14、16、18、20沿空心芯轴47以连续的无终止方式被驱向测定设备(未示出)和切割设备(未示出)。合并的带14、16、18、20通过卷绕机71的最终级后，由测定设备测定过滤元件11并由切割设备将其切割至一定长度。
[0056]绞盘驱动电机的角速度要使得非织造织物条13、15、17、19与红外加热器63、65、67、68在选定的持续时间内保持足够紧密地靠近以便使粘结纤维可适当液化。此外，各级之间提供足够的距离以便粘结纤维可部分冷却，从而在各非织造条13、15、17、19内、其各层之间以及各带14、16、18、20之间粘结基体纤维，进而在各层之间和各带14、16、18、20之间提供所需的孔隙率。
[0057]选定量的热和压缩同时施向非织造织物条13、15、17、19的层要使得仅选定的性质改变而形成具有足以自支承(即不需结构芯)的结构强度同时保持所需孔隙率的无芯过滤元件11。
[0058]如上所述选定量的热和压缩同时施向非织造织物条13、15、17、19可使得过滤元件壁上非织造织物条13、15、17、19的层的密度发生系统改变以及元件11的基体纤维的孔隙率发生系统改变。
[0059]滤液流过过滤元件11的方向可为从芯流向环形外壁或为从环形外壁向芯，但在任一情况下，滤液的流动一般与过滤元件11的轴垂直。但由于非织造织物条13、15、17、19的层的锥形螺旋线性质，故由粘结的基体纤维形成的孔与过滤元件11的轴成一定角度而使滤液的大颗粒更难通过过滤元件11。
[0060]过滤元件11可通过用本领域技术人员熟知的任何适宜装置封盖端部25和27 (例如在聚合物树脂中封装)而完成。
[0061]电缆触发的切断开关(未示出)在卷绕机71的一定长度内伸出以使卷绕机71停止。
[0062]图1中所示类型的过滤元件的制造方法和手级的一个实例如下:四种不同类型的纤维从 Hoechst Celanese of Charlotte，N.C.购买以纤维代码 “252”、“ 121 ”、“224” 和“ 271”出售的。纤维“ 252 ”为核壳型，而纤维“ 121”、“ 224”和“ 271 ”为单组分纯纤维型。纤维“252”的旦尼尔为3，其长度为1.500英寸。纤维“121”的旦尼尔为1，其长度为1.500英寸。纤维“224”的旦尼尔为6，其长度为2.000英寸。纤维“271”的旦尼尔为15，其长度为
3.000英寸。纤维的第一共混物由纤维“121”和纤维“252”制造，各纤维类型占50重量％。纤维的第二共混物由纤维“224”和纤维“252”制造，各纤维类型占50重量％。纤维的第三共混物由25重量％的纤维“121”、25重量％的纤维“224”和50重量％的纤维“252”的组合物制造。纤维的第四共混物由纤维“271”和纤维“252”制造，各纤维类型占50重量％。核壳型的纤维“252”在各前述共混物中用作粘结纤维。纤维的每种共混物按图5中所示的工艺制造。纤维的各共混物形成为厚约1/2英寸的网。在通风炉中九十秒的停留时间中，由于蒸汽所饱和的空气以约40，000立方英尺每分钟在400华氏度的温度下循环，故各网的厚度减少约50%而形成垫。通风炉中垫两侧有6英寸水柱的压力差。离开通风炉后，各垫被喂入两个不锈钢圆筒形辊之间，该圆筒形辊将各垫的厚度压缩约50%成为宽约37英寸的非织造织物片材。将各37英寸宽的非织造织物片材切割成6英寸宽的条13、15、17、19。各非织造织物片材的基本重量测得为0.5-1.2盎司每平方英尺。作为质量保证步骤，切割非织造织物的条后，在Frasier气流式试验仪上进行试验以测定其空气渗透率，单位为立方英尺每分钟每平方英尺。然后将非织造织物条13、15、17、19装在卷支承体75的卷支承轴79上，卷绕机71的每级上装一卷。
[0063]将非织造织物条13、15、17、19的规格输入数据处理系统中。空心芯轴47由不锈钢制成，公称外径为I英寸。启动换热介质泵送设备，开始以不同的流率泵送换热介质通过空心芯轴47，使得空心芯轴47的环形外表面49的温度保持在200华氏度。以约50赫兹的控制速度启动第一级绞盘驱动电机。开启第一级加热器阵列63并供给足以在空心芯轴47处产生300华氏度的温度的电压。
[0064]通过将非织造织物条13送到空心芯轴47和第一级压缩皮带55之间来开始形成非织造织物条13的第一带14。随着非织造织物条13在压缩皮带55下并沿空心芯轴47推进，它以重叠的方式螺旋形地卷绕在其自身上而形成带14。随着带14的外径增大，从动绞盘106移向驱动绞盘105以缩短其间的距离并使从压缩皮带55施加到带14上的压力保持10镑每平方英寸。该压缩压力是压缩皮带55中的张力引起的，压缩皮带55中的张力因张紧器气缸133中50镑每平方英寸的表压而产生。从动绞盘106的运动通过改变张紧器气缸133中的压力实现。数字线性编码器117检测从动绞盘106的运动，且如果必要时对绞盘驱动电机的速度加以适当改变。红外加热器63产生的温度为“質点(ironing point)”温度。此300华氏度的熨点温度有助于带14的层间基体纤维的压缩和粘结。在这种热和压缩的同时施加下，非织造织物条13的厚度被压缩约50%且存在层间粘结。
[0065]带14可行进通过卷绕机71的各个级，且在遇到各级的压缩皮带前开启该级的绞盘驱动电机并将其调节到第一级绞盘驱动电机的速度。
[0066]带14行进通过卷绕机71的所有级后，通过将非织造织物15送到第二级压缩皮带57和带14的环形外表面间开始形成非织造织物条15的第二带16。随着非织造织物15在压缩皮带57下并沿空心芯轴47推进，它以重叠的方式螺旋形地卷绕在其自身上而形成带
16。开启第二级加热器阵列65并供给它足以在带16的环形外表面保持300华氏度的熨点温度的电压。随着带16的外径增大，第二级从动绞盘移向第二级驱动绞盘以缩短其间的距离并使从压缩皮带57施加到带16上的压力保持10镑每平方英寸。该压缩压力是压缩皮带57中的张力引起的，压缩皮带57中的张力因第二级张紧器气缸中50镑每平方英寸的表压而产生。第二级从动绞盘的运动通过改变第二级张紧器气缸中的压力实现。第二级数字线性编码器检测第二级从动绞盘的运动，且如果必要时对第二级绞盘驱动电机的速度加以适当改变以使第二级绞盘驱动电机的速度与第一级绞盘驱动电机同步。300华氏度的熨点温度有助于带16的层间基体纤维的压缩和粘结。在这种热和压缩的同时施加下，非织造织物条15的厚度被压缩约50%且存在层间粘结。带16的环形内表面与带14的环形外表面粘结且带16沿空心芯轴47向第三级压缩皮带59行进。带16可行进通过卷绕机71的剩余级，且在遇到各级的压缩皮带前开启该级的绞盘驱动电机并将其调节到第二级绞盘驱动电机的速度。
[0067]带16行进通过卷绕机71的所有级后，通过将非织造织物条17送到第三级压缩皮带59和带16的环形外表面间开始形成非织造织物17的第三带18。随着非织造织物17在压缩皮带59下并沿空心芯轴47推进，它以重叠的方式螺旋形地卷绕在其自身上而形成带18。开启第三级加热器阵列67并供给它足以在带18的环形外表面保持300度的熨点温度的电压。随着带18的外径增大，第三级从动绞盘移向第三级驱动绞盘以缩短其间的距离并使从压缩皮带59施加到带18上的压力保持10镑每平方英寸。该压缩压力是压缩皮带59中的张力引起的，压缩皮带59中的张力因第三级张紧器气缸中50镑每平方英寸的表压而产生。第三级从动绞盘的运动通过改变第三级张紧器气缸中的压力实现。第三级数字线性编码器检测第三级从动绞盘的运动，且如果必要时对第三级绞盘驱动电机的速度加以适当改变以使第三级绞盘驱动电机的速度与第一级绞盘驱动电机同步。300华氏度的熨点温度有助于带18的层间基体纤维的压缩和粘结。在这种热和压缩的同时施加下，非织造织物条17的厚度被压缩约50%且存在层间粘结。带18的环形内表面与带16的环形外表面粘结且带18沿空心芯轴47向第四级压缩皮带61行进。带18可行进通过卷绕机71的剩余级，且在遇到第四级压缩皮带前将第四级绞盘驱动电机设定到第三级绞盘驱动电机的速度。
[0068]带18行进通过卷绕机71的所有剩余级后，通过将非织造织物条19送到第四级压缩皮带61和带18的环形外表面之间开始形成非织造织物条19的第四带20。随着非织造织物条19在压缩皮带61下并沿空心芯轴47推进，它以重叠的方式螺旋形地卷绕在其自身上而形成带20。开启第四级加热器阵列68并供给足它以在带20的环形外表面处保持300度的熨点温度的电压。随着带20的外径增大，第四级从动绞盘移向第四级驱动绞盘以缩短其间的距离并使从压缩皮带61施加到带20上的压力保持10镑每平方英寸。该压缩压力是压缩皮带61中的张力引起的，压缩皮带61中的张力因第四级张紧器气缸中50镑每平方英寸的表压而产生。第四级从动绞盘的运动通过改变第四级张紧器气缸中的压力实现。第四级数字线性编码器检测第四级从动绞盘的运动，且如果必要时对第四级绞盘驱动电机的速度加以适当改变以使第四级绞盘驱动电机的速度与第一级绞盘驱动电机同步。300华氏度的熨点温度有助于带20的层间基体纤维的压缩和粘结。在这种热和压缩的同时施加下，非织造织物条19的厚度被压缩约50%且存在层间粘结。带20的环形内表面与带18的环形外表面粘结且带20沿空心芯轴47向测定和切割设备行进，由此对其进行测定并将其切割成30英寸的长度。
[0069]所得过滤元件11的标称内径为I英寸、标称外径为2.5英寸并被切割为长30英寸。其重I镑，气流容量为20立方英尺每分钟，产生的压力差为4.9英寸水柱。
[0070]在本发明的一个可替代的实施方案中，在多级卷绕机71的一个或多个级可包括惰轮皮带，以使空心芯轴47保持在适当固定的位置。
[0071]在本发明的另一实施方案中，多级卷绕机71的单个级中添加了多个非织造织物条。
[0072]应指出，如上所述制造本发明过滤元件的方法提供的过滤元件的表面区域包括多个重叠的介质层(即带)，由此邻近的层在结合点处具有交会平面。在一个实施方案中，这样的设计可提高带的过滤能力。此外，采用这样的设计，可以在过滤元件11内沿过滤元件11的深度上提供密度梯度。
[0073]在进一步描述之前，定义一些后文中用到的术语是有用的。“孔尺寸”指介质中孔的尺寸，其将决定不能通过介质的颗粒的尺寸即微米额定值。对于大多数介质来说，由于孔尺寸可能不是到处都均匀，故这可以按分布来关联。“渗透性”是介质的流动阻力的量度。这可在空气中或在液体中测定。较高的渗透性意味着较低的流动阻力和给定流量下通过介质较低的压力降。较低的渗透性意味着较高的流动阻力或给定流量下通过介质较高的压力降。“纤维尺寸”是介质中纤维尺寸的量度，单位为微米，或对于聚合物，单位为旦尼尔。通常，纤维越小，介质中的孔越小。纤维尺寸的分布通常可基于设计改变。“基本重量”指给定表面积的介质有多重，其单位通常为镑(lbs.)每平方码或克每平方米。“孔隙率”(空隙体积)为有多少介质体积是开放空间的量度。通常，较高的孔隙率意味着介质内较高的纳污能力和较高的渗透性。
[0074]如上面所提到的，所用材料和制造方法可影响介质的特性。为此可利用介质的特性来开发可具有相对高过滤能力的过滤器。已经很好