用于形成纤维介质的方法和设备 |
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| 申请号 | CN201280006182.2 | 申请日 | 2012-01-30 | 公开(公告)号 | CN103328720B | 公开(公告)日 | 2016-12-07 |
| 申请人 | 唐纳森公司; | 发明人 | H·古普塔; A·辛格; | ||||
| 摘要 | 在此描述了用于形成无纺网状物的方法和设备。所述设备包括混合分区，所述混合分区限定了其中的、允许两个 流体 流动流之间的流体联通的一个或多个开口，所述两个流体流动流中的至少一个包含 纤维 。所述设备还包括包围所述混合分区的至少一部分的封闭区。所述封闭区被适配成 对流 体流动流提供施加的压 力 ，以便迫使所述流通过所述混合分区中的所述开口中的一个或多个。所述设备还包括接收区，所述接收区被设计成接收至少一个合并的流体流并且通过从所述合并的流体流收集纤维而形成无纺网状物。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于制作无纺网状物的设备，所述设备包括： |
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| 说明书全文 | 用于形成纤维介质的方法和设备[0001] 本申请是作为PCT国际专利申请于2012年1月30日以美国国家公司唐纳森有限公司（Donaldson Company,Inc.）（除美国之外所有国家的指定的申请人）、以及印度公民赫曼特古普塔（Hemant Gupta）和美国公民阿杰伊辛格（Ajay Singh）（仅是美国的指定的申请人）的名义进行提交的，并且要求了于2011年1月28日提交的美国专利申请序列号61/437,210的优先权，所述美国专利申请的内容是通过引用以其全文结合在此。 技术领域[0002] 本发明的领域是用于形成无纺介质的方法或工艺或设备，所述无纺介质包括所述介质内的多个可控特征。术语介质（medium）（复数介质（media））是指由纤维制成、具有可变的或受控结构和物理特性的网状物。 背景技术[0003] 多年来，已经制造出多种无纺纤维网状物或介质用于包括过滤的许多最终用途。可以通过多种程序来制作这类无纺材料，所述程序包括气流成网、纺粘、熔粘以及造纸技术。使用这些制造技术来制造广泛可用系列的具有不同应用、特性或效能等级的介质已经要求纤维和其他组分的广泛范围的组合物，并且经常要求多个工艺步骤。为了获得可以用于满足广泛用途范围的一系列介质，已经利用了大量的组合物和多步骤制造技术。这些复杂性提高了成本并且降低了产品供应上的灵活性。存在重大的需要，即降低对多种介质组成和制造程序的需要方面的复杂性。这种技术的一个目标是：能够使用单一或减少数量的来源材料和单一或减少数量的工艺步骤来制作一系列的介质。 [0004] 介质具有多种应用，除了其他类型的过滤之外，还包括液体和空气过滤、以及粉尘和雾过滤。这类介质还可以被分层成层状介质结构。层状结构可以具有由逐层变化所导致的阶式的梯度。在纤维介质中形成真正的连续梯度的许多尝试已经针对过滤应用。然而，这些过滤介质的现有技术的所披露技术经常是单一组分网状物或具有不同特性的多组分网状物的多个层，在形成过程中或之后，所述层被简单地铺设彼此靠在一起、或被缝合或以其他方式粘结在一起。在层形成过程中或之后将不同的层粘结在一起不会提供特性或材料的有用的连续梯度。在成品中在多个层之间将会存在离散的且可检测的界面。在一些应用中，高度希望的是，在纤维介质的形成中避免从这类界面所获得的流动阻力的增大。例如，在空气中的或液体微粒过滤中，过滤器元件的多个层之间的所述一个或多个界面是所捕获的微粒和污染物经常累积的地方。在多个层之间、在所述界面处而不是在过滤器介质内的足够的颗粒累积可以导致过滤器的寿命较短。 [0005] 其他制造方法（如针刺和液力缠结）可以提高多个层的融合（mixing），但是这些方法经常导致以下这种过滤介质：它典型地含有较大的孔径，较大的孔径导致对直径小于20微米（μ）的颗粒的低的去除效率。而且，针刺和液力缠结的结构经常是相对厚的、沉重的基础重量材料，这限制了可以用于过滤器中的介质的量。 [0006] 湿式成网方法，如造纸方法，被用于制作以下这种无纺介质：它具有用于小微粒的高效过滤的广泛范围的孔径、连同可接受的基础重量；此外，湿式成网方法可以采用非熔融可加工的材料，如玻璃纤维。连续湿式成网方法采用纤维的稀释水性浆料，所述浆料被分配到移动的金属丝网或其他开放的或多孔的支撑结构上，之后是通过所述支撑结构从浆料中排液或抽吸液体以形成无纺介质。因为纤维浆料倾向于在没有一定水平的扰动的情况下沉降，所以造纸工艺典型地采用多个流浆箱，所述流浆箱被设计成对所述支撑结构递送均匀流动的浆料。许多流浆箱具有重要的内部结构，所述重要的内部结构被设计成在避免过度扰动的同时维持纤维散布并且防止沉淀，所述过度扰动在浆料被分配到所述支撑结构上时在浆料中引起不均匀性。为此，流浆箱内部结构包括多个通路、分隔件、通道以及类似物。这些内部结构在浆料退出流浆箱的多个点处会聚或以其他方式结束，并且均匀的浆料以连续的方式通过开口（称为切口（slice））沉积在移动支撑结构的上游边缘附近。所述切口在机器的横过网状物的方向（cross web direction）上延伸并且提供单一的、均匀的穿过所述网状物的流动。流浆箱被设计成将大量的浆料快速地泵送到所述支撑物上，以便满足快速介质形成的工业要求。 发明内容[0007] 本发明的一个实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）是一种用于制作无纺网状物的设备。所述设备包括一个或多个来源，所述一个或多个来源被配置成分配包含纤维的第一流体流动流和同样包含纤维的第二流体流动流。所述设备还包括在所述一个或多个来源下游的混合分区（mixing partition），其中所述混合分区被定位在来自所述一个或多个来源的所述第一流动流与所述第二流动流之间。所述混合分区限定了允许所述两个流动流之间的流体联通的一个或多个开口。所述设备还包括封闭区，所述封闭区位于所述一个或多个来源的下游并且包围所述混合分区的至少一部分，所述封闭区被适配成对所述第二流动流施加压力以迫使所述第二流动流通过所述混合分区中的一个或多个开口。所述设备还包括接收区，所述接收区位于所述一个或多个来源的下游，并且被设计成接收至少一个合并的流动流并且通过从所述合并的流动流收集纤维而形成无纺网状物。 [0008] 本发明的另一个实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）也是一种用于制作无纺网状物的设备。所述设备包括：第一来源，所述第一来源被配置成分配包含纤维的第一流体流动流；第二来源，所述第二来源被配置成分配同样包含纤维的第二流体流动流；以及混合分区，所述混合分区在所述第一来源和所述第二来源的下游。所述混合分区被定位在所述第一流动流与所述第二流动流之间、并且限定了所述混合分区中的、允许所述第一流动流与所述第二流动流之间的流体联通和混合的两个或更多个开口。所述设备还包括封闭区，所述封闭区位于所述一个或多个来源的下游、并且包围所述混合分区的至少一部分，所述封闭区被适配成对所述第二流动流施加压力以迫使所述第二流动流通过所述混合分区中的一个或多个开口。所述设备还包括接收区，所述接收区位于所述第一来源和所述第二来源的下游，并且被设计成接收至少一个合并的流动流并且通过收集所述合并的流动流而形成无纺网状物。 [0009] 本发明的另一个实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）是一种制作无纺网状物的方法。所述方法包括从来源提供配料，所述配料包含至少一种第一纤维，并且在所述来源下游的混合分区上分配所述配料。所述混合分区限定了两个或更多个开口，所述两个或更多个开口被配置成允许所述配料的至少一部分通过。所述混合分区包括封闭区，所述封闭区包围所述混合分区的至少一部分、并且被适配成对所述配料施加压力。所述方法进一步包括：在所述封闭区内施加压力，以迫使所述配料通过所述混合分区中的开口中的一个或多个；在位于所述来源下游的接收区上从通过所述两个或更多个开口的配料中收集纤维，以便在所述接收区上形成湿层；并且对所述湿层进行干燥以形成无纺网状物。 [0010] 本发明的另一个实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）是一种封闭的混合分区组件。所述组件包括混合分区和包围所述混合分区或它的区段的外壳。所述混合分区限定了两个或更多个开口。所述混合分区被配置成在无纺网状物中提供梯度。所述组件进一步包括用于分配其中的流体的至少一个进口。所述组件被适配成对其中的流体提供施加的压力。 [0012] 图1是封闭的混合分区的一个实施例的透视图。 [0013] 图2是图1的封闭的混合分区的侧视图。 [0014] 图3是用于形成无纺网状物的设备的一个实施例的示意性截面视图。 [0015] 图4至图9是混合分区的示例性构型的顶视图。 [0016] 图10是扇形混合分区的顶视图。 [0017] 图11是用于形成无纺网状物的设备的另一个实施例的示意性截面视图。 [0018] 图12是用于形成无纺网状物的设备的又另一实施例的示意性截面视图。 [0019] 图13是用于形成无纺网状物的设备的又另一实施例的示意性截面视图。 [0020] 图14是封闭的混合分区组件的实施例的侧视图。 [0021] 图15是图14的组件的一部分的示意性顶视图。 具体实施方式[0022] 在具体组成或特点方面具有多种变化或梯度的纤维介质在许多背景下是有用的。本披露的一个重大的技术优点是：从单一配料组成或一小组配料来在湿式成网介质中产生广泛范围的特性和性能的能力。第二个优点是：使用单一湿式成网介质形成工艺来产生这个广谱的产物的能力。第三个优点是：以约4米/分钟或更大（例如，10米/分钟，或高达约 2000米/分钟或甚至更快）的线速度来形成梯度介质的能力。 [0023] 一旦形成，所述介质就具有优秀的性能特点，即使没有进一步加工或增加的层。单一配料可以用于产生梯度介质，所述梯度介质在介质的一个或多个方向上具有不同特性。具有可控的并且可预测的梯度特点（如纤维化学、纤维直径、交联或熔粘或粘结官能度、粘合剂或胶料的存在、微粒的存在，以及类似特点）的纤维介质在许多不同的应用中是有利的。应用包括各种气态和流体过滤应用。通过本发明的设备和方法提供的梯度介质在过滤应用方面具有超过业界通常采用的单层或多层过滤器的增强的性能。在通过纤维介质的厚度、或在另一个尺寸（如纤维介质片材的横过网状物（宽度）的方向或机器方向（长度））上提供时，材料和其相关联的属性的梯度是有利的。 [0024] 这些梯度介质，包括其中所结合的不同特点和物理特性，被描述于国际专利申请号WO2010/088403以及美国专利申请号US2010/0187171和US2010/0187712中，所述专利申请的内容是以其全文结合在此。在此描述了在形成前述引用的专利文献中所描述的梯度介质中所有用采用的设备和方法。本发明的设备和方法被有用地采用以形成（但不限于）：国际专利申请号WO2010/088403以及美国专利申请号US2010/0187171和US2010/0187712中所述的梯度介质中的任一个。 [0025] 使用在此所描述的设备，使用湿式成网法制作无纺织物中的受控的梯度网状物结构。本发明的设备和由所述设备实现的工艺使得梯度网状物结构快速形成。 [0026] 1.定义 [0027] 如在此所使用，术语“网状物”（web）是指所具有的厚度为约0.05mm至不定的或任意的更大厚度的片状或平面结构。这个厚度尺寸可以是0.5mm至2cm、0.8mm至1cm、或1mm至5cm。网状物所具有的宽度可以在从约2.00cm至不定的或任意的宽度范围内。网状物具有不定的或任意的长度。网状物是柔性的、可机械加工的、可打褶的，并且以其他方式能够形成为过滤器元件或过滤器结构。 [0028] 如在此所使用，术语“过滤介质（medium）”（或介质（media））意指无纺层，所述无纺层具有至少最小的可渗透性和多孔性，以使得它作为过滤器结构是有用的并且不是基本上不可渗透层，如常规纸张、涂布纸或新闻用纸。 [0029] 如在此所使用，术语“梯度”意指在网状物的至少一个区内的连续变化。梯度可以是物理特性梯度或化学特性梯度。梯度可以是以下各项的梯度：可渗透性、孔径、纤维直径、纤维长度、效率、固体性、可润湿性、耐化学性、机械强度、或耐温性，或它们中的一个或多个的组合。梯度可以是以下各项的梯度：纤维大小、纤维组成、纤维浓度、或任何其他的组成方面或多个方面的组合。梯度可以在网状物的任何方向上存在。网状物可以具有多于一个梯度。网状物可以具有通过所述网状物的多于一个方向的多个梯度。梯度可以是线性或非线性梯度。 [0030] 如在此所使用，术语“纤维”是指纤维来源。纤维的来源典型地是纤维产品，其中大量的纤维具有类似的组成直径和长度或长宽比。例如，大量地提供具有大量基本上类似纤维的双组分纤维、玻璃纤维、聚酯以及其他纤维类型。出于本发明的目的，这类纤维典型地被用于配料之中。 [0031] 如在此所使用，术语“混合分区”是指限定至少两个开放区域的、介于流动流与至少一个接收区域之间的机械障壁，所述至少两个开放区赋予所述接收区域受控程度的对流体流动流的分配。 [0032] 在混合分区中，术语“槽缝”是指开口，所述开口具有显著大于第二尺寸的第一尺寸，如显著大于宽度的长度。 [0034] 如在此所使用，术语“流浆箱”意指被配置成在宽度上递送基本上均匀的配料流动的装置。在一些情况下，流浆箱内的压力由多个泵和控件来维持。例如，在一些实施例中，空气装填的流浆箱采用一种机制（如活塞结合在所述配料上方的气隙）作为对所述流浆箱内容物进行加压并且驱动流动离开流浆箱切口的手段。在其他实施例中，空气装填的流浆箱是对大气开放的，并且作用在所述流浆箱内部的配料上的重力驱动所述流动。在这类实施例中，流浆箱内部的配料的水平是变化的，以便影响离开切口的流速。在一些实施方案中，流浆箱是液压流浆箱。在一些实施例中，流浆箱还包括多个整流辊，所述整流辊是其中具有大的孔洞的圆筒，它们在空气装填的流浆箱内缓慢转动以帮助分布配料。在液压流浆箱中，通过多排管、扩展区域以及流向的变化来实现配料的再分布和絮凝剂的分解（break-up）。 [0035] 如在此所使用，术语“配料”意指多种纤维和液体的共混物。在一些实施例中，所述液体包括水。在一些实施例中，所述液体是水并且所述配料是水性配料。在一些实施例中，配料包括两种或更多种纤维、两种或更多种液体、或二者的共混物。在一些实施例中，配料包括一种或多种另外的材料。 [0036] 如在此所使用，术语“机器方向”是网状物行进通过设备（如正在生产所述网状物的设备）的方向。机器方向还是材料的网状物的最长尺寸的方向。 [0037] 如在此所使用，术语“横过网状物的方向”意指垂直于机器方向的方向。 [0038] 如在此所使用，术语“x方向”和“y方向”对应地意指纤维介质网状物的宽度和长度，并且“z方向”意指纤维介质的厚度或深度。如在此所使用，x方向等同于横过网状物的方向，并且y方向等同于机械方向。 [0039] 如在此所使用，术语“下游”意指至少一个流动流在形成网状物的设备中的流动方向。当在此将第一部件描述为是在第二部件的下游时，这意指所述第一部件的至少一部分是在所述第二部件的整体的下游。即使第一部件是在第二部件的下游，第一部件和第二部件的多个部分也可以重叠。 [0040] 如在此所使用，术语“单遍”意指在生产梯度介质的生产作业过程中，一种或多种配料的沉积仅发生一次。未进行进一步加工来增强梯度。 [0041] 如在此所使用，术语“施加的压力”意指在配料横越混合分区的点处所存在的、超过配料上的固有重力的任何压力。 [0042] 如在此所使用，术语“线速度”意指在金属丝形成设备上的介质形成速度。典型地，尽管并不总是，以米/分钟（米/min或M/min）为单位来表示线速度。 [0043] 如在此所使用，术语“外壳”意指三维室，所述三维室包围混合分区或它的区段，以使得“封闭的混合分区”包括所述外壳和所述混合分区或它的区段。封闭的混合分区具有用于将液体分配至所述室中的至少一个进口，并且任选地具有可以选择性地关闭或打开的其他开口。封闭的混合分区被适配成对封闭的混合分区内的流体提供施加的压力。 [0044] 2.方法和设备说明 [0045] 本发明的重大的技术优点是：使用一种或一个有限组的配料和单步湿式成网法来获得具有一系列有用的特性的一系列介质，在所述单步湿式成网法中达成了4米/min至2000米/min或更大的线速度。 [0046] a.封闭的混合分区和介质形成设备 [0047] 在实施例中，单遍湿式成网法被用来以4米/min至2000米/min或更高的线速度来产生梯度介质。被用来以这类线速度来产生梯度介质的设备包括封闭的混合分区，所述封闭的混合分区被适配成在所述混合分区上施加压力，以便提高配料穿过所述混合分区的流速。 [0048] 图1和图2中示出封闭的混合分区的一个实施例。图1示出封闭的混合分区的透视图，并且图2示出同一个封闭的混合分区的侧视图。在这个实施例中，混合分区110由外壳160包围。进料管116经由在近端122附近的进口向混合分区110提供流体流动流，并且所述流体在Y方向上朝向远端124流动并且流动通过多个开口112。在一些实施例（如由图1所描绘的那些）中，将流体流动流从流浆箱或其他来源中供给进料管116，在所述流浆箱或其他来源中，泵或另一设备供应加压流。在实施例中，流体进入外壳的流动比环境重力压力引起所述流体通过开口112的速率更快。在这类实施例中，有效的压力在外壳160内形成，从而使得流体比外壳160不存在下流体将流动的速率更快地通过开口112。在这类实施例中，所施加的压力是流体横越开口112的点处所存在的、超过所述流体上的固有重力的、冲击在封闭的混合分区110、160内的所述流体上的任何量的压力。将会理解的是，在这类实施例中，所施加的压力取决于相对于分配所述流体通过开口112的速率，流体流动通过进料管116的速率。分配的速率进而至少取决于混合分区110中的开口112的大小和数量。在一些实施例中，封闭的混合分区110、160基本上以流体来填充，并且在分配流体通过开口112的过程中不存在明显的气隙。在其他实施例中，在分配过程中，封闭的混合分区110、160部分地以流体来填充，并且存在气隙。在多个实施例中，进入封闭的混合分区110、160的流体是配料。 [0049] 图1的外壳160是长方体形状并且因此包括在它的远端124处的端壁。当流动流存在于外壳160中时，所述端壁停止流动流的水平分动量，并且因此端壁辅助在外壳160内的开口112上维持的均匀压力。在一些实施例中，远端124处的端壁在由混合分区110限定的平面上是可移动的。在这类实施例中，封闭的混合分区160、110的有效体积、混合分区110的有效面积，并且在一些实施例中，开口112的有效数量是可调整的。在一些这类实施例中，远端124处的壁在外壳160内并且在混合分区110上是可滑动地可移动的。在其他实施例中，提供了一系列的设置的端壁位置，以使得由用户来选择这些位置中的一个。在一些实施例中，可移动壁是从外壳完全地可拆除的；在这类实施例中，所述可拆除壁允许对混合分区或外壳的维护、清洁或重新配置。另外，在这类实施例中，可以在介质形成过程中拆除所述可拆除壁；换句话说，用户可以选择是否采用开放混合分区或封闭的混合分区。 [0050] 在由图2所示的实施例中，图1的外壳160被示出在相对于水平平面的斜面上，其中所述水平平面由指示Y方向的箭头示出。将会理解的是，在一些实施例中，在如图2中所示出的倾斜的布置中采用外壳160、混合分区110或二者。在其他实施例中，未采用斜面。在仍然其他实施例中，采用比图2中所描绘的斜面更大的斜面。 [0051] 封闭的混合分区（如图1和图2中所示出的那一个）在图3中被示出为倾斜的金属丝形成设备的部分。图3示出具有两个来源102、107和混合分区110的改进的倾斜的造纸设备100A的示意性截面图。来源102供应流体流动流104。来源107被配置为供应加压的流体流动流109的流浆箱或另一个设备。流体流动流104、109中的至少一个是配料。进料管115运载流体流动流104离开来源102。进料管116运载加压的流体流动流109离开来源107。混合分区 110存在于进料管116的远端处。混合分区110限定多个开口112并且由外壳160包围。所述混合分区具有最靠近所述来源的近端122和远离所述来源的远端124。在下进料管115的远端处，流体流动流104被输送在金属丝导向器118上，所述金属丝导向器占据在本领域中已知的辊（未示出）上。在所述金属丝导向器上，流体流动流104移动到接收区114上方的区域之中。 [0052] 在相关实施例（未示出）中，混合分区开口112存在于从来源107开始的整个混合分区110上。 [0053] 加压的流体流动流109进入外壳160。如由加压的来源107对外壳160施加的或在所述外壳内积累的压力所迫使、且进一步如开口112的尺寸所允许，加压的流体流动流109的多个部分下行通过开口112而到直接在接收区114上方的金属丝导向器118上。因此，加压的流体流动流109与流动流104在位于接收区114上方的区域中混合。在多个实施例中，加压的流体流动流109比外壳160不存在下同一流体流动流将流动通过相同开口更快地流动通过开口112。更快的流速进而使得流体流动流104和金属丝导向器118以对应于更高的线速度的更高的速率前进，而同时所达到的所述两个流体流动流的混合程度与使用更慢速度（更慢的速度是在外壳160不存在下使用设备100A所必需的）可以达到的程度相同。因此，如加压的流体流109结合外壳160所能够实现的，设备100A在形成本发明的梯度介质中的线速度增加。在一些实施例中，来源102也是加压的来源。 [0054] 在多个实施例中，图3的设备的某些特征类似于造纸型设备。已知现有技术中的造纸机具有多个分区结构，所述分区结构是固体的并且允许两个流体流动流的最小混合。本发明的封闭的混合分区结构被适配成包括具有不同几何形状的多个孔口，所述孔口与所述至少两个流体流动流协作以获得对流体流动流进行的混合的所希望的水平和位置。在一个实施例中，在改进的造纸机的背景下使用封闭的混合分区，所述改进的造纸机如在此将会进一步论述的倾斜的造纸机或其他机器。封闭的混合分区可以被定位在水平面上，或在向下的或向上的斜面上。离开机器的所述来源的多种配料前进到形成区带或接收区。所述流体流动流至少初始地由封闭的混合分区分开。本发明的封闭的混合分区在它的表面中具有多个槽缝或开口，以便允许流体流动流的快速而受控的混合。 [0055] 在一些实施例中，图3中所示出的来源102、107和进料管115、116是作为液压成形机器的部分而被供应，所述液压成形机器如DELTAFORMERTM机器（可从纽约南格伦斯福尔斯的格伦斯福尔斯互联网状物公司（Glens Falls Interweb,Inc.）获得），它是被设计成将很稀的纤维浆料形成为纤维介质的机器。液压成形器被适配成包括本发明的封闭的混合分区，以使得来源107和进料管116被引导到封闭的混合分区160中、而不是直接被分配在金属丝118上。 [0056] 再次参照图3，将会理解的是，在本发明的设备的大多数实施例中，一旦所有开口112都被流体流动流109覆盖，压力就将在外壳160内部积累。因此，在这类实施例中，来源 107引起流体流动流109流动到封闭的混合分区110、160中的速率初始必须大于重力引起流体流动流109通过混合分区开口112的速率，以便覆盖所有开口112并且开始在封闭的混合分区100、160内部积累压力。在一些实施例中，流体流动流109基本上填充整个封闭的混合分区110、160。在不存在独立地施加至封闭的混合分区110、160的外部压力源的情况下，对流体流动流109所施加的压力仅由封闭的混合分区110、160内部的流体流动流109的自然增长来供应。在这类实施例中，如果不是因为外壳160，那么流动流109将会溢出混合分区110的远端或溢出混合分区的多个侧。在不存在外壳160的情况下，介质形成的速率—即线速度——受到如仅由重力帮助的在混合分区开口112上分配流体流动流109的速率的限制。在包括封闭的混合分区110、160的设备中的线速度必须与流体流动流109横越开口112的速率相平衡，以便获得与流体流动流104进行的混合的所希望的水平和位置；除此之外，线速度不受特别限制。 [0057] 在其中采用封闭的混合分区的在此所说明的任一实施例中，在流体横越所述混合分区并且被分配到金属丝网输送器上时，流体可以具有施加到其上的压力。在流体横越混合分区时对所述流体施加压力提高了流体流动通过混合分区的开口并且流动到金属丝网输送器上的速率。在一些实施例中，在流体横越混合分区时对流体施加压力结合本发明的设备和工艺使得本发明的梯度介质的介质形成速率更快。在一些实施例中，采用不是流体的加压流动之外的施加的压力的多个来源；下文更详细地说明这类实施例。 [0058] 在多个实施例中，相对于在不使用封闭的混合分区的情况下的介质形成的速度，在配料横越混合分区而对它施加压力时（如由封闭的混合分区所促进），可以达到1.5至10倍更高、2至100倍更高，或甚至多达10至1000倍更高的梯度介质形成速度。在多个实施例中，可以通过封闭的混合分区的混合分区开口的大量的流体（例如，配料）的流动速率与相同的流体经由重力单独而流动通过混合分区时相比是约1.5至1000倍更快，或10至500倍更快，或约1.5至100倍更快。通过采用封闭的混合分区来代替没有外壳的混合分区来形成梯度介质，所达到的线速度为约4至10米/min、或约10至100米/min、或约100至500米/min、或约500至1000米/min、或甚至高达约1000至2000米/min，或在一些实施例中高于2000米/min。技术人员将会理解的是，对大量的流体流动通过封闭的混合分区中的混合分区的开口的速率的限制是仅相对于以下各项而加以限制：流体流动到封闭的混合分区中的速率、由流体来源或外部压力来源所施用的力、封闭的混合分区的总体积、由混合分区所提供的开口的大小和数量，以及流动通过混合分区中的开口的流体的流变学特点。 [0059] 在不同实施例中，混合分区具有一个开口、两个开口或更多个开口以用于将多种流体（如多种配料）分配到金属丝上。混合分区的开口的形状和取向允许在网状物中实现具体的并且受控的梯度结构，而同时还实现了网状物形成的快速速率。在一些实施例中，开口是一系列的横过网状物的槽缝，其中所述槽缝在混合分区的整个横过网状物的方向上延伸，并且在沿着网状物（down web）的方向上限定了在从约0.05cm至25cm、或约0.1cm至10cm、或约0.25cm至8cm范围的多个开口；并且在开口之间进一步限定了在槽缝之间的在从约2cm至100cm、或约5cm至75cm、或约7cm至50cm范围的多个实心矩形区段或板条。混合分区的这类构型在不同实施例中导致对通过使用封闭的混合分区所形成的纤维介质的厚度梯度的优良控制，和在横过网状物的方向上的优良均匀性。下文说明混合分区设计的更多细节。 [0060] 包围混合分区的外壳具有可变的形状，所述可变的形状被最优化并且适合多种具体的介质形成设备和/或压力控制。图1至图3的封闭的混合分区110、160是总体上长方体形状，即，由三对矩形面构造成的三维形状，并且其中混合分区110形成所述六个面中的一个。然而，在不同实施例中采用其他形状。封闭的混合分区的多种适合的形状包括：立方体、长方体、楔形、四方锥以及截头棱锥（frusto-quadrilateral）（截顶的四方锥）。总体上，容纳配料的输入、到所述配料上的施加的压力以及适合地配合的混合分区的任何三维形状都包括在本发明的封闭的混合分区设计之中。 [0061] 使用本发明的封闭的混合分区设备所形成的梯度介质是多个流体流动流的快速、但受控的混合的结果，其中至少一种流体是配料。在两个流体流动流是配料的情况下，在一些实施例中形成至少一个纤维梯度。取决于混合分区的设计，在一些实施例中，形成多于一个的纤维梯度，例如通过网状物的厚度和横过网状物的方向二者的梯度。当使用本发明的设备和方法采用多于两种的配料时，则可以形成三个或更多个纤维梯度。另外，可以采用一个或多于一个的混合分区。在采用两个或更多个混合分区的情况下，所述两个或更多个混合分区中的一个的至少一部分是封闭的混合分区。另外，在其中采用单一混合分区的一些实施例中，仅所述单一混合分区的一部分是封闭的并且被适配成对封闭的混合分区内的流体提供施加的压力。在其中采用多于一个的混合分区或混合分区区段、以使得所述混合分区或混合分区区段串联地位于下游（机器）方向上的多个实施例中，采用包括多个流体来源（例如，供应具有不同组成的多种配料的多个流浆箱）的不同实施例。在这类实施例中，混合分区或混合分区区段中的一个或多个是封闭的混合分区或混合分区区段。在一些实施例中，采用多于一个的混合分区，其中两个或更多个混合分区被堆叠在彼此的顶部上。在仍然其他实施例中，将两个或更多个混合分区或混合分区区段并排放置，即，在横过网状物的方向上。 [0062] 因此，技术人员将会理解的是，采用流体（是配料或供应一些其他组分（如颗粒、交联剂、粘合剂以及类似物）或两种或更多种组分的混合物）的实际上无限制的选择来在本发明的介质中形成任何数量的梯度组成。通过使用多于一个混合分区或混合分区区段设计一样很容易地形成了多种梯度类型（横过网状物、厚度或二者）；并且通过在所述一个或多个混合分区或混合分区区段上采用可变地加压流动的材料，容易地实现不同水平的材料添加。因此，在一个这类实施例中，具有以第一流浆箱供应的第一配料的开放（非封闭）混合分区与具有以第二流浆箱供应的第二配料的封闭的混合分区串联放置，并且所述封闭的混合分区进一步与具有以第三流浆箱供应的第三配料、并且进一步被适配成具有液压压力供应至其上的封闭的混合分区串联放置。在本发明的范围内设想许多这类可变的安排，并且结合设备（如造纸设备），梯度的类型和混合的程度的许多变化是有可能的。 [0063] 将会理解的是，通过采用或者多个部分封闭的混合分区或者多个混合分区（其中它们中的一个或多个是被适配成施加压力的封闭的混合分区）达到另外一种水平的受控的混合。将会理解的是，通过选择具有在混合分区中的横过网状物变化的多个开口的图案，在介质形成过程中，混合可以横过网状物而发生变化。将会理解的是，本发明的机器和混合分区提容易并且有效地供这种可变性和控制。将会理解的是，将会一遍或在混合分区上的应用中形成梯度介质。将会理解的是，可以使用本发明的设备和方法来形成多种梯度材料，例如，不具有可辨别的离散界面、但是具有在通过网状物的一个或多个方向上变化的可控的化学或物理特性的纤维介质。将会理解的是，例如可变的纤维大小的浓度或比例在遍及特定的梯度介质的各处提供渐增或渐减密度的孔。这样形成的纤维介质可以有利地用于多种多样的应用之中。 [0064] b.混合分区的设计和特征 [0065] 混合分区开口的尺寸和位置将会对流体流动流的混合的时机和水平有大的影响。在一个实施例、如图3中所示出的设备中，流体流动流109的第一部分将会通过第一开口 112，并且流体流动流109的第二部分将会通过第二开口112，并且流体流动流109的第三部分将会通过第三开口112，等等。 [0066] 混合分区的设计存在许多不同的选项。例如，在流体进口的近端的混合分区的末端处的更大或更频繁的开口在配料保持大多数液体时将会导致更多的混合。在流体进口的远端的混合分区的末端处的更大或更频繁的开口在已经去除较多的液体之后将会导致混合。取决于所述一种或多种配料中所存在的材料和所希望的梯度特性，在介质形成过程的较早阶段的更多的混合或在介质形成过程中的稍后阶段的更多的混合可以提供梯度介质的最终构造方面的多个优点。 [0067] 混合分区和它的多个开口可以具有任何几何形状。一个实例是有槽缝的混合分区。在一个实施例中，混合分区限定了多个矩形开口，所述矩形开口是在横过网状物的方向上或横过流动的方向上的多个槽缝。在一个实施例中，这些矩形槽缝可以在横过网状物的整个宽度上延伸。在另一个实施例中，混合分区在下游或机器方向上限定了多个槽缝。所述孔口或槽缝可以具有可变的宽度。例如，槽缝可以在沿着网状物的方向上在宽度上增大，或槽缝可以在横过网状物的方向上在宽度上增大。槽缝可以在沿着网状物的方向上可变地隔开。在其他实施例中，槽缝在横过网状物的方向上从网状物的一侧前进到另一侧。在其他实施例中，槽缝仅在网状物的部分上从一侧向另一侧前进。在其他实施例中，槽缝在沿着网状物的方向上从混合分区的近端向远端前进。例如，槽缝可以与在配料离开来源时配料所取的流动路径平行。混合分区中可以使用多种槽缝设计或安排的组合。 [0068] 在其他实施例中，混合分区限定了不是槽缝的多个开放区域，例如不是在横过网状物的方向上从一侧进展到另一侧的开放区域。在这类实施例中，混合分区中的开放区域是离散的孔洞或穿孔。在其他实施例中，开口是混合分区中的、直径为数英寸的大的圆孔洞。在多个实施例中，孔洞是圆形的、椭圆形的、直线的、三角形的，或具有一些其他形状。在一个具体实施例中，开口是多个离散的圆形开口。在一些实施例中，开口在混合分区上被有规则地隔开。在其他实施例中，开口在混合分区上被不规则地或随机地隔开。 [0069] 将多个开放区域结合在混合分区中的目的是：例如，从一个配料储器供应纤维并且以受控的比例与来自第二配料储器的纤维混合。通过改变沿着混合分区的长度的多个开放区域的量值和位置来控制配料的混合比例。例如，较大的开放区域提供配料的更多的混合，并且反之亦然。这些开放区域沿着混合分区的长度的位置决定了配料流在梯度纤维垫的形成过程中的混合的深度。 [0070] 关于开放区域的分布、形状以及大小，混合分区存在许多可能的改进。这些改进中的一些是例如：1)具有递增/递减的面积的多个矩形槽缝、2)具有恒定面积的多个矩形槽缝、3)具有不同的形状和位置的不同数量的槽缝、4)具有的多个槽缝仅被约束在混合分区基底的初始区段中的多孔混合分区、5)具有的多个槽缝仅被约束在最终区段混合分区基底中的多孔混合分区、6)具有的多个槽缝仅被约束在中间区段的多孔混合分区，或7)槽缝或开放区域的任何其他组合。混合分区可以具有可变的长度。 [0071] 两个具体的混合分区变量是混合分区内的开放区域的量值和开放区域的位置。这些变量控制生产纤维垫的混合的配料的沉积。混合的量由相对于混合分区的尺寸混合分区中的开放区域来控制。通过混合分区设备中的所述一个或多个开口或所述一个或多个槽缝的位置来决定发生不同的配料组合物的混合的区。开口的大小决定了接收区内的纤维的混合的量。开口的位置，即，朝向混合分区的远端或近端，决定了梯度介质的纤维垫内的区中的配料的混合深度。可以在混合分区的基底的单件材料、如金属或塑料中形成具有多个槽缝或开口的图案。可替代地，具有多个槽缝或开口的图案可以由具有不同几何形状的许多件材料形成。这些工件可以由金属或塑料制成以形成混合分区的基底。总体上，混合分区设备内的开放区域的量与由配料储器所供应的纤维之间的混合的量成正比。 [0072] 在另一个实施例中，混合分区包括由在混合分区的沿着网状物的方向上延伸的一个或多个开口限定的一个或多个开口。所述一个或多个开口可以从混合分区工件的第一下网状物边缘延伸到混合分区设备的上网状物边缘。取决于正生产的梯度介质的所需要的最终化学和物理参数，多个开口槽缝在多个材料工件之间的这种定位可以沿着网状物进行，重复数次。因此，所述一个或多个开口可以包括多个开口，所述多个开口包括不同的宽度、不同的长度、不同的取向、不同的间隔，或其组合。在一个具体实施例中，混合分区限定了具有第一尺寸的至少一个第一开口和具有第二不同尺寸的至少一个第二开口。 [0073] 在一个实施例中，混合分区包括在所述混合分区的横过网状物的方向上延伸的一个或多个开口。混合分区的工件延伸至设备的每一侧。所述一个或多个开口从混合分区工件的第一横过网状物的边缘延伸至混合分区的第二横过网状物的边缘。取决于正生产的梯度介质的所需要的最终化学和物理参数，多个开口在混合分区工件的多个工件之间的这种定位可以横过网状物进行，重复数次。因此，所述一个或多个开口可以包括多个开口，所述多个开口包括不同的宽度、不同的长度、不同的取向、不同的间隔，或其组合。 [0074] 在一个实施例中，混合分区包括由在混合分区的沿着网状物的方向上延伸的一个或多个孔洞或穿孔限定的一个或多个开口。所述孔洞或穿孔在大小上可以是微观的至宏观的。所述一个或多个孔洞或穿孔从混合分区的第一下网状物边缘延伸到混合分区的第二下网状物边缘。取决于正生产的梯度介质的最终化学和物理参数，多个孔洞或穿孔的这种定位和频率可以沿着网状物进行，重复数次。因此，所述一个或多个孔洞或穿孔包括多个孔洞或穿孔，所述多个孔洞或穿孔包括不同的大小、不同的位置、不同的频率、不同的间隔，或其组合。 [0075] 混合分区包括由在所述混合分区的横过网状物的方向上延伸的一个或多个孔洞或穿孔限定的一个或多个开口。取决于正生产的梯度介质的最终化学和物理参数，多个孔洞或穿孔的这种定位和频率可以横过网状物进行，重复数次。因此，所述一个或多个孔洞或穿孔包括多个孔洞或穿孔，所述多个孔洞或穿孔包括不同的大小、不同的位置、不同的频率、不同的间隔，或其组合。 [0076] 混合分区或封闭的混合分区的下游或机器方向尺寸未加以特别地限制，并且总体上是从第一选定点向下游前进到下游的第二选定点，在所述第一选定点处流体被封闭的混合分区按所希望地施加到金属丝导向器上以完成混合，所述下游的第二选定点典型地是在所述机器的排液或抽吸部分的末端之前。在一个实施例中，混合分区在机器方向上的尺寸是至少约29.972cm（11.8英寸）并且至多约149.86cm（59英寸），而在另一个实施例中，所述尺寸是至少约70.104cm（27.6英寸）并且至多约119.38cm（47英寸）。在单一机器上采用一个以上的混合分区的情况下，所述混合分区具有相同或不同的下游尺寸。 [0077] 在一个实施例中，混合分区的一个或多个开口占据所述混合分区的总面积的至少1%并且至多80%、或占据所述混合分区的总面积的至少3%并且至多50%、或占据所述混合分区的总面积的至少5%并且至多30%。 [0078] 在在介质中实现x梯度（横过网状物的梯度）的混合分区的一个实施例中，所述混合分区具有在机器方向上的中心轴线，所述中心轴线将所述混合分区分成两半，并且一半与另一半不相同。在一些实施例中，一半没有开口，而另一半限定了所述一个或多个些开口。在实现x梯度的另一个混合分区中，所述混合分区具有第一外边缘和第二外边缘，其中所述第一外边缘和所述第二外边缘与机器方向平行，并且所述混合分区限定了在机器方向的宽度上变化的第一开口，这样使得最靠近所述第一外边缘的机器方向的宽度小于最靠近所述第二外边缘的机器方向的宽度。在实现x梯度的实施例的另一个实例中，所述混合分区具有：没有开口的第一边缘部分和没有开口的第二边缘部分。所述第一边缘部分和第二边缘部分各自从下游的横过网状物的边缘向上游的横过网状物的边缘延伸。混合分区进一步包括介于所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间的中央部分，并且在所述中央部分中限定了一个或多个开口。 [0079] 图4至图9中示出混合分区的开口的不同构型，所述图是混合分区的顶视图。图4至图9的每一个混合分区都包括具有多个开口的不同的构型。每一个混合分区都具有多个侧边缘：第一末端边缘和第二末端边缘。混合分区的侧边缘是可附接到机器（未示出）的左侧壁和右侧壁上的。在图4至图9中，箭头305指示沿着网状物的方向或机器方向，而箭头307指示横过网状物的方向。图4示出混合分区300，所述混合分区具有在横过网状物的方向上被隔开的、具有基本上相等的矩形区域的七个横过网状物的槽缝形状的开口302。三个槽缝302被彼此均匀地隔开，并且在混合分区的不同部分中，四个槽缝302被彼此均匀地隔开。混合分区300包括补偿部分304，所述补偿部分与其中不存在开口的第一边缘相邻近。 [0080] 图5示出混合分区308，所述混合分区具有八个不同的横过网状物的矩形开口310，所述八个开口具有六个不同的大小。图6示出混合分区312，所述混合分区具有四个沿着网状物的矩形开口314，所述四个开口各自具有与其他开口相比不同的面积。随着在横过网状物的方向上在混合分区312上移动，开口的大小增大。 [0081] 可以由被隔开以提供所示出的矩形开口的单独矩形工件来构造图4至图9中所示出的混合分区300、308以及312。 [0082] 图7示出具有多个圆形开口318的混合分区316。三种不同大小的圆形开口存在于混合分区316中，其中开口的大小在沿着网状物的方向上增大。图8示出具有多个矩形开口322的混合分区320，所述矩形开口在横过网状物的方向上较长并且不是在混合分区的整个宽度上延伸。矩形开口的大小在沿着网状物的方向上增大。图9示出具有四个相等的楔形开口328的混合分区326，所述四个相等的楔形开口在沿着网状物的方向上是长的、并且在沿着网状物的方向上变宽。图7至图9示出可以由其中提供有多个开口的单件基底材料形成的混合分区316、320以及326。 [0083] 在有两个流动流的实施例中，每一种分区构型对在两个流动流之间所发生的混合具有不同的影响。在一些混合分区实例中，开口的大小或形状上的变化发生在沿着网状物的方向上。当多个开口被定位在混合分区的近端或上游末端处时，所述开口将会实现配料朝向网状物的底部的混合。在所述混合分区的远端或下游末端处的多个开口提供配料更靠近网状物的顶部的混合。开口的大小或面积控制在网状物的深度内的配料的混合比例。例如，较小的开口提供所述两种配料的较少的混合，而较大的开口提供所述两种配料的较多的混合。 [0084] 图4至图9中所示出的混合分区被配置成在网状物的厚度或z方向上提供梯度。在所述介质或网状物中，第一表面和第二表面限定介质的在从0.2至20mm或0.5至20mm范围内的厚度，并且所述区的所述部分大于0.1mm。 [0085] 图6的混合分区是被配置成在网状物的横过网状物的方向上以及厚度区中提供梯度的一个实例。在不同实施例中，开口几何形状（例如，矩形或圆形）的不同组合可以用在同一混合分区上。 [0086] 在不同实施例中，以许多不同的方式并且由多种材料来形成混合分区。在一些实施例中，通过对单件金属进行机械加工或由单件塑料来形成混合分区。在其他实施例中，使用数个不同的工件来形成混合分区。例如，为形成图4至图6中所示出的混合分区，数个矩形工件可以被定位成使得在混合分区的中央、在矩形工件之间并且跨越横过网状物的方向（在图4和图5的情况下）或机器方向（在图6的情况下）存在开放矩形区段或槽缝。矩形工件在宽度上的变化提供开口的数量和大小的一个几乎无限程度的变化。 [0087] 图10是在介质中在X方向上实现梯度并且还在无纺网状物的厚度中实现梯度的扇型混合分区2400的顶视图。混合分区2400限定了在混合分区的一侧上存在的多个开口2402。混合分区2400包括矩形边工件2406，所述矩形边工件封阻接收区域的另一半，并且不允许顶部配料沉积在接收区的那个部分上。混合分区2400还包括在横过网状物的方向上延伸的数个较小的矩形工件2404。工件2404被定位在扇型布局中，这样使得多个开口2402被限定成是楔形的。因此，与朝向中央相比，有更多的来自顶部来源的配料被沉积在无纺网状物的外边缘附近。 [0088] 在一些实施例中，在此所描述的混合分区构型具有从混合分区中的开口朝向接收区向下延伸的竖直部分。所述竖直部分也可以与竖直平面成一定角度延伸。 [0089] 在一些实施例中，在此所描述的封闭的混合分区构型包括一个或多个堰。在本发明的背景下，堰是横贯一个或多个混合分区特征、总体上在封闭的混合分区的内部在横过网状物的方向上延伸的溢流坝或障壁。在被采用时，堰总体上（尽管并不总是）被附接至在其中的开口之间的一个或多个横过网状物的混合分区特征上。在一些实施例中，堰允许流体流动流的至少一部分流过其顶部，而同时引起流体在堰的上游侧的某种程度的池集。当流体流动流横越开口时并且当它流过堰朝向封闭的混合分区的下游侧时，池集进而提供流体流动的提高的均匀性。在较大的横过网状物的梯度均匀性是所希望的时，通过混合分区中的开口的流动的提高的均匀性提供这种均匀性。堰的形状和置放不加以特别地限制，并且技术人员将会理解的是，堰的具体特征将会被设计成在封闭的混合分区内提供所希望的流型。在其中封闭的混合分区具有多个横过网状物的开口的一些实施例中，堰是横越混合分区的横过网状物的方向并且位于开口的上游边缘处的简单隆起的特征。在其他实施例中，堰被置放在混合分区上的其他处，例如，在开口之间的中途；或在开口的下游边缘处。在一些实施例中，堰是朝向混合分区的上游末端倾斜或成角度的隆起的特征。在一些实施方案中，堰是竖直的突起。在一些实施例中，堰被工程化成具有具体的形状，如V形或弯曲形状，其中所述V或弯曲的凹入部分面向上游。在一些实施例中，堰具有在横过网状物的方向上变化的形状，如进一步突出到封闭的混合分区中的接近其中央处的堰。在多个实施例中，堰是从混合分区的平面突出高出约0.2cm至10cm而进入外壳的隆起的特征。在其他实施例中，堰突出约0.5cm至5cm；在仍然其他实施例中，堰突出约1cm至3cm。在多个实施例中，在封闭的混合分区内存在至少一个堰；在其他实施例中，在封闭的混合分区内存在多个堰。在存在多个堰的情况下，所述堰具有相同的形状和大小，或具有不同的形状和/或大小。 [0090] c.封闭的混合分区的另外的特征 [0091] 在一些实施例中，从不是到封闭的混合分区中的配料的加压流动流的、或除此之外的多个来源对封闭的混合分区提供施加的压力。例如，在一些实施例中，结合本发明的封闭的混合分区，采用压缩空气、液压产生的压力或其他已知的施加压力的手段。在多个实施例中，对封闭的混合分区提供施加的压力的两个或更多个来源。例如，在一些实施例中，通过施加在外壳160内的压力的来源（如压缩空气或液压压力）来增强配料的加压的流动流（如图3中的加压的流动流109）。典型地（尽管并不总是），如果压力来源不是配料的加压的流动流，那么所施加的压力由直接连接到包围混合分区的外壳上的来源提供。许多不同类型的泵，如机械泵，适用于施加这种压力。在多个实施例中，压缩空气到外壳的施加被用于在配料横越混合分区时对配料施加压力。施加压力的手段未关于本发明的设备（即，外壳）或工艺而加以限制。基于所采用的装备结合混合分区一起（即，配料来源和混合分区相对于配料来源的构型）来选择适当的压力来源。 [0092] 在一个实施例中，为了在配料横越混合分区时对配料施加压力，混合分区区域内和在混合分区中的开口的近端的配料是在总体上是封闭的空间中，除了用于配料来源的进口和与所述混合分区相关联的开口、任选地用于对外壳施加压力的单独的开口、以及任选地用以从封闭区域减轻超压或排出过多的配料单独的阀。封闭空间的数种构型是有可能的，如通过对下文所说明的代表性实施例的进一步论述将会理解。这些代表性实施例不以任何方式造成限制，并且这些代表性实施例旨在说明提高形成本发明的梯度介质的线速度的一些有用构型。 [0093] 图11中示出具有封闭的混合分区的设备的实施例。图11示出改进的倾斜的造纸设备100B的示意性截面图。来源102A对流浆箱102供应流动流104A，流浆箱进而对接收区域114上方的区域供应流动流104。进料管115运载流动流104离开来源102并且到金属丝导向器118上，金属丝导向器横贯接收区114并且在接收区上方被输送。来源103被配置为对进料管116供应流动流105的设备，其中流动流105包括通过反馈管116A循环返回到来源103的压力反馈流动105A。反馈流动105A确保：当它通过进料管116离开来源103时没有施加的压力添加至流105。混合分区110存在于进料管116的远端处并且被外壳160封闭、具有限定在其中的多个开口112。进料管116运载流动流105离开来源103。流动流105在近端122处前进到外壳160中并且总体上朝向远端124流动。 [0094] 由压力来源170对外壳160进行加压，所述压力来源被附接至外壳160上并且与所述外壳处于流体联通。压力来源170由一个控制装置172控制。压力来源170对外壳160施加压力。在一些实施例中，压力来源170是压缩空气槽，并且控制装置172是气体压力调节器。在一些其他实施例中，压力来源170是液压泵。在流动流105进入外壳160时，它变成加压的流动流109。阀180也附接到外壳160上并且与它处于流体联通。在多个实施例中，阀180被用来将外壳160内的配料的一部分返回到来源103（未示出阀180与来源103之间的路径）。在其他实施例中，阀180是作为另一个开口而被采用，加压流动流109的一部分通过所述开口沉积在金属丝输送器118上。因此，如由压力来源170对外壳160所施加的压力所迫使，并且进一步如开口112的尺寸所允许，加压流动流109中的一些或所有下行通过开口112到达金属丝输送器118上并且横贯接收区114上方的区域。在多个实施例中，加压的流动流109与相同流动流在外壳160不存在下将会流动通过相同开口相比更快地流动通过多个开口112。更快的流动速率进而使得流动流104和金属丝导向器118能够以更高的速率前进，而同时所达到的所述两个流动流的混合的程度与使用更慢速度（更慢速度是在外壳160和压力来源170不存在下使用设备100B所必需的）所达到的程度相同。因此，如加压的流动流109结合外壳160所实现的，设备100B在形成本发明的梯度介质中的线速度增加。在一些这类实施例中，来源 102也是加压来源。 [0095] 图12中示出具有封闭的混合分区的设备的另一个替代实施例。图12示出具有两个来源102、107A和由外壳160封闭的混合分区110的改进的倾斜的造纸设备100C的示意性截面图。来源102经由进料管115供应流动流104并且供应到接收区114上方的金属丝导向器118上。来源107A被配置作为经由进料管116A从外壳160上方供应流动流108A的流浆箱或另一个设备。进料管116A运载流动流108A离开来源107A并且到外壳160之中。外壳160封闭限定多个开口112的混合分区110。混合分区110具有近端122和远端124。流动流108A在近端 122与远端124之间进入外壳160。流动流108A进入到外壳160中的准确位置可以被改进并且不受图12中所示的位置的特别限制。在一些实施例中，来源107A进一步包括压力来源，从而将加压的流动流108A递送到外壳160之中。在其他实施例中，重力独自被用来迫使流动流 108A进入外壳160之中。 [0096] 由压力来源170对外壳160进一步进行加压，所述压力来源被附接到外壳160上并且与所述外壳相联通。压力来源170由控制装置172控制。图12的压力来源170是图11中所描述的相同压力来源中的任一个。阀180也附接至外壳160上并且与它相联通。图12的阀180以图11的阀180被采用的方式中的任一种方式来采用。流动流108A至少在外壳160内被加压并且变成加压的流动流108B。如由压力来源170（并且在一些实施例中，另外地由来源107A）对外壳160所施加的压力所迫使，并且进一步如开口112的尺寸所允许，加压流动流108B中的至少一些部分下行通过开口112到达就在接收区114上方的金属丝导向器118上。因此，加压的流动流108B与流动流104相混合并且共混。在多个实施例中，加压的流动流108B与相同流动流在外壳160不存在下将会流动通过相同开口相比更快地流动通过多个开口112。更快的流动速率进而使得流动流104和金属丝导向器118能够以更高的速率穿过接收区上114，而同时所达到的所述两个流动流的混合的程度与使用更慢速度（更慢速度是在外壳160和压力来源170不存在下使用设备100C所必需的）所达到的程度相同。因此，如加压的流动流108B结合外壳160所实现的，设备100C在形成本发明的梯度介质中的线速度提高。在一些这类实施例中，来源102也是加压来源。 [0097] 将会理解的是，存在设备100B和100C的数个相关实施例。例如，在设备100B和100C的一些替代实施例中，压力来源170不具有控制装置172。在设备100B和100C的其他替代实施例中，不存在阀180。在设备100C的又另一个替代实施例中，不存在压力来源170或控制装置172；因此，流动流108A和流动流108B具有完全由来源107A所供应的施加的压力。 [0098] 将会理解的是，存在设备100A、100B以及100C的数个另外的相关实施例。在一些实施例中，混合分区110的一部分是在外壳160的外部。在一些这类实施例中，流动流进入外壳160，并且来自外壳160的溢流例如经由设备100B和100C中的阀180而退出外壳160，并且被施加到未封闭的第二混合分区（未示出）上。在其他这类实施例中，未封闭的混合分区之后是封闭的混合分区。其他实施例包括：具有不同配料来源的封闭的和未封闭的混合分区，和在外壳内具有差示压力、不同的配料来源或二者的两个或更多个封闭的混合分区。 [0099] 在一些实施例中，外壳160是建立在设备中，以使得所述外壳是整个介质形成系统所不可或缺的。在其他实施例中，外壳160被改造成现有设备。在一些这类实施例中，外壳160包括混合分区110。在其他实施例中，混合分区110是所述设备的一部分、并且所述外壳 160被改造成在混合分区110的顶部上。在一些实施例中，外壳160是从所述设备上可拆卸的，这样使得混合分区110的加压和非加压使用是有可能的。在一些这类实施例中，混合分区110也是单独可拆除的。在其他实施例中，混合分区110是外壳160所不可或缺的，并且包括混合分区110的外壳160是作为单一结构可拆卸的。 [0100] 图13示出具有封闭的混合分区的设备的替代实施例。图13示出用于形成连续的梯度介质的设备201，其中单一配料来源与封闭的混合分区相组合使用。加压的来源202A提供配料的加压的流动流204A，所述配料包括至少两种不同的纤维，如不同纤维大小、或具有不同化学组成的纤维。经由进料管211A向混合分区210提供加压的流动流204A。混合分区210包括多个开口212并且由外壳260包围。在一个实施例中，混合分区具有：没有开口的初始部分216和具有多个开口212的第二部分220。混合分区具有最接近来源的近端222和离来源最远的远端224。混合分区210中的开口212的大小被配置成选择或筛选配料中的不同纤维大小。加压的流动流204A的多个部分通过混合分区210中的开口212并且被沉积在金属丝导向器214上。排液箱230通过重力或其他抽取手段来收集或抽取水和其他溶剂。加压流动流204A的未筛选的部分232经由阀218沉积在设备201的区段的末端234处的梯度介质上。继未筛选的部分232的沉积之后可以进行进一步处理，如梯度网状物的进一步排液、干燥等。 [0101] 将会理解的是，存在设备201的数种替代实施例。例如，在设备201的一些替代实施例中，另外一个压力来源被附接到外壳260上，所述另外一个压力来源如以上结合图11和图12所描述的压力来源170。在一些这类实施例中，所述另外的压力来源配备有控制装置以调节压力，所述控制装置如以上结合图11和图12所描述的控制装置172。在其他实施例中，在设备201的操作过程中，对外壳260施加恒压。在设备201的一些替代实施例中，存在一个或多个另外的阀以减轻超压、使配料的未筛选的部分再循环、或将配料的未筛选的部分释放到金属丝导向器214上。在设备201的其他实施例中，不存在阀218。在一些这类实施例中，在混合分区210的远端部分224附近的一个或多个开口212不是被配置成提供对加压的流动流 204A中的一种或多种纤维的筛选，而相反，是具有足够的大小以允许所有纤维的横越的多个开口。 [0102] 在设备201的一些替代实施例中，混合分区210的一部分在外壳260的外部，其中流动流204A进入外壳260、并且来自外壳260的溢流经由阀218退出外壳260，并且被施加到未封闭的第二混合分区。在其他这类实施例中，未封闭的混合分区之后是封闭的混合分区。其他实施例也是有可能的。在设备201的一些替代实施例中，采用了类似于202A的配料来源，除了所述来源未被加压。在这类实施例中，压力由单独供应的压力来源（如以上结合图11和图12所描述的那些）施加，以迫使配料在外壳260内通过开口212。 [0103] 在设备201的一些替代实施例中，来源202A在与图13中所描绘的位置不同的位置处连接到外壳260上；即，代替被定位在混合分区210的近端222附近，来源202A是定位在多个开口212上方，或甚至更靠近混合分区210的远端224。在设备201的一些替代实施例中，在外壳260内存在气隙；在其他实施例中，在外壳260内不存在气隙。任何这类替代实施例处于它们的一个或多个的组合是有用的。除了在此所提及的那些之外，数种其他替代安排是有可能的。 [0104] 在设备201的一些替代实施例中，外壳260是建立在设备201中，以使得所述外壳是整个介质形成系统所不可或缺的。在其他实施例中，外壳260被改造成现有设备。在一些这类实施例中，外壳260包括混合分区210。在其他实施例中，混合分区210是所述设备的一部分、并且所述外壳260被改造成在混合分区210的顶部上。在一些实施例中，外壳260是从所述设备上可拆卸的，这样使得混合分区210的加压和非加压使用是有可能的。在一些这类实施例中，混合分区210也是单独可拆除的；在其他实施例中，混合分区210是外壳260所不可或缺的，并且包括混合分区210的所述外壳260是作为单一实体可拆卸的。任何这些替代实施例处于它们的一个或多个的组合是有用的。除了在此所提及的那些之外，数种其他替代安排是有可能的。 [0105] 图14示出封闭的混合分区的替代安排，所述混合分区与用于形成本发明的梯度介质的设备隔离以便示出混合分区组件300的侧视图的相干细节。混合分区组件300包括具有多个开口312的混合分区310和外壳360。在混合分区组件300作为用于形成本发明的梯度介质的设备的部分而存在时，组件300被安排成示出由标注Y的箭头所指示的配料的穿过混合分区310流动的总体方向。在组件360作为用于形成梯度介质的设备的部分而被包括时，组件360的近端322和远端324与例如图1至图3和图11至图13的近端122和远端124相对应。混合分区310、开口312以及外壳360总体上如在如所描述的与图1至图3和图11至图13相关联的任何前述实施例及其变体中那样进行配置，并且总体上被设计成以基本上相同的方式工作以形成本发明的梯度介质。 [0106] 外壳360具有流动分布室361附接到它上，所述流动分布室是在直接在混合分区310上方并且在近端322附近的位置处附接到外壳360上。流动分布室361被配置并且适配成用于接收配料的流动流，在一些实施例中，配料的流动流是加压流动流。流动分布室361具有一个或多个进口362和在其底部的多个开口363。所述一个或多个进口362与进料管316处于流体联通，其中进料管316向室361提供来自一个或多个来源的配料的加压或非加压的流动流。在存在多个进口362的情况下，进料管316在介于所述一个或多个来源与进口362之间的位置处被分裂成多个管。开口363与外壳360处于流体联通。开口363总体上被定位在近端 322附近。未关于位置对所述一个或多个进口362进行特别限制；然而，在一些实施例中，它们被定位在室361的顶部上并且在开口363的远端。如图14中所配置的，配料将会经由所述一个或多个进口362从进料管316流出进入室361中，并且与由箭头Y所表示的流动的水平方向相反地朝向近端322流动。在近端322处，配料将会通过开口363进入外壳360中并且到混合分区310上。 [0107] 图15稍微更详细地示出流动分布室361的顶视图，其中示出了如图14中所示出的进口362和开口363的相对位置。在所示出的实施例中，存在五个进口362和七个半圆形开口363。将会理解的是，在不同实施例中，进口362和开口363的形状、数量以及大小未加以特别地限制并且被配置成：在配料朝向近端322流动穿过室361时，达成配料的均匀分布，并且因此向外壳360内的混合分区310递送配料流动的均匀分布。 [0108] 将会进一步理解的是，在配料来源是加压来源的情况下，流动分布室361减轻流动流的向下动量的一些部分。在一些实施例中，当配料的加压流动被直接施加在混合分区310的顶部上时，所述加压流动引起大于所希望的比例的配料通过所述混合分区中的第一开口。流动分布室361因此提供配料在横过网状物的方向与沿着网状物的方向（机器方向）二者上的均匀流动分布。将会进一步理解的是，有或没有外壳360的情况下，流动分布室361都将会达成这种均匀流动分布——即，在一些实施例中，分布室361是被放置成将配料分配到本发明的非封闭混合分区上的独立的设备。 [0109] d.工艺 [0110] 在一个实施例中，一种制作无纺网状物的方法包括从第一来源分配第一流体流，其中所述流体流包括纤维。用于这种方法的设备具有在第一来源下游的封闭的混合分区，并且所述封闭的混合分区被定位在所述第一来源的两个流径之间。所述流径由混合分区分开，混合分区限定在混合分区中的、允许从至少一个流径到另一个流径的流体联通的一个或多个开口。所述方法进一步包括在位于所述来源的近端和下游的接收区上收集纤维。所述接收区被设计成接收从所述来源分配的流动流并且通过收集纤维而形成湿层。所述方法的另一个步骤是将湿层干燥以形成无纺网状物。 [0111] 在另一个实施例中，一种制作无纺网状物的方法包括从来源提供配料，所述配料包含至少一种第一纤维；并且从用于制作无纺网状物的设备分配所述配料的流。所述设备具有在所述流的来源下游的封闭的混合分区，并且所述混合分区限定至少一个开口以允许所述流的至少一部分通过。所述方法进一步包括在位于所述来源下游的接收区上收集通过所述开口的纤维，在处于混合分区的下游部分处的接收区上收集纤维的剩余部分，并且将湿层干燥以形成无纺网状物。 [0112] 在另一个实施例中，一种制作无纺网状物的方法包括从来源提供配料，所述配料包含至少一种第一纤维；并且在所述来源下游的混合分区上分配所述配料。混合分区限定被配置成允许所述配料的至少一部分通过的两个或更多个开口。所述混合分区包括封闭区，所述封闭区包围所述混合分区的至少一部分并且被适配成对所述配料施加压力。所述方法进一步包括：在封闭区内施加压力以迫使配料通过混合分区中的开口中的一个或多个；在位于来源下游的接收区上从通过两个或更多个开口的配料收集纤维，以便在接收区上形成湿层；并且将所述湿层干燥以形成无纺网状物。 [0113] 在多个实施例中，相对于其中未向被分配在混合分区上的流体施加压力的介质形成的速度，在当配料横越混合分区时对配料施加压力时，可以达到1.5至10倍更高、2至100倍更高，或甚至多达10至1000倍更高的介质形成速度。通过采用施加的压力结合本发明的设备中的混合分区来形成本发明的梯度介质，所达到的线速度为约4至10米/min、或约10至100米/min、或约100至500米/min、或约500至1000米/min、或甚至高达约1000至2000米/min，或在一些实施例中高于2000米/min。 [0114] 充分稀释的配料有利于来自流动流的纤维在接收区的混合分区中的混合。在配料中，纤维被分散在流体如水和任选的添加剂之中。在实施例中，配料中的一种或二种是水性配料。在实施例中，配料中的纤维的重量百分比（wt%）可以在约0.005wt%至1wt%的范围之中。在实施例中，配料中的纤维的重量%可以在约0.01wt%至0.1wt%的范围之中。在实施例中，配料中的纤维的重量%可以在约0.03wt%至0.09wt%的范围之中。在实施例中，水溶液中的纤维的重量%可以在0.02wt%至0.05wt%的范围之中。在一个实施例中，流动流中的至少一个是所具有的纤维浓度小于约20克纤维/升的配料。 [0115] 水或其他溶剂和添加剂被收集在接收区下方的多个排液箱之中。可以通过重力、真空抽取或从接收区抽取过剩流体的其他干燥手段来帮助收集水和溶剂。纤维的另外的混杂和共混可以取决于应用于排液箱的流体收集手段（如真空）而进行。例如，从接收区对流体的更强水平的真空抽取可以使得以下更有可能：介质在两面之间将会具有差异，这也称作两面性。同样，在水去除的程度如通过有选择地关闭或关掉多个排液箱而降低的区域中，将会导致所述两个流动流的增大的混杂。甚至可以产生背压，所述背压引起第一流动流向上通过封闭的混合分区中的开口并且与加压流动流相混合至更大的程度。 [0116] 在一个湿式成网加工实施例中，梯度介质由水性配料制作，所述水性配料包含纤维材料和如在水性介质中所需要的其他组分的分散液。分散液的水性液体总体上是水，但是可以包含各种其他材料，如pH调整材料、表面活性剂、消泡剂、阻燃剂、粘度调整剂、介质处理剂、着色剂等等。水性液体常常通过以下而从分散液中排出：将所述分散液导引到筛或其他穿孔的支撑物上，从而保留已分散的固体并且使液体通过以产生湿介质组合物。一旦在支撑物上形成，湿组合物通常通过真空或其他压力来进一步脱水并且通过蒸发剩余液体来进一步干燥。对液体的去除的选项包括重力排液装置、一个或多个真空装置、一个或多个案辊、真空箔、真空辊，或其组合。所述设备可以包括在接收区的近端和下游的干燥区段。所述干燥区段的选项包括烘筒区段、一个或多个IR加热器、一个或多个UV加热器、通空气干燥器、转移金属丝、输送器，或其组合。 [0117] 在液体被去除之后，在适当时通过熔融所形成的材料的热塑性纤维、树脂或其他部分的一些部分，可发生热粘结。在不同实施例中，包括树脂固化步骤的其他后处理程序也是有可能的。挤压、热处理以及添加剂处理是可以在从金属丝收集之前发生的后处理的实例。在从金属丝收集之后，可以在整理过程中进行其他处理（如对纤维垫的干燥和压延）。 [0118] 可以被改进成包括在此所描述的混合分区的具体机器是DELTAFORMERTM机器（可从纽约南格伦斯福尔斯的格伦斯福尔斯互联网状物公司获得），它是被设计成将很稀的纤维浆料形成为纤维介质的机器。在例如使用用于湿式成网法的、具有相对长的纤维长度的无机或有机纤维的情况下，所述机器是有用的，因为必须使用大体积的水来分散纤维并且保持它们免于在配料中彼此缠结。湿式成网法中的长纤维典型地意指具有大于4mm、可以在从5mm至10mm以及更大的范围内的长度的纤维。尼龙纤维、聚酯纤维（如 ）、再生纤维素（人造丝）纤维、丙烯酸类纤维（如 ）、棉花纤维、聚烯烃纤维（即，聚丙烯、聚乙烯、其共聚物等等）、玻璃纤维、双组分纤维（如聚酯/聚烯烃芯/皮纤维），以及麻蕉（马尼拉麻）纤维是使用所述改进的倾斜造纸机而有利地被形成纤维介质的纤维的实例。其他纤维类型也是适合的并且不受到特别地限制。 [0119] DELTAFORMERTM机器与传统福德林尼尔造纸机（Fourdrinier machine）的不同之处在于：金属丝部分是设置在斜面处，从而在浆料离开流浆箱时强迫浆料抵抗重力向上流动。所述斜面使稀溶液的流型稳定并且帮助控制稀溶液的排液。具有多个隔室的真空成型箱有助于对排液的控制。当与传统福德林尼尔造纸机设计相比时，这些改进提供将稀浆料形成为在网状物上具有提高的特性均匀性的纤维介质的手段。 [0120] 在用于制作如在此所描述的梯度网状物的设备的一些实施例中，存在四个主要部分：湿区段（在图3中示出）、挤压区段、干燥器区段以及压延区段。 [0121] 在湿区段的一个实施例中，纤维和流体的混合物在单独的配料制作过程之后作为配料而提供。所述配料可以在传递到介质形成工艺中的下一步之前与多种添加剂混合。在另一个实施例中，干燥纤维可以用于通过将干燥纤维和流体发送通过可以是所述湿区段的一部分的精炼机来制作配料。在所述精炼机中，纤维在旋转的精炼机盘上的条棒之间经受高压脉冲。这将干燥的纤维分解并且进一步将它们分散在被提供给精炼机的流体（如水）之中。清洗和脱气也可以在这个阶段执行。 [0122] 配料制作完成之后，配料可以进入以下结构，所述结构是流动流的来源，如流浆箱。来源的结构将配料分散在宽度上，所述宽度将配料以来自开口的射流负载至移动金属丝网输送器上。在在此所描述的一些实施例中，两个来源或两个流浆箱被包括在设备之中。不同的流浆箱构型在提供梯度介质中是有用的。在一种构型中，顶部和底部流浆箱就堆叠在彼此的顶部上。在其他构型中，顶部和底部流浆箱是稍微错开的。顶部流浆箱可以进一步沿着机器方向，而底部流浆箱是在上游的。 [0123] 在一个实施例中，射流是迫使、移动或推进配料的流体（如水或空气）。以射流流出可以产生一些纤维排列，所述纤维排列可以通过调整射流与金属丝网输送器之间的速度差来部分地控制。金属丝在向前的驱动辊或胸辊周围旋转从流浆箱的下方、越过其中配料被施加的流浆箱，并且到达通常所谓的成型板上。 [0124] 所述成型板结合本发明的混合分区一起工作。配料被平整化并且纤维的排列可以在就去除水而做准备时来加以调整。进一步沿着工艺线，多个排液箱（还被称作排液区段）用真空或不用真空将液体从介质除去。在金属丝网输送器的末端附近，经常被称作伏辊的另一个辊用真空将残余液体除去，所述真空是高于线中先前所存在的真空力的。 [0125] 实施例 [0126] 1.第一实施例 [0127] 本发明的第一实施例（独自地或与这个部分或在此的其他处所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种用于制作无纺网状物的设备，所述设备包括：一个或多个来源，所述一个或多个来源被配置成分配第一流体流动流和第二流体流动流，其中至少所述第一流体流动流包含纤维；混合分区，所述混合分区在所述一个或多个来源的下游，所述混合分区被定位在所述第一流动流与所述第二流动流之间，所述混合分区限定了所述混合分区中的、允许所述两个流动流之间的流体联通的两个或更多个开口；封闭区，所述封闭区位于所述一个或多个来源的下游并且包围所述混合分区的至少一部分，其中所述封闭区被适配成对所述混合分区的至少一部分施加压力；以及接收区，所述接收区位于所述一个或多个来源的下游，并且被设计成接收至少一个合并的流动流并且通过从所述合并的流动流收集纤维而形成无纺网状物。 [0128] 在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，施加压力以迫使所述第二流动流通过所述混合分区中的一个或多个开口。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由流动到所述封闭区中的所述第二流动流对所述封闭区施加压力。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述第二流动流是在压力下被分配。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由液压压力来源对所述封闭区施加压力。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过封闭区内的一个或多个气隙的压缩而对封闭区施加压力。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压力来源对所述封闭区施加压力，所述压力来源未连接到第一流体流动流和第二流体流动流的一个或多个来源上。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括一个或多个阀，所述一个或多个阀被附加到所述封闭区上，并且被适配成释放超过选定值的压力、或从所述封闭区释放未分配的第二流动流、或进行二者。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区的至少一部分、所述封闭区的至少一部分或二者都被适配成是从所述设备可拆除的。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括流动分布室，所述流动分布室被定位在所述第二流动流的来源与所述封闭区之间、并且与所述来源和所述封闭区二者处于流体联通；其中所述流动分布室被适配成在横过网状物的方向上在所述混合分区上均匀地分布所述第二流动流。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区被配置成在无纺网状物中提供梯度。 [0129] 2.第二实施例 [0130] 本发明的第二实施例（独自地或与这个部分或在此的其他处所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种用于制作无纺网状物的设备，所述设备包括：第一来源，所述第一来源被配置成分配包含第一纤维的第一流体流动流；第二来源，所述第二来源被配置成分配包含不同于所述第一纤维的第二纤维的第二流体流动流；混合分区，所述混合分区在所述第一来源和所述第二来源的下游，所述混合分区被定位在所述第一流动流与所述第二流动流之间，所述混合分区限定了所述混合分区中的、允许所述第一流动流与所述第二流动流之间的流体联通的两个或更多个开口；封闭区，所述封闭区位于所述第一来源和第二来源的下游、并且包围所述混合分区的至少一部分，所述封闭区被适配成对所述混合分区的至少一部分施加压力；以及接收区，所述接收区位于所述第一来源和所述第二来源的下游，并且被设计成接收至少一个合并的流动流并且通过收集所述合并的流动流而形成无纺网状物。 [0131] 在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，对所述第二流动流施加压力以迫使所述第二流动流通过所述混合分区中的一个或多个开口。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由流动到所述封闭区中的所述第二流动流对所述封闭区施加压力。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述第二流动流是在压力下被分配。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由液压压力来源对所述封闭区施加压力。 在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过所述封闭区内的一个或多个气隙的压缩而对所述封闭区施加压力。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压力来源对所述封闭区施加压力，所述压力来源未连接到第一流体流动流和第二流体流动流的一个或多个来源上。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括一个或多个阀，所述一个或多个阀被附加到所述封闭区上，并且被适配成释放超过选定值的压力、或从所述封闭区释放未分配的第二流动流、或进行二者。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区的至少一部分、所述封闭区的至少一部分或二者都被适配成是从所述设备可拆除的。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括流动分布室，所述流动分布室被定位在所述第二流动流的来源与所述封闭区之间、并且与所述来源和所述封闭区二者处于流体联通；其中所述流动分布室被适配成在横过网状物的方向上在所述混合分区上均匀地分布所述第二流动流。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区被配置成在无纺网状物中提供梯度。 [0132] 3.第三实施例 [0133] 本发明的第三实施例（独自地或与这个部分或在此的其他处所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种制作无纺网状物的方法，所述方法包括：从来源提供配料，所述配料包含至少一种第一纤维；在所述来源下游的混合分区上分配所述配料，所述混合分区限定了被配置成允许所述配料的至少一部分通过的两个或更多个开口，所述混合分区进一步包括封闭区，所述封闭区包围所述混合分区的至少一部分并且被适配成在所述混合分区中施加压力；在所述封闭区内施加压力；在位于所述来源下游的接收区上从通过所述两个或更多个开口的配料收集纤维，以便在所述接收区上形成湿层；并且对所述湿层干燥以形成所述无纺网状物。 [0134] 在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，对所述封闭区所施加的压力迫使所述配料通过所述混合分区中的开口中的一个或多个。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，以约10米/min至2000米/min的线速度形成所述无纺网状物。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，以约100米/min至1000米/min的线速度形成所述无纺网状物。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，以约500米/min至2000米/min的线速度形成所述无纺网状物。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述配料是来自第一来源的第一配料，并且在通过所述混合分区之后，所述第一配料与来自第二来源的第二配料相合并。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述第一来源和所述第二来源是加压的来源。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过将所述配料分配到所述封闭区中而对所述配料施加压力。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，配料的来源是加压的来源。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由液压压力来源对所述封闭区施加压力。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压缩气体来源对所述封闭区施加压力。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压力来源对所述封闭区施加压力，所述压力来源未连接到配料来源上。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，在纤维的收集之后并且在湿层的干燥之前，对湿层施加一种或多种另外的材料。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述一种或多种另外的材料包括一种或多种树脂、粘合剂、填充剂、微粒、阻燃剂、化学反应性化合物、涂布材料、着色剂、抗氧化剂、杀菌化合物、杀真菌化合物，或其组合。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过喷涂、浸渍、帘幕式涂布、模压涂布、辊式涂布、凹版印刷涂布、或等离子涂布来施加另外的材料。 [0135] 4.第四实施例 [0136] 本发明的第四实施例（独自地或与这个部分或在此的其他处所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种封闭的混合分区组件，所述组件包括：混合分区，所述混合分区被配置成在无纺网状物中提供梯度；以及外壳，所述外壳包围所述混合分区或所述混合分区的区段，以使得所述混合分区限定两个或更多个开口，所述外壳被适配成在所述混合分区中提供施加的压力，其中所述组件进一步包括用于分配其中的流体的至少一个进口。 [0137] 在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，对所述外壳内的流体施加压力。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述外壳是长方体形状。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述外壳包括在所述至少一个进口的远端的可移动壁，其中所述可移动壁是沿着由所述混合分区所限定的平面可移动的。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，如权利要求38所述的组件进一步包括附接到所述外壳上并且被适配成在所述外壳内施加压力的一个或多个压力来源。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述压力来源是压缩空气或液压泵。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述组件进一步包括附接至其上的一个或多个阀或压力计。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区进一步包括一个或多个堰，所述一个或多个堰延伸到所述外壳中并且被适配成改进所述混合分区中的所述一个或多个开口附近的流体的流动。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述组件进一步包括流动分布室。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区中的所述两个或更多个开口被配置成穿过无纺网状物的厚度提供梯度，以使得所述梯度在横过网状物的方向上是基本上均匀的。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述两个或更多个开口是矩形槽缝，所述矩形槽缝基本上在混合分区的整个宽度上延伸，混合分区的宽度与网状物的横过网状物的尺寸和槽缝的长度相对应。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，槽缝的宽度是约0.05cm至25cm。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，任何两个槽缝之间的距离是约2cm至100cm。 [0138] 实验部分 [0139] 1.用于制备配料的一般程序 [0140] 配制多种配料以生产具有至少一种梯度特性的无纺网状物。表1示出关于配料配制品的组成信息。以下不同的纤维用于表1中所列出的配料实例中，其中括号中提供每种纤维的缩写： [0141] 1.聚酯双组分纤维（271P），它具有6mm的纤维长度、和2.2丹尼、以及约13微米的平均纤维直径，可从特拉华州威明顿（Wilmington DE）的E.I.杜邦内穆尔公司（E.I.DuPont Nemours）获得。 [0142] 2.聚酯纤维（P145），它具有1.45丹尼的直径和6mm的长度、可从南卡罗来纳州阿卡迪亚的美国巴内特公司（Barnet USA of Arcadia,SC）获得。 [0143] 3.玻璃纤维（B10F），来自南卡罗来纳州萨默维尔（Summerville,SC）的劳莎纤维国际资产控股公司（Lauscha Fiber Intl.），具有可变的长度和1微米的纤维直径。 [0144] 4.玻璃纤维（B06F），来自劳莎纤维国际资产控股公司，具有可变的长度和0.6微米的纤维直径。 [0145] 贮备配料被制备如下。首先通过将硫酸添加至自来水中以将pH调整至近似3.0，随后通过将以针对不同实例所列出的干重量百分比来添加选定的纤维将多种纤维分散在水性悬浮液之中，以便形成纤维悬浮液或浆料。贮备配料的最终纤维含量是近似0.23wt%。贮备配料被储存在储槽中以供后续使用。在介质制造过程中，贮备配料被稀释并且以连续的方式被馈送至它们相应的流浆箱中，流浆箱进而将配料分配到介质形成设备中。分配到介质形成设备中的配料中的纤维的终浓度是可变的并且针对每个实例而被报告。 [0146] 2.介质形成设备和使用方法 [0147] 在制作梯度网状物中所采用的设备是倾斜的福德林尼尔类型的造纸机，以上描述了所述设备的一般性质。所述机器配备有封闭的混合分区，以使得所述封闭的混合分区的内部尺寸具有：70.5英寸（179.1cm）的总长度（机器方向）；约23.5英寸（59.7cm）的宽度（横过网状物的方向）；以及约5.75英寸（14.6cm）的高度。混合分区由长方体的外壳包围，所述外壳是在实验室中由聚碳酸酯片材构造，其中铝片材被用来形成近端竖直壁和远端竖直壁。在图14中的远端324附近的竖直外壳壁被配置成既是可拆除的又是可滑动地可移动的。所述可移动的/可拆除的壁被配置成允许外壳的有效体积有选择地改变、并且还提供开放的构型，其中压力将不会在所述外壳内累积。因此，在所述可移动的/可拆除的壁在最远的远端点处被附接至所述外壳的情况下，由所述外壳和混合分区所限定的总体积是5.51ft3、或41.2加仑、或156升。所述外壳还配备有流动分布室，流浆箱被连接至所述流动分布室上以递送配料。所述流动分布室是在实验室中由PMMA片材构造成。所述流动分布室和所述封闭混合分区的总体设计、布置以及适应性是总体上如图14和图15中所示出那样进行配置。 所述流动分布室被适配成具有：用于配料到所述流动分布室的引入的、所具有的内径为约 0.875英寸（2.22cm）的6个圆形进口362，和将配料递送到封闭的混合分区310、360的、所具有的内径为约2.0英寸（5.1cm）的9个圆形开口363。 [0148] 所述混合分区由一系列的矩形不锈钢片材部分构成，所述矩形不锈钢片材部分是约0.25英寸（0.64cm）厚、约23.5英寸（59.7cm）长，并且具有针对单独的实验进行选择的可变宽度。所述工件或板条被定位以限定在板条之间的、具有可变宽度的多个槽缝，即，混合分区开口。 [0149] 参照图14，配料1作为经由流动分布室361而被递送的加压流体流动流被通过多个开口363并且穿过封闭的混合分区310、360的近端322而被递送到外壳160之中。配料2作为流体流动流104而被递送，如图3中所表示。两种配料都由流浆箱设备递送。配料1由流浆箱1递送至流动分布室，而配料2由流浆箱2递送。两个流浆箱都被设置成以350l/min的流速递送配料。 [0150] 如以上所论述并且进一步参照图3，接收区114包括多个排液箱130以接收从金属丝导向器118排出的水。这些排液箱，也被称为吸水箱，可以被配置成施加真空。在用于产生所述实例的设备中，存在六个排液箱130，每个排液箱能够控制在金属丝导向器下面的在约25.4cm（10英寸）的水平距离上的排液。在排液箱下面的多个阀控制着排液的速率。真空未与所述六个排液箱结合使用。在介质形成过程中，针对六个排液箱中的每一个来测量如仅由重力促进的排液流动。在所述六个排液箱的下游，采用四个真空排液箱来将另外的水从湿层去除。使用可从宾夕法尼亚州韦恩的加德纳丹佛公司（Gardner Denver Inc.of Wayne,PA）获得的纳什（Nash）HYTORTM真空泵来在真空排液箱上施加真空。 [0151] 技术人员将会理解的是，通过采用下文规定的多个机器变量设置（如排液箱流动速率）来产生实验数据，但是由这类设置所致的实际排液速率在实验过程中发生变化。因此，在例如表2中被注释为“设置值”的机器设置是实际用以提供所观察到的测试结果的设置。 [0152] 3.分析测试 [0153] 使用以下测试设备和程序来分析在实例中所形成的梯度介质。 [0154] 1.基础重量：每单位面积的重量，表示为磅/3000ft2或g/m2。 [0155] 2.可渗透性：如在来自南卡罗来纳州格里尔（Greer,SC）的ATI先进测试仪器公司（ATI Advanced Testing Instruments）的FX3310空气可透过性测试仪上以0.5英寸的H2O压降所测量的，并且表示为ft3/min或l/min。 [0156] 3.穿透度：如在来自马里兰州奥文斯米尔（Owings Mills,MD）的ATI空气技术国际资产控股公司的透度计TDA-100P上使用0.2至0.3微米的聚(α-烯烃)颗粒以10.5fpm所测量的，并且表示为一个百分比；另外地或可替代地，效率是（100%-穿透度）。 [0157] 4.阻力：如在来自马里兰州奥文斯米尔的ATI空气技术国际资产控股公司的透度计TDA-100P上使用0.2至0.3微米的聚(α-烯烃)颗粒以10.5fpm所测量的，并且表示为H2O的英寸数。 [0158] 实例1 [0159] 根据用于制备配料的一般程序，使用表1中所指示的纤维的干重量百分比来制备贮备配料。 [0160] 表1 [0161] [0162] 配料1中纤维的终浓度是0.039wt%。配料2中纤维的终浓度是0.036wt%。使用表1中所示出的配料结合介质形成设备和使用方法一起来生产梯度介质。表2中示出介质形成设备的运行参数。在适用时，表2中的不同区带或数字标号是在机器上从上游向下游（机器方向）进行。 [0163] 表2 [0164] 变量 设置值 吸水/排液箱1流动 l/min 75 吸水/排液箱2流动 l/min 100 吸水/排液箱3流动 l/min 125 吸水/排液箱4流动 l/min 125 吸水/排液箱5流动 l/min 175 吸水/排液箱6流动 l/min 25 干燥器温度，区带1 °F（℃） 220（104） 干燥器温度，区带2 °F（℃） 240（116） 干燥器温度，区带3 °F（℃） 260（127） 金属丝的倾斜角度 度数 15 机器速度 fpm（m/min） 15（4.6） [0165] 当机器在运行时，混合分区外壳的可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有施加到其上的压力。当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有施加到其上的压力。可移动的/可拆除的远端壁被设置成为距离近端竖直壁有34.65英寸（88.02cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被如表3中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322处向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条的位置限定。 [0166] 表3 [0167]混合分区特征 沿着网状物的距离，英寸（cm） 槽缝1 0（0） 板条1 8（20.32） 槽缝2 0.125（0.32） 板条2 8（20.32） 槽缝3 0.125（0.32） 板条3 15（38.10） 槽缝4 0.4（1.02） 板条4 3（7.62） 槽缝5 0（0） 板条5 0（0） 总计（槽缝＋板条） 34.65（88.02） [0168] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有69.6lb/3000ft22 3 （113.3g/m）的基础重量、28.3ft/min（801l/min）的可渗透性、19.11%（ATI效率为80.89%）的穿透度以及0.213英寸H2O的阻力。 [0169] 实例2 [0170] 使用实例1的配料来生产梯度介质，除了配料1中纤维的终浓度是0.045wt%并且配料2中纤维的终浓度是0.045wt%。使用实例1的程序来生产梯度介质，除了将混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁拆除，使得所述混合分区在远端处是开放的并且因此任何过多的配料将会简单地退出所述混合分区的远端而不是保留在外壳内部，在所述外壳中因此可能累积压力。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被安排如表4中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322处向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条限定。 [0171] 表4 [0172]混合分区特征 沿着网状物的距离，英寸（cm） 槽缝1 0（0） 板条1 8（20.32） 槽缝2 0.125（0.32） 板条2 8（20.32） 槽缝3 0.125（0.32） 板条3 6（15.24） 槽缝4 0.125（0.32） 板条4 9（22.86） 槽缝5 0.35（0.89） 板条5 3（7.62） [0173] 在运行过程中，混合分区未用配料1填充到足以引起过多的配料溢出混合分区的下游末端，在下游末端中拆除了竖直壁。所形成的梯度介质具有62.1lb/3000ft（2 101.1g/m2）的基础重量、26.6ft3/min（753.2l/min）的可渗透性、17.42%（ATI效率为82.58%）的穿透度以及0.227英寸H2O的阻力。 [0174] 实例3 [0175] 根据用于制备配料的一般程序，使用表5中所指示的纤维的干重量百分比来制备贮备配料。 [0176] 表5 [0177] [0178] [0179] 配料1中纤维的终浓度是0.042wt%。配料2中纤维的终浓度是0.035wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。表6中示出介质形成设备的运行参数。在适用时，表6中的不同区带或数量标号是在机器上从上游向下游（机器方向）进行。 [0180] 表6 [0181] 变量 设置值 吸水/排液箱1流动 l/min 75 吸水/排液箱2流动 l/min 100 吸水/排液箱3流动 l/min 125 吸水/排液箱4流动 l/min 125 吸水/排液箱5流动 l/min 175 吸水/排液箱6流动 l/min 75 干燥器温度，区带1 °F（℃） 220（104） 干燥器温度，区带2 °F（℃） 240（116） 干燥器温度，区带3 °F（℃） 260（127） 金属丝的倾斜角度 度数 15 机器速度 fpm（m/min） 15（4.6） [0182] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有施加到其上的压力。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有34.65英寸（88.01cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被如表7中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322处向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条的位置限定。 [0183] 表7 [0184]混合分区特征 沿着网状物的距离，英寸（cm） 槽缝1 0（0） 板条1 8（20.32） 槽缝2 0.125（0.32） [0185]板条2 8（20.32） 槽缝3 0.125（0.32） 板条3 15（38.1） 槽缝4 0.4（1.0） 板条4 3（7.6） [0186] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有57.8lb/3000ft2（94.1g/m2）的基础重量、27.23ft3/min（771.1l/min）的可渗透性、13.99%（效率为86.02%）的穿透度以及0.241英寸H2O的阻力。 [0187] 实例4 [0188] 使用实例3的配料来生产梯度介质。配料1中纤维的终浓度是0.042wt%。配料2中纤维的终浓度是0.035wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。表8中示出介质形成设备的运行参数。在适用时，表8中的不同区带或数量标号是在机器上从上游向下游（机器方向）进行。 [0189] 表8 [0190] 变量 设置值 吸水/排液箱1流动 l/min 75 吸水/排液箱2流动 l/min 100 吸水/排液箱3流动 l/min 125 吸水/排液箱4流动 l/min 125 吸水/排液箱5流动 l/min 160 吸水/排液箱6流动 l/min 75 干燥器温度，区带1 °F（℃） 220（104） 干燥器温度，区带2 °F（℃） 240（116） 干燥器温度，区带3 °F（℃） 260（127） 金属丝的倾斜角度 度数 15 机器速度 fpm（m/min） 15（4.6） [0191] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有施加到其上的压力。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有34.00英寸（86.36cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被如表9中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322处向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条的位置限定。 [0192] 表9 [0193]混合分区特征 沿着网状物距离，英寸（cm） 槽缝1 0（0) 板条1 8（20.32） 槽缝2 0.125（0.32） 板条2 8（20.32） 槽缝3 0.125（0.32） 板条3 12（30.48） 槽缝4 0.75（1.91） 板条4 5（12.70） [0194] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在2 外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有55.0lb/3000ft（89.5g/m2）的基础重量、26.3ft3/min（744.7l/min）的可渗透性、13.05%（效率为86.95%）的穿透度以及0.246英寸H2O的阻力。 [0195] 实例5 [0196] 使用实例3的配料生产梯度介质。配料1中纤维的终浓度是0.042wt%。配料2中纤维的终浓度是0.035wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。介质形成设备的运行参数与实例4（表8）中所使用的相同。 [0197] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有施加到其上的压力。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有34.13英寸（86.69cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被如表10中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条的位置限定。 [0198] 表10 [0199]混合分区特征 沿着网状物的距离，英寸（cm） 槽缝1 0.125（0.32） 板条1 8（20.32） 槽缝2 0.125（0.32） [0200]板条2 8（20.32） 槽缝3 0.125（0.32） 板条3 12（30.48） 槽缝4 0.75（1.91） 板条4 5（12.70） [0201] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有57.2lb/3000ft2（93.1g/m2）的基础重量、30.12ft3/min（852.9l/min）的可渗透性、18.12%（效率为81.88%）的穿透度以及0.204英寸H2O的阻力。 [0202] 实例6 [0203] 使用与实例5中相同的配料、程序、机器设置值、混合分区构型来形成梯度介质，除了配料1的最终配料纤维浓度是0.039wt%并且配料2的最终配料纤维浓度是0.035wt%。 [0204] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在2 外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有56.0lb/3000ft（91.1g/m2）的基础重量、27.6ft3/min（781.5l/min）的可渗透性、15.27%（效率为84.73%）的穿透度以及0.225英寸H2O的阻力。 [0205] 实例7 [0206] 根据用于制备配料的一般程序，使用表11中所指示的纤维的干重量百分比来制备贮备配料。 [0207] 表11 [0208] [0209] 配料1中纤维的终浓度是0.036wt%。配料2中纤维的终浓度是0.041wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。表12中示出介质形成设备的运行参数。在适用时，表12中的不同区带或数量标号是在机器上从上游向下游（机器方向）进行。 [0210] 表12 [0211] 变量 设置值 吸水/排液箱1流动 l/min 50 吸水/排液箱2流动 l/min 50 吸水/排液箱3流动 l/min 50 吸水/排液箱4流动 l/min 100 吸水/排液箱5流动 l/min 100 吸水/排液箱6流动 l/min 100 干燥器温度，区带1 °F（℃） 250（121） 干燥器温度，区带2 °F（℃） 235（113） 干燥器温度，区带3 °F（℃） 220（104） 金属丝的倾斜角度 度数 15 机器速度 fpm（m/min） 15（4.6） [0212] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有施加到其上的压力。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有24.38英寸（61.93cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被如表13中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条的位置限定。 [0213] 表13 [0214]混合分区特征 沿着网状物的距离，英寸（cm） 槽缝1 0（0） 板条1 6（15.24） 槽缝2 0.125（0.32） 板条2 6（15.24） 槽缝3 0.125（0.32） 板条3 6（15.24） 槽缝4 0.125（0.32） 板条4 6（15.24） [0215] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区不是完全充满的；在运行过程中在外壳中未观察到气隙。所形成的梯度介质具有56.0lb/3000ft（2 91.1g/m2）的基础重量、28.15ft3/min（797.1l/min）的可渗透性、16.0%（效率为84.0%）的穿透度以及0.221英寸H2O的阻力。 [0216] 实例8 [0217] 使用实例7的配料（表11）来生产梯度介质。配料1中纤维的终浓度是0.034wt%。配料2中纤维的终浓度是0.044wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。表14中示出介质形成设备的运行参数。在适用时，表14中的不同区带或数量标号是在机器上从上游向下游（机器方向）进行。 [0218] 表14 [0219] 变量 设置值 吸水/排液箱1流动 l/min 75 吸水/排液箱2流动 l/min 75 吸水/排液箱3流动 l/min 75 吸水/排液箱4流动 l/min 100 吸水/排液箱5流动 l/min 100 吸水/排液箱6流动 l/min 100 干燥器温度，区带1 °F（℃） 250（121） 干燥器温度，区带2 °F（℃） 235（113） 干燥器温度，区带3 °F（℃） 220（104） 金属丝的倾斜角度 度数 15 机器速度 fpm（m/min） 15（4.6） [0220] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有压力施加在它上。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有24.38英寸（61.93cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）被如实例7（表13）所示的来进行安排。 [0221] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有59.25lb/3000ft（2 96.43g/m2）的基础重量、25.95ft3/min（734.8l/min）的可渗透性、为13.1%（效率为 86.9%）的穿透度以及0.248英寸H2O的阻力。 [0222] 实例9 [0223] 使用实例7的配料（表11）来生产梯度介质。配料1中纤维的终浓度是0.036wt%。配料2中纤维的终浓度是0.041wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。表15中示出介质形成设备的运行参数。在适用时，表15中的不同区带或数量标号是在机器上从上游向下游（机器方向）进行。 [0224] 表15 [0225] 变量 设置值 吸水/排液箱1流动 l/min 150 吸水/排液箱2流动 l/min 150 吸水/排液箱3流动 l/min 150 吸水/排液箱4流动 l/min 120 吸水/排液箱5流动 l/min 100 吸水/排液箱6流动 l/min 75 干燥器温度，区带1 °F（℃） 250（121） 干燥器温度，区带2 °F（℃） 240（116） 干燥器温度，区带3 °F（℃） 230（110） 金属丝的倾斜角度 度数 15 机器速度 fpm（m/min） 15（4.6） [0226] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有压力施加在它上。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有21.25英寸（53.98cm）。混合分区板条（以上所描述的矩形工件）和槽缝（板条之间的间隔）是如表16中所示出的来进行安排，其中编号的顺序是从上游或最接近图14的近端322向下游或朝向远端324进行。第一特征（潜在地）是槽缝，它由近端322上的竖直壁和第一板条的位置限定。 [0227] 表16 [0228]混合分区特征 沿着网状物的距离，英寸（cm） 槽缝1 0.5（1.27） 板条1 6（15.24） 槽缝2 0.5（1.27） 板条2 6（15.24） 槽缝3 0.25（0.64） 板条3 8（20.32） [0229] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有63.7lb/3000ft22 3 （103.7g/m）的基础重量、23.7ft/min（671.1l/min）的可渗透性、11.0%（效率为89.0%）的穿透度以及0.258英寸H2O的阻力。 [0230] 实例10 [0231] 使用实例7的配料（表11）生产梯度介质。配料1中纤维的终浓度是0.034wt%。配料2中纤维的终浓度是0.044wt%。配料用于使用以上名称为介质形成设备和使用方法的部分中所概述的程序来形成介质。介质形成设备的运行参数与实例9中所使用的那些（表15）相同。 [0232] 当机器在运行时，混合分区外壳的可移动的/可拆除的竖直壁处于适当的地方，即，混合分区被封闭并且因此能够具有压力施加在它上。可移动的/可拆除的远端壁被设置成距离近端竖直壁有21.25英寸（53.98cm）。混合分区被配置成如同对于实例9中所配置的那样（表16）。 [0233] 在运行过程中，观察到封闭的混合分区是部分地充满的；因此，在运行过程中，在外壳中存在气隙，但是所有的槽缝都被配料1覆盖。所形成的梯度介质具有56.65lb/3000ft（2 92.20g/m2）的基础重量、31.95ft3/min（904.7l/min）的可渗透性、20.0%（效率为 80.0%）的穿透度以及0.187英寸H2O的阻力。 [0234] 实施例 [0235] 5.第一实施例 [0236] 本发明的第一实施例（独自地或与在这个部分中所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种用于制作无纺网状物的设备，所述设备包括：一个或多个来源，所述一个或多个来源被配置成分配第一流体流动流和第二流体流动流，其中至少所述第一流体流动流包含纤维；混合分区，所述混合分区在所述一个或多个来源的下游，所述混合分区被定位在所述第一流动流与所述第二流动流之间，所述混合分区限定了所述混合分区中的、允许所述两个流动流之间的流体联通的两个或更多个开口；封闭区，所述封闭区位于所述一个或多个来源的下游并且包围所述混合分区的至少一部分，其中所述封闭区被适配成对所述混合分区的至少一部分施加压力；以及接收区，所述接收区位于所述一个或多个来源的下游，并且被设计成接收至少一个合并的流动流并且通过从所述合并的流动流收集纤维而形成无纺网状物。 [0237] 在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，施加压力以迫使所述第二流动流通过所述混合分区中的一个或多个开口。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由流动到所述封闭区中的所述第二流动流对所述封闭区施加压力。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述第二流动流是在压力下被分配。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由液压压力来源对所述封闭区施加压力。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过所述封闭区内的一个或多个气隙的压缩而对所述封闭区施加压力。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压力来源对所述封闭区施加压力，所述压力来源未连接到第一流体流动流和第二流体流动流的一个或多个来源上。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括一个或多个阀，所述一个或多个阀被附加到所述封闭区上并且被适配成释放超过选定值的压力，或从所述封闭区释放未分配的第二流动流、或进行二者。 在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区的至少一部分、所述封闭区的至少一部分或二者被适配成是从所述设备可拆除的。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括一个流动分布室，所述流动分布室被定位在所述第二流动流的来源与所述封闭区之间、并且与所述来源和所述封闭区二者处于流体联通；其中所述流动分布室被适配成在横过网状物的方向上在所述混合分区上均匀地分布所述第二流动流。在任何这种第一实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区被配置成在所述无纺网状物中提供梯度。 [0238] 6.第二实施例 [0239] 本发明的第二实施例（独自地或与在这个部分中所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种用于制作无纺网状物的设备，所述设备包括：第一来源，所述第一来源被配置成分配包含第一纤维的第一流体流动流；第二来源，所述第二来源被配置成分配包含不同于所述第一纤维的第二纤维的第二流体流动流；混合分区，所述混合分区在所述第一来源和所述第二来源的下游，所述混合分区被定位在所述第一流动流与所述第二流动流之间，所述混合分区限定了所述混合分区中的、允许所述第一流动流与所述第二流动流之间的流体联通的两个或更多个开口；封闭区，所述封闭区位于所述第一来源和第二来源的下游并且包围所述混合分区的至少一部分，所述封闭区被适配成对所述混合分区的至少一部分施加压力；以及接收区，所述接收区位于所述第一来源和所述第二来源的下游，并且被设计成接收至少一个合并的流动流并且通过收集所述合并的流动流而形成无纺网状物。 [0240] 在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，对所述第二流动流施加压力以迫使所述第二流动流通过所述混合分区中的一个或多个开口。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由流动到所述封闭区中的所述第二流动流对所述封闭区施加压力。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述第二流动流是在压力下被分配。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由液压压力来源对所述封闭区施加压力。 在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过所述封闭区内的一个或多个气隙的压缩而对所述封闭区施加压力。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压力来源对所述封闭区施加压力，所述压力来源未连接到第一流体流动流和第二流体流动流的一个或多个来源上。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括一个或多个阀，所述一个或多个阀被附加到所述封闭区上并且被适配成释放超过选定值的压力，或从所述封闭区释放未分配的第二流动流、或进行二者。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区的至少一部分、所述封闭区的至少一部分或二者被适配成是从所述设备可拆除的。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述设备进一步包括流动分布室，所述流动分布室被定位在所述第二流动流的来源与所述封闭区之间、并且与所述来源和所述封闭区二者处于流体联通；其中所述流动分布室被适配成在横过网状物的方向上在所述混合分区上均匀地分布所述第二流动流。在任何这种第二实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区被配置成在所述无纺网状物中提供梯度。 [0241] 7.第三实施例 [0242] 本发明的第三实施例（独自地或与这个部分中所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种制作无纺网状物的方法，所述方法包括：从来源提供配料，所述配料包含至少一种第一纤维；在所述来源的下游的混合分区上分配所述配料，所述混合分区限定被配置成允许所述配料的至少一部分通过的两个或更多个开口，所述混合分区进一步包括封闭区，所述封闭区包围所述混合分区的至少一部分并且被适配成在所述混合分区中施加压力；在所述封闭区内施加压力；在位于所述来源下游的接收区上从通过所述两个或更多个开口的配料收集纤维，以便在所述接收区上形成湿层；并且将所述湿层干燥以形成所述无纺网状物。 [0243] 在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，对所述封闭区所施加的压力迫使所述配料通过所述混合分区中的开口中的一个或多个。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，以约10米/min至2000米/min的线速度形成所述无纺网状物。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，以约100米/min至1000米/min的线速度形成所述无纺网状物。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，以约500米/min至2000米/min的线速度形成所述无纺网状物。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述配料是来自第一来源的第一配料，并且在通过所述混合分区之后，所述第一配料与来自第二来源的第二配料相合并。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述第一来源和所述第二来源是加压的来源。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过将所述配料分配到所述封闭区中而对所述配料施加压力。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，配料来源是加压的来源。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由液压压力来源对所述封闭区施加压力。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压缩气体来源对所述封闭区施加压力。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，由压力来源对所述封闭区施加压力，所述压力来源未连接到配料来源上。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，在纤维的收集之后并且在湿层的干燥之前，对湿层施加一种或多种另外的材料。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述一种或多种另外的材料包括一种或多种树脂、粘合剂、填充剂、微粒、阻燃剂、化学反应性化合物、涂布材料、着色剂、抗氧化剂、杀菌化合物、杀真菌化合物，或其组合。在任何这种第三实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，通过喷涂、浸渍、帘幕式涂布、模压涂布、辊式涂布、凹版印刷涂布、或等离子涂布而施加另外的材料。 [0244] 8.第四实施例 [0245] 本发明的第四实施例（独自地或与这个部分中所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）涵盖一种封闭混合分区组件，所述组件包括：混合分区，所述混合分区被配置成在无纺网状物中提供梯度；以及外壳，所述外壳包围所述混合分区或所述混合分区的区段，以使得所述混合分区限定两个或更多个开口，所述外壳被适配成在其中提供施加的压力，其中所述组件进一步包括用于分配其中的流体的至少一个进口。 [0246] 在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，对所述外壳内的流体施加压力。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述外壳是长方体形状。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述外壳包括在所述至少一个进口的远端的可移动壁，其中所述可移动壁是沿着由所述混合分区所限定的平面可移动的。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，如权利要求38所述的组件进一步包括附接到所述外壳上并且被适配成在所述外壳内施加压力的一个或多个压力来源。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述压力来源是压缩空气或液压泵。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述组件进一步包括附接至它上的一个或多个阀或压力计。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区进一步包括一个或多个堰，所述一个或多个堰延伸到所述外壳中并且被适配成改进所述混合分区中的所述一个或多个开口附近的流体的流动。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述组件进一步包括流动分布室。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述混合分区中的所述两个或更多个开口被配置成穿过无纺网状物的厚度提供梯度，以使得所述梯度在横过网状物的方向上是基本上均匀的。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，所述两个或更多个开口是矩形槽缝，所述矩形槽缝基本上在混合分区的整个宽度上延伸，混合分区的宽度与网状物的横过网状物的尺寸和槽缝的长度相对应。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，槽缝的宽度是约0.05cm至25cm。在任何这种第四实施例（独自地或与在此所列出的任何其他实施例或实施例的组合相组合）中，任何两个槽缝之间的距离是约2cm至100cm。 |
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