CN103619437B - 适合液压应用的过滤介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了适合液压应用的过滤介质以及与该过滤介质相关的部件、系统和方法。本申请所述的过滤介质可以包括两个或更多个层，所述层中的至少一个层具有相对较高百分比的超细玻璃纤维。此外，该过滤介质可以被设计为使得两个层之间的平均纤维直径之比相对较小，这可以使层间阻力比相对较低。在一些实施方案中，该过滤介质的至少一个层包括合成聚合物纤维。本申请所述的某些过滤介质可以具有如下期望的特性：高的容尘量和低的流体流动阻力。该介质可以被结合到包括液压过滤器的各种过滤元件产品中。

Description

适合液压应用的过滤介质
技术领域
本发明总体上涉及可以用于液压应用的过滤介质，更具体地涉及具有期望的性能特征的多层过滤介质。
背景技术
过滤介质可以在多种应用中用来去除污染物。根据不同的应用，过滤介质可以设计成具有不同的性能特征。例如，过滤介质可以被设计成具有适合于液压应用的性能特征，所述液压应用包括过滤加压流体中的污染物。
一般地，过滤介质可以由纤维网形成。例如，该网可以包括超细玻璃纤维(microglass fiber)等其他组分。该纤维网提供允许流体(例如，液压流体)流经过滤介质的多孔结构。可以在纤维网上捕获流体内所包含的污染物颗粒。过滤介质的特征(例如纤维直径和单位重量(basis weight))对过滤器性能有影响，过滤器性能包括过滤效率、容尘量(dirt holding capacity)和对流经过滤器的流体的阻力。
存在对如下可用于液压应用中的过滤介质的需求：该过滤介质对于包括高容尘量和对流经过滤介质的流体的低阻力(高渗透率)的特性具有期望的平衡。
发明内容
提供了过滤介质(包括适合液压应用的过滤介质)以及与该过滤介质相关的相关部件、系统和方法。
在一组实施方案中，提供一系列过滤介质。在一个实施方案中，过滤介质包括至少两个层。该过滤介质的第一层包括至少80重量％的玻璃纤维，其中第一层中的纤维具有第一平均直径。该过滤介质还包括与第一层直接相邻的第二层，所述第二层包括玻璃纤维，其中第二层中的纤维具有第二平均直径。第二平均直径小于第一平均直径。第二层相对第一层的归一化阻力比(normalized resistance ratio)为1∶1至5∶1。
在另一个实施方案中，过滤介质包括至少三个层。该过滤介质的第一层包括玻璃纤维，第一层中的纤维具有第一平均直径。该过滤介质的第二层包括玻璃纤维，第二层中的纤维具有第二平均直径，其中第二平均直径小于第一平均直径。该过滤介质的第三层包括玻璃纤维，第三层中的纤维具有第三平均直径，其中第三平均直径小于第二平均直径。第二层可以与第一过滤层和第三过滤层直接相邻。第二层相对第一层的归一化阻力比为1∶1至15∶1。
在另一个实施方案中，过滤介质包括至少三个层。该过滤介质的第一层包括玻璃纤维，第一层中的纤维具有第一平均直径。该过滤介质的第二层与第一层相邻并且包括玻璃纤维，第二层中的纤维具有第二平均直径。该过滤介质的第三层与第二层相邻并且包括玻璃纤维，第三层中的纤维具有第三平均直径。该过滤介质的10微米绝对比容量(absolutespecific capacity)大于约2.65。
在另一个实施方案中，过滤介质包括至少三个层。该过滤介质的第一层包括玻璃纤维，第一层中的纤维具有第一平均直径。该过滤介质的第二层与包括玻璃纤维的第一层相邻，第二层中的纤维具有第二平均直径。第一和第二层具有小于75g/m2的组合单位重量(combined basis weight)以及大于约3.4的10微米绝对比容量。
在另一个实施方案中，过滤介质包括至少三个层。该过滤介质的第一层包括至少90重量％的玻璃纤维，所述第一层的单位重量大于约40g/m2。该过滤介质的第二层与第一层相邻并且包括至少90重量％的玻璃纤维，第二层的单位重量小于约40g/m2。该过滤介质的第三层与第二层相邻并且包括至少90重量％的玻璃纤维。
在另一个实施方案中，过滤介质包括包含玻璃纤维的第一层，其中第一层中的纤维具有第一平均直径。该过滤介质还包括与第一层相邻的第二层，所述第二层包括玻璃纤维。第二层中的纤维具有第二平均直径，并且第一平均直径大于第二平均直径。该过滤介质还包括与第二层相邻的第三层，所述第三层包括合成聚合物纤维。第三层中的纤维具有第三平均直径，其中第二平均直径大于第三平均直径。该第三层的厚度小于约200微米。
在另一个实施方案中，过滤介质包括包含玻璃纤维的第一层，其中第一层中的纤维具有第一平均直径。该过滤介质还包括与第一层相邻的第二层，所述第二层包括玻璃纤维。第二层中的纤维具有第二平均直径，并且第一平均直径大于第二平均直径。该过滤介质还包括与第二层相邻的第三层。第三层包括合成聚合物纤维。第三层中的纤维具有第三平均直径，其中第二平均直径大于第三平均直径。该过滤介质具有至少约150g/m2的总容尘量以及大于约25cfm/sf(立方英尺/分钟/平方英尺)的总渗透率。
在一些实施方案中，上述和本申请所述的过滤介质可以具有如下特征：第二层相对第一层的归一化阻力比为4∶1或更大，第三层相对第二层的归一化阻力比为4∶1或更小。例如，在一些情况下，第二层相对第一层的归一化阻力比为4∶1至6∶1，第三层相对第二层的归一化阻力比为2∶1至4∶1。第一层可以包括少于约20重量％的合成纤维。在一些情况下，第一层为预过滤层并且第一层的单位重量大于第二层的单位重量。第一层和第二层中的至少之一可以包括至少约80重量％的玻璃纤维。在另外的实施方案中，第一层和第二层中的至少之一包括至少约40重量％或60重量％的超细玻璃纤维。该超细玻璃纤维的平均直径可以为1μm至6μm。第一平均直径和第二平均直径之比可以小于2∶1。任选地，第三平均直径可以小于约1微米。在某些过滤介质中，第一层、第二层和第三层中的至少之一的单位重量可以小于约40g/m2。
在某些实施方案中，层的合成聚合物纤维可以包括熔喷纤维。合成聚合物纤维可以包括选自例如聚酯、尼龙以及聚苯硫醚中的材料。第三层的厚度可以小于约180微米。第三层可以具有约8微米至约12微米的中值流量孔径尺寸以及等于至少200的β(10)。在一些情况下，第三层的单位重量可以为约20g/m2至约30g/m2。
上述和本申请所述的过滤介质的总容尘量可以为至少约180g/m2或至少约230g/m2。过滤介质的总渗透率可以大于约35cfm/sf或者大于约40cfm/sf。过滤介质可以具有β(x)等于至少200的效率和x±2微米的中值流量孔径尺寸。在一些实施方案中，可以使用过滤介质来形成液压过滤元件。在一些这样的实施方案中，第三层在第二层的下游，而第二层在第一层的下游。其他构造也是可以的。
在一组实施方案中，提供了方法。一种过滤液体的方法包括使含有颗粒的液体通过过滤介质。该过滤介质可以包括上述和/或本申请所述的过滤介质之一。例如，该过滤介质可以包括至少三个层。在一个实施方案中，过滤介质的第一层包括玻璃纤维，第一层中的纤维具有第一平均直径。过滤介质的第二层包括玻璃纤维，第二层中的纤维具有第二平均直径，其中第二平均直径小于第一平均直径。在一些实施方案中，过滤介质的第三层包括玻璃纤维，第三层中的纤维具有第三平均直径，其中第三平均直径小于第二平均直径。在其他实施方案中，第三层可以包括合成聚合物纤维。第二层可以与第一过滤层和第三过滤层直接相邻。第二层相对第一层的归一化阻力比为1∶1至15∶1。
本发明的其他方面、实施方案、优点和特征将由以下详细描述而变得明显。
附图说明
将参照附图通过示例来描述本发明的非限制性实施方案，附图是示意性的并且无意按比例绘制。在附图中，所示出的每个相同或几乎相同的部件通常用同一个附图标记表示。为清楚起见，在说明对于本领域技术人员理解本发明而言不是必需的情况下，并非每幅附图中的每个部件均被标记，也并非本发明的每个实施方案的每个部件均被示出。在附图中：
图1示出了根据一组实施方案的具有多个层的过滤介质的实例；
图2示出了根据一组实施方案的关于不同样品的过滤介质的10微米绝对比容量与单位重量的关系图；以及
图3A和图3B是示出了根据一组实施方案的具有包括玻璃纤维的第一层、包括玻璃纤维的第二层以及包括熔喷纤维的第三层的过滤介质的特性的表。
具体实施方式
提供了过滤介质(包括适合液压应用的过滤介质)以及与该过滤介质相关的相关部件、系统和方法。本申请所述的过滤介质可以包括两个或更多个层，所述层中的至少一个层具有相对较高百分比的超细玻璃纤维。此外，该过滤介质可以被设计为使得两个层之间的平均纤维直径之比相对较小，这可以使层间阻力比相对较低。在一些实施方案中，该过滤介质的至少一个层包括合成聚合物纤维。本申请所述的某些过滤介质可以具有如下期望的特性：高的容尘量和低的流体流动阻力。该介质可以被结合到包括液压过滤器的各种过滤元件产品中。
如图1所示的实施方案中所示，过滤介质10包括与第二层30相邻的第一层20。任选地，过滤介质10可以包括与第二层相邻的第三层40。在一些情况下，也可以包括附加层，例如第四层、第五层或第六层。过滤介质10相对于流经介质的流体的取向通常可以根据需要来选择。如图1所示，在由箭头50所示的流体流动的方向上，第一层20在第二层30的上游。然而，在其他实施方案中，在流体流经过滤介质的方向上，第一层20在第二层的下游。
如本申请所使用的，当一个层被称为与另一层“相邻”时，其可以是与该层直接相邻或者也可以存在中间层。一个层与另一层“直接相邻”或“接触”是指不存在中间层。
在一些情况下，过滤介质的每个层具有不同的特征和过滤特性，例如与具有单层结构的过滤介质相比较，当将不同的特征和过滤特性组合时得到期望的总过滤性能。例如，在一组实施方案中，第一层20为预过滤层(也称为“负载层”)，第二层30为主过滤层(也称为“有效层”)。通常，使用比主过滤层的纤维粗的纤维来形成预过滤层，因此，与主过滤层相比，预过滤层具有较低的流体流动阻力。与预过滤层相比，一个或更多个主过滤层可以包括较细的纤维并且具有较高的流体流动阻力。因而，与预过滤层相比，主过滤层通常可以捕获更小尺寸的颗粒。当存在第三层40时，第三层可以是具有与第二层30相同或不同性能的附加的主过滤层。例如，与第二层30相比，第三层可以具有甚至更细的纤维和更高的流体流动阻力。在一些实施方案中，第三层包括如以下更详细描述的合成聚合物纤维。
过滤介质也可以具有第一层、第二层以及任选的第三层或更多层的其他构造。例如，在一些情况下，过滤介质10不包括预过滤层。在一些这样的实施方案中，第一层20为上游主过滤层，第二层30为在第一层下游的主过滤层。任选地，过滤介质可以包括位于第二层下游的第三层40(例如，另一个主过滤层)。上游层可以具有比该层下游的层粗的纤维并因此具有比其低的流体流动阻力。在一些情况下，各个层的阻力从最上游层至最下游层依次增加。
在一些实施方案中，具有相对较粗的纤维的层可以位于具有相对较细的纤维的两个层之间。其他构造也是可以的。此外，过滤介质可以包括任意合适数目的层，例如，至少2、3、4、5、6、7、8或9层，这取决于具体应用和期望的性能特点。
如上所述，过滤介质的每个层可以具有不同的特性。例如，第一层和第二层可以包括具有不同特征(例如，纤维直径、纤维组成和纤维长度)的纤维。具有不同特征的纤维可以由一种材料(例如，通过使用不同的工艺条件)或不同材料(例如，玻璃纤维、合成纤维(例如有机聚合物纤维)及它们的组合)制成。不希望受到理论的限制，据信：与具有单层结构的过滤介质相比，具有多层结构并且该多层结构具有包括不同特征的层的过滤介质呈现出显著改善的性能特点，例如容尘量和/或效率。
在某些实施方案中，过滤介质10的一个或更多个层包括超细玻璃纤维、短切(chopped strand)玻璃纤维或它们的组合。超细玻璃纤维和短切玻璃纤维为本领域技术人员所已知。本领域技术人员能够通过观察(例如，光学显微镜、电子显微镜)来确定玻璃纤维是超细玻璃纤维还是短切玻璃纤维。超细玻璃纤维与短切玻璃纤维也可以在化学上不同。在一些情况下，尽管不要求，但是与超细玻璃纤维相比，短切玻璃纤维可以包含更高含量的钙或钠。例如，短切玻璃纤维可以接近不含碱，但具有高的氧化钙和氧化铝含量。超细玻璃纤维可以包含10％～15％的碱(例如，氧化钠、氧化镁)并具有相对较低的熔融和加工温度。这些术语参照用于制造玻璃纤维的技术。这样的技术赋予玻璃纤维某些特征。通常，利用类似于纺织品生产的工艺，将短切玻璃纤维从漏板喷丝孔(bushing tip)拉出并切割成纤维。短切玻璃纤维以比超细玻璃纤维更加受控的方式生产，因此与超细玻璃纤维相比，短切玻璃纤维通常在纤维直径和长度方面的变化较小。超细玻璃纤维是从漏板喷丝孔中拉出的，并且进一步经历火焰吹制或旋转纺丝过程。在一些情况下，可以利用重熔工艺来制造细的超细玻璃纤维。在这方面，超细玻璃纤维可以为细的或粗的。如本申请所使用的，细的超细玻璃纤维的直径小于1微米，粗的超细玻璃纤维的直径大于或等于1微米。
一个或更多个层的超细玻璃纤维可以具有例如小于10.0微米的小直径。例如，层中的超细玻璃纤维的平均直径可以为0.1微米至约9.0微米；而在一些实施方案中，为约0.3微米至约6.5微米，或约1.0微米至5.0微米。在某些实施方案中，超细玻璃纤维的平均纤维直径可以小于约7.0微米、小于约5.0微米、小于约3.0微米或小于约1.0微米。超细玻璃纤维的平均直径分布通常是对数正态分布的。然而，可以理解的是，可以以任何其他合适的平均直径分布(例如高斯分布)来设置超细玻璃纤维。
超细玻璃纤维的长度由于工艺变化可以明显不同。层中的超细玻璃纤维的长径比(长度与直径之比)一般可以在约100至10,000的范围内。在一些实施方案中，层中的超细玻璃纤维的长径比在约200至2500的范围内；或在约300至600的范围内。在一些实施方案中，层中的超细玻璃纤维的平均长径比可以为约1,000；或约300。应当理解的是，以上提到的尺寸不是限制性的，超细玻璃纤维也可以具有其他尺寸。
在层内可以包括粗的超细玻璃纤维、细的超细玻璃纤维或它们的组合。在一些实施方案中，粗的超细玻璃纤维的重量占玻璃纤维的重量的约20％至约90％。在一些情况下，例如，粗的超细玻璃纤维的重量占玻璃纤维的重量的约30％至约60％，或占玻璃纤维的重量的约40％至约60％。对于包括细的超细玻璃纤维的某些实施方案而言，细的超细玻璃纤维的重量占玻璃纤维的重量的约0％至约70％。在一些情况下，例如，细的超细玻璃纤维的重量占玻璃纤维的重量的约5％至约60％，或占玻璃纤维的重量的约30％至约50％。
短切玻璃纤维的平均纤维直径可以大于超细玻璃纤维的直径。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的直径大于约5微米。例如，该直径范围可以最高达约30微米。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的纤维直径可以为约5微米至约12微米。在某些实施方案中，短切纤维的平均纤维直径可以小于约10.0微米，小于约8.0微米，小于约6.0微米。短切玻璃纤维的平均直径分布通常是对数正态分布的。短切纤维直径往往遵循正态分布。但是可以理解的是，可以以任何合适的平均直径分布(例如，高斯分布)来设置短切玻璃纤维。在一些实施方案中，短切玻璃纤维的长度可以为约0.125英寸至约1英寸(例如，约0.25英寸或约0.5英寸)。
应当理解的是，以上提到的尺寸不是限制性的，超细玻璃纤维和/或短切纤维也可以具有其他尺寸。
在某些实施方案中，超细玻璃纤维与短切玻璃纤维的重量百分比之比提供了过滤介质的不同特征。因此，在一些实施方案中，过滤介质10的一个或更多个层(例如，上游层、下游层、第一层、第二层、第三层等)包括与短切玻璃纤维相比相对较大百分比的超细玻璃纤维。例如，层中至少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％的纤维可以为超细玻璃纤维。在某些实施方案中，层中所有的纤维均为超细玻璃纤维。然而，在其他实施方案中，过滤介质10的一个或更多个层(例如，上游层、下游层、第一层、第二层、第三层等)包括与超细玻璃纤维相比相对较高百分比的短切纤维。例如，层中至少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％的纤维可以为短切纤维。短切纤维的这样的百分比可以在对于β(x)＝200的微米等级大于15微米的某些实施方案中特别有用。在某些实施方案中，层中的所有纤维均为短切纤维。
在一些实施方案中，过滤介质10的一个或更多个层(例如，上游层、下游层、第一层、第二层、第三层等)包括相对于用于形成该层的所有组分而言相对较大百分比的超细玻璃纤维。例如，一个或更多个层可以包括至少约40重量％、至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、或至少约80重量％、至少约90重量％、至少约93重量％、至少约95重量％、至少约97重量％或至少约99重量％的超细玻璃纤维。在一个具体实施方案中，一个或更多个层包括约90重量％至约99重量％(例如约90重量％至约95重量％)的超细玻璃纤维。在另外的实施方案中，一个或更多个层包括约40重量％至约80重量％的超细玻璃纤维或约60重量％至约80重量％的超细玻璃纤维。应当理解的是，在某些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层不包括上述范围内的超细玻璃纤维或根本不包括超细玻璃纤维。
在过滤介质的一个或更多个层中可以使用任何合适量的短切纤维。在一些情况下，一个或更多个层包括相对较低百分比的短切纤维。例如，一个或更多个层可以包括低于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％的短切纤维。在一些情况下，过滤介质的一个或更多个层不包括任何短切纤维。应当理解的是，在某些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层不包括上述范围内的短切纤维。
过滤介质10的一个或更多个层还可以包括如下的超细玻璃纤维：该超细玻璃纤维具有在一定范围内的平均纤维直径，并且该超细玻璃纤维占所述层的在一定范围内的重量百分比。例如，过滤介质的一个或更多个层可以包括如下的超细玻璃纤维：该超细玻璃纤维的平均纤维直径小于5微米，该超细玻璃纤维占层中超细玻璃纤维的小于约50％、小于约40％、小于约30％、小于约20％、小于约10％或小于约5％。在一些情况下，层包括0％的具有小于5微米的平均直径的超细玻璃纤维。此外或可替代地，过滤介质的一个或更多个层可以包括如下的超细玻璃纤维：该超细玻璃纤维的平均纤维直径大于或等于5微米，该超细玻璃纤维占层中超细玻璃纤维的大于约50％、大于约60％、大于约70％、大于约80％、大于约90％、大于约93％或大于约97％。在一些情况下，过滤介质的多于一个层包括这样的特性。应当理解的是，在某些情况下，过滤介质的一个或更多个层包括在与上述范围不同的范围内的超细玻璃纤维。
在其他实施方案中，过滤介质的一个或更多个层包括相对较细的纤维。例如，过滤介质的一个或更多个层可以包括如下的超细玻璃纤维：该超细玻璃纤维的平均纤维直径小于5微米，该超细玻璃纤维占层中超细玻璃纤维的大于约50％、大于约60％、大于约70％、大于约80％、大于约90％、大于约93％或大于约97％。此外或可替代地，过滤介质的一个或更多个层可以包括平均纤维直径大于或等于5微米的超细玻璃纤维，其占层中超细玻璃纤维的小于约50％、小于约40％、小于约30％、小于约20％、小于约10％或小于约5％。在某些情况下，层包括0％的平均直径大于或等于5微米的超细玻璃纤维。在某些情况下，过滤介质的多于一个层包括这种特性。应当理解的是，在某些情况下，过滤介质的一个或更多个层包括在与以上范围不同的范围内的超细玻璃纤维。
在某些实施方案中，无论层中的玻璃纤维是超细玻璃纤维还是短切纤维，过滤介质10的一个或更多个层均包括高百分比的玻璃纤维(例如，超细玻璃纤维和/或短切玻璃纤维)。例如，一个或更多个层(例如第一层和/或第二层)可以包含至少约40重量％、至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％、至少约90重量％或至少约95重量％的玻璃纤维。在某些情况下，层(例如，第一层和/或第二层)中所有的纤维均由玻璃形成。应当理解的是，在某些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层不包括上述范围内的玻璃纤维或根本不包括玻璃纤维。
在一些实施方案中，无论层中的纤维是玻璃纤维(如超细玻璃纤维或短切纤维)和/或合成纤维，纤维直径小于或等于7微米的纤维按重量计占层中纤维的大于约60％、大于约70％或大于约80％。在某些情况下，纤维直径小于或等于5微米的纤维按重量计占层中纤维的大于约60％、大于约70％或大于约80％。在某些情况下，纤维直径小于或等于3微米的纤维按重量计占层中纤维的大于约50％、大于约60％或大于约70％。
在一组具体实施方案中，无论层中纤维是玻璃纤维(如超细玻璃纤维或短切纤维)和/或合成纤维，过滤介质包括第一层(例如，预过滤层)，其平均纤维直径为约1.0微米至约10.0微米，例如约1.0微米至约8.0微米。过滤介质的第二层(例如，主过滤层)的平均纤维直径可以为约1.0微米至约9.0微米，例如约0.5微米至约5.5微米。如果过滤介质包括第三层(例如，在第二层的下游)，则第三层的平均纤维直径可以为约0.1微米至约1.5微米、或约0.8微米至约5.0微米，例如约0.5微米至约2.5微米，或约0.1微米至约1.5微米，如下面所描述的。也可以存在附加层。
在一些实施方案中，第三层可以由平均直径小于约1.5微米(例如，约0.1微米至约1.5微米、约0.2微米至约1.5微米、约0.3微米至约1.5微米、约0.3微米至约1.4微米、约0.4微米至约1.3微米、约0.1微米至约0.5微米、约0.1微米至约0.2微米、约0.1微米至约0.3微米、约0.5微米至约1.5微米、约0.5微米至约1.0微米、约0.7微米至约1.0微米、约0.2微米至约0.8微米、约0.2微米至约0.5微米、约0.3微米至约0.5微米、约0.4微米至约0.5微米、约0.4微米至约0.6微米、约0.4微米至约0.8微米、约0.6微米至约0.9微米、约0.2微米至约0.4微米、约0.2微米至约0.3微米、约0.3微米至约0.4微米)的纤维形成。
在一些实施方案中，第三层包括由合成聚合物形成的纤维。在某些实施方案中，第三层是根据熔喷工艺来制造的，并且第三层可以由使用扫描电子显微镜测量的平均直径小于约1.5微米(例如，小于约1.4微米、小于约1.3微米、小于约1.2微米、小于约1.1微米、小于约1微米)和/或至少约0.2微米(例如，至少约0.3微米、至少约0.4微米、至少约0.5微米)的纤维形成。作为实例，在一些实施方案中，合成聚合物层(例如，熔喷层)由平均直径约0.2微米至约1.5微米(例如，约0.3微米至约1.5微米、约0.3微米至约1.4微米、约0.4微米至约1.3微米、约0.7微米至约1.0微米)的纤维形成。作为另外的实例，在某些实施方案中，合成聚合物层(例如，熔喷层)由平均直径约0.2微米至约1.5微米(例如，约0.5微米至约1.5微米、约0.5微米至约1.0微米、约0.2微米至约0.8微米、约0.2微米至约0.5微米、约0.3微米至约0.5微米、约0.4微米至约0.5微米、约0.4微米至约0.6微米、约0.4微米至约0.8微米、约0.2微米至约0.4微米、约0.2微米至约0.3微米、约0.3微米至约0.4微米)的纤维形成。在一些情况下，例如，如果纤维是熔喷的，则合成材料中至少约5％(例如，至少约10％、至少约25％、至少约50％、至少约60％、至少约75％)的纤维在与第三层的表面基本上垂直的方向上延伸至少0.3微米的距离。
在一些实施方案中，合成聚合物纤维是根据例如熔喷、熔纺、熔体静电纺丝和/或溶剂静电纺丝的工艺来形成的，并且纤维具有以上所罗列的纤维直径范围之一。
在一些实施方案中，过滤介质10设计为每一层的平均纤维直径是不同的。例如，两层间(例如，第一层和第二层之间，第二层和第三层之间，第一层和第三层之间，或上游层和下游层之间，等等)的平均纤维直径之比可小于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。在某些情况下，两层间的平均纤维直径的小差异可导致这两层间相对较低的阻力比。两层间相对较低的阻力比进而可以得到具有有利性能的过滤介质，如相对较低单位重量下的高容尘量，如下面所详细描述的。
可替代地，两层的平均纤维直径可以具有较大差异。例如，两层间(例如，第一层和第二层之间，第二层和第三层之间，或第一层和第三层之间)的平均纤维直径之比可大于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长度的纤维来形成第三层。例如，在一些实施方案中，可以由具有约0.1英寸至约1,000英寸或约1英寸至约100英寸的平均长度的纤维来形成第三层。
第三层中的纤维可以具有一定的平均长径比。例如，在一些实施方案中，第三层中的纤维可以具有约5至约1,000,000或约10至约100,000的平均长径比。
第三层通常可以具有任何合适的厚度。在一些实施方案中，第三层的厚度为至少约5微米(例如，至少约10微米、至少约20微米、至少约30微米)，和/或小于约500微米(例如，小于约400微米、小于约200微米、小于约180微米、小于约150微米)。例如，第三层的厚度可以为约5微米至约500微米(例如，约5微米至约250微米、约10微米至约200微米、约20微米至约150微米、约30微米至约500微米、约50微米至约100微米)。根据TAPPI T411，使用合适的卡规(例如，由Emveco制造的200-A型电子微卡尺，在1.5psi下测试)来确定如本申请所指的厚度。在一些情况下，如果使用合适的卡规不能确定层的厚度，则可以使用以横截面观察的可视化技术例如扫描电子显微镜。
第三层的单位重量通常可以根据需要进行选择。在一些实施方案中，第三层的单位重量为至少约1g/m2(例如，至少约10g/m2、至少约25g/m2)和/或小于约100g/m2(小于约90g/m2、小于约75g/m2、小于约40g/m2、小于约30g/m2、小于约25g/m2或小于约20g/m2)。例如，在某些实施方案中，第三层的单位重量为约1g/m2至约100g/m2(例如，约10g/m2至约90g/m2、约20g/m2至约30g/m2、约15g/m2至约40g/m2、约25g/m2至约75g/m2、约2g/m2至约20g/m2、约4g/m2至约12g/m2)。
可以根据需要来改变第三层的中值流量孔径尺寸。例如，第三层的中值流量孔径尺寸可以为约5微米至约50微米、约10微米至约30微米、约10微米至约20微米、5微米至15微米、约8微米至约12微米、约1微米至约5微米、约5微米至约9微米或约13微米至约17微米。如本申请所用，中值流量孔径尺寸指的是通过使用按照ASTM F316-03标准由多孔材料公司(Porous Materials，Inc)制造的毛细管流微孔测径仪来测量的中值流量孔径尺寸。
还可以根据需要来改变第三层的透气率。在一些实施方案中，第三层的透气率小于约500CFM(例如，小于约250CFM、小于约200CFM)和/或至少约20CFM(例如，至少约50CFM、至少约100CFM)。例如，在一些实施方案中，第三层的透气率可以为约20CFM至约500CFM(例如，约50CFM至约250CFM、约100CFM至约200CFM)。
如本申请所述，除了玻璃纤维之外或代替玻璃纤维，过滤介质的一个或更多个层可以包括诸如合成纤维(例如，合成聚合物纤维)的组分。例如，过滤介质10的一个或更多个层可以包括相对较高百分比的合成纤维，例如，至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约97重量％、至少约99重量％或至少约100重量％的合成纤维(例如，合成聚合物纤维)。在一些情况下，过滤介质的至少两个层或整个过滤介质包括这样的百分比的合成纤维。有利的是，合成纤维可以对于耐潮湿、耐热、耐长期老化以及耐微生物降解有利。在其他实施方案中，合成纤维占过滤介质的重量百分比小。例如，过滤介质的一个或更多个层可以包括小于或等于约25重量％、小于或等于约15重量％、小于或等于约5重量％、或小于或等于约2重量％的合成纤维。在一些情况下，过滤介质的一个或更多个层不包括任何合成纤维。应当理解的是，可以将合成纤维结合到所公开范围以外的过滤介质中。合成纤维可以增强加工期间网内的玻璃纤维的粘附。合成纤维可以为例如粘合纤维、双组分纤维(例如，双组分粘合纤维)和/或短纤维。
一般来说，在任意层中的合成纤维可以具有任意合适的组成。在一些情况下，合成纤维包括热塑性材料。合成纤维的非限制性实例包括PVA(聚乙烯醇)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸类聚合物、聚烯烃、聚酰胺(例如，尼龙)、人造丝(rayon)、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯(例如，热塑性聚氨酯)、再生纤维素以及它们的组合。任选地，聚合物可以包含氟原子。这样的聚合物的实例包括PVDF以及PTFE。应当理解的是，也可使用其他合适的合成纤维。在一些实施方案中，合成纤维用于液压应用的液压流体是化学稳定的。可以通过任何合适的工艺(例如，熔喷、熔体静电纺丝和/或溶剂静电纺丝工艺)来形成合成纤维。
在一组实施方案中，合成纤维为双组分纤维。双组分纤维中的每个组分可以具有不同的熔融温度。例如，该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。这允许鞘先于芯熔融，使得鞘与层中的其他纤维粘合，而芯保持其结构的完整性。这特别有利于形成用于捕获滤出物的更具粘合性的层。芯/鞘粘合纤维可以是同心的或不同心的，示例性的芯/鞘粘合纤维可以包括如下：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/聚乙烯鞘以及它们的组合。其他的示例性双组分纤维可以包括裂膜纤维(split fiber fiber)、并列纤维(side-by-side fiber)和/或“海岛”纤维(“island inthe sea”fiber)。
可替代地，过滤介质的一个或更多个层可以包括其他类型的纤维，如纤维素浆纤维(例如，木浆纤维)。
过滤介质还可以包括粘合剂。粘合剂通常占过滤介质的小重量百分比。例如，粘合剂可以占过滤介质的小于约10重量％或小于约5重量％(例如，约2％至约5％)。在一些实施方案中，粘合剂可以为过滤介质的约4重量％。如下文进一步描述的，可以将粘合剂添加到呈湿纤维网状态的纤维中。在一些实施方案中，粘合剂涂覆纤维并用于使纤维彼此粘附以促进纤维之间的附着。
一般来说，粘合剂可以具有任意合适的组成。在一些实施方案中，粘合剂为基于树脂的。粘合剂可以呈一种或多种组分的形式，例如粘合剂可以呈双组分纤维(例如上述的双组分纤维)形式。但是，应当理解的是，并非所有的实施方案都包括所有这些组分，而是可以引入其他合适的添加剂。
除了上述的粘合剂、玻璃组分和合成组分之外，过滤介质可以包括各种其他合适的添加剂(通常以小的重量百分比)，例如表面活性剂、偶联剂、交联剂，等等。
纤维介质可以具有使其特别适合液压应用的各种期望的特性和特征。然而，应当理解的是，本申请所述的过滤介质并不限于液压应用，该介质可以用于其他应用，例如空气过滤或其他液体和气体的过滤。
过滤介质10，包括过滤介质的一个或更多个层，也可以具有不同的单位重量、孔径大小、厚度、渗透率、容尘量、效率和压降，这取决于期望应用的要求。
过滤介质的总单位重量(overall basis weight)可以随诸如给定过滤应用的强度要求、过滤介质中的层的数目、层的位置(例如，上游、下游、中间)和用于形成层的材料、以及期望的过滤效率水平和允许的阻力或压降水平等因素而变化。在本申请所述的某些实施方案中，在过滤介质包括具有不同特性的多个层，其中与某些单层或多层介质相比，每个层具有相对低的单位重量时，观察到增强的性能(例如，低阻力或压降)。因此，一些这样的过滤介质也可以具有较低的总单位重量并同时实现高性能特征。例如，过滤介质(或过滤介质的两个或更多个层)的总单位重量范围可以为约20至200g/m2、或约90g/m2至150g/m2。在一些实施方案中，总单位重量小于约200g/m2、小于约170g/m2、小于约150g/m2、小于约130g/m2、小于约120g/m2、小于约110g/m2、小于约100g/m2、小于约90g/m2、小于约80g/m2、小于约70g/m2、小于约70g/m2或小于约60g/m2。如本申请所确定的，根据美国制浆造纸工业技术协会(TAPPI)标准T410测量过滤介质的总单位重量。该值表示为克每平方米或磅每3,000平方英尺。通常可以用精确到0.1克的实验室天平测量单位重量。
在某些实施方案中，过滤介质10的上游层、下游层、预过滤层、主过滤层、第一层、第二层或第三层中的一个或更多个层可以具有相对较低的单位重量。在一些实施方案中，降低一个或更多个层的单位重量可以允许过滤介质在保持总单位重量相对较低或在一定范围内的同时具有附加层(例如，至少三个层)单位重量。例如，一个或更多个这样的层(或两个或更多个层的组合)的单位重量的范围可以为约10至约100g/m2、约20g/m2至约70g/m2或约20g/m2至约50g/m2。在一些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层例如第一层、第二层和/或第三层(或两个或更多个层的组合)的单位重量小于约100g/m2、小于约90g/m2、小于约80g/m2、小于约70g/m2、小于约60g/m2、小于约50g/m2、小于约40g/m2、小于约30g/m2、小于约20g/m2或小于约10g/m2。
在一组具体实施方案中，过滤介质包括第一层(例如，预过滤层)，该第一层的单位重量为约5g/m2至约70g/m2，例如约40g/m2至约60g/m2。该过滤介质可以包括与第一层相邻(例如，直接相邻)的第二层(例如，第一主过滤层)，并且单位重量为约5g/m2至约70g/m2，例如约30g/m2至约40g/m2。在一些情况下，过滤介质包括与第二层相邻(例如，直接相邻)的第三层(例如，第二主过滤层)，该第三层的单位重量为约5g/m2至约70g/m2，例如约30g/m2至约40g/m2。附加层和另外的单位重量范围也是可以的。
一般地，过滤介质的两个不同层之间(例如，第一层与第二层之间、第二层与第三层之间、第一层与第三层之间等)的单位重量之比可以根据过滤介质所期望的特性而变化。在一些实施方案中，过滤介质的上游层(例如，预过滤层)的单位重量大于下游层(例如，主过滤层)的单位重量。例如，上游层与下游层之间的单位重量之比可以大于1∶1、大于1.5∶1或大于2∶1。然而，在其他实施方案中，过滤介质的上游层的单位重量小于下游层的单位重量，例如，上游层与下游层之间的单位重量之比可以小于2∶1、小于1.5∶1或小于1∶1。在某些实施方案中，上游层与下游层之间的单位重量之比为1∶1。
过滤介质的总厚度可以为约5密耳至300密耳，例如约50密耳至约200密耳。过滤介质的层的厚度可以为约3密耳至约100密耳、约3密耳至约70密耳、约3密耳至约60密耳、约3密耳至约50密耳、约3密耳至约40密耳、约3密耳至约30密耳、约3密耳至约20密耳、或约3密耳至约10密耳。如上所述，根据TAPPI T411，使用合适的卡规(例如，由Emveco制造的200-A型电子微卡尺，在1.5psi下测试)来确定厚度。
在一组具体实施方案中，过滤介质包括第一层(例如，预过滤层)，该第一层的厚度为约3密耳至约70密耳，例如约15密耳至约20密耳。过滤介质可以包括第二层(例如，主过滤层)，该第二层的厚度为约3密耳至约60密耳，例如约5密耳至约10密耳。过滤介质可以任选地包括第三层(例如，第二层的下游)，该第三层的厚度为约3密耳至约60密耳，例如约5密耳至约10密耳。附加层也是可以的。
过滤介质10的透气率通常可以根据需要进行选择。在一些实施方案中，过滤介质的总渗透率可以为约2立方英尺/分钟/平方英尺(cfm/sf)至约250cfm/sf、约7cfm/sf至约200cfm/sf、约15cfm/sf至约135cfm/sf、约15cfm/sf至约50cfm/sf、约2cfm/sf至约50cfm/sf或约10cfm/sf至约40cfm/sf。过滤介质的总渗透率可以大于约10cfm/sf、大于约20cfm/sf、大于约25cfm/sf、大于约30cfm/sf、大于约35cfm/sf、大于约40cfm/sf、大于约45cfm/sf或大于约50cfm/sf。如本申请所确定的，根据TAPPI方法T251来测量过滤介质的渗透率。过滤介质的渗透率是流动阻力的反函数，并且可以利用Frazier渗透率测试仪来测量过滤介质的渗透率。Frazier渗透率测试仪测量每单位时间在样品上的固定差压下通过单位样品面积的空气的体积。渗透率可表示为在0.5英寸水差压下的立方英尺每分钟每平方英尺。
过滤介质10的每个层的渗透率也可以变化。在一些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层(例如，上游层、下游层、第一层、第二层、第三层等)的渗透率为约3cfm/sf至约4000cfm/sf、约15cfm/sf至约700cfm/sf、约4cfm/sf至约400cfm/sf、约5cfm/sf至约250cfm/sf、约7cfm/sf至约200cfm/sf、约150cfm/sf至约250cfm/sf、约15cfm/sf至约150cfm/sf、约15cfm/sf至约50cfm/sf或约4cfm/sf至约60cfm/sf。
在一组具体实施方案中，多层过滤介质的总渗透率为约2cfm/sf至约200cfm/sf，例如约3cfm/sf至约50cfm/sf。过滤介质可以包括第一层(例如，预过滤层)，该第一层的渗透率为约3cfm/sf至约4000cfm/sf，例如约15cfm/sf至约700cfm/sf。过滤介质可以包括第二层(例如，如果预过滤层存在，则与预过滤层相邻)，该第二层的渗透率为约4cfm/sf至约800cfm/sf，例如约7cfm/sf至约400cfm/sf。如果过滤介质包括第三层，则该层的渗透率可以为约2cfm/sf至约300cfm/sf，例如约4cfm/sf至约60cfm/sf。
在某些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层的渗透率大于或等于约20cfm/sf、大于或等于约50cfm/sf、大于或等于约80cfm/sf、大于或等于约100cfm/sf、大于或等于约130cfm/sf、大于或等于约160cfm/sf、大于或等于约190cfm/sf、大于或等于约210cfm/sf、大于或等于约230cfm/sf或者大于或等于约250cfm/sf。在其他实施方案中，过滤介质的一个或更多个层的渗透率小于或等于约250cfm/sf、小于或等于约220cfm/sf、小于或等于约190cfm/sf、小于或等于约160cfm/sf、小于或等于约140cfm/sf、小于或等于约120cfm/sf、小于或等于约100cfm/sf、小于或等于约80cfm/sf、小于或等于约50cfm/sf或者小于或等于约30cfm/sf。通常情况下，与下游层相比，上游层具有更大的渗透率(低的阻力)和/或更小的压降，但是其他配置也是可以的。
在某些实施方案中，过滤介质的上游层(例如，预过滤层、或主过滤层的顶层)的渗透率大于或等于约100cfm/sf、大于或等于约150cfm/sf、或者大于或等于约200cfm/sf，下游层的渗透率小于或等于约200cfm/sf、小于或等于约150cfm/sf、小于或等于约100cfm/sf、或者小于或等于约50cfm/sf。
某些过滤介质可以具有相对较低的两层之间的阻力比或在一定范围内的两层之间的阻力比，这提供有利的过滤特性。例如，包括具有小的平均直径的纤维的第二层与包括具有相对较大平均直径的纤维的第一层之间的阻力比可以相对较低。在一些情况下，第二层在第一层的下游，如图1所示。例如，在一个具体的实施方案中，第二层是主过滤层，第一层是预过滤层。在另外的实施方案中，第二层是下游主过滤层，第一层是上游过滤层。其他组合也是可以的。两层之间(例如，第二层与第一层之间、下游层与上游层之间、主层和预过滤层之间或两个主层之间，等等)的阻力比以具有相对较小平均纤维直径的层的阻力与具有相对较大平均纤维直径的层的阻力之比计算，该阻力比可以为例如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。在一些情况下，两层之间的阻力比小于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，例如同时在一定值以上，如大于0.01∶1、大于0.1∶1或大于1∶1。有利的是，一定范围内的阻力比(包括在一些实施方案中的低阻力比)可以导致过滤介质具有有利的特性，如高容尘量和/或高效率，同时保持相对较低的总单位重量。这样的特征可以允许过滤介质用于各种应用中。
在一组具体实施方案中，过滤介质的主过滤层和与该主过滤层相邻(例如，直接相邻)的预过滤层之间的阻力比为0.5∶1至7∶1、1∶1至5∶1或1∶1至3.5∶1。如果过滤介质包括另外的主过滤层，则下游主过滤层与上游主过滤层之间的阻力比可以为1∶1至12∶1、1∶1至8∶1、1∶1至6∶1、或1∶1至4∶1。附加层也是可以的。
层的阻力可以相对于层的单位重量进行归一化以得到归一化阻力(例如，层的阻力除以层的单位重量)。在一些情况下，两个层(例如，包括具有小的平均直径的纤维的第二层与包括具有相对较大平均直径的纤维的第一层)之间的归一化阻力比相对较低。例如，在一个具体的实施方案中，第二层是主过滤层，第一层是预过滤层。在另外的实施方案中，第二层是下游主过滤层，第一层是上游过滤层。其他组合也是可以的。两层之间(例如，第二层与第一层之间、下游层与上游层之间、主层和预过滤层之间或两个主层之间，等等)的归一化阻力比以具有相对较小平均纤维直径的层的归一化阻力与具有相对较大平均纤维直径的层的归一化阻力之比计算，该归一化阻力比可以为例如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。在一些情况下，所述两个层之间的归一化阻力比小于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，例如同时在一定值以上，如大于0.01∶1、大于0.1∶1或大于1∶1。
在一组具体实施方案中，过滤介质的主过滤层和与该主过滤层相邻(例如，直接相邻)的预过滤层之间的归一化阻力比为1∶1至8∶1、1∶1至5∶1或1∶1至3∶1。如果过滤介质包括另外的主过滤层，则下游主过滤层与上游主过滤层之间的阻力比可以为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。附加层也是可以的。
在另外的一组具体实施方案中，过滤介质包括：4∶1或更大的第二层相对第一层的归一化阻力比；以及4∶1或更小的第三层相对第二层的归一化阻力比。在一些实施方案中，过滤介质包括：4∶1至6∶1的第二层相对第一层的归一化阻力比；以及2∶1或4∶1的第三层相对第二层的归一化阻力比。在一些情况下，在这样的实施方案中的第三层包括具有本申请所述的重量百分比之一的合成聚合物纤维。
过滤介质10也可以具有良好的容尘特性。例如，过滤介质10的总容尘量(DHC)为至少约100g/m2、至少约120g/m2、至少约140g/m2、至少约150g/m2、至少约160g/m2、至少约180g/m2、至少约200g/m2、至少约220g/m2、至少约240g/m2、至少约260g/m2、至少约280g/m2或至少约300g/m2。在由FTI制造的多次过滤试验台上按照(通过测试平板样品改进的)ISO16889程序基于多次过滤试验来测试如本申请所指的容尘量。该测试以10毫克/升的上游重力粉尘水平使用由PTI公司制造的ISO A3介质试验粉尘。测试流体为由Mobil制造的航空液压液体AERO HFA MIL H-5606A。该测试在0.14米/分钟的面速度下进行，直到获得在基线过滤压降以上172kPa的终值压力。
过滤介质的容尘量可以相对于介质单位重量进行归一化，以产生比容量(例如，介质的容尘量除以介质的单位重量)。本申请所述的过滤介质的比容量可以为例如1.5至3.0、1.7至2.7、或1.8至2.5。在某些实施方案中，过滤介质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。
过滤介质的容尘量也可以相对于介质的总单位重量和对于大于或等于特定粒度“x”的过滤比(β(x))的log值来进行归一化，以得到无量纲值，即“x微米绝对比容量”。例如，对于捕获10微米或更大粒度并具有特定β(10)值的过滤介质而言，可以通过将介质的容尘量乘以对于10微米或更大颗粒的β(x)值的log值的平方根，并除以介质的总单位重量来计算该介质的“10微米绝对比容量”。
在某些实施方案中，具有两个(或更多个)层的过滤介质的10微米绝对比容量大于约2.5、大于约2.65、大于约2.7、大于约2.75、大于约3.0、大于约3.4、大于约3.5、大于约3.6、大于约3.75、大于约4.0、大于约4.25、大于约4.5、大于约4.75或大于约5.0。过滤介质的总单位重量还可以例如小于约200g/m2、小于约150g/m2、小于约100g/m2、小于约90g/m2、小于约80g/m2、小于约75g/m2、小于约70g/m2、小于约68g/m2、小于约65g/m2、小于约60g/m2或小于约50g/m2。绝对比容量和单位重量的其他值和范围也是可以的。
在某些实施方案中，具有三个(或更多个)层的过滤介质的10微米绝对比容量大于约2.0、大于约2.25、大于约2.5、大于约2.6、大于约2.65、大于约2.75、大于约3.0、大于约3.5、大于约3.75、大于约4.0、大于约4.25、或大于约4.5。此外，过滤介质的总单位重量可以例如小于约200g/m2、小于约190g/m2、小于约180g/m2、小于约170g/m2、小于约160g/m2、小于约150g/m2、小于约140g/m2、小于约130g/m2、小于约120g/m2、小于约110g/m2、小于约100g/m2、小于约90g/m2、或小于约80g/m2。绝对比容量和单位重量的其他值和范围也是可以的。
在一些实施方案中，本申请所述的过滤介质包括相对较高的总容尘量(例如上述值之一)以及相对较高的总渗透率(例如上述值之一)。例如，过滤介质可以具有：至少约150g/m2(例如，至少约180g/m2、至少约200g/m2、至少约230g/m2、至少约250g/m2)的总容尘量；以及大于约25cfm/sf(例如，大于约30cfm/sf、大于约35cfm/sf、大于约40cfm/sf、大于约45cfm/sf或大于约50cfm/sf)的总渗透率。在某些实施方案中，利用包括包含合成聚合物纤维的第三层(例如，包括至少约40重量％、至少约60重量％、至少约80重量％、至少约90重量％、至少约95重量％或约100重量％的合成纤维的第三层)的过滤介质来实现这些性能特征。
本申请所述的过滤介质可以用于过滤各种粒度的颗粒，例如粒度小于或等于约20微米、小于或等于约15微米、小于或等于约10微米、小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、或小于或等于约1微米的颗粒。可以利用多次过滤试验来测量这样的粒度的过滤效率。例如，在由FTI制造的多次过滤试验台上按照(通过测试平板样品改进的)ISO16889程序来确定过滤效率值。该测试以10毫克/升的上游重力粉尘水平使用由PTI公司制造的ISO A3介质试验粉尘。测试流体为由Mobil制造的航空液压流体AERO HFA MIL H-5606A。该测试以0.14米/分钟的面速度进行，直到获得在基线过滤压降以上172kPa的终值压力。在介质的上游和下游的选定粒度(例如，1、3、4、5、7、10、15、20、25或30微米)处的颗粒计数(颗粒/毫升)可以在测试时间上的十个等分点处进行。可以对每个选定粒度的上游和下游的颗粒计数进行平均。根据上游平均颗粒计数(注入的-C0)和下游平均颗粒计数(通过的-C)，可以通过关系式[(100-[C/C0])*100％]来确定对于每个选定粒度的液体过滤效率测试值。
效率也可以表示为β值(或β比)，其中β(x)＝y为上游计数(C0)与下游计数(C)之比，其中x是得到等于y的C0/C实际比的最小粒度。介质的渗透分数为1除以β(x)值(y)，效率分数为1-渗透分数。相应地，介质效率为效率分数的100倍，并且100*(1-1/β(x))＝效率百分数。例如，β(x)＝200的过滤介质具有对于x微米或更大颗粒的[1-(1/200)]*100或99.5％的效率。本申请所述的过滤介质可以具有宽范围的β值，例如β(x)＝y，其中x可以为例如1、3、5、7、10、12、15、20、25、30、50、70或100，并且其中y可以为例如至少2、至少10、至少75、至少100、至少200或至少1000。还应当理解的是，x、y的其他值也是可以的；例如，在一些情况下，y可以大于1000。应当理解的是，对于任意值的x，y可以是表示C0/C实际比的任意数(例如，10.2、12.4)。同样，对于任意值的y，x可以是表示得到等于y的C0/C实际比的最小粒度的任意数。
在某些实施方案中，本申请所述的过滤介质的第三层具有：如本申请所述的中值流量孔径尺寸(例如，约5微米至约50微米、约10微米至约30微米、约10微米至约20微米、5微米至15微米、8微米至12微米、约1微米至约5微米、约5微米至约9微米、或约13微米至约17微米)；以及β(x)等于至少200的效率。在一些情况下，第三层具有β(x)等于至少200的效率以及x±2微米的中值流量孔径尺寸。例如，如果x＝10并且第三层具有β(10)等于至少200的效率，则第三层的中值流量孔径尺寸可以为10±2微米(即，8-12微米)。在其他情况下，第三层具有β(x)等于至少200的效率以及x±1微米的中值流量孔径尺寸。
可以利用基于已知技术的工艺来生产过滤介质。在一些情况下，采用湿法成网(wet laid)或干法成网(dry laid)工艺来生产过滤介质。通常，湿法成网工艺包括将纤维混合在一起；例如，可以将玻璃纤维(例如，短切和/或超细玻璃纤维)任选地与任意合成纤维混合在一起，以提供玻璃纤维浆料。在一些情况下，所述浆料为水基浆料。在某些实施方案中，在混合在一起之前，将超细玻璃纤维和任选地任意短切纤维和/或合成纤维分别存放在不同的贮槽中。在混合在一起之前，可以通过制浆机来处理这些纤维。在一些实施方案中，在混合在一起之前，将短切玻璃纤维、超细玻璃纤维和/或合成纤维的组合通过制浆机和/或贮槽进行处理。如上所述，超细玻璃纤维可以包括细的超细玻璃纤维和粗的超细玻璃纤维。
应当理解的是，可以使用任何合适的形成玻璃纤维浆料的方法。在一些情况下，将额外的添加剂添加到浆料中以促进处理。温度也可以调节到合适的范围，例如33°F至100°F(例如，50°F至85°F)。在一些实施方案中，保持浆料温度。在一些情况下，不主动地调节温度。
在一些实施方案中，湿法成网工艺使用与常规造纸工艺类似的设备，该设备包括水力制浆机、成形器(former)或流浆箱(headbox)、干燥机和任选的转换器。例如，可以在一个或更多个制浆机中制备浆料。在将制浆机中的浆料适当混合后，可以将浆料泵送到流浆箱中，其中浆料可以与其他浆料组合或可以不与其他浆料组合，或可以添加或不添加添加剂。也可以用额外的水来稀释浆料，使得纤维的最终浓度在合适的范围内，例如按重量计约0.1％至0.5％。
在一些情况下，玻璃纤维浆料的pH可以根据需要进行调节。例如，玻璃纤维浆料的pH可以为约1.5至约4.5、或约2.6至约3.2。
在浆料被送往流浆箱之前，可以使该浆料通过离心清洁机，以移除未成纤维的玻璃或注料(shot)。可以使浆料通过或不通过额外的设备(如精练机或高频疏解机)，以进一步增强纤维分散。然后，可以使用任何合适的机器(例如长网造纸机、真空圆网造纸机、滚筒或斜网长网造纸机)将纤维以合适的速率收集在筛(screen)或网(wire)上。
在一些实施方案中，该工艺包括将粘合剂(和/或其他组分)引入预成型玻璃纤维层。在一些实施方案中，当玻璃纤维层沿合适的筛或网通过时，利用适合的技术将可以是单独乳液形式的包括在粘合剂中的不同组分添加到玻璃纤维层中。在一些情况下，粘合剂树脂的每种组分在与其他组分和/或玻璃纤维层结合之前被混合为乳液。在一些实施方案中，包括在粘合剂中的组分可以利用例如重力和/或真空来穿过玻璃纤维层。在一些实施方案中，包括在粘合剂中的一种或多种组分可以使用软化水进行稀释并被泵送到玻璃纤维层中。
如上所述，可以基于所期望的特性将不同的玻璃纤维层进行组合以形成过滤介质。例如，在一些实施方案中，相对较粗糙的预过滤层可以与相对较精细的纤维层(即，主过滤层)进行组合以形成多层过滤介质。任选地，过滤介质可以包括一个或更多个附加的如上所述的较精细的纤维层。
可以以合适的方式形成多相过滤介质。例如，可以通过湿法成网工艺来制备过滤介质或其一部分，其中将第一玻璃纤维浆料(例如，在水性溶剂例如水中的玻璃纤维)施加到网输送带上以形成第一层。然后，将第二玻璃纤维浆(例如，在水性溶剂例如水中的玻璃纤维)施加到第一层上。在上述过程期间可以对第一浆料和第二浆料连续施加真空以从纤维中移除溶剂，使得第一层和第二层同时形成为复合制品。然后，干燥该复合制品。由于该制造工艺，第一层中的至少部分纤维可以与第二层中的至少部分纤维交织(例如，在两个层之间的界面处)。也可以使用类似的工艺或不同的工艺如层合、共打褶(co-pleating)或整理(即，放置为彼此直接相邻并通过压力保持在一起)来形成和添加附加层。例如，在一些情况下，两个层(例如，两个细纤维层)通过湿法成网工艺形成为复合制品，其中单独的纤维浆料在从所述浆料中抽出水时彼此叠置，然后通过任何合适的工艺(例如，层合、共打褶或整理)将复合制品与第三层(例如，预过滤层)组合。可以理解的是，通过湿法成网工艺形成的过滤介质或复合制品可以不仅基于每个纤维层的组分来适当地进行调节，还可以根据使用合适组合的不同特性的多个纤维层的效果来适当地进行调节，以形成具有本申请所述特征的过滤介质。
在一组实施方案中，将过滤介质的至少两个层(例如，一个层和一个包括多于一个层的复合制品，或两个包括多于一个层的复合制品)层压在一起。例如，第一层(例如，包括相对较粗纤维的预过滤层)可与第二层(例如，包括相对较细纤维的主过滤层)层压，其中第一层和第二层彼此面对以形成在单个生产线组装操作中整体结合的单一多层制品(例如，复合制品)以形成过滤介质。如果需要，则可以在层压步骤之前或之后使用任何合适的工艺使第一层和第二层与另外的主过滤层(例如，第三层)组合。在其他实施方案中，两个或更多个层(例如，主过滤层)层压在一起形成多层制品。在两个或更多个层层压成复合制品之后，可以通过任何合适的工艺将复合制品与附加层组合。
在其他实施方案中，使用干法成网工艺。在干法成网工艺中，玻璃纤维被短切并分散在空气中并被吹到输送带上，然后施加粘合剂。干法成网工艺通常更适合生产高度多孔的介质，包括玻璃纤维束。
在一些实施方案中，可以根据熔喷工艺来生成本申请所述的过滤介质的一个或更多个层(例如，第三层)。例如，可以使用在名称为“Meltblown Filter Medium”的美国专利公开号2009/0120048中所述的熔喷工艺和制造方法，出于各种目的，该专利的全部内容通过引用并入本申请中，该专利包括本申请所述的层压技术。还可以使用静电纺丝工艺来形成本申请所述的一个或更多个层。可以制造合成聚合物层，并且将其以任何合适的方式粘附在单相层或多相层上。在一些实施方案中，包括合成聚合物的层可以被定位在相对于单相层或多相层的下游，或者反之亦然。
在层、包括两个或更多个组合层的复合制品或最终过滤介质的形成期间或之后，可以根据已知的各种技术对所述层、复合制品或最终过滤介质进行进一步处理。例如，可以将过滤介质或其部分打褶并在打褶过滤元件中使用过滤介质或其部分。例如，两个层可通过共打褶工艺结合。在一些实施方案中，可以通过在彼此合适的间距上形成划线将过滤介质或其各个层进行适当地打褶，以允许过滤介质被折叠。应当理解的是，可以使用任何合适的打褶技术。在一些实施方案中，可以调节过滤介质的物理和机械品质以设置褶皱的增加数目，这可以与过滤介质的增加的表面积直接成正比。增加的表面积可以允许过滤介质具有对于来自流体的颗粒而言增加的过滤效率。例如，在一些情况下，本申请所述的过滤介质包括2至12个褶/英寸、3至8个褶/英寸或2至5个褶/英寸。其他值也是可以的。
应当理解的是，过滤介质可以包括除了本申请所述的两个或更多个层之外的其他部分。在一些实施方案中，进一步的处理包括引入一个或更多个结构特征和/或增强元件。例如，介质可以结合有附加的结构特征，例如聚合物和/或金属网。在一个实施方案中，可以在过滤介质上设置衬网(screen backing)，以提供进一步的刚度。在一些情况下，衬网可以有助于保持打褶构造。例如，衬网可以是膨体的(expanded)金属网或挤出塑料网。
如前所述，本申请公开的过滤介质可以被结合到各种过滤元件中，用于包括液压和非液压过滤应用的各种应用。液压过滤器(例如，高、中、低压过滤器)的示例性应用包括移动过滤器和工业过滤器。非液压过滤器的示例性应用包括燃料过滤器(例如，机动车燃料过滤器)、油过滤器(例如，润滑油过滤器或重载润滑油过滤器)、化学处理过滤器、工业处理过滤器、医用过滤器(如血液过滤器)、空气过滤器以及水过滤器。在一些情况下，本申请公开的过滤介质可以用作聚结器过滤介质。
在一些情况下，过滤元件包括可以设置在过滤介质周围的外壳。外壳可以具有各种构造，其中这些构造基于预期应用而变化。在一些实施方案中，外壳可以由围绕过滤介质外周设置的框架形成。例如，框架可以围绕外周热密封。在一些情况下，框架具有围绕一般矩形的过滤介质的所有四条边的一般矩形构造。框架可以由包括例如卡纸板、金属、聚合物或合适材料的任意组合的各种材料形成。过滤元件还可以包括本领域已知的各种其他特征，例如使过滤介质相对于框架、隔板稳定的稳定化特征或任何其他合适的特征。
在一组实施方案中，本申请所述的过滤介质被结合到具有圆柱形构造的过滤元件中，该圆柱形过滤元件可以适用于液压应用和其他应用。圆柱形过滤元件可以包括钢支撑网，该钢支撑网可以为褶皱提供支撑和间隔并防止介质在处理和/或安装期间受损。钢支撑网可以定位为上游层和/或下游层。过滤元件还可以包括在压力波动期间可以保护过滤介质的上游支撑层和/或下游支撑层。这些层可以与如上所述的可以包括两个或更多个层的过滤介质10进行组合。过滤元件也可以具有任何合适的尺寸。例如，过滤元件的长度可以为至少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。过滤介质的表面积可以为例如至少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。
过滤元件可以具有与过滤介质相关的、与上述那些相同的特性值。例如，在过滤元件中也可以发现上文提到的阻力比、单位重量比、容尘量、效率、比容量和过滤介质不同层之间的纤维直径比。
在使用期间，当流体流经过滤介质时，过滤介质将颗粒机械地捕获在层上或层中。过滤介质不需要带电来增强对污染物的捕获。从而，在一些实施方案中，过滤介质不带电。然而，在一些实施方案中，过滤介质可以带电。
以下实施例旨在说明本发明的某些实施方案，但不应视为限制本发明，也并非举例说明本发明的全部范围。
实施例1
该实施例描述根据本发明的不同实施方案的若干种多层过滤介质的形成及它们的特征。
根据表1中所列出的规格制备两层和三层过滤介质。两层过滤介质(样品2A、2B和3)包括第一主过滤层(在表1中表示为顶相主过滤层)和与第一层相邻的第二主过滤层(底相主过滤层)。
通过湿法造纸工艺形成两层介质。简言之，对于一个层而言，将250加仑水添加到水力制浆机中，然后加入硫酸使pH达到约3.0。在混合物中加入纤维，并且将纤维与水浆料混合4分钟。然后，将所述浆料与另外900加仑的水泵送至第一贮箱。对于第二层而言，用第二层所需的纤维重复该过程，并将浆料泵送至不同的贮箱。
将第一贮箱的浆料与额外的水和额外的硫酸一起泵送至长网造纸机的主流浆箱，以将pH降至约2.6。使得浆料流到造纸机的成形网(forming wire)上并通过重力以及一系列的真空槽进行排水，最终形成松散结合的湿纤维网，通过移动的成形网携带走该湿纤维网。为了制造第二层，将第二贮箱中的纤维以及稀释水泵送至同样位于长网造纸机中的次级流浆箱。次级流浆箱被定位为使得携带主流浆箱的已排干水的纤维的成形网在次级流浆箱的下方通过。第二浆料被涂在来自主流浆箱的已形成的网之上并然后通过该已形成的网进行排水。然后，通过另一系列的真空槽将水移除，从而得到包括来自主流浆箱的作为底层的纤维和来自次级流浆箱的作为顶层的纤维的组合单网。然后，用胶乳溶液喷射这种组合单网以添加有机粘合剂。然后使所述网通过一系列充满蒸汽的干燥罐进行干燥。最后，将干网在卷轴处卷绕成卷。
三层过滤介质(样品1、4A、4B、5A和5B)包括：作为第一层的预过滤层(预过滤单相)；与第一层相邻的作为第二层的主过滤层(顶相主过滤层)；以及与第二层相邻的另外的主过滤层(底相主过滤层)。在与第一层组装前，利用与用于两层介质相同的湿法成网工艺将第二层和第三层同时形成为复合制品。然后，将第一层与该复合制品通过整理进行组装。
表1：多种两层和三层过滤介质的比较
实施例2
该实施例描述了几种单层和多层过滤介质的形成及它们的特征。
表2包括具有β(x)＝1000的各种对比样品，其中x为约4至4.5微米。对比样品1A具有第一(上游)层和第二(下游)层，第二层具有比第一层细的纤维。表4中包括了对比样品1A的第一层和第二层的具体组成。利用下述的手抄纸方案形成第一层和第二层。对比样品2至10为来自霍林斯沃思和沃斯有限公司(Hollingsworth and Vose Company)的商品等级。如表2所示，所有的对比样品的10μm绝对比容量值小于2.7。
表2：多种单层和多层过滤介质的特性
表3包括具有β(x)＝200的各种对比样品，其中x为约6至7微米。对比样品1B具有与对比样品1A相同的组成，只是第一层和第二层相反。即，对比样品1B具有第一(上游)层和第二(下游)层，第一层具有比第二层细的纤维。利用下述的手抄纸方案形成第一层和第二层。
对比样品11至18是来自霍林斯沃思和沃斯有限公司的商品等级。
样品6至9是根据本发明的某些实施方案的具有各种物理特征和性能特征的两层过滤介质。
如表2所示，所有的对比样品的10μm绝对比容量值小于3.4，而样品6至9的值大于3.4。
表3：多种单层和多层过滤介质的特性
在表2和3中标记为“手抄纸”的样品通过湿法手抄纸制造工艺形成。使用标准程序制备手抄纸模。为了形成第一层，使用5mL25％的硫酸将手抄纸模的全部体积酸化至pH3.0。从该制备的手抄纸模中，获得750mL的酸化水并将其放置于Waring1速玻璃搅拌器中。将无级调压器(Variac)设定为60，用于制浆级。将4.53克的Code112纤维和0.5克的短切纤维加入搅拌机并进行制浆直至分散良好(～60秒)。然后，将纤维和水浆加至手抄纸模的顶部，搅拌所述浆料并然后通过成形网进行排水。然后，在光干燥机上真空干燥湿纸张。
第二层需要在上述的手抄纸方法上进行修改，即将预先形成的第一层用作底层纸张，将第一层置于手抄纸模上并在边缘用吸墨纸支撑。手抄纸模被夹紧，并在模侧小心添加水以不干扰当前的湿纸张。再次用5mL25％的硫酸对水进行酸化，并且抽取750mL用于第二层混合物。将预先称重的2.42克Code104纤维在Waring1速玻璃搅拌器中混合～60秒，然后添加至手抄纸模的顶部。然后，仔细搅拌所述浆料以不干扰湿的底层，然后通过主层和成形网对浆料进行排水。然后在光干燥机上真空干燥该两层手抄纸。
使用实施例1中所述的方法形成样品6和7。
使用造纸工艺形成表2和3中所示的商品等级对比样品以及样品8和9。简言之，对于一个层而言，将约1000加仑的水加入水力制浆机中，然后加入2夸脱硫酸使pH达到约3.0。在混合物中加入纤维以及1000加仑水，并且将纤维与水浆混合5分钟。然后，将所述浆料与另外4700加仑的水泵送至第一贮箱。
对于两层介质而言，用第二层所需的纤维重复该过程，除了在泵入不同的贮箱之前加入5000加仑水而不是4700加仑水。
将来自第一贮箱的浆料与额外的水和额外的硫酸一起泵送至长网造纸机的主流浆箱，以将pH降至约2.6。使浆料流到造纸机的成形网上并通过重力以及一系列的真空槽进行排水，最终形成松散结合的湿纤维网，通过移动的成形网携带走该湿纤维网。为了制造第二层，将来自第二贮箱的纤维与稀释水一起泵送至同样位于长网造纸机中的次级流浆箱。次级流浆箱被定位为使得携带来自主流浆箱的已排干水的纤维的成形网在次级流浆箱的下方通过。第二浆料被涂在来自主流浆箱的已形成的网之上并然后通过该已形成的网进行排水。然后，通过另一系列的真空槽将水移除，从而获得包括来自主流浆箱的作为底层的纤维和来自次级流浆箱的作为顶层的纤维的组合单网。然后，使所述组合网通过一系列充满蒸汽的干燥罐进行干燥。最后，将干网在卷轴处卷绕成卷。
表4：对比样品1A和1B的组成
实施例3
该实施例描述了几种单层和多层过滤介质的特征。
图2示出了各种过滤介质的10微米绝对比容量与介质总单位重量的关系图。单位重量以log比例尺进行绘制。
对比样品组19和20分别是两层介质和三层介质。
样品组10是通过实施例1中描述的湿法成网工艺形成的两层介质。样品组11是包括预过滤层、第一主过滤层和第二主过滤层的三层介质。利用实施例1中所描述的湿法成网工艺来制造第一主过滤层和第二主过滤层，以形成复合制品，然后与预过滤层整理在一起。
如图2所示，样品组10(两层介质)具有比对比样品组19(两层介质)高的10微米绝对比容量和低的单位重量。例如，样品组10的过滤介质具有大于3.4的10μm绝对比容量值和小于75g/m2的单位重量。相比之下，对比样品组19的过滤介质具有小于3.4的10μm绝对比容量值并同时具有大于75g/m2的单位重量。
此外，样品组11(三层介质)具有比对比样品组20(三层介质)的过滤介质高的10μm绝对比容量和低的单位重量。例如，样品组11的过滤介质具有大于2.65的10μm绝对比容量值。相比之下，对比样品组20的过滤介质具有小于2.65的10μm绝对比容量值。样品组11的介质的单位重量小于对比样品组20的介质的单位重量。
实施例4
图3A和图3B是示出了具有包括玻璃纤维的第一上游层、包括玻璃纤维的第二层以及包括熔喷纤维的第三下游层的过滤介质的特性的表。使用与实施例1所述的相似的工艺来形成第一层和第二层。使用如本申请所述的熔喷工艺来形成第三层。如图3A和图3B所示，实现了相对较高的总容尘量，同时也保持特定样品的相对较高的总渗透率。
从而，描述了本发明的至少之一实施方案的几个方面，应当理解的是，本领域技术人员易于进行各种变化、修改和改进。这样的变化、修改和改进意在属于本公开内容的一部分，并且意在在本发明的精神和范围内。因此，前述说明和附图只是示例性的。

Claims (52)

1.一种用于液压过滤元件的过滤介质，包括：
第一层，所述第一层包括玻璃纤维，其中所述第一层中的所述纤维具有第一平均直径；
与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包括玻璃纤维，其中所述第二层中的所述纤维具有第二平均直径，并且其中所述第一平均直径大于所述第二平均直径；以及
与所述第二层相邻的第三层，所述第三层包括合成聚合物纤维，其中所述合成聚合物纤维包括熔喷、熔纺、熔体静电纺丝和/或溶剂静电纺丝纤维，其中所述第三层中的所述纤维具有第三平均直径，其中所述第二平均直径大于所述第三平均直径，并且其中所述第三层的厚度小于500微米，
其中所述过滤介质的厚度为5密耳至300密耳，
其中所述过滤介质的总渗透率为2立方英尺/分钟/平方英尺至50立方英尺/分钟/平方英尺，和
其中所述过滤介质具有β(x)等于至少200的效率以及x±2微米的中值流量孔径尺寸，其中β值的测定包括使用按照ISO 16889程序的多次过滤试验，该试验包括使用液压测试流体、10毫克/升的粉尘水平和0.14米/分钟的面速度，直到获得在基线过滤压降以上172kPa的终值压力。
2.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第二层相对所述第一层的归一化阻力比为4∶1或更大，并且所述第三层相对所述第二层的归一化阻力比为4∶1或更小。
3.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第二层相对所述第一层的归一化阻力比为4∶1至6∶1，并且所述第三层相对所述第二层的归一化阻力比为2∶1至4∶1。
4.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一层包括小于20重量％的合成纤维。
5.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一层为预过滤层，并且所述第一层的单位重量大于所述第二层的单位重量。
6.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包括至少80重量％的玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包括至少40重量％的超细玻璃纤维。
8.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包括至少60重量％的超细玻璃纤维。
9.根据权利要求7所述的过滤介质，其中所述超细玻璃纤维的平均直径为1μm至6μm。
10.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一平均直径与所述第二平均直径之比小于2∶1。
11.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第三平均直径小于1微米。
12.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层中的至少之一的单位重量小于40g/m2。
13.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述合成聚合物纤维包括选自聚酯、尼龙以及聚苯硫醚中的材料。
14.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第三层的厚度小于180微米。
15.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总容尘量为至少180g/m2。
16.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总容尘量为至少230g/m2。
17.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总渗透率大于35立方英尺/分钟/平方英尺。
18.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总渗透率大于40立方英尺/分钟/平方英尺。
19.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第三层具有8微米至12微米的中值流量孔径尺寸以及等于至少200的β(10)，其中β值的测定包括使用按照ISO 16889程序的多次过滤试验，该试验包括使用液压测试流体、10毫克/升的粉尘水平和0.14米/分钟的面速度，直到获得在基线过滤压降以上172kPa的终值压力。
20.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第三层的单位重量为20g/m2至30g/m2。
21.一种包括根据权利要求1所述的过滤介质的液压过滤元件。
22.根据权利要求21所述的液压过滤元件，其中所述第三层在所述第二层的下游，所述第二层在所述第一层的下游。
23.一种用于液压过滤元件的过滤介质，包括：
第一层，所述第一层包括玻璃纤维，其中所述第一层中的所述纤维具有第一平均直径；
与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包括玻璃纤维，其中所述第二层中的所述纤维具有第二平均直径，并且其中所述第一平均直径大于所述第二平均直径；以及
与所述第二层相邻的第三层，所述第三层包括合成聚合物纤维，其中所述合成聚合物纤维包括熔喷、熔纺、熔体静电纺丝和/或溶剂静电纺丝纤维，其中所述第三层中的所述纤维具有第三平均直径，其中所述第二平均直径大于所述第三平均直径，并且
其中所述过滤介质具有至少150g/m2的总容尘量，
其中所述过滤介质的厚度为5密耳至300密耳，
其中所述过滤介质的总渗透率为2立方英尺/分钟/平方英尺至50立方英尺/分钟/平方英尺，和
其中所述过滤介质具有β(x)等于至少200的效率以及x±2微米的中值流量孔径尺寸，其中β值的测定包括使用按照ISO 16889程序的多次过滤试验，该试验包括使用液压测试流体、10毫克/升的粉尘水平和0.14米/分钟的面速度，直到获得在基线过滤压降以上172kPa的终值压力。
24.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第二层相对所述第一层的归一化阻力比为4∶1或更大，并且所述第三层相对所述第二层的归一化阻力比为4∶1或更小。
25.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第二层相对所述第一层的归一化阻力比为4∶1至6∶1，并且所述第三层相对所述第二层的归一化阻力比为2∶1至4∶1。
26.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一层包括少于20重量％的合成纤维。
27.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一层为预过滤层，并且所述第一层的单位重量大于所述第二层的单位重量。
28.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包括至少80重量％的玻璃纤维。
29.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包括至少40重量％的超细玻璃纤维。
30.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中的至少之一包括至少60重量％的超细玻璃纤维。
31.根据权利要求29所述的过滤介质，其中所述超细玻璃纤维的平均直径为1μm至6μm。
32.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一平均直径与所述第二平均直径之比小于2∶1。
33.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第三平均直径小于1微米。
34.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层中的至少之一的单位重量小于40g/m2。
35.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述合成聚合物纤维包括选自聚酯、尼龙以及聚苯硫醚中的材料。
36.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第三层的厚度小于180微米。
37.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总容尘量为至少180g/m2。
38.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总容尘量为至少230g/m2。
39.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总渗透率大于35立方英尺/分钟/平方英尺。
40.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述过滤介质的总渗透率大于40立方英尺/分钟/平方英尺。
41.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第三层具有8微米至12微米的中值流量孔径尺寸以及等于至少200的β(10)。
42.根据权利要求23所述的过滤介质，其中所述第三层的单位重量为20g/m2至30g/m2。
43.一种包括根据权利要求23所述的过滤介质的液压过滤元件。
44.根据权利要求43所述的液压过滤元件，其中所述第三层在所述第二层的下游，所述第二层在所述第一层的下游。
45.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第二层与所述第一层直接相邻。
46.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第三层与所述第二层直接相邻。
47.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第二层与所述第一层之间的归一化阻力比为1∶1至6∶1。
48.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第二层与所述第三层彼此层合或共打褶。
49.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第一层、第二层和第三层具有20至200g/m2的组合单位重量。
50.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第一层和所述第二层中至少之一包括至少80重量％的玻璃纤维，和所述第三层包括至少90重量％的合成纤维。
51.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第三层中的纤维的平均长度为1英寸至1,000英寸。
52.根据权利要求1或23所述的过滤介质，其中所述第三平均直径小于1.5微米。
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