RU2807192C2

RU2807192C2 - Конфигурации фильтрующей среды

Info

Publication number: RU2807192C2
Application number: RU2020127540A
Authority: RU
Inventors: Афлаль РАХМАТУЛЛА; Эндрю Джей. ДАЛЛАС; Брайан Р. ТАКЕР; Дэниел И. АДАМЕК; Пол А. УЭЙ; Скотт А. БЭТЧЕР; Виджай К. КАПУР; Колтер А. МАРКС; Уильям С. РОССИТЕР; Тимоти О. ВИНТЕРС; Виджади ЖОДИ; Брэдли Джи. ХАУЗЕР; Дэвис Б. МОРАВЕЦ; Мэттью П. ГЕРЦ; Стивен К. СОНТАГ; Стути С. РАДЖГАРИА; Чарлз С. КРАЙСТ; Джозеф М. БЛОК
Original assignee: Дональдсон Компани, Инк.
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2023-11-10

Abstract

Группа изобретений относится к различным конфигурациям фильтрующей среды. Представлена фильтрующая среда, содержащая слой подложки, содержащий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол, при этом слой подложки имеет первый край и второй край и слой подложки определяет множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем, а также фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, содержащий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол, при этом первый слой подложки имеет первый край и второй край и первый слой подложки является рифленым, определяя пики рифлей и углубления рифлей; и второй слой подложки, соединенный с первым слоем подложки, при этом второй слой подложки является плоским и первый слой подложки и второй слой подложки совместно определяют множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем. В другом воплощении обеспечивается фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, определяющий первую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол; и второй слой подложки, примыкающий к первому слою подложки, при этом второй слой подложки определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол. Также представлена фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, содержащий первую поверхность, которая представляет собой поверхность, подвергнутую УФ-обработке; и второй слой подложки, примыкающий к первому слою подложки, при этом второй слой подложки содержит вторую поверхность, содержащую полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл при погружении в толуол; и фильтрующая среда, содержащая первую подложку, характеризующуюся первым значением пористости и определяющую первую поверхность; и вторую подложку, примыкающую к первой подложке, при этом вторая подложка характеризуется вторым значением пористости и определяет вторую поверхность, где первое значение пористости является большим, чем второе значение пористости, и где каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется обработкой, которая повышает угол скатывания поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол. Группа изобретений обеспечивает различные конфигурации фильтрующих сред, которые обладают улучшенной эффективностью отделения воды от углеводородной текучей среды. 5 н. и 119 з.п. ф-лы, 28 ил., 8 табл.,7 пр.

Description

Данные о продолжающей заявке

Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США с регистрационным №62/631 402, поданной 15 февраля 2018 г., которая включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Технология, раскрытая в данном документе, относится к фильтрующей среде. Более конкретно технология, раскрытая в данном документе, относится к конфигурациям фильтрующей среды.

Уровень техники

Фильтрация углеводородных текучих сред, в том числе разновидностей дизельного топлива, предназначенных для применения в двигателях внутреннего сгорания, зачастую является принципиально важной для надлежащей работы двигателя. Удаление воды и частиц может быть необходимым для обеспечения благоприятной работы двигателя, а также для защиты компонентов двигателя от повреждения. Свободная вода (то есть нерастворенная вода), которая присутствует в углеводородной текучей среде в виде отдельной фазы, может, если ее не удалить, вызывать проблемы, включая повреждение компонентов двигателя вследствие кавитации, коррозии или стимуляции роста микроорганизмов.

Сущность изобретения

В некоторых вариантах осуществления технология, раскрытая в данном документе, относится к фильтрующей среде, содержащей слой подложки с первой поверхностью, характеризующейся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Слой подложки имеет первый край и второй край и слой подложки определяет множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем.

В некоторых таких вариантах осуществления угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно слой подложки дополнительно определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно рифли являются сужающимися. Дополнительно или альтернативно рифли определяют ребра. Дополнительно или альтернативно угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-обработке. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит УФ-реактивную смолу. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит модифицирующую смолу. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм. Дополнительно или альтернативно слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Дополнительно или альтернативно слой подложки является стабильным. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию. Дополнительно или альтернативно слой подложки содержит фенольную смолу.

В некоторых вариантах осуществления настоящая технология относится к фильтрующей среде, содержащей первый слой подложки с первой поверхностью, характеризующейся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Первый слой подложки имеет первый край и второй край, и первый слой подложки является рифленым, определяя пики рифлей и углубления рифлей. Второй слой подложки соединен с первым слоем подложки, при этом второй слой подложки является плоским. Первый слой подложки и второй слой подложки совместно определяют множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем.

В некоторых таких вариантах осуществления угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно второй слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

Дополнительно или альтернативно второй слой подложки определяет четвертую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно при этом угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-обработке. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит УФ-реактивную смолу. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит модифицированную смолу. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Дополнительно или альтернативно по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит фенольную смолу.

Некоторые варианты осуществления настоящей технологии относятся к фильтрующей среде, содержащей первый слой подложки и второй слой подложки. Первый слой подложки определяет первую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Второй слой подложки примыкает к первому слою подложки и определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

В некоторых таких вариантах осуществления первый слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы. Дополнительно или альтернативно первая подложка характеризуется первым средним размером пор и вторая подложка характеризуется вторым средним размером пор, при этом первый средний размер пор и второй средний размер пор являются разными. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-обработке, а вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. Дополнительно или альтернативно фильтрующая среда содержит третий слой подложки, примыкающий ко второму слою подложки, где третий слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно третий слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы.

Дополнительно или альтернативно первый слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно второй слой подложки определяет четвертую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если четвертая поверхность погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-обработке. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит УФ-реактивную смолу.

Дополнительно или альтернативно вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер. Дополнительно или альтернативно полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Дополнительно или альтернативно второй слой подложки содержит модифицирующую смолу. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, пористость составляет от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Дополнительно или альтернативно вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации. Дополнительно или альтернативно каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Некоторые варианты осуществления настоящей технологии относятся к фильтрующей среде, содержащей первый слой подложки и второй слой подложки. Первый слой подложки содержит первую поверхность, которая представляет собой поверхность, подвергнутую УФ-обработке, а второй слой подложки примыкает к первому слою подложки. Второй слой подложки содержит вторую поверхность, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

В некоторых таких вариантах осуществления первая поверхность содержит УФ-реактивную смолу. Дополнительно или альтернативно каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Дополнительно или альтернативно второй слой подложки содержит модифицирующую смолу. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Некоторые варианты осуществления настоящей технологии относятся к фильтрующей среде, содержащей первую подложку, характеризующуюся первым значением пористости и определяющую первую поверхность, и вторую подложку, примыкающую к первой подложке. Вторая подложка определяет вторую поверхность и характеризуется вторым значением пористости, при этом первое значение пористости является большим, чем второе значение пористости. Каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется обработкой, которая увеличивает угол скатывания поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых таких вариантах осуществления угол скатывания каждой из первой поверхности и второй поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если погружена в толуол. Дополнительно или альтернативно первая подложка представляет собой сито. Дополнительно или альтернативно вторая подложка представляет собой сито. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит УФ-реактивную смолу. Дополнительно или альтернативно угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов. Дополнительно или альтернативно угол скатывания второй поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Дополнительно или альтернативно второй слой подложки содержит модифицирующую смолу. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%. Дополнительно или альтернативно вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Дополнительно или альтернативно по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным. Дополнительно или альтернативно первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации. Дополнительно или альтернативно каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Термин «содержит» и его варианты не имеют ограничивающего значения при использовании данных терминов в описании и формуле изобретения.

Термин «состоящий из» означает включающий все то, что следует за фразой «состоящий из», и ограниченный этим. Таким образом, «состоящий из» указывает на то, что перечисленные элементы являются необходимыми или обязательными и что никакие другие элементы не могут присутствовать.

Термин «состоящий главным образом из» указывает на то, что включены любые элементы, перечисленные после данной фразы, и что могут быть включены другие элементы, помимо перечисленных, при условии, что эти элементы не мешают или не способствуют активности или действию, указанным в раскрытии для перечисленных элементов.

Если не указано иное, то слова в единственном числе и фраза «по меньшей мере один» используются взаимозаменяемо и означают «один или более одного».

Также в данном документе перечисления числовых диапазонов с помощью конечных точек предусматривают все числа, находящиеся в пределах данного диапазона (например, 1-5 включает 1; 1,5; 2; 2,75; 3; 3,80; 4; 5 и т.д.).

Для любого способа, раскрытого в данном документе, который включает отдельные стадии, эти стадии можно проводить в любом возможном порядке. И, при необходимости, любую комбинацию из двух или большего количества стадий можно проводить одновременно.

Вышеизложенное краткое описание настоящей технологии не предназначено для описания каждого раскрытого варианта осуществления или каждого варианта реализации. В нижеизложенном описании иллюстративные варианты осуществления изложены более конкретно. В некоторых местах в пределах заявки руководство предоставлено посредством перечней примеров, примеры из которых могут применяться в различных комбинациях. В каждом случае указанный перечень служит всего лишь иллюстративной группой и не должен интерпретироваться в качестве исключительного перечня.

Краткое описание графических материалов

Настоящую технологию можно лучше понять и оценить при рассмотрении следующего подробного описания различных вариантов осуществления настоящей технологии вместе с прилагаемыми графическими материалами.

На фиг. 1 представлен пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 2 представлен другой пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 3 представлен другой пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 4 представлен еще один пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 5 представлен еще один пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 6 представлен еще один пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 7 представлена последовательность видов в поперечном сечении фильтрующей среды, изображенной на фиг. 6.

На фиг. 8 представлен другой пример листа фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

На фиг. 9 представлен частичный вид в поперечном сечении листа фильтрующей среды, изображенного на фиг. 8.

На фиг. 10 представлен частичный вид в поперечном сечении другого листа фильтрующей среды.

На фиг. 11А показана иллюстративная компоновка слоев фильтрующей среды, включая подложку.

На фиг. 11В показана иллюстративная компоновка слоев фильтрующей среды, включая подложку.

На фиг. 11С показана иллюстративная компоновка слоев фильтрующей среды, включая подложку.

На фиг. 11D показана иллюстративная компоновка слоев фильтрующей среды, включая подложку.

На фиг. 12 изображены иллюстративные изображения капли воды объемом 50 мкл на подложке 1, подвергнутой УФ-кислородной обработке, погруженной в толуол, при угле поворота 0 градусов (слева) (0°) и угле поворота 90° (справа).

На фиг. 13 показана схема двухконтурной системы, применяемой для испытания по определению размера капли.

На фиг. 14 показаны характеристики необработанной подложки 1 (контроль) и подложки 1, подвергнутой УФ-кислородной обработке, определенные по эффективности удаления воды.

На фиг. 15 показаны краевой угол и угол скатывания для необработанной подложки 1 и подложки 1, подвергнутой УФ-кислородной обработке, без замачивания или после замачивания в топливе из насоса в течение 30 дней. Значения краевого угла и значения угла скатывания измеряли с применением капли воды объемом 50 мкл в толуоле, и полученные значения представляли собой среднее значение трех независимых измерений, осуществленных на разных участках фильтрующей среды.

На фиг. 16 показаны краевой угол (СА) и угол скатывания (RO) для обработанной стороны и необработанной стороны подложки 1, подвергнутой УФ/H2O2-обработке, погруженной в толуол, измеренные с применением капли воды объемом 50 мкл.

На фиг. 17 показаны иллюстративные изображения капли воды объемом 20 мкл на подложке 1, обработанной с помощью РНРМ, погруженной в толуол, при угле поворота 0° (слева) и угле поворота 60° (справа).

На фиг. 18 показаны характеристики подложки 1 без покрытия (контроль) и подложки 1, покрытой с помощью PEI-10K, определенные по эффективности удаления воды.

На фиг. 19 показана проницаемость подложки 1 без покрытия и подложки 1, покрытой с помощью 2% (вес./об.) РНЕМ, 4% (вес./об.) РНЕМ, 6% (вес./об.) РНЕМ или 8% (вес./об.) РНЕМ.

На фиг. 20 показаны краевой угол и угол скатывания капли воды объемом 50 мкл на подложке 1 без покрытия (контроль), подложке 1, покрытой с помощью РНРМ, подложке 1, покрытой с помощью РНРМ, сшитой (CL) с применением 1% (вес./об.) N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана, и подложке 1, покрытой с помощью РНРМ, сшитой (CL) с применением 1% (вес./об.) N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана и подвергнутой отжигу без замачивания или после замачивания в топливе из насоса в течение указанного периода времени.

На фиг. 21 показаны краевой угол и угол скатывания капли воды объемом 50 мкл на подложке 1 без покрытия (контроль), подложке 1, покрытой с помощью PEI-10K, подложке 1, покрытой с помощью PEI-10K, сшитой (CL) с применением 1% (вес./об.) (3-глицидилоксипропил)триметоксисилана, и подложке 1, покрытой с помощью PEI-10K, сшитой (CL) с применением 1% (вес./об.) (3-глицидилоксипропил)триметоксисилана и подвергнутой отжигу без замачивания или после замачивания в топливе из насоса в течение указанного периода времени.

На фиг. 22 показаны краевой угол и угол скатывания капли воды объемом 50 мкл на иллюстративной подложке 6, покрытой с помощью нановолокна на основе РНЕМ, со сшивающим средством DAMO-T и без него.

На фиг. 23 показаны краевой угол и угол скатывания капли воды объемом 50 мкл на иллюстративной подложке 6, покрытой с помощью нановолокна на основе PEI, без сшивающего средства или сшитой с помощью (3-глицидилоксипропил)триметоксисилана (сшивающего средства 1) или поли(этиленгликоль)диакрилата (сшивающего средства 2).

На фиг. 24 показаны значения краевого угла и значения угла скатывания капли воды объемом 50 мкл на иллюстративной подложке 6, покрытой с помощью нановолокна на основе РНЕМ, сшитой с помощью DAMO-T, через 1 день, 6 дней и 32 дня после образования покрытия путем электропрядения.

На фиг. 25 показаны краевой угол и угол скатывания капли воды объемом 50 мкл на иллюстративной сшитой подложке 6, покрытой с помощью нановолокна на основе PEI-10K, через 1 день, 6 дней и 32 дня после образования покрытия путем электропрядения. PEI сшивали с применением либо (3-глицидилоксипропил)триметоксисилана (сшивающего средства 1), либо поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA) (сшивающего средства 2).

На фиг. 26(А-С) показаны полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) иллюстративные изображения подложки 6 без покрытия (фиг. 26А), подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью РНЕМ без сшивающего средства (фиг. 26В), или подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью РНЕМ со сшивающим средством DAMO-T (фиг. 26С). Все изображения показаны при 1000-кратном увеличении.

На фиг. 27(А-С) показаны полученные с помощью SEM иллюстративные изображения подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью PEI-10K без сшивающего средства (фиг. 27А), подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью PEI-10K со сшивающим средством, представляющим собой (3-глицидилоксипропил)триметоксисилан (фиг. 27В), и подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью PEI-10K со сшивающим средством, представляющим собой поли(этиленгликоль)диакрилат (PEGDA) (фиг. 27С). Все изображения показаны при 50-кратном увеличении.

На фиг. 28(А-D) показаны полученные с помощью SEM иллюстративные изображения подложки 6 без покрытия (фиг. 28А); подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью PEI-10K без сшивающего средства (фиг. 28В); подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью PEI-10K и со сшивающим средством 1 ((3-глицидилоксипропил)триметоксисиланом) (фиг. 28С); и подложки 6, покрытой путем электропрядения с помощью PEI-10K и сшивающего средства 2 (поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA)) (фиг. 28D). Все изображения показаны при 200-кратном увеличении.

Подробное описание

Фильтр для разделения углеводородной текучей среды и воды может включать фильтрующую среду, которая предусматривает по меньшей мере один слой для удаления частиц и/или по меньшей мере один слой для коалесценции воды из струи углеводородной текучей среды; слой или слои могут представлять собой подложку или могут поддерживаться подложкой. В некоторых вариантах осуществления слой, обеспечивающий удаление частиц, и слой, обеспечивающий коалесценцию воды, могут представлять собой один и тот же слой, и слой может представлять собой подложку или может поддерживаться подложкой. В настоящем изобретении описаны фильтрующая среда, предусматривающая подложку, для применения в фильтре для разделения углеводородной текучей среды и воды, способы идентификации подложки, способы получения подложки, способы применения подложки и способы улучшения подложки в отношении угла скатывания. Включение подложки в фильтрующую среду или фильтрующий элемент, в том числе, например, фильтрующий элемент для разделения углеводородной текучей среды и воды, может обеспечить изготовление более эффективного фильтра и/или улучшенные рабочие характеристики фильтрующей среды или фильтрующего элемента, в том числе, например, улучшенную эффективность отделения воды.

Определения

Используемый в данном документе термин «отличающиеся по химическому составу» означает, что два соединения имеют разные химические составы.

Используемый в данном документе термин «гидрофильный» относится к способности молекулы или другой молекулярной субстанции растворяться в воде, и термин «гидрофильное вещество» относится к молекуле или другой молекулярной субстанции, которая является гидрофильной и/или которая притягивается к молекулам воды и обычно является смешиваемой с водой или растворимой в ней. В некоторых вариантах осуществления «гидрофильный» означает, что, пока не достигнута степень насыщения, по меньшей мере 90% молекул или других молекулярных субстанций, предпочтительно по меньшей мере 95% молекул или других молекулярных субстанций, более предпочтительно по меньшей мере 97% молекул или других молекулярных субстанций и наиболее предпочтительно по меньшей мере 99% молекул или других молекулярных субстанций растворяются в воде при 25 градусах Цельсия (°С). В некоторых вариантах осуществления «гидрофильное вещество» означает, что, пока не достигнута степень насыщения, по меньшей мере 90% молекул или других молекулярных субстанций, предпочтительно по меньшей мере 95% молекул или других молекулярных субстанций, более предпочтительно по меньшей мере 97% молекул или других молекулярных субстанций и наиболее предпочтительно по меньшей мере 99% молекул или других молекулярных субстанций являются смешиваемыми с водой или растворяемыми в ней при 25°С.

«Гидрофильная поверхность» относится к поверхности, на которой капля воды характеризуется краевым углом, составляющим менее 90 градусов. В некоторых вариантах осуществления поверхность предпочтительно погружена в толуол.

«Гидрофобная поверхность» относится к поверхности, на которой капля воды характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов. В некоторых вариантах осуществления поверхность предпочтительно погружена в толуол.

Термин «УФ-реактивная смола» применяют в данном документе для обозначения смолы, которая содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

«Пористость» определяется как объем пустого пространства в материале.

Подложка или поверхность, которая является «стабильной» или характеризуется «стабильностью», относится к подложке или поверхности, характеризующейся способностью сохранять угол скатывания, составляющий по меньшей мере 80 процентов (%), предпочтительно по меньшей мере 85%, более предпочтительно по меньшей мере 90% или еще предпочтительнее по меньшей мере 95% от исходного угла скатывания, после погружения в углеводородную текучую среду при температуре, составляющей по меньшей мере 50°С, в течение от по меньшей мере 1 часа, по меньшей мере 12 часов или по меньшей мере 24 часов до не более 10 дней, не более 30 дней или не более 90 дней. В некоторых вариантах осуществления «исходный угол скатывания», характерный для поверхности или подложки, представляет собой угол скатывания, характерный для поверхности или подложки, которая была погружена в углеводородную текучую среду в течение менее одного часа или более предпочтительно менее 20 минут.

«Полярная функциональная группа» относится к функциональной группе, характеризующейся суммарным дипольным моментом, являющимся результатом присутствия электроотрицательных атомов (например, азота, кислорода, хлора, фтора ит.д.).

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления раскрытой в данном документе технологии, которые могут обеспечивать определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Тем не менее при таких же или других обстоятельствах также могут быть предпочтительны другие варианты осуществления. Кроме того, перечисление одного или нескольких предпочтительных вариантов осуществления не подразумевает, что другие варианты осуществления непригодны, и не предполагает исключение других вариантов осуществления из объема настоящей технологии.

Материалы подложки

Подложки, раскрытые в данном документе, могут в целом быть подходящими для применения при конструировании фильтрующей среды. В некоторых вариантах осуществления подложка предпочтительно представляет собой подложку, пригодную для применения в фильтрующем элементе для углеводородной текучей среды, в том числе, например, фильтре для топлива. В некоторых вариантах осуществления подложка может включать, например, целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинации (например, их сочетания, смеси или сополимеры). Подложка может включать, например, нетканое полотно, тканое полотно, пористый лист, спеченный пластик, сито, сетку или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления подложка может включать синтетические волокна, волокна природного происхождения или их комбинации (например, их сочетания или смеси). Подложка, как правило, имеет пористую природу и характеризуется заданными и поддающимися определению рабочими характеристиками, такими как размер пор (например, средний диаметр пор), воздухопроницаемость по Фрейзеру и/или другая пригодная метрика.

В некоторых вариантах осуществления подложка может включать термопластичный материал или термоотверждающееся полимерное волокно. Полимеры волокна могут присутствовать в системе одного полимерного материала, в двухкомпонентном волокне или в их комбинации. Двухкомпонентное волокно может включать, например, термопластичный полимер. В некоторых вариантах осуществления двухкомпонентное волокно может иметь структуру «сердцевина-оболочка», в том числе концентрическую структуру или структуру с нарушенной концентричностью. В некоторых вариантах осуществления оболочка двухкомпонентного волокна может характеризоваться температурой плавления ниже, чем температура плавления сердцевины, так что при нагревании оболочка связывается с другими волокнами в слое, в то время как сердцевина сохраняет структурную целостность. Иллюстративные варианты осуществления двухкомпонентных волокон включают волокна в конфигурации «бок о бок» или волокна в конфигурации «остров в море».

В некоторых вариантах осуществления подложка может включать целлюлозное волокно, в том числе, например, волокно дерева мягкой породы (такое как мерсеризованное волокно южной сосны), волокно дерева твердой породы (такое как волокна эвкалипта), гидратцеллюлозное волокно, волокно древесной массы или их комбинацию (например, их смесь или сочетание).

В некоторых вариантах осуществления подложка может включать стекловолокно, в том числе, например, микростекловолокно, штапелированное стекловолокно или их комбинацию (например, их смесь или сочетание).

В некоторых вариантах осуществления подложка включает волокно, характеризующееся средним диаметром, составляющим по меньшей мере 0,3 микрона, по меньшей мере 1 микрон, по меньшей мере 10 микронов, по меньшей мере 15 микронов, по меньшей мере 20 микронов или по меньшей мере 25 микронов. В некоторых вариантах осуществления подложка включает волокно, характеризующееся средним диаметром, составляющим не более 50 микронов, не более 60 микронов, не более 70 микронов, не более 75 микронов, не более 80 микронов или не более 100 микронов. Специалисту в данной области будет понятно, что диаметр волокна может изменяться в зависимости от материала волокна, а также процесса, применяемого для изготовления волокна. Эти волокна могут также варьировать по длине от волокон длиной нескольких миллиметров до волокон, представляющих собой непрерывную волокнистую структуру. Форма поперечного сечения волокна может также варьировать в зависимости от материала или применяемого процесса изготовления.

В некоторых вариантах осуществления подложка может содержать одно или несколько связующих веществ. В некоторых вариантах осуществления связующее вещество включает модифицирующую смолу, которая обеспечивает дополнительную жесткость и/или твердость подложки. Например, в некоторых вариантах осуществления подложку можно насыщать модифицирующей смолой. Модифицирующая смола может включать УФ-реактивную смолу, описанную в данном документе, или смолу, не являющуюся УФ-реактивной. В некоторых вариантах осуществления модифицирующая смола может включать фенольную смолу и/или акриловую смолу. В некоторых вариантах осуществления смола, не являющаяся УФ-реактивной, может включать акриловую смолу, в которой отсутствует ароматический компонент и/или ненасыщенный компонент.

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если подложку получают, подвергая воздействию УФ-излучения, подложка может содержать ароматический компонент и/или ненасыщенный компонент. Ароматический компонент и/или ненасыщенный компонент может присутствовать в самой подложке, или ароматический/ненасыщенный компонент может присутствовать в другом материале, таком как смола, который добавляют к подложке. Смола, содержащая ароматический компонент и/или ненасыщенный компонент, в данном документе называется УФ-реактивной смолой. УФ-реактивная смола может включать, например, фенольную смолу. В некоторых вариантах осуществления ненасыщенный компонент предпочтительно содержит двойную связь.

В некоторых вариантах осуществления подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 10 микрометров (мкм), не более 20 мкм, не более 30 мкм, не более 40 мкм, не более 45 мкм, не более 50 мкм, не более 60 мкм, не более 70 мкм, не более 80 мкм, не более 90 мкм, не более 100 мкм, не более 200 мкм, не более 300 мкм, не более 400 мкм, не более 500 мкм, не более 600 мкм, не более 700 мкм, не более 800 мкм, не более 900 мкм, не более 1 миллиметра (мм), не более 1,5 мм, не более 2 мм, не более 2,5 мм или не более 3 мм. В некоторых вариантах осуществления подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим по меньшей мере 2 мкм, по меньшей мере 5 мкм, по меньшей мере 10 мкм, по меньшей мере 20 мкм, по меньшей мере 30 мкм, по меньшей мере 40 мкм, по меньшей мере 50 мкм, по меньшей мере 60 мкм, по меньшей мере 70 мкм, по меньшей мере 80 мкм, по меньшей мере 90 мкм, по меньшей мере 100 мкм, по меньшей мере 200 мкм, по меньшей мере 300 мкм, по меньшей мере 400 мкм, по меньшей мере 500 мкм, по меньшей мере 600 мкм, по меньшей мере 700 мкм, по меньшей мере 800 мкм, по меньшей мере 900 мкм или по меньшей мере 1 мм. В некоторых вариантах осуществления подложка содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 5 мкм до 100 мкм. В некоторых вариантах осуществления подложка содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм. В некоторых вариантах осуществления размер пор можно измерить с применением порометрии капиллярного потока. В некоторых вариантах осуществления размер пор предпочтительно измеряют с помощью порометрии методом вытеснения жидкости, как описано в публикации заявки на патент США №2011/0198280.

В некоторых вариантах осуществления подложка характеризуется пористостью, составляющей по меньшей мере 15%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 25%, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 35%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 45%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 55%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75% или по меньшей мере 80%. В некоторых вариантах осуществления подложка характеризуется пористостью, составляющей не более 75%, не более 80%, не более 85%, не более 90%, не более 95%, не более 96%, не более 97%, не более 98% или не более 99%. Например, подложка может характеризоваться пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%, от по меньшей мере 50% до не более 99% или от по меньшей мере 80% до не более 95%.

Свойства поверхности подложки

В одном аспекте в настоящем изобретении описана фильтрующая среда, которая предусматривает подложку, пригодную для разделения углеводородной текучей среды и воды. Подложка имеет поверхность. В некоторых вариантах осуществления подложка или поверхность подложки предпочтительно являются стабильными.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки характеризуется углом скатывания, составляющим по меньшей мере 30 градусов, по меньшей мере 35 градусов, по меньшей мере 40 градусов, по меньшей мере 45 градусов, по меньшей мере 50 градусов, по меньшей мере 55 градусов, по меньшей мере 60 градусов, по меньшей мере 65 градусов, по меньшей мере 70 градусов, по меньшей мере 75 градусов или по меньшей мере 80 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. В некоторых вариантах осуществления поверхность характеризуется углом скатывания, составляющим по меньшей мере 30 градусов, по меньшей мере 35 градусов, по меньшей мере 40 градусов, по меньшей мере 45 градусов, по меньшей мере 50 градусов, по меньшей мере 55 градусов, по меньшей мере 60 градусов, по меньшей мере 65 градусов, по меньшей мере 70 градусов, по меньшей мере 75 градусов или по меньшей мере 80 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки характеризуется углом скатывания, составляющим не более 60 градусов, не более 65 градусов, не более 70 градусов, не более 75 градусов, не более 80 градусов, не более 85 градусов или не более 90 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. В некоторых вариантах осуществления поверхность характеризуется углом скатывания, составляющим не более 60 градусов, не более 65 градусов, не более 70 градусов, не более 75 градусов, не более 80 градусов, не более 85 градусов или не более 90 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. В некоторых вариантах осуществления поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 40 градусов до 90 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки является предпочтительно гидрофобной, то есть поверхность характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов. В некоторых вариантах осуществления поверхность характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов, по меньшей мере 100 градусов, по меньшей мере 110 градусов, по меньшей мере 120 градусов, по меньшей мере 130 градусов или по меньшей мере 140 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. В некоторых вариантах осуществления поверхность характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов, по меньшей мере 100 градусов, по меньшей мере 110 градусов, по меньшей мере 120 градусов, по меньшей мере 130 градусов или по меньшей мере 140 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки характеризуется краевым углом, составляющим не более 150 градусов, не более 160 градусов, не более 170 градусов или не более 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. В некоторых вариантах осуществления поверхность характеризуется краевым углом, составляющим не более 150 градусов, не более 160 градусов, не более 170 градусов или не более 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 150 градусов или в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 150 градусов или в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Как дополнительно описано ниже, угол скатывания (то есть показатель адгезии) капли воды по гидрофобной поверхности (то есть поверхности, характеризующейся краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов) подложки в углеводородной текучей среде коррелирует с размером капли воды, которая может коалесцировать или «вырасти» на поверхности подложки в углеводородной текучей среде. Размер капли воды, которая может коалесцировать или «вырасти», коррелирует со способностью подложки удалять воду из углеводородной текучей среды. Таким образом, способность подложки удалять воду из углеводородной текучей среды можно точно предсказать путем определения угла скатывания и краевого угла капли воды на поверхности подложки в углеводородной текучей среде.

Подложки, получаемые и/или идентифицируемые способами, раскрытыми в данном документе, характеризуются большим краевым углом и большим углом скатывания. Большой краевой угол свидетельствует о низких значениях кажущейся влекущей силы потока, действующей на каплю воды, тогда как большой угол скатывания свидетельствует о способности капли удерживаться на поверхности подложки. Без ограничения какой-либо теорией считается, что эта комбинация признаков делает возможным образование более крупных капель путем коалесценции с облегчением отделения капель от струи углеводородной текучей среды и повышением общей эффективности отделения воды от струи углеводородной текучей среды.

Достичь баланса между большим краевым углом и большим углом скатывания можно с применением методологии, раскрытой в данном документе, в том числе, например, путем модификации поверхностей подложки для увеличения их угла скатывания. Как правило, эти способы оказывают незначительное отрицательное влияние на краевой угол. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления подложки, характеризующиеся большими значениями краевого угла, можно модифицировать для получения подложки, характеризующейся заявленной комбинацией краевого угла и угла скатывания.

Как правило, поверхность подложки до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности характеризуется углом скатывания, составляющим менее 50 градусов, менее 40 градусов или менее 30 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. Как правило, поверхность подложки до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности характеризуется углом скатывания, составляющим менее 30 градусов, менее 20 градусов, менее 15 градусов или менее 12 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Например, угол скатывания поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может находиться в диапазоне от 0 градусов до 50 градусов для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления угол скатывания поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может предпочтительно находиться в диапазоне от 0 градусов до 40 градусов для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Например, угол скатывания поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может находиться в диапазоне от 0 градусов до 20 градусов для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Как правило, поверхность подложки до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов, по меньшей мере 100 градусов или по меньшей мере 110 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол. Как правило, поверхность подложки до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов, по меньшей мере 100 градусов или по меньшей мере 110 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Например, краевой угол поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может находиться в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления краевой угол поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может предпочтительно находиться в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Например, краевой угол поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может находиться в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления краевой угол поверхности до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может предпочтительно находиться в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

В некоторых вариантах осуществления поверхность до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности может характеризоваться краевым углом, составляющим 0 градусов, то есть капля полностью растечется по поверхности. В некоторых вариантах осуществления, в том числе, если поверхность до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности характеризуется краевым углом, составляющим 0 градусов, то угол скатывания до осуществления какой-либо модификации или обработки поверхности будет неопределенным.

Получение материала (в том числе, например, подложки), поверхность которого характеризуется пригодным краевым углом, находится в компетенции специалиста в данной области. Как правило, включение материалов, которые в целом являются гидрофобными, обычно приведет к увеличению краевого угла.

Другие факторы, которые влияют на краевой угол поверхности, могут включать размер пор и пористость. Например, поры определенного размера могут способствовать задержке углеводородной текучей среды, которая является гидрофобной, в фильтре. Более того, высокое поверхностное натяжение воды препятствует ее эффективному проникновению в поры меньше определенного размера.

Способы получения подложки

Подложки, раскрытые в данном документе, можно обрабатывать с помощью любого пригодного способа для получения необходимого угла скатывания и необходимого краевого угла. В некоторых вариантах осуществления обработка подложки включает обработку только части подложки, например поверхности подложки.

В некоторых вариантах осуществления обработка для достижения необходимого угла скатывания и необходимого краевого угла не меняет структуру подложки. Например, в некоторых вариантах осуществления обработка не меняет по меньшей мере одно из среднего диаметра пор подложки и проницаемости подложки. В некоторых вариантах осуществления обработка не меняет внешний вид фильтрующей среды при рассмотрении при 500-кратном увеличении.

Отверждение

В некоторых вариантах осуществления подложка содержит смолу (например, модифицирующую смолу). Смолы хорошо известны, и их, как правило, применяют для улучшения внутреннего связывания подложек.

Применять можно любую пригодную смолу, в том числе, например, УФ-реактивную смолу или смолу, не являющуюся УФ-реактивной. Смола может включать, например, частично отвержденную смолу (например, частично отвержденную фенольную смолу), и отверждение смолы можно осуществлять для повышения жесткости подложки и/или для предотвращения нарушения целостности подложки в ходе эксплуатации. Отверждение можно осуществлять до осуществления обработки для достижения необходимого угла скатывания и необходимого краевого угла или после осуществления обработки для достижения необходимого угла скатывания и необходимого краевого угла. Например, если подложка содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, и он присутствует в слое, отдельном от смолы, отверждение смолы можно осуществлять до образования слоя, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, или после образования слоя, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. В некоторых вариантах осуществления смолой предпочтительно пропитывают подложку.

Смола может содержать полимеризуемые мономеры, полимеризуемые олигомеры, полимеризуемые полимеры или их комбинации (например, их сочетания, смеси или сополимеры). Используемое в данном документе «отверждение» относится к затвердеванию смолы и может предусматривать сшивающие и/или полимеризирующие компоненты смолы. В некоторых вариантах осуществления смола содержит полимеры, и во время отверждения молекулярная масса полимера увеличивается за счет сшивания полимеров.

Отверждение можно осуществлять с помощью любых пригодных средств, в том числе, например, путем нагревания подложки. В некоторых вариантах осуществления отверждение предпочтительно осуществляют путем нагревания подложки при температуре и в течение времени, достаточных для отверждения смолы (в том числе, например, фенольной смолы). В некоторых вариантах осуществления подложку можно нагревать при температуре, составляющей по меньшей мере 50°С, по меньшей мере 75°С, по меньшей мере 100°С или по меньшей мере 125°С. В некоторых вариантах осуществления подложку можно нагревать при температуре, составляющей не более 125°С, не более 150°С, не более 175°С или не более 200°С. В некоторых вариантах осуществления подложку можно нагревать до температуры, находящейся в диапазоне от 50°С до 200°С. В некоторых вариантах осуществления подложку можно нагревать в течение по меньшей мере 1 минуты, по меньшей мере 2 минут, по меньшей мере 5 минут, по меньшей мере 7 минут, по меньшей мере 10 минут или по меньшей мере 15 минут. В некоторых вариантах осуществления подложку можно нагревать в течение не более 8 минут, не более 10 минут, не более 12 минут, не более 15 минут, не более 20 минут или не более 25 минут. В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным нагревать подложку при 150°С в течение 10 минут.

Способы обработки подложки для увеличения угла скатывания

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам обработки подложки для увеличения угла скатывания поверхности. Не желая ограничиваться теорией, считается, что разные раскрытые способы обеспечивают увеличение угла скатывания путем модификации свойств поверхности подложки, направленной на повышение гидрофильности микроструктуры поверхности с сохранением при этом общих гидрофобных свойств поверхности в отношении капель воды.

Различные подходы включают изложенные ниже.

УФ

В некоторых вариантах осуществления подложка характеризуется наличием поверхности, подвергнутой УФ-обработке, то есть поверхности, которую подвергли воздействию УФ-излучения. В таких вариантах осуществления подложка может содержать ароматический и/или ненасыщенный компонент.

Например, подложка может содержать волокнистый материал, содержащий ароматический и/или ненасыщенный компонент. В некоторых вариантах осуществления подложка может содержать УФ-реактивную смолу, то есть смолу, содержащую ароматический и/или ненасыщенный компонент. Такая УФ-реактивная смола может присутствовать в дополнение к волокнистому материалу, содержащему ароматический и/или ненасыщенный компонент, или ее можно применять в комбинации с волокнистым материалом, не содержащим ароматический и/или ненасыщенный компонент.

В некоторых вариантах осуществления подложка предпочтительно содержит ароматическую смолу (то есть смолу, содержащую ароматические группы), в том числе, например, фенольную смолу.

В некоторых вариантах осуществления при воздействии на подложку УФ-излучением расстояние от источника составляет по меньшей мере 0,25 сантиметров (см), по меньшей мере 0,5 см, по меньшей мере 0,75 см, по меньшей мере 1 см, по меньшей мере 1,25 см, по меньшей мере 2 см или по меньшей мере 5 см. В некоторых вариантах осуществления при воздействии на подложку УФ-излучением расстояние от источника составляет не более 0,5 см, не более 1 см, не более 2 см, не более 3 см, не более 5 см или не более 10 см.

В некоторых вариантах осуществления подложку подвергают УФ-излучению при норме по меньшей мере 250 микроватт на квадратный сантиметр (мкВт/см²), по меньшей мере 300 мкВт/см², по меньшей мере 500 мкВт/см², по меньшей мере 1 милливатт на квадратный сантиметр (мВт/см²), по меньшей мере 5 мВт/см², по меньшей мере 10 мВт/см², по меньшей мере 15 мВт/см², по меньшей мере 20 мВт/см², по меньшей мере 21 мВт/см² или по меньшей мере 25 мВт/см². В некоторых вариантах осуществления подложку подвергают УФ-излучению при норме не более 20 мВт/см², не более 21 мВт/см², не более 22 мВт/см², не более 25 мВт/см², не более 30 мВт/см², не более 40 мВт/см², не более 50 мВт/см², не более 60 мВт/см², не более 70 мВт/см², не более 80 мВт/см², не более 90 мВт/см², не более 100 мВт/см², не более 150 мВт/см² или не более 200 мВт/см².

В некоторых вариантах осуществления, например, подложку подвергают УФ-излучению при норме, находящейся в диапазоне от 300 мкВт/см² до 100 мВт/см².

В некоторых вариантах осуществления, например, подложку подвергают УФ-излучению при норме, находящейся в диапазоне от 300 мкВт/см² до 200 мВт/см².

В некоторых вариантах осуществления подложку подвергают (то есть осуществляют ее обработку) УФ-излучению в течение по меньшей мере 1 секунды, по меньшей мере 2 секунд, по меньшей мере 3 секунд, по меньшей мере 5 секунд, по меньшей мере 10 секунд, по меньшей мере 30 секунд, по меньшей мере 1 минуты, по меньшей мере 2 минут, по меньшей мере 3 минут, по меньшей мере 4 минут, по меньшей мере 5 минут, по меньшей мере 7 минут, по меньшей мере 9 минут, по меньшей мере 10 минут, по меньшей мере 11 минут, по меньшей мере 13 минут, по меньшей мере 15 минут, по меньшей мере 17 минут или по меньшей мере 20 минут. В некоторых вариантах осуществления подложку подвергают УФ-излучению в течение не более 5 секунд, не более 10 секунд, не более 30 секунд, не более 1 минуты, не более 2 минут, не более 4 минут, не более 5 минут, не более 6 минут, не более 8 минут, не более 10 минут, не более 12 минут, не более 14 минут, не более 15 минут, не более 16 минут, не более 18 минут, не более 20 минут, не более 22 минут, не более 24 минут, не более 25 минут, не более 26 минут, не более 28 минут или не более 30 минут.

В некоторых вариантах осуществления воздействие УФ-излучением осуществляют в течение периода времени, находящегося в диапазоне от 2 секунд до 20 минут.

В некоторых вариантах осуществления можно применять последовательно УФ-излучение, характеризующееся разными значениями длины волны. В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным одновременное применение УФ-излучения, характеризующегося разными значениями дины волны.

Без ограничения какой-либо теорией считается, что УФ-излучение вызывает реакцию ароматического и/или ненасыщенного компонента и его химическую модификацию. Благодаря этой реакции увеличивается угол скатывания поверхности, тогда как свойства краевого угла остаются по сути без изменений.

Было обнаружено, что дополнительные средства, такие, как изложенные ниже, могут способствовать осуществлению химической реакции ароматических и/или ненасыщенных компонентов, присутствующих в подложке и/или на ней. Эти дополнительные средства можно применять по отдельности, последовательно и/или одновременно в ходе обработки подложки с помощью УФ.

УФ + кислород

В некоторых вариантах осуществления подложка предпочтительно характеризуется наличием поверхности, подвергнутой УФ-кислородной обработке, то есть поверхности, подвергнутой воздействию УФ-излучения в присутствии кислорода. Обработка в присутствии кислорода может включать по меньшей мере одну из, например, обработки в атмосферном воздухе, содержащем кислород, обработки в кислородсодержащей среде, обработки в обогащенной кислородом среде или обработки подложки, которая содержит кислород в своем составе или на поверхности.

В некоторых вариантах осуществления подложку предпочтительно обрабатывают при условиях и значениях длины волны УФ-излучения, достаточных для образования озона и кислородных радикалов. В некоторых вариантах осуществления источник УФ-излучения предпочтительно представляет собой ртутную лампу низкого давления. УФ-излучение можно применять с использованием любой комбинации параметров, описанных выше в отношении обработки УФ-излучением, в том числе расстояния, интенсивности и продолжительности, и воздействие разными длинами волн можно осуществлять при их последовательном или одновременном применении.

В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения характеризуется образованием двух кислородных радикалов (О^•) из О₂. Кислородные радикалы могут вступать в реакцию с О₂ с образованием озона (О₃). В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет по меньшей мере 165 нанометров (нм), по меньшей мере 170 нм, по меньшей мере 175 нм, по меньшей мере 180 нм или по меньшей мере 185 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет не более 190 нм, не более 195 нм, не более 200 нм, не более 205 нм, не более 210 нм, не более 215 нм, не более 220 нм, не более 230 нм или не более 240 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения находится в диапазоне от 180 нм до 210 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет 185 нм.

В некоторых вариантах осуществления УФ-излучение характеризуется длиной волны, при которой может расщепляться озон (О₃) с образованием О₂ и кислородного радикала (О^•). В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет по меньшей мере 200 нм, по меньшей мере 205 нм, по меньшей мере 210 нм, по меньшей мере 215 нм, по меньшей мере 220 нм, по меньшей мере 225 нм, по меньшей мере 230 нм, по меньшей мере 235 нм, по меньшей мере 240 нм, по меньшей мере 245 нм или по меньшей мере 250 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет не более 260 нм, не более 265 нм, не более 270 нм, не более 275 нм, не более 280 нм, не более 285 нм, не более 290 нм, не более 295 нм, не более 300 нм, не более 310 нм или не более 320 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения находится в диапазоне от 210 нм до 280 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет 254 нм.

УФ + озон

В некоторых вариантах осуществления подложка характеризуется наличием поверхности, подвергнутой УФ-озоновой обработке, то есть поверхности, обработанной с помощью УФ-излучения в присутствии озона (О₃). УФ-излучение можно применять с использованием любой комбинации параметров, описанных выше в отношении обработки УФ-излучением, в том числе расстояния, интенсивности и продолжительности, и воздействие разными длинами волн можно осуществлять при их последовательном или одновременном применении.

Обработка в присутствии озона может включать, например, обработку в озонсодержащей среде или обработку в ходе образования озона в среде (например, с помощью коронного разряда). В некоторых вариантах осуществления озонсодержащая среда содержит О₂. В других вариантах осуществления озонсодержащая среда содержит менее 10 процентов по объему (об. %) О₂, менее 5 об. % О₂, менее 2 об. % О₂ или менее 1 об. % О₂. В некоторых вариантах осуществления озонсодержащая среда содержит инертный газ, такой как азот, гелий, аргон или их смеси.

В некоторых вариантах осуществления озонсодержащая среда содержит по меньшей мере 0,005 об. % О₃, по меньшей мере 0,01 об. % О₃, по меньшей мере 0,05 об. % О₃, по меньшей мере 0,1 об. % О₃, по меньшей мере 0,5 об. % О₃, по меньшей мере 1 об. % О₃, по меньшей мере 2 об. % О₃, по меньшей мере 5 об. % О₃, по меньшей мере 10 об. % О₃ или по меньшей мере 15 об. % О₃. В некоторых вариантах осуществления озонсодержащая среда характеризуется более высокой концентрацией озона на поверхности подложки. Такой концентрации могут достигать с помощью, например, введения озона на поверхность подложки (например, позволяя озону диффундировать от обратной стороны фильтрующей среды). В некоторых вариантах осуществления концентрация озона на поверхности подложки или вблизи нее предпочтительно является достаточной для образования кислородных радикалов из озона, присутствующего при наличии УФ-излучения.

В некоторых вариантах осуществления УФ-излучение характеризуется длиной волны, при которой может расщепляться озон (О₃) с образованием О₂ и кислородного радикала (О^•). В вариантах осуществления, в том числе, например, если озонсодержащая среда содержит менее 10 об. % О₂, менее 5 об. % О₂, менее 2 об. % О₂ или менее 1 об. % О₂, длина волны УФ-излучения может составлять по меньшей мере 165 нм, по меньшей мере 170 нм, по меньшей мере 175 нм, по меньшей мере 180 нм или по меньшей мере 185 нм и до 260 нм, до 265 нм, до 270 нм, до 275 нм, до 280 нм, до 285 нм или до 290 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения находится в диапазоне от 180 нм до 280 нм.

В вариантах осуществления, где озонсодержащая среда содержит О₂, который будет абсорбировать УФ-излучение, находящееся в диапазоне от 180 нм до 210 нм, длина волны УФ-излучения предпочтительно составляет по меньшей мере 210 нм, по меньшей мере 215 нм, по меньшей мере 220 нм, по меньшей мере 225 нм, по меньшей мере 230 нм, по меньшей мере 235 нм, по меньшей мере 240 нм, по меньшей мере 245 нм или по меньшей мере 250 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет не более 260 нм, не более 265 нм, не более 270 нм, не более 275 нм, не более 280 нм, не более 285 нм, не более 290 нм, не более 295 нм, не более 300 нм, не более 310 нм или не более 320 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения находится в диапазоне от 210 нм до 280 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет 254 нм.

УФ + н₂о₂

В некоторых вариантах осуществления подложка характеризуется наличием поверхности, подвергнутой УФ-Н₂О₂-обработке, то есть поверхности, обработанной УФ-излучением и Н₂О₂. В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки и/или всю подложку могут приводить в контакт (например, путем покрытия и/или погружения) с раствором, содержащим Н₂О₂. В некоторых вариантах осуществления раствор может содержать по меньшей мере 20 процентов по весу (вес. %) Н₂О₂, по меньшей мере 25 вес. % Н₂О₂, по меньшей мере 30 вес. % Н₂О₂, по меньшей мере 40 вес. % Н₂О₂, по меньшей мере 50 вес. % Н₂О₂, по меньшей мере 60 вес. % Н₂О₂, по меньшей мере 70 вес. % Н₂О₂, по меньшей мере 80 вес. % Н₂О₂ или по меньшей мере 90 вес. % Н₂О₂. В некоторых вариантах осуществления раствор может содержать не более 30 вес. % Н₂О₂, не более 40 вес. % Н₂О₂, не более 50 вес. % Н₂О₂, не более 60 вес. % Н₂О₂, не более 70 вес. % Н₂О₂, не более 80 вес. % Н₂О₂, не более 90 вес. % Н₂О₂ или не более 100 вес. % Н₂О₂.

В некоторых вариантах осуществления подложку можно приводить в контакт с раствором, содержащим Н₂О₂, в течение по меньшей мере 10 секунд, по меньшей мере 30 секунд, по меньшей мере 45 секунд, по меньшей мере 1 минуты, по меньшей мере 2 минут, по меньшей мере 4 минут, по меньшей мере 6 минут или по меньшей мере 8 минут. В некоторых вариантах осуществления подложка может находиться в контакте с раствором, содержащим Н₂О₂, в течение не более 30 секунд, не более 45 секунд, не более 1 минуты, не более 2 минут, не более 4 минут, не более 6 минут, не более 8 минут, не более 10 минут или не более 30 минут.

В некоторых вариантах осуществления подложку можно обрабатывать УФ-излучением во время контакта с раствором, содержащим Н₂О₂. В некоторых вариантах осуществления подложку можно обрабатывать УФ-излучением после контакта с раствором, содержащим Н₂О₂. УФ-излучение можно применять с использованием любой комбинации параметров, описанных выше в отношении обработки УФ-излучением, в том числе расстояния, интенсивности и продолжительности, и воздействие разными длинами волн можно осуществлять при их последовательном или одновременном применении.

Подложку можно обрабатывать УФ-излучением, достаточным для образования гидроксильных радикалов (^•ОН). Подложку можно обрабатывать УФ-излучением во время контакта поверхности с Н₂О₂, после контакта поверхности с Н₂О₂ или как во время контакта, так и после контакта с Н₂О₂.

В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения характеризуется образованием двух кислородных радикалов (О^•) из О₂. Кислородные радикалы могут вступать в реакцию с О₂ с образованием озона (О₃). В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет по меньшей мере 165 нм, по меньшей мере 170 нм, по меньшей мере 175 нм, по меньшей мере 180 нм или по меньшей мере 185 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет не более 190 нм, не более 195 нм, не более 200 нм, не более 205 нм, не более 210 нм, не более 215 нм, не более 220 нм, не более 230 нм или не более 240 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения находится в диапазоне от 180 нм до 210 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет 185 нм.

В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет по меньшей мере 200 нм, по меньшей мере 250 нм, по меньшей мере 300 нм, по меньшей мере 330 нм, по меньшей мере 340 нм, по меньшей мере 350 нм, по меньшей мере 355 нм, по меньшей мере 360 нм или по меньшей мере 370 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет не более 350 нм, не более 360 нм, не более 370 нм, не более 375 нм, не более 380 нм, не более 385 нм, не более 390 нм, не более 395 нм, не более 400 нм, не более 410 нм или не более 420 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения находится в диапазоне от 350 нм до 370 нм. В некоторых вариантах осуществления длина волны УФ-излучения составляет 360 нм.

В некоторых вариантах осуществления подложку можно высушить после приведения в контакт с раствором, содержащим Н₂О₂, и до обработки с помощью УФ. В некоторых вариантах осуществления подложку можно высушить после приведения в контакт с раствором, содержащим Н₂О₂, и после обработки с помощью УФ. В некоторых вариантах осуществления подложку можно высушить в сушильном шкафу.

УФ-обработка (как отдельно УФ, так и УФ с кислородом, озоном и/или перекисью водорода) является более эффективной, если подложка содержит ароматический и/или ненасыщенный компонент, в том числе, например, если подложка содержит УФ-реактивную смолу, в том числе, например, ароматическую смолу (например, смолу, содержащую ароматические группы), в том числе, например, фенольную смолу.

Подложка, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу

В качестве альтернативы или в дополнение к УФ-обработке свойства поверхности подложки можно модифицировать путем введения полимера, содержащего гидрофильную группу, в подложку и/или на нее. В некоторых вариантах осуществления, если применяют как УФ-обработку, так и введение полимера, содержащего гидрофильную группу, может быть предпочтительным вводить в подложку полимер, содержащий гидрофильную группу, или модифицировать подложку для введения полимера, содержащего гидрофильную группу, до УФ-обработки.

В некоторых вариантах осуществления подложка содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. Гидрофильная группа полимера, содержащего гидрофильную группу, может предусматривать гидрофильную боковую группу, или гидрофильную группу, которая повторяется в основной цепи полимера, или обе. Используемая в данном документе «боковая группа» ковалентно связана с основной цепью полимера, но не образует часть основной цепи полимера. В некоторых вариантах осуществления гидрофильная группа включает по меньшей мере одно из гидрокси, амида, спирта, акриловой кислоты, пирролидона, простого метилового эфира, этиленгликоля, пропиленгликоля, дофамина и этиленимина. В некоторых вариантах осуществления гидрофильная боковая группа включает по меньшей мере одно из гидрокси, амида, спирта, акриловой кислоты, пирролидона, простого метилового эфира и дофамина. В некоторых вариантах осуществления гидрофильная группа, которая повторяется в основной цепи полимера, включает по меньшей мере одно из этиленгликоля, пропиленгликоля, дофамина и этиленимина.

В некоторых вариантах осуществления подложка, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, может характеризоваться наличием поверхности, на которой расположен полимер, содержащий гидрофильную группу. В некоторых вариантах осуществления подложка предпочтительно включает слой, в состав которого входит полимер, содержащий гидрофильную группу. В некоторых вариантах осуществления поверхность, на которой расположен полимер, содержащий гидрофильную группу, или в некоторых вариантах осуществления слой, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, предпочтительно образует поверхность подложки, обладающей необходимыми свойствами (в том числе углом скатывания и краевым углом), как описано в данном документе.

Слой может быть образован с применением любого пригодного способа. Например, слой может быть образован посредством применения полимера, в том числе, например, предварительно полимеризованного полимера. В качестве дополнения или альтернативы слой может быть образован посредством применения мономеров, олигомеров, полимеров или их комбинаций (например, их сочетаний, смесей или сополимеров) с последующей полимеризацией мономеров, олигомеров, полимеров или их комбинаций с образованием полимера, сополимера или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления полимер можно осадить из раствора с применением окислительной или восстановительной полимеризации.

В некоторых вариантах осуществления слой может быть образован с применением любого пригодного способа нанесения покрытия, включая, например, нанесение покрытия методом плазменного осаждения, нанесение покрытия методом «рулонного» нанесения, нанесение покрытия методом погружения и/или нанесение покрытия методом распыления. Нанесение покрытия методом распыления может включать, например, разбрызгивание сжатым воздухом, распыление в электростатическом поле и т.д. В некоторых вариантах осуществления поверхность можно ламинировать. В некоторых вариантах осуществления слой может быть образован путем прядения полимера на подложку. Прядение полимера на подложку может включать, например, электропрядение полимера на подложку или нанесение полимера на подложку путем мокрого прядения, сухого прядения, прядения из расплава, прядения из геля, струйного прядения, прядения с применением магнитного поля и т.д. При прядении полимера на подложку в некоторых вариантах осуществления могут образовываться полимерные нановолокна. В качестве дополнения или альтернативы с помощью прядения полимера на подложку можно покрывать волокна, уже присутствующие в подложке. В некоторых вариантах осуществления, в том числе в тех, в которых полимер наносят на подложку с помощью сухого прядения раствора полимера, одну или несколько движущих сил, включая воздух, электрическое поле, центробежную силу, магнитное поле и т.д., можно применять по отдельности или совместно.

В некоторых вариантах осуществления в состав полимера, содержащего гидрофильную группу, входят полярные функциональные группы.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, представляет собой гидрофильный полимер.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, не способен растворяться в воде (например, он не является гидрофильным полимером), а скорее содержит по меньшей мере одну боковую группу, способную растворяться в воде (например, гидрофильную боковую группу), или группу, которая повторяется в основной цепи полимера, то есть способна растворяться в воде (например, гидрофильная группа, которая повторяется в основной цепи полимера).

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер. В некоторых вариантах осуществления в состав полимера, содержащего гидрофильную группу, не входит фтористая группа.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер. Используемый в данном документе фторполимер относится к полимеру, который содержит по меньшей мере 5% фтора, по меньшей мере 10% фтора, по меньшей мере 15% фтора или по меньшей мере 20% фтора.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, может включать, например, поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), в том числе поли(2-гидроксипропилметакрилат), поли(3-гидроксипропилметакрилат) или их смесь; поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ); поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O); полиэтиленимин (PEI); кватернизированный полиэтиленимин; или полидофамин; или их комбинации (например, их сочетания, смеси или сополимеры).

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, при образовании слоя может быть диспергирован и/или растворен в растворителе. В некоторых вариантах осуществления растворитель предпочтительно растворяет полимер, содержащий гидрофильную группу, но не растворяет подложку или любой компонент подложки. В некоторых вариантах осуществления растворитель является предпочтительно нетоксичным. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, является предпочтительно нерастворимым в углеводородной текучей среде. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, является предпочтительно нерастворимым в толуоле.

В некоторых вариантах осуществления растворитель представляет собой растворитель, характеризующийся высокой диэлектрической проницаемостью. Растворитель может включать, например, метанол, этанол, пропанол, изопропанол (также называемый изопропиловым спиртом (IPA)), бутанол (включая каждую из его изомерных структур), бутанон (включая каждую из его изомерных структур), ацетон, этиленгликоль, диметилформамид, этилацетат, воду и т.д.

Концентрацию полимера, содержащего гидрофильную группу, в растворителе можно подбирать, исходя из молекулярной массы полимера. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, может присутствовать в растворителе в концентрации, составляющей по меньшей мере 0,25 процента (%) вес/объем (вес./об.), по меньшей мере 0,5% (вес./об.), по меньшей мере 0,75% (вес./об.), по меньшей мере 1,0% (вес./об.), по меньшей мере 1,25% (вес./об.), по меньшей мере 1,5% (вес./об.), по меньшей мере 1,75% (вес./об.), по меньшей мере 2,0% (вес./об.), по меньшей мере 3% (вес./об.), по меньшей мере 5% (вес./об.), по меньшей мере 10% (вес./об.), по меньшей мере 20% (вес./об.), по меньшей мере 30% (вес./об.), по меньшей мере 40% (вес./об.) или по меньшей мере 50% (вес./об.). В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, может присутствовать в растворителе в концентрации, составляющей не более 0,5% (вес./об.), не более 0,75% (вес./об.), не более 1,0% (вес./об.), не более 1,25% (вес./об.), не более 1,5% (вес./об.), не более 1,75% (вес./об.), не более 2,0% (вес./об.), не более 3% (вес./об.), не более 4% (вес./об.), не более 5% (вес./об.), не более 10% (вес./об.), не более 15% (вес./об.), не более 20% (вес./об.), не более 30% (вес./об.), не более 40% (вес./об.), не более 50% (вес./об.) или не более 60% (вес./об.).

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, в случае нанесения полимера, содержащего гидрофильную группу, путем нанесения покрытия методом погружения, полимер может присутствовать в растворителе в концентрации, находящейся в диапазоне от 0,5% (вес./об.) до 4% (вес./об.).

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, в случае нанесения полимера, содержащего гидрофильную группу, путем нанесения покрытия методом погружения, полимер может присутствовать в растворителе в концентрации, находящейся в диапазоне от 0,5% (вес./об.) до 1% (вес./об.).

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, в случае нанесения полимера, содержащего гидрофильную группу, путем электропрядения, полимер может присутствовать в растворителе в концентрации, находящейся в диапазоне от 5% (вес./об.) до 30% (вес./об.).

В некоторых вариантах осуществления слой может быть образован с помощью нанесения покрытия методом погружения. Нанесение покрытия методом погружения можно осуществлять с применением, например, машины для нанесения покрытий погружением Chemat DipMaster 50. В некоторых вариантах осуществления слой может быть образован с помощью нанесения покрытия на подложку методом погружения один, два, три или больше раз. В некоторых вариантах осуществления подложку можно подвергнуть нанесению покрытия методом погружения, повернуть на 180 градусов и подвергнуть повторному нанесению покрытия методом погружения. В некоторых вариантах осуществления подложку можно погружать в дисперсию, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, и извлекать при скорости 50 миллиметров в минуту (мм/мин.). В некоторых вариантах осуществления дисперсия представляет собой предпочтительно раствор.

В некоторых вариантах осуществления слой может быть образован с применением электропрядения. Электропрядение можно осуществлять, как описано, например, в US 20160047062 А1.

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает полидофамин, полимер, содержащий гидрофильную группу, можно осадить из раствора с применением окислительной или восстановительной полимеризации. Например, слой, содержащий полидофамин, можно получить в результате окислительной полимеризации дофамина.

В некоторых вариантах осуществления слой, включающий полимер, содержащий гидрофильную группу, характеризуется толщиной, составляющей по меньшей мере 0,5 ангстрем (Å), по меньшей мере 1 Å, по меньшей мере 5 Å, по меньшей мере 8 Å, по меньшей мере 10 Å, по меньшей мере 12 Å, по меньшей мере 14 Å, по меньшей мере 16 Å, по меньшей мере 18 Å, по меньшей мере 20 Å, по меньшей мере 25 Å, по меньшей мере 30 Å или по меньшей мере 50 Å.

В некоторых вариантах осуществления растворитель можно удалить после образования слоя, в том числе, например, после процедуры нанесения покрытия методом погружения. Растворитель можно удалить, например, путем выпаривания, в том числе, например, путем высушивания с применением сушильного шкафа.

В некоторых вариантах осуществления можно образовывать заряженное покрытие (например, путем кватернизации, электрохимического окисления или восстановления), и/или покрытие может содержать заряженный полимер. В некоторых вариантах осуществления слой, включающий полимер, содержащий гидрофильную группу, может быть изменен после образования слоя. Например, полимер, содержащий гидрофильную группу, можно кватернизировать. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, можно кватернизировать путем обработки слоя полимера с помощью кислоты. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, можно кватернизировать путем погружения подложки, включающей слой полимера, содержащего гидрофильную группу, в раствор, содержащий кислоту. В некоторых вариантах осуществления кислота может представлять собой HCl.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, и/или покрытие можно обрабатывать с помощью малеинового ангидрида.

В некоторых вариантах осуществления подложка может включать расположенный на ней полимер, содержащий гидрофильную группу. Если подложка содержит модифицирующую смолу, то полимер отличается по химическому составу от модифицирующей смолы. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, можно применять одновременно с модифицирующей смолой. Например, полимер, содержащий гидрофильную группу, можно смешивать с модифицирующей смолой до применения модифицирующей смолы в отношении подложки.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, может быть сшитым. В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если полимер, представляющий собой полимер, содержащий гидрофильную группу, образует слой на подложке, полимер можно сшивать путем введения сшивающего средства в дисперсию на основе полимера, применяемую для нанесения покрытия или электропрядения. В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если полимер находится в пределах подложки, полимер, содержащий гидрофильную группу, можно сшивать путем введения сшивающего средства в дисперсию, применяемую для введения полимера, содержащего гидрофильную группу. В некоторых вариантах осуществления дисперсия представляет собой предпочтительно раствор.

Для применения с полимером, содержащим гидрофильную группу, можно выбрать любое пригодное сшивающее средство. Например, в качестве сшивающего средства для РНЕМ можно применять N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан (DAMO-T). Например, (3-глицидилоксипропил)триметоксисилан или поли(этиленгликоль)диакрилат (PEGDA) можно применять в качестве сшивающего средства для полиэтиленимина (PEI). Полимеры, содержащие гидрофильные группы, в том числе первичные или вторичные аминогруппы, можно сшивать с помощью, например, соединений, включающих карбоновые кислоты (адипиновая кислота), альдегиды (например, глютеральдегид), кетоны, меламиноформальдегидные смолы, фенолформальдегидные смолы и т.д. В другом примере полимеры, содержащие гидрофильные группы, в том числе первичные или вторичные спиртовые группы, можно сшивать с помощью, например, соединений, включающих карбоновые кислоты (адипиновая кислота), изоцианаты (толуолдиизоизоцианат), органические кремневодороды (тетраметоксисилан), комплексы титана(IV) (тетрабутилтитан), фенолформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы и т.д.

В некоторых вариантах осуществления сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу, можно ускорить путем воздействия на полимер, содержащий гидрофильную группу, и сшивающее средство теплом. Тепло можно применять любым пригодным способом, в том числе, например, путем нагревания подложки в сушильном шкафу, воздействия на подложку инфракрасным светом, воздействия на подложку паром или обработки подложки нагретыми вальцами. Можно применять любую комбинацию продолжительности и температуры, пригодных для применения в отношении полимера, содержащего гидрофильную группу, сшивающего средства и подложки. В некоторых вариантах осуществления на полимер, содержащий гидрофильную группу, и сшивающее средство можно воздействовать температурами, составляющими по меньшей мере 80°С, по меньшей мере 90°С, по меньшей мере 100°С, по меньшей мере 110°С, по меньшей мере 120°С, по меньшей мере 130°С, по меньшей мере 140°С, по меньшей мере 150°С, по меньшей мере 160°С, по меньшей мере 170°С, по меньшей мере 180°С или по меньшей мере 190°С. В некоторых вариантах осуществления на полимер, содержащий гидрофильную группу, и сшивающее средство можно воздействовать температурами, составляющими не более 140°С, не более 150°С, не более 160°С, не более 170°С, не более 180°С, не более 190°С, не более 200°С, не более 210°С, не более 220°С, не более 230°С, не более 240°С, не более 260°С, не более 280°С или не более 300°С. В некоторых вариантах осуществления воздействие на полимер, содержащий гидрофильную группу, и сшивающее средство тепловой обработкой можно осуществлять в течение по меньшей мере 15 секунд, по меньшей мере 30 секунд, по меньшей мере 60 секунд, по меньшей мере 120 секунд, по меньшей мере 2 минут, по меньшей мере 5 минут, по меньшей мере 10 минут или по меньшей мере 1 часа. В некоторых вариантах осуществления на фильтрующую среду воздействуют теплом в течение не более 2 минут, не более 3 минут, не более 5 минут, не более 10 минут, не более 15 минут, не более 20 минут, не более 1 часа, не более 2 часов, не более 24 часов или не более 2 дней. Например, в некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, можно сшивать путем нагревания полимера, содержащего гидрофильную группу, и сшивающего средства при температуре, составляющей от по меньшей мере 100°С до не более 150°С, в течение от 15 секунд до 15 минут. В другом примере, в некоторых вариантах осуществления, полимер, содержащий гидрофильную группу, можно сшивать путем нагревания полимера, содержащего гидрофильную группу, и сшивающего средства при температуре, составляющей от по меньшей мере 80°С до не более 200°С, в течение от 15 секунд до 15 минут.

В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, можно подвергать отжигу. Используемый в данном документе «отжиг» включает воздействие на полимер, содержащий гидрофильную группу, окружающей средой с целью переориентации функциональных групп в полимере, содержащем гидрофильную группу, и/или повышения степени кристалличности полимера, содержащего гидрофильную группу. Если сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу, ускоряют путем воздействия на полимер, содержащий гидрофильную группу, и сшивающее средство теплом, то полимер, содержащий гидрофильную группу, можно подвергать отжигу до сшивания, в ходе сшивания или после сшивания. В некоторых вариантах осуществления, если сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу, ускоряют путем воздействия на полимер, содержащий гидрофильную группу, и сшивающее средство нагреванием, то полимер, содержащий гидрофильную группу, можно предпочтительно подвергать отжигу в ходе сшивания или после сшивания. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий гидрофильную группу, можно предпочтительно подвергать отжигу после сшивания.

В некоторых вариантах осуществления отжиг включает нагревание подложки, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, в присутствии полярного растворителя. Например, отжиг может включать погружение подложки, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, и/или которая покрыта полимером, содержащим гидрофильную группу, в полярный растворитель. В качестве дополнения или альтернативы отжиг может предусматривать воздействие на подложку, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, и/или которая покрыта полимером, содержащим гидрофильную группу, полярным растворителем в виде пара. В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если слой полимера, содержащего гидрофильную группу, наносят путем погружения подложки в раствор полимера, раствор полимера может содержать полярный растворитель, и нагревание и последующее выпаривание полярного растворителя из подложки может обеспечить отжиг слоя полимера.

Полярный растворитель, пригодный для отжига, может включать, например, воду или спирт. Спирт может включать, например, метанол, этанол, изопропанол, трет-бутанол и т.д. Другие пригодные полярные растворители могут включать, например, ацетон, этилацетат, метилэтилкетон (MEK), диметилформамид (DMF) и т.д.

В некоторых вариантах осуществления отжиг предусматривает воздействие на подложку температурой, равной по меньшей мере температуре стеклования (Tg) полимера, содержащего гидрофильную группу. В некоторых вариантах осуществления отжиг предусматривает воздействие на подложку растворителем, характеризующимся температурой, равной по меньшей мере Tg полимера, содержащего гидрофильную группу.

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если отжиг предусматривает погружение подложки, которая покрыта полимером, содержащим гидрофильную группу, в полярный растворитель, температура полярного растворителя составляет по меньшей мере 50°С, по меньшей мере 55°С, по меньшей мере 60°С, по меньшей мере 65°С, по меньшей мере 70°С, по меньшей мере 75°С, по меньшей мере 80°С, по меньшей мере 85°С, по меньшей мере 90°С, по меньшей мере 95°С, по меньшей мере 100°С, по меньшей мере 110°С, по меньшей мере 120°С, по меньшей мере 130°С, по меньшей мере 140°С или по меньшей мере 150°С. В некоторых вариантах осуществления температура полярного растворителя составляет не более 90°С, не более 95°С, не более 100°С, не более 105°С, не более 110°С, не более 115°С, не более 120°С, не более 130°С, не более 140°С, не более 150°С или не более 200°С. В некоторых вариантах осуществления фильтрующую среду погружают в полярный растворитель на по меньшей мере 10 секунд, по меньшей мере 30 секунд, по меньшей мере 60 секунд, по меньшей мере 90 секунд, по меньшей мере 120 секунд, по меньшей мере 150 секунд или по меньшей мере 180 секунд. В некоторых вариантах осуществления фильтрующую среду погружают в полярный растворитель на не более 60 секунд, не более 120 секунд, не более 150 секунд, не более 180 секунд, не более 3 минут или не более 5 минут. В некоторых вариантах осуществления полярный растворитель может предпочтительно представлять собой воду. Например, в некоторых вариантах осуществления отжиг предусматривает погружение фильтрующей среды, покрытой полимером, содержащим гидрофильную группу, в воду при 90°С на промежуток времени, составляющий от по меньшей мере 10 секунд до не более 5 минут.

Без ограничения какой-либо теорией считается, что поверхность подложки, на которой расположен полимер, содержащий гидрофильную группу, или которая включает полимер, содержащий гидрофильную группу, может обладать необходимыми свойствами (в том числе углом скатывания и краевым углом), описанными выше, из-за разрывов на поверхности подложки. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления подложка может содержать смесь волокон. В некоторых вариантах осуществления подложка может содержать как неполимерные, так и полимерные волокна и/или два разных типа полимерных волокон. Например, подложка может содержать волокна из сложного полиэфира, покрытые короткими нейлоновыми волокнами, и/или нейлоновые волокна, покрытые короткими волокнами из сложного полиэфира. В качестве дополнения или альтернативы подложка может содержать волокно, которое, если оно образует целостную поверхность, создает гидрофильную поверхность, и волокно, которое, если оно образует целостную поверхность, создает гидрофобную поверхность.

В некоторых вариантах осуществления подложка, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, - в том числе подложка, характеризующаяся наличием покрытия на основе полимера, содержащего гидрофильную группу, или подложка, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, в своем составе, предпочтительно является стабильной. В некоторых вариантах осуществления стабильность подложки, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, можно повысить путем обработки малеиновым ангидридом, отжига полимера, содержащего гидрофильную группу, и/или сшивания полимера, содержащего гидрофильную группу. Без ограничения какой-либо теорией считается, что в некоторых вариантах осуществления стабильность подложки, которая содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, повышается за счет снижения растворимости полимера, содержащего гидрофильную группу, в том числе, например, за счет сшивания. Более того, без ограничения какой-либо теорией считается, что в некоторых вариантах осуществления стабильность подложки можно повысить за счет увеличения доступности гидрофильной боковой группы полимера (например, гидроксильной группы) на поверхности подложки, в том числе, например, за счет отжига.

Фильтрующая среда, предусматривающая подложку

В некоторых вариантах осуществления фильтрующую среду, предусматривающую подложку, предпочтительно применяют для разделения углеводорода и воды или более предпочтительно для разделения топлива и воды и наиболее предпочтительно для разделения дизельного топлива и воды. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может применяться для других типов фильтрации текучей среды.

Фильтрующая среда может предусматривать один слой, два слоя или множество слоев. В некоторых вариантах осуществления один или несколько слоев фильтрующей среды могут поддерживаться подложкой, могут предусматривать подложку или могут представлять собой подложку.

В некоторых вариантах осуществления и как показано, например, на фиг. 11А-D, фильтрующая среда может предусматривать слой 20 для удаления частиц из струи углеводородной жидкости и/или слой 30 для коалесценции воды из струи углеводородной жидкости (также называемый коалесцирующим слоем). В некоторых вариантах осуществления слой для удаления частиц из струи углеводородной жидкости и/или коалесцирующий слой могут поддерживаться подложкой 10, как показано в иллюстративном варианте осуществления на фиг. 11А и фиг. 11В. В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если фильтрующая среда предназначена для помещения потока, который проходит через фильтрующую среду в ходе ее применения от конца, расположенного выше по потоку, до конца, расположенного ниже по потоку, слой для удаления частиц из струи углеводородной жидкости и/или коалесцирующий слой могут быть расположены выше по потоку относительно подложки. В некоторых вариантах осуществления слой для удаления частиц из струи углеводородной жидкости и подложка представляют собой один и тот же слой 40, как показано в одном варианте осуществления на фиг. 11С. В некоторых вариантах осуществления коалесцирующий слой и подложка представляют собой один и тот же слой 50, как показано в одном варианте осуществления на фиг. 11D. Если подложка и слой для удаления частиц из струи углеводородной жидкости представляют собой один и тот же слой, или если подложка и слой для коалесценции воды из струи углеводородной жидкости представляют собой один и тот же слой, изготовление фильтрующей среды может быть более эффективным, поскольку можно сократить общее количество слоев, содержащихся в фильтрующей среде.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки предпочтительно образует сторону подложки, расположенную ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки может образовывать сторону или слой фильтрующей среды, расположенные ниже по потоку, или сторону фильтрующей среды, расположенную ниже по потоку.

В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если поверхность подложки образует сторону или слой фильтрующей среды, расположенные ниже по потоку, или сторону фильтрующей среды, расположенную ниже по потоку, подложка может быть предпочтительно отделена от другого слоя пространством, достаточным для образования капли воды и/или скатывания капли воды. В некоторых вариантах осуществления расстояние между подложкой и другим слоем может составлять по меньшей мере 10 мкм, по меньшей мере 20 мкм, по меньшей мере 30 мкм, по меньшей мере 40 мкм, по меньшей мере 50 мкм, по меньшей мере 100 мкм, по меньшей мере 200 мкм, по меньшей мере 500 мкм или по меньшей мере 1 мм. В некоторых вариантах осуществления расстояние между подложкой и другим слоем может составлять не более 40 мкм, не более 50 мкм, не более 100 мкм, не более 200 мкм, не более 500 мкм, не более 1 мм, не более 2 мм, не более 3 мм, не более 4 мм или не более 5 мм.

В некоторых вариантах осуществления слой 20, предназначенный для удаления загрязняющих веществ в виде микрочастиц, расположен выше по потоку относительно коалесцирующего слоя 30, а коалесцирующий слой расположен выше по потоку относительно подложки 10, как показано в одном варианте осуществления на фиг. 11А. В некоторых вариантах осуществления коалесцирующий слой расположен ниже по потоку относительно подложки. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может предусматривать по меньшей мере два коалесцирующих слоя, при этом один из коалесцирующих слоев расположен ниже по потоку относительно подложки. В некоторых вариантах осуществления подложка может быть включена в состав обтекаемой структуры, в том числе, например, структуры, описанной в одновременно рассматриваемой заявке на патент США №62/543456, поданной 08/10/2017, под названием «Fluid Filtration Apparatuses, Systems, and Methods» («Устройства, системы и способы для фильтрации жидкости»), которая включена в данный документ посредством ссылки ввиду описанных в ней структур фильтрующей среды.

В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может быть включена в фильтрующий элемент. Фильтрующая среда может иметь любую пригодную конфигурацию. В некоторых вариантах осуществления фильтрующий элемент может включать сито. В некоторых вариантах осуществления сито может быть расположено ниже по потоку относительно подложки.

Фильтрующая среда может иметь любую пригодную конфигурацию. Например, фильтрующая среда может иметь трубчатую конфигурацию. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может иметь складки.

В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может быть предназначена для потока, который проходит через фильтрующую среду в ходе ее применения от конца, расположенного выше по потоку, до конца, расположенного ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления, в том числе, например, если фильтрующая среда предусматривает подложку, расположенную ниже по потоку относительно слоя, расположенного выше по потоку, подложка может содержать поры со средним диаметром, превышающим средний диаметр пор слоя, расположенного выше по потоку. Дополнительно или альтернативно подложка может содержать поры со средним диаметром, превышающим средний диаметр капли, которая образуется на расположенной ниже по потоку стороне слоя, расположенного выше по потоку. Например, если фильтрующая среда содержит слой, расположенный выше по потоку, который представляет собой коалесцирующий слой, содержащий поры с некоторым средним диаметром, подложка может содержать поры со средним диаметром, превышающим средний диаметр пор коалесцирующего слоя.

Фильтрующая среда

Фильтрующая среда в соответствии с технологией, раскрытой в данном документе, может иметь разнообразные конфигурации. Фильтрующая среда может быть предназначена для внедрения в фильтрующий элемент. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может быть изловлена из одного или нескольких слоев материала, при этом по меньшей мере один слой материала представляет собой подложку в соответствии с технологией, раскрытой в данном документе. В различных вариантах осуществления множество слоев материала представляют собой подложки в соответствии с технологией, раскрытой в данном документе.

На фиг. 1 изображена иллюстративная фильтрующая среда 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Фильтрующая среда 100 содержит первый 110 слой подложки и второй слой 120 подложки, примыкающий к первому слою 110 подложки. Первый слой 110 подложки имеет первую поверхность 112, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности 112 для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол. Второй слой 120 подложки может иметь вторую поверхность 122, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности 112 для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол. Первая поверхность может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Вторая поверхность 122 может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

Хотя на фиг. 1 первая поверхность 112 и вторая поверхность 122 изображены как «верхние» поверхности соответствующих подложек (относительно графического материала), будет понятно, что одна или обе из первой поверхности 112 и второй поверхности 122 могут быть противоположной поверхностью соответствующей подложки. Как изображено на фиг. 2 в некоторых вариантах осуществления фильтрующей среды 100а первая поверхность 112а первого слоя 110а подложки и вторая поверхность 122а второго слоя 120а подложки примыкают друг к другу. В качестве другого примера на фиг. 3 в некоторых вариантах осуществления фильтрующей среды 100b первая поверхность 112b первого слоя 110b подложки и вторая поверхность 122b второго слоя 120b подложки обращены противоположно.

Возвращаясь к фиг. 1, в различных вариантах осуществления первый слой 110 подложки представляет собой материал, отличный от второго слоя 120 подложки, при этом «отличный материал» означает, что слои 110, 120 подложки имеют различия в их химическом составе, физических конфигурациях и/или физических свойствах. Однако в некоторых других вариантах осуществления первый слой 110 подложки представляет собой тот же материал, что и второй слой 120 подложки.

В качестве примера, где первый слой 110 подложки представляет собой материал, отличный от второго слоя 120 подложки, первый слой 110 подложки может характеризоваться первым значением пористости, а второй слой 120 подложки может характеризоваться вторым значением пористости, при этом первое значение пористости и второе значение пористости являются разными. Первое значение пористости может быть большим, чем второе значение пористости, или наоборот. В качестве другого примера, в некоторых вариантах осуществления первая подложка характеризуется первым средним размером пор (например, средним диаметром пор) и вторая подложка характеризуется вторым средним размером пор, при этом первый средний размер пор и второй средний размер пор являются разными. В качестве другого примера, в некоторых вариантах осуществления первая подложка состоит из первой композиции волокон, а вторая подложка состоит из второй композиции волокон, которая отличается от первой композиции волокон. В качестве еще одного примера угол скатывания первой подложки может отличаться от угла скатывания второй подложки. В качестве еще одного примера, первая поверхность 112 и вторая поверхность 122 могут характеризоваться различными обработками поверхности. В некоторых вариантах осуществления первая поверхность 112 представляет собой поверхность, подвергнутую УФ-обработке, а вторая поверхность 122 содержит полимер, содержащий гидрофильную группу. В таких вариантах осуществления первая поверхность 112 может содержать смолу, прореагировавшую с УФ, такую как акриловая смола и/или фенольная смола.

Поверхность, противоположная первой поверхности 112 первого слоя 110 подложки, которую можно назвать третьей поверхностью 114, также может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность 114 погружена в толуол, в некоторых вариантах осуществления. Дополнительно или альтернативно поверхность, противоположная второй поверхности 122, которую можно назвать четвертой поверхностью 124, может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность 124 погружена в толуол.

На фиг. 4 изображен другой пример варианта осуществления фильтрующей среды, содержащей первый слой 110с подложки, второй слой 120с подложки и третий слой 130с подложки. Первый слой 110с подложки имеет первую поверхность 112с с углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность 112с погружена в толуол. Второй слой 120с подложки имеет вторую поверхность 122с с углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность 122с погружена в толуол. Третий слой 130с подложки имеет третью поверхность 132с с углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность 132с погружена в толуол.

Аналогично примерам и вариантам осуществления, описанным выше, третий слой 130с подложки может быть изготовлен из таких же материалов, что и каждый из первого слоя 110с подложки и второго слоя 120 с подложки, или других материалов.

Иллюстративные фильтрующие среды, представленные на фиг. 1-4, могут включать дополнительные слои материала, включая опорные слои, фильтрующие слои, коалесцирующие слои, слои сорбента и т.п. Каждый из слоев материала, включая слои подложки, в вариантах осуществления может быть соединен с примыкающими слоями материала. Слои можно соединять посредством ряда способов, включая, например, адгезионное связывание или термическое связывание. Каждый из слоев подложки может соответствовать слоям подложки, раскрытым в данном документе выше. В некоторых примерах один или несколько слоев подложки представляют собой сито, а в некоторых конкретных примерах слои подложки представляют собой последовательность сит.

На фиг. 5 изображен другой пример фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии. Фильтрующая среда 200 содержит слой 210 подложки, содержащий первую поверхность 212, вторую поверхность 214, первый край 202 и второй край 204. Множество рифлей 220 проходят между первым краем 202 и вторым краем 204, при этом термин «рифля», применяемый в данном документе, охватывает гофры.

Слой 210 подложки соответствует слоям подложки, рассмотренным во всем данном документе. Первая поверхность 212 слоя подложки характеризуется обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности 212 для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность 212 погружена в толуол. В разных вариантах осуществления первая поверхность 212 характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Фильтрующая среда 200 может содержать дополнительные слои, например дополнительные слои подложки (в соответствии с фиг. 1-5), опорные слои, фильтрующие слои и т.п. В примерах в соответствии с настоящим вариантом осуществления рифли определяют пики 222 рифлей и углубления 224 рифлей, которые все проходят от первого края 202 до второго края 204. Пики 222 рифлей и углубления 224 рифлей обычно определяют синусоидальную форму. Измененные конфигурации рифлей описаны в последующем обсуждении.

В некоторых вариантах осуществления вторая поверхность 214 также характеризуется обработкой, которая увеличивает угол скатывания второй поверхности 214 для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность 214 погружена в толуол. В конкретных вариантах осуществления вторая поверхность 214 характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол. Вторая поверхность может характеризоваться такой же обработкой, что и первая поверхность, или отличающейся от нее. Например, первая поверхность может характеризоваться УФ-обработкой в некоторых примерах, а вторая поверхность может содержать полимер, содержащий гидрофильную группу.

На фиг. 6 и 7 изображен другой пример фильтрующей среды в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии. На фиг. 7 представлена последовательность видов в поперечном сечении по длине рифлей L, изображенных на фиг. 6. Подобно фиг. 5 фильтрующая среда 300 содержит слой 310 подложки, содержащий первую поверхность 312, вторую поверхность 314, первый край 302 и второй край 304. Множество рифлей 320 проходят между первым краем 302 и вторым краем 304.

Слой 310 подложки соответствует слоям подложки, рассмотренным во всем данном документе. Первая поверхность 312 слоя подложки характеризуется обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность 312 погружена в толуол. В частности, первая поверхность 312 может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. Фильтрующая среда 300 может содержать дополнительные слои, например дополнительные слои подложки (в соответствии с фиг. 1-5), опорные слои, фильтрующие слои и т.п. В примерах в соответствии с настоящим вариантом осуществления рифли определяют пики 322 рифлей и углубления 324 рифлей, которые все проходят от первого края 302 до второго края 304.

Пики 322 рифлей и углубления 324 рифлей, как правило, определяют повторяющийся узор вдоль ширины W среды. Хотя пики 322 рифлей и углубления 324 рифлей, как правило, определяют кривизну в настоящем примере, в некоторых других вариантах осуществления пики рифлей и/или углубления рифлей могут быть определены линией загиба или линией сгиба вдоль подложки.

Множество рифлей 320 определяют пики 322 рифлей и углубления 324 рифлей, которые все проходят от первого края 302 до второго края 304. Множество рифлей 320 также определяет первую пару ребер 328 и вторую пару ребер 329. Ребра 328, 329 являются промежуточными между пиками 322 рифлей и углублениями 324 рифлей. Ребро можно считать линией пересечения между различными по наклону частями среды, которая проходит вдоль по меньшей мере части длины L рифли. Ребро может быть образовано посредством деформации фильтрующей среды. Среда может быть деформирована с образованием ребра в результате приложения давления к среде. Методики образования ребра включают чеканку, тиснение, изгибание и складывание.

В отличие от множества рифлей, изображенных на фиг. 5, которые не являются сужающимися, в данном примере множество рифлей 320 имеют сужающуюся конфигурацию, что означает, что форма рифли постепенно изменяется вдоль длины рифли L. На фигуре 7 показано изменение профиля рифли в результате сужающейся конфигурации фильтрующей среды 300 от первого края 302 фильтрующей среды 300 - конфигурация 320а до второго края 304 фильтрующей среды конфигурация 320d. В результате сужения фильтрующая среда 300 определяет профили рифлей, изображенные как 320b и 320с, в промежуточных местах вдоль длины рифли L. По мере того как фильтрующая среда 300 сужается от 320а до 320d, первая пара ребер 328 и вторая пара ребер 329 приближаются к углублениям 324 рифлей и удаляются от пиков 322 рифли. Соответственно, когда множество рифлей 320, определенных фильтрующей средой 300, сужаются от 320а до 320d, площадь поперечного сечения каждой рифли уменьшается. Кроме того, наблюдается, что по мере того как скос рифли продвигается ко второму краю от 320а до 320d, ребра 328, 329 имеют тенденцию соединяться вместе или становиться менее различимыми друг от друга. Кроме того, когда фильтрующая среда 300 сужается от второго края 304 (профиль 320d рифли) к первому краю 302 (профиль 320а рифли), первая пара ребер 328 и вторая пара ребер 329 приближаются к пикам 322 рифлей. Фильтрующая среда 300 может характеризоваться как имеющая множество ребер между смежными пиками на по меньшей мере 30% и предпочтительно на по меньшей мере 50% длины рифлей L.

Фильтрующая среда 300 может иметь сужающиеся рифли без создания напряжения в среде. В частности, длина слоя 310 подложки, которая проходит поперек ширины W фильтрующей среды 300, является равной от первого края 302 до второго края 304 фильтрующей среды 300. Таким образом, длина слоя 310 подложки, проходящая поперек ширины W среды в поперечных сечениях А-А', В-В', С-С и D-D', является равной.

На фиг. 6 и 7 изображен один пример фильтрующей среды, характеризующейся конкретными формами рифлей, но, безусловно, предусмотрены и другие формы рифлей. В некоторых альтернативных вариантах осуществления рифли могут иметь ребра, но не являются сужающимися, а скорее рифли имеют одинаковую форму поперечного сечения от первого края до второго края среды.

На фиг. 8 и 9 изображены вид в перспективе и вид в поперечном разрезе соответственно листа однопокровной среды 400 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе. Однопокровная среда 400 характеризуется наличием первого слоя 410 подложки, определяющего рифленый лист, и второго слоя 420 подложки, определяющим покровный лист. Второй слой 420 подложки соединен с первым слоем 410 подложки. Первый слой 410 подложки определяет пики 412 рифлей и углубления 414 рифлей, которые все проходят от первого края 402 до второго края 404 первого слоя 410 подложки. Второй слой 420 подложки является плоским. Первый слой 410 подложки и второй слой 420 подложки совместно определяют множество рифлей 430, проходящих между первым краем 402 и вторым краем 404.

Первый слой 410 подложки имеет первую поверхность 416, характеризующуюся обработкой, раскрытой в данном документе, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол. В настоящем варианте осуществления первая поверхность 416 обращена в сторону от второго слоя 420 подложки, но в некоторых других вариантах осуществления первая поверхность 416 примыкает ко второму слою 420 подложки. В ряде вариантов осуществления угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и первая поверхность 416 характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность 416 погружена в толуол.

Первый слой 410 подложки также имеет вторую поверхность 418. В некоторых вариантах осуществления вторая поверхность 418 подверглась обработке, раскрытой в данном документе, которая увеличивает угол скатывания второй поверхности 418 для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность 418 погружена в толуол. Вторая поверхность 418 может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Аналогично первому слою 410 подложки второй слой 420 подложки имеет первую поверхность 426 и вторую поверхность 428. В различных вариантах осуществления одна или несколько из первой поверхности 426 и второй поверхности 428 может характеризоваться обработкой, которая увеличивает угол скатывания конкретной поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если соответствующая поверхность погружена в толуол. Одна или несколько из первой поверхности 426 и второй поверхности 428 может характеризоваться углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если соответствующая поверхность погружена в толуол.

Второй слой 420 подложки может быть соединен с первым слоем 410 подложки различными способами. Например, прерывистая линия адгезива может быть расположена между первым слоем 410 подложки и вторым слоем 420 подложки так, чтобы слои связывались в отдельных точках между углублениями 414 рифлей и первой поверхностью 426 второго слоя 420 подложки.

Ссылаясь конкретно на фиг. 9, расстояние D1 определяет длину периода или интервал рифли. Длина D2 определяет длину среды на периоде рифли D1. Соотношение длин D2 к D1 может находиться в диапазоне 1,2-2,0 включительно. В настоящем документе отношение D2/D1 будет иногда характеризоваться как отношение рифля/плоскость или вытягивание среды для среды. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть рифлей, проходящих от первого края 402 до второго края 404, характеризуется значением D2/D1, составляющим более 1,0, зачастую по меньшей мере 1,05 и часто по меньшей мере 1,1. В некоторых вариантах реализации D2/D1 составляет по меньшей мере 1,15, а в других вариантах реализации по меньшей мере 1,20. Более высокое значение D2/D1 указывает на увеличение количества среды, проходящей вдоль заданной ширины рифлей, и также может привести к увеличению высоты J рифли. В некоторых вариантах реализации D2/D1 составляет более 1,30, 1,40 или 1,50. Типичные диапазоны для D2/D1 включают, например, от 1,05 до 2,0; от 1,10 до 1,75; и от 1,20 до 1,50.

Высота J рифли представляет собой расстояние от покровного листа, или второго слоя 420 подложки, до наивысшей точки рифленого листа, другими словами, пика 412 рифли первого слоя 410 подложки. Альтернативно заявлено, что высота J рифли представляет собой разницу в наружной высоте между пиками 412 рифлей и углублениями 414 рифлей первого слоя 410 подложки. Высота J рифли учитывает толщину первого слоя 410 подложки. Хотя расстояния D1, D2 и J применяются к конкретному расположению рифленой среды, показанному на фиг. 9, эти расстояния могут быть применены к другим конфигурациям рифленых сред, раскрытым в данном документе, где D1 относится к длине периода рифли или расстоянию плоской среды под данной рифлей, D2 относится к длине рифленой среды от одного углубления 414 рифли до находящегося рядом углубления 414 рифли, a J относится к высоте рифли. В некоторых вариантах осуществления J может иметь типичные размеры от 0,03 дюйма до 0,08 дюйма. В некоторых других вариантах осуществления J может находиться в диапазоне от 0,010 дюйма до 0,300 дюйма. В дополнительных вариантах осуществления J может составлять менее 0,5 дюйма. В целом, высота рифли может быть переменной в зависимости от применения. Также будет понятно, что J может варьироваться по длине рифли в некоторых вариантах реализации.

Отношение ширины рифли к высоте также регулируется в некоторых вариантах реализации настоящей технологии. Отношение ширины к высоте рифли представляет собой отношение ширины D1 рифли к высоте J рифли. Отношение ширины к высоте рифли может быть выражено следующей формулой:

отношение ширины к высоте рифли = D1/J

Измеренные расстояния, такие как ширина D1 рифли и высота J рифли, могут быть охарактеризованы как средние значения для фильтрующей среды. Такие измерения могут быть выполнены вдоль длины рифлей за исключением некоторого количества (например 20%) длины рифлей на каждом конце (из-за искажений, которые могут возникнуть). Отношение ширины к высоте рифли может изменяться или оставаться постоянным по длине рифли. Преимущество предоставления сужающейся рифли, в которой высота рифли или ширина рифли изменяется по длине рифли, заключается в наличии возможности уменьшить потенциальные контакты между смежными поверхностями среды и таким образом уменьшить перекрывание.

Обычно подходящие отношения D1/J будут составлять менее 10, более типично менее 8 и часто менее 6. Если значение D1/J слишком высокое, то поток через рифли может стать слишком ограниченным, поскольку рифли являются относительно короткими, несмотря на то, что являются достаточно широкими. Кроме того, значительная структурная деформация рифли под сжимающей нагрузкой становится более вероятной, что может привести к разрушению расположенных ниже по потоку рифлей. Подходящие отношения D1/J включают значения более 1, чаще более 1,5 и обычно более 2. В большинстве вариантов реализации отношение ширины к высоте составляет по меньшей мере приблизительно 2,0, обычно по меньшей мере 2,1, более типично по меньшей мере 2,2, часто по меньшей мере 2,3, необязательно по меньшей мере 2,5 и необязательно по меньшей мере 3,0.

Другие подходящие отношения D1/J включают в иллюстративных вариантах реализации значения, составляющие более 4, более 6 или более 8. Таким образом, подходящие диапазоны включают, но без ограничения, отношения D1/J от 2 до 10, от 4 до 8 и от 5 до 7. Однако в некоторых вариантах реализации могут использоваться рифли с чрезвычайно низкими отношениями D1/J (хотя такие рифли, как правило, являются более сложными в изготовлении). Например, возможными являются отношения D1/J, составляющие менее 1,0, менее 0,75 и менее 0,50. В некоторых вариантах реализации рифли, имеющие относительно высокие или низкие значения D1/J, характеризуются лучшей производительностью, чем рифли, имеющие значения D1/J приблизительно от 0,5 до 2,0. Подходящие диапазоны таких отношений для D1/J включают от 2 до 8 и от 0,075 до 0,500.

На фиг. 10 изображен вид в поперечном разрезе измененной конфигурации однопокровной среды 500. Среда 500 включает рифленый лист, который представляет собой первый слой 510 подложки, соединенный с покровным листом, который представляет собой второй слой 520 подложки. Первый слой 510 подложки и второй слой 520 подложки совместно определяют множество рифлей 530, которые проходят между первым краем и вторым краем среды (аналогично тому, как изображено на фиг. 8). Первый слой 510 подложки определяет пики 512 рифлей и углубления 514 рифлей. Второй слой 520 подложки является плоским. Аналогично описанному выше одна или обе поверхности каждого из слоев подложки могут быть обработаны в соответствии с обработками, описанными в данном документе, для увеличения угла скатывания соответствующих поверхностей для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

В данном примере первый слой 510 подложки также определяет ребра 518 между пиками 512 рифлей и углублениями 514 рифлей. В некоторых вариантах осуществления рифли сужаются между двумя краями среды, аналогично изображенному на фиг. 6. В таких вариантах осуществления высота J рифли и ширина D1 рифли, как описано выше, могут оставаться постоянными от одного края листа среды до противоположного края листа среды. В некоторых других вариантах осуществления, соответствующих данной фигуре, рифли не сужаются между двумя краями среды.

ПРИМЕРЫ

МАТЕРИАЛЫ

Все приобретенные материалы применяли в том виде, в котором они были получены (то есть без дополнительной очистки). Если не указано другое, материалы приобретали у Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури).

• Изопропиловый спирт (IPA) CHROMASOLV - 99,9%

• Толуол CHROMASOLV - 99,9%

• Этилацетат CHROMASOLV - 99,9%

• Метиловый спирт реагент ос. ч. 99,8%

• Этиловый спирт (EtOH)

• Малеиновый ангидрид - 99%

• H₂O₂ - 30% или 50%

• NH₄OH - реагент ос. ч. - 50%

• N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан (также называемый DYNASYLAN DAMO-T или DAMO-T) - Evonik Industries AG (Эссен, Германия)

• DYNASYLAN SIVO 203 - Evonik Industries AG (Эссен, Германия)

• Tyzor 131 (Tyzor)

• HCl в изопропиловом спирте (IPA) - 0,05 M

• Поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ) - Scientific Polymer Products (Онтарио, Нью-Йорк) - Mw = 20 000

• Поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O) - Mw = 50 000

• Полиэтиленимин, разветвленный (PEI-10K или PEI 10000) - Mw = 25 000 - Mn = 10 000

• Полиэтиленимин, разветвленный (PEI-600) - Mw = 600

• Поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ) Scientific Polymer Products (Онтарио, Нью-Йорк) - гранулированный

• Поли(этиленоксид) с диамином на конце (PEO-NH2) - Scientific Polymer Products (Онтарио, Нью-Йорк) - Mw = 2000

• Сополимер стирола и аллилового спирта (PS-co-AA) - 40 мол. %

• Поли(акриловая кислота) (РАА)

• Acrodur 950L - BASF Corporation (Флорем-Парк, Нью-Джерси)

• 3-Глицидилоксипропил)триметоксисилан

• Поли(этиленгликоль)диакрилат (PEGDA)

• Воду сверхвысокой чистоты получали путем обработки водопроводной воды с помощью модулей Millipore Elix 10UV и Millipore Milli-Q A10, и она характеризовалась сопротивлением 18,2 МОм*см.

• Дизельное топливо или топливо из насоса = дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD), которое соответствует ASTM-D975. «Топливо из насоса» указывает на то, что поставляемое ULSD использовали в том виде, в котором его получали из топливного насоса.

• Bio Diesel = биодизельное топливо на основе сои, которое соответствует ASTM-D6751 (Renewable Energy Group (REG), Inc., Мейсон-Сити, Айова).

ПРОЦЕДУРЫ ИСПЫТАНИЙ

Значения краевого угла и угла скатывания

Краевой угол и угол скатывания подложки измеряли с применением прибора для измерения краевого угла DropMaster DM-701, оснащенного наклонной платформой (Kyowa Interface Science Co., Ltd.; Ниидза-Сити, Япония). Измерения осуществляли с применением настройки широкоугольного объектива камеры и калибровали с применением 6-миллиметрового (мм) калибровочного стандарта с помощью пакета программного обеспечения FAMAS (Kyowa Interface Science Co., Ltd.; Ниидза-Сити, Япония). Измерения проводили только после того, как капля достигала состояния равновесия на поверхности (то есть краевой угол и объем выступающей части капли оставались постоянными в течение одной минуты). Измерения проводили в отношении капель, которые контактировали только с подложкой, то есть капля не контактировала с какой-либо поверхностью, поддерживающей подложку.

Значения краевого угла воды в толуоле измеряли с помощью капель воды сверхвысокой чистоты объемом 20 мкл или 50 мкл, нанесенных на образец подложки, который погружали в толуол. Значения краевого угла измеряли с применением «подгонки» касательной и рассчитывали, исходя из среднего значения пяти независимых измерений, проведенных на разных участках подложки.

Значения угла скатывания воды в толуоле измеряли с помощью капель воды сверхвысокой чистоты объемом 20 мкл или 50 мкл, нанесенных на образец подложки, который погружали в толуол. Платформу устанавливали для поворота до 90° при скорости вращения 2 градуса в секунду (%). В точке, когда капля воды свободно скатывалась или дальняя линия контакта перемещалась по меньшей мере на 0,4 миллиметра (мм) относительно поверхности фильтрующей среды, вращение прекращали. Измеряли угол в момент остановки вращения; этот угол определяли как угол скатывания. Если капля не скатывалась до 90 градусов (°), значение указывали как 90°. Если капля скатывалась в процессе ее нанесения, значение указывали как 1°. Иллюстративные изображения капель воды на образце подложки, погруженном в толуол, показаны на фиг. 12. Указанные значения рассчитывали, исходя из среднего значения пяти независимых измерений, проведенных на разных участках фильтрующей среды. Избегали предусмотренных углублений в подложке (например, углублений, обусловленных точечным соединением). Если подложка характеризовалась направленной макроструктурой (например, гофрирование), углы скатывания измеряли в направлении, при котором минимизировался эффект макроструктуры.

Испытание для определения размера капли

Для определения размера капли применяли модифицированную версию ISO 16332. Использовали резервуар объемом 10 литров (л), питающий двухпетлевую систему в несколько проходов, как показано на фиг. 12. Большая часть потока проходила через основную петлю, а в тестовую петлю, содержащую держатель фильтрующей среды, попадала тангенциальная струя из основной петли. Клапаны регулирования противодавления с ручным управлением использовали для установления скорости набегающего потока на уровне 0,07 футов в минуту (фут/мин.) при прохождении через тестовую фильтрующую среду в течение всего периода испытания. Такая скорость набегающего потока соответствует типичным значениям для применений в этой области техники.

В случае каждого слоя вырезали квадратные образцы размером два дюйма на два дюйма, а затем складывали их с получением композиционного материала, представляющего собой многослойную фильтрующую среду, включающую слой заполнения, рабочий слой и образец подложки. Образец подложки, подлежащий испытанию, помещали ниже по потоку относительно рабочего слоя, а рабочий слой помещали ниже по потоку относительно слоя заполнения. Слой заполнения и рабочий слой представляли собой термически соединенные листы, которые содержали от 20% до 80% двухкомпонентного связующего волокна, характеризующегося диаметром волокна, составляющим от 5 мкм до 50 мкм, и длиной волокна, составляющей от 0,1 см до 15 см, стекловолокно, характеризующееся диаметром волокна, составляющим от 0,1 микрона до 30 микрон, и соотношением ширины и длины, составляющим от 10 до 10000, и с порами размером от 0,5 мкм до 100 мкм.

После складывания с получением композиционного материала, представляющего собой многослойную фильтрующую среду, слои среды закрепляли в держателе из прозрачного акрила, изготовленном по специальным техническим условиям. Для подачи топлива в тестовую петлю и отвода из нее применяли трубки из нержавеющей стали с внешним диаметром (OD) ¼ дюйма, присоединенные с помощью фитингов с Американской трубной конической резьбой (NPT). Держатель характеризовался размерами 6 дюймов х 4 дюйма и имел окно для образца размером 1 дюйм х 1 дюйм и канал размером 1 дюйм х 4 дюйма х ¾ дюйма со стороны фильтрующей среды, расположенной ниже по потоку, для обеспечения отвода коалесцированных капель из струи топлива. После отведения капель из струи топлива они проходили через зону, где изображения капель фиксировались с помощью камеры на базе приборов с зарядовой связью (CCD). Программное обеспечение для анализа изображений (Image J 1.47Т, доступное во всемирной сети Интернет на сайте imagej.nih.gov) применяли для анализа зафиксированных изображений с целью определить размеры капель. Измеренные размеры капель применяли для статистического анализа. Указанные средние размеры капель были измерены по объему: D10 представляет собой диаметр, при котором 10% капель содержали суммарный объем воды меньше D10, и 90% капель содержали суммарный объем воды больше D10; D50 представляет медианный диаметр, при котором 50% капель содержали суммарный объем воды меньше D50, и 50% капель содержали суммарный объем воды больше D50; D90 представляет диаметр, при котором 90% капель содержали суммарный объем воды меньше D90, и 10% капель содержали суммарный объем воды больше D90.

В качестве исходного топлива применяли дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы от Chevron Phillips Chemical (Зе-Вудлендс, Техас). К исходному топливу добавляли 5% (по объему) соевого биодизеля (Renewable Energy Group (REG), Inc., Мейсон-Сити, Айова) с образованием топливной смеси. Поверхностное натяжение топливной смеси составляло 21±2 дины на сантиметр, что определяли методом висячей капли. Для всех испытаний применяли одну и ту же партию топливной смеси.

Для проведения испытания композиционный материал, представляющий собой многослойную фильтрующую среду, помещали в держатель, и держатель заполняли топливной смесью. Скорость набегающего потока устанавливали на уровне 0,07 фут/мин. и поддерживали в ручном режиме в течение 10 минут до введения воды.

Эмульсию «вода в топливе» получали путем закачивания воды в основную петлю с топливом и продавливания ее через диафрагму с отверстием. Для получения необходимой эмульсии со средним размером капель 20 мкм применяли диафрагму с отверстием 1,8 мм. Скорость потока в основной петле регулировали для достижения перепада давления на диафрагме с отверстием, составляющего 5,0 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм) (приблизительно 1,2 литра в минуту (л/мин.)). Воду закачивали при скорости 0,3 миллилитра в минуту (мл/мин.) с исходной целевой нагрузкой 2500 частей на миллион (ppm) воды. Топливо, которое не попало в тестовую петлю, пропускалось через фильтр очистки, а затем направлялось обратно в основной резервуар, где оно снова могло быть пропущено через отверстие. Система обеспечивала постоянную нагрузку эмульсии на композиционный материал, представляющий собой многослойную фильтрующую среду, в течение испытания продолжительностью 20 минут.

Испытание для определения эффективности разделения топлива и воды

Испытание для определения эффективности разделения топлива и воды осуществляли с применением метода лабораторного испытания по ISO/TS 16332, модифицированного, как описано в данном документе.

Для испытания плоских листов фильтрующей среды применяли алюминиевый держатель, который удерживал лист фильтрующей среды размером 7 дюймов х 7 дюймов (эффективный размер 6 дюймов х 6 дюймов). Со стороны фильтрующей среды, расположенной ниже по потоку, помещали сито на основе сложного полиэфира с размером отверстий 100 мкм (эффективный размер 6 дюймов х 6 дюймов) для того, чтобы коалесцированные капли воды с диаметром больше 100 мкм не уносились потоком топлива ниже по потоку.

Концентрацию воды в топливе выше по потоку устанавливали на уровне 5000 ppm и считали постоянной в течение всего периода испытания. Эту концентрацию воды определяли путем измерения известных скоростей потока, например, как скорости потока насоса для закачивания воды, так и скорости потока топлива. Концентрацию воды ниже по потоку регистрировали с заданными интервалами. Концентрацию воды измеряли с применением метода волюметрического титрования по Карлу Фишеру с помощью коммерческого титратора 841 Titrando, Metrohm AG (Херизау, Швейцария).

Распределение капель по размерам для свободной воды выше по потоку определяли с применением коммерческого анализатора размера капель msitec SX, Malvern Instruments (Малверн, Великобритания) с прикрепленной проточной ячейкой, работающей в условиях погружения в жидкость. В случае испытания эмульгированной воды распределение капель по размерам обычно характеризуется D50, составляющим 10 мкм±1 мкм, при этом D10 и D90 составляют 3 мкм и 25 мкм соответственно.

Скорость набегающего потока на фильтрующую среду во всех испытаниях, если не указано другое, была зафиксирована на уровне 0,05 фута в минуту (fpm или фут/мин.). Если не указано другое, то общая продолжительность испытания составляла 15 минут.

Выраженную в процентах эффективность разделения фильтрующей среды в ходе испытания рассчитывали как соотношение концентрации воды ниже по потоку и концентрации воды выше по потоку.

Испытание на проницаемость

Из фильтрующей среды, подлежащей испытанию, вырезали образец размером по меньшей мере 38 см². Образец размещали на TEXTEST® FX 3310 (получали от Textest AG, Шверценбах, Швейцария). Проницаемость фильтрующей среды измеряли с применением воздуха, где кубические футы воздуха на квадратные футы фильтрующей среды в минуту (фут³ воздуха / фут² фильтрующей среды / мин.) или кубические метры воздуха на квадратные метры фильтрующей среды в минуту (м³ воздуха / м² фильтрующей среды / мин.) измеряли при перепаде давления 0,5 дюйма (1,27 см) воды.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Пример 1. УФ-обработка

Слои фильтрующей среды, подвергнутые УФ-обработке, получали путем воздействия УФ-излучением на поверхность подложки, расположенную ниже по потоку (оборотная сторона). Источник УФ представлял собой ртутную лампу низкого давления (стандартная ртутная лампа змеевидной формы размером 4 дюйма × 4 дюйма, BHK, Inc., Онтарио, Канада). Ртутная лампа низкого давления излучает ультрафиолетовый свет при следующих дискретных значениях длины волны: 185 нм, 254 нм, 297 нм, 302 нм, 313 нм, 365 нм и 366 нм. Образцы размером 4 дюйма × 4 дюйма подвергали воздействию лампы в течение от 1 до 20 минут. Образцы, показанные на фиг. 11, подвергали воздействию лампы в течение 20 минут; образцы, которые использовали для экспериментов по определению размера капель воды, обрабатывали в течение 8 минут. Во время обработки образцы размещали под лампой на расстоянии приблизительно 1 см.

Образец каждой из подложек, перечисленных в таблице 1, подвергали УФ-обработке с помощью ртутной лампы низкого давления в присутствии атмосферного кислорода. Используя ту же партию топлива, для каждой подложки до и после обработки измеряли D10, D50 и D90; результаты представлены в таблице 2. Значения краевого угла и значения угла скатывания (для капель объемом 20 мкл и капель объемом 50 мкл) для каждой подложки (в толуоле) до и после обработки представлены в таблице 3.

После УФ-кислородной обработки с помощью ртутной лампы низкого давления подложки демонстрировали увеличенный угол скатывания по сравнению с необработанной подложкой. Как показано в таблице 2, наблюдали также по меньшей мере 2-кратное увеличение среднего размера капель D50, за исключением подложки 6. Большие углы скатывания, измеренные с использованием капель воды, нанесенных на образец подложки, погруженный в толуол (таблица 3), коррелировали с коалесценцией более крупных капель на подложке (увеличение D50) в дизельном топливе (таблицы 2 и 3). Поскольку угол скатывания коррелирует с размером капель, которые коалесцируют на поверхности подложки, угол скатывания можно применять для идентификации подложки, которая характеризуется способностью коалесцировать более крупные капли, способные выйти из струи топлива.

Без ограничения какой-либо теорией считается, что система на основе акриловой смолы подложки 6 не позволяет получить необходимую модификацию (необходимые модификации) поверхности во время воздействия УФ-излучением. Учитывая способность УФ-кислородной обработки усиливать адгезию и рост капель в фильтрующих средах, состоящих на 100% из сложного полиэфира, и фильтрующих средах, содержащих фенольную смолу (подложка 7 и подложки 1-5 соответственно), считается, что ароматический компонент или другая форма, характеризующаяся ненасыщенностью углерод-углеродной связи, может усиливать эффект УФ-кислородной обработки подложек.

Напротив, если ртутную лампу низкого давления оснащали любым фильтром с полосами пропускания в УФ-диапазоне (FSQ-UG5, Newport Corp., Ирвинг, Калифорния), который блокирует длины волн менее приблизительно 220 нм и более приблизительно 400 нм, для обработанной подложки 1 было показано от незначительного изменения до отсутствия изменения в отношении угла скатывания или среднего размера капли по сравнению с необработанной фильтрующей средой.

Аналогичным образом, если подложки 1 и 7 обрабатывали с помощью лампы, которая излучает УФ при значениях длины волны больше 360 нм (Model F300S, Heraeus Noblelight Fusion UV ftic, Гейтерсбург, Мэриленд), для обработанных подложек было показано от незначительного изменения до отсутствия изменения в отношении среднего размера капель по сравнению с необработанными подложками, и лишь незначительное увеличение угла скатывания по сравнению с необработанными подложками.

Способность образцов подложки 1 (необработанной и подвергнутой УФ-кислородной обработке) удалять воду из топлива (то есть характеристики фильтрующей среды) определяли путем измерения содержания воды ниже по потоку через 15 минут; результаты показаны на фиг. 13. Как видно на фиг. 14, по сравнению с необработанной подложкой 1, образцы подложки 1, подвергнутой УФ-кислородной обработке, характеризовались существенно улучшенной способностью удалять воду из топлива и поддерживать низкое содержание воды ниже по потоку, что согласовалось с наблюдаемым увеличенным углом скатывания и увеличением D50 по сравнению с необработанной подложкой.

Образцы подложки 1 (необработанной и подвергнутой УФ-кислородной обработке) замачивали в 200 миллилитрах (мл) топлива из насоса в течение 30 дней при 55°С. Перед испытанием контрольные (не подвергнутые замачиванию) и обработанные образцы промывали гексаном и затем нагревали в течение пяти минут в сушильном шкафу при 80°С, чтобы испарить гексан. Значения краевого угла в толуоле и значения угла скатывания в толуоле измеряли с помощью капель воды сверхвысокой чистоты объемом 50 мкл, нанесенных на образец подложки, который был погружен в толуол. Измерения осуществляли, как описано выше. Результаты представлены на фиг. 15 и в таблице 4. Средний угол скатывания и краевой угол - и соответствующая способность удалять воду из топлива сохранялись в случае подложек, подвергнутых УФ-кислородной обработке, даже после замачивания в топливе в течение 30 дней при 55°С, что представляет собой условия, которые встречаются в некоторых применениях в данной области техники и могут ускорять старение подложки.

Пример 2. УФ/H₂O₂-обработка

Подложку 1 подвергали отверждению путем нагревания фильтрующей среды при 150°С в течение 10 минут. Затем подложку погружали в 50% раствор Н₂О₂, находящийся в мелкой чашке Петри (глубиной 1 см), и подвергали УФ-обработке с помощью ртутной лампы низкого давления (стандартная ртутная лампа змеевидной формы размером 4 дюйма × 4 дюйма, ВНК, Inc., Онтарио, Канада) в течение 0 минут, 2 минут, 4 минут, 6 минут или 8 минут. Затем подложку высушивали в сушильном шкафу при 80°С в течение 5 минут.

Значения краевого угла (СА) в толуоле и значения угла скатывания (RO) воды для обработанной стороны и необработанной стороны каждой подложки измеряли с помощью капель воды сверхвысокой чистоты объемом 50 мкл в толуоле. Результаты представлены в таблице 4 и на фиг. 16.

Пример 3. Сравнительные примеры

Краевой угол и угол скатывания в толуоле фильтра для разделения топлива и воды Cummins МО-608 определяли с помощью капель воды объемом 20 мкл. Сторона фильтрующей среды, расположенная выше по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 143°, и углом скатывания, составляющим 19°. Сторона фильтрующей среды, расположенная ниже по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 146°, и углом скатывания, составляющим 24°.

Краевой угол и угол скатывания в толуоле фильтра для разделения топлива и воды ACDelco ТР3018 определяли с помощью капель воды объемом 20 мкл. Сторона фильтрующей среды, расположенная выше по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 146°, и углом скатывания, составляющим 28°. Сторона фильтрующей среды, расположенная ниже по потоку, характеризовалась указанным углом скатывания, составляющим 1° (то есть капли скатывались в ходе процесса нанесения).

Краевой угол и угол скатывания в толуоле фильтра для разделения топлива и воды Ford F150 FD4615 определяли с помощью капель воды объемом 20 мкл. Сторона фильтрующей среды, расположенная выше по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 149°, и углом скатывания, составляющим 10°. Сторона фильтрующей среды, расположенная ниже по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 137°, и углом скатывания, составляющим 9°.

Краевой угол и угол скатывания в толуоле фильтра для разделения топлива и воды Donaldson Р551063 определяли с помощью капель воды объемом 20 мкл. Сторона фильтрующей среды, расположенная выше по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 157°, и углом скатывания, составляющим 22°. Сторона фильтрующей среды, расположенная ниже по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 125°, и углом скатывания, составляющим 11°.

Краевой угол и угол скатывания в толуоле политетрафторэтиленовой (PTFE) мембраны определяли с помощью капель воды объемом 50 мкл. Мембрана характеризовалась указанным углом скатывания, составляющим 1° (то есть капли скатывались в ходе процесса нанесения), что делало невозможным стабилизацию капли для измерения краевого угла. Приблизительно установили, что краевой угол составлял по меньшей мере 165°.

Краевой угол и угол скатывания в толуоле фильтра для топлива Komatsu 600-319-5611 определяли с помощью капель воды объемом 20 мкл. Сторона фильтрующей среды, расположенная выше по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 150°, и углом скатывания, составляющим 3°. Сторона фильтрующей среды, расположенная ниже по потоку, характеризовалась краевым углом, составляющим 145°, и углом скатывания, составляющим 32°.

Пример 4. Нанесение полимерного покрытия с помощью нанесения покрытия методом погружения

Подложку 1 (фильтрующая среда состава 20% сложный полиэфир / 80% целлюлоза с компонентом, представляющим собой частично отвержденную фенольную смолу) покрывали полимером с применением полимеров, концентраций и растворителей, показанных в таблице 5. Образцы подвергали нанесению покрытия методом погружения с применением машины для нанесения покрытий методом погружения Chemat DipMaster 50 (Chemat Technology, Inc., Нортридж, Калифорния). Фильтрующую среду полностью погружали в раствор, содержащий полимер, и извлекали при скорости 50 мм/мин. Для обеспечения равномерного нанесения покрытия фильтрующую среду подвергали нанесению покрытия методом погружения, поворачивали на 180 градусов и снова подвергали нанесению покрытия методом погружения (в общей сложности два нанесения покрытия методом погружения). Неводные растворители удаляли высушиванием в сушильном шкафу при 80°С в течение 5 минут, а воду удаляли высушиванием в сушильном шкафу при 100°С в течение 5 минут.

Для получения заряженного покрытия (путем кватернизации) из PEI-600 (см. таблицу 5 (PEI-600 HCl)) подложку 1, которую предварительно покрыли PEI-600, подвергали нанесению покрытия погружением в HCl (0,05 М в IPA) с применением процедур нанесения покрытия методом погружения, описанных выше. Для получения покрытия, представляющего собой PEI-10K + малеиновый ангидрид (см. таблицу 5), подложку 1, которую предварительно покрыли PEI-10K, подвергали нанесению покрытия погружением в малеиновый ангидрид с применением процедур нанесения покрытия методом погружения, описанных выше.

После завершения процедуры нанесения покрытия методом погружения, для повышения жесткости фильтрующей среды и отверждения частично отвержденной фенольной смолы, применяли обработку для отверждения при 150°С в течение 10 минут после высушивания при 80°С в течение 5 минут.

Результаты представлены в таблице 5 и на фиг. 18. На фиг. 221 показано иллюстративное изображение капли воды объемом 20 мкл на обработанной с помощью РНРМ подложке (см. таблицу 5), погруженной в толуол, при угле поворота 0° (слева) и угле поворота 60° (справа).

Как показано в таблице 4, большие углы скатывания, определенные с помощью капель воды, нанесенных на образец подложки, погруженный в толуол, коррелируют с коалесценцией более крупных капель подложкой (увеличение D50) в дизельном топливе. Поскольку угол скатывания коррелирует с размером капель, которые коалесцируют на поверхности подложки, угол скатывания можно применять для идентификации подложки, которая характеризуется способностью коалесцировать более крупные капли, способные выйти из струи топлива. Как показано на фиг. 18, повышенную эффективность разделения топлива и воды наблюдали в случае подложки, покрытой PEI-10K, по сравнению с необработанной подложкой, что согласовалось с наблюдаемым увеличенным углом скатывания и увеличением D50.

Пример 5. Влияние нанесения полимерного покрытия на проницаемость

Подложку 1 (фильтрующая среда состава 20% сложный полиэфир / 80% целлюлоза с компонентом, представляющим собой частично отвержденную фенольную смолу) подвергали нанесению покрытия методом погружения с применением машины для нанесения покрытий методом погружения Chemat DipMaster 50 (Chemat Technology, Inc., Нортридж, Калифорния) с помощью 2% (вес./об.) РНЕМ, 4% (вес./об.) РНЕМ, 6% (вес./об.) РНЕМ или 8% (вес./об.) РНЕМ в метаноле. Фильтрующую среду полностью погружали в раствор, содержащий полимер, и извлекали при скорости 50 мм/мин. Для обеспечения равномерного нанесения покрытия фильтрующую среду подвергали нанесению покрытия методом погружения, поворачивали на 180 градусов и снова подвергали нанесению покрытия методом погружения (в общей сложности два нанесения покрытия методом погружения). Неводные растворители удаляли высушиванием в сушильном шкафу при 80°С в течение 5 минут, а воду удаляли высушиванием в сушильном шкафу при 100°С в течение 5 минут.

После завершения процедуры нанесения покрытия методом погружения и после высушивания при 80°С в течение 5 минут применяли обработку для отверждения при 150°С в течение 10 минут.

Проницаемость определяли, как описано выше. Результаты представлены на фиг. 19.

Пример 6. Нанесение полимерного покрытия с помощью нанесения покрытия методом погружения, сшивание и отжиг

Подложку 1 (фильтрующую среду состава 20% сложный полиэфир / 80% целлюлоза с компонентом, представляющим собой частично отвержденную фенольную смолу; см. таблицу 1) покрывали полимером с применением полимеров, сшивающих средств, концентраций и растворителей, показанных в таблицах 6 и 7. Образцы подвергали нанесению покрытия методом погружения с применением машины для нанесения покрытий методом погружения Chemat DipMaster 50 (Chemat Technology, Inc., Нортридж, Калифорния). Фильтрующую среду полностью погружали в раствор, содержащий полимер, и извлекали при скорости 50 мм/мин. Для обеспечения равномерного нанесения покрытия фильтрующую среду подвергали нанесению покрытия методом погружения, поворачивали на 180 градусов и снова подвергали нанесению покрытия методом погружения (в общей сложности два нанесения покрытия методом погружения). Неводные растворители удаляли высушиванием в сушильном шкафу при 80°С в течение 5 минут, а воду удаляли высушиванием в сушильном шкафу при 100°С в течение 5 минут.

После нанесения покрытия методом погружения и/или перед отжигом, если его осуществляют, фильтрующую среду высушивали в сушильном шкафу при 80°С в течение 5 минут и затем подвергали воздействию температуры 150°С в течение 5 минут. Считается, что нагревание повышает жесткость фильтрующей среды, отверждает частично отвержденную фенольную смолу и ускоряет сшивание с помощью сшивающего средства, если оно присутствует.

Если полимерное покрытие подвергали отжигу, после завершения процедуры нанесения покрытия методом погружения и нагревания фильтрующую среду погружали в горячую (90°С) воду на 12 минуты. После отжига фильтрующую среду высушивали в сушильном шкафу при 100°С в течение 5 минут.

Образцы подложки 1 (необработанные и покрытые полимером) замачивали в 200 миллилитрах (мл) топлива из насоса в течение 13 дней, 30 дней или 39 дней (как указано на фиг. 20 или фиг. 21) при 55°С. Перед испытанием контрольные (не подвергнутые замачиванию) и обработанные образцы промывали гексаном и затем нагревали в течение пяти минут в сушильном шкафу при 80°С для испарения гексана. Значения краевого угла в толуоле и значения угла скатывания в толуоле измеряли с помощью капель воды сверхвысокой чистоты объемом 50 мкл, нанесенных на образец подложки, который был погружен в толуол. Измерения осуществляли, как описано выше.

Результаты представлены на фиг. 19 и фиг. 1220. Средний угол скатывания и краевой угол - и соответствующая способность удалять воду из топлива - сохранялись у подложек, покрытых сшитым полимером, и подложек, покрытых сшитым и подвергнутым отжигу полимером, даже после замачивания в топливе в течение 39 дней при 55°С, что представляет собой условия, которые встречаются в некоторых эксплуатационных вариантах применения и могут ускорять старение подложки.

Пример 7. Нанесение полимерного покрытия путем электропрядения

Покрытие на подложке 6 (см. таблицу 1) образовывали путем электропрядения с помощью 10% раствора полимера (вес./об.) с применением условий, указанных в таблице 8. В случае поли(2-гидроксиэтилметакрилата) (РНЕМ) применяли раствор метанола и в случае PEI-10K применяли раствор изопропилового спирта (IPA). Покрытия образовывали в присутствии сшивающего средства в прядильном растворе и без него. В качестве сшивающего средства для РНЕМ применяли 0,5% (вес./об.) N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан (также называемый в данном документе DAMO-T); в качестве сшивающего средства для PEI-10K применяли 0,5% (вес./об.) (3-глицидилоксипропил)триметоксисилан (также называемый в данном документе сшивающим средством 1) или 0,5% (вес./об.) поли(этиленгликоль)диакрилат (PEGDA) (также называемый в данном документе сшивающим средством 2).

Результаты представлены на фиг. 1321 - фиг. 1624. Значения краевого угла и значения угла скатывания капли воды объемом 50 мкл на подложке, покрытой РНЕМ со сшивающим средством и без него, измеряли непосредственно после электропрядения, и они представлены на фиг. 1321. Значения краевого угла и значения угла скатывания капли воды объемом 50 мкл на подложке, покрытой PEI, со сшивающим средством и без него измеряли непосредственно после электропрядения, и они представлены на фиг. 1422.

На фиг. 1523 показаны значения краевого угла и значения угла скатывания капли воды объемом 50 мкл на иллюстративной подложке 6, покрытой с помощью нановолокна на основе РНЕМ, сшитой с помощью DAMO-T, через 1 день, 6 дней и 32 дня после образования покрытия путем электропрядения. Значения краевого угла и значения угла скатывания через 52 дня после образования покрытия путем электропрядения были схожими с теми, которые наблюдали через 32 дня после образования покрытия путем электропрядения.

На фиг. 1624 показаны значения краевого угла и значения угла скатывания капли воды объемом 50 мкл на иллюстративной сшитой подложке 6, покрытой с помощью нановолокна на основе PEI-10K, через 1 день, 6 дней и 32 дня после образования покрытия путем электропрядения. PEI сшивали с применением либо (3-глицидилоксипропил)триметоксисилана (сшивающего средства 1), либо поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA) (сшивающего средства 2). Значения краевого угла и значения угла скатывания через 52 дня после образования покрытия путем электропрядения были схожими с теми, которые наблюдали через 32 дня после образования покрытия путем электропрядения.

Полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) изображения подложки 6, покрытой полимерами путем электропрядения, показаны на фиг. 17, фиг. 18 и фиг. 19. Как показано на фиг. 17, в результате электропрядения РНЕМ образуются нановолокна РНЕМ, которые покрывают целлюлозную подложку. В противоположность этому, как показано на фиг. 18 и фиг. 19, PEI-10K не образовывал нановолокна на подложке, а напротив, непосредственно покрывал целлюлозные волокна, присутствующие в подложке. Эти результаты указывают на то, что полимерное покрытие, полученное с применением метода электропрядения, может присутствовать в виде нановолокон или может присутствовать в виде твердого полимерного покрытия на подложке.

Способы идентификации материала, пригодного для разделения углеводородной текучей среды и воды

В одном аспекте в настоящем изобретении описан способ идентификации материала, в том числе, например, фильтрующей среды, обладающей определенными свойствами. Материал предпочтительно является пригодным для разделения углеводородной текучей среды и воды.

В некоторых вариантах осуществления способ предусматривает определение угла скатывания и необязательно краевого угла капли на поверхности материала, когда материал погружен в текучую среду, которая содержит углеводород. В некоторых вариантах осуществления способ предусматривает идентификацию материала, обладающего свойствами подложки, пригодной для разделения углеводородной текучей среды и воды, в том числе углом скатывания и/или значениями краевого угла, описанными ниже.

В некоторых вариантах осуществления капля содержит гидрофильное вещество. В некоторых вариантах осуществления капля предпочтительно содержит воду. В некоторых вариантах осуществления капля состоит главным образом из воды. В некоторых вариантах осуществления капля состоит из воды. В некоторых вариантах осуществления объем капли составляет по меньшей мере 5 мкл, по меньшей мере 10 мкл, по меньшей мере 15 мкл, по меньшей мере 20 мкл, по меньшей мере 25 мкл, по меньшей мере 30 мкл, по меньшей мере 35 мкл, по меньшей мере 40 мкл, по меньшей мере 45 мкл или по меньшей мере 50 мкл. В некоторых вариантах осуществления объем капли составляет не более 10 мкл, не более 15 мкл, не более 20 мкл, не более 25 мкл, не более 30 мкл, не более 35 мкл, не более 40 мкл, не более 45 мкл, не более 50 мкл, не более 60 мкл, не более 70 мкл или не более 100 мкл. В некоторых вариантах осуществления капля представляет собой предпочтительно каплю объемом 20 мкл или каплю объемом 50 мкл.

В некоторых вариантах осуществления текучая среда, которая содержит углеводород, содержит толуол. В некоторых вариантах осуществления текучая среда, которая содержит углеводород, состоит главным образом из толуола. В некоторых вариантах осуществления текучая среда, которая содержит углеводород, состоит из толуола. Без ограничения какой-либо теорией считается, что из-за поверхностного натяжения на границе раздела с водой толуол действует в качестве заменителя других углеводородных текучих сред, в том числе, например, дизельного топлива.

В отличие от предшествующих способов идентификации материалов, пригодных для применения в разделении углеводородной текучей среды и воды, способы, описанные в данном документе, не зависят от свойств плоской поверхности (например, поверхности, которая является непористой). Скорее способы, описанные в данном документе, предусматривают способы определения свойств пористого материала (включая, например, пористую подложку) или материала, имеющего пористую поверхность. Кроме того, способы, описанные в данном документе, не зависят от свойств материала в воздушной среде. Правильнее материалы идентифицировать по свойствам материала в текучей среде, которая содержит углеводород, в том числе, например, толуол.

Например, в WO 2015/175877 указано, что фильтрующая среда, предназначенная для повышения эффективности разделения текучих сред, может содержать один или несколько слоев, поверхность которых модифицирована таким образом, чтобы обеспечивать смачивание текучей среды, подлежащей разделению, и один или несколько слоев, поверхность которых модифицирована таким образом, чтобы обеспечивать отталкивание текучей среды, подлежащей разделению. И в WO 2015/175877 утверждается, что «гидрофильная поверхность» может относиться к поверхности, которая характеризуется краевым углом с водой, составляющим менее 90 градусов, а «гидрофобная поверхность» может относиться к поверхности, которая характеризуется краевым углом с водой, составляющим более 90 градусов. Однако в WO 2015/175877 не указано, что краевой угол необходимо рассчитывать в текучей среде, а не в воздушной среде. И действительно, гидрофобность поверхности в воздушной среде не свидетельствует о гидрофобности поверхности в углеводородной текучей среде.

Более того, в WO 2015/175877 не указано, что угол скатывания поверхности является важным, а также не указано, как осуществлять выбор материалов, которые изменяют угол скатывания. Вместо этого в WO 2015/175877 указано, что для модификации смачиваемости слоя в отношении конкретной текучей среды можно применять изменение степени шероховатости или покрытия, и что термины «смачиваемый» и «смачивание» относятся к способности текучей среды взаимодействовать с поверхностью таким образом, чтобы краевой угол текучей среды относительно поверхности составлял менее 90 градусов.

Однако отдельно смачиваемость или краевой угол поверхности - независимо от того, осуществляют измерение в воздушной среде или в углеводородной текучей среде - не свидетельствуют о способности поверхности к разделению углеводорода и воды в углеводородной текучей среде. В противоположность этому и как дополнительно описано ниже, показатель адгезии или угол скатывания капли воды по поверхности в углеводородной текучей среде, необязательно в сочетании с краевым углом капли на поверхности в углеводородной текучей среде, можно использовать для прогнозирования способности подложки удалять воду из углеводородной текучей среды.

Обработанные подложки и варианты применения

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к фильтрующей среде, предусматривающей подложку, получаемую с помощью способа, который предусматривает воздействие на поверхность подложки УФ-излучением. Подложка содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

В некоторых вариантах осуществления поверхность подложки до обработки предпочтительно характеризуется краевым углом, составляющим по меньшей мере 90 градусов, как дополнительно описано в данном документе.

В некоторых вариантах осуществления воздействие на поверхность подложки УФ-излучением предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением в присутствии кислорода, как дополнительно описано в данном документе. В некоторых вариантах осуществления воздействие на поверхность подложки УФ-излучением предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением и по меньшей мере одним из Н₂О₂ и озона, как дополнительно описано в данном документе. В некоторых вариантах осуществления подложка содержит УФ-реактивную смолу, то есть смолу, содержащую по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента. В некоторых вариантах осуществления УФ-реактивная смола включает фенольную смолу.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к фильтрующей среде, предусматривающей подложку, получаемую с помощью способа, который предусматривает размещение полимера, содержащего гидрофильную группу, на поверхности подложки.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к применению УФ-излучения для улучшения поверхности подложки в отношении угла скатывания, при этом подложка содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

В некоторых вариантах осуществления применение характеризуется подложкой, содержащей ароматическую смолу.

В некоторых вариантах осуществления применение характеризуется подложкой, содержащей фенольную смолу.

В некоторых вариантах осуществления применение характеризуется применением УФ-излучения в присутствии по меньшей мере одного из кислорода, озона и Н₂О₂.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к применению вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением по меньшей мере на один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

В некоторых вариантах осуществления применение относится к применению вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением на УФ-реактивную смолу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

В некоторых вариантах осуществления применение относится к применению вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением на ароматическую смолу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

В некоторых вариантах осуществления применение относится к применению вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением на фенольную смолу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

В некоторых вариантах осуществления применение предусматривает воздействие УФ-излучением в присутствии по меньшей мере одного из кислорода, озона и Н₂О₂.

Настоящее изобретение также относится к применению полимера, содержащего гидрофильную группу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

Настоящее изобретение дополнительно относится к применению гидрофильного полимера для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

В некоторых вариантах осуществления данных вариантов применения подложка предпочтительно представляет собой подложку фильтра, в том числе, например, подложку фильтра, характеризующуюся краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол, как дополнительно описано в данном документе.

В некоторых вариантах осуществления данных вариантов применения подложка предпочтительно представляет собой подложку фильтра, в том числе, например, подложку фильтра, характеризующуюся краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол, как дополнительно описано в данном документе.

Иллюстративные варианты осуществления фильтрующей среды

Вариант осуществления 1. Фильтрующая среда, предусматривающая подложку, где подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 2. Фильтрующая среда по варианту осуществления 1, где поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 3. Фильтрующая среда, предусматривающая подложку, где подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 40 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 4. Фильтрующая среда по варианту осуществления 3, где поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 5. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-4, где поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

Вариант осуществления 6. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-5, где поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 7. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-6, где поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-озоновой обработке.

Вариант осуществления 8. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-7, где поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-Н₂О₂-обработке.

Вариант осуществления 9. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-8, где подложка содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 10. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-9, где поверхность содержит расположенный на ней полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 11. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 9 или 10, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 12. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 9-11, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 13. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 9-12, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 14. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 9-13, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

Вариант осуществления 15. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 9-14, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 16. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 9-15, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 17. Фильтрующая среда, предусматривающая подложку, где подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол; и

где поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 18. Фильтрующая среда по варианту осуществления 17, где поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 19. Фильтрующая среда, предусматривающая подложку, где подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 40 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол; и

Вариант осуществления 20. Фильтрующая среда по варианту осуществления 19, где поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 21. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-20, где подложка содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Вариант осуществления 22. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-21, где подложка содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 23. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-22, где подложка содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 24. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-23, где подложка содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 25. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-24, где подложка содержит фенольную смолу.

Вариант осуществления 26. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-25, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 27. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-26, где подложка содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 28. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-27, где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 29. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-28, где фильтрующая среда дополнительно содержит коалесцирующий слой, расположенный выше по потоку относительно подложки.

Вариант осуществления 30. Фильтрующая среда по варианту осуществления 29, где коалесцирующий слой содержит поры с некоторым средним диаметром, и подложка содержит поры с некоторым средним диаметром, и средний диаметр пор подложки больше среднего диаметра пор коалесцирующего слоя.

Вариант осуществления 31. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 29 или 30, где подложка содержит поры с некоторым средним диаметром, и где капля с некоторым средним диаметром образуется на стороне коалесцирующего слоя, расположенной ниже по потоку, и, кроме того, где средний диаметр пор подложки больше среднего диаметра капли.

Вариант осуществления 32. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-31, где подложка является стабильной.

Вариант осуществления 33. Фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, определяющий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол; и

второй слой подложки, примыкающий к первому слою подложки, при этом второй слой подложки характеризуется обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 34. Фильтрующая среда по варианту осуществления 33, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 35. Фильтрующая среда по варианту осуществления 33 или 34, где угол скатывания второй поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и вторая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 36. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-35, где первый слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы.

Вариант осуществления 37. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-36, где первая подложка характеризуется первым средним размером пор и вторая подложка характеризуется вторым средним размером пор, при этом первый средний размер пор и второй средний размер пор являются разными.

Вариант осуществления 38. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-37, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

Вариант осуществления 39. Фильтрующая среда по варианту осуществления 38, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 40. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-39, где первый слой подложки содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 41. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-40, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 42. Фильтрующая среда по варианту осуществления 41, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 43. Фильтрующая среда по варианту осуществления 41, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит заряженный полимер.

Вариант осуществления 44. Фильтрующая среда по варианту осуществления 41, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 45. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-44, где второй слой подложки содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 46. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-45, где второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 47. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 33-46, где второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Иллюстративные варианты осуществления способов обработки

Вариант осуществления 1. Способ обработки материала, характеризующегося наличием поверхности, при этом способ включает обработку поверхности с образованием обработанной поверхности, где обработанная поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 2. Способ по варианту осуществления 1, где обработанная поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 3. Способ обработки материала, характеризующегося наличием поверхности, при этом способ включает обработку поверхности с образованием обработанной поверхности, где обработанная поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 40 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 4. Способ по варианту осуществления 3, где обработанная поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 5. Способ по любому из вариантов осуществления 1-4, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность ультрафиолетовым (УФ) излучением.

Вариант осуществления 6. Способ по варианту осуществления 5, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность ультрафиолетовым (УФ) излучением в присутствии кислорода, и где УФ-излучение характеризуется первой длиной волны, находящейся в диапазоне от 180 нм до 210 нм, и второй длиной волны, находящейся в диапазоне от 210 нм до 280 нм.

Вариант осуществления 7. Способ по любому из вариантов осуществления 1-6, где длина волны УФ-излучения составляет 185 нм.

Вариант осуществления 8. Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, где длина волны УФ-излучения составляет 254 нм.

Вариант осуществления 9. Способ по любому из вариантов осуществления 1-8, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность с помощью Н₂О₂.

Вариант осуществления 10. Способ по любому из вариантов осуществления 1-9, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность ультрафиолетовым (УФ) излучением, характеризующимся длиной волны, находящейся в диапазоне от 350 нм до 370 нм.

Вариант осуществления 11. Способ по любому из вариантов осуществления 1-10, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность ультрафиолетовым (УФ) излучением в присутствии озона.

Вариант осуществления 12. Способ по любому из вариантов осуществления 1-11, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением, находящимся в диапазоне от 300 мкВт/см² до 200 мВт/см².

Вариант осуществления 13. Способ по любому из вариантов осуществления 1-12, где обработка поверхности предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением в течение промежутка времени, находящегося в диапазоне от 2 секунд до 20 минут.

Вариант осуществления 14. Способ по любому из вариантов осуществления 1-13, где обработка поверхности предусматривает образование на поверхности слоя, который включает полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 15. Способ по варианту осуществления 14, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 16. Способ по любому из вариантов осуществления 14 или 15, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 17. Способ по любому из вариантов осуществления 14-16, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 18. Способ по любому из вариантов осуществления 14-17, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 19. Способ по любому из вариантов осуществления 14-18, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 20. Способ по любому из вариантов осуществления 14-19, где слой предусматривает заряженный слой.

Вариант осуществления 21. Способ по любому из вариантов осуществления 14-20, где образование слоя, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает нанесение покрытия на материал методом погружения в раствор, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 22. Способ по варианту осуществления 21, где раствор, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, дополнительно содержит сшивающее средство.

Вариант осуществления 23. Способ по варианту осуществления 22, где сшивающее средство предусматривает по меньшей мере одно из N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана (DAMO-T), 3-глицидилоксипропил)триметоксисилана и поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA).

Вариант осуществления 24. Способ по любому из вариантов осуществления 14-20, где образование на поверхности слоя, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает нанесение на поверхность раствора, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, путем электропрядения.

Вариант осуществления 25. Способ по варианту осуществления 24, где способ дополнительно предусматривает образование на поверхности нановолокон, которые содержат полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 26. Способ по любому из вариантов осуществления 24 или 25, где раствор, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, дополнительно содержит сшивающее средство.

Вариант осуществления 27. Способ по варианту осуществления 26, где сшивающее средство предусматривает по меньшей мере одно из N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана (DAMO-T), 3-глицидилоксипропил)триметоксисилана и поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA).

Вариант осуществления 28. Способ по любому из вариантов осуществления 14-27, где способ дополнительно предусматривает сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу.

Вариант осуществления 29. Способ по варианту осуществления 28, где сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу, предусматривает нагревание материала, покрытого полимером, содержащим гидрофильную группу, при температуре, находящейся в диапазоне от 80°С до 200°С, в течение от 30 секунд до 15 минут.

Вариант осуществления 30. Способ по любому из вариантов осуществления 14-29, где способ дополнительно предусматривает отжиг полимера, содержащего гидрофильную группу.

Вариант осуществления 31. Способ по варианту осуществления 30, где отжиг полимера, содержащего гидрофильную группу, предусматривает погружение материала, покрытого полимером, содержащим гидрофильную группу, в растворитель на по меньшей мере 10 секунд, где температура растворителя равна по меньшей мере температуре стеклования полимера, содержащего гидрофильную группу.

Вариант осуществления 32. Способ по любому из вариантов осуществления 1-31, где материал предусматривает фильтрующую среду.

Вариант осуществления 33. Способ по варианту осуществления 32, где фильтрующая среда предусматривает подложку.

Вариант осуществления 34. Способ по любому из вариантов осуществления 1-33, где материал содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Вариант осуществления 35. Способ по любому из вариантов осуществления 1-34, где материал содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 36. Способ по любому из вариантов осуществления 1-35, где материал содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 37. Способ по любому из вариантов осуществления 1-36, где материал содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 38. Способ по любому из вариантов осуществления 1-37, где материал содержит фенольную смолу.

Вариант осуществления 39. Способ по любому из вариантов осуществления 1-38, где материал содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 40. Способ по любому из вариантов осуществления 1-39, где материал содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 41. Способ по любому из вариантов осуществления 1-40, где материал характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 42. Способ по любому из вариантов осуществления 1-41, где обработанная поверхность является стабильной.

Вариант осуществления 43. Способ по любому из вариантов осуществления 1-42, где поверхность материала до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 44. Способ по любому из вариантов осуществления 1-43, где поверхность материала до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 45. Способ по любому из вариантов осуществления 1-44, где поверхность материала до обработки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 0 градусов до 50 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 46. Способ по любому из вариантов осуществления 1-42, где поверхность материала до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 47. Способ по любому из вариантов осуществления 1-42 или 46, где поверхность материала до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 48. Способ по любому из вариантов осуществления 1-42, 46 или 47, где поверхность материала до обработки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 0 градусов до 40 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Иллюстративные варианты осуществления фильтрующего элемента

Вариант осуществления 1. Фильтрующий элемент, содержащий: фильтрующую среду, предусматривающую подложку, где подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 2. Фильтрующий элемент по варианту осуществления 1, где поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 3. Фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую среду, предусматривающую подложку, где подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 40 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 4. Фильтрующий элемент по варианту осуществления 3, где поверхность характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 5. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-4, где поверхность определяет сторону фильтрующей среды, расположенную ниже по потоку.

Вариант осуществления 6. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-5, где фильтрующая среда содержит слой, предназначенный для удаления загрязняющих веществ в виде микрочастиц.

Вариант осуществления 7. Фильтрующий элемент по варианту осуществления 6, где слой, предназначенный для удаления загрязняющих веществ в виде микрочастиц, расположен выше по потоку относительно подложки.

Вариант осуществления 8. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-7, где фильтрующая среда содержит коалесцирующий слой.

Вариант осуществления 9. Фильтрующий элемент по варианту осуществления 8, где коалесцирующий слой расположен выше по потоку относительно подложки.

Вариант осуществления 10. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-9, где фильтрующая среда содержит слой, предназначенный для удаления загрязняющих веществ в виде микрочастиц, и коалесцирующий слой, и при этом слой, предназначенный для удаления загрязняющих веществ в виде микрочастиц, расположен выше по потоку относительно коалесцирующего слоя, а коалесцирующий слой расположен выше по потоку относительно подложки.

Вариант осуществления 11. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-10, где фильтрующий элемент дополнительно содержит сито.

Вариант осуществления 12. Фильтрующий элемент по варианту осуществления 11, где сито расположено ниже по потоку относительно подложки.

Вариант осуществления 13. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-12, где фильтрующий элемент дополнительно содержит второй коалесцирующий слой ниже по потоку относительно подложки.

Вариант осуществления 14. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-13, где фильтрующая среда имеет трубчатую конфигурацию.

Вариант осуществления 15. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-14, где фильтрующая среда содержит складки.

Вариант осуществления 16. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-15, где фильтрующий элемент предназначен для удаления воды из углеводородной текучей среды.

Вариант осуществления 17. Фильтрующий элемент по варианту осуществления 16, где углеводородная текучая среда предусматривает дизельное топливо.

Вариант осуществления 18. Фильтрующий элемент по любому из вариантов осуществления 1-17, где поверхность является стабильной.

Иллюстративные способы идентификации материала, пригодного для разделения углеводородной текучей среды и воды

Вариант осуществления 1. Способ идентификации материала, пригодного для разделения углеводородной текучей среды и воды, при этом способ включает определение угла скатывания капли с поверхности материала, где материал погружают в текучую среду, содержащую углеводород, и где угол скатывания находится в диапазоне от 40 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 2. Способ по варианту осуществления 1, где капля содержит гидрофильное вещество.

Вариант осуществления 3. Способ по любому из вариантов осуществления 1 или 2, где капля содержит воду.

Вариант осуществления 4. Способ по любому из вариантов осуществления 1-3, где текучая среда, содержащая углеводород, предусматривает толуол.

Вариант осуществления 5. Способ по любому из вариантов осуществления 1-4, где капля представляет собой каплю объемом 20 мкл.

Вариант осуществления 6. Способ по любому из вариантов осуществления 1-4, где капля представляет собой каплю объемом 50 мкл.

Вариант осуществления 7. Способ по любому из вариантов осуществления 1-6, где способ дополнительно предусматривает определение краевого угла капли на поверхности материала.

Вариант осуществления 8. Способ по варианту осуществления 7, где краевой угол находится в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов.

Вариант осуществления 9. Способ по любому из вариантов осуществления 1-8, где материал содержит расположенный на нем полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 10. Способ по варианту осуществления 10, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 11. Способ по любому из вариантов осуществления 1-10, где поверхность материала является стабильной.

Вариант осуществления 12. Способ по любому из вариантов осуществления 1-11, где материал содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 13. Способ по любому из вариантов осуществления 1-12, где материал содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 14. Способ по любому из вариантов осуществления 1-13, где материал характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Иллюстративные варианты осуществления подложки, обработанной УФ-излучением

Вариант осуществления 1. Фильтрующая среда, содержащая подложку, получаемую с помощью способа, включающего: воздействие на поверхность подложки ультрафиолетовым (УФ) излучением, где подложка содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 2. Фильтрующая среда по варианту осуществления 1, где поверхность подложки до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 3. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1 или 2, где поверхность подложки до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 4. Фильтрующая среда по варианту осуществления 1, где поверхность подложки до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 5. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1 или 4, где поверхность подложки до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 6. Фильтрующая среда, содержащая подложку, получаемую с помощью способа, включающего обеспечение подложки, содержащей по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом подложка характеризуется наличием поверхности, характеризующейся краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол, и воздействие на поверхность подложки ультрафиолетовым (УФ) излучением.

Вариант осуществления 7. Фильтрующая среда по варианту осуществления 6, где поверхность подложки до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 8. Фильтрующая среда, содержащая подложку, получаемую с помощью способа, включающего обеспечение подложки, содержащей по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом подложка характеризуется наличием поверхности, при этом поверхность до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол, и воздействие на поверхность подложки ультрафиолетовым (УФ) излучением.

Вариант осуществления 9. Фильтрующая среда по варианту осуществления 8, где поверхность подложки до обработки характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 100 градусов до 150 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 10. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-9, где воздействие на поверхность подложки УФ-излучением предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением в присутствии кислорода, и где УФ-излучение характеризуется первой длиной волны, находящейся в диапазоне от 180 нм до 210 нм, и второй длиной волны, находящейся в диапазоне от 210 нм до 280 нм.

Вариант осуществления 11. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-10, где длина волны УФ-излучения составляет 185 нм.

Вариант осуществления 12. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-11, где длина волны УФ-излучения составляет 254 нм.

Вариант осуществления 13. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-12, где воздействие на поверхность предусматривает воздействие на поверхность с помощью Н₂О₂.

Вариант осуществления 14. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-13, где воздействие на поверхность предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением, характеризующимся длиной волны, находящейся в диапазоне от 350 нм до 370 нм.

Вариант осуществления 15. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-14, где воздействие на поверхность предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением в присутствии озона.

Вариант осуществления 16. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-15, где воздействие на поверхность предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением, находящимся в диапазоне от 300 мкВт/см² до 200 мВт/см².

Вариант осуществления 17. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-16, где воздействие на поверхность предусматривает воздействие на поверхность УФ-излучением в течение периода времени, находящегося в диапазоне от 2 секунд до 20 минут.

Вариант осуществления 18. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-17, где подложка содержит ароматический компонент и ненасыщенный компонент.

Вариант осуществления 19. Фильтрующая среда по варианту осуществления 18, где подложка содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 20. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 18 или 19, где УФ-реактивная смола предусматривает фенольную смолу.

Вариант осуществления 21. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-20, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 22. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-21, где подложка содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 23. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-22, где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 24. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-22, где подложка до обработки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 0 градусов до 50 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 25. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-22, где подложка до обработки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 0 градусов до 40 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Иллюстративные варианты осуществления подложки, обработанной полимером, содержащим гидрофильную группу

Вариант осуществления 1. Фильтрующая среда, содержащая подложку, получаемую с помощью способа, включающего: размещение полимера, содержащего гидрофильную группу, на поверхности подложки.

Вариант осуществления 6. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-5, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 7. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-6, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 8. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-7, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 9. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-8, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 10. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-9, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 11. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-10, где размещение полимера, содержащего гидрофильную группу, на поверхности подложки предусматривает образование на поверхности слоя, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 12. Фильтрующая среда по варианту осуществления 11, где слой предусматривает заряженный слой.

Вариант осуществления 13. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-12, где размещение полимера, содержащего гидрофильную группу, на поверхности подложки предусматривает нанесение покрытия на подложку методом погружения в раствор, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 14. Фильтрующая среда по варианту осуществления 13, где раствор, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, дополнительно содержит сшивающее средство.

Вариант осуществления 15. Фильтрующая среда по варианту осуществления 14, где сшивающее средство содержит по меньшей мере одно из N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана (DAMO-T), 3-глицидилоксипропил)триметоксисилана и поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA).

Вариант осуществления 16. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-12, где размещение полимера, содержащего гидрофильную группу, на поверхности подложки предусматривает нанесение на поверхность раствора, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, путем электропрядения.

Вариант осуществления 17. Фильтрующая среда по варианту осуществления 16, где электропрядение раствора, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, на поверхность предусматривает образование на поверхности нановолокон, которые содержат полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 18. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 16 или 17, где раствор, который содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, дополнительно содержит сшивающее средство.

Вариант осуществления 19. Фильтрующая среда по варианту осуществления 18, где сшивающее средство содержит по меньшей мере одно из N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана (DAMO-T), 3-глицидилоксипропил)триметоксисилана и поли(этиленгликоль)диакрилата (PEGDA).

Вариант осуществления 20. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-20, где способ дополнительно предусматривает сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу.

Вариант осуществления 21. Фильтрующая среда по варианту осуществления 20, где сшивание полимера, содержащего гидрофильную группу, предусматривает нагревание материала, покрытого полимером, содержащим гидрофильную группу, при температуре, находящейся в диапазоне от 80°С до 200°С, в течение от 30 секунд до 15 минут.

Вариант осуществления 22. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-21, где способ дополнительно предусматривает отжиг полимера, содержащего гидрофильную группу.

Вариант осуществления 23. Фильтрующая среда по варианту осуществления 22, где отжиг полимера, содержащего гидрофильную группу, предусматривает погружение материала, покрытого полимером, содержащим гидрофильную группу, в растворитель на по меньшей мере 10 секунд, где температура растворителя равна по меньшей мере температуре стеклования полимера, содержащего гидрофильную группу.

Вариант осуществления 24. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-23, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 25. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-24, где подложка содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 26. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-25, где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 27. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-26, где подложка до обработки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 0 градусов до 50 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 28. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-26, где подложка до обработки характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 0 градусов до 40 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Иллюстративные варианты осуществления применения

Вариант осуществления 1. Применение ультрафиолетового (УФ) излучения для улучшения поверхности подложки в отношении угла скатывания, при этом подложка содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 2. Применение по варианту осуществления 1, при этом применение характеризуется тем, что подложка содержит ароматическую смолу.

Вариант осуществления 3. Применение по одному из вариантов осуществления 1 или 2, где применение характеризуется тем, что подложка содержит фенольную смолу.

Вариант осуществления 4. Применение по любому из вариантов осуществления 1-3, где применение характеризуется применением УФ-излучения в присутствии кислорода для улучшения угла скатывания.

Вариант осуществления 5. Применение по любому из вариантов осуществления 1-4, где применение характеризуется применением УФ-излучения в присутствии озона для улучшения угла скатывания.

Вариант осуществления 6. Применение по любому из вариантов осуществления 1-5, где применение характеризуется применением УФ-излучения в присутствии Н₂О₂ для улучшения угла скатывания.

Вариант осуществления 7. Применение вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением по меньшей мере на один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

Вариант осуществления 8. Применение по варианту осуществления 7, где применение относится к применению вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением на УФ-реактивную смолу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

Вариант осуществления 9. Применение по любому из вариантов осуществления 7 или 8, где применение относится к применению вещества, получаемого путем воздействия УФ-излучением на фенольную смолу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

Вариант осуществления 10. Применение по любому из вариантов осуществления 7-9, где применение характеризуется воздействием УФ-излучением в присутствии кислорода на по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 11. Применение по любому из вариантов осуществления 7-9, где применение характеризуется воздействием УФ-излучением в присутствии озона на по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 12. Применение по любому из вариантов осуществления 7-9, где применение характеризуется воздействием УФ-излучением в присутствии Н₂О₂ на по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 13. Применение полимера, содержащего гидрофильную группу, для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

Вариант осуществления 14. Применение гидрофильного полимера для улучшения подложки в отношении угла скатывания.

Вариант осуществления 15. Применение по любому из вариантов осуществления 1-14, где подложка представляет собой подложку фильтра.

Вариант осуществления 16. Применение по варианту осуществления 15, где подложка фильтра характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 20 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 17. Применение по варианту осуществления 15, где подложка фильтра характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Дополнительные иллюстративные варианты осуществления

Вариант осуществления 1. Фильтрующая среда, содержащая слой подложки, содержащий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол, где слой подложки имеет первый край и второй край и слой подложки определяет множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем.

Вариант осуществления 2. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1 и 3-26, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 3. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-2 и 4-26, где слой подложки дополнительно определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 4. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-3 и 5-26, где рифли являются сужающимися.

Вариант осуществления 5. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-4- и 6-26, где рифли определяют ребра.

Вариант осуществления 6. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-5 и 7-26, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 7. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-6 и 8-26, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

Вариант осуществления 8. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-7 и 9-26, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 9. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-8 и 10-26, где слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 10. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-9 и 11-26, где слой подложки содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 11. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-10 и 12-26, где первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 12. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-11 и 13-26, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 13. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-12 и 14-26, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 14. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-13 и 15-26, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 15. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-14 и 16-26, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

Вариант осуществления 16. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-15 и 17-26, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 17. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-16 и 18-26, где слой подложки содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 18. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-17 и 19-26, где слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 19. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-18 и 20-26, где слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 20. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-19 и 21-26, где слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 21. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-20 и 22-26, где слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 22. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-21 и 23-26, где поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 23. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-22 и 24-26, где слой подложки является стабильным.

Вариант осуществления 24. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-23 и 25-26, где первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 25. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-24 и 26, где слой подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Вариант осуществления 26. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-25, где слой подложки содержит фенольную смолу.

Вариант осуществления 27. Фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, содержащий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол, где первый слой подложки имеет первый край и второй край и первый слой подложки является рифленым, определяя пики рифлей и углубления рифлей; и

второй слой подложки, соединенный с первым слоем подложки, где второй слой подложки является плоским и первый слой подложки и второй слой подложки совместно определяют множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем.

Вариант осуществления 28. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27 и 29-52, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 29. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-28 и 30-52, где первый слой подложки определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 30. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-29 и 31-52, где второй слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-30 и 32-52, где второй слой подложки определяет четвертую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 32. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-31 и 33-52, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 33. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-32 и 34-52, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

Вариант осуществления 34. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-33 и 35-52, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 35. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-34 и 36-52, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 36. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-35 и 37-52, где первый слой подложки содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 37. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-36 и 38-52, где первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 38. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-37 и 39-52, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 39. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-38 и 40-52, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 40. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-39 и 41-52, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 41. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-40 и 42-52, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

Вариант осуществления 42. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-41 и 43-52, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 43. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-42 и 44-52, где первый слой подложки содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 44. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-43 и 45-52, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 45. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-44 и 46-52, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 46. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-45 и 47-52, где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 47. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-46 и 48-52, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 48. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-47 и 49-52, где первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 49. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-48 и 50-52, где по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

Вариант осуществления 50. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-49 и 51-52, где первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 51. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-50 и 52, где первый слой подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Вариант осуществления 52. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 27-51, где первый слой подложки содержит фенольную смолу.

Вариант осуществления 53. Фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, определяющий первую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол; и

второй слой подложки, примыкающий к первому слою подложки, при этом второй слой подложки определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 54. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53 и 55-80, где первый слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы.

Вариант осуществления 55. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-54 и 56-80, где первая подложка характеризуется первым средним размером пор и вторая подложка характеризуется вторым средним размером пор, при этом первый средний размер пор и второй средний размер пор являются разными.

Вариант осуществления 56. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-55 и 57-80, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, и вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 57. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-56 и 58-80, дополнительно содержащая третий слой подложки, примыкающий к второму слою подложки, при этом третий слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 58. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-57 и 59-80, где третий слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы.

Вариант осуществления 59. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-58 и 60-80, где первый слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 60. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-59 и 61-80, где второй слой подложки определяет четвертую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если четвертая поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 61. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-60 и 62-80, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 62. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-61 и 63-80, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

Вариант осуществления 63. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-62 и 64-80, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 64. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-63 и 65-80, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 65. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-64 и 66-80, где первый слой подложки содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 66. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-65 и 67-80, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 67. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-66 и 68-80, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 68. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-67 и 69-80, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 69. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-68 и 70-80, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 70. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-69 и 71-80, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

Вариант осуществления 71. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-70 и 72-80, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 72. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-71 и 73-80, где второй слой подложки содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 73. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-72 и 74-80, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 74. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-73 и 75-80, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 75. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-74 и 76-80, где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 76. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-75 и 77-80, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 77. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-76 и 78-80, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 78. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-77 и 79-80, где по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

Вариант осуществления 79. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-78 и 80, где первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 80. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 53-79, где каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Вариант осуществления 81. Фильтрующая среда, содержащая первый слой подложки, содержащий первую поверхность, которая представляет собой поверхность, подвергнутую УФ-обработке; и

второй слой подложки, примыкающий к первому слою подложки, при этом второй слой подложки содержит вторую поверхность, содержащую полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 82. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81 и 83-101, где первая поверхность содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 83. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-82 и 84-101, где каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если погружена в толуол.

Вариант осуществления 84. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-83 и 85-101, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 85. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-84 и 86-101, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 86. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-85 и 87-101, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 87. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-86 и 88-101, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 88. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-87 и 89-101, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 89. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-88 и 90-101, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 90. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-89 и 91-101, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 91. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-90 и 92-101, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

Вариант осуществления 92. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-91 и 93-101, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 93. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-92 и 94-101, где второй слой подложки содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 94. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-93 и 95-101, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 95. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-94 и 96-101, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 96. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-95 и 97-101, где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 97. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-96 и 98-101, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 98. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-97 и 99-101, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 99. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-98 и 100-101, где по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

Вариант осуществления 100. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-99 и 101, где первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 101. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 81-100, где каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Вариант осуществления 102. Фильтрующая среда, содержащая первую подложку, характеризующуюся первым значением пористости и определяющую первую поверхность; и

вторую подложку, примыкающую к первой подложке, при этом вторая подложка характеризуется вторым значением пористости и определяет вторую поверхность, где первое значение пористости является большим, чем второе значение пористости, и где каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется обработкой, которая повышает угол скатывания поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если поверхность погружена в толуол.

Вариант осуществления 103. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102 и 104-125, где угол скатывания каждой из первой поверхности и второй поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если погружена в толуол.

Вариант осуществления 104. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-103 и 105-125, где первая подложка представляет собой сито.

Вариант осуществления 105. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-104 и 106-125, где вторая подложка представляет собой сито.

Вариант осуществления 106. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-105 и 107-125, где первая поверхность содержит УФ-реактивную смолу.

Вариант осуществления 107. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-106 и 108-125, где угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 108. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-107 и 109-125, где угол скатывания второй поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

Вариант осуществления 109. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-108 и 110-125, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-кислородной обработке.

Вариант осуществления 110. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-109 и 111-125, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

Вариант осуществления 111. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-110 и 112-125, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

Вариант осуществления 112. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-111 и 113-125, где полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

Вариант осуществления 113. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-112 и 114-125, где полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

Вариант осуществления 114. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-113 и 115-125, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

Вариант осуществления 115. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-114 и 116-125, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

Вариант осуществления 116. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-115 и 117-125, где полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

Вариант осуществления 117. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-116 и 118-125, где второй слой подложки содержит модифицирующую смолу.

Вариант осуществления 118. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-117 и 119-125, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

Вариант осуществления 119. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-118 и 120-125, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

Вариант осуществления 120. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-119 и 121-125, где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 121. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-120 и 122-125, где первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, где первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, где первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 122. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-121 и 123-125, где вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, где второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и где второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

Вариант осуществления 123. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-122 и 124-125, где по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

Вариант осуществления 124. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-123 и 125, где первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (P2E2O), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

Вариант осуществления 125. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 102-124, где каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

Настоящая технология иллюстрируется вышеприведенными примерами. Следует понимать, что конкретные примеры, материалы, количества и процедуры следует интерпретировать в широком смысле в соответствии с объемом и сущностью настоящей технологии, изложенными в данном документе.

Полное раскрытие всех патентов, заявок на патенты, и публикаций, и доступных в электронном виде материалов, перечисленных в данном документе, включено посредством ссылки. В случае если существует какое-либо несоответствие между раскрытием настоящей заявки и раскрытием (раскрытиями) любого документа, включенного в данный документ посредством ссылки, раскрытие настоящей заявки имеет преимущественную силу. Вышеизложенное подробное описание и примеры приведены исключительно для ясности понимания. Из них не следует понимать никаких лишних ограничений. Настоящая технология не ограничена конкретными показанными и описанными подробностями, поскольку варианты, очевидные для специалиста в данной области техники, будут включены в настоящую технологию, определенную формулой изобретения.

Если не указано иное, все числа, выражающие количества компонентов, молекулярные массы и тому подобное, использованные в описании и формуле изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Соответственно, если не указано иное, числовые параметры, изложенные в описании и формуле изобретения, представляют собой приближенные значения, которые могут изменяться в зависимости от необходимых свойств, которые должны быть получены с помощью настоящей технологии. По крайней мере, и без попытки ограничить доктрину эквивалентов объемом формулы изобретения, каждый числовой параметр следует рассматривать по меньшей мере с учетом количества указанных значащих цифр и с использованием обычных методов округления.

Несмотря на то, что числовые диапазоны и параметры, отражающие широкий объем настоящей технологии, являются приблизительными, числовые значения, приведенные в конкретных примерах, сообщаются с максимально возможной точностью. Однако, все числовые значения по существу включают диапазон, обязательно вытекающий из стандартного отклонения, определенного при их соответствующих измерениях в ходе испытаний.

Все заголовки предназначены для удобства читателя и не должны использоваться для ограничения содержания текста, следующего за заголовком, если это не указано.

Claims

1. Фильтрующая среда, содержащая:

слой подложки, содержащий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол, при этом слой подложки имеет первый край и второй край и слой подложки определяет множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем.

2. Фильтрующая среда по п. 1, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

3. Фильтрующая среда по любому из пп. 1, 2, отличающаяся тем, что слой подложки дополнительно определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

4. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что рифли являются сужающимися.

5. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что рифли определяют ребра.

6. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

7. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

8. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ кислородной обработке.

9. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

10. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что слой подложки содержит УФ реактивную смолу.

11. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

12. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

13. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

14. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

15. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

16. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

17. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-16, отличающаяся тем, что слой подложки содержит модифицирующую смолу.

18. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-17, отличающаяся тем, что слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

19. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-18, отличающаяся тем, что слой подложки содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

20. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-19, отличающаяся тем, что слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

21. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-20, отличающаяся тем, что слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, при этом подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

22. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-21, отличающаяся тем, что поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом подложка содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом подложка характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

23. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-22, отличающаяся тем, что слой подложки является стабильным.

24. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-23, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (Р2Е20), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

25. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-24, отличающаяся тем, что слой подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

26. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-25, отличающаяся тем, что слой подложки содержит фенольную смолу.

27. Фильтрующая среда, содержащая:

первый слой подложки, содержащий первую поверхность, характеризующуюся обработкой, которая увеличивает угол скатывания первой поверхности для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол, при этом первый слой подложки имеет первый край и второй край и первый слой подложки является рифленым, определяя пики рифлей и углубления рифлей; и

второй слой подложки, соединенный с первым слоем подложки, при этом второй слой подложки является плоским и первый слой подложки и второй слой подложки совместно определяют множество рифлей, проходящих между первым краем и вторым краем.

28. Фильтрующая среда по п. 27, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и первая поверхность характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

29. Фильтрующая среда по любому из пп. 27, 28, отличающаяся тем, что первый слой подложки определяет вторую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

30. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-29, отличающаяся тем, что второй слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол.

31. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-30, отличающаяся тем, что второй слой подложки определяет четвертую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если вторая поверхность погружена в толуол.

32. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-31, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

33. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-32, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

34. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-33, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ кислородной обработке.

35. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-34, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

36. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-35, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит УФ реактивную смолу.

37. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-36, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

38. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-37, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

39. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-38, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

40. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-39, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

41. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-40, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

42. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-41, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

43. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-42, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит модифицирующую смолу.

44. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-43, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

45. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-44, отличающаяся тем, что первый слой субстрата содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

46. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-45, отличающаяся тем, что первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

47. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-46, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, при этом первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

48. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-47, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

49. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-48, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

50. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-49, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (Р2Е20), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

51. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-50, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

52. Фильтрующая среда по любому из пп. 27-51, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит фенольную смолу.

53. Фильтрующая среда, содержащая:

первый слой подложки, определяющий первую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если первая поверхность погружена в толуол; и

54. Фильтрующая среда по п. 53, отличающаяся тем, что первый слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы.

55. Фильтрующая среда по любому из пп. 53, 54, отличающаяся тем, что первая подложка характеризуется первым средним размером пор и вторая подложка характеризуется вторым средним размером пор, при этом первый средний размер пор и второй средний размер пор являются разными.

56. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-55, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, и вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

57. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-56, отличающаяся тем, что дополнительно содержит третий слой подложки, примыкающий ко второму слою подложки, при этом третий слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность погружена в толуол.

58. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-57, отличающаяся тем, что третий слой подложки и второй слой подложки представляют собой разные материалы.

59. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-58, отличающаяся тем, что первый слой подложки определяет третью поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если третья поверхность погружена в толуол.

60. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-59, отличающаяся тем, что второй слой подложки определяет четвертую поверхность, характеризующуюся углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если четвертая поверхность погружена в толуол.

61. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-60, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

62. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-61, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке.

63. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-62, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ кислородной обработке.

64. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-63, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

65. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-64, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит УФ реактивную смолу.

66. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-65, отличающаяся тем, что вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

67. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-66, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

68. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-67, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

69. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-68, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

70. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-69, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

71. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-70, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

72. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-71, отличающаяся тем, что второй слой подложки содержит модифицирующую смолу.

73. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-72, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

74. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-73, отличающаяся тем, что первый слой субстрата содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

75. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-74, отличающаяся тем, что первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

76. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-75, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, при этом первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

77. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-76, отличающаяся тем, что вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

78. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-77, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

79. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-78, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (Р2Е20), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

80. Фильтрующая среда по любому из пп. 53-79, отличающаяся тем, что каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

81. Фильтрующая среда, содержащая:

первый слой подложки, содержащий первую поверхность, которая представляет собой поверхность, подвергнутую УФ-обработке; и

второй слой подложки, примыкающий к первому слою подложки, при этом второй слой подложки содержит вторую поверхность, содержащую полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется углом скатывания, находящимся в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов, и краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл при погружении в толуол.

82. Фильтрующая среда по п. 81, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит УФ реактивную смолу.

83. Фильтрующая среда по любому из пп. 81, 82, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

84. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-83, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ кислородной обработке.

85. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-84, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

86. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-85, отличающаяся тем, что вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

87. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-86, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

88. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-87, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

89. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-88, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

90. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-89, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

91. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-90, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

92. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-91, отличающаяся тем, что второй слой подложки содержит модифицирующую смолу.

93. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-92, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

94. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-93, отличающаяся тем, что первый слой субстрата содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

95. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-94, отличающаяся тем, что первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

96. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-95, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, при этом первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

97. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-96, отличающаяся тем, что вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

98. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-97, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

99. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-98, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (Р2Е20), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

100. Фильтрующая среда по любому из пп. 81-99, отличающаяся тем, что каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.

101. Фильтрующая среда, содержащая:

первую подложку, характеризующуюся первым значением пористости и определяющую первую поверхность; и

102. Фильтрующая среда по п. 101, отличающаяся тем, что угол скатывания каждой из первой поверхности и второй поверхности находится в диапазоне от 50 градусов до 90 градусов и каждая из первой поверхности и второй поверхности характеризуется краевым углом, находящимся в диапазоне от 90 градусов до 180 градусов, для капли воды объемом 50 мкл, если погружена в толуол.

103. Фильтрующая среда по любому из пп. 101, 102, отличающаяся тем, что первая подложка представляет собой сито.

104. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-103, отличающаяся тем, что вторая подложка представляет собой сито.

105. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-104, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит УФ реактивную смолу.

106. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-105, отличающаяся тем, что угол скатывания первой поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

107. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-106, отличающаяся тем, что угол скатывания второй поверхности находится в диапазоне от 60 градусов до 90 градусов, в диапазоне от 70 градусов до 90 градусов или в диапазоне от 80 градусов до 90 градусов.

108. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-107, отличающаяся тем, что первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ кислородной обработке.

109. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-108, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента.

110. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-109, отличающаяся тем, что вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу.

111. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-110, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, содержит гидрофильную боковую группу.

112. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-111, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, не предусматривает фторполимер.

113. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-112, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидрофильный полимер.

114. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-113, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает заряженный полимер.

115. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-114, отличающаяся тем, что полимер, содержащий гидрофильную группу, предусматривает гидроксилированный метакрилатный полимер.

116. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-115, отличающаяся тем, что второй слой подложки содержит модифицирующую смолу.

117. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-116, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм.

118. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-117, отличающаяся тем, что первый слой субстрата содержит поры со средним диаметром, находящимся в диапазоне от 40 мкм до 50 мкм.

119. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-118, отличающаяся тем, что первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

120. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-119, отличающаяся тем, что первый слой подложки содержит по меньшей мере один из ароматического компонента и ненасыщенного компонента, при этом первая поверхность предусматривает поверхность, подвергнутую УФ-обработке, при этом первый слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом первый слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

121. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-120, отличающаяся тем, что вторая поверхность содержит полимер, содержащий гидрофильную группу, при этом второй слой подложки содержит поры со средним диаметром, составляющим не более 2 мм, и при этом второй слой подложки характеризуется пористостью, составляющей от по меньшей мере 15% до не более 99%.

122. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-121, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из первого слоя подложки и второго слоя подложки является стабильным.

123. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-122, отличающаяся тем, что первая поверхность содержит поли(гидроксипропилметакрилат) (РНРМ), поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (РНЕМ), поли(2-этил-2-оксазолин) (Р2Е20), полиэтиленимин (PEI), кватернизированный полиэтиленимин, полидофамин или их комбинации.

124. Фильтрующая среда по любому из пп. 101-123, отличающаяся тем, что каждый из первого слоя подложки и второго слоя подложки содержит целлюлозу, сложный полиэфир, полиамид, полиолефин, стекло или их комбинацию.