單組分單層熔噴網和熔噴裝置的制作方法

專利名稱：：單組分單層熔噴網和熔噴裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及熔噴網和熔噴設備。
背景技術：
：涉及非織造網、其制造方法以及由非織造網制成的制品的專利或專利申請包括美國專利No.3，981，650(Page)、4，100，324(Anderson)、4,118,531(Hauser)、4,536,440(Berg)、4,547,420(Krueger等人)、4,931,355(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)、5,679，。42(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)、6,176,955Bl(Haynes等人)、6，183，670Bl'(Torobin等人)、6,230,901Bl(0gata等人)、6,319,865Bl(Mikami)、6,607,624B2(Berrigan等人(624)、6,667,254Bl(Thompson等人)、6，723，669(Clark等人)、6，827，764B2(Springett等人)、6，858，297Bl(Shah等人)、6，916，752B2(Berrigan等人'752)和6，998，164B2(Neely等人)；歐洲專利No.EP0322136Bl(明尼蘇達礦業及制造公司)(MinnesotaMiningandManufacturingCo.);曰本已公布的專禾U申請No.JP2001-049560(日產汽車公司)(NissanMotorCo.Ltd)、JP2002-180331(Chisso公司'331)和JP2002-348737(Chisso公司'737);以及美國專利申請公開No.US2004/0097155Al(Olson等人)和US2005/0217226Al(Sundet等人'226)。
發明內容5諸如模制呼吸器或褶皺型爐過濾器(pleatedfurnacefilter)之類的成形過濾制品有時是使用由多組分(例如雙組分)纖維制成的非織造網制造而成的。圖la至圖le示出五種常見的雙組分纖維的構造，分別稱為"雙層型"或"并列型"(圖la)、"海島型"(圖lb)、"實心分割餅型"(圖lc)、"空心分割餅型"(圖Id)和"皮芯型"(圖le)。在這些纖維中使用兩種聚合物，這限制了雙組分纖維網的未使用部分的可被循環利用的程度，而且如果只有一種聚合物可由駐極體充電，則可限制網的充電程度。也可以通過將外用粘結材料(例如粘合劑)添加到過濾網上來制備成形過濾制品，所添加粘結材料的化學或物理性質可能造成的限制包括網基重增加以及喪失再循環使用能力。制備成形過濾制品(例如模制呼吸器或褶皺型爐過濾網)的現有方法通常涉及對網或制品的特性造成的損害、以及一個或多個上述缺點。上述的美國專利No.3，981，650(Page)描述了一種熔噴模具，該模具配備有兩個模腔，不同的聚合物從分開的擠出機上供給到各模腔。使用兩臺擠出機增加了成本和復雜性，并且使用兩種聚合物會帶來上述的其他缺點。上述的美國專利No.6,319,865Bl(Mikami)并未討論成形過濾制品，但討論了使用熔噴模具制造液體過濾網，其中單一的聚合物供給到一排2到4個較小噴絲頭上，這些較小噴絲頭設置在一對較大噴絲頭之間，較大噴絲頭位于一排較小噴絲頭的兩側。Mikami提到，噴絲頭直徑的比率應在1.3至2.0之間。Mikami還使用了比較例，其中在一排較小噴絲頭兩側的較大噴絲頭之間設置了5個噴絲頭，而且提到，使用這種噴絲頭布置方式制造的、或使用相鄰較大噴絲頭之間設置的僅僅一個較小噴絲頭所制造出的非織造織物的纖維分布更窄、使用壽命更短。現在，我們已經發現一種單組分非織造網，該非制造網可使用單個擠出機和單個熔噴模具來制成，并且可經模制或其他方式制成三維形狀以提供高性能的成形過濾制品，該制品在模制后具有極好的剛度，并且在模制或成形狀態下具有極好的過濾能力。本發明在一方面提供了一種多孔單組分非織造網，其包含相互纏繞的具有相同聚合物組分的連續微纖維和較大尺寸纖維的熔噴雙峰質量分數/纖維尺寸混合物，其中微纖維的數量為較大尺寸纖維的數量的至少五倍，并且其中纖維質量分數對纖維尺寸的柱狀圖顯示出大于l(Vm的較大尺寸纖維模。本發明在另一個方面提供了一種用于形成單組分非織造網的方法，該方法包括使成纖材料流經具有較大尺寸孔和至少五倍數量的較小尺寸孔的模腔以形成細絲，使用空氣或其他流體將細絲減細成纖維，收集減細的纖維成為非織造網，該非織造網包含相互纏繞的具有相同聚合物組分的連續微纖維和較大尺寸纖維的熔噴雙峰質量分數/纖維尺寸混合物，其中，微纖維的數量為較大尺寸纖維的數量至少五倍，并且其中纖維質量分數對纖維尺寸的柱狀圖顯示出了大于10pm的較大尺寸纖維模。本發明所公開的非織造網具有多個有益且獨特的性質。較大尺寸纖維和微纖維均可以進行高度充電。較大尺寸纖維可以使得模制基體或成形基體具有改善的模塑性和改善的剛度。微纖維能夠賦予網增大的纖維表面積，以及諸如改進的過濾性能之類的有益效果。通過使用不同尺寸的微纖維和較大尺寸纖維，可以根據具體用途定制過濾和模制特性。與微纖維網通常具有高壓降(以及因此所致的高呼吸阻力)的特征形成對比，因為較大尺寸纖維使微纖維物理分離并隔開，因此本發明所公開的非織造網的壓降保持較低。微纖維和較大尺寸纖維還似乎彼此協作以提供較高的顆粒深度填充容量。本發明所公開的網具有除過濾以外的附加用途。通過使用直接成網制造設備，并且通過使用單個擠出機和單種聚合物樹脂，可以相當經濟地制備本發明所公開的非織造網，在直接成網制造設備中通過一個基本直接的操作而將成纖聚合物材料轉變為網。另外，如果微纖維和較大尺寸纖維都具有相同的聚合物組分，并且不使用外用粘結材料，則可以完全循環使用本發明所公開的非織造網的未使用部分。在以下詳細描述中，本發明的這些方面和其他方面將是顯而易見的。然而，在任何情況下，以上內容都不應理解為是對受權利要求書保護的主題的限制，該主題僅受所附權利要求書的限定，在專利申請過程中可以對權利要求書進行修正。圖la至圖le分別示出幾種雙組分纖維構造的示意性剖視7圖2為用于制造單組分非織造網的示例性工藝的示意性側視圖，該非織造網包含具有相同聚合物組分的微纖維和較大尺寸纖維；圖3為示例性熔噴模具的出口端透視圖，該模具具有多個較大孔和較小孔；圖4為一次性個人呼吸器的局部剖視透視圖，該一次性個人呼吸器具有設置在內覆蓋層與外覆蓋層之間的抗變形的杯狀多孔單層基體；圖5為褶皺型過濾介質的透視圖6為示出實例1的序列號為1-1M和序列號為2-2M的模制基體的NaCl滲透率(滲透百分率)和壓降的曲線圖7禾n圖8為實例6的序列號為6-8F的平面網和序列號為6-腦的模制基體的顯微照片；圖9和圖10為實例6的序列號為6-8F的平面網和序列號6-腦的模制基體的纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖11為示出實例7的序列為號7-1M的NaCl滲透率和壓降的曲線圖12、圖13和圖15為實例10中一系列網的質量分數對纖維尺寸(以)Lim計)的柱狀圖，圖14和圖16為實例10中一系列網的纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖；以及圖17為示出實例10中的一系列模制基體的變形抵抗力DR的曲線圖。在附圖的多張圖中，相似的附圖標記表示相似的元件。圖中所示的元件未按比例繪制。具體實施例方式術語"多孔的"是指透氣的。術語"單組分"在用于纖維或纖維集合時，是指在其整個橫截面上組分基本相同的纖維；單組分包括共混物(即聚合物合金)或含添加劑的材料，其中連續相的均勻組合物在纖維的整個橫截面和長度上延伸。術語"具有相同的聚合物組分"是指具有基本上相同的重復分子單元的聚合物，但可以具有不同的分子量、熔融指數、制造方法、商品形式等。術語"尺寸"在用于纖維時，是指具有圓形橫截面的纖維的纖維直徑，或是穿過具有非圓形橫截面的纖維構成的最長橫截面弦的長度。術語"連續"在用于纖維或纖維集合時，是指纖維具有基本上無窮大的縱橫比(即(例如)至少約10，000或更大的長度與尺寸比率)。術語"有效纖維直徑"在用于纖維集合時，是指根據Davies，C.N.,"TheS印arationofAirborneDustandParticles"(空氣中灰塵禾口顆粒的分離)，InstitutionofMechanicalEngineers,London,Proceedings1B，1952中提出的方法而對具有任意橫截面形狀(圓形或非圓形)的纖維所制成的網確定的值。術語"模"在用于質量分數對纖維尺寸(以em計)的柱狀圖、或者纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖時，是指這樣的局部峰該局部峰的峰高高于與該局部峰相比纖維尺寸小l)im和2pm的峰高以及纖維尺寸大1pm和2pm的峰高。術語"雙峰質量分數/纖維尺寸混合物"是指具有顯示出至少兩個模的質量分數對纖維尺寸(以pm計)柱狀圖的纖維集合。雙峰質量分數/纖維尺寸混合物可包括多于兩個模，例如可以是三峰或者更多峰質量分數/纖維尺寸混合物。術語"雙峰纖維支數/纖維尺寸混合物"是指具有顯示出至少兩個模的纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以iim計)柱狀圖的纖維集合，所述至少兩個模的對應纖維尺寸相差為較小纖維尺寸的至少50。％。雙峰纖維支數/纖維尺寸混合物包括多于兩個模，例如可以是三峰或更多峰纖維支數/纖維尺寸混合物。術語"粘結"在用于纖維或纖維集合時，是指牢固地粘合在一起；當網經受一般處理時，粘結的纖維一般不會分離。術語"非織造網"是指以纖維的纏結或點粘結為特征的纖維網。術語"單層基體"在用于包含雙峰質量分數/纖維尺寸混合物纖維的非織造網時，是指(不是針對纖維尺寸)在網的整個橫截面上具有基本上均勻分布的相似纖維，并且(針對纖維尺寸)在網的整個橫截面上具有呈現出各個峰分布的纖維。這樣的單層基體在網的整個橫截面上具有基本上均勻分布的纖維尺寸，或者可(例如)具有呈深度梯度的纖維尺寸，諸如多數較大尺寸纖維靠近網的一個主表面，而多數微纖維靠近網的另一個主表面。術語"將所述細絲減細為纖維"是指將細絲片段轉化為長度更大且尺寸更小的片段。術語"熔噴"在用于非織造網時，是指通過以下步驟形成網將成纖材料通過多個孔進行擠出以形成細絲，同時使細絲與空氣或者其他減細流體接觸以將細絲減細成纖維，并且隨后收集減細的纖維層。術語"熔噴纖維"是指將熔融的成纖材料通過模具中的孔進行擠出并進入高速氣體流而制備的纖維，在氣體流中擠出的材料首先被減細，然后被固化為大量纖維。盡管有時會報道熔噴纖維為不連續的，但是這種纖維通常是長而且充分纏結的，從而使得常常不能從大量此類熔噴纖維中移除一根完整的熔噴纖維或不能由始至終追蹤一根熔噴纖維。術語"熔噴模具"是指在熔噴工藝中使用的模具。術語"微纖維"是指中值尺寸(用顯微鏡法測得)為l(Vm或更小的纖維；"超細微纖維"是指中值尺寸為2pm或更小的微纖維；"亞微米微纖維"是指中值尺寸為lpm或更小的微纖維。當在本文參考中涉及到一批、一組、一系列等具體種類的微纖維例如"一系列亞微米微纖維"時，是指那一系列中的全部微纖維或單批微纖維全部，而不僅指那一系列或一批亞微米纖維的一部分。術語"被充電"在用于纖維集合時，是指這樣的纖維在7cm/sec的沿面流速下測定鄰苯二甲酸二辛酯滲透率百分率(Q/^D0P)時，在暴露于吸收劑量為20Gary的lmm鈹過濾80KVpX射線后，品質因數QF(如下所述)損失至少50%的纖維。術語"自支承"是指這樣一種網足夠的內聚力和強度以至在使用巻軸式(reel-to-reel)制造設備進行操作時不會產生大量的撕裂或破裂。術語"King剛度"是指使用King剛度檢測器(得自J.A.King&Co.，Greensboro,NorthCarolina)將2.54cm直徑X8.lm長的平面探針推向模制杯狀呼吸器所需的力，該呼吸器通過在半徑為55mm、容積為310cm3的半球形模具的相配合的陽模部和陰模部之間形成測試杯狀基體來進行制備。首先使該模制基體冷卻，然后將其放置在測試儀探針下方，以便評估。本發明所公開的單組分單層網包含微纖維和較大尺寸纖維的雙峰質量分數/纖維尺寸混合物。微纖維的尺寸可以(例如)在約O.lpm至約lOpm、約0.lnm至約5pm、或約0.linm至約lpm的范圍內。較大尺寸纖維的尺寸可以(例如)在約10nm至約70pm、約10pm至約5(Vm、或約15pm至約5(^m的范圍內。質量分數對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖可以(例如)具有約0.lnm至約10(im、約0.5pm至約8pm、或約lpm至約5pm的微纖維模，并且具有約l(Vm至約50|im、約l(Vm至約40|im、或約12pm至約30pm的較大尺寸纖維模。本發明所公開的網還可含有雙峰纖維支數/纖維尺寸混合物，該混合物的纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以jLim計)的柱狀圖顯示至少兩個模，所述至少兩個模的對應纖維尺寸相差為較小纖維尺寸的至少50%，至少100%或至少200%。微纖維還可以(例如)形成網的多孔表面積的至少20%、至少40%或至少60%。網可以具有多個有效纖維直徑(EFD)值，例如，約5pm至約4(Vm或者約6pm至約35|im的EFD。網也可以具有多個基重，例如約60g/m2至約300g/m2、或約80g/m2至約250g/m2的基重。在平整(即未模制)時，網可以具有多個Gurley剛度值，例如Gurley剛度為至少約100mg、至少約200mg、至少約300mg、至少約500mg、至少約1000mg、或至少約2000mg。為了用作模制呼吸器，本發明所公開的模制基體優選地具有大于1N的King剛度，并且更優選地具有至少約2N或更大的剛度。粗略估計，如果將半球狀模制基體樣品冷卻，杯側朝下放置在剛性表面上，用食指豎直按壓(即，使基體樣品變凹)，然后釋放壓力，那么King剛度不足的基體會趨于保持凹痕，而King剛度足夠的基體會趨于彈回到其原始的半球狀構造。在下面的可行實例中示出的一些模制基體還可以或改為通過采用配備有直徑為25.4腿的聚碳酸酯測試探針的TA-XT2i/5型質構分析儀(ModelTA-XT2i/5TextureAnalyzer)(得自TextureTechnologiesCorp.)測量變形抵抗力(DR)來評價。將模制基體以表面側朝下的方式布置于質構分析儀的操作臺上。通過使聚碳酸酯探針以10毫米/秒的速度向下朝模制測試基體的中心推進25mm來測量變形抵抗力DR。使用五個模制測試基體樣品，記錄最大的(峰值)力并取平均值，以確定變形抵抗力DR。變形抵抗力DR優選地為至少約75g，并且更優選地為至少約200g。我們不知道將King剛度值轉換為變形抵抗力值的公式，但是可以注意到，變形抵抗力測試可用來評價在King剛度測試中剛度低于閾值量度值的低剛度模制基體。當暴露于以85升/分鐘的流量流動的0.0751im氯化鈉氣溶膠時，本發明所公開的模制呼吸器的壓降優選地小于20mmH20，更優選地小于IO腿H20。當這樣評價時，模制呼吸器的NaCl滲透率還優選地小于約5%，更優選地小于約1。％。當在13.8厘米/秒的沿面流速下用NaCl指示劑進行評價時，可形成這種模制基體的平面網的初始過濾品質因數QF優選地為至少約0.4ram1H20，更優選地為至少約0.5mm1H20。在用作褶皺型過濾器時，本發明所公開的網優選地具有至少約100mg的褶皺前Gurley剛度，并且可以具有至少約200mg或至少約300mg的褶皺前Gurley剛度。當暴露于空氣中濃度為約100mg/mH以85升/分鐘的流量流動的直徑為0.185nm的DOP顆粒氣溶膠時，本發明所公開的褶皺型過濾器在沿面流速為1.52米/秒(300英尺/分鐘)時優選地具有至少約15%的平均初始亞微米效率，并且可以具有至少約25%或至少約50。X的平均初始亞微米效率。當在13.8厘米/秒的沿面流速下使用這種DOP指示劑評價時，可形成這種褶皺型過濾器的平面網的初始過濾品質因數QF優選地為至少約O.3，更優選地為至少約0.4。圖2示出了制備多孔單組分非織造網的裝置200，所述非織造網含有互相纏結的具有相同聚合物組分的連續微纖維和較大尺寸纖維的雙峰纖維支數/纖維尺寸混合物。從料斗202和擠出機204進料的液化成纖聚合物材料通過入口208進入熔噴模具206，流經模腔210，并通過一排(下面結合圖3討論)較大尺寸孔和較小尺寸孔離開模腔210，這些孔在模腔210的整個前端排列成直線，并且通過這些孔將成纖材料擠出為一系列細絲212。氣體(通常為受熱空氣)被迫以非常高的速度通過一組協同操作的氣孔(下文還將討論)，氣孔將細絲212減細為纖維214。纖維214落在多孔收集器216上，并且形成自支承的非織造熔噴網218。圖3示出移除了減細氣體偏轉板240的熔噴模具206的出口端透視圖。模具206包括凸出的頂部302，頂部具有由較大孔306和較小孔30812形成的排304，這些孔限定了多個流道，液化成纖材料經過這些流道離開模具206并且形成細絲212。螺栓孔310接納貫穿螺栓(在圖3中未示出)，該貫穿螺栓將模具的各個部分保持在一起。在圖3示出的實施例中，較大孔306和較小孔308的尺寸比為2:1，并且每個較大孔306對應9個較小孔308。較大孔尺寸與較小孔尺寸的比值可以采用其他的比例，例如比例為1.5:1或更大、2"或更大、2.5:1或更大、3:1或更大、或者3.5:1或更大。每個較大孔對較小孔的數量的比例也可以采用其他的比例，例如比例為5:1或更大、6:1或更大、10:1或更大、12:1或更大、15:1或更大、20:1或更大、或者30:1或更大。通常，每個較大孔對應的較小孔的數量與每根較大尺寸纖維對應的較小直徑纖維的數量(例如，合適操作條件下的微纖維)之間具有直接的對應關系。正如本領域內的普通技術人員將認識到的，應選擇合適的聚合物流量、模具操作溫度和減細氣流速率，以使得較大尺寸纖維由通過較大孔形成的減細細絲來制成，微纖維由通過較小孔形成的減細細絲來制成，并且制成的網具有所需的結構和物理特性。有關熔噴的更多細節可見于Wente，VanA.所著的發表于IndustrialEngineeringChemistry,第48巻，第1342頁開始(1956)的"SuperfineThermoplasticFibers"(超細熱塑性纖維)、或Wente，V.A.、Boone,C.D.和Fluharty，E.L.所著的1954年5月25日公布的并且名稱為"ManufactureofSuperfineOrganicFibers"(超細有機纖維的制造)的美國海軍研究實驗室(NavalResearchLaboratories)第4364號報告、美國專利No.5，993，943(Bodaghi等人)、以及共同未決的美國專利申請(代理人案巻No.62284US002)(與本申請同日提交并且名稱為"PLEATEDFILTERWITHBIM0DALMONOLAYERM0N0C0MP0NENTMEDIA"含有雙峰單層單組分介質的褶皺型過濾器))和(代理人案巻No.62288US002)(與本申請同日提交的名稱為"MOLDEDM0N0C0MP0NENTMONOLAYERRESPIRATORWITHBIM0DALMONOLAYERM0N0C0MP0NENTMEDIA"帶有雙峰單層單組分介質的模制單組分單層呼吸器))，這些文獻的全部公開內容以引用的方式并入本文。本發明所公開的非織造網可具有不規則的纖維布置方式，并且通常具有大致各向同性的面內物理特性(如抗拉強度)。通常這種各向同性的非織造網優選地用于形成杯狀模制呼吸器。或者，這些網可以具有對準的纖維構造(如上述的美國專利No.6，858，297(Shah等人)中所述的纖維縱向排列的構造)以及各向異性的面內物理特性。如果這種各向異性的非織造網用于形成褶皺型過濾器，多排褶縐可以按照需要根據所關注的一種或多種各向異性特性進行對準，從而在高沿面流速下減少褶縐變形。本發明所公開的方法可以使用多種聚合物成纖材料。所述聚合物可以為基本上任何能夠形成非織造網的熱塑性成纖材料。對于將被充電的網，聚合物可以為基本上任何能保持滿意的駐極體特性或電荷分離的熱塑性成纖材料。可充電的網的優選聚合物成纖材料為在室溫下(22°C)具有10"歐姆厘米或更大體積電阻率的非導電樹脂。優選地，體積電阻率為約1016歐姆厘米或更大。聚合物成纖材料的電阻率可根據標準測試ASTMD257-93來測量。用于可充電的網的聚合物成纖材料還優選地基本不含諸如抗靜電劑之類的組分，這類組分能顯著增加電導率或以其它方式干擾纖維的接受和保留靜電電荷的能力。可以用于可充電的網的聚合物的一些例子包括這樣的熱塑性聚合物該聚合物包含諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-l-戊烯)和環烯烴共聚物等聚烯烴、以及這些聚合物的組合。可以使用但是可能難以充電或可能迅速失去電荷的其他聚合物包括聚碳酸酯、嵌段共聚物(諸如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、聚酯(諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺、聚氨酯、以及其他將為本領域內的技術人員所熟悉的聚合物。纖維優選地由聚(4-甲基-l-戊烯)或聚丙烯制備。最優選地，纖維由聚丙烯均聚物制備，這是因為聚丙烯均聚物具有保持電荷的能力，特別是在潮濕環境下。可以用多種方法為本發明所公開的非織造網賦予電荷。這可以(例如)通過如下方法實施采用授予Angadjivand等人的美國專利No.5，496，507所公開的使網與水接觸的方法、授予Klasse等人的美國專利No.4，588，537所公開的電暈處理方法、(例如)授予Rousseau等人的美國專利No.5，908，598所公開的水充電方法、授予Jones等人的美國專利No.6,562,112B2和授予David等人的美國專利申請公開No.US2003/0134515Al中所公開的等離子處理、或它們的組合。14可以將添加劑添加到聚合物中以提高網的過濾性能、駐極體充電容量、機械性能、老化特性、著色性、表面特性或所關注的其他特性。代表性的添加劑包括填充劑、成核劑(例如，可從MillikenChemical商購獲得的MILLADTM3988二亞芐基山梨醇)、駐極體充電增強添加劑(例如，三硬脂酸三聚氰胺(tristearylmelamine)、以及諸如得自CibaSpecialtyChemicals的CHIMASSORB119和CH皿SS0RB944等多種光穩定劑)、固化引發劑、硬化劑(如聚(4-甲基-l-戊烯))、表面活性劑和表面處理劑(如在授予Jones等人的美國專利No.6,398,847Bl、6,397,458Bl和6，409，806Bl中所述的用來在油霧環境下提高過濾性能的氟原子處理劑)。這些添加劑的類型和用量是本領域內的技術人員所熟知的。例如，駐極體充電增強添加劑的含量一般小于約5重量％，更典型地小于約2重量％。圖4示出了示例性杯狀一次性個人呼吸器400的局部剖視圖。呼吸器400包括內覆蓋網402、單組分過濾層404和外覆蓋層406。熔接邊408將這些層保持在一起，并且形成面部密封區以減少通過呼吸器400邊緣的泄漏。通過(例如)金屬(如鋁)或塑料(如聚丙烯)制成的極軟的柔韌鼻帶410，可以進一步減少泄漏。呼吸器400還包括用插片414扣緊的可調式頭頸帶412以及呼氣閥416。除了單組分過濾層404外，有關呼吸器400構造的更多細節將為本領域內的技術人員所熟悉。圖5示出了由本發明所公開的單組分過濾層502制成的示例性褶皺型過濾器500的透視圖，該單組分過濾層形成為間隔開的多排褶縐504。本領域內的普通技術人員將會理解到，過濾器500可自身使用、或可使用合適的支承件(如膨脹金屬篩網)來加強、并且可選地安裝在合適的框架(如金屬或紙板框)中以形成用于(例如)HVAC系統的可更換過濾器。據信褶皺型過濾器500剛度的增加(由于本發明所公開的單組分過濾層中存在的較大尺寸纖維所帶來的)有助于提高褶鈹型過濾器500在高的過濾器沿面流速下的抗褶縐變形的能力。除了單組分過濾層502夕卜，有關過濾器500構造的更多細節將為本領域內的技術人員所熟悉。可以采用本領域內的普通技術人員所熟知的方法和附加元件，將本發明所公開的非織造網形成為這些或其他成品。在形成三維形狀時，可能希望在成形前監測平面網的特性，諸如基重、網厚度、堅固性、EFD、Gurley剛度、Taber剛度、壓降、初始NaCl滲透率、D0P滲透百分率或品質因數QF，而在成形后監測成形(如模制或成褶)基體的特性，諸如King剛度、變形抵抗力DR、壓降或平均初始亞微米效率。例如，模制特性可以通過在半徑為55mm且容積為310cm3的半球狀模具的相配合的陽模部和陰模部半塊之間形成測試杯狀基體來評價。EFD可以通過下列方式確定(除非另外指明)在32L/min的空氣流量(對應于5.3cm/sec的沿面流速)下，使用在Davies，C.N.，"TheS印arationofAirborneDustandParticles"(空氣中灰塵和顆粒的分離)，InstitutionofMechanicalEngineers,London,Proceedings1B，1952中所描述的方法進行。Gurley剛度可以采用得自GurleyPrecisionInstruments的4171E型GURLEYTM抗彎檢測器來確定。從網上沖切下3.8cmx5.lcm的矩形，使樣品的長邊與網的橫向(橫維)的方向對準。將樣品裝載在抗彎檢測器中，使樣品的長邊位于網的固定夾中。將樣品沿兩個方向折曲，即測試臂擠壓第一主樣品表面按壓，然后擠壓第二主樣品表面，記錄這兩次測量的平均值作為以毫克為單位的剛度。該測試是破壞性測試，并且如果需要進一步測試，則需要采用新的樣品。Taber剛度可以采用150-B型TABER剛度檢測器(可從TaberIndustries商購獲得)來確定。使用鋒利的剃刀刀片小心地從網上切割下3.8cmx3.8cm的正方形部分，以避免纖維融合，然后使用3至4個樣品以15。的樣品撓曲度進行評價以確定在縱向和橫向上的剛度。滲透百分率、壓降和過濾品質因數QF可以采用包含NaCl或D0P顆粒、以85升/分鐘流量傳送(除非另外指明)的指示劑氣溶膠來確定，并使用TSI8130型高速自動過濾器檢測器(可從TSIInc.商購獲得)來評價。對于NaCl測試，可由2%NaCl溶液生成顆粒，以形成氣溶膠，該氣溶膠含有空氣中濃度為約16mg/m3-23mg/m3的直徑為約0.075pm的顆粒，且上述自動過濾器檢測器可在加熱器和顆粒中和器都開啟的情況下操作。對于D0P測試，氣溶膠可以包含直徑為約0.185pm且濃度為約100mg/W的顆粒，自動過濾器檢測器可在加熱器和顆粒中和器都關閉的情況下操作。在停止測試前，樣品可以暴露于13.8cm/sec的沿面流速(對于平面網樣品)或85升/分的流量(對于模制基體或成形基體)下的最大NaCl或D0P顆粒滲透率。可在過濾器的入口和出口處采用校準過的光度計來測量顆粒濃度以及通過過濾器的％顆粒滲透率。可以采用MKS壓力傳感器(可從服SInstruments商購獲得)來測量通過該過濾器的壓降(AP，mmH20)。如下公式可用于計算QF:-In薩'%顆粒滲透率'100對于所選指示劑氣溶膠可測量或計算的參數包括初始顆粒滲透率、初始壓降、初始品質因數QF、最大顆粒滲透率、最大滲透率下的壓降以及最大滲透率下的顆粒填充毫克數(達到最大滲透率時填充過濾器的指示劑總重量)。初始品質因數QF值通常提供總體性能的可靠指示，較高初始QF值表示較好的過濾性能，較低初始QF值表示降低的過濾性能。變形抵抗力DR可以采用配備有直徑為25.4mm的聚碳酸酯測試探針的TA-XT2i/5型質構分析儀(得自TextureTechnologiesCorp.)來確定。將模制測試基體(按上述King剛度定義中的描述來制備)以表面側朝下的方式布置在該質構分析儀的工作臺上。通過使聚碳酸酯探針以10毫米/秒的速度向下朝模制測試基體的中心推進25mm來測量變形抵抗力DR。使用五個模制測試基體樣品，記錄最大的(峰值)力并取平均值，以確定DR值。平均初始亞微米效率可以通過將帶框架的過濾器安裝于測試試管中并且使經干燥且經電荷中和的氯化鉀顆粒通過過濾器來測定。可以采用300英尺/分鐘(1.52米/秒)的測試沿面流速。光學顆粒計數器可以用于測量在一系列十二個粒度范圍或通道內該測試過濾器的上游和下游的顆粒濃度。每個通道中的粒度范圍采用ASHRAE標準52.2("MethodofTestingGeneralVentilationAir-CleaningDevicesforRemovalEfficiencybyParticleSize")(粒度測試通用通風空氣凈化設備的移除效率的方法)。該公式可用于確定每個通道的捕獲效率捕獲效率(％)上游顆粒計數-下游顆粒計數上游顆粒計數可以對四個亞微米通道(即粒徑為0.3(am至0.4pm、0.4pm至0.55pm、0.55)im至0.7nm以及0.7pm至1.0nm)中每一個的捕獲效率值進行平均，以獲得一個"平均初始亞微米效率"值。測試速率、效率和壓降結果通常都要進行記錄。本發明所公開的非織造網可用于多種模制呼吸器形狀和多種過濾器構造，包括HVAC(如，爐)過濾器、車輛室內過濾器、潔凈室過濾器、加濕過濾器、除濕過濾器、室內空氣凈化過濾器、硬盤驅動器過濾器以及其他平坦型或褶皺型被支承或自支承過濾制品。根據需要，本發明所公開的非織造網可包括除了本發明所公開的單組分網之外的一個或多個附加層。例如，模制呼吸器可以采用內覆蓋層或外覆蓋層來達到舒適或美觀的目的，而不是為了過濾或加硬。另外，可以采用包含吸附劑顆粒的一個或多個多孔層來捕獲所關注的蒸汽，例如在2006年5月8日提交的標題為"PARTICLE-CONTAININGFIBROUSWEB"(含顆粒的纖維網)的美國專利申請No.11/431,152中所描述的多孔層，該專利申請的全部公開內容以引用的方式并入本文。可以根據需要加入其他層(包括加硬層或加硬元件)，盡管這不是形成用于預期應用的具有足夠硬度或變形抵抗力的成形單層基體所必需。本發明所公開的非織造網還可以用于除空氣過濾之外的應用，例如用于液體(如醫藥)過濾器、隔熱、隔音、包裝材料、包括鞋面、鞋底部件和鞋墊在內的鞋部件、以及用于包括外套、運動裝和危險材料衣服在內的衣服。在以下示例性實例中對本發明進行進一步說明，除非另外說明，否則其中所有份數和百分比均按重量計。使用類似于圖2和圖3所示的裝置以及類似于在Wente，VanA."superfineThermoplasticFiber"(超細熱塑性纖維)，IndustrialandEngineeringChemistry,vol.48.No.8，1956，pp1342-1346禾口美國海軍研究實驗室報告111437(1954年4月15日)中所述的那些工序，實例118用可得自TotalPetrochemicals的TOTAL3960350熔體流動速率聚丙烯制成四個單組分單層熔噴網，該聚丙烯中添加了1%的三硬脂酸三聚氰胺作為駐極體充電添加劑。將該聚合物送入得自DavisStandardDivisionofCrompton&KnowlesCorp.的20型DAVISSTANDARD2英寸(50.8mm)單螺桿擠出機。該擠出機具有20/1的長度/直徑比和3/1的壓縮比。10cc/rev的Zenith熔融泵將聚合物流定量供應到10英寸(25.4cm)寬的鉆孔熔噴模具，該模具最初的0.012英寸(0.3mm)孔以將每第21個孔鉆大到0.025英寸(0.6mm)的方式被修改，從而形成較小尺寸孔的數量與較大尺寸孔的數量比為20:1并且較大孔尺寸與較小孔尺寸比為2:1。這些孔形成的行具有25個孔/英寸(10個孔/厘米)的孔距。熱空氣在模具頂端減細纖維。氣刀采用0.010英寸(0.25mm)的正回移(positivesetback)和0.030英寸(0.76mm)的氣隙。在形成網時，通過中等網孔收集器篩網進行從零至中等程度的抽真空。聚合物從擠出機輸出的速率從1.0磅/英寸/小時變至4.0磅/英寸/小時(0.18千克/厘米/小時至0.71千克/厘米/小時)，DCD(模具到收集器的距離)從12.0英尺變至25.0英寸(30.5cm至63.5cm)，并根據需要調節空氣壓力，以形成具有如下表1A中所示的基重和EFD的網。根據在美國專利No.5,496,507(Angadjivand等人'507)中提出的技術用蒸餾水對該網進行水充電，并使網干燥。在下表1A中列出了在13.8厘米/秒的沿面流速下每個網的序列號、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表1A<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>接著，對表1A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。將頂部模具加熱到約235°F(113°C)，底部模具加熱到約240°F(116°C)，采用0.050英寸(1.27mm)的模具間隙，并將網布置于模具中約9秒。在從模具中移除后，基體保持其模制形狀。在下表1B中列出了模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率值(對于序列號為I-IM和序列號為1-掘的模制基體來說，還包括最大填充滲透率)。表1B序列號King剛度，N壓降，mmH20初始滲透率，％最大填充滲透率，％1-1M1.877.370.2692.351-2M2.894.970.541-卜3M2.003.930.817—1-4M1.605.770.3483.95圖6為示出序列號為1-1M和序列號為1-4M的模制基體的NaCl滲透率和壓降的曲線圖。曲線A和B分別為序列號為1-1M和序列號為l-4M的模制基體的NaCl滲透率結果，而曲線C和D分別為序列號為1-1M和序列號為1-4M的模制基體的壓降結果。圖6表明序列號為1-1M和序列號為1-4M的模制基體會形成單組分單層模制基體，該基體通過了標準42C.F.R.Part84的N95NaCl填充測試。實例2采用實例1的一般方法，由100%的TOTAL3960聚丙烯來制成網，然后1)進行電暈充電、或2)進行電暈處理并用蒸餾水進行水充電。在下表2A中列出了每個網的序列號、充電方法、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表2A序列號充電方法基重，gsmEFD，|iim厚度，mm壓降，誦H20初始滲透率，%品質因數，1/mmH202-1F電暈23714.23.236.7032.40.172-2F電暈/水充電23714.23.236.7713.20.302-3F電暈19713.32.825.7328.70.222-4F電暈/水充電19713.32.825.936.30.4720接著，采用實例1的方法對表2A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。在下表2B中列出了這些模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率。表2B<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表2B中的數據表明這些模制基體的滲透率比實例1的模制基體的滲透率大，但是也具有可觀的King剛度。實例3使用實例l的方法，用已經加入0.8%CH頂ASSORB944受阻胺光穩定劑(得自CibaSpecialtyChemicals)作為駐極體充電添加劑的TOTAL3960聚丙烯來制成網，然后用蒸餾水對網進行水充電。在下表3A中列出了每個網的序列號、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表3A<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>接著，采用實例1的方法對表3A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。在下表3B中列出了這些模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率。表3B<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表3B中的數據表明這些模制基體的滲透率比實例1的模制基體的滲透率大，但是也具有可觀的King剛度。實例4采用實例2的方法，用TOTAL386837熔體流動速率聚丙烯(可得自TotalPetrochemicals)來制成網，然后1)進行電暈充電、或2)進行電暈處理并用蒸餾水進行水充電。在下表4A中列出了每個網的序列號、充電方法、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表4A<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表4中的數據表明這些模制基體的滲透率比實例1的模制基體的滲透率大，但是也具有可觀的剛度。實例5采用實例3的方法，用己經加入0.8%CHIMASSORB944受阻胺光穩定劑(得自CibaSpecialtyChemicals)作為駐極體充電添加劑的TOTAL3868聚丙烯來制成網，然后用蒸餾水對該網進行水充電。在下表5A中列出了每個網的序列號、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表5A<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>接著，采用實例1的方法對表5A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。在下表5B中列出了這些模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率。表5B<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表5B中的數據表明這些模制基體的滲透率比實例1的模制基體的滲透率大，但是也具有可觀的King剛度。實例6采用實例2的方法，用EXXONPP3746G1475熔體流動速率聚丙烯(可得自ExxonMobilCorporation)來制成網，然后對該網1)進行電暈充電、或2)進行電暈處理并用蒸餾水進行水充電。下表6A中列出了每個網的序列號、充電方法、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表6A<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>接著，采用實例1的方法對表6A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。在下表6B中列出了這些模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率。表6B<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>序列號為6-8F的平面網和序列號為6-8M的模制基體是使用掃描電子顯微鏡法(SEM)進行分析的使用LEOVP1450電子顯微鏡(得自CarlZeissElectronMicroscopyGroup)進行50倍至1，000倍的放大，在15kV、15咖WD、(T傾斜條件下操作，并采用在高真空下涂覆金/鈀的樣品。圖7和圖8為序列號為6-8F的平面網和序列號為6-8M的模制基體的顯微照片。根據取自平面網或基體每側的、放大率為350倍至l，OOO倍的SEM圖像得到纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖。采用UTHSCSAIMAGETOOL圖像分析程序(得自SanAntonio的UniversityofTexasHealthScienceCenter)對每側SEM圖像的約150根-200根纖維進行計數和測量，然后將兩側的觀察結果結合。圖9和圖10為實例6中的序列號為6-8F的平面網和序列號為6-8M的模制基體的纖維支數(頻率)對纖維尺寸的柱狀圖。在下表6C中示出了與這些網的纖維尺寸分析相關的更多細節表6C(值(|im)):6-8F平面網6-8M模制基體平均值5.935.67標準偏差5.364.30最小值1.391.35最大值42.6236.83中值4.244.44模4.063.94纖維支數324352實例7采用實例1的方法，用已經加入1%三硬脂酸三聚氰胺作為駐極體充電添加劑的EXXONPP3746G聚丙烯來制成網，然后用蒸餾水對該網進行水充電。在下表7A中列出了每個網的序列號、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表7A序列號基重，gsmEFD，|jm厚度，mm壓降，mmH20初始滲透率，%品質因數，1/mmH207-1F24714.23,636.200.5370.847-2F20414.33.055.770.5960.89接著，采用實例1的方法對表7A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。在下表7B中列出了這些模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率。25表7B<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>圖11為是序列號為7-1M的模制基體的NaCl滲透率和壓降的曲線圖。曲線A和B分別為NaCl滲透率和壓降結果。圖11和表7B中的數據表明序列號為7-1M的模制基體會形成單組分單層模制基體，該基體通過標準42C.F.R.Part84的N95NaCl填充測試。實例8采用實例3的方法，用己經加入0.8%CHIMASSORB944受阻胺光穩定劑(得自CibaSpecialtyChemicals)作為駐極體充電添加劑的EXXONPP3746G聚丙烯來制成網，然后用蒸餾水對該網進行水充電。在下表8A中列出了每個網的序列號、基重、EFD、網厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率和品質因數QF。表8A<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>接著，采用實例1的方法對表8A的網進行模制以形成用作個人呼吸器的杯狀模制基體。在下表8B中列出了這些模制基體的序列號、King剛度、初始壓降和初始NaCl滲透率值(對于序列號8-3M，還包括最大填充滲透率)。表8B<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>表8B中的數據表明至少序列號為8-3M的模制基體會形成通過標準42C.F.R.Part84的N95NaCl填充測試的單組分單層模制基體。未對序列號為8-lM、序列號為8-2M和序列號為8-4M的模制基體進行測試來確定其最大填充滲透率。實例9采用實例2的方法，用己經加入1%三硬脂酸三聚氰胺作為駐極體充電添加劑的EXXONPP3746G聚丙烯來制成網，然后用蒸餾水對該網進行水充電。將所得的平面網制成模制呼吸器，該模制呼吸器的其他層類似于美國專利No.6,041,782(Angadjivand等人'782)和6，923，182B2(Angadjivand等人'183)中所述的那些層。該呼吸器包括吹塑微纖維外覆蓋層網、PE85-12熱塑性非織造粘合劑網(得自BostikFindley)、實例9的平面網、另一個PE85-12熱塑性非織造粘合劑網和另一個吹塑微纖維內覆蓋層網。使用類似于上述的但是具有帶肋前表面的模具將所述層形成杯狀呼吸器。根據ASTMF-1862-05"StandardTestMethodforResistanceofMedicalFaceMaskstoPenetrationbySyntheticBlood(HorizontalProjectionofFixedVolumeataKnownVelocity)(醫用面罩對合成血液穿透阻力的標準測試方法(以已知速度和恒定體積進行水平噴灑))"，在120mmHg禾Q160醒Hg的測試壓強下對所得的模制呼吸器進行評價。120ramHg的測試采用0.640秒的閥門時間(valuetime)禾卩0.043MPa的儲罐壓強(tankpressure)。160,Hg的測試采用0.554秒的閥門時間和0.052MPa的儲罐壓強。該呼吸器在這兩種測試壓強下均通過測試。在下表9A中列出了該模制單組分網的序列號、基重、EFD、厚度、初始壓降和初始NaCl滲透率。<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>采用美國專利No.6,319,865Bl(Mikami)中的比較例3的方法，用10英寸(25.4cm)寬的鉆孔模具來制備網，該模具的頂部已經修改為提供一排較大尺寸孔和較小尺寸孔。較大孔具有0.6mm的直徑(Da)，較小孔具有0.4mm的直徑(Db)，孔的直徑比R(Da/Db)為1.5，每對較大孔之間有5個較小孔并且孔以30個孔/英寸(11.8個孔/厘米)間隔開。使用帶有50腿直徑的螺桿和10cc熔融泵的單螺桿擠出機來為該模具供應100%的TOTAL3868聚丙烯。該模具還具有0.20腿的空氣狹縫寬度、60°的噴絲頭切口角度(edgeangle)，以及0.58mm的空氣唇開口(airlipopening)。以1米/分鐘至50米/分鐘的速度移動細孔篩來收集纖維。在下表10A中示出了其他操作參數表10A參數值聚合物的熔體流動速率37MFR擠出機圓筒溫度320°C螺桿轉速8rpm聚合物流量4.55kg/hr模具溫度300°CDCD200腿模具空氣溫度275°C模具空氣速率5NmVmin較大孔直徑Da0.6mm較小孔直徑Db0.4咖孔的直徑比R(Da/Db)1.5每個較大孔對應的較小孔的數量5平均纖維直徑，Mm2.44標準偏差纖維直徑，)Lim1.59最小纖維直徑，0.65最大纖維直徑，10.1628EFD，jam9.4未纖維化材料(Shot)許多采用上述操作參數，沒有得到不含未纖維化材料的網。如果已經形成不含未纖維化材料的網，則所觀察到的有效纖維直徑值可能會小于上文所報告的9.4Mm值。但是，通過改變收集器速度，可以制備具有四種不同基重(即60gsm、100gsm、150gsm和200gsm)的含有未纖維化材料的網。圖12是200gsm網的質量分數對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖。該網在2pm和7)im處呈現出模。局部峰也出現在4pm和l(Vm處。4pm處峰的高度并不大于比該處纖維尺寸小2pm和大2pm處的高度，因此該峰不表示模；而且10pm處峰的高度并不大于比該處纖維尺寸小2pm處的高度，因此該峰不表示模。如圖12所示，該網不具有大于10nm的較大尺寸纖維模。采用實例2的一般方法對所述200gsm網進行模制以形成杯狀模制基體。將受熱模具關閉至0.5mm的間隙，并且采用大約6秒的保壓時間(dwelltime)。使該模制基體冷卻，結果該基體具有0.64N的King剛度值。確定的是，通過采用熔流指數更高的聚合物并且提高DCD值可減少未纖維化材料。使用100%TOTAL3860X100熔體流動速率聚丙烯(可得自TotalPetrochemicals)和下表10B所示的操作參數，通過改變收集器速度而形成了未纖維化材料顯著減少的60、100、150和200gsm的網。所得的網與采用表10A中的操作參數制備的網相比具有顯著更多的直徑大于10pm的纖維。表10B參數值聚合物的熔體流動速率100MFR擠出機圓筒溫度320。C螺桿轉速8rpm聚合物流量4.55kg/hr模具溫度29(TCDCD305mm29模具空氣溫度270°C模具空氣速率4.德7min較大孔直徑Da0.6mm較小孔直徑Db0.4咖孔的直徑比R(Da/Db)1.5每個較大孔對應的較小孔的數量5平均纖維直徑，pm3.82標準偏差纖維直徑，pm2.57最小纖維直徑，pm1.33最大纖維直徑，|im20.32EFD，(im13.0未纖維化材料不多圖13是該200gsm網的質量分數對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖。該網在4|im、10nm、17pm和22!im處呈現出模。局部非模態峰也出現在8pm和13^im處。如圖13所示，該網具有大于l(Vm的較大尺寸纖維模。圖14是同一200gsm網的纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以計)的柱狀圖。采用實例2的一般方法對該200gsm網進行模制以形成杯狀模制基體。將該受熱模具關閉至0.5mm的間隙，并且釆用大約6秒的保壓時間。使該模制基體冷卻，結果其具有0.98N的King剛度值，該值不大于1N。還確定的是，通過采用如下的模具可以減少未纖維化材料該模具與Mikami等人的模具相比每個較大孔對應的較小孔的數量更大。使用TOTAL3868和TOTAL3860X聚合物和不同的10英寸(25.4cm)寬的鉆孔模具還制備出具有最少未纖維化材料的60gsm、100gsm、150gsm和200gsm的網。后一個模具的模具頂端被修改為形成一排較大尺寸孔和較小尺寸孔，其中在較大孔之間具有數量比Mikami等人所公開的數量更多的較小孔。較大孔具有0.63ram的直徑(Da)，較小孔具有0.3mm的直徑(Db)，孔的直徑比R(Da/Db)為2.1，每對較大孔之間有9個較小孔，并且孔以25個孔/英寸(9.8個孔/厘米)間隔開。使用帶有50皿直徑的螺桿和10cc熔融泵的單螺桿擠出機來為該模具供應聚合物。該模具還具有0.76mm的空氣狹縫寬度、60。的噴絲頭切口角度、以及0.86腿的空氣唇開口。采用以l米/分鐘至50米/分鐘的速度移動的細孔篩和下表10C所示的操作參數來收集60gsm、100gsm、150gsm和200gsm的網30表10C<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>圖15是200gsm、100MFR網的質量分數對纖維尺寸(以^mi計)的柱狀圖。該網在15pm、3(Vm和40nm處呈現出模。如圖15所示，該網具有大于l(Vm的較大尺寸纖維模。圖16是同一200gsm網的纖維支數(頻率)對纖維尺寸(以pm計)的柱狀圖。采用實例1的一般方法對表IOA、表10B和表10C的網進行模制以形成杯狀模制基體。將受熱模具關閉至零間隙以用于基重為60gsm和100gsm的網，并且將受熱模具關閉至0.5mm間隙以用于基重為150gsm和200gsm的網。采用大約6秒的保壓時間。對200gsm的模制基體進行評價以確定King剛度，結果該基體分別具有1.2N(37MFR聚合物)和1.6N(100MFR聚合物)的King剛度值。60gdm、100gsm和150gsm網低于測量的閾值，因而無法評價以確定King剛度。還對所有網的模制基體進行了評價，以確定它們的變形抵抗力DR。在下表IOD示出了結果<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>圖17示出了變形抵抗力DR值對基重的圖線。曲線A、B、C和D分別表示根據表10A(37gsm，Db/Da比為5:1)、表IOB、表10C(37gsm)以及表10C(100gsm)制備的網。如表10D和圖17所示，根據Mikami等人的比較例5，使用與Mikami等人所采用的40熔體流動速率的聚合物類似的聚合物制備的網具有相對低的變形抵抗力DR值。采用熔體流動速率比Mikami等人采用的聚合物的熔體流動速率高的聚合物，或使用與Mikami等人的模具相比每個較大孔對應的較小孔的數量更多的模具來形成變形抵抗力DR值顯著增大的網。已描述了本發明的多個實施例。然而，應當理解到，可以在不脫離本發明的情況下作出各種修改。因此，其他實施例包含在以下權利要求書的范圍之內。權利要求1.一種多孔單組分非織造網，其包含由相互纏繞的具有相同聚合物組分的連續微纖維和較大尺寸纖維組成的熔噴雙峰纖維支數/纖維尺寸混合物，其中所述微纖維的數量為所述較大尺寸纖維的至少五倍，并且纖維質量分數對纖維尺寸的柱狀圖呈現出大于10μm的較大尺寸纖維模。2.根據權利要求1所述的非織造網，其中所述微纖維的數量為所述較大尺寸纖維的至少6倍。3.根據權利要求1所述的非織造網，其中所述微纖維的數量為所述較大尺寸纖維的至少10倍。4.根據權利要求1所述的非織造網，其中質量分數對以^m計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出約l(Vm至約50pm的較大尺寸纖維模。5.根據權利要求1所述的非織造網，其中質量分數對以pm計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出約10pm至約4(Vm的較大尺寸纖維模。6.根據權利要求1所述的非織造網，其中質量分數對以^m計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出約lpm至約5pm的微纖維模以及約12pm至約3CVm的較大尺寸纖維模。7.根據權利要求1所述的非織造網，其中纖維支數(頻率)對以^m計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出至少兩個模，所述至少兩個模的對應纖維尺寸相差為所述較小纖維尺寸的至少50%。8.根據權利要求1所述的非織造網，其中纖維支數(頻率)對以Mm計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出至少兩個模，所述至少兩個模的對應纖維尺寸相差為所述較小纖維尺寸的至少100%。9.根據權利要求1所述的非織造網，其中所述微纖維的尺寸為約0.lpm至約l(Vm，并且所述較大尺寸纖維的尺寸為約10pm至約70fxm。10.根據權利要求1所述的非織造網，其中所述微纖維形成所述網的纖維表面積的至少20%。11.根據權利要求1所述的非織造網，其中所述微纖維形成所述網的纖維表面積的至少40%。12.根據權利要求l所述的非織造網，其基重為約80gsm至約250gsm。13.根據權利要求1所述的非織造網，當其暴露于以13.8厘米/秒的沿面流速流動的0.075pm氯化鈉氣溶膠時，呈現出小于5%的最大滲透率。14.根據權利要求l所述的非織造網，其中所述聚合物是聚丙烯。15.—種用于形成單組分非織造網的方法，所述方法包括使成纖材料流經具有較大尺寸孔和較小尺寸孔的模腔以形成細絲，所述較小尺寸孔的數量是所述較大尺寸孔的數量的至少五倍；使用空氣或其他流體將所述細絲減細成纖維；以及收集減細的纖維作為非織造網，所述非制造網包含由相互纏繞的具有相同聚合物組分的連續微纖維和較大尺寸纖維組成的熔噴雙峰質量分數/纖維尺寸混合物，其中所述微纖維的數量為所述較大尺寸纖維的數量的至少五倍，并且纖維質量分數對纖維尺寸的柱狀圖呈現出大于10pm的較大尺寸纖維模。16.根據權利要求15所述的方法，包括使成纖材料流經較小尺寸孔的數量為較大尺寸孔的數量至少六倍的模腔。17.根據權利要求15所述的方法，包括使成纖材料流經較小尺寸孔的數量為較大尺寸孔的數量至少十倍的模腔。18.根據權利要求15所述的方法，包括使成纖材料流經較小尺寸孔的數量為較大尺寸孔的數量至少二十倍的模腔。19.根據權利要求15所述的方法，其中較大孔尺寸與較小孔尺寸的比值為2:1或更大。20.根據權利要求15所述的方法，其中較大孔尺寸與較小孔尺寸的比值為3:1或更大。21.根據權利要求15所述的方法，其中質量分數對以^m計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出約10^irn至約50nm的較大尺寸纖維模。22.根據權利要求15所述的方法，其中質量分數對以)im計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出約10pm至約4(Him的較大尺寸纖維模。23.根據權利要求15所述的方法，其中質量分數對以^m計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出約lpm至約5pm的微纖維模以及約12)im至約3(^m的較大尺寸纖維模。24.根據權利要求15所述的方法，其中纖維支數(頻率)對以pm計的纖維尺寸的柱狀圖呈現出至少兩個模，所述至少兩個模的對應纖維尺寸相差為所述較小纖維尺寸的至少50%。25.根據權利要求15所述的方法，包括收集網，所述網包含尺寸為約0.lpm至約10pm的微纖維以及尺寸為約l(Vm至約70)am的較大尺寸纖維。26.根據權利要求15所述的方法，包括收集網，所述網包含尺寸為約0.lpm至約5pm的微纖維以及尺寸為約15pm至約50|im的較大尺寸纖維。27.根據權利要求15所述的方法，其中所述微纖維形成所述網的纖維表面積的至少2()Q^。28.根據權利要求15所述的方法，其中所述微纖維形成所述網的纖維表面積的至少40%。29.根據權利要求15所述的方法，包括收集網，所述網的基重為約80gsm至約250gsm。30.根據權利要求15所述的方法，其中所述成纖材料是聚丙烯。31.根據權利要求15所述的方法，還包括對所述網充電。32.根據權利要求31所述的方法，包括對所述網水充電。33.根據權利要求31所述的方法，包括對所述網進行電暈充電和水充電。34.根據權利要求31所述的方法，還包括對所述網進行等離子體處理和水充電。全文摘要本發明公開一種多孔單組分非織造網，所述多孔單組分非織造網包含由相互纏繞的具有相同聚合物組分的連續微纖維和較大尺寸纖維組成的雙峰質量分數/纖維尺寸混合物。所述微纖維的數量為所述較大尺寸纖維的至少五倍，并且纖維質量分數對纖維尺寸的柱狀圖顯示出大于10μm的較大尺寸纖維模。所述網可以通過如下方法制備使成纖材料流經具有較大尺寸孔和較小尺寸孔的模腔以形成細絲，所述較小尺寸孔的數量為所述較大尺寸孔的數量的至少五倍；將所述細絲減細成纖維；以及收集所述減細的纖維以形成非織造網。所述網尤其適合制造自支承三維制品，例如模制杯狀呼吸器和褶皺型空氣過濾器。文檔編號B01D39/00GK101495208SQ200780027897公開日2009年7月29日申請日期2007年7月18日優先權日2006年7月31日發明者威廉·J·科佩基,約翰·M·布蘭德納,蒂莫西·J·林德奎斯特,詹姆斯·E·斯普林格特,賽義德·A·安格德吉萬德申請人:3M創新有限公司