当前，现有技术中存在用于形成包括多个基本上连续丝的熔喷介 质的许多设备和加工方法。在该领域中，例如在授予Lohkamp等人 的美国专利3825379和授予Harding等人的美国专利3825380中描 述了纤维成形装置或成纤器，该纤维成形装置或成纤器用来向收集 装置喷射合成树脂类材料的细丝。在该过程中，空气或其它气体的 射流作用于细丝上，以便将该细丝削弱为较细直径，并将其输送到 收集装置。纤维在收集装置上连续增加，直到获得期望尺寸和形态 的大量纤维。
从该一般概念发展出多个特定加工方法。这些加工方法中的其中 一个在授予Buntin等人的美国专利3849241中描述。它公开了一种 加工模具或成纤器，该加工模具或成纤器由包含用于细丝材料和减 细空气的独立的通道的模头组成。在操作期间，熔融树脂材料被迫 经过模头中的一个或多个小孔或喷丝板导向收集装置，并被位于材 料出口孔侧上的空气流减细。该工艺使用的收集法包括转鼓，以形 成连续垫。另一种这样的工艺在授予Pall的4021281号美国专利中 描述。它描述了在转鼓上连续形成熔喷介质幅面料，并以管状幅面 料形式沉积，该管状幅面料可切开成平展介质。另一种工艺在授予 Lin等人的4240864号美国专利中举例说明。该专利公开了一种加工 模具或纺丝头组件，它向旋转收集装置输送多个细丝。与细丝相关 的是减细空气流，其作用是当细丝向收集装置移动时使细丝减细。 Lin等人还公开了一种压辊，该压辊用于改变施加于在旋转心轴上聚 积的纤维上的压力，以提供改变纤维密度的过滤器。与Buntin等人 和Pall的工艺相同，在Lin等人的工艺中的单根细丝的直径不变地 经过全部介质。然而，与Buntin等人和Pall的相反，在Lin等人 的工艺中，生成的介质借助非圆柱压辊连续地受驱动离开旋转心 轴，以制造无芯深滤程滤芯(或深度过滤器件)。
另一种特殊的工艺由授予Pall等人的4594202号和4726901号 美国专利典型说明。与上述工艺类似，Pall的工艺包括具有多个单 独的喷丝板的成纤器或成纤器模，熔融细丝树脂被迫经过该喷丝板 导向收集心轴。还与上述其它工艺类似，该工艺公开了当细丝向收 集心轴移动时，为了使细丝减细，而使用空气或气体流。然而，该 工艺与上述工艺不同，因为它公开了一种在整个过滤器滤芯的径向 尺寸上用于改变纤维直径，同时对于每种程度的纤维直径变化都保 持基本上恒定的空隙体积的装置。这可通过顺序地改变一些参数以 便在旋转心轴上收集细丝期间影响纤维的直径，从而由Pall等人的 工艺实现。
尽管每个上述特定工艺通常适合某些应用，该每个工艺还具有一 些限制。例如，Pall等人(4594202和4726901)工艺的一种限制是， 它是非连续或半连续工艺。换句话说，通过在旋转心轴上堆积而成 减细的细丝形成有限长度的过滤器滤芯。当收集的细丝材料达到期 望的厚度时，过滤器结构移走，针对下一个过滤器滤芯的工艺重新 开始。
尽管Pall等人的专利(4594202和4726901)考虑了包括直径改 变的细丝的深滤程滤芯，仍存在多个限制。首先，Pall等人的工艺 不是一个连续的工艺，但针对每个制造的过滤器其必须重复。第二， 尽管Pall等人的一些过滤器滤芯具有直径变化的细丝，制造这种滤 芯的工艺存在限制。特别是，通过顺序改变细丝制造机构的多个操 作条件中的其中之一，来改变细丝直径。然而，无论何时引入这种 改变，系统花时间在重新达到平衡之前响应这种改变。响应的期限 与改变的程度成比例。由于在制造每个单独的过滤器滤芯期间引入 这种改变，导致工艺稳定性较低，变化性增加。而且，从一种直径 的细丝到另一种直径的细丝的转变以与时间有关的转变形式逐渐发 生，而不是突然发生，例如其结构包括两个或多个分离的细丝。
介质结构的重要性质是空隙体积百分比，即结构中的空气体积与 总介质结构体积之比。熔喷介质中的空隙体积百分比应尽可能高， 以便在过滤应用中获得许多期望的特性，例如高污物容量和低初始 压降。一般地，获得高空隙体积导致介质团的密度降低。还期望的 是降低介质团的密度，因为低密度介质要求低的材料使用率，并允 许材料成本降低，生产量提高，制造加快。
具有高空隙体积的介质的另一个优点是它们是柔顺的，以便插入 较大体积百分比的活性颗粒或纤维，同时在过滤应用中不会产生不 可接受的压降增加。例如，当活性碳颗粒形成时，它们可以分散在 介质中。而且，具有高空隙体积和低密度的团通常还在其它用途中 表现出优点，例如热绝缘，蒸发芯吸和冲击吸收材料。
然而，在现有技术的熔喷介质中，存在一个上限，超过该上限， 空隙体积百分比的进一步增加变得不符合要求。利用现有技术的教 导，试图制造低密度，高空隙体积的介质结构会导致纤维与纤维间 的结合降低，以及典型的不足够的结构强度。当在现有技术的结构 中空隙体积增加时，深度过滤器中使用的纤维介质更容易受流经其 的流体产生的压降压缩。当流体具有粘性时，这特别麻烦。如果空 隙体积百分比过高，在太低的差压下，过滤介质开始塌陷。当它塌 陷时，孔变小，差压增加，从而导致进一步压缩。这样，最终压降 的迅速增加降低而不是延长了介质的使用寿命，和污物的容量，对 于增加的空隙体积介质，这可能是期望的。使用极低密度(高空隙 体积)也能使过滤器很柔软，因此，很容易在正常处理时受损害， 更可能在使用中压缩和塌陷。
现有技术产品的缺陷是低密度过滤器常利用细纤维制造，因此， 具有细小的微米额定值，对于细纤维基质来说这是固有的。使用细 纤维获得低密度，同时保持容量以制造具有较大空隙结构的介质， 这是期望的。对于过滤应用，这意味着较粗的微米额定值，从而允 许过滤较宽范围的颗粒，而不会过滤器早期堵塞。这要求细纤维网 络以某种方式固定在更开放的结构中，从而避免细纤维天然包装的 趋势，这固有地会形成更细的空隙结构。
尽管现有技术存在制造熔喷介质的方法，每种方法以及由该方法 制造的产品在低介质密度下具有抗压强度的限制。因此，在本领域 需要一种改进的成本节约的熔喷介质。还需要一种制造该介质的连 续的方法和设备。

一种熔喷细丝团包括基本上连续的熔喷聚合物细丝团，和横向穿 过该团伸展的基本上连续的熔喷聚合物细丝。该团具有深度尺寸(或 维度)，纵向尺寸(或维度)，和纬度尺寸(或维度)。该团包括 多个层，多个层中的每层通常定向在纵向和纬度尺寸。横穿细丝通 常定向在深度尺寸，并经过该团的一层或多层伸展。在一个实施例 中，该团为筒形(或柱状)，且各层包括同心区域。在一个实施例 中，该团的芯部区域具有一种直径的细丝；该团的中部区域具有比 芯部区域的细丝大的直径；该团的外部区域具有比中部区域的细丝 大的直径。在一个实施例中，横穿纤维是将团的一层或多层结合在 一起的结合纤维。
深滤程滤筒(或深度过滤器筒)包括基本上连续的熔喷聚合物细 丝团，和横向穿过该团伸展的基本上连续的熔喷聚合物细丝。该团 具有深度尺寸，纵向尺寸，和纬度尺寸。该团包括多个层，多个层 中的每层通常定向在纵向和纬度尺寸。横穿细丝通常定向在深度尺 寸，并经过团的一层或多层伸展。在一个实施例中，该团为筒形， 且各层包括同心区域。在一个实施例中，该团的芯部区域具有带有 一种直径的细丝；该团的中部区域具有比芯部区域的细丝大的直 径；该团的外部区域具有比中部区域的细丝大的直径。在一个实施 例中，横穿纤维是将团的一层或多层结合在一起的结合纤维。
一种连续制造熔喷聚合物细丝团的方法包括：制造第一组熔喷聚 合物细丝，在收集装置上收集第一组聚合物细丝，以形成具有多个 层的管状细丝团，并在该细丝团上施加第二组熔喷聚合物细丝。第 一组通常沿一般平行于收集装置的轴线在线制造。第二组沉积在细 丝团上，以便第二组细丝经过第一组细丝的一层或多层伸展并与之 接合。该方法还包括沿收集装置推动细丝团，以形成不定长度的管 状细丝团，它具有第一主表面，和第二主表面。在一个实施例中， 第二组呈弧形运动施加。
附图说明
图1是总体表示用于连续制造非织造深滤程滤芯的系统的示意 图；
图2表示用于连续制造本发明的深滤程滤芯的系统构造的示意 图；
图2A是图2的设备的收集装置的放大视图；
图3是从图2A的线3-3看去本发明的深滤程滤芯的立视图；
图4是通常表示用于连续制造非织造深滤程滤芯的系统的第二 实施例的示意图；
图5表示图4的实施例的系统构造的示意图；以及
图6表示从图5的线6-6看去本发明的深滤程滤芯的第二实施 例的立视图。

具有改进的结构强度的本发明的熔喷介质可用于不同形式的熔 喷介质中，包括连续成形的筒式过滤器，连续成形的幅面料，结构 复合幅面料，和预浸渍纤维加强垫。本发明的熔喷介质包括基本上 连续的聚合物细丝团。该介质具有长度或纵向尺寸，宽度或纬度尺 寸，和深度尺寸。熔喷介质的主要的细丝通常定向在长度(x向或纵 向)和宽度(y向或纬度方向或在筒状团情况下为圆周方向)维度。 本发明的一个改进的特点是该介质还包括在深度(z)维度基本上连 续的聚合物细丝。允许设计成在x和y维度的主要的纤维和在z维 度的独立的结合纤维同时成形，并为特定应用需求在介质特定区域 进行工程设计。本发明还包括连续制造熔喷介质的方法。
熔喷介质的一个重要的实施例包括基本上连续的聚合物细丝的 筒状团。筒状团具有纵向或x维度，圆周或y维度，和径向或z维 度。筒状团的主要的细丝通常定向在纵向和圆周尺寸或x和y维度。 细丝团还包括在径向或z维度遍及筒状团伸展的基本上连续的聚合 物细丝。这些熔喷介质特别适用于制造细丝团，以便用于构造深滤 程滤芯。例如在一种管状过滤器中，本发明的介质允许形成自支撑 内芯区域，从而同时提供临界过滤区域。与如果相同量的结合细丝 均匀地分布在整个介质中相比，通过在芯部区域和邻近芯部区域内 设置较高百分比的结合细丝，过滤器设计制造成具有较高耐压强度 和较低密度。本发明还包括连续制造细丝团的方法。
本发明的一种证实有用的用途是颗粒过滤，特别是用于包括由多 个基本上连续的细丝构成的过滤器滤芯的深滤程滤筒，细丝被收集 以形成通常管状深滤程滤筒。本发明还涉及制造这种滤筒的方法和 系统。
为了获得低密度和刚性固定介质结构的独特的综合的好处，需要 敷设两种或多种同时形成的熔喷介质。具有降低了纤维与纤维间结 合的主要纤维的很细的基质用于形成低密度结构。第二来源的细丝 在初始介质成形时同时且有意地布置在初始介质z维度上，以提供 改进的纤维与纤维间结合，以及机械结构的互锁。因此，这些z细 丝形成更刚性的多孔结构，该结构具有显著增大的机械强度。初始 介质典型的形成基本上二维层，其纤维定向在x轴和y轴上，在层 之间只有附带的结合。已经发现将结合的z细丝布置在初始介质纤 维的成形层内，并贯穿两个或多个形成的初始介质层是有利的，这 些结合z细丝相对于初始介质基本上定向在z轴。这允许同时连续 的制造相对刚性的很细的熔喷介质，其中的纤维结构上锁定就位。
已经发现在初始介质成形时贯穿初始介质插入结合的z细丝是 有利的，这样结合的z细丝贯穿初始介质的一个或多个区域伸展。 还发现结合z细丝贯穿初始介质的各层伸展，从而从最终的初始介 质的一个主表面横穿到另一个主表面是有利的。在本发明的所述一 个实施例中，z细丝用作结合细丝，以制造具有改进的耐压缩的低密 度初始介质。可以想象在初始介质成形时贯穿初始介质的一层或多 层插入结合的z细丝可用来制造具有其它显著优点的介质。例如，z 聚合物可具有显著不同的物理或化学特性，这可导致制造的复合介 质显著的改进。工程设计这些z细丝的布置，复合和物理属性的能 力很有用，并提供机会来探测介质结构，这在现有技术中是不可能 的。
本发明的另一方面是在成形介质的一个或两个表面采用一个薄 层的结合纤维，以提供加工好的多孔表面。结合纤维在表面上粘附 到初始介质纤维上，从而消除介质表面上的松散纤维。发现的另一 个显著优点是结合纤维粘附到初始表面纤维上，并与表面的结构一 致。然后，结合纤维在冷却时收缩，这强化了生成表面的粗糙度。 令人惊奇的发现生成的加工表面的表面积是未加工初始介质表面的 表面积的约两倍。增加的表面积带来许多好处，特别适用于颗粒过 滤应用。外壳的双倍表面积允许外壳具有较低的空隙率，同时不会 导致过度的压降。而且，当使用过滤器时，一个颗粒滤饼收集在外 壳表面上，还导致压降增加。高的表面积允许在导致该压降增加之 前延长操作。而且，在滤筒实施例中，形成较硬的外壳避免了在制 造滤筒后在支撑笼中封闭过滤器的必要。
本发明的一个优选的实施例是一种用于构造深滤程滤芯的改进 的非织造细丝团，以及一种连续制造这种团的系统和方法。然而， 应能理解还可实施其它实施例。例如，尽管在一个优选实施例中描 述了一种筒状产品，本发明的教导适合扁平，片状，或平面产品。 例如可通过在大的鼓上制造介质，然后沿其长度切割生成的筒状介 质，以获得片材，来制造这种扁平产品。
图1通常表示用来连续制造不定长度的细丝团的的系统的一个 实施例。然后，团可切成多个期望长度的单根细丝元件。类似的系 统在授予Szczepanski等人的5340479号美国专利中公开，该专利 的全部内容在此提出作为参考。系统10的图示实施例包括马达驱动 螺旋型挤压机12，其具有来自一个来源(未示出)的热塑聚合材料。 特殊的热塑聚合材料可以是能够制造用于制造本发明的深滤程滤芯 的细丝的各种合成树脂材料中的任一种。尽管作为公知的聚合材料 种类的聚丙烯是优选的，还可以使用聚酯，尼龙，聚氨酯和其它材 料。
在挤压机12内，聚合材料加热到熔融状态，此时，它经计量并 输送到加热输送管线14内。材料在管线14内保持或进一步加热， 并最终引导至细丝成形装置，在一个实施例中，其成两个细丝输送 系统16和18的形式。每个输送管线16和18制造一个或多个基本 上连续的聚合物细丝，并沿预定路径向一个收集装置引导该细丝， 这将在下面详细描述。
细丝输送系统16包括一个马达驱动齿轮型容积式计量泵20，该 容量泵20从加热输送管线14接受熔融聚合材料，并将其泵送到加 热器部件22。驱动计量泵20的马达24的速度，以及经过泵20计量 材料的速率，由适当的控制器26电控制。
借助加热装置(未示出)独立加热的加热器部件22设有内部通 道，该内部通道导向多个喷嘴27，28和29。加热装置以及加热器部 件22内的聚合材料的温度由温度控制器30控制。每个喷嘴27，28 和29包括一个孔口，孔口的尺寸可以根据需要选择，以帮助获得期 望的细丝尺寸或直径。进给到每个喷嘴27，28和29的熔融材料成 流状离开相应的孔口。
与每个喷嘴27，28和29相关的是减细机构31，32和33、该减 细机构包括多个气体喷嘴或空气喷嘴。流出减细机构31，32和33 的气体的功能在于使流出喷嘴27，28和29的熔融材料流减细，以 形成本领域公知形式的聚合物细丝。因此，减细机构31，32和33 可以是本领域公知的任何设计，它在授予Lin的4173443号美国专 利中描述，公开的该专利在此提出作为参考。
减细机构31与可选择的气体加热器34和供气源36相关联。供 气源36借助管道38和适当的阀以及调节器向加热器34供气。借助 温度控制器40，加热器34的温度升高或降低到期望的温度。然后， 气体从加热器34经过管道42进给到减细机构31。减细机构31，32 和33可以包含来自例如参考图1所述的共同的供气源的气体，或者 替代地，独立控制的气体源可用于每个减细机构31，32和33。
除了细丝输送系统18最好包括一种装置，该装置以与系统16 内使用的一个或多个喷嘴制造的细丝积极混合的方式输送细丝外， 细丝输送系统18基本上与上述系统16类似。细丝输送系统18可包 括一个或多个聚合物喷丝头。一个实施例采用一个喷嘴44，该喷嘴 44包括减细装置54(如图2在后所示)的扫摆机构。特别是，系统 18包括加热器部件46，独立驱动的容积式计量泵48和马达50。加 热器部件46设有喷嘴44和温度控制器52。系统18还设有与喷嘴44 相关联的减细机构54。压缩气体从供气源56借助管道58通到减细 机构54。至于输送系统16，系统18中的每个减细装置与未示出的 可选的气体加热器相关联。提供的独立的细丝输送系统16和18单 独受到控制，且由每个系统16和18制造聚合物细丝。
输送系统16和18制造分立的实质上连续的聚合物细丝流，该细 丝以喇叭形图形66，68，70和72分布，并分别从喷嘴27，28，29 和44和减细机构31，32，33和54向细丝收集装置74引导。最好 在相邻的细丝图形66，68和70内存在一些重叠，因此，每个图形 的细丝与对应相邻的图形的细丝连接，从而产生整体的管状细丝 团。细丝收集装置74包括中心的可旋转的收集装置76例如心轴或 鼓，它从驱动马达78伸展。绕驱动轴81旋转的压辊部件80靠近心 轴76布置并相互分隔开。
在操作期间，基本上连续的聚合物细丝流66，68和70成喇叭形 图形导向旋转心轴76，并以本领域公知的方式在其上收集。尽管心 轴76已图示，期望还可使用其它收集装置，例如大直径鼓。同时， 往复或摆动流72沉积为基本上连续的细丝或纤维流，该细丝或纤维 流跨过流66的远边82和流70的远边84之间的距离，并横穿细丝 的各层，细丝的各层由流66，68和70敷设。旋转压辊80与积聚在 旋转心轴76上的细丝接合。当足够的细丝堆积在心轴上76上时， 压辊80强制非织造细丝团或纤维结构86在箭头88的方向上离开心 轴76的轴向端部，以便制造不定长度的连续的细丝团86。细丝团86 具有径向维度，纵向尺寸，和圆周尺寸。整个细丝收集装置74可以 与授予Lin的4240864号美国专利所述的类似，该专利的全部内容 在此提出作为参考。
为了更完整的理解本发明，参见图2，图2是图1所示设备的示 意图。该设备构造成连续制造本发明的深滤程滤芯。如图2所示， 采用四个细丝制造装置，每个装置包括一个喷嘴和一个减细机构， 例如喷嘴27，28，29和44以及减细机构31，32，33和54。喷嘴27， 28和29沿公共轴线90纵向对齐，该公共轴线90最好从平行于心轴 76起偏离约0-15度。在一个优选实施例中，喷嘴27，28和29定 位成分开约4英寸。每个喷嘴27，28和29分别包括限定了一个轴 线92，94和96的孔口，即最好垂直于轴线90，并从垂直于心轴76 偏离约0-15度。轴线93，94和96通常对应于离开相应的喷嘴开 口的熔融聚合物流体轴线。在一个优选的实施例中，喷嘴27，28和 29定位在距离心轴76约35-40英寸，最好以约400RPM的速率旋 转。该朝向导致导向心轴76的喇叭形细丝图形66，68和70。
细丝图形(或图案)66，68和70包括具有小于约1微米至约100 微米之间的直径的聚合物细丝。在一个优选的实施例中，细丝图形 66包括最小直径的细丝；细丝图形68包括中间直径的细丝；和细丝 图形70包括最大直径的细丝。作为一个非限制性的实例，通过在深 度过滤器中穿过一个孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴以每小时约11磅 的速率挤压聚丙烯，该聚丙烯加热到约325℃至约400℃之间的温 度，同时，离开喷口的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约13标 准立方英尺的速度经过外界大气，这样，制造细丝图形66，68和70 的聚合物细丝。可以理解本领域的普通技术人员很容易确定其它适 当的参数组合。应认识到操作参数可以在细丝图形66，68和70之 间变化，以制造不同密度和纤维尺寸的区域。
相对的细丝图形66，68和70，喷嘴44和减细机构54制造细丝 图形72。如图2A最佳所示，细丝图形72包括在往复横向图形中移 动的图形72A，最好覆盖初始图形边缘82和84之间的距离。作为替 换，细丝图形72覆盖小于边缘82和84之间的距离。细丝图形72 最好从位于压辊80之上或之下的位置的一个或多个喷嘴44开始， 以便图形72从喷嘴44移动到心轴，并无需直接喷射到压辊80上而 位于成形的细丝团86上。
减细机构54最好包括伺服驱动扫摆机构98(见图2)，它允许 减细机构54扫摆一个角度，以便细丝图形72A(见图2A)沿细丝团 86的纵向尺寸在纤维图形66，68和70间来回横移。当图形72A横 过纤维图形66，68和70时，它横跨整个沉积图形沉积成基本上连 续的聚合物细丝，并在初始图形边缘82和84之间伸展。在形成的 细丝团86中，沿边缘82沉积的细丝图形66的纤维形成第一主表面 97(图3所示)，沿边缘84沉积的细丝图形70的纤维将形成第二 主表面99(图3所示)。在另一个实施例中，喷嘴44可往复摆动， 以便扫摆结合的细丝图形72。
在图2所示的优选实施例中，扫摆机构98包括伺服驱动马达， 它具有凸轮和随动机构。其它适当的装置，例如AC/DC驱动机构曲 柄和推杆机构，例如，这也是可接受的。在一个优选的实施例中， 扫摆机构98以每分钟约950次摆动的频率运行。如所示，喷嘴44 的减细机构54定向为制造气流，这导致喇叭形细丝图形72导向心 轴76。
在一个优选的实施例中，喷嘴44定位在距离心轴76约18-22 英寸。由于喷嘴44定位在比喷嘴27，28和29更靠近心轴76，细丝 图形72的纤维在与细丝团86接触之前具有很少的时间冷却，因此， 比细丝图形66，68和70的纤维更热，且更具粘性。最好，细丝图 形72的纤维当与细丝图形66，68和70的纤维接触时相对成液体。 由于皮肤或外壳没有完全在细丝图形72的纤维上形成，它在接触时 瞬间与细丝图形66，68和70的纤维粘合。然而，要求细丝图形72 的纤维部分减细或冷却，以避免细丝图形66，68和70的纤维融化。
在一个替代实施例中，胜过使喷嘴44定位成比喷嘴27，28和 29更靠近心轴76，减细机构54壳使用比减细机构31，32和33更 少的空气或更热的空气。这种布置还导致细丝图形72的纤维比细丝 图形66，68和70的纤维更热和更具粘性。本领域公知的其它替代 的工艺可用来传输细丝图形72的纤维。例如，可以想象细丝图形72 的纤维比细丝图形66，68和70的纤维更冷，以便带来机械优点而 不是在上述实施例中所教导的热结合。
细丝图形72包括具有小于约1微米至约100微米之间的直径的 聚合物细丝。作为一个非限制性的实例，通过在本发明的深度过滤 器中穿过一个孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴以每小时约8磅的速率 挤压聚丙烯，该聚丙烯加热到约325℃至约400℃之间的温度，同时， 离开喷口的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约7标准立方英尺 的速度经过外界大气，这样，制造细丝图形72的聚合物细丝。可以 理解本领域的普通技术人员很容易确定其它适当的参数组合。
如图2A更完整所示，图2A是图2的收集装置的放大视图，在心 轴76上制造积聚的细丝团86。细丝图形72包括往复锥形细丝图形 72A，该图形72A在图形边缘82和84之间扫摆，以制造总体更宽的 锥形图形72。在一个优选实施例中，压辊80相对于心轴76成一个 角度定向，辊缘100与心轴76接触。作为一个非限定性的实例，压 辊80的外表面102相对于心轴76成角地移动约3°。在一个实施例 中，辊缘100接触靠近细丝图形66的边缘82的心轴76。由于压辊 80的倾斜布置，在收集细丝团86中的细丝的压缩沿压辊80的长度 变化。这导致在径向维度细丝团具有改变的密度梯度，细丝图形66 的细丝密度通常大于细丝团的细丝密度，该细丝团包括细丝图形68 和70。
来自细丝图形66，68和70的纤维通常形成材料的二维垫或层， 该材料的二维垫或层在心轴76上连续成形，以生产由许多层纤维组 成的细丝团86。这些纤维描述成铺设在X-Y平面内，或在纵向和圆 周或纬度尺寸。当形成纤维时，层置于层上，他们制成径向或深度 尺寸。细丝图形72A的扫摆运动，与心轴76的旋转结合，导致纤维 离开喷嘴44与团86形成整体，并构成“z”方向纤维，它经过细丝 图形66，68和70构成的区域径向伸展。
图3表示从图2A的线3-3看去细丝团86的立视图。细丝团86 包括第一主表面97，第二主表面99，和同心过滤区域104，106和 108，细丝110在径向提供附加的细丝团强度。细丝110用作纤维结 构加强元件。细丝110经过整个细丝团86伸展，并在径向、纵向和 圆周尺寸伸展。
通常，细丝区域104由细丝图形66制造；细丝区域106由细丝 图形68制造；细丝区域108由细丝图形70制造；细丝区域110由 细丝图形72制造。细丝区域104，106和108最好呈现不同的物理 特性。例如，过滤区域104可包括较小直径的细丝；过滤区域106 可包括中间直径的细丝；过滤区域108可包括较大直径的细丝。细 丝区域104，106和108最好具有直径尺寸范围从小于约1微米至约 100微米的细丝。细丝110和172可以具有等于，大于或小于过滤区 域104，106和108的细丝的平均直径的直径。在一些实施例中，过 滤区域104可具有较高密度的细丝；过滤区域106可具有中间密度 的细丝，过滤区域108可具有较低密度的细丝。在另一个实施例中， 过滤区域104，106和108密度可具有其它变化。
在一个实施例中，通常在每个团104，106和108内缺乏纤维与 纤维间的结合。通过“z”向纤维110和纤维区域104，106和108 之间的结合，实现细丝团86内的初始结合。介质的选定的区域制成 刚性很大，以提供还承载生成的机械荷载的过滤层，从而消除在给 定的过滤器装置内对单独的结构元件的需求。
对于一个实施例，图3表示“z”纤维的近似朝向，在心轴76 的一次旋转(图2A所示)期间，敷设“z”纤维。在该实施例中， 在“z”纤维的伺服驱动扫摆的移动速率与心轴76的旋转速率之间 的关系似得“z”纤维110以连续方式从芯部区域或底部区域104至 外壳或顶部区域108布置，并在形成团86期间，在旋转约120度或 以下期间，返回到团86的芯部区域104。下面描述在心轴76的一次 旋转中“z”纤维110的路径。当细丝图形72A靠近图形边缘82时， “z”纤维110布置在靠近芯部区域104的芯部的细丝团86上。当细 丝图形72A向图形边缘84扫摆，“z”纤维110横过区域104，106 和108布置，直到它到达外壳区域108外侧。心轴76旋转，同时细 丝图形72A扫摆，因此，“z”纤维110也在圆周方向围绕过滤器团 86移动。这样，“z”纤维110径向、纵向和圆周经过过滤器团86 运行。在团86为平面而非圆周的情况下，“z”纤维110可以描述成 在团86的长度，宽度和厚度维度伸展。
过滤器团86仅在心轴76多次旋转后堆积而成，这样，过滤器团 86包括“z”纤维110的幅面料，该“z”纤维110用来在整个三维 方向将来自区域104，106和108的纤维固定在一起，从而给细丝团 86赋予强度，并提供抗张支撑。由于团86的纤维在三个方向上固定 就位，细纤维的弯矩最小化，从而使脏物释放最少并在增加的压降 下成沟。当在低密度介质中使用这种细纤维时，这种不理想的脏物 释放和成沟却是期望的。
在一个实施例中，区域104，106和108的纤维包括过滤器团86 的纤维的约75-95％，“z”纤维110包括过滤器团86的纤维的约5 -25％，更好的是，区域104，106和108的纤维包括过滤器团86 的纤维的约80-90％，“z”纤维110包括过滤器团86的纤维的约 10-20％；最好，区域104，106和108的纤维包括过滤器团86的 纤维的约85％，“z”纤维110包括过滤器团86的纤维的约15％。 在一个优选的实施例中，扫摆机构98可调节，以控制沉积在每个区 域104，106和108内的“z”纤维110的量。在一个实施例中，较高 百分比的“z”纤维110在芯部区域104内比在区域106和108内沉 积的多。这可通过减慢芯部区域104内的机构98的扫摆来实现。例 如，“z”纤维110可在芯部区域104内构成总纤维的约25％，和外 壳区域108的约3％。该构造给过滤器团86的芯部区域提供附加的 强度，该强度需要以保持过滤器使用时的抗压扁性。
区域104，106和108的纤维可包括不同的材料，它可以是不同 尺寸，或者可以具有不同的性能。例如，在每个区域内的纤维的直 径可从芯部区域104至外壳区域108逐渐增大。每个区域还可呈现 与每个相邻的区域不同的密度。例如，区域的密度可从芯部区域104 至外壳区域108逐渐降低。对于本领域的普通技术人员来说，其它 替代也是显然的。
通过将纤维固定在一个开口的支撑结构上，细丝团86的独特构 造允许高空隙体积，且不会牺牲强度。这样，本发明的细丝团86显 示比现有技术的介质显著大的机械强度与重量比。细丝团86可以形 成期望的任意厚度。在一个实施例中，细丝团86具有约1.15英寸 的内径，和约2.5英寸的外径。在一个实施例中，细丝团86具有每 十英寸部段约95克或更小的团，和至少约40psi的压碎强度。高 空隙体积导致细丝团86具有较大的脏物存留容量，较长的元件寿 命，和较低的压降。而且，与传统的纤维相比，它允许细丝团86制 造的更快，和所用材料更少。在一个优选的实施例中，细丝团86的 十英寸部段可在约15秒内制造，并在20微米具有90％的保留率。
图4是通常表示用于连续制造非织造深滤程滤芯的系统的第二 实施例的示意图。图4与图1类似，但还包括细丝输送系统114，喷 嘴116，减细机构118，喇叭形图形120，和壳成形细丝输送系统122。 附加的喷嘴116，减细机构118，和喇叭形图形120与上述喷嘴27， 28和29；减细机构31，32和33；和喇叭形图形66，68和70类似。 尽管图示了细丝输送系统16的四个这样的喷嘴，减细机构，和喇叭 形图形，可以想象它们可使用更多或更少。在一个实施例，喷嘴27， 28，29和116定位在距离心轴76约35英寸至约40英寸。
除了细丝输送系统114最好包括用于输送细丝的装置外，细丝输 送系统114基本上与上述系统16类似，输送细丝的装置以与系统16 内使用的一个或多个喷嘴制造的细丝混合的方式输送细丝。细丝输 送系统114可包括一个或多个聚合物挤丝头。一个实施例中采用具 有减细装置126的一个喷嘴124，它定位成相对于心轴76成锐角，， 以便输送成椭圆图形与细丝团127接触的细丝图形或细丝流128，该 椭圆图形与细丝图形66，68，70和120和细丝输送系统18混合。
系统114包括加热器部件130，独立驱动的容积式计量泵132和 马达134。加热器部件130设有喷嘴124和温度控制器136。系统114 还设有与喷嘴124相关联的减细机构126。压缩气体从供气源138借 助管道140通到减细机构126。至于输送系统16，减细装置126与 未示出的可选的气体加热器相关联。尽管每个细丝输送系统18和114 在径向或z维度制造横穿细丝团127的细丝，提供的独立的细丝输 送系统18和114单独受到控制，且由每个系统18和114制造聚合 物细丝。在一个实施例中，细丝输送系统114的材料源是借助输送 管线14的挤压机12；在另一个实施例中，系统114的材料源独立以 提供替代细丝输送系统16，18和122中使用的材料。
输送系统114制造离散的实质上连续的聚合物细丝流，该细丝以 喇叭形图形128分布，并从喷嘴124和减细机构126向细丝收集装 置74引导。在操作期间，细丝流128成喇叭形图形向旋转心轴76 引导。在一个实施例中，细丝图形128跨过流66的远边82和流120 的远边142之间的距离。在一个替代的实施例中，细丝图形128未 跨过远边82和142之间的距离，但却覆盖了细丝团127的成形层的 重要部分，例如细丝图形128覆盖的距离大于每个初始细丝流66， 68，70和120分别覆盖的距离。最好，细丝图形128覆盖的距离大 于两个或多个相邻的初始细丝流66，68，70和120覆盖的距离。在 一个实施例中，喷嘴124布置成距离心轴76约10-13英寸。在一 个实施例中，喷嘴124布置成相对于心轴76成约10度至约20度的 锐角，最好相对于心轴76成约15度。
除了壳成形细丝输送系统122最好构造并定位成在细丝团127 的外部柱状表面上的相对平滑的外壳区域112(见图6)外，壳成形 细丝输送系统122基本上与上述系统16类似。壳成形细丝输送系统 122最好使用相对于细丝输送系统16的不同的定位，聚合物生产率， 和空气减细设定值。与系统16相比，喷嘴144最好布置成靠近心轴 76，并使用较低的聚合物生产率；另外，减细机构146很少使用空 气减细。与系统16类似，壳成形细丝输送系统122包括加热器部件 148，计量泵150，马达152，温度控制器154，供气源156，和管道 158。
作为一个非限定性实例，通过在深度过滤器中穿过一个孔尺寸约 为0.016英寸的喷嘴144以每小时约1磅的速率挤压聚丙烯，该聚 丙烯加热到约270℃至约325℃之间的温度，同时，离开喷口的熔融 聚合物流在温度约25℃以每分钟约1.5标准立方英尺的速度经过外 界大气，这样，制造细丝图形162的聚合物细丝。在一个实施例中， 喷嘴144布置成距离心轴76约3-6英寸。可以理解本领域的普通 技术人员很容易确定其它适当的参数组合。
喷嘴144最好布置成使得这样形成的细丝沉积在由细丝图形120 形成的外部区域170上(如图6所示)。该构造形成很浅的区域或 外壳112，并具有显著的纤维与纤维结合，包括外壳112的纤维和外 部区域170的纤维之间的部分结合。外壳112的纤维与纤维间的结 合实质上消除了在最终的细丝团127的表面99上的松散纤维的存 在，并显著增加了生成表面99的表面积。
图5是表示图4的实施例的系统构造的示意图。如图5中的一个 实施例所示，细丝输送系统16包括四个细丝制造装置，每个装置包 括一个喷嘴和一个减细机构，例如喷嘴27，28，29和116以及减细 机构31，32，33和118。喷嘴27，28，29和116沿公共轴线90纵 向对齐，该公共轴线90最好从平行于心轴76起偏离约0-15度。 在一个优选实施例中，喷嘴27，28，29和116定位成分开约4英寸。 每个喷嘴27，28，29和116分别包括限定了一个轴线92，94，96 和160的孔口，即最好垂直于轴90，并从垂直于心轴76偏离约0- 15度。轴93，94，96和160通常对应于离开相应的喷嘴开口的熔融 聚合物流体轴。在一个优选的实施例中，喷嘴27，28，29和116定 位在距离心轴76约40英寸，最好以约400RPM的速率旋转。该朝 向导致导向心轴76的喇叭形细丝图形66，68，70和120。
细丝图形66，68，70和120包括具有小于约1微米至约100微 米之间的直径的聚合物细丝。在一个优选的实施例中，细丝图形66 包括最小直径的细丝；细丝图形68包括中间直径的细丝；细丝图形 70包括较大直径的细丝，细丝图形120包括最大直径的细丝。作为 一个非限制性的实例，通过在深度过滤器中穿过一个孔尺寸约为 0.016英寸的喷嘴以每小时约11磅的速率挤压聚丙烯，该聚丙烯加 热到约325℃至约400℃之间的温度，同时，离开喷口的熔融聚合物 流在温度约25℃以每分钟约13标准立方英尺的速度经过外界大气， 这样，制造细丝图形66，68，70和120的聚合物细丝。可以理解本 领域的普通技术人员很容易确定其它适当的参数组合。应认识到操 作参数可以在细丝图形66，68，70和120之间变化，以制造不同密 度和纤维维度的区域。
细丝图形72包括成往复横向图形移动，最好覆盖初始图形边缘 82和142之间的距离的图形72A。作为替代，细丝图形72覆盖小于 边缘82和142之间的距离。替代机构54最好包括伺服驱动扫摆机 构98，它允许减细机构54扫摆一个角度，以便细丝图形72沿细丝 团127的纵向尺寸在纤维图形66，68，70和120间来回横移。当图 形72A横过纤维图形66，68，70和120时，它横跨整个沉积图形沉 积成基本上连续的聚合物细丝，并在初始图形边缘82和142之间伸 展。在形成的细丝团127中，沿边缘82沉积的细丝图形66的纤维 形成第一主表面97(图6所示)，沿边缘84沉积的细丝图形70的 纤维将形成第二主表面99(图6所示)。在另一个实施例中，喷嘴 44可往复摆动，以便扫摆结合的细丝图形72。
来自细丝图形66，68，70和120的纤维通常形成材料的二维垫 或层，该材料的二维垫或层在心轴76上连续成形，以生产由许多层 纤维组成的细丝团127。这些纤维描述成铺设在X-Y平面内，或在纵 向和圆周或纬度尺寸。当形成纤维时，层置于层上，他们制成径向 或深度尺寸。细丝图形72A的扫摆运动，与心轴76的旋转结合，导 致纤维离开喷嘴44与团127形成整体，并构成“z”方向纤维，它经 过细丝图形66，68，70和120构成的区域径向伸展。
在图5所示的实施例中，细丝图形128最好由喷嘴124和减细机 构126同时制成，该喷嘴和减细机构定位成距离心轴76约13英寸， 在一个实施例中，喷嘴124和减细机构126最好为静止的或固定的， 因为细丝图形128不象细丝图形72A一样摆动或往复。在一个替代 的实施例中，图形128摆动或往复。图形128的细丝最好与横过细 丝图形66，68，70和120的图形72的细丝混合。在一个实施例中， 这通过相对于心轴76成一个锐角引入细丝图形或流128来实现，从 而导致细丝图形128的相当椭圆横截面与旋转的形成的细丝团127 接触。
如图5所示，扫摆细丝流72A截取细丝流128，有助于将细丝流 128固定在形成的细丝团127上。而且，喷嘴144和减细机构146最 好将壳成形细丝图形162引导至细丝团127的一部分上，该细丝团 127基本上到达其最终的圆周上。
图6图示了从图5的线6-6看去本发明的深滤程滤芯的第二实 施例的立视图。细丝团127包括第一主表面97，第二主表面99，和 同心过滤区域164，166，168，和170，细丝110和172在径向提供 附加的细丝团强度。细丝110和172用作纤维结构127的加强元件。 细丝110和172经过细丝团127伸展，并在径向、纵向和圆周尺寸 伸展。
通常，细丝区域164由细丝图形66制造；细丝区域166由细丝 图形68制造；细丝区域168由细丝图形70制造；细丝区域170由 细丝图形120制造，细丝110由细丝图形72制造，细丝172由细丝 图形128制造。细丝区域164，166，168和170最好呈现不同的物 理特性。例如，过滤区域164可包括较小直径的细丝；过滤区域166 和168可包括中间直径的细丝；过滤区域170可包括较大直径的细 丝。细丝区域164，166，168和170最好具有直径尺寸范围从小于 约1微米至约100微米的细丝。在另一个实施例中，例如，过滤区 域164可具有较高密度的细丝；过滤区域166和168可具有中间密 度的细丝，过滤区域170可具有较低密度的细丝。
在一个实施例中，通常在分别由细丝图形66，68，70和120制 造的每个团164，166，168和170内缺乏纤维与纤维间的结合。通 过“z”向纤维110和172与区域164，166，168和170的细丝之间 的结合，实现细丝团127内的初始结合。介质的选定的区域制成刚 性很大，以提供还承载生成的机械荷载的过滤层，从而消除在给定 的过滤器装置内对单独的结构元件的需求。
如上面图3所述来制造纤维110。纤维172如下形成：当细丝图 形128的细丝流靠近图形边缘82时，“z”纤维172布置在靠近表面 97区域的细丝团127上。当细丝图形128的细丝流向图形边缘142 扩张时，“z”纤维172布置成横贯区域164，166，168和170，直 到它达到外部区域170的外侧。心轴76旋转，同时细丝图形128喷 射，以便“z”纤维172也在圆周方向围绕过滤器团127移动。这样 “z”纤维径向，纵向和圆周方向经过过滤器团127。在团127为平 面而不是柱形，胶合纤维17可描述为在团127的长度，宽度和厚度 维度伸展。
在一个优选实施例中，细丝图形128定位成使得与纤维团127 接触的椭圆形横截面部分横过一个或多个区域164，166，168和170； 然而，细丝图形128不需要横过所有的区域164，166，168和170。 细丝图形128的椭圆形横截面产生朝向的纵向分量。设置有细丝流 128的形成的纤维团127具有锥形，这产生朝向的径向分量。心轴26 旋转，以提供具有围绕过滤器团127的朝向的圆周分量的细丝172。 这样，“z”纤维172在整个过滤器团127上径向，纵向和圆周方向 分布。尽管图示了一个喷嘴124以制造细丝172，可以想象还可使用 具有其它位置和构造的不同数量的喷嘴。
在一个实施例中，区域164，166，168和170的纤维包括过滤器 团127的纤维的约75-95％，“z”纤维110和172包括过滤器团127 的纤维的约5-25％；更好的是，区域164，166，168和170的纤维 包括过滤器团127的纤维的约80-90％，“z”纤维110和172包括 过滤器团127的纤维的约10-20％；最好，区域164，166，168和 170的纤维包括过滤器团127的纤维的约85％，“z”纤维110和172 包括过滤器团127的纤维的约15％。
本发明的新的和不期望的性能是不显著增加介质的密度即可制 造增强的整体滤芯。在熔喷工艺过程中，这通过在区域164，166， 168和170的初始过滤纤维上沉积结合纤维110和172来实现。结合 纤维110和172的附加的热能允许高度无定形聚丙烯初始过滤纤维 显著增加结晶度，这将增强介质。
区域164，166，168和170的纤维可包括不同的材料，它可以是 不同尺寸，或者可以具有不同的性能。例如，在每个区域内的纤维 的直径可从芯部区域164至外部区域170逐渐增大。每个区域还可 呈现与每个相邻的区域不同的密度。例如，区域的密度可从芯部区 域164至外部区域170逐渐降低。而且，在一个实施例中，与区域 162，166，168和170的初始纤维相比，一个或两个“z”纤维110 和172具有不同的材料性能。例如，纤维110和/或172可以是反应 催化剂或毒素的吸收剂或吸收材料，病毒，蛋白质，有机物，或重 金属。在一个优选的实施例中，结构加强纤维或吸收110和172的 直径与区域164，166，168和170的初始过滤纤维的直径可比较， 因此，纤维110和172不仅有助于吸收团127的强度，还有助于其 过滤性能。对于本领域的普通技术人员来说，其它替代也是显然的。
以这里所述的方式形成的深滤程滤芯证明具有极佳的颗粒过滤 和流体通过能力。例如，与类似的额定过滤器(例如在去除20微米 颗粒时90％有效性)相比，本发明的深度过滤器证明具有约两倍的寿 命和脏物存储能力。而且，本发明的深滤程滤芯允许流体通过量经 过过滤器在流体压力下降低的程度最小。
过滤器性能取决于许多因素的结合，包括下面因素：过滤器能够 去除的污物的大小(效率)，在堵塞前过滤器能够容纳的污物量(脏 物存储能力)，和在整个寿命期间或在可变的操作条件下过滤器功 能的可靠性。
对于任何给定的过滤器，脏物存储能力(DHC)，和过滤器效率 通常负相关。颗粒团随管半径而变化，因此，仅捕获较大颗粒并让 小颗粒通过的低效率过滤器在堵塞前可获得更大重量。
对于本领域的普通技术人员来说，显然DHC和滤筒重量通常也是 负相关。通过取出滤筒中的材料，从而留下更多空间(空隙体积)， 空间内可聚集捕获的污物，这样，可实现固定容积滤筒的重量降低。 显然从滤筒取出材料，其它全部的变量保持恒定，这使滤筒更弱(低 过滤器耐压强度)。
过滤器耐压强度是用来精确测量过滤器滤筒的可靠性的典型量 度。如果过滤器太软，在整个使用寿命期内或在可变操作条件下， 其功能将不会可靠。对于熔喷领域的普通技术人员来说，显然通过 改变纤维直径，以及其它处理参数，可处理在固定的过滤器重量下 的过滤器耐压强度，通常，较大的纤维制造较高的耐压强度。将过 滤器构造改变为较大直径通常会使孔尺寸在一定程度上增加，从而 导致较低的存留效率。
为了过滤器对比，考虑到这些主要的过滤器性能和构造变化，提 出Madsen性能比(M)。
M比率＝(DHC×耐压强度)/(μm@90％×过滤器重量)
·DHC以克计
·耐压强度为没平方英寸磅数(psi)
·μm@90％指过滤器在90％效率下生产的颗粒尺寸(μm)
·过滤器重量(未使用的过滤器)以克计
较高的比率值指过滤器中材料的利用较佳，这意味着与具有较低 比率值的过滤器相比，过滤器具有较好的强度平衡，污物存储能力， 和去除效率
尽管所述的优选实施例和方法很特殊，预期在不超出本发明的实 质的前提下，本发明可作不同的修改。因此，期望本发明的范围由 附后的权利要求书而不是由图示的实施例的说明来限定。例如，预 期本发明的教导可以适合平坦或片式过滤器和其它构造的产品。另 外，本发明还可以利用“z”纤维172而不是“z”纤维110实施， 反之依然。利用“z”细丝输送系统18和114的一个优点是多个来源 的系统给操作者提供更大的控制度。另外，尽管图示了每种类型的 细丝输送系统16，18，114和122中的一种，预期还可以使用一种 或多种类型的多系统。
而且，预期来自不同输送系统的细丝的角色可以更换。例如，在 一个实施例中，初始过滤细丝由系统16制造，结合或结构增强细丝 由系统18和14制造。在另一个实施例中，初始过滤细丝由一个或 两个系统18和114制造，结合或结构增强细丝由系统16制造。操 作参数和条件由本领域的普通技术人员使用，以获得期望的团中的 细丝的结合。
实例1
将本发明的过滤器与标准的过滤器对比，对于10微米颗粒大小 (A.C.细试验用粉剂)的过滤器来说，得出下列结果
  产品   耐压强度   (psi)   10英寸滤筒的重量   (g)   寿命   (分   钟)   脏物存储能力   (g)   本发明   93   133   60   60   标准   125   205   29   33   对比   42   143
在全部三个实例中，标准产品由本发明背景技术部分中讨论的任 意现有技术的方法制造。对比产品由与本发明相同的方法制造，但 没有z细丝110和172。这通过切断泵送到喷嘴44和124的材料来 实现。另外，允许用更多时间来形成对比滤筒，以便补偿材料降低 的输入，并与采用z细丝110和172的本发明的产品相比允许其达 到可比较的重量。下面描述了形成本发明和对比筒状滤筒的其它操 作条件。
在本实例中，本发明的过滤器比标准过滤器更轻，约两倍长，并 具有标准过滤器的DHC的约两倍。然而，它具有较低的耐压强度。 采用上述公式，M本发明比率＝4.2和M标准比率＝2.0。这样，本发明的对 比产品比标准产品实施更好。对比产品仅对耐压强度做试验。在与 本发明产品可比较的重量下，对比产品呈现本发明产品的耐压强度 的不到一半。
在该实例中，本发明的过滤器利用初始纤维细丝图形66，68， 70和120制造，该初始纤维细丝图形66，68，70和120通过以每小 时约9.5磅的速率经孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴27，28，29和116 挤压聚丙烯来制造，该聚丙烯加热到约360℃至约400℃之间。细丝 流66和68加热到约400℃，细丝流70和120加热到约360℃。对于 减细机构31，32，33和118，离开喷嘴27，28，29和116的熔融聚 合物流在温度约25℃以每分钟约10.5至约15立方英尺的流速经过 外界大气。减细机构31在喷嘴27处的流速为约每分钟15立方英尺， 减细机构32，33和118在喷嘴116处的流速逐渐降低至减细机构118 的约每分钟10.5立方英尺的流速。喷嘴27，28，29和116定位在 距离心轴76约35和约37英寸之间。
通过以每小时约5.5磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 124挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形128，该聚丙烯加热到约 370℃。对于减细机构126，离开喷口124的聚合物流在温度约25℃ 以每分钟约9立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴124定位在距离 心轴76约13英寸。
通过以每小时约5.5磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 44挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形72A，该聚丙烯加热到约370 ℃。对于减细机构54，离开喷口44的聚合物流在温度约25℃以每分 钟约7立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴44定位在距离心轴76 约21英寸。
通过以每小时约1.0磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 144挤压聚丙烯来制造壳成形纤维细丝图形162，该聚丙烯加热到约 280℃。对于减细机构146，离开喷口144的聚合物流在温度约25℃ 以每分钟约1.25立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴144定位在距 离心轴76约3.5英寸。
实例2
将本发明的过滤器与标准的过滤器对比，对于20微米颗粒大小 (A.C.粗试验用粉剂)的过滤器来说，得出下列结果
  产品   耐压强度   (psi)   10英寸滤筒的重量   (g)   寿命   (分   钟)   脏物存储能力   (g)   本发明   83   119   85   118   标准   100   160   46   65   对比   36   129
在本实例中，本发明的过滤器比标准过滤器更轻，约两倍长，并 具有标准过滤器的DHC的约两倍。然而，它具有较低的耐压强度。 采用上述公式，M本发明比率＝4.1和M标准比率＝2.0。这样，本发明的对 比产品比标准产品实施更好。对比产品仅对耐压强度做试验。在与 本发明产品可比较的重量下，对比产品呈现本发明产品的耐压强度 的不到一半。
在该实例中，本发明的过滤器利用初始纤维细丝图形66，68， 70和120制造，该初始纤维细丝图形66，68，70和120通过以每小 时约10至11磅之间的速率经孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴27，28， 29和116挤压聚丙烯来制造，该聚丙烯加热到约370℃。喷嘴27和 28具有约每小时10磅的流速，喷嘴29和116具有每小时约11磅的 较大的流速。对于减细机构31，32，33和118，离开喷嘴27，28， 29和116的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约10.5至约15立 方英尺的流速经过外界大气。减细机构31在喷嘴27处的流速为约 每分钟15立方英尺，减细机构32，33和118在喷嘴116处的流速 逐渐降低至减细机构118的约每分钟10.5立方英尺的流速。喷嘴 27，28，29和116定位在距离心轴76约38和约40英寸之间。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 124挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形128，该聚丙烯加热到约 370℃。对于减细机构126，离开喷口124的聚合物流在温度约25℃ 以每分钟约12立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴124定位在距离 心轴76约13英寸。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 44挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形72A，该聚丙烯加热到约370 ℃。对于减细机构54，离开喷口44的聚合物流在温度约25℃以每分 钟约11立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴44定位在距离心轴76 约22英寸。
通过以每小时约1.1磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 144挤压聚丙烯来制造壳成形纤维细丝图形162，该聚丙烯加热到约 290℃。对于减细机构146，离开喷口144的聚合物流在温度约25℃ 以每分钟约1.75立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴144定位在距 离心轴76约3.5英寸。
实例3
将本发明的过滤器与标准的过滤器对比，对于30微米颗粒大小 (A.C.粗试验用粉剂)的过滤器来说，得出下列结果
  产品   耐压强   度   (psi)   10英寸滤筒的重量   (g)   寿命   (分   钟)   脏物存储能力   (g)   本发明   75   113   105   120   标准   80   152   50   73   对比   43   106
在本实例中，本发明的过滤器比标准过滤器更轻，约两倍长，并 具有很大的DHC，还具有可比较的耐压强度。采用上述公式，M本发明比 率＝2.7和M标准比率＝1.3。这样，本发明的对比产品比标准产品实施 更好。对比产品仅对耐压强度做试验。在与本发明产品可比较的重 量下，与本发明产品的耐压强度相比，对比产品呈现显著低的耐压 强度。
在该实例中，本发明的过滤器利用初始纤维细丝图形66，68， 70和120制造，该初始纤维细丝图形66，68，70和120通过以每小 时约10至11磅之间的速率经孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴27，28， 29和116挤压聚丙烯来制造，该聚丙烯加热到约360℃。喷嘴27和 28具有约每小时10磅的流速，喷嘴29和116具有每小时约11磅的 较大的流速。对于减细机构31，32，33和118，离开喷嘴27，28， 29和116的熔融聚合物流在温度约25℃以每分钟约10.5至约15立 方英尺的流速经过外界大气。减细机构31在喷嘴27处的流速为约 每分钟15立方英尺，减细机构32，33和118在喷嘴116处的流速 逐渐降低至减细机构118的约每分钟10.5立方英尺的流速。喷嘴 27，28，29和116定位在距离心轴76约38和约40英寸之间。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 124挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形128，该聚丙烯加热到约 360℃。对于减细机构126，离开喷口124的聚合物流在温度约25℃ 以每分钟约12立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴124定位在距离 心轴76约13英寸。
通过以每小时约6磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 44挤压聚丙烯来制造“z”纤维细丝图形72A，该聚丙烯加热到约360 ℃。对于减细机构54，离开喷口44的聚合物流在温度约25℃以每分 钟约11立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴44定位在距离心轴76 约22英寸。
通过以每小时约1.1磅的速率经过孔尺寸约为0.016英寸的喷嘴 144挤压聚丙烯来制造壳成形纤维细丝图形162，该聚丙烯加热到约 280℃。对于减细机构146，离开喷口144的聚合物流在温度约25℃ 以每分钟约1.75立方英尺的流速经过外界大气。喷嘴144定位在距 离心轴76约3.5英寸。