[发明专利]非织造过滤介质

说明书

本发明涉及过滤介质，具体地涉及用非织造纤[维]网制成的过滤器用介质。

在该领域中已现存有各种各样的颗粒滤除介质，其中包括用于空气过滤器、水过滤器、液压流体或油过滤器、冷却剂过滤器、化学品过滤器等的过滤介质，这些介质是用各种不同材料制做的，例如玻璃纤维、石棉纤维、合成聚合物纤维，如聚烯烃、聚酰胺、聚酯纤维等，以及天然纤维，如木浆板等。

过滤介质不但必须具有高过滤效率，即防止细微粒子通过，而且还必须具有高通过量，即在使用期限内维持过滤介质两侧的压力降尽可能地低。另外，过滤介质的工作期限还不得太短，以至需要经常清洗或更换。然而，上述的性能要求往往具有彼此相反的关联性。例如，高效过滤介质所造成的压力降往往也大，这就大大限制了其通过能力和使用寿命。

非织造纤维网或布在过滤领域中的应用是已知的，这类非织造纤网包括熔喷纤网和纺粘纤网。用熔喷纤网制成的过滤介质，由于其纤维细、柔顺性好，导致纤维聚集成致密、孔小的纤网，往往过滤效率高。但是，熔喷纤网不具有充足的物理性能，其中包括抗张、撕裂和顶破性能，而且用这种纤网制成的过滤介质，其使用寿命不足以满足某些用途的要求。与熔喷纤网比较，纺粘纤网含有物理性能强的粗大、高度连续的纤维或长丝。典型地说，纺粘纤维的分子取向度比熔喷纤维高，而且据信由这种纤维制成的纺粘纤网之所以物理性能较强正是由于纺粘纤维的分子取向度较高造成的。然而与熔喷纤维不同，纺粘纤维不能自动地互相粘附，故纤网需要在单独的粘合过程中进行粘合才能获得物理内聚力和整体性。传统的粘合方法，如轧光机粘合，将纤网压实还沿整个纤网面积施加了许多不连续的粘合区域，从而减少了纺粘纤网的有效过滤面积和使用期限。

如同过滤技术中所知道的，过滤效率的主要决定因素之一是过滤介质在维持操作上足够的流率的同时，机械地截留脏物的能力。过滤介质的膨松或一定的厚度能促进在其间隙空间或孔内机械截留脏物的作用，而不妨碍滤液的流动。这种过滤过程在技术上被称做“深度过滤”。与深度过滤介质不同，扁平的“表面过滤”介质，诸如薄膜过滤介质和熔喷纤维过滤介质，必须将脏物积攒在其表面，结果很快使所有可供流动的通路或孔隙堵塞并造成过滤介质两侧压力降的升高。曾经做过许多旨在生产具有深度过滤和高过滤效率相结合性能的过滤介质的努力。此类尝试当中的一种是提供具有至少两种不同孔隙率的非织造纤网组成的层合构造过滤介质。层合过滤介质具有沿其深度的孔隙率梯度，这种构造改进了过滤效率，同时通过趁大颗粒未及到达较小孔隙之前便将其截留，从而防止过早出现堵孔失效。

如能提供既具有长使用期限又有强物理性能的高效过滤介质，则将是很理想的。另外，如能提供一种高度适应和灵活的过滤介质成形方法，此方法能生产出适用于有不同粒径分布和/或不同流动特性之滤液的孔径与孔密度均有变化、过滤性能最佳的介质，则将是很理想的。

发明概述

根据本发明，提供了一种用于滤除流体中颗粒的膨松过滤介质，它包含由卷曲纤维组成的非织造纤网，此卷曲纤维选自纺粘纤维和短纤维，其中过滤介质的密度为约0.005g/cm³～约0.1g/cm³。还提供了一种尤其适合滤除流体中颗粒之用的膨松非织造过滤介质，它含有由卷曲双组分纺粘纤维组成的纤网，其中该介质的密度为约0.005g/cm³～约0.1g/cm³，纺粘纤维平均直径为约10μm～约50μm。此外，本发明提供一种生产膨松纺粘纤维过滤纤网的方法，该方法包括下列步骤：熔融纺制纺粘纤维；将纤维拉伸；将纤维卷曲；将拉伸、卷曲纤维铺在成形表面形成纤网；以及将纤网粘合，其中纤网密度为约0.005g/m³～约0.1g/cm³。

此使用寿命长且过滤效率高的膨松过滤介质极为适合用于滤除含于流体中的颗粒，例如作为变速箱流体、液压流体、游泳池水及金属加工、金属成形和金属轧制的冷却油或切削流体，空气中的颗粒等过滤的过滤介质。

附图简述

图1是用于生产本发明过滤介质的双组分纺粘纤网成形过程示意图。

图2和3表示分别放大27和22倍的两种双组分纺粘过滤介质实例的显微照片。

发明详述