[發(fā)明專利]三維非織造介質(zhì),過(guò)濾器和加工方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910252690.9
• 申請(qǐng)日: 2002-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102002820A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·M·奧恩;C·V·科普;M·J·馬森;P·M·羅爾基戈;T·G·斯蒂夫特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: GE奧斯莫尼克斯公司
• 主分類號(hào): D04H3/16
• 分類號(hào): D04H3/16;B01D39/08
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;曹若

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及熔噴介質(zhì)領(lǐng)域，特別是涉及密度降低同時(shí)保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的介質(zhì)。這種介質(zhì)有利的應(yīng)用于許多方面，在此期望的材料性能包括低密度和高空隙容積，同時(shí)特別是在壓力下保持相對(duì)剛性結(jié)構(gòu)。這種介質(zhì)的用途包括各種應(yīng)用例如微粒過(guò)濾，油的聚結(jié)和白血球過(guò)濾的過(guò)濾介質(zhì)。其它預(yù)想的用途包括絕緣，沖擊吸收保護(hù)和柔順材料，和蒸發(fā)器的芯吸介質(zhì)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，現(xiàn)有技術(shù)中存在用于形成包括多個(gè)基本上連續(xù)絲的熔噴介質(zhì)的許多設(shè)備和加工方法。在該領(lǐng)域中，例如在授予Lohkamp等人的美國(guó)專利3825379和授予Harding等人的美國(guó)專利3825380中描述了纖維成形裝置或成纖器，該纖維成形裝置或成纖器用來(lái)向收集裝置噴射合成樹(shù)脂類材料的細(xì)絲。在該過(guò)程中，空氣或其它氣體的射流作用于細(xì)絲上，以便將該細(xì)絲削弱為較細(xì)直徑，并將其輸送到收集裝置。纖維在收集裝置上連續(xù)增加，直到獲得期望尺寸和形態(tài)的大量纖維。

從該一般概念發(fā)展出多個(gè)特定加工方法。這些加工方法中的其中一個(gè)在授予Buntin等人的美國(guó)專利3849241中描述。它公開(kāi)了一種加工模具或成纖器，該加工模具或成纖器由包含用于細(xì)絲材料和減細(xì)空氣的獨(dú)立的通道的模頭組成。在操作期間，熔融樹(shù)脂材料被迫經(jīng)過(guò)模頭中的一個(gè)或多個(gè)小孔或噴絲板導(dǎo)向收集裝置，并被位于材料出口孔側(cè)上的空氣流減細(xì)。該工藝使用的收集法包括轉(zhuǎn)鼓，以形成連續(xù)墊。另一種這樣的工藝在授予Pall的4021281號(hào)美國(guó)專利中描述。它描述了在轉(zhuǎn)鼓上連續(xù)形成熔噴介質(zhì)幅面料，并以管狀幅面料形式沉積，該管狀幅面料可切開(kāi)成平展介質(zhì)。另一種工藝在授予Lin等人的4240864號(hào)美國(guó)專利中舉例說(shuō)明。該專利公開(kāi)了一種加工模具或紡絲頭組件，它向旋轉(zhuǎn)收集裝置輸送多個(gè)細(xì)絲。與細(xì)絲相關(guān)的是減細(xì)空氣流，其作用是當(dāng)細(xì)絲向收集裝置移動(dòng)時(shí)使細(xì)絲減細(xì)。Lin等人還公開(kāi)了一種壓輥，該壓輥用于改變施加于在旋轉(zhuǎn)心軸上聚積的纖維上的壓力，以提供改變纖維密度的過(guò)濾器。與Buntin等人和Pall的工藝相同，在Lin等人的工藝中的單根細(xì)絲的直徑不變地經(jīng)過(guò)全部介質(zhì)。然而，與Buntin等人和Pall的相反，在Lin等人的工藝中，生成的介質(zhì)借助非圓柱壓輥連續(xù)地受驅(qū)動(dòng)離開(kāi)旋轉(zhuǎn)心軸，以制造無(wú)芯深濾程濾芯(或深度過(guò)濾器件)。

另一種特殊的工藝由授予Pall等人的4594202號(hào)和4726901號(hào)美國(guó)專利典型說(shuō)明。與上述工藝類似，Pall的工藝包括具有多個(gè)單獨(dú)的噴絲板的成纖器或成纖器模，熔融細(xì)絲樹(shù)脂被迫經(jīng)過(guò)該噴絲板導(dǎo)向收集心軸。還與上述其它工藝類似，該工藝公開(kāi)了當(dāng)細(xì)絲向收集心軸移動(dòng)時(shí)，為了使細(xì)絲減細(xì)，而使用空氣或氣體流。然而，該工藝與上述工藝不同，因?yàn)樗_(kāi)了一種在整個(gè)過(guò)濾器濾芯的徑向尺寸上用于改變纖維直徑，同時(shí)對(duì)于每種程度的纖維直徑變化都保持基本上恒定的空隙體積的裝置。這可通過(guò)順序地改變一些參數(shù)以便在旋轉(zhuǎn)心軸上收集細(xì)絲期間影響纖維的直徑，從而由Pall等人的工藝實(shí)現(xiàn)。

盡管每個(gè)上述特定工藝通常適合某些應(yīng)用，該每個(gè)工藝還具有一些限制。例如，Pall等人(4594202和4726901)工藝的一種限制是，它是非連續(xù)或半連續(xù)工藝。換句話說(shuō)，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)心軸上堆積而成減細(xì)的細(xì)絲形成有限長(zhǎng)度的過(guò)濾器濾芯。當(dāng)收集的細(xì)絲材料達(dá)到期望的厚度時(shí)，過(guò)濾器結(jié)構(gòu)移走，針對(duì)下一個(gè)過(guò)濾器濾芯的工藝重新開(kāi)始。

盡管Pall等人的專利(4594202和4726901)考慮了包括直徑改變的細(xì)絲的深濾程濾芯，仍存在多個(gè)限制。首先，Pall等人的工藝不是一個(gè)連續(xù)的工藝，但針對(duì)每個(gè)制造的過(guò)濾器其必須重復(fù)。第二，盡管Pall等人的一些過(guò)濾器濾芯具有直徑變化的細(xì)絲，制造這種濾芯的工藝存在限制。特別是，通過(guò)順序改變細(xì)絲制造機(jī)構(gòu)的多個(gè)操作條件中的其中之一，來(lái)改變細(xì)絲直徑。然而，無(wú)論何時(shí)引入這種改變，系統(tǒng)花時(shí)間在重新達(dá)到平衡之前響應(yīng)這種改變。響應(yīng)的期限與改變的程度成比例。由于在制造每個(gè)單獨(dú)的過(guò)濾器濾芯期間引入這種改變，導(dǎo)致工藝穩(wěn)定性較低，變化性增加。而且，從一種直徑的細(xì)絲到另一種直徑的細(xì)絲的轉(zhuǎn)變以與時(shí)間有關(guān)的轉(zhuǎn)變形式逐漸發(fā)生，而不是突然發(fā)生，例如其結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)或多個(gè)分離的細(xì)絲。

介質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)是空隙體積百分比，即結(jié)構(gòu)中的空氣體積與總介質(zhì)結(jié)構(gòu)體積之比。熔噴介質(zhì)中的空隙體積百分比應(yīng)盡可能高，以便在過(guò)濾應(yīng)用中獲得許多期望的特性，例如高污物容量和低初始?jí)航怠Ｒ话愕兀@得高空隙體積導(dǎo)致介質(zhì)團(tuán)的密度降低。還期望的是降低介質(zhì)團(tuán)的密度，因?yàn)榈兔芏冉橘|(zhì)要求低的材料使用率，并允許材料成本降低，生產(chǎn)量提高，制造加快。