包括具有短纤维的熔喷纤维网的模制呼吸器制造技术

本发明专利技术公开了模制呼吸器及其制备方法，其中模制呼吸器由包含熔喷纤维和短纤维的多孔非织造网制成。熔喷纤维可以作为微纤维和中纤维的双峰式混合物存在，并且包含在其中与短纤维进一步相互缠结的相互缠结的混合物。模制呼吸器也可以包含至少一个二次过滤层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有短纤维的熔喷纤维网的 模制呼吸器
技术介绍
使用熔喷纤维来捕集空气中的颗粒的滤芯是已知的，并己使用了许多 年。这种包含纤维的滤芯常常在呼吸器中使用，以向佩戴者提供清洁的过滤的空气，如在(例如)授予Braun等人的美国专利5， 656， 368、授予 Kronzer等人的美国专利5， 307， 796、以及授予Krueger等人的美国专利 4， 729， 371中所述。通常在纤维上设置电荷，以提高纤维的捕集效率。 1980年，Kubik等人描述了在纤维形成过程中将持久性电荷引入熔喷纤维 的方法(参见美国专利4,215,682)。在Kubik等人的开发之后，开发了 用于制备驻极体纤维的其他充电技术，如在(例如)授予Klaase等人的美 国专利4,588,537、授予Deeds等人的美国专利5,227,172、以及授予 Angadjivand等人的美国专利5， 496, 507中所述。另外已经将所谓的短纤维添加到熔喷非织造网。例如，授予 Springett等人的美国专利6,827,764描述了滤芯，其具有含有热粘合的 短纤维和非热粘合的带电荷的多孔的模塑网。当用作滤芯时，带电荷的纤维网通常由另一个结构支承。例如，在呼 吸器中，过滤网可以由永久性模制的成形层支承。过滤网设置在成形层上 方，并固定在它上面，以呈现其模制的构造。公开了使用单独的成形层以 支承呼吸器中包含熔喷纤维的过滤层的专利的实例包括授予Berg的美国专 利4， 536， 440、授予Dyrud等人的美国专利4， 807， 619、授予Skov的美国 专利4， 850， 347、以及授予Angadjivand等人的美国专利6， 923, 182。除了这些方法之外，还可以通过使用纤维织物、间隔的带子、原丝或 纤维将聚合物纤维过滤网保持在成形的构造中，如授予Braun等人的美国 专利5， 656， 368中所述
技术实现思路
本文公开了包含相互缠结的短纤维与熔喷纤维的混合物的多孔网。熔 喷纤维以双峰式纤维直径分布存在，其包含相互缠结的微纤维和中纤维的 混合物。由于它们的相互缠结的短纤维、中纤维和熔喷微纤维的结合，这 种多孔网(在下文中称为"双峰式纤维混合物网")非常有利于粒子过滤 这种用途。虽然不受理论或机制的限制，但可能的是，短纤维可向网赋予 膨松性、低固体度、和/或抗压縮性，这可有助于实现理想的深度过滤能力 和抗堵塞能力。还可能的是，由于其长度和/或其粘合到微纤维的能力，中 纤维可向网赋予机械强度和完整性，这在允许通过例如水利充电和模制来 处理这种膨松有弹性的和低固体度的方法中可为有利的。此外，熔喷微纤 维可以起到有助于捕集和过滤细小粒子的作用。在一个实施例中，微纤维和中纤维为相同的聚合物组合物。在一个可 供选择的实施例中，微纤维和中纤维为不同的聚合物组合物。双峰式纤维混合物网在平坦的、初生构造中、和另外的成形或模制的 状态中可提供极佳的过滤性能。在某些实施例中，双峰式纤维混合物网可 具有能够过滤大量粒子而不会堵塞或形成高压降的优点。这种网在包括例 如焊接烟尘的过滤的多种应用中可以为可用的。双峰式过滤混合物网可以单独使用或可以与(如层合到)另一层不同 组成、孔隙度、结构和/或过滤性质的过滤介质(如膜、网等)联合使用。 在一些实施例中，两个双峰式纤维混合物网可以分层堆积在一起使用。在 某些实施例中，双峰式纤维混合物网可以用作二次过滤层(如具有较细孔 尺寸的二次过滤层)的预过滤器。这样，当在不存在纤维混合物网的情况 下，纤维混合物网的优异深度填充和存储容量可以起到抑制二次过滤层也 许很快变得被堵塞或饱和的作用。在某些实施例中，本专利技术所公开的双峰式纤维混合物网可具有多个额 外的有利性质。例如，在一些实施例中，双峰式纤维混合物网可相对较 厚、和/或固体度低。双峰式纤维混合物网另外可以为可模压成所需的形 状，并保持有利的厚度、固体度、和/或过滤性质。例如，在一些实施例 中，这种网可被模制，而不会过度压縮网(这也许导致较低孔隙度、较高 的压降、以及其他可能不可取的性质)。本专利技术所公开的网可以用于多种平坦型或模制型呼吸器应用中、和多 种非呼吸器过滤应用中，包括HVAC (如，火炉)过滤器、汽车驾驶室过滤 器、清洁室过滤器、加湿器过滤器、除湿器过滤器、室内空气净化过滤 器、硬盘驱动器过滤器和其他平坦的或可折叠的被支承或自支承过滤制 品。本专利技术所公开的非织造网另外可以用于除空气过滤之外的应用，如用 于液体(如，医用)过滤器、包装材料、鞋材(包括鞋面、鞋底和鞋垫用 料)，以及用于衣着(包括外套、休闲装、和危险材料的服装)。因此，在一个方面，申请人公开了模制呼吸器，其具有至少一个包含 与熔喷纤维相互缠结的短纤维的模制多孔非织造网层；其中熔喷纤维包含 相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合物。因此，在另一个方面，申请人公开了模制呼吸器，其具有至少一个包 含与熔喷的相互缠结的微纤维和中纤维相互缠结的短纤维的模制多孔非织 造网层；其中微纤维是中纤维的至少约五倍，并且其中中纤维占熔喷纤维 的至少约30重量％。因此，在另一个方面，申请人公开了模制呼吸器，其具有至少一个包含与熔喷纤维相互缠结的短纤维的模制多孔非织造网层；其中熔喷纤维包 含相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合物；其中微纤维是中纤维的至 少约五倍，并且其中中纤维占熔喷纤维的至少约30重量％。因此，在另一个方面，申请人公开了模制的杯型呼吸器，模制的杯型 呼吸器包括至少一个包含与熔喷纤维相互缠结的短纤维的模制多孔非织 造网杯型层；其中熔喷纤维包含相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合 物；以及至少一个与多孔非织造网相邻的模制杯型二次过滤层。因此，在另一个方面，申请人公开了用于制备模制呼吸器的方法，制 备模制呼吸器的方法包括形成包含与熔喷纤维相互缠结的短纤维的多孔 非织造网，其中熔喷纤维包含相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合 物；对多孔非织造网充电；以及模制充电的网以形成模制的呼吸器。因此，在另一个方面，申请人公开了用于制备模制呼吸器的方法，制备模制呼吸器的方法包括形成包含与熔喷纤维相互缠结的短纤维的多孔 非织造网，其中熔喷纤维包含相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合 物；以与多孔非织造网成堆叠的关系设置二次过滤层；对多孔非织造网和二次过滤网充电荷；以及模制多孔非织造网/二次过滤层堆叠体以形成模制 呼吸器。在以下具体实施方式中，本专利技术的这些方面和其他方面将显而易见。 然而，在任何情况下，都不应将上述
技术实现思路
理解为是对要求保护的主题 的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，并在审査期间可以进行修 改。附图说明图l为包含短纤维和熔喷纤维的示例性网的照片(放大100倍)。图2为用于制备含有熔喷纤维和短纤维的网的第一示例性方法的示意图。图3为具有多个较大喷丝孔和较小喷丝孔的示例性熔喷模头的出口端 透视图。图4为用于制备含有熔喷纤维和短纤维的网的第二示例性方法的示意图。图5为具有多个喷丝孔的示例性熔喷模头的出口端透视图。 图6为具有双峰式纤维混合物网的示例的一次性个人呼吸器的局部剖 视透视图。图7为实例1的双峰式混合物网的熔喷纤维群体的纤维频率柱状图。 图8为实例1的双峰式纤维混合物网的熔喷纤维群体的质量频率柱状图。图9为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模制呼吸器，包括：　至少一个包含与熔喷纤维相互缠结的短纤维的模制多孔非织造网层；　其中所述熔喷纤维包含相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛义德A安格德吉万德，约翰M布兰德纳，詹姆斯E斯普林格特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]