專利名稱：含有化學(xué)活性顆粒的非織造納米纖維幅材以及制造和使用非織造納米纖維幅材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括化學(xué)活性顆粒和一組亞微米纖維的非織造纖維幅材。更具體地講，本發(fā)明涉及采用這種非織造納米纖維幅材的流體過濾制品，以及制造和使用這種制品和幅材的方法。
背景技術(shù)：
市售許多類型的流體過濾系統(tǒng)(如，例如用于家庭飲水過濾和氣體過濾呼吸器的過濾系統(tǒng))。非織造纖維幅材在很多情況下用作此類流體過濾系統(tǒng)中的過濾介質(zhì)。這種非織造纖維幅材可包括兩種或更多種纖維(例如，兩個不同的微纖維群體)，所述兩種或更多種纖維各自具有不同的平均直徑，使得非織造纖維幅材可過濾寬范圍尺寸的顆粒。一般而言，不同的纖維群體在單層幅材內(nèi)混合?？赏ㄟ^多種技術(shù)形成非織造纖維幅材，所述技術(shù)包括粗梳法、扯松法、氣流成網(wǎng)法、濕法成網(wǎng)法、熔噴法、紡粘法和縫編法?？捎斜匾M(jìn)一步加工非織造物以增加諸如強(qiáng)度、耐久性和紋理之類的特性。進(jìn)一步加工的實(shí)例包括壓延、水纏繞、針縫合、樹脂粘合、熱粘合、超聲焊接、壓印和層合。在一些可用作過濾介質(zhì)的非織造纖維幅材中，已發(fā)現(xiàn)，將諸如活性炭等吸著劑顆粒在該幅材內(nèi)混合是有利的。還已知，通過使用單獨(dú)的粘結(jié)劑材料將吸著劑顆粒粘結(jié)到非織造纖維幅材的纖維上，從而提供適合用于一些流體過濾應(yīng)用的裝填顆粒的制品。

發(fā)明內(nèi)容
目前正需要提供緊湊且低成本的流體過濾制品，例如，家用水過濾器，或者用作呼吸機(jī)或用作用于暖通空調(diào)(HVAC)應(yīng)用的過濾器的空氣過濾器。還需要提供流體過濾制品，在沒有增加整個流體過濾系統(tǒng)內(nèi)的壓降的情況下，所述流體制品具有高度裝填的化學(xué)活性顆粒，例如吸收劑和/或吸附劑顆粒。還期望提供一種裝填有顆粒的非織造纖維幅材，其將顆粒有效地保持在所述纖維非織造纖維幅材中，從而當(dāng)用作流體過濾制品時防止將顆粒釋放到浸滲流體中。此外，一直需要提供使用壽命和過濾效率得到改善的流體過濾制品。因此，在一個方面，本發(fā)明描述了一種非織造纖維幅材，其包括多個無規(guī)取向的離散纖維、與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰的群體中值直徑小于一微米(μ m)的多個亞微米纖維(即納米纖維)以及多個化學(xué)活性顆粒。所述多個無規(guī)取向的離散纖維包括多組分纖維，所述多組分纖維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。所述多組分纖維優(yōu)選地占所述非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％?；瘜W(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述多組分纖維的至少一部分的至少所述第一區(qū)域，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)域的多個交點(diǎn)處粘合在一起。在一些示例性實(shí)施例中，按離散纖維的總重量計，所述多組分纖維占大于O重量％和小于10重量％。在某些示例性實(shí)施例中，所述多組分纖維是雙組分纖維。在另外的示例性實(shí)施例中，所述多組分纖維包括選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物以及它們的組合中的聚合物。在另一方面，本發(fā)明描述了一種非織造纖維幅材，其包括多個無規(guī)取向的離散纖維、與所述多個無規(guī)取向的離散纖 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。所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述第一組單組分離散纖維的至少一部分，且所述第一組單組分離散纖維的至少一部分粘合到所述第二組單組分離散纖維的至少一部分。在一些示例性實(shí)施例中，所述第一組單組分離散纖維占所述非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％。 在某些示例性實(shí)施例中，所述第一組單組分離散纖維占所述多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％且小于10重量％。在某些示例性實(shí)施例中，所述第一組單組分離散纖維包括選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物以及它們的組合中的聚合物。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述第一熔融溫度可被選為至少50 V，并且所述第二熔融溫度可被選擇為比所述第一熔融溫度高至少10°c。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述第一熔融溫度可被選為至少100°c，并且所述第二熔融溫度可被選擇為比所述第一熔融溫度高至少30°c。在另一方面，本發(fā)明描述了一種非織造纖維幅材，其包括多個無規(guī)取向的離散纖維，其纏結(jié)以形成包括多個填隙空位的內(nèi)聚纖維幅材；多個亞微米纖維，其具有小于Iym的群體中值直徑，并與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰；多個化學(xué)活性顆粒，其分布在所述內(nèi)聚纖維幅材中。每個填隙空位限定空隙體積，所述空隙體積具有通過至少兩個疊置的纖維限定的至少一個開口，其中所述至少一個開口具有中值尺寸。所述化學(xué)活性顆粒具有小于所述空隙體積的體積以及大于所述中值尺寸的中值粒徑。在一些示例性實(shí)施例中，所述化學(xué)活性顆粒基本上不粘結(jié)到所述纖維。在某些示例性實(shí)施例中，所述纖維基本上不彼此粘結(jié)。在上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述多個無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分選自天然纖維、非熱塑性聚合物纖維、碳纖維、陶瓷纖維、金屬纖維以及它們的組合。在上述實(shí)施例中的任一實(shí)施例中，無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、環(huán)狀聚烯烴、聚氧甲烯、多烯熱塑性彈性體、或它們的組合。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材的至少10重量％包括化學(xué)活性顆粒。另外，在上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述化學(xué)活性顆粒選自吸著劑顆粒(例如，吸附劑顆粒、吸收劑顆粒等等)、殺生物劑顆粒、微膠囊以及它們的組合。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述化學(xué)活性顆粒選自活性炭顆粒、活性氧化鋁顆粒、硅膠顆粒、陰離子交換樹脂顆粒、陽離子交換樹脂顆粒、分子篩顆粒、硅藻土顆粒、抗微生物化合物顆粒、金屬顆粒以及它們的組合。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述化學(xué)活性顆粒遍及所述非織造纖維幅材的整個厚度分布。然而，在上述實(shí)施例的一些實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒優(yōu)先位于所述非織造纖維幅材的主表面上。在上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材優(yōu)選地基本上不含任何額外的粘結(jié)劑。然而，在上述實(shí)施例的一些實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材還包括覆蓋所述多個無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分的粘結(jié)劑涂層。在某些目前優(yōu)選的示例性實(shí)施例 中，所述粘結(jié)劑基本上不錮囚所述化學(xué)活性顆粒的表面。非織造纖維幅材的上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例可以另外任選地包括支承層，所述支承層選自篩網(wǎng)、稀松布、網(wǎng)片、非織造物、機(jī)織物、針織物、泡沫層、多孔膜、穿孔膜、細(xì)絲陣列、熔融原纖化纖維幅材、熔噴纖維幅材、紡粘纖維幅材、氣流成網(wǎng)纖維幅材、濕法成網(wǎng)纖維幅材、梳理成網(wǎng)纖維幅材、水力纏繞纖維幅材、以及它們的組合。在非織造纖維幅材的以上實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述多個亞微米纖維可形成纖維覆蓋層，所述纖維覆蓋層還包括多個微纖維。在某些示例性實(shí)施例中，所述纖維覆蓋層還包括群體中值纖維直徑為至少Iym的一組微纖維。所述多種亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡紗法、叢絲形成、氣體噴射原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。非織造纖維幅材的以上示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例包括化學(xué)活性顆粒，其可用于制備選自氣體過濾制品、液體過濾制品、表面清潔制品、絕緣制品、細(xì)胞生長載體制品、藥物遞送制品、個人衛(wèi)生制品和傷口敷料制品的制品。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，以上實(shí)施例的任一實(shí)施例的所述非織造纖維幅材可用于制備一種流體過濾制品，所述流體過濾制品包括流體不可滲透的殼體，其圍繞所述非織造纖維幅材，其中所述殼體包括與所述非織造纖維幅材的第一主表面流體連通的至少一個流體入口，以及與所述非織造纖維幅材的第二主表面流體連通的至少一個流體出口，所述第二主表面與所述非織造纖維幅材的所述第一主表面相背。在另一方面，本發(fā)明描述了一種制備根據(jù)以上實(shí)施例的任一實(shí)施例所述的非織造纖維幅材的方法，所述方法包括提供具有上端和下端的形成室；將多個離散纖維引入到所述形成室的所述上端；將多個化學(xué)活性顆粒引入到所述形成室中；在所述形成室中將所述多個離散纖維與所述多個化學(xué)活性顆?；旌希孕纬衫w維顆?；旌衔?；將纖維顆粒混合物傳送到所述形成室的所述下端以形成非織造纖維幅材；將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材；以及與所述多個離散纖維相鄰地施加群體中值直徑小于I μ m的一組亞微米纖維。在某些示例性實(shí)施例中，將纖維顆?；旌衔飩魉偷剿鲂纬墒业乃鱿露艘孕纬煞强椩炖w維幅材的步驟包括使所述離散纖維下落進(jìn)入形成室并允許所述纖維在重力作用下落下穿過所述形成室。在其它示例性實(shí)施例中，將纖維顆粒混合物傳送到所述形成室的所述下端以形成非織造纖維幅材的步驟包括使所述離散纖維下落進(jìn)入形成室并允許所述纖維在重力和施加到所述形成室下端的真空力的作用下落下穿過所述形成室。在一些示例性實(shí)施例中，所述多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％且小于10重量％為熱塑性聚合物纖維。在一些示例性實(shí)施例中，其中非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％，更優(yōu)選地，離散纖維的大于O重量％且小于10重量％由熱塑性纖維構(gòu)成，優(yōu)選由多組分纖維構(gòu)成，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，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟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小于所述第二熔融溫度的溫度，從而使所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到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所述第一區(qū)域的多個交點(diǎn)處粘合在一起。在其中所述多個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它示例性實(shí)施 例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括將所述熱塑性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，從而所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且，其中所述第一組單組分離散纖維的至少一部分粘合到所述第二組單組分離散纖維的至少一部分。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示例性實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％，更優(yōu)選地，離散纖維的大于O重量％且小于10重量％由第一組單組分離散熱塑性纖維構(gòu)成。在某些示例性實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟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并低于所述第二熔融溫度的溫度，從而所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述第一組單組分離散纖維的至少一部分，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點(diǎn)處粘合在一起。在上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括熱粘結(jié)、自生粘合、膠粘劑粘結(jié)、粉末狀粘結(jié)劑粘結(jié)、水纏繞、針刺法、壓延法或它們的組合的至少一種。在上述實(shí)施例的一些實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括纏結(jié)所述離散纖維，從而形成包括多個填隙空位的內(nèi)聚非織造纖維幅材，每個所述填隙空位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中值尺寸并通過至少兩個重疊的纖維限定，其中所述化學(xué)活性顆粒具有小于所述空隙體積的體積和大于所述中值尺寸的中值粒徑，另外，其中所述化學(xué)活性顆?；静徽澈系剿鲭x散纖維，并且所述離散纖維基本不彼此粘合。在上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，液體可被引入到所述形成室中，以潤濕所述離散纖維的至少一部分，從而所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分在所述形成室中附著到所述潤濕的離散纖維上。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述多個化學(xué)活性顆粒可在所述上端、所述下端、所述上端和所述下端之間或它們的組合處被引入到所述形成室中。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材可在收集器上形成，其中所述收集器選自篩網(wǎng)、稀松布、網(wǎng)片、非織造物、機(jī)織物、針織物、泡沫層、多孔膜、穿孔膜、細(xì)絲陣列、熔融原纖化納米纖維幅材、熔噴纖維幅材、紡粘纖維幅材、氣流成網(wǎng)纖維幅材、濕法成網(wǎng)纖維幅材、梳理成網(wǎng)纖維幅材、水力纏繞纖維幅材、以及它們的組合。在以上實(shí)施例的任一實(shí)施例的其它實(shí)例中，所述多個亞微米纖維可形成纖維覆蓋層，所述纖維覆蓋層還包括多個微纖維。在某些示例性實(shí)施例中，所述多個亞微米纖維包括群體中值纖維直徑小于I μ m的一組亞微米纖維。所述多種亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡紗法、叢絲形成、氣體噴射原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。根據(jù)本發(fā)明的裝填有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的示例性實(shí)施例可以具有使其能夠用于多種應(yīng)用的結(jié)構(gòu)特征，具有優(yōu)越的吸附和/或吸收性質(zhì)，由于其密實(shí)度低而顯示具有高孔隙率和滲透性，和/或以高性價比方式進(jìn)行制備。根據(jù)本發(fā)明的裝填有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的某些示例性實(shí)施例可提供緊湊和低成本的流體過濾制品，例 如，家用水過濾器，或者用作呼吸機(jī)或用作用于HVAC應(yīng)用的過濾器的空氣過濾器。另外，在一些示例性實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的所述裝填有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材可使得能夠制造具有高度裝填有化學(xué)活性顆粒(諸如吸收劑和/或吸附劑顆粒)的流體過濾制品，而不增大整個流體過濾系統(tǒng)的壓降。此外，本發(fā)明的裝填有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的一些示例性實(shí)施例可更有效地將顆粒保持在纖維非織造纖維幅材中，而不會由于粘結(jié)劑材料的錮囚不利地減少顆粒的化學(xué)活性表面積，從而當(dāng)用作流體過濾制品時防止將顆粒釋放到浸滲流體中，同時為整個化學(xué)活性表面積與浸滲流體相互作用提供便利，得到增加的使用壽命和更大的過濾效率。已匯總了本發(fā)明的示例性實(shí)施例的各個方面和優(yōu)點(diǎn)。以上發(fā)明內(nèi)容并非旨在描述本發(fā)明的每個圖示實(shí)施例或每種實(shí)施方式。隨后的附圖和具體實(shí)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(shí)施例。


還結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，圖中圖I是本發(fā)明的示例性非織造纖維幅材的透視圖。圖2A是圖I的非織造纖維幅材的一部分的分解圖，示出了本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例。圖2B是圖I的非織造纖維幅材的分解圖，示出了本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例。圖2C是圖I的非織造纖維幅材的分解圖，示出了本發(fā)明的另外的示例性實(shí)施例。圖3是示出制造本發(fā)明的非織造纖維幅材的多個實(shí)施例的過程的側(cè)視圖。圖4A是示出本發(fā)明的多層非織造纖維幅材的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。圖4B是示出本發(fā)明的多層非織造纖維幅材的另一示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的利用圖4A的多層非織造纖維幅材的流體過濾制品的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。圖6A-圖6F是示出本發(fā)明的非織造纖維幅材的示例性實(shí)施例的顯微圖。雖然以上說明的可不按比例繪制的附圖示出了本發(fā)明的多個實(shí)施例，但是還可以想到其它的實(shí)施例，如在具體實(shí)施方式
中所述。在所有情況下，本發(fā)明通過示例性實(shí)施例的表示而非通過表達(dá)限制來描述當(dāng)前公開的發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計出許多其他的修改形式和實(shí)施例，這些修改形式和實(shí)施例也屬于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
具體實(shí)施例方式如本說明書和所附實(shí)施例中所用，單數(shù)形式“一(a、an)”和“該”包括多個指代物，除非內(nèi)容明確地另外指明。因此，例如，提及的包含“化合物”的細(xì)旦纖維包括兩種或更多種化合物的混合物。如本說明書和所附實(shí)施例中所用，術(shù)語“或”的含義一般來講包括“和/或”的含義，除非該內(nèi)容明確地另外指明。如本說明書所用，由端值表述的數(shù)值范圍包括歸入該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(例如I至 5 包括 1、1. 5、2、2. 75,3,3. 8、4 和 5)。除非另外指明，否則在所有情況下，本說明書和實(shí)施例中所使用的所有表達(dá)數(shù)量或成分、性質(zhì)測量等的數(shù)值均應(yīng)理解成由術(shù)語“約”所修飾。因此，除非有相反的指示，否則 上述說明書和所附實(shí)施例列表中所述的數(shù)值參數(shù)可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員利用本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需性質(zhì)而有所變化。在最低程度上，每一個數(shù)值參數(shù)并不旨在限制等同原則在受權(quán)利要求書保護(hù)的實(shí)施例的保護(hù)范圍上的應(yīng)用，至少應(yīng)該根據(jù)所報告的數(shù)值的有效數(shù)位和通過慣常的四舍五入法來解釋每一個數(shù)值參數(shù)。對于以下定義術(shù)語的術(shù)語表，整個申請應(yīng)以這些定義為準(zhǔn)，除非在權(quán)利要求書或說明書中的別處提供不同的定義。術(shù)語表“非織造纖維幅材”指具有夾在中間的單獨(dú)纖維或細(xì)絲的結(jié)構(gòu)的制品或片材，但是所述單獨(dú)纖維或細(xì)絲不是以像針織物中那樣的可辨認(rèn)的方式被夾在中間。非織造物或幅材可由多種方法形成，例如，如熔吹法、紡粘法、和粘合粗梳成網(wǎng)法。“內(nèi)聚非織造纖維幅材”指通過將足以形成自支承幅材的纖維纏結(jié)或粘結(jié)來表征的纖維幅材?！白灾С小币庵阜木哂凶銐虻谋Ш狭蛷?qiáng)度，以在基本上不會被撕裂或破裂的情況下適于懸掛和可處理。“熔噴”和“熔噴工藝”意指通過下列方式形成非織造纖維幅材的方法穿過多個噴絲孔擠出熔化的成纖材料以形成原絲，同時使原絲與空氣或其他細(xì)化用流體接觸以將原絲細(xì)化成纖維，隨后收集細(xì)化纖維。在例如美國專利No. 6，607，624 (Berrigan等)中提出了示例性熔吹法。“熔噴纖維”指通過熔吹法或熔噴工藝制備的纖維?！凹徴撤ā焙汀凹徴臣庸ぁ敝竿ㄟ^將熔化的成纖材料從噴絲頭的多個細(xì)毛細(xì)管擠出成連續(xù)或半連續(xù)長絲，并隨后收集細(xì)化纖維而形成非織造纖維幅材的方法。在例如美國專利No. 3，802, 817 (Matsuki等人)中公開了示例性紡粘法。“紡粘纖維”和指利用紡粘法和紡粘加工制成的纖維。這種纖維通常是連續(xù)長絲并且充分纏結(jié)或點(diǎn)粘接以形成內(nèi)聚非織造纖維幅材，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No. 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?！按质岱ā焙汀按质峁に嚒敝竿ㄟ^將短纖維通過梳理或粗梳單元加工而形成非織造纖維幅材的方法，所述梳理或粗梳單元分離或拆分短纖維并沿著縱向?qū)R短纖維，從而形成總體上縱向取向的非織造纖維幅材。在例如美國專利No. 5，114，787 (Chaplin等人)中提出了示例性粗梳工藝。“粘結(jié)粗梳纖維幅材”指通過粗梳工藝形成的非織造纖維幅材，其中至少一部分纖維通過包括例如熱點(diǎn)粘合、自生粘合、熱空氣粘合、超聲波粘合、針刺、壓延、應(yīng)用噴霧粘合劑等的方法粘結(jié)在一起?！白陨辰Y(jié)”意指在烘箱或通風(fēng)粘合器中，在未施加例如點(diǎn)粘結(jié)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(jié)?！皦貉印敝笇⒎强椩炖w維幅材在施加壓力的情況下穿過輥從而獲得壓縮和粘結(jié)的非織造纖維幅材的方法?？扇芜x地對輥進(jìn)行加熱。
“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(jìn)行壓縮，并通過設(shè)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(jié)果使得這些纖維整體或局部形成孔隙度低的區(qū)域。致密化還包括將幅材壓延的過程?！皻饬鞒删W(wǎng)法”是這樣一種工藝，通過這種工藝可形成非織造纖維幅材層。在氣流成網(wǎng)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分離并被夾帶在氣源中，并且隨后通常通過真空源的幫助沉積到形成篩網(wǎng)上。無規(guī)沉積的纖維可隨后利用例如熱點(diǎn)粘合、自生粘合、熱空氣粘合、針刺、壓延、噴霧粘合劑等粘結(jié)到彼此。在例如美國專利No. 4，640, 810 (Laursen等人)中提出了示例性氣流成網(wǎng)工藝。“濕法成網(wǎng)”是這樣一種工藝，通過該工藝可形成非織造纖維幅材層。在濕法成網(wǎng)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分離并被夾帶在液體源中，并且隨后通常通過真空源的幫助沉積到形成篩網(wǎng)上。水通常是優(yōu)選的液體。無規(guī)沉積的纖維還可進(jìn)一步纏結(jié)(例如水力纏結(jié))，或可利用例如熱點(diǎn)粘合、自生粘合、熱空氣粘合、超聲波粘合、針刺、壓延、施加噴霧粘合劑等粘合到彼此。在例如美國專利No. 5，167，765 (Nielsen等人)中提出了示例性濕法成網(wǎng)和粘合工藝。在例如美國專利申請No. 2008/0038976A1 (Berrigan等人)中也公開了示例性粘合工藝?！肮残纬伞被颉肮残纬晒に嚒笔侵钙渲兄辽僖粋€纖維層與至少一個不同纖維層基本同時或并列形成的工藝。通過共形成工藝制備的幅材通常被稱作“共形成幅材”?！邦w粒裝填法”或者“粒子裝填工藝”指在纖維流或纖維幅材形成的同時將顆粒添加到其中的工藝。在例如美國專利No. 4，818，464 (Lau)和No. 4，100，324 (Anderson等人)中提出了示例性顆粒裝填工藝?！澳＞摺币庵赣糜诰酆衔锶垠w加工和纖維擠制工藝的加工組件，所述工藝包括(但不限于)熔吹和紡粘工藝?！邦w?！焙汀傲Ｗ印睂?shí)質(zhì)上可互換地使用。一般來講，顆?；蛄Ｗ右庵讣?xì)分形式的材料的不同小塊或單個部分。然而，顆粒也可以包括細(xì)碎形式的相關(guān)或群聚在一起的單獨(dú)粒子的集合。因此，本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例中所使用的單獨(dú)顆?？梢跃奂?、物理地互相結(jié)合、靜電地相關(guān)或以其它方式相關(guān)以形成顆粒。在某些實(shí)例中，可有意形成單獨(dú)顆粒團(tuán)形式的顆粒，例如在美國專利No. 5，332，426 (Tang等人)中所述的那些?！邦w粒裝填的媒體”或“顆粒裝填的非織造纖維幅材”指這樣一種非織造幅材，所述非織造幅材具有開口結(jié)構(gòu)的纏結(jié)的離散纖維塊，含有陷入其中或粘結(jié)到纖維的顆粒，所述顆粒是化學(xué)活性的。“陷入”意指顆粒分散并在物理上固定在幅材的纖維中。一般來講，沿纖維和顆粒存在點(diǎn)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。“微纖維”指群體中值直徑為至少I μ m的一組纖維?！按治⒗w維”指群體中值直徑為至少ΙΟμπι的一組微纖維?！凹?xì)微纖維”指群體中值直徑小于10 μ m的一組微纖維?！俺?xì)微纖維”指群體中值直徑為2μπι或更小的一組微纖維?！皝單⒚桌w維”或“納米纖維”指群體中值直徑小于I μ m的一組微纖維?！斑B續(xù)取向的微纖維”意指從模具放出并通過處理工位移動的基本上連續(xù)的纖維，纖維在處理工位中被永久性地拉伸且纖維內(nèi)聚合物分子的至少某些部分被永久性地取向成與纖維的縱向軸線準(zhǔn)直(相對于纖維使用的“取向的”意指纖維聚合物分子的至少某些部 分沿著纖維的縱向軸線準(zhǔn)直)?！皢为?dú)制備的微纖維”指的是由微纖維形成裝置(如模具)制備的微纖維流，所述微纖維形成裝置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?！懊軐?shí)度”是與密度和幅材滲透性和孔隙度成相反關(guān)系的非織造幅材的性能(低密實(shí)度對應(yīng)于高滲透性和高孔隙度)，并由以下公式限定
密實(shí)度(％)=『3.937 *幅材基重(g/m2)l
幅材厚度(密耳)*堆密度(g/cm3)“幅材基重”由IOcmX IOcm幅材樣品的重量計算，并且通常用克每平方米(gsm)表
/Jn ο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IOcmX IOcm幅材樣品上測量“幅材厚度”?！岸衙芏取笔侨∽晕墨I(xiàn)的每單位體積的組成幅材的本體聚合物或共混聚合物的質(zhì)量?！坝行Юw維直徑”或“EFD”是基于空氣滲透試驗(yàn)的纖維幅材中纖維的表觀直徑，在空氣滲透試驗(yàn)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)穿過幅材樣品，并測量對應(yīng)的壓降。根據(jù)所測量的壓降，有效纖維直徑得以計算，如在Davies, C. N.的The Separation of Airborne Dust and Particulates(氣裁塵埃和顆粒的分離)(Institution of Mechanical Engineers (機(jī)械工程師協(xié)會)，London Proceedings(倫敦論文集)，IB (1952))中提出?！胺肿酉嗤酆衔铩币庵妇哂谢鞠嗤闹貜?fù)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。“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(zhì)的制品，例如多孔非織造纖維幅材。這些制品通常包括用于流體過濾介質(zhì)的纖維外殼以及用來使經(jīng)處理的流體從該流體外殼以適當(dāng)方式穿出的出口。術(shù)語“流體過濾系統(tǒng)”還包括任何相關(guān)的將原始流體(例如，未經(jīng)處理的氣體或液體)從經(jīng)處理的流體分離的方法。
“空隙體積”意指多孔主體(例如纖維幅材或過濾器)內(nèi)未填充空間的百分比或分?jǐn)?shù)值，該百分比或分?jǐn)?shù)值可通過測量過濾器的重量和體積、然后將過濾器重量與該相同體積的相同組分材料的實(shí)心體的理論重量進(jìn)行比較來計算?！翱紫抖取币庵覆牧现械目障犊臻g的測量。孔隙和空隙的大小、頻率、數(shù)量和/或互相連通性都對材料的孔隙度有貢獻(xiàn)?！皩印币庵竷蓚€主表面之間形成的單層。層可存在于單個幅材內(nèi)部，例如具有限定幅材厚度的第一主表面和第二主表面的單個幅材中形成有多層的單層。層也可以存在于包含多個幅材的復(fù)合制品中，例如當(dāng)具有限定幅材厚度的第一主表面和第二主表面的第一幅材被具有限定第二幅材厚度的第一主表面和第二主表面的第二幅材覆蓋或墊起時(在這種情況下，第一幅材和第二幅材中的每一個均形成至少一層)第一幅材中的單層。另外，層可以同時存在于單個幅材內(nèi)、該幅材和一個或多個其它幅材之間，其中每一個幅材形成一層。相對于特定第一層或區(qū)域的“鄰接”意指在某一位置與另一個第二層或區(qū)域連接 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)。“顆粒密度梯度”、“吸著劑密度梯度”和“纖維群體密度梯度”意指特定纖維群體內(nèi)的顆粒、吸附劑或纖維材料的量(如，在幅材的限定區(qū)域內(nèi)每單位體積給定材料的數(shù)量、重量或體積)不需要在整個非織造纖維幅材上是均勻的，并且該量可以變化，以在幅材的某些區(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。以下將描述本發(fā)明的多個示例性實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的示例性實(shí)施例作出各種修改和更改。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例并不限于以下所述的示例性實(shí)施例，而是受權(quán)利要求書及其任何等同物中提出的限制約束。含有化學(xué)活性顆粒的非織造納米纖維幅材在一個示例性實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種非織造纖維幅材，所述非織造纖維幅材包括多個無規(guī)取向的離散纖維、與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰的群體中值直徑小于I μ m的多個亞微米纖維(即納米纖維)、以及多個化學(xué)活性顆粒。所述無規(guī)取向的離散纖維包括多組分纖維，所述多組分纖維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。所述多組分纖維優(yōu)選占非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％?；瘜W(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到多組分纖維的至少一部分的至少第一區(qū)域，并且離散纖維的至少一部分在與多組分纖維的第一區(qū)域的多個交點(diǎn)處粘合在一起。在另一示例性實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種非織造纖維幅材，所述非織造纖維幅材包括多個無規(guī)取向的離散纖維、與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰的群體中值直徑小于I μ m的多個亞微米纖維、以及多個化學(xué)活性顆粒。所述無規(guī)取向的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。化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且第一組單組分離散纖維的至少一部分粘合到第二組單組分離散纖維的至少一部分。在另一示例性實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種非織造纖維幅材，所述非織造纖維幅材包括纏結(jié)以形成包括多個填隙空位的內(nèi)聚纖維幅材的多個無規(guī)取向的離散纖維、與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰的群體中值直徑小于I μ m的多個亞微米纖維、以及分布在內(nèi)聚纖維幅材中的多個化學(xué)活性顆粒。每個填隙空位限定具有由至少兩個疊置的纖維限定的至少一個開口的空隙體積，并且所述至少一個開口具有中值尺寸。所述化學(xué)活性顆粒具有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。在一些示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆?；旧喜徽澈系剿隼w維。在某些示例性實(shí)施例中，所述纖維基本上不彼此粘
口 O在一些示例性的目前優(yōu)選的實(shí)施例中，第一組單組分離散纖維占非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％。在某些目前優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，第一組單組分離散纖維占多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％且小于10重量％。在非織造纖維幅材的上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述多個亞微米纖維可形成還包括多個微纖維的纖維覆蓋層。在某些示例性實(shí)施例中，所述多個亞微米纖維包括群體中值纖維直徑小于I μ m的一組亞微米纖維。所述多個亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、 靜電紡紗法、叢絲形成、氣體噴射原纖化、纖維分裂或它們的組合形成?，F(xiàn)在將具體參照附圖描述本發(fā)明的含有化學(xué)活性顆粒的非織造納米纖維幅材的各示例性組分。A.包括化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材圖I是根據(jù)本發(fā)明的包括多個離散纖維200的非織造纖維幅材100的一個示例性實(shí)施例的透視圖。圖2A-2C示出了圖I的非織造纖維幅材100的三個不同實(shí)施例的區(qū)域2的分解圖。因此，在圖2A所示的區(qū)域2的分解圖示出的一個示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100包括多個無規(guī)取向的離散纖維200和多個化學(xué)活性顆粒130，所述無規(guī)取向的離散纖維包括多組分纖維110，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112和具有第二熔融溫度的第二區(qū)域114，其中第一熔融溫度低于第二熔融溫度。多組分纖維110占非織造纖維幅材的總重量的大于O重量％和小于10重量％。在一些示例性實(shí)施例中，多組分纖維110占離散纖維的總重量的大于O重量％和小于10重量％。通過使用多組分纖維110，能夠?qū)⒗w維與化學(xué)活性顆粒固定在一起，而不需要另外的樹脂涂層?；瘜W(xué)活性顆粒130的至少一部分粘合到多組分纖維110的至少一部分的至少第一區(qū)域112，并且離散纖維200的至少一部分在與多組分纖維110的第一區(qū)域112的多個交點(diǎn)處粘合在一起?？扇芜x地，非織造制品包括離散纖維200，所述離散纖維為填充纖維120，即不是多組分纖維的纖維，并且它們優(yōu)選地為單組分纖維和/或天然纖維。在一些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，至少一些填充纖維120可在與多組分纖維110的第一區(qū)域112的多個交點(diǎn)處粘合到離散纖維200的至少一部分上。在圖2B中所示的區(qū)域2的分解圖示出的另一示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100包括多個無規(guī)取向的離散纖維200和多個化學(xué)活性顆粒130，無規(guī)取向的離散纖維200包括具有第一熔融溫度的第一組單組分離散熱塑性纖維116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120?；瘜W(xué)活性顆粒130的至少一部分粘合到第一組單組分離散纖維116的至少一部分，并且第一組單組分離散纖維116的至少一部分粘合到第二組單組分離散纖維120的至少一部分。在一些示例性實(shí)施例中，第一組單組分離散纖維116占非織造纖維幅材總重量的大于O重量％和小于10重量％。在某些示例性實(shí)施例中，第一組單組分離散纖維116占所述多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％和小于10重量％。在某些示例性實(shí)施例中，第一組單組分離散纖維116包括選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物以及它們的組合中的聚合物。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，可將第一熔融溫度選為至少50°C，更優(yōu)選地為至少75°C，甚至更優(yōu)選地為至少100°C，甚至更優(yōu)選地為至少125°C，或甚至至少150°C。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，可將第二熔融溫度選為比第一熔融溫度高至少10°C、2(TC、30°C、40°C、或甚至50°C。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，目前優(yōu)選的是，將第一熔融溫度選為至少100°C，并且可將第二熔融溫度選為比第一熔融溫度高至少30°C。在圖2C所示的區(qū)域2的分解圖示出的另一示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100包括纏結(jié)以形成包括多個填隙空位132的內(nèi)聚纖維幅材的多個無規(guī)取向的離散纖維200 (其被示出為填充纖維120)、以及分布在非織造纖維幅材的填隙空位132中的多個化學(xué)活性顆粒130。每個填隙空位132限定具有至少一個開口 134的空隙體積132，所述開口由至少兩個疊置的填充纖維120限定，并且所述至少一個開口具有中值尺寸D’?；瘜W(xué)活性顆粒130具有小于空隙體積132的體積和大于所述至少一個開口 134的所述中值尺寸D’的中值粒度D，并且至少通過將化學(xué)活性顆粒130陷入或纏入空隙體積132中而固定到非織造纖維幅材。在一些示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒130優(yōu)選地基本上不粘合到填充纖維120，并且在某些示例性實(shí)施例中，填充纖維120基本上不彼此粘合。所述填充纖維120是除多組分纖維之外的任何纖維。所述填充纖維120優(yōu)選為單組分纖維，其可為熱塑性纖維或“熔體”纖維。在一些示例性實(shí)施例中，填充纖維120可包括天然纖維，更優(yōu)選地，衍生自再生能源和/或采用再生材料的天然纖維，如以下進(jìn)一步的描述。現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的包括化學(xué)活性顆粒的示例性非織造纖維幅材的各組分。B.離散纖維組分本發(fā)明的非織造纖維幅材100包括一個或多個以下纖維組分。I.多組分纖維組分在圖2A示出的一些實(shí)施例中，非織造纖維幅材100包括離散纖維200，所述離散纖維包括至少具有第一區(qū)域112和第二區(qū)域114的多組分纖維110，其中第一區(qū)域112的熔融溫度低于第二區(qū)域114的熔融溫度。存在多種不同類型和配置的多組分纖維110。在例如美國專利 No. 7，695，660 (Berrigan 等人)；No. 6，057，256 (Krueger 等人)；以及No. 5，486，410、No. 5，662，728 和 No. 5，972，808 (all Groeger 等人)中描述了合適的多組分纖維110。在某些示例性實(shí)施例中，多組分纖維110是雙組分纖維。合適的雙組分纖維110的一個實(shí)例是皮/芯型纖維，其中包圍芯的外皮形成第一區(qū)域112并且芯形成纖維的第二區(qū)域114。第一區(qū)域112可由如共聚酯或聚乙烯之類的材料構(gòu)成。第二區(qū)域114可由如聚丙烯或聚酯之類的材料構(gòu)成。在例如美國專利No. 4，552，603 (Harris等人)中描述了合適的雙組分纖維110。
在加熱過程中，第一區(qū)域112將熔化，而具有更高熔融溫度的第二區(qū)域114將保持完整。在熔融過程中，第一區(qū)域112趨向于在纖維彼此接觸的結(jié)合點(diǎn)上聚集。然后，在冷卻時，第一區(qū)域112的材料將重新凝固以將纖維幅材固定在一起。因此，多組分纖維110的區(qū)域?qū)⒗w維固定在一起以形成纖維幅材100。通常不需要分離的粘結(jié)劑來形成非織造纖維幅材 100。通過利用以下公開的工藝，可使用多組分纖維110的熔融的第一區(qū)域112來將化學(xué)活性顆粒130固定到多組分纖維110，并因此固定到非織造纖維幅材100。通常，在非織造纖維幅材100中使用的多組分纖維越多，裝填化學(xué)活性顆粒130的可能性越高，這是由于更多量的多組分纖維110提供更多用于將化學(xué)活性顆粒130固定到非織造纖維幅材100的可用的第一區(qū)域112。然而，令人驚訝的是，已發(fā)現(xiàn)通過保持多組分纖維110的量使其占非織造纖維幅材100的總重量的大于O重量％且小于10重量％，更優(yōu)選地占在非織造纖維幅材100中使用的無規(guī)取向的離散纖維200的總重量的大于O重量％且小于10重量％，化學(xué)活性顆粒130可充分固定到非織造纖維幅材100，并且第一區(qū)域112的熔融材料不會錮囚化學(xué)活性顆粒 130表面的相當(dāng)大一部分。因此，在一些示例性目前優(yōu)選的實(shí)施例中，非織造纖維幅材100中的多個無規(guī)取向的離散纖維200的不大于9重量％、8重量％、7重量％、6重量％、5重量％、4重量％、或3重量％包括多組分纖維110。優(yōu)選的多組分纖維110包括合成聚合物。優(yōu)選的合成聚合物可為共聚物或甚至三元共聚物。優(yōu)選的聚合物和共聚物組分可選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物、以及它們的組合。優(yōu)選的多組分纖維110可包括皮芯型結(jié)構(gòu)。一類合適的市售的皮芯型多組分聚合物可以商品名Celbond 獲得，(可購自堪薩斯州威奇塔(Wichita, Kansas)的科氏公司(KoSa Co.))，例如Celbond 254纖維，其中皮的熔融溫度為110°C。其它市售的多組分聚合物纖維也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。其它多組分纖維110可由層狀結(jié)構(gòu)組成，其中一個層具有第一熔融溫度并且另一層具有低于第一熔融溫度的第二熔融溫度。按照這樣一種布置方式，具有第二熔融溫度的那一層會熔化和重新凝固，以將纖維幅材固定在一起。通常，多組分纖維110為至少O. 25英寸(O. 635cm)長，且纖度至少為I。優(yōu)選地，多組分纖維110為至少O. 5英寸(1.27cm)長，且纖度至少為2。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述纖維可與可由長絲切割而成的最短長度纖維一樣小，或只要可被便利地處理即可。2.單組分纖維組分在圖2B示出的一些示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100包括多個離散纖維200，所述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116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填充纖維120。在一些示例性實(shí)施例中，第一組單組分離散熱塑性纖維116占非織造纖維幅材100的總重量的大于O重量％且小于
10重量％。然而，令人驚訝的是，已發(fā)現(xiàn)通過保持單組分離散熱塑性纖維116的量使其占在非織造纖維幅材100中使用的離散纖維200的總重量的大于O重量％且小于10重量％，化學(xué)活性顆粒130可充分固定到非織造纖維幅材100，并且第一區(qū)域112的熔融材料不會錮囚化學(xué)活性顆粒130表面的相當(dāng)大一部分。因此，在一些示例性目前優(yōu)選的實(shí)施例中，在非織造纖維幅材100中的多個無規(guī)取向的離散纖維200的不大于9重量％、8重量％、7重量％、6重量％、5重量％、4重量％或3重量％包括單組分離散熱塑性纖維116。在某些示例性實(shí)施例中，單組分離散熱塑性纖維116或單組分離散填充纖維120包括選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物以及它們的組合中的聚合物 。在某些示例性實(shí)施例中，非熱塑性或不具有熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)的單組分離散填充纖維120可共混在一起。3.填充纖維組分在另外的示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100可另外包括或替代性地包括離散纖維200，所述離散纖維為填充纖維120，即不是多組分纖維的纖維。合適的填充纖維120的非限制性實(shí)例包括單組分合成纖維、半合成纖維、聚合物纖維、金屬纖維、碳纖維、陶瓷纖維和天然纖維。合成和/或半合成聚合物纖維包括由聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯)、尼龍(例如六亞甲基己二酰胺、己內(nèi)酰胺)、聚丙烯、丙烯酸(由丙烯腈聚合物形成)、人造絲、醋酸纖維素、聚偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物等制成的那些。合適的金屬纖維的非限制性實(shí)例包括由任何金屬或金屬合金(例如鐵、鈦、鎢、鉬、銅、鎳、鈷等)制成的那些。合適的碳纖維的非限制性實(shí)例包括石墨纖維、活性炭纖維、聚(丙烯腈)_衍生的碳纖維等。合適的陶瓷纖維的非限制性實(shí)例包括任何金屬氧化物、金屬碳化物或金屬氮化物，包括(但不限于)二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、碳化鎢、氮化硅等等。合適的天然纖維的非限制性實(shí)例包括棉花、羊毛、黃麻、龍舌蘭、劍麻、椰子、大豆、大麻等中的纖維。使用的纖維組分可為天然纖維或循環(huán)廢棄纖維，例如，從衣物切割、毛毯制造、纖維制造、紡織物加工等再生的循環(huán)纖維。用于形成非織造纖維幅材100的填充纖維120 (如果被包括)的尺寸和量將取決于非織造纖維幅材100的所需特性(即膨松度、開放度、柔軟度、懸垂性)和化學(xué)活性顆粒的所需裝填。一般來講，纖維直徑越大，纖維長度越大，并且在纖維中存在褶皺將導(dǎo)致更開放和膨松的非織造制品。一般來講，小和較短的纖維將導(dǎo)致更緊湊的非織造制品。柔性、懸垂和緊湊的非織造纖維幅材對于某些應(yīng)用可以是優(yōu)選的，例如作為熔爐過濾器或氣體過濾呼吸器。所述非織造纖維幅材的密度通常大于75kg/m3，并且通常大于100kg/m3或甚至120100kg/m3。然而,適合用于某些流體過濾應(yīng)用中的開放、膨松的非織造纖維幅材通常具有60kg/m3的最大密度。根據(jù)本發(fā)明的某些非織造纖維幅材的密實(shí)度可小于20%，更優(yōu)選地小于15%，甚至更優(yōu)選地小于10%。C.化學(xué)活件顆粒組分如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性非織造纖維幅材100包括多個化學(xué)活性顆粒。所述化學(xué)活性顆粒130可為任何離散的顆粒，其在室溫下是固體，并且其可經(jīng)受與外部液相的化學(xué)相互作用。示例性化學(xué)相互作用包括吸附、吸收、化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)的催化作用、溶解等等。另外，在以上示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒可有利地選自吸著劑顆粒(例如，吸附劑顆粒、吸收劑顆粒等等)、殺生物劑顆粒、微膠囊以及它們的組合。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，化學(xué)活性顆?？蛇x自活性炭顆粒、活性氧化鋁顆粒、硅膠顆粒、陰離子交換樹脂顆粒、陽離子交換樹脂顆粒、分子篩顆粒、硅藻土顆粒、抗微生物化合物顆粒、金屬顆粒以及它們的組合。在特別適用作流體過濾制品的非織造纖維幅材100的一個示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒130為吸著劑顆粒。可采用多種吸著劑顆粒。吸著劑顆粒包括礦物顆粒、合成顆粒、天然吸著劑顆?；蛩鼈兊慕M合。有利地，吸著劑顆粒將能夠吸收或吸附預(yù)期在擬定使用條件下存在的氣體、氣溶膠或液體。所述吸著劑顆粒可為任何可用的形式，包括珠、薄片、顆粒劑或團(tuán)聚物。優(yōu)選的吸著劑顆粒包括活性炭；硅膠；活性氧化鋁和其它金屬氧化物；可通過吸附或化學(xué)反應(yīng)從流體中去除組分的金屬顆粒(例如，銀顆粒);諸如霍加拉特(其可促進(jìn)一氧化碳的氧化)的粒狀 催化劑；用諸如乙酸的酸性溶液或諸如氫氧化鈉水溶液的堿性溶液處理過的粘土和其它礦物質(zhì)；離子交換樹脂；分子篩和其它沸石；殺生物劑；殺真菌劑和殺病毒劑?；钚蕴亢突钚匝趸X是目前尤其優(yōu)選的吸著劑顆粒。盡管也可采用吸著劑顆粒的混合物(如用以吸收氣體混合物)，但在實(shí)踐中，對于處理氣體混合物來說，制造在各個層中采用單獨(dú)的吸著劑顆粒的多層薄片制品可能較好。在尤其可用作氣體過濾制品(如圖5中的328)的非織造纖維幅材100的一個示例性實(shí)施例中，選擇化學(xué)活性吸著劑顆粒130作為氣體吸附劑或吸收劑顆粒。例如，氣體吸附劑顆?？砂ɑ钚蕴俊⒛咎?、沸石、分子篩、酸性氣體吸附劑、砷還原材料、碘化樹脂等等。例如,吸收劑顆粒還可包括天然多孔顆粒物質(zhì)(諸如娃藻土、粘土)或合成顆粒泡沫(諸如三聚氰胺、橡膠、氨基甲酸酯、聚酯、聚乙烯、硅樹脂和纖維素。吸收劑顆粒也可包括超級吸收劑顆粒，諸如聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素或顆粒狀的聚乙烯醇。在尤其可用作液體過濾制品的非織造纖維幅材的某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，吸著劑顆粒包括活性炭、硅藻土、離子交換樹脂(例如陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂或它們的組合)、分子篩、金屬離子交換吸著劑、活性氧化鋁、抗微生物化合物或它們的組合。某些目前優(yōu)選的實(shí)施例提供吸著劑顆粒密度介于約O. 20至約O. 5g/cc的纖維幅材?？墒褂枚喾N尺寸和量的吸著劑化學(xué)活性顆粒130來形成非織造纖維幅材100。在一個示例性實(shí)施例中，吸著劑顆粒的直徑的中值尺寸大于1mm。在另一示例性實(shí)施例中，吸著劑顆粒的直徑的中值尺寸小于1cm。在一個實(shí)施例中,可使用顆粒尺寸的組合。在一個示例性實(shí)施例中，吸著劑顆粒包括大顆粒和小顆粒的混合物。所需的吸著劑顆粒尺寸可能變化很大，且通常部分地根據(jù)擬定使用條件來選擇吸附劑粒度。作為一般性的指導(dǎo)，尤其可用于流體過濾應(yīng)用的吸著劑顆粒的尺寸可變化，其中值直徑為約O. 001至約3000 μ m。優(yōu)選地，吸著劑顆粒的中值直徑為約O. 01到約1500 μ m、更優(yōu)選地為約O. 02到約750 μ m、最優(yōu)選地為約O. 05到約300 μ m。在某些示例性實(shí)施例中，吸著劑顆?？梢园后w中值直徑小于I μ m的納米顆粒。多孔納米顆?？梢跃哂腥缦聝?yōu)點(diǎn)，即，所提供的用于從流體介質(zhì)吸附(如，吸收和/或吸附)污染物的表面積大。在使用超細(xì)或納米顆粒的此類示例性實(shí)施例中，優(yōu)選地，顆粒利用粘合劑(例如，熱熔粘合劑)和/或?qū)崾┘拥綗崴苄灶w粒或熱塑性纖維的其中一者或兩者之上(即，熱粘合)而粘結(jié)性地粘合到纖維。也可以采用由具有不同尺寸范圍的吸著劑顆粒形成的混合物(如雙峰式混合物)，但在實(shí)際中，制備在上游層采用較大的吸著劑顆粒而在下游層采用較小的吸著劑顆粒的多層薄片制品可以更好。將至少80重量％的吸著劑顆粒、更優(yōu)選為至少84重量％以及最優(yōu)選為至少90重量％的吸著劑顆粒嵌入到纖維幅材中。從纖維幅材基重方面進(jìn)行表達(dá),吸著劑顆粒裝填量可例如為至少約500gsm的相對細(xì)小(例如亞微米尺寸)的吸著劑顆粒，以及至少約2，OOOgsm的相對粗大(例如微米尺寸)的吸著劑顆粒。
在一些示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒130是金屬顆粒?？墒褂媒饘兕w粒來形成拋光非織造纖維幅材100。金屬顆?？蔀槎汤w維或帶狀節(jié)段的形式或可為谷物狀顆粒的形式。金屬顆?？砂ㄈ魏晤愋偷慕饘?，諸如(但不限于)銀(其具有抗菌/抗微生物特性)、銅(其具有除藻特性)或一種或多種化學(xué)活性金屬的共混物。在其它示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒130是固體殺生物劑或抗微生物劑。固體殺生物劑和抗微生物劑的實(shí)例包括含齒素化合物，例如二氯異氰脲酸鈉二水合物、氯化苯甲烷銨、鹵化二烷基乙內(nèi)酰脲和三氯生。在另外的示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒130是微膠囊。在美國專利No. 3, 516, 941 (Matson)中描述了微膠囊，并包括可用作化學(xué)活性顆粒130的微膠囊的實(shí)例。所述微膠囊可填充有固體或液體殺生物劑或抗微生物劑。微膠囊的其中一個主要品質(zhì)為通過機(jī)械應(yīng)力，可打碎顆粒以釋放其中容納的物質(zhì)。因此，在非織造纖維幅材100的使用過程中，微膠囊將由于施加在非織造纖維幅材100上的壓力被打碎，這將釋放容納在微膠囊中的物質(zhì)。在某些此類示例性實(shí)施例中，可能有利的是，使用至少一個顆粒，其具有可以制成具有粘合性或“粘性的”表面，以將顆粒結(jié)合在一起來形成用于纖維組分的網(wǎng)片或支承非織造纖維幅材。就這一點(diǎn)而言，可用的顆粒可以包含聚合物，例如可以為不連續(xù)纖維形式的熱塑性聚合物。合適的聚合物包括聚烯烴，特別是熱塑性彈性體(TPE，如可得自德克薩斯州休斯頓(Houston, Texas)的艾克森美孚化學(xué)公司(Exxon-Mobil Chemical Company)的VISTAMAXX )。在另外的示例性實(shí)施例中，可以優(yōu)選的是包括TPE的顆粒，特別是作為表層或表面涂層的顆粒，因?yàn)門PE’s 一般有點(diǎn)發(fā)粘，其可以幫助將顆粒粘合在一起，以在添加纖維之前形成三維網(wǎng)絡(luò)，從而形成非織造纖維幅材。在某些示例性實(shí)施例中，包括VISTAMAXX TPE的顆?？梢蕴峁量袒瘜W(xué)環(huán)境、特別是在低pH (如，不超過約3的pH)和高pH (如，至少約9的pH)下以及有機(jī)溶劑中的改良抗性。可選擇具有任何合適的尺寸或形狀的顆粒物質(zhì)。合適的顆?？删哂卸喾N物理形式(例如，實(shí)心顆粒、多孔顆粒、空心氣泡、團(tuán)聚物、非連續(xù)纖維、短纖維、薄片等等)；形狀(例如球形、橢圓形、多邊形、針狀等等)；形狀均一性(例如，單分散性、基本均勻性、不均勻性或不規(guī)則性等);組合物(例如，無機(jī)顆粒、有機(jī)顆?；蛩鼈兊慕M合);和尺寸(例如，亞微米尺寸、微米尺寸等等)。特別提及顆粒尺寸，在一些示例性實(shí)施例中，可能有利的是控制一組顆粒的尺寸。在某些示例性實(shí)施例中，顆粒通常在物理上被夾帶或陷入在非織造纖維幅材中。在此類實(shí)施例中，顆粒的群體優(yōu)選地選擇為具有至少50 μ m、較優(yōu)選地至少75 μ m、更優(yōu)選地至少100 μ m的中值直徑。在其他示例性實(shí)施例中，優(yōu)選地使用較細(xì)的顆粒，其利用粘合劑例如熱熔粘合劑、和/或?qū)崾┘拥綗崴苄灶w?；驘崴苄岳w維的其中一者或兩者之上(即，熱粘合)而粘結(jié)性地粘合到纖維。在此類實(shí)施例中，一般優(yōu)選的是，顆粒具有至少25μπκ更優(yōu)選至少30μπκ最優(yōu)選至少40 μ m的中值直徑。在一些示例性實(shí)施例中,化學(xué)活性顆粒的直徑的中值尺寸為1cm。在其它實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒的中值尺寸小于1mm，更優(yōu)選地小于25微米，甚至更優(yōu)選地小于10微米。然而，在粘合劑和熱粘合同時用來將顆粒粘附到纖維的其它示例性實(shí)施例中，顆粒可以包括一組亞微米尺寸顆粒，其具有小于I μ m、較優(yōu)選地小于約O. 9 μ m、更優(yōu)選地小于約O. 5 μ m、最優(yōu)選小于約O. 25 μ m的群體中值直徑。在需要大的表面積和/或高吸收性和/或吸附性能力的應(yīng)用中，這種亞微米尺寸顆?？赡苡绕淇捎?。在另外的示例性實(shí)施例中，該組亞微米尺寸的顆粒的群體中值直徑為至少O. 001 μ m、更優(yōu) 選地為至少約O. 01 μ m、最優(yōu)選地為至少約O. I μ m、最優(yōu)選地為至少約O. 2m。在另外的示例性實(shí)施例中，顆粒包含群體中值直徑至多為約2，000 μ m、更優(yōu)選地至多為約1，000 μ m、最優(yōu)選地至多為約500 μ m的一組微尺寸的顆粒。在其他示例性實(shí)施例中，顆粒包括微尺寸顆粒的群體，其具有最多約 ο μ m、較優(yōu)選地最多約5 μ m、甚至更優(yōu)選地最多約2μπι (如，超細(xì)微纖維)的群體中值直徑。在單個成品幅材內(nèi)，也可以使用多種類型的顆粒。通過使用多種類型的顆粒，即使顆粒類型中的一種不與相同類型的其它顆粒粘結(jié)，也可以生成連續(xù)的顆粒纖維幅材。這種類型系統(tǒng)的實(shí)例將會是這樣一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，使用兩種類型的顆粒，一種類型的顆粒將顆粒(如不連續(xù)聚合物纖維顆粒)粘結(jié)在一起，另一種類型的顆粒起到用于幅材的所需用途的活性顆粒(如吸著劑顆粒(例如活性炭))的作用。這種示例性實(shí)施例可尤其用于流體過濾應(yīng)用。例如，根據(jù)化學(xué)活性顆粒的密度、化學(xué)活性顆粒的尺寸和/或最終非織造纖維幅材制品的所需屬性，可相對于纖維幅材的總重量使用多種不同裝填的化學(xué)活性顆粒。在一個實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒占總非織造制品重量的少于90重量％。在一個實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒占總非織造制品重量的至少10重量％。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒可有利地遍及非織造纖維幅材的整個厚度分布。然而，在以上實(shí)施例的一些實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒優(yōu)先地基本分布在非織造纖維幅材的主表面上。此外，應(yīng)當(dāng)理解，一個或多個上述化學(xué)活性顆粒130的任意組合可用于形成根據(jù)本發(fā)明的非織造纖維幅材100。D.可仟詵的粘結(jié)劑組件在上述示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材優(yōu)選地基本上不含任何其它的粘結(jié)劑。然而，在以上實(shí)施例的一些實(shí)施例中，非織造纖維幅材還包括覆蓋所述多個無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分的粘結(jié)劑涂層。在一些示例性實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑可為液體或固體粉末。在某些目前優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑基本上不會錮囚化學(xué)活性顆粒的表面。雖然多組分纖維110的第一區(qū)域112將纖維110、120與化學(xué)活性顆粒130固定在一起，但是在非織造纖維幅材100的形成過程中或之后，可包括可任選的粘結(jié)劑材料或涂層。這種可任選的粘結(jié)劑涂層可為非織造制品提供另外的強(qiáng)度，可將化學(xué)活性顆粒進(jìn)一步固定到纖維和/或可為磨料或擦洗制品提供額外硬度。通過公知的加工方法可施加可任選的粘結(jié)劑涂層，所述加工方法諸如輥涂、噴涂和浸潰涂布以及這些涂布技術(shù)的組合。所述粘結(jié)劑涂層可包括在所述粘結(jié)劑中的另外的化學(xué)活性顆粒130，或者另外的化學(xué)活性顆粒130可被摻入和固定到粘結(jié)劑。可任選的粘結(jié)劑可為樹脂。合適的樹脂包括酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚脲、苯乙烯一丁二烯橡膠、腈橡膠、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、以及聚異戊二烯。粘結(jié)劑可為水溶性的。水溶性粘結(jié)劑的實(shí)例包括表面活性劑、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乳酸(PLA)、聚乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯基酯共聚物、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素淀粉、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纖維素醚聚合物、多乙基噁唑啉、聚氧化乙烯的酯、聚氧化乙烯和聚氧化丙烯共聚物的酯、聚氧化乙烯的氨基甲酸酯以及聚氧化乙烯和聚氧化丙烯共聚物的氨基甲酸酯。
E.可任選的附加層本發(fā)明的示例性非織造纖維幅材可以可選地包括亞微米纖維、細(xì)旦纖維、微纖維或粗纖維組分(諸如粗微纖維)中的至少一個附加層。至少一層纖維可為用于非織造纖維幅材100的墊層、支承層或收集器，或者可為頂層或覆蓋層。至少一個纖維層可與非織造纖維幅材100共形成，或者可在形成非織造纖維幅材100之前預(yù)形成為幅材輥，并且展開以提供用于非織造纖維幅材100的收集器或覆蓋層，或者可在形成非織造纖維幅材100之后后形成，并且與非織造纖維幅材100相鄰地施加。I.可任選的支承層(收集器)本發(fā)明的非織造纖維幅材還可包括可任選的支承層。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，可任選的支承層是多孔的。當(dāng)存在時，可任選的支承層可以提供復(fù)合非織造纖維制品的大部分強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，上述亞微米纖維組分往往具有非常低的強(qiáng)度，并可能在正常處理過程中被損壞。在保持高孔隙率并因此保持亞微米纖維組分的所需吸收劑特性同時，將亞微米纖維組分附連到支承層會為亞微米纖維組分增添強(qiáng)度。多層非織造纖維幅材結(jié)構(gòu)也可提供用于進(jìn)一步加工的足夠強(qiáng)度，加工可包括(但不限于)將幅材卷繞為卷形、將幅材從卷中移除、模鑄、成褶、折疊、網(wǎng)裝固定、編織等等。在本發(fā)明中可以使用多種支承層。合適的支承層包括(但不限于)非織造物、機(jī)織物、針織物、泡沫層、膜、紙質(zhì)層、背膠層、金屬薄片、網(wǎng)片、彈性織物(即任何上述具有彈性性能的織造、針織或非織造物)、開孔幅材、背膠層或它們的任意組合。在一個示例性實(shí)施例中，多孔支承層包括聚合物非織造物。合適的非織造聚合物織物包括(但不限于)紡粘織物、熔噴織物、短長度纖維(即纖維長度小于約IOOmm的纖維)的梳理成幅材纖維幅材、針刺織物、裂膜幅材、濕法成網(wǎng)水力纏結(jié)網(wǎng)、氣流成網(wǎng)短纖維幅材或它們的組合。在某些示例性實(shí)施例中，支承層包含粘結(jié)的短纖維幅材。如以下進(jìn)一步所述，可以使用(例如)熱粘結(jié)、粘合劑粘結(jié)、粉狀膠粘劑粘結(jié)、水刺法、針刺法、壓延或它們的組合來進(jìn)行粘結(jié)。支承層的基重和厚度可以取決于復(fù)合非織造纖維制品的特定的最終用途。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，理想的是，使復(fù)合非織造纖維制品的總基重和/或厚度保持在最小水平。在其他實(shí)施例中，給定的應(yīng)用可能要求最小的總基重和/或厚度。通常，支承層的基重為小于約150gsm。在某些實(shí)施例中，支承層的基重為約5. Ogsm至約lOOgsm。在其它實(shí)施例中，支承層的基重為約IOgsm到約75gsm。與基重一樣，支承層可以具有根據(jù)復(fù)合非織造纖維制品的具體最終用途而變化的厚度。通常，支承層具有小于約150毫米(mm)、更優(yōu)選地小于100mm、最優(yōu)選小于50mm的厚度。在某些實(shí)施例中，支承層具有至少約O. 1mm、更優(yōu)選至少O. 5mm、最優(yōu)選地至少I. Omm的厚度。在一些實(shí)施例中，支承層的厚度為約1.0_至約35_。在其他實(shí)施例中,支承層的厚度為約2. Omm至約25_。在某些示例性實(shí)施例中，所述支承層可包括微纖維組分，例如一組微纖維，如以下進(jìn)一步的描述。2.可任選的覆蓋層 在一些示例性實(shí)施例中，本發(fā)明的非織造纖維幅材100還可包括與非織造纖維幅材100相鄰的可任選的覆蓋層。在某些示例性實(shí)施例中，所述可任選的覆蓋層是多孔的。在一些示例性實(shí)施例中，所述可任選的覆蓋層包括亞微米纖維。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材包括收集器和覆蓋層二者。a.微纖維在一些示例性實(shí)施例中，優(yōu)選的微纖維或粗纖維組分包括具有至少I μ m的群體中值纖維直徑的一組微纖維。在其他示例性實(shí)施例中，優(yōu)選的粗纖維組分包括具有至少10 μ m的群體中值纖維直徑的一組微纖維(更優(yōu)選地，聚合微纖維)。在某些其他示例性實(shí)施例中，微纖維組分包括具有介于約2 μ m至約100 μ m的群體中值纖維直徑的纖維群體。在另外的示例性實(shí)施例中，微纖維組分包括具有介于約5 μ m至約50 μ m的中值纖維直徑的纖維群體。在本發(fā)明中，在給定微纖維組分中的纖維的“中值纖維直徑”是通過以下方法確定產(chǎn)生纖維結(jié)構(gòu)的一幅或多幅圖像(例如通過使用掃描電鏡)；測量在所述一幅或多幅圖像中清晰可見的纖維的纖維直徑，從而產(chǎn)生纖維直徑的總數(shù)X ;以及計算X個纖維直徑的中值纖維直徑。通常，X大于約50，并且理想地介于約50到約200。然而，在一些情況下，X可選為小至30或甚至20。X的這些更小的值可尤其適用于大直徑纖維，或用于高度纏結(jié)的纖維。在某些示例性實(shí)施例中，微纖維組分可以包含一種或多種聚合物材料。一般來講，任何成纖聚合材料均可以用于制備微纖維，但通常且優(yōu)選成纖材料是半結(jié)晶性的。尤其適用的是通常用于纖維形成的聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍和聚氨酯。也可以由非晶態(tài)聚合物(例如聚苯乙烯)來制備幅材。這里所列的具體聚合物僅為實(shí)例，且可使用多種其它聚合物材料或成纖材料。合適的聚合物材料包括(但不限于)諸如聚丁烯、聚丙烯和聚乙烯的聚烯烴；諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的聚酯；聚酰胺(尼龍-6和尼龍-6，6);聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚乙烯醇；聚苯硫醚；聚砜；液晶聚合物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚丙烯腈；環(huán)狀聚烯烴；聚氧甲烯；多烯熱塑性彈性體；或它們的組合。可采用多種形成合成纖維的聚合物材料，包括熱塑性塑料和尤其可延展的熱塑性塑料，諸如線型低密度聚乙烯(例如以商品名D0WLEX 可購自密歇根外丨米德蘭(Midland, Michigan)的陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company)的那些)；熱塑性聚烯烴彈性體(TPE)，例如以商品名ENGAGE 可購自密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司的那些，和以商品名VISTAMAXX 可購自德克薩斯州休斯頓的艾克森美孚化學(xué)公司的那些；乙烯-α -烯烴共聚物(例如，乙烯-丁烯、乙烯-己烯或乙烯-辛烯共聚物，以商品名EXACT 可購自德克薩斯州休斯頓的艾克森美孚化學(xué)公司，以商品名ENGAGE 可購自密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司)；乙烯-醋酸乙烯聚合物(例如，以商品名ELVAX 可購自特拉華州威明頓(Wilmington, Delaware)的杜邦公司(E. I. DuPont de Nemours&Co.)的那些)；聚丁烯彈性體(例如，以商品名CRASTIN 可購自特拉華州威明頓的杜邦&公司的那些；和以商品名P0LYBUTENE-1 可購自特拉華州威明頓的巴塞爾聚烯烴(Basell Polyolefins)公司)；彈性苯乙烯嵌段共聚物(例如，以商品名KRATON 可購自德克薩斯州休斯頓的克雷頓聚合物(Kraton Polymers)公司的那些；以及以商品名SOLPRENE 可購自德克薩斯州休斯頓的達(dá)盛彈性體(Dynasol Elastomers)公司的那些)；和聚醚嵌段共縮聚酰胺彈性材料(例如，以商品名PEBAX 可購自法國白鴻城(Co I ombe s，F(xiàn)rance )的阿科瑪(Arkema )公司的那些)。熱塑性多烯屬彈性體(TPE’s)是特別優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，也可以將多種天然成纖材料制備成非織造微纖維。優(yōu)選的天然材料可以包括柏油或浙青(如用于制備碳纖維)。成纖材料可為熔化形式，或可承載于合適的溶劑中。也可利用反應(yīng)性單體，當(dāng)它們通過或穿過模具時，它們與彼此反應(yīng)。非織造幅材可以將纖維混合物包含在單層(例如使用兩個密集間隔的共享通用模具頂端的模具腔體制成)、多個層(例如使用排列成疊堆的多個模具腔體制成)、或多組分纖維的一層或多層(例如在美國專利No. 6，057, 256 (Krueger等人)中所述的那些)中。纖維還可由材料的共混物形成，所述材料包括其中混有某些諸如顏料或染料的添加劑的材料?？芍苽潆p組分微纖維(諸如皮芯型或并列型雙組分纖維)(這里，“雙組分”包括具有兩種或更多種組分的纖維，每個組分占據(jù)纖維的橫截面區(qū)域的一部分并且基本在纖維長度上延伸)，如可為雙組分亞微米纖維。然而，本發(fā)明的示例性實(shí)施例利用單組分纖維可能是尤其適用的且是有利的(其中纖維在其整個橫截面上具有基本相同的組成，但“單組分”包括共混物或包含添加劑的材料，其中基本均一組成的連續(xù)相在整個橫截面和纖維長度上延伸)。除了其他有益效果以外，能夠使用單一組分的纖維還降低了制備的復(fù)雜性，并且對幅材的使用限制較少。除了以上提及的成纖材料之外，還可以將多種添加劑添加到熔化并擠出的纖維，以將添加劑摻入纖維中。通常，基于纖維的總重量，添加劑的量小于約25重量％，有利地高達(dá)約5. O重量％。合適的添加劑包括(但不限于)顆粒、填充劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、增粘劑、流速控制劑、固化緩聚劑、增粘劑(例如硅烷和鈦酸鹽)、輔助劑、抗沖改性劑、可膨脹的微球體、導(dǎo)熱顆粒、導(dǎo)電顆粒、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、顏料、著色劑、玻璃珠或泡、抗氧化劑、熒光增白劑、抗微生物劑、表面活性劑、阻燃劑和含氟化合物。上述添加劑中的一種或多種可用于減少所得纖維和層的重量和/或成本、調(diào)節(jié)粘度或改變纖維的熱特性或使衍生自添加劑物理特性活性的物理特性具有一定的范圍，該物理特性包括電學(xué)特性、光學(xué)特性、與密度相關(guān)的特性、與流體阻隔或粘合劑粘性相關(guān)的特性。 .微纖維的形成許多工藝可以用于制備和沉積微纖維組，包括(但不限于)熔噴、熔紡、原絲擠出、叢絲形成、紡粘法、濕紡絲、干紡絲或它們的組合。用于形成微纖維的合適工藝在美國專利No. 6，315，806 (Torobin) ,No. 6，114，017 (Fabbricante 等人),No. 6，382，526B1 (Reneker 等人)以及No. 6，861，025B2 (Erickson等人)中有所描述?；蛘?，可以使用例如在美國專利No. 4, 118, 531 (Hauser)中所述的工藝將一組微纖維形成或轉(zhuǎn)變?yōu)槎汤w維,并與一組亞微米纖維結(jié)合。在某些示例性實(shí)施例中，微纖維組包含粘合微纖維的幅材，其中使用熱粘結(jié)、粘合劑粘結(jié)、粉狀粘結(jié)劑、水刺、針刺、壓延或它們的組合來實(shí)現(xiàn)粘結(jié)，如下所述。b.紡粘纖維和梳理纖維在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，支承層包括含有聚丙烯纖維的紡粘織物。在本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例中，支承層包括短長度纖維的梳理幅材，其中短長度纖維包括
(i)低熔融溫度或粘結(jié)纖維；和(ii)高熔融溫度或結(jié)構(gòu)纖維。通常，粘結(jié)纖維的熔融溫度比結(jié)構(gòu)纖維的熔融溫度的低至少10°c，但是粘結(jié)纖維與結(jié)構(gòu)纖維的熔融溫度之間的差可大于10°c。合適的粘結(jié)纖維包括(但不限于)上述聚合物纖維中的任一者。合適的結(jié)構(gòu)纖維包括但不限于任何上面提及的聚合物纖維以及無機(jī)纖維(例如陶瓷纖維、玻璃纖維和金屬纖維)；以及有機(jī)纖維(如纖維素纖維)。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，支承層包含短長度纖維梳理成網(wǎng)，其中短長度纖維包含PET單組分和PET/coPET雙組分短纖維的共混物。在一個示例性的目前優(yōu)選的實(shí)施例中，支承層包含短長度纖維梳理成網(wǎng)，其中短長度纖維包含(i)約20重量％的雙組分粘結(jié)纖維(如堪薩斯州威奇塔的英威達(dá)有限公司(Invista，Inc.)市售的INVISTA T254纖維)，12dXl. 5〃 ；以及(ii)約 80 重量 ％ 的結(jié)構(gòu)纖維(如，INVISTA T293PET 纖維)，32dX3〃。如上所述，支承層可以包括彼此結(jié)合的一層或多層。在一個示例性實(shí)施例中，支承層包括第一層(例如非織造物或膜)和第一層上與亞微米纖維組分相對的粘合劑層。在這個實(shí)施例中，粘合劑層可覆蓋第一層的一部分或第一層的整個外表面。粘合劑可以包含任何已知的粘合劑，包括壓敏粘合劑、可熱活化的粘合劑等。當(dāng)粘合劑層包含壓敏粘合劑時，復(fù)合非織造纖維制品還可以包含隔離襯墊，從而得到壓敏粘合劑的暫時保護(hù)。c.亞微米纖維本發(fā)明的示例性非織造纖維幅材100可以可選地包括一組亞微米纖維。在一些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，所述一組亞微米纖維包括與所述非織造纖維幅材100相鄰的層。包括亞微米纖維組分的所述至少一層可為墊層(例如，用于非織造纖維幅材100的支承層或收集器)，但是更優(yōu)選地，其用作頂層或覆蓋層。所述一組亞微米纖維可與非織造纖維幅材100共形成，或可在形成非織造纖維幅材100之前預(yù)形成為幅材輥(見例如圖3中的幅材輥260和262)并且展開以提供用于非織造纖維幅材100的收集器(見例如圖3中的幅材輥260和收集器232)或覆蓋層(見例如圖3中的幅材輥262和覆蓋層230)，或者，作為另外一種選擇或除此之外，可在形成非織造纖維幅材100之后后形成，并且與非織造纖維幅材100相鄰地(優(yōu)選地，覆蓋)涂敷(見例如圖3中的非織造纖維幅材100的后形成涂敷器216涂敷纖維218)。在某些示例性實(shí)施例中，細(xì)旦纖維組分包括具有小于ΙΟμπι的群體纖維中值直徑的細(xì)微纖維的群體。在其他示例性實(shí)施例中，細(xì)旦纖維組分包括具有小于約2μπι的群體中值直徑的超細(xì)微纖維的群體。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，細(xì)旦纖維組分包括具有小于I μ m的群體中值直徑的亞微米纖維的群體。
在一些示例性實(shí)施例中，亞微米纖維組分包括介于約O. 2μπι至約O. 9μπι的群體纖維中值直徑的纖維群體。在其他示例性實(shí)施例中，亞微米纖維組分包括具有介于約
O.5 μ m至約O. 7 μ m的群體纖維中值直徑的纖維群體。在本發(fā)明中，在給定亞微米纖維組分中的纖維的“中值纖維直徑”通過以下方法確定產(chǎn)生纖維結(jié)構(gòu)的一幅或多幅圖像(例如通過使用掃描電鏡)；測量在所述一幅或多幅圖像中清晰可見的纖維的纖維直徑，從而產(chǎn)生纖維直徑的總數(shù)X ；以及計算X個纖維直徑的中值纖維直徑。通常，X大于約50，并且理想地介于約50到約200。然而，在一些情況下，X可選為小至30或甚至20。X的這些更小的值可尤其適用于高度纏結(jié)的纖維。在某些示例性實(shí)施例中，亞微米纖維組分可以包含一種或多種聚合物材料。合適的聚合物材料包括(但不限于)諸如聚丙烯和聚乙烯的聚烯烴；諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的聚酯；聚酰胺(尼龍-6和尼龍-6，6);聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚乙烯醇；聚苯硫醚；聚砜；液晶聚合物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚丙烯腈；環(huán)狀聚烯烴；聚氧甲烯；多烯熱塑性彈性體；或它們的組合。亞微米纖維組分可以包括含有上述聚合物或共聚物中的任何一種的單組分纖維。在這個示例性實(shí)施例中，單組分纖維可以包含下述添加劑，但包含選自上述聚合物材料的單個成纖材料。此外，在該示例性實(shí)施例中，單組分纖維通常包括至少75重量％的上述聚 合物材料中的任何一種以及高達(dá)25重量％的一種或多種添加劑。有利地，單組分纖維包括至少80重量％、更有利地至少85重量％、至少90重量％、至少95重量％以及100重量％之多的上述聚合材料中的任何一種，其中所有重量都基于纖維的總重量。亞微米纖維組分也可以包含由以下物質(zhì)形成的多組分纖維(I)上述聚合物材料中的兩種或更多種，和(2)下述一種或多種添加劑。如本文所用，術(shù)語“多組分纖維”用于指由兩種或更多種聚合物材料形成的纖維。合適的多組分纖維構(gòu)造包括(但不限于)皮芯型構(gòu)造、并列型構(gòu)造、分層構(gòu)造或分割餅/楔型構(gòu)造(例如，美國專利No. 4，729，371描述了分層的雙組分熔噴纖維，其也稱為條紋狀纖維；并且國際專利公開WO 2008/085545在圖Ia-圖Ie中描述了分割餅/楔型纖維和分層纖維)以及“海島形”構(gòu)造(例如，日本岡山(Okayama, Japan)的可樂麗有限公司(Kuraray Company, Ltd.)生產(chǎn)的纖維)。對于由多組分纖維形成的亞微米纖維組分，有利地，基于纖維的總重量，多組分纖維包含(I)從約75重量％到約99重量％的上述聚合物中的兩種或更多種；和(2)從約25重量％到約I重量％的一種或多種額外的成纖材料。制備本發(fā)明的復(fù)合非織造纖維幅材的方法可以用于形成包含由上述聚合物材料中的任一者形成的纖維的亞微米纖維組分。通常，亞微米纖維成形方法步驟涉及在介于約130°C到約350°C的熔體擠出溫度下擠出可熱成形的材料的熔體。模具組件和/或共軸噴絲頭組件(參見例如以上提及的Torobin工藝)包括一組噴絲頭和/或共軸噴絲頭，熔融可熱成形的材料通過這組噴絲頭和/或共軸噴絲頭擠出。在一個示例性實(shí)施例中，共軸噴絲頭組件包括一組共軸噴絲頭，這組共軸噴絲頭形成為陣列，以將多個纖維流擠壓到支承層或基底上。參見，例如美國專利No. 4，536，361 (圖2)和No. 6，183，670 (圖1-2)。在一些示例性實(shí)施例中，復(fù)合非織造纖維幅材層可以由與較粗糙的微纖維混合的亞微米纖維形成，這些較粗糙的微纖維為亞微米非織造纖維提供支承結(jié)構(gòu)。支承結(jié)構(gòu)可以提供回彈性和強(qiáng)度，以保持呈優(yōu)選的低密實(shí)度形式的細(xì)亞微米纖維。支承結(jié)構(gòu)可以由許多不同的組分單獨(dú)或共同制成。支承組分的實(shí)例包括(例如)微纖維、不連續(xù)的取向的纖維、天然纖維、泡沫狀多孔材料和連續(xù)的或不連續(xù)的非取向的纖維。在一個示例性實(shí)施例中，形成微纖維流，并單獨(dú)形成亞微米纖維流，并將亞微米纖維流添加到微纖維流以形成復(fù)合非織造纖維幅材。在另一個示例性實(shí)施例中，形成亞微米纖維流，并單獨(dú)形成微纖維流，并將微纖維流添加到亞微米纖維流以形成復(fù)合非織造纖維幅材。在這些示例性實(shí)施例中，亞微米纖維流和微纖維流中的任何一者或兩者為取向的。在另外的實(shí)施例中，形成取向亞微米纖維流，并將不連續(xù)的微纖維添加到亞微米纖維流中(例如使用美國專利No. 4，118，531 (Hauser)中所述的工藝)。在一些示例性實(shí)施例中，制備復(fù)合非織造纖維幅材的方法包括通過混合纖維流、水刺、濕法成網(wǎng)、叢絲形成或它們的組合將一組亞微米纖維和一組微纖維結(jié)合成復(fù)合非織造纖維幅材。在將一組亞微米纖維與一組微纖維結(jié)合時，可以使用一種類型或兩種類型纖維的多個流，并可以按任何順序結(jié)合這些流。這樣，可以形成非織造復(fù)合纖維幅材，從而顯示多種所需的濃度梯度和/或分層結(jié)構(gòu)。 例如，在某些示例性實(shí)施例中，一組亞微米纖維可以與一組微纖維結(jié)合以形成不均一的纖維混合物。在其它示例性實(shí)施例中，可以將一組亞微米纖維形成為包含非織造纖維幅材100的墊層上的頂層。在某些其它示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100可形成為包含一組亞微米纖維的墊層(例如支承層或收集器)上的頂層。 .亞微米纖維的形成可以使用許多工藝來制備和沉積亞微米纖維，包括(但不限于)熔噴、熔紡、電紡、氣體射流原纖化或它們的組合。適合的工藝包括但不限于在如下專利中公開的工藝美國專利 No. 3, 874, 886 (Levecque 等人)、No. 4, 363, 646 (Torobin)、No. 4，536，361 (Torobin)、No. 6，183，670 (Torobin)、No. 5，227，107 (Dickenson 等人)、No. 6，114，017 (Fabbricante 等人),No. 6，382，526B1 (Reneker 等人),No. 6，743，273 (Chung等人)、No. 6，800，226 (Gerking)和 No. 6，861，025B2 (Erickson 等人)。用于形成亞微米纖維的一種特別合適的工藝在共同待審的美國專利申請No. 61/238，761 (標(biāo)題為“APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD FOR FORMING NANOFIBERS AND NANOFIBER WEBS (用于形成納米纖維和納米纖維幅材的設(shè)備、系統(tǒng)和方法)” (Moore等人))中被描述。用于形成亞微米纖維的目前優(yōu)選的工藝是靜電紡紗工藝，例如，在美國專利No. I, 975，504(Formhals)中描述的工藝。F.制造帶有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的方法本發(fā)明還提供一種制造根據(jù)以上實(shí)施例的任一實(shí)施例的非織造纖維幅材的方法，所述方法包括提供具有上端和下端的形成室；將多個離散纖維引入所述形成室的上端；將多個化學(xué)活性顆粒引入所述形成室；將所述離散纖維與所述化學(xué)活性顆粒在形成室中混合，以形成纖維顆?；旌衔铮粚⑺隼w維顆?；旌衔飩魉偷叫纬墒业南露艘孕纬煞强椩炖w維幅材；將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材；以及與所述多個離散纖維相鄰地施加群體中值直徑小于I μ m的一組亞微米纖維。在某些示例性實(shí)施例中，將所述纖維顆?；旌衔飩魉偷叫纬墒业南露艘孕纬煞强椩炖w維幅材的步驟包括使離散纖維落入形成室中并允許所述纖維在重力的作用下落下并穿過形成室。在其它示例性實(shí)施例中，將所述纖維顆?；旌衔飩魉偷叫纬墒业南露艘孕纬煞强椩炖w維幅材的步驟包括使離散纖維落入形成室中并允許所述纖維在重力和施加到所述形成室的下端的真空力的作用下落下并穿過形成室。在某些示例性實(shí)施例中，將所述纖維顆粒混合物傳送到形成室的下端以形成非織造纖維幅材的步驟包括使離散纖維落入形成室中并允許所述纖維在重力的作用下落下并穿過形成室。在其它示例性實(shí)施例中，將所述纖維顆?；旌衔飩魉偷叫纬墒业南露艘孕纬煞强椩炖w維幅材的步驟包括使離散纖維落入形成室中并允許所述纖維在重力和施加到所述形成室的下端的真空力的作用下落下并穿過形成室。在其中非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％，更優(yōu)選地離散纖維的大于O重量％且小于10重量％由包括具有第一熔融溫度的至少第一區(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)的多組分纖維構(gòu)成的一些示例性實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括將所述多組分纖維加熱到至少第一熔融溫度并小于第二熔融溫度的溫度，使得化學(xué)活 性顆粒的至少一部分粘合到多組分纖維的至少一部分的至少第一區(qū)域，并且離散纖維的至少一部分在與所述多組分纖維的第一區(qū)域的多個交點(diǎn)處粘合在一起。在其中多個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的其它示例性實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括將所述熱塑性纖維加熱到至少第一熔融溫度并小于第二熔融溫度的溫度，使得化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且，其中第一組單組分離散纖維的至少一部分粘合到第二組單組分離散纖維的至少一部分。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的一些示例性實(shí)施例中，優(yōu)選地，非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％，更優(yōu)選地離散纖維的大于O重量％且小于10重量％由所述第一組單組分離散熱塑性纖維構(gòu)成。在某些示例性實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括將第一組單組分離散熱塑性纖維加熱到至少第一熔融溫度并小于第二熔融溫度的溫度，使得化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到第一組單組分離散熱塑性纖維的至少一部分，并且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點(diǎn)處粘合在一起。在以上示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材包括熱粘結(jié)、自生粘合、膠粘劑粘結(jié)、粉末狀粘結(jié)劑粘結(jié)、水纏繞、針刺法、壓延法或它們的組合的至少一種。在以上實(shí)施例的一些中，將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括纏結(jié)離散纖維，從而形成包括多個填隙空位的內(nèi)聚非織造纖維幅材，每個填隙空位限定具有中值尺寸的通過至少兩個疊置的纖維限定的至少一個開口的空隙體積，其中所述化學(xué)活性顆粒具有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(xué)活性顆?；旧喜徽辰Y(jié)到所述離散纖維并且所述離散纖維基本上不彼此粘結(jié)。在以上示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例中，液體可被引入到所述形成室中，以潤濕所述離散纖維的至少一部分，使得在形成室中所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分附著到潤濕的離散纖維。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，可在上端、下端、上端和下端之間或它們的組合將所述化學(xué)活性顆粒引入到所述形成室中。在上述實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材可形成在收集器上，其中所述收集器選自篩網(wǎng)、稀松布、網(wǎng)片、非織造物、機(jī)織物、針織物、泡沫層、多孔膜、穿孔膜、細(xì)絲陣列、熔融原纖化納米纖維幅材、熔噴纖維幅材、紡粘纖維幅材、氣流成網(wǎng)纖維幅材、濕法成網(wǎng)纖維幅材、梳理成網(wǎng)纖維幅材、水力纏繞纖維幅材、以及它們的組合。在以上實(shí)施例的任一實(shí)施例的其它實(shí)例中，所述多個亞微米纖維可形成與非織造纖維幅材相鄰的(例如覆蓋)的纖維覆蓋層。在某些示例性實(shí)施例中，所述多個亞微米纖維包括群體中值纖維直徑小于I μ m的一組亞微米纖維。在一些示例性實(shí)施例中，所述覆蓋層還包括群體中值直徑為至少Iym的一組微纖維。在這些實(shí)施例的任一實(shí)施例中，所述多個亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡紗法、叢絲形成、氣體噴射原纖化、纖維分裂或它們的組合形成。
通過以下描述的所述方法的一些實(shí)施例，可獲得優(yōu)先地位于非織造制品的一個表面上的化學(xué)活性顆粒。對于開放、膨松的非織造幅材，所述化學(xué)活性顆粒將落入并穿過幅材并且優(yōu)先地位于非織造制品的底部上。對于致密的非織造幅材，所述化學(xué)活性顆粒將保持在所述表面上并且優(yōu)先地位于所述非織造制品的頂部上。此外，如下所述，可獲得遍及整個非織造制品的厚度分布的化學(xué)活性顆粒。因此，在該實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒可位于所述幅材的兩個工作表面上并遍及所述厚度。在一個實(shí)施例中，在纖維可被熔融以固定所述化學(xué)活性顆粒之前，所述纖維可被潤濕以幫助將化學(xué)活性顆粒黏著到所述纖維上。在另一實(shí)施例中，對于致密的非織造幅材，可引入真空以拉動化學(xué)活性顆粒遍及非織造制品的厚度。圖3是示出示例性設(shè)備220的側(cè)視圖，所述設(shè)備可被構(gòu)造為實(shí)施制備上述示例性非織造纖維幅材100的各種方法。一個或多個離散纖維輸入流(210、210’、210")設(shè)置在形成室220的頂部附近，其中所述離散纖維混合、共混并最終形成非織造纖維幅材100。如圖3所示，分離的纖維流210被示為用于將多個多組分纖維110引入到形成室220中；分離的纖維流210’被示為用于將多個離散填充纖維120 (其可為天然纖維)引入到形成室220中；且分離的纖維流210"被示為用于將第一組離散熱塑性纖維116引入到形成室220中。然而，應(yīng)當(dāng)理解，離散纖維無需作為分離的流被引入形成室中，并且離散纖維的至少一部分在進(jìn)入形成室220之前可有利地結(jié)合到單纖維流中。例如，在進(jìn)入形成室220之前，可包括打開器(未示出)以打開、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。此外，纖維流(210、210’、210")被引入形成室220的位置可以有利地變化。例如，纖維流可有利地布置在形成室的左側(cè)、頂部或右側(cè)。此外，纖維流可被有利地布置成在頂部或甚至在形成室220的中部被引入。然而，目前優(yōu)選的是在環(huán)形帶篩網(wǎng)224上方引入纖維流，如以下進(jìn)一步的描述。另外，進(jìn)入形成室220的是化學(xué)活性顆粒(130、130’)的一個或多個輸入流(212、212’)。盡管在圖3中示出了化學(xué)活性顆粒的兩個流(212、212’)，然而，應(yīng)當(dāng)理解，可使用僅一個流，或者可使用多于兩個流。應(yīng)當(dāng)理解，如果使用多個輸入流(212、212’)，則在每個流(212、212’)中，所述化學(xué)活性顆粒可為相同的(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)選的是化學(xué)活性顆粒(130、130’)包括不同的顆粒物質(zhì)。還應(yīng)當(dāng)理解，所述化學(xué)活性顆粒輸入流(212、212’)可有利地在形成室220的其它區(qū)域被引入。例如，化學(xué)活性顆?？稍谛纬墒?20的頂部附近被引入(引入化學(xué)活性顆粒130的輸入流212)，和/或在形成室的中間被引入(未示出)，和/或在形成室220的底部被引入(引入化學(xué)活性顆粒130’的輸入流212’)。此外，用于將輸入流(212、212’)引入形成室220的位置可以有利地變化。例如，輸入流可有利地布置為在形成室的左側(cè)(212’)、頂部(212)或右側(cè)(未示出)引入化學(xué)活性顆粒(130、130’)。此外，輸入流可有利地被布置為在形成室220的頂部(212)、中間(未示出)或底部(212’)引入化學(xué)活性顆粒(130、130’)。在一些示例性實(shí)施例(例如，其中化學(xué)活性顆粒包括具有約1-25微米的中值尺寸或直徑的細(xì)小顆粒，或者其中所述化學(xué)活性顆粒包括密度小于lg/ml的低密度顆粒)中，目前優(yōu)選的是，用于化學(xué)活性顆粒(130)的至少一個輸入流(212)在環(huán)形帶篩網(wǎng)224上方被 引入，如以下進(jìn)一步的描述。在其它示例性實(shí)施例(例如，其中所述化學(xué)活性顆粒包括中值尺寸或直徑大于約25微米的粗顆粒，或者其中所述化學(xué)活性顆粒包括密度大于lg/ml的高密度顆粒)中，目前優(yōu)選的是，用于化學(xué)活性顆粒(130’)的至少一個輸入流(212’)在環(huán)形帶篩網(wǎng)224下方被引入，如以下進(jìn)一步的描述。在某些這種實(shí)施例中，目前優(yōu)選的是，用于化學(xué)活性顆粒(130’)的至少一個輸入流(212’)在形成室的左側(cè)被引入。此外，在其中化學(xué)活性顆粒包括中值尺寸或直徑小于約5微米并且密度大于Ig/ml的極其細(xì)小的顆粒的某些示例性實(shí)施例中，目前優(yōu)選的是，用于化學(xué)活性顆粒的至少一個輸入流(212’)在形成室的右側(cè)被引入，優(yōu)選地在環(huán)形帶篩網(wǎng)224的下方被引入，如以下進(jìn)一步的描述。另外，在一些具體示例性實(shí)施例中，輸入流(例如212)可有利地被布置為引入化學(xué)活性顆粒(例如130)，其引入方式是使得化學(xué)活性顆粒130遍及非織造纖維幅材100基本均勻地分布。作為另外一種選擇，在一些不例性實(shí)施例中，輸入流(例如212’)可有利地布置為引入化學(xué)活性顆粒(例如130’)，其引入方式是使得化學(xué)活性顆粒130基本上分布在非織造纖維幅材100的主表面上(例如，在圖3中的非織造纖維幅材100的下主表面附近，或者在非織造纖維幅材100 (未示出)的上主表面附近)。雖然在圖3示出的一個示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒(例如130’ )可基本上分布在非織造纖維幅材100的下主表面上，但是應(yīng)當(dāng)理解，可獲得在非織造纖維幅材中的化學(xué)活性顆粒的其它分布，這取決于進(jìn)入形成室220的化學(xué)活性顆粒的輸入流的位置，以及化學(xué)活性顆粒的特性(例如，中值粒度或直徑、密度等等)。因此，在一個示例性實(shí)施例(未示出)中，化學(xué)活性顆粒的輸入流可被有利地布置(例如在形成室220的右下側(cè)附近)，以引入極其粗或高密度的化學(xué)活性顆粒，其引入方式是使得化學(xué)活性顆粒基本上分布在非織造纖維幅材100的頂部主表面上。位于在非織造纖維幅材100上或其中的化學(xué)活性顆粒(130、130’)的其它分布也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。用于引入化學(xué)活性顆粒(130、130’)的輸入流(212,212’)以形成室220的合適設(shè)備包括市售的振動進(jìn)料器，例如，新澤西州皮特曼(Pitman, NJ)的K-Tron有限公司制造的那些。在一些示例性實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒的輸入流可通過噴氣嘴增強(qiáng)以使化學(xué)活性顆粒流化。合適的噴氣嘴可從伊利諾伊州威爾頓(Wheaton，IL)的噴霧系統(tǒng)有限公司(Spraying Systems, Inc.)商購獲得。形成室220優(yōu)選為一種氣流成網(wǎng)法纖維加工設(shè)備，諸如在美國專利No. 7，491，354和No. 6，808，664中示出和描述的那些。作為使用強(qiáng)氣流混合纖維和使纖維相互接合以形成非織造纖維幅材(諸如利用可得自紐約馬其頓(Macedon, NY)的蘭多機(jī)械公司(RandoMachine Corporation)的“RandoWebber”纖維成網(wǎng)機(jī))的替代，形成室220具有銷釘棍222,銷釘輥222用于在重力允許纖維落下穿過環(huán)形帶篩網(wǎng)224的同時共混和混合纖維，從而形成纖維相互接合的非織造纖維幅材100。根據(jù)這種氣流成網(wǎng)法設(shè)備的構(gòu)造，在一些實(shí)施例 中，纖維和化學(xué)活性顆粒一起下落到形成室220的底部以形成非織造纖維幅材100。在一個示例性實(shí)施例中，可在形成室220中非織造纖維幅材100形成的區(qū)域(未示出)的下方包括真空。參見圖2A和圖3，在一些示例性實(shí)施例，形成的非織造纖維幅材100退出形成室220并前進(jìn)到諸如烘箱等可選的加熱單元240，如果在非織造纖維幅材100中包括多組分纖維110，則所述加熱單元240用于加熱多組分纖維110的第一區(qū)域112。熔融的第一區(qū)域112趨于移動并在所述非織造纖維幅材100的交叉點(diǎn)處集中。隨后，在冷卻時，熔融的第一區(qū)域112凝結(jié)并固化以形成固定的、相互連接的非織造纖維幅材100。在一些實(shí)施例中，化學(xué)活性顆粒130可通過多組分纖維110的熔融并隨后凝結(jié)的第一區(qū)域112或者通過部分熔融并隨后凝結(jié)的第一組熱塑性單組分纖維116固定到非織造纖維幅材100。因此，可按照兩個步驟形成含有化學(xué)活性顆粒130的非織造幅材(首先形成幅材，隨后加熱該幅材)，而不需要粘結(jié)劑或者額外的涂覆步驟。在一個示例性實(shí)施例中，所述化學(xué)活性顆粒130落下穿過非織造纖維幅材100的纖維，并因此優(yōu)先地位于非織造纖維幅材100的下表面上。當(dāng)非織造纖維幅材前進(jìn)到加熱單元240時，位于非織造纖維幅材100的下表面上的多組分纖維110的熔融并隨后凝結(jié)的第一區(qū)域112將化學(xué)活性顆粒130固定到非織造纖維幅材100上，優(yōu)選地，不需要額外的粘
結(jié)劑涂層。在另一示例性實(shí)施例中，當(dāng)所述非織造纖維幅材是具有小的開口的相對致密的纖維幅材時，所述化學(xué)活性顆粒130保持優(yōu)先地位于非織造纖維幅材100的頂表面234上。在這種實(shí)施例中，部分落下穿過纖維幅材的一些開口的顆粒可形成梯度。當(dāng)非織造纖維幅材100前進(jìn)到所述加熱單元240時，位于非織造纖維幅材100的頂表面上或附近的多組分纖維110的熔融并隨后凝結(jié)的第一區(qū)域112 (或者部分熔融的熱塑性單組分纖維116)將化學(xué)活性顆粒130固定到非織造纖維幅材100，優(yōu)選不需要額外的粘結(jié)劑涂層。在另一實(shí)施例中，優(yōu)選為水或水溶液的液體215從噴霧器214作為薄霧被引入。液體215優(yōu)選潤濕離散纖維(110、116、120)，使得化學(xué)活性顆粒(130、130’)緊附到纖維表面。因此，化學(xué)活性顆粒(130、130’)通常遍及非織造纖維幅材100的厚度分散。當(dāng)非織造纖維幅材100前進(jìn)到加熱單元240時，在(多組分或熱塑性單組分)離散纖維110的第一區(qū)域112熔融的同時，液體215優(yōu)選蒸發(fā)。多組分(或熱塑性單組分)離散纖維的熔融并隨后凝結(jié)的第一區(qū)域112將非織造纖維幅材100的纖維固定在一起，并且另外將化學(xué)活性顆粒(130、130’)固定到非織造纖維幅材100，而不需要額外的粘結(jié)劑涂層。
在將離散纖維(110、116、120)引入形成室220之后，液體215的薄霧被示出為潤濕纖維110和116’以及120 (如果包括)。然而，可在工藝中的其它位置發(fā)生纖維的潤濕，包括在將離散纖維(110、116、120)引入形成室220之前。例如，在化學(xué)活性顆粒130落下的同時，液體可在形成室220的底部引入以潤濕非織造纖維幅材100。液體215的薄霧可另外或作為替代在形成室220的頂部引入，或者在形成室220的中部引入，以在化學(xué)活性顆粒(130、130’)和離散纖維(110、116、120)落下之前潤濕它們。應(yīng)當(dāng)理解，化學(xué)活性顆粒130的選擇必須能夠經(jīng)受非織造纖維幅材100暴露到的用于熔融多組分纖維110的第一區(qū)域112的熱環(huán)境。一般來講，提供100至150°C的熱。此夕卜，應(yīng)當(dāng)理解，化學(xué)活性顆粒130的選擇必須能夠經(jīng)受水溶液214的薄霧(如果包括)。因此，薄霧的液體可為水溶液，并且在另一實(shí)施例中，薄霧的液體可為有機(jī)溶劑溶液。如圖3和圖4A-圖4B所示，本發(fā)明的示例性非織造纖維幅材100可任選地包括與包括多個離散纖維和多個化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材100相鄰的至少一個附加層。所述至少一個相鄰的層可為墊層(例如用于非織造纖維幅材100的支承層或收集器232)、頂層(例如，覆蓋層230)，或者它們的組合。如圖3和圖4A-4B所示，所述至少一個相鄰的層不 需要直接接觸非織造纖維幅材100的主表面，而是優(yōu)選地接觸非織造纖維幅材100的至少一個主表面。在一些示例性實(shí)施例中，所述至少一個附加層可預(yù)形成為例如在形成非織造纖維幅材100之前制備的幅材卷(見例如圖3中的幅材卷260和262)。在一些示例性實(shí)施例中，幅材卷260可展開和穿過所述形成室220，從而為非織造纖維幅材100提供收集器232。在某些示例性實(shí)施例中，所述幅材卷262可被布置為在非織造纖維幅材100退出形成室220之后涂敷覆蓋層230。在其它示例性實(shí)施例中，所述至少一個相鄰的層可與非織造纖維幅材100例如利用后形成涂敷器216共形成，所述涂敷器被示出為將所述多個纖維218 (在一些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，包括中值直徑小于I μ m的一組纖維)與非織造纖維幅材100的主表面相鄰(優(yōu)選地，接觸)地涂敷，從而形成多層復(fù)合非織造纖維幅材234，其在一些實(shí)施例中可用于制造過濾制品。如上所述，本發(fā)明的示例性非織造纖維幅材100包括與所述多個離散纖維200相鄰的多個亞微米纖維(具有小于Iym的群體中值直徑)。在一些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，一組亞微米纖維包括與所述非織造纖維幅材100相鄰的至少一層。包含亞微米纖維組分的所述至少一層可為墊層(例如用于非織造纖維幅材100的支承層或收集器)，但更優(yōu)選的是用作頂層或覆蓋層。所述一組亞微米纖維可與所述非織造纖維幅材100共形成，或者可在形成非織造纖維幅材100之前預(yù)形成為幅材卷(見例如圖3中的幅材卷260和262)，并且展開以提供用于非織造纖維幅材100的收集器(見例如圖3中的幅材卷260和收集器232)或覆蓋層(見例如圖3中的幅材卷262和覆蓋層230)，或者，作為另外一種選擇或除此之外，可在形成非織造纖維幅材100之后后形成，并且與非織造纖維幅材100 (見例如在圖3中后形成涂敷器216將纖維218涂敷到非織造纖維幅材100)相鄰地(優(yōu)選地覆蓋)涂敷。在其中一組亞微米纖維與非織造纖維幅材100共形成的示例性實(shí)施例中，一組亞微米纖維可沉積到非織造纖維幅材100的表面上，以在纖維幅材的表面上或附近形成一組亞微米纖維。所述方法可包括以下步驟，其中可選地可包括支承層或收集器232的非織造纖維幅材100穿過中值纖維直徑小于I微米(μ m)的亞微米纖維的纖維流。在穿過纖維流的同時，亞微米纖維可沉積到所述非織造纖維幅材100上，從而暫時或永久地粘結(jié)到所述支承層。當(dāng)纖維沉積到支承層上時，纖維可以可任選地彼此粘合，并且在該支承層上時可以
進(jìn)一步硬化。在形成之后，在一些示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100穿過加熱單元240，加熱單元240使第一區(qū)域熔融并隨后凝結(jié)，以固定非織造纖維幅材100，并且還在某些示例性實(shí)施例中固定化學(xué)活性顆粒(130、130’)。在一些示例性實(shí)施例中還可包括可選粘結(jié)劑涂層。因此，在一個示例性實(shí)施例中，非織造纖維幅材100可前進(jìn)到后形成處理器250(例如，涂布機(jī))，其中液體或干粘結(jié)劑可涂敷到非織造纖維幅材的至少一個主表面(例如，頂表面和/或底表面)。涂布機(jī)可為輥涂機(jī)、噴涂機(jī)、浸潰涂布機(jī)、粉末涂布機(jī)或其它已知的涂布機(jī)構(gòu)。涂布機(jī)可將粘結(jié)劑涂敷到非織造纖維幅材100的一個 表面或兩個表面上。如果涂敷到單個主表面上，則非織造纖維幅材100可前進(jìn)到另一涂布機(jī)(未示出)，在這里可用粘結(jié)劑涂布另一未涂布的主表面。應(yīng)當(dāng)理解，如果包括可選粘結(jié)劑涂層，則化學(xué)活性顆粒應(yīng)該能夠經(jīng)受涂布工藝和條件，并且化學(xué)活性顆粒的表面不應(yīng)該基本上被粘結(jié)劑涂層材料錮囚?？赏瓿善渌筇幚砉に噥頌榉强椩炖w維幅材100添加強(qiáng)度或紋理。例如，非織造纖維幅材100可被針刺、壓延、水纏結(jié)、壓印或?qū)雍系胶笮纬商幚砥?50中的另一材料上。G.使用帶有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的方法包括多個離散纖維200、與所述多個離散纖維相鄰的群體中值直徑小于I μ m的多個亞微米纖維、以及多個化學(xué)活性顆粒130的非織造纖維幅材100的以上示例性實(shí)施例的任一實(shí)施例可用于制備選自氣體過濾制品、液體過濾制品、表面清潔制品、絕緣制品、細(xì)胞生長載體制品、藥物遞送制品、個人衛(wèi)生制品和傷口敷料制品的制品。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例中，以上實(shí)施例的任一個的非織造纖維幅材可用于制備包括圍繞非織造纖維幅材的流體不可滲透的殼體的流體過濾制品，所述殼體包括與所述非織造纖維幅材的第一主表面流體連通的至少一個流體入口以及與同所述非織造纖維幅材的第一主表面相背的非織造纖維幅材的第二主表面流體連通的至少一個流體出口。應(yīng)當(dāng)理解可由含有多種化學(xué)活性顆粒的多種非織造纖維幅材制備多種過濾制品。液體(例如，水)過濾媒體、氣體(例如，空氣)過濾媒體、熔爐過濾器、呼吸機(jī)等等可被有利地制造成包括含有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材。圖4A示出了包括非織造纖維幅材100的多層復(fù)合非織造纖維幅材234的示例性實(shí)施例，非織造纖維幅材100進(jìn)一步包括可用于制備流體過濾介質(zhì)或元件的多個離散纖維200和多個化學(xué)活性顆粒130。示于圖4A中的多層復(fù)合纖維幅材234包括三個幅材230、100和232，它們接合以形成總厚度為T的三個不同的層。在圖示實(shí)施例中，厚度為T"'的第一支承件或覆蓋層232 (其包括多個纖維116)被由非織造纖維幅材100 (其包括多個離散纖維200和多個化學(xué)活性顆粒100)形成的厚度為T"的第二層覆蓋，所述第二層被由覆蓋層230 (包括多個纖維212，所述纖維包括中值直徑小于I μ m的一組亞微米纖維)形成的厚度為T’的相鄰的第三層覆蓋。圖4B示出了包括非織造纖維幅材100的復(fù)合非織造纖維幅材234’的另一示例性實(shí)施例，非織造纖維幅材100進(jìn)一步包括可用于制備流體過濾介質(zhì)或元件的多個離散纖維200和多個化學(xué)活性顆粒100。所述復(fù)合纖維幅材234’的總厚度為T，并且不包括離散層，而是相反，具有覆蓋所述多個離散纖維200和所述多個化學(xué)活性顆粒100 (限定厚度為T"的顆粒裝填區(qū)域)并與之相鄰的覆蓋區(qū)218 (具有厚度T’)。纖維218的覆蓋區(qū)230優(yōu)選地包括中值尺寸或直徑小于Iym的一組亞微米纖維。區(qū)域230可預(yù)形成或共形成，如上所述。在其它示例性實(shí)施例(未示出)中，通過附加的頂層或墊層幅材可形成附加層，或者通過形成跨越復(fù)合非織造纖維幅材234’的厚度T的(如，從粗到細(xì)，從細(xì)到粗等的)纖維群體中值直徑、(如，從粗到細(xì)，從細(xì)到粗等的)顆粒群體平均直徑和/或(如，從高濃度到低濃度，從低濃度到高濃度等的)顆粒濃度(例如，表示為每單位質(zhì)量的纖維中的顆粒質(zhì)量)的梯度可形成附加層。在某些目前優(yōu)選的實(shí)施例(未示出)中，所述流體過濾介質(zhì)包括包含群體中值直徑至少為I μ m的一組微纖維的第一層，和覆蓋所述第一層的第二層(包括群體中值直徑小于Iym的一組亞微米纖維)。在一些示例性實(shí)施例(未示出)中，該第一層鄰接多孔支承體。此 類流體過濾介質(zhì)可以尤其適用于深度過濾應(yīng)用，在該應(yīng)用中，包括微纖維群體的第一層在包括亞微米纖維群體的第二層之前被浸透流體接觸。在其它示例性實(shí)施例(未示出)中，所述第二層鄰接多孔支承體。此類流體過濾介質(zhì)可以尤其適用于絕對過濾應(yīng)用，在該應(yīng)用中，包括微纖維群體的第一層在包括亞微米纖維群體的第二層之后被浸透流體接觸。在另一示例性實(shí)施例(未示出)中,流體過濾制品元件在沿軸向構(gòu)造中具有吸著劑密度梯度。在替代示例性實(shí)施例(未示出)中，流體過濾元件在沿徑向構(gòu)造中具有吸著劑密度梯度。在一個具體實(shí)施例中，流體過濾元件還包括多層的自支承非織造聚合物纖維的第二幅材，所述自支持非織造聚合物纖維基本不含吸著劑顆粒。在另一示例性實(shí)施例(未示出)中，本發(fā)明提供一種流體過濾元件,該流體過濾元件包括兩層或多層纏繞以形成多孔流體過濾制品的多孔層，其中該多孔層包括自支承非織造聚合物纖維的幅材以及陷入該幅材的多個化學(xué)活性顆粒。所述流體過濾制品還可包括圍繞所述多孔制品的流體不可滲透的殼體、與第一(粗纖維)層流體連通的入口，所述第一層可為頂層或墊層；以及與第二 (細(xì)纖維)層流體連通的出口，所述第二層可對應(yīng)地為墊層或頂層。在某些示例性實(shí)施例中，外殼可以包括至少一個與第一層流體連通的流體入口，所述第一層包括具有至少I μ m的群體中值直徑的微纖維的群體；以及至少一個與第二層流體連通的流體出口，所述第二層包括具有小于I μ m的群體中值直徑的亞微米纖維的群體并鄰接第一層。在一個示例性實(shí)施例中，第一和第二層可以熔融在一起。在另一個示例性實(shí)施例中，多孔層是單獨(dú)的復(fù)合層。圖5是示例性流體過濾制品328 (例如用于個人保護(hù)呼吸機(jī)的流體過濾元件)，其示出了圖4A的示例性多層復(fù)合非織造纖維幅材或過濾元件234的使用，其中所述流體可為氣體，例如，空氣。盡管從氣體過濾方面描述了圖5，但是應(yīng)當(dāng)理解，在其它過濾應(yīng)用中可以使用其它流體，例如液體(如，水)。復(fù)合非織造纖維幅材或過濾元件234包括鄰接以形成總厚度為T的三個不同的層的三個疊置的幅材或?qū)?30、100和232。
在圖示實(shí)施例中，厚度為T"'的第一支承件或覆蓋層232(其包括多個纖維116)被非織造纖維幅材100 (其包括多個離散纖維200和多個化學(xué)活性顆粒100)形成的厚度為T"的第二層覆蓋，所述第二層被由覆蓋層230 (包括多個纖維212，其優(yōu)選包括中值直徑小于I μ m的一組亞微米纖維)形成的厚度為T’的第三層覆蓋。在其它實(shí)施例(未示出)中，通過額外的相鄰頂層或墊層幅材可形成附加層，或者通過形成跨越復(fù)合非織造纖維幅材234的厚度T的(如，從粗到細(xì)，從細(xì)到粗等的)纖維群體中值直徑、(如，從粗到細(xì)，從細(xì)到粗等的)顆粒群體平均直徑和/或(如，從高濃度到低濃度，從低濃度到高濃度等的)顆粒濃度(例如，表示為每單位質(zhì)量的纖維中的顆粒質(zhì)量)的梯度可形成附加層。示例性流體(如，氣體)過濾制品328的內(nèi)部可至少部分由復(fù)合非織造纖維幅材或過濾元件234填充。包括穿孔上蓋322的殼體329圍繞復(fù)合非織造纖維元件234。殼體329包括與第一層20流體連通的至少一個流體入口 323以及與第二層10’流體連通的至少一個流體出口 25。例如，如圖5所示，流體(例如，環(huán)境空氣)通過在殼體329的穿孔上蓋322 中的流體(例如空氣)入口開口 323進(jìn)入過濾制品328，穿過復(fù)合非織造纖維幅材或者過濾元件234 (這樣，所述流體中的潛在的危害物質(zhì)可被分布在非織造纖維幅材100中的多個化學(xué)活性顆粒130吸收和/或吸附)，以及通過流體出口開口 325 (例如安裝在殼體329的支承件326上的閥325)退出流體(如，氣體)過濾制品328。凸緣327使得流體(如，氣體)過濾制品328能夠以可替換的方式附著到流體(如，氣體)過濾裝置(諸如呼吸機(jī)(未示出))。適合的呼吸機(jī)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。如圖5所示,示例性流體(如,氣體)過濾制品328使用圖4A所示的復(fù)合非織造纖維幅材或過濾元件234。在可供選擇的實(shí)施例中，可使用其它復(fù)合非織造纖維制品，例如，在圖1A-1C和圖4B的說明中示出或描述的那些。在一個可供選擇的實(shí)施例(未示出)中，第一(如，微纖維)層可以覆蓋第二 (如，細(xì)旦纖維)層。在其它實(shí)施例(未示出)中，通過額外的頂層或墊層幅材可形成附加層，或者通過形成跨越復(fù)合非織造纖維幅材234’的厚度T的(如，從粗到細(xì)，從細(xì)到粗等的)纖維群體中值直徑、(如，從粗到細(xì)，從細(xì)到粗等的)顆粒群體平均直徑和/或(如，從高濃度到低濃度，從低濃度到高濃度的)顆粒濃度(例如，表示為每單位質(zhì)量的纖維中的顆粒質(zhì)量)的梯度可形成附加層，如圖4B中所示。附加層(未示出)可以包括如本文所述的可任選的支承層(未示出)。流體過濾制品可以采用各種形狀和形式。在某些示例性實(shí)施例中，流體過濾制品采用三維幾何形的形式，在某些示例性實(shí)施例中，其可以選自于圓柱體、圓盤、橢圓盤或多邊形盤。其他合適的形狀和形式是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。另一個方面提供了一種過濾流體的方法，該方法包括使流體過濾制品與滲透流體接觸。在某些示例性實(shí)施例中，所述流體過濾制品包括非織造纖維幅材(或幅材層疊件)，其包括纏結(jié)以形成多孔制品的多個多孔層，其中所述多孔層包括前述自支承非織造聚合物纖維層的幅材以及可選的陷入幅材中的多個吸著劑顆粒；圍繞所述多孔制品的流體不可滲透的殼體；與第一表面流體連通的入口 ；以及與第二表面流體連通的出口。在某些示例性實(shí)施例中，所述非織造纖維幅材100 (或者多層纖維幅材234或復(fù)合纖維幅材234’)包括第一層或區(qū)域(包括群體中值直徑為至少I μ m的一組微纖維)以及覆蓋所述第一層或區(qū)域的第二層或區(qū)域(包括群體中值直徑小于I μ m的一組亞微米纖維)。在一些示例性實(shí)施例中，所述第一層或區(qū)域與所述多孔支承體相鄰，所述多孔支承體優(yōu)選為非織造纖維幅材100，其包括多個離散纖維和多個化學(xué)活性顆粒。目前所公開的示例性流體過濾制品可以以各種方法使用。在一個示例性實(shí)施例中，滲透流體在穿過第二層之前穿過第一層。在另一個示例性實(shí)施例中，滲透流體在穿過第一層之前穿過第二層。在又一個示例性實(shí)施例中，第二層是起褶的，并且滲透流體在穿過第一層之前穿過第二層。在一些實(shí)施例中，滲透流體可以在重力的作用下穿過流體過濾制品。在其他示例性實(shí)施例中，例如，利用液泵、氣體鼓風(fēng)機(jī)或氣體壓縮機(jī)，滲透流體(其可以是液體或氣體)可以在加壓流體流的條件下穿過流體過濾制品。在一些示例性實(shí)施例中，根據(jù)目前所公開的示例性實(shí)施例的流體過濾制品在加壓流體流的條件下可以呈現(xiàn)出降低的壓降。包含化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的示例性實(shí)施例已如上描述，并通過以下實(shí)例的方式在下文進(jìn)一步說明，所述實(shí)例不應(yīng)以任何方式解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，可以采取多種其它實(shí)施例、修改形式及其等同物，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀 本文的說明之后，在不脫離本發(fā)明的精神和/或所附權(quán)利要求書的范圍的前提下，這些其它實(shí)施例、修改形式及其等同物將顯而易見。實(shí)魁雖然，闡述本發(fā)明廣義范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體實(shí)施例中所列出的數(shù)值則是盡可能精確地報告的。然而，任何數(shù)值都固有地含有一定的誤差，這些誤差必定是由它們各自的試驗(yàn)測定中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差引起。在最低程度上，每一個數(shù)值參數(shù)并不旨在限制等同原則在權(quán)利要求書保護(hù)范圍上的應(yīng)用，至少應(yīng)該根據(jù)所報告的數(shù)值的有效數(shù)位和通過慣常的四舍五入法來解釋每一個數(shù)值參數(shù)。材料纖維特雷維拉(TREVIRA)T255型雙組分纖維(可從德國巴伐利亞(Bobingen, Germany )的特雷維拉有限責(zé)任公司(Trevira GmbH)商購獲得)，纖度為I. 3旦尼爾,長度為3mm。特雷維拉T255型雙組分纖維(可從德國巴伐利亞的特雷維拉有限責(zé)任公司商購獲得)，纖度為I. 3旦尼爾，長度為6mm。PP單組分纖維(可從佐治亞州德魯斯(Duluth, Georgia)的維順有限公司(FiberVisions, Inc.)商購獲得的一種熱塑性聚丙烯)，纖度為4旦尼爾，長度為I. 875" (4. 76cm)。PET單組分纖維(a熱塑性聚對苯二甲酸乙二醇酯聚酯、PET，可從堪薩斯州威奇塔的英威達(dá)公司商購獲得)，纖度為6旦尼爾，長度為I. 5〃 (3. 81cm)。單組分天然大豆(即大豆)纖維(纖度為2旦尼爾，標(biāo)稱長度為7cm的纖維以ECORA商購自中國江蘇(Jiangsu, China)的中國大 蛋白纖維公司(China SoybeanProtein Fiber Co.))?；瘜W(xué)活件顆粒30X60CTC 60型活性炭(可從日本大阪(Osaka, Japan)的可樂麗化學(xué)株式會社(Kuraray Chemicals Co. , Ltd.)商購獲得)。300MD型活性炭顆粒(可從日本大阪的可樂麗化學(xué)株式會社商購獲得)。
60X150GG型活性炭(可從日本大阪的可樂麗化學(xué)株式會社商購獲得)。漂萊特(Purolite) MICROLITE PRCH型離子交換樹脂微珠(混合離子交換樹脂)(可從賓夕法尼亞州巴拉辛維德(Bala Cynwyd, PA)的漂萊特公司(Purolite Co.)商購獲得)。漂萊特C107E型離子交換樹脂微珠(弱陽離子交換樹脂)(可從英國威爾士蘭特里森特(Llantrisant, Wales, United Kingdom)的漂萊特國際有限公司(PuroliteInternational, Ltd.)商購獲得)。纖維支承層(收集器)支承層I :基重為80g/m2的JM688-80 (可從德國柏林(Berlin, Germany)的佳斯曼維有限責(zé)任公司(Johns Manville GmbH)商購獲得)。支承層2 KB1800 (可從瑞典希薩(Kisa, Sweden)的阿宿納有限公司 (ABENA-Finess)商購獲得)?？稍栒辰Y(jié)劑用于含有實(shí)例2 (LCC)的非織造纖維幅材的活性炭的粘結(jié)劑(粘合劑):基于丙烯-乙烯共聚物的E1220PL型Eastoflex熱熔粘合劑(可從田納西州金斯波特(Kingsport/TN)的伊士曼化學(xué)公司(Eastman Chemical Company)商購獲得)。用于幅材層合的粘結(jié)劑(粘合劑)3M噴霧式安裝粘合劑(Spray_Mount)(可從明尼蘇達(dá)州圣保羅(St. Paul/MN)的3M公司商購獲得)。粘結(jié)劑(粉末)5182AB(HMP，可從馬薩諸塞州米德爾頓(Middleton, MA)的波士有限公司(Bostik, Inc.)商購獲得)。試驗(yàn)方法褶皺型過濾器的壓降測試根據(jù)DIN 71460 - I測試褶皺型復(fù)合過濾器的樣品。樣品的褶皺高度為30mm，褶皺距離為10mm。褶皺型過濾器媒體保持在聚酯框制成的面積為50000mm2=0. 05m2的過濾器盒中，所述過濾器盒的長度為250mm寬度為200mm。所得褶皺數(shù)為25。因此，有效過濾器面積Aeff=2X褶皺高度X寬度X褶皺數(shù)=0. 3m2。在測試過程中空氣流值從100和600m3/h增力口。結(jié)果以[Pa]為單位記錄。褶皺型過濾器的氣體效率測試根據(jù)DIN 71460-2測試褶皺型復(fù)合過濾器的樣品。所述樣品的褶皺高度為30mm，褶皺距離為10mm。褶皺型過濾器媒體保持在聚酯框制成的面積為50000mm2=0. 05m2的過濾器盒中，所述過濾器盒的長度為250mm寬度為200mm。所得褶皺數(shù)為25。因此，有效過濾器面積Aeff=2X褶皺高度X寬度X褶皺數(shù)=0. 3m2。空氣流為180m3/h。該測試針對正丁烷和甲苯進(jìn)行15分鐘。結(jié)果以[%]記錄?；販y丨定用METTLER AT400 或 XS4002S 重量計(可從法國維洛弗雷(Viroflay，F(xiàn)rance)的梅特勒托利多簡易股份公司(Mettler-Toledo SAS)商購獲得)來測量含有化學(xué)活性顆粒的示例性非織造纖維幅材的基重。顯微圖利用SZX12型奧林巴斯顯微鏡(Olympus Microscope)(商購自賓夕法尼亞州中心谷(Center Valley, PA)的奧林巴斯(Olympus)公司)對含有化學(xué)活性顆粒的示例性非織造纖維幅材進(jìn)行目視觀察，所述顯微鏡配有尼康數(shù)碼視界(Nikon Digital Sights) DSFil型攝像頭(可從荷蘭阿姆斯特爾芬(Amstelveen, Netherlands)的尼康器械(歐洲)公司(Nikon Instruments Europe B. V.)商購獲得)。制備實(shí)例A :熔噴非織造纖維幅材支承層的制備熔噴非織造幅材的制備如下。在單螺桿擠出機(jī)中，低聚阻胺CHIMASS0RB944FL(可得自紐約州霍桑(Hawthorne, NY)的西巴-蓋吉公司(Ciba-Geigy Corp.))以40:60的比率被熔融化合到聚(4-甲基-I-戊烯)(TPX DX 820 (可得自日本東京(Tokyo, Japan)的三井石油工業(yè)(Mitsui Petrochemical Industries)公司)中，并且所得共混物被擠出為大直徑纖維。所述纖維隨后被磨成粉末(0. 125英寸網(wǎng)片)。粉末被添加到在熔噴微纖維幅材的制備過程中送進(jìn)的聚丙烯球劑(可得自德克薩斯州休斯頓的?？松?Exxon Corp.)的熔體流動指數(shù)為400的聚丙烯樹脂)中以獲得 由98重量％的聚丙烯、I. 2重量％的聚(4-甲基-I-戊烯)和0. 8重量％CHIMASS0RB 944FL構(gòu)成的聚丙烯樹脂組合物。該樹脂共混物被送進(jìn)到用于利用熔吹法工藝制備熔噴微纖維幅材的擠出工藝，所述溶吹法工藝類似于例如Wente的“SuperfineThermoplastic Fibers (超細(xì)熱塑性纖維)”(Industrial Engineering Chemistry (工業(yè)工程化學(xué))，第 48 卷，第 1342 頁及以后(1956年))或者Wente等人的1954年5月25日公布的海軍研究實(shí)驗(yàn)室的No. 4364報告(標(biāo)題為“Manufacture of Superfine Organic Fibers(超細(xì)有機(jī)纖維的制造)”)中描述的工藝。所述擠出機(jī)具有保持在250 V、290 V、320 V和320 V的四個溫控區(qū)，用于將擠出機(jī)連接到模具(25孔)的流管保持在300°C，并且熔噴模具保持在300°C。一次空氣保持在約400°C的溫度和690千帕(kPa)，間隙寬度為0. 076cm,以制備均勻的幅材。上面描述的聚丙烯樹脂組合物以0. 3克/孔/分鐘(g/hole/min)的速率從模具遞送，并且所得幅材被收集在位于距離收集器/模具15英寸的穿孔轉(zhuǎn)筒收集器上。將收集器轉(zhuǎn)筒連接至可以任選地在收集熔噴微纖維幅材時被打開或關(guān)閉的真空系統(tǒng)，從而當(dāng)真空施加于收集器轉(zhuǎn)筒時，允許制備較高硬度幅材。在所有情況下，通過增大收集器的旋轉(zhuǎn)速度而非降低樹脂遞送速率獲得較低基重BMF幅材。從該工藝獲得的用于幅材的平均有效纖維直徑(EFD)為12 μ m。幅材的基重為30g/m2。隨后利用液壓加料工藝給制備的幅材加料，所述液壓加料工藝?yán)眉sIOOpsi (690kPa)的水壓，如美國專利5，496，507 (Angadjivand等人)中的描述。不進(jìn)行預(yù)加料或后加料處理。加料的熔噴幅材材料纏繞在輥上，以進(jìn)一步加工，從而制備復(fù)合過濾器媒體。包括化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的制備在以下實(shí)例的每個中，SPIKE氣流成網(wǎng)法形成設(shè)備(可從丹麥(Denmark)的成形纖維公司(FormFiber NV)商購獲得)用于制備含有多個離散纖維和多個化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材。在美國專利No. 7，491，354和No. 6，808, 664中描述了 SPIKE設(shè)備和在形成氣流成網(wǎng)纖維幅材中使用SPIKE設(shè)備的方法的細(xì)節(jié)。實(shí)例Ia-非織造纖維幅材通過利用具有寬度為0. 6m的傳送帶的兩個旋轉(zhuǎn)的銷釘輥以I米/分鐘的速度將活性炭顆粒和雙組分纖維送進(jìn)到分裂的預(yù)開口和混合的室中來制備含有活性炭的纖維幅材。以252克/分鐘的質(zhì)量流速將活性炭顆粒送進(jìn)到該室中以獲得幅材中420g/m2基重的活性炭顆粒。同時，以18克/分鐘的質(zhì)量流速在同一傳送帶上將雙組分纖維送進(jìn)到該室中，從而獲得在幅材中30g/m2的基重(等于6. 6重量％的活性炭顆粒和雙組分纖維基重)。然后，用同一傳送帶將所述共混物送進(jìn)到具有流速為2300m3/h的鼓風(fēng)機(jī)的形成室的頂部，并且所述鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置為其標(biāo)稱容量的55-60%。在室頂部的纖維材料為開放和膨松的，并且所述材料隨后落下穿過上行銷釘輥和環(huán)形帶篩網(wǎng)以到達(dá)形成室的底部，從而穿過下行銷釘輥并再次穿過同一環(huán)形帶篩網(wǎng)。通過重力和從多孔形成帶/線材的下端施加到形成室的真空的組合將所述材料在多孔環(huán)形帶/線材上拉下。在以I米/分鐘的速度移動的在形成室下端運(yùn)行的環(huán)狀形成帶/線材的頂表面上將JM 688-80型支承層(支承層I)送進(jìn)到形成室中。在支承層的頂表面上收集所述材料，從而形成含有通過下方的支承層支承的活性炭顆粒的三維纖維非織造纖維幅材。
隨后將幅材以I米/分鐘的線速度傳送到氣體烘箱(150_155°C )中，氣體烘箱熔融雙組分纖維的外皮。在該實(shí)例中，幅材在烘箱之后立即被去除。所述氣體烘箱是卡維泰科實(shí)驗(yàn)室(Cavitec laboratory)氣體烘箱。所述氣體烘箱分成具有獨(dú)立工藝參數(shù)的2米長的2個單獨(dú)的加熱室；原理是空氣在室中鼓動；通過機(jī)械開關(guān)，空氣可從頂部、底部或中間在室中吹送；可將循環(huán)設(shè)置為使得吹送的空氣的一部分可被抽空(設(shè)為20-100%)且一部分可再循環(huán)(設(shè)為20-100%)。在該實(shí)例中，空氣從頂部吹送(以將非織造纖維幅材平展放置)，在兩個室中，以80%設(shè)定抽空并且以20%再循環(huán)，在室中的溫度分別為150°C和155°C。樣品在室中芽過一次。幅材的所得三維纖維非織造纖維幅材是開放、膨松的幅材，并且通過目視觀察，在獲得的三維纖維非織造纖維幅材中具有均勻分布的活性炭顆粒。例Ib-非織誥纖維幅材該含有活性炭的纖維幅材的制備與實(shí)例Ia的非織造纖維幅材相似，區(qū)別在于，送進(jìn)到形成室中的活性炭顆粒和雙組分纖維的量不同。這里，使用與上述相同的傳送帶(同樣，寬度為O. 6m，以I米/分鐘的速度運(yùn)行)以396克/分鐘將活性炭顆粒送進(jìn)到室中，從而獲得幅材中660g/m2基重的可樂麗30X60CTC 60型活性炭。在同一傳送帶上同時送進(jìn)到室中的纖維的質(zhì)量流速為27克/分鐘，從而獲得幅材中45g/m2基重的雙組分纖維。然后，送進(jìn)到形成室中并如上所述進(jìn)行處理。實(shí)例Ic-非織造纖維幅材該含有活性炭的幅材的制備與實(shí)例Ia的非織造纖維幅材相似，區(qū)別在于，在將含有活性炭的幅材送進(jìn)到烘箱之后，將支承層(即收集器)從含有活性炭的幅材去除。實(shí)例2-非織造纖維幅材該含有活性炭的幅材的制備與實(shí)例Ia的非織造纖維幅材相似，區(qū)別在于，含量為420g/m2的活性炭顆粒與含量為74g/m2的Eastof lexE1220PL型粘合劑(表現(xiàn)為活性炭顆粒和粘合劑的基重的15重量％)混合，并在支承層I上形成為含有活性炭的幅材。實(shí)例3a_非織造纖維幅材含有離子交換樹脂微珠的幅材的制備如下通過利用具有寬度為O. 6m的傳送帶的兩個旋轉(zhuǎn)的銷釘輥以I米/分鐘的速度將漂萊特C107E型離子交換微珠以504克/分鐘的質(zhì)量流速送進(jìn)到分裂的預(yù)開口和混合的室中，從而獲得在幅材中840g/m2的基重。同時，纖度為I. 3旦尼爾且長度為3mm的雙組分特雷維拉T255纖維以24克/分鐘的質(zhì)量流速在同一傳送帶上送進(jìn)到室中，從而獲得在幅材中40g/m2的基重(等于含有離子交換微珠的幅材的基重的4. 5重量％)。然后，所述共混物通過同一傳送帶被送進(jìn)到具有標(biāo)稱容量流速為2300m3/h的鼓風(fēng)機(jī)的形成室的頂部，并且所述鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置為其標(biāo)稱容量的80-90%ο在室的頂部中，纖維材料為開放的和膨松的，并且隨后所述材料落下穿過上行銷釘輥和環(huán)形帶篩網(wǎng)以到達(dá)形成室的底部，從而穿過下行銷釘輥并再次穿過所述環(huán)形傳送帶篩網(wǎng)。通過重力、底部銷釘輥方向和速度(設(shè)定)和從多孔形成帶/線材的下端施加到形成室的真空的組合將所述材料在多孔環(huán)形帶/線材上拉下。將購自阿蓓納有限公司的KB1800型支承層(支承層2)以I米/分鐘的線速度在形成室的下端運(yùn)行的環(huán)形形成帶的頂表面上送進(jìn)到形成室。在支承層的頂表面上收集非織 造纖維幅材。隨后將幅材以I米/分鐘的線速度傳送到烘箱(140-150°C )中，烘箱足以熔化雙組分纖維的外皮。在該實(shí)例中，幅材在烘箱之后立即被去除。所述烘箱具有三個區(qū)，針對吹送到幅材上的空氣，所述三個區(qū)具有20m/s、35m/s、和35m/s的不同的空氣速度。在該實(shí)例中，空氣從頂部吹送(以將非織造纖維幅材平展放置)，第一室以80%設(shè)定抽空并且以20%再循環(huán)，第二室以70%設(shè)定抽空并且以30%再循環(huán)，第三室以50%設(shè)定抽空并且以50%再循環(huán)。在這一階段，從所述獲得的含有預(yù)硬化離子交換微珠的幅材上去除支承層。所述幅材的所得三維纖維非織造纖維幅材是開放的、致密的幅材并且通過目視觀察，在所得三維纖維非織造纖維幅材中具有均勻分布的離子交換微珠。所得含有離子交換微珠的幅材被進(jìn)一步處理，在沿著布置在幅材的中間的縱向的折疊線上將幅材對折，從而獲得由兩層相同的幅材構(gòu)成的幅材。通過將所獲得的幅材再次暴露到烘箱中并將空氣吹送到幅材上，能夠分別使該幅材進(jìn)一步粘合和硬化。該烘箱同樣具有三個區(qū)，并且空氣從頂部吹送(以將非織造纖維幅材平展放置)，所有室都以50%設(shè)定抽空并且以50%再循環(huán)。由于此為第二次穿過烘箱，通過將幅材對折而獲得的兩個幅材層由于雙組分纖維的外皮的再熔融、以及進(jìn)一步的幅材粘合和凝固而在層界面處粘合在一起。另外，厚度首先由于變?yōu)閮蓪臃牡恼郫B操作而增大，并隨后由于導(dǎo)向到幅材上的熱氣流而減小。實(shí)例3b_非織造纖維幅材該含有離子交換樹脂微珠的幅材的制備與參照實(shí)例3a描述的非織造纖維幅材相似，區(qū)別在于，送進(jìn)到形成室中的特雷維拉T255纖維的類型為纖度為1.3丹尼爾，長度為6mm。微珠以288克/分鐘的質(zhì)量流速在寬度為O. 6m且以I米/分鐘的速度運(yùn)行的傳送帶上被送進(jìn)到室中，以獲得幅材中480g/m2基重的漂萊特C107E離子交換微珠。同時，以18克/分鐘的質(zhì)量流速在同一傳送帶上將纖維送進(jìn)到該室中，從而獲得幅材中的雙組分特雷維拉T255纖維的30g/m2的纖維基重。隨后將離散纖維送進(jìn)到形成室中并如上所述進(jìn)行處理。實(shí)例4a_非織造纖維幅材
通過利用具有寬度為O. 6m的傳送帶的兩個旋轉(zhuǎn)的銷釘輥以I米/分鐘的速度將300MD型活性炭顆粒和PP和PET型熱塑性單組分纖維送進(jìn)到分裂的預(yù)開口和混合的室中來制備含有活性炭的幅材。活性炭顆粒以400克/分鐘的質(zhì)量流速從下游側(cè)被送進(jìn)到該室的下部，以獲得幅材中125g/m2基重的活性炭顆粒。不使用水噴霧。同時，以60克/分鐘的質(zhì)量流速在同一傳送帶上將單組分纖維送進(jìn)到該室中，以獲得幅材中100g/m2的基重。然后，用相同的傳送帶將所述共混物送進(jìn)到具有流速為2300m3/h的鼓風(fēng)機(jī)的形成室的頂部，并且所述鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置為其標(biāo)稱容量的60%。在室頂部的纖維材料為開放和膨松的，并且所述材料隨后落下穿過上行銷釘輥和環(huán)形帶篩網(wǎng)以到達(dá)形成室的底部，從而穿過下行銷釘輥并再次穿過同一環(huán)形帶篩網(wǎng)。通過重力和從多孔形成帶/線材的下端施加到形成室的真空的組合將所述材料在多孔環(huán)形帶/線材上拉下。隨后以I米/分鐘的線速度將幅材傳送到氣體烘箱(160°C )中，所述烘箱熔化所述兩個單組分纖維的熔點(diǎn)較低的那一個。在該實(shí)例中，在退出烘箱之后幅材被立即去除。 所述烘箱是強(qiáng)制對流烘箱(可從威斯康辛州密爾沃基(Milwaukee, Wisconsin)的ITS公司商購獲得)。其具有5. 5米長和O. 75米寬的一個加熱室，所述加熱室具有獨(dú)立工藝參數(shù)設(shè)置；通過從加熱室的頂部進(jìn)入的熱空氣的強(qiáng)制空氣對流執(zhí)行加熱。循環(huán)可被設(shè)為使得熱空氣的一部分可從烘箱排放(在該實(shí)例中，40%的熱空氣被抽空)并且熱空氣的一部分可再循環(huán)返回烘箱中(在該實(shí)例中，40%的熱空氣被再循環(huán))。所述樣品穿過加熱室一次。實(shí)例4b_非織誥纖維幅材通過利用具有寬度為O. 6m的傳送帶的兩個旋轉(zhuǎn)的銷釘輥以I米/分鐘的速度將特雷維拉T-255雙組分纖維和ECORA大豆纖維送進(jìn)到分裂的預(yù)開口和混合的室中。雙組分纖維以20克/分鐘的質(zhì)量流速送進(jìn)到該室中的該傳送帶上，從而獲得幅材中的30g/m2的基重(等于活性炭顆粒和雙組分和大豆纖維的基重的6重量％)。以80克/分鐘的質(zhì)量流速將大豆纖維送進(jìn)到該室中的該傳送帶上，以獲得幅材中的120g/m2的基重(等于活性炭顆粒和雙組分和大豆纖維的基重的28重量％)。然后，使用同一傳送帶將所述共混物送進(jìn)到具有流速為2300m3/h的鼓風(fēng)機(jī)的形成室的頂部，并且所述鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置為其標(biāo)稱容量的40%。在室頂部的纖維材料為開放和膨松的，并且所述材料隨后落下穿過上行銷釘輥和環(huán)形帶篩網(wǎng)以到達(dá)形成室的底部，從而穿過下行銷釘輥并再次穿過同一環(huán)形帶篩網(wǎng)。以400克/分鐘的質(zhì)量流速并通過設(shè)為28psi的遞送空氣將在該含有活性炭的纖維幅材中的可樂麗GG活性炭顆粒送進(jìn)到形成室的下端，以獲得幅材中280g/m2基重的活性炭顆粒(等于活性炭顆粒以及雙組分和大豆纖維的基重的66重量％)。K-SFS-24/6型Κ-Tron 送進(jìn)器(可從瑞士下倫茨(Niederlenz, Switzerland)的 K-Tron(瑞士)公司(K-TronSchweiz AG)商購獲得)用于遞送這些活性炭顆粒。通過重力和從多孔形成帶/線材的下端施加到形成室的真空的組合將所述材料在多孔環(huán)形帶/線材上拉下。在以I米/分鐘的速度移動的在形成室下端運(yùn)行的環(huán)狀形成帶/線材的頂表面上將JM 688-80型支承層(支承層I)送進(jìn)到形成室中。在支承層的頂表面上收集所述材料，從而形成含有通過下方的支承層支承的活性炭顆粒的三維纖維非織造纖維幅材。隨后將幅材以I. I米/分鐘的線速度傳送到電烘箱(140_145°C )中，電烘箱熔融雙組分纖維的外皮。在該實(shí)例中，幅材在烘箱之后立即被去除。所述烘箱是來自威斯康辛州密爾沃基的國際熱系統(tǒng)有限責(zé)任公司(International Thermal System, LLC)的電烘箱。其具有5. 5米長的一個加熱室；原理是空氣在室中從頂部吹送?？蓪⒀h(huán)設(shè)置為使得吹送的空氣的一部分可被抽空(設(shè)為20-100%)以及一部分可再循環(huán)(設(shè)為20-100%)。在該實(shí)例中，空氣以60%設(shè)定抽空并且以40%再循環(huán)，室中的所述溫度是143°C。樣品穿過所述室一次。所述幅材的所得三維纖維非織造纖維幅材是開放、膨松的幅材，并且通過目視觀察，在獲得的三維纖維非織造纖維幅材中具有均勻分布的活性炭顆粒。實(shí)例4c-非織誥纖維幅材通過利用具有寬度為O. 6m的傳送帶的兩個旋轉(zhuǎn)的銷釘輥以I米/分鐘的速度將特雷維拉T-255b雙組分纖維送進(jìn)到分裂的預(yù)開口和混合室中。雙組分纖維以100克/分鐘的質(zhì)量流速送進(jìn)到該室中的該傳送帶上，從而在幅材中獲得150g/m2的基重(等于離子交換樹脂顆粒和雙組分的基重的14重量％)。然后，使用同一傳送帶將所述雙組份纖維送進(jìn)到具有流速為2300m3/h的鼓風(fēng)機(jī)的形成室的頂部，并且所述鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置為其標(biāo)稱容量的40%。 在室頂部的纖維材料為開放和膨松的，并且所述材料隨后落下穿過上行銷釘輥和環(huán)形帶篩網(wǎng)以到達(dá)形成室的底部，從而穿過下行銷釘輥并再次穿過同一環(huán)形帶篩網(wǎng)。以360克/分鐘的質(zhì)量流速并通過設(shè)為22psi的遞送空氣將在該含有該粒子交換樹脂的纖維幅材中的漂萊特MICROLITE PRCH離子交換樹脂顆粒送進(jìn)到形成室的下端，以獲得幅材中900g/m2基重的離子交換樹脂顆粒(等于離子交換樹脂顆粒以及雙組分纖維的基重的86重量％)。K-SFS-24/6型K-Tron送進(jìn)器(可從瑞士下倫茨的K-Tron (瑞士)公司商購獲得)用于遞送這些離子交換樹脂顆粒。通過重力和從多孔形成帶/線材的下端施加到形成室的真空的組合將所述材料在多孔環(huán)形帶/線材上拉下。在以I米/分鐘的速度移動的在形成室下端運(yùn)行的環(huán)狀形成帶的頂表面上將JM 688-80型支承層(支承層I)送進(jìn)到形成室中。在支承層的頂表面上收集所述材料，從而形成含有通過下方的支承層支承的活性炭顆粒的三維纖維非織造纖維幅材。隨后將幅材以I. I米/分鐘的線速度傳送到電烘箱(140_145°C )中，電烘箱熔融雙組分纖維的外皮。在該實(shí)例中，幅材在烘箱之后立即被去除。所述烘箱是來自威斯康辛州密爾沃基的國際熱系統(tǒng)有限責(zé)任公司的電烘箱。其具有5. 5米長的一個加熱室；原理是空氣在室中從頂部吹送?？蓪⒀h(huán)設(shè)置為使得吹送的空氣的一部分可被抽空(設(shè)為20-100%)以及一部分可再循環(huán)(設(shè)為20-100%)。在該實(shí)例中，空氣以60%設(shè)定抽空并且以40%再循環(huán)，室中的所述溫度是143°C。樣品穿過所述室一次。所述幅材的所得三維纖維非織造纖維幅材是開放、膨松的幅材，并且通過目視觀察，在獲得的三維纖維非織造纖維幅材中具有均勻分布的離子交換樹脂顆粒。實(shí)例4d_非織造纖維幅材可樂麗GG活性炭顆粒和波士粘合劑粉末在袋中共混。以400克/分鐘的質(zhì)量流速并通過設(shè)為22psi的遞送空氣將活性炭顆粒和粘合劑粉末的共混物送進(jìn)到形成室的下端，以獲得550g/m2的基重(等于以重量計50/50分配的活性炭顆粒以及粘合劑粉末)。K-SFS-24/6型K-Tron送進(jìn)器(可從瑞士下倫茨的K-Tron (瑞士)公司商購獲得)用于遞送這些活性炭顆粒和粘合劑粉末。通過重力和從多孔形成帶/線材的下端施加到形成室的真空的組合將所述材料在多孔環(huán)形帶/線材上拉下。在以I米/分鐘的速度移動的在形成室下端運(yùn)行的環(huán)狀形成帶/線材的頂表面上將JM 688-80型支承層(支承層I)送進(jìn)到形成室中。在支承層的頂表面上收集所述材料，從而形成含有通過下方的支承層支承的活性炭顆粒的三維纖維非織造纖維幅材。隨后將幅材以I. I米/分鐘的線速度傳送到電烘箱(130_135°C )中，電烘箱熔融粘合劑粉末。在該實(shí)例中，幅材在烘箱之后立即被去除。所述烘箱是來自威斯康辛州密爾沃基的國際熱系統(tǒng)有限責(zé)任公司的電烘箱。其具有5. 5米長的一個加熱室；原理是空氣在室中從頂部吹送。可將循環(huán)設(shè)置為使得吹送的空氣的一部分可被抽空(設(shè)為20-100%)以及一部分可再循環(huán)(設(shè)為20-100%)。在該實(shí)例中，空氣以60%設(shè)定抽空并且以40%再循環(huán)，室中的溫度是132°C。樣品穿過所述室一次。所述幅材的所得三維纖維非織造纖維幅材是開放、膨松的幅材，并且通過目視觀察，具有活性炭顆粒。
包括具有化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材的過濾制品的制備利用包括在實(shí)例1-4中所述的化學(xué)活性顆粒的非織造纖維幅材制備示例性流體過濾制品。實(shí)例5-過濾制品熔噴非織造幅材層合到實(shí)例Ia的含有活性炭的非織造纖維幅材的頂表面上，以形成包括顆粒過濾層和氣體吸附層的復(fù)合過濾器。3M噴霧式安裝粘結(jié)劑(可從明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司商購獲得)以約10g/m2的量涂敷到熔噴非織造幅材的底表面，然后將包括熔噴非織造幅材的顆粒過濾層用手壓到氣體吸附層上。所得顯微圖示于圖6A中。所得的包括熔噴非織造幅材和上述實(shí)例Ia的含有活性炭的非織造纖維幅材的復(fù)合過濾器幅材在拉博斯基刀片式打裙機(jī)(Rabowski Blade Pleater)(可從德國柏林的拉博斯基(Rabowski)公司商購獲得)中進(jìn)行褶皺處理，以形成復(fù)合過濾器媒體的褶皺包絡(luò)。將所獲得的褶皺包絡(luò)插入到尺寸為250X200mm的過濾器盒中，從而使復(fù)合過濾器媒體的邊緣區(qū)域膠合到過濾器盒的框架材料上。包括褶皺型復(fù)合過濾器的過濾器盒暴露到上述壓降測試和氣體效率測試中。在表I (壓降測試)和表2-3 (針對正丁烷和甲苯的氣體效率測試)中顯示結(jié)果。實(shí)例6-過濾制品如實(shí)例6所述制備復(fù)合過濾器，區(qū)別在于，使用實(shí)例Ib的含有活性炭的非織造纖維幅材。如上所述，在含有活性炭的幅材Ib中，活性炭的量為660g/m2并且纖維的量為45g/m2?；钚蕴款w粒和纖維共混并送進(jìn)到形成室中，并且被收集以形成上述實(shí)例Ib的非織造纖維幅材。所得顯微圖示于圖6B中。包括顆粒過濾層和氣體吸附層的所得復(fù)合過濾器媒體隨后被褶皺處理并插入到實(shí)例I中所述的過濾器盒中。包括褶皺型復(fù)合過濾器的過濾器盒暴露到上述壓降測試和氣體效率測試中。在表I (壓降測試)和表2-3 (針對正丁烷和甲苯的氣體效率測試)中顯示結(jié)果。實(shí)例7-過濾制品如上所述，利用實(shí)例3a的含有離子交換微珠的幅材(由纖度為I. 3旦尼爾且長度為3mm的特雷維拉T255纖維制備)制備離子交換過濾器，并形成尺寸為IOOX IOOmm的樣品。測量所得樣品的基重；結(jié)果示于表4中。隨后，將樣品切割成直徑95mm的圓形形狀。利用顯微圖對樣品進(jìn)行目視觀察，以確定在三維非織造纖維幅材中的離子交換微珠的分布和粘合特性。實(shí)例8-過濾制品基本上如實(shí)例8所述制備離子交換過濾器，區(qū)別在于使用實(shí)例3b的含有離子交換微珠的非織造纖維幅材。使用漂萊特C107E型離子交換微珠(基重為480g/m2)以及具有I. 3旦尼爾纖度和6mm長度的雙組分纖維T255 (基重為30g/m2)形成尺寸為100X IOOmm的樣品。隨后，將樣品切割成直徑95_的圓形。利用顯微圖對樣品進(jìn)行目視觀察，以確定在三維纖維非織造纖維幅材中的離子交換微珠的分布和粘合特性。所得顯微圖示于圖6C(從非織造纖維幅材的背部觀看，示出了陷入纖維中或通過纖維捕獲的化學(xué)活性顆粒)中。比較例I-過濾制品如實(shí)例I所述制備包括顆粒過濾層和氣體效率層的復(fù)合過濾器，區(qū)別在于含有活 性炭的幅材的制備不同。這里，使用實(shí)例2的含有活性炭的非織造纖維幅材。量為420g/m2的活性炭顆粒與量為74g/m2的Eastoflex E1220PL型粘合劑(表現(xiàn)為活性炭顆粒和粘合劑的基重的15重量％)混合以形成含有活性炭的幅材。在形成包含實(shí)例2的含有活性炭的非織造纖維幅材的非織造纖維幅材之后，上述熔噴非織造幅材立即層合到實(shí)例2的含有活性炭的非織造纖維幅材上，而不添加用于形成復(fù)合過濾器媒體的粘合劑。所得復(fù)合過濾器幅材隨后通過輥隙壓力為每平方英寸50磅(345kPa)的兩個輥壓延。所得的包括熔噴非織造幅材和上述含有活性炭的非織造纖維幅材的壓延后的復(fù)合過濾器幅材在拉博斯基刀片式打褶機(jī)(可從德國柏林的拉博斯基公司商購獲得)中進(jìn)行褶皺處理，以形成復(fù)合過濾器媒體的褶皺包絡(luò)。將所獲得的褶皺包絡(luò)插入到尺寸為250 X 200mm的過濾器盒中，從而使復(fù)合過濾器媒體的邊緣區(qū)域膠合到過濾器盒的框架材料上。測試結(jié)果如上所述，將所獲得的過濾器盒暴露于壓降測試和氣體效率測試中。表I示出了針對實(shí)例5和6以及比較例I的上述褶皺型復(fù)合過濾器的壓降測試的測試結(jié)果。表2示出了針對實(shí)例5和6以及比較例I的用正丁烷進(jìn)行氣體效率測試的測試結(jié)果。表3示出了針對實(shí)例5和6以及比較例I的利用甲苯對褶皺型復(fù)合過濾器進(jìn)行氣體效率測試的測試結(jié)果。表4示出了實(shí)例7和8的基重測量結(jié)果。表I :針對實(shí)例6-7以及比較例I的壓降測試的測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種非織造纖維幅材，包括 多個無規(guī)取向的離散纖維，其中所述多個無規(guī)取向的離散纖維包括多組分纖維，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； 多個化學(xué)活性顆粒，其中所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述多組分纖維的至少一部分的至少所述第一區(qū)域；以及 多個亞微米纖維，所述亞微米纖維具有小于I μ m的群體中值直徑，并與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰， 其中所述離散纖維的至少一部分在與所述多組分纖維的所述第一區(qū)域的多個交點(diǎn)處粘合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非織造纖維幅材，其中按所述非織造纖維幅材的總重量計，所述多組分纖維以大于O重量％且小于10重量％的量被包括在所述非織造纖維幅材中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的非織造纖維幅材，其中所述多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％且小于10重量％為多組分纖維。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述多組分纖維是雙組分纖維。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述多組分纖維包括選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物以及它們的組合中的聚合物。
6.一種非織造纖維幅材，包括 多個無規(guī)取向的離散纖維，所述多個無規(guī)取向的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； 多個化學(xué)活性顆粒，其中所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述第一組單組分離散纖維的至少一部分；以及 多個亞微米纖維，所述亞微米纖維具有小于I μ m的群體中值直徑，并與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰， 其中所述第一組單組分離散纖維的至少一部分粘合到所述第二組單組分離散纖維的至少一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非織造纖維幅材，其中所述第一組單組分離散熱塑性纖維占所述多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％且小于10重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的非織造纖維幅材，其中所述第一組單組分離散熱塑性纖維包括選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、多烯鍵熱塑性彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基鹵化物、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚氧甲烯、液晶聚合物以及它們的組合中的聚合物。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述第一熔融溫度為至少50°C，并且其中所述第二熔融溫度比所述第一熔融溫度高至少10°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非織造纖維幅材，其中所述第一熔融溫度為至少100°C，并且其中所述第二熔融溫度比所述第一熔融溫度高至少30°C。
11.一種非織造纖維幅材，包括 多個無規(guī)取向的離散纖維，所述多個無規(guī)取向的離散纖維纏結(jié)以形成包括多個填隙空位的內(nèi)聚纖維幅材，每個填隙空位限定空隙體積，所述空隙體積具有通過至少兩個疊置的纖維限定的至少一個開口，其中所述至少一個開口具有中值尺寸； 多個亞微米纖維，所述亞微米纖維具有小于I μ m的群體中值直徑，并與所述多個無規(guī)取向的離散纖維相鄰；以及 多個化學(xué)活性顆粒，所述化學(xué)活性顆粒分布在所述內(nèi)聚纖維幅材中，其中所述化學(xué)活性顆粒具有小于所述空隙體積的體積以及大于所述中值尺寸的中值粒徑，另外，其中所述化學(xué)活性顆?；旧喜徽辰Y(jié)到所述纖維，并且可選地，其中所述纖維基本上不彼此粘結(jié)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述多個無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分選自天然纖維、非熱塑性聚合物纖維、碳纖維、陶瓷纖維、金屬纖維以及它們的組合。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述多個無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、環(huán)狀聚烯烴、聚氧甲烯、多烯熱塑性彈性體、或它們的組合。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述非織造纖維幅材的至少10重量％包括化學(xué)活性顆粒。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述化學(xué)活性顆粒選自吸著劑顆粒、金屬顆粒、殺生物劑顆粒、微膠囊以及它們的組合。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述化學(xué)活性顆粒選自活性炭顆粒、活性氧化鋁顆粒、硅膠顆粒、陰離子交換樹脂顆粒、陽離子交換樹脂顆粒、分子篩顆粒、硅藻土顆粒、抗微生物化合物顆粒以及它們的組合。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述化學(xué)活性顆粒基本上遍及所述非織造纖維幅材的整個厚度分布。
18.根據(jù)權(quán)利要求I至16的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述化學(xué)活性顆?；旧戏植荚谒龇强椩炖w維幅材的主表面上。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述非織造纖維幅材基本上不含任何額外的粘結(jié)劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至18的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，還包括覆蓋所述多個無規(guī)取向的離散纖維的至少一部分的粘結(jié)劑涂層，其中所述粘結(jié)劑基本上不錮囚所述化學(xué)活性顆粒的表面。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，還包括支承層，所述支承層選自篩網(wǎng)、稀松布、網(wǎng)片、非織造物、機(jī)織物、針織物、泡沫層、多孔膜、穿孔膜、細(xì)絲陣列、熔融原纖化纖維幅材、熔噴纖維幅材、紡粘纖維幅材、氣流成網(wǎng)纖維幅材、濕法成網(wǎng)纖維幅材、梳理成網(wǎng)纖維幅材、水力纏繞纖維幅材、以及它們的組合。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材，其中所述多個亞微米纖維包括厚度為至多5μπι的層。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的非織造纖維幅材，其中所述多個亞微米纖維通過熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡紗法、叢絲形成、氣體噴射原纖化、纖維分裂或它們的組合的至少一種形成。
24.一種包括根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材的制品，其中所述制品選自氣體過濾制品、液體過濾制品、表面清潔制品、絕緣制品、細(xì)胞生長載體制品、藥物遞送制品、個人衛(wèi)生制品和傷口敷料制品。
25.一種流體過濾制品，包括 根據(jù)權(quán)利要求I至23的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材；以及 流體不可滲透的殼體，所述殼體圍繞所述非織造纖維幅材，其中所述殼體包括與所述非織造纖維幅材的第一主表面流體連通的至少一個流體入口，以及與所述非織造纖維幅材的第二主表面流體連通的至少一個流體出口，所述第二主表面與所述非織造纖維幅材的所述第一主表面相背。
26.一種制備根據(jù)權(quán)利要求I至23的任一項(xiàng)所述的非織造纖維幅材的方法，包括 提供具有上端和下端的形成室； 將多個離散纖維引入到所述形成室的所述上端中； 將多個化學(xué)活性顆粒引入到所述形成室中； 在所述形成室中將所述多個離散纖維與所述多個化學(xué)活性顆粒混合，以形成纖維顆粒混合物； 將纖維顆?；旌衔飩魉偷剿鲂纬墒业乃鱿露艘孕纬煞强椩炖w維幅材； 將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材； 與所述多個離散纖維相鄰地施加群體中值直徑小于I μ m的一組亞微米纖維。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述非織造纖維幅材的大于O重量％且小于10重量％包括離散熱塑性聚合物纖維，所述離散熱塑性聚合物纖維為多組分纖維，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，并且其中將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟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小于所述第二熔融溫度的溫度，從而使所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分通過粘合到所述多組分纖維的至少一部分的至少所述第一區(qū)域而固定到所述非織造纖維幅材，并且所述離散纖維的至少一部分在與所述多組分纖維的所述第一區(qū)域的多個交點(diǎn)處粘合在一起。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述多個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聚合物纖維以及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；其中將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟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并低于所述第二熔融溫度的溫度，從而所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分粘合到所述第一組單組分離散纖維的至少一部分，并且其中所述第一組單組分離散纖維的至少一部分粘合到所述第二組單組分離散纖維的至少一部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述多個無規(guī)取向的離散纖維的大于O重量％且小于10重量％為熱塑性聚合物纖維。
30.根據(jù)權(quán)利要求26至28的任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括熱粘結(jié)、自生粘合、膠粘劑粘結(jié)、粉末狀粘結(jié)劑粘結(jié)、水纏繞、針刺法、壓延法或它們的組合的至少一種。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中將所述化學(xué)活性顆粒固定到所述非織造纖維幅材的步驟包括纏結(jié)所述離散纖維，從而形成包括多個填隙空位的內(nèi)聚非織造纖維幅材，每個所述填隙空位限定具有至少一個開口的空隙體積，所述至少一個開口通過至少兩個重疊的纖維限定，其中所述至少一個開口具有中值尺寸； 并且其中所述化學(xué)活性顆粒具有小于所述空隙體積的體積和大于所述中值尺寸的中值粒徑，另外，其中所述化學(xué)活性顆粒基本不粘合到所述離散纖維，并且可選地，其中所述離散纖維基本不彼此粘合。
32.根據(jù)權(quán)利要求26至31的任一項(xiàng)所述的方法，其中液體被引入到所述形成室中，以潤濕所述離散纖維的至少一部分，從而所述化學(xué)活性顆粒的至少一部分在所述形成室中附著到所述離散纖維的潤濕的部分上。
33.根據(jù)權(quán)利要求26至32的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述多個化學(xué)活性顆粒在所述上端處、所述下端處、所述上端和所述下端之間、或它們的組合處被引入到所述形成室中。
34.根據(jù)權(quán)利要求26至33的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述非織造纖維幅材形成在收集器上，并且其中所述收集器選自篩網(wǎng)、稀松布、網(wǎng)片、非織造物、機(jī)織物、針織物、泡沫層、多孔膜、穿孔膜、細(xì)絲陣列、熔融原纖化纖維幅材、熔噴纖維幅材、紡粘纖維幅材、氣流成網(wǎng)纖維幅材、濕法成網(wǎng)纖維幅材、梳理成網(wǎng)纖維幅材、水力纏繞纖維幅材、以及它們的組合。
35.根據(jù)權(quán)利要求26至34的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述一組亞微米纖維包括厚度為至多5 μ m的層。
36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中施加所述一組亞微米纖維的步驟包括熔吹法、熔體紡絲法、靜電紡紗法、叢絲形成、氣體噴射原纖化、纖維分裂或它們的組合中的至少一種。
全文摘要
一種非織造纖維幅材，其包括多個離散纖維、群體中值直徑小于一微米的與所述離散纖維相鄰的一組亞微米纖維以及固定到所述非織造纖維幅材的多個化學(xué)活性顆粒。在一些實(shí)施例中，非織造纖維幅材的大于0重量%且小于10重量%由作為熱塑性聚合物纖維的離散纖維制成，并且其可選地至少部分熔融和凝結(jié)，以將所述離散聚合物纖維固定到彼此。在某些實(shí)施例中，至少一些所述顆粒粘合到所述熱塑性聚合物纖維。在其它實(shí)施例中，至少一些所述顆粒固定在所述纖維幅材的空隙中，而基本上不粘合到所述離散纖維。還描述了一種制造和使用這種非織造纖維幅材的方法。
文檔編號D04H1/42GK102859060SQ201180020322
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者拉侯賽因·拉勞科, 格里·A·霍夫達(dá)爾, 吳天縱, 布雷特·W·路德維格, 伯納德·文森特, 讓·勒諾爾芒, 戴維·L·瓦爾, 勞里·L·波盧哈, 吉米·M·勒 申請人:3M創(chuàng)新有限公司