用于制備非織造纖維網的方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了方法和設備，所述設備包括：具有上端和基本上開放的下端的腔室，所述腔室定位在具有收集器表面的收集器上方；至少一個定位在所述下端上方的纖維入口；定位在所述腔室內的第一多個輥，其中每個輥具有多個從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的突出部；定位在所述腔室內位于所述第一多個輥上方的第二多個輥，其中所述第二多個輥中的每一個具有多個從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的突出部，并且所述第二多個輥被定位為從所述第二多個輥中的每一個的所述圓周表面向外延伸的所述突出部的至少一部分與從所述第一多個輥中的至少一個的所述圓周表面向外延伸的所述突出部的至少一部分垂直重疊。
【專利說明】用于制備非織造纖維網的方法和設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求2011年12月30日提交的美國臨時專利申請61/581，969的優(yōu)先權，該專利的公開內容以引用方式全文并入本文。

【技術領域】
[0003]本公開涉及可用于制備非織造纖維網的方法和設備，更具體地，涉及用于制備氣流成網非織造纖維網的方法和設備。

【背景技術】
[0004]由預成形的散纖維源制備非織造纖維網的各種方法是已知的。此類預成形的散纖維通常在形成后或用于形成非織造纖維網之前的儲存過程中發(fā)生相當大程度的纏繞、纖維間粘合、團聚或“纏結”。一種由預成形的散纖維源形成纖維網的尤其有用的方法涉及氣流成網法，其通常涉及提供在空氣中處于良好分散狀態(tài)的預成形纖維，然后當纖維在重力下通過空氣沉降時在收集器表面上收集所述良好分散的纖維。已經公開了多種使用預成形的散纖維制備氣流成網非織造纖維網的設備和方法，例如，美國專利6，233，787,7, 491，354、7，627，933 和 7，690，903，以及美國專利申請公開 2010/0283176A1。


【發(fā)明內容】

[0005]在一個方面，本公開描述了一種設備，所述設備包括具有上端和基本上開放的下端的腔室，該腔室定位在具有收集器表面的收集器上方；定位在下端上方的至少一個纖維入口 ；定位在腔室內的第一多個輥，其中每個輥具有從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的多個突出部；定位在腔室內位于第一多個輥上方的第二多個輥，其中第二多個輥中的每一個具有從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的多個突出部，并且第二多個輥被定位成使得從第二多個輥中的每一個的圓周表面向外延伸的突出部的至少一部分與從第一多個輥中的至少一個的圓周表面向外延伸的突出部的至少一部分垂直重疊。在一些示例性實施例中，設備還包括在收集器表面上方定位在腔室內的固定篩。在某些此類示例性實施例中，固定篩還定位在第一多個輥的下方。
[0006]在任意前述情況的一些示例性實施例中，第二多個輥中的每一個排列在延伸穿過第二多個輥中的每一個的中心旋轉軸線的水平面中。在任意前述情況的其他示例性實施例中，第一多個輥中的每一個排列在水平面中，所述水平面延伸穿過第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線。
[0007]在任意前述情況的某些示例性實施例中，第二多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第二多個輥的每條中心旋轉軸線。在一些此類示例性實施例中，第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線在平面中與選自第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線垂直排列，所述平面延伸穿過第一多個輥中的一個的中心旋轉軸線和選自第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線。在一些具體的此類示例性實施例中，第一多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線，并且進一步地，其中第一多個棍中的每一個在與選自第二多個棍的每個對應棍的旋轉方向相反的方向上旋轉。任選地，在某些此類示例性實施例中，纖維入口定位在收集器表面的上方。
[0008]在其他示例性實施例中，第二多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相同的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第二多個輥的每條中心旋轉軸線。在一些此類示例性實施例中，第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線在平面中與選自第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線垂直排列，所述平面延伸穿過第一多個輥中的一個的中心旋轉軸線和選自第二多個棍的對應棍的中心旋轉軸線，其中第一多個棍中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線，任選地其中所述纖維入口定位在第一多個輥的下方。任選地，在某些此類示例性實施例中，纖維入口定位在第一多個輥的下方。
[0009]在任意前述情況的另一些示例性實施例中，每個突出部具有長度，并且第一多個輥中的每一個的至少一個突出部的至少一部分與第二多個輥中的一個的至少一個突出部的至少一部分縱向重疊。在一些此類示例性實施例中，所述縱向重疊對應于重疊的突出部中的至少一者的長度的至少90%。在某些此類示例性實施例中，第二多個輥中的每一個的一個突出部的至少一部分與第二多個輥中的相鄰輥的一個突出部的至少一部分縱向重疊。在一些此類示例性實施例中，所述縱向重疊對應于重疊的突出部中的至少一者的長度的至少90%。在前述情況的其他示例性實施例中，第一多個輥中的每一個的至少一個突出部的至少一部分與第一多個輥中的相鄰輥的至少一個突出部的至少一部分縱向重疊。在一些此類示例性實施例中,所述縱向重疊對應于重疊的突出部中的至少一者的長度的至少90%。
[0010]在另一個方面，本公開描述了制備非織造纖維網的方法，該方法包括:提供根據前述實施例中任一者的設備；將多根纖維引入腔室的上端；將多根纖維作為離散的基本上非團聚的纖維分散在氣相中；將一組離散的基本上非團聚的纖維輸送到腔室的下端；以及在收集器表面上收集該組離散的基本上非團聚的纖維作為非織造纖維網。
[0011]在一些示例性實施例中，所述方法還包括在從收集器表面移除非織造纖維網之前，在不使用粘合劑的情況下將該組離散的基本上非團聚的纖維的至少一部分粘結在一起。在任意前述情況的其他示例性實施例中，該方法還包括:將多個顆粒引入腔室內，將多根離散的基本上非團聚的纖維與多個顆粒在腔室內混合以形成基本上非團聚的離散纖維與顆粒的混合物，然后在收集器表面上收集該混合物作為非織造纖維網，并將顆粒的至少一部分固定至非織造纖維網。
[0012]在任意前述情況的另一些示例性實施例中，大于O重量％且小于10重量％的非織造纖維網包括多組分纖維，所述多組分纖維進一步至少包括具有第一熔融溫度的第一區(qū)域和具有第二熔融溫度的第二區(qū)域，其中第一熔融溫度低于第二熔融溫度，并且其中將顆粒固定到非織造纖維網包括:將多組分纖維加熱到至少為第一熔融溫度并低于第二熔融溫度的溫度，由此使顆粒的至少一部分通過粘結到多組分纖維的至少一部分的至少第一區(qū)域而固定到非織造纖維網，并且離散纖維的至少一部分在多個交點處與多組分纖維的第一區(qū)域粘結在一起。
[0013]在前述情況的另外的示例性實施例中，多根離散的基本上非團聚的纖維包括具有第一熔融溫度的第一組單組分離散熱塑性纖維，和具有大于第一熔融溫度的第二熔融溫度的第二組單組分離散纖維；其中，將顆粒固定至非織造纖維網包括:將第一組單組分離散熱塑性纖維加熱到至少為第一熔融溫度且低于第二熔融溫度的溫度，使得顆粒的至少一部分粘結到第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且進一步地，其中第一組單組分離散纖維的至少一部分粘結到第二組單組分離散纖維的至少一部分。
[0014]在前述情況的一些具體示例性實施例中，將顆粒固定至非織造纖維網包括下列中的至少一種:熱粘結、自生粘結、粘合劑粘結、粉末狀粘結劑粘結、水刺法、針刺法、壓延法或它們的組合。在某些此類示例性實施例中，可將液體引入腔室中以潤濕離散纖維的至少一部分，由此顆粒的至少一部分在所述腔室中附著到離散纖維的經潤濕的部分。在前述情況的一些具體的此類示例性實施例中，在上端處、下端處、上端和下端之間、或它們的組合，將多個顆粒引入腔室中。
[0015]在任意前述情況的其他示例性實施例中，該方法還包括施加覆蓋非織造纖維網的纖維覆蓋層，其中纖維覆蓋層通過氣流成網法、濕法成網法、梳理法、熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡絲法、叢絲形成、氣體射流原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。在某些此類示例性實施例中，纖維覆蓋層包括中值纖維直徑小于I μ m的一組亞微米纖維，該亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡絲法、叢絲形成、氣體射流原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。
[0016]在一些示例性實施例中，本公開的示例性設備和方法有利地提供纖維開松和氣流成網的集成處理，即便對于高度纏結或成叢(如團聚)的纖維源(如天然纖維源)也是如此。在一些示例性實施例中，所述示例性設備和方法還有利地允許較高程度地控制纖維穿過開松腔室再循環(huán)的程度，外加將開松的纖維(即，非團聚的離散纖維)連續(xù)揚析出開松腔室并進入成形腔室，從而降低過度開松纖維的可能性，其中過度開松可能不利地導致纖維過度損耗、纖維損壞和/或形成對于后續(xù)處理或加工而言缺乏足夠完整性的非織造纖維網。
[0017]已匯總了本公開的示例性實施例的各個方面和優(yōu)點。以上概述并非旨在描述本發(fā)明的每個圖示實施例或每項具體實施。隨后的附圖和【具體實施方式】將更具體地舉例說明使用本文所公開的原理的某些優(yōu)選實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]還結合附圖進一步描述本公開的示例性實施例，圖中:
[0019]圖1A為側視圖，示出了根據本公開各個示例性實施例的可用于形成氣流成網非織造纖維網的示例性設備和方法。
[0020]圖1B為側視圖，示出了根據本公開各個示例性實施例的可用于形成氣流成網非織造纖維網的另一種示例性設備和方法。
[0021]圖1C為詳細橫截面頂視圖，示出了根據本公開的各個示例性實施例的圖1A的示例性設備和方法的一部分的細節(jié)。
[0022]圖2A-2C為詳細橫截面?zhèn)纫晥D，示出了用于制備本公開的氣流成網非織造纖維網的設備和方法的示例性實施例。
[0023]圖3為詳細橫截面?zhèn)纫晥D，示出了根據本公開的示例性實施例的可用于形成氣流成網非織造纖維網的設備和方法的另一個示例性實施例。
[0024]雖然可不按比例繪制的以上附圖示出了本公開的各個實施例，但還可以想到其他的實施例，如在【具體實施方式】中所述。在所有情況下，本發(fā)明通過示例性實施例的表示而非通過表達限制來描述當前公開的發(fā)明。應當理解，本領域的技術人員可以設計出許多其他的修改和實施例，這些修改和實施例落入本發(fā)明的范圍和實質內。

【具體實施方式】
[0025]如本說明書和所附實施例中所用，單數形式“一個”和“所述”包括多個指代物，除非內容明確地另外指明。因此，例如，提及的包含“某種化合物”的細旦纖維包括兩種或多種化合物的混合物。如本說明書和所附實施例中所用，術語“或”的含義一般來講包括“和/或”的含義，除非該內容明確地另外指明。
[0026]如本說明書所用，由端點表述的數值范圍包括歸入該范圍內的所有數值(例如I至 5 包括 1、1.5、2、2.75,3,3.8、4 和 5)。
[0027]除非另外指明，否則在所有情況下，本說明書和實施例中所使用的所有表達數量或成分、性質測量等的數值均應理解成由術語“約”所修飾。因此，除非有相反的說明，否則上述說明書和所附實施例列表中所述的數值參數可以根據本領域技術人員利用本發(fā)明的教導內容尋求獲得的所需性質而有所變化。從最低程度上說，每一個數值參數并不旨在限制等同原則在受權利要求書保護的實施例的范圍內的應用，至少應該根據所報告的數值的有效數位和通過慣常的四舍五入法來解釋每一個數值參數。
[0028]對于以下定義術語的術語表，整個申請應以這些定義為準，除非在權利要求書或說明書中的別處提供不同的定義。
[0029]術語表
[0030]“氣流成網法”是通過其可形成非織造纖維網層的工藝。在氣流成網工藝中，具有介于約3至約52毫米(mm)范圍內的典型長度的小纖維束被分離并被夾帶在氣體(如，空氣、氮氣、惰性氣體等)中，并且隨后通常借助于真空源而沉積到成形篩上。無規(guī)取向的纖維可隨后使用例如熱點粘結、自生粘結、熱空氣粘結、針刺法、壓延法、噴霧粘合劑等彼此粘結。在例如美國專利4，640，810 (Laursen等人)中提出了示例性氣流成網工藝。
[0031]具體涉及從第一輥延伸的第一突出部相對于從相鄰的第二輥(水平或垂直相鄰)延伸的第二突出部的“縱向重疊”是指第一突出部的整個長度與第二輥空間重疊或“接合”的百分比。
[0032]“開松”是指將一叢高度團聚的纖維轉變成基本上非團聚的離散纖維的過程。
[0033]具體涉及一組纖維的“基本上非團聚的”是指在一組纖維中，至少約80%，更優(yōu)選地90%、95%、98%、99%或甚至最多100重量％的纖維包括未粘附或粘結到其他纖維的單獨的離散纖維。
[0034]“非織造纖維網”指具有單獨纖維或纖維的結構的制品或片材，所述單獨纖維或纖維夾在中間，但是并非如針織物中那樣的可辨認的方式。非織造織物或纖維網已由多種方法形成，例如，如熔吹法、氣流成網法和粘結梳理成網法。
[0035]“內聚非織造纖維網”指通過足以形成自支承纖維網的纖維纏結或粘結來表征的纖維網。
[0036]“自支承”意指纖維網具有足夠的抱合力和強度，以便在基本上不會被撕裂或破裂的情況下適于懸掛并能夠被處理。
[0037]具體涉及從非織造纖維網的主表面延伸的突出部的“非中空”指所述突出部不含除了在無規(guī)取向的離散纖維之間的微觀空隙(即空隙體積)之外的內部腔體或空隙區(qū)域。
[0038]具體涉及一組纖維的“無規(guī)取向的”指纖維主體基本上不在單個方向上排列。
[0039]“濕法成網”是通過其可形成非織造纖維網層的工藝。在濕法成網工藝中，具有介于約3至約52毫米(mm)的典型長度的小纖維束被分離并被夾帶在液體供給中，并且隨后通常借助于真空源而沉積到成形篩上。水通常是優(yōu)選的液體。無規(guī)沉積的纖維還可進一步纏結(例如水力纏結)，或可利用例如熱點粘結、自生粘結、熱空氣粘結、超聲波粘結、針刺法、壓延法、施加噴霧粘合劑等粘結到彼此。在例如美國專利5，167，765 (Nielsen等人)中提出了示例性濕法成網和粘結工藝。在例如美國專利申請公布2008/0038976A1 (Berrigan等人)中也公開了示例性粘結工藝。
[0040]“共成形”或“共成形工藝”是指其中至少一個纖維層與至少一個不同纖維層基本同時形成或并列形成的工藝。通過共成形工藝制備的纖維網通常被稱作“共成形纖維網”。
[0041]“顆粒裝填法”或者“粒子裝填工藝”指在纖維流或纖維網形成的同時將顆粒添加到其中的工藝。在例如美國專利4，818，464(Lau)和4，100，324(Anderson等人)中提出了示例性顆粒裝填工藝。
[0042]“顆粒“和“粒子”實質上可互換使用。一般來講，顆?；蛄Ｗ右庵讣毞中问降牟牧系牟煌K或單個部分。然而，顆粒也可以包括細碎形式的相關或群聚在一起的單獨粒子的集合。因此，本公開的某些示例性實施例中所使用的單獨顆?？梢跃奂?、物理地互相結合、靜電地相關或以其他方式相關以形成顆粒。在某些實例中，可有意形成單獨顆粒團形式的顆粒，例如在美國專利5，332，426 (Tang等人)中所述的那些。
[0043]“顆粒裝填的介質”或“顆粒裝填的非織造纖維網”指這樣一種非織造纖維網，所述非織造纖維網具有開口結構的纏結的離散纖維塊，含有陷入纖維內或粘合至纖維的顆粒，所述顆粒是化學活性的。
[0044]“陷入”意指顆粒分散并在物理上固定在纖維網的纖維中。一般來講，沿纖維和顆粒存在點和線接觸，以使得顆粒的幾乎整個表面區(qū)域可用于與流體相互作用。
[0045]“微纖維”指群體中值直徑為至少一微米(μ m)的一組纖維。
[0046]“粗微纖維”指群體中值直徑為至少10 μ m的一組微纖維。
[0047]“細微纖維”指群體中值直徑小于10 μ m的一組微纖維。
[0048]“超細微纖維”指群體中值直徑為2 μ m或更小的一組微纖維。
[0049]“亞微米纖維”指群體中值直徑小于I μ m的一組纖維。
[0050]“連續(xù)取向的微纖維”指從模具放出并移動通過處理工位的基本上連續(xù)的纖維，在處理工位中纖維被永久性地拉伸，且纖維內聚合物分子的至少部分被永久性地取向成與纖維的縱向軸線排列(相對于特定纖維使用的“取向的”指纖維的聚合物分子的至少部分沿著纖維的縱向軸線排列)。
[0051]“單獨制備的微纖維”指的是由微纖維成形設備(如模具)制備的微纖維流，所述微纖維成形設備的布置方式使得微纖維流初始時與較大尺寸的微纖維流在空間上是分開的(例如，有約I英寸(25mm)或更大的距離)，但將在行程中與之合并以及分散到其中。
[0052]“纖維網基重”由1cmXlOcm纖維網樣品的重量計算，并且通常用克每平方米(gsm)表不。
[0053]在施加壓力為150Pa的條件下，使用測試腳尺寸為5cmX12.5cm的測厚儀在1cmX 1cm纖維網樣品上測量“纖維纖維網厚度”。
[0054]“堆密度”是取自文獻的每單位體積的組成纖維網的本體聚合物或聚合物共混物的質量。
[0055]“有效纖維直徑”或“EFD”是基于空氣滲透試驗的纖維網中纖維的表觀直徑，在空氣滲透試驗中，空氣在I個大氣壓和室溫下以規(guī)定的濃度和面速度(通常5.3厘米/秒)穿過纖維網樣品，并測量對應的壓降。根據所測量的壓降，有效纖維直徑得以計算，如在機械工程師協(xié)會，《倫敦論文集》(1B，1952)Davies1C.N.的“氣載塵埃和顆粒的分離，，(The Separat1n of Airborne Dust and Particulates, Institut1n of MechanicalEngineers, London Proceedings, IB (1952))中提出。
[0056]“分子相同聚合物”意指具有基本相同的重復分子單元的聚合物，但其在分子量、制備方法、商業(yè)形式等等方面可以不相同。
[0057]“層”意指兩個主表面之間形成的單層。層可內部存在于單個纖維網內，例如在具有限定纖維網厚度的第一主表面和第二主表面的單個纖維網中用多個層形成的單層。層也可以存在于包含多個纖維網的復合制品中，例如當具有限定纖維網厚度的第一主表面和第二主表面的第一纖維網被具有限定第二纖維網厚度的第一主表面和第二主表面的第二纖維網覆蓋或墊起時(在這種情況下，第一纖維網和第二纖維網中的每一個均形成至少一個層)第一纖維網中的單層。另外，層可以同時存在于單個纖維網內、該纖維網和一個或多個其他纖維網之間,其中每一個纖維網形成一個層。
[0058]相對于特定第一層的“鄰接”意指在某一位置與另一個第二層連接或附連，在該位置處，第一層和第二層靠近(即，相鄰)并直接接觸彼此，或彼此鄰接但不直接接觸(即，在第一層和第二層之間插入一個或多個附加層)。
[0059]“顆粒密度梯度”、“吸附劑密度梯度”和“纖維群體密度梯度”意指特定纖維群體內的顆粒、吸附劑或纖維材料的量(如，在纖維網的限定區(qū)域內每單位體積給定材料的數量、重量或體積)不需要在整個非織造纖維網上是均勻的，并且該量可以變化，以在纖維網的某些區(qū)域中提供更多的材料，而在其他區(qū)域中提供較少的材料。
[0060]“模具”指在聚合物熔融處理和纖維擠出工藝中使用的處理組件，包括但不限于熔噴和紡粘。
[0061]“熔吹”和“熔噴工藝”指用于通過如下方式形成非織造纖維網的方法:穿過模具中的多個噴絲孔擠出熔化的成纖材料以形成纖維，同時使所述纖維與空氣或其他細化用流體接觸以將所述纖維細化成纖維，隨后收集經細化的纖維。在例如美國專利6，607, 624 (Berrigan等人)中提出了示例性熔吹法。
[0062]“熔噴纖維”指通過熔吹法或熔噴工藝制備的纖維。
[0063]“紡粘法”和“紡粘加工”指用于通過將熔化的成纖材料從噴絲頭的多根細毛細管擠出成連續(xù)或半連續(xù)纖維，并隨后收集經細化的纖維而形成非織造纖維網的方法。一個示例性的紡粘加工公開于例如美國專利3，802, 817 (Matsuki等人)中。
[0064]“紡粘纖維”和“經紡粘的纖維”指使用紡粘法或紡粘加工制得的纖維。這種纖維通常為連續(xù)纖維，并且充分纏結或點粘結以形成內聚非織造纖維網，使得通常不能從這種纖維的整體中取出一根完整的紡粘纖維。所述纖維還可具有例如在美國專利5，277，976 (Hogle等人)中描述的那些形狀，在上述專利中描述了具有非常規(guī)形狀的纖維。
[0065]“梳理法”和“梳理工藝”指通過將短纖維通過梳理或梳理單元加工而形成非織造纖維網的方法，所述梳理或梳理單元分離或拆分短纖維并沿著縱向排列短纖維，從而形成總體上縱向取向的非織造纖維網。在例如美國專利5，114，787 (Chaplin等人)中提出了示例性梳理工藝。
[0066]”粘結梳理纖維網”是指通過梳理工藝形成的非織造纖維網，其中至少一部分纖維通過包括例如熱點粘結、自生粘結、熱空氣粘結、超聲波粘結、針刺法、壓延法、施用噴霧粘合劑等的方法粘結在一起。
[0067]“自生粘結”意指在烘箱或通風粘結器中，在未施加例如點粘結或壓延的固體接觸壓力的條件下而獲得的高溫下的纖維間的粘結。
[0068]“壓延”指將非織造纖維網在施加壓力的情況下穿過輥從而獲得壓縮和粘結的非織造纖維網的方法。輥可任選地進行加熱。
[0069]“致密化”意指下述處理，通過該處理，在沉積之前或之后，對直接或間接沉積到過濾器卷繞心軸或軸柄上的纖維進行壓縮，并通過設計或作為處理正在形成的或已形成的過濾器的一些方法的人為結果使得這些纖維整體或局部形成孔隙度低的區(qū)域。致密化還包括將纖維網壓延的過程。
[0070]“流體處理單元”、“流體過濾制品”或“流體過濾系統(tǒng)”意指包含流體過濾介質的制品，例如多孔非織造纖維網。這些制品通常包括用于流體過濾介質的纖維外殼以及用來使經處理的流體從該流體外殼以適當方式通過的出口。術語“流體過濾系統(tǒng)”還包括任何相關的將原始流體(例如，未經處理的氣體或液體)從經處理的流體分離的方法。
[0071]“空隙體積”指在多孔或纖維主體(如纖維網或過濾器)內未填充空間的百分比或分數值，該百分比或分數值可通過如下方式進行計算:測量纖維網或過濾器的重量和體積，然后將所述重量與具有該相同體積的相同組分材料的實心體的理論重量進行比較。
[0072]“孔隙度”意指材料中的空隙空間的測量?？紫逗涂障兜拇笮?、頻率、數量和/或互相連通性都對材料的孔隙度有貢獻。
[0073]現在將具體參照附圖描述本公開的各種示例性實施例。在不脫離本發(fā)明的實質和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的示例性實施例作出各種修改和更改。因此，應當理解，本發(fā)明的實施例并不限于以下所述的示例性實施例，而是受權利要求書及其任何等同物中提出的限制約束。
[0074]A.用于制備氣流成網非織造纖維網的設備
[0075]在示例性實施例中，本公開提供了一種集成設備，該設備可開松成叢(即，團聚的)纖維以形成基本上非團聚的離散纖維，該基本上非團聚的離散纖維可用于形成氣流成網非織造纖維網。
[0076]1.用于將成叢纖維開松和形成氣流成網的纖維網的設備
[0077]現在參見圖1A，圖中示出了可被配置為實施各種工藝以制備氣流成網非織造纖維網234的示例性設備220。該設備包括:具有上端和基本上開放的下端的一體式開松和成形腔室，該腔室定位在具有收集器表面的收集器上方；至少一個定位在下端上方的纖維入口 ；定位在腔室內的第一多個輥，其中每個輥具有多個從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的突出部；定位在腔室內位于第一多個輥上方的第二多個輥，其中第二多個輥中的每一個具有多個從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的突出部，并且第二多個輥被定位成使得從第二多個輥中的每一個的圓周表面向外延伸的突出部的至少一部分與從第一多個輥中的至少一個的圓周表面向外延伸的突出部的至少一部分垂直重疊。在一些示例性實施例中，設備還包括在收集器表面上方定位在腔室內的固定篩。在某些此類示例性實施例中，第一多個輥的下方也定位有固定篩。
[0078]圖1B示出了示例性設備220的可供選擇的實施例，其可被配置成實施各種工藝以制備氣流成網非織造纖維網234。設備220包括:具有開放的上端和下端的纖維開松腔室400 ;至少一個用于將多根纖維116引入開松腔室400的纖維入口 219 ;定位在開松腔室內的第一多個輥222”-222”’，其中每個輥具有多個從圍繞中心旋轉軸線的圓周表面向外延伸的突出部221-221’；以及具有上端和下端的成形腔室402，其中成形腔室的上端與開松腔室400的上端流體連通，成形腔室402的下端基本上開放并且定位在具有收集器表面319’的收集器232上方。
[0079]現在參見圖1A-1B，在任意前述情況的其他示例性實施例中，第一多個輥222”-222”’中的每一個被顯示為排列在水平面中，所述水平面延伸穿過第一多個輥222”-222”’中的每一個的中心旋轉軸線，使得突出部221’在延伸穿過第一多個輥222 ” -222 ”’中的每一個的中心旋轉軸線的水平面中縱向重疊。
[0080]在前述的示例性實施例中，設備220還可以有利地包括定位在開松腔室400內的位于第一多個輥222”-222”’上方的第二多個輥222-222’，第二多個輥222-222’中的每一個具有中心旋轉軸線、圓周表面以及從圓周表面向外延伸的多個突出部221-221’。
[0081]在一些此類示例性實施例中，第二多個輥222和222’中的每一個排列在水平面中，所述水平面延伸穿過第二多個輥222-222’中的每一個的中心旋轉軸線。在圖1A-1B中，第二多個輥222-222’中的每一個被顯示為排列在水平面中，所述水平面延伸穿過第二多個輥222和222’中的每一個的中心旋轉軸線，使得每個水平相鄰輥的突出部221-221’在延伸穿過第一多個輥222”-222”’中的每一個的中心旋轉軸線的水平面中縱向重疊。
[0082]圖1C提供了根據本公開各個示例性實施例的詳細橫截面頂視圖(穿過圖1B的查看線IC截取)，其示出了從第二多個輥222-222’中的第一輥222的圓周表面延伸的突出部221與從第二多個輥222-222’中的第二輥222’的圓周表面延伸的突出部221’的水平縱向重疊(即，水平接合)，所述第二輥222’定位成與第一輥222水平相鄰。
[0083]在圖1A、2A和2B中示出的一些示例性實施例中，第二多個輥222和222’中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥222’和222的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第二多個輥222-222’的每條中心旋轉軸線，如通過圖1A、2A和2B中的方向箭頭所
/Jn ο
[0084]在圖1B和2C中示出的另外的示例性實施例中，第二多個輥222和222’中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥222’和222的旋轉方向相同的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第二多個輥222-222’的每條中心旋轉軸線，如通過圖1B和2C中的方向箭頭所示。
[0085]在圖1A和IB中示出的另外的示例性實施例中，第一多個輥222”_222”’中的每一個的中心旋轉軸線在平面中與選自第二多個輥222-222’的對應輥222或222’的中心旋轉軸線垂直排列，所述平面延伸穿過第一多個輥222”-222”’中的一個的中心旋轉軸線和選自第二多個輥222-222’的對應輥222或222’的中心旋轉軸線。
[0086]在圖1A-1B和2A-2B中示出的某些此類示例性實施例中，第一多個輥222”和222”’中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥222”’或222”的旋轉方向(通過圖1A中的方向箭頭所示)相反的方向(通過圖1A-1B和2A-2B中的方向箭頭所示)上旋轉,所述水平面延伸穿過第一多個輥222”-222”’中的每一個的中心旋轉軸線。
[0087]在圖1A和2A-2B中示出的一些具體示例性實施例中，第一多個輥222”-222”’在與選自第二多個輥222-222’的每個對應(垂直相鄰)輥的旋轉方向相反的方向上旋轉。任選地，在此類示例性實施例中，纖維入口 219定位在收集器表面319’上方，例如如圖1A中所示。
[0088]在通過圖2C示出的一些可供選擇的實施例中，第一多個輥222”_222”’在與選自第二多個輥222-222’的每個對應(垂直相鄰)輥的旋轉方向相反的方向上旋轉。任選地，在此類示例性實施例中，纖維入口 219定位在收集器表面319’上方，例如如圖1A-1B中所
/Jn ο
[0089]在通過圖1B和2C所示的前述情況的另外的可供選擇的實施例中，第二多個輥222-222’ (圖1B)或第一多個輥222”-222”’ (圖2C)中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥222’或222的旋轉方向相同的方向(通過圖1B和2C中的方向箭頭所示)上旋轉，所述水平面延伸穿過第二多個輥222-222’的每條中心旋轉軸線。
[0090]在通過圖1B和2A-2B所示的其他示例性實施例中，第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線在平面中與選自第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線垂直排列，所述平面延伸穿過第一多個輥中的一個的中心旋轉軸線和選自第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線，其中第一多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線。任選地，在此類示例性實施例中，纖維入口定位在第一多個輥222”-222”’下方，如在圖1B中所示。
[0091]如通過圖2A-2C所示,在前述情況的另一些示例性實施例中，每個突出部221具有長度，并且第一多個輥222”-222”’中的每一個的至少一個突出部221的至少一部分與第二多個輥222-222’中的垂直相鄰輥222或222’中的一個的至少一個突出部221的至少一部分垂直地縱向重疊，如圖2中由輥222和222”以及輥222’和222”’所示。在某些此類示例性實施例中，垂直的縱向重疊對應于垂直重疊的突出部221中的至少一個的長度的至少90%。
[0092]優(yōu)選地，第一多個輥222”-222”，中的每一個以約5_50Hz、更優(yōu)選地10_40Hz、甚至更優(yōu)選地約15-30HZ或甚至約20Hz的旋轉頻率V2旋轉。
[0093]在圖2A-2C中所示的前述情況的另外示例性實施例中，第二多個輥222和222’中的每一個的一個突出部221的至少一部分與第二多個輥的各自水平相鄰輥222’或222的一個突出部221的至少一部分水平地縱向重疊。在某些此類示例性實施例中，水平的縱向重疊對應于水平重疊的突出部中的至少一個的長度的至少90 %。
[0094]優(yōu)選地，第二多個輥222-222’中的每一個以約15_50Hz、更優(yōu)選地10_40Hz、甚至更優(yōu)選地約15-30HZ或甚至約10-20HZ的旋轉頻率Vl旋轉。
[0095]為了使得未開松的纖維叢能較大程度地穿過第一多個輥222”_222”’進行再循環(huán)，優(yōu)選地，第二多個輥222-222’中的每一個以旋轉頻率Vl旋轉，所述旋轉頻率Vl大于選自第一多個輥222”-222”’的對應的垂直接合輥的旋轉頻率V2。在一些示例性實施例中，第二多個輥222-222’的旋轉頻率Vl與第一多個輥222”_222”’的旋轉頻率V2的比率V1/V2被選擇為0.5:1、1:1、2:1或甚至更優(yōu)選地4:1。
[0096]在圖2A-2C中所示的前述情況的另一些示例性實施例中，第一多個輥222”和222”’中的每一個的至少一個突出部221的至少一部分與第一多個輥的各自水平相鄰輥222”’或222”的至少一個突出部221的至少一部分水平地縱向重疊。在某些此類示例性實施例中，水平的縱向重疊對應于水平重疊的突出部221中的至少一個的長度的至少90%。
[0097]在圖3中所示的一些可供選擇的示例性實施例中，設備220還可以有利地包括定位在開松腔室400內位于第一多個輥222”-222”’和第二多個輥222-222’上方的另外的(如第三、第四或更高的)多個輥222””-222””’，所述另外的多個輥222””-222””’中的每一個具有中心旋轉軸線、圓周表面以及從圓周表面向外延伸的多個突出部221。
[0098]在一些示例性實施例中，所述另外的多個輥222””和222””’中的每一個的至少一個突出部221的至少一部分與所述另外的多個輥222””-222””’的各自水平相鄰輥222””或222””的至少一個突出部221的至少一部分水平地縱向重疊。在某些此類示例性實施例中，水平的縱向重疊對應于水平重疊的突出部221中的至少一個的長度的至少90%。
[0099]在圖3所示的一些具體實施例中，所述另外的多個輥222””-222””被定位成不與其他輥(例如輥222或222’ )垂直地縱向重疊。所述另外的多個輥222””-222””的此類定位提供了一種輥構型，其中第一多個輥222”和222”’與第二多個輥222和222’配合工作，以使團聚的纖維116叢再循環(huán)并因此“開松”，從而形成基本上非團聚的離散纖維116’，通過另外多個垂直脫離的輥222””-222””的旋轉動作，該基本上非團聚的離散纖維116’可被輸送出開松腔室400的頂部并進入成形腔室402的頂部。
[0100]如圖1B所示，在任意前述的某些示例性實施例中，至少一個纖維入口 219可包括由輥320’ -320”驅動以用于將多根未開松的纖維116引入開松腔室400下端的環(huán)形帶325’。在某些此類示例性實施例中，至少一個纖維入口 219可任選地優(yōu)選包括壓縮輥321，其用于在將所述多根纖維116引入開松腔室400的下端之前向環(huán)形帶325’上的多根纖維116施加壓縮力。
[0101]在另外的示例性實施例(未示出)中，設備220還可包括具有定位在開松腔室400內位于第一多個棍222 ”-222 ”’下方的固定篩的纖維入口。優(yōu)選地,在一些不例性實施例中，可以將固定篩219’彎曲成與下面的輥222”和222”’的位置適形的彎曲形狀(未示出)，使得底部分別與輥222”和222”’的突出部221-221’的半徑同心。通常，希望在固定篩219’與突出部221-221，之間保留0.5-1英寸(1.27-2.54cm)的間隙。
[0102]在任意前述的一些具體實施例中，收集器319包括固定篩、移動篩、移動的連續(xù)穿孔帶或旋轉的穿孔筒中的至少一者，如圖1A-1B所示。在一些示例性實施例中，真空源14可有利地包括在收集器319下方，以便通過穿孔或多孔的收集器吸入空氣，從而提高纖維在收集器表面319’上的保留度。
[0103]2.用于引入另外的纖維輸入流的任選設備
[0104]現在參見圖1A-1B，在另外的任選示例性實施例中，可有利地使用一個或多根任選的離散纖維輸入流210，210’，210’ ’來將另外的纖維110-120-130添加到成形腔室402中(成形腔室可與開松腔室成一整體，如圖1A所示)，所述另外的纖維可與從開松腔室400接收的基本上非團聚的離散(即，“開松的”)纖維116’混合，并最終被收集以形成氣流成網非織造纖維網234。
[0105]例如，如圖1A-1B所示，分離的纖維流210被示為將多根纖維(優(yōu)選地為多組分纖維)110引入成形腔室402中；分離的纖維流210’被示為將多根離散填充纖維120 (其可為天然纖維)引入成形腔室402中；并且分離的纖維流210’’被示為將第一組離散熱塑性纖維116引入成形腔室402中。然而,應當理解,離散纖維無需作為分離的流被引入腔室中，并且離散纖維的至少一部分在進入成形腔室402之前可有利地結合到單纖維流中。例如，在進入成形腔室402之前，可包括開松器(未示出)以開松、梳理和/或混合輸入的離散纖維，尤其是在包括多組分纖維110和填充纖維120的共混物的情況下。
[0106]此外，纖維流210，210’，210’ ’被引入成形腔室402的位置可有利地變化。例如，纖維流可有利地定位在腔室的左側、頂部或右側。此外，纖維流可被有利地定位成在成形腔室402的頂部或甚至在其中部被引入。
[0107]3.用于引入顆粒的任選設備
[0108]另外示出了進入成形腔室402的是顆粒130，130’的一個或多個輸入流212，212’。盡管在圖1A-1B中示出了顆粒的兩個流212，212’，然而應當理解，可使用僅一個流，或者可使用多于兩個流。應當理解，如果使用多個輸入流212，212’，則在每個流212，212’中，所述顆?？蔀橄嗤?未示出)或不同的130，130’。如果使用多個輸入流212，212’，則目前優(yōu)選的是顆粒130，130’包括不同的顆粒材料。
[0109]還應當理解，所述顆粒輸入流212，212’可有利地在成形腔室402的其他區(qū)域處被引入。例如，所述顆粒可在成形腔室402的頂部附近被引入(引入顆粒130的輸入流212)，和/或在腔室的中間被引入(未示出)，和/或在成形腔室402的底部被引入(引入顆粒130’的輸入流212’)。
[0110]此外，用于將顆粒輸入流212，212’引入成形腔室402的位置可有利地變化。例如，輸入流可有利地定位成在所述腔室的左側212’、頂部212或右側(未示出)引入顆粒130，130’。此外，輸入流可有利地進行布置，以在成形腔室402的頂部212、中間(未示出)或底部212’引入顆粒130，130’。
[0111]在一些示例性實施例(例如，其中所述顆粒包括具有約1-25微米的中值尺寸或直徑的細小顆粒，或者其中所述顆粒包括密度小于lg/mL的低密度顆粒)中，目前優(yōu)選的是，用于顆粒130的至少一個輸入流212在環(huán)形帶篩224上方被引入，如以下進一步的描述。
[0112]在其他示例性實施例(例如，其中所述顆粒包括中值尺寸或直徑大于約25微米的粗顆粒，或者其中所述顆粒包括密度大于lg/mL的高密度顆粒)中，目前優(yōu)選的是，用于顆粒130’的至少一個輸入流212’在環(huán)形帶篩224下方被引入，如以下進一步的描述。在某些這種實施例中，目前優(yōu)選的是，用于顆粒130’的至少一個輸入流212’在腔室的左側被引入。
[0113]此外，在其中所述顆粒包括中值尺寸或直徑小于約5微米且密度大于lg/mL的極細小的顆粒的某些示例性實施例中，目前優(yōu)選的是，用于顆粒的至少一個輸入流212’在腔室的右側被引入，優(yōu)選地在環(huán)形帶篩224的下方被引入，如以下進一步的描述。
[0114]另外，在一些具體示例性實施例中，輸入流(如212)可有利地布置為以如下方式引入顆粒(如130):使顆粒130遍及氣流成網非織造纖維網234而基本上均勻分布。作為另外一種選擇，在一些示例性實施例中，輸入流(如212’)可有利地布置為以如下方式引入顆粒(如130’):使顆粒130基本上分布于氣流成網非織造纖維網234的主表面處，例如在圖1A-1B中的氣流成網非織造纖維網234的下主表面附近，或者在氣流成網非織造纖維網234的上主表面附近(未示出)。
[0115]雖然圖1A-1B各自示出了其中顆粒(如130’)可基本上分布于氣流成網非織造纖維網234的下主表面處的一個示例性實施例，但應當理解，可獲得顆粒在氣流成網非織造纖維網內的其他分布，這將取決于顆粒的輸入流進入成形腔室402的位置，以及顆粒的性質(如，中值粒度或直徑、密度等)。
[0116]因此，在一個示例性實施例(未示出)中，顆粒的輸入流可被有利地布置(如，在成形腔室402的右下側附近)，從而以如下方式引入極粗或高密度的顆粒:所述方式使得所述顆?；旧戏植加跉饬鞒删W非織造纖維網234的頂部主表面處。位于氣流成網非織造纖維網234上或氣流成網非織造纖維網234內的顆粒130，130’的其他分布也在本公開的范圍內。
[0117]用于將顆粒130，130’的輸入流212，212’引入成形腔室402的合適設備包括市售的振動進料器，例如，由美國新澤西州皮特曼的K-Tron有限公司(K-Tron, Inc.(Pitman, NJ))制造的那些。在一些示例性實施例中，顆粒的輸入流可通過噴氣嘴增強以使顆粒流化。合適的噴氣嘴可從美國伊利諾伊州威爾頓的噴霧系統(tǒng)有限公司(SprayingSystems, Inc.(Wheaton, IL))商購獲得。
[0118]4.用于粘結纖維網的任選粘合設備
[0119]在一些示例性實施例中，所形成的氣流成網非織造纖維網234離開位于收集器319的表面319’上的成形腔室402，并前進至諸如烘箱的任選的加熱單元240，如果在氣流成網非織造纖維網234中包括多組分纖維，則所述加熱單元用于加熱多組分纖維的可熔融或可軟化的第一區(qū)域。熔融或軟化的第一區(qū)域趨于移動并在氣流成網非織造纖維網234的纖維的交叉點處匯集。然后在冷卻時，熔融的第一區(qū)域凝結并凝固以產生固定的互連的氣流成網非織造纖維網234。
[0120]在一些實施例中，任選的顆粒130(如果包括的話)可通過多組分纖維的熔融并隨后凝結的第一區(qū)域、或者通過部分熔融并隨后凝結的第一組熱塑性單組分纖維而固定到氣流成網非織造纖維網234。因此，在首先形成纖維網然后加熱纖維網的兩個步驟中，可產生含有顆粒130的非織造纖維網而無需粘結劑或另外的涂布步驟。
[0121]在任意前述方法的其他示例性實施例中，大于O重量％且小于10重量％的非織造纖維網包括多組分纖維，其進一步至少包括具有第一熔融溫度的第一區(qū)域和具有第二熔融溫度的第二區(qū)域，其中所述第一熔融溫度低于所述第二熔融溫度，并且其中將顆粒固定到非織造纖維網包括:將所述多組分纖維加熱到至少為所述第一熔融溫度并低于所述第二熔融溫度的溫度，由此使顆粒的至少一部分通過粘結到多組分纖維的至少一部分的至少第一區(qū)域而固定到非織造纖維網，并且所述離散纖維的至少一部分在多個交點處與所述多組分纖維的所述第一區(qū)域粘結在一起。
[0122]在任意前述方法的其他示例性實施例中，多根離散的基本上非團聚的纖維包括具有第一熔融溫度的第一組單組分離散熱塑性纖維，和具有高于第一熔融溫度的第二熔融溫度的第二組單組分離散纖維；其中，將顆粒固定至非織造纖維網包括:將第一組單組分離散熱塑性纖維加熱到至少為第一熔融溫度且低于第二熔融溫度的溫度，使得顆粒的至少一部分粘結到第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且進一步地，其中第一組單組分離散纖維的至少一部分粘結到第二組單組分離散纖維的至少一部分。
[0123]在一個示例性實施例中，顆粒130落下穿過氣流成網非織造纖維網234的纖維，并因此優(yōu)先地落到氣流成網非織造纖維網234的下表面上。當氣流成網非織造纖維網前進至加熱單元240時，位于氣流成網非織造纖維網234的下表面上的多組分纖維的熔融或軟化并隨后凝結的第一區(qū)域將顆粒130固定到氣流成網非織造纖維網234，優(yōu)選地不需要另外的粘結劑涂層。
[0124]在另一個示例性實施例中，當氣流成網非織造纖維網為具有小的開口的相對致密的纖維網時，顆粒130優(yōu)先地保持在氣流成網非織造纖維網234的頂部表面234上。在這種實施例中，部分落下穿過纖維網的一些開口的顆粒可形成梯度。當氣流成網非織造纖維網234前進至加熱單元240時，位于氣流成網非織造纖維網234的頂部表面上或在氣流成網非織造纖維網234的頂部表面附近的多組分纖維的熔融或軟化并隨后凝結的第一區(qū)域(或者部分熔融的熱塑性單組分纖維)將顆粒130固定到氣流成網非織造纖維網234，優(yōu)選地不需要另外的粘結劑涂層。
[0125]在另一實施例中，優(yōu)選為水或水性溶液的液體215從噴霧器214作為薄霧被引入。液體215優(yōu)選地潤濕離散纖維110，116，120，使得顆粒130，130’依附至纖維表面。因此，顆粒130，130’通常分散于氣流成網非織造纖維網234的整個厚度。當氣流成網非織造纖維網234前進至加熱單元240時，在(多組分或熱塑性單組分)離散纖維的第一區(qū)域熔融或軟化的同時，液體215優(yōu)選地蒸發(fā)。多組分(或熱塑性單組分)離散纖維的熔融或軟化并隨后凝結的第一區(qū)域將氣流成網非織造纖維網234的纖維固定在一起，并且另外將顆粒130，130’固定到氣流成網非織造纖維網234，而不需要另外的粘結劑涂層。
[0126]在將離散纖維110，116，120引入成形腔室402之后，液體215的薄霧顯示為潤濕纖維110和116以及120(如果包括)。然而，纖維的潤濕可在工藝中的其他位置處發(fā)生，包括在將離散纖維110，116，120引入成形腔室402之前。例如，在顆粒130落下的同時，液體可在成形腔室402的底部處被引入以潤濕氣流成網非織造纖維網234。除此之外或作為另外一種選擇，液體215的薄霧可在成形腔室402的頂部處被引入，或者在成形腔室402的中部引入，以在顆粒130，130’和離散纖維110，116，120落下之前將它們潤濕。
[0127]應當理解，所選的顆粒130應能夠經受熱，氣流成網非織造纖維網234暴露于所述熱以熔融多組分纖維110的第一區(qū)域112。通常提供100至150°C的熱。此外，應當理解，所選的顆粒130應當能夠經受液體溶液214的薄霧(如果包括)。因此，薄霧的液體可為水性溶液，并且在另一實施例中，薄霧的液體可為有機溶劑溶液。
[0128]5.用于將附加層施加到氣流成網纖維網上的任選設備
[0129]本公開的示例性氣流成網非織造纖維網234可任選地包括至少一個附加層，所述至少一個附加層鄰接包括多根離散纖維和多個顆粒的氣流成網非織造纖維網234。所述至少一個鄰接層可為墊層(如用于氣流成網非織造纖維網234的支承層232)、頂層(如覆蓋層230)，或者它們的組合。所述至少一個鄰接層無需直接接觸氣流成網非織造纖維網234的主表面，但優(yōu)選地確實接觸氣流成網非織造纖維網234的至少一個主表面。
[0130]在一些示例性實施例中，所述至少一個附加層可預成形為例如在形成氣流成網非織造纖維網234之前制備的纖維網卷(參見例如圖1A-1B中的纖維網卷262)。在其他示例性實施例中，纖維網卷(未示出)可在成形腔室402之下展開并從其下穿過，以為氣流成網非織造纖維網234提供收集器表面。在某些示例性實施例中，纖維網卷262可被定位成在氣流成網非織造纖維網234離開成形腔室402 (其可與設備220成一整體，如圖1中所示)之后施加覆蓋層230,如圖1A-1B所不。
[0131]在其他示例性實施例中，所述至少一個鄰接層可與氣流成網非織造纖維網234通過使用例如后成形施加器216而共成形，所述后成形施加器216顯示為鄰接(優(yōu)選地接觸)氣流成網非織造纖維網234的主表面施加多根纖維218 (在一些目前優(yōu)選的實施例中，其包括中值直徑小于I微米的一組纖維)，從而形成多層氣流成網非織造纖維網234，所述多層氣流成網非織造纖維網234在一些實施例中可用于制造過濾制品。
[0132]如上所述，本公開的示例性氣流成網非織造纖維網234可任選地包括一組亞微米纖維。在一些目前優(yōu)選的實施例中，一組亞微米纖維包括鄰接氣流成網非織造纖維網234的層。包括亞微米纖維組分的所述至少一個層可為墊層(如，用于氣流成網非織造纖維網234的支承層或收集器)，但是其更優(yōu)選地用作頂層或覆蓋層。一組亞微米纖維可與氣流成網非織造纖維網234共成形，或者可在形成氣流成網非織造纖維網234之前預成形為纖維網卷，并展開以提供用于氣流成網非織造纖維網234的收集器或覆蓋層(參見例如圖1A-1B中的纖維網卷262和覆蓋層230)，或者除此之外或作為另外一種選擇，可在形成氣流成網非織造纖維網234之后后成形，并鄰接(優(yōu)選地覆蓋)氣流成網非織造纖維網234施加(參見例如圖1A-1B中的后成形施加器216，其將纖維218施加至氣流成網非織造纖維網234上)。
[0133]在其中一組亞微米纖維與氣流成網非織造纖維網234共成形的示例性實施例中，一組亞微米纖維可沉積至氣流成網非織造纖維網234的表面上，以便在纖維網的表面上或接近纖維網表面形成一組亞微米纖維。所述方法可包括如下步驟，其中氣流成網非織造纖維網234穿過中值纖維直徑小于I微米(ym)的亞微米纖維的纖維流，所述氣流成網非織造纖維網234可任選地包括支承層或收集器(未示出)。在穿過纖維流的同時，亞微米纖維可沉積到氣流成網非織造纖維網234上，從而暫時或永久地粘結到所述支承層。當纖維沉積到支承層上時，纖維可任選地彼此粘結，并且在該支承層上時可以進一步硬化。
[0134]所述一組亞微米纖維可與氣流成網非織造纖維網234共成形，或可在形成氣流成網非織造纖維網234之前預形成為纖維網卷(未示出)并且展開以提供用于氣流成網非織造纖維網234的收集器(未示出)或覆蓋層(參見例如圖1A-1B中的纖維網卷262和覆蓋層230)，或者除此之外或作為另外一種選擇，可在形成氣流成網非織造纖維網234之后后成形，并鄰接(優(yōu)選地覆蓋)氣流成網非織造纖維網234施加(參見例如圖1A-1B中的后成形施加器216，其將纖維218施加至氣流成網非織造纖維網234上)。
[0135]在形成之后，在一些示例性實施例中，氣流成網非織造纖維網234穿過任選的加熱單元240，所述任選的加熱單元240使第一區(qū)域熔融并隨后凝結，以固定氣流成網非織造纖維網234，并且還在某些示例性實施例中固定任選的顆粒130，130’。在一些示例性實施例中還可包括任選的粘結劑涂層。因此，在一個示例性實施例中，氣流成網非織造纖維網234可前進至后成形處理器250 (例如涂布機)，其中液體或干粘結劑可在區(qū)域318內被施加至非織造纖維網的至少一個主表面(如，頂部表面和/或底部表面)。涂布機可為輥涂機、噴涂機、浸潰涂布機、粉末涂布機或其他已知的涂布機構。涂布機可將粘結劑施加至氣流成網非織造纖維網234的單個表面或兩個表面上。
[0136]如果施加至單個主表面上，則氣流成網非織造纖維網234可前進至另一涂布機(未示出)，其中可用粘結劑涂布另一未經涂布的主表面。應當理解，如果包括任選的粘結劑涂層，則顆粒應能夠經受涂布工藝和條件，并且任何化學活性顆粒的表面不應該基本上被粘結劑涂層材料遮蔽。
[0137]可完成其他后處理步驟，以向氣流成網非織造纖維網234添加強度或紋理。例如，氣流成網非織造纖維網234可被針刺、壓延、水刺、壓印或層合至后成形處理器250中的另一材料。
[0138]B.用于制備氣流成網非織造纖維網的方法
[0139]本公開還提供了使用根據上述實施例中任一個的設備制備氣流成網非織造纖維網的方法。
[0140]1.用于開松纖維叢并形成氣流成網纖維網的方法
[0141]因此，在圖1A中所示的其他示例性實施例中，本公開介紹了制備非織造纖維網234的方法，該方法包括:提供根據前述實施例的包括一體式開松腔室和成形腔室的設備220，將多根纖維116引入一體腔室的上端，將多根纖維116作為離散的基本上非團聚的纖維116’分散在氣相中，將該組離散的基本上非團聚的纖維116’輸送至腔室的下端，以及在收集器319的收集器表面319’上收集該組離散的基本上非團聚的纖維116’，從而得到非織造纖維網234。
[0142]在其他示例性實施例中，本公開提供了制備非織造纖維網234的方法，該方法包括:提供根據前述設備實施例的包括單獨的開松腔室400和成形腔室402的設備220，將多根纖維116引入開松腔室400中，將多根纖維116作為離散的基本上非團聚的纖維116’分散在氣相中，將一組離散的基本上非團聚的纖維116’輸送至成形腔室402的下端，以及在收集器319的收集器表面319’上收集該組離散的基本上非團聚的纖維116’，從而得到非織造纖維網234。
[0143]2.在氣流成網纖維網中包括顆粒的任選方法
[0144]參見圖1A，在一些示例性實施例中，所述一組離散的基本上非團聚的纖維116’優(yōu)選地在重力作用下且任選地由施加到定位在成形腔室下端處的收集器319上的真空力協(xié)助而大致向下輸送穿過一體式開松/成形腔室。
[0145]參見圖1B，在其他示例性實施例中，所述一組離散的基本上非團聚的纖維116’優(yōu)選地大致朝上穿過開松腔室400輸送到成形腔室402的頂部中，然后在重力作用下且任選地由施加到定位在成形腔室下端處的收集器319上的真空力協(xié)助而大致向下輸送穿過成形腔室402。
[0146]在某些示例性實施例中，所述方法還包括將多個顆粒(其可為化學活性顆粒)引入成形腔室中，在成形腔室內將多根離散的基本上非團聚的纖維和多個顆?；旌弦孕纬衫w維顆粒混合物，然后在收集器上捕集該組基本上離散的纖維作為氣流成網非織造纖維網，以及將顆粒的至少一部分固定至氣流成網非織造纖維網。在一些示例性實施例中，可在上端處、下端處、上端和下端之間或它們的組合，將多個顆粒引入成形腔室中。
[0147]然而，在某些示例性實施例中，將纖維顆?；旌衔镙斔椭脸尚吻皇业南露艘孕纬蓺饬鞒删W非織造纖維網包括:使另外的離散纖維落入成形腔室中，并允許纖維在重力的作用下落下穿過成形腔室。在其他示例性實施例中，將纖維顆?；旌衔镙斔椭脸尚吻皇业南露艘孕纬蓺饬鞒删W非織造纖維網包括:使所述離散纖維落入成形腔室中，并允許纖維在重力和施加至成形腔室下端的真空力的作用下落下穿過成形腔室。
[0148]在包括顆粒的方法的某些示例性實施例中，顆粒被固定到非織造纖維網。在包括顆粒的一些此類示例性實施例中，液體可被引入成形腔室中，以潤濕離散纖維的至少一部分，從而顆粒的至少一部分在成形腔室中附著到離散纖維的經潤濕部分。
[0149]在其他示例性實施例中，可使用所選的粘結方法將顆粒固定到纖維，對此將在下文進行進一步說明。在一些此類示例性實施例中，優(yōu)選地大于O重量％且小于10重量％的氣流成網非織造纖維網，更優(yōu)選地大于O重量％且小于10重量％的離散纖維由多組分纖維組成，其中所述多組分纖維至少包括具有第一熔融溫度的第一區(qū)域和具有第二熔融溫度的第二區(qū)域，其中所述第一熔融溫度低于所述第二熔融溫度，將所述顆粒固定到氣流成網非織造纖維網包括將所述多組分纖維加熱到至少是第一熔融溫度并低于所述第二熔融溫度的溫度，使得所述顆粒的至少一部分粘結至所述多組分纖維的至少一部分的至少第一區(qū)域，并且所述離散纖維的至少一部分在與所述多組分纖維的第一區(qū)域的多個交叉點處粘結在一起。
[0150]在其中多根離散纖維包括具有第一熔融溫度的第一組單組分離散熱塑性纖維和具有高于第一熔融溫度的第二熔融溫度的第二組單組分離散纖維的其他示例性實施例中，將所述顆粒固定至所述氣流成網非織造纖維網包括將所述熱塑性纖維加熱到至少是第一熔融溫度并低于第二熔融溫度的溫度，使得所述顆粒的至少一部分粘結至第一組單組分離散纖維的至少一部分，此外，其中第一組單組分離散纖維的至少一部分粘結至第二組單組分離散纖維的至少一部分。
[0151]在包括具有第一熔融溫度的第一組單組分離散熱塑性纖維和具有高于第一熔融溫度的第二熔融溫度的第二組單組分離散纖維的一些示例性實施例中，優(yōu)選地，大于O重量％且小于10重量％的氣流成網非織造纖維網、更優(yōu)選地大于O重量％且小于10重量％的所述離散纖維由第一組單組分離散熱塑性纖維組成。
[0152]在某些示例性實施例中，將所述顆粒固定至所述氣流成網非織造纖維網包括將第一組單組分離散熱塑性纖維加熱到至少是第一熔融溫度并低于第二熔融溫度的溫度，使得所述顆粒的至少一部分粘結至第一組單組分離散熱塑性纖維的至少一部分，并且所述離散纖維的至少一部分在與所述第一組單組分離散熱塑性纖維的多個交叉點處粘結在一起。
[0153]在前述實施例的一些中，將所述顆粒固定至所述氣流成網非織造纖維網包括纏結所述離散纖維，從而形成包括多個填隙空隙的內聚氣流成網非織造纖維網，每個填隙空隙限定具有至少一個開口的空隙體積，所述至少一個開口具有由至少兩個疊置的纖維限定的中值尺寸，其中所述顆粒顯示出小于所述空隙體積的體積和大于所述中值尺寸的中值粒度，此外，其中所述化學活性顆?；旧喜徽辰Y至所述離散纖維，且所述離散纖維基本上不彼此粘結。
[0154]通過上述方法的一些實施例，可獲得優(yōu)先地位于非織造制品的一個表面上的顆粒。對于開松的、膨松有彈性的非織造纖維網，所述顆粒將落入穿過所述纖維網，并優(yōu)選地落到非織造制品的底部上。對于致密的非織造纖維網，所述顆粒將保持在表面上，并優(yōu)選地位于所述非織造制品的頂部上。
[0155]此外，如上所述，可以獲得遍及非織造制品厚度的顆粒分布。因此，在該實施例中，所述顆?？稍谒隼w維網的兩個工作表面上并遍及所述厚度。在一個實施例中，在纖維可被熔融以固定所述顆粒之前，所述纖維可被潤濕以有助于使所述顆粒依附到所述纖維上。在另一實施例中，對于致密的非織造纖維網，可引入真空以將顆粒牽拉遍及非織造制品的厚度。
[0156]在上述實施例的任一實施例中，可在上端處、下端處、上端與下端之間或它們的組合，將顆粒引入設備220中。
[0157]3.用于制備氣流成網纖維網的任選粘結方法
[0158]在如圖1A-1B所示的一些示例性實施例中，該方法還包括在將纖維網從收集器表面移除之前在不使用粘合劑的情況下將所述多根纖維的至少一部分粘結在一起。根據纖維的狀況，在收集之前或期間，纖維之間可能發(fā)生一定程度的粘結。然而，可能需要或期望在收集的纖維網中在氣流成網纖維之間另外的粘結，以保留由收集器表面形成的圖案的方式將纖維粘結在一起?！皩⒗w維粘結在一起”指將纖維牢固附接在一起而無需另外的粘合劑材料，使得當纖維網經受常規(guī)處理時纖維通常不分離。
[0159]在由通風粘結提供的輕度自生粘結不能提供對于剝離或剪切性能所需的纖維網強度的一些示例性實施例中，可能有用的是，在從收集器表面移除收集的氣流成網纖維網之后，引入第二或補充粘結步驟，例如點粘結壓延。用于實現增加的強度的其他方法可包括擠出層壓或將膜層聚合涂布至圖案化氣流成網纖維網的背(即，非圖案化)側，或將圖案化氣流成網纖維網粘結到支承纖維網(如，常規(guī)氣流成網的纖維網、非多孔膜、多孔膜、印刷膜等)。事實上，可以使用任何粘結技術，例如，本領域技術人員所已知的，向待粘結的一個或多個表面施用一種或多種粘合劑、超聲焊接，或者能夠形成局部粘結圖案的其他熱粘結方法。這些補充粘結可以使基料更易于處理以及能夠更好地保持其形狀。
[0160]也可采用在點粘結方法中使用熱和壓力或采用平滑壓延輥的常規(guī)粘結技術，但這些方法可造成不希望的纖維變形或纖維網的壓縮。用于粘結氣流成網纖維的可選擇的技術為通風粘結，如在美國專利申請公布2008/0038976A1 (Berrigan等人)中所公開。
[0161]在某些示例性實施例中，粘結包括自生熱粘結、非自生熱粘結和超聲粘結中的一種或多種。在特定的示例性實施例中，纖維中的至少一部分在由圖案所確定的方向上取向。合適的粘結方法和設備(包括自生粘結方法)在美國專利申請公布2008/0026661Al(Fox等人)中有所描述。
[0162]4.用于制備圖案化氣流成網纖維網的任選方法
[0163]在一些示例性實施例中，具有二維或三維圖案化表面的氣流成網非織造纖維網234可通過如下方式形成:在圖案化收集器表面319’上捕集氣流成網離散纖維，隨后在收集器319上時不使用粘合劑使所述纖維粘結，例如在通風粘結器240下在收集器319上時通過熱粘結所述纖維而不使用粘合劑。用于制備圖案化氣流成網非織造纖維網的合適設備和方法在提交于 2010 年 7 月 7 日、標題為 “PATTERNED AIR-LAID NONWOVEN FIBROUS WEBSAND METHODS OF MAKING AND USING SAME” (圖案化氣流成網非織造纖維網及其制備和使用方法)的共同待審美國專利申請61/362，191中有所描述。
[0164]5.用于將附加層施加到氣流成網纖維網上的任選方法
[0165]再次參見圖1A-1B，在前述實施例的任一實施例中，所述氣流成網非織造纖維網可在收集器上形成，其中所述收集器選自篩、稀松布、網片、非織造織物、織造織物、針織物、泡沫層、多孔膜、穿孔膜、纖維陣列、熔融原纖化納米纖維網、熔噴纖維網、紡粘纖維網、氣流成網纖維網、濕法成網纖維網、梳理成網纖維網、水力纏繞纖維網以及它們的組合。
[0166]在特別可用于不使自生粘結形成至顯著程度的材料的可供選擇的實施例中，氣流成網離散纖維可在收集器的表面上收集，并且能夠粘結至所述纖維的一個或多個另外的纖維材料的層可施用至所述纖維上、遍布所述纖維或圍繞所述纖維，由此在從收集器表面移除纖維之前將纖維粘結在一起。
[0167]其他層可以是例如一個或多個熔噴層或者一個或多個擠出層壓膜層。所述層無需物理纏繞，但一般需要沿層間界面的一定程度的層間粘結。在這種實施例中，可能無需使用通風粘結將纖維粘結在一起以在圖案化氣流成網纖維網的表面上保持圖案。
[0168]6.用于制備氣流成網纖維網的任選的附加處理步驟
[0169]在前述任意實施例的其他實例中，所述方法還包括施加覆蓋所述氣流成網非織造纖維網的纖維覆蓋層，其中所述纖維覆蓋層通過氣流成網法、濕法成網法、梳理法、熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡絲法、叢絲形成、氣體射流原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。在某些示例性實施例中，所述纖維覆蓋層包括中值纖維直徑小于I μ m的一組亞微米纖維，所述亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡絲法、叢絲形成、氣體射流原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。
[0170]除了上述制備氣流成網纖維網的方法之外，一旦纖維網形成，還可以對纖維網執(zhí)行以下處理步驟中的一個或多個步驟:
[0171](I)將收集的氣流成網纖維網沿著處理路徑向進一步的處理操作推進；
[0172](2)使一個或多個另外的層與收集的氣流成網纖維網的外表面接觸；
[0173](3)壓延所收集的氣流成網纖維網；
[0174](4)用表面處理或其他組合物(如，阻燃劑組合物、粘合劑組合物或印刷層)涂布所收集的氣流成網纖維網；
[0175](5)將收集的氣流成網纖維網附接至硬紙板或塑性管；
[0176](6)以卷的形式卷繞所收集的氣流成網纖維網；
[0177](7)裁切所收集的氣流成網纖維網以形成兩個或更多個裁切卷和/或多個裁切片材；
[0178](8)將收集的氣流成網纖維網置于模具中并將圖案化氣流成網纖維網模塑成新的形狀；
[0179](9)將隔離襯片施加到收集的氣流成網纖維網上暴露的任選的壓敏粘合劑層(存在時)上；和
[0180](10)經由粘合劑或任何其他附接裝置(包括但不限于夾具、托架、螺栓/螺釘、釘子和條帶)將收集的氣流成網纖維網附接至另一基材。
[0181]任選地包括顆粒和/或圖案的氣流成網非織造纖維網的示例性實施例已如上描述，并通過以下實例的方式在下文進一步說明，所述實例不應以任何方式解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，應當清楚地理解，可以采取多種其他實施例、修改形式及其等同物，本領域的技術人員在閱讀本文的說明之后，在不脫離本發(fā)明的實質和/或所附權利要求書的范圍的前提下，這些其他實施例、修改形式及其等同物將顯而易見。
[0182]任選地包括顆粒和/或三維圖案的氣流成網非織造纖維網的示例性實施例已如上描述，并通過以下實例的方式在下文進一步說明，所述實例不應以任何方式解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，應當清楚地理解，可以采取多種其他實施例、修改形式及其等同物，本領域的技術人員在閱讀本文的說明之后，在不脫離本發(fā)明的實質和/或所附權利要求書的范圍的前提下，這些其他實施例、修改形式及其等同物將顯而易見。
[0183]實M
[0184]雖然，闡述本公開廣義范圍的數值范圍和參數是近似值，但是在具體實施例中所列出的數值則是盡可能精確地報告的。然而，任何數值都固有地含有一定的誤差，這些誤差不可避免地由其各自的試驗測定中存在的標準偏差引起。在最低程度上，每一個數值參數并不旨在限制等同原則在權利要求書保護范圍上的應用，至少應該根據所記錄的數值的有效數位和通過慣常的四舍五入法來解釋每一個數值參數。
[0185]材料
[0186]表1
[0187]

【權利要求】
1.一種設備，包括: 腔室，所述腔室具有上端和基本上開放的下端，所述腔室定位在具有收集器表面的收集器上方； 至少一個纖維入口，所述至少一個纖維入口定位在所述腔室的所述下端上方； 第一多個輥，所述第一多個輥定位在所述腔室內，所述第一多個輥中的每一個具有中心旋轉軸線、圓周表面以及從所述圓周表面向外延伸的多個突出部； 第二多個輥，所述第二多個輥定位在所述腔室內位于所述第一多個輥上方，所述第二多個輥中的每一個具有中心旋轉軸線、圓周表面以及從所述圓周表面向外延伸的多個突出部， 其中所述第二多個輥相對于所述第一多個輥定位，使得從所述第二多個輥中的每一個的圓周表面向外延伸的多個突出部的至少一部分與從所述第一多個輥的至少一個的圓周表面向外延伸的多個突出部的至少一部分垂直重疊。
2.根據權利要求1所述的設備，還包括在所述收集器表面上方定位在所述腔室內的固定篩。
3.根據權利要求1或2中任一項所述的設備，其中所述第二多個輥中的每一個排列在水平面中，所述水平面延伸穿過所述第二多個輥中的每一個的中心旋轉軸線。
4.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述第一多個輥中的每一個排列在水平面中，所述水平面延伸穿過所述第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線。
5.根據權利要求4所述的設備，其中所述第二多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過所述第二多個輥的每條中心旋轉軸線。
6.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述第一多個輥中的每一個的所述中心旋轉軸線在平面中與選自所述第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線垂直排列，所述平面延伸穿過所述第一多個輥中的一個的中心旋轉軸線和選自所述第二多個輥的所述對應輥的中心旋轉軸線。
7.根據權利要求6所述的設備，其中所述第一多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過所述第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線，并且進一步地，其中所述第一多個輥中的每一個在與選自所述第二多個輥的每個對應輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，任選地其中所述纖維入口定位在所述收集器表面上方。
8.根據權利要求4所述的設備，其中所述第二多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相同的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過所述第二多個輥的每條中心旋轉軸線。
9.根據權利要求8所述的設備，其中所述第一多個輥中的每一個的所述中心旋轉軸線在平面中與選自所述第二多個輥的對應輥的中心旋轉軸線垂直排列，所述平面延伸穿過所述第一多個輥中的一個的中心旋轉軸線和選自所述第二多個輥的所述對應輥的中心旋轉軸線，其中所述第一多個輥中的每一個在水平面中在與每個相鄰輥的旋轉方向相反的方向上旋轉，所述水平面延伸穿過所述第一多個輥中的每一個的中心旋轉軸線，任選地其中所述纖維入口定位在所述第一多個輥下方。
10.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中每個突出部具有長度，并且進一步地，其中所述第一多個輥中的每一個的至少一個突出部的至少一部分與所述第二多個輥中的一個的至少一個突出部的至少一部分縱向重疊。
11.根據權利要求10所述的設備，其中所述縱向重疊對應于重疊的突出部中的至少一個的長度的至少90%。
12.根據權利要求10或11中任一項所述的設備，其中所述第二多個輥中的每一個的一個突出部的至少一部分與所述第二多個輥中的相鄰輥的一個突出部的至少一部分縱向重疊。
13.根據權利要求12所述的設備，其中所述縱向重疊對應于重疊的突出部中的至少一個的長度的至少90%。
14.根據權利要求10-13中任一項所述的設備，其中所述第一多個輥中的每一個的至少一個突出部的至少一部分與所述第一多個輥中的相鄰輥的至少一個突出部的至少一部分縱向重疊。
15.根據權利要求14所述的設備，其中所述縱向重疊對應于重疊的突出部中的至少一個的長度的至少90%。
16.一種用于制備非織造纖維網的方法，包括: 提供根據權利要求1-15中任一項所述的設備； 將多根纖維引入所述腔室的上端中； 將所述多根纖維作為離散的基本上非團聚的纖維分散在氣相中； 將一組所述離散的基本上非團聚的纖維輸送至所述腔室的下端；以及 在收集器表面上收集所述一組離散的基本上非團聚的纖維作為非織造纖維網。
17.根據權利要求15所述的方法，還包括在從所述收集器表面移除所述非織造纖維網之前，在不使用粘合劑的情況下將所述一組離散的基本上非團聚的纖維的至少一部分粘結在一起。
18.根據權利要求16或17中任一項所述的方法，還包括: 將多個顆粒引入所述腔室中； 將所述多根離散的基本上非團聚的纖維和所述多個顆粒在所述腔室內混合，以形成所述離散的基本上非團聚的纖維與所述顆粒的混合物，然后在收集器表面上收集所述混合物作為非織造纖維網；以及 將所述顆粒的至少一部分固定至所述非織造纖維網。
19.根據權利要求16-18中任一項所述的方法，其中大于O重量％且小于10重量％的所述非織造纖維網包括多組分纖維，所述多組分纖維進一步至少包括具有第一熔融溫度的第一區(qū)域和具有第二熔融溫度的第二區(qū)域，其中所述第一熔融溫度低于所述第二熔融溫度，并且其中將所述顆粒固定到所述非織造纖維網包括:將所述多組分纖維加熱到至少為所述第一熔融溫度且低于所述第二熔融溫度的溫度，由此使所述顆粒的至少一部分通過粘結到所述多組分纖維的至少一部分的至少第一區(qū)域而固定到所述非織造纖維網，并且所述離散纖維的至少一部分在多個交點處與所述多組分纖維的所述第一區(qū)域粘結在一起。
20.根據權利要求16-19中任一項所述的方法，其中所述多根離散的基本上非團聚的纖維包括具有第一熔融溫度的第一組單組分離散熱塑性纖維和具有高于所述第一熔融溫度的第二熔融溫度的第二組單組分離散纖維；其中將所述顆粒固定至所述非織造纖維網包括:將所述第一組單組分離散熱塑性纖維加熱到至少為所述第一熔融溫度且低于所述第二熔融溫度的溫度，由此使所述顆粒的至少一部分粘結到所述第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且進一步地，其中所述第一組單組分離散纖維的至少一部分粘結到所述第二組單組分離散纖維的至少一部分。
21.根據權利要求18-20中任一項所述的方法，其中將所述顆粒固定到所述非織造纖維網包括下列中的至少一種:熱粘結、自生粘結、粘合劑粘結、粉末狀粘結劑粘結、水刺法、針刺法、壓延法或它們的組合。
22.根據權利要求18-21中任一項所述的方法，其中將液體引入所述腔室中以潤濕所述離散纖維的至少一部分，由此使所述顆粒的至少一部分在所述腔室中附著到所述離散纖維的經潤濕的部分。
23.根據權利要求18-22中任一項所述的方法，其中在所述上端處、所述下端處、所述上端和所述下端之間、或它們的組合，將所述多個顆粒引入所述腔室中。
24.根據權利要求16-23中任一項所述的方法，還包括施加覆蓋所述非織造纖維網的纖維覆蓋層，其中所述纖維覆蓋層通過氣流成網法、濕法成網法、梳理法、熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡絲法、叢絲形成、氣體射流原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。
25.根據權利要求24所述的方法，其中所述纖維覆蓋層包括中值纖維直徑小于Iμ m的一組亞微米纖維，所述亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡絲法、叢絲形成、氣體射流原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。
【文檔編號】D04H1/732GK104169484SQ201280065494
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2011年12月30日
【發(fā)明者】吳天縱, 約翰·W·亨德森, 古斯塔沃·H·卡斯特羅, 格里·A·霍夫達爾, 戴維·L·瓦爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司