[发明专利]具有短纤维的熔喷纤维网

说明书

背景技术

含有熔喷纤维的多孔的网广泛用于例如颗粒过滤和移除水中的油等应用，以及用作隔音或隔热材料。这种网由使用1954年5月25日公布的Naval Research Laboratories的报告No.4364(名称为“Manufactureof Super Fine Organic Fibers”(超细有机纤维的制造)，由Van A.Wente等人编写)中所述类型的熔喷技术的热塑性树脂制成。

在这种纤维网的形成过程中，已经发现使用具有不同特性的不同聚合物有时候是有利的。例如，授予Page的美国专利3,981,650描述了熔喷模头，该熔喷模头能够同时从两种不同的聚合物制备塑性原丝。

熔喷纤维网另外已经采用不同直径的纤维制成。例如，授予Barboza等人的美国专利5,783,011公开了过滤介质，该过滤介质由大量彼此一体地共置的非织造熔喷支承体和过滤纤维形成。与过滤纤维相比，支承纤维具有(平均来说)相对较大的直径。

另外，授予Torobin等人的美国专利6,315,806描述了复合过滤介质网，其包含直径为亚微米的聚合物纤维和大于亚微米的聚合物纤维的混合物的受控分散体。

授予Mikami的美国专利6,319,865描述了一步形成熔喷非织造织物的喷丝头件，该熔喷非织造织物由直径范围在1至10μm的细纤维构成。

另外已经将所谓的短纤维加入了熔喷非织造网。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。

发明内容

本文公开了具有短纤维和熔喷纤维的相互缠结的混合物的多孔的网，以及用于制备这种网的设备和方法。在一个实施例中，熔喷纤维以包含熔喷微纤维和熔喷中纤维的相互缠结的混合物的双峰纤维直径分布形式存在。在一个实施例中，微纤维和中纤维为相同的聚合物组合物。这种多孔的网(以下称为“双峰式纤维混合物网”)由于其短纤维、中纤维、和微纤维的相互缠结的组合，因此可具有多种有利的性质。虽然不受理论或机理的限制，但可以的是，短纤维可向网赋予膨松性、低固体度、和/或抗压缩性，这可有助于实现理想的深度过滤能力和抗堵塞能力。还可以的是，由于其长度和/或其粘合微纤维的能力，中纤维可向网赋予机械强度和完整性，这可有利于通过例如水利充电法和模制法来处理这种膨松有弹性的和低固体度的网。而且，微纤维可以起到有助于捕获和过滤细小粒子的作用。

双峰式纤维混合物网可以平坦的初生构型提供优异的过滤能力，还可以模制或成形状态提供优异的过滤能力。在某些实施例中，双峰式纤维混合物网可以具有这样的优点，即在不变成被堵塞或形成高压降的情况下能够过滤大量粒子。这种网可以用于多种应用，包括例如过滤焊接烟尘。

双峰式纤维混合物网可以单独使用，或可以与(如层合到)另一层具有不同的组成、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，两种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(如具有较细孔径的二次过滤层)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状态。

在某些实施例中，本发明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模制成所需形状，并同时保持有利的厚度、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，而不会过度压缩网(这也许导致较低孔隙度、较高的压降、以及其它不可取的性质)。

本发明所公开的网可以用于多种平坦型或模制型呼吸器应用和多种非呼吸器过滤应用，包括HVAC(如，火炉)过滤器、车辆室内过滤器、洁净室过滤器、加湿器过滤器、除湿器过滤器、室内空气净化过滤器、硬盘驱动器过滤器以及其它平坦型或褶皱型被支承或自支承过滤制品。本发明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)。

在一个方面，本文公开了多孔的非织造网，该多孔的非织造网包含采用熔喷纤维相互缠结的短纤维；其中熔喷纤维具有相互缠结的微纤维和中纤维的双峰式混合物；微纤维的量为中纤维的至少五倍，并且中纤维占熔喷纤维的重量百分比为至少约30％。