包含平面外密实元的过滤介质、形成其的方法及其用途与流程

1.一般地描述了包含平面外密实元(out-of-plane solid element)的过滤介质、形成其的方法及其用途。


背景技术：

2.过滤介质是可以在各种应用中用于除去污染物的制品。通常，过滤介质可以由纤维的网(例如，非织造网)形成。纤维网提供允许流体(例如，燃料、油、空气)流动通过过滤介质的多孔结构。流体内包含的污染物颗粒可以被捕获在纤维网上。可以选择过滤介质和纤维特性以影响过滤性能(例如，效率、容尘量、透气率等)以及机械性能(例如，gurley弯曲干挺度、拉伸强度等)。


技术实现要素：

3.一般地描述了包含平面外密实元的过滤介质。
4.某些方面涉及过滤介质。在一些实施方案中，过滤介质包括：限定平面的非织造纤维层；其中非织造纤维层的至少一部分具有平面外取向角大于30度的平面外密实元的相对频率梯度；其中所述部分具有从所述部分的顶表面延伸至所述部分的底表面的厚度，其中顶表面为平面外密实元的相对频率最高的表面；其中所述部分具有包括第一体积部分、第二体积部分和第三体积部分的总体积；其中第一体积部分在位于厚度的20％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的40％处的截面区域，其中第一体积部分中的平面外密实元的第一相对频率被指定成定位在位于厚度的30％处的截面区域处；其中第二体积部分在位于厚度的40％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的60％处的截面区域，其中第二体积部分中的平面外密实元的第二相对频率被指定成定位在位于厚度的50％处的截面区域处；其中第三体积部分在位于厚度的60％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的80％处的截面区域，其中第三体积部分中的平面外密实元的第三相对频率被指定成定位在位于厚度的70％处的截面区域处；其中平面外密实元的相对频率梯度由对平面外密实元的第一相对频率、平面外密实元的第二相对频率和平面外密实元的第三相对频率拟合的线性方程式表示；其中线性方程式为y＝mx b，其中y为平面外密实元的相对频率(以百分比表示)，x为所述部分的厚度内的指定位置(以距离所述部分的顶表面的厚度的百分比表示)，m为斜率，以及b为y截距；以及其中斜率大于或等于-10且小于或等于-0.01。
5.某些方面涉及方法。在一些实施方案中，所述方法包括：提供限定平面并包含纤维的非织造前体层；将流体冲击在前体层的顶表面上以产生改性层，其中改性层的至少一部分包含平面外取向角大于30度的平面外密实元；其中所述部分具有从所述部分的顶表面延伸至所述部分的底表面的厚度，其中顶表面为平面外密实元的相对频率最高的表面；其中所述部分具有包括第一体积部分、第二体积部分和第三体积部分的总体积；其中第一体积部分在位于厚度的20％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的40％处的截面区域，其中第一体积部分中的平面外密实元的第一相对频率被指定成定位在位于厚度的30％处的截
面区域处；其中第二体积部分在位于厚度的40％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的60％处的截面区域，其中第二体积部分中的平面外密实元的第二相对频率被指定成定位在位于厚度的50％处的截面区域处；其中第三体积部分在位于厚度的60％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的80％处的截面区域，其中第三体积部分中的平面外密实元的第三相对频率被指定成定位在位于厚度的70％处的截面区域处；其中所述部分具有横跨厚度的至少一部分的平面外密实元的相对频率梯度，并且所述梯度由对平面外密实元的第一相对频率、平面外密实元的第二相对频率和平面外密实元的第三相对频率拟合的线性方程式表示；其中线性方程式为y＝mx b，其中y为平面外密实元的相对频率(以百分比表示)，x为所述部分的厚度内的指定位置(以距离所述部分的顶表面的厚度的百分比表示)，m为斜率，以及b为y截距；以及其中斜率大于或等于-10且小于或等于-0.01。
6.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显而易见。在本说明书和通过引用并入的文献包含冲突和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明书为准。
附图说明
7.将参照附图通过实例来描述本发明的非限制性实施方案，附图是示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中，示出的每个相同或几乎相同的部件通常由同一附图标记表示。为了清楚的目的，在不需要举例说明以使本领域普通技术人员理解本发明的情况下，并非在每幅附图中都标记出每个部件，也没有示出本发明的每个实施方案的每个部件。在附图中：
8.图1是根据某些实施方案包括层的过滤介质的示意图。
9.图2是经水刺处理的样品和未经水刺处理的样品的平面外密实元的相对频率的图相比较的根据某些实施方案的层的示意图。
10.图3是根据某些实施方案包括两个层的过滤介质的示意图。
11.图4是根据某些实施方案水刺工艺的示意图。
12.图5是未经水刺处理的纤维网(左)、在10巴的压力下经水刺处理的纤维网(中间)和在20巴的压力下经水刺处理的纤维网(右)的以200x-放大倍率的照片。
13.图6是根据某些实施方案的经水刺处理的样品和未经水刺处理的相同样品的在层的中间60％截面中取向大于30度的密实元的相对频率的条形图。
14.图7是根据某些实施方案的经水刺处理的样品和未经水刺处理的相同样品的平面外密实元的相对频率与层的厚度内的指定位置的图(用于层的中间60％)。
15.图8是根据某些实施方案的经水刺处理的样品与未经水刺处理的相同样品相比较的层的中间60％的平面外密实元的相对频率与平面外取向角的图。
16.图9是在不同的水刺压力量下样品的拉伸比与水刺压力(巴)的图。
17.图10是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下样品的容尘量与水刺压力(巴)的图。
18.图11是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下样品的初始压降(pa)与水刺压力(巴)的图。
19.图12是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下样品的在4微米下的初始效
率与水刺压力(巴)的图。
20.图13是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下样品的机器方向上的gurley弯曲干挺度与水刺压力(巴)的图。
21.图14是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下样品的横向方向上的gurley弯曲干挺度与水刺压力(巴)的图。
22.图15是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下经静电纺丝纳米纤维涂覆的样品的空气阻力与水刺压力(巴)的图。
23.图16a是确定纤维取向角的一种可能方法的一部分。
24.图16b是确定纤维取向角的一种可能方法的一部分。
25.图17是在不同单位面积的重量和不同的水刺压力量下经静电纺丝纳米纤维涂覆的样品的在0.4微米下的初始效率与水刺压力(巴)的图。
具体实施方式
26.本文公开了包含平面外密实元的过滤介质、形成其的方法及其用途。密实元可以包含纤维、树脂、添加剂、部分或其组合、和/或存在的任何其他密实材料(solid materials，固态材料)。过滤介质可以包括纤维(非织造)网。纤维网可以包含平面外密实元。如以下进一步描述的，“平面外密实元”是指相对于由纤维网限定的x-y平面平面外取向角大于30度的密实元。平面外密实元可以横跨网的平面区域的全部或一部分而存在。在一些实施方案中，如以下进一步描述的，平面外密实元的相对频率(与纤维网的总密实元相比)可以横跨网厚度的至少一部分形成梯度。例如，在某些实施方案中，横跨网厚度的至少一部分的平面外密实元的相对频率可以为由线性方程式表示的梯度。在一些实施方案中，平面外密实元可以赋予过滤介质期望的过滤特性(例如，增加的透气率和/或增加的容尘量)和/或机械特性(例如，增加的拉伸比)等其他优点。在某些实施方案中，可以使用包括将流体冲击在纤维网的表面上的水刺法而使密实元平面外取向。在一些实施方案中，平面外密实元可以存在于包括另外的层(例如，效率层、背衬和/或预过滤器层)的过滤介质的层中。
27.根据某些实施方案，过滤介质包括层。在某些实施方案中，所述层包括非织造网和/或由非织造网形成。例如，根据某些实施方案，图1示出了包括层100的过滤介质120，所述层100包括非织造网和/或由非织造网形成。在某些实施方案中，非织造网包含纤维。在一些实施方案中，非织造网包含平面外密实元，如以下进一步描述的。
28.非织造纤维层的纤维可以包括多种合适类型的纤维，其包括合成纤维、玻璃纤维(例如，微玻璃纤维和/或短切玻璃纤维)、纤维素纤维、纤维素衍生物纤维(例如，莱赛尔(lyocell)纤维和/或人造丝纤维)、和/或其组合。
29.合适的纤维素纤维的实例可以包括软木纤维、硬木纤维、及其组合。软木纤维素纤维的实例可以包括源自松木、雪松、高山冷杉、花旗松和云杉树的木材的纤维。硬木纤维素纤维的实例可以包括源自桉树(例如，大桉)、枫树、桦树和其他落叶树的木材的纤维。
30.合适的纤维素纤维可以具有任何合适量的硬木纤维。例如，在一些实施方案中，相对于纤维素纤维的总重量，纤维素纤维具有以下的硬木纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或
等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于纤维素纤维的总重量，纤维素纤维具有以下的硬木纤维：小于或等于100重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％)。在一些实施方案中，相对于纤维素纤维的总重量，纤维素纤维具有100重量％的硬木纤维。在一些实施方案中，纤维素纤维不具有硬木纤维。
31.合适的纤维素纤维可以具有任何合适量的软木纤维。例如，在一些实施方案中，相对于纤维素纤维的总重量，纤维素纤维具有以下的软木纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于纤维素纤维的总重量，纤维素纤维具有以下的软木纤维：小于或等于100重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％)。在一些实施方案中，相对于纤维素纤维的总重量，纤维素纤维具有100重量％的软木纤维。在一些实施方案中，纤维素纤维不具有软木纤维。
32.合适的合成纤维的非限制性实例包括包含以下材料中的一者或更多者的纤维：聚(酯)(例如，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))、聚(碳酸酯)、聚(酰胺)(例如，各种尼龙聚合物)、聚(芳酰胺)、聚(酰亚胺)、聚(烯烃)(例如，聚(乙烯)、聚(丙烯))、聚(醚酮)、聚(丙烯酸类)(例如，聚(丙烯腈))、聚(乙烯醇)、再生纤维素(例如，合成纤维素，例如乙酸纤维素、莱赛尔、人造丝)、氟化聚合物(例如，聚(偏二氟乙烯)(pvdf))、聚(乙烯)和pvdf的共聚物、以及聚(醚砜)。在一些实施方案中，合成纤维为有机聚合物纤维。
33.还可以使用各种合成纤维配置。在一些实施方案中，合成纤维可以具有单一组成；或者，在其他实施方案中，合成纤维可以具有多种组成。即，在一些实施方案中，单根合成纤维可以具有单一组成；或者，在其他实施方案中，单根合成纤维可以具有多种组成。当纤维具有多种组成时，纤维可以称为多组分纤维。多组分纤维的一个实例为双组分纤维，其包含第一材料和第二材料。多组分纤维可以具有其组分的多种空间布置，包括芯-鞘配置(例如，第一材料可以为围绕为芯材料的第二材料的鞘材料)、并列配置、分段饼形布置、三叶布置(例如，第一材料可以在叶的尖端)和一种组分在另一组分中的局部区域的配置(例如，“海中的岛”)。
34.在非织造纤维层包含纤维素纤维的实施方案中，非织造纤维层可以具有任何合适量的纤维素纤维。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的纤维素纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的纤维素纤维：
小于或等于100重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01重量％且小于或等于100重量％)。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含100重量％的纤维素纤维。在一些实施方案中，非织造纤维层不具有纤维素纤维。
35.在非织造纤维层包含纤维素衍生物纤维的实施方案中，非织造纤维层可以具有任何合适量的纤维素衍生物纤维。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的纤维素衍生物纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、或者大于或等于45重量％。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的纤维素衍生物纤维：小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、小于或等于5重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01重量％且小于或等于50重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于35重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于20重量％)。在一些实施方案中，非织造纤维层不具有纤维素衍生物纤维。
36.在非织造纤维层包含合成纤维的实施方案中，非织造纤维层可以具有任何合适量的合成纤维。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的合成纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、或者大于或等于60重量％。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的合成纤维：小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01重量％且小于或等于70重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于50重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于35重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于30重量％、或者大于或等于0.01重量％且小于或等于20重量％)。在一些实施方案中，非织造纤维层不具有合成纤维。
37.在非织造纤维层包含玻璃纤维的实施方案中，非织造纤维层可以具有任何合适量的玻璃纤维。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的玻璃纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、或者大于或等于60重量％。在一些实施方案中，相对于非织造纤维层的总重量，非织造纤维层包含以下的玻璃纤维：小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01重量％且小于或等于70重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于50重量％、大于或等
于0.01重量％且小于或等于35重量％、大于或等于0.01重量％且小于或等于30重量％、或者大于或等于0.01重量％且小于或等于20重量％)。在一些实施方案中，非织造纤维层不具有玻璃纤维。
38.在一些实施方案中，纤维的类型和/或纤维特性(例如，平均纤维直径或平均纤维长度)可以影响平面外密实元的相对频率。例如，在一些实施方案中，具有较小直径和/或较小长度的纤维可能比具有较大直径和/或较长长度的纤维更容易(例如，需要较小压力)推到平面外。
39.无论纤维类型如何，非织造纤维层可以具有任何合适的平均纤维直径。在一些实施方案中，非织造纤维层的平均纤维直径大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，非织造纤维层的平均纤维直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于75微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、或者小于或等于10微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于3微米且小于或等于50微米、大于或等于5微米且小于或等于35微米、或者大于或等于1微米且小于或等于100微米)。纤维的平均直径可以使用扫描电子显微法测量。
40.无论纤维类型如何，非织造纤维层可以具有任何合适的平均纤维长度。在一些实施方案中，非织造纤维层的平均纤维长度大于或等于1毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于10毫米、大于或等于15毫米、大于或等于20毫米、大于或等于25毫米、大于或等于30毫米、大于或等于35毫米、大于或等于40毫米、大于或等于45毫米、或者大于或等于50毫米。在一些实施方案中，非织造纤维层的平均纤维长度小于或等于52毫米、小于或等于50毫米、小于或等于45毫米、小于或等于42毫米、小于或等于39毫米、小于或等于35毫米、小于或等于30毫米、小于或等于26毫米、小于或等于23毫米、小于或等于20毫米、小于或等于15毫米、小于或等于10毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、或者小于或等于2毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1毫米且小于或等于52毫米、大于或等于3毫米且小于或等于39毫米、或者大于或等于3毫米且小于或等于26毫米)。在一些实施方案中，非织造纤维层包含平均长度大于5英寸的连续纤维。
41.在非织造纤维层包含纤维素纤维的实施方案中，纤维素纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，纤维素纤维的直径大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，纤维素纤维的直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、或者
小于或等于3微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于100微米、大于或等于3微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
42.纤维素纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，纤维素纤维的平均长度大于或等于0.1毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大于或等于1.5毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、或者大于或等于9毫米。在一些实施方案中，纤维素纤维的平均长度小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、或者小于或等于0.3毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1毫米且小于或等于10毫米、大于或等于0.3毫米且小于或等于7毫米、或者大于或等于0.5毫米且小于或等于4毫米)。
43.在非织造纤维层包含纤维素衍生物纤维的实施方案中，纤维素衍生物纤维可以为再生纤维(例如，莱赛尔纤维和/或人造丝纤维)。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维可以为原纤化纤维。在纤维素衍生物纤维为原纤化纤维的实施方案中，纤维素衍生物纤维可以具有任何合适的加拿大标准游离度(canadian standard freeness，csf)。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的csf大于或等于0ml、大于或等于1ml、大于或等于5ml、大于或等于10ml、大于或等于20ml、大于或等于30ml、大于或等于40ml、大于或等于50ml、大于或等于60ml、大于或等于70ml、大于或等于80ml、大于或等于90ml、大于或等于100ml、大于或等于125ml、大于或等于150ml、大于或等于175ml、大于或等于200ml、大于或等于250ml、大于或等于300ml、大于或等于350ml、大于或等于400ml、或者大于或等于450ml。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的csf小于或等于500ml、小于或等于450ml、小于或等于400ml、小于或等于350ml、小于或等于300ml、小于或等于250ml、小于或等于200ml、小于或等于175ml、小于或等于150ml、小于或等于125ml、小于或等于100ml、小于或等于90ml、小于或等于80ml、小于或等于70ml、小于或等于60ml、小于或等于50ml、小于或等于40ml、小于或等于30ml、小于或等于20ml、或者小于或等于10ml。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0ml且小于或等于500ml、大于或等于0ml且小于或等于200ml、或者大于或等于0ml且小于或等于100ml)。csf可以根据iso 5267-2：2001来测量。
44.纤维素衍生物纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的平均长度大于或等于0.1毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大于或等于1.5毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、大于或等于9毫米、大于或等于10毫米、或者大于或等于11毫米。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的平均长度小于或等于12毫米、小于或等于11毫米、小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于
或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、或者小于或等于0.3毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1毫米且小于或等于12毫米、大于或等于0.3毫米且小于或等于10毫米、或者大于或等于0.5毫米且小于或等于8毫米)。
45.在非织造纤维层包含合成纤维的实施方案中，合成纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，合成纤维的平均直径大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于0.6微米、大于或等于0.7微米、大于或等于0.8微米、大于或等于0.9微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，合成纤维的平均直径小于或等于100微米，小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.4微米且小于或等于5微米、大于或等于0.7微米且小于或等于5微米、大于或等于1微米且小于或等于5微米、大于或等于5微米且小于或等于100微米、大于或等于5微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
46.合成纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，合成纤维的平均长度大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm、大于或等于5mm、大于或等于6mm、大于或等于7mm、大于或等于8mm、大于或等于9mm、大于或等于10mm、大于或等于12mm、大于或等于14mm、大于或等于16mm、大于或等于18mm、大于或等于20mm、大于或等于22mm、或者大于或等于24mm。在一些实施方案中，合成纤维的平均长度小于或等于26mm、小于或等于24mm、小于或等于22mm、小于或等于20mm、小于或等于18mm、小于或等于16mm、小于或等于14mm、小于或等于12mm、小于或等于10mm、小于或等于9mm、小于或等于8mm、小于或等于7mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、或者小于或等于3mm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1mm且小于或等于26mm、大于或等于1mm且小于或等于5mm、大于或等于1mm且小于或等于4mm、大于或等于1mm且小于或等于3mm、大于或等于3mm且小于或等于26mm、大于或等于3mm且小于或等于20mm、或者大于或等于5mm且小于或等于13mm)。
47.在非织造纤维层包含玻璃纤维的实施方案中，玻璃纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均直径大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于0.6微米、大于或等于0.7微米、大于或等于0.8微米、大于或等于0.9微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于6微米、大于或等于7微米、大于或等于8微米、大于或等于9微米、大于或等于10微米、大于或等于11微米、大于或等于12微米、大于或等于13微米、大于或等于14微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、或者大于或等于25微米。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均直径小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于14微米、小于或
等于13微米、小于或等于12微米、小于或等于11微米、小于或等于10微米、小于或等于9微米、小于或等于8微米、小于或等于7微米、小于或等于6微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于10微米、大于或等于0.4微米且小于或等于6微米、大于或等于0.4微米且小于或等于3微米、大于或等于4微米且小于或等于30微米、大于或等于6微米且小于或等于20微米、或者大于或等于7微米且小于或等于14微米)。
48.玻璃纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长度大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、大于或等于9毫米、大于或等于10毫米、大于或等于11毫米、大于或等于12毫米、大于或等于15毫米、大于或等于17毫米、大于或等于20毫米、大于或等于25毫米、大于或等于30毫米、大于或等于35毫米、大于或等于40毫米、大于或等于45毫米、或者大于或等于50毫米。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长度小于或等于52毫米、小于或等于50毫米、小于或等于45毫米、小于或等于40毫米、小于或等于35毫米、小于或等于30毫米、小于或等于25毫米、小于或等于20毫米、小于或等于17毫米、小于或等于15毫米、小于或等于13毫米、小于或等于12毫米、小于或等于11毫米、小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、或者小于或等于4毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于3毫米且小于或等于52毫米、大于或等于3毫米且小于或等于20毫米、或者大于或等于6毫米且小于或等于13毫米)。
49.在一些实施方案中，非织造纤维层限定了平面(即，xy平面)。例如，根据某些实施方案，图1和图2中的层100限定了具有x轴150和y轴140(y轴140由三角形表示，三角形表示y轴进入页面)的平面。在某些实施方案中，非织造纤维层包含平面内纤维(对应于平面内密实元)。例如，根据某些实例，图1和图2中的层100包含沿由x轴150和y轴140限定的平面取向的纤维(对应于密实元)。典型的非织造纤维层包含通常在xy平面的方向上取向的纤维(对应于密实元)。然而，在本文所述的一些实施方案中，非织造纤维层的一些平面内纤维(对应于平面内密实元)可以被推到平面外(例如，在使用冲击流体的情况下，例如在使用液力喷射器的情况下)，使得其在z方向(即，平面外)上具有更大的取向度。
50.在一些实施方案中，非织造纤维层的至少一部分包含在z方向上具有更大取向度的纤维(对应于密实元)。例如，根据某些实施方案，图1或图2中的层100包含与由x轴150或y轴140限定的平面不一致的纤维(对应于密实元)，例如与图1和图2的z轴110对齐的纤维(对应于密实元)。如图2中由虚线箭头260所示，与z轴110一致的纤维相对于xy平面具有90度取向角。类似地，与图1中的线130对齐的纤维相对于xy平面具有30度的取向角，所述线130为在z轴110的方向上由x轴150和y轴140限定的平面外30度。相比之下，如图2中由虚线箭头270所示，在由x轴150和y轴140限定的平面的方向上取向的纤维相对于xy平面具有零度的取向角。
51.在某些实施方案中，冲击流体的压力可以形成在z方向上具有更大取向的纤维(对应于密实元)的量的梯度(例如，相比于非织造纤维层的远离液力喷射器的侧面，在非织造纤维层的更靠近液力喷射器的侧面上，更多纤维被推到平面外)。在z方向上具有更大取向的纤维的量可以通过确定密实元(例如，纤维、或其部分)的取向角来表征，其中将样品(例如，非织造纤维层、或其部分)分成具有1微米3体积的立方体元(即，每个元的尺寸为1微米
×
1微米
×
1微米)，并且将各立方体元分类为密实元(即，其中元的体积的50％或更大为密实材料的元)或空隙元(即，其中元的体积的小于50％为密实材料的元，例如孔)。
52.如本文中所使用的，平面外密实元是相对于xy平面取向角大于30度的密实元。下面进一步描述用于测量取向角的合适技术。参照图1，例如，平面外密实元是具有到线130(其在相对于由x轴150和y轴140建立的xy平面30度处)的左侧且到z轴110的右侧的取向角的任何密实元或者具有到z轴110的左侧且到线131(其在相对于由x轴150和y轴140建立的xy平面30度处)的右侧的取向角的任何密实元。
53.在一些实施方案中，平面外密实元的取向角(相对于xy平面)可以大于或等于35度、大于或等于40度、大于或等于45度、大于或等于50度、大于或等于60度、大于或等于70度、或者大于或等于80度。在一些实施方案中，平面外取向角小于或等于90度(例如，具有到图1或图2中的z轴110的右侧或到其左侧的取向角的纤维)、小于或等于80度、小于或等于70度、小于或等于60度、小于或等于50度、或者小于或等于40度。这些范围的组合也是可能的(例如，30度至90度、或30度至60度)。
54.密实元相对于xy平面的取向角可以通过以下来确定：穿过密实元中心的点绘制线，使得该线被定向成在碰到非密实材料(例如，孔或空隙)之前穿过密实材料延伸最长可能距离。然后确定最长线与xy平面之间的角度，并且其为密实元的取向角。
55.如本文中所使用的，平面外密实元(即，相对于xy平面取向角大于30度的密实元)的相对频率是所研究的体积(例如，纤维网)的平面外密实元与总密实元相比的百分比。例如，如果在体积部分中具有1,000,000个1立方微米的元，其中的500,000个为密实元，并且如果这些密实元中的100,000个的取向角大于30度，则平面外密实元与总密实元相比的百分比为20％(即，100,000/500,000
×
100)，并因此，将平面外密实元的相对频率定义为20％。
56.可以具有确定给定体积中密实元的取向角或平面外密实元的相对频率的多种合适的方法以及能够提供这样的近似的多种类型的软件。
57.在一种这样的方法中，层/部分中密实元的取向和平面外密实元的相对频率可以用x射线计算机断层扫描术(ct)来确定。根据某些实施方案，其可以通过以下一般步骤来完成，这将在以下更详细地讨论：(1)以不同的投影角度拍摄样品的若干2d x-射线照片；(2)将2d射线照片堆叠在一起以产生3d体结构(3d volume rendering)；(3)分析3d图像(例如，用市售软件)以确定3d图像的各密实元(即，密实体素)中的密实取向张量，以及整个3d图像的平均取向张量；以及(4)将(平均)取向张量转化为平面外取向角。
58.可以使用任何合适的x-射线计算机断层扫描系统以不同的投影角度拍摄样品的若干x-射线照片。合适的成像系统的非限制性实例为由德国07745jena的carl zeiss microscopy gmbh制造的市售zeiss xradia versa 510亚微米x-射线成像系统，其用于本文所述的实例。可以使用任何合适的空间图像分辨率。在本文所述的实例中使用0.9微米的空间图像分辨率(即，元的体积为0.9μm3)；然而，1μm3或更小的任何空间图像分辨率(即，元体积)将提供准确的结果。在一些实施方案中，图的成像视野应包括样品的整个厚度。在某些实施方案中，图的截面视野应与实际一样大，例如，在一些情况下，截面视野应为至少2mm
×
2mm。
59.在获得x-射线照片之后，根据一些实施方案，可以使用任何合适的计算机方法(例
如，扫描仪提供的软件和算法)将射线照片转化成在一起表示给定样品的3d体绘制的2d灰度切片的存储栈。在一些情况下，存储栈中的每个单独的2d灰度图像均由8位范围(0至255个可能值)内缩放的光强度数据组成。为了将2d射线照片转化为具有单独的密实元和空隙元(即，密实体素和空隙体素)的结构的3d二元体绘制，在一些情况下，预处理2d图像(例如，通过应用适当的图像过滤器以减少斑点和噪声)并应用适当的强度截止值/阈值(即，0至255的适当值，其中高于该阈值的任何数字被认为是密实材料(例如，纤维)而低于该阈值的任何数字被认为是空隙/孔空间)以正确地将元划分为密实元和空隙元可以是有帮助的。在一些情况下，计算方法建立用于区分空隙元与密实元的截止值(即，阈值)以产生过滤介质的3d计算图像。在这样的情况下，可以通过将过滤介质的3d计算图像的计算确定的透气率与实际过滤介质的实验确定的透气率进行比较来确定截止值的精度。在计算确定的透气率与实验确定的透气率显著不同的实施方案中，使用者可以改变阈值直至透气率基本上相同。对于该步骤可以使用任何合适的软件包。合适的软件包的非限制性实例为geodict 2018软件包(math2market gmbh，richard-wagner-straβe 1，67655kaiserslautern，德国)，其在本文所述的实例中用于进行图像栈预处理、阈值化、二进制体绘制和随后的cfd模拟。
60.例如，使用软件的importgeo volume模块将原图像的存储栈转化为3d体素化几何体。通过应用半径为2个元的中值滤波器对2d图像进行预处理以减少噪声。基于样品的实验测量的透气率与计算的透气率的匹配来选择应用的强度截止值/阈值。即，根据tappi t 251用textest fx 3300 air permeability tester iii(textest ag，zurich)来实验测量透气率。然后使用geodict 2018软件包的flowdict模块有效地求解stoke方程式，其中孔空间中无滑移边界条件。然后，由所得速度场在横向方向上的域平均来确定虚拟介质的横向方向透气率。
61.选择各种阈值，并且每个选择的阈值均产生结构的唯一3d体素图像。作为下一步，计算对应于每个阈值的结构的透气率，并与测量的透气率进行比较。然后选择在计算的透气率与测量的透气率之间具有最接近匹配的阈值(和相应的结构)用于后续分析。计算的透气率与测量的透气率的最佳匹配是用于选择阈值的标准。
62.在某些实施方案中，在将2d射线照片堆叠在一起以产生3d体绘制并且存储栈已被预处理和阈值化后，然后可以用任何合适的软件程序分析3d介质图像以确定平面外密实元取向角。作为一个非限制性实例，在本文所述的实例中使用geodict2018的fiberguess模块。正如用户指南中详细说明的，fiberguess模块的estimate fiber orientation功能将3d图像分为50
×
50
×
50元(即，体素子域)(尽管可以使用任何合适的子域)，并使用星形长度分布方法来确定每个密实元的平均取向张量。
63.取向分析和各向异性确定的全局平均方法(例如星形长度分布(star length distribution，sld)法)是很好地用于具有复杂形态的纤维(例如，纤维素纤维)的一种方法。用该方法，软件将3d图像分为元(即，体素)，在一些实施方案中，所述元是3d图像分析可能的最小单位，然后将所述元分类为密实元或空隙元。然后，软件在每个密实元中心的一个点处开始，并且在不碰到孔/空隙的情况下绘制包含该点的可能最长线。软件通过围绕该点的360度中每5度(例如，以平面内的角度和以平面外的角度)绘制包含该相同点的可能最长线，然后从这些线中选择最长线来实现这一点。每45度(而不是5度)绘制线的实施方案示于
图16a中。
64.这允许软件确定该点处的取向张量，其为密实元的取向张量。然后，软件对所研究体积内的每个密实元的取向张量平均化以确定所研究体积的平均取向张量。然后可以使用平均取向张量(t)(或感兴趣的密实元的单个取向张量)以求解以下矩阵来确定矩阵的不同组成部分(例如，a
33
、p3等)的值：
[0065][0066]
取向张量是使用3
×
3矩阵的方法，其中对角线元的和等于1，其特征向量给出主要方向，并且特征值表示沿该方向的取向的相对大小。已经证明，对于取向的解析解可获得的具有理想化几何形状的人造结构(例如对于球体、在一个方向上取向的棒、具有已知各向异性程度的椭圆体等)，sld方法给出了解析解的在1％内的结果。该方法可以用多种类型的软件完成，例如geodict 2018软件包的fiberguess模块。
[0067]
在求解矩阵后，可以使用各个组成部分(例如，a
33
或p3)的值以使用以下方程式中的一者或更多者确定θ(theta)的值：
[0068][0069][0070]
p3＝cosθ
[0071][0072]
theta(θ)是密实元中最长的线(其为以上讨论的密实元的密实材料的取向)与z轴之间的角度。90度减去theta(90
°‑
θ)给出了相对于xy平面的平面外取向角。
[0073]
例如，如果图16b中示出的纤维(即，密实材料)呈密实元，则软件可以选择由星形物表示的点，并且在不碰到孔/空隙的情况下围绕星形物以每取向5度(例如，以平面内的角度和以平面外的角度)确定包含该点的可能最长线。在这种情况下，自星体在不碰到孔/空隙的最长线将为由方框中的p表示的线。该线表示密实元的取向。密实元的取向由两个角度表征：θ(theta)，其为z轴与密实元的取向之间的角度，和(phi)，其为x轴与密实元的取向之间的角度。软件并非直接提供θ(theta)，而是可以提供点/密实元的取向张量。然后，软件可以获取所研究体积内每个密实元的取向张量并将其平均以提供研究体积的平均取向张量。然后可以使用体积的平均取向张量(t)(或感兴趣的密实元的单个取向张量)以求解上述矩阵以确定矩阵的不同组成部分的值(例如，a
33
或p3)。在确定这些组成部分的值后，可以使用上述方程式来确定θ(theta)的值。已知theta后，可以通过从90度中减去theta来计算相对于xy平面的平面外取向角。这将提供所研究体积的平均取向角。
[0074]
在一些实施方案中，非织造纤维层具有xy平面的面积。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的xy平面的面积是非织造纤维层的xy平面面积的一定百分比。在某些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的xy平面面积为非织造纤维层的xy平面的面积的大于或等于1％、大于或等于5％、大于或等于10％、大于或等
于20％、大于或等于30％、大于或等于33％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、或者大于或等于66％。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的xy平面的面积为非织造纤维层的xy平面的面积的小于或等于100％、小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、或者小于或等于40％。这些范围的组合也是可能的(例如，1％至100％、33％至100％、或66％至100％)。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的xy平面的面积为非织造纤维层的xy平面的面积的100％。
[0075]
在一些实施方案中，非织造纤维层具有厚度(如在z平面中测量的)。例如，根据某些实施方案，在图2中，层100具有沿z轴110的厚度240。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分为非织造纤维层的厚度的一定百分比。在某些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分为非织造纤维层的厚度的大于或等于1％、大于或等于5％、大于或等于10％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、或者大于或等于80％。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分为非织造纤维层的厚度的小于或等于100％、小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、或者小于或等于40％。这些范围的组合也是可能的(例如，1％至100％、40％至100％、或80％至100％)。例如，根据某些实施方案，在图2中，部分250为层100的厚度240的100％。
[0076]
在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分具有从该部分的顶表面延伸至该部分的底表面的厚度。例如，根据某些实施方案，在图2中，部分250为层100的厚度240的100％，因此部分250的厚度从顶表面255延伸至底表面265。如本文中所使用的，顶表面是平面外密实元的相对频率最高的表面。
[0077]
在某些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分具有总体积。非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积的平面外密实元的相对频率可以为任何合适的值。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积的平面外密实元的相对频率大于或等于5％、大于或等于10％、或者大于或等于15％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、或者大于或等于60％。在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积的平面外密实元的相对频率小于或等于100％、小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、或者小于或小于50％。这些范围的组合也是可能的(例如，5％至100％、10％至70％、或15％至50％)。
[0078]
在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积包括多个体积部分。在某些实施方案中，总体积包括大于或等于1、大于或等于2、大于或等于3、大于或等于4、大于或等于5、大于或等于6、大于或等于7、大于或等于8、或者大于或等于9个体积部分。在某些实施方案中，总体积包括小于或等于15、小于或等于10、小于或等于9、小于或等于8、小于或等于7、小于或等于6、小于或等于5、小于或等于4、小于或等于3、或者小于或等于2个体积部分。以上参考范围的组合也是可能的(例如，1至3个或1至5个体积部分)。
[0079]
在某些实施方案中，总体积包括第一体积部分、第二体积部分和第三体积部分。例如，根据某些实施方案，在图2中，部分250包括第一体积部分220、第二体积部分230和第三体积部分280。在一些实施方案中，体积部分可以是相同的体积。例如，在一些实施方案中，
总体积包括为该体积的20％的第一体积部分、为该体积的20％的第二体积部分和为该体积的20％的第三体积部分。
[0080]
每个体积部分可以在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度内的不同截面区域处开始和结束。在一些实施方案中，体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％(如从该部分的顶表面测量的)处的截面区域处开始。在一些实施方案中，体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处结束。这些范围的组合也是可能的(例如，15％至25％、30％至60％、或85％至90％)。其他范围也是可能的。
[0081]
每个体积部分可以具有合适的平面外密实元的相对频率，如以下更详细讨论的。如本文中所使用的，平面外密实元的相对频率是总密实元当中平面外密实元的百分比。在一些实施方案中，体积部分中的平面外密实元的相对频率被人为地指定成定位在位于体积部分的起始位置和结束位置的平均值处的截面区域处，使得其可以被绘制。如本文中所使用的，术语指定意指人为地指定成定位在位于体积部分的起始位置和结束位置的平均值处的截面区域处。例如，在体积部分在位于部分的厚度的30％处的截面区域处开始并延伸至位于部分的厚度的60％处的截面区域的情况下，该体积部分的平面外密实元的第一相对频率将被指定成定位在位于部分的厚度的45％处的截面区域处。
[0082]
在一些实施方案中，各体积部分的平面外密实元的相对频率独立地大于或等于0.1％、大于或等于0.5％、大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于3％、大于或等于4％、大于或等于5％、大于或等于10％、大于或等于15％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、或者大于或等于90％。在一些实施方案中，各体积部分的平面外密实元的相对频率独立地小于或等于100％、小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于20％、小于或等于15％、小于或等于10％、小于或等于5％、小于或等于4％、小于或等于3％、小于或等于2％、小于或等于1％、或者小于或等于0.5％。这些范围的组合也是可能的(例如0.1％至100％)。
[0083]
在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积包括第一体积部分。在一些实施方案中，第一体积部分在不同的截面区域处开始和结束。例如，在某些实施方案中，第一体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％或45％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处开始。在一些实施方案中，第一体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处结束。这些范围的组合也是可能的(例如，20％至40％、20％至30％、或10％至20％)。其他范围也是可能的。在某些实施方案中，第一体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的20％处的截面区域处开始，并延伸至位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的40％处的截面区域。例如，根据某些实施方案，在图2中，第一体积部分220在截面区域215(其位于部分的厚度的20％处)处开始并在
截面区域225(其位于部分的厚度的40％处)处结束。
[0084]
在某些实施方案中，第一体积部分具有合适的平面外密实元的第一相对频率。在一些实施方案中，平面外密实元的第一相对频率大于或等于5％、大于或等于10％、大于或等于15％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、或者大于或等于90％。在一些实施方案中，平面外密实元的第一相对频率小于或等于100％、小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于20％、小于或等于15％、或者小于或等于10％。这些范围的组合也是可能的(例如，5％至100％、10％至100％、或20％至100％)。
[0085]
在一些实施方案中，第一体积部分中的平面外密实元的第一相对频率被指定成定位在位于第一体积部分的起始位置和结束位置的平均值处的截面区域处。例如，在第一体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的20％处的截面区域处开始并延伸至位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的40％处的截面区域的情况下，平面外密实元的第一相对频率被指定成定位在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的30％处的截面区域处。
[0086]
在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积包括第二体积部分。在一些实施方案中，第二体积部分在不同的截面区域处开始和结束。例如，在某些实施方案中，第二体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处开始。在一些实施方案中，第二体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或75％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处结束。这些范围的组合也是可能的(例如，40％至60％、20％至30％、或30％至70％)。其他范围也是可能的。在某些实施方案中，第二体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的40％处的截面区域处开始，并延伸至位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的60％处的截面区域。例如，根据某些实施方案，在图2中，第二体积部分230在截面区域225(其位于部分的厚度的40％处)处开始并在截面区域235(其位于部分的厚度的60％处)处结束。
[0087]
在某些实施方案中，第二体积部分具有合适的平面外密实元的第二相对频率。在一些实施方案中，平面外密实元的第二相对频率大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于3％、大于或等于4％、大于或等于5％、大于或等于10％、大于或等于15％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、或者大于或等于80％。在一些实施方案中，平面外密实元的第二相对频率小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于20％、小于或等于15％、小于或等于10％、小于或等于5％、小于或等于4％、小于或等于3％、或者小于或等于2％。这些范围的组合也是可能的(例如1％至90％、10％至80％、或10％至60％)。
[0088]
在一些实施方案中，第二体积部分中的平面外密实元的第二相对频率被指定成定位在位于第二体积部分的起始位置和结束位置的平均值处的截面区域处。例如，在第二体
积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的40％处的截面区域处开始并延伸至位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的60％处的截面区域的情况下，平面外密实元的第二相对频率被指定成定位在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的50％处的截面区域处。
[0089]
在一些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的总体积包括第三体积部分。在一些实施方案中，第三体积部分在不同的截面区域处开始和结束。例如，在某些实施方案中，第三体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处开始。在一些实施方案中，第二体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％(如从部分的顶表面测量的)处的截面区域处结束。这些范围的组合也是可能的(例如，60％至80％、80％至100％、或15％至20％)。其他范围也是可能的。在某些实施方案中，第二体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的60％处的截面区域处开始，并延伸至位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的80％处的截面区域。例如，根据某些实施方案，在图2中，第三体积部分280在截面区域235(其位于部分的厚度的60％处)处开始并在截面区域245(其位于部分的厚度的80％处)处结束。
[0090]
在某些实施方案中，第三体积部分具有合适的平面外密实元的第三相对频率。在一些实施方案中，平面外密实元的第三相对频率大于或等于0.1％、大于或等于0.5％、大于或等于0.7％、大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于3％、大于或等于4％、大于或等于5％、大于或等于7％、大于或等于10％、大于或等于15％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、或者大于或等于70％。在一些实施方案中，平面外密实元的第三相对频率小于或等于100％、小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于20％、小于或等于15％、小于或等于10％、小于或等于5％、小于或等于4％、小于或等于3％、小于或等于2％、小于或等于1％、或者小于或等于0.5％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.7％至100％、7％至100％、或10％至100％)。
[0091]
在一些实施方案中，第三体积部分中的平面外密实元的第三相对频率被指定成定位在位于第三体积部分的起始位置和结束位置的平均值处的截面区域处。例如，在第三体积部分在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的60％处的截面区域处开始并延伸至位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的80％处的截面区域的情况下，平面外密实元的第三相对频率被指定成定位在位于非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的70％处的截面区域处。
[0092]
在一些实施方案中，平面外密实元的第一相对频率大于平面外密实元的第二相对频率和/或平面外密实元的第三相对频率。在某些实施方案中，平面外密实元的第二相对频率大于平面外密实元的第三相对频率。
[0093]
在一些实施方案中，截面具有横跨非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的至少一部分的平面外密实元的相对频率梯度。在某些实施方案中，非织造纤维层的包含平面外密实元的部分具有横跨非织造纤维层的包含平面外密实元的部分的厚度的大于
0.02。这些范围的组合也是可能的(例如，小于或等于-0.01且大于或等于-10、小于或等于-0.5且大于或等于-10、或者小于或等于-0.15且大于或等于-10)。
[0097]
在非织造纤维层包含两种或更多种类型的纤维的实施方案中，每种类型的纤维可以独立地具有本文所述的特性和/或非织造纤维层中的所有纤维可以在一起具有本文所述的特性。
[0098]
在某些实施方案中，非织造纤维层包含其他组分。
[0099]
在一些实施方案中，非织造纤维层包含树脂。合适的树脂的实例包括聚酯、聚(烯烃)、乙烯基化合物(例如，丙烯酸类树脂、苯乙烯化丙烯酸类树脂、乙酸乙烯酯、乙烯基丙烯酸类树脂、聚(苯乙烯丙烯酸酯)、聚(丙烯酸酯)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯氯乙烯)、苯乙烯丁二烯橡胶、聚(氯乙烯)、聚(乙烯醇)衍生物)、聚(氨基甲酸酯)、聚(酰胺)、聚(腈)、弹性体、天然橡胶、脲醛、三聚氰胺甲醛、苯酚甲醛、淀粉聚合物及其组合。在一些实施方案中，树脂包含丙烯酸类树脂和/或酚醛树脂。应理解其他树脂组合物也可以是合适的。在一些实施方案中，树脂可以为热固性，而在一些实施方案中可以为热固性/热塑性的组合。树脂可以为胶乳的形式例如基于水的乳液。在一些实施方案中，树脂可以为分散体、粉末、热熔体、和/或溶液的形式。
[0100]
在一些实施方案中，树脂包含交联剂。合适的交联剂的实例包括三聚氰胺、甲醛、脲、环氧、酚、聚羧酸、或其组合。
[0101]
在某些实施方案中，树脂可以包含一种或更多种添加剂。在一些实施方案中，一种或更多种添加剂包括拒油剂、拒水剂、阻燃剂化学品和/或颗粒、以及/或者染料。合适的拒油剂的实例包括碳氟聚合物、有机硅、或其组合。合适的拒水剂的实例包括碳氟聚合物、有机硅、蜡、或其组合。合适的阻燃剂化学品和/或颗粒的实例包括溴化阻燃剂、含氮阻燃剂、含磷阻燃剂、磷酸、矿物阻燃剂、氢氧化铝、或其组合。合适的染料的实例包括有机颜料、无机颜料、发色染料、或其组合。
[0102]
非织造纤维层可以具有任何合适量的树脂。在一些实施方案中，平面外密实元的相对频率较高的非织造纤维层可以比平面外密实元的相对频率较低的相同层具有较低量的树脂而对任何特性没有不利影响。在一些实施方案中，非织造纤维层中的树脂为非织造纤维层的总重量的大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于3重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、或者大于或等于25重量％。在一些实施方案中，非织造纤维层中的树脂为非织造纤维层的总重量的小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、小于或等于5重量％、小于或等于3重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至50重量％、3重量％至30重量％、或10重量％至25重量％)。在一些实施方案中，非织造纤维层不具有树脂。
[0103]
树脂可以具有多种合适的特性。例如，在一些实施方案中，树脂为导电的。
[0104]
非织造纤维层可以具有多种合适的特性。
[0105]
非织造纤维层可以具有任何合适的单位面积的重量。在一些实施方案中，非织造纤维层的单位面积的重量大于或等于10gsm、大于或等于20gsm、大于或等于30gsm、大于或等于40gsm、大于或等于50gsm、大于或等于100gsm、或者大于或等于150gsm。在一些实施方
案中，非织造纤维层的单位面积的重量小于或等于500gsm、小于或等于400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于250gsm、小于或等于200gsm、小于或等于180gsm、小于或等于150gsm、小于或等于100gsm、或者小于或等于50gsm。这些范围的组合也是可能的(例如，10gsm至500gsm、20gsm至250gsm、或30gsm至180gsm)。单位面积的重量可以根据tappi t 410：2013确定。
[0106]
非织造纤维层可以具有任何合适的厚度。在一些实施方案中，非织造纤维层的厚度(例如，总测量厚度(overall caliper thickness))大于或等于0.025毫米、大于或等于0.05毫米、大于或等于0.075毫米、大于或等于0.1毫米、大于或等于0.13毫米、大于或等于0.15毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大于或等于1.5毫米、大于或等于1.75毫米、或者大于或等于2毫米。在一些实施方案中，非织造纤维层的厚度(例如，总测量厚度)小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2.5毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.75毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、小于或等于0.3毫米、小于或等于0.2毫米、或者小于或等于0.1毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，0.025毫米至5毫米、0.13毫米至2.5毫米、或0.13毫米至0.75毫米)。厚度可以使用扫描电子显微法确定。
[0107]
非织造纤维层可以具有任何合适的拉伸比。在一些实施方案中，非织造纤维层的拉伸比大于或等于0.03、大于或等于0.04、大于或等于0.05、大于或等于0.06、大于或等于0.07、大于或等于0.1、大于或等于0.2、大于或等于0.3、大于或等于0.4、大于或等于0.5、大于或等于0.6、大于或等于0.7、大于或等于0.8、或者大于或等于0.9。在一些实施方案中，非织造纤维层的拉伸比小于或等于1、小于或等于0.9、小于或等于0.8、小于或等于0.7、小于或等于0.6、小于或等于0.5、小于或等于0.4、小于或等于0.3、小于或等于0.2、小于或等于0.1、小于或等于0.07、小于或等于0.06、小于或等于0.05、或者小于或等于0.04。这些范围的组合也是可能的(例如，0.03至1或0.07至0.5)。
[0108]
拉伸比可以通过将z平面中的内部结合强度除以xy平面中的机器方向拉伸强度和xy平面中的横向方向拉伸强度的平均值来确定(即，(z平面中的内部结合强度)/(xy平面中的机器方向拉伸强度和xy平面中的横向方向拉伸强度的平均值))。z平面中的内部结合强度可以根据tappi t 569om-14使用3m双面涂覆的纸基胶带410m或等同物来测量。xy平面中的机器方向拉伸强度和xy平面中的横向方向拉伸强度可以根据tappi t 494om-88来测量。
[0109]
非织造纤维层可以具有任何合适的z平面中的内部结合强度。在一些实施方案中，非织造纤维层的z平面中的内部结合强度大于或等于20 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于25 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于30 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于40 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于50 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于75 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于100 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于150 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于200 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于300 103英尺
×
磅/英寸2、大于或等于400 103英尺
×
磅/英寸2大于或等于500 103英尺
×
磅/英寸2大于或等于600 103英尺
×
磅/英寸2大于或等于700 103英尺
×
磅/英寸2大于或等于800 103英尺
×
磅/英寸2、或者大于或等于900 103英尺
×
磅/英寸2。在某些实施方案中，非织造纤维层的z平面中的内部结合强度小于或等于1000 103英尺
×
磅/英
寸2、小于或等于900 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于800 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于700 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于600 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于500 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于400 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于300 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于200 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于150 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于100 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于75 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于50 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于40 103英尺
×
磅/英寸2、小于或等于30 103英尺
×
磅/英寸2、或者小于或等于25 103英尺
×
磅/英寸2。这些范围的组合也是可能的(例如，20 103英尺
×
磅/英寸2至1000 103英尺
×
磅/英寸2、30 103英尺
×
磅/英寸2至800 103英尺
×
磅/英寸2、或50 103英尺
×
磅/英寸2至500 103英尺
×
磅/英寸2)。
[0110]
在一些实施方案中，与平面外密实元的相对频率较低的相同非织造纤维层相比，平面外密实元的相对频率较高的非织造纤维层的z平面中的内部结合强度更高。在一些实施方案中，与平面外密实元的相对频率较低的相同非织造纤维层相比，平面外密实元的相对频率较高的非织造纤维层的拉伸比更高。
[0111]
在一些实施方案中，增加的z平面中的内部结合强度产生更耐久的介质，这有利于腐蚀性应用，例如燃气轮机。在一些实施方案中，增加的z平面中的内部结合强度允许使用较少量的树脂和/或使用较少量的玻璃来实现相同的强度和效率。
[0112]
非织造纤维层在机器方向和横向方向上可以具有任何合适的gurley弯曲干挺度。在一些实施方案中，非织造纤维层在机器方向和/或横向方向上的gurley弯曲干挺度大于或等于50mg、大于或等于100mg、大于或等于150mg、大于或等于200mg、大于或等于250mg、大于或等于300mg、大于或等于350mg、大于或等于400mg、大于或等于500mg、大于或等于600mg、大于或等于700mg、大于或等于800mg、大于或等于900mg、大于或等于1,000mg、大于或等于2,000mg、大于或等于3,000mg、大于或等于4,000mg、大于或等于5,000mg、大于或等于6,000mg、大于或等于7,000mg、大于或等于8,000mg、或者大于或等于9,000mg。在某些实施方案中，非织造纤维层在机器方向和/或横向方向上的gurley弯曲干挺度小于或等于10,000mg、小于或等于9,000mg、小于或等于8,000mg、小于或等于7,000mg、小于或等于6,000mg、小于或等于5,000mg、小于或等于4,000mg、小于或等于3,000mg、小于或等于2,000mg、小于或等于1,000mg、小于或等于900mg、小于或等于800mg、小于或等于700mg、小于或等于600mg、小于或等于500mg、小于或等于400mg、小于或等于350mg、小于或等于300mg、小于或等于250mg、小于或等于200mg、小于或等于150mg、或者小于或等于100mg。这些范围的组合也是可能的(例如，50mg至10,000mg；200mg至10,000mg；或400mg至10,000mg)。gurley弯曲干挺度可以根据tappi t543 om-00(2000)来确定。
[0113]
非织造纤维层可以具有任何合适的最大孔径。在一些实施方案中，非织造纤维层的最大孔径大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于75微米、大于或等于100微米、大于或等于150微米、大于或等于200微米、大于或等于250微米、大于或等于300微米、或者大于或等于400微米。在某些实施方案中，非织造纤维层的最大孔径小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于300微米、小于或等于250微米、小于或等于200微米、小于或等于150微米、小于或等于100微米、小于或等于75微米、小于或等
于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、小于或等于0.4微米、小于或等于0.3微米、或者小于或等于0.2微米。这些范围的组合也是可能的(例如，0.1微米至500微米或1微米至100微米)。最大孔径可以根据astm f316-03(2011)来确定。
[0114]
在一些实施方案中，与平面外密实元的相对频率较低的相同非织造纤维层相比，平面外密实元的相对频率较高的非织造纤维层的孔径更高。在一些实施方案中，在给定的效率下较高的孔径产生较高的容尘量。
[0115]
在一些实施方案中，与平面外密实元的相对频率较低的相同非织造纤维层相比，平面外密实元的相对频率较高的非织造纤维层的孔径(例如，最大孔径)更大。在一些实施方案中，较大孔径(例如，最大孔径)引起透气率增加。
[0116]
非织造纤维层可以具有任何合适的透气率。在一些实施方案中，非织造纤维层的透气率大于或等于1cfm、大于或等于10cfm、大于或等于25cfm、大于或等于50cfm、大于或等于75cfm、大于或等于100cfm、大于或等于150cfm、大于或等于200cfm、大于或等于300cfm、大于或等于400cfm、大于或等于500cfm、大于或等于600cfm、大于或等于700cfm、大于或等于800cfm、或者大于或等于900cfm。在一些实施方案中，非织造纤维层的透气率小于或等于1000cfm、小于或等于900cfm、小于或等于800cfm、小于或等于700cfm、小于或等于600cfm、小于或等于500cfm、小于或等于400cfm、小于或等于300cfm、小于或等于200cfm、小于或等于150cfm、小于或等于100cfm、小于或等于75cfm、小于或等于50cfm、小于或等于25cfm、或者小于或等于10cfm。这些范围的组合也是可能的(例如，1cfm至1000cfm、1cfm至500cfm、或1cfm至200cfm)。透气率可以根据astm d737-04(2016)在125pa的压力下确定。
[0117]
在一些实施方案中，对非织造纤维层进行处理和/或加工。在一些实施方案中，对非织造纤维层进行机械处理(例如，针刺)。在一些实施方案中，对非织造纤维层进行化学处理(例如，化学气相沉积、化学喷涂、物理气相沉积、等离子体氧化和/或电晕放电)。在一些实施方案中，将非织造纤维层与膜和/或干法成网材料(例如，纺粘或织造垫)层合。在一些实施方案中，对非织造纤维层进行涂覆。
[0118]
在一些实施方案中，过滤介质包括非织造纤维层和一个或更多个另外的层。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，非织造纤维层)和下游层320(例如，另外的层)。在一些实施方案中，过滤介质包括大于或等于1个层、大于或等于2个层、大于或等于3个层、或者大于或等于4个层。在一些实施方案中，过滤介质包括小于或等于5个层、小于或等于4个层、小于或等于3个层、或者小于或等于2个层。这些范围的组合也是可能的(例如，1至5个层或1至3个层)。
[0119]
本文所述的层可以以任何合适的顺序。在一些实施方案中，一个或更多个另外的层(例如，预过滤器层、效率层和/或背衬)为非织造纤维层的上游和/或下游。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，非织造纤维层)和下游层320(例如，另外的层)。在其他实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，另外的层)和下游层320(例如，非织造纤维层)。
[0120]
在一些实施方案中，非织造纤维层可以通过多种方法与一个或更多个另外的层结合。合适的方法的实例包括直接沉积、压延、热结合、超声波结合、整理、胶合(例如，用热熔体、基于水和/或基于溶剂的胶)、共饱和和/或熔化纤维(例如，双组分纤维、粘合纤维、和/
或熔化纤维)。在一些实施方案中，非织造纤维层被缝合成网状物。在一些实施方案中，非织造纤维层被缝合成稀松布。在一些实施方案中，非织造纤维层与织造层和/或非织造层在线和/或离线结合。
[0121]
在一些实施方案中，另外的层包括预过滤器层。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，预过滤器层)和下游层320(例如，非织造纤维层)。预过滤器可以提高过滤介质的容量和/或保护过滤介质的一个或更多个部件。预过滤器通常定位在过滤介质的一个或更多个其他部件(例如效率层)的上游。应理解，任何单独的预过滤器均可以独立地具有本文所述的关于预过滤器的一些或所有特性。
[0122]
当存在时，预过滤器可以包括非织造纤维网。非织造纤维网可以为熔喷非织造纤维网、纺粘非织造纤维网、湿法成网非织造纤维网、气流成网非织造纤维网、和/或梳理非织造纤维网。这样的纤维网可以包含连续纤维(例如，熔喷纤维、纺粘纤维)或非连续纤维。
[0123]
在过滤介质包括两个或更多个预过滤器的实施方案中，每个预过滤器可以独立地包括上述非织造纤维网中的一者和/或下述一种或更多种类型的纤维。
[0124]
在一些实施方案中，预过滤器包含纤维素纤维、合成纤维、熔喷纤维、纺粘纤维、和/或玻璃纤维(例如，微玻璃纤维和/或短切纤维)。
[0125]
在某些实施方案中，合成纤维为单组分纤维。合适的合成纤维的非限制性实例包括包含以下材料中的一者或更多者的纤维：聚(酯)(例如，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))、聚(碳酸酯)、聚(酰胺)(例如，各种尼龙聚合物)、聚(芳酰胺)、聚(酰亚胺)、聚(烯烃)(例如，聚(乙烯)、聚(丙烯))、聚(醚酮)、聚(丙烯酸类)(例如，聚(丙烯腈))、聚(乙烯醇)、再生纤维素(例如，合成纤维素，例如乙酸纤维素、莱赛尔、人造丝)、氟化聚合物(例如，聚(偏二氟乙烯)(pvdf))、聚(乙烯)和pvdf的共聚物、以及聚(醚砜)。在一些实施方案中，合成纤维为有机聚合物纤维。
[0126]
本文所述的预过滤器可以包含多于一种类型的纤维(例如，两种或更多种不同类型的单组分合成纤维，例如聚(乙烯)纤维和聚(酯)纤维)或者可以仅包含一种类型的纤维(例如，仅包含聚(乙烯)的单组分合成纤维)。在一些实施方案中，预过滤器中的纤维包括包含以上列举的聚合物中的两者或更多者的共混物(例如，两种类型的聚(酯)的共混物)的纤维。
[0127]
预过滤器中的纤维(例如，合成纤维)还可以包含一种或更多种添加剂。例如，在一些实施方案中，预过滤器包含进一步包含电荷稳定添加剂的纤维。电荷稳定添加剂可以分散在整根纤维中(例如，其可以与聚合物组分一起挤出以形成包含电荷稳定添加剂和聚合物组分二者的纤维)，或者可以以另一合适的方式定位在纤维内。合适的一类电荷稳定添加剂的一个实例为受阻胺光稳定剂。不希望受任何特定理论的束缚，认为受阻胺光稳定剂能够使带电物质(例如，带正电的物质，例如来自水的质子；带负电的物质)稳定。合适的电荷稳定添加剂的其他非限制性实例包括稠合芳族硫脲、有机三嗪、uv稳定剂、亚磷酸酯/盐、包含两个或更多个酰胺基的添加剂(例如双酰胺、三酰胺)、和硬脂酸酯/盐(例如，硬脂酸镁、硬脂酸钙)。可以通过由包含电荷稳定添加剂的组合物形成连续纤维，将电荷稳定添加剂并入到纤维中。
[0128]
在过滤介质包括两个或更多个预过滤器的实施方案中，每个预过滤器可以独立地包含含有上述一种或更多种材料和/或具有上述一种或更多种组成的纤维。
[0129]
适合用于本文所述的预过滤器的纤维可以具有多种平均纤维直径。在一些实施方案中，预过滤器包含平均纤维直径为以下的纤维：大于或等于1微米、大于或等于1.25微米、大于或等于1.5微米、大于或等于2微米、大于或等于2.5微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于6微米、大于或等于7微米、大于或等于8微米、大于或等于10微米、大于或等于12.5微米、大于或等于15微米、大于或等于17.5微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、或者大于或等于75微米。在一些实施方案中，预过滤器包含平均纤维直径为以下的纤维：小于或等于100微米、小于或等于75微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于17.5微米、小于或等于15微米、小于或等于14微米、小于或等于12.5微米、小于或等于10微米、小于或等于8微米、小于或等于6微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2.5微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1.5微米。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于100微米、大于或等于5微米且小于或等于100微米、或者大于或等于5微米且小于或等于30微米)。其他范围也是可能的。
[0130]
在预过滤器包含两种或更多种类型的纤维的实施方案中，每种类型的纤维可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维直径和/或预过滤器中的所有纤维可以在一起具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维直径。类似地，当过滤介质包括两个或更多个预过滤器时，每个预过滤器可以独立地包含平均纤维直径在上述范围中的一者或更多者的一种或更多种类型的纤维和/或可以对于在其中的所有纤维具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维直径。
[0131]
适合用于本文所述的预过滤器的纤维可以具有多种平均纤维长度。在一些实施方案中，预过滤器包含平均纤维长度为以下的纤维：大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于6微米、大于或等于7微米、大于或等于8微米、大于或等于10微米、大于或等于12.5微米、大于或等于15微米、大于或等于17.5微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于75微米、大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于300微米、大于或等于400微米、大于或等于500微米、大于或等于750微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm、大于或等于5mm、大于或等于6mm、大于或等于7mm、大于或等于10mm、大于或等于20mm、大于或等于30mm、或者大于或等于40mm。在一些实施方案中，预过滤器包含平均纤维长度为以下的纤维：小于或等于50mm、小于或等于40mm、小于或等于30mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于12mm、小于或等于10mm、小于或等于9mm、小于或等于8mm、小于或等于7mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于750微米、小于或等于500微米、小于或等于250微米、小于或等于100微米、小于或等于75微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于24微米、小于或等于20微米、小于或等于18微米、小于或等于17.5微米、小于或等于15微米、小于或等于14微米、小于或等于12.5微米、小于或等于12微米、小于或等于10微米、小于或等于8微米、小于或等于6微米、小于或等于5微米、或者小于或等于4微米。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100微米且小于或等于10mm、大于或等于3微米且小于或等于24微米、或者大于或等于3mm且小于
或等于50mm)。其他范围也是可能的。
[0132]
在预过滤器包含两种或更多种类型的纤维的实施方案中，每种类型的纤维可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维长度和/或预过滤器中的所有纤维可以在一起具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维长度。类似地，当过滤介质包括两个或更多个预过滤器时，每个预过滤器可以独立地包含平均纤维长度在上述范围中的一者或更多者的一种或更多种类型的纤维和/或可以对于在其中的所有纤维具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维长度。
[0133]
一些预过滤器还可以包含一种或更多种另外的组分。通过实例，在一些实施方案中，预过滤器包含树脂。
[0134]
本文所述的预过滤器可以具有任何合适的单位面积的重量。在一些实施方案中，预过滤器的单位面积的重量大于或等于10gsm、大于或等于12.5gsm、大于或等于15gsm、大于或等于17.5gsm、大于或等于20gsm、大于或等于22.5gsm、大于或等于25gsm、大于或等于30gsm、大于或等于35gsm、大于或等于40gsm、大于或等于45gsm、大于或等于50gsm、或者大于或等于55gsm、大于或等于75gsm、大于或等于100gsm、大于或等于200gsm、大于或等于300gsm、或者大于或等于400gsm。在一些实施方案中，预过滤器的单位面积的重量小于或等于500gsm、小于或等于400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于250gsm、小于或等于200gsm、小于或等于180gsm、小于或等于150gsm、小于或等于100gsm、小于或等于60gsm、小于或等于55gsm、小于或等于50gsm、小于或等于45gsm、小于或等于40gsm、小于或等于35gsm、小于或等于30gsm、小于或等于25gsm、小于或等于22.5gsm、小于或等于20gsm、小于或等于17.5gsm、或者小于或等于15gsm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10gsm且小于或等于500gsm、大于或等于20gsm且小于或等于250gsm、或者大于或等于30gsm且小于或等于180gsm)。预过滤器的单位面积的重量可以根据tappi 410：2013确定。
[0135]
在过滤介质包括两个或更多个预过滤器的实施方案中，每个预过滤器可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的单位面积的重量。
[0136]
本文所述的预过滤器的厚度通常可以根据需要来选择。在一些实施方案中，预过滤器的厚度大于或等于0.01mm、大于或等于0.015mm、大于或等于0.02mm、大于或等于0.025mm、大于或等于0.03mm、大于或等于0.035mm、大于或等于0.04mm、大于或等于0.045mm、大于或等于0.05mm、大于或等于0.06mm、大于或等于0.07mm、大于或等于0.08mm、大于或等于0.09mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.13mm、大于或等于0.15mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.25mm、大于或等于0.3mm、大于或等于0.35mm、大于或等于0.4mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.1mm、大于或等于1.2mm、大于或等于1.3mm、大于或等于1.4mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.75mm、大于或等于2mm、大于或等于2.25mm、大于或等于2.5mm、大于或等于3mm、或者大于或等于4mm。在一些实施方案中，预过滤器的厚度小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2.25mm、小于或等于2mm、小于或等于1.75mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.4mm、小于或等于1.3mm、小于或等于1.2mm、小于或等于1.1mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.75mm、小于或等于0.7mm、小于或等于0.6mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.4mm、小于或等于0.35mm、小于或等于0.3mm、小于或等于0.25mm、小于或等于0.2mm、小于
或等于0.15mm、小于或等于0.1mm、小于或等于0.09mm、小于或等于0.08mm、小于或等于0.07mm、小于或等于0.06mm、小于或等于0.05mm、小于或等于0.045mm、小于或等于0.04mm、小于或等于0.035mm、小于或等于0.03mm、小于或等于0.025mm、小于或等于0.02mm、或者小于或等于0.015mm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.025mm且小于或等于5mm、大于或等于0.13mm且小于或等于2.5mm、或者大于或等于0.13mm且小于或等于0.75mm)。其他范围也是可能的。预过滤器的厚度可以使用扫描电子显微法来确定。
[0137]
在过滤介质包括两个或更多个预过滤器的实施方案中，每个预过滤器可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的厚度。
[0138]
本文所述的预过滤器可以带电或可以不带电。当存在时，可以通过多种合适的起电方法在预过滤器上感应电荷(例如，静电荷)，起电方法的非限制性实例包括电晕放电(例如，采用ac电晕，采用dc电晕)、采用离子电荷棒(例如，由正电流供电，由负电流供电)和/或摩擦起电(例如，水驻极静电(hydrocharging)，通过纤维摩擦起电)。当采用的通过纤维摩擦起电可以通过使两个表面接触然后分离来完成，其中的至少一个表面是定位待起电的纤维的表面。该过程可能导致两个表面之间的电荷转移和两个表面上相关的电荷积累。可以选择表面使得其在摩擦静电序列中具有足够不同的位置，从而在接触时产生介于其间的增强的电荷转移。
[0139]
在一些实施方案中，可以采用两种或更多种带电方法。作为一个具体实例，可以一起采用一个或更多个离子电荷棒(例如，四个离子电荷棒)和一个或更多个电晕放电站。
[0140]
在过滤介质包括两个或更多个预过滤器的实施方案中，每个预过滤器可以独立地进行带电或不带电。每个带电的预过滤器可以通过上述方法中的一者或更多者而独立地带电。
[0141]
在一些实施方案中，另外的层包括效率层。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，非织造纤维层)和下游层320(例如，效率层)。效率层可以明显地有助于过滤介质的过滤性能。在一些实施方案中，效率层包括非织造纤维网。非织造纤维网可以为静电纺丝非织造纤维网、离心纺丝非织造纤维网、湿法成网非织造纤维网、非湿法成网非织造纤维网、梳理非织造纤维网、和/或熔喷非织造纤维网。
[0142]
在过滤介质包括两个或更多个效率层的实施方案中，每个效率层可以独立地包括上述非织造纤维网中的一者和/或下述一种或更多种类型的纤维。
[0143]
在某些实施方案中，效率层包含纤维，例如纤维素、纤维素衍生物(例如，莱赛尔纤维和/或人造丝纤维)、化学合成物和/或玻璃(例如，微玻璃纤维和/或短切玻璃纤维)。在一些实施方案中，效率层包括膜。在一些实施方案中，效率层包含连续纤维(例如，静电纺丝纤维和/或熔喷纤维)。
[0144]
合适的膜的实例包括乙酸纤维素膜；再生纤维素膜；疏水性ptfe膜；聚酰胺膜；聚碳酸酯膜；聚醚砜膜；纳米纤维膜；由无机材料例如氧化铝、二氧化钛、氧化锆、碳化硅或玻璃质材料制成的陶瓷膜；由金属例如pd、ag、fe、ni、钢及其合金制成的金属膜；或其组合。在一些实施方案中，膜包含聚合物树脂。合适的聚合物树脂的实例包括聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯和/或乙烯-α-烯烃共聚物)、丙烯酸类聚合物和共聚物(例如，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚丙烯酸乙酯)；卤乙烯聚合物和共聚物(例如，聚氯乙烯)；聚乙烯醚(例如聚乙烯甲基醚)；聚偏二卤乙烯(例如，聚偏二氟乙烯和/或聚偏二氯乙烯)；聚
丙烯腈；聚乙烯酮；聚乙烯胺；聚乙烯基芳族化合物(例如，聚苯乙烯)；聚乙烯酯(例如，聚乙酸乙烯酯)；乙烯基单体与彼此和/或烯烃的共聚物(例如，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、abs树脂和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)；天然和合成橡胶(例如，丁二烯-苯乙烯共聚物、聚异戊二烯、合成聚异戊二烯、聚丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚氯丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、异丁烯-异戊二烯共聚物、和/或聚氨酯橡胶)；聚酰胺(例如，尼龙66和/或聚己内酰胺)；聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)；聚碳酸酯；聚酰亚胺；聚醚；和/或含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯和/或氟化乙烯丙烯)。
[0145]
在效率层包含纤维素纤维的实施方案中，合适的纤维素纤维的实例可以包括软木纤维、硬木纤维、及其组合。软木纤维素纤维的实例可以包括源自松木、雪松、高山冷杉、花旗松和云杉树的木材的纤维。硬木纤维素纤维的实例可以包括源自桉树(例如，大桉)、枫树、桦树和其他落叶树的木材的纤维。
[0146]
在一些实施方案中，当效率层包含合成纤维时，合成纤维为单组分纤维。合适的合成纤维的非限制性实例包括包含以下材料中的一者或更多者的纤维：聚(酰胺)(例如，尼龙，例如尼龙6)、聚(酯)(例如，聚(己内酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))、聚(氨基甲酸酯)、聚(脲)、丙烯酸类树脂、包含含有羰基官能团的侧链的聚合物(例如，聚(乙酸乙烯酯)、纤维素酯、聚(丙烯酰胺))、聚(醚砜)、聚(丙烯酸类)(例如，聚(丙烯腈)、聚(丙烯酸))、氟化聚合物(例如，聚(偏二氟乙烯))、多元醇(例如，聚(乙烯醇))、聚(醚)(例如，聚(环氧乙烷))、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(烯丙胺)、丁基橡胶、聚(乙烯)、包含硅烷官能团的聚合物、包含硫醇官能团的聚合物、包含羟甲基官能团的聚合物(例如，酚醛聚合物、三聚氰胺聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物、包含侧基羟甲基的可交联聚合物)。在一些实施方案中，合成纤维为有机聚合物纤维。
[0147]
本文所述的效率层可以包含多于一种类型的纤维(例如，两种或更多种不同类型的单组分合成纤维，例如聚(酰胺)纤维和聚(酯)纤维)或者可以仅包含一种类型的纤维(例如，仅包含单一类型的聚(酰胺)的单组分合成纤维)。在一些实施方案中，效率层中的纤维包含含有以上列举的聚合物中的两者或更多者的共混物(例如，两种类型的聚(酰胺)的共混物)的纤维。
[0148]
在一些实施方案中，效率层为纳米纤维层。如本文中所使用的，纳米纤维层的平均纤维直径小于1微米。当存在时，纳米纤维层可以包含含有多种合适类型的纳米纤维的多根纳米纤维。在一些实施方案中，多根纳米纤维可以包含一种或更多种合成聚合物。合适的合成聚合物的非限制性实例包括聚酰胺(例如，尼龙，例如尼龙6)、聚酯(例如，聚(己内酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))、聚氨酯、聚脲、丙烯酸类树脂、包含含有羰基官能团的侧链的聚合物(例如，聚(乙酸乙烯酯)、纤维素、纤维素酯、聚(丙烯酰胺))、聚(醚砜)、聚丙烯酸类(例如，聚(丙烯腈)、聚(丙烯酸))、氟化聚合物(例如，聚(偏二氟乙烯))、多元醇(例如，聚(乙烯醇))、聚醚(例如，聚(环氧乙烷))、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(烯丙胺)、包含硅烷官能团的聚合物、包含硫醇官能团的聚合物、包含羟甲基官能团的聚合物(例如，酚醛聚合物或三聚氰胺聚合物)、及其组合。在一些实施方案中，多根纳米纤维可以包含一种或更多种天然聚合物。在一些实施方案中，多根纳米纤维包含含有以上列举的两种或更多种聚合物的共聚物和/或以上列举的两种或更多种聚合物的共混物(例如，聚酰胺和聚酯的共混物)的纳米纤
维。在存在多于一个纳米纤维层的实施方案中，每个纳米纤维层可以独立地包含含有上述聚合物中的一者或更多者的纳米纤维。
[0149]
效率层中的纤维(例如，合成纤维)还可以包含一种或更多种添加剂。通过实例，效率层中的纤维可以包含电荷稳定添加剂(例如，如上述关于预过滤器所描述的)和/或抗微生物添加剂。
[0150]
在效率层包含纤维素纤维的实施方案中，效率层可以包含任何合适量的纤维素纤维。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的纤维素纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的纤维素纤维：小于或等于99.99重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如0.01重量％至99.99重量％)。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含100重量％的纤维素纤维。在一些实施方案中，效率层不具有纤维素纤维。
[0151]
在效率层包含纤维素衍生物纤维的实施方案中，效率层可以包含任何合适量的纤维素衍生物纤维。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的纤维素衍生物纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的纤维素衍生物纤维：小于或等于100重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％)。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含100重量％的纤维素衍生物纤维。在一些实施方案中，效率层不具有纤维素衍生物纤维。
[0152]
在效率层包含合成纤维的实施方案中，效率层可以包含任何合适量的合成纤维。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的合成纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的合成纤维：小于或等于100重量％、小于或等于99.99重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％或0.01重量％至99.99重量％)。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含100重量％的合成纤维。在一些实施方案中，效率层不具有合成纤维。
[0153]
在效率层包含玻璃纤维的实施方案中，效率层可以包含任何合适量的玻璃纤维。
在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的玻璃纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的玻璃纤维：小于或等于100重量％、小于或等于99.99重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％或0.01重量％至99.99重量％)。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含100重量％的玻璃纤维。在一些实施方案中，效率层不具有玻璃纤维。
[0154]
在效率层包含纳米纤维的实施方案中，效率层可以包含任何合适量的纳米纤维。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的纳米纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含以下的纳米纤维：小于或等于100重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％)。在一些实施方案中，相对于效率层的总重量，效率层包含100重量％的纳米纤维。在一些实施方案中，效率层不具有纳米纤维。
[0155]
无论纤维的类型如何，效率层都可以具有任何合适的平均纤维直径。在一些实施方案中，效率层的平均纤维直径大于或等于0.05微米、大于或等于0.1微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、或者大于或等于40微米。在一些实施方案中，效率层的平均纤维直径小于或等于50微米、小于或等于45微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、或者小于或等于0.1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05微米且小于或等于50微米、大于或等于0.05微米且小于或等于35微米、或者大于或等于0.05微米且小于或等于35微米)。
[0156]
无论纤维的类型如何，效率层都可以具有任何合适的平均纤维长度。在一些实施方案中，效率层的平均纤维长度大于或等于0.01毫米、大于或等于0.05毫米、大于或等于0.1毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于1毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于10毫米、大于或等于15毫米、大于或等于20毫米、大于或等于25毫米、大于或等于30毫米、大于或等于35毫米、大于或等于40毫米、大于或等于45毫米、或者大于或等于50毫米。在一些实施方案中，效率层的平均纤维长度小于或等于52毫米、小于或等于50毫米、小于或等于45毫米、小于或等于42毫米、小于或等于39毫米、小于或等于35毫米、小于或等于30毫米、小于或等于26毫米、小于或等于23毫米、小于或
等于20毫米、小于或等于15毫米、小于或等于10毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、或者小于或等于1毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01毫米且小于或等于52毫米、大于或等于1毫米且小于或等于39毫米、或者大于或等于1毫米且小于或等于26毫米)。
[0157]
在一些实施方案中，效率层包含连续纤维。连续纤维通过“连续的”纤维成型工艺(例如，熔喷、熔纺、熔体静电纺丝、溶剂静电纺丝、离心纺丝或纺粘工艺)制成，并且通常具有比非连续纤维更长的长度。非连续纤维可以为短纤维，其可以是(例如，由长丝)切割的或形成为非连续离散纤维以具有如本文更详细地描述的特定长度或长度范围。在某些实施方案中，本文所述的连续纤维的平均长度大于5英寸。
[0158]
在效率层包含纤维素纤维的实施方案中，纤维素纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，纤维素纤维的直径大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，纤维素纤维的直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、或者小于或等于3微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于100微米、大于或等于3微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
[0159]
纤维素纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，纤维素纤维的平均长度大于或等于0.1毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大于或等于1.5毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、或者大于或等于9毫米。在一些实施方案中，纤维素纤维的平均长度小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、或者小于或等于0.3毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1毫米且小于或等于10毫米、大于或等于0.3毫米且小于或等于7毫米、或者大于或等于0.5毫米且小于或等于4毫米)。
[0160]
在非织造纤维层包含纤维素衍生物纤维的实施方案中，纤维素衍生物纤维可以为再生纤维(例如，莱赛尔纤维和/或人造丝纤维)。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维可以为原纤化纤维。在纤维素衍生物纤维为原纤化纤维的实施方案中，纤维素衍生物纤维可以具有任何合适的加拿大标准游离度(csf)。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的csf大于或等于0ml、大于或等于1ml、大于或等于5ml、大于或等于10ml、大于或等于20ml、大于或等于30ml、大于或等于40ml、大于或等于50ml、大于或等于60ml、大于或等于70ml、大于或等于80ml、大于或等于90ml、大于或等于100ml、大于或等于125ml、大于或等于150ml、大于或等于175ml、大于或等于200ml、大于或等于250ml、大于或等于300ml、大于或等于350ml、大于或等于400ml、或者大于或等于450ml。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的csf小
于或等于500ml、小于或等于450ml、小于或等于400ml、小于或等于350ml、小于或等于300ml、小于或等于250ml、小于或等于200ml、小于或等于175ml、小于或等于150ml、小于或等于125ml、小于或等于100ml、小于或等于90ml、小于或等于80ml、小于或等于70ml、小于或等于60ml、小于或等于50ml、小于或等于40ml、小于或等于30ml、小于或等于20ml、或者小于或等于10ml。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0ml且小于或等于500ml、大于或等于0ml且小于或等于200ml、或者大于或等于0ml且小于或等于100ml)。
[0161]
纤维素衍生物纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的平均长度大于或等于0.1毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大于或等于1.5毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、大于或等于9毫米、大于或等于10毫米、或者大于或等于11毫米。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的平均长度小于或等于12毫米、小于或等于11毫米、小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、或者小于或等于0.3毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1毫米且小于或等于12毫米、大于或等于0.3毫米且小于或等于10毫米、或者大于或等于0.5毫米且小于或等于8毫米)。
[0162]
在效率层包含合成纤维的实施方案中，合成纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，合成纤维的平均直径大于或等于0.05微米、大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于0.6微米、大于或等于0.7微米、大于或等于0.8微米、大于或等于0.9微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，合成纤维的平均直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、小于或等于0.9微米、小于或等于0.8微米、小于或等于0.7微米、小于或等于0.6微米、小于或等于0.5微米、小于或等于0.4微米、小于或等于0.3微米、小于或等于0.2微米、或者小于或等于0.1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05微米且小于或等于5微米、大于或等于0.4微米且小于或等于5微米、大于或等于1微米且小于或等于5微米、大于或等于5微米且小于或等于100微米、大于或等于5微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
[0163]
合成纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，合成纤维的平均长度大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm、大于或等于5mm、大于或等于6mm、大于或等于7mm、大于或等于8mm、大于或等于9mm、大于或等于10mm、大于或等于
12mm、大于或等于14mm、大于或等于16mm、大于或等于18mm、大于或等于20mm、大于或等于22mm、或者大于或等于24mm。在一些实施方案中，合成纤维的平均长度小于或等于26mm、小于或等于24mm、小于或等于22mm、小于或等于20mm、小于或等于18mm、小于或等于16mm、小于或等于14mm、小于或等于12mm、小于或等于10mm、小于或等于9mm、小于或等于8mm、小于或等于7mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、或者小于或等于3mm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1mm且小于或等于26mm、大于或等于1mm且小于或等于5mm、大于或等于1mm且小于或等于4mm、大于或等于1mm且小于或等于3mm、大于或等于3mm且小于或等于26mm、大于或等于3mm且小于或等于20mm、或者大于或等于5mm且小于或等于13mm)。在一些实施方案中，合成纤维包含平均长度大于5英寸的连续纤维。
[0164]
在效率层包含玻璃纤维的实施方案中，玻璃纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均直径大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于0.6微米、大于或等于0.7微米、大于或等于0.8微米、大于或等于0.9微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于6微米、大于或等于7微米、大于或等于8微米、大于或等于9微米、大于或等于10微米、大于或等于11微米、大于或等于12微米、大于或等于13微米、大于或等于14微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、或者大于或等于25微米。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均直径小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于14微米、小于或等于13微米、小于或等于12微米、小于或等于11微米、小于或等于10微米、小于或等于9微米、小于或等于8微米、小于或等于7微米、小于或等于6微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于10微米、大于或等于0.4微米且小于或等于6微米、大于或等于0.4微米且小于或等于3微米、大于或等于4微米且小于或等于30微米、大于或等于6微米且小于或等于20微米、或者大于或等于7微米且小于或等于14微米)。
[0165]
玻璃纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长度大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、大于或等于9毫米、大于或等于10毫米、大于或等于11毫米、大于或等于12毫米、大于或等于15毫米、大于或等于17毫米、大于或等于20毫米、大于或等于25毫米、大于或等于30毫米、大于或等于35毫米、大于或等于40毫米、大于或等于45毫米、或者大于或等于50毫米。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长度小于或等于52毫米、小于或等于50毫米、小于或等于45毫米、小于或等于40毫米、小于或等于35毫米、小于或等于30毫米、小于或等于25毫米、小于或等于20毫米、小于或等于17毫米、小于或等于15毫米、小于或等于13毫米、小于或等于12毫米、小于或等于11毫米、小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、或者小于或等于4毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于3毫米且小于或等于52毫米、大于或等于3毫米且小于或等于20毫米、或者大于或等于6毫米且小于或等于13毫米)。
[0166]
在效率层包含静电纺丝纤维的实施方案中，静电纺丝纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，静电纺丝纤维的平均直径大于或等于50nm、大于或等于55nm、大于或等于60nm、大于或等于65nm、大于或等于70nm、大于或等于75nm、大于或等于80nm、大
于或等于85nm、大于或等于100nm、大于或等于125nm、大于或等于150nm、大于或等于175nm、大于或等于200nm、大于或等于250nm、大于或等于300nm、大于或等于400nm、大于或等于500nm、大于或等于600nm、大于或等于700nm、大于或等于800nm、或者大于或等于900nm。在一些实施方案中，静电纺丝纤维的平均直径小于或等于1,000nm、小于或等于900nm、小于或等于800nm、小于或等于700nm、小于或等于600nm、小于或等于500nm、小于或等于400nm、小于或等于300nm、小于或等于250nm、小于或等于225nm、小于或等于200nm、小于或等于175nm、小于或等于150nm、小于或等于125nm、小于或等于100nm、小于或等于85nm、小于或等于80nm、小于或等于75nm、小于或等于70nm、小于或等于65nm、小于或等于60nm、或者小于或等于55nm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50nm且小于或等于1000nm、大于或等于75nm且小于或等于250nm、或者大于或等于85nm且小于或等于200nm)。
[0167]
在效率层包含熔喷纤维的实施方案中，熔喷纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，熔喷纤维的平均直径大于或等于0.05微米、大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、或者大于或等于40微米。在一些实施方案中，熔喷纤维的平均直径小于或等于50微米、小于或等于45微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05微米且小于或等于50微米、大于或等于0.1微米且小于或等于30微米、或者大于或等于0.2微米且小于或等于10微米)。
[0168]
在过滤介质包括两个或更多个效率层的实施方案中，每个效率层可以独立地包含含有上述一种或更多种材料和/或具有上述一种或更多种组成的纤维。
[0169]
在效率层包含两种或更多种类型的纤维的实施方案中，每种类型的纤维可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维直径和/或长度，和/或效率层中的所有纤维可以在一起具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维长度和/或直径。类似地，当过滤介质包括两个或更多个效率层时，每个效率层可以独立地包含平均纤维长度和/或直径在上述范围中的一者或更多者的一种或更多种类型的纤维，和/或可以对于在其中的所有纤维具有在上述范围中的一者或更多者的平均纤维长度和/或直径。
[0170]
本文所述的效率层可以具有任何合适的单位面积的重量。在一些实施方案中，效率层的单位面积的重量大于或等于0.01gsm、大于或等于0.015gsm、大于或等于0.02gsm、大于或等于0.025gsm、大于或等于0.05gsm、大于或等于0.075gsm、大于或等于0.1gsm、大于或等于0.2gsm、大于或等于0.3gsm、大于或等于0.4gsm、大于或等于0.5gsm、大于或等于0.6gsm、大于或等于0.8gsm、大于或等于1gsm、大于或等于1.25gsm、大于或等于1.5gsm、大于或等于1.75gsm、大于或等于2gsm、大于或等于2.5gsm、大于或等于3gsm、大于或等于3.5gsm、大于或等于4gsm、大于或等于4.5gsm、大于或等于5gsm、大于或等于10gsm、大于或等于20gsm、大于或等于30gsm、大于或等于40gsm、大于或等于50gsm、大于或等于75gsm、大于或等于100gsm、大于或等于150gsm、大于或等于200gsm、大于或等于300gsm、或者大于或等于400gsm。在一些实施方案中，效率层的单位面积的重量小于或等于500gsm、小于或等于
400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于200gsm、小于或等于150gsm、小于或等于120gsm、小于或等于100gsm、小于或等于75gsm、小于或等于50gsm、小于或等于40gsm、小于或等于30gsm、小于或等于20gsm、小于或等于10gsm、小于或等于5gsm、小于或等于4.5gsm、小于或等于4gsm、小于或等于3.5gsm、小于或等于3gsm、小于或等于2.5gsm、小于或等于2gsm、小于或等于1.75gsm、小于或等于1.5gsm、小于或等于1.25gsm、小于或等于1gsm、小于或等于0.8gsm、小于或等于0.6gsm、小于或等于0.5gsm、小于或等于0.4gsm、小于或等于0.3gsm、小于或等于0.2gsm、小于或等于0.1gsm、小于或等于0.075gsm、小于或等于0.05gsm、小于或等于0.025gsm、小于或等于0.02gsm、或者小于或等于0.015gsm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1gsm且小于或等于500gsm、大于或等于1gsm且小于或等于120gsm、大于或等于0.1gsm且小于或等于100gsm、或者大于或等于1gsm且小于或等于50gsm)。其他范围也是可能的。
[0171]
在过滤介质包括两个或更多个效率层的实施方案中，每个效率层可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的单位面积的重量。
[0172]
本文所述的效率层的厚度可以根据需要选择。在一些实施方案中，效率层的厚度大于或等于50nm、大于或等于75nm、大于或等于100nm、大于或等于150nm、大于或等于200nm、大于或等于250nm、大于或等于500nm、大于或等于1000nm、大于或等于2500nm、大于或等于5000nm、大于或等于7500nm、大于或等于0.01mm、大于或等于0.025mm、大于或等于0.050mm、大于或等于0.075mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.3mm、大于或等于0.4mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.25mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.75mm、大于或等于2mm、大于或等于2.5mm、大于或等于3mm、或者大于或等于4mm。在一些实施方案中，效率层的厚度小于或等于5mm、小于或等于4.5mm、小于或等于4mm、小于或等于3.5mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.75mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.25mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.7mm、小于或等于0.6mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.4mm、小于或等于0.3mm、小于或等于0.2mm、小于或等于0.1mm、小于或等于0.075mm、小于或等于0.05mm、小于或等于0.025mm、小于或等于0.01mm、小于或等于7500nm、小于或等于5000nm、小于或等于2500nm、小于或等于1000nm、小于或等于500nm、小于或等于250nm、小于或等于200nm、小于或等于150nm、或者小于或等于100nm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50nm且小于或等于5mm、大于或等于100nm且小于或等于3mm、或者大于或等于200nm且小于或等于2mm)。其他范围也是可能的。效率层的厚度可以使用扫描电子显微法确定。
[0173]
在过滤介质包括两个或更多个效率层的实施方案中，每个效率层可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的厚度。
[0174]
效率层可以具有任何合适的最大孔径。在一些实施方案中，效率层的最大孔径大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于35微米、大于或等于40微米、或者大于或等于45微米。在一些实施方案中，效率层的最大孔径小于或等于50微米、小于或等于45微米、小于或
等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于50微米、大于或等于0.2微米且小于或等于40微米、或者大于或等于0.4微米且小于或等于30微米)。
[0175]
在过滤介质包括两个或更多个效率层的实施方案中，每个效率层可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的最大孔径。
[0176]
效率层可以具有任何合适的透气率。在一些实施方案中，效率层的透气率大于或等于0.1cfm、大于或等于0.2cfm、大于或等于0.3cfm、大于或等于0.4cfm、大于或等于0.5cfm、大于或等于1cfm、大于或等于2cfm、大于或等于3cfm、大于或等于4cfm、大于或等于5cfm、大于或等于10cfm、大于或等于20cfm、大于或等于30cfm、大于或等于40cfm、大于或等于50cfm、大于或等于75cfm、大于或等于100cfm、大于或等于150cfm、大于或等于200cfm、大于或等于300cfm、大于或等于400cfm、大于或等于500cfm、大于或等于600cfm、大于或等于700cfm、大于或等于800cfm、或者大于或等于900cfm。在一些实施方案中，效率层的透气率小于或等于1,000cfm、小于或等于950cfm、小于或等于900cfm、小于或等于850cfm、小于或等于800cfm、小于或等于750cfm、小于或等于700cfm、小于或等于650cfm、小于或等于600cfm、小于或等于550cfm、小于或等于500cfm、小于或等于400cfm、小于或等于300cfm、小于或等于200cfm、小于或等于150cfm、小于或等于100cfm、小于或等于75cfm、小于或等于50cfm、小于或等于40cfm、小于或等于30cfm、小于或等于20cfm、小于或等于10cfm、小于或等于5cfm、小于或等于4cfm、小于或等于3cfm、小于或等于2cfm、或者小于或等于1cfm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1cfm且小于或等于1,000cfm、大于或等于0.3cfm且小于或等于750cfm、或者大于或等于0.5cfm且小于或等于500cfm)。透气率可以根据astm d737-04(2016)来测量。
[0177]
在过滤介质包括两个或更多个效率层的实施方案中，每个效率层可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的透气率。
[0178]
在一些实施方案中，另外的层包括背衬层。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，非织造纤维层)和下游层320(例如，背衬)。背衬层可以支撑存在于过滤介质中的另一层和/或可以为在过滤介质的制造期间在其上沉积另一层的层。背衬层可以提供结构支撑、提供挺度、和/或提高可以在不明显增加过滤介质的阻力的情况下制造过滤介质的容易性。在一些实施方案中，背衬层对过滤介质的过滤性能没有明显贡献。在另一些实施方案中，背衬层可以以一种或更多种方式提高过滤介质的性能(例如，一个或更多个背衬层可以定位在另一些层的上游和/或可以用作预过滤器层)。在一些实施方案中，过滤介质包括两个或更多个背衬层。例如，过滤介质可以包括一起形成复合背衬层的设置在彼此之上的两个或更多个背衬层。在一些实施方案中，粘合剂可以设置在背衬层上(例如，定位在背衬层与另一层之间)。
[0179]
应理解，任何单独的背衬层(和/或复合背衬层)可以独立地具有本文所述的关于背衬层的一些或所有特性。还应理解，过滤介质可以包括相同的两个背衬层和/或可以包括在一个或更多方面不同的两个或更多个背衬层。
[0180]
背衬可以包含多种合适的纤维。在一些实施方案中，背衬包含纤维素、纤维素衍生
物(例如，莱赛尔纤维和/或人造丝纤维)、化学合成物、和/或玻璃(例如，微玻璃纤维和/或短切纤维)。在一些实施方案中，背衬包含连续纤维(例如，熔喷纤维和/或纺粘纤维)。
[0181]
在背衬包含纤维素纤维的实施方案中，合适的纤维素纤维的实例可以包括软木纤维、硬木纤维、及其组合。软木纤维素纤维的实例可以包括源自松木、雪松、高山冷杉、花旗松和云杉树的木材的纤维。硬木纤维素纤维的实例可以包括源自桉树(例如，大桉)、枫树、桦树和其他落叶树的木材的纤维。
[0182]
在一些实施方案中，当背衬包含合成纤维时，合成纤维为单组分纤维。合适的合成纤维的非限制性实例包括包含以下材料中的一者或更多者的纤维：聚(酰胺)(例如，尼龙，例如尼龙6)、聚(酯)(例如，聚(己内酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))、聚(氨基甲酸酯)、聚(脲)、丙烯酸类树脂、包含含有羰基官能团的侧链的聚合物(例如，聚(乙酸乙烯酯)、纤维素酯、聚(丙烯酰胺))、聚(醚砜)、聚(丙烯酸类)(例如，聚(丙烯腈)、聚(丙烯酸))、氟化聚合物(例如，聚(偏二氟乙烯))、多元醇(例如，聚(乙烯醇))、聚(醚)(例如，聚(环氧乙烷))、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(烯丙胺)、丁基橡胶、聚(乙烯)、包含硅烷官能团的聚合物、包含硫醇官能团的聚合物、包含羟甲基官能团的聚合物(例如，酚醛聚合物、三聚氰胺聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物、包含侧基羟甲基的可交联聚合物)。在一些实施方案中，合成纤维为有机聚合物纤维。
[0183]
本文所述的背衬可以包含多于一种类型的纤维(例如，两种或更多种不同类型的单组分合成纤维，例如聚(酰胺)纤维和聚(酯)纤维)或者可以仅包含一种类型的纤维(例如，仅包含单一类型的聚(酰胺)的单组分合成纤维)。在一些实施方案中，背衬中的纤维包含含有以上列举的聚合物中的两者或更多者的共混物(例如，两种类型的聚(酰胺)的共混物)的纤维。
[0184]
在一些实施方案中，背衬为纳米纤维层。当存在时，纳米纤维层可以包含含有多种合适类型的纳米纤维的多根纳米纤维。在一些实施方案中，多根纳米纤维可以包含一种或更多种合成聚合物。合适的合成聚合物的非限制性实例包括聚酰胺(例如，尼龙，例如尼龙6)、聚酯(例如，聚(己内酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))、聚氨酯、聚脲、丙烯酸类树脂、包含含有羰基官能团的侧链的聚合物(例如，聚(乙酸乙烯酯)、纤维素、纤维素酯、聚(丙烯酰胺))、聚(醚砜)、聚丙烯酸类(例如，聚(丙烯腈)、聚(丙烯酸))、氟化聚合物(例如，聚(偏二氟乙烯))、多元醇(例如，聚(乙烯醇))、聚醚(例如，聚(环氧乙烷))、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(烯丙胺)、包含硅烷官能团的聚合物、包含硫醇官能团的聚合物、包含羟甲基官能团的聚合物(例如，酚醛聚合物或三聚氰胺聚合物)、及其组合。在一些实施方案中，多根纳米纤维可以包含一种或更多种天然聚合物。合适的天然聚合物的非限制性实例包括生物分子，例如dna、rna、蛋白质、抗体、抗原、及其组合。在一些实施方案中，多根纳米纤维包括包含以上列举的聚合物中的两者或更多者的共聚物和/或以上列举的聚合物中的两者或更多者的共混物(例如，聚酰胺和聚酯的共混物)的纳米纤维。在存在多于一个纳米纤维层的实施方案中，每个纳米纤维层可以独立地包含含有上述聚合物中的一者或更多者的纳米纤维。
[0185]
在背衬包含纤维素纤维的实施方案中，背衬可以包含任何合适量的纤维素纤维。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的纤维素纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重
量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的纤维素纤维：小于或等于100重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％)。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含100重量％的纤维素纤维。在一些实施方案中，背衬不具有纤维素纤维。
[0186]
在背衬包含纤维素衍生物纤维的实施方案中，背衬可以包含任何合适量的纤维素衍生物纤维。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的纤维素衍生物纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的纤维素衍生物纤维：小于或等于100重量％、小于或等于99重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至99重量％、0.01重量％至90重量％、或0.01重量％至80重量％)。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含100重量％的纤维素衍生物纤维。在一些实施方案中，背衬不具有纤维素衍生物纤维。
[0187]
在背衬包含合成纤维的实施方案中，背衬可以包含任何合适量的合成纤维。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的合成纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的合成纤维：小于或等于100重量％、小于或等于99重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％、0.01重量％至99重量％、0.01重量％至90重量％、或0.01重量％至80重量％)。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含100重量％的合成纤维。在一些实施方案中，背衬不具有合成纤维。
[0188]
在背衬包含玻璃纤维的实施方案中，背衬可以包含任何合适量的玻璃纤维。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的玻璃纤维：大于或等于0.01重量％、大于或等于1重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含以下的玻璃纤维：小于或等于100重量％、小于或等于99重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重
量％、或者小于或等于1重量％。这些范围的组合也是可能的(例如，0.01重量％至100重量％、0.01重量％至99重量％、0.01重量％至90重量％、或0.01重量％至80重量％)。在一些实施方案中，相对于背衬的总重量，背衬包含100重量％的玻璃纤维。在一些实施方案中，背衬不具有玻璃纤维。
[0189]
无论纤维的类型如何，背衬都可以具有任何合适的平均纤维直径。在一些实施方案中，背衬的平均纤维直径大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，背衬的平均纤维直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、或者小于或等于2微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于100微米、大于或等于3微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
[0190]
无论纤维的类型如何，背衬都可以具有任何合适的平均纤维长度。在一些实施方案中，背衬的平均纤维长度大于或等于1毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于10毫米、大于或等于15毫米、大于或等于20毫米、大于或等于25毫米、大于或等于30毫米、大于或等于35毫米、大于或等于40毫米、大于或等于45毫米、或者大于或等于50毫米。在一些实施方案中，背衬的平均纤维长度小于或等于52毫米、小于或等于50毫米、小于或等于45毫米、小于或等于42毫米、小于或等于39毫米、小于或等于35毫米、小于或等于30毫米、小于或等于26毫米、小于或等于23毫米、小于或等于20毫米、小于或等于15毫米、小于或等于10毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、或者小于或等于2毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1毫米且小于或等于52毫米、大于或等于1毫米且小于或等于39毫米、或者大于或等于1毫米且小于或等于26毫米)。在一些实施方案中，背衬包含平均长度大于5英寸的连续纤维。
[0191]
在背衬包含纤维素纤维的实施方案中，纤维素纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，纤维素纤维的直径大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，纤维素纤维的直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、或者小于或等于3微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于100微米、大于或等于3微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
[0192]
纤维素纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，纤维素纤维的平均长度大于或等于0.1毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大
于或等于1.5毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、或者大于或等于9毫米。在一些实施方案中，纤维素纤维的平均长度小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、或者小于或等于0.3毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1毫米且小于或等于10毫米、大于或等于0.3毫米且小于或等于7毫米、或者大于或等于0.5毫米且小于或等于4毫米)。
[0193]
在非织造纤维层包含纤维素衍生物纤维的实施方案中，纤维素衍生物纤维可以为再生纤维(例如，莱赛尔纤维和/或人造丝纤维)。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维可以为原纤化纤维。在纤维素衍生物纤维为原纤化纤维的实施方案中，纤维素衍生物纤维可以具有任何合适的加拿大标准游离度(csf)。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的csf大于或等于0ml、大于或等于1ml、大于或等于5ml、大于或等于10ml、大于或等于20ml、大于或等于30ml、大于或等于40ml、大于或等于50ml、大于或等于60ml、大于或等于70ml、大于或等于80ml、大于或等于90ml、大于或等于100ml、大于或等于125ml、大于或等于150ml、大于或等于175ml、大于或等于200ml、大于或等于250ml、大于或等于300ml、大于或等于350ml、大于或等于400ml、或者大于或等于450ml。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的csf小于或等于500ml、小于或等于450ml、小于或等于400ml、小于或等于350ml、小于或等于300ml、小于或等于250ml、小于或等于200ml、小于或等于175ml、小于或等于150ml、小于或等于125ml、小于或等于100ml、小于或等于90ml、小于或等于80ml、小于或等于70ml、小于或等于60ml、小于或等于50ml、小于或等于40ml、小于或等于30ml、小于或等于20ml、或者小于或等于10ml。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0ml且小于或等于500ml、大于或等于0ml且小于或等于200ml、或者大于或等于0ml且小于或等于100ml)。
[0194]
纤维素衍生物纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的平均长度大于或等于0.1毫米、大于或等于0.2毫米、大于或等于0.3毫米、大于或等于0.4毫米、大于或等于0.5毫米、大于或等于0.75毫米、大于或等于1毫米、大于或等于1.25毫米、大于或等于1.5毫米、大于或等于2毫米、大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、大于或等于9毫米、大于或等于10毫米、或者大于或等于11毫米。在一些实施方案中，纤维素衍生物纤维的平均长度小于或等于12毫米、小于或等于11毫米、小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、小于或等于4毫米、小于或等于3毫米、小于或等于2毫米、小于或等于1.5毫米、小于或等于1.25毫米、小于或等于1毫米、小于或等于0.75毫米、小于或等于0.5毫米、小于或等于0.4毫米、或者小于或等于0.3毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1毫米且小于或等于12毫米、大于或等于0.3毫米且小于或等于10毫米、或者大于或等于0.5毫米且小于或等于8毫米)。
[0195]
在背衬包含合成纤维的实施方案中，合成纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，合成纤维的平均直径大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于0.6微米、大于或等于0.7微米、大于或等于0.8微米、大于或等于0.9微米、大于或等于1微
米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，合成纤维的平均直径小于或等于100微米，小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.4微米且小于或等于5微米、大于或等于0.7微米且小于或等于5微米、大于或等于1微米且小于或等于5微米、大于或等于5微米且小于或等于100微米、大于或等于5微米且小于或等于50微米、或者大于或等于5微米且小于或等于35微米)。
[0196]
合成纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，合成纤维的平均长度大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm、大于或等于5mm、大于或等于6mm、大于或等于7mm、大于或等于8mm、大于或等于9mm、大于或等于10mm、大于或等于12mm、大于或等于14mm、大于或等于16mm、大于或等于18mm、大于或等于20mm、大于或等于22mm、或者大于或等于24mm。在一些实施方案中，合成纤维的平均长度小于或等于26mm、小于或等于24mm、小于或等于22mm、小于或等于20mm、小于或等于18mm、小于或等于16mm、小于或等于14mm、小于或等于12mm、小于或等于10mm、小于或等于9mm、小于或等于8mm、小于或等于7mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、或者小于或等于3mm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1mm且小于或等于26mm、大于或等于1mm且小于或等于5mm、大于或等于1mm且小于或等于4mm、大于或等于1mm且小于或等于3mm、大于或等于3mm且小于或等于26mm、大于或等于3mm且小于或等于20mm、或者大于或等于5mm且小于或等于13mm)。
[0197]
在背衬包含玻璃纤维的实施方案中，玻璃纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均直径大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于0.6微米、大于或等于0.7微米、大于或等于0.8微米、大于或等于0.9微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于6微米、大于或等于7微米、大于或等于8微米、大于或等于9微米、大于或等于10微米、大于或等于11微米、大于或等于12微米、大于或等于13微米、大于或等于14微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、或者大于或等于25微米。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均直径小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于14微米、小于或等于13微米、小于或等于12微米、小于或等于11微米、小于或等于10微米、小于或等于9微米、小于或等于8微米、小于或等于7微米、小于或等于6微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于10微米、大于或等于0.4微米且小于或等于6微米、大于或等于0.4微米且小于或等于3微米、大于或等于4微米且小于或等于30微米、大于或等于6微米且小于或等于20微米、或者大于或等于7微米且小于或等于14微米)。
[0198]
玻璃纤维可以具有任何合适的平均长度。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长
度大于或等于3毫米、大于或等于4毫米、大于或等于5毫米、大于或等于6毫米、大于或等于7毫米、大于或等于8毫米、大于或等于9毫米、大于或等于10毫米、大于或等于11毫米、大于或等于12毫米、大于或等于15毫米、大于或等于17毫米、大于或等于20毫米、大于或等于25毫米、大于或等于30毫米、大于或等于35毫米、大于或等于40毫米、大于或等于45毫米、或者大于或等于50毫米。在一些实施方案中，玻璃纤维的平均长度小于或等于52毫米、小于或等于50毫米、小于或等于45毫米、小于或等于40毫米、小于或等于35毫米、小于或等于30毫米、小于或等于25毫米、小于或等于20毫米、小于或等于17毫米、小于或等于15毫米、小于或等于13毫米、小于或等于12毫米、小于或等于11毫米、小于或等于10毫米、小于或等于9毫米、小于或等于8毫米、小于或等于7毫米、小于或等于6毫米、小于或等于5毫米、或者小于或等于4毫米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于3毫米且小于或等于52毫米、大于或等于3毫米且小于或等于20毫米、或者大于或等于6毫米且小于或等于13毫米)。
[0199]
在背衬包含熔喷纤维的实施方案中，熔喷纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，熔喷纤维的平均直径大于或等于0.05微米、大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.3微米、大于或等于0.4微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、或者大于或等于40微米。在一些实施方案中，熔喷纤维的平均直径小于或等于50微米、小于或等于45微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、小于或等于2微米、或者小于或等于1微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05微米且小于或等于50微米、大于或等于0.1微米且小于或等于30微米、或者大于或等于0.2微米且小于或等于10微米)。
[0200]
在背衬包含纺粘纤维的实施方案中，纺粘纤维可以具有任何合适的平均直径。在一些实施方案中，纺粘纤维的平均直径大于或等于1微米、大于或等于3微米、大于或等于5微米、大于或等于7微米、大于或等于9微米、大于或等于11微米、大于或等于13微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于35微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、或者大于或等于90微米。在一些实施方案中，纺粘纤维的平均直径小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于35微米、小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于13微米、小于或等于11微米、小于或等于9微米、小于或等于7微米、小于或等于5微米、或者小于或等于3微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于100微米、大于或等于5微米且小于或等于50微米、或者大于或等于15微米且小于或等于35微米)。
[0201]
本文所述的背衬可以具有任何合适的单位面积的重量。在一些实施方案中，背衬的单位面积的重量大于或等于10gsm、大于或等于20gsm、大于或等于30gsm、大于或等于40gsm、大于或等于50gsm、大于或等于75gsm、大于或等于100gsm、大于或等于150gsm、大于或等于200gsm、大于或等于300gsm、或者大于或等于400gsm。在一些实施方案中，背衬的单位面积的重量小于或等于500gsm、小于或等于400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于
250gsm、小于或等于200gsm、小于或等于180gsm、小于或等于150gsm、小于或等于120gsm、小于或等于100gsm、小于或等于75gsm、小于或等于50gsm、小于或等于40gsm、小于或等于30gsm、或者小于或等于20gsm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10gsm且小于或等于500gsm、大于或等于20gsm且小于或等于250gsm、或者大于或等于30gsm且小于或等于180gsm)。其他范围也是可能的。
[0202]
在过滤介质包括两个或更多个背衬的实施方案中，每个背衬可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的单位面积的重量。
[0203]
本文所述的背衬的厚度可以根据需要来选择。在一些实施方案中，背衬的厚度大于或等于0.025mm、大于或等于0.050mm、大于或等于0.075mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.13mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.3mm、大于或等于0.4mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.25mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.75mm、大于或等于2mm、大于或等于2.5mm、大于或等于3mm、大于或等于3.5mm、或者大于或等于4mm。在一些实施方案中，背衬的厚度小于或等于5mm、小于或等于4.5mm、小于或等于4mm、小于或等于3.5mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.75mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.25mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.75mm、小于或等于0.7mm、小于或等于0.6mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.4mm、小于或等于0.3mm、小于或等于0.2mm、小于或等于0.1mm、或者小于或等于0.075mm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.025mm且小于或等于5mm、大于或等于0.13mm且小于或等于2.5mm、或者大于或等于0.13mm且小于或等于0.75mm)。其他范围也是可能的。背衬的厚度可以使用扫描电子显微法确定。
[0204]
在过滤介质包括两个或更多个背衬的实施方案中，每个背衬可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的厚度。
[0205]
背衬可以具有任何合适的最大孔径。在一些实施方案中，背衬的最大孔径大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于3微米、大于或等于4微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于75微米、大于或等于100微米、大于或等于150微米、大于或等于200微米、大于或等于300微米、或者大于或等于400微米。在一些实施方案中，背衬的最大孔径小于或等于500微米、小于或等于450微米、小于或等于400微米、小于或等于350微米、小于或等于300微米、小于或等于250微米、小于或等于200微米、小于或等于150微米、小于或等于100微米、小于或等于75微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于4微米、小于或等于3微米、或者小于或等于2微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.5微米且小于或等于500微米、大于或等于0.5微米且小于或等于400微米、或者大于或等于1微米且小于或等于300微米)。
[0206]
在过滤介质包括两个或更多个背衬的实施方案中，每个背衬可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的最大孔径。
[0207]
背衬可以具有任何合适的透气率。在一些实施方案中，背衬的透气率大于或等于1cfm、大于或等于2cfm、大于或等于3cfm、大于或等于4cfm、大于或等于5cfm、大于或等于
10cfm、大于或等于20cfm、大于或等于30cfm、大于或等于40cfm、大于或等于50cfm、大于或等于75cfm、大于或等于100cfm、大于或等于150cfm、大于或等于200cfm、大于或等于300cfm、大于或等于400cfm、大于或等于500cfm、大于或等于600cfm、大于或等于700cfm、大于或等于800cfm、或者大于或等于900cfm。在一些实施方案中，背衬的透气率小于或等于1,000cfm、小于或等于950cfm、小于或等于900cfm、小于或等于850cfm、小于或等于800cfm、小于或等于750cfm、小于或等于700cfm、小于或等于650cfm、小于或等于600cfm、小于或等于550cfm、小于或等于500cfm、小于或等于450cfm、小于或等于400cfm、小于或等于300cfm、小于或等于200cfm、小于或等于150cfm、小于或等于100cfm、小于或等于75cfm、小于或等于50cfm、小于或等于40cfm、小于或等于30cfm、小于或等于20cfm、或者小于或等于10cfm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1cfm且小于或等于1,000cfm、大于或等于5cfm且小于或等于700cfm、或者大于或等于10cfm且小于或等于400cfm)。
[0208]
在过滤介质包括两个或更多个背衬的实施方案中，每个背衬可以独立地具有在上述范围中的一者或更多者的透气率。
[0209]
在一些实施方案中，另外的层包括功能化层。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，非织造纤维层)和下游层320(例如，功能化层)。在某些实施方案中，层(例如，预过滤器层、效率层和/或背衬)可以被功能化。例如，在一些实施方案中，图3中的过滤介质300包括上游层310(例如，功能化的预过滤器层)和下游层320(例如，非织造纤维层)。使层功能化的方法的实例包括化学气相沉积(例如，通过使用自由基化学物质来改变表面能以使表面疏油、亲油、疏水或亲水)。
[0210]
在一些实施方案中，一个或更多个层还可以通过以下来改性：水驻极静电(例如，以产生静电荷)；电晕处理(例如，以产生静电荷)；液体到固体涂覆(例如，幕涂、施胶压榨涂覆、凹版涂覆、丝网印刷涂覆和/或喷涂)；和/或热处理(例如，烘烤和/或燃烧)。
[0211]
本文所述的过滤介质(例如，本文所述的任何复合材料，例如包括预过滤器层(如果有的话)、包含平面外密实元的非织造纤维层、效率层(如果有的话)和背衬(如果有的话)的过滤介质)可以具有任何合适的单位面积的重量。在一些实施方案中，过滤介质的单位面积的重量大于或等于10gsm、大于或等于20gsm、大于或等于30gsm、大于或等于40gsm、大于或等于50gsm、大于或等于75gsm、大于或等于100gsm、大于或等于150gsm、大于或等于200gsm、大于或等于300gsm、或者大于或等于400gsm。在一些实施方案中，过滤介质的单位面积的重量小于或等于500gsm、小于或等于400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于250gsm、小于或等于200gsm、小于或等于180gsm、小于或等于150gsm、小于或等于120gsm、小于或等于100gsm、小于或等于75gsm、小于或等于50gsm、小于或等于40gsm、小于或等于30gsm、或者小于或等于20gsm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10gsm且小于或等于500gsm、大于或等于20gsm且小于或等于250gsm、或者大于或等于30gsm且小于或等于180gsm)。其他范围也是可能的。
[0212]
本文所述的过滤介质的厚度可以根据需要选择。在一些实施方案中，过滤介质的厚度大于或等于0.025mm、大于或等于0.050mm、大于或等于0.075mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.13mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.3mm、大于或等于0.4mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.25mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.75mm、大于或等于2mm、大于
或等于2.5mm、大于或等于3mm、大于或等于3.5mm、或者大于或等于4mm。在一些实施方案中，过滤介质的厚度小于或等于5mm、小于或等于4.5mm、小于或等于4mm、小于或等于3.5mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.75mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.25mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.75mm、小于或等于0.7mm、小于或等于0.6mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.4mm、小于或等于0.3mm、小于或等于0.2mm、小于或等于0.1mm、或者小于或等于0.075mm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.025mm且小于或等于5mm、大于或等于0.13mm且小于或等于2.5mm、或者大于或等于0.13mm且小于或等于0.75mm)。其他范围也是可能的。过滤介质的厚度(例如，总测量厚度)可以根据iso 12625-3：2014在2kpa下确定。
[0213]
过滤介质可以具有任何合适的效率水平。在一些实施方案中，过滤介质的根据en779测试的初始效率小于或等于99.99％、小于或等于99％、小于或等于98％、小于或等于97％、小于或等于96％、小于或等于95％、小于或等于92.5％、小于或等于90％、小于或等于85％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于25％、小于或等于20％、或者小于或等于15％。在一些实施方案中，过滤介质的根据en779测试的初始效率大于或等于10％、大于或等于15％、大于或等于20％、大于或等于25％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于92.5％、大于或等于95％、大于或等于96％、大于或等于97％、或者大于或等于98％、或者大于或等于99％。以上参考范围的组合也是可能的(例如，小于或等于99.99％且大于或等于10％)。其他范围也是可能的。过滤介质的初始效率可以使用来自tsi，inc.的tsi 8130自动化过滤器测试单元根据en779：2012在2.8cm/秒的面速度下确定。在一些实施方案中，对于颗粒尺寸为0.4微米的dehs，可以实现这些初始效率范围。在一些实施方案中，对于最易穿透的颗粒尺寸(most penetrating particle size，mpps)，可以实现这些初始效率范围。
[0214]
在一些实施方案中，过滤介质的根据iso 5011测试的初始效率大于或等于10％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％、大于或等于99％、大于或等于99.5％、大于或等于99.9％、或者大于或等于99.99％。在一些实施方案中，过滤介质的根据iso 5011测试的总平均效率小于或等于99.999％、小于或等于99.99％、小于或等于99.9％、小于或等于99.5％、小于或等于99％、小于或等于95％、小于或等于90％、小于或等于85％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、或者小于或等于30％。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10％且小于或等于99.999％、或者大于或等于30％且小于或等于99.99％)。初始效率可以根据iso 5011(2014)在5.33cm/秒的面速度下使用isoa2细粉尘且0.4微米的颗粒尺寸来测量。
[0215]
在一些实施方案中，过滤介质的总平均效率大于或等于1％、大于或等于5％、大于或等于10％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％、大于或等于99％、大于或等于99.5％、大于或等于99.9％、或者大于或等于99.99％。在一些实施方案中，过滤介质的总平均效率小于或等于99.9999％、小于或等于
99.999％、小于或等于99.9％、小于或等于99.5％、小于或等于99％、小于或等于95％、小于或等于90％、小于或等于85％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、或者小于或等于30％。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1％且小于或等于99.9999％、或者大于或等于1％且小于或等于99.999％)。总平均效率可以根据iso 4548(2012)在0.1cm/秒的面速度下使用颗粒尺寸为4微米的iso a3中等粉尘来测量。
[0216]
过滤介质可以具有任何合适的透气率。在一些实施方案中，过滤介质的透气率大于或等于1cfm、大于或等于5cfm、大于或等于10cfm、大于或等于20cfm、大于或等于30cfm、大于或等于40cfm、大于或等于50cfm、大于或等于75cfm、大于或等于100cfm、大于或等于125cfm、大于或等于150cfm、大于或等于200cfm、大于或等于300cfm、大于或等于400cfm、大于或等于500cfm、大于或等于600cfm、大于或等于700cfm、大于或等于800cfm、或者大于或等于900cfm。在一些实施方案中，过滤介质的透气率小于或等于1000cfm、小于或等于900cfm、小于或等于800cfm、小于或等于700cfm、小于或等于600cfm、小于或等于500cfm、小于或等于400cfm、小于或等于300cfm、小于或等于200cfm、小于或等于150cfm、小于或等于125cfm、小于或等于100cfm、小于或等于75cfm、小于或等于50cfm、小于或等于40cfm、小于或等于30cfm、小于或等于20cfm、小于或等于10cfm、或者小于或等于5cfm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1cfm且小于或等于1000cfm、大于或等于1cfm且小于或等于500cfm、或者大于或等于1cfm且小于或等于200cfm)。
[0217]
过滤介质可以具有任何合适的容尘量。在一些实施方案中，过滤介质的根据iso 5011测试的容尘量大于或等于1gsm、大于或等于5gsm、大于或等于10gsm、大于或等于25gsm、大于或等于50gsm、大于或等于100gsm、大于或等于200gsm、大于或等于300gsm、大于或等于400gsm、大于或等于500gsm、大于或等于750gsm、大于或等于1,000gsm、或者大于或等于1,250gsm。在一些实施方案中，过滤介质的根据iso 5011测试的容尘量小于或等于1,500gsm、小于或等于1,250gsm、小于或等于1,000gsm、小于或等于750gsm、小于或等于500gsm、小于或等于400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于200gsm、小于或等于100gsm、小于或等于50gsm、小于或等于25gsm、或者小于或等于10gsm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1gsm且小于或等于1,500gsm、大于或等于1gsm且小于或等于1,500gsm、或者大于或等于1gsm且小于或等于1,000gsm)。容尘量可以根据iso 5011(2014)在5.33cm/秒下使用isoa2细粉尘来测量。
[0218]
在一些实施方案中，过滤介质的根据iso 4058测试的容尘量大于或等于20gsm、大于或等于30gsm、大于或等于40gsm、大于或等于50gsm、大于或等于75gsm、大于或等于100gsm、大于或等于150gsm、大于或等于200gsm、大于或等于250gsm、大于或等于300gsm、大于或等于400gsm、大于或等于500gsm、大于或等于600gsm、大于或等于700gsm、大于或等于800gsm、或者大于或等于900gsm。在一些实施方案中，过滤介质的根据iso 4058测试的容尘量小于或等于1000gsm、小于或等于900gsm、小于或等于800gsm、小于或等于700gsm、小于或等于600gsm、小于或等于500gsm、小于或等于400gsm、小于或等于300gsm、小于或等于250gsm、小于或等于200gsm、小于或等于150gsm、小于或等于100gsm、小于或等于75gsm、小于或等于50gsm、小于或等于40gsm、或者小于或等于30gsm。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于20gsm且小于或等于1000gsm、或者大于或等于30gsm且小于或等于400gsm)。
容尘量可以根据iso 4058(2012)在0.1cm/秒的面速度下使用iso a3中等粉尘来测量。
[0219]
过滤介质可以具有任何合适的初始压降。在一些实施方案中，过滤介质的初始压降大于或等于0.01pa、大于或等于0.05pa、大于或等于0.1pa、大于或等于0.5pa、大于或等于1pa、大于或等于5pa、大于或等于10pa、大于或等于25pa、大于或等于50pa、大于或等于100pa、大于或等于200pa、大于或等于300pa、大于或等于400pa、大于或等于500pa、大于或等于750pa、大于或等于1,000pa、大于或等于1,500pa、大于或等于2000pa、大于或等于3,000pa、或者大于或等于3,500pa。在一些实施方案中，过滤介质的初始压降小于或等于4,000pa、小于或等于3,500pa、小于或等于3,000pa、小于或等于2,500pa、小于或等于2,000pa、小于或等于1,500pa、小于或等于1,000pa、小于或等于750pa、小于或等于500pa、小于或等于400pa、小于或等于300pa、小于或等于200pa、小于或等于100pa、小于或等于50pa、小于或等于25pa、小于或等于10pa、小于或等于5pa、或者小于或等于1pa。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01pa且小于或等于4,000pa、大于或等于0.05pa且小于或等于3,000pa、或者大于或等于0.1pa且小于或等于1,500pa)。初始压降可以根据iso 5011(2014)在5.33cm/秒下来测量。
[0220]
过滤介质可以具有任何合适的gurley弯曲干挺度。在一些实施方案中，过滤介质的gurley弯曲干挺度大于或等于50mg、大于或等于60mg、大于或等于70mg、大于或等于80mg、大于或等于90mg、大于或等于100mg、大于或等于125mg、大于或等于150mg、大于或等于200mg、大于或等于250mg、大于或等于300mg、大于或等于350mg、大于或等于400mg、大于或等于500mg、大于或等于600mg、大于或等于750mg、大于或等于1,000mg、大于或等于5,000mg、大于或等于10,000mg、大于或等于15,000mg、大于或等于20,000mg、或者大于或等于25,000mg。在一些实施方案中，过滤介质的gurley弯曲干挺度小于或等于30,000mg、小于或等于25,000mg、小于或等于20,000mg、小于或等于15,000mg、小于或等于10,000mg、小于或等于5,000mg、小于或等于1,000mg、小于或等于750mg、小于或等于600mg、小于或等于500mg、小于或等于400mg、小于或等于350mg、小于或等于300mg、小于或等于250mg、小于或等于200mg、小于或等于150mg、小于或等于125mg、或者小于或等于100mg。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50mg且小于或等于30,000mg、大于或等于100mg且小于或等于30,000mg、或者大于或等于150mg且小于或等于30,000mg)。
[0221]
在一些实施方案中，本文所述的过滤介质可以为过滤元件的部件。即，过滤介质可以并入到适合最终用户使用的制品中。当并入到过滤元件中时，过滤介质可以被布置成使得预过滤器(如果存在的话)定位在上游表面上。效率层(当存在时)可以定位在预过滤器的下游和/或背衬(当存在时)可以定位在效率层的下游。对于背衬也可以是最上游的层，对于预过滤器也可以是最下游的层，和/或对于预过滤器也可以是背衬的下游。
[0222]
合适的过滤元件的非限制性实例包括平板过滤器、v型过滤器(v-bank filters)(包括，例如1至24个v)、筒式过滤器、圆柱形过滤器、锥形过滤器和曲线过滤器。过滤元件可以具有任何合适的高度(例如，对于平板过滤器为2英寸至124英寸，对于v型过滤器为4英寸至124英寸，对于筒式过滤介质和圆柱形过滤介质为1英寸至124英寸)。过滤元件也可以具有任何合适的宽度(对于平板过滤器为2英寸至124英寸，对于v型过滤器为4英寸至124英寸)。一些过滤介质(例如，筒式过滤介质、圆柱形过滤介质)可以通过直径而不是宽度来表征；这些过滤介质可以具有任何合适值的直径(例如，1英寸至124英寸)。过滤元件通常包括
框架，所述框架可以由一种或更多种材料例如纸板、铝、钢、合金、木材和聚合物制成。
[0223]
在一些实施方案中，本文所述的过滤介质可以为过滤元件的部件并且可以为打褶的。褶高度和褶密度(每单位长度的介质的褶数)可以根据需要来选择。在一些实施方案中，褶高度可以大于或等于10mm、大于或等于15mm、大于或等于20mm、大于或等于25mm、大于或等于30mm、大于或等于35mm、大于或等于40mm、大于或等于45mm、大于或等于50mm、大于或等于53mm、大于或等于55mm、大于或等于60mm、大于或等于65mm、大于或等于70mm、大于或等于75mm、大于或等于80mm、大于或等于85mm、大于或等于90mm、大于或等于95mm、大于或等于100mm、大于或等于125mm、大于或等于150mm、大于或等于175mm、大于或等于200mm、大于或等于225mm、大于或等于250mm、大于或等于275mm、大于或等于300mm、大于或等于325mm、大于或等于350mm、大于或等于375mm、大于或等于400mm、大于或等于425mm、大于或等于450mm、大于或等于475mm、或者大于或等于500mm。在一些实施方案中，褶高度小于或等于510mm、小于或等于500mm、小于或等于475mm、小于或等于450mm、小于或等于425mm、小于或等于400mm、小于或等于375mm、小于或等于350mm、小于或等于325mm、小于或等于300mm、小于或等于275mm、小于或等于250mm、小于或等于225mm、小于或等于200mm、小于或等于175mm、小于或等于150mm、小于或等于125mm、小于或等于100mm、小于或等于95mm、小于或等于90mm、小于或等于85mm、小于或等于80mm、小于或等于75mm、小于或等于70mm、小于或等于65mm、小于或等于60mm、小于或等于55mm、小于或等于53mm、小于或等于50mm、小于或等于45mm、小于或等于40mm、小于或等于35mm、小于或等于30mm、小于或等于25mm、小于或等于20mm、或者小于或等于15mm。以上参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10mm且小于或等于510mm、或者大于或等于10mm且小于或等于100mm)。其他范围也是可能的。
[0224]
在一些实施方案中，过滤介质的褶密度为每100mm大于或等于5个褶、每100mm大于或等于6个褶、每100mm大于或等于10个褶、每100mm大于或等于15个褶、每100mm大于或等于20个褶、每100mm大于或等于25个褶、每100mm大于或等于28个褶、每100mm大于或等于30个褶、或者每100mm大于或等于35个褶。在一些实施方案中，过滤介质的褶密度为每100mm小于或等于40个褶、每100mm小于或等于35个褶、每100mm小于或等于30个褶、每100mm小于或等于28个褶、每100mm小于或等于25个褶、每100mm小于或等于20个褶、每100mm小于或等于15个褶、每100mm小于或等于10个褶、或者每100mm小于或等于6个褶。以上参考范围的组合也是可能的(例如，每100mm大于或等于5个褶且每100mm小于或等于100个褶、每100mm大于或等于6个褶且每100mm小于或等于100个褶、或者每100mm大于或等于25个褶且每100mm小于或等于28个褶)。其他范围也是可能的。
[0225]
其他褶高度和褶密度也可以是可能的。例如，平板过滤器或v型过滤器内的过滤介质可以具有1/4英寸至24英寸的褶高度、和/或1个褶/英寸至50个褶/英寸的褶密度。作为另一个实例，筒式过滤器或锥形过滤器内的过滤介质可以具有1/4英寸至24英寸的褶高度、和/或1/2个褶/英寸至100个褶/英寸的褶密度。在一些实施方案中，褶通过由例如聚合物、玻璃、铝和/或棉花制成的褶分离器分开。在另一些实施方案中，过滤元件不含褶分离器。过滤介质可以为线背衬的，或者其可以为自支撑的。
[0226]
本文中所述的过滤介质和/或过滤元件可以具有多种合适的用途。在一些实施方案中，本文所述的过滤介质和/或过滤元件可以用于重型空气、汽车空气、燃气轮机(静态和脉冲二者)、润滑油、燃料、和/或液压应用。
[0227]
还公开了形成包含平面外密实元的过滤介质的方法。在一些实施方案中，所述方法包括将流体冲击在非织造前体层的顶表面上以产生改性层。在一些实施方案中，冲击流体包括使用喷嘴(例如，液力喷射器)。例如，在一些实施方案中，在图4中，所述方法包括将流体440冲击在非织造前体层410的顶表面上以产生改性层420。在一些实施方案中，选择冲击流体的压力(例如，当离开喷嘴时)和/或喷嘴的数量、和/或前体层相对于冲击流体和/或喷嘴的移动来影响改性层中平面外密实元的相对频率。在一些实施方案中，选择纤维类型、纤维长度和/或纤维直径来影响改性层中平面外密实元的相对频率。
[0228]
在一些实施方案中，所述方法包括提供包含纤维的非织造前体层(例如以上或本文其他地方描述的非织造纤维层、或其组合的实施方案)。
[0229]
在一些实施方案中，所述方法包括将流体冲击在前体层的顶表面上以产生改性层(例如以上或本文其他地方描述的非织造纤维层、其组合的实施方案)。在一些实施方案中，改性层的至少一部分包含平面外取向角大于30度的平面外密实元；其中所述部分具有从部分的顶表面延伸至部分的底表面的厚度以及包括第一体积部分、第二体积部分和第三体积部分的总体积；其中第一体积部分在位于厚度的20％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的40％处的截面区域，其中第一体积部分中的平面外密实元的第一相对频率被指定成定位在位于厚度的30％处的截面区域处；其中第二体积部分在位于厚度的40％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的60％处的截面区域，其中第二体积部分中的平面外密实元的第二相对频率被指定成定位在位于厚度的50％处的截面区域处；其中第三体积部分在位于厚度的60％处的截面区域处开始并延伸至位于厚度的80％处的截面区域，其中第三体积部分中的平面外密实元的第三相对频率被指定成定位在位于厚度的70％处的截面区域处；其中所述部分具有横跨厚度的至少一部分的平面外密实元的相对频率梯度，并且所述梯度由对平面外密实元的第一相对频率、平面外密实元的第二相对频率和平面外密实元的第三相对频率拟合的线性方程式表示。
[0230]
冲击流体可以为任何合适的流体。在一些实施方案中，冲击流体包括水。例如，在一些实施方案中，冲击流体包括使用液力喷射器。根据某些实施方案，在图4中，所述方法包括将流体440，例如，来自诸如液力喷射器的喷嘴的流体440冲击在非织造前体层410的顶表面上以产生改性层420。
[0231]
每个喷嘴中的冲击流体的压力可以根据需要独立地选择。在一些实施方案中，冲击流体包括每个喷嘴中独立地在以下压力下的冲击流体：大于或等于2巴、大于或等于3巴、大于或等于4巴、大于或等于5巴、大于或等于10巴、大于或等于15巴、大于或等于20巴、大于或等于30巴、大于或等于40巴、大于或等于50巴、大于或等于75巴、大于或等于100巴、或者大于或等于150巴。在一些实施方案中，冲击流体包括每个喷嘴中独立地在以下压力下的冲击流体：小于或等于200巴、小于或等于175巴、小于或等于150巴、小于或等于125巴、小于或等于100巴、小于或等于75巴、小于或等于50巴、小于或等于40巴、小于或等于30巴、小于或等于20巴、小于或等于15巴、小于或等于10巴、小于或等于5巴、小于或等于4巴、或者小于或等于3巴。这些范围的组合也是可能的(例如，2巴至200巴、10巴至200巴、15巴至100巴、或20巴至50巴)。在一些实施方案中，压力被选择成对于特定直径和/或长度的纤维类型(例如纤维素)实现期望的平面外密实元的相对频率。
[0232]
喷嘴的数量可以根据需要选择。在一些实施方案中，具有复数个喷嘴。在某些实施
方案中，具有大于或等于1个喷嘴、大于或等于2个喷嘴、大于或等于5个喷嘴、大于或等于10个喷嘴、大于或等于50个喷嘴、大于或等于100个喷嘴、大于或等于500个喷嘴、大于或等于1000个喷嘴、大于或等于5,000个喷嘴、大于或等于10,000个喷嘴、大于或等于50,000个喷嘴、大于或等于100,000个喷嘴、大于或等于500,000个喷嘴、或者大于或等于1,000,000个喷嘴。在一些实施方案中，具有小于或等于5,000,000个喷嘴、小于或等于1,000,000个喷嘴、小于或等于500,000个喷嘴、小于或等于100,000个喷嘴、小于或等于50,000个喷嘴、小于或等于10,000个喷嘴、小于或等于5,000个喷嘴、小于或等于1,000个喷嘴、小于或等于500个喷嘴、小于或等于100个喷嘴、小于或等于50个喷嘴、小于或等于10个喷嘴、小于或等于5个喷嘴、或者小于或等于2个喷嘴。这些范围的组合也是可能的(例如，1个至5,000,000个或100,000个至1,000,000个)。
[0233]
喷嘴可以具有任何合适的平均直径(即，最大截面尺寸)。在一些实施方案中，喷嘴的平均直径大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于50微米、大于或等于75微米、大于或等于100微米、大于或等于150微米、大于或等于200微米、大于或等于250微米、大于或等于300微米、大于或等于350微米、大于或等于400微米、大于或等于500微米、大于或等于600微米、大于或等于700微米、大于或等于800微米、或者大于或等于900微米。在一些实施方案中，喷嘴的平均直径小于或等于1000微米、小于或等于900微米、小于或等于800微米、小于或等于700微米、小于或等于600微米、小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于350微米、小于或等于300微米、小于或等于250微米、小于或等于200微米、小于或等于150微米、小于或等于100微米、小于或等于75微米、小于或等于50微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、或者小于或等于10微米。这些范围的组合也是可能的(例如，大于或等于5微米且小于或等于1000微米、或者大于或等于20微米且小于或等于400微米)。
[0234]
在一些实施方案中，将流体冲击在前体层的顶表面上包括在静止的前体层上方以不同的速度和/或方式移动喷嘴(例如，液力喷射器)。在一些实施方案中，将流体冲击在前体层的顶表面上包括在移动的或静止的前体层上方打开和关闭喷嘴(例如，液力喷射器)。在一些实施方案中，将流体冲击在前体层的顶表面上包括在静止的喷嘴(例如，液力喷射器)下方移动前体层(例如，在传送带上)。例如，在一些实施方案中，在图4中，所述方法包括将流体440冲击在非织造前体层410的顶表面上以产生改性层420，同时冲击流体440是静止的(例如，流体从静止的喷嘴散射)，但非织造前体层410在箭头430的方向上移动并且冲击流体在箭头450的方向上移动。
[0235]
在前体层移动的实施方案中(例如，当前体层移动并且喷嘴静止时)，前体层可以以任何合适的速度移动。在一些实施方案中，前体层相对于喷嘴以以下的速度移动：大于或等于1m/分钟、大于或等于2m/分钟、大于或等于3m/分钟、大于或等于4m/分钟、大于或等于5m/分钟、大于或等于10m/分钟、大于或等于20m/分钟、大于或等于30m/分钟、大于或等于40m/分钟、大于或等于50m/分钟、大于或等于75m/分钟、大于或等于100m/分钟、大于或等于150m/分钟、大于或等于200m/分钟、大于或等于250m/分钟、大于或等于300m/分钟、大于或等于400m/分钟、大于或等于500m/分钟、大于或等于750m/分钟、大于或等于1000m/分钟、大于或等于1500m/分钟、或者大于或等于2000m/分钟。在某些实施方案中，前体层相对于喷嘴以以下的速度移动：小于或等于2500m/分钟、小于或等于2000m/分钟、小于或等于1500m/分
钟、小于或等于1000m/分钟、小于或等于750m/分钟、小于或等于500m/分钟、小于或等于400m/分钟、小于或等于300m/分钟、小于或等于250m/分钟、小于或等于200m/分钟、小于或等于150m/分钟、小于或等于100m/分钟、小于或等于75m/分钟、小于或等于50m/分钟、小于或等于40m/分钟、小于或等于30m/分钟、小于或等于20m/分钟、小于或等于10m/分钟、小于或等于5m/分钟、小于或等于4m/分钟、小于或等于3m/分钟、或者小于或等于2m/分钟。这些范围的组合也是可能的(例如，1m/分钟至2500m/分钟、5m/分钟至300m/分钟、或10m/分钟至100m/分钟)。
[0236]
以下实施例旨在举例说明本发明的某些实施方案，但不例示本发明的全部范围。
[0237]
实施例
[0238]
实施例1：水刺
[0239]
根据某些实施方案，该实施例描述了使用水刺来生产具有平面外密实元的过滤介质。
[0240]
在该实施例中，使湿纤维网通过一排高压细水射流。接触时间非常短(湿纤维网以100mm/秒的速度移动通过液力喷射器)，并且水射流非常细(5微米至50微米)，使得当水射流接触纤维时，其没有破坏纤维，而是扰乱了纤维，导致纤维取向的变化，并在层中产生更大的空隙体积。随着水射流的压力增加，平面外密实元的相对频率增加，如图5所示。从左到右，图5示出了以200x-放大倍率的未经水刺处理的纤维网、在10巴的压力下经水刺处理的纤维网和在20巴的压力下经水刺处理的纤维网。
[0241]
实施例2：经水刺处理的纤维网中平面外密实元的特性
[0242]
根据某些实施方案，该实施例描述了与未经水刺处理的纤维网相比，经水刺处理的纤维网的平面外密实元的特性。
[0243]
在该实施例中研究了表1中的纤维网。
[0244]
表1：所研究的纤维网
[0245][0246]
如图6所示，对于经水刺处理的样品，平面外密实元的相对频率增加。图6示出了在层的中间60％中取向大于30度的密实元的相对频率。样品c’经水刺处理，而样品c未经水刺处理。
[0247]
另外地，对于经水刺处理的纤维网，平面外密实元的相对频率(y轴)与层的厚度内的指定位置(x轴)的图(用于中间60％的包含平面外密实元的截面)是线性的，如图7所示。例如，如表2所示，样品c’(经水刺处理)的r2值为0.92，而样品c(未经水刺处理的相同样品)的r2值为0.75。此外，如表2所示，经水刺处理的纤维网的斜率为-0.5，以及r2值为0.92。
[0248]
表2.线性方程式参数
[0249] 斜率r平方c0.0250.75c
’‑
0.5000.92
[0250]
图8是样品c(未经处理)与样品c’(经水刺处理)的层中间60％中的密实元的相对频率(％)与平面外取向角的图。如图8所示，样品c中的所有密实元的取向角均小于30度，而样品c’中的很大一部分密实元的取向角为30度或更大。
[0251]
实施例3：经水刺处理的过滤介质的特性
[0252]
根据某些实施方案，该实施例描述了经水刺处理的过滤介质的特性(例如容尘量)。
[0253]
将相同的纤维网未经水刺处理，在50巴的压力下经水刺处理，在70巴的压力下经水刺处理，或者在90巴的压力下经水刺处理。纤维网与来自实施例2的样品c/c’相同，但经不同水平的水刺处理。
[0254]
如表3所示，单位面积的重量和在20微米下的总效率(根据iso4548-12-液体过滤测试测量)在水刺下无显著变化；然而，透气率和容尘量在水刺下显著增加。例如，在90巴的压力下处理的纤维网的透气率为39cfm，其比未经处理的纤维网的透气率(其透气率为25cfm)增加了56％。类似地，在90巴的压力下处理的纤维网的容尘量(根据iso 4548-12-液体过滤测试测量)为61gsm，其比未经处理的纤维网的容尘量(其容尘量为38gsm)增加了61％。
[0255]
表3.经水刺处理的过滤介质的特性
[0256][0257]
实施例4：经水刺处理的过滤介质的特性
[0258]
根据某些实施方案，该实施例描述了来自实施例2的样品c和c’的特性(例如容尘量)。
[0259]
如表4所示，与未经水刺的相同样品(c)相比，经水刺处理的样品(c’)的压降降低了55％，以及容尘量提高了28％，以及在0.4微米下的初始效率没有变化。初始效率、压降和容尘量用en779(2012)测试在2.8cm/秒的面速度下测量。
[0260]
表4.样品c和c’的特性
[0261][0262]
实施例5：经水刺处理的过滤介质的内部结合强度和拉伸比
[0263]
根据某些实施方案，该实施例描述了经水刺处理的过滤介质的内部结合强度和拉伸比。
[0264]
多个纤维网的拉伸比根据以下方程式计算：
[0265][0266]
其中内部结合强度在z平面(平面外)上测量，以及拉伸强度在xy平面(拉伸机器方向(md)和拉伸横向方向(cd))上测量。内部结合强度根据tappi t569测量，以及拉伸强度根据tappi t494测量。
[0267]
对于每个纤维网，从全宽幅卷(full width roll)中的不同位置收集三个样品。对
于每个样品，切割两个样品用于拉伸md测试，切割两个样品用于拉伸cd测试，以及切割两个样品用于内部结合强度测试。
[0268]
图9是与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的水刺压力量下的各个样品的拉伸比与水刺压力(巴)的图。图9示出了当在增加的压力下用水刺处理时样品具有更高的拉伸比。
[0269]
如表5所示，z平面中的内部结合强度在水刺下增加。例如，经水刺(90巴)的样品c’的在z平面中的内部结合强度是未经水刺的样品c超过4倍大。
[0270]
表5.样品c和c’的内部结合强度(z平面)
[0271][0272]
实施例6：经水刺处理的过滤介质的特性
[0273]
根据某些实施方案，该实施例描述了经水刺处理的过滤介质的特性。
[0274]
图10是与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的单位面积的重量和水刺处理下的各个样品的容尘量与水刺压力(巴)的图。容尘量根据iso 5011(2014)在5.33cm/秒下使用iso a2细粉尘来测量。图10表明与未经处理的样品相比，经水刺处理的样品的容尘量增加。
[0275]
图11是与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的单位面积的重量和水刺处理下的各个样品的初始压降(pa)与水刺压力(巴)的图。初始压降用iso 5011(2014)在5.33cm/秒的面速度下使用isoa2细粉尘来测量。图11表明在以增加的压力的水刺下初始压降降低。
[0276]
图12是与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的单位面积的重量和水刺处理下的各个样品在4微米下的初始效率(％)(根据iso5011在5.33cm/秒的面速度下确定)与水刺压力(巴)的图。图12表明在以增加的压力的水刺下在4微米下的初始效率无显著变化。
[0277]
图13是与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的单位面积的重量和水刺处理下的各个样品的机器方向上的gurley弯曲干挺度(mg)(1.5
”×
2”样品)与水刺压力(巴)的图。图13表明在以增加的压力的水刺下机器方向上的gurley弯曲干挺度通常无显著变化。
[0278]
图14是与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的单位面积的重量和水刺处理下的各个样品的横向方向上的gurley弯曲干挺度(mg)(1.5
”×
2”样品)与水刺压力(巴)的图。图14表明在以增加的压力的水刺下横向方向上的gurley弯曲干挺度通常无显著变化。
[0279]
此外，然后用静电纺丝纳米纤维涂覆与来自实施例2的样品c/c’相同但在不同的单位面积的重量和不同水刺处理下的样品。
[0280]
图15是这些经静电纺丝纳米纤维涂覆的样品的空气阻力(mmh2o)(在2.8cm/秒下)与水刺压力(巴)的图。图15表明在以增加的压力的水刺下这些经静电纺丝纳米纤维涂覆的样品的空气阻力降低。
[0281]
图17是这些经静电纺丝纳米纤维涂覆的样品的在0.4微米下的初始效率(在2.8cm/秒下)(en779(2012))(％)与水刺压力(巴)的图。图17表明在以增加的压力的水刺下这些经静电纺丝纳米纤维涂覆的样品的在0.4微米下的初始效率无显著变化。
[0282]
尽管本文中已经描述和举例说明了本发明的多个实施方案，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行本文中所述的功能和/或获得本文中所述的结果和/或一个或更多个优点的多种其他手段和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改被认为在本发明的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易认识到，本文中所述的所有参数、尺寸、材料和配置意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明的教导的一个或更多个具体应用。本领域技术人员将认识到或者能够仅使用常规实验确定本文所述发明的具体实施方案的许多等同方案。因此，应理解，前述实施方案仅作为示例示出，并且在所述权利要求及其等同方案的范围内，本发明可以以不同于已具体描述并要求保护的方式的其他方式进行实践。本发明涉及本文所述的各单独特征、系统、制品、材料和/或方法。此外，如果两种或更多种这样的特征、系统、制品、材料和/或方法并非互不一致，则这样的特征、体系、制品、材料和/或方法的任意组合包括在本发明的范围内。
[0283]
除非明确另有指出，否则如在本说明书和权利要求中使用的不定冠词“一个/一种”应理解为意指“至少一个/一种”。
[0284]
如在本说明书和权利要求中使用的短语“和/或”，应理解为意指这样联合的要素的“任意一个或两个”，即在一些情况下共同存在而在其他情况下分开存在的要素。除非明确相反地指出，否则除了由“和/或”子句具体地所指明的要素之外，其他要素可以任选地存在，不管与具体地所指明的那些要素相关或不相关。因此，作为非限制性实例，当与诸如“包含”的开放式语言结合使用时，对“a和/或b”的引用可以在一个实施方案中仅指代a而没有b(任选地包含除b之外的要素)；在另一个实施方案中仅指代b而没有a(任选地包含除a之外的要素)；在又一个实施方案中指代a和b二者(任选地包含其他要素)；等等。
[0285]
如本说明书和权利要求书所用，“或”应理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或者“和/或”应理解为包括，即包括多个要素或要素列表中的至少一个，但也包括其中的多于一个，以及任选地包括另外的未列举项目。仅明确指出相反的术语，例如“仅一个”或“恰好一个”，或者当用于权利要求时“由
……
组成”，是指包括多个要素或要素列表中的恰好一个要素。一般而言，当前面有排它性术语例如“二者之一”、“其一”、“仅有其一”或“恰好其一”时，如本文使用的术语“或”应该仅理解为表示排它性替代方案(即“一者或另一者，但非二者”)。当在权利要求书中使用“基本上由...组成”时应具有其在专利法领域中所使用的一般含义。
[0286]
如在本文说明书和权利要求中所使用的，短语“至少一个”在提及一个或更多个要素的列表时应理解为意指从要素列表中的任一个或更多个要素中选择的至少一个要素，但并不一定包括要素列表中具体列举的每一个要素中的至少一个，也不排除要素列表中要素的任何组合。该定义还允许可以任选地存在除了在短语“至少一个”所指代的要素列表中具体标识的要素之外的要素，不管与具体地所指明的那些要素相关或不相关。因此，作为非限制性实例，“a和b中的至少一个”(或者等同地，“a或b中的至少一个”，或者等同地，“a和/或b中的至少一个”)在一个实施方案中可以指至少一个a，任选地包括多于一个a，但不存在b(以及任选地包括除了b之外的要素)；在另一个实施方案中，可以指至少一个b，任选地包括多于一个b，但不存在a(以及任选地包括除了a之外的要素)；在又一个实施方案中，可以指至少一个a，任选地包括多于一个a，和至少一个b，任选地包括多于一个b(以及任选地包括其它的要素)；等等。
[0287]
一些实施方案可以体现为方法，其中已经描述了各种实施例。作为所述方法的一部分而执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构建以不同于所示的顺序执行动作的实施方案，其可以包括与所描述的那些不同(例如，更多或更少)的动作，和/或可能涉及同时执行一些动作，即使这些动作是在以上具体描述的实施方案中显示为顺序执行。
[0288]
在权利要求中使用序数术语例如“第一”、“第二”、“第三”等来修饰权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一权利要求要素的任何优先级、优先顺序或次序或者执行方法的动作的时间顺序，而仅仅被用作标记以对具有某个名称的一个权利要求要素与具有同一名称(但是使用了序数术语)的另一要素进行区分，以区分权利要求要素。
[0289]
在权利要求书中以及以上说明书中，所有的过渡性短语如“包含”、“包括”、“携有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”等都应理解为开放式的，即，意指包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节(united states patent office manual of patent examining procedures，section 2111.03)中所述，仅过渡性短语“由......组成”和“基本上由......组成”应分别为封闭式或半封闭式的过渡性短语。