|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] В настоящем изобретении предусмотрены тонкие волокна из стирола/акрилонитрила, фильтрующая среда, содержащая тонкие волокна из стирола/акрилонитрила, циркуляционный фильтр, содержащий тонкие волокна или фильтрующую среду из стирола/акрилонитрила, а также способы. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
В настоящем изобретении предусмотрены тонкие волокна из стирола/акрилонитрила, фильтрующая среда, содержащая тонкие волокна из стирола/акрилонитрила, циркуляционный фильтр, содержащий тонкие волокна или фильтрующую среду из стирола/акрилонитрила, а также способы.
Евразийское (21) 201891357 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.01.31
(51) Int. Cl. B01D 39/16 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2017.01.06
(54) СТИРОЛАКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ТОНКИЕ ВОЛОКНА, ФИЛЬТРУЮЩАЯ СРЕДА, ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ И СПОСОБЫ
(31) 62/276,005
(32) 2016.01.07
(33) US
(86) PCT/US2017/012421
(87) WO 2017/120398 2017.07.13
(71) Заявитель:
ДОНАЛЬДСОН КОМПАНИ, ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Тума Даниель Л., Лужанский Дмитрий, Миллер Третий Стэнли Б., Медведев Пётр Викторович (US)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В., Соколова М.В., Путинцев А.И., Черкас Д.А., Игнатьев А.В. (RU)
(57) В настоящем изобретении предусмотрены тонкие волокна из стирола/акрилонитрила, фильтрующая среда, содержащая тонкие волокна из стирола/акрилонитрила, циркуляционный фильтр, содержащий тонкие волокна или фильтрующую среду из стирола/акрилонитрила, а также способы.
СТИРОЛАКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ТОНКИЕ ВОЛОКНА, ФИЛЬТРУЮЩАЯ СРЕДА, ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ И СПОСОБЫ
Данные о продолжающей заявке
5 Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с
предварительной заявкой на выдачу патента США №62/276005, поданной 7 января 2016 г., раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.
10 Уровень техники
Загрязняющие вещества в корпусе электронного оборудования, таком как корпус жесткого диска, могут снижать эффективность и долговечность компонентов в корпусе. Загрязняющие вещества, включая химические вещества и дисперсные вещества, могут поступать в корпус жесткого диска из внешних источников или образовываться внутри 15 корпуса при изготовлении или использовании. Загрязняющие вещества могут постепенно повреждать диск, что приводит к ухудшению производительности диска и даже полному отказу диска.
Следовательно, системы хранения данных, такие как жесткие диски, обычно содержат один или несколько фильтров, способных удалять или предотвращать 20 поступление дисперсных и/или химических загрязняющих веществ из воздуха внутрь корпуса дискового накопителя. Один тип такого фильтра представляет собой циркуляционный фильтр, который обычно размещают таким образом, что он может отфильтровывать загрязняющие вещества на пути потока воздуха, вызванного вращением одного или нескольких дисков в дисковом накопителе.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предусмотрены тонковолоконный материал, который содержит сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), фильтрующая среда, которая содержит тонковолоконный материал, и фильтровальные устройства, включая, например, 30 циркуляционный фильтр, который содержит тонковолоконный материал или фильтрующую среду. В настоящем изобретении дополнительно предусмотрены способы
получения и применения тонковолоконного материала, фильтрующей среды, которая содержит тонковолоконный материал, и фильтровальных устройств, включая, например, циркуляционный фильтр, который содержит тонковолоконный материал или фильтрующую среду.
5 В одном варианте осуществления предусмотрена фильтрующая среда, которая
содержит: тонковолоконный материал, содержащий сополимер стирола/акрилонитрила (SAN); и материал-подложку. Тонковолоконный материал располагается на подложке.
В определенных вариантах осуществления базовый вес тонковолоконного материала составляет от 5 граммов на квадратный метр (г/м2) до 20 г/м2, проницаемость
10 тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 100 футов в минуту (фут/минуту) (50,8 сантиметров в секунду (см/с)) до 1000 футов/минуту (508 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 паскаль (Па)), и/или эффективность тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 45 процентов (%) до 99,99% для 0,3-микрометровых (мкм) частиц диэтилгексилсебацината (DEHS) при 10,5 фута/минуту
15 (5,3 см/с).
В определенных вариантах осуществления тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину. В определенных вариантах осуществления толщина слоя тонковолоконного материала составляет менее 1,0 миллиметра (мм). В определенных вариантах осуществления материал-подложка представляет собой тканый материал или
20 представляет собой нетканый материал. В определенных вариантах осуществления материал-подложка предусматривает материал на основе сложного полиэфира.
В определенных вариантах осуществления материал-подложка имеет базовый вес от 45 г/м2 до 85 г/м2, толщину от 0,10 мм до 0,15 мм и проницаемость от 550 футов/минуту до 750 футов/минуту (от 279 см/с до 381 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
25 В определенных вариантах осуществления материал-подложка представляет собой
первый материал-подложку, и тонковолоконный материал расположен между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой.
В определенных вариантах осуществления тонковолоконный материал расположен между материалом-подложкой и защитным слоем. В определенных вариантах
30 осуществления защитный слой предусматривает полиэтиленовую экструдированную сетку, полиэтиленовый нетканый материал и/или нетканый материал на основе сложного
полиэфира. В определенных вариантах осуществления защитный слой характеризуется
проницаемостью, которая больше, чем проницаемость материала-подложки. В
определенных вариантах осуществления защитный слой характеризуется проницаемостью
более 1000 футов/минуту (508 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
5 В определенных вариантах осуществления тонковолоконный материал
представляет собой первый тонковолоконный материал, и материал-подложка представляет собой первый материал-подложку, и фильтрующая среда дополнительно содержит второй тонковолоконный материал, содержащий сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), и второй материал-подложку. В определенных вариантах
10 осуществления первый тонковолоконный материал и второй тонковолоконный материал расположены между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой. В определенных вариантах осуществления первый материал-подложка и второй материал-подложка предусматривают один и тот же материал.
В определенных вариантах осуществления фильтрующая среда дополнительно
15 содержит слой, содержащий адсорбирующую среду. В определенных вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, содержит активированный уголь. В определенных вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, расположен между первым тонковолоконным материалом и вторым тонковолоконным материалом, и первый тонковолоконный материал и второй
20 тонковолоконный материал расположены между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой. В определенных вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, содержит шарики, содержащие активированный уголь.
В определенных вариантах осуществления сополимер стирола/акрилонитрила 25 (SAN) содержит 75% стирола и 25% акрилонитрила. В определенных вариантах осуществления сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит от 10% до 90% стирола и от 10%) до 90% акрилонитрила.
В определенных вариантах осуществления фильтрующая среда содержит менее 5 вес. % стабилизатора или антиоксиданта. В определенных вариантах осуществления 30 фильтрующая среда не содержит стабилизатора или антиоксиданта.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрен фильтрующий элемент, который содержит фильтрующую среду, которая содержит тонковолоконный материал и материал-подложку, описанные в данном документе.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрен 5 циркуляционный фильтр, который содержит фильтрующую среду, которая содержит тонковолоконный материал и материал-подложку, описанные в данном документе. В определенных вариантах осуществления циркуляционный фильтр приспособлен для использования в корпусе электронного оборудования.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрены 10 способы применения циркуляционных фильтров, описанных в данном документе.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрен способ получения тонких волокон, причем способ включает: обеспечение раствора, содержащего сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) и органический растворитель, и электропрядение раствора на материал-подложку. В определенных вариантах 15 осуществления расстояние между источником капель и материалом-подложкой составляет по меньшей мере 40 сантиметров (см). В определенных вариантах осуществления органический растворитель предусматривает дихлорэтан.
В данном документе "тонкое" волокно имеет средний диаметр волокна менее 12,5 мкм. Обычно это означает, что образец из множества волокон по настоящему 20 изобретению имеет средний диаметр волокна менее 12,5 мкм. В определенных вариантах осуществления такие волокна имеют средний диаметр не более 11 мкм, не более 10 мкм, не более 6 мкм, не более 5 мкм, не более 2 мкм, не более 1 мкм, не более 0,8 мкм или не более 0,5 мкм. В определенных вариантах осуществления такие волокна имеют средний диаметр, составляющий по меньшей мере 0,05 мкм или по меньшей мере 0,1 мкм. В 25 определенных вариантах осуществления такие волокна характеризуются линейной плотностью, составляющей ниже 1 денье.
Термин "полимер" предусматривает без ограничения органические гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок-, привитые, статистические и чередующиеся сополимеры, а также их смеси и модификации. Кроме того, если специально не 30 ограничено иное, термин "полимер" будет включать все возможные геометрические
конфигурации материала. Данные конфигурации предусматривают без ограничения изотактические, синдиотактические и атактические типы симметрии.
Термин "сополимер" включает без ограничения полимер, полученный из двух или
более мономеров, включая терполимеры, тетраполимеры и т. д.
5 Термин "предусматривает" и его варианты не имеют ограничивающего значения,
когда данные термины используются в описании и формуле изобретения. Такие термины будут подразумевать включение указанной стадии или элемента или группы стадий или элементов, а не исключение какой-либо другой стадии или элемента или группы стадий или элементов. "Состоящий из" подразумевает "содержащий" и ограничивается тем, что
10 следует за фразой "состоящий из". Таким образом, фраза "состоящий из" указывает на то, что перечисленные элементы требуются или обязательны, и что никакие другие элементы не могут присутствовать. "По сути состоящий из" подразумевает содержащий любые элементы, перечисленные после фразы, и ограничивается другими элементами, которые не препятствуют или вносят вклад в активность или действие, определенные в раскрытии
15 для перечисленных элементов. Таким образом, фраза "по сути состоящий из" указывает на то, что перечисленные элементы требуются или обязательны, но что другие элементы необязательны и могут присутствовать или могут не присутствовать в зависимости от того, влияют ли они существенно на активность или действие перечисленных элементов.
Слова "предпочтительный" и "предпочтительно" относятся к вариантам
20 осуществления настоящего изобретения, которые могут обеспечивать определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Тем не менее другие варианты осуществления могут также быть предпочтительны при таких же или других обстоятельствах. Кроме того, перечисление одного или нескольких предпочтительных вариантов осуществления не подразумевает, что другие варианты осуществления
25 непригодны, и не предполагает исключение других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения.
Термины, используемые в настоящей заявке в единственном числе, не предназначены для обозначения только одного объекта, а включают общий класс, конкретный пример которого можно использовать для иллюстрации. Термины в
30 единственном числе используются взаимозаменяемо с термином "по меньшей мере один".
Фразы "по меньшей мере один из" и "предусматривает по меньшей мере один из" с последующим перечнем относятся к любому из элементов в перечне и любой комбинации из двух или более элементов перечня.
При использовании в данном документе термин "или" обычно используется в его 5 обычном смысле, включая "и/или", если в контексте явным образом не указано иное. Термин "и/или" подразумевает один или все из перечисленных элементов или комбинацию любых двух или более из числа перечисленных элементов.
Также в данном документе все числа считаются модифицированными термином
"приблизительно" и предпочтительно - термином "точно". При использовании в данном
10 документе применительно к измеренному количеству термин "приблизительно" относится
к такому изменению измеренного количества, которое будет предполагаться
специалистом в данной области, который проводит измерение и использует уровень
тщательности, сопоставимый с целью измерения и точностью используемого
измерительного оборудования.
15 Также в данном документе перечисление численных диапазонов при помощи
конечных точек предусматривает все числа, находящиеся в пределах данного диапазона, а также конечные точки (например, 1-5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т. д.). В данном документе "не более" какого-либо числа (например, не более 50) включает число (например, 50).
20 Вышеуказанное краткое описание настоящего изобретения не предназначено для
описания каждого раскрытого варианта осуществления или каждого варианта реализации настоящего изобретения. В следующем описании более конкретно показаны иллюстративные варианты осуществления. В некоторых местах в пределах заявки указание предоставлено посредством перечней примеров, примеры из которых могут
25 использоваться в различных комбинациях. В каждом случае указанный перечень выполняет функцию только иллюстративной группы и не должен интерпретироваться в качестве исключительного перечня.
Краткое описание фигур
На фигуре 1 показано влияние различного расстояния между целью и источником капель (TD) на показатель качества. Показатель качества в кПа"1 (FOM 1) рассчитывали из
проницаемости и эффективности (как дополнительно описано ниже), при этом
эффективность измеряли при помощи TSI 3160, испытательного стенда для определения
фракционной эффективности, используя 0,3-мкм частицы диэтилгексилсебацината
(DEHS) при 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
5 На фигуре 2 показано увеличенное в 1000 раз изображение, полученное при
помощи сканирующего электронного микроскопа, для одного варианта осуществления тонковолоконного материала, описанного в данном документе.
На фигуре ЗА показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды. На фигуре ЗВ показано схематическое изображение 10 одного варианта осуществления фильтрующей среды, причем тонковолоконный материал образует слой, и материал-подложка образует слой.
На фигуре 4 показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды.
На фигуре 5 показано схематическое изображение одного варианта осуществления 15 фильтрующей среды.
На фигуре 6А показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды. На фигуре 6В показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды.
На фигуре 7 показано схематическое изображение одного варианта осуществления 20 фильтрующей среды.
На фигуре 8 показано схематическое изображение одного варианта осуществления слоя, содержащего адсорбирующую среду.
На фигуре 9 показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды.
25 На фигуре 10 показано схематическое изображение одного варианта
осуществления фильтрующей среды.
На фигуре 11 показан один вариант осуществления циркуляционного фильтра.
Подробное описание иллюстративных вариантов осуществления
В настоящем изобретении предусмотрены тонковолоконный материал, который содержит сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), фильтрующая среда, которая
содержит тонковолоконный материал, и фильтровальные устройства, включая, например, циркуляционный фильтр, который содержит тонковолоконный материал или фильтрующую среду. В настоящем изобретении дополнительно предусмотрены способы получения и применения тонковолоконного материала, фильтрующей среды, которая 5 содержит тонковолоконный материал, и фильтровальных устройств, включая, например, циркуляционный фильтр, который содержит тонковолоконный материал или фильтрующую среду.
Хотя существующие циркуляционные фильтры могут удалять загрязняющие вещества, некоторые циркуляционные фильтры предусматривают материалы, которые
10 содержат отдельные волокна, которые могут выступать из слоя фильтровального материала, простираясь за пределы наружных слоев фильтрующего элемента и далее в корпус электронного оборудования. Данные выступающие элементы могут вызывать повреждение дискового накопителя, включая, например, царапины на поверхности накопителя. Кроме того, некоторые существующие циркуляционные фильтры содержат
15 полипропилен, который может приводить к образованию дисперсных загрязняющих веществ, или стабилизаторы, которые применяют в ходе тепловой экструзии пластмасс, включенных в фильтр, но могут приводить к образованию парообразных загрязняющих веществ.
В настоящем изобретении предусмотрены улучшенные циркуляционные фильтры 20 для применения в корпусах электронного оборудования, которые ограничивают или уменьшают проникновение фильтровального материала за пределы фильтрующего материала и в корпус электронного оборудования, устраняют необходимость добавления стабилизаторов и устраняют присутствие полипропилена.
25 Фильтрующая среда и циркуляционные фильтры
В настоящем изобретении описана фильтрующая среда, которая содержит тонковолоконный материал, который содержит сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), и материал-подложку. Тонковолоконный материал и/или фильтрующую среду можно включать в фильтровальное устройство, такое как, в некоторых вариантах осуществления, 30 циркуляционный фильтр. Примеры таких циркуляционных фильтров описаны в патентах США №№5997618; 8885291 и 9153291.
Предпочтительно тонковолоконный материал присутствует в виде слоя, содержащего длинные мононитевые волокна, которые не были чесаны. Такая структура способствует предотвращению выступания волокна или волокон из тонковолоконного слоя, такого как выступание, наблюдаемое для слоев, содержащих более короткие 5 волокна, которые были чесаны с образованием слоя волокон. В вариантах осуществления, где фильтрующая среда включена в циркуляционный фильтр, длинная мононитевая структура может способствовать предотвращению выхода тонковолоконного материала за пределы фильтровального устройства и в корпус электронного оборудования. Изображение одного варианта осуществления тонковолоконного материала, описанного в 10 данном документе, демонстрирующего мононитевую структуру, можно увидеть на фигуре 2.
В фильтрующей среде, описанной в данном документе, тонковолоконные материалы расположены на (обычно они образованы на или приклеены к) материале-подложке (т. е. фильтрующей подложке, подложке для фильтрации или газовой ткани). В
15 качестве материала-подложки можно применять подложки из натуральных волокон и подложки из синтетических волокон. Примеры включают подложки или ткани, полученные по технологии спанбонд или мелтблаун, тканые и нетканые материалы из синтетических волокон, целлюлозные материалы и стекловолокна. Пластмассовые сетчатые материалы, включая экструдированные, тисненные, полученные формованием с
20 раздувом и/или имеющие вырубные отверстия, представляют собой другие примеры материалов-подложек, как и мембраны для ультрафильтрации (UF) и микрофильтрации (MF) из органических полимеров. Примеры синтетических тканых материалов включают тканые материалы на основе сложного полиэфира, полиэтиленовые тканые и найлоновые тканые материалы. Примеры синтетических нетканых материалов включают нетканые
25 материалы на основе сложного полиэфира, найлоновые нетканые, акриловые нетканые, полиолефиновые (например, полипропиленовые или полиэтиленовые) нетканые материалы или смешанные нетканые материалы. Листовые подложки (например, целлюлозные и/или синтетические нетканые полотна) являются обычной формой материала-подложки. Форма и структура материала-подложки, фильтрующей среды и/или
30 фильтровального устройства, тем не менее, обычно выбираются инженером-конструктором и зависят от конкретного применения для фильтрации.
Фильтрующая среда согласно настоящему изобретению содержит материал-подложку, причем тонковолоконный материал расположен на материале-подложке. Материал-подложка может иметь поверхность, и тонковолоконный материал может предпочтительно располагаться на поверхности материала-подложки, как показано в 5 одном варианте осуществления на фигуре ЗА. В предпочтительном варианте осуществления материал-подложка представляет собой газовую ткань.
В некоторых вариантах осуществления базовый вес тонковолоконного материала в
2 2 2 2 2
фильтрующей среде составляет от 5 г/м до 20 г/м , от 5 г/м до 12,5 г/м , от 9 г/м до 20 г/м2 или от 5 г/м2 до 12,5 г/м2. В некоторых вариантах осуществления базовый вес
10 тонковолоконного материала в фильтрующей среде составляет по меньшей мере 5 г/м или по меньшей мере 9 г/м2. В некоторых вариантах осуществления тонковолоконного материала базовый вес тонковолоконного материала в фильтрующей среде составляет не более 12,5 г/м2, не более 15 г/м2, не более 18 г/м2 или не более 20 г/м2.
В некоторых вариантах осуществления проницаемость тонковолоконного
15 материала и материала-подложки в фильтрующей среде составляет от 100 футов/минуту (50,8 см/с) до 1000 футов/минуту (508 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па), предпочтительно от 140 футов/минуту (71,1 см/с) до 400 футов/минуту (203 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па), более предпочтительно от 140 футов/минуту (71,1 см/с) до 250 футов/минуту (127 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па) или от
20 140 футов/минуту (71,1 см/с) до 200 футов/минуту (102 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па). В некоторых вариантах осуществления проницаемость тонковолоконного материала и материала-подложки в фильтрующей среде составляет по меньшей мере 100 футов/минуту или по меньшей мере 140 футов/минуту. В некоторых вариантах осуществления проницаемость тонковолоконного материала и материала-подложки в
25 фильтрующей среде составляет не более 200 футов/минуту, не более 250 футов/минуту, не более 400 футов/минуту или не более 1000 футов/минуту.
В некоторых вариантах осуществления эффективность тонковолоконного материала и материала-подложки в фильтрующей среде составляет от 45% до 99,99%, предпочтительно от 45% до 96% для 0,3-мкм частиц при 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В
30 предпочтительном варианте осуществления частицы представляют собой 0,3-мкм частицы диэтилгексилсебацината (DEHS). В некоторых вариантах осуществления эффективность
тонковолоконного материала и материала-подложки в фильтрующей среде составляет по
меньшей мере 45%. В некоторых вариантах осуществления эффективность
тонковолоконного материала и материала-подложки в фильтрующей среде составляет не
более 96%, не более 99% или не более 99,99%.
5 В предпочтительном варианте осуществления тонковолоконный материал образует
слой, расположенный на материале-подложке, как показано в одном варианте осуществления на фигуре ЗВ. Толщина слоя тонковолоконного материала может составлять не более 0,15 мм, не более 0,3 мм, не более 0,6 мм или не более 1,0 мм. В некоторых вариантах осуществления толщина тонковолоконного материала может
10 составлять по меньшей мере 0,05 мм. В некоторых вариантах осуществления толщина тонковолоконного материала может составлять от 0,05 мм до 0,15 мм.
В некоторых вариантах осуществления толщина слоя тонковолоконного материала и материала-подложки в фильтрующей среде составляет 2,5 мм +/- 0,5 мм, более предпочтительно 2,5 мм +/- 0,2 мм.
15 Предпочтительно материал-подложка содержит волокна, имеющие средний
диаметр, составляющий по меньшей мере 10 мкм, более предпочтительно по меньшей мере 30 мкм и еще более предпочтительно по меньшей мере 40 мкм. В некоторых вариантах осуществления волокна предпочтительно имеют средний диаметр не более 55 мкм. В некоторых вариантах осуществления волокна предпочтительно имеют средний
20 диаметр 50 мкм ± 5 мкм.
Также предпочтительно материал-подложка предусматривает среду с базовым весом, составляющим не более 260 грамм на квадратный метр (г/м2) и более предпочтительно не более 150 г/м2. Предпочтительно подложка предусматривает среду с базовым весом, составляющим по меньшей мере 0,5 г/м2, по меньшей мере 2 г/м2 или по
25 меньшей мере 5 г/м2 или более предпочтительно по меньшей мере 8 г/м2. В некоторых вариантах осуществления базовый вес подложки может составлять не более 75 г/м2, не более 80 г/м2, не более 90 г/м2 или не более 95 г/м2. В некоторых вариантах осуществления базовый вес подложки может составлять от 40 г/м2 до 95 г/м2, от 50 г/м2 до 85 г/м2, от 50 г/м2 до 80 г/м2, а в некоторых вариантах осуществления - от 58 г/м2 до 75 г/м2.
30 Предпочтительно материал-подложка образует слой, и слой материала-подложки
составляет по меньшей мере 0,10 мм в толщину и более предпочтительно составляет по
меньшей мере 0,12 мм в толщину. В некоторых вариантах осуществления слой материала-подложки может составлять по меньшей мере 0,1 мм в толщину, 0,12 мм в толщину, 0,15 мм в толщину или 0,17 мм в толщину. Предпочтительно слой материала-подложки составляет не более 0,3 мм в толщину. В некоторых вариантах осуществления слой 5 материала-подложки может составлять не более 0,2 мм в толщину, 0,25 мм в толщину, 0,3 мм в толщину или 0,4 мм в толщину. Обычно и предпочтительно слой материала-подложки составляет от 0,10 мм до 0,15 мм в толщину. В некоторых вариантах осуществления материал-подложка, при оценке отдельно от остальной части фильтрующей среды, предпочтительно характеризуется проницаемостью по Фрейзеру
10 (разность давлений установлена на 0,5 дюйма водяного столба), составляющей по меньшей мере 550 футов/минуту (279 см/с). В некоторых вариантах осуществления материал-подложка предпочтительно характеризуется проницаемостью по Фрейзеру (разность давлений установлена на 0,5 дюйма водяного столба), составляющей не более 750 футов/минуту (381 см/с). В некоторых вариантах осуществления материал-подложка
15 характеризуется проницаемостью по Фрейзеру (разность давлений установлена на 0,5 дюйма водяного столба), составляющей 650 футов/минуту (330 см/с).
В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда согласно настоящему изобретению может содержать защитный слой. Защитный слой может обеспечивать защиту тонковолоконному материалу, например, от трения или истирания, при
20 транспортировке тонковолоконного материала и/или при изготовлении фильтрующего элемента. Фильтрующая среда может содержать один защитный слой, или первый защитный слой и второй защитные слои, или более двух защитных слоев. В некоторых вариантах осуществления слой тонковолоконного материала предпочтительно расположен между защитным слоем и материалом-подложкой, как показано в одном
25 варианте осуществления на фигуре 4. В некоторых вариантах осуществления слой тонковолоконного материала предпочтительно расположен между защитным слоем и газовой тканью.
Защитный слой может содержать тканый, нетканый и/или экструдированный материал. В некоторых вариантах осуществления защитный слой можно наносить на 30 тонковолоконный материал, включая, например, слой тонковолоконного материала, после его образования. В некоторых вариантах осуществления защитный слой предусматривает
бумагу; полиэтилен (РЕ), включая, например, полиэтиленовую экструдированную сетку
или полиэтиленовый нетканый материал; пленку на основе сложного полиэфира, включая,
например, полиэтилентерефталат (PET), доступный под торговым наименованием
MYLAR; и/или среду из сложного полиэфира, полученную по технологии спанбонд.
5 В некоторых вариантах осуществления защитный слой можно удалять с
тонковолоконного материала перед включением фильтрующей среды в фильтровальное устройство. В предпочтительном варианте осуществления защитный слой не удаляют с тонковолоконного материала перед включением фильтрующей среды в фильтровальное устройство. В варианте осуществления, где защитный слой не удаляют с
10 тонковолоконного материала перед включением фильтрующей среды в фильтровальное устройство, защитный слой предпочтительно характеризуется проницаемостью, которая больше, чем проницаемость материала-подложки. Например, защитный слой может характеризоваться проницаемостью более 800 футов/минуту, предпочтительно более 1000 футов/минуту. В некоторых вариантах осуществления защитный слой может
15 характеризоваться проницаемостью не более 1500 футов/минуту или не более 2000 футов/минуту. В варианте осуществления, где защитный слой не удаляют с тонковолоконного материала перед включением тонковолоконного материала в фильтровальное устройство, защитный слой может предпочтительно содержать, например, материал на основе сложного полиэфира, полученный по технологии спанбонд,
20 включая, например, продукты, доступные под торговыми названиями REEMAY и МОРЕТ и еще более предпочтительно - REEMAY Style# 2004, нетканый материал на основе сложного полиэфира, полученный по технологии спанбонд. В некоторых вариантах осуществления защитный слой содержит полиэтиленовую экструдированную сетку, например, продукт, доступный под торговым названием DELNET Х220.
Способы формирования тонковолоконного материала
В некоторых вариантах осуществления способы, описанные в данном документе, можно применять с фильтрующей средой, описанной выше.
Тонковолоконный материал можно формировать любым подходящим способом, 30 который обеспечивает формирование тонких волокон. В предпочтительных вариантах осуществления тонковолоконный материал по настоящему изобретению можно
предпочтительно получать с применением способа электропрядения. Подходящее устройство для электропрядения для формирования тонких волокон содержит резервуар, в котором содержится образующий тонкие волокна раствор, и испускающее устройство, которое обычно состоит из множества смещенных отверстий. По мере того как раствор 5 выкачивают из отверстия в место, окруженное электростатическим полем, капля раствора на испускающем устройстве ускоряется электростатическим полем в направлении собирающей среды. Испускающее раствор устройство, которое содержит отверстия, может быть стационарным или может перемещаться в пространстве. Движение может быть, например, вращательным или возвратно-поступательным. Решетка, на которой
10 расположена собирающая среда (т. е. материал-подложка, объединенная подложка и/или газовая ткань), повернута к источнику капель, но находится на расстоянии от него. Воздух можно продувать через решетку. Высокий потенциал поддерживают между источником капель и решеткой посредством подходящего источника напряжения. Материал-подложка расположен между источником капель и решеткой для сбора волокна.
15 В частности, потенциал между решеткой и источником капель придает заряд
материалу, что вызывает испускание из него жидкости в виде тонких волокон, которые вытягивают в направлении решетки, где они достигают подложки и собираются на ней. В случае полимерного раствора часть растворителя испаряется с волокон в ходе их полета к подложке. Тонкие волокна связываются с материалом-подложкой по мере того, как
20 растворитель продолжает испаряться и волокно высыхает. Электростатический потенциал выбирают таким образом, чтобы убедиться в том, что по мере того как полимерный материал ускоряется от источника капель до собирающей среды, ускорение является достаточным для превращения полимерного материала в очень тонкую микроволоконную или нановолоконную структуру. Повышение или снижение скорости перемещения
25 собирающей среды может обеспечивать большее или меньшее осаждение испускаемых волокон на формирующем материале, при этом обеспечивая, таким образом, контроль толщины каждого слоя, расположенного на нем.
Полимерный материал (например, один полимер или смесь полимеров) выбирают таким образом, что его можно объединять в раствор или дисперсию или в расплав. В
30 некоторых вариантах осуществления полимерный материал содержит сополимер SAN. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно единственный полимер,
включенный в полимерный материал, представляет собой сополимер SAN. В предпочтительных вариантах осуществления полимерный материал не содержит полипропилен. В некоторых вариантах осуществления полимер содержит менее 5 весовых процентов (вес. %), менее 2 вес. %, менее 1 вес. %, менее 0,05 вес. % или менее 5 0,01 вес. % полипропилена. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно единственные полимеры, включенные в сополимер SAN, представляют собой акрилонитрил и стирол. Сополимер SAN может содержать различные количества акрилонитрила и стирола, включая, например, 50% акрилонитрила и 50% стирола; 40% акрилонитрила и 60% стирола; 30% акрилонитрила и 70% стирола; 20% акрилонитрила и
10 80% стирола и 10% акрилонитрила и 90% стирола.
В некоторых вариантах осуществления сополимер SAN содержит по меньшей мере 5% акрилонитрила, по меньшей мере 10% акрилонитрила, по меньшей мере 20% акрилонитрила, по меньшей мере 25% акрилонитрила, по меньшей мере 30% акрилонитрила, по меньшей мере 40% акрилонитрила или по меньшей мере 50%
15 акрилонитрила. В некоторых вариантах осуществления сополимер SAN содержит не более 10% акрилонитрила, не более 20% акрилонитрила, не более 25% акрилонитрила, не более 30% акрилонитрила, не более 40% акрилонитрила, не более 50% акрилонитрила, не более 60% акрилонитрила, не более 70% акрилонитрила, не более 80% акрилонитрила или не более 90% акрилонитрила.
20 В некоторых вариантах осуществления сополимер SAN содержит по меньшей мере
5% стирола, по меньшей мере 10% стирола, по меньшей мере 20% стирола, по меньшей мере 25% стирола, по меньшей мере 30% стирола, по меньшей мере 40% стирола, по меньшей мере 50% стирола, по меньшей мере 60% стирола, по меньшей мере 70% стирола или по меньшей мере 80% стирола. В некоторых вариантах осуществления сополимер
25 SAN содержит не более 50% стирола, не более 60% стирола, не более 70% стирола, не более 75% стирола, не более 80% стирола или не более 90% стирола. В предпочтительном варианте осуществления сополимер SAN содержит 25% акрилонитрила и 75% стирола.
В некоторых вариантах осуществления сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит от 10% до 90% стирола и от 10% до 90% акрилонитрила.
30 Для волокна, полученного из сополимера SAN, плотность волокна составляет
1080 килограмм на кубический метр (кг/м3) ± 6,5%. Для волокна, полученного из
сополимера SAN, содержащего 25% акрилонитрила и 75% стирола, плотность волокна составляет 1080 кг/м3. Таким образом, волокно, имеющее диаметр 11,4 мкм, имеет линейную плотность примерно 1 денье (определенную как масса в граммах на 9000 метров). Обычно в случае волокна, полученного из сополимера SAN, содержащего 5 25% акрилонитрила и 75% стирола, тонкое волокно имеет линейную плотность менее 1 денье, предпочтительно менее 0,5 денье или более предпочтительно менее 2 дециденье.
В некоторых вариантах осуществления тонкие волокна предпочтительно формируют без применения стабилизаторов и/или антиоксидантов, включая, например, соединения, доступные под торговым названием IRGAFOS, включая, например,
10 соединения, доступные от Ciba под торговым названием IRGAFOS 168 (трис(2,4-ди-трет-
бутилфенил)фосфит); или соединения, доступные от Ciba под торговым названием
IRGANOX 1010 (пентаэритрит-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-
гидроксифенил)пропионат) и т. д. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда, содержащая тонкие волокна, содержит менее 5 вес. %, менее 2 вес. %, менее
15 1 вес. %, менее 0,05 вес. % или менее 0,01 вес. % стабилизатора и/или антиоксидантов. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда, содержащая тонкие волокна, содержит менее 5 вес. %, менее 2 вес. %, менее 1 вес. %, менее 0,05 вес. % или менее 0,01 вес. % трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита и/или пентаэритрит-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата.
20 В некоторых вариантах осуществления полимерные материалы объединяют в
растворе. В некоторых вариантах осуществления полимерные материалы объединяют в растворе, содержащем органический растворитель, предпочтительно хлорированный растворитель. В предпочтительном варианте осуществления полимерные материалы объединяют в растворе, содержащем в качестве растворителя дихлорэтан. Дихлорэтан
25 может предусматривать, например, 1,1-дихлорэтан (этилидендихлорид) и/или 1,2-дихлорэтан (этилендихлорид). Без ограничения какой-либо теорией считается, что применение дихлорэтана обеспечивает образование более жестких волокон по сравнению с применением растворителей с более высокой температурой кипения, таких как бутилацетат.
30 В некоторых вариантах осуществления проводимость раствора составляет по
меньшей мере 4x10"6 OM'VCM ИЛИ ПО меньшей мере 3x10"6 OM'VCM. В некоторых вариантах
осуществления проводимость раствора составляет не более 4x10"5 OM'VCM ИЛИ не более 3x10"5 OM'VCM. В некоторых вариантах осуществления проводимость раствора составляет 2x10"5 OM'VCM.
В некоторых вариантах осуществления электростатический потенциал составляет 5 от 60 киловольт (кВ) до 120 кВ, от 70 кВ до ПО кВ или от 80 кВ до 100 кВ. В некоторых вариантах осуществления электростатический потенциал составляет по меньшей мере 60 кВ, по меньшей мере 70 кВ, по меньшей мере 80 кВ или по меньшей мере 85 кВ. В некоторых вариантах осуществления электростатический потенциал составляет не более 95 кВ, не более 100 кВ, не более ПОкВ или не более 120 кВ. В некоторых вариантах
10 осуществления электростатический потенциал составляет 90 кВ.
В ходе электропрядения полимерный материал ускоряется от источника капель до материала-подложки и/или собирающей среды. В определенных вариантах осуществления расстояние между источником капель и материалом-подложкой составляет по меньшей мере 20 см, по меньшей мере 30 см, по меньшей мере 40 см или по меньшей мере 45 см.
15 Например, расстояние между источником капель и материалом-подложкой может составлять от 45 см до 50 см или предпочтительно от 45 см до 48 см. В определенных вариантах осуществления расстояние между источником капель и материалом-подложкой составляет не более 45 см, не более 48 см, не более 50 см или не более 60 см. В определенных вариантах осуществления расстояние между источником капель и
20 подложкой составляет 45 см. Без ограничения какой-либо теорией считается, что расстояние между источником капель и подложкой влияет на ориентацию волокон на материале-подложке. Хотя более короткое расстояние, такое как, например, от 30 см до 35 см, обеспечивает ориентацию волокон параллельно материалу-подложке, увеличение расстояния между источником капель и материалом-подложкой обеспечивает повышение
25 доли волокон, ориентированных перпендикулярно материалу-подложке.
Тонкие волокна можно собирать на материале-подложке с формированием тонковолоконного материала. В некоторых вариантах осуществления тонкие волокна можно собирать на материале-подложке, включая волокна с диаметром более 10 мкм. В некоторых вариантах осуществления тонкие волокна предпочтительно собирают на
30 газовую ткань в ходе образования волокон. Предпочтительно тонковолоконный материал, расположенный на поверхности материала-подложки и/или газовой ткани, образует слой.
Также в определенных вариантах осуществления слой тонковолоконного материала, расположенный на поверхности материала-подложки, имеет общую толщину, которая составляет не более 1,0 мм, предпочтительно не более 0,6 мм, более предпочтительно не более 0,3 мм и наиболее предпочтительно не более 0,2 мм. В определенных вариантах 5 осуществления тонковолоконный слой имеет толщину, составляющую по меньшей мере 0,05 мм.
Тонковолоконный слой или тонковолоконный слой и материал-подложка могут быть изготовлены в виде фильтровального устройства (т. е. фильтрующего элемента или элемента для фильтрации), включая, например, циркуляционный фильтр. Примеры таких
10 циркуляционных фильтров описаны в патентах США №№5997618; 8885291 и 9153291. Форма и структура фильтровального устройства, тем не менее, обычно выбираются инженером-конструктором и зависят от конкретного применения для фильтрации.
Например, в некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может содержать тонковолоконный материал, который расположен между первым материалом-
15 подложкой и вторым материалом-подложкой, как показано в одном варианте осуществления на фигуре 5. Первый материал-подложка и второй материал-подложка могут быть одним и тем же материалом или различными материалами.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может содержать первый тонковолоконный материал, который содержит сополимер SAN, и второй
20 тонковолоконный материал, который содержит сополимер SAN. Первый тонковолоконный материал и второй тонковолоконный материал могут в некоторых вариантах осуществления располагаться между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой и/или первым материалом, представляющим собой газовую ткань, и вторым материалом, представляющим собой газовую ткань, как показано в одном
25 варианте осуществления на фигуре 6А. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда дополнительно содержит третий материал-подложку, и первый тонковолоконный материал расположен между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой, а второй тонковолоконный материал расположен между вторым материалом-подложкой и третьим материалом-подложкой, как показано в одном варианте
30 осуществления на фигуре 6В. Первый материал-подложка, второй материал-подложка
и/или третий материал-подложка могут быть одним и тем же материалом или различными материалами.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может дополнительно содержать дополнительные слои, включая, например, слой, содержащий адсорбирующую 5 среду. В одном иллюстративном варианте осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, может располагаться между первым тонковолоконным материалом и вторым тонковолоконным материалом. В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным расположение слоя, содержащего адсорбирующую среду, между первым тонковолоконным материалом и вторым
10 тонковолоконным материалом, и расположение первого тонковолоконного материала и второго тонковолоконного материала между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой, как показано в одном варианте осуществления на фигуре 7 и в одном варианте осуществления циркуляционного фильтра на фигуре 11.
Слой, содержащий адсорбирующую среду, может обеспечиваться для удаления
15 химических загрязняющих веществ. Слой, содержащий адсорбирующую среду, может содержать один слой или может содержать больше одного слоя, причем по меньшей мере один слой содержит адсорбирующую среду. Адсорбирующая среда обычно удаляет загрязняющие вещества из воздуха, поступающего в атмосферу корпуса, либо путем адсорбции, либо абсорбции. При использовании в данной заявке термины
20 "адсорбировать", "адсорбция", "адсорбент" и подобные также предназначены для включения механизма абсорбции. Обычно адсорбирующую среду выбирают стабильной и адсорбирующей загрязняющие вещества при нормальных значениях температуры эксплуатации дискового накопителя. В некоторых вариантах осуществления нормальные значения температуры эксплуатации могут составлять по меньшей мере -40 градусов
25 Цельсия (°С), по меньшей мере -20°С, по меньшей мере 0°С или по меньшей мере 10°С В некоторых вариантах осуществления нормальные температуры эксплуатации могут составлять не более 50°С, не более 60°С, не более 70°С, не более 80°С или не более 90°С
Адсорбирующая среда может адсорбировать один или несколько типов загрязняющих веществ, включая, например, воду, водяной пар, кислый газ и летучие
30 органические соединения. Фильтрующий элемент, содержащий слой адсорбирующей среды и/или абсорбирующей среды, может содержать материал физического сорбента или
хемосорбента, такой как, например, десикант (т. е. материал, который адсорбирует или абсорбирует воду или водяной пар) или материал, который адсорбирует или абсорбирует летучие органические соединения, кислый газ или и то, и другое. Подходящие адсорбирующие материалы включают, например, активированный уголь, пропитанный 5 уголь, активированный оксид алюминия, молекулярные сита, силикагель и диоксид кремния. Данные материалы или неадсорбирующую подложку можно объединять или пропитывать, например, перманганатом калия, карбонатом кальция, карбонатом калия, карбонатом натрия, сульфатом кальция или их смесями. Хотя адсорбирующая среда может представлять собой один адсорбирующий материал, также пригодны смеси
10 материалов, например, силикагель можно смешивать с частицами угля. В некоторых вариантах осуществления адсорбирующая среда содержит слои или комбинации адсорбирующего материала, таким образом, различные загрязняющие вещества селективно удаляются по мере того, как они проходят через различные адсорбирующие материалы или с помощью различных адсорбирующих материалов.
15 Адсорбирующая среда может представлять собой порошок (например, порошок,
который проходит через 100 меш) или гранулированный материал (от 28 до 200 меш). В качестве альтернативы, адсорбирующая среда может обеспечиваться в таком виде, как гранула, шарик или таблетка, которым необязательно можно придавать форму. Адсорбирующая среда может иметь ряд форм. Например, формованная адсорбирующая
20 среда может иметь форму диска, таблетки, пластины, цилиндра, параллелепипеда или куба. Размер формованной адсорбирующей среды может зависеть от таких факторов, как, например, размер устройства, в котором следует использовать фильтрующую среду, объем жидкости, которая подлежит фильтрации, ожидаемый срок службы фильтра в сборе и плотность фильтрующей среды.
25 Формованная адсорбирующая среда может быть образована из свободнотекучего
дисперсного материала, объединенного с твердым или жидким связующим, который затем формуют в малосыпучее изделие. Формованную адсорбирующую среду можно получать, например, формованием (например, прямым прессованием в форме или литьевым формованием) или с помощью способа экструзии. Адсорбирующую среду можно
30 располагать, например, путем нанесения покрытия или адсорбции, на подложке.
Предпочтительно состав формованной адсорбирующей среды содержит по меньшей мере приблизительно 70% по весу и обычно не более приблизительно 98% по весу адсорбирующей среды. В некоторых случаях формованная адсорбирующая среда содержит от 85% до 95%, предпочтительно примерно 90% по весу адсорбирующей среды. 5 Формованная адсорбирующая среда обычно содержит не менее приблизительно 2% по весу связующего и не более приблизительно 30% по весу связующего. Дополнительная информация касательно антиадгезионной смазки, других добавок и методик формования обсуждается в патентах США №№5876487, 6146446 и 6168651.
В некоторых вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду,
10 содержит пористый слой-подложку, и адсорбирующая среда располагается на пористом слое-подложке, как показано в одном варианте осуществления на фигуре 8. Например, сетку или газовую ткань можно применять в качестве пористого слоя-подложки для удержания адсорбирующей среды. Сложный полиэфир и другие подходящие материалы (такие как полипропилен, полиэтилен, найлон и PTFE) можно применять в качестве сетки
15 или газовой ткани. Пористый слой-подложку можно применять в качестве основы, на которой располагается адсорбирующая среда, или пористый слой-подложку можно обеспечивать на или вокруг наружной стороны массы адсорбирующей среды для удержания материала вместе или для предотвращения или снижения потери адсорбирующей среды, например, из-за хлопьеобразования. Необязательно
20 адсорбирующую среду можно размещать на пористом слое-подложке, используя, например, клей.
В некоторых вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, предпочтительно содержит активированный уголь. В предпочтительном варианте осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, содержит шарики
25 активированного угля, прикрепленные к пористому слою-подложке. В некоторых вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, имеет толщину, составляющую по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 1,2 мм, по меньшей мере 1,3 мм или по меньшей мере 1,4 мм. В некоторых вариантах осуществления слой, содержащий адсорбирующую среду, имеет толщину не более 1,5 мм, не более 1,6 мм, не более 1,8 мм
30 или не более 2 мм.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда может содержать тонковолоконный материал, который содержит сополимер SAN, материал-подложку и защитный слой. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы тонковолоконный материал располагался между материалом-подложкой и защитным 5 слоем. Фильтрующая среда может дополнительно содержать второй тонковолоконный материал, который содержит сополимер SAN, второй материал-подложку и второй защитный слой. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы первый тонковолоконный материал располагался между первым защитным слоем и первым материалом-подложкой, и второй тонковолоконный материал располагался между вторым
10 защитным слоем и вторым материалом-подложкой, как показано в одном варианте осуществления на фигуре 9.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда содержит слой, содержащий адсорбирующую среду, и слой, содержащий адсорбирующую среду, может располагаться между первым защитным слоем и вторым защитным слоем, причем первый
15 тонковолоконный материал может располагаться между первым защитным слоем и первым материалом-подложкой, и второй тонковолоконный материал может располагаться между вторым защитным слоем и вторым материалом-подложкой, как показано в одном варианте осуществления на фигуре 10. Слой, содержащий адсорбирующую среду, может иметь такую же или аналогичную длину и ширину, что и
20 слой тонковолоконного материала, слой материала-подложки и/или защитный слой; например, слой, содержащий адсорбирующую среду, может находиться между первым защитным слоем и вторым защитным слоем и может быть одинаковым по протяженности с первым защитным слоем и вторым защитным слоем. В некоторых вариантах осуществления, тем не менее, слой, содержащий адсорбирующую среду, может не быть
25 одинаковым по протяженности со слоем тонковолоконного материала, слоем материала-подложки и/или защитным слоем. Например, слой, содержащий адсорбирующую среду, может иметь длину и/или ширину, которые меньше, чем длина и/или ширина тонковолоконного материала, слоя материала-подложки и/или защитного слоя. Слой, содержащий адсорбирующую среду, может находиться между первым защитным слоем и
30 вторым защитным слоем и может иметь длину и ширину, которые меньше, чем длина и ширина первого защитного слоя и длина и ширина второго защитного слоя.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующая среда включена в фильтровальное устройство, такое как циркуляционный фильтр. Циркуляционный фильтр, содержащий фильтрующую среду, описанную в данном документе, предпочтительно обеспечивает сравнимое время очистки от частиц (PCU) и значения скорости удаления 5 частиц с циркуляционными фильтрами, используемыми в настоящее время при производстве дисковых накопителей. Например, время для удаления в общей сложности 90% находящихся выше по потоку частиц из накопителя может составлять от 5 секунд до 30 секунд, более предпочтительно от 9 секунд до 13 секунд. В некоторых вариантах осуществления время для удаления в общей сложности 90% находящихся выше по потоку
10 частиц из накопителя может составлять по меньшей мере 5 секунд, по меньшей мере 6 секунд, по меньшей мере 7 секунд, по меньшей мере 8 секунд или по меньшей мере 9 секунд. В некоторых вариантах осуществления для удаления в общей сложности 90% находящихся выше по потоку частиц из накопителя может составлять не более 13 секунд, не более 15 секунд, не более 20 секунд или не более 30 секунд. Размер частиц можно
15 оценивать, используя 0,1 -мкм частицы полистирола.
В некоторых вариантах осуществления циркуляционный фильтр можно применять, например, для очистки воздуха в корпусе электронного оборудования, включая, например, корпус жесткого диска. Например, циркуляционный фильтр можно применять для удаления определенных органических парообразных загрязняющих веществ,
20 определенных дисперсных загрязняющих веществ или и того, и другого. В предпочтительном варианте осуществления определенные дисперсные загрязняющие вещества и парообразные загрязняющие вещества удаляют из среды внутри корпуса жесткого диска и не высвобождают в поток воздуха при нормальных условиях эксплуатации дискового накопителя.
25 Фильтрующая среда, описанная в данном документе, может иметь показатель
качества, меру производительности фильтрующей среды и способности фильтрующей среды к обеспечению определенного уровня очистки потока с минимумом используемой энергии. В некоторых вариантах осуществления показатель качества фильтрующей среды может составлять от 500 (см/с)/(сантиметров ртутного столба (см рт. ст.)) до
30 2000 (см/с)/(см рт. ст.) или от 800 (см/с)/(см рт. ст.) до 1700 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В некоторых вариантах осуществления показатель качества
фильтрующей среды может составлять по меньшей мере 500 (см/с)/(см рт. ст.) или по меньшей мере 800 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В некоторых вариантах осуществления показатель качества фильтрующей среды может составлять не более 1700 (см/с)/(см рт. ст.) или не более 2000 (см/с)/(см рт. ст.) при 5 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
В некоторых вариантах осуществления показатель качества тонковолоконного материала и материала-подложки может составлять от 500 (см/с)/(см рт. ст.) до 2000 (см/с)/(см рт. ст.), от 500 (см/с)/(см рт. ст.) до 1700 (см/с)/(см рт. ст.), от 800 (см/с)/(см рт. ст.) до 1700 (см/с)/(см рт. ст.) или от 500 (см/с)/(см рт. ст.) до
10 1500 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В некоторых вариантах осуществления показатель качества тонковолоконного материала и материала-подложки может составлять по меньшей мере 500 (см/с)/(см рт. ст.) или по меньшей мере 800 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В некоторых вариантах осуществления показатель качества тонковолоконного материала и материала-подложки
15 может составлять не более 1700 (см/с)/(см рт. ст.) или не более 2000 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
В некоторых вариантах осуществления показатель качества тонковолоконного материала, материала-подложки и защитного слоя может составлять от 500 (см/с)/(см рт. ст.) до 2000 (см/с)/(см рт. ст.) или от 1000 (см/с)/(см рт. ст.) до
20 2000 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В некоторых вариантах осуществления показатель качества тонковолоконного материала, материала-подложки и защитного слоя может составлять по меньшей мере 500 (см/с)/(см рт. ст.) или по меньшей мере 800 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с). В некоторых вариантах осуществления показатель качества тонковолоконного материала, материала-
25 подложки и защитного слоя может составлять не более 1700 (см/с)/(см рт. ст.) или не более 2000 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3 мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и могут быть внесены конструктивные изменения, не выходящие за пределы (например, все еще попадающие в) объема настоящего изобретения, представленного в
30 данном документе.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что элементы (например, устройство, структуры, части, доли, области, конфигурации, функциональные возможности, стадии способа, материалы и т. д.) из одного варианта осуществления можно применять в комбинации с элементами других вариантов осуществления, и что 5 возможные варианты осуществления такого устройства и систем с применением комбинаций признаков, указанных в данном документе, не ограничены конкретными вариантами осуществления, показанными на фигурах и/или описанными в данном документе. Кроме того, будет понятно, что варианты осуществления, описанные в данном документе, могут включать множество элементов, которые не обязательно показаны в
10 масштабе. Кроме того, будет понятно, что размер и форма различных элементов в данном документе может быть изменена, но все еще попадать в объем настоящего изобретения, хотя определенные одна или несколько форм и/или размеров, или типов элементов могут быть предпочтительнее других. Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические
15 материалы, на которых показано следующее.
На фигуре ЗА показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит материал-подложку 120, причем тонковолоконный материал 100 расположен на материале-подложке 120. Материал-подложка 120 иметь поверхность, и
20 тонковолоконный материал 100 может предпочтительно располагаться на поверхности материала-подложки.
На фигуре ЗВ показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит материал-подложку 120, причем тонковолоконный материал 100
25 расположен на материале-подложке 120. В некоторых вариантах осуществления материал из более тонких волокон образует слой 101, и/или материал-подложка образует слой 121.
На фигуре 4 показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Слой тонковолоконного материала 100 расположен между защитным слоем 140 и материалом-подложкой 120.
30 На фигуре 5 показано схематическое изображение одного варианта осуществления
фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит
тонковолоконный материал 100, который расположен между первым материалом-подложкой 120 и вторым материалом-подложкой 220.
На фигуре 6А показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая 5 среда содержит первый тонковолоконный материал 100 и второй тонковолоконный материал 200. Первый тонковолоконный материал 100 и второй тонковолоконный материал 200 расположены между первым материалом-подложкой 120 и вторым материалом-подложкой 220.
На фигуре 6В показано схематическое изображение одного варианта
10 осуществления фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит первый тонковолоконный материал 100, который содержит сополимер SAN, и второй тонковолоконный материал 200, который содержит сополимер SAN. Первый тонковолоконный материал 100 и второй тонковолоконный материал 200 расположены между первым материалом-подложкой 120 и вторым материалом-
15 подложкой 220. Фильтрующая среда дополнительно содержит третий материал-подложку 320, и первый тонковолоконный материал 100 расположен между первым материалом-подложкой 120 и вторым материалом-подложкой 220, а второй тонковолоконный материал 200 расположен между вторым материалом-подложкой 220 и третьим материалом-подложкой 320.
20 На фигуре 7 показано схематическое изображение одного варианта осуществления
фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит первый тонковолоконный материал 100, второй тонковолоконный материал 200, первый материал-подложку 120, второй материал-подложку 220 и слой 160, содержащий адсорбирующую среду. Слой 160, содержащий адсорбирующую среду, расположен между
25 первым тонковолоконным материалом 100 и вторым тонковолоконным материалом 200, а первый тонковолоконный материал 100 и второй тонковолоконный материал 200 расположены между первым материалом-подложкой 120 и вторым материалом-подложкой 220.
На фигуре 8 показано схематическое изображение одного варианта осуществления 30 слоя 160, содержащего адсорбирующую среду, согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления слой 160, содержащий адсорбирующую среду,
содержит пористый слой-подложку 164, и адсорбирующую среду 162, расположенную на пористом слое-подложке 164.
На фигуре 9 показано схематическое изображение одного варианта осуществления фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит 5 тонковолоконный материал 100, материал-подложку 120, защитный слой 140, второй тонковолоконный материал 200, второй материал-подложку 220 и второй защитный слой 240. Первый тонковолоконный материал 100 расположен между первым защитным слоем 140 и первым материалом-подложкой 120, а второй тонковолоконный материал 200 расположен между вторым защитным слоем 240 и вторым материалом-подложкой 220. По
10 меньшей мере часть поверхности первого защитного слоя 140 прилегает по меньшей мере к части поверхности второго защитного слоя 240.
На фигуре 10 показано схематическое изображение фильтрующей среды согласно настоящему изобретению. Фильтрующая среда содержит слой 160, содержащий адсорбирующую среду. В некоторых вариантах осуществления слой 160, содержащий
15 адсорбирующую среду, предпочтительно содержит углерод, включая, например, активированный уголь или шарики активированного угля. Слой 160, содержащий адсорбирующую среду, расположен между первым защитным слоем 140 и вторым защитным слоем 240, первый тонковолоконный материал 100 расположен между первым защитным слоем 140 и первым материалом-подложкой 120, а второй тонковолоконный
20 материал 200 расположен между вторым защитным слоем 240 и вторым материалом-подложкой 220. В некоторых вариантах осуществления слой 160, содержащий адсорбирующую среду, может быть одинаковым по протяженности с первым защитным слоем 140 и вторым защитным слоем 240. В некоторых вариантах осуществления слой 160, содержащий адсорбирующую среду, может находиться между первым защитным
25 слоем 140 и вторым защитным слоем 240 и может иметь длину и ширину, которые меньше, чем длина и ширина первого защитного слоя 140 и длина и ширина второго защитного слоя 240.
На фигуре 11 показано схематическое изображение одного варианта осуществления циркуляционного фильтра. Циркуляционный фильтр содержит первый 30 тонковолоконный материал 100, второй тонковолоконный материал 200, первый материал-подложку 120, второй материал-подложку 220 и слой 160, содержащий
адсорбирующую среду. Слой 160, содержащий адсорбирующую среду, расположен между первым тонковолоконным материалом 100 и вторым тонковолоконным материалом 200, а первый тонковолоконный материал 100 и второй тонковолоконный материал 200 расположены между первым материалом-подложкой 120 и вторым материалом-5 подложкой 220.
Иллюстративные варианты осуществления фильтрующей среды
1. Фильтрующая среда, содержащая:
10 тонковолоконный материал, содержащий сополимер стирола/акрилонитрила
(SAN); и
материал-подложку,
где тонковолоконный материал расположен на подложке.
15 2. Фильтрующая среда по варианту осуществления 1, где базовый вес тонковолоконного материала составляет от 5 г/м2 до 20 г/м2.
3. Фильтрующая среда по любому из варианта осуществления 1 или варианта осуществления 2, где базовый вес тонковолоконного материала составляет от 5 г/м2 до
20 12,5 г/м2.
4. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-3, где базовый вес тонковолоконного материала составляет от 9 г/м2 до 12,5 г/м2.
25 5. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-4, где проницаемость тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 100 футов/минуту (50,8 см/с) до 1000 футов/минуту (508 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
6. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-5, где проницаемость 30 тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 140 футов/минуту (71,1 см/с) до 400 футов/минуту (203 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
7. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-6, где проницаемость
тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 140 футов/минуту
(71,1 см/с) до 250 футов/минуту (127 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
8. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-7, где эффективность
тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 45% до 99,99% для 0,3-
мкм частиц диэтилгексилсебацината (DEHS) при 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
10 9. Фильтрующая среда по варианту осуществления 8, где эффективность тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 55% до 96%.
10. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-9, где тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину, и при этом
15 толщина слоя тонковолоконного материала и материала-подложки составляет 2,5 ± 0,5 мм.
11. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-9, где тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину, и при этом
20 толщина слоя тонковолоконного материала и материала-подложки составляет 2,5 мм ± 0,2 мм.
12. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-11, где тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину, и при этом
25 толщина слоя тонковолоконного материала составляет менее 1,0 мм.
13. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-12, где тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину, и при этом толщина слоя тонковолоконного материала составляет менее 0,6 мм.
14. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-13, где тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину, и при этом толщина слоя тонковолоконного материала составляет менее 0,3 мм.
5 15. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-14, где материал-подложка представляет собой тканый материал.
16. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-15, где материал-подложка представляет собой нетканый материал.
17. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-16, где материал-подложка содержит материал на основе сложного полиэфира.
18. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-17, где материал-15 подложка имеет базовый вес от 45 г/м2 до 85 г/м2, толщину от 0,10 мм до 0,15 мм и
проницаемость от 550 футов/минуту до 750 футов/минуту (от 279 до 381 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
19. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-18, где материал-20 подложка имеет базовый вес 58 г/м2, толщину 0,110 мм и проницаемость
650 футов/минуту (330 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
20. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-19, где материал-
подложка представляет собой первый материал-подложку, и, кроме того, где
25 тонковолоконный материал расположен между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой.
21. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-20, где тонковолоконный материал расположен между материалом-подложкой и защитным слоем.
22. Фильтрующая среда по варианту осуществления 21, где защитный слой содержит по меньшей мере одно из полиэтиленовой экструдированной сетки, полиэтиленового нетканого материала или нетканого материала на основе сложного полиэфира.
5 23. Фильтрующая среда по варианту осуществления 21 или 22, где защитный слой характеризуется проницаемостью, которая больше, чем проницаемость материала-подложки.
24. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 21-23, где защитный слой
10 характеризуется проницаемостью более 1000 футов/минуту (508 см/с) при 0,5 дюйма
водяного столба (125 Па).
25. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 21-24, где защитный слой
характеризуется проницаемостью более 800 футов/минуту (406 см/с) при 0,5 дюйма
15 водяного столба (125 Па).
26. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-25, где
тонковолоконный материал представляет собой первый тонковолоконный материал, и
материал-подложка представляет собой первый материал-подложку, и, кроме того, где
20 фильтрующая среда дополнительно содержит второй тонковолоконный материал, содержащий сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), и второй материал-подложку.
27. Фильтрующая среда по варианту осуществления 26, где первый тонковолоконный материал и второй тонковолоконный материал расположены между первым материалом-
25 подложкой и вторым материалом-подложкой.
28. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 21-27, где первый материал-подложка и второй материал-подложка содержат один и тот же материал.
30 29. Фильтрующая среда по варианту осуществления 28, где фильтрующая среда дополнительно содержит третий материал-подложку, и где первый тонковолоконный
материал расположен между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой, а второй тонковолоконный материал расположен между вторым материалом-подложкой и третьим материалом-подложкой.
5 30. Фильтрующая среда по варианту осуществления 29, где первый материал-подложка, второй материал-подложка и третий материал-подложка содержат один и тот же материал.
31. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-30, где фильтрующая
10 среда дополнительно содержит слой, содержащий адсорбирующую среду.
32. Фильтрующая среда по варианту осуществления 31, где слой, содержащий
адсорбирующую среду, содержит активированный уголь.
15 33. Фильтрующая среда по варианту осуществления 31, где слой, содержащий адсорбирующую среду, содержит шарики, содержащие активированный уголь.
34. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 31-33, где тонковолоконный материал представляет собой первый тонковолоконный материал, и
20 материал-подложка представляет собой первый материал-подложку, и где слой, содержащий адсорбирующую среду, расположен между первым тонковолоконным материалом и вторым тонковолоконным материалом, и первый тонковолоконный материал и второй тонковолоконный материал расположены между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой.
35. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 21-34, где тонковолоконный материал представляет собой первый тонковолоконный материал, и защитный слой представляет собой первый защитный слой, и фильтрующая среда дополнительно содержит второй тонковолоконный материал и второй защитный слой, и
30 первый тонковолоконный материал расположен между первым защитным слоем и первым
материалом-подложкой, а второй тонковолоконный материал расположен между вторым защитным слоем и вторым материалом-подложкой.
36. Фильтрующая среда по варианту осуществления 35, где слой, содержащий 5 адсорбирующую среду, расположен между первым защитным слоем и вторым защитным слоем, первый тонковолоконный материал расположен между первым защитным слоем и первым материалом-подложкой, и второй тонковолоконный материал расположен между вторым защитным слоем и вторым материалом-подложкой.
10 37. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 35 или 36, где первый защитный слой и второй защитный слой содержат один и тот же материал.
38. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-37, где
тонковолоконный материал и необязательный второй тонковолоконный материал
15 содержат мононить, содержащую сополимер стирола/акрилонитрила (SAN).
39. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-38, где сополимер
стирола/акрилонитрила (SAN) содержит 75% стирола и 25% акрилонитрила.
20 40. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-38, где сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит не более 75% стирола.
41. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-38 или 40, где сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит не более 25% акрилонитрила.
42. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-38, где сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит от 10% до 90% стирола и от 10% до 90% акрилонитрила.
30 43. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-42, где фильтрующая среда содержит менее 5 вес. % стабилизатора или антиоксиданта.
44. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-42, где фильтрующая среда содержит менее 0,05 вес. % стабилизатора или антиоксиданта.
5 45. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-44, где фильтрующая среда содержит менее 5 вес. % трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита.
46. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-45, где фильтрующая среда содержит менее 0,05 вес. % трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита.
47. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-45, где фильтрующая среда, где фильтрующая среда содержит менее 5 вес. % полипропилена.
48. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-47, где фильтрующая
15 среда, где фильтрующая среда содержит менее 0,05 вес. % полипропилена.
49. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-48, где показатель качества тонковолоконного слоя и первого материала-подложки составляет от 500 (см/с)/(см рт. ст.) до 2000 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3-мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
50. Фильтрующая среда по любому из вариантов осуществления 1-49, где показатель качества тонковолоконного слоя, первого материала-подложки и первого защитного слоя составляет от 500 (см/с)/(см рт. ст.) до 2000 (см/с)/(см рт. ст.) при 0,3-мкм и 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
51. Фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую среду по любому из вариантов осуществления 1-50.
52. Циркуляционный фильтр, содержащий фильтрующую среду по любому из вариантов
30 осуществления 1-50.
53. Циркуляционный фильтр по варианту осуществления 52, где циркуляционный фильтр
приспособлен для применения в корпусе электронного оборудования.
54. Циркуляционный фильтр по любому из вариантов осуществления 52 или 53, где
5 циркуляционный фильтр содержит не более 5 вес. % стабилизатора, антиоксиданта или
полипропилена.
55. Циркуляционный фильтр по любому из вариантов осуществления 52 или 53, где
циркуляционный фильтр содержит не более 0,05 вес. % стабилизатора, антиоксиданта или
10 полипропилена.
56. Способ применения циркуляционного фильтра по любому из вариантов
осуществления 52-55.
15 Иллюстративный способ получения вариантов осуществления
1. Способ получения тонких волокон, причем способ включает:
обеспечение раствора, содержащего сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) и
органический растворитель; и
20 электропрядение раствора на материал-подложку, где расстояние между
источником капель и материалом-подложкой составляет по меньшей мере 40 см.
2. Способ по варианту осуществления 1, где органический растворитель предусматривает хлорированный растворитель.
3. Способ по любому из вариантов осуществления 1 или 2, где органический растворитель предусматривает дихлорэтан.
4. Способ по варианту осуществления 3, где дихлорэтан предусматривает 1,2-дихлорэтан.
5. Способ по любому из вариантов осуществления 1-4, где материал-подложка
предусматривает газовую ткань.
6. Способ по любому из вариантов осуществления 1-5, где расстояние между источником
5 капель и материалом-подложкой составляет от 40 см до 50 см.
7. Способ по любому из вариантов осуществления 1-6, где расстояние между источником
капель и материалом-подложкой составляет 45 см.
10 8. Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, где электростатический потенциал составляет от 80 кВ до 100 кВ.
9. Способ по любому из вариантов осуществления 1-8, где электростатический потенциал
составляет 90 кВ.
10. Способ по любому из вариантов осуществления 1-9, где проводимость раствора
составляет от 4x10"6 OM'VCM ДО 4x10"5 OM'VCM.
11. Способ по любому из вариантов осуществления 1-10, где проводимость раствора
20 составляет 2x10"5 OM'VCM.
12. Способ по любому из вариантов осуществления 1-11, где раствор дополнительно
содержит соль в виде иодида тетраэтиламмония.
25 Примеры
Цели и преимущества настоящего изобретения дополнительно проиллюстрированы при помощи следующих примеров, но конкретные материалы и их количества, указанные в данных примерах, а также другие условия и подробности не должны рассматриваться как неоправданно ограничивающие данное раскрытие.
ПРОЦЕДУРЫ ИСПЫТАНИЙ
Измерение базового веса
Базовый вес фильтрующей среды измеряли и регистрировали в виде массы на единицу площади и его можно регистрировать либо в виде фунтов на 3000 квадратных 5 футов (футы2), либо в виде граммов на квадратный метр (м2). Базовый вес рассчитывали для образца, который имеет размеры минимум 8 дюймов на 8 дюймов (203,2 мм на 203,2 мм), и испытывали согласно ASTM-D646-13.
Измерение толщины
10 Толщину фильтрующей среды измеряли при помощи компаратора Ames при
0,5 фунта/кв. дюйм.
Измерение эффективности
Эффективность фильтрования является характеристикой фильтрационной среды, 15 которая относится к доли дисперсного вещества, удаляемого из подвижного потока. Эффективность измеряли при помощи TSI 3160, испытательного стенда для определения фракционной эффективности, используя 0,3-мкм частицы диэтилгексилсебацината (DEHS) при 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
20 Измерение проницаемости
Проницаемость по Фрейзеру (иногда называемая проницаемостью фильтрующей среды) является линейной скоростью потока воздуха через материал при 0,5 дюйма водяного столба (0,5 дюйма Н2О) (125 Па) при испытании при помощи Textest FX3310 согласно ASTM D737-04.
Расчет показателя качества, проникновения, перепада давлений и сопротивления
Показатель качества является коэффициентом, используемым для сравнения сред. Большие значения показателя качества обычно лучше, чем меньшие значения. Показатель качества волокнистой массы можно рассчитать при помощи измерений эффективности и 30 проницаемости, описанных выше. Есть две основные единицы для FOM: кПа"1 и (см/с)/(см рт. ст.).
Показатель качества в кПа" (FOM 1) рассчитывают при помощи следующей формулы:
FOM 1 = -1п(проникновение)/АР,
1п(проникновение) представляет собой натуральный логарифм проникновения. Перепад 5 давлений (АР или dP) в кПа определяют из проницаемости при помощи формулы: АР = (10,5 фута в минуту/проницаемость) х 0,125 кПа,
где проницаемость представлена в футах/минуту при 125 Па. Проникновение определяют при помощи следующей формулы: Проникновение = 1 - (эффективность/100), 10 причем эффективность измеряют, как описано выше.
Показатель качества в (см/с)/(см рт. ст.) (FOM 2) рассчитывают при помощи следующей формулы:
FOM 2 = Чп(проникновение)/(сопротивление),
1п(проникновение) представляет собой натуральный логарифм проникновения. 15 Проникновение рассчитывают, как описано выше, при помощи следующей формулы: проникновение=1 - (эффективность/100), причем эффективность измеряют, как описано выше.
Сопротивление рассчитывают из проницаемости при помощи следующей формулы: Сопротивление= (0,1846)/проницаемость, 20 где проницаемость представлена в футах/минуту при 125 Па.
ПОЛУЧЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ
Пример 1
25 Тонкие волокна из стирола/акрилонитрила (SAN) получали электропрядением
раствора SAN (25% акрилонитрила) в 1,2-дихлорэтане при концентрации 20 вес. % на тканый материал-подложку из волокон на основе сложного полиэфира с проницаемостью по Фрейзеру, составляющей от 550 футов в минуту (футов/минуту или фт/мин) до 750 футов/минуту, базовым весом 58 г/м2, толщиной от 0,10 мм до 0,15 мм, номером нити
30 140 на дюйм ± 10% и диаметром нити 50 мкм ±5 мкм. Для контроля проводимости добавляли не более 1% соли в виде иодида тетраэтиламмония. Для предотвращения
высыхания раствора на поверхности источника капель воздух в пространстве прядения насыщали паром дихлорэтана.
Электропроводность раствора составляла 2 х 10"5 OM'VCM. ВЯЗКОСТЬ раствора составляла 6 сток (при плотности раствора 0,0006 м2/с). Прядение проводили в 5 электростатическом поле при разности потенциалов, составляющей 90 кВ. Объемный расход раствора составлял 0,01 см3/с на формующий элемент. Расстояние между источником капель и подложкой составляло 45 см.
Пример 2
10 Тонкие волокна подвергали электропрядению на тканый материал-подложку из
волокон на основе сложного полиэфира, как в примере 1. Нетканый слой из полиэтилентерефталата (PET) помещали на противоположную поверхность тонковолоконного слоя в качестве материала-подложки.
15 Пример 3
Тонкие волокна подвергали электропрядению на тканый материал-подложку из волокон на основе сложного полиэфира, как в примере 1. Нетканый слой из полиэтилена (РЕ) помещали на противоположную поверхность тонковолоконного слоя в качестве материала-подложки.
Сравнительный пример 1
Тонкие волокна, содержащие SAN, получали согласно способам из ЕР 0829293 В1, пример 2, при следующих отличиях. Раствор содержал 25 вес. % SAN, не более 1% иодида тетраэтиламмония, а оставшаяся часть представляла собой дихлорэтан (74 вес. %). 25 Электропроводность раствора составляла 2 х 10"5 OM'VCM. Прядение проводили в электростатическом поле с разностью потенциалов, составляющей 60 кВ. Расстояние между источником капель и подложкой составляло 25 см.
Как и в примере 2 из ЕР 0829293 В1, вязкость раствора составляла 1 Пах (8 сток при плотности раствора 1207 кг/м3), и объемный расход раствора составлял 0,0025 см3/с 30 на формующий волокна элемент.
Пример 4
Тонкие волокна подвергали электропрядению на тканый материал-подложку из волокон на основе сложного полиэфира, как в примере 1, за исключением того, что расстояние между источником капель и подложкой изменяли.
Сравнительный пример 2
Примеры 2, 3, 6, 9 и 10 из ЕР 0829293 В1.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Тестировали базовый вес и толщину тонковолоконного слоя из примеров 1-3 и сравнительного примера 1. Результаты показаны в таблице 1.
Измеряли эффективность и проницаемость подложки и тонковолоконного слоя из примера 1 и подложки, тонковолоконного слоя и нетканого слоя из примеров 2 и 3. Показатель качества (FOM) 1 и FOM 2 рассчитывали, как описано выше. Результаты показаны в таблице 2.
Измеряли эффективность и проницаемость подложки и тонковолоконных слоев из примера 4 и применяли для расчета показателя качества в кПа"1 (FOM 1). Результаты показаны на фигуре 1.
WO 2017/120398
PCT/US2017/01242
Полные раскрытия патентов, патентных документов и публикаций, указанных в данном документе, включены посредством ссылки во всей полноте, как если бы каждый из этих документов был включен отдельно. Различные модификации и изменения настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения. Следует понимать, что настоящее раскрытие не предназначено для неоправданного ограничения иллюстративными вариантами осуществления и примерами, изложенными в данном документе, и что такие примеры и варианты осуществления представлены только в качестве примера, причем объем изобретения должен ограничиваться только формулой изобретения, изложенной в данном документе далее.
Формула изобретения
1. Фильтрующая среда, содержащая:
тонковолоконный материал, содержащий сополимер стирола/акрилонитрила (SAN); и
материал-подложку,
где тонковолоконный материал расположен на подложке.
2. Фильтрующая среда по п. 1, где базовый вес тонковолоконного материала
2 2
составляет от 5 г/м до 20 г/м .
3. Фильтрующая среда по любому из п. 1 или п. 2, где проницаемость тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 100 футов/минуту (50,8 см/с) до 1000 футов/минуту (508 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
4. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-3, где эффективность тонковолоконного материала и материала-подложки составляет от 45% до 99,99% для 0,3-мкм частиц диэтилгексилсебацината (DEHS) при 10,5 фута/минуту (5,3 см/с).
5. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-4, где тонковолоконный материал образует слой, имеющий некоторую толщину, и при этом толщина слоя тонковолоконного материала составляет менее 1,0 мм.
6. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-5, где материал-подложка имеет базовый вес от 45 г/м2 до 85 г/м2, толщину от 0,10 мм до 0,15 мм и проницаемость от 550 футов/минуту до 750 футов/минуту (от 279 до 381 см/с) при 0,5 дюйма водяного столба (125 Па).
7. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-6, где тонковолоконный материал расположен между материалом-подложкой и защитным слоем.
8. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-7, где тонковолоконный материал представляет собой первый тонковолоконный материал, и материал-подложка представляет собой первый материал-подложку, и, кроме того, где фильтрующая среда дополнительно содержит второй материал-подложку, и второй тонковолоконный материал содержит сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), и где первый тонковолоконный материал и второй тонковолоконный материал расположены между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой.
9. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-8, где фильтрующая среда дополнительно содержит слой, содержащий адсорбирующую среду.
10. Фильтрующая среда по п. 9, где слой, содержащий адсорбирующую среду, содержит активированный уголь.
11. Фильтрующая среда по любому из п. 9 или п. 10, где тонковолоконный материал представляет собой первый тонковолоконный материал, и материал-подложка представляет собой первый материал-подложку, и где слой, содержащий адсорбирующую среду, расположен между первым тонковолоконным материалом и вторым тонковолоконным материалом, содержащим сополимер стирола/акрилонитрила (SAN), и первый тонковолоконный материал и второй тонковолоконный материал расположены между первым материалом-подложкой и вторым материалом-подложкой.
12. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-11, где сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит 75% стирола и 25% акрилонитрила.
13. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-11, где сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) содержит от 10% до 90% стирола и от 10% до 90% акрилонитрила.
14. Фильтрующая среда по любому из пп. 1-13, где фильтрующая среда содержит менее 5 вес. % стабилизатора или антиоксиданта.
15. Фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую среду по любому из пп. 1-14.
16. Циркуляционный фильтр, содержащий фильтрующую среду по любому из пп. 1-14.
17. Циркуляционный фильтр по п. 16, где циркуляционный фильтр приспособлен для применения в корпусе электронного оборудования.
18. Способ применения циркуляционного фильтра по любому из п. 16 или п. 17.
19. Способ получения тонких волокон, причем способ включает:
обеспечение раствора, содержащего сополимер стирола/акрилонитрила (SAN) и органический растворитель; и
электропрядение раствора на материал-подложку, где расстояние между источником капель и материалом-подложкой составляет по меньшей мере 40 см.
20. Способ по п. 19, где органический растворитель предусматривает дихлорэтан.
20.
Фигура 1
0,3
Фигура 2
100
120
Фигура 4
Фигура 5
140 100 120
220 1.00 120
162 164
Фигура 9
Фигура 10
220 200 240 140 100 120
220 200 240 160 140 100 120
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
(19)
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
(19)
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
(19)
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
PCT/US2017/012421
WO 2017/120398
1/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
1/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398 2/5 PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398 2/5 PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398 3/5 PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398 3/5 PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398 3/5 PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398 3/5 PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
4/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
4/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
4/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
4/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
5/5
PCTYUS2017/012421
WO 2017/120398
5/5
PCTYUS2017/012421
|
