CN101668576B - 波形过滤介质和元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供各种高性能、高效率的过滤介质，其成本有效且易于制造。特别是提供具有至少一个波形构造的层的各种过滤介质，所述波形构造导致表面积增加，由此改善过滤介质的各种性质。所述过滤介质可用以形成用于各种应用的多种过滤元件。

Description

波形过滤介质和元件
相关申请的交叉引用 
本申请要求2007年11月9号提交的标题为“Waved Filter Mediaand Elements”的美国临时专利申请No.60/986,626和2007年2月28号提交的标题为“Curvilinear Filter Medium”的美国临时专利申请No.60/892,025的优先权，在此通过引用将其全文并入。 
技术领域
本发明涉及过滤，并且更具体而言涉及高容量过滤介质和元件。 
背景技术
除去空气中的大气颗粒污染物是每个人都关注的。传统上已经通过使用机织物或非机织物的方法实现了气相颗粒过滤。这样的系统性能的特征在于：颗粒的初期去除或捕获效率为粒度的函数，系统对空气或气流的初始阻力为气体的流速或面速度的函数，以及随着过滤元件负载颗粒污染物时这两个因素的变化方式。一个常用的量度是介质的α值，其与压降和过滤效率有关，计算如下： 
α＝-100×log((100-效率)/100)/压降 
一般而言，期望特定过滤介质具有较高的α值，因为这是介质具有低压降和高效率的指标。例如用于ASHRAE袋滤器的玻璃材料的α值(采用DOP测试获得)为12-16(取决于介质的具体效率)，并且不依赖于任何类型的静电荷而取得该α值。玻璃纸可以具有约12-13的α值。膜材料可以具有约20的α值，而纳米纤维电纺材料可以具有约5-12的α值。所有这些材料均不依赖于任何类型的静电荷而取得这些α值。 
使用熔喷、纺粘、梳理无纺和湿法成网合成材料形成的过滤介质在其带静电时可以具有非常高的α值。然而，当除去电荷时，这些介质的α值就显著下降到远低于使用其它材料制得的介质的α值水平。 
因此，仍然需要提供改进的过滤器，并且更具体需要提供具有改善的放电α值的过滤介质和过滤元件。 
发明内容
在一个实施方案中，提供一种过滤介质，其具有细纤维过滤层和粗支撑层，其中所述粗支撑层使细纤维过滤层保持为波形构造并且使过滤层的相邻波的波峰和波谷保持分离。过滤介质层以及各层的多种性质可以改变。在一个实施方案中，粗支撑层在波峰处的纤维量(fibermass)低于其在波谷处的纤维量。在另一个实施方案中，细纤维过滤层的表面积可以比平面构造的细纤维过滤层的表面积高至少50％，并且更优选高100％。在另一个实施方案中，粗支撑层可以是下游粗支撑层，而过滤介质可以进一步包括上游粗支撑层。细纤维过滤层可置于上游粗支撑层和下游粗支撑层之间。过滤介质还可以包括置于下游粗支撑层和上游粗支撑层之间的至少一个附加过滤层。在一个示例性实施方案中，所述至少一个附加过滤层可以由平均直径大于形成细纤维过滤层的纤维的平均纤维直径的纤维形成。 
不同层的纤维直径可以不同。在一个实施方案中，上游粗支撑层可以由平均直径大于形成细纤维过滤层的纤维的平均直径但等于或小于形成下游粗支撑层的纤维的平均直径的纤维形成。在一个示例性实施方案中，上游粗支撑层、细纤维过滤层和下游粗支撑层都具有波形构造。在一个示例性实施方案中，过滤介质具有每英寸约2-6个波。上游和下游粗支撑层可以由例如短纤维层形成，而细纤维过滤层可以是熔喷层和玻璃纤维层中的至少一种。粗支撑层还可以由至少一种粘合纤维和至少一种非粘合纤维形成。 
在另一个实施方案中，过滤介质可以包括置于上游粗支撑层的上游的平面层和置于下游粗支撑层的下游的平面层中的至少其一。平面层可以由平均直径小于形成上游粗支撑层和下游粗支撑层的纤维的平均直径但高于形成细纤维过滤层的纤维的平均直径的纤维形成。在另一个实施方案中，平面层可以由平均直径高于上游和下游粗支撑层以及细纤维过滤层的纤维形成。在该实施方案中，平面层优选置于下游粗支撑层的下游。 
过滤介质还可以具有不同的性质。例如，过滤介质的DOPα值可以大于约9，并且更优选大于约11；使用ASHRAE粉尘负载至1.5英寸H2O压降时，在25FPM面速度下，容尘量至少为约8g/ft2；在25FPM 面速度下，负载约60mg/100cm2的0.26μ颗粒之后，NaCl负载小于约50mmH2O；透气率的范围为约10CFM-300CFM；基重范围为约70gsm-1100gsm；和/或厚度范围为约1.5mm-25mm。 
在又一个实施方案中，提供具有第一纤维层的过滤介质，所述第一纤维层具有形成多个波的波形构造，每个波具有随机的波形和高度，并且每个波具有波峰和波谷，相邻波峰之间彼此间隔一定距离并且相邻波谷之间彼此间隔一定距离。过滤介质还可以包括与第一纤维层结合并且由比形成第一层的纤维更粗的纤维形成的第二纤维层。 
在一个实施方案中，第一纤维层的表面积可以比平面构造的第一纤维层的表面积高至少约50％，并且更优选高100％。第一纤维层可以由例如平均直径小于形成第二纤维层的纤维的平均直径的细纤维形成。第一纤维层的纤维的平均直径可小于约5μ并且第二纤维层的纤维的平均直径大于约10μ。在另一个实施方案中，第二纤维层的纤维密度可以是邻近第一纤维层的波峰的纤维密度大于邻近第一纤维层的波谷的纤维密度。第二纤维层可以置于第一纤维层的下游，而过滤介质还可以包括置于第一纤维层上游的第三纤维层。在一个示例性实施方案中，第三纤维层由平均直径等于或小于形成第二纤维层的纤维的平均直径的纤维形成，并且形成第二纤维层的纤维的直径大于形成第一纤维层的纤维的平均直径。第一、第二和第三纤维层可以具有波形构造，并且过滤层介质还可以包括置于第三纤维层的上游且具有平面构造的第四层和置于第二纤维层的下游且具有平面构造的第五层中的至少其一。在某些示例性的实施方案中，第一纤维层为熔喷层或玻璃纤维层，而第二纤维层由至少一种粘合纤维和至少一种非粘合纤维形成。 
在又一个实施方案中，提供多层过滤介质，其具有由细纤维层和由粘合纤维和非粘合纤维的共混物形成的至少一个粗支撑层所形成的曲线网。所述至少一个粗支撑层可以维持细纤维层相邻波峰之间的间距并且维持细纤维层相邻波谷之间的间隔。过滤介质还可以包括与曲线网结合的平面网。 
在一个实施方案中，细纤维层可以为熔喷层或玻璃层，而所述至少一个粗支撑层可以由至少一种粘合纤维和至少一种非粘合纤维形 成。所述至少一个粗支撑层可以包括置于细纤维层上游的第一粗支撑层和置于细纤维层下游的第二粗支撑层。平面网可以置于第一粗支撑层的上游。在一个示例性实施方案中，第二粗支撑层由平均纤维直径比形成第一粗支撑层的纤维的平均纤维直径大的纤维形成，并且形成第二粗支撑层的纤维的平均纤维直径大于形成平面网的纤维的平均纤维直径，而且形成平面网的纤维的平均纤维直径大于形成细纤维层的纤维的平均纤维直径。另一方面，该细纤维层的表面积可以比平面构造的细纤维层的表面积大至少约50％。 
在另一方面中，提供一种具有过滤介质的过滤元件，所述过滤介质具有至少两个具有波形构造的纤维层，使得所述过滤介质包括多个高度为约2″或更小的非均匀波。至少一个纤维层可以为细纤维过滤层，如熔喷层或玻璃层，并且至少一个纤维层可以为粗纤维支撑层。过滤元件还可以包括围绕过滤介质的周边安置的外壳。在一个实施方案中，所述外壳可以通过使过滤介质的周边部分硬化而形成。在另一个实施方案中，所述外壳可以为围绕过滤介质的周边安置的框架。过滤介质优选具有7-16的MERV评级。 
在另一个实施方案中，提供摺叠过滤元件，其具有结合在一起的过滤层和支撑层以形成具有多个波峰和波谷的波形过滤介质。该波形过滤介质是摺叠的。在一个示例性实施方案中，所述波形过滤介质包括足以使波形过滤介质维持摺叠的硬背衬。作为替代方案或另外地，所述波形过滤介质可以具有使波形过滤介质维持褶皱的劲度(stiffness)。在一个示例性实施方案中，所述波形过滤介质在摺叠前的厚度为约0.5″或更小，而摺叠时的厚度为约12″或更小，且更优选约2″或更小。摺叠波形过滤介质还可以包括围绕过滤介质的周边安置的外壳。在一个示例性实施方案中，该摺叠过滤介质具有7-16的MERV评级。 
在另一方面中，提供一种袋滤器，其具有外壳和与外壳结合的多个过滤器。每个过滤器可具有形成于其中的袋并且可以配置成经其接收气流，而且每一个过滤器可以由具有通过第二纤维层保持成波形构造以形成波峰和波谷的第一纤维层如熔喷层或玻璃层的过滤介质所形成。所述外壳可以是例如框架，并且每个过滤器的开口端可以与该框 架结合。过滤器可以彼此平行安置。过滤器还可以任选包括至少一个间隔物，所述间隔物置于过滤器中并且适合将对置的过滤器侧壁保持彼此分隔预定的距离。在一个示例性实施方案中，过滤介质的厚度为约2″或更小，且更优选约0.5″或更小，和/或MERV评级范围为约7-16，且更优选约10-16。过滤介质还可以包括置于与第二纤维层相对的第一纤维层的一侧的第三纤维层。 
附图说明
图1A为过滤介质的一个实施方案的侧视图； 
图1B为过滤介质的另一个实施方案的侧视图； 
图1C为图1A的过滤介质的一个层的侧视图； 
图2A为平板过滤器的一个实施方案的透视图； 
图2B为沿线2B截取的图2A的平板过滤器的侧视截面图； 
图3为平板过滤器的另一个实施方案的侧视图； 
图4A为摺叠过滤元件的一个实施方案的透视图； 
图4B为摺叠过滤元件的另一个实施方案的侧视截面图； 
图4C为摺叠过滤元件的又一个实施方案的侧视截面图； 
图5A为具有多个置于其中的过滤袋的袋滤器的一个实施方案的透视图； 
图5B为图5A的过滤袋之一的透视图； 
图5C为图5B的过滤袋的侧视截面图； 
图6为表示不同过滤介质的放电DOP渗透率-压降图； 
图7为表示不同过滤介质的容尘量的图； 
图8为表示不同过滤介质的NaCl载荷的图；和 
图9为表示不同过滤介质的多程液体测试图。 
具体实施方式
现在将描述某些示例性实施方案以提供对文中所公开的结构原 理、功能、制造以及装置用途和方法的全面理解。本领域技术人员将理解文中具体描述的装置和方法是非限制性的示例性实施方案，而本发明的范围只由权利要求限定。所描述的与一个示例性实施方案相关的特征可以和其它实施方案的特征相结合。这类修改和变化都包含在本发明的范围内。 
本发明通常提供成本有效且易于制造的各种高性能高效率过滤介质。特别是提供具有至少一个具有波形构造的层的各种过滤介质，所述波形构造导致表面积增加，由此提高过滤介质的各种性能。过滤介质可以用来形成用于各种应用中的各种过滤元件。 
介质
一般而言，提供具有至少一个纤维层的各种过滤介质，所述至少一个纤维层通过一个或多个附加纤维层保持成波形或曲线构造。波形构造的结果是过滤介质的表面积增加，其导致改善的过滤性能。过滤介质可以包括不同的纤维层，并且仅有某些或所有的层可以是波形的。图1A示出一个示例性实施方案，其中过滤介质10具有至少一个过滤层和至少一个粗支撑层，所述粗支撑层使过滤层保持为波形构造以维持过滤层相邻波的波峰和波谷的分离。在图示的实施方案中，过滤介质10包括细纤维过滤层12、第一下游粗支撑层14和置于细纤维过滤层12对侧的第二上游粗支撑层16。支撑层14、16可以有助于将细纤维过滤层12以及任选的任意附加过滤层保持为波形构造。尽管示出了两个粗支撑层14、16，但是过滤介质10没有必要两个支撑层都包括。在其中仅提供一个粗支撑层的情况下，该粗支撑层可以置于(多层)过滤层的上游或下游。 
过滤介质10还可以任选包括一个或多个位于过滤器10的最上游和/或最下游侧的外层或覆盖层。图1A示出置于过滤介质10的上游侧起到上游容尘层作用的顶层18。该顶层18还可以起到美观层的作用，其将在下文中进行更加详细讨论。所示实施方案中的层排列为顶层18置于标记为I的空气进入侧，第二粗支撑层16刚好在顶层18的下游，细纤维过滤层12刚好置于第二粗支撑层16的下游，而第一粗支撑层14置于第一层12下游的标记为O的空气流出侧。气流的方向，也就是从空气入口I到空气出口O，由附图标记A所标记的箭头指示。 
所述外层或覆盖层可以作为替代方案或另外成为置于过滤介质10的下游侧的底层以起到为过滤介质10提供结构完整性以有助于保持波形构造的增强组件的作用。所述(多层)外层或覆盖层还可以用于提供耐磨性。图1B示出与图1B的过滤介质10类似的过滤介质10B的另一实施方案。在该实施方案中，过滤介质10B不包括顶层，但具有细纤维过滤层12B，刚好置于细纤维过滤层12B下游的第一粗支撑层14B，刚好置于细纤维过滤层12B的上游的空气进入侧I的第二粗支撑层16B，以及刚好置于第一粗支撑层14B的下游的空气流出侧O的底层18B。本领域技术人员将理解多种其它构造是可能的，并且过滤介质可以包括不同排列的任何数目的层。 
细纤维层
如上所述，在一个示例性实施方案中，过滤介质10包括至少一个细纤维过滤层12。在一个示例性实施方案中，使用由细纤维形成的单过滤层12，然而过滤层介质10可以包括任意数目的附加过滤层，所述附加过滤层置于下游粗支撑层和上游粗支撑层之间，与细纤维过滤层12相邻，或者置于过滤介质内的其它地方。尽管没有示出，但该附加过滤层可以与细纤维过滤层12一起保持为波形构造。在特定示例性实施方案中，过滤介质10可以包括置于细纤维过滤层12的上游的一个或多个附加过滤层。该附加过滤层可以由细纤维形成，或更优选可以由平均纤维直径比形成细纤维过滤层12的纤维的平均纤维直径大的纤维形成。 
细纤维过滤层12可以由多种纤维形成，但在一个示例性实施方案中，细纤维过滤层12由平均纤维直径小于约10μ，且更优选小于约5μ，而且更优选小于3μ的纤维形成。在特定示例性实施方案中，所述纤维可以具有约1.5μ或更小的平均纤维直径，包括平均直径小于约1μ的纳米纤维。 
如果提供的话，任意附加过滤层可以同样地由各种纤维形成，但在一个示例性实施方案中，所述附加过滤层由平均纤维直径大于约5μ但优选小于约10μ的纤维形成。 
还可以使用不同的材料包括合成和非合成材料来形成纤维。在一种示例性实施方案中，细纤维过滤层12以及任意附加过滤层由熔喷纤 维形成。作为非限制性实例，示例性材料包括聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚酰胺，如尼龙；聚碳酸酯；聚苯硫醚；聚苯乙烯；和聚氨酯。在另一实施方案中，细纤维过滤层12可以由玻璃纤维形成。可以使用不同的制造技术来形成玻璃纤维网，包括湿法纤网或干法纤网。玻璃纤维的种类和尺寸也可以改变，但在一个示例性实施方案中，该纤维为玻璃微纤维，如使用旋转或火焰衰减法制造且平均纤维直径范围为约0.2μ-5μ的A型或E型玻璃纤维。然而，作为非限制性实例，其它适合的材料包括聚乙烯醇和聚偏氟乙烯。细纤维过滤层12以及任意附加过滤层还可以使用本领域已知的各种其它技术，包括湿法成网技术、气流成网技术、梳理、电纺丝和纺粘技术来形成。 
所得的细纤维过滤层12，以及任意附加过滤层还可以具有取决于期望应用所需的各种厚度、透气率、基重和过滤效率。在一个示例性实施方案中，以平面构造测量的细纤维过滤层12的厚度范围为约2密耳-30密耳，透气率范围为约10CFM到300CFM，基重范围为约3gsm到50gsm，而DOP过滤效率范围为约20％-99％。如果提供有任意附加过滤层，则在某些示例性实施方案中，以平面构造测量的每一个附加过滤层的厚度范围为约2密耳-30密耳，透气率范围为约10CFM到300CFM，基重范围为约3gsm到50gsm，而DOP过滤效率范围为约20％-99％。 
粗支撑层
同样如上所述，过滤介质10可以包括至少一个粗纤维支撑层。在一个示例性实施方案中，过滤介质10包括下游粗支撑层14，其置于细纤维过滤层12的空气流出侧O并且有效地将细纤维过滤层12保持为波形构造。过滤介质10还可以包括上游粗支撑层16，其置于下游粗支撑层14相对侧的细纤维过滤层12的空气进入侧I。上游粗支撑层16可以同样有助于使细纤维过滤层12保持波形构造。如上所述，本领域技术人员将理解，过滤介质10可以包括任意数目的层，并且其不需要包括两个粗支撑层，或顶层。在某些示例性实施方案中，过滤介质10可以由细纤维过滤层12和单一相邻的粗支撑层14或16形成。在其它实施方案中，过滤介质可以包括排列成不同构造的任意数目的附加层。层的具体数目以及类型将取决于过滤介质的预期用途。 
粗支撑层14、16可以由多种类型和尺寸的纤维形成。在一个示例性实施方案中，下游粗支撑层14由平均纤维直径比细纤维过滤层12、上游粗支撑层16和顶层18(如果有的话)的平均纤维直径大的纤维形成，并且上游粗支撑层16由平均纤维直径比下游粗支撑层14的平均纤维直径小、但比细纤维过滤层12和顶层18的平均纤维直径大的纤维形成。在某些示例性的实施方案中，下游粗支撑层14可以由平均纤维直径范围为约5μ-40μ，且更优选约20μ-30μ的纤维形成，并且上游粗支撑层16可以由平均纤维直径范围为约10μ-40μ，且更优选约15μ-20μ的纤维形成。 
还可以使用不同的材料包括合成和非合成材料来形成粗支撑层14、16的纤维。在一个示例性实施方案中，粗支撑层14、16由短纤维，特别是由粘合纤维和非粘合纤维的组合形成。一种适合的纤维组合物为至少约20％粘合纤维和余量为非粘合纤维的共混物。可以使用各种类型的粘合和非粘合纤维来形成本发明的介质。粘合纤维可以由有效促进层间热粘合的任意材料形成，并因此将具有低于非粘合纤维的熔融温度的活化温度。粘合纤维可以是单组分纤维或多种双组分粘合纤维中的任意一种。在一个实施方案中，粘合纤维可以是双组分纤维，并且每种组分可以具有不同的熔融温度。例如，粘合纤维可以包括芯和鞘，其中鞘的活化温度低于芯的熔融温度。这使得鞘能够在芯之前熔化，从而鞘粘合到层中的其它纤维上，而所述芯仍然保持其结构完整性。这在产生用于捕集滤出液的更粘层方面是特别有利的。所述芯/鞘粘合纤维可以是同心的或非同心的，并且示例性的芯/鞘粘合纤维可以包括：聚酯芯/共聚酯鞘、聚酯芯/聚乙烯鞘、聚酯芯/聚丙烯鞘、聚丙烯芯/聚乙烯鞘及其组合。其它示例性的双组分粘合纤维可以包括裂膜纤维纤维(split fiber fibers)、并列纤维，和/或“海岛(islandin the sea)”纤维。示例性的双组分粘合纤维可以包括Trevira 254、255和256型；Invista Cellbond
Figure G2008800126303D00091
255型；Fiber Innovations 201、202、215和252型；以及ES Fibervisions AL-Adhesion-C ESC 806A。 
非粘合纤维可以是合成的和/或非合成的，并且在一个示例性实施方案中，非粘合纤维可以是约100％合成的。一般而言，在耐湿、耐热、耐长期老化和耐微生物降解方面，合成纤维相比于非合成纤维是优选的。示例性的合成非粘合纤维可以包括聚酯类、丙烯酸类、聚烯 烃类、尼龙、人造纤维及其组合。作为替代方案，用于形成介质的非粘合纤维可以包括非合成纤维，例如玻璃纤维、玻璃丝纤维、纤维素纸浆纤维如木质纸浆纤维及其组合。示例性的合成非粘合纤维可以包括Trevira 290型和Wellman Fortrel
Figure G2008800126303D00101
204、289和510型。 
还可以使用本领域已知的各种技术，包括熔体喷射、湿法成网技术、气流成网技术、梳理、电纺丝和纺粘技术来形成粗支撑层14、16。然而，在一个示例性实施方案中，粗支撑层14、16是梳理或气流成网的网。所得的层14、16还可以具有取决于期望应用要求的各种厚度、透气率和基重。在一个示例性实施方案中，以平面构造测量的下游粗支撑层14和上游粗支撑层16各自的厚度范围为约10密耳-60密耳，透气率范围为约300CFM到1000CFM，而基重范围为约10gsm到100gsm。 
外层或覆盖层
如前所述，过滤介质10还可以任选包括一个或多个置于空气进入侧I和/或空气流出侧O的外层或覆盖层。图1A示出置于过滤介质10空气进入侧I的顶层18。顶层18可以起到容尘层的作用和/或它可以起到美观层的作用。在一个示例性实施方案中，顶层18为平面层，其与在细纤维过滤层12和粗支撑层14、16形成波浪形之后的过滤介质10相结合。顶层18因此提供了审美上令人愉悦的顶表面。顶层18可以由各种类型和尺寸的纤维形成，但在一个示例性实施方案中，顶层18由平均纤维直径比紧挨着顶层18的下游安置的上游粗支撑层16的平均纤维直径小、但比细纤维过滤层12的平均纤维直径大的纤维形成。在某些示例性实施方案中，顶层18由平均纤维直径范围为约5μ-20μ的纤维形成。因此，顶层18可以起到容尘层的作用而不影响过滤介质10的α值，这将在下面作更加详细的讨论。 
如图1B所示，过滤介质10B可作为替代方案或另外包括置于过滤介质10B的空气流出侧O的底层18B。底层18B可起到为过滤介质10B提供结构完整性以有助于保持波形构造的增强组件的作用。底层18B还可以起到提供耐磨性的作用。这在最外层在使用过程中受到磨损的ASHRAE袋应用中是特别期望的。底层18B可以具有类似于如上所述的顶层18的构造。然而在一个示例性实施方案中，底层18B 优选为最粗糙的层，也就是说，其由平均纤维直径比形成过滤介质的所有其它层的纤维的平均纤维尺寸大的纤维形成。一个示例性的底层是纺粘层，然而可以使用具有不同构造的各种其它层。 
还可以使用各种材料包括合成的和非合成的材料来形成外层或覆盖层的纤维。在一个示例性实施方案中，外层或覆盖层，例如顶层18和/或底层18B，由短纤维、特别是由粘合纤维和非粘合纤维的组合形成。一种合适的纤维组合物为至少约20％的粘合纤维和余量为非粘合纤维的共混物。可以使用各种类型的粘合和非粘合纤维来形成本发明的介质，包括前文对于粗支撑层14、16所讨论的那些。 
外层或覆盖层，例如如顶层18和/或任意底层，还可以使用本领域已知的各种技术，包括熔体喷射、湿法成网技术、气流成网技术、梳理、电纺丝和纺粘技术来形成。然而在一个示例性实施方案中，顶层18为气流成网层，而底层18B为纺粘层。所得到的层还可以具有取决于期望应用要求的各种厚度、透气率和基重。在一个示例性实施方案中，以平面构造测量的外层或覆盖层的厚度范围为约2密耳-50密耳，透气率范围为约100CFM到1200CFM，基重范围为约10gsm到50gsm。 
本领域技术人员将理解，尽管图1A示出了4层的过滤介质，但过滤介质可以包括各种构造的任意数目的层。可以增加不同的层来增强过滤、提供支撑、改变结构或用于各种其它目的。作为非限制性实例，过滤介质可以包括各种纺粘湿法成网的纤维素、干法成网的合成无纺布、湿法成网的合成材料和湿法成网的微玻璃层。 
制造方法
一些或所有的层可利用各种制造技术制成波形构造，但在一个示例性实施方案中，细纤维过滤层12、任意附加过滤层和优选粗支撑层14、16中的至少其一，以从空气进入侧到空气流出侧的期望排列方式彼此相邻安置，并且所组合的层在第一和第二活动面之间传输，所述第一和第二活动面以不同的速度移动，如第二面的移动速度慢于第一面的速度。可以使用吸力如真空力将所述层拉向第一活动面，随后在所述层从第一活动面向第二活动面移动时拉向第二活动面。当其在第二活动面上通过时，速度差导致所述层形成z-方向波，由此形成层内的波峰和波谷。可以改变每个面的速度以获得期望的每英寸波数。还可以改变所述面之间的距离以确定波峰和波谷的振幅，在一个示例性实施方案中，该距离调节为0-2″。还可以改变不同层的性质以获得期望的过滤介质构造。在一个示例性实施方案中，过滤介质具有每英寸约2-6个波，高度(总厚度)范围为约0.025″-2″，但是根据预期应用，这可以变化很大。如图1A所示，单个波W从一个峰的中间延伸到相邻峰的中间。
在图1A所示的实施方案中，当细纤维过滤层12和粗支撑层14、16形成波浪形时，所得的细纤维过滤层12将在其各个表面(即空气进入侧I和空气流出侧O)上具有多个波峰P和波谷T，如图1C所示。粗支撑层14、16将延伸跨过波峰P并延伸进入波谷T，以使粗支撑层14、16也具有波形构造。本领域技术人员将理解，细纤维过滤层12的空气进入侧I的波峰P将在空气流出侧O具有相应的波谷T。因此，下游粗支撑层14将延伸入波谷T，而恰在同一波谷T的反面的是波峰P，上游粗支撑层16将延伸跨过波峰P。由于下游粗支撑层14延伸进入细纤维过滤层12的空气流出侧O的波谷T，因此下游粗支撑层14将使空气流出侧O的相邻峰P彼此之间保持一定间距并且将使空气流出侧O的相邻波谷T彼此之间保持一定间距。上游粗支撑层16(如果有的话)同样可以使细纤维过滤层12的空气进入侧I的相邻波峰P彼此之间保持一定间距并且可以使细纤维过滤层12的空气进入侧I的相邻波谷T彼此之间保持一定间距。其结果是，与平面构造的细纤维过滤层的表面积相比，细纤维过滤层12的表面积显著增加。在某些示例性实施方案中，与平面构造的相同层的表面积相比，波形构造的表面积增加至少约50％，而在某些情况下，增加达120％之多。表面积的增加使得过滤效率提高，这将在下文进行更加详细的讨论。 
在某些示例性实施方案中，下游和/或上游粗支撑层14、16可以具有在波峰处比在波谷处更大的纤维密度和在波峰处比在波谷处更小的纤维量。这可能因为相对于细纤维过滤层12而言，下游和/或上游粗支撑层14、16的粗糙度所致。特别地，当所述层从第一活动面移至第二活动面时，细纤维过滤层12的相对微细的性质将使下游和/或上游粗支撑层14、16得以顺应在细纤维过滤层12内形成的波周围。当粗支撑层14、16延伸跨过波峰P时，移动的距离将少于每一层14、 16为填充波谷所移动的距离。其结果是，粗支撑层14、16将在波峰处密实，因此与波谷相比，在波峰处的纤维密度增加，所述层将移动通过波峰和波谷以形成环形构造。 
一旦所述层形成了波形构造，就可以通过活化粘合纤维来实现纤维的粘合从而保持波形。可以使用各种技术来活化粘合纤维。例如，如果使用具有芯和鞘的双组分粘合纤维，则可以通过施加热来使粘合纤维活化。如果使用单组分粘合纤维，则可以通过施加热、蒸汽和/或一些其它形式的暖湿气来使粘合纤维活化。还可以将顶层18(图1A)和/或底层18B(图1B)分别置于上游粗支撑层16(图1A)的顶部或下游粗支撑层14B(图1B)的底部，并且例如通过粘合，使其同时或相继与上游粗支撑层16或下游粗支撑层14B结合。本领域技术人员还将理解，所述层可以任选利用不同于使用粘合纤维的各种技术相互结合。其它合适的结合技术包括胶粘剂、针刺、水刺和化学粘合剂。所述层还可以是单独粘合的层，和/或它们可以在形成波浪形之前彼此结合(包括粘合)。 
在干燥材料前，还可以任选将饱和剂施加到材料上。各种饱和剂可以和本发明的介质一起使用以利于在低于纤维熔融温度的温度下形成所述层。示例性的饱和剂可以包括酚醛树脂、密胺树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚丙烯酸酯类、聚苯乙烯/丙烯酸类、聚氯乙烯、聚乙烯/氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇及其组合物和共聚物，它们存在于水性或有机溶剂中。 
在其它实施方案中，所得的介质还可以在以下至少一种并任选所有的性能中具有梯度：粘合和非粘合纤维的组成、纤维直径、坚固性、基重和饱和剂含量。例如，在一个实施方案中，介质可以具有轻质、膨松(lofty)、粗纤维、轻度粘合和轻度饱和的片状上游以及较重、较致密、细纤维、强粘合和强饱和的片状下游。这使得较粗颗粒得以在上游层被捕集，防止底层过早饱和。在另一个实施方案中，最上游的层可以比最下游的层更轻和/或更膨松。也就是说，上游层可以具有低于下游层的坚固性(例如，网中纤维的固体体积分数)和基重。此外，在过滤介质包括饱和剂的实施方案中，介质在最上游和最下游层中可在饱和剂量方面具有梯度。本领域技术人员将理解介质的层可以具有各种性质。 
还可以任选将静电荷赋予过滤介质或介质的不同层，以形成驻极体纤维网。对聚合物网赋予永久性偶极子以形成驻极体过滤介质的各种技术是公知的。可通过使用AC和/或DC电晕放电装置及其组合以实现充电。特定放电特性通过电极形状、极性、间隙尺寸以及气体或气体混合物来确定。也可以使用其它技术包括基于摩擦的充电技术来实现充电。 
还可以在过滤介质形成为波形构造后对其进行褶叠，并且下文将更加详细地讨论不同的示例性构造。本领域技术人员将理解，实质上任何本领域已知的褶叠技术都可以用来对波形过滤介质进行褶叠。通常，过滤介质是通过在介质中形成多个平行的划线并在每个划线处形成折叠而进行褶叠的。 
过滤介质性能
如上所述，所得的过滤介质的性能可以随着介质的构造和预定用途而变化。在一个示例性实施方案中，波形构造有效地增加了介质10的表面积，进而导致所述介质比其它方面类似但为平面构造的介质具有改善的过滤性能。 
尽管可以基于不同的标准对过滤器性能进行评估，但期望通过待过滤污染物穿过过滤器的低渗透率来表征过滤器或过滤介质。然而，同时应当存在穿过过滤器的较低的压降或阻力。渗透率通常表示为百分比，如下所定义： 
渗透率＝C/Co
其中C为穿过过滤器的颗粒浓度，而Co为穿过过滤器之前的颗粒浓度。过滤效率定义为 
100-％渗透率 
因为期望有效的过滤器保持尽可能低的穿过过滤器的渗透率和压降值，因此根据称为α的值对过滤器进行评估，所述α值为渗透率的对数相对于穿过过滤器的压降的斜率。斜率越陡或α值越高，则指示过滤器性能更优。α由下式表示 
α＝-100log(C/Co)/DP， 
其中DP为穿过过滤介质的压降。 
在许多过滤情况下，具有高的初始α值是重要的。然而，同样重要的是(如果不是更重要的话)，在过滤过程中很好地保持可接受的α值。例如，在呼吸应用中，制造标准要求，成品呼吸过滤器如呼吸面具要经受高温以模拟老化作用。因此，过滤介质在受热时必须能够保持高α值。 
在某些应用中，如HVAC中，放电性能也很重要。合成过滤介质经常被充电以提高过滤性能。由于考虑到这些电荷在过滤器使用过程中将耗散，因此有将过滤器最差可能效率通知用户的动作。用于粗和细过滤器的欧洲标准EN779：2002包含在放电前后对平片介质进行强制性测试以确定是否存在性能劣化的可能性。该测试方法可以和产生完全放电介质的任意程序一起使用。所建议的程序包括浸没在异丙醇或水中的表面活性剂中或暴露于柴油机排烟中。用异丙醇处理的方法是：首先测量未处理介质样品的效率；接着将样品浸入100％异丙醇溶液中并在过滤器样品已被异丙醇湿润后将其放置在通风橱内的平坦惰性表面上进行干燥；干燥24小时后，重复测量效率。 
DOP(苯二甲酸二辛酯)测试采用购自TSI公司的配备有油发生器的自动过滤器测试装置(8130)。该仪器测量在小于或等于115升/分种的流量下基于瞬时或“负载量”的穿过过滤介质的压降和所得的渗透率值。瞬时读数定义为1压降/渗透率测量值。根据TSI说明书，用油发生器产生0.33微米的重均直径、0.20微米的数均直径的DOP、DEHS石蜡或Emory 3004。本文中所有引用的DOPα值都是指对100cm2样品尺寸的DOP测量。空气流量为32lpm以产生10.5fpm的面速度，或为76lpm以产生25fpm的面速度。 
另一个示例性测试是NaCl(氯化钠)测试，其采用TSI公司的8130CertiTestTM自动过滤器测试装置，该装置配备有氯化钠发生器。由盐颗粒发生器产生的平均粒径为0.26微米的重均直径或0.07微米的数均直径。该仪器测量在小于或等于115升/分钟(lpm)流量下基于瞬时的穿过过滤介质的压降和所得的渗透率值。该8130可以连续模式运行，大约每分钟给出一个压降/渗透率读数。本文中所有提及的NaClα是指在76lpm的流量(25fpm的面速度)下NaCl颗粒在100平方厘米的样品上的连续负载量，用以代表过滤器细颗粒的负载量。样品 在15mg NaCl/m3空气的浓度下负载60分钟，每100平方厘米样品上的负载量为约60mg NaCl。 
如上所解释的，当用异丙醇放电前后、在5.3厘米/秒的面速度下测试时，发现满足EN779分类的玻璃介质F5-F8的DOP或DEHS(癸二酸二辛酯，可接受的DOP等价物)的α值范围为约12-16。本发明的介质在用异丙醇放电后获得的最小DOPα为9，且更优选大于约11，并且最优选大于16，因此为玻璃介质提供了合适的替代方案。对于DOPα为9而言，IPA浸渍后的等价NaClα为约12，对于DOPα为11而言，IPA浸透后的等价NaClα为约14，而对于DOPα为16而言，IPA浸透后的等价NaClα为约20。然而，根据本发明的过滤介质的α值可以随着过滤介质的具体构造或者含该过滤介质的过滤元件而变化。 
HVAC(加热、通风和空气调节)工业使用MERV(最小效率报告值)评级来描述过滤器从空气中去除微粒的能力。MERV评级是由与不同尺寸范围的粒子相对应的过滤器效率得出的，并且根据ASHRAE 52.2所详述的方法来计算。MERV评级越高则代表过滤更好和性能更优。在一个示例性实施方案中，本发明过滤介质的MERV评级范围为约7-16，但是该评级可基于预定用途而改变。 
所得介质还可以具有取决于期望应用要求的各种厚度、透气率、基重和容尘量。本文中提及的厚度是根据TAPPI T411使用适当的卡规确定的。本文中提及的基重是根据ASTM D-846确定的。本文中提及的容尘量是基于对ASHRAE 52.1的改进进行测试以测试平板而不是袋的粉尘负载量。在25fpm的面速度下测量穿过1平方英尺样品的压降。将ASHRAE 52.1中规定的ASHRAE粉尘以1克的增量加入，直至达到1.5英寸H2O的压降。达到该压降的克数记为克/平方英尺。 
例如，在一个实施方案中，如图1A所示，所得介质的厚度tm可以为约1.5mm-25mm，而透气率范围为约10CFM-300CFM。所得介质还可以具有约70gsm-1100gsm的基重，在25FPM面速度下、使用ASHRAE粉尘负载至1.5″H2O压降的容尘量为至少约8克/平方英尺，和/或在在25FPM面速度下、在负载约60mg/100cm2的0.26μ颗粒后，NaCl负载量小于约50mmH2O。 
过滤元件
如前所述，本文中公开的过滤介质可以引入各种过滤元件中以用于不同应用，包括液体和空气过滤应用。示例性的用途包括ASHRAE袋滤器、可摺叠HVAC过滤器、液体袋滤器介质、尘袋式家用过滤器、住宅炉用过滤器、喷漆房过滤器、手术用面罩、工业用面罩、驾驶室空气过滤器、商用ASHRAE过滤器、呼吸过滤器、汽车进气口过滤器、汽车燃料过滤器、汽车润滑油过滤器、室内空气滤清器和真空吸尘器排气过滤器。过滤元件可以有不同的构造，并且某些示例性过滤元件构造将在下文更加详细地进行讨论。作为非限制性实例，其它示例性的过滤元件包括，包括置于其中的圆柱形过滤介质的径向过滤元件、用于液体过滤的微米级管袋滤器(也称为滤袋式过滤器)、面罩等。 
板式过滤器
在一个示例性实施方案中，过滤介质可用于板式过滤器中。具体而言，过滤介质10可包括置于其周围的外罩。所述外罩可具有各种构造，并且具体构造可基于预定应用而变化。如图2A所示，在一个实施方案中，外罩为框架20的形式，其围绕过滤器10的周边安置。在该图示的实施方案中，框架20为一般矩形构造，使得其围绕一般矩形的过滤介质10的所有四个边，然而该特定形状可以改变。框架20可以由各种材料包括卡片纸板、金属、聚合物等形成。在某些示例性实施方案中，框架20的厚度t可以为约12″或更小，并且更优选为约2″或更小。图2B示出该框架的侧视截面图，显示其中放置有波形过滤介质10。在另一个实施方案中，框架可以由过滤介质的边缘形成。特别是如图3所示，过滤介质10′的周边可以被热封以在其周围形成框架20′。板式过滤器还可以包括本领域已知的各种其它特征，如用于使过滤介质相对于框架、间隔物等稳定的稳定化特征等。 
在使用中，板式过滤元件可以用于各种应用中，包括商用和住宅用HVAC、汽车旅客舱室空气过滤器、汽车进气口过滤器以及喷漆房过滤器。过滤元件的具体性质可以基于预定用途而变化，但在某些示例性实施方案中，过滤元件的MERV评级范围为7-16，并且压降范围为约0.1″-1″H2O。 
摺叠过滤器
还可以对波形过滤介质进行打褶并用于摺叠过滤器中。如前所讨论的，波形介质或其不同层可以通过在彼此的预定间距处形成划线并折叠该介质来进行摺叠。然而本领域技术人员将理解，可以使用其它的摺叠技术。一旦介质被褶叠，则该介质可以引入到外罩中，其类似于图3A的板式过滤器。图4A示出了置于框架30内的摺叠过滤介质32的一个实施方案。如前文针对图3A所讨论的那样，该框架可以有各种形状和尺寸。根据框架的尺寸和预定用途，介质可具有任意数目的褶。在某些示例性实施方案中，过滤介质具有1-2个褶/英寸，而褶的高度为约0.75″-2″。然而，某些应用使用高度高达12″的波峰。 
为便于摺叠，过滤介质可以是自支持的，即它可以具有允许进行褶叠的劲度。在某些示例性实施方案中，用Gurley劲度测试仪测试的能够进行褶叠的过滤介质的最小劲度为约200毫克。作为替代方案或另外地，过滤介质可包括不同硬化程度的元件。作为非限制性实例，图4B和4C示出了褶叠的波形过滤介质32a，32b，其包括粘合(例如使用胶粘剂或其它接合技术)至过滤介质32a，32b的空气流出侧的稳定带34a，34b。还示出了置于框架30a，30b内的过滤介质32a，32b。图4B还示出了筛网背衬36a，其置于过滤介质32a上用以硬化介质32a并帮助保持摺叠构造。筛网背衬36a可以为延展金属丝或挤出塑料网。 
在使用中，摺叠波形过滤元件可用于各种应用中，包括可摺叠HVAC过滤器、住宅炉用过滤器、驾驶室空气过滤器、商业ASHRAE过滤器、汽车进气口过滤器、汽车燃料过滤器、汽车润滑油过滤器、室内空气滤清器和真空吸尘器排气过滤器。过滤元件的具体性质可基于预定用途而改变，但在某些示例性实施方案中，过滤元件的MERV评级范围为7-16，并且压降范围为约0.1″-1″英寸H2O。过滤介质还可以具有约0.5″或更小的褶叠前厚度和约2″或更小的褶叠后厚度。然而，在某些应用中，褶叠后厚度可高达12″。 
袋/袋式过滤器
在又一个实施方案中，过滤介质可以引入到袋或袋式过滤器中用于加热、空气调节、通风，和/或制冷；以及引入到微米级液体滤袋中。袋或袋式过滤器的形成方法可以是：将两个过滤介质放在一起(或将 单个过滤介质对半折)，并将其三个边彼此结合(如果是对折的话则是两个边)使得只有一个边保持敞开，由此形成在过滤器内的袋。如图5A所示，多个滤袋42可以附着到框架44上以形成过滤元件40。每个袋可以安置为开口端位于框架中，由此使空气得以沿线A所指示的方向流入每个袋42中。框架可以包括延伸进并保持每个袋的矩形环。本领域技术人员将理解，所述框架实质上可以有任意构造，并且可以使用本领域已知的各种结合技术来将袋连接到框架上。此外，框架可包括任意数目的袋，但袋滤器通常包括6-10个袋。 
图5B示出袋42，显示三个边42a、42b、42c是封闭的，而一个边42d是开口的，用于接收如线A所示的从中流过的气流。如图5B进一步所示，袋滤器42还可以包括置于其中的任意数目的间隔物43，并且设置成使过滤器42的对侧侧壁之间彼此分隔预定间距。间隔物可以为在两个侧壁之间延伸的线或任意其它元件。图5C示出了图5B中袋滤器42的截面图，显示间隔物43在侧壁间延伸。气流的方向再次用线A指示。本领域技术人员将理解，与袋或袋式过滤器一同使用的本领域已知的各种特征可以引入到本文所公开的过滤介质中。 
过滤元件的具体性质可以基于预定用途而变化，但在某些示例性实施方案中，过滤元件的MERV评级范围为约7-16，并优选为10-16，并且压降范围为约0.1″-1″H2O。过滤介质还可以具有厚度约2″或更小，并更优选厚度为约0.5″或更小，然而在某些应用中，厚度可根据预定应用而变化。 
作为非限制性实例，标准8袋ASHRAE袋滤器通常具有在24″×24″的框架内30″深的袋，并产生80平方英尺的介质。具有相同尺寸规格但使用根据本发明的波形过滤介质的ASHRAE袋滤器将产生176平方英尺的介质。 
以下非限制性实施例用于进一步说明本发明： 
实施例1
对比样品A(对照)
样品A为平面过滤介质，其由Johns Manville制造并作为CM285B-2出售，并且其为80-85％的玻璃毡过滤介质。测试介质性质并列于下表1中的样品A条目下。 
对于所有样品，都是在使用异丙醇放电后测量DOP渗透率和DOPα。具体而言，将样品放在含100％异丙醇溶液的容器里，并使之浸泡大约5秒或直至达到完全饱和。然后从溶液中取出样品并将其排液约30秒。然后将样品放在通风橱/真空橱并使其空气干燥。干燥时间主要取决于样品的厚度，并且为20分钟-48小时。然后进行DOP渗透率和DOPα的测试。 
对比样品B(对照)
样品B为平面过滤介质，其由Hollingsworth & Vose公司制造并作为AS8020DD出售，并且其为80-85％的合成过滤介质。测试介质性质并列于下表1中的样品B条目下。 
样品C
样品C使用4层形成，按照从上游(空气进口)到下游(空气出口)的顺序列出为：(1)顶部气流成网层，(2)上游气流成网粗支撑层，(3)细纤维熔喷层，和(4)下游气流成网粗支撑层。 
顶部气流成网层由50％的可得自Invista的2旦6mm的255型双组分纤维和50％的可得自Wellman的0.9旦6mm的510型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维形成。顶部气流成网层在烤箱中粘合。顶部气流成网层的基重为25gsm，厚度为30密耳，且透气率为850CFM。 
上游气流成网粗支撑层由70％的可得自Invista的2旦6mm的255型双组分纤维和20％的可得自Wellman的0.9旦6mm的510型PET纤维和10％的可得自Wellman的15旦6mm的341型PET纤维形成。上游气流成网粗支撑层的基重为40gsm，厚度为40密耳，且透气率为800CFM。 
细纤维熔喷层由平均纤维直径为1.4μ的聚丙烯纤维形成。熔喷层的基重为20gsm，厚度为7密耳，且透气率为56CFM。 
下游气流成网粗支撑层由50％的可得自Invista的2旦6mm的255型双组分纤维和50％的可得自Wellman的15旦6mm的341型PET纤维形成。下游气流成网粗支撑层的基重为40gsm，厚度为40密耳，且透气率为2000CFM。 
通过把上游粗支撑层、细纤维熔喷层和下游粗支撑层放在以约25 米/分钟移动的第一活动面上以使这些层形成波形构造。所述层从第一活动面移动至以约10米/分钟的速度移动的第二活动面，结果是形成了每英寸4个波。然后，将波形网和顶层在130℃的烘箱中热粘合。测试所得介质的性质并列在下表1中的样品C条目下。 
样品D
重复样品C以形成样品D，只是细纤维熔喷层由平均纤维直径为0.6μ的聚丙烯纤维在10gsm的纺粘聚丙烯上形成。熔喷层的基重为7gsm。测试所得介质的性质并列在下表1中的样品D条目下。 
样品E
重复样品C以形成样品E，测试所得介质的性质并列在下表1中的样品E条目下。 
表1 
    样品A   样品B   样品C   样品D   样品E
  总基重(gsm)   71   125   245   245   256
  厚度(密耳)   60   65   283   308   275
  透气率(CFM)   61   130   71   97   67
  10.5FPM下的阻力  (mmH2O)   2.3   1.1   2.7   1.7   2.5
  25FPM下的阻力(mmH2O)   6   5   6.7   4.4   5.6
  IPA浸透后在10.5FPM下的  DOP渗透率(％)   48   88   45   52   46
  IPA浸透后在10.5FPM下的  DOPα   13.9   5.0   12.8   16.7   13.5
  容尘量(g/ft2，在25FPM至  1.5″H2O下)   7.7   5.9   12.3   11.5   10.3
如表1所示，与样品A和B相比，样品C、D和E具有改善的容尘量和在使用异丙醇放电后的更高或相当的DOPα。样品A-E的各种性质在图6-9所列的图中进行了对比。 
图6示出了放电DOP渗透率-压降的图。如图所示，样品B的初始压降高，其随着渗透率的增加而显著降低。另一方面，样品A、C、 D和E的初始压降低，其随着渗透率的增加而缓慢降低。因此，样品C、D和E的性能与作为玻璃纤维毡的样品A相当，并且优于作为熔喷网的样品B。因此，图6示出了样品C、D和E的波形构造有利地改善了作为渗透率函数的压降，并且因此提供了玻璃毡纤维网的合适的替代品。 
图7示出了样品A-E的容尘量。如图所示，与样品C、D和E相比，样品A和B表现出显著较低的容尘量。因此，与样品A和B的平面构造相比，样品C、D和E的波形构造得到了提高的容尘量。 
实施例2
制备与样品C的细纤维熔喷层具有相同构造的第一平面细纤维熔喷层，称为熔喷C。熔喷C的基重为20gsm。 
制备与样品D的细纤维熔喷层具有相同构造的第二平面细纤维熔喷层，称为熔喷D。熔喷D的基重为20gsm。 
测试熔喷C和熔喷D以及以上实施例1中的样品C和样品D的NaCl负载量，并且在图8中示出76lpm下的NaCl负载量。如图所示，与熔喷C和熔喷D相比，样品C和D的波形过滤介质由于更长时间保持低阻力从而表现出显著改善的NaCl负载量。 
实施例3
对比样品F
样品F使用4层形成，按照从上游(空气进口)到下游(空气流出)的顺序列出为：(1)顶部梳理无纺层，(2)细纤维熔喷层，和(3)下游梳理无纺层。 
顶部和底部无纺层由45％的3旦1.75″的202型双组分纤维(可得自FIT)，和30％的3旦2″的N39型PET纤维(可得自Poole)形成。顶部和底部无纺层均在烘箱中粘合。顶部和底部无纺层各自的基重为160gsm，厚度为155密耳，且透气率为420CFM。 
细纤维熔喷层由平均纤维直径为1.1μ的聚丙烯纤维形成。熔喷层的基重为35gsm，厚度为11密耳，且透气率为39CFM。 
顶部和底部无纺层置于细纤维熔喷层的两侧以形成平面过滤介质。测试所得介质的性质并列在表1中的样品F条目下。 
样品G
样品G使用4层形成，按照从上游(空气进口)到下游(空气流出)的顺序列出为：(1)顶部气流成网层，(2)上游气流成网粗支撑层，(3)细纤维熔喷层，和(4)下游气流成网粗支撑层。 
顶部气流成网层由50％的2旦6mm的255型双组分纤维(可得自Invista)和50％的0.9旦6mm的510型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维(可得自Wellman)形成。顶部气流成网层在烘箱中粘合。顶部气流成网层的基重为25gsm，厚度为40密耳，且透气率为850CFM。 
上游气流成网粗支撑层是由70％的2旦6mm的255型双组分纤维(可得自Invista)和20％的0.9旦6mm的510型PET纤维(可得自Wellman)和10％的15旦6mm的341型PET纤维(可得自Wellman)形成。上游气流成网粗支撑层的基重为40gsm，厚度为40密耳，且透气率为800CFM。 
形成与样品F的细纤维熔喷层对应的细纤维熔喷层。具体而言，细纤维熔喷层由平均纤维直径为1.1μ的聚丙烯纤维形成。熔喷层的基重为35gsm，厚度为11密耳，且透气率为39CFM。 
下游气流成网粗支撑层是由50％的2旦6mm的255型双组分纤维(可得自Invista)和50％的15旦6mm的341型PET纤维(可得自Wellman)形成。下游气流成网粗支撑层的基重为38gsm，厚度为40密耳，且透气率为2000CFM。 
通过将上游粗支撑层、细纤维熔喷层和下游粗支撑层放在以约25米/分钟的速度移动的第一活动面上以使这些层形成波形构造。所述层从第一活动面向以约10米/分钟的速度移动的第二活动面移动，结果形成每英寸4个波。然后，将波形网和顶层在140℃的烘箱中热粘合。测试所得介质的性质并列在下表2中样品G条目下。 
表2
    样品F   样品G
  总基重(gsm)   350   259
  总厚度(密耳)   330   269
  透气率(CFM)   34.2   38.8
  厚度(mm)   6.79   4.6
  容量(g/m2)   128.03   324.22
  测试时间(分钟)   33.81   85.27
  β75   15.8   7.6
如表2所示，波形样品G具有比平面样品F低的β75。β75是通过ISO 16889确定的。使用来自Oklanhoma，stillwater的FluidTechnologies公司的FTI多通道过滤器测试台，以0.3升/分的速度将A2细粉尘送入美孚MIL-H-5606燃油中，总流量为1.7升/分，直到获得高于基线过滤器压降的172KPa的最终压力。在测试时间内等分的10个点，对介质的上游和下游中所选定的粒度(在这种情况下为4、5、7、10、15、20、25和30微米)进行颗粒计数(每毫升的颗粒数)。对每个所选的粒度，取上游和下游颗粒计数的平均。由上游平均颗粒计数(注入-C0)和下游平均颗粒计数(通过-C)，根据关系式[(100-[C/C0])×100％]来确定对于所选每种粒度的液体过滤效率测试值。效率的另一种表示是β评级。β75定义为其中上游计数(C0)和下游计数(C)的比值为75时的粒度(效率等于98.67％)。β评级越低，则获得一定效率的粒度就越低。一般而言，随着粒度降低，效率降低。 
图9示出作为时间函数的样品F和G的压力，该压力根据ISO16889使用用于液体过滤的多通道测试仪来测试。在这样的测试过程中，粉尘分散在油中，并且使该分散液通过过滤介质，直至达到给定的压降(在该测试中为172kPa)。更期望经过较长时间段而压力增加。如图9所示，样品G的负载时间为85分钟，而对比的平板样品F的负载时间为34分钟。 
实施例4
样品H
样品H使用4层形成，按照从上游(空气进口)到下游(空气 出口)的顺序列出为：(1)上游梳理纤维粗支撑层，(2)细纤维熔喷层，(3)下游梳理纤维粗支撑层，和(4)底部纺粘层。 
上游梳理纤维粗支撑层由70％的2旦1.5英寸256型双组分纤维(可得自Trevira)和30％的3旦2英寸P320型PET纤维(可得自Barnet)形成。上游梳理纤维粗支撑层的基重为35gsm，厚度为40密耳，且透气率为800CFM。 
细纤维熔喷层由平均纤维直径为约0.7μ的聚丙烯纤维形成。熔喷层的基重为15gsm，厚度为5密耳，且透气率为68CFM。 
下游梳理纤维粗支撑层是由40％的2旦1.5英寸256型双组分纤维(可得自Trevira)和60％的3旦2英寸型P320PET纤维(可得自Barnet)形成。下游梳理纤维粗支撑层的基重为35gsm，厚度为40密耳，且透气率为1000CFM。 
底部纺粘层是购自Polymer Group公司的聚丙烯纺粘布。底部纺粘层的基重为15gsm，厚度为3密耳，且透气率为1200CFM。 
通过将上游梳理纤维粗支撑层、细纤维熔喷层和下游梳理纤维粗支撑层放在以约10米/分的速度移动的第一活动面上以使这些层形成波形构造。所述层从第一活动面向以约4米/分的速度移动的第二活动面移动，结果形成每英寸3个波。然后将波形网和底部纺粘层在130℃的烘箱中热粘合。测试所得介质的性质并列在下表3中的样品H条目下。 
样品I
重复样品G以制备样品I，只是使用粘合、梳理的纤维层代替底部纺粘层。底部梳理纤维层由50％的2旦1.5英寸256型双组分纤维(可得自Trevira)和50％的0.9旦1.5英寸P1842B型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维(可得自Barnet)形成。底部梳理纤维层在130℃的烘箱中预先粘合。顶部气流成网层的基重为25gsm，厚度为20密耳，且透气率为890CFM。测试所得介质的性质并列在下表3中样品I条目下。 
表3
  物理性能   样品H   样品I
  覆盖材料(SB/NW)   纺粘布   无纺布
  基重(g/m2)   206.1   228.78
  厚度(密耳)   234   457.63
  透气率(CFM)   81   80
  初始值：    
  32lpm下的气流阻力；  100cm2(mm H2O)   2.14   2.10
  76lpm下的气流阻力；  100cm2(mm H2O)   5.54   5.29
  32lpm下的NaCl渗透；  100cm2(％)   39.7   34.7
  76lpm下的NaCl渗透率；  100cm2(％)   45.6   42.7
  32lpm下的NaClα；  100cm2(mm H2O-1)   18.8   21.9
  76lpm下的NaClα；  100cm2(mmH2O-1)   6.2   7.0
  32lpm下的DOP渗透率；  100cm2(％)   47.8   44.1
  76lpm下的DOP渗透率；  100cm2(％)   52.4   48.7
  32lpm下的DOPα；  100cm2(mmH2O-1)   15.0   16.9
  76lpm下的DOPα；  100cm2(mm H2O-1)   5.1   5.9
  IPA放电后：    
  32lpm下的气流阻力；  100cm2(mmH2O)   2.12   2.03
  76lpm下的气流阻力；  100cm2(mm H2O)   5.32   5.41
  32lpm下的NaCl渗透率；  100cm2(％)   39.4   34.4
  76lpm下的NaCl渗透率；  100cm2(％)   45.7   39.1
  32lpm下的NaClα；  100cm2(mm H2O-1)   19.1   22.8
  76lpm下的NaClα；  100cm2(mm H2O-1)   6.4   7.5
  32lpm下的DOP渗透率；  100cm2(％)   47.5   42.6
[0156] 
 76lpm下的DOP渗透率； 100cm2(％)   52.7   47.7
 32lpm下的DOPα； 100cm2(mmH2O-1)   15.2   18.3
 76lpm下的DOPα； 100cm2(mm H2O-1)   5.2   6.0
 容尘值(25fpm至1.5″H2O) (g/ft2)   10.3   11.0
实施例5
样品J
重复样品G以制备样品J，只是细纤维熔喷层为6gsm、0.7μ的聚丙烯熔喷布。细纤维熔喷层的厚度为2.4密耳且透气率为167CFM。测试所得介质的性质并列在下表4中样品J条目下。 
样品K
重复样品G以制备样品K，只是细纤维熔喷层为22gsm、0.7μ的聚丙烯熔喷布。细纤维熔喷层的厚度为6.8密耳且透气率为37CFM。测试所得介质的性质并列在下表4中样品K条目下。 
表4
  物理性能   样品J   样品K
  覆盖材料(SB/NW)   纺粘布   纺粘布
  基重(g/m2)   192.4   206.1
  厚度(密耳)   215   224
  透气率(CFM)   110   48
  初始值：    
  32lpm下的气流阻力；  100cm2(mm H2O)   1.36   3.23
  76lpm下的气流阻力；  100cm2(mm H2O)   3.64   8.12
  32lpm下的NaCl渗透；  100cm2(％)   58.8   27.6
  76lpm下的NaCl渗透率；  100cm2(％)   63.8   34.8
  32lpm下的NaClα；  100cm2(mmH2O-1)   17.0   17.3
  76lpm下的NaClα；  100cm2(mmH2O-1)   5.4   5.6
[0164] 
 32lpm下的DOP渗透率； 100cm2(％)   65.9   33.8
 76lpm下的DOP渗透率； 100cm2(％)   71.2   40.5
 32lpm下的DOPα； 100cm2(mm H2O-1)   13.3   14.6
 76lpm下的DOPα； 100cm2(mmH2O-1)   4.1   4.8
 IPA放电后：    
 32lpm下的气流阻力； 100cm2(mm H2O)   1.32   3.25
 76lpm下的气流阻力； 100cm2(mm H2O)   3.62   8.02
 32lpm下的NaCl渗透率； 100cm2(％)   57.3   26.9
 76lpm下的NaCl渗透率； 100cm2(％)   62.1   34.8
 32lpm下的NaClα； 100cm2(mmH2O-1)   18.3   17.5
 76lpm下的NaClα； 100cm2(mm H2O-1)   5.7   5.7
 32lpm下的DOP渗透率； 100cm2(％)   65.5   35.8
 76lpm下的DOP渗透率； 100cm2(％)   69.8   39.5
 32lpm下的DOPα； 100cm2(mmH2O-1)   13.92   13.73
 76lpm下的DOPα； 100cm2(mmH2O-1)   4.31   5.03
 容尘值(25fpm至1.5″H2O) (g/ft2)   11.5   8.9
本领域技术人员基于上述实施方案将理解本发明的其它特征和优点。因此，除了所附权利要求所指出的，本发明不受限于已经具体示出和描述的内容。文中引用的所有出版物和参考文献都明确地在此全文引入作为参考。 

Claims (101)

1.一种过滤介质，包括：
细纤维过滤层和粗支撑层，所述粗支撑层使所述细纤维过滤层保持为波形构造并且使所述过滤层的相邻波的波峰和波谷保持分离，其中所述粗支撑层由具有比形成所述细纤维过滤层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，
所述粗支撑层在波峰处的密度大于在波谷处的密度，其中所述粗支撑层延伸跨过所述波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷。
2.权利要求1的过滤介质，其中所述细纤维过滤层的表面积比平面构造的所述细纤维过滤层的表面积大至少50％。
3.权利要求1的过滤介质，其中所述粗支撑层包括下游粗支撑层，并且所述过滤介质还包括上游粗支撑层，所述细纤维过滤层置于所述上游粗支撑层和所述下游粗支撑层之间。
4.权利要求3的过滤介质，还包括置于所述下游粗支撑层和所述上游粗支撑层之间的至少一个附加过滤层。
5.权利要求4的过滤介质，其中所述至少一个附加过滤层由平均直径大于形成所述细纤维过滤层的纤维的平均纤维直径的纤维形成。
6.权利要求3的过滤介质，其中所述上游粗支撑层、所述细纤维过滤层和所述下游粗支撑层都具有波形构造。
7.权利要求3的过滤介质，其中所述上游粗支撑层由平均直径大于形成所述细纤维过滤层的纤维的平均直径并且等于或小于形成所述下游粗支撑层的纤维的平均直径的纤维形成。
8.权利要求3的过滤介质，其中所述上游和下游粗支撑层包括短纤维层，并且所述细纤维过滤层包括熔喷层和玻璃纤维层中的至少其一。
9.权利要求6的过滤介质，还包括置于所述上游粗支撑层的上游的平面层和置于所述下游粗支撑层的下游的平面层中的至少其一。
10.权利要求9的过滤介质，其中所述平面层由平均直径小于形成所述上游粗支撑层和所述下游粗支撑层的纤维的平均直径并且大于形成所述细纤维过滤层的纤维的平均直径的纤维形成。
11.权利要求6的过滤介质，还包括置于所述下游粗支撑层的下游的平面层，所述平面层由平均直径大于形成所述上游粗支撑层、所述下游粗支撑层和所述细纤维过滤层的纤维的平均直径的纤维形成。
12.权利要求1的过滤介质，其中所述细纤维过滤层包括熔喷层。
13.权利要求1的过滤介质，其中所述细纤维过滤层包括玻璃纤维层。
14.权利要求1的过滤介质，其中所述粗支撑层由至少一种粘合纤维和至少一种非粘合纤维形成。
15.权利要求1的过滤介质，其中所述过滤介质具有每英寸2-6个波。
16.权利要求1的过滤介质，其中所述过滤介质的放电DOPα值大于9。
17.权利要求1的过滤介质，其中所述过滤介质的放电DOPα值大于11。
18.权利要求1的过滤介质，其中在25FPM面速度下、使用ASHRAE粉尘负载至1.5英寸H2O压降时，所述过滤介质的容尘量为至少8克/平方英尺。
19.权利要求1的过滤介质，其中在25FPM面速度下负载0.26μ的颗粒大60mg/100cm2后，所述过滤介质的NaCl负载量为小于50mmH2O。
20.权利要求1的过滤介质，其中所述过滤介质的透气率范围为10CFM到300 CFM。
21.权利要求1的过滤介质，其中所述过滤介质的基重范围为70gsm到1100gsm。
22.权利要求1的过滤介质，其中所述过滤介质的厚度范围为1.5mm到25mm。
23.一种过滤介质，包括：
第一纤维层，其具有形成多个波的波形构造，每一个波具有随机的波形和高度，并且每一个波都具有波峰和波谷，相邻波峰之间间隔一定距离并且相邻波谷之间间隔一定距离；和
第二纤维层，其结合至所述第一纤维层并且由比形成所述第一层的纤维更粗的纤维形成，其中所述第二纤维层延伸跨过所述波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷。
24.权利要求23的过滤介质，其中所述第一纤维层的表面积比平面构造的第一纤维层的表面积大至少50％。
25.权利要求23的过滤介质，其中所述第一纤维层由平均直径小于形成所述第二纤维层的纤维的平均直径的细纤维形成。
26.权利要求25的过滤介质，其中所述第一纤维层的纤维的平均纤维直径小于5μ，所述第二纤维层的纤维的平均直径大于10μ。
27.权利要求23的过滤介质，其中所述第二纤维层在邻近所述第一纤维层的波峰处的纤维密度大于在邻近所述第一纤维层的波谷处的纤维密度。
28.权利要求23的过滤介质，其中所述第二纤维层置于所述第一纤维层的下游，并且所述过滤介质还包括置于所述第一纤维层上游的第三纤维层。
29.权利要求28的过滤介质，其中所述第三纤维层由平均直径等于或小于形成所述第二纤维层的纤维的平均直径的纤维形成，并且其中形成所述第二纤维层的纤维的平均直径大于形成所述第一纤维层的纤维的平均直径。
30.权利要求28的过滤介质，其中所述第一、第二和第三纤维层具有波形构造，并且所述过滤介质还包括置于所述第三纤维层的上游并具有平面构造的第四层和置于所述第二纤维层的下游并具有平面构造的第五层中的至少其一。
31.权利要求23的过滤介质，其中所述第一纤维层选自熔喷层和玻璃纤维层。
32.权利要求23的过滤介质，其中所述第二纤维层由至少一种粘合纤维和至少一种非粘合纤维形成。
33.权利要求23的过滤介质，其中所述过滤介质具有每英寸2-6个波。
34.权利要求23的过滤介质，其中所述过滤介质的DOPα值大于9。
35.权利要求23的过滤介质，其中所述过滤介质的DOPα值大于11。
36.权利要求23的过滤介质，其中在25FPM面速度下、使用ASHRAE粉尘负载量至1.5英寸H2O压降时，所述过滤介质的容尘量为至少8克/平方英尺。
37.权利要求23的过滤介质，其中在25FPM面速度下负载60mg/100cm2的0.26μ颗粒后，所述过滤介质的NaCl负载量为小于50mmH2O。
38.权利要求23的过滤介质，其中所述过滤介质的透气率范围为10CFM到300CFM。
39.权利要求23的过滤介质，其中所述过滤介质的基重范围为70gsm到1100gsm。
40.权利要求23的过滤介质，其中所述过滤介质的厚度范围为1.5mm到25mm。
41.一种多层过滤介质，包括：
由细纤维层和至少一个粗支撑层形成的曲线网，在所述粗支撑层中包括至少一部分粘合纤维，所述至少一个粗支撑层保持所述细纤维层的相邻波峰之间的间距并保持所述细纤维层的相邻波谷之间的间距，其中所述粗支撑层由具有比形成所述细纤维层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，并且其中所述粗支撑层延伸跨过所述波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷；和
结合至所述曲线网的平面网。
42.权利要求41的过滤介质，其中所述细纤维层选自细纤维熔喷层和细纤维玻璃层。
43.权利要求42的过滤介质，其中所述细纤维层由平均纤维直径小于5μ的纤维形成。
44.权利要求41的过滤介质，其中所述至少一个粗支撑层包括置于所述细纤维层上游的第一粗支撑层和置于所述细纤维层下游的第二粗支撑层。
45.权利要求44的过滤介质，其中所述平面网置于所述第一粗支撑层的上游。
46.权利要求44的过滤介质，其中所述平面网置于所述第二粗支撑层的下游。
47.权利要求46的过滤介质，其中所述平面网由平均纤维直径大于形成所述第一和第二粗支撑层以及所述细纤维层的纤维的平均纤维直径的纤维形成。
48.权利要求44的过滤介质，其中所述第二粗支撑层由平均纤维直径等于或大于形成所述第一粗支撑层的纤维的平均纤维直径的纤维形成，并且其中形成所述第二粗支撑层的纤维的平均纤维直径大于形成所述平面网的纤维的平均纤维直径，以及其中形成所述平面网的纤维的平均纤维直径大于形成所述细纤维层的纤维的平均纤维直径。
49.权利要求41的过滤介质，其中所述细纤维层的表面积比平面构造的所述细纤维层的表面积大至少50％。
50.权利要求41的过滤介质，其中所述至少一个粗支撑层由至少一种粘合纤维和至少一种非粘合纤维形成。
51.权利要求41的过滤介质，其中所述过滤介质具有每英寸2-6个波。
52.权利要求41的过滤介质，其中所述过滤介质的DOPα值大于9。
53.权利要求41的过滤介质，其中所述过滤介质的DOPα值大于11。
54.权利要求41的过滤介质，其中在25FPM面速度下、使用ASHRAE粉尘负载量至1.5英寸H2O压降时，所述过滤介质的容尘量为至少8克/平方英尺。
55.权利要求41的过滤介质，其中在25FPM面速度下负载60mg/100cm2的0.26μ颗粒后，所述过滤介质的NaCl负载量为小于50mmH2O。
56.权利要求41的过滤介质，其中所述过滤介质的透气率范围为10CFM到300CFM。
57.权利要求41的过滤介质，其中所述过滤介质的基重范围为70gsm到1100gsm。
58.权利要求41的过滤介质，其中所述过滤介质的厚度范围为1.5mm到25mm。
59.一种过滤元件，包括：
过滤介质，所述过滤介质具有至少两个波形构造的纤维层，使得所述过滤介质包括高度为2英寸或更小的多个非均匀波，至少一个所述纤维层为细纤维过滤层，并且至少一个所述纤维层为粗纤维支撑层，其中所述粗支撑层由具有比形成所述细纤维过滤层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，并且其中所述粗支撑层延伸跨过所述非均匀波的波峰并延伸进入所述非均匀波的波谷以填充所述波谷；和
围绕所述过滤介质的周边安置的外罩。
60.权利要求59所述的过滤元件，其中所述外罩通过使所述过滤介质的部分周边硬化而形成。
61.权利要求59所述的过滤元件，其中所述外罩包括围绕所述过滤介质的周边安置的框架。
62.权利要求59所述的过滤元件，其中所述过滤介质的MERV评级为7-16。
63.权利要求59所述的过滤元件，其中所述细纤维过滤层包括熔喷层和玻璃纤维层的至少其一。
64.权利要求63所述的过滤元件，其中所述细纤维过滤层由平均纤维直径小于5μ的纤维形成。
65.一种摺叠过滤元件，包括：
结合在一起形成具有多个波峰和波谷的波形过滤介质的过滤层和支撑层，所述波形过滤介质还包括多个褶，其中所述支撑层由具有比形成所述过滤层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，并且其中所述支撑层延伸跨过所述波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷。
66.权利要求65的过滤元件，其中所述波形过滤介质包括足以使所述波形过滤介质得以保持褶的硬背衬。
67.权利要求65的过滤元件，其中所述波形过滤介质具有足以使所述波形过滤介质得以保持褶的劲度。
68.权利要求65的过滤元件，其中所述波形过滤介质在摺叠前的厚度为0.5英寸或更小。
69.权利要求65的过滤元件，其中所述摺叠过滤元件的厚度为12英寸或更小。
70.权利要求65的过滤元件，其中所述摺叠过滤元件的厚度为2英寸或更小。
71.权利要求65的过滤元件，还包括围绕所述过滤介质的周边安置的外罩。
72.权利要求65的过滤元件，其中所述摺叠过滤介质的MERV评级为7-16。
73.一种袋滤器，包括：
外罩；和
多个结合至所述外罩的过滤器，每个过滤器具有形成于其中且配置为接收从中通过的气流的袋，并且每个过滤器由具有第一纤维层的过滤介质形成，所述第一纤维层通过第二纤维层保持波形构造以形成波峰和波谷，其中所述第二纤维层由具有比形成所述第一纤维层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，并且其中所述第二纤维层延伸跨过波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷。
74.权利要求73的袋滤器，其中所述外罩包括框架，并且其中每个过滤器的开口端和所述框架结合，所述过滤器彼此平行放置。
75.权利要求73的袋滤器，其中每个过滤器包括置于其中并且适于使所述过滤器的对置侧壁保持彼此分隔预定距离的至少一个间隔物。
76.权利要求73的袋滤器，其中所述过滤介质的厚度为2英寸或更小。
77.权利要求73的袋滤器，其中所述过滤介质的厚度为0.5英寸或更小。
78.权利要求73的袋滤器，其中每个过滤器的MERV评级为10到16。
79.权利要求73的袋滤器，其中所述第一纤维层包括熔喷层和玻璃纤维层中的至少其一。
80.权利要求79的袋滤器，其中所述第一纤维层由平均纤维直径小于5μ的纤维形成。
81.权利要求73的袋滤器，其中所述过滤介质包括置于所述第一纤维层的与所述第二纤维层相反一侧上的第三纤维层。
82.一种过滤介质，包括：
细纤维过滤层，所述细纤维过滤层包含波形构造的具有波峰和波谷的多个波，所述细纤维过滤层包含平均直径小于10微米的纤维；和
粗支撑层，所述粗支撑层包含使所述细纤维过滤层保持为波形构造的多种纤维，所述粗支撑层的透气率为300CFM到1000CFM，
其中，所述过滤介质具有1.5mm到25mm的总厚度，70-1100gsm的总基重和至少8克/平方英尺的容尘量，
其中所述粗支撑层由具有比形成所述细纤维过滤层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，并且其中所述粗支撑层延伸跨过波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷。
83.权利要求82的过滤介质，其中所述过滤介质的MERV评级为7-16。
84.权利要求82的过滤介质，其中所述过滤介质的DOP过滤效率为20％到99％。
85.权利要求82的过滤介质，其中所述过滤介质的总压降为0.1英寸到1英寸H2O。
86.权利要求82的过滤介质，其中所述细纤维层的厚度为2密耳到30密耳。
87.权利要求82的过滤介质，其中所述粗支撑层的基重为10gsm到100gsm。
88.权利要求82的过滤介质，其中所述粗支撑层的厚度为10密耳到60密耳。
89.权利要求82的过滤介质，其中所述过滤介质的总透气率为10-300CFM。
90.权利要求82的过滤介质，其中所述过滤介质的DOPα值为12-16。
91.权利要求82的过滤介质，还包括位于所述细纤维过滤层的上游或下游的平面网，所述平面网提供结构支撑以帮助所述细纤维过滤层保持波形构造。
92.权利要求82的过滤介质，还包括位于所述细纤维过滤层下游的平面网和位于所述细纤维过滤层上游的平面网，所述平面网中的至少其一提供结构支撑以帮助所述细纤维过滤层保持波形构造。
93.一种过滤介质，包括：
细纤维过滤层，所述细纤维过滤层包含波形构造的具有波峰和波谷的多个波，所述细纤维过滤层包含平均直径小于10微米的纤维；和
粗支撑层，所述粗支撑层包含使所述细纤维过滤层保持为波形构造的多种纤维，
其中，所述过滤介质具有大于9的DOPα值，70-1100gsm的总基重和至少8克/平方英尺的容尘量，
其中所述粗支撑层由具有比形成所述细纤维过滤层的纤维的平均纤维直径大的平均纤维直径的纤维形成，并且其中所述粗支撑层延伸跨过波峰并延伸进入所述波谷以填充所述波谷。
94.权利要求93的过滤介质，其中所述过滤介质的MERV评级为7-16。
95.权利要求93的过滤介质，其中所述过滤介质的DOP过滤效率为20％到99％。
96.权利要求93的过滤介质，其中所述过滤介质的总压降为0.1英寸到1英寸H2O。
97.权利要求93的过滤介质，其中所述细纤维层的厚度为2密耳到30密耳。
98.权利要求93的过滤介质，其中所述过滤介质的总透气率为10-300CFM。
99.权利要求93的过滤介质，其中所述过滤介质的DOPα值为12-16。
100.权利要求93的过滤介质，还包括位于所述细纤维过滤层的上游或下游的平面网，所述平面网提供结构支撑以帮助所述细纤维过滤层保持波形构造。
101.权利要求93的过滤介质，还包括位于所述细纤维过滤层下游的平面网和位于所述细纤维过滤层上游的平面网，所述平面网中的至少其一提供结构支撑以帮助所述细纤维过滤层保持波形构造。
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