CN103781956A - 非织造驻极体纤维网及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于静电吸附和气味消除的非织造驻极体纤维网及其制备方法。在某些示例性实施例中，所述非织造驻极体纤维网包括：多个驻极体纤维；多个光催化纤维或多个多组分纤维中的至少一者；以及任选地，多个化学活性颗粒、多个基于碳的纤维或多个单组分热塑性纤维中的至少一者。在其他示例性实施例中，本发明公开了用于制备非织造纤维网的梳理法和交叉措叠法或气流成网法，所述非织造纤维网包括：驻极体纤维；和光催化纤维、化学活性颗粒、多组分纤维、单组分热塑性纤维或基于碳的纤维中的一者或多者。在一些示例性实施例中，本公开的示例性非织造驻极体纤维网表现出优异的透气特性、对气载污染物的高吸附特性、以及气味消除功能。

Description

非织造驻极体纤维网及其制备方法

技术领域

本发明涉及非织造驻极体纤维网，所述非织造驻极体纤维网包含驻极体纤维以及具有光催化活性和化学活性颗粒的纤维之一或二者。更具体地讲，本发明描述了非织造驻极体纤维网，所述非织造驻极体纤维网可用作空气过滤材料，例如，用作采暖、通风和冷却（暖通空调）设备的空气过滤器，用于车辆的舱室空气过滤器、呼吸器、等等。

背景技术

空气质量对于生命来说是至关重要的，并且许多公司正在研究用于以高效率和低空气流阻力移除气载污染物（例如颗粒和挥发性有机化合物(VOC)）的过滤材料。纤维空气过滤材料的开发最近集中于使用超细纤维（如纳米纤维）或带电纤维，以捕集空气流中存在的污染物。使用纳米纤维通常导致相对大的压降或空气流阻力，这可能在一些空气过滤应用中产生不良影响。另一方面，带电纤维的吸附能力受到纤维网中此类纤维的量的限制，并且带电纤维吸附气载颗粒的有效性是有限的并随时间推移而降低，因为这些材料达到了其电荷饱和限度。此外，由于（例如）存在诸如甲醛等VOC，单独地使用此类纤维通常无法有效地消除气味。

美国专利No.5,230,800和No.5,792,242以及欧洲专利No.0881931B1公开了包含带静电纤维的过滤器。一些最近的专利描述了使用光催化颗粒（如二氧化钛）或光催化纤维，以减轻气味。CN101428209A公开了承载在通过静电纺纱制备的纳米纤维上的二氧化钛催化剂。CN1593766A公开了通过喷涂制备的铝蜂窝光催化剂过滤器。

发明内容

发明人通过深入的研究发现，某些示例性的非织造驻极体纤维网具有高污染物吸附特性和低空气流阻力这两者，所述纤维网在单层中包含裂膜静电纤维（即驻极体纤维）以及光催化纤维或颗粒状活性炭中的至少一者，所述两者是长期用于空气过滤以移除穿过网的空气流中的气载污染物（如，颗粒和挥发性有机化合物）并消除气味所需的性质。

因此，在一个方面，本发明描述了可用于空气过滤的非织造驻极体纤维网，所述纤维网在单层中包括：多个驻极体纤维，以及多个光催化纤维和多个化学活性颗粒（优选颗粒状活性炭颗粒）之一或二者；以及任选地多个多组分纤维、多个单组分热塑性纤维和多个基于碳的纤维中的一者或多者。在某些示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可以具有波纹或褶皱结构，以增加可用于捕集或吸附空气污染物的总表面积。在一些示例性的实施例中，非织造纤维网中驻极体纤维与光催化纤维的重量比为1:19至19:1。

在另一方面，本发明描述了用于制备非织造驻极体纤维网的工艺，所述工艺包括使驻极体纤维、光催化纤维（如果存在）、多组分纤维（如果存在）、单组分热塑性纤维（如果存在）、基于碳的纤维（如果存在）和化学活性颗粒（如果存在）经受以下处理以形成非织造驻极体纤维网的步骤：开松、混合、递送到进料装置，然后梳理或气流成网，以及粘合。在某些示例性实施例中，非织造驻极体纤维网采用梳理法和交叉措叠法或气流成网法形成，以形成非织造驻极体纤维网。

在另外的示例性实施例中，可以对非织造驻极体纤维网进行处理，以获得具有波纹或褶皱结构的褶皱网，以增加可用于捕集或吸附气载污染物的总表面积。在一些这样的实施例中，褶皱网可以通过以下过程形成：将网组分气流成网到具有三维波纹图案（包括例如多个V形凸面和凹槽）的图案化穿孔收集器上，同时使空气流穿过图案化穿孔收集器中的穿孔；随后使形成的非织造纤维网经受纤维粘合工艺。在另一方面，褶皱网可以通过对经由梳理法和交叉措叠法或气流成网法形成的粘合的非织造纤维网进行压延和机械成褶来形成。褶皱网包括：驻极体纤维，以及多个光催化纤维和多个化学活性颗粒（优选颗粒状活性炭颗粒）之一或二者；以及任选地多个多组分纤维、多个单组分热塑性纤维和多个基于碳的纤维中的一者或多者。

在另一个方面，提供了可用作空气过滤材料（例如，用于暖通空调设备的空气过滤器、舱室空气过滤器、呼吸器、等等）的非织造驻极体纤维网。在某些这样的实施例中，空气过滤材料具有优异的气体渗透特性（如，低空气流阻力和压降）、高污染物（如颗粒和VOC）吸附效率和良好的气味消除作用。

附图说明

图1为示出了根据本发明示例性实施例的非织造驻极体纤维网中纤维的布置方式的示意图；并且

图2为示意图，其中在颗粒物进入根据本发明示例性实施例的非织造驻极体纤维网之后，所述颗粒物中的一些粘附到纤维的表面，而其他颗粒物被由纤维构成的网状结构捕获。

具体实施方式

如本说明书和所附实施例中所用，除非内容清楚指示其他含义，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括多个指代物。因此，例如，提及的包含“某种化合物”的细旦纤维包括两种或更多种化合物的混合物。如本说明书和所附实施例中所用，除非内容清楚指示其他含义，否则术语“或”的含义一般来讲包括“和/或”的含义。

如本说明书所用，由端点表述的数值范围包括归入该范围内的所有数值（如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5）。除非另外指明，否则在所有情况下，本说明书和实施例中所使用的所有表达数量或成分、性质测量等的数值均应理解成由术语“约”所修饰。因此，除非有相反的指示，否则上述说明书和所附实施例列表中所述的数值参数可以根据本领域技术人员利用本发明的教导内容寻求获得的所需性质而有所变化。在最低程度上，并且不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施例的范围内的条件下，至少应该根据所记录的数值的有效数位和通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。

对于以下定义术语的术语表，除非在权利要求书或说明书中的别处提供不同的定义，否则整个申请应以这些定义为准。

术语表

“驻极体”（如驻极体（如裂膜静电）纤维或包含驻极体纤维的非织造驻极体纤维网）是具有准永久嵌入的静电荷（其由于材料的高电阻而在高达数百年的长时间内也不会衰减）和/或准永久取向的偶极极化的稳定电介质材料。

相对于纤维的收集使用的“水充电”意指纤维已被设置与极性流体（如水、醇、酮或极性流体的混合物）紧密接触，然后在足以使得纤维变得带电的条件下进行干燥。

“非织造纤维网”意指具有单独纤维或纤维的结构的制品或片材，所述单独纤维或纤维夹在中间，但不是以像针织织物中那样的可辨认的方式。非织造织物或网已由多种方法形成，例如为熔吹法、气流成网法和粘合梳理成网法。

“（共）聚合物”意指均聚物或共聚物。

“内聚非织造驻极体纤维网”意指通过将足以形成自支承网的纤维缠结或粘合来表征的纤维网。

“自支承”意指网具有足够的抱合力和强度，以便在基本上不会被撕裂或破裂的情况下适于悬挂和可处理。

“模具”意指在聚合物熔融处理和纤维挤出工艺中使用的加工组件，包括（但不限于）熔吹和纺粘。

“熔吹”和“熔喷工艺”意指用于通过如下方式形成非织造驻极体纤维网的方法：穿过模具中的多个喷丝孔挤出熔化的成纤材料，以形成纤维，同时使所述纤维与空气或其他细化用流体接触，以将所述纤维细化成纤维，随后收集经细化的纤维。示例性的熔吹工艺在例如美国专利No.6,607,624（Berrigan等人）中教导。

“熔吹纤维”意指通过熔吹或熔喷工艺制备的纤维。

“单组分热塑性纤维”意指包含单个（共）聚合物组分的纤维，通常为熔喷纤维，其具有高于25℃的限定温度的软化温度或熔融温度。

“多组分纤维”意指包含两个或更多个（共）聚合物组分的纤维（如双组分纤维），使得纤维的一部分具有高于25℃的限定温度的软化温度或熔融温度，而纤维的残留部分在该限定温度下保持固体、未软化和未熔化的状态。

“纺粘法”和“纺粘工艺”意指用于通过将熔化的成纤材料从喷丝头的多个细毛细管挤出成连续或半连续纤维，并随后收集经细化的纤维而形成非织造驻极体纤维网的方法。示例性的纺粘工艺在例如授予Matsuki等人的美国专利No.3,802,817中有所公开。

“纺粘纤维”和“经纺粘的纤维”意指使用纺粘法或纺粘加工制得的纤维。这种纤维通常为连续纤维，并且充分缠结或点粘合，以形成内聚非织造驻极体纤维网，使得通常不能从这种纤维的整体中取出一根完整的纺粘纤维。所述纤维也可以具有例如在授予Hogle等人的美国专利No.5,277,976中描述的那些形状，该专利描述了具有非常规形状的纤维。

“梳理法”和“梳理工艺”意指通过将短纤维通过梳理或梳理单元加工而形成非织造驻极体纤维网的方法，所述梳理或梳理单元分离或拆分短纤维并沿着纵向对齐短纤维，以形成总体上纵向取向的非织造纤维网。示例性的梳理工艺在例如授予Chaplin等人的美国专利No.5,114,787中教导。

“粘合梳理纤维网”是指通过梳理工艺形成的非织造驻极体纤维网，其中纤维的至少一部分通过包括例如热点粘合、自生粘合、热空气粘合、超声波粘合、针刺、压延、应用喷雾粘合剂等等的方法粘合在一起。

“自生粘合”意指在烘箱或通风粘合器中，在未施加例如点粘合或压延的固体接触压力的条件下而获得的高温下的纤维间的粘合。

“压延”意指将非织造驻极体纤维网在施加压力的情况下穿过辊以获得压缩和粘合的非织造纤维网的方法。辊可任选进行加热。

“致密化”意指下述处理，通过该处理，不是在沉积之前就是在沉积之后，对直接或间接沉积到过滤器卷绕心轴或轴柄上的纤维进行压缩，无论是通过设计还是作为处理正在形成的或已形成的过滤器的一些方法的人为结果，使这些纤维整体或局部形成孔隙度低的区域。致密化还包括将网压延的过程。

“空隙体积”意指在多孔或纤维主体（例如网或过滤器）内未填充空间的百分比或分数值，该百分比或分数值可通过如下方式进行计算：测量网或过滤器的重量和体积，然后将所述重量与具有该相同体积的相同组分材料的实心体的理论重量进行比较。

“孔隙度”意指材料中空隙体积的量度。孔隙和空隙的大小、频率、数量和/或互相连通性都对材料的孔隙度有贡献。

特别关于一组纤维的“无规取向的”意指纤维主体基本上不在单个方向上排列。

“气流成网”是这样一种工艺，通过这种工艺可形成非织造驻极体纤维网层。在气流成网工艺中，典型长度为在约3毫米至约52毫米(mm)范围内的小纤维束分离并被夹带在气源中，并且随后通常借助于真空源而沉积到形成筛网上。无规取向的纤维可随后使用例如热点粘合、自生粘合、热空气粘合、针刺、压延、喷雾粘合剂等等而彼此粘合。一个示例性的气流成网工艺在例如授予Laursen等人的美国专利No.4,640,810中教导。

“湿法成网”是这样一种工艺，通过这种工艺可形成非织造驻极体纤维网层。在湿法成网工艺中，典型长度为在约3毫米至约52毫米(mm)范围内的小纤维束分离并被夹带在液体源中，并且随后通常借助于真空源而沉积到形成筛网上。水通常是优选的液体。无规沉积的纤维还可通过进一步缠结（如水力缠结），或可利用例如热点粘合、自生粘合、热空气粘合、超声波粘合、针刺、压延、施加喷雾粘合剂等等而彼此粘合。示例性的湿法成网和粘合工艺在例如授予Nielsen等人的美国专利No.5,167,765中教导。示例性的粘合工艺也公开于例如授予Berrigan等人的美国专利申请公开No.2008/0038976A1中。

“共形成”或“共形成工艺”意指其中至少一个纤维层与至少一个不同纤维层基本同时或一致形成的工艺。通过共形成工艺制备的网通常被称作“共形成网”。

“颗粒装填法”或“粒子装填工艺”意指这样的工艺，在纤维流或纤维网形成的同时，将颗粒添加到该工艺中。示例性的颗粒装填工艺在例如授予Lau的美国专利No.4,818,464和授予Anderson等人的美国专利No.4,100,324中教导。

“颗粒”和“粒子”实质上可互换地使用。一般来讲，颗粒或粒子意指细分形式的材料的不同小块或单个部分。然而，颗粒也可以包括细分形式的相关或群聚在一起的单独粒子的集合。因此，本发明的某些示例性实施例中所使用的单独颗粒可以聚集、物理地互相结合、静电地相关或以其他方式相关以形成颗粒。在某些情形下，可以有意地形成单个颗粒的聚集体形式的颗粒，例如在美国专利No.5,332,426（Tang等人）中所描述的那些。

“颗粒装填的介质”或“颗粒装填的非织造驻极体纤维网”意指这样一种非织造网，所述非织造网具有开口结构化的缠结的离散纤维团，含有陷入纤维内或粘合到纤维的颗粒，所述颗粒是化学活性的。

“陷入”意指颗粒分散并物理地固定在网的纤维中。一般来讲，沿纤维和颗粒存在点和线接触，以使得颗粒的几乎整个表面区域可用于与流体相互作用。

一组纤维的“中值纤维直径”通过以下方法确定：产生纤维组的一幅或多幅放大图像（例如通过使用扫描电镜）；测量在所述一幅或多幅图像中清晰可见的纤维的纤维直径，从而得到纤维直径的总数x；并计算x个纤维直径的算术中值（即中间）纤维直径。通常，x为大于约50，并且有利地为在约50至约2的范围内。然而，在一些情况下，x可选择为小至30或甚至20。x的这些更小的值可尤其适用于高度缠结的纤维。

“微纤维”意指群体中值直径为至少一微米(μm)的一组纤维。

“粗微纤维”意指群体中值直径为至少10μm的一组微纤维。

“细微纤维”意指群体中值直径为小于10μm的一组微纤维。

“超细微纤维”意指群体中值直径为2μm或更小的一组微纤维。

“亚微米纤维”意指群体中值直径为小于1μm的一组纤维。

“连续取向的微纤维”意指从模具放出并移动通过处理工位的基本上连续的纤维，在处理工位中纤维被永久性地拉伸，且纤维内聚合物分子的至少部分被永久性地取向成与纤维的纵向轴线对齐（相对于特定纤维使用的“取向的”意指纤维的聚合物分子的至少部分沿着纤维的纵向轴线对齐）。

“单独制备的微纤维”意指由微纤维形成装置(如模具）制备的微纤维流，所述微纤维形成装置被布置为使得微纤维流与较大尺寸的微纤维流在空间上是初始分开的（如，有约1英寸(25mm)或更大的距离），但将在行程中与之合并以及分散到其中。

“网基重”由10cm×10cm网样品的重量计算，并且通常用克/平方米(gsm)表示。

在施加压力为150Pa的条件下，使用测试脚尺寸为5cm×12.5cm的测厚仪在10cm×10cm网样品上测量“网厚度”。

“堆密度”是每单位体积的构成网的本体聚合物或聚合物共混物的质量，该术语取自文献。

“有效纤维直径”或“EFD”是基于空气渗透试验的非织造驻极体纤维网中纤维的表观直径，在空气渗透试验中，空气在1个大气压和室温下以规定的厚度和面速度（通常5.3厘米/秒）穿过网样品，并测量对应的压降。根据所测量的压降计算有效纤维直径，如在Davies,C.N.,The Separation of Airborne Dust and Particulates,Institution ofMechanical Engineers,London Proceedings,1B(1952)（Davies,C.N.，“气载尘埃和颗粒的分离”，机械工程师协会，《伦敦论文集》1B辑，1952年）中提出。

“分子相同聚合物”意指具有基本相同的重复分子单元的聚合物，但其在分子量、制备方法、商品形式等等方面可以不相同。

“单层”意指形成在两个主表面之间的单层。层可内部存在于单个网内，如在单个网中用多个层形成的单层，所述单个网具有限定网厚度的第一主表面和第二主表面。层也可以存在于包含多个网的复合制品中，如，具有限定网厚度的第一主表面和第二主表面的第一网中的单层，当该网被具有限定第二网厚度的第一主表面和第二主表面的第二网覆盖或垫起时，在这种情况下，第一网和第二网中的每一个形成至少一层。另外，层可以同时存在于单个网内以及该网和一个或多个其他网之间，其中每一个网形成一层。

相对于特定第一层的“邻接”意指在某一位置与另一个第二层连接或附连，在该位置中，第一层和第二层不是彼此靠近（即，相邻）并直接接触、就是彼此邻接但不直接接触（即，在第一层和第二层之间插入附加的一层或多层）。

“颗粒密度梯度”、“吸着剂密度梯度”和“纤维群体密度梯度”意指特定纤维群体内的颗粒、吸着剂或纤维材料的量（如，在网的限定区域内每单位体积给定材料的数量、重量或体积）不需要在整个非织造驻极体纤维网上是均匀的，并且该量可以变化，从而在网的某些区域内得到更多的材料、而在其他区域内得到更少的材料。

现在将具体参照附图描述本发明的各种示例性实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的示例性实施例作出各种修改和更改。因此，应当理解，本发明的实施例并不限于以下所述的示例性实施例，而是受权利要求书及其任何等同物中提出的限制约束。

A.非织造驻极体纤维网

在一个方面，本发明描述了可用于空气过滤的非织造驻极体纤维网，所述纤维网在单层中包括：多个驻极体纤维，以及多个光催化纤维和多个化学活性颗粒（优选颗粒状活性炭颗粒）之一或二者；以及任选地多个多组分纤维、多个单组分热塑性纤维和多个基于碳的纤维中的一者或多者。在某些示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可以具有波纹或褶皱结构，以增加可用于捕集或吸附空气污染物的总表面积。

图1为示出了根据本发明示例性实施例的非织造驻极体纤维网中纤维的布置方式的示意图。如图1中所示，纤维1（如光催化纤维）和纤维2（如驻极体纤维）随机布置在非织造驻极体纤维网3的单层中。

图2是图1的非织造驻极体纤维网3的一部分的示意性放大视图，示出了由纤维构成的网状结构不是通过物理捕集、就是通过电荷吸引至带相反电荷的驻极体纤维来捕集穿过非织造驻极体纤维网3的空气流中气载颗粒物的至少一部分。如图2中所示，当气载颗粒物4进入非织造驻极体纤维网3时，颗粒物4中的一些由于由带相反电荷的驻极体纤维造成的静电相互作用而粘附到静电纤维2的表面，并且其他颗粒物被通过与静电纤维2相互缠结的光催化纤维形成的纤维网物理地捕获，从而允许气体（如，空气）流(6,6’)穿过纤维网3。光催化纤维还催化存在于空气流中的挥发性有机化合物的光诱导氧化，以形成二氧化碳气体和水蒸气。

任选地，非织造制品包括无规取向的离散纤维，所述无规取向的离散纤维为填充纤维，即不是多组分纤维的纤维，并且所述离散纤维优选地为单组分纤维和/或天然纤维。在一些目前优选的实施例中，填充纤维中的至少一些可在与多组分纤维的第一区域的多个交叉点处粘合至离散纤维的至少一部分。

在图2B中所示的图1的分解图示出的另一个示例性实施例中，非织造驻极体纤维网包括多个无规取向的离散纤维以及任选的多个颗粒（其可以为化学活性颗粒），所述无规取向的离散纤维包括第一组单组分热塑性纤维和第二组单组分热塑性纤维，所述第一组单组分热塑性纤维具有第一熔融温度，所述第二组单组分热塑性纤维具有第二熔融温度，所述第二熔融温度高于所述第一熔融温度。颗粒的至少一部分粘合到第一组单组分热塑性纤维的至少一部分，并且第一组单组分热塑性纤维的至少一部分粘合到第二组单组分热塑性纤维的至少一部分。

在包含填充纤维的非织造驻极体纤维网的一些示例性实施例中，颗粒优选地基本上不粘合到填充纤维，并在某些示例性实施例中，填充纤维基本上不彼此粘合。

柔性和紧凑的非织造驻极体纤维网对于某些应用可以是优选的，例如作为熔炉过滤器或气体过滤呼吸器。这种非织造驻极体纤维网的密度通常为大于75kg/m³，并通常大于100kg/m³或甚至120100kg/m³。然而，适用于某些流体过滤应用中的开放、膨松的非织造驻极体纤维网通常具有60kg/m³的最大密度。根据本发明的某些非织造驻极体纤维网可具有小于20%、更优选小于15%、甚至更优选小于10%的密实度。

在本发明的其他示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可具有40克/平方米至250克/平方米(gsm)的基重。在本发明的一个示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可具有80克/平方米至150克/平方米(gsm)的基重。

B.离散纤维组分

本发明的非织造驻极体纤维网包括如下离散纤维组分中的一种或多种。

1.驻极体纤维组分

本发明的非织造驻极体纤维网包括多个无规取向的离散纤维，所述多个无规取向的离散纤维包括驻极体纤维。合适的驻极体纤维在美国专利No.4,215,682、No.5,641,555、No.5,643,507、No.5,658,640、No.5,658,641、No.6,420,024、No.6,645,618、No.6,849,329和No.7,691,168中有所描述。

在本发明的示例性实施例中，驻极体纤维可选自使用用于将静电荷施加到不带电纤维的方法（即静电施加技术）制备的纤维，优选（共）聚合物纤维。因此，合适的驻极体纤维可通过如下方式制得：在电场中熔吹纤维，如通过熔融合适的电介质材料（例如含有极性分子的聚合物或蜡），将熔化材料通过熔吹模具以形成离散纤维，然后在将离散纤维暴露于强静电场的同时使熔化的聚合物再凝固。驻极体纤维也可通过如下方式制得：如使用电子束、电晕放电、电子注射、在整个间隙或电介质阻挡上电击穿、等等，将过量的电荷嵌入高绝缘电介质材料（例如聚合物或蜡）中。

特别合适的驻极体纤维为水充电纤维。纤维的水充电可使用多种技术进行，所述技术包括将极性流体撞击、浸泡或冷凝至纤维上，随后干燥，以使得纤维变得带电。描述水充电的代表性专利包括美国专利No.5,496,507、No.5,908,598、No.6,375,886B1、No.6,406,657B1、No.6,454,986和No.6,743,464B1。优选地，使用水作为极性水充电液体，使用由任何合适的喷雾装置提供的液体射流或液滴流将介质优选暴露于极性水充电液体。

可用于水力缠绕纤维的设备通常可用于进行水充电，但在水充电中进行操作的压力比在水缠绕中通常使用的压力低。美国专利No.5,496,507描述了一种示例性装置，其中在压力下使水射流或水滴流撞击到网形式的纤维上，所述压力足以提供具有增强过滤的驻极体电荷的随后干燥的介质。

获得最佳效果所必需的压力可根据如下因素变化：所用的喷雾器的类型、用于形成纤维的聚合物的类型、网的厚度和密度、以及在水充电之前是否进行了诸如电晕放电的预处理。通常，在约69kPa至约3450kPa范围内的压力是合适的。优选地，用于提供水滴的水是相对纯的。蒸馏水或去离子水优于自来水。

除了水充电之外或替代水充电，可采用其他充电技术对驻极体纤维进行充电，包括静电充电（如，如在美国专利No.4,215,682、No.5,401,446和No.6,119,691中所述）、摩擦充电（如，如在美国专利No.4,798,850中所述）或等离子氟化（如，如在美国专利No.6,397,458B1中所述）。进行电晕充电然后进行水充电、以及进行等离子氟化然后进行水充电是特别合适的组合使用的充电技术。

在一些示例性实施例中，驻极体纤维可具有10mm至100mm的长度并且其横截面为圆形、三角形、方形、矩形、其他多边形、等等、或其他横截面形状（即十字形、X形、等等）。在本发明的一个示例性实施例中，驻极体纤维可具有38mm至90mm的长度。

对于用于本发明中的驻极体纤维，例如，由位于荷兰布雷达的3M公司(3M Company,Breda,The Netherlands)以商品名FILTRETE制造的驻极体纤维是目前优选的，更优选地具有10微米(μm)×40μm的矩形横截面和90mm的长度，因为它们具有为这些纤维提供出色的颗粒吸附特性的优异的静电保持率。

2.任选的光催化纤维组分

在本发明的一些示例性实施例中，光催化纤维可选自蜂窝状光催化纤维和通过纳米级光催化处理的合成纤维。光催化纤维的一个例子为通过将50nm二氧化钛引入纤维纺丝工艺中制备的含有二氧化钛的（共）聚合物纤维。

在某些示例性实施例中，光催化纤维可具有10mm至100mm的长度和0.5至20旦尼尔(D)的纤度。在其他示例性实施例中，光催化纤维可具有38mm至90mm的长度和1.5至6旦尼尔(D)的纤度。

用于本发明中的光催化纤维的一个具体例子是规格为1.5D×38mm的购自位于中华人民共和国的上虞弘强彩色涤纶有限公司(SHANGYU HONGQIANG COLOURED POLYESTER CO.,LTD(People’s Republic of China))的光催化纤维。在照射（优选地用约253nm的紫外线）光催化纤维后，有机污染物（即VOC）可通过氧化分解成二氧化碳和水。

3.任选的多组分纤维组分

在一些实施例中，非织造驻极体纤维网包括无规取向的离散纤维，所述无规取向的离散纤维含有具有至少第一区域和第二区域的多组分纤维，其中第一区域具有比第二区域低的熔融温度。存在多种不同类型和配置的多组分纤维。合适的多组分纤维在（例如）美国专利No.7,695,660（Berrigan等人）、No.6,057,256（Krueger等人）以及No.5,486,410、No.5,662,728和No.5,972,808（均为Groeger等人）中有所描述。

在某些示例性实施例中，多组分纤维是双组分纤维。合适的双组分纤维的一个例子是皮/芯型纤维，其中包围芯的外皮形成第一区域并且芯形成纤维的第二区域。第一区域可由诸如共聚酯或聚乙烯的材料构成。第二区域可由诸如聚丙烯或聚酯的材料构成。合适的双组分纤维在（例如）美国专利No.4,552,603（授予Harris等人）中有所描述。

在加热过程中，第一区域将熔化，而具有更高熔融温度的第二区域将保持完整。在熔融过程中，第一区域趋向于在纤维彼此接触的结合点处聚集。然后，在冷却时，第一区域的材料将重新凝固，以将纤维网固定在一起。因此，正是多组分纤维的区域将纤维固定在一起以形成纤维网的。通常不需要单独的粘合剂来形成非织造驻极体纤维网。

通过使用下文公开的工艺，可以使用多组分纤维的熔融的第一区域将颗粒固定到多组分纤维，并因此固定到非织造驻极体纤维网。通常，用于驻极体纤维网中的多组分纤维越多，装填颗粒的可能性就越高，因为更多量的多组分纤维可以起到将颗粒固定到非织造驻极体纤维网的作用。

然而，令人惊讶的是，我们发现，通过保持多组分纤维的量，以使得其占非织造驻极体纤维网的总重量的大于0重量%且小于10重量%、更优选地占在非织造驻极体纤维网中使用的无规取向的离散纤维的总重量的大于0重量%且小于10重量%，就可在第一区域的熔融材料不会锢囚颗粒表面的相当大一部分的情况下，将颗粒充分固定到非织造驻极体纤维网。这对于其中使用化学活性颗粒的应用（例如气体和液体过滤应用）可能特别重要。

在一些目前优选的示例性实施例中，纤维网中多组分纤维的量占非织造驻极体纤维网的总重量的至少10%、20%、30%、40%、50%或甚至60%或更多，并优选地不超过非织造驻极体纤维网的总重量的100%、90%、80%、70%或甚至60%。

因此，在一些示例性的目前优选的实施例中，非织造驻极体纤维网中的多个无规取向的离散纤维的不大于9重量%、8重量%、7重量%、6重量%、5重量%、4重量%或3重量%包括多组分纤维。

优选的多组分纤维包括合成聚合物。优选的合成聚合物可以为共聚物或甚至三元共聚物。优选的聚合物和共聚物组分可选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环状聚烯烃、聚烯烃热塑性弹性体、聚(甲基)丙烯酸酯、聚卤乙烯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚甲醛、液晶聚合物以及它们的组合。

优选的多组分纤维可包括皮芯型结构。一类合适的市售的皮芯型多组分聚合物可以商品名

获得（可得自美国堪萨斯州威奇塔的科氏公司(KoSa Co.,Wichita,Kansas)），例如254纤维，其中皮的熔融温度为110℃。其他市售的多组分聚合物纤维也在本发明的范围内。

其他多组分纤维可由层状结构组成，其中一个层具有第一熔融温度并且另一层具有低于第一熔融温度的第二熔融温度。按照这样一种布置方式，具有第二熔融温度的那一层会熔化和重新凝固，以将纤维网固定在一起。

通常，多组分纤维为至少0.25英寸(0.635cm)长，且纤度为至少1。优选地，多组分纤维为至少0.5英寸(1.27cm)长，且纤度为至少2。然而应当理解，所述纤维可与可由纤维切削而成的纤维的最短长度一样小，或只要可被便利地处理即可。

4.任选的填充纤维组分

在另外的示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可另外包括或可选择地包括无规取向的离散纤维，所述无规取向的离散纤维为填充纤维，即不是多组分纤维的纤维。

i.任选的单组分填充纤维组分

本发明示例性的非织造驻极体纤维网可包括作为填充纤维的单组分热塑性纤维。单组分热塑性纤维也称为粘合纤维。添加单组分热塑性纤维可有利于通过热空气硬化形成具有松散的网表面、优异的气体渗透性和小差压的非织造驻极体纤维网。

在某些示例性实施例中，单组分热塑性纤维或单组分热塑性填充纤维包含聚合物，所述聚合物选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环状聚烯烃、聚烯烃热塑性弹性体、聚(甲基)丙烯酸酯、聚卤乙烯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、聚甲醛、液晶聚合物以及它们的组合。在某些示例性实施例中，非热塑性的或不具有熔点或软化点的单组分热塑性填充纤维可以共混在一起。

单组分热塑性纤维可优选地选自（例如）聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)单组分热塑性纤维、聚乙烯(PE)单组分热塑性纤维或聚乳酸(PLA)单组分热塑性纤维。单组分热塑性纤维当前优选的例子包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)单组分热塑性纤维，例如规格为2D×51mm的购自汇维仕有限公司(HUIWEISHI CO.LTD.)或远纺工业有限公司(FAREASTERN INDUSTRY CO.LTD.)的单组分热塑性纤维；聚乙烯(PE)单组分热塑性纤维，例如规格为3D×51mm的购自广州艺爱丝纤维有限公司(GUANGZHOU YIAISI FIBER CO.LTD.)的单组分热塑性纤维；或聚乳酸(PLA)纤维，例如规格为1.5D×38mm的购自海宁新能纺织有限公司(HAINING XINNENG FIBERS CO.LTD.)的单组分热塑性纤维。

然而，令人惊讶的是，我们发现，通过保持单组分热塑性纤维的量，以使得其占在非织造驻极体纤维网中使用的无规取向的离散纤维总重量的大于0重量%并小于10重量%，就可在第一区域的熔融材料不会锢囚颗粒表面的相当大一部分的情况下，将颗粒充分固定到非织造驻极体纤维网。这对于其中使用化学活性颗粒的应用（例如气体和液体过滤应用）特别重要。

在一些示例性实施例中，非织造驻极体纤维网包括多个无规取向的离散纤维，无规取向的离散纤维包括具有第一熔融温度的第一组单组分热塑性纤维和具有高于第一熔融温度的第二熔融温度的第二组单组分热塑性填充纤维。在一些示例性实施例中，第一组单组分热塑性纤维占非织造驻极体纤维网的总重量的大于0重量%并小于10重量%。

因此，在一些示例性的目前优选的实施例中，非织造驻极体纤维网中的多个无规取向的离散纤维的不超过9重量%、8重量%、7重量%、6重量%、5重量%、4重量%或3重量%包括单组分热塑性纤维。

在其他目前优选的示例性实施例中，单组分热塑性纤维占非织造驻极体纤维网的总重量的大于0重量%并小于10重量%，更优选1至10重量%、2至9重量%、3至8重量%。在某些示例性实施例中，第一组单组分热塑性纤维占多个无规取向的离散纤维的大于0重量%并小于10重量%，更优选1至10重量%、2至9重量%、3至8重量%。

合适的填充纤维的非限制性例子包括单组分合成纤维、半合成纤维、聚合物纤维、金属纤维、碳纤维、陶瓷纤维和天然纤维。合成和/或半合成聚合物纤维包括由聚酯（如聚对苯二甲酸乙二醇酯）、尼龙（如六亚甲基己二酰胺、己内酰胺）、聚丙烯、丙烯酸（由丙烯腈聚合物形成）、人造丝、醋酸纤维素、聚偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物等制成的那些。

在其中包含单组分热塑性纤维的本发明的一些示例性实施例中，基于非织造驻极体纤维网的重量计，驻极体纤维的重量百分比优选地为10重量%至60重量%，单组分热塑性纤维的重量百分比优选地为5重量%至30重量%，并且光催化纤维的重量百分比优选地为30重量%至80重量%。在一个特定的示例性实施例中，驻极体纤维的重量百分比为20重量%至55重量%，单组分热塑性纤维的重量百分比为5重量%至15重量%，并且光催化纤维的重量百分比为40重量%至75重量%。

ii.任选的基于碳的填充纤维组分

本发明示例性的非织造驻极体纤维网可包括基于碳的纤维。示例性的基于碳的纤维包括（例如）竹炭纤维、椰炭纤维、等等。添加基于碳的纤维可有利于通过吸附减轻或消除气味。

在某些示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可另外包括选自竹炭纤维和椰炭纤维的基于碳的纤维。竹炭纤维的一个例子包括规格为1.5D×38mm的购自上虞弘强彩色涤纶有限公司(SHANGYUHONGQIANG COLOURED POLYESTER CO.,LTD.)的竹炭纤维。

在其中包含基于碳的纤维的本发明的这种示例性实施例中，基于非织造驻极体纤维网的重量计，驻极体纤维的重量百分比优选地为10重量%至60重量%，基于碳的纤维的重量百分比优选地为30重量%至85重量%，并且光催化纤维的重量百分比优选地为5重量%至20重量%。在本发明的一个示例性实施例中，驻极体纤维的重量百分比为20重量%至55重量%，基于碳的纤维的重量百分比为40重量%至75重量%，并且光催化纤维的重量百分比为5重量%至15重量%。

iii.任选的金属、陶瓷或天然填充纤维组分

用于形成非织造驻极体纤维网的填充纤维（如果包括的话）的尺寸和量将取决于非织造驻极体纤维网的所需特性（即膨松度、开放度、柔软度、悬垂性）和颗粒的所需装填。一般来讲，纤维直径越大，纤维长度越大，并且在纤维中存在褶皱将导致更开放和膨松的非织造制品。一般来讲，小和较短的纤维将导致更紧凑的非织造制品。

合适的金属纤维的非限制性例子包括由任何金属或金属合金（例如铁、钛、钨、铂、铜、镍、钴等）制成的那些。

合适的碳纤维的非限制性例子包括石墨纤维、活性炭纤维、聚(丙烯腈)-衍生的碳纤维、等等。

合适的陶瓷纤维的非限制性例子包括任何金属氧化物、金属碳化物或金属氮化物，包括（但不限于）二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、碳化钨、氮化硅、等等。

合适的天然纤维的非限制性例子包括棉花、羊毛、黄麻、龙舌兰、剑麻、椰子、大豆、大麻、等等中的纤维。使用的纤维组分可为天然纤维或循环废弃纤维，例如，从衣物切割、毛毯制造、纤维制造、纺织物加工等等再生的循环纤维。

C.任选的颗粒组分

如上所述，根据本发明示例性的非织造驻极体纤维网可任选地包括多个颗粒。颗粒可以为在室温下为固体的任何离散颗粒。在某些示例性实施例中，多个颗粒包括化学活性颗粒，所述化学活性颗粒选自吸附剂颗粒、吸收剂颗粒以及它们的组合。

在一些特定的示例性实施例中，化学活性颗粒为吸附剂或吸收剂颗粒。例如，吸附剂颗粒可包括颗粒状的活性炭、木炭、碳酸氢钠。例如，吸收剂颗粒可包括多孔材料、天然或合成泡沫，例如三聚氰胺、橡胶、聚氨基甲酸酯、聚酯、聚乙烯、硅树脂和纤维素。吸收剂颗粒也可包括超吸收剂颗粒，例如聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素或颗粒状的聚乙烯醇。

在一个实施例中，吸附剂或吸收剂颗粒可具有直径大于1mm的尺寸。在另一个实施例中，吸附剂或吸收剂颗粒可具有直径小于1cm的尺寸。在一个实施例中，整个非织造制品的至少50重量%为吸收剂泡沫。在另一个实施例中，整个非织造制品的至少75重量%为吸收剂泡沫。在另一个实施例中，整个非织造制品的至少90重量%为吸收剂泡沫。

在目前优选用于气体或液体过滤应用的一些示例性实施例中，化学活性颗粒包括能够与外部流体相发生化学相互作用的化学活性颗粒。示例性化学相互作用包括吸附、吸收、化学反应、化学反应的催化作用、溶解、等等。在一些示例性实施例中，化学活性颗粒可选自活性炭颗粒（更优选地，颗粒状的活性炭颗粒）、活性氧化铝颗粒、硅胶颗粒、干燥剂颗粒、阴离子交换树脂颗粒、阳离子交换树脂颗粒、分子筛颗粒、硅藻土颗粒、抗微生物化合物颗粒以及它们的组合。在一些特定的示例性实施例中，化学活性颗粒基本上分布遍及非织造驻极体纤维网的单层的整个厚度。

在尤其可用作流体过滤制品的非织造驻极体纤维网的一个示例性实施例中，颗粒为吸着剂颗粒。可采用多种吸着剂颗粒。吸着剂颗粒包括矿物颗粒、合成颗粒、天然吸着剂颗粒或它们的组合。有利地，吸着剂颗粒将能够吸收或吸附预期在拟定使用条件下存在的气体、气溶胶或液体。

所述吸着剂颗粒可为任何可用的形式，包括珠、薄片、颗粒剂或团聚物。优选的吸着剂颗粒包括：活性炭；硅胶；活性氧化铝和其他金属氧化物；可通过吸附或化学反应从流体中去除组分的金属颗粒（如，银颗粒）；诸如霍加拉特（其可促进一氧化碳的氧化）的粒状催化剂；用诸如乙酸的酸性溶液或诸如氢氧化钠水溶液的碱性溶液处理过的粘土和其他矿物质；离子交换树脂；分子筛和其他沸石；杀生物剂；杀真菌剂和杀病毒剂。颗粒状的活性炭和活性氧化铝是目前尤其优选的吸着剂颗粒。也可采用吸着剂颗粒的混合物（如用以吸收气体混合物），但在实践中，对于处理气体混合物来说，制造在各个层中采用单独的吸着剂颗粒的多层薄片制品可能较好。

在尤其可用作气体过滤制品的非织造驻极体纤维网的一个示例性实施例中，将化学活性吸着剂颗粒选择为气体吸附剂或吸收剂颗粒。例如，气体吸附剂颗粒可包括活性炭、木炭、沸石、分子筛、干燥剂、酸性气体吸附剂、砷还原材料、碘化树脂、等等。例如，吸收剂颗粒还可包括天然多孔颗粒材料（诸如硅藻土、粘土）或合成颗粒泡沫（诸如三聚氰胺、橡胶、氨基甲酸酯、聚酯、聚乙烯、硅树脂和纤维素。吸收剂颗粒还可包括超级吸收剂颗粒，例如聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素或颗粒状的聚乙烯醇。

在尤其可用作液体过滤制品的非织造驻极体纤维网的某些目前优选的实施例中，吸着剂颗粒包括活性炭、硅藻土、离子交换树脂（如阴离子交换树脂、阳离子交换树脂或它们的组合）、分子筛、金属离子交换吸着剂、活性氧化铝、抗微生物化合物或它们的组合。某些目前优选的实施例提供吸着剂颗粒密度为在约0.20g/cc至约0.5g/cc范围内的纤维网。

可使用各种尺寸和量的吸着剂颗粒，以形成非织造驻极体纤维网。在一个示例性实施例中，吸着剂颗粒的直径的中值尺寸为大于1mm。在另一示例性实施例中，吸着剂颗粒的直径的中值尺寸为小于1cm。在一个实施例中，可使用颗粒尺寸的组合。在一个示例性实施例中，吸着剂颗粒包括大颗粒和小颗粒的混合物。

所需的吸着剂颗粒尺寸可能变化很大，且通常部分地根据拟定使用条件来选择吸附剂粒度。作为一般性的指导，尤其可用于流体过滤应用的吸着剂颗粒的尺寸可变化，其中值直径为约0.001μm至约3000μm。优选地，吸着剂颗粒的中值直径为约0.01μm到约1500μm、更优选地为约0.02μm到约750μm、最优选地为约0.05μm到约300μm。

在某些示例性实施例中，吸着剂颗粒可以包含群体中值直径为小于1μm的纳米颗粒。多孔纳米颗粒可以具有如下优点，即，所提供的用于从流体介质吸附（如，吸收和/或吸附）污染物的表面积大。在使用超细或纳米颗粒的此类示例性实施例中，优选地，颗粒利用粘合剂（例如，热熔粘合剂）和/或将热施加到热塑性颗粒或热塑性纤维之一或二者上（即，热粘合）而粘合性地粘合到纤维。

也可以采用由具有不同尺寸范围的吸着剂颗粒形成的混合物（如双峰式混合物），但在实际中，制备在上游层采用较大的吸着剂颗粒而在下游层采用较小的吸着剂颗粒的多层薄片制品可以更好。将至少80重量%的吸着剂颗粒、更优选为至少84重量%以及最优选为至少90重量%的吸着剂颗粒嵌入到纤维网中。从纤维网基重方面进行表达，吸着剂颗粒装填量可例如为：至少约500gsm的相对细小（如亚微米尺寸）的吸着剂颗粒，以及至少约2,000gsm的相对粗大（如微米尺寸）的吸着剂颗粒。

在一些示例性实施例中，颗粒为金属颗粒。可使用金属颗粒以形成抛光的非织造驻极体纤维网。金属颗粒可为短纤维或带状节段的形式或可为谷物状颗粒的形式。金属颗粒可包括任何类型的金属，诸如但不限于银（其具有抗菌/抗微生物特性）、铜（其具有除藻特性）或化学活性金属中的一种或多种的共混物。

在其他示例性实施例中，颗粒为固体杀生物剂或抗微生物剂。固体杀生物剂和抗微生物剂的例子包括含卤素化合物，例如二氯异氰脲酸钠二水合物、氯化苯甲烷铵、卤化二烷基乙内酰脲和三氯生。

在另外的示例性实施例中，颗粒为微胶囊。微胶囊在美国专利3,516,941(Matson)中有所描述，并包括可用作颗粒的微胶囊的例子。所述微胶囊可填充有固体或液体杀生物剂或抗微生物剂。微胶囊的主要品质之一为：使用机械应力，可压碎颗粒，以便释放其中容纳的物质。因此，在非织造驻极体纤维网的使用过程中，微胶囊将由于施加在非织造驻极体纤维网上的压力而被压碎，这将释放微胶囊中容纳的材料。

在某些这种示例性实施例中，可能有利的是，使用至少一种颗粒，所述颗粒具有可以制成为粘合性或“粘性的”表面，以便将颗粒粘合在一起来形成用于纤维组分的网片或支承非织造驻极体纤维网。就这一点而言，可用的颗粒可以包含聚合物，例如可以为不连续纤维形式的热塑性聚合物。合适的聚合物包括聚烯烃，特别是热塑性弹性体(TPE)（如，从美国德克萨斯州休斯顿的艾克森美孚化学公司(Exxon-MobilChemical Company,Houston,Texas)商购获得的VISTAMAXX^TM）。在另外的示例性实施例中，可以优选的是包括TPE的颗粒，尤其是作为表面层或表面涂层的颗粒，因为TPE通常一定程度地发粘，它可以有助于将颗粒粘合在一起，以在添加纤维之前形成三维网络，以形成非织造驻极体纤维网。在某些示例性实施例中，包括VISTAMAXX^TMTPE的颗粒可以提供对苛刻化学环境、特别是在低pH（如，不超过约3的pH）和高pH（如，至少约9的pH）下以及有机溶剂中的改良抗性。

可选择具有任何合适的尺寸或形状的颗粒物质。合适的颗粒可具有：多种物理形式（如，实心颗粒、多孔颗粒、空心气泡、团聚物、非连续纤维、短纤维、薄片、等等）；形状（如球形、椭圆形、多边形、针状、等等）；形状均一性（如，单分散性、基本均匀性、不均匀性或不规则性、等等）；组合物（如，无机颗粒、有机颗粒或它们的组合）；和尺寸（如，亚微米尺寸、微米尺寸、等等）。

特别提及颗粒尺寸，在一些示例性实施例中，可能有利的是控制一组颗粒的尺寸。在某些示例性实施例中，颗粒被物理夹带或陷入在纤维非织造驻极体纤维网中。在此类实施例中，颗粒的组优选地选择为具有至少50μm、更优选地至少75μm、还更优选地至少100μm的中值直径。

在其他示例性实施例中，优选地使用较细的颗粒，其利用粘合剂例如热熔粘合剂、和/或将热施加到热塑性颗粒或热塑性纤维之一或二者上（即，热粘合）而粘合性地粘合到纤维。在此类实施例中，一般优选的是，颗粒具有至少25μm、更优选至少30μm、最优选至少40μm的中值直径。在一些示例性实施例中，颗粒具有直径小于1cm的中值尺寸。在其他实施例中，颗粒具有小于1mm、更优选小于25微米、甚至更优选小于10微米的中值尺寸。

然而，在粘合剂和热粘合均用来将颗粒粘附到纤维的其他示例性实施例中，颗粒可以包括亚微米尺寸颗粒的组，其具有小于1微米(μm)、较优选地小于约0.9μm、更优选地小于约0.5μm、最优选小于约0.25μm的群体中值直径。在需要大的表面积和/或高吸收性和/或吸附性能力的应用中，这种亚微米尺寸颗粒可能尤其可用。在另外的示例性实施例中，该组亚微米尺寸的颗粒的群体中值直径为至少0.001μm、更优选地为至少约0.01μm、最优选地为至少约0.1μm、最优选地为至少约0.2μm。

在另外的示例性实施例中，该颗粒包括一组微尺寸的颗粒，所述一组微尺寸的颗粒的群体中值直径为至多约2,000μm、更优选地为至多约1,000μm、最优选地为至多约500μm。在其他示例性实施例中，该颗粒包括一组微尺寸的颗粒，所述一组微尺寸的颗粒的群体中值直径为至多约10μm、更优选地为至多约5μm、甚至更优选地为至多约2μm（如，超细微纤维）。在单个成品网内，也可以使用多种类型的颗粒。通过使用多种类型的颗粒，即使颗粒类型中的一种不与相同类型的其他颗粒粘合，也可以生成连续的颗粒纤维网。这种类型系统的例子将会是这样一种系统，在该系统中，使用两种类型的颗粒，一种类型的颗粒将颗粒（如不连续聚合物纤维颗粒）粘合在一起，另一种类型的颗粒起到用于网的所需用途的活性颗粒（如吸着剂颗粒（例如活性炭））的作用。这种示例性实施例可尤其用于流体过滤应用。

例如，取决于颗粒的密度、颗粒的尺寸和/或最终非织造驻极体纤维网制品的所需属性，可相对于纤维网的总重量使用多种不同装填的颗粒。在一个实施例中，颗粒占非织造制品总重量的小于90重量%。在一个实施例中，颗粒占非织造制品总重量的至少10重量%。

在上述实施例中的任一实施例中，颗粒都可有利地分布遍及非织造驻极体纤维网的整个厚度。然而，在上述实施例中的一些中，颗粒优先地基本上分布于非织造驻极体纤维网的主表面上。

此外，应当理解，上述颗粒中的一种或多种的任何组合都可用于形成根据本发明的非织造驻极体纤维网。

D.任选的粘合剂组分

在上述示例性实施例中的任一者中，非织造驻极体纤维网都优选地基本上不含任何另外的粘合剂。然而，在上述实施例中的一些中，非织造驻极体纤维网还包括覆盖多个无规取向的离散纤维的至少一部分的粘合剂涂层。在一些示例性实施例中，所述粘合剂可为液体或固体粉末。在某些目前优选的示例性实施例中，所述粘合剂基本上不锢囚所述颗粒的表面。

尽管是多组分纤维的第一区域将纤维、120与颗粒固定在一起，但是在非织造驻极体纤维网的形成过程中或之后，可包括任选的粘合剂材料或涂层。这个任选的粘合剂涂层可为非织造制品提供另外的强度，可将颗粒进一步固定到纤维，和/或可为磨料或擦洗制品提供另外的硬度。

通过公知的加工方法可涂覆任选的粘合剂涂层，所述加工方法诸如辊涂、喷涂和浸渍涂布以及这些涂布技术的组合。粘合剂涂层可包括在粘合剂中的另外的颗粒，或者另外的颗粒可掺入和固定到粘合剂。

任选的粘合剂可为树脂。合适的树脂包括酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚脲、苯乙烯一丁二烯橡胶、腈橡胶、环氧树脂、丙烯酸类树脂、和聚异戊二烯。粘合剂可为水溶性的。水溶性粘合剂的例子包括表面活性剂、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乳酸(PLA)、聚乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯基酯共聚物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素淀粉、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素醚聚合物、多乙基噁唑啉、聚氧化乙烯的酯、聚氧化乙烯和聚氧化丙烯共聚物的酯、聚氧化乙烯的氨基甲酸酯以及聚氧化乙烯和聚氧化丙烯共聚物的氨基甲酸酯。

E.任选的附加层

本发明的非织造驻极体纤维网可包括附加层。一个或多个附加层可存在于非织造驻极体纤维网的外表面之上和/或之下。

合适的另外的层包括（但不限于）含颜色的层（如印刷层）、上述支承层中的任何者、一种或多种另外的具有不同的平均纤维直径和/或物理组成的亚微米纤维组分、一种或多种用于另外的隔离性能的第二细小亚微米纤维层（例如熔吹网或纤维玻璃织物）、泡沫、粒子层、箔层、薄膜、装饰织物层、膜（即具有受控渗透性的薄膜，例如透析膜、反渗透膜等）、结网、筛孔、线材和管材网络（即用于传送电力的线材层或用于传送各种流体的管/管道的组，例如用于加热毯的线材网络，和用于通过冷却毯的冷却剂流的管材网络）或它们的组合。

本发明的示例性的非织造驻极体纤维网可任选地包括亚微米纤维、细纤维、微纤维或粗纤维组分（例如粗微纤维）的至少一个附加层。至少一层纤维可为非织造驻极体纤维网的垫层、支承层或收集器，或者可为顶层或覆盖层。至少一层纤维可与非织造驻极体纤维网共形成，或可在形成非织造驻极体纤维网之前作为网卷预形成，并展开以为非织造驻极体纤维网提供收集器或覆盖层，或可在形成非织造驻极体纤维网之后被后成型，并邻接非织造驻极体纤维网施加。

1.任选的支承层

本发明的非织造驻极体纤维网还可以包括任选的支承层。在某些目前优选的实施例中，任选的支承层是多孔的。当存在时，任选的支承层可以提供复合非织造纤维制品的强度中的大部分。在一些实施例中，上述亚微米纤维组分往往具有极低的强度，并可能在正常处理过程中被损坏。在保持高孔隙率并因此保持亚微米纤维组分的所需吸收剂特性同时，将亚微米纤维组分附连到支承层会为亚微米纤维组分增添强度。多层非织造驻极体纤维网结构还可提供用于进一步加工的足够强度，进一步加工可包括（但不限于）将网卷成辊形式、从辊移除网、模铸、成褶、折叠、网装固定、编织、等等。

在本发明中可以使用多种支承层。合适的支承层包括（但不限于）非织造织物、织造织物、针织织物、泡沫层、膜、纸质层、背胶层、金属薄片、网片、弹性织物（即，上述具有弹性性质的织造、针织或非织造织物中的任何者）、具有孔隙的网、背胶层或它们的任意组合。在一个示例性实施例中，多孔支承层包括聚合物非织造织物。合适的非织造聚合物织物包括（但不限于）气纺织物、熔喷织物、短长度纤维（即纤维长度为小于约100mm的纤维）的梳理成网纤维网、针刺织物、裂膜网、湿法成网水力缠结网、气纺短纤维非织造驻极体纤维网或它们的组合。在某些示例性实施例中，支承层包含粘合的短纤维网。如以下进一步所述，可以使用（例如）热粘合、粘合剂粘合、粉状粘合剂粘合、水刺法、针刺、压延或它们的组合来进行粘合。

支承层的基重和厚度可以取决于复合非织造纤维制品的特定的最终用途。在本发明的一些实施例中，理想的是，使复合非织造纤维制品的总基重和/或厚度保持在最小水平。在其他实施例中，给定的应用可能要求最小的总基重和/或厚度。通常，支承层的基重为小于约150gsm。在某些实施例中，支承层的基重为约5.0gsm至约100gsm。在其他实施例中，支承层的基重为约10gsm到约75gsm。

与基重一样，支承层可以具有根据复合非织造纤维制品的具体最终用途而变化的厚度。通常，支承层具有小于约150毫米(mm)、更优选地小于100mm、最优选小于50mm的厚度。在某些实施例中，支承层具有至少约0.1mm、更优选至少0.5mm、最优选地至少1.0mm的厚度。在一些实施例中，支承层的厚度为约1.0mm至约35mm。在其他实施例中，支承层的厚度为约2.0mm至约25mm。

在某些示例性实施例中，所述支承层可包括微纤维组分，例如一组微纤维，如以下进一步的描述。

2.任选的覆盖层

在一些示例性实施例中，本发明的非织造驻极体纤维网还可以包括邻接非织造驻极体纤维网的任选的覆盖层。在某些示例性实施例中，任选的覆盖层是多孔的。在一些示例性实施例中，任选的覆盖层包括亚微米纤维。在某些目前优选的实施例中，非织造驻极体纤维网包括收集器和覆盖层二者。

a.微纤维

在一些示例性实施例中，优选的微纤维或粗纤维组分包括具有至少1μm的群体中值纤维直径的一组微纤维。在其他示例性实施例中，优选的粗纤维组分包括具有至少10μm的群体中值纤维直径的一组微纤维（更优选地，聚合微纤维）。在某些其他示例性实施例中，微纤维组分包括群体中值纤维直径为在约2μm至约100μm范围内的纤维组。在另外的示例性实施例中，微纤维组分包括中值纤维直径为在约5μm至约50μm范围内的纤维组。

在某些示例性实施例中，微纤维组分可以包含一种或多种聚合物材料。一般来讲，任何成纤聚合材料均可以用于制备微纤维，但通常且优选成纤材料是半结晶性的。特别有用的是通常用于纤维形成的聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙和聚氨酯。也可以由非晶态聚合物（例如聚苯乙烯）来制备网。这里所列的具体聚合物仅为示例，且可使用多种其他聚合物材料或成纤材料。

合适的聚合物材料包括（但不限于）：诸如聚丁烯、聚丙烯和聚乙烯的聚烯烃；诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯；聚酰胺（尼龙-6和尼龙-6,6）；聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚乙烯醇；聚苯硫醚；聚砜；液晶聚合物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚丙烯腈；环状聚烯烃；聚氧甲烯；多烯热塑性弹性体；或它们的组合。

可采用多种形成合成纤维的聚合物材料，包括：热塑性塑料和尤其可延展的热塑性塑料，诸如线型低密度聚乙烯（如可以商品名DOWLEX^TM购自位于美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical Company,Midland,Michigan)的那些）；热塑性聚烯烃弹性体(TPE)，例如可以商品名ENGAGE^TM购自位于美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,Michigan)的那些，和可以商品名VISTAMAXX^TM购自位于美国德克萨斯州休斯顿的艾克森美孚化学公司(Exxon-Mobil Chemical Company,Houston,Texas)的那些；乙烯-α-烯烃共聚物（如，乙烯-丁烯、乙烯-己烯或乙烯-辛烯共聚物，可以商品名EXACT^TM购自位于美国德克萨斯州休斯顿的艾克森美孚化学公司(Exxon-Mobil Chemical Company,Houston,Texas)，可以商品名ENGAGE^TM购自位于美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical Company,Midland,Michigan)）；乙烯-醋酸乙烯聚合物（如，可以商品名ELVAX^TM购自位于美国特拉华州威明顿的杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours&Co.,Wilmington,Delaware)的那些）；聚丁烯弹性体（如，可以商品名CRASTIN^TM购自位于美国特拉华州威明顿的杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours&Co.,Wilmington,Delaware)的那些；以及可以商品名POLYBUTENE-1^TM购自位于美国特拉华州威明顿的巴塞尔聚烯烃公司(Basell Polyolefins,Wilmington,Delaware)的那些）；弹性苯乙烯嵌段共聚物（如，可以商品名KRATON^TM购自位于美国德克萨斯州休斯顿的克雷顿聚合物公司(Kraton Polymers,Houston,Texas)的那些；以及可以商品名SOLPRENE^TM购自位于美国德克萨斯州休斯顿的达盛弹性体公司(Dynasol Elastomers,Houston,Texas)的那些）；和聚醚嵌段共缩聚酰胺弹性材料（如，可以商品名PEBAX^TM购自位于法国白鸽城的阿科玛公司(Arkema,Colombes,France)的那些）。热塑性多烯属弹性体(TPE)是特别优选的。

根据本发明的示例性实施例，也可以将多种天然成纤材料制成非织造微纤维。优选的天然材料可以包括柏油或沥青（如用于制备碳纤维）。成纤材料可为熔化形式，或可承载于合适的溶剂中。也可利用反应性单体，当它们通过或穿过模具时，它们与彼此反应。非织造网可以包括（例如，利用两个紧密间隔的共用普通模具头的模具腔制备的）单层、（例如，利用多个叠堆布置的模具腔制备的）多层、或一层或多层的多组分纤维（例如，美国专利No.6,057,256（Krueger等人）中所述的那些多组分纤维）中的纤维的混合物。

纤维也可以由共混材料形成，包括其中已经混入例如颜料或染料的某些添加剂的材料。可以制备诸如皮芯型或并列型双组分纤维的双组分微纤维（本文的“双组分”包括具有两个或更多个组分的纤维，每个组分占据纤维横截面积的一部分，并且在纤维实质长度上延伸），如双组分亚微米纤维那样。然而，本发明的示例性实施例利用单组分纤维可以是特别可用的并且是有利的（其中纤维在其整个横截面上具有基本上相同的组成，但“单组分”包括共混物或包含添加剂的材料，其中基本均一组成的连续相在整个横截面和纤维长度上延伸）。除了别的有益效果以外，能够使用单一组分的纤维还降低了制备的复杂性，并且对网的使用限制较少。

除了以上提及的成纤材料之外，还可以将多种添加剂添加到熔化并挤出的纤维，以将添加剂掺入纤维中。通常，基于纤维的总重量，添加剂的量为小于约25重量%，有利地最多至约5.0重量%。合适的添加剂包括（但不限于）颗粒、填充剂、稳定剂、增塑剂、赋粘剂、流速控制剂、固化缓聚剂、增粘剂（例如硅烷和钛酸盐）、辅助剂、抗冲改性剂、可膨胀的微球体、导热颗粒、导电颗粒、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或泡、抗氧化剂、荧光增白剂、抗微生物剂、表面活性剂、阻燃剂和含氟化合物。

上述添加剂中的一种或多种可用于减少所得纤维和层的重量和/或成本、调节粘度、或改变纤维的热特性或使衍生自添加剂物理特性活性的物理特性具有一定的范围，该物理特性包括电学特性、光学特性、与密度相关的特性、与流体阻隔或粘合剂粘性相关的特性。

i.微纤维的形成

多个工艺可用于制备和沉积微纤维组，包括（但不限于）熔吹、熔纺、纤维挤出、丛丝形成、气流成网法、湿纺丝、干纺丝或它们的组合。在美国专利No.6,315,806(Torobin)、No.6,114,017（Fabbricante等人）、No.6,382,526B1（Reneker等人）和No.6,861,025B2（Erickson等人）中描述了用于形成微纤维的合适的方法。或者，微纤维组可成型或转变为短纤维，并使用例如美国专利No.4,118,531(Hauser)中所述的方法与亚微米纤维组结合。在某些示例性实施例中，微纤维组包括粘合的微纤维网，其中如下所述，使用热粘合、粘合剂粘合、粉状粘合剂、水刺、针刺、压延或它们的组合来实现粘合。

b.纺粘纤维和梳理纤维

在本发明的一个示例性实施例中，支承层包括纺粘纤维，所述纺粘纤维包含聚丙烯纤维。在本发明的另一个示例性实施例中，支承层包括短长度纤维的梳理网，其中短长度纤维包含：(i)低熔融温度或粘合纤维；和(ii)高熔融温度或结构纤维。通常，粘合纤维的熔融温度比结构纤维的熔融温度低至少10℃，但是粘合纤维与结构纤维的熔融温度之间的差可为大于10℃。合适的粘合纤维包括（但不限于）上述聚合物纤维中的任一者。合适的结构纤维包括（但不限于）上面提及的聚合物纤维中的任何者以及无机纤维，例如陶瓷纤维、玻璃纤维和金属纤维；以及有机纤维，例如纤维素纤维。

在某些目前优选的实施例中，支承层包括短长度纤维梳理成网，其中短长度纤维包含PET单组分和PET/coPET双组分短纤维的共混物。在一个示例性的目前优选的实施例中，支承层包含短长度纤维梳理成网，其中短长度纤维包含：(i)约20重量%的双组分粘合纤维（如，可得自位于美国堪萨斯州威奇塔的英威达有限公司(Invista,Inc.)的INVISTA^TMT254纤维），12d×1.5"；和(ii)约80重量%的结构纤维（如，INVISTA^TMT293PET纤维），32d×3"。

如上所述，支承层可以包括彼此结合的一层或多层。在一个示例性实施例中，支承层包括第一层（例如非织造织物或膜）和第一层上与亚微米纤维组分相对的粘合剂层。在这个实施例中，粘合剂层可覆盖第一层的一部分或整个外表面。粘合剂可以包括任何已知的粘合剂，包括压敏粘合剂、可热活化的粘合剂等。当粘合剂层包含压敏粘合剂时，复合非织造纤维制品还可以包含隔离衬垫，从而得到压敏粘合剂的暂时保护。

c.亚微米纤维

本发明示例性的非织造驻极体纤维网可任选地包括一组亚微米纤维。在一些目前优选的实施例中，亚微米纤维组包括邻接非织造驻极体纤维网的层。包括亚微米纤维组分的至少一个层可以为垫层（如，非织造驻极体纤维网的支承层或收集器），但是更优选地用作顶层或覆盖层。亚微米纤维组可与非织造驻极体纤维网共形成，或可在形成非织造驻极体纤维网之前作为网卷预形成，并展开为非织造驻极体纤维网提供收集器或覆盖层，或作为另外一种选择或除此之外可在形成非织造驻极体纤维网之后被后成型，并邻接（优选覆盖）非织造驻极体纤维网施加。

在某些示例性实施例中，细旦纤维组分包括群体纤维中值直径为小于10μm的细微纤维的组。在其他示例性实施例中，细旦纤维组分包括群体中值直径为小于约2μm的超细微纤维的组。在某些目前优选的实施例中，细旦纤维组分包括群体中值直径为小于1μm的亚微米纤维的组。

在一些示例性实施例中，亚微米纤维组分包括群体纤维中值直径为在约0.2μm至约0.9μm范围内的纤维组。在其他示例性实施例中，亚微米纤维组分包括群体纤维中值直径为在约0.5μm至约0.7μm范围内的的纤维组。

在某些示例性实施例中，亚微米纤维组分可以包含一种或多种聚合物材料。合适的聚合物材料包括（但不限于）：诸如聚丙烯和聚乙烯的聚烯烃；诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯；聚酰胺（尼龙-6和尼龙-6,6）；聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚乙烯醇；聚苯硫醚；聚砜；液晶聚合物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚丙烯腈；环状聚烯烃；聚氧甲烯；多烯热塑性弹性体；或它们的组合。

亚微米纤维组分可以包括含有上述聚合物或共聚物中的任何一种的单组分。在这个示例性实施例中，单组分可以包含如下所述的添加剂，但包含选自上述聚合物材料的单纤维形成材料。另外，在这个示例性实施例中，单组分通常包含至少75重量%的上述聚合物材料中的任何一种以及最多至25重量%的一种或多种添加剂。有利地，单组分包含至少80重量%、更有利地至少85重量%、至少90重量%、至少95重量%以及100重量%之多的上述聚合物材料中的任何一种，其中所有重量均基于纤维的总重量计。

亚微米纤维组分也可以包含由以下物质形成的多组分纤维：(1)上述聚合物材料中的两种或更多种，和(2)下述一种或多种添加剂。合适的多组分纤维构造包括（但不限于）：皮芯型构造、并列型构造、分层或分割饼型/楔型构造（例如，美国专利No.4,729,371描述了分层的双组分熔喷纤维，也称为条纹纤维；以及PCT国际专利公开No.WO2008/085545在图1a-1e中描述了分割饼型/楔型纤维和分层纤维）以及“海岛型”构造（例如，由位于日本冈山的可乐丽有限公司(KurarayCompany,Ltd.,Okayama,Japan)制造的纤维）。

对于由多组分纤维形成的亚微米纤维组分，有利地，基于纤维的总重量，多组分纤维包含：(1)从约75重量%到约99重量%的上述聚合物中的两种或更多种；和(2)从约25重量%到约1重量%的一种或多种额外的成纤材料。

制备本发明的非织造驻极体纤维网的方法可以用于形成包含由上述聚合物材料中的任何者形成的纤维的亚微米纤维组分。通常，亚微米纤维成形方法步骤涉及在约130℃到约350℃范围内的熔体挤出温度下挤出可热成形的材料的熔体。模具组件和/或共轴喷丝头组件（参见例如以上提及的Torobin工艺）包括一组喷丝头和/或共轴喷丝头，熔融可热成形的材料通过这组喷丝头和/或共轴喷丝头挤出。在一个示例性实施例中，共轴喷丝头组件包括一组共轴喷丝头，这组共轴喷丝头形成为阵列，以便将多个纤维流挤压到支承层或基底上。参见（例如）美国专利No.4,536,361（图2）和No.6,183,670（图1-2）。

在一些示例性实施例中，非织造纤维网层可由与较粗糙的微纤维混合的亚微米纤维形成，较粗糙的微纤维为亚微米非织造纤维提供支承结构。支承结构可以提供回弹性和强度，以保持呈优选的低密实度形式的细亚微米纤维。支承结构可以由许多不同的组分不是单独地、就是共同地制成。支承组分的例子包括（例如）微纤维、不连续的取向的纤维、天然纤维、泡沫状多孔材料和连续的或不连续的非取向的纤维。

在一个示例性实施例中，形成微纤维流，并单独形成亚微米纤维流，并将亚微米纤维流添加到微纤维流中，以形成非织造驻极体纤维网。在另一个示例性实施例中，形成亚微米纤维流，并单独形成微纤维流，并将微纤维流添加到亚微米纤维流中，以形成非织造驻极体纤维网。在这些示例性实施例中，不是亚微米纤维流和微纤维流之一、就是这两者为取向的。在另外的实施例中，形成取向亚微米纤维流，并将不连续的微纤维添加到亚微米纤维流中，如使用美国专利No.4,118,531(Hauser)中所述的工艺。

在一些示例性实施例中，制备非织造驻极体纤维网的方法包括通过混合纤维流法、水刺法、湿法成网法、丛丝形成法或它们的组合将亚微米纤维组和微纤维组结合成非织造驻极体纤维网。在将亚微米纤维组与微纤维组结合时，可以使用一种类型或两种类型纤维的多个流，并可以按任何顺序结合这些流。这样，可以形成非织造复合纤维网，其呈现出各种所需的浓度梯度和/或分层结构。

例如，在某些示例性实施例中，亚微米纤维组可以与微纤维组结合，以形成不均一的纤维混合物。在其他示例性实施例中，可以将亚微米纤维组形成为包含非织造驻极体纤维网的垫层上的顶层。在某些其他示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可形成为包含亚微米纤维组的垫层（如支承层或收集器）上的顶层。

ii.亚微米纤维的形成

可使用多个工艺来制备和沉积亚微米纤维组，包括（但不限于）熔吹、熔纺、电纺、气体射流原纤化或它们的组合。合适的工艺包括（但不限于）在以下美国专利中公开的工艺：No.3,874,886（Levecque等人）、No.4,363,646(Torobin)、No.4,536,361(Torobin)、No.6,183,670(Torobin)、No.5,227,107（Dickenson等人）、No.6,114,017（Fabbricante等人）、No.6,382,526B1（Reneker等人）、No.6,743,273（Chung等人）、No.6,800,226(Gerking)和No.6,861,025B2（Erickson等人）。用于形成亚微米纤维的一种特别合适的方法在以下共同待审的美国临时专利申请中有所描述：No.61/238,761，标题为“APPARATUS,SYSTEM,AND METHOD FOR FORMING NANOFIBERS ANDNANONONWOVEN ELECTRET FIBROUS WEBS”（用于形成纳米纤维和纳米非织造驻极体纤维网的装置、系统和方法）（Moore等人）。用于形成亚微米纤维的目前优选的工艺是静电纺纱工艺，例如，在美国专利No.1,975,504(Formhals)中描述的工艺。

F.用于形成非织造驻极体纤维网的方法和设备

本发明的示例性实施例提供了用于制备如上所述非织造驻极体纤维网的方法，所述方法通常包括使驻极体纤维、光催化纤维（如果存在）、多组分纤维（如果存在）、单组分热塑性纤维（如果存在）、基于碳的纤维（如果存在）和多个颗粒（如果存在）进行以下工艺步骤以形成非织造驻极体纤维网的步骤：开松、混合、递送到进料装置、然后梳理或交叉措叠或然后气流成网以及粘合。

因此，在本发明的一个示例性实施例中，该方法可包括以下步骤：将所需的纤维递送到粗开松装置中，以粗开松纤维；然后将纤维递送到混合设备，以机械地混合纤维；然后使纤维进行细开松处理；然后将纤维引入进料装置中，以用于均匀地进送纤维；然后将纤维递送到梳理机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；然后通过交叉措叠法获得非织造驻极体纤维网；以及最后通过使非织造驻极体纤维网进行针刺加工，从而形成非织造驻极体纤维网。

在本发明的另一个示例性实施例中，该方法可包括以下步骤：将所需的纤维递送到粗开松装置中，以粗开松纤维；然后将纤维递送到混合设备，以机械地混合纤维；然后使纤维进行细开松处理；然后将纤维引入进料装置中，以用于均匀地进送纤维；然后将纤维递送到梳理机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；然后通过交叉措叠法获得非织造驻极体纤维网；以及最后通过使非织造驻极体纤维网进行通风粘合，从而形成非织造驻极体纤维网。

在本发明的另一个示例性实施例中，该方法可包括以下步骤：将所需的纤维递送到粗开松装置中，以粗开松纤维；然后将纤维递送到混合设备，以机械地混合纤维；然后使纤维进行细开松处理；然后将纤维引入进料装置中，以用于均匀地进送纤维；然后将纤维递送到气流成网机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；以及最后通过使非织造驻极体纤维网进行针刺加工，从而形成非织造驻极体纤维网。

在本发明的另一个示例性实施例中，该方法可包括以下步骤：将所需的纤维递送到粗开松装置中，以粗开松纤维；然后将纤维递送到混合设备，以机械地混合纤维；然后使纤维进行细开松处理；然后将纤维引入进料装置中，以用于均匀地进送纤维；然后将纤维递送到气流成网机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；以及最后通过使非织造驻极体纤维网进行通风粘合，从而形成非织造驻极体纤维网。

在一些示例性的气流成网实施例中，非织造驻极体纤维网可使用气流成网方法和装置（在下文的实例B1-B9中进一步详述）形成，该方法通常包括：提供具有上端和下端的成形腔室；将多个纤维引入成形腔室的上端中；将一组纤维输送至成形腔室的下端作为基本上离散纤维；以及在收集器表面上捕集基本上离散纤维的组作为非织造纤维网。

在一些这样的示例性气流成网实施例中，收集器表面可在图案化的收集器表面上具有可辨认的图案，其中可辨认的图案包括多个非中空突起和多个基本上平坦的基体区域，所述多个非中空突起从非织造驻极体纤维网的主表面（被视为没有突起）延伸，所述多个基本上平坦的基体区域在由主表面限定并与主表面基本上平行的平面中在每个邻接的突起之间形成。

在上述气流成网方法中的任何者的另外的这样的示例性实施例中，图案化收集器表面可包括延伸穿过收集器的多个几何形状的穿孔，并且捕集纤维组的步骤包括通过穿孔的图案化收集器表面来抽真空。在某些示例性实施例中，多个几何形状的穿孔具有选自如下的形状：圆形、椭圆形、多边形、X形、V形、螺旋形以及它们的组合。在一些特定的示例性实施例中，多个几何形状的穿孔具有选自三角形、方形、矩形、菱形、梯形、五边形、六边形、八边形和它们的组合的多边形形状。在一些特定的示例性实施例中，多个几何形状的穿孔包括在图案化收集器表面上的二维图案。在其他示例性实施例中，在所述图案化收集器表面上的几何形状的穿孔的二维图案为二维阵列。

在上述气流成网方法的一些示例性实施例中，该方法还包括在从图案化收集器表面移除网之前，在不使用粘合剂的情况下将多个纤维的至少一部分粘合在一起，由此使得纤维网保持可辨认的图案。

在本发明的另外的示例性实施例中，开松处理中的开松辊可具有30Hz至50Hz的频率。在本发明的另一个示例性实施例中，开松处理中的开松辊可具有40Hz至50Hz的频率。

在本发明的额外的示例性实施例中，在梳理和交叉措叠之后或在气纺工艺之后获得的非织造驻极体纤维网可具有40gsm至250gsm的基重。在本发明的又一个示例性实施例中，在梳理和交叉措叠之后或在气纺工艺之后获得的非织造驻极体纤维网可具有80gsm至150gsm的基重。

在本发明的某些另外的示例性实施例中，粘合为针刺加工，其中针刺频率可为100次/分钟至1000次/分钟。在本发明的一个具体的示例性实施例中，针刺频率可为250次/分钟至500次/分钟。

在本发明的其他另外示例性实施例中，粘合为通风粘合，其中热空气温度为130℃至150℃。在本发明的一个具体示例性实施例中，热空气温度为135℃至145℃。

更具体地讲，上述非织造驻极体纤维网可有利地通过应用独特顺序步骤的不同工艺制备，从而产生不同的非织造驻极体纤维网。详细的工艺在下文进一步描述。

1.用于形成非织造驻极体纤维网的加工工序I

根据配方称量所需的纤维，将该纤维放入粗开松装置中，并使用以30Hz至50Hz高速旋转的装置中的长钉来开松。然后，将纤维送至混合设备，以用于机械地混合纤维。然后，以与粗开松处理类似的方式对纤维进行细开松处理，以进一步细开松纤维。将纤维进料到进料装置中，以用于均匀地进送纤维，并控制进料量。然后，将纤维送至下一过程（即，梳理机），以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网。为了获得40gsm至250gsm的基重，可通过交叉措叠法获得非织造驻极体纤维网。最后，以100次/分钟至1000次/分钟的频率对非织造驻极体纤维网进行针刺处理，以便形成最终产品。

2.用于形成非织造驻极体纤维网的加工工序II

根据加工要求称量所需的纤维，将该纤维放入粗开松装置中，并使用以30至50Hz高速旋转的装置中的长钉来开松。然后，将纤维送至混合设备，以用于机械地混合纤维。然后，以与粗开松处理类似的方式对纤维进行细开松处理，以进一步细开松纤维。将纤维进料到进料装置中，以用于均匀地进送纤维，并控制进料量。然后，将纤维送往下一过程（即，气纺机），以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网。最后，以100次/分钟至1000次/分钟的频率对非织造驻极体纤维网进行针刺处理，以便形成基重为40gsm至250gsm的最终产品。

3.用于形成非织造驻极体纤维网的加工工序III

根据加工要求称量所需的纤维，将该纤维放入粗开松装置中，并使用以30Hz至50Hz高速旋转的装置中的长钉来开松。然后，将纤维送至混合设备，以用于机械地混合纤维。然后，以与粗开松处理类似的方式对纤维进行细开松处理，以进一步细开松纤维。将纤维进料到进料装置中，以用于均匀地进送纤维，并控制进料量。然后，将纤维送往下一过程（即，气纺机），以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网。为了获得40gsm至250gsm的基重，可通过交叉措叠法获得非织造驻极体纤维网。最后，在130℃至150℃的温度下在烘箱中使非织造驻极体纤维网进行通风粘合，以便形成最终产品。

4.用于形成非织造驻极体纤维网的加工工序IV

根据加工要求称量所需的纤维，将该纤维放入粗开松装置中，并使用以30Hz至50Hz高速旋转的装置中的长钉来开松。然后，将纤维送至混合设备，以用于机械地混合纤维。然后，以与粗开松处理类似的方式对纤维进行细开松处理，以进一步细开松纤维。将纤维进料到进料装置中，以用于均匀地进送纤维，并控制进料量。然后，将纤维送往下一过程（即，气纺机），以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网。最后，在130℃至150℃的温度下在烘箱中使非织造驻极体纤维网进行通风粘合，以便形成基重为40gsm至250gsm的最终产品。

此外，非织造驻极体纤维网可通过调整不同纤维的混合比获得不同的功能。

5.用于制备非织造驻极体纤维网的任选加工步骤

除了上述制备非织造纤维网的方法之外，一旦非织造纤维网形成，就还可以单独地或以组合形式进行如下加工步骤中的一个或多个：

(1)沿着朝进一步加工操作的加工通道送到非织造纤维网；

(2)使一个或多个附加层接触非织造纤维网的外表面；

(3)压延非织造纤维网；

(4)尤其是在压延后，对非织造纤维网进行成褶；

(5)用表面处理剂或其他组合物（如阻燃剂组合物、粘合剂组合物或印刷层）涂布非织造纤维网；

(6)将非织造纤维网附接到纸板或塑料管；

(7)将非织造纤维网缠绕成卷的形式；

(8)裁切非织造纤维网，以形成两个或更多个狭缝辊和/或多个狭缝片材；

(9)将非织造纤维网置于模子中，并将非织造纤维网模制成新的形状；

(10)将隔离衬垫施加至暴露的任选的压敏粘合剂层（如果存在）上；以及

(11)通过粘合剂或任何其他附接设备（包括（但不限于）夹片、托架、螺栓/螺杆、钉子和条带）将非织造纤维网附接到另一基材。

G.制备具有任选的颗粒的非织造驻极体纤维网的方法

根据上述实施例中的任何者，本发明还提供制备包含多个颗粒（更优选化学活性颗粒，甚至更优选颗粒状的活性炭）的非织造驻极体纤维网的方法。用于制备包含颗粒的非织造驻极体纤维网的合适的工艺通常包括以下步骤：使驻极体纤维、光催化纤维（如果存在）、多组分纤维（如果存在）、单组分热塑性纤维（如果存在）和基于碳的纤维（如果存在）进行开松处理，然后进行以下步骤，以形成含有颗粒的非织造驻极体纤维网：将纤维和颗粒递送到一个或多个进料装置，将纤维和颗粒混合，然后对混合的纤维和颗粒进行梳理或气流成网，然后粘合包含纤维和颗粒的非织造驻极体纤维网。在某些示例性实施例中，非织造驻极体纤维网采用梳理法和交叉措叠法或气流成网法形成，以形成非织造驻极体纤维网。气流成网方法目前是优选的。

因此，在上述气流成网方法的某些示例性实施例中，该方法还包括：将多个颗粒（其可以是化学活性颗粒）引入成形腔室中，在成形腔室内混合多个离散纤维和多个颗粒，以形成纤维颗粒混合物，然后捕集基本上离散纤维的组作为非织造驻极体纤维网，以及将颗粒的至少一部分固定到非织造驻极体纤维网。

在上述气流成网方法实施例中的任何者中，在上端处、在下端处、在上端和下端之间、或它们的组合，将颗粒引入成形腔室中。在上述气流成网方法的某些示例性实施例中，将纤维颗粒混合物输送至成形腔室的下端以形成非织造驻极体纤维网的步骤包括使离散纤维落入成形腔室中，并允许纤维在重力的作用下落下穿过成形腔室。在其他示例性实施例中，将纤维颗粒混合物输送至成形腔室的下端以形成非织造驻极体纤维网的步骤包括使离散纤维落入成形腔室中，并允许纤维在重力和施加至成形腔室下端的真空力的作用下落下穿过成形腔室。

在上述气流成网方法的另外的示例性实施例中，可以对非织造驻极体纤维网进行处理，以获得具有波纹或褶皱结构的褶皱网，以增加可用于捕集或吸附气载污染物的总表面积。在一些这样的实施例中，褶皱网可通过以下方式形成：将网组分气流成网到具有三维波纹图案（包括例如多个V形凸区和凹槽）的图案化穿孔收集器（如上文所详述）上，同时使空气流穿过图案化穿孔收集器中的穿孔；随后使形成的非织造纤维网进行纤维粘合工艺。

在一些示例性实施例中，其中大于0重量%且小于10重量%的非织造驻极体纤维网、更优选地大于0重量%且小于10重量%的离散纤维由多组分纤维组成，所述多组分纤维至少包括第一区域和第二区域，所述第一区域具有第一熔融温度，所述第二区域具有第二熔融温度，其中所述第一熔融温度小于所述第二熔融温度，将颗粒固定到非织造驻极体纤维网的步骤包括将多组分纤维加热到至少是第一熔融温度并小于第二熔融温度的温度，使得颗粒的至少一部分粘合到多组分纤维的至少一部分的至少第一区域，并且离散纤维的至少一部分在与多组分纤维的第一区域的多个交叉点处粘合在一起。

在上述实施例中的任何者中，多个离散纤维可包括第一组单组分热塑性纤维和第二组单组分热塑性纤维，所述第一组单组分热塑性纤维具有第一熔融温度，所述第二组单组分热塑性纤维具有第二熔融温度，所述第二熔融温度大于所述第一熔融温度，将颗粒固定到非织造驻极体纤维网的步骤包括将热塑性纤维加热到至少是第一熔融温度并小于第二熔融温度的温度，借此，颗粒的至少一部分粘合到第一组单组分热塑性纤维的至少一部分，此外，其中第一组单组分热塑性纤维的至少一部分粘合到第二组单组分热塑性纤维的至少一部分。

在一些示例性实施例中，其中包括第一组单组分热塑性纤维和第二组单组分热塑性纤维，所述第一组单组分热塑性纤维具有第一熔融温度，所述第二组单组分热塑性纤维具有第二熔融温度，所述第二熔融温度大于所述第一熔融温度，优选地大于0重量%且小于10重量%的非织造驻极体纤维网、更优选地大于0重量%且小于10重量%的离散纤维由第一组单组分热塑性纤维组成。

在某些示例性实施例中，将颗粒固定到非织造驻极体纤维网的步骤包括将第一组单组分热塑性纤维加热到至少是第一熔融温度并小于第二熔融温度的温度，借此，颗粒的至少一部分粘合到第一组单组分热塑性纤维的至少一部分，并且离散纤维的至少一部分在与第一组单组分热塑性纤维的多个交叉点处粘合在一起。

在上述示例性实施例中的任何者中，将颗粒固定到非织造驻极体纤维网的步骤包括下述中的至少一种：热粘合、自生粘合、粘合剂粘合、粉末状粘合剂粘合、水刺法、针刺法、压延法或它们的组合。在上述实施例中的一些中，将颗粒固定到非织造驻极体纤维网的步骤包括缠结离散纤维，由此形成包括多个填隙空位的内聚非织造驻极体纤维网，每个填隙空位限定具有至少一个开口的空隙体积，所述至少一个开口的中值尺寸由至少两个叠置的纤维限定，其中颗粒显示出小于空隙体积的体积和大于中值尺寸的中值粒度，此外，其中化学活性颗粒基本上不粘合至离散纤维，并且离散纤维基本上不彼此粘合。

在上述示例性实施例中的任何者中，可将液体引入至所述成形腔室中，以润湿所述离散纤维的至少一部分，借此，在成形腔室中所述颗粒的至少一部分附接至经润湿的离散纤维。

在上述实施例中的任何者中，非织造驻极体纤维网可在收集器上形成，其中收集器选自筛网、稀松布、网片、非织造织物、织造织物、针织织物、泡沫层、多孔膜、穿孔膜、纤维阵列、熔融原纤化非织造驻极体纤维网、熔喷纤维网、纺粘纤维网、气流成网纤维网、湿法成网纤维网、梳理成网纤维网、水力缠绕纤维网以及它们的组合。

在上述实施例中的任何者的其他例子中，所述方法还包括施用覆盖非织造驻极体纤维网的纤维覆盖层，其中纤维覆盖层通过气流成网法、湿法成网法、梳理法、熔吹法、熔体纺丝法、静电纺纱法、丛丝形成、气体射流原纤化、纤维分裂或它们的组合形成。在某些示例性实施例中，所述纤维覆盖层包括中值纤维直径为小于1μm的一组亚微米纤维，所述亚微米纤维通过熔吹法、熔体纺丝法、静电纺纱法、丛丝形成、气体射流原纤化、纤维分裂或它们的组合形成。

通过下文描述的方法的一些实施例，可以获得优先位于非织造制品的一个表面上的颗粒。对于开放、膨松的非织造网而言，化学活性颗粒将下落穿过网并且优先地位于非织造制品的底部上。对于致密的非织造网而言，化学活性颗粒将保持在表面上并且优先地位于非织造制品的顶部上。

此外，如下所述，可以获得遍及非织造制品的厚度的颗粒的分布。因此，在该实施例中，所述颗粒可在所述网的两个工作表面上并遍及所述厚度。在一个实施例中，可将纤维润湿，以有助于将颗粒黏着到纤维上，直到可将纤维熔融，以固定颗粒。在另一个实施例中，对于致密的非织造网而言，可引入真空，以在非织造制品的整个厚度上抽吸颗粒。

在另外的示例性实施例中，非织造驻极体纤维网可通过对通过梳理法和交叉措叠法或气流成网法形成的粘合的粘合非织造纤维网进行压延和机械成褶来形成。褶皱网包括：驻极体纤维，以及多个光催化纤维和多个化学活性颗粒（优选颗粒状活性炭颗粒）之一或二者；以及任选地多个多组分纤维、多个单组分热塑性纤维和多个基于碳的纤维中的一者或多者。

H.使用非织造驻极体纤维网的方法

本发明还涉及在多种应用中使用本发明的非织造纤维网的方法。因此，在另一方面，本发明涉及制品，所述制品包括根据上述方法中的任何者制得的上述非织造纤维网中的任何者。某些无颗粒的图案化气纺非织造驻极体纤维网可用作气体过滤制品、采暖、冷却或通风（暖通空调）空气过滤器、用于车辆应用的舱室空气过滤器或表面清洁制品。例如，本发明的示例性纤维网可提供特别有效的用于表面清洁用的擦拭物的纹理化表面，因为图案可具有提供用于清洁剂的贮存器和用于捕集碎屑的高表面的优点。

在某些目前优选的实施例中，上述实施例中的任何者的非织造驻极体纤维网可用于制备气体过滤制品，所述气体过滤制品包括围绕非织造驻极体纤维网的气体不可渗透的壳体，所述壳体包括与非织造驻极体纤维网的第一主表面流体连通的至少一个气体入口，和与非织造驻极体纤维网的第二主表面流体连通的至少一个气体出口，所述第二主表面与非织造驻极体纤维网的第一主表面相对。

应当理解，可由含有多种颗粒（其优选地为化学活性颗粒）的多种非织造驻极体纤维网制备多种气体过滤制品。气体（如空气）过滤介质、熔炉过滤器、呼吸器、等等可被有利地制造成包括含有颗粒、更优选化学活性颗粒的非织造驻极体纤维网。

在其他示例性实施例（未示出）中，附加层可通过附加的顶层或垫层网而形成，或者附加层可通过在图案化气纺非织造驻极体纤维网的整个厚度T上形成纤维群体中值直径的梯度（如从粗到细，从细到粗、等等）、颗粒组平均直径的梯度（如从粗到细，从细到粗、等等）和/或颗粒浓度的梯度（如从高浓度到低浓度，从低浓度到高浓度、等等）而形成，所述颗粒浓度表示为例如每单位质量的纤维的颗粒质量。

气体过滤制品可以采用多种形状和形式。在某些示例性实施例中，气体过滤制品采用三维几何形状的形式，在某些示例性实施例中，所述三维几何形状可以选自圆柱体、圆盘、椭圆盘或多边形盘。其他合适的形状和形式是本领域的技术人员已知的。

另一个方面提供了一种过滤气体的方法，该方法包括使气体过滤制品与渗透气体接触。在某些示例性实施例中，气体过滤制品包括嵌入网中的褶皱非织造驻极体纤维网以及任选地多个吸附剂颗粒（如颗粒状的活性炭颗粒）。

非织造驻极体纤维网的多个示例性实施例已如上描述，并通过如下实例在下文进一步说明，所述实例不应以任何方式解释为对本发明的范围进行限制。相反，应当清楚地理解，可以采取多种其他实施例、修改形式及其等同物，本领域的技术人员在阅读本文的说明之后，在不脱离本发明的实质和/或所附权利要求书的范围的情况下，这些其他实施例、修改形式及其等同物将显而易见。

实例

虽然示出本发明广义范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中所列出的数值则是尽可能精确地记录。然而，任何数值都固有地含有某些误差，这些误差不可避免地由存在于其各自的试验测定中的标准偏差所致。在最低程度上，每一个数值参数并不旨在限制等同原则在权利要求书保护范围上的应用，至少应该根据所报告数值的有效数位和通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。

材料

以下制备实例、实例和比较例中使用的原材料均为市售的，如下表A中详细描述的。

表A

以下纤维是在非织造纤维网（包括单组分热塑性纤维）的附加实例中使用的示例性填充纤维：

规格为2D×51mm的购自位于中华人民共和国的汇维仕有限公司(HUIWEISHI CO.LTD.)或远纺工业有限公司(FAR EASTERNINDUSTRY CO.LTD.)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)单组分热塑性纤维；和

规格为3D×51mm的购自位于中华人民共和国的广州艺爱丝纤维有限公司(GUANGZHOU YIAISI FIBER CO.LTD.)的聚乙烯(PE)单组分热塑性纤维。

测试方法

基重测量

使用计重秤Mettler Toledo XS4002S（可从位于法国维罗夫莱的梅特勒-托利多公司(Mettler-Toledo SAS,Viroflay,France)商购获得）测量含有颗粒状活性炭和驻极体纤维的示例性非织造驻极体纤维网的基重。

厚度测量

使用MITUTOYO卡尺ID-C1050B型（可从位于法国巴黎的三丰公司(Mitutoyo,Paris,France)商购获得）测量平坦过滤介质的厚度

压降、颗粒捕集效率和装填性能

在垂直管系统中测量褶皱型过滤器和框式过滤器的压降、分级效率和装填性能。DIN71460第1部分用作指南。

主要测试设备：粒子计数器APS3400A型（可从位于美国明尼苏达州肖维尤的TSI有限公司(TSI,Inc.,Shoreview,MN)商购获得），气溶胶发生器：帕拉斯电刷式发生器RGB1000SEA小颗粒填充型(PalasBrush Generator RGB1000SEA fine loading)（可从位于德国卡尔斯鲁厄的帕拉斯股份有限公司(Palas GmbH,Karlsruhe,Germany)商购获得）。

透气率

使用TEXTEST FX3000透气率测试仪III(TEXTEST FX3000AirPermeability Tester III)（可从位于瑞士苏黎世的泰克斯泰斯特公司(TEXTEST AG,Schwerzenbach,Switzerland)商购获得）测量各种纤维网的透气率。

气味过滤性能：气体和蒸气性能测试（吸附效率）

测试褶皱型过滤器的气味过滤能力。使用DIN71-460-2作为指南来测定气体和蒸气效率。所用的特定过滤器测试物为：正丁烷、二氧化硫(SO₂)和甲苯。所用的测试设备为适用于SO₂的ML9850型气体分析仪（可从位于科罗拉多州恩格尔伍德的泰里达因监测实验室有限公司(Teledyne Monitor Labs,Inc.,Englewood,CO)商购获得）以及适用于正丁烷和甲苯的FID2010T型色谱仪（可从位于德国慕尼黑的泰斯塔股份有限公司(Testa GmbH,Munich,Germany)商购获得）。

A.包括驻极体和光催化纤维的非织造驻极体纤维网的制备

实例A1

根据如下所述的加工工序，由0.5kg驻极体纤维和9.5kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

1.首先，将驻极体纤维和光催化纤维均匀混合，然后分别进行粗开松和细开松，其中每个开松辊具有50Hz的频率，以便使纤维块变成细旦纤维束。另外，将原材料中的杂质滤除。

2.然后，经由进料箱将纤维束送到梳理机中，以将纤维束梳理成单纤维排列状态。接着，通过落纱机输出梳理过的纤维，以形成基重为10gsm的基本上均匀的非织造驻极体纤维网。

3.当将非织造驻极体纤维网引入交叉铺网机中时，通过交叉铺网机和输送带的速度来控制铺设层数，以实现所需的90gsm基重并提高非织造驻极体纤维网的均匀度。

4.接下来，使层合非织造驻极体纤维网进行350次/分钟针刺频率的针刺法，以便提高非织造驻极体纤维网的强度。

5.最后，可根据所需宽度裁切和缠绕非织造驻极体纤维网。

实例A2

根据如下所述的加工程序，由5kg驻极体纤维和5kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

1.首先，将驻极体纤维和光催化纤维均匀混合，然后分别进行粗开松和细开松，其中每个开松辊具有50Hz的频率，以便使纤维块变成细旦纤维束。另外，将原材料中的杂质滤除。

2.然后，经由进料箱将纤维束送到Rando气流成网机中，通过在气流作用下用刺辊加工纤维束使纤维束变成无规状态。输出基重为90gsm的均匀非织造驻极体纤维网。

3.接下来，使层合非织造驻极体纤维网进行350次/分钟针刺频率的针刺法，以便提高非织造驻极体纤维网的强度。

4.最后，可根据所需宽度裁切和缠绕非织造驻极体纤维网。

实例A3

根据实例A1中所述的加工程序，由1kg驻极体纤维、8kg竹炭纤维和1kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

实例A4

根据实例A2中所述的加工程序，由4kg驻极体纤维、5kg竹炭纤维和1kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

实例A5

根据实例A1中所述的加工程序，由1kg驻极体纤维、8kg椰炭纤维和1kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

实例A6

根据实例2中所述的加工程序，由4kg驻极体纤维、5kg椰炭纤维和1kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

实例A7

根据如下所述的加工程序，由1kg驻极体纤维、8kg光催化纤维和1kg粘合纤维PLA制备非织造驻极体纤维网。

1.首先，将驻极体纤维、光催化纤维和粘合纤维均匀混合，然后分别进行粗开松和细开松，其中每个开松辊具有50Hz的频率，以便使纤维块变成细旦纤维束。另外，将原材料中的杂质滤除。

2.然后，经由进料箱将纤维束送到梳理机中，以将纤维束梳理成单纤维排列状态。接着，通过落纱机输出梳理过的纤维，以形成基重为10gsm的基本上均匀的非织造驻极体纤维网。

3.当将非织造驻极体纤维网引入交叉铺网机中时，通过交叉铺网机和传送带的速度来控制铺设层数，以实现所需的90gsm基重并提高非织造驻极体纤维网的均匀度。

4.接下来，使层合非织造驻极体纤维网在140℃温度的烘箱中进行通风粘合，以粘合粘合纤维并进一步提高非织造驻极体纤维网的强度。

5.最后，可根据所需宽度裁切和缠绕非织造驻极体纤维网。

实例A8

根据如下所述的加工工序，由4kg驻极体纤维、5kg光催化纤维和1kg粘合纤维PLA制备非织造驻极体纤维网。

1.首先，根据一定成分比率将驻极体纤维、光催化纤维和粘合纤维均匀混合，然后分别进行粗开松和细开松，其中每个开松辊具有50Hz的频率，以便使纤维块变成细旦纤维束。另外，将原材料中的杂质滤除。

2.然后，经由进料箱将纤维束送到Rando气纺机中，通过在气流作用下用刺辊加工纤维束使纤维束变成无规状态。输出基重为90gsm的均匀非织造驻极体纤维网。

3.接下来，使层合非织造驻极体纤维网在145℃温度的烘箱中进行通风粘合，以粘合粘合纤维并进一步提高非织造驻极体纤维网的强度。

4.最后，可根据所需宽度切取和缠绕非织造驻极体纤维网。

实例A9

根据实例A1所述的加工工序，由1kg驻极体纤维和9kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

比较例1

根据实例A1所述的加工工序，由10kg驻极体纤维制备非织造驻极体纤维网。

比较例2

根据实例A1所述的加工工序，由10kg光催化纤维制备非织造驻极体纤维网。

非织造驻极体纤维网的性能测试

使代表性实例和比较例中制备的非织造驻极体纤维网进行下列性能测试：

颗粒捕集效率：根据GB2626-2006测量。

差压：根据GB2626-2006测量。

透气率：根据GB/T5453-1997测量。

甲醛移除百分比：根据HPLC(EPATO-5)测量。

二甲苯移除百分比：根据GC/MS(JY/T003-1996)测量。

表I：颗粒捕集效率

表II：透气率

实例A2中获得的非织造驻极体纤维网具有以下性能：

表III：非织造驻极体纤维网性能

B.包括颗粒状活性炭的褶皱气纺非织造驻极体纤维网的制备

在如下实例的每一个中，使用SPIKE气流成网法成形设备（可从位于丹麦的成形纤维公司(FormFiber NV,Denmark)商购获得）制备含有多个离散纤维以及任选的多个颗粒的非织造驻极体纤维网。在美国专利No.7,491,354和No.6,808,664中描述了SPIKE设备和在形成气流成网纤维网中使用SPIKE设备的方法的细节。

双组分纤维的制备

纤维表面存在的润滑剂和防静电剂（统称为“纺丝油剂”）显著影响过滤材料的性能。在实践中，商业生产的聚合物纤维具有纺丝油剂，因此有必要在所述纤维混纺之前从纤维中基本上移除润滑剂和防静电剂。

通过3次连续浸渍于冷水中，洗涤得自供应商的双组分纤维，使之不含任何纺丝油剂。在每次浸渍之间挤压洗涤后的纤维，以移除多余的水。然后采用吹风来干燥洗涤后的纤维，以完全移除任何剩余的水。将该干燥方法应用于每种类型的纤维。

Filtrete ^TM 纤维的制备

由位于美国田纳西州约翰逊城的迷你纤维公司(MiniFibers,Inc.(Johnson City,TN))将Filtrete纤维切成一定长度，然后使用吹风进行开松，以制备开松的（除块的）单根纤维。

非织造驻极体纤维网的成褶

在JCEM打褶机P-CNC型P2代（可从位于瑞士富伦巴赫的JCEM公司(JCEM GmbH,Fulenbach,Switzerland)商购获得）上使用以下参数实施成褶工艺：

成褶速度：每分钟30至150褶

刀片/板间隙：0.5mm至1.6mm

柔软触感：0.8至1.2

温度：150℃

特氟隆胶带：两个刀片均缠绕

压力靴：2.0巴至4.0巴

实例B1（批次C）–气纺非织造驻极体纤维网

使用具有0.6m的宽度的传送带的两个旋转销钉辊以0.74m/min的速度将驻极体纤维和洗涤后的双组分纤维送到分裂的预开松和混纺室中。

将洗涤后的双组分纤维（6.7分特×3毫米）以22.2g/min的质量流率送到传送带上的腔室。将驻极体纤维以22.2g/min的质量流率送到传送带上的腔室。将颗粒状活性炭(GAC)以480g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。

然后，使用同一传送带将共混物送到具有流速为2300m³/h的鼓风机的成形腔室的顶部中，并且所述鼓风机设置为其标称容量的100%。

在腔室顶部中的纤维材料为开放和膨松的，并且所述材料随后落下穿过上行销钉辊和环形带筛网以到达成形腔室的底部，借此穿过下行销钉辊并再次穿过同一环形带筛网。通过重力和从多孔成形带/线材的下端施加至成形腔室的真空的组合，将纤维下拉至多孔环形带/线材上。

在以1.5m/min的速度移动的在成形腔室下端处运行的环形成形带/线材的顶表面上将Pegatex10gsm型支承层（支承层1）送到成形腔室中。材料在传送带上收集，从而形成由下方的支承层支承的含有GAC颗粒的三维非织造驻极体纤维网。

随后将网以1.5m/min的线速度传送到气体烘箱（150℃）中，气体烘箱熔融双组分纤维的外皮。烘箱为燃气烘箱（可从位于瑞士托伯尔的桑德森集团(SANTEX group,Tobel,Switzerland)商购获得）。烘箱具有两个加热室，总长为4米；原理是在腔室中从顶部和底部鼓风。可设置循环，以使得吹送的空气的一部分可被抽空（设为20-100%）以及一部分可再循环（设为20-100%）。在该实例中，空气在80%设定下被抽空，并以20%再循环，腔室中的温度为150℃。所得的网为柔性网，并可目测观察到具有均匀分布于所获得的三维网内的GAC颗粒。

然后将该所得的网与相同Pegatex10gsm纺粘非织造纤维网的附加顶层一起压延。以1.5m/min运行压延机，其中两个钢筒均在150℃下加热并调整到钢筒之间具有1.25mm的间隙。压延机是由位于美国明尼苏达州圣保罗的国际能源解决方案公司(Energy SolutionsInternational,Inc.(St Paul,MN))设计和制造的双钢辊压延机。网总重为560g/m²并且厚度为1.8mm。平均透气率为在800L/m²/s至900L/m²/s的范围内。该介质不能用JCEM打褶机在以上提及的成褶参数范围内成褶。

实例B2（批次E）–气纺非织造驻极体纤维网

按照与实例B1类似的方式，将洗涤后的双组分纤维（6.7分特×4毫米）以43.5g/min的质量流率送到以0.68m/min速度运行的该传送带上的腔室。将驻极体纤维以43.5g/min的质量流率送到相同速度的该传送带上的腔室。将GAC以432g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。除以下之外，所有其他设置与实例B1相同：

使用下列参数将介质压延2次：1m/min速度下的1.15mm间隙，然后是0.5m/min速度下的1mm间隙。

所得的网为536g/m²且平均厚度为1.6mm。平均透气率为在550L/m²/s至700L/m²/s的范围内。该介质足够刚性，能在JCEM打褶机上成褶，从而得到恒定的褶包。

在褶皱型过滤器上，在200[m3/h]下测得的压降为131帕斯卡。分级效率：（SAE纤度0.5至1微米）为82.8%。

实例B3（批次F）–气纺非织造驻极体纤维网

按照与实例B1类似的方式，将洗涤后的双组分纤维以20.5g/min的质量流率送到以0.68m/min速度运行的该传送带上的腔室。将驻极体纤维以43.5g/min的质量流率送到相同速度的该传送带上的腔室。将GAC以432g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。除以下之外，所有其他设置与实例B1相同：

将介质以1m/min放置在烘箱中，然后用0.85mm的间隙以1m/min的速度压延。

所得的网为472g/m²且平均厚度为1.3mm。平均透气率为在700L/m²/s至750L/m²/s的范围内。该介质刚性不如批次F，但仍然能在JCEM打褶机上得到恒定的褶包。

在褶皱型过滤器上，在200[m3/h]下测得的压降为91帕斯卡。分级效率：（SAE纤度0.5至1微米）为58.1%。丁烷的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为58.9%。SO₂的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为56.1%

实例B4（批次H）–气纺非织造驻极体纤维网

按照与实例B1类似的方式，将洗涤后的双组分纤维以43.5g/min的质量流率送到以0.68m/min速度运行的该传送带上的腔室。将驻极体纤维以43.5g/min的质量流率送到相同速度的该传送带上的腔室。将GAC以432g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。除以下之外，所有其他设置与实例B1相同：

将介质以1m/min放置在烘箱中，然后用1.1mm的间隙以1m/min的速度压延。所得的网为553g/m²且平均厚度为1.5mm。平均透气率为大约780L/m²/s。该介质相对较柔软（比批次E和F更柔软），但仍可在JCEM打褶机上成褶。

在褶皱型过滤器上，在200[m³/h]下测得的压降为59.6帕斯卡。分级效率：（SAE纤度0.5至1微米）为87.9%。丁烷的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为53.6%。SO₂的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为41.1%。甲苯的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为91.9%

实例B5（批次M）–气纺非织造驻极体纤维网

按照与实例B1类似的方式，将洗涤后的双组分纤维（9分特×3毫米）以24.5g/min的质量流率送到以0.68m/min速度运行的该传送带上的腔室。将驻极体纤维以43.5g/min的质量流率送到相同速度的该传送带上的腔室。将GAC以432g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。除以下之外，所有其他设置与实例B1相同：

将介质以1m/min放置在烘箱中，然后用1.1mm的间隙以1m/min的速度压延。所得的网为508g/m²且平均厚度为1.8mm。平均透气率为大约900L/m²/s。该介质非常柔软（比批次H更柔软），但仍可在JCEM打褶机上成褶。测试表明在600m³/h下存在褶皱塌缩的趋势。

实例B6（批次O）–气纺非织造驻极体纤维网

按照与实例B1类似的方式，将洗涤后的双组分纤维（9分特×3毫米）以24.5g/min的质量流率送到以0.68m/min速度运行的该传送带上的腔室。将驻极体纤维以40.8g/min的质量流率送到相同速度的该传送带上的腔室。将GAC以432g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。除以下之外，所有其他设置与实例B1相同：

将介质以1m/min放置在烘箱中，然后用1.1mm的间隙以1m/min的速度压延。所得的网为507g/m²且平均厚度为1.8mm。平均透气率为大约845L/m²/s。该介质足够刚性，能在JCEM打褶机上成褶（好于批次M），从而得到恒定的褶包。

在褶皱型过滤器上，在200[m³/h]下测得的压降为45.2帕斯卡。分级效率：（SAE纤度0.5至1微米）为84.0%。丁烷的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为31.7%。SO₂的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为45.5%。甲苯的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为91.9%。

实例B7（批次P）–气纺非织造驻极体纤维网

按照与实例B1类似的方式，将洗涤后的双组分纤维（9分特×3毫米）以24.5g/min的质量流率送到以0.68m/min速度运行的该传送带上的腔室。将驻极体纤维以40.8g/min的质量流率送到相同速度的该传送带上的腔室。对于该试验，降低了GAC。将其以384g/min从SPIKE设备送到上段传送带上。除以下之外，所有其他设置与实例B1相同：

将介质以1m/min放置在烘箱中，然后用0.9mm的间隙以1m/min的速度压延。所得的网为349g/m²且平均厚度为1.6mm。平均透气率为大约845l/m²/s。该介质较柔软，但仍能在JCEM打褶机上成褶。

在褶皱型过滤器上，在200[m³/h]下测得的压降为44.1帕斯卡。分级效率：（SAE纤度0.5至1微米）为80.8%。丁烷的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为24.5%。SO₂的气体和蒸气性能测试（吸附效率）（5分钟）为36.1%。

虽然本说明书详细描述了某些示例性实施例，但应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容后，可以轻易设想这些实施例的更改形式、变型形式和等同形式。因此，应当理解，本发明不应不当地受限于以上示出的示例性实施例。此外，本文引用的所有出版物、公布的专利申请和公布的专利均以引用方式全文并入本文，正如具体而单独地指出各个单独的出版物或专利都以引用方式并入本文的程度相同。已经描述了多种示例性实施例。这些和其他实施例在以下权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种非织造驻极体纤维网，包括：

单层，所述单层包括多个无规取向的离散纤维，所述纤维包括：

多个驻极体纤维；和

多个光催化纤维或多个多组分纤维中的至少一者；以及任选地，

多个化学活性颗粒、多个基于碳的纤维或多个单组分热塑性纤维中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的非织造驻极体纤维网，包括多个光催化纤维，其中所述驻极体纤维与所述光催化纤维的重量比为1:19至19:1。

3.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，包括多个多组分纤维，其中基于所述非织造驻极体纤维网的总重量计，所述非织造驻极体纤维网中的所述多组分纤维的重量百分比为大于0重量%且小于10重量%。

4.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，包括颗粒状活性炭形式的多个化学活性颗粒，其中基于所述非织造驻极体纤维网的总重量计，所述化学活性颗粒的重量百分比为10重量%至60重量%，任选地其中所述非织造驻极体纤维网是成褶的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述非织造驻极体纤维网还包括多个基于碳的纤维，所述多个基于碳的纤维选自竹炭纤维和椰炭纤维，其中基于所述非织造驻极体纤维网的总重量计，所述非织造驻极体纤维网中的所述基于碳的纤维的重量百分比为30重量%至85重量%，所述非织造驻极体纤维网中的所述驻极体纤维的重量百分比为10重量%至60重量%，所述非织造驻极体纤维网中如果存在所述化学活性颗粒，其重量百分比为10重量%至60重量%，并且所述非织造驻极体纤维网中如果存在所述光催化纤维，其重量百分比为5重量%至20重量%。

6.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述非织造驻极体纤维网还包括多个单组分热塑性纤维，其中基于所述非织造驻极体纤维网的总重量计，所述非织造驻极体纤维网中的所述单组分热塑性纤维的重量百分比为5重量%至30重量%，所述非织造驻极体纤维网中的所述驻极体纤维的重量百分比为5重量%至60重量%，所述非织造驻极体纤维网中如果存在所述基于碳的纤维，其重量百分比为30重量%至85重量%，所述非织造驻极体纤维网中如果存在所述光催化纤维，其重量百分比为5重量%至80重量%，并且所述非织造驻极体纤维网中如果存在所述化学活性颗粒，其重量百分比为10重量%至60重量%。

7.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述驻极体纤维由电介质（共）聚合物纤维构成，所述电介质（共）聚合物纤维已进行静电充电工艺处理。

8.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述光催化纤维选自蜂窝状光催化纤维、涂覆有纳米级光催化颗粒的合成纤维、以及它们的组合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述驻极体纤维具有10nm至100nm的长度以及圆形或矩形的横截面。

10.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述光催化纤维具有10nm至100nm的长度和0.5旦尼尔至20旦尼尔的纤度值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述单组分热塑性纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)单组分热塑性纤维、聚乙烯(PE)单组分热塑性纤维或聚乳酸(PLA)单组分热塑性纤维。

12.根据前述权利要求中任一项所述的非织造驻极体纤维网，其中所述非织造驻极体纤维网具有40gsm至250gsm的基重。

13.一种制备根据权利要求1至12中任一项所述的非织造驻极体纤维网的方法，包括以下步骤：

使所述驻极体纤维、如果存在的所述光催化纤维、如果存在的所述多组分纤维、如果存在的所述单组分热塑性纤维、如果存在的所述多个化学活性颗粒以及如果存在的所述基于碳的纤维进行如下处理，以形成所述非织造驻极体纤维网：

开松存在的所述纤维，

混合存在的所述纤维，

将存在的所述纤维和存在的所述化学活性颗粒递送到进料装置，

然后通过梳理法和交叉措叠法或气流成网法中的至少一者，由存在的所述纤维和存在的所述化学活性颗粒形成所述非织造驻极体纤维网，以及

随后粘合所形成的非织造驻极体纤维网，任选地其中所粘合的非织造驻极体纤维网具有40gsm至250gsm的基重。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过梳理法和交叉措叠法形成所述非织造驻极体纤维网进一步包括以下步骤：

将存在的所述纤维递送到粗开松设备中，以粗开松所述纤维；

然后将粗开松的纤维递送到混合设备，以机械地混合所述纤维；

然后对机械混合的纤维进行细开松处理；

然后将处理的纤维引入进料装置中，以用于均匀地进送所述纤维；

然后将所述处理的纤维送到梳理机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；

然后对所述基本上均匀的非织造驻极体纤维网进行交叉措叠法处理；以及

然后对交叉错叠的非织造驻极体纤维网进行针刺法处理。

15.根据权利要求13所述的方法，其中通过气流成网法形成所述非织造驻极体纤维网进一步包括以下步骤：

将存在的所述纤维递送到粗开松设备中，以粗开松所述纤维；

然后将粗开松的纤维递送到混合设备，以机械地混合所述纤维；

然后对机械混合的纤维进行细开松处理；

然后将处理的纤维引入进料装置中，以用于均匀地进送所述处理的纤维；

然后将所述处理的纤维送到气流成网机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；以及

然后对所述基本上均匀的非织造驻极体纤维网进行针刺法处理。

16.根据权利要求13所述的方法，包括以下步骤：

将存在的所述纤维递送到粗开松设备中，以粗开松所述纤维；

然后将粗开松的纤维递送到混合设备，以机械地混合所述纤维；

然后对机械混合的纤维进行细开松处理；

然后将处理的纤维引入进料装置中，以用于基本上均匀地进送所述处理的纤维；

然后将所述处理的纤维送到梳理机，以产生基本上均匀的非织造驻极体纤维网；

然后对所述基本上均匀的非织造驻极体纤维网进行交叉措叠法处理；以及

然后对交叉错叠的非织造驻极体纤维网进行通风粘合法处理。

17.根据权利要求13所述的方法，包括以下步骤：

将存在的所述纤维递送到粗开松设备中，以粗开松所述纤维；

然后将粗开松的纤维递送到混合设备，以机械地混合所述纤维；

然后对机械混合的纤维进行细开松处理；

然后将处理的纤维引入进料装置中，以用于基本上均匀地进送所述处理的纤维；

然后将所述处理的纤维送到气流成网机，以用于形成基本上均匀的非织造驻极体纤维网；以及

然后对所述基本上均匀的非织造驻极体纤维网进行通风粘合法处理。

18.根据权利要求13所述的方法，其中使用开松辊实现开松，其中所述开松辊具有每秒30转至50转的旋转频率。

19.根据权利要求13所述的方法，其中所述粘合包括针刺法或通风粘合法，在所述针刺法中，针刺频率为100次/分钟至1000次/分钟，在所述通风粘合法中，热空气温度为130℃至150℃。

20.根据权利要求13所述的方法，其中对所粘合的非织造驻极体纤维网进行压延步骤或成褶步骤中的至少一者的处理。