專(zhuān)利名稱：：帶有雙模態(tài)單層單組分介質(zhì)的褶皺過(guò)濾器的制作方法具有雙模態(tài)單層單組分介質(zhì)的褶皺過(guò)濾器本發(fā)明涉及褶皺過(guò)濾器。
背景技術(shù)：
：熔噴非織造纖維幅材常用于多種目的，包括過(guò)濾(例如，平幅材和褶皺過(guò)濾器)、絕緣、填充和紡織替代品。與非織造幅材或其制造有關(guān)的專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)包括美國(guó)專(zhuān)利Nos.3,981,650(Page)、4,100,324(Anderson)、4,118,531(Hauser)、4,818,464(Lau)、4,931,355(Radwanski等人)、4,988,560(Meyer等人)、5,227,107(Dickenson等人)、5,273,565(Milligan等人)、5,382,400(Pike等人'400)、5,679,042(Varona)、5,679,379(Fabbricante等人)、5,695,376(Datta等人)、5,707,468(Arnold等人)、5,721,180(Pike等人'180)、5,877,098(Tanaka等人)、5，902,540(Kwok)、5,904,298(Kwok等人)、5,993,543(Bodaghi等人)、6,176,955Bl(Haynes等人)、6,183,670Bl(Torobin等人)、6，230，901Bl(Ogata等人)、6,319,865Bl(Mikami)、6,607,624B2(Berrigan等人'624)、6,667,254Bl(Thompson等人)、6,858,297Bl(Shah等人)和6,916,752B2(Berrigan等人'752);歐洲專(zhuān)利No.EP0322136Bl(明尼蘇達(dá)礦業(yè)及制造公司(MinnesotaMiningandManufacturingCo.));曰本已公布的專(zhuān)禾U申請(qǐng)Nos.JP2001-049560(日產(chǎn)汽車(chē)株式會(huì)社(NissanMotorCo丄td.))、JP2002-18033l(窒素株式會(huì)社(ChissoCorp.)'331)和JP2002-348737(窒素株式會(huì)社"37);以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.US2004/0097155Al(Olson等人)。與褶皺過(guò)濾器有關(guān)的專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)包括美國(guó)專(zhuān)利Nos.4,547,950(Thompson)、5,240,479(Bachinski)、5,709,735(Midkiff等人)、5,820,645(Murphy,Jr.)、6,165,244(Choi)、6,521,011Bl(Sundet等人'011)、6，740，137B2(Kubokawa等人)、和D449，100S(Sundet等人'100)，以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)Nos.US2003/0089090Al(Sundet等人'090)、US2003/0089091Al(Sundet等人'091)禾口US2005/0217226Al(Sundet等人'226)。
發(fā)明內(nèi)容褶皺過(guò)濾器的現(xiàn)有制造方法通常涉及一些對(duì)幅材或過(guò)濾器特性的損害。例如，當(dāng)期望使用包含駐極體帶電纖維的高效過(guò)濾器時(shí)，一種辦法是形成采用帶靜電的熔噴幅材為主要過(guò)濾介質(zhì)的多層過(guò)濾器。熔噴纖維通常是分子非取向或弱取向的，它們通常不夠剛性和強(qiáng)效，本身無(wú)法提供既具有高效率又具有足夠強(qiáng)度的單層過(guò)濾介質(zhì)。例如，強(qiáng)度不足可表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換加工過(guò)程中的損壞或在高流體流條件下的使用過(guò)程中的褶皺變形或褶皺伸縮。為了保護(hù)過(guò)濾介質(zhì)和強(qiáng)化過(guò)濾器的整體構(gòu)造，可以給過(guò)濾介質(zhì)增設(shè)一個(gè)或多個(gè)附加層。在這種多層過(guò)濾器中可使用的附加層包括人造短纖維幅材、熔紡幅材、稀松布(例如，玻璃纖維或短切纖維墊)和絲網(wǎng)。制造多層過(guò)濾器使過(guò)濾器產(chǎn)品產(chǎn)生了附加的成本和復(fù)雜性。支承層會(huì)在無(wú)助于效率的情況下增加壓降。多層的使用可以使廢舊過(guò)濾器的回收利用變得困難或不現(xiàn)實(shí)。單層褶皺過(guò)濾器產(chǎn)品已用于某些應(yīng)用當(dāng)中。例如，已經(jīng)用金伯利克拉克公司(KimberleyClark)的單層ACCUAIR雙組分熔紡介質(zhì)制成住宅爐用過(guò)濾器。ACCUAIR介質(zhì)的剛性不足以用作單層褶鈹暖通空調(diào)過(guò)濾器，這種過(guò)濾器旨在經(jīng)受商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用中可能會(huì)上升的典型流速或壓力。上述Sundet等人的'226專(zhuān)利申請(qǐng)描述了褶皺爐用過(guò)濾器，由單層熔噴纖維(例如，聚丙烯、聚酯或尼龍纖維)制成，大部分熔噴纖維與褶皺行的方向成90°土20°對(duì)齊。玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)也有被用作單層褶皺過(guò)濾器，但玻璃纖維不帶電，可能會(huì)有很高的壓降，使玻璃纖維脫落，可能難以形成某些形狀。我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可形成褶皺過(guò)濾器的單組分單層幅材，所述褶皺過(guò)濾器具有褶皺成形性、褶皺時(shí)的剛性、低壓降和高效粒子捕集的可用組合。8本發(fā)明在一個(gè)方面提供制備褶皺過(guò)濾器的方法，所述方法包括a)形成單組分單層非織造幅材，所述單組分單層非織造幅材包含由相同聚合物組合物的較大尺寸與較小尺寸的連續(xù)單組分聚合物纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物，所述幅材具有至少lOOmg的格利剛度，b)在非織造幅材中形成數(shù)行褶皺，以及c)將褶皺幅材切成所需的尺寸和形狀以形成包括自支承多孔單組分單層纖維基質(zhì)的褶鈹濾芯，所述纖維在至少一些纖維交叉點(diǎn)處彼此粘結(jié)，以及在1.52米/秒的面速度下具有至少15%的平均初始亞微米效率。本發(fā)明在另一方面提供包括自支承單組分單層基質(zhì)的褶皺過(guò)濾器，所述單組分單層基質(zhì)包含由相同聚合物組合物的較大尺寸與較小尺寸的連續(xù)單組分聚合物纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸的混合物，所述纖維在至少一些纖維交叉點(diǎn)處彼此粘結(jié)，所述基質(zhì)形成數(shù)行折疊或波狀褶皺，并在1.52米/秒的面速度下具有至少15%的平均初始亞微米效率。本發(fā)明所公開(kāi)的褶皺過(guò)濾器具有多個(gè)有益和獨(dú)特的性質(zhì)。例如，可以制備只由單層構(gòu)成的褶皺過(guò)濾器成品，但包含較大與較小尺寸纖維的混合物，擴(kuò)大了過(guò)濾能力，增大了纖維表面積。這種褶皺過(guò)濾器提供了顯著的效率，-通過(guò)排除層壓過(guò)程及設(shè)備以及通過(guò)減少中間材料的數(shù)目降低產(chǎn)品的復(fù)雜性并減少浪費(fèi)。通過(guò)使用幅材直接成形制造設(shè)備，其中纖維形成的聚合材料在一種基本直接操作中轉(zhuǎn)化成幅材，可以相當(dāng)經(jīng)濟(jì)地制備本發(fā)明所公開(kāi)的幅材和基質(zhì)。另外，如果基質(zhì)纖維全部具有相同的聚合物組合物，不使用外來(lái)的粘結(jié)材料，則基質(zhì)可以充分地回收利用。在一些本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例中，通過(guò)包括尺寸非常小的微纖維，9本發(fā)明所公開(kāi)的幅材及基質(zhì)被賦予增大的纖維表面積，具有諸如過(guò)濾性能改善的有益效果。通過(guò)使用較大與較小尺寸的纖維，能夠使過(guò)濾及褶皺性質(zhì)適應(yīng)特定的用途。并且與通常作為微纖維幅材的特征性的高壓降相比，本發(fā)明所公開(kāi)的含微纖維的幅材實(shí)施例和基質(zhì)的壓降保持較低的值，因?yàn)檩^大的纖維使微纖維物理分離并隔開(kāi)。從下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它方面將顯而易見(jiàn)。然而在任何情況下，都不應(yīng)將上述
發(fā)明內(nèi)容理解為是對(duì)受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的主題的限制，該主題完全由所附的權(quán)利要求書(shū)所限定，盡管在專(zhuān)利申請(qǐng)過(guò)程中可以修改。圖1為褶皺過(guò)濾介質(zhì)的透視圖2至圖4為示意性側(cè)視圖，圖5為示意透視圖，部分為截面，示出采用溶體紡絲制備單組分單層幅材以及單獨(dú)制備相同聚合物組合物的較小尺寸纖維的示例性處理；圖6為采用較大纖維的熔吹制備可褶皺單組分單層幅材和單獨(dú)制備相同聚合物組合物的較小尺寸纖維的示例性處理的示意性側(cè)視圖7為具有多個(gè)較大和較小孔的示例性溶體紡絲模具噴絲頭的出口端視圖8為具有多個(gè)較大和較小孔的示例性熔吹模具的出口端透視圖9為具有多個(gè)孔的示例性溶體紡絲模具的分解示意圖，向所述多個(gè)孔提供以不同速度流動(dòng)或具有不同粘度的相同聚合物組合物的聚合物；圖IO為剖視圖，圖11為出口端視圖，示出具有多個(gè)孔的示例性熔吹模具，向所述多個(gè)孔提供以不同速度流動(dòng)或具有不同粘度的相同聚合物組合物的聚合物；對(duì)于實(shí)例1-7的幅材，圖12a和圖12b為質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖，圖13為纖維支數(shù)(頻率)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀對(duì)于實(shí)例2的幅材，圖14a和圖14b為與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖；以及對(duì)于實(shí)例5的一系列幅材，圖15、圖16和圖18為質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以lim表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖，圖17和圖19為纖維支數(shù)(頻率)與以nm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖。多張附圖中的類(lèi)似附圖標(biāo)記表明類(lèi)似的元件。附圖中的元件未按比例繪制。具體實(shí)施例方式術(shù)語(yǔ)"多孔的"表示空氣可滲透的。相對(duì)于纖維或纖維集合使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"單組分"表示在整個(gè)橫截面上具有基本上相同的組成的纖維；單組分包括共混物(即，聚合物合金)或含添加劑的材料，其中均勻組成的連續(xù)相在整個(gè)橫截面和纖維長(zhǎng)度上延伸。術(shù)語(yǔ)"相同聚合物組合物"表示具有基本上相同的重復(fù)分子單元的聚合物，但在分子量、熔融指數(shù)、制造方法、商用形式等中可以不同。相對(duì)于纖維使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)"尺寸"表示具有圓形橫截面纖維的纖維直徑，或在具有非圓形截面的整個(gè)纖維上可以構(gòu)成的橫截面最長(zhǎng)弦的長(zhǎng)度。相對(duì)于纖維或纖維集合使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"連續(xù)的"表示大致具有極大縱橫比(g卩，長(zhǎng)度與尺寸之比例如為至少約10,000或更大)的纖維。相對(duì)于纖維集合使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"有效纖維直徑"表示按照Davies，11C.N.在"TheSeparationofAirborneDustandParticles(氣載塵埃和粒子的分離)"(InstitutionofMechanicalEngineers,London,Proceedings1B，1952)中示出的方法確定的值，該方法適用于無(wú)論圓形還是非圓形的任何橫截面形狀的纖維幅材。相對(duì)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖或纖維支數(shù)(頻率)與以^m表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"模態(tài)"表示這樣的局部峰，其高度大于用于纖維尺寸比該局部峰小1和2nm以及大1和2|im的高度。術(shù)語(yǔ)"雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物"表示這樣的纖維集合，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)至少兩種模態(tài)。雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物可以包括兩種以上的模態(tài)，例如其可以是三模態(tài)或更多模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物。術(shù)語(yǔ)"雙模態(tài)纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物"表示這樣的纖維集合，其纖維支數(shù)(頻率)與以fim表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)至少兩種模態(tài)，該模態(tài)對(duì)應(yīng)的纖維尺寸相差至少50%的較小纖維尺寸。雙模態(tài)纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物可以包括兩種以上的模態(tài)，例如其可以是三模態(tài)或更高模態(tài)纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物。相對(duì)于纖維或纖維集合使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"粘結(jié)"表示牢固地粘附在一起；當(dāng)幅材經(jīng)受正常處理時(shí)，粘結(jié)的纖維通常不分離。術(shù)語(yǔ)"非織造幅材"表示通過(guò)纖維的纏結(jié)或點(diǎn)粘結(jié)來(lái)表征的纖維幅材。相對(duì)于包含雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物纖維的非織造幅材使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"單層基質(zhì)"表示類(lèi)似纖維在整個(gè)幅材的橫截面上具有(除相對(duì)于纖維尺寸之外)通常均勻的分布，以及在整個(gè)幅材的橫截面上存在著(相對(duì)于纖維尺寸)代表每種模態(tài)群體的纖維。這種單層基質(zhì)在整個(gè)幅材的橫截面上可以具有通常均勻分布的纖維尺寸，或可以例如具有纖維尺寸的深度梯度，例如大多數(shù)較大尺寸的纖維鄰近幅材的一個(gè)主面，大多數(shù)較小尺寸的纖維鄰近幅材的另一主面。術(shù)語(yǔ)"使原絲縮束成纖維"表示將一段原絲轉(zhuǎn)化成尺寸較小的更長(zhǎng)的一段。相對(duì)于非織造幅材使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)"熔紡"表示這樣形成的幅材，即通過(guò)多個(gè)孔使低粘度熔體擠出以形成原絲，用空氣或其它流體使原絲驟冷以硬化至少原絲的表面，使至少部分硬化的原絲與空氣或其它流體接觸以使原絲縮束成纖維，并聚集縮束纖維的層。術(shù)語(yǔ)"熔紡纖維"表示纖維從模具中放出并經(jīng)過(guò)處理工位移動(dòng)，在所述處理工位中纖維被永久拖曳，并且纖維內(nèi)部的聚合物分子按與纖維縱軸的對(duì)齊方向永久取向。這種纖維基本上是連續(xù)的和充分纏結(jié)的，通常不可能從這種纖維聚集體中取出一條完整的熔紡纖維。相對(duì)于聚合物纖維或這種纖維集合使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)"取向"表示纖維的至少部分聚合物分子由于纖維經(jīng)過(guò)諸如縮束室或機(jī)械拉延機(jī)等設(shè)備的原因而沿纖維的長(zhǎng)度方向?qū)R。纖維中取向的存在可通過(guò)包括雙折射測(cè)量和廣角X射線衍射的多種方法檢測(cè)。術(shù)語(yǔ)"標(biāo)稱熔點(diǎn)"表示在聚合物的熔化區(qū)內(nèi)的二次熱、總熱流差示掃描量熱法(DSC)曲線的最大峰值(如果在該區(qū)內(nèi)只有一個(gè)最大值)；如果存在不止一個(gè)最大值表明具有一個(gè)以上的熔點(diǎn)(例如，由于存在兩種截然不同的晶相)，則為最大振幅熔融峰出現(xiàn)的溫度。相對(duì)于非織造幅材使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)"熔融噴絲"表示這樣形成的幅材，即通過(guò)多個(gè)孔使纖維形成材料擠出以形成原絲，同時(shí)使原絲與空氣或其它縮束流體接觸以將原絲縮束成纖維，此后聚集縮束纖維的層。術(shù)語(yǔ)"熔噴纖維"表示這樣制備的纖維，即通過(guò)模具中的孔將形成纖維的熔化的材料擠出成高速氣態(tài)流，擠出的材料首先被縮束，然后硬化成纖維聚集體。雖然有時(shí)報(bào)導(dǎo)說(shuō)熔噴纖維是不連續(xù)的，但這種纖維通常較長(zhǎng)并且充分纏結(jié)，通常不可能從這種纖維聚集體中取出一條完整的熔噴纖維，或找到一條從頭至尾的熔噴纖維。術(shù)語(yǔ)"微纖維"表示具有l(wèi)(Him或更小的中值粒徑(使用顯微鏡確定的那樣)的纖維；"超細(xì)微纖維"表示具有2pm或更小的中值粒徑的微纖維；"亞微米微纖維"表示具有l(wèi)pm或更小的中值粒徑的微纖維。當(dāng)本文參考批、組、陣列等的特定種類(lèi)的微纖維，例如參考"亞微米微纖維陣列"時(shí)，其表示該陣列中微纖維的完整群體或單批微纖維的完整群體，而非僅為該陣列或該批的亞微米維度的那部分。術(shù)語(yǔ)"單獨(dú)制備的較小尺寸纖維"表示由纖維形成裝置(例如，模具)制備的較小尺寸纖維流，所述裝置被布置為初始時(shí)該流與較大尺寸纖維流在空間上是分開(kāi)的(例如，有約1英寸(25mm)或更大的距離)，但將在行程中合并以及分散到較大尺寸纖維流中。相對(duì)于纖維集合使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)"帶電的"表示當(dāng)在7厘米/秒面速度下評(píng)價(jià)百分比鄰苯二甲酸二辛酯(。/。DOP)滲透率時(shí)，在被暴露于20戈瑞吸收劑量的lmm鈹濾光的80千伏峰值X射線后，纖維呈現(xiàn)至少50%的品質(zhì)因子QF(下文討論)損失。相對(duì)于單層基質(zhì)使用時(shí)的術(shù)語(yǔ)"自支承"表示基質(zhì)不包括鄰接的線材、網(wǎng)片、或其它硬化材料的增強(qiáng)層，即使包含這種基質(zhì)的褶皺濾芯可以包括頂端穩(wěn)定化(例如，平面線材面層)或周邊加固(例如，邊緣粘合劑或?yàn)V框)以增強(qiáng)濾芯的選定部分。14圖1示出由本發(fā)明所公開(kāi)的單組分單層幅材2制成的示例性褶皺過(guò)濾器1的透視圖，所述幅材已經(jīng)形成為數(shù)行間距褶皺4。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)知道的是，可以就這樣使用過(guò)濾器l，或可以穩(wěn)定或增強(qiáng)過(guò)濾器1的選定部分(例如，使用平面膨脹金屬面層、熱熔粘合劑增強(qiáng)襯里、粘合劑粘結(jié)增強(qiáng)條或其它選擇性增強(qiáng)支承體)，并且任選可以安裝在合適的框架(例如，金屬或硬紙板框架)內(nèi)以提供用于例如暖通空調(diào)系統(tǒng)的可置換的過(guò)濾器。褶皺幅材2形成多孔單層基質(zhì)，其本身具備有助于形成褶皺4的強(qiáng)化剛度，并且褶皺后有助于褶皺4抵制高過(guò)濾器面速度下的變形。除了單組分單層幅材2夕卜，有關(guān)過(guò)濾器1構(gòu)造的進(jìn)一步細(xì)節(jié)是本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟悉的。本發(fā)明所公開(kāi)的單組分單層幅材在褶皺前具有至少約100mg的格利剛度，并且在褶皺前可以具有至少約200mg、至少約300mg、至少約400mg、至少約600mg或至少約1000mg的格利剛度。當(dāng)在13.8厘米/秒的面速度下和采用DOP試驗(yàn)法進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，平幅材具有的初始過(guò)濾品質(zhì)因子QF優(yōu)選地為至少約0.3，更優(yōu)選地為至少約0.4。褶皺后，本發(fā)明所公開(kāi)的單組分單層基質(zhì)在1.52米/秒(300英尺/分)面速度下具有至少約15%的平均初始亞微米效率，并且可以具有至少約25%或至少約50%的平均初始亞微米效率。褶皺過(guò)濾器具有的壓降優(yōu)選地小于20mmH2O，更優(yōu)選地小于10mmH20;并且具有的。/。DOP穿透率優(yōu)選地小于約5%，更優(yōu)選地小于約1%。本發(fā)明所公開(kāi)的單組分單層幅材包含較大尺寸與較小尺寸纖維的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物。較大尺寸纖維的尺寸例如可以為約10至約60nm、約10至約50^m或約20至約50pm。較小尺寸纖維的尺寸例如可以為約0.1至約20|im、約0.10至約10nm、約0.1至約5|im或約0.1至約lpm。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖中，較小尺寸模態(tài)例如可以為約0.1至約20pm、約0.1至約15pm、約0.1至約10pm、約0.5至約8nm或約1至約5pm，而較大尺寸纖維模態(tài)可以為大于約lOpm(或更大，如果較小尺寸纖維的模態(tài)大于1510pm)、約10至約50|im、約10至約40nm或約12至約30pm。本發(fā)明所公開(kāi)的幅材也可以具有雙模態(tài)纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物，其纖維支數(shù)(頻率)與以ixm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)至少兩種模態(tài)，其相應(yīng)的纖維尺寸相差至少50%、至少100%或至少200%的較小纖維尺寸。較小尺寸纖維也可以例如提供幅材至少20%、至少40%或至少60%的纖維表面積。幅材可以具有多種有效纖維直徑(EFD)值，例如EFD為約5至約40nm或約6至約35nm。幅材也可以具有多種基重，例如基重為約60至約300g/ri^或約80至約250g/m2。圖2至圖9示出可用于制備優(yōu)選的單組分單層幅材的多種方法及設(shè)備。圖2至圖5示出的方法將來(lái)自熔紡模具的較大尺寸熔紡纖維與來(lái)自熔吹模具的較小尺寸熔噴纖維相結(jié)合。圖6示出的方法將來(lái)自兩個(gè)熔吹模具的較大尺寸與較小尺寸的熔噴纖維相結(jié)合。圖7示出的模具由單一熔紡模具制備較大尺寸和較小尺寸的熔紡纖維，所述單一熔紡模具可由單一擠出機(jī)提供液化纖維形成材料。圖8示出的模具由單一熔吹模具制備較大尺寸和較小尺寸的熔噴纖維，所述單一熔吹模具可由單一擠出機(jī)提供液化纖維形成材料。圖9示出的模具由單一熔紡模具制備較大尺寸和較小尺寸的熔紡纖維，所述單一熔紡模具可由兩個(gè)擠出機(jī)提供液化纖維形成材料。圖10和圖11示出的模具由單一熔吹模具制備較大尺寸和較小尺寸的熔噴纖維，所述單一熔吹模具可由兩個(gè)擠出機(jī)提供液化纖維形成材料。參見(jiàn)圖2，示出制備可褶皺單組分單層雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸幅材方法的示意性側(cè)視圖，采用溶體紡絲形成較大尺寸纖維，采用熔吹形成單獨(dú)制備的相同聚合物組合物的較小尺寸纖維(例如，微纖維)。關(guān)于此方法以及如此制備的非織造幅材進(jìn)一步的細(xì)節(jié)在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.(代理人案巻號(hào)No.60928US002)中示出，同此同一天提交的名稱為"FIBROUSWEBCOMPRISINGMICROFIBERSDISPERSEDAMONGBONDEDMELTSPUNFIBERS"，其整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中。在圖2示出的裝置中，這樣將纖維形成材料送至熔紡擠出頭10-在該示例性的裝置中，將形成聚合物纖維的材料引入料斗11，在擠出機(jī)12中熔化該材料，并通過(guò)泵13將熔化的材料泵送至擠出頭10。最通常使用粒料或其它粒狀的固體聚合物材料，并熔化成可泵送的液體狀態(tài)。擠出頭IO可以是常規(guī)的噴絲頭或紡絲組合件，通常包括布置成規(guī)則圖案(例如，直線行)的多個(gè)孔。從擠出頭IO擠出纖維形成液體原絲15并傳送至處理室或縮束裝置16?？s束裝置例如可以是如美國(guó)專(zhuān)利6,607,624B2(Berrigan等人)中示出的可動(dòng)壁式縮束裝置，其壁的安裝方式為可以在箭頭50的方向自由和方便地移動(dòng)。擠出的原絲15到達(dá)縮束裝置16之前移動(dòng)的距離17可以變化，如同它們所暴露的條件可以變化。可向擠出的原絲輸送空氣或其它氣體驟冷流18以降低擠出的原絲15的溫度。作為另外一種選擇，可加熱空氣或其它氣體流以方便纖維的拉延?？捎幸还苫蚨喙煽諝饬骰蚱渌黧w流--例如，向原絲流橫向吹送的第一空氣流18a，它可以去除在擠出過(guò)程中釋放的不良?xì)怏w物質(zhì)或煙霧；和第二驟冷空氣流18b以達(dá)到主要期望的溫度降低。可使用更多的驟冷流；例如，流18b本身可以包括一股以上的流以達(dá)到所需水平的驟冷。根據(jù)所采用的方法或所需成品的形式，可使驟冷空氣足以使擠出的原絲15在到達(dá)縮束裝置16之前硬化。在其它情況下，擠出的原絲在進(jìn)入縮束裝置時(shí)仍處于軟化或熔化的狀況。作為另外一種選擇，不使用驟冷；在這種情況下，擠出頭IO與縮束裝置16之間的環(huán)境空氣或其它流體可以作為擠出的原絲進(jìn)入縮束裝置之前所發(fā)生的任何變化的介質(zhì)。連續(xù)熔紡原絲15在縮束裝置16中被取向，作為較大尺寸(g卩，相對(duì)于將要加入幅材的較小尺寸的熔紡纖維是較大的；縮束流501中的纖維比從擠出頭10中擠出的原絲的尺寸小)纖維流501被導(dǎo)向收集器19。在縮束裝置16和收集器之間19的途中，縮束的較大尺寸纖維流501被從熔吹模具504中發(fā)出的較小尺寸熔噴纖維流502攔截以形成較大與較小尺寸纖維合并的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸纖維流503。合并流在收集器19上沉積成包含取向的連續(xù)較大尺寸熔紡纖維自支承幅材20，所述幅材中分散著較小尺寸的熔噴纖維。收集器19通常是多孔的，收集器下面可以設(shè)置氣體抽吸裝置114以協(xié)助將纖維沉積到收集器上?？s束裝置出口與收集器之間的距離21可以變化以獲得不同的效果。另外，在收集之前，可以使擠出的原絲或纖維經(jīng)受圖2中沒(méi)有示出的多個(gè)附加的工序，例如進(jìn)一步拉延、噴霧等。收集之后，可以如下面更詳細(xì)描述的那樣對(duì)收集的聚集體20進(jìn)行加熱和驟冷；傳送至諸如壓延機(jī)、壓花臺(tái)、層合機(jī)、切割機(jī)等的其它裝置；或只是巻起來(lái)而不進(jìn)行進(jìn)一步的處理，或轉(zhuǎn)換加工成存儲(chǔ)巻筒23。熔吹模具504可為已知的結(jié)構(gòu)，并按已知的方式操作以制備較小尺寸的熔噴纖維(例如，微纖維)用于本發(fā)明所公開(kāi)的方法?；救鄞捣椒把b置的早期描述可見(jiàn)于Wente，VanA.的"SuperfineThermoplasticFibers(超細(xì)熱塑性纖維)"(IndustrialEngineeringChemistry,Vol.48,pages1342etseq.(1956))，或見(jiàn)于海軍研究實(shí)驗(yàn)室報(bào)告No.4364(1954年5月25日出版，名稱為"ManufactureofSuperfineOrganicFibers"(超細(xì)有機(jī)纖維的制造)，作者Wente，V.A.;Boone，C.D.;禾BFluharty，E.L.)。典型的熔噴裝置包括料斗506和向模具504供應(yīng)液化纖維形成材料的擠出機(jī)508。參見(jiàn)圖3，模具504包括入口512和模具腔體514，液化纖維形成材料通過(guò)模具腔體514傳遞至在模具整個(gè)向前末端上成直線設(shè)置的模具孔516，纖維形成材料由此被擠出；氣體(通常是受熱空氣)以非常高的速度通過(guò)協(xié)作氣孔518強(qiáng)制噴出。高速氣態(tài)流引出并縮束擠出的纖維形成材料，纖維形成材料由此硬化(至不同的固態(tài)程度)并在其向與較大尺寸熔紡纖維流501合并點(diǎn)移動(dòng)期間形成較小尺寸熔噴纖維流502。包括亞微米尺寸的非常小尺寸的纖維的熔噴方法是已知的；例如參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利No.5,993,943(Bodaghi等人)，如第8列第11行至第9列第25行。也可采用其它技術(shù)形成較小尺寸的纖維，例如美國(guó)專(zhuān)利Nos.6,743，273B2(Chung等人)和6,800,226Bl(Gerking)中所述。熔吹模具504優(yōu)選地設(shè)置在較大尺寸熔紡纖維流501附近以實(shí)現(xiàn)較大尺寸熔紡纖維對(duì)較小尺寸熔噴纖維的最佳捕集；對(duì)于亞微米微纖維的捕集來(lái)說(shuō)，熔吹模具接近熔紡流的設(shè)置是特別重要的。例如，如圖3所示，對(duì)于非常小的微纖維來(lái)說(shuō)，從模具504的出口至熔紡流501的中心線的距離520優(yōu)選地為約2至12英寸(5至25cm)，更優(yōu)選地為約6或8英寸(15或20cm)或更短。另外，當(dāng)熔紡纖維流501如圖3示出的那樣垂直設(shè)置時(shí)，較小尺寸熔噴纖維流502優(yōu)選地相對(duì)于水平面成銳角6設(shè)置，這樣使得熔噴流502的矢量與熔紡流501定向?qū)R。優(yōu)選的是，e介于約0和約45度，更優(yōu)選地介于約10和約30度之間。為避免過(guò)度纏結(jié)并保持幅材的均勻性，熔噴與熔紡流的連接點(diǎn)至收集器19的距離522通常為至少約4英寸(10cm)，但小于約16英寸(40cm)。為了減小熔紡流501的動(dòng)量，由此使熔噴流502與熔紡流501更好地合并，通常至少6英寸(15cm)的距離524已足夠。隨著熔噴與熔紡纖維流的合并，熔噴纖維被分散到熔紡纖維當(dāng)中。得到了相當(dāng)均勻的混合物，在x-y(面內(nèi)幅材)維度上尤其如此，z維度上的分布由特定的工序控制，例如控制距離520、角度e以及合并流的質(zhì)量和速度。合并的流503延續(xù)至收集器19，在那里收集為幅材狀的聚集體20。根據(jù)熔紡和熔噴纖維的狀態(tài)，收集過(guò)程中在纖維之間可能發(fā)生一些粘結(jié)的情況。然而，為了形成具有所需的內(nèi)聚度和剛度的基質(zhì)，使幅材更易于操作和能夠更好地將熔噴纖維保持在基質(zhì)內(nèi)，通?？赡苄枰谑占姆闹械娜奂徖w維之間進(jìn)行進(jìn)一步的粘結(jié)。然而，為了便于幅材形成褶皺過(guò)濾器，應(yīng)當(dāng)避免過(guò)度的粘結(jié)。可使用在點(diǎn)粘結(jié)方法中施加熱和壓力或通過(guò)平滑壓延機(jī)輥的常規(guī)粘結(jié)技術(shù)，但這些方法可能會(huì)造成不良的纖維變形或幅材壓縮。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.(代理人案巻號(hào)No.60632US002)中提出了更優(yōu)選的熔紡纖維粘結(jié)技術(shù)，同此同一天提交的名稱為"BONDEDNONWOVENFIBROUSWEBSCOMPRISINGSOFTENABLEORIENTEDSEMICRYSTALLINEPOLYMERICFIBERSANDApparatusANDMETHODSFORPREPARINGSUCHWEBS"(包括可軟化的取向的半結(jié)晶聚合纖維的粘結(jié)非織造纖維幅材以及制備此類(lèi)幅材的方法)，其整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中。簡(jiǎn)單歸納起來(lái)，當(dāng)應(yīng)用于本發(fā)明時(shí)，該優(yōu)選的技術(shù)涉及使收集的取向的半結(jié)晶熔紡纖維幅材(包括非結(jié)晶表征相，與相同聚合物組合物的熔噴纖維混合在一起)經(jīng)受受控的加熱和驟冷操作，其包括a)強(qiáng)制性地使流體在不至于熔化整個(gè)熔紡纖維的極短時(shí)間(即，造成這種纖維失去其離散的纖維本性，優(yōu)選的是不會(huì)造成纖維截面發(fā)生顯著畸變的極短加熱時(shí)間)內(nèi)通過(guò)幅材，所述流體被加熱到足以軟化熔紡纖維的非結(jié)晶表征相的溫度(其通常高于這種纖維材料的開(kāi)始熔化溫度)；和b)通過(guò)強(qiáng)制性地使具有足夠熱容量的流體通過(guò)幅材以使軟化的纖維硬化(g卩，使在熱處理期間軟化的纖維的非結(jié)晶表征相硬化)，使幅材立即驟冷。優(yōu)選地，通過(guò)幅材的流體是氣態(tài)流，并且優(yōu)選地它們是空氣。在上下文中，"強(qiáng)制性地"使流體或氣態(tài)流通過(guò)幅材表示除了正常的室內(nèi)壓力之外還對(duì)流體施加力的作用以推動(dòng)流體通過(guò)幅材。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明所公開(kāi)的驟冷步驟包括使傳送帶上的幅材通過(guò)一個(gè)我們稱之為驟冷流動(dòng)加熱器的裝置，或更簡(jiǎn)稱為驟冷加熱器。如本文中所示，這種驟冷流動(dòng)加熱器在壓力的作用下從加熱器中提供聚焦或刀狀受熱氣體(通常是空氣)流并結(jié)合幅材的一側(cè)，幅材另一側(cè)的氣體抽吸裝置協(xié)助抽吸通過(guò)幅材的受熱氣體；通常受熱流在幅材的整個(gè)寬度上延伸。受熱流很像是來(lái)自常規(guī)的"通風(fēng)粘合器"或"熱氣刀"的受熱流，但其由調(diào)節(jié)流量的特別控制裝置進(jìn)行控制，造成受熱氣體被均勻分布，并且以受控的速率通過(guò)幅材的寬度以徹底、均勻和迅速地將熔紡纖維加熱和軟化到可用的高溫。加熱之后緊接著立即進(jìn)行強(qiáng)制驟冷以迅速地以純化形態(tài)的形式凍結(jié)纖維("立即"表示作為相同操作的一部分，g卩，沒(méi)有像將纖維在下一工序之前巻成巻筒時(shí)出現(xiàn)的儲(chǔ)存的干預(yù)時(shí)間)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，氣體抽吸裝置從受熱氣態(tài)流處順維設(shè)置以抽吸冷卻氣體或例如環(huán)境空氣的其它流體，使其受熱之后迅速通過(guò)幅材以使纖維迅速驟冷。加熱長(zhǎng)度例如可通過(guò)沿幅材移動(dòng)路徑的加熱區(qū)的長(zhǎng)度和通過(guò)幅20材通過(guò)加熱區(qū)移動(dòng)至冷卻區(qū)的速度來(lái)控制，以引起預(yù)期的非結(jié)晶表征相的熔融/軟化，而不會(huì)熔化全部的熔紡纖維。參見(jiàn)圖2、圖4和圖5，在實(shí)施驟冷流動(dòng)加熱技術(shù)的一個(gè)示例方法中，收集的熔紡和熔噴纖維的聚集體20由安裝在收集器19上方的受控加熱裝置200之下的移動(dòng)收集器19攜帶。示例性的加熱裝置200包括分為上充氣室202和下充氣室203的外殼201。上下充氣室由具有一系列通常尺寸和間隔均勻的孔205的穿孔板204分開(kāi)。通常為空氣的氣體由導(dǎo)管207經(jīng)開(kāi)口206被加入上充氣室202，同時(shí)板204起到流動(dòng)分配裝置的作用以使加入上充氣室的空氣通過(guò)板流入下充氣室203時(shí)能被相當(dāng)均勻地分配。其它可用的流動(dòng)分配裝置包括翅片、導(dǎo)流板、歧管、氣堰、篩網(wǎng)或燒結(jié)板，即，使空氣分配均勻的裝置。在示例性的加熱裝置200中，下充氣室203的底壁208用細(xì)長(zhǎng)狹槽209形成，細(xì)長(zhǎng)或刀狀受熱空氣流210通過(guò)所述細(xì)長(zhǎng)狹槽從下充氣室吹到在加熱裝置200下方的收集器19上移動(dòng)的聚集體20上(聚集體20和收集器19在圖5中為部分分解示出)。氣體抽吸裝置114優(yōu)選充分延伸以位于加熱裝置200的狹槽209的下方(以及順維延伸一段距離218，越過(guò)受熱流210并通過(guò)標(biāo)記區(qū)220，下文將會(huì)討論到)。充氣室中的受熱空氣由此處于充氣室203內(nèi)的內(nèi)部壓力之下，在狹槽209處，它還處于氣體抽吸裝置114的抽吸真空之下。為了進(jìn)一步控制抽吸力，可以在收集器19的下方設(shè)置穿孔板211以強(qiáng)加某種背壓或限流部件，其可以保證受熱空氣流210在寬度或收集的聚集體20的受熱區(qū)域上擴(kuò)展到所需的程度，并在收集的聚集體的可能較低密度部分的流經(jīng)過(guò)程中受到抑制。其它可用的限流部件包括篩網(wǎng)或燒結(jié)板。為了實(shí)現(xiàn)所需的控制，板211上開(kāi)口的數(shù)目、尺寸和密度可以在不同的區(qū)域中有所變化。大量的空氣穿過(guò)纖維形成裝置，當(dāng)纖維到達(dá)區(qū)215中的收集器時(shí)必須對(duì)空氣予以處理。足夠的空氣穿過(guò)區(qū)216中的幅材和收集器以使幅材在多種處理空氣流下保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。板在加熱區(qū)217中需要有足夠的開(kāi)度以容許處理空氣穿過(guò)幅材，同時(shí)提供足夠的阻力以保證空氣的均勻分配。在聚集體的整個(gè)受熱區(qū)域上應(yīng)該控制溫度-時(shí)間條件。我們已經(jīng)在穿過(guò)幅材的受熱空氣流210在被處理的聚集體的整個(gè)寬度上的溫度在5'c范圍內(nèi)、優(yōu)選地在2或甚至rc范圍內(nèi)時(shí)獲得了最好的結(jié)果(往往在受熱空氣進(jìn)入外殼201的進(jìn)入點(diǎn)處測(cè)量受熱空氣的溫度以方便控制操作，但其也可以用熱電偶鄰近收集的幅材進(jìn)行測(cè)量)。此外，操作加熱裝置以使流隨著時(shí)間的推移保持穩(wěn)定的溫度，例如通過(guò)快速進(jìn)行加熱器的開(kāi)閉循環(huán)以避免加熱過(guò)度或不足。為了進(jìn)一步控制加熱，使聚集體20在施加受熱空氣流210之后迅速經(jīng)受驟冷。通?？赏ㄟ^(guò)在聚集體離開(kāi)受控?zé)峥諝饬?10后，將環(huán)境空氣立即抽入并通過(guò)聚集體20實(shí)現(xiàn)這種驟冷。圖4中的數(shù)字220表示在幅材穿過(guò)熱空氣流以后，通過(guò)氣體抽吸裝置114抽入環(huán)境空氣通過(guò)幅材的區(qū)域。實(shí)際上，這種空氣可以在外殼201的底部抽入，例如在圖4中標(biāo)記的區(qū)域220a中以使空氣在幅材離開(kāi)熱空氣流210后幾乎立即可以到達(dá)幅材。同時(shí)，氣體抽吸裝置114可以超過(guò)加熱裝置200沿收集器19延伸一段距離218以確保整個(gè)聚集體20的徹底冷卻和驟冷。為了簡(jiǎn)便的目的，加熱與驟冷的結(jié)合裝置被稱為驟冷流動(dòng)加熱器。選擇穿過(guò)聚集體20的受熱空氣的量和溫度，使其導(dǎo)致對(duì)較大尺寸纖維形態(tài)的適當(dāng)修改。尤其是選擇該量和溫度以使較大尺寸纖維受熱而a)引起纖維截面內(nèi)大量的分子部分(例如，纖維的非結(jié)晶表征相)的熔化/軟化，但b)不會(huì)導(dǎo)致另外顯著相(例如，晶粒表征相)的完全熔化。我們使用術(shù)語(yǔ)"熔化/軟化"是因?yàn)榉墙Y(jié)晶聚合物材料通常軟化而不是熔化，而在一定程度上可能存在于非結(jié)晶表征相中的結(jié)晶材料通常熔化。在不參考相的情況下，這也可以簡(jiǎn)單地說(shuō)成是，加熱引起纖維內(nèi)較低序晶粒的熔化。較大尺寸纖維作為整體仍然保持未熔化，例如，纖維通常保茵著與處理之前相同的纖維形狀和維度。可以理解相當(dāng)大一部分的晶粒表征相在熱處理之后保留其原有的晶體結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)可能已被添加到現(xiàn)有的晶體結(jié)構(gòu)中，或在高度有序纖維的情況下，晶體結(jié)構(gòu)可能己被移除以產(chǎn)生可辨別的非結(jié)晶表征相和晶粒表征相。驟冷的目的之一是要在包含于幅材中的較小尺寸纖維發(fā)生不期望的變化之前抽取熱量。驟冷的另一個(gè)目的是要迅速地從幅材和較大尺寸纖維中移除熱量以限制后續(xù)在較大尺寸纖維中出現(xiàn)的結(jié)晶或分子排序的程度和性質(zhì)。通過(guò)從熔融/軟化狀態(tài)快速驟冷至硬化狀態(tài)，可以理解非結(jié)晶表征相被凍結(jié)成更純的結(jié)晶形式，可能干擾較大尺寸纖維的軟化或可重復(fù)軟化的較低序分子材料減少。為此目的，有利地，聚集體20被溫度比標(biāo)稱熔點(diǎn)或較大尺寸纖維至少低5(TC的氣體冷卻；另外有利地，驟冷氣體施加的時(shí)間接近至少一秒鐘。任何情況下，驟冷氣體或其它流體具有足夠的熱容以迅速地使纖維硬化。本發(fā)明所公開(kāi)的驟冷流動(dòng)加熱器的優(yōu)點(diǎn)是，保持在本發(fā)明所公開(kāi)的幅材內(nèi)的較小尺寸熔噴纖維得到比其如果存在于完全由較小尺寸纖維(例如，完全的微纖維)制成的層內(nèi)可能得到的更好抗壓保護(hù)。取向的熔紡纖維通常比較小尺寸熔噴纖維更大、更硬和更強(qiáng)效，在熔噴纖維與施加壓力的物體之間存在熔紡纖維限制對(duì)較小尺寸熔噴纖維施加的壓毀力。特別是在亞微米纖維的情況下，其可能相當(dāng)脆弱，由較大尺寸纖維所提供的對(duì)壓縮或壓毀的增強(qiáng)抵抗力提供重要的有益效果。即使當(dāng)本發(fā)明所公開(kāi)的幅材經(jīng)受壓力時(shí)，例如在大型儲(chǔ)存巻筒中被巻起來(lái)或在二次處理中，該幅材提供良好的耐壓縮性，否則對(duì)于由這種幅材制成的過(guò)濾器來(lái)說(shuō)，可能導(dǎo)致壓降增大以及裝載性能變差。較大尺寸熔紡纖維的存在還增添了其它性質(zhì)，例如幅材強(qiáng)度、剛度及處理性質(zhì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，較小尺寸熔噴纖維在粘結(jié)操作期間基本上不熔化或失去其纖維結(jié)構(gòu)，而是在具有原來(lái)的纖維尺寸的情況下仍然保持為離散的較小尺寸纖維。與熔紡纖維相比，熔噴纖維具有不同的、更小結(jié)晶的形態(tài)，并且我們推理在熔噴纖維發(fā)生熔化之前，在粘結(jié)和驟冷操作期間施加給幅材的有限熱量在使晶體在熔噴纖維內(nèi)生長(zhǎng)的過(guò)程中被耗盡。無(wú)論此理論正確與否，熔紡纖維的粘結(jié)在基本沒(méi)有較小尺寸熔噴纖維的熔化或畸變的情況下確實(shí)發(fā)生，并有利于的雙模態(tài)質(zhì)量分23數(shù)/纖維尺寸幅材成品的性質(zhì)。參見(jiàn)圖6，示出制備可褶皺單組分單層的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸幅材的另一種方法的示意性側(cè)視圖，采用熔吹形成較大尺寸纖維和單獨(dú)制備的相同聚合物組合物的較小尺寸纖維。圖6裝置使用兩個(gè)熔吹模具600和602。由料斗604、擠出機(jī)606和導(dǎo)管608向模具600供應(yīng)液化纖維形成材料。由擠出機(jī)606經(jīng)任選的導(dǎo)管610也可向模具602供應(yīng)液化纖維形成材料。作為另外一種選擇，可以由任選的料斗612、擠出機(jī)614和導(dǎo)管616單獨(dú)地向模具602供應(yīng)相同聚合物組合物的液化纖維形成材料。來(lái)自模具600的較大尺寸纖維流618與來(lái)自模具602的較小尺寸纖維流620在行程中合并以形成較大纖維與較小纖維混合的流622，其可以落到旋轉(zhuǎn)的收集筒624上以形成包含這種纖維的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物的自支承非織造幅材626。圖6示出的裝置可以在幾種模式下操作以由一個(gè)模具提供較大尺寸纖維流，由另一模具提供較小尺寸纖維流。例如，可以由單一擠出機(jī)向模具600和模具602供應(yīng)相同的聚合物，模具600中提供較大尺寸的孔，模具602中提供較小尺寸的孔以允許在模具600處制備較大尺寸纖維，在模具602處制備較小尺寸纖維。相同的聚合物可由擠出機(jī)606供給至模具600以及由擠出機(jī)614供給至模具602，與擠出機(jī)606相比，擠出機(jī)614具有較大直徑或較高操作溫度，以便將較高流速或較低粘度的聚合物供應(yīng)到模具602中，并允許在模具600處制備較大尺寸纖維，在模具602處制備較小尺寸纖維。模具600和模具602中可提供類(lèi)似尺寸的孔，模具600在低溫操作，模具602在高溫操作以在模具600處制備較大尺寸纖維，在模具602處制備較小尺寸纖維?？梢杂蓴D出機(jī)606向模具600和由擠出機(jī)614向模具602供應(yīng)相同聚合物組合物但熔融指數(shù)不同的聚合物(在擠出機(jī)606中使用例如低熔融指數(shù)型聚合物，在擠出機(jī)614中使用高熔融指數(shù)的相同聚合物)以在模具600處制備較大尺寸纖維，在模具602處制備較小尺寸纖維。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)知道，也可釆用其它技術(shù)(例如，在流向模具602的液化纖維形成材料流中摻雜溶劑，或模具600采用流動(dòng)路徑較短的模具腔體，模具602采用流動(dòng)路徑較長(zhǎng)的模具腔體)和這些技術(shù)的組合以及上面討論的多種操作模式。熔吹模具600和602的設(shè)置優(yōu)選地使得較大尺寸纖維流618與較小尺寸纖維流620充分混合。例如，從較大尺寸纖維的模具600的出口至合并后的纖維流622的中心線的距離628優(yōu)選地為約2至約12英寸(約5至約25cm)，更優(yōu)選地為約6至約8英寸(約15至約20cm)。從較小尺寸纖維的模具602的出口至合并后的纖維流622的中心線的距離630優(yōu)選地為約2至約12英寸(約5至約25cm)，更優(yōu)選地為約6至約8英寸(約15至約20cm)，對(duì)于非常小的微纖維來(lái)說(shuō)可以更短。距離628和630不一定相同。另外，較大尺寸纖維流618優(yōu)選地與較小尺寸纖維流620成銳角6'設(shè)置。優(yōu)選地9'介于約0與約45度之間，更優(yōu)選地介于約10與約30度之間。由較大與較小尺寸纖維流的近似連接點(diǎn)至收集筒624的距離632通常為至少約5英寸(13cm)，但小于約15英寸(38cm)以避免過(guò)度纏結(jié)并保持幅材的均勻性。參見(jiàn)圖7，示出的是在按另一個(gè)方法制備可褶皺單組分單層的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸幅材中使用的熔紡模具噴絲頭700的出口端視圖。噴絲頭700包括用螺栓704保持在適當(dāng)位置的主體構(gòu)件702。較大孔706和較小孔708的陣列確定了多個(gè)的流動(dòng)通道，液化纖維形成材料通過(guò)這些流動(dòng)通道離開(kāi)噴絲頭700并形成原絲。在圖7示出的實(shí)施例中，較大孔706與較小孔708的尺寸比率為2:1，并且對(duì)每一個(gè)較大孔706來(lái)說(shuō)有9個(gè)較小孔708?？刹捎幂^大孔尺寸:較小孔尺寸的其它比率，例如1.5:1或更大、2:1或更大、2.5:1或更大、3:1或更大、或3.5:1或更大的比率。也可采用每個(gè)較大孔對(duì)應(yīng)的較小孔數(shù)目的其它比率，例如5:1或更大、6:1或更大、10:1或更大、12:1或更大、15:1或更大、20:1或更大、或30:1或更大的比率。通常情況下，在每個(gè)較大孔對(duì)應(yīng)的較小孔的數(shù)目與在收集的幅材中每根較大尺寸纖維對(duì)應(yīng)的較小尺寸纖維(例如，在適當(dāng)操作條件下的微纖維)的數(shù)目之間存在著直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)知道，應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)木酆衔锪魉?、模具操作溫度和取向條件，使得由通過(guò)較小孔形成的取向原絲制備較小尺寸的纖維，由通過(guò)較大孔形成的取向原絲制備較大尺25寸的纖維，并且制成的幅材具有所需的格利剛度。相關(guān)的熔紡裝置的剩余部分將是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉的。參見(jiàn)圖8，示出的是在按另一個(gè)方法制備可褶皺單組分單層的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸幅材中使用的熔吹模具800的出口端透視圖，其中拆除了二次縮束氣體偏轉(zhuǎn)板。模具800包括突出的頂端部分802，帶有較大孔806和較小孔808的行804，這些孔限定多個(gè)流動(dòng)通道，液化纖維形成材料通過(guò)這些通道離開(kāi)模具800并形成原絲?？?10接收將模具的多種部件保持在一起的貫穿螺栓(圖8中未示出)。在圖8示出的實(shí)施例中，較大孔806與較小孔808的尺寸比率為2:1，并且對(duì)每一個(gè)較大孔806來(lái)說(shuō)有9個(gè)較小孔808。可釆用較大孔尺寸:較小孔尺寸的其它比率，例如為1:1或更大、1.5:1或更大、2:1或更大、2.5:1或更大、3:1或更大、或3.5:1或更大的比率。也可采用每個(gè)較大孔對(duì)應(yīng)的較小孔數(shù)目的其它比率，例如為5:1或更大、6:1或更大、10:1或更大、12:1或更大、15:1或更大、20:1或更大、或30:1或更大的比率。通常情況下，在每個(gè)較大孔對(duì)應(yīng)的較小孔的數(shù)目與在收集的幅材中每根較大尺寸纖維對(duì)應(yīng)的較小尺寸纖維(例如，在適當(dāng)操作條件下的微纖維)的數(shù)目之間存在著直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)知道，應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)木酆衔锪魉?、模具操作溫度和縮束空氣流速，使得由通過(guò)較小孔形成的縮束絲制備較小尺寸的纖維，由通過(guò)較大孔形成的縮束絲制備較大尺寸的纖維，并且制成的幅材具有所需的格利剛度。相關(guān)方法及由此制備的非織造幅材的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可見(jiàn)于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.(代理人案巻號(hào)No.61726US003),同此同一天提交的名稱為"MONOCOMPONENTMONOLAYERMELTBLOWNWEBANDMELTBLOWINGAPPARATUS"(單組分單層熔噴網(wǎng)和熔噴裝置)，其整個(gè)的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文。參見(jiàn)圖9，示出的是在按另一個(gè)方法制備可褶皺單組分單層的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸幅材中使用的熔紡模具900的分解示意圖。模具900可稱為"沖模板"、"楔子模"或"疊層模"，并包括入口板卯2，其流體入口904和906每一個(gè)都接收液化纖維形成材料流。這些流具有相同的聚合物組合物，但具有不同的流速或不同的熔體粘度。聚合物流流過(guò)一系列中間板908a、908b等，其通道910a、910b等反復(fù)地分割流。如此被連續(xù)分割的流流過(guò)出口板916上的多個(gè)(例如，256、512或多種數(shù)目的一些其它流體入口)流體出口孔914。多種板可以由螺栓或其它緊固件(圖9中未示出)穿過(guò)孔918緊扣在一起。每個(gè)流體出口孔914將通過(guò)唯一的流動(dòng)路徑與流體入口904或906中的一個(gè)或另一個(gè)連通。相關(guān)熔紡裝置的剩余部分將是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉的，并可用于將液化纖維形成材料處理成熔紡原絲的非織造幅材，所述熔紡原絲為具有相同聚合物組合物的較大尺寸纖維與較小尺寸纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物。參見(jiàn)圖10和圖11，示出的是在按另一個(gè)方法制備可褶皺單組分單層的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸幅材中使用的熔吹模具1000的剖視圖和出口端視圖。由料斗1004、擠出機(jī)1006和導(dǎo)管1008以第一流速或第一粘度向模具1000供應(yīng)液化纖維形成材料。以分開(kāi)的方式由料斗1012、擠出機(jī)1014和導(dǎo)管1016以第二種不同的流速或粘度向模具1000供應(yīng)相同聚合物組合物的液化纖維形成材料。導(dǎo)管1008和1016各自與位于通常對(duì)稱的第一和第二部件1022和1024中的第一和第二模具腔體1018和1020流體連通，所述第一和第二部件形成模具腔體1018和1020的外壁。通常對(duì)稱的第一和第二部件1026和1028形成模具腔體1018和1020的內(nèi)壁并匯集于接縫1030處。部件1026和1028可以在其大部分的長(zhǎng)度上被絕緣體1032分開(kāi)。還如圖11所示，模具腔體1018和1020各自通過(guò)通道1034、1036和1038與孔1042和1044的行1040流體連通。根據(jù)流入模具腔體1018和1020的流速，通過(guò)孔1042和1044可以擠出較大和較小尺寸的原絲以使得能夠形成包含相同聚合物組合物的較大尺寸纖維與較小尺寸纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物的非織造幅材。相關(guān)熔噴裝置的剩余部分將是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉的，并且可用于將液化纖維形成材料處理成熔噴原絲的非織造幅材，所述熔噴原絲為具有相同聚合物組合物的較大尺寸纖27維與較小尺寸纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物。對(duì)于圖11中示出的實(shí)施例，孔1042和1044按交替順序布置，并各自與模具腔體1018和1020流體連通。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)知道，可采用孔的其它布置方式以及其它的流體連通比率以形成纖維尺寸分布改變的非織造幅材。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將會(huì)知道，也可釆用其它操作模式和技術(shù)(例如，類(lèi)似的結(jié)合圖6的裝置討論的那些)以及這些技術(shù)和操作模式的組合。本發(fā)明所公開(kāi)的非織造幅材可以具有隨機(jī)的纖維排列和通常是各向同性的面內(nèi)物理特性(例如，拉伸強(qiáng)度)，或如果需要的話可以具有對(duì)齊的纖維構(gòu)造(例如，其中如上述Shah等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,858,297中所描述的那樣，纖維在縱向?qū)R)和各向異性的面內(nèi)物理特性。在本發(fā)明所公開(kāi)的方法中可使用多種聚合物纖維形成材料。聚合物基本上可以為能夠形成非織造幅材的任何熱塑性纖維形成材料。對(duì)于將要帶電的幅材，聚合物基本上可以為將保持滿意的駐極體特性或電荷分離的任何熱塑性纖維形成材料。對(duì)于可帶電幅材的優(yōu)選聚合物纖維形成材料是在室溫(22'C)下體積電阻率為1014歐姆-厘米或更大的非導(dǎo)電樹(shù)脂。優(yōu)選的是，體積電阻率為約1016歐姆-厘米或更大。聚合物纖維形成材料的電阻率可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試ASTMD257-93進(jìn)行測(cè)量。用于可帶電幅材的聚合物纖維形成材料優(yōu)選地基本上不含諸如能顯著提高電導(dǎo)率或以其它方式妨礙纖維接受和保持靜電電荷的能力的抗靜電劑的組分?？捎糜诳蓭щ姺牡木酆衔锏囊恍?shí)例包括含有諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-l-戊烯)的聚烯烴的熱塑性聚合物、和環(huán)烯烴共聚物、以及這種聚合物的組合?？墒褂玫赡茈y以帶電或可能會(huì)迅速失去電荷的其它聚合物包括聚碳酸酯、嵌段共聚物(例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、聚酯(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺、聚氮酯、以及本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟悉的其它聚合物。優(yōu)選地由聚-4-甲基-l-戊烯或聚丙烯制備纖維。最優(yōu)選的是由聚丙烯均聚物制備纖維，因?yàn)槠渚哂?、尤其在潮濕環(huán)境下具有保持電荷的能力。可通過(guò)多種方式對(duì)本發(fā)明所公開(kāi)的非織造幅材施加電荷。例如可以按下面的方式進(jìn)行，如授予Angadjivand等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5，496，507中所公開(kāi)的那樣使幅材與水進(jìn)行接觸，如授予Klasse等人的美國(guó)專(zhuān)利No.4,588,537中所公開(kāi)的那樣進(jìn)行電暈處理，如授予Rousseau等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,908,598中所公開(kāi)的那樣進(jìn)行水充電，如授予Jones等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,562,112B2和David等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.US2003/0134515Al中所公開(kāi)的那樣進(jìn)行等離子處理，或?qū)嵤┻@些方式的組合?？上蚓酆衔镏屑尤胩砑觿┮蕴岣叻牡倪^(guò)濾性能、駐極體充電能力、機(jī)械性能、老化性能、著色、表面性質(zhì)或其它關(guān)注的特性。代表性的添加劑包括填充劑、成核劑(例如，商購(gòu)自美利肯化工公司(MillikenChemical)的二亞芐基山梨醇MILLADTM3988)、駐極體帶電增強(qiáng)添加劑(例如，三硬脂基三聚氰胺，以及多種光穩(wěn)定劑，例如得自汽巴特種化學(xué)品公司(CibaSpecialtyChemicals)的CHIMASSORB119和CHIMASSORB944)、硬化引發(fā)劑、硬化劑(例如，聚(4-甲基-l-戊烯))、表面活性劑和表面處理劑(例如，如授予Jones等人的美國(guó)專(zhuān)利Nos.6,398,847Bl、6,397,458Bl和6,409,806Bl中所描述的用于在油霧環(huán)境中提高過(guò)濾性能的氟原子處理劑)。這種添加劑的種類(lèi)和數(shù)量將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的。例如，駐極體帶電增強(qiáng)添加劑的存在量通常小于約5重量％,更通常小于約2重量％?？刹捎美缟鲜鯧ubokawa等人的專(zhuān)利No.6,740,137B2和上述Sundet等人的'226專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的方法和部件將本發(fā)明所公開(kāi)的非織造幅材形成褶皺過(guò)濾器。通常借助于使用熱在至少一些纖維交叉點(diǎn)處使纖維彼此粘結(jié)(或進(jìn)一步粘結(jié))，由此幫助褶皺的形成?？刹捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員將熟悉的其它方法和部件實(shí)施或增加褶皺的形成。雖然29不要求提供自支承濾芯，但如果需要，本發(fā)明所公開(kāi)的過(guò)濾器可以包括一個(gè)或多個(gè)附加元件或不同于本發(fā)明所公開(kāi)的單層基質(zhì)的層。例如，可通過(guò)增加頂端穩(wěn)定(例如，平面線材面層或熱熔粘合劑線)或周邊加固(例如，邊緣粘合劑或?yàn)V框)來(lái)穩(wěn)定或增強(qiáng)濾芯的選定部分。可以在濾芯中包括一個(gè)或多個(gè)附加層(例如，包含吸附劑粒子的多孔層)以捕集關(guān)注的蒸氣。期望在形成褶鈹之前監(jiān)測(cè)平幅材性質(zhì)(諸如基重、幅材厚度、密實(shí)度、EFD、格利剛度、泰伯剛度、DOP(鄰苯二甲酸二辛酯)滲透率%、NaCl初始滲透率o/n、壓降或品質(zhì)因子QF)可為可取的。褶皺形成后，監(jiān)測(cè)諸如平均初始亞微米效率或壓降的褶皺幅材性質(zhì)可能是有幫助的。可采用32升/分鐘(相當(dāng)于面速度為5.3厘米/秒)的空氣流動(dòng)速率，采用Davies,C.N.在"TheSeparationofAirborneDustandParticles"(氣載塵埃和顆粒的分離)(InstitutionofMechanicalEngineers,London,ProceedingsIB,1952)中示出的方法確定EFD(除非另行規(guī)定)?？墒褂玫米愿窭軆x器公司(GurleyPrecisionInstruments)的型號(hào)4171EGURLEYm的抗彎測(cè)試機(jī)確定格利剛度。從幅材上沖切尺寸為3.8cmX5.1cm的矩形，使樣本的長(zhǎng)邊與幅材的橫向(幅材橫向)準(zhǔn)直對(duì)齊。將樣本加載到抗彎測(cè)試機(jī)上，使樣本的長(zhǎng)邊處于幅材固定夾中。使樣本在兩個(gè)方向折曲，g卩，用測(cè)試臂貼著樣本第一主面，然后貼著樣本第二主面，將兩次測(cè)量值的平均值記錄成以毫克表示的剛度。該測(cè)試被視為破壞性測(cè)試，如果需要進(jìn)一步的測(cè)量，則使用新的樣本?？墒褂肕odel150-BTABERTM型剛度測(cè)試機(jī)(商購(gòu)自泰伯工業(yè)公司(Taberlndustries))測(cè)定泰伯剛度。為了防止纖維融合，使用鋒利的剃刀刀片從幅材上仔細(xì)剖切3.8cmX3.8cm的方形，使用3至4個(gè)樣本和15°的樣本撓曲，評(píng)價(jià)確定它們?cè)诳v向和橫向的剛度。30可使用包含NaCl或鄰苯二甲酸二辛酯粒子的試測(cè)氣溶膠測(cè)定滲透率百分比、壓降和過(guò)濾品質(zhì)因子QF，以85升/分鐘的流速傳送(除非另有說(shuō)明)，使用TSIModel8130型高速自動(dòng)化過(guò)濾器測(cè)試儀(商購(gòu)自TSI公司(TSIInc.))進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于NaCl測(cè)試，可以由2n/。NaCl溶液產(chǎn)生粒子以形成包含直徑約0.075(im的粒子、氣載濃度為約16-23mg/mS的氣溶膠，并且自動(dòng)化過(guò)濾器測(cè)試儀可以在加熱器和粒子中和器均開(kāi)啟的狀態(tài)下操作。對(duì)于DOP測(cè)試，氣溶膠可以包含直徑約0.185pm、濃度約100mg/mS的粒子，并且自動(dòng)化過(guò)濾器測(cè)試儀可以在加熱器和粒子中和器均關(guān)閉的狀態(tài)下操作。在暫停測(cè)試前，對(duì)于平幅材樣本來(lái)說(shuō)，樣本可以在13.8厘米/秒面速度下(相當(dāng)于85升/分的流速)暴露于最大NaCl或鄰苯二甲酸二辛酯粒子滲透率?？梢栽谶^(guò)濾器入口和出口使用校準(zhǔn)的光度計(jì)來(lái)測(cè)量粒子濃度和通過(guò)過(guò)濾器的粒子滲透率％。可使用MKS壓力換能器(商購(gòu)自MKS儀器公司(MKSInstruments))測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器的壓降(AP，mmH20)。公式可用于計(jì)算QF。對(duì)于選定的試測(cè)氣溶膠可以測(cè)量或計(jì)算的參數(shù)包括初始粒子滲透率、初始?jí)航?、初始品質(zhì)因子QF、最大粒子滲透率、最大滲透率下的壓降以及在最大滲透率下的粒子加載毫克數(shù)(直到最大滲透率時(shí)對(duì)過(guò)濾器的試測(cè)物總重量)。初始品質(zhì)因子QF值通?？商峁┱w性能的可靠指標(biāo)，初始QF值較高表明過(guò)濾性能較好，初始QF值較低表明過(guò)濾性能降低?？赏ㄟ^(guò)將加框過(guò)濾器安裝到測(cè)試管中并使過(guò)濾器經(jīng)歷已干燥并中和電荷的氯化鉀粒子確定平均初始亞微米效率?？刹捎?00英尺/分(1.52米/秒)的測(cè)試面速度?？墒褂霉鈱W(xué)粒子計(jì)數(shù)器在一系列十二個(gè)尺寸范圍或通道上測(cè)量測(cè)試過(guò)濾器上游和下游的粒子濃度。每個(gè)通道中的尺寸范圍取自ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)52.2("MethodofTestingGeneralVentilationAir-CleaningDevicesforRemovalEfficiencybyParticleSize"(通過(guò)尺寸測(cè)試通用通風(fēng)空氣凈化設(shè)備排除效率的測(cè)試方法))。/入捕集效率(%)=上游粒子i;t;g:Jgf子計(jì)數(shù)xl00上游粒子計(jì)數(shù)可用于確定每個(gè)通道的捕集效率?？汕蟪鏊膫€(gè)亞微米通道(s卩，粒子直徑為0.3至0.4nm、0.4至0.55pm、0.55至0.7pm和0.7至1.0|im)的每一個(gè)的捕集效率值的平均值以獲得"平均初始亞微米效率"單一值。通常記錄所有的測(cè)試速度、效率和壓降的結(jié)果。以下示例性實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明了本發(fā)明，除非另外指明，其中所有份數(shù)及百分?jǐn)?shù)均為按重量計(jì)。實(shí)例1使用圖2至圖5中示出的裝置由聚丙烯熔紡纖維和聚丙烯熔噴微纖維制備九個(gè)幅材。熔紡纖維由得自道達(dá)爾石化公司(TotalPetrochemicals)的具有熔流指數(shù)為70的FINA3860聚丙烯制備，向其中加入了得自汽巴特種化學(xué)品公司的0.75重量％的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑。擠出頭10具有16行的孔，一行中有32個(gè)孔，總共512個(gè)孔。孔布置成方形圖案(表示孔在橫向以及縱向?qū)R，橫向和縱向同等間隔)，具有0.25英寸(6.4mm)的間距。聚合物以0.8克/L/分的流率被送入擠出頭，在那里聚合物被加熱至235。C(455。F)的溫度。供應(yīng)兩股驟冷空氣流(圖2中的18b;未使用流18a)，由16英寸(406mm)高的驟冷箱以大約93英尺/分(0.47米/秒)和45下(7.2。C)供應(yīng)上部流，由7.75英寸(197mm)高的驟冷箱以大約43英尺/分(0.22米/秒)和環(huán)境室溫供應(yīng)下部流。使用像美國(guó)專(zhuān)利No.6,607,624B2(Berrigan等人)中示出的可動(dòng)壁式縮束裝置，采用氣刀間隙(Berrigan等人專(zhuān)利中的30)為0.030英寸(0.76mm)，向氣刀送入空氣的壓力為14磅/平方英寸(0.1MPa)，縮束裝置頂部間隙寬度為0.20英寸(5mm)，縮束裝置底部間隙寬度為0.185英寸(4.7mm)，以及6英寸(152mm)的縮束裝置長(zhǎng)邊(Berrigan等人專(zhuān)利中的36)。從擠出頭10至縮束裝置16的距離(圖2中的17)為31英寸(78.7cm)，從縮束裝置16至收集帶19的距離(圖3中的524加上522)為27英寸(68.6cm)。熔紡纖維流以約14英寸(約36cm)的寬度沉積在收集帶19上。收集帶19由20目不銹鋼制成，并以47英尺/分(約14.3米/分)的速率移動(dòng)。由得自道達(dá)爾石化公司(TotalPetrochemicals)的具有熔流指數(shù)為350的FINA3960聚丙烯制備熔噴纖維，向其中加入了0.75重量％的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑。將聚合物送入具有10英寸寬(254mm)鼻尖體的鉆孔熔吹模具中(圖2和圖3中的504)，所述模具每英寸具有25個(gè)0.015英寸直徑(0.38mm)的孔(每mm—個(gè)孔)，送料速率為0.5至1.0鎊/時(shí)(0.23至0.45千克/時(shí))/英寸(2.54cm)模具寬，如下表1A所示。模具溫度為325。C(617。F)，一次空氣流溫度為393°C(740°F)。一次空氣流中的空氣流量估計(jì)為約250標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分(7.1標(biāo)米3/分)。熔吹模具與紡粘纖維流1的關(guān)系如下距離520、522和524如下表1A示出的那樣進(jìn)行變化，角6為20°。熔噴纖維流以約12英寸(約30cm)的寬度沉積在收集帶19上。收集帶19之下的真空度估計(jì)為在6-12英寸H20(1.5-3KPa)范圍內(nèi)。板211的區(qū)域215上具有間隔交錯(cuò)的0.062英寸直徑(1.6mm)的開(kāi)口，導(dǎo)致23%的敞開(kāi)面積；幅材保持區(qū)216具有間隔交錯(cuò)的0.062英寸直徑(1.6mm)的開(kāi)口，導(dǎo)致30%的敞開(kāi)面積；加熱/粘結(jié)區(qū)217和驟冷區(qū)218具有間隔交錯(cuò)的0.156英寸直徑(4.0mm)的開(kāi)口，導(dǎo)致63%的敞開(kāi)面積。通過(guò)導(dǎo)管207供應(yīng)空氣，供應(yīng)速率足以在1.5英寸X22英寸(3.8X55.9cm)的狹槽209處提供500英尺3/分(約14.21113/分)的空氣。板208的底部離收集器19上收集的幅材20有3/4至1英寸(1.9-2.54cm)。對(duì)于每個(gè)幅材，在受熱空氣進(jìn)入外殼201的進(jìn)入點(diǎn)測(cè)量的穿過(guò)狹槽209的空氣溫度在表1A中給定。33基本上100%的熔噴纖維被捕集在熔紡流內(nèi)。觀察到了微纖維在幅材的整個(gè)厚度上的分布。如下表1A所示，幅材包含約IO至約18%的熔噴纖維。離開(kāi)驟冷區(qū)域220的幅材粘結(jié)得具有足夠的完整性，以便通過(guò)正常的方法及設(shè)備進(jìn)行處理；可通過(guò)正常的巻繞將幅材巻成儲(chǔ)存巻筒，或可以進(jìn)行多種操作，例如褶皺和組裝成過(guò)濾裝置，例如褶皺濾板。經(jīng)顯微鏡檢査發(fā)現(xiàn)，熔紡纖維在纖維交叉的地方有粘結(jié)，熔噴纖維基本未熔化，并且與熔紡纖維的粘結(jié)有限(其可能至少部分地在熔紡流與微纖維流混合期間發(fā)生)。其它的幅材以及形成參數(shù)在下表1A中有所描述，其中縮寫(xiě)"QFH"和"BMF"分別表示"驟冷流動(dòng)加熱器"和"熔噴微纖維"。表1A編號(hào)QFH溫度，。C距離520，cm距離522,cm距離524,cm熔紡速率，g/h/mBMF速率，kg/m/hrBMF聚集體，％1-115520.318.050.60.8017.9181-214710.221.746.90.8017.9181-314720,318.050.60.8017.9181-415510.221.746.90.8017.9181-514720.318.050.60.808.93101-615510.221.746.90.808.93101-714710.221.746.90.808.93101-815520.318.050.60.808.93101-915115.219.948.70.8013.3914按照美國(guó)專(zhuān)利No.5,496,507(Angadjivand等人)中提出的技術(shù)，對(duì)收集的幅材用去離子水進(jìn)行水充電，允許通過(guò)在環(huán)境條件下將其掛在線上過(guò)夜使其干燥，然后評(píng)價(jià)以確定初始?jí)航怠?3.8厘米/秒面速度下的DOP初始滲透率％(對(duì)于采用的樣本尺寸，相當(dāng)于8.28米/分面速度，34和85升/分的流速)、品質(zhì)因子QF和格利剛度。還用帶電的幅材與商購(gòu)暖通空調(diào)過(guò)濾器的平幅材性質(zhì)進(jìn)行了比較，S卩，2英寸(50mm)深褶皺過(guò)濾器，褶皺間距5mm，過(guò)濾介質(zhì)為包括17克/平方米聚丙烯紡粘覆蓋幅材、40克/平方米帶靜電熔噴過(guò)濾介質(zhì)和90克/平方米聚酯紡粘硬化層的三層層壓體。對(duì)用于制備商用褶皺過(guò)濾器的幅材在沒(méi)有折疊成褶鈹形式之前，在平的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果在下表1B中示出表1B<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>編號(hào)1-8的幅材具有最低壓降。編號(hào)1-1和1-4的幅材具有稍高的壓降，但具有較低滲透率和較高剛度。這個(gè)較高剛度在未采用增加的基重的條件下獲得。編號(hào)1-1至1-8的幅材的性質(zhì)表示，通過(guò)進(jìn)行少量的優(yōu)化，可以很容易地以顯著低于商用的3層介質(zhì)的150克/平方米基重復(fù)制商用的3層介質(zhì)，所得到的單層幅材在褶皺之前具有良好的格利剛度，在褶皺之后具有良好的變形抵抗力。通過(guò)使用TSI8130自動(dòng)過(guò)濾器測(cè)試儀對(duì)編號(hào)1-1至1-8的幅材進(jìn)行負(fù)載測(cè)試，進(jìn)一步評(píng)價(jià)NaCl滲透率％。由2。/。NaCl溶液產(chǎn)生直徑大約0.075pm、氣載濃度為約16-23mg/ri^的粒子。在加熱器和粒子中和器均開(kāi)啟的條件下運(yùn)行自動(dòng)過(guò)濾器測(cè)試儀。某些幅材在使收集器側(cè)的幅材朝上和朝下的條件下進(jìn)行測(cè)試，以檢查纖維的混合或收集器表面是否影響負(fù)載行為。將樣本在60升/分鐘(10厘米/秒面速度)流速下加載到最大滲透率，然后停止測(cè)試。結(jié)果在下表1C中示出。<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>表1C中的結(jié)果表示，本發(fā)明所公開(kāi)的幅材呈現(xiàn)的NaCl最大滲透率值低至6.49%(隨著過(guò)濾器幅材測(cè)試的進(jìn)行，滲透率逐漸增加，直至達(dá)到最大值，在這種情況下由于過(guò)濾器上收集的試測(cè)物的過(guò)濾作用，滲透率會(huì)下降)。收集器側(cè)朝下測(cè)試的編號(hào)1-5和1-6的幅材呈現(xiàn)的初始?jí)航抵到咏谏逃玫?層介質(zhì)的初始?jí)航抵?，但具有較低的初始滲透率、較高的初始品質(zhì)因子、較低的最大滲透率，并且類(lèi)似的壓降上升取決于試測(cè)物。與商用的3層介質(zhì)相比，對(duì)于與較好加載過(guò)濾器相對(duì)應(yīng)的幾乎相等的壓降上升，在最大滲透率下，編號(hào)l-8的幅材呈現(xiàn)稍低的初始?jí)航?、略高的最大滲透率和幾乎3倍的聚集試測(cè)物-。收集器側(cè)朝上測(cè)試的編號(hào)1-5和1-6的幅材以及收集器側(cè)朝下測(cè)試的編號(hào)1-1、1-4、1-7和1-9的幅材呈現(xiàn)適中的壓降、低初始滲透率、中到高的初始品質(zhì)因子和低于商用的3層介質(zhì)的最大滲透率。比較表1B和表l-C可見(jiàn)，編號(hào)1-8的幅材具有平介質(zhì)物理特性與過(guò)濾性能的特別理想的平衡。采用掃描電鏡對(duì)編號(hào)1-7的幅材進(jìn)行分析。使用包含151根熔噴纖維和28根熔紡纖維的樣本，并假定所有尺寸小于10pm的纖維是熔噴纖維，發(fā)現(xiàn)熔噴纖維具有0.65pm的中值粒徑、0.88pm的平均尺寸和0.67pm的標(biāo)準(zhǔn)偏差；最大的熔噴纖維尺寸為4.86pm，最小的熔噴纖維尺寸為0.20pm。發(fā)現(xiàn)熔紡纖維具有15.8nm的中值粒徑、15.7nm的平均尺寸和l.lpm的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在幅材形成過(guò)程中，編號(hào)l-7幅材的亞微米纖維基本上以100%的效率被捕集，所得到的粘結(jié)幅材具有適于褶皺過(guò)濾器形成過(guò)程中的正常處理的足夠強(qiáng)度及完整性。在圖12a中描繪了質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖，其中纖維尺寸沿橫坐標(biāo)繪制，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(由特定尺寸范圍的纖維表示的纖維總質(zhì)量百分比)沿縱坐標(biāo)繪制。累積質(zhì)量分?jǐn)?shù)用實(shí)線繪制。為了更容易認(rèn)識(shí)到較小纖維模態(tài)，在圖12b中描繪了纖維尺寸小于或等于10pm的纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸進(jìn)行比較的進(jìn)一38步的柱狀圖。幅材呈現(xiàn)了在1-2、4-5和14-15[im處的模態(tài)?；诮M分質(zhì)量百分比和熔噴與熔紡纖維尺寸的SEM測(cè)量值，確定出熔噴微纖維的表面積占幅材總表面積的約51%，亞微米纖維的表面積占幅材總表面積的約23%。圖13中描繪了纖維支數(shù)(頻率)與以nm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖，其中纖維尺寸沿橫坐標(biāo)繪制，頻率沿縱坐標(biāo)繪制。實(shí)例2評(píng)價(jià)編號(hào)l-8.的帶電幅材以確定附加的平幅材性質(zhì)，如下表2A所示表2A基重，克/平方米93密實(shí)度，％11.7厚度，mm0.89EFD，Pm16格利剛度，mg62213.8厘米/秒面速度下的壓降，mmH202.0813.8厘米/秒面速度下的DOP滲透率，％24.14品質(zhì)因子，QF，mnT1H20(DOP)0.68將幅材形成褶皺濾芯，褶皺高度為20mm，褶皺間距為4.6mm。通過(guò)在過(guò)濾器兩側(cè)上的褶皺頂端膠合擴(kuò)展線材網(wǎng)來(lái)使褶皺穩(wěn)定化。用一體式硬紙板框給過(guò)濾器加框，所述硬紙板框具有0.5英寸(12.7mm)的翼折疊在濾芯兩側(cè)上的過(guò)濾器周邊上。過(guò)濾器的敞開(kāi)面積為大約7.4X12.0英寸(188X305mm)。測(cè)試濾芯在300英尺/分(1.52米/秒)面速度下的初始?jí)航岛统跏挤旨?jí)效率。初始?jí)航禐?.252英寸(6.4mm)H20。各個(gè)尺寸范圍的結(jié)果在下表2B中示出。39表2B<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>表1C中的結(jié)果示出此過(guò)濾器的平均初始亞微米效率為84.4%。采用掃描電鏡對(duì)類(lèi)似的幅材樣本(源自編號(hào)l-5)進(jìn)行分析，該樣本在狹槽209處使用較低溫度的空氣(147"，而不是155"C)制備。使用包含339根熔噴纖維和51根熔紡纖維的樣本，并假定所有尺寸小于10nm的纖維是熔噴纖維，發(fā)現(xiàn)熔噴纖維具有0.95nm的中值粒徑，發(fā)現(xiàn)熔紡纖維具有15pm的中值粒徑?；旧?00%的熔噴纖維被捕集到熔紡流內(nèi)。將幅材樣本截面切開(kāi)，發(fā)現(xiàn)微纖維分布在幅材的整個(gè)厚度上。圖14a描繪了質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以fim表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖。圖14b描繪了纖維尺寸小于或等于l(Him的纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以iim表示的纖維尺寸進(jìn)行比較的進(jìn)一步的柱狀圖。幅材呈現(xiàn)了在1-2、8-9和16-17pm處的模態(tài)。在6-7、12-13、14-15和19-20^im處還出現(xiàn)了局部峰，但高度不大于纖維尺寸大2)im的(或，在19-20)im處局部峰的情況下，小2)im)的高度，并且不代表某種模態(tài)。實(shí)例3使用單個(gè)擠出機(jī)，熔吹模具頂端具有多個(gè)如圖8示出的較大和較小孔，采用的程序類(lèi)似于Wente,VanA在"superfineThermoplasticFiber"(超細(xì)熱塑性纖維)(IndustrialandEngineeringChemistry,vol.48.No.8,1956，pp1342-1346)禾口NavalResearchLaboratoryReport111437(Apr.15，1954)中所述，由TOTALEOD-12聚丙烯(其為1200熔融流動(dòng)速率的聚合物，得自道達(dá)爾石化公司，其中已加入了作為駐極體帶電添加劑的1%的三硬脂基三聚氰胺)形成單組分單層熔噴幅材。將聚合物送入得自康普頓與諾爾斯公司的戴維斯標(biāo)準(zhǔn)司(DavisStandardDivisionofCrompton&KnowlesCorp)的Model20DAVISSTANDAIOr型2英寸單螺桿擠出機(jī)。擠出機(jī)總長(zhǎng)度為60英寸(152cm)，長(zhǎng)度/直徑比率為30/1。Zenith10立方厘米/轉(zhuǎn)的熔體泵將聚合物流計(jì)量泵送至10英寸(25.4cm)寬的鉆孔熔吹模具中，所述模具最初的0.012英寸(0.3mm)的孔已經(jīng)過(guò)修改，即將每第21個(gè)孔鉆大到0.033英寸(0.8mm)以使提供的較小尺寸孔與較大尺寸孔的數(shù)目比率為20:1，較大孔的尺寸與較小孔的尺寸的比率為2.67:1?？拙€具有25孑L/英寸(10孔/厘米)的孔間距。受熱空氣在模具頂端縮束纖維。氣刀采用0.020英寸(0.51mm)負(fù)削減值和0.030英寸(0.76mm)氣隙。從幅材形成點(diǎn)處開(kāi)始，通過(guò)中等目數(shù)的收集器篩網(wǎng)抽吸從零到中度的真空。來(lái)自擠出機(jī)的聚合物的輸出速率為2.0磅/英寸/時(shí)(0.36千克/厘米/時(shí))，DCD(模具到收集器的距離)為23.0英寸(58.4cm)，根據(jù)需要調(diào)節(jié)空氣壓力以形成具有基重約93克/平方米和EFD約22nm的幅材。按照美國(guó)專(zhuān)利No.5,496,507(Angadjivand等人'507)中提出的技術(shù)用蒸餾水對(duì)該幅材進(jìn)行水充電并允許其干燥，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)以確定下表3A中示出的平幅材性質(zhì)。對(duì)八個(gè)樣本進(jìn)行檢查并取平均值以測(cè)量格利剛度、NaCl滲透率和DOP滲透率表3A<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>采用實(shí)例2的方法將幅材形成褶皺濾芯，使褶皺穩(wěn)定化，過(guò)濾器用一體式硬紙板框進(jìn)行加框，在300英尺/分(1.52米/秒)面速度下測(cè)試濾芯的初始?jí)航岛统跏挤旨?jí)效率。初始?jí)航禐?.245英寸(6.2mm)H20。各個(gè)尺寸范圍的結(jié)果在下表3B中示出。表3B<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>表3B中的結(jié)果示出此過(guò)濾器的平均初始亞微米效率為81.8%實(shí)例4使用如圖6中示出的裝置，采用的程序類(lèi)似于Wente,VanA在"superfineThermoplasticFiber"(超細(xì)熱塑性纖維)(IndustrialandEngineeringChemistry,vol.48.No.8,1956,pp1342-1346)禾口NavalResearchLaboratoryReport111437(Apr.15，1954)中所述，使用較大纖維的熔噴和單獨(dú)制備的相同聚合物組合物的較小尺寸纖維形成單組分單層幅材。使用得自道達(dá)爾石化公司的具有熔流指數(shù)為350的TOTAL3960聚丙烯形成較大尺寸纖維，已向其中加入了作為駐極體帶電添加劑的0.8%的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑和得自普立萬(wàn)公司(PolyOneCorp)的1%的POLYONENo.CC10054018WE藍(lán)顏料，用于幫助評(píng)價(jià)較大尺寸纖維在幅材中的分布。將得到的藍(lán)色聚合物共混物送入得自康普頓與諾爾斯公司的戴維斯標(biāo)準(zhǔn)司(DavisStandardDivisionofCrompton&KnowlesCorp)的Model20DAVISSTANDARDS2英寸(50.8mm)單螺桿擠出機(jī)。擠出機(jī)長(zhǎng)60英寸(152cm)，長(zhǎng)度/直徑比率為30/1。使用得自?？松梨诠?ExxonMobilCorporation)的具有熔流指數(shù)為1475的EXXONPP3746聚丙烯形成較小尺寸纖維，已向其中加入了0.8%的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑。這后面的聚合物為白色，將其送入得自康普頓與諾爾斯公司的戴維斯標(biāo)準(zhǔn)司的KILLION0.75英寸(19mm)單螺桿擠出機(jī)。使用得自澤尼泵業(yè)公司(ZenithPumps)的10立方厘米/轉(zhuǎn)的ZENITH熔體泵，將每種聚合物流計(jì)量送入20英寸(50.8cm)寬的鉆孔熔吹模具中的分開(kāi)的模具腔體中，所述熔吹模具具有0.015英寸(0.38mm)直徑的孔，間距為25孔/英寸(10孔/厘米)，交替的孔由每個(gè)模具腔體供料。受熱空氣在模具頂端縮束纖維。氣刀采用0.010英寸(0.25mm)正削減值和0.030英寸(0.76mm)氣隙。從幅材形成點(diǎn)處開(kāi)始，通過(guò)中等目數(shù)的收集器篩網(wǎng)抽吸中度的真空。來(lái)自擠出機(jī)的聚合物的輸出速率為1.0磅/英寸/時(shí)(0.18千克/厘米/時(shí))，DCD(模具到收集器的距離)為22.5英寸(57.2cm)，根據(jù)需要調(diào)節(jié)收集器速度以形成基重208克/平方米的幅材。根據(jù)需要通過(guò)改變擠出流速、擠出溫度和受熱空氣的壓力實(shí)現(xiàn)20nm的目標(biāo)EFD。通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)自每個(gè)擠出機(jī)的聚合物速率制備出具有75%較大尺寸纖維和25%較小尺寸纖維的幅材。按美國(guó)專(zhuān)利No.5,496,507(Angadjivand等人'507)中提出的技術(shù)用蒸餾水對(duì)幅材進(jìn)行水充電并允許其干燥。下面表4A中示出13.8厘米/秒面速度下平幅材的基重、厚度、EFD、格利剛度、初始?jí)航?、NaCl初始滲透率和品質(zhì)因子QF:表4A基重，克/平方米208厚賃mm4,49EFD，20.3格利剛度，mg88913.8厘米/秒面速度下的壓降(NaCl)，mmH202.913.8厘米/秒面速度下的NaCl初始滲透率，％4.1品質(zhì)因子，QF，mnT1H20(NaCl)1.10采用實(shí)例2的一般方法(但采用llmm的褶皺間距)，將幅材形成褶鈹濾芯，使褶皺穩(wěn)定化，過(guò)濾器用一體式硬紙板框進(jìn)行加框，在300英尺/分(1.52米/秒)面速度下測(cè)試濾芯的初始?jí)航岛统跏挤旨?jí)效率。初始?jí)航禐?.831英寸(21.1mm)H20。各個(gè)尺寸范圍的結(jié)果在下表4B中示出。44表4B尺寸范圍，pm初始分級(jí)效率，％0.3-0.492.00.4-0.5595.60.55-0.798.10.7-1.099.11.0-1.399.61.3-1.699.71.6-2.299.82.2-3.099.93.0-4.099.94.0-5.5100.05.5-7.0100.07.0-10.0100.0表4B中的結(jié)果示出此過(guò)濾器的平均初始亞微米效率為96.2%。實(shí)例5采用美國(guó)專(zhuān)利No.6,319,865Bl(Mikami)的比較例3的方法，使用10英寸(25.4cm)寬鉆孔模具制備幅材，所述鉆孔模具的頂端已經(jīng)過(guò)修改以形成較大和較小尺寸孔的行。較大孔具有0.6mm直徑(Da)，較小孔具有0.4mm直徑(Db)，孔徑比R(Da/Db)為1.5，每對(duì)較大孔之間有5個(gè)較小孔，孔以30孔/英寸(11.8孔/厘米)間隔開(kāi)。使用具有50mm直徑螺桿和10cc熔體泵的單螺桿擠出機(jī)向模具供應(yīng)100%TOTAL3868聚丙烯。模具還具有0.20mm氣縫寬度、60°噴嘴棱角和0.58mm的氣唇開(kāi)口。使用以l至50米/分移動(dòng)的細(xì)目篩網(wǎng)收集纖維。其它操作參數(shù)在下表5A中示出45表5A參數(shù)值聚合物熔融流動(dòng)速率37MFR擠出機(jī)圓筒溫度320°C螺桿速度8rpm聚合物流速4.55千克/時(shí)模具溫度300°CDCD200mm模具空氣溫度275°C模具空氣速率5標(biāo)米3/分較大孔直徑Da0.6mm較小孔直徑Db0.4mm孔徑比R(Da/Db)1.5每個(gè)較大孔的較小孔數(shù)目纖維平均直徑，)Lim2.44纖維直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差，pm1.59纖維最小直徑，pm0.65纖維最大直徑，pm10.16EFD，pm9.4夾雜物很多采用上述操作參數(shù)，沒(méi)有得到不含夾雜物的幅材。就算不含夾雜物的幅材已形成，觀察到的有效纖維直徑值恐怕很可能小于上面記錄的9.4lam值。但仍通過(guò)改變收集器速度制備了四個(gè)不同基重的含夾雜物的幅材；即60、100、150和200克/平方米。圖15是200克/平方米幅材的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖。幅材在2和7nm處呈現(xiàn)模態(tài)。局部峰也出現(xiàn)在4和10nm處。4pm處峰的高度不大于纖維尺寸小2pm和大2pm處的高度，并且不代表某種模態(tài)，10nm處峰不具有比纖維尺寸小2pm處大的高46度，并且不代表某種模態(tài)。如圖15所示，幅材沒(méi)有大于l(Him的較大尺寸纖維模態(tài)。已確定通過(guò)使用較高熔流指數(shù)的聚合物和提高DCD值可以減少夾雜物。使用得自道達(dá)爾石化公司的100%TOTAL3860X100熔融流動(dòng)速率聚丙烯和采用下表5B中示出的操作參數(shù)，通過(guò)改變收集器速度形成了60、100、150和200克/平方米的夾雜物顯著減少的幅材。與采用表5A操作參數(shù)制備幅材的情況相比，此處得到的幅材中直徑大于10iam的纖維相當(dāng)多。表5B參數(shù)值聚合物熔融流動(dòng)速率100MFR擠出機(jī)圓筒溫度320°C螺桿速度8rpm聚合物流速4.55千克/時(shí)模具溫度29(TCDCD305mm模具空氣溫度270°C模具空氣速率4.4標(biāo)米3/分較大孔直徑Da0.6mm較小孔直徑Db0.4mm孔徑比R(Da/Db)1.5每個(gè)較大孔的較小孔數(shù)目5纖維平均直徑，nm3.82纖維直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差，pm2.57纖維最小直徑，1.33纖維最大直徑，20.32EFD,nm13.0夾雜物不很多圖16是200克/平方米幅材的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以)im表示的纖維尺寸之47間關(guān)系的柱狀圖。幅材在4、10、17和22pm處呈現(xiàn)模態(tài)。局部非模態(tài)峰也出現(xiàn)在8和13pm處。圖17是同一200克/平方米幅材的纖維支數(shù)(頻率)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖。還已確定通過(guò)使用每個(gè)較大孔的較小孔數(shù)目大于Mikami等人所述之模具可以減少夾雜物。還使用TOTAL3868和TOTAL3860X聚合物和不同的10英寸(25.4cm)寬鉆孔模具制備了60、100、150和200克/平方米的具有最少夾雜物的幅材。此后一種模具的模具頂端已被修改以形成較大和較小尺寸孔的行，其中較大孔之間的較小孔數(shù)目比Mikami等人所公開(kāi)的更大。較大孔具有0.63mm直徑(Da)，較小孔具有0.3mm直徑(Db)，孔徑比R(Da/Db)為2.1，每對(duì)較大孔之間有9個(gè)較小孔，孔以25孔/英寸(9.8孔/厘米)間隔開(kāi)。使用具有50mm直徑螺桿和10cc熔體泵的單螺桿擠出機(jī)向模具供應(yīng)聚合物。模具還具有0.76mm氣縫寬度、60°噴嘴棱角和0.86mm的氣唇開(kāi)口。使用以1至50米/分移動(dòng)的細(xì)目篩網(wǎng)和采用下表5C中示出的操作參數(shù)收集60、100、150和200克/平方米的幅材48表5C<table>tableseeoriginaldocumentpage49</column></row><table>圖18是200克/平方米100MFR幅材的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖。幅材在15、30和40pm處呈現(xiàn)模態(tài)。圖19是同一200克/平方米幅材的纖維支數(shù)(頻率)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖。現(xiàn)已描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的情況下可以做出多種修改。因此，其它實(shí)施例也屬于以下權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種制備褶皺過(guò)濾器的方法，所述方法包括a)形成單組分單層非織造幅材，所述單組分單層非織造幅材包含由相同聚合物組合物的較大尺寸與較小尺寸的連續(xù)單組分聚合物纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物，所述幅材具有至少100mg的格利剛度，b)在所述非織造幅材中形成數(shù)行褶皺，以及c)將所述褶皺的幅材切成所需的尺寸和形狀以形成包括多孔單組分單層纖維基質(zhì)的自支承褶皺濾芯，所述纖維在至少一些纖維交叉點(diǎn)處彼此粘結(jié)，以及在1.52米/秒的面速度下具有至少15％的平均初始亞微米效率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)約10至約5(Him的較大尺寸纖維模態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)約10至約40nm的較大尺寸纖維模態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以iim表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)約1至約5nm的較小尺寸纖維模態(tài)和約12至約3(Him的較大尺寸纖維模態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中纖維支數(shù)(頻率)與以表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)至少兩種模態(tài)，其相應(yīng)的纖維尺寸相差至少50%的所述較小纖維尺寸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述較大尺寸纖維具有約10至約60nm的尺寸，所述較小尺寸纖維具有約0.5至約20|im的尺寸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述較大尺寸纖維具有約20至約5(Him的尺寸，所述較小尺寸纖維具有約0.5至約10nm的尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中較小尺寸纖維數(shù)與每一較大尺寸纖維的比率為6:1或更大。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述較小尺寸纖維形成所述幅材至少20%的纖維表面積。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述較小尺寸纖維形成所述幅材至少40%的纖維表面積。11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述幅材具有約8至約40nm的有效纖維直徑。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述幅材具有約65至約250克/平方米的基重。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述幅材具有至少約200mg的格利剛度。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述幅材具有至少約300mg的格利剛度。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括熔紡較大和較小尺寸的纖維。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括熔紡較大尺寸的纖維和熔噴較小尺寸的纖維。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括熔噴所述較大和較小尺寸的纖維。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合物為聚丙烯。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述褶皺濾芯具有至少約25%的平均初始亞微米效率。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述褶鈹濾芯具有至少約50%的平均初始亞微米效率。21.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其還包括壓延所述幅材。22.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其還包括使所述幅材帶電。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其包括對(duì)所述幅材進(jìn)行水充電。24.—種褶皺過(guò)濾器，其包括自支承多孔單組分單層基質(zhì)，所述多孔單組分單層基質(zhì)包含由相同聚合物組合物的較大尺寸與較小尺寸的連續(xù)單組分聚合物纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物，所述纖維在至少一些纖維交叉點(diǎn)處彼此粘結(jié)，所述基質(zhì)形成數(shù)行折疊或波狀褶皺，并在1.52米/秒的面速度下具有至少15%的平均初始亞微米效率。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以|Lim表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)約10至約50pm的較大尺寸纖維模態(tài)。26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)約10至約40pm的較大尺寸纖維模態(tài)。27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶敏過(guò)濾器，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以pm表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)約1至約5frni的較小尺寸纖維模態(tài)和約12至約30nm的較大尺寸纖維模態(tài)。28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中纖維支數(shù)(頻率)與以iim表示的纖維尺寸之間關(guān)系的柱狀圖呈現(xiàn)至少兩種模態(tài)，其相應(yīng)的纖維尺寸相差至少50%的所述較小纖維尺寸。29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述較大尺寸纖維具有約10至約6(Hrni的尺寸，所述較小尺寸纖維具有約0.5至約20pm的尺寸。30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述較大尺寸纖維具有約20至約50inm的尺寸，所述較小尺寸纖維具有約0.5至約10|im的尺寸。31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中較小尺寸纖維數(shù)與每一較大尺寸纖維的比率為6:1或更大。32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述較小尺寸纖維形成所述基質(zhì)至少20%的纖維表面積。33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述較小尺寸纖維形成所述基質(zhì)至少40%的纖維表面積。34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述基質(zhì)具有約65至約250克/平方米的基重。35.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶鈹過(guò)濾器，其中所述較大和較小尺寸纖維為熔紡。36.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述較大尺寸纖維為熔紡，所述較小尺寸纖維為熔噴。37.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶皺過(guò)濾器，其中所述較大和較小尺寸纖維為熔噴。38.根據(jù)權(quán)利要求24所述的褶鈹過(guò)濾器，其中所述聚合物為聚丙烯。全文摘要本發(fā)明的褶皺過(guò)濾器由單組分單層非織造幅材制成，所述單組分單層非織造幅材包含由相同聚合物組合物的較大尺寸與較小尺寸的連續(xù)單組分聚合物纖維混雜的雙模態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/纖維尺寸混合物。在所述非織造幅材中形成數(shù)行褶皺，將所述褶皺的幅材切成所需的尺寸和形狀以形成包含自支承多孔單組分單層纖維基質(zhì)的濾芯，所述纖維在至少一些纖維交叉點(diǎn)處彼此粘結(jié)，所述濾芯在1.52米/秒的面速度下具有至少15％的平均初始亞微米效率。所述濾芯無(wú)需在過(guò)濾介質(zhì)層中具有硬化層、雙組份纖維或其它增強(qiáng)措施便具有抗變形能力。文檔編號(hào)B01D39/00GK101495209SQ200780028573公開(kāi)日2009年7月29日申請(qǐng)日期2007年7月19日優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日發(fā)明者安德魯·R·?？怂?約翰·D·施泰爾特,約翰·M·布蘭德納,蒂莫西·J·林德奎斯特,詹姆斯·E·斯普林基特,賽義德·A·安哥德吉旺德申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司