纖維網及其制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是中國專利申請No. 201080027225. 6的分案申請，該母案的申請日是2010 年6月17日，發明名稱為"具有高容塵量的可形成瓦楞的纖維網"。
技術領域
[0002] 本發明一般涉及過濾，并且更具體地，涉及具有高容塵量并且可用于過濾元件中 的可形成瓦楞的纖維網。
【背景技術】
[0003] 過濾元件可在多種應用中用來除去污染物。這樣的元件可包括纖維網。纖維網提 供允許流體（例如，氣體、液體）流過元件的多孔結構。在流體中包含的污染物顆粒可被截 留在纖維網上。取決于應用，纖維網可設計為具有不同的性能特性。
[0004] 纖維網可使用常規設備來制造。在制造過程中，纖維可在連續過程中鋪設以生產 網。這導致具有"縱向"（machine direction)和垂直于縱向的"橫向"（cross-machine direction)的纖維排列和纖維網，所述縱向定義為其中網沿加工設備移動的方向。由于纖 維排列，除其它影響以外，纖維網沿縱向的性質可不同于沿橫向的性質。
[0005] 在一些應用中，增加纖維網的有效表面積可能是有利的。例如，可使纖維網 形成波形以增加表面積。如果這樣的波紋沿纖維網的縱向延伸，則其一般稱作褶皺 (corrugation)。如果波紋沿橫向延伸，則其被稱作"瓦楞（flute)"。波紋狀纖維網可與背 襯層結合以形成流體可流過的通道。一些過濾元件構造可利用通過使用有瓦楞的網或通過 使用有褶皺的網提供的通道和增加的表面積。網的縱向和橫向性質可在其用于特定構造的 適用性方面發揮作用。
[0006] 對于多種應用，使過濾介質的容塵量增加可能是有利的。此外，對于一些應用，過 濾介質可制造為具有低的厚度。然而，在制造過濾介質中，當保持孔徑和效率時，在過濾介 質具有高的容塵量和低的厚度之間可能存在權衡。

【發明內容】

[0007] 本文描述具有高容塵量的可形成瓦楞的纖維網。
[0008] 在一個方面中，提供一種纖維網。所述纖維網具有縱向和橫向。所述纖維網包括 沿橫向延伸的一系列瓦楞。所述纖維網具有大于約3mg/cm 2的容塵量和小于約30密爾的 厚度。
[0009] 在一個方面中，提供一種纖維網。所述纖維網具有大于約2%的縱向拉伸伸長率、 大于約2%的橫向拉伸伸長率、大于約3mg/cm 2的容塵量和小于約30密爾的厚度。
[0010] 在一個方面中，提供一種制造纖維網的方法。所述方法包含形成纖維混合物；形成 樹脂配制物；以非壓縮的方式向所述纖維混合物添加所述樹脂配制物，然后干燥所述纖維 混合物；和干燥具有所述樹脂配制物的所述纖維混合物以形成纖維網。所述纖維網能夠通 過包括沿橫向延伸的一系列瓦楞而具有瓦楞。所述纖維網具有大于約3mg/cm 2的容塵量， 并且所述纖維網具有小于約30密爾的厚度。
[0011] 在一個方面中，提供一種過濾流體的方法。所述方法包括使用包括纖維網的過濾 元件過濾流體。所述纖維網包括沿橫向延伸的一系列瓦楞。所述纖維網具有大于約3mg/ cm2的容塵量和小于約30密爾的厚度。
[0012] 本發明的其它方面、實施方案、優點和特征將從以下詳細描述變得明顯。
【附圖說明】
[0013] 附圖無意于按比例繪制。在附圖中，各圖中圖示的每個相同或接近相同的組件用 相同的標記來表示。為了清楚起見，可能不是每個部件都在每個圖中標出。在附圖中：
[0014] 圖1描繪根據一些實施方案的具有沿橫向延伸的瓦楞的纖維網；
[0015] 圖2描繪根據一些實施方案的用于利用樹脂涂覆纖維網的涂覆方法；
[0016] 圖3描繪根據一些實施方案的層合到背襯并卷繞成螺旋狀的瓦楞纖維網；
[0017] 圖4描繪根據一些實施方案的兩個纖維網實例的Palas過濾性能的圖，其顯示累 積灰塵重量與壓降的變化。
【具體實施方式】
[0018] 本文描述的纖維網可以并入過濾介質和過濾元件中。纖維網可以呈現高的容塵 量。此外，纖維網可以呈現低的厚度。纖維網可以通過使用一般的非壓縮涂覆過程（例如， 幕涂法）用樹脂涂覆濕法纖維的混合物來形成。網也可以足夠柔性和/或可變形，以使他 們可以被加工為包括沿網橫向延伸的一系列波紋（也稱作瓦楞），而不使網明顯開裂或撕 裂。瓦楞增加網的有效表面積，這可增強過濾性能。瓦楞還提供網表面分離，其可在得到的 過濾元件內形成流體可以流過其中的通道。例如，通道可以形成在有瓦楞的纖維網與施加 到網的背襯之間。如下文進一步描述的，纖維網可包括多種組分（例如，不同的纖維類型、 樹脂），所述組分根據合適的過程來選擇和組合，以賦予期望的高容塵量、低厚度和機械性 質。網可以并入用于多種應用的各種類型的過濾元件中，尤其是包括得益于容塵量增加的 那些。
[0019] 纖維網可以由一種或更多種類型的纖維與樹脂配制物形成，以提供機械和化學性 質。如下文進一步描述的，樹脂配制物可以包括若干組分，包括樹脂、交聯劑和其它添加劑。 然而，在一些實施方案中，添加劑可以和樹脂配制物分開提供到纖維網。
[0020] 在一些情況下，纖維（一種或多種）可以是纖維網的主要成分。也就是說，在這些 情況下，總纖維重量百分數可以大于網中任何其它組分的重量百分數。例如，纖維組分（一 種或多種）可以占纖維網總重量的約50%至約95%。在一些實施方案中，纖維占纖維網重 量的約55%至約90% (例如，約60%至約85%)。在某些實施方案中，樹脂配制物可以包 括纖維網的非纖維組分（一種或多種）的剩余部分。在一些實施方案中，樹脂配制物占纖 維網總重量的約1%至約50%。在一些實施方案中，樹脂配制物占纖維網重量的約5%至約 45% (例如，約20%至約40%)。
[0021] 應理解，在一些實施方案中，纖維網可以包括上文指出的范圍以外的纖維組分 (一種或多種）和/或樹脂配制物。
[0022] 一般地，纖維網的纖維組分（一種或多種）可以由任何合適的組成來形成。合適 的組成包括纖維素、合成材料和玻璃。如下文進一步描述的，可優選使用纖維素纖維作為纖 維網中的單一纖維組成；但是，在其它情況下，可以使用不同纖維組成的共混物。
[0023] 合適的纖維素纖維組成包括軟木纖維、硬木纖維及其組合。軟木纖維素纖維的實 例包括源自于松樹、雪松、高山冷杉、花旗松和云杉樹的木材的纖維。硬木纖維素纖維的實 例包括源自于桉樹（例如，尾巨桉（Grandis))、楓樹、樺樹以及其它落葉樹的木材的纖維。
[0024] 合適的合成纖維包括由芳香聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚酯（例 如，PET)、來塞爾纖維（lyocell)、人造纖維及其組合形成的纖維。應理解，也可使用其它類 型的合成纖維。也可使用多種合成纖維構造。在一些實施方案中，合成纖維可以具有單一 組成；或者在其它實施方案中，合成纖維可以具有多種組成。也就是說，單個合成纖維在一 些實施方案中可以具有單一組成；或者在其它實施方案中，單個合成纖維可以具有多種組 成。當纖維具有多種組成時，纖維可以稱作多組分纖維。多組分纖維的一個實例是包括第 一材料和第二材料的雙組分纖維。多組分纖維的組分可以具有其組分的多種空間排列，包 括芯-鞘構造（例如，第一材料可以是圍繞為核材料的第二材料的鞘材料）、并排構造、分段 的盤狀排列、三瓣式排列（例如，第一材料可以在葉瓣的尖端）以及一種組分的局部區域化 于另一組分中的排列（例如，"海中島"）。
[0025] 合適的玻璃纖維可以包括短切原絲玻璃纖維或微玻璃纖維。
[0026] 如上文指出的，纖維網可以包括一次纖維類型，在這些實施方案的一些中，纖維素 纖維可以是一次纖維類型。在一些實施方案中，網中所有的纖維均可以都是纖維素纖維。在 一些實施方案中，纖維網可以包括約50至約95重量百分數的纖維素纖維。在一些實施方 案中，纖維網可以包括約55至約90重量百分數（例如，60至85重量百分數）的纖維素纖 維。在這些實施方案的一些中，網內的纖維素纖維可以包括軟木和硬木纖維兩者。例如，纖 維網可以包括約0至約95重量百分數（如30至60重量百分數，或35至50重量百分數） 的軟木以及約〇至約95重量百分數（例如，20至40重量百分數，或25至35重量百分數） 的硬木。應理解，一些實施方案可以包括在上文指出的范圍以外的纖維組成和重量百分數。 在一些情況下，纖維素纖維可以自然吸收水至一定的百分數（如纖維重量的3-5% )。
[0027] 一般地，纖維素纖維可以具有任意合適的尺寸。在一些實施方案中，纖維素纖維的 平均直徑小于約50微米。例如，平均纖維直徑可以為約5微米至約50微米。軟木和硬木 纖維素纖維的一般尺寸可以根據獲得纖維素纖維的樹的類型變化。軟木纖維素纖維的直徑 一般可以小于約50微米，約10微米至約40微米，或者約20微米至約30微米。軟木纖維 素的長徑比可以為約10至約300、約20至約200或約30至約50。硬木纖維素纖維的直徑 一般可以小于約50微米，約5微米至約50微米，或約10微米至約20微米。在一些實施方 案中，硬木纖維素的長徑比可以為約10至約300、約20至約200或約30至約60。
[0028] 纖維網可以包括多于一種類型的纖維，例如纖維素纖維與合成纖維的共混物。在 一些情況下，纖維素纖維的重量百分數可以大于合成纖維的重量百分數。在其它情況下，合 成纖維的重量百分數可以大于纖維素纖維的重量百分數。在一些實施方案中，主要的纖維 類型可以是合成纖維，例如，纖維網總重量的約50 %至約95 %、約55 %至約90 %、約60 %至 約85%可以是合成纖維。在一些實施方案中，網中所有的纖維都可以是合成的。
[0029] 除纖維組分（一種或多種）以外，纖維網包括適當的樹脂配制物。如上文指出的， 樹脂配制物可以包括多種不同的組分如樹脂，和交聯劑，以及其它添加劑。在一些實施方 案中，樹脂配制物可以為纖維網總重量的約1%至約50%、約5%至約45%或約20%至約 40%〇
[0030] 樹脂一般是樹脂配制物的主要組分。也就是說，樹脂一般是樹脂配制物以重量計 的最大組分。在一些情況下，樹脂可以是為纖維