CN105451854A

CN105451854A - 过滤介质

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Publication number: CN105451854A
Application number: CN201480043836.8A
Authority: CN
Inventors: S.查万; P.贾纳; A.维斯卡里
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: EP2821119B1; US20160279548A1; US20200215470A1; US20190224598A1; US10603615B2; KR20170106518A; US20220362695A1; EP2821119A1; US11400397B2; WO2015000806A1; CA2917086A1; CA2917086C; CN105451854B; US10293288B2; IL243328A; KR20160046797A

Abstract

本发明涉及一种过滤介质，所述过滤介质包括基底以及所述基底的顶部上的细纤维层，其中所述基底包括第一层，所述第一层包含具有第一平均直径和第一最大纤维长度的第一纤维；第二层，所述第二层包含具有第二平均直径和第二最大纤维长度的第二纤维；以及第三层，所述第三层包含具有第三平均直径和第三最大纤维长度的第三纤维；其中所述第一层与所述第二层之间的边界区形成包含第一纤维和第二纤维的第一共混区；并且所述第二层与所述第三层之间的边界区形成包含第二纤维和第三纤维的第二共混区；并且其中所述第一平均直径和所述第三平均直径均比所述第二平均直径更大。

Description

过滤介质

本发明涉及新型过滤介质、用于制备所述介质的工艺、包括所述介质的过滤器套件以及介质在过滤气体或液体的方法中的使用。具体地讲，本发明涉及能有效去除微粒而不引起显著压降的过滤介质。

日益需要从大气环境、蒸气和流体过滤杂质。具体地讲，运输领域以及燃气轮机领域中的空气进气过滤需要在微粒去除方面有效的介质。此外，室内空气质量变得愈发重要，因为在工业文明中日益频繁发生呼吸系统疾病、过敏症和哮喘症状。虽然采暖、通风与空调(HVAC)过滤器可提供高微粒去除能力，但这些过滤器也会产生显著空气流动阻力。因此，高效率HVAC过滤器系统需要强力风扇来使空气流动。同样，用于燃气轮机和运输中的空气进气应用的现有技术介质会引起能量消耗增加。与之伴随的是大量CO₂排放。

现有技术过滤介质使用无机和合成纤维来过滤例如空气。按照定义，过滤器的能量消耗随时间推移而增加，因为它们对空气流动的阻力随着从空气去除的微粒的量而增大。

遗憾的是，现有技术介质显示出它们对空气流动的阻力显著增大，因为它们容易填满粉尘和细微粒。当从空气去除这些微粒时，能量消耗因此增加。

为了确保充分的粒子去除，现有技术建议过滤介质由不同孔隙度的多个层制成。US4,661,255教导了一种多层材料的使用，其中在流动方向上孔隙度下降。即，单独层具有逐渐变细或变窄的孔隙。然而，此类介质不令人满意，因为小微粒和较大微粒往往非常容易随时间推移而堵塞介质。因此，空气流动阻力迅速增大。

因此本发明的目的是提供改进的过滤介质，所述过滤介质避免了早期堵塞的风险。本发明的另外一个目的是提供过滤介质，所述过滤介质避免或至少降低随时间推移所观察到的压降，从而最小化总平均空气流动阻力。本发明的另一个目的是避免递增压降的早期发生。

在第一方面，本发明因此涉及如权利要求1中所定义的过滤介质。优选地，过滤介质包括基底以及基底顶部上的细纤维层，其中基底包括

第一层，所述第一层包含平均直径为6-45μm、优选地7-38μm、最优选地7-17μm的至少80％合成短纤维的第一纤维；

第二层，所述第二层包含平均直径为0.4-5μm、优选地0.6-2.6μm的至少10％微纤维的第二纤维；以及

第三层，所述第三层包含平均直径为6-45μm、优选地7-38μm、最优选地7-17μm的至少80％合成短纤维的第三纤维；

其中

第一层与第二层之间的边界区即接触区形成包含第一纤维和第二纤维的共混区；并且

第二层与第三层之间的边界区形成包含第二纤维和第三纤维的共混区。

如本文所用的短纤维是不长于45mm的短切纤维。

如本文所用的微纤维是平均直径为0.4-5μm且最大长度为45mm、优选地18mm、更优选地10mm、最优选地3mm的纤维。

已经发现的是，本文所述的过滤介质能够以有效方式去除微粒而不引起压降的显著增加。即，与现有技术介质相比，本发明的过滤介质在给定粒子去除效率下显示出较低的压降。

图1示出了市售过滤介质(MG介质)、具有纳米层的市售纺粘过滤介质以及本发明产品的对于给定效率的典型压降曲线。

在第二方面，本发明涉及如权利要求16中所定义的工艺。在一个优选的实施例中，所述工艺包括如下步骤

·提供第一均质浆液、第二均质浆液和第三均质浆液；

·将第一浆液提供于脱水筛上以形成第一沉积物；

·将第二浆液提供于第一沉积物上以在第一沉积物顶部上形成第二沉积物；

·将第三浆液提供于第二沉积物上以在第二沉积物顶部上形成第三沉积物；

·从这些沉积物去除水以形成湿纤维垫或片材；

·在加热时干燥湿纤维垫或片材以形成基底；以及

·将细纤维层施加到基底的顶部上；

其中

第一浆液包含水和第一纤维，所述第一纤维具有平均直径为6-45μm、优选地7-38μm、最优选地7-17μm的至少80％合成短纤维；

第二浆液包含水和第二纤维，所述第二纤维具有至少10％的微纤维，优选地直径为0.4-5μm、最优选地直径为0.6-2.6μm的微纤维；并且

第三浆液包含水和第三纤维，所述第三纤维具有平均直径为6-45μm、优选地7-38μm、最优选地7-17μm的至少80％合成短纤维。

本发明的第三方面和第四方面涉及包括过滤介质的过滤元件以及过滤介质在过滤气体或液体的方法中，特别是在采暖通风与空调过滤器和燃气轮机进气空气过滤应用中的使用。

具体实施方式

本发明的过滤介质包括基底以及基底顶部上的细纤维层。在一个优选的实施例中，细纤维层沉积在第一层上。基底包括第一层、第二层和第三层。

基底

如本文所用，基底的第一层包含具有第一平均直径和第一最大纤维长度的第一纤维。

第二层包含具有第二平均直径和第二最大纤维长度的第二纤维。

同样，第三层包含具有第三平均直径和第三最大纤维长度的第三纤维。

如本文所用，术语第一、第二和第三平均直径分别涉及第一纤维、第二纤维和第三纤维的平均直径。这些第一纤维、第二纤维和第三纤维分别包含于第一层、第二层和第三层中。

在一个优选的实施例中，第一纤维和第三纤维分别形成第一层和第三层中的主要材料。在该语境中，术语主要材料应当这样理解：第一层和第三层分别包含大量的第一纤维、第三纤维。在一个优选的实施例中，这些层基本上由单独纤维组成。即，第一层可基本上由第一纤维组成；并且第三层可基本上由第三纤维组成。在一个最优选的实施例中，第一层和第三层分别包含最多至80重量％的第一纤维和第三纤维。

在一个优选的实施例中，第二纤维是在第二层的所有纤维中具有最小平均直径的那些纤维。在一个优选的实施例中，第二层包含至少10重量％、最优选地至少30重量％。这些之中第二纤维具有第二层中所有纤维的最小直径。

第一纤维、第二纤维和第三纤维中的每一者可为两种或更多种纤维的混合物。也就是说，第一纤维可为两种或更多种类型的纤维的混合物；第二纤维可为两种或更多种类型的纤维的混合物；并且第三纤维可为两种或更多种类型的纤维的混合物。

在第一层与第二层之间存在边界区(后文也称为第一边界区)。该边界区(其为第一层与第二层之间的接触区)包含第一纤维和第二纤维的混合物，并从而形成共混区。如果第一纤维和第二纤维中的至少一者包含两种或更多种类别的纤维，则该共混区优选地包含形成第一纤维和第二纤维的所有组分。

同样，在第二层与第三层之间存在边界区，所述区域包含第二纤维和第三纤维的混合物。因此，该边界区(后文也称为第二边界区，其为第二层与第三层之间的接触区)形成第二纤维和第三纤维的共混区。共混区优选地包含形成第二纤维和第三纤维的所有组分。如果第一边界区由如下方式得到，则第二边界区可具有比第一边界区更小的厚度：如关于本发明内的工艺所述，首先将第一浆液提供于脱水筛上以形成第一沉积物，然后将第二浆液提供于第一沉积物上。

第一平均直径和第三平均直径比第二平均直径更大。据信纤维的该布置方式得到基底，其中第一层和第三层具有比第二层更高孔隙度/开放度的结构，所述第二层位于第一层与第三层之间。

在一个优选的实施例中，第一纤维和第三纤维的平均直径各自独立地为6-45μm，优选地为7-38μm，并且最优选地为7-17μm。

在另外一个实施例中，第一纤维和第三纤维的最大纤维长度(后文也称为第一最大纤维长度和第三最大纤维长度)彼此独立地为最多至45mm，优选地最多至24mm，并且最优选地最多至12mm。

可使用集成有Fibermetric软件(荷兰飞纳全球公司(PhenomWorld,TheNetherlands))的飞纳(Phenom)扫描电子显微镜(可得自FEI公司)，通过扫描电子显微术(SEM)测定平均纤维直径和最大纤维长度。

第一纤维和第三纤维彼此独立地选自天然纤维、聚合物纤维和无机纤维中的至少一者。优选地，第一纤维和第三纤维彼此独立地选自聚合物纤维和无机纤维中的至少一者。

天然纤维的例子包括天然纤维的纤维或衍生物诸如纤维素、莱赛尔、粘胶纤维或者纤维素纤维的任何其他衍生物。

本发明语境中的聚合物纤维包括聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯、丙烯酸、PET-CoPET双组分纤维、PE-PET双组分纤维等等。在一个优选的实施例中，聚合物纤维选自聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚酰胺。

如果第一纤维和/或第三纤维选自无机纤维或包括此类纤维，则无机纤维优选地为玻璃纤维丝束或玄武岩纤维。

如本文内所用的合成纤维是人造的任何纤维，并包括聚合物纤维、纤维素纤维和无机纤维。

在另外一个实施例中，本发明涉及过滤介质，其中第一层中的第一纤维和第三层中的第三纤维彼此独立地以分别基于第一层和第三层的总纤维重量计至少65重量％的量存在。在一个优选的实施例中，第一层和第三层中分别的第一纤维和第三纤维的量为至少80重量％或更多。

过滤介质的基底包括包含第二纤维的第二层。这些纤维具有平均直径(本文也称为第二平均直径)。在一个优选的实施例中，第二平均直径为0.4-5μm，优选地为0.6-2.6μm；和/或其中第二最大纤维长度为18mm、优选地10mm、更优选地3mm。第二纤维优选地选自合成纤维和微玻璃纤维。合成纤维的例子包括聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯、丙烯酸、PET-CoPET双组分纤维、PE-PET双组分纤维等等。合成纤维的优选例子为聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、PET-CoPET双组分纤维、PE-PET双组分纤维等等。微玻璃纤维的例子为B玻璃、C玻璃，包括空气减细形式和火焰减细形式两者。微玻璃纤维的优选例子包括直径为0.6和1.0微米的硼硅酸盐短切玻璃纤维(德国LFI公司(LFI,Germany))。

在一个优选的实施例中，第二层中的第二纤维以基于第二层的总重量计至少10重量％、优选地至少20重量％、最优选地至少30％的量存在。

如上文所述，第一纤维和第三纤维(本文也称为第一和第三纤维)的平均直径大于第二纤维的平均直径(第二平均直径)。

不希望受理论的束缚，据信该具体选择给出这样的纤维布置方式：其中基底的第二层包含基底内的最小纤维。据信该布置方式转化为这样的结构：其中第二层中的纤维之间的孔隙特别小，而第一层和第三层具有较高孔隙度或开放度。假定第一平均纤维直径和第三平均纤维直径大于第二平均直径，则该分布可被描述为缩扩孔径。虽然不希望第一层和第三层中具有小直径纤维，但不干扰介质的缩扩孔结构的(小)量被认为在本发明的范围内。据信这种缩扩孔径是用于以较低压降过滤微粒并从而在HVAC应用和其他过滤应用中实现节能的特定值。

在本发明的一个优选的实施例中，第一平均直径与第二平均直径的比率(D_1st/D_2nd)以及第三直径与第二直径的比率(D_3rd/D_2nd)各自彼此独立地为1.2至115，优选地为1.4至43。

在本发明的另外一个实施例中，第一层、第二层和第三层中的至少一者包含除第一纤维、第二纤维和第三纤维之外的另外一种类别的纤维。该另外类别的纤维可被理解为纤维的附加结构类型。即，第一层、第二层和第三层可包含除第一纤维、第二纤维和第三纤维之外的其他纤维。优选地，该附加类别的纤维选自粘结剂纤维，优选地双组分纤维和玻璃纤维丝束。在一个最优选的实施例中，第一层、第二层和/或第三层包含双组分纤维和玻璃纤维丝束。

双组分纤维是通常包含超过一种聚合物的纤维。它们可具有皮芯型结构。

优选地，另外类别的纤维以分别基于第一层、第二层和第三层的总纤维重量计2-70重量％的量包含于第一层、第二层和/或第三层中。

在另外一个优选的实施例中，第一层、第二层和第三层基本上不含天然纤维，诸如纤维素。已经发现的是，当基底不包含天然纤维时，在气体诸如空气的过滤期间，过滤效率和压降特征特别好，所述天然纤维往往会吸引水分或油或与来自周围环境的盐相互作用。不希望受理论的束缚，据信此类天然纤维吸引水。此外，发现纤维诸如纤维素会结合油和盐。这可引起纤维的溶胀或堵塞，从而导致过滤效率损失，还伴随着压降的显著增加。

细纤维层

本发明的过滤介质包括基底顶部上的细纤维层。在一个优选的实施例中，细纤维层沉积在上文所述的第一层的顶部上。在另外一个实施例中，细纤维层借助粘合剂粘附于过滤介质的基底，优选地粘附于第一层。因此，过滤介质优选地在基底(优选地第一层)与细纤维层之间包含粘合剂。

在一个优选的实施例中，通过形成亚微米纤维的任何工艺，在形成工艺期间将细纤维层沉积在第一层的与脱水筛相邻的侧面上。

粘合剂可以是可喷涂、辊涂、棒涂、计量式涂布或以其他方式施加到基底上的任何粘合剂。优选地，粘合剂选自水基聚合物分散体，其选自聚氨酯和聚丙烯酸基粘合剂。在一个优选的实施例中，将粘合剂以一定方式施加到基底，使得其不影响基底的渗透性。即，优选地以小于4g/m²的涂层重量施加粘合剂。

在另外一个实施例中，通过层合、热熔粘合、超声波粘结或点粘结，将细纤维层附接到过滤介质的基底。

在本发明的又一个实施例中，施加到基底上的细纤维层可沉积在另外一层(后文也称为载体和/或支撑物)上，然后转移到包括第一层、第二层和第三层的基底。在该实施例中，载体优选地包含纤维，所述纤维类似于形成与载体/支撑物相邻的基底层中的主要材料的那些纤维。本发明语境中“类似于形成基底层中的主要材料的那些纤维”意指载体/支撑物和与其相邻的基底层两者均包含在其原材料、平均直径和/或最大纤维长度方面类似的纤维。在一个特别优选的实施例中，载体/支撑物和与其相邻的基底层中的纤维被选择为使得形成相应层中的主要材料的纤维具有类似的平均直径。在本发明的另外或不同实施例中，第一纤维和/或第三纤维可为具有最大纤维长度的短切纤维，而载体/支撑物可包含具有相对较高长度的连续纤维，其中这两种类型的纤维由相同类型的聚合物制成。

当细纤维层沉积在载体/支撑物上时，施加到基底顶部上的细纤维层因此经由中间层接触基底。该中间层不修改基底内的总体布置方式，其中第一纤维和第三纤维的平均直径大于第二纤维的平均直径。如上文所阐述，将第一纤维和第三纤维的平均直径选择为大于第二纤维，得到这样的纤维布置方式：其中基底的第二层包含基底内的最小纤维。据信该布置方式转化为这样的结构：其中第二层中的纤维之间的孔隙特别小，而第一层和第三层具有较高孔隙度或开放度。当借助载体和/或支撑物将细纤维层施加到基底时，单独平均纤维直径的该分布不会改变，其中载体/支撑物基本上由这样的材料组成：所述材料类似于形成第一层或第三层(以与载体/支撑物接触者为准)的材料的材料。也就是说，载体/支撑物内的主要材料可在本发明的一个实施例中与第一纤维或第三纤维相同，所述第一纤维或第三纤维分别形成第一层和第三层中的主要材料。在该语境中，表述“优选地相同”涉及形成纤维的原材料、平均直径和/或最大纤维长度。在本发明的一个特别优选的实施例中，载体/支撑物基本上由与第一层或第三层相同的纤维组成。

在这种实施例中，基底内的与载体/支撑物接触的第一层或第三层可因此在形成修改的第一层或第三层(后文也称为第一'层或第三'层)时被视为同等。当从该角度观察过滤介质时，易于理解的是，载体/支撑物还可被限定为基底内的第四层，即单独层。载体/支撑物是否被视为第一'层或第三'层的一部分或作为另外一种选择作为基底内的第四层并不那么重要，只要载体/支撑物不修改总体纤维布置方式，在该总体纤维布置方式中，第二层中的纤维之间的孔隙特别小，而第一'层和第三'层具有较高孔隙度或开放度。当使用载体/支撑物将细纤维层附接到基底时，因此易于理解的是，提供细纤维层与基底之间的接触的载体/支撑物优选地不包含会干扰基底的缩扩孔结构的量的小直径纤维。使用载体/支撑物将细纤维层附接到基底因此不会改变缩扩孔径，已发现所述缩扩孔径是用于以较低压降过滤微粒并从而在HVAC应用和其他过滤应用中实现节能的特定值。

细纤维层包含平均直径为最多至3μm的细纤维。在一个优选的实施例中，细纤维层包含亚微米纤维。本发明语境中的亚微米纤维由低于1μm的平均纤维直径限定。在一个优选的实施例中，细纤维层因此包含平均纤维直径为0.08-0.8μm、优选地为0.1-0.4μm的纤维。

在一个优选的实施例中，亚微米纤维为聚合物纤维。优选地，这些纤维选自聚酰胺、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚偏氟乙烯纤维。在另外一个实施例中，细纤维层全部由这些亚微米纤维组成。

在另外一个实施例中，过滤介质包括细纤维层顶部上的保护层。即，细纤维层优选地被保护层覆盖。保护层可为任何类型的层，其优选地选自聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚酰胺或上述纤维的任何组合以及它们与PE-PET或PET-coPET双组分纤维的组合。

已经发现的是，本文所述的过滤介质具有优异的机械特性。具体地讲，本发明介质显示出至少500mg的非常高的弯曲刚度，如根据TAPPI标准T543(格利式试验机)由所述介质的抗弯强度得出。介质也可以折叠并且在使用期间可以保持其形状而不显著变形。此外，介质经受反脉冲式应用，其中流体(即，液体或气体)的流动被反向以有效清洁介质。在反脉冲式射流应用中，细纤维层位于介质的上游侧上。介质也具有基底内的高孔隙体积，这允许高渗透性值。优选地，本发明介质的空气渗透性为如根据ASTMD737对于38cm²面积和125Pa压力所测得的至少5cfm。还已经发现的是，当使用连接到RBG1000粉尘喂入器的PalasMFP-30000过滤器测试系统(德国卡尔斯鲁厄的帕拉斯公司(PalasGmbH,Karlsruhe,Germany))根据EN779测试方法进行测试时，根据本发明的过滤介质在5.3cm/s的迎面风速下具有针对0.4微米粒子的大于35％的过滤效率。

令人惊讶的是，与现有技术过滤介质相比，该介质显示出随时间推移减小的压降，且具有类似的机械特性和粒子去除特征。

用于制备过滤介质的工艺

用于制备过滤介质的工艺优选地包括如下步骤：

·提供第一均质浆液、第二均质浆液和第三均质浆液；

·将第一浆液提供于脱水筛上以形成第一沉积物；

·从这些沉积物去除水以形成湿纤维垫或片材；

·在加热时干燥湿纤维垫或片材以形成基底；以及

·将细纤维层施加到基底的顶部上；

其中

第一浆液包含水和上文所述的第一纤维，所述第一纤维具有直径为6-45μm的至少80％合成短纤维；

第二浆液包含水和上文所述的第二纤维，所述第二纤维具有平均直径为0.4-5μm的至少10％微纤维；并且

第三浆液包含水和上文所述的第三纤维，所述第三纤维具有直径为6-45μm的至少80％合成短纤维。

在该工艺中，提供了第一均质浆液、第二均质浆液和第三均质浆液。可通过本领域已知的任何方法，诸如通过在水中加入并混合纤维，来提供这些浆液。

如本文所用，第一均质浆液包含水和第一纤维，所述第一纤维优选地具有直径为6-45μm的至少80％合成短纤维。同样，第二浆液包含水以及第二纤维，所述第二纤维优选地具有平均直径为0.4-5μm的至少10％微纤维。此外，第三浆液包含水和第三纤维，所述第三纤维优选地具有直径为6-45μm的至少80％合成短纤维。

一旦制备了第一均质浆液、第二均质浆液和第三均质浆液，就将它们施加到脱水筛上。这个筛可为常用于造纸工艺的任何筛。优选地，这个筛为脱水连续筛。在将第一浆液提供于脱水筛上后，在筛上形成第一沉积物。随后，将第二浆液提供于第一沉积物上以在其顶部上形成第二沉积物。然后，将第三浆液提供于第二沉积物上以在第二沉积物顶部上形成第三沉积物。可使用湿法成网成形机的流浆箱的不同通道执行提供第一浆液、第二浆液和第三浆液。作为另外一种选择，可使用得自法国格勒诺布尔的Techpap公司(TechpapSAS(Grenoble,France))的动态纸页抄片器相继地施加浆液。

在沉积单独浆液期间或之后，去除水以形成湿纤维垫或片材。随后，在加热时干燥湿纤维垫或片材以形成基底。该基底(如上文所限定)包括包含单独纤维的第一层、第二层和第三层。

据信将第一浆液、第二浆液和第三浆液施加到彼此的顶部上会得到相邻层之间的边界区，所述边界区形成包含第一纤维与第二纤维或者第三纤维与第二纤维的共混区。

在边界区内，第一层和第二层的组分以及第三层和第二层的组分彼此掺和，使得存在纤维交织物而非使单独层彼此分离的锋利且限定的边缘。

不希望受理论的束缚，本发明的发明人相信该边界区产生平滑或半连续梯度，其中包含于基底中的纤维的纤维平均直径从基底的外层到中层递减。据信该纤维布置方式产生缩扩孔径分布，其可被视为跨越过滤介质厚度的缩扩孔径。已发现该布置方式在过滤应用中特别有价值。

据信与具有递减孔径梯度的常规介质不同的是，该独特介质结构允许在过滤介质的上游区中提早捕获大粒子，较小粒子截留在收缩区中，随后在其余粒子进入扩张区时所述其余粒子的迎面风速下降。这种迎面风速下降以及递增的孔结构允许在流体离开过滤器时其余粒子跨越细纤维层更好地分布，从而对压降具有较低影响。

因此，优选地以一定方式使用本发明的过滤介质，使得待过滤的流体在基底的其上分配有细纤维层的侧面处离开过滤介质。

Claims

1.一种过滤介质，包括基底以及所述基底的顶部上的细纤维层，其中所述基底包括：

第一层，所述第一层包含具有第一平均直径和第一最大纤维长度的第一纤维；

第二层，所述第二层包含具有第二平均直径和第二最大纤维长度的第二纤维；以及

第三层，所述第三层包含具有第三平均直径和第三最大纤维长度的第三纤维；

其中

所述第一层与所述第二层之间的边界区形成包含第一纤维和第二纤维的第一共混区；并且

所述第二层与所述第三层之间的边界区形成包含第二纤维和第三纤维的第二共混区；

并且其中所述第一平均直径和所述第三平均直径均比所述第二平均直径更大。

2.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述第一平均直径与所述第二平均直径的比率(d1st/d2nd)以及所述第三平均直径与所述第二平均直径的比率(d3rd/d2nd)各自彼此独立地为1.2至115，优选地为1.4至43。

3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第一平均直径和所述第三平均直径彼此独立地为6-45μm，优选地为7-38μm，最优选地为7-17μm；并且其中所述第一层和所述第三层内的直径小于5μm的纤维的量为基于所述第一层或所述第三层各自的总重量计小于3重量％，优选地小于1重量％并且最优选地0重量％，并且/或者其中所述第一最大纤维长度和所述第三最大纤维长度彼此独立地为最多至45mm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第二平均直径为0.4-5μm，优选地为0.6-2.6μm；并且/或者其中所述第二最大纤维长度为18mm、优选地10mm、更优选地3mm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第一纤维和第三纤维彼此独立地选自聚合物纤维和无机纤维，其中所述聚合物纤维优选地选自聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚酰胺，并且其中所述无机纤维优选地为玻璃纤维丝束。

6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第一层中的所述第一纤维以基于所述第一层的总纤维重量计至少65重量％、优选地至少80重量％的量存在；并且/或者其中所述第三层中的所述第三纤维以基于所述第三层的总纤维重量计至少65重量％、优选地至少80重量％的量存在。

7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第一层、所述第二层和/或所述第三层还包含基于所述第一层、所述第二层和/或所述第三层各自的总重量计最多至50重量％、优选地2-35重量％、更优选地2-25重量％的粘结剂纤维。

8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第二纤维选自合成纤维和微玻璃纤维。

9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述第二层中的所述第二纤维以基于所述第二层的总重量计至少10重量％、优选地至少20重量％、更优选地至少30重量％的量存在。

10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述基底的顶部上的所述细纤维层包含平均纤维直径小于3μm的细纤维。

11.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述基底的顶部上的所述细纤维层包含平均纤维直径小于1μm、优选地为0.08至0.8μm、最优选地为0.1至0.4μm的亚微米纤维。

12.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述细纤维层沉积在所述第一层或所述第三层的顶部上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质在所述基底与所述细纤维层之间包含粘合剂。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的过滤介质，其中所述亚微米纤维为聚合物纤维，所述聚合物纤维优选地选自聚酯、聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺以及聚偏氟乙烯亚微米纤维。

15.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，所述过滤介质在所述细纤维层的顶部上包括保护层。

16.用于制备根据权利要求1至15中任一项所述的过滤介质的方法，所述方法包括如下步骤：

·提供第一均质浆液、第二均质浆液和第三均质浆液；

·将所述第一浆液提供于脱水筛上以形成第一沉积物；

·将所述第二浆液提供于所述第一沉积物上以在所述第一沉积物的顶部上形成第二沉积物；

·将所述第三浆液提供于所述第二沉积物上以在所述第二沉积物的顶部上形成第三沉积物；

·从所述沉积物去除水以形成湿纤维垫或片材；

·在加热时干燥所述湿纤维垫或片材以形成基底；以及

·将细纤维层施加到所述基底的顶部上；

其中

所述第一浆液包含水和第一纤维，所述第一纤维具有第一纤维平均直径和第一最大纤维长度；

所述第二浆液包含水和第二纤维，所述第二纤维具有第二纤维平均直径和第二最大纤维长度；并且

所述第三浆液包含水和第三纤维，所述第三纤维具有第三纤维平均直径和第三最大纤维长度；

17.一种过滤元件，所述过滤元件包括根据权利要求1至15中任一项所述的过滤介质。

18.根据权利要求1至15中任一项所述的过滤介质或根据权利要求17所述的过滤元件在过滤流体的方法中的使用。

19.根据权利要求17所述的过滤元件，所述过滤元件用于HVAC应用。

20.根据权利要求17所述的过滤元件，所述过滤元件用于燃气轮机应用。