共混纤维过滤器制造技术

示出了包括纤维的非织造共混物的过滤器，其中纤维的非织造共混物包含结合至单组分纤维的双组分纤维。双组分纤维包含芯和鞘。鞘和芯具有不同的熔点，其中鞘的熔点低于芯的熔点。单组分纤维具有成形的横截面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求FiberVisionsCorporation于2014年6月11日提交的并且具有标题“Bi-ComponentandShapedMono-ComponentBlendsforAirandLiquidFiltration”的美国临时专利申请序号62/010,743的权益，该专利申请通过引用以其整体并入本文。背景本公开内容的领域本公开内容大体上涉及纺织品，并且更特别地，涉及非织造物。
技术介绍
非织造物(也被称作非织造织物)和相关的工业是足够重要的，以致机构例如EDANA和INDA支持各种方法以评估非织造物的效率和渗透性，各种方法包括，例如，在ASHRAE52.2和ERTEDANA140.2-99中陈述的方法。在该工业内，为实现更好的过滤器性能而存在持续不断的努力。概述本公开内容提供了过滤器，该过滤器包括纤维的非织造共混物。纤维的非织造共混物包含结合至单组分纤维的双组分纤维。双组分纤维包含芯和鞘。该鞘和芯具有不同的熔点，其中鞘的熔点低于芯的熔点。单组分纤维具有成形的横截面。在查阅下面的附图和详述之后，其他系统、装置、方法、特征和优势对于本领域技术人员而言将是明显的或变得明显。意图的是，所有此类另外的系统、方法、特征和优势包括在本说明书中，在本公开内容的范围内，并且受到随附的权利要求保护。附图简述本公开内容的许多方面可以参照下面的附图来更好地理解。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地图示出本公开内容的原理上。此外，在附图中，贯穿若干视图，相同的参考数字表示相应的部分。图1是示出圆形纤维之间的结合的电子显微照片的图。图2是示出根据本专利技术的一个实施方案的、双组分纤维与成形的单组分纤维之间的结合的电子显微照片的图。图3是示出根据本专利技术的另一个实施方案的、双组分纤维与成形的单组分纤维之间的结合的电子显微照片的图。图4是示出图1的非织造物与图2或图3的非织造物之间的气流压降的实验比较的表。图5是示出实验数据的表，该实验数据示出了聚丙烯(PP)单组分纤维与聚酯(PET)单组分纤维之间的针对拉伸强度和结合特性的比较。图6是示出来自图5的数据的标绘图的图表。具体实施方式当由非织造物设计过滤器时，制造商通常考虑到织物基重、孔隙率、纤维的旦尼尔以及其他因素。这些因素影响过滤器性能，例如过滤效率、粉尘保持容量、透气性等等。通常，当设计这些过滤器时存在折衷。在过滤器效率增大的情况下，通常存在透气性的降低、织物基重的增大或二者的某种组合。随着对于较高的过滤器效率的需求的日益增长，对于在不增大织物基重或牺牲渗透性的情况下满足这些效率要求的非织造物存在需求。此外，合意的是，非织造物具有足够的刚度，从而减少在制造过滤器组件中可能需要的支撑件。特别困难的是，找到在仅用圆形纤维(即，具有圆形横截面的纤维)制造的非织造物的效率与其他因素之间的适当平衡。遗憾地，非织造物通常仅用圆形纤维来制造。公开的实施方案通过提供包括纤维的非织造共混物的过滤器解决了这一问题，该纤维的非织造共混物具有结合至成形的单组分纤维的双组分纤维。双组分纤维允许适当地热结合(例如，在通过红外线(IR)或射频(RF)加热的通空气式干燥器或粘结烘箱(bondingoven)中，等等)至成形的单组分纤维以及至其他双组分纤维。与具有圆形纤维和等效基重的非织造物相比，成形的单组分纤维在不明显不利地影响渗透性的情况下增大过滤器效率。如在下面更详细地示出的，双组分纤维和成形的单组分纤维的共混非织造物(其被研制成用于干法加工或通空气结合应用)可以实现较高的过滤器效率，而仍然大体上具有与仅具有圆形纤维的共混物相同的等效基重和拉伸强度。对于某些实施方案而言，双组分纤维是具有在约0.5分特(dtex)与约30dtex之间的线性质量密度(或纤度)的热塑性短纤维。在某些实施方案中，单组分纤维也是具有在约0.5dtex与约30dtex之间的线性质量密度的热塑性短纤维。在各种不同的实施方案中，成形的单组分纤维具有横截面形状，该横截面形状为圆形的、三叶形的、五叶形的、三角形的、中空的、平的、或十字形的。一般地，已描述了本专利技术的一个实施方案，现在对如在附图中示出的实施方案的描述进行详细地参考。当结合这些附图描述若干实施方案时，不意图将公开内容限制于本文所公开的一个实施方案或多个实施方案。相反地，目的在于覆盖全部的替代物、修改物和等同物。图1是示出在非织造物中的具有圆形横截面的纤维(在本文中也被称作圆形纤维)之间的结合的电子显微照片的图。图1中的非织造物示出了在相交部130处结合在一起的两个圆形纤维110、120。基本上，图1示出了仅使用圆形纤维的常规非织造物的纤维照片。图2是示出根据本专利技术的一个实施方案的、双组分纤维与成形的单组分纤维之间的结合的电子显微照片的图。特别地，图2示出了与两个(2)成形的单组分纤维210、230相交的双组分纤维220，在该实施方案中，这两个(2)成形的单组分纤维210、230是三叶形聚丙烯纤维。如在图2中所示的，第一单组分纤维210在相交部250处结合至双组分纤维220，并且第二单组分纤维230在另一个相交部240处结合至双组分纤维220。在微观水平下，图2的实施方案看起来明显地不同于图1的常规的仅圆形纤维的非织造物。这种差异在图2中产生了与图1相比的较高的过滤器效率，而无基重的显著增大或渗透性的显著降低。因为双组分纤维是已知的，例如在Hills的美国专利第4,406,850号(Spinpackandmethodforproducingconjugatefibers)(“Hill专利”)中描述的那些，在此仅提供了双组分纤维的删减讨论，并且Hill专利通过引用被并入本文，犹如以其整体清楚地陈述的那样。对于某些实施方案而言，双组分纤维220包含芯和鞘，其中芯具有比鞘高的熔点。另外，对于图2而言，单组分纤维210、230也具有比双组分纤维220的鞘高的熔点。因此，当加热时，鞘在单组分纤维210、230或芯的任一之前变得熔融。当单组分纤维210、230和芯保持非织造物的结构整体性时，这允许双组分纤维220的鞘作为结合材料起作用。换言之，双组份纤维220的芯和单组分纤维210、230提供必要的网络结构以为非织造物提供拉伸强度、刚度和孔隙率。优选地，双组分纤维220具有在约0.5dtex与约30dtex之间的线性质量密度。类似地，单组分纤维210、230具有在约0.5dtex与约30dtex之间的线性质量密度。对于非织造物而言，这些值提供了足够的结构整体性以及合适的过滤特性。应认识到，双组分纤维220的芯可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚乳酸、任何类型的生物可降解的热塑性聚合物、或多种其他类型的聚合物。类似地，围绕芯的鞘可以是任何类型的聚合物，例如聚烯烃、共聚酯、共聚酰胺等等，只要鞘的熔点低于芯的熔点。同样地，单组分纤维210、230可以是聚烯烃、共聚酯、共聚酰胺、聚丙烯等等，只要单组分纤维210、230具有比双组分纤维220的鞘高的熔点。单组分纤维210、230的成形的横截面在过滤期间增大了单组分纤维210、230的可用表面积，从而增大了界面，在该界面处，单组分纤维210、230在过滤期间可以与扩散颗粒相互作用。通过提供非圆形横截面形状，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤器，包括：纤维的非织造共混物，所述非织造共混物包含：双组分纤维，所述双组分纤维具有在约0.5分特(dtex)与约三十(30)dtex之间的线性质量密度，所述双组分纤维包含：芯，所述芯具有第一熔点，所述芯包含第一聚合物，所述第一聚合物为选自由以下组成的组中的一种：聚烯烃；聚酯；聚酰胺；聚乳酸；和生物可降解的热塑性聚合物；和鞘，所述鞘围绕所述芯，所述鞘具有第二熔点，所述第二熔点低于所述第一熔点，所述鞘包含第二聚合物，所述第二聚合物为选自由以下组成的组中的一种：聚烯烃；共聚酯；和共聚酰胺；和单组分纤维，所述单组分纤维结合至所述双组分纤维，所述单组分纤维具有在约0.5dtex与约30dtex之间的线性质量密度，所述单组分纤维包含第三聚合物，所述第三聚合物为选自由以下组成的组中的一种：聚烯烃；共聚酯；共聚酰胺；和聚丙烯；所述单组分纤维具有成形的横截面，所述成形的横截面为选自由以下组成的组中的一种：三叶形横截面；五叶形横截面；三角形横截面；中空横截面；平的横截面；和十字形横截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 US 62/010,7431.一种过滤器，包括：纤维的非织造共混物，所述非织造共混物包含：双组分纤维，所述双组分纤维具有在约0.5分特(dtex)与约三十(30)dtex之间的线性质量密度，所述双组分纤维包含：芯，所述芯具有第一熔点，所述芯包含第一聚合物，所述第一聚合物为选自由以下组成的组中的一种：聚烯烃；聚酯；聚酰胺；聚乳酸；和生物可降解的热塑性聚合物；和鞘，所述鞘围绕所述芯，所述鞘具有第二熔点，所述第二熔点低于所述第一熔点，所述鞘包含第二聚合物，所述第二聚合物为选自由以下组成的组中的一种：聚烯烃；共聚酯；和共聚酰胺；和单组分纤维，所述单组分纤维结合至所述双组分纤维，所述单组分纤维具有在约0.5dtex与约30dtex之间的线性质量密度，所述单组分纤维包含第三聚合物，所述第三聚合物为选自由以下组成的组中的一种：聚烯烃；共聚酯；共聚酰胺；和聚丙烯；所述单组分纤维具有成形的横截面，所述成形的横截面为选自由以下组成的组中的一种：三叶形横截面；五叶形横截面；三角形横截面；中空横截面；平的横截面；和十字形横截面。2.如权利要求1所述的系统，所述纤维的非织造共混物包含小于约50％的单组分纤维和大于约5％的单组分纤维。3.如权利要求1所述的系统，所述纤维的非织造共混物包含约75％的双组分纤维和约25％的单组分纤维。4.如权利要求3所述的系统：所述双组分纤维包含聚乙烯鞘和聚酯芯；所述单组分纤维为三叶形聚丙烯纤维。5.如权利要求3所述的系统：所述双组分纤维包含聚乙烯鞘和聚酯芯；所述单组分纤维为圆形聚丙烯纤维。6.如权利要求1所述的系统，所述纤维的非织造共混物包含约65％的双组分纤维和约35％的单组分纤维。7.一种过滤器，包括：双组分纤维，所述双组份纤维包含芯，所述芯具有第一熔化温度，所述双组分纤维还包含围绕所述芯的鞘，所述鞘具有第二熔化温度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎迦利·李，普拉施安特·德赛，
申请(专利权)人：维顺有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US