專利名稱：：具有單組分過濾/加固單層的平折式呼吸器的制作方法具有單組分過濾/加固單層的平折式呼吸器本發(fā)明涉及由人佩戴以保護其不吸入氣載污染物的平折式呼吸器。
背景技術(shù)：
：個人呼吸器通常用于保護佩戴者不吸入懸浮在空氣中的顆?；虿缓粑阶屓烁械讲豢旎蛘哂卸镜臍怏w。呼吸器通常屬于如下兩種類型中的一種--模制杯形形式或平折形式。平折形式的優(yōu)點在于其可在需要前一直攜帶于佩戴者的口袋中，展開即可使用，并且重新折平而用于儲存。為了使展開的呼吸器具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，市售的平折式呼吸器通常使用加固構(gòu)件(如，彈性支撐框架或其他支撐件，參見(例如)授予Parker的美國專利No.4，300，549)或加固層(如，包含大直徑、高模量纖維'(例如聚酯纖維)的高基重非織造網(wǎng)，參見(例如)授予Bostock等人的美國專利No.6，123,077)。加固構(gòu)件或加固層能夠幫助呼吸器在呼吸循環(huán)期間抵抗撓曲，以阻止或防止佩戴者的嘴唇和鼻孔接觸到呼吸器的內(nèi)表面。
發(fā)明內(nèi)容雖然加固構(gòu)件和加固層有益于改善呼吸器的結(jié)構(gòu)完整性，但這些部件的使用會不可取地增大呼吸器的總體重量、體積和成本。由于加固構(gòu)件和加固層并不提供顯著的過濾能力，并且限制了未使用的制造廢料可回收利用的程度，所以申請人尋求從平折式呼吸器中去除這些部件。一些專利稱，加固構(gòu)件或加固層僅為可任選或優(yōu)選的(參見(例如)以上提及的美國專利No.6,123，077以及授予Hubbard等人的美國專利No.4，920，960)。在實際中卻難以去除這些部件，這是因為將其去掉后會使呼吸器在展開和佩戴時不可取地變得薄弱。申請人目前發(fā)現(xiàn)一種在單層中既提供加固能力又提供過濾能力的方法，從而使得能夠制作出具有降低重量、體積和制造成本中的一個或多個優(yōu)點的平折式呼吸器。6一方面，本發(fā)明提供一種平折式個人呼吸器，其包括通過至少一條分界線接合至呼吸器其余部分的至少一個剛性過濾面板，該面板包括多孔單組分單層式非織造網(wǎng)，該非織造網(wǎng)包含帶電的、相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維，而且該非織造網(wǎng)具有足夠的基重或纖維間粘合，從而表現(xiàn)出的Gurley剛度大于200mg，并且該呼吸器表現(xiàn)出的壓降小于20毫米水柱。所述呼吸器能夠被折疊成基本上平折的構(gòu)造，并且能被展開成凸狀打開的構(gòu)造。另一方面，本發(fā)明提供一種用于制作平折式個人呼吸器的方法，該方法包括a)獲得單組分單層式非織造網(wǎng)，其包含帶電的、相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維，該非織造網(wǎng)具有足夠的基重或纖維間粘合，從而表現(xiàn)出的Gurley剛度大于200mg;b)在該帶電的非織造網(wǎng)中形成至少一條分界線，以提供至少部分由該分界線限定的至少一個面板；以及c)對該非織造網(wǎng)進行配裝以提供面罩主體，該面罩主體表現(xiàn)出的壓降低于20毫米水柱，并且能夠被折疊成基本上平折的構(gòu)造，以及展開成凸狀打開的構(gòu)造。再一方面，本發(fā)明提供一種用于制作平折式個人呼吸器的方法，該方法包括a)形成由相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維形成的單組分單層式非織造網(wǎng)，并使該非織造網(wǎng)帶電，該非織造網(wǎng)具有足夠的基重或纖維間粘合，從而表現(xiàn)出的Gurley剛度大于200mg;b)在該帶電的非織造網(wǎng)中形成至少一條分界線，以提供至少部分由該分界線限定的至少一個面板；以及c)對該非織造網(wǎng)進行配裝以提供面罩主體，該面罩主體表現(xiàn)出的壓降低于20毫米水柱，并且能夠被折疊成基本上平折的構(gòu)造，以及展開成凸狀打開的構(gòu)造。通過去除單獨的加固層并且通過潛在地去除諸如外覆蓋網(wǎng)層之類的其他層，可以降低產(chǎn)品的復(fù)雜性和浪費。此外，如果呼吸器中的加固層纖維和任何其他層(例如，內(nèi)覆蓋網(wǎng)層或外覆蓋網(wǎng)層)的纖維都具有相同的聚合物組成并且不采用外來粘合材料，則未使用的廢料便可收回和完全回收利用來制作另外的原材料。通過以下具體描述將更清楚地看出本發(fā)明的這些及其他方面。然而，在任何情況下，以上概述都不應(yīng)被理解為是對受權(quán)利要求書保護的主題的限制，該主題僅受所附權(quán)利要求書的限定，并且在專利審查期間可以對其進行修正。圖1為根據(jù)本發(fā)明的平折式呼吸器10的側(cè)視圖2為圖1的平折式呼吸器10的正視圖，圖中示出該平折式呼吸器處于打開的、即可使用的構(gòu)造；..圖3為根據(jù)本發(fā)明的用于制作平折式呼吸器的示例性制造方法的示意圖；-圖4為根據(jù)本發(fā)明的使用圖3的方法制作的預(yù)成型件146的示意圖5為根據(jù)本發(fā)明的平折式呼吸器的另一實施例160的正視圖，該平折式呼吸器處于其平折式構(gòu)造；圖6為根據(jù)本發(fā)明的圖5的平折式呼吸器160的正視圖，該平折式呼吸器處于其打開的、即可使用的構(gòu)造；圖7為根據(jù)本發(fā)明的使用熔噴模具202來制作剛性單組分單層式網(wǎng)264的示例性方法的示意性剖視圖，其中向該熔噴模具的孔口246和248供應(yīng)聚合物組成相同的以不同流量流動的或不同粘度的聚合物；圖8為在圖7的方法中使用的示例性熔噴模具的出口端視圖9為根據(jù)本發(fā)明的使用具有多個較大孔口和較小孔口的熔噴模具來制作剛性單組分單層式網(wǎng)320的示例性方法的示意剖視圖10為在圖9的方法中使用的示例性熔噴模具的出口端透視圖11為使用熔紡以及驟冷強制流加熱器來制作剛性單組分單層式網(wǎng)的示例性方法的示意側(cè)視圖12為圖11中所示設(shè)備的熱處理部分的透視圖；以及圖13為圖12的設(shè)備的示意放大和擴展視圖。8在附圖的各幅圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。圖中的元件未按比例繪制。具體實施例方式如本文中所用，下面提供的術(shù)語將具有如下含義"將長絲拉細成纖維"意指將一段長絲轉(zhuǎn)變成長度更長且尺寸更小的段。"雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物"意指質(zhì)量分數(shù)與纖維尺寸(單位為pm)的柱狀圖表現(xiàn)出至少兩個模的纖維集合。雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物可包括多于兩個的模，例如，其可為三峰或更多峰的質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物。"雙峰纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物"意指纖維支數(shù)(頻率)與纖維尺寸(單位為pm)的柱狀圖表現(xiàn)出至少兩個模的纖維集合，其中該至少兩個模的對應(yīng)纖維尺寸的差別為較小纖維尺寸的至少50%。雙峰纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物可包括多于兩個的模，例如，其可為三峰或更多峰的纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物。"粘合"當用于纖維或纖維集合時意指牢固地粘結(jié)在一起；當對網(wǎng)進行普通處理時，經(jīng)粘合的纖維通常不會分離。"帶電"當用于纖維集合時意指如下纖維當在7cm/sec的表面速度下評估鄰苯二甲酸二辛酯的滲透率(°/。D0P)時，在暴露于20戈瑞吸收劑量的lmm經(jīng)鈹過濾的80KVpX射線之后，表現(xiàn)出至少50%的品質(zhì)因子QF(下文論述)損失。"連續(xù)"當用于纖維或纖維集合時意指具有基本無限長寬比(即例如至少約10，000或更大的長度與尺寸比)的纖維。"有效纖維直徑"(EFD)當用于纖維集合時，意指針對由任何橫截面形狀(如圓形橫截面或非圓形橫截面)的纖維構(gòu)成的網(wǎng)，根據(jù)如下文獻中闡述的方法所確定的數(shù)值"氣載塵埃和顆粒的分離"(TheS印arationofAirborneDustandParticles)，InstitutionofMechanicalEngineers,London,Proceedings1B，1952，Davies，C.N)。"過濾面板"意指平折式呼吸器的一個部分，當將平折式呼吸器展開使用時，該部分具有足以去除一種或多種氣載小顆粒污染物的過濾能力，并且具有一個或多個可辨別邊界。"平折式呼吸器"意指如下裝置可平折以用于儲存，并且當由個人佩戴時可展開成貼合人的至少鼻部和嘴部的形狀、并且去除一種或多種氣載污染物。"分界線"意指為呼吸器過濾面板提供可辨別邊界以及可任選的鉸鏈區(qū)域的折痕、接縫、熔接縫、粘合縫或其他可見結(jié)構(gòu)。"熔噴"當用于非織造網(wǎng)時意指通過如下方式形成的網(wǎng)將成纖材料穿過多個孔口擠出以形成長絲，同時使長絲與空氣或其他促細流體接觸以將長絲拉細成纖維，然后收集一層經(jīng)拉細的纖維。"熔噴纖維"意指通過將熔融的成纖材料穿過模具中的孔口擠出到高速氣體流中而制備的纖維，其中擠出的材料首先被拉細，然后固化成一團纖維。熔噴纖維通常是不取向的。盡管有時熔噴纖維根據(jù)報告說是不連續(xù)的，但這些纖維通常長度長且充分纏結(jié)，以致通常無法從一團這種纖維中取出一條完整的熔噴纖維或者無法從頭到尾地追蹤一條熔噴纖維。"熔紡"當用于非織造網(wǎng)時意指通過如下過程形成的網(wǎng)將低粘度熔體穿過多個孔口擠出以形成長絲，用空氣或其他流體使長絲驟冷以使至少長絲的表面固化，使這些至少局部固化的長絲與空氣或其他流體接觸以將長絲拉細成纖維并收集一層被拉細的纖維。術(shù)語"熔紡纖維"意指從模具流出并運行穿過某一加工工位的纖維，在該加工工位中，纖維被永久拉伸且纖維內(nèi)的聚合物分子被永久取向成與纖維的縱向軸線對齊。這些纖維基本上連續(xù)，且充分纏結(jié)以致通常無法從一團這種纖維中取出一條完整的熔紡纖維。"微纖維"意指具有l(wèi)(Vm或更小的中值尺寸(使用顯微鏡方法來確定)的纖維；"超細纖維"意指具有2pm或更小的中值尺寸的微纖維；且"亞微米微纖維"意指具有l(wèi)pm或更小的中值尺寸的微纖維。當本文中提及一批、一組、一排等某特定種類的微纖維時，例如，"一排亞微米微纖維"，其意指在該排中的全體微纖維，或單批微纖維的全體，而不僅僅意指該排或該批中具有亞微米尺寸的那部分。10"模"當用于質(zhì)量分數(shù)與纖維尺寸(單位為^m)的柱狀圖時或當用于纖維支數(shù)(頻率)與纖維尺寸(單位為pm)的柱狀圖時意指局部峰，該局部峰的高度大于纖維尺寸比該局部峰小lpm和2pm的纖維以及大lpm和2pm的纖維的峰高。"單組分"當用于纖維或纖維集合時意指在其整個橫截面上具有基本相同組成的纖維；單組分包括共混物(即，聚合物合金)或含有添加劑的材料，其中均勻組成的連續(xù)相在整個纖維橫截面上并在纖維長度上延伸。"單層"當用于非織造網(wǎng)(而非用于纖維尺寸)時意指在該非織造網(wǎng)的整個橫截面上具有大體均勻分布的類似纖維，并且(關(guān)于纖維尺寸)在該非織造網(wǎng)的整個橫截面上具有各個峰分布的纖維。此種單層式網(wǎng)可在該非織造網(wǎng)的整個橫截面上具有大體均勻分布的纖維尺寸，或者可以(例如)具有如下的纖維尺寸深度梯度大多數(shù)較大尺寸的纖維鄰近該非織造網(wǎng)的一個主要表面，并且大多數(shù)較小尺寸的纖維鄰近該非織造網(wǎng)的另一主要表面。"標稱熔點"當在聚合物熔融區(qū)域中僅存在一個最大值時，意指二次熱流、總熱流差示掃描量熱(DSC)曲線在聚合物熔融區(qū)域中的峰最大值；當在聚合物熔融區(qū)域中存在指示多于一個熔點的多余一個最大值時，(例如，由于存在兩種不同的結(jié)晶相)，意指發(fā)生最高幅熔融峰值的溫I"非織造網(wǎng)"意指以纖維纏結(jié)或點粘合為特征的纖維網(wǎng)。"聚合物組成相同"意指具有基本相同的重復(fù)分子單元的聚合物，但其可在分子量、熔融指數(shù)、制造方法、商業(yè)形式等方面不同，并且其可任選包含少量(例如，少于約3重量％)的駐極體帶電添加劑。術(shù)語"取向的"當用于聚合物纖維或此類纖維集合時意指這些纖維的聚合物分子的至少一部分由于纖維穿過諸如縮束室或機械拉伸機等設(shè)備而沿纖維長度方向排列。纖維中是否存在取向可通過包括雙折射測量和寬角度X射線衍射在內(nèi)的多種手段來檢測。"多孔的"意指透氣的。"單獨制備的較小尺寸纖維"意指由成纖設(shè)備(如，模具)生產(chǎn)的較小尺寸纖維流，該成纖設(shè)備定位成使較小尺寸纖維流起初與較大尺寸纖維流(在例如1英寸(25mm)或更大的距離上)在空間上分開，但將在飛行中熔合并散布在較大尺寸纖維流中。"自支撐的"當用于非織造網(wǎng)或面板時意指該非織造網(wǎng)或面板不包括由線、網(wǎng)或其他加固材料形成的鄰接加強層，該加強層具有不同于該非織造網(wǎng)或面板的組成，并且為該非織造網(wǎng)或面板的一個或多個部分提供增強的剛度。"尺寸"當用于纖維時，對于圓形橫截面的纖維意指纖維直徑，對于非圓形橫截面的纖維意指可橫穿纖維構(gòu)造的最長橫截面弦的長度。在本發(fā)明的實踐中，可使用本文所描述的剛性過濾面板來制作多種平折式個人呼吸器。在圖1中示出了一個這樣的平折式呼吸器，圖1示出的呼吸器10具有第一分界線A和第二分界線B。圖2示出處于打開的即可使用構(gòu)造的裝置10的正視圖。裝置10包括主體12，主體12包含六個過濾面板。其中的三個面板在圖1中示出為右上面板14、右中心面板16以及右下面板18(以佩戴者而言使用術(shù)語"左"、"右"、."上"和"下")。其余的三個面板在圖2中示出為左上面板20、左中心面板22和左下面板24。豎直平分線26將裝置10分成左和右兩半。面板14和20通過熔接縫28連接。面板16和22通過中央豎直折痕30連接。面板18和24通過熔接縫32連接。面板14和16通過熔接結(jié)合線A連接，在該實施例中，該熔接結(jié)合線在面板14與16之間的部分區(qū)域上而非整個區(qū)域上延伸。以類似方式，面板16和18通過熔接結(jié)合線B連接，面板20和22通過熔接結(jié)合線A'連接，并且面板22和24通過熔接結(jié)合線B'連接。面板14、16、18、20、22和24中的一個或多個可作為單獨部件提供，并且過濾面板14、16、18、20、22和24中的至少一個、更優(yōu)選至少兩個、并且最優(yōu)選全部為如下更加詳細描述的剛性過濾板。當過濾面板14、16、18、20、22和24中的每個都為剛性過濾面板時，優(yōu)選使它們形成為由本發(fā)明所公開的單組分單層式非織造網(wǎng)制成的單個預(yù)成型件。本發(fā)明所公開的剛性過濾面板在不包括任何內(nèi)覆蓋網(wǎng)層或外覆蓋網(wǎng)層(也可存在內(nèi)覆蓋網(wǎng)層或外覆蓋網(wǎng)層)的單個非織造層中既提供氣載污染物過濾又提供呼吸器加固性?？裳刂€26對折裝置10(例如，以便在使用前儲存于包裝內(nèi)或佩戴者的口袋中)，在該實施例中，線26對應(yīng)于折痕30。臉部邊緣34被成形為提供貼靠佩戴者臉頰、下顎和鼻子的合適密封。裝置10還優(yōu)選包括附加部件，例如，增強的鼻架36以及諸如耳掛38等附件。作為耳掛38的替代，一些佩戴者會喜歡通過一個或兩個頭帶(圖1和圖2中未示出)來系上的裝置。通過改變接縫28和32的形狀或取向，可方便地改變裝置10的形狀和尺寸。根據(jù)需要，接縫28和32可以例如為直的、或彎曲的，以實現(xiàn)與佩戴者臉部的良好貼合?？赏ㄟ^參考第一角40和第二角42方便地限定接縫28和32的取向，該第一角和第二角分別是參考折痕30和第一原點44或者參考折痕30和第二原點46繪制的。第一角40可為(例如)約110度至約175度，或者約140度至約155度。第二角42可為(例如)約100度至約165度，或者約135度至約150度。通過改變接縫28和32的形狀、第一角40或第二角42，可容易地更改裝置10與佩戴者臉部的貼合度以適應(yīng)多種臉部大小和形狀。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，通過改變第一角40和第二角42中每一個角的角度，可相應(yīng)地改變接縫28和32的長度以及所熔接、縫制或者用其它方式緊固的裝置10的尺寸。接縫28和32可以例如具有約40mm至約80mm的長度，并且不必具有相同長度。除了剛性過濾面板以外，關(guān)于呼吸器(例如裝置10)及其制造的其他細節(jié)可在美國專利No.6，394，090Bl(Chen等人)中找到。圖3示出用于制造如圖1和圖2中所示的平折式呼吸裝置的一個生產(chǎn)工序120的示意圖?？扇芜x的內(nèi)覆蓋網(wǎng)124和剛性過濾層126優(yōu)選以成巻形式供應(yīng)給基本連續(xù)的工序。為了使未使用的廢料便于回收利用，有利的是，內(nèi)覆蓋網(wǎng)124為具有與剛性過濾層126相同的聚合物組成的單組分網(wǎng)。例如，內(nèi)覆蓋網(wǎng)124和剛性過濾層126兩者可以都為聚丙烯網(wǎng)。剛性過濾層126可以可選地由外覆蓋網(wǎng)132來覆蓋。如果使用外覆蓋網(wǎng)132，則有利的是，外覆蓋網(wǎng)132為具有與內(nèi)覆蓋網(wǎng)124和剛性過濾層126相同的聚合物組成的單組分網(wǎng)。有利地，對剛性過濾層126的至少最外表面(即，在成品呼吸器中背離佩戴者的表面)進行砑光，因為這樣可充分地阻止脫落以使得可省去外覆蓋網(wǎng)132。如果對剛性過濾層126的兩個主表面進行充分砑光，則可充分地阻止脫落，從而可將內(nèi)覆蓋網(wǎng)124和外覆蓋網(wǎng)132都略去。13可以通過表面力、靜電力、熱粘合、粘結(jié)劑或其他為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的合適手段來將獲得的單層式、兩層式或三層式網(wǎng)組件134保持在一起。接下來，可在熔接工位136熔接和修剪網(wǎng)組件134以形成部分預(yù)成型件138。預(yù)成型件138有利地為基本平整的，使得可以以相對高的速率和相對低的成本形成所期望的呼吸器，而無需專門的制造設(shè)備(例如配合的殼模)。部分預(yù)成型件138接著穿過分界工位140，在該工位處，在部分預(yù)成型件138中形成至少一條分界線以產(chǎn)生分界的預(yù)成型件142?？赏ㄟ^包括超聲熔接、施加壓力(用熱或不用熱)、縫制、使用粘結(jié)劑條等在內(nèi)的多種技術(shù)來形成所期望的一條或多條分界線。圖3中所示的分界的預(yù)成型件142包括標示為A、A'、B和B'的四條分界線。該一條或多條分界線可幫助防止或阻止該預(yù)成型件中的層發(fā)生剝離，可在佩戴期間增大這些過濾面板中的一個或多個的剛度，并且可在呼吸器展開使用或折疊起來儲存時改善過濾面板之間的邊界處的柔韌性。接下來，該分界的預(yù)成型件142可前進至切割工位144，在該工位處，從網(wǎng)組件134取出完成的預(yù)成型件146，留下穿孔的廢料部分148，可將該穿孔的廢料部分巻繞在收巻軸上150。如果廢料部分148中的各個層為具有相同聚合物組成的網(wǎng)，則可立即或在任何方便的后續(xù)階段(使用例如粉碎裝置、擠出機或為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的其他回收利用設(shè)備)來收回和回收利用廢料部分148，以將其制成新的原料。該原料可以例如用來制作覆蓋網(wǎng)124和剛性過濾層126中的一者或二者，如果采用該原料制作過濾層126，則應(yīng)適當調(diào)節(jié)駐極體帶電添加劑的量。現(xiàn)參考圖4，接下來，可沿平分折痕26折疊預(yù)成型件146，然后沿著線C和D以預(yù)定角40和42進行熔接、縫制或者緊固，以形成將影響裝置10最終尺寸的接縫28和32(在圖1和圖2中所示)。還可以(例如，在接縫28和32形成之前、期間或之后)修剪預(yù)成型件142，以去除廢料部分152和154。如果廢料部分152和154中的各個層都具有相同的聚合物組成，則可回收利用廢料部分152和154，并將其做成如上所述的新原料?？梢愿窖b任何其他期望的附件，并且可以任何方便的方式(包括單獨包裝和大批量包裝)來包裝成品呼吸器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，諸如鼻架36等附件可以在制造工藝的其他階段更方便地進行附裝。例如，可在14將這些網(wǎng)結(jié)合到一起之前將鼻架設(shè)置在內(nèi)覆蓋網(wǎng)124或剛性過濾層126中任一者的外表面或內(nèi)表面上，或者可在從廢料部分148切割預(yù)成型件138之前將鼻架設(shè)置在預(yù)成型件的內(nèi)表面或外表面上，或者可在接縫28和32形成之前或之后將鼻架設(shè)置在預(yù)成型件142上或內(nèi)?？捎杀景l(fā)明所公開的剛性過濾面板形成的另一平折式呼吸器在圖5和圖6中示出，該兩幅圖分別示出裝置160處于其平折構(gòu)造以及展開的打開的即可使用的構(gòu)造。裝置160包括中心面板162，該中心面板有利地由本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)制成。裝置160還包括上面板164和下面板166，該上面板和下面板也可由本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)制成，但有利地由常規(guī)過濾網(wǎng)而非剛性過濾網(wǎng)制成。面板162通過接縫168和170分別接合至面板164和166。面板162有利地具有基本橢圓形的形狀，并且接縫168和170有利地為彎曲形或曲線形，以提供具有舒適配合特性(包括脫離臉部構(gòu)造)的呼吸器。在圖5和圖6示出的實施例中，中心面板162、上面板164和下面板166每一個都不帶褶詖。裝置160還可包括附連點172、頭帶174和鼻夾176。關(guān)于類似呼吸器裝置160的其他細節(jié)可在美國專利No.6,123,077(Bostock等)中找到。這種裝置的另一示例性實施例包括由本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)制成并且具有約160mm至220腿的寬度、約30mm至110mm的高度的中心面板，該裝置能夠平折起來進行儲存，此時上面板或下面板與中心面板的表面至少局部面對面接觸并與下面板或上面板的一部分接觸?？捎杀景l(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)形成多種其他的平折式呼吸器。這類示例性呼吸器包括如下文獻中示出的呼吸器.-美國專利No.2,007，867(LeDue)、No.2，265，529(Kemp)、No.2'565，124(Durborow)、No.2,634，724(Burns)、No.2，752，916(Haliczer)、No.3,664，335(Boucher等)、No.3'736,928(Andersson等)、No.3，971，369(Aspelin等)、No.4,248,220(White)、No.4，300'549(Parker)、No.4'417，575(Hilton等)、No.4，419，993(Peterson)、No.4，419，994(Hilton)、No.4，600，002(Maryyanek等)、No.4，920，960(Hubbard等)、No.5,322,061(Brunson)、No.5，701，892(Bledstein)、No.5'717，991(Nozaki等)、No.5,724，964(Brunson等)、No.5，735，270(Bayer)和15No.6，474，336Bl(Wolfe)、以及英國專利申請No.GB2103491(美國光學(xué)公司(AmericanOpticalCorporation))。本發(fā)明所公開的呼吸器可帶褶皺或不帶褶皺，并且有利的是不帶褶皺。本發(fā)明所公開的呼吸器還可包括一個或多個模制部分或面板，但有利的是制作過程中不需要模制。本發(fā)明所公開的剛性過濾面板可代替可獲得的呼吸器過濾區(qū)域中的少數(shù)、大多數(shù)或甚至全部。本發(fā)明所公開的折痕、接縫、熔接縫、粘接線或其他分界線可以為直的、彎曲的或曲線形的。在一些包含多條分界線的實施例中，一條或多條分界線可與另外的一條或多條分界線相交。在其他實施例中，沒有分界線與其他的分界線相交。當暴露于以95升/分鐘的流量流動的1重量％氯化鈉氣溶膠時，本發(fā)明所公開的呼吸器可具有小于20毫米水柱的壓降。例如，其可具有小于10毫米水柱的壓降。當暴露于以95升/分鐘的流量流動的1重量％氯化鈉氣溶膠時，本發(fā)明所公開的呼吸器還可具有小于20%的最大滲透率。例如，當暴露于以85升/分鐘的流量流動的0.075pm2%氯化鈉氣溶膠時，其可具有小于5%的最大負載滲透率，或小于線的最大負載滲透率?？墒褂枚喾N聚合物成纖材料來制備本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)。該聚合物可以基本為符合以下條件的任何半結(jié)晶熱塑性成纖材料能實施所選的纖維和網(wǎng)形成工藝，并且能提供可維持滿意的駐極體性質(zhì)或電荷分離的帶電非織造網(wǎng)。優(yōu)選的聚合物成纖材料為在室溫(22'C)下體積電阻率為10'4歐姆-厘米或更大的非導(dǎo)電半結(jié)晶樹脂。優(yōu)選地，體積電阻率為約10lh歐姆-厘米或更大。可根據(jù)標準化測試ASTMD257-93來測量聚合物成纖材料的電阻率。此外，聚合物成纖材料優(yōu)選地基本不含諸如抗靜電劑之類的組分，這些組分會顯著增大導(dǎo)電率或以其它方式干擾纖維接受并保持靜電電荷的能力。可用于可帶電網(wǎng)的一些聚合物實例包括如下熱塑性聚合物該聚合物包含聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-l-戊烯和環(huán)烯烴共聚物)、以及此類聚合物的組合。其他可使用但可能難以帶電或可能快速丟失電荷的聚合物包括聚碳酸酯、嵌段共聚物(例如，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺、聚氨酯、以及其他為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的聚合物。本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)優(yōu)選地由聚-4-甲基-l-戊烯或聚丙烯來制備。最優(yōu)選地，這些網(wǎng)由聚丙烯均聚物制備成，這是因為聚丙烯均聚物尤其在潮濕環(huán)境中具有保持電荷的能力。可向聚合物添加添加劑，以增強該過濾網(wǎng)的性能、駐極體帶電能力、機械特性、老化特性、著色性、表面性質(zhì)或其他相關(guān)特性。具有代表性的添加劑包括填充劑、成核劑(例如，可從美利肯化學(xué)公司(MillikenChemical)購得的MILLAD3988二亞芐基山梨醇)、駐極體電荷增強添加劑(例如，三硬酯基三聚氰胺(tristearylmelamine)和各種光穩(wěn)定劑(例如，汽巴精化公司(CibaSpecialtyChemicals)的CHIMASSORB119和CHIMASSORB944))、固化引發(fā)劑、硬化齊U(例如，聚-4-甲基-l-戊烯)、表面活性劑和表面處理劑(例如，用于在油霧環(huán)境中改善過濾性能的氟原子處理劑，如授予Jones等人的美國專利No.6，398，847Bl、No.6,397,458Bl和No,6，409，806Bl中所描述)。這些添加劑的類型和量為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。例如，駐極體電荷增強添加劑的量通常少于約5重量％且更通常地少于約2重量％。.本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)可具有多種有效纖維直徑值(EFD)，例如，約5pm至約40pm的EFD或約6pm至約35lam的EFD。該剛性過濾網(wǎng)還可具有多種基重，例如，約100gsm至約500克/米2(gsm)的基重或約150gsm至約250gsm的基重。本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)可具有的Gurley剛度值為至少約200mg、至少約300mg、至少約400mg、至少約500mg、至少約lOOOmg或至少約2000mg。如同以下文獻中描述的網(wǎng)一樣，可方便地將本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)形成為包含微纖維與較大尺寸纖維的雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物的網(wǎng)于2006年7月31日提交的美國專利申請No.11/461，136和No.11/461,145，以及于2007年3月29日提交的共同待決美國專利申請No.11/693,017。在后一專利申請中描述的制造方法為示例性的并且可總結(jié)如下。圖7和圖8示出用于制備多孔單組分非織造網(wǎng)的設(shè)備200，該多孔單組分非織造網(wǎng)包含相互纏結(jié)的聚合物組成相同的連續(xù)微纖維與較大尺寸纖維的雙峰纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物。向熔噴模具202供應(yīng)從料斗204、擠出機206和導(dǎo)管208供料的第一流量(flowrate)或第一粘度的液化成纖材料。向模具202分開供應(yīng)從料斗212、擠出機214和導(dǎo)管216供料的聚合物組成相同并且具有不同的第二流量或粘度的液化成纖材料。導(dǎo)管208和216分別與位于大體對稱的第一部分222中的第一模腔218和第二部分224中的第二模腔220流體連通，該第一部分和第二部分形成模腔218和220的外壁。大體對稱的第一部分226和第二部分228形成模腔218和220的內(nèi)壁并在接縫230處相遇。部分226和228可沿其大部分長度由隔離物232隔開。偏轉(zhuǎn)板240和242對拉細流體的流(例如，加熱的空氣)進行導(dǎo)向，以使它們會聚在從熔噴模具202流出的一系列長絲252上并使這些長絲252拉細成纖維254。纖維254落在多孔收集器256上并形成自支撐非織造熔噴網(wǎng)258?？蛇x地，可使用例如輥260和262對網(wǎng)258進行砑光以提供砑光網(wǎng)264?？梢哉{(diào)節(jié)聚合物從料斗204和212供應(yīng)的速率、收集器256的工作速率或操作設(shè)備200時采用的溫度，以使收集的網(wǎng)具有期望程度的Gurley剛度。圖8以出口端透視圖示出熔噴模具202，其中去除了拉細氣體的偏轉(zhuǎn)板240和242。部分222和224沿接縫244相遇，第一組孔口246和第二組孔口248位于該接縫內(nèi)，并且一系列長絲252通過該接縫涌出。模腔218和220經(jīng)由通道234、236和238分別與第一組孔口246和第二組孔口248流體連通。可以數(shù)種模式來操作或以數(shù)種方式來修改圖7和圖8中示出的設(shè)備，以提供從一個模腔流出的較大尺寸纖維流和從另一個模腔流出的較小尺寸纖維流，并由此形成包含相互纏結(jié)的聚合物組成相同的較大尺寸纖維與較小尺寸纖維的雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物的非織造網(wǎng)。例如，可以將相同聚合物從每個擠出機206和214(或者如果需要，從具有兩個出口的單個擠出機，圖7中未示出)供應(yīng)穿過較大尺寸導(dǎo)管208進入模腔218以及穿過較小尺寸導(dǎo)管216進入模腔220，以形成來自孔口246的較小尺寸纖維以及來自孔口248的較大尺寸纖維。可將相同的聚合物從擠出機206供應(yīng)至模腔218以及從擠出機214供應(yīng)至模腔220，擠出機206具有大于擠出機214的直徑或高于擠出機214的操作溫度，以便以較高流量或較低粘度將聚合物供應(yīng)進入模腔218以及以較低流量或較高粘度將聚合物供應(yīng)進入模腔220,并從孔口246形成較小尺寸纖維以及從孔口248形成較大尺寸纖維?？稍诟邷叵虏僮髂Ｇ?18并且可在低溫下操作模腔220，以從孔18口246形成較小尺寸纖維以及從孔口248形成較大尺寸纖維?？蓪⒕酆衔锝M成相同但熔融指數(shù)不同的聚合物從擠出機206供應(yīng)至模腔2i8以及從擠出機214供應(yīng)至模腔220(例如，在擠出機206中使用低熔融指數(shù)型的聚合物以及在擠出機214中使用高熔融指數(shù)的同一聚合物，以從孔口246形成較小尺寸纖維以及從孔口248形成較大尺寸纖維)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，也可采用其他技術(shù)(例如，在流至模腔218的液化成纖材料流中包含溶劑，或使用較短的穿過模腔218的流動路徑和較長的穿過模腔220的流動路徑)以及這些技術(shù)與上述多種操作模式的組合。對于圖8中示出的實施例，孔口246和248在模具202的出口端以交替的次序布置成一排，并且以1:1的比例分別與模腔218和220流體連通?？刹捎闷渌目卓诓贾靡约捌渌目卓?46與248數(shù)量比來提供具有改變的纖維尺寸分布的非織造網(wǎng)。例如，可在拉細空氣出口之間將這些孔口布置為多排(例如，2、3、4或更多排)。如果需要，可采用除行之外的其他圖案，例如，隨機設(shè)置的孔口。如果以多行方式布置孔口，則每行可以只包含來自其中一組的孔口，或者包含來自第一和第二兩個組的孔口。根據(jù)所期望的網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，第一組與第二組中的孔口數(shù)量可為多種比率，例如，10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:40、70:30、80:20、90:10以及其他比例。當來自第一組和第二組兩個組的孔口被布置成一行或多行時，該第一組和第二組的孔口無需交替布置，相反地，可根據(jù)所期望的網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以任何期望的方式布置，例如，1221、]122211、11112221111及其他布置方式。模具頂端可包含多于一組的孔口，例如分別與熔噴模具內(nèi)的第一模腔、第二模腔以及更多模腔(如果需要)流體連通的第一組、第二組、第三組以及更多組(如果需要)孔口，以獲得具有三峰或更多峰的纖維尺寸分布的網(wǎng)。相關(guān)熔噴設(shè)備的其余部分為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。例如，關(guān)于熔噴的其他細節(jié)可在如下文獻中找到"超細熱塑纖維"，工業(yè)與工程化學(xué)學(xué)報，1956年，第48巻，1342頁以后的各頁，作者Wente,VanA.("SuperfineThermoplasticFiber〃，IndustrialEngineeringChemistry,Vol.48，pages1342etseq.(1956)));或者海軍研究實驗室于1954年5月25日公布的名稱為"超細有機纖維的制造"的、作者為Wente，V.A.、Boone，C.D.和Fluharty，E.L.的4364號報告(R印ortNo.4364oftheNavalResearchLaboratories,publishedMay25，1954，entitled"ManufactureofSuperfineOrganicFibers"byWente，V.A)。還可以使用熔噴方法以及如圖9中所示的設(shè)備270來形成本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)。從料斗272和擠出機274供給的液化成纖聚合物材料經(jīng)由入口278進入熔噴模具276，流過模腔280，并穿過在模腔280前端上呈直線布置的一排較大尺寸孔口和較小尺寸孔口離開模腔280(如下結(jié)合圖10進行論述)，并且該成纖材料穿過這些孔口被擠出成為一系列長絲282。強制使空氣(通常為被加熱的空氣)以非常高的速度穿過一組配合氣孔，從而將長絲282拉細成纖維284。纖維284落在多孔收集器286上并形成自支撐非織造熔噴網(wǎng)288?？蛇x地，可使用例如輥260和262來砑光該非織造網(wǎng)以提供砑光網(wǎng)289?？烧{(diào)節(jié)聚合物從料斗272供應(yīng)的速率、收集器286工作的速率或運行設(shè)備270時采用的溫度，以提供具有期望程度的Gurley剛度的收集網(wǎng)。圖10以出口端透視圖示出熔噴模具276，其中去掉了拉細氣體的偏轉(zhuǎn)板。模具276包括伸出的頂端部分290，該伸出的頂端部分有一排292較大孔口294和較小孔口296，這些孔口限定多個流動通道，液化成纖材料穿過這些多個流動通道離開模具276并形成長絲282?？?98接納貫穿螺栓(圖10中未示出)，這些貫穿螺栓將模具的各零件保持在一起。在圖10所示的實施例中，較大孔口294與較小孔口296具有2:1的尺寸比，且每個較大孔口294對應(yīng)有9個較小孔口296。較大孔口尺寸與較小孔口尺寸的比率可使用其他比率，例如，比率為1.5:1或更大、2:1或更大、2.5:1或更大、3:1或更大、或者3.5:1或更大。也可使用較小孔口與較大孔口的其他數(shù)量比，例如比率為5:1或更大、6:1或更大、10:1或更大、12:1或更大、15:1或更大、20:1或更大、或者30:1或更大。通常，每較大孔口的較小孔口數(shù)量與每較大尺寸纖維的較小尺寸纖維(如，在適當操作條件下的微纖維)數(shù)量之間有著直接對應(yīng)關(guān)系。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，應(yīng)選擇適當?shù)木酆衔锪髁?、模具操作溫度和拉細氣流的速率，以使得從較大孔口形成由拉細長絲形成的較大尺寸纖維，從較小孔口形成由拉細長絲形成的微纖維，且所完成的網(wǎng)具有所期望的結(jié)構(gòu)、剛度和其他物理性質(zhì)?？捎闷渌绞街谱鞅景l(fā)明所公開的雙峰網(wǎng)，這些方式包括使用熔紡形成較大尺寸纖維，以及使用熔噴形成單獨制備的聚合物組成相同的較小尺寸纖維(例如，微纖維)?？蓪碜匀奂從＞叩妮^大尺寸纖維流以及來自熔噴模具的較小尺寸纖維流進行定位，以使得這兩個流在飛行過程中熔合以提供較大纖維與較小纖維相纏結(jié)的組合流，該組合流然后可落在合適的收集器上，從而提供包含較大尺寸纖維與較小尺寸纖維的雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物的非織造網(wǎng)。關(guān)于該方法以及通過該方法制作的非織造網(wǎng)的其他細節(jié)示出于如下文獻中于2006年7月31日提交的美國專利申請No.11/457，906、No.11/461,145和No.11/461,192。如同于2006年7月31日提交的美國專利申請No.11/457,899、No.11/461，128和11/461，201中描述的網(wǎng)一樣，也可方便地將本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)形成為由連續(xù)單組分聚合物纖維構(gòu)成的單組分單層式非織造網(wǎng)，該非織造網(wǎng)通過如下方式形成在足以形成由聚合物組成相同的部分結(jié)晶和部分非晶的取向熔紡纖維構(gòu)成的網(wǎng)的熱條件下，通過熔紡、收集、加熱和驟冷單組分聚合物纖維，這些單組分聚合物纖維經(jīng)粘合形成粘著在一起并且可處理的網(wǎng)，該網(wǎng)可以在保持取向和纖維結(jié)構(gòu)的同時被軟化。這些專利申請中所描述的制造方法為示例性的并且可總結(jié)如下。對由包含非晶特征相的取向半結(jié)晶熔紡纖維構(gòu)成的收集網(wǎng)實施受控加熱和驟冷操作，該操作包括a)強制使加熱至高到足以軟化纖維的非晶特征相的溫度(其通常大于此類纖維材料的開始熔融的溫度)的流體穿過網(wǎng)，經(jīng)過一段短至不會使整個纖維熔融的時間(即，致使這些纖維失去其分立的纖維性；優(yōu)選地，該加熱時間短至不會致使纖維橫截面發(fā)生顯著變形)；以及b)通過強制使具有足以使軟化的纖維固化(即，使熱處理期間軟化的纖維的非晶特征相固化)的熱容量的流體穿過網(wǎng)，來使網(wǎng)立即驟冷。優(yōu)選地，穿過網(wǎng)的流體為氣體流，且優(yōu)選為空氣。在此情況中，"強制"使流體或氣體流穿過網(wǎng)意指對流體施加除正常室內(nèi)壓力之外的力來推動流體穿過網(wǎng)。在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明所公開的驟冷步驟包括通過輸送機使網(wǎng)穿過一個裝置(如隨后論述的，可稱之為驟冷流加熱器)，該裝置與位于網(wǎng)另一側(cè)的抽氣裝置(其用于幫助抽吸加熱氣體穿過網(wǎng))一同提供在壓力下流出加熱器并接觸網(wǎng)的一側(cè)的集中加熱氣體流(通常為空氣流)；通常，該加熱流為(例如，從細長或矩形狹槽流出的)刀狀或簾狀，在網(wǎng)的整個寬度上延伸，并且是均勻的(即，具有均勻的溫度和流速以便以有用的均勻程度來加熱網(wǎng)中的纖維)。在某些方面，該加熱流類似于來自"通風(fēng)粘合器"或"熱空氣刀"的加熱流，但可對其進行調(diào)節(jié)流速的特殊控制，從而使加熱氣體均勻分布并以受控速率穿過網(wǎng)的寬度，以便徹底、均勻且快速地將熔紡纖維加熱至有效的高溫和軟化熔紡纖維。加熱之后，立即實施強制驟冷以將纖維快速凝固成純化形態(tài)形式("立即"意指作為同一操作的一部分，即在下一加工步驟之前，沒有例如在將網(wǎng)巻繞成巻時發(fā)生的插入的儲存時間)。在一個優(yōu)選實施例中，一個氣體設(shè)備相對于加熱氣體流在網(wǎng)的行進方向上定位，以在網(wǎng)經(jīng)加熱之后迅速地將冷卻氣體或其他流體(例如，周圍空氣)抽過該網(wǎng)，由此快速驟冷纖維。由例如以下因素控制加熱的長度沿著網(wǎng)運行路徑的加熱區(qū)域長度；以及網(wǎng)穿過加熱區(qū)域移動至冷卻區(qū)域的速度，以使非晶特征相發(fā)生預(yù)期熔融/軟化而不熔融整個纖維。參考圖ll，將成纖材料送入擠出頭310--在該示例性設(shè)備中，這是通過將聚合物成纖材料引入料斗311，在擠出機312中使該材料熔融，并通過泵313將該熔融材料泵送到擠出頭310中來實現(xiàn)的。呈球粒或其他顆粒狀的固體聚合物材料是最常使用的，并且被熔化至可泵送的液體狀態(tài)。擠出頭310可為常規(guī)噴絲頭或紡絲組合件，其通常包括以規(guī)則圖案(例如直線行)布置的多個孔口。成纖液體形成的長絲315從擠出頭擠出并輸送至加工室或縮束裝置316。該縮束裝置可例如為可移動壁式縮束裝置，如美國專利No.6，607，624B2(Berrigan等)中所示的縮束裝置。擠出的長絲315在到達縮束裝置316之前運行的距離317可以改變，擠出長絲315所暴露的條件也可以改變?？梢詫⒖諝饣蚱渌麣怏w的驟冷流318提供至擠出長絲以降低該擠出長絲315的溫度。作為另一選擇，可以加熱空氣流或其他氣體流以便于纖維的拉伸?？纱嬖谝粋€或多個空氣流或其他流體流一例如，第一空氣流318a，其被橫向吹至長絲流，這可去除在擠出期間釋放的不期望的氣體物質(zhì)或煙；以及第二驟冷空氣流318b，其實現(xiàn)大部分的所期22望的降溫。可使用更多的驟冷流；例如，流318b自身可包括多于一個的流以實現(xiàn)所期望水平的驟冷。根據(jù)所使用的方法或所期望的成品的形式，驟冷空氣可以足夠使擠出的長絲315在到達縮束裝置316之前固化。在其他情況中，擠出的長絲在進入縮束裝置時仍然處于軟化或熔融狀態(tài)。作為另一選擇，不使用驟冷流；在這種情況下，擠出頭310與縮束裝置316之間的周圍空氣或其他流體可以成為使擠出的長絲在進入縮束裝置之前發(fā)生任何變化的介質(zhì)。長絲315穿過縮束裝置316，然后離開并到達收集器319，在收集器319上，長絲315被收集成為纖維團320。在該縮束裝置中，長絲被變長且直徑被減小，長絲中的聚合物分子變?yōu)橛腥∠?，且纖維內(nèi)的聚合物分子的至少多個部分變?yōu)榕c纖維的縱向軸線對齊。在半結(jié)晶聚合物的情況下，該取向通常足以形成應(yīng)變誘發(fā)的結(jié)晶度，這大大地強化了所獲得的纖維。收集器319通常為多孔的，并且抽氣裝置414可設(shè)置在該收集器下方以幫助使纖維沉積在收集器上?？梢愿淖兛s束裝置出口與收集器之間的距離321以獲得不同的效果。此外，在收集之前，可對擠出的長絲或纖維實施多個圖11中未示出的另外的加工步驟，例如，進一步拉伸、噴涂等。如下文更加詳細描述的，在收集之后，通常對收集的團320進行加熱和驟冷；但如果需要，可將該團巻繞成儲存巻以便以后進行加熱和驟冷。通常，一旦團320經(jīng)加熱和驟冷，則可將其輸送至其他設(shè)備，例如可任選的砑光輥322和323，或可將其巻成儲存巻323以便以后使用。在該形成網(wǎng)的優(yōu)選方法中，纖維團320由收集器319運送經(jīng)過圖12和圖13中所示的加熱和驟冷操作。為方便起見，我們經(jīng)常將圖12和圖13中具體描繪的設(shè)備稱為驟冷流加熱器，或更簡單地稱為驟冷加熱器。收集的團320首先經(jīng)過安裝于收集器319上方的受控加熱裝置400的下方。該示例性加熱裝置400包括殼體401，該殼體被劃分為上充氣室402和下充氣室403。上充氣室和下充氣室由板404隔開，板404上穿有一系列通常尺寸和間距均勻的孔405。氣體(通常為空氣)從導(dǎo)管407經(jīng)由開口406供入上充氣室402，并且板404用作流量分布裝置，以使供入上充氣室的空氣在穿過板進入下充氣室403時分布得相當均勻。其他有用的流量分布裝23置包括翅片、阻流板、歧管、氣壩、篩網(wǎng)或燒結(jié)板，g卩，使空氣分布均勻的裝置。在該示例性加熱裝置400中，下充氣室403的底壁408形成有細長的矩形狹槽409，來自該下充氣室的簾狀熱空氣流410穿過該細長矩形狹槽噴到在位于加熱裝置400下方的收集器319上行進的團320上(團320和收集器319在圖12中被部分斷開)。抽氣裝置414優(yōu)選地充分延伸至位于加熱裝置400的狹槽409下方(并且如下文所述，在網(wǎng)的行進方向上以距離418延伸超過加熱流410，并穿過標記為420的區(qū)域)。因此，充氣室內(nèi)的熱空氣處于充氣室403中的內(nèi)部壓力下，且在狹槽409處，進一步處于抽氣裝置414的排氣真空下。為了進一步控制排氣力，可將穿孔板411設(shè)置在收集器319下方以施加一種背壓或限流裝置，該背壓或限流裝置有助于將熱空氣流410以期望的均勻度分散在收集團320的寬度上或加熱區(qū)域上，并且抑制熱空氣流流過收集團中可能存在的低密度部分。其他有用的限流裝置包括篩網(wǎng)或燒結(jié)板。在不同區(qū)域中，可以改變板411中的開口的數(shù)量、尺寸和密度以實現(xiàn)所期望的控制。大量空氣穿過該成纖設(shè)備，并且在纖維到達區(qū)域415中的收集器時必須被處理掉。充足的空氣穿過網(wǎng)和區(qū)域416中的收集器，以將網(wǎng)保持在不同加工空氣流下方的合適位置處。在位于熱處理區(qū)域417和驟冷區(qū)域418下方的板中需要足夠的開口，以允許處理空氣穿過網(wǎng)，同時保持充分的阻力以確?？諝飧鶆虻胤植?。選擇穿過團320的熱空氣的量和溫度，以便適當修改纖維的形態(tài)。具體來講，將該量和溫度選為使纖維被加熱以a)引起纖維橫截面內(nèi)的重要分子部分(例如，該纖維的非晶特征相)熔融/軟化，但b)不會致使另一重要相(例如，微晶特征相)完全熔融。我們使用術(shù)語"熔融/軟化"是因為非晶聚合物材料通常軟化而非熔融，而微晶物質(zhì)可在某種程度上存在于非晶特征相中并通常熔融。在不提及相的情況下，這也可簡單敘述為加熱以使纖維內(nèi)的低序微晶熔融。這些纖維整體保持不熔融，例如，這些纖維通常保持其在處理之前所具有的同樣的纖維形狀和尺寸。微晶特征相的相當大的部分被認為在熱處理之后保持其先前存在的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。結(jié)晶結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)添加到現(xiàn)有的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，或在高序纖維的情況下，結(jié)晶結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)被去除而形成可區(qū)分的非晶特征相和微晶特征相。為了在整個收集團320中實現(xiàn)預(yù)期的纖維形態(tài)改變，應(yīng)在該團的整個加熱區(qū)域上控制溫度-時間條件。當穿過網(wǎng)的熱空氣流410的溫度在所處理團的整個寬度上處于5t:的范圍內(nèi)，且優(yōu)選處于2。c或甚至rc的范圍內(nèi)時，就獲得了所期望的結(jié)果(為了方便控制操作，經(jīng)常在熱空氣進入殼體401的進入點處測量熱空氣的溫度，但也可在鄰近收集網(wǎng)處用熱電偶測量熱空氣的溫度)。另外，例如通過快速循環(huán)打開和關(guān)閉該加熱器來操作加熱設(shè)備，以使流的溫度在時間上保持穩(wěn)定，從而避免過熱或加熱不足。為了進一步控制加熱和在收集團320中形成所期望形態(tài)的纖維，應(yīng)在對該團施加熱空氣流410之后立即對其進行驟冷。通?？梢酝ㄟ^在團320離開受控?zé)峥諝饬?10時，將周圍空氣抽到團320上并且抽吸穿過團320來獲得此種驟冷。圖13中的數(shù)字420表示周圍空氣被抽氣裝置抽過網(wǎng)的區(qū)域。抽氣裝置414沿收集器延#1到以距離418超過加熱裝置400，以確保在區(qū)域420中的整個團320被完全冷卻和驟冷?？諝饪梢员怀槲綒んw401基部的下方(例如，圖13上所標記的區(qū)域420a內(nèi))，以使空氣在網(wǎng)離開熱空氣流410后直接到達網(wǎng)。所期望的驟冷結(jié)果是使來自網(wǎng)和纖維的熱快速散掉，并由此限制隨后將在這些纖維中發(fā)生的結(jié)晶或分子排序的程度和性質(zhì)?？偟膩碚f，在網(wǎng)通過輸送機移動穿過該操作時實施本發(fā)明所公開的加熱和驟冷操作，并且在該操作末尾處將該非織造網(wǎng)巻繞成儲存巻之前實施驟冷。處理的時間取決于網(wǎng)移動穿過某個操作的速度，但通常這整個加熱和驟冷操作的實施時間在1分鐘之內(nèi)或更短，且優(yōu)選小于15秒。通過從熔融/軟化狀態(tài)快速驟冷至固化狀態(tài)，非晶特征相被認為是凝固成更為純化的結(jié)晶形式，減少了纖維中可干擾軟化或可重復(fù)軟化的分子物質(zhì)。有利地，該團由溫度比標稱熔點低至少5(TC的氣體來冷卻；此外，有利地，驟冷氣體或其他流體施加的時間大約為至少1秒，有利地，施加時間至少為加熱流接觸該非織造網(wǎng)的時間的兩倍或三倍。在任何情況下，驟冷氣體或其他流體都具有足以快速固化纖維的熱容量。其他可使用的流體包括噴灑到纖維上的水，例如，用于加熱纖維的加熱的水或蒸汽，以及用于驟冷纖維的相對較冷的水。如在以上提及的專利申請No.11/457,899中更詳細論述的，通常可以通過對來自所處理網(wǎng)的代表性纖維進行DSC測試，來確認是否成功實現(xiàn)了所期望的熱處理和非晶特征相形態(tài)；并且可根據(jù)從DSC測試得知的信息來調(diào)節(jié)處理條件。有利地，對熱空氣以及驟冷的運用進行控制，以提供其性質(zhì)有助于形成合適的模制基體的網(wǎng)。如果加熱不充分，則網(wǎng)將可能難以進行模制。如果采用了過度加熱或不充分的驟冷，則網(wǎng)可能熔融或者變脆，并且還可能無法帶足夠的電荷。當采用雙峰剛性過濾網(wǎng)時，這些微纖維的尺寸范圍可例如為約0.1至約lOpm、約0.1至約5nm或者約0.1至約lpm。較大尺寸纖維的尺寸范圍可例如為約10至約70)im、約10至約50pm或者約15至約50pm。質(zhì)量分數(shù)與纖維尺寸(單位為pm)的柱狀圖的微纖維?？衫鐬榧s0.1至約lOpm、約0.5至約8pm或者約1至約5Hm，并且較大尺寸纖維模可以是大于l(Vm、約10至約50[im、約10至約40inn或者約12至約30pm。本發(fā)明所公幵的雙峰網(wǎng)還可具有纖維支數(shù)(頻率)與纖維尺寸(單位為pm)的柱.狀圖表現(xiàn)出至少兩個模的雙峰纖維支數(shù)/纖維尺寸混合物，該至少兩個模的對應(yīng)纖維尺寸的差別至少為較小的纖維尺寸的50%、至少100%或至少200%。這些微纖維還可以例如占網(wǎng)的纖維表面積的至少20%、至少40%或至少60%。當采用由部分結(jié)晶和部分非晶取向的熔紡纖維構(gòu)成的網(wǎng)時，用光學(xué)顯微技術(shù)測量，這些纖維可以例如具有約5至約70(im、約10至約5(Vm或約10至約3(Vm的尺寸范圍。通常，較大熔紡纖維產(chǎn)生的成品網(wǎng)剛性較大。根據(jù)用于制備本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)的工序以及工序條件，在網(wǎng)形成期間，纖維之間可發(fā)生某些粘合，并因此使所完成的網(wǎng)可以包含在至少一些纖維交叉點處彼此粘合的纖維?？赡苄枰撌占W(wǎng)中的纖維之間進一步粘合以便為網(wǎng)提供所期望程度的剛度。然而，可能也需要避免過度粘合，以限制壓降，或限制所完成的網(wǎng)或呼吸器的其他性質(zhì)。在形成之后，接下來對該剛性過濾網(wǎng)實施帶電處理和可任選的砑光處理。盡管帶電和砑光可以任一次序來實施，但有利地先實施帶電以使電荷分布在網(wǎng)的整個厚度上?？梢远喾N方式將電荷施加給本發(fā)明所公開的非織造網(wǎng)?？赏ㄟ^諸如以下方式來實施帶電使網(wǎng)與水接觸，如美國專利26No.5,496,507(Angadjivand等'507)中所公開；電暈處理，如美國專利No.4,588,537(Klasse等)中所公開；水充電，如例如美國專利No.5，908，598(Rousseau等)中所公開；等離子處理，如美國專利No.6，562，112B2(Jones等人)和美國專利申請公開No.US2003/0134515Al(David等)中所公開；或者他們的組合?？梢远喾N為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的方式實施砑光。通常使用加熱和可選壓力(例如，在可適用的壓力下加熱至可適用的聚合物軟化點與熔點之間的溫度)以及點粘合工序或平滑砑光輥來實施砑光。輥砑光尤其有用并可以多種方式實施。例如，可使網(wǎng)在兩個配合的加熱的金屬輥之間穿過一次或多次，以提供具有兩個平滑表面的砑光網(wǎng)。也可使網(wǎng)在加熱的金屬輥與配合的彈性輥之間穿過一次或多次，以提供具有一個平滑表面的砑光網(wǎng)。使用較緊的輥隙、較太的輥隙壓力、較高的溫度或附加的經(jīng)過次數(shù)通常會提高網(wǎng)變硬的程度。然而，如果過度實施砑光，則可能會不利地增大壓降或損害成品呼吸器中的過濾性能。砑光通常還會導(dǎo)致砑光表面的密度變大并且多孔性減小。對剛性過濾層的一個或兩個側(cè)面進行砑光可充分地防止發(fā)生脫落，以使得在成品呼吸器中不需要一個或兩個覆蓋網(wǎng)。因此，經(jīng)砑光的剛性過濾網(wǎng)提供多個具體優(yōu)點，因為其可去除所完成呼吸器中的加固層和一個或兩個覆蓋層，由此去除了常規(guī)四層構(gòu)造中的一至三個層。本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)可以多種其他方式形成。例如，該剛性過濾網(wǎng)可以包括一或多個可滲透表皮層，這些可滲透表皮層是通過使網(wǎng)的一個或兩個主表面處以及與網(wǎng)的一個或兩個主表面緊鄰的纖維熔融而形成的，如美國專利6,217,691Bl和6,358,592B2(該兩個專利都授予Vair等人)中所示。成品呼吸器可選地可以包括輕質(zhì)構(gòu)造的內(nèi)覆蓋網(wǎng)。該內(nèi)覆蓋網(wǎng)提供與佩戴者臉部相對的平滑表面，并且可增加呼吸器的舒適度。如果需要，還可采用外覆蓋網(wǎng)。如上所提及，優(yōu)選地，通過使用經(jīng)適當砑光的剛性過濾網(wǎng)來使內(nèi)覆蓋網(wǎng)或外覆蓋網(wǎng)或者內(nèi)覆蓋網(wǎng)和外覆蓋網(wǎng)兩者都變得沒有必要。內(nèi)覆蓋網(wǎng)和外覆蓋網(wǎng)可具有任何合適的構(gòu)造和組成。例如，內(nèi)覆蓋網(wǎng)和外覆蓋網(wǎng)可為紡粘網(wǎng)，或者可為如美國專利NO.6，041，782(Angadjivand等人，782)中描述的平滑BMF網(wǎng)。為了改善可回收利用性，內(nèi)覆蓋網(wǎng)和外覆蓋網(wǎng)有利地與剛性過濾網(wǎng)具有相同的聚合物組成。如果需要，呼吸器可包括一或多個除上述層以外的附加層。例如，可采用一或多個包含吸附顆粒的多孔層來捕集相關(guān)蒸汽，例如，于2006年5月8日提交的、名稱為"包含顆粒的纖維網(wǎng)"(PARTICLE-CONTAININGFIBROUSWEB)的美國專利申請No.11/431，152中描述的多孔層。在本發(fā)明所公開的剛性過濾網(wǎng)形成期間，對(諸如)基重、網(wǎng)厚度、密實度和Gurley剛度等網(wǎng)性質(zhì)進行監(jiān)測通常是有用的。此外，對其他網(wǎng)性質(zhì)(例如，EFD和泰伯剛度，或者成品呼吸器性質(zhì)(例如，壓降、初始NaCl滲透百分比、D0P滲透百分比或品質(zhì)因子QF))進行監(jiān)測也可能是有用的。當暴露于以95升/分鐘的流量流動的1重量％的氯化鈉氣溶膠時，成品呼吸器可具有例如不大于20%的最大NaCl滲透率。在呼吸器的另一實方范例中，在暴露于以85升/分鐘的流量流動的0.075pm2%的氯化鈉氣溶膠時，該呼吸器可具有小于20毫米水柱或小于10毫米水柱的壓降，并且可具有小于約5%或者小于約1%的最大NaCl負載滲透百分比?；乜梢酝ㄟ^使用從數(shù)個(例如，3個或更多個)在網(wǎng)寬度方向上均勻間隔的位置處取得的樣品進行重量分析來確定?？墒褂妙愃频娜臃绞絹泶_定網(wǎng)厚度?？筛鶕?jù)基重和網(wǎng)厚度測量值來計算密實度。Gurley剛度可使用格利精密儀器公司(GurleyPrecisionInstruments)的4171EGURLEYTM型抗彎測試機來確定。從這些網(wǎng)沖切下若干矩形樣品(3.8cmX5.lcm，除非另有說明)，樣品的長邊與網(wǎng)橫向(橫維)對齊。將這些樣品加載到抗彎測試機中，其中樣品的長邊位于網(wǎng)的保持夾具中。沿兩個方向折曲這些樣品，即，測試臂按壓第一主樣品表面，并且然后按壓第二主樣品表面，并將這兩次測量的平均值記錄為以微克為單位的剛度。該測試被看作是破壞性測試，并且如果需要進行進一步測量，則需要采用新的樣品。EFD可使用如下文獻中闡述的方法、使用32L/min的空氣流量(對應(yīng)于5.3cm/sec的表面速度)來確定(除非另有規(guī)定)Davies，C.N.，"氣載塵埃禾口顆粒的分離，，((TheS印arationofAirborneDustand28Particles)InstitutionofmechanicalEngineers,London,Proceedings1B，1952，Davies，C.N，1952年)。泰伯剛度可使用150-BTABElT型剛度測試機(其可自泰伯工業(yè)公司(TaberIndustries)商購獲得)來確定。使用鋒利的剃刀刀片小心地從這些網(wǎng)切下3.8cmX3.8cm的正方形部分以防止纖維熔合，并使用3至4個樣品以及15。的樣本撓曲來進行評估以確定其在縱向和橫向上的剛度。壓降、滲透百分比和過濾品質(zhì)因子QF可由如下方式確定使用包含NaCl或DOP顆粒的測試氣溶膠，以95或85升/分鐘的流量輸送(除非另有說明)該測試氣溶膠，并使用TS:T8130型高速自動過濾器測試機(其可自TSI公司商購獲得)來進行評估?？刹捎肕KS壓力換能器(其可自MKS儀器公司商購獲得)來測量穿過過濾器的壓降(AP，毫米水柱)。對于95升/分鐘的流量下進行的NaCl.測試，顆?？蓮?%的NaCl溶液產(chǎn)生，并且自動化過濾器測試機可在加熱器和顆粒中和器都工作時進行操作。對于在85升/分鐘的流量下進行并使用直徑為0.075pm的顆粒的NaCl測試，顆?？蓮?%的NaCl溶液產(chǎn)生，以提供包含氣載濃度約16-23mg/m:i的顆粒的氣溶膠，并且自動化過濾器測試機可在加熱器和顆粒中和器都工作時進行操作。對于D0P測試，氣溶膠可包含直徑約0.185pm并且濃度約100mg/m'的顆粒，并且自動化過濾器測試機可在加熱器和顆粒中和器都關(guān)閉時進行操作?？蓪⑦@些樣品加載至最大NaCl或D0P顆粒滲透率，并且可在過濾器入口和出口處采用經(jīng)校準的光度計來測量顆粒濃度以及穿過該過濾器的顆粒滲透百分比(％顆粒滲透率)。可使用如下公式來計算QF:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>廣％顆粒滲透申、100針對所選測試氣溶膠可以測量或計算的參數(shù)包括初始顆粒滲透率、初始壓降、初始品質(zhì)因子QF、最大顆粒滲透率、最大滲透率下的壓降以及在最大滲透率下加載的顆粒毫克數(shù)(直到最大滲透率時對過濾器進行的總重量測試)。初始品質(zhì)因子QF值通常提供了關(guān)于總體性能的可靠指標，其中較高的初始QF值表示較佳的過濾性能，且較低的初始QF表指示降低的過濾性能。在如下說明性實例中將進一步說明本發(fā)明，其中所有份數(shù)和百分比都按重量計，除非另有說明。實例1使用如圖7和圖8中所示的設(shè)備以及如以下文獻中所描述的步驟，用聚合物組成相同的較大纖維與較小尺寸纖維形成熔噴單組分單層式網(wǎng)Wente，VanA.〃superfineThermoplasticFiber〃，IndustrialandEngineeringChemistry,vol.48.No.8，1956，pp1342—1346("超細熱塑纖維"，工業(yè)與工程化學(xué)學(xué)報，1956年11月8日，第48巻，1342-1346頁，作者Wente，VanA.);以及NavalResearchLaboratoryR印ort111437,Apr.15,1954(海軍研究實驗室于1954年4月15曰的報告111437)。使用TOTAL3960聚丙烯(350熔體流動速率的聚合物)來形成較大尺寸纖維，向該TOTAL3960聚丙烯添加了0.8%的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑作為駐極體帶電添加劑，以及1%的普立萬公司(Poly0neCorp.)的P0LY0NENo.CC10054018WE藍色顏料以幫助評估較大尺寸纖維在網(wǎng)中的分布。將獲得的藍色聚合物共混物供料至20DAVISSTANDARD型的2英寸(50.8mm)的單螺桿擠出機，該單螺桿擠出機由Cro即ton&K,lesCorp公司的Davis標準部門出品。該擠出機具有60英寸(152cm)的長度和30/1的長度/直徑比。使用可自?？松梨诠?ExxonmobilCorporation)購得的EXXONPP3746聚丙烯(1475熔體流動速率的聚合物)來形成較小尺寸纖維，向該EXXONPP3746聚丙烯添加了0.8%的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑。后一種聚合物為白色，并且將其供料至Crompton&Knowles公司的Davis標準部門出品的商標為KILLI0N的0.75英寸(19mm)的單螺桿擠出機。使用Zenith泵業(yè)公司(ZenithPumps)的商標為ZENITH的10cc/rev的熔體泵，對進入20英寸(50.8cm)寬的鉆孔熔噴模具中的各模腔的每種聚合物的流量進行計量，該鉆孔熔噴模具采用直徑為0.015英寸(O.38mm)并且間距為25個孔/英寸(10個孔/厘米)的孔口，其中交替的孔口由每個模腔實施進料。加熱的空氣在模具頂端處將纖維拉細。氣刀采用0.010英寸(0.25咖)的正回移以及0.030英寸(0.76mm)的氣隙。在網(wǎng)的形成點處，吸引適度的真空穿過中等網(wǎng)孔收集器的篩網(wǎng)，并采用22.5英寸(57.2cm)的DCD(模具到收集器的距離)。通過調(diào)節(jié)來自每個擠出機的聚合物速率，形成具有75%較大尺寸纖維和25%較小尺寸纖維的網(wǎng)。收集器速度根據(jù)需要來進行調(diào)節(jié)，以提供具有約200gsm基重的網(wǎng)。根據(jù)需要，調(diào)節(jié)擠出溫度和熱空氣的壓力來提供具有約2(Vm的目標EFD值的網(wǎng)。根據(jù)美國專利No.5,496，507(Angadjivand等人，507)中教導(dǎo)的技術(shù)，使用蒸餾水對這些網(wǎng)進行水充電處理，并讓其干燥，然后在加熱至14CTC、間隙為0.76mm并且操作速度為3.05m/min的平滑鋼制輥之間對其進行砑光。下表1A中列出該砑光過濾網(wǎng)的試驗編號、基重、EFD和Gurley剛度。表1A試驗編號基重，g'smEFD,|imGurley剛度，mg1-1F20820.3889在如圖3中所示的設(shè)備中，將該砑光過濾網(wǎng)與17gsm的紡粘聚丙烯內(nèi)覆蓋網(wǎng)與17gsm的紡粘聚丙烯外覆蓋網(wǎng)進行結(jié)合，并將其制成類似圖1和圖2所示裝置的平折式呼吸器。對該成品呼吸器進行折疊和展開，并且發(fā)現(xiàn)其在平折時具有良好的儲存性質(zhì)，在佩戴時具有舒適的貼合性和期望的脫離臉部的構(gòu)造。此外，還對本發(fā)明的呼吸器以及使用分離的過濾層和加固層制成的對比用四層式平折式呼吸器的初始NaCl顆粒滲透率進行評估。下表1B中列出的是試驗編號、呼吸器標識、初始壓降以及使用以85升/分鐘的流量流動的直徑為0.075pm的NaCl顆粒氣溶膠的初始NaCl滲透率。表1B試驗編號呼吸器標識初始壓降，毫米水柱初始滲透率，％由1-1F網(wǎng)制成的三層式呼吸器6.81.191-1C對比用四層式呼吸器108.0131表IB中的數(shù)據(jù)表明，試驗編號為1-1R的呼吸器的初始壓降和初始NaCl滲透率低于對比用四層式呼吸器的初始壓降和初始NaCl滲透率。實例2使用實例1的方法，由聚合物組成相同的較大纖維和較小尺寸纖維形成熔噴單組分單層式網(wǎng)。較大尺寸纖維使用自?？松梨诠?ExxonMobilCorporation)處購得的EXXONPP3155聚丙烯(36熔體流動速率的聚合物)形成，向該EXXONPP3155聚丙烯添加了0.8%的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑作為駐極體帶電添加劑和.2%的P0LY0NENo.CC10054018WE藍色顏料。將所獲得的藍色聚合物共混物供料至如實例1中使用的DAVISST緒DARD20型擠出機。較小尺寸纖維使用EXXONPP3746聚丙烯形成，向該EXXONPP3746聚丙烯添加了0.8%的CHIMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑以及2%的P0LY0NENo.CC10054018WE藍色顏料。將后一種聚合物供料至如實例1中使用的KILLI0N擠出機。通過使用13.5英寸(34.3cm)的DCD并調(diào)節(jié).來自每個擠出機的聚合物速率來形成具有65%較大尺寸纖維和35%較小尺寸纖維的網(wǎng)。根據(jù)需要調(diào)節(jié)收集裝置的速度以提供具有約200至約250gsm的基重的網(wǎng)，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)擠出溫度和熱空氣的壓力以提供具有約16至約18pm的EFD值。根據(jù)Angadjivand等人，507中教導(dǎo)的技術(shù)用蒸餾水對這些網(wǎng)進行水充電處理，并讓其干燥。將所獲得的網(wǎng)制成如圖1和圖2中所示裝置的平折式呼吸器，并使用以85升/分鐘的流量流動的直徑為0.075pm的NaCl顆粒氣溶膠進行評估。下表2A中示出的是試驗編號；砑光過濾網(wǎng)的基重、EFD、厚度和Gurley剛度；以及成品呼吸器的初始壓降和初始NaCl滲透率。表2A<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>表2A中的結(jié)果表明，每個呼吸器都滿足歐洲FFP1過濾面罩的要求(參見EN149.'2001，呼吸保護裝置。用于防顆粒的保護性過濾半面罩)。實例3使用如圖9和圖10中所示的設(shè)備以及在如以下文獻中所描述的步驟，來形成由TOTAL3960聚丙烯形成的四個單組分單層式熔噴網(wǎng)，向該TOTAL3960聚丙烯添加了0.8%的三硬酯基三聚氰胺作為駐極體帶電添加劑，這些文南犬包括Wente，VanA.，"SuperfineThermoplasticFiber〃，IndustrialandEngineeringChemistry,vol.48.No.8，1956，.pp1342-1346("超細熱塑纖維"，工業(yè)與工程化學(xué)學(xué)報，1956年11月8日，第48巻，1342-1346頁，作者Wente，VanA.);以及NavalResearchLaboratoryReport111437，Apr.15，1954(海軍研究實驗室于1954年4月15日的111437報告)。將該聚合物供料至DAVISSTANDARD20型的2英寸(50.8mm)的單螺桿擠出機，該單螺桿擠出機具有20/1的長度/直徑比以及3/1的壓縮比。用Zenith公司的10cc/rev熔體泵對進入10英寸(25.4cm)寬的鉆孔熔噴模具的聚合物流量進行計量，該鉆孔熔噴模具原來的0.012英寸(O.3mm)孔口通過對每第9個孔口進行鉆制而修改至0.025英寸(0.6ram)，由此提供9:1的較小尺寸孔數(shù)量/較大尺寸孔數(shù)量比以及60:40的較大孔尺寸/較小孔尺寸比。這行孔口具有25個孑L/英寸(10個孔/厘米)的孔間距。熱空氣在模具頂端處拉細這些纖維。氣刀采用0.010英寸(O.25mm)的正回移和0.030英寸(0.76mm)的氣隙。在網(wǎng)的形成點處，沒有吸引適度真空穿過中等網(wǎng)孔的收集器篩網(wǎng)。聚合物從擠出機的輸出速率根據(jù)需要從2.01bs/in/hr(0.36kg/cm/hr)的起點開始變化，DCD從11.50到16.25英寸(29.21cm至41.725cm)變化，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)空氣壓力以提供具有如以下表3A中所示的基重和EFD的網(wǎng)。根據(jù)美國專利No.5，496，507(Angadjivand等人'507)中教導(dǎo)的技術(shù)用蒸餾水對這些網(wǎng)進行水充電處理，并讓其干燥。下表3A中列出的是在13.8cm/sec的表面速度下每只網(wǎng)的樣品編號、基重、EFD、網(wǎng)厚度、初始壓降、初始NaCl滲透率及品質(zhì)因子QF。表3A33<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>接下來，在加熱至141。C并以3.05m/min線速度運轉(zhuǎn)的輥之間，對這些網(wǎng)進行輕度砑光一次或兩次。采用約1.5至2.2mm的砑光間隙。每個樣品的砑光間隙和網(wǎng)厚度示出于下表3B中表3B<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>每個樣品的Gurley剛度值(使用25.4X38.lmm樣品進行測量)和壓降值(使用321/min的流量進行測量)示出于下表3C中表3C<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>表3C中的結(jié)果特別表明，壓降并未受到砑光顯著的負面影響。將這些網(wǎng)制成如圖1和圖2中所示裝置的平折式呼吸器，并使用以85升/分鐘的流量流動的直徑為0.075pm的NaCl顆粒氣溶膠來進行評估。使用未經(jīng)砑光的剛性過濾網(wǎng)制作的呼吸器還采用如實例2中所用的內(nèi)覆蓋網(wǎng)和外覆蓋網(wǎng)，并且具有三層式構(gòu)造。使用一側(cè)經(jīng)砑光的剛性過濾網(wǎng)制作的呼吸器還采用如實例2中所用的網(wǎng)的內(nèi)覆蓋網(wǎng)，并且具有兩層式構(gòu)造。使用兩側(cè)經(jīng)砑光的剛性過濾網(wǎng)制作的呼吸器不采用任何覆蓋網(wǎng)，并且具有單層式構(gòu)造。下表3D中列出的是成品呼吸器的試驗編號、百分比滲透率以及品質(zhì)因子QF。3D<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>表3D中的結(jié)果尤其表明，百分比滲透率和品質(zhì)因子QF并未受到砑光顯著的負面影響。下表3E中列出的是由未經(jīng)砑光的網(wǎng)樣品制成的三層式呼吸器的試驗編號、初始壓降、初始百分比滲透率、最大滲透率下的壓降、最大百分比滲透率、最大滲透率下的測試量以及總氣溶膠測試量表3E未經(jīng)砑光的網(wǎng)樣品編號初始壓降，毫米水柱初始滲透率，％最大滲透率下的壓降，毫米水柱最大滲透率，％最大滲透率下的測試量，mg總測試量，mg3-13.80.08983.13.720127.3185.03-24.20.07114.71.640m.2130.13-34,60.06913.80.919117.9121.83-45.10.00027.40.250102.7138.53-53.40.21618.06.72099.7123.63-63.50.14314.94.980103.9126.93-74.20.08428.62.800127.8149.93-84.40.00013.91.620117.2129.1表3E中的結(jié)果表明，樣品編號為3-1至3-4、3-7和3-8的用未經(jīng)砑光網(wǎng)制作的三層式呼吸器應(yīng)該通過了42C.F.R.Part84的N95NaCl負載測試。下表3F中列出的是由一側(cè)被砑光的網(wǎng)樣品制制作的兩層式呼吸器的試驗編號、初始壓降、初始百分比滲透率、最大滲透率下的壓降、最大百分比滲透率、最大滲透率下的測試量以及總氣溶膠測試量表3F"~"側(cè);波砑光的網(wǎng)樣品編初始壓降，初始滲透最大滲透率最大滲最大滲透總氣溶膠號毫米水柱率，％下的壓降，透率，％率下的測測試量，毫米水柱試量，mgmg3-13.20.0166.04.040106.8107.83-23.40.0295.41.680106.2106.63-34.20.0067.10.589105.9106.038<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>表3F中的結(jié)果表明，樣品編號為3-1至3-4和3-8的使用單側(cè)砑光網(wǎng)制作的兩層式呼吸器應(yīng)該通過了42C.F.R.Part84的N95NaCl負載測試0下表3G中列出的是由兩側(cè)經(jīng)砑光的網(wǎng)樣品制成的單層式呼吸器的試驗編號、初始壓降、初始百分比滲透率、最大滲透率下的壓降、最大百分比滲透率、最大滲透率下的測試量以及總氣溶膠測試量表3G兩側(cè)經(jīng)砑光的網(wǎng)<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>表3G中的結(jié)果表明，樣品編號為3-1至3-4和3-7的使用兩側(cè)經(jīng)砑光的網(wǎng)制作的兩層式呼吸器應(yīng)該通過了42C.F.R.Part84的N95NaCl負載測試。實例4使用如圖11至圖13中所示的設(shè)備，由從道爾頓石化公司(TotalPetrochemicals)購得的熔融流動指數(shù)為70的FINA3860聚丙烯形成單組分單層式網(wǎng)(網(wǎng)4-1)。擠出頭10具有488個0.5腿(0.020英寸)直徑的孔，這些孔被布置成203mm(8英寸)寬的交錯圖案。將聚合物以0.2克/孔/分鐘供料給擠出頭，在擠出頭處該聚合物被加熱至205"C(40rF)的溫度。供應(yīng)兩個驟冷空氣流(圖11中的318b;不采用流318a)來作為上部流，其來自高度為406mm(16英寸)的驟冷箱，表面速度近似為0.37m/sec(73ft/min)且溫度為1.7。C(35。F);以及下部流，其來自高度為197mm(7.75英寸)的驟冷箱，表面速度近似為0.llm/sec(22ft/min)且溫度為室溫。采用如Berrigan等人中所示的可移動壁式縮束裝置，使用0.76腿(0.030英寸)的氣刀間隙(Berrigan等人中的30)，空氣以0.096MPa(14psig)的壓力供給至氣刀，縮束裝置頂部間隙寬度為5.1mm(0.20英寸)，縮束裝置底部間隙寬度為4.7匪(0.185英寸)，并且縮束裝置的側(cè)邊長為152mm(6英寸)(Berrigan等人中的36)。從擠出頭310至縮束裝置316的距離(圖11中的317)為78.7cm(31英寸)，且從縮束裝置316至收集帶319的距離(圖11中的321)為68.6cm(27英寸)。熔紡纖維流以約51cm(約20英寸)的寬度沉積在收集帶319上。收集帶319以約1.8米/分鐘(6ft/min)的速率移動。收集帶319下方的真空估計介于約1.5-3.OKPa(6-12英寸水柱)的范圍內(nèi)。板411的區(qū)域415具有交錯間隔的1.6mm(0.062英寸直徑)的開口，從而獲得23%的打開面積；網(wǎng)保持在區(qū)域416具有交錯間隔的1.6mm(0.062英寸)直徑的開口，從而獲得30%的打開面積；并且加熱/粘合區(qū)域417和驟冷區(qū)域418具有交錯間隔的4.0mm(0.156英寸)直徑的開口，從而獲得63%的打開面積?？諝庖宰阋栽讵M槽409(3.8X85.3cm(1.5英寸X26英寸))處產(chǎn)生約14.2m:7min(約500英尺7min)的空氣的流量供應(yīng)穿過導(dǎo)管407。板408的底部距離收集器319上的收集網(wǎng)320為3.175cm(1.25英寸)。穿過驟冷流加熱器的狹槽409的空氣溫度為157°C(315下)，該溫度在熱空氣進入殼體401的入口點處測量。離開驟冷區(qū)域420的網(wǎng)粘合成具有足以自支撐并可使用普通方法和設(shè)備進行處理的完整性；可以通過普通巻繞裝置將網(wǎng)巻繞成儲存巻或可對其實施多種操作，例如通過半球形模具對網(wǎng)進行加熱和壓縮以形成模制呼吸40200780028671.7器。根據(jù)Angadjivand等人'507中教導(dǎo)的技術(shù)用去離子水對網(wǎng)進行水充電處理，并讓其干燥。用FINA3860聚丙烯來類似地制作第二單組分單層式網(wǎng)(網(wǎng)4-2)，向該FINA3860聚丙烯添加了.5重量％的汽巴精化公司(CibaSpecialtyChemicals)的CMMASSORB944受阻胺光穩(wěn)定劑。除了以下方面外，條件與網(wǎng)4-l的相同擠出頭10具有512個孔，這些孔被布置成10cm(4英寸)X20cm(8英寸)的圖案，其中孔間距為0.64cm(0.25英寸)并且圖案的長度沿網(wǎng)的橫向布置。上部驟冷流具有近似0.32m/sec(63ft/min)的表面速度?？s束裝置底部間隙寬度為4.8腿(0.19英寸)。熔紡纖維流以約46cm(約18英寸)的寬度沉積在收集帶319上。收集帶319以約1.77米/分鐘(5.8ft/min)的速率移動。板408底部距離收集器319上的收集網(wǎng)320的距離為4.lcm(1.6英寸)。根據(jù)R叫sseau等人中教導(dǎo)的技術(shù)用蒸餾水對該收集網(wǎng)進行水充電處理，并讓其干燥。對這些帶電網(wǎng)進行評估以確定下表4A中所示的平網(wǎng)的性能-表4A<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>將這些網(wǎng)制成如圖1和圖2中所示裝置的平折式呼吸器，并且使用以85升/分鐘的流量流動的直徑為0.075pm的NaCl顆粒氣溶膠來進行評估。結(jié)果示出于下表4B中表4B<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>上面描述了本發(fā)明的多個實施例。然而，應(yīng)當理解，在不脫離本發(fā)明的前提下可作出多種修改。因此，其他實施例都在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種平折式個人呼吸器，其包括通過至少一條分界線接合至所述呼吸器其余部分的至少一個剛性過濾面板，所述面板包括多孔單組分單層式非織造網(wǎng)，所述非織造網(wǎng)包含帶電的、相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維，并且具有足夠的基重或纖維間粘合，使得所述非織造網(wǎng)表現(xiàn)出的Gurley剛度大于200mg，并且所述呼吸器表現(xiàn)出的壓降小于20毫米水柱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述非織造網(wǎng)包含相互纏結(jié)的連續(xù)單組分聚合物微纖維與較大尺寸纖維的雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述非織造網(wǎng)包含部分結(jié)晶和部分非晶的取向熔紡纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述非織造網(wǎng)的基重為約100gsm至約500gsm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述非織造網(wǎng)的基重為約150gsm至約250gsm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述非織造網(wǎng)是被砑光的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述非織造網(wǎng)的Gurley剛度為至少約300mg。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，還包括內(nèi)覆蓋網(wǎng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的呼吸器，其中所述內(nèi)覆蓋網(wǎng)與剛性過濾面板具有相同的聚合物組成。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述聚合物為聚丙烯。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述聚合物為聚-4-甲基-1-戊烯。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，當暴露于以95升/分鐘的流量流動的1重量％的氯化鈉氣溶膠時，所述呼吸器表現(xiàn)出的最大滲透率不大于20%。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，當暴露于以85升/分鐘的流量流動的0.075pm2%的氯化鈉氣溶膠時，所述呼吸器表現(xiàn)出的最大負載滲透率小于5%。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，當暴露于以85升/分鐘的流量流動的0.075pm2%的氯化鈉氣溶膠時，所述呼吸器表現(xiàn)出的最大負載滲透率小于1%。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，包括非褶皺的主體，所述主體包括第一部分；第二部分，其通過第一分界線與所述第一部分區(qū)分開；第三部分，其通過第二分界線與所述第二部分區(qū)分開；以及平分折痕，其基本上豎直，并且當所述呼吸器取向成和佩戴者使用時一樣時，由前方看去，所述平分折痕延伸穿過所述第一部分、第二部分和第三部分；-其中所述第一部分、第二部分和第三部分各被分為左面板和右面板，所述左面板和右面板各包括所述剛性過濾面板，并且所述呼吸器能夠沿所述平分折痕被折疊成基本上平折的構(gòu)造。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的呼吸器，還包括具有與所述剛性過濾面板相同的聚合物組成的內(nèi)覆蓋網(wǎng)。17.根據(jù)權(quán)利要求l所述的呼吸器，包括過濾結(jié)構(gòu)，其包括可任選的內(nèi)覆蓋網(wǎng)、包括含有帶電微纖維的網(wǎng)的過濾層、以及可任選的外覆蓋網(wǎng)，所述可任選的內(nèi)覆蓋網(wǎng)和可任選的外覆蓋網(wǎng)分別被設(shè)置在所述過濾層的相對的第一側(cè)和第二側(cè)；所述過濾結(jié)構(gòu)被分為上過濾面板、中心過濾面板和下過濾面板，所述中心過濾面板通過所述第一分界線和第二分界線與所述上過濾面板和下過濾面板分開；其中至少所述中心過濾面板包括所述剛性過濾面板，并且所述呼吸器能夠沿所述第一分界線和第二分界線被折疊成基本上平折的構(gòu)造。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的呼吸器，其中所述內(nèi)覆蓋網(wǎng)具有與所述剛性過濾面板相同的聚合物組成。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的呼吸器，其中所述第一分界線和所述第二分界線中的至少一者為曲線形的。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其包括過濾主體，所述過濾主體包括可任選的內(nèi)覆蓋網(wǎng)、包括含有帶電微纖維的網(wǎng)的過濾層、以及可任選的外覆蓋網(wǎng)；所述過濾主體具有在第一部分與第二部分之間的中心部分，所述中心部分包括所述剛性過濾層，所述中心部分由第一分界線和第二分界線限定，并且具有約160mm至220mm的寬度和約30mm至llOmra的高度；所述呼吸器能夠被平折用于儲存，此時所述第一部分與所述中心部分的表面至少部分面對面接觸，并且所述第二部分與所述第一部分的表面接觸，并且所述呼吸器在展開使用時形成佩戴者鼻部和嘴部上的脫離臉部的杯形氣室。21.—種制作平折式個人呼吸器的方法，所述方法包括.a)獲得單組分單層式非織造網(wǎng)，其包含帶電的、相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維，所述非織造網(wǎng)具有足夠的基重或纖維間粘合，從而表現(xiàn)出大于200mg的Gurley剛b)^所述帶電網(wǎng)中形成至少一條分界線，以提供至少部分由所述分界線限定的至少一個面板；以及c)對所述網(wǎng)進行配裝以提供面罩主體，所述面罩主體表現(xiàn)出小于20毫米水柱的壓降，并且能被折疊成基本上平折的構(gòu)造，以及展開成凸狀打開的構(gòu)造。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括收回從所述非織造網(wǎng)剪掉的廢料并回收利用所述廢料，以制作另外的剛性過濾網(wǎng)。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述聚合物和廢料基本上由聚丙烯和可任選的駐極體帶電添加劑組成。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括使所述非織造網(wǎng)形成為相互纏結(jié)的連續(xù)單組分聚合物微纖維與較大尺寸纖維的雙峰質(zhì)量分數(shù)/纖維尺寸混合物。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括由部分結(jié)晶和部分非晶的取向熔紡纖維形成所述非織造網(wǎng)。26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括以約100gsm至約500gsm的基重形成所述非織造網(wǎng)。27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括以約150gsm至約250gsm的基重形成所述非織造網(wǎng)。28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括對所述非織造網(wǎng)進行砑光。29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括形成所述非織造網(wǎng)，以使其Gurley剛度為至少約300mg。30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括形成包括內(nèi)覆蓋網(wǎng)的預(yù)成型件。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述內(nèi)覆蓋網(wǎng)與剛性過濾面板具有相同的聚合物組成。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述聚合物為聚丙烯。33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述聚合物為聚-4-甲基-1-戊烯。34.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括沿平分軸線對折所述非織造網(wǎng)，以形成具有平分折線的折疊預(yù)成型件，以及相對于所述平分折線以第一和第二預(yù)定角熔接、縫制或者其它方式緊固所述折疊預(yù)成型件，其中所述第一和第二預(yù)定角影響所述呼吸器的尺寸。35.—種用于制作平折式個人呼吸器的方法，所述方法包括a)形成由相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維形成的單組分單層式非織造網(wǎng)，并使所述非織造網(wǎng)帶電，所述非織造網(wǎng)具有足夠的基重或纖維間粘合從而表現(xiàn)出大于200mg的Gurley剛度；b)在所述帶電的非織造網(wǎng)中形成至少一條分界線，以提供至少部分由所述分界線限定的至少一個面板；以及c)對所述非織造網(wǎng)進行配裝以提供面罩主體，所述面罩主體表現(xiàn)出小于20毫米水柱的壓降，并且能被折疊成基本上平折的構(gòu)造以及展開成凸狀打開的構(gòu)造。全文摘要本發(fā)明公開一種平折式呼吸器，所述呼吸器由通過至少一條分界線接合至呼吸器其余部分的剛性過濾面板制成。所述面板包含多孔單組分單層式非織造網(wǎng)，所述非織造網(wǎng)包含帶電的、相互纏結(jié)的、聚合物組成相同的連續(xù)單組分聚合物纖維，并且具有足夠的基重或纖維間粘合，使得該非織造網(wǎng)表現(xiàn)出的Gurley剛度大于200mg，并且該呼吸器表現(xiàn)出的壓降小于20毫米水柱。所述呼吸器可在不需要另外的加固層、雙組分纖維或其他加強件的情況下形成，并且可平折用于儲存?？梢曰厥绽脕碜灾圃爝^程的廢料，以制作另外的剛性過濾面板網(wǎng)。文檔編號A62B7/00GK101495189SQ200780028671公開日2009年7月29日申請日期2007年7月17日優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日發(fā)明者安德魯·R·?？怂?約翰·D·斯泰爾特,約翰·M·布蘭德納,詹姆斯·E·斯普林格特,賽義德·A·安格德吉萬德,邁克爾·R·貝里根,馬爾文·E·瓊斯申請人:3M創(chuàng)新有限公司