CN104582812A - 包括合成纤维的纤维网 - Google Patents

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Abstract

描述了适合于多种应用的过滤介质以及与其关联的相关组分、系统和方法。过滤介质可以包括具有包括非原纤化合成纤维和原纤化纤维(例如莱赛尔)的混合物的纤维网。纤维网还可以包括多组分纤维(例如双组分纤维)。在一些实施方案中，纤维网中未并入玻璃纤维。

Description

包括合成纤维的纤维网
技术领域
本文中所描述的各方面总体上涉及包括合成纤维并且能够用在过滤介质中的纤维网。
背景技术
过滤介质可以在多种应用中用于去除污染物。通常，过滤介质包括一个或更多个纤维网。纤维网提供了允许流体(例如液压流体、燃料、润滑剂、空气)流经该网的多孔结构。包含在流体内的污染物颗粒可以被捕获在纤维网上。纤维网特征(例如纤维尺寸、纤维组成、单位面积重量(basisweight)以及其他特征)影响机械特性(例如伸长率、强度以及其他特性)和过滤性能(例如容尘量、β效率以及其他性能)。
某些过滤介质包括包含玻璃纤维的网。虽然玻璃纤维网通常具有所期望的过滤性能，但是玻璃纤维网可能呈现能够导致难以处理和进一步加工(例如打褶)的有限强度和脆性特征。过滤介质中的玻璃纤维的存在还可能引起坏境问题。
在一些应用中，期望地是限制纤维网中的玻璃纤维的量，同时仍然实现包括高柔性和强度、高容尘量以及其他的特性的期望平衡。
发明内容
本文中描述了包括合成纤维并且可以用在过滤介质中的纤维网。
在一个实施方案中，提供了一种纤维网。该纤维网包括多根非原纤化合成纤维和多根原纤化纤维，其中纤维网包括约30重量％至约95重量％的非原纤化合成纤维并且具有大于约30g/m2的容尘量。
在另一实施方案中，提供了一种过滤介质。该过滤介质包括：具有第一多根非原纤化合成纤维和第一多根原纤化纤维的第一层，其中第一层包括约30重量％至约95重量％的所述第一多根非原纤化合成纤维；以及具有第二多根非原纤化合成纤维和第二多根原纤化纤维的第二层，其中第二层包括约30重量％至约95重量％的所述第二多根非原纤化合成纤维；其中过滤介质具有大于约30g/m2的容尘量。
在又一实施方案中，提供了一种纤维网。该纤维网包括多根非原纤化合成纤维和多根原纤化纤维，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的加拿大标准游离度原纤化水平，并且纤维网包括约30重量％至约95重量％的非原纤化合成纤维。
在再一实施方案中，提供了一种纤维网。该纤维网包括：多根非原纤化合成纤维、多根原纤化纤维和可选的多根玻璃纤维，其中纤维网包括：约10重量％至约95重量％的非原纤化合成纤维；约5重量％至约60重量％的原纤化纤维；以及约0重量％至约5重量％的玻璃纤维。
在另一实施方案中，提供了一种纤维网。该纤维网包括多根多组分纤维和可选的多根玻璃纤维，其中所述多根多组分纤维占纤维网重量的约1％至约20％，并且所述多根玻璃纤维占纤维网的0％至约5％，并且其中纤维网介质具有大于约30g/m2的容尘量。
在又一实施方案中，提供了一种制造纤维网的方法。该方法包括：将多根原纤化纤维和多根非原纤化合成纤维进行共混以形成混合物，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的加拿大标准游离度原纤化水平，并且非原纤化合成纤维占纤维网的约30重量％至约95重量％；以及向原纤化纤维和非原纤化合成纤维的混合物添加粘结剂树脂。
前述是由所附权利要求限定的本发明的非限制性概述。根据以下描述其他方面、实施方案、特征和优点将变得明显。并入到本文中的每个参考文献通过引用将其全部内容并入本文。在并入的参考文献与本说明书之间存在冲突或不一致的情况下，以本说明书为准。
附图说明
附图不旨在按比例绘出。为了清楚的目的，可能没有在每幅图中标记出每一个部件。在附图中：
图1是示出了根据一个或更多个实施方案的过滤介质的示意图；
图2A示出了对于具有不同重量百分比的莱赛尔(lyocell)的纤维网实例沿机器横向的拉伸伸长率的测量结果；
图2B示出了对于具有不同重量百分比的莱赛尔的纤维网实例沿机器纵向的拉伸伸长率的测量结果；
图3A示出了对于具有双组分纤维和不具有双组分纤维的纤维网实例沿机器横向的拉伸伸长率的测量结果；
图3B示出了对于具有双组分纤维和不具有双组分纤维的纤维网实例沿机器纵向的拉伸伸长率的测量结果；
图4示出了对于纤维网实例和常规玻璃纤维过滤介质沿机器横向的拉伸伸长率的测量结果；
图5示出了对于纤维网实例和常规玻璃纤维过滤介质的容尘量的测量结果；
图6示出了对于具有不同重量百分比的莱赛尔的纤维网实例的破裂强度(burst strength)的测量结果；
图7示出了对于具有双组分纤维和不具有双组分纤维的纤维网实例的破裂强度的测量结果；
图8示出了对于纤维网实例和常规玻璃纤维过滤介质的破裂强度的测量结果；
图9示出了对于具有不同重量百分比的莱赛尔的纤维网实例的沿机器横向的拉伸强度的测量结果；
图10示出了对于具有双组分纤维和不具有双组分纤维的纤维网实例的沿机器横向的拉伸强度的测量结果；以及
图11示出了对于具有不同加拿大标准游离度水平的纤维网实例的透气率和拉伸伸长率的测量结果。
具体实施方式
本文中描述了用于过滤介质的纤维网。如下面进一步描述的，纤维网通常包括原纤化纤维和非原纤化合成纤维的混合物以及其他可选组分(例如粘结剂树脂)。在一些实施方案中，纤维网包括有限量的玻璃纤维，或者不包括玻璃纤维。选择原纤化纤维和非原纤化纤维各自的特征和量以赋予包括机械特性(例如伸长率和强度)和过滤特性(例如容尘量和效率)的期望特性以及其他益处。由所述网形成的过滤介质可以特别适合于涉及过滤液压流体的应用，但该介质也可以用在其他应用中，例如，燃料应用、润滑剂应用、空气应用或其他应用。在一些实施方案中，本文中所描述的纤维网可以用作与主过滤层(例如提供大部分的过滤性能的层)组合的预过滤层，但也可以有其他用途和装置。
如上面所指出的，纤维网包括原纤化纤维(例如莱赛尔纤维)。如本领域的普通技术人员已知的，原纤化纤维包括分支成较小直径原纤维的母体纤维，所述较小直径原纤维在一些情况下可以进一步分支成更小直径的原纤维，所述更小直径的原纤维也可以被进一步分支。原纤维的分支性质导致纤维网具有高表面积并且能够增加网中原纤化纤维与其他纤维之间的接触点的数目。网的原纤维与其他纤维和/或组分的接触点的这种增加可以有助于增强纤维网的机械特性(例如柔性、强度)和/或过滤性能特性。
原纤化纤维可以由任意合适的材料形成，所述材料例如合成材料(例如，合成聚合物如聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、尼龙、丙烯酸类树脂、再生纤维素(例如莱赛尔、人造丝(rayon))、聚对苯撑-2，6-苯并二唑(PBO)和天然材料(例如天然聚合物如纤维素(例如非再生纤维素)))。在一些实施方案中，使用了有机聚合物纤维。
在一些实施方案中，原纤化纤维可以是合成纤维。如本文中所使用的合成纤维是由聚合物材料形成的非天然存在的纤维。原纤化纤维还可以是非合成纤维，例如天然存在的纤维素纤维。可以理解的是原纤化纤维可以包括合成纤维和/或非合成纤维的任意合适的组合。通常，原纤化纤维可以包括任意合适的原纤化水平。原纤化水平涉及纤维中分支的程度。原纤化水平可以根据任意数目的合适的方法来测量。
例如，原纤化纤维的原纤化水平可以根据纸浆的TAPPI(美国纸浆与造纸工业技术协会)试验方法T227om 09Freeness所指定的加拿大标准游离度(CSF)试验来测量。该试验可以提供平均CSF值。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均CSF值可以为0mL或更大，可以为约10mL或更大，可以为约20mL或更大，可以为约35mL或更大，可以为约45mL或更大；在一些实施方案中，约50mL或更大；在一些实施方案中，约75mL或更大；在一些实施方案中，约100mL或更大；在一些实施方案中，约150mL或更大；在一些实施方案中，约200mL或更大；在一些实施方案中，约250mL或更大；在一些实施方案中，约300mL或更大；在一些实施方案中，约350mL或更大；在一些实施方案中，约400mL或更大；在一些实施方案中，约500mL或更大；以及在一些实施方案中，约600mL或更大。在一些实施方案中，平均CSF值为约1000mL或更小；在一些实施方案中，约850mL或更小；在一些实施方案中，约600mL或更小；在一些实施方案中，约500mL或更小；在一些实施方案中，约400mL或更小；在一些实施方案中，约350mL或更小；在一些实施方案中，约300mL或更小；在一些实施方案中，约250mL或更小；在一些实施方案中，约200mL或更小；在一些实施方案中，约150mL或更小；在一些实施方案中，约100mL或更小；在一些实施方案中，约50mL或更小；以及在一些实施方案中，约45mL或更小。应该理解的是，平均CSF值可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，原纤化纤维的平均CSF值可以为约45mL至约1000mL、约50mL至约850mL、约75mL至约850mL、约100mL至约1000mL、约150mL至约600mL、约100mL至约300mL、约150mL至约300mL、约100mL至约350mL、约150mL至约350mL、约100mL至约400mL、约150mL至约400mL、约100mL至约450mL、约150mL至约450mL、约200mL至约500mL、约200mL至约400mL、约200mL至约300mL、约250mL至约300mL等。
在一些实施方案中，原纤化纤维的原纤化水平可以根据肖伯尔-瑞格勒(SR)试验测量。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均SR值可以大于约20°SR、大于约30°SR、大于约40°SR、大于约50°SR或大于约60°SR。在一些实施方案中，原纤化纤维的平均SR值可以小于约80°SR、小于约70°SR、小于约60°SR、小于约50°SR或小于约40°SR。应该理解的是，平均SR值可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，原纤化纤维的SR值可以为约20°SR至约70°SR、约20°SR至约60°SR、或约30°SR至约50°SR、约32°SR至约52°SR、或约40°SR至约50°SR。
应该理解的是，在某些实施方案中，纤维可以具有在上面指出的范围以外的原纤化水平。
在某些优选实施方案中，原纤化纤维由莱赛尔形成。莱赛尔纤维作为一种类型的合成纤维为本领域的技术人员所知并且可以通过溶剂纺丝由再生纤维素制造。
在某些实施方案中，原纤化纤维由人造丝形成。人造丝也由再生纤维素制造并且可以使用乙酸酯法、铜氨法或粘胶工艺进行制造。在这些方法中，可以纺织纤维素或纤维素溶液以形成纤维。
纤维可以通过任意适当的原纤化精整(refinement)工艺来进行原纤化。在一些实施方案中，纤维(例如，莱赛尔纤维)使用转盘精整机、打料机(stock beater)或任意其他合适的原纤化设备来进行原纤化。
应该理解的是，在某些实施方案中，原纤化纤维可以具有不同于上述组成的其他组成。例如，合适的组成可以包括：丙烯酸类树脂、液晶聚合物、聚唑(例如聚对苯撑-2，6-苯并二唑)、芳纶、芳基胺、木质纤维素、非木质纤维素、棉、聚乙烯、聚烯烃、石蜡，以及其他。
通常，原纤化纤维可以具有任意合适的尺寸(例如经由显微镜测量的尺寸)。
如上所述，原纤化纤维包括母体纤维和原纤维。母体纤维的平均直径可以小于约75微米；在一些实施方案中，小于约60微米；在一些实施方案中，小于约50微米；在一些实施方案中，小于约40微米；在一些实施方案中，小于约30微米；在一些实施方案中，小于约20微米；在一些实施方案中，小于约15微米；以及在一些实施方案中，小于约10微米。原纤维的平均直径可以小于约15微米；在一些实施方案中，小于约10微米；在一些实施方案中，小于约6微米；在一些实施方案中，小于约4微米；在一些实施方案中，小于约3微米；在一些实施方案中，小于约1微米；以及在一些实施方案中，小于约0.5微米。例如，原纤维的直径可以为约0.1微米至约15微米、约0.1微米至约10微米、约1微米至约10微米、约3微米至约10微米、约3微米至约6微米、约0.1微米至约6微米、约0.1微米至约2微米、约0.1微米至约1.5微米、或约0.3微米至约0.7微米。
所描述的原纤化纤维的平均长度可以大于约1mm、大于约2mm、大于约3mm、大于约4mm、大于约5mm、大于约6mm、大于约10mm或大于约15mm。原纤化纤维的平均长度可以小于约15mm、小于约10mm、小于约6mm、小于约5mm、小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm或小于约1mm。应该理解的是，原纤化纤维的平均长度可以为上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，原纤化纤维的平均长度可以为约0.1mm至约15mm、约0.2mm至约12mm、约0.5mm至约10mm、约1mm至约10mm、约1mm至约5mm、约2mm至约4mm、约0.1mm至约2mm、约0.1mm至约1.2mm、或约0.8mm至约1.1mm。原纤化纤维的平均长度是指从母体纤维的一端至相对端的母体纤维的平均长度。在一些实施方案中，原纤化纤维的最大平均长度落入在上面指出的范围之内。最大平均长度是指沿原纤化纤维(包括母体纤维和原纤维)的一个轴线的最大尺寸的平均值。
上面指出的尺寸可以是例如，在原纤化纤维是莱赛尔情况下的尺寸或者原纤化纤维是不同于莱赛尔的材料的情况下的尺寸。应该理解的是，在某些实施方案中，纤维和原纤维可以具有在上面指出的范围以外的尺寸。
通常，纤维网可以包括任意合适重量百分比的原纤化纤维以实现期望的性能平衡。在一些实施方案中，纤维网中原纤化纤维的重量百分比为约1重量％或更大、约2.5重量％或更大、约5重量％或更大、约10重量％或更大或约15重量％或更大。在一些实施方案中，网中原纤化纤维的重量百分比为约60重量％或更少、约50重量％或更少、约30重量％或更少或约21重量％或更少。应该理解的是，纤维网中原纤化纤维的重量百分比可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，重量百分比可以为约1重量％至约60重量％；在一些实施方案中，约2.5重量％至约60重量％；一些实施方案中，约5重量％至约60重量％；一些实施方案中，约10重量％至约50重量％；一些实施方案中，约10重量％至约40重量％；一些实施方案中，约10重量％至约30重量％；一些实施方案中，约10重量％至约25重量％；以及在一些实施方案中，约12重量％至约21重量％等。
在一些实施方案中，与其他纤维网的原纤化纤维的量相比具有较大原纤化纤维的量的纤维网可以呈现出比其他纤维网相对更大程度的柔性和强度，例如增大的伸长率、拉伸强度和/或破裂强度。
在一些情况下，可以有利地是，使原纤化纤维沿网的机器纵向(例如，在纤维的长度基本上沿机器纵向延伸的情况下)和/或沿网的机器横向(例如在纤维的长度基本上沿机器横向延伸的情况下)对准。应该理解的是，术语“机器纵向”和“机器横向”在本领域中具有其常规含义。即，机器纵向是指纤维网在加工过程中沿加工机器移动的方向，并且机器横向是指与机器纵向垂直的方向。
如上面所指出的，纤维网还包括非原纤化合成纤维。即，未原纤化的合成纤维。如上面所指出的，合成纤维是由聚合物材料形成的非天然存在的纤维。非原纤化合成纤维包括任意合适类型的包括热塑性聚合物的合成聚合物。合适的非原纤化合成纤维的实例包括：聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、尼龙及其组合。应该理解的是，还可以使用其他类型的非原纤化合成纤维类型。
纤维网可以包括合适百分比的非原纤化合成纤维。在一些实施方案中，纤维网中非原纤化纤维的重量百分比为约10重量％或更大、约20重量％或更大、约30重量％或更大、约40重量％或更大、约50重量％或更大、约60重量％或更大、约70重量％或更大或约80重量％或更大。在一些实施方案中，纤维网中非原纤化纤维的重量百分比为约95重量％或更少、约90重量％或更少、约80重量％或更少、约70重量％或更少、约60重量％或更少或约50重量％或更少。应该理解的是，纤维网中非原纤化纤维的重量百分比可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，重量百分比可以为约10重量％至约95重量％、约20重量％至约95重量％、约30重量％至约95重量％、约30重量％至约90重量％、约40重量％至约80重量％等。可以理解的是，并入到纤维网内的非原纤化合成纤维还可以在所公开的范围以外。
在一些实施方案中，纤维网可以包括多种类型的非原纤化合成纤维。
通常，非原纤化合成纤维可以具有任意合适的尺寸。例如，非原纤化合成纤维的平均直径可以为约2微米至约20微米、约3微米至约15微米、约3微米至约10微米、约4微米至约7微米、或约3微米至约7微米。在一些实施方案中，具有较大平均直径的非原纤化合成纤维的纤维网可以呈现出比具有相对较小平均直径的非原纤化合成纤维的纤维网更高程度的透气率。所描述的非原纤化合成纤维的平均长度可以为约3微米至约12微米、约4微米至约6微米、约3微米至约10微米、或约5微米至约7微米。在一些实施方案中，具有较大平均长度的非原纤化合成纤维的纤维网可以呈现出比具有相对较小平均长度的非原纤化合成纤维的纤维网更高程度的拉伸强度。应该理解的是，在某些实施方案中，非原纤化合成纤维可以具有在上面指出的范围之外的尺寸。
在一些实施方案中，非原纤化合成纤维可以是短纤维，该短纤维可以是被切成合适的平均长度并且适合并入到湿法成网工艺或干法成网工艺中以形成过滤介质的合成纤维。在一些情况下，短纤维组可以被切成其中各纤维之间的长度仅稍微变化的特定长度。
在一些实施方案中，非原纤化合成纤维可以是粘结剂纤维。非原纤化合成纤维可以是单组分(例如具有单一组分)或多组分(例如具有多种组成例如双组分纤维)。
在一些实施方案中，纤维网可以包括合适百分比的单组分纤维和/或多组分纤维。在一些实施方案中，所有非原纤化合成纤维均是单组分纤维。在一些实施方案中，非原纤化合成纤维的至少一部分是多组分纤维。
多组分纤维的一个实例是包括第一材料和与第一材料不同的第二材料的双组分纤维。多组分纤维的不同组分可以呈现多种空间布置。例如，多组分纤维可以布置成芯壳构造(例如，第一材料可以是包围作为芯材料的第二材料的壳材料)、并排构造(例如，第一材料可以布置成与第二材料相邻)、拼接饼式(segmented pie)布置(例如，不同材料可以布置成以楔形构造彼此相邻)、三叶布置(例如，叶的末端可以具有与叶不同的材料)以及一种组分在不同的组分中的局部区域的布置(例如“岛在海中”)。
在一些实施方案中，对于芯壳构造，多组分纤维例如双组分纤维可以包括包围包括第二材料的芯的第一材料的壳。在这样的布置中，对于一些实施方案，第一材料的熔点可以低于第二材料的熔点。因此，在制造纤维网期间的合适步骤(例如干燥)处，包括壳的第一材料可以被熔化(例如可以呈现出相变)而包括芯的第二材料保持不变(例如可以呈现出无相变)。例如，多组分纤维的外壳部分的熔化温度可以为约50℃至约200℃(例如180℃)，并且多组分纤维的内部芯可以具有大于200℃的熔化温度。因此，在纤维在干燥期间经受温度例如180℃时，那么纤维的外壳可以熔化而纤维的芯不会熔化。
纤维网包括合适的百分比的多组分纤维(在存在的情况下)。例如，纤维网中多组分纤维的重量百分比为约20重量％或更少、约15重量％或更少、约10重量％或更少、约5重量％或更少、约4重量％或更少、约3重量％或更少、约2重量％或更少、或者约1重量％或更少。网中多组分纤维的重量百分比为约1重量％或更多、约2重量％或更多、约3重量％或更多、约4重量％或更多、约5重量％或更多、或者约10重量％或更多。应该理解的是，纤维网中多组分纤维的重量百分比可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，纤维网中多组分纤维的重量百分比可以为约1重量％至约20重量％、约2重量％至约10重量％、约2重量％至约5重量％、约3重量％至约5重量％、约2重量％至约4重量％等。
可以理解的是，并入纤维网内的多组分纤维还可以在所公开的范围以外。在一些情况下，具有比其他纤维网更大量的多组分纤维(例如双组分纤维)的纤维网可以呈现出相对较大程度的强度和柔性，例如伸长率、拉伸强度和/或破裂强度。
纤维网可以包括有限量的玻璃纤维(如果有的话)。例如，纤维网中玻璃纤维的重量百分比可以为约0重量％至约10重量％、约0重量％至约5重量％、约0重量％至约4重量％、约0重量％至约3重量％、约0重量％至约2重量％、或约0重量％至约1重量％。在纤维网包括少于1重量％的玻璃纤维的情况下，认为纤维网基本上不含玻璃纤维。
在一些情况下，与具有并入纤维网中的基本上较多玻璃纤维的纤维网相比，具有有限量的玻璃纤维(如果有的话)的纤维网在与各种机器或引擎部件一起使用的情况下可能引起磨损和损耗方面的显著降低。因此，使用其中几乎不包括甚至根本不包括玻璃纤维的纤维网可以减缓可以另外安装在过滤介质下游的保护布的必要性。
在一些实施方案中，纤维网可以包括粘结剂树脂。粘结剂树脂不是纤维形式并且与上述粘结剂纤维(例如多组分纤维)不同。通常，粘结剂树脂可以具有任意合适的组成。例如，粘结剂树脂可以包括：热塑性树脂(例如丙烯酸类树脂、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚酰胺)；热固性树脂(例如环氧树脂、酚醛树脂)或其组合物。
例如，纤维网中粘结剂树脂的重量百分比可以为约10重量％或更少、约6重量％或更少、约5重量％或更少或约1重量％或更少。
如下面进一步描述的，粘结剂树脂可以以任意合适的方式(包括例如以湿纤维网状态)添加到纤维中。在一些实施方案中，粘结剂涂覆纤维并且用于将纤维彼此粘附以促进纤维之间的附着。可以使用任意合适的方法和设备涂覆纤维，例如，使用幕涂、凹版涂覆、熔涂、浸涂、刀辊式涂覆、旋涂或其他涂覆方法。在一些实施方案中，粘结剂在加入到纤维混合物时沉淀。在合适的情况下可以向纤维(例如，通过向混合物中注射)提供任意合适的沉淀剂(例如环氧氯丙烷、碳氟化合物)。在一些实施方案中，在添加到纤维混合物时，粘结剂树脂以使得使用粘结剂树脂浸渍纤维网(例如，粘结剂树脂渗透整个纤维网)的方式添加。在一些实施方案中，粘结剂通过例如喷涂或饱和浸渍或上述方法中的任意方法在干燥状态的同时被添加到纤维混合物。
应该理解的是，纤维网可以包括或可以不包括除上述那些组分之外的其他组分。通常，任意附加组分都以有限的量(例如按重量计少于5％)存在。例如，在一些实施方案中，纤维网可以包括：聚乙烯醇(PVA)纤维(例如仓敷纶(Kuralon))、表面活性剂、偶联剂、交联剂和/或导电添加剂以及其他。
本文中所描述的纤维网可以并入到具有单层(例如纤维网)或多个层(例如多个纤维网)的过滤介质中。在包括多个层的过滤介质的一些实施方案中，层的清楚的界线可能不总是明显的，如下面更详细描述的。图1中示出了过滤介质的实施例。如图1中说明性示出的，过滤介质10包括具有组合厚度25的第一层15和第二层20。任选地，过滤介质可以包括附加层(未示出)。
在过滤元件中第一层可以定位在第二层的上游或下游。在一些实施方案中，过滤介质的一个或更多个层是纤维网，例如，上面所描述的那些纤维网。
在一些实施方案中，过滤介质10包括第一层与第二层之间的清楚界线。例如，过滤介质可以包括两个层之间的独特的界面40。在一些这样的实施方案中，第一层和第二层可以单独形成，并且通过任意合适的方法例如，层压、排序(collation)或通过使用粘合剂来进行组合。第一层和第二层可以使用不同工艺或相同工艺来形成。例如，第一层和第二层中的每一个均可以通过湿法成网工艺、干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺或任意其他合适的工艺来单独形成。
在其他实施方案中，过滤介质10不包括第一层与第二层之间的清楚界线。例如，两个层之间的独特界面可以不明显。在一些情况下，形成过滤介质的层贯穿过滤介质的厚度可以彼此没有区别。第一层和第二层可以通过相同工艺(例如湿法成网工艺、干法成网工艺、纺丝工艺、熔喷工艺或任意其他合适工艺)或通过不同工艺来形成。在一些情况下，第一层和第二层可以同时形成。
无论第一层与第二层之间的清楚界线是否存在，在一些实施方案中，过滤介质10包括跨越过滤介质的厚度的一部分或全部的以下一个或更多个特性的梯度(例如变化)：例如，纤维直径、纤维类型、纤维组成、纤维长度、原纤化水平、纤维表面化学、颗粒尺寸、颗粒表面面积、颗粒组成、孔径、材料密度、单位面积重量、硬度、组分的比例(例如粘结剂、树脂、交联剂)、刚度、拉伸强度、芯吸能力、亲水性/疏水性和导电性。过滤介质可以可选择地包括跨越过滤介质的厚度的以下一个或更多个性能特征的梯度：例如，效率、容尘量、压降、透气率和孔隙率。一个或更多个这样的特性的梯度可以存在于过滤介质中在过滤介质的顶表面30与底表面35之间。
在过滤介质之内可能有不同类型和配置的梯度。在一些实施方案中，一个或更多个特性的梯度在过滤介质的顶表面与底表面之间是逐渐的(例如线性、曲线)。例如，过滤介质可以具有从过滤介质的顶表面至底表面的增大的量的原纤化纤维或非原纤化合成纤维。在另一实施方案中，过滤介质可以包括跨越过滤介质的厚度的一个或多个特性的阶梯梯度。在一个这样的实施方案中，特性的转变可以首先发生在两个层之间的界面40处。例如，如具有包括第一纤维类型(例如具有第一原纤化水平的纤维)的第一层和包括第二纤维类型(例如具有第二原纤化水平的纤维)的第二层的过滤介质可以具有跨越界面的纤维类型之间的突然转变。换句话说，过滤介质的层中的每一个均可以相对不同。其他类型的梯度也是可能的。
在过滤介质包括至少第一层和第二层(例如上游纤维网层和下游纤维网层)的实施方案中，例如，在图1中说明性示出的实施方案中，各层中的每一个中的原纤化纤维(如果存在的话)的平均CSF值可以不同。例如，如果原纤化纤维被包括在第一层(例如上游层)中，则在第一层中原纤化纤维的CSF值可以在约10mL至约800mL的范围内。
在某些实施方案中，在第一层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可以大于或等于1mL、大于或等于约10mL、大于或等于约20mL、大于或等于约35mL、大于或等于约45mL、大于或等于约50mL、大于或等于约65mL、大于或等于约70mL、大于或等于约75mL、大于或等于约80mL、大于或等于约100mL、大于或等于约110mL、大于或等于约120mL、大于或等于约130mL、大于或等于约140mL、大于或等于约150mL、大于或等于约175mL、大于或等于约200mL、大于或等于约250mL、大于或等于约300mL、大于或等于约350mL、大于或等于约500mL、大于或等于约600mL、大于或等于约650mL、大于或等于约700mL、或者大于或等于约750mL。
在一些实施方案中，在第一层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可以小于或等于约800mL、小于或等于约750mL、小于或等于约700mL、小于或等于约650mL、小于或等于约600mL、小于或等于约550mL、小于或等于约500mL、小于或等于约450mL、小于或等于约400mL、小于或等于约350mL、小于或等于约300mL、小于或等于约250mL、小于或等于约225mL、小于或等于约200mL、小于或等于约150mL、小于或等于约140mL、小于或等于约130mL、小于或等于约120mL、小于或等于约110mL、小于或等于约100mL、小于或等于约90mL、小于或等于约85mL、小于或等于约70mL、小于或等于约50mL、小于或等于约40mL、或者小于或等于约25mL。也可以是上述参考范围的组合(例如，原纤化纤维的平均CSF值大于或等于约10mL并且小于或等于约300mL、大于或等于约150mL并且小于或等于250mL、大于或等于约10mL并且小于或等于300mL、大于或等于约50mL并且小于或等于400mL、大于或等于约50mL并且小于或等于85mL、或大于或等于约10mL并且小于或等于100mL，或其他上述参考范围中的任意范围)。也可以是其他范围。在第一层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可以基于一种类型的原纤化纤维或多于一种类型的原纤化纤维。
在一些实施方案中，第一层中原纤化纤维的重量百分比为约1重量％或更大、约2.5重量％或更大、约5重量％或更大、约10重量％或更大、约15重量％或更大、或者约20重量％或更大。在一些实施方案中，第一层中原纤化纤维的重量百分比为约60重量％或更少、约50重量％或更少、约30重量％或更少、或者约21重量％或更少。应该理解的是，第一层中原纤化纤维的重量百分比可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，第一层中原纤化纤维的重量百分比可以为约1重量％至约60重量％；一些实施方案中，约2.5重量％至约60重量％；一些实施方案中，约5重量％至约60重量％；一些实施方案中，约10重量％至约50重量％；一些实施方案中，约10重量％至约40重量％；一些实施方案中，约10重量％至约30重量％；一些实施方案中，约10重量％至约25重量％；以及一些实施方案中，按重量计约10％至约20％、按重量计约1％至约10％、按重量计约2.5％至约10％、按重量计约5％至约10％、按重量计约1％至约15％、按重量计约2.5％至约15％、按重量计约5％至约15％、按重量计约10％至约15％、按重量计约1％至约20％、按重量计约2.5％至约20％、按重量计约5％至约20％、按重量计约15％至约20％等。
如果原纤化纤维被包括在第二层(例如下游层)中，则第二层中的原纤化纤维的平均CSF值可以在约10mL至约800mL的范围内。
在某些实施方案中，在第二层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可以大于或等于1mL、大于或等于约10mL、大于或等于约20mL、大于或等于约35mL、大于或等于约45mL、大于或等于约50mL、大于或等于约65mL、大于或等于约70mL、大于或等于约75mL、大于或等于约80mL、大于或等于约100mL、大于或等于约110mL、大于或等于约120mL、大于或等于约130mL、大于或等于约140mL、大于或等于约150mL、大于或等于约175mL、大于或等于约200mL、大于或等于约250mL、大于或等于约300mL、大于或等于约350mL、大于或等于约500mL、大于或等于约600mL、大于或等于约650mL、大于或等于约700mL、或者大于或等于约750mL。
在一些实施方案中，在第二层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可以小于或等于约750mL、小于或等于约700mL、小于或等于约650mL、小于或等于约600mL、小于或等于约550mL、小于或等于约500mL、小于或等于约450mL、小于或等于约400mL、小于或等于约350mL、小于或等于约300mL、小于或等于约250mL、小于或等于约225mL、小于或等于约200mL、小于或等于约150mL、小于或等于约140mL、小于或等于约130mL、小于或等于约120mL、小于或等于约110mL、小于或等于约100mL、小于或等于约90mL、小于或等于约85mL、小于或等于约70mL、小于或等于约50mL、小于或等于约40mL、或者小于或等于约25mL。也可以是上述参考范围的组合(例如，原纤化纤维的平均CSF值大于或等于约10mL并且小于或等于300mL、大于或等于约150mL并且小于或等于250mL、大于或等于约10mL并且小于或等于300mL、大于或等于约50mL并且小于或等于400mL、大于或等于约50mL并且小于或等于85mL、或者大于或等于约10mL并且小于或等于100mL，或本文中所描述的其他范围中的任意范围)。也可以是其他范围。在第二层中使用的原纤化纤维的平均CSF值可以基于一种类型的原纤化纤维或多于一种类型的原纤化纤维。
在一些实施方案中，第二层中原纤化纤维的重量百分比为约1重量％或更大、约2.5重量％或更大、约5重量％或更大、约10重量％或更大、约15重量％或更大、或者约20重量％或更大。在一些实施方案中，第二层中原纤化纤维的重量百分比为约60重量％或更少、约50重量％或更少、约30重量％或更少、或者约21重量％或更少。应该理解的是，第二层中原纤化纤维的重量百分比可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，第二层中原纤化纤维的重量百分比可以约1重量％至约60重量％；在一些实施方案中，约2.5重量％至约60重量％；在一些实施方案中，约5重量％至约60重量％；在一些实施方案中，约10重量％至约50重量％；在一些实施方案中，约10重量％至约40重量％；在一些实施方案中，约10重量％至约30重量％；在一些实施方案中，约10重量％至约25重量％；以及在一些实施方案中，按重量计约10％至约20％、按重量计约1％至约10％、按重量计约2.5％至约10％、按重量计约5％至约10％、按重量计约1％至约15％、按重量计约2.5％至约15％、按重量计约5％至约15％、按重量计约10％至约15％、按重量计约1％至约20％、按重量计约2.5％至约20％；按重量计约5％至约20％、按重量计约15％至约20％等。
如上面所指出的，原纤化纤维的量和原纤化水平在过滤介质的纤维网层之间可以不同。例如，在过滤介质的第一层是上游层并且过滤介质的第二层是下游层的情况下，原纤化纤维的相对量和原纤化水平可以不同。在一些实施方案中，与下游层相比上游层具有较少的原纤化程度(例如较大的平均CSF)。在其他实施方案中，与下游层相比上游层具有更大的原纤化程度。在一些实施方案中，上游层中原纤化纤维的百分比比下游层中原纤化纤维的百分比相对较小。在其他实施方案中，上游层中原纤化纤维的百分比大于下游层中原纤化纤维的百分比。
在过滤介质包括至少第一层和第二层的某些实施方案中，第二层可以包括比第一层更多的原纤化纤维(例如，比第一层多以下量的原纤化纤维：至少5％、至少10％、至少20％、至少40％、至少60％、至少80％、至少100％、至少150％、至少200％、至少300％、至少400％、至少500％或至少1000％)。例如，第二层可以包括比第一层多以下不同百分比的原纤化纤维：约5％至约500％、约5％至约10％、约5％至约20％、约10％至约20％、约5％至约30％、约5％至约40％、约20％至约30％、约30％至约40％、约10％至约50％、5约％至约50％、约20％至约50％、约30％至约50％、约10％至约100％、约50％至约200％、约100％至约300％、或约300％至约500％。
在其他实施方案中，第一层可以包括比第二层更多的原纤化纤维(例如，比第二层多以下百分比的原纤化纤维：至少10％、至少20％、至少40％、至少60％、至少80％、至少100％、至少150％、至少200％、至少300％、至少400％、至少500％或至少1000％)。例如，第一层可以包括比第二层多以下不同百分比的原纤化纤维：约5％至约500％、约5％至约10％、约5％至约20％、约10％至约20％、约5％至约30％、约5％至约40％、约20％至约30％、约30％至约40％、约10％至约50％、5约％至约50％、约20％至约50％、约30％至约50％、约10％至约100％、约50％至约200％、约100％至约300％、或约300％至约500％。
也可以为其他范围。在一些情况下，在每个层中存在相同量的原纤化纤维。
在纤维网包括至少第一层和第二层的一些实施方案中，第二层可以包括比第一层的原纤化纤维具有更高原纤化程度的原纤化纤维。例如，第一层的原纤化纤维的平均CSF值可以比第二层的原纤化纤维的平均CSF值大至少5％、至少10％、至少20％、至少40％、至少60％、至少80％、至少100％、至少150％、至少200％、至少300％、至少400％或至少500％。例如，第一层的原纤化纤维的平均CSF值可以比第二层的原纤化纤维的平均CSF值大大约5％至约500％、约5％至约10％、约5％至约20％、约10％至约20％、约5％至约30％、约5％至约40％、约20％至约30％、约30％至约40％、约10％至约50％、5约％至约50％、约20％至约50％、约30％至约50％、约10％至约100％、约50％至约200％、约100％至约300％、或约300％至约500％。
在其他实施方案中，第一层可以包括比第二层的原纤化纤维具有更高原纤化程度的原纤化纤维。例如，第二层的原纤化纤维的平均CSF值可以比第一层的原纤化纤维的平均CSF值大至少10％、至少20％、至少40％、至少60％、至少80％、至少100％、至少150％、至少200％、至少300％、至少400％或至少500％。例如，第二层的原纤化纤维的平均CSF值可以比第一层的原纤化纤维的平均CSF值大大约5％至约500％、约5％至约10％、约5％至约20％、约10％至约20％、约5％至约30％、约5％至约40％、约20％至约30％、约30％至约40％、约10％至约50％、5约％至约50％、约20％至约50％、约30％至约50％、约10％至约100％、约50％至约200％、约100％至约300％、或约300％至约500％。
也可以为其他范围。在一些情况下，在每个层中的原纤化纤维具有相同的原纤化水平。
在某些实施方案中，过滤介质可以包括贯穿过滤介质的部分厚度的一个或多个特性的梯度。在不存在特性梯度的部分过滤介质中，贯穿介质的上述部分的特性可以基本上不变。如本文中所描述的，在一些情况下，特性的梯度包括跨越过滤介质的厚度的不同比例的组分(例如一类原纤化纤维、一类非原纤化合成纤维、添加剂、粘结剂)。在一些实施方案中，组分可以以不同于过滤介质的另外部分的量或浓度存在。在其他实施方案中，组分存在于过滤介质的一部分中，而不存在于过滤介质的另外部分中。还可以有其他配置。
在一些实施方案中，过滤介质具有在过滤介质的两个或更多个区域中的一个或更多个特性的梯度。例如，具有三个层的过滤介质可以具有跨越第一层和第二层的一个特性的第一梯度以及跨越第二层和第三层的另一特性的第二梯度。在一些实施方案中第一梯度和第二梯度可以相同，或者在其他实施方案中可以不同(例如，通过跨越过滤介质的厚度的特性的逐渐变化与突然变化进行表征)。还可以为其他配置。
过滤介质可以包括取决于具体应用和所期望的性能特征的任意合适数目的层，例如，至少2、3、4、5、6、7、8或9层。应该理解的是，在一些实施方案中，形成过滤介质的层跨越过滤介质的厚度可以彼此难区分。因此，在一些情况下，由例如多个“层”(例如纤维网)或两个“原纤化纤维和非原纤化合成纤维混合物”形成的过滤介质也可以被表征为具有跨越过滤介质的特性的梯度的单个“层”(或复合层)。
本文中所述的纤维网可以用于整体过滤装置或过滤元件。在一些实施方案中，对于过滤元件中纤维网包括有附加层或组分(例如设置成与纤维网相邻，与纤维网的一侧或两侧接触)。纤维网可以与使用任意适合的方法(例如湿法成网、干法成网、纺粘法、静电纺丝、基于驻极体法、熔喷法等)由任意合适的材料形成的另一过滤层组合。在一些实施方案中，在过滤元件中，纤维网被用作预过滤层，并且使用不同层(例如湿法成网、干法成网、熔喷法、粗纤维驻极体介质、纺粘法、静电纺丝)作为主过滤层。然而，可以理解的是，纤维网还可以单独使用，或与另一过滤层组合作为主过滤器。
如本文中所描述的，在一些实施方案中，网的两个或更多个层可以单独形成，并且通过任意合适的方法例如层压、排序或通过使用粘合剂来进行组合。两个或更多个层可以使用不同工艺或相同工艺来形成。例如，每个层均可以通过湿法成网工艺、干法成网工艺、旋涂工艺、熔喷工艺或任意其他合适的工艺来独立形成。
在一些实施方案中，两个或更多个层可以通过相同工艺(例如湿法成网工艺、干法成网工艺、旋涂工艺、熔喷工艺或任意其他合适的工艺)来形成。在一些情况下，两个或更多个层可以同时形成。在一些实施方案中，跨越两个或更多个层可以存在至少一个特性的梯度。
在使用过滤介质的层或附加层作为熔喷层的情况下，它可以是如在以下专利文献中所描述的熔喷布：例如，2009年5月14日提交的基于美国专利申请序列第12/266,892号的共同拥有的美国专利公开第2009/0120048号或2010年12月17日提交的共同拥有的美国专利申请序列第12/971,539号，两者的全部内容通过引用并入到本文中。
一个或更多个附加纤维网的纤维可以具有任意合适的尺寸。例如，附加纤维网层(例如熔喷层)的纤维的平均直径可以为约0.01微米至约20微米、约0.05微米至约15微米、约0.1微米至约10微米、约0.2微米至约10微米、约0.5微米至约6微米、约0.5微米至约5微米、约0.5微米至约4微米、约0.5微米至约3微米、约0.5微米至约2微米、约0.5微米至约1.5微米、或约0.5微米至约1微米。一些实施方案中，附加纤维网层的纤维的平均长度可以为约3微米至约12微米、约4微米至约6微米、或约5微米至约7微米，或者可以是连续的纤维(例如熔喷布)。
在附加纤维网是熔喷层的情况下，该网可以由平均直径为约0.1微米至约1.5微米的纤维形成。例如，纤维网可以包括平均直径在以下范围的熔喷纤维：约0.1mL至约1.3mL、约0.1mL至约1.2mL、约0.1mL至约1.0mL、约0.25mL至约1.0mL、约0.1mL至约0.8mL、约0.1mL至约0.7mL、约0.1mL至约0.6mL、约0.1mL至约0.5mL、约0.1mL至约0.4mL、约0.5mL至约5mL、约0.5mL至约4mL、约0.5mL至约3mL、约0.5mL至约2mL、约0.5mL至约1.5mL、或约0.5mL至约1mL。在一些实施方案中，熔喷纤维的平均直径可以为约1.5微米或更小、约1.4微米或更小、约1.3微米或更小、约1.2微米或更小、约1.1微米或更小、约1.0微米或更小、约0.9微米或更小、约0.8微米或更小、约0.7微米或更小、约0.6微米或更小、约0.5微米或更小、约0.4微米或更小、或者约0.3微米或更小。在其他实施方案中，熔喷纤维的平均直径可以大于约0.2微米、大于约0.4微米、大于约0.6微米、大于约0.8微米、大于约1.0微米或大于约1.2微米。如本文中所使用的，纤维直径使用扫描电子显微镜来测量。
附加纤维网通常可以具有任意合适的厚度。在一些实施方案中，纤维网的厚度为约0.01mm至约50mm或0.05mm至约50mm。例如，纤维网的厚度可以为约0.1mm至约30mm、约0.5mm至约10mm、约1mm至约5mm、约0.01mm至约1mm、约0.02mm至约0.8mm、约0.03mm至约0.5mm、约0.05mm至约0.3mm、或约0.05mm至约0.5mm。在一些情况下，纤维网的厚度可以小于约1mm、小于约0.8mm、小于约0.5mm、或小于约0.25mm。在其他情况下，纤维网的厚度可以大于约0.03mm、大于约0.1mm、大于约0.25mm、大于约0.5mm或大于约0.7mm。如本文中所提到的，厚度根据标准ISO 534在2N/cm2下测试来确定。
一个或更多个附加纤维网的单位面积重量通常可以根据需要来进行选择。在一些实施方案中，纤维网的单位面积重量可以为约1.0g/m2至约100g/m2。例如，纤维网的单位面积重量可以为约1.0g/m2至约70g/m2、约1.0g/m2至约50g/m2、约3.0g/m2至约30g/m2之、或约3.0g/m2至约20g/m2。在一些实施方案中，纤维网的单位面积重量大于约1g/m2(例如大于约10g/m2、大于约25g/m2)、和/或小于约100g/m2(例如小于约90g/m2、小于约75g/m2)。如本文中所提到的，单位面积重量根据ISO 536标准而确定。
附加纤维网的平均孔径通常可以根据需要来进行选择。在一些实施方案中，纤维网的平均孔径为约1微米至约30微米。例如，平均孔径可以为约1微米至约20微米、约1微米至约15微米、约5微米至约15微米、约1微米至约10微米、或约5微米至约15微米。在某些实施方案中，平均孔径可以小于约30微米、小于约25微米、小于约20微米、小于约15微米、小于约10微米或小于约5微米。在其他实施方案中，平均孔径可以大于约5微米、大于约10微米、大于约15微米、大于约20微米、大于约25微米或大于约30微米。平均孔径还可以为其他值和其他范围。如本文中所使用的，平均孔径根据标准ASTM F-316-80方法B，BS6410，例如，使用由Porous Materials公司制造的毛细管流动孔径分析仪(Capillary Flow Porometer)来测量。
附加层可以包括具有合成纤维或天然存在的纤维的纤维网。在使用合成纤维的情况下，可以选择合适的热塑性聚合物材料。示例性聚合物材料包括：聚烯烃(例如聚丙烯)、聚酯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对萘二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(例如尼龙)、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚氨酯(例如热塑性聚氨酯)。任选地，聚合物可以包含氟原子。这种聚合物的实例包括PVDF和PTFE。
附加层可以包括具有原纤化纤维或非原纤化纤维的纤维网。在一些实施方案中，对于具有原纤化纤维的附加纤维网，纤维的原纤化的平均CSF水平可以为0mL或更大、约10mL或更大、约20mL或更大、约35mL或更大、约45mL或更大、约50mL或更大、约75mL或更大、约100mL或更大、约150mL或更大、约200mL或更大、约250mL或更大、约300mL或更大、约350mL或更大、约400mL或更大、约500mL或更大、或者约600mL或更大。在一些实施方案中，附加纤维网层中原纤化纤维的平均CSF值为约1000mL或更小、约850mL或更小、约600mL或更小、约500mL或更小、约400mL或更小、约350mL或更小、约300mL或更小、约250mL或更小、约200mL或更小、约150mL或更小、约100mL或更小、约50mL或更小、或者约45mL或更小。应该理解的是，平均CSF值可以在上面指出的下限与上限中的任意值之间。例如，原纤化纤维的平均CSF值可以为约45mL至约1000mL、约50mL至约850mL、约75mL至约850mL、约100mL至约1000mL、约150mL至约600mL、约100mL至约300mL、约150mL至约300mL、约100mL至约350mL、约150mL至约350mL、约100mL至约400mL、约150mL至约400mL、约100mL至约450mL、约150mL至约450mL、约200mL至约500mL、约200mL至约400mL、约200mL至约300mL、约250mL至约300mL等。
可以通过任意合适的方法将不同的层粘附在一起。例如，可以通过粘合剂和/或熔融接合将层粘附在彼此任一侧上。在一些实施方案中，附加层可以经由附加流浆箱或涂料器由任意类型的纤维或纤维的共混物形成并且适当地粘附到另一层。
因此，对于一些实施方案，预过滤器或主过滤器可以包括与适当的附加层组合的本文中所描述的纤维网。在一些实施方案中，根据本文中所讨论的实施方案主要包括原纤化纤维和非原纤化合成纤维的多个纤维网层叠在一起以形成用作预过滤器和/或主过滤器的多个层片。
纤维网(和得到的过滤介质)可以具有在下面的段落中描述的多种期望的特性和特征。
纤维网的总的单位面积重量可以根据以下因素而变化：例如，给定的过滤应用的强度要求、用于形成过滤介质的材料、以及所需过滤效率水平和许可的压降和阻力水平。在本文中所描述的某些实施方案中，一些纤维网可以在获得有利的过滤性能或机械特性的同时具有低的总的单位面积重量。例如，并入提供纤维网的增强的表面区域的原纤化纤维的纤维网可以具有较低的单位面积重量而不牺牲强度。
在一些实施方案中，纤维网的单位面积重量可以在以下范围内：约5g/m2至约1000g/m2、约10g/m2至约1000g/m2、约15g/m2至约500g/m2、约15g/m2至约150g/m2、约30g/m2至约150g/m2、约90g/m2至约150g/m2、约30g/m2至约100g/m2、或约40g/m2至约70g/m2。如本文中所确定的，纤维网的单位面积重量根据ISO 536标准来测量。值以克每平方米来表示。
本文中所提到的，厚度根据ISO 534在2N/cm2下测试来确定。纤维网的总厚度可以为约0.05mm至约100.0mm、约0.10mm至约50.0mm、约0.10mm至约10.0mm、约0.15mm至约1.0mm、约0.20mm至约0.90mm、约0.2mm至约0.8mm、或约0.25mm至约0.50mm。
纤维网可以呈现合适的平均流量孔径。如本文所确定的，平均流量孔径根据ASTM E1294来测量。在一些实施方案中，平均流量孔径可以为约5微米至约50微米、约5微米至约40微米、约15微米至约40微米、或约25微米至约40微米。
如上面所指出的，本文中所描述的纤维网可以被用作与主过滤器(例如熔喷层)组合的预过滤器。包括主过滤器(例如包括熔喷层)和包含本文中所描述的纤维网的预过滤器的组合过滤装置的结构特征(包括单位面积重量、厚度和平均流量孔径)也可以落入上述范围之内。
在一些实施方案中，优选地是纤维网呈现某些机械特性。例如，如上所述，主要包括原纤化纤维和非原纤化合成纤维的纤维网(例如，具有有限量的玻璃纤维或不具有玻璃纤维的纤维网)可以产生相对柔软并且强的过滤介质，在该过滤介质中不包括有与常规玻璃纤维有关的环境问题。在一些实施方案中，本文中所描述的几乎不具有甚至根本不具有玻璃纤维的纤维网相对于其中并入有相对更多的玻璃纤维的纤维网可以呈现更大的伸长率程度、破裂强度和/或拉伸强度。
在一些实施方案中，纤维网的沿机器纵向的拉伸伸长率可以大于约0.2％、大于约0.5％或大于约0.8％。例如，纤维网的沿机器纵向的拉伸伸长率可以为约0.2％至约4.0％、约0.2％至约3.0％、约0.5％至约3.5％、约0.5％至约2.0％、约1.0％至约3.0％、或约1.5％至约2.5％。在一些实施方案中，纤维网的沿机器横向的拉伸伸长率可以大于约0.2％、大于约0.5％、大于约0.8％或大于约1.0％。例如，纤维网的沿机器横向的拉伸伸长率可以为约0.2％至约6.0％、约0.2％至约5.0％、约0.2％至约4.0％、约0.5％至约4.5％、约1.0％至约3.5％、约1.0％至约3.0％、或约2.0％至约3.5％。在一些情况下，例如，通过呈现可能在过滤介质的边缘处产生的潜在损失的总体降低，呈现增大的伸长率程度的纤维网还可以是更可打摺的。
本文中所描述的纤维网可以被用作与主过滤器(例如熔喷层)组合的预过滤器。在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置可以具有以下沿机器横向的拉伸伸长率：大于约0.2％、大于约0.5％、大于约0.8％或大于约1.0％。例如，组合的预过滤器和主过滤器装置的沿机器纵向的拉伸伸长率可以为约0.1％至约10％、约0.2％至约6％、约0.5％至约5％、或约1％至约5％。在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置(例如具有作为主过滤器的熔喷层)可以具有以下沿机器纵向的拉伸伸长率：大于约0.2％、大于约0.5％或大于约0.8％。例如，组合的预过滤器和主过滤器装置的沿机器横向的拉伸伸长率可以为约0.1％至约10％、约0.2％至约6％、约0.2％至约4％、或约0.5％至约4％。
纤维网的沿机器纵向的拉伸强度可以大于约2N/15mm、大于约4N/15mm或大于约6N/15mm。例如，纤维网的沿机器纵向的拉伸强度可以为约3N/15mm至约20N/15mm、约1N/15mm至约6N/15mm、或约10N/15mm至约20N/15mm。沿机器横向纤维网的拉伸强度可以大于约1N/15mm或大于约3N/15mm并且还可以为约1N/15mm至约6N/15mm、约2N/15mm至约10N/15mm、或约3N/15mm至约9N/15mm。在一些情况下，机器横向的拉伸强度可以大于或小于机器纵向拉伸强度。
在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置(例如具有作为主过滤器的熔喷层)可以具有以下沿机器横向的拉伸强度：大于约1N/15mm、大于约2N/15mm或大于约4N/15mm。例如，组合的预过滤器和主过滤器装置(例如具有作为主过滤器的熔喷层)沿机器横向的拉伸强度可以为约1N/15mm至约25N/15mm、约3N/15mm至约20N/15mm、约1N/15mm至约6N/15mm、或约10N/15mm至约20N/15mm。在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置(例如具有作为主过滤器的熔喷层)可以具有以下沿机器纵向的拉伸强度：大于约3N/15mm、大于约5N/15mm或大于约7N/15mm。例如，组合的预过滤器和主过滤器装置(例如具有作为主过滤器的熔喷层)的沿机器纵向的拉伸强度可以在约1N/15mm至约40N/15mm、约5N/15mm至约30N/15mm、或约5N/15mm至约10N/15mm。拉伸强度和拉伸伸长率根据下面的标准EN/ISO 1924-2来进行测量。
在测量刺穿纤维网所需要的压力过程中可以使用干肖伯尔破裂试验作为在某些条件下的纤维网的承载能力的指示的强度的进一步试验。干肖伯尔破裂强度根据DIN 53113来测量。在一些实施方案中，纤维网的干肖伯尔破裂强度可以大于约15kPa、大于约30kPa、大于约40kP、或者为约5kPa至约120kPa、约5kPa至约50kPa、或约30kPa至约100kPa。
在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置(例如具有作为主过滤器的熔喷层)可以具有以下干肖伯尔破裂强度：大于约15kPa、大于约20kPa、大于约25kPa、大于约30kPa、或者为约1kPa至约250kPa、约5kPa至约200kPa、约15kPa至约150kPa、或约30kPa至约100kPa。
本文所描述的纤维网还可以呈现有利的过滤性能特征例如容尘量(DHC)、β效率、透气率以及其他性能特征。
本文中所描述的纤维网可以具有有利的容尘特性。在一些实施方案中，纤维网的DHC可以大于约30g/m2、大于约40g/m2、大于约60g/m2、大于约80g/m2、大于约100g/m2或大于约150g/m2。在一些情况下，纤维网的总DHC可以为约30g/m2至约250g/m2、约30g/m2至约180g/m2、约50g/m2至约230g/m2、约50g/m2至约200g/m2、约70g/m2至约200g/m2、约50g/m2至约150g/m2、约90g/m2至约150g/m2、或约100g/m2至约130g/m2。在一些实施方案中，具有其中并入的较大量的原纤化纤维(例如莱赛尔)的纤维网可以呈现比具有相对较小量的原纤化纤维(例如莱赛尔)的纤维网更大的容尘量，这可能是由于由原纤化纤维的细原纤维提供的增大的表面面积。
如上面所指出的，本文中所描述的纤维网可以用作与主过滤器(例如熔喷层)组合的预过滤器。包括主过滤器(例如包括熔喷层)和包含本文中所描述的纤维网的预过滤器的组合过滤装置可以呈现有利的容尘特性。在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置的DHC可以大于约40g/m2、大于约50g/m2、大于约60g/m2、大于约80g/m2、大于约100g/m2或大于约150g/m2。在一些实施方案中，组合的预过滤器和主过滤器装置的总DHC可以为约10g/m2至约300g/m2、约30g/m2至约250g/m2、约50g/m2至约230g/m2、约50g/m2至约200g/m2、约70g/m2至约200g/m2、约50g/m2至约150g/m2、约90g/m2至约150g/m2、或约100g/m2至约130g/m2。
如本文中所提到的，容尘量是按照ISO 16889步骤的基于多道过滤试验(Multipass Filter Test)(通过测试平面片状样品修正)在由GraphischerMaschinenbau Nordhausen GmbH(GMN)制造的多通道过滤试验台上进行。试验在10mg/升的上游重量粉尘水平(upstream gravimetric dustlevel)下使用PTI公司制造的ISO A3介质试验粉尘。试验流体是由Mobil制造的Aviation Hydraulic Fluid UNIVIS HVI 13。试验以0.42cm/秒的面速度0.025L/cm2min的液压负荷运行直到获得高于基线过滤压降2巴的最终压力为止。
过滤各种颗粒尺寸的效率可以使用上述多通道过滤试验来进行测量。合适的纤维网可以用来过滤具有以下尺寸的颗粒：例如，小于或等于约50微米、小于或等于约30微米、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。在试验期间内可采用十点平分来采样介质上游和下游所选择的最小颗粒尺寸(例如3微米、4微米、5微米、7微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、40微米或50微米)的颗粒数(每毫升的颗粒)。上游的颗粒数和下游的颗粒数的平均值可以在每个所选择的最小颗粒尺寸和大于该尺寸的颗粒得到。根据上游平均颗粒数(注入的，C0)和平均下游颗粒数(通过的，C)可以通过关系[(1-[C/C0])＊100％]来确定所选择的每个最小颗粒尺寸的液体过滤效率试验值。
效率还可以用β效率比来表示，表示为β(x)＝y，其中，x是将获得表示为y的C0与C的比率的最小颗粒尺寸。介质的透过分数是1除以β(x)的值(y)，而效率分数是(1-透过分数)。因此，介质的效率是100乘以效率分数，而100＊(1-1/β(x))＝效率百分比。例如，对于x微米或更大的颗粒，具有β(x)＝200的纤维网的效率为[1-(1/200)]＊100，或99.5％。
本文中所描述的纤维网可以具有宽范围的β比率，例如β(x)＝y，其中x可以为例如1微米至100微米、约1微米至约50微米、约4微米至约40微米、大于约1微米、大于约3微米、大于约10微米、大于约15微米或大于约30微米；而其中y可以为例如2至10000、大于约50、大于约100、大于约200、大于约300、大于约500、大于约800或大于约1000。应该理解的是，x和y还可以为其他值，例如，在一些情况下，y可以大于2000并且最高达到10000。还应该理解的是，对于x的任意值，y可以为代表C0与C的实际比率的任意数。同样，对于y的任意值，x可以为代表将获得等于y的C0与C的实际比率的最小颗粒尺寸的任意数。
在一些实施方案中，对于纤维网，β(x)＝200(即，β效率为200)的颗粒尺寸(例如颗粒直径)可以为约1微米至约50微米、约3微米至约50微米、约15微米至约40微米、约20微米至约40微米、或约4微米至约25微米。或者，换一种方式，对于平均直径在上面指出的范围内的颗粒，纤维网可以具有约200的β效率。
上述β效率值可应用于单一预过滤器装置以及包括预过滤器和主过滤器两者的装置。例如，对于平均直径在以下范围内的颗粒，包括主过滤器(例如包含熔喷层)和包含本文中所描述的纤维网的预过滤器的组合过滤装置可以呈现约200的β效率：约1微米至约50微米、约2微米至约50微米、约3微米至约50微米、约3微米至约35微米、约3微米至约30微米、或约10微米至约20微米。
纤维网可以呈现合适的透气率特征。在一些实施方案中，透气率可以在以下范围内：约1立方英尺每分钟每平方英尺(cfm/sf)至约500cfm/sf、约1cfm/sf至约250cfm/sf、约2cfm/sf至约250cfm/sf、约10cfm/sf至约250cfm/sf、约50cfm/sf至约125cfm/sf、约5cfm/sf至约150cfm/sf、约10cfm/sf至约150cfm/sf、或约50cfm/sf至约150cfm/sf。
对于包括主过滤器(例如包含熔喷层)和包含本文中所描的纤维网的预过滤器的组合过滤装置，透气率可以在以下范围内：约1立方英尺每分钟每平方英尺(cfm/sf)至约500cfm/sf、约1cfm/sf至约250cfm/sf、约1.5cfm/sf至约250cfm/sf、约5cfm/sf至约150cfm/sf、约6cfm/sf至约125cfm/sf、约10cfm/sf至约150cfm/sf、或约10cfm/sf至约50cfm/sf。
如本文中所确定的，透气率根据EN ISO 9237来测量。透气率是空气阻力的反函数并且可以用弗雷泽渗透测试仪(Frazier PermeabilityTester)使用10cm2的测试区域在40cm/s的面速度进行测量。弗雷泽渗透测量仪在样品的0.5英寸水压差的固定压力差下每单位时间通过单位面积样品的空气体积。
纤维网的空气阻力根据上述透气率试验进行测量。在一些实施方案中，纤维网的空气阻力可以在以下范围内：约0.5毫巴至约50毫巴、约0.5毫巴至约10毫巴、或约0.5毫巴至约2毫巴。
本文中所描述的纤维网可以使用合适的工艺例如使用湿法成网工艺或干法成网工艺来制造。通常，湿法成网工艺包括将纤维混合在一起，例如，非原纤化合成纤维(例如单组分纤维和/或双组分纤维)可以与原纤化纤维(例如莱赛尔纤维)或任意其他组分(例如其他类型的合成纤维)混合在一起以提供纤维浆料。在一些情况下，浆料是水基浆料。在某些实施方案中，非原纤化合成纤维、原纤化纤维和任意其他适合的纤维在被混合在一起(例如，以获得混合物中更大的均匀性程度)之前可选择地分开储存或组合储存在不同的储存罐中。
例如，非原纤化合成纤维可以在一个容器中一起被混合并制浆，并且原纤化纤维可以在单独的容器中被混合并制浆。非原纤化合成纤维和原纤化纤维可以随后被一起组合成单一的纤维混合物。适合的纤维可以在被混合在一起之前和/或之后通过碎浆机加工。在一些实施方案中，非原纤化合成纤维、原纤化纤维和/或其他合成纤维的组合物在被混合在一起之前通过碎浆机和/或储存罐被加工。可以理解的是，还可以向混合物中引入其他组分。
可以使用任意合适的方法用来制造纤维浆料。在一些实施方案中，向浆中添加另外的添加剂以方便加工。也可以将温度调节到合适的范围，例如33°F至100°F(例如50°F至85°F)。在一些情况下，保持浆料的温度。在一些情况下，未主动调节温度。
在一些实施方案中，湿法成网工艺使用与常规造纸工艺相似的设备，例如，水力碎浆机、成形机或流浆箱、干燥机和可选的转化器。如上面所讨论的，可以在一个或更多个碎浆机中制备浆料。浆料在碎浆机中适当地混合之后，可以将浆料泵送至流浆箱中，在流浆箱中浆料可以或可以不与其他浆料组合。可以或可以不添加其他添加剂。浆料还可以用附加水稀释以使得纤维的最终浓度在合适的范围内，例如，如按重量计为约0.1％至0.5％。
在一些情况下，纤维浆料的pH可以根据需要来调节。例如，浆料的纤维可以在一般中性条件下分散。
在将浆料送至流浆箱之前，浆料可以任选地通过离心净浆器和/或压力筛，以去除未纤维化的材料。浆料可以或可以不通过附加设备例如精研机(refiner)或高频疏解机(deflaker)以进一步提高纤维的分散或纤维的原纤化。例如，高频疏解机对平滑或去除可能在形成纤维浆料过程中的任意点处产生的块或突起物有用。纤维可以随后使用任意合适的设备(例如长网造纸机、回转造纸机、圆网造纸机或斜网长网造纸机)收集在筛或网上。
如上所讨论的，多个层可以适当地布置或堆叠在一起。在一些实施方案中，纤维网形成并且使用设置在层之间的合适的粘合剂层叠在一起。或者，例如可以通过合适的加热步骤将纤维网熔融接合在一起。
在某些实施方案中，两个或更多个层通过湿法成网工艺形成。例如，溶剂(例如水溶剂如水)中包含纤维的第一分散体(例如纸浆)可以被施加到造纸机器(例如长网造纸机或回转造纸机)中的网输送带上以形成由网输送带支承的第一层。在网上沉积第一层的同时或者之后在第一层上施加溶剂(例如水溶剂如水)中包含纤维的第二分散体(例如另一纸浆)。在上述过程中持续向第一纤维分散体和第二纤维分散体施加真空以从纤维中除去溶剂，由此形成包含第一层和第二层的制品。然后对由此形成的制品进行干燥，并且，如果有必要，通过使用已知方法进一步处理(例如压光机)以形成多层纤维网。在一些实施方案中，这样的过程可能导致跨越两个或更多个层的厚度的至少一个特性的梯度。
在一些实施方案中，该工艺包括将粘结剂(和/或其他组分)引入预成型的纤维层(例如包括具有非原纤化合成纤维的莱赛尔)中。在一些实施方案中，当纤维层沿着适当的筛或网通过时，将可以为单独乳液形式的粘结剂中包含的不同组分使用合适的技术添加到纤维层中。在一些情况下，将粘结剂树脂的每个组分在与其他组分和/或纤维层组合之前混合成乳液。在一些实施方案中，可以使用例如重力和/或真空将粘结剂中包含的组分拉动穿过纤维层。在一些实施方案中，粘结剂树脂中包括的一个或更多个组分可以使用软化水稀释并泵送至纤维层中。在一些实施方案中，可以通过喷涂到形成的介质上或通过任意其他合适的方法(例如施胶压榨、泡沫饱和、幕涂、棒涂以及其他方法)来将粘结剂引入纤维层。在一些实施方案中，粘结剂材料可以在将浆料引入至流浆箱中之前施加到纤维浆料中。例如，粘结剂材料可以被引入(例如注入)到纤维浆中并且浸渍纤维和/或沉淀到纤维上。
在其他实施方案中，使用干法成网工艺。在干法成网工艺中，可以使用气流成网工艺或梳棉工艺。例如，在气流成网工艺中，非原纤化合成纤维可以在空气被吹入传送带上的同时沿原纤化纤维(莱赛尔)混合，然后施用粘结剂。在梳棉工艺中，在一些实施方案中，在施用粘结剂之前通过辊和与辊有关的延伸部分(例如钩、针)来操纵纤维。一些情况下，通过干法成网工艺形成纤维网对生产高度多孔介质可能更合适。如上面所讨论的，干纤维网可以使用任意合适的粘结剂树脂浸渍(例如经由饱和、喷射等)。
本文中所公开的纤维网和过滤介质可以并入到多种过滤元件以在多种应用(包括：液压过滤应用和非液压过滤应用、燃料应用、润滑剂应用、空气应用以及其他应用)中使用。液压过滤器(例如高压过滤器、中压过滤器和低压过滤器)的示例性用途包括移动过滤器和工业过滤器。
在使用过程中，纤维网在流体流过过滤介质时将颗粒机械地捕获在层上或层中。纤维网无需带电来增强污染物的捕获。因此，在一些实施方案中，过滤介质是不带电的。然而，在一些实施方案中，过滤介质可以带电。
实施例
下面的实施例旨在说明本发明的某些实施方案，而不应被解释为对本发明的限制，并且未举例说明本发明的全部范围。
制造了包括非原纤化合成纤维和莱赛尔纤维的混合物的八个纤维网(实施例1至实施例8)。包括聚酯纤维的每个纤维网是从不同制造商购得的。PES 0.3dtex TA04PN 5mm聚酯纤维是从Teijin获得的，PES 0.6dtex CHDA 9056mm聚酯纤维是从Barnet获得的。从Teijin获得的PES0.3dtex纤维的平均直径为2微米至3微米。从Barnet获得的PES 0.6dtex纤维的平均直径为5微米至6微米。每个纤维网还包括莱赛尔纤维。莱赛尔纤维是从STW获得的莱赛尔VZL 5mm纤维，其具有240的原纤化的CSF水平和48至50的SR。八个纤维网中的四个包括热塑性双组分纤维，具体地是从Teijin获得的Bico TJ04CN 1.7dtex/5mm纤维。
下面提供的表1中列出了八个纤维网组成中的每一个的纤维的相对重量百分比。如所示出的，PES 0.3dtex和PES 0.6dtex纤维以50∶50的比率混合。对于纤维网组成的每一个的纤维，莱赛尔纤维的重量百分比在12％至21％的范围内。实施例1、实施例3、实施例5和实施例7的纤维网不含热塑性双组分纤维，而实施例2、实施例4、实施例6和实施例8的纤维网包括占纤维网的纤维的重量的4.5％的量的热塑性双组分纤维。
表1：实施例1至实施例8的纤维网的组成
形成实施例1至实施例8中的纤维网的工艺如下。在湿法成网工艺中将纤维进行混合并制浆以形成水基纤维浆料。莱赛尔纤维与水一起放置在容器中以便形成体积为400L的浆料。将莱赛尔混合物与其他非原纤化合成纤维(即，PES 0.3dtex纤维、PES 0.6dtex纤维和双组分纤维)分开，搅拌莱赛尔混合物并制浆10分钟。对于实施例1、实施例3、实施例5和实施例7，将PES 0.3dtex纤维和PES 0.6dtex纤维在与莱赛尔分开的容器中混合并制浆。对于实施例2、实施例4、实施例6和实施例8，将PES 0.3dtex纤维、PES 0.6dtex纤维和双组分纤维混合并在与莱赛尔分开的容器中制浆。将莱赛尔纤维和非原纤化合成纤维各自的混合物一起混合到容器中，随后向容器中添加水使得纤维浆料的总体积达到2600L。在该过程的不同点处使用高频疏解机来除去纤维块并且普遍增加纤维浆料的均匀性。
混合之后，将浆料泵送至流浆箱中。之后，纤维浆料流出流浆箱并且被放置在倾斜的网上，接着纤维浆在该网上被收集，在热的圆网造纸机上干燥并且形成为过滤介质。介质还包含在制造过程中添加的丙烯酸粘结剂树脂。
为了与实施例1至实施例8进行对比，还使用除了所有纤维都是玻璃纤维之外与上面所描述的相同的过程制造了玻璃纤维网。除使用全玻璃纤维之外，该制造方法与实施例1至实施例8的上述方法相同，包括丙烯酸粘结剂树脂的并入。玻璃纤维网经测量具有约60g/cm2的单位面积重量。
过滤介质的性能特征使用不同尺寸的微米颗粒——5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米和40微米——用多通道过滤试验进行测量。通过多通道过滤试验测量过滤介质的β效率比和容尘量。还使用之前讨论的拉伸强度和破裂强度试验评估了过滤介质的包括拉伸伸长率、拉伸强度和破裂强度的机械特征。在下面提供的表2中列出了实施例1至实施例8的过滤介质的各种结构特性、机械特性和性能特性。
表2：实施例1至实施例8的结构特性、机械特性和性能特性。
据观察，随着纤维网中莱赛尔的量的增加，沿机器横向和机器纵向两者的纤维网的拉伸伸长率普遍增大。图2A至图2B示出了根据纤维网实例中并入的莱赛尔的量的分别沿机器横向和机器纵向两者的拉升伸长率的在表2中给出的数据的趋势。在这些图中，测量了对于每—个均具有纤维网中并入的相应量的莱赛尔百分比的纤维网的沿机器横向和机器纵向的平均拉伸伸长率。因此，图2A示出了：对于实施例1和实施例2(对于具有纤维网中并入的12％的量的莱赛尔的纤维网进行计算)的沿机器横向测量的平均拉伸伸长率；对于实施例3和实施例4(对于具有纤维网中并入的15％的量的莱赛尔的纤维网进行计算)的沿机器横向测量的平均拉伸伸长率；对于实施例5和实施例6(对于具有纤维网中并入的18％的量的莱赛尔的纤维网进行计算)的沿机器横向测量的平均拉伸伸长率；以及对于实施例7和实施例8(对于具有纤维网中并入的21％的量的莱赛尔的纤维网进行计算)的沿机器横向测量的平均拉伸伸长率。图2B示出了：对于实施例1和实施例2的沿机器纵向测量的平均拉伸伸长率；对于实施例3和实施例4的沿机器纵向测量的平均拉伸伸长率；对于实施例5和实施例6的沿机器纵向测量的平均拉伸伸长率；以及对于实施例7和实施例8的沿机器纵向测量的平均拉伸伸长率。
还观察到包括双组分纤维的纤维网与未并入双组分纤维的纤维网相比呈现沿机器横向和机器纵向两者的更大的拉伸伸长率。图3A至图3B示出了对于并入双组分纤维的纤维网和未并入双组分纤维的纤维网的分别沿机器横向和机器纵向两者的拉伸伸长率相对差。在这些图中，测量了并入双组分纤维的纤维网和未并入双组分纤维的纤维网的平均拉伸伸长率。因而，图3A示出了：对于实施例1、实施例3、实施例5和实施例7(对于未并入双组分纤维的纤维网进行计算)的沿机器横向测量的平均拉伸伸长率；以及对于实施例2、实施例4、实施例6和实施例8(对于具有其中并入的4.5％的量的双组分纤维的纤维网进行计算)的沿机器横向测量的平均拉伸伸长率。图3B示出了：对于实施例1、实施例3、实施例5和实施例7的沿机器纵向测量的平均拉伸伸长率；对于实施例2、实施例4、实施例6和实施例8的沿机器纵向测量的平均拉伸伸长率。
图4示出了沿机器横向的拉伸伸长率的比较：100％的纤维是使用包括占纤维重量的21％的莱赛尔合成并且其中未并入双组份纤维的纤维网(实施例7)；100％的纤维是使用包括占纤维重量的21％的莱赛尔和使用占纤维重量的4.5％的双组份纤维合成的纤维网(实施例8)。与常规玻璃纤维网相比，包括莱赛尔的纤维网的机器横向拉伸伸长率较大，并且共同包括莱赛尔和双组分纤维两者的纤维网的拉伸伸长率更大。
图5示出了在使用上述多通道过滤试验测量时实施例7、实施例8与常规玻璃纤维网之间的容尘量的比较。与常规玻璃纤维网相比较，包括莱赛尔的纤维网的容尘量较大，并且共同包括莱赛尔和双组分纤维两者的纤维网的容尘量更大。
还观察到，莱赛尔的量增大的纤维网比莱赛尔的量较少的纤维网呈现相对较大的破裂强度特性。图6示出了对于其中并入增大的量的莱赛尔的纤维网的破裂强度的表2中提供的数据的趋势。测量了每一个均具有相应量的莱赛尔百分比的纤维网的平均破裂强度。因此，分别测量了以下平均破裂强度：实施例1和实施例2(具有12％的量的莱赛尔的纤维网)；实施例3和实施例4(具有15％的量的莱赛尔的纤维网)；实施例5和实施例6(具有18％的量的莱赛尔的纤维网)；以及实施例7和实施例8(具有21％的量的莱赛尔的纤维网)。
还观察到了并入双组分纤维的纤维网比未并入双组分纤维的纤维网呈现更大的破裂强度。图7示出了并入双组分纤维的纤维网与未并入双组分纤维的纤维网相比较的破裂强度差。在该图中，分别测量了以下平均破裂强度：实施例1、实施例3、实施例5和实施例7(不包括双组分纤维的纤维网)；以及实施例2、实施例4、实施例6和实施例8(具有其中并入的4.5％的量的双组分纤维的纤维网)。
图8示出了实施例7、实施例8与常规玻璃纤维网之间的破裂强度特性的比较。与常规玻璃纤维网相比较，包括莱赛尔的纤维网的破裂强度较大，并且包括莱赛尔和双组分纤维两者的纤维网的破裂强度更大。
观察到，与具有较少量的莱赛尔的纤维网相比较，具有较大量的莱赛尔的纤维网呈现沿机器横向的较大的拉伸强度。图9示出了对于其中并入增大的量的莱赛尔的纤维网的沿机器横向的拉伸强度的表2的数据的趋势。测量了对于每一个均具有相应量的莱赛尔的纤维网的沿机器横向的平均拉伸强度。因此，分别测量了以下平均机器横向拉伸强度：实施例1和实施例2(具有12％的量的莱赛尔的纤维网)；实施例3和实施例4(具有15％的量的莱赛尔的纤维网)；实施例5和实施例6(具有18％的量的莱赛尔的纤维网)；以及实施例7和实施例8(具有21％的量的莱赛尔的纤维网)。
还观察到了并入双组分纤维的纤维网比未并入双组分纤维的纤维网具有沿机器横向的更大的拉伸强度。图10示出了对于并入双组分纤维的纤维网相对于未并入双组分纤维的纤维网的沿机器横向的拉伸强度的差。在该图中，分别测量了以下平均机器横向拉伸强度：实施例1、实施例3、实施例5和实施例7(不包括双组分纤维的纤维网)；以及实施例2、实施例4、实施例6和实施例8(具有其中并入的4.5％的量的双组分纤维的纤维网)。
除上面提供的实施例之外，还制备了在纤维网中的每一个中包括的莱赛尔纤维具有不同原纤化水平的六种不同的纤维网手抄纸。在纤维网中的聚酯纤维的重量百分比为纤维的80％，而在纤维网中的莱赛尔的重量百分比为纤维的20％。聚酯纤维是上面所使用的与实施例1至实施例8中相同的PES 0.3dtex和PES 0.6dtex纤维以50∶50的比率混合。这六个实施例中不包括双组分纤维。手抄纸中的每一种的单位面积重量为约60g/m2。
图11示出了具有不同原纤化水平的纤维网的透气率和拉伸伸长率特性的比较。如所示出的，纤维网的透气率随着原纤化纤维的原纤化水平增大而减小。即，普遍观察到，对于具有增大的原纤化(例如，具有45的CSF水平)的纤维的纤维网的透气率较小。相反，观察到，对于具有较小的原纤化(例如具有850的CSF水平)的纤维的纤维网的透气率较大。
如图11所示，观察到，在纤维未充分原纤化(例如具有600、660、850的CSF水平)的情况下纤维网的拉伸伸长率减小。然而，还观察到，在纤维非常充分的原纤化(例如具有45的CSF水平)的情况下拉伸伸长率也减小。可是观察到具有240和270的CSF水平的纤维网比具有更高(例如850)CSF水平或更低(例如45)CSF水平的纤维网具有更大的测量的拉伸伸长率特性。因此，通过适当改变纤维网中的纤维的原纤化水平获得透气率和拉伸伸长率之间的良好平衡。
如此描述了本发明的至少一个实施方案的几个方面之后，应该理解本领域的技术人员会容易想到各种变化、修改和改进。这些变化、修改和改进旨在是本公开内容的一部分，并且旨在在本发明的精神和范围之内。因此，前面的描述和附图仅作为示例的方式。

Claims (68)

1.一种纤维网，所述纤维网包括多根非原纤化合成纤维和多根原纤化纤维，其中所述纤维网包括约30重量％至约95重量％的所述非原纤化合成纤维并且具有大于约30g/m2的容尘量。
2.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网包括0％至约5％的重量百分比的玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网基本上不含玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述多根非原纤化合成纤维包括多根多组分纤维。
5.根据权利要求4所述的纤维网，其中所述纤维网包括约1重量％至约20重量％的多组分纤维。
6.根据权利要求5所述的纤维网，其中所述纤维网包括少于约10重量％的多组分纤维。
7.根据权利要求6所述的纤维网，其中所述纤维网包括少于约5重量％的多组分纤维。
8.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网包括约5重量％至约60重量％的原纤化纤维。
9.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的加拿大标准游离度原纤化水平。
10.根据权利要求9所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约150mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
11.根据权利要求10所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约200mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
12.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维包括多根莱赛尔纤维。
13.根据权利要求12所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约50mL至约850mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
14.根据权利要求13所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约150mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
15.根据权利要求14所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约200mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
16.根据权利要求1所述的纤维网，还包括粘结剂树脂。
17.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网具有大于约0.2％的机器横向拉伸伸长率。
18.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网具有大于约5kPa的干肖伯尔破裂强度。
19.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网具有大于约2N/15mm的机器横向拉伸强度和大于约3N/15mm的机器纵向拉伸强度。
20.根据权利要求1所述的纤维网，其中所述纤维网对于平均直径大于约10微米的颗粒具有大于或等于约200的β效率比。
21.一种过滤介质，所述过滤介质包括权利要求1所述的纤维网和附加纤维网层。
22.根据权利要求21所述的过滤介质，其中所述过滤介质对于平均直径大于约5微米的颗粒具有大于或等于约200的β效率比。
23.根据权利要求21所述的过滤介质，其中所述附加纤维网层包括设置成与所述纤维网相邻的熔喷层。
24.根据权利要求21所述的过滤介质，其中所述纤维网包括预过滤器。
25.一种包括权利要求1所述的纤维网的过滤元件。
26.一种过滤介质，包括：
具有第一多根非原纤化合成纤维和第一多根原纤化纤维的第一层，其中所述第一层包括约30重量％至约95重量％的所述第一多根非原纤化合成纤维；以及
具有第二多根非原纤化合成纤维和第二多根原纤化纤维的第二层，其中所述第二层包括约30重量％至约95重量％的所述第二多根非原纤化合成纤维，
其中所述过滤介质具有大于约30g/m2的容尘量。
27.根据权利要求26所述的过滤介质，其中所述第一层位于所述第二层的上游。
28.根据权利要求27所述的过滤介质，其中所述第一多根原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平大于所述第二多根原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
29.根据权利要求28所述的过滤介质，其中所述第一多根原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平比所述第二多根原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平高出至少5％。
30.根据权利要求29所述的过滤介质，其中所述第一多根原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平比所述第二多根原纤化纤维的平均加拿大标准游离度原纤化水平高出大约5％至约50％。
31.根据权利要求27所述的过滤介质，其中在所述第二层内的所述第二多根原纤化纤维的重量百分比大于在所述第一层内的所述第一多根原纤化纤维的重量百分比。
32.根据权利要求31所述的过滤介质，其中在所述第二层内的所述第二多根原纤化纤维的重量百分比比在所述第一层内的所述第一多根原纤化纤维的重量百分比高出至少5％。
33.根据权利要求32所述的过滤介质，其中在所述第二层内的所述第二多根原纤化纤维的重量百分比比在所述第一层内的所述第一多根原纤化纤维的重量百分比高出大约5％至约50％。
34.根据权利要求26所述的过滤介质，其中所述第一多根原纤化纤维具有约200mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
35.根据权利要求34所述的过滤介质，其中所述第一多根原纤化纤维具有约200mL至约400mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
36.根据权利要求26所述的过滤介质，其中所述第二多根原纤化纤维具有约150mL至约500mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
37.根据权利要求36所述的过滤介质，其中所述第二多根原纤化纤维具有约150mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
38.一种纤维网，所述纤维网包括多根非原纤化合成纤维和多根原纤化纤维，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的加拿大标准游离度原纤化水平，并且所述纤维网包括约30重量％至约95重量％的所述非原纤化合成纤维。
39.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
40.根据权利要求39所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约150mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
41.根据权利要求40所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约200mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
42.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维包括多根莱赛尔纤维。
43.根据权利要求42所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约50mL至约850mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
44.根据权利要求43所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约150mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
45.根据权利要求44所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约200mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
46.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述纤维网包括约5重量％至约60重量％的原纤化纤维。
47.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维包括合成纤维。
48.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述多根非原纤化合成纤维包括多个单组分纤维。
49.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述多根非原纤化合成纤维包括多根多组分纤维。
50.根据权利要求49所述的纤维网，其中所述纤维网包括约1重量％至约20重量％的多组分纤维。
51.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述纤维网包括0％至约5％的重量百分比的玻璃纤维。
52.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述纤维网具有大于约0.2％的机器横向拉伸伸长率。
53.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述纤维网具有大于约5kPa的干肖伯尔破裂强度。
54.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述纤维网对于平均直径大于约5微米的颗粒具有大于或等于约200的β效率比。
55.根据权利要求38所述的纤维网，其中所述纤维网对于平均直径大于约10微米的颗粒具有大于或等于约200的β效率比。
56.一种包括权利要求38所述的纤维网的过滤元件。
57.一种纤维网，包括：多根非原纤化合成纤维、多根原纤化纤维和可选的多根玻璃纤维，其中所述纤维网包括约10重量％至约95重量％的所述非原纤化合成纤维、约5重量％至约60重量％的所述原纤化纤维、以及约0重量％至约5重量％所述玻璃纤维。
58.根据权利要求57所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
59.根据权利要求58所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约150mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
60.根据权利要求59所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维具有约200mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
61.根据权利要求57所述的纤维网，其中所述多根原纤化纤维包括多根莱赛尔纤维。
62.根据权利要求61所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约50mL至约850mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
63.根据权利要求62所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约150mL至约600mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
64.根据权利要求63所述的纤维网，其中所述多根莱赛尔纤维具有约200mL至约350mL的平均加拿大标准游离度原纤化水平。
65.根据权利要求57所述的纤维网，其中所述多根非原纤化合成纤维包括多个单组分纤维。
66.一种包括权利要求57所述的纤维网的过滤元件。
67.一种纤维网，所述纤维网包括多根多组分纤维和可选的多根玻璃纤维，其中所述多根多组分纤维占所述纤维网重量的约1％至约20％，并且所述多根玻璃纤维占所述纤维网的0％至约5％，并且其中纤维网介质具有大于约30g/m2的容尘量。
68.一种制造纤维网的方法，包括：
将多根原纤化纤维和多根非原纤化合成纤维共混以形成混合物，其中所述多根原纤化纤维具有约50mL至约850mL的加拿大标准游离度原纤化水平，并且所述非原纤化合成纤维占所述纤维网的约30重量％至约95重量％；以及
向所述原纤化纤维和非原纤化合成纤维的混合物添加粘结剂树脂。
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