CN111819312A - 疏油聚酰胺细纤维、方法、过滤器介质和过滤器元件 - Google Patents

疏油聚酰胺细纤维、方法、过滤器介质和过滤器元件 Download PDF

Info

Publication number
CN111819312A
CN111819312A CN201880079939.8A CN201880079939A CN111819312A CN 111819312 A CN111819312 A CN 111819312A CN 201880079939 A CN201880079939 A CN 201880079939A CN 111819312 A CN111819312 A CN 111819312A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
fine
fine fiber
fluorochemical urethane
additive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880079939.8A
Other languages
English (en)
Inventor
S·L·谢诺伊
T·M·维克
M·P·格尔兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Donaldson Co Inc
Original Assignee
Donaldson Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Donaldson Co Inc filed Critical Donaldson Co Inc
Publication of CN111819312A publication Critical patent/CN111819312A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/90—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyamides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0414—Surface modifiers, e.g. comprising ion exchange groups
    • B01D2239/0428—Rendering the filter material hydrophobic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0618—Non-woven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0631—Electro-spun
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0654—Support layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/02—Moisture-responsive characteristics
    • D10B2401/021—Moisture-responsive characteristics hydrophobic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/04—Filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本披露提供了一种由纤维形成聚酰胺与含氟氨基甲酸酯添加剂形成的独特细纤维材料、一种制造此类纤维材料的方法、以及包括此类纤维的过滤器介质和过滤器元件。

Description

疏油聚酰胺细纤维、方法、过滤器介质和过滤器元件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月13日提交的美国临时申请序列号62/598,303的权益，将所述临时申请通过引用以其整体并入本文。
背景技术
已通过电纺丝、旋转纺丝、离心纺丝、熔融纺丝、挤出熔融纺丝、气流成网加工、或湿法成网加工制造了聚合物网。此类过滤器的过滤效率是过滤器介质的特征并且与从移动流体流中除去的微粒的分数有关。
考虑了与各种其他物质混合或共混的聚合物材料的细纤维技术是已知的。某些披露的纤维包括轴向芯或聚合物材料。在轴向芯周围可以发现诸如苯酚低聚物或氟聚合物组分的涂料材料的层。尽管对于许多过滤最终用途而言，这些细纤维材料中的许多具有足够的性能，但在过滤器经受宽范围的环境条件、需要机械稳定性的应用中，仍然需要改进纤维特性。
发明内容
本披露提供了一种由纤维形成聚酰胺与含氟氨基甲酸酯(fluorochemicalurethane)添加剂形成的独特细纤维材料。
在一个实施例中，提供了一种细纤维，所述细纤维包含：纤维形成聚酰胺；和掺入到所述细纤维内的含氟氨基甲酸酯添加剂。在一个实施例中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂以与不含此类添加剂的细纤维相比有效增强所述细纤维的疏油性和疏水性的量存在。在此上下文中，“增强”意指改进已经存在的疏油性或疏水性和/或产生疏油性或疏水性。
本披露提供了制造细纤维的方法。
在本披露的一个实施例中，提供了一种制造细纤维的方法，其中所述方法包括：提供纤维形成聚酰胺；提供含氟氨基甲酸酯添加剂；以及在有效形成多个细纤维的条件下，将所述纤维形成聚酰胺和所述含氟氨基甲酸酯添加剂组合。
本披露还提供了根据本文披露的方法制备的细纤维。
本披露还提供了一种过滤器介质，所述过滤器介质包括过滤基底和布置在所述基底上的包括多个本文描述的细纤维的层。
本披露还提供了一种包括本文描述的过滤器介质的过滤器元件。
在本文中，“细”纤维具有不大于10微米的平均纤维直径。典型地，这意味着本披露的多个纤维的样品具有不大于10微米的平均纤维直径。在某些实施例中，此类纤维具有最高达5微米、最高达4微米、最高达3微米、最高达2微米、最高达1微米、最高达0.8微米、或最高达0.5微米的平均直径。在某些实施例中，此类纤维具有至少0.05微米或至少0.1微米的平均直径。
“纤维形成”聚酰胺(例如，均聚物或共聚物)是能够在不存在任何添加剂的情况下形成细纤维的聚酰胺。
术语“烷基”是指作为烷烃基团的一价基团，所述基团是饱和烃。烷基可以是直链的、支链的、环状的、或其组合；“全氟-”(例如，就基团或部分而言，诸如在“全氟烷基”的情况下)和“全氟化”意指完全氟化使得C-H键中的所有氢原子均已被C-F键替代的基团或化合物。除非另有指定，否则烷基可以包含最高达20个碳原子、最高达12个碳原子、最高达10个碳原子、最高达5个碳原子。除非另有指定，否则烷基可以包含至少1个碳原子、至少2个碳原子、或至少3个碳原子。
术语“杂烷基”意指具有至少一个-CH2-被杂原子替代的烷基，所述杂原子诸如NR1、O或S，其中R1是H或烷基。烷基可以是直链的、支链的、环状的、或其组合；“全氟-”(例如，就基团或部分而言，诸如在“全氟杂烷基”的情况下)和“全氟化”意指完全氟化使得C-H键中的所有氢原子均已被C-F键替代的基团或化合物。除非另有指定，否则杂烷基可以包含最高达20个碳原子、最高达12个碳原子、最高达10个碳原子、最高达5个碳原子。除非另有指定，否则杂烷基可以包含至少1个碳原子、至少2个碳原子、或至少3个碳原子。
当基团在本文描述的式中多于一次存在时，无论是否具体说明，每个基团是“独立”选择的。例如，当式中存在多于一个R基团时，每个R基团是独立选择的。此外，这些基团中含有的子基团也是独立选择的。
术语“包含”及其变体在这些术语出现在说明书和权利要求书中的情况下不具有限制性意义。此类术语应理解为暗示包括陈述的步骤或要素或者一组步骤或要素，但不排除任何其他步骤或要素或者任何其他组的步骤或要素。“由……组成”意指包括并且限于在短语“由……组成”中包含的任何内容。因此，短语“由……组成”指示所列出的要素是需要的或强制性的，并且可能不存在其他要素。“基本上由……组成”意指包括在所述短语中列出的任何要素，并且限于不妨碍或有助于本披露中对于所列出的要素而指定的活性或作用的其他要素。因此，短语“基本上由……组成”指示所列出的要素是需要的或强制性的，但其他要素是任选的并且可以存在或可以不存在，取决于它们是否实质性地影响所列出的要素的活性或作用。
词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本披露的实施例。然而，在相同的或其他情况下，其他实施例也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的列举不暗示其他实施例不是可用的并且不旨在将其他实施例排除在本披露的范围之外。
在本申请中，诸如“一个”、“一种”和“所述(the)”的术语不旨在仅指单数实体，而是包括可用于说明的特定实例的一般类别。术语“一个”、“一种”和“所述(the)”与术语“至少一个/种”可互换使用。
在列表之后的短语“......中的至少一个/种”和“包含......中的至少一个/种”是指所述列表中的项目中的任何一个/种以及所述列表中的两个/种或更多个/种项目的任何组合。
如本文所用，术语“或”通常以包括“和/或”的其通常意义使用，除非上下文另外明确指出。术语“和/或”意指所列出的要素中的一个或全部或者所列出的要素中的任何两个或更多个的组合。
另外在本文中，假定所有数字都被术语“约”修饰并且优选地被术语“精确地”修饰。如在本文中与所测量量结合使用的，术语“约”是指将由进行测量并且运用与测量目的和所使用的测量设备的精度相称的注意水平的技术人员可预期的测量量的变化。
另外在本文中，通过端点列举数值范围包括归入所述范围内的所有数字以及端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。在本文中，“最高达”某个数字(例如，最高达50)包括所述数字(例如，50)。
本披露的以上发明内容不旨在描述本披露的每个披露的实施例或每种实现方式。下面的描述更具体地举例说明说明性实施例。在整个本申请中的几处，通过实例的列表提供指导，所述实例可以以各种组合来使用。在每个实例中，所列举的列表仅用作代表性组并且不应被解释为排他性列表。
附图说明
可以结合以下附图来更完全地理解本披露。
图1：扫描电子显微照片(SEM)图像示出了来自(A)实例1b(不含添加剂的尼龙树脂SVP 651“651-对照”)的纤维与来自(B)实例6b(含疏油SRC 220含氟氨基甲酸酯添加剂的SVP 651)的纤维的纤维形态比较)。
图2：来自(▲)实例1b(不含添加剂的尼龙树脂SVP 651“651-对照”)和(■)实例6b(含疏油SRC 220含氟氨基甲酸酯添加剂的SVP 651)的保留的百分比(％)细纤维层效率的曲线图。
图3：包含添加剂(SRC 220(固体):651比率为按重量计20:100)的样品((■)实例8(30秒)、实例9(1min)、实例10(2min)、实例11(5min)和实例12(10min))与其中不存在添加剂的样品((▲)实例16(5min)和实例17(10min))对比，静压头(以毫巴(mbar)计)随细纤维覆盖率(增加的纺丝时间，以分钟(min)计)变化的曲线图。
图4：在未经后处理的样品上，随着时间的流逝，抗水滴性(排斥性)随添加剂浓度(按重量计SRC 220(固体):651比率)的变化。基底848＝仅基底；0:100＝实例1a；5:100＝实例4a；10:100＝实例5a。
图5：在125℃下10分钟经后处理的样品上，随着时间的流逝，抗水滴性(排斥性)随添加剂浓度(按重量计SRC 220(固体):651比率)的变化。基底848＝仅基底；0:100＝实例1b；5:100＝实例4b。
图6：在125℃下10分钟经后处理的样品上，拒油性等级随添加剂浓度(按重量计SRC 220(固体):651比率)的变化。基底848＝仅基底；0:100＝实例1b；1:100＝实例2b；2:100＝实例3b；5:100＝实例4b；10:100＝实例5b；20:100＝实例6b；50:100＝实例7b。
图7：在经后处理的样品上，抗水滴性(排斥性)随细纤维覆盖率的变化(实例8和10-12相比于实例17)。(A)：无纤维-对照＝仅基底；651-10min＝实例17。(B)：30秒的纺丝时间＝实例8；2min＝实例10；5min＝实例11；10min＝实例12。
图8：在经后处理的样品上，拒油性等级随细纤维覆盖率的变化(实例8-12相比于实例17)。(A)：无纤维-对照＝仅基底；651-10min＝实例17。(B)：30秒的纺丝时间＝实例8；1min＝实例9；2min＝实例10；5min＝实例11；10min＝实例12。
图9：抗水滴性(排斥性)随添加剂类型的变化(按重量计添加剂(固体):651＝20:100)：无添加剂＝实例18(651-对照)；SRC 220＝实例19；SRA 250＝实例20；SRA 270＝实例21；AG-E060＝实例22；AG-E800D＝实例23；AG-E090＝实例24；AG-E550D＝实例25；AG-E100＝实例26；AG-E082＝实例27。
图10：拒油性等级随添加剂类型的变化(按重量计添加剂(固体):651＝20:100)：无添加剂＝实例18(651-对照)；SRC 220＝实例19；SRA 250＝实例20；SRA 270＝实例21；AG-E060＝实例22；AG-E800D＝实例23；AG-E090＝实例24；AG-E550D＝实例25；AG-E100＝实例26；AG-E082＝实例27。
图11：使用标准纤维素(实例8)和疏油纤维素(实例28)，拒油性等级随基底化学性质的变化。
具体实施方式
本披露提供了一种由纤维形成聚酰胺与含氟氨基甲酸酯添加剂形成的独特细纤维材料，所述含氟氨基甲酸酯添加剂掺入在所述细纤维中(即，混合在每个细纤维的聚酰胺内)。此类添加剂提供了用于制造具有增强的疏油性和疏水性(包括此类纤维先前可能没有展现出的疏油性和疏水性)的细纤维的简便机制。
含氟氨基甲酸酯添加剂
典型地，选择含氟氨基甲酸酯添加剂，使得与不含此类添加剂的细纤维相比，它增强(例如，改进或产生)细纤维的疏油性和疏水性。
在某些实施例中，合适的含氟氨基甲酸酯添加剂是成膜聚合物，特别是当与纤维形成聚酰胺混合时。在某些实施例中，合适的含氟氨基甲酸酯添加剂是至少部分相容的(例如，至少部分可混溶的)，使得在膜的形成中存在很少或不存在与纤维形成聚酰胺的相分离。如果存在很少或不存在相分离，则形成相对澄清(透明或半透明)的膜。
选择含氟氨基甲酸酯添加剂，使得其优选可溶于或可分散于为加工(诸如在电纺丝中)聚酰胺材料而选择的溶剂中。这导致所述添加剂和聚酰胺在纤维形成之前混合在一起并且所得纤维由聚酰胺和含氟氨基甲酸酯添加剂的混合物制造。
在某些实施例中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂是表面迁移剂。表面迁移剂是典型地在纤维形成过程中能够迁移到细纤维表面的化合物，尽管大部分含氟氨基甲酸酯添加剂掺入在每个细纤维的主体内。如果希望，可以通过形纤维形成维后的热处理来增强这样的表面迁移。
在某些实施例中，合适的含氟氨基甲酸酯添加剂包含一个或多个全氟化烷基和/或全氟化杂烷基，并且每个烷基或杂烷基结合至磺酰胺基(-SO2NR2-)、羧酰胺基(-C(O)NR3-)、羧基(-C(O)O-)或磺酰基(-SO2-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基。在某些实施例中，每个烷基或杂烷基结合至磺酰胺基(-SO2NR2-)或羧酰胺基(-C(O)NR3-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基。在某些实施例中，烷基和杂烷基包含2-12个碳原子并且在某些实施例中2-6个碳原子。
含氟氨基甲酸酯添加剂的实例描述于美国专利号6,646,088、6,803,109、6,890,360和8,030,430以及美国专利申请号2003/0149218、2004/0147188、2005/0075471和2008/0229976。
此外，在某些实施例中，此类含氟氨基甲酸酯添加剂典型地不包含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能团。
在某些实施例中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂具有小于3000道尔顿的重均分子量。
含氟氨基甲酸酯添加剂的实例包括从3M公司(3M Company，圣保罗，明尼苏达州)在商品名称SRC 220防污添加剂和密封剂下可获得的含氟氨基甲酸酯添加剂，它是销售用于制造建筑漆料和混凝土涂料从而使多孔硬质材料(诸如混凝土、天然石材和水泥浆)防污的水基氟化聚氨酯分散体。
在某些实施例中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂是唯一存在的添加剂。因此，在某些实施例中，所述细纤维基本上由纤维形成聚酰胺和掺入到所述细纤维内的含氟氨基甲酸酯添加剂组成。即，在某些实施例中，不存在增强细纤维的表面或本体特性的其他添加剂。在某些实施例中，所述细纤维由纤维形成聚酰胺和掺入到所述细纤维内的含氟氨基甲酸酯添加剂组成。即，在某些实施例中，除了所述纤维形成聚酰胺和含氟氨基甲酸酯添加剂之外，不存在其他组分。
如果希望，可以使用含氟氨基甲酸酯添加剂的各种组合。在某些实施例中，各种含氟氨基甲酸酯添加剂不彼此反应以在它们之间形成任何化学键。
典型地，选择含氟氨基甲酸酯添加剂以与不含所述一种或多种反应性添加剂的纤维相比“增强”纤维的疏油和疏水特性。这意味着选择一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂以与不含所述一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂的纤维相比简单地增强纤维已具有的疏油性和疏水性。这也意味着选择一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂以为所得细纤维提供此类纤维在不含所述一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂的情况下将不具有的疏油性和疏水性。
在某些实施例中，选择并且以一定量包含含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供表现出根据实例部分中的拒油性测试方法至少3、至少4、至少5或至少6的疏油水平的细纤维。
在某些实施例中，选择并且以一定量包含含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供根据实例部分中的水滴测试方法表现出疏水行为的细纤维。
本领域技术人员可以容易地确定所使用的含氟氨基甲酸酯添加剂的量以获得所希望的结果。典型地，一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂相对于一种或多种纤维形成聚酰胺的量是至少2:100、或至少5:100、或至少10:100、或至少20:100(添加剂固体与聚合物的重量比率)。典型地，一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂相对于一种或多种纤维形成聚酰胺的量最高达100:100或最高达50:100(添加剂固体与聚合物的重量比率)。
纤维形成聚酰胺聚合物
能够形纤维形成维的许多类型的聚酰胺可用作本披露的纤维中的聚合物材料。
一类有用的聚酰胺聚合物是尼龙材料。术语“尼龙”是所有长链合成聚酰胺的通用名称。典型地，尼龙命名包括一系列数字，诸如在尼龙-6,6中，其指示起始材料是C6二胺和C6二酸(第一位数指示C6二胺并且第二位数指示C6二羧酸化合物)。另一种尼龙可以通过在少量水的存在下进行ε-己内酰胺的缩聚来制造。此反应形成作为线性聚酰胺的尼龙-6(由也称为ε-氨基己酸的环状内酰胺制造)。此外，还考虑了尼龙共聚物。示例性尼龙材料包括尼龙-6、尼龙-6,6、尼龙-6,10、其混合物或共聚物。
共聚物可以例如通过以下方式制造：将各种二胺化合物、各种二酸化合物和各种环状内酰胺结构组合在反应混合物中，并且然后用随机定位的单体材料形成呈聚酰胺结构的尼龙。例如，尼龙-6,6-6,10材料是由己二胺以及C6二酸和C10二酸的共混物制造的尼龙。尼龙-6-6,6-6,10是通过ε-氨基己酸、己二胺以及C6二酸材料和C10二酸材料的共混物的共聚制造的尼龙。在本文中，术语“共聚物”包括由两种或更多种不同单体制造的聚合物，并且包括三聚物等。
如果希望，可使用聚酰胺的各种组合。在此实施例中，优选的聚合物包括尼龙。
典型地，用于本披露的纤维的此类纤维形成聚酰胺与含氟氨基甲酸酯添加剂不反应，尽管不一定排除反应性。因此，在某些实施例中，含氟氨基甲酸酯添加剂不化学结合至纤维形成聚酰胺。
细纤维的形成
本披露的细纤维可以通过一种方法来制备，所述方法包括：提供纤维形成聚酰胺；提供含氟氨基甲酸酯添加剂；以及在有效形成多个细纤维的条件下，将所述纤维形成聚酰胺和所述含氟氨基甲酸酯添加剂混合，其中将所述含氟氨基甲酸酯添加剂掺入到所述细纤维内(即，在每个细纤维的本体或主体内)。这意味着可以在不同的步骤中将含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺组合，充分混合在一起，并且然后形纤维形成维。可替代地，在将含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺组合后立即进行纤维形成，使得在纤维形成之前充分混合可能是不完全的，尽管仍然形成混合物。因此，所述含氟氨基甲酸酯添加剂不仅在每个单独的细纤维上形成涂层。
选择聚合物材料(例如，单一聚合物或聚合物混合物或共混物)，使得它们可以与含氟氨基甲酸酯添加剂在溶液或分散体中组合。此类溶液或分散体的pH优选在6至8的范围内。
在某些实施例中，所述细纤维是电纺丝的或使用离心力纺丝的。因此，在某些实施例中，一种或多种聚合物材料和一种或多种含氟氨基甲酸酯添加剂可分散于或可溶于适用于电纺丝的至少一种常用溶剂或溶剂共混物。它们在溶液或分散体中应基本上稳定持续足够时间，使得可以形纤维形成维。
合适的溶剂的实例包括极性质子和非质子溶剂，诸如水、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、四氢呋喃(THF)、二氧戊环、丙酮、乙酸乙酯等。
所述含氟氨基甲酸酯添加剂可以是表面迁移剂，从而导致所述含氟氨基甲酸酯添加剂暴露在每个细纤维的表面而仍掺入在每个纤维的主体或本体内(与仅在每个细纤维的表面上的涂层相反)。
在某些实施例中，每个细纤维可以包括芯相和涂层相，其中所述芯相包含纤维形成聚酰胺，并且所述涂层相包含含氟氨基甲酸酯添加剂。然而，应该理解，每个相都包括聚酰胺和含氟氨基甲酸酯添加剂两者。
在某些实施例中，每个细纤维可以包括芯相、涂层相和过渡相。在某些此类三相纤维中，芯相主要包括纤维形成聚酰胺，涂层相主要包括含氟氨基甲酸酯添加剂，并且过渡相包括纤维形成聚合物和含氟氨基甲酸酯添加剂。在此上下文中，“主要”意指所提及的材料以所述材料在特定区域(例如，涂层、层或相)中以主要量(即，按重量计大于50％)存在于所述区域中，尽管每个相都包含聚酰胺和含氟氨基甲酸酯添加剂。
可以使用各种技术来制造本披露的细纤维，所述技术包括静电纺丝、离心或旋转纺丝、湿法纺丝、干法纺丝、熔融纺丝、挤出纺丝、直接纺丝、凝胶纺丝等。
细纤维在例如静电或熔融纺丝形成过程中被收集在支撑层(即，基底)上，并且通常在纤维制造后进行热处理。优选地，将细纤维材料的层布置在可渗透粗糙纤维介质层(即，支撑层)的第一表面上，作为纤维层。此外，优选地，布置在第一可渗透粗糙纤维材料层的第一表面上的第一细纤维材料层具有不大于50微米(micrometer)(微米(micron)或μm)、更优选不大于30微米、甚至更优选不大于20微米、并且最优选不大于10微米的总厚度。典型且优选地，所述细纤维层的厚度在用于制造所述层的细纤维平均直径的1-20倍(通常是1-8倍并且更优选不大于5倍)的厚度内。在某些实施例中，所述细纤维层具有至少0.05μm的厚度。
本披露的细纤维可以优选使用静电纺丝方法来制造。用于形成细纤维的合适的电纺丝设备包括其中容纳细纤维形成溶液的储器以及通常由包括多个偏移孔的旋转部分组成的发射装置。当它在静电场中旋转时，发射装置上的溶液微滴通过静电场加速朝向收集介质。面向发射器但与其间隔开的是格栅，收集介质(即，基底或组合基底)被定位在所述格栅上。空气可以被抽过所述格栅。借助合适的静电电压源，在发射器与格栅之间维持高电压静电势。基底被定位在发射器与格栅之间以收集纤维。
具体地，格栅与发射器之间的静电势赋予材料电荷，所述电荷使液体从发射器中作为薄纤维被发射，所述薄纤维被抽向它们所到达的栅格并且被收集在基底上。在聚合物溶液的情况下，一部分溶剂在它们飞向基底的过程中从纤维中蒸发掉。当溶剂继续蒸发并且纤维冷却时，细纤维结合到基底纤维上。选择静电场强度以确保当聚合物材料从发射器加速到收集介质时，加速度足以使所述聚合物材料成为非常薄的微纤维或纳米纤维结构。增加或减慢收集介质的前进速率可以在形成介质上沉积更多或更少的发射的纤维，从而允许控制沉积在其上的每个层的厚度。
可替代地，用于形成细纤维的电纺丝设备可以是悬滴设备，即用聚合物溶液填充的注射器。将高电压施加到与注射器附接的针头上，并且在指定的泵速率下泵送聚合物溶液。当聚合物溶液的液滴从针头冒出时，它在静电场的影响下形成泰勒锥。在足够高的电压下，从经历拉伸的泰勒锥中发射出射流并且形成细纤维，并且所述细纤维沉积在与充当收集器的旋转芯轴附接的介质上。电纺丝过程通常使用具有5％-20％固体(基于聚合物)浓度的聚合物溶液。工业应用中希望的是安全且易于使用的溶剂。在另一方面，用此类溶剂形成的纤维通常需要在多种多样的环境中存留下来并且工作。
在某些实施例中，将本披露的纤维在纤维形成后的处理过程中在至少100℃、至少110℃、至少120℃或至少125℃的温度下进行热处理。在某些实施例中，将本披露的纤维在最高达135℃或最高达130℃的温度下进行热处理。在某些实施例中，将本披露的纤维热处理至少0.5分钟、至少1分钟、至少2分钟、至少3分钟、至少4分钟或至少5分钟的时间。在某些实施例中，本披露的纤维热处理最高达15分钟、最高达12分钟或最高达10分钟的时间。典型地，在形成后将纤维通过将其在125℃-130℃下加热5-10分钟进行处理。这样的纤维形成后热处理加快了含氟氨基甲酸酯添加剂的表面迁移。
在某些实施例中，根据实例部分中的热水浸泡测试，本披露的细纤维表现出至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％的保留的细纤维层效率。
在某些实施例中，在基底上提供的相同的总体上低的纤维覆盖率下(例如，最高达5分钟的典型电纺丝过程)，包含含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维与相同但不含含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维相比表现出改进水平的保留的细纤维层效率。参见例如图2。
在某些实施例中，在基底上提供的相同的总体上高的纤维覆盖率下(例如，至少5分钟的典型电纺丝过程)，包含含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维与相同但不含含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维相比表现出改进的抗水滴渗透性。此外，在相同的含氟氨基甲酸酯添加剂浓度下，随着在基底上提供的纤维覆盖率增加(例如，在典型的电纺丝过程中)，所述细纤维表现出改进的抗水滴渗透性。参见例如图3。
过滤器介质和过滤器元件
本披露的细纤维可以形成为过滤结构，诸如过滤器介质。在此类结构中，本披露的细纤维材料被布置在(典型地，它们形成在并且附着到)过滤器基底(即，过滤基底或单纯地基底)上。天然纤维基底和合成纤维基底可以用作所述过滤器基底。实例包括纺粘或熔喷支撑物或织物。基底可以包括织造物或非织造物。挤出和冲孔的塑料筛网样材料是过滤器基底的其他实例，有机聚合物的超滤(UF)膜和微滤(MF)膜也是。
基底可以包括合成纤维、纤维素纤维、玻璃纤维或其组合。合成非织造物的实例包括聚酯非织造物、尼龙非织造物、聚烯烃(例如，聚丙烯)非织造物、或其共混非织造物。片材样基底(例如，纤维素和/或合成非织造网)是过滤器基底的典型形式。然而，过滤器材料的形状和结构典型地由设计工程师选择并且取决于特定的过滤应用。
根据本披露的过滤器介质构造可以包括具有第一表面的可渗透粗糙纤维材料(即，介质或基底)层。第一细纤维介质层优选布置在所述可渗透粗糙纤维介质层的第一表面上。
优选地，所述可渗透粗糙纤维材料层包含具有至少5微米并且更优选至少12微米并且甚至更优选至少14微米平均直径的纤维。优选地，所述粗糙纤维具有不大于50微米的平均直径。
此外，优选地，所述可渗透粗糙纤维材料构成具有不大于260克/米2(g/m2)并且更优选不大于150g/m2的基础重量的介质。优选地，所述可渗透粗糙纤维材料构成具有至少0.5g/m2并且更优选至少8g/m2的基础重量的介质。优选地，所述第一可渗透粗糙纤维介质层是至少0.0005英寸(12微米)厚的并且更优选是至少0.001英寸(25.4微米)厚的。优选地，所述第一可渗透粗糙纤维介质层是不大于0.030英寸(0.76mm)厚的。典型且优选地，所述第一可渗透粗糙纤维介质层是0.001英寸至0.030英寸(25-800微米)厚的。优选地，所述第一可渗透粗糙纤维介质层具有至少2米/分钟(m/min)的弗雷泽渗透率(设定在0.5英寸水处的压差)。优选地，所述第一可渗透粗糙纤维介质层具有不大于900米/分钟(m/min)的弗雷泽渗透率(设定在0.5英寸(12.7mm)水处的压差)。
在优选的安排中，所述第一可渗透粗糙纤维材料层包含一种材料，如果通过弗雷泽渗透率测试与构造的其余部分分开评估，所述材料将展现出至少1m/min并且优选至少2m/min的渗透率。在优选的安排中，所述第一可渗透粗糙纤维材料层包含一种材料，如果通过弗雷泽渗透率测试与构造的其余部分分开评估，所述材料将展现出不大于900m/min并且典型且优选地2-900m/min的渗透率。在本文中，当提及效率或LEFS效率(低效率平坦片材)时，除非另有指定，否则意在提及当如本文描述的根据ASTM-1215-89用0.78微米(μm)单分散聚苯乙烯球形颗粒在20fpm(英尺/分钟，6.1m/min)下测量时的效率。
在某些实施例中，在施用细纤维之前，所述过滤基底具有疏油特性。例如，过滤基底可以是固有疏油的(即，由疏油纤维制造的)和/或使用例如疏油处理化合物处理以变成疏油的。通常，疏油材料是含氟物，诸如具有高密度的暴露在表面的末端CF3侧基的氟聚合物。在某些实施例中，过滤基底或作为表面涂层施用于过滤基底的疏油处理化合物(例如，含氟处理化合物)可以由全氟聚合物制造，所述全氟聚合物诸如全氟丙烯酸酯、全氟氨基甲酸酯、全氟环氧树脂、全氟硅酮、全氟烷烃、全氟二氧戊环、或这些材料的共聚物。
尽管可以使用由固有疏油材料制造的过滤基底，但是典型地将含氟处理化合物涂覆在常规的过滤基底上以使其疏油。涂层材料可以是例如疏油聚合物或可通过多步过程变得疏油的另一种聚合物。典型地，通过浸渍或喷雾将溶解或悬浮在液体载体(例如，有机溶剂或水)中的含氟处理化合物施用于常规的过滤基底。
示例性氟聚合物包括溶解在溶剂中的全氟丙烯酸酯，诸如从Cytonix(贝茨维尔(Beltsville)，马里兰州)在商品名FLUOROPEL系列下可获得的那些、来自3M公司(圣保罗，明尼苏达州)的SRA 450或SRA451、来自先进聚合物公司(Advanced PolymerIncorporated)(卡尔施塔特(Carlstadt)，新泽西州)的ADVAPEL806；溶解在溶剂中的全氟二氧戊环，诸如从科慕公司(Chemours)(威明顿，特拉华州)在商品名TEFLONAF下可获得的那些；悬浮在水中的全氟丙烯酸酯乳液，诸如从大金公司(Daikin)(奥兰治堡，纽约州)在商品名UNIDYNE下可获得的那些、来自科慕公司(威明顿，特拉华州)的CAPSTONE、来自亨斯曼公司(Huntsman)(伍德兰(The Woodlands，得克萨斯州)的PHOBOL、或来自先进聚合物公司(卡尔施塔特，新泽西州)的ADVAPEL 734；以及悬浮在水中的全氟氨基甲酸酯，诸如从3M公司(圣保罗，明尼苏达州)在商品名SRC220下可获得的全氟氨基甲酸酯。也可以通过等离子体聚合过程施用氟聚合物涂料，诸如来自P2i(萨凡纳，佐治亚州)的全氟丙烯酸脂涂料，将过滤基底变成疏油的。
在某些实施例中，也可以将非疏油涂料施用于常规的过滤基底，并且然后改性成疏油的。例如，可以将多元醇聚合物施用于常规的过滤基底并且将全氟硅烷或全氟酰氯接枝到这种聚合物上。可替代地，可以将聚胺施用于常规的过滤基底并且将全氟丙烯酸脂接枝到这种聚合物上。
无论使用哪种方法来使过滤基底变成疏油的，优选地，根据实例部分中的拒油性测试，此类疏油过滤基底表现出至少3、至少4、至少5或至少6的疏油水平。
在这些实施例中，可以通过在过滤基底上形成多个根细纤维来制造细纤维层，从而形成过滤器介质。然后可以将过滤器介质(即，细纤维层加上过滤基底)制造成过滤器元件(即，过滤元件)，包括例如平坦面板过滤器、筒式过滤器或其他过滤部件。此类过滤器元件的实例描述于美国专利号6,746,517(Benson等人)；6,673,136(Gillingham等人)；6,800,117(Barris等人)；6,875,256(Gillingham等人)；6,716,274(Gogins等人)；和7,316,723(Chung等人)。然而，过滤器材料的形状和结构典型地由设计工程师选择并且取决于特定的过滤应用。
在使用过程中，由于细纤维的存在(表面过滤)，粉尘典型地以饼的形式负载在过滤器介质的表面上。因此，随着时间的流逝，过滤器介质的压力降增加，从而显著增加能耗，导致短的过滤器寿命。改进过滤器寿命的一种方法是通过在压力降达到特定的设定点时在过滤的空气流的相反方向上脉冲地施加空气来清洁表面负载的(带有粉尘饼)介质。脉冲空气使过滤器介质变形并且清除粉尘饼，产生具有较低压力降的“较清洁介质”，从而延长过滤器寿命。
不幸的是，在被城市气溶胶、油性或油雾基烟灰污染的环境中，粉尘吸收油并且粘附在细纤维上。在这些情况下，脉冲空气可能无法清除粉尘饼。增大脉冲幅度(或压力)可能导致细纤维损坏和短的过滤器寿命。本文描述的细纤维具有疏油的表面特性，所述疏油的表面特性还导致合适的释放特性。这种表面化学性质将减少油性或烟灰粉尘粘附到细纤维上，并且从而使其在脉冲过程中更易于清除。这应导致较长的过滤器寿命。
示例性纤维实施例
1.一种细纤维，所述细纤维包含以下项(或基本上由其组成或由其组成)：
纤维形成聚酰胺；和
掺入到所述细纤维内的含氟氨基甲酸酯添加剂；
其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂包含一个或多个全氟化烷基和/或全氟化杂烷基，并且每个烷基或杂烷基键合至磺酰胺基(-SO2NR2-)、羧酰胺基(-C(O)NR3-)、羧基(-C(O)O-)或磺酰基(-SO2-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基(在某些实施例中，每个烷基或杂烷基键合至磺酰胺基(-SO2NR2-)或羧酰胺基(-C(O)NR3-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基；在某些实施例中，烷基和杂烷基包含2-12个碳原子并且在某些实施例中2-6个碳原子)。
2.如实施例1所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂以与不含此类添加剂的相同细纤维相比，有效增强所述细纤维的疏油性和疏水性的量存在。
3.如实施例1或2所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂是唯一存在的添加剂。
4.如实施例1至3中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂是表面迁移剂。
5.如实施例1至4中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂不化学键合至所述纤维形成聚酰胺。
6.如实施例1至5中任一项所述的细纤维，所述细纤维包括芯相和涂层相，其中所述芯相包含所述纤维形成聚酰胺，并且所述涂层相包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂。
7.如实施例1至6中任一项所述的细纤维，其中所述纤维形成聚酰胺包括尼龙。
8.如实施例7所述的细纤维，其中所述尼龙包括尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10、其混合物或共聚物。
9.如实施例8所述的细纤维，其中所述尼龙包括尼龙-6-6,6-6,10。
10.如实施例1至9中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂具有小于3000道尔顿的重均分子量。
11.如实施例1至10中任一项所述的细纤维，所述细纤维包括芯相、涂层相和过渡相。
12.如实施例11所述的细纤维，其中所述芯相主要包含所述纤维形成聚酰胺，所述涂层相包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，并且所述过渡相包含所述纤维形成聚酰胺和所述含氟氨基甲酸酯添加剂。
13.如实施例1至12中任一项所述的细纤维，其中选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供展现出根据拒油性测试至少3(或至少4、或至少5、或至少6)的疏油水平的细纤维。
14.如实施例1至13中任一项所述的细纤维，其中选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供根据水滴测试方法为疏水的细纤维。
15.如实施例1至13中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺以至少2:100(或至少5:100、或至少10:100、或至少20:100)的重量比率存在。
16.如实施例1至15中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺以最高达100:100(或最高达50:100)的重量比率存在。
17.如实施例1至16中任一项所述的细纤维，所述细纤维具有不大于10微米(或最高达5微米、最高达4微米、最高达3微米、最高达2微米、最高达1微米、最高达0.8微米、或最高达0.5微米)的平均纤维直径。
18.如实施例1至17中任一项所述的细纤维，所述细纤维具有至少0.05微米(或至少0.1微米)的平均直径。
19.如实施例1至18中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂是成膜聚合物。
20.如实施例1至19中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂与所述纤维形成聚酰胺至少部分地相容。
21.如实施例1至20中任一项所述的细纤维，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂不包含丙烯酸脂或甲基丙烯酸脂官能团。
22.如前述实施例中任一项所述的细纤维，其中选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供以下细纤维：与不含所述含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维相比，当此类细纤维以相同的总体上低的纤维覆盖率沉积在相同的基底上时，所述细纤维展现出改进水平的保留的细纤维层效率。
23.如前述实施例中任一项所述的细纤维，其中选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供以下细纤维：与不含所述含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维相比在基底上相同量的纤维覆盖率下，所述细纤维展现出改进水平的抗水滴渗透性。
示例性方法实施例
1.一种制造多种细纤维的方法，所述方法包括：
提供纤维形成聚酰胺；
提供含氟氨基甲酸酯添加剂；以及
在有效形成多种细纤维的条件下，将所述纤维形成聚酰胺和所述含氟氨基甲酸酯添加剂组合，其中将所述含氟氨基甲酸酯添加剂掺入到所述细纤维内；
其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂包含一个或多个全氟化烷基和/或全氟化杂烷基，并且每个烷基或杂烷基键合至磺酰胺基(-SO2NR2-)、羧酰胺基(-C(O)NR3-)、羧基(-C(O)O-)或磺酰基(-SO2-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基(在某些实施例中，每个烷基或杂烷基键合至磺酰胺基(-SO2NR2-)或羧酰胺基(-C(O)NR3-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基；在某些实施例中，烷基和杂烷基包含2-12个碳原子并且在某些实施例中2-6个碳原子)。
2.如实施例1所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂是唯一存在的添加剂。
3.如实施例1或2所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂是表面迁移剂。
4.如实施例1至3中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂不化学键合至所述细纤维中的纤维形成聚酰胺。
5.如实施例1至4中任一项所述的方法，其中每个纤维包括芯相和涂层相，其中所述芯相包含所述纤维形成聚酰胺，并且所述涂层相包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂。
6.如实施例1至5中任一项所述的方法，其中所述纤维形成聚酰胺包括尼龙。
7.如实施例6所述的方法，其中所述尼龙包括尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10、其混合物或共聚物。
8.如实施例7所述的方法，其中所述尼龙包括尼龙-6-6,6-6,10。
9.如实施例1至8中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂具有小于3000道尔顿的重均分子量。
10.如实施例1至9中任一项所述的方法，其中每个纤维包括芯相、涂层相和过渡相。
11.如实施例10所述的方法，其中所述芯相主要包含所述纤维形成聚酰胺，所述涂层相包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，并且所述过渡相包含所述纤维形成聚酰胺和所述含氟氨基甲酸酯添加剂。
12.如实施例1至11中任一项所述的方法，其中选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供展现出根据拒油性测试至少3(或至少4、或至少5、或至少6)的疏油水平的细纤维。
13.如实施例1至12中任一项所述的方法，其中选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供根据水滴测试方法为疏水的细纤维。
14.如实施例1至13中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺以至少2:100(或至少5:100、或至少10:100、或至少20:100)的重量比率存在。
15.如实施例1至14中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺以最高达100:100(或最高达50:100)的重量比率存在。
16.如实施例1至15中任一项所述的方法，其中所述细纤维具有不大于10微米(或最高达5微米、最高达4微米、最高达3微米、最高达2微米、最高达1微米、最高达0.8微米、或最高达0.5微米)的平均纤维直径。
17.如实施例1至16中任一项所述的方法，其中所述细纤维具有至少0.05微米(或至少0.1微米)的平均直径。
18.如实施例1至17中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂是成膜聚合物。
19.如实施例1至18中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂与所述纤维形成聚酰胺至少部分地相容。
20.如实施例1至19中任一项所述的方法，其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂不包括丙烯酸脂或甲基丙烯酸脂官能团。
21.如实施例1至20中任一项所述的方法，其中在形成后热处理所述细纤维。
22.如实施例21所述的方法，其中在形成后通过将所述细纤维在100℃-135℃下加热0.5-15分钟热处理所述细纤维。
23.如实施例22所述的方法，其中在形成后通过将所述细纤维在125℃-130℃下加热5-10分钟热处理所述细纤维。
示例性过滤器介质和过滤器元件实施例
1.一种过滤器介质，所述过滤器介质包括过滤基底和布置在所述基底上的包含多种本文披露的实施例的任一项的细纤维的层。
2.如实施例1所述的过滤器介质，其中所述细纤维层具有0.05μm至30μm的厚度。
3.如实施例1或2所述的过滤器介质，其中所述过滤基底是非织造基底。
4.如实施例1至3中任一项所述的过滤器介质，其中所述过滤基底包括合成纤维、纤维素纤维、玻璃纤维或其组合。
5.如实施例1至4中任一项所述的过滤器介质，其中所述过滤基底包括聚酯非织造物、尼龙非织造物、聚烯烃非织造物、或其共混非织造物。
6.如实施例5所述的过滤器介质，其中所述过滤基底包括聚丙烯非织造物。
7.如实施例1至6中任一项所述的过滤器介质，其中所述过滤基底包括纺粘或熔喷支撑物。
8.如实施例1至7中任一项所述的过滤器介质，其中所述细纤维层是电纺层。
9.如实施例1至8中任一项所述的过滤器介质，其中所述过滤基底是疏油的。
10.如实施例9所述的过滤器介质，其中所述疏油过滤基底包括疏油纤维。
11.如实施例9或10所述的过滤器介质，其中所述疏油过滤基底包括含氟处理化合物。
12.如实施例11所述的过滤器介质，其中所述含氟处理化合物选自全氟丙烯酸脂、全氟氨基甲酸酯、全氟环氧树脂、全氟硅酮、全氟烷烃、全氟二氧戊环、及其共聚物。
13.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括如实施例1至12中任一项所述的过滤器介质。
实例
通过以下实例进一步说明本披露的目的和优点，但是在这些实例中列举的具体材料及其量以及其他条件和细节不应被解释为过度限制本披露。除非另有说明，否则实例和说明书其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计，并且在实例中使用的所有试剂均是从一般化学供应商(例如像密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich))获得或可获得的或者可以通过常规方法合成。
在实例中使用的材料表
Figure BDA0002534202020000221
测试程序
热水浸泡测试
将呈布置在基底上的层的形式的细纤维样品浸入预先加热至140°F温度的水中。5分钟后，将样品取出，干燥，并且评估保留的细纤维层效率的量，如根据美国专利号6,743,273(“保留的细纤维层效率”)中描述的程序确定。利用低效率平坦片材(LEFS)来通过测量热水测试之前和之后的效率来计算保留的细纤维层的量。在本文中，当提及效率时，它是用0.78微米(μm)单分散聚苯乙烯球形颗粒在20fpm(英尺/分钟，6.1m/min)下测量的，如美国专利号6,743,273(Chung等人)中描述的。
将保留的细纤维的量作为细纤维初始量的百分比报告并且称为“保留的细纤维层效率”。这给出了所达到的交联度是否足以保护本体材料免于侵蚀/溶解到热水中的良好指示。
拒油性测试(AATCC 118拒油性：抗烃性测试)
以以下方式测试其上沉积有细纤维的无波纹纤维素介质样品(纤维素基底LEFS＝19.5％)(或对于实例28，其上无细纤维沉积的经疏油处理的无波纹纤维素介质样品)的拒油性：将下表中所示的烃流体的液滴(表面张力递减)放置在复合介质的细纤维上并且在30秒(秒)后目视进行芯吸或润湿测试。如果未观察到润湿或明显的芯吸，则将下一个编号较高的液体放置在与前一个液滴相邻处。当其中一种液体在最高达30秒的时间内显示出润湿或芯吸时，终止测试。如通过测试定义的油等级是表面张力最低的液体的编号，所述液体在30秒后不芯吸通过介质或不润湿介质。本质上，编号(油等级)越高，对表面张力较低的油的拒油性越好。
在所示附图中，放置在过滤器介质上的液滴从“1”测试液开始并且到“9”测试液(从左到右)，直到失败。
拒油性等级编号 组成 表面张力(25℃)dyn/cm
0 无(KAYDOL失败) -
1 KAYDOL 31.5
2 按体积计65:35 KAYDOL:正十六烷 -
3 正十六烷 27.3
4 正十四烷 26.4
5 正十二烷 24.7
6 正癸烷 23.5
7 正辛烷 21.4
8 正庚烷 19.8
9 正己烷 18.4
水滴测试
测试其上沉积有细纤维的无波纹纤维素介质样品(纤维素基底LEFS＝19.5％)的水滴排斥性。与拒油性测试中使用的方法类似，将一滴水放置在复合介质的细纤维上。与拒油性测试相反，在较长时间段内(在放置水滴后立即、在放置水滴后5分钟(min)和在放置水滴后15min)，目视测试介质的水滴润湿或芯吸。在较长时间段内，水滴蒸发。如果在15min时间段内没有明显的润湿或芯吸迹象，则在本文中将介质定义为是拒水的(即，疏水的)。
抗水渗透性：静压头
通过使用由先进测试仪器公司(Advanced Testing Instruments)提供的TexTest仪器中的静压头测试仪FX3000测量静压头来测试其上沉积有细纤维的无波纹纤维素介质样品(纤维素基底LEFS＝19.5％)的水渗透排斥性。水微滴首先渗透介质的压力(以毫巴计)被称为静压头并且是抗水微滴渗透性的直接测量。
制备方法
实例1-7
通过将聚合物溶解在醇(乙醇，190proof)中并且加热至60℃以产生9％固体溶液来制备尼龙共聚物树脂(从南卡罗来纳州哥伦比亚的莎士比亚公司(Shakespeare Co.)获得的SVP 651，包含45％尼龙-6、20％尼龙-6,6和25％尼龙-6,10的具有21,500-24,800的数均分子量的三聚物)储备溶液。在实例1中，不添加添加剂。此651/乙醇溶液用作对照。使用0.12毫升/分钟(mL/min)的流速和34千伏(kV)的电压将溶液电纺丝以在过滤基底上形成细纤维层。将细纤维层收集在基底材料(附接到旋转鼓上)上。然后将复合介质用于细纤维的拒水性和拒油性。典型地，使用注射器和针头的电纺丝悬滴系统和10分钟的纺丝时间足以完全覆盖和屏蔽基底在水滴测试和拒油性测试过程中的任何作用。基底材料是来自贺氏公司(Hollingsworth and Vose)(等级FA848)的湿法成网无波纹纤维素介质。
对于实例2-7，将拒油(即，疏油)的含氟氨基甲酸酯添加剂(从3M公司在商品名SRC220可获得)添加到冷却的651/乙醇溶液中。添加剂是添加剂固体含量为大约15％的含氟氨基甲酸酯水分散体。添加剂的添加量使得用于制造纤维的最终聚合物配制品中添加剂固体(赋予拒油性/拒水性)的量的范围为从SRC 220:651＝1:100至50:100(重量比率)(实例2、3、4、5、6、7分别＝SRC 220(固体):651＝1:100、2:100、5:100、10:100、20:100和50:100)。将溶液非常轻柔地搅拌并且然后如实例1所描述进行电纺丝。然而，对于实例2-7，使用46kV的电压以形成细纤维层。如在实例1中，通过纺丝10分钟将细纤维布置在基底上。在实例1-7中的每一个中，将一半片材在125℃下进行后处理(热处理)10分钟(在本文中分别称为实例1b-7b)，而相同片材的另一半不经受任何种类的后处理(在本文中分别称为实例1a-7a)。
实例8-17
实例8与实例6b相同(SRC 220:651重量比率为20:100，经热处理)，不同之处在于纺丝时间限制为30秒(而不是10min)。实例9-12与实例8相同，不同之处在于纤维沉积的时间量不同--实例9、10、11和12分别＝1、2、5和10分钟。实例13与实例1b相同(无添加剂，经热处理)，不同之处在于纺丝时间限制为30秒(而不是10min)。实例14-17与实例13相同(无添加剂，经热处理)，不同之处在于纤维沉积不同的时间量--实例14、15、16和17分别＝1、2、5和10分钟。
实例18-27
实例18与实例1b相同并且实例19与实例6b相同。实例20-27与实例19相同，不同之处在于使用不同的添加剂(表1中所描述)：实例20＝SRA 250；实例21＝SRA 270；实例22＝AG-E060；实例23＝AG-E800D；实例24＝AG-E090；实例25＝AG-E550D；实例26＝AG-E100；并且实例27＝AG-E082。
实例28
实例28与实例8相同(SRC 220:651重量比率为20:100，经热处理，30秒纺丝时间)，不同之处在于将纤维素介质基底(来自贺氏公司的湿法成网无波纹纤维素介质(等级FA848))处理成疏油的。在施用细纤维之前，通过将无波纹纤维素介质浸涂在氟聚合物乳液(UNIDYNE TG5502氟聚合物(大金公司，奥兰治堡，纽约州)稀释在2-丙醇中的10％溶液)中来将其处理。然后将涂覆的基底在80℃的烘箱中干燥10分钟。冷却至室温后，根据拒油性测试，其上未布置细纤维的基底表现出8的拒油性。此外，根据拒油性测试，其上布置有细纤维的基底表现出8的拒油性。
结果
细纤维的本体特性
实例8-12中生产的细纤维样品具有不大于10微米的平均纤维直径。典型地，它们具有如通过扫描电子显微镜(SEM)测量的在从200nm至400nm范围内的平均纤维直径。使用热水浸泡测试，评估某些样品的纤维形态和细纤维的抗水性。另外，对样品进行静压头测量以了解细纤维覆盖率对抗水滴渗透性的作用。
图1比较了从实例1b获得的纤维(SRC 220(固体):651＝0:100)和实例6b的纤维(SRC 220(固体):651＝20:100)的SEM图像。两种纤维层均在相同的基底材料上形成。明显地，纤维形成和所得纤维直径两者都非常相似，这指示含氟氨基甲酸酯添加剂对651纤维形成没有负面作用。
环境抗性
疏油含氟氨基甲酸酯添加剂的存在由于疏油含氟氨基甲酸酯添加剂向表面的迁移而导致纤维表面保护。从环境抗性的角度，通过对实例1b的无波纹平坦片材纤维素介质(SRC 220(固体):651＝0:100)纤维与实例6b的细纤维(SRC 220(固体):651＝20:100)进行热水浸泡测试来评估细纤维的抗水性。
图2显示，在较低的覆盖率(较低的纺丝时间)下，在热水浸泡后，含添加剂的细纤维(实例1b，正方形)与(即无添加剂)(实例6b，三角形)相比表现出改进水平的保留的细纤维层效率。
图3表明，随着沉积在基底上的细纤维(SRC 220(固体):651＝20:100)量的增加(由于纺丝时间增加)，静压头(以毫巴计)(实例8-12(正方形))或抗水滴渗透性得到改进。图3还表明，在基底上提供的相同的总体上高的纤维覆盖率下(例如，至少5分钟的典型电纺丝过程)，包含含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维(实例11和12(正方形，5和10分钟))与相同但不含含氟氨基甲酸酯添加剂的细纤维相比(实例16和17(三角形，在5和10分钟)表现出改进的抗水滴渗透性。
添加剂浓度对水滴排斥性和拒油性的作用
如在实例1中较早讨论的，发现10分钟的纺丝时间足以完全覆盖和屏蔽基底在水滴测试和拒油性测试期间的任何作用。因此，据信水滴测试和拒油性测试反映仅细纤维的行为。
图4和图5使用水滴测试比较了添加剂浓度作用和热处理作用。图4表明，如果不经热后处理，最小量的添加剂(SRC 220:651重量比率)获得拒水性。图5表明，如果经过热后处理，最小量的添加剂(SRC 220:651重量比率)获得拒水性。对于拒水性，添加剂需要在细纤维表面上。排斥性典型地是由于氟化基团的较低表面张力而发生的。通过对样品进行热后处理，可以在较低的添加剂浓度下实现相同的作用，所述热后处理加快表面迁移。图5示出了如果样品经过热后处理，则在较低的添加剂浓度下与图4相同的抗水性作用(SRC 220(固体):651＝5:100(实例4b)相比于10:100(实例5a))。
图6示出了对于经后处理的样品(即，经热后处理的样品)(实例1b-7b)，使用拒油性测试，添加剂浓度对拒油性的作用。与对于水滴排斥性所观察到的类似，在纤维表面必须有足够的添加剂浓度以赋予拒油性特征。然而，似乎相比拒水性((SRC 220(固体):651＝5:100(实例4b，图5))，较低的添加剂浓度更能满足拒油性(SRC 220(固体):651＝2:100(实例3b))。
很可能的是，纤维形成后的热处理改进添加剂的表面迁移，从而提高拒水性和拒油性。
纤维覆盖率对复合材料油等级的作用
发现10分钟的纺丝时间足以完全覆盖和屏蔽基底在水滴测试和拒油性测试期间的任何作用。图7和图8证明了细纤维覆盖率对拒水拒和拒油性的作用(实例8-12、17)。更具体地，图7和图8证明了细纤维层对复合材料(基底+细纤维)的水滴排斥性(使用水滴测试)和拒油性等级(使用拒油性测试)的作用。在较高的覆盖率下，细纤维完全覆盖基底。在这种情况下的油等级反映了细纤维的油等级(如同基底没有作用或不存在)。在较低的细纤维覆盖率下，基底有影响或甚至主导。先前，与拒油性相反，对于水滴排斥性已观察到较高添加剂比率。在这种情况下，与拒油性(2min)相比，水滴排斥性似乎需要较高的覆盖率(5min)。据信这是由于SRC 220添加剂的聚氨酯主链导致的。
不同添加剂的作用
图9和图10比较了各种添加剂对细纤维(在基底上非常高的细纤维覆盖率；纺丝时间＝10min)的水滴渗透和拒油性或油等级的作用。明显地，SRC 220是满足疏水性和疏油性标准两者的唯一示例性添加剂。尽管具有添加剂AG-E800D和550D的纤维均通过了疏水测试(即，水滴测试)，但它们未通过疏油测试(即，拒油性测试)。假设对于有效地制造疏油纤维的添加剂，所述添加剂与添加剂聚合物至少部分地相容(没有总相分离)。其次，添加剂应该是含有全氟化烷基(例如，-(CF2)nCF3，其中n＝2-5)或全氟化杂烷基的含氟氨基甲酸酯添加剂。含氟氨基甲酸酯添加剂符合此标准。含氟氨基甲酸酯添加剂与SVP 651部分地或完全地相容(注意，聚合物和添加剂两者均具有酰胺基团，所述酰胺基团可以导致氢键相互作用，从而导致至少部分的相容性)。因此，测试的其他添加剂(参见表1)全部失败。
尽管其不旨在限制，但是据信纤维纺丝是快速过程，其中添加剂(在这种情况下典型地是聚合物)被冻结在纤维形成聚合物基质中。退火(热处理)可以有助于添加剂迁移并且在纤维上完全组织。然而，取决于添加剂的分子量，即使它们确实迁移至表面，也存在畴形成的趋势(由于不相容性)，从而无法提供拒水性和拒油性。在含氟氨基甲酸酯添加剂显著改进油等级的情况下，至少部分的相容性有助于防止畴形成，并且具有相对较低的Tg的氨基甲酸酯更快地扩散(即使在冻结在链段中的情况下)以迁移至表面并且适当地组织。
基底化学性质对复合材料油等级的作用
通过将实例8与实例28进行比较显示疏油过滤基底的使用增加复合材料的拒油性。如上所证明的，低覆盖率的细纤维的施用导致复合材料油等级与下层基底的等级相似。这是通过将细纤维以低覆盖率施用到标准纤维素(实例8)和疏油涂覆的纤维素(实例28)上证明的。从图11中可以看出，低表面覆盖率的疏油细纤维仅产生1的拒油性等级(实例8)。相比之下，将相同量的疏油细纤维施用到疏油纤维素基底上产生8的拒油性等级(实例28)。
将在本文中引用的专利、专利文献和出版物的完全披露内容通过引用以其整体并入，如同将每个单独地并入。在所编写的本说明书与通过引用并入本文的任何文献中的披露内容之间存在任何冲突或差异的程度下，以所编写的本说明书为准。在不背离本披露的范围和精神的情况下，对本披露的各种修改和改变对于本领域技术人员而言将变得显而易见。应当理解，本披露不旨在被本文所阐述的说明性实施例和实例过度限制，并且此类实例和实施例仅通过举例的方式呈现，并且本披露的范围旨在仅由本文如下阐述的权利要求限制。

Claims (21)

1.一种细纤维，所述细纤维包含：
纤维形成聚酰胺；和
掺入到所述细纤维内的含氟氨基甲酸酯添加剂；
其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂包含一个或多个全氟化烷基和/或全氟化杂烷基，并且每个烷基或杂烷基键合至磺酰胺基(-SO2NR2-)、羧酰胺基(-C(O)NR3-)、羧基(-C(O)O-)或磺酰基(-SO2-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基。
2.如权利要求1所述的细纤维，其中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂以与不含此类添加剂的相同细纤维相比，有效增强所述细纤维的疏油性和疏水性的量存在。
3.如权利要求1所述的细纤维，其中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂是唯一存在的添加剂。
4.如权利要求1至3中任一项所述的细纤维，所述细纤维包括芯相和涂层相，其中所述芯相包含所述纤维形成聚酰胺，并且所述涂层相包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的细纤维，其中，所述纤维形成聚酰胺包括尼龙。
6.如权利要求5所述的细纤维，其中，所述尼龙包括尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10、其混合物或共聚物。
7.如权利要求1至6中任一项所述的细纤维，其中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂具有小于3000道尔顿的重均分子量。
8.如权利要求1至7中任一项所述的细纤维，所述细纤维包括芯相、涂层相、和过渡相。
9.如权利要求1至8中任一项所述的细纤维，其中，选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供表现出根据拒油性测试至少3的疏油水平的细纤维。
10.如权利要求1至9中任一项所述的细纤维，其中，选择并且以一定量包含所述含氟氨基甲酸酯添加剂，所述量有效提供根据水滴测试为疏水的细纤维。
11.如权利要求1至10中任一项所述的细纤维，其中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂和纤维形成聚酰胺以至少2:100并且最高达100:100的重量比率存在。
12.如权利要求1至11中任一项所述的细纤维，所述细纤维具有至少0.5微米并且不大于10微米的平均纤维直径。
13.如权利要求1至12中任一项所述的细纤维，其中，所述含氟氨基甲酸酯添加剂与所述纤维形成聚酰胺至少部分地相容。
14.一种制造多种如权利要求1至14中任一项所述的细纤维的方法，所述方法包括：
提供纤维形成聚酰胺；
提供含氟氨基甲酸酯添加剂；以及
在有效形成多种细纤维的条件下，将所述纤维形成聚酰胺和所述含氟氨基甲酸酯添加剂组合，其中将所述含氟氨基甲酸酯添加剂掺入到所述细纤维内；
其中所述含氟氨基甲酸酯添加剂包含一个或多个全氟化烷基和/或全氟化杂烷基，并且每个烷基或杂烷基键合至磺酰胺基(-SO2NR2-)、羧酰胺基(-C(O)NR3-)、羧基(-C(O)O-)或磺酰基(-SO2-)，其中R2和R3独立地是氢或烷基。
15.如权利要求14所述的方法，其中，在形成后热处理所述细纤维。
16.如权利要求15所述的方法，其中，在形成后通过将所述细纤维在100℃-135℃下加热来热处理所述细纤维。
17.如权利要求15或16所述的方法，其中，在形成后通过将所述细纤维加热0.5-15分钟热处理所述细纤维。
18.一种过滤器介质，所述过滤器介质包括过滤基底和在所述基底上的包含多种如权利要求1至13中任一项所述的细纤维的层。
19.如权利要求18所述的过滤器介质，其中，所述细纤维层具有0.05μm至30μm的厚度。
20.如权利要求18或19所述的过滤器介质，其中，所述过滤基底是疏油的。
21.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括如权利要求18至20中任一项所述的过滤器介质。
CN201880079939.8A 2017-12-13 2018-12-12 疏油聚酰胺细纤维、方法、过滤器介质和过滤器元件 Pending CN111819312A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762598303P 2017-12-13 2017-12-13
US62/598,303 2017-12-13
PCT/US2018/065271 WO2019118636A1 (en) 2017-12-13 2018-12-12 Oleophobic polyamide fine fibers, methods, filter media, and filter elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111819312A true CN111819312A (zh) 2020-10-23

Family

ID=65324524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880079939.8A Pending CN111819312A (zh) 2017-12-13 2018-12-12 疏油聚酰胺细纤维、方法、过滤器介质和过滤器元件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11807958B2 (zh)
EP (1) EP3724381A1 (zh)
JP (1) JP7424975B2 (zh)
KR (1) KR20200088915A (zh)
CN (1) CN111819312A (zh)
WO (1) WO2019118636A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022245657A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 Edwards Lifesciences Corporation Implantable fibers, yarns and textiles

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645627A (en) * 1995-02-28 1997-07-08 Hollingsworth & Vose Company Charge stabilized electret filter media
CN1468136A (zh) * 2000-09-05 2004-01-14 �������ɭ 过滤燃气轮机系统的空气的方法
CN1507460A (zh) * 2001-03-09 2004-06-23 3M 提供斥水斥油性的含有全氟化烷基部分的氨基甲酸酯低聚物
CN1745208A (zh) * 2003-01-28 2006-03-08 3M创新有限公司 用于处理纤维基底的含氟氨基甲酸酯组合物
EP1733776A2 (en) * 2000-09-05 2006-12-20 Donaldson Company, Inc. Filter media comprising a filter substrate and a fine fibre layer
JP2007211376A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体を鞘に含む芯鞘構造複合繊維および該複合繊維を有する物品
US20090032475A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 Ismael Ferrer Fluoropolymer fine fiber
CN101535362A (zh) * 2006-11-13 2009-09-16 纳幕尔杜邦公司 含氟聚合物组合物和经处理的基底
US20100297906A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-25 University Of Cincinnati Methods for electrospinning hydrophobic coaxial fibers into superhydrophobic and oleophobic coaxial fiber mats
CN102953146A (zh) * 2011-08-09 2013-03-06 曼·胡默尔有限公司 聚酰胺纳米纤维产品及其制备方法、含有其的过滤器介质及具有该介质的过滤器部件
WO2017196653A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Donaldson Company, Inc. Filter media, elements, and methods

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688884A (en) 1995-08-31 1997-11-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polymerization process
US6127485A (en) 1997-07-28 2000-10-03 3M Innovative Properties Company High temperature-stable fluorochemicals as hydrophobic and oleophobic additives to synthetic organic polymers
US6646088B2 (en) 2000-08-16 2003-11-11 3M Innovative Properties Company Urethane-based stain-release coatings
US6746517B2 (en) 2000-09-05 2004-06-08 Donaldson Company, Inc. Filter structure with two or more layers of fine fiber having extended useful service life
US6673136B2 (en) 2000-09-05 2004-01-06 Donaldson Company, Inc. Air filtration arrangements having fluted media constructions and methods
US6743273B2 (en) 2000-09-05 2004-06-01 Donaldson Company, Inc. Polymer, polymer microfiber, polymer nanofiber and applications including filter structures
US6800117B2 (en) 2000-09-05 2004-10-05 Donaldson Company, Inc. Filtration arrangement utilizing pleated construction and method
US6716274B2 (en) 2000-09-05 2004-04-06 Donaldson Company, Inc. Air filter assembly for filtering an air stream to remove particulate matter entrained in the stream
RU2300543C2 (ru) 2001-05-31 2007-06-10 Дональдсон Компани, Инк. Составы тонкого волокна, способы их получения, способ изготовления тонковолокнистого материала
US6890360B2 (en) 2001-12-17 2005-05-10 3M Innovative Properties Company Fluorochemical urethane composition for treatment of fibrous substrates
CN100567356C (zh) 2003-10-06 2009-12-09 3M创新有限公司 抗污聚氨酯涂料
WO2008083272A1 (en) 2006-12-29 2008-07-10 3M Innovative Properties Company Stain and fouling resistant polyurea and polyurethane coatings
DE102009043273A1 (de) 2008-09-29 2010-04-29 Mann + Hummel Gmbh Verfahren und System zur Feststellung der Faserdurchmesserverteilung eines faserigen Mediums
DE102009009420A1 (de) 2009-02-18 2010-09-09 Mann + Hummel Gmbh Wasserabscheider insbesondere für Kraftstoffzuführsysteme von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645627A (en) * 1995-02-28 1997-07-08 Hollingsworth & Vose Company Charge stabilized electret filter media
CN1468136A (zh) * 2000-09-05 2004-01-14 �������ɭ 过滤燃气轮机系统的空气的方法
EP1733776A2 (en) * 2000-09-05 2006-12-20 Donaldson Company, Inc. Filter media comprising a filter substrate and a fine fibre layer
CN1507460A (zh) * 2001-03-09 2004-06-23 3M 提供斥水斥油性的含有全氟化烷基部分的氨基甲酸酯低聚物
CN1745208A (zh) * 2003-01-28 2006-03-08 3M创新有限公司 用于处理纤维基底的含氟氨基甲酸酯组合物
JP2007211376A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体を鞘に含む芯鞘構造複合繊維および該複合繊維を有する物品
CN101535362A (zh) * 2006-11-13 2009-09-16 纳幕尔杜邦公司 含氟聚合物组合物和经处理的基底
US20090032475A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 Ismael Ferrer Fluoropolymer fine fiber
US20100297906A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-25 University Of Cincinnati Methods for electrospinning hydrophobic coaxial fibers into superhydrophobic and oleophobic coaxial fiber mats
CN102953146A (zh) * 2011-08-09 2013-03-06 曼·胡默尔有限公司 聚酰胺纳米纤维产品及其制备方法、含有其的过滤器介质及具有该介质的过滤器部件
WO2017196653A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Donaldson Company, Inc. Filter media, elements, and methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨鸣波等: "《塑料成型工艺学》", 30 June 2014, 中国轻工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
BR112020011890A2 (pt) 2020-11-24
US11807958B2 (en) 2023-11-07
EP3724381A1 (en) 2020-10-21
KR20200088915A (ko) 2020-07-23
JP7424975B2 (ja) 2024-01-30
US20210079560A1 (en) 2021-03-18
WO2019118636A1 (en) 2019-06-20
JP2021507126A (ja) 2021-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102139254B1 (ko) 반응성 첨가제로부터 제조된 미세 섬유
Cai et al. Self-healing and superwettable nanofibrous membranes for efficient separation of oil-in-water emulsions
RU2003107850A (ru) Полимер, полимерное микроволокно, полимерное нановолокно и области применения, включающие конструкции фильтров
KR102151038B1 (ko) 초발수, 초발유 기능이 부여된 여과체 및 이의 제조장치
US12104287B2 (en) Fine fibers made from room temperature crosslinking
CN115884822A (zh) 包含吸附颗粒的过滤介质
US11807958B2 (en) Oleophobic polyamide fine fibers, methods, filter media, and filter elements
KR20120110468A (ko) 발수성 및 발유성이 우수한 폴리아미드 나노섬유 부직포의 제조 방법
CN109847450B (zh) 滤材
WO2023091666A1 (en) Filter media including fibers comprising a matrix polymer and impact modifier, and related methods
BR112020011890B1 (pt) Fibra fina de poliamida oleofóbica, método para produzir a mesma,meio filtrante que compreende a dita fibra e elemento filtrante
KR102529264B1 (ko) 초발수 및 초발유 ptfe 여과체 및 그의 제조방법
Schreuder-Gibson et al. Transport properties of electrospun nonwoven membranes
WO2023200912A1 (en) High efficiency filter media

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination