CN107106952A - 自支撑可起褶幅材和包含其的滤油器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合用于滤油器的纤维性介质，所述纤维性介质包含纤维性幅材，所述纤维性幅材由合成纤维、任选存在的至少一种添加剂、和以占所述纤维性幅材的至少15重量％的浓度存在的热固性粘合剂和/或至少一种粘合剂纤维形成，其中所述合成纤维包含基于所述纤维的总重量计不多于30重量％、优选地不多于20重量％的玻璃纤维。所述纤维用所述热固性粘合剂和/或所述至少一种粘合剂纤维粘合，形成幅材；并且所述纤维性介质能够形成自支撑的起褶滤油器介质，所述起褶滤油器介质能够在与温度在内燃机中的温度范围内的油接触时保持褶皱。

Description

自支撑可起褶幅材和包含其的滤油器
技术领域
本发明涉及用于滤油器的过滤介质。特别是，本发明涉及由合成纤维、任选存在的至少一种添加剂和至少一种热固性粘合剂和/或至少一种粘合剂纤维形成的过滤介质，其中所述合成纤维包含基于所述纤维的总重量计不多于30重量％、优选地不多于20重量％的玻璃纤维，其中所述纤维用所述热固性粘合剂和/或所述至少一种粘合剂纤维粘合，以形成纤维性介质。本发明还涉及制备此类过滤介质的方法，以及由所述介质制成的自支撑起褶滤油器。
背景技术
旨在用于内燃机中的滤油器通常包含具有由木浆获得的纤维的过滤介质。这种木浆纤维通常为1至7毫米长，直径为15至45微米。天然木浆由于其成本相对低、可加工性、各种机械性能和化学性能以及在最终应用中的耐久性而主要成为用于制备过滤介质的优选原材料。
使过滤介质起褶以增大横向于油流动方向的过滤表面积。
美国专利说明书No.3,288,299公开了双重型滤油筒(dual type of oil filtercartridge)，其中流的一部分通过表面型过滤元件例如起褶纸，并且所述流的其余部分通过深度型过滤元件例如厚纤维块。美国专利No.3,912,631公开了滤油器和接合器(adapter)。
典型的现有技术滤油器示于图1中。附图标号1是指起褶过滤介质(filter media或filtration media)，并且附图标号2是指背衬结构。常规过滤介质表现出低刚度，并且在拉伸强度和破裂强度(burst strength)方面的机械强度不佳。因此，过滤介质1与金属网或其它类型的支撑装置2一起使用，所述金属网或其它类型的支撑装置形成用于过滤介质的背衬并且有助于在最终应用中使用时保持褶皱形状。
然而，考虑到机械强度低，过滤介质在暴露于温度为内燃机中的温度(例如125℃至135℃)的发动机油时往往会随时间推移而破裂。
虽然主要用木浆生产的过滤介质产品仍然是大多数汽车和重型油过滤应用的优异选择，但对当介质暴露于最终应用环境中的各种化学、热和机械应力时随时间推移表现出增加的强度和耐久性的滤油产品的市场需求正日益增长。这种需求源于介质所暴露的更严苛的最终应用条件以及对能够在最终应用中安全使用越来越长时间而不会发生破裂或失效的过滤介质的增加的需求。
长期以来广泛用于应对这一需求的解决方案是以约5至20重量％的量掺入一些少量的合成纤维，通常是PET聚酯。以这种方式强化纤维配料的结果是当介质暴露于最终应用环境时实现了更高的介质强度以及增强的化学和机械耐久性，这归因于合成纤维本身优良的化学、热和机械耐久性。
对于空气过滤器而言，存在主要基于现有技术中所记载的非天然纤维的替代性技术方案。
美国专利No.7,608,125公开了由湿法成网(wet-laid)纤维性垫(mat)构成的MERV过滤器，其中所述湿法成网纤维性垫包含约20-60重量％的玻璃纤维、约15-60重量％的聚合物纤维和约15-40重量％的用于粘合所述纤维的粘合剂。该公开的粘合剂是经三聚氰胺甲醛改性的胶乳。
公布的美国专利申请No.2012/0175298公开了包含由两种不同纤维组分构成的非织造幅材的HEPA过滤器。第一纤维组分由聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚交酯、纤维素酯、聚己内酯、聚丙交酯(polyactide)、聚氨酯、聚氯乙烯或其组合的纤维形成。第一纤维构成幅材的至少20重量％。第二纤维可由纤维素纤维(Lyocell)或玻璃或它们二者的组合构成。还存在由丙烯酸类聚合物、苯乙烯类聚合物、乙烯基聚合物、聚氨酯或它们的组合形成的粘合剂组分。
公布的美国专利申请No.2013/0233789公开了不含玻璃的非织造燃料过滤介质，其由合成短纤维和原纤化纤维素纤维的共混物构成。
美国专利No.7,488,365、8,236,082和8,778,047公开了包含占纤维性幅材50至100重量％的合成纤维的另外的过滤介质。
关于空气过滤器和燃料过滤介质的参考文献均未公开这样一种过滤介质：当被构造成起褶结构时其能够形成自支撑滤油器，并且其能够在与内燃机相关的严苛条件下正常工作。
事实上，包含高百分比合成纤维的已知过滤介质本身不可起褶或自支撑，并且它们必须利用某种附加的机械支撑层(例如，塑料或金属丝网背衬)共同起褶和增强。用高含量的合成纤维制成的介质通常往往会表现出悬垂性，并且它们缺乏足够的刚度和硬度，从而导致褶皱在没有附加支撑的情况下坍塌。由于合成纤维的热性能和机械性能，本领域中公开的100％合成介质无法保持切槽图案，如波纹或起褶结构。
发明内容
下文提供了经简化的概述，以提供对本发明的各种实施方案的一些方面的基本理解。
概述并非本发明的广泛综述。不意欲辨识本发明的关键或决定性因素，也不意欲划定本发明的范围。以下概述仅以简化形式提供了本发明的一些概念作为对示例本发明实施方案的更详细描述的序言。
本发明的目的是消除至少一些与本领域相关的问题，以及提供能够用作内燃机中滤油器的新型过滤介质。
根据一个方面，本公开涉及用于滤油器的自支撑可起褶纤维性幅材，所述幅材包含合成纤维、任选存在的至少一种添加剂、至少一种粘合剂纤维和/或以足够高的浓度(例如占所述纤维性幅材的至少15重量％)存在的热固性粘合剂，所述浓度使得所述纤维粘合形成幅材并且使得纤维性介质能够形成自支撑的起褶滤油器，其中所述合成纤维包含基于纤维的总重量计不多于30重量％、优选地不多于20重量％的玻璃纤维。这样获得的介质能够在与温度在内燃机中的典型温度范围——例如125-135℃(257-275℉)——内的油接触时保持褶皱。
在本公开的一个方面中，本发明种类的过滤介质可通过以下步骤制备：由纤维性浆料形成湿法成网幅材，所述纤维性浆料由合成纤维和任选存在的至少一种粘合剂纤维和/或至少一种添加剂构成；将所述幅材干燥至低含水量；使所述经干燥的幅材与液相中的热固性粘合剂的组合物接触，以将所述纤维用所述热固性粘合剂粘合在一起；移除液相以形成介质，任选地使所获得的介质成波纹状和/或预固化以及使所获得的介质起褶，然后进行任选存在的最后固化步骤。
另一个方面涉及包含所示种类的过滤介质的用于内燃机的滤油器。
本公开的又一个方面涉及热固性树脂用于防止由油和防冻剂的组合及其分解产物导致的滤油器损坏的用途。
更特别是，本发明的过滤介质的特征如权利要求1的特征部分中所述。
制备过滤介质的方法的特征如权利要求23的特征部分中所述。
本发明的滤油器的特征如权利要求32的特征部分中所述，并且本发明的用途的特征如权利要求34中所述。
本发明获得了相当大的优点：本发明的纤维性介质在被起褶、任选地成波纹状和成形为滤油器的适当形式时产生自支撑的(即，独立的或无支撑的)过滤器，并且在成品过滤器装置中不需要使用网背衬。因此它们可在不需要与网或其它类型的次级(secondary)材料背衬配对的情况下制造和提供。
本发明的纤维性介质适合用作滤油器，并且当暴露于热发动机油时会随时间推移表现出良好的破裂强度。
本发明的纤维性介质在暴露至热发动机油时具有比包含天然木浆的常规过滤介质更低的降解速率。
如下文更详细地论述，例如包含上文论述类型的现有技术纤维混合物的合成材料易受乙二醇辅助破碎(glycol assisted disintegration)的影响，所述乙二醇辅助破碎在例如重型柴油机中的条件下是广泛存在的。在分解时，此类材料可破碎至油中并甚至导致发动机卡住和运动部件的污染。相比之下，本发明的纤维性介质改善了对此类破碎的抗性，并且这提供了延长的过滤器运行时间。
根据本发明的纤维性介质易于可形成槽(即，可成波纹状)和可起褶。而且，该材料甚至在长时间暴露于例如温度为140℃的热发动机油之后也能够保持其原始槽深度(或波纹深度)的大部分。此特征还有助于延长本发明纤维性介质的运行寿命。
如此制备的纤维性幅材也具有足够的强度，从而使得其可容易地用典型类型的生产设备制备而不存在效率过低，例如由幅材断裂、起毛(linting)、起皱等可能引起的那些。
总之，本发明消除了昂贵的背衬材料的使用，所获得的纤维性介质可易于形成槽(或可成波纹状)并且可易于起褶。最终结果是能够制造具有本发明的纤维性介质而不具有支撑背衬材料的过滤器，同时还实现了比包含木浆的传统类型滤油介质所可能达到的显著更高的破裂强度、极佳的针对乙二醇辅助破碎的抗性以及极佳的粉尘过滤能力和颗粒移除效率。
附图说明
图1示出了根据现有技术的滤油器系统，其包含用于在例如于内燃机中的使用期间保持褶皱的两个支撑结构；
图2示出了本发明的非限制性示例性纤维性介质(◆)和包含典型木浆的介质(■、×、X)的热油破裂强度随时间而变化的自然对数(ln)，从而示出了根据本发明的纤维性介质的有利热油耐久性(这种热油老化的条件如下文的测试方法中所述)；
图3示出了根据本发明的示例性非限制性起褶自支撑介质；
图4示出了非波纹状的起褶过滤介质(左)和波纹起褶过滤介质(右)，从而示例了在使用波纹起褶过滤介质时具有改善的通过褶皱的流动；并且
图5示出了本发明的非限制性示例性纤维性介质的卡尺读数(caliper)、总厚度和波纹深度之间的关系。
具体实施方式
本发明的多个示例性和非限制性实施方案如所附从属权利要求中所述。
在本文档中使用动词“包含”和“包括”作为开放式限制，其既不排除也不要求存在同样未列举的特征。从属权利要求中所列举的特征可互相自由组合，除非另外明确指明。
此外，应当理解在本文档整篇中“一个”或“一种”(即，单数形式)的使用不排除复数。
术语“基本上由…...组成”具有可存在特定的另外组分(即，实质上不影响所论述的纤维/组合物的必要特征的那些)的含义。
如上文所论述，在优选的实施方案中，适合用于滤油器的本发明的纤维性介质包含由合成纤维、任选存在的至少一种添加剂、至少一种粘合剂纤维和/或热固性粘合剂(其优选地以占纤维性幅材至少15重量％的浓度存在)形成的纤维性幅材，其中所述合成纤维包含基于所述纤维的总重量计不多于30重量％、优选地不多于20重量％的玻璃纤维。所述纤维用所述热固性粘合剂和/或所述粘合剂纤维粘合，以形成纤维性介质。这样获得的纤维性介质能够形成自支撑的起褶滤油器，所述起褶滤油器能够在与温度在内燃机中的温度范围——例如125-135℃——内的油接触时保持褶皱和波纹。
一般来讲，所述热固性粘合剂的浓度优选地为占纤维性幅材的15至50重量％、特别是占纤维性幅材的15至30重量％。在所述浓度为15重量％或更高时，获得极佳的可起褶性和可自支撑性。在所述浓度不高于约30％时，作为过滤介质的过滤器的效率仍未受影响，尽管还可使用更高的浓度。
本文中的“合成”用于将本发明的纤维与由天然原材料可直接获得的天然纤维区别开来。因此，出于本发明的目的，“合成”纤维包括通过单体(monomeric entity)的聚合制备的聚合物材料纤维、以及通过熔化材料的拉伸获得的纤维和通过天然纤维再生(例如在它们溶解于溶剂中之后)获得的纤维。
纤维性介质通常包含选自热塑性聚合物、硅质(silicious)纤维例如玻璃纤维、再生纤维素纤维及其混合物的合成纤维。
在一个实施方案中，在所述纤维性幅材中仅使用一种类型的合成纤维。
在另一个实施方案中，特别优选使用至少两种不同的合成纤维。
在另外的实施方案中，基于纤维的总重量计，纤维中的至少30重量％、优选地至少50重量％是热塑性聚合物。
因此，在一个具体实施方案中，所述纤维性介质包含
-由选自合成热塑性纤维的纤维组成的第一纤维组分；
-由选自硅质纤维的纤维组成的第二纤维组分，并且任选地还包含再生纤维素纤维，以及它们的组合；
-任选存在的由粘合剂纤维组成的第三纤维组分；
其中所述第一纤维组分和第二纤维组分以及任选存在的第三纤维组分的纤维被混合在一起，以及
-热固性粘合剂，其中所述热固性粘合剂能够将所述第一纤维组分、第二纤维组分以及任选存在的第三纤维组分粘合在一起。
根据另一个方面，本公开涉及基本上由自支撑纤维性幅材组成的滤油器，所述自支撑纤维性幅材包含：
-由选自合成热塑性纤维的纤维组成的第一纤维组分；
-由硅质纤维组成的第二纤维组分；所述第一纤维组分的纤维构成所述纤维性幅材中的大部分纤维；以及
-热固性粘合剂，其构成所述纤维性幅材中的至少15重量％。
在可与前述实施方案中的任一项结合的另外的实施方案中，所述第一纤维优选为合成热塑性纤维例如聚酯，并且构成纤维性幅材中纤维的30至99.5重量％、特别是40至99重量％、例如43至98重量％。
所述第二纤维选自玻璃纤维(任选地与Lyocell混合的玻璃纤维)、再生纤维素以及它们的组合。所述第二纤维的量为占纤维性幅材中纤维的优选0.1至70重量％、特别是1至60重量％、例如2至57重量％。
如本文所定义，术语“自支撑可起褶幅材”或“自支撑起褶过滤介质”是这样的幅材或过滤介质，其褶皱具有足够的刚度，从而使得它们在经受内燃机中通常遇到的油压时不会坍塌或过度弯曲。在一个优选的实施方案中，所述介质可设置有具有小于30°、特别是小于25°的锐角的褶皱(还可参见图3)。通常，“可起褶”介质能够形成褶皱并保持褶皱。优选地，所述起褶介质在过滤器的整个运行期间保持褶皱。
如本文所定义，术语“波纹”或“切槽”具有本领域中通常使用的含义。特别是，它可优选被定义为涉及交替的脊或槽的表面结构，并且通常沿垂直于褶皱方向的方向施加以进一步增大介质的有效表面积而不必增大介质的外部尺寸。优选地，波纹深度(或切槽深度)为约0.1-0.6mm。“波纹深度”涉及介质的平片材的卡尺读数(或厚度)与使所述介质成波纹状后的所述片材的厚度之差(还可参见图5)。波纹在起褶过滤器的卷绕过滤器布置中特别重要，其中褶皱平行于卷绕过滤器布置的中心轴线延伸。随着给定的体积内褶皱的数量增加，褶皱变得彼此紧密邻接，特别是在过滤器的流出侧上，从而降低了待过滤的介质的流速，因此增大了过滤器布置的流动阻力(还可参见图4，右侧示出了根据本发明的波纹过滤器系统)。因此，与如例如图4中左侧所示的非波纹过滤器相比，波纹因增大了流速而可使得待过滤介质不受干扰地更均匀地流动。
如本文所定义，术语“纤维性(fibrous)”意指主要由纤维和/或短纤维构成的材料。
在本发明的语境中，术语“热塑性”意指在特定温度以上变得柔韧或可模塑并且在冷却时恢复到固态的塑料。适合用于本公开的示例性热塑性纤维是聚酯(例如，聚对苯二甲酸亚烷基酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等)、聚亚烷基(例如，聚乙烯、聚丙烯等)、聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺(尼龙，例如尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6,12等)。
优选的是表现出良好的耐化学性和耐热性的PET纤维，耐化学性和耐热性对于介质用作滤油器的用途而言是重要的性质。
在一个实施方案中，热塑性合成纤维选自平均直径为0.1μm至15μm、例如0.1μm至10μm且平均长度为1至50mm、例如1至20mm的纤维。一般来讲，长度大于5mm、特别是大于10mm的纤维对于良好的破裂强度而言是优选的。
在本发明的语境中，“硅质纤维”主要代表“玻璃”纤维，例如微玻璃纤维。此类纤维通常具有1,000至1的长径比(长度与直径的比率)。
在一个实施方案中，所述玻璃纤维具有0.1μm至5μm的平均直径和1,000至1的长径比。特别是，所述玻璃纤维可具有0.4至2.6μm的平均纤维直径。
玻璃纤维优选地以足以提高纤维性介质作为过滤器的效率的量包含。在一个实施方案中，所述合成纤维包含基于纤维的总重量计不多于30重量％、优选地不多于20重量％的玻璃纤维。虽然所述合成纤维仅包含基于纤维的总重量计不多于30重量％或不多于20重量％的玻璃纤维，但该量足以制备用于具有优异的颗粒移除效率和热油破裂强度的过滤器的纤维性介质，如实施例中所示。通常，现有技术的合成过滤介质包含大量玻璃纤维，用于甚至在高温条件例如150℃下实现足够的气体或液体过滤效率。然而，通过如权利要求中所述地在纤维性介质中使用更少的玻璃纤维，可提供具有极佳的在颗粒移除效率和热油破裂强度方面的过滤性质的纤维性介质。
在特别优选的实施方案中，存在至少两种类型的玻璃纤维，即平均纤维直径小于1μm的第一组纤维和平均纤维直径为2μm或更大的第二组纤维。两组纤维的重量比通常为1:100至100:1，特别是约1:10至10:1。
所述合成纤维也可包含基于纤维的总重量计不多于40重量％、优选地不多于30重量％的再生纤维素材料，例如Lyocell或粘胶纤维或它们的组合。
在另外的实施方案中，适合用于滤油器的本发明的纤维性介质包含由以下组分形成或包含以下组分的纤维性幅材：
-由合成热塑性纤维组成的第一纤维性组分，所述合成纤维具有0.1μm至10μm的平均直径和1至20mm的平均长度；以及
-由硅质纤维组成的第二纤维性组分；其中所述第一纤维性组分的纤维构成所述纤维性幅材的大部分纤维，例如基于纤维性组分的总重量计不多于70重量％；以及
-以占所述纤维性幅材的至少15重量％的浓度存在的热固性粘合剂。
根据另一个实施方案，根据本公开的纤维性幅材包含第一纤维性组分和第二纤维性组分的组合，其中
-所述第一纤维性组分构成所述纤维性幅材的70重量％至88重量％；
-所述第二纤维性组分(例如由玻璃纤维形成的)构成所述纤维性幅材的12重量％至30重量％。
在优选实施方案中，所述合成纤维还可包含未拉伸的合成纤维，例如未拉伸的热塑性合成纤维。未拉伸的纤维是本领域中常见的。虽然未拉伸的纤维通常不具有实际使用所需的机械性质例如拉伸强度和拉伸模量，但意外发现，未拉伸的纤维可改善幅材在与温度在内燃机中的温度范围(例如125至135℃)内的油接触时不仅保持褶皱而且保持波纹的能力。它们还可有助于改善如本文所定义的过滤器的过滤效率。
可包含基于纤维的总重量计不多于50重量％、优选地不多于45重量％、例如20至50重量％或20至40重量％的未拉伸的纤维。
优选的是未拉伸的PET纤维。所述未拉伸的纤维可优选地具有约1至10mm、例如约5至10mm的平均纤维长度。
通过使用未拉伸的合成纤维和通过例如在热(例如不高于220℃)和压力的作用下使用光滑热上辊和光滑热下辊压延所得的湿法成网纤维性幅材，可将所得的纤维性幅材的空隙率优选地在大约70-95％、例如80-90％的范围内调节，这对于成波纹状而言可为特别有利的。这是因为一方面如果空隙率过小，则可容易地压印波纹，但所得的波纹纤维性幅材的过滤性质不足。另一方面，如果空隙率过大，则纤维性幅材无法以最优选波纹深度例如0.1-0.6mm成波纹状。此外，压延可增加强度，以便进行另外的加工步骤，例如成波纹状、用热固性粘合剂浸渍和/或起褶。
不受该理论的束缚，现认为未拉伸的纤维可基本上充当另外的粘合剂纤维，因为它们在制造条件下受热后收缩，如下文实施例1中所述的那样。
本发明的介质还包含粘合剂，特别是热固性粘合剂；其浓度优选地为占纤维性幅材或粘合剂纤维的15重量％至50重量％，如下文限定的那样。所述热固性粘合剂优选地选自酚醛树脂、丙烯酸类树脂和/或环氧树脂、和三聚氰胺树脂或丙烯酸类树脂，或它们的混合物。对所述热固性粘合剂的浓度进行选择从而使得纤维性混合物的大部分纤维有效地涂覆有所述热固性粘合剂。
在一个实施方案中，纤维性介质包含由热固性粘合剂制成的涂层，所述热固性粘合剂选自酚醛树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂以及它们的组合。
优选地，所述热固性粘合剂的浓度为占纤维性幅材的15重量％至30重量％。
为进一步改善介质的纤维之间(例如第一纤维和第二纤维之间)的内部粘合，可采用双组分热塑性纤维(作为特定的粘合剂纤维)。此类纤维通常包含被熔点比形成芯的材料低的热塑性聚合物的可熔性表面层包围的热塑性芯纤维。低熔点热塑性聚合物可在纤维性幅材的加工期间通过加热而软化或部分熔化时充当热塑性粘合剂，从而粘附到幅材的纤维上。形成芯的较高熔点材料可充当结构材料。这些双组分热塑性纤维的平均纤维直径可优选地为约2至20μm，例如10μm；并且这些双组分热塑性纤维的平均纤维长度可优选地为约2至12mm，例如约6mm。基于纤维的总重量计，此类纤维的量为0.1至20重量％、优选地约0.5至5重量％。
此外，为进一步改善幅材的纤维之间(例如第一纤维和第二纤维之间)的内部粘合，可采用其它粘合剂纤维。此类粘合剂纤维优选地为热塑性粘合剂纤维，例如PET粘合剂纤维或聚乙烯醇(PVOH)粘合剂纤维。这些粘合剂纤维通常具有比合成纤维低的熔点，从而当在纤维性幅材的加工期间通过加热而软化或部分表面熔化时充当粘合剂。或者，这些粘合剂纤维不熔化，而是开始部分溶解于用于制造工艺的溶剂(即水)中并变得发粘。因此，发粘或软化的粘合剂纤维能够通过粘附到纤维上并且在结构上增强这样所获得的纤维性幅材而使所述幅材的纤维在内部粘合。这些粘合剂纤维的平均纤维直径可优选地为约2至20um，例如10um；并且这些粘合剂纤维的平均纤维长度可优选地为约2至12mm，例如约6mm。基于纤维的总重量计，此类纤维的量可为0.1至25重量％、优选地约0.5至20重量％，例如2重量％。
本发明的幅材任选地包含至少一种本领域常见的添加剂。所述至少一种添加剂可选自阻燃剂、着色剂、疏水剂、亲水剂、润湿剂、抗微生物剂或抗静电剂。
在一个实施方案中，纤维性介质还可包含由纳米纤维——特别是静电纺丝(electrospun)纳米纤维，例如选自聚醚砜(PES)或聚酰胺(PA)纳米纤维的那些——制成的纳米纤维涂层。所述纳米纤维涂层可优选地具有约50至1000nm的厚度。所述纳米纤维涂层可优选地具有约0.5至5.0g/m2的负载。所述纳米纤维可优选地具有约50至500nm、例如约100至300nm的平均纤维直径。优选地，可将所述纳米纤维涂层施用到经热固性粘合剂浸渍的纤维性幅材的上面。
纤维性介质通常通过将至少一种第一纤维性组分的纤维——任选地与至少一种粘合剂纤维和/或至少一种添加剂——混合形成纤维性幅材来制备。该工艺在实施例1中更详细地公开。
根据优选的实施方案，本公开的纤维性幅材还具有以下性质：
-基重为50至400gsm；
-用于油施用的透气度为2至600cfm/sf；以及
-在温度为例如140℃的热油中500小时后的破裂强度为至少20psi。
除非另外指明，本文所述的纤维性幅材的所有参数根据下文实施例中描述的测试方法测定。
此外，纤维性介质在卡尺读数(TMI)为20至60密耳时的典型性质如下：
-破裂强度，干燥(饱和并干燥的幅材，SD)通常为25至90psi，特别是28.5至85.0psi；
-破裂强度，润湿(饱和并干燥的幅材，SD)通常为10至90psi，特别是12至82.0psi；
-500小时热油破裂20至50psi。
此外，纤维性介质在卡尺读数(TMI)为20至60密耳时的典型性质如下：
-破裂强度，干燥(饱和、干燥并固化幅材，SDC)通常为30至80psi；
-破裂强度，润湿(饱和、干燥并固化幅材，SDC)通常为30至90psi。
在一个实施方案中，卡尺读数为20至60密耳的过滤介质的刚度(加工方向，MD，饱和并干燥，SD)通常为3,300至10,000mg，特别是约5,000至8,000mg。
在一个实施方案中，卡尺读数为20至60密耳的过滤介质的刚度(加工方向，MD，饱和、干燥并固化，SDC)通常为3,200至16,800mg。
在一个实施方案中，卡尺读数为20至60密耳的幅材针对具有15微米粒度的颗粒的过滤效率为：20％至99％，特别是约25％至98％。纳污容量(dirt holding capacity)：70至150mg/in2，特别是95至145mg/in2。
“饱和并干燥”代表在室温下基于介质的总重量计挥发物总含量小于7重量％的介质。
“饱和、干燥并固化”代表在室温下基于完全固化的介质的总重量计挥发物总含量小于7重量％的介质。
制备以上论述实施方案中任一项的过滤介质的方法通常包括以下步骤：
-由纤维性浆料形成湿法成网幅材，所述纤维性浆料由水中的合成纤维以及任选存在的至少一种添加剂和/或至少一种粘合剂纤维构成；
-将所述幅材干燥至低含水量、优选地为2％或更少的含水量；
-使所述经干燥的幅材与液相中的热固性粘合剂的组合物接触，以使所述纤维用所述热固性粘合剂粘合在一起；
-移除液相形成幅材；
-任选地使所述幅材预固化和/或成波纹状；以及
-使所述幅材起褶，任选地随后进行最后固化步骤。
基于液相组合物的总重量计，所述液相组合物中粘合剂的浓度(固体物质)适当地为约10至50重量％。
在使经干燥的幅材与粘合剂接触的步骤中，所述经干燥的幅材优选地用热固性粘合剂的液体组合物在一侧或两侧饱和。在饱和步骤之后，移除组合物的液相(即溶剂或分散剂)。对于移除液相，优选加热介质。
任选地，在起褶和/或成波纹状之前可通过另外的加热步骤预固化所述经干燥的介质。“预固化”是指将热固性粘合剂树脂部分固化至不多于例如65％或100％。
在一个实施方案中，移除粘合剂组合物的液相，从而使得以在任选存在的成波纹状之前经处理的幅材的总重量计算将挥发物含量降低至小于10重量％、特别是小于8重量％。
挥发物的含量是指在环境温度(室温)下幅材中留下的挥发性组分的量。
介质可任选地为成波纹状的。在一个实施方案中，波纹可通过以下方式形成：在使用热固性粘合剂浸渍纤维性幅材之后，通过在树脂涂覆辊和波纹辊之间加热(或干燥)纤维性幅材至大约180-220℃，然后在80℃以下加热(或干燥)由此获得的波纹纤维性介质，以便防止因高温加热而使波纹坍塌。成波纹状技术是本领域中通常已知的。
结合实施例1更详细地检验制造方法。
可如实施例3中更详细描述地使介质起褶和任选地完全固化。
根据本发明技术的纤维性介质能够形成自支撑滤油器介质，所述自支撑滤油器介质在正常运行期间保持其褶皱和波纹。
通常，本发明的介质能够甚至在与油——特别是温度不高于约140℃的油——接触时保持褶皱以及任选存在的波纹。因此，自支撑的、起褶的且任选成波纹状的滤油器介质能够在与温度在内燃机中的温度范围——例如125至135℃——内的油接触时保持褶皱和任选存在的波纹。
如上文初步论述，已知例如重型柴油机在其冷却系统内的垫圈中可能具有内部裂纹，这导致冷却剂的乙二醇渗漏至润滑系统的润滑油中。乙二醇与热油的组合对合成过滤介质可能具有显著影响，即这些介质可能会损失其完整性并且在升高的发动机运行温度下甚至可能会完全溶解于油乙二醇混合物中。
相比之下，在本发明中，据观测当使用选自热固性粘合剂树脂——如基于三聚氰胺的树脂(例如三聚氰胺甲醛)——的粘合剂浸渍或涂覆纤维时，根据本发明的纤维性介质在乙二醇油混合物中的溶解度降低或完全消除。
根据一个实施方案，本公开涉及包含根据本公开的自支撑的起褶的且任选地成波纹状的纤维性介质的滤油器。根据本公开的过滤器由于其高温完整性而特别适合用于润滑油系统中。“过滤器”是指这样的过滤器装置(或过滤器配置)，其包含如上定义为起褶的且任选成波纹状的过滤介质，所述过滤介质被以一定方式设置在一对端板之间以便形成空心圆筒。然而，根据本公开的过滤器也可例如用于气体涡轮(gas turbine)和洁净室应用。
根据另一个实施方案，本公开的幅材可用于经层合的介质产品中。由于根据本公开的纤维性介质包含非常高百分比的合成纤维，所以其可在层合工艺中通过使用热粘合、超声波粘合等粘合到其它材料。也可通过使用标准的基于水的或热熔的胶进行层合。
下述实施例论述了根据本发明的过滤介质的制备。
图2示出了(i)本公开的示例性幅材和(ii)标准油介质随时间而变化的热油破裂强度的自然对数(ln)。图2中所示的自然对数(ln)破裂曲线图的斜率被视为所述介质的降解速率。根据本公开的介质的斜率为含木浆的现有技术介质的一半。因此，当与含木浆的介质相比，根据本公开的介质在以显著更长时间暴露于热发动机油时具有更高的破裂强度。
据观测，根据本公开的介质的槽深度(或波纹深度)在热发动机油中稳定，并且直接与典型的含木浆的介质中保持的槽深度相当。还观测到，基重相对较重的根据本公开的纤维性介质、相对较高％的树脂含量的片材(例如至少15％或25％的树脂含量)、以及使用酚醛树脂体系所有这些组合起来获得了具有极好切槽和起褶特征以及高的热油中耐久性的介质。
实施例
测试方法
基重：基重根据TAPPI标准T 410om-02测定，以克/平方米(gsm)为单位报告。
卡尺读数或厚度：介质的卡尺读数或厚度根据TAPPI标准T 411om-05使用ThwingAlbert 89-100厚度测试仪确定。
波纹深度是在使介质成波纹状之后所述介质的平片材的卡尺读数与所述片材的厚度之间的差值。
透气度：介质的透气度或“air perm”通过使用Textest AG(型号FX3300)根据TAPPI标准T 251cm-85(“Air Permeability of Porous Paper,Fabric and PulpHandsheets”)以0.5英寸(2.7mm)水位差(water differential)测定，并且以立方英尺/平方英尺样品面积/分钟(cfm/sf)(有时被称为cfm)为单位的空气流速报告。透气度也可被称为孔隙度、Frazier或Textest。
破裂强度：润湿和干燥破裂强度根据TAPPI标准T 403om-22(“Bursting Strengthof Paper”)测定，且以kgf/cm2为单位报告。
介质的刚度根据TAPPI T 489om-92通过使用Gurley抗弯曲测试仪MOD 4171D(Gurley Precision Instruments)测定。
孔径：介质中的孔径通过使用泡点法根据ASTM 316-03(2011)利用Porometer G3Series(Quantachrome Instruments)测定，且以微米(μm)为单位报告。
空隙率通过吸涨法(imbibition method)在真空下将待分析的过滤器浸入润湿孔的正丁醇中来测定(过滤器尺寸：40mm×40mm；真空泵：0.133Pa(极限压力)，50L/min排气速率；使用分辨率为至少0.1mg的直读式天平)。
纳污容量(Dust Holding Capacity)/颗粒移除效率：按照用于润滑油过滤的ISO4548-12通过使用Multipass系统测定介质的DHC(纳污容量)和颗粒移除效率。将介质以平片材的形式进行测试，其中测试流速为0.5L/min，颗粒注入流速为250mL/min，BUGL(基本上游重量分析水平)为60mg/L(ISO介质测试污染物)，末端压降为12.3psi，圆形样品测试直径为6.375英寸，并且面速度为3.624英寸/分钟。
目的在于测定热油破裂强度的热油老化通过将介质样品(尺寸：14×10cm)置于保持在140℃+/-0.1℃下的典型发动机油的油浴(例如Mobil 1)中500小时来进行。介质样品的“热油破裂强度”被定义为当将受控且不断增大的压力施加通过面积为7.07cm2的橡胶膜片时导致介质样品破裂所需的最大静水压力。然后将介质样品取出，冷却约5分钟，并吸出样品中过量的油。然后，通过使用Mullen破裂强度测试仪测试不含水分的样品。结果以破裂时每单位面积的力(例如kg/cm2或psi)为单位报告。
除非另外指明，单位“um”对应于“μm”或微米。
过滤材料的制造(实施例1)
制造过滤介质的制造工艺包括例如湿法成网工艺。在该工艺中，将纤维性材料首先例如在水力碎浆机中任选地在纤维分散剂化学添加剂的存在下破碎，所述纤维分散剂化学添加剂例如为当添加时用于保持纤维分离并且用以在处理期间防止纤维缠结的表面活性剂。如果微玻璃被破碎，则也可将水力碎浆机的pH用酸调节到2至5范围内的pH，以防止微玻璃纤维团聚(clumping)在一起并促进微玻璃纤维的均匀分散。然后将每种所需种类的纤维根据配料配方以其各自正确的比例添加到水力碎浆机中。在混合阶段优选的稠度(纤维重量：水体积)为约1至10％，特别是约5％。
在任选存在的匀浆(refining)阶段后，然后将纤维配料向下稀释至约0.01-0.02％的稠度，并在造纸机网(paper machine wire)上形成幅材。可采用单层或多层流浆箱设计。如果采用多层流浆箱设计，则可将超过一种经设计的配料共混物连续(in series)沉积于造纸机网上，从而产生多层湿法成网复合材料。
一旦在造纸机网上，即将湿法成网配料通过一系列水翼(hydrofoil)和真空箱经过移动的造纸机网排水，直到片材的固体含量百分比为大约30至40重量％。在后续干燥机部分中，将幅材干燥至大约2％或更小的含水量。
然后将粘合剂树脂引入片材中，优选地用饱和机引入。所述树脂可被施加到片材的一侧或两侧。可调节该工艺，以实现片材的1侧或2侧饱和。施加到片材的树脂浴的固体含量通常为20至40重量％。基于多个工艺(设备)和施用(至幅材中)考虑因素来选择树脂浴固体含量。除固体内容物之外，树脂浴组合物的其余物质是溶剂，例如甲醇、水和/或其它溶剂组分。
在将树脂施用到片材之后，通过将幅材加热至高温使溶剂释放，从而使得溶剂以足够快的速率蒸发以适应所需的制造产量。加热可涉及使用蒸汽发生器、烘箱、它们二者的组合和/或其它加热技术。所获得的介质可称为“饱和并干燥(SD)”。
在溶剂移除后，可将介质通过加热至高温而预固化，从而使得粘合剂树脂部分(例如25-65％)和/或完全固化。加热可涉及使用蒸汽发生器、烘箱、它们二者的组合和/或其它加热技术。这样获得的被完全固化的介质可称为“饱和、干燥并固化(SDC)”。
在该干燥工艺期间，也可将槽图案(波纹)(如可适用)赋予到片材上。这可最优选地通过在热(不高于220℃)和压力的作用下使用光滑热上辊和光滑热下辊压延所得的湿法成网纤维性片材来进行，从而将所获得的片材的空隙率优选地调节在大约70-95％、例如80-90％的范围内，这对于成波纹状而言是有利的。将挥发物含量百分比在干燥工艺中降低至占幅材约1至10重量％、特别是约4至6重量％的预定水平。
根据本公开的示例性介质(样品1和2)的组成示于表1中。
表1.配料组合物样品1和2的汇总
根据本公开的示例性幅材的性质如表2中所示。
表2.示例性幅材(样品1和2)的性质
实施例2(样品3-6)：
通过使用实施例1中描述的方法，制备经三聚氰胺树脂浸渍的过滤介质(样品3-6)。对于样品5和6，使用如上文所论述的用于将空隙率调节至约70-95％的范围内的另外压延步骤，用于制备波纹过滤介质。在干燥工艺期间约180-220℃的温度下在片材上赋予波纹，然后在成波纹状完成后使其处于80℃以下的温度。样品3-6的组合物在下表2a中给出。
这样获得的过滤介质的性质如表3和4中所示。样品3的介质适合用于例如摩托车燃料介质过滤器。样品4的介质是自支撑的、可洗的且平坦的例如平的。它适合用于例如润滑(油)和空气应用。样品5的介质是自支撑的、可洗的和成波纹状的，并且适合用于例如润滑(油)和空气应用。
表3.过滤介质(样品3、4和5)的性质
样品6的过滤介质的性质如表4所示。介质是自支撑的、可起褶的且成波纹状的。
表4.示例性过滤介质(样品6)的性质。
实施例2a：
通过使用实施例1中描述的方法，制备包含粘合剂纤维并用三聚氰胺树脂浸渍的过滤介质(样品7)或包含粘合剂纤维的过滤介质(样品8至9)。样品7-9和比较样品1-3的组合物如下表5和6中给出。
这样获得的过滤介质(样品7和比较样品1-3)的热油破裂强度性质如图2中所示。
表6.配料组合物样品8-9汇总。
实施例3：材料的起褶
可使材料起褶以提供合适的自支撑的、起褶的独立结构。
在起褶过程中，将介质装载于两个辊之间。辊之间的辊隙(nip gap)和辊隙之间的刻痕头(scoring head)有助于形成用于褶皱的折痕。褶皱通过折痕后介质的向前移动形成。然后制成褶皱以移动通过150至160℃的预热区，其中停留时间非常短，为15-120秒。
然后可使经折叠的介质通过烘箱，以在180℃或更高的温度下以5-10min的停留时间完成剩余固化。固化烘箱是任选的，并且仅在前一阶段介质未固化或部分固化的情况下使用。
材料的可起褶性可通过褶皱角(pleat angle)评估，所述褶皱角反映了褶皱形成的程度或容易性。
另一个方面，本发明的重要特征是在纤维性介质的制造期间易于形成褶皱和在与热油接触时保持褶皱的组合。
如上所述加工的根据本公开的示例性起褶自支撑幅材在图3中示出，其中附图标号11是指起褶材料。
上面给出的描述中提供的具体例子和下文提供的具体实施方案不应解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。
具体实施方案
另外的具体实施方案及其合适的特征组合如下文所述：
1.一种适合用于滤油器的纤维性介质，其包含由以下组分形成或包含以下组分的纤维性幅材：(i)合成纤维；(ii)任选存在的至少一种添加剂；(iii)以占所述纤维性幅材的至少15重量％的浓度存在的热固性粘合剂和/或(iv)至少一种粘合剂纤维。最优选地，所述纤维性幅材不包含再生纤维素纤维，例如Lyocell或粘胶纤维或它们的组合。所述至少一种粘合剂纤维优选地占基于纤维的总重量计2至25重量％的量。所述合成纤维包含基于纤维的总重量计不多于40重量％、优选地不多于30或不多于20重量％的玻璃纤维。优选地，所述合成纤维包含基于纤维的总重量计不多于70重量％、优选地不多于80重量％的热塑性纤维。优选地，所述热塑性纤维包含未拉伸的热塑性纤维，其量优选为基于纤维的总重量计15至50重量％、例如20至40重量％。所述合成纤维用所述热固性粘合剂和/或所述粘合剂纤维内部结合，以形成纤维性幅材。这样获得的纤维性介质能够形成自支撑的、任选成波纹的且起褶的滤油器，所述滤油器优选能够在与温度在内燃机中的温度范围内的油接触时保持褶皱和任选存在的波纹。优选地，该纤维性介质不包含天然木浆。
2.根据实施方案1所述的纤维性介质，其包含选自热塑性聚合物、硅质纤维例如玻璃纤维、再生纤维素纤维及其混合物的合成纤维，其中至少30重量％、优选地至少50重量％、更优选地至少80重量％的所述纤维是热塑性聚合物。
3.根据实施方案1或2所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材包含(i)至少70重量％的纤维、例如至少80重量％的热塑性聚合物和不多于40重量％、例如不多于30重量％的再生纤维素纤维。一个可供选择的实施方案是根据实施方案1或2所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质包含(ii)至少70重量％的热塑性聚合物纤维。另一个可供选择的实施方案是根据实施方案1或2所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质不包含再生纤维素纤维例如Lyocell或粘胶纤维或它们的组合。
4.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其包含使用热固性粘合剂浸渍的纤维性幅材。
5.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述粘合剂纤维选自双组分粘合剂纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粘合剂纤维或聚乙烯醇(PVOH)粘合剂纤维。优选地，这些粘合剂纤维的量为基于纤维的总重量计0.1至25重量％，例如1至20重量％或2至10重量％。
6.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述至少一种添加剂选自阻燃剂、着色剂、疏水剂、亲水剂、润湿剂、抗微生物剂或抗静电剂。
7.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其包含基于合成纤维的总重量计15至30重量％、特别是20至25重量％的热固性粘合剂。
8.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述热固性粘合剂选自热固性树脂，例如酚醛树脂、环氧树脂、或基于三聚氰胺的聚合物如三聚氰胺甲醛、或丙烯酸类树脂或它们的组合。
9.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其包含合成纤维，所述合成纤维包含具有第一平均直径(例如小于1um)的第一纤维和具有第二平均直径(例如2um或更大)的第二纤维，其中所述第一平均直径小于所述第二平均直径。优选地，所述合成纤维是玻璃纤维。所述两组纤维的重量比可为1:100至100:1，特别是约1:10至10:1。
10.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述合成纤维包含未拉伸的纤维，例如未拉伸的热塑性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；其量优选为基于纤维的总重量计15至50重量％、更优选地30至40重量％。
11.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述热塑性纤维选自聚酯，例如聚对苯二甲酸亚烷基酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等；聚亚烷基，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚丙烯腈(PAN)；和聚酰胺，例如尼龙，如尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6,12等；以及它们的组合；特别是大部分所述合成纤维包含聚酯纤维，例如优选地超过70％或甚至超过75％的合成纤维。
12.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述合成纤维包含平均纤维直径为0.1um至15um、例如1至10um并且平均纤维长度为1至20mm、例如1至10mm或1至7mm的热塑性合成纤维。
13.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述玻璃纤维具有0.4至2.6um的平均纤维直径。
14.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述合成纤维包含基于纤维的总重量计不多于40重量％或不多于30重量％或不多于20重量％或甚至仅不多于10重量％的再生纤维素材料，例如Lyocell或粘胶纤维或它们的组合。
15.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维基本上由玻璃化转变点或熔点大于130℃、特别是大于150℃的合成材料纤维组成。
16.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质具有0.6至1.5mm、特别是0.7至1.4mm的平均厚度。
17.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材是成波纹状的，优选地波纹深度为约0.1至0.5mm。
18.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质还包含纳米纤维涂层，其中所述纳米纤维涂层包含纳米纤维，例如聚醚砜(PES)或聚酰胺(PA)纳米纤维。优选地，所述纳米纤维涂层的厚度为50至1000nm。优选地，所述纳米纤维具有50至500nm、例如100至300nm的平均纤维直径。优选地，所述纳米纤维通过使用静电纺丝(electrospinning)施用。优选地，所述纳米纤维涂层被施用到经热固性粘合剂浸渍的纤维性幅材的上面。
19.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材是湿法成网的。
20.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中
-所述纤维性幅材的基重为50至400gsm，例如100至250gsm；
-用于油的所述纤维性幅材的透(气)度为2至600cfm/sf；并且
-所述纤维性幅材在140℃热油中500小时后的热油破裂强度为至少20psi或至少30psi。
21.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中
-所述热塑性聚合物的纤维构成所述纤维性幅材的60重量％至88重量％；
-所述玻璃纤维构成所述纤维性幅材的2重量％至30重量％；并且
-所述纤维性幅材还包含由所述热固性粘合剂制成的涂层，所述热固性粘合剂由酚醛树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂或三聚氰胺甲醛构成，其中所述粘合剂的量为所述纤维性幅材的15重量％至30重量％。
22.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质在卡尺读数为20至60密耳时表现出以下参数中的至少一项、优选地两项的组合、特别是所有三项：
-在加工方向上的刚度(SD)为3,300至10,000mg，特别是约5,000至8,000mg；
-针对15微米颗粒的过滤效率为：20％至99％，特别是约25％至98％；以及
-纳污容量为70至150mg/in2，特别是95至145mg/in2。
23.根据前述实施方案中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维仅由合成纤维组成。
23.一种制备根据实施方案1至22所述的过滤介质或纤维性介质的方法，其包括
-由纤维性浆料形成湿法成网幅材，所述纤维性浆料包含水中的合成纤维、任选存在的至少一种粘合剂纤维和任选存在的至少一种添加剂；
-将所述幅材干燥至2％或更少的含水量；
-使所述经干燥的幅材与液相中的热固性粘合剂的组合物接触，以使所述纤维用所述热固性粘合剂粘合在一起；以及
-移除液相，以形成所述纤维性介质；
其中这样获得的纤维性介质能够形成自支撑的起褶滤油器介质，所述自支撑的起褶滤油器介质能够在与温度在内燃机中的温度范围内的油接触时保持褶皱。
24.根据实施方案23所述的方法，其中将所述经干燥的幅材用热固性粘合剂的液体组合物在一侧或两侧饱和，随后移除所述组合物的液相，特别是通过加热所述幅材来移除所述组合物的液相。
25.根据实施方案24所述的方法，其中，在特别是通过加热所述幅材来移除所述组合物的液相期间，将所述幅材预固化且/或将波纹图案施加到所述幅材上。
26.根据实施方案23至25中任一项所述的方法，其中所述纤维性介质是起褶的，且任选地完全固化的，从而形成自支撑的起褶滤油器。
27.根据实施方案23至26所述的方法，其中移除所述粘合剂组合物的液相，从而以经处理的幅材的总重量计算将挥发物含量降低至小于10重量％、特别是小于8重量％。
28.根据实施方案23至27中任一项所述的方法，其中所述介质包含基于纤维的总重量计至少15重量％、优选地15至30重量％、特别是20至25重量％的热固性粘合剂。
29.根据实施方案23至28中任一项所述的方法，其中所述热固性粘合剂选自热固性树脂，例如酚醛树脂、环氧树脂、或基于三聚氰胺的聚合物如三聚氰胺甲醛、或丙烯酸类树脂以及它们的组合。
30.根据实施方案23至29中任一项所述的方法，其中所述热塑性纤维选自聚酯，例如聚对苯二甲酸亚烷基酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等；聚亚烷基，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚丙烯腈(PAN)；和聚酰胺，例如尼龙，如尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6,12等；以及它们的组合。
31.根据实施方案23至30中任一项所述的方法，其中所述介质在卡尺读数为20至60密耳时表现出以下参数中的至少一项、优选两项的组合、特别是所有三项：
-在加工方向上的刚度(SD)为3,300至10,000mg，特别是约5,000至8,000mg；
-针对15微米颗粒的过滤效率为：20％至99％，特别是约25％至98％；以及
-纳污容量为70至150mg/in2，特别是95至145mg/in2。
32.一种可通过根据实施方案23至31中任一项所述的方法获得的过滤介质或纤维性介质。
33.一种滤油器，其包含(i)根据实施方案1至22中任一项所述的纤维性介质或(ii)根据实施方案32所述的过滤介质或纤维性介质。
34.根据实施方案33所述的滤油器，其中所述滤油器介质是起褶的且任选地成波纹状的。
35.热固性树脂的用途，用于防止由油和防冻剂的组合及其分解产物导致的根据实施方案32至34所述的滤油器的损坏。
由此还公开了如上所述的本发明的实施方案、具体实施方案、方面和/或特征的所有可能组合。

Claims (34)

1.适合用于滤油器的纤维性介质，所述纤维性介质包含纤维性幅材，所述纤维性幅材由以下组分形成
-合成纤维；
-任选存在的至少一种添加剂；以及
-以占所述纤维性幅材的至少15重量％的浓度存在的热固性粘合剂和/或至少一种粘合剂纤维；
其中所述合成纤维包含基于所述纤维的总重量计不多于30重量％、优选地不多于20重量％的玻璃纤维；
其中所述合成纤维用所述热固性粘合剂和/或所述至少一种粘合剂纤维粘合，以形成所述纤维性幅材；并且所述纤维性介质能够形成自支撑的起褶滤油器，所述起褶滤油器能够在与温度在内燃机中的温度范围内的油接触时保持褶皱。
2.根据权利要求1所述的纤维性介质，其包含选自热塑性聚合物、硅质纤维例如玻璃纤维、再生纤维素纤维及它们的混合物的合成纤维，其中至少30重量％、优选地至少50重量％的所述纤维是热塑性聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材(i)包含至少70重量％的热塑性聚合物纤维和不多于40重量％或不多于30重量％的再生纤维素纤维；(ii)包含至少70重量％的热塑性聚合物纤维；或(iii)不包含再生纤维素纤维例如Lyocell或粘胶纤维或它们的组合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其包含经所述热固性粘合剂浸渍的纤维性幅材。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述粘合剂纤维选自双组分粘合剂纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粘合剂纤维或聚乙烯醇(PVOH)粘合剂纤维。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述至少一种添加剂选自阻燃剂、着色剂、疏水剂、亲水剂、润湿剂、抗微生物剂或抗静电剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其包含基于所述纤维的重量计的浓度为15％至30％、特别是20％至25％的所述热固性粘合剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述热固性粘合剂选自热固性树脂，例如酚醛树脂、环氧树脂、或基于三聚氰胺的聚合物如三聚氰胺甲醛、或丙烯酸类树脂或它们的组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其包含合成纤维，所述合成纤维包含具有第一平均直径的第一纤维和具有小于1μm的第二平均直径的第二纤维，其中所述第一平均直径例如为2μm或更大并且第一纤维的平均长度大于第二纤维的平均长度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述合成纤维包含未拉伸的纤维，例如未拉伸的热塑性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维；其量优选为基于纤维的总重量计15重量％至50重量％、更优选为20重量％至40重量％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述热塑性纤维选自聚酯，例如聚对苯二甲酸亚烷基酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等；聚亚烷基，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚丙烯腈(PAN)；和聚酰胺，例如尼龙，如尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6,12等；以及它们的组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述合成纤维包括平均直径为0.1μm至15μm、优选地0.1μm至10μm并且平均长度为1mm至50mm、例如1mm至20mm的热塑性合成纤维。
13.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述玻璃纤维具有0.4μm至2.6μm的平均纤维直径。
14.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述合成纤维包含基于所述纤维的总重量计不多于40重量％、优选地不多于30重量％的再生纤维素材料，例如Lyocell或粘胶纤维或它们的组合。
15.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维基本上由玻璃化转变点或熔点大于130℃、特别是大于150℃的合成材料纤维组成。
16.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材具有0.6mm至1.5mm、特别是0.7mm至1.4mm的平均厚度。
17.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材是成波纹状的，优选地波纹深度为约0.1mm至0.5mm。
18.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质还包含纳米纤维涂层，其中所述纳米纤维涂层包含静电纺丝纳米纤维，例如聚醚砜(PES)或聚酰胺(PA)纳米纤维，并且所述纳米纤维涂层优选地具有50nm至1000nm的厚度。
19.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性幅材是湿法成网的。
20.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中
-所述纤维性幅材的基重为50gsm至400gsm；
-用于油的所述纤维性幅材的透气度为2cfm/sf至600cfm/sf；并且
-所述纤维性幅材在热油中500小时后的热破裂强度为至少20psi。
21.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中
-所述热塑性聚合物的纤维构成所述纤维性幅材的60重量％至88重量％；
-所述玻璃纤维的纤维构成所述纤维性幅材的2重量％至30重量％；并且
-所述纤维性幅材还包含由热固性粘合剂制成的涂层，所述热固性粘合剂由酚醛树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂或三聚氰胺甲醛构成，其中所述粘合剂的量为所述纤维性幅材的15重量％至30重量％。
22.根据前述权利要求中任一项所述的纤维性介质，其中所述纤维性介质在卡尺读数为20至60密耳时表现出以下参数中的至少一项、优选地两项的组合、特别是所有三项：
-在加工方向上的刚度(SD)为3,300mg至10,000mg，特别是约5,000mg至8,000mg；
-针对15微米颗粒的过滤效率为：20％至99％，特别是约25％至98％；以及
-纳污容量为70mg/in2至150mg/in2，特别是95mg/in2至145mg/in2。
23.制备纤维性介质的方法，其包括
-由纤维性浆料形成湿法成网幅材，其中所述纤维性浆料包含在水中的合成纤维、任选存在的至少一种粘合剂纤维和任选存在的至少一种添加剂；
-将所述幅材干燥至2％或更少的含水量；
-使所述经干燥的幅材与液相中的热固性粘合剂的组合物接触，以使所述纤维用所述热固性粘合剂粘合在一起；以及
-移除液相，以形成所述纤维性介质；
这样获得的纤维性介质能够形成自支撑的起褶滤油器介质，所述起褶滤油器介质能够在与温度在内燃机中的温度范围内的油接触时保持褶皱。
24.根据权利要求23所述的方法，其中将所述经干燥的幅材用所述热固性粘合剂的液体组合物在一侧或两侧饱和，随后移除所述组合物的液相，特别是通过加热所述幅材来移除所述组合物的液相。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，在特别是通过加热所述幅材来移除所述组合物的液相期间，将所述幅材预固化且/或将波纹图案施加到所述幅材上。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中所述纤维性介质是起褶的，且任选地完全固化的，从而形成所述自支撑的起褶滤油器。
27.根据权利要求23至26所述的方法，其中移除所述粘合剂组合物的液相，从而使得以所述经处理的幅材的总重量计算将挥发物含量降低至小于10重量％、特别是小于8重量％。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述介质包含基于所述纤维的总重量计算的浓度为至少15％、优选地15％至30％、特别是20％至25％的热固性粘合剂。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其中所述热固性粘合剂选自热固性树脂，例如酚醛树脂、环氧树脂、或基于三聚氰胺的聚合物如三聚氰胺甲醛、或丙烯酸类树脂以及它们的组合。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的方法，其中所述热塑性纤维选自聚酯，例如聚对苯二甲酸亚烷基酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等；聚亚烷基，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚丙烯腈(PAN)；和聚酰胺，例如尼龙，如尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6,12等；以及它们的组合。
31.根据权利要求23至30中任一项所述的方法，其中所述介质在卡尺读数为20至60密耳时表现出以下参数中的至少一项、优选地两项的组合、特别是所有三项：
-在加工方向上的刚度(SD)为3,300mg至10,000mg，特别是约5,000mg至8,000mg；
-对于15微米颗粒的过滤效率为：20％至99％，特别是约25％至98％；以及
-纳污容量为70mg/in2至150mg/in2，特别是95mg/in2至145mg/in2。
32.滤油器，其包含根据权利要求1至22中任一项所述的纤维性介质。
33.根据权利要求32所述的滤油器，其中所述纤维性介质是起褶的且任选地是成波纹状的。
34.热固性树脂的用途，用于防止由油和防冻剂的组合及其分解产物导致的根据权利要求32或33所述的滤油器的损坏。
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