CN113164846B - 具有细孔径分布的过滤介质 - Google Patents

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Abstract

提供了具有相对小的孔径的过滤介质以及与其相关的相关组件、***和方法。过滤介质可以包括纤维效率层、纤维支承层、和与效率层相邻的第三层。效率层可以赋予过滤介质相对均匀的孔结构而不会使过滤介质的实质主体增加。支承层可以促进孔结构的均匀性。例如，支承层可以防止可能由制造和/或加工造成的在相对薄的效率层中的缺陷和/或使其最少化。第三层可以用于赋予过滤介质有益的过滤(例如，效率、容尘量)特性和/或非过滤(例如，层保护)特性而不会不利地影响过滤介质的一种或更多种特性。如本文所述的过滤介质可以特别好地适用于涉及液体过滤的应用等应用。

Description

具有细孔径分布的过滤介质
技术领域
本发明的实施方案一般地涉及过滤介质，具体地，涉及具有相对小的孔径的过滤介质，其可用于多种应用(例如，液体过滤、小微粒的去除)。
背景技术
过滤元件可以用于在多种应用中除去污染物。这样的元件可以包括可由纤维网形成的过滤介质。纤维网提供了允许流体(例如，气体、液体)流过介质的多孔结构。流体内包含的污染颗粒(例如，灰尘、絮凝物、沉淀物、有机物、矿物或金属氧化物、微污染物、微生物颗粒、病毒颗粒、生物细胞、来自生物细胞的碎片、和生物分子聚集体)可以被捕获到纤维网上或纤维网中。根据应用，可以将过滤介质设计成具有不同的性能特征，例如增强的微粒效率。纤维网特征(例如，孔径、纤维尺寸、纤维组成、单位面积重量等)影响介质的过滤性能。虽然不同类型的过滤介质是可用的，但是需要改进。
发明内容
提供了具有相对小的孔径的过滤介质以及与其相关的相关组件、***和方法。在一些情况下，本申请的主题涉及相关产品、特定问题的替代解决方案和/或结构和组成的多种不同用途。
在一组实施方案中，提供了过滤介质。在一个实施方案中，过滤介质包括第一纤维网，第一纤维网包含平均直径小于或等于约0.5微米的第一纤维以及小于或等于约200微米的厚度；与第一纤维网直接相邻的轧光(calendered)纤维网；以及与第一纤维网结合的第三纤维网，其中过滤介质具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米的最大孔径以及小于或等于约0.2微米的孔径分布的半峰全宽。
在另一个实施方案中，过滤介质包括第一纤维网，第一纤维网包含平均直径小于或等于约0.5微米的第一纤维以及小于或等于约200微米的厚度；与第一纤维网直接相邻的轧光纤维网；以及与第一纤维网结合的第三纤维网，其中过滤介质具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米的最大孔径，以及小于或等于约5.0的最大孔径与平均孔径之比。
在一个实施方案中，过滤介质包括第一纤维网，第一纤维网包含平均直径小于或等于约0.5微米的第一纤维以及小于或等于约200微米的厚度；与第一纤维网直接相邻的第二纤维网，其中第二纤维网具有大于或等于约1磅/英寸且小于或等于约35磅/英寸的在机器方向上的干拉伸强度、大于或等于约10％且小于或等于约60％的在机器方向上的干拉伸延伸率、以及大于或等于约1微米且小于或等于约30微米的平均孔径；以及与第一纤维网结合的第三纤维网，其中过滤介质具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米的最大孔径以及小于或等于约0.2微米的孔径分布的半峰全宽。
在另一个实施方案中，过滤介质包括第一纤维网，第一纤维网包含平均直径小于或等于约0.5微米的第一纤维以及小于或等于约200微米的厚度；与第一纤维网直接相邻的第二纤维网，其中第二纤维网具有大于或等于约2μm2且小于或等于约50μm2的表面平均孔面积、大于或等于约0.005个交叉点/μm2且小于或等于约0.025个交叉点/μm2的交叉点密度、以及大于或等于约1微米且小于或等于约30微米的平均孔径；以及与第一纤维网结合的第三纤维网，其中过滤介质具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米的最大孔径以及小于或等于约0.2微米的孔径分布的半峰全宽。
在另一组实施方案中，提供了形成过滤介质的方法。在一个实施方案中，形成过滤介质的方法包括将层与第一纤维网的表面的至少一部分结合以形成过滤介质，其中第一纤维网具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米的最大孔径以及小于或等于约5.0的最大孔径与平均孔径之比，其中第一纤维网与第二纤维网直接相邻，以及其中过滤介质的最大孔径在第一纤维网在结合步骤之前的最大孔径的约0％至100％以内。
当结合附图考虑时，根据本发明的多个非限制性实施方案的以下详细描述，本发明的其他优点和新特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文献包含相对于彼此冲突和/或不一致的公开内容，则应以生效日期在后的文献为准。
附图说明
将参照附图通过实例的方式来描述本发明的非限制性实施方案，附图为示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中，所示出的每个相同或几乎相同的组件通常由单一附图标记表示。出于清楚的目的，并非在每个附图中都标记了每个组件，在图示不是使本领域普通技术人员理解本发明所必要的情况下，也未示出本发明的每个实施方案的每个组件。在附图中：
图1A示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；
图1B示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；
图1C示出了根据某些实施方案的过滤介质的截面；
图2A是根据某些实施方案的未轧光的纤维网的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图2B是根据某些实施方案的轧光纤维网的SEM图像；
图3A至图3D示出了根据某些实施方案的以下的图：(A)15升/分钟(lpm)下的平均(平均值)压降、(B)平均0.2微米颗粒效率、(C)2bar下的平均容尘量(DHC)、和(D)各种过滤介质的平均0.3微米颗粒效率；
图4是根据某些实施方案的平片(盘)配置和筒(元件)配置中的各种过滤介质的0.2微米颗粒效率的图；以及
图5是根据某些实施方案的平片(盘)配置和筒(元件)配置中的各种过滤介质的容尘量(DHC)(在本文中也被称为纳污容量)的图。
具体实施方式
提供了具有相对小的孔径的过滤介质以及与其相关的相关组件、***和方法。过滤介质可以包括纤维效率层、纤维支承层、和与效率层相邻的第三层。效率层可以赋予过滤介质相对均匀的孔结构(例如，窄的孔径分布、低的最大孔径与平均孔径之比)，而不会使过滤介质的实质主体(例如，厚度、单位面积重量)增加。支承层可以促进孔结构的均匀性。例如，支承层可以防止可能由制造(例如，效率层的)和/或加工(例如，结合、卷绕、打褶、切割)造成的在相对薄的效率层中的缺陷和/或使所述缺陷最小化。第三层可以用于赋予过滤介质有益的过滤(例如，效率、容尘量)特性和/或非过滤(例如，层保护)特性而不会不利地影响过滤介质的一种或更多种特性。如本文所述，过滤介质可以特别好地适用于涉及液体过滤的应用，包括在无菌环境中的微滤和超滤，尽管介质也可用于其他应用，例如油和气的微滤和超滤、工艺用水、废水、市政、半导体、食品、脱盐和化学工业。
在许多应用中，包括具有相对小且均匀的孔结构的低单位面积重量和/或薄的效率层的过滤介质可能是有利的。这样的过滤介质可以具有有效地捕获小颗粒(例如，胶体聚集体、悬浮的有机和无机物质)同时允许流体相对容易地通过的孔特征。效率层的低的厚度和/或单位面积重量可以降低紧密的孔结构对压降的影响，至少部分地使得过滤介质具有相对低的压降。低压降可以导致提高的能量效率、相对长的寿命、和/或在操作期间降低损坏过滤介质的可能性。此外，效率层的薄度以及相应的过滤介质可以允许更多的过滤介质装配到标准过滤元件中，导致了与较厚的过滤介质相比的增加的有效过滤面积。在一些情况下，可以使用具有相对小的直径(例如，小于或等于约0.5微米)的纤维来形成相对小且均匀的孔结构。相对小的纤维直径和纤维直径的均匀性(例如，约30％的变异系数)可以赋予效率层相对较高的表面积，导致对于给定的单位面积重量的更高的微粒捕获效率。不受理论的束缚，认为细纤维有助于效率层中较小的孔径，并且纤维尺寸的均匀性有助于窄的孔径分布。此外，不受理论的束缚，不存在纤维合并和成束或使其最小化有助于形成较小的孔。
然而，低单位面积重量和/或薄的效率层可能在机械上是易碎的。在一些情况下，效率层的单位面积重量、厚度、和/或纤维直径越小，效率层的强度越低。效率层的易碎性质趋于导致缺陷，其不利地影响孔结构的均匀性。这些缺陷可能发生在例如效率层的形成期间，或者稍后发生在过滤介质或过滤元件的制造过程中。作为结果，常规过滤介质中的低单位面积重量和/或薄的效率层可能在整个过滤介质区域上显示出孔径的显著变化，这可能显著降低过滤介质的过滤效率。因此，一些常规的过滤介质使用产生较厚的过滤介质的较厚的效率层。较厚的效率层可能经受相对高的压降、较短的寿命、降低的能量效率、和/或减小的有效过滤面积。需要这样过滤介质：其包括具有相对稳定、小且均匀的孔结构的低单位面积重量和/或薄的效率层。
本文所述的过滤介质包括低单位面积重量和/或薄的效率层，其不受常规过滤介质的一个或更多个限制。在一些实施方案中，如下文更详细地描述，过滤介质包括具有一种或更多种特性的纤维支承层，所述特性用于促进具有相对小的孔径和/或均匀的孔结构的纤维网的形成和/或保护所述纤维网的完整性。例如，纤维支承层可以具有有助于效率层(例如，平均纤维直径小于或等于约0.5微米的纤维网)形成而不使在纤维支承层的孔区域内沉积的效率层显著变形的表面特性(例如，孔径、密实度、光滑度、纤维交叉点密度、表面平均孔面积)，和/或可以具有例如在制造、处理、和/或应用期间使赋予到效率层的应力量急剧降低的机械特性(例如，拉伸强度、拉伸延伸率)。例如，不受理论的束缚，认为具有小表面孔面积和/或相对光滑的表面的支承层可以使效率层中的纤维的平均桥长度(例如，不与支承层的固体部分直接接触的支承层的两个固体部分之间的纤维的长度)最小化。在某些实施方案中，支承层可以防止在过滤介质和/或过滤元件制造过程期间的缺陷。例如，支承层可以防止在制造步骤期间，例如在效率层与另一层(例如，纤维网、第三层)的结合(例如，粘合地，经由层合)期间的缺陷形成。不受理论的束缚，认为支承层的尺寸稳定性降低了纳米纤维网在加工和处理步骤期间的应变量。轧光可以增加用于例如支承层的纤维网(例如，聚合物纤维网)的密实度和/或尺寸稳定性(例如，增加的强度、增加的韧性、增加的压缩模量)。不受理论的束缚，认为轧光可以增加纤维网(例如，聚合物网)中的单个纤维之间的结合量，并且在其中纤维网包含聚合物纤维的实施方案中，还可以增加聚合物的结晶度的量，两者都可以导致更高的强度和韧性。
无论在网形成和/或随后的制造步骤期间是否防止了缺陷形成或以其他方式使缺陷形成最小化，当并入过滤介质和/或过滤元件中时，本文所述的与支承层相邻(例如，直接相邻)的低单位面积重量和/或薄的效率层都可以具有相对小且均匀的孔结构。例如，本文所述的与包含相对小的纤维(例如，平均直径小于或等于约0.5微米)的低单位面积重量和/或薄的效率层直接相邻的支承层使得效率层或多个这样的效率层能够承受原本通常将导致孔径和/或缺陷增加的加工条件(例如，纤维网形成，与其他层结合，来自辊的张力)。作为实例，当利用层合(例如，热层合)或粘合剂(例如，丙烯酸类粘合剂、丙烯酸类共聚物粘合剂)与第三层(例如，保护层)结合时，与支承层直接相邻的纤维效率层可以基本上保持孔结构，而使用常规支承层的类似过程可能导致孔结构的显著变化。在一些实施方案中，本文所述的过滤介质基本上没有粘合剂。在一些实施方案中，本文所述的过滤介质不具有粘合剂。
本文所述的过滤介质可以用于多种应用中(例如，液体过滤；例如，当过滤微电子流体、涂料、溶剂、其他化学品、水、食品或生物制药悬浮液时除去细小的微粒和灰尘)。
本文所述的过滤介质的非限制性实例在图1A至图1C中示出。在一些实施方案中，如图1A所示，过滤介质100可以包括第一纤维网102。纤维网102可以为具有相对小且均匀的孔结构的纤维效率层。例如，纤维网102可以具有相对小的最大孔径(例如，小于或等于约2.5微米、小于或等于约1.5微米、小于或等于约1.0微米)和/或平均流量孔径(例如，小于或等于约1.0微米、小于或等于约0.4微米)。在一些情况下，第一纤维网的最大孔径与平均孔径之比可以小于或等于约5(例如，小于或等于约2.7)。纤维网102可以具有相对窄的孔径分布。例如，第一纤维网的孔径分布的半峰全宽可以小于或等于约0.2微米(例如，小于或等于约0.1微米)。
纤维网102可以是相对薄和/或轻质的。例如，第一纤维网的厚度可以小于或等于约200微米(例如，小于或等于约20微米)。在一些情况下，第一纤维网的单位面积重量可以小于或等于约10g/m2(例如，小于或等于约5.0g/m2、小于或等于约2.0g/m2)。在一些实施方案中，第一纤维网可以包含具有相对小的直径的纤维。例如，纤维网102可以包含平均直径小于或等于约0.5微米(例如，小于或等于约0.2微米)的纤维。在一些这样的情况下，第一纤维网102可以包含平均直径小于或等于约0.5微米的连续纤维(例如，静电纺丝纤维)。
过滤介质100还可以包括支承层。支承层可以包括与第一纤维网102相邻的第二纤维网104。在一些这样的实施方案中，第一纤维网102可以形成在第二纤维网104上。第二纤维网104可以具有促进第一纤维网102的孔结构的均匀性的一种或更多种表面特性和/或机械特性。例如，第二纤维网104的表面平均孔面积可以小于或等于约50μm2(例如，小于或等于约25μm2)。如本文所用，术语“表面平均孔面积”是指在例如包括纤维网的层的表面处的平均孔截面面积。如本文进一步所述，该表面平均孔面积可以通过分析扫描电子显微镜(SEM)图像来确定。第二纤维网104的均方根表面粗糙度可以小于或等于12μm(例如，小于或等于6μm)。在一些情况下，第二纤维网104可以具有小于或等于约35磅/英寸(例如，小于或等于约30磅/英寸)的在机器方向上的拉伸强度和/或大于或等于约10％且小于或等于约60％的在机器方向上的拉伸延伸率。在一些情况下，第二纤维网104通过在过滤介质100的制造和/或使用期间减小第一纤维网102上的应力来用于促进和/或以其他方式保持第一纤维网102的均匀性。在一些实施方案中，第三纤维网106为熔喷层。在一些实施方案中，第三纤维网106的平均纤维直径大于第一纤维网102的平均纤维直径且小于第二纤维网104的平均纤维直径。
在一些实施方案中，轧光(例如，光辊轧光)可以用于赋予第二纤维网一种或更多种有益的表面特性和/或机械特性。例如，轧光可以增加第二纤维网的光滑度、强度和/或密实度，同时减小支承层的表面上的表面平均孔面积、表面突出纤维的量、和/或松散纤维的量。第二纤维网可以在与第一纤维网接触之前被轧光。在一些这样的情况下，过滤介质100包括未轧光的第一纤维网和轧光的第二纤维网。在一些实施方案中，可以经由非轧光过程赋予第二纤维网一种或更多种有益的表面特性和/或机械特性。例如，纤维的选择可以用于赋予第二纤维网有益的特性。在某些实施方案中，第二纤维网104可以包含连续纤维(例如，熔喷纤维)。在某些实施方案中，第二纤维网104可以为湿法成网或非湿法成网的纤维网，其包含可以减小第二纤维网的孔径的具有相对小的直径和/或相对短的长度的短纤维(例如，Cyphrex纤维、莱赛尔纤维、玻璃纤维、原纤化纤维)，以及具有相对大的直径的短纤维。
过滤介质100还可以包括第三纤维网106。第三纤维网106可以被配置成赋予过滤介质有益的特性(例如，纳污容量、磨损保护性)，同时对过滤介质的对于给定应用而言重要的一种或更多种特性具有相对最小的不利影响或没有不利影响。在一些实施方案中，第三纤维网用做保护层和/或容量层(例如，预过滤层)。例如，第三纤维网可以用于在过滤期间捕获并保留微粒(例如，粗颗粒)从而增强过滤介质的纳污容量和/或防止对过滤介质的一个或更多个层(例如，效率层)的摩擦损坏以及其他的接触引起的损坏。在另一些实施方案中，第三纤维网可以为效率层。在一些这样的实施方案中，第三纤维网可以具有与第一纤维网的特性基本上相似和/或相同的一种或更多种特性(例如，孔径、单位面积重量、厚度)。
不管第三纤维网的功能，第三纤维网106可以与第一纤维网102结合。在一些实施方案中，第三纤维网可以经由层合过程(例如，热层合)与第一纤维网结合。在某些实施方案中，第三纤维网可以与第一纤维网粘接。应理解，在一些常规的过滤介质中，效率层与另一层之间的结合过程可能以增加最大孔径(例如，由于缺陷形成)和/或孔分布的方式损坏效率层的结构。然而，本文所述的与支承层(例如，第二纤维网)相邻的效率层(例如，第一纤维网)没有经历常规过滤介质的典型的损坏。此外，第三纤维网可以用作效率层的预过滤器，导致效率层的更长的运行寿命。在一些实施方案中，第三纤维网具有小于70微米的最大孔径；5％至50％的密实度；和/或5g/m2至50g/m2的单位面积重量。
在一些实施方案中，过滤介质可以包括如图1B至图1C所示的一个或更多个附加层。例如，如图1B所示，过滤介质120可以包括第一纤维网122(例如，效率层)、第二纤维网124(例如，支承层)、第三纤维网126和第四纤维网128。在某些实施方案中，第三纤维网126可以为效率层的一部分。即，效率层可以包括第一纤维网122和第三纤维网126。在这样的情况下，第四纤维网128可以为保护层。在一些这样的情况下，第四纤维网128可以与第三纤维网126相邻(例如，直接地相邻)。如图1B所示，第三纤维网126可以与第一纤维网122结合(例如，直接地结合)，以及纤维网122可以与第二纤维网124相邻。在一些实施方案中，第三纤维网126为熔喷层。在一些实施方案中，第三纤维网126的平均纤维直径大于第一纤维网122的平均纤维直径且小于第四纤维网128的平均纤维直径。在一些实施方案中，第三纤维网126的平均纤维直径小于第二纤维网124的平均纤维直径。
在另一些实施方案中，第四纤维网可以不与第三纤维网相邻(例如，直接地)。例如，如图1C所示，过滤介质140可以包括与第二纤维网144相邻(例如，直接地)的第四纤维网146。在一些这样的情况下，第二纤维网144和第四纤维网146可以为支承层的一部分。即，支承层可以包括第二纤维网144和第四纤维网146。在一些情况下，第二纤维网144可以具有促进第一纤维网(例如，效率层)的均匀性的一种或更多种特性，和/或第四纤维网146可以为过滤介质提供有益的机械特性。第一纤维网142可以与第三纤维网148相邻(例如，直接地)和/或与第三纤维网148结合。
在一些实施方案中，过滤介质(例如，过滤介质100、过滤介质120、过滤介质140)中的所有层(例如，纤维网)是非湿法成网的。
如本文所使用的，当纤维网被称为与另一纤维网“相邻”时，其可以与该纤维网直接相邻，或者也可以存在中间纤维网。纤维网与另一纤维网“直接相邻”意指不存在中间纤维网。
通常，一个或更多个附加纤维网可为任何合适的纤维网(例如，稀松布纤维网、背衬纤维网、基底纤维网、效率纤维网、容量纤维网、间隔件纤维网、支承纤维网)。
在一些实施方案中，过滤介质中的一个或更多个纤维网可以设计成独立于另一纤维网。即，来自一个纤维网的纤维基本上不与来自另一纤维网的纤维混纺(例如，完全不混纺)。例如，参照图1，在一组实施方案中，来自第一纤维网的纤维基本上不与第二纤维网的纤维混纺。独立的纤维网可以通过任何合适的工艺例如包括层合、热点结合、轧光、通气结合、超声处理、化学结合处理(例如，形成共价键)来接合或者通过粘合剂接合，如下文更详细地描述的。然而，应理解，某些实施方案可以包括相对于彼此不独立的一个或更多个纤维网。
应理解，附图中所示的纤维网的配置仅为示例，并且在另一些实施方案中，包括其他配置的纤维网的过滤介质可以是可能的。例如，虽然在图1中以特定顺序示出了第一纤维网、第二纤维网和任选纤维网，但是其他配置也是可能的。例如，任选纤维网可以设置在第一纤维网与第二纤维网之间。应理解，如本文所用的术语“第一”纤维网和“第二”纤维网是指介质中不同的纤维网，并不意味着对该纤维网的位置进行限制。此外，在一些实施方案中，除图中所示的纤维网之外，还可以存在附加纤维网(例如，“第三”纤维网、“第四”纤维网、“第五”纤维网、“第六”纤维网或“第七”纤维网)。还应理解，在一些实施方案中，并非图中所示的所有纤维网都需要存在。
如上所述，本文所述的过滤介质可以包括具有相对小且均匀的孔结构的第一纤维网(例如，效率层)。在一些实施方案中，第一纤维网的最大孔径可以相对小。例如，在一些实施方案中，第一纤维网的最大孔径可以小于或等于约2.5微米、小于或等于约2.3微米、小于或等于约2.0微米、小于或等于约1.8微米、小于或等于约1.5微米、小于或等于约1.4微米、小于或等于约1.3微米、小于或等于约1.2微米、小于或等于约1.1微米、小于或等于约1.0微米、小于或等于约0.9微米、小于或等于约0.8微米、小于或等于约0.7微米、小于或等于约0.6微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.4微米、小于或等于约0.3微米、或者小于或等于约0.2微米。在一些情况下，第一纤维网的最大孔径可以大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.4微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约0.6微米、大于或等于约0.7微米、大于或等于约0.8微米、大于或等于约0.9微米、大于或等于约1.0微米、大于或等于约1.1微米、大于或等于约1.2微米、大于或等于约1.4微米、大于或等于约1.6微米、大于或等于约1.8微米、大于或等于约2.0微米、或者大于或等于约2.2微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米、大于或等于约0.5微米且小于或等于约1.5微米)。最大孔径的其他值也是可能的。最大孔径可以根据标准ASTM F-316-80方法B，BS6410(2011)经由起泡点测量，例如使用由Porous Materials Inc.和Galwick制造的流体表面张力为15.9达因/cm的毛细管流动孔隙度仪(例如，型号CFP-34RTF-8A-X6)来确定。
在一些实施方案中，第一纤维网的平均流量孔径可以小于或等于约1.0微米、小于或等于约0.9微米、小于或等于约0.8微米、小于或等于约0.7微米、小于或等于约0.6微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.4微米、小于或等于约0.3微米、小于或等于约0.1微米、或者小于或等于约0.08微米。在一些情况下，平均流量孔径可以大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.06微米、大于或等于约0.07微米、大于或等于约0.08微米、大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.4微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约0.6微米、大于或等于约0.7微米、大于或等于约0.8微米、或者大于或等于约0.9微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.05微米且小于或等于约1微米、大于或等于约0.1微米且小于或等于约0.4微米)。平均流量孔径可以根据标准ASTM F-316-80方法B，BS6410(2011)，例如使用由Porous Materials Inc.和Galwick制造的流体表面张力为15.9达因/cm的毛细管流动孔隙度仪(例如，型号CFP-34RTF-8A-X6)来确定。
在一些实施方案中，第一纤维网的孔特征可以为相对均匀的。例如，在一些实施方案中，第一纤维网的最大孔径与平均流量孔径之比可以小于或等于约5.0、小于或等于约4.8、小于或等于约4.5、小于或等于约4.2、小于或等于约4.0、小于或等于约3.8、小于或等于约3.5、小于或等于约3.2、小于或等于约3.0、小于或等于约2.7、小于或等于约2.5、小于或等于约2.2、小于或等于约2.0、小于或等于约1.8、小于或等于约1.5、或者小于或等于约1.2。在一些情况下，最大孔径与平均流量孔径之比可以大于或等于约1、大于或等于约1.2、大于或等于约1.5、大于或等于约1.8、大于或等于约2.0、大于或等于约2.3、大于或等于约2.5、大于或等于约2.8、大于或等于约3.0、大于或等于约3.2、大于或等于约3.5、大于或等于约3.8、大于或等于约4.0、大于或等于约4.2、大于或等于约4.5、或者大于或等于约4.8。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1.0且小于或等于约5.0、大于或等于约2.3且小于或等于约2.7)。比率可以如上所述根据标准ASTM F316-03方法B，BS6410(2011)来确定。
如以下更详细地描述的，第一纤维网可以包含合成纤维(例如，尼龙纤维)等纤维类型。在一些情况下，第一纤维网可以包含相对高重量百分比的合成纤维(例如，大于或等于约95重量％、100重量％)。在一些情况下，如以下进一步描述的，合成纤维可以是连续的。例如，纤维网可以包含相对高百分比(例如，大于或等于约95重量％、100重量％)的经由静电纺丝工艺形成的合成纤维。通常，第一纤维网可以包含通过任何合适的工艺(包括静电纺丝工艺、熔喷工艺、熔体纺丝工艺或离心纺丝工艺)形成的合成纤维。在某些实施方案中，第一纤维网可以包含尼龙纤维和/或聚(醚砜)(PES)纤维。在一些实施方案中，静电纺丝工艺促进具有小的平均孔径和窄的孔径分布的效率层的形成。
在一些实施方案中，第一纤维网的平均纤维直径可以小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.45微米、小于或等于约0.4微米、小于或等于约0.35微米、小于或等于约0.3微米、小于或等于约0.25微米、小于或等于约0.2微米、小于或等于约0.15微米、小于或等于约0.1微米、小于或等于约0.09微米、小于或等于约0.08微米、小于或等于约0.07微米、或者小于或等于约0.06微米。在一些情况下，第一纤维网的平均纤维直径可以大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.06微米、大于或等于约0.07微米、大于或等于约0.08微米、大于或等于约0.09微米、大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.15微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.25微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.35微米、大于或等于约0.4微米、或者大于或等于约0.45微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.05微米且小于或等于约0.5微米、大于或等于约0.07微米且小于或等于约0.2微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。
在一些实施方案中，第一纤维网可以为相对薄的。例如，在一些实施方案中，第一纤维网的厚度可以小于或等于约200微米、小于或等于约175微米、小于或等于约150微米、小于或等于约125微米、小于或等于约100微米、小于或等于约75微米、小于或等于约50微米、小于或等于约40微米、小于或等于约30微米、小于或等于约20微米、小于或等于约18微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、或者小于或等于约8微米。在一些情况下，第一纤维网的厚度可以大于或等于约5微米、大于或等于约6微米、大于或等于约8微米、大于或等于约10微米、大于或等于约12微米、大于或等于约15微米、大于或等于约18微米、大于或等于约20微米、大于或等于约25微米、大于或等于约30微米、大于或等于约40微米、大于或等于约50微米、大于或等于约75微米、大于或等于约100微米、大于或等于约125微米、大于或等于约150微米、或者大于或等于约175微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约5微米且小于或等于约200微米、大于或等于约5微米且小于或等于约20微米)。平均厚度的其他值也是可能的。在一些实施方案中，厚度使用扫描电子显微镜(SEM)确定。5微米或更大的厚度可以根据标准ASTM D1777-96(2015)使用2.65psi的压力来确定。小于5微米的厚度可以使用扫描电子显微镜来确定。
在一些实施方案中，第一纤维网可以具有相对低的单位面积重量。例如，在一些实施方案中，第一纤维网的单位面积重量可以小于或等于约10g/m2、小于或等于约9g/m2、小于或等于约8g/m2、小于或等于约7g/m2、小于或等于约6g/m2、小于或等于约5.0g/m2、小于或等于约4.5g/m2、小于或等于约4.0g/m2、小于或等于约3.5g/m2、小于或等于约3.0g/m2、小于或等于约2.5g/m2、小于或等于约2.0g/m2、小于或等于约1.5g/m2、小于或等于约1.0g/m2、或者小于或等于约0.8g/m2。在一些情况下，第一纤维网的单位面积重量可以大于或等于约0.5g/m2、大于或等于约1g/m2、大于或等于约1.5g/m2、大于或等于约2.0g/m2、大于或等于约2.5g/m2、大于或等于约3.0g/m2、大于或等于约3.5g/m2、大于或等于约4.0g/m2、大于或等于约5.0g/m2、大于或等于约6g/m2、大于或等于约7g/m2、或者大于或等于约8g/m2。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约0.5g/m2且小于或等于约10g/m2、大于或等于约0.5g/m2且小于或等于约5.0g/m2、大于或等于约1.0g/m2且小于或等于约2.0g/m2)。单位面积重量的其他值是可能的。单位面积重量可以根据标准ASTM D3776-09(2009)确定。
在某些实施方案中，本文所述的第一纤维网可以具有相对低的密实度。例如，在一些实施方案中，第一纤维网的密实度可以小于或等于约30％、小于或等于约28％、小于或等于约25％、小于或等于约22％、小于或等于约20％、小于或等于约18％、小于或等于约15％、小于或等于约12％、小于或等于约10％、小于或等于约8％、或者小于或等于约5％。在一些情况下，第一纤维网的密实度可以大于或等于约2％、大于或等于约5％、大于或等于约8％、大于或等于约10％、大于或等于约12％、大于或等于约15％、大于或等于约20％、大于或等于约22％、大于或等于约25％、或者大于或等于约28％。应理解，上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约2％且小于或等于约30％、大于或等于约5％且小于或等于约12％)。密实度是层(例如，纤维网)或过滤介质被固体(例如，纤维)占据的体积百分比，因此为每单位质量的固体体积除以层或介质的每单位质量的体积之比乘100。表示为百分比的密实度可以基于以下等式纤维网孔隙率导出：密实度(％)＝100-孔隙率(％)。如本文所用的密实度还可以通过使用下式来确定：密实度％＝[单位面积重量/(纤维密度*厚度)]*100。单位面积重量和厚度可以如本文所述来确定。在一些实施方案中，纤维密度等于制成纤维的材料(例如，聚合物)的密度。例如，聚酰胺6纤维的纤维密度可以等于聚酰胺6的密度(约1.14g/cc；cc＝cm3)。
在某些实施方案中，本文所述的第一纤维网可以具有相对高的表面积。例如，在一些实施方案中，第一纤维网的表面积可以大于或等于约5m2/g、大于或等于约10m2/g、大于或等于约25m2/g、大于或等于约50m2/g、大于或等于约75m2/g、大于或等于约100m2/g、大于或等于约125m2/g、大于或等于约150m2/g、大于或等于约175m2/g、大于或等于约200m2/g、大于或等于约225m2/g、大于或等于约250m2/g、大于或等于约275m2/g、或者大于或等于约300m2/g。在一些情况下，第一纤维网的表面积可以小于或等于约350m2/g、小于或等于约325m2/g、小于或等于约300m2/g、小于或等于约275m2/g、小于或等于约250m2/g、小于或等于约225m2/g、小于或等于约200m2/g、小于或等于约175m2/g、小于或等于约150m2/g、小于或等于约125m2/g、小于或等于约100m2/g、小于或等于约70m2/g、小于或等于约40m2/g、或者小于或等于约10m2/g。应理解，上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约5m2/g且小于或等于约350m2/g、大于或等于约5m2/g且小于或等于约70m2/g、大于或等于约5m2/g且小于或等于约75m2/g)。
如本文所确定的，表面积通过使用标准BET表面积测量技术来测量。BET表面积根据电池协会国际标准(Battery Council International Standard)BCIS-03A“推荐的电池材料规格阀控式重组电池(Recommended Battery Materials Specifications ValveRegulated Recombinant Batteries)”第10节测量，第10节为“重组电池隔离件垫的表面积的标准测试方法(Standard Test Method for Surface Area of Recombinant BatterySeparator Mat)”。按照该技术，使用BET表面分析仪(例如，Micromeritics Gemini III2375表面积分析仪)用氮气经由吸附分析来测量BET表面积；在例如3/4"管中样品量为0.5克至0.6克；并使样品在75℃下脱气至少3小时。
如本文所述的，过滤介质可以包括第二纤维网(例如，轧光纤维网)。在一些实施方案中，第二纤维网的一种或更多种特性可以赋予过滤介质有益的特性，例如相对均匀的孔特征和机械稳定性。例如，第二纤维网的某些孔特征(例如，密实度、表面平均孔面积、交叉点密度(每单位面积的交叉点数)、孔径)、某些机械特性(例如，拉伸强度、拉伸延伸率)、和/或光滑度可以用于促进相对的孔均匀性和/或为一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网)提供机械稳定性。在一些实施方案中，可以使用轧光工艺来形成具有上述有益特性的第二纤维网。在一些这样的情况下，第二纤维网可以在与过滤介质中的另一纤维网(例如第一纤维网)组合之前和/或包括在过滤介质中之前进行轧光。在其他实施方案中，具有上述有益特性的第二纤维网可以通过将可交联单体溶液(例如，丙烯酸酯、丙烯酰胺或纤维素单体)流延到非压缩纤维网(例如，熔喷纤维网)上使得可交联单体溶液充分润湿未压缩纤维网(例如，熔喷纤维网)的孔来形成。在一些这样的实施方案中，单体的交联和聚合导致纤维网的孔填充和增强。在一些这样的实施方案中，交联可以经由照射、或化学过程或热处理引发。交联或聚合的单体可以为牺牲层，其在沉积第一纤维网(例如，效率层)之后被去除。
在一些实施方案中，第二层中的纤维之间的距离可以相对小。不受理论的束缚，认为当第二层中的纤维之间的距离小时，第一纤维网的纤维更有可能均匀地覆盖第二纤维网的孔区域(例如，没有缺陷和裂纹形成)。
在一些实施方案中，第二纤维网的孔隙率可以大于或等于约35％、大于或等于约40％、大于或等于约45％、大于或等于约50％、大于或等于约55％、大于或等于约60％、大于或等于约65％、大于或等于约70％、或者大于或等于约75％。在一些情况下，第二纤维网的孔隙率可以小于或等于约80％、小于或等于约75％、小于或等于约70％、小于或等于约65％、小于或等于约60％、或者小于或等于约55％。应理解，上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约50％且小于或等于约90％、大于或等于约70％且小于或等于约90％)。在一些实施方案中，第二纤维网的孔隙率大于或等于约35％且小于或等于约80％。纤维网的孔隙率，孔隙率(％)＝100–密实度(％)。
在某些实施方案中，本文所述的第二纤维网可以具有相对小的表面平均孔面积。例如，在一些实施方案中，第二纤维网的表面平均孔面积可以小于或等于约50μm2、小于或等于约45μm2、小于或等于约40μm2、小于或等于约35μm2、小于或等于约30μm2、小于或等于约25μm2、小于或等于约20μm2、小于或等于约15μm2、小于或等于约10μm2、或者小于或等于约5μm2。在一些情况下，第二纤维网的表面平均孔面积可以大于或等于约2μm2、大于或等于约5μm2、大于或等于约8μm2、大于或等于约10μm2、大于或等于约15μm2、大于或等于约20μm2、大于或等于约25μm2、大于或等于约30μm2、大于或等于约35μm2、大于或等于约40μm2、大于或等于约45μm2、或者大于或等于约50μm2。应理解，上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约2μm2且小于或等于约50μm2、大于或等于约5μm2且小于或等于约25μm2)。第二纤维网的表面平均孔面积的其他值也是可能的。
如本文所确定的，表面平均孔面积是通过使用DiameterJ(用于ImageJ图像分析软件的插件)的扫描电子显微镜分析来测量的。Phenom台式扫描电子显微镜可以用于生成显微照片。显微镜可以例如以零度倾斜聚焦在层(例如，纤维网；例如，第二纤维网)的表面上。显微照片可以在1200x的放大倍率下取得。电子加速电压可以为10kV，并且可以使用背散射电子来产生显微照片。SEM显微照片(图像)可以是灰度级的。ImageJ软件可以将SEM图像从灰度级图像转换为黑白图像，以测量SEM图像的几何特征(例如，平均纤维直径、表面平均孔面积、平均纤维交叉点密度)。在黑白图像中，黑色像素可以表示孔(例如，洞)的至少一部分，以及白色像素可以表示固体材料(例如，纤维)的至少一部分。在连续网例如熔喷纤维网中，一个或更多个黑色像素的集合(也称为黑色“岛”)可以被白色像素围绕。ImageJ中的软件算法可以检测这些黑色“岛”，计算黑色岛的数量(孔的数量)，并测量每个黑色岛的面积(每个孔的表面截面面积或孔面积)。可以通过将SEM图像中所有孔的累积孔面积除以图像中的孔数量来计算表面平均孔面积。类似地，软件可以计算白色像素的数量，并计算纤维直径、交叉点密度和/或其他信息。
在某些实施方案中，本文所述的第二纤维网可以具有相对高的每单位面积的纤维交叉点数量。例如，在一些实施方案中，第二纤维网可以具有大于或等于约0.005个交叉点/μm2、大于或等于约0.006个交叉点/μm2、大于或等于约0.007个交叉点/μm2、大于或等于约0.008个交叉点/μm2、大于或等于约0.009个交叉点/μm2、大于或等于约0.01个交叉点/μm2、大于或等于约0.012个交叉点/μm2、大于或等于约0.015个交叉点/μm2、大于或等于约0.018个交叉点/μm2、或者大于或等于约0.02个交叉点/μm2。在一些情况下，第二纤维网可以具有小于或等于约0.025个交叉点/μm2、小于或等于约0.022个交叉点/μm2、小于或等于约0.2个交叉点/μm2、小于或等于约0.018个交叉点/μm2、小于或等于约0.015个交叉点/μm2、小于或等于约0.012个交叉点/μm2、小于或等于约0.01个交叉点/μm2、小于或等于约0.009个交叉点/μm2、小于或等于约0.008个交叉点/μm2、小于或等于约0.007个交叉点/μm2、或者小于或等于约0.006个交叉点/μm2。应理解，上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约0.005个交叉点/μm2且小于或等于约0.025个交叉点/μm2、大于或等于约0.008个交叉点/μm2且小于或等于约0.02个交叉点/μm2)。
如本文所确定的，每平方微米的纤维交叉点的数量可以通过使用ImageJ图像分析软件的扫描电子显微镜分析来测量。Phenom台式扫描电子显微镜可以用于生成显微照片。显微镜可以例如以零度倾斜聚焦在层(例如，纤维网；例如，第二纤维网)的表面上。显微照片可以在1200x的放大倍率下取得。电子加速电压可以为10kV，并且可以使用背散射电子来产生显微照片。层表面处的纤维之间的交叉点总数可以通过对显微照片中交叉点计数并将交叉点的数量除以显微照片所覆盖的面积来确定。
在一些实施方案中，第二纤维网的最大孔径可以小于或等于约80微米、小于或等于约70微米、小于或等于约60微米、小于或等于约50微米、小于或等于约40微米、小于或等于约30微米、小于或等于约20微米、或者小于或等于约15微米。在一些情况下，第二纤维网的最大孔径可以大于或等于约10微米、大于或等于约20微米、大于或等于约30微米、大于或等于约40微米、大于或等于约50微米、大于或等于约60微米、或者大于或等于约70微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约10微米且小于或等于约80微米、大于或等于约30微米且小于或等于约80微米、大于或等于约70微米且小于或等于约80微米)。最大孔径的其他值也是可能的。
在一些实施方案中，第二纤维网(例如，轧光纤维网)的平均流量孔径可以小于或等于约30微米、小于或等于约28微米、小于或等于约25微米、小于或等于约22微米、小于或等于约20微米、小于或等于约18微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、小于或等于约8微米、小于或等于约5微米、小于或等于约4微米、或者小于或等于约2微米。在一些情况下，平均流量孔径可以大于或等于约1微米、大于或等于约2微米、大于或等于约5微米、大于或等于约8微米、大于或等于约10微米、大于或等于约12微米、大于或等于约15微米、大于或等于约20微米、大于或等于约22微米、大于或等于约25微米、或者大于或等于约28微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1微米且小于或等于约30微米、大于或等于约10微米且小于或等于约20微米)。
如上所述，在一些实施方案中，第二纤维网可以相对抵抗变形而不变脆。例如，第二纤维网可以具有相对高的拉伸强度和/或拉伸延伸率。不受理论的束缚，认为抗变形性可以显著降低可能由一些物理应力引起的对第一纤维网的损坏的可能性。该类型的应力可能来自例如网处理(例如，退卷/重卷、层合、整理和切割步骤)、打褶和盒组件阶段。如果在制造产品时第二纤维网经历明显的变形，则第一纤维网的稳定性和特性可能会受到影响。
在一些实施方案中，第二纤维网(例如，轧光纤维网)在机器方向上的干拉伸强度可以大于或等于约1磅/英寸、大于或等于约2磅/英寸、大于或等于约5磅/英寸、大于或等于约8磅/英寸、大于或等于约10磅/英寸、大于或等于约12磅/英寸、大于或等于约15磅/英寸、大于或等于约18磅/英寸、大于或等于约20磅/英寸、大于或等于约22磅/英寸、大于或等于约25磅/英寸、或者大于或等于约30磅/英寸。在一些情况下，在机器方向上的干拉伸强度可以小于或等于约35磅/英寸、小于或等于约32磅/英寸、小于或等于约30磅/英寸、小于或等于约28磅/英寸、小于或等于约25磅/英寸、小于或等于约20磅/英寸、小于或等于约15磅/英寸、小于或等于约10磅/英寸、或者小于或等于约5磅/英寸。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1磅/英寸且小于或等于约35磅/英寸、大于或等于约2磅/英寸且小于或等于约30磅/英寸)。在机器方向上的干拉伸强度的其他值也是可能的。在机器方向上的干拉伸强度可以根据标准ASTM D5035-11(2015)来确定。
在一些实施方案中，第二纤维网(例如，轧光纤维网)在横向上的干拉伸强度可以大于或等于约1磅/英寸、大于或等于约2磅/英寸、大于或等于约5磅/英寸、大于或等于约8磅/英寸、大于或等于约10磅/英寸、大于或等于约12磅/英寸、大于或等于约15磅/英寸、大于或等于约18磅/英寸、大于或等于约20磅/英寸、大于或等于约22磅/英寸、大于或等于约25磅/英寸、或者大于或等于约30磅/英寸。在一些情况下，在横向上的干拉伸强度可以小于或等于约35磅/英寸、小于或等于约32磅/英寸、小于或等于约30磅/英寸、小于或等于约28磅/英寸、小于或等于约25磅/英寸、小于或等于约20磅/英寸、小于或等于约15磅/英寸、小于或等于约10磅/英寸、或者小于或等于约5磅/英寸。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1磅/英寸且小于或等于约35磅/英寸、大于或等于约2磅/英寸且小于或等于约30磅/英寸)。在横向上的干拉伸强度的其他值也是可能的。在横向上的干拉伸强度可以根据标准ASTM D5035-11(2015)来确定。
在一些实施方案中，第二纤维网(例如，轧光纤维网)在机器方向上的干拉伸延伸率可以大于或等于约10％、大于或等于约13％、大于或等于约15％、大于或等于约20％、大于或等于约25％、大于或等于约30％、大于或等于约35％、大于或等于约40％、大于或等于约45％、大于或等于约50％、或者大于或等于约55％。在一些情况下，在机器方向上的干拉伸延伸率可以小于或等于约60％、小于或等于约55％、小于或等于约50％、小于或等于约45％、小于或等于约40％、小于或等于约35％、小于或等于约30％、小于或等于约25％、小于或等于约20％、或者小于或等于约15％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约10％且小于或等于约60％、大于或等于约13％且小于或等于50％)。在机器方向上的干拉伸延伸率的其他值也是可能的。在机器方向上的干拉伸延伸率可以根据标准ASTM D5035-11(2015)来确定。
在一些实施方案中，第二纤维网(例如，轧光纤维网)在横向上的干拉伸延伸率可以大于或等于约5％、大于或等于约10％、大于或等于约13％、大于或等于约15％、大于或等于约20％、大于或等于约25％、大于或等于约30％、大于或等于约35％、大于或等于约40％、大于或等于约45％、大于或等于约50％、或者大于或等于约55％。在一些情况下，在横向上的干拉伸延伸率可以小于或等于约70％、小于或等于约65％、小于或等于约60％、小于或等于约55％、小于或等于约50％、小于或等于约45％、小于或等于约40％、小于或等于约35％、小于或等于约30％、小于或等于约25％、小于或等于约20％、或者小于或等于约15％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约5％且小于或等于约70％、大于或等于约10％且小于或等于约60％、大于或等于约13％且小于或等于50％)。在横向上的干拉伸延伸率的其他值也是可能的。在横向上的干拉伸延伸率可以根据标准ASTM D5035-11(2015)来确定。
在一些实施方案中，第二纤维网的表面的至少一部分是相对光滑的。不受理论的束缚，认为：(i)光滑表面可以在效率层(例如，平均纤维直径小于或等于约0.5微米的纤维网)与支承层的表面之间提供高程度(例如，面密度)的接触点，这可以减少外部压力源下效率层上的局部应力的量；以及(ii)光滑表面具有相对小的表面粗糙度，当符合光滑表面时，其可以减小纳米纤维层的曲率量，其可以减小纳米纤维层中的内应力的量。在一些情况下，可以通过一个或更多个制造和/或加工步骤将光滑度赋予第二纤维网的表面。例如，在一些实施方案中，第二纤维网(例如，支承层)为轧光纤维网。不受理论的束缚，认为轧光过程可以减少或消除第二纤维网的表面上的松散的纤维端的量，松散的纤维端可能突出进入或穿过效率层并在效率层中引起缺陷。在某些实施方案中，可以混合或使用具有不同直径的纤维(例如，短纤维、连续纤维)以增加或减小表面粗糙度。用于赋予第二纤维网的表面光滑度的方法的非限制性实例包括轧光、化学和/或生物抛光、火焰烧毛和表面涂覆。
在一些实施方案中，第二纤维网的表面粗糙度的均方根可以小于或等于约50微米、小于或等于约40微米、小于或等于约30微米、小于或等于约20微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、小于或等于约8微米、小于或等于约5微米、或者小于或等于约2微米。在一些情况下，第二纤维网的表面粗糙度的均方根可以大于或等于约1微米、大于或等于约2微米、大于或等于约3微米、大于或等于约4微米、大于或等于约5微米、大于或等于约6微米、大于或等于约8微米、大于或等于约10微米、大于或等于约15微米、大于或等于约20微米、大于或等于约30微米、或者大于或等于约40微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1微米且小于或等于约50微米、大于或等于约3微米且小于或等于约10微米)。表面粗糙度的均方根粗糙度可以使用共聚焦激光显微术来确定。该测试按ISO 25178-1(2016)标准进行。
在一些实施方案中，第二纤维网可以为相对轻质的。例如，在一些实施方案中，第二纤维网的单位面积重量可以小于或等于约50g/m2、小于或等于约45g/m2、小于或等于约40g/m2、小于或等于约35g/m2、小于或等于约30g/m2、小于或等于约25g/m2、小于或等于约20g/m2、或者小于或等于约15g/m2。在一些情况下，第二纤维网的单位面积重量可以大于或等于约10g/m2、大于或等于约15g/m2、大于或等于约20g/m2、大于或等于约25g/m2、大于或等于约30g/m2、大于或等于约35g/m2、大于或等于约40g/m2、或者大于或等于约45g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约10g/m2且小于或等于约50g/m2、大于或等于约20g/m2且小于或等于约35g/m2)。单位面积重量的其他值也是可能的。
在一些实施方案中，第二纤维网可以为相对薄的。例如，在一些实施方案中，第二纤维网的厚度可以小于或等于约400微米、小于或等于约350微米、小于或等于约300微米、小于或等于约250微米、小于或等于约200微米、小于或等于约180微米、小于或等于约150微米、小于或等于约120微米、小于或等于约100微米、小于或等于约80微米、或者小于或等于约50微米。在一些情况下，第二纤维网的厚度可以大于或等于约25微米、大于或等于约30微米、大于或等于约50微米、大于或等于约80微米、大于或等于约100微米、大于或等于约120微米、大于或等于约150微米、大于或等于约180微米、大于或等于约200微米、大于或等于约220微米、大于或等于约250微米、大于或等于约280微米、大于或等于约300微米、大于或等于约320微米、或者大于或等于约350微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约25微米且小于或等于约400微米、大于或等于约50微米且小于或等于约180微米)。平均厚度的其他值也是可能的。在一些实施方案中，第二纤维网的厚度可以根据ASTM D1777-96(2015)使用2.65psi的压力来确定。
如下面更详细地描述，第二纤维网可以包含合成纤维等纤维类型。在一些情况下，第二纤维网可以包含相对高重量百分比的合成纤维(例如，大于或等于约95重量％、100重量％)。在一些情况下，如以下进一步描述的，合成纤维(例如，尼龙纤维、丙烯纤维)可以是连续的。例如，第二纤维网可以包含相对高百分比(例如，大于或等于约95重量％、100重量％)的经由熔喷工艺形成的合成纤维。通常，第二纤维网可以包含通过任何合适的工艺(包括熔喷工艺、熔体纺丝工艺、离心纺丝工艺、非湿法成网工艺和/或湿法成网工艺)形成的合成纤维。
在一些实施方案中，第二纤维网的平均纤维直径可以小于或等于约50微米，小于或等于约45微米，小于或等于约40微米，小于或等于约35微米，小于或等于约30微米，小于或等于约25微米，小于或等于约20微米，小于或等于约15微米，小于或等于约10微米，或者小于或等于约5微米。在一些情况下，平均纤维直径可以大于或等于约2微米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、大于或等于约15微米、大于或等于约20微米、大于或等于约25微米、大于或等于约30微米、大于或等于约35微米、大于或等于约40微米、或者大于或等于约45微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约2微米且小于或等于约50微米、大于或等于约2微米且小于或等于约30微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。
如上所述，过滤介质可以包括与第一纤维网结合(例如，粘接，经由层合)的第三纤维网。第三纤维网可以赋予过滤介质有益的特性。例如，第三纤维网可以为用于保护第一纤维网在加工和处理期间免受潜在的机械损坏的非过滤层。在一些实施方案中，第三纤维网被配置成用作增加过滤介质的纳污容量的预过滤层。在某些实施方案中，第三纤维网被配置成用作预过滤层和保护层二者。在某些实施方案中，第三纤维网可以赋予过滤介质有益的微粒捕获特性。例如，第三纤维网可以为效率层。在一些这样的情况下，第三纤维网可以具有与第一纤维网基本相似和/或相同的一种或更多种特性。不管第三纤维网的功能，第三纤维网可以与第一纤维网结合(例如，经由层合，粘合地)。
在一些实施方案中(例如，其中第三纤维网为非过滤层)，第三层可以具有相对大的孔。例如，在一些实施方案中，第三纤维网的最大孔径可以大于或等于约20微米、大于或等于约25微米、大于或等于约30微米、大于或等于约35微米、大于或等于约40微米、大于或等于约45微米、大于或等于约50微米、或者大于或等于约55微米。在一些情况下，第三纤维网的最大孔径可以小于或等于约70微米、小于或等于约60微米、小于或等于约56微米、小于或等于约50微米、小于或等于约45微米、小于或等于约40微米、小于或等于约35微米、小于或等于约30微米、或者小于或等于约25微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约20微米且小于或等于约70微米、大于或等于约20微米且小于或等于约60微米、大于或等于约30微米且小于或等于约56微米)。最大孔径的其他值也是可能的。
在一些实施方案中(例如，其中第三纤维网为非过滤层)，第三纤维网的平均流量孔径可以大于或等于约5微米、大于或等于约8微米、大于或等于约10微米、大于或等于约12微米、大于或等于约15微米、大于或等于约18微米、大于或等于约20微米、大于或等于约22微米、大于或等于约25微米、或者大于或等于约28微米。在一些情况下，平均流量孔径可以小于或等于约30微米、小于或等于约28微米、小于或等于约25微米、小于或等于约22微米、小于或等于约20微米、小于或等于约18微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、或者小于或等于约8微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约5微米且小于或等于约30微米、大于或等于约15微米且小于或等于约25微米)。应理解，在一些实施方案中(例如，其中第三纤维网为过滤层)，最大孔径和/或平均流量孔径可以与本文所述的一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网、第四纤维网)基本上相似和/或相同。
在一些实施方案中，第三纤维网的单位面积重量可以小于或等于约30g/m2、小于或等于约28g/m2、小于或等于约25g/m2、小于或等于约22g/m2、小于或等于约20g/m2、小于或等于约18g/m2、小于或等于约15g/m2、小于或等于约12g/m2、小于或等于约10g/m2、或者小于或等于约8g/m2。在一些情况下，第三纤维网的单位面积重量可以大于或等于约5g/m2、大于或等于约8g/m2、大于或等于约10g/m2、大于或等于约12g/m2、大于或等于约15g/m2、大于或等于约18g/m2、大于或等于约20g/m2、大于或等于约22g/m2、大于或等于约25g/m2、或者大于或等于约28g/m2。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于约5g/m2且小于或等于约30g/m2、大于或等于约10g/m2且小于或等于约25g/m2)。单位面积重量的其他值是可能的。单位面积重量可以根据标准ASTM D3776(2017)确定。应理解，在一些实施方案中(例如，其中第三纤维网为过滤层)，单位面积重量可以与本文所述的一个种或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网、第四纤维网)基本上相似和/或相同。
在一些实施方案中，第三纤维网可以为相对薄的。例如，在一些实施方案中，第三纤维网的厚度可以小于或等于约250微米、小于或等于约225微米、小于或等于约200微米、小于或等于约175微米、小于或等于约150微米、小于或等于约125微米、或者小于或等于约100微米。在一些情况下，第三纤维网的厚度可以大于或等于约80微米、大于或等于约100微米、大于或等于约125微米、大于或等于约150微米、大于或等于约175微米、大于或等于约200微米、或者大于或等于约225微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约80微米且小于或等于约250微米、大于或等于约100微米且小于或等于约150微米)。平均厚度的其他值也是可能的。在一些实施方案中，厚度可以根据标准ASTM D1777-96(2015)使用2.65psi的压力来确定。应理解，在一些实施方案中(例如，其中第三纤维网为过滤层)，厚度可以与本文所述的一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网、第四纤维网)基本上相似和/或相同。
如下面更详细地描述，第三纤维网可以包含合成纤维等纤维类型。在一些情况下，第三纤维网可以包含相对高重量百分比的合成纤维(例如，大于或等于约95重量％、100重量％)。在一些情况下，如以下进一步描述的，合成纤维可以是连续的。例如，第三纤维网可以包含相对高百分比(例如，大于或等于约95重量％、100重量％)的经由熔喷工艺形成的合成纤维。通常，第三纤维网可以包含通过任何合适的工艺(包括熔喷工艺、熔体纺丝工艺、离心纺丝工艺、非湿法成网工艺和/或湿法成网工艺)形成的合成纤维。
在一些实施方案中，第三纤维网的平均纤维直径可以大于或等于约1微米、大于或等于约2微米、大于或等于约3微米、大于或等于约4微米、大于或等于约5微米、大于或等于约8微米、大于或等于约10微米、大于或等于约12微米、大于或等于约15微米、或者大于或等于约18微米。在一些情况下，第三纤维网的平均纤维直径可以小于或等于约20微米，小于或等于约18微米，小于或等于约15微米，小于或等于约12微米，小于或等于约10微米，小于或等于约8微米，小于或等于约6微米，小于或等于约5微米，小于或等于约4微米，或者小于或等于约3微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1微米且小于或等于约20微米、大于或等于约2微米且小于或等于约15微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。应理解，在一些实施方案中(例如，其中第三纤维网为过滤层)，平均纤维直径可以与本文所述的一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网、第四纤维网)基本上相似和/或相同。
在一些实施方案中，过滤介质包括一个或更多个附加纤维网或组件。在某些实施方案中，过滤介质可以包括一个或更多个附加纤维网。例如，过滤介质可以包括四个或更多个(例如，五个或更多个、六个或更多个、七个或更多个)纤维网。在一些实施方案中，附加纤维网可以为保护层。例如，过滤介质可以包括与第二纤维网(例如，轧光纤维网)和第三纤维网(例如，效率层)相邻(例如，直接相邻)的第一纤维网(例如，效率层)以及与第三纤维网相邻(例如，直接相邻)的第四纤维网(例如，保护性纤维网)。在这种情况下，过滤介质还可以包括与第二纤维网相邻(例如，直接相邻)的第五纤维网(例如，支承层)。在一些实施方案中，附加纤维网可以为支承层。在一些这样的情况下，支承层(例如，纺粘纤维网)可以与第二纤维网相邻。作为另一个实例，过滤介质可以包括与第二纤维网(例如，轧光纤维网)和第三纤维网(例如，保护层)相邻(例如，直接相邻)的第一纤维网(例如，效率层)以及与第二纤维网相邻(例如，直接相邻)的第四纤维网(例如，支承层)。
附加纤维网(例如，第四纤维网、第五纤维网)的非限制性实例包括熔喷纤维网、湿法成网纤维网、纺粘纤维网、梳理纤维网、气流成网纤维网、水刺纤维网、力纺(forcespun)纤维网或静电纺丝纤维网。
如上所述，本文所述的过滤介质可以具有相对小且均匀的孔结构。在一些实施方案中，过滤介质可以具有相对小的平均流量和/或最大孔径。例如，在一些实施方案中，过滤介质的平均流量孔径小于或等于约1.0微米、小于或等于约0.9微米、小于或等于约0.8微米、小于或等于约0.7微米、小于或等于约0.6微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.4微米、小于或等于约0.3微米、小于或等于约0.1微米、或者小于或等于约0.08微米。在一些情况下，平均流量孔径可以大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.06微米、大于或等于约0.07微米、大于或等于约0.08微米、大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.4微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约0.6微米、大于或等于约0.7微米、大于或等于约0.8微米、或者大于或等于约0.9微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.05微米且小于或等于约1微米，大于或等于约0.1微米且小于或等于约0.4微米)。
在一些实施方案中，过滤介质的最大孔径小于或等于约2.5微米、小于或等于约2.3微米、小于或等于约2.0微米、小于或等于约1.8微米、小于或等于约1.6微米、小于或等于约1.4微米、小于或等于约1.3微米、小于或等于约1.2微米、小于或等于约1.1微米、小于或等于约1.0微米、小于或等于约0.9微米、小于或等于约0.8微米、小于或等于约0.7微米、小于或等于约0.6微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.4微米、小于或等于约0.3微米、或者小于或等于约0.2微米。在一些情况下，第一纤维网的最大孔径可以大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.4微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约0.6微米、大于或等于约0.7微米、大于或等于约0.8微米、大于或等于约0.9微米、大于或等于约1.0微米、大于或等于约1.1微米、大于或等于约1.2微米、大于或等于约1.4微米、大于或等于约1.6微米、大于或等于约1.8微米、大于或等于约2.0微米、或者大于或等于约2.2微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.1微米且小于或等于约2.5微米、大于或等于约0.5微米且小于或等于约1.3微米)。
在一些实施方案中，过滤介质的最大孔径与平均流量孔径之比可以小于或等于约5.0、小于或等于约4.8、小于或等于约4.5、小于或等于约4.2、小于或等于约4.0、小于或等于约3.8、小于或等于约3.5、小于或等于约3.2、小于或等于约3.0、小于或等于约2.7、小于或等于约2.5、小于或等于约2.2、小于或等于约2.0、小于或等于约1.8、小于或等于约1.5、或者小于或等于约1.2。在一些情况下，最大孔径与平均流量孔径之比可以大于或等于约1、大于或等于约1.2、大于或等于约1.5、大于或等于约1.8、大于或等于约2.0、大于或等于约2.3、大于或等于约2.5、大于或等于约2.8、大于或等于约3.0、大于或等于约3.2、大于或等于约3.5、大于或等于约3.8、大于或等于约4.0、大于或等于约4.2、大于或等于约4.5、或者大于或等于约4.8。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1.0且小于或等于约5.0、大于或等于约2.3且小于或等于约2.7)。
在一些实施方案中，过滤介质的孔分布的半峰全宽小于或等于约0.2微米、小于或等于约0.18微米、小于或等于约0.15微米、小于或等于约0.12微米、小于或等于约0.1微米、小于或等于约0.08微米、小于或等于约0.05微米、小于或等于约0.02微米、小于或等于约0.01微米、小于或等于约0.008微米、小于或等于约0.005微米、或者小于或等于约0.002微米。在一些情况下，过滤介质的孔分布的半峰全宽大于或等于约0.001微米、大于或等于约0.002微米、大于或等于约0.004微米、大于或等于约0.006、大于或等于约0.008微米、大于或等于约0.01微米、大于或等于约0.02微米、大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.08微米、大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.12微米、或者大于或等于约0.15微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.001微米且小于或等于约0.2微米、大于或等于约0.004微米且小于或等于约0.1微米)。半峰全宽(FWHM)可以根据标准ASTM F316-03(2011)确定。简言之，可以使用对数正态分布模型通过拟合孔径的直方图来计算FWHM。然后可以基于模型的特征值来计算FWHM。例如，本领域技术人员可以导出以下表达式，用于计算对数正态分布的FWHM：
FWHM＝EXP(比例*SQRT(-4*位置+2*(比例^2)-1.38629)+位置-比例^2)-EXP(-比例*SQRT(-4*位置+2*(比例^2)-1.38629)+位置-比例^2)。在这样的实施方案中，比例和位置参数是统计模型的结果。
在一些实施方案中，过滤介质可以具有相对均匀的平均流量孔径。例如，当在整个纤维层上测量时，最大孔径的标准偏差可能相对小。例如，在一些实施方案中，当在整个过滤介质上测量时，最大孔径的标准偏差可以小于或等于约2微米，小于或等于约1.8微米，小于或等于约1.6微米，小于或等于约1.4微米，小于或等于约1.2微米，小于或等于约1微米，小于或等于约0.8微米，小于或等于约0.6微米，小于或等于约0.4微米，小于或等于约0.2微米，或者小于或等于约0.1微米。在一些情况下，最大孔径的标准偏差可以大于或等于约0微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.4微米、大于或等于约0.6微米、大于或等于约0.8微米、大于或等于约1微米、大于或等于约1.2微米、大于或等于约1.4微米、大于或等于约1.6微米、或者大于或等于约1.8微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0微米且小于或等于约2微米、大于或等于约0微米且小于或等于约1微米)。最大孔径的标准偏差可以根据标准ASTM F316-03(2011)来确定。简言之，最大孔径可以沿着材料的宽度以规律的隔开的间隔(例如，相距7英寸)获得。可以由统计上显著数量的样本(例如，由每个过滤介质的至少八(8)次测量，例如由每个过滤介质的12次测量)确定标准偏差。例如，为确定面积为1m2、宽度为2m且长度为0.5m的过滤介质的标准偏差，可以在沿过滤介质的宽度的12个位置处测量平均流量孔径。可以距离过滤介质用于确定宽度的边缘4英寸进行第一次测量，以及可以距离用于确定宽度的另一边缘4英寸进行最后的测量。其余的测量可以在整个宽度上隔开，使得12次测量大约等距离分开。可以使用本领域普通技术人员已知的方法来计算标准偏差。
在一些实施方案中，过滤介质和/或纤维网(例如，第一纤维网)的水起泡点可以大于或等于约30psi、大于或等于约40psi、大于或等于约50psi、大于或等于约60psi、大于或等于约65psi、大于或等于约70psi、大于或等于约75psi、大于或等于约80psi、大于或等于约85psi、大于或等于约90psi、或者大于或等于约95psi。在一些情况下，水起泡点可以小于或等于约120psi、小于或等于约110psi、小于或等于约100psi、小于或等于约95psi、小于或等于约90psi、小于或等于约85psi、小于或等于约80psi、小于或等于约75psi、小于或等于约70psi、或者小于或等于约60psi。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约30psi且小于或等于约120psi、大于或等于约60psi且小于或等于约100psi、大于或等于约60psi且小于或等于约90psi)。水起泡点的其他值也是可能的。水起泡点可以根据根据标准ASTMF-316-80方法B，BS6410(2011)确定。
在一些实施方案中，过滤介质可以为相对薄的。例如，在一些实施方案中，过滤介质的厚度可以小于或等于约400微米、小于或等于约375微米、小于或等于约350微米、小于或等于约325微米、小于或等于约300微米、小于或等于约275微米、小于或等于约250微米、小于或等于约225微米、小于或等于约200微米、小于或等于约175微米、小于或等于约150微米、或者小于或等于约125微米。在一些情况下，厚度可以大于或等于约100微米、大于或等于约130微米、大于或等于约150微米、大于或等于约175微米、大于或等于约200微米、大于或等于约225微米、大于或等于约250微米、大于或等于约275微米、大于或等于约300微米、大于或等于约325微米、或者大于或等于约350微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约100微米且小于或等于约400微米、大于或等于约130微米且小于或等于约300微米)。在一些实施方案中，厚度可以根据标准ASTM D1777-96(2015)在2.6psi下确定。
在一些实施方案中，过滤介质可以为相对轻质的。例如，在一些实施方案中，过滤介质的单位面积重量可以小于或等于约80g/m2、小于或等于约75g/m2、小于或等于约70g/m2、小于或等于约65g/m2、小于或等于约62g/m2、小于或等于约60g/m2、小于或等于约58g/m2、小于或等于约55g/m2、小于或等于约52g/m2、小于或等于约50g/m2、小于或等于约48g/m2、或者小于或等于约45g/m2。在一些情况下，过滤介质的单位面积重量可以大于或等于约40g/m2、大于或等于约42g/m2、大于或等于约45g/m2、大于或等于约48g/m2、大于或等于约50g/m2、大于或等于约55g/m2、大于或等于约60g/m2、大于或等于约65g/m2、大于或等于约70g/m2、或者大于或等于约75g/m2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约40g/m2且小于或等于约80g/m2、大于或等于约45g/m2且小于或等于约62g/m2)。单位面积重量可以根据标准ASTM D3776(2013)确定。
如上所述，本文所述的过滤介质可以用于可能需要一定水平的微粒效率的广泛应用。微粒效率可以确定为通过过滤介质保留的进料流中上游单分散挑战物颗粒的百分比，或者100％减去在过滤介质的下游渗透流中残留的来自进料流的颗粒的百分比。β比率可以确定为过滤介质的上游颗粒的数量除以过滤介质的下游颗粒的数量。在一些实施方案中，根据国际过滤与测试服务(International Filter&Testing Services，IFTS)方法IFTS-FEEEIS-01:2013测量例如平片过滤介质的微粒效率。简言之，该测试当应用于平片过滤介质时是效率测试，其包括用具有尺寸为0.1微米至1.5微米或等于0.1微米和1.5微米的颗粒的大于一种尺寸的单分散颗粒的挑战物溶液挑战平片过滤介质，并测量平片过滤介质的上游和下游的具有不同尺寸的颗粒的数量，其中挑战物溶液的流量可以为例如1L/分钟。这些测量测试中使用的过滤介质试样可以为圆形形状并具有95cm2的有效面积。微粒效率测试可以在测试期间内以1升/分钟的恒定流量通过介质来进行。将具有平片过滤介质上游的颗粒尺寸的颗粒的数量(上游颗粒计数)与具有平片过滤介质下游的颗粒尺寸的颗粒的数量(下游颗粒计数)之间的差除以上游颗粒计数乘以100，得出介质对于颗粒尺寸(例如对于0.45微米颗粒尺寸)的效率百分比。
在一些实施方案中，过滤介质仍可以具有相对高的微粒效率。例如，过滤介质的微粒效率可以大于常规膜过滤器。在一些实施方案中，对于尺寸为0.45微米或更大的颗粒的微粒效率可以大于或等于约99％、大于或等于约99.5％、大于或等于约99.9％、大于或等于约99.95％、或者大于或等于约99.99％。在一些情况下，过滤介质和/或纤维网的微粒效率可以小于100％、小于或等于约99.99％、或者小于或等于约99.9％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约99％且小于100％、大于或等于约99％且小于或等于约99.99％、大于或等于约99％且小于或等于约99.9％)。在一些实施方案中，根据国际过滤与测试服务(IFTS)方法IFTS-FEEEIS-01:2013，监测尺寸为0.45微米的颗粒来测量例如平片过滤介质的微粒效率。
在一些实施方案中，过滤介质仍可以具有相对高的微粒效率。例如，过滤介质的微粒效率可以大于常规膜过滤器。在一些实施方案中，对于尺寸为0.3微米或更大的颗粒的微粒效率可以大于或等于约99％、大于或等于约99.5％、大于或等于约99.9％、大于或等于约99.95％、或者大于或等于约99.99％、＝。在一些情况下，过滤介质和/或纤维网的微粒效率可以小于100％、小于或等于约99.99％、或者小于或等于约99.9％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约99％且小于100％、大于或等于约99％且小于或等于约99.99％、大于或等于约99％且小于或等于约99.9％)。可以根据国际过滤与测试服务(IFTS)方法IFTS-FEEEIS-01:2013，监测尺寸为0.3微米的颗粒来测量例如平片过滤介质的微粒效率。
在一些实施方案中，过滤介质仍可以具有相对高的微粒效率。例如，在一些实施方案中，对于尺寸为0.2微米或更大的颗粒的微粒效率可以大于或等于约80％、大于或等于约85％、大于或等于约90％、大于或等于约95％、大于或等于约97％、大于或等于约99％、大于或等于约99.9％、大于或等于约99.95％、或者大于或等于约99.99％。在一些情况下，过滤介质和/或纤维网的微粒效率可以小于100％、小于或等于约99.99％、小于或等于约99.95％、小于或等于约99.9％、小于或等于约99.5％、小于或等于约99％、小于或等于约97％、小于或等于约95％、小于或等于约90％、或者小于或等于约85％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约80％且小于100％、大于或等于约80％且小于或等于约99.9％、大于或等于约90％且小于或等于约99.99％)。在一些实施方案中，根据国际过滤与测试服务(IFTS)方法IFTS-FEEEIS-01:2013，监测尺寸为0.2微米的颗粒来测量例如平片过滤介质的微粒效率。
在一些实施方案中，纤维网和/或过滤介质可以设计成用于无菌过滤。在一些这样的实施方案中，微粒效率可以非常高(例如，大于或等于约99.999％)。在一些实施方案中，过滤介质和/或纤维网的微粒效率可以以对数减少值(即，Log Reduction Value，LRV)表示，其为通过纤维网或过滤介质的微生物保留的定量测量。LRV为β比率的对数并且表示如下：LRV＝Log{[CFU]挑战物/[CFU]流出物]}
其中[CFU]挑战物是在通过过滤介质和/或纤维网之前流体中的集落形成单位中的细菌的总数，[CFU]流出物是在通过过滤介质和/或纤维网之后流体中的集落形成单位中的细菌总数。
LRV可以使用ASTM F838-05(2005)确定。当[CFU]流出物为零时，认为过滤介质是无菌的；然而，如果[CFU]流出物为零，则在以上等式中用1来计算LRV。简言之，对于76cm2样品面积，可以使用浓度为107CFU/1cm2样品面积的缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)作为挑战物。因此，[CFU]挑战物为7.6×108。认为8.88的LRV是无菌的。在一些实施方案中，过滤介质和/或纤维网的LRV可以大于4LRV，例如，4LRV至9LRV(例如6LRV)或等于4LRV和9LRV。在一些实施方案中，过滤介质和/或纤维网的LRV可以为8.88。在一些实施方案中，过滤介质和/或纤维网的LRV可以为约6。这样的过滤介质可以用于减小生物负载并除去一些不想要的生物微粒，从而延长末级过滤器的使用寿命。这样的过滤介质可以用作末级过滤器以支持用于水、微电子、化学品、食品和饮料以及生物医学市场的工业应用。
在一些实施方案中，本文所述的过滤介质具有相对高的透水率。例如，在一些实施方案中，过滤介质和/或纤维网的透水率可以大于或等于约2ml/分钟·cm2·psi、大于或等于约3ml/分钟·cm2·psi、大于或等于约4ml/分钟·cm2·psi、大于或等于约5ml/分钟·cm2·psi、大于或等于约6ml/分钟·cm2·psi、大于或等于约7ml/分钟·cm2·psi、或者大于或等于约8ml/分钟·cm2·psi。在一些情况下，过滤介质的透水率可以小于或等于约9ml/分钟·cm2·psi、小于或等于约8ml/分钟·cm2·psi、小于或等于约7ml/分钟·cm2·psi、小于或等于约6ml/分钟·cm2·psi、小于或等于约5ml/分钟·cm2·psi、小于或等于约4ml/分钟·cm2·psi、或者小于或等于约3ml/分钟·cm2·psi。应当理解，上述范围的所有组合是可能的(例如，大于或等于约2ml/分钟·cm2·psi且小于或等于约9ml/分钟·cm2·psi、大于或等于约3ml/分钟·cm2·psi且小于或等于约6ml/分钟·cm2·psi)。其他范围也是可能的。
透水率为水通量除以用于确定水流量的压力(例如，20psi)。水流量通过在20psi的压力下使去离子水通过有效过滤面积为12.5cm2的过滤介质或纤维网直至收集到1000ml水来测量。流量通过测量直至收集到1,000ml水的时间来确定。水通量通过将流量(ml/分钟)除以纤维网的样品有效面积(cm2)(即，暴露于流体流动的面积)来计算并以ml/分钟·cm2表示。
在一些实施方案中，过滤介质可以具有相对高的透气率。例如，在一些实施方案中，过滤介质的透气率可以大于或等于约0.5CFM、大于或等于约1CFM、大于或等于约2CFM、大于或等于约3CFM、大于或等于约4CFM、大于或等于约5CFM、大于或等于约6CFM、大于或等于约7CFM、大于或等于约8CFM、或者大于或等于约9CFM。在一些情况下，透气率可以小于或等于约10CFM、小于或等于约9CFM、小于或等于约8CFM、小于或等于约7CFM、小于或等于约6CFM、小于或等于约5CFM、小于或等于约4CFM、小于或等于约3CFM，或者小于或等于约2CFM。上述范围的所有组合也是可能的(例如，大于约0.5CFM且小于或等于约10CFM、大于约1CFM且小于或等于约6CFM)。透气率可以根据标准ASTM D737-04(2016)确定。
在一些实施方案中，过滤介质的纳污容量可以相对高。例如，本文所述的过滤介质可以具有比膜过滤器和/或其他常规液体过滤介质显著更高的纳污容量。在一些实施方案中，本文所述的过滤介质的纳污容量比常规膜过滤器大至少5％(例如，大约5％至约20％)。在一些实施方案中，相对高的纳污容量可以至少部分是由于第二纤维网和/或第三纤维网。在一些情况下，第二纤维网和/或第三纤维网可以起预过滤层或容量层的作用。在这样的情况下，选择这些纤维网的单位面积重量和孔径以及其他特性以提高纳污容量同时对过滤介质的对于给定应用而言重要的一种或更多种特性(例如，孔径分布)具有相对最小的不利影响或没有不利影响。
在一些实施方案中，过滤介质的纳污容量可以大于或等于约20mg/m2、大于或等于约22mg/m2、大于或等于约25mg/m2、大于或等于约28mg/m2、大于或等于约30mg/m2、大于或等于约32mg/m2、大于或等于约35mg/m2、或者大于或等于约38mg/m2。在一情况下，过滤介质的纳污容量可以小于或等于约40mg/m2、小于或等于约38mg/m2、小于或等于约35mg/m2、小于或等于约32mg/m2、小于或等于约30mg/m2、小于或等于约28mg/m2、小于或等于约25mg/m2、或者小于或等于约22mg/m2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约20mg/m2且小于或等于约40mg/m2、大于或等于约30mg/m2且小于或等于约40mg/m2)。其他值也是可能的。纳污容量可以通过使用EN-13443-2(2005)的修改版本来确定。简言之，纳污容量测试包括以100mg/L的浓度使细粘土粉尘Jetfine 1A的水性分散体流过过滤介质。流量保持恒定在1升/分钟，样品有效面积等于95cm2。当跨越介质产生的压降由于堵塞升高至2巴时，停止过滤测试。通过在干燥状态下称量过滤步骤之前和之后的样品质量来确定由于结垢引起的重量增加。
在一些实施方案中，跨越过滤介质的压降可以相对低。例如，在一些实施方案中，跨越过滤介质的压降可以小于或等于约1psi、小于或等于约0.9psi、小于或等于约0.8psi、小于或等于约0.7psi、小于或等于约0.6psi、小于或等于约0.5psi、小于或等于约0.4psi、小于或等于约0.3psi、或者小于或等于约0.2psi。在一些情况下，过滤介质的压降可以大于或等于约0.1psi、大于或等于约0.2psi、大于或等于约0.3psi、大于或等于约0.4psi、大于或等于约0.5psi、大于或等于约0.6psi、大于或等于约0.7psi、大于或等于约0.8psi、或者大于或等于约0.9psi。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.1psi且小于或等于约1psi、大于或等于约0.1psi且小于或等于约0.5psi。压降的其他值也是可能的。平片压降可以使用NF X 45-302(2000)测试方法测量。压降使用以1升/分钟的流量通过过滤介质的清水测量。
在一些实施方案中，过滤介质中的两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网)可以具有相似或基本上相同的某些特性(例如，水接触角、表面能)。所述网之间的相似性可以用于增强对于某些流体(例如，水)的渗透性、纤维网之间的结合和/或过滤介质在各种条件(例如，高温、高压、蒸汽灭菌)下的的结构稳定性。例如，包括具有基本上相同或相似的水接触角、临界表面张力和/或临界润湿表面张力的纤维网的过滤介质与包括关于这些特性不相似的第一纤维网和第二纤维网的过滤介质相比，可以表现出增强的润湿特性(例如，流体吸收性和渗透性)和/或结合。在一些这样的实施方案中，两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网)的水接触角可以相差小于或等于约20°(例如，小于或等于约15°)，临界表面张力可以相差小于或等于约15达因/cm(例如，小于或等于约7达因/cm)和/或临界润湿表面张力可以相差小于或等于约15达因/cm(例如，小于或等于约5达因/cm)。
在一些实施方案中，例如，为了增强由于热层合过程引起的层之间的结合，两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网)可以包含基本上相同或相似的材料。例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网可以包含尼龙或者本文所述的任何合适的材料。在一些实施方案中，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网包含使得水与纤维的接触角相对低(例如，小于90度、小于或等于约75度、小于或等于约60度、小于或等于约30度)的材料(例如，尼龙)，以在通过过滤介质对水性流体进行过滤期间促进水性流体通过过滤介质的高流量。
如本文中所使用的，纤维网或层(例如，支承层)的临界润湿表面张力限定为使用下述测试的被纤维网或层吸收的系列中最后液体的表面张力与未被纤维网或层吸收的系列中最初液体的表面张力的平均值。纤维网或层的临界润湿表面张力可以如美国专利第4,880,548号中描述的通过以顺序方式(即，从最低表面张力到最高表面张力)向纤维网或层的表面上施加一系列液体并观察各液体的吸收或未吸收来确定，其通过引用整体例如以“Wetting of Fibrous Media”并入本文。该技术包括将10滴第一液体和10滴第二液体放置于纤维网或层的代表部分上，并使液滴静置10分钟。液滴的直径为3mm至5mm。应选择两种液体使得它们之间的表面张力相差约2达因/cm。吸收限定为纤维网或层在其顶表面和底表面上在10分钟内被10滴中至少9滴的润湿。当10滴中至少9滴将不完全渗透通过多孔介质，即，底表面保持干燥时，限定未吸收。继续使用相继更高或更低表面张力的液体进行测试，直到确定一对，一种吸收，另一种未吸收，其表面张力间隔最紧密。然后临界润湿表面张力在该范围内，并使用两个表面张力的平均值作为单个数字以指定临界润湿表面张力。
在一些实施方案中，两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网)的临界润湿表面张力可以相差小于或等于约15达因/cm、小于或等于约12达因/cm、小于或等于约10达因/cm、小于或等于约8达因/cm、小于或等于约5达因/cm、小于或等于约3达因/cm、或者小于或等于约1达因/cm且大于或等于约0达因/cm。在一些实施方案中，临界润湿表面张力可以基本上是相同的。在某些实施方案中，临界润湿表面张力的差可以大于约0达因/cm。
在一些实施方案中，两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网)上的临界润湿表面张力可以大于或等于约10达因/cm、大于或等于约15达因/cm、大于或等于约25达因/cm、大于或等于约30达因/cm、大于或等于约40达因/cm、大于或等于约50达因/cm、大于或等于约60达因/cm、大于或等于约70达因/cm、大于或等于约80达因/cm、或者大于或等于约90达因/cm。
在一些情况下，两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网和/或第三纤维网)的临界润湿表面张力可以小于或等于约110达因/cm、小于或等于约100达因/cm、小于或等于约90达因/cm、小于或等于约80达因/cm、小于或等于约72达因/cm、小于或等于约60达因/cm、小于或等于约50达因/cm、小于或等于约40达因/cm、小于或等于约30达因/cm、或者小于或等于约20达因/cm。
上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约10达因/cm且小于或等于约110达因/cm、大于或等于约25达因/cm且小于或等于约72达因/cm)。临界润湿表面张力的其他值是可能的。
在一些情况下，过滤介质中的第一纤维网的重量百分比可以小于或等于约10％、小于或等于约9％、小于或等于约8％、小于或等于约7％、小于或等于约6％、小于或等于约5％、小于或等于约4％、小于或等于约3％、小于或等于约2％、或者小于或等于约1％。在一些实施方案中，过滤介质中的第一纤维网的重量百分比可以大于或等于约0.8％、大于或等于约1％、大于或等于约1.2％、大于或等于约1.5％、大于或等于约2％、大于或等于约3％、大于或等于约4％、大于或等于约5％、大于或等于约6％、大于或等于约7％、大于或等于约8％、或者大于或等于约9％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.8％且小于或等于约10％、大于或等于约1.5％且小于或等于约4％)。
在一些实施方案中，过滤介质中的第二纤维网和/或支承层的重量百分比可以大于或等于约40％、大于或等于约42％、大于或等于约45％、大于或等于约48％、大于或等于约50％、大于或等于约52％、大于或等于约55％、大于或等于约58％、大于或等于约60％、大于或等于约62％、或者大于或等于约65％。在一些情况下，过滤介质中的第二纤维网的重量百分比可以小于或等于约70％、小于或等于约68％、小于或等于约65％、小于或等于约60％、小于或等于约58％、小于或等于约55％、小于或等于约52％、小于或等于约50％、或者小于或等于约45％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约40％且小于或等于约70％、大于或等于约48％且小于或等于约65％)。
在一些实施方案中，过滤介质中的第三纤维网的重量百分比可以大于或等于约30％、大于或等于约32％、大于或等于约35％、大于或等于约38％、大于或等于约40％、大于或等于约42％、大于或等于约45％、大于或等于约48％、大于或等于约50％、大于或等于约52％、或者大于或等于约55％。在一些情况下，过滤介质中的第三纤维网的重量百分比可以小于或等于约60％、小于或等于约58％、小于或等于约55％、小于或等于约52％、小于或等于约50％、小于或等于约48％、小于或等于约45％、小于或等于约42％、小于或等于约40％、小于或等于约38％、或者小于或等于约35％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约30％且小于或等于约60％、大于或等于约35％且小于或等于约48％)。
*纤维网/过滤介质-合成纤维
一般地，过滤介质中的任何纤维网和相应的过滤介质可以包含任何合适的纤维类型。在一些实施方案中，一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网)和/或整个过滤介质可以包含单一纤维类型(例如，合成纤维)。例如，在某些实施方案中，一个或更多个纤维网和/或整个过滤介质可以包含如本文所述的合成纤维(例如，尼龙、二氧化硅、人造丝、莱赛尔、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯)。
在一些实施方案中，纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网)中的纤维可以具有可能取决于纤维形成方法的平均长度。例如，在一些实施方案中，通过静电纺丝工艺(例如，溶剂静电纺丝、熔体静电纺丝)、熔喷工艺、熔纺工艺或离心纺丝工艺形成的纤维可以是连续的(例如，大于约5cm、大于约50cm、大于约200cm)。
在一些实施方案中，过滤介质(例如，过滤介质100、过滤介质120和过滤介质140)可以包含合成纤维。例如，在一些实施方案中，效率层(例如，第一纤维网)和/或支承层(例如，第二纤维网)可以包含合成纤维。合成纤维可以具有相对小的平均纤维直径(例如，小于或等于约2微米)。例如，第一纤维网中的合成纤维的平均直径可以小于或等于约0.5微米(例如，约0.05微米至0.5微米)。在一些实施方案中，第一纤维网15、第二纤维网20和/或过滤介质10中的合成纤维可以为通过任何合适的工艺(例如，熔喷工艺、熔纺工艺、静电纺丝工艺、离心纺丝工艺)形成的连续纤维。在某些实施方案中，合成纤维可以通过静电纺丝工艺(例如，熔体静电纺丝、溶剂静电纺丝)形成。在另一些实施方案中，合成纤维可以是非连续的。在一些实施方案中，过滤介质中的所有纤维均为合成纤维。在某些实施方案中，第一纤维网15和/或第二纤维网20中的所有纤维均为合成纤维。在一些这样的情况下，第一纤维网15和/或第二纤维网20中的所有纤维均为连续纤维。
合成纤维可以包括任何合适类型的合成聚合物或其他材料。合适的合成纤维的实例包括聚酰亚胺、脂族聚酰胺(例如，尼龙6)、芳族聚酰胺、聚砜、乙酸纤维素、聚醚砜、聚芳基醚砜、改性聚砜聚合物、改性聚醚砜聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚(脲氨酯)、聚苯并咪唑、聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚丙烯、二氧化硅(silicon dioxide)(硅石(silica))、再生纤维素(例如，莱赛尔、人造丝)、碳(例如，衍生自聚丙烯腈的热解)、聚苯胺、聚(环氧乙烷)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、苯乙烯丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚(乙烯醇)、聚(偏二氟乙烯)、聚(乙烯基丁烯)、及其共聚物或衍生物化合物、及其组合。在一些实施方案中，合成纤维为有机聚合物纤维。合成纤维还可以包括多组分纤维(即，具有多种成分的纤维，例如双组分纤维)。在一些情况下，合成纤维可以包括可以由本文所述的聚合物(例如，尼龙、聚酯、聚丙烯)形成的静电纺丝(例如，熔体静电纺丝、溶剂静电纺丝)纤维、熔喷纤维、熔纺纤维或离心纺丝纤维。在一些实施方案中，合成纤维可以为静电纺丝纤维。过滤介质以及过滤介质中的各个纤维网也可以包含多于一种类型的合成纤维的组合。应理解，也可以使用其他类型的合成纤维类型。
在一些情况下，合成纤维(例如，在第一纤维网和/或第二纤维网中)可以是连续的(例如，静电纺丝纤维、熔喷纤维、纺粘纤维、离心纺丝纤维等)。例如，合成纤维的平均长度可以为至少约5cm、至少约10cm、至少约15cm、至少约20cm、至少约50cm、至少约100cm、至少约200cm、至少约500cm、至少约700cm、至少约1000cm、至少约1500cm、至少约2000cm、至少约2500cm、至少约5000cm、至少约10000cm；和/或小于或等于约10000cm、小于或等于约5000cm、小于或等于约2500cm、小于或等于约2000cm、小于或等于约1000cm、小于或等于约500cm、或者小于或等于约200cm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约100cm且小于或等于约2500cm)。平均纤维长度的其他值也是可能的。
在另一些实施方案中，合成纤维不是连续的(例如，短纤维)。通常，非连续合成纤维的特征可以在于比连续合成纤维短。例如，在一些实施方案中，过滤介质中的一个或更多个纤维网(例如，第二纤维网)中的合成纤维的平均长度可以为至少约0.1mm、至少约0.5mm、至少约1.0mm、至少约1.5mm、至少约2.0mm、至少约3.0mm、至少约4.0mm、至少约5.0mm、至少约6.0mm、至少约7.0mm、至少约8.0mm、至少约9.0mm、至少约10.0mm、至少约12.0mm、至少约15.0mm；和/或小于或等于约15.0mm、小于或等于约12.0mm、小于或等于约10.0mm、小于或等于约5.0mm、小于或等于约4.0mm、小于或等于约1.0mm、小于或等于约0.5mm、或者小于或等于约0.1mm。上述范围的组合也是可能的(例如，至少约1.0mm且小于或等于约4.0mm)。平均纤维长度的其他值也是可能的。
在其中合成纤维包含在一个或更多个纤维网和/或整个过滤介质中的一些实施方案中，一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网)和/或整个过滤介质中的合成纤维的重量百分比可以大于或等于约1％、大于或等于约20％、大于或等于约40％、大于或等于约60％、大于或等于约75％、大于或等于约90％、或者大于或等于约95％。
在一些情况下，第二纤维网中的合成纤维的重量百分比可以小于或等于约100％、小于或等于约98％、小于或等于约85％、小于或等于约75％、小于或等于约50％、或者小于或等于约10％。
上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约75％且小于或等于约100％)。合成纤维的重量百分比的其他值也是可能的。在一些实施方案中，一个或更多个纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网)和/或整个过滤介质包含100％的合成纤维。
在一组实施方案中，过滤介质中的一个或更多个纤维网(例如，第二纤维网)可以包含双组分纤维。双组分纤维可以包含热塑性聚合物。双组分纤维的各组分可以具有不同的熔化温度。例如，纤维可以包含芯和鞘，其中鞘的活化温度低于芯的熔化温度。这允许鞘在芯之前熔化，使得鞘与纤维网中的其他纤维粘合，而芯维持其结构完整性。核/鞘粘合纤维可以是同轴或非同轴的。另一些示例性双组分纤维可以包括裂膜纤维纤维、并列型纤维和/或“海岛型”纤维。
在一些实施方案中，双组分纤维的平均长度可以为至少约0.1mm、至少约0.5mm、至少约1.0mm、至少约1.5mm、至少约2.0mm、至少约3.0mm、至少约4.0mm、至少约5.0mm、至少约6.0mm、至少约7.0mm、至少约8.0mm、至少约9.0mm、至少约10.0mm、至少约12.0mm、至少约15.0mm；和/或小于或等于约15.0mm、小于或等于约12.0mm、小于或等于约10.0mm、小于或等于约5.0mm、小于或等于约4.0mm、小于或等于约1.0mm、小于或等于约0.5mm、或者小于或等于约0.1mm。上述范围的组合也是可能的(例如，至少约1.0mm且小于或等于约4.0mm)。平均纤维长度的其他值也是可能的。
在其中双组分纤维包含在一个或更多个纤维网(例如，第二纤维网)和/或整个过滤介质中的一些实施方案中，一个或更多个纤维网和/或整个过滤介质中的双组分纤维的重量百分比可以为例如大于或等于约1％、大于或等于约5％、大于或等于约10％、大于或等于约15％、大于或等于约30％、或者大于或等于约45％。在一些情况下，一个或更多个纤维网和/或整个过滤介质中的双组分纤维的重量百分比可以小于或等于约70％、小于或等于约50％、小于或等于约25％、小于或等于约10％、小于或等于约5％、或者小于或等于约1％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约30％且小于或等于约70％)。双组分纤维的重量百分比的其他值也是可能的。在另一些实施方案中，一个或更多个纤维网(例如，第二纤维网)和/或整个过滤介质可以包含0％的双组分纤维。
在其中第二纤维网包含非连续纤维的一些实施方案中，第二纤维网可以包含玻璃纤维。
在一些实施方案中，一个或更多个层(例如，第二纤维网、第三纤维网)和/或整个过滤介质基本上不含玻璃纤维(例如，小于1重量％的玻璃纤维、约0重量％至约1重量％的玻璃纤维)。例如，第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网和/或整个过滤介质可以包含0重量％的玻璃纤维。基本上不含玻璃纤维的过滤介质和布置可以有利于某些应用(例如，燃料***中的燃料-水分离、微粒分离)，因为玻璃纤维可以使钠离子(例如，Na+)脱落并滤出，这会导致物理磨损和皂形成。例如，玻璃纤维的脱落可能导致燃料喷射器堵塞，例如，在高压共轨应用中。在另一些实施方案中，第二层可以任选地包含玻璃纤维(例如，微玻璃纤维和/或短切玻璃纤维)。
然而，在另一些实施方案中，一个或更多个层和/或整个过滤介质可以包含玻璃纤维(例如，微玻璃纤维、短切玻璃纤维或其组合)。玻璃纤维的平均直径可以为例如小于或等于约30微米、小于或等于约25微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、小于或等于约9微米、小于或等于约7微米、小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、或者小于或等于约1微米。在一些情况下，玻璃纤维的平均纤维直径可以大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约1微米、大于或等于约3微米、或者大于等于约7微米、大于或等于约9微米、大于或等于约11微米、或者大于或等于约20微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0.1微米且小于或等于约9微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。
在一些实施方案中，玻璃纤维的重量百分比可以大于或等于约0重量％、大于或等于约2重量％、大于或等于约5重量％、大于或等于约10重量％、大于或等于约15重量％、大于或等于约25重量％、大于或等于约35重量％、大于或等于约50重量％、大于或等于约65重量％、或者大于或等于约80重量％。在一些情况下，层中的玻璃纤维的重量百分比可以小于或等于约100重量％、小于或等于约98重量％、小于或等于约95重量％、小于或等于约90重量％、小于或等于约80重量％、小于或等于约65重量％、小于或等于约50重量％、小于或等于约35重量％、小于或等于约25重量％、小于或等于约20重量％、小于或等于约15重量％、小于或等于约10重量％、小于或等于约5重量％、小于或等于约2重量％、或者小于或等于约1重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0重量％且小于或等于约10重量％、大于或等于约2重量％且小于或等于约100重量％)。在一些实施方案中，玻璃纤维的重量百分比可以小于或等于约5重量％(例如，0重量％)。在另一些实施方案中，玻璃纤维的重量百分比可以大于或等于约90重量％(例如，100重量％)。层中的玻璃的重量百分比的其他值也是可能的。在一些实施方案中，分别相对于层或过滤介质中的纤维的总重量，层或过滤介质包含上述范围的玻璃纤维。在一些实施方案中，以上重量百分比基于层的总干固体的重量。
在其中第二纤维网包含非连续纤维的一些实施方案中，第二纤维网可以包含原纤化纤维(例如，原纤化莱赛尔纤维、原纤化丙烯酸类纤维)。
在一些实施方案中，一个或更多个层(例如，第二纤维网、第三纤维网)和/或过滤介质中的纤维可以包含原纤化纤维。如本领域普通技术人员已知的，原纤化纤维包括分支成较小直径的原纤维的母体纤维，所述较小直径的原纤维在一些情况下可以进一步分支成甚至更小直径的原纤维，进一步分支也是可能的。原纤维的分支性质导致高表面积，并且可以增加纤维网中原纤化纤维与纤维之间的接触点的数量。网的原纤化纤维与其他纤维和/或组分之间接触点的这样的增加可以有助于增强纤维网的机械特性(例如，柔性、强度)和/或过滤性能特性。
原纤化纤维的实例包括，但不限于原纤化再生纤维素(例如，人造丝、莱赛尔)；微原纤化纤维素；纳米原纤化纤维素；原纤化合成纤维，包括纳米原纤化合成纤维(例如，由合成聚合物例如聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、尼龙和/或丙烯酸类形成的原纤化纤维)；和原纤化天然纤维(例如，硬木、软木)。不管原纤化纤维的类型如何，例如，基于层或介质中的纤维的总重量，一个或更多个层(例如，第二纤维网、第三纤维网)和/或整个过滤介质中的原纤化纤维的重量百分比可以大于或等于约0重量％、大于或等于约1重量％、大于或等于约5重量％、大于或等于约10重量％、大于或等于约20重量％、大于或等于约30重量％、大于或等于约40重量％、大于或等于约50重量％、大于或等于约60重量％、大于或等于约70重量％、或者大于或等于约80重量％。在一些情况下，例如，基于层或介质中的纤维的总重量，一个或更多个层和/或整个过滤介质中的原纤化纤维的重量百分比可以小于或等于约100重量％、小于或等于约98重量％、小于或等于约95重量％、小于或等于约90重量％、小于或等于约80重量％、小于或等于约70重量％、小于或等于约60重量％、小于或等于约50重量％、小于或等于约40重量％、小于或等于约30重量％、小于或等于约20重量％、或者小于或等于约10％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约0重量％且小于或等于约100重量％、大于或等于约0重量％且小于或等于约80重量％)。一个或更多个层和/或整个过滤介质中的原纤化纤维的重量百分比的其他值也是可能的。在一些实施方案中，层或过滤介质可以包含0重量％的原纤化纤维。在一些实施方案中，过滤介质的层(例如，第二纤维网、第三纤维网)可以包含大于或等于约90重量％(例如，100重量％)的原纤化纤维。例如，第二层可以包含100重量％的原纤化纤维。在一些实施方案中，分别相对于层或过滤介质中的纤维的总重量，层或过滤介质包含上述范围的原纤化纤维。在一些实施方案中，以上重量百分比基于层或过滤介质(包括任何树脂)的总干固体的重量。
在一些实施方案中，母体纤维可以具有在微米范围内的平均直径。例如，母体纤维的平均直径可以大于或等于约1微米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、大于或等于约20微米、大于或等于约30微米、大于或等于约40微米、大于或等于约50微米、大于或等于约60微米、或者大于或等于约70微米。在一些实施方案中，母体纤维的平均直径可以小于或等于约75微米、小于或等于约55微米、小于或等于约35微米、小于或等于约25微米、小于或等于约15微米、小于或等于约10微米、或者小于或等于约5微米。上述范围的组合也是可能的(例如，母体纤维的平均直径大于或等于约1微米且小于或等于约25微米)。其他范围也是可能的。
在另一些实施方案中，母体纤维可以具有在纳米范围内的平均直径。例如，在一些实施方案中，母体纤维的平均直径可以小于约1微米、小于或等于约0.8微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.1微米、小于或等于约0.05微米、小于或等于约0.02微米、小于或等于约0.01微米、或者小于或等于约0.005微米。在一些实施方案中，母体纤维的平均直径可以大于或等于约0.003微米、大于或等于约0.004微米、大于或等于约0.01微米、大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.1微米、或者大于或等于约0.5微米。上述范围的组合也是可能的(例如，母体纤维的平均直径大于或等于约0.004微米且小于或等于约0.02微米)。其他范围也是可能的。
原纤维的平均直径通常小于母体纤维的平均直径。根据母体纤维的平均直径，在一些实施方案中，原纤维的平均直径可以小于或等于约25微米、小于或等于约20微米、小于或等于约10微米、小于或等于约5微米、小于或等于约1微米、小于或等于约0.5微米、小于或等于约0.1微米、小于或等于约0.05微米、或者小于或等于约0.01微米。在一些实施方案中，原纤维的平均直径可以大于或等于约0.003微米、大于或等于约0.01微米、大于或等于约0.05微米、大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约1微米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、或者大于或等于约20微米。上述范围的组合也是可能的(例如，原纤维的平均直径大于或等于约0.01微米且小于或等于约20微米)。其他范围也是可能的。
原纤化水平可以根据许多合适方法测量。例如，原纤化纤维的原纤化水平可以根据由TAPPI测试方法T 227om 09(2009)纸浆的游离度规定的加拿大标准游离度(CanadianStandard Freeness，CSF)测试来测量。该测试可以提供平均CSF值。
在一些实施方案中，一个或更多个层中所使用的原纤化纤维的平均CSF值可以在约5mL至约750mL之间变化。在某些实施方案中，一个或更多个层中所使用的原纤化纤维的平均CSF值可以大于或等于1mL、大于或等于约10mL、大于或等于约20mL、大于或等于约35mL、大于或等于约45mL、大于或等于约50mL、大于或等于约65mL、大于或等于约70mL、大于或等于约75mL、大于或等于约80mL、大于或等于约100mL、大于或等于约150mL、大于或等于约175mL、大于或等于约200mL、大于或等于约250mL、大于或等于约300mL、大于或等于约350mL、大于或等于约500mL、大于或等于约600mL、大于或等于约650mL、大于或等于约700mL、或者大于或等于约750mL。
在一些实施方案中，一个或更多个层中所使用的原纤化纤维的平均CSF值可以小于或等于约800mL、小于或等于约750mL、小于或等于约700mL、小于或等于约650mL、小于或等于约600mL、小于或等于约550mL、小于或等于约500mL、小于或等于约450mL、小于或等于约400mL、小于或等于约350mL、小于或等于约300mL、小于或等于约250mL、小于或等于约225mL、小于或等于约200mL、小于或等于约150mL、小于或等于约100mL、小于或等于约90mL、小于或等于约85mL、小于或等于约70mL、小于或等于约50mL、小于或等于约40mL、小于或等于约25mL、小于或等于约10mL、或者小于或等于约5mL。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约10mL且小于或等于约300mL)。其他范围也是可能的。一个或更多个层中所使用的原纤化纤维的平均CSF值可以基于一种类型的原纤化纤维或多于一种类型的原纤化纤维。
在一些实施方案中，除了多根纤维之外，一个或更多个纤维网和/或整个过滤介质还可以包含其他组分，例如树脂、表面处理和/或添加剂。通常，可以使用任何合适的树脂以实现期望的性能。例如，树脂可以是聚合物的、基于水的、基于溶剂的、干强度和/或湿强度。通常，任何另外的组分以有限的量存在。
在一些实施方案中，一个或更多个纤维网的纤维的至少一部分可以涂覆有树脂而基本上不堵塞该纤维网的孔。在一些实施方案中，本文中所述的一个或更多个纤维网或整个过滤介质包含树脂。
在一些实施方案中，树脂可以包括粘合剂树脂。粘合剂树脂不是纤维形式的，并且不同于上述粘合纤维(例如，多组分纤维)。通常，粘合剂树脂可以具有任何合适的组成。例如，粘合剂树脂可以包括热塑性树脂(例如，丙烯酸类、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚酰胺)、热固性树脂(例如，环氧树脂、酚树脂)或其组合。在一些情况下，粘合剂树脂包括乙酸乙烯酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、共聚酯树脂、聚乙烯醇树脂、丙烯酸类树脂(例如苯乙烯丙烯酸类树脂)和酚树脂中的一者或更多者。其他树脂也是可能的。
如下面进一步描述的，树脂可以以任何合适的方式(包括例如以湿态)添加到纤维中。在一些实施方案中，树脂涂覆纤维并且用于将纤维彼此粘合以促进纤维之间的粘合。可以使用任何合适的方法和设备来涂覆纤维，例如，使用幕涂、凹版涂覆、熔融涂覆、浸涂、刮刀辊涂或旋涂等。在一些实施方案中，粘合剂在添加到纤维共混物中时沉淀。适当时，可以例如通过注射到共混物中向纤维中提供任何合适的沉淀剂(例如，表氯醇、碳氟化合物)。在一些实施方案中，在向纤维中添加时，树脂以使得一个或更多个纤维网或整个过滤介质浸渍有树脂(例如，树脂完全渗透)的方式进行添加。在多层纤维网中，可以在使纤维网组合之前将树脂分别添加到各纤维网中，或者可以在将纤维网组合之后将树脂添加到纤维网中。在一些实施方案中，将树脂例如通过喷洒或饱和浸渍或任何以上方法添加到干燥状态下的纤维中。在另一些实施方案中，将树脂添加到湿纤维网中。
本文所述的过滤介质可以使用合适的工艺，例如使用非湿法成网工艺或湿法成网工艺来生产。在一些实施方案中，本文所述的纤维网和/或过滤介质可以使用非湿法成网工艺，例如吹塑工艺或纺丝工艺来生产。在一些实施方案中，纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网)和/或整个过滤介质可以通过静电纺丝工艺形成。在一些实施方案中，静电纺丝利用高电压差以从本体聚合物溶液中产生聚合物溶液的细小喷射流。当聚合物通过电势和静电排斥力克服溶液的表面张力而带电时形成喷射流。在施加至溶液的电排斥力的作用下，喷射流被拉成细纤维。喷射流在飞行中干燥并被收集在接地的收集器上。在该过程期间快速的溶剂蒸发导致形成随机地排列成网的聚合物纳米纤维。在一些实施方案中，使用非熔化纤维化工艺制造静电纺丝纤维。静电纺丝纤维可以用任何合适的聚合物制成，所述聚合物包括但不限于有机聚合物、无机材料(例如，二氧化硅)、杂化聚合物及其任何组合。在一些实施方案中，本文所述的合成纤维可以由静电纺丝工艺形成。
在某些实施方案中，纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网)和/或整个过滤介质可以通过熔喷***形成，所述熔喷***例如2008年11月7日提交的题为“Meltblown FilterMedium”的美国公开第2009/0120048号和2010年12月17日提交的题为“Fine Fiber FilterMedia and Processes”的美国公开第2012-0152824号中描述的熔喷***，其各自出于所有目的通过引用整体并入本文。在某些实施方案中，纤维网(例如，第一纤维网、第二纤维网)和/或整个过滤介质可以通过熔纺工艺或离心纺丝工艺形成。
在一些实施方案中，可以使用非湿法成网工艺例如气流成网工艺或梳理工艺来形成一个或更多个纤维网。例如，在气流成网工艺中，可以将合成纤维混合，同时将空气吹送到传送机上。在梳理工艺中，在一些实施方案中，纤维通过辊和与辊连接的延伸部分(例如，钩、针)操纵。在一些情况下，通过非湿法成网工艺形成纤维网可以更适用于生产高度多孔的介质。在一些实施方案中，可以使用非湿法成网工艺(例如，静电纺丝、熔喷)来形成第一纤维网，可以使用湿法成网工艺来形成第二纤维网。第一纤维网和第二纤维网可以使用任何合适的工艺(例如，层合、轧光、光辊轧光)来组合。
在一些实施方案中，本文中所述的纤维网和/或过滤介质可以使用湿法成网工艺生产。通常，湿法成网工艺包括将一种或更多种类型的纤维混合在一起；例如，可以将一种类型的聚合物短纤维与另一种类型的聚合物短纤维和/或与不同类型的纤维(例如，合成纤维和/或玻璃纤维)混合在一起，以提供纤维浆料。浆料可以为例如基于水的浆料。在某些实施方案中，纤维在混合在一起之前任选地单独储存或组合储存在不同的储存罐中(例如，以在混合物中实现较大程度的均匀性)。
在过滤介质形成期间或形成之后，可以根据各种已知技术进一步处理过滤介质。例如，可以使用涂覆法以使树脂包含在过滤介质中。任选地，可以使用诸如层合、共打褶或整理(collation)的方法来形成和/或向过滤介质中添加附加纤维网。例如，在一些情况下，通过如上所述的湿法成网工艺使两个纤维网(例如，第一纤维网和第二纤维网)形成为复合制品，然后通过任何合适的方法(例如，层合、共打褶或整理)将复合制品与第三纤维网组合。可以理解，通过本文所述的方法形成的过滤介质或复合制品不仅可以基于各纤维网的组分，而且可以根据以适当的组合使用不同特性的多个纤维网的效果进行适当地调制(tailor)，以形成具有本文所述特征的过滤介质。
如本文所述的，在一些实施方案中，过滤介质的两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网和第三纤维网)可以单独形成，并通过任何合适的方法(例如层合、整理或通过使用粘合剂)进行结合。可以使用不同的工艺或相同的工艺形成两个或更多个纤维网。例如，各个纤维网可以通过非湿法成网工艺(例如，熔喷工艺、熔体纺丝工艺、离心纺丝工艺、静电纺丝工艺、干法成网工艺、气流成网工艺)、湿法成网工艺或任何其他合适的工艺独立地形成。
可以通过任何合适的方法将不同的纤维网粘合在一起。例如，纤维网可以使用压缩技术(例如层合)粘合。纤维网也可以通过化学结合、粘合剂和/或在任一侧上彼此熔融结合来粘合。
层合可以包括例如在特定压力和温度下使用平板层合机或任何其他合适的装置将两个或更多个纤维网(例如，第一纤维网和第二纤维网)压缩在一起持续一定的停留时间(即，在压力和热下花费的时间量)。例如，压力可以为约40psi至约60psi(例如，约40psi至约55psi、约40psi至约50psi、约45psi至约55psi、约45psi至约60psi、约50psi至约60psi)；温度可以为约100℃至约200℃(例如，约100℃至约175℃、约100℃至约150℃、或者约100℃至约125℃、约125℃至约200℃、约150℃至约200℃、约175℃至约200℃)；停留时间约1秒至约60秒(例如，约1秒至约30秒、约10秒至约25秒、或者约20秒至约40秒)；和/或线速度约5m/分钟至约20m/分钟(例如，约8m/分钟至约20m/分钟、约10m/分钟至约20m/分钟、约12m/分钟至约20m/分钟、约15m/分钟至约20m/分钟、约5m/分钟至约18m/分钟、约5m/分钟至约15m/分钟、约5m/分钟至约12m/分钟、约5m/分钟至约10m/分钟)。压力、温度和停留时间的其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，过滤介质可以包括通过静电纺丝工艺形成的第一纤维网，其粘附(例如，粘合地)至通过另外的工艺(例如，熔喷工艺)形成的第二纤维网。例如，第一纤维网(例如，静电纺丝纤维网)可以粘接至第二纤维网(例如，熔喷纤维网)上。合适的粘合剂的非限制性实例包括丙烯酸类共聚物、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、共聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、苯乙烯嵌段共聚物、热塑性弹性体、聚碳酸酯、有机硅及其组合。粘合剂可以使用不同的方法施加，例如喷涂(例如，如果使用基于溶剂或基于水的粘合剂则是溶液喷涂，或者如果使用热熔体粘合剂则是熔体喷涂)、浸涂、吻辊(kiss roll)、刮刀涂覆和凹版涂覆。在一些实施方案中，第一纤维网(例如，静电纺丝纤维网)和第二纤维网(例如，熔喷纤维网)可以使用通过喷涂施加的聚合物粘合剂(例如，丙烯酸类共聚物)来粘接。例如，静电纺丝纤维网(例如，包含尼龙纤维)和熔喷纤维网(例如，包含聚丙烯纤维)可以使用通过喷涂施加的聚合物粘合剂(例如，丙烯酸类共聚物)来粘接。
在一些实施方案中，第一纤维网的表面的至少一部分可以结合(例如，通过层合、通过粘合剂)至通过熔喷工艺、湿法成网工艺、气流成网工艺、力纺丝工艺、静电纺丝工艺、或者静电吹制(electroblowing)工艺形成的第三纤维网上。在一些情况下，第三纤维网可以结合至第一纤维网的表面以形成过滤介质。在一些实施方案中，结合过程不显著地改变第一纤维网的孔特征。例如，过滤介质的一种或更多种孔特性(例如，最大孔径、半高全宽、平均流量孔径、最大孔径与平均流量孔径之比)可以在第一纤维网在结合步骤之前的相同孔特性的值的约0％(无变化)至100％(100％变化)内，或者在一些实施方案中可以在第一纤维网在结合步骤之前的相同孔特性的值的0％至50％内(例如，0％至25％内、0％至10％内)。作为一个实例，本文所述的与第二纤维网相邻的第一纤维网在结合步骤之前可以具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约1.0微米的最大孔径，以及小于或等于约2.5的最大孔径与平均孔径之比。过滤介质的最大孔径和/或最大孔径与平均孔径之比可以在第一纤维网在结合步骤之前的最大孔径和/或最大孔径与平均孔径之比的约50％内。
如本文所述的，在一些实施方案中，第二纤维网和/或支承层可以是轧光的。通常，第二纤维网在与另一纤维网(例如，第一纤维网)接触之前被轧光。例如，第一纤维网可以形成在轧光的第二纤维网上。在这样的情况下，第一纤维网是未轧光的而第二纤维网是轧光的。在一些实施方案中，支承层(例如，第二纤维网和第四纤维网)在与另一纤维网(例如，第一纤维网)接触之前进行轧光。例如，在其中支承层包括两个或更多个纤维网的实施方案中，如以上关于图1C所述，支承层可以包括两个或更多个轧光纤维网。例如，支承层可以包括在熔喷纤维网上形成第一纤维网之前被轧光的熔喷纤维网和纺粘纤维网。
轧光工艺可以包括在特定的压力、温度和线速度下使用轧光辊压缩一个或更多个纤维网(例如，第二纤维网、第二纤维网和第四纤维网)。例如，压力可以为约500psi至约800psi(例如，约550psi至约750psi、约550psi至约700psi、约550psi至约650psi、约550psi至600psi、约600psi至约750psi、约600psi至约700psi、约650psi至约750psi、约700psi至约750psi)；温度可以为约40℃至约120℃(例如，约40℃至约85℃、约50℃至约85℃、约60℃至约85℃、约65℃至约75℃、约70℃至约85℃、约35℃至约80℃、约35℃至约70℃、约35℃至约60℃、约35℃至约50℃)；和/或线速度可以为约5英尺/分钟至约100英尺/分钟(例如，约5英尺/分钟至约80英尺/分钟、约10英尺/分钟至约50英尺/分钟、约15英尺/分钟至约100英尺/分钟、约15英尺/分钟至约25英尺/分钟、或者约20英尺/分钟至约90英尺/分钟)。压力、温度和线速度的其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，进一步处理可以包括对过滤介质进行打褶。例如，可以通过共打褶方法将两个纤维网接合。在一些情况下，过滤介质或其多个纤维网可以通过在彼此间隔适当的间距处形成划线来适当地打褶，从而使过滤介质被折叠。在一些情况下，一个纤维网可以缠绕在经打褶的纤维网上。应理解，可以使用任何合适的打褶技术。
在一些实施方案中，可以对过滤介质进行后处理(例如经受起皱处理)以增加网内的表面积。在另一些实施方案中，可以对过滤介质进行压花。
在一些实施方案中，本文所述的纤维网、层和/或过滤介质是未经压花的。
过滤介质可以包括任何合适数量的纤维网，例如，至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个纤维网。在一些实施方案中，过滤介质可以包括最多20个纤维网。
在一些实施方案中，本文所述的纤维网可以为非织造网。非织造网可以包含非取向纤维(例如，在网内随机排列的纤维)。非织造网的实例包括通过如本文所述的湿法成网工艺或非湿法成网工艺制成的网。非织造网还包括纸，例如基于纤维素的网。
本文所述的过滤介质可以用于整个过滤布置或过滤元件中。在一些这样的实施方案中，过滤介质包括一个或更多个附加纤维网或组件。应理解，除本文所述的一个或更多个纤维网之外，过滤介质还可以包括其他部件。在一些实施方案中，进一步处理包括并入一个或更多个结构特征和/或加强元件。例如，可以使过滤介质与附加结构特征例如聚合物网和/或金属网组合。在一个实施方案中，可以将筛网背衬设置在过滤介质上，从而提供另外的刚度。在一些情况下，筛网背衬可以有助于保持打褶的配置。例如，筛网背衬可以为扩展的金属丝或挤出的塑料网。
在一些实施方案中，可以将过滤介质并入多种过滤元件中用于多种过滤应用。示例性类型的过滤器包括生物处理过滤器、化学处理过滤器、工业处理过滤器、医用过滤器(例如，血液过滤器)、排放过滤器、空气过滤器和水过滤器。过滤介质可以适用于过滤气体或液体。水和/或空气过滤器可以用于除去微生物、病毒颗粒和/或其他污染物。例如，适用于水过滤的过滤介质可以用于处理城市用水、住宅用水和/或工业用水(例如，采矿水、冷却塔/锅炉水、核水、半导体和生物制药行业用超纯水生产)。
过滤元件还可以为任何合适的形式，例如打褶的过滤器、胶囊、螺旋缠绕元件、板和框架装置、平片模块、容器袋、盘管单元、径向过滤元件、板式过滤元件或槽流元件(channel flow element)。径向过滤元件可以包括被限制在两个柱形形状的开放丝网内的打褶的过滤介质。在使用期间，流体可以从外部通过打褶的介质流到径向元件的内部。
在一些情况下，过滤元件包括可以设置在过滤介质周围的壳体。壳体可以具有各种配置，并且配置基于预期应用而变化。在一些实施方案中，壳体可以由设置成围绕过滤介质周边的框架形成。例如，框架可以围绕周边热密封。在一些情况下，框架具有大致矩形的配置，其围绕大致矩形的过滤介质的全部四个侧面。框架可以由各种材料形成，包括例如金属、聚合物或合适材料的任何组合。过滤元件还可以包括本领域已知的多种其他特征，例如使过滤介质相对于框架、间隔件稳定的稳定化特征或任何其他适当的特征。
过滤元件可以具有有与以上关于过滤介质所述的那些基本上相同或改善的值的一个或更多个特性。例如，上述透水率、过滤效率、最大孔径、平均孔径和/或孔径分布也可以见于过滤元件。在一些实施方案中，提供了筒式元件(例如标准10”元件)。
在一些实施方案中，筒式元件包括过滤介质。在一些实施方案中，过滤介质为经打褶的，具有0.1cm至10cm或等于0.1cm和10cm(例如，0.5cm至2cm(例如，1.27cm)或等于0.5cm和2cm)的褶高度。在一些实施方案中，筒式元件还包括与过滤介质相邻的一个或更多个稀松布层(例如，两个、三个或更多个稀松布层)。在一些实施方案中，过滤介质和一个或更多个稀松布层(例如，一起打褶的)一起配置成开放式的圆筒。在一些实施方案中，筒式元件还包括过滤介质和/或一个或更多个稀松布层位于其中的筒式壳体，例如具有封围过滤介质和/或一个或更多个稀松布层的密封端盖的筒式壳体。
在一些实施方案中，提供了制造筒式元件的方法。在一些实施方案中，所述方法包括将本文所述的过滤介质以辊形式与上游的一层稀松布(例如，聚丙烯稀松布)和下游侧的两层稀松布(例如，聚丙烯稀松布)一起进给到刀片打褶器中以产生穿过介质和稀松布层的1.27cm的褶高度。在一些实施方案中，所述方法还包括将经打褶的稀松布-支承的介质切割成适当的长度并接合介质，例如以形成开放式的圆筒。在一些实施方案中，所述方法还包括将经打褶的介质圆筒***到筒式壳体中并例如通过热密封壳体的端盖来封围圆筒。
在一些实施方案中，过滤元件(例如，筒式元件)仍可以具有相对高的微粒效率。例如，在一些实施方案中，对于尺寸为0.45微米或更大的颗粒的微粒效率可以大于或等于约98％、大于或等于约98.5％、大于或等于约99％、大于或等于约99.5％、大于或等于约99.9％、或者大于或等于约99.99％。在一些情况下，过滤元件的微粒效率可以小于100％、小于或等于约99.99％、小于或等于约99.9％、或者小于或等于约99％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约98％且小于100％、大于或等于约98％且小于或等于约99.99％、大于或等于约99％且小于或等于约99.9％)。例如，过滤元件(例如，筒式元件)的微粒效率可以根据IFTS方法IFTS-FEEEIS-01:2013，监测尺寸为0.45微米的颗粒来测量。效率可以如上所述进行测量，不同之处在于挑战物溶液的流量在平片过滤介质与筒式元件之间可以不同。在平片过滤介质的情况下，在一些情况下，挑战物溶液的流量可以为1L/分钟，而对于筒式元件，挑战物溶液的流量可以为15L/分钟。
在一些实施方案中，过滤元件仍可以具有相对高的微粒效率。例如，在一些实施方案中，对于尺寸为0.3微米或更大的颗粒的微粒效率可以大于或等于约98％、大于或等于约98.5％、大于或等于约99％、大于或等于约99.5％、大于或等于约99.9％、或者大于或等于约99.99％。在一些情况下，过滤元件的微粒效率可以小于100％、小于或等于约99.99％、小于或等于约99.9％、或者小于或等于约99％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约98％且小于100％，大于或等于约98％且小于或等于约99.99％，大于或等于约99％且小于或等于约99.9％)。例如，过滤元件(例如，筒式元件)的微粒效率可以根据IFTS方法IFTS-FEEEIS-01:2013，监测尺寸为0.3微米的颗粒来测量。
在一些实施方案中，过滤元件仍可以具有相对高的微粒效率。例如，在一些实施方案中，对于尺寸为0.2微米或更大的颗粒的微粒效率可以大于或等于约90％、大于或等于约92％、大于或等于约95％、大于或等于约98％、大于或等于约99％、大于或等于约99.9％、或者大于或等于约99.99％。在一些情况下，过滤元件的微粒效率可以小于100％、小于或等于约99.99％、小于或等于约99.9％、小于或等于约99％、小于或等于约97％、或者小于或等于约95％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约90％且小于100％、大于或等于约90％且小于或等于约99.99％、大于或等于约90％且小于或等于约99.9％)。例如，过滤元件(例如，筒式元件)的微粒效率可以根据IFTS方法IFTS-FEEEIS-01:2013，监测尺寸为0.2微米的颗粒来测量。
在一些实施方案中，过滤元件的纳污容量可以大于或等于约60mg/cm2、大于或等于约65mg/cm2、大于或等于约70mg/cm2、大于或等于约75mg/cm2、大于或等于约80mg/cm2、大于或等于约85mg/cm2、大于或等于约90mg/cm2、或者大于或等于约95mg/cm2。在一些情况下，过滤元件的纳污容量可以小于或等于约100mg/cm2、小于或等于约95mg/cm2、小于或等于约90mg/cm2、小于或等于约85mg/cm2、小于或等于约80mg/cm2、小于或等于约75mg/cm2、小于或等于约70mg/cm2、小于或等于约65mg/cm2、小于或等于约64mg/cm2、或者小于或等于约62mg/cm2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约60mg/cm2且小于或等于约100mg/cm2、大于或等于约64mg/cm2且小于或等于约75mg/cm2)。其他值也是可能的。纳污容量可以通过使用EN-13443-2(2005)的修改版本用如上所述的iso细测试粉尘来确定，不同之处在于(与效率测试相似)挑战物溶液的流量在平片与筒式元件之间可以不同。在平片的情况下，在一些情况下，挑战物溶液的流量可以为1L/分钟(10.5cm/分钟的面速度)，而用于筒式元件的挑战物溶液的流量可以为15L/分钟(约2.5cm/分钟的面速度)。
在一些实施方案中，以15升/分钟的流量跨越过滤元件的压降可以是相对低的。例如，在一些实施方案中，跨越过滤元件的压降可以小于或等于约5kPa、小于或等于约4.8kPa、小于或等于约4.5kPa、小于或等于约4.2kPa、小于或等于约4kPa、小于或等于约3.8kPa、小于或等于约3.5kPa、小于或等于约3.2kPa、小于或等于约3kPa、小于或等于约2.8kPa、小于或等于约2.5kPa、小于或等于约2kPa、小于或等于约1.5kPa、或者小于或等于约1.5kPa。在一些情况下，过滤元件的压降可以大于或等于约1kPa、大于或等于约1.2kPa、大于或等于约1.5kPa、大于或等于约1.8kPa、大于或等于约2kPa、大于或等于约2.2kPa、大于或等于约2.5kPa、大于或等于约2.8kPa、大于或等于约3kPa、大于或等于约3.2kPa、大于或等于约3.5kPa、大于或等于约3.8kPa、或者大于或等于约4kPa。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约1kPa且小于或等于约5kPa、大于或等于约1.5kPa且小于或等于约4.5kPa)。压降的其他值也是可能的。过滤元件的压降可以使用标准NF X 45-302:2000测量。压降使用以15升/分钟的流量穿过过滤介质的18MΩ-cm的去离子水测量。
在一些实施方案中，以20升/分钟的流量跨越过滤元件的压降可以相对低。例如，在一些实施方案中，跨越非织造网的压降可以小于或等于约7kPa、小于或等于约6.8kPa、小于或等于约6.5kPa、小于或等于约6.2kPa、小于或等于约6kPa、小于或等于约5.8kPa、小于或等于约5.5kPa、小于或等于约5.2kPa、小于或等于约5kPa、小于或等于约4.8kPa、小于或等于约4.5kPa、小于或等于约4.2kPa、小于或等于约4kPa、小于或等于约3.8kPa、小于或等于约3.5kPa、小于或等于约3.2kPa、小于或等于约3kPa、或者小于或等于约2.8kPa。在一些情况下，过滤元件的压降可以大于或等于约2.5kPa、大于或等于约2.8kPa、大于或等于约3kPa、大于或等于约3.2kPa、大于或等于约3.5kPa、大于或等于约3.8kPa、大于或等于约4kPa、大于或等于约4.2kPa、大于或等于约4.5kPa、大于或等于约4.8kPa、大于或等于约5kPa、大于或等于约5.2kPa、大于或等于约5.5kPa、大于或等于约5.8kPa、或者大于或等于约6kPa。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于约2.5kPa且小于或等于约7kPa、大于或等于约3kPa且小于或等于约6.5kPa)。压降的其他值也是可能的。过滤元件压降可以使用NF X 45-302:2000测量。压降使用20升/分钟的流量穿过过滤介质的18MΩ-cm的去离子水测量。
在使用期间，当流体(例如，水)流过过滤介质时，过滤介质将污染物颗粒机械地捕集到过滤介质上。过滤介质不需要带电来增强对污染物的捕获。因此，在一些实施方案中，过滤介质是不带电的。然而，在一些实施方案中，过滤介质可以是带电的。这样的过滤介质的充电可以通过用离子聚合物涂覆介质的方式来进行。
实施例1
该实施例描述了轧光纤维网和未轧光的纤维网的结构特征。与未轧光的纤维网相比，轧光纤维网具有更低的厚度、平均孔径、拉伸延伸率和表面平均孔面积，以及每单位面积更高数量的纤维交叉点(更高的交叉点密度)。
简言之，由平均直径为4μm的尼龙6纤维组成的两个熔喷纤维网通过基本上相同的过程形成。熔喷纤维网中的一者是轧光的。在343.333℃的温度、1.103161*106Pa的压力下，以及在6.096m/分钟的线速度下对熔喷纤维网进行轧光。在轧光之前，两个熔喷纤维网具有基本上相同的特性。图2A是未轧光的纤维网的扫描电子显微镜(SEM)图像(显微照片)，图2B是轧光纤维网的SEM图像。表1示出了纤维网的结构特性。关于表1：透气率(透气率)；平均流量孔径(MFP)；最大孔径(最大孔)；对于厚度，1密耳＝0.0254mm；机器方向(machinedirection，MD)；1磅/英寸＝175.127N/m；1CFM＝0.00047195m3/秒。
表1.未轧光的纤维网和轧光纤维网的特性
Figure BDA0003092187150000511
与未轧光的熔喷纤维网(例如，图2A)相比，轧光的熔喷纤维网(例如，图2B)具有更高的密实度、更小的表面平均孔面积、每单位面积更多的纤维交叉点和更光滑的表面。
表面平均孔面积是通过使用DiameterJ(用于ImageJ图像分析软件的插件)的扫描电子显微镜分析来测量的。Phenom台式扫描电子显微镜用于生成显微照片。显微照片在1200x的放大倍率下取得。电子加速电压为10kV，并且使用背散射电子来产生显微照片。显微照片中所有孔的累积面积通过将显微照片转换成黑白图像并计算黑色像素(表示孔的至少一部分)的面积来确定。表面平均孔面积通过将累积孔面积除以所分析的孔的数量来计算。密实度通过从SEM图像的总面积中减去累积孔面积，并将差除以图像的总面积，将结果乘以100得到密实度百分比而从SEM图像估算。
每平方微米的纤维交叉点的数量通过使用DiameterJ的扫描电子显微镜分析来测量。Phenom台式扫描电子显微镜用于生成显微照片。显微照片在1200x的放大倍率下取得。电子加速电压为10kV，并且使用背散射电子来产生显微照片。层的表面处的纤维之间的交叉点的总数通过对显微照片中的交叉点计数并将该数量除以显微照片所覆盖的面积来确定。
此外，与未轧光的纤维网相比，轧光纤维网具有更小的平均流量孔径、厚度和拉伸延伸率。
实施例2
该实施例描述了包括形成在轧光的支承层上的效率层的平片过滤介质和包括形成在未轧光的支承层上的效率层的平片过滤介质的结构特性和过滤特性。包括轧光的支承层的过滤介质具有比包括未轧光的支承层的过滤介质更好的厚度和孔特征。
过滤介质通过将纤维网静电纺丝在未轧光或轧光的熔喷纤维网上并将第二熔喷纤维网层合到静电纺丝网上来形成。在140.556℃的温度、55psi(1psi＝6894.756Pa)的压力和30英尺/分钟的线速度(1英尺＝0.3048m；1英尺＝12英寸(in))下用平板层合机进行层合。所有纤维网均包含尼龙纤维。过滤介质1和过滤介质2中的第二熔喷纤维网的区别仅在于单位面积重量。
过滤介质1包括单位面积重量为30g/m2的未轧光的熔喷纤维网、单位面积重量为3g/m2并且平均纤维直径为120nm的静电纺丝纤维网和单位面积重量为30g/m2的第二(未轧光的)熔喷纤维网。未轧光的熔喷纤维网具有30g/m2的单位面积重量、24微米的平均流量孔径、55微米的最大孔径、2.6磅/英寸(1磅/英寸＝175.127N/m)的拉伸强度、95.6％的拉伸延伸率、65μm2的表面平均孔面积、0.0037个交叉点/μm2的交叉点密度和6.5密耳的厚度。
过滤介质2包括单位面积重量为23g/m2的轧光的熔喷纤维网、单位面积重量为1.6g/m2且平均纤维直径为120nm的静电纺丝纤维网和单位面积重量为23g/m2的(未轧光的)熔喷纤维网。未轧光的熔喷纤维网具有23g/m2的单位面积重量、20微米的平均流量孔径、42微米的最大孔径、2.3磅/英寸的拉伸强度、63％的拉伸延伸率、65μm2的表面平均孔面积、0.0037个交叉点/μm2的交叉点密度和5.5密耳的厚度。轧光的熔喷纤维网具有23g/m2的单位面积重量、15微米的平均流量孔径、45微米的最大孔径、2.5磅/英寸的拉伸强度、45％的拉伸延伸率、13μm2的表面平均孔面积、0.012个交叉点/μm2的交叉点密度和3密耳的厚度。在过滤介质2中，结构是不对称的：支承层是轧光的并且具有与第三纤维网不同的特性。表2示出了过滤介质的结构特性和过滤特性。微米＝μm。
表2.过滤介质的特性
Figure BDA0003092187150000531
支承层和覆盖层的重量各自为约23gsm(g/m2)。这总计为约46gsm，加上细纤维(纳米纤维网)的1.6gsm：47.6gsm，其在表2中四舍五入为48gsm。
如上所述，过滤介质1中的静电纺丝纤维网具有比过滤介质2中的静电纺丝纤维网更大的单位面积重量。发现即使在更大单位面积重量的纳米纤维下，未轧光的支承层上的最大(max)孔径也比轧光的支承层上的最大(max)孔径大得多。
如表2中所示，过滤介质2具有比过滤介质1更均匀的孔结构和更高的透水率。过滤介质2的最大孔径与平均孔径之比比过滤介质1的该比率小七倍。
在某些实施方案中，静电纺丝工艺是如本文所述的形成过滤介质的过程中的限速步骤。不受理论的束缚，通过减小需要的纤维质量，可以增加静电纺丝过程的速度，从而增加形成过滤介质的过程的总产量。不受理论的束缚，使用轧光的支承层不仅允许在静电纺丝层中使用较小量的纳米纤维，而且有助于生产比具有支承层而没有轧光的支承层特性的过滤介质优异的过滤介质。
实施例3
该实施例描述了包括形成在轧光的熔喷支承层上的效率层的平片过滤介质和包括形成在轧光的稀松布/熔喷支承层上的效率层的平片过滤介质的结构特性和过滤特性。包括轧光的熔喷支承层的过滤介质具有比包括轧光的稀松布/熔喷支承层的过滤介质更均匀的孔结构。
过滤介质通过将纤维网静电纺丝在轧光的熔喷纤维网或轧光的稀松布/熔喷支承层上并将第二熔喷纤维网层合到静电纺丝网上来形成。在140.556℃的温度、55psi(1psi＝6894.756Pa)的压力和30英尺/分钟的线速度(1英尺＝0.3048m；1英尺＝12英寸(in))下用平板层合机进行层合。所有纤维网均包含尼龙纤维。过滤介质2包括轧光的熔喷支承层并且如实施例2中所述来形成。过滤介质3包括不同的支承层，所述支承层包括一起轧光的尼龙纺粘稀松布层和熔喷物(例如，包含尼龙6)的薄层(10gsm)(gsm＝g/m2)。
在过滤介质2和过滤介质3中，第二熔喷纤维网(例如，图1A中的层106和图1C中的层148)是相同的。
对于过滤介质3，纺粘稀松布纤维网是具有20g/m2的单位面积重量、4密耳的厚度、在125Pa压降下的990cfm(1cfm＝1英尺3/分钟＝0.028317m3/分钟)的透气率和19微米的平均纤维直径的Cerex纤维网。过滤介质3的支承层中的熔喷纤维网具有11g/m2(gsm)的单位面积重量、1.5密耳的厚度和3.6微米的平均纤维直径。在熔喷过程期间，将11gsm的熔喷纤维网沉积在纺粘纤维网的顶部上。在熔喷步骤之后，将熔喷纤维网和纺粘纤维网在彼此的顶部上轧光以形成稀松布/熔喷支承层。轧光的稀松布/熔喷支承层的特性如下：31g/m2的单位面积重量、4.5密耳的厚度、在125Pa压降下测量的205cfm的透气率、21微米的平均流量孔径和72微米的最大孔径。
表3示出了过滤介质的结构特性和过滤特性。
表3.各种过滤介质的特性
Figure BDA0003092187150000541
具有平均流量孔径为15微米的轧光的熔喷支承层的过滤介质2优于具有平均流量孔径为21微米的轧光的稀松布/熔喷支承层的过滤介质3(例如，表3中较高的0.2μm效率和较高的透气率)。不受理论的束缚，过滤介质2与过滤介质3之间性能的差异至少是由于过滤介质3中的轧光的稀松布/熔喷支承层的孔径大于过滤介质2中使用的轧光的熔喷背衬(本文中背衬也被称为支承层)的孔径。
实施例4
该实施例描述了与商业膜过滤器相比，包括过滤介质的标准10”筒式元件的过滤特性，所述过滤介质包括在轧光的纤维状支承层上的纤维保护层和纤维效率层。包括纤维层的过滤介质具有比商业膜过滤器更好的效率、压降和容尘量。过滤介质通过将纤维网静电纺丝在轧光熔喷纤维网(支承层)或熔喷支承层/纺粘支承层上，并将第二熔喷纤维网结合到静电纺丝网上来形成。对于用于形成过滤元件2和过滤元件3的过滤介质2和过滤介质3，结合包括在140.556℃的温度、55psi的压力和30英尺/分钟的线速度下用平板层合机进行层合。对于用于形成过滤元件4和过滤元件5的过滤介质4和过滤介质5，结合包括使用粘合剂将第二熔喷纤维网和熔喷支承层的熔喷物/纺粘支承层粘合到静电纺丝纤维网上。在将静电纺丝网静电纺丝在支承层上之前，通过喷洒层合将丙烯酸类共聚物溶液(粘合剂)施加到熔喷支承层的熔喷物/纺粘支承层的表面上；在将第二熔喷纤维网粘合到静电纺丝纤维网暴露的表面上之前，通过喷洒层合将丙烯酸类共聚物溶液施加到第二熔喷纤维网的表面上。所有纤维网均包含尼龙纤维。
过滤介质3和过滤介质5中的支承层如实施例3中所述；支承层包括在静电纺丝纤维网形成在轧光的熔喷纤维网/纺粘纤维网上之前一起轧光的纺粘纤维网和如实施例1中所述的熔喷纤维网。过滤介质2和过滤介质4中的支承层包括如实施例2的过滤介质2中轧光的熔喷纤维网中的轧光的熔喷纤维网。
为了形成标准10”筒式元件，将过滤介质以辊形式与上游的一层聚丙烯稀松布和下游侧的两层聚丙烯稀松布一起进给到刀片打褶器中以产生穿过介质和稀松布层的1.27cm的褶高度。将经打褶的稀松布-支承的介质切割成适当的长度并接合以形成开放式的圆筒。将经打褶的介质圆筒***到筒式壳体中并通过热密封壳体的端盖来封围。
商业膜过滤器用作对照。
表4中表征的对照样品为绝对等级为0.45微米的商业尼龙6,6亲水性膜。
表4.商业尼龙6,6膜的特性
Figure BDA0003092187150000561
如图3A至图3D中所示，不管所使用的轧光的支承层(过滤元件2和过滤元件4中轧光的熔喷纤维网、或者过滤元件3和过滤元件5中的熔喷支承层/纺粘支承层)或者结合技术(过滤元件2和过滤元件3中的热层合、或者过滤元件4和过滤元件5中的粘合剂结合)，内含包括纤维层的过滤介质的过滤元件具有比商业膜过滤器更高的0.2微米微粒效率、更好的0.3微米微粒效率、更高的容尘量(DHC)(并因此更高的寿命)和更低的在15lpm下的压降。
过滤元件2、3、4和5分别具有与过滤介质2、3、4和5基本上相同的过滤效率，这表明过滤介质1)在过滤元件中保持其孔径分布的均匀性；以及2)通常能够承受打褶过程的应力以由相应的过滤介质形成过滤元件而不牺牲过滤效率(例如，图4中的过滤元件3、4和5)。相比之下，对于其他过滤介质，经常观察到在打褶之后的效率损失。此外，与以平片(盘)形式的过滤元件(对于相应的过滤介质2、3、4和5)的容尘量相比，以筒(过滤元件)形式的过滤元件2、3、4和5具有显著更高的容尘量(例如，图5)。
实施例5
该实施例示出了包括熔喷支承层和聚(醚砜)纳米纤维层(效率层)的过滤介质6的过滤特性。支承层是单位面积重量为40g/m2的预轧光的聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)熔喷层。纳米纤维层(效率层)是具有5g/m2的单位面积重量和120nm的平均纤维直径的聚(醚砜)(PES)纳米纤维层，其通过静电纺丝直接相邻于并形成在PBT熔喷物上以形成PBT/PES构造。PBT/PES构造与第二PBT熔喷层(单位面积重量30g/m2)层合，设置成与纳米纤维层的另一侧直接相邻以形成层合的复合材料。层合设置为165.6摄氏度、550kPa、停留时间17秒。所得的过滤介质的单位面积重量为75.3gsm、厚度0.018cm、平均流量孔径0.22微米、最大孔径1.15微米、比率(最大孔径)/(平均流量孔径)5.16。
随后使用RF化学气相积用氧气对层合的复合材料进行等离子体处理以产生从其顶表面到底表面完全可水润湿的亲水性介质(过滤介质9)。在表5中将该介质与商购的微滤PES膜进行比较。
表5.各种过滤介质的特性
Figure BDA0003092187150000571
*商购的微滤PES膜-**在2500Pa下
因此，已经描述了本发明的至少一个实施方案的几个方面，应理解，本领域技术人员将容易想到多种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开内容的一部分，并且旨在在本发明的精神和范围内。因此，前面的描述和附图仅作为示例。

Claims (29)

1.一种过滤介质，包括：
第一纤维网，所述第一纤维网包含平均直径小于或等于0.5微米的第一纤维，其中所述第一纤维网的厚度小于或等于200微米；
与所述第一纤维网直接相邻的轧光纤维网；和
与所述第一纤维网结合的第三纤维网；
其中所述过滤介质具有大于或等于0.1微米且小于或等于2.5微米的最大孔径以及小于或等于0.2微米的孔径分布的半峰全宽。
2.一种过滤介质，包括：
第一纤维网，所述第一纤维网包含平均直径小于或等于0.5微米的第一纤维，其中所述第一纤维网的厚度小于或等于200微米；
与所述第一纤维网直接相邻的轧光纤维网；和
与所述第一纤维网结合的第三纤维网；
其中所述过滤介质具有大于或等于0.1微米且小于或等于2.5微米的最大孔径，小于或等于0.2微米的孔径分布的半峰全宽，以及小于或等于5.0的最大孔径与平均孔径之比。
3.一种过滤介质，包括：
第一纤维网，所述第一纤维网包含平均直径小于或等于0.5微米的第一纤维，其中所述第一纤维网的厚度小于或等于200微米；
与所述第一纤维网直接相邻的第二纤维网，其中所述第二纤维网具有大于或等于1磅/英寸且小于或等于35磅/英寸的在机器方向上的干拉伸强度、大于或等于10％且小于或等于60％的在机器方向上的干拉伸延伸率、以及大于或等于1微米且小于或等于30微米的平均孔径；和
与所述第一纤维网结合的第三纤维网；
其中所述过滤介质具有大于或等于0.1微米且小于或等于2.5微米的最大孔径，以及小于或等于0.2微米的孔径分布的半峰全宽。
4.一种过滤介质，包括：
第一纤维网，所述第一纤维网包含平均直径小于或等于0.5微米的第一纤维，其中所述第一纤维网的厚度小于或等于200微米；
与所述第一纤维网直接相邻的第二纤维网，其中所述第二纤维网具有大于或等于2μm2且小于或等于50μm2的表面平均孔面积、大于或等于0.005个交叉点/μm2且小于或等于0.025个交叉点/μm2的交叉点密度、以及大于或等于1微米且小于或等于30微米的平均孔径；和
与所述第一纤维网结合的第三纤维网；
其中所述过滤介质具有大于或等于0.1微米且小于或等于2.5微米的最大孔径，以及小于或等于0.2微米的孔径分布的半峰全宽。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第一纤维网的单位面积重量大于或等于0.5g/m2且小于或等于10g/m2。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第一纤维网包含平均直径大于或等于0.05微米且小于或等于0.5微米的第一纤维。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第一纤维网为非轧光的。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的过滤介质，其中所述轧光纤维网包括熔喷纤维网。
9.根据权利要求8所述的过滤介质，其中所述轧光纤维网还包括纺粘层。
10.根据权利要求3至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第三纤维网的平均纤维直径大于所述第一纤维网的平均纤维直径且小于所述第二纤维网的平均纤维直径。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的过滤介质，其中所述第三纤维网的平均纤维直径大于所述第一纤维网的平均纤维直径且小于所述轧光纤维网的平均纤维直径。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第三纤维网包括熔喷纤维网。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第三纤维网的最大孔径大于或等于20微米且小于或等于70微米。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质的平均流量孔径小于或等于1微米。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中对于125Pa的压降，所述过滤介质的透气率大于0.5CFM且小于或等于10CFM。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质的厚度大于或等于100微米且小于或等于400微米。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质在机器方向上的拉伸强度大于或等于1磅/英寸且小于或等于150磅/英寸。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质在机器方向上的拉伸延伸率大于或等于1％且小于或等于30％。
19.根据权利要求1至2中任一项所述的过滤介质，其中所述第一纤维网、所述轧光纤维网和所述第三纤维网的临界润湿表面张力相差小于或等于15达因/cm。
20.根据权利要求3至4中任一项所述的过滤介质，其中所述第一纤维网、所述第二纤维网和所述第三纤维网的临界润湿表面张力相差小于或等于15达因/cm。
21.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质对于0.2微米颗粒的微粒效率大于或等于99％。
22.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质对于0.3微米颗粒的微粒效率大于或等于99％。
23.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质对于0.45微米颗粒的微粒效率大于或等于99％。
24.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质的纳污容量大于或等于20mg/cm2且小于或等于40mg/cm2。
25.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质的透水率大于或等于2ml/分钟·cm2·psi且小于或等于9ml/分钟·cm2·psi。
26.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质的单位面积重量大于或等于40g/m2且小于或等于80g/m2。
27.一种形成过滤介质的方法，包括：
将层与第一纤维网的表面的至少一部分结合以形成过滤介质，其中所述第一纤维网具有大于或等于0.1微米且小于或等于2.5微米的最大孔径以及小于或等于5.0的最大孔径与平均孔径之比，其中所述第一纤维网与第二纤维网直接相邻，其中所述过滤介质具有小于或等于0.2微米的孔径分布的半峰全宽，以及其中所述过滤介质的最大孔径在第一纤维网在结合步骤之前的最大孔径的0％至100％以内。
28.根据权利要求27所述的方法，其中结合包括将所述层热层合至所述第一纤维网的至少一部分。
29.根据权利要求27所述的方法，其中结合包括将所述层粘接至所述第一纤维网的至少一部分。
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