用于形成纤维介质的方法以及装置与流程

用于形成纤维介质的方法以及装置本申请是在2012年1月26日作为一份PCT国际专利申请在一家美国国家公司唐纳森公司(DonaldsonCompany,Inc.)(作为除美国外所有指定国家的申请人)、并且在印度公民HemantGupta(海孟德笈多)和美国公民AjaySingh(阿贾伊辛格)(作为仅对美国的指定的申请人)的名下而提交的，并且本申请要求于2011年1月28日提交的美国专利申请序列号61/437,218的优先权；其内容通过引用以其全文结合在此。技术领域本发明的领域是用于制造在介质内包括可控特征的非纺织纤维介质的装置以及方法或工艺。术语介质(复数为介质(media))是指由具有可变的或受控的结构和物理性质的纤维所制成的一种网片。这种介质可以用在过滤产品和工艺中。这种介质是使用圆网成形装置形成的。

背景技术：
圆网成形器初始被发展为用于造纸，但是通常对于从纤维浆料形成纤维网片有用。它可以用作一种用于形成单层纤维片的独立式装置或者串联使用来形成多层网片。圆网成形器包括一个水平放置的圆网，该圆网具有金属丝或塑料布的表面，该圆网在含有不断更新的稀释纤维浆料的槽内旋转，其中带有这种浆料的液体典型地是水。通过该圆网将与浆料结合的水排干并且在该金属丝网或布上沉积一个纤维层。在一些设计中通过浆料特性以及该圆网内的水的水平来确定排水速率，使得形成一个压差。当该圆网旋转并且排水时，沉积在该圆网上的纤维层脱离该金属丝网或布并且连续地传递到一个软的橡胶伏辊上。可以添加另外的层，或者然后采用额外的处理，包括加热或干燥网片的其他手段，取决于最终打算的最终用途。目前在行业内使用圆网成形器来形成多种非纺织纤维网片。木基纤维素纤维是唯一一类可以适当地脱水来形成纤维网片的纤维；可以适当地采用其他天然纤维，例如棉花、合成热塑性纤维，例如聚烯烃、聚酯、或尼龙纤维，无机纤维，例如玻璃纤维，以及类似物，使用圆网成形器来形成纤维网片。通常在浆料中包括其他材料，例如颗粒、胶乳基粘结剂树脂、以及类似物来形成用于多种工业上有用应用中的纤维网片。圆网成形器的构造的一个重要方面是当浆料应用到辊式圆网上时其位置和流动。在一些类型的圆网成形器中，浆料使用适当地水平定位的槽来施用，这样使得圆网的下半部有效地浸入到浆料中。当圆网旋转时，新鲜的浆料不断地通过该槽泵送。当一个逆流槽使浆料泵送到该槽中时，使得流动方向与该圆网的旋转方向相反。当一个单向流槽使浆料泵送到该槽中时，使得流动方向与该圆网的旋转方向相同。每种类型的流动系统具有本领域普通技术人员熟知的益处与缺点。在另一种类型的圆网成形器(称为“干式槽”)中，在圆网旋转的相同方向上基本上垂直地沿着圆网来施用浆料。接触浆料的圆网区域，称为“成形区域”与其他槽设计的区域相比受到限制。抽吸式成形器是干式槽型成形器，这些成形器具有非常有限的成形区域并且利用该圆网内的真空脱水。通过真空脱水提供的更大的脱水速率相对于”重力”型排水有助于增加线速度。压力成形器是另一种干式槽型变体，这种变体采用了一种加压浆料代替真空抽吸作为控制压差的手段。在所有这些构造中，在单道次(pass)操作中采用单一浆料以形成具有不同厚度的单层纤维层。通过串联地布置多于一个圆网成形器形成了多层网片，其中当形成一个纤维毡片时，将其与在分开的一个或多个圆网上形成的一个或多个额外的毡片结合。在一些情况下，为了形成一个多层网片，将形成的一个第一层铺设在一个第二圆网上，并且用另一个伏辊收收集两个层并且转移到一个第三级圆网上。所形成的每个层将具有清晰的边界，因为每个层是在施加下一个浆料或层之前完全形成的。然而，对于一些应用，所希望的是具有在从一个层到下一个过渡的特征梯度。例如，在其他应用中，具有孔尺寸梯度的纤维介质对于颗粒过滤是有利的，其中该过滤器否则的话会在最上游层变得阻塞，由此缩短过滤器寿命。在一些颗粒过滤应用中，已经观察到在过滤器元件的层之间存在一个或多个界面是夹带的颗粒易于累积的地方。在一些此类应用中，层之间的充分累积导致了过滤器失效。额外地，具有此类特征(如纤维化学性、纤维直径、交联或熔化或结合功能性、粘结剂或筛分作用的存在、微粒的存在等)的梯度的纤维介质在许多不同的应用中将是有利的。此类梯度在用于过滤应用中时可以产生例如，透过性梯度、颗粒截留、压力下降、物种过滤(speciesfiltration)、等。材料以及物理属性的梯度在穿过纤维介质的厚度、或遍及另一个维度(例如纤维介质的横网片((crossweb))宽度或长度)而提供时将是有利的。先前还未知此类梯度有可能与一种圆网成形装置的更容易的形成和紧凑设计结合。在业界存在着一种需要来使用圆网成形装置提供一种具有材料(例如具有可变化学性、直径、长径比、等的纤维)的真实梯度的纤维介质。在业界存在着一种需要来使用圆网成形装置提供一种遍及该纤维介质具有其他材料(例如树脂、粘合剂、交联剂、粘结剂、颗粒、等)的真实梯度的纤维介质。在业界存在着一种需要来使用圆网成形装置提供穿过一段纤维介质的厚度或横网片或下网片(downweb)方向的此类梯度。在业界存在着一种需要来使用圆网成形装置充分容易并且有效地形成此类构造以使得这些产品对于一系列应用在商业上并且经济上可行。在业界存在一种需要使能够使用圆网成形装置在单道次中形成一种梯度纤维介质。

技术实现要素：
在此披露了一种弧形混合隔离体，该弧形混合隔离体被设计为产生施加在一种圆网成形装置上的两个流动流的受控混合。该弧形混合隔离体相对于该圆网成形装置的圆网部分是凹陷的并且在该圆网成形装置中靠近圆网定位。该弧形混合隔离体是一个实体隔离体亦或一个具有一个或多个开口的隔离体来控制两个分开的流动流的混合。这两个流动流中至少一个包含纤维。将流动流施加在一个圆网成形装置上，其中该弧形混合隔离体布置在这些流动流的至少一部分之间。当这些流动流施加到圆网上时，它们以一种受控的方式在穿过该圆网排水之前、之中或者之前与之中兼有进行混合，以产生一个具有梯度分布的非纺织网片。在一些实施例中，这种弧形混合隔离体具有的曲率半径对应与该圆网成形器的圆网同心的一个圆周。在实施例中，该弧形混合隔离体跨过该圆网的长度。在不同实施例中，该弧形混合隔离体有助于穿过这种非纺织网片的厚度或者在该网片的横网片方向上形成梯度，其中该梯度是具有不同的化学性、直径、长径比、以及等的纤维的梯度，或者是不同树脂、粘合剂、交联剂、粘结剂、颗粒、等的纤维的梯度。在一些实施例中，这些流动流在相同方向上流动；在一些实施例中，这些流动流在相反的方向上流动。在一些实施例中，使这些流动流经受压力以有助于液体混合并且从流动流中排出。在一些实施例中，使这些流动流经受真空抽吸，其中一个真空源定位在该成形圆网内。在一些实施例中，该弧形混合隔离体具有可调节的开口。在一些实施例中，该弧形混合隔离体与该圆网成形器可分离。在一些此类实施例中，使用一个弧形混合隔离体以及一个第二流动流来源将标准的单一流动流圆网成形器进行改装。在一些此类实施例中，该第二流动流来源以及该弧形混合隔离体是一个单一改装的附属装置的一部分；在一些此类实施例中，该附属装置是可分离的。附图简要说明图1、3和10-16是用于制造非纺织网片的装置的不同实施例的示意性局部截面图。图1和4-9是本发明的变平的混合隔离体的示例性配置的顶视图。详细说明1.定义为了披露内容的目的，术语“网片”或“纤维网片”涉及一种片状或平面的结构，具有的厚度为约0.05mm至一个不确定的或任意更大的厚度。该厚度尺寸可以是0.5mm至2cm、0.8mm至1cm或1mm至5mm。此外，为了本专利申请的目的，术语“网片”涉及一种片状或平面的结构，具有的宽度可以是范围从约2.00cm至一个不确定的或任意的横网片宽度。该长度可以是一个不确定的或任意的长度。这样一种网片是柔性的、可机加工的、可打褶的、并且以其他方式能够形成一种过滤元件或过滤结构。该网片可以具有一个梯度区域并且还可以具有一个恒定区域。为了本披露的目的，术语“纤维”是指大量的在组成上相关的纤维，使得所有这些纤维都落入围绕一个平均或中值纤维尺寸或特征而分布(典型地是基本上正态分布或高斯分布)的纤维尺寸或纤维特征范围内。为了本披露的目的，术语“梯度”表示网片的一些特性典型地在横网片或下网片方向上在该网片的至少一个区域内或者在该网片内发生变化。这种变化可以从该网片的一个第一表面到一个第二表面、或者从一个第一边缘到一个第二边缘而发生。这种梯度可以是一种物理特性的梯度或一种化学特性的梯度。该介质可以在下组的至少一个方面具有一个梯度，该组由以下各项组成：渗透性、孔径、纤维直径、纤维长度、效率、固体性、可润湿性、耐化学性以及耐热性。在这样一种梯度中，纤维尺寸可以变化，纤维浓度可以变化、或者任何其他的组成方面可以变化。此外，梯度可以表示该介质的一些过滤特性，如孔径、渗透性、固体性、以及效率可以从第一表面到第二表面而变化。梯度的另一个例子是一种具体类型的纤维的浓度从一个第一表面到一个第二表面、或从一个第一边缘到一个第二边缘的变化。物理特性，例如可润湿性、耐化学性、机械强度和耐热性的梯度可以在该网片具有不同纤维化学性的纤维的纤维浓度梯度的地方达到。这种在组成或特性方面的变化能以一种线性梯度分布或非线性的梯度分布而发生。网片或介质中纤维的组成或浓度梯度能以线性或非线性的方式在该介质中在任何方向上(如向上游、向下游等)变化。术语“区域”表示该网片的一个厚度小于整个网片厚度、或横网片长度小于整个横网片长度的任意选定的部分。这样的一个区域不由任何层、界面或其他结构所限定但是被任意选择为仅用于和该网片中邻近或靠近这个区域的类似的纤维(等)区域进行比较。在本披露中一个区域不是一个不连续的层。在一些实施例中，在该区域中，该第一和第二纤维可以包括组成上不同的纤维的一种共混物，并且特征为一个梯度的该区域是该介质的厚度的一部分。在纤维介质中，这些区域可以具有多种厚度。这样一种介质可以具有的厚度可以是范围从约0.3mm至5mm，0.4mm至3mm，0.5mm至1mm，至少0.05mm或更大。这样一种介质具有的梯度区域可以涵盖在从该介质的约1％至约99％的厚度。可替代地，该梯度的区域可以包括该介质的横网片长度的厚度的从约5％至约95％。本发明的介质的梯度的仍另一个方面包括一种介质，其中该梯度区域是该介质厚度或横网片长度的10％至80％。本发明的实施例的仍另一个方面包括一种介质，其中该梯度区域的厚度是该总介质厚度或横网片长度的从约20％至约80％。在一些实施例中，以类似的方式，该介质包括一个恒定区域。如在此使用的，“恒定区域”意思是该介质的一个不具有如在此所使用的术语梯度的梯度的区域。在一些实施例中，该恒定区域是该介质的厚度或横网片长度的约1％，或在该介质的厚度或横网片长度的约1％与20％之间，或该介质的厚度或横网片长度的约5％与约20％之间，或该介质的厚度或横网片长度的约10％与约20％之间，或大于该介质的厚度或横网片长度的20％，或多达该介质的厚度或横网片长度的约99％。为了本披露内容的目的，术语“弧形混合隔离体”是指一种弧形形状的机械障碍物，该障碍物在布置到一个圆网成形装置中时可以从一个第二流动流分离出一个第一流动流，但是提供了一个或多个开放区域，这些开放区域进而提供了在至少一部分的液体从该流动流排出之前这些流动流之间的一种受控的混合程度。该弧形混合隔离体相对于该圆网成形装置的圆网部分是凹陷的并且在该圆网成形装置中靠近该圆网以非接触到其上的关系定位。在一些实施例中，该弧形混合隔离体具有与该圆网相同的曲率半径。该弧形混合隔离体是一个实体隔离体亦或一个具有一个或多个开口的隔离体来控制两个分开的流动流。当该弧形混合隔离体是一个实体隔离体时，它仍然限定了至少一个开口以有助于在定位到该圆网成形装置中时混合这些流动流，如将在以下更详细描述。为了本披露的目的，提及了“纤维”。要理解的是，这种提及涉及一种纤维来源。纤维来源典型地是纤维产品，其中大量的这些纤维具有相似的组成、直径和长度或长径比。例如，热塑性纤维，例如聚酯或尼龙纤维，双组分纤维、玻璃纤维、和其他纤维类型被大量提供，具有大量的基本上相似的纤维。还采用了天然纤维，例如纤维素。为了形成本发明的介质或网片的目的，此类纤维典型地被分散在一种液体中，如一个水相中。如在此使用，“流动流”意思是液体与一种或多种额外材料的混合物。该混合物可以是一种浆料、分散体、或溶液；它可以是不均匀或均匀性质的。在实施例中，该液体是水。在不同实施例中，该一种或多种额外的材料是一种或多种纤维，一种或多种颗粒，例如活性炭、纳米管、沸石、金属、金属氧化物、或金属碳酸盐、填充剂、以及类似物；一种或多种胶乳树脂或其他胶乳递送(latex-delivered)的聚合物或化合物；一种或多种液体可溶或可分散的化学物，例如pH调节剂、共溶剂、交联剂、表面活性剂、阻燃剂、颜料或染料、漂白剂、防腐剂、热稳定剂、以及类似物。在实施例中，采用了两个流动流结合本发明的装置以及工艺。这两个流动流中，至少一个包含纤维。如在此使用的，术语“来源”是一个起始点，如一个包括纤维的流体流束的起始点。来源的一个例子是喷嘴。另一个例子是流浆箱。“流浆箱”是被配置为跨越一个宽度来传送一个实质上均匀的供料流的一种器具。在一些情况下，流浆箱内的压力通过泵和控件来维持。例如，气垫式流浆箱使用一个供料上方的气腔作为控制压力的器具。在一些情况下，流浆箱还包括整流辊，这些辊是在其中具有大孔洞的圆柱体、在一个气垫式流浆箱内缓慢转动以帮助分配供料。在液压式流浆箱中，用多组管道、膨胀区域、和流动方向的改变而达到了供料的再分布和絮体的打碎。“机器方向”是网片前行穿过一种装置(如生产该网片的装置)的方向。而且，机器方向是一个材料片的最长维度的方向。在一些情况下，机器方向还被称为“y方向”。“横网片方向”是垂直于机器方向的方向。取决于机器设置，这些区域可以在本发明的工艺中典型地通过在一种成形网上形成一个湿的层并且然后除去液体留下该纤维层进行进一步的干燥以及其他加工而形成。在一些情况下，横网片方向还被称为“x方向”。术语“过滤介质”(filtermedia/medium)，如在本披露中使用的这些术语，涉及一种层，该层具有至少最小的渗透性和孔隙率使得它至少在最低程度上作为一种过滤结构是有用的并且不是一个实质上不可渗透的层，如常规的纸、涂覆的原料或以常规造纸的湿法成网工艺制成的报纸。2.代表性实施方案说明为了提供用于进一步讨论本发明的方法或工艺以及装置的背景，现在描述本发明的装置的代表性实施例。在图1中，圆网成形器装置100包括一个第一流动流104的第一来源102以及一个第二流动流108的第二来源106。在一些实施例中，该第一流动流104包括一个第一类型的纤维，并且该第二流动流108包括一个第二类型的纤维。这些流动流104，108在开口114进入由槽壁112限定的槽110。在槽110内，布置弧形混合隔离体120，该弧形混合隔离体具有远端122；以及圆网130。第一流动流104在第一侧114，弧形混合隔离体120与圆网130之间进入槽110。第二流动流108在第一侧114，槽壁112与弧形混合隔离体120之间进入槽110。这两个流动流104，108在它们流动经过弧形混合隔离体120的远端122时变得部分混合。当流动流104，108混合时，具有穿孔表面132的圆网130从这一合并的流动流排出液体从而形成非纺织网片150。当非纺织网片150形成时，它从圆网130剥离并且在方向152上被抵靠在142方向上旋转的伏辊140上而在方向134上旋转的圆网130的作用推进。在圆网130与伏辊140之间，网片150被一个移动毯(未示出)接触，该移动毯进而接触伏辊140。该毯将网片150携带到其他装置(未示出)用于进一步加工和/或结束步骤。在一些实施例中，伏辊140连同圆网130形成了一个加压的捏紧区域使得网片150在移动毯上离开圆网130时被挤压。在其他实施例中，在网片150从圆网130剥离时，没有压力施加在其上并且没有通过伏辊140的作用对该移动毯施加压力。将理解，机器操作者将选择圆网130与伏辊140之间的缝隙或其缺失以在介质中给予优化的物理特性，取决于所打算的最终用途。在其中第一流动流104包括一种第一类型的纤维并且第二流动流108包括第二类型的纤维的实施例中，所得非纺织网片150具有第二类型的纤维穿过该网片厚度或在网片的一个区域上的一种梯度分布。该网片150任选地进一步加工，经受一个或多个步骤，在这些步骤中进行额外的纤维的添加、处理或其他操作；在一些实施例中，将这种非纺织网片加热至干和/或部分地熔融一种或多种纤维，由此熔化纤维之间的非纺织网片。在图1的一些实施例中，圆网130进一步包括任选的抽吸装置136，该抽吸装置在网片形成的过程中被接合以通过穿孔表面132来抽吸液体。抽吸装置的使用提高了装置100的网片形成的可达到的速度。在一些实施例中，图1的圆网130在如所示的方向134上旋转。当与流动流104的流动方向一起采用时，此类实施例被称为“单向流”实施例。在其他实施例中，圆网130与图1所示的方向134相反旋转。当与流动流104的流动方向一起采用时，此类实施例被称为“逆流”实施例。在一些实施例中，图1的装置是一种圆网成形器，该圆网成形器是用整合到该装置中一个弧形混合隔离体形成的。在其他实施例中，该圆网成形器是一种用本发明的弧形混合隔离体改装的常规类型的成形器。在这些实施例的某一些中，该弧形混合隔离体是可移除的。在图1体现的装置以及方法的一些实施例中，这两个流动流104，108所包含的两种不同的纤维的区别在于直径、长度、化学性、或其组合。在其他实施例中，第一流动流104包含纤维并且该第二流动流108包含一种或多种交联剂、纤维处理物、粘结剂胶乳、胶料、颗粒、以及类似物。仍在其他实施例中，这两种流动流是一种或多种纤维与一种或多种交联剂、纤维处理物、粘结剂胶乳、胶料、颗粒、以及类似物的共混物。将理解，只要一个流动流包含一种纤维，则对于形成具有遍及网片的至少一个区域一种或多种材料梯度的纤维网片有用的材料的任何组合就适当地与本发明的装置和方法结合来采用，例如在由图1例证的实施例中。弧形混合隔离体120被适配为与流动流104，108、槽壁112以及圆网130以不同的几何形状和间距协作，从而操纵该流动流以便在与液体排出的进一步的协作中获得所希望的混合水平和位置，从而形成网片150。在实施例中，隔离体120具有与圆网130相同的曲率半径；在其他实施例中，该曲率半径不同于圆网的曲率半径。在实施例中，其中第一流动流104在其中流动的隔离体120与圆网130之间的空隙被调整为与其中第二流动流108在其中流动的槽壁112与隔离体120之间的空隙相同。在其他实施例中，由隔离体120与圆网130限定的空隙不同于由槽壁112与隔离体120限定的空隙。在还其他实施例中，这两个空隙是可调的，取决于所希望的梯度介质的性质、在一个或多个流动流中的纤维浓度、或其他加工参数。另外，该弧形混合隔离体120的形状是可变的，以允许在该网片中达到特定的梯度结构，如现将在此进一步详细讨论。图2A-C示出了可以在如图1中所示的圆网成形装置的不同实施例中采用的弧形混合隔离体设计的三个示例性实施例，其中为了更容易地展示其设计，每个弧形混合隔离体的形状被示出为是变平的。将理解，许多其他的设计也是有可能的。图2A示出了具有宽度201与长度202的隔离体设计200。宽度201对应于图1的圆网130的长度，即，由图1的装置100形成的网片150的横网片尺寸。长度202对应于图1的装置100的使用者所选择的长度，使得当设计200用作弧形混合隔离体120时，长度202跨越小于图1中流动流108穿过槽110的整个流动路径；除此之外，隔离体200的精确长度不受限制。在其中隔离体设计200被用于圆网成形装置(例如图1中的)中时，如在图1中所示的两个流动流104，108之间仅有的接触是在弧形混合隔离体120的远端122处。在此类实施例中，仅通过网片的厚度可以形成梯度纤维网片。图2B示出了已经变平以更容易地展示其设计的弧形混合隔离体210，在一些实施例中，该弧形混合隔离体实现了在横网片方向上控制这两个流动流的混合。隔离体210具有宽度211和长度212。隔离体210的宽度211等于或小于图1中的圆网130的长度，该长度在图2B中表示为213。长度212对应于图1的装置100的使用者所选择的长度，使得当弧形混合隔离体210被模制为一个弧形形状并且用作图1中的弧形混合隔离体120时，长度212跨越等于或小于图1中流动流108穿过槽110的整个流动路径；除此之外，隔离体210的长度不受限制。在图1的装置的实施例中，在图1的圆网成形装置100中采用图2B的弧形混合隔离体210，两个流动流104，108之间的接触是至少在该横网片方向的一部分中。图2C示出了已经变平以更容易地展示其设计的弧形混合隔离体220，在一些实施例中，该弧形混合隔离体实现了在横网片方向上控制两个流动流的混合。该隔离体220具有宽度221、长度222、以及最终宽度224。最终宽度224的距离小于初始宽度221并且是由使用者选择的。初始宽度221对应于图1的圆网130的长度。长度222对应于图1的装置100的使用者所选择的长度，这样使得当弧形混合隔离体220被以一个弧形形状使用时，长度222跨越等于或小于图1中流动流108穿过槽110的整个流动路径；除此之外，弧形混合隔离体220的长度不受限制。弧形混合隔离体220进一步包括一个任选的长度部分225，其中该弧形混合隔离体的宽度与初始宽度221相同。任选的长度部分225的距离是由图1的装置100的使用者选择的。在例如图2C的实施例中，如在图1中所示的两个流动流104，108之间的接触总体上在横网片方向上提供，这样使得提供一个横网片梯度。在此类实施例中，当用于如图1中所示的圆网成形器中时，使用弧形混合隔离体220通过所形成的网片的厚度并且在横网片方向上两者形成了梯度纤维网片。图2A-C的另外的变体对于本领域普通技术人员更容易清楚的。在图3中，圆网成形器装置300包括第一流动流304的第一来源302以及第二流动流308的第二来源306。在一些实施例中，该第一流动流304包括一个第一类型的纤维，并且该第二流动流308包括一个第二类型的纤维。这些流动流304，308在开口314进入由槽壁312限定的槽310。在槽310内，布置弧形混合隔离体320，该弧形混合隔离体具有开口324；以及圆网330。该第一流动流304在第一侧314弧形混合隔离体320与圆网330之间进入槽310。该第二流动流308在第一侧314槽壁312与弧形混合隔离体320之间进入槽310。这两个流动流304，308在它们流动经过弧形混合隔离体320的开口324时变得部分混合。当流动流304，308混合时，具有穿孔表面332的圆网330从这一合并的流动流排出液体从而形成非纺织网片350。当该非纺织网片350形成时，它由伏辊340从圆网330剥离并且在方向352上被抵靠在342方向上旋转的伏辊340上而在方向334上旋转的圆网330的作用推进。在其中该第一流动流304包括一种第一类型的纤维并且该第二流动流308包括一种第二类型的纤维的实施例中，所得的非纺织网片350具有第二类型的纤维在整个网片厚度上的一种梯度分布。该网片350任选地进一步加工，经受一个或多个步骤，在这些步骤中进行额外的纤维的添加、处理或其他操作；在一些实施例中，将这种非纺织网片加热至干和/或部分地熔融一种或多种纤维，由此熔化纤维之间的非纺织网片。在图3的一些实施例中，该圆网330进一步包括任选的抽吸装置336，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面332来抽吸液体。抽吸装置336的使用提高了装置300的网片形成的可达到的速度。抽吸装置336的抽吸水平连同包括抽吸装置336的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。在一些实施例中，图3的圆网330在如所示的方向334上旋转。当与流动流304的流动方向一起使用时，此类实施例被称为“单向流”实施例。在其他实施例中，圆网330与图3所示的方向334相反旋转。当与流动流304的流动方向一起使用时，此类实施例被称为“逆流”实施例。在图3体现的装置以及方法的一些实施例中，这两个流动流304，308所包含的两种不同的纤维的区别在于直径、长度、化学性、或其组合。在其他实施例中，该第一流动流304包含纤维并且该第二流动流308包含一种或多种交联剂、纤维处理物、粘结剂胶乳、胶料、颗粒、以及类似物。在还其他实施例中，这两种流动流是一种或多种纤维与一种或多种交联剂、纤维处理物、粘结剂胶乳、胶料、颗粒、以及类似物的共混物。应理解的是只要一个流动流包含一种纤维，则任何对于形成具有一种或多种材料梯度的纤维网片有用的材料的组合就适当地与本发明的装置和方法结合来使用，例如在由图3例证的实施例中。该弧形混合隔离体320被适配为与流动流304，308、槽壁312以及圆网330以不同的几何形状和间距协作，从而操纵该流动流以便在与液体排出的进一步的协作中获得所希望的混合水平和位置，从而形成网片350。在实施例中，隔离体320具有与圆网330相同的曲率半径；在其他实施例中，该曲率半径不同于圆网的曲率半径。在实施例中，其中第一流动流304在其中流动的隔离体320与圆网330之间的空隙被调整为与其中第二流动流308在其中流动的槽壁312与隔离体320之间的空隙相同。在其他实施例中，由隔离体320与圆网330限定的空隙不同于由槽壁312与隔离体320限定的空隙。仍在其他实施例中，这两个空隙是可调的，取决于所希望的梯度介质的性质、在一个或多个流动流中的纤维浓度、或其他加工参数。额外地，该弧形混合隔离体320被适配为具有不同几何形状配置的孔以允许在该网片中达到特定的梯度结构，如现将在此进一步详细讨论。与图3的实施例相关的另一个实施例在图16中展示。在图16中，圆网成形器装置300A包括第一流动流304的第一来源302以及第二流动流308的第二来源306。这些流动流304，308在开口314进入由槽壁312限定的槽310。在槽310内，布置弧形混合隔离体320以及圆网330。弧形混合隔离体320具有多个开口324以及远端322，该远端具有混合隔离体壁326。隔离体壁326在横网片方向上延伸穿过槽310并且穿过圆网330的长度。因此，隔离体壁326与弧形混合隔离体320结合形成了腔室320/326，该腔室隔离了流动流308与流动流304，除了流动流308流经开口324处。第一流动流304在第一侧314在腔室320/326与圆网330之间进入槽310。第二流动流308在第一侧，314槽壁312与腔室320/326之间进入槽310。这两个流动流304，308在流动流308流动经过腔室320/326的开口324时变得部分混合。在实施例中，腔室320/326的混合隔离体壁326使横网片方向上的流动流308的流动速度相等。当流动流304，308混合时，具有穿孔表面332的圆网330从这一合并的流动流排出液体从而形成非纺织网片350。当该非纺织网片350形成时，它由伏辊340从圆网330剥离并且在方向352上被抵靠在342方向上旋转的伏辊340上而在方向334上旋转的圆网330的作用推进。该网片350任选地进一步加工，经受一个或多个步骤，在这些步骤中进行额外的纤维的添加、处理或其他操作；在一些实施例中，将这种非纺织网片加热至干和/或部分地熔融一种或多种纤维，由此熔化纤维之间的非纺织网片。在实施例中，腔室320/326被连接到第二来源306上，其配置被适配为由第二来源306将一个压力施加到流动流308上。在一些此类实施例中，第二来源306是一个加压来源，并且流动流308是一种加压的流动流。加压的流动流308进入腔室320/326并且穿过开口324，如由第二来源306施加到腔室320/326的压力所迫使的，并且进一步如开口324的尺寸所允许的。加压的流动流308比没有压力的流动流308更快地流动通过开口324。在一些此类实施例中，所希望的流动流304，308的混合程度采用比没有加压流动流308可达到的更高的流动流304的流动速率达到。在一些此类实施例中，所希望的流动流304，308的混合程度使用比没有加压流动流308可达到的更高的流动流304的流动速率以及更高的圆网330的旋转速度达到。在一些此类实施例中，在成形网片350中，孔300A的总速率比图3的孔300的值更高。图4-9示出了可以在如图3中所示的圆网成形装置的不同实施例中使用的弧形混合隔离体孔设计的六个示例性实施例，其中为了更容易地展示其设计，每个弧形混合隔离体的形状被示出为是变平的。将理解，许多其他的设计也将由本领域技术人员考虑。类似于隔离体设计2A、2B、和2C，隔离体的长度和宽度是可变的。在图4-9的每一个中，X方向对应于等于或小于图3的圆网330的长度，即，由图3的装置300形成的网片350的横网片(或横向网片)尺寸。Y方向对应于跨过等于流动流308穿过图3的槽310的至少一些部分的距离的长度，即，下网片(或下向网片)的方向。图4示出具有七个横网片槽缝形开口402的隔离体设计400，这些开口具有基本相等的矩形面积，在横网片方向上被间隔开。三个槽缝402彼此均匀地间隔开，并且在该隔离体设计的一个不同的部分中，四个槽缝402彼此均匀地间隔开。该隔离体设计400包括一个邻近该第一边缘的偏置部分404，其中不存在开口。图5示出了具有八个不同的横网片矩形开口410的一个隔离体设计408，这些开口具有六种不同的尺寸。图6示出了具有四个下网矩形开口414的一个隔离体设计412，每个开口具有一个与其他开口相比不等的面积。当在横网片方向上移动跨越该隔离体设计412时，这些开口的尺寸增加。图6的隔离体设计是被配置为同样在该网片的横网片方向上提供梯度的一个实例。在不同的实施例中，开口形状(例如矩形或圆形)的不同组合可以在同一个隔离体设计上使用。在图4至6中示出的基于隔离体设计400、408和412的弧形混合隔离体可以由多个独立的矩形工件构建成，这些矩形工件被间隔开以提供多个矩形开口。图7示出了具有圆形开口418的一个隔离体设计416。三种不同尺寸的圆形开口存在于混合隔离体416中，其中这些开口的尺寸沿下网片方向增加。图8示出了具有矩形开口420的一个隔离体设计422，在横网片方向上更长并且并不在该混合隔离体的整个宽度上延伸。这些矩形开口的尺寸沿下网片方向增加。图9示出了具有四个相等的楔形开口426的一个隔离体设计428，在下网片方向上很长并且在下网片方向上增宽。图7至9示出了在一些实施例中可以由在其中提供了开口的一个单一的基材工件形成的隔离体设计416、420、和426。每种弧形混合隔离体构型对于发生在两个流束之间的混合具有不同的作用。在一些弧形混合隔离体实例中，这些开口的尺寸或形状的变化发生在下网片方向。当多个开口被定位在该弧形混合隔离体的近端或上游端时，该开口将使朝向该网片底部的这些流动流能够混合。在该弧形混合隔离体的远端或下游端的多个开口提供了更接近该网片顶部的这些供料的混合。这些开口的尺寸或面积控制了在该网片的深度内流动流的混合比例。例如，较小开口提供了两种流动流更少的混合，而较大的开口提供了两种流动流更多的混合。采用弧形混合隔离体、隔离体设计、流动流类型、装置特征以及构型、网片处理物、以及类似以上描述内容任一项的圆网某型装置的另外的实施例现将在图10-15中进行讨论。使用这些装置来形成梯度纤维介质的方法也将对于以下实施例各自进行讨论。在图10中，装置101包括第一流动流105的第一来源102以及第二流动流109的第二来源106。流动流105在开口115进入槽110。流动流109在开口116进入槽110。在槽110内，布置弧形混合隔离体120，该弧形混合隔离体具有第一端121以及第二端123；以及圆网130。该第二流动流109在第二端116槽壁112与弧形混合隔离体120之间进入槽110。将理解，这两个流动流以总体上相反的方向流动通过槽110的多个部分。这两个流动流105，109在它们流动经过弧形混合隔离体120的第二端123时变得部分混合。当流动流105，109混合时，具有穿孔表面132的圆网130从这一合并的流动流排出液体，从而形成非纺织网片151。当该非纺织网片151形成时，它由伏辊140从圆网130剥离并且在方向152上被抵靠在142方向上旋转的伏辊140上而在方向134上旋转的圆网130的作用推进。在图10的一些实施例中，该圆网130进一步包括任选的抽吸装置136，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面132来抽吸液体。抽吸装置136的使用提高了装置100的网片形成的可达到的速度。抽吸装置136的抽吸水平连同包括抽吸装置136的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。在图11中，圆网成形器装置301包括第一流动流305的第一来源302以及第二流动流309的第二来源306。流动流305在开口315进入槽310。流动流309在开口316进入槽310。在槽310内，布置弧形混合隔离体320，该弧形混合隔离体具有开口324；以及圆网330。该第一流动流305在第一侧315弧形混合隔离体320与圆网330之间进入槽310。该第二流动流309在第二侧316槽壁312与弧形混合隔离体320之间进入槽310。应理解的是这两个流动流以总体上相反的方向流动通过槽310的多个部分。这两个流动流305，309在它们流动经过弧形混合隔离体320的开口324时变得部分混合。当流动流305，309混合时，具有穿孔表面332的圆网330从这一合并的流动流排出液体，从而形成非纺织网片351。当该非纺织网片351形成时，它由伏辊340从圆网330剥离并且在方向352上被抵靠在340方向上旋转的伏辊342上而在方向334上旋转的圆网330的作用推进。在图11的一些实施例中，该圆网330进一步包括任选的抽吸装置336，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面332来抽吸液体。抽吸装置336的使用提高了装置300的网片形成的可达到的速度。抽吸装置336的抽吸水平连同包括抽吸装置336的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。图12-15描绘了总体上被称为“干式槽”类型的圆网成形装置。因此，施加到此类圆网成形器上的流动流的方向处于总体上竖直的位置，并且成形区域与先前描述的槽类型的圆网成形器相比总体上受到限制。额外地，在一些实施例中，干式槽型成形器是压力成形器，即，它们对流动流上采用压力以迫使携带纤维的流束朝向圆网。因此，在图12-15的一些实施例中，所描绘的这种干式槽构型进一步采用类似于常规的构型的压力成形器的压力。在图12中，装置500包括第一流动流504的第一来源502以及第二流动流508的第二来源506。这些流动流504，508在开口514进入由槽壁512限定的干式槽510。在干式槽510内，布置弧形混合隔离体520，该弧形混合隔离体具有远端522；以及圆网530。该第一流动流504在第一侧514，弧形混合隔离体520与圆网530之间进入干式槽510。该第二流动流508在第一侧，514槽壁512与弧形混合隔离体520之间进入干式槽510。这两个流动流504，508在它们流动经过弧形混合隔离体520的远端522时变得部分混合。当流动流504，508混合时，具有穿孔表面532的圆网530从这一合并的流动流排出液体，从而形成非纺织网片550。当该非纺织网片550形成时，它由伏辊540从圆网530剥离并且在方向552上被抵靠在542方向上旋转的伏辊540上而在方向534上旋转的圆网530的作用推进。在图12的一些实施例中，该圆网530进一步包括任选的抽吸装置536，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面532来抽吸液体。抽吸装置536的使用提高了装置500的网片形成的可达到的速度。抽吸装置536的抽吸水平连同包括抽吸装置536的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。在图13中，圆网成形器装置600包括第一流动流604的第一来源602以及第二流动流608的第二来源606。这些流动流604，608在开口614进入由槽壁612限定的干式槽610。在干式槽610内，布置弧形混合隔离体620，该弧形混合隔离体具有开口624，以及圆网630。该第一流动流604在第一侧614弧形混合隔离体620与圆网630之间进入干式槽610。该第二流动流608在第一侧614，槽壁612与弧形混合隔离体620之间进入干式槽610。这两个流动流604，608在它们流动经过弧形混合隔离体620的开口624时变得部分混合。当流动流604，608混合时，具有穿孔表面632的圆网630从这一合并的流动流排出液体，从而形成非纺织网片650。当该非纺织网片650形成时，它由伏辊640从圆网630剥离并且在方向652上被抵靠在642方向上旋转的伏辊640上而在方向634上旋转的圆网630的作用推进。在图13的一些实施例中，该圆网630进一步包括任选的抽吸装置636，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面632来抽吸液体。抽吸装置636的使用提高了装置600的网片形成的可达到的速度。抽吸装置636的抽吸水平连同包括抽吸装置636的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。在图14中，装置501包括第一流动流505的第一来源502以及第二流动流509的第二来源506。流动流505在开口515进入干式槽510。流动流509在开口516进入干式槽510。在干式槽510内，布置弧形混合隔离体520，该弧形混合隔离体具有第一端521以及第二端523，以及圆网530。该第二流动流509在第二端516，槽壁512与弧形混合隔离体520之间进入干式槽510。应理解的是这两个流动流以总体上相反的方向流动通过干式槽510的多个部分。这两个流动流505，509在它们流动经过弧形混合隔离体520的第二端523时变得部分混合。当流动流505，509混合时，具有穿孔表面532的圆网530从这一合并的流动流排出液体，从而形成非纺织网片551。当该非纺织网片551形成时，它由伏辊540从圆网530剥离并且在方向552上被抵靠在542方向上旋转的伏辊540上而在方向534上旋转的圆网530的作用推进。在图14的一些实施例中，该圆网530进一步包括任选的抽吸装置536，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面532来抽吸液体。抽吸装置536的使用提高了装置501的网片形成的可达到的速度。抽吸装置536的抽吸水平连同包括抽吸装置536的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。在图15中，圆网成形器装置601包括第一流动流605的第一来源602以及第二流动流609的第二来源606。流动流605在开口615进入干式槽610。流动流609在开口616进入干式槽610。在干式槽610内，布置弧形混合隔离体620，该弧形混合隔离体具有开口624；以及圆网630。该第一流动流605在第一侧615，弧形混合隔离体620与圆网630之间进入干式槽610。该第二流动流609在第二侧616，槽壁612与弧形混合隔离体620之间进入干式槽610。应理解的是这两个流动流以总体上相反的方向流动通过干式槽610的多个部分。这两个流动流605，609在它们流动经过弧形混合隔离体620的开口624时变得部分混合。当流动流605，609混合时，具有穿孔表面632的圆网630从这一合并的流动流排出液体，从而形成非纺织网片651。当该非纺织网片651形成时，它由伏辊640从圆网630剥离并且在方向652上被抵靠在640方向上旋转的伏辊642上而在方向634上旋转的圆网630的作用推进。在图15的一些实施例中，该圆网630进一步包括任选的抽吸装置636，该抽吸装置被接合以通过穿孔表面632来抽吸液体。抽吸装置636的使用提高了装置601的网片形成的可达到的速度。抽吸装置636的抽吸水平连同包括抽吸装置636的圆网的百分比面积是可变的，并且由圆网成形器的设计者或操作者选择。在一个实施例中，该纤维介质涉及一种复合的、非纺织的、湿法成网的介质，该介质具有可成形性、刚度、拉伸强度、低的可压缩性、以及对于过滤特性而言的机械稳定性；高的微粒负载容量、使用过程中低的压降以及适合用于过滤流体(例如气体、雾气或液态)的孔径和效率。一个实施例的过滤介质是湿法成网的并且是由一个无规则取向的介质纤维阵列构成。由这样一个使用弧形混合隔离体的圆网成形工艺所产生的纤维网片可以具有一个区域，在该区域上存在着纤维特征的梯度并且在该区域上存在着某种纤维的浓度上的变化，但是不具有两个或更多个不连续的层。这个区域可以是该介质的整个厚度或宽度或该介质厚度或宽度的一部分。该网片可以具有如所说明的一个梯度区域以及在纤维或过滤器特征方面具有最小变化的一个恒定区域。该纤维网片可以具有该梯度而没有在其他结构中(这些结构在两个或更多个不连续的层之间确实具有界面)存在的流动缺点。在具有两个或更多个连接在一起的不连续层的其他结构中，存在一个界面边界，该边界可以是一个层压层、一种层压胶粘剂、或在任两个或更多个层之间的一个中断性界面。通过在例如湿法圆网成形工艺中使用该形成梯度的、弧形混合隔离体装置，有可能在湿法成网介质的制造中控制网片的形成并且避免那些类型的不连续界面。所得的介质可以是相对薄的，而同时维持了足够的机械强度以被成形为褶或其他过滤结构。3.方法与装置的进一步描述本发明的技术的一个实质性的优点是用来获得一个介质阵列，该阵列具有使用一种或者两种纤维浆料以及使用已知的圆网成形装置和工艺的改性形式的单步工艺的一系列有用特性。在一个实施例中，本发明利用一种单道次成形工艺在纤维网片的维度之内产生一个梯度。通过一个单道次，是用来指在生产梯度介质的一个生产过程中，浆料或流动流的混合以及纤维的沉积仅发生一次。没有进行进一步处理来增强该梯度。使用该弧形混合隔离体结合圆网成形装置的单道次工艺提供了一种梯度介质，在该介质内没有可辨别的或可检测的界面。该介质内的梯度可以从上到下或者跨越该介质的厚度而被限定。可替代地或者此外，该介质内的梯度可以跨越该介质的横网片维度而被限定。在另一个实施例中，该弧形混合隔离体包括在一个圆网成形装置中，该装置包括配置为分配包括纤维的一个第一流体流动流的一个第一来源以及被配置为分配一个第二流体流动流的一个第二来源。该弧形混合隔离体置于第一和二流动流的来源的下游，被定位在第一和第二流动流之间，并且限定了在该弧形混合隔离体中的一个或多个开口，这些开口允许在第一和第二流动流之间的流体连通和混合。该装置还包括一个圆网，该圆网位于该第一和二来源下游以及该第一和第二流动流的流体连通区域，并且被设计为接收至少一个合并流动流并且通过收集该合并流动流而形成一个非纺织网片。弧形混合隔离体开口可以具有任何几何形状。此类几何开口形状在此进行描述，如同该弧形混合隔离体是处于一种变平的构型中。一个实例是带槽缝弧形混合隔离体。在一个实施例中，该弧形混合隔离体限定了多个矩形开口，这些开口是在横网片方向上的槽缝，即，这些矩形将跨过该圆网成形装置的圆网的长度的全部或一部分。在一些实施例中，该矩形槽缝跨过整个横网片延伸。在另一个实施例中，该弧形混合隔离体限定了在机器方向上的多个槽缝。这些孔或槽缝可以具有可变的宽度。例如，在一些实施例中，这些槽缝可以在下网片方向中的宽度上增加，或者这些槽缝可以在横网片方向上的宽度上增加。在一些实施例中，这些槽缝在下网片方向上被恒定地间隔开。在其他实施例中，这些槽缝在横网片方向上从该网片的一侧到另一侧行进。在其他实施例中，这些槽缝仅在该网片的一部分上从一侧到另一侧行进。在其他实施例中，这些槽缝在下网方向上从该弧形混合隔离体的近端到远端行进。例如，这些槽缝可以平行于流动流离开这些来源时所采取的流动路径。可以在该弧形混合隔离体中使用多种槽缝设计或安排的组合。在其他实施例中，该弧形混合隔离体限定了不是槽缝的多个开放区域，例如在横网片方向上从一侧到另一侧没有进展的多个开放区域。在这样的实施例中，在该弧形混合隔离体中的开放区域是不连续的孔洞或穿孔。在其他实施例中，在该弧形混合隔离体中这些开口是直径为几英寸的大的圆形孔洞。在多个实施例中，这些孔洞是圆形的、椭圆形的、直线的、三角形的、或具有一些其他形状。在一个具体实施例中，这些开口是多个不连续的圆形开口。在一些实施例中，在该弧形混合隔离体上，这些开口被规则地间隔开。在其他实施例中，在该弧形混合隔离体上，这些开口被不规则地或任意地间隔开。在该混合隔离体中并入开放区域的一个目的是，例如，从一个流动流供应纤维并且以受控的比例与来自一个第二流动流的纤维混合。通过改变沿该弧形混合隔离体的弯曲长度的开放区域的大小和位置控制这些流动流的混合比例。例如，更大的开放区域提供了这些流动流的更多混合并且反之亦然。这些开放区域的位置、尺寸以及形状确定了该梯度纤维网片的形成过程中供料流的混合深度。在该弧形混合隔离体内，可以存在本发明关于开放区域的分布、形状、以及大小的多种变更。这些变更中的一些是，例如，1)具有逐渐增加/减小的面积的多个矩形槽缝，2)具有恒定面积的多个矩形槽缝，3)具有变化的形状和位置的变化数目的槽缝，4)具有限制在仅该混合隔离体基底部的初始区段的多个槽缝的多孔混合隔离体，5)具有限制在仅该远端区段的多个槽缝的多孔弧形混合隔离体，6)具有限制在仅该中间区段的多个槽缝的多孔弧形混合隔离体，或7)槽缝或开放区域的任何其他组合。该混合隔离体可以具有可变的长度和长度。在隔离体本身没有开口的弧形混合隔离体的情况下，该隔离体在该圆网成形装置中限定了一个亦或两个开放区域，取决于该隔离体本身的具体形状。此类构型的实例总体上在图2A-C中示出；本领域技术人员可以很容易地想到更多的实例。当定位到该圆网成形装置中时，如果该弧形混合隔离体不如圆网的长度宽，则这种弧形混合隔离体描述了在该圆网长度的任一侧上的一个亦或两个不连续开口，取决于相对于该圆网的长度，该弧形混合隔离体的定位处。在此类实施例中，该隔离体的长度可以横过这两个流动流的整个流动路径，或小于这两个流动流的整个流动路径。在其中该弧形混合隔离体长度横过这两个流动流的整个流动路径的实施例的情况下，存在一个亦或两个由该该隔离体限定的开口并且在横网片方向的一侧或两侧仅对流动流进行混合。在其中弧形混合隔离体的长度横过小于这两个流动流的整个流动流径的实施例中，混合在横网片方向的两侧以及该弧形混合隔离体的远端这二者发生。两个重要的弧形混合隔离体变量是在该混合隔离体内该开放区域的大小以及开放区域的位置。这些变量控制了生产纤维网片的混合流动流的沉积。通过该弧形混合隔离体中的开放区域相对于该弧形混合隔离体的维度来控制混合的量。发生不同流动流的混合的一个或多个区域由该弧形混合隔离体的位置以及该弧形混合隔离体内的一个或多个开口或槽缝的位置来确定。一个或多个开口的尺寸确定了在接收区域内纤维的混合量。开口的位置，即朝向该弧形混合隔离体的远端或近端，确定了这些流动流的混合深度，导致在该梯度介质的纤维网片内的梯度区域。在该混合隔离体的基底部的一个单一的材料件(例如金属或塑料)中可以形成多个槽缝或开口的布图。可替代地，通过多个具有不同几何形状的材料件可以形成多个槽缝或开口的布图。这些工件可以由金属或塑料制造以形成该弧形混合隔离体的基底部。总体而言，该弧形混合隔离体装置内的开放区域的量直接与这两个流动流之间的混合量成比例。可以被改良以包括在此描述的弧形混合隔离体的一台特定的圆网成形器是ROTOFORMERTM机器(从纽约州，南格伦斯福尔斯市(SouthGlensFallsGlens)的南格伦斯福尔斯互联网公司(GlensFallsInterweb,Inc.)可得)，它是一种被设计为形成非常稀的纤维浆而进入纤维介质的圆网成形机器。在一些实施例中，该圆网成形器包括一个排水阀或其他开口，该排水阀或开口被设计为允许过度的浆料离开该槽。在一些此类实施例中，这种排水开口提供了穿过该槽的一个连续浆料流。尼龙纤维、聚酯纤维(例如)、再生纤维素(人造纤维)纤维、丙烯酸纤维(例如)、棉纤维、聚烯烃纤维(即聚丙烯、聚乙烯、它们的共聚物以及类似物)、玻璃纤维、以及麻蕉(马尼拉麻)纤维是使用这种改良型圆网成形装置有利地形成纤维介质的纤维的实例。虽然在此描述的介质可以被制成跨过一个区域在特性上具有一个梯度，没有界面或胶粘剂线，但这种介质一旦完全制成则可以与其他常规的过滤器结构一起组装以制造一个过滤器复合层或过滤器单元。在实施例中，该介质可以与一个基础层一起组装，该基础层是例如一种隔膜、纤维素介质、玻璃介质、合成介质、粗布或扩大的金属支撑物。在实施例中，具有梯度的介质与许多其他类型的介质(例如常规的介质)结合使用以改进过滤器的性能或寿命。在实施例中，使用一种穿孔结构而在穿过该梯度介质的压力下的流体的影响下支持该梯度介质。在实施例中，该过滤器结构与穿孔结构的额外层、粗布(例如一种高渗透性、机械稳定的粗布)、以及额外的过滤层(例如单独的负载层)结合。在一个实施例中，这样一种多区域梯度介质的组合被容纳于在非水性液体的过滤中常用的一个过滤芯(filtercartridge)中。在其他实施例中，这样一种多区域梯度介质的组合被容纳于在水性液体的过滤中常用的一个过滤芯(filtercartridge)中。仍在其他实施例中，这样一种多区域梯度介质的组合被容纳于在气体(例如曲轴箱气体或空气)的过滤中常用的一个过滤芯(filtercartridge)中。在一种用于评估通过在此描述的方法所生产的介质中的梯度程度的方法中，将该介质劈裂成多个不同的部分，并且使用扫描电子显微图像(SEM)将这些部分进行比较。基本的构思是取一个具有梯度结构的单层薄片，并且将其厚度分割成成多个薄片，这些薄片将具有反映出之前的梯度结构如何的不同的特性。可以对所产生的介质检查在梯度介质内的界面或边界的存在或不存在。所要研究的另一个特征是介质特征变化的平滑程度，例如粗的孔隙率至细的孔隙率。尽管未要求，还有可能将有色的示踪纤维加入到这些供料来源之一中并且然后可以在产生的介质中研究那些有色纤维的分布。例如，在实施例中，在梯度介质的形成过程中，将有色的纤维添加到这两种流动流之一中。该梯度介质已经产生之后，移出一个样品用于切片。可以使用冷冻切片机分析来分析梯度介质的结构。使用一种填充材料例如乙二醇以在该介质冷冻之前使其饱和。从一个纤维毡上切下多个薄的冷冻部分并且用显微镜对梯度结构例如纤维尺寸或孔隙率进行分析。然后对每个部分拍摄SEM这样可以将每个部分的特性进行比较。SEM分析揭示了某些梯度特征，特别是当在这两个流动流中采用具有不同尺寸(长度、直径、或这两者)的两种纤维时。当具有纤维的一个第一流动流以梯度方式与具有至少一种SEM可见的颗粒的第二流动流混合时，SEM还揭示了颗粒梯度。如果将有色的纤维加入一个流动流中，并且第二流包含一种非有色的纤维，则该薄片中的梯度水平通过在该部分中存在的有色纤维的量而示出。这些部分可以使用一个色差计进行测试以将纤维的混合量进行量化。还有可能使用效率测试仪例如分级效率试验仪来分析这些介质的部分。可以用来分析介质中的梯度的另一项技术是傅里叶红外傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析。例如，FTIR可以被用来示出介质样品在其两侧上具有不同的颗粒纤维浓度。如果在两个流动流中使用两种化学上不同的纤维，则那些纤维的独特FTIR光谱可以用来示出该介质在其相反侧中任一者上在纤维组成上具有差异。类似地，当在一个流动流中提供颗粒并且在另一个中提供纤维时，则FTIR示出了其中颗粒的低浓度对比高浓度定位处的梯度区域之间的化学差异。可以使用的又一项技术是能量色散X射线光谱仪(EDS)，该技术是用于一种样品的元素分析或化学表征的分析技术。作为一种光谱学类型，它依赖于通过电磁辐射与物质之间的相互作用对样品进行的研究，分析物质响应于用带电荷的粒子攻击所发射出的x射线。其表征能力很大程度上是由于以下基本原则：每种元素具有独特的原子结构，这种结构允许一种元素的原子结构的特征性x射线独特地从彼此中鉴别出。示踪元素被埋入这些纤维结构中并且可以在EDS表征中进行定量。在这种应用中，介质中的梯度可以在其中在跨过一个区的纤维组成上存在差异之处示出，并且组成上的差异使用EDS是很明显的。