專利名稱：生產(chǎn)過濾用物質(zhì)的機(jī)器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體過濾用物質(zhì)，特別是(但不是排它性的)涉及薄型濾床式過濾用物質(zhì)，它包括一種隨機(jī)的纖維織物，在該織物中均勻分布并固定有吸收顆粒，還涉及生產(chǎn)這種織物的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于吸收型過濾用物質(zhì)，即通過吸收或吸附進(jìn)行過濾顆粒狀物質(zhì)的過濾用物質(zhì)來說，當(dāng)把吸收顆粒堆積在濾床中時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最大的效率和使用壽命。對(duì)于薄型濾床式過濾用物質(zhì)，即從不足1/2至2英寸厚或更厚的過濾用物質(zhì)來說，只需用疏松的碳顆粒填充在兩層間隔設(shè)置的多孔層之間的空間即可。本文將這種過濾用物質(zhì)稱作“填料過濾用物質(zhì)”，已由密西根州Chesterfield市的D-Mark公司及其它公司生產(chǎn)并出售這種過濾用物質(zhì)。而形成高容量的過濾用物質(zhì)時(shí)，所述顆粒會(huì)沉積，導(dǎo)致諸如碳粉的吸收顆粒粉末的成溝和散發(fā)。
美國專利3,019,127所披露的技術(shù)克服了散發(fā)和成溝作用，但碳的填充量很低，大約為每單位體積的織物有4％的顆粒材料。美國專利4,227,904中披露了提高碳的填充量，同時(shí)避免散發(fā)和成溝作用的方法，其中，將碳顆粒粘合在一種多孔基質(zhì)的表面上，以便在該基質(zhì)上形成一層顆粒。然后將兩個(gè)這樣的基質(zhì)放在一起，使由碳覆蓋的表面相對(duì)，并將一個(gè)邊框固定在其邊緣上，以便將該基質(zhì)固定在一起。由此得到一種中度填充的制品，并已取得明顯的商業(yè)成功。
最后，在美國專利5,124,177和5,338,340中披露了高度填度的薄型濾床式過濾用物質(zhì)，它避免了現(xiàn)有產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法的成溝作用及其它缺陷。這種過濾用物質(zhì)具有3/8英寸厚的墊，其最大填充量約為90～100g/英尺2，而具有約3/4英寸厚的墊的填充量可高達(dá)300g/英尺2。這種填充量具有十分適合的壓力降，采用粘輥、“驅(qū)動(dòng)”和/或輥軋技術(shù)可以獲得極好的粘合性，在處理和最終組裝期間具有最小的散發(fā)量。從性能角度看，在生產(chǎn)過程中，碳未被完全密封，因此，大部分可用于首次通過吸收作用。
盡管這種過濾用物質(zhì)取得了商業(yè)上的成功，但該制品并不總是含有遍及織物或墊中的顆粒均勻充填同時(shí)其密度或孔隙率在墊和墊之間可能不同或同一塊墊各處不同。這并不是在上述專利中所披露的方法的缺陷，而是因?yàn)閺膲|的生產(chǎn)者那里得到的墊有所不同?，F(xiàn)有技術(shù)并未提出解決這一問題的方案，而是提供了在墊中的均勻的顆粒填充。因此，需要一種不同的方法來制造美國專利5,338,340披露的過濾用物質(zhì)，該方法能產(chǎn)生填充和最終過濾用物質(zhì)密度的均勻性，從而加大填充量。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有纖維織物的流體過濾用物質(zhì)，該織物上有均勻分布的吸收顆粒。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種固定均勻分布于纖維織物中的吸收或吸附顆粒的方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種制造過濾用物質(zhì)的方法，在該過濾用物質(zhì)中，諸如碳微粒和/或粉之類的吸收顆粒不會(huì)向下發(fā)散，一種無需碳吸收過濾層的方法。
為了滿足上述目的、優(yōu)點(diǎn)和特征，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)具有分布在其中的吸附或吸收顆粒的隨機(jī)纖維織物的方法，該方法包括以下步驟將纖維導(dǎo)入一股空氣流中；將吸收顆粒導(dǎo)入該空氣流中；在該空氣流中混合所述顆粒和纖維；并將所述含有纖維和吸收顆粒的空氣流引導(dǎo)至一個(gè)有孔的凝聚器上，以制成含有吸收劑的隨機(jī)纖維織物。
本發(fā)明還披露了一種用含吸收劑的隨機(jī)纖維織物生產(chǎn)薄型織物過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟使吸收顆粒包含一種粘合劑；將纖維導(dǎo)入運(yùn)動(dòng)的空氣流中；將所述吸收顆粒和粘合劑導(dǎo)入該空氣流中；在該空氣流中將所述吸收顆粒和粘合劑與所述纖維混合；將該空氣流中的纖維、吸收顆粒和粘合劑凝聚成織物；并處理該織物內(nèi)的粘合劑以利用保留在織物中的吸收顆粒。
另外，本發(fā)明披露了一種用于由一種具有第一和第二面的含吸收劑的隨機(jī)纖維織物生產(chǎn)薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將纖維導(dǎo)入一股運(yùn)動(dòng)的空氣流中；將吸收顆粒導(dǎo)入該空氣流中；在該空氣流中混合所述吸收顆粒和纖維；將該空氣流中的纖維和吸收顆粒凝聚成織物；以及處理該織物使所述吸收顆粒保留在該織物里。
本發(fā)明還披露了一種用于生產(chǎn)含吸收劑的隨機(jī)纖維織物的機(jī)器。
披露了一種制造過濾用物質(zhì)的方法，該方法通過在生產(chǎn)織物的同時(shí)將吸收顆粒摻入該織物或墊中。最終產(chǎn)品不僅具有均勻性，而且該過濾用物質(zhì)還可在連續(xù)的工藝中生產(chǎn)，而不是先生產(chǎn)出織物，然后再摻入碳。如果在所述織物成型的同時(shí)混入所述吸收顆粒，即可避免所要求的幾個(gè)獨(dú)立的步驟。另外，通過在織物成型的同時(shí)將吸收顆粒摻入其中，可以調(diào)整吸收劑(碳或其它材料)的用量和均勻性，將其提高或降低。采用此類控制措施可以控制該過濾用物質(zhì)的性能，將其用于多種產(chǎn)品，從“吸氣器”型至HVAC，醫(yī)療、工業(yè)、汽車、航空及類似產(chǎn)品。
采用這種改進(jìn)方法，可以對(duì)過濾用物質(zhì)的起始通過效率和能力進(jìn)行設(shè)計(jì)或控制，并可將不同的吸收顆粒尺寸組合在一種基質(zhì)中。通過采用不同纖度的纖維可以生產(chǎn)出一種組合產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以吸收或吸附氣體和除去細(xì)微顆粒。
為了實(shí)現(xiàn)上述方法，將披露于美國專利3,194.822、3,918,126或3,972,092中的過程收作本文的參考，并做本文所坡露的改進(jìn)。更具體地講，同時(shí)參見美國專利3,972,092(以下稱’092號(hào)專利)，本發(fā)明將希望出現(xiàn)在織物中的那種類型和大小的吸收顆粒導(dǎo)入空氣流并向下經(jīng)過導(dǎo)管310通過刺輥303并經(jīng)導(dǎo)管324。在導(dǎo)入所述吸收顆粒后，該顆粒在所述空氣流中與纖維混合，并收集在環(huán)形凝聚網(wǎng)狀輸送器326上，以形成一種由纖維隨機(jī)排列而成的疏松織物，吸收顆粒均勻分布在該織物中。然后對(duì)該疏松織物進(jìn)行處理，以便將這些纖維固定在一起以及固定其中的吸收顆粒。采用美國專利3,914,822披露的技術(shù)，可將多種刺輥及相應(yīng)的不同纖度或長度的纖維摻入該織物中，以改變其特性和/或吸收顆粒在其中的保留量。可將不同類型和大小的吸收顆粒導(dǎo)入同一股空氣流中，以使所形成的過濾用織物具有不同的吸收作用。
對(duì)所述織物進(jìn)行處理以便將纖維固定在一起并將吸收顆粒固定在其中的方法包括將粘合劑噴在該織物上，隨后進(jìn)行或不進(jìn)行輥軋，或者在進(jìn)入所述刺輥之前用一種粘合劑預(yù)涂所述纖維，然后通過紫外線或加熱活化織物里的粘合劑?？梢圆捎肈ow熔融纖維并導(dǎo)入U(xiǎn)V可硬化的粘合劑，然后固化。也可以采用針刺所述織物的方式將纖維固定在一起及并將吸收顆粒固定于其中。如果需要，可以同時(shí)采用針刺法和使用粘合劑。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是美國專利3,972,092的圖6所示機(jī)器的部分示意圖，對(duì)其加以改進(jìn)，以實(shí)施本文所披露的方法；圖2是圖1所示裝置的改進(jìn)形式的示意圖；圖3是圖1或2所示裝置的環(huán)形凝聚網(wǎng)的膨脹室或?qū)Ч艿脑攬D；圖4是類似于圖3，其采用了用于在纖維與吸收顆?；旌宵c(diǎn)處加速膨脹室的空氣流速度的裝置，以改善其混合；圖5是美國專利3,914,822的圖1所示機(jī)器的部分示意圖，對(duì)其加以改進(jìn)，以實(shí)施本文所披露的方法；圖5A是圖5所示膨脹室的詳圖；和圖6是圖5所示裝置的改進(jìn)形式。
優(yōu)選實(shí)施例的詳述圖1是類似于美國專利3,972,092的圖6的示意圖，它是用于生產(chǎn)一種隨機(jī)纖維織物W的機(jī)器的一部分。有關(guān)該機(jī)器結(jié)構(gòu)和操作方面的細(xì)節(jié)應(yīng)參閱上述專利。沿箭頭10所示方向?qū)⑸a(chǎn)織物用的纖維F導(dǎo)入導(dǎo)管12，該導(dǎo)管與一個(gè)旋轉(zhuǎn)凝聚輥14相通，該輥有一個(gè)具有多孔的外圓周面，由一個(gè)部分真空裝置V通過這些孔抽吸空氣，以便在所述輥的外圓周面上將纖維制成墊。用一個(gè)落紗桿16將所述墊(未示出)從凝聚輥14的圓周面上除去，并由送料輥18將其輸送至旋轉(zhuǎn)刺輥20。刺輥的齒分離纖維，同時(shí)通過結(jié)合刺輥的高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)的離心作用，通過落紗桿24的落紗和氣流26在噴口部分28中通過刺輥表面的運(yùn)動(dòng)使纖維從刺輥20上飄離并懸浮在該空氣流中。
所述空氣流包含于大致為文杜里形的導(dǎo)管22里，該導(dǎo)管基本上跨過機(jī)器寬度延伸。所述刺輥和其它輥同軸延伸。纖維在文杜里形導(dǎo)管的噴口部分28處進(jìn)入空氣流。所夾帶的空氣懸浮纖維隨空氣流一起運(yùn)動(dòng)進(jìn)入該導(dǎo)管的膨脹區(qū)30，在此與橫跨導(dǎo)管(即機(jī)器)寬度導(dǎo)入的吸收顆粒P混合，該吸收顆粒P是從加料斗32經(jīng)一個(gè)或幾個(gè)通過導(dǎo)管側(cè)壁延伸的加料管34導(dǎo)入。如果必要，加料斗和/或加料管可以振動(dòng)，以妥善導(dǎo)入吸收顆粒?？稍诩恿隙返撞吭O(shè)一個(gè)活門，以控制吸收顆粒的流速。
根據(jù)需要，所述顆粒進(jìn)入導(dǎo)管的位置可以改變。例如，加料管可進(jìn)一步向上伸入導(dǎo)管中，以便較為接近刺輥20，只要顆粒不會(huì)對(duì)刺輥造成有害的污染。一個(gè)活動(dòng)壁36與加料管34的出口相對(duì)，它可以在38處轉(zhuǎn)動(dòng)，并可視需要進(jìn)行定位，以改變空氣流在膨脹室里的膨脹速度，從而改進(jìn)纖維與吸收顆粒的混合。
在膨脹室的下端有一個(gè)環(huán)形凝聚網(wǎng)狀輸送器40，其中有一個(gè)吸力室42，它將所述空氣流及其懸浮的纖維和吸收顆粒吸向網(wǎng)狀輸送器，以便在它上面形成疏松的隨機(jī)纖維織物W。該織物的高度或厚度可以用披露于′092號(hào)專利中的厚度控制裝置44加以控制。
可根據(jù)適當(dāng)混合纖維和吸收顆粒的要求沿導(dǎo)管長度方向在其壁上的一個(gè)或幾個(gè)合適的點(diǎn)處設(shè)置可調(diào)節(jié)的空氣噴口或環(huán)境空氣入口(見圖3中的開口70)。另外，加料斗32的內(nèi)部可以視需要與環(huán)境空氣或超大氣壓力相通，或與大氣壓力隔離，以改變吸收顆粒向?qū)Ч芾锏募尤牖蚩刂瓶諝馀c吸收顆粒進(jìn)入導(dǎo)管。
導(dǎo)管的側(cè)壁35和37可進(jìn)行彼此趨近和遠(yuǎn)離的調(diào)節(jié)，以調(diào)整空氣流及纖維和吸收顆粒的混合。上述壁的調(diào)整、輔助空氣入口在導(dǎo)管壁上的位置、顆粒管或管34通過導(dǎo)管壁的入口點(diǎn)的位置均與實(shí)行吸收顆粒與纖維均勻混合的目標(biāo)相關(guān)，以使最終的織物中有均勻分布的顆粒。另外，空氣流流速和導(dǎo)入的吸收劑顆粒體積的調(diào)整可以改變所制成的織物中吸收劑的填充量。因此，在特定時(shí)間間隔內(nèi)導(dǎo)入空氣流中的吸收劑顆粒量是越大，所制成織物的填充量也越大，反之亦然。預(yù)計(jì)通過本發(fā)明方法所產(chǎn)生的顆粒填充量應(yīng)當(dāng)至少與用美國專利5,338,340的方法產(chǎn)生的填充量相同，從理論上講甚至更大。
如在’092號(hào)專利中所披露的，從凝聚器42中吸出的空氣可以返回空氣管46，由此再經(jīng)槽47排出，該槽位于具有分配網(wǎng)50和52的送氣系統(tǒng)48中，空氣經(jīng)所述這些網(wǎng)進(jìn)入導(dǎo)管22。
在實(shí)施該方法時(shí)，在填充加料斗32之前需要過篩所有的吸收顆粒，以便從機(jī)器的空氣系統(tǒng)中除去塵粒，并與用于該裝置的纖維輸送側(cè)的空氣隔離，即來自所述送氣系統(tǒng)48和環(huán)形凝聚室42的空氣環(huán)流、用于在箭頭10處輸送纖維F的空氣，以避免污染所述刺輥及其它凝聚輥14。
可用于本發(fā)明方法的碳及其它吸收顆粒為4/6或6/16目的數(shù)量級(jí)向下到20/50目顆粒。也可以采用更細(xì)的顆粒，如在300/400目范圍內(nèi)的粉末。就碳顆粒而言，可以采用由具有極高起始通過效率的(小碳顆粒)和具有較長使用壽命、能力和較高保留度的較大碳顆粒的混合物。
圖2是大體上類似于圖1的裝置。為簡(jiǎn)便起見，在圖2中未示出通氣箱48及其網(wǎng)50和52。圖2中帶撇號(hào)的編號(hào)表示圖1中相應(yīng)的部件。
來自輸送管46’的空氣經(jīng)導(dǎo)管60向下運(yùn)動(dòng)，并在空氣分流器64的頂點(diǎn)62處分離，一部分從可調(diào)的分流器壁66與刺輥20’之間通過，同時(shí)纖維F成為懸浮狀并進(jìn)入混合和膨脹室。另一部分向下運(yùn)動(dòng)的空氣流經(jīng)空氣分流器64與導(dǎo)管的相對(duì)壁65之間的顆粒截流室68，在此，吸收顆粒輸送管或管34’向所述導(dǎo)管開口。
盡管在圖2中管34’是位于大體上與空氣分流器頂點(diǎn)相對(duì)處，但應(yīng)當(dāng)理解，該管可以如圖3所示位于沿導(dǎo)管向下的位置，使其大體上與所述分流器的下端相對(duì)。通過改變空氣分流器64的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，可以改變截留室68的橫截面以增加或降低空氣的速度和吸收顆粒進(jìn)入混合室30’的速度，在該混合室是它們與纖維F混合。壁66也可以繞頂點(diǎn)62進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，以改變跨過刺輥20’的空氣速度，從而改變導(dǎo)入該混合室的纖維速度。
壁35’和37’可進(jìn)行彼此趨近或遠(yuǎn)離的調(diào)整，以改變室30’里的混合作用。就圖1所示實(shí)施例而言，纖維和吸收顆粒沉積在環(huán)形凝聚器40’上，該凝聚器由電動(dòng)機(jī)M’驅(qū)動(dòng)，以便形成疏松的織物W，然后處理該織物，以便將纖維固定在一起，并固定其中的吸收顆粒。
如圖3的改進(jìn)形式所示，可從可調(diào)節(jié)孔70將環(huán)境空氣導(dǎo)入導(dǎo)管30”。在圖4中示出了加速器凸起72和74，該凸起將吸收顆?！巴啤比肟諝饬髦校⒃黾悠渑c纖維的混合。如在’092號(hào)專利中所指出的，當(dāng)纖維流向下通過混合及膨脹室時(shí)的厚度不應(yīng)超過大約12～25mm，此時(shí)它接近凝聚器網(wǎng)40”。
在圖5中示出的是美國專利3,914,822中那種類型的裝置，對(duì)該裝置加以改進(jìn)，以便能由兩種不同長度和/或纖度的纖維和/或兩種不同長度和/或纖度的纖維和/或兩種不同大小和/或種類的吸收顆粒制成織物。假設(shè)認(rèn)為美國專利3,914,822所披露的機(jī)器中，不同的纖維經(jīng)進(jìn)料斜槽80和82輸入機(jī)器中，該槽大致相當(dāng)于該專利的導(dǎo)管10和12。所述纖維首先覆蓋在凝聚輥84和86上，并被輸送至刺輥88和90，如在上述專利中所述，在此，該纖維落紗進(jìn)入空氣分流器96相對(duì)兩側(cè)的空氣流92和94中，然后再進(jìn)入混合與膨脹室98。如果該裝置被用于生產(chǎn)含有兩種不同大小的碳顆粒的織物，將所述顆粒放進(jìn)具有加料管104和106的兩個(gè)料斗100和102中，如圖所示，兩個(gè)加料管一上、一下地通向混合室。就圖1所示實(shí)施例而言，加料斗100和102以及加料管104和106可以振動(dòng)，并可設(shè)置活動(dòng)門，以控制進(jìn)料速度并保證適當(dāng)?shù)牧６?。例如，可?/8目的顆粒加入一個(gè)料斗中，同時(shí)將20/50目的顆粒加入另一個(gè)料斗中。然后這些顆粒以任何需要的比例與纖維結(jié)合，只需控制兩個(gè)料斗的加料。如上文所述，織物形成于環(huán)形凝聚器網(wǎng)40上，然后對(duì)該織物進(jìn)行處理，以固定其纖維及織物中的顆粒。
在圖5A中示出了圖5的膨脹室的下端，其改進(jìn)之處在于增加了空氣加速凸起72’和74’，其作用類似于圖4中的加速凸起。
圖6是基于美國專利3,918，126的圖5的一種裝置，其改進(jìn)之處將在下文講述。該裝置設(shè)計(jì)成混合不同大小或類型的吸收與兩種不同的纖維，以制成一處均勻的無紡過濾/吸收織物。通過振動(dòng)管104’和106’輸送來自相關(guān)加料斗或料倉100’或102’的吸收顆粒將吸收劑加入刺輥88’和90’下面的空氣流中。在80’和82’處將纖維加入機(jī)器中，送至凝聚輥84’和86’，并由此送至刺輥88’和90’，由此落入膨脹室98’，在此，它與來自加料斗100’和102’的吸收顆粒隨機(jī)地混合在一起。為了加強(qiáng)混合并促進(jìn)所得產(chǎn)品的均勻性，可設(shè)置加速器凸起72”和74”。另外，可對(duì)鉸接于114和116處的壁110和112作彼此趨近和遠(yuǎn)離的調(diào)整，以改變夾帶有纖維/吸收劑的空氣流的膨脹?？蓪⒉煌谶M(jìn)入80’和82’的纖維、或木漿或其它纖維制品由118、 120、122和124處加入刺輥88’和90’，以制成具有任何理想特性的隨機(jī)纖維織物。由于該裝置可采用多種多樣的纖維，可易于制成能除去雜質(zhì)顆粒和異味的過濾織物，例如，基于使用細(xì)目碳顆粒，結(jié)合上述過濾織物可制成單向通過的過濾用物質(zhì)。過濾領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以輕易做出其它改變。
126處所示假想輪廓是另一個(gè)振動(dòng)管，可將其選擇性地用于將不同于來自管104’和106’的吸收劑輸送至混合室。來自所有導(dǎo)管的吸收劑不一定同時(shí)被輸入混合室，而是根據(jù)待生產(chǎn)的過濾織物的要求選擇性地進(jìn)行輸送。
可將各種類型的吸收劑用于本發(fā)明的方法和裝置中。碳顆粒、氧化劑、沸石、由高錳酸鉀浸漬的活性鋁、分子篩或這些材料的有或沒有碳的組合可以混合，用于特殊目的。碳和/或浸漬碳的混合物也可用于特殊目的、效率、能力或壽命。
在所述環(huán)形凝聚網(wǎng)40上形成織物以后，該織物極為脆弱，必需加以處理，以便將纖維固定在一起及將里面的吸收顆粒固定，以便可對(duì)其進(jìn)行操作、切割并用于過濾用物質(zhì)中。可以用下述幾種方法將所述織物的纖維固定在一起。
根據(jù)將織物纖維固定在一起的一種方法，可以在該織物的一面噴涂粘合劑，然后進(jìn)行固化箱處理，翻轉(zhuǎn)織物，并在其另一面噴涂粘合劑，并再次通過同一固化箱或不同固化箱處理。噴涂技術(shù)披露于美國專利5,338,340(’340號(hào)專利)中，該專利被收作本文參考。適用于這一目的的粘合劑也披露于’340號(hào)專利中。適用于噴涂目的的粘合劑是一種PVAC-聚乙酸乙烯酯乳膠配方。這是一種含水量為50％的交聯(lián)聚合物，其在325°F下在大約1分鐘時(shí)間內(nèi)固化。該粘合劑可自Sun chemicals的National Starch or Sequa Division獲得。這是一種用于粘合無紡纖維的普通市售材料。
在第二種方法中，可以通過在生產(chǎn)織物之前用一種粘合劑或樹脂處理纖維而將其固定在一起。適用于該方法的粘合劑的大小可以變化，從顆粒粘合劑至粉狀粘合劑。在一種實(shí)施方案中可以采用基地設(shè)在俄亥俄州辛辛那提市的Quantum U.S.I.的一種產(chǎn)品“Microthene”。Microthene是一種干燥的聚烯烴基粘合劑，其具有20～40微米的球形顆粒，可將Microthene與吸收顆?；旌?。因此，可將Microthene顆粒加入進(jìn)料斗32中，并由此通過一個(gè)或幾個(gè)加料管34進(jìn)行運(yùn)輸，再由這些導(dǎo)管將吸收顆粒和Microthene顆粒攜帶至導(dǎo)管的膨脹部分30，在此，所述纖維將與吸收顆粒和Microthene顆?；旌?。
與使用Microthene相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是，通過采用這種精細(xì)、干燥的粘合劑，使粘合劑不會(huì)有像較粘稠的粘合劑那樣落入底部的結(jié)果，Microthene顆粒仍象織物成型時(shí)那樣隨機(jī)分布在該織物里。在固化階段，Microthene粘合于纖維織物里的吸收顆粒。干粘合劑的使用還避免了噴涂粘合劑或縫合之類的加工?？傊?，在生產(chǎn)織物期間采用干粘合劑可得到一種由吸收顆粒更均勻地固定在纖維基質(zhì)內(nèi)的填充織物。
在如此處理過的纖維具有吸收顆粒分布于其中形成織物之后，可通過加熱、光照和/或加壓的組合將纖維粘合在一起并將顆粒固定在其中，并可生產(chǎn)出優(yōu)于通過噴涂制成的織物的成品織物或墊。即使就粘合劑的分布量而言這種類型的產(chǎn)品也是均勻的，并具有改善的起始通過吸收特性和較低的壓力降，因?yàn)閮H有碳上的粘合劑接觸或粘合于纖維。
將纖維固定在一起的第四種方法是對(duì)織物進(jìn)行針刺。該方法更適用于諸如20/50目的較小的碳，和諸如6-15旦尼爾的較細(xì)的纖維，因?yàn)樵卺槾┻^織物時(shí)會(huì)將所述顆粒推向一邊。該方法無需使用任何粘合劑，因此，從起始吸收效率的角度看是最佳的。針刺會(huì)加大壓力降，但其仍處在獲得最大可能的吸收效率的可以接受的范圍內(nèi)。
在第五種方法中，可以將諸如披露于美國專利4,300,968(’968號(hào)專利)中的UV硬化的無溶劑預(yù)聚合粘合組合物涂在所述纖維織物上?！?68號(hào)專利被收作本文參考。如’968號(hào)專利所述，一處UV預(yù)聚物粘合組合物可包括該預(yù)聚物與該預(yù)聚物的稀釋劑的組合。合適的預(yù)聚物包括低分子量聚亞胺酯、聚酯或聚環(huán)氧預(yù)聚物。合適的稀釋劑包括三或四功能丙烯酸單體或多功能丙烯酸低聚物?？梢酝ㄟ^用紫外線照射處理過的纖維織物而使預(yù)聚物粘合組合物固化。
使用紫外線的優(yōu)點(diǎn)之一是，在受到照射時(shí)該粘合劑在其原始平面上固化，因此不會(huì)發(fā)生織物脫層。因此，有利于控制粘合劑的使用。對(duì)于本發(fā)明而言，可以階段將UV粘合劑涂在纖維織物上或在纖維織物完全成型后將其涂在該織物的外表面。在前一種情形下，由吸收顆粒和纖維組成的混合物可以分階段落在輸送器上，以便一次僅從總纖維混合物中釋出一部分。在每次部分釋出纖維混合物之后，涂以UV粘合劑，并立即固化。進(jìn)行上述兩步部分釋放分級(jí)工藝，直到纖維和吸收顆粒的混合物完全落下，且UV粘合劑完全分散并固化于纖維織物中。就后一種方法而言，在該織物完全成型后，可將UV粘合劑涂在其外表面并固化，以產(chǎn)生額外的強(qiáng)度。
在另一種方法中，所述纖維可包括低熔點(diǎn)纖維，當(dāng)其被加熱而活化時(shí)具有比其它纖維低的熔化溫度。在加熱時(shí)，該低熔點(diǎn)纖維將纖維彼此粘合在一起并固定于吸收顆粒中。美國專利4,917,943披露了用于含有聚集體的纖維里的低熔點(diǎn)纖維，以便將球狀纏結(jié)纖維混合物制成理想的形式，并將纖維粘合在一起。該低熔點(diǎn)纖維可以由低熔點(diǎn)熱塑材料，如聚酯、聚乙烯和聚酰胺制成。美國專利5,301,400披露了將一種具有熱粘性表面的三維無編織物用于覆蓋一種纖維墊。該’400號(hào)專利提供了一種令人滿意的低熔點(diǎn)聚酯纖維的特例，該產(chǎn)品由杜邦加拿大公司出售，產(chǎn)品代碼為D1346。
本文以具體實(shí)施例形式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。不過，應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例只是用于說明的，本發(fā)明并不受其限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員很好理解，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的前提下對(duì)本文披露的方案做出改進(jìn)和改變是顯而易見的。因此，這種改變和改進(jìn)被視為屬于本發(fā)明及以下權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)在其中分布有吸收顆粒的隨機(jī)纖維織物的方法，包括以下步驟將纖維導(dǎo)入一股空氣流；從導(dǎo)入纖維的位置的下游位置將吸收顆粒導(dǎo)入所述含有纖維的空氣流中；在所述空氣流中混合所述顆粒和纖維；和將所述具有夾帶的纖維和吸收顆粒的空氣流引導(dǎo)至一個(gè)有孔的凝聚器，以形成含有吸收劑的隨機(jī)纖維織物。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于至少將兩種不同類型的纖維導(dǎo)入所述空氣流中。
3.如權(quán)利要求1的方法，還包括在所述空氣流中產(chǎn)生湍流并將所述吸收顆粒噴入該湍動(dòng)的空氣流中的步驟。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于在將所述吸收顆粒導(dǎo)入空氣流中以后將該空氣流加速，以加強(qiáng)吸收顆粒在該氣流中的混合。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述吸收顆粒是從多個(gè)位置導(dǎo)入空氣流中。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于將所述吸收顆粒導(dǎo)入空氣流中的速度是變化的，以改變所制成的織物的吸收劑填充量。
7.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于至少將兩種不同類型的吸收劑顆粒從不同位置導(dǎo)入所述空氣流中。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于通過從轉(zhuǎn)動(dòng)的刺輥上抖落所述纖維而將該纖維導(dǎo)入空氣流中。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于至少有兩種不同類型的纖維從不同的轉(zhuǎn)動(dòng)刺輥上抖落入所述空氣流中。
10.一種生產(chǎn)薄型濾床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將吸收顆粒與一種粘合劑混合；將纖維導(dǎo)入運(yùn)動(dòng)的空氣流中；從導(dǎo)入纖維部位的下游部位將所述吸收顆粒和粘合劑導(dǎo)入含有纖維的空氣流中；在所述空氣流中將所述吸收顆粒和粘合劑與纖維混合。將所述空氣流中的纖維和吸收顆粒及粘合劑凝聚成織物；和處理所述織物里的粘合劑，使吸收顆粒保留在所述織物中。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述粘合劑是一種選自包括聚烯烴基粘合劑物質(zhì)組中的一種干粘合劑。
12.如權(quán)利要求11的方法，還進(jìn)一步包括加熱所述織物活化干粘結(jié)劑使纖維相互粘合并與吸收顆粒粘合，以便將吸收顆粒保留在織物中的步驟。
13.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述將纖維導(dǎo)入運(yùn)動(dòng)的空氣流中的步驟還進(jìn)一步包括通過從轉(zhuǎn)動(dòng)的刺輥上抖落纖維來分離所述纖維。
14.一種生產(chǎn)具有包含吸收劑的隨機(jī)纖維織物的薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟從一塊涂覆粘合劑的纖維墊上抖落纖維，并將其導(dǎo)入一股空氣流中；從導(dǎo)入纖維部位的下游的部位將吸收劑顆粒導(dǎo)入所述含有纖維的空氣流中。在所述空氣流中混合涂覆粘合劑的纖維和吸收劑顆粒；引導(dǎo)所述空氣流對(duì)著一個(gè)有孔的凝聚器，以便在該凝聚器上形成包括纖維和吸收劑顆粒的織物；和處理所述織物，以使由粘合劑涂覆的纖維彼此粘合在一起，并與吸收顆粒粘合在一起，因此將吸收顆粒保留在織物中。
15.一種生產(chǎn)具有含吸收劑的隨機(jī)纖維織物的薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將纖維導(dǎo)入一股運(yùn)動(dòng)的空氣流中，其中，至少有一部分纖維是低熔點(diǎn)纖維；從導(dǎo)入纖維的部位的下游部位將吸收劑顆粒導(dǎo)入所述空氣流中；在所述空氣流中混合所述吸收劑顆粒和纖維；引導(dǎo)夾帶有纖維和顆粒的空氣流對(duì)著一個(gè)有孔的凝聚器，以形成含有吸收劑的隨機(jī)纖維織物；和處理所述織物，以固定其中的吸收劑顆粒。
16.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述低熔點(diǎn)纖維選自包括聚酯、聚乙烯和聚酰胺的物質(zhì)組。
17.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于處理所述織物的步驟還進(jìn)一步包括將粘合劑涂在該織物上，將吸收劑顆粒固定在織物里。
18.如權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述處理織物的步驟還進(jìn)一步包括加熱織物以固化粘合劑并固定織物中的吸收劑顆粒。
19.一種生產(chǎn)具有含吸收劑的隨機(jī)纖維織物的薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將纖維導(dǎo)入一股運(yùn)動(dòng)的空氣流中；將吸收劑顆粒導(dǎo)入所述空氣流中；在所述空氣流中混合吸收劑顆粒和纖維；將所述空氣流中的纖維和吸收劑顆粒凝聚成織物；將一種UV硬化預(yù)聚物粘合劑組合物涂在所述織物上，以便將吸收劑顆粒保留在織物中；和用紫外線照射固化UV預(yù)聚物粘合劑。
20.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于所述UV預(yù)聚物粘合劑還包括一種選自低分子量聚亞胺酯、聚酯和聚環(huán)氧基預(yù)聚物的預(yù)聚物，和一種選自三功能丙烯酸單體、四功能丙烯酸單體和多功能丙烯酸低聚物的稀釋劑。
21.一種用含吸收劑的隨機(jī)纖維織物生產(chǎn)薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將由粘合劑涂覆的纖維導(dǎo)入一股運(yùn)動(dòng)的空氣流中；將吸收劑顆粒導(dǎo)入該空氣流中；在所述空氣流中混合吸收劑顆粒和由粘合劑涂覆的纖維；將所述空氣流中的由粘合劑涂覆的纖維和吸收劑顆粒凝聚成織物；處理該織物里的粘合劑，以便吸收劑顆粒保留在該織物中。
22.一種用具有第一和第二面的含吸收劑的隨機(jī)纖維織物生產(chǎn)一種薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將纖維導(dǎo)入一股運(yùn)動(dòng)的空氣流中；從導(dǎo)入纖維部位的下游部位將吸收劑顆粒導(dǎo)入所述含有纖維的空氣流中；在所述空氣流中混合吸收劑顆粒和纖維；將所述空氣流中的纖維和吸收劑顆粒凝聚成織物；和處理所述織物，以使吸收劑顆粒保留在該織物中。
23.如權(quán)利要求22的方法，其特征在于所述處理織物的步驟還包括針刺該織物。
24.如權(quán)利要求22的方法，其特征在于所述處理織物的步驟還包括將一種粘合劑噴在該織物的第一面；固化該織物第一面上的粘合劑；將所述粘合劑涂在該織物的第二面；并固化該織物第二面上的粘合劑。
25.如權(quán)利要求24的方法，其特征在于所述粘合劑是PVAC-聚乙酸乙烯酸乳膠組合物。
26.如權(quán)利要求22的方法，其特征在于在將纖維和吸收劑顆粒凝聚成織物以后，調(diào)整加在該織物上的壓力，以控制該織物的高度和密度。
27.一種生產(chǎn)用于除去異味和顆粒的薄型床式過濾用物質(zhì)的方法，包括以下步驟將來自不同的轉(zhuǎn)動(dòng)刺輥的具有不同特性的纖維抖落到一股空氣流中，至少來自一個(gè)刺輥上的纖維適于除去空氣中懸浮的顆粒；從導(dǎo)入纖維的部位的下游部位將吸收劑顆粒導(dǎo)入所述含有纖維的空氣流中；在所述空氣流中混合吸收劑顆粒和具有不同特性的纖維；引導(dǎo)所述空氣流及其所夾帶的纖維和顆粒對(duì)著一個(gè)有孔凝聚器，以形成織物；和處理所述織物，以固定其中的吸收劑顆粒。
28.一種用于生產(chǎn)含吸收劑的隨機(jī)纖維織物的機(jī)器，包括一個(gè)刺輥及纖維抖落機(jī)構(gòu)；用于將纖維輸送至所述刺輥的裝置；一個(gè)具有入口端、噴口和膨脹室的文杜里管；用于引導(dǎo)空氣流通過所述文杜里管的裝置；一個(gè)用于在有空氣流通過所述文杜里管時(shí)，將纖維抖落到該管的噴口處的刺輥和纖維抖落機(jī)構(gòu)；一個(gè)吸收劑顆粒材料源，用于從導(dǎo)入纖維的下游處將所述顆粒輸送并導(dǎo)入文杜里管；和一個(gè)環(huán)形凝聚器，用于接收來自文杜里管的膨脹室的含有懸浮于空氣中的纖維和吸收劑顆粒的空氣流，以形成含有吸收劑顆粒的隨機(jī)織物墊。
29.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器，其特征在于所述顆粒材料源被用于將吸收劑顆粒導(dǎo)入鄰近刺輥的文杜里管，但位于吸收劑顆粒不能接觸刺輥的部位。
30.如權(quán)利要求1、10、14或15所述的發(fā)明，其特征在于從文杜里管的噴口處將所述纖維導(dǎo)入空氣流中。
31.如權(quán)利要求1、10、14或15所述的發(fā)明，其特征在于從導(dǎo)入纖維部位的下游的膨脹部位將吸收劑顆粒導(dǎo)入所述含有纖維的空氣流中。
全文摘要
一種具有均勻分布的吸收顆粒(P)的隨機(jī)纖維織物(W)。為了使吸收顆粒均勻分布于隨機(jī)纖維織物(W)中,建議在織物(W)的生產(chǎn)過程中將吸收顆粒(P)與纖維(F)混合。纖維(F)以這種方式連接:吸收顆粒(P)以均勻分布的形式固定在織物(W)里。用干粘合劑、UV硬化粘合劑、低熔點(diǎn)纖維、噴灑液體粘合劑或針刺的方式將纖維(F)連接在一起。本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)隨機(jī)纖維織物(W)的機(jī)器和生產(chǎn)用于除去異味和顆粒的薄型濾床式過濾用物質(zhì)的方法。
文檔編號(hào)D04H1/72GK1192169SQ96195868
公開日1998年9月2日 申請(qǐng)日期1996年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月6日
發(fā)明者小詹姆斯W·卡斯馬克 申請(qǐng)人:小詹姆斯W·卡斯馬克