專利名稱：非織造纖網(wǎng)和包含局部分裂的多組分纖維的過(guò)濾介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及由局部分裂的多組份纖維制備的非織造纖網(wǎng)材料。概括地說(shuō)，本發(fā)明還涉及由非織造纖網(wǎng)制備的過(guò)濾介質(zhì)。
背景技術(shù)：
非織造纖網(wǎng)已經(jīng)被用于制造各種不同產(chǎn)品，這些產(chǎn)品最好具有特定級(jí)別的柔軟度、強(qiáng)度、均勻性、液體處理能力如吸收性和其它物理性能。這樣的產(chǎn)品例如包括毛巾、工業(yè)拭巾、成人失禁用品、嬰兒護(hù)理用品如嬰兒尿布、吸收性婦女護(hù)理用品和服裝如醫(yī)用外衣。 非織造纖網(wǎng)可以構(gòu)成這些產(chǎn)品中的一層或多層。非織造纖網(wǎng)也可以被用在其它應(yīng)用場(chǎng)合， 包括一般用在流體過(guò)濾器如空氣過(guò)濾器中的過(guò)濾介質(zhì)。非織造纖網(wǎng)也已經(jīng)被用作用在車輛、器械、家庭等中的吸聲材料。在過(guò)濾領(lǐng)域中，人們期望有既有高過(guò)濾效率、又有高流體(空氣或液體)透過(guò)性的過(guò)濾介質(zhì)。就是說(shuō)，過(guò)濾介質(zhì)必須能夠防止細(xì)小顆粒經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)但同時(shí)具有低的立體流動(dòng)阻力。一般，過(guò)濾介質(zhì)通過(guò)將顆粒機(jī)械截留在過(guò)濾介質(zhì)的由纖維構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中而阻止細(xì)小顆粒經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。另外，一些過(guò)濾介質(zhì)(在空氣過(guò)濾介質(zhì)情況下)也帶有靜電，靜電允許過(guò)濾介質(zhì)靜電吸引并留住細(xì)小顆粒。以過(guò)濾材料前后的壓力降或壓力差的形式測(cè)量流動(dòng)阻力。高壓力降表示阻止流體流過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的高流阻，而低壓力降表示低的流體流動(dòng)阻力。 另外，過(guò)濾介質(zhì)還必須顯示出有效使用壽命，它不能太短以至要求頻繁清理或更換裝有過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾器?？墒?，對(duì)過(guò)濾介質(zhì)的這些性能要求通常是相互矛盾的。在過(guò)濾介質(zhì)效率、過(guò)濾介質(zhì)前后壓力降和過(guò)濾介質(zhì)的有效使用壽命之間存在平衡。通常，如在過(guò)濾介質(zhì)領(lǐng)域所知道的那樣，通過(guò)增大過(guò)濾介質(zhì)表面面積來(lái)提高顆粒捕獲效率增大了過(guò)濾介質(zhì)前后的壓力降和/ 或縮短了過(guò)濾介質(zhì)的有效使用壽命。也有人指出，高的過(guò)濾介質(zhì)前后壓力降增大了利用過(guò)濾器的系統(tǒng)的耗能。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)用來(lái)驅(qū)動(dòng)流體流過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的泵或風(fēng)扇不得不處于更高的速度或壓力以在高壓力降時(shí)獲得相同的期望流體流動(dòng)。人們?cè)诂F(xiàn)有技術(shù)中需要一種過(guò)濾介質(zhì)，它具有高的過(guò)濾效率、低的過(guò)濾介質(zhì)前后壓力降和長(zhǎng)的使用壽命。發(fā)明概述總體而言，本發(fā)明提供一種由多組份纖維形成的非織造纖網(wǎng)。該多組份纖維具有縱向長(zhǎng)度并且每根多組份纖維具有至少第一組份和至少第二組份。該多組份纖維的其中一種組份的熔點(diǎn)或玻璃化溫度低于其余的組份。該多組份纖維的一部分被部分分裂。部分分裂的多組份纖維是這樣的纖維，其中該多組份纖維的至少一種組份已經(jīng)沿著該多組份纖維的縱向長(zhǎng)度的第一區(qū)段與該多組份纖維的其余組份分離，并且沿著該多組份纖維的縱向長(zhǎng)度的第二區(qū)段，多組份纖維的這些組份以整體纖維結(jié)構(gòu)形式保持在一起。另外，多組份纖維的第二區(qū)段的一部分與相鄰的多組份纖維的第二區(qū)段的一部分融合。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種由多組份纖維所形成的非織造纖網(wǎng)制備的過(guò)濾介質(zhì)。該多組份纖維具有縱向長(zhǎng)度并且每根多組份纖維具有至少第一組份和至少第二組份。該多組份纖維的至少一種組份的熔點(diǎn)或者玻璃化溫度低于其它組份。該多組份纖維的一部分是部分分裂的。部分分裂的多組份纖維是這樣的纖維，其中該多組份纖維的至少一種組份已經(jīng)沿著多組份纖維縱向長(zhǎng)度的第一區(qū)段與多組份纖維的其余組份分離， 并且沿著多組份纖維縱向長(zhǎng)度的第二區(qū)段，多組份纖維的這些組份以整體纖維結(jié)構(gòu)形式保持在一起。另外，該多組份纖維第二區(qū)段的一部分與相鄰的多組份纖維的第二區(qū)段的一部分融合。本發(fā)明還提供一種制備非織造纖網(wǎng)和過(guò)濾介質(zhì)的方法。該方法包括形成包含多組份纖維的非織造纖網(wǎng)；熱粘合該非織造纖網(wǎng)以形成粘合非織造纖網(wǎng)；在約500psi至 3000psi的壓力下水刺纏結(jié)該粘合非織造纖網(wǎng)。本發(fā)明的其它實(shí)施例包括制備本發(fā)明非織造纖網(wǎng)與其它非織造纖網(wǎng)的附加層的層壓品。層壓到本發(fā)明非織造纖網(wǎng)上的該附加層包括紡粘非織造纖網(wǎng)、熔噴非織造纖網(wǎng)、梳理固結(jié)纖網(wǎng)、同成形非織造纖網(wǎng)和/或水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)。這些附加非織造層中的一層或多層可以被層壓到包含該部分分裂的多組份纖維的非織造層上。通過(guò)提供本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)和利用非織造纖網(wǎng)作為過(guò)濾介質(zhì)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該過(guò)濾介質(zhì)與不含部分分裂的多組份纖維的過(guò)濾介質(zhì)相比令人吃驚地具有高的過(guò)濾效率和較低的壓力降。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是本發(fā)明非織造纖網(wǎng)所含有的部分分裂的多組份纖維的線條圖。圖2是示出含有部分分裂的多組份纖維的本發(fā)明非織造纖網(wǎng)的一部分的線條圖。圖3示出可被用于制備本發(fā)明的部分分裂雙組份紡粘非織造纖網(wǎng)的工藝的示意圖。圖4示出本發(fā)明非織造纖網(wǎng)的駐極體處理工藝的示意圖。圖5示出本發(fā)明非織造纖網(wǎng)與對(duì)照物相比的透氣性變化和效率改善的圖表。圖6和圖6A是在例4中制造的材料的微觀圖。定義應(yīng)該注意，當(dāng)用在本文中時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”及從詞根“包括”衍生的其它衍生詞是開(kāi)放式用語(yǔ)，其說(shuō)明存在任何所列出特征、元件、整體、步驟或組份，不是要排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、元件、整體、步驟、成分或其組合的存在或添加。本文所用術(shù)語(yǔ)“非織造纖網(wǎng)”表示這樣的纖網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)由層鋪的單獨(dú)纖維或絲構(gòu)成，但沒(méi)有像在編織纖網(wǎng)那樣以可識(shí)別方式鋪放。非織造纖網(wǎng)可由許多工藝形成，例如熔噴工藝、紡粘工藝、氣流成網(wǎng)工藝、同成形工藝和梳理固結(jié)工藝。非織造纖網(wǎng)的基重通常以材料盎司/平方碼(osy)或克/平方米(gsm)表示，并且纖維直徑通常以微米表示，或者在短切纖維情況下以旦表示。要注意的是，從osy轉(zhuǎn)換為gsm，osy乘以33. 91。本文所用術(shù)語(yǔ)“濾材介質(zhì)”或者“過(guò)濾介質(zhì)”在本文中可互換使用并且是要表示這樣的材料，它在流體過(guò)濾中被用來(lái)從流體中除去顆粒。用過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾的流體包括氣態(tài)流體、液態(tài)流體和含有氣液相的流體。本文所用術(shù)語(yǔ)“紡粘纖維”是指分子定向聚合物材料的小直徑纖維。紡粘纖維可以如此形成，從多個(gè)細(xì)小的、通常為圓形的噴絲頭毛細(xì)孔中以纖維形式擠出熔融熱塑性材料，然后迅速將擠出纖維的直徑減小，例如像在授予阿佩爾等人的美國(guó)專利US4340563、授予 Dorschner等人的美國(guó)專利US3692618、授予Matsuki等人的美國(guó)專利US3802817、授予金尼的美國(guó)專利US3338992和US3341394、授予哈特曼的美國(guó)專利US3502763、授予多博等人的美國(guó)專利US3542615、和授予派克等人的美國(guó)專利US5382400中那樣。紡粘纖維通常在其沉積于收集表面上時(shí)是不粘的并且通常是連續(xù)的。紡粘纖維一般為約10微米粗細(xì)或更粗。 可是，纖細(xì)纖維紡粘纖網(wǎng)(其平均纖維直徑小于約10微米)可以通過(guò)各種方法獲得，包括但不限于共同轉(zhuǎn)讓的馬爾蒙等人的美國(guó)專利US6200669和派克等人的美國(guó)專利US5759^6 中的方法，這些文獻(xiàn)的全文為此被引用納入。本文所用術(shù)語(yǔ)“聚合物”通常包括但不限于均聚物、共聚物例如嵌段共聚物、接枝共聚物、無(wú)規(guī)共聚物、交替共聚物、三元共聚物等及其混合物和改性物。此外，除非另作限定，否則術(shù)語(yǔ)“聚合物”將包括所有可能的分子幾何形狀配置。這些配置包括但不限于全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無(wú)規(guī)對(duì)稱。本文所用術(shù)語(yǔ)“多組份纖維”是指這樣的纖維或長(zhǎng)絲，其由從獨(dú)立的擠出機(jī)中被擠出但紡成一根纖維的至少兩種聚合物形成。多組份纖維有時(shí)也稱為“復(fù)合”或者“雙組份”的纖維或長(zhǎng)絲。術(shù)語(yǔ)“雙組份”是指有兩種構(gòu)成纖維的聚合物組份。這些聚合物通常彼此不同， 盡管復(fù)合纖維可以由相同的聚合物制成，如果每種組份中的聚合物的某些物理性能例如熔點(diǎn)、玻璃化溫度或者軟化點(diǎn)彼此不同。在所有情況下，這些聚合物布置在在多組份纖維或長(zhǎng)絲的橫截面上多個(gè)基本恒定定位的獨(dú)立區(qū)域中并且沿多組份纖維或長(zhǎng)絲的長(zhǎng)度連續(xù)延伸。 這樣的多組份纖維的結(jié)構(gòu)例如可以是一種聚合物被另一種聚合物包圍的皮芯結(jié)構(gòu)、并列結(jié)構(gòu)、夾心結(jié)構(gòu)或海島分布結(jié)構(gòu)。多組份纖維在Kaneko等人的美國(guó)專利US5108820、斯塔克等人的美國(guó)專利US5336552和派克等人的美國(guó)專利US538M00中有所教導(dǎo)，每篇文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容被引用納入本文。對(duì)于雙組份的纖維或長(zhǎng)絲，聚合物可以按照比例75/25、50/50、25/75 或者任何其它期望比例存在。本文所用術(shù)語(yǔ)“多成份纖維”是指這樣的纖維，其由作為混合物或共混物從同一擠出機(jī)被擠出的至少兩種聚合物形成。多成份纖維不具有布置在在纖維橫截面范圍內(nèi)的相對(duì)恒定定位的多個(gè)獨(dú)立區(qū)域中的各種聚合物組份，并且各種聚合物通常沿纖維整個(gè)長(zhǎng)度不是連續(xù)的，而是通常形成隨機(jī)開(kāi)始和結(jié)束的原纖維或者原始纖絲。此總體類型的纖維例如記載在授予蓋斯納的美國(guó)專利US5108827和US5294482中。本文所用術(shù)語(yǔ)“部分分裂”在提到多組份纖維時(shí)是指沿纖維長(zhǎng)度具有這樣區(qū)域的獨(dú)立纖維，在該區(qū)域中，多組份纖維的單獨(dú)組份相互分離。另外，在沿纖維長(zhǎng)度的第二區(qū)域中，多組份纖維的組份像單一結(jié)構(gòu)那樣保持相互接觸。這可在圖1中看到。本文所用術(shù)語(yǔ)“熱風(fēng)結(jié)合”或“TAB”表示非織造雙組份纖維纖網(wǎng)的結(jié)合工藝，其中熱到足以熔化或軟化構(gòu)成纖維網(wǎng)纖維的其中一種聚合物的空氣被強(qiáng)迫透過(guò)纖網(wǎng)?？諝馑俣仍?00英尺/分鐘至500英尺/分鐘之間，停留時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)6秒。聚合物的熔化或軟化和重新凝固產(chǎn)生結(jié)合。熱風(fēng)結(jié)合具有相對(duì)有限的多樣性，并且因?yàn)闊犸L(fēng)結(jié)合(TAB)需要熔化至少一種組份來(lái)完成結(jié)合，因此特別適用于與含有兩種組份如復(fù)合纖維或含膠纖維的纖網(wǎng)結(jié)合。在熱風(fēng)結(jié)合裝置中，溫度高于一種組份的熔點(diǎn)或軟化溫度但低于另一組份的熔點(diǎn)或軟化溫度的空氣從周圍護(hù)罩被引導(dǎo)透過(guò)纖網(wǎng)，進(jìn)入支承纖網(wǎng)的穿孔的輥。或者，熱風(fēng)結(jié)合裝置可以是平面布置結(jié)構(gòu)，其中空氣被豎直向下引導(dǎo)至纖網(wǎng)。這兩種配置形式的工作狀況相似，主要區(qū)別在于結(jié)合過(guò)程中的纖網(wǎng)形狀。熱風(fēng)熔化或軟化熔點(diǎn)較低的聚合物組份，由此形成長(zhǎng)絲之間的結(jié)合以使纖網(wǎng)穩(wěn)固完整。本文所用術(shù)語(yǔ)“皺縮”或“皺縮的”表示以下纖維，在該纖維中具有螺旋線或絞合。 絞合可以是兩維或三維的。通常，連續(xù)纖維具有三維皺縮，短切纖維具有兩維皺縮。發(fā)明具體說(shuō)明在本發(fā)明的以下具體說(shuō)明中，參照構(gòu)成說(shuō)明一部分的附圖，它們?yōu)榱苏f(shuō)明而示出了可實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施例。這些實(shí)施例被充分描述，足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明，并且應(yīng)該理解，可以采用其它的實(shí)施例并且可以做出機(jī)械、工藝和其它方面的改變，這沒(méi)有超出本發(fā)明的范圍和精神。以下的具體說(shuō)明因此不應(yīng)視為限制意味，并且本發(fā)明的范圍只由后續(xù)權(quán)利要求書(shū)連同所述權(quán)利要求書(shū)有權(quán)享受的全部等同范圍來(lái)限定。本發(fā)明提供一種非織造纖網(wǎng)，它可以被應(yīng)用于各種不同的場(chǎng)合。一種特定應(yīng)用場(chǎng)合是作為過(guò)濾介質(zhì)。本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)由部分分裂的多組份纖維形成。非織造纖網(wǎng)的多組份纖維由至少兩種組份形成，其中，該多組份纖維的至少其中一種組份的熔點(diǎn)或玻璃化溫度低于多組份纖維的其余組份。該部分分裂的多組份纖維具有縱向長(zhǎng)度，并且，沿多組份纖維縱向長(zhǎng)度的至少一個(gè)區(qū)段，該多組份纖維的至少一個(gè)組份已經(jīng)與多組份纖維的其余組份分離。另外，沿著多組份纖維縱向長(zhǎng)度的第二區(qū)段，多組份纖維的這些組份以整體纖維結(jié)構(gòu)形式保持在一起。在本發(fā)明中，非織造纖網(wǎng)具有相對(duì)低的分裂度。“低度分裂”是指，在非織造纖網(wǎng)的測(cè)試區(qū)域中，測(cè)試區(qū)中的被分裂的纖維總長(zhǎng)度在測(cè)試區(qū)內(nèi)所有纖維的總長(zhǎng)度的約0. 至約50%。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，分裂度為約0. 2%至25%，確切地說(shuō)，為約0. 5%至約15%。如果分裂度超過(guò)該范圍，則非織造纖網(wǎng)將通常具有更像阻擋層的性能，這將使非織造纖網(wǎng)不適合用于需要透氣性的應(yīng)用，例如用在過(guò)濾介質(zhì)中。如果分裂度在該以上范圍內(nèi)，則非織造纖網(wǎng)將可被用作過(guò)濾介質(zhì)。非織造纖網(wǎng)可包括僅部分分裂的纖維或者可以含有部分分裂纖維和未分裂纖維的混合物。未分裂纖維可以是多組份纖維、單組份纖維和其混合物。通常，未分裂纖維將是實(shí)質(zhì)上與部分分裂的多組份纖維相同的多組份纖維，但這些纖維沒(méi)有在水刺纏結(jié)過(guò)程中分裂，以下將對(duì)此做更詳細(xì)說(shuō)明。通常，如果有的話，未分裂纖維可以構(gòu)成該非織造過(guò)濾介質(zhì)的纖維重量的約至99%，余量為呈部分分裂纖維形式的纖維。未分裂纖維可以由用于制備上述的部分分裂纖維的相同聚合物制備。如果未分裂纖維是單組份纖維，則非織造纖網(wǎng)可以按照已知工藝制造，包括授予阿諾德的美國(guó)專利US6613704所述的工藝，該文獻(xiàn)為此被引用納入。如果未分裂纖維與變?yōu)榉至训亩嘟M份纖維相同，則未分裂纖維通常在制備被部分分裂的纖維的相同工序中來(lái)制備。部分分裂的多組份纖維可以是異型纖維或者大體為圓形的纖維。異型的多組份纖維在本領(lǐng)域中是已知的并且在許多專利中有所描述，包括授予阿諾德的美國(guó)專利 US6815383，該文獻(xiàn)為此被引用納入。多組份纖維可以是連續(xù)纖維或者可以是非連續(xù)的纖維。連續(xù)纖維纖網(wǎng)例如包括紡粘非織造纖網(wǎng)。含有部分分裂的多組份纖維的非織造纖網(wǎng)可以是任何類型的非織造纖網(wǎng)，包括紡粘非織造纖網(wǎng)，熔噴非織造纖網(wǎng)，梳理纖網(wǎng)、氣流成網(wǎng)非織造纖網(wǎng)和本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何其它非織造纖網(wǎng)。通常，對(duì)于過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)用場(chǎng)合， 非織造纖網(wǎng)是紡粘非織造纖網(wǎng)或梳理固結(jié)纖網(wǎng)。本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)可以是單層非織造纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，或者可以是多層非織造纖網(wǎng)層壓結(jié)構(gòu)中的一層。
非織造纖網(wǎng)的多組份纖維也可以被皺縮或未皺縮。皺縮纖維的非織造纖網(wǎng)通常將具有比不含皺縮纖維的非織造纖網(wǎng)更小的密度或更高的松密度。高松密度或低密度可能在過(guò)濾介質(zhì)場(chǎng)合中是有利的，其利用同樣多的材料給過(guò)濾介質(zhì)提供更大的高度或體積。如果層壓結(jié)構(gòu)的非織造纖網(wǎng)部分是多層層壓結(jié)構(gòu)，則層壓結(jié)構(gòu)的其它層也可以含有部分分裂的多組份纖維、未分裂多組份纖維、單組份纖維或其混合物。當(dāng)非織造物是層壓結(jié)構(gòu)時(shí)，則層壓結(jié)構(gòu)的附加層可以是層壓到非織造纖網(wǎng)上的附加層，附加層包含一個(gè)或多個(gè)含有紡粘非織造纖網(wǎng)、熔噴非織造纖網(wǎng)、梳理固結(jié)纖網(wǎng)、同成形非織造纖網(wǎng)和/或水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)或任何其它已知的非織造纖網(wǎng)的非織造纖網(wǎng)層。還要指出，分層的非織造層壓品的每個(gè)單獨(dú)層可以是不同類型的非織造纖網(wǎng)。例如一層可以是紡粘非織造層，另一層可以是熔噴非織造纖網(wǎng)。附加層可含有或不含部分分裂的多組份纖維。一個(gè)可采用的特定層是熔噴層，它夾在兩個(gè)紡粘層之間，這兩個(gè)紡粘層含有部分分裂的多組份纖維。或者，另一層壓品包含兩個(gè)不同的紡粘層，每一層含有部分分裂的多組份纖維。在本發(fā)明中，含有部分分裂的多組份纖維的并且是層壓結(jié)構(gòu)一部分的非織造纖網(wǎng)通常是紡粘非織造纖網(wǎng)或梳理固結(jié)纖網(wǎng)?？傮w而言，為制備本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)，非織造纖網(wǎng)的多組份纖維成形或鋪放在支承結(jié)構(gòu)上。一旦成形或鋪放在支承結(jié)構(gòu)上，則非織造纖網(wǎng)的多組份纖維至少部分結(jié)合，對(duì)此所用的方法如熱粘合可部分熔化或軟化纖維中的熔點(diǎn)或玻璃化溫度較低的組份。熔點(diǎn)或玻璃化溫度較低的多組份纖維組份的部分熔化或軟化將造成非織造纖網(wǎng)的獨(dú)立的多組份纖維熔合或結(jié)合到相鄰纖維上。在本發(fā)明中希望非織造纖網(wǎng)在結(jié)合之前或結(jié)合過(guò)程中不被壓縮。壓縮非織造纖網(wǎng)可將非織造纖網(wǎng)的透氣性到非織造纖網(wǎng)可具有很低透氣性的程度。 如果非織造纖網(wǎng)的透氣性很低，則非織造纖網(wǎng)將不適合用作過(guò)濾介質(zhì)。一種以非壓縮方式特別有效地結(jié)合非織造纖網(wǎng)的方法是上述熱風(fēng)結(jié)合。一旦成形和結(jié)合，非織造纖網(wǎng)接受水力處理操作，其常被稱為“水刺纏結(jié)”或者“水力纏結(jié)”。水刺纏結(jié)可以利用傳統(tǒng)的水刺纏結(jié)設(shè)備來(lái)完成，例如可在授予埃文斯的美國(guó)專利 US3485706中找到的設(shè)備，該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容被引用納入本文。本發(fā)明的水刺纏結(jié)可以用任何合適的工作流體例如水來(lái)完成。工作流體流過(guò)總管，總管將流體均勻分配到一系列獨(dú)立的孔或開(kāi)口。這些孔或者開(kāi)口的直徑可以為約0.003至約0.015英寸。例如，本發(fā)明可以利用由法國(guó)Montbonnot的Rieter Perfojet S. A.生產(chǎn)的總管來(lái)實(shí)施，它裝有具有一行孔的帶，每英寸30個(gè)孔且每孔直徑為0. 007英寸?？梢圆捎迷S多其它的總管配置和組合方式。例如可以采用單根總管，或者可以前后布置多個(gè)總管。水刺纏結(jié)工藝被用于部分分裂非織造纖網(wǎng)的多組份纖維。通常，多組份纖維在未在結(jié)合過(guò)程中結(jié)合的多組份纖維區(qū)段中分裂，而在結(jié)合過(guò)程中結(jié)合的多組份纖維區(qū)域中保持不分裂。可是要指出的是，多組份纖維可以在未結(jié)合的多組份纖維區(qū)段中保持不分裂并且可以在結(jié)合的多組份纖維區(qū)段中分裂。另外，水刺纏結(jié)可能導(dǎo)致非織造纖網(wǎng)的纖維變得相互纏結(jié)，由此進(jìn)一步加強(qiáng)非織造纖網(wǎng)。如果多組份非織造纖網(wǎng)是多層層壓品的一部分，則水刺纏結(jié)工藝也可以被用于保持層壓品的這些層在一起，通過(guò)使一層的纖維纏結(jié)到相鄰層的纖維中。為了更好地理解本發(fā)明的部分分裂的多組份纖維，請(qǐng)注意本說(shuō)明書(shū)的附圖。圖1 示出部分分裂的多組份纖維100的線條圖。如圖所示，多組份纖維是雙組份纖維，意味著使用兩種獨(dú)立的聚合物組份來(lái)制備纖維。多組份纖維100具有縱向長(zhǎng)度，并且沿該縱向長(zhǎng)度設(shè)有第一區(qū)段101和第二區(qū)段102。在多組份纖維100的第一區(qū)段101中，多組份纖維100 的第一組份105與第二組份106分離。在第二區(qū)段102中，多組份纖維100的第一組份105 與第二組份106保持在一起，從而兩種組份105和106保持為整體結(jié)構(gòu)。第一區(qū)段101被認(rèn)為是多組份纖維100的分裂區(qū)段，而第二區(qū)段102被認(rèn)為是多組份纖維100的未分裂區(qū)段。如果有多于兩種的組份，則多組份纖維中的至少一種組份必須在纖維的至少一個(gè)區(qū)段中與多組份纖維的其余組份分裂開(kāi)，以便該纖維被認(rèn)定為部分分裂?，F(xiàn)在關(guān)注圖2，其示出了表示非織造纖網(wǎng)110的同時(shí)具有部分分裂的多組份纖維 100S和未分裂的多組份纖維100U的一部分的線條圖。另外，該多組份纖維如圖所示具有在非織造纖網(wǎng)110的多組份纖維100S和100U之間的結(jié)合部111。如圖所示，多組份纖維100S 和/或100U之間的結(jié)合部111位于未分裂的多組份纖維區(qū)段中，在這里，第一組份105和第二組份106是單一纖維結(jié)構(gòu)的組成部分。為了獲得多組份纖維之間的結(jié)合，多組份纖維中的一種組份具有比多組份纖維的其它組份低的熔點(diǎn)或玻璃化溫度。在圖2所示的雙組份纖維情況下，雙組份纖維的第一組份105或者第二組份106具有比另一組份低的熔點(diǎn)或玻璃化溫度。在本發(fā)明的實(shí)施中，多組份纖維中的哪種組份具有較低的熔點(diǎn)或玻璃化溫度并不重要，但為了便于描述本發(fā)明，多組份纖維的第一組份將被主觀指定為具有較低的熔點(diǎn)或玻璃化溫度。本發(fā)明的多組份纖維可以由已知用于制造纖維的多種熱塑性聚合物制備。這些熱塑性聚合物的例子包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、乙烯聚合物、含氟聚合物、聚苯乙烯、熱塑性彈性體材料、聚乳酸、聚羥基烷酸酯及其混合物。合適的聚烯烴的例子包括聚乙烯，例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯；聚丙烯例如等規(guī)立構(gòu)聚丙烯、間同立構(gòu)聚丙烯和等規(guī)立構(gòu)聚丙烯和無(wú)規(guī)立構(gòu)聚丙烯的共混物；聚丁烯，例如聚(1-丁烯)和聚(2-丁烯)；聚戊烯，例如聚(1-戊烯)、聚 (2-戊烯)、聚(3-甲基-1-戊烯)和聚甲基-1戊烯)；其共聚物，例如乙烯-丙烯共聚物；及其共混物。合適的共聚物包括無(wú)規(guī)嵌段共聚物，其由至少兩種不同的不飽和烯烴單體構(gòu)成，例如乙烯/丙烯和乙烯/ 丁烯共聚物。也可以使用利用單中心催化劑(有時(shí)被稱為金屬茂催化劑)的聚烯烴。許多聚烯烴可被用于纖維制造，例如聚乙烯，像Dow Chemical的ASPUN76811A的線性低密度聚乙烯， 2553LLDPE和25355以及12350高密度聚乙烯是合適的聚合物。聚乙烯分別具有沈、40、25 和12的熔融流速。形成聚丙烯的纖維包括Exxon Chemical公司的3155聚丙烯和Montell Chemical公司的PF-304。許多其它的聚烯烴可以在市面上獲得。合適的聚酯包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚對(duì)苯二甲酸四亞甲基酯、聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己二亞甲酯及其間苯二甲酸酯共聚物及其共混物。也可使用可生物降解的聚酯如聚乳酸及其共聚物和共混物。合適的聚酰胺包括尼龍6、尼龍6/6、尼龍4/6、尼龍11、尼龍12、尼龍6/10、尼龍6/12、尼龍12/12、己內(nèi)酰胺和氧化烯二胺共聚物等及其共混物和共聚物。乙烯基聚合物的例子是聚氯乙烯和聚乙烯醇。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，非常合適的多組份纖維是雙組份纖維。這些雙組份纖維可以由上述眾多熱塑性聚合物中的任何兩種制備。在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，多組份纖維的兩種組份是聚烯烴-聚烯烴，例如聚乙烯-聚丙烯和聚乙烯-聚丁烯。在這些配對(duì)中，更特別優(yōu)選的是聚烯烴-聚烯烴配對(duì)，例如線性低密度聚乙烯-等規(guī)立構(gòu)聚丙烯、高密度聚乙烯-等規(guī)立構(gòu)聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物-等規(guī)立構(gòu)聚丙烯。通常，如果多組份纖維的這些組份在一定程度上彼此不相容，則多組份纖維的分裂將更容易出現(xiàn)。這種不相容可能有助于纖維的獨(dú)立組份在遇到以下描述的水刺纏結(jié)工藝的射流時(shí)相互分離。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該如此選擇多組份纖維的組份，其中一種組份與其它組份不相容。不相容的兩種組份的一個(gè)良好例子是聚乙烯和聚丙烯。另外，聚乙烯的熔點(diǎn)一般比聚丙烯低，這導(dǎo)致多組份纖維的聚乙烯組份形成多組份纖維之間的結(jié)合。該非織造過(guò)濾介質(zhì)的多組份纖維可以是基本連續(xù)的纖維、短切纖維或其混合物。 含基本連續(xù)纖維的非織造纖網(wǎng)的例子包括通過(guò)紡粘工藝、熔噴工藝或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的生產(chǎn)基本連續(xù)的纖維的任何其它工藝制造。如果使用短切纖維，則可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于形成短切纖維非織造纖網(wǎng)的方法，包括氣流成網(wǎng)法、梳理法等。構(gòu)成非織造纖網(wǎng)的多組份纖維可以是皺縮的、未皺縮的或者皺縮纖維和未皺縮纖維的混合物。通常，可分裂的多組份纖維一般在多組份纖維100的外表面103上具有多于一種的組份。如能在圖2中看到，表現(xiàn)為雙組份纖維的多組份纖維100的每種組份105和106構(gòu)成雙組份纖維100的外表面103的一部分。通過(guò)在多組份纖維100的外表面103具有其中一種或多種組份，這些纖維組份將在外界能力被施加于纖維時(shí)更容易相互分離。多組份纖維的每種組份所占的外表面面積的百分比對(duì)本發(fā)明不重要，但總體上說(shuō)，為了使組份分裂， 最小表面面積應(yīng)該為多組份纖維外表面的總表面面積的約1%。這種多組份纖維組份的配置形式在本領(lǐng)域中被稱為并列配置。常用于多組份纖維的其它構(gòu)造例如一種組份完全包圍多組份纖維的其它組份的皮芯結(jié)構(gòu)也是可行的。皮芯結(jié)構(gòu)可以或可不導(dǎo)致能被有效分裂的多組份纖維。 多組份纖維具有從約20重量％至約80重量％、優(yōu)選從約40重量％至約60重量％ 的低熔點(diǎn)聚合物和從約80重量％至約20重量％、優(yōu)選從約60重量％至約40重量％的高熔點(diǎn)聚合物。在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，非織造纖網(wǎng)是利用紡粘工藝制備的。一旦制備出非織造纖網(wǎng)，非織造纖網(wǎng)利用非壓縮方式被結(jié)合，隨后接受水刺纏結(jié)處理。為更好地理解制備本發(fā)明非織造纖網(wǎng)的工藝，請(qǐng)參照?qǐng)D3。如圖3所示，示出了多組份紡粘纖維的生產(chǎn)線10。 生產(chǎn)線10如圖所示專門(mén)安排用來(lái)生產(chǎn)雙組份連續(xù)纖維，但應(yīng)該理解，本發(fā)明包含用具有多于兩種組份的多組份纖維制造的非織造纖網(wǎng)。例如，本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)可以利用具有三種、四種或更多組份的纖維制造。該纖維可以具有并列結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)線10包括一對(duì)擠出機(jī)12和13，分別用于擠出聚合物組份A和聚合物組份B。 為了說(shuō)明的目的，假定聚合物組份A具有比聚合物組份B更高的熔點(diǎn)或玻璃化溫度。聚合物組份A從第一料斗14被送入相應(yīng)的擠出機(jī)12，聚合物組份B從第二料斗15被送入相應(yīng)的擠出機(jī)13。聚合物組份A和B從擠出機(jī)12、13通過(guò)各自的聚合物管道16、17被送往噴絲頭18。用于擠出雙組份纖維的噴絲頭對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟知的，因而在此沒(méi)有詳細(xì)描述。總體而言，噴絲頭18包括殼體，殼體中裝有噴絲組件，其包括相互重疊的多個(gè)板，具有布置成能產(chǎn)生用于引導(dǎo)聚合物組份A和B單獨(dú)經(jīng)過(guò)噴絲頭的流路的孔圖案。噴絲頭18 具有排成一行或多行的多個(gè)孔。當(dāng)聚合物通過(guò)噴絲頭被擠出時(shí)，噴絲頭孔形成向下延伸的纖維簾幕。為了說(shuō)明本發(fā)明，噴絲頭18可布置為能形成并列的雙組份纖維。生產(chǎn)線10也包括位于來(lái)自噴絲頭18的纖維簾幕的附近的驟冷鼓風(fēng)機(jī)20。來(lái)自驟冷鼓風(fēng)機(jī)20的風(fēng)冷卻從噴絲頭18噴出的纖維。驟冷風(fēng)可以如圖3所示從纖維簾幕一側(cè)吹來(lái)，或者從纖維簾幕兩側(cè)吹來(lái)。纖維牽拉單元(FDU)或吸氣裝置22位于噴絲頭18下面并接收驟冷后的纖維。 用于熔紡聚合物的纖維牽拉單元或者吸氣裝置如上所述是眾所周知的。適合用于本發(fā)明工藝的纖維牽拉單元包括美國(guó)專利US38(^817所示類型的直線纖維吸氣裝置和美國(guó)專利 US3692618和US3423266所述類型的排放槍，這些文獻(xiàn)的全文被引用納入本文?？傮w而言， 纖維牽拉單元22包括細(xì)長(zhǎng)的豎向通道，纖維通過(guò)來(lái)自通道兩側(cè)且向下流過(guò)該通道的吸氣被牽拉經(jīng)過(guò)該通道。鼓風(fēng)機(jī)M給纖維牽拉單元22供應(yīng)吸氣。吸氣拉動(dòng)纖維牽拉單元上方的纖維和空氣經(jīng)過(guò)纖維牽拉單元。在成形后皺縮纖維的成形中的吸氣未被加熱，而是處于室溫或在室溫左右。環(huán)境溫度可取決于圖3工藝所用設(shè)備的周圍情況而變。通常，周圍空氣處于約65° F(18.3°C )至約85° W29. 4°C )的范圍內(nèi)?？墒牵摐囟瓤梢月愿哂诨虻陀谠摲秶?，這取決于纖維牽拉單元周圍空氣的狀況?；蛘撸娘L(fēng)機(jī)M可給被加熱的纖維牽拉單元22供應(yīng)吸氣。根據(jù)用來(lái)制造多組份纖維的聚合物，給纖維牽拉單元22供應(yīng)熱風(fēng)可導(dǎo)致纖維在纖維牽拉單元中皺縮。利用被加熱的纖維牽拉單元22在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并詳細(xì)記載在授予派克等人的美國(guó)專利 US5382400中，該文獻(xiàn)被引用納入本文。連續(xù)的成形表面沈位于纖維牽拉單元22下方并從纖維牽拉單元的出口孔23接收連續(xù)纖維。成形表面沈是帶并且圍繞多個(gè)導(dǎo)輥觀移動(dòng)。位于沉積纖維的成形表面沈下方的真空裝置30將纖維拉向成形表面。雖然成形表面沈如圖3所示為皮帶，應(yīng)該理解的是，該成形表面也可以呈其它形式例如滾筒狀。非織造纖網(wǎng)的纖維隨后在熱風(fēng)刀(HAK)或熱風(fēng)擴(kuò)散器34下方經(jīng)過(guò)時(shí)被可選地接受熱處理。通常，優(yōu)選非織造纖網(wǎng)纖維被熱處理。傳統(tǒng)的熱風(fēng)刀包括帶有狹縫的芯桿， 它吹送一股熱氣流到非織造纖網(wǎng)表面。這樣的熱風(fēng)刀例如由授予阿諾德等人的美國(guó)專利 US5707468教導(dǎo)。熱風(fēng)擴(kuò)散器是HAK的替代方式，其按照相似的方式工作，但在更大的表面面積上有較低風(fēng)速，因此采用相應(yīng)低的空氣溫度。根據(jù)熱風(fēng)擴(kuò)散器或熱風(fēng)刀的狀況(溫度和空氣流速)，纖維可以在移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一加熱區(qū)時(shí)獲得外皮熔化或者輕度結(jié)合。這種結(jié)合通常僅足以在進(jìn)一步處理過(guò)程中保持纖維就位，但輕微到在纖維需要人工操縱時(shí)無(wú)法把纖維保持在一起。這樣的結(jié)合可以是偶然的或完全沒(méi)有的，如果需要的話。熱處理也用于活化可能存在于纖維中的潛在皺縮。如圖所示，由纖維50構(gòu)成的未粘合的非織造纖網(wǎng)接著移出熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器 34的第一加熱區(qū)，移動(dòng)到第二絲網(wǎng)37，在這里，纖維繼續(xù)變冷并且絲網(wǎng)下方負(fù)壓30是斷續(xù)的，以便不中斷皺縮。應(yīng)該注意，第二絲網(wǎng)37可以是成形表面沈的延續(xù)部分，或是單獨(dú)的絲網(wǎng)。皺縮是多種纖維組份的不同冷卻造成的。當(dāng)纖維冷卻時(shí)，纖維可能傾向于在ζ方向上皺縮，或者離開(kāi)纖網(wǎng)平面，并且形成比較膨松的非織造纖網(wǎng)。如果沒(méi)有熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器，并且纖維牽拉單元被加熱，則在纖維冷卻時(shí)，纖維可能皺縮。皺縮取決于多個(gè)因素，尤其
10包括用于制造纖維的聚合物材料以及在所形成的纖維中的聚合物組份的取向。生產(chǎn)線10進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)合裝置，例如熱風(fēng)結(jié)合裝置36。熱風(fēng)結(jié)合裝置對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的并且在此未詳加描述?？傮w而言，熱風(fēng)結(jié)合裝置36包括接收纖網(wǎng)的穿孔輥38和圍繞穿孔輥的罩蓋40。傳送帶37將未結(jié)合的非織造纖網(wǎng)50從成形表面?zhèn)魉椭翢犸L(fēng)結(jié)合裝置。但應(yīng)該理解，其它的熱風(fēng)結(jié)合裝置也適合用于實(shí)施本發(fā)明。例如，當(dāng)成形表面是帶時(shí)，可以使該成形表面直接經(jīng)過(guò)該熱風(fēng)結(jié)合裝置?；蛘撸?dāng)成形表面是滾筒時(shí)，熱風(fēng)結(jié)合裝置可以被整合到同一滾筒中，從而纖網(wǎng)在同一滾筒上成形和結(jié)合?？梢圆捎闷渌Y(jié)合裝置像例如烘箱結(jié)合或紅外結(jié)合工藝，其在不施加明顯壓力的情況下實(shí)現(xiàn)相互纖維結(jié)合，代替熱風(fēng)結(jié)合裝置。如圖3所示，結(jié)合的非織造纖網(wǎng)41隨后被液力纏結(jié)，當(dāng)水被用作高壓流體時(shí)，也稱為水刺纏結(jié)。通常，在被結(jié)合的非織造纖網(wǎng)41支承在開(kāi)孔支承體56上的情況下完成水刺纏結(jié)。來(lái)自噴流裝置58的液流沖擊結(jié)合非織造纖網(wǎng)41。人們將認(rèn)識(shí)到，該工藝可容易改變以便在一條連續(xù)線上處理結(jié)合基材纖網(wǎng)41的每一側(cè)。在結(jié)合基材41已經(jīng)被水刺纏結(jié)后， 它可以通過(guò)烘筒60被干燥并且被纏繞在卷繞機(jī)62上?；蛘撸Y(jié)合的非織造纖網(wǎng)41可被纏繞到卷繞輥上，從而結(jié)合的非織造纖網(wǎng)可在水刺纏結(jié)之前被存儲(chǔ)或被輸送至位于另一個(gè)地點(diǎn)的水刺纏結(jié)工藝。在獨(dú)立于水刺纏結(jié)工藝的生產(chǎn)線上生產(chǎn)結(jié)合的非織造纖網(wǎng)可能是有利的，因?yàn)樗汤p結(jié)工藝通常以比結(jié)合非織造纖網(wǎng)成形工藝更慢的線速度工作。為了更好地理解工藝，描述了利用聚乙烯和聚丙烯作為聚合物組份的工藝。為了使生產(chǎn)線10投入工作，料斗14和15被填充相應(yīng)的聚合物組份A和B。聚合物組份A和B 被熔化并由相應(yīng)的擠出機(jī)12和13通過(guò)聚合物管道16、17和噴絲頭18被擠出。雖然熔融聚合物溫度根據(jù)所用聚合物而變，但當(dāng)聚丙烯和聚乙烯被分別用作組份A和組份B時(shí)，優(yōu)選的聚合物溫度為約370° F(187°C )至約530° F(276°C )，優(yōu)選為400° F(204°C )至約 450° F (232 0C ) 當(dāng)擠出的纖維在噴絲頭18下方伸展時(shí)，來(lái)自驟冷鼓風(fēng)機(jī)20的空氣流至少部分驟冷該纖維，以在纖維中產(chǎn)生潛在皺縮。驟冷空氣優(yōu)選沿基本垂直于纖維長(zhǎng)度的方向在約 45° F(7°C )至約90° F(32°C )的溫度和約100至約400英尺/分鐘(約30. 5至約122 米/分鐘)的速度流動(dòng)。纖維必須在收集于成形表面26之前被充分驟冷，從而纖維可通過(guò)被強(qiáng)制經(jīng)過(guò)纖維和成形表面的空氣來(lái)排布。纖維驟冷將減小纖維粘性，從而纖維不會(huì)在結(jié)合前粘連太緊密并能在纖維被收集于成形表面上且形成纖網(wǎng)的過(guò)程中在成形表面上被移動(dòng)或排布。在驟冷后，纖維通過(guò)來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)M且流過(guò)纖維牽拉單元的環(huán)境氣流被牽拉到纖維牽拉單元22的豎向通道中?？蛇x的是，來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)可以是熱的。纖維牽拉單元優(yōu)選位于噴絲頭18底面下方30至60英寸(0. 76至1. 5米)處。這些纖維經(jīng)纖維牽拉單元22 的出口孔23沉積到移動(dòng)的成形表面沈上，并且因?yàn)槔w維接觸成形表面，所以負(fù)壓20將纖維牽拉向成形表面以形成由連續(xù)纖維構(gòu)成的未粘合非織造纖網(wǎng)。如上所述，因?yàn)槔w維被驟冷，所以纖維不太粘，當(dāng)纖維正被集中在成形表面上且被制成纖網(wǎng)時(shí)，負(fù)壓可在成形表面上移動(dòng)或整理纖維。如果纖維太粘，則纖維相互粘連并且無(wú)法在纖網(wǎng)成形過(guò)程中在表面上被整理。在纖維被集中在成形表面沈上之后，纖維可選地利用熱風(fēng)刀或者熱風(fēng)擴(kuò)散器34 被熱處理。熱處理起到以下兩種作用之一。其一，熱處理用于活化潛在皺縮。其二，熱處理可作為用于非織造纖網(wǎng)的初步結(jié)合，從而纖網(wǎng)可以通過(guò)成形設(shè)備被無(wú)損機(jī)械處理。當(dāng)紡粘纖維被皺縮時(shí)，本發(fā)明的織物在特性上具有相對(duì)高的膨松度并且相對(duì)的彈性。纖維的皺縮產(chǎn)生開(kāi)放纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其具有相當(dāng)多的孔隙部分位于纖維之間，并且纖維在纖維接觸點(diǎn)處結(jié)合?；罨蠖鄶?shù)雙組份纖維的潛在皺縮所需要的溫度為約110° F(43.3°C) 至處于或約為聚合物組份B的熔點(diǎn)或玻璃化溫度的最高溫度。來(lái)自熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器的空氣溫度可以改變，以獲得不同程度的皺縮。通常，較高的空氣溫度產(chǎn)生更多的皺縮?？刂评w維皺縮程度的能力是特別有利的，因?yàn)樗试S人們通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)熱處理溫度來(lái)改變所產(chǎn)生的密度、孔徑分布和織物懸垂性。當(dāng)希望或需要初步結(jié)合時(shí)，使用熱風(fēng)刀34或者熱風(fēng)擴(kuò)散器并且引導(dǎo)具有高于多組份纖維的最低熔點(diǎn)組份的熔點(diǎn)的溫度的氣流經(jīng)過(guò)纖網(wǎng)和成形表面26，當(dāng)采用皮芯結(jié)構(gòu)時(shí)，該最低熔點(diǎn)組份是皮組份。熱風(fēng)優(yōu)選沿纖網(wǎng)整個(gè)寬度接觸纖網(wǎng)。熱風(fēng)熔化或軟化熔點(diǎn)或溫度較低的組份，由此在雙組份纖維之間形成結(jié)合以使纖網(wǎng)成為一體。例如當(dāng)聚丙烯和聚乙烯被用作聚合物組份時(shí)，聚乙烯應(yīng)該是皮組份，如果纖維位于皮芯多組份纖維中，來(lái)自熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器的空氣優(yōu)選在纖網(wǎng)表面具有從約230° F(110°C)至約500° F(260°C ) 的溫度并在纖網(wǎng)表面具有約1000英尺/分鐘至約5000英尺/分鐘(約305米/分鐘至約15M米/分鐘)的速度?？墒且⒁獾氖?，來(lái)自熱風(fēng)刀34的空氣的溫度和速度根據(jù)許多因素例如制造纖維的聚合物、纖網(wǎng)厚度、氣流所接觸的纖網(wǎng)表面面積和成形表面的線速度而變化。要注意，如果來(lái)自熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器的空氣溫度很灼熱，則不會(huì)發(fā)生纖維皺縮。此外，該纖維可以通過(guò)除熱風(fēng)之外的方法例如使纖維接受電磁能如微波或紅外輻射來(lái)加熱。在由作為雙組份纖維組份的聚乙烯和聚丙烯制備高膨松材料時(shí)，熱風(fēng)刀在約 200° F(93°C )至約310° F(154°C )的水溫和約0. 01英寸至約1. 5英寸(0. 25毫米-38. 1 毫米)的水壓下工作。另外，用于高膨松層的HAK大致設(shè)置在絲網(wǎng)上方約3英寸至約8英寸(76. 2毫米-203毫米)。纖維熱處理后，隨后使由纖維構(gòu)成的非織造纖網(wǎng)從熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器34的熱處理區(qū)移動(dòng)到第二絲網(wǎng)37，纖維在此繼續(xù)冷卻并且絲網(wǎng)下方負(fù)壓30被斷開(kāi)?；蛘?，非織造纖網(wǎng)留在成形表面沈上并在成形表面下方抽真空。當(dāng)纖維變冷并脫離真空時(shí)，纖維將在ζ 方向皺縮或離開(kāi)纖網(wǎng)平面，由此形成高膨松低密度非織造纖網(wǎng)50，如果潛在皺縮位于纖維中且潛在皺縮被活化。在可選地被熱處理后，非織造纖網(wǎng)50利用輸送帶37從成形表面沈被轉(zhuǎn)送至熱風(fēng)結(jié)合裝置36，以便完成更徹底的結(jié)合，這將使通過(guò)纖維皺縮獲得的期望的膨松度和密度得到更徹底固定或定形。在熱風(fēng)結(jié)合裝置36中，溫度高于低熔點(diǎn)或玻璃化溫度組份的熔點(diǎn)或軟化溫度的空氣從罩40被引導(dǎo)透過(guò)纖網(wǎng)，進(jìn)入穿孔的輥38。如與利用熱風(fēng)刀34—樣，熱風(fēng)在熱風(fēng)結(jié)合裝置36中熔化或軟化低熔點(diǎn)或玻璃化溫度組份，由此形成雙組份纖維之間的結(jié)合以使纖網(wǎng)穩(wěn)固完整。當(dāng)聚丙烯和聚乙烯被分別用作聚合物組份A和B時(shí)，流經(jīng)熱風(fēng)結(jié)合裝置的空氣優(yōu)選具有從約230° F(110oC )至約觀0° F(138°C )的溫度和約100英尺/ 分鐘至約500英尺/分鐘(約30. 5米/分鐘至約152. 4米/分鐘)的速度。纖網(wǎng)在熱風(fēng)結(jié)合裝置36中的停留時(shí)間優(yōu)選小于約6秒。但應(yīng)該理解的是，熱風(fēng)結(jié)合裝置36的參數(shù)也取決于許多因素例如所用的聚合物種類和纖網(wǎng)厚度。在熱風(fēng)結(jié)合裝置36中結(jié)合之后的非織造纖網(wǎng)被如此結(jié)合，即，纖維在非織造纖網(wǎng)中的位置在一定程度上被定下來(lái)，導(dǎo)致“定形纖網(wǎng)” 41。作為組合利用熱風(fēng)刀或熱風(fēng)擴(kuò)散器與熱風(fēng)結(jié)合裝置的加熱區(qū)的替代，熱風(fēng)結(jié)合 (TAB)裝置40可以被分區(qū)，以提供第一加熱區(qū)來(lái)代替熱風(fēng)刀或者熱風(fēng)擴(kuò)散器34，后面是冷卻區(qū)，冷卻區(qū)后面又是足以定形該纖網(wǎng)的第二加熱區(qū)。定形纖網(wǎng)41隨后可以被收集在卷繞輥(未示出)等上以便隨后使用。在此替代配置結(jié)構(gòu)中，當(dāng)纖網(wǎng)經(jīng)過(guò)將聚合物溫度降低到其結(jié)晶溫度的冷卻區(qū)時(shí)，較低熔點(diǎn)聚合物再結(jié)晶。在由聚乙烯和聚丙烯構(gòu)成的雙組份纖維的情況下，因?yàn)榫垡蚁┦前刖B(tài)物質(zhì)，所以聚乙烯鏈在冷卻時(shí)再結(jié)晶，造成聚乙烯收縮。收縮引發(fā)作用于并列纖維一側(cè)的力，其可能允許纖維皺縮或卷曲，如果沒(méi)有其它限制纖維在任何方向自由移動(dòng)的主要力。如上所述，非織造纖網(wǎng)在結(jié)合后可以被纏繞在輥上，以便例如隨后或在其它地點(diǎn)進(jìn)行處理。如圖3所示，非織造纖網(wǎng)利用水刺纏結(jié)工藝被進(jìn)一步在線處理。本發(fā)明的水刺纏結(jié)可以利用合適的工作流體例如水來(lái)執(zhí)行。工作流體流過(guò)均勻分配流體給一組單獨(dú)的孔或開(kāi)孔的歧管。這些孔或開(kāi)孔可具有例如從約0. 003英寸至約0. 015的直徑并可以布置成一行或多行，每行中有任何數(shù)量的孔例如40-100個(gè)/英寸?？刹捎迷S多其它歧管配置結(jié)構(gòu)， 例如可以采用單個(gè)歧管，或者多個(gè)連續(xù)布置的歧管。結(jié)合的多組份非織造纖網(wǎng)可以支承在帶孔的支座上，同時(shí)用來(lái)自射流裝置的多股液流被處理。支座可以是網(wǎng)屏或成形絲網(wǎng)。支座也可以具有圖案，從而形成具有這種圖案的非織造材料?？傮w而言，在本發(fā)明中如此完成水刺纏結(jié)工藝，在約200磅/平方英寸至約3000 磅/平方英寸(PSig)壓力下使工作流體經(jīng)過(guò)這些開(kāi)孔。工作流體的實(shí)際壓力將取決于許多因素，包括非織造纖網(wǎng)經(jīng)過(guò)該工藝過(guò)程的線速度、期望纏結(jié)程度、期望分裂度和其它因素。 概括地說(shuō)，非織造纖網(wǎng)穿過(guò)速度越高，水刺纏結(jié)工藝需要更高的流體壓力來(lái)獲得期望的分裂程度或纏結(jié)程度。不是僅是水壓自身造成纖維的分裂和纏結(jié)，而是施加給非織造纖網(wǎng)的沖擊力和能量。能量(E)和沖擊力(I)可以利用以下公式計(jì)算E = O. 125(YPG/sb)I = PA其中，Y是每線性英寸的孔數(shù)量；P是歧管內(nèi)的液體壓力，單位為p.si.g. ；G是體積流量，單位是立方英尺/分鐘/孔；s是纖網(wǎng)在液流下的經(jīng)過(guò)速度，單位是英尺/分鐘；b 是所生產(chǎn)的織物的重量，單位是osy (盎司/平方碼)；A是射流橫截面面積，單位是平方英寸。能量沖擊乘積為EX I，單位為HP-hr-磅力/磅物質(zhì)(馬力-小時(shí)-磅力/磅物質(zhì))。期望的是，產(chǎn)生本發(fā)明的水刺纏結(jié)纖網(wǎng)將牽涉到使用約200psi至3000psi、更期望的是約400psi至1500psi的水壓。一般，將選擇在非織造纖網(wǎng)中獲得期望的分裂度的最低流體壓力，因?yàn)檩^低壓力利用較少能量并降低了纏結(jié)液體的循環(huán)使用成本。另外，水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)可以接受附加的水刺纏結(jié)步驟，以增大單獨(dú)纖維組份的分裂度。在水刺纏結(jié)工藝中，非織造纖網(wǎng)由成形表面支承，流體沖擊成形表面上的非織造纖網(wǎng)。一般，成形表面可以是單個(gè)平面絲網(wǎng)，它的網(wǎng)眼尺寸為約40X40至約100X 100或者任何介于兩者間的網(wǎng)眼尺寸。成形表面也可以是多層絲網(wǎng)，其網(wǎng)眼尺寸為約50X50至約 200X200或者任何介于兩者間的網(wǎng)眼尺寸。如同在許多水射流處理工藝中那樣，可以在纏結(jié)歧管下游將一個(gè)負(fù)壓槽直接安置在歧管下方或者成形表面下方，從而多余的水從所形成的水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)中被吸走。在射流處理后，非織造纖網(wǎng)41可以被送往非壓縮干燥處理。合適的非壓縮干燥工藝包括例如熱風(fēng)干燥裝置(未示出)和/或烘筒并被傳繞到卷繞裝置上。纖網(wǎng)的非壓縮干燥可以利用所示出的傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒熱風(fēng)干燥設(shè)備來(lái)完成，它具有與熱風(fēng)結(jié)合裝置36相似的配置結(jié)構(gòu)。如同利用熱風(fēng)干燥裝置一樣，熱風(fēng)干燥裝置可以是穿孔的轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒連同用于接收穿過(guò)透孔吹來(lái)的熱風(fēng)的外罩。熱風(fēng)干燥皮帶在外轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒的上部載有復(fù)合材料。被迫透過(guò)熱風(fēng)干燥裝置的外轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒上的穿孔的熱風(fēng)除去所產(chǎn)生的非織造纖網(wǎng)中的水。通過(guò)熱風(fēng)干燥裝置42被迫流經(jīng)非織造纖網(wǎng)的空氣的溫度可以為約200° F至約500° F。所用的實(shí)際溫度取決于用于制備非織造纖網(wǎng)的材料和非織造纖網(wǎng)所含留的水量。如圖3所示， 小的烘筒60可以用于不同的溫度工作以實(shí)現(xiàn)水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)的烘干。其它有用的熱風(fēng)干燥方法和設(shè)備可以在例如美國(guó)專利US2666369和US3821068中找到，其內(nèi)容被引用納入本文。水刺纏結(jié)工藝被用于造成非織造纖網(wǎng)的多組份纖維變成部分分裂。還據(jù)信，水刺纏結(jié)工藝將對(duì)水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)施以電荷，使其尤其可用作過(guò)濾材料。被賦予非織造纖網(wǎng)的電荷被稱為“液力充電”。美國(guó)專利USM96507具體描述了液力充電。液力充電增強(qiáng)了非織造纖網(wǎng)靜電吸引顆粒并吸附顆粒于非織造纖網(wǎng)纖維上的能力。除了液力充電外，非織造纖網(wǎng)可以被進(jìn)一步駐極體充電。適用于本發(fā)明的駐極體充電或處理工藝是本領(lǐng)域已知的。這些方法包括熱處理方法、等離子體接觸方法、電子束和電暈放電法。例如授予Wadsworth等人的美國(guó)專利US4375718、授予Tsai等人的美國(guó)專利 US5401446和授予Knight等人的美國(guó)專利US6365088B1披露了非織造纖網(wǎng)的駐極體充電工藝，每篇文獻(xiàn)被引用納入本文。非織造纖網(wǎng)的每一側(cè)可以方便地被駐極體充電，做法是，先后使纖網(wǎng)經(jīng)過(guò)一組電場(chǎng)，從而相鄰的電場(chǎng)具有彼此基本相反的極性。例如纖網(wǎng)的一側(cè)首先遇到正電荷，而另一側(cè)遇到負(fù)電荷，隨后，纖網(wǎng)第一側(cè)遇到負(fù)電荷，纖網(wǎng)另一側(cè)遇到正電荷，在纖網(wǎng)中產(chǎn)生永久的靜電電荷。圖4示出適用于駐極體充電非織造纖網(wǎng)的設(shè)備。駐極體充電設(shè)備140接收具有第一側(cè)152和第二側(cè)154的非織造纖網(wǎng)142。纖網(wǎng)142在第二側(cè)巧4接觸導(dǎo)輥156的情況下移入設(shè)備140中。于是，纖網(wǎng)142的第一側(cè)152接觸到第一充電鼓158，第一充電鼓隨纖網(wǎng)142轉(zhuǎn)動(dòng)并使纖網(wǎng)142來(lái)到在具有負(fù)電位的第一充電鼓158和具有正電位的第一充電電極160之間的位置。當(dāng)纖網(wǎng)142在充電電極160和充電鼓158之間經(jīng)過(guò)時(shí)，在纖網(wǎng)142中分布靜電電荷。相對(duì)正電荷分布在第一側(cè)152，相對(duì)負(fù)電荷分布在第二側(cè)154中。隨后，使纖網(wǎng)142在帶負(fù)電的第二鼓162和帶正電的第二電極164之間經(jīng)過(guò)，使原先施加在纖網(wǎng)中的靜電電荷極性反轉(zhuǎn)，并且在纖網(wǎng)中永久施加新生靜電電荷。隨后，使駐極體充電纖網(wǎng)165 移動(dòng)到另一個(gè)導(dǎo)輥166上并且從駐極體充電裝置140被取出。要注意的是，為了描述的目的，充電鼓如圖所示具有負(fù)電位，充電電極如圖所示具有正電位?？墒?，鼓和電極的極性可以顛倒過(guò)來(lái)，負(fù)電位可以用接地代替。根據(jù)本發(fā)明，可用于駐極體成形過(guò)程的充電電位可以隨駐極體處理的場(chǎng)形狀來(lái)變化。例如，當(dāng)鼓和電極之間間隙為約1. 2cm至約5cm時(shí)，用于上述的駐極體充電過(guò)程的電場(chǎng)可以在約lKVDC/cm和約30KVDC/cm之間、優(yōu)選在約4KVDC/cm 和約20KVDC/cm之間、更優(yōu)選在約7kVDC/cm和約12kVDC/cm之間有效工作。上述合適的駐極體充電過(guò)程在上述的美國(guó)專利US5401446中被進(jìn)一步披露，該文獻(xiàn)的全文被引用納入本文。駐極體充電穩(wěn)定性可通過(guò)將極性端基移植到多組份纖維聚合物來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)。另外，鈦酸鋇和其它極性材料可與聚合物混合以加強(qiáng)駐極體處理。合適的共混物在被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的、被授予Turkevich等人的美國(guó)專利US6162535中以及授予Myers等人的美國(guó)專利US6573205B1中有描述，它們被引用納入本文。其它的駐極體處理方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，因此在授予Wadsworth的美國(guó)專利US4375718、授予Nakao的美國(guó)專利US45^815、授予Ando的美國(guó)專利US6365088和 US4874659中有描述，每篇文獻(xiàn)的全文被引用納入本文。本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)非常適合用作過(guò)濾介質(zhì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與只由未經(jīng)部分分裂或水刺纏結(jié)的多組份纖維制成的過(guò)濾材料相比，含有部分分裂的多組份纖維的水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)在過(guò)濾效率方面有改善，而過(guò)濾材料前后的壓力降沒(méi)有顯著增大。當(dāng)被用作過(guò)濾材料時(shí)，非織造纖網(wǎng)或者本文所述的層壓品可以被安放到過(guò)濾材料框中，其被制成過(guò)濾材料袋或被制成過(guò)濾器領(lǐng)域一般采用的任何形狀或尺寸。另外，非織造纖網(wǎng)或?qū)訅浩房梢栽诒挥米鬟^(guò)濾介質(zhì)之前被打褶。測(cè)試程序空氣過(guò)濾效率測(cè)量利用TSI公司(圣保羅，明尼蘇達(dá))8130型自動(dòng)化過(guò)濾器測(cè)試儀(AFT)評(píng)估下述基材的空氣過(guò)濾效率。8130型AFT測(cè)試空氣過(guò)濾介質(zhì)的顆粒過(guò)濾特性。 AFT利用壓縮空氣噴霧器來(lái)產(chǎn)生氯化鈉顆粒的亞微米氣溶膠，其用作用于測(cè)量過(guò)濾器性能的氣溶膠。該測(cè)試所采用的顆粒特性尺寸是0. 1微米計(jì)數(shù)平均直徑。典型的空氣流速為80 升/分鐘至85升/分鐘。對(duì)約IOOcm2的樣品區(qū)進(jìn)行AFT測(cè)試。過(guò)濾介質(zhì)的性能或效率以透過(guò)過(guò)濾材料的氯化鈉顆粒百分比表示。滲透被定義為顆粒透過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。所透過(guò)的顆粒在過(guò)濾材料下游被檢測(cè)。利用光散射來(lái)檢測(cè)和計(jì)數(shù)在過(guò)濾材料上游和下游的氯化鈉顆粒。 8130型自動(dòng)過(guò)濾材料測(cè)試儀(AFT)顯示出在下游的顆粒百分比。百分比效率(ε )可以由滲透百分比根據(jù)以下公式來(lái)計(jì)算ε = 100%-下游顆粒百分比。關(guān)于TSI 8130型AFT或利用TSI 8130型進(jìn)行效率測(cè)試的測(cè)試方法的其它信息可以從TSI得到，網(wǎng)址為www, tsi. com。透氣性本發(fā)明非織造織物的透氣性通過(guò)以下測(cè)試來(lái)確定，它按照每平方英尺片材的立方英尺空氣來(lái)測(cè)量織物透氣性，利用瑞士蘇黎世的Textest有限責(zé)任公司制造的 Textest FX3300透氣性測(cè)試儀。所有測(cè)試在實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)室中的溫度為23士2°C，相對(duì)濕度RH為50士5%。確切說(shuō)，一片待測(cè)的非織造纖網(wǎng)被夾緊到2. 75英寸直徑的織物測(cè)試開(kāi)孔上。如果可能的話，避免在織物測(cè)試開(kāi)孔上形成褶皺或皺縮。使該組件翻轉(zhuǎn)，使Powerstat 緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直到傾斜壓力計(jì)油柱達(dá)到0. 5。一旦傾斜壓力計(jì)油面高度穩(wěn)定在0. 5，則記錄豎直液壓計(jì)中的油面高度。豎直液壓計(jì)的讀數(shù)被轉(zhuǎn)換為單位為每平方英尺樣品每分鐘的立方英尺空氣的流速。ASHRAE 52. 2-1999 測(cè)試總體通風(fēng)清理裝置根據(jù)顆粒尺寸的除去效率的方法該測(cè)試是過(guò)濾器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其具有被通過(guò)援引而加入本文的標(biāo)準(zhǔn)程序。概括
15地說(shuō)，該測(cè)試測(cè)量在過(guò)濾器充滿標(biāo)準(zhǔn)加載顆粒時(shí)的過(guò)濾介質(zhì)除去特定直徑顆粒的效率。加載塵土在間隔階段中被加入，模擬使用壽命范圍內(nèi)的顆粒累積。適用于過(guò)濾效率測(cè)試的氣溶膠是由水溶液產(chǎn)生的固態(tài)氯化鉀(KCl)。氣溶膠發(fā)生裝置按照12種尺寸范圍產(chǎn)生KCl顆粒以用于過(guò)濾效率確定。在針對(duì)每種顆粒范圍的加載順序過(guò)程中所觀察到的最低效率被用來(lái)計(jì)算以下三種顆粒尺寸范圍的綜合平均效率值0. 3-1. 0微米，1. 0-3. 0微米，和3. 0-10 微米。過(guò)濾材料的樣品被打褶至M英寸XM英寸X2英寸的形態(tài)。用于模擬壽命期限內(nèi)顆粒累積的加載灰塵按照重量由72%的SAE標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試灰塵(細(xì)小)、23%的碳粉末和5%的磨碎棉絨構(gòu)成。潔凈過(guò)濾介質(zhì)的效率在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的其中一個(gè)流速下測(cè)量。供應(yīng)設(shè)備隨后按照不同的壓力發(fā)生間隔輸送灰塵顆粒流以加載該過(guò)濾介質(zhì)，直到達(dá)到規(guī)定的最終阻力。在每個(gè)加載步驟后測(cè)定截留KCI顆粒的過(guò)濾器效率。過(guò)濾介質(zhì)效率通過(guò)在過(guò)濾介質(zhì)的上游和下游的多個(gè)位置測(cè)量氣流中的顆粒尺寸分布和顆粒數(shù)來(lái)確定。顆粒尺寸除去效率(“PSE")被定義為PSE = 100X (1_(下游顆粒計(jì)數(shù)/上游顆粒計(jì)數(shù))顆粒計(jì)數(shù)和尺寸可以利用HIAC/R0YC0 8000型自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器和HIAC/R0YC0 1230型傳感器來(lái)測(cè)量。測(cè)試過(guò)程的結(jié)果按照MERV (最低效率值)給予報(bào)告。MERV值越高，過(guò)濾器過(guò)濾氣體的效率越高。例 1五葉形的雙組份纖維紡粘非織造纖網(wǎng)是根據(jù)圖3制備的，只是水刺纏結(jié)是離線進(jìn)行的，而不是在線完成。雙組份纖維由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制備。非織造纖網(wǎng)具有約93克/平方米(gsm)的基重和約 0.0367g/cm3的體密度。作為對(duì)照物，一部分非織造纖網(wǎng)未被水刺纏結(jié)。另一部分的非織造纖網(wǎng)利用兩個(gè)噴嘴在700psi壓力下以單道次經(jīng)過(guò)這些噴嘴的方式被水刺纏結(jié)。水刺纏結(jié)以約600英尺/分鐘的線速度進(jìn)行。透氣性和效率利用上述測(cè)試方法被測(cè)定并繪制在圖5 上。對(duì)照物和水刺纏結(jié)過(guò)濾材料的第二樣品根據(jù)上述的ASHRAE 52.2 1999測(cè)試方法被測(cè)試。對(duì)照物具有0.32英寸水壓降的MERV 11值，而水刺纏結(jié)過(guò)濾介質(zhì)具有0.32英寸水壓降的MERV 12值。例 2五葉形的雙組份纖維紡粘非織造纖網(wǎng)是根據(jù)圖3制備的，只是水刺纏結(jié)是離線進(jìn)行的，而不是在線完成。雙組份纖維由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制備。非織造纖網(wǎng)具有約68克/平方米(gsm)的基重和約 0.0393g/cm3的體密度。作為對(duì)照物，非織造纖網(wǎng)的一部分未被水刺纏結(jié)。非織造纖網(wǎng)的另一部分利用兩個(gè)噴嘴在700psi壓力下以單道次經(jīng)過(guò)這些噴嘴的方式被水刺纏結(jié)。水刺纏結(jié)以約600英尺/分鐘的線速度進(jìn)行。透氣性和效率利用上述測(cè)試方法被測(cè)定并繪制在圖 5上。對(duì)照物和水刺纏結(jié)過(guò)濾材料的第二樣品根據(jù)上述的ASHRAE 52. 21999測(cè)試方法被測(cè)試。對(duì)照物具有0. 26英寸水壓降的MERV 8值，而水刺纏結(jié)過(guò)濾介質(zhì)具有0. 27英寸水壓降的MERV 12值。
例 3圓形雙組份纖維紡粘非織造纖網(wǎng)根據(jù)圖3來(lái)制備，只是水刺纏結(jié)是離線進(jìn)行的， 而不是在線完成。雙組份纖維是由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制備的。另外，非織造纖網(wǎng)含有等規(guī)立構(gòu)聚丙烯纖維，它們按照相同的工藝來(lái)生產(chǎn)并且與雙組份纖維摻混起來(lái)。非織造纖網(wǎng)具有約25%的丙烯單組份纖維和約 75%的雙組份纖維。非織造纖網(wǎng)具有約110克/平方米(gsm)的基重和約0. 1033g/cm3的體密度。作為對(duì)照物，一部分所形成的非織造纖網(wǎng)未被水刺纏結(jié)。另一部分非織造纖網(wǎng)利用兩個(gè)噴嘴在700psi壓力下以單道次經(jīng)過(guò)這些噴嘴的方式被水刺纏結(jié)。水刺纏結(jié)以約600 英尺/分鐘的線速度進(jìn)行。透氣性和效率利用上述的測(cè)試方法被測(cè)定并被繪制在圖5上。對(duì)照物和水刺纏結(jié)過(guò)濾材料的第二樣品按照上述的ASHRAE 52.2 1999測(cè)試方法被測(cè)試。對(duì)照物具有0. 39英寸水壓降的MERV 11值，而水刺纏結(jié)過(guò)濾介質(zhì)具有0. 40英寸水壓降的MERV 13值。如可從例1-3中看到，對(duì)非織造纖網(wǎng)實(shí)施的導(dǎo)致雙組份纖維部分分裂的水刺纏結(jié)改善了所形成的非織造纖網(wǎng)作為過(guò)濾介質(zhì)的效率，而與對(duì)照物相比，非織造纖網(wǎng)的透氣性沒(méi)有顯著損失。另外，MERV值增大，而過(guò)濾材料前后的壓力降沒(méi)有顯著增大。結(jié)果，本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)作為過(guò)濾介質(zhì)非常有效并且比對(duì)照物更有效地作為過(guò)濾介質(zhì)。{列 4低膨松的雙組份纖維紡粘非織造纖網(wǎng)是根據(jù)圖3來(lái)制備的，只是水刺纏結(jié)是離線進(jìn)行規(guī)定，而不是在線完成。雙組份纖維由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制造，并且具有大體為圓形的結(jié)構(gòu)。非織造纖網(wǎng)具有約110 克/平方米(gsm)的基重和約0. 112g/cm3的體密度。作為對(duì)照物，所形成的非織造纖網(wǎng)的一部分未被水刺纏結(jié)。非織造纖網(wǎng)的另一部分利用兩個(gè)噴嘴在700psi壓力下以單道次經(jīng)過(guò)這些噴嘴的方式被水刺纏結(jié)。水刺纏結(jié)以約600英尺/分鐘的線速度進(jìn)行。圖6示出沒(méi)有水刺纏結(jié)的對(duì)照非織造纖網(wǎng)的微觀圖，圖6A示出水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)的微觀圖。如可容易看到地，水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)包含分裂的纖維和未分裂的纖維，而對(duì)照物不包含纖維的分裂。另外，也能看到在非織造纖網(wǎng)纖維之間的纖維相互結(jié)合。利用上述的測(cè)試方法來(lái)確定透氣性和效率。對(duì)照物具有58%的過(guò)濾效率和 202ft3/min的透氣性。水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)具有80%的過(guò)濾效率和186ft3/min的透氣性。對(duì)照物和水刺纏結(jié)過(guò)濾材料的第二樣品根據(jù)上述的ASHRAE 52.2 1999測(cè)試方法被測(cè)試。對(duì)照物具有0.37英寸水壓降的MERV 11值，而水刺纏結(jié)過(guò)濾介質(zhì)具有0.40英寸水壓降的MERV 13值。例 5形成包括兩種非織造纖網(wǎng)的層壓品。第一非織造纖網(wǎng)是低膨松的雙組份纖維紡粘非織造纖網(wǎng)，它根據(jù)圖3來(lái)制備，未經(jīng)過(guò)水刺纏結(jié)。雙組份纖維由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制造，并且具有大體圓形的結(jié)構(gòu)。非織造纖網(wǎng)具有約110克/平方米(gsm)的基重和約0. 112g/cm3的體密度。第二非織造纖網(wǎng)是高膨松的雙組份紡粘非織造纖網(wǎng)，它按照與圖3的工藝相似的方式制造，但未經(jīng)過(guò)水刺纏結(jié)。第二非織造材料也含有雙組份纖維，其由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制成，并且具有大體圓形的結(jié)構(gòu)。非織造纖網(wǎng)具有約56克/平方米(gsm)的基重和約0. 0295g/cm3的體密度。第一和第二非織造纖網(wǎng)由獨(dú)立卷展開(kāi)并相互重疊鋪放，從而低膨松的第一非織造纖網(wǎng)被安放在高膨松的非織造纖網(wǎng)的上面。這兩個(gè)非織造纖網(wǎng)接受水刺纏結(jié)處理，從而水射流沖擊低膨松下層。水刺纏結(jié)是用兩個(gè)噴嘴在IOOOpsi壓力下以單道次經(jīng)過(guò)這些噴嘴的方式來(lái)完成。水刺纏結(jié)以約60英尺/分鐘的線速度進(jìn)行。非織造纖網(wǎng)的效率和透氣性測(cè)試根據(jù)上述的測(cè)試方法執(zhí)行。水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)具有82%的過(guò)濾效率和165ft7min的透氣性。例 6纖網(wǎng)層壓品是用兩個(gè)紡粘層和一個(gè)在紡粘層之間的熔噴層形成的。紡粘層是根據(jù)圖3制備的，但未經(jīng)過(guò)水刺纏結(jié)。雙組份纖維由50重量％的線性低密度聚乙烯和50重量％的等規(guī)立構(gòu)聚丙烯以并列配置形式制成，并具有總體圓形的結(jié)構(gòu)。一個(gè)聚丙烯熔噴層被鋪放到紡粘層之一上，整個(gè)非織造纖網(wǎng)具有約115克/平方米(gsm)的基重和0. 0825g/ cm3的體密度。層壓品的這些層被熱粘合在一起。作為對(duì)照物，所產(chǎn)生的非織造纖網(wǎng)層壓品的一部分未被水刺纏結(jié)。非織造纖網(wǎng)的另一部分利用兩個(gè)噴嘴在700psi壓力下單道次經(jīng)過(guò)這兩個(gè)噴嘴地被水刺纏結(jié)。水刺纏結(jié)以約300英尺/分鐘的線速度進(jìn)行。非織造纖網(wǎng)的效率和透氣性測(cè)試根據(jù)上述的測(cè)試程序來(lái)進(jìn)行。對(duì)照物具有75%的過(guò)濾效率和73ft7min的透氣性。水刺纏結(jié)非織造纖網(wǎng)層壓品具有96%的過(guò)濾效率和75ft7min的透氣性。對(duì)照物和水刺纏結(jié)過(guò)濾材料的第二樣品按照上述的ASHRAE 52.2 1999測(cè)試方法被測(cè)試。對(duì)照物具有0.37英寸水壓降的MERV 13值，而水刺纏結(jié)過(guò)濾介質(zhì)具有0.31英寸水壓降的MERV 16值。可以再次看到對(duì)非織造纖網(wǎng)層壓品的水刺纏結(jié)提高了整體效率，但過(guò)濾介質(zhì)前后的壓力降或透氣性沒(méi)有顯著增大。如可從以上例子中看到地，與不含有部分分裂的多組份纖維的過(guò)濾介質(zhì)相比，本發(fā)明的非織造纖網(wǎng)和非織造纖網(wǎng)的層壓品在被用作過(guò)濾介質(zhì)時(shí)具有更高的過(guò)濾效率，但沒(méi)有犧牲過(guò)濾介質(zhì)的透氣性。雖然已經(jīng)參照不同的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不超出本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)形狀和細(xì)節(jié)做出修改。因此，以上具體說(shuō)明應(yīng)被視為是示范性的，而不是限制性的，并且由后附的包括所有等同在內(nèi)的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種非織造纖網(wǎng)，包含多組份纖維，該多組份纖維具有縱向長(zhǎng)度，每根多組份纖維具有至少第一組份和至少第二組份，其中該第一組份的熔點(diǎn)或玻璃化溫度低于該第二組份， 該多組份纖維的一部分被部分分裂，該多組份纖維的至少一種組份已經(jīng)與該多組份纖維的其余組份沿該多組份纖維的縱向長(zhǎng)度的第一區(qū)段分離，該多組份纖維的這些組份沿該多組份纖維的縱向長(zhǎng)度的第二區(qū)段以整體纖維結(jié)構(gòu)形式保持在一起，該多組份纖維的第二區(qū)段的一部分被結(jié)合到相鄰的多組份纖維的第二區(qū)段的一部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，多組份纖維的第二部分是未分裂的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該非織造纖網(wǎng)首先被熱粘合且隨后被水刺纏結(jié)，由此一來(lái)，該非織造纖網(wǎng)的水刺纏結(jié)導(dǎo)致該多組份纖維的第一部分變成部分分裂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維包含紡粘纖維、短切纖維或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維包含雙組份纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該雙組份纖維具有并列結(jié)構(gòu)形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該雙組份纖維包括連續(xù)的纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維的所述第二區(qū)段的該部分通過(guò)熱風(fēng)穿透結(jié)合被結(jié)合到相鄰的多組份纖維上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維的組份均是熱塑性聚合物， 該熱塑性聚合物選自由聚酯、聚烯烴、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乳酸、聚羥基烷酸酯及其組合物構(gòu)成的組。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該雙組份纖維的第一組份是聚乙烯，第二組份是聚丙烯。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該雙組份纖維包含90重量％至10重量％的聚乙烯和10重量％至90重量％的聚丙烯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該雙組份纖維包含60重量％至40重量％的聚乙烯和40重量％至60重量％的聚丙烯。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維被至少部分皺縮。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維包含基本為圓形的纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該多組份纖維包含異型纖維。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)，其中，該非織造纖網(wǎng)被駐極體處理。
17.—種過(guò)濾介質(zhì)，包含根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非織造纖網(wǎng)。
18.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造纖網(wǎng)的方法，該方法包括成形包含多組份纖維的非織造纖網(wǎng)；熱粘合該非織造纖網(wǎng)以形成粘合的非織造纖網(wǎng)；在約500psi至3000psi的壓力下水刺纏結(jié)該粘合的非織造纖網(wǎng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，該水刺纏結(jié)包括分區(qū)水刺纏結(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，熱粘合包括熱風(fēng)穿透結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由部分分裂的多組份纖維制備的非織造纖網(wǎng)。部分分裂的多組份纖維具有沿多組份纖維縱向長(zhǎng)度的第一區(qū)段與多組份纖維的其余組份分離的至少一個(gè)多組份纖維組份。沿多組份纖維縱向長(zhǎng)度的第二區(qū)段，多組份纖維的這些組份以單一纖維結(jié)構(gòu)形式保持在一起。另外，多組份纖維第二區(qū)段的一部分被結(jié)合到相鄰的多組份纖維的第二區(qū)段的一部分上。
文檔編號(hào)D04H1/54GK102264968SQ200980152204
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者D.邁爾斯, K.K.雷迪, L.E.小錢(qián)伯斯, N.J.齊默爾曼, N.弗雷澤, R.史密斯, S.K.沃爾澤 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司