專利名稱：：過濾器材料的結(jié)構(gòu)及其制作方法發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及過濾器、過濾器結(jié)構(gòu)、用于過濾器結(jié)構(gòu)的材料和過濾的方法。本發(fā)明的應(yīng)用尤其涉及從流體例如從空氣流中過濾粒子。這里所描述的技術(shù)尤其涉及利用這種排置的優(yōu)點，該排置是在過濾器介質(zhì)內(nèi)含有一層或多層細(xì)纖維。發(fā)明的背景流體例如空氣和氣流的內(nèi)部常常攜帶有粒子物質(zhì)。在許多場合下，要求從流體中脫除部分或全部的粒子物質(zhì)。例如，進入機動車艙、機動車發(fā)動機或產(chǎn)生動力的設(shè)備內(nèi)的空氣流，直接進入燃?xì)廨啓C的氣流和進入各種燃燒爐的空氣流，其內(nèi)部常常含有粒子物質(zhì)。在艙用空氣過濾器情形下，出于對乘客的舒適性和/或美觀的考慮，需要脫除粒子物質(zhì)。關(guān)于進入發(fā)動機、燃?xì)廨啓C和燃燒爐內(nèi)的空氣和氣流，也需要脫除其中的粒子物質(zhì)，因為它們實際上能妨礙所涉及的各種機構(gòu)的內(nèi)在工作。在其他的場合下，由工業(yè)過程或發(fā)動機產(chǎn)生的或排出的氣體內(nèi)部也會包含粒子物質(zhì)。在這樣的氣體能夠或應(yīng)當(dāng)經(jīng)過各種出口設(shè)備排放，和/或排到大氣中之前，也要求從這些氣流中基本脫除粒子物質(zhì)。已經(jīng)開發(fā)出了許多流體過濾器的排置方式用來脫除粒子物質(zhì)。由于存在從下面說明中顯而易見的原因，要求改進用于此目的的排置。可以通過考慮下列的介質(zhì)類型，即表面載荷介質(zhì)和深層介質(zhì)，來理解設(shè)計空氣過濾器的部分基本原理和問題。對每種介質(zhì)類型都已進行了深入研究，它們都已被廣泛利用。與它們有關(guān)的某些原理在例如美國專利No.5,082,476、5,238,474和5,364,456中有揭示。在這里引入這三個專利的整個內(nèi)容以供參考。總之，對于任何給定的應(yīng)用，過濾器的設(shè)計一般都涉及為達到過濾器的高效率而設(shè)計的特性和為達到高載荷量(即過濾器的長使用期限)而設(shè)計的特性的折衷選擇。過濾器的使用期限一般根據(jù)所選定的通過過濾器的極限壓力降來確定。即，對于任何給定的應(yīng)用，當(dāng)通過過濾器所形成的壓力達到了該應(yīng)用或設(shè)計的限定值時，一般就認(rèn)為過濾器已達到了其可合理使用的期限。因為壓力的形成是載荷的結(jié)果，對于效率相等的體系，較長的使用期限一般直接與較高的載荷量有關(guān)。效率是介質(zhì)捕獲粒子而不使之通過的傾向。一般地，從氣流中脫除粒子的過濾器介質(zhì)的效率越高，總的來說，過濾器介質(zhì)地達到“使用期限”的壓力降就越快(假設(shè)其他的變量保持恒定)，這應(yīng)當(dāng)是顯而易見的。紙過濾元件是廣泛使用的表面載荷介質(zhì)形式。總的來說，紙元件含有纖維素纖維的致密墊，纖維素纖維與攜帶粒子物質(zhì)的氣流方向成垂直取向。紙一般制成為可以滲透氣流，也具有足夠細(xì)的孔隙尺寸和適宜的孔隙率來阻止大于某一選定尺寸的粒子通過。當(dāng)氣流經(jīng)過過濾紙時，過濾紙的入口側(cè)通過擴散和截流從氣流中捕獲和留存所選擇尺寸的粒子。粒子在過濾紙的入口側(cè)以灰塵濾餅的形式被收集?；覊m濾餅也同時開始起過濾器的作用，提高效率。有時這稱為“時效”，即效率變得高于起初效率。一個例如上述的簡單的過濾器設(shè)計，至少會遇到兩類問題。第一，較簡單的疵點，即紙的破裂，會造成體系的損壞。第二，當(dāng)粒子物質(zhì)在過濾器的入口側(cè)快速積累，成為薄的灰塵濾餅或?qū)訒r，它實質(zhì)上最終會堵塞或關(guān)閉過濾器中的流體通道。因此，雖然這樣的過濾器效率相對較高，但它們的使用期限通常不長，當(dāng)它們用于需通過大量流體的排置，流體內(nèi)有大量的尺寸等于或大于“某一選定尺寸”的粒子物質(zhì)時，尤其是這樣。這里的“某一選定尺寸”，指可被過濾器有效截流或收集的粒子尺寸或更大的尺寸。采用了許多方法來提高表面載荷過濾器體系例如紙過濾器的“使用期限”。一種方法是提供折疊結(jié)構(gòu)的介質(zhì)，相對于平坦的非折疊結(jié)構(gòu)，它使面對氣流的介質(zhì)表面積得到增大。雖然這樣可提高過濾器的使用期限，但它仍然基本是受限制的。出于這個原因，表面載荷的介質(zhì)主要用于通過過濾器介質(zhì)的速度較低的場合，通常不高于約20-30英尺/分鐘，典型地約為10英尺/分鐘或以下。這里的“速度”一詞，是通過介質(zhì)的平均速度(即流過的體積除以介質(zhì)面積)。總的來說，當(dāng)氣流通過折疊紙介質(zhì)的速度增大，過濾器使用期限就會與速度的平方成比例地縮短。因此，當(dāng)表面載荷的折疊紙過濾器體系用作需要流通大流量空氣的體系的特定過濾器時，過濾器介質(zhì)就需要較大的表面積。例如，行駛在高速公路上的柴油機卡車的典型圓筒形折疊紙過濾器元件，直徑約9-15英寸，長約12-24英寸，褶皺深約1-2英寸。因此，介質(zhì)(一面)的過濾表面積典型地為37-275英尺2。在許多應(yīng)用中，尤其是流體速度較高的場合，使用另一種有時稱為“深層”介質(zhì)的過濾器介質(zhì)。典型的深層介質(zhì)含有較厚的交纏的纖維材料。深層介質(zhì)通常根據(jù)其孔隙率、密度或固體含量的百分率來定義。例如2-3％的固態(tài)介質(zhì)可以是纖維墊深層介質(zhì)，其排置為總體積的約2-3％為纖維材料(固體)，其余為空氣或氣體空間。另一種定義深層介質(zhì)的有用參數(shù)是纖維直徑。如果固體含量的百分率保持恒定，而纖維直徑(尺寸)減小，孔的尺寸就減??；即，過濾器變得更有效，會更有效地捕獲更小的粒子。典型的常規(guī)深層介質(zhì)過濾器是深層的密度相對恒定的(或均勻的)介質(zhì)，即是深層介質(zhì)的固體含量在其整個厚度上基本保持恒定的體系。這里的“基本恒定”指即便在介質(zhì)的整個深度上發(fā)現(xiàn)密度有波動，也僅是較小的波動。這樣的波動例如可以起源于使用中的外表面的輕微壓縮，它由過濾器介質(zhì)放入其中的容器產(chǎn)生。已經(jīng)開發(fā)了密度梯度型深層介質(zhì)的排置，例如美國專利4,082,476、5,238,474和5,364,456揭示了一些這樣的排置?？傊?，深層介質(zhì)的排置能夠設(shè)計成基本上在其整個體積或深度上都可“載”粒子物質(zhì)。由此，當(dāng)達到過濾器的總使用期限時，與表面載荷體系相比，這樣的排置能夠設(shè)計成可載較多的粒子物質(zhì)。然而，總的來說，由于要權(quán)衡這種排置對大載荷有效，那么就需要固體含量較低的介質(zhì)。密度梯度型體系，例如上述專利所提到的，已被設(shè)計成可提供高效率和較長使用期限。在一些場合下，表面載荷介質(zhì)用作這種排置中的“光亮”(polish，即修飾層)過濾器。發(fā)明的概述根據(jù)本發(fā)明的若干方面，提供過濾器介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。該過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠在優(yōu)選的過濾器排置中用作過濾器介質(zhì)。例如在一些場合下，它可以用作多層排置中的一層介質(zhì)。在一些排置中，本發(fā)明的過濾器介質(zhì)層能夠堆疊，形成優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。有時，這里的各種介質(zhì)層或體積稱為“區(qū)”。本發(fā)明的優(yōu)選的過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)包括具有第一表面的第一層可滲透的粗纖維介質(zhì)。第一層細(xì)纖維介質(zhì)固定到第一層可滲透的粗纖維介質(zhì)的第一表面上。第一層可滲透的粗纖維材料優(yōu)選含有平均直徑至少10微米、典型地和優(yōu)選地約為12(或14)-30微米的纖維。第一層可滲透的粗纖維材料也優(yōu)選具有不高于約50克/米2的單位重量，優(yōu)選約0.50-25克/米2，最優(yōu)選至少8克/米2。第一層可滲透的粗纖維介質(zhì)優(yōu)選至少0.0005英寸(12微米)厚，典型地和優(yōu)選地約為0.001-0.010英寸(25-254微米)厚。在優(yōu)選的排置中，第一層可滲透的粗纖維材料含有這樣的材料，如果從剩余結(jié)構(gòu)上分離下來并采用Frazier滲透性測試方法進行評價，它表現(xiàn)出至少150米/分鐘的滲透性，典型地和優(yōu)選地約200-450米/分鐘。它也優(yōu)選為這樣的材料，如果獨自進行評價，它具有不高于10％的效率，優(yōu)選不高于5％。典型地，它是效率約為1-4％的材料。這里，當(dāng)提到效率時，除非另有說明，它指根據(jù)ASTM#1215-89所述的，用0.78μ單分散聚苯乙烯球狀粒子在20英尺/分鐘(6.1米/分鐘)下測量的效率。這里它有時稱為“LEFS效率”。在這里，當(dāng)一層用于本發(fā)明的排置中的材料，就其“具有的”或“獨自”可表現(xiàn)出的或其“從剩余結(jié)構(gòu)上分離下來”進行測試時所表現(xiàn)出的性能進行表征時，意味著就制成它的原料進行表征。也就是，例如如果提到復(fù)合物中的“粗”層材料，上述提到的說明是關(guān)于進入結(jié)構(gòu)之前就存在的材料和性能。在本文的上、下文關(guān)系中，沒有必要涉及運行于復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)時層的具體特性數(shù)值或性能數(shù)值。固定于可滲透的粗纖維介質(zhì)層的第一表面的細(xì)纖維材料層，優(yōu)選是一層細(xì)纖維介質(zhì)，其中纖維的平均直徑不超過約10微米，通常和優(yōu)選不超過約8微米，典型和優(yōu)選的纖維直徑小于5微米，大約在0.1-3.0微米的范圍內(nèi)。固定于第一層可滲透的粗纖維材料第一表面的第一層細(xì)纖維材料，也優(yōu)選具有不超過約30微米的總厚度，更優(yōu)選不超過20微米，最優(yōu)選不超過10微米，該總厚度典型和優(yōu)選約為層內(nèi)細(xì)纖維平均直徑的1-8倍(更優(yōu)選不超過5倍)。當(dāng)應(yīng)用于空氣過濾時，例如發(fā)動機的吸入體系、燃?xì)廨啓C、艙內(nèi)空氣過濾和HVAC(熱、通風(fēng)和空調(diào))體系，優(yōu)選的細(xì)纖維層單位重量的上限如下所述對于纖維材料平均尺寸為5.1微米的玻璃纖維材料層，約為35.8克/米2；對于纖維平均尺寸為0.4微米的玻璃纖維材料，約為0.76克/米2；和對于平均尺寸為0.15微米的玻璃纖維，約為0.14克/米2；對于平均尺寸為5.1微米的聚合物細(xì)纖維，約為17.9克/米2；對于平均尺寸為0.4微米的聚合物纖維，約為0.3克/米2；對于平均尺寸為0.15微米的聚合物細(xì)纖維，約為0.07克/米2?？傊?，對于該種應(yīng)用，最上層細(xì)纖維的單位重量優(yōu)選不超過約1克/米2。當(dāng)材料應(yīng)用于要求高效率的場合時，例如應(yīng)用于選擇室內(nèi)空氣、選擇液體(例如潤滑油、液壓液、燃料過濾器體系或煙霧收集器)，總的來說，細(xì)纖維層單位重量的優(yōu)選上限如下所述對于平均尺寸為2.0微米的玻璃纖維，約為15.9克/米2；對于平均尺寸為0.4微米的玻璃纖維，約為1.55克/米2；和對于平均尺寸為0.15微米的玻璃纖維，為0.14克/米2；對于平均尺寸為2.0微米的聚合物細(xì)纖維，約為8.0克/米2；對于平均尺寸為0.4微米的聚合物纖維，約為0.78克/米2；對于平均尺寸為0.15微米的聚合物纖維，約為0.19克/米2?？傊瑢τ谶@種應(yīng)用，最上層細(xì)纖維的單位重量優(yōu)選不超過約1克/米2。應(yīng)用于空氣過濾的給定的上限，例如吸入空氣的體系等，根據(jù)約為5倍纖維直徑的細(xì)纖維層厚度和層的50％LEFS效率而定。對于要求高效率的場合，該假定值根據(jù)5倍細(xì)纖維的厚度和每層的約90％LEFS效率而定。總之，對于任何給定的場合，優(yōu)選的單位重量依賴于這樣的變量，例如所涉及的應(yīng)用要求(例如在操作中要捕獲是粗粒子還是細(xì)粒子，或是兩者，需要高效率還是低效率)、所要求的使用期限、所選擇的纖維材料和所使用的纖維尺寸。總的來說，當(dāng)要求單層效率較高時(例如約為90％LEFS)，玻璃纖維通常將良好地工作，體系要有更大的單位重量(例如約20克/米2)和更大的纖維直徑(例如2-3微米)。另一方面，當(dāng)要求單層的效率較低，而載荷后仍具有較高的使用期限(使用許多層產(chǎn)生的結(jié)果)時，對于任何給定的層，要使用較低的效率(例如約10％LEFS)。這將包括較低的單位重量和直徑相等小的纖維。在這種情形中可以使用單位重量約為0.005克/米2、纖維尺寸約為0.2微米的聚合物纖維(雖然也可以使用玻璃纖維)。這里，當(dāng)單位重量給定時，玻璃纖維的密度假設(shè)值是2.6克/厘米3，聚合物纖維的密度假設(shè)值是1.3克/厘米3。總之，如果工程師所需要的是提供更長的使用期限，那么通常使用更多的層，而且每層的效率都較低。如果工程師需要很高的過濾器效率，而長使用期限不是必需的，那么總的來說，要使用較少的具有更高LEFS效率的層。這里，關(guān)于結(jié)構(gòu)例如介質(zhì)表面的“第一”或“第二”詞語，不是指介質(zhì)中的任何特定位置。例如“第一表面”一詞本身不表示所涉及的表面是否在其他表面的前面或后面，或位于其他表面的上面或下面，而是用來提供清楚的參照和前述的基礎(chǔ)?！?-8細(xì)纖維的平均直徑”一詞是指約為所涉及的細(xì)纖維層內(nèi)細(xì)纖維平均直徑1-8倍的深度或厚度。在典型的優(yōu)選體系中，細(xì)纖維介質(zhì)的第一層細(xì)纖維含有這樣的纖維，其直徑不超過第一層可滲透粗纖維介質(zhì)中纖維直徑的約1/6、優(yōu)選不超過約1/10、在一些場合下優(yōu)選不超過約1/20。對于某些應(yīng)用，第一層(操作中的最前層)細(xì)纖維材料優(yōu)選地這樣制成和排置提供給所形成的復(fù)合物以至少8％、優(yōu)選至少10％、典型地為20-60％、最優(yōu)選至少30％和不超過約70％的總LEFS效率。接著，這樣的復(fù)合物能夠進行堆疊而形成很有效的例如大于97％、如果需要可高達99％或更高的過濾器。它們也可以用于效率較低些但使用期限很長的過濾器，典型地至少10％，例如50-97％的效率。第一層(操作中的最前層)細(xì)纖維介質(zhì)也優(yōu)選地這樣制成和排置使所形成的復(fù)合物(即第一層可滲透的纖維介質(zhì)與其上面的第一層細(xì)纖維介質(zhì)的組合物)的總滲透性至少為20米/分鐘，典型地和優(yōu)選地約為30-350米/分鐘。這里，與細(xì)纖維層有關(guān)的“最前層”或“最外層”詞語指在使用中位置相對于其他細(xì)纖維層處于最前層的細(xì)纖維材料層(纖維平均直徑小于8微米)?？赡苓€有比最前層細(xì)纖維層更前層的介質(zhì)(非細(xì)纖維)層。第一層可滲透的粗纖維材料可以是選自多種材料的纖維，例如包括聚合物纖維如聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺或聚氯乙烯纖維和玻璃纖維。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，可提供過濾器結(jié)構(gòu)，它包括一層以上、優(yōu)選至少3層細(xì)纖維材料。該排置典型地包括三層或以上這樣的層。這樣多層體系中的細(xì)纖維層不必彼此相同。然而，每層細(xì)纖維層優(yōu)選是上述對于所述介質(zhì)結(jié)構(gòu)中第一層細(xì)纖維介質(zhì)的總描述范圍內(nèi)的層。在這種排置中，每層細(xì)纖維材料優(yōu)選與其下一層相鄰的細(xì)纖維材料層被用作間隔層或間隔介質(zhì)的一層可滲透粗纖維材料所分離?？蓾B透的粗纖維材料層不必相同，但優(yōu)選每層都是在所給出的有關(guān)過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對于第一層可滲透粗纖維介質(zhì)的總描述范圍內(nèi)的層。在某些優(yōu)選排置中，如上所述，在最前層和最后層的兩個表面上，總的復(fù)合介質(zhì)結(jié)構(gòu)也包含一層可滲透的粗纖維介質(zhì)。如果需要，過濾器結(jié)構(gòu)也可含有復(fù)合物的折疊排置。例如這種排置可含有0.25-12英寸(0.6-30.5厘米)深的褶皺，褶皺密度至少為1-15個/英寸(1-15個/2.5厘米)。當(dāng)褶皺密度為至少15個/英寸，而且排置是以圓筒狀成形，褶皺沿縱向延伸時，該密度指的是沿內(nèi)徑或內(nèi)表面的褶皺間距。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選排置，它們包括通常在總過濾器結(jié)構(gòu)中所定義的介質(zhì)。對于這種應(yīng)用的一些優(yōu)選排置，含有以圓筒狀的折疊構(gòu)形排置的介質(zhì)，其褶皺通常沿縱向即與圓筒形狀的縱軸方向同一方向而伸展。對于這種排置，與常規(guī)過濾器相同，介質(zhì)可以嵌埋在端蓋內(nèi)。對于典型的常規(guī)用途，如果需要，這種排置可以包括前層襯里和后層襯里。該結(jié)構(gòu)可以例如根據(jù)美國專利申請No.08/426,220所述的排置，與深層介質(zhì)的內(nèi)包封或外包封一同使用，該專利在這里引入以供參考?？梢灶A(yù)見，在一些應(yīng)用中，本發(fā)明的介質(zhì)可以與其他類型的介質(zhì)一同使用，例如常規(guī)介質(zhì)，以改善總的過濾性能或使用期限。例如本發(fā)明的介質(zhì)可以疊層至，或以另外方式應(yīng)用到常規(guī)介質(zhì)上，可以用于堆疊的排置中，或裝入(整體特征)包含一個或幾個區(qū)域的常規(guī)介質(zhì)的結(jié)構(gòu)中。它可以用作這種介質(zhì)的前層，來得到優(yōu)良的載荷性能；和/或它可以用作常規(guī)介質(zhì)的后層，作為高效率的光亮過濾器。從下面更詳細(xì)的說明中，會顯然明白許多可能的變化。本發(fā)明的某些排置也可以用于液體過濾器體系，即其中要被過濾的粒子材料挾裹于液體中。本發(fā)明的某些排置也可以用于煙霧收集器，例如從空氣中過濾細(xì)霧的排置。根據(jù)本發(fā)明，還提供過濾方法。該方法通常包括利用上述介質(zhì)的優(yōu)點進行過濾。正如可從下述說明和實施例中看出的一樣，本發(fā)明的介質(zhì)能夠制成特定形狀，以提供較有效體系中的較長使用期限的優(yōu)點。從上述討論和下面的詳細(xì)說明顯而易見，可提供某些特定的優(yōu)選排置，尤其是對空氣過濾器結(jié)構(gòu)優(yōu)選的排置。它們的形式以過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)為特征。優(yōu)選的過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)包含多層細(xì)纖維介質(zhì)層，即至少兩層，每層細(xì)纖維介質(zhì)都含有直徑不超過約8微米的纖維。多層的細(xì)纖維介質(zhì)層包含一個最外層。又一次，在這里的上下文關(guān)系中，“最外層”指在介質(zhì)中的一層細(xì)纖維，當(dāng)介質(zhì)用作過濾器介質(zhì)進行組織或定向時，該層位于任何其他細(xì)纖維材料層的較上面。這不意味著細(xì)纖維材料的第一“最外”層是結(jié)構(gòu)中介質(zhì)的最外層。而是多層細(xì)纖維層中的“最外層”或末層。然后，當(dāng)使用該過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)時，該細(xì)纖維層將是結(jié)構(gòu)中介質(zhì)的上面細(xì)纖維層。該最外層細(xì)纖維優(yōu)選含有平均直徑不超過約5微米、厚度不超過最外層內(nèi)細(xì)纖維平均直徑的5倍的纖維。因此，其最大厚度將不超過約25微米，而且在典型的應(yīng)用中，使用直徑小于5微米的纖維，其厚度實際上更小。該最外層細(xì)纖維層優(yōu)選具有適中的滲透性，其自身對空氣的滲透性至少為90米/分鐘。當(dāng)然，如果該細(xì)纖維層的滲透性是連同粗載體基質(zhì)測量的，如果總組合物的滲透性至少為90米/分鐘，那么細(xì)纖維層自身性能也必須達到上述要求。該結(jié)構(gòu)中優(yōu)選具有位于每對細(xì)纖維介質(zhì)層之間的可滲透粗纖維介質(zhì)層。每層可滲透粗纖維介質(zhì)優(yōu)選含有直徑至少10微米的纖維，而且如果自結(jié)構(gòu)中分離下來進行評價，那么對于所限定的0.78μ粒子，每層的效率優(yōu)選不超過約20％，更優(yōu)選不超過10％。該介質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)選包含至少三層細(xì)纖維材料，雖然除了“最外層”外的下面的至少兩層不必要求平均直徑小于5微米，但是更優(yōu)選地它們至少小于8微米，它們的滲透性可以比最外層細(xì)纖維材料的小，每層自身的滲透性優(yōu)選為至少45米/分鐘。另外，本發(fā)明的優(yōu)選過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)也可以定義為包含第一層可滲透的粗纖維介質(zhì)和第一層細(xì)纖維介質(zhì)位于其上的第一表面，該粗纖維介質(zhì)含有平均直徑至少10微米的粗纖維，對于0.78μ粒子，它的效率不超過約5％。第一層細(xì)纖維材料優(yōu)選含有平均直徑不超過約5微米、厚度不超過約該第一層內(nèi)細(xì)纖維平均直徑的5倍的纖維。該材料自身的滲透性優(yōu)選為至少約90米/分鐘。當(dāng)然，該介質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠與其他細(xì)纖維層和粗纖維材料結(jié)合使用，甚至可以用于采用其他介質(zhì)類型的總介質(zhì)結(jié)構(gòu)中，例如與紙或玻璃介質(zhì)或其他類型的深層介質(zhì)結(jié)合使用。該實施方式的介質(zhì)結(jié)構(gòu)也可以包括許多更深層的細(xì)纖維材料，每層都與相鄰層被一層粗纖維介質(zhì)隔開。在一些情形下，可以對纖維進行處理，以增強這樣的特性，例如效率、過濾器使用期限或兩者。采用本發(fā)明的介質(zhì)，可提供總過濾器結(jié)構(gòu)，正如上述兩種優(yōu)選實施方式中之一所詳細(xì)說明的一樣。附圖的簡要說明圖1是理論的單層細(xì)纖維過濾器介質(zhì)的剖面示意說明圖。圖2是理論的單層粗纖維過濾器介質(zhì)的剖面示意說明圖。圖3是理論的單層細(xì)纖維過濾器介質(zhì)的剖面示意說明圖；圖3的介質(zhì)與圖1所示的不同。圖4是理論的單層粗纖維介質(zhì)排置的剖面示意說明圖，該排置的固體百分含量與圖3所示排置相同。圖5是本發(fā)明介質(zhì)結(jié)構(gòu)表面的部分的平面視圖。圖6是圖5所示介質(zhì)的剖面示意圖。圖7是本發(fā)明多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的部分剖面示意圖。圖8A是包含本發(fā)明介質(zhì)結(jié)構(gòu)的折疊介質(zhì)排置的部分透視圖。圖8B是圖8A所示排置的部分的放大剖面示意圖。圖9是本發(fā)明介質(zhì)的示意圖，它穿置于機械支撐結(jié)構(gòu)上。圖10是裝有本發(fā)明過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)的過濾器排置的側(cè)視圖。圖11是沿圖10中整個11-11線得到的部分剖面的放大示意圖。圖12是常規(guī)氣流成網(wǎng)的聚合物纖維介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖13是常規(guī)氣流成網(wǎng)的玻璃纖維介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖14是常規(guī)兩相介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖15是與圖14所示相同的常規(guī)兩相濕法成網(wǎng)玻璃介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片，圖15是攝自圖14所示介質(zhì)的背面一側(cè)的照片。圖16是本發(fā)明第一實施方式的介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖17是本發(fā)明第二實施方式的介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖18是本發(fā)明第三實施方式的介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖19是本發(fā)明第四實施方式的介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖20是本發(fā)明第五實施方式的介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片。圖21是圖19的介質(zhì)在按照本文中所述的氯化鈉載荷后的掃描電子顯微鏡照片。圖22是實驗5的數(shù)據(jù)圖。圖23是實驗6的某些數(shù)據(jù)圖。圖23A是實驗6的另一些數(shù)據(jù)圖。圖24是本發(fā)明介質(zhì)載荷氯化鈉之后的掃描電子顯微鏡照片。圖25是用于某些實驗中的定制的鹽工作架臺(bench)的示意圖。發(fā)明的詳細(xì)說明A細(xì)纖維的過濾優(yōu)點總的來說，在過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)中，理論上通過采用相對細(xì)的纖維代替粗纖維，為介質(zhì)提供一些過濾優(yōu)點。例如來看圖1和2。圖2示意說明了“單層”細(xì)纖維介質(zhì)，具有固定的纖維間的距離Dx，它表示相鄰纖維表面間的距離。圖2是說明具有相同的Dx、而其中纖維直徑約比圖1中纖維直徑大12倍的單層的示意圖。對比圖1和2，顯然，對于具有固定的介質(zhì)周邊的區(qū)域來說，圖2的排置中纖維之間的空氣或孔隙空間的總量無疑比圖1的排置中的孔隙空間更小。因此，在圖2的排置中，只具有相當(dāng)小的體積可用來載被體系捕獲的粒子物質(zhì)。另外，與圖1的排置相比，氣流更易于被圖2的排置所中斷，因為為不中斷氣流敞開而使之通過的表面百分率更小。從圖1和2的對比顯而易見，如果纖維間的平均距離(Dx)保持恒定，而纖維平均尺寸下降，一般會形成更多的用來載荷的空間，和形成更高的氣流滲透性?，F(xiàn)在考慮圖3和4的排置。圖3和4用來示意說明兩個深層介質(zhì)體系內(nèi)的單層纖維，該兩個體系內(nèi)使用不同尺寸的纖維，而固體百分率或密度保持恒定。反復(fù)觀察圖，與纖維直徑較小但固體百分含量相等的排置即圖3的排置相比，應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，含有較大纖維的排置，即圖4的排置，潛在地具有大的敞開面積，使過濾器效率較低(但滲透性很高)。對于利用較小纖維直徑的效果，已經(jīng)進行了理論研究，而且可通過斯脫克數(shù)和截流參數(shù)來定量表示。無量綱的斯脫克數(shù)(Stokes)由下式表示斯脫克數(shù)＝dp2ρpv/9dfμ其中，df＝纖維尺寸(直徑)，dp＝粒子尺寸(直徑)，ρp＝粒子密度，v＝接近時的速度，μ＝流體粘度。從上式顯而易見(至少理論上)，當(dāng)df(纖維尺寸)減小，斯脫克數(shù)增大(假設(shè)其他變量不變)?？傊?，斯脫克數(shù)是慣性撞擊的反映。它能夠通過這樣的方式來理解考慮這樣的可能性，當(dāng)氣流在纖維周圍變向或轉(zhuǎn)彎，氣流內(nèi)方向?qū)χw維的粒子會離開氣流(而不是隨著氣流轉(zhuǎn)彎)并撞擊纖維。上式斯脫克數(shù)中所示的各變量從邏輯上總體反映出，粒子動量的增大(來自增大的密度和/或速度)是與粒子不會隨氣流繞過纖維周圍而流動、而是離開氣流并直接撞擊纖維的更大的可能性相關(guān)的。上式也表明，當(dāng)纖維直徑更小時，該可能性更大，這至少部分是由于當(dāng)纖維直徑更小，纖維使氣流中斷的程度更小。當(dāng)氣流在纖維周圍彎曲時，這就使氣流的有效流動場更貼近纖維表面，并增大了這樣的可能性較低動量的粒子的動量仍可足以離開氣流，撞擊纖維。需要考慮的另一種關(guān)于為什么某些細(xì)纖維體系作為過濾器在理論上總的來說比粗纖維體系更有效的問題，是由截流參數(shù)所表示的粒子截流。截流參數(shù)(R)能夠由下式表示R＝dp/df其中dp和df的定義如上?？偟膩碚f，截流參數(shù)是不依賴于速度和動量的，它僅與粒子和纖維的尺寸有關(guān)?？偟膩碚f，它與這樣的可能性有關(guān)粒子(當(dāng)氣流在纖維表面的周圍變向時，會隨氣流發(fā)生轉(zhuǎn)彎)仍然會撞擊纖維并被捕獲。因此，它不與這樣的可能性直接相關(guān)粒子的動量會把它帶出氣流并帶入纖維，而寧可說是在氣流內(nèi)粒子是否仍會撞擊纖維。總之，由于較小的纖維使氣流中斷的程度更小，而且氣流在貼近纖維表面處發(fā)生變向(偏離直線)，因此，較小的纖維比起較大的纖維，會與更高的效率和更大的撞擊截流率相關(guān)?？傊?，在介質(zhì)內(nèi)使用細(xì)纖維的優(yōu)點對于較小粒子更明顯。因此，當(dāng)過濾器應(yīng)用要求過濾小粒子、尤其是10微米或尺寸(直徑)更小的粒子時，細(xì)纖維的優(yōu)點會特別有用。B與過濾器介質(zhì)內(nèi)使用較細(xì)纖維有關(guān)的一些問題和限制前述部分中提供了相對于粗纖維選擇直徑更小的纖維用于過濾器介質(zhì)內(nèi)可獲得的理論上的優(yōu)點。然而在深層介質(zhì)內(nèi)，如果簡單地用很細(xì)的即約8微米和以下、典型地5微米和以下、尤其約為0.2-3.0微米的纖維，代替粗的即約10或12微米(直徑)以上的纖維，也會出現(xiàn)問題。例如，由尺寸約0.2-5微米的纖維制成的結(jié)構(gòu)，會更難于加工(比起粗纖維結(jié)構(gòu))，在使用中易于塌陷，形成很低的滲透性。即在結(jié)構(gòu)只包含直徑為5微米或以下的纖維時，為高載荷和大流量流體通過保持實際上敞開的結(jié)構(gòu)較困難，因為這樣的介質(zhì)典型地抗塌陷的機械強度不足。當(dāng)介質(zhì)塌陷時，纖維之間的空間變得較小，盡管作為過濾器或許仍很有效的結(jié)構(gòu)，但載荷相當(dāng)快，且滲透性不大。實際上，這樣的體系在行為上幾乎變成了表面載荷體系，因為實質(zhì)上形成了較低的孔隙率和淺的深度。可以構(gòu)想這樣與之結(jié)構(gòu)，其中極其細(xì)的纖維與粗纖維密切地進行混合(即纏結(jié))。然而，制成有效的過濾器排置，特別是采用形成含有不同直徑混合纖維的深層介質(zhì)的常規(guī)技術(shù)，在纖維直徑有很大不同時，是不容易實現(xiàn)的。例如，考慮一個理論的體系，其中細(xì)纖維直徑為粗纖維的1/20。如果要過濾的空氣需通過的過濾器介質(zhì)含有50％(重量)的粗纖維和50％(重量)的細(xì)纖維，那么該體系就是一個相對于粗纖維存在大量細(xì)纖維的體系(或細(xì)纖維長度相對于粗纖維長度)。它會是一個纖維間空間或孔隙率較小的體系。它或許是較有效的，但它仍會相當(dāng)快地達到載荷。總之，如果粗纖維的重量相對于細(xì)纖維下降，那么問題就會急劇惡化。如果粗纖維的重量相對于細(xì)纖維增高，那么與細(xì)纖維有關(guān)的和與截流和慣性撞擊有關(guān)的優(yōu)點將會被折衷。C細(xì)纖維在介質(zhì)內(nèi)的一些常規(guī)應(yīng)用有一些細(xì)纖維在介質(zhì)內(nèi)的常規(guī)應(yīng)用。尤其是明尼蘇達州Bloomington的DonaldsonCompanyInc.、本發(fā)明的受讓人，在其Ultra-Web產(chǎn)品中應(yīng)用了細(xì)纖維技術(shù)。這些產(chǎn)品通常包含表面載荷的纖維素介質(zhì)，它在前表面上具有一個直徑小于1微米的聚合物微纖維的網(wǎng)。這樣的介質(zhì)典型地應(yīng)用于脈沖式清潔灰塵收集器中。在操作中，粗的表面載荷的纖維素介質(zhì)如在沒有細(xì)纖維的情況下，部分作為小粒子的內(nèi)捕獲器起作用。當(dāng)這種情形發(fā)生時，脈沖清潔的效果差，因為一些粒子在纖維素介質(zhì)內(nèi)部被捕獲。然而，當(dāng)使用細(xì)網(wǎng)時，細(xì)網(wǎng)通常運行來收集表面載荷纖維素纖維前面的粒子，當(dāng)施加相反的脈沖時，有利于粒子的釋放。美國專利4,011,067描述了細(xì)纖維的另一種應(yīng)用，在這里引入以供參考。在該參考外形中，細(xì)纖維施加到多孔的基材上。D為過濾目的在過濾器結(jié)構(gòu)中有效利用細(xì)纖維介質(zhì)的一種通常方法開發(fā)了一種在過濾器介質(zhì)中利用細(xì)纖維即直徑約為8或10微米或以下、優(yōu)選5微米或以下和典型地直徑約0.1-3.0微米(平均)的通常方法?？偟膩碚f，多孔的可滲透的較粗纖維的基材用作支撐物、支撐基材或很細(xì)纖維介質(zhì)的間隔層。接著，材料能夠以優(yōu)選的方式成形，獲得有效的使用期限較長的過濾器。在優(yōu)選的體系中，利用以上述方式隔開的多層細(xì)纖維介質(zhì)的優(yōu)點。當(dāng)使用以上述方式隔開的多層細(xì)纖維介質(zhì)時，就能夠容易地獲得使用期限長的高效過濾體系。在圖5中，提供了本發(fā)明過濾器材料的示意性說明。參照圖5，材料1包括粗纖維2和細(xì)纖維3。然而，在制造材料時，材料1并不是由不同尺寸的纖維混合起來或密切地纏結(jié)在一起的材料。而是材料1通常包含一層(具有深度)粗纖維2、至少一個上面施加有細(xì)纖維3的外表面。即介質(zhì)在粗纖維結(jié)構(gòu)的至少一個外表面上具有一個細(xì)纖維網(wǎng)。然后，細(xì)纖維網(wǎng)內(nèi)的細(xì)纖維不與粗纖維基材混合或纏結(jié)。這里，粗纖維2的層有時稱為可滲透的粗纖維介質(zhì)或材料層。它含有細(xì)纖維3位于其上的基材。圖5的排置能夠看作與籬笆橫木之間的蜘蛛網(wǎng)線有些相似。(如果也假設(shè)蜘蛛網(wǎng)定位于和依附于籬笆的一個側(cè)面或表面，那么該相似最恰當(dāng))。橫木或粗纖維2提供了多孔的敞開表面面積，實質(zhì)上不妨礙氣流通過敞開空間。細(xì)纖維3表示懸掛在敞開空間內(nèi)或橫穿該敞開空間的網(wǎng)。由于大多數(shù)通過這種材料的氣流實際上不被粗纖維2所中斷，在截流撞擊和慣性撞擊中與粗纖維2的牽連較小。然而，極其細(xì)的纖維3是橫穿過實際上氣流要流過的空間中的線。因此就得到了有關(guān)慣性撞擊和截流撞擊的細(xì)纖維尺寸上的優(yōu)點。在使用一層以上細(xì)纖維層的應(yīng)用中，蜘蛛網(wǎng)的相似物包括許多彼此堆疊的籬笆，其中每個都在其一面上具有蜘蛛網(wǎng)。整個效果就為間隔的細(xì)蜘蛛網(wǎng)的堆疊?？傊?，圖6是例如圖5所示的材料的部分剖面圖。圖6實際上是示意性的。需要理解的是，總的來說，圖5相對于圖6是大大地放大了的圖，目的是能夠理解細(xì)節(jié)。在圖6中，粗纖維的深層介質(zhì)的層通常表示在4處，很細(xì)纖維的層表示在5處。需要理解的是，細(xì)纖維5被施加到粗纖維基材4的表面6上?？偟膩碚f，對于優(yōu)選結(jié)構(gòu)，細(xì)纖維層將近似地作為單層來成形，沒有遠(yuǎn)大于約1-8倍細(xì)纖維直徑的厚度?？傊?，在任何給定的位置，其深度都將不大于約10-15微米，典型地不大于約2-4微米。粗支撐介質(zhì)4的深度將隨體系不同而變化。圖6的示意性說明簡單地表示出粗介質(zhì)4的深度與細(xì)纖維5的層的深度相比，總的來說是較大的。然而，尤其是如果使用很敞開的細(xì)纖維層，那么由于提供相當(dāng)大的孔隙空間或纖維間的間距(即細(xì)纖維之間的間距)，所以圖5和6的結(jié)構(gòu)將有可能是效率相對不足的過濾器。即當(dāng)細(xì)纖維稀疏地分布時，經(jīng)過孔隙空間而不靠近細(xì)纖維的空氣在相當(dāng)大的程度上不會被過濾。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在優(yōu)選的過濾器結(jié)構(gòu)中，例如如示意圖5中所示的材料以多層例如堆疊的方式進行排列。關(guān)于被經(jīng)過整個體系的氣流內(nèi)的粒子撞擊的可能性上，其中每層都與圖5相似的一疊多層會以實際有效的密度表示出較細(xì)的纖維3。由多孔的粗纖維2提供的較大孔隙空間，會形成相當(dāng)大的載荷容積、滲透性，和由此的較長使用期限。因此，能夠形成這樣的理論能夠制成這樣的既作為過濾器很有效又具有較長可使用期限的結(jié)構(gòu)。正如下面的實驗所指出，這在實踐上也可以實現(xiàn)。如圖5所示排置的進一步有利方面以這樣的方式來理解考慮這樣的復(fù)合物在操作上對捕獲粒子的效果?？偟膩碚f，如果在載荷粒子一段時期之后檢查排置，就會顯現(xiàn)出主要被捕獲并固定于單根細(xì)纖維上的粒子，其形式是單獨的小粒子或粒子團粒。細(xì)纖維之間的間距足夠大，使不會產(chǎn)生纖維間大量的的橋接。這在下面討論的圖21中有顯示。的確，纖維間的空間足夠大，使得開始產(chǎn)生橋接時，枝狀粒子就會斷裂并落入細(xì)纖維層。這是非常有利的。在其中纖維間的空間較小但效率較高的排置中，會在纖維間或橫穿間距產(chǎn)生大量的粒子橋接。這能夠堵塞過濾器介質(zhì)的部分氣流通道，并大大降低過濾器的滲透性。這會增高通過過濾器的壓力差，并最終縮短過濾器的使用期限。然而，層內(nèi)的纖維間的空間大，會降低這種可能性。從更進一步的說明中會明白，如果粒子橋接開始形成，那么它會斷裂并落入該層或材料這個事實，不會引起有關(guān)效率的問題，因為例如圖5所示的材料的應(yīng)用是典型地應(yīng)用于包括一層以上過濾器介質(zhì)的排置中。在此部分中，說明包括一疊介質(zhì)的本發(fā)明的某些排置。正如在下面其他部分中將詳細(xì)說明的一樣，通過另外地將粗和細(xì)纖維施加至結(jié)構(gòu)上，就能夠制成一疊介質(zhì)，而不是通過組合圖5所示類型的預(yù)成形復(fù)合物(或?qū)?。最后對過濾的影響通常應(yīng)當(dāng)是相同的。然而，一種或其他的工藝類型，或可替代工藝，都可以就一些不涉及最終結(jié)構(gòu)的性能的原因而進行優(yōu)選。E典型的結(jié)構(gòu)從上述說明中顯而易見，當(dāng)為用于過濾器而成形時，許多本發(fā)明典型的過濾器介質(zhì)結(jié)構(gòu)都包括多層介質(zhì)，帶有至少兩層，有效地含有粗的框架來支撐或間隔細(xì)纖維或細(xì)纖維網(wǎng)。這種排置的例子有時在這里稱為一疊，如圖7所示?？偟膩碚f，成疊的排置可以由多層相同的介質(zhì)復(fù)合物制成。另外，在成疊的排置中可以形成梯度，例如方式是在每層內(nèi)采用稍微不同的復(fù)合材料，或在制作多層復(fù)合物時適宜地施加層。各層內(nèi)的材料例如可以在貫穿粗支撐物敞開空間的細(xì)纖維總體平均密度方面不同。另外或此外，各層間的細(xì)纖維直徑也可以不同。當(dāng)然，排置能夠包括一種特定結(jié)構(gòu)的一層或多層，而且也可以包括一個或一個以上不同結(jié)構(gòu)的一層或多層。參照圖7，顯示了總的來說包含一疊不同過濾器介質(zhì)層的介質(zhì)結(jié)構(gòu)10。對于圖7所示的排置，考慮通常由箭頭11所示方向的氣流。結(jié)構(gòu)10包括含有粗支撐物14的一層介質(zhì)或介質(zhì)區(qū)域13，粗支撐物14的表面上具有一薄層細(xì)纖維15。在所示出的特定排置中，層15在支撐物14的上表面上。層13的下面是相似層17，它含有粗支撐物18和上面的細(xì)纖維薄層19。排置10還包括構(gòu)成與層13和17相似的更深的層20、21和22。因此，對于圖7所示的排置，層22的粗區(qū)域25位于最下面。對于所示出的特定排置，保護性粗纖維稀疏層或介質(zhì)層27位于最上面的細(xì)纖維層15的上面?？傊?，需要理解的是對于某些實施方式，圖7中的總結(jié)構(gòu)只有約0.020-0.060英寸(0.05-0.15厘米)厚，在一些情形下甚至更薄。因此，它在圖中被放大，變得過分大。它包含一疊細(xì)纖維層，其中每層都由粗的間隔層或支撐層或基材與相鄰的細(xì)纖維層分開。在每一面上，即最上面的面27和最下面的面25都存在有保護性的粗的稀疏層或介質(zhì)層。圖7的特定排置顯示出帶有5個分離的細(xì)纖維層，但也能夠使用另外數(shù)量的層數(shù)。這里又一次沒有要求細(xì)纖維層彼此相同，或不同的粗支撐層彼此相同。在這里的上下關(guān)系中，“分離”是指每層細(xì)纖維實際上不與粗纖維分離支撐物纏結(jié)，而是每層細(xì)纖維通常位于支撐結(jié)構(gòu)的表面上。1.粗支撐物/間隔結(jié)構(gòu)本發(fā)明過濾器介質(zhì)層內(nèi)粗材料的主要作用，是提供框架，而細(xì)纖維貫穿此框架而延伸。粗材料的另一個主要作用是提供堆疊物內(nèi)細(xì)纖維區(qū)域或?qū)又g的間隔，使被隔開的細(xì)纖維層不會塌陷成較致密(即低的滲透性和較低的載荷)的結(jié)構(gòu)。粗支撐物/間隔結(jié)構(gòu)典型地不提供任何實質(zhì)的過濾功能。的確，它優(yōu)選為敞開的和可滲透的材料，使它不用作任何實質(zhì)的過濾作用。總的來說，對于典型的應(yīng)用例如這里所描述的應(yīng)用，優(yōu)選的是復(fù)合物總體(即所形成的多層過濾器介質(zhì))是較柔性的排置，它能夠以多種幾何結(jié)構(gòu)進行排列。在一些排置中，優(yōu)選的是粗支撐物含有柔性的纖維結(jié)構(gòu)，它具有足夠的力學(xué)完整性或坯體性能使它能做到這一點。然而，在一些排置中，該“坯體”能夠由與用來間隔細(xì)纖維層的粗纖維材料不同的組分提供，或者它能夠由總復(fù)合物來提供。這將在下面進行說明。與為粗支撐物選擇柔性纖維結(jié)構(gòu)有關(guān)的一些更重要的參數(shù)可以總結(jié)如下a.優(yōu)選的是如果可能，就選擇固體百分含量很低、滲透性很高的材料，以提高貫穿細(xì)纖維網(wǎng)延伸的空間的“孔隙空間”。優(yōu)選的材料是根據(jù)這里所述測試方法，捕獲0.78微米粒子，有時稱為LEFS效率，過濾效率只有約10％或以下、典型地5％或以下、優(yōu)選只有1-4％。優(yōu)選地，它是具有單層滲透性能的材料，當(dāng)由FrazierPermTest進行評價時，其單層滲透性為至少150米/分鐘，典型地至少約200-450米/分鐘。b.粗支撐物/間隔材料應(yīng)當(dāng)足夠厚，以保證細(xì)纖維層被隔開?？偟膩碚f，對于一些體系，粗材料層不必比實現(xiàn)該間隔所需的最小厚度厚?？深A(yù)見的是，約0.001英寸(25微米)左右的厚度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)足夠的。為粗基材所選的材料或工藝，可以比約0.001英寸厚，例如約0.010英寸(254微米)，額外的厚度與作為有效過濾器的疊狀排置的實際性能有關(guān)的任何優(yōu)點都沒有必需的聯(lián)系。即，尤其在疊狀排置中，約0.001英寸(25微米)的厚度就足以支撐細(xì)纖維，并能夠為載荷粒子提供敞開的容積。在許多體系中，更厚的厚度實際上不能使該性能提高至任何顯著的程度。因此，在某些優(yōu)選的排置中，分隔細(xì)纖維層的每層粗纖維材料的厚度都不超過約0.030英寸(760微米)。另外說明過，分離的細(xì)纖維層優(yōu)選不超過約0.03英寸(760微米)。然而也允許采用更厚的厚度，從而使可用作粗層的材料的選擇范圍更寬。另外，較厚的稀疏層或粗纖維層可以提供改進的坯體或力學(xué)強度。另一方面，較厚的層可以在一些過濾器結(jié)構(gòu)中占據(jù)多余的或不希望的空間。c.雖然對制成粗支撐物材料的特定材料要求不高，但通常優(yōu)選選擇這樣的材料，它足夠強固和堅韌，可承受制造和加工期間的操作，而且也能經(jīng)受加工條件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)的一個優(yōu)點是，在不使用“帶電”或“帶靜電”纖維下，就能夠提供用于許多有效過濾器體系中的介質(zhì)。因此，本發(fā)明的某些優(yōu)選體系都采用沒有施加靜電荷的纖維。另外一個優(yōu)點是，能夠由容易得到的纖維材料例如聚合物纖維提供粗支撐物。因此，能夠選可購買到的材料用作粗支撐物或稀疏物。d.制成粗支撐物的材料應(yīng)當(dāng)是細(xì)纖維能夠容易和方便地施加上去的材料。雖然細(xì)纖維尺寸的選擇，至少部分地依賴于結(jié)構(gòu)的特定應(yīng)用，但粗纖維的直徑對于優(yōu)選過濾器的運行不太重要，只要能夠獲得這里所述的最低性能。通常，可預(yù)見的是，在典型和優(yōu)選的應(yīng)用中，粗纖維的直徑是細(xì)纖維直徑的至少6倍，典型地和優(yōu)選地約20-200倍。在典型的其中細(xì)纖維尺寸約為0.2-3.0微米的排置中，可以預(yù)見的是，粗材料含有平均直徑約為10-40微米的纖維材料，典型地為12微米或更大。對于優(yōu)選排置，粗材料典型地具有6.0-45.0克/米2的單位重量。通常，粗纖維層可以包含短纖維的集合體或混合體或無紡的實質(zhì)上連續(xù)的纖維基材。在這里的上下文中，“連續(xù)”一詞指縱橫比充分大，至基本上為無限大，即至少500或以上的纖維。濕法成網(wǎng)材料可以用作無紡布支撐物，然而，在一些體系中也可以使用氣流成網(wǎng)材料。通常認(rèn)為，能夠?qū)⒖少徺I到的纖維稀疏物用作粗支撐物。一種這樣的稀疏物是Reemay2011，購自印第安納37138，OldHickory的ReemayCo.，。通常它含有0.7英兩的紡粘聚酯。另外，也可以使用購自馬薩諸塞02081，Walpole，Veratec的Veratecgrade9408353紡粘聚丙烯材料。粗支撐層能夠含有不同材料、長度和/或直徑的纖維混合物。2細(xì)纖維網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)可預(yù)見的是，可選擇多種材料用作提供細(xì)纖維網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)的材料。應(yīng)用下面的總原則進行選擇。a.它應(yīng)當(dāng)是這樣的材料能夠容易地形成所選擇的較小直徑的纖維，應(yīng)用于粗支撐物上，或形成這樣細(xì)纖維的網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)。b.它應(yīng)當(dāng)是足夠強固，可在加工和過濾運行期間保持正常的材料。c.它應(yīng)當(dāng)是能夠容易地施加到粗支撐物上的材料。至此，提到了由本發(fā)明的受讓人DonaldsonCompany制備和出售的標(biāo)號為Ultra-Web某些產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包含施加到纖維素表面介質(zhì)上的細(xì)纖維網(wǎng)。用來制備這些用于Ultra-Web產(chǎn)品的細(xì)纖維網(wǎng)的工藝是DonaldsonCompany的商業(yè)秘密。然而，可預(yù)見的是，如這里所述，施加到粗支撐物結(jié)構(gòu)上的和用于堆疊排置中的相似技術(shù)和網(wǎng)，要包括合適的和可使用的本發(fā)明的應(yīng)用。這將由下面的實施例變得明顯。然而，也能夠有效地使用其他的纖維和工藝類型，例如熔噴工藝。通常，對于本發(fā)明的典型結(jié)構(gòu)，可以預(yù)見的是，依賴于所選擇的特定排置，細(xì)纖維組分提供的纖維直徑為8微米或以下，典型地低于5.0微米，優(yōu)選約0.1-3.0微米。多種過濾器材料都能夠容易地提供出這樣的直徑，包括例如玻璃纖維、聚丙烯纖維、PVC纖維和聚酰胺纖維。更一般地，能夠使用聚丙烯腈，能夠使用以SeranF-150購自密執(zhí)安Midland的DowChemicals的聚1，1-二氯乙烯(polyvinyladinechloride)。也能夠使用其他合適的合成聚合物纖維，制造很細(xì)的纖維，包括聚砜、磺化聚砜、聚酰亞胺、聚1，1-二氟乙烯(polyvinylidinefluoride)、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、芳族聚酰胺、纖維素酯、aerolate、聚苯乙烯、聚丁酰乙烯以及這些不同聚合物的共聚物。細(xì)纖維能夠以多種方式固定于粗支撐物上。所用的技術(shù)可以部分地根據(jù)用來制造細(xì)纖維或網(wǎng)的工藝和形成細(xì)纖維和粗纖維的材料(一種或多種)而定。例如，細(xì)纖維能夠由一種粘合劑固定到粗支撐物上，或它們可以熱熔化到粗纖維上。含有可熔鞘的雙組分粗纖維能夠用來將細(xì)纖維熱粘合至粗纖維上?？梢圆捎萌軇┱澈希梢詰?yīng)用熱粘合劑纖維技術(shù)，可以采用自生粘合。對于粘合劑，能夠采用濕法成網(wǎng)水溶性或溶劑基樹脂體系。在一些體系中可以采用氨基甲酸乙酯噴涂、熱熔體噴涂或熱熔體片。在一些情形下，可預(yù)見的是，不需要使細(xì)纖維網(wǎng)正面固定到粗支撐物上的粘合劑。它們至少包括這樣的體系，其中當(dāng)制造總復(fù)合物時，細(xì)纖維固定于粗材料層之間，兩層粗材料之間的位置用來在原地固定細(xì)纖維層或網(wǎng)。這里提到了含有“細(xì)纖維”的細(xì)纖維層或細(xì)纖維的“網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)”。在這里的上下文關(guān)系中，細(xì)纖維“網(wǎng)絡(luò)”或“網(wǎng)”意味著不僅指含有單個細(xì)纖維的材料，而且指網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)，其中材料含有在節(jié)點或交叉點彼此交接或交叉的纖維或原纖維。這種排置的一個例子如圖20所示，下面將詳細(xì)進行說明?；仡檲D，能夠看出細(xì)材料的網(wǎng)絡(luò)通常含有許多很細(xì)的纖維或束，其中有一些自節(jié)點或交叉點伸出。F一些表征用于本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的一層介質(zhì)的方法通常，由上述說明顯而易見，用于本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的一層介質(zhì)通常包括粗支撐物或基材，其中一層細(xì)纖維或細(xì)纖維網(wǎng)固定于其至少一個表面上。粗支撐物(或基材)和細(xì)纖維可以是通常如上所述的。整個層可以以多種方法表征，包括例如簡單地如包含上述的粗和細(xì)纖維，也如所示進行排列。象包含細(xì)纖維與粗纖維的“混合物”，這樣來表征本發(fā)明的優(yōu)選介質(zhì)是不準(zhǔn)確的。通常材料并不是被制成如這樣纖維的混合物，即其中纖維進行纏結(jié)的排置。而是纖維在介質(zhì)中位于分離的和不連續(xù)的帶或區(qū)內(nèi)。更確切地說，任何一個給定的多層復(fù)合物通常都包含具有至少一個施加有細(xì)材料的在其表面上的粗材料層。甚至當(dāng)提供的介質(zhì)是多層(堆疊)排置時，在氣流經(jīng)過“堆疊物”時，通常細(xì)纖維和粗纖維區(qū)是先、后被沖擊的。由這里的總說明顯而易見，多種方法都能夠用來制備本發(fā)明的堆疊排置。其中一些，例如當(dāng)實施方式是層進行濕法成網(wǎng)時，會存在一些細(xì)纖維和粗纖維的纏結(jié)。當(dāng)然纏結(jié)度不會達到細(xì)纖維和粗纖維成為“均勻的混合物”這樣的程度，否則介質(zhì)將不會根據(jù)本發(fā)明原理而理想地運行。通常粗材料層在排置中仍然用來使不同的細(xì)纖維層彼此分開。這里，當(dāng)細(xì)纖維層被描述為相對于彼此和相對于粗纖維層“分離”時，它并不意味著絕對沒有纏結(jié)，而是結(jié)構(gòu)是這樣的要過濾的流體經(jīng)過排置時，多層的即分隔的細(xì)纖維層環(huán)境被提供用來過濾。通常，這指(當(dāng)層不連續(xù)時)這種可能產(chǎn)生的纏結(jié)較低。如果細(xì)纖維層與粗纖維層之間產(chǎn)生纏結(jié)，它通常只涉及較少的細(xì)纖維，典型地低于15％(重量)。擁有上述結(jié)構(gòu)的一個結(jié)果是，并不給氣流提供均勻的過濾器介質(zhì)。即當(dāng)氣流通過過濾器排置時，在不同的深度或?qū)蛹?，會遇到不同的材料。例如，在一些體系中，當(dāng)氣流通過時，它會經(jīng)過交替的細(xì)纖維材料和粗材料排列。由此就形成了重要的優(yōu)點。在典型的排置中，介質(zhì)的復(fù)合層可以就粗支撐物或稀疏物單位表面積上所施加的細(xì)纖維質(zhì)量進行表征。它有時稱為細(xì)纖維層的單位重量。這種特性將隨所用的特定纖維直徑、所選擇的特定材料、層所要求的纖維直徑和特定的細(xì)纖維總密度或過濾器效率而變。可預(yù)見的是，在細(xì)纖維直徑約為0.1-5.0微米的典型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，在單位表面積稀疏物或粗支撐物(或基材)上所施加的形成細(xì)纖維的材料質(zhì)量，將為約0.2-25克/米2，它與所用的特定材料無關(guān)。表征本發(fā)明結(jié)構(gòu)內(nèi)的典型的和優(yōu)選的介質(zhì)層的另一種方法，是觀察粗纖維支撐物或稀疏物(從細(xì)纖維側(cè))時敞開或可見的纖維間的孔隙量，它被細(xì)纖維或細(xì)纖維網(wǎng)所占據(jù)或覆蓋。部分地從圖16-20，會明白該表征方法。圖16-20是一個表面上帶有本發(fā)明細(xì)纖維網(wǎng)的不同稀疏物樣品在不同放大率下的掃描電子顯微鏡照片。粗支撐物包含直徑為25-35微米的聚酯纖維基材。細(xì)纖維通常含有直徑約0.1-3微米的玻璃纖維。由細(xì)纖維面積所占據(jù)的稀疏物內(nèi)敞開孔的面積百分率，能夠由如圖16-20所示的掃描電子顯微鏡(SEMs)評價方法進行估算?？深A(yù)見的是對于本發(fā)明的典型的和優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，由細(xì)纖維占據(jù)的粗支撐物或稀疏物內(nèi)敞開面積的平均百分率，當(dāng)采用這種方法進行評價時，將是55％或以下，典型地約20-40％，對于優(yōu)選的空氣過濾器介質(zhì)而言。這并不表示這些范圍之外的結(jié)構(gòu)是不行的，而是這樣的百分率是典型的，與可運行和有效的材料相關(guān)。能夠表征本發(fā)明材料的一些層的另一種方法，該層可排列用于所述過濾器結(jié)構(gòu)，是當(dāng)材料在空氣流中進行測試時，關(guān)于對性能的觀測。特別在許多優(yōu)選的實施方式中，通常在氣流中如這里所述測試效率之后，會觀測到被層所截流的大多數(shù)粒子(以數(shù)量和質(zhì)量兩種方式)被細(xì)纖維所結(jié)合，而不是被較粗的結(jié)構(gòu)。其一個例子如圖21的電子顯微鏡照片所示。可替代地或類似地，根據(jù)經(jīng)驗觀測，任何給定的復(fù)合層的效率都能夠被分配。總的來說，如果包含平均直徑至少為10微米的纖維的粗纖維支撐物結(jié)構(gòu)或基材，而且當(dāng)如這里所述進行評價時，對于0.78μ的粒子也具有6％或以下的效率，它通過施加至少一層細(xì)纖維來進行改進(其中細(xì)纖維的平均直徑約為5微米或以下)，使改進的材料在測試時對于所限定的0.78μ的粒子，具有至少約8％的效率，優(yōu)選至少10％，那么至少在某些本發(fā)明優(yōu)選排置中，該結(jié)構(gòu)將具有至少一些所要求的性能。優(yōu)選地，材料包含對于0.78μ粒子效率約為4％的稀疏物，足夠細(xì)的纖維施加到該稀疏物上，對于0.78μ粒子提供至少10％或更高的復(fù)合效率。在這種排置中，粗纖維層優(yōu)選是其上沒有施加細(xì)纖維層的滲透性為250-450米/分鐘的材料。典型地，也這樣排列細(xì)纖維材料使細(xì)纖維/粗纖維組合物的單個復(fù)合層的滲透性至少約為10米/分鐘，更優(yōu)選至少約為25米/分鐘。在一些場合下，它可以選作相當(dāng)高，即100-325米/分鐘。G滲透性這里涉及這些材料的滲透性任何給定的稀疏材料層、其上帶有至少一層細(xì)纖維稀疏層或復(fù)合物和總的介質(zhì)復(fù)合物?！皾B透性”的參照數(shù)值是指穿過參照材料、介質(zhì)或復(fù)合物的平面片層時導(dǎo)致0.50英寸水柱的流體阻力所需的面對介質(zhì)的正面速度(空氣)。總的來說，介質(zhì)層的滲透性(指這里所用的詞)采用購自馬里蘭州Gaithersburg的FrazierPrecisionInstrumentCo.，Inc.的FrazierPermTester，根據(jù)ASTMD737由FrazierPermTest進行評價，或由一些相似的測試方法評價。尤其當(dāng)用于汽車艙內(nèi)空氣過濾、通風(fēng)體系或發(fā)動機進氣體系時，本發(fā)明典型的介質(zhì)排置的總滲透性為至少6米/分鐘、更優(yōu)選10-12米/分鐘，滲透性為總效率、層數(shù)和所選纖維的尺寸的函數(shù)。這里的“總”是指整疊介質(zhì)。H效率這里自始至終，時時會以具體數(shù)值提到一層或復(fù)合物的效率。即，時時會描述其上帶有至少一層細(xì)纖維材料的稀疏物或所選的一層稀疏物的優(yōu)選的效率百分率。在一些情形下，也聯(lián)系含有多層材料的整個復(fù)合物來描述效率值(％)。在這些上下文關(guān)系中，為了提供數(shù)值表征，當(dāng)要表征的材料根據(jù)ASTM1215-89方法進行測試(在這里引入以供參考)時，“效率”典型地通常指保留的測試粒子百分率，測試中使用的測試材料是直徑為0.78微米的單分散聚苯乙烯乳膠球，例如購自加里弗尼亞PaloAlto的DukeScientific，測試在20英尺/分鐘(約6米/分鐘)下進行。上述說明并不暗示著當(dāng)本發(fā)明的過濾器排置通常被描述為“有效”時，只是指在ASTM1215-89測試條件下過濾0.78微米粒子中的操作。而是對于這種粒子和在這樣測試條件下的效率只是一種相對可重現(xiàn)的方法，按此方法在本發(fā)明結(jié)構(gòu)中所用的或要用的材料能夠被評價或表征。I纖維間的空間，單位面積粗基材上所施用的細(xì)纖維重量如上所述，本發(fā)明的材料能夠就其纖維間隔或單位面積粗基材或稀疏物上所施加的細(xì)纖維材料的量(單位重量)進行表征。有效的方法如下所述。1.通過數(shù)字圖象分析的面積固體含量這里所用的方法是將SEM照片掃描入計算機進行圖象分析。有效的SEM放大倍數(shù)依賴于在介質(zhì)結(jié)構(gòu)中的起重要作用的纖維尺寸，而且應(yīng)當(dāng)這樣選擇使要分析的纖維邊緣在背景中清晰。放大倍數(shù)增大，視場深度降低。掃描之后，能夠采用已商品化的軟件例如Visilog(購自加拿大魁北克的NoesisVisionofVilleSt.Laurent)，通過調(diào)節(jié)確定前景與背景邊界的灰度級閾值，來將圖象分成前景和背景，并將掃描的灰度級圖象轉(zhuǎn)化成二進制映象(前景和背景)，通過采用刻蝕和擴大命令能夠更精細(xì)地分離前景和背景二進制圖象。重要的項是前景中的細(xì)纖維。(假設(shè)介質(zhì)包含細(xì)纖維只施加到其一個表面上的稀疏物，也假設(shè)要顯示細(xì)纖維的SEM的方向朝向觀測者)。一旦分離，用來顯示前景和背景的屏幕像素就能夠采用軟件內(nèi)的分析工具進行統(tǒng)計。用來顯示前景(細(xì)纖維)的像素數(shù)目除以顯示AOI的象素數(shù)目(AOI等于前景加背景)，得到的該比值代表了面積固體含量。纖維的結(jié)構(gòu)是三維，而SEM照片表示三維物體在平面或面積上的投影，因此采用術(shù)語“面積的固體含量”。2孔尺寸的數(shù)字分析這里所用的方法是將SEM照片掃描入計算機進行圖象分析，再次采用購自例如NoesisVisionsVisilog的軟件。有效的SEM放大倍數(shù)依賴于在介質(zhì)結(jié)構(gòu)中起重要性作用的纖維尺寸，而且應(yīng)當(dāng)這樣選擇使要分析的纖維邊緣在背景中清晰。放大倍數(shù)增大，視場深度降低。掃描之后，能夠采用可購買到的軟件例如NoesisVision的Visilog，通過調(diào)節(jié)確定前景與背景邊界的灰度級閾值，并將掃描的灰度級圖象轉(zhuǎn)化成二進制映象(前景和背景)，來將圖象分成前景和背景。通過采用刻蝕和擴大命令能夠更精細(xì)地進行分離。重要的項是前景中由纖維形成的孔。下一步，在圖象的AOI中對軟件的分析工具來說為反常的項，需要從AOI中清除。這種反常包括凸出的孔和部分位于原始AOI內(nèi)的孔，即這些孔的邊界沒有完全確定。接著能夠使用軟件工具在像素尺寸內(nèi)計算修正過的AOI內(nèi)每個原脆的周長、面積和縱橫比。對于每個修正過的AOI內(nèi)的孔的形狀因子定義為(4π×孔面積)/(測量的孔周長)2都能夠得到計算。從掃描分辨率、SEM照片放大倍數(shù)、軟件輸出，就能夠?qū)⒗w維間的間距尺寸從像素單位轉(zhuǎn)換成工程單位。應(yīng)當(dāng)以足夠的次數(shù)重復(fù)該步驟，以保證得到樣品的有代表性的圖(或分布)。3線型纖維的交叉方法首先，照出能判定介質(zhì)的纖維尺寸分布的合適的放大倍數(shù)和數(shù)目的介質(zhì)樣品的SEM照片。對于纖維尺寸，放大倍數(shù)典型地從1000變化至6000以上。由放大程度使照片內(nèi)至少出現(xiàn)15-50個孔的另一套SEM照片上，能夠?qū)⒂芍本€形成的線格疊加到該SEM(一個放大的復(fù)印件)上。利用從疊加的線格中隨機選出的幾條直線，與隨機選出的格子直線相交叉的纖維數(shù)量就能夠被統(tǒng)計出來，這樣就可得到每英寸線上的交叉數(shù)量。通過累積統(tǒng)計上數(shù)量較大的直線的數(shù)目，就能夠計算纖維間的平均間距，并作出纖維間距離的分布。應(yīng)當(dāng)以足夠的次數(shù)重復(fù)該步驟，以保證得到該樣品的有代表性的圖(或分布)。4單位重量施加到單位面積(表面積)粗支撐物或間隔基材上的細(xì)纖維重量(例如磅數(shù)/3000英尺2或克數(shù)/米2)，能夠用來評價纖維的間距尺寸，因為在典型的結(jié)構(gòu)中，重要的細(xì)纖維墊近似為單纖維層。另外，如果纖維結(jié)構(gòu)不是單層，那么能夠確定纖維墊的厚度，然后，能夠計算容積的固體含量，它是纖維間的空間的一個指標(biāo)。5孔尺寸a.斜接的圓筒形狀通常，纖維層接觸密切的地方，假設(shè)孔是四方形的，纖維斜著交叉，各層相對彼此無規(guī)地定向。參考“流體過濾氣體體積1”，ASTM特種技術(shù)出版社975，1986，ASTM出版04-975001-39，DonaldR.Monson-“用于模擬過濾器纖維介質(zhì)的壓力損失的關(guān)鍵參數(shù)”。L＝假設(shè)的四方形孔的對面上平行纖維之間的中線距離df＝纖維的平均直徑b＝L-df＝內(nèi)孔的尺寸，不包括構(gòu)成孔的纖維厚度，C＝固體含量＝纖維體積/介質(zhì)體積R＝L/df利用上述定義、一致的測量單位和由Monson提出的下式，就能夠從下式估算纖維間的距離“b”R＝1/{1.1781-(1.3879-1.5×C)1/2}b＝(R-1)×dfb.改進的斜接圓筒形狀該模型矯正了連續(xù)纖維層之間的間距，假設(shè)了內(nèi)層距離L/2，認(rèn)為對于C＜0.6的情形，它是有效的。R＝1.4472/(.5×C)1/2×COS{1/3×COS-1[-0.87979×(.5×C)1/2]}b＝(R-1)×dfc.改進的單層纖維結(jié)構(gòu)的斜接圓筒形狀R＝(0.5×π/C)+({0.5×π/C}2-{8/[3×C]})1/2b＝(R-1)×dfJ利用本發(fā)明原理作出的過濾器介質(zhì)復(fù)合物的設(shè)計從上述說明，可以明白的是，通常采用本發(fā)明介質(zhì)的過濾器結(jié)構(gòu)由介質(zhì)構(gòu)成，該介質(zhì)含有多層細(xì)纖維，更確切地說是被粗稀疏材料或粗纖維基材所分開或隔開的多層細(xì)纖維。在許多設(shè)計空氣過濾器結(jié)構(gòu)的場合，工程師要選擇各層的性質(zhì)，并決定它們應(yīng)當(dāng)怎樣組成總的復(fù)合物。在本節(jié)中，簡要討論與此工藝有關(guān)的考慮?？偟膩碚f，選擇部分地依賴于要使用過濾器介質(zhì)的應(yīng)用，而且依賴于怎樣制造介質(zhì)。對于過濾器設(shè)計者來說，預(yù)定的應(yīng)用通常決定對所需要的過濾器效率和滲透性的確定。對于給定的應(yīng)用，效率除了由在上述的測試條件下捕獲0.78微米粒子的能力來確定外，還可以由其他方法來確定。例如，汽車制造者會對艙內(nèi)空氣過濾器的操作有具體的技術(shù)要求，過濾器工程師會利用本發(fā)明材料來滿足之?？梢栽诓⒉坏葍r于捕獲0.78微米粒子所確定的測試條件下的捕獲粒子的能力來確定該技術(shù)指標(biāo)。工程師可以采用這里所述的技術(shù)來逼近可能的結(jié)構(gòu)，接著，提出合適的測試方法，來觀察汽車制造者所提出的技術(shù)要求得到滿足。作為一種替代的方法，經(jīng)過足夠次數(shù)的測試之后，工程師可以根據(jù)在另一種條件下所進行的測試，提出充分相關(guān)的數(shù)據(jù)能夠預(yù)測在某一類條件下的性能。無論如何，總之可預(yù)見的是，在一些情形下，設(shè)計步驟將從工程師考慮可購買到的具有本發(fā)明性能的材料開始。作為一個例子，工程師可以選擇稀疏物，并獲得各種稀疏材料的樣品，所述稀疏材料上施加有不同量的細(xì)纖維材料。作為一個假設(shè)的例子，假定工程師具有含有Reemay2011的各種稀疏材料樣品，它們只在其一個表面上用不同量的細(xì)纖維玻璃材料處理，形成8個樣品，其中細(xì)纖維層表征如下1Schuller#106是纖維平均直徑為0.4微米的玻璃纖維，購自科羅拉多80162Littleton的SchullerFiltration。給出上述信息和材料，過濾器工程師可進行設(shè)計?？偟膩碚f，在規(guī)定的測試條件下，復(fù)合物對于0.78微米粒子的效率是每層效率的“總和”。例如，如果使用的是兩層，其中每層效率為35％，那么總效率就為1-[(1-0.35)×(1-0.35)]或57.75％。因此，為了獲得所要求的效率，由已知的不同層的信息，工程師就能夠確定要使用多少層和哪種材料。在前面的說明中，給出了確定多層體系內(nèi)效率的通式。可根據(jù)下面的原理進行具體的計算對于規(guī)定的粒子尺寸和速度ηi＝第i層的效率ηt＝總復(fù)合物的效率1-ηi＝第i層的透過率1-ηt＝總復(fù)合物的透過率(1-ηt)＝(1-η1)(1-η2)…(1-ηi)總之，復(fù)合物的總滲透性能根據(jù)下面的數(shù)學(xué)關(guān)系式由復(fù)合物中各層的滲透性確定。其中X復(fù)合物＝總復(fù)合物的滲透性ρi＝根據(jù)結(jié)構(gòu)包含粗＋細(xì)層或只包含粗層的復(fù)合物組成層的滲透性。因此，應(yīng)用關(guān)于各層滲透性的知識，工程師就能夠知道總復(fù)合物的滲透性，并能夠挑選不同的層來提供所要求的特定滲透性。作為一個例子，艙內(nèi)空氣過濾器的典型正面速度是50-70英尺/分鐘(約15-24米/分鐘)，排置在220-300英尺3/分鐘(約6.2-8.5米3/分鐘)的氣流下運行時。例如用由下列組合制成的過濾器就能夠滿足此要求1效率為30％的前層或基材；2效率為35％的相鄰下層或基材；3效率為45％的相鄰下層或基材；復(fù)合物的效率就約為75％。那么，能夠看出，如果工程師知道所要求的總復(fù)合物的滲透性是多少(在用來確定給定層的滲透性的測試條件下)，而且工程師已經(jīng)確定了各層的效率，并知道在相似條件下所要求的總復(fù)合物的效率是多少，那么工程師就能夠容易地挑選材料，來達到所要求的結(jié)果。當(dāng)然，工程師可以希望考慮其他的變量或因素。例如對于一個較薄的復(fù)合物，只可能有很少的層數(shù)，而在某些情形下，要得到優(yōu)選的總組合，成本、任何給定層可用的材料是否可購買得到以及其他相關(guān)的因素也是需要考慮的。而且也要考慮復(fù)合物所形成的物理性能，例如關(guān)于折疊結(jié)構(gòu)的易成形性。作為過濾器設(shè)計者在挑選材料時可考慮的問題類型的一個例子如下。如果兩片面積相同的材料進行折疊，其中一個實際上比另一個厚，總的來說，能夠有效堆入給定容積內(nèi)的較薄片材料的褶皺數(shù)目將是較多。因此，如果過濾器的設(shè)計問題是在給定的圓筒狀空間形成有效的過濾器，那么工程師就可優(yōu)選較薄的折疊材料而不選較厚的材料。如果折疊材料要由本發(fā)明的介質(zhì)層制成，那么工程師就可以優(yōu)先挑選可形成較薄的總結(jié)構(gòu)的層狀組合物，相對于較厚的總結(jié)構(gòu)，它具有優(yōu)點。然而，總的來說，具有相等總效率的復(fù)合物進行比較時，較厚的復(fù)合物通常比較薄的具有更長的使用期限(基于相同面積下)。在設(shè)計一些體系時，工程師會根據(jù)這一因素以及前述考慮而進行平衡協(xié)調(diào)。可以預(yù)見的是，在一些情形下，工程師會希望使堆疊物的所有層都含有同樣復(fù)合材料。然而，在另一些情形下，可以在一些或所有各層內(nèi)使用不同的材料(或效率等)。可預(yù)見的是，在典型的操作中，若工程師決定使復(fù)合物中層的效率不同，那么總的來說，所形成的效率梯度將優(yōu)先排列成這樣復(fù)合物層的效率通常在指向結(jié)構(gòu)下層的方向上是增高的。即，目前可預(yù)見的是，優(yōu)選的層組織將是效率更高的復(fù)合物層較效率較低的復(fù)合物層處在更下層的位置，使得形成更長的使用期限。在這種情形下通常形成較長使用期限的原因是，效率較高的層如果位于下側(cè)就不會很快被堵塞，因為效率較低的層在流體到達效率較高的層之前就已經(jīng)起作用，提供至少部分過濾作用。這意味著效率較高的層會比位于上側(cè)時較慢地被堵塞。K幾何形狀本發(fā)明的介質(zhì)可以以多種幾何構(gòu)形進行排列，獲得優(yōu)點。例如能夠?qū)⑵狡帕谐珊唵蔚亩询B物，形成非折疊的板型過濾器介質(zhì)。當(dāng)然，片能夠排列成墊層或圍繞一種物體卷起來，例如圍繞圓筒結(jié)構(gòu)卷起來的圓筒。獨特地，本發(fā)明的介質(zhì)能夠以這種形式提供它能夠容易地折疊。在一些情形下，它將由這樣的方式實現(xiàn)選擇間隔稀疏物，使堆疊時所形成的復(fù)合物具有足夠的強度或“坯體”進行折疊并保持折疊構(gòu)形。如圖8A和8B所示。參照圖8A，過濾器介質(zhì)30以折疊的圓筒狀構(gòu)形被示出。在圖8B中，部分材料被過分放大示出，目的是能明白材料包含許多層。參照圖8B，材料30包括粗層31，細(xì)纖維層32位于其之間?？偟膩碚f，可預(yù)見的是，對于許多優(yōu)選的排置，不管排列成圓筒狀還是板狀，褶皺的數(shù)目都為約1-15個/英寸(或/2.5厘米)。當(dāng)描述的是圓筒狀構(gòu)形時，這里所報道的單位距離上的褶皺數(shù)目是指圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑上的。本發(fā)明的折疊的圓筒狀構(gòu)形是獨特的，其原因至少是本發(fā)明的介質(zhì)就載荷和運行的正面速度，極大地表現(xiàn)出深層介質(zhì)體系的性能。然而，常規(guī)的深層介質(zhì)通常是不折疊的。更確切地說，折疊結(jié)構(gòu)通常與紙或纖維素表面載荷體系有關(guān)。然而，能夠利用本發(fā)明的原理，提供以深層介質(zhì)的形式運行，但能夠以折疊方式成形的排置，該折疊方式與表面載荷纖維素介質(zhì)更相似。要注意，對于一些排置來說，能夠提供正弦(波或類似褶皺)樣的，即使介質(zhì)沒有提供足夠的坯體來保持真正的折疊構(gòu)形?？深A(yù)見其幾種實施方法。首先，“坯體”能夠由只有一層或幾層的具有充足坯體的材料(在介質(zhì)中)提供。例如，多層體系中的一層或兩層稀疏物對于該坯體就足夠了，不需所有層都具有它。除此之外或另一種方式是，在堆疊排置的一面或兩面上的或其內(nèi)的支撐材料層可用來提供該坯體或力學(xué)完整性。這種復(fù)合物能夠采用可購買到合成的或纖維素纖維作為支撐層來制造。提供沒有粗稀疏層而形成褶皺的正弦排置的第二種方法，是利用力學(xué)框架來維持材料處于折疊結(jié)構(gòu)。該示意圖如圖9所示。在圖9中，示出了力學(xué)撐桿40，而介質(zhì)41穿在其上面。其他的方法可以包括材料的充分的熱、化學(xué)或物理處理，提供足夠的剛性來保持折疊構(gòu)形或褶皺。也可以使用褶皺端尖粘合的方法。也能夠使用位于不同復(fù)合層內(nèi)的金屬帶或線來保持折疊的構(gòu)形。由上述考慮顯而易見，本發(fā)明的優(yōu)點是它可以以可提供多種幾何形狀的材料來施用。因此，它能夠以很多種的過濾器結(jié)構(gòu)來施用，獲得優(yōu)點。如上所述，對于有效的運行，可以選擇材料的性能，使所需要的深度能夠隨要求而變。L空氣過濾器結(jié)構(gòu)本發(fā)明的介質(zhì)可以應(yīng)用于多種空氣過濾器結(jié)構(gòu)中。它能夠用作例如圓筒元件中的圓筒折疊材料。它也可以用作板類過濾器的折疊材料。它能夠以非折疊形式使用，例如作為其他過濾器元件內(nèi)或其他過濾器元件外的套筒過濾器。它也能夠以非折疊形式用于圓筒和板狀元件。的確，它可以在多種過濾或過濾器體系的幾乎任意一種中，用來代替介質(zhì)或部分介質(zhì)。在一些情形下，本發(fā)明的介質(zhì)可以用來加強其他介質(zhì)的運行，例如可購買到的其他類型介質(zhì)。因此，本發(fā)明介質(zhì)可以施用到各種介質(zhì)層的前面、后面或之間，實現(xiàn)優(yōu)選的過濾器運行。例如，本發(fā)明的高效率型介質(zhì)可以用在各種介質(zhì)的后面，作為光亮過濾器。本發(fā)明的高載荷、低效率類型的介質(zhì)可以用在常規(guī)介質(zhì)的前面，通過在前面用作高載荷介質(zhì)來提高總效率。本發(fā)明的介質(zhì)也可以在各種梯度過濾器體系或相關(guān)的體系中用于常規(guī)介質(zhì)之間。本發(fā)明的一種過濾器結(jié)構(gòu)類型如圖10和11所示。圖10中的排置通常與美國專利4,720,292(在這里引入以供參考)所述的相似，不同的是用本發(fā)明的改進介質(zhì)替換了過濾器介質(zhì)。參照圖10，所示的過濾器排置100包括外殼101、出口管102和過濾器元件103。經(jīng)過陰影線或覆層105就進入了維護過濾器元件103的外殼101的內(nèi)層104。過濾器元件103通常含有折疊的過濾器介質(zhì)110、外襯111和內(nèi)襯112。對于圖10所示的排置，空氣沿箭頭115的總方向通過，就產(chǎn)生過濾。因此，外殼101包含要過濾的空氣的入口120?？諝饬鹘?jīng)過濾器元件103之前，分布在室121內(nèi)。然后空氣進入內(nèi)室或內(nèi)腔122，通過出口102離開過濾器元件。過濾器元件103分別包含相對的第一和第二端蓋130和131。過濾器介質(zhì)110固定到、嵌入端蓋130和131內(nèi)并在它們之間伸展。在區(qū)域140內(nèi)，端蓋130以其尺寸和構(gòu)形與出口管102形成徑向的密封。端蓋131以常規(guī)方式封閉過濾器元件103的末端142。在圖11中，以示意性剖面圖示出了圖10所示的部分排置。能夠看出，過濾器介質(zhì)110是本發(fā)明的多層排置，包含許多粗材料層150和間隔的細(xì)纖維材料層151。圖10所示的特定排置含有兩層間隔開的細(xì)纖維層151，它們被總數(shù)為三層的粗層150夾持。又一次說明，根據(jù)本發(fā)明的原理，多種可替換的排置都可用作過濾器介質(zhì)110。圖10和11所示的介質(zhì)，以圓筒狀元件引入，與出口管構(gòu)成徑向密封。介質(zhì)也可以用于軸向密封排置的過濾器元件中?？偟膩碚f，本發(fā)明能夠用來制備這樣的介質(zhì)當(dāng)與表面載荷介質(zhì)相比時，它的載荷容量高，而當(dāng)用來過濾細(xì)粒子物質(zhì)時，與過濾收集更粗的物質(zhì)相比，它的載荷優(yōu)點被認(rèn)為更顯著。因此，通過本發(fā)明的折疊并將折疊物放置于一些深層介質(zhì)的下層，就能夠獲得該優(yōu)點，因為深層介質(zhì)會相對高效地收集粗粒子，又由于存在對細(xì)粒子物質(zhì)效率高的本發(fā)明介質(zhì)，因而增強了過濾。利用上面的深層介質(zhì)制成效率更高的過濾器，在美國專利5,082,476、5,238,474和5,364,436中有描述；利用相似技術(shù)，但下面用與深層介質(zhì)不同的本發(fā)明介質(zhì)，就能夠獲得優(yōu)點。例如，如上述專利所述的深層介質(zhì)能夠用來在上面很有效地脫除2-10微米的粒子，該深層介質(zhì)與本發(fā)明介質(zhì)不同，而本發(fā)明的介質(zhì)用來在下面脫除次級的微米物質(zhì)，達到非常高的效率，由此，本發(fā)明的介質(zhì)就能夠以較好的方式與較常規(guī)的技術(shù)一同使用。在一些應(yīng)用中，本發(fā)明介質(zhì)可以成形為非折疊形式，而是它位于深層介質(zhì)的下面，以板狀或圓筒狀過濾器元件的形式使用。介質(zhì)可以是與過濾器裝置其余部分可分離的組件，例如耐用的替換元件。本發(fā)明介質(zhì)也可以用在過濾器組件上面，用作替換元件。采用可替換介質(zhì)部分的方法例如在上述美國專利、也在美國專利申請08/426,220有描述，它們在這里引入以供參考。M細(xì)纖維在粗支撐物上的定位，細(xì)纖維層相對于流體的定向如上所述，本發(fā)明的過濾器材料通常含有粗支撐物，其至少一個表面上施加有細(xì)纖維網(wǎng)或墊。正如會從附圖的評估中明白一樣，總的來說，粗纖維支撐物能夠視為具有兩個可施加細(xì)纖維的表面，粗纖維墊每面上均可施加一個。至少在某些有用的體系中，為什么細(xì)纖維墊不能施加在一層粗材料的相對面上，并沒有特殊的理由。粗材料或基材用來適宜地分離細(xì)纖維墊。可預(yù)見的是，如果這種排置以疊狀方式應(yīng)用，在一些情形下，會要求在其兩面上帶有細(xì)纖維的粗材料層之間放置一層只含有粗材料的層或稀疏物，保持每層細(xì)纖維之間的分離。然而，肯定有可能的是在一些場合下，可以選擇所施加的細(xì)纖維量，使放置成直接與另一粗層上的細(xì)纖維層相鄰時，就可形成所要求的總效率。在疊狀排置中，關(guān)于材料相對于氣流的定向，沒有覺察到特別優(yōu)選的方向。即，細(xì)纖維層可以在施加細(xì)纖維層的墊的上表面或下表面上。N用于本發(fā)明排置中的介質(zhì)的選擇如上所述，目前通常認(rèn)為，涉及有關(guān)選擇材料的介質(zhì)的最相關(guān)的要素是使粗纖維良好地相互間距、相對地說幾乎不起過濾作用、合適地定位以支撐細(xì)纖維并保持細(xì)纖維層在總結(jié)構(gòu)中彼此分離有關(guān)。細(xì)纖維的直徑選為相對較小。由此，可以預(yù)見，多種材料都能夠用于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，多種技術(shù)都可用來制造這種材料。總的來說，用于本發(fā)明過濾器結(jié)構(gòu)中的纖維材料的制備技術(shù)不屬于過濾器設(shè)計者或工程師常規(guī)的實踐范疇，而是屬于纖維加工和聚合物加工范疇。可以預(yù)見，例如馬薩諸塞03032的EastWalpole的Hollingsworth&Vose公司和新罕布什爾03867的Rochester的LydallInc.公司在制造細(xì)纖維材料或?qū)⑺鼈円詫邮┯玫狡渌牧仙系募夹g(shù)方面有豐富的經(jīng)驗。如上所述，DonaldsonCompanyInc.也在有關(guān)其Ultra-Web產(chǎn)品的領(lǐng)域內(nèi)開發(fā)了一些屬于商業(yè)秘密的技術(shù)。在這里引用以供參考的下面的參考文獻，總地描述了細(xì)纖維或超細(xì)纖維的制造美國專利2,450,363(關(guān)于玻璃纖維)；4,650,506；Wente，VanA.1956年發(fā)表于IndustrialEngineeringChemistry第48卷第1342頁的文章“熱塑性超細(xì)纖維”；和Schoffel，NormanB.1995年發(fā)表于AdvancesInFiltrationandSeparationTechnology第9卷第184-199頁的文章“微玻璃介質(zhì)的新進展”?？偟膩碚f，可以預(yù)見，許多這些材料都能夠用作本發(fā)明結(jié)構(gòu)內(nèi)的細(xì)纖維網(wǎng)。關(guān)于粗纖維墊或基材，再次說明，至少包括這里所述的可購買得到的材料的多種材料是可用的。關(guān)于用來制造細(xì)纖維網(wǎng)并將它施用到粗材料表面上的技術(shù)，再次說明，各種方法都可以使用，可以預(yù)見，對于任何給定的應(yīng)用，優(yōu)選的方法至少部分依賴于過濾器的應(yīng)用、所用的加工設(shè)備、為細(xì)纖維網(wǎng)選擇的特定材料、用來制造粗纖維基材的材料和工藝?？偟膩碚f，至少例如濕法成網(wǎng)工藝、氣流成網(wǎng)工藝、熔噴工藝和聚合物纖維的紡絲這些工藝，是可用的。對于有用的過濾器結(jié)構(gòu)，盡管目前不可預(yù)見最優(yōu)選的特定的纖維制造方法或材料成分，本發(fā)明人評價和對比了由兩種方法制成的介質(zhì)。一種是利用包含玻璃的細(xì)纖維，作為制備介質(zhì)的可能方法，施用到Reemay2011。發(fā)現(xiàn)該工藝制成了可使用的介質(zhì)，滿足本發(fā)明的總標(biāo)準(zhǔn)。另一種是采用DonaldsonCo.的商業(yè)秘密Ultra-Web工藝制成的聚合物細(xì)纖維，將細(xì)纖維施用到Reemay2011。特定地，關(guān)于玻璃纖維，本發(fā)明人成功地利用以美國專利5,336,286(在這里引入以供參考)中實施例1的所描述的變例為依據(jù)的方法，制成可用的材料。將玻璃或玻璃纖維用作要施用的纖維材料，而且用作在其上細(xì)纖維沉積Reemay2011稀疏物的材料，對5,336,286專利的實施例1進行改進。另外，在炊具攪拌機內(nèi)的水/纖維漿料內(nèi)放入2毫升的HCl酸(37％)，使玻璃纖維化學(xué)分散。因此，作為改性的結(jié)果，通過向位于網(wǎng)板上面的Reemay2011稀疏物上放置玻璃纖維而形成濕法成網(wǎng)沉積物，制成纖維片。采用與DonaldsonCo.的商業(yè)秘密Ultra-Web工藝相比有所變化的工藝制成的其他樣品，如下所述。在下面的比較測試中，對于兩種類型材料的性能，沒有觀察到實質(zhì)上的差異。因此，根據(jù)本發(fā)明的原理，在它們之間不存在優(yōu)選選擇的基礎(chǔ)。O這里所述的技術(shù)在煙霧收集方面的應(yīng)用總的來說，可以預(yù)見，這里所述的一些材料可以用于從空氣中過濾很細(xì)煙霧的結(jié)構(gòu)中。總的來說，這種煙霧包含尺寸約1微米或更小的液滴。為了評價過濾，在一定程度上，這樣尺寸的煙霧能夠看作粒子來處理。那么，這里所述的某些材料就能夠用來捕獲這種煙霧?？偟膩碚f，不需高效煙霧過濾器介質(zhì)的典型的小的纖維間空間(即孔)，就能夠獲得高效率的分離。常規(guī)的高效介質(zhì)的小孔由于毛細(xì)作用會保留所分離出的液體。這樣體系內(nèi)留存的液體快速增加，形成液體對空氣流通的阻礙，這會縮短有用的過濾器使用期限?？梢灶A(yù)見，對于這樣的應(yīng)用，能夠使用憎收集的液體的纖維表面，這是有利的。P.液體過濾系統(tǒng)通常，本文所述的技術(shù)可用于涉及各種液體流的場合。迄今為止提供的許多特定描述與攜帶微粒的空氣或氣體流有關(guān)。但是，可以預(yù)見本文所述的材料也可用于供過濾液體的系統(tǒng)。即，液體可被指引通過本發(fā)明的介質(zhì)，而其中的微粒如所揭示的那樣被分離。一般來說，若用于液體系統(tǒng)，可以預(yù)見，通過增加被隔開的細(xì)纖維層數(shù)來增加過濾介質(zhì)壽命的原理對于液體與對于空氣是相同的，但是，收集的機理是過濾。因為收集的機理是過濾，在使用液體場合里復(fù)合物的效率被具有最高效率的單層效率所限制。應(yīng)用液體的典型效率范圍是從對于潤滑油約50％到對于燃料過濾介質(zhì)約99％。因此，相比于在空氣過濾系統(tǒng)里使用較低復(fù)合效率的空氣過濾系統(tǒng)，如氣體渦輪、機械空氣感應(yīng)系統(tǒng)、機艙和室內(nèi)空氣通風(fēng)系統(tǒng)，施加到液體過濾系統(tǒng)上的本發(fā)明的實例一般由具有較高層效率的各層組成。當(dāng)在需要高效空氣過濾場合，如在通風(fēng)系統(tǒng)里的HEPA級或ULPA級過濾場合里使用時本發(fā)明也有很多有利之處。本發(fā)明的有利之處在于過濾使用壽命長，且通過多層而更可靠。通過多層冗長的過濾，總體系統(tǒng)對于單層內(nèi)的介質(zhì)裂隙敏感性下降。Q.進一步的評述在下列報告的實驗里評估了材料的同時，對于本發(fā)明特定的優(yōu)選材料也作了進一步的觀察。首先，粗糙的基材或基質(zhì)能與極細(xì)的纖維和結(jié)構(gòu)物成為整體，從而降低了制造、處理或使用時細(xì)纖維被損壞的可能性。沒有粗糙的支撐物或基質(zhì)，細(xì)纖維結(jié)構(gòu)物與其它材料接觸時極易被損壞。但是，本發(fā)明優(yōu)選的排列物是如此耐用，以致可預(yù)見所制備的結(jié)構(gòu)物在使用后能用液體洗滌或通過空氣沖洗清潔，供再生使用。也很顯然需要在基材上通過多空氣層制造本發(fā)明的排列物。例如，可放下一層多孔的稀疏層，然后使用細(xì)纖維制品，再使用粗糙層，再使用細(xì)纖維織物等。這樣，通過多個按序的鋪設(shè)空氣纖維的步驟可制備總的復(fù)合物。這在特定的加工使用中是需要的?？梢灶A(yù)期的是，若從各個層里制備，對于同一結(jié)構(gòu)物應(yīng)當(dāng)有基本相同的總體操作。R.再進一步的評述1.估算的粗纖維支撐物單位面積上微纖維長度和/或微纖維表面積的特征前面的章節(jié)討論中已提出以施加到每個單位面積粗纖維基材上的微纖維重量來表征某些優(yōu)選材料，這些優(yōu)選材料包括施加到粗糙纖維支撐物基材上的某些的細(xì)纖維(即微纖維)。關(guān)于這個問題，請注意第J節(jié)中的表和第F節(jié)和“I.4”節(jié)中的討論。玻璃是一類能用來形成微纖維的材料。玻璃的比重約2.6克/厘米3，已知玻璃的比重約2.6克/厘米3，對于給定直徑的玻璃纖維，我們顯然可以用“每平方米(面積)粗纖維支撐物介質(zhì)上的玻璃纖維長度”、也可以用每平方米上的玻璃纖維重量來表征施加到粗纖維基材上的細(xì)纖維用量。由于纖維通常具有圓柱形的外表面，這樣的表征也是可以的“粗糙纖維支撐物介質(zhì)每個單位面積上的細(xì)纖維表面積”。下表R1提供了對于選定的玻璃纖維，按重量計，在每平方米介質(zhì)上估計的微纖維長度和每平方米介質(zhì)上估計的微纖維表面積。特別是提供了三種玻璃纖維直徑0.1微米直徑；1.00微米直徑；和3.00微米直徑。也提供了三種特定的單位重量0.10克/平方米；1.00克/平方米；和10.00克/平方米。根據(jù)這些參數(shù)和設(shè)定的比重2.6克/厘米3，該表提供了代表用于每平方介質(zhì)上的微纖維長度和用于每平方介質(zhì)上微纖維表面積的數(shù)量的數(shù)據(jù)。表R1為了便于解釋表R1提供的信息，現(xiàn)參見下表R2。在表R2中，第J節(jié)出現(xiàn)的表被修改成包括了特定的實施例里按設(shè)定的玻璃比重2.6克/厘米3給出的計算和纖維平均直徑0.4微米下所施加的纖維的長度和纖維的表面積。表R2</tables>除了計算是根據(jù)纖維直徑2.20微米的推定外，下表R3與表R2表現(xiàn)的形式相似。表R3</tables>一旦工程師選定了材料，就可根據(jù)計算而模擬該系統(tǒng)。下表R4根據(jù)設(shè)定的材料厚度、纖維直徑和單位單位重量概括了玻璃細(xì)纖維層的特征。表R4<p>如前節(jié)所討論的和下面實驗所指出的，根據(jù)本文所述的原理，形成微纖維的特定材料在許多情況下不是得到這些有益效果的關(guān)鍵因素。對于任何給定直徑的纖維用量，或?qū)τ谌魏谓o定的纖維的纖維表面積量對于得到所需的過濾效果更為重要。表R1、R2、R3和R4表給出了施加到基材(一般來說，所述的基材對于選擇的特定材料是非特定的)上的細(xì)纖維特征用量的較“一般”的途徑。即，通過評估每單位面積上施加的細(xì)纖維的用量、長度或表面積，人們可以免去評估細(xì)纖維材料(即細(xì)纖維材料特定的組合物)的比重的變化。另外，使用的玻璃纖維的計算表示對于給定直徑纖維，每單位面積基材上纖維長度或纖維表面積某一值下的所預(yù)期的性能。用相似直徑、每單位面積上的纖維長度相似，或每單位面積上的纖維表面積相似的材料代替玻璃會得到相似的過濾性質(zhì)和效率。值得注意的是，諸如每單位面積上的纖維長度是填裝密度或固體含量的有效指示性質(zhì)。同樣地，它們也在一定程度上描述了纖維的幾何形狀，特別在低單位重量下。2.帶靜電的介質(zhì)上面指出了本發(fā)明細(xì)纖維可與各種類型的介質(zhì)連接。上面提及了中性介質(zhì)或帶靜電介質(zhì)的可能性。特別可以預(yù)見的是，例如，本發(fā)明的微纖維可用于其中包括局部帶靜電介質(zhì)的總的組合物。帶靜電介質(zhì)有時被稱為“駐極體”介質(zhì)，它可用作施加微纖維的基材；和/或它可用作介質(zhì)的隔離層，位于整個多層介質(zhì)復(fù)合物中(a)微纖維材料的上游；(b)微纖維材料的下游；或(c)在微纖維材料層之間。通過利用帶靜電介質(zhì)可得到各種有利的結(jié)構(gòu)物。例如，帶靜電介質(zhì)在許多使用場合具有相對高的初始效率。但是，這類介質(zhì)的一個問題在于其效率隨著時間延伸，相對于初始效率有所下降。帶靜電的介質(zhì)可用于本發(fā)明微纖維介質(zhì)的上面以提供增加的初始效率。這類應(yīng)用中優(yōu)選的介質(zhì)典型的是帶靜電的介質(zhì)，如E30，一種帶電荷的纖維材料，ALLFELTofGenoa(美國伊利諾斯60135)制造。它具有單位重量30克/米2；厚度0.024英寸(在0.5磅/英寸2下)；滲透性(英尺/分鐘)600+；LEFS效率為43％。典型的是，優(yōu)選的是沒有施加靜電電荷介質(zhì)具有的LEFS效率同上，不大于80％，典型地為10％到50％(20-50％更佳)。可以預(yù)見，在一些情況下需要粗糙—細(xì)纖維組合物，包括微纖維本身的帶靜電部分。在一些應(yīng)用場合，不是將帶靜電材料的附加層施加到整個結(jié)構(gòu)物上，而是在上面施加微纖維的排列物里提供一種或多種“支撐物”或“間隔物”結(jié)構(gòu)。即，微纖維可直接施加到帶靜電的基材上；或在微纖維施加其上后對基材充電?？傊?，可以預(yù)見，本章節(jié)里定義的途徑是可利用對介質(zhì)施加靜電荷的各種方法，包括常規(guī)的方法。在某些場合可使用市售的材料。3.使用含化學(xué)吸附劑/吸收劑的介質(zhì)本文的術(shù)語“吸附劑”指吸收和吸附材料。即，不考慮在被捕獲的化學(xué)物質(zhì)(特別是有機物)和過濾材料之間相互作用的特性。各種材料可用作化學(xué)吸附劑。例如，活性碳或炭介質(zhì)被用來吸附氣味和各種其它的有機物。已經(jīng)開發(fā)出了含纖維介質(zhì)，它包括化學(xué)吸附劑，如碳粒子。一個這類物質(zhì)是AQFTM吸附介質(zhì)，HoechstCelaneseeCorp.(美國北卡羅來納28232-6085)制造。市售的有各種滲透性(典型的是137-279英尺/分鐘)，厚度(0.0661-0.0882英寸)；單位重量(280-382磅/3000英尺2)；MD拉伸(強度)(17-30磅/英寸)。本文優(yōu)選的一種化學(xué)吸附劑是AQF-375C，它具有下列特征單位重量-480克/米2，高性能活性碳-球形，碳含量-375克/米2碳灰移動-無；直徑-1.45毫米，拉伸強度-30磅/英寸，空氣滲透性-160英尺3/英尺2/分鐘，壓力降@300英尺3/分/英尺2，平面1.2英寸；動態(tài)吸附@100英尺3/分的空氣流，10×10×1.5″過濾器，具有0.63米2打褶的介質(zhì)80ppm正丁烷吸附容量-6.0克，穿透@5分鐘-40％；80ppm甲苯氣體吸附容量-55克，穿透@5分鐘-7％；30ppm5O2氣體吸附容量-9.2克，穿透@5分鐘-21％；粒子的脫除效率0％@0.4微米，對于AC細(xì)塵@313英尺/分鐘10％@1微米，過濾器正面速度70％@3微米；(空氣動力學(xué)粒徑)塵載荷@50％AP增高-6克，(10×10×15″過濾器)；這類介質(zhì)可有利地用于本發(fā)明的總排列物?？墒褂媒橘|(zhì)作為，如施加微纖維的支撐物。另外，這類物質(zhì)可用作微纖維介質(zhì)的上部或下部區(qū)域以得到具有有益性質(zhì)的整個復(fù)合物。4.打褶介質(zhì)厚度有關(guān)的結(jié)果；處理。一般來說，常規(guī)情況下，例如旋轉(zhuǎn)型打褶設(shè)備，介質(zhì)的最大厚度可容易地打褶到約0.060英寸厚度，典型地基本上稍薄些的介質(zhì)對于打褶系統(tǒng)是優(yōu)選的(0.040英寸，常為0.030英寸或更薄)。這樣，基本考慮了打褶介質(zhì)的因素是所涉及的總體厚度。一般來說，用油處理諸如纖維素介質(zhì)的介質(zhì)可延長壽命。這部分是由于油處理過的介質(zhì)收集了碳質(zhì)微粒，它不會構(gòu)建樹枝狀聚集顆粒而阻塞空氣流，碳質(zhì)微粒懸浮在油中。美國專利5,238,474(在此并入供參考)揭示了用油處理介質(zhì)的排置。一般來說，大規(guī)模流動感應(yīng)器在空氣過濾裝置的下游，能發(fā)現(xiàn)增加的使用情況。例如，在汽車和卡車工廠里，大規(guī)模流動感應(yīng)器有時裝在空氣清潔器的下游。當(dāng)用于空氣清潔器的介質(zhì)涉及到油處理，油處理本身會對空氣清潔器產(chǎn)生影響，或它會弄臟設(shè)備。一旦有油處理，介質(zhì)有通過更多細(xì)粉的傾向，由于低效率而延長過濾壽命。在許多場合里，包括本文揭示的細(xì)纖維層的介質(zhì)可有利地用來代替油處理介質(zhì)。一些例子如上所述。但是，一般必須記取的是，為了將必須的介質(zhì)打褶，介質(zhì)的總厚度應(yīng)當(dāng)為0.060英寸(0.15厘米)或更少，優(yōu)選的是0.030英寸(0.076厘米)或更少。為了實現(xiàn)此目的，需要限制細(xì)纖維的層數(shù)，以盡可能地將隔離層的厚度降低到合理水平。優(yōu)選的隔離纖維的厚度不大于約0.003英寸(0.0076厘米)厚度，最好是不大于約0.0015英寸(0.0038厘米)厚度。5.涉及到正面速度和梯度的結(jié)果v.非梯度系統(tǒng)正如下面所討論的一些例子所表明的，當(dāng)一堆或一區(qū)域細(xì)纖維層總體具有相等的百分?jǐn)?shù)效率，在特定的試驗條件下，細(xì)纖維層間有梯度會優(yōu)于利用相等效率的各細(xì)纖維層的情況。即若涉及相等的總體復(fù)合物效率時，一般優(yōu)選的是構(gòu)成復(fù)合物的各細(xì)纖維層具有梯度，在復(fù)合物里由較低效率到較高效率(從上部到下部)排置。人們可以考慮是否在大范圍的正面速度下也能保持觀察到這類結(jié)果。更具體的是，由于正面速度明顯地增加，人們可以推測，在上層形成的粒子的樹枝狀聚集物發(fā)生在較低速率下，因為較高的正面速度會有較大的滲透性，隨著塵粒撞擊形成中的樹枝狀，會引起樹枝狀聚集物的瓦解(或抑制樹枝狀積塵的形成)。因此，人們可預(yù)期，在一定程度上，該介質(zhì)在較高正面速度下使用，會喪失在細(xì)纖維復(fù)合物中采用梯度層(與采用非梯度層相比較)而形成的優(yōu)點。6.一些可能的結(jié)構(gòu)a.打褶片結(jié)構(gòu)物的改進(來自片)的打褶介質(zhì)用于各種過濾器結(jié)構(gòu)物。通常使用的介質(zhì)包括纖維素、玻璃纖維或合成聚合物纖維片；發(fā)泡的聚四氟乙烯(PTFE)片；和纖維摻和物片。本發(fā)明的其中包括多層細(xì)纖維排置的改進的復(fù)合物可以與這類介質(zhì)配合使用。制得注意的是，典型的用作過濾器介質(zhì)的發(fā)泡聚四氟乙烯片的小纖維尺寸為0.1-0.3微米，滲透性(fpm)為2-70；LFES效率＞80％，典型地＞90％(典型的DOP效率為80％-99.9999％)。這里，術(shù)語“多層細(xì)纖維層結(jié)構(gòu)物或區(qū)域”或“MFFL結(jié)構(gòu)物或區(qū)域”指本發(fā)明細(xì)纖維結(jié)構(gòu)物。它通常包括被隔離層或基質(zhì)排列物隔開的多層(即至少兩層)細(xì)纖維層。如本文原理所指出的，使用(相同或不同LEFS效率)的細(xì)纖維層會產(chǎn)生較好效率的總體優(yōu)選的MFFL結(jié)構(gòu)。可以考慮的常規(guī)纖維素片具有LEFS效率大于15％；滲透性大于10英尺/分鐘，總體厚度小于0.020英寸。這是常規(guī)可打褶的介質(zhì)。(當(dāng)然也可使用上面討論的替換物質(zhì))根據(jù)本發(fā)明人們可將FFFL結(jié)構(gòu)物施加到纖維素片上(或各種其它片)以得到明顯改進的打褶介質(zhì)。例如可考慮向纖維素片的上部施加(或鄰近放置)總體LEFS效率低于或等于60％的MFFL結(jié)構(gòu)物。這可通過使用三層細(xì)纖維容易地形成，用本文所述的隔開結(jié)構(gòu)或支撐物結(jié)構(gòu)(基材)隔開。需要時細(xì)纖維的最下層可直接加到纖維素片上。例如可從顯示平均LEFS效率約25％的三層里指標(biāo)總體LEFS效率約60％。所使用的隔開層每層厚度優(yōu)選地小于0.003英寸，更優(yōu)選的是小于0.0015英寸。因此總厚度基本上少于0.060英寸，它易于打褶。該材料或區(qū)域能容易地折疊成發(fā)動機用過濾器來代替常規(guī)的纖維素片。由于在纖維素上游的MFFL結(jié)構(gòu)物里發(fā)生的載荷類型，它可用來提供壽命延長的總的過濾器結(jié)構(gòu)。另外的方法里，它可用來提供壽命與常規(guī)(打褶的纖維素)部件一樣長，但尺寸更小的過濾器部件。有時它能從機動車的外部移入內(nèi)部，如放在車篷下。在上述結(jié)構(gòu)物的總類型里，在MFFL結(jié)構(gòu)下部的纖維素(或其它片)介質(zhì)為整個系統(tǒng)提供了一些結(jié)構(gòu)整體。這樣，MFFL結(jié)構(gòu)可用于具有相對低正面速度的場合，但也可用于具有相對高正面速度的情況，例如用于HVAC或機艙空氣過濾器。當(dāng)然，它也可與HEPA或ULPA過濾器一起使用。b.涉及深度介質(zhì)結(jié)構(gòu)的改進的過濾器。在美國專利5,082,476、5,364,456、5,238,474和5,423,892(在此并入供參考)中揭示了各種涉及深介質(zhì)或各層深介質(zhì)的空氣過濾器結(jié)構(gòu)。在許多場合里，在一個或多個深介質(zhì)區(qū)域的下部放置打褶介質(zhì)(如，纖維素介質(zhì))。在某些場合里，例如，美國專利5,238,474揭示了的下部打褶的介質(zhì)，其特征在于油性的打褶介質(zhì)，典型的是已用油處理過的纖維素介質(zhì)。如上所述，人們有利地通過使用纖維素(或其它片)/本發(fā)明的MFFL結(jié)構(gòu)物組合可有利地避免油處理。這在一定的場合能節(jié)省空間，另外避免油性材料對諸如大規(guī)模流感應(yīng)器的下游設(shè)備產(chǎn)生不利影響。當(dāng)然，本發(fā)明的MFFL結(jié)構(gòu)物可用于也包括油性介質(zhì)的排置里。c.用作機艙空氣過濾器的排置一般來說，機艙空氣過濾，即對于交通工具的機艙空氣過濾涉及兩方面除去異味；和除去微粒。有本發(fā)明MFFL結(jié)構(gòu)物的復(fù)合排列物可并入總系統(tǒng)以得到兩方面所需水平的效率。當(dāng)然，單個細(xì)纖維層排列物也可與諸如駐極體或碳吸附介質(zhì)的材料組合使用。如上所述，對于異味過濾典型地需要化學(xué)吸附過濾器?？墒褂弥T如活性碳過濾介質(zhì)，如HoechstCelaneseAQF-375C，達到此目的。這類介質(zhì)可放在，例如本發(fā)明MFFL結(jié)構(gòu)物的上部。MFFL結(jié)構(gòu)物對于除去機艙空氣過濾系統(tǒng)里的微粒相當(dāng)有效。另外，人們能將“駐極體”結(jié)構(gòu)物并入總的系統(tǒng)。即施加了電荷的介質(zhì)也能用于機艙空氣過濾器結(jié)構(gòu)物。典型的是，駐極體介質(zhì)具有高的初始效率，它隨著載荷而變小直到開始形成濾餅，由于它隨著載荷增加而無效，通過過濾器的壓力差增長相對很慢。與駐極體相比，本文揭示的MFFL結(jié)構(gòu)物一般具有較低的初始效率。當(dāng)兩者結(jié)合在一起時，每個就能實現(xiàn)它們各自的特性。若駐極體材料放在本發(fā)明MFFL材料的上部，可獲得駐極體材料初始效率相對高的優(yōu)點。例如，可使用相對輕(薄)的駐極體材料以得到所希望的初始效率，但也減慢了不希望的壓力差的形成。在駐極體材料的下部可使用MFFL結(jié)構(gòu)物以提供總的所希望的效率和長的使用壽命(減慢壓力差的形成)。當(dāng)然，該組合可用于與碳載荷的介質(zhì)有關(guān)的場合，也能將異味吸收達到所需的水平。典型的結(jié)構(gòu)物是，例如一種復(fù)合物，包括從上到下，駐極體/異味吸收劑介質(zhì)/MFFL結(jié)構(gòu)物。人們可預(yù)期這類結(jié)構(gòu)物的厚度能用本文所述的技術(shù)容易地打褶。d.供發(fā)動機空氣過濾用的排置可以預(yù)見，本發(fā)明技術(shù)能用來明顯改進發(fā)動機攝入空氣的過濾系統(tǒng)。這類系統(tǒng)可廣泛地用于各種燃燒發(fā)動機。它們可用于例如汽車、輕型卡車、運輸卡車、重型高速公路卡車、建筑設(shè)備、農(nóng)業(yè)設(shè)備、公共汽車、卸貨卡車、垃圾卡車的運輸工具，并用于各種其它設(shè)備的空氣過濾系統(tǒng)。例如。該技術(shù)可用作大小范圍在約100馬力到300馬力的發(fā)動機的空氣攝入系統(tǒng)。對于這類系統(tǒng)，涉及本文揭示系統(tǒng)的介質(zhì)，特別是打褶介質(zhì)可用來提供效率高或壽命長或兩者兼?zhèn)涞囊嫣?。一般來說，基于效率為10％-90％，典型的是10％-70％的單個細(xì)纖維層，可得到效率直到約99％或更高的總的復(fù)合物。然后介質(zhì)可與其它介質(zhì)，如打褶的紙或打褶的合成介質(zhì)一起打褶，得到所需的整個復(fù)合物。確實，在一些系統(tǒng)里，在細(xì)纖維的上部或下部也可施加深介質(zhì)結(jié)構(gòu)。前面揭示了各種。e.施加到用于Z過濾器結(jié)構(gòu)的介質(zhì)上通常稱為“Z-過濾器”結(jié)構(gòu)物的各種排置是眾所周知的。例如，參見美國專利1,729,135、2,599,604、3,025,963、4,589,983、2,552,615、2,558,185、5,322,537、3,112,184、4,439,321、4,310,419、4,713,097、5,512,075和4,039,457；和共同轉(zhuǎn)讓的待批美國專利申08/639,371(1996，4，26提交)；08/638,453(1996，4，26提交)、08/638,703(1996，4，26提交)和08/639,154(1996，4，26提交)。所述的19篇參考文獻并入本文供參考?？梢灶A(yù)見本文揭示的細(xì)纖維結(jié)構(gòu)可施加到這類介質(zhì)上。即通常使諸如纖維素或合成介質(zhì)的介質(zhì)弄皺形成的這類結(jié)構(gòu)可通過施加到本發(fā)明隔開細(xì)纖維層(或MFFL結(jié)構(gòu))上(典型地施加到上面)來改進?？商峁┚哂懈枰?載荷特性的整體復(fù)合物?？梢灶A(yù)見，例如，這類排置能在這類系統(tǒng)里用作氣體渦輪系統(tǒng)，發(fā)動機攝入空氣過濾系統(tǒng)和相關(guān)的空氣過濾應(yīng)用。實驗為了評價本發(fā)明的介質(zhì)，現(xiàn)進行各種實驗。從實驗中可明顯看到使用本發(fā)明介質(zhì)的某些優(yōu)點。用于實驗的介質(zhì)各種介質(zhì)用于實驗。比較實驗中使用了35％LEFS纖維素濕放置的介質(zhì)。本文中的術(shù)語“35％LEFS”表示在效率特征技術(shù)條件下介質(zhì)留住0.78微米粒子的效率為35％。在一些實驗中使用了其中微纖維包括玻璃纖維的介質(zhì)。在這些情況下，介質(zhì)包括在多孔聚酯稀疏層(Reemay2011)上的一層玻璃纖維。一般來說，玻璃微纖維的直徑為約0.1-0.3微米。粗纖維稀疏層或纖維基質(zhì)一般包括上述的聚酯稀疏層，商品名為Reemay2011。上面提到的美國專利5,336,286揭示了各種玻璃纖維樣品的一般的制備技術(shù)。玻璃纖維介質(zhì)或復(fù)合物一般用LEFS％定特征，LEFS％表示根據(jù)本文揭示的技術(shù)留住0.78微米粒子的效率。本文揭示的一些樣品被稱為"Ultra-Web型”介質(zhì)或DCI聚合纖維材料。這些介質(zhì)通常包括粗糙聚酯稀疏層(Reemay2011)，其上施加了Donaldson公司的Ultra-Web表面載荷介質(zhì)的微纖維。該微纖維尺寸一般為約0.1-0.5微米，通常包括聚合物。介質(zhì)或復(fù)合物典型的特征用LEFS％表示，該術(shù)語的含義與上述其它應(yīng)用場合相同。除非另外說明，在所有實驗中，粗纖維基材是Reemay2011，復(fù)合物，復(fù)合物用3M超級77噴霧粘合劑(美國3M公司制造，美國明尼蘇達)成層。實驗1煙草煙霧載荷該實驗評估了使用相對敞開的孔和本發(fā)明纖維結(jié)構(gòu)的高效介質(zhì)以改進相對于由相同的細(xì)纖維制成、具有大致相同初始效率但纖維之間空間較小的過濾器介質(zhì)的壽命。使用煙草煙霧有數(shù)個理由，首先，它會迅速堵塞具有小孔的常規(guī)的高效過濾器。煙霧中的焦油是無定形固體，它可流動并經(jīng)受來自細(xì)纖維的較大的毛細(xì)作用力。毛細(xì)作用力使煙草煙霧殘留物覆蓋纖維，并虹吸進入孔。第二，它是汽車艙內(nèi)空氣、室內(nèi)空氣等中常見的污染物。要測試的材料(a)在Hovolin7311基材上的含有高效亞微米聚合物細(xì)纖維的單層Ultra-Web類型細(xì)纖維材料。Hovolin7311是含有聚酯纖維的Hollingsworth&Vose樣板基材。(b)單層“中等”效率(68.6％LEFS)的Ultra-Web細(xì)纖維，它具有比條目(a)中的單層高效聚合物細(xì)纖維大的孔(纖維間的空間)?；牟牧鲜荋ovolin7311。(c)Reemay2011上的聚合物細(xì)纖維的14一層復(fù)合物。復(fù)合物(總起始)的LEFS效率為99.6％，單層的LEFS效率約為28％。該材料細(xì)纖維的纖維間空間比條目(a)或(b)中所述的介質(zhì)大。采用Ultra-Web技術(shù)將細(xì)纖維施加到Reemay2011上來制備材料。結(jié)果1.在6.8英尺/分鐘(2.1米/分鐘)下，測量導(dǎo)致3英寸水柱的流體阻力的載荷，以所燃耗的香煙的根數(shù)來表示。2.每種情形下，載荷的面積為81英寸2。3.最終LEFS效率比起始的LEFS效率低(對于介質(zhì)(b)和(c))，被認(rèn)為與污染物的性質(zhì)有關(guān)。(要注意的單層體系的效果比多層體系的顯著)。覆蓋纖維的流體有效地增大濕潤纖維的直徑。也由于小孔關(guān)閉和壓力降增大，流體和煙霧可以轉(zhuǎn)向較長時間保持敞開狀態(tài)的較大的孔。較小的粒子(0.78微米)在經(jīng)過大孔或較大濕潤纖維時，與介質(zhì)未載荷時相比具有更小的收集傾向。結(jié)論對比介質(zhì)(a)與(b)之間的差異，清楚地顯示出使用期限與效率之間的折衷方案，該折衷對于某種應(yīng)用時選擇介質(zhì)來說，是典型的可用各種的選擇。在這種情形下，從介質(zhì)(a)至(b)，在45倍污染物的代價下(根據(jù)起始效率)，可獲得增加了5或6倍的使用期限。對比介質(zhì)(b)與(c)之間的差異，從介質(zhì)(b)至(c)，可獲得增加了4倍的使用期限，復(fù)合物內(nèi)的粒子透過率下降78％，這由起始效率自68.6％增大至99.6％反映出來。對比介質(zhì)(a)與(c)之間的差異，獲得增加了22倍的使用期限，復(fù)合物的粒子透過率基本不變。對于選定的效率，通過使用較大的纖維使細(xì)纖維層相離較遠(yuǎn)，就能夠顯著提高使用期限。對于本發(fā)明，有可能在一些體系中既提高使用期限又提高效率，或不需降低另一個至少提高其中一個(降低另一個來提高其中一個是不希望發(fā)生的)，然而，采用常規(guī)介質(zhì)典型地需要折衷使用期限與效率。實驗2DOP效率和載荷進行這些測試是用來評價高效率的介質(zhì)，它采用孔相對敞開的纖維結(jié)構(gòu)，相對于由同樣細(xì)纖維制成的具有大致相同初始效率的但纖維間空間較小的過濾器介質(zhì)而言，提高了載荷(使用期限)。換言之，該研究是用來評價是否能夠在保持相等的復(fù)合物效率下，通過降低單層(組分)效率來提高過濾器的使用期限。DOP是一種油，而不是無定形固體，如香煙煙霧中所包含的焦油，在關(guān)閉孔、虹吸和覆蓋細(xì)纖維方面所起的作用非常象實驗1中的焦油。然而，用于該實驗的測試儀器測量實時效率和壓力降。設(shè)置參考軍用標(biāo)準(zhǔn)282，ASTMD2986。測試的材料(a)H&V7311基材上的單層高效亞微米聚合物細(xì)纖維，組合的LEFS效率為99％。(b)8層的復(fù)合物7層在Reemay2011上的聚合物細(xì)纖維，和一層Reemay2011覆蓋層。細(xì)纖維是由Donaldson的Ultra-Web工藝制成的類型。復(fù)合物的(總)起始LEFS效率為97.5％，單層(Reemay2011帶有細(xì)纖維)的LEFS效率為41％。觀察到該材料的細(xì)纖維之間的間距比條目(a)中所述的介質(zhì)的更大。(c)Reemay2011上的聚合物細(xì)纖維(Ultra-Web類型纖維)的14-層復(fù)合物。復(fù)合物的總起始LEFS效率為99％，單層(Reemay2011帶有細(xì)纖維)的LEFS效率為28％。該材料細(xì)纖維的纖維間間距設(shè)計為比條目(a)或(b)中所述的介質(zhì)的大。結(jié)果(b)和(c)的介質(zhì)比由間距較緊密的聚合物細(xì)纖維制成的介質(zhì)(即介質(zhì)(a))，顯示出顯著的載荷優(yōu)點對該測試中的所有樣品，持續(xù)觀察了效率隨時間延長的下降，效率的下降與煙草載荷實驗(實驗1)中所報道的LEFS效率的下降相似。認(rèn)為效率下降的原因是由與煙草煙霧測試中所經(jīng)歷過的同樣現(xiàn)象所引起的，在實驗1的結(jié)論中已經(jīng)解釋。</tables>注多層間隔的細(xì)纖維結(jié)構(gòu)經(jīng)受了增加的壓力降，增加量為介質(zhì)(a)的緊密間隔的細(xì)纖維介質(zhì)(a)的1/20(介質(zhì)(b))和1/13(介質(zhì)(c))。結(jié)論DOP載荷的結(jié)果與煙草煙霧載荷結(jié)果一致。由低效率層的合并而形成交替的細(xì)—粗纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，與效率約等于復(fù)合物組合層效率的單層細(xì)纖維過濾介質(zhì)相比，可提供很大載荷(使用期限)綿益處。實驗3NaCl載荷進行該系列測試，來評價通過如下而獲得的過濾器使用期限的效益即由基材支撐的單層高效率的細(xì)纖維介質(zhì)，改變成為基材上的多層低效細(xì)纖維而復(fù)合LEFS效率大致相等。這些測試與煙草和DOP載荷的不同在于，進入介質(zhì)的鹽粒子是離散的固體粒子，非液體或半無定形態(tài)固體，由此會產(chǎn)生結(jié)塊，而且效率隨載荷而增大。對于所有測試的介質(zhì)都觀察到，產(chǎn)生結(jié)塊之后，載荷曲線的斜度很相似。特定地，產(chǎn)生結(jié)塊后，介質(zhì)就不再進行測試或受攻擊。過濾器使用期限的一種度量是其達到預(yù)定壓力降所需的時間，另一種是測量到達預(yù)定壓力降時所進入的污染物質(zhì)量。如果預(yù)定的最終壓力降遠(yuǎn)高于開始形成結(jié)塊這一限制，那么進行比較的就是結(jié)塊載荷，而不是介質(zhì)性能之間的比較。在這里，使用期限的比較在形成結(jié)塊一般已完成的限度內(nèi)進行。在下表中，給出了到達2英寸水柱和5英寸水柱的操作。樣品是在10英尺/分鐘下進行測試。設(shè)置介質(zhì)在定制的載荷鹽實驗臺(如圖25所示)上進行載荷，采用商售組件、具體地是TSI恒定高輸出霧化器3076型來產(chǎn)生粒子，TSI3054型煙霧中和器和TSIElectricalAerosolAnalyzer(電動噴霧分析器EAA)3030型，用來對粒子進行計數(shù)和粒度分析，從而測得在測試介質(zhì)載荷時的粒子效率。亞微米鹽用作污染物，因為使用它比使用傳統(tǒng)的SAE氧化硅粉塵，更容易辨別不同介質(zhì)之間的載荷的不同。測試的材料介質(zhì)的復(fù)合LEFS效率為40-45％、60-65％和75-80％。所有復(fù)合物都由聚合物細(xì)纖維(Ultra-Web類型纖維)在Reemay2011基材上制成。對于給定的復(fù)合物樣品，樣品內(nèi)所有層都由LEFS效率相等的介質(zhì)制成(即在此系列實驗中所測試的復(fù)合物內(nèi)不存在效率梯度)。例如，如果復(fù)合物的LEFS效率為50％，有6層，那么每層(Reemay2011基材上帶有細(xì)纖維)皆具有10.9％的LEFS效率。結(jié)果層的LEFS效率較低的復(fù)合介質(zhì)，其載荷性能(使用期限)比包含層較少而層的LEFS效率較高的復(fù)合介質(zhì)更好。能夠獨立地選擇效率和使用期限這一明顯的優(yōu)點，是與許多傳統(tǒng)介質(zhì)的應(yīng)用不同。而在許多采用常規(guī)介質(zhì)的操作中，要犧牲效率來提高使用期限。1對于該樣品(以及參照層標(biāo)示為具有兩層的其他樣品)，兩層的復(fù)合物用作參照介質(zhì)，因為LEFS為60-65％的單層不易得到。由于復(fù)合物包含兩層，每一層的效率都為41％，那么總效率就為1-[(1-0.41)×(1-0.41)]或65％<p>結(jié)論從該實驗的結(jié)果，可清楚看出，有可能獨立地選擇介質(zhì)的效率和載荷(使用期限)，而對于典型的常規(guī)介質(zhì)和選定的起始LEFS效率，相應(yīng)的載荷鹽使用期限的范圍可以限于低于2∶1的范圍內(nèi)。該實驗表明能夠通過增大細(xì)纖維之間的間距、降低平均的層效率并增加層的數(shù)目，可以使載荷亞微米鹽的使用期限增大一個5或6的因子。實驗4150英尺/分鐘下的鹽的載荷設(shè)置樣品面積25英寸2(平面的四方形片)，采用定制的測試臺(示意14)和定制的Collison霧化器，TSI3054中和器。測試的材料1用于發(fā)動機空氣過濾的常規(guī)濕法成網(wǎng)纖維素，其起始LEFS效率為35-38％。典型地在8-10英尺/分鐘的正面速度下進行操作。2在Reemay2011上由濕法成網(wǎng)的手工抄紙玻璃微纖維制成的3層復(fù)合物，纖維尺寸范圍為亞微米至約3微米。復(fù)合物的總LEFS效率32％單層的效率12％(每一層)所用的玻璃纖維是Schuler#106.結(jié)果</tables>結(jié)論可折疊的3層復(fù)合介質(zhì)，包括帶有由玻璃細(xì)纖維(直徑為亞微米一3微米)制成的網(wǎng)的稀疏物，它與起始LEFS效率近似相等的表面載荷可折疊纖維素介質(zhì)相比，表現(xiàn)出顯著增大的滲透性(13倍)和載荷亞微米鹽的使用期限(＞5倍)。150英尺/分鐘的測試速度是任意選定的，旨在說明介質(zhì)的能力。這不意味著暗示發(fā)動機空氣的纖維素介質(zhì)通常在150英尺/分鐘的正面速度下進行操作。實驗5非梯度與梯度的實施例該實驗旨在比較起始LEFS效率約為65％的本發(fā)明梯度實施例的載荷結(jié)果與LEFS效率相等的層數(shù)相同的非梯度介質(zhì)的載荷結(jié)果。設(shè)置與上述實驗3的載荷鹽的實驗相同。測試的材料1聚合物亞微米纖維(Ultra-Web類型纖維)沉積于Reemay2011上，采用3MSuper77用手工使之疊層，制成非梯度介質(zhì)，該介質(zhì)中每一層的LEFS效率都近似等于復(fù)合物內(nèi)的其他兩層。單層的LEFS效率約為24％。2梯度介質(zhì)由沉積于Reemay2011上的聚合物亞微米纖維(Ultra-Web類型纖維)制成，其后繼層的LEFS效率比前層的大。所選擇的梯度是任意選定的，在總LEFS效率相等情況下，對于3層的梯度復(fù)合物，層的不同選擇是否會獲得額外使用期限的益處，尚不可知。在這里情形下，從上層到下層，各層的LEFS效率約為10％、20％和40％。它們也用3MSuper77手工疊加而成。結(jié)果結(jié)果如圖22所述。觀測報告與結(jié)論本發(fā)明的梯度型式比非梯度的等同物(厚度、滲透性和LEFS效率)，更好地利用了可用的介質(zhì)容量。相對于非梯度介質(zhì)，梯度樣品的亞微米粒子的載荷增高了66％。這再次可用細(xì)纖維之間的間距來解釋。容量和效率與梯度介質(zhì)相等的非梯度介質(zhì)結(jié)構(gòu)，由于結(jié)塊形成于非梯度介質(zhì)的上層面上，它更有可能沒有利用到朝向介質(zhì)下層面的纖維的載荷潛能。結(jié)塊在非梯度介質(zhì)上較梯度材料形成得更快。這是由于非梯度介質(zhì)的細(xì)纖維之間的平均距離比梯度介質(zhì)的效率較低的上游層的更小。將LEFS效率用作衡量纖維間距的指標(biāo)，非梯度排置的第一層的LEFS效率為24％，而梯度結(jié)構(gòu)的第一層效率為10％。由此，梯度介質(zhì)結(jié)構(gòu)會比非梯度等同物，更有效地利用所有可用的介質(zhì)容量。實驗6玻璃纖維與聚合物亞微米纖維之間的對比該測試比較在實驗5中測試的使用亞微米聚合物(Ultra-Web類型纖維)細(xì)纖維的梯度介質(zhì)與玻璃纖維體系。聚合物纖維約為0.4微米，纖維尺寸變化較小。玻璃纖維為Schuller纖維106，約為0.2-3.0微米。也測試了LEFS效率為40％的玻璃和聚合物纖維型式的單層介質(zhì)。設(shè)置見實驗3，10英尺/分鐘的鹽的載荷。測試的材料1.來自實驗5的聚合物細(xì)纖維梯度介質(zhì)。2.在實驗5中測試的梯度介質(zhì)的亞微米玻璃纖維梯度型式。選擇亞微米玻璃纖維，使之與聚合物纖維的平均尺寸相當(dāng)，但在平均值附近的分布不同。采用標(biāo)準(zhǔn)的8×8英寸手工抄紙形成器來制備濕法成網(wǎng)的手工抄紙。玻璃纖維放置于由細(xì)的塑料網(wǎng)支撐的Reemay2011上，該網(wǎng)通常收集從漿料中排干水份后的纖維。3.LEFS效率為40％的單層聚合物細(xì)纖維介質(zhì)。4.LEFS效率為40％的單層玻璃細(xì)纖維介質(zhì)(Schuller#106)。結(jié)果在5.0英寸水柱下，梯度的載荷差異約為5％，單層40％LEFS效率樣品的載荷差異約為10％。介質(zhì)的適時速率與單層介質(zhì)的很相似。對于梯度介質(zhì)，玻璃纖維樣品效率的增高比聚合物纖維的來得更快。其原因在后來當(dāng)發(fā)現(xiàn)約3微米以下的玻璃纖維包含于用來制造手工抄紙樣品的玻璃纖維原料中時，才及時地得到部分理解。這是在拍SEMS照片來分析孔尺寸時才發(fā)現(xiàn)的。該實驗的結(jié)果如圖23和23A中的圖線所示。在圖23中，作圖比較了單層聚合物纖維(40％LEFS)與單層玻璃纖維(40％LEFS)的性能。在圖23A中，作圖比較了3層聚合物纖維梯度樣品(60％LEFS)與3層玻璃纖維梯度樣品(60％LEFS)的性能。還要注意，對于每種類型(聚合物或玻璃)，梯度體系形式的介質(zhì)使用期限提高約70％，而滲透性下降約33％。這表明當(dāng)使用本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)時，不必犧牲效率來提高使用期限。結(jié)論梯度形式的介質(zhì)的載荷性能比非梯度體系的更好。在形成結(jié)塊之前，玻璃和聚合物纖維的行為相似，盡管玻璃纖維的纖維尺寸分布比聚合物纖維的更寬。假定纖維尺寸和分布不同，而這是不希望發(fā)生的。結(jié)塊形成之后載荷曲線斜率上的差異目前尚不清楚。實驗7各種樣品的觀測報告圖12-21是各種介質(zhì)的掃描電子顯微鏡照片(SEMs)。通過反復(fù)觀察所示出的各種介質(zhì)，就能夠明白本發(fā)明的原理。首先看圖12。圖12是放大100倍的掃描電子顯微鏡照片，它顯示了常規(guī)氣流成網(wǎng)的聚合物纖維介質(zhì)，尤其是KemWove8643。可觀察到纖維尺寸是一致的。這是1.5旦的材料。其LEFS效率為3％，厚度約為0.3英寸。其單位重量約為73磅/3000英尺2，容積的含固率為1.1％，滲透性為400英尺/分鐘。圖13是常規(guī)的氣流成網(wǎng)玻璃纖維介質(zhì)，放大了100倍。特定的介質(zhì)是AF18，購自Schuller。再次可見纖維尺寸是一致的。其LEFS效率為12％、厚度為0.18英寸、單位重量為60磅/3000英尺2，容積的含固率為0.9％，滲透性為230英尺/分鐘。材料的ASHRAE率為45％，纖維尺寸約為4.5微米。圖14和15示出了常規(guī)的兩相介質(zhì)，放大500倍。兩相都是玻璃纖維。兩張照片上的介質(zhì)是Hollingsworth&VoseHF343。圖14是前層照片，其中有較粗纖維存在。圖15是后層照片，可看到細(xì)纖維與粗纖維的混合物。HF343是濕法成網(wǎng)的玻璃纖維介質(zhì)。介質(zhì)的前層(相1)具有相對敞開的、大的、粗的、自支撐纖維，用來捕獲并儲存粗的污染物。介質(zhì)的后層(相2)由細(xì)纖維和粗纖維的組合物制成。細(xì)纖維提供比相1中的粗纖維更高的效率但更低的載荷量。介質(zhì)的ASHRAE率約為60-65％。HF343的LEFS效率為23％，厚度為0.02英寸，單位重量為50磅/3000英尺2，容積的含固率為7.1％，滲透性約為135英尺/分鐘?？偟膩碚f，本發(fā)明細(xì)纖維層的容積含固率難于直接或間接測量，在LEFS效率低于約15-20％時，就更為困難。主要的困難在于估計細(xì)纖維層的局部法向厚度。對于典型的用來構(gòu)成本發(fā)明排置的細(xì)和粗纖維的組合物，細(xì)纖維形成敞開的多孔“表面”。其表面的形貌類似于披掛在支撐結(jié)構(gòu)上的蜘蛛網(wǎng)。微纖維基材的表面形狀源自于纖維結(jié)構(gòu)及其下面(支撐結(jié)構(gòu))的孔隙，因而基材具有許多峰、谷、脊和槽。用來估計含固率的厚度尺寸不是自峰至谷的尺寸，而是峰、谷或局部平坦的區(qū)域處的網(wǎng)/層的厚度。該幾何形貌在SEM照片中并不明顯，但由立視鏡在10-40倍的放大倍數(shù)下觀測，就顯得很顯然。所報導(dǎo)的本發(fā)明材料含固率估計，源自于對細(xì)纖維層法向局部厚度的估計。圖16是本發(fā)明的復(fù)合介質(zhì)。該介質(zhì)含有沉積于Reemay2011上的Schuller玻璃纖維106。細(xì)纖維的直徑處在自亞微米至約3微米的范圍內(nèi)。沉積的纖維106的量應(yīng)足以保證所形成的層具有40％的LEFS效率。在圖中，可容易地看到構(gòu)成細(xì)纖維層的很細(xì)的纖維。在下面，在某些位置處，能夠看到更粗的纖維。圖16的材料由濕法成網(wǎng)的手工抄紙的細(xì)纖維材料制成，如上述說明書所述，細(xì)纖維材料沉積在Reemay2011基材上。在此介質(zhì)中，表示基材粗纖維直徑與細(xì)纖維直徑的比率的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于圖14和15所示介質(zhì)內(nèi)的值。從復(fù)合物的滲透性中扣除基材的貢獻，來估算細(xì)纖維層的滲透性。對于效率低而滲透性高的樣品，有必要疊成多層，得到可測出的數(shù)值，計算平均滲透性。對于這樣的材料，當(dāng)放大1000倍測量時，平均的面積含固率約為52％。滲透性約為190英尺/分鐘，容積含固率約為10％，單位重量為1.5磅/3000英尺2，厚度為10微米。圖17是本發(fā)明的另一個復(fù)合介質(zhì)。圖17中所顯示的介質(zhì)放大了100倍。介質(zhì)包含DCI(DonaldsonCompanyInc.)聚合物細(xì)纖維，它位于包含Reemay2011的粗基材上。DCI聚合物細(xì)纖維通常根據(jù)與用來制成Donaldson的Ultra-Web產(chǎn)品用的聚合物細(xì)纖維的工藝相同的工藝、屬于商業(yè)秘密的工藝來制成。細(xì)纖維的直徑是亞微米。圖18是本發(fā)明的另一個復(fù)合介質(zhì)。在圖18中，所顯示的介質(zhì)放大100倍。介質(zhì)包含沉積于Reemay2011上的Schuller玻璃纖維106。存在的玻璃纖維數(shù)量應(yīng)足以提供12％的效率(LEFS％)。細(xì)纖維層的單位重量約為0.5磅/3000英尺2，滲透性約為600英尺/分鐘。在顯微照片中，粗纖維和細(xì)纖維兩者都可容易地看到。放大1000倍估算時，材料的平均面積含固率約為33％。圖19是本發(fā)明的另一個復(fù)合介質(zhì)。它包含沉積于Reemay2011上DCI聚合物細(xì)纖維，放大100倍示出。所顯示的介質(zhì)具有12％LEFS的效率。再次可容易地看到細(xì)纖維網(wǎng)，它位于下面粗纖維支撐物的上面。放大500倍進行估算時，觀測到該材料的平均面積含固率為22％。圖20是圖19所示材料的顯微照片，放大500倍示出?？扇菀椎乜吹皆谙旅娲掷w維支撐物的上面的很細(xì)的纖維網(wǎng)。圖21是圖19所示材料載荷NaCl后，放大1000倍的照片。在照片上可容易地看到在很細(xì)纖維上被捕獲的鹽粒子。在圖24中，顯示了載荷NaCl的具有18％LEFS的放大1000倍的介質(zhì)?？煽吹絅aCl粒子主要被捕獲于細(xì)纖維上。圖24中的介質(zhì)材料是Reemay2011粗基材上的DCI聚合物細(xì)纖維。在圖16-20所示的本發(fā)明排置中，大致可看出位于粗基材上的很細(xì)纖維的特征。這種情形忽略了效率或用來形成細(xì)纖維的特定物質(zhì)。在圖21中，可容易地觀察到實現(xiàn)細(xì)纖維上載荷所需要的操作。進一步的任選項在一些情形下，可以看出本發(fā)明的排置可以用于涉及過濾流體的環(huán)境，所述流體含有與某些類型的纖維材料化學(xué)不兼容的成分。例如，一些氣流可以攜帶損壞聚合物材料但不損壞玻璃的化學(xué)物。如果有這種情形，優(yōu)選由這樣的材料制成過濾材料它在預(yù)定的使用環(huán)境中抵抗損壞。進一步，還可以看出，在一些情形下，也可以要求將本發(fā)明按一定比例放大來應(yīng)用。這種應(yīng)用就是其中復(fù)合物中的“細(xì)纖維”較大，而粗纖維更大。即，細(xì)纖維與粗纖維之間的尺寸比率會保持在通常規(guī)定的范圍內(nèi)，然而，每種的尺寸和厚度實際上會比這里所述的優(yōu)選范圍大。例如，每種直徑可能比這里規(guī)定的大5-10倍。這種結(jié)構(gòu)是可用的，例如在深層介質(zhì)內(nèi)部形成團塊，或者形成包含小纖維的而且在涉及過濾相當(dāng)大粒子的獨特情況下易發(fā)生隨載荷而塌陷時有抵抗能力的相對有效的深層介質(zhì)。這是不可預(yù)料的這種結(jié)構(gòu)對于典型地遇到的大多數(shù)工業(yè)和/或發(fā)動機情況下將是優(yōu)選的或所要求的。權(quán)利要求1.過濾器結(jié)構(gòu)，它包括(a)包含至少兩層間隔的細(xì)纖維介質(zhì)的過濾器介質(zhì)區(qū)域，所述細(xì)纖維介質(zhì)包含直徑不超過約8微米的纖維；(i)每層細(xì)纖維介質(zhì)具有不超過約5微米的平均纖維直徑，和對于0.78微米粒子不超過約90％的自身效率；(ii)至少兩層細(xì)纖維介質(zhì)的每一層都由不超過254微米的距離與相鄰的細(xì)纖維介質(zhì)層隔開。2.過濾器結(jié)構(gòu)，它包括(a)包含至少兩層間隔的細(xì)纖維介質(zhì)的過濾器介質(zhì)區(qū)域，所述細(xì)纖維介質(zhì)包含直徑不超過約8微米的纖維；(i)所述至少兩層細(xì)纖維介質(zhì)的每一層都具有不超過約5微米的平均纖維直徑，所述至少兩層細(xì)纖維的每一層都由單位重量不超過約45.0克/米2的間隔結(jié)構(gòu)與相鄰的細(xì)纖維層隔開。3.如權(quán)利要求1和2中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)在所述過濾器介質(zhì)區(qū)域內(nèi)的每層細(xì)纖維對于0.78微米粒子都具有不超過約70％的自身效率。4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的過濾器介質(zhì)區(qū)域是折疊的過濾器介質(zhì)區(qū)。5.如權(quán)利要求4所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊過濾器介質(zhì)區(qū)域的總厚度不超過約0.15厘米。6.如權(quán)利要求4和5中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊過濾器介質(zhì)區(qū)域包括至少一層選自纖維素、玻璃、合成纖維、纖維共混物和發(fā)泡聚四氟乙烯的折疊材料。7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，它包括(a)位于所述過濾器介質(zhì)區(qū)域上面的纖維深層介質(zhì)區(qū)域。8.如權(quán)利要求7所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的纖維深層介質(zhì)區(qū)域包含密度梯度深層介質(zhì)區(qū)。9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的過濾器介質(zhì)區(qū)位于發(fā)動機進氣的過濾器內(nèi)，隨同至少100馬力的發(fā)動機使用。10.如權(quán)利要求9所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的發(fā)動機進氣過濾器包括第一和第二端蓋，所述過濾器介質(zhì)區(qū)域在它們之間延伸。11.如權(quán)利要求1-10中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的至少兩層細(xì)纖維介質(zhì)包括最上面的細(xì)纖維介質(zhì)層；(i)所述最上面的細(xì)纖維介質(zhì)層的厚度不超過約5倍的細(xì)纖維平均直徑；(b)所述的過濾器介質(zhì)區(qū)域包括位于所述最上面細(xì)纖維介質(zhì)層與下面相鄰的細(xì)纖維介質(zhì)層之間的可滲透的粗纖維材料區(qū)域；(i)所述的可滲透粗纖維材料區(qū)域(A)包含直徑至少為10微米的纖維；和(B)當(dāng)脫離結(jié)構(gòu)進行評價時，對于0.78微米粒子，具有不超過10％的效率。12.如權(quán)利要求11所述的過濾器結(jié)構(gòu)，它包括(a)所述最上面的細(xì)纖維介質(zhì)層以外的至少兩層細(xì)纖維介質(zhì)層；(i)所述最上層以外的所述至少兩層細(xì)纖維介質(zhì)的每一層都含有平均直徑不超過約6微米的纖維。13.如權(quán)利要求1-12中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)每層細(xì)纖維介質(zhì)層的厚度不超過約20微米。14.如權(quán)利要求1所述的過濾器結(jié)構(gòu)，它包括(a)其中至少一個化學(xué)吸附介質(zhì)的區(qū)域。15.如權(quán)利要求1-14中任一項所述的過濾器結(jié)構(gòu)，它包括(a)其中至少一個帶有靜電荷介質(zhì)的區(qū)域。16.如權(quán)利要求4所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊過濾器介質(zhì)區(qū)域包含厚度不超過約0.15厘米的多層復(fù)合物，褶皺深度至少0.6厘米，而且每2.54厘米具有一個以上的褶皺。17.如權(quán)利要求16所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述至少兩層細(xì)纖維介質(zhì)層包含第一和第二層；(i)所述包含最上層細(xì)纖維介質(zhì)的第一層細(xì)纖維介質(zhì)位于所述折疊介質(zhì)內(nèi)，所述第一層細(xì)纖維介質(zhì)包含平均纖維直徑不超過約3微米的介質(zhì)；(ii)所述第一層細(xì)纖維介質(zhì)的厚度不超過15微米；(iii)所述第一層細(xì)纖維介質(zhì)自身的滲透性至少約為90米/分鐘，對于0.78微米的單分散聚苯乙烯乳膠球，效率不超過約60％；(iv)所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)層位于所述第一層細(xì)纖維介質(zhì)的下面，所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)包含平均纖維直徑不超過約3微米的介質(zhì)；(v)所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)的厚度不超過15微米；(vi)所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)對于0.78微米的單分散聚苯乙烯乳膠球粒，效率不超過約60％；和(vii)所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)被不超過254微米的距離與所述第一層細(xì)纖維分隔開。18.如權(quán)利要求17所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)對于0.78微米的單分散聚苯乙烯乳膠球粒的效率比所述第一層細(xì)纖維介質(zhì)高。19.如權(quán)利要求18所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊介質(zhì)區(qū)域包括與所述第一層細(xì)纖維介質(zhì)的上面相鄰的粗纖維材料上層，所述粗纖維材料上層包含基本連續(xù)的纖維的無紡布基材，纖維的平均直徑至少12微米；(i)所述粗纖維材料的上層對于0.78微米的單分散聚苯乙烯乳膠球粒，自身的效率不超過10％。20.如權(quán)利要求19所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊過濾器介質(zhì)區(qū)域包括圓筒狀的折疊過濾器。21.如權(quán)利要求19所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊過濾器介質(zhì)區(qū)域包括板狀過濾器。22.如權(quán)利要求16所述的過濾器結(jié)構(gòu)，其中(a)所述的折疊過濾器介質(zhì)包括位于所述第二層細(xì)纖維介質(zhì)下面的第三層細(xì)纖維介質(zhì)。23.用于選擇性地排除其中污染物粒子的過濾空氣體系的方法，所述方法包括如下步驟(a)引導(dǎo)攜帶粒子的污染的氣流通過包括至少第一層和第二層的間隔的細(xì)纖維介質(zhì)層的過濾器結(jié)構(gòu)；(i)每層細(xì)纖維介質(zhì)都被不超過254微米的距離與相鄰的細(xì)纖維介質(zhì)層分隔開；和(ii)每層細(xì)纖維介質(zhì)都具有不超過約5微米的平均纖維直徑。24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中(a)所述的引導(dǎo)步驟包括引導(dǎo)發(fā)動機的進氣氣流。25.用于選擇性地排除其中污染物粒子的過濾空氣流的方法，所述方法包括如下步驟(a)引導(dǎo)攜帶粒子的污染的氣流通過包括至少第一層和第二層的間隔的細(xì)纖維介質(zhì)層的過濾器結(jié)構(gòu)；(i)每層細(xì)纖維介質(zhì)都被單位重量不超過約45.0克/米2的間隔結(jié)構(gòu)與相鄰的細(xì)纖維介質(zhì)層分隔開；和(ii)每層細(xì)纖維介質(zhì)都具有不超過約5微米的平均纖維直徑。全文摘要本發(fā)明提供優(yōu)選的過濾器介質(zhì)。該介質(zhì)包括固定到粗纖維載體表面上的細(xì)纖維網(wǎng)。本發(fā)明提供優(yōu)選的過濾器介質(zhì)(10),它含有被粗纖維載體(14、18)分隔的多層細(xì)纖維介質(zhì)(15、19)。本發(fā)明可制成有利的過濾器結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明揭示的內(nèi)容,也為過濾器提供使用這類排置的方法。文檔編號B01D46/24GK1275923SQ97182458公開日2000年12月6日申請日期1997年9月29日優(yōu)先權(quán)日1997年9月29日發(fā)明者B·卡勞格,D·J·迪德雷申請人:唐納森公司