本實施方案一般涉及多層過濾介質(zhì)，具體地，涉及具有增強(qiáng)的物理和/或性能特征的多層過濾介質(zhì)。

背景技術(shù)：

過濾元件可用于在各種應(yīng)用除去污染物。這樣的元件可包括可以由纖維網(wǎng)形成的過濾介質(zhì)。纖維網(wǎng)提供允許流體(例如，氣體、液體)流過介質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)。包含在流體內(nèi)的污染物顆粒(例如，灰塵顆粒、煤煙顆粒)可以被捕獲在纖維網(wǎng)上或纖維網(wǎng)中。根據(jù)應(yīng)用，過濾介質(zhì)可以被設(shè)計為具有不同的性能特征。

在一些應(yīng)用中，過濾介質(zhì)可包括多個層。雖然存在許多的多層過濾介質(zhì)，但是介質(zhì)內(nèi)的層的物理和/或性能特征(例如強(qiáng)度、空氣阻力、效率和高容塵量)的改進(jìn)將是有益的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

提供了具有增強(qiáng)的物理和/或性能特征的多層過濾介質(zhì)，以及與其有關(guān)的相關(guān)制品、部件和方法。在一些情況下，本申請的主題涉及相關(guān)產(chǎn)品、特定問題的替代解決方案和/或結(jié)構(gòu)和組合物的多種不同用途。

在一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含第一多根纖維的第一層，其中第一層具有第一平均流量孔徑。過濾介質(zhì)還包括包含第二多根纖維的第二層，所述第二多根纖維的平均纖維直徑小于或等于約2微米，其中第二層具有第二平均流量孔徑，并且其中第二層的表面被改性為親水的或疏水的。過濾介質(zhì)還包括包含第三多根纖維的第三層，其中第三層具有第三平均流量孔徑。第一平均流量孔徑和第三平均流量孔徑中的每一個高于第二平均流量孔徑，并且第二層位于第一層和第三層之間。

在另一個實施例中，過濾介質(zhì)包括包含第一多根纖維的第一層。過濾介質(zhì)還包括包含第二多根纖維的第二層。過濾介質(zhì)還包括包含纖維素纖維的第三層，其中第三層的透氣率大于或等于約400L/m²秒且小于或等于約2000L/m²秒，并且馬倫脹破強(qiáng)度(Mullen Burst strength)大于或等于約200kPa且小于或等于約500kPa。第二層位于第一層和第三層之間。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含第一多根纖維的第一層和包含第二多根纖維的第二層。過濾介質(zhì)還包括第三層，所述第三層的透氣率大于或等于約400L/m²秒且小于或等于約2000L/m²秒，并且馬倫脹破強(qiáng)度大于或等于約200kPa且小于或等于約500kPa。過濾介質(zhì)還包括第四層，所述第四層的透氣率大于或等于約1000L/²秒且小于或等于約12,000L/²秒，基重大于或等于約5g/m²且小于或等于約70g/m²，厚度小于或等于約0.5mm。第二層和第四層位于第一層和第三層之間，并且第四層位于第二層和第三層之間。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含第一多根纖維的第一層，其中第一層具有第一透氣率和第一平均流量孔徑。過濾介質(zhì)還包括包含第二多根纖維的第二層，其中第二層具有第二透氣率和第二平均流量孔徑。過濾介質(zhì)還包括包含第三多根纖維和多個穿孔的第三層。第一透氣率高于第二透氣率和/或第一平均流量孔徑大于第二平均流量孔徑。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含多根纖維的第一層。過濾介質(zhì)還包括包含纖維素纖維和多個穿孔的第二層。

在另一個實施方案中，過濾介質(zhì)包括包含第一多根纖維的第一層，其中第一多根纖維是通過熔噴法或離心紡法形成的合成纖維，其中第一多根纖維的平均纖維直徑大于約1.5微米。過濾介質(zhì)還包括包含第二多根纖維的第二層，其中第二多根纖維是通過熔噴法或離心紡法形成的合成纖維，并且其中第二多根纖維的平均纖維直徑小于或等于約1.5微米。過濾介質(zhì)還包括包含第三多根纖維的第三層，其中第三多根纖維包含纖維素纖維。第二層位于第一層和第三層之間。

在另一組實施例中，提供了形成過濾介質(zhì)的方法。所述方法包括提供包含多根纖維的第一層。所述方法還包括提供包含纖維素纖維和多個穿孔的第二層。所述方法還包括將第一層和第二層組合。

從結(jié)合附圖考慮的本發(fā)明的各種非限制性實施方案的以下詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其他優(yōu)點和新特征將變得明顯。在本說明書和通過引用并入的文件包括沖突和/或不一致的公開內(nèi)容的情況下，以本說明書為準(zhǔn)。如果通過引用并入的兩個或更多個文件包括彼此相沖突和/或不一致的公開，則以具有較晚生效日期的文件為準(zhǔn)。

附圖說明

將參考附圖通過實例來描述本發(fā)明的非限制性實施方案，附圖是示意性的并且不旨在按比例繪制。在圖中，所示的每個相同或幾乎相同的部件通常由單個數(shù)字表示。為了清楚起見，當(dāng)說明對于使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明來說不必要時，并非每個部件都在每個圖中標(biāo)出，也未標(biāo)出本發(fā)明的每個實施方案的每個部件。在附圖中：

圖1是示出根據(jù)一組實施方案的過濾介質(zhì)的橫截面的示意圖；

圖2是示出根據(jù)一組實施方案的過濾介質(zhì)的橫截面的示意圖；

圖3A-B是示出根據(jù)一組實施方案的包括穿孔的過濾介質(zhì)的橫截面和穿孔的橫截面的示意圖；

圖4是示出根據(jù)一組實施方案的穿孔的不同圖案的示意圖；以及

圖5A-B是(A)示出第二層的橫截面的示意圖和(B)示出根據(jù)一組實施方案的過濾介質(zhì)的橫截面的示意圖。

發(fā)明詳述

本文描述了過濾介質(zhì)。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可包括多個層。每個層可以被設(shè)計成在過濾介質(zhì)中具有不同的功能。例如，可以提供第一層用于改善容塵量，第二層用于改善流體(例如油/水)和/或顆粒分離效率，第三層用于向介質(zhì)提供支撐和強(qiáng)度。通過將層設(shè)計為具有不同的主要功能，可以優(yōu)化每個層以增強(qiáng)其功能，而基本上不會不利地影響介質(zhì)的另一層的性能。如本文所述，過濾介質(zhì)可特別地非常適用于涉及過濾燃料、空氣和潤滑油的應(yīng)用，然而介質(zhì)也可用于其他應(yīng)用(例如，液壓應(yīng)用)中。

圖1中示出了包括多個層的過濾介質(zhì)的實例。如圖1所示，以橫截面示出的過濾介質(zhì)10可包括第一層15、第二層20和第三層25。如上所述，介質(zhì)的每個層可以被設(shè)計用于特定的主要目的。例如，在一組實施方案中，第一層可用于賦予介質(zhì)良好的容塵特性，第二層可以用作效率層，并且第三層可用于向介質(zhì)提供支撐和強(qiáng)度。在一些實施方案中，第二層可具有被改性為親水的或疏水的以賦予流體(例如油/水)分離效率特征的至少一個表面。在一些這樣的實施方案中，第二層還可包含第二多根纖維，并且可具有低于第一多根纖維和/或第三多根纖維的平均流量孔徑和/或透氣率的平均流量孔徑和/或透氣率，如賦予顆粒分離效率特性的層所期望的。第三層可以向介質(zhì)提供支撐和強(qiáng)度，同時具有相對高的透氣率，因此基本上不影響穿過介質(zhì)的阻力。

在一些實施方案中，如下文更詳細(xì)描述的，與不存在這樣的層相比，第二層可用于提供高效率的顆粒分離和/或增加的流體分離效率。在一些實施方案中，可以通過具有表面改性的第二層實現(xiàn)增加的流體分離，所述表面改性使第二層的至少一個表面有利地與過濾流體中的一種或多種組分(例如分散的流體相、表面活性劑、膠束、乳液穩(wěn)定劑)相互作用。還可以通過包括相對小的纖維直徑，具有相對小的平均流量孔徑和/或具有相對低的滲透性的第二層來提高效率。在某些實施方案中，第二層的表面改性、纖維直徑、平均流量孔徑和/或滲透性的選擇可以導(dǎo)致待分離的流體(例如水、液壓流體、油)聚結(jié)成可以容易地從過濾流體(例如，液壓流體、燃料、水、空氣)分離的液滴。在另一些實施方案中，該層可以被配置成有效地脫落液滴。在一些實施方案中，如本文所述的第二層可特別適合于除去具有相對低的界面張力的液滴。在某些實施方案中，第二層可特別適合于從過濾流體中除去具有相對小直徑的液滴。

在某些實施方案中，本文所述的過濾介質(zhì)或過濾元件不需要過濾介質(zhì)的單獨的階段，其中每個階段用于不同的目的，例如顆粒分離、聚結(jié)和/或脫落。例如，單個過濾介質(zhì)可包括具有這些功能(顆粒分離、聚結(jié)和/或脫落)中的兩種或更多種的一個或更多個層。然而，在另一些實施方案中，可包括不同的介質(zhì)階段。

此外，在某些實施方案中，利用表面改性和/或?qū)⒔橘|(zhì)設(shè)計為具有某些纖維尺寸、特定的平均流量孔徑范圍和/或特定的滲透性范圍可使可能不利地影響過濾的某些用于聚結(jié)的常規(guī)材料(例如，微玻璃纖維)從過濾介質(zhì)中減少或消除。例如，在本文所述的一些實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或更多個層(例如，第二層)和/或整個過濾介質(zhì)或裝置可基本上不含玻璃纖維?；旧喜缓ＡЮw維的過濾介質(zhì)和裝置對于某些應(yīng)用(例如，燃料-水分離)可能是有利的，因為玻璃纖維可脫落和浸出鈉離子(例如，Na⁺)，這可能會導(dǎo)致物理磨損和皂的形成。

不希望受理論約束，認(rèn)為有效地聚結(jié)分散的流體的能力至少部分是由于本文所述的表面改性和使用具有相對小的纖維直徑的纖維的組合，其可導(dǎo)致第二層相對小的平均流量孔徑和/或低滲透性。相對小的平均流量孔徑和/或低滲透性可周以通過在過濾流體上施加高剪切應(yīng)力來起始聚結(jié)。高剪切應(yīng)力可能破壞過濾流體中待分離流體的穩(wěn)定性，例如通過破壞使過濾流體中待分離流體穩(wěn)定的組分(例如，表面活性劑)。這種聚結(jié)可以使用如下面更詳細(xì)描述的表面改性層用相對低的穿過介質(zhì)的阻力來實現(xiàn)。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在本文所述的某些實施方案的上下文中，表面改性和相對小的平均流量孔徑和/或低滲透性的組合允許實現(xiàn)充分的聚結(jié)而不增加第二層和/或整個過濾介質(zhì)的阻力。不希望受任何理論約束，認(rèn)為表面改性使過濾流體的組分(例如待分離流體和/或使待分離流體穩(wěn)定的組分)有利地與表面相互作用，使得表面張力增加。過濾流體的組分和表面之間的增加的表面張力使得待分離流體(例如，通過破壞穩(wěn)定組分)優(yōu)先與表面締合。優(yōu)先締合降低了迫使過濾流體通過第二層所需的總能量，從而降低了由相對小的孔徑引起的阻力。例如，在其中過濾流體是燃料-水乳液的實施方案中，經(jīng)改性成具有帶電荷的親水表面的第二層可優(yōu)先與過濾流體中帶負(fù)電荷的表面活性劑相互作用，所述表面活性劑使乳液中的水穩(wěn)定，從而進(jìn)一步破壞表面活性劑使流體穩(wěn)定的能力(例如，破壞膠束結(jié)構(gòu))。在過濾流體中待分離流體的穩(wěn)定性被破壞之后，可能在能量上有利于待分離流體與第二層的表面相互作用并且聚結(jié)。

具有表面改性和相對小的平均流量孔徑和/或低滲透性的第二層的實例示于圖5A中。如圖5A所示，第二層100具有經(jīng)材料105改性的表面。在一些實施方案中，第二層可以被改性以改變和/或增強(qiáng)第二層的至少一個表面相對于特定流體的潤濕性。例如，在一些實施方案中，表面改性可改變和/或增強(qiáng)第二層的至少一個表面的親水性。在一個實例中，相對疏水的第二層的表面可以被親水材料(例如，帶電材料、不帶電的親水材料、有機(jī)親水材料)改性，使得改性表面是親水的。在一些這樣的情況下，第二層可具有經(jīng)改性的親水的表面(例如上游表面)和未經(jīng)改性的疏水的表面(例如下游表面)。在另一些情況下，第二層的上游表面和下游表面可以被改性為親水的?；蛘?，在某些實施方案中，相對親水的第二層的表面可以被疏水材料改性，使得經(jīng)改性的表面是疏水的。

在某些實施方案中，層(例如，第二層)的上游表面和下游表面二者均被改性。在另一些實施方案中，整個層(例如，第二層)被改性。雖然可以使用其他表面改性技術(shù)，但是在某些實施方案中，使用化學(xué)氣相沉積來使層改性。例如，層(例如，第二層)可包括化學(xué)氣相沉積涂層。

不管表面是否被改性成親水的或疏水的，通常，第二層的至少一個表面可以被改性成對待分離流體潤濕。在一些實施方案中，第二層的至少一個表面可以被改性以增強(qiáng)其相對于特定流體的潤濕性。例如，可以將水接觸角為60°的親水表面改性成水接觸角為15°。在另一個實例中，可以將水接觸角為100°的疏水性表面改性成水接觸角為150°。

在一些實施方案中，如圖5B所示，以橫截面示出的過濾介質(zhì)120可包括第一層125、第二層130、在第二層的表面上的材料135(例如，親水材料、疏水材料)和第三層140。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可包括一個或更多個任選層145。在一些實施方案中，任選層可以用作基本上阻擋待分離流體的液滴傳輸?shù)牧黧w分離層。也就是說，可以抑制一定尺寸的液滴流過分離層并與過濾流體分離。在一些實施方案中，第二層可以使流體液滴的至少一部分聚結(jié)，使得液滴具有在分離層處分離所需的尺寸。在某些實施方案中，第二層可以使流體液滴的至少一部分聚結(jié)，使得聚結(jié)的液滴能夠在第二層處分離(例如，通過重力)。在一些實施方案中，一個或更多個任選層可以在聚結(jié)層的上游和/或下游。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)120可以是可包括超過一過濾介質(zhì)的過濾裝置的一部分。例如，在一些情況下，過濾介質(zhì)120的主要目的可以是從過濾流體中除去顆粒，并且過濾介質(zhì)120可以與設(shè)計用于流體分離的第二過濾介質(zhì)組合。在一些這樣的實施方案中，過濾介質(zhì)120可用于預(yù)聚結(jié)用于在第二過濾介質(zhì)中分離的流體。在另一些實施方案中，過濾介質(zhì)120可設(shè)計成有效地從流體流中除去顆粒以及除去流體(例如，通過包括一個或多個任選層)。如下面進(jìn)一步描述的，在一些實施方案中，第三層可包括相對大的平均流量孔徑和/或高透氣率。第三層的相對大的平均流量孔徑和/或高透氣率可以通過在層中包括降低穿過該層的阻力的穿孔來實現(xiàn)。在一些實施方案中，第三層可以設(shè)計成具有相對高的透氣率和相對高的強(qiáng)度。相比之下，在一些現(xiàn)有的介質(zhì)中，可以在用作效率層的同一層中提供支撐和/或強(qiáng)度；然而，在某些實施方案中，在一個層中組合兩種功能以形成復(fù)合層可能損害每種功能的有效性。例如，對于設(shè)計成具有支撐和效率功能兩者的復(fù)合層，可能存在強(qiáng)度和過濾性能之間的折衷。例如，改變復(fù)合層的物理結(jié)構(gòu)以優(yōu)化其結(jié)構(gòu)支撐作用可能不利地影響層的透氣率和/或可能降低過濾效率。

此外，在另一些現(xiàn)有的過濾介質(zhì)和/或過濾元件中，包括非纖維支撐層(例如由線或網(wǎng)形成的層)以為過濾介質(zhì)提供額外的支撐。通常，額外的非纖維支撐層可不具有或幾乎不具有過濾性能，并且需要額外的制造步驟和/或?qū)ｉT的設(shè)備來生產(chǎn)。在一些情況下，額外層的使用可能增加制造過濾介質(zhì)和/或過濾元件的成本和/或難度。當(dāng)層旨在用于一個主要功能時，如本文的某些實施方案中所述，該層可以針對其特定功能進(jìn)行優(yōu)化，而不損害過濾介質(zhì)中其他層的功能。附加地或替代地，用于特定功能的層的優(yōu)化可以防止對具有相同功能的額外補(bǔ)充層的需要。然而，應(yīng)當(dāng)理解，某些實施方案可包括具有超過一種功能的層。

在其中層具有與另一層不同的主要功能的一些實施方案中，該層可以設(shè)計成與另一層離散。也就是說，來自一層的纖維基本上不與來自另一層的纖維混合。例如，就圖1而言，在一組實施方案中，來自第一層的纖維基本上不與第二層的纖維混合。在另一個實施方案中，第二層與至少一個相鄰層離散。例如，在一些實施方案中，來自第二層的纖維不與來自第三層的纖維和/或來自第一層的纖維混合。在某些實施方案中，第一層、第二層和第三層各自離散，使得來自一層的纖維不與任何相鄰層的纖維混合。離散層可以允許層的功能的分離。每個離散層可以被單獨地優(yōu)化，而不會不利地影響過濾介質(zhì)中的其他層。例如，在具有離散效率層和離散支撐層的過濾介質(zhì)中，支撐層可以被穿孔以改善其結(jié)構(gòu)支撐特性和透氣率，而不影響過濾效率。離散層可以通過任何合適的方法接合，包括例如層壓、熱點接合、壓延、超聲波處理或通過粘合劑，如下面更詳細(xì)描述的。

然而，應(yīng)當(dāng)理解，某些實施方案可包括相對于彼此不離散的一個或多個層。例如，主要用作容量層的第一層和主要用作效率層的第二層可以形成為復(fù)合層或多相層。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)12可包括第一層15、第二層20、第三層25和第四層30，如圖2所示。在某些實施方案中，圖2中的第一層、第二層和第三層可分別與圖1中的第一層、第二層和第三層相同。然而，其他配置是可能的，因為如下文更詳細(xì)地描述，圖2的第一層、第二層和第三層中的一個或多個可不同于圖1的那些。在一些實施方案中，第四層可以是間隔層。如圖2所示，用作間隔層的第四層可位于第二層和第三層之間，然而，應(yīng)當(dāng)理解，在另一些實施方案中，間隔層可位于其他層之間(例如，在第一層和第二層之間)。間隔層可減小剪切力(例如在打褶過程期間)，和/或可促進(jìn)更好的流動性質(zhì)。在一個實例中，間隔層可以是與第二層(例如效率層)和/或第三層(例如，支撐層)相鄰的紡粘層。

如本文所描述和在圖3A中所說明性地示出，以橫截面示出的過濾介質(zhì)13可包括第一層15、第二層20和第三層25。在該實施方案中，第三層可包括多個穿孔35，如圖3A所說明性地示出以及下面更詳細(xì)地描述的。

應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示的層的配置僅是示例性的，并且在另一些實施方案中，包括層的其他配置的過濾介質(zhì)是可能的。例如，雖然在圖1-3中以特定順序示出了第一、第二、第三(和任選地第四)層，但是在另一些實施方案中，第三層可位于第一層和第二層之間。在另一些實施方案中，第一層可位于第二層和第三層之間。在另一個實例中，一個或多個層可包括子層。例如，過濾介質(zhì)可包括具有一個或多個子層(例如，至少一個、兩個、三個或四個子層)的第一層(例如，容量層)、具有一個或多個子層(例如，一個、兩個、三個、四個子層)的第二層、第三層(例如，支撐層)和任選的第四層(例如，間隔層)。其他配置也是可能的。另外，應(yīng)當(dāng)理解，如本文所使用的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”和“第四”層是指介質(zhì)內(nèi)的不同層，并且不意味著對該層的特定功能的限制。例如，盡管在一些實施方案中“第一”層可以描述為用于增強(qiáng)容塵量的層(例如，容量層)，但是在另一些實施方案中，“第一”層可用于描述用于提高效率的層(例如，效率層)、用于提供支撐的層(例如，支撐層)或用作間隔物的層(例如，間隔層)。同樣，“第二”，“第三”和“第四”層中的每一個可以獨立地用于描述用于增強(qiáng)容塵量的層(例如，容量層)、用于提高效率的層(例如效率層)、用于提供支撐的層(例如，支撐層)或用作間隔物的層(例如間隔層)。另外，在某些實施方案中，層可具有超過一種這樣的功能。此外，在一些實施方案中，除了圖中所示的層之外，可以存在額外層(例如，“第五”層、“第六”層或“第七”層)。還應(yīng)當(dāng)理解，在一些實施方案中，并非圖中所示的所有部件都需要存在。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的一個或更多個層(或子層)可包含合成纖維。合成纖維可包括任何合適類型的合成聚合物。合適的合成纖維的實例包括短纖維、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯)、聚碳酸酯、聚酰胺(例如各種尼龍聚合物)、聚芳酰胺、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚烯烴、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇、再生纖維素(例如、合成纖維素如萊賽爾、人造絲)、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯和PVDF的共聚物、聚醚砜及其組合。在一些實施方案中，合成纖維是有機(jī)聚合物纖維。合成纖維還可包括多組分纖維(即，具有多種組成的纖維，例如雙組分纖維)。在一些情況下，合成纖維可包括可由本文所述的聚合物(例如，聚酯、聚丙烯)形成的熔噴、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡纖維。在另一些情況下，合成纖維可以是電紡纖維。過濾介質(zhì)以及過濾介質(zhì)內(nèi)的每個層(或子層)還可包含超過一種類型的合成纖維的組合。應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用其他類型的合成纖維類型。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的一個或更多個層(或子層)的合成纖維的平均直徑可例如大于或等于約0.1微米，大于或等于約0.3微米，大于或等于約0.5微米，大于或等于約1微米，大于或等于約2微米，大于或等于約3微米，大于或等于約4微米，大于或等于約5微米，大于或等于約8微米，大于或等于約10微米，大于或等于約12微米，大于或等于約15微米，或大于或等于約20微米。在一些情況下，合成纖維的平均直徑可小于或等于約30微米，小于或等于約20微米，小于或等于約15微米，小于或等于約10微米，小于或等于約7微米，小于或等于約5微米，小于或等于約4微米，小于或等于約1.5微米，小于或等于約1微米，小于或等于約0.8微米，或小于或等于約0.5微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1微米且小于或等于約5微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在一些情況下，合成纖維可以是連續(xù)的(例如，熔噴纖維、紡粘纖維、電紡纖維、離心紡纖維等)。例如，合成纖維的平均長度可大于或等于約1英寸，大于或等于約50英寸，大于或等于約100英寸，大于或等于約300英寸，大于或等于約500英寸，大于或等于約700英寸，或大于或等于約900英寸。在一些情況下，合成纖維的平均長度可小于或等于約1000英寸，小于或等于約800英寸，小于或等于約600英寸，小于或等于約400英寸，或小于或等于約100英寸。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約50英寸且小于或等于約1000英寸)。平均纖維長度的其他值也是可能的。

在另一些實施方案中，合成纖維不是連續(xù)的(例如，短纖維)。例如，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的一個或多個層(或子層)的合成纖維的平均長度可大于或等于約0.5mm，大于或等于約1mm，大于或等于約2mm，大于或等于約4mm，大于或等于約6mm，大于或等于約8mm，或大于或等于約10mm。在一些情況下，合成纖維的平均長度可小于或等于約12mm，小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約6mm，小于或等于約4mm，或小于或等于約2mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1mm且小于或等于約4mm)。平均纖維長度的其他值也是可能的。

在一組實施方案中，過濾介質(zhì)的一個或多個層可包含雙組分纖維。雙組分纖維可包括熱塑性聚合物。雙組分纖維的每種組分可以有不同的熔化溫度。例如，纖維可包括芯和鞘，其中鞘的活化溫度低于芯的熔化溫度。這使鞘在芯之前熔化，使得鞘結(jié)合至層中的其他纖維，而芯保持其結(jié)構(gòu)的完整性。芯/鞘粘合纖維可以是同軸的或非同軸的。其他示例性的雙組分纖維可包括分裂纖維式纖維(split fiber fibers)、并排式纖維(side-by-side fibers)和/或“海島”式纖維(“island in the sea”fibers)。

雙組分纖維的平均直徑可以例如大于或等于約1微米，大于或等于約2微米，大于或等于約3微米，大于或等于約4微米，大于或等于約5微米，大于或等于約8微米，大于或等于約10微米，大于或等于約12微米，大于或等于約15微米，或大于或等于約20微米。在一些情況下，雙組分纖維的平均直徑可小于或等于約30微米，小于或等于約20微米，小于或等于約15微米，小于或等于約10微米，小于大于或等于約7微米，小于或等于約5微米，小于或等于約4微米，或小于或等于約2微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約5微米且小于或等于約15微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，雙組分纖維的平均長度可大于或等于約0.5mm，大于或等于約1mm，大于或等于約2mm，大于或等于約4mm，大于或等于約6mm，大于或等于約8mm，或大于或等于約10mm。在一些情況下，雙組分纖維的平均長度可小于或等于約12mm，小于或等于約8mm，小于或等于約6mm，小于或等于約4mm，小于或等于約2mm，或小于或等于約1mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1mm且小于或等于約3mm)。平均纖維長度的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的一個或更多個層(或子層)中可包含一種或更多種纖維素纖維，如軟木纖維、硬木纖維、硬木和軟木纖維的混合物；再生纖維素纖維和機(jī)械紙漿纖維(例如，磨木漿、經(jīng)化學(xué)處理的機(jī)械紙漿和熱機(jī)械紙漿)。典型的軟木纖維包括由以下獲得的纖維：絲光南方松(例如，絲光南方松纖維或“HPZ纖維”)、北方漂白軟木牛皮漿(例如，從Robur Flash得到的纖維(“Robur Flash纖維”))、南方漂白軟木牛皮漿(例如，從不倫瑞克(Brunswick)松得到的纖維(“不倫瑞克松纖維”))或經(jīng)化學(xué)處理的機(jī)械紙漿(“CTMP纖維”)。例如，HPZ纖維可以從田納西州孟菲斯(Memphis，TN)的Buckeye Technologies公司獲得；Robur Flash纖維可以從瑞典斯德哥爾摩的Rottneros AB獲得；以及Brunswick松樹纖維可以佐治亞州亞特蘭大(Atlanta，GA)的Georgia-Pacific獲得。示例性的硬木纖維包括從桉樹獲得的纖維(“桉樹纖維”)。桉樹纖維由例如以下市售：(1)巴西Suzano的Suzano集團(tuán)(“Suzano纖維”)，(2)葡萄牙Cacia的Group Portucel Soporcel(“Cacia纖維”)，(3)加拿大魁北克Temiscaming的Tembec公司(“Tarascon纖維”)，(4)德國杜塞爾多夫(Duesseldorf)的Kartonimex Intercell(“Acacia纖維”)，(5)康涅狄格州斯坦福(Stamford，CT)的Mead-Westvaco(“Westvaco纖維”)，以及(6)佐治亞州亞特蘭大的Georgia-Pacific(“Leaf River纖維”)。

過濾介質(zhì)中的一個或更多個層(或子層)中的纖維素纖維的平均直徑可例如大于或等于約1微米，大于或等于約2微米，大于或等于至約3微米，大于或等于約4微米，大于或等于約5微米，大于或等于約8微米，大于或等于約10微米，大于或等于約15微米，大于或等于約20微米，大于或等于約30微米，或大于或等于約40微米。在一些情況下，纖維素纖維的平均直徑可小于或等于約50微米，小于或等于約40微米，小于或等于約30微米，小于或等于的平均直徑約20微米，小于于或等于約15微米，小于或等于約10微米，小于或等于約7微米，小于或等于約5微米，小于或等于約4微米，或小于或等于約2微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1微米且小于或等于約5微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，纖維素纖維可具有平均長度。例如，在一些實施方案中，纖維素纖維的平均長度可大于或等于約0.5mm，大于或等于約1mm，大于或等于約2mm，大于或等于約3mm，大于或等于約4mm，大于或等于約5mm，大于或等于約6mm，或大于或等于約8mm。在一些情況下，纖維素纖維的平均長度可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約6mm，小于或等于約4mm，小于或等于約2mm，或小于或等于約1mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1mm且小于或等于約3mm)。平均纖維長度的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的一個或更多個層可包含原纖化纖維。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的，原纖化纖維包含分枝成較小直徑原纖維的母體纖維，所述原纖維在一些情況下可進(jìn)一步分枝出甚至更小直徑的原纖維，后者的進(jìn)一步分枝也是可能的。原纖維的分枝性質(zhì)導(dǎo)致層和/或纖維網(wǎng)具有高表面積，并能增加網(wǎng)中原纖化纖維和其他纖維之間的接觸點的數(shù)目。這樣增加網(wǎng)的原纖化纖維和其他纖維和/或組分之間的接觸點可有助于提高層和/或纖維網(wǎng)的機(jī)械特性(如柔韌性、強(qiáng)度)和/或過濾性能特性。

如上所述，原纖化纖維包含母體纖維和原纖維。在一些實施方案中，母體纖維的平均直徑可小于或等于約75微米，小于或等于約60微米，小于或等于約50微米，小于或等于約40微米，小于大于或等于約30微米，小于或等于約20微米，或小于或等于約15微米。在一些實施方案中，母體纖維的平均直徑可大于或等于約10微米，大于或等于約15微米，大于或等于約20微米，大于或等于約30微米，大于等于約40微米，大于或等于約50微米，大于或等于約60微米，或大于或等于約75微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，母體纖維的平均直徑大于或等于約15微米且小于約75微米)。其他范圍也是可能的。

在一些實施方案中，原纖維的平均直徑可小于或等于約15微米，小于或等于約10微米，小于或等于約8微米，小于或等于約6微米，小于或等于約4微米，小于或等于約3微米，小于或等于約2微米，或小于或等于約1微米。在一些實施方案中，原纖維的平均直徑可大于或等于約0.2微米，大于或等于約1微米，大于或等于約2微米，大于或等于約3微米，大于或等于約4微米，大于或等于約6微米，大于或等于約8微米，或大于或等于約10微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，原纖維的平均直徑大于或等于約3微米且小于約6微米。其他范圍也是可能的。

在一些實施方案中，原纖化纖維的平均長度可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約6mm，小于或等于約5mm，小于或等于約4mm，小于或等于約3mm，或小于或等于約2mm。在某些實施方案中，原纖化纖維的平均長度可大于或等于約1mm，大于或等于約2mm，大于或等于約4mm，大于或等于約5mm，大于等于約6mm，或者大于或等于約8mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，原纖化纖維的平均長度大于或等于約4mm且小于約6mm)。其他范圍也是可能的。原纖化纖維的平均長度是指從母體纖維的一端到另一端的母體纖維的平均長度。在一些實施方案中，原纖化纖維的最大平均長度落在上述范圍內(nèi)。最大平均長度是指沿原纖化纖維(包括母體纖維和原纖維)的一個軸的最大尺寸的平均值。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在某些實施方案中，纖維和原纖維可具有上述范圍以外的尺寸。

原纖化纖維的原纖化水平可以根據(jù)許多合適的方法測量。例如，原纖化水平可以根據(jù)加拿大標(biāo)準(zhǔn)游離度(CSF)測試來測量，其由紙漿的TAPPI測試法T 227om 09游離度規(guī)定。該測試可以提供平均CSF值。在一些實施方案中，原纖化纖維的平均CSF值可在約10mL至約750mL之間變化。在某些實施方案中，在纖維網(wǎng)中使用的原纖化纖維的平均CSF值可大于或等于約10mL，大于或等于約50mL，大于或等于約100mL，大于或等于至約200mL，大于或等于約400mL，大于或等于約600mL，或大于或等于約700mL。在一些實施方案中，原纖化纖維的平均CSF值可小于或等于約800mL，小于或等于約600mL，小于或等于約400mL，小于或等于約200mL，小于或等于約100mL，或小于或等于約50mL。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，原纖化纖維的平均CSF值大于或等于約10mL且小于或等于約300mL)。其他范圍也是可能的。原纖化纖維的平均CSF值可以基于一種類型的原纖化纖維或超過一種類型的原纖化纖維。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的一個或更多個層(或子層)可包含玻璃纖維(例如，微玻璃纖維、短切玻璃纖維或其組合)。微玻璃纖維和短切玻璃纖維是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過觀察(例如，光學(xué)顯微鏡，電子顯微鏡)確定玻璃纖維是否是微玻璃纖維或短切玻璃纖維。微玻璃纖維也可具有與短切玻璃纖維的化學(xué)差異。在某些情況下，盡管不是必需的，短切玻璃纖維可以含有比微玻璃纖維的更大含量的鈣或鈉。例如，短切玻璃纖維可能會接近無堿高氧化鈣和氧化鋁的含量。微玻璃纖維可以包含10％至15％的堿(例如，氧化鈉、氧化鎂)和具有相對較低的熔點和加工溫度。該術(shù)語指用于制造玻璃纖維的技術(shù)。這樣的技術(shù)賦予玻璃纖維某些特性。一般來說，短切玻璃纖維由漏板噴絲孔(bushing tip)拉出并以類似于紡織生產(chǎn)的方法切割成纖維。短切玻璃纖維以比微玻璃纖維更受控的方式產(chǎn)生，因此，短切玻璃纖維在纖維的直徑和長度方面通常比微玻璃纖維變化小。微玻璃纖維由漏板噴絲孔拉出并進(jìn)一步經(jīng)受火焰吹制或旋轉(zhuǎn)紡(rotary spinning)工藝。在某些情況下，細(xì)微玻璃纖維可以使用重熔工藝制成。在這方面，微玻璃纖維可以是細(xì)的或粗的。如本文中所使用的，細(xì)微玻璃纖維直徑小于或等于1微米，粗微玻璃纖維直徑大于或等于1微米。

微玻璃纖維可具有小直徑。例如，在一些實施方案中，微玻璃纖維的平均直徑可小于或等于約9微米，小于或等于約7微米，小于或等于約5微米，小于或等于約3微米，或小于或等于約1微米。在一些情況下，微玻璃纖維的平均纖維直徑可大于或等于約0.1微米，大于或等于約0.3微米，大于或等于約1微米，大于或等于約3微米，或大于或等于約7微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0.1微米且小于或等于約9微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。微玻璃纖維的平均直徑分布一般為對數(shù)正態(tài)分布。然而，可以理解的是，微玻璃纖維可以以任何其他適當(dāng)?shù)钠骄睆椒植?例如，高斯分布)來提供。

在一些實施方案中，微玻璃纖維的平均長度可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約6mm，小于或等于約5mm，小于或等于約4mm，小于或等于約3mm，或小于或等于約2mm。在某些實施方案中，微玻璃纖維的平均長度可大于或等于約1mm，大于或等于約2mm，大于或等于約4mm，大于或等于約5mm，大于等于約6mm，或者大于或等于約8mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，平均直徑大于或等于約4mm且小于約6mm的微玻璃纖維)。其他范圍也是可能的。

在另一些實施方案中，微玻璃纖維的長度可因工藝變化而顯著改變。例如，在一些實施方案中，層(或子層)中的微玻璃纖維的平均縱橫比(長度與直徑之比)可大于或等于約100，大于或等于約200，大于或等于約300，大于或等于約1000，大于或等于約3000，大于或等于約6000，大于或等于約9000。在一些情況下，微玻璃纖維的平均縱橫比可小于或等于約10,000，小于或等于約5,000，小于或等于約2,500，小于或等于約600，或小于或等于約300。以上引用范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約200且小于或等于約2,500)。平均縱橫比的其他值也是可能的。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，上面提到的尺寸沒有限制，并且微玻璃纖維也可具有其他尺寸。

一般來說，短切玻璃纖維的平均纖維直徑可大于微玻璃纖維的直徑。例如，在一些實施方案中，短切玻璃纖維的平均直徑可大于或等于約5微米，大于或等于約7微米，大于或等于約9微米，大于或等于約11微米，或大于或等于約20微米。在一些情況下，短切玻璃纖維的平均纖維直徑可小于或等于約30微米，小于或等于約25微米，小于或等于約15微米，小于或等于約12微米，或小于或等于約10微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約5微米且小于或等于約12微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。短切直徑往往遵循正態(tài)分布。但是，可以理解的是，短切玻璃纖維可以以任何適當(dāng)?shù)钠骄睆椒植?例如，高斯分布)來提供。

在一些實施方案中，短切玻璃纖維的長度可以在約0.125英寸至約1英寸的范圍(例如，約0.25英寸，或者約0.5英寸)。在一些實施方案中，短切玻璃纖維的平均長度可小于或等于約1英寸，小于或等于約0.8英寸，小于或等于約0.6英寸，小于或等于約0.5英寸，小于或等于約0.4英寸，小于或等于約0.3英寸，或小于或等于約0.2英寸。在某些實施方案中，短切玻璃纖維的平均長度可大于或等于約0.125英寸，大于或等于約0.2英寸，大于或等于約0.4英寸，大于或等于約0.5英寸，大于等于約0.6英寸，或大于或等于約0.8英寸。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，短切玻璃纖維的平均長度大于或等于約0.125英寸且小于約1英寸)。其他范圍也是可能的。

但是應(yīng)當(dāng)理解的是，上面提到的尺寸沒有限制，并且微玻璃纖維和/或短切纖維以及本文所述的其他纖維也可具有其他尺寸。

如上所述，過濾介質(zhì)可包括具有至少一個經(jīng)改性表面的第二層。在一些實施方案中，第二層用于提高過濾介質(zhì)的顆粒捕獲和流體分離效率，并且可以稱為效率層。通常，當(dāng)提到效率層的結(jié)構(gòu)和性能特征和/或效率層內(nèi)的層的數(shù)目時，效率層不包括間隔層(例如，紡粘層)。

用于使第二層的至少一個表面改性的材料可以施加到形成第二層的纖維網(wǎng)的任何合適的部分。在一些實施方案中，可以施加材料以使得第二層的一個或更多個表面被改性而基本上不使第二層的內(nèi)部改性。在一些情況下，第二層的單個表面可以被改性。例如，第二層的上游表面可被涂覆。在另一些情況下，第二層的超過一個表面(例如，上游表面和下游表面)可被涂覆。在另一些實施方案中，連同第二層的至少一個表面，第二層的纖維網(wǎng)內(nèi)部的至少一部分被改性。在一些實施方案中，第二層的整個纖維網(wǎng)經(jīng)所述材料改性。

一般來說，用于使第二層的至少一個表面的表面化學(xué)改性的任何合適的方法均可使用。在一些實施方案中，可以通過使用溶體添加劑涂覆表面的至少一部分和/或改變表面的粗糙度來對第二層的表面化學(xué)進(jìn)行改性。

在一些實施方案中，表面改性可以是涂覆。在某些實施方案中，涂覆方法涉及將分散在溶劑或溶劑混合物中的樹脂或材料(例如，疏水材料、親水材料)引入到預(yù)形成纖維層(例如，通過熔噴、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡形成的預(yù)成形纖維網(wǎng))中。涂覆方法的非限制性實例包括使用化學(xué)氣相沉積法、槽模涂覆機(jī)、凹版涂覆、絲網(wǎng)涂覆、施膠壓榨涂覆(例如，雙輥型或計量刀片型施膠壓榨涂覆機(jī))、薄膜壓榨涂覆、刮刀涂覆、輥刮刀涂覆、氣刀涂覆、輥涂、泡沫施加、逆向輥涂、棒涂、幕涂、復(fù)合涂覆、刷涂、比爾刮涂、短駐留刮涂、唇涂、門輥涂覆、門輥施膠壓榨涂覆、實驗室施膠壓榨涂覆、熔涂、浸涂、刀輥涂覆、旋涂、噴涂、有缺口的輥涂、輥轉(zhuǎn)移涂覆、襯墊飽和涂覆和飽和浸漬。其他涂覆方法也是可能的。在一些實施方案中，可使用非壓縮的涂覆技術(shù)將親水的或疏水的材料施加到纖維網(wǎng)上。非壓縮的涂覆技術(shù)可以涂覆纖維網(wǎng)，而基本上不降低網(wǎng)的厚度。在另一些實施方案中，可使用壓縮涂覆技術(shù)將樹脂施加到纖維網(wǎng)。

在一組實施方案中，本文所述的表面使用化學(xué)氣相沉積改性。在化學(xué)氣相沉積中，纖維網(wǎng)暴露于在高能級激發(fā)(例如熱、微波、紫外線、電子束或等離子體)下沉積在纖維網(wǎng)上的來自氣體或液體蒸氣的氣態(tài)反應(yīng)物。任選地，可使用載體氣體如氧氣、氦氣、氬氣和/或氮氣。

其他氣相沉積方法包括常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PACVD)或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、激光化學(xué)氣相沉積(LCVD)、光化學(xué)氣相沉積(PCVD)、化學(xué)氣相浸滲(CVI)和化學(xué)束外延(CBE)。

在物理氣相沉積(PVD)中，通過所需的膜材料的汽化形式在基底上的冷凝來沉積薄膜。此方法涉及物理過程(如高溫真空蒸發(fā)隨后冷凝或等離子濺射轟擊)而不是化學(xué)反應(yīng)。

施加涂層到纖維網(wǎng)后，涂層可通過任何合適的方法來進(jìn)行干燥。干燥方法的非限制性實例包括使用光干燥器、紅外線干燥器、熱空氣爐蒸汽加熱缸或本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的熟悉的任何適當(dāng)類型的干燥器。

在一些實施方案中，第二層的纖維的至少一部分可被涂覆而基本上不阻塞纖維網(wǎng)的孔。在一些情況下，基本上所有的纖維可被涂覆而基本上不阻塞孔。在一些實施方案中，使用本文所述的方法(例如，通過將一種或更多種材料溶解和/或懸浮在溶劑中以形成樹脂)，纖維網(wǎng)可經(jīng)相對高的重量百分比的樹脂或材料涂覆，而不阻塞第二層的孔。

在一些實施方案中，可使用熔體添加劑對表面進(jìn)行改性。溶體添加劑是在擠出工藝期間添加到熱塑性纖維中的功能性化學(xué)品，其可在形成后在在表面賦予不同于熱塑性塑料本身的物理和化學(xué)特性的物理和化學(xué)特性。

在一些實施方案中，該材料在施加到第二層之后可以經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)(例如，聚合)。例如，第二層的表面可以經(jīng)能夠在涂覆之后進(jìn)行聚合的一種或更多種單體涂覆。在另一實例中，第二層的表面可包含由于溶體添加劑而在纖維網(wǎng)形成后聚合的單體。在一些這樣的實施方案中，可以使用線上(in-line)聚合。線上聚合(例如，線上紫外線聚合)是在足以誘發(fā)聚合的條件下(如，在UV照射下)使單體或液體聚合物溶液在基底上固化的方法。

一般來說，任何合適的材料均可用于改變第二層的表面化學(xué)，以及因此改變第二層的潤濕性。在一些實施方案中，該材料可以帶電。在一些這樣的實施方案中，如本文中更詳細(xì)描述的，第二層的表面電荷可進(jìn)一步促進(jìn)聚結(jié)和/或提高水分離效率。例如，在某些實施方案中，與具有經(jīng)親水改性的表面或未經(jīng)改性的表面的第二層相比，具有帶電、經(jīng)親水改性的表面的第二層可具有更高的燃料-水分離效率和/或產(chǎn)生更大的聚結(jié)液滴。在另一些實施方案中，第二層的表面電荷賦予表面親水性，但也可以不另外促進(jìn)聚結(jié)和/或提高水分離效率。

一般來說，經(jīng)改性表面的凈電荷可以是負(fù)、正或中性的。在一些情況下，經(jīng)改性表面可包含帶負(fù)電荷的材料和/或帶正電荷的材料。在一些實施方案中，表面可經(jīng)電中性材料改性。可用于改性表面的材料的非限制性實例包括聚電解質(zhì)(例如，陰離子、陽離子)、低聚物、聚合物(例如，全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯、聚己內(nèi)酯、聚[雙(三氟乙氧基)磷腈]、具有羧酸部分的聚合物、具有胺部分的聚合物、多元醇)、小分子(例如，包含羧酸鹽的單體、包含胺的單體、多元醇)、離子液體、單體前體、金屬(例如，金、銅、錫、鋅、硅、銦、鎢)和氣體及其組合。

在一些實施方案中，陰離子聚電解質(zhì)可用于使第二層的表面改性。例如，一種或更多種陰離子聚電解質(zhì)可以噴涂或浸涂到第二層的至少一個表面上?？捎糜谑贡砻娓男缘年庪x子聚電解質(zhì)的非限制性實例包括聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸)，聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸-共聚-丙烯腈)、聚(丙烯酸)、聚茴香腦磺酸(polyanetholesulfonic)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-馬來酸)、聚(乙烯基硫酸鹽/酯)和聚(乙烯基磺酸，鈉)及其組合。

在一些實施方案中，陽離子聚電解質(zhì)可用于使第二層的表面改性?？捎糜谑贡砻娓男缘年栯x子聚電解質(zhì)的非限制性實例包括聚二烯丙基二甲基銨(PDDA)，聚烯丙基胺、聚(丙烯酰胺-共聚-二甲基氨基乙基丙烯酸酯-甲基)、聚(丙烯酰胺-共聚-二烯丙基二甲基銨)、聚(4-乙烯基吡啶)和具有電離主鏈的紫羅烯型兩親性聚電解質(zhì)及其組合。

在一些實施方案中，小分子(例如，單體、多元醇)可用于使第二層的至少一個表面改性。例如，多元醇(例如，甘油、季戊四醇、乙二醇、丙二醇、蔗糖)一元羧酸、不飽和二羧酸和/或包含胺的小分子可用于對第二層的至少一個表面改性。在某些實施方案中，小分子可以用作溶體添加劑。在另一實例中，可通過涂覆(例如，化學(xué)氣相沉積)使小分子沉積在第二層的至少一個表面上。不論改性方法，在一些實施方案中，第二層的一個表面上的小分子可在沉積后聚合。

在某些實施方案中，小分子如一元羧酸和/或不飽和的二羧(二元)酸可用于使第二層的至少一個表面改性。例如，在一些情況下，可使用線上紫外線聚合使一元羧酸和/或不飽和的二羧(二元)酸在沉積之后聚合。可用于使第二層的至少一個表面改性的一元羧酸的非限制性實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、當(dāng)歸酸、香茅酸(cytronellic acid)、蓖麻毒酸(ricin acid)，棕櫚油酸(palmitooleic acid)、芥酸、4-乙烯基苯甲酸、山梨酸、香葉酸、亞麻酸和脫氫香葉酸及其組合?？捎糜谑沟诙拥闹辽僖粋€表面改性的不飽和二羧(二元)酸的非限制性實例包括馬來酸、衣康酸、乙炔二羧酸和馬來酸單酰胺酸及其組合。

在某些實施方案中，小分子可以是包含胺的小分子。包含胺的小分子可以是伯胺、仲胺或叔胺。在一些這樣的情況下，包含胺的小分子可以是單體?？捎糜谑沟诙拥闹辽僖粋€表面改性的包含胺的小分子(例如，包含胺的單體)的非限制性實例包括烯丙胺、2-氨基苯基二硫化物、4-氨基苯基炔丙基醚、1，2，4，5-苯四甲酰胺、1，2，4，5-苯四胺、4，4′-(1，1′-聯(lián)苯-4，4′-二基二氧基)雙苯胺、2，2-雙(氨基乙氧基)丙烷、6-氯-3，5-二氨基-2-吡嗪甲酰胺、4-氯-鄰苯二胺、1，3-環(huán)己烷雙(甲胺)、1，3-二氨基丙酮、1，4-二氨基蒽、4，4′-二氨基苯酰替苯胺、3，4-二氨基苯甲酮、4，4′-二氨基苯甲酮、2，6-二氨基-4-氯嘧啶1-氧化物、1，5-二氨基-2-甲基戊烷、1，9-二氨基壬烷、4，4′-二氨基八氟聯(lián)苯、2，6-二氨基嘌呤、2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、2，5-二氯-對苯二胺、2，5-二甲基-1，4-苯二胺、2-二甲基-1，3-丙二胺、4，9-二氧雜-1，12-十二烷二胺、1，3-二氨基戊烷、2，2′-(亞乙基二氧基)雙(乙胺)、4，4′-(六氟亞異丙基)雙(對亞苯基氧基)二苯胺、4，4′-(六氟亞異丙基)二苯胺、5，5′-(六氟亞異丙基)二鄰甲苯胺、4，4′-(4，4′-亞異丙基二苯基-1，1′-二基二氧基)二苯胺、4，4′-亞甲基-雙(2-氯苯胺)、4，4′-亞甲基雙(環(huán)己胺)、4，4′-亞甲基雙(2，6-二乙基苯胺)、4，4′-亞甲基雙(2，6-二甲基苯胺)、3，3′-亞甲基二苯胺、3，4′-氧基二苯胺、4，4′-(1，3-亞苯基二亞異丙基)二苯胺、4，4′-(1，4-亞苯基二亞異丙基)二苯胺、4，4′-(1，3-亞苯基二氧基)二苯胺、(1，4-丁二醇)雙(4-氨基苯甲酸酯)低聚物、2，3，5，6-四甲基對苯二胺、2，4，6-三甲基間苯二胺、4，7，10-三氧雜-1，13-十三烷二胺、三(2-氨基乙基)胺、對二甲苯二胺、大環(huán)多胺(cyclen)、N，N′-二乙基-2-丁烯-1，4-二胺、N，N′-二異丙基乙二胺、N，N′-二異丙基-1，3-丙二胺、N，N′-二甲基-1，3-丙二胺、N，N′-二苯基-對苯二胺、2-(戊-4-炔基)-2-唑啉、1，4，8，12-四氮雜環(huán)十五烷、1，4，8，11-四氮雜環(huán)十四烷-5，7-二酮、1-[雙[3-(二甲基氨基)丙基]氨基]-2-丙醇、1，4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷、1，6-二氨基己烷-N，N，N′，N′-四乙酸、2-[2-(二甲氨基)乙氧基]乙醇、N，N，N′，N″，N″-五甲基二亞乙基三胺、N，N，N′，N′-四乙基-1，3-丙二胺、N，N，N′，N′-四甲基-1，4-丁二胺、N，N，N′，N′-四甲基-2-丁烯-1，4-二胺、N，N，N′，N′-四甲基-1，6-己二胺、1，4，8，11-四甲基-1，4，8，11-四氮雜環(huán)十四烷和1，3，5-三甲基六氫-1，3，5-三嗪及其組合。在某些實施方案中，包含胺的單體可以是一種或更多種上述包含胺的小分子(例如，丙烯酰胺)的衍生物，其具有能夠于其他分子反應(yīng)形成聚合物的一個或更多個官能團(tuán)(例如，不飽和碳-碳鍵)。

在一些實施方案中，小分子可以是無機(jī)或有機(jī)疏水分子。非限制性實例包括烴(例如，CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₆H₆)、碳氟化合物(例如，CF₄、C₂F₄、C₃F₆、C₃F₈、C₄H_s、C₅H₁₂、C₆F₆)、硅烷(例如，SiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀)、有機(jī)硅烷(例如，甲基硅烷，二甲基硅烷，三乙基硅烷)、硅氧烷(例如，二甲基硅氧烷，六甲基二硅氧烷)、ZnS、CuSe、InS、CdS、鎢、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化鈦、碳、硅-鍺以及以烷基終止的疏水的丙烯酸類單體及其鹵代衍生物(例如，2-乙基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯；丙烯腈)。在某些實施方案中，用于使層的表面改性的合適的烴可具有式C_xH_y，其中x是1至10的整數(shù)，Y是2至22的整數(shù)。在某些實施方案中，用于使層的表面改性的合適的硅烷可具有式Si_nH_2n+2，其中任意的氫可被取代為鹵素(例如，Cl、F、Br、I)，其中n是1至10的整數(shù)。

如本文中所使用的，“小分子”是指具有相對低的分子量的分子，不論是天然存在的或人工產(chǎn)生的(例如，通過化學(xué)合成)。典型地，小分子是有機(jī)化合物(即，其含有碳)。小有機(jī)分子可含有多個碳-碳鍵、立構(gòu)中心和其他官能團(tuán)(例如、胺，羥基、羰基和雜環(huán)等)。在某些實施方案中，小分子的分子量為至多約1000g/mol，至多約900g/mol，至多約800g/mol，至多約700g/mol，至多約600g/mol，至多約500g/mol，至多約400g/mol，至多約300g/mol，至多約200g/mol，或至多約100g/mol。在某些實施方案中，小分子的分子量為至少約100g/mol，至少約200g/mol，至少約300g/mol，至少約400g/mol，至少約500g/mol，至少約600g/mol，至少約700g/mol，至少約800g/mol，或至少約900g/mol，或至少約1000g/mol。上述范圍的組合(例如，至少約200g/mol且至多約500g/mol)也是可能的。

在一些實施方案中，聚合物可用于使第二層的至少一個表面改性。例如，一種或更多種聚合物可通過涂覆技術(shù)施用到第二層的表面的至少一部分上。在某些實施方案中，聚合物可以由一元羧酸和/或不飽和二羧(二元)酸來形成。在某些實施方案中，聚合物可以是接枝共聚物，并且可以通過將聚合物或低聚物接枝到纖維和/或纖維網(wǎng)中的聚合物(例如，樹脂聚合物)上來形成。接枝聚合物或低聚物可包含羧基部分，其可用于形成接枝和纖維和/或纖維網(wǎng)中的聚合物之間的化學(xué)鍵。纖維和/或纖維網(wǎng)中的可用于形成接枝共聚物的聚合物的非限制性實例包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、纖維素、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯和尼龍及其組合?？赏ㄟ^化學(xué)和/或放射化學(xué)(例如、電子束、等離子體、電暈放電、紫外線照射)的方法來引起接枝聚合反應(yīng)。在一些實施方案中，聚合物可以是具有包含胺(例如，聚烯丙胺、聚乙亞胺、聚唑啉)的重復(fù)單元的聚合物。在某些實施方案中，聚合物可以是多元醇。

在一些實施方案中，氣體可用于使第二層的至少一個表面改性。在一些這樣的情況下，氣體中的分子可以與第二層的表面上的材料(例如，纖維、樹脂、添加劑)反應(yīng)以形成官能團(tuán)(如帶電部分)和/或增加該層表面的氧含量。官能團(tuán)的非限制性實例包括羥基、羰基、醚、酮、醛、酸、酰胺、乙酸鹽/酯、磷酸鹽/酯、亞硫酸鹽/酯、硫酸鹽/酯、胺、腈和硝基?？膳c第二層的至少一個表面反應(yīng)的氣體的非限制性實例包括CO₂、SO₂、SO₃、NH₃、N₂H₄、N₂、O₂、H₂、He、Ar、NO、空氣及其組合。

如本文所述，在一些實施方案中，層(例如，第二層)的表面可以被改性為親水的(例如，與改性之前的層相比具有更高的親水性)。如本文所用，術(shù)語“親水”是指水接觸角小于90度的材料。因此，“親水性表面”可以指具有小于90度的水接觸角的表面。在一些實施方案中，表面可以被改性為親水的，使得水接觸角小于90度，小于或等于約80度，小于或等于約75度，小于或等于約70度，小于或等于約65度，小于或等于約60度，小于或等于約55度，小于或等于約50度，小于或等于約45度，小于或等于至約40度，小于或等于約35度，小于或等于約30度，小于或等于約25度，小于或等于約20度，或小于或等于約15度。在一些實施方案中，水接觸角大于或等于約0度，大于或等于約5度，大于或等于約10度，大于或等于約15度，大于或等于約20度，大于或等于約25度，大于或等于約35度，大于或等于約45度，或大于或等于約60度。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0度且小于約90度，大于或等于約0度且小于約60度)。水接觸角可以使用ASTM D5946-04來測量。接觸角是當(dāng)液滴靜止在平的固體表面時，基底表面與三相點處指向水滴表面的切線之間的角度。接觸角計或測角儀可用于該測定。

如本文所述，在一些實施方案中，表面可以被改性為疏水的。如本文所用，術(shù)語“疏水”是指水接觸角大于或等于90度的材料。因此“疏水表面”是指水接觸角大于或等于90度的表面(例如，大于或等于120度，大于或等于150度)。在一些實施方案中，表面可以被改性為疏水的，使得水接觸角大于或等于90度，大于或等于約100度，大于或等于約105度，大于或等于約110度，大于或等于約115度，大于或等于約120度，大于或等于約125度，大于或等于約130度，大于或等于約135度，大于或等于約145度，大于或等于約150度，大于或等于約155度，或大于或等于約160度。在一些情況下，水接觸角小于或等于約180度，小于或等于約175度，小于或等于約165度，小于或等于約150度，小于或等于約135度，小于或等于約120度，或小于或等于約105度。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于90度且小于約180度，大于或等于約105度且小于約180度)。

用于使第二層的至少一個表面改性的材料的重量百分比可以是該層的大于或等于約0.0001重量％，大于或等于約0.0005重量％，大于或等于約0.001重量％，大于或等于約0.005重量％，大于或等于約0.01重量％，大于或等于約0.05重量％，大于或等于約0.1重量％，大于或等于約0.5重量％，大于或等于約1重量％，大于或等于約2重量％，大于或等于約4重量％，大于或等于約6重量％，或大于或等于約8重量％。在一些情況下，用于使第二層的至少一個表面改性的材料的重量百分比可以是該層的小于或等于約10重量％，小于或等于約8重量％，小于或等于約5重量％，小于或等于約3重量％，小于或等于約1重量％，小于或等于約0.5重量％，小于或等于約0.1重量％，小于或等于約0.05重量％，小于或等于約0.01重量％，或小于或等于約0.005重量％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，材料的重量百分比大于或等于約0.0001％重量且小于約10重量％，或大于或等于約0.0001重量％且小于約5重量％)。其他范圍也是可能的。第二層中材料的重量百分比基于該層的干固體，并且可以通過在施用材料之前和之后對該層稱重來確定。

一般來說，第二層可包含任何合適的纖維類型。在一些實施方案中，第二層可包含超過一種纖維。例如，在某些實施方案中，第二層可包含本文所述的合成纖維、雙組分纖維、纖維素纖維(例如，再生纖維、萊賽爾等)、原纖化纖維和/或玻璃纖維中的一種或多種。

在其中合成纖維包含于第二層中的一些實施方案中，第二層中合成纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約20％，大于或等于約40％，大于或等于約60％，大于或等于約80％，大于或等于約90％，或大于或等于約95％。在一些情況下，第二層中合成纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約98％，小于或等于約85％，小于或等于約75％，小于或等于約50％，或小于或等于約10％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約80％且小于或等于約100％)。第二層中合成纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第二層包含100％的合成纖維。在另一些實施方案中，第二層可包括0％的合成纖維。

在其中雙組分纖維包含于第二層中的一些實施方案中，第二層可任選地包含雙組分纖維。例如，在一些實施方案中，第二層中雙組分纖維的重量百分比可例如大于或等于約1％，大于或等于約10％，大于或等于約25％，大于或等于約50％，或大于或等于約75％。在一些情況下，第二層中雙組分纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約75％，小于或等于約50％，小于或等于約25％，小于或等于約5％，或小于或等于約2％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1％且小于或等于約10％)。第二層中雙組分纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在另一些實施方案中，第二層可包含0％的雙組分纖維。

在某些實施方案中，第二層可以任選地包含纖維素纖維，如再生纖維素(例如，人造絲，萊賽爾)、原纖化合成纖維、微纖化纖維素和天然纖維素纖維(例如，硬木，軟木)。例如，在一些實施方案中，第二層中纖維素纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約5％，大于或等于約10％，大于或等于到約15％，大于或等于約45％，大于或等于約65％，或大于或等于約90％。在一些情況下，第二層中纖維素纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約85％，小于或等于約55％，小于或等于約20％，小于或等于約10％，或小于或等于約2％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1％且小于或等于約20％)。第二層中纖維素纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第二層包含100％的纖維素纖維。在另一些實施方案中，第二層可包含0％的纖維素纖維。

在某些實施方案中，第二層可任選地包含原纖化纖維，如原纖化再生纖維素(例如，人造絲、萊賽爾)、微纖化纖維素、原纖化合成纖維和原纖化天然纖維素纖維(例如，硬木、軟木)。例如，在一些實施方案中，第二層中原纖化纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約5％，大于或等于約10％，大于或等于到約15％，大于或等于約45％，大于或等于約65％，或大于或等于約90％。在一些情況下，第二層中原纖化纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約85％，小于或等于約55％，小于或等于約20％，小于或等于約10％，或小于或等于約2％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1％且小于或等于約20％)。第二層中原纖化纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第二層包含100％的原纖化纖維。在另一些實施方案中，第二層可包含0％的原纖化纖維。

在一些實施方案中，第二層可包含相對少量的玻璃纖維。例如，第二層可包含小于或等于約10重量％，小于或等于約5重量％，小于或等于約2％重量，或小于或等于約1重量％的玻璃纖維。在一些情況下，第二層可基本上不含玻璃纖維(例如，小于1重量％的玻璃纖維，例如0重量％的玻璃纖維)。在某些實施方案中，可減少或避免在第二層中使用玻璃纖維，但是通過如本文所述將第二層的表面改性成親水的，可保持可由玻璃纖維賦予的親水性特性。

在另一些實施方案中，第二層可任選地包含玻璃纖維(例如，微玻璃纖維和/或短切玻璃纖維)。例如，在一些實施方案中，第二層中玻璃纖維的重量百分比可例如大于或等于約0％，大于或等于約10％，大于或等于約25％的地，大于或等于約50％，或大于或等于約75％。在一些情況下，第二層中玻璃纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約75％，小于或等于約50％，小于或等于約25％，小于或等于約5％，或小于或等于約2％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0％且小于或等于約2％)。第二層中玻璃中的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第二層包含100％的玻璃纖維。

無論用于形成第二層的纖維的類型，在一些實施方案中，第二層的纖維的平均直徑可相對小。在一些情況下，第二層包含納米纖維和/或微纖維。例如，第二層中的多根纖維的平均直徑可例如小于或等于約2.0微米，小于或等于約1.5微米，小于或等于約1.2微米，小于或等于約1.0微米，小于或等于約0.8微米，小于或等于約0.6微米，小于或等于約0.4微米，或小于或等于約0.2微米。在某些實施方案中，第二層的纖維的平均直徑可大于或等于約0.1微米，大于或等于約0.3微米，大于或等于約0.5微米，或大于或等于約0.8微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，小于或等于約1.5微米且大于或等于約0.2微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在另一些實施方案中，第二層可包含平均纖維直徑小于或等于2.0微米(例如，小于或等于1.5微米)的纖維和較大的微米級的纖維(例如，原纖化纖維)的混合物。在這樣的實施方案中，第二層的纖維的平均直徑可例如小于或等于約50微米，小于或等于約40微米，小于或等于約30微米，小于或等于約20微米，或小于或等于約10微米。在某些實施方案中，第二層的纖維的平均直徑可大于或等于約1.5微米，大于或等于約5微米，大于或等于約10微米，大于或等于至約20微米，大于或等于約30微米，或大于或等于約40微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，小于或等于約10微米且大于或等于約1.5微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，第二層中的纖維也可具有可取決于纖維的形成方法的平均長度。例如，在一些實施方案中，通過熔噴、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡法形成的纖維可以是連續(xù)的(例如，大于約2英寸，大于約3英寸，大于約5英寸)。

在某些實施方案中，第二層(例如，效率層)可包括一個單層。然而，在另一些實施方案中，第二層可包括超過一個層(即，子層)以形成多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)層包括超過一個子層時，多個子層可基于某些特性如透氣率、基重、纖維類型、效率和/或壓延設(shè)計而不同。在某些情況下，多個子層可以是離散的且通過任何合適的方法組合，例如層壓、點粘合或疊片(collating)。在一些實施方案中，子層基本上彼此連接(例如，通過層壓、點粘合、熱點粘合、超聲波粘合、壓延、使用粘合劑(例如，膠網(wǎng))和/或共打褶)。在一些情況下，子層可形成為復(fù)合層(例如，通過濕法成網(wǎng)法)。

在包含子層的第二層(例如，效率層)的一個實例中，包含多個合成纖維的子層可以與包含玻璃纖維的子層組合(例如，位于頂部)。在另一實例中，包含纖維素纖維(例如，萊賽爾纖維)的子層可以與包含合成纖維(例如，聚對苯二甲酸丁二醇酯)的子層組合。在一些實施方案中，第二層可以由包含合成納米纖維的多個子層形成，并且可以任選地包括紡粘層。第二層的每個子層可具有任何合適的基重和/或厚度，如本文對于第一層所述的那些基重和厚度。此外，第二層的每個子層可具有本文對于第一層所述的那些性能特征(例如，容塵量、透氣率和壓降)。可以根據(jù)需要選擇第二層中子層的數(shù)量。例如，在一些實施方案中，第二層可包括1、2、3、4、5、6等個子層。第二層中的子層的數(shù)量的其他值也是可能的。

一般來說，第二層(例如，效率層)可以是整個過濾介質(zhì)的任何合適的重量百分比。例如，在一些實施方案中，整個過濾介質(zhì)中第二層的重量百分比可大于或等于約2％，大于或等于約10％，大于或等于約15％，大于或等于約20％，大于或等于約25％，大于或等于約30％，大于或等于約40％，或大于或等于約50％。在一些情況下，整個過濾介質(zhì)中第二層的重量百分比可小于或等于約60％，小于或等于約50％，小于或等于約40％，小于或等于約30％，小于或等于約20％，小于或等于約15％，或小于或等于約5％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，重量百分比大于或等于約10％且小于或等于約30％)。整個過濾介質(zhì)中第二層的重量百分比的其他值也是可能的。

如本文所述，第二層(例如，效率層)可具有某些結(jié)構(gòu)特征，如基重和平均流量孔徑。例如，在一些實施方案中，第二層的基重可大于或等于約0.5g/m²，大于或等于約5g/m²，大于或等于約15g/m²，大于或等于約20g/m²，大于或等于約30g/m²，大于或等于約40g/m²，大于或等于約50g/m²，大于或等于約60g/m²，或者大于或等于約70g/m²。在一些情況下，第二層的基重可小于或等于約100g/m²，小于或等于約80g/m²，小于或等于約60g/m²，小于或等于約50g/m²，小于或等于約40g/m²，小于或等于約30g/m²，小于或等于約25g/m²，小于或等于約20g/m²，小于或等于約10g/m²，或小于或等于約5g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約10g/m²且小于或等于約25g/m²)?；氐钠渌狄彩强赡艿?。基重可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 536來測定。

可根據(jù)需要選擇平均流量孔徑。例如，在一些實施方案中，第二層的平均流量孔徑可大于或等于約1微米，大于或等于約3微米，大于或等于約4微米，大于或等于約5微米，大于或等于約6微米，大于或等于約7微米，或大于或等于約9微米。在一些情況下，第二層的平均流量孔徑可小于或等于約10微米，小于或等于約8微米，小于或等于約6微米，小于或等于約5微米，小于或等于約4微米，或小于或等于約2微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約3微米且小于或等于約6微米)。平均流量孔徑的其他值也是可能的。平均流量孔徑可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1294(2008年)(M.F.P.)來測定。在一些實施方案中，第二層的平均流量孔徑可小于第一層和第三層的平均流量孔徑。

如本文所述，第二層(例如，效率層)可具有有利的性能特性，包括顆粒效率、透氣率、壓降和容塵量。在一些實施方案中，第二層可具有相對高的效率。例如，在一些實施方案中，第二層的效率可大于或等于約80％，大于或等于約90％，大于或等于約95％，大于或等于約96％，大于或等于約97，大于或等于約98，大于或等于約99％，或大于或等于約99.9％。在一些情況下，第二層的效率可小于或等于約99.99％，小于或等于約98％，小于或等于約97％，小于或等于約96％，或小于或等于約90％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約80％且小于或等于約99.99％)。第二層的效率的其他值也是可能的。效率可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438測定。如下面更詳細(xì)地描述，效率可以在不同的粒徑進(jìn)行測量(例如，對于x微米或更大的顆粒，其中x在下面描述)，且效率的上述范圍可適合于本文所述的各種粒徑。在一些實施方案中，x為4微米，使得效率的上述范圍適合濾除4微米或更大的顆粒。

在一些實施方案中，第二層可用于提高包括第二層的過濾介質(zhì)和/或過濾裝置的總體流體分離效率。例如，第二層可以被配置為有效地聚結(jié)待分離流體，使得過濾介質(zhì)和/或過濾裝置可以實現(xiàn)流體分離效率。在一個實例中，第二層可用于實現(xiàn)高的燃料-水分離效率，例如，用于從燃料-水乳液中分離出水。在另一實例中，第二層可用于實現(xiàn)高的水油分離效率，例如，用于從水-油乳液中分離出油。在又一實例中，疏水層可用于實現(xiàn)相對高的空氣-油分離效率(例如，從空氣中聚結(jié)油霧)。

無論待分離流體，在一些實施方案中，平均流體(例如，水-油，燃料-水)分離效率可以為約20％至約99％或更高(例如，約30％至約99％，約60％至約99％)。例如，在某些實施方案中，平均流體分離效率可以為至少約20％，至少約30％，至少約40％，至少約50％，至少約60％，至少約70％，至少約80％，至少約90％，至少約95％，至少約98％，至少約99％，或至少約99％。在一些情況下，平均流體分離效率可小于或等于約99.9％，小于或等于約99％小于或等于約99.9％，小于或等于約99％，小于或等于至約98％，或小于或等于約95％。上述參考范圍的組合是可能的(例如，至少約60％且小于或等于約99％)。其他范圍也是可能的。其他范圍也是可能的。

在某些實施方案中，初始流體分離效率可以為至少約20％，至少約30％，至少約40％，至少約50％，至少約60％，至少約70％，至少約80％，至少約90％，至少約95％，至少約98％，至少約99％，或至少約99.9％。在一些情況下，初始流體的分離效率可小于或等于約99.9％，小于或等于約99％，小于或等于約98％，或小于或等于約95％。上述參考范圍的組合是可能的(例如，至少約60％且小于或等于約99.99％)。其他范圍也是可能的。

如本文中所使用的，平均和初始燃料-水分離效率使用SAEJ1488測試來測量。該測試涉及通過泵將具有受控的水含量(2500ppm)的燃料(超低硫柴油燃料)的樣品以0.069cm/秒的面速度輸送穿過介質(zhì)。水被乳化成細(xì)滴并送至經(jīng)過介質(zhì)。將水聚結(jié)或脫落或兩者，并且收集在殼體的底部。通過卡爾·費歇爾滴定在介質(zhì)的上游和下游測量樣品的水含量。效率是從燃料-水混合物中除去的水的量。燃料-水分離效率計算為(1-C/2500)＊100，其中C是水的下游濃度。在測試的前10分鐘計算初始效率，平均效率計算為150分鐘結(jié)束時的效率的平均值。為了測量如本文所述的平均燃料-水分離效率，在測試開始10分鐘進(jìn)行介質(zhì)上游和下游樣品的第一測量。然后每20分鐘進(jìn)行介質(zhì)下游樣品的測量。

在一些實施方案中，可以通過使用多層本文所述介質(zhì)，通過包括多個過濾介質(zhì)階段(例如，多個交替的疏水和親水階段)，和/或通過控制所述層和/或階段的孔徑、基重、厚度和/或表面化學(xué)性質(zhì)來實現(xiàn)較高的平均和初始燃料-水分離效率。

在一些實施方案中，第二層的透氣率可低于過濾介質(zhì)的另外的層的透氣率；例如，第二層的透氣率可低于第一層和/或第三層的透氣率。在一些實施方案中，第二層的透氣率可小于或等于至約500L/m²秒，小于或等于約300L/m²秒，小于或等于約125L/m²秒，小于或等于約110L/m²秒，小于或等于約90L/m²秒，或小于或等于約65L/m²秒。在一些情況下，第二層的透氣率可大于或等于約50L/m²秒，大于或等于約75L/m²秒，大于或等于約85L/m²秒，大于或等于約95L/m²秒，大于或等于約115L/m²秒，大于或等于約200L/m²秒，或大于或等于約300L/m²秒。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約75L/m²秒且小于或等于約125L/m²秒)。透氣率也可能是其他值。透氣率可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN/ISO 9327測定(其中，2毫巴壓差下的測量面積為20cm²)。

可以根據(jù)需要選擇第二層的壓降。例如，在一些實施方案中，第二層的壓降可小于或等于約200Pa，小于或等于約165Pa，小于或等于約140Pa，小于或等于約120Pa，小于或等于約105Pa，小于或等于約75Pa，或小于或等于約40Pa。在一些情況下，第二層的壓降可大于或等于約25Pa，大于或等于約60Pa，大于或等于約90Pa，大于或等于約100Pa，大于或等于約110Pa，大于或等于約150Pa，或大于或等于約180Pa。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約90Pa且小于或等于約120Pa)。壓降的其他值也是可能的。如本文所述，壓降可以在利用TSI 8130過濾測試儀在10.5FPM面速度下測定。

在一些實施方案中，第二層可具有某些容塵量。例如，在一些實施方案中，第二層的容塵量可大于或等于約3g/m²，大于或等于約10g/m²，大于或等于約15g/m²，大于或等于約20g/m²，大于或等于約25g/m²，大于或等于約30g/m²，或者大于或等于約35g/m²。在一些情況下，第二層的透氣率可小于或等于約40g/m²，小于或等于約30g/m²，小于或等于約25g/m²，更小大于或等于約20g/m²，小于或等于約15g/m²，小于或等于約10g/m²，或小于或等于約5g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約15g/m²且小于或等于約30g/m²)。容塵量的其他值也是可能的。容塵量可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438來測定。

如本文所述，在一些實施方案中，第二層(例如，效率層)可包含平均纖維直徑小于或等于約2.0微米(例如，大于或等于約0.2微米且小于或等于約1.5微米，或大于或等于約0.2微米且小于或等于約1微米)的合成纖維。在其中第二層包含合成纖維的一些實施方案中，所述合成纖維可通過熔噴法、熔紡法、電紡法或離心紡法形成。由這些方法形成的纖維可具有連續(xù)長度。在一些情況下，第二層可包含超過一個子層(例如，2至5個子層)。例如，第二層可包含兩個子層，每個子層可包含由熔噴法、熔紡法、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡法形成的合成纖維。在一些情況下，第二層中的每個子層可包含相對高的重量百分比的合成纖維(例如，大于或等于約70重量％，或大于或等于約95％重量的合成纖維)。在一些實施方案中，每個子層可包含100重量％的合成纖維。如本文所述，第二層中的子層可以布置為在第二層中產(chǎn)生特定特性(例如，纖維直徑)的梯度。第二層的基重可例如大于或等于約0.5g/m²且小于或等于約100g/m²(例如，大于或等于約10g/m²且小于或等于約30g/m²，大于或等于約15g/m²且小于或等于約20g/m²)。在其中第一層包含子層的實施方案中，每個子層可具有在這些范圍內(nèi)的基重。在一些情況下，第二層的平均流量孔徑可大于或等于約1微米且小于或等于約10微米。在一些實施方案中，第二層的透氣率可大于或等于約75L/m²秒且小于或等于約125L/m²秒。在一些情況下，與第一層和第三層各自的平均流量孔徑和/或透氣率相比，第二層可具有更小的平均流量孔徑和/或更低的透氣率。第二層可以任選地結(jié)合到第四層(例如，紡粘層)，使得第二層和第四層在第一層和第三層之間。

在某些實施方案中，第三層(例如，支撐層)可包括如圖3A中所示的多個穿孔。在一些情況下，該層的離散性可允許對其穿孔而不改變或影響過濾介質(zhì)的其他層。另外，該層中的穿孔可允許使用寬范圍的非常適用于支撐應(yīng)用的纖維組合物，甚至可允許使用在過濾介質(zhì)中通常尚未使用(大量使用)的纖維組合物。此外，具有非常緊密結(jié)構(gòu)的濕法成網(wǎng)層的透氣率可能過低而阻止其在大多數(shù)過濾介質(zhì)中的使用。在層中引入穿孔可賦予高的透氣率，同時允許該層保持良好的支撐特性。在另一個實例中，對具有緊湊內(nèi)部結(jié)構(gòu)和高空氣阻力的緊密結(jié)構(gòu)層穿孔可產(chǎn)生具有低空氣阻力的相對開放的結(jié)構(gòu)層。對層穿孔還可以提高其褶穩(wěn)定性和/或結(jié)構(gòu)支撐特征。

在一些實施方案中，層的穿孔可產(chǎn)生通過該層的全部厚度的多個孔。在一個實施方案中，如圖3B的橫截面說明性地示出的，穿孔35可限定孔40。在一些實施方案中，例如，根據(jù)形成突出部的方法，孔的一個面可包括結(jié)構(gòu)形成45(例如，凹結(jié)構(gòu)形成)，而孔的另一個面可包括另一個結(jié)構(gòu)形成50(例如，凸結(jié)構(gòu)形成)。在某些實施方案中，可通過例如在穿孔過程中向?qū)拥谋砻?5施加力62來產(chǎn)生孔和結(jié)構(gòu)形成。穿孔后，結(jié)構(gòu)形成(例如，凹結(jié)構(gòu)形成)可存在于施加力的表面上孔的周圍。結(jié)構(gòu)形成(例如，凸結(jié)構(gòu)形成)可存在于相對的表面70上孔的周圍。在一些情況下，結(jié)構(gòu)形成可包括從所述層的表面向外突出(即，遠(yuǎn)離層的內(nèi)部)的移位的材料，在本文中稱為突出部。突出部的存在可以指示層已經(jīng)經(jīng)受穿孔處理。然而，應(yīng)當(dāng)理解，并非所有的穿孔都需要包括結(jié)構(gòu)形成(例如，凹結(jié)構(gòu)形成和/或凸結(jié)構(gòu)形成)和/或突出部，并且，在一些實施方案中，不具有這樣的結(jié)構(gòu)形成和/或突出部的穿孔也是可能的。例如，通過施加熱能(例如，激光)形成的穿孔可產(chǎn)生沒有任何這樣的結(jié)構(gòu)形成和/或突出部的孔。

如上所述，穿孔可以提高經(jīng)受打褶處理的過濾介質(zhì)的褶穩(wěn)定性。例如，突出部可以作為褶之間的結(jié)構(gòu)間隔物，其可能有助于防止褶塌陷。任選地，如下面更詳細(xì)描述的，用樹脂浸漬并經(jīng)受穿孔處理的層可包括用樹脂加強(qiáng)的突出部。這種突出部構(gòu)造也可有助于防止褶塌陷。

在某些實施方案中，穿孔可能具有限定的屬性，如形狀、大小、縱橫比、長度和/或?qū)挾?。例如，多個穿孔中的每個穿孔可具有限定的形狀，其在橫截面和/或在平面圖(即，從上方觀察)上可以是例如基本上為圓形、正方形、矩形、梯形、多邊形或橢圓形。形狀可以是規(guī)則的或不規(guī)則的。其他形狀也是可能的。

在一些情況下，穿孔的平均直徑(例如，孔的平均直徑)可以在包括穿孔的層的表面測量。在一些實施方案中，穿孔的平均直徑可在整個穿孔中基本上類似。例如，在一些實施方案中，平均直徑可大于或等于約0.5mm，大于或等于約1.0mm，大于或等于約2mm，大于或等于約3mm，大于或等于約4mm，大于或等于約6mm，或大于或等于約8mm。在一些情況下，多個穿孔的平均直徑可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約6mm，小于或等于約4mm，小于或等于約3mm，或小于或等于約2mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約2mm且小于或等于約3mm)。平均直徑的其他值也是可能的。

在另一些情況下，穿孔可以由穿孔的平均縱橫比(即，長相對寬的比)來表征(例如，在包括孔的層的表面測量)。例如，在一些實施方案中，穿孔的平均縱橫比可大于或等于約1.0，大于或等于約1.3，大于或等于約1.5，大于或等于約2.0，或大于或等于約2.5。在一些情況下，多個穿孔的平均縱橫比可小于或等于約5，小于或等于約3，小于或等于約2.5，小于或等于約2，或小于或等于約1.5。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，平均縱橫比大于或等于約1且小于或等于約1.5)。平均縱橫比的其他值也是可能的。

一般來說，穿孔可具有形狀、大小和縱橫比的任何適當(dāng)組合來實現(xiàn)期望的性質(zhì)。

穿孔也可通過相鄰于穿孔存在的任何突出部的平均長度和/或平均寬度表征。突出部的長度可以由突出部的最長尺寸來表征，并且所述寬度可通過在突出部的長度一半處垂直于所述突出部的距離來表征。在一些實施方案中，穿孔的平均突出部長度可大于或等于一個約0.5mm，大于或等于約1.0mm，大于或等于約2mm，大于或等于約3mm，大于或等于約4mm，大于或等于約5mm，或大于或等于約8mm。在一些情況下，穿孔的平均突出部長度可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約5mm，小于或等于約4mm，少大于或等于約3mm，或小于或等于約2mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1mm且小于或等于約5mm)。平均突出部長度的其他值也是可能的。

另外，在一些實施方案中，穿孔的平均突出部寬度可大于或等于約0.5mm，大于或等于約1.0mm，大于或等于約2mm，大于或等于約3mm，大于或等于約4mm，大于或等于約5mm，或大于或等于約8mm。在一些情況下，穿孔的平均突出部寬度可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約5mm，小于或等于約4mm，小于或等于約3mm，或小于或等于約2mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1mm且小于或等于約5mm)。平均突出部寬度的其他值也是可能的。在一些實施方案中，突出部可具有基本上相同的寬度和長度(例如，正方形的形狀的突出部)。

在一些實施方案中，穿孔可以被布置為使得層中存在限定的周期性(即，相鄰穿孔的幾何中心之間的距離)和/或圖案。周期性可以在縱向和/或在橫向上進(jìn)行測量。在一些實施方案中，穿孔的平均周期性可大于或等于約2mm，大于或等于約5mm，大于或等于約10mm，大于或等于約12mm，大于或等于約15mm，大于或等于約20mm，或大于或等于約28mm。在一些情況下，穿孔的平均周期性可小于或等于約30mm，小于或等于約22mm，小于或等于約18mm，小于或等于約14mm，小于或等于約10mm，或小于或等于約6mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約5mm且小于或等于約20mm)。平均周期性的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，穿孔的周期性可以是在整個層中規(guī)則的。在另一些實施方案中，穿孔的周期性可以是不規(guī)則的和/或可基于某些因素(如穿孔的圖案或在層中的位置)變化。在某些實施方案中，如圖4所示，多個穿孔可被布置為形成圖案。在一些實施方案中，穿孔35的圖案可以是簡單的，如棋盤圖案55，或更復(fù)雜的像圖4中所示的蜂窩圖案60。在另一些情況下，例如，圖案可以是立方、六邊形和/或多邊形。一般來說，任何合適的圖案可用于實現(xiàn)期望的性質(zhì)。然而，應(yīng)該指出的是，所述多個穿孔可以不具有在一些實施方案中定義的圖案和/或周期性。

在某些實施方案中，穿孔可以覆蓋層表面積的一定比例(即，穿孔的組合表面積作為層的通過其長乘寬測量的總面積的百分比)。例如，在一些實施方案中，穿孔可以覆蓋層表面積的大于或等于約1％，大于或等于約3％，大于或等于約5％，大于或等于約8％，大于或等于約10％，大于或等于約15％，大于或等于約20％，或大于或等于約25％。在一些情況下，穿孔可覆蓋層表面積的小于或等于約30％，小于或等于約25％，小于或等于約20％，小于或等于約15％，小于或等于約10％，或小于或等約5％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約5％且小于或等于約20％)。覆蓋率的其他范圍也是可能的。

在一些實施方案中，應(yīng)該理解的是，第三層不需要包括任何穿孔。

無論第三層是否包括穿孔，在一些實施方案中，第三層可以基本上結(jié)合至過濾介質(zhì)中的至少一個層(例如，第一層、第二層和/或第四層)(例如，通過層壓、點粘合、熱點粘合、超聲波粘合、壓延、使用粘合劑(例如，膠網(wǎng))和/或共打褶)?；旧辖Y(jié)合的層的表面的例如大于等于約25％、大于等于約50％、大于等于約75％或大于等于約90％可與過濾介質(zhì)的另一層接觸。在一些實施方案中，該層的表面的100％可與另一個層接觸。

此外，無論第三層是否包括穿孔，該層可以是整個過濾介質(zhì)的可測量的重量百分比。例如，在一些實施方案中，整個過濾介質(zhì)中第三層的重量百分比可大于或等于約10重量％，大于或等于約25重量％，大于或等于約35重量％，大于或等于約45重量％，大于或等于約55重量％，大于或等于約65重量％，或大于或等于約75重量％。在一些情況下，整個過濾介質(zhì)中第三層的重量百分比可小于或等于約80重量％，小于或等于約65重量％，小于或等于約50重量％，小于或等于約40重量％，小于或等于約30重量％，或小于或等于約20重量％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約25重量％且小于或等于約65重量％)。整個過濾介質(zhì)中第三層中的重量百分比的其他值也是可能的。

第三層(例如，支撐層)可包含多根纖維。一般來說，可以用許多不同的材料如下所述來形成纖維。在一些實施方案中，纖維由纖維素制成。上文提供了纖維素纖維的實例。

在一些情況下，第三層(例如，支撐層)可具有特定重量百分比的纖維素纖維。例如，在一些實施方案中，第三層中纖維素纖維的重量百分比可大于或等于約40％，大于或等于約55％，大于或等于約70％，大于或等于約75％，大于或等于約80％，或大于或等于約90％。在一些情況下，第三層中纖維素纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約85％，小于或等于約75％，小于或等于約65％，或小于或等于約55％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約70％且小于或等于約80％)。在一些實施方案中，第三層中100％的纖維是纖維素纖維。第三層中纖維素纖維的重量百分比的其他值也是可能的。

在某些實施方案中，纖維素纖維的使用可允許對層進(jìn)行特定優(yōu)化以用于特定過濾介質(zhì)應(yīng)用。在一個實例中，纖維素纖維可允許容易地對該層的表面化學(xué)進(jìn)行改性(例如，通過疏水表面處理)以非常適合用于過濾(例如，空氣過濾)。纖維素纖維也可以允許基于除結(jié)構(gòu)支撐以外的性質(zhì)例如打褶能力來選擇樹脂。在另一些實施方案中，纖維素纖維可以從回收工藝獲得。例如，可使用來自再生紙的材料(例如，纖維)來產(chǎn)生層。

除了上述的纖維素纖維以外，所述第三層還可包含玻璃纖維、合成纖維、雙組分纖維和/或原纖化纖維中的一種或更多種?；蛘撸诹硪恍嵤┓桨钢?，第三層可包含玻璃纖維、合成纖維、雙組分纖維和/或原纖化纖維來代替纖維素纖維。例如，在一些實施方案中，第三層中各玻璃纖維、合成纖維、雙組分纖維和/或原纖化纖維的重量百分比可獨立地大于或等于約0％，大于或等于約0.1％，大于或等于約1％，大于或等于約2％，大于或等于約5％，大于或等于約10％，大于或等于約15％，大于或等于約20％，大于或等于約30％，或大于或等于約40％。在一些情況下，第三層中各玻璃纖維、合成纖維、雙組分纖維和/或原纖化纖維的重量百分比可以獨立地小于或等于約50％，小于或等于約40％，小于或等于約30％，小于或等于約20％，小于或等于約15％，小于或等于約10％，小于或等于約5％，小于或等于約2％，小于或等于約0.5％，或小于或等于約0.1％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0％且小于或等于約20％)。第三層中纖維的重量百分比的其他值也是可能的。本文中更詳細(xì)提供了玻璃纖維、合成纖維和雙組分纖維的實例。在一個實例中，第三層可包含合成(例如，聚酯)纖維，以提高該層的耐久性。

在一些情況下，第三層中纖維的平均直徑可大于過濾介質(zhì)中的一個或更多個其他層(例如，第一層、第二層和/或第四層)中纖維的平均直徑。在一個實例中第三層中纖維的平均直徑可大于第一層(例如，容量層)和/或第二層(例如，效率層)中纖維的平均直徑。在一些實施方案中，第三層中的多根纖維的平均直徑可大于或等于約20微米，大于或等于約25微米，大于或等于約30微米，大于或等于平均直徑約32微米，大于或等于約34微米，大于或等于約36微米，或大于或等于約40微米。在一些情況下，多根纖維的平均直徑可小于或等于約50微米，小于或等于約40微米，小于或等于約38微米，小于或等于約35微米，小于或等于約33微米，或小于或等于約25微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，平均直徑大于或等于約30微米且小于或等于約40微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在一些實施方案中，第三層中的纖維的平均長度可大于或等于約0.5mm，大于或等于約1mm，大于或等于約2mm，大于或等于約3mm，大于或等于約4mm，大于或等于約6mm，或者大于或等于約8mm。在一些情況下，多根纖維的平均長度可小于或等于約10mm，小于或等于約8mm，小于或等于約7mm，小于或等于約5mm，大于或等于約3mm，小于或等于約2mm，或小于或等于約1mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1mm且小于或等于約3mm)。平均纖維長度的其他值也是可能的。

除了多根纖維以外，第三層還可包含其他組分，例如樹脂、表面處理劑和/或添加劑。一般來說，任何合適的樹脂可用于實現(xiàn)所需的性能。例如，樹脂可以是聚合的，基于水的或基于溶劑的。在某些實施方案中，樹脂還可包含添加劑，如阻燃劑、疏水添加劑和/或親水添加劑。在一些情況下，第三層中的添加劑可包含粘膠、納米顆粒、沸石和/或硅藻土。

如本文所述，第三層(例如，支撐層)可具有某些結(jié)構(gòu)特征，如基重、厚度和密度。例如，在一些實施方案中，第三層的基重可大于或等于約50g/m²，大于或等于約75g/m²，大于或等于約90g/m²，大于或等于約105g/m²，大于或等于約120g/m²，大于或等于約135g/m²，或者大于或等于約175g/m²。在一些情況下，第三層的基重可小于或等于約200g/m²，小于或等于約150g/m²，小于或等于約130g/m²，小于或等于約110g/m²，小于或等于約100g/m²，或小于或等于約85g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約75g/m²且小于或等于約150g/m²的基重)?；氐钠渌狄彩强赡艿摹；乜筛鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 536來測定。

可以根據(jù)需要選擇第三層的厚度。例如，在一些實施方案中，第三層的厚度可大于或等于約0.1mm，大于或等于約0.2mm，大于或等于約0.3mm，大于或等于約0.4mm、大于或等于約0.5mm，大于或等于約1.0mm，或大于或等于約1.5mm。在一些情況下，第三層的厚度可小于或等于約2.0mm，小于或等于約1.2mm，小于或等于約0.5mm，小于或等于約0.4mm，小于或等于約0.3mm，或小于或等于約0.2mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0.2mm且小于或等于約0.5mm的厚度)。厚度的其他值也是可能的。厚度可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 534在2N/cm²下測定。第三層的密度也可根據(jù)需要變化。例如，在一些實施方案中，第三層的密度可大于或等于約0.5kg/m³，大于或等于約0.75kg/m³，大于或等于約0.9kg/m³，大于或等于約1.05kg/m³，大于或等于約1.15kg/m³，大于或等于約1.35kg/m³，或大于或等于約1.75kg/m³。在一些情況下，第三層的密可小于或等于約2.0kg/m³，小于或等于約1.50kg/m³，小于或等于約1.25kg/m³，小于或等于約1.1kg/m³，小于或等于約1.0kg/m³，或小于或等于約0.85kg/m³。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0.75kg/m³且小于或等于約1.25kg/m³的密度)。密度的其他值也是可能的。第三層的密度可以由標(biāo)準(zhǔn)ISO 536和ISO 534在2N/cm²下計算。

可根據(jù)需要選擇平均流量孔徑。例如，在一些實施方案中，第三層的平均流量孔徑可大于或等于約30微米，大于或等于約40微米，大于或等于約45微米，大于或等于約50微米，大于或等于約55微米，大于或等于約60微米，大于或等于約65微米，或大于或等于約70微米。在一些情況下，第三層的平均流量孔徑可小于或等于約80微米，小于或等于約70微米，小于或等于約60微米，小于或等于約50微米，或小于或等于約40微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約50微米且小于或等于約60微米)。平均的平均流量孔徑的其他值也是可能的。平均流量孔徑可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1294(2008)(M.F.P.)來測定。在一些實施方案中，第三層可具有比第二層更大的平均流量孔徑。

如本文所述，第三層(例如，支撐層)可具有如本文所述的有利的性能。例如，在一些實施方案中，第三層可任選地包括如本文所述的多個穿孔，其可具有相對高的干馬倫脹破強(qiáng)度。干馬倫脹破強(qiáng)度可例如大于或等于約100kPa，大于或等于約200kPa，大于或等于約250kPa，大于或等于約300kPa，大于或等于約350kPa，大于或等于約400kPa，大于或等于約450kPa，大于或等于約500kPa，大于或等于約550kPa，大于或等于約600kPa，大于或等于約700kPa，大于或等于約800kPa，或者大于或等于約900kPa。在一些情況下，第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度可小于或等于約1000kPa，小于或等于約900kPa，小于或等于約800kPa，小于或等于約700kPa地，小于或等于約600kPa，小于或等于約500kPa，小于或等于約400kPa，小于或等于約300kPa，或小于或等于約200kPa。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約100kPa且小于或等于約500kPa，大于或等于約400kPa且小于或等于約600kPa)。干馬倫爆裂強(qiáng)度的其他值也是可能的。干馬倫脹破強(qiáng)度可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN 53141測定。在一些實施方案中，上面提及的范圍可以是指包含固化樹脂的第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度。在一些這樣的情況下，第三層可以是非穿孔的或穿孔的。

在一些實施方案中，可任選地包括本文所述的多個穿孔的第三層(例如，支撐層)的透氣率可大于過濾介質(zhì)中一個或更多個其他層的透氣率。例如，第三層的透氣率可以是過濾介質(zhì)中其他層(例如，第一層、第二層和/或第四層)的透氣率的至少10倍，至少20倍，至少30倍，至少40倍，或至少50倍。在一些情況下，第三層的透氣率可小于或等于過濾介質(zhì)中另一個層(例如，第一層、第二層和/或第四層)的透氣率的100倍。例如，在一些實施方案中，第三層的透氣率可大于或等于約15L/m²秒，大于或等于約200L/m²秒，大于或等于約400μL的/m²秒，大于或等于約600L/m²秒，大于或等于約800L/m²秒，大于或等于約1000L/m²秒，大于或等于約1200L/m²秒，大于或等于約1500L/m²秒，或大于或等于約1800L/m²秒。在一些情況下，第三層的透氣率可小于或等于約2000L/m²秒，小于或等于約1500L/m²秒，小于或等于約1000L/m²秒，或小于或等于約600L/m²秒。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，透氣率大于或等于約400L/m²秒且小于或等于約800L/m²秒)。透氣率的其他值也是可能的。透氣可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN/ISO 9327(其中，2毫巴壓差下的測量面積為20cm²)。

可根據(jù)需要選擇穿過第三層的壓降，所述第三層任選地包括本文所述的多個穿孔。例如，在一些實施方案中，第三層的壓降可小于或等于約50Pa，小于或等于約35Pa，小于或等于約28Pa，小于或等于約22Pa，小于或等于約16Pa，小于或等于約10Pa，小于或等于約5Pa，或小于或等于約2Pa。在一些情況下，第三層的壓降可大于或等于約1Pa，大于或等于約10Pa，大于或等于約20Pa，大于或等于約26Pa，大于或等于約30Pa，或大于或等于約40Pa。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，壓降大于或等于約20Pa且小于或等于約30Pa)。壓降的其他值也是可能的。如本文所述，可以在利用TSI 8130過濾測試儀在10.5FPM面速度下測定壓降。

在一些實施方案中，與過濾介質(zhì)中的一個或更多個其他層相比，任選地包括如本文所述的穿孔的第三層(例如，支撐層)可具有相對低的效率。例如，在一些實施方案中，第三層的效率可小于或等于約50％，小于或等于約40％，小于或等于約30％，小于或等于約20％的，小于或等于約10％，或小于或等于約2％。效率可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438測定。如下面更詳細(xì)地描述的，效率可以在不同的粒徑測量(例如，對于x微米或更大的顆粒，其中x在下面描述)，并且效率的上述范圍可以適合于本文所述的各種粒徑。在一些實施方案中，x為4微米，使得效率的上述范圍適合濾除4微米或更大的顆粒。

在一些實施方案中，與過濾介質(zhì)中的一個或更多個其他層相比，第三層可具有相對低的容塵量。例如，在一些實施方案中，第三層的容塵量可大于或等于約3g/m²(例如，大于或等于約10g/m²，大于或等于約20g/m²，或者大于或等于約30g/m²)和/或小于或等于約40g/m²(例如，小于或等于約35g/m²，小于或等于約30g/m²，小于或等于約25g/m²或小于或等于約20g/m²)。容塵量可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438來測定。

本文提到的容塵量和效率基于多通道過濾器測試(Multipass Filter Test)在由FTI制造的多通道過濾器測試臺(Multipass Filter Test Stand)上根據(jù)ISO 19438過程測試。測試可在不同條件下進(jìn)行。測試在50mg/升的基礎(chǔ)上游重量塵水平(BUGL)下使用ISO 12103-A3中檔測試塵。測試流體是美孚生產(chǎn)的航空液壓油AERO HFA MIL H-5606A。試驗在0.06cm/s的面速度下進(jìn)行，直至100kPa的終止壓力。除非另外說明，本文中描述的容塵量值和/或效率值在50mg/L的BUGL、0.06cm/s的面速度和100kPa的終止壓力下測定。

如本文所述，在一些實施方案中，第三層(例如，支撐層)可包含纖維素纖維。纖維素纖維的平均直徑可例如大于或等于約20微米且小于或等于約50微米(例如，大于或等于約30微米且小于或等于約40微米)，平均纖維長度可例如大于或等于約1mm且小于或等于約10mm。在一些情況下，第三層可包括相對高重量百分比的纖維素纖維(例如，大于或等于70重量％或大于或等于95重量％的纖維素纖維)。在一個實施方案中，第三層可包含100重量％的纖維素纖維。第三層在一些實施方案中可包括穿孔，但在另一些實施方案中不包括穿孔。當(dāng)穿孔存在時，穿孔可覆蓋所述層表面積的一定百分比。例如，穿孔可覆蓋所述層表面積的大于或等于約5％且小于或等于約20％。穿孔的周期性可例如大于或等于約5mm且小于或等于約20mm。穿孔的平均直徑可例如大于或等于約0.5mm且小于或等于約5mm。在一些情況下，第三層可以是單層，厚度可大于或等于約0.1mm且小于或等于約0.5mm(例如，大于或等于約0.2mm且小于或等于約0.4mm)。第三層的基重可例如大于或等于約75g/m²且小于或等于150g/m²。第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度可例如大于或等于約100kPa且小于或等于約500kPa(例如，大于或等于約200kPa且小于或等于約300kPa)。在一些情況下，第三層的平均流量孔徑可大于40微米，例如，大于或等于50微米且小于或等于60微米。第三層的透氣率可例如大于或等于約400L/m²秒且小于或等于約1500L/m²秒。在一些情況下，第三層可具有比第二層的平均流量孔徑和/或透氣率更高的平均流量孔徑和/或更高的透氣率。

如本文所述，過濾介質(zhì)可包括第一層(例如，容量層)。在一些實施方案中，第一層的功能是提高過濾介質(zhì)的容塵量，可稱為容量層。在一些實施方案中，第一層可包含多根纖維。一般來說，如下所述，可用于形成第一層(例如，容量層)的多根纖維的材料可以變化。在某些實施方案中，第一層可包含合成纖維、雙組分纖維、纖維素纖維(例如，天然纖維素、再生纖維)、原纖化纖維和/或玻璃纖維中的一種或更多種。

在一些實施方案中，其中第一層中包含合成纖維，第一層中合成纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約20％，大于或等于約40％，大于或等于約60％，大于或等于約80％，大于或等于約90％，或大于或等于約95％。在一些情況下，第一層中合成纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約98％，小于或等于約85％，小于或等于約75％，小于或等于約50％，或小于或等于約10％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約80％且小于或等于約100％)。第一層中合成纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第一層含有100％的合成纖維。在另一些實施方案中，第一層含有0％的合成纖維。

在一些實施方案中，其中第一層中包含雙組分纖維，第一層中雙組分纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約20％，大于或等于約40％，大于或等于約60％，大于或等于約80％，大于或等于約90％，或大于或等于約95％。在一些情況下，第一層中雙組分纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約98％，小于或等于約85％，小于或等于約75％，小于或等于約50％，小于或等于約10％，小于或等于約5％，或小于或等于約3％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約80％且小于或等于約100％)。第一層中的雙組分纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第一層含有100％的雙組分纖維。在另一些實施方案中，第一層含有0％的雙組分纖維。

在一些實施方案中，其中第一層中包含纖維素纖維，第一層中纖維素纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約10％，大于或等于約25％，大于或等于約50％，大于或等于約75％，或大于或等于約90％。在一些情況下，第一層中纖維素纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約70％，小于或等于約50％，小于或等于約30％，小于或等于約15％，或小于或等于約5％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1％且小于或等于約5％)。第一層中的纖維素纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第一層含有100％的纖維素纖維。在另一些實施方案中，第一層含有0％的纖維素纖維。

在一些實施方案中，其中第一層中包含原纖化纖維，第一層中原纖化纖維的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約10％，大于或等于約25％，大于或等于約50％，大于或等于約75％，或大于或等于約90％。在一些情況下，第一層中原纖化纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約70％，小于或等于約50％，小于或等于約30％，小于或等于約10％，或小于或等于約2％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1％且小于或等于約10％)。第一層中的原纖化纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第一層含有100％的原纖化纖維。在另一些實施方案中，第一層含有0％的原纖化纖維。

在一些實施方案中，其中第一層中包含玻璃纖維，第一層中玻璃纖維(例如，微玻璃纖維、短切玻璃纖維或其組合)的重量百分比可大于或等于約1％，大于或等于約10％，大于或等于約25％，大于或等于約50％，大于或等于約75％，或大于或等于約90％。在一些情況下，第一層中玻璃纖維的重量百分比可小于或等于約100％，小于或等于約70％，小于或等于約50％，小于或等于約30％，小于或等于約10％，或小于或等于約2％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1％且小于或等于約10％)。第一層中的玻璃纖維的重量百分比的其他值也是可能的。在一些實施方案中，第一層含有100％的玻璃纖維。在另一些實施方案中，第一層含有0％的玻璃纖維。

無論用于形成第一層的纖維的類型，在一些實施方案中，第一層的纖維的平均直徑可例如大于或等于約1微米，大于或等于約3微米，大于或等于約5微米，大于或等于約8微米，大于或等于約10微米，大于或等于約12微米，大于或等于約15微米，大于或等于至約20微米，大于或等于約30微米，或大于或等于約40微米。在一些情況下，第一層的纖維的平均直徑可小于或等于約50微米，小于或等于約40微米，小于或等于約30微米，小于或等于約20微米，小于或等于約15微米，小于或等于約10微米，小于或等于約7微米，小于或等于約5微米，或小于或等于約2微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1微米且小于或等于約5微米)。平均纖維直徑的其他值也是可能的。

在某些實施方案中，第一層可包括單層。但是，在另一些實施方案中，第一層可包括超過一個層(即，子層)以形成多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)層包括超過一個子層時，多個子層基于某些特性而不同，如阻力和/或梯度結(jié)構(gòu)。在某些情況下，多個子層可以是離散并通過任何合適的方法組合，如層壓、點粘合或疊片。在一些實施方案中，子層基本上彼此連接(例如，通過層壓、點粘合、熱點粘合、超聲波粘合、壓延、使用粘合劑(例如，膠網(wǎng))和/或共打褶)。

在另一些情況下，子層可形成為復(fù)合層(例如，通過濕法成網(wǎng)法)或多層梯度結(jié)構(gòu)。在包括子層的第一層的一個實例中，包含多個合成纖維的子層可與包括玻璃纖維的子層組合。在另一實例中，第一層可包括多個子層(例如，三個子層)，每個子層包含熔噴、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡合成纖維。在某些情況下，每個層包含平均直徑大于或等于1微米的熔噴、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡合成纖維。平均直徑的其他值也是可能的，如本文所述。第一層的每個子層可具有任何合適的基重和/或厚度，如本文對于第一層所述的那些基重和厚度。此外，第一層的每個子層可具有本文對于第一層所述的那些性能特征(例如，容塵量、透氣率和壓降)?？梢愿鶕?jù)需要選擇第一層內(nèi)子層的數(shù)量。例如，在一些實施方案中，第一層可包括1個、2個、3個、4個、5個等子層。第一層中子層的數(shù)量的其他值也是可能的。

過濾介質(zhì)的跨層(或跨子層)梯度可包括跨層(或子層)的一部分厚度或全部厚度的一個或更多個特性的變化，例如纖維直徑、纖維類型、纖維組成、纖維長度、纖維表面化學(xué)、孔徑、材料密度、基重、組分(例如，粘合劑、樹脂、交聯(lián)劑)的比例和強(qiáng)度。層(或子層)可任選的包含跨層(或子層)的厚度的一個或更多個性能特征，例如效率、容塵量、壓降和透氣率。

層(或子層)內(nèi)不同類型和結(jié)構(gòu)的梯度也是可能。在一些實施方案中，層(或子層)的頂表面和底表面之間一個或更多個特性的梯度是逐漸的(例如，線性、曲線性)。例如，層(或子層)可具有從頂表面到底表面增加的基重。在另一個實施方案中，層(或子層)可包括跨層(或子層)的厚度的一個或更多個特性的步長梯度。在一個這樣的實施方案中，屬性的轉(zhuǎn)變可主要發(fā)生在兩個層(或子層)之間的界面處。例如，過濾介質(zhì)(例如具有包含第一纖維類型的第一層(或子層)和包含第二纖維類型的第二層(或子層))可在跨界面的纖維類型之間具有突然轉(zhuǎn)變。換句話說，纖維網(wǎng)的每個層(或子層)可以是相對不同的。在另一些實施方案中，梯度以跨層(或子層)的厚度的函數(shù)類型表征。例如，梯度可通過跨層(或子層)的厚度的正弦函數(shù)、二次函數(shù)、周期函數(shù)、非周期函數(shù)、連續(xù)函數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)來表征。其他類型的梯度的也是可能的。

在一些實施方案中，第一層(例如，容量層)可以是整個過濾介質(zhì)的某些重量百分比。一般來說，第一層可以是整個過濾介質(zhì)的任何合適的重量百分比。例如，在一些實施方案中，整個過濾介質(zhì)中第一層的重量百分比可大于或等于約5％，大于或等于約10％，大于或等于約20％，大于或等于約30％，大于或等于約40％，大于或等于約50％，大于或等于約60％，或大于或等于約70％。在一些情況下，整個過濾介質(zhì)中第一層的重量百分比可小于或等于約80％，小于或等于約60％，小于或等于約50％，小于或等于約40％，小于或等于約30％，小于或等于約20％，或小于或等于約10％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約10％且小于或等于約30％的重量百分比)。整個過濾介質(zhì)中第一層的重量百分比的其他值也是可能的。

如本文所述，第一層(例如，容量層)可具有某些結(jié)構(gòu)特征，如基重和厚度。例如，在一些實施方案中，第一層的基重可大于或等于約30g/m²，大于或等于約60g/m²，大于或等于約70g/m²，大于或等于約90g/m²，大于或等于約120g/m²，大于或等于約150g/m²，或大于或等于約180g/m²。在一些情況下，第一層的基重可小于或等于約200g/m²，小于或等于約150g/m²，小于或等于約90g/m²，小大于或等于約70g/m²，小于或等于約60g/m²，或小于或等于約40g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約60g/m²且小于或等于約90g/m²)?；氐钠渌狄彩强赡艿?。基重可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 536來測定。

可根據(jù)需要選擇第一層的厚度。例如，在一些實施方案中，第一層的厚度可大于或等于約0.2mm，大于或等于約0.5mm，大于或等于約0.8mm，大于或等于約1mm大于或等于約1.2mm，大于或等于約1.5mm，或大于或等于約1.8mm。在一些情況下，第一層的厚度可小于或等于約2.0mm，小于或等于約1.6mm，小于或等于約1.2mm，小于或等于約0.9mm，小于或等于約0.6mm，或小于或等于約0.4mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約0.5mm且小于或等于約0.9mm)。平均厚度的其他值也是可能的。厚度可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 534在2N/m²測定。

在一些實施方案中，第一層的平均流量孔徑可大于或等于約30微米，大于或等于約40微米，大于或等于約50微米，大于或等于約60微米地，大于或等于約70微米，大于或等于約80微米，或大于或等于約90微米。在一些情況下，第一層平均流量孔徑可小于或等于約100微米，小于或等于約90微米，小于或等于約80微米，小于或等于約70微米，小于或等于約60微米，小于或等于約50微米，或小于或等于約40微米。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約40微米且小于或等于約90微米)。平均流量孔徑的其他值也是可能的。平均流量孔徑可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1294(2008年)(M.F.P.)測定。在一些實施方案中，第一層可具有大于第二層的平均流量孔徑的平均流量孔徑。

如本文所述，在第一層可具有有利的性能特性，包括容塵量、透氣率和壓降。例如，在一些實施方案中，第一層(例如，容量層)可具有相對高的容塵量。例如，在一些實施方案中，第一層的容塵量可大于或等于約5g/m²，大于或等于約30g/m²，大于或等于約50g/m²，大于或等于約70g/m²，大于或等于約90g/m²，大于或等于約110g/m²，大于或等于約150g/m²地，大于或等于約200g/m²，或大于或等于約250g/m²，大于或等于約300g/m²，或大于或等于約350g/m²。在一些情況下，容量層的容塵量可小于或等于約400g/m²，小于或等于約300g/m²，小于或等于約200g/m²，小于或等于約100g/m²，或小于或等于約80g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約30g/m²且小于或等于約100g/m²)。容塵量可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438來測定。

在一些實施方案中，第一層可具有比過濾介質(zhì)的另一個層的透氣率高的透氣率。在一個實例中，第一層(例如，容量層)可具有比第二層(例如，效率層)更高的透氣率。例如，在一些實施方案中，第一層的透氣率可大于或等于約100L/m²秒，大于或等于約150L/m²秒，大于或等于約350L/m²秒，大于或等于約550L/m²秒，大于或等于約750L/m²秒，大于或等于約1000L/m²秒，大于或等于約1500L/M²秒，或大于或等于約1700L/m²秒。在一些情況下，第一層的透氣率可小于或等于約2000L/m²秒，小于或等于約1600L/m²秒，小于或等于約1200L/m²秒，小于或等于約900L/m²秒，小于或等于約650L/m²秒，小于或等于約400L/m²秒，或小于或等于約200L/m²秒。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約150L/m²秒且小于或等于約900L/m²秒)。透氣率的其他值也是可能的。透氣可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN/ISO 9327測定(其中2毫巴差壓下的測量面積為20cm²)。

可根據(jù)需要選擇第一層的壓降。例如，在一些實施方案中，第一層的壓降可大于或等于約5Pa，大于或等于約15Pa，大于或等于約25Pa，大于或等于約35Pa，大于或等于約45Pa，大于或等于約65Pa，或大于或等于約85Pa。在一些情況下，第一層的壓降可小于或等于約100Pa，小于或等于約75Pa，小于或等于約50Pa，小于或等于約40Pa，小于或等于約30Pa，或小于或等于約10Pa。上述參考范圍的組合也可能(例如，大于或等于約15Pa且小于或等于約50Pa)。壓降的其他值也是可能的。如本文所述，壓降可使用TSI 8130過濾測試儀在10.5FPM的面速度下測定。

如本文所述，在一些實施方案中，第一層(例如，容量層)可包含平均纖維直徑大于或等于約1微米(例如，大于或等于1微米且小于或等于至約5微米)的合成纖維。在一些實施方案中，其中第一層包含合成纖維，所述合成纖維可通過熔噴法、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡法形成，并且可具有連續(xù)長度。在一些情況下，第一層可包括超過一個子層(例如，2至5個子層)。例如，第一層可包括三個子層，每個子層可包含由熔噴法或離心紡法形成的合成纖維。在一些情況下，第一層中每個子層可包含相對高重量百分比的合成纖維(例如，大于或等于約70重量％，大于或等于約95％重量的合成纖維)。每個子層可以包含例如100重量％的合成纖維。第一層中的子層可以被布置成產(chǎn)生跨第一層的特定屬性(例如，纖維直徑)的梯度，如本文所述。第一層的基重可例如大于或等于約30g/m²且小于或等于約150g/m²(例如，大于或等于約60g/m²且小于或等于約90g/m²)，厚度可例如大于等于約0.3mm且小于或等于約1.5mm(例如，大于等于約0.5mm且小于或等于約0.9mm)。在一些情況下，第一層的平均流量孔徑可大于或等于約70微米；例如大于或等于約80微米且小于或等于約90微米。在一些情況下，第一層的透氣率可例如大于或等于約150L/m²秒且小于或等于約900L/m²秒。在一些情況下，第一層可具有比第二層的平均流量孔徑和/或透氣率更高的平均流量孔徑和/或更高的透氣率。

如本文所述，過濾介質(zhì)可包括第一層、第二層、第三層和第四層。在一些實施方案中，第四層可以是與第二層(例如，效率層)相鄰的間隔層。在一些情況下，第四層可位于第二層和第三層之間。一般來說，第四層可以通過任何合適的方法形成，如紡粘法、熔噴法、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡法。在某些情況下，可以使用短纖維。第四層可由任何合適的材料形成，例如合成聚合物(例如，聚丙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亞胺、聚乙烯、聚醚醚酮、聚烯烴、尼龍、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇及其組合)。在一些情況下，可使用再生纖維素(例如，萊賽爾，人造絲)纖維。在一些實施方案中，合成纖維是有機(jī)聚合物纖維。合成纖維還可包含多組分纖維(即，具有多個組合物的纖維，如雙組分纖維)。在某些情況下，合成纖維可包含熔噴纖維或通過離心紡法形成的纖維，其可以由本文所述的聚合物(例如，聚酯，聚丙烯)形成。用于形成間隔層的其他工藝和材料也是可能的。

在一些實施方案中，第四層可具有相對低的基重。例如，在一些實施方案中，第四層的基重可小于或等于約70g/m²，小于或等于約50g/m²，小于或等于約30g/m²，小于或等于約20g/m²，小于或等于約15g/m²，或小于或等于約10g/m²。在一些情況下，第四層的基重可大于或等于約5g/m²，大于或等于約12g/m²，大于或等于約20g/m²時，大于或等于約45g/m²，或大于或等于約60g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約12g/m²且小于或等于約15g/m²)?；氐钠渌狄彩强赡艿摹；乜筛鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 536來測定。

可以根據(jù)需要選擇第四層(例如，間隔層)的厚度。例如，在一些實施方案中，第四層的厚度可小于或等于約1.0mm，小于或等于約0.9mm，小于或等于約0.5mm，小于或等于約0.4mm，小于或等于約0.3mm，或小于或等于約0.2mm。在一些情況下，第四層的厚度可大于或等于約0.1mm，大于或等于約0.2mm，大于或等于約0.25mm，大于或等于約0.3mm，大于或等于約0.4mm，大于或等于約0.6mm，或大于或等于約0.8mm。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，厚度大于或等于約0.2mm且小于或等于約0.3mm)。厚度的其他值也是可能的。厚度可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 534來測定。

在一些實施方案中，第四層可具有相對高的透氣率；例如，第四層的透氣率可高于第一層、第二層和/或第三層的透氣率。例如，在一些實施方案中，第四層的透氣率可大于或等于約500L/m²秒，大于或等于約700L/m²秒，大于或等于約1000L/m²秒，大于或等于約1500L/m²秒，大于或等于約2000L/m²秒，大于或等于約5000L/m²秒，或大于或等于約10,000L/m²秒。在一些實施方案中，第四層的透氣率可小于或等于約12,000L/m²秒，小于或等于約10,000L/m²秒，小于或等于約8000L/m²秒，小于或等于約5000L/m²秒，小于或等于約2000L/m²秒，或小于或等于約1000L/m²秒。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約1000L/m²秒且小于或等于約12,000L/m²秒)。透氣率的其他值也是可能的。透氣可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN/ISO 9327(其中，在2毫巴壓差下的測量面積為20cm²)來測定。

在其中第四層存在某些實施方案中，第四層可以通過紡粘工藝形成，并且可包含合成纖維，例如由聚丙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或聚酯形成的纖維。第四層的基重可例如大于或等于約5g/m²且小于或等于約70g/m²，厚度可例如小于或等于約0.5mm。

如本文所述，包括多個層的過濾介質(zhì)可具有增強(qiáng)的過濾性能(例如，容塵量，壽命等)。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中層的順序可能影響過濾介質(zhì)的過濾性能。在一個實例中，過濾介質(zhì)可包括按數(shù)字次序的第一層、第二層和第三層(即，第二層可位于第一層和第三層之間)，使得第二層的透氣率可低于第一層和第三層的透氣率?？邕^濾介質(zhì)的透氣率可描述為具有沙漏構(gòu)型(即，過濾介質(zhì)的中間層的透氣率可低于相對于中間層的上游層和下游層)。在一些情況下，具有這種結(jié)構(gòu)的透氣率的過濾介質(zhì)與某些現(xiàn)有的過濾介質(zhì)相比可具有增強(qiáng)的過濾性能，所述某些現(xiàn)有的過濾介質(zhì)中跨介質(zhì)的透氣率從上游側(cè)到下游側(cè)或從下游側(cè)到上游側(cè)降低。應(yīng)當(dāng)理解，層的這樣的結(jié)構(gòu)可通過任何合適數(shù)目或布置的層來形成(例如，按非數(shù)字次序的四層)。

在某些實施方案中，沙漏結(jié)構(gòu)可利用平均流量孔徑來形成(即，過濾介質(zhì)的中間層的平均流量孔徑可小于相對于中間層的上游層和下游層)。例如，第二層(例如，效率層)的平均流量孔徑可小于第一層和第三層(例如，分別為容量層和支撐層)的平均流量孔徑。應(yīng)當(dāng)理解的是，層的這樣的結(jié)構(gòu)可通過任何合適數(shù)目或布置的層來形成(例如，按非數(shù)字次序的四層)。

在一組實施方案中，過濾介質(zhì)可包括第一層、第二層、第三層和任選的第四層。第二層(和任選的第四層)可位于第一層和第三層之間。當(dāng)存在時，第四層可位于第二層和第三層之間。第一層(例如，容量層)可包含平均纖維直徑大于或等于約1微米(例如，大于或等于1微米且小于或等于約5微米)的合成纖維。在一些實施方案中，其中第一層包含合成纖維，所述合成纖維可以通過熔噴、熔紡、熔體電紡、溶劑電紡或離心紡法形成，并且可具有連續(xù)長度。在一些情況下，第一層可包括超過一個子層(例如，2至5個子層)。例如，第一層可包括三個子層，每個子層可包含通過熔噴法或離心紡法形成的合成纖維。在一些情況下，第一層中的每個子層可包含相對高重量百分比的合成纖維(例如，大于或等于約70重量％，大于或等于約95％重量的合成纖維)。每個子層可包含例如100重量％的合成纖維。第一層中的子層可以被布置成產(chǎn)生跨第一層的特定屬性(例如，纖維直徑)的梯度，如本文所述。第一層基重可例如大于或等于約30g/m²且小于或等于約150g/m²(例如，大于或等于約60g/m²且小于或等于約90g/m²)，厚度可例如大于等于約0.3mm且小于或等于約1.5mm(例如，大于等于約0.5mm且小于或等于約0.9mm)。在一些情況下，第一層的平均流量孔徑可例如大于或等于50微米且小于或等于100微米(例如，大于或等于70微米且小于或等于90微米)。在一些情況下，第一層的透氣率可例如大于或等于約150L/m²秒且小于或等于約900L/m²秒。在一些情況下，第一層可具有比第二層的平均流量孔徑和/或透氣率更高的平均流量孔徑和/或更高的透氣率。

第二層(例如，效率層)可包含平均纖維直徑小于或等于約1.5微米(例如，大于或等于約0.2微米且小于或等于約0.5微米，或大于或等于約0.2微米且小于或等于約1微米)的合成纖維。在一些實施方案中，其中第一層包含合成纖維，所述合成纖維可通過熔噴法或離心紡法形成，并且可具有連續(xù)長度。在一些情況下，第二層可包括超過一個子層(例如，2至5個子層)。例如，第一層可包括兩個子層，每個子層可包含通過熔噴法或離心紡法形成的合成纖維。在一些情況下，第二層中每個子層可包含相對高的重量百分比的合成纖維(例如，大于或等于約70重量％，或大于或等于約95％重量的合成纖維)。在一些實施方案中，每個子層可包含100重量％的合成纖維。第二層中的子層可以被布置成產(chǎn)生跨第二層的特定屬性(例如，纖維直徑)的梯度，如本文所述。第二層的基重可例如大于或等于約10g/m²且小于或等于約30g/m²(例如，大于或等于約15g/m²且小于或等于約20g/m²)。在其中第一層包括子層的實施方案中，每個子層可具有在這些范圍內(nèi)的基重。在一些情況下，第二層的平均流量孔徑可大于或等于約1微米且小于或等于約10微米。在一些實施方案中，第二層的透氣率可大于或等于約75L/m²秒且小于或等于約125L/m²秒。在一些情況下，第二層可具有比第一層和第三層的平均流量孔徑和/或透氣率更小的平均流量孔徑和/或更低的透氣率。第二層可以任選地連接到第四層(例如，紡粘層)，使得第二層和第四層在第一層和第三層之間。

在一些實施方案中，第三層(例如，支撐層)包含纖維素纖維。纖維素纖維的平均直徑可例如大于或等于約20微米且小于或等于約50微米(例如，大于或等于約30微米且小于或等于約40微米)，并且平均纖維長度可例如大于或等于約1mm且小于或等于約10mm。在一些情況下，第三層可包含相對高的重量百分比的纖維素纖維(例如，大于或等于約70重量％，或大于或等于約95重量％的纖維素纖維)。在一個實施方案中，第三層可包含100重量％的纖維素纖維。第三層在一些實施方案中可包含穿孔，但在另一些實施方案中不包含穿孔。當(dāng)穿孔存在時，穿孔可覆蓋所述層的表面積的一定百分比。例如，穿孔可覆蓋所述層的表面積的大于或等于約5％且小于或等于約20％。穿孔可具有周期性，例如，大于或等于約5mm并且小于或等于約20mm。穿孔的平均直徑可例如大于或等于約0.5mm且小于或等于約5mm。在一些情況下，第三層可以是單層，并且厚度可大于或等于約0.1mm且小于或等于約0.5mm(例如，大于或等于約0.2mm且小于或等于約0.4mm)。第三層的基重可例如大于或等于約75g/m²且小于或等于150g/m²。第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度可例如大于或等于約100kPa且小于或等于約500kPa(例如，大于或等于約200kPa且小于或等于約300kPa)。在一些情況下，第三層的平均流量孔徑可例如大于或等于40微米且小于或等于70微米。第三層的透氣率可例如大于或等于約400L/m²秒且小于或等于約1500L/m²秒。在一些情況下，例如，在其中第二層位于第一層和第三層之間的一些實施方案中，第三層可具有比第二層的平均流量孔徑和/或透氣率更高的平均流量孔徑和/或更高的透氣率。

過濾介質(zhì)可以任選地包括連接到第二層的第四層。在其中第四層存在的某些實施方案中，第四層可以通過紡粘工藝形成，并且可包含合成纖維，例如由聚丙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或標(biāo)準(zhǔn)聚酯形成的纖維。第四層的基重可例如大于或等于約5g/m²且小于或等于約70g/m²，厚度可例如小于或等于約0.5mm。如本文所述，第一層、第二層、第三層和第四層的其他結(jié)構(gòu)也是可能的。

本文所述的過濾介質(zhì)可具有一定的結(jié)構(gòu)特征，如基重和干馬倫脹破強(qiáng)度。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的基重可大于或等于約50g/m²，大于或等于約100g/m²，大于或等于約150g/m²時，大于或等于約200g/m²，大于或等于約250g/m²，大于或等于約350g/m²，或大于或等于約425g/m²。在一些情況下，過濾介質(zhì)的基重可小于或等于約500g/m²，小于或等于約400g/m²，小于或等于約300g/m²，更小大于或等于約200g/m²，或小于或等于約100g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約155g/m²且小于或等于約285g/m²)。基重的其他值也是可能的。基重可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 536來測定。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可具有相對高的干馬倫脹破強(qiáng)度。干馬倫脹破強(qiáng)度可以是例如大于或等于約100kPa，大于或等于約200kPa，大于或等于約250kPa，大于或等于約300kPa，大于或等于約350kPa，大于或等于約400kPa，大于或等于約450kPa，或大于或等于約500kPa。在一些情況下，過濾介質(zhì)的的干馬倫脹破強(qiáng)度可小于或等于約600kPa、小于或等于約500kPa，小于或等于約400kPa，小于或等于約300kPa，或小于或等于約200kPa。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約100kPa且小于或等于約500kPa)。干馬倫爆裂強(qiáng)度的其他值也是可能的。干馬倫脹破強(qiáng)度可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN 53141來測定。

在一些實施方案中，如本文所述，過濾介質(zhì)可具有其他有利的性質(zhì)。例如，在一些實施方案中，可形成在介質(zhì)中不包含玻璃的過濾介質(zhì)。在另一些實施方案中，過濾介質(zhì)可包含少量玻璃(例如，小于或等于約5重量％，小于或等于約2重量％，或小于或等于約1重量％)。盡管通常具有期望的過濾性能，但是在某些應(yīng)用中，含有玻璃纖維的過濾介質(zhì)可能在處理過程中脫落、釋放鈉、釋放微纖維和/或具有降低的可制造性(例如，打褶)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在另一些實施方案中，本文所述的過濾介質(zhì)可包含大于5重量％的量的玻璃纖維。

在一些情況下，本文所述的過濾介質(zhì)可具有提高的壽命。如本文提及的，壽命根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 4020測量。分別使用23℃下4cST至6cST的礦物油作為測試液，炭黑和米拉(Mira)2氧化鋁作為有機(jī)和無機(jī)污染物進(jìn)行測試。測試流體的流量為36.7Lpm/m²，末端壓差為在清潔的過濾介質(zhì)上升高70kPa。測試夾具可以是直徑為90mm的IBR FS外殼，平板介質(zhì)樣品可以切割成適合90mm的FS外殼。無機(jī)挑戰(zhàn)涉及每20升4cST至6cST的礦物油使用20克米拉2氧化鋁，有機(jī)挑戰(zhàn)涉及每20升4cST至6cST的礦物油使用1.25克炭黑。壽命被確定為在無污染物的清潔過濾介質(zhì)上達(dá)到70kPa的末端壓差所需的以分鐘為單位的時間。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的平均壽命可大于或等于約20分鐘，大于或等于約40分鐘，大于或等于約55分鐘，大于或等于約60分鐘，大于或等于約70分鐘，大于或等于約85分鐘，大于或等于約100分鐘，或大于或等于約150分鐘。在一些情況下，過濾介質(zhì)的平均壽命可小于或等于約200分鐘，小于或等于約160分鐘，小于或等于約130分鐘，小于或等于約110分鐘，小于或等于約85分鐘，或小于或等于約65分鐘。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約40分鐘且小于或等于約85分鐘)。平均壽命的其他值也是可能的。壽命可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 4020來測定。

在某些情況下，過濾介質(zhì)可具有相對高的容塵量。例如，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的容塵量可大于或等于約50g/m²，大于或等于約150g/m²，大于或等于約200g/m²，大于或等于約250g/m²，大于或等于約300g/m²，大于或等于約350g/m²，大于或等于約400g/m²或大于或等于約450g/m²。在一些情況下，過濾介質(zhì)的容塵量可小于或等于約500g/m²，小于或等于約400g/m²，小于或等于約300g/m²，小于或等于約200g/m²，或小于或等于約100g/m²。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約250g/m²且小于或等于約400g/m²)。容塵量可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438來測定。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可以被設(shè)計為具有特定的壓降范圍。例如，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的壓降可大于或等于約25Pa，大于或等于約60Pa，大于或等于約90Pa，大于或等于約100Pa，大于或等于約110Pa，大于或等于約150Pa，或大于或等于約180Pa。在一些情況下，過濾介質(zhì)的壓降可小于或等于約200Pa，小于或等于約165Pa，小于或等于約140Pa，小于或等于約120Pa，小于或等于約105Pa，小于或等于約75Pa，或小于或等于約40Pa。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約25Pa且小于或等于約120Pa)。壓降的其他值也是可能的。如本文所述，壓降可以利用TSI 8130過濾測試儀在10.5FPM面速度下測定。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可具有一定的透氣率。例如，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的透氣率可小于或等于約1000L/m²秒，小于或等于約800L/m²秒，小于或等于約600L/m²秒，小于或等于約400L/m²秒，小于或等于約100L/m²秒，或小于或等于約50L/m²秒。在一些情況下，過濾介質(zhì)的透氣率可大于或等于約30L/m²秒，大于或等于約150L/m²秒，大于或等于約250L/m²秒，大于或等于約500L/m²秒，大于或等于約750L/m²秒，或大于或等于約900L/m²秒。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約75L/m²秒且小于或等于約150L/m²秒)。透氣率的其他值也是可能的。透氣率可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN/ISO 9327(在2毫巴壓差下A＝20cm²)來測定。

本文所述的過濾介質(zhì)可用于各種粒徑的過濾。在測量層或整個介質(zhì)的效率的典型測試(例如，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438)中，可在將測試時間等分的十個點處獲得層或介質(zhì)上游和下游所選的粒徑x(例如，其中x是1、3、4、5、7、10、15、20、25或30微米)處的顆粒計數(shù)(每mL的顆粒)。通常，x的粒徑意味著x微米或更大的顆粒將被層或介質(zhì)捕獲。可獲得所選粒徑處的上游顆粒計數(shù)和下游顆粒計數(shù)的平均值。可通過關(guān)系[(100-[C/C₀])＊100％]由上游平均顆粒計數(shù)(注入-C₀)和下游平均顆粒計數(shù)(通過-C)確定對于所選粒徑的過濾效率測試值。如本文所述，效率可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19348來測定。類似方案可用于測量初始效率，這是指在測試進(jìn)行4、5和6分鐘后介質(zhì)的平均效率測量。除非另外指出，否則本文中所述的效率和初始效率測量是指當(dāng)x＝4微米時的值。

效率也可以按照β值(或β比)表示，其中，β_(x)＝y(tǒng)是上游計數(shù)(C₀)相對下游計數(shù)(C)的比，其中x是將實現(xiàn)C₀相對C的實際比等于y的最小粒徑。介質(zhì)的滲透分?jǐn)?shù)是1除以β_(x)值(y)，效率分?jǐn)?shù)是1-滲透分?jǐn)?shù)。因此，介質(zhì)的效率是100乘以效率分?jǐn)?shù)，100＊(1-1/β_(x))＝效率百分比。例如，對于x微米或更大顆粒，β_(x)＝200的過濾介質(zhì)的效率為[1-(1/200)]＊100，或99.5％。本文所述的過濾介質(zhì)可具有寬范圍β值，例如，β_(x)＝y(tǒng)，其中x可以是，例如，1、3、4、5、7、10、12、15、20、25、30、50、70或100，并且其中y可以是，例如，2、10、75、100、200或1000。應(yīng)當(dāng)理解的是，x和y的其他值也是可能的；例如，在一些情況下，y可大于1000。還應(yīng)該理解的是，對于x的任何值，y可以是表示C₀相對C的實際比的任何數(shù)值(例如，10.2、12.4)。同樣地，對于Y的任何值，x可以是表示實現(xiàn)C₀相對C的實際比等于y的最小粒徑的任何數(shù)值。除非另外指出，否則本文中所述的β測量是指其中x＝4微米的值。

在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可具有相對較高的效率。例如，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的效率可大于或等于約80％，大于或等于約90％，大于或等于約95％，大于或等于約96％，大于或等于約97％，大于或等于約98％，大于或等于約99％，或大于或等于約99.9％。在一些情況下，在過濾介質(zhì)的效率可小于或等于約99.99％，小于或等于約98％，小于或等于約97％，小于或等于約96％，或小于或等于約90％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約80％且小于或等于約99.99％)。過濾介質(zhì)的效率的其他值也是可能的。效率可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438來測定。如本文中所述，效率可以在不同的粒徑進(jìn)行測量(例如，對于x微米或更大的顆粒，其中x為本文中所述)，且效率的上述范圍可適合于本文所述的各種粒徑。在一些實施方案中，x為4微米，使得效率的上述范圍適合濾除4微米或更大的顆粒。

過濾介質(zhì)還可具有相對高的初始效率。過濾介質(zhì)的初始效率可大于或等于約80％，大于或等于約90％，大于或等于約95％，大于或等于約96％，大于或等于約97％，大于或等于約98％，大于或等于約99％，或大于或等于約99.9％。在一些情況下，過濾介質(zhì)的初始效率可小于或等于約99.99％，小于或等于約98％，小于或等于約97％，小于或等于約96％，或小于或等于約90％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，大于或等于約80％，小于或等于約99.99％)。過濾介質(zhì)的初始效率的其他值也是可能的。初始效率根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438來測定。如本文所述，初始效率可以在不同粒徑(例如，對于x微米或更大的顆粒，其中x為本文中所述)進(jìn)行測量，并且初始效率的上述范圍可適合于本文所述的各種粒徑。在一些實施方案中，x為4微米，使得初始效率得上述范圍適合濾除4微米或更大的顆粒。

在一些實施方案中，本文所述的過濾介質(zhì)的一個或更多個層包含樹脂。通常，存在限制量的樹脂或任何額外組分(如果存在)。在一些實施方案中，一個或更多個層可包含濕和/或干強(qiáng)度樹脂，其包括例如天然聚合物(淀粉、樹膠)，纖維素衍生物，如羧甲基纖維素、甲基纖維素、半纖維素，合成聚合物如酚醛樹脂、膠乳、聚酰胺、聚丙烯酰胺、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚酰胺)、表面活性劑、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑和/或?qū)щ娞砑觿┑取?/p>

在一些實施方案中，層可包含粘合劑樹脂。粘合劑樹脂不是纖維形式并與上述粘合纖維(例如，多組分纖維)不同。一般來說，粘合劑樹脂可具有任何合適的組成。例如，粘合劑樹脂可包含熱塑性(例如，丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚酰胺)、熱固性(例如，環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂)或其組合。在一些情況下，粘合劑樹脂包含乙酸乙烯酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、共聚酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、丙烯酸樹脂如苯乙烯丙烯酸樹脂和酚醛樹脂中的一種或更多種。其他的樹脂也是可能的。

層(例如，第一層、第二層、第三層和/或第四層)中粘合劑樹脂的量可以變化。例如，在一些實施方案中，層中粘合劑樹脂層的重量百分比可大于或等于約2重量％，大于或等于約5重量％，大于或等于約10重量％，大于或等于約15重量％，大于或等于約20重量％，大于或等于約25重量％，大于或等于約30重量％，大于或等于約35重量％，或大于或等于約40重量％。在一些情況下，層中粘合劑樹脂的重量百分比可小于或等于約45重量％，小于或等于約40重量％，小于或等于約35重量％，小于或等于約30重量％，小于或等于約25重量％，小于或等于約20重量％，小于或等于約15重量％，小于或等于約10重量％，或小于或等于至約5重量％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，粘合劑樹脂的重量百分比大于或等于約5重量％且小于或等于約35重量％)。其他范圍也是可能的。

過濾介質(zhì)中粘合劑樹脂中的量也可以變化。例如，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中粘合劑樹脂的重量百分比可大于或等于約2重量％，大于或等于約5重量％，大于或等于約10重量％，大于或等于約15重量％，大于或等于約20重量％，大于或等于約25重量％，大于或等于約30重量％，或大于或等于約35重量％。在一些情況下，層中粘合劑樹脂的重量百分比可小于或等于約40重量％，小于或等于約35重量％，小于或等于約30重量％，小于或等于約25重量％，小于或等于約20重量％，小于或等于約15重量％，小于或等于約10重量％，或小于或等于約5重量％。上述參考范圍的組合也是可能的(例如，粘合劑樹脂的重量百分比大于或等于約5重量％且小于或等于約35重量％)。其他范圍也是可能的。

如下面進(jìn)一步描述，粘合劑樹脂可以任何合適的方式添加到纖維中，包括例如，以濕狀態(tài)。在一些實施方案中，粘合劑涂覆纖維并用于使纖維彼此粘附以促進(jìn)纖維之間的粘合。任何合適的方法和設(shè)備可用于涂覆纖維，例如，使用幕涂、凹版涂覆、熔融涂覆、浸涂、刀輥涂覆或旋涂等。在一些實施方案中，當(dāng)添加到該纖維共混物中時，粘合劑沉淀。在適當(dāng)?shù)臅r候，任何合適的沉淀劑(例如，表氯醇、碳氟化合物)可以例如，通過注入共混物中而被提供至纖維。在一些實施方案中，經(jīng)添加到纖維共混物中，粘合劑樹脂以使得層被粘合劑樹脂浸漬(例如，粘合劑樹脂滲透整個層)的方式添加。在多層網(wǎng)中，可在組合層之前將粘合劑樹脂單獨添加到每個層中，或者在組合層之后將粘合劑樹脂添加到層中。在一些實施方案中，例如通過噴霧或飽和浸漬或任何上述方法，將粘合劑樹脂添加到干狀態(tài)的纖維共混物中。在另一些實施方案中，將粘合劑樹脂添加到濕層中。

在一些實施方案中，可通過溶劑飽和方法將粘合劑樹脂添加到層中。在某些實施方案中，在造紙機(jī)上制造過濾介質(zhì)期間或之后，課將聚合物材料浸漬到過濾介質(zhì)中。例如，在本文中所述的制造方法期間，在包含第一層和第二層的制品形成和干燥之后，可將基于水的乳液或基于有機(jī)溶劑的溶液中的聚合物材料粘附到涂敷輥上，然后使用施膠機(jī)或凹版飽和器在受控的壓力下施加到制品上。浸漬到過濾介質(zhì)中的聚合物材料的量通常取決于粘度、固體含量以及過濾介質(zhì)的吸收率。作為另一個實例，在層形成后，其可使用逆輥涂布器按照上述方法和/或通過使用浸漬和擠壓方法(例如，通過將干燥的過濾介質(zhì)浸入聚合物乳液或溶液中，然后通過使用壓印線(nip)擠壓出多余的聚合物)來用聚合物材料浸漬。也可以通過本領(lǐng)域中已知的其他方法，例如噴涂或發(fā)泡將聚合物材料施加至層。

如本文所述，對于并入到過濾介質(zhì)中的層或子層，可使用任何合適的方法來制備，例如使用濕法成網(wǎng)工藝(例如，涉及壓力成型機(jī)、圓網(wǎng)造紙機(jī)(rotoformer)、長網(wǎng)造紙機(jī)、混合成型機(jī)或雙網(wǎng)抄紙工藝)或非濕法成網(wǎng)工藝(例如，干式成網(wǎng)工藝、氣流成網(wǎng)工藝、紡粘工藝、熔噴工藝、電紡工藝、離心紡法或梳理工藝)。一般來說，濕法成網(wǎng)工藝涉及將一種或更多種纖維混合在一起，以提供纖維漿料。所述漿料可以是例如基于水的漿料。在某些實施方案中，各種纖維在混合在一起(例如，以實現(xiàn)混合物中的更大程度的均勻性)之前任選地單獨或組合儲存在各種儲存箱中。

例如，第一纖維可在一個容器中一起混合和制漿，第二纖維可在單獨容器中混合和制漿。所述第一纖維和第二纖維隨后可合并在一起成為單一的纖維混合物。合適的纖維可在混合到一起之前和/或之后通過碎漿機(jī)進(jìn)行處理。在一些實施方案中，纖維的組合在混合到一起之前通過碎漿機(jī)和/或儲存箱處理。應(yīng)當(dāng)理解，其他組分也可以引入到混合物中。

在某些實施方案中，本文描述的一個或更多個層(例如，第一層、第二層、第三層和/或第四層)可包括多層結(jié)構(gòu)，其可通過濕法成網(wǎng)工藝形成。例如，含有在溶劑(例如，水性溶劑，例如水)中的纖維的第一分散體(例如，紙漿)可施加到造紙機(jī)(例如，長網(wǎng)造紙機(jī)或圓網(wǎng)造紙機(jī))中的絲網(wǎng)輸送帶上以形成由絲網(wǎng)輸送帶支撐的第一層。在第一層在絲網(wǎng)上沉積的同時或隨后，含有在溶劑(例如，水性溶劑，例如水)中的纖維的第二分散體(例如，另一紙漿)可施加到第一層上。在上述工藝期間連續(xù)地將真空施加到纖維的第一分散體和第二分散體中以從纖維中除去溶劑，從而得到含有第一層和第二層的制品。然后由此形成的制品可以干燥以及(如果需要的話)通過使用公知的方法進(jìn)一步處理(例如，壓延)以形成多層的層。在一些實施方案中，這樣的工藝可能會導(dǎo)致跨兩個或更多個層的厚度的至少一個特性的梯度，如本文所述。

可使用任何合適的方法來產(chǎn)生纖維漿料。在一些實施方案中，可向漿料中加入另外的添加劑以有助于處理。溫度也可以調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)姆秶?，例?3°F至100°F(例如，50°F至85°F)。在一些情況下，保持漿料的溫度。在一些情況下，不主動調(diào)整溫度。

在一些實施方案中，濕法成網(wǎng)工藝使用與常規(guī)造紙工藝類似的設(shè)備，例如，水力碎漿機(jī)、成型機(jī)或流漿箱、干燥器和任選的轉(zhuǎn)換器。在一些情況下，也可利用實驗室手抄紙模具制備層。如上所討論的，可在一個或更多個碎漿機(jī)中制備漿料。在碎漿機(jī)中適當(dāng)混合漿料之后，可將漿料泵送到其中漿料可與或可不與其他漿料組合的流漿箱中。可添加或可不添加其他添加劑。也可用另外的水稀釋漿料，使得纖維的最終濃度在合適的范圍內(nèi)，例如約0.1重量％至0.5重量％。

濕法成網(wǎng)工藝可能特別適合于在層(例如，第一層、第二層、第三層和/或第四層)內(nèi)形成多層結(jié)構(gòu)，或用于兩個或更多個這樣的層的組合，如本文所述。例如，在一些情況下，將同一漿液泵入單獨的流漿箱以形成層內(nèi)的不同層。對于實驗室樣品，第一層可以由纖維漿料形成、排水并干燥，然后第二層可由纖維漿料形成在頂部上。在另一些實施方案中，可形成一個層，并且另一層可形成在頂部上、排水并干燥。

在一些情況下，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)纖維漿料的pH。例如，一般可在中性條件下分散漿料的纖維。

在漿料發(fā)送到流漿箱中之前，漿料可任選地通過離心凈化器和/或壓力篩以除去未纖維化材料。漿料可通過或可不通過另外的設(shè)備如精煉機(jī)或疏解機(jī)以進(jìn)一步增強(qiáng)纖維的分散或原纖化。例如，疏解機(jī)可用于平滑或除去可能在纖維漿料形成期間的任何點產(chǎn)生的結(jié)塊或突出部。然后可使用任何合適的設(shè)備如長網(wǎng)造紙機(jī)、圓網(wǎng)造紙機(jī)、滾筒或傾斜線長網(wǎng)造紙機(jī)將纖維收集到篩或線上。

在一些實施方案中，所述方法涉及將粘合劑(和/或其他組分)引入到預(yù)成型纖維層中。在一些實施方案中，隨著纖維層沿適當(dāng)?shù)暮Y或線通過，可使用合適的技術(shù)將可以是單獨的乳液形式的粘合劑中包含的不同組分添加到纖維層中。在一些情況下，粘合劑樹脂的每種組分混合成乳液之后與其他組分和/或纖維層組合。在一些實施方案中，使用重力和/或真空將包含在粘合劑中的組分拉過纖維層。在一些實施方案中，包含在粘合劑樹脂中的一種或更多種組分可周軟化水稀釋并泵入纖維層。在一些實施方案中，可噴射到所形成的介質(zhì)，或通過任何其他合適的方法，例如，施膠壓榨、泡沫飽和、幕涂、棒涂等將粘合劑引入到纖維層中。在一些實施方案中，可在將漿料引入到流漿箱中之前將粘合劑材料施加到纖維漿料中。例如，可將粘合劑材料引入(例如，注入)到纖維漿料中并且用纖維浸漬和/或沉淀到纖維上。在一些實施方案中，可通過溶劑飽和方法將粘合劑樹脂過程添加到層中。

在另一些實施方案中，非濕法成網(wǎng)工藝被周來形成介質(zhì)的一個或更多個層。例如，在非濕法成網(wǎng)工藝中，可使用氣流成網(wǎng)工藝或梳理工藝。例如，在氣流成網(wǎng)工藝中，可在空氣吹到傳送帶上的同時混合纖維，然后施加粘合劑。在梳理工藝中，在一些實施方案中，在施加粘合劑之前通過輥和與輥關(guān)聯(lián)的延伸部(例如，鉤、針)操作纖維。在一些情況下，通過非濕法成網(wǎng)工藝形成的層可能更適合于生產(chǎn)高度多孔介質(zhì)。如上所述，可用任何合適的粘合劑樹脂浸漬非濕層(例如，通過飽和、噴涂等)。

在形成層期間或之后，可根據(jù)多種已知技術(shù)進(jìn)一步處理層。任選地，可使用例如層壓、熱點粘合、超聲波、壓延、膠網(wǎng)、共打褶或疊片的工藝來形成額外的層和/或?qū)㈩~外的層添加到層上。例如，在一些情況下，通過如上所述濕法成網(wǎng)工藝在復(fù)合制品中形成兩個層，然后通過任何合適的方法(例如，層壓、共打褶或疊片)將復(fù)合制品與另外的層組合。在另一實例中，超過一個層(例如，熔噴層)可通過熱點粘合、壓延、膠網(wǎng)或超聲處理結(jié)合在一起，以形成一個層(例如，第二層)。應(yīng)當(dāng)理解，不僅基于每一個層的組分，還根據(jù)使用適當(dāng)組合的不同特性的多個層的效果，通過根據(jù)本文所述方法對層進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以形成具有本文所述特性的層或過濾介質(zhì)。

在一些實施方案中，進(jìn)一步的處理可涉及層和/或過濾介質(zhì)的打褶。例如，可通過共打褶將兩個層連接。在一些情況下，可通過形成彼此具有適當(dāng)間隔距離的劃線以允許折疊過濾介質(zhì)來對過濾介質(zhì)或其不同的層進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蝰?。但是?yīng)當(dāng)理解，任何合適的打褶技術(shù)都可使用。

在一些實施方案中，可對過濾介質(zhì)進(jìn)行后處理(例如，使過濾介質(zhì)經(jīng)歷起皺工藝)以增加網(wǎng)中的表面積。在另一些實施方案中，過濾介質(zhì)可被壓印。

如本文所述，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)中的兩個或更多個層(例如，第一層、第二層、第三層和/或第四層)可單獨形成，并通過任何合適的方法接合，例如層壓、疊片、熱點粘合、超聲波處理(如超聲波點粘合在一起)、壓延、膠網(wǎng)或通過使用粘合劑。例如，可使用熱點粘合和粘合劑(例如，噴霧或旋涂)將第三層(例如，支撐層)結(jié)合到第二層(例如，效率層)。在某些情況下，這些層可超聲粘合在一起(例如，超聲點粘合在一起)。在另一些情況下，這些層可以壓延在一起。壓延可以涉及例如在特定的線性壓力、溫度和線速度下使用壓延輥將兩個或更多個層壓縮到一起。

兩個或更多個層和/或子層可以使用不同的工藝或相同的工藝形成。例如，每個層的可獨立地通過濕法成網(wǎng)工藝、非濕法成網(wǎng)工藝、紡絲工藝、熔噴工藝、電紡工藝或任何其他合適的工藝形成。在一些實施方案中，兩個或更多個層可以通過相同的工藝形成(例如，濕法成網(wǎng)工藝、非濕法成網(wǎng)工藝如紡絲工藝、熔噴工藝或任何其他合適的工藝)。在一些情況下，兩個或更多個層可以同時形成。

在一些實施方案中，如本文所述，一個層可包含通過熔噴工藝形成的纖維。在其中過濾介質(zhì)包括熔噴層的實施方案中，熔噴層可具有描述于基于2009年5月14日提交的美國專利申請序列第12/266,892號的題為“Meltblown Filter Medium”的共同擁有的美國專利公開第2009/0120048號和2010年12月17日提交的題為“Fine Fiber Filter Media and Processes”的共同擁有的美國申請第12/971,539號中的一個或更多個特性，上述專利中的每一個通過引用整體并入本文用于所有目的。在另一些實施方案中，層可以通過其他合適的方法形成，例如熔紡、熔體電紡和/或液體電紡法。

如本文所述，過濾介質(zhì)中的層可包括多個穿孔。一般來說，多個穿孔可以通過任何合適的方法來形成。例如，對于干網(wǎng)，多個穿孔可以通過熱機(jī)械工藝(例如，熱點焊接機(jī)、針刺穿孔)或機(jī)械工藝(如，穿刺或水力纏結(jié))形成。對于濕網(wǎng)，例如，多個穿孔可通過使用壓膠輥或通過水力纏結(jié)而形成的。在熱點焊接機(jī)中，熱-機(jī)械元件向?qū)邮┘訜岷土σ援a(chǎn)生穿孔。穿刺和壓膠輥處理涉及在干燥期間向濕層上施加機(jī)械力來產(chǎn)生穿孔。水力纏結(jié)通過向濕層或干層施加水力機(jī)械力來在層中產(chǎn)生穿孔。在一些情況下，施加熱能(例如，激光器)可以被用于形成穿孔。

本文所述的過濾介質(zhì)可以并入各種過濾元件以用于各種應(yīng)用，包括液壓和非液壓過濾應(yīng)用。液壓過濾器(例如，高、中、低壓特殊過濾器)的示例性用途包括移動和工業(yè)過濾器。非液壓過濾器的示例性用途包括燃料過濾器(例如，超低硫柴油)、油過濾器(例如，潤滑油過濾器或重型潤滑油過濾器)、化學(xué)處理過濾器、工業(yè)處理過濾器、醫(yī)用過濾器(例如，血液過濾器)、空氣過濾器(例如，重型空氣過濾器、汽車空氣過濾器、HVAC過濾器、HEPA過濾器)和水過濾器。在一些實施方案中，過濾介質(zhì)的多個層可以纏繞在內(nèi)部基板(例如，合成的或金屬芯)周圍以形成纏繞過濾器。例如，纏繞過濾器可包括纏繞在內(nèi)部基板周圍的5至10層過濾介質(zhì)。在一些情況下，本文中所述的過濾介質(zhì)可用作用于聚結(jié)應(yīng)用的過濾介質(zhì)(例如，使用纏繞過濾器)。例如，這種過濾介質(zhì)可以被用于從壓縮空氣中除去油，或從燃料中去除去水。在一些實施方案中，第三層基本上支撐過濾元件，使得過濾介質(zhì)或過濾元件中不存在額外的支撐層，例如塑料或金屬網(wǎng)、線或篩。

過濾器元件可具有與上文關(guān)于過濾介質(zhì)提到的那些相同的特性值。例如，上面提到的基重、容塵量、過濾介質(zhì)的效率也可發(fā)現(xiàn)于過濾器元件中。

在使用期間，在流體流過過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)將顆粒機(jī)械捕獲在層上或?qū)又?。過濾介質(zhì)不需要帶電以增強(qiáng)污染物的捕獲。因此，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)不是帶電的。然而，在一些實施方案中，過濾介質(zhì)可以帶電。

實施例

實施例1

制造具有四個層和圖3中所示的一般結(jié)構(gòu)的過濾介質(zhì)。

第一層(例如，容量層)包括用于增強(qiáng)過濾介質(zhì)的容塵量的多層梯度結(jié)構(gòu)。第一層包括三個子層，每個子層的基重為約30gsm。三個子層的透氣率分別為約300L/m²秒、約400L/m²秒和約400L/m²秒。第一層由纖維直徑為約1微米至約4微米的聚酯纖維形成。第一層通過熔噴工藝形成。

與第一層相鄰的是第二層(例如，效率層)，其用于增強(qiáng)過濾介質(zhì)的顆粒捕獲效率。第二層是基重為約20g/m²的熔噴層。第二層由平均纖維直徑為約0.2微米至約0.5微米的聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維形成。第二層的透氣率為約110L/m²秒。平均流量孔徑為約4微米。

與第二層相鄰的是第四層(例如，間隔層)，其充當(dāng)?shù)诙雍偷谌龑又g的間隔物。第四層是基重為約15gsm的紡粘層。第四層由平均直徑為約10微米至約15微米的聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維形成。

與第四層相鄰且在第二層的相反側(cè)的是第三層(例如，支撐層)。引入第三層來為過濾介質(zhì)提供結(jié)構(gòu)支撐。第三層由纖維素纖維(絲光軟木纖維和非絲光軟木纖維的組合)形成并用酚醛樹脂浸漬。第三層不包括穿孔。第三層的厚度為約0.3mm，平均流量孔徑為約60微米，并且透氣率為約400L/m²秒。第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度為約50kPa(在用酚醛樹脂浸漬之前)。

第一層、第二層和第四層點粘合在一起。然后使用熱熔粘合劑將這些層粘合到第三層。

過濾介質(zhì)的初始效率為約99.0％(4微米微粒)，β比為約100，容塵量為約225g/m²，如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438測量。過濾介質(zhì)的ISO 4020壽命相當(dāng)理想。值得注意的是，與下述比較例1相比，過濾介質(zhì)的效率提高約2.3倍。此外，與比較例1相比，容塵量提高大于25％，過濾器壽命提高大于375％。本實施例的過濾介質(zhì)不包含任何玻璃纖維。

比較例1

通過在包含纖維素和微玻璃的混合物的濕法成網(wǎng)復(fù)合層上噴粘包含合成纖維的單個熔噴層來制造過濾介質(zhì)。過濾介質(zhì)的基重為約300g/m²，厚度為約1mm。

過濾介質(zhì)的透氣率為約2CFM/英尺²，初始效率(4微米顆粒)為約97.7％，容塵量為約175g/m²，如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438測量的。

實施例2

制作與實施例1中所述類似的過濾介質(zhì)，只是第二效率層包括兩個第二層(即，兩個子層，每個子層具有實施例1中所述的第二層的結(jié)構(gòu))，其被用于增強(qiáng)過濾介質(zhì)的顆粒捕獲效率。效率層的兩個子層包含通過熔噴工藝形成的聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維，并且子層通過點粘合結(jié)合。第二層的平均流量孔徑為約3.4微米。過濾介質(zhì)的初始效率(4微米顆粒)為約99.75％的，β比為約400，容塵量為約275g/m²，如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 19438測量的。

實施例3

除了第三層的組成以及本實施例的第三層中存在穿孔之外，制作與實施例1中所述類似的過濾介質(zhì)。第三層由已知賦予最終紙或無紡介質(zhì)高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的纖維素纖維(硬木纖維和軟木纖維的組合)形成。該層用酚醛樹脂浸漬。第三層中的穿孔的長度為約1.5mm，寬度為約1.0mm。第三層具有約5％的穿孔覆蓋。第三層的透氣率為約900L/m²秒。穿孔之前，第三層的平均流量孔徑為約10微米。

由于第三層中穿孔的存在，與實施例1中的過濾介質(zhì)相比，過濾介質(zhì)提供了約230％的透氣率提高(例如，較低阻力)。本實施例的過濾介質(zhì)與實施例1的過濾介質(zhì)相比容塵量基本上沒有變化(變動之內(nèi))。另外，在相同的容塵量性能下，本實施例的過濾介質(zhì)與實施例1的過濾介質(zhì)相比壽命提高大于50％。壽命的提高最可能是由于與實施例1的介質(zhì)相比介質(zhì)降低的阻力(由于第三層中存在穿孔)。

此外，由于第三層中使用了已知賦予最終紙或無紡介質(zhì)高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的特定纖維，第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度為約340kPa(用酚醛樹脂浸漬之前)，顯著高于實施例1的第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度，實施例1的第三層的干馬倫脹破強(qiáng)度為約50kPa。產(chǎn)生高強(qiáng)度特性的特定纖維還在該層中形成了相對緊密的孔隙結(jié)構(gòu)(例如，平均流量孔徑為約10微米，相比之下實施例1的第三層為約60微米)。然而，在本實施例中，第三層中的穿孔的存在減輕跨該層的高阻力，從而產(chǎn)生高透氣率(例如，約900L/m²秒，相比之下實施例1的第三層為約400L/m²秒)。

實施例4

除了第三層具有約10％的穿孔覆蓋之外，制造與實施例1中所述類似的過濾介質(zhì)。第三層的透氣率為約1100L/m²秒。與實施例1的過濾介質(zhì)相比本實施例的過濾介質(zhì)容塵量基本上沒有變化(變動之內(nèi))。

至此描述了本發(fā)明的至少一個實施方案的若干方面，但應(yīng)理解本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想到各種改變、修改和改進(jìn)。這樣的改變、修改和改進(jìn)旨在是本公開的一部分，且旨在處于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。因此，前面的描述和附圖僅僅是作為示例的方式。