專利名稱：排列纖維網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維過(guò)濾網(wǎng)和制造這種網(wǎng)的方法，其中網(wǎng)呈現(xiàn)出縱向上(機(jī)器方向，MD)的纖維排列，并具有1厘米至10厘米的長(zhǎng)度。
背景技術(shù)：
熔噴非織造纖維網(wǎng)具有多種用途，包括過(guò)濾(例如，平網(wǎng)和折疊過(guò)濾器)、絕緣、填充和紡織替代品。有關(guān)熔噴非織造纖維網(wǎng)的參考文獻(xiàn)包括美國(guó)專利3,959,421(Weber等)、4,622,259(McAmish等)、5,075,068(Milligan等)、5,141,699(Meyer等)、5,405,559(Shambaugh)、5,652,048(Haynes等)、5,665,278(Allen等)、5,667,749(Lau等)、5,772,948(Chenoweth)和5,811,178(Adam等)。有關(guān)折疊過(guò)濾器的參考文獻(xiàn)包括美國(guó)專利4,547,950(Thompson)、5,240,479(Bachinski)、5,709,735(Midkiff等)、5,820,645(Murphy，Jr.)、6,521,011B1(Sundet等，‘011專利)，以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)US 2003/0089090A1(Sundet等，‘090專利)和US 2003/0089091 A1(Sundet等，‘091專利)。

發(fā)明內(nèi)容
制造非織造網(wǎng)通常涉及將纖維沉積于移動(dòng)的收集器的表面?；蛟S部分地由于這種移動(dòng)的結(jié)果，所收集成的網(wǎng)可顯示出輕度的縱向上的纖維排列，并在縱向和橫向上顯示出程度較小的某些各向異性的物理性能(例如，拉伸強(qiáng)度)。不過(guò)非織造網(wǎng)制造者常常力爭(zhēng)使得制品具有均衡且基本上各向同性的物理性能。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)形成在機(jī)器方向具有比普通纖維排列大得多的纖維排列的非織造網(wǎng)，我們能獲得具有改善的機(jī)械性能或改善的過(guò)濾性能的網(wǎng)。制成的網(wǎng)對(duì)于形成具有基本上橫越縱向的褶的折疊過(guò)濾介質(zhì)尤其有用。一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于形成纖維過(guò)濾網(wǎng)的方法，包括a)在存在第一流體流的情況下，通過(guò)噴嘴陣列，將形成纖維的熱塑性材料熔噴，以形成多根長(zhǎng)絲，該長(zhǎng)絲拉伸成細(xì)纖維并被導(dǎo)向至具有運(yùn)動(dòng)方向的多孔收集表面；b)使至少一股第二流體流沖擊到長(zhǎng)絲或纖維上，以使纖維大致順著或逆著運(yùn)動(dòng)方向來(lái)回地?cái)[動(dòng)；以及c)收集多孔收集表面上的纖維，以形成非織造熔噴網(wǎng)；其中第二流體流致使纖維充分?jǐn)[動(dòng)，從而大多數(shù)所收集的纖維排列在運(yùn)動(dòng)方向的±20°以內(nèi)，以及其中，在沒(méi)有進(jìn)行熱處理的網(wǎng)中，能夠從網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約1至大約10cm的纖維。
在另一方面，本發(fā)明提供一種網(wǎng)的形式的纖維過(guò)濾材料，該網(wǎng)具有對(duì)應(yīng)于成網(wǎng)方向的延長(zhǎng)的長(zhǎng)度方向和垂直于該長(zhǎng)度方向的窄的寬度方向，該網(wǎng)包括非織造熱塑性纖維，其中大多數(shù)排列在運(yùn)動(dòng)方向的±20°以內(nèi)，以及其中，在沒(méi)有進(jìn)行熱處理的網(wǎng)中，能夠從網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約1至大約10cm的纖維。
通過(guò)以下的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些和其他方面將更為明了。
不過(guò)，決不應(yīng)把以上概括內(nèi)容解釋為對(duì)于所要求主題的限制，該主題僅僅由所附加的權(quán)利要求限定，并且在專利的申請(qǐng)和審查過(guò)程中可以進(jìn)行修改。


圖1是熔噴設(shè)備的示意側(cè)視圖，該熔噴設(shè)備用于制造具有基本上縱向排列的非織造網(wǎng)。
圖2是用于圖1所示設(shè)備中的真空收集器的俯視圖。
圖3-圖6是示出纖維排列的雷達(dá)測(cè)繪圖。
圖7是折疊過(guò)濾介質(zhì)的軸側(cè)圖。
圖8是部分剖開(kāi)的軸側(cè)圖，示出安裝在框架中的折疊過(guò)濾器。
圖9是表示過(guò)濾器壓力降對(duì)比于空氣速度的曲線。
不同附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的組成部分。附圖中的各組成部分并未按比例繪制。
具體實(shí)施例方式
用語(yǔ)“非織造網(wǎng)”是指特征在于纖維的纏結(jié)或點(diǎn)粘結(jié)的纖維網(wǎng)。
用語(yǔ)“過(guò)濾網(wǎng)”是指這樣的多孔網(wǎng)，其能夠在不超過(guò)大約50mm水柱的初始?jí)毫迪拢瑥囊?.5m/秒的表面速度流動(dòng)的空氣流中，至少除去平均粒徑大于10μm的粒子。
用語(yǔ)“將長(zhǎng)絲拉伸成細(xì)纖維”是指，將一段長(zhǎng)絲轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度更長(zhǎng)且直徑更小的纖維片段。
詞“熔噴”是指這樣的方法，通過(guò)貫穿多個(gè)噴口將形成纖維的材料擠出以形成長(zhǎng)絲，同時(shí)使長(zhǎng)絲接觸空氣或其他拉伸用流體以使長(zhǎng)絲成為細(xì)纖維，然后收集拉伸的纖維層，形成非織造網(wǎng)。
用語(yǔ)“熔噴網(wǎng)”是指利用熔噴工藝制成的非織造網(wǎng)。
用語(yǔ)“非織造模具”是指在熔噴工藝中使用的模具。
用語(yǔ)“熔噴纖維”和“吹制微纖維”是指利用熔噴工藝制成的纖維。
關(guān)于熔噴網(wǎng)或用于熔噴網(wǎng)成形的熔噴設(shè)備所使用的用語(yǔ)“縱向”是指制網(wǎng)的面內(nèi)方向。
關(guān)于熔噴設(shè)備或熔噴網(wǎng)所使用的用語(yǔ)“橫向”是指橫越縱向的面內(nèi)方向。
關(guān)于折疊過(guò)濾元件所使用的用語(yǔ)“行的方向”是指這樣的方向，該方向基本上平行于過(guò)濾元件(帶有大致尖銳邊緣的平行褶痕的折疊結(jié)構(gòu))中的褶脊和谷，以及指這樣的方向，該方向基本上平行于過(guò)濾元件(具有基本上平滑的平行波浪形狀的波紋結(jié)構(gòu))中的褶頂部和底部區(qū)域。
關(guān)于網(wǎng)所使用的用語(yǔ)“自支撐”是指這樣的網(wǎng)，其具有足夠粘結(jié)度和強(qiáng)度，以便能夠起皺和進(jìn)行處理而沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的撕裂或破損，而關(guān)于折疊過(guò)濾器所使用時(shí)是指這樣的過(guò)濾器，其褶具有足夠的剛度，從而在受到通常在強(qiáng)制空氣通風(fēng)系統(tǒng)中所遇到的空氣壓力的作用時(shí)，不會(huì)倒塌或過(guò)度彎曲。
可使用多種聚合物來(lái)制造所披露的排列纖維網(wǎng)。代表性的聚合物為可擠出且能夠利用熔噴設(shè)備加工的熱塑性材料，包括聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯；聚酰胺；聚酯，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；以及本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他材料。聚烯烴是特別優(yōu)選的。
如果需要，可將多種吸附劑顆粒添加到非織造網(wǎng)中。代表性的吸附劑顆粒在授予Braun的美國(guó)專利3,971,373、授予Kolpin等的美國(guó)專利4,429,001以及授予Springett等的美國(guó)專利6,102,039中有所披露?；钚蕴己脱趸X是特別優(yōu)選的吸附劑顆粒。盡管在實(shí)踐中為了處理氣體混合物更優(yōu)選的是制造在各個(gè)單層中采用單獨(dú)吸附劑顆粒的多層折疊過(guò)濾器，但是，也可使用吸附劑顆粒的混合物，例如用于吸附氣體混合物。如果使用的話，較好地，在網(wǎng)中結(jié)入至少80重量百分比的吸附劑顆粒，更好地至少84％重量百分比的吸附劑顆粒，而優(yōu)選地至少90％重量百分比的吸附劑顆粒。
本發(fā)明可使用多種第一和第二流體流。對(duì)于兩種目的來(lái)說(shuō)空氣是特別便利的流體。本申請(qǐng)的其他部分將討論空氣的使用，根據(jù)上下文的需要有時(shí)稱作“第一空氣”或“第二冷卻空氣”。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)適當(dāng)修改下面所述的操作參數(shù)而容易地使用其他流體(例如，二氧化碳、氮?dú)饣蛩?。
圖1表示熔噴設(shè)備10的示意側(cè)視圖。熔融的聚合物經(jīng)過(guò)入口14進(jìn)入熔噴模具12，并穿過(guò)模具腔16。模具末端18中的小噴口(圖1中未示出)致使熔融的聚合物在離開(kāi)模具12時(shí)形成長(zhǎng)絲22。通過(guò)入口20提供的第一空氣沖擊在長(zhǎng)絲22上，并將其拉伸成細(xì)纖維24。纖維24落在平的收集器26上，并形成非織造網(wǎng)28，由合適的收緊設(shè)備(圖1中未示出)，可在成網(wǎng)方向(即，縱向)30上將非織造網(wǎng)28從收集器26拖走。將第二冷卻空氣提供至橫越網(wǎng)28寬度而排列的管32，第二冷卻空氣在到達(dá)收集器26的路程上沖擊到長(zhǎng)絲或纖維上，致使纖維大致在縱向和逆縱向上來(lái)回?cái)[動(dòng)。與沒(méi)有提供第二冷卻空氣的情況相比，在所制成的網(wǎng)28中的收集纖維基本上更多地在縱向上排列。與不使用第二冷卻空氣時(shí)相比，網(wǎng)的縱向和橫向機(jī)械性能(例如，其縱向和橫向剛度以及拉伸強(qiáng)度)也呈現(xiàn)出更大的各向異性。
利用高速攝影從側(cè)面(或橫向)看，纖維24以“畫筆涂抹”方式鋪在收集器26上。在收集器上測(cè)量，擺動(dòng)可具有非常大的縱向振幅，例如，大于模具到收集器距離(“DCD”)的四分之一，且在某些情況下超過(guò)DCD的一半。幾種工作條件對(duì)于獲得這種畫筆涂抹式沉積是特別理想的。例如，擺動(dòng)可以規(guī)則地出現(xiàn)，可以在到達(dá)收集器的路程中增大幅度，且對(duì)于一個(gè)完整周期具有的波長(zhǎng)可以小于從第二冷卻空氣出口至收集器的距離。優(yōu)選地，從第二冷卻空氣出口到收集器的距離不太長(zhǎng)。在某些情況下，在到達(dá)收集器的路程上，纖維可在它們的最高縱向位移處呈現(xiàn)出鞭抽狀的動(dòng)作，并可以暫時(shí)朝著熔噴模具運(yùn)動(dòng)，而不是總朝著收集器運(yùn)動(dòng)。隨著這種鞭抽狀的動(dòng)作出現(xiàn)，有時(shí)可看見(jiàn)明顯的纖維斷裂。
我們已經(jīng)能夠利用鑷子從收集起來(lái)的網(wǎng)上梳理出具有離散長(zhǎng)度(例如，在大約1與大約10cm之間，伴隨有偶然的更短或更長(zhǎng)的纖維)的纖維絨毛。通常，很難使任何纖維(或任何這種長(zhǎng)度的纖維)離開(kāi)常規(guī)非織造網(wǎng)，因?yàn)槔w維通常通過(guò)纖維與纖維的粘結(jié)或通過(guò)纖維間的纏結(jié)約束在網(wǎng)中。
可以這樣將網(wǎng)28折疊或進(jìn)一步處理。例如，可使用熱處理(例如，退火，使用圖1中未示出的設(shè)備)來(lái)使網(wǎng)變硬。不過(guò)熱處理會(huì)使得更難從網(wǎng)上梳理出纖維絨毛，因?yàn)槔w維會(huì)傾向于斷裂且網(wǎng)可能具有更強(qiáng)的纖維間粘結(jié)或纏結(jié)。優(yōu)選的退火時(shí)間和溫度取決于多種因素，這些因素包括所使用的聚合物纖維。作為一般性指導(dǎo)，推薦退火時(shí)間和溫度為大約100℃直到聚合物熔點(diǎn)，持續(xù)時(shí)間少于大約10分鐘。
任選地，可通過(guò)噴口34抽真空幫助鞏固網(wǎng)28。不過(guò)，過(guò)度密實(shí)化(例如，利用壓光工藝)會(huì)破壞網(wǎng)的過(guò)濾能力?？赏ㄟ^(guò)如授予Angadjivand等的美國(guó)專利5,496,507所披露的將纖維與水接觸使其帶電、授予Klasse等的美國(guó)專利4,588,537所披露的電暈處理、例如授予Rousseau等的美國(guó)專利5,908,598所披露的水化充電(hydrocharging)或授予Brown的美國(guó)專利4,798,850所披露的摩擦充電，來(lái)把電荷賦予纖維。也可以將添加劑包括在纖維中以提高網(wǎng)的過(guò)濾性能、機(jī)械性能、老化性能、表面性能或其他感興趣的特征。代表性的添加劑包括填料、成核劑(例如，MILLADTM3988二亞芐基山梨糖醇，可從Milliken Chemical購(gòu)得)、紫外光穩(wěn)定劑(例如，CHIMASSORBTM944受阻胺光穩(wěn)定劑，可從Ciba Specialty Chemicals購(gòu)得)、固化引發(fā)劑、硬化劑(例如，聚4-甲基-1-戊烯)、表面活性劑和表面處理(例如，授予Jones等的美國(guó)專利6,398,847B1、6,397,458B1和6,409,806B1所披露的氟原子處理，以提高在油霧環(huán)境中過(guò)濾性能)。這些添加劑的類型和添加量對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的。
完成的網(wǎng)可具有多種有效纖維直徑(“EFD”)尺寸、基礎(chǔ)重量和密實(shí)度(聚合物體積相對(duì)于網(wǎng)體積的比)值。對(duì)于平的吹制微纖維(“BMF”)過(guò)濾層，優(yōu)選的EFD為大約3至大約25μm(更優(yōu)選地為大約7至大約25μm)，且對(duì)于BMF折疊過(guò)濾器優(yōu)選的EFD為大約10至大約25μm。對(duì)于平的BMF過(guò)濾層，優(yōu)選的基礎(chǔ)重量為大約15至100g/m2，對(duì)于BMF折疊過(guò)濾器優(yōu)選的基礎(chǔ)重量為大約50至大約100g/m2。對(duì)于BMF過(guò)濾層或BMF折疊過(guò)濾器優(yōu)選的密實(shí)度值為大約5至大約15％。
所披露的網(wǎng)具有基本縱向(運(yùn)動(dòng)方向或成網(wǎng)方向)纖維排列。作為使用由聚丙烯制成的網(wǎng)的一般性指南，較佳地，大約55％至大約90％的纖維相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向成±20°排列，且更優(yōu)選地為大約70至大約85％。對(duì)于由其他聚合材料制成的網(wǎng)，數(shù)值可以更低或更高。例如，作為由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成的網(wǎng)的一般性指南，較好的大約51％至大約80％的纖維相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向成±20°排列，且優(yōu)選地為大約60％至大約80％。作為由尼龍制成的網(wǎng)的基本指南，優(yōu)選的大約51％至大約70％的纖維相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向成±20°排列。可以形成非常高的排列網(wǎng)，例如，至少80％的收集纖維相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向成±10°排列的網(wǎng)。
所披露的網(wǎng)具有一或多種各向異性的機(jī)械性能。在使用50mm的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，一類優(yōu)選網(wǎng)在運(yùn)動(dòng)方向上的面內(nèi)拉伸強(qiáng)度與橫越運(yùn)動(dòng)方向上的拉伸強(qiáng)度之比為至少2∶1，更優(yōu)選的是至少3∶1。另一類優(yōu)選網(wǎng)在運(yùn)動(dòng)方向上的面內(nèi)Taber剛度與橫越運(yùn)動(dòng)方向上的Taber剛度之比為至少2∶1，更優(yōu)選為至少大約2.2∶1。
可能在不提供所披露排列纖維網(wǎng)的條件下，或在提供不適于過(guò)濾的不結(jié)實(shí)網(wǎng)的條件下，構(gòu)建所披露的熔噴設(shè)備并運(yùn)行該設(shè)備。例如，如果不采用足夠的第二冷卻空氣，那么上述擺動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)且纖維不會(huì)基本上在縱向排列。過(guò)高的冷卻速度會(huì)產(chǎn)生纖維間粘結(jié)和纏結(jié)較少且過(guò)濾性能提高的膨松網(wǎng)，但機(jī)械性能如剛度和可折疊的能力嚴(yán)重削弱。因此一般優(yōu)選的是采用質(zhì)量流量比或體積在一定范圍內(nèi)的第二冷卻空氣。作為利用聚丙烯和冷卻到溫度低于周圍環(huán)境溫度的第二空氣成網(wǎng)的例子，對(duì)于每克擠出的聚合物，第二冷卻空氣為大約500至大約2000克的比值是優(yōu)選的，而第二冷卻空氣在出口處的速度可為大約15至大約60m/秒。基于一些因素，如所采用的熔噴模具和聚合物、目標(biāo)基礎(chǔ)重量、目標(biāo)網(wǎng)密實(shí)度和目標(biāo)纖維排列程度以及目標(biāo)機(jī)械性能各向異性程度，可能需要以經(jīng)驗(yàn)為主地調(diào)整這些范圍。還可以采用第二冷卻空氣脈動(dòng)，但這并不是必需的。與之相比，更佳的是，簡(jiǎn)單地將第二冷卻空氣流向上或向下調(diào)整，使收集成網(wǎng)能夠具有理想最終性能的穩(wěn)定狀態(tài)值。
圖2表示收集器26的示意俯視圖。模具12靠近收集器26的前緣放置，但能夠順網(wǎng)下行移動(dòng)到位置36這樣的位置，以便改變網(wǎng)28的性能。這種位置更換可以例如提供具有減小的Taber剛度的網(wǎng)。如果采用常規(guī)的圓柱形收集器表面而不是平的收集器，那么常常會(huì)更難獲得其纖維基本上在縱向排列的網(wǎng)，并且網(wǎng)會(huì)具有更低的Taber剛度。DCD長(zhǎng)度過(guò)大或從第二冷卻空氣出口至收集器的距離過(guò)長(zhǎng)，也可能例如由于在到達(dá)收集器的路程上引起太多的擺動(dòng)、過(guò)度的纖維拉伸或過(guò)度的纖維斷裂而造成傷害。
有關(guān)利用如圖1和圖2所示的設(shè)備實(shí)現(xiàn)熔噴的方式的更多詳情對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的。
如果需要，可利用多種技術(shù)進(jìn)一步使非織造過(guò)濾網(wǎng)剛性化。例如，可采用粘合劑來(lái)使網(wǎng)的層層疊于一起，例如美國(guó)專利5,240,479(Bachinski)中所披露。還可利用例如美國(guó)專利5,709,735(Midkiff等)所披露的復(fù)合纖維來(lái)制成網(wǎng)。
纖維過(guò)濾網(wǎng)可使用在多種應(yīng)用中，包括通風(fēng)(例如，爐和凈化室過(guò)濾器)、污染控制(例如，集塵室過(guò)濾器)、液體處理(例如，水過(guò)濾器)、個(gè)人防護(hù)(例如，過(guò)濾面罩)、化學(xué)或生物分析(例如，親和力膜)、醫(yī)學(xué)設(shè)備(例如，透析設(shè)備)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他應(yīng)用。折疊過(guò)濾介質(zhì)是特別優(yōu)選的應(yīng)用。例如，圖7表示具有成行的褶102的折疊過(guò)濾介質(zhì)100。這些行在橫向上排列，并且網(wǎng)100中基本上是排列的纖維相對(duì)于行的方向成90°±20°排列，即，相對(duì)于縱向成±20°。圖8圖示折疊過(guò)濾介質(zhì)100和安裝在框架112中以提供過(guò)濾器114的網(wǎng)形金屬支撐件110。可以認(rèn)為，折疊介質(zhì)100的增大的剛度和橫越行的方向的基本縱向纖維排列兩者，都能增加在高的過(guò)濾器表面速度下折疊介質(zhì)100抗褶變形的能力。關(guān)于這種折疊過(guò)濾介質(zhì)的更多詳情可在與本案同日提交且標(biāo)題為“折疊排列網(wǎng)過(guò)濾器(PLEATED ALIGNED WEB FILTER)”的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)(代理案卷號(hào)59583US002)的申請(qǐng)中找到，其內(nèi)容以引用的方式并入本文。
現(xiàn)在將參考下面的非限制性例子來(lái)描述本發(fā)明，其中，除非另有標(biāo)明，所有的部分和百分比都是按重量記。所進(jìn)行的幾種測(cè)量如下有效纖維直徑根據(jù)Davies，C.N.，“氣載塵埃與粒子的分離”，機(jī)械工程協(xié)會(huì)(Institution of Mechanical Engineers)，倫敦，會(huì)議錄1B，1952所闡明的方法，來(lái)估測(cè)有效的幾何纖維直徑。
光學(xué)/直觀網(wǎng)性能利用配備有電荷耦合裝置照相機(jī)的解剖顯微鏡的蔡斯儀器，來(lái)對(duì)整個(gè)直觀的網(wǎng)外觀進(jìn)行評(píng)價(jià)，該照相機(jī)具有8mm×14mm的放大窗口。
Taber剛度網(wǎng)的剛度利用Model 150-B TABERTM的剛度測(cè)試儀(可從TaberIndustries購(gòu)得)來(lái)測(cè)定。利用鋒利的刀片從網(wǎng)上小心地切下3.8cm×3.8cm的方形切片以防止纖維熔化，并利用3至4個(gè)樣品和15°的樣品偏斜對(duì)其評(píng)測(cè)，以確定它們?cè)诳v向和橫向上的剛度。
應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)力-應(yīng)變(或載荷對(duì)比伸長(zhǎng))可利用Model 5544 INSTRONTM萬(wàn)能測(cè)試機(jī)(可從Instron Corp.購(gòu)得)來(lái)測(cè)量。利用鋒利的刀片從網(wǎng)上切下2.5cm×6.3cm的矩形切片，并利用6至10個(gè)樣品、50mm的爪初始間距和3cm/min的拉伸速度，對(duì)其評(píng)測(cè)以確定最大的力和在最大力作用下的伸長(zhǎng)。
過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)利用TSITMModel 8130高速自動(dòng)過(guò)濾器測(cè)試儀(可從TSI Inc.購(gòu)得)，以42.5L/min的速度流動(dòng)的鄰苯二甲酸二辛酯(“DOP”)測(cè)驗(yàn)氣溶膠，確定過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)(QF)。在過(guò)濾器入口和出口處，采用校準(zhǔn)的光度計(jì)來(lái)測(cè)量DOP濃度和透過(guò)過(guò)濾器的DOP％。采用MKS壓力傳感器(可從MKS instruments購(gòu)得)來(lái)測(cè)量穿過(guò)過(guò)濾器的壓力降(ΔP，mm水柱)。利用等式 來(lái)計(jì)算QF。QF值能夠以描繪不同時(shí)間周期之后的QF對(duì)比DOP測(cè)驗(yàn)總質(zhì)量的曲線形式報(bào)告出來(lái)。不過(guò)，初始的QF值通?？煽康刂甘玖苏w性能，具有較高的初始QF值表明了較好的過(guò)濾性能，而具有較低的初始QF值表明了降低的過(guò)濾性能。優(yōu)選地，初始過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF為至少0.6(使用粒度范圍在10至700nm之間、以7cm/秒的表面速度行進(jìn)的100ppm鄰苯二甲酸二辛酯顆粒)，更優(yōu)選的為至少大約0.8，且最優(yōu)選的是至少大約1。
過(guò)濾性能過(guò)濾性能根據(jù)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)52.2，“通過(guò)顆粒大小來(lái)測(cè)試普通通風(fēng)空氣凈化裝置排除效率的方法(Method of Testing GeneralVentilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by ParticleSize)”來(lái)評(píng)定。ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估測(cè)試氣溶膠的過(guò)濾性，該測(cè)試氣溶膠包含散布在氣流中的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的氯化鉀顆粒。顆粒計(jì)數(shù)器在過(guò)濾器的上游和下游測(cè)量和統(tǒng)計(jì)12個(gè)粒度范圍內(nèi)的顆粒。能夠以不同粒度范圍內(nèi)顆粒的最小復(fù)合效率值的形式，對(duì)結(jié)果進(jìn)行報(bào)告。過(guò)濾器受到25.4mm水柱的最終壓力降的載荷作用，最小復(fù)合效率值對(duì)應(yīng)于最小顆粒保持百分率(對(duì)于所考慮的粒度范圍，該百分率為下游顆粒計(jì)數(shù)/上游顆粒計(jì)數(shù)×100)。還可以研究出一組處于增量灰塵承載等級(jí)下的顆粒大小排除效率(PSE)性能曲線，并可以與初始凈化性能曲線一起用來(lái)形成表示每一種粒度范圍內(nèi)最低性能的復(fù)合曲線。復(fù)合曲線上的點(diǎn)是按平均計(jì)算的，平均值用來(lái)確定過(guò)濾器的最低效率報(bào)告值(MERV)。
實(shí)例1-3和比較例1聚丙烯網(wǎng)通過(guò)如圖1所示，增加布置第二空氣冷卻系統(tǒng)和平床收集器，對(duì)常規(guī)的20.5cm寬熔噴設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。在常規(guī)的噴制微纖維工藝過(guò)程中，不使用第二冷卻空氣，并且將網(wǎng)收集到圓形表面如多孔鼓上。改進(jìn)后的設(shè)備用來(lái)制造熔噴聚丙烯網(wǎng)，其纖維在縱向高度排列。第二空氣冷卻系統(tǒng)采用兩個(gè)相對(duì)的水平放置的76cm寬×51cm高的空氣出口，該空氣出口布置在熔噴模具末端以下大約6cm處，配送出以不同速度(或部分速度不同)流過(guò)空氣出口的12-13℃的冷卻氣體。平床收集器使用位于床下的真空收集系統(tǒng)。熔噴模具定位在收集器前緣上方。FINATM型3960聚丙烯(可從Fina Oil and Chemical Co.購(gòu)得)在以265℃下工作的擠出機(jī)中熔融，并以9.1kg/hr的速度送料到熔噴模具中。利用電阻加熱器加熱模具并保持大約265℃，并向模具供應(yīng)300℃的以4.2m3/min的速度流動(dòng)的第一空氣。調(diào)整DCD以提供在32.5L/min的流速下具有0.5mm水柱壓力降的網(wǎng)。對(duì)于利用第二冷卻空氣制備的網(wǎng)，DCD為近似20cm。對(duì)于沒(méi)有用第二冷卻空氣制備的網(wǎng)，DCD為近似34cm。調(diào)整收集器真空度以提供密實(shí)度為8-9％的網(wǎng)。對(duì)于利用出口處速度為50或35m/秒的第二冷卻空氣所制備的網(wǎng)，收集器真空度為3250N/m2，對(duì)于利用出口處速度為17m/秒的第二冷卻空氣所制備的網(wǎng)，收集器真空度為5000N/m2，而對(duì)于不用第二冷卻空氣所制備的網(wǎng)則為零。所收集成的網(wǎng)具有80g/m2的基礎(chǔ)重量和19μm的EFD。對(duì)網(wǎng)進(jìn)行如授予Klasse等的美國(guó)專利4,588,537所述的電暈處理、如授予Rousseau等的美國(guó)專利5,908,598所述的水化充電，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)測(cè)以確定它們的機(jī)械性能和過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF。還在126℃對(duì)網(wǎng)進(jìn)行5分鐘的熱處理并重新評(píng)測(cè)，以確定它們的機(jī)械性能。
以下在表1中列出是針對(duì)每一種網(wǎng)的實(shí)例號(hào)或比較例號(hào)、第二空氣速度和質(zhì)量流量比、纖維計(jì)數(shù)和纖維排列數(shù)據(jù)、以及過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF。以下在表2中列出的是針對(duì)每一種網(wǎng)的縱向(“MD”)和橫向(“TD”)Taber剛度和拉伸強(qiáng)度值，以及MD的Taber剛度和拉伸強(qiáng)度相對(duì)于TD的比值。以下在表3中列出的是針對(duì)熱處理網(wǎng)的MD和TD Taber剛度和拉伸強(qiáng)度值，以及MD的Taber剛度和拉伸強(qiáng)度相對(duì)于TD的比值。
表1

表2

表3(熱處理)

如表1所示，利用第二冷卻空氣制成的網(wǎng)所具有的縱向纖維排列明顯好于不用第二冷卻空氣所制成的網(wǎng)。這在圖3至圖6中有進(jìn)一步圖解說(shuō)明，這些圖是分別表示實(shí)例1-3和比較例1中的纖維的數(shù)目和取向(相對(duì)于0°縱向的角度)的極坐標(biāo)“雷達(dá)”圖。因?yàn)槎ㄏ驗(yàn)橄鄬?duì)于縱向成0°的纖維也可說(shuō)成是定向成180°，所以繪圖具有關(guān)于原點(diǎn)反射的對(duì)稱瓣。例如圖3表示12個(gè)纖維定向?yàn)橄鄬?duì)縱向成0°，9個(gè)纖維定向成-10°，8個(gè)纖維定向成+10°，6個(gè)纖維定向成-20°，等等。圖3至圖5表示所披露的網(wǎng)所具有的縱向排列明顯好于圖6中所繪制的不用第二冷卻空氣制備的網(wǎng)。在另一比較例中，評(píng)定Lau等的‘749專利中所示的圖4的網(wǎng)，以確定它的纖維取向和纖維計(jì)數(shù)，并發(fā)現(xiàn)僅有50％的纖維排列在縱向的±20°以內(nèi)。
圖3至圖5大致反映出置于網(wǎng)的非收集器側(cè)上的潤(rùn)濕流體的行為。如果一滴合適的潤(rùn)濕流體(優(yōu)選地已染色以助于觀察)這樣布置，使得它傾向于以形成基本上對(duì)應(yīng)于雷達(dá)圖瓣形狀的橢圓形圖案擴(kuò)散到網(wǎng)中，從而方便地指示出纖維取向和成網(wǎng)的初始方向。當(dāng)潤(rùn)濕流體置于比較例1的網(wǎng)上時(shí)，它或多或少傾向于均勻向外擴(kuò)散形成擴(kuò)展的圓形圖案。
表1還表示隨著第二冷卻空氣體積的增加，過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF也增大然后稍稍減小。
用第二空氣制備的網(wǎng)具有可見(jiàn)的基本上在縱向排列的條紋，有總體上光澤柔和并略微起毛的表面，并且很少有或沒(méi)有在常規(guī)噴制微纖維網(wǎng)中所發(fā)現(xiàn)的小結(jié)?？梢岳描囎訌木W(wǎng)上拉起長(zhǎng)度近似為2至5cm的纖維。不用第二冷卻空氣制備的網(wǎng)外觀上類似于在圓形收集器上收集而成的標(biāo)準(zhǔn)噴制微纖維網(wǎng)。可以利用鑷子從這些網(wǎng)上除掉一些相對(duì)較短(小于1cm)的單獨(dú)纖維，但是會(huì)有很大的困難。
如表2所示，利用第二冷卻空氣制成的網(wǎng)所具有的各向異性Taber剛度明顯大于不使用第二冷卻空氣制成的網(wǎng)。利用更大量的第二冷卻空氣制成的網(wǎng)所具有的各向異性拉伸強(qiáng)度明顯大于不使用第二冷卻空氣制成的網(wǎng)。
如表3所示，可以用熱處理來(lái)提高網(wǎng)的剛度和拉伸強(qiáng)度。可以對(duì)數(shù)個(gè)這樣的網(wǎng)進(jìn)行上述處理，而不會(huì)使網(wǎng)的總體機(jī)械性能各向異性發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變，該機(jī)械各向異性利用MD∶TD性能比來(lái)測(cè)得。
實(shí)例4-6EFD更小的網(wǎng)采用實(shí)例1的基本方法，利用第一空氣(以3.4m3/min的速度流動(dòng)，300℃)和第二冷卻空氣以及收集器，抽真空來(lái)制備熔噴聚丙烯網(wǎng)，該收集器真空被調(diào)整成提供具有80g/m2的基礎(chǔ)重量、8-9％的密實(shí)度以及有效纖維直徑比實(shí)例1中獲得的更小的收集網(wǎng)。以下在表4中列出的是對(duì)于所制成的網(wǎng)的實(shí)例號(hào)、第二空氣速度和質(zhì)量流量比、有效纖維直徑和纖維計(jì)數(shù)以及纖維排列數(shù)據(jù)。
表4

如表4所示，具有基本縱向纖維排列的網(wǎng)可以以多種有效纖維直徑制成。
實(shí)例7-10和比較例2和3PET和尼龍網(wǎng)采用實(shí)例1的基本方法，使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)和尼龍(ULTRAMIDTMBS-400N nylon，可從BASF Corp.購(gòu)得)，利用以2.9m3/min的速度流動(dòng)的350℃的第一空氣，以及可選的第二冷卻空氣來(lái)制備非織造網(wǎng)。12.7cm的DCD用來(lái)制備PET網(wǎng)，而16.5cm的DCD用來(lái)制備尼龍網(wǎng)。收集成的PET網(wǎng)具有85g/m2的基礎(chǔ)重量、5-6％的密實(shí)度和16μm的EFD。收集成的尼龍網(wǎng)具有70g/m2的基礎(chǔ)重量、5-6％的密實(shí)度和17-18μm的EFD。以下在表5中列出的是對(duì)于所制成的網(wǎng)的實(shí)例號(hào)或比較例號(hào)、第二空氣速度和質(zhì)量流量比、所使用的聚合物以及纖維計(jì)數(shù)和纖維排列數(shù)據(jù)。
表5

如表5所示，可利用多種聚合物制成具有大致縱向纖維排列的網(wǎng)。
實(shí)例11添加劑通過(guò)添加1.5％的添加劑聚4-甲基-1-戊烯來(lái)重復(fù)實(shí)例2。這使過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF從沒(méi)有添加劑時(shí)的1.5增大到有添加劑時(shí)的1.7。
實(shí)例12添加劑通過(guò)添加1.5％的添加劑聚4-甲基-1-戊烯和添加0.5％的CHIMASSORB 944受阻胺光穩(wěn)定劑，來(lái)重復(fù)實(shí)例11。對(duì)網(wǎng)進(jìn)行水化充電但不進(jìn)行電暈處理。過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF為2.5，超過(guò)使用由常規(guī)未被處理過(guò)的聚丙烯噴制微纖維(不用第二冷卻空氣所制成)制成的網(wǎng)時(shí)所獲得的過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)的兩倍。
實(shí)例13和比較例4評(píng)測(cè)QF隨時(shí)間的變化采用實(shí)例1的基本方法，使用以及不用第二冷卻空氣(以1770的第二冷卻空氣聚合物的質(zhì)量流量比流動(dòng))、電暈處理、水化充電來(lái)制備熔噴聚丙烯網(wǎng)，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)測(cè)以確定它們的過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF。網(wǎng)具有85g/m2的基礎(chǔ)重量、19-21μm的EFD、以及42.5L/min下的0.4-0.5mm水柱的壓力降。以下在表6中列出的是針對(duì)使用(實(shí)例13)或不使用(比較例4)第二冷卻空氣而制成的網(wǎng)在多種累積DOP接觸程度之后的QF因數(shù)。
表6

如表6所示，與制備中不使用第二冷卻空氣并具有較少纖維排列的網(wǎng)相比，使用第二冷卻空氣制成并具有大致縱向纖維排列的網(wǎng)提供了明顯更佳的過(guò)濾性能。
實(shí)例14和15以及比較例5-7折疊的爐過(guò)濾器經(jīng)電暈處理和水化充電的實(shí)例2的網(wǎng)，經(jīng)電暈處理和水化充電的比較例1的網(wǎng)，以及ACCUAIRTM經(jīng)電暈處理的紡粘聚乙烯/聚丙烯捻合纖維網(wǎng)(71g/m2的基礎(chǔ)重量、～20μm的EFD，可從KimberlyClark Corp.購(gòu)得)樣品，將上述網(wǎng)的樣品形成為50.8cm×63.5cm×2.1cm高的過(guò)濾元件，這些過(guò)濾元件具有如圖7所示的折疊介質(zhì)100的褶102。褶102這樣布置，使得褶為橫向排列，沿著長(zhǎng)度方向有87個(gè)褶(13.8個(gè)褶/10cm)。折疊介質(zhì)100被夾在網(wǎng)形金屬支撐件(如支撐件110)之間并粘結(jié)到其間，然后將其安裝在紙板框架(如圖8所示的框架112)中，以形成過(guò)濾器114(為有框架的過(guò)濾器狀)。根據(jù)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)52.2，“通過(guò)顆粒大小來(lái)測(cè)試普通通風(fēng)空氣凈化裝置的排除效率”、在1.5m/秒的表面速度下評(píng)測(cè)所得到過(guò)濾器的過(guò)濾性能。以下在表7中報(bào)告的結(jié)果表示針對(duì)粒度范圍在0.3μm至1μm、1μm至3μm、以及3μm至10μm的顆粒的最小復(fù)合效率值。表7也報(bào)告了在完成評(píng)測(cè)后的總過(guò)濾器重量增加(由過(guò)濾器捕獲的總顆粒重量)。較高的最小復(fù)合效率和總過(guò)濾器重量增加值對(duì)應(yīng)于較好的過(guò)濾效果、較長(zhǎng)的使用壽命或既有較好的過(guò)濾性能又有較長(zhǎng)的使用壽命。
表7

如表7所示，與不使用第二冷卻空氣制成且具有較少纖維排列的其他類似熔噴非織造網(wǎng)(比較例5和比較例6)相比，利用第二冷卻空氣制成并具有大致縱向纖維排列并且經(jīng)過(guò)電暈處理或電暈處理及水化充電的熔噴非織造網(wǎng)(實(shí)例14和實(shí)例15)，在1mm水柱壓力降下，提供了好得多的最小復(fù)合效率。與可購(gòu)得的紡粘非織造網(wǎng)(比較例7)相比，實(shí)例14和實(shí)例15的網(wǎng)還具有可與之相比的或更好的最小復(fù)合效率。實(shí)例14和實(shí)例15的網(wǎng)具有比比較例5-7的網(wǎng)更好的粒子捕捉能力(如其更高的總過(guò)濾器重量增加值所證明的)。
實(shí)例16-18以及比較例8折疊的爐過(guò)濾器表面壓力降對(duì)比速度評(píng)測(cè)利用實(shí)例14和實(shí)例15的基本方法，熔噴排列纖維聚丙烯網(wǎng)經(jīng)過(guò)電暈處理和水化充電，但沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理。該網(wǎng)具有1.7MD Taber剛度值，并在下文被定為實(shí)例16的網(wǎng)。利用電暈處理、水化充電和熱處理，制備剛度更高的網(wǎng)。該網(wǎng)具有2.2MD Taber剛度值，并在以下被定為實(shí)例17的網(wǎng)。通過(guò)添加1.5％的添加劑聚4-甲基-1-戊烯、電暈處理、水化充電和熱處理來(lái)制備剛度更高的網(wǎng)。該網(wǎng)具有3.7MDTaber剛度值，并在以下被定為實(shí)例18的網(wǎng)。實(shí)例16至實(shí)例18的網(wǎng)和ACCUAIR經(jīng)電暈處理的紡粘聚乙烯/聚丙烯捻合纖維網(wǎng)(具有2.1MD的Taber剛度值，并在以下被定為比較例8的網(wǎng))樣品，形成為30cm×27cm×2.1cm高的過(guò)濾元件，這些過(guò)濾元件具有如圖7所示的折疊介質(zhì)100的褶102。過(guò)濾器具有沿著長(zhǎng)度方向?yàn)?3.8個(gè)褶/10cm，并被夾在網(wǎng)形金屬支撐件(如圖8所示的支撐件110)之間且粘結(jié)到其間。在一系列試驗(yàn)中，每一個(gè)這種過(guò)濾器安裝在PLEXGLASTM塑料框架中，這種框架的透明側(cè)板使得可以拍攝到褶邊緣?？蚣軅?cè)板接觸過(guò)濾介質(zhì)邊緣但允許褶移動(dòng)?？蚣馨惭b在真空工作臺(tái)的頂上，并暴露于來(lái)自指向下方的箱狀風(fēng)扇。通過(guò)把由50∶50的SAE細(xì)微測(cè)試灰塵和滑石粉混合物形成的合成灰塵噴灑到氣流中，直到過(guò)濾器壓力降達(dá)到在大致1.5m/秒的表面速度下大約0.35英寸(0.9cm)水柱，使過(guò)濾器承受載荷。這模擬了基本上天然的加載水平。以下在表8中列出的是過(guò)濾器說(shuō)明、MD Taber剛度值和總過(guò)濾器重量增加值。
表8

然后將過(guò)濾器安裝在裝配有風(fēng)速計(jì)的管道中，并暴露于空氣，該空氣以足夠的速度流動(dòng)，從而使得壓力降在大約0.2英寸(0.5cm)水柱和1.2英寸(3cm)水柱之間。在0.35英寸(0.9cm)壓力降下，實(shí)例16(1.7MD Taber剛度)的過(guò)濾器開(kāi)始表現(xiàn)出明顯的褶變形，表現(xiàn)為過(guò)濾器空氣入口側(cè)的褶擠在一起。在0.5英寸(1.3cm)水柱壓力降下，實(shí)例17(2.2MD Taber剛度)和比較例8的過(guò)濾器開(kāi)始表現(xiàn)出明顯的褶變形。即使在1.2英寸(3cm)水柱的壓力降下，實(shí)例18(3.7MD Taber剛度)的過(guò)濾器也沒(méi)有出現(xiàn)明顯的變形。圖9表示，對(duì)于實(shí)例16(曲線116)、實(shí)例17(曲線117)、實(shí)例18(曲線118)和比較例8(曲線119)的過(guò)濾器壓力降(以英寸水柱表示)對(duì)比風(fēng)速計(jì)讀數(shù)(以額定單位表示)的曲線圖。如圖9所示，實(shí)例18的過(guò)濾器表現(xiàn)出隨著氣流增大而壓力降線性增大，而其他被測(cè)試的過(guò)濾器表現(xiàn)出非線性的反應(yīng)，這表明隨著氣流增大，褶發(fā)生了變形。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可進(jìn)行多種修改和替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。本文中例舉的內(nèi)容僅為示例說(shuō)明之用，本發(fā)明并不受其限制。
權(quán)利要求
1.一種用于制造纖維過(guò)濾網(wǎng)的方法，該方法包括a)在存在第一流體流的情況下，通過(guò)噴嘴陣列，將形成纖維的熱塑性材料熔噴，以形成多根長(zhǎng)絲，將該長(zhǎng)絲拉伸成細(xì)纖維，并導(dǎo)向至具有運(yùn)動(dòng)方向的多孔收集表面；b)使至少一股第二流體流沖擊到所述長(zhǎng)絲或纖維上，以使纖維大致順著或逆著運(yùn)動(dòng)方向擺動(dòng)；以及c)收集多孔收集表面上的纖維，以形成非織造熔噴網(wǎng)，其中所述第二流體流使所述纖維充分?jǐn)[動(dòng)，從而大多數(shù)所收集的纖維排列在運(yùn)動(dòng)方向的±20°以內(nèi)，以及其中，在沒(méi)有進(jìn)行熱處理的網(wǎng)中，能夠從所述網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約1cm至大約10cm的纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中大約55％至大約90％的所述纖維排列在所述運(yùn)動(dòng)方向的±20°以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中大約70％至大約85％的收集纖維排列在所述運(yùn)動(dòng)方向的±20°以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中能夠從所述網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約2-5cm的纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中收集的所述纖維具有大約3μm至大約25μm的平均有效纖維直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用50mm的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，所述網(wǎng)的面內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向拉伸強(qiáng)度相對(duì)于橫越運(yùn)動(dòng)方向的拉伸強(qiáng)度之比為至少2∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用50mm的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，所述網(wǎng)的面內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向拉伸強(qiáng)度相對(duì)于橫越運(yùn)動(dòng)方向的拉伸強(qiáng)度之比為至少4∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)的面內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向Taber剛度相對(duì)于橫越運(yùn)動(dòng)方向Taber剛度之比為至少2∶1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)的面內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向Taber剛度相對(duì)于橫越運(yùn)動(dòng)方向Taber剛度之比為至少2.2∶1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)的大部分表面呈現(xiàn)出條紋，該條紋對(duì)應(yīng)于各纖維大致在運(yùn)動(dòng)方向上的排列。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中置于網(wǎng)上的潤(rùn)濕流體優(yōu)先在運(yùn)動(dòng)方向上毛細(xì)作用擴(kuò)散。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第二流體流包括溫度低于環(huán)境溫度的空氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中第二流體流以大約500至大約2000克第二流體每克聚合物的比率流動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述纖維以畫筆涂抹的方式鋪在所述多孔收集表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述纖維以在所述多孔收集表面測(cè)得的幅度擺動(dòng)，所述幅度超過(guò)從噴嘴陣列到多孔收集表面的距離的四分之一。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中纖維在到達(dá)所述多孔收集表面的途中以漸增的幅度擺動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中兩股基本上反向的第二流體流沖擊到所述長(zhǎng)絲或纖維上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述纖維在到達(dá)所述多孔收集表面的途中呈現(xiàn)出鞭抽狀的動(dòng)作。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在大約100℃和聚合物熔點(diǎn)之間的溫度下，使所述非織造網(wǎng)退火短于10分鐘。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括對(duì)所述非織造網(wǎng)進(jìn)行電暈處理或水化充電。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中使用100ppm鄰苯二甲酸二辛酯顆粒，該鄰苯二甲酸二辛酯顆粒的粒度范圍在10至700nm之間，并以7cm/秒的表面速度行進(jìn)，在這樣的條件下，所述網(wǎng)的過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF為至少大約0.6。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括使所述網(wǎng)折疊起褶。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中褶基本上橫越運(yùn)動(dòng)方向排列，并且所述折疊的網(wǎng)形成自支撐過(guò)濾器。
24.一種網(wǎng)形式的纖維過(guò)濾材料，該網(wǎng)具有對(duì)應(yīng)于成網(wǎng)方向的延長(zhǎng)的長(zhǎng)度方向和垂直于長(zhǎng)度方向的窄的寬度方向，該網(wǎng)包括非織造熱塑性纖維，其中大多數(shù)排列在成網(wǎng)方向的±20°以內(nèi)，以及其中，在沒(méi)有進(jìn)行熱處理的網(wǎng)中，能夠從網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約1cm至大約10cm的纖維。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中大約55％至大約90％的纖維排列在所述成網(wǎng)方向的±20°以內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中大約70％至大約85％的收集纖維排列在所述成網(wǎng)方向的±20°以內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中能夠從所述網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約2-5cm的纖維。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中纖維具有大約3μm至大約25μm的平均有效纖維直徑。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中使用50mm的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，所述網(wǎng)的面內(nèi)成網(wǎng)方向拉伸強(qiáng)度相對(duì)于橫越成網(wǎng)方向的拉伸強(qiáng)度之比為至少2∶1。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中使用50mm的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度時(shí)，所述網(wǎng)的面內(nèi)成網(wǎng)方向拉伸強(qiáng)度相對(duì)于橫越成網(wǎng)方向的拉伸強(qiáng)度之比為至少4∶1。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中所述網(wǎng)的面內(nèi)成網(wǎng)方向Taber剛度相對(duì)于橫越成網(wǎng)方向Taber剛度之比為至少2∶1。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中所述網(wǎng)的面內(nèi)成網(wǎng)方向Taber剛度相對(duì)于橫越成網(wǎng)方向Taber剛度之比為至少2.2∶1。
33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中網(wǎng)的大部分表面呈現(xiàn)出條紋，該條紋對(duì)應(yīng)于各纖維大致在成網(wǎng)方向上的排列。
34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中置于網(wǎng)上的潤(rùn)濕流體優(yōu)先在成網(wǎng)方向上毛細(xì)作用擴(kuò)散。
35.根據(jù)權(quán)利要求24所述的材料，其中使用100ppm鄰苯二甲酸二辛酯顆粒，該鄰苯二甲酸二辛酯顆粒的粒度范圍在10至700nm之間，并以7cm/秒的表面速度行進(jìn)，在這種條件下，所述網(wǎng)的過(guò)濾質(zhì)量因數(shù)QF為至少大約0.6。
全文摘要
一種具有大致排列纖維的非織造網(wǎng)，能夠在具有對(duì)應(yīng)于成網(wǎng)方向的運(yùn)動(dòng)方向的設(shè)備中形成。該網(wǎng)在至少存在一股第二流體流的情況下形成，該第二流體流使得長(zhǎng)絲或拉伸成的細(xì)纖維基本上順著和逆著運(yùn)動(dòng)方向來(lái)回地?cái)[動(dòng)，從而大多數(shù)所收集的纖維排列在運(yùn)動(dòng)方向的±20°以內(nèi)，且能夠從網(wǎng)上梳理起長(zhǎng)度為大約1－10cm的纖維。生成的非織造網(wǎng)對(duì)于形成具有基本上橫越運(yùn)動(dòng)方向的褶的折疊過(guò)濾介質(zhì)特別有用。
文檔編號(hào)D04H1/70GK1961109SQ200580012173
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月5日
發(fā)明者拉胡爾·R·沙阿, 道格拉斯·C·松諾茲, 吳天縱, 約翰·M·布蘭德納 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司