專利名稱：：袋式過濾器及介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及過濾器以及在過濾流體流例如工業(yè)氣體流中的固體時用于過濾的復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
：集塵器，也稱作袋式集塵器，通常用于過濾工業(yè)流出物或廢氣中的顆粒物質(zhì)。一旦過濾，干凈的廢氣可被排放到大氣中或回收利用。此類袋式集塵器的結(jié)構(gòu)通常包括一個或多個在箱或類似結(jié)構(gòu)中支撐的柔韌的過濾器組。在此類過濾器箱和過濾器組中，濾袋通常被牢固地固定在箱中并保持在一個位置上，使得流出物能夠有效地通過濾袋，從而移除夾帶在其中的顆粒。固定在箱內(nèi)的濾袋通常由可將上游與下游空氣分離的結(jié)構(gòu)來支撐，該結(jié)構(gòu)還支撐濾袋以維持有效的操作。更具體地講，在所謂的"袋式過濾器"中，氣流直接通過過濾介質(zhì)時，即會從氣流中除去顆粒物質(zhì)。在典型應(yīng)用中，過濾介質(zhì)通常具有類似套管的管狀構(gòu)型，將氣流安排成使得在套管外部沉積過濾出的顆粒。在此類應(yīng)用中，用脈沖反吹過濾介質(zhì)以對其進行定期清潔，過濾介質(zhì)用于從套管外部除去過濾出的顆粒物質(zhì)，進而收集在袋式過濾器的下部結(jié)構(gòu)中。美國專利4,983,434闡述了袋式過濾器的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有技術(shù)過濾層板，該專利以引用方式并入本文。經(jīng)常使用織物過濾器來實現(xiàn)從工業(yè)流體流中分離顆粒雜質(zhì)。這些基于紡織物的過濾介質(zhì)可除去流體中的顆粒。當(dāng)因過濾器中顆粒積聚而造成紡織物中形成流動阻力或壓力下降現(xiàn)象變得非常明顯時，必須清潔過濾器并移除顆粒餅。通過清潔方法來定義濾袋類型，這在工業(yè)過濾市場中很常見。最常見的清潔技術(shù)類型為空氣逆流式、振蕩式和脈沖噴射式?？諝饽媪骱驼袷幖夹g(shù)4被認(rèn)為是低能耗清潔技術(shù)?？諝饽媪骷夹g(shù)是指施加到在其內(nèi)部收集灰塵的濾袋上的輕柔反向氣流。反向氣流會壓縮濾袋并粉碎存在于料斗濾袋底部的塵餅。振蕩機制將清潔在濾袋內(nèi)收集的濾餅。濾袋的頂部與擺臂相連，該擺臂可在濾袋中形成正弦波從而除去塵餅。脈沖噴射清潔技術(shù)采用進入濾管內(nèi)頂部的短脈沖壓縮空氣。脈沖清潔空氣經(jīng)過文丘里管時會吸出二次空氣，所生成的氣團使濾袋迅速膨脹起來并釋放出所收集的塵餅。濾袋通常會迅速回到籠架上并立即恢復(fù)到收集顆粒服務(wù)狀態(tài)。在三種清潔技術(shù)中，脈沖噴射技術(shù)在過濾介質(zhì)上產(chǎn)生的應(yīng)力最大。但是近年來，業(yè)界工藝工程師已越來越多地選擇使用脈沖噴射袋式過濾器。袋式過濾器對高溫(最高達20(TC)、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性過濾介質(zhì)的需求縮小了過濾介質(zhì)的選擇范圍，僅有幾種可用候選物能偶用于脈沖噴射應(yīng)用。常見的高溫紡織物包括聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維或聚酰亞胺(聚酰亞胺在260。C下可穩(wěn)定持續(xù)使用)。當(dāng)高溫效應(yīng)與氧化劑、酸或堿的效應(yīng)結(jié)合時，會導(dǎo)致玻璃纖維和聚酰亞胺介質(zhì)過早失效。因此，優(yōu)選使用PTFE?？缮藤彨@得的PTFE織物是PTFE纖維的支撐型針刺氈。這些氈通常重20至26盎司/平方碼，并且用復(fù)絲織造的稀松布(4至6盎司/平方碼)進行強化。所述氈由短纖維(通常6.7旦尼爾/長絲，或7.4分特/長絲)制成，長度為2至6英寸。本產(chǎn)品與許多其他氈化過濾介質(zhì)的工作方式類似，因為主要的塵餅"加強"了濾袋作用效果。這種加強作用有時稱為深層過濾，可使所述介質(zhì)進行更高效的過濾，但卻具有一個不利因素，因為使用期間介質(zhì)中的壓降增大了。最終，濾袋不再通透或被阻塞，從而必須洗滌或更換濾袋。一般來講，高溫下介質(zhì)還會出現(xiàn)過濾效率低、堵塞和尺寸不穩(wěn)定(縮水)等不良現(xiàn)象。設(shè)計適用于高溫條件的另一種結(jié)構(gòu)類型在美國專利5,171,339中有所描述。所公開的袋式過濾器包括罩在濾袋中的濾袋固定架。所述濾袋的布料包括一層聚間苯二甲酰間苯二胺、聚酯或聚苯硫醚纖維的薄氈，該薄氈還具有針刺在其上的聚對苯二曱酰對苯二胺薄非織造織物，此聚對苯二甲酰對苯二胺織物位于濾袋首先面對滿載顆粒的熱氣流的表面上。聚對苯二甲酰對苯二胺織物的基重范圍為1至2盎司/平方碼。還使用了兩層被層壓到織造多孔膨脹聚四氟乙烯纖維織物中的多孔膨脹聚四氟乙烯膜(ePTFE)產(chǎn)品。此產(chǎn)品在商業(yè)上尚未獲得成功的原因有很多，但其中主要原因是脈沖噴射籠架上織造纖維織物背襯的耐磨性較差?？椩旒喚€會在自身上滑動，從而在薄膜上形成過大應(yīng)力，進而導(dǎo)致薄膜斷裂。非織造織物現(xiàn)已被有利地應(yīng)用到過濾介質(zhì)的制造中。一般來講，通過機械針刺法(有時稱為"針刺制氈")纏入并整合此類應(yīng)用中采用的非織造織物，在此過程中需要反復(fù)插入并避免在纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)倒刺針。在將此類型工藝用于整合纖維結(jié)構(gòu)并外加提供完整性時，倒刺針會不可避免地剪切大量組分纖維，并且還會在纖維結(jié)構(gòu)中形成穿孔，從而損害過濾器的完整性并抑制過濾效果。針刺法還會對所得織物強度造成不利影響，因此對于過濾應(yīng)用，需要適用的非織造織物具有較大的基重以表現(xiàn)出足夠的強度。<^受予Kirayoglu的美國專利4，556，601/>開了一種可以用作強力除塵氣體過濾器的水刺非織造織物。但是，不能對此過濾材料進行縮水操作。如果對所述織物進行縮水操作，將對過濾材料的物理性能產(chǎn)生負(fù)面影響。美國專利6,740,142公開了一種用于袋式過濾器纖維的納米纖維。柔性袋上至少部分地^L基重為0.005至2.0克/平方米(gsm)、厚度為0.1至3微米的層覆蓋。所述層包含直徑為約0.01至約0.5微米的聚合物細旦纖維，但由于所用生產(chǎn)工藝的限制而對基重有所限制。專利中對所述層基重的限制會顯著縮短過濾介質(zhì)的壽命，并且會嚴(yán)重降低過濾器維持清潔循環(huán)的能力。本發(fā)明涉及通過水刺法、針刺法或其他粘結(jié)方法將納米纖維網(wǎng)層粘結(jié)到基底上而制成的過濾介質(zhì)。該構(gòu)造提供的過濾介質(zhì)具有必需的強度特性，但沒有'142專利中對產(chǎn)品性能的限制。對于高性價比應(yīng)用，本發(fā)明中的過濾介質(zhì)還展示出高度可取的均勻性。發(fā)明概述本發(fā)明的第一實施方案為包括罩在濾袋中的支撐結(jié)構(gòu)的袋式過濾器，所述濾袋的布料包含由至少一個基底層和基重大于約2gsm的第一納米纖維網(wǎng)層形成的復(fù)合材料，第一納米纖維層以面對面關(guān)系粘結(jié)到基底層上。本發(fā)明的另一個實施方案為包括罩在濾袋中的支撐結(jié)構(gòu)的袋式過濾器，所述濾袋的布料包含由至少一個以面對面關(guān)系粘結(jié)到纖維網(wǎng)上的基底層形成的復(fù)合材料，所述纖維網(wǎng)包含基重大于約0.lgsm的納米纖維網(wǎng)層和粘結(jié)到納米纖維網(wǎng)層上的稀松布，其中纖維網(wǎng)位于濾袋的上游側(cè)。發(fā)明詳述如本文所用，"納米纖維"是指具有小于約1000nni、甚至小于約800nm、甚至介于約50nm和500rnn之間、甚至介于約1OO訓(xùn)和400nm之間的數(shù)均直徑或橫截面的纖維。如本文所用，術(shù)語"直徑"包括非圓形形狀的最大橫截面。術(shù)語"非織造材料"是指包括多根無規(guī)分布的纖維的纖維網(wǎng)。纖維通常可以彼此粘結(jié)，或者可以不粘結(jié)。纖維可以是短纖維或連續(xù)纖維。纖維可包含一種材料或多種材料，也可以是不同纖維的組合或者是分別包含不同材料的類似纖維的組合。"納米纖維網(wǎng)"是包含納米纖維的非織造纖維網(wǎng)。"稀松布"為支撐層，可為能夠與納米纖維網(wǎng)層粘結(jié)、粘附或?qū)雍系娜魏纹矫娼Y(jié)構(gòu)。有利的是，可用于本發(fā)明的稀松布層為紡粘非織造層，但可由非織造纖維的梳理纖維網(wǎng)等制成。本發(fā)明的目的是提供適用于收集廢氣灰塵的袋式過濾器設(shè)備的高效集塵過濾布料，以及提供包括所述過濾布料的袋式過濾器。該過濾器包括至少一層以機械穩(wěn)定過濾結(jié)構(gòu)形式與基底層結(jié)合在一起的納米纖維網(wǎng)層。將這些層結(jié)合在一起會以流經(jīng)過濾介質(zhì)的最小流體流限制提供出色的過濾效果和很高的顆粒捕集效率?；卓晌挥诹黧w流上游、下游或內(nèi)層中。在一個實施方案中，過濾器包括的過濾介質(zhì)具有基重大于約2gsm、或大于約3gsm、或大于約6gsm、或甚至大于約10gsm的納米纖維網(wǎng)層。過濾介質(zhì)還包括與納米纖維網(wǎng)面對面粘結(jié)的基底。有利的是，納米纖維網(wǎng)層位于濾袋的上游表面或側(cè)面，即在首先面對滿載顆粒的熱氣流的表面上。在另一個實施方案中，過濾器包含由至少一個具有以面對面關(guān)系粘結(jié)到其上的纖維網(wǎng)的基底層的復(fù)合材料，所述纖維網(wǎng)位于濾袋的上游側(cè)，即在首先面對滿載顆粒的熱氣流的濾袋表面上，其中纖維網(wǎng)包含基重大于約0.lgsm的納米纖維網(wǎng)層和粘結(jié)到納米纖維網(wǎng)層上的稀;^布。在一些情況下，稀松布位于納米纖維網(wǎng)與基底之間是非常有利的，而在其他情況下，則希望納米纖維網(wǎng)層位于稀私、布和基底之間。本發(fā)明的過濾器可用于多種過濾應(yīng)用中，包括用于灰塵收集的脈沖清潔與非脈沖清潔過濾器、燃氣渦輪與發(fā)動機進氣或吸氣系統(tǒng)、燃氣渦輪進氣或吸氣系統(tǒng)、重型發(fā)動機進氣或吸氣系統(tǒng)、輕型發(fā)動機進氣或吸氣系統(tǒng)、Zee過濾器、車輛座艙空氣、越野車座艙空氣、磁盤驅(qū)動器空氣、影印機墨盒移除、商用或住宅用過濾應(yīng)用的HVAC過濾器、以及真空吸塵器等應(yīng)用。本發(fā)明的基底層可由多種常規(guī)纖維制成，這些纖維包括纖維素纖維(例如棉花、大麻或其他天然纖維)、無機纖維(包括玻璃纖維、碳纖維)、或有機纖維(例如聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚烯烴)、或其他常規(guī)纖維或聚合材料以及它們的混合物。本發(fā)明中濾袋的基底層可為織造或非織造材料。在織造材料濾袋中，通常將纖維織成典型的織造形式的互鎖纖維網(wǎng)。非織造織物的制備方法通常為在不特定的方向上扯\散地形成纖維，然后將纖維粘結(jié)到過濾織物上。構(gòu)造本發(fā)明中元件的一種優(yōu)選模式包括將濾氈介質(zhì)用作基底。濾氈是一種壓縮的多孔非織造織物，其制備方法為鋪放離散的天然或合成纖維，然后使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常用氈粘結(jié)技術(shù)將纖維壓縮成氈層。通常使用對空氣通道和顆粒誘捕效應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)異彈性與抗性的纖維?？椢锟删哂邢鄬τ诨瘜W(xué)顆粒的穩(wěn)定性，并且相對于經(jīng)過濾袋的空氣和夾帶在過濾器表面上的顆粒的不同溫度具有穩(wěn)定性。通常將本發(fā)明的過濾器結(jié)構(gòu)維持在其有用的開放狀態(tài)下，方法為在合適的支撐結(jié)構(gòu)上支撐附加有納米纖維網(wǎng)層復(fù)合材料的基底，合適的支撐結(jié)構(gòu)例如位于濾袋頸部的固定架，或可位于濾袋內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)。此類支撐件可由線性構(gòu)件以繞線式或籠狀結(jié)構(gòu)形式制成。作為另外一種選擇，支撐件可包括模仿濾袋形狀的有孔陶瓷或金屬結(jié)構(gòu)。如果支撐結(jié)構(gòu)與過濾器基底的接觸面超過相當(dāng)一部分支撐結(jié)構(gòu)的表面積，則支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)穿過結(jié)構(gòu)直達空氣通道，并且應(yīng)不增大濾袋的壓降增量。形成此類支撐結(jié)構(gòu)使得它們與濾袋內(nèi)部完全接觸，并將濾袋保持在有效過濾形狀或確認(rèn)狀態(tài)下。將納米纖維網(wǎng)層與基底結(jié)合起來制備本文中復(fù)合結(jié)構(gòu)的工藝并沒有特別限制?？捎梦锢矸椒▽⒓{米纖維網(wǎng)層的納米纖維纏繞在基底層上，或利用8納米纖維網(wǎng)層的纖維與基底上纖維的相互融合而將它們粘結(jié)到一起，例如通過熱、粘合或超聲波層壓或粘結(jié)。將基底層與納米纖維網(wǎng)層或附加稀松布層的納米纖維網(wǎng)粘結(jié)到一起的熱處理方法包括壓延。"壓延"是指將纖維網(wǎng)穿過兩個輥之間的輥隙的過程。輥可以彼此接觸，或者可以在輥表面之間有固定的或可變的間隙。有利的是，在壓延過程中，軟輥與硬輥之間形成輥隙。"軟輥"是指在為了保持兩輥在壓延機中接觸而施加的壓力下會變形的輥。"硬輥，，是具有下述表面的輥，該表面在工藝壓力下不會發(fā)生對工藝或產(chǎn)品產(chǎn)生顯著影響的變形。"無圖案的"輥是指在能夠制造它們的過程中具有平滑表面的輥。當(dāng)纖維網(wǎng)穿過輥隙時，沒有點或圖案使得可在纖維網(wǎng)上特意生成圖案，這不同于點粘合輥。用于本發(fā)明的壓延過程中的硬輥可為有圖案的或無圖案的?？赏瑫r執(zhí)行粘合層壓與壓延，或在溶劑基粘合劑的低溫(例如室溫)下，通過其他方法向?qū)訅后w施加壓力的方式來執(zhí)行粘合層壓。作為另外一種選擇，可在高溫下使用熱熔性粘合劑。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會迅速辨識出可用于本發(fā)明方法中的合適粘合劑。根據(jù)此類物理粘結(jié)方式來纏繞纖維的方法實例為針刺法和噴水法，或稱為水刺法或射流噴網(wǎng)法。在織物產(chǎn)品制造業(yè)中一種將織物片材連接到一起的常用工藝稱為機械互鎖，也稱為針刺法或針法，該方法主要包括塞入小束獨立纖維，使其向下穿過梳理成網(wǎng)的纖維絮，穿透的數(shù)量很大從而形成膠粘劑紡織物結(jié)構(gòu)，如美國專利3，431，611與4,955，116所7>開的那沖羊。對于本發(fā)明中制造過濾器的方法，希望在非織造織物的高密度層(基底)一面執(zhí)行針刺法(或噴水法)。與在低密度層(納米纖維網(wǎng))一面執(zhí)行針刺法的情況相比，在高密度層一面執(zhí)行針刺法可抑制伴隨纏繞發(fā)生的孔塌縮或變形，以及不可取的孔徑增大。使用這種排列方式，可確保得到上述定義的平均孔徑和孔總面積，從而抑制相對于較小顆粒的初始清潔效率降低。執(zhí)行針刺法的要求并沒有特別限制。但是，過度增大針刺深度可能會不利地增大復(fù)合過濾介質(zhì)的孔徑(直徑)。相反，過度縮小針刺深度可能不會使纖維網(wǎng)和纖維充分相互纏繞。一般來講，優(yōu)選將針刺深度范圍設(shè)置為8至15,。針刺法中已知的任何類型的針均可用于本發(fā)明的針刺法。但是，如果針的直徑大于高密度層中的孔徑，使用針刺法可能會增大高密度層中的孔徑。因此，為了抑制不可取的孔徑增大，以及為了執(zhí)行充分的相互纏繞操作，優(yōu)選將每單位面積的針數(shù)(穿透數(shù))范圍設(shè)置為約40至約100個穿孔/cm2。而且，應(yīng)穿透不超過約25%的低密度層表面積。初生納米纖維網(wǎng)主要包含或僅包含納米纖維，該納米纖維有利地通過靜電紡紗來制備，例如傳統(tǒng)的靜電紡紗或電吹法，在某些情況下通過熔噴法或其他此類合適的方法制成。傳統(tǒng)的靜電紡紗是在全文并入本文中的美國專利4，127,706中所述的技術(shù)，其中向聚合物溶液施加高電壓以生成納米纖維和非織造墊。然而，靜電紡紗方法中的總生產(chǎn)能力太低，以致無法商業(yè)化生產(chǎn)較重基重的纖維網(wǎng)。"電吹"法在世界專利公布冊03/080905中有所公開，其全文以引用方式并入本文。包含聚合物和溶劑的聚合物溶液流從儲罐被送至噴絲頭的一系列紡絲噴嘴，向噴絲頭施加有高電壓，并且聚合物溶液從其通過而排出。同時，任選地加熱的壓縮空氣由空氣噴嘴排出，該空氣噴嘴設(shè)置在紡絲噴嘴的側(cè)面或周邊。通常向下引導(dǎo)空氣來形成吹氣流，吹氣流包裹住新排出的聚合物溶液并使其向前，并且有助于形成纖維網(wǎng)，纖維網(wǎng)收集于真空室上方的接地多孔收集帶上。電吹法使得可在相對短的時間周期內(nèi)形成商用尺寸和數(shù)量的納米纖維網(wǎng)，其基重超過約lgsm，甚至高達約40gsm或更高?？蓪⑾∷刹及卜庞诩瘔m器上以便在稀松布上收集與合并紡成的納米纖維網(wǎng)?；椎膶嵗砂ǘ喾N非織造布，例如熔噴非織造布、針刺或水刺非織造布、織造布、針織布、紙材等，對它們的使用并無限制，只要它們能夠?qū)⒓{米纖維層添加到基底上。非織造布可包含紡粘纖維、干法成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)纖維、纖維素纖維、熔噴纖維、玻璃纖維、或它們的共混物。作為另外一種選擇，可將納米纖維網(wǎng)層直接沉積到氈基底上。對可用于制備本發(fā)明中納米纖維網(wǎng)的聚合物材料并沒有特別限制，聚合物材料包括加聚物和縮聚物材料，例如聚縮醛、聚酰胺、聚酯、聚烯經(jīng)、纖維素醚及酯、聚硫化亞烴、聚亞芳基氧化物、聚砜、改性聚砜聚合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、以及它們的混合物。屬于這些類別的優(yōu)選材料包括聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸曱酯(及其他丙烯酸類樹脂)、聚苯乙烯、以及它們的共聚物(包括ABA型嵌段共聚物)、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、多種水解度(87%至99.5%)的交聯(lián)與非交聯(lián)形式的聚乙烯醇、聚酰胺酰亞胺和聚酰亞胺。優(yōu)選的加聚物趨于是玻璃狀的(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于室溫)。聚氯乙烯和聚曱基丙烯酸曱酯、聚苯乙烯聚合物的組合物或合金或低結(jié)晶度的聚偏氟乙烯和聚乙烯醇材料便是如此。一類優(yōu)選的聚酰胺縮聚物為尼龍材料，例如尼龍-6、尼龍-6，6、尼龍6,6-6,10等。當(dāng)通過熔噴法形成本發(fā)明的聚合物納米纖維網(wǎng)時，可使用能夠熔噴形成納米纖維的任何熱塑性聚合物，包括聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯；聚酯，例如聚(對苯二甲酸乙二酯)；以及聚酰胺，例如上述尼龍聚合物。有利的是，向上述多種聚合物中加入本領(lǐng)域已知的增塑劑以降低纖維聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。適合的增塑劑取決于將^皮靜電紡紗或電吹的聚合物，并且取決于納米纖維網(wǎng)具體的最終應(yīng)用。例如，尼龍聚合物可用水或甚至用靜電紡紗或電吹工藝中的殘余溶劑來增塑?？捎糜诮档途酆衔锊ＡЩD(zhuǎn)變溫度的本領(lǐng)域已知的其他增塑劑包括但不限于脂族二元醇類、芳族磺胺類、鄰苯二曱酸酯類。鄰苯二甲酸酯類包括但不限于選自下列的那些鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二己酯、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸雙十一酯、鄰苯二甲酸雙十二酯、以及鄰苯二曱酸二苯酯等。"HandbookofPlasticizers，，(GeorgeWypych編輯，2004ChemtecPublishing)公開了可用于本發(fā)明的其他聚合物/增塑劑組合，該文獻以引用方式并入本文。實施例使用世界專利公布W003/080905中的方法，由聚酰胺PA6/6納米纖維制備紡成基重為從2至10克/平方米(gsm)的納米纖維網(wǎng)。平均纖維直徑為約400nm。使用多種技術(shù)將納米纖維網(wǎng)與標(biāo)稱基重為500gsm的聚酯氈粘結(jié)到一起。針刺法將納米纖維網(wǎng)紡成^f皮針刺到聚酯氈上的30gsm聚酯射流噴網(wǎng)法稀松布(Kolon，Korea)。使用針刺法，將氈和稀松布+納米纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)連同納米纖維網(wǎng)一起針刺在背對氈的內(nèi)側(cè)，并且從氈的一面進行針刺。生產(chǎn)線速度為1.5米/分鐘。每英寸穿透數(shù)(PPI)為383。ii粘合劑粘結(jié)法將納米纖維網(wǎng)粘結(jié)到聚酯氈上。在13(TC下，對聚酯氈施用聚氨酯粘合劑。然后用輕微壓力將納米纖維網(wǎng)粘附到粘合劑上。溶劑粘合劑粘結(jié)法將納米纖維網(wǎng)粘結(jié)到聚酯氈上。使用層壓法，在室溫下將溶于三氯乙烯的聚氨酯粘合劑施用到聚酯氈上。然后用輕微壓力將納米纖維網(wǎng)粘附到粘合劑上。壓延法使納米纖維網(wǎng)+氈+粘合劑在兩輥之間的輥隙中運行，從而將納米纖維網(wǎng)粘結(jié)到聚酯氈上。生產(chǎn)線速度為0.8碼/分鐘。輥溫度為180。C。比辟交實施例將包含納米纖維網(wǎng)的過濾器與由可商購獲得的過濾介質(zhì)制成的過濾器進行比較。測試由2.5分特短纖維(TTLGermany,產(chǎn)品PES3455-3/01)制成的聚酯氈、層壓在聚酯氈(TTLGermany,產(chǎn)品PES3054-1/01T101T)上的ePTFE膜和涂覆有PTFE聚合物(TTLGermany,產(chǎn)品PES3455-3/01T95)的聚酯氈的比較實施例。所有這些過濾器均具有相似的重量(約500gsm)與厚度。根據(jù)VDI3926(其內(nèi)容以引用方式并入本文)測量過濾效率、壓降和循環(huán)時間。在VDI3926中，以微克/立方米(Mg/V)為單位測量過濾效率(也稱為灰塵滲漏率)，以帕斯卡(Pa)為單位測量壓降，以秒(s)為單位測量循環(huán)時間。過濾效率表示通過過濾器的灰塵量。壓降為過濾器兩面之間的壓力差。循環(huán)時間是釋放塵餅的兩次脈沖之間的持續(xù)時間。得到某一壓降(在VDI3926中，最大壓降設(shè)置為lOOOPa)時，會自動形成脈沖(反壓力區(qū)域)。VDI3926基于如下設(shè)置起始循環(huán)30次，然后循環(huán)10，000次以模擬過濾器老化，最后再循環(huán)3Q次。在最后30次循環(huán)結(jié)束時測量過濾效率、壓降和循環(huán)時間。好的過濾器顯示出低過濾效率數(shù)值(低滲漏率)、低壓差和長循環(huán)時間。低壓降相當(dāng)于為最終使用者節(jié)省能源(需要較小的壓力來推動氣體通過過濾器)，長循環(huán)時間則表示過濾器壽命更長。實際上，若循環(huán)時間小于30秒，則表示必須更換濾袋。下表1使出了根據(jù)VDI3926測量的過濾效率、壓降和循環(huán)時間。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表1中可看出，在過濾效率方面，包含納米纖維網(wǎng)的過濾器比聚酯氈和涂覆PTFE的聚酯氈具有明顯改進，并且實際上等同于由ePTFE/聚酯氈層壓體制成的過濾介質(zhì)。但與該后一種過濾介質(zhì)相比，粘結(jié)到氈上的納米纖維網(wǎng)具有較低壓降和較長循環(huán)時間的優(yōu)點。表2示出了層壓到氈上的10gsm納米纖維網(wǎng)樣本和層壓到氈上的PTFE膜樣本的溫度與過濾效率的關(guān)系。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在測試的最高溫度下，納米纖維網(wǎng)優(yōu)于ePTFE/氈層壓體。根據(jù)美國專利6,740,142中的說明來制備比較實施例。層壓前體的制備方法是使用世界專利公開WO03/080905中的方法，將基重為2克/平方米(gsm)的納米纖維網(wǎng)由聚酰胺PA6/6納米纖維直接紡成聚酯氈。平均纖維直徑為約400nm。強化纖維網(wǎng)樣本的制備方法是將前體纖維網(wǎng)在227'C和一定壓力下保持60秒，然后再置于低壓下，以重現(xiàn)'142專利中推薦的層壓條件。強化纖維網(wǎng)和前體纖維網(wǎng)中納米纖維網(wǎng)對氈的粘附性均較差，用拇指在納米纖維網(wǎng)表面上輕微摩擦就可輕松地將納米纖維網(wǎng)從氈上分離開來。分層之前根據(jù)VDI3926處理強化樣本，并且經(jīng)受少于30次的循環(huán)。權(quán)利要求1.袋式過濾器，所述袋式過濾器包括罩在濾袋中的支撐結(jié)構(gòu)，所述濾袋的布料包含至少一個基底層與具有大于約2gsm基重的第一納米纖維網(wǎng)層的復(fù)合材料，所述第一納米纖維網(wǎng)層以面對面關(guān)系粘結(jié)到所述基底層。2.權(quán)利要求l的袋式過濾器，其中所述納米纖維網(wǎng)設(shè)置在所述濾袋的上游側(cè)上。3.權(quán)利要求l的袋式過濾器，其中所述基底層和納米纖維網(wǎng)層在所述過濾器經(jīng)受了根據(jù)VDI3926進行的30次循環(huán)之后仍保持粘結(jié)狀態(tài)。4.權(quán)利要求1的袋式過濾器，所述袋式過濾器還包括第二納米纖維網(wǎng)層，所述第二納米纖維網(wǎng)層在與粘結(jié)到所述第一納米纖維網(wǎng)層的面相對的面上粘結(jié)到基底層。5.權(quán)利要求4的袋式過濾器，所述袋式過濾器還包括粘結(jié)到所述第二納米纖維網(wǎng)層的第二基底層。6.權(quán)利要求l的袋式過濾器，其中至少一個納米纖維網(wǎng)層和至少一個基底層由選自下列的方法粘結(jié)熱粘結(jié)法、粘合劑粘結(jié)法、針刺法和水刺法。7.權(quán)利要求6的袋式過濾器，其中所述基底層和所述納米纖維網(wǎng)層被針刺成具有約40至100個穿孔/cm2，所述納米纖維網(wǎng)層的25%或更少被穿孔。8.權(quán)利要求1的袋式過濾器，其中每個基底層獨立包括選自下列的纖維聚酯纖維、碳纖維、聚酰亞胺纖維、玻璃纖維、以及它們的混合物。9.袋式過濾器，所述袋式過濾器包括罩在濾袋中的支撐結(jié)構(gòu)，所述濾袋的布料包含至少一種以面對面關(guān)系粘結(jié)到纖維網(wǎng)的基底層的復(fù)合材料，所述纖維網(wǎng)包括具有大于約0.lgsm基重的納米纖維網(wǎng)層和粘結(jié)到所述納米纖維網(wǎng)層的稀松布，并且其中所述纖維網(wǎng)設(shè)置在所述濾袋的上游側(cè)上。10.權(quán)利要求9的袋式過濾器，其中所述稀松布設(shè)置在所述納米纖維網(wǎng)和所述基底之間。11.權(quán)利要求9的袋式過濾器，其中所述納米纖維網(wǎng)層設(shè)置在所述稀松布和所述基底之間。12.權(quán)利要求9的袋式過濾器，其中所述基底層和納米纖維網(wǎng)層在過濾器經(jīng)受了根據(jù)VDI3926進行的30次循環(huán)之后仍保持粘結(jié)狀態(tài)。全文摘要本發(fā)明公開了具有罩在濾袋中的支撐結(jié)構(gòu)的袋式過濾器。所述袋式過濾器的布料是至少一個基底層與至少一個以面對面形式粘結(jié)到其上的納米纖維網(wǎng)的復(fù)合材料。所述納米纖維網(wǎng)設(shè)置在濾袋的首先面對滿載顆粒的熱氣流的表面上并且可具有大于約2gsm的基重。文檔編號B01D39/16GK101674873SQ200880014251公開日2010年3月17日申請日期2008年4月28日優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日發(fā)明者A·科利,A·謝林,G·E·西蒙茲,K·H·維斯申請人:納幕爾杜邦公司