具有精細纖維過濾介質的非褶皺管狀深度過濾器制造技術

深度過濾介質的管形式的非褶皺深度過濾元件被提供了。板的多個纏繞層，其中一些包括精細纖維，被采用。深度過濾元件對液體過濾應用具有特殊應用。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術大致涉及深度過濾器，并且更具體涉及在這種深度過濾器中采用的ー種或多種深度介質的非褶皺管。
技術介紹
諸如液體流和氣體流(例如，氣流)的流體流通常攜帯固體顆粒和不期望的液滴，它們通常是被夾帶于流體流中的不期望的污染物。過濾器通常用于從流體流去除這些顆粒中的ー些或全部。包括使用靜電紡エ藝形成的精細纖維的過濾介質也已公知。這樣的現有技術包 括題為 “Filter Material Construction and Method” 的美國專利 No. 5，672，399 ;題為 “Cellulosic/Polyamide Composite” 的美國專利公開文獻 No. 2007/0163217 ；題為“Filtration Medias, Fine Fibers Under IOONanometers, And Methods” 的美國專利公開文獻 No. 2009/0199717 ;題為 “Integrated Nanofiber Filter Media” 的美國專利公開文獻 No. 2009/0266759 ;題為 “Filter Media Having Bi-Component Nanofiber Layer，，的美國臨時專利申請 No. 61，047，455 ;題為 “Expanded Composite Filter Media IncludingNanofiber Matrix and Method”的美國臨時專利申請No. 61/308, 488號；以及題為“Compressed Nanofiber Composite Media” 的美國臨時專利申請 No. 61/330，462,這些現有技術的全部公開內容通過在此引用被包含于此。通常，這種精細纖維已經被配置在表面加載應用中。有文獻提議使用包括疏松織物和納米纖維的可替代層的過濾介質的單一褶皺板形式的梯度深度介質，例如在授予Kahlbaugh等人的美國專利No. 6，521，321中。然而授予Kahlbaugh的’321專利建議了應用于液體過濾的可能性，它通過示例證實了并且在說明書中主要集中于空氣或氣體過濾(例如艙室空氣，發動機空氣，煙氣)。此外，深度過濾被局限于板自身的深度，因為它通常與褶皺結構相關聯進行討論。此外，相信以前的精細纖維(尤其是電紡纖維)大概沒有應用于液體應用，由于液體動量以及粘度的存在，具有推動顆粒使之穿過這種精細纖維層的趨勢。相信這種精細纖維已經典型地被采用于空氣過濾應用中。
技術實現思路
本專利技術提供有關非褶皺深度過濾器的改進，其中精細纖維可被配置在深度介質的管內。利用在這里相對于精細纖維的結構和覆蓋度描述的技術，一些實施例雖然不是被排外性地限制但對對液體過濾具有特殊應用。根據ー個專利技術方面，一種過濾元件包括介質厚度至少約1/4厘米的深度介質的非褶皺管。深度介質包括載體纖維和精細纖維。所述載體纖維的平均尺寸大于約600納米；所述精細纖維被所述載體纖維承載，平均尺寸小于800納米，載體纖維和精細纖維之間的一定比例被提供，其中精細纖維的尺寸最多為所述載體纖維的四分之一。例如，電噴或電紡纖維可提供精細纖維。但是，更小的精細纖維是更優選的并且具有好處，使用可具有小于500納米并且更優選地小于250納米(并且最優選小于100納米)的直徑的電紡精細纖維是本專利技術的ー個方面。在許多實施例中并且根據另ー專利技術方面，采用精細纖維的板的多個至少部分層疊的纏繞層被使用。例如，過濾元件可包括第一過濾介質板，所述第一過濾介質板包括至少ー個襯底和沉積于其上的至少ー層精細纖維，所述板至少部分地繞自身纏繞，以在深度介質的整個深度上形成多層所述第一過濾介質板。在纏繞實施例中有用的ー個特殊板是多層復合物。第一過濾介質板可包括由在所述第一過濾介質板中層疊在一起的多個稀松織物層和精細纖維的多個精細纖維層構成的復合介質。所選精細纖維層在所述第一過濾介質板內被稀松織物間隔開并且分離。過濾介質板自身可具有至少約5，000km/m2的平均尺寸小于500納米的電紡精細纖維的覆蓋度，并且根據不同實施例優選更高。 根據測試，第一過濾介質具有與用于預選的過濾應用的微玻璃過濾介質基本上相對等或更高的過濾效率。因此，它可用作微玻璃過濾介質的替代物并且整個從過濾結構消除微玻璃，在滿足合適的應用流動/壽命要求的同時提供高效率。另ー優選特征是提供以千米每平方米計算的納米纖維的高線性覆蓋度，這可在單個纏繞層或板或在元件的整個深度上實現(平方米在平均直徑上測量)。例如，深度介質在至少0. lg/m2的深度上可具有所承載的精細纖維的覆蓋度，并且該覆蓋度至少約10，OOOkm/m2 ;并且更優選地，在至少0. 5g/m2的深度上可具有所承載的精細纖維的覆蓋度，并且該蓋度至少約50，000km/m2,并且最優選在至少I. Og/m2的深度上具有所承載的精細纖維的覆蓋度，并且該覆蓋度至少約100，000km/m2。根據可引入上述特征的另ー專利技術專利技術方面，一種過濾元件包括介質厚度至少約1/4厘米的深度介質的非褶皺管。所述深度介質包括載體纖維和精細纖維，所述載體纖維的平均尺寸至少約3微米；以及所述精細纖維被所述載體纖維承載的平均尺寸小于800納米。其它的專利技術方面指向方法。例如，一種制造過濾元件的方法可包括從包括聚合物的溶液和處于電壓差作用下的溶劑電紡平均尺寸小于800納米的精細纖維；在載體纖維的襯底上沉積所述精細纖維，所述載體纖維具有至少3微米的平均尺寸；以及將所述載體纖維的襯底和所述精細纖維纏繞成厚度至少1/2厘米的深度介質。該方法可可選地采用如上面討論的更小的載體纖維，精細纖維和載體纖維之間的尺寸比為4:1或更高。本專利技術的其它方面、目的及優點將從下面結合附圖給出的詳細描述中變得更加清Ah, O附圖說明結合到說明書中并形成說明書的一部分的附解了本專利技術的多個方面，并與相關描述一起用于解釋本專利技術的原理。在附圖中圖I是本專利技術的優選實施例的局部剖面的透視圖，示意出使用四個所選非織造纖維卷在四エ位纏繞機中制造的多層重疊的過濾元件，其中至少ー卷采用具有精細纖維的過濾介質；圖IA是采用圖I的過濾介質的過濾元件的透視圖，具有為過濾應用配置的可選的支撐芯和端蓋；圖2是示意正在空心軸上形成的圖I的多層重疊的無芯過濾元件的剖視圖；圖3是用于制造圖I的過濾元件的機器的三個エ位的示意性俯視圖；圖4是多層重疊的過濾元件的局部示意性剖視圖，示意性示出內纏繞層采用了板，所述板在板內具有多個連續的襯底和精細纖維層；圖4A是從圖4的虛線圓中提取的圖4的剖面的放大圖，更好地示意出所述板在板內具有多個連續的襯底和精細纖維層，相對厚度和結構僅僅是為說明目的而示意的，沒有按比例，帶附近被放大了以示出帶之間的縫隙(雖然實際上相鄰的帶和纏繞層是彼此接觸的)；圖5示意出類似于圖I的多層重疊的過濾元件的實施例，也沒 有按比例，另外采用了沿著最內部纏繞層布置的內部層；圖6是示出圖5的夾層如何被纏繞的示意性圖示；圖7是透視圖和剖面圖形式示出的采用精細纖維的深度過濾元件的可選實施例，所述精細纖維采用蝸旋(非螺旋)纏繞層，過濾介質板是全長度過濾介質板(與過濾元件的軸向長度相同的寬度);圖8是用于形成采用精細纖維的深度過濾元件的示意形式示出的制造系統本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T·B·格林，L·李，J·A·克羅格，
申請(專利權)人：克拉考公司，
類型：
國別省市：