高温处理的介质制造技术

在此披露了一种热结合过滤介质，该介质可以在高温条件下使用，但不会通过对纤维组分的热效应或机械影响而存在任何纤维损失。该过滤介质可以在过滤器单元或结构中制造并使用，可以放置在可除去的流体的一个流中，并且可以在一个增加的温度范围内从该移动流中除去微粒负载。双组分纤维、其他过滤介质纤维以及其他过滤添加剂的组合提供一种改进的过滤介质，该过滤介质在高温、高性能应用中具有独特的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温处理的介质相关申请的交叉引用本申请要求2011年3月18日提交的美国临时专利申请号61/454,171的优先权，并且要求2011年3月18日提交的美国临时专利申请号61/454,172的优先权，该申请的内容是通过引用以其全部内容结合在此。
本专利技术涉及一种处于一个网片或层形式的热形成的组合物、一种或多种过滤介质、以及一种具有改进的特性的过滤器结构。由该热形成的组合物可以产生改进的渗透性、高温强度、机械稳定性以及从包括空气、气体或液体流的一个移动流体中除去气溶胶或微粒的高能力。过滤介质可以形成为多种过滤器单元，这些过滤器单元处于过滤板、芯、插入物形式，折叠的形式等。专利技术背景非纺织的纤维层、网片或介质已经制造了很多年，用于包括过滤的许多用途中。可获得具有一组可接受特性的一系列介质。在这些介质的制造中固有的复杂性增加了成本并且降低了产品供应的灵活可变性。这类非纺织纤维介质在多种应用中是有用的，这些应用包括从空气或液体流中过滤气溶胶或固体微粒，如灰尘和烟雾过滤、曲轴箱通风（CCV）以及开放式曲轴箱通风（OCV）。这类介质还可以形成为分层的介质结构。非纺织纤维介质可以由天然或合成纤维制成并且可以形成为各种介质类型。一种最近的介质类型被示于美国专利号7,314,497、7,309,372以及5,580,499中，并且总体上包含被热结合成一个网片的一种双组分纤维和多种玻璃纤维。这类介质具有来自所组合的纤维组分的有用的孔径和过滤效率。许多过滤介质等级（包括双组分纤维介质）在大于约100℃的温度下使用，并且最近在大于约130℃至150℃以及更高的温度下使用。将来的介质将暴露于更高温度以及其他苛刻的工作条件下。在这类温度以及这类条件下，通过热塑性树脂和热塑性双组分介质结合的纤维介质可能软化或失效。这类软化的结构可以具有降低的过滤特性、可以在使用过程中机械失效，或由于软化或减小的拉伸强度，过滤介质的多个部分可以从介质中损失并且可进入到流体流中，从而在下游造成难题。这类问题可以发生在持续经历升高的工作温度或经历周期性温度极端的任何应用中。这类介质需要在维持跨过该介质的低压降的同时足以除去微粒的过滤特性。用于CCV（封闭式曲轴箱通风）或OCV（开放式曲轴箱通风）应用中的介质需要快速排出累积的油液体。所感兴趣的一种环境是当前正越来越常见的“发动机罩下（under-hood）”过滤。由于环境问题以及其他设计特点，不同类型的发动机过滤器更普遍地用于发动机舱内部并且邻近发动机部件。在现代的发动机中，并且具体地说在柴油发动机中，发动机罩下温度持续对过滤应用造成工作上的挑战，这些应用包括空气过滤、油过滤、液压过滤、曲轴箱通风（OCV和CCV）应用以及其他应用。在这类发动机中，过滤介质可以在高温下工作。此外，在发动机关闭之后，过滤介质被热浸泡在高温发动机流体（空气、润滑剂或燃料）之中。这类发动机必须装备有能够承受实质上更高的热浸泡温度的过滤器和过滤介质。存在对于如下过滤介质的实质性需求，这些过滤介质能够承受高温而不遭受过滤特性、机械完整性方面的负面性能影响，或不遭受过滤组分的损失。存在对于减少或消除介质中的玻璃纤维的实质性需求。此外，然而，由玻璃纤维来制作过滤介质可以导致介质使玻璃纤维从网片结构上脱落。离开过滤介质的玻璃纤维可以进入过滤器下游的流体流中。这种流体流可以将玻璃纤维引导至与过滤器结构相关联的一个工作机构或单元中。因此，在工业中有减少或消除过滤介质中的玻璃纤维的需要。专利技术简述我们已经发现一种具有改进的特性的热结合过滤介质。该介质的第一方面可在一种热浸泡模式中、或在正操作的发动机中、或在穿过该过滤介质的一种流体中，在例如大于100℃、大于130℃以及经常最高达并且大于150℃的温度下提供过滤特性。过滤器结构包括一种第一双组分纤维、一种可任选的第二双组分纤维、以及一种切段热塑性纤维或纤维素型纤维，这些纤维可组合具有改进的过滤温度特性和改进的制造特点。此外，这类改进的高温介质可以允许在更高的温度条件下使用元件，并且可以产生更小的、更有效的过滤单元，从而允许发动机设计方面的更大灵活性和延长的过滤器寿命。该介质的第二方面是基本上不含玻璃纤维，从而能够在包括高温的多种极端条件下实现高效率、机械稳定性、较长使用期限、实质的多用性以及清洁能力（或再生能力）。我们也已经发现一种在不存在实质量的玻璃纤维的情况下制作热结合过滤介质的方法，该方法使得在快速并且有效形成湿润脱水网片时快速除去工艺用水、将所形成的网片快速干燥并且有效热结合成最终的干燥过滤介质。该工艺涉及将一种第一双组分纤维来源、一种可任选的第二双组分纤维来源以及一种有效的网片形成量的切段纤维相组合以便形成一种水性供料，在一个斜式筛造纸机上由该水性供料来形成一个湿润网片，从该湿润网片上除去工艺用水，干燥湿润网片，并且将所形成的网片热处理成成品介质。我们已经发现这些纤维的组合快速并且有效地形成一种高度有用的过滤介质。本专利技术的介质可以用于多种应用中，以便从多种流体材料（包括气体以及液体）中除去固体或液体微粒。此外，本专利技术的过滤介质可以按多种过滤器元件类型来使用，包括平坦介质、折叠介质、平板过滤器、圆筒形旋入式过滤器、z介质折叠过滤器、以及其中纤维和添加剂组分提供有用特性的其他实施例。本专利技术的介质包含有效量的一种双组分纤维。术语“双组分纤维”是指如下的纤维，这种纤维具有具备某一熔点的至少一种热塑性粘合剂聚合物部分和具备与该粘合剂聚合物部分不同并且更高的熔点的一种第二热塑性结构聚合物部分。这些纤维的物理配置典型地是处于一种“并排”或“皮-核”结构中。在并排结构中，这两种热塑性聚合物树脂典型地以一种相连接的形式以一种并排的结构挤出。较低熔点的聚合物充当粘合剂并且较高熔点的聚合物充当结构性材料。还可以使用叶状纤维，其中叶片或尖端由较低熔点的聚合物形成。在皮-核结构中，核含有较高熔点的结构性纤维并且皮含有较低熔点的粘合层。术语“实质上不存在玻璃纤维”或“实质上不含玻璃纤维”旨在指过滤介质不含有在任何实质性程度上促进过滤器特性的显著量的玻璃纤维。介质的过滤特性是源自双组分纤维、切段纤维以及用于制造过滤介质的其他二次纤维。当然，在不形成依赖于玻璃纤维来实现过滤特性的任何实质性增加的介质的情况下，可将轻微量的玻璃纤维引入到网片之中。“元件”是包括本专利技术的网片或介质的过滤器部分。过滤器一般包括处于可以在制造操作中制得的结构中的元件。如在此所使用，术语“纤维”或“纤维来源”指示大量在组成上相关的纤维，这样使得所有纤维都落入围绕平均或中值纤维大小或特点分布的纤维大小或纤维特点范围内。这类纤维以平均直径和长宽比来表征，并且可作为相异的原材料来获得。一种或多种这类来源的共混物不被认为是单一来源。“玻璃纤维”是指使用不同类型的玻璃制成的不同直径和长度的纤维。本专利技术的介质可以包括“切段纤维”。切段纤维是介质中常见的除了双组分纤维以外的单一组分且非玻璃纤维，它具有用于在过滤应用中使用的合适直径、长度以及长宽比。切段纤维提供孔径控制并且与介质中的其他纤维协作以便产生具有实质性流动速率、较高能力、实质性效率以及较高湿性强度的一种介质。谨慎选择切段纤维还可以改善本专利技术的材料的制造。本专利技术的过滤介质中的有用切段纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.18 US 61/454,172;2011.03.18 US 61/454,1711.一种含有包括非纺织网片的过滤介质的过滤元件，所述的非纺织网片，包含处于一个热结合网片中的多种纤维，该网片包含：(a)基于该网片的重量1wt％至30wt％的一种双组分纤维，该双组分纤维具有一种核聚合物和一种壳聚合物，其中该核聚合物具有的熔点为至少240℃、并且该壳聚合物具有的熔点为最高达115℃；并且该双组分纤维具有的直径为5至25微米；和(b)基于该网片的重量5wt％至50wt％的一种双组分纤维，该双组分纤维具有一种核聚合物和一种壳聚合物，其中该核聚合物具有的熔点为至少240℃、并且该壳聚合物具有的熔点为120℃至170℃；并且该双组分纤维具有的直径为5至25微米；且所述的网片具有2％至10％的固体性。2.如权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，还包括基于该网片的重量10wt％至80wt％的一种切段纤维。3.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，该网片具有的厚度为0.1-2毫米。4.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，该网片具有大于5lb-in-2的湿耐破强度。5.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，该网片具有20至300g/m2的基本重量。6.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，部分(b)的双组分纤维的所述壳聚合物的熔点为140℃至160℃。7.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，部分(a)的双组分纤维的所述壳聚合物的熔点为70℃至115℃。8.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，部分(a)和部分(b)的双组分纤维的核聚合物具有的熔点为240℃至260℃。9.如权利要求2所述的过滤元件，其特征在于，该切段纤维包含一种纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·利特尔，R·M·罗杰斯，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：
国别省市：