[发明专利]适用于ASHRAE应用的过滤介质

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及可用于ASHRAE应用的过滤介质，更具体而言，本发明涉及包括纤维网并具有所需的性能特性的过滤介质。

背景技术

过滤介质可用于在多种应用中去除污染物。取决于应用，可将过滤介质设计为具有不同的性能特性。对于在采暖、通风、制冷和空调应用中的应用，可将介质设计为具有由美国采暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)所认可的性能特性。这类介质被称为ASHRAE过滤介质。对于与通常用ASHRAE过滤介质可获得的性能特性相比需要不同的性能特性(例如极高效率)的应用(例如无尘室或生物医学应用)而言，使用其他类型的过滤器，包括高效颗粒空气(HEPA)过滤器。

过滤介质可由纤维网形成。所述纤维网提供了允许流体(例如气体、空气)流经过滤介质的多孔结构。包含于流体内的污染物粒子可被捕集在纤维网上。过滤介质特性(如压降、表面积和定量)影响过滤性能，包括过滤效率和对流经过滤器的流体的抗性。通常，较高的过滤效率引起较高的抗流体流动性，这对于经过过滤器的给定流量产生更高的压降。

需要可用于ASHRAE应用中的过滤介质，其具有所需的性质(包括高效率和跨经过滤介质的低抗流体流动性)平衡。

发明内容

本文描述了可用于ASHRAE应用的过滤介质和形成这种介质的方法。

在一方面，提供了一种过滤介质。所述过滤介质包括纤维网。所述过滤介质具有至少11.5的γ值、小于1.2m²/g的表面积、约5cfm/sf至约250cfm/sf的渗透率，约10gsm至约1000gsm的定量、以及约0.10mm至约50.0mm的厚度(caliper)。

在一方面，提供了一种过滤介质。所述过滤介质包括纤维网。所述过滤介质具有至少10.5的γ值、小于0.5m²/g的表面积、约5cfm/sf至约250cfm/sf的渗透率、约10gsm至约1000gsm的定量、以及约0.10mm至约50.0mm的厚度。

本发明的其他方面、实施方案、优点和特征将通过如下详细描述而变得明显。

具体实施方式

本文所述的过滤介质可用于ASHRAE应用。所述介质包括纤维网，该纤维网例如具有短切玻璃纤维和超细玻璃纤维(microglass fiber)的组合。所述纤维网也可包含另外的组分，如合成纤维、粘合剂组分以及其他添加剂。如下文进一步描述，所述过滤介质具有所需的性质，包括高γ值、低纤维表面积和低的抗流体流动性。所述介质可被引入多种过滤元件产品，包括板式和袋式。

过滤介质的纤维网(也称为纤维垫)通常包含大百分比的玻璃纤维。例如，玻璃纤维可占过滤介质的总重量的至少70％，或至少80％，或至少90％。在一些实施方案中，纤维网包含92重量％至95重量％的玻璃纤维。应理解，在一些实施方案中，纤维网可能不包含在上述范围内的玻璃纤维，或根本不包含玻璃纤维。

纤维网可为非织造的。即，纤维网可使用诸如湿法成网工艺的非织造工艺制得，如下文进一步描述。

如上所述，纤维网可具有短切玻璃纤维和超细玻璃纤维的组合。短切玻璃纤维和超细玻璃纤维是本领域技术人员已知的。本领域技术人员能够通过观察(例如光学显微镜、电子显微镜)而确定玻璃纤维为短切的还是微玻璃的。短切玻璃还可具有不同于超细玻璃纤维的化学差异。在一些情况下，尽管不要求，但短切玻璃纤维可以比超细玻璃纤维含有更高含量的钙或钠。例如，短切玻璃纤维可几乎不含碱金属，并具有高的氧化钙和氧化铝含量。超细玻璃纤维可含有10-15％的碱金属(例如氧化钠、氧化镁)，并具有相对较低的熔融温度和加工温度。术语涉及用于制造玻璃纤维的技术。这类技术赋予玻璃纤维某些特性。通常，在类似于织物生产的工艺中将短切玻璃纤维从漏嘴(bushing tips)中拉出并切割成纤维。将超细玻璃纤维从漏嘴中拉出并使其进一步经受火焰喷吹或旋转纺丝过程。在一些情况下，细的超细玻璃纤维可使用重熔工艺制得。在这方面，超细玻璃纤维可为细的或粗的。短切玻璃纤维以比超细玻璃纤维更受控的方式制得，作为结果，短切玻璃纤维通常将具有比超细玻璃纤维更小的纤维直径和长度变化。