所選的壓力足夠高以實現(xiàn)期望的粘附性同時又足夠低以實現(xiàn)有利的保持波紋性能。
ii.過濾組件和系統(tǒng)
過濾組件100可以是多種過濾組件中的任一種。過濾組件的實例包括燃氣輪機過濾組件、重載空氣過濾組件、機動車空氣過濾組件、hvac空氣過濾組件、hepa過濾組件、真空袋式過濾組件、燃料過濾組件和油過濾組件。這樣的過濾組件可以結(jié)合到相應(yīng)的過濾系統(tǒng)(例如燃氣輪機過濾系統(tǒng)、重載空氣過濾系統(tǒng)、機動車空氣過濾系統(tǒng)、hvac空氣過濾系統(tǒng)、hepa過濾系統(tǒng)、真空袋式過濾系統(tǒng)、燃料過濾系統(tǒng)和油過濾系統(tǒng))中。真空過濾袋系統(tǒng)通常用于家用真空吸塵器。在這樣的實施方案中,可以任選地通過用熔噴材料涂布紙來制造過濾介質(zhì)。在某些實施方案中,可以使用濕法成網(wǎng)或干法成網(wǎng)產(chǎn)品(例如纖維素、聚合物、玻璃)來制造過濾介質(zhì)??梢匀芜x地將過濾介質(zhì)折疊成多種構(gòu)造(例如平板、圓柱)中的任一種。
通??梢愿鶕?jù)需要選擇過濾介質(zhì)10相對于通過過濾組件/過濾系統(tǒng)的氣流的取向。在一些實施方案中,熔噴層16在氣流通過過濾組件/系統(tǒng)的方向上是基材12的上游。在某些實施方案中,熔噴層16在氣流通過過濾組件/系統(tǒng)的方向上是基材12的下游。例如,在氣體過濾系統(tǒng)為燃氣輪機過濾系統(tǒng)或者重載空氣過濾系統(tǒng)的一些實施方案中,熔噴層16在氣流通過過濾組件/系統(tǒng)的方向上可以是基材12的上游。又如,在期望提高的深層過濾的一些實施方案中,熔噴層16在氣流通過過濾組件/系統(tǒng)的方向上可以是基材12的下游。
iii.制造過濾介質(zhì)的方法
1.粘合劑
一般而言,在使用粘合劑層14的實施方案中,所述制造方法包括向基材12施加層14,隨后向粘合劑14施加熔噴層16,因此,在過濾介質(zhì)10當中,基材12和熔噴層16都粘附到粘合劑層14上。
在一些實施方案中,用粘合劑層14制造過濾介質(zhì)10涉及連續(xù)(例如輥到輥)工藝。該工藝可以例如包括使用多個輥到輥系統(tǒng)。例如,一個輥到輥系統(tǒng)可以用來形成熔噴層16,而另一個輥到輥系統(tǒng)可以用來將層14粘附到基材12上。在這樣的系統(tǒng)中,輥到輥系統(tǒng)可以配置為使得粘合劑層14以連續(xù)的方式接觸熔噴層16并且這兩層變得相互粘附。
圖5示出系統(tǒng)200的一種實施方案,系統(tǒng)200可以用于形成具有粘合劑層14的過濾介質(zhì)10。系統(tǒng)200包括第一輥到輥系統(tǒng)210和第二輥到輥系統(tǒng)220。
系統(tǒng)210包括輥212a、212b、212c和212d,當這些輥旋轉(zhuǎn)時它們使連續(xù)帶214移動。系統(tǒng)212還包括擠出機216。當輥212a~212d旋轉(zhuǎn)時,聚合物(例如任選具有一種或多種添加劑)被真空拉入擠出機216中,并且從擠出機的開端到末端(通常緩慢地)加熱該聚合物,使得聚合物更易于流動。所加熱的聚合物被喂入熔體泵中,所述熔體泵控制聚合物的通量(1b/h)。然后聚合物通過具有一系列孔的模嘴。據(jù)信,在一些實施方案中,每個孔的聚合物的通量可能對纖維直徑具有較強的影響。當聚合物從模嘴出來時,高速的熱空氣在模嘴的每一個面上都撞擊聚合物。據(jù)信,該空氣可以將纖維減細至最終的纖維尺寸。據(jù)信,在一些實施方案中,纖維直徑可以隨著工藝空氣通量的增加而減小,和/或纖維直徑可以隨著工藝空氣溫度的升高而減小。在出現(xiàn)纖維細化的區(qū)域中,存在驟冷空氣,這形成其中在相同全年溫度(temperatureyearround)下出現(xiàn)成纖的區(qū)域。從模嘴到收集器的距離使得可以控制材料的密度(例如,隨著收集器距離的增加,纖維速度下降且纖維溫度降低,因此纖維的堆積較不致密,產(chǎn)生更加膨松的網(wǎng))。隨著距離的增加,纖維的速度通常會下降,制得更加膨松的過濾介質(zhì)。收集器吸力也是受控的,這同樣影響材料的膨松度。據(jù)信,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)的網(wǎng)基重可能隨著帶速的增加而下降,和/或過濾介質(zhì)的基重可能隨著聚合物通量的增加而增加。
通??梢愿鶕?jù)需要選擇對于模具來說孔的尺寸和每英寸孔的數(shù)目。在一些實施方案中,模具可以具有35個孔每英寸,該孔為0.0125″。在某些實施方案中,模具可以具有70個孔每英寸,該孔為0.007″。可以任選使用其他的模具。
系統(tǒng)220包括輥222a、222b、222c和222d,當這些輥旋轉(zhuǎn)時它們使基材12移動。在輥222a和222b之間,系統(tǒng)220包括向基材12施加粘合劑的臺226。在靠近輥222b和212a的區(qū)域中,粘合劑接觸熔噴層16,熔噴層16離開帶214并粘附到粘合劑上。然后基材/粘合劑/熔噴層復合材料通過帶電裝置228。帶電裝置228用于使該復合材料帶電(通常,特別是熔噴層)。據(jù)信,這可以產(chǎn)生細粒捕獲性能提高的過濾介質(zhì)。據(jù)信,帶電工藝可以使電荷嵌入熔噴材料中。
臺226通??梢愿鶕?jù)需要進行選擇。在一些實施方案(例如當期望具有較高的粘合劑覆蓋率時)中,臺226可以是計量粘合劑系統(tǒng)。該計量的粘合劑系統(tǒng)可以配置為施加相對高度分散且均勻量的粘合劑。在某些實施方案中,臺226是具有signature噴嘴的nordson精確計量齒輪粘合劑涂布機系統(tǒng),每英寸可以具有12個提供分散的粘附線(adhesionlane)的噴嘴,其中所述線的中心點之間的間隙為2毫米并且每個噴嘴具有0.06英寸直徑的孔。
一般而言,選擇溫度以適當軟化(例如熔融)要形成層16的材料。例如,在一些實施方案中,材料被加熱到至少350°f(例如至少375°f、至少400°f),和/或至多600°f(例如550°f、至多500°f)的溫度。例如,可以將材料加熱到350°f~600°f(例如375°f~550°f、400°f~500°f)的溫度。
一般而言,工藝空氣是在形成纖維的模嘴的任一面上加熱過的空氣。該加熱過的空氣(通常與模嘴的溫度相同)撞擊纖維并且有助于將纖維細化至最終的纖維尺寸。據(jù)信,在一些實施方案中,纖維直徑可以隨著空氣體積的增加而減小??梢砸暻闆r選擇工藝空氣的體積。在一些實施方案中,工藝空氣的體積為至少2500磅/小時-米(例如至少2750磅/小時-米、至少3000磅/小時-米),和/或至多4000磅/小時-米(例如至多3750磅/小時-米、至多3500磅/小時-米)。例如,工藝空氣的體積可以為2500磅/小時-米到4000磅/小時-米(例如2750磅/小時-米到3750磅/小時-米、3000磅/小時-米到3500磅/小時-米)。
可以視情況選擇由真空器218產(chǎn)生的真空。在一些實施方案中,真空度為至少10英寸的水(例如至少12英寸的水、至少14英寸的水),和/或至多26英寸的水(例如至多23英寸的水、至多20英寸的水)。例如,真空度可以是10英寸的水~26英寸的水(例如12英寸的水~23英寸的水、14英寸的水~20英寸的水)。
帶214通??梢杂稍试S在帶214上形成層16并且當層16接觸粘合劑層14時也允許層16離開帶214的任意材料制成。可以由其制成帶214的材料的實例包括聚合物(例如聚酯、聚酰胺)、金屬和/或合金(例如不銹鋼、鋁)。
可以根據(jù)形成層16的需要來選擇帶214移動的速度。在一些實施方案中,帶214以至少10ft/min(例如至少20ft/min、至少30ft/min),和/或至多300ft/min(例如至多200ft/min、至多100ft/min)的速度移動。例如,帶214可以以10ft/min~300ft/min(例如20ft/min~200ft/min、30ft/min~100ft/min)的速度移動。
一般而言,當向基材12上施加時,粘合劑的溫度可以選擇為使得它與層16接觸時具有適當水平的粘性。在粘合劑為熱熔粘合劑的實施方案中,這可以包括在施加到基材12上之前加熱該粘合劑。例如,在被施加到基材12上之前,可以將粘合劑加熱到至少350°f(例如至少370°f、至少380°f),和/或至多450°f(例如430°f、至多420°f)的溫度。例如,可以將材料加熱到350°f~450°f(例如370°f~430°f、380°f~420°f)的溫度。
基材12通常通過在輥212a和222b處形成的夾區(qū)所產(chǎn)生的拉力而通過粘合劑臺。通過使靠近輥222b(例如橡膠輥,比如70shoreaepdm橡膠輥)的基材12與靠近輥212a(例如不銹鋼輥,比如突出0.025英寸的不銹鋼輥)的熔噴材料16接觸,帶214和基材12的速度同步(例如,使得基材12以與帶214大致相同的速度移動)。通常根據(jù)制品10的預(yù)定用途的需要來選擇輥212a和222b之間的壓力。例如,在制品10為波形的實施方案中,輥212a和222b之間的壓力通常選擇為對于制品10來說獲得良好的波紋深度和共形性。在一些實施方案中,輥212a和222b之間的壓力為20磅/線性英寸到40磅/線性英寸(例如25磅/線性英寸到35磅/線性英寸、28磅/線性英寸到32磅/線性英寸、29磅/線性英寸到31磅/線性英寸、30磅/線性英寸)。
一般而言,可以使用多種技術(shù)中的任一種來使基材/粘合劑/熔噴層復合材料帶電以形成駐極體網(wǎng)。實例包括ac和/或dc電暈放電和基于摩擦的帶電技術(shù)。在一些實施方案中,復合材料經(jīng)歷至少1kv/cm(例如至少5kv/cm、至少10kv/cm),和/或至多30kv/cm(例如至多25kv/cm、至多20kv/cm)的放電。例如,在某些實施方案中,復合材料可以經(jīng)歷1kv/cm到30kv/cm(例如5kv/cm到25kv/cm、10kv/cm到20kv/cm)的放電。例如在美國專利no.5,401,446中公開了示例性的方法,在某種程度上其與本公開一致,在此通過引用并入本文。
一般而言,可以使用任意的帶構(gòu)造。例如在一些實施方案中,帶具有開放結(jié)構(gòu),例如網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。不希望受縛于理論,據(jù)信這樣的開放結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有與帶互補的結(jié)構(gòu)的熔噴材料,這是因為熔噴材料處于吹氣的力量之下。圖6示出具有由帶的互補形狀導致的一系列峰64和谷62的熔噴材料60的截面圖。不希望受縛于理論,據(jù)信該結(jié)構(gòu)可以存在于過濾介質(zhì)中的熔噴材料中,并且在收集粉塵或其他粒子的過程中,粉塵可以在谷中累積,允許脈沖發(fā)生過程中良好的除塵。在一些實施方案中,相鄰谷62之間的距離d為至少400微米(例如至少500微米、至少700微米),和/或至多2000微米(例如至多1500微米、至多1200微米)。在一些實施方案中,相鄰谷62之間的距離d為400微米到2000微米(例如500微米到1500微米、700微米到1200微米)。在一些實施方案中,峰64到谷62的距離h為至少50微米(例如至少100微米、至少300微米),和/或至多2000微米(例如至多1500微米、至多1000微米)。在一些實施方案中,峰64到谷62的距離h為50微米到2000微米(例如200微米到1500微米、300微米到1000微米)。
2.稀松布
一般而言,在使用稀松布層14的實施方案中,制造方法包括向稀松布14施加熔噴層16,隨后向稀松布14施加基材12,然后使這三層接合在一起。
在一些實施方案中,制造具有稀松布層14的過濾介質(zhì)10涉及連續(xù)(例如輥到輥)工藝。該工藝可以例如包括使用多個輥到輥系統(tǒng)。例如,一個輥到輥系統(tǒng)可以用于形成稀松布14上的熔噴層16,而另一個輥到輥系統(tǒng)可以用于傳送基材12。在這樣的系統(tǒng)中,輥到輥系統(tǒng)可以配置為使得以連續(xù)的方式,熔噴層/稀松布復合材料接觸基材12以形成三層復合材料,隨后使這三層接合在一起。
圖7示出可以用于形成稀松布14上的熔噴層16的系統(tǒng)300的一種實施方案。系統(tǒng)300包括輥302a、302b、302c和302d,當這些輥旋轉(zhuǎn)時它們使連續(xù)帶304移動。向帶304施加稀松布14。系統(tǒng)302還包括擠出機306。當輥302a-302d旋轉(zhuǎn)時,加熱擠出機306,并且將形成層16的材料(例如丸粒形式的聚合物)加入到加熱過的擠出機306中。使材料軟化(例如熔融)并使其以長絲的形式通過模具307。在帶304相對于模具307的對面上的真空器308的影響下,長絲朝著稀松布14移動。真空的作用在于拉伸長絲并使它們貼靠稀松布14的表面以提供布置在稀松布14上的熔噴層16。
通??梢愿鶕?jù)形成層16的需要來選擇用于圖7中所述工藝的工藝條件。一般而言,溫度選擇為適當軟化(例如熔融)要形成為層16的材料。例如,在一些實施方案中,將材料加熱到至少350°f(例如至少375°f、至少400°f),和/或至多600°f(例如550°f、至多500°f)的溫度。例如,可以將材料加熱到350°f~600°f(例如375°f~550°f、400°f~500°f)的溫度。
一般而言,工藝空氣是在形成纖維的模嘴的任一面上加熱過的空氣。該加熱過的空氣(通常與模嘴的溫度相同)撞擊纖維并且有助于將纖維細化至最終的纖維尺寸。據(jù)信,在一些實施方案中,提高空氣體積可以導致纖維直徑減小??梢砸暻闆r選擇工藝空氣的體積。在一些實施方案中,工藝空氣的體積為至少2500磅/小時-米(例如至少2750磅/小時-米、至少3000磅/小時-米),和/或至多4000磅/小時-米(例如至多3750磅/小時-米、至多3500磅/小時-米)。例如,工藝空氣的體積可以為2500磅/小時-米到4000磅/小時-米(例如2750磅/小時-米到3750磅/小時-米、3000磅/小時-米到3500磅/小時-米)。
可以視情況選擇由真空器308產(chǎn)生的真空。在一些實施方案中,真空度為至少10英寸的水(例如至少12英寸的水、至少14英寸的水),和/或至多26英寸的水(例如至多23英寸的水、至多20英寸的水)。例如,真空度可以是10英寸的水~26英寸的水(例如12英寸的水~23英寸的水、14英寸的水~20英寸的水)。
可以根據(jù)形成層16的需要來選擇帶304移動的速度。在一些實施方案中,帶304以至少10ft/min(例如至少20ft/min、至少30ft/min),和/或至多300ft/min(例如至多200ft/min、至多100ft/min)的速度移動。例如,帶304可以以10ft/min~300ft/min(例如20ft/min~200ft/min、30ft/min~100ft/min)的速度移動。
從帶304上取下稀松布/熔噴層復合材料,并且將基材12布置在稀松布14上。這通常包括將稀松布14放在帶(例如帶214)上,然后將熔噴纖維直接吹到稀松布14上。稀松布14可以在吹上熔噴材料之前就具有所施加的粘合劑,或者熔噴纖維的力和熱可以用于使兩層粘附在一起。有關(guān)的工藝條件通常與上述相同。然后使這三層接合在一起。在該工藝期間,所述三層可以任選層合在一起。在一些實施方案中,所述層被超聲接合在一起(例如超聲點接合在一起)。在一些實施方案中,熔噴層16、稀松布14和基材12可以通過在鋁振動喇叭(vibratinghorn)(1/2″接觸寬度,來自bransonultrasonics,danbury,ct)和壓花接觸輥之間施加超聲波能量而接合。在某些實施方案中,所述方法包括使用在20khz下脈沖的喇叭,以25到45ft/min的進料速度以20到35微米的幅度施加20到30psi的接觸壓力,將復合材料在包括通過接觸輥上的壓花所測量的小于10%(例如小于8%、小于5%、小于3%)的總面積的點處接合在一起。
以上實施例是示例性的,無意于進行限制。
iv.實施例
a.試驗方案
1.nacl粒子過濾效率試驗
通過來自tsi公司配備有氯化鈉發(fā)生器的tsi8130certitest(tm)自動過濾測試裝置,使用質(zhì)均直徑為0.26微米且?guī)缀螛藴势钚∮?.83、濃度為15到20mg/cm3以及面速度為5.3cm/s的nacl(氯化鈉)測試表面積為100cm2的過濾介質(zhì)。儀器測量了在小于或等于115升/分鐘(lpm)的流速下在瞬間基礎(chǔ)上橫跨過濾介質(zhì)的壓降以及所得的滲透值。將瞬間讀數(shù)定義為1壓降/滲透測量值。該試驗描述在astmd2986-91中。nacl粒子過濾效率為[100-(c/c0)]×100%,其中c為通過過濾器后粒子的濃度,c0為通過過濾器前粒子的濃度。
2.初始捕塵效率、周期性捕塵效率和容塵量
用濃度為200mg/cm3且面速度為20cm/s的細粉塵(0.1-80μm)測試表面積為100cm2的過濾介質(zhì)達1分鐘。捕塵效率使用palasmfp2000分級效率光電檢測器來測量。捕塵效率為[(100-[c/c0])×100%],其中c為通過過濾器后粉塵粒子的濃度,c0為通過過濾器前粒子的濃度。1分鐘后測量捕塵效率,并且在本文中稱之為初始捕塵效率。1分鐘后還周期性地測量捕塵效率,并且在本文中稱之為周期性捕塵效率。容塵量是在壓力達到1800pa時測量的,并且為過濾介質(zhì)暴露于細粉塵之前的重量和過濾介質(zhì)暴露于細粉塵之后的重量之差。
3.初始可洗性試驗和老化可洗性試驗
ac細粉塵以16克/小時在5cm/s的面速度下通過過濾介質(zhì),然后在4巴下經(jīng)歷150毫秒的脈沖直到介質(zhì)達到10毫巴的壓力以從介質(zhì)中除去粒子。該過程(在所述條件下暴露于ac細粉塵中,直至達到10毫巴的壓力)總共重復30次,初始可洗性時間是完成30個循環(huán)所耗費的時間量。隨后通過連續(xù)暴露于ac粉塵(12克/小時)10000個循環(huán)使介質(zhì)老化并且每分鐘受到14次脈沖。在該老化過程之后,在上述條件下再次使過濾介質(zhì)暴露于ac細粉塵中達30次,老化可洗性時間為完成這30個循環(huán)所耗費的時間量。在palasmmtc-2000可洗性試驗臺上通過vdi-3926型2程序進行該測試,測試面積為177cm2。
4.nacl粒子捕獲試驗
使100cm2的表面積暴露于0.4到0.5μm的nacl粒子的氣溶膠,nacl粒子的氣溶膠的濃度為2%,面速度為8.3cm/s,總流速為45升/分鐘。nacl粒子捕獲測試時間為達到1800pa的壓力所耗費的時間量。
5.液體過濾效率試驗和液體過濾保持效率
根據(jù)iso16889,使用fti多溝道過濾器試驗臺(fluidtechnologiesinc.,stillwater,ok),將a2細粉塵以0.3升/分鐘的速度喂入mobilmil-h-5606燃料中,以1.7升/分鐘的總流速與過濾介質(zhì)接觸,直至獲得超過基線過濾器壓降174kpa的終端壓力。在整個試驗時間等分的10個時間點取介質(zhì)的上游和下游,在所選粒度(在該情況下,為4、5、7、10、15、20、25和30微米)下進行粒子計數(shù)(粒子/毫升)。在各個所選的粒度下取上游和下游粒子計數(shù)的平均值。從平均的粒子計數(shù)上游(注入-c0)和平均的粒子計數(shù)下游(通過-c),通過關(guān)系式[(100-[c/c0])×100%]確定對于所選的各個粒度的液體過濾效率測試值。也可以通過對比試驗中在連續(xù)10個點處的上游和下游的粒子計數(shù)(并且測定效率[(100-[c/c0])×100%]))來測量作為時間和粒度函數(shù)的液體過濾保持效率。
b.實施例
1.樣品a
樣品a通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(其被加熱至475°f的工藝空氣以3900lbs/hr的流量吹掃),以36lbs聚合物/小時的速度,由被加熱到475°f的聚合物在利用55°f的390lbs/hr的空氣驟冷的下產(chǎn)生0.8微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成7g/m2(gsm)的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約18英寸水的真空壓力收集熔噴材料并且使其瞬間接合到在以55ft/min移動的收集器帶上移動的10gsm紡粘聚丙烯非織造稀松布(celestra,來自fiberwebcorporation,nashville,tn)上。熔噴材料粘附到紡粘材料上,得到厚度為0.0055″、基重為18gsm、在0.5″水柱下透氣率為91cfm的復合材料結(jié)構(gòu)。如利用tsi8130過濾測試儀所測定的,所得的過濾介質(zhì)在10.5fpm面速度下具有1.5mmh2o的壓降。nacl粒子過濾效率為82.2%。
使熔噴納米纖維/稀松布組合粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為139gsm且在0.5″水下透氣率為80cfm的支撐體層上。將熔噴納米纖維/紡粘材料超聲點接合(3%的接合面積)到纖維素支撐體上,所述纖維素支撐體位于熔噴納米纖維稀松布的下游側(cè)上,并且稀松布位于熔噴納米纖維的上游。
過濾介質(zhì)的基重為156gsm、厚度為0.030″且在0.5″水柱下的透氣率為38cfm。nacl粒子過濾效率為87.5%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約11%)。紡粘稀松布基本上不具有捕獲細粒的能力。
2.樣品b
樣品b通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以3250lbs/hr的流量吹掃),以2lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的350lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.25微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成1gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力收集熔噴材料并且使其瞬間接合到在以30ft/min移動的收集器帶上移動的10gsm紡粘聚丙烯稀松布(celestra,來自fiberwebcorporation,nashville,tn)上。熔噴材料粘附到紡粘材料上,得到厚度為0.0034″、基重為11gsm、在0.5″水柱下透氣率為328cfm的復合材料結(jié)構(gòu)。如利用tsi8130過濾測試儀所測定的,所得的過濾介質(zhì)在10.5fpm面速度下具有0.4mmh2o的壓降。nacl粒子過濾效率為47%。
使熔噴納米纖維/稀松布組合粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為139gsm且在0.5″水下透氣率為80cfm的支撐體層上。將熔噴納米纖維/紡粘材料超聲接合到纖維素支撐體上,所述纖維素支撐體位于熔噴納米纖維稀松布的下游側(cè)上,并且稀松布位于熔噴納米纖維的上游。
過濾介質(zhì)的基重為156gsm、厚度為0.032″且在0.5″水柱下透氣率為53cfm。nacl粒子過濾效率為53%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約11%)。紡粘稀松布基本上不具有捕獲細粒的能力。
3.樣品c
樣品c通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以3250lbs/hr的流量吹掃),以12lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的350lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.32微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成2gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力收集熔噴材料并且使其瞬間接合到在以75ft/min移動的收集器帶上移動的10gsm紡粘聚丙烯稀松布(celestra,來自fiberwebcorporation,nashville,tn)上。使熔噴材料粘附到紡粘材料上,得到厚度為0.0052″、基重為12gsm、在0.5″水柱下透氣率為335cfm的復合材料結(jié)構(gòu)。如利用tsi8130過濾測試儀所測定的,所得的過濾介質(zhì)在10.5fpm面速度下具有0.3mmh2o的壓降。nacl粒子過濾效率為36%。
使熔噴納米纖維/稀松布組合粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為139gsm且在0.5″水下透氣率為80cfm的支撐體層上。
將熔噴納米纖維/紡粘材料超聲接合到纖維素支撐體上,所述纖維素支撐體位于熔噴納米纖維稀松布的下游側(cè)上,并且稀松布位于熔噴納米纖維的上游。
過濾介質(zhì)的基重為156gsm、厚度為0.031″且在0.5″水柱下的透氣率為56cfm。nacl粒子過濾效率為49%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約11%)。
4.樣品d
樣品d通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以3250lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.7微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力收集熔噴材料并且使其瞬間接合到在以50ft/min移動的收集器帶上移動的10gsm紡粘聚丙烯非織造稀松布(celestra,來自fiberwebcorporation,nashville,tn)上。使熔噴材料粘附到紡粘材料上,得到厚度為0.004″、基重為15gsm、在0.5″水柱下透氣率為111cfm的復合材料結(jié)構(gòu)。
使熔噴納米纖維/稀松布組合粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂、15%聚酯纖維和68%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為122gsm且在0.5”水下透氣率為94cfm的支撐體層上。
通過以4g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379非晶聚烯烴(apo))噴霧,然后通過兩個橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維/紡粘材料粘附到纖維素支撐體上。制品被制成稀松布面對入口、熔噴納米纖維在中間且纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾元件。
過濾介質(zhì)的基重為136gsm、厚度為0.031″且在0.5”水柱下透氣率為51cfm。nacl粒子過濾效率為68%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約11%)。
5.樣品e
樣品e通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以3250lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.5微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以45ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001″、基重為5gsm、在0.5″水柱下透氣率為100cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂、15%聚酯纖維和68%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為122gsm且在0.5”水下透氣率為94cfm的支撐體層上。
通過以4g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379apo)噴霧,然后通過用于收集熔噴纖維的帶和橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維/紡粘材料粘附到纖維素支撐體上。制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾元件。
過濾介質(zhì)的基重為133gsm、厚度為0.029″且在0.5”水柱下透氣率為50cfm。nacl粒子過濾效率為63%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約11%)。納米纖維層從底部基材的平均剝離強度為0.5盎司/英寸寬度。
6.樣品f
樣品f通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至435°f的工藝空氣以3900lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的520lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.7微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以60ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001″、基重為5gsm、在0.5″水柱下透氣率為172cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為125gsm且在0.5”水下透氣率為32cfm的支撐體層上。
通過以4g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379apo)噴霧,然后通過用于收集熔噴纖維的帶和橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾元件。
過濾介質(zhì)的基重為134gsm、厚度為0.027″且在0.5”水柱下透氣率為27cfm。nacl粒子過濾效率為50%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約20%)。
7.樣品g
樣品g通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至435°f的工藝空氣以4250lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的520lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.7微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成3gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約17英寸水的真空壓力在以100ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001”、基重為3gsm、在0.5″水柱下透氣率為300cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為125gsm且在0.5”水下透氣率為32cfm的支撐體層上。
通過以4g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379apo)噴霧,然后通過用于收集熔噴纖維的帶和橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維/紡粘材料粘附到纖維素支撐體上。所得的制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾器。
過濾介質(zhì)的基重為129gsm、厚度為0.025″且在0.5”水柱下透氣率為29cfm。nacl粒子過濾效率為37%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約20%)。
8.樣品h
樣品h通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至440°f的工藝空氣以4360lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.7微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成3gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約17英寸水的真空壓力在以100ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001”、基重為3gsm、在0.5″水柱下透氣率為307cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為139gsm且在0.5”水下透氣率為89cfm的支撐體層上。
通過以2g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379apo)噴霧,然后通過用于收集熔噴纖維的帶和橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。所得的制品被制成纖維素支撐體面對入口而熔噴納米纖維層面對下游側(cè)的過濾器。
過濾介質(zhì)的基重為143gsm、厚度為0.029″且在0.5”水柱下透氣率為69cfm。nacl粒子過濾效率為30%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約9%)。
9.樣品i
樣品i通過以下方式制備:利用每英寸70個孔的模具(該模具被加熱至440°f的工藝空氣以4360lbs/hr的流量吹掃),以30lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.7微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成11gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以37ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.003”、基重為11gsm、在0.5″水柱下透氣率為66cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由聚合物纖維形成的基重為107gsm且在0.5″水下透氣率為435cfm的硬的背粗梳(backercarded)非織造支撐體層上。
通過以4g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379apo)噴霧,然后通過用于收集熔噴纖維的帶和橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維立即接合,將熔噴納米纖維粘附到硬的背粗梳非織造支撐體上。所得的制品被制成硬的背粗梳非織造支撐體面對入口而熔噴納米纖維層面對下游側(cè)的過濾器。
過濾介質(zhì)的基重為113gsm、厚度為0.024″且在0.5”水柱下透氣率為57cfm。nacl粒子過濾效率為88%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約20%)。
10.樣品j
樣品j通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至550°f的工藝空氣以2600lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至530°f的聚合物產(chǎn)生0.5微米pbt纖維(ticonacelanex2008),并進而形成24gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以30ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度為0.008″、基重為24gsm、在0.5″水柱下透氣率為79cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有17%的乙酸乙烯酯樹脂和85%的纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為165gsm且在0.5″水下透氣率為12cfm的支撐體層上。
使4層的熔噴納米纖維/紡粘材料超聲接合到纖維素支撐體上,其中纖維素支撐體布置在上游側(cè)上,熔噴納米纖維稀松布布置在下游側(cè)上。
過濾介質(zhì)的基重為287gsm、厚度為0.045″且在0.5”水柱下透氣率為7cfm。
11.樣品k
樣品k通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至500°f的工藝空氣以3250lbs/hr的流量吹掃),以240lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至500°f的聚合物在利用55°f的350lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生2微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成10gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力收集熔噴材料并使其瞬間接合到在以250ft/min移動的收集器帶上移動的10gsm的紡粘聚丙烯稀松布上。通過以下方式向該熔噴/稀松布復合材料添加納米纖維層:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以3250lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的350lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.5微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成4gsm熔噴網(wǎng)。
所得的三層復合材料具有在上表面的熔噴納米纖維、其下的常規(guī)熔噴結(jié)構(gòu)和在下表面上的稀松布。
所得復合材料的基重為25gsm、厚度為0.012″且在0.5”水柱下透氣率為84cfm。nacl粒子過濾效率為88%。
12.樣品l
樣品l通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以4360lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至450°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.4微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以45ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001″、基重為5gsm、在0.5″水柱下透氣率為150cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有20%乙酸乙烯酯樹脂和80%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為114gsm且在0.5″水下透氣率為16cfm的波形支撐體層上。該波形支撐體層的波紋溝道寬度為0.170″。如采用ias激光波紋測量儀所測量的,該支撐體層的波紋深度在待涂布的正面上為0.022″,相反(反)面具有0.022″的波紋深度。
通過以6g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加加熱至400°f并在410°f噴射的熱熔膠(bostikm2751粘合劑),然后通過用于收集熔噴纖維的不銹鋼帶和橡膠輥之間在30磅/線性英寸(pll)的夾區(qū)壓力下的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。所得的制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾器。
過濾介質(zhì)的基重為125gsm、厚度為0.026″且在0.5”水柱下透氣率為14cfm。nacl粒子過濾效率為62%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約26%)。該復合材料在熔噴納米纖維涂布面上具有0.012″的波紋深度,而在相反的未涂布(反)面上為0.016″。納米纖維層相對于底部基材的平均剝離強度為2.4盎司/英寸寬度。
13.樣品m
樣品m通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以4360lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至450°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.4微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以45ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001″、基重為5gsm、在0.5″水柱下透氣率為150cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有20%乙酸乙烯酯樹脂和80%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為114gsm且在0.5″水下透氣率為16cfm的波形支撐體層上。該波形支撐體層的波紋溝道寬度為0.22″。如采用ias激光波紋測量儀所測量的,該支撐體層的波紋深度在待涂布的正面上為0.022″,相反(反)面具有0.022″的波紋深度。
通過以6g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加加熱至400°f并在410°f噴射的熱熔膠(bostikm2751粘合劑),然后通過用于收集熔噴纖維的不銹鋼帶和橡膠輥之間在30磅/線性英寸(pli)的夾區(qū)壓力下的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。所得的制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾元件。
過濾介質(zhì)的基重為125gsm、厚度為0.029″且在0.5”水柱下透氣率為14cfm。nacl粒子過濾效率為63%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約26%)。該復合材料在熔噴納米纖維涂布面上具有0.016″的波紋深度,而在相反的未涂布(反)面上為0.018″。納米纖維層對底部基材的平均剝離強度為2.0盎司/英寸寬度。
14.樣品n
樣品n通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至450°f的工藝空氣以4360lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至450°f的聚合物在利用55°f的490lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.4微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以45ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001″、基重為5gsm、在0.5″水柱下透氣率為150cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有20%乙酸乙烯酯樹脂和80%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為122gsm且在0.5″水下透氣率為28cfm的波形支撐體層上。該波形支撐體層的波紋溝道寬度為0.170″。如利用ias激光波紋測量儀所測量的,該支撐體層的波紋深度在待涂布的正面上為0.013″,相反(反)面具有0.013″的波紋深度。
通過以6g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加加熱至400°f并在410°f下噴射的熱熔膠(bostikm2751粘合劑),然后通過用于收集熔噴纖維的不銹鋼帶和橡膠輥之間在30磅/線性英寸(pli)的夾區(qū)壓力下的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。所得的制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾器。
過濾介質(zhì)的基重為134gsm、厚度為0.021″且在0.5”水柱下透氣率為24cfm。nacl粒子過濾效率為62%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約20%)。該復合材料在熔噴納米纖維涂布面上具有0.08″的波紋深度,而在相反的未涂布(反)面上為0.011″。納米纖維層對底部基材的平均剝離強度為2盎司/英寸寬度。
15.樣品o
樣品o通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至575°f的工藝空氣以2500lbs/hr的流量吹掃),以80lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至550°f的聚合物產(chǎn)生0.6微米pbt纖維(ticonajkx),并進而形成25gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以40ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。
使熔噴納米纖維粘附到由含有20%酚醛樹脂和80%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為200gsm且在0.5″水下透氣率為2cfm的支撐體層上??偤穸葹?.029″,波紋深度為0.013″。
通過以8g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加加熱至450°f并在450°f噴射的熱熔膠(bostikvitel4361b粘合劑),然后通過用于收集熔噴纖維的不銹鋼帶和橡膠輥之間在35磅/線性英寸(pli)的夾區(qū)壓力下的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。所得的結(jié)構(gòu)被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾介質(zhì)。
過濾介質(zhì)的基重為233gsm、總厚度為0.024″且在0.5”水柱下透氣率為1.9cfm。該復合材料在熔噴納米纖維涂布面上具有0.06″的波紋深度,而在相反的未涂布(反)面上為0.010″。納米纖維層對底部基材的平均剝離強度為3.5盎司/英寸寬度。
16.對比例
對比例1通過以下方式制備:利用每英寸35個孔的模具(該模具被加熱至435°f的工藝空氣以3900lbs/hr的流量吹掃),以20lbs聚合物/小時的速度,由被加熱至425°f的聚合物在利用55°f的520lbs/hr的空氣驟冷下產(chǎn)生0.7微米聚丙烯纖維(exxonpp3546g,exxonmobilchemicalcompany,houston,tx),并進而形成5gsm的熔噴網(wǎng)。通過7英寸寬狹縫利用約20英寸水的真空壓力在以60ft/min移動的空收集器帶上收集熔噴材料。自立的熔噴納米纖維的厚度小于0.001″、基重為5gsm、在0.5″水柱下透氣率為172cfm。
使熔噴納米纖維粘附到由含有17%乙酸乙烯酯樹脂和83%纖維素纖維濕法非織造布的纖維素纖維形成的基重為125gsm且在0.5″水下透氣率為32cfm的波形支撐體層上。該波形支撐體層的波紋溝道寬度為0.170″。如利用ias激光波紋測量儀所測量的,該波紋支撐體層的波紋深度在待涂布的正面上為0.015″,相反(反)面具有0.015″的波紋深度。
通過以3g/m2的單位面積重量向纖維素支撐體施加熱熔膠(bostikhm4379pva共聚物粘合劑)噴霧,然后通過用于收集熔噴纖維的帶和橡膠輥之間的接觸壓力使施膠層與熔噴/納米纖維纖維素立即接合,將熔噴納米纖維粘附到纖維素支撐體上。所得的制品被制成熔噴納米纖維面對入口而纖維素支撐體面對下游側(cè)的過濾器。
過濾介質(zhì)的基重為134gsm、厚度為0.027″且在0.5”水柱下透氣率為27cfm。nacl粒子過濾效率為50%。這比未涂布的纖維素基材有改進(約20%)。該復合材料在熔噴納米纖維涂布面上具有小于.001″的波紋深度,而在相反的未涂布(反)面上為0.015″。該介質(zhì)用于構(gòu)建褶裥高度為1.13″、元件高度為14.375″和在3″中心管上褶裥數(shù)為155(16.5個褶裥/英寸中心管id)的元件。與常規(guī)介質(zhì)相比,根據(jù)saej726規(guī)程,容塵量在300cfm的面速度下下降25%。檢查過濾器和褶裥堆積,發(fā)現(xiàn)未接合的熔噴納米纖維堵塞由折疊接頭(knuckle)形成的過濾器入口,增加了空氣阻力。
該介質(zhì)也用于褶裥高度為0.88″、元件高度為3.125″且在10″管周圍褶裥數(shù)為200(6.4個褶裥/英寸中心管id)的元件中。依照saej726規(guī)程,采用65cfm的面速度對該元件進行測試。采用該較不致密的打褶構(gòu)造(~6個褶裥/英寸對17個褶裥/英寸),容塵量比常規(guī)介質(zhì)高11%。
實施例l到實施例o表明采用本文公開的方法產(chǎn)生了具有出眾的波紋性能,例如波紋深度的波形過濾介質(zhì)。
c.討論
基于相關(guān)數(shù)據(jù),以下討論給出一些綜合觀測結(jié)果。
使用掃描電子顯微鏡(sem)放大1000倍測量100根纖維的纖維直徑。計算纖維直徑(d、logd、rmsd、d2/d)和幾何標準偏差以確定纖維直徑分布。平均(logd)纖維直徑用作參考以表征不同的樣品。與一般的熔噴纖維相比,熔噴納米纖維明顯更細,接近于電紡納米纖維,但是具有明顯更寬的分布(~2gstd的熔噴納米纖維與對于電紡納米纖維的來說<1.3)。
雖然熔噴納米纖維相當細,但不像電紡納米纖維那么細。
參見截面區(qū)域,顯示熔噴納米纖維完全不同于電紡納米纖維。電紡納米纖維具有1微米至4微米的納米纖維層厚度,而熔噴納米纖維具有17微米至30微米的納米纖維層厚度。
對于工業(yè)清潔應(yīng)用,熔噴納米纖維的應(yīng)用可以允許使用更開放的基礎(chǔ)材料(樣品b和e),這將減少限制并延長可用的過濾壽命,同時維持并稍稍提高捕塵效率。當與標準纖維素應(yīng)用等級(h&vfa6176)相比時,涂布有熔噴納米纖維的介質(zhì)的過濾壽命使得工作時間大幅增加。
樣品e、f和g具有比標準應(yīng)用基礎(chǔ)材料更大的容塵量(比標準應(yīng)用等級的材料提高約16%到40%)。值得注意的是,比較樣品f和g,樣品g中熔噴納米纖維的施加重量較低,容塵量也較小,表明熔噴納米纖維的量對于復合材料的總?cè)輭m量起一定作用。
熔噴纖維似乎產(chǎn)生更好、更均勻的塵餅(dustcake),而塵餅本身更容易隨脈沖移動,從而提供獨特的表面形式和深層過濾。采用具有一定深度的開放的低密度熔噴結(jié)構(gòu)(樣品b、d和e),粉塵形成于易于去除的開放的漏斗形物(funnel)中。與僅具有表面過濾特性的電紡納米纖維相比,可清除的粉塵容量可能更為有限。對于標準應(yīng)用等級的纖維素介質(zhì),老化引起的壓力上升驚人地高,因此可以被解釋為老化后實際上不具有可洗性行為。樣品b、d和e的熔噴納米纖維涂層已經(jīng)顯示出非常好的老化后可洗性行為的保持性(初始70%以上)。
非常清楚,由于熔噴納米纖維的存在,細粒捕獲效率大大提高,電紡納米纖維與標準應(yīng)用等級纖維素相比亦是如此。熔噴納米纖維具有增加粒子容量的獨特性質(zhì),這減小了隨著細粒的積累橫跨過濾器的壓力增加,并且使得與標準應(yīng)用等級纖維素相比過濾壽命幾乎翻倍。據(jù)信電紡納米纖維實際上將降低過濾壽命,這是由于當納米纖維應(yīng)用于上游時在最外層表面處收集細粒以及當納米纖維布置在下游時在纖維素/納米纖維的界面處收集細粒,壓降大大增加的緣故。在熔噴納米纖維復合材料的情形中,也是在熔噴層中收集粒子,提高了細粒捕獲能力。
可以像機動車空氣級那樣,對重載空氣級進行相同的觀察。因其細孔結(jié)構(gòu)和較低的滲透性,納米纖維涂布級與標準應(yīng)用纖維素之間對于重載空氣級的粒子捕獲效率之差較為不顯著。然而,該微細的底部孔結(jié)構(gòu)變得被細粒堵塞,迅速導致快速壓力上升,大大限制了可用的工作壽命。應(yīng)用熔噴納米纖維通過改進粒子收集,使工作壽命大大延長了300%以上。
熔噴納米纖維級的容量大大超過標準應(yīng)用纖維素和所涂布的電紡納米纖維的容量。
應(yīng)當注意第二標準應(yīng)用纖維素與樣品b相當,這是因為纖維素底板的涂層取向位于更開放的面(正面(felt))上,然而對于機動車空氣涂層通常會在反面上。由于細孔的存在,任意具有粉塵流的纖維素介質(zhì)的反面(其具有更細的孔結(jié)構(gòu))將降低容量。在這些條件下,熔噴納米纖維對復合材料介質(zhì)的細粒容量具有減小的作用。
根據(jù)液體過濾效率試驗,納米纖維涂布的纖維素大大改善了纖維素介質(zhì)的過濾性能,而電紡納米纖維僅僅表現(xiàn)出暫時性的性能改善,并且由于微細纖維結(jié)構(gòu)的劣化而較快失去其優(yōu)勢。與常規(guī)纖維素介質(zhì)相比,通過添加熔噴納米纖維改善了在4微米和10微米粒度的粒子捕獲效率。在25微米的粒度下,粒子捕獲效率并沒有通過添加熔噴納米纖維而得到改善。分別可以以90%的效率和99%的效率被捕獲的一定尺寸的粒子,對于樣品j而言(分別為5.5微米和8.1微米)要比纖維素(分別為11.1微米和17.9微米)細得多。分別可以以90%的效率和99%的效率被捕獲的一定尺寸的粒子,對于樣品j而言(分別為5.5微米和8.1微米)也要比電紡纖維(分別為9.8微米和14.6微米)細得多。
盡管已經(jīng)描述了某些實施方案,但其他實施方案也是可能的。
例如,盡管已經(jīng)描述了在基材和熔噴層之間布置稀松布的實施方案,但在某些實施方案中,熔噴層可以在基材和稀松布之間。
又如,盡管已經(jīng)描述了過濾介質(zhì)包括三個層的實施方案,但是過濾介質(zhì)可以任選地包括更多層。在一些實施方案中,過濾介質(zhì)可以具有多于一種基材,多于一種中間層(例如多于一種粘合劑、多于一種稀松布),和/或多于一種熔噴層。例如,在一些實施方案中,過濾介質(zhì)可以包括具有一種平均纖維直徑的纖維的熔噴層和具有另一種平均纖維直徑的纖維的第二熔噴層。過濾介質(zhì)也可以包括另外的層。
再如,盡管已經(jīng)描述了過濾介質(zhì)具有一個熔噴層的實施方案,但過濾介質(zhì)可以任選包括多于一個熔噴層。在某些實施方案中,過濾介質(zhì)可以包括布置在熔噴層上的熔噴層。
作為另外的實例,盡管已經(jīng)描述了制備過濾介質(zhì)的某些方法,但也可以使用其他方法。例如,在一些實施方案中,基材可以由雙組分膜(例如熔點較低的材料和熔點較高的材料)形成,其上形成熔噴材料。接著,將熔點較低的材料加熱至使該材料熔化(例如,通過來自熔噴材料的熱量和/或通過在烤箱中加熱),然后冷卻(例如至室溫)以提供包括直接與基材接合的熔噴材料的過濾介質(zhì)。又如,在一些實施方案中,基材可以由兩個層形成,其中一個層由熔點較低的材料形成,而另一個層由熔點較高的材料形成。在這樣的實施方案中,可以將熔噴材料沉積在熔點較低的材料上。接著,將熔點較低的材料加熱至使該材料熔化(例如,通過來自熔噴材料的熱量和/或通過在烤箱中加熱),并且冷卻(例如至室溫)以提供包括直接與基材接合的熔噴材料的過濾介質(zhì)。形成基材的材料(熔點較低的材料、熔點較高的材料)可以是任何期望的具有適當?shù)娜廴谔匦缘牟牧?。這樣的材料通常是聚合物。在一些實施方案中,熔點較低的材料可以是上述粘合劑之一(例如基材可以是由包括粘合劑的復合材料形成的膜)。任選地,稀松布和/或另外的其他材料層可以結(jié)合進過濾介質(zhì)。在某些實施方案中,基材可以包括一種或多種另外的材料。
再如,盡管已經(jīng)描述了這樣的實施方案,其中通過使用粘合劑的化學接合或者使用超聲波接合的機械接合或者熔化/冷卻使熔噴材料與基材接合,但在一些實施方案中,可以采用其他類型的機械接合。實例包括縫合、縫紉、水刺和針刺。在一些方法中,比如針刺和水刺,熔噴材料可能變?yōu)榕c其他層(例如基材)混合。
還如,盡管已經(jīng)描述了使用熔噴材料的實施方案,另外或作為替代方案,可以使用其他材料。更具體而言,不限于所用的材料或者形成纖維的工藝,在上文中可以采用含纖維的材料作為熔噴層,所述纖維的平均直徑當用掃描電子顯微鏡測量時為至多1.5微米(例如至多1.4微米、至多1.3微米、至多1.2微米、至多1.1微米、至多1微米),和/或為至少0.2微米(例如至少0.3微米、至少0.4微米、至少0.5微米)。在一些實施方案中,材料是采用熔體加工法(例如熔噴工藝、紡粘、擠出和吹膜擠出)形成的。在一些實施方案中,可以通過其他方法形成平均直徑小的材料。例如,平均直徑小的材料可以通過取直徑較大的纖維并且將其拉伸形成平均直徑小的材料而制備。其他方法包括形成纖維的“海島”和“橘瓣(segmentedpie)”方法,比如美國專利no.5,783,503、5,935,883和6,858,057中所述的,其再次通過引用僅僅將與本文公開內(nèi)容的其余部分一致的內(nèi)容并入本文。在一些實施方案中,所述材料是非聚合物(例如玻璃、陶瓷)。例如,所述材料可以是濕法玻璃。在一些實施方案中,基材可以由較大平均直徑(例如至多2微米、至多3微米、3微米到4微米)的濕法玻璃而非熔噴層形成,過濾器可以包括平均直徑較小(例如至多1.5微米)的濕法玻璃纖維層,其中過濾介質(zhì)可包括或可不包括粘合劑材料。
再如,雖然已經(jīng)描述了過濾介質(zhì)為波形和/或褶狀的實施方案,更具體而言,可以以多種期望方式中的任一種使過濾介質(zhì)成形。這樣的形狀通常在本領(lǐng)域中是已知的。形狀的實例包括凹形的、帶槽的、壓紋的和膠珠分開的袋式結(jié)構(gòu)或管狀結(jié)構(gòu)。
在權(quán)利要求書中有其他實施方案。
以下內(nèi)容對應(yīng)于母案申請的原始權(quán)利要求書:
1.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料。
2.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
稀松布,
其中所述稀松布在所述第一層和第二層之間,或者所述第二層在所述第一層和所述稀松布之間。
3.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的第三層,
其中所述制品是過濾介質(zhì)。
4.項1或2的制品,其中所述制品是過濾介質(zhì)。
5.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含平均直徑為至多1.5微米的多根纖維。
6.項5的制品,其中所述多根纖維的平均直徑為至少0.2。
7.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含平均直徑至少0.2微米的多根纖維。
8.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含多根離散纖維,所述離散纖維的至少5%在基本垂直于所述第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離。
9.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層包含選自短直紋纖維(shortlaidfiber)、水刺纖維、粗梳非織造材料、機織布和開孔泡沫結(jié)構(gòu)的材料。
10.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層包含聚合物。
11.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層包含選自熔噴纖維、纖維素、玻璃和合成纖維的材料。
12.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層包含纖維素。
13.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層的厚度為至少200微米。
14.項13的制品,其中所述第一層的厚度為至多1500微米。
15.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層的厚度為至多1500微米。
16.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層具有至少25g/m2的基重。
17.項16的制品,其中所述第一層具有至多400cfm的透氣率。
18.項1~3中任一項的制品,其中所述第一層具有至多400cfm的透氣率。
19.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含聚合物。
20.項19的制品,其中所述聚合物包含氟原子。
21.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含選自聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚氨酯的材料。
22.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含聚對苯二甲酸丁二醇酯或者聚萘二甲酸丁二醇酯。
23.項1~3中任一項的制品,其中所述熔噴材料包含聚丙烯。
24.項1~3中任一項的制品,其中所述第二層的厚度為至少5微米。
25.項24的制品,其中所述第二層的厚度為至多200微米。
26.項1~3中任一項的制品,其中所述第二層的厚度為至多200微米。
27.項1~3中任一項的制品,其中所述第二層具有至少0.5g/m2的基重。
28.項27的制品,其中所述第二層具有至多500cfm的透氣率。
29.項1~3中任一項的制品,其中所述第二層具有至多500cfm的透氣率。
30.項3的制品,其中所述第三層包含聚合物。
31.項3的制品,其中所述第三層包含熱熔粘合劑。
32.項3的制品,其中所述第三層包含選自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烴、聚酰胺和聚酯的材料。
33.項3的制品,其中所述第三層包含非晶聚烯烴。
34.項3的制品,其中所述第三層具有至少5微米的厚度。
35.項34的制品,其中所述第三層的厚度為至多100微米。
36.項3的制品,其中所述第三層的厚度為至多100微米。
37.項3的制品,其中所述第三層粘附于所述第一層和第二層。
38.項3的制品,其中所述第三層具有至多10g/m2的基重。
39.項3的制品,其中所述第三層包含聚合物。
40.項3的制品,其中所述第三層包含選自聚酯、聚烯烴、聚酰胺、紡粘非織造材料和粗梳非織造材料的材料。
41.項3的制品,其中所述第三層包含紡粘聚酯、紡粘聚酰胺或者紡粘聚烯烴。
42.項3的制品,其中所述第三層具有至少50微米的厚度。
43.項42的制品,其中所述第三層的厚度為至多1000微米。
44.項3的制品,其中所述第三層具有至多1000微米的厚度。
45.項3的制品,其中所述第三層具有至多100g/m2的基重。
46.項3的制品,其中所述第三層與所述第一層和第二層接合。
47.項3的制品,其中所述第一層、第二層和第三層層合在一起。
48.項1或3的制品,其中所述制品的厚度為至少200微米。
49.項48的制品,其中所述制品的厚度為至多1500微米。
50.項1或3的制品,其中所述制品的厚度為至多1500微米。
51.項2或3的制品,其中所述制品的厚度為至少200微米。
52.項51的制品,其中所述制品的厚度為至多2500微米。
53.項2或3的制品,其中所述制品的厚度為至多2500微米。
54.項1或3的制品,其中所述制品具有至多500g/m2的基重。
55.項54的制品,其中所述制品具有至多100cfm的透氣率。
56.項1或3的制品,其中所述制品具有至多100cfm的透氣率。
57.項2或3的制品,其中所述制品具有至多600g/m2的基重。
58.項57的制品,其中所述制品具有至多100cfm的透氣率。
59.項2或3的制品,其中所述制品具有至多100cfm的透氣率。
60.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少80%的初始捕塵效率和至少50g/m2的容塵量。
61.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少30%的nacl粒子過濾效率。
62.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少80%的周期性捕塵效率和至少50g/m2的容塵量。
63.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少4小時的初始可洗性測試時間。
64.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少80%的煤煙粒子捕獲效率。
65.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少30%的nacl粒子過濾效率和至少40分鐘的nacl粒子捕獲測試時間。
66.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少45%的液體過濾效率。
67.一種組件,其包括:
外殼;和
由所述外殼支撐的過濾介質(zhì),所述過濾介質(zhì)包含項1、2、3、118、121、150和161中任一項的制品。
68.項67的組件,其中所述組件選自燃氣輪機過濾組件、重載空氣過濾組件、機動車空氣過濾組件、hvac空氣過濾組件、hepa過濾組件、真空袋式過濾組件、燃料過濾組件和油過濾組件。
69.一種系統(tǒng),其包括項67的組件,其中所述組件選自燃氣輪機過濾系統(tǒng)、重載空氣過濾系統(tǒng)、機動車空氣過濾系統(tǒng)、hvac空氣過濾系統(tǒng)、hepa過濾系統(tǒng)、真空袋式過濾系統(tǒng)、燃料過濾系統(tǒng)和油過濾系統(tǒng)。
70.一種過濾介質(zhì),其具有至少90%的初始捕塵效率和至少50g/m2的容塵量。
71.一種過濾介質(zhì),其具有至少90%的周期性捕塵效率和至少50g/m2的容塵量。
72.項71的過濾介質(zhì),其中所述過濾介質(zhì)具有至少40分鐘的nacl粒子捕獲測試時間。
73.一種過濾介質(zhì),其具有至少4小時的初始可洗性測試時間。
74.一種過濾介質(zhì),其具有至少80%的煤煙粒子捕獲效率。
75.一種過濾介質(zhì),其具有至少30%的nacl粒子過濾效率和至少40分鐘的nacl粒子捕獲測試時間。
76.一種過濾介質(zhì),其具有至少45%的液體過濾效率。
77.一種方法,其包括:
形成項1~3中任一項的制品。
78.一種方法,其包括:
將熔噴材料粘附到包括基材的制品上以提供過濾介質(zhì)。
79.項79的方法,其中所述方法為連續(xù)方法。
80.項79的方法,其中所述方法是輥到輥方法。
81.項79的方法,還包括在粘附之前將所述熔噴材料布置在帶上。
82.項81的方法,還包括在粘附之前將粘合劑布置在所述基材上。
83.項82的方法,還包括使所述熔噴材料與布置在所述基材上的所述粘合劑接觸。
84.項83的方法,其中在粘附之前,所述帶移動同時所述熔噴材料在所述帶上。
85.項84的方法,其中在粘附之前,所述基材和布置在所述基材上的所述粘合劑在輥到輥系統(tǒng)中移動。
86.項85的方法,其中于所述熔噴材料在帶上的同時所述熔噴材料與所述粘合劑接觸,并且所述方法包括從所述帶上移除所述熔噴材料。
87.項79的方法,其中所述熔噴材料是通過包括將所述材料加熱到至少350°f的溫度的工藝形成的。
88.項87的方法,其中所述熔噴材料是通過包括將所述材料加熱到至多600°f的溫度的工藝形成的。
89.項79的方法,其中所述熔噴材料是通過包括將所述材料加熱到至多600°f的溫度的工藝形成的。
90.項79的方法,其中所述熔噴材料是通過包括向所述熔噴材料布置在其上的介質(zhì)的背面施加真空的工藝形成的。
91.項90的方法,其中所述方法包括使用至少2500磅/小時-米的工藝空氣體積。
92.項91的方法,其中所述工藝空氣體積為至多4000磅/小時-米。
93.項79的方法,其中所述方法包括使用至多4000磅/小時-米的工藝空氣體積。
94.項90的方法,其中所述介質(zhì)為移動帶。
95.項79的方法,還包括使所述過濾介質(zhì)暴露于帶電工藝。
96.項95的方法,其中所述帶電工藝使電荷嵌入所述熔噴材料中。
97.項95的方法,其中所述帶電工藝提高所述過濾介質(zhì)的細粒捕獲效率。
98.一種方法,其包括:
用稀松布支撐熔噴材料以提供第一制品;和
使所述第一制品與基材接合在一起以提供過濾介質(zhì)。
99.項98的方法,其中所述方法是連續(xù)方法。
100.項98的方法,其中所述方法是輥到輥方法。
101.項98的方法,還包括在接合之前將所述第一制品布置在帶上。
102.項101的方法,其中在接合之前所述基材在第二帶上。
103.項101的方法,其中所述帶移動使得所述稀松布和所述基材相互接觸。
104.項98的方法,其中所述熔噴材料是通過包括將所述材料加熱到至少350°f的溫度的工藝形成的。
105.項104的方法,其中所述熔噴材料是通過包括將所述材料加熱到至多600°f的溫度的工藝形成的。
106.項98的方法,其中所述熔噴材料是通過包括將所述材料加熱到至多600°f的溫度的工藝形成的。
107.項98的方法,其中所述熔噴材料是通過包括向所述熔噴材料布置在其上的介質(zhì)的背面施加真空的工藝形成的。
108.項107的方法,其中所述方法包括使用至少2500磅/小時-米的工藝空氣體積。
109.項108的方法,其中所述工藝空氣體積為至多4000磅/小時-米。
110.項98的方法,其中所述方法包括使用至多4000磅/小時-米的工藝空氣體積。
111.項110的方法,其中所述介質(zhì)為移動帶。
112.項98的方法,還包括使所述過濾介質(zhì)暴露于帶電工藝。
113.項112的方法,其中所述帶電工藝使電荷嵌入所述熔噴材料中。
114.項112的方法,其中所述帶電工藝提高所述過濾介質(zhì)的細粒捕獲效率。
115.項98的方法,其中將所述基材和所述第一制品接合包括將所述基材和所述第一制品層合在一起。
116.項115的方法,其中所述方法包括利用超聲波能量將所述第一制品和所述基材層合在一起。
117.項98的方法,其中將所述基材和所述第一制品接合包括將所述第一制品和所述基材點接合在一起。
118.一種制品,其包括:
含有第一熔噴材料的第一層;
含有第二熔噴材料的第二層,所述第二層由所述第一層支撐,并且所述制品為過濾介質(zhì)。
119.項118的制品,其中所述第一熔噴材料與所述第二熔噴材料相同。
120.項118的制品,其中所述第一熔噴材料與所述第二熔噴材料不同。
121.一種制品,其包括:
第一層;
含有多根纖維的第二層,所述第二層具有至少5微米的厚度;和
含有稀松布或粘合劑材料的第三層,
其中所述制品為過濾介質(zhì)。
122.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有初始可洗性測試時間和老化可洗性測試時間,所述老化可洗性測試時間為所述初始可洗性測試時間的至少70%。
123.一種過濾介質(zhì),其具有初始可洗性測試時間和老化可洗性測試時間,所述老化可洗性測試時間為所述初始可洗性測試時間的至少70%。
124.項1~3中任一項的制品,其中所述制品具有至少60%的液體過濾保持效率。
125.一種過濾介質(zhì),其具有至少60%的液體過濾保持效率。
126.項1的制品,其中所述粘合劑包含聚合物。
127.項1的制品,其中所述粘合劑包含熱熔粘合劑。
128.項1的制品,其中所述粘合劑包含選自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烴、聚酰胺和聚酯的材料。
129.項1的制品,其中所述粘合劑包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
130.項1的制品,其中所述粘合劑具有至少5微米的厚度。
131.項130的制品,其中所述粘合劑的厚度為至多100微米。
132.項1的制品,其中所述粘合劑的厚度為至多100微米。
133.項1的制品,其中所述粘合劑粘附于所述第一層和第二層。
134.項1的制品,其中所述粘合劑具有至多10g/m2的基重。
135.項2的制品,其中所述稀松布包含聚合物。
136.項2的制品,其中所述稀松布包含選自聚酯、聚烯烴、聚酰胺、紡粘非織造材料和粗梳非織造材料的材料。
137.項2的制品,其中所述稀松布包含紡粘聚酯、紡粘聚酰胺或紡粘聚烯烴。
138.項2的制品,其中所述稀松布具有至少50微米的厚度。
139.項138的制品,其中所述稀松布的厚度為至多1000微米。
140.項2的制品,其中所述稀松布具有至多1000微米的厚度。
141.項2的制品,其中所述稀松布具有至多100g/m2的基重。
142.項2的制品,其中所述稀松布接合到所述第一層和第二層。
143.項2的制品,其中所述第一層、所述第二層和所述稀松布層合在一起。
144.項1、2或3的制品,其中所述第一層是連續(xù)的。
145.項1、2或3的制品,其中所述第一層是不連續(xù)的。
146.項1、2或3的制品,其中所述第一層呈紗線形式。
147.項1、2或3的制品,其中所述第一層呈絲網(wǎng)形式。
148.項1、2或3的制品,其中所述第一層呈材料點形式。
149.項1、2或3的制品,其中所述熔噴材料與所述第一層僅在部分位置接合。
150.一種制品,其包括:
基材;和
與所述基材接合的熔噴材料。
151.項150的制品,其中所述制品是過濾介質(zhì)。
152.項151的制品,其中所述熔噴材料與所述基材直接接合。
153.項150的制品,其中所述熔噴材料與所述基材化學接合。
154.項153的制品,其中所述熔噴材料與所述基材利用粘合劑化學接合。
155.項150的制品,其中所述熔噴材料與所述基材機械接合。
156.項155的制品,其中所述熔噴材料與所述基材利用選自超聲波接合、縫合、縫紉、水刺和針刺的工藝機械接合。
157.項150的制品,其中所述基材包含具有第一熔點的第一材料和具有比所述第一熔點低的第二熔點的第二材料。
158.項155的制品,其中所述熔噴材料與所述第二材料直接接合。
159.項150的制品,其中所述制品在所述熔噴材料和所述基材之間基本不含粘合劑。
160.一種熔噴層,具有多個峰和谷,相鄰谷的間距為至少400微米。
161.項160的熔噴制品,其中所述相鄰谷的間距為至多2000微米。
162.項160的熔噴制品,其中峰到谷的距離為至少100微米。
163.項160的熔噴制品,其中峰到谷的距離為至多2000微米。
164.項1、2或3的制品,其中所述第二層具有多個峰和谷,相鄰谷的間距為至少400微米。
165.一種制品,其包括:
第一層;和
與所述第一層接合的第二層,所述第二層包含平均直徑為至多1.5微米的纖維。
166.項165的制品,其中所述第二層含有熔融處理過的材料。
167.項165的制品,其中所述第二層與所述第一層化學接合。
168.項167的制品,其中所述第二層與所述第一層利用粘合劑化學接合。
169.項165的制品,其中所述第二層與所述第一層機械接合。
170.項169的制品,其中所述第二層與所述基材利用選自超聲波接合、縫合、縫紉、水刺和針刺的工藝機械接合。
171.項169的制品,其中所述第一層呈基材形式。
172.項169的制品,其中所述第一層呈稀松布形式。
173.項169的制品,其中所述制品為過濾介質(zhì)。
174.一種制品,其包括:
含有熔噴材料的層,所述熔噴材料包含平均直徑為0.2微米到0.5微米的纖維,
其中所述制品為過濾介質(zhì)。
175.項174的制品,其中所述平均直徑為0.3微米到0.5微米。
176.項174的制品,其中所述平均直徑為0.4微米到0.5微米。
177.項174的制品,其中所述平均直徑為0.3微米到0.4微米。
178.項174的制品,其中所述平均直徑為0.2微米到0.4微米。
179.項174的制品,其中所述平均直徑為0.3微米到0.4微米。
180.項174的制品,其中所述平均直徑為0.2微米到0.3微米。
181.一種制品,其包括:
第一層;和
由所述第一層支撐的第二層,所述第二層包含含有多根離散纖維的材料,所述離散纖維的至少5%在基本垂直于所述第一層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離,所述離散纖維具有0.2微米到0.5微米的平均直徑,
其中所述制品為過濾介質(zhì)。
182.項181的制品,其中所述平均直徑為0.3微米到0.5微米。
183.項181的制品,其中所述平均直徑為0.4微米到0.5微米。
184.項181的制品,其中所述平均直徑為0.3微米到0.4微米。
185.項181的制品,其中所述平均直徑為0.2微米到0.4微米。
186.項181的制品,其中所述平均直徑為0.3微米到0.4微米。
187.項118的制品,其中所述平均直徑為0.2微米到0.3微米。
188.一種制品,其包括:
具有第一面和第二面的第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
在所述第一層的第一面和所述第二層之間的材料,
其中:
所述制品具有至少150密耳的波紋溝道寬度;
所述制品在所述第一層的第一面上具有至少8密耳的波紋深度;以及
所述制品在所述第一層的第二面上具有至少8密耳的波紋深度。
189.一種制品,其包括:
具有第一面和第二面的第一層;
含有纖維的第二層;和
在所述第一層的第一面和所述第二層之間的材料,
其中:
所述第二層中至少5%的所述纖維在基本垂直于所述第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離;
所述制品具有至少150密耳的波紋溝道寬度;
所述制品在所述第一層的第一面上具有至少8密耳的波紋深度;以及
所述制品在所述第一層的第二面上具有至少8密耳的波紋深度。
190.一種制品,其包括:
具有第一面和第二面的第一層;
包含纖維直徑幾何標準偏差大于1.3的纖維的第二層;和
在所述第一層的第一面和所述第二層之間的材料,
其中:
所述制品具有至少150密耳的波紋溝道寬度;
所述制品在所述第一層的第一面上具有至少8密耳的波紋深度;以及
所述制品在所述第一層的第二面上具有至少8密耳的波紋深度。
191.一種制品,其包括:
具有第一面和第二面的第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
在所述第一層的第一面和所述第二層之間的材料,
其中所述制品為具有至少25%的保持波紋的波形制品。
192.一種制品,其包括:
具有第一面和第二面的第一層;
含有纖維的第二層,所述第二層中至少5%的所述纖維在基本垂直于所述第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離;以及
在所述第一層的第一面和所述第二層之間的材料,
其中所述制品為具有至少25%的保持波紋的波形制品。
193.一種制品,其包括:
具有第一面和第二面的第一層;
包含纖維直徑幾何標準偏差大于1.3的纖維的第二層;以及
在所述第一層的第一面和所述第二層之間的材料,
其中所述制品為具有至少25%的保持波紋的波形制品。
194.項188~193中任一項的制品,其中所述制品具有至少160密耳的波紋溝道寬度。
195.項188~193中任一項的制品,其中所述制品具有167密耳到173密耳的波紋溝道寬度。
196.項188~193中任一項的制品,其中所述制品具有至少225密耳的波紋溝道寬度。
197.項188~193中任一項的制品,其中所述制品具有至少250密耳的波紋溝道寬度。
198.項188~193中任一項的制品,其中所述制品具有247密耳到253密耳的波紋溝道寬度。
199.項188~193中任一項的制品,其中所述制品具有150密耳到335密耳的波紋溝道寬度。
200.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第一面上具有至少12密耳的波紋深度。
201.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第一面上具有至少14密耳的波紋深度。
202.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第一面上具有至少16密耳的波紋深度。
203.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第一面上具有至多25密耳的波紋深度。
204.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第一面上具有至多20密耳的波紋深度。
205.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第二面上具有至少12密耳的波紋深度。
206.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第二面上具有至少14密耳的波紋深度。
207.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第二面上具有至少16密耳的波紋深度。
208.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第二面上具有至多25密耳的波紋深度。
209.項188~193中任一項的制品,其中所述制品在所述第一層的第二面上具有至多20密耳的波紋深度。
210.項188~191中任一項的制品,其中所述制品具有至少25%的保持波紋。
211.項188~194中任一項的制品,其中所述制品具有至少30%的保持波紋。
212.項188~194中任一項的制品,其中所述制品具有至少40%的保持波紋。
213.項188~194中任一項的制品,其中所述制品具有至少50%的保持波紋。
214.項188~194中任一項的制品,其中所述制品具有至少60%的保持波紋。
215.項188~194中任一項的制品,其中所述制品具有至少70%的保持波紋。
216.項188~194中任一項的制品,其中所述材料包括粘合劑材料。
217.項188~194中任一項的制品,其中所述制品為過濾介質(zhì)。
218.項188~191中任一項的制品,其中所述第一層在所述第一面和第二面上具有至少20密耳的波紋深度。
219.項188~191中任一項的制品,其中所述第一層在所述第一面和第二面上具有至少22密耳的波紋深度。
220.項188~191中任一項的制品,其中所述第一層在所述第一面和第二面上具有至多30密耳的波紋深度。
221.項188~191中任一項的制品,其中所述制品為至少15密耳厚。
222.項188~191中任一項的制品,其中所述制品為至多50密耳厚。
223.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中所述粘合劑材料存在于所述第一層和第二層之間的至少70%的面積中。
224.一種制品,其包括:
第一層;
含有纖維的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中:
所述粘合劑材料存在于所述第一層和第二層之間的至少70%的面積中;以及
所述第二層中至少5%的所述纖維在基本垂直于所述第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離;
225.一種制品,其包括:
第一層;
含有纖維的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中:
所述粘合劑材料存在于所述第一層和第二層之間的至少70%的面積中;以及
所述第二層中的所述纖維具有大于1.3的纖維直徑幾何標準偏差。
226.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層;以及
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
227.一種制品,其包括:
第一層;
含有纖維的第二層,所述第二層中至少5%的所述纖維在基本垂直于所述第二層的表面上延伸至少0.3微米的距離;以及
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
228.一種制品,其包括:
第一層;
包含纖維直徑幾何標準偏差大于1.3的纖維的第二層;以及
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
229.項223~228中任一項的制品,其中所述粘合劑材料存在于所述第一層和第二層之間至少85%的面積中。
230.項223~228中任一項的制品,其中所述粘合劑材料存在于所述第一層和第二層之間至少90%的面積中。
231.項223~228中任一項的制品,其中所述粘合劑材料存在于所述第一層和第二層之間至少95%的面積中。
232.項223~225中任一項的制品,其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少0.5盎司/英寸。
233.項223~228中任一項的制品,其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少1盎司/英寸。
234.項223~228中任一項的制品,其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少4盎司/英寸。
235.項223~228中任一項的制品,其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至少3盎司/英寸。
236.項223~228中任一項的制品,其中所述第一層和第二層之間的平均剝離強度為至多4盎司/英寸。
237.項223~228中任一項的制品,其中所述粘合劑材料具有至少5秒的開放時間。
238.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中所述粘合劑材料具有至少15秒的開放時間。
239.一種制品,其包括:
第一層;
含有纖維的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中:
所述粘合劑材料具有至少15秒的開放時間;以及
所述第二層中至少5%的所述纖維在基本垂直于所述第二層的表面的方向上延伸至少0.3微米的距離。
240.一種制品,其包括:
第一層;
含有纖維的第二層;和
在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料,
其中:
所述粘合劑材料具有至少15秒的開放時間;以及
所述第二層中的所述纖維具有大于1.3的幾何標準偏差。
241.項238~240中任一項的制品,其中所述粘合劑材料具有至少20秒的開放時間。
242.項238~240中任一項的制品,其中所述粘合劑材料具有至少30秒的開放時間。
243.項238~240中任一項的制品,其中所述粘合劑材料具有至少40秒的開放時間。
244.項238~240中任一項的制品,其中所述粘合劑材料具有至多60秒的開放時間。
245.一種制品,其包括:
第一層;
含有熔噴材料的第二層,
其中所述制品在4微米粒度下具有至多20%的β衰變。
246.項245的制品,其中所述制品在4微米粒度下具有至多15%的β衰變。
247.項245的制品,其中所述制品在4微米粒度下具有至多10%的β衰變。
248.項245的制品,其中所述制品在4微米粒度下具有至多5%的β衰變。
249.項245的制品,其中所述制品在4微米粒度下具有至少1%的β衰變。
250.項245的制品,還包括在所述第一層和第二層之間的粘合劑材料。
251.項245的制品,其中所述制品為過濾介質(zhì)。
252.一種方法,其包括:
使用20磅/線性英寸到40磅/線性英寸的壓力將熔噴材料粘附到包括基材的制品上以提供過濾介質(zhì)。
253.項252的方法,其中所述壓力為25磅/線性英寸到35磅/線性英寸。
254.項252的方法,其中所述壓力為28磅/線性英寸到32磅/線性英寸。
255.項252的方法,其中所述壓力為30磅/線性英寸。