专利名称：三维非织造介质,过滤器和加工方法
技术领域：
本发明一般涉及熔喷介质领域，特别是涉及密度降低同时保持结构强度的介质。这种介质有利的应用于许多方面，在此期望的材料性能包括低密度和高空隙容积，同时特别是在压力下保持相对刚性结构。这种介质的用途包括各种应用例如微粒过滤，油的聚结和白血球过滤的过滤介质。其它预想的用途包括绝缘，冲击吸收保护和柔顺材料，和蒸发器的芯吸介质。
背景技术：
当前，现有技术中存在用于形成包括多个基本上连续丝的熔喷介质的许多设备和加工方法。在该领域中，例如在授予Lohkamp等人的美国专利3825379和授予Harding等人的美国专利3825380中描述了纤维成形装置或成纤器，该纤维成形装置或成纤器用来向收集装置喷射合成树脂类材料的细丝。在该过程中，空气或其它气体的射流作用于细丝上，以便将该细丝削弱为较细直径，并将其输送到收集装置。纤维在收集装置上连续增加，直到获得期望尺寸和形态的大量纤维。
从该一般概念发展出多个特定加工方法。这些加工方法中的其中一个在授予Buntin等人的美国专利3849241中描述。它公开了一种加工模具或成纤器，该加工模具或成纤器由包含用于细丝材料和减细空气的独立的通道的模头组成。在操作期间，熔融树脂材料被迫经过模头中的一个或多个小孔或喷丝板导向收集装置，并被位于材料出口孔侧上的空气流减细。该工艺使用的收集法包括转鼓，以形成连续垫。另一种这样的工艺在授予Pall的4021281号美国专利中描述。它描述了在转鼓上连续形成熔喷介质幅面料，并以管状幅面料形式沉积，该管状幅面料可切开成平展介质。另一种工艺在授予Lin等人的4240864号美国专利中举例说明。该专利公开了一种加工模具或纺丝头组件，它向旋转收集装置输送多个细丝。与细丝相关的是减细空气流，其作用是当细丝向收集装置移动时使细丝减细。Lin等人还公开了一种压辊，该压辊用于改变施加于在旋转心轴上聚积的纤维上的压力，以提供改变纤维密度的过滤器。与Buntin等人和Pall的工艺相同，在Lin等人的工艺中的单根细丝的直径不变地经过全部介质。然而，与Buntin等人和Pall的相反，在Lin等人的工艺中，生成的介质借助非圆柱压辊连续地受驱动离开旋转心轴，以制造无芯深滤程滤芯(或深度过滤器件)。
另一种特殊的工艺由授予Pall等人的4594202号和4726901号美国专利典型说明。与上述工艺类似，Pall的工艺包括具有多个单独的喷丝板的成纤器或成纤器模，熔融细丝树脂被迫经过该喷丝板导向收集心轴。还与上述其它工艺类似，该工艺公开了当细丝向收集心轴移动时，为了使细丝减细，而使用空气或气体流。然而，该工艺与上述工艺不同，因为它公开了一种在整个过滤器滤芯的径向尺寸上用于改变纤维直径，同时对于每种程度的纤维直径变化都保持基本上恒定的空隙体积的装置。这可通过顺序地改变一些参数以便在旋转心轴上收集细丝期间影响纤维的直径，从而由Pall等人的工艺实现。
尽管每个上述特定工艺通常适合某些应用，该每个工艺还具有一些限制。例如，Pall等人(4594202和4726901)工艺的一种限制是，它是非连续或半连续工艺。换句话说，通过在旋转心轴上堆积而成减细的细丝形成有限长度的过滤器滤芯。当收集的细丝材料达到期望的厚度时，过滤器结构移走，针对下一个过滤器滤芯的工艺重新开始。
尽管Pall等人的专利(4594202和4726901)考虑了包括直径改变的细丝的深滤程滤芯，仍存在多个限制。首先，Pall等人的工艺不是一个连续的工艺，但针对每个制造的过滤器其必须重复。第二，尽管Pall等人的一些过滤器滤芯具有直径变化的细丝，制造这种滤芯的工艺存在限制。特别是，通过顺序改变细丝制造机构的多个操作条件中的其中之一，来改变细丝直径。然而，无论何时引入这种改变，系统花时间在重新达到平衡之前响应这种改变。响应的期限与改变的程度成比例。由于在制造每个单独的过滤器滤芯期间引入这种改变，导致工艺稳定性较低，变化性增加。而且，从一种直径的细丝到另一种直径的细丝的转变以与时间有关的转变形式逐渐发生，而不是突然发生，例如其结构包括两个或多个分离的细丝。
介质结构的重要性质是空隙体积百分比，即结构中的空气体积与总介质结构体积之比。熔喷介质中的空隙体积百分比应尽可能高，以便在过滤应用中获得许多期望的特性，例如高污物容量和低初始压降。一般地，获得高空隙体积导致介质团的密度降低。还期望的是降低介质团的密度，因为低密度介质要求低的材料使用率，并允许材料成本降低，生产量提高，制造加快。
具有高空隙体积的介质的另一个优点是它们是柔顺的，以便插入较大体积百分比的活性颗粒或纤维，同时在过滤应用中不会产生不可接受的压降增加。例如，当活性碳颗粒形成时，它们可以分散在介质中。而且，具有高空隙体积和低密度的团通常还在其它用途中表现出优点，例如热绝缘，蒸发芯吸和冲击吸收材料。
然而，在现有技术的熔喷介质中，存在一个上限，超过该上限，空隙体积百分比的进一步增加变得不符合要求。利用现有技术的教导，试图制造低密度，高空隙体积的介质结构会导致纤维与纤维间的结合降低，以及典型的不足够的结构强度。当在现有技术的结构中空隙体积增加时，深度过滤器中使用的纤维介质更容易受流经其的流体产生的压降压缩。当流体具有粘性时，这特别麻烦。如果空隙体积百分比过高，在太低的差压下，过滤介质开始塌陷。当它塌陷时，孔变小，差压增加，从而导致进一步压缩。这样，最终压降的迅速增加降低而不是延长了介质的使用寿命，和污物的容量，对于增加的空隙体积介质，这可能是期望的。使用极低密度(高空隙体积)也能使过滤器很柔软，因此，很容易在正常处理时受损害，更可能在使用中压缩和塌陷。
现有技术产品的缺陷是低密度过滤器常利用细纤维制造，因此，具有细小的微米额定值，对于细纤维基质来说这是固有的。使用细纤维获得低密度，同时保持容量以制造具有较大空隙结构的介质，这是期望的。对于过滤应用，这意味着较粗的微米额定值，从而允许过滤较宽范围的颗粒，而不会过滤器早期堵塞。这要求细纤维网络以某种方式固定在更开放的结构中，从而避免细纤维天然包装的趋势，这固有地会形成更细的空隙结构。
尽管现有技术存在制造熔喷介质的方法，每种方法以及由该方法制造的产品在低介质密度下具有抗压强度的限制。因此，在本领域需要一种改进的成本节约的熔喷介质。还需要一种制造该介质的连续的方法和设备。
发明内容
一种熔喷细丝团包括基本上连续的熔喷聚合物细丝团，和横向穿过该团伸展的基本上连续的熔喷聚合物细丝。该团具有深度尺寸(或维度)，纵向尺寸(或维度)，和纬度尺寸(或维度)。该团包括多个层，多个层中的每层通常定向在纵向和纬度尺寸。横穿细丝通常定向在深度尺寸，并经过该团的一层或多层伸展。在一个实施例中，该团为筒形(或柱状)，且各层包括同心区域。在一个实施例中，该团的芯部区域具有一种直径的细丝；该团的中部区域具有比芯部区域的细丝大的直径；该团的外部区域具有比中部区域的细丝大的直径。在一个实施例中，横穿纤维是将团的一层或多层结合在一起的结合纤维。
深滤程滤筒(或深度过滤器筒)包括基本上连续的熔喷聚合物细丝团，和横向穿过该团伸展的基本上连续的熔喷聚合物细丝。该团具有深度尺寸，纵向尺寸，和纬度尺寸。该团包括多个层，多个层中的每层通常定向在纵向和纬度尺寸。横穿细丝通常定向在深度尺寸，并经过团的一层或多层伸展。在一个实施例中，该团为筒形，且各层包括同心区域。在一个实施例中，该团的芯部区域具有带有一种直径的细丝；该团的中部区域具有比芯部区域的细丝大的直径；该团的外部区域具有比中部区域的细丝大的直径。在一个实施例中，横穿纤维是将团的一层或多层结合在一起的结合纤维。
一种连续制造熔喷聚合物细丝团的方法包括制造第一组熔喷聚合物细丝，在收集装置上收集第一组聚合物细丝，以形成具有多个层的管状细丝团，并在该细丝团上施加第二组熔喷聚合物细丝。第一组通常沿一般平行于收集装置的轴线在线制造。第二组沉积在细丝团上，以便第二组细丝经过第一组细丝的一层或多层伸展并与之接合。该方法还包括沿收集装置推动细丝团，以形成不定长度的管状细丝团，它具有第一主表面，和第二主表面。在一个实施例中，第二组呈弧形运动施加。
图1是总体表示用于连续制造非织造深滤程滤芯的系统的示意图；图2表示用于连续制造本发明的深滤程滤芯的系统构造的示意图；图2A是图2的设备的收集装置的放大视图；图3是从图2A的线3-3看去本发明的深滤程滤芯的立视图；图4是通常表示用于连续制造非织造深滤程滤芯的系统的第二实施例的示意图；图5表示图4的实施例的系统构造的示意图；以及图6表示从图5的线6-6看去本发明的深滤程滤芯的第二实施例的立视图。
具体实施例方式
具有改进的结构强度的本发明的熔喷介质可用于不同形式的熔喷介质中，包括连续成形的筒式过滤器，连续成形的幅面料，结构复合幅面料，和预浸渍纤维加强垫。本发明的熔喷介质包括基本上连续的聚合物细丝团。该介质具有长度或纵向尺寸，宽度或纬度尺寸，和深度尺寸。熔喷介质的主要的细丝通常定向在长度(x向或纵向)和宽度(y向或纬度方向或在筒状团情况下为圆周方向)维度。本发明的一个改进的特点是该介质还包括在深度(z)维度基本上连续的聚合物细丝。允许设计成在x和y维度的主要的纤维和在z维度的独立的结合纤维同时成形，并为特定应用需求在介质特定区域进行工程设计。本发明还包括连续制造熔喷介质的方法。
熔喷介质的一个重要的实施例包括基本上连续的聚合物细丝的筒状团。筒状团具有纵向或x维度，圆周或y维度，和径向或z维度。筒状团的主要的细丝通常定向在纵向和圆周尺寸或x和y维度。细丝团还包括在径向或z维度遍及筒状团伸展的基本上连续的聚合物细丝。这些熔喷介质特别适用于制造细丝团，以便用于构造深滤程滤芯。例如在一种管状过滤器中，本发明的介质允许形成自支撑内芯区域，从而同时提供临界过滤区域。与如果相同量的结合细丝均匀地分布在整个介质中相比，通过在芯部区域和邻近芯部区域内设置较高百分比的结合细丝，过滤器设计制造成具有较高耐压强度和较低密度。本发明还包括连续制造细丝团的方法。
本发明的一种证实有用的用途是颗粒过滤，特别是用于包括由多个基本上连续的细丝构成的过滤器滤芯的深滤程滤筒，细丝被收集以形成通常管状深滤程滤筒。本发明还涉及制造这种滤筒的方法和系统。
为了获得低密度和刚性固定介质结构的独特的综合的好处，需要敷设两种或多种同时形成的熔喷介质。具有降低了纤维与纤维间结合的主要纤维的很细的基质用于形成低密度结构。第二来源的细丝在初始介质成形时同时且有意地布置在初始介质z维度上，以提供改进的纤维与纤维间结合，以及机械结构的互锁。因此，这些z细丝形成更刚性的多孔结构，该结构具有显著增大的机械强度。初始介质典型的形成基本上二维层，其纤维定向在x轴和y轴上，在层之间只有附带的结合。已经发现将结合的z细丝布置在初始介质纤维的成形层内，并贯穿两个或多个形成的初始介质层是有利的，这些结合z细丝相对于初始介质基本上定向在z轴。这允许同时连续的制造相对刚性的很细的熔喷介质，其中的纤维结构上锁定就位。
已经发现在初始介质成形时贯穿初始介质插入结合的z细丝是有利的，这样结合的z细丝贯穿初始介质的一个或多个区域伸展。还发现结合z细丝贯穿初始介质的各层伸展，从而从最终的初始介质的一个主表面横穿到另一个主表面是有利的。在本发明的所述一个实施例中，z细丝用作结合细丝，以制造具有改进的耐压缩的低密度初始介质。可以想象在初始介质成形时贯穿初始介质的一层或多层插入结合的z细丝可用来制造具有其它显著优点的介质。例如，z聚合物可具有显著不同的物理或化学特性，这可导致制造的复合介质显著的改进。工程设计这些z细丝的布置，复合和物理属性的能力很有用，并提供机会来探测介质结构，这在现有技术中是不可能的。
本发明的另一方面是在成形介质的一个或两个表面采用一个薄层的结合纤维，以提供加工好的多孔表面。结合纤维在表面上粘附到初始介质纤维上，从而消除介质表面上的松散纤维。发现的另一个显著优点是结合纤维粘附到初始表面纤维上，并与表面的结构一致。然后，结合纤维在冷却时收缩，这强化了生成表面的粗糙度。令人惊奇的发现生成的加工表面的表面积是未加工初始介质表面的表面积的约两倍。增加的表面积带来许多好处，特别适用于颗粒过滤应用。外壳的双倍表面积允许外壳具有较低的空隙率，同时不会导致过度的压降。而且，当使用过滤器时，一个颗粒滤饼收集在外壳表面上，还导致压降增加。高的表面积允许在导致该压降增加之前延长操作。而且，在滤筒实施例中，形成较硬的外壳避免了在制造滤筒后在支撑笼中封闭过滤器的必要。
本发明的一个优选的实施例是一种用于构造深滤程滤芯的改进的非织造细丝团，以及一种连续制造这种团的系统和方法。然而，应能理解还可实施其它实施例。例如，尽管在一个优选实施例中描述了一种筒状产品，本发明的教导适合扁平，片状，或平面产品。例如可通过在大的鼓上制造介质，然后沿其长度切割生成的筒状介质，以获得片材，来制造这种扁平产品。
图1通常表示用来连续制造不定长度的细丝团的的系统的一个实施例。然后，团可切成多个期望长度的单根细丝元件。类似的系统在授予Szczepanski等人的5340479号美国专利中公开，该专利的全部内容在此提出作为参考。系统10的图示实施例包括马达驱动螺旋型挤压机12，其具有来自一个来源(未示出)的热塑聚合材料。特殊的热塑聚合材料可以是能够制造用于制造本发明的深滤程滤芯的细丝的各种合成树脂材料中的任一种。尽管作为公知的聚合材料种类的聚丙烯是优选的，还可以使用聚酯，尼龙，聚氨酯和其它材料。
在挤压机12内，聚合材料加热到熔融状态，此时，它经计量并输送到加热输送管线14内。材料在管线14内保持或进一步加热，并最终引导至细丝成形装置，在一个实施例中，其成两个细丝输送系统16和18的形式。每个输送管线16和18制造一个或多个基本上连续的聚合物细丝，并沿预定路径向一个收集装置引导该细丝，这将在下面详细描述。
细丝输送系统16包括一个马达驱动齿轮型容积式计量泵20，该容量泵20从加热输送管线14接受熔融聚合材料，并将其泵送到加热器部件22。驱动计量泵20的马达24的速度，以及经过泵20计量材料的速率，由适当的控制器26电控制。
借助加热装置(未示出)独立加热的加热器部件22设有内部通道，该内部通道导向多个喷嘴27，28和29。加热装置以及加热器部件22内的聚合材料的温度由温度控制器30控制。每个喷嘴27，28和29包括一个孔口，孔口的尺寸可以根据需要选择，以帮助获得期望的细丝尺寸或直径。进给到每个喷嘴27，28和29的熔融材料成流状离开相应的孔口。
与每个喷嘴27，28和29相关的是减细机构31，32和33该减细机构包括多个气体喷嘴或空气喷嘴。流出减细机构31，32和33的气体的功能在于使流出喷嘴27，28和29的熔融材料流减细，以形成本领域公知形式的聚合物细丝。因此，减细机构31，32和33可以是本领域公知的任何设计，它在授予Lin的4173443号美国专利中描述，公开的该专利在此提出作为参考。
减细机构31与可选择的气体加热器34和供气源36相关联。供气源36借助管道38和适当的阀以及调节器向加热器34供气。借助温度控制器40，加热器34的温度升高或降低到期望的温度。然后，气体从加热器34经过管道42进给到减细机构31。减细机构31，32和33可以包含来自例如参考图1所述的共同的供气源的气体，或者替代地，独立控制的气体源可用于每个减细机构31，32和33。
除了细丝输送系统18最好包括一种装置，该装置以与系统16内使用的一个或多个喷嘴制造的细丝积极混合的方式输送细丝外，细丝输送系统18基本上与上述系统16类似。细丝输送系统18可包括一个或多个聚合物喷丝头。一个实施例采用一个喷嘴44，该喷嘴44包括减细装置54(如图2在后所示)的扫摆机构。特别是，系统18包括加热器部件46，独立驱动的容积式计量泵48和马达50。加热器部件46设有喷嘴44和温度控制器52。系统18还设有与喷嘴44相关联的减细机构54。压缩气体从供气源56借助管道58通到减细机构54。至于输送系统16，系统18中的每个减细装置与未示出的可选的气体加热器相关联。提供的独立的细丝输送系统16和18单独受到控制，且由每个系统16和18制造聚合物细丝。
输送系统16和18制造分立的实质上连续的聚合物细丝流，该细丝以喇叭形图形66，68，70和72分布，并分别从喷嘴27，28，29和44和减细机构31，32，33和54向细丝收集装置74引导。最好在相邻的细丝图形66，68和70内存在一些重叠，因此，每个图形的细丝与对应相邻的图形的细丝连接，从而产生整体的管状细丝团。细丝收集装置74包括中心的可旋转的收集装置76例如心轴或鼓，它从驱动马达78伸展。绕驱动轴81旋转的压辊部件80靠近心轴76布置并相互分隔开。
在操作期间，基本上连续的聚合物细丝流66，68和70成喇叭形图形导向旋转心轴76，并以本领域公知的方式在其上收集。尽管心轴76已图示，期望还可使用其它收集装置，例如大直径鼓。同时，往复或摆动流72沉积为基本上连续的细丝或纤维流，该细丝或纤维流跨过流66的远边82和流70的远边84之间的距离，并横穿细丝的各层，细丝的各层由流66，68和70敷设。旋转压辊80与积聚在旋转心轴76上的细丝接合。当足够的细丝堆积在心轴上76上时，压辊80强制非织造细丝团或纤维结构86在箭头88的方向上离开心轴76的轴向端部，以便制造不定长度的连续的细丝团86。细丝团86具有径向维度，纵向尺寸，和圆周尺寸。整个细丝收集装置74可以与授予Lin的4240864号美国专利所述的类似，该专利的全部内容在此提出作为参考。
为了更完整的理解本发明，参见图2，图2是图1所示设备的示意图。该设备构造成连续制造本发明的深滤程滤芯。如图2所示，采用四个细丝制造装置，每个装置包括一个喷嘴和一个减细机构，例如喷嘴27，28，29和44以及减细机构31，32，33和54。喷嘴27，28和29沿公共轴线90纵向对齐，该公共轴线90最好从平行于心轴76起偏离约0-15度。在一个优选实施例中，喷嘴27，28和29定位成分开约4英寸。每个喷嘴27，28和29分别包括限定了一个轴线92，94和96的孔口，即最好垂直于轴线90，并从垂直于心轴76偏离约0-15度。轴线93，94和96通常对应于离开相应的喷嘴开口的熔融聚合物流体轴线。在一个优选的实施例中，喷嘴27，28和29定位在距离心轴76约35-40英寸，最好以约400RPM的速率旋转。该朝向导致导向心轴76的喇叭形细丝图形66，68和70。
细丝图形(或图案)66，68和70包括具有小于约1微米至约100微米之间的直径的聚合物细丝。在一个优选的实施例中，细丝图形66包括最小直径的细丝；细丝图形68包括中间直径的细丝；和细丝图形70包括最大直径的细丝。作为一个非限制性的实例，通过在深度过滤器中穿过一个孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴以每小时约11磅的速率挤压聚丙烯，该聚丙烯加热到约325℃至约400℃之间的温度，同时，离开喷口的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约13标准立方英尺的速度经过外界大气，这样，制造细丝图形66，68和70的聚合物细丝。可以理解本领域的普通技术人员很容易确定其它适当的参数组合。应认识到操作参数可以在细丝图形66，68和70之间变化，以制造不同密度和纤维尺寸的区域。
相对的细丝图形66，68和70，喷嘴44和减细机构54制造细丝图形72。如图2A最佳所示，细丝图形72包括在往复横向图形中移动的图形72A，最好覆盖初始图形边缘82和84之间的距离。作为替换，细丝图形72覆盖小于边缘82和84之间的距离。细丝图形72最好从位于压辊80之上或之下的位置的一个或多个喷嘴44开始，以便图形72从喷嘴44移动到心轴，并无需直接喷射到压辊80上而位于成形的细丝团86上。
减细机构54最好包括伺服驱动扫摆机构98(见图2)，它允许减细机构54扫摆一个角度，以便细丝图形72A(见图2A)沿细丝团86的纵向尺寸在纤维图形66，68和70间来回横移。当图形72A横过纤维图形66，68和70时，它横跨整个沉积图形沉积成基本上连续的聚合物细丝，并在初始图形边缘82和84之间伸展。在形成的细丝团86中，沿边缘82沉积的细丝图形66的纤维形成第一主表面97(图3所示)，沿边缘84沉积的细丝图形70的纤维将形成第二主表面99(图3所示)。在另一个实施例中，喷嘴44可往复摆动，以便扫摆结合的细丝图形72。
在图2所示的优选实施例中，扫摆机构98包括伺服驱动马达，它具有凸轮和随动机构。其它适当的装置，例如AC/DC驱动机构曲柄和推杆机构，例如，这也是可接受的。在一个优选的实施例中，扫摆机构98以每分钟约950次摆动的频率运行。如所示，喷嘴44的减细机构54定向为制造气流，这导致喇叭形细丝图形72导向心轴76。
在一个优选的实施例中，喷嘴44定位在距离心轴76约18-22英寸。由于喷嘴44定位在比喷嘴27，28和29更靠近心轴76，细丝图形72的纤维在与细丝团86接触之前具有很少的时间冷却，因此，比细丝图形66，68和70的纤维更热，且更具粘性。最好，细丝图形72的纤维当与细丝图形66，68和70的纤维接触时相对成液体。由于皮肤或外壳没有完全在细丝图形72的纤维上形成，它在接触时瞬间与细丝图形66，68和70的纤维粘合。然而，要求细丝图形72的纤维部分减细或冷却，以避免细丝图形66，68和70的纤维融化。
在一个替代实施例中，胜过使喷嘴44定位成比喷嘴27，28和29更靠近心轴76，减细机构54壳使用比减细机构31，32和33更少的空气或更热的空气。这种布置还导致细丝图形72的纤维比细丝图形66，68和70的纤维更热和更具粘性。本领域公知的其它替代的工艺可用来传输细丝图形72的纤维。例如，可以想象细丝图形72的纤维比细丝图形66，68和70的纤维更冷，以便带来机械优点而不是在上述实施例中所教导的热结合。
细丝图形72包括具有小于约1微米至约100微米之间的直径的聚合物细丝。作为一个非限制性的实例，通过在本发明的深度过滤器中穿过一个孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴以每小时约8磅的速率挤压聚丙烯，该聚丙烯加热到约325℃至约400℃之间的温度，同时，离开喷口的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约7标准立方英尺的速度经过外界大气，这样，制造细丝图形72的聚合物细丝。可以理解本领域的普通技术人员很容易确定其它适当的参数组合。
如图2A更完整所示，图2A是图2的收集装置的放大视图，在心轴76上制造积聚的细丝团86。细丝图形72包括往复锥形细丝图形72A，该图形72A在图形边缘82和84之间扫摆，以制造总体更宽的锥形图形72。在一个优选实施例中，压辊80相对于心轴76成一个角度定向，辊缘100与心轴76接触。作为一个非限定性的实例，压辊80的外表面102相对于心轴76成角地移动约3°。在一个实施例中，辊缘100接触靠近细丝图形66的边缘82的心轴76。由于压辊80的倾斜布置，在收集细丝团86中的细丝的压缩沿压辊80的长度变化。这导致在径向维度细丝团具有改变的密度梯度，细丝图形66的细丝密度通常大于细丝团的细丝密度，该细丝团包括细丝图形68和70。
来自细丝图形66，68和70的纤维通常形成材料的二维垫或层，该材料的二维垫或层在心轴76上连续成形，以生产由许多层纤维组成的细丝团86。这些纤维描述成铺设在X-Y平面内，或在纵向和圆周或纬度尺寸。当形成纤维时，层置于层上，他们制成径向或深度尺寸。细丝图形72A的扫摆运动，与心轴76的旋转结合，导致纤维离开喷嘴44与团86形成整体，并构成“z”方向纤维，它经过细丝图形66，68和70构成的区域径向伸展。
图3表示从图2A的线3-3看去细丝团86的立视图。细丝团86包括第一主表面97，第二主表面99，和同心过滤区域104，106和108，细丝110在径向提供附加的细丝团强度。细丝110用作纤维结构加强元件。细丝110经过整个细丝团86伸展，并在径向、纵向和圆周尺寸伸展。
通常，细丝区域104由细丝图形66制造；细丝区域106由细丝图形68制造；细丝区域108由细丝图形70制造；细丝区域110由细丝图形72制造。细丝区域104，106和108最好呈现不同的物理特性。例如，过滤区域104可包括较小直径的细丝；过滤区域106可包括中间直径的细丝；过滤区域108可包括较大直径的细丝。细丝区域104，106和108最好具有直径尺寸范围从小于约1微米至约100微米的细丝。细丝110和172可以具有等于，大于或小于过滤区域104，106和108的细丝的平均直径的直径。在一些实施例中，过滤区域104可具有较高密度的细丝；过滤区域106可具有中间密度的细丝，过滤区域108可具有较低密度的细丝。在另一个实施例中，过滤区域104，106和108密度可具有其它变化。
在一个实施例中，通常在每个团104，106和108内缺乏纤维与纤维间的结合。通过“z”向纤维110和纤维区域104，106和108之间的结合，实现细丝团86内的初始结合。介质的选定的区域制成刚性很大，以提供还承载生成的机械荷载的过滤层，从而消除在给定的过滤器装置内对单独的结构元件的需求。
对于一个实施例，图3表示“z”纤维的近似朝向，在心轴76的一次旋转(图2A所示)期间，敷设“z”纤维。在该实施例中，在“z”纤维的伺服驱动扫摆的移动速率与心轴76的旋转速率之间的关系似得“z”纤维110以连续方式从芯部区域或底部区域104至外壳或顶部区域108布置，并在形成团86期间，在旋转约120度或以下期间，返回到团86的芯部区域104。下面描述在心轴76的一次旋转中“z”纤维110的路径。当细丝图形72A靠近图形边缘82时，“z”纤维110布置在靠近芯部区域104的芯部的细丝团86上。当细丝图形72A向图形边缘84扫摆，“z”纤维110横过区域104，106和108布置，直到它到达外壳区域108外侧。心轴76旋转，同时细丝图形72A扫摆，因此，“z”纤维110也在圆周方向围绕过滤器团86移动。这样，“z”纤维110径向、纵向和圆周经过过滤器团86运行。在团86为平面而非圆周的情况下，“z”纤维110可以描述成在团86的长度，宽度和厚度维度伸展。
过滤器团86仅在心轴76多次旋转后堆积而成，这样，过滤器团86包括“z”纤维110的幅面料，该“z”纤维110用来在整个三维方向将来自区域104，106和108的纤维固定在一起，从而给细丝团86赋予强度，并提供抗张支撑。由于团86的纤维在三个方向上固定就位，细纤维的弯矩最小化，从而使脏物释放最少并在增加的压降下成沟。当在低密度介质中使用这种细纤维时，这种不理想的脏物释放和成沟却是期望的。
在一个实施例中，区域104，106和108的纤维包括过滤器团86的纤维的约75-95％，“z”纤维110包括过滤器团86的纤维的约5-25％；更好的是，区域104，106和108的纤维包括过滤器团86的纤维的约80-90％，“z”纤维110包括过滤器团86的纤维的约10-20％；最好，区域104，106和108的纤维包括过滤器团86的纤维的约85％，“z”纤维110包括过滤器团86的纤维的约15％。在一个优选的实施例中，扫摆机构98可调节，以控制沉积在每个区域104，106和108内的“z”纤维110的量。在一个实施例中，较高百分比的“z”纤维110在芯部区域104内比在区域106和108内沉积的多。这可通过减慢芯部区域104内的机构98的扫摆来实现。例如，“z”纤维110可在芯部区域104内构成总纤维的约25％，和外壳区域108的约3％。该构造给过滤器团86的芯部区域提供附加的强度，该强度需要以保持过滤器使用时的抗压扁性。
区域104，106和108的纤维可包括不同的材料，它可以是不同尺寸，或者可以具有不同的性能。例如，在每个区域内的纤维的直径可从芯部区域104至外壳区域108逐渐增大。每个区域还可呈现与每个相邻的区域不同的密度。例如，区域的密度可从芯部区域104至外壳区域108逐渐降低。对于本领域的普通技术人员来说，其它替代也是显然的。
通过将纤维固定在一个开口的支撑结构上，细丝团86的独特构造允许高空隙体积，且不会牺牲强度。这样，本发明的细丝团86显示比现有技术的介质显著大的机械强度与重量比。细丝团86可以形成期望的任意厚度。在一个实施例中，细丝团86具有约1.15英寸的内径，和约2.5英寸的外径。在一个实施例中，细丝团86具有每十英寸部段约95克或更小的团，和至少约40psi的压碎强度。高空隙体积导致细丝团86具有较大的脏物存留容量，较长的元件寿命，和较低的压降。而且，与传统的纤维相比，它允许细丝团86制造的更快，和所用材料更少。在一个优选的实施例中，细丝团86的十英寸部段可在约15秒内制造，并在20微米具有90％的保留率。
图4是通常表示用于连续制造非织造深滤程滤芯的系统的第二实施例的示意图。图4与图1类似，但还包括细丝输送系统114，喷嘴116，减细机构118，喇叭形图形120，和壳成形细丝输送系统122。附加的喷嘴116，减细机构118，和喇叭形图形120与上述喷嘴27，28和29；减细机构31，32和33；和喇叭形图形66，68和70类似。尽管图示了细丝输送系统16的四个这样的喷嘴，减细机构，和喇叭形图形，可以想象它们可使用更多或更少。在一个实施例，喷嘴27，28，29和116定位在距离心轴76约35英寸至约40英寸。
除了细丝输送系统114最好包括用于输送细丝的装置外，细丝输送系统114基本上与上述系统16类似，输送细丝的装置以与系统16内使用的一个或多个喷嘴制造的细丝混合的方式输送细丝。细丝输送系统114可包括一个或多个聚合物挤丝头。一个实施例中采用具有减细装置126的一个喷嘴124，它定位成相对于心轴76成锐角，，以便输送成椭圆图形与细丝团127接触的细丝图形或细丝流128，该椭圆图形与细丝图形66，68，70和120和细丝输送系统18混合。
系统114包括加热器部件130，独立驱动的容积式计量泵132和马达134。加热器部件130设有喷嘴124和温度控制器136。系统114还设有与喷嘴124相关联的减细机构126。压缩气体从供气源138借助管道140通到减细机构126。至于输送系统16，减细装置126与未示出的可选的气体加热器相关联。尽管每个细丝输送系统18和114在径向或z维度制造横穿细丝团127的细丝，提供的独立的细丝输送系统18和114单独受到控制，且由每个系统18和114制造聚合物细丝。在一个实施例中，细丝输送系统114的材料源是借助输送管线14的挤压机12；在另一个实施例中，系统114的材料源独立以提供替代细丝输送系统16，18和122中使用的材料。
输送系统114制造离散的实质上连续的聚合物细丝流，该细丝以喇叭形图形128分布，并从喷嘴124和减细机构126向细丝收集装置74引导。在操作期间，细丝流128成喇叭形图形向旋转心轴76引导。在一个实施例中，细丝图形128跨过流66的远边82和流120的远边142之间的距离。在一个替代的实施例中，细丝图形128未跨过远边82和142之间的距离，但却覆盖了细丝团127的成形层的重要部分，例如细丝图形128覆盖的距离大于每个初始细丝流66，68，70和120分别覆盖的距离。最好，细丝图形128覆盖的距离大于两个或多个相邻的初始细丝流66，68，70和120覆盖的距离。在一个实施例中，喷嘴124布置成距离心轴76约10-13英寸。在一个实施例中，喷嘴124布置成相对于心轴76成约10度至约20度的锐角，最好相对于心轴76成约15度。
除了壳成形细丝输送系统122最好构造并定位成在细丝团127的外部柱状表面上的相对平滑的外壳区域112(见图6)外，壳成形细丝输送系统122基本上与上述系统16类似。壳成形细丝输送系统122最好使用相对于细丝输送系统16的不同的定位，聚合物生产率，和空气减细设定值。与系统16相比，喷嘴144最好布置成靠近心轴76，并使用较低的聚合物生产率；另外，减细机构146很少使用空气减细。与系统16类似，壳成形细丝输送系统122包括加热器部件148，计量泵150，马达152，温度控制器154，供气源156，和管道158。
作为一个非限定性实例，通过在深度过滤器中穿过一个孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴144以每小时约1磅的速率挤压聚丙烯，该聚丙烯加热到约270℃至约325℃之间的温度，同时，离开喷口的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约1.5标准立方英尺的速度经过外界大气，这样，制造细丝图形162的聚合物细丝。在一个实施例中，喷嘴144布置成距离心轴76约3-6英寸。可以理解本领域的普通技术人员很容易确定其它适当的参数组合。
喷嘴144最好布置成使得这样形成的细丝沉积在由细丝图形120形成的外部区域170上(如图6所示)。该构造形成很浅的区域或外壳112，并具有显著的纤维与纤维结合，包括外壳112的纤维和外部区域170的纤维之间的部分结合。外壳112的纤维与纤维间的结合实质上消除了在最终的细丝团127的表面99上的松散纤维的存在，并显著增加了生成表面99的表面积。
图5是表示图4的实施例的系统构造的示意图。如图5中的一个实施例所示，细丝输送系统16包括四个细丝制造装置，每个装置包括一个喷嘴和一个减细机构，例如喷嘴27，28，29和116以及减细机构31，32，33和118。喷嘴27，28，29和116沿公共轴线90纵向对齐，该公共轴线90最好从平行于心轴76起偏离约0-15度。在一个优选实施例中，喷嘴27，28，29和116定位成分开约4英寸。每个喷嘴27，28，29和116分别包括限定了一个轴线92，94，96和160的孔口，即最好垂直于轴90，并从垂直于心轴76偏离约0-15度。轴93，94，96和160通常对应于离开相应的喷嘴开口的熔融聚合物流体轴。在一个优选的实施例中，喷嘴27，28，29和116定位在距离心轴76约40英寸，最好以约400RPM的速率旋转。该朝向导致导向心轴76的喇叭形细丝图形66，68，70和120。
细丝图形66，68，70和120包括具有小于约1微米至约100微米之间的直径的聚合物细丝。在一个优选的实施例中，细丝图形66包括最小直径的细丝；细丝图形68包括中间直径的细丝；细丝图形70包括较大直径的细丝，细丝图形120包括最大直径的细丝。作为一个非限制性的实例，通过在深度过滤器中穿过一个孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴以每小时约11磅的速率挤压聚丙烯，该聚丙烯加热到约325℃至约400℃之间的温度，同时，离开喷口的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约13标准立方英尺的速度经过外界大气，这样，制造细丝图形66，68，70和120的聚合物细丝。可以理解本领域的普通技术人员很容易确定其它适当的参数组合。应认识到操作参数可以在细丝图形66，68，70和120之间变化，以制造不同密度和纤维维度的区域。
细丝图形72包括成往复横向图形移动，最好覆盖初始图形边缘82和142之间的距离的图形72A。作为替代，细丝图形72覆盖小于边缘82和142之间的距离。替代机构54最好包括伺服驱动扫摆机构98，它允许减细机构54扫摆一个角度，以便细丝图形72沿细丝团127的纵向尺寸在纤维图形66，68，70和120间来回横移。当图形72A横过纤维图形66，68，70和120时，它横跨整个沉积图形沉积成基本上连续的聚合物细丝，并在初始图形边缘82和142之间伸展。在形成的细丝团127中，沿边缘82沉积的细丝图形66的纤维形成第一主表面97(图6所示)，沿边缘84沉积的细丝图形70的纤维将形成第二主表面99(图6所示)。在另一个实施例中，喷嘴44可往复摆动，以便扫摆结合的细丝图形72。
来自细丝图形66，68，70和120的纤维通常形成材料的二维垫或层，该材料的二维垫或层在心轴76上连续成形，以生产由许多层纤维组成的细丝团127。这些纤维描述成铺设在X-Y平面内，或在纵向和圆周或纬度尺寸。当形成纤维时，层置于层上，他们制成径向或深度尺寸。细丝图形72A的扫摆运动，与心轴76的旋转结合，导致纤维离开喷嘴44与团127形成整体，并构成“z”方向纤维，它经过细丝图形66，68，70和120构成的区域径向伸展。
在图5所示的实施例中，细丝图形128最好由喷嘴124和减细机构126同时制成，该喷嘴和减细机构定位成距离心轴76约13英寸，在一个实施例中，喷嘴124和减细机构126最好为静止的或固定的，因为细丝图形128不象细丝图形72A一样摆动或往复。在一个替代的实施例中，图形128摆动或往复。图形128的细丝最好与横过细丝图形66，68，70和120的图形72的细丝混合。在一个实施例中，这通过相对于心轴76成一个锐角引入细丝图形或流128来实现，从而导致细丝图形128的相当椭圆横截面与旋转的形成的细丝团127接触。
如图5所示，扫摆细丝流72A截取细丝流128，有助于将细丝流128固定在形成的细丝团127上。而且，喷嘴144和减细机构146最好将壳成形细丝图形162引导至细丝团127的一部分上，该细丝团127基本上到达其最终的圆周上。
图6图示了从图5的线6-6看去本发明的深滤程滤芯的第二实施例的立视图。细丝团127包括第一主表面97，第二主表面99，和同心过滤区域164，166，168，和170，细丝110和172在径向提供附加的细丝团强度。细丝110和172用作纤维结构127的加强元件。细丝110和172经过细丝团127伸展，并在径向、纵向和圆周尺寸伸展。
通常，细丝区域164由细丝图形66制造；细丝区域166由细丝图形68制造；细丝区域168由细丝图形70制造；细丝区域170由细丝图形120制造，细丝110由细丝图形72制造，细丝172由细丝图形128制造。细丝区域164，166，168和170最好呈现不同的物理特性。例如，过滤区域164可包括较小直径的细丝；过滤区域166和168可包括中间直径的细丝；过滤区域170可包括较大直径的细丝。细丝区域164，166，168和170最好具有直径尺寸范围从小于约1微米至约100微米的细丝。在另一个实施例中，例如，过滤区域164可具有较高密度的细丝；过滤区域166和168可具有中间密度的细丝，过滤区域170可具有较低密度的细丝。
在一个实施例中，通常在分别由细丝图形66，68，70和120制造的每个团164，166，168和170内缺乏纤维与纤维间的结合。通过“z”向纤维110和172与区域164，166，168和170的细丝之间的结合，实现细丝团127内的初始结合。介质的选定的区域制成刚性很大，以提供还承载生成的机械荷载的过滤层，从而消除在给定的过滤器装置内对单独的结构元件的需求。
如上面图3所述来制造纤维110。纤维172如下形成当细丝图形128的细丝流靠近图形边缘82时，“z”纤维172布置在靠近表面97区域的细丝团127上。当细丝图形128的细丝流向图形边缘142扩张时，“z”纤维172布置成横贯区域164，166，168和170，直到它达到外部区域170的外侧。心轴76旋转，同时细丝图形128喷射，以便“z”纤维172也在圆周方向围绕过滤器团127移动。这样“z”纤维径向，纵向和圆周方向经过过滤器团127。在团127为平面而不是柱形，胶合纤维17可描述为在团127的长度，宽度和厚度维度伸展。
在一个优选实施例中，细丝图形128定位成使得与纤维团127接触的椭圆形横截面部分横过一个或多个区域164，166，168和170；然而，细丝图形128不需要横过所有的区域164，166，168和170。细丝图形128的椭圆形横截面产生朝向的纵向分量。设置有细丝流128的形成的纤维团127具有锥形，这产生朝向的径向分量。心轴26旋转，以提供具有围绕过滤器团127的朝向的圆周分量的细丝172。这样，“z”纤维172在整个过滤器团127上径向，纵向和圆周方向分布。尽管图示了一个喷嘴124以制造细丝172，可以想象还可使用具有其它位置和构造的不同数量的喷嘴。
在一个实施例中，区域164，166，168和170的纤维包括过滤器团127的纤维的约75-95％，“z“纤维110和172包括过滤器团127的纤维的约5-25％；更好的是，区域164，166，168和170的纤维包括过滤器团127的纤维的约80-90％，“z”纤维110和172包括过滤器团127的纤维的约10-20％；最好，区域164，166，168和170的纤维包括过滤器团127的纤维的约85％，“z”纤维110和172包括过滤器团127的纤维的约15％。
本发明的新的和不期望的性能是不显著增加介质的密度即可制造增强的整体滤芯。在熔喷工艺过程中，这通过在区域164，166，168和170的初始过滤纤维上沉积结合纤维110和172来实现。结合纤维110和172的附加的热能允许高度无定形聚丙烯初始过滤纤维显著增加结晶度，这将增强介质。
区域164，166，168和170的纤维可包括不同的材料，它可以是不同尺寸，或者可以具有不同的性能。例如，在每个区域内的纤维的直径可从芯部区域164至外部区域170逐渐增大。每个区域还可呈现与每个相邻的区域不同的密度。例如，区域的密度可从芯部区域164至外部区域170逐渐降低。而且，在一个实施例中，与区域162，166，168和170的初始纤维相比，一个或两个“z”纤维110和172具有不同的材料性能。例如，纤维110和/或172可以是反应催化剂或毒素的吸收剂或吸收材料，病毒，蛋白质，有机物，或重金属。在一个优选的实施例中，结构加强纤维或吸收110和172的直径与区域164，166，168和170的初始过滤纤维的直径可比较，因此，纤维110和172不仅有助于吸收团127的强度，还有助于其过滤性能。对于本领域的普通技术人员来说，其它替代也是显然的。
以这里所述的方式形成的深滤程滤芯证明具有极佳的颗粒过滤和流体通过能力。例如，与类似的额定过滤器(例如在去除20微米颗粒时90％有效性)相比，本发明的深度过滤器证明具有约两倍的寿命和脏物存储能力。而且，本发明的深滤程滤芯允许流体通过量经过过滤器在流体压力下降低的程度最小。
过滤器性能取决于许多因素的结合，包括下面因素过滤器能够去除的污物的大小(效率)，在堵塞前过滤器能够容纳的污物量(脏物存储能力)，和在整个寿命期间或在可变的操作条件下过滤器功能的可靠性。
对于任何给定的过滤器，脏物存储能力(DHC)，和过滤器效率通常负相关。颗粒团随管半径而变化，因此，仅捕获较大颗粒并让小颗粒通过的低效率过滤器在堵塞前可获得更大重量。
对于本领域的普通技术人员来说，显然DHC和滤筒重量通常也是负相关。通过取出滤筒中的材料，从而留下更多空间(空隙体积)，空间内可聚集捕获的污物，这样，可实现固定容积滤筒的重量降低。显然从滤筒取出材料，其它全部的变量保持恒定，这使滤筒更弱(低过滤器耐压强度)。
过滤器耐压强度是用来精确测量过滤器滤筒的可靠性的典型量度。如果过滤器太软，在整个使用寿命期内或在可变操作条件下，其功能将不会可靠。对于熔喷领域的普通技术人员来说，显然通过改变纤维直径，以及其它处理参数，可处理在固定的过滤器重量下的过滤器耐压强度，通常，较大的纤维制造较高的耐压强度。将过滤器构造改变为较大直径通常会使孔尺寸在一定程度上增加，从而导致较低的存留效率。
为了过滤器对比，考虑到这些主要的过滤器性能和构造变化，提出Madsen性能比(M)。
M比率＝(DHC×耐压强度)/(μm@90％×过滤器重量)●DHC以克计●耐压强度为没平方英寸磅数(psi)●μm@90％指过滤器在90％效率下生产的颗粒尺寸(μm)●过滤器重量(未使用的过滤器)以克计较高的比率值指过滤器中材料的利用较佳，这意味着与具有较低比率值的过滤器相比，过滤器具有较好的强度平衡，污物存储能力，和去除效率尽管所述的优选实施例和方法很特殊，预期在不超出本发明的实质的前提下，本发明可作不同的修改。因此，期望本发明的范围由附后的权利要求书而不是由图示的实施例的说明来限定。例如，预期本发明的教导可以适合平坦或片式过滤器和其它构造的产品。另外，本发明还可以利用“z”纤维172而不是“z”纤维110实施，反之依然。利用“z”细丝输送系统18和114的一个优点是多个来源的系统给操作者提供更大的控制度。另外，尽管图示了每种类型的细丝输送系统16，18，114和122中的一种，预期还可以使用一种或多种类型的多系统。
而且，预期来自不同输送系统的细丝的角色可以更换。例如，在一个实施例中，初始过滤细丝由系统16制造，结合或结构增强细丝由系统18和14制造。在另一个实施例中，初始过滤细丝由一个或两个系统18和114制造，结合或结构增强细丝由系统16制造。操作参数和条件由本领域的普通技术人员使用，以获得期望的团中的细丝的结合。
实例1将本发明的过滤器与标准的过滤器对比，对于10微米颗粒大小(A.C.细试验用粉剂)的过滤器来说，得出下列结果
在全部三个实例中，标准产品由本发明背景技术部分中讨论的任意现有技术的方法制造。对比产品由与本发明相同的方法制造，但没有z细丝110和172。这通过切断泵送到喷嘴44和124的材料来实现。另外，允许用更多时间来形成对比滤筒，以便补偿材料降低的输入，并与采用z细丝110和172的本发明的产品相比允许其达到可比较的重量。下面描述了形成本发明和对比筒状滤筒的其它操作条件。
在本实例中，本发明的过滤器比标准过滤器更轻，约两倍长，并具有标准过滤器的DHC的约两倍。然而，它具有较低的耐压强度。采用上述公式，M本发明比率＝4.2和M标准比率＝2.0。这样，本发明的对比产品比标准产品实施更好。对比产品仅对耐压强度做试验。在与本发明产品可比较的重量下，对比产品呈现本发明产品的耐压强度的不到一半。
在该实例中，本发明的过滤器利用初始纤维细丝图形66，68，70和120制造，该初始纤维细丝图形66，68，70和120通过以每小时约9.5磅的速率经孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴27，28，29和116挤压聚丙烯来制造，该聚丙烯加热到约360℃至约400℃之间。细丝流66和68加热到约400℃，细丝流70和120加热到约360℃。对于减细机构31，32，33和118，离开喷嘴27，28，29和116的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约10.5至约15立方英尺的流速经过外界大气。减细机构31在喷嘴27处的流速为约每分钟15立方英尺，减细机构32，33和118在喷嘴116处的流速逐渐降低至减细机构118的约每分钟10.5立方英尺的流速。喷嘴27，28，29和116定位在距离心轴76约35和约37英寸之间。
通过以每小时约5.5磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴124挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形128，该聚丙烯加热到约370℃。对于减细机构126，离开喷口124的聚合物流在温度约25℃以每分钟约9立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴124定位在距离心轴76约13英寸。
通过以每小时约5.5磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴44挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形72A，该聚丙烯加热到约370℃。对于减细机构54，离开喷口44的聚合物流在温度约25℃以每分钟约7立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴44定位在距离心轴76约21英寸。
通过以每小时约1.0磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴144挤压聚丙烯来制造壳成形纤维细丝图形162，该聚丙烯加热到约280℃。对于减细机构146，离开喷口144的聚合物流在温度约25℃以每分钟约1.25立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴144定位在距离心轴76约3.5英寸。
实例2将本发明的过滤器与标准的过滤器对比，对于20微米颗粒大小(A.C.粗试验用粉剂)的过滤器来说，得出下列结果
在本实例中，本发明的过滤器比标准过滤器更轻，约两倍长，并具有标准过滤器的DHC的约两倍。然而，它具有较低的耐压强度。采用上述公式，M本发明比率＝4.1和M标准比率＝2.0。这样，本发明的对比产品比标准产品实施更好。对比产品仅对耐压强度做试验。在与本发明产品可比较的重量下，对比产品呈现本发明产品的耐压强度的不到一半。
在该实例中，本发明的过滤器利用初始纤维细丝图形66，68，70和120制造，该初始纤维细丝图形66，68，70和120通过以每小时约10至11磅之间的速率经孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴27，28，29和116挤压聚丙烯来制造，该聚丙烯加热到约370℃。喷嘴27和28具有约每小时10磅的流速，喷嘴29和116具有每小时约11磅的较大的流速。对于减细机构31，32，33和118，离开喷嘴27，28，29和116的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约10.5至约15立方英尺的流速经过外界大气。减细机构31在喷嘴27处的流速为约每分钟15立方英尺，减细机构32，33和118在喷嘴116处的流速逐渐降低至减细机构118的约每分钟10.5立方英尺的流速。喷嘴27，28，29和116定位在距离心轴76约38和约40英寸之间。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴124挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形128，该聚丙烯加热到约370℃。对于减细机构126，离开喷口124的聚合物流在温度约25℃以每分钟约12立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴124定位在距离心轴76约13英寸。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴44挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形72A，该聚丙烯加热到约370℃。对于减细机构54，离开喷口44的聚合物流在温度约25℃以每分钟约11立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴44定位在距离心轴76约22英寸。
通过以每小时约1.1磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴144挤压聚丙烯来制造壳成形纤维细丝图形162，该聚丙烯加热到约290℃。对于减细机构146，离开喷口144的聚合物流在温度约25℃以每分钟约1.75立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴144定位在距离心轴76约3.5英寸。
实例3将本发明的过滤器与标准的过滤器对比，对于30微米颗粒大小(A.C.粗试验用粉剂)的过滤器来说，得出下列结果
在本实例中，本发明的过滤器比标准过滤器更轻，约两倍长，并具有很大的DHC，还具有可比较的耐压强度。采用上述公式，M本发明比率＝2.7和M标准比率＝1.3。这样，本发明的对比产品比标准产品实施更好。对比产品仅对耐压强度做试验。在与本发明产品可比较的重量下，与本发明产品的耐压强度相比，对比产品呈现显著低的耐压强度。
在该实例中，本发明的过滤器利用初始纤维细丝图形66，68，70和120制造，该初始纤维细丝图形66，68，70和120通过以每小时约10至11磅之间的速率经孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴27，28，29和116挤压聚丙烯来制造，该聚丙烯加热到约360℃。喷嘴27和28具有约每小时10磅的流速，喷嘴29和116具有每小时约11磅的较大的流速。对于减细机构31，32，33和118，离开喷嘴27，28，29和116的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约10.5至约15立方英尺的流速经过外界大气。减细机构31在喷嘴27处的流速为约每分钟15立方英尺，减细机构32，33和118在喷嘴116处的流速逐渐降低至减细机构118的约每分钟10.5立方英尺的流速。喷嘴27，28，29和116定位在距离心轴76约38和约40英寸之间。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴124挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形128，该聚丙烯加热到约360℃。对于减细机构126，离开喷口124的聚合物流在温度约25℃以每分钟约12立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴124定位在距离心轴76约13英寸。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴44挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形72A，该聚丙烯加热到约360℃。对于减细机构54，离开喷口44的聚合物流在温度约25℃以每分钟约11立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴44定位在距离心轴76约22英寸。
通过以每小时约1.1磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴144挤压聚丙烯来制造壳成形纤维细丝图形162，该聚丙烯加热到约280℃。对于减细机构146，离开喷口144的聚合物流在温度约25℃以每分钟约1.75立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴144定位在距离心轴76约3.5英寸。
权利要求
1.一种非织造熔喷细丝介质，该细丝介质包括熔喷聚合物细丝团，该细丝团具有深度尺寸，纵向尺寸，和纬度尺寸；该团的细丝通常定向在纵向和纬度尺寸；和穿过该团伸展的并通常定向在深度尺寸的穿越熔喷聚合物细丝。
2.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，其中穿越细丝的直径约等于该团的细丝的平均直径。
3.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，穿越细丝的直径大于该团的细丝的平均直径。
4.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，穿越细丝的直径小于该团的细丝的平均直径。
5.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域包括与每个相邻区域尺寸不同的细丝。
6.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，与每个相邻区域相比，每个区域中穿越细丝量与一个区域的全部细丝量之比是不同的。
7.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域的密度与每个相邻区域的密度不同。
8.如权利要求5所述的细丝介质，其特征在于，该团包括聚合物细丝的第一区域；邻近第一区域的第二区域，第二区域包括聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第一区域的细丝大的直径；和邻近第二区域的第三区域，第三区域包括聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第二区域的细丝大的直径。
9.如权利要求8所述的细丝介质，其特征在于，在第一区域内的穿越细丝量与一个区域内的所有细丝量之比要比在第三区域内的高。
10.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团是筒状的，并包括多个同心区域，每个区域具有与每个相邻区域不同的密度。
11.如权利要求10所述的细丝介质，其特征在于，该筒状团包括聚合物细丝的芯部区域；围绕芯部区域的聚合物细丝的中间区域，该中间区域通常比芯部区域的密度低；和围绕中间区域的聚合物细丝的外部区域，该外部区域通常比中间区域的密度低。
12.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该团的各层的聚合物细丝呈现最小的细丝与细丝间的结合。
13.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝将该团的细丝结合在一起，穿越细丝经过该团伸展。
14.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝使该团的细丝结构上互锁，穿越细丝经过该团伸展。
15.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝使该团的细丝结晶化，穿越细丝经过该团伸展。
16.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝由与该团的细丝不同的聚合物制成。
17.如权利要求16所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝包括吸收材料。
18.如权利要求16所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝包括吸收材料。
19.如权利要求16所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝包括催化剂。
20.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于该团包括基本上连续的熔喷聚合物细丝团，该团的细丝包括多个层，多个层中的每层通常定向在纵向和纬度尺寸；和横穿元件包括基本上连续的熔喷聚合物细丝，穿越细丝经过该团的至少一层伸展。
21.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，穿越细丝的直径约等于该团的细丝的平均直径。
22.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，穿越细丝的直径大于该团的细丝的平均直径。
23.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，穿越细丝的直径小于该团的细丝的平均直径。
24.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域包括与每个相邻区域尺寸不同的细丝。
25.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，与每个相邻区域相比，每个区域中穿越细丝量与一个区域的全部细丝量之比是不同的。
26.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域的密度与每个相邻区域的密度不同。
27.如权利要求24所述的细丝介质，其特征在于，该团包括基本上连续的聚合物细丝的第一区域；邻近第一区域的第二区域，第二区域包括基本上连续的聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第一区域的细丝大的直径；和邻近第二区域的第三区域，第三区域包括基本上连续的聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第二区域的细丝大的直径。
28.如权利要求27所述的细丝介质，其特征在于，在第一区域内的穿越细丝量与一个区域内的所有细丝量之比要比在第三区域内的高。
29.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团是筒状的，并包括多个同心区域，每个区域具有与每个相邻区域不同的密度。
30.如权利要求29所述的细丝介质，其特征在于，筒状团包括基本上连续的聚合物细丝的芯部区域；围绕芯部区域的基本上连续的聚合物细丝的中间区域，该中间区域通常比芯部区域的密度低；和围绕中间区域的基本上连续的聚合物细丝的外部区域，该外部区域通常比中间区域的密度低。
31.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，该团的各层的基本上连续的聚合物细丝呈现最小的细丝与细丝间的结合。
32.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝将层结合在一起，穿越细丝经过层伸展。
33.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝使层结构上互锁，穿越细丝经过层伸展。
34.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝使层的细丝结晶化，穿越细丝经过层伸展。
35.如权利要求20所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝由与该团的细丝不同的聚合物制成。
36.如权利要求35所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝包括吸收材料。
37.如权利要求35所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝包括吸收材料。
38.如权利要求35所述的细丝介质，其特征在于，穿越细丝包括催化剂。
39.如权利要求1所述的细丝介质，其特征在于，该介质包括三维非织造熔喷聚合纤维结构，该结构具有第一和第二主表面，该结构包括多个层基本上连续的熔喷聚合物纤维；和熔喷纤维结构加强元件，该加强元件横过第一主表面和第二主表面之间的多个层，并与层的纤维接合。
40.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，多个层的纤维具有平均直径，且其中纤维结构加强元件的直径约等于多个层的纤维的平均直径。
41.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，多个层的纤维具有平均直径，且其中纤维结构加强元件的直径大于多个层的纤维的平均直径。
42.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，多个层的纤维具有平均直径，且其中纤维结构加强元件的直径小于多个层的纤维的平均直径。
43.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，其还包括横过多个层的密度梯度。
44.如权利要求43所述的纤维结构，其特征在于，多个层包括邻近第一主表面的层的下区域；和邻近第二主表面的层的上区域，上区域包括基本上连续的聚合物纤维，该聚合物纤维通常具有比下区域的纤维大的直径。
45.如权利要求44所述的纤维结构，其特征在于，其还包括在下区域和上区域之间的中间区域，中间区域包括基本上连续的聚合物纤维，该聚合物纤维的直径通常比下区域的纤维的直径大且比上区域的纤维的直径小。
46.如权利要求44所述的纤维结构，其特征在于，在下区域内纤维结构加强元件量与各层的一个区域内的所有纤维量之比要比在上区域内的高。
47.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，纤维结构加强元件由与多个层的纤维不同的聚合物制成。
48.如权利要求47所述的纤维结构，其特征在于，纤维结构加强元件包括吸收材料。
49.如权利要求47所述的细丝团，其特征在于，穿越细丝包括吸收材料。
50.如权利要求47所述的细丝团，其特征在于，穿越细丝包括催化剂。
51.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，该结构是筒状的，并包括多个同心区域，每个区域具有与每个相邻区域不同的密度。
52.如权利要求51所述的纤维结构，其特征在于，该筒状结构包括基本上连续的聚合物细丝的芯部区域；围绕芯部区域的基本上连续的聚合物细丝的中间区域，该中间区域通常比芯部区域的密度低；和围绕中间区域的基本上连续的聚合物细丝的外部区域，该外部区域通常比中间区域的密度低。
53.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，该纤维结构加强元件从一个主表面横穿到另一个主表面。
54.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，该纤维结构加强元件使多个层结合在一起。
55.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，该纤维结构加强元件使多个层互锁。
56.如权利要求39所述的纤维结构，其特征在于，该纤维结构加强元件使多个层的纤维结晶化。
57.如权利要求1所述的用于构造深滤程滤筒的细丝介质，其特征在于，其包括熔喷聚合物细丝的筒状团，该团具有径向深度尺寸，纵向尺寸，和圆周尺寸；该团的细丝通常定向在纵向和圆周尺寸；和穿过该团伸展的并通常定向在深度尺寸的穿越熔喷聚合物细丝。
58.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，且其中穿越细丝的直径约等于该团的细丝的平均直径。
59.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，且其中穿越细丝的直径大于该团的细丝的平均直径。
60.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，且其中穿越细丝的直径小于该团的细丝的平均直径。
61.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域包括与每个相邻区域尺寸不同的细丝。
62.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，与每个相邻区域相比，每个区域中穿越细丝量与一个区域的全部细丝量之比是不同的。
63.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域的密度与每个相邻区域的密度不同。
64.如权利要求61所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团包括聚合物细丝的第一区域；邻近第一区域的第二区域，第二区域包括聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第一区域的细丝大的直径；和邻近第二区域的第三区域，第三区域包括聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第二区域的细丝大的直径。
65.如权利要求64所述的深滤程滤筒，其特征在于，在第一区域内的穿越细丝量与一个区域内的所有细丝量之比要比在第三区域内的高。
66.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团包括多个同心区域，每个区域具有与每个相邻区域不同的密度。
67.如权利要求66所述的深滤程滤筒，其特征在于，该筒状团包括聚合物细丝的芯部区域；围绕芯部区域的聚合物细丝的中间区域，该中间区域通常比芯部区域的密度低；和围绕中间区域的聚合物细丝的外部区域，该外部区域通常比中间区域的密度低。
68.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的各层的聚合物细丝呈现最小的细丝与细丝间的结合。
69.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝将该团的细丝结合在一起，穿越细丝经过该团伸展。
70.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝使该团的细丝结构上互锁，穿越细丝经过该团伸展。
71.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝使该团的细丝结晶化，穿越细丝经过该团伸展。
72.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝由与该团的细丝不同的聚合物制成。
73.如权利要求72所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝包括吸收材料。
74.如权利要求72所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝包括吸收材料。
75.如权利要求72所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝包括催化剂。
76.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，其具有第一和第二主表面，其中穿越细丝从一个主表面横穿到另一个主表面。
77.如权利要求57所述的深滤程滤筒，其特征在于，其还包括横过多个层筒状团的密度梯度。
78.如权利要求57所述的用于构造深滤程滤筒的细丝介质，其特征在于，其包括基本上连续的熔喷聚合物细丝的筒状团，该团具有径向深度尺寸，纵向尺寸，和圆周尺寸；该团的细丝包括多个层，多个层中的每层通常定向在纵向和圆周尺寸；和穿过该团伸展的基本上连续的穿越熔喷聚合物细丝，穿越细丝通常定向在深度尺寸，并穿过该团的至少一层伸展。
79.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，且其中穿越细丝的直径约等于该团的细丝的平均直径。
80.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，且其中穿越细丝的直径大于该团的细丝的平均直径。
81.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的细丝具有平均直径，且其中穿越细丝的直径小于该团的细丝的平均直径。
82.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域包括与每个相邻区域尺寸不同的细丝。
83.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，且其中与每个相邻区域相比，每个区域中穿越细丝量与一个区域的全部细丝量之比是不同的。
84.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团沿深度尺寸包括多个区域，每个区域的密度与每个相邻区域的密度不同。
85.如权利要求82所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团包括基本上连续的聚合物细丝的第一区域；邻近第一区域的第二区域，第二区域包括基本上连续的聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第一区域的细丝大的直径；和邻近第二区域的第三区域，第三区域包括基本上连续的聚合物细丝，该聚合物细丝通常具有比第二区域的细丝大的直径。
86.如权利要求85所述的深滤程滤筒，其特征在于，在第一区域内的穿越细丝量与一个区域内的所有细丝量之比要比在第三区域内的高。
87.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团包括多个同心区域，每个区域具有与每个相邻区域不同的密度。
88.如权利要求87所述的深滤程滤筒，其特征在于，该筒状团包括基本上连续的聚合物细丝的芯部区域；围绕芯部区域的基本上连续的聚合物细丝的中间区域，该中间区域通常比芯部区域的密度低；和围绕中间区域的基本上连续的聚合物细丝的外部区域，该外部区域通常比中间区域的密度低。
89.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该团的各层的聚合物细丝呈现最小的细丝与细丝间的结合。
90.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝将各层结合在一起，穿越细丝经过层伸展。
91.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝使层结构上互锁，穿越细丝经过层伸展。
92.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝使层的细丝结晶化，穿越细丝经过层伸展。
93.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝由与该团的细丝不同的聚合物制成。
94.如权利要求93所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝包括吸收材料。
95.如权利要求93所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝包括吸收材料。
96.如权利要求93所述的深滤程滤筒，其特征在于，该穿越细丝包括催化剂。
97.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，其具有第一和第二主表面，穿越细丝从一个主表面横穿到另一个主表面。
98.如权利要求78所述的深滤程滤筒，其特征在于，其还包括横过多个层筒状团的密度梯度。
99.一种连续制造熔喷聚合物细丝团的方法，其步骤包括连续地制造第一组熔喷聚合物细丝，第一组通常沿一般平行于旋转收集装置的轴线在线制造；直接在旋转收集装置上连续收集第一组细丝，以形成具有多个层的管状细丝团；在该细丝团上施加第二组熔喷聚合物细丝，第二组沉积在细丝团上，以便第二组聚合物细丝经过第一组聚合物细丝的多个层伸展并与之接合；沿旋转收集装置推动细丝团，以形成不定长度的管状细丝团，它具有第一主表面和第二主表面，第一主表面邻近收集装置。
100.如权利要求99所述的方法，其特征在于，沿旋转收集装置推动细丝团的步骤包括使用压辊。
101.如权利要求99所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第二组聚合物细丝的步骤包括呈扫摆运动施加第二组聚合物细丝，该扫摆运动沿细丝团的纵向尺寸摆动。
102.如权利要求101所述的方法，其特征在于，在收集装置的每次旋转过程中，扫摆运动摆动约3次。
103.如权利要求101所述的方法，其特征在于，当细丝邻近第一主表面施加时，扫摆运动较慢，而当细丝邻近第二主表面施加时，扫摆运动较快。
104.如权利要求99所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第二组聚合物细丝的步骤包括从相对于收集装置呈锐角定位的源施加第二组聚合物细丝。
105.如权利要求99所述的方法，其特征在于，连续推动的步骤还包括沿旋转收集装置同时推动细丝团，和用压辊压缩细丝，以形成横过管状细丝团的密度梯度。
106.如权利要求99所述的方法，其特征在于，其还包括沿旋转收集装置的一端并离开该端部连续推动管状细丝团，因此，管状团具有由收集装置形成的内筒状通道；和将管状细丝团切割成多个单独的细丝元件。
107.如权利要求99所述的方法，其特征在于，连续制造第一组聚合物细丝的步骤还包括通过第一喷嘴挤压聚合材料，以形成第一聚合物流，第一聚合物流通常垂直于收集装置；和将第一聚合物流暴露在第一减细气流中。
108.如权利要求107所述的方法，其特征在于，连续制造第二组聚合物细丝的步骤还包括通过第二喷嘴挤压聚合材料，以形成第二聚合物流，第二喷嘴比第一喷嘴更靠近收集装置；和将第二聚合物流暴露在第二减细气流中。
109.如权利要求108所述的方法，其特征在于，连续制造第一组聚合物细丝的步骤还包括通过第三喷嘴挤压聚合材料，以形成第三聚合物流，第三聚合物流通常垂直于收集装置，并通常平行于第一聚合物流，第三聚合物流邻近第一聚合物流，第三聚合物流与第一聚合物流交叠；和将第三聚合物流暴露在第三减细气流中。
110.如权利要求109所述的方法，其特征在于，连续制造第一组聚合物细丝的步骤还包括通过第四喷嘴挤压聚合材料，以形成第四聚合物流，第四聚合物流通常垂直于收集装置，并通常平行于第一和第三聚合物流，第四聚合物流邻近第三聚合物流，第四聚合物流与第三聚合物流交叠；和将第四聚合物流暴露在第四减细气流中。
111.如权利要求99所述的方法，其特征在于，其还包括在细丝团上施加第三组聚合物细丝，第三组沉积在细丝团上，以便第三组的聚合物细丝经过第一组聚合物细丝的多个层伸展并与之接合。
112.如权利要求111所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第三组聚合物细丝的步骤包括呈扫摆运动施加第三组聚合物细丝，扫摆运动沿细丝团的纵向尺寸摆动。
113.如权利要求112所述的方法，其特征在于，当细丝邻近第一主表面施加时，扫摆运动较慢，而当细丝邻近第二主表面施加时，扫摆运动较快。
114.如权利要求111所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第三组聚合物细丝的步骤包括从相对于收集装置呈锐角定位的源施加第三组聚合物细丝。
115.如权利要求111所述的方法，其特征在于，其还包括向细丝团施加第四组聚合物细丝，第四组沉积在细丝团的第二主表面上。
116.如权利要求111所述的方法，其特征在于，其还包括在比第一组聚合物细丝的温度高的温度下施加第三组聚合物细丝。
117.如权利要求111所述的方法，其特征在于，第三组聚合物细丝从一个主表面伸展到另一个主表面。
118.如权利要求99所述的方法，其特征在于，其还包括在比第一组聚合物细丝的温度高的温度下施加第二组聚合物细丝。
119.如权利要求99所述的方法，其特征在于，第二组聚合物细丝从一个主表面伸展到另一个主表面。
120.一种制造熔喷聚合物细丝团的方法，其步骤包括制造第一组熔喷聚合物细丝，第一组通常沿一般平行于旋转收集装置的轴线在线制造；直接在旋转收集装置上收集第一组细丝，以形成具有径向深度尺寸的管状细丝团；和在细丝团上施加第二组熔喷聚合物细丝，第二组沉积在细丝团上，以便第二组聚合物细丝通常在深度尺寸伸展，并与第一组聚合物细丝接合，以形成管状细丝团，该管状细丝团具有第一主表面和第二主表面，第一主表面邻近收集装置。
121.如权利要求120所述的方法，其特征在于，沿旋转收集装置推动细丝团，以形成不定长度的管状细丝团。
122.如权利要求121所述的方法，其特征在于，沿旋转收集装置推动细丝团的步骤包括使用压辊。
123.如权利要求120所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第二组聚合物细丝的步骤包括呈扫摆运动施加第二组聚合物细丝，扫摆运动沿细丝团的纵向尺寸摆动。
124.如权利要求123所述的方法，其特征在于，在收集装置的每次旋转过程中，扫摆运动摆动约3次。
125.如权利要求123所述的方法，其特征在于，当细丝邻近第一主表面施加时，扫摆运动较慢，而当细丝邻近第二主表面施加时，扫摆运动较快。
126.如权利要求120所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第二组聚合物细丝的步骤包括从相对于收集装置呈锐角定位的源施加第二组聚合物细丝。
127.如权利要求120所述的方法，其特征在于，连续推动的步骤还包括沿旋转收集装置同时推动细丝团，和用压辊压缩细丝，以形成横过管状细丝团的密度梯度。
128.如权利要求120所述的方法，其特征在于，其还包括沿旋转收集装置的一端并离开该端部连续推动管状细丝团，因此，管状团具有由收集装置形成的内筒状通道；和将管状细丝团切割成多个单独的细丝元件。
129.如权利要求120所述的方法，其特征在于，连续制造第一组聚合物细丝的步骤还包括通过第一喷嘴挤压聚合材料，以形成第一聚合物流，第一聚合物流通常垂直于收集装置；和将第一聚合物流暴露在第一减细气流中。
130.如权利要求129所述的方法，其特征在于，连续制造第二组聚合物细丝的步骤还包括通过第二喷嘴挤压聚合材料，以形成第二聚合物流，第二喷嘴比第一喷嘴更靠近收集装置；和将第二聚合物流暴露在第二减细气流中。
131.如权利要求130所述的方法，其特征在于，连续制造第一组聚合物细丝的步骤还包括通过第三喷嘴挤压聚合材料，以形成第三聚合物流，第三聚合物流通常垂直于收集装置，并通常平行于第一聚合物流，第三聚合物流邻近第一聚合物流，第三聚合物流与第一聚合物流交叠；和将第三聚合物流暴露在第三减细气流中。
132.如权利要求131所述的方法，其特征在于，连续制造第一组聚合物细丝的步骤还包括通过第四喷嘴挤压聚合材料，以形成第四聚合物流，第四聚合物流通常垂直于收集装置，并通常平行于第一和第三聚合物流，第四聚合物流邻近第三聚合物流，第四聚合物流与第三聚合物流交叠；和将第四聚合物流暴露在第四减细气流中。
133.如权利要求120所述的方法，其特征在于，其还包括在细丝团上施加第三组聚合物细丝，第三组沉积在细丝团上，以便第三组的聚合物细丝经过第一组聚合物细丝的多个层伸展并与之接合。
134.如权利要求133所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第三组聚合物细丝的步骤包括呈扫摆运动施加第三组聚合物细丝，扫摆运动沿细丝团的纵向尺寸摆动。
135.如权利要求134所述的方法，其特征在于，当细丝邻近第一主表面施加时，扫摆运动较慢，而当细丝邻近第二主表面施加时，扫摆运动较快。
136.如权利要求133所述的方法，其特征在于，在细丝团上施加第三组聚合物细丝的步骤包括从相对于收集装置呈锐角定位的源施加第三组聚合物细丝。
137.如权利要求133所述的方法，其特征在于，其还包括向细丝团施加第四组聚合物细丝，第四组沉积在细丝团的第二主表面上。
138.如权利要求133所述的方法，其特征在于，其还包括在比第一组聚合物细丝的温度高的温度下施加第三组聚合物细丝。
139.如权利要求133所述的方法，其特征在于，第三组聚合物细丝从一个主表面伸展到另一个主表面。
140.如权利要求120所述的方法，其特征在于，其还包括在比第一组聚合物细丝的温度高的温度下施加第二组聚合物细丝。
141.如权利要求120所述的方法，其特征在于，第二组聚合物细丝从一个主表面伸展到另一个主表面。
全文摘要
一种非织造熔喷细丝介质，它用于构造深滤程滤筒，该细丝介质包括熔喷聚合物细丝团，和经过该团伸展的穿越熔喷聚合物细丝。该团包括多个层，多个层中的每层通常定向在纵向和纬度尺寸。横穿细丝通常定向在深度尺寸，并经过该团的至少一层伸展。一种制造熔喷聚合物细丝团的方法包括制造第一组熔喷聚合物细丝，在旋转收集装置上收集第一组聚合物细丝，以形成具有多个层的管状细丝团，和在细丝团上施加第二组熔喷聚合物细丝。
文档编号D04H1/56GK1608155SQ02825973
公开日2005年4月20日 申请日期2002年10月23日 优先权日2001年10月23日
发明者T·M·奥恩, C·V·科普, M·J·马森, P·M·罗尔基戈, T·G·斯蒂夫特 申请人:Ge奥斯莫尼克斯公司