制备成形过滤制品的方法技术

成形过滤制品由单组分非织造网制成，所述非织造网通过使具有相同聚合物组分的第一成纤材料和第二成纤材料流经第一模腔和第二模腔而形成，第一模腔和第二模腔分别与熔喷模具顶端中的第一组孔和第二组孔流体连通。所述第一成纤材料以较小流量或粘度流经第一模腔和第一组孔以形成一组较小尺寸细丝，并且所述第二成纤材料以较大流量或粘度流经第二模腔和第二组孔以形成一组较大尺寸细丝。收集成的非织造网包含相互缠结的具有相同聚合物组分的连续微纤维和较大尺寸纤维的熔喷双峰质量分数／纤维尺寸混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
涉及非织造网、其制造方法及由此方法制备的制品的专利或专利申请包括美国专利No.3,981,650(Page)、4,100,324(Anderson)、4,118,531(Hauser)、4,536,440(Berg)、4,547,420(Krueger等人)、4,818,464(Lau)、4,931,355(Radwanski等人)、4,988,560(Meyer等人)、5,227,107(Dickenson等人)、5,374,458(Burgio)、5,382,400(Pike等人‘400)、5,476,616(Schwarz)、5,679,042(Varona)、5,679,379(Fabbricante等人)、5,695,376(Datta等人)、5,707,468(Arnold等人)、5,721,180(Pike等人‘180)、5,817,584(Singer等人)、5,877,098(Tanaka等人)、5,902,540(Kwok)、5,904,298(Kwok等人)、5,993,543(Bodaghi等人)、6,176,955 B1(Haynes等人)、6,183,670 B1(Torobin等人)、6,319,865 B1(Mikami)、6,607,624 B2(Berrigan等人‘624)、6,667,254 B1(Thompson等人)、6,723,669(Clark等人)、6,827,764B2(Springett等人)、6,858,297 B1(Shah等人)、6,916,752 B2(Berrigan等人‘752)和6,998,164 B2(Neely等人)；欧洲专利No.EP 0 322 136 B1(Minnesota Mining and Manufacturing Co.)；日本已公布的专利申请No.JP 2001-049560(Nissan Motor Co.Ltd.)、JP2002-180331(Chisso Corp.‘331)和JP 2002-348737(Chisso Corp.‘737)；以及美国专利申请公开No.US2004/0097155 A1(Olson等人)和US2005/0217226 A1(Sundet等人‘226)。
技术实现思路
例如模制呼吸器或褶皱型炉过滤器等成形过滤制品有时是采用由多组分(例如双组分)纤维制成的非织造网制备而成的。图1a至图1e示出五种常见的双组分纤维的构造，它们可分别被称为“双层型”或“并列型”-->(图1a)，“海岛型”(图1b)，“实心分割饼型”(图1c)，“空心分割饼型”(图1d)和“皮芯型”(图1e)。在多组分纤维中使用两种或更多聚合物限制了多组分纤维网或多组分纤维制品中的未使用部分可被循环利用的程度，而且如果仅有一种聚合物是可充电的驻极体，则会限制施加电荷的程度。成形过滤制品还可通过将外用粘结材料(例如粘合剂)添加到过滤网上来形成，然而由所添加粘结材料的化学或物理性质所造成的缺陷包括：网基重增加以及丧失再循环使用的能力。制备例如模制呼吸器或褶皱型炉过滤器等成形过滤制品的现有方法通常涉及对网或制品特性造成的损害，以及一个或多个上述缺点。一方面，本专利技术提供一种制备成形过滤制品的方法，该方法包括：a)通过以下步骤形成单组分非织造网：i)使具有相同聚合物组分的第一成纤材料和第二成纤材料流过熔喷模具，该模具包括分别与熔喷模具顶端的第一组孔和第二组孔流体连通的第一模腔和第二模腔，其中，第一成纤材料以较小流量或粘度流过第一模腔和第一组孔以形成一组较小尺寸细丝，并且第二成纤材料以较大流量或粘度流动通过第二模腔和第二组孔以形成一组较大尺寸细丝；ii)将较小尺寸细丝和较大尺寸细丝混合，同时使它们在空气或其他流体的会聚流之间减细为纤维；iii)将这些减细的纤维收集成为这样的非织造网：该非织造网包含相互缠结的具有相同聚合物组分的连续微纤维和较大尺寸纤维的熔喷双峰质量分数/纤维尺寸混合物，以及b)将网模制、成褶或者以其它方式成形为纤维的自支承非平面多孔单组分单层基体，所述纤维在至少一些纤维交叉点处彼此粘结。在一个示例性实施例中，第一组孔和第二组孔排成一排。在另一个示例性实施例中，网在成形之前具有至少约100mg的Gurley刚度。在另一个示例性实施例中，网在成形之后具有大于1N的King刚度。本专利技术所公开的方法具有许多有益且独特的特性。通过在公共模具顶端形成较小尺寸细丝和较大尺寸细丝，并将这些细丝在空气或其他流体的-->会聚流之间混合，可以获得纤维充分混合的网。较大尺寸纤维和微纤维均可以进行高度充电。较大尺寸纤维可以使得由本专利技术所公开的网制成的模制基体或成形基体具有改善的模塑性和改善的刚度。微纤维可以赋予该网增大的纤维表面积，以及诸如改善的过滤性能等有益效果。通过使用不同尺寸的微纤维和较大尺寸纤维，可以根据具体用途定制过滤和模制特性。与微纤维网通常具有高压降(以及由此所致的高呼吸阻力)的特征形成对比，由于较大尺寸纤维使微纤维物理分离并隔开，因而使得本专利技术所公开的非织造网的压降保持较低。微纤维和较大尺寸纤维还似乎相互协作而提供较高的颗粒深度填充容量。通过使用直接成网制造设备，并通过使用单种聚合物树脂，可以相当经济地制备出本专利技术所公开的非织造网，在直接成网制造设备中通过一个基本直接的操作而将成纤聚合物材料转化为网。而且，如果微纤维和较大尺寸纤维都具有相同的聚合物组分，并且不使用外用粘结材料，则可以完全循环使用本专利技术所公开的非织造网的未使用的部分。通过以下详细描述，本专利技术的这些及其他方面将会是显而易见的。然而，在任何情况下，以上内容都不应理解为对受权利要求书保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，在专利申请过程中可以对权利要求书进行修正。附图说明图1a至图1e分别示出几种双组分纤维构造的示意性剖视图；图2为示例性熔喷模具的示意性剖视图，该熔喷模具具有一排孔，向这些孔供应以不同流量或不同粘度流动的具有相同聚合物组分的聚合物；图3为该熔喷模具的出口端视图；图4是一次性个人呼吸器的局部剖视透视图，该一次性个人呼吸器具有设置在内覆盖层与外覆盖层之间的抗变形的杯状多孔单层基体；图5是褶皱型过滤介质的透视图；图6是示出序列号为3-1M的模制呼吸器的NaCl渗透率(渗透百分率)和压降的曲线图，并且图7是由多层过滤介质制成的商用N95呼吸器的类似曲线图；以及--本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备成形过滤制品的方法，所述方法包括：　ａ）通过以下步骤形成单组分非织造网：　ｉ）使具有相同聚合物组分的第一成纤材料和第二成纤材料流动通过熔喷模具，所述熔喷模具包括分别与熔喷模具顶端的第一组孔和第二组孔流体连通的第一模腔和第 二模腔，其中所述第一成纤材料以较小流量或粘度流动通过所述第一模腔和所述第一组孔以形成一组较小尺寸细丝，并且所述第二成纤材料以较大流量或粘度流动通过所述第二模腔和所述第二组孔以形成一组较大尺寸细丝；　ｉｉ）混合所述较小尺寸细丝和所述较大 尺寸细丝，同时在空气或其他流体的会聚流之间将它们减细为纤维；　ｉｉｉ）将减细的纤维收集成非织造网，所述非织造网包含互相缠结的具有相同聚合物组分的连续微纤维与较大尺寸纤维的熔喷双峰质量分数／纤维尺寸混合物；以及　ｂ）将所述网模制、 成褶或者以其它方式成形为纤维的自支承非平面多孔单组分单层基体，所述纤维在至少一些纤维交叉点处彼此粘结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-7-31 11/461,307;US 2006-7-31 11/461,145;US1.一种制备成形过滤制品的方法，所述方法包括：
a)通过以下步骤形成单组分非织造网：
i)使具有相同聚合物组分的第一成纤材料和第二成纤材料流
动通过熔喷模具，所述熔喷模具包括分别与熔喷模具顶端
的第一组孔和第二组孔流体连通的第一模腔和第二模腔，
其中所述第一成纤材料以较小流量或粘度流动通过所述第
一模腔和所述第一组孔以形成一组较小尺寸细丝，并且所
述第二成纤材料以较大流量或粘度流动通过所述第二模腔
和所述第二组孔以形成一组较大尺寸细丝；
ii)混合所述较小尺寸细丝和所述较大尺寸细丝，同时在空气
或其他流体的会聚流之间将它们减细为纤维；
iii)将减细的纤维收集成非织造网，所述非织造网包含互相缠
结的具有相同聚合物组分的连续微纤维与较大尺寸纤维的
熔喷双峰质量分数/纤维尺寸混合物；以及
b)将所述网模制、成褶或者以其它方式成形为纤维的自支承非平
面多孔单组分单层基体，所述纤维在至少一些纤维交叉点处彼
此粘结。
2.根据权利要求1所述的方法，其中收集成的网的质量分数与以μm为
单位的纤维尺寸的柱状图具有约10μm至约50μm的较大尺寸纤维
模。
3.根据权利要求1所述的方法，其中收集成的网的质量分数与以μm为
单位的纤维尺寸的柱状图具有约10μm至约40μm的较大尺寸纤维
模。
4.根据权利要求1所述的方法，其中收集成的网的质量分数与以μm为
单位的纤维尺寸的柱状图具有约1μm至约5μm的微纤维模以及约
12μm至约30μm的较大尺寸纤维模。
5.根据权利要求1所述的方法，其中收集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛义德A安格德吉万德，马尔文E琼斯，詹姆斯E斯普林格特，约翰M布兰德纳，蒂莫西J林德奎斯特，
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]