本發(fā)明涉及復(fù)合過濾基底。本發(fā)明還公開了制備和使用所述過濾基底的方法。
背景技術(shù)：
：：用于清潔和過濾表面上和空氣中的污染物和顆粒的基底在本領(lǐng)域中是已知的。污染物諸如氣味(例如香煙煙霧)、揮發(fā)性有機化合物(“voc”)、微生物(例如細(xì)菌、病毒、霉菌)、和顆粒(例如粉塵)在被人類吸入或以其它方式接觸時具有有害效應(yīng)。僅顆粒就包含死皮、寵物毛屑、塵螨糞便和可引發(fā)人免疫應(yīng)答的其它微觀(尺寸小于5微米)顆粒。除了顆粒清潔效率之外，消費者還可期望在空氣通過基底時提供低壓降的過濾基底，因為這可提供低噪音水平。低噪音水平對消費者可具有吸引力以允許較長空氣過濾操作時間(例如，每天操作24小時)。本領(lǐng)域中已經(jīng)進行各種嘗試以提供具有改善的清潔效率和最小噪音的消費者可負(fù)擔(dān)的過濾基底。然而，對于噪音和清潔效率的改善通常有損制造商生產(chǎn)低成本過濾基底的能力和/或不利地影響過濾基底的另一消費者期望的方面。因此，持續(xù)需要用于空氣過濾設(shè)備的改善的過濾基底，其是成本有效地并且以改善的效率從空氣中除去顆粒，同時具有消費者友好的特征結(jié)構(gòu)，諸如緊湊性/便攜性和消費者可接受的噪音水平。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供復(fù)合過濾基底，其包括第一組件層，所述第一組件層包括具有至少兩種不同纖度的纖維混合物，其中所述混合物中的每種纖維包括約0.7dpf至約7.0dpf的纖度；第二組件層，所述第二組件層包括至少50％的具有約0.9dpf至約2.0dpf纖度的纖維；以及連接所述第一組件層和所述第二組件層的多個連接部；其中所述基底包括約50g/m2至約70g/m2的基重和孔體積分布，其中至少約25％的總體積在半徑小于約50μm的孔中，至少約45％的總體積在半徑為約50μm至約100μm的孔中，小于約15％的總體積在半徑約100至約200μm的孔中，并且小于約10％的總體積在半徑大于約200μm的孔中。本發(fā)明還提供復(fù)合過濾基底，其包括水刺第一組件層，所述水刺第一組件層包括纖維的混合物，所述纖維包括具有約0.9dpf至約2.0dpf纖度的第一三葉形纖維和包括約2.7dpf至約3.0dpf纖度的第二三葉形纖維，多個中空突起部和凹入?yún)^(qū)域，其中所述中空突起部包括約3mm至約16mm的突起長度，以及約2mm至約14mm的非突起長度，和約0.5mm至約3mm的突起高度，并且其中所述中空突起部和所述凹入?yún)^(qū)域包括約40:60至約60:40的平面面積比；第二組件層，所述第二組件層包括至少約50％的纖維，所述纖維包括約0.9dpf至約2.0dpf的纖度；并且其中所述基底通過將所述第一組組件層和所述第二組件層水刺來形成。本發(fā)明還提供復(fù)合過濾基底，其包括第一組件層，所述第一組件層包括具有至少兩種不同纖度的纖維的混合物，其中所述混合物中的每種纖維包括約0.7dpf至約7.0dpf的纖度；多個中空突起部和凹入?yún)^(qū)域，其包括約40:60至約60:40的平面面積比；第二組件層，所述第二組件層包括至少約50％的具有大于約0.9dpf纖度的纖維；以及連接所述第一組件層和所述第二組件層的多個連接部；其中所述基底具有對于e1顆粒約15％至約45％以及e2顆粒約20％至約70％和e3顆粒約50％至約90％的單次過濾效率，以及小于約20pa的壓降。本發(fā)明還提供復(fù)合過濾基底，其包括第一組件層，所述第一組件包括纖維的混合物，所述纖維包括具有至少兩種不同纖度的異形纖維，其中所述混合物中的每種纖維包括約0.7dpf至約7.0dpf的纖度；第二組件層，所述第二組件層包括至少約50％的具有約0.9dpf至約2.0纖度的纖維；以及連接所述第一組件層和所述第二組件層的多個連接部；其中所述基底包括約40％至約60％的高密度區(qū)域，其具有約30kg/m3至約80kg/m3密度，和約40％至約60％的低密度區(qū)域，其具有約10kg/m3至約40kg/m3密度。附圖說明雖然本說明書通過特別指出并清楚地要求保護本發(fā)明的權(quán)利要求書作出結(jié)論，但應(yīng)該相信由下列說明并結(jié)合附圖可更好地理解本發(fā)明，其中：圖1為包括多個中空突起部的過濾基底的一個實施方案的示意透視圖；圖2為由圖1中的虛線圓“2”表示的中空突起部的放大示意圖；圖3是沿圖2中的線3-3截取的中空突起部的區(qū)域的剖視圖；圖4為包括多個中空突起部和凹入?yún)^(qū)域的基底的一個實施方案的3d圖像(來自gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀)圖5為沿線5-5截取的，圖4所示的中空突起部的剖視圖的顯微計算機斷層攝影圖像；圖6a為包括異形纖維的復(fù)合過濾基底的第一層的一個實施方案的放大圖；圖6b為由6a中虛線框表示的區(qū)域的放大圖；圖7a為聚丙烯三葉形纖維的一個實施方案的放大圖；圖7b為聚酯4-深槽纖維的一個實施方案的放大圖；圖7c為粘膠不規(guī)則異形纖維的一個實施方案的放大圖；圖8是圖4中所示基底的透射光學(xué)掃描圖像；圖9是中空突起部的橫截面的透射光學(xué)掃描圖像；圖10a為包括多個中空突起部和凹入?yún)^(qū)域的基底的一個實施方案的3d圖像(來自gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀)圖10b為示出沿圖10a中的線1、2和3截取的中空突起部的突起高度的圖；圖11a-c為示出具有多個中孔突起圖案(全部均具有50:50的平面面積比)的基底的各個實施方案的3d圖像(來自gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀)的二元2d投影；圖12a和12b為示出具有各種中空突起圖案(全部均具有40:60的平面面積比)的基底的各個實施方案的3d圖像(來自gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀)的二元2d投影；圖13a為包括圓形紡粘聚丙烯、圓形納米聚丙烯和圓形熔噴聚丙烯纖維的復(fù)合過濾基底的第二層的一個實施方案的放大圖；圖13b為由13a中虛線框表示的區(qū)域的放大圖；圖14為計算中空突起部的突起高度的流程圖；圖15為由包括低纖度和高纖度三葉形纖維和圓形粘膠纖維的組件層捕集的污垢的放大圖；圖16為由包括高纖度三葉形纖維和4dgtm纖維的組件層捕集的污垢的放大圖；圖17為由包括圓形納米纖維和圓形聚丙烯紡粘纖維以及圓形熔噴纖維的組件層捕集的污垢的放大圖。具體實施方式定義如本文所用，“氣流表面積”是指從其中氣流通過基底的可透過面積。該氣流表面積通過在不具有任何折疊或褶縐的情況下將基底平坦鋪設(shè)在單個平面上(如果已將基底制成袋或三維構(gòu)造，則所述基底必須切割以將其平放)并且然后測量總表面積來測量。測量的氣流表面積可不包括其中物理或化物阻隔(例如過濾器邊緣上的結(jié)構(gòu)或涂層)防止氣流通過空氣過濾器的所述部分的任何面積。如本文所用，“基重”是指基底的每單位面積的重量，其通常表示為克/平方米(“gsm”或“g/m2”)?；赝ǔＪ褂脴?biāo)準(zhǔn)測試方法iso9073-1:1989“testmethodsfornonwovens--part1:determinationofmassperunitarea”來測量。如本文所用，“纖度”是指用于指示長絲/纖維的細(xì)度的單位。所述單位表示以克計的每9000米長度的長絲/纖維的質(zhì)量。如本文關(guān)于纖維材料所用，纖度表達(dá)為旦尼爾/纖維或長絲，簡稱為“dpf”，并通常為許多長絲的數(shù)均平均值。對于已知的纖維密度和橫截面積，纖度可計算為：[纖維密度(以千克/立方米位單位)×橫截面積(以平方米為單位)×9000延米長度×1000(克/千克)]。如本文所用，“密度”是指包括纖維、空隙或其中任何添加劑的纖維基底的堆密度。堆密度(或僅是基底的密度)由基底(或基底的部分)的質(zhì)量除以基底(或考慮其質(zhì)量的相應(yīng)部分)的總體積來計算。基底的總體積包括由基底占據(jù)的面積和其厚度。就具有長度、寬度和厚度的基底的矩形部分而言，總體積可通過將基底的長度、寬度和厚度相乘來計算?；椎拿芏缺硎緸榍Э?立方米(kg/m3)。如本文所用，“高旦纖維”是指具有至少約2.2dpf纖度的纖維。如本文所用，“中空突起部”是指由纖維材料的至少兩個復(fù)合層形成的宏觀三維結(jié)構(gòu)，其限定所述結(jié)構(gòu)的外表面并在這兩個層之間具有體積。當(dāng)觀察者的眼睛和基底的平面之間的垂直距離為約12英寸時，宏觀三維結(jié)構(gòu)容易對肉眼可見。換句話講，本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)是非平面的基底，因為片材的一個或兩個表面存在于多個平面中，其中當(dāng)距約12英寸觀察結(jié)構(gòu)時，肉眼可觀察到那些平面之間的距離?！爸锌胀黄鸩俊钡倪m宜類似物是存在于泡沫包裝中的宏觀三維結(jié)構(gòu)?！爸锌胀黄鸩俊钡膬?nèi)部體積可基本上是中孔的(即，僅由其外纖維層限定)或部分填充有纖維(即，一些纖維占其外層之間的一些體積)。如本文所用，術(shù)語“層”是指基底的構(gòu)件或組件，其主維度是x-y，即沿著其長度與寬度。應(yīng)當(dāng)了解，術(shù)語“層”并不一定限于單個層或材料片。因此，層可包括必備類型材料的數(shù)個片或纖維網(wǎng)的復(fù)合物或組合。因此，術(shù)語“層”包括術(shù)語“多層”和“分層”。如本文所用，“細(xì)旦異形纖維”是指具有最多至1.2dpf纖度的異形纖維。如本文所用，術(shù)語“非織造物”是指如下纖維網(wǎng)，其具有被夾在中間的單根纖維或紡線的結(jié)構(gòu)但不呈如織造材料或針織織物中的重復(fù)圖案，所述后兩種類型的織物通常不具有無規(guī)取向或基本上無規(guī)取向的纖維。如本文所用，“無規(guī)分布的”是指纖維在對橫跨或穿過非織造物厚度的特定方向沒有任何優(yōu)選的情況下進行取向。處于無規(guī)分布的纖維可具有任何取向，并且任何兩根或更多根相鄰纖維可具有無規(guī)取向。除了定向取向之外，無規(guī)分布的纖維還可以隨機距離彼此間隔開，沒有任何優(yōu)選的特定間隔距離。如本文所用，“異形纖維”是指具有非圓形橫截面的纖維。異形纖維可具有各種非圓形橫截面形狀，包括三角形、多葉形、和成形為包括在其外表面上的毛細(xì)管道。毛細(xì)管道可具有各種橫截面形狀諸如u形、h形、c形和v形。一種毛細(xì)管道纖維為t-401(聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維)，命名為4-深槽纖維，其購自fiberinnovationtechnologies(johnsoncity，tn，u.s.a.)。異形纖維可以是實心或空心的。如本文所述，“比表面積”是指每單位質(zhì)量基底纖維的表面積。其通常以平方米/克(m2/g)纖維來表示。如本文所用，“熱塑性”是指當(dāng)暴露于熱時基本上流動并且當(dāng)冷卻至室溫或基本上低于其熔點時回到其初始狀態(tài)或固體狀態(tài)的聚合物。熱塑性材料的示例包括但不限于，聚烯烴諸如聚乙烯和聚丙烯、聚酯諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸、聚乙烯、聚酰胺、苯乙烯聚合物和共聚物、以及丙烯酸類、以及它們的組合。復(fù)合過濾基底本發(fā)明涉及復(fù)合過濾基底。本發(fā)明還公開了制備和使用所述過濾基底的方法。參見圖1-3，本發(fā)明的復(fù)合過濾基底10由多個組件層形成。過濾基底10具有第一面20和第二面30，并且可被構(gòu)造成片材、袋或適用于過濾顆?；蚯鍧嵄砻娴娜魏涡螤?。圖1示出成形為濾袋的復(fù)合過濾基底10的一個實施方案。參見圖2和3，基底10由至少第一組件層100和第二組件層200形成?？砂ǜ郊拥慕M件層，其在構(gòu)造上不同或由與第一組件層或第二組件層相同的構(gòu)造形成。在圖3中，示出第三組件層300。基底10可包括在基底的第一面10或第二面20上的中空突起部110和凹入?yún)^(qū)域120。參見圖4，基底10具有x-y-z維度，其x-y包括基底的第一面20和第二面30的平面，并且z為垂直于x-y平面或穿過基底的厚度的方向?；椎暮穸扰c中空突起部110的高度相同方向。本發(fā)明的基底10和組件層包括機織物或非織造材料的結(jié)構(gòu)。非織造材料可使用成網(wǎng)于成型物上，尤其是帶上的熔融材料或固體材料，使用成形操作制成，和/或通過施行于纖維上的涉及機械動作/改型的成形操作制成。組件層可包括任何合適類型的非織造材料。適宜類型的非織造材料包括氣流成網(wǎng)非織造物；濕法成網(wǎng)非織造物；梳理成網(wǎng)非織造物，包括梳理水刺非織造物、梳理通風(fēng)粘結(jié)非織造物、和梳理針刺非織造物；射流噴網(wǎng)針刺非織造物；熔噴非織造物；紡粘非織造物；和射流噴網(wǎng)水刺非織造物；以及它們的組合。織造材料可使用標(biāo)準(zhǔn)紡織物制備工藝諸如機織或針織制備。組件層可包括任何合適類型的織造材料。合適類型的織造材料的非限制性示例包括斜紋編織、破斜紋編織、平紋編織、斜紋編織、緞紋編織、平荷蘭編織、斜紋荷蘭編織、反向荷蘭編織、蜂窩編織、編籃編織、經(jīng)編針織、緯編針織、以及它們的組合?？椩觳牧峡梢葬槾虤只蛩桃栽黾涌捎糜诓东@過濾基底中的污垢的比表面積。用于制備織造材料的紗線可以是單絲或復(fù)絲。紗線可以“s”或“z”加捻以增加織造材料中長絲的耐久性和表面積。基底10的基重可低至約30gsm至高達(dá)200gsm；或者約30gsm至約100gsm；或約45gsm至75gsm，或約50gsm至約70gsm，或約50gsm至約60gsm。用于形成基底10的纖維可以為包括下列的材料：天然纖維，例如木漿、棉、羊毛等，以及可生物降解的纖維諸如聚乳酸纖維；以及合成纖維諸如熱塑性纖維，包括聚烯烴(例如，聚丙烯(“pp”)和pp共聚物、聚乙烯(“pe”)和pe共聚物)、聚酯諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(“pet”)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚乳酸、聚羥基鏈烷酸酯、聚乙烯醇、乙烯乙烯醇、聚丙烯酸酯和混合物、共混物和共聚物；合成聚合物和纖維的雙組分或多組分組合；以及合成纖維素(例如，粘膠人造絲、萊賽爾纖維)、纖維素乙酸酯、以及它們的組合。所述纖維的疏水性或親水性程度依據(jù)所述片所希望的目標(biāo)，或者根據(jù)待過濾的顆粒的類型、或者所提供的添加劑類型(當(dāng)添加劑存在時)、生物降解性、可獲得性，及此類考慮的組合而被優(yōu)化。一般來講，越是可生物降解的材料其親水性越好，但更有效的材料可以是疏水的。纖維可以是連續(xù)纖維，也被稱為長絲，或者其可以是短纖維，具有約15mm至約70mm，或約25mm至約60mm，或約30mm至約50mm的長度?；?0可具有小于80kg/m3、或小于約70kg/m3、或介于10kg/m3至約60kg/m3的密度。在60gsm水刺基底的實施方案中，可提供約20至約60kg/m3的密度?；?0的組件層中的纖維可以不同密度布置于兩個或更多個區(qū)域中，諸如低密度區(qū)域和高密度區(qū)域。低密度區(qū)域可具有小于約40kg/m3、或約10kg/m3至約40kg/m3、或約20kg/m3至約35kg/m3的密度。高密度區(qū)域可具有大于30kg/m3、或約30kg/m3至約80kg/m3、或約35kg/m3至約70kg/m3的密度。高密度區(qū)域和低密度區(qū)域之間的密度比可以小于約2.5、或約1.1至約2.0、或約1.25至約2.0。低密度區(qū)域可占?xì)饬鞅砻娣e的約20％至約80％、或約30％至約70％、或約40％至約60％、或約45％至約55％。高密度區(qū)域可占?xì)饬鞅砻娣e的約20％至約80％、或約30％至約70％、或約40％至約60％、或約45％至約55％。占?xì)饬鞅砻娣e約50％的低密度區(qū)域可具有約37kg/m3的密度，并且占?xì)饬鞅砻娣e約50％的高密度區(qū)域可具有約45kg/m3的密度。通常，低密度區(qū)域具有比過濾基底10更高的基重，然而高密度區(qū)域具有比過濾基底更低的基重。低密度區(qū)域可具有比基底的平均基重大約1％至約20％、或約1％至約10％、或約1％至約5％的基重。高密度區(qū)域可具有比基底的平均基重小約1％至約20％、或約1％至約10％、或約1％至約5％的基重。高密度區(qū)域和低密度區(qū)域的密度和基重可使用本文所述的方法來測量。在60gsm基底中，低密度區(qū)域可具有約60.6gsm至約66gsm的基重，并且高密度區(qū)域可具有約59.4gsm至約54gsm的基重。低密度區(qū)域和高密度區(qū)域可鄰近彼此布置。兩個密度區(qū)域中組件層的該布置可導(dǎo)致非織造物在用于例如在空氣過濾設(shè)備中時遞送良好的空氣過濾效率和低壓降。這是因為纖維穿過厚度鋪展從而能夠獲得更多氣流路徑，導(dǎo)致更少的纖維對纖維接觸和更多可用纖維表面積以捕獲顆粒。此類高密度區(qū)域和低密度區(qū)域可通過針刺復(fù)合層以形成中空突起部110(例如低密度區(qū)域)和凹入?yún)^(qū)域120(例如高密度區(qū)域)來形成，如圖4中所示。如圖5中可見，中空突起部110包括開口區(qū)域130，與不具有中空突起部和凹入?yún)^(qū)域圖案的基底的相同材料組合物相比，所述開口區(qū)域在用于例如空氣過濾設(shè)備中時，在整個基底10上獲得更低壓降?；?0中的纖維可具有大于約50m2/g、或約75m2/g至約600m2/g、或約100m2/g至約400m2/g、或約100m2/g至約200m2/g的比表面積。基底的比表面積可使用本文所述的方法測量。就60gsm水刺材料而言，組件層的纖維可具有約120m2/g至約150m2/g的比表面積。大比表面積導(dǎo)致提供更多表面以捕獲污垢顆粒，從而增加顆粒捕集效率。組件層可與層之間的多個連接部組合以形成復(fù)合過濾基底10。此類連接部可包括來自第一組件層100和第二組件層200的纖維的機械互穿部(其可經(jīng)由水刺、或針刺或縫合或任何其它機械纏結(jié)方法形成)；經(jīng)由熱粘結(jié)、通風(fēng)粘結(jié)、壓力粘結(jié)、超聲粘結(jié)、射頻粘結(jié)、激光粘結(jié)的熔合粘結(jié)部；經(jīng)由粘合劑或粘結(jié)劑的粘結(jié)部；以及它們的組合。本發(fā)明的組件層可組合在一起從而一定圖案形成中空突起部110，所述圖案增強顆粒捕集效率，同時在用于例如空氣過濾設(shè)置中時保持低壓降。組合組件層的一種方法是使用具有開口圖案化區(qū)域的圖案帶或圖案鼓的水刺法，在水刺期間組件層堆疊在所述開口圖案化區(qū)域上。在水刺時，開口區(qū)域130保持形成中空突起部110的纖維。圖案化水刺法的具體方法公開于u.s.2001/0029966中。形成低密度中空突起部110和高密度凹入?yún)^(qū)域120的一種適宜方法可包括在組件層的至少一個中形成此類區(qū)域，之后將本發(fā)明的組件層組合。具有低密度區(qū)域和高密度區(qū)域的一個或多個組件層可通過在具有開口圖案化區(qū)域的圖案帶或鼓上梳理成網(wǎng)或紡粘成網(wǎng)或氣流成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)方法來形成；通過起縐；波紋成形；拉伸層壓；針織諸如具有粗線針織或任何其它適宜圖案；活動機械變形；以及它們的組合來形成。一個或多個組件層的活動機械變形的適宜方法已經(jīng)公開于授予curro等人的u.s.7,682,686；授予hammons等人的u.s.2012/0064280；以及授予wong等人的u.s.2006/0234586中。拉伸層壓的適宜方法公開于授予weber等人的u.s.5,143,679；以及授予buell等人的u.s.5,628,741中。起縐法的示例公開于授予diaz等人的wo1997019808；以及授予sayovitz等人的u.s.6,835,264中。波紋成形方法的示例公開于授予braun等人的u.s.5,753,343中?；?0可具有孔體積分布(“pvd”)，其中至少約15％的總體積在半徑小于約50μm的孔中，至少約40％的總體積在半徑約50μm至約100μm的孔中，并且至少約10％的總體積在半徑大于約200μm的孔中。另選地，基底的pvd可以為至少約15％或約15％的總體積在半徑小于約50μm的孔中；至少約40％的總體積在半徑約50μm至約100μm的孔中；至少約25％的總體積在半徑約100μm至約200μm的孔中；并且小于約15％或約10％至約15％的總體積在半徑大于約200μm的孔中。另選地，基底10的pvd可以為至少約25％的總體積在半徑小于約50μm的孔中，至少約45％或約45％的總體積在半徑約50μm至約100μm的孔中，并且小于約15％或約15％的總體積在半徑約100μm至約200μm的孔中；并且小于約10％的總體積在半徑大于約200μm的孔中?；?0可具有約0.1m2至約1m2(約1.08ft2至約10.76ft2)、或約0.1m2至約0.6m2(約1.08.ft2至約6.46ft2)，或約0.15m2至約0.5m2(約1.61ft2至約5.38ft2)、或約0.2m2至約0.4m2(約2.15ft2至約4.31ft2)的氣流表面積。使用具有更大氣流表面積的基底可在用于例如空氣過濾設(shè)備中時獲得更低壓降。這能夠從給定量功率的風(fēng)扇獲得更高的空氣流量(即，以立方英尺/每分鐘(“cfm”)為單位的氣流量)。較高的氣流表面積還能夠獲得更安靜的設(shè)備，因為風(fēng)扇需要的功率更小。基底10可具有約0.5mm至約10mm，或約1mm至約5mm，或約1mm至約3mm的z方向厚度?；?0可任選地包括用于改善顆粒移除的處理劑/添加劑；諸如抗菌劑、抗病毒劑或抗過敏劑；離子和非離子表面活性劑；潤濕劑；過氧化物；離子和非離子聚合物；金屬鹽；金屬和金屬氧化物催化劑(例如zpt、cu、ag、zn、zno)；ph緩沖劑；生物試劑，包括酶、天然成分及其提取物；著色劑；和香料。還預(yù)期處理劑可包括維生素、草本成分、或用于鼻、喉和/或肺的其它治療或藥用活性物質(zhì)?；?0還可包括導(dǎo)電材料和/或碳顆粒以有助于移除氣味和/或捕集小分子(voc等…)。當(dāng)用于空氣過濾設(shè)備中時，復(fù)合過濾基底10可改善對于全部粒度的空氣傳播顆粒的空氣過濾效率。第一組件層第一組件層100(或“第一層”)包括可無規(guī)分布的纖維的混合物。纖維的混合物可包括具有不同形狀(橫截面積)、尺寸(即纖度)、材料和/或不同化學(xué)物的纖維。纖維的混合物可具有至少兩種不同的纖度和相同的形狀或至少兩種不同的纖度和至少兩種不同形狀。第一組件層100中的纖維可包括約0.7dpf至約7.0dpf、或約0.7dpf至約6.0dpf、或約0.7dpf至約4.0dpf的纖度。所述纖維可包括細(xì)旦纖維和高旦纖維。細(xì)旦纖維可得自裂膜性纖維的分解。例如，裂膜性纖維可在例如水刺或纖維結(jié)構(gòu)的任何其它形式的機械變形時分離成單獨的細(xì)旦纖維。裂膜性纖維可由至少兩種線構(gòu)成，例如不同聚合物的2至14根線，無論所述聚合物是均聚物、共聚物還是它們的混合物。纖維的分離可將纖維的纖度減小至例如初始纖度的約十分之一，或甚至初始纖維纖度的二十分之一。圖6a和6b示出在第一組件層中具有不同形狀和尺寸的纖維的放大圖。細(xì)旦異形纖維可具有在約0.6dpf至約1.2dpf、或約0.7dpf至約1.1dpf、或約0.8dpf至約1.1dpf、或約0.8至約1.0dpf、或約0.9至約1dpf的范圍內(nèi)的纖度。當(dāng)纖維分離成多根線或長絲時，細(xì)旦纖維可具有在約0.01dpf至約0.5dpf、或約0.05dpf至0.25dpf、或約0.05dpf至約0.1dpf范圍內(nèi)的纖度。高旦纖維可具有在約2.2dpf至約6dpf、或約2.5dpf至約5dpf、或約2.8dpf至約4.5dpf、或約2.8至約3.0dpf范圍內(nèi)的纖度。也可包括其它纖維纖度。纖維可以是實心或空心的。當(dāng)存在時，纖維中的中空區(qū)域在數(shù)量上可以是單數(shù)或多數(shù)。中空纖維或?qū)嵭睦w維的橫截面可以是圓形或異形的。異形纖維可紡絲或利用機械或化學(xué)手段原位或自發(fā)形成以增加捕集的表面積。異形纖維可包括各種多葉形形狀，諸如最通常遇到的三葉形異形纖維。具有約3.0dpf纖度的一種三葉形纖維示于圖7a中。其它多葉形異形纖維包括雙葉形、四葉形異形纖維。異形纖維還可包括三角形、凹三角形、月牙形、橢圓形、星形、梯形、正方形、菱形、u形、h形、c形、v形、多葉深槽(或深槽)纖維，諸如圖7b所示的6.0dpf4dgtm纖維或具有至少32個深槽的wingedfiberstm，不規(guī)則異形纖維，諸如圖7c所示的1.5dpf粘膠不規(guī)則異形纖維，或它們的組合。多葉形深槽纖維，諸如4dgtm纖維，可購自位于398innovationdrive，johnsoncity，tn，u.s.a.的fiberinnovationtechnology,inc.。類似地，wingedfiberstm可購自llassoindustries，morrisville，nc，u.s.a.。異形纖維可包括前述異形纖維的任何組合。纖維還可以為多組分纖維(實心或中空)，其包含多于一種組分聚合物。多組分纖維(通常為雙組分纖維)可為并列型、皮芯型、分割餅型、帶型或海島型構(gòu)型。外皮可以連續(xù)或不連續(xù)地圍繞芯。還可使用卷曲纖維，例如用于基底回彈性和蓬松度、增加的粉塵負(fù)載、和/或減小的壓降(經(jīng)由容易通過空氣)。卷曲纖維可以為平面鋸齒狀卷曲或螺旋狀卷曲或回旋卷曲。細(xì)旦異形纖維和高旦異形纖維可具有相同形狀。例如，細(xì)旦異形纖維和高旦纖維可以為三葉形異形纖維。另選地，細(xì)旦異形纖維可以為三葉形纖維并且高旦纖維可以為圓形纖維。第一組件層中可包括多于一個尺寸的每個纖維形狀。適宜的細(xì)旦熱塑性異形纖維的示例包括三葉形pp短纖維(0.9dpf，長度為38mm)，其包含1％tio2(w/w)，如由fibervisions(7101alcovyroadcovington,ga,u.s.a.30014)提供的，或者三葉形pp短纖維(1.17dpf，長度為38mm)，其包含0.5％tio2(w/w)，如由fibervisions(7101alcovyroadcovington,ga,u.s.a.30014)提供的。適宜高旦熱塑性纖維的示例包括具有1％tio2的三葉形pp短纖維(3.0dpf38mm長度)，其由fibervisions(7101alcovyroadcovington，ga，usa30014)提供，或者具有0.22％tio2的圓形pe短纖維(3.0dpf，38mm)，其由maerkischefasergmbh提供，或者具有0.22％tio2的三葉形聚酯短纖維(2.5旦尼爾，38mm)，其由maerkischefasergmbh(grisutenstr.13，14727premnitz，germany)提供，或者4dgtmpet短纖維(6.0dpf，38mm)，如由fiberinnovationtechnology，inc.(398innovationdrive，johnsoncity，tn，u.s.a.37604)提供的。第一組件層100中的纖維可包括約25％至約100％、或約50至約100％、或約65％至約100％、或約65％至75％的熱塑性異形纖維，所述熱塑性異形纖維具有約0.7dpf至約7.0dpf、或約0.7dpf至約4.0dpf、或約0.9dpf至約3.0dpf的纖度。第一組件層100中的纖維混合物可通過包括水刺法的任何已知方法形成非織造物，以在第一組件層100上形成中空突起部110和凹入?yún)^(qū)域120。此類水刺的基底提供具有開口區(qū)域130的中空突起部110和凹入?yún)^(qū)域120，如圖5所示。上文描述了形成第一組件層的非織造材料或織造材料的其它適宜方法?，F(xiàn)在參見圖8，第一組件層100的中空突起部110可形成高基重、低密度區(qū)域，然而凹入?yún)^(qū)域120可形成低基重、高密度區(qū)域。當(dāng)單獨測量第一組件層中的區(qū)域110和120的基重時，中空突起部110可具有比凹入?yún)^(qū)域120的基重大約1.1倍至約5倍；或1.1倍至約3倍；或1.1倍至約2倍的基重。當(dāng)與其它組件層組合測量第一組件層中的區(qū)域110和120的基重時，中空突起部110可具有比凹入?yún)^(qū)域120的基重大約1.01至約1.6倍，或1.05至約1.5倍，或約1.1至約1.3倍的基重。基重的比率可使用本文所述的方法測量?，F(xiàn)在參見圖9，每個中空突起部110包括突起長度112和非突起長度114。突起程度與非突起長度的比率為約98:2至約50:50，另選地約95:5至約50:50，另選地約80:20至約60:40。中空突起部具有約3mm至約16mm，或約4m至約10mm，或約5mm至約8mm的突起長度112。非突起長度114可具有約2mm至約14mm；約3mm至約9mm；或約4mm至約7mm的長度。在圖4、5和9的實施方案中，中空突起部110具有約5mm至約7mm的突起長度，和約4.5至約5.5mm的非突起長度?，F(xiàn)在參見圖10a和10b，每個中空突起部110可具有約0.5mm至約5mm，或約0.5mm至約3mm，或約0.7mm至約2mm的突起高度。中空突起部110具有約0.8mm至約1.3mm，或約1.0mm至約1.2mm的突起高度。中空突起部的高度可使用本文所述的方法來測量。凹入?yún)^(qū)域120可在基底10的一個面上在x-y維度上形成連續(xù)圖案，如圖4所示。連續(xù)圖案可包括凹入?yún)^(qū)域120的窄通道，其具有在約0.25mm至約10mm，或約1mm至約8mm，或約2.5mm至約2mm的范圍內(nèi)的寬度。中空突起部110可以在凹入?yún)^(qū)域120的連續(xù)圖案內(nèi)的圖案形成。平面面積比，其為如根據(jù)本文概述的平面面積比測試測量的第一層100的突起面的中空突起部和凹入?yún)^(qū)域的比率，為約20:80至約80:20、或約30:70至約70:30、或約40:60至約60:40、或約40:60至約50:50、或約50:50。示例性圖案和平面面積比示于圖11a-c以及12a和b中。第一組件層100的基重可低至15gsm至高達(dá)100gsm，或約15gsm至約75gsm，或約20gsm至60gsm。在一個實施方案中，基重在約30gsm至約40gsm的范圍內(nèi)。第二組件層。第二組件層200(或“第二層”；在工業(yè)中也稱為載體網(wǎng))可包括第一組件層中所包括的任何纖維和/或本領(lǐng)域中已知的任何纖維類型。第二組件層可包括一個尺寸的纖維，或至少兩種不同尺寸的纖維的混合物。第二組件層200中的纖維可具有約0.0001dpf至高達(dá)約10dpf、或約0.0001dpf至7.0dpf、或約0.0015dpf至約2.0dpf的纖度。第二組件層200可包括納米纖維，所述納米纖維具有約0.0001dpf至約0.006dpf、或約0.0015dpf至約0.005dpf、或約0.0015dpf至約0.003dpf、或約0.0015至約0.0018dpf的纖度。納米纖維可具有小于約0.01dpf的纖度。例如，就pp納米纖維而言，纖度通常小于約0.0063dpf；或者就聚酯納米纖維而言，纖度通常小于約0.0098dpf；或者就尼龍6,6納米纖維而言，纖度通常小于約0.0082dpf。另選地，具有環(huán)形或圓形橫截面的納米纖維可具有最高至1微米的直徑。制備納米纖維的適宜方法為熔噴、熔體膜原纖化、靜電紡紗、力紡、電噴、纖維分裂、海島型、或它們的組合。使用熔膜原纖化制備納米纖維的適宜方法描述于u.s.8,512,626中。適宜的納米纖維為得自polymergroup,inc.(charlotte，nc)的纖維可以為圓形纖維或異形纖維，諸如三葉形、六邊形、肋狀、帶狀等，以及它們的組合。此類纖維可增強本文基底的粉塵捕獲能力。圖13a和13b示出用于第二組件層中的圓形納米纖維。第二組件層200可包括纖度大于0.9dpf、或約0.9dpf至約7.0dpf、或約0.9dpf至約3.0dpf、或約0.9至約2.0dpf的至少50％的纖維。第二組件層可包括具有上述纖度中任一種的至少50％纖維，和如纖度小于約0.0063dpf、或約0.0001dpf至約0.006dpf的納米纖維的至少5％的纖維。適于用作第二組件層的多層非織造纖維網(wǎng)的示例包括：紡粘(“s”)多層結(jié)構(gòu)、紡粘/熔噴/紡粘(“sms”)多層結(jié)構(gòu)、或紡粘/熔噴/納米纖維/紡粘(“smns”)多層結(jié)構(gòu)、或它們的組合。適于用作第二組件層的非織造纖維網(wǎng)的附加非限制性示例包括梳理成網(wǎng)諸如梳理熱粘結(jié)、梳理通風(fēng)粘結(jié)、梳理針刺、梳理水刺、梳理樹脂粘結(jié)；濕法成網(wǎng)；氣流成網(wǎng)；或它們的組合。非織造材料還可用于形成第二組件層。適用于第二組件層的織造材料已在上文復(fù)合過濾基底部分中描述。第二組件層200的基重可低至5gsm至高達(dá)50gsm，或約5gsm至約25gsm，或約7.5gsm至20gsm。在一個實施方案中，基重可在約10gsm至約15gsm的范圍內(nèi)。第二組件層200可與第一組件層組合；或與第一組件層100和任選地第三組件層300組合。在一個實施方案中，第二組件層200可置于包括第一組件層100和第三組件層300的兩個梳理成網(wǎng)層之間。所述層然后可水刺以形成基底10。制備第二組件層如smns層的適宜方法描述于u.s.8,716,549中。第二組件層200可具有約80kg/m3至約150kg/m3、或約100kg/m3至約150kg/m3、或約100kg/m3至約130kg/m3的密度。除了第一組件層和第二組件層之外，所述基底還可包括連接至第一層和/或第二層的附加層。所述基底可包括第一組件層、第二組件層、第三組件層，其中第一組件層和第三組件層由相同纖維混合物形成。使用過濾基底的方法本文所述的過濾基底10可制成用于捕集或使表面上或空氣中的粉塵、污垢、顆粒和/或過敏原最少化的任何構(gòu)造。過濾基底的此類用途包括但不限于清潔基底和空氣過濾裝置，包括被構(gòu)造用于描述于2014年5月7日提交的美國專利申請序列號14/273,594中所述的空氣過濾設(shè)備中的袋結(jié)構(gòu)。在基底10用于空氣過濾設(shè)備的情況下，基底可被取向成使得氣流在通過第二組件層200之前接觸第一組件層100，并且最后接觸組成基底的附加任選的層。在期望觀察由中空突起部110和凹入?yún)^(qū)域120形成的圖案時，基底10可以相反方式取向(即，空氣最后接觸第一組件層)。在提供約50至約150cfm或約60至約85cfm的空氣的空氣過濾設(shè)備中，基底10可提供小于約20pa(0.08英寸的水)、另選地小于約10pa(約0.04英寸的水)、另選地小于約7.5pa(約0.03英寸的水)的壓降。另選地，可能期望具有甚至小于約5pa(約0.02英寸的水)的壓降。壓降的范圍可以為約4pa至約25pa，或約5pa至約10pa(約0.02至約0.04英寸的水)的壓力。當(dāng)用于空氣過濾設(shè)備中時，復(fù)合過濾基底10可改善對于全部粒度的空氣傳播顆粒的空氣過濾效率。基底可具有大于約15％的e1顆粒的單次過濾效率，或約15％至約45％的e1顆粒的單次過濾效率；約20％至約70％的e2顆粒的單次過濾效率；以及約50％至約90％的e3顆粒的單次過濾效率，如通過本文所概括的經(jīng)修改的單次ashrae標(biāo)準(zhǔn)52.2方法來限定。測試方法a.厚度測量。厚度根據(jù)按照修改的edana30.5-90(1996年2月)方法的以下方法來測量。1.設(shè)備裝置應(yīng)包括：a.腳直徑：56.4mm(2.221英寸)b.腳面積：24.98cm2(3.874in2)c.腳重量：128克(0.28lbs)d.腳壓力：5.1克-力/cm2(0.073psi，0.5kpa)e.保壓時間：10s2.測量至少4個位置，理想的是10個。全部均應(yīng)是單層并且不具有折痕。如果不平滑，則熨燙或張緊材料以移除折痕。測試片需要比壓腳的面積更大3.將未折疊的樣品置于壓腳下并持續(xù)保壓時間并測量厚度，以mm為單位。4.記錄所有測試片的數(shù)均平均值。b.比表面積“比表面積”指每單位質(zhì)量的基底纖維的纖維的表面積。其使用astmd3663-03(2008)standardtestmethodforsurfaceareaofcatalystsandcatalystcarriers(催化劑和催化劑載體的表面積的標(biāo)準(zhǔn)測試方法)來測量，其中使用100℃脫氣溫度而不是300℃。適用于比表面積測量的儀器為購自micromeriticsinstrumentcorporation，norcross，gau.s.a.的“asap2020-physisorptionanalyzer”。比面積結(jié)果以平方米每克(m2/g)為單位獲得。c.累積孔體積。1.以下測試方法在已經(jīng)在測試之前在23℃±2.0℃溫度和45％±10％的相對濕度下進行調(diào)節(jié)持續(xù)12個小時的樣品上進行。所有測試均在相同的環(huán)境條件下并在此類調(diào)節(jié)室中進行。丟棄任何損壞的產(chǎn)品。不測試具有缺陷諸如皺褶、撕裂處、洞等的樣品。根據(jù)制造商的說明書校準(zhǔn)所有儀器。為了本發(fā)明的目的，如本文所述調(diào)節(jié)的樣品被認(rèn)為是干燥樣品(諸如“干燥纖維片”)。針對任何給定的受測試材料測量至少四個樣品，并且對來自那四個復(fù)制樣本的結(jié)果求平均值以給出最終報告值。四個復(fù)制樣本中每一個的量綱為55mm×55mm。2.孔體積的測量是在tri/自動化測孔儀(princeton(n.j.,u.s.a.)的textileresearchinstitute(“tri”)/princetoninc.)上進行的。tri/自動化測孔儀為自動化計算機控制的儀器，用于測量多孔材料中的孔中容積分布(例如，在1至1000μm有效孔半徑范圍內(nèi)不同尺寸孔的容積)。計算機程序諸如自動化儀器軟件版本2000-1或2003-1/2005-1；或數(shù)據(jù)處理軟件版本2000-1(可購自triprincetoninc.)和電子數(shù)據(jù)表程序用來捕獲并分析所測量的數(shù)據(jù)。關(guān)于tri/自動化測孔儀、其操作和數(shù)據(jù)處理的更多信息可在以下論文中發(fā)現(xiàn)：b.miller和i.tyomkin所著、在雜志colloidandinterfacescience(1994),162卷，163-170頁中公布的“l(fā)iquidporosimetry:newmethodologyandapplications”，其以引用的方式并入此處。3.如本文所用，測孔法涉及記錄在周圍氣壓改變時進入或離開多孔材料的液體的增量。使測試室中的樣品暴露于精確控制的氣壓改變。當(dāng)氣壓增加(降低)時，不同尺寸的孔組排出或吸收液體?？壮叽绶植蓟蚩兹莘e分布可進一步被測定為每個孔尺寸組的攝入體積的分布，如在對應(yīng)壓力下由儀器所測量。每個組的孔體積等于該液體的量，如在對應(yīng)氣壓下通過儀器所測量?？偫鄯e流體攝入被測定為所吸收流體的總累積體積?？椎挠行О霃酵ㄟ^以下關(guān)系式與壓差相關(guān)：4.壓差＝[(2)γcosθ]/有效半徑其中γ＝液體表面張力，并且θ＝接觸角。5.該方法使用上述公式來基于常數(shù)和設(shè)備控制的壓力來計算有效孔半徑。通過以使用者指定的增量來改變測試室氣壓來運轉(zhuǎn)設(shè)備：通過降低壓力(增加孔尺寸)來吸收液體，或增加壓力(降低孔尺寸)來排出液體。在每次壓力遞增時所吸收或排出的液體體積為之前壓力設(shè)定和當(dāng)前壓力設(shè)定之間的所有孔組的累積體積。tri/自動化測孔儀報告孔體積對標(biāo)本的總孔體積的貢獻，并且還報告在給定壓力和有效半徑下的體積和重量。壓力-體積曲線可直接由這些數(shù)據(jù)構(gòu)建，并且所述曲線還通常用于描述或特征化多孔介質(zhì)。6.在tri/自動化測孔儀的該應(yīng)用中，液體為0.2重量％辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(得自unioncarbidechemicalandplasticsco.，danbury，ct.的tritonx-100)的99.8重量％去離子水溶液(溶液的比重為約1.0)。儀器計算常數(shù)如下：ρ(密度)＝1g/cm3；γ(表面張力)＝31達(dá)因/cm并且cosθ＝1。在測試室的多孔板上使用1.2μmmillipore混合纖維素酯膜(milliporecorporation(bedford，ma)；目錄號#rawp09025)。將重約32g的樹脂玻璃板(與儀器一起供應(yīng))放置在樣品上，以確保樣品平坦地停留在millipore過濾器上。不在樣品上放置額外的砝碼。7.運行空白條件(在樹脂玻璃板和millipore過濾器之間沒有樣品)來考慮測試室內(nèi)的任何表面和/或邊緣效應(yīng)。從測試樣品的可應(yīng)用孔分組減去為該空白運行測量的任何孔體積。對于測試樣品，將重約32g的4cm×4cm樹脂玻璃板(與儀器一起供應(yīng))放置在樣品上，以確保樣品在測量期間平坦地擱置在millipore過濾器上。8.不在樣品上放置額外的砝碼。用于該應(yīng)用的孔尺寸(壓力)序列如下(以μm表示的有效孔半徑)：10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800。使用這些壓力值來產(chǎn)生推進1和后退1曲線。該序列始于樣品干燥，隨著壓力降低(即，推進1曲線)使樣品飽和，并且接著隨后隨著壓力再次增加(即，后退1曲線)將流體排出。9.tri/自動化測孔儀測量液體在每個壓力水平下的累積重量(mg)，并且報告樣品的相應(yīng)累積孔體積。根據(jù)初始干燥樣品的這些數(shù)據(jù)和重量，累積孔體積/樣品重量的比率可在任何所測量的壓力水平下計算，并且以mm3/mg為單位報告。在該測試方法情況下，相應(yīng)的累積孔體積在后退1曲線期間測定，并且以mm3/mg為報告并且從tri儀器獲得。d.突起高度和平面面積比1.3d圖像采集突起高度和平面面積比由基底高度圖像測量，所述基底高度圖像使用購自gfmesstechnik(“gfm”)gmbh，warthestraβee21，d14513teltow，berlin，germany的光學(xué)3d測量系統(tǒng)mikrocad緊湊型儀器(“gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀”)和odscad6.3版本rev.2軟件來采集。所述gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀包括基于數(shù)字微鏡投影的緊湊型光學(xué)測量傳感器，其由以下組件組成：a.具有1024×768d直接數(shù)控微鏡的texas儀器dmdtm投影儀。b.具有高分辨率(1624×1236像素)baslera641fccd相機。c.適于至少50×38mm的測量面積的投影光學(xué)器件。d.schottkl1500lcd冷光源。e.基于小硬石板的桌和三角架。f.測量、控制和評估計算機。g.測量、控制和評估軟件odscad6.3rev.2h.用于橫向(x-y)和豎向(z)校正的調(diào)整探針。gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀系統(tǒng)使用數(shù)字微鏡圖案投影技術(shù)測量樣品的高度。分析的結(jié)果是表面高度(z)對x-y位移的關(guān)系圖。所述系統(tǒng)應(yīng)提供50×38mm的視野，其中x-y視野中分辨率為21μm/像素。高度分辨率設(shè)為約0.5μm/計數(shù)。高度量程為分辨率的65,400倍。為了測量纖維結(jié)構(gòu)樣品，利用以下步驟。i.打開冷光源。冷光源上的設(shè)置被設(shè)置成在顯示器上提供至少2,800k的讀數(shù)。j.打開計算機、監(jiān)視器和打印機并打開軟件。k.從odscad任務(wù)欄中選擇“startmeasuringprogram”(開始測量程序)圖標(biāo)，并且然后點擊“l(fā)iveimage”(實時圖片)按鈕。l.獲得大于設(shè)備視野的纖維結(jié)構(gòu)樣品。將樣品置于相機下，使得樣品的平坦表面平行于鏡頭的前表面，并且樣品必須完全填充50×38mm視野。樣品應(yīng)盡可能放平，但不在視野內(nèi)拉伸或壓縮樣品。樣品必須不在玻璃板下壓縮。樣品可在邊緣上壓緊，但在視野外不被砝碼或粘合劑(例如帶)拉伸。m.調(diào)節(jié)樣品和投影頭部之間的距離，用于以下列方式最佳聚焦。打開“showcross”(顯示十字)按鈕。藍(lán)色十字應(yīng)呈現(xiàn)在平面上。重復(fù)點擊“pattern”(圖案)按鈕，以投影多個聚焦圖案中的一個，從而有助于最佳聚焦。選擇具有十字線的圖案，諸如具有正方形的圖案。調(diào)節(jié)聚焦對照，指示十字線與屏幕上的藍(lán)色“cross”(十字)對齊。n.通過投影頭側(cè)面的孔改變鏡頭上的孔和/或改變屏幕上的相機“gain”(增益)設(shè)置來調(diào)節(jié)圖像亮度。當(dāng)照明最佳時，在屏幕底部標(biāo)記為“i.o.”的紅色圓圈將變成綠色。點擊“measurement”(測量)按鈕以采集3d高度圖像。o.從突起高度和平面面積比測量和計算的文件菜單存儲3d高度和相機圖像(分別以fringefiles*.omc和*.kam形式)。2.基于3d圖像的突起高度測量和計算該方法使用由上文概述的部分1中的方法所采集的3d圖像。在odscad軟件中進行3d圖像處理，之后使用“r”統(tǒng)計軟件包版本3.1.1進行計算和統(tǒng)計分析，所述軟件包以商品名freesoftware，根據(jù)免費軟件基金會(freesoftwarefoundation)的gnu通用公共許可(gnugeneralpubliclicense)以源代碼形式購得(r：alanguageandenvironmentforstatisticalcomputing，rfoundationforstatisticalcomputing，vienna，austria)。軟件可從http://www.r-project.org下載。a.從odscad軟件中的文件菜單打開基底的3d高度圖像(文件類型.omc)。b.從過濾菜單中，點擊“removeinvalid”(移除無效)以從測量值中移除任何失焦區(qū)域。使用以下設(shè)置：像素的半徑限制為99；勾選或選擇以下三個選項的框：“removeinvalidareaswithcontacttopictureedge”(移除接觸圖片邊緣的無效區(qū)域)；和“replaceinvalidareasthroughneighborsfromx+ydirection”(從x+y方向通過相鄰物替換無效區(qū)域)。c.從過濾菜單中，點擊“averagefilter”(平均過濾)以平滑來自高度圖像的突起的單個纖維。在x和y方向兩者上選擇25像素的蒙版，并對于整個圖像區(qū)域選擇x+y方向框。d.從評估菜單中，點擊“surfaceminimum,maximum”(表面最小值、最大值)以測量并記錄進一步過濾之前的初始最小高度，以微米(μm)為單位。e.從過濾菜單中，點擊“polynomialfiltermaterialpart”(多項式過濾材料部分)以移除總體基底中的任何大規(guī)模背景波動或彎曲。當(dāng)在利用gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀采集高度圖像時基底不完全平放時，可發(fā)生這些背景彎曲或波動。背景彎曲和波動在面積上通常比突起區(qū)域大得多。選擇等級5的多項式，并在2次循環(huán)中每次排除0.1％的峰和谷，并選擇因子為1.0的“polynomialonentireprofile”(整個輪廓上的多項式)。點擊“calculate”(計算)按鈕以評價多項式過濾系數(shù)。表示高度圖像中的背景波動的多項式過濾將示于左上方，并且過濾圖像將示于左下方。點擊“difference”(差值)按鈕以從高度圖像中過濾背景波動和彎曲。f.從評估菜單中，點擊“surfaceminimum,maximum”(表面最小值、最大值)以測量并記錄多項式過濾校正之后的最小高度，以微米(μm)為單位。g.通過假定在使用上述步驟e中的多項式過濾移除基底中的背景彎曲和波動之前和之后，基底的高度是恒定的，來縮放圖像的高度。這通過在編輯菜單選擇“newscaling”(新縮放)來完成。從步驟f的最小高度中減去步驟d的初始最小高度。在框c中輸入結(jié)果，以(mm)為單位。h.從評估菜單中，點擊“surfaceminimum,maximum”(表面最小值、最大值)來評估最小高度和最大高度。在該步驟中評估的最小高度現(xiàn)在將與步驟d中的初始最小高度相同。i.從標(biāo)記菜單中，選擇“drawline”(畫線)工具，并且繪制三根或四根不同的直線，所述直線各自從隨機選擇的突起部的中心開始并且在x-方向上延伸(如圖10a所示)穿過凹入?yún)^(qū)域的中心和另一相鄰?fù)黄鸩康闹行牡?。雖然圖10a示出在x-方向上繪制的這些線，但所述線可在y-方向上繪制。從視圖菜單中，點擊圖標(biāo)“showsectionallinediagram”(示出剖面線圖)以觀察不同線的高度對距離圖表，如圖10b所示。將高度特征數(shù)據(jù)存儲為ascii數(shù)據(jù)，以通過點擊文件菜單中的“exportdata”(導(dǎo)出數(shù)據(jù))分析來自剖面線的突起高度。j.使用圖14中的流程圖所示的子例程，計算每個樣品的突起高度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。子例程可在如上所述的“r”統(tǒng)計軟件包版本3.1.1中執(zhí)行。流程圖中提及的庫軟件包可使用軟件包安裝軟件(利用cran(comprehensiverarchivenetwork)存儲庫)，作為基礎(chǔ)“r”軟件內(nèi)的插件添加。就“stats”軟件包而言，使用的版本為3.1.1；就“genecycle”軟件包而言，使用的版本為由konstantinosfokianos開發(fā)的1.1.2；就“synchrony”軟件包而言，所用的版本為由tarikc.gouhier開發(fā)的0.2.3。插件和庫軟件包的軟件包安裝程序和cran儲存庫購自rfoundationforstatisticalcomputing，instituteforstatisticsandmathematics，wien，welthandelsplatz1，1020vienna，austria。另選地，r軟件可從http://www.r-project.org下載。k.為測量中空突起部的高度，在利用圖表中所示的框圖規(guī)則移除異常值之后，獲得最大值的平均值(由“find.minmax”函數(shù)來評估，如圖14的流程圖中所示)。類似地，為測量凹入?yún)^(qū)域的高度，在利用圖14的流程圖中所指示的框圖規(guī)則移除異常值之后，獲得最小值的平均值。3.基于3d圖像的平面面積比測量和計算該方法使用由上文概述的部分1中的方法所采集的3d圖像。3d圖像處理和平面面積比計算在odscad軟件中進行。a.從odscad軟件中的文件菜單打開基底的3d高度圖像(文件類型.omc)。b.從設(shè)置菜單中，點擊“setcolourtable”(設(shè)置顏色表)。選擇灰度，其中最小高度由黑色表示，最大高度由白色表示，并且中間高度以連續(xù)方式由灰色色調(diào)表示。c.從過濾菜單中，點擊“removeinvalid”(移除無效)以從測量值中移除任何失焦區(qū)域。使用以下設(shè)置：像素的半徑限制＝99；勾選或選擇以下兩個選項的框：“removeinvalidareaswithcontacttopictureedge”(移除接觸圖像邊緣的無效區(qū)域)和“replaceinvalidareasthroughneighborsfromx+ydirection(從x+y方向通過相鄰物替換無效區(qū)域)d.從過濾菜單中，點擊“fourierfilter”(傅立葉過濾)以濾出細(xì)小規(guī)模的特征結(jié)構(gòu)諸如纖維，并且保留由突起部和凹入?yún)^(qū)域表示的宏觀紋理。選擇約20像素的截止波長(對應(yīng)于約0.75mm的實際距離，或約小于最小紋理特征尺寸的一半)。可從圖像中濾出小于截止波長的特征結(jié)構(gòu)。選擇“wavefilter”(波長過濾)選項，并取消選擇“finestructureasresult”(細(xì)小結(jié)構(gòu)作為結(jié)果)。選擇2“filterrepetitions”(過濾重復(fù))。對整個3d圖像施用過濾器。e.從過濾菜單中，點擊“polynomialfiltermaterialpart”(多項式過濾材料部分)以移除總體基底中的任何大規(guī)模背景波動或彎曲。當(dāng)在利用gfmmikrocad光學(xué)輪廓儀采集高度圖像時基底不完全平放同時，可發(fā)生這些背景彎曲或波動。背景彎曲和波動在面積上通常比突起區(qū)域大得多。選擇等級5的多項式，并在2次循環(huán)中每次排除0.1％的峰和谷，并選擇因子為1.0的“polynomialonentireprofile”(整個輪廓上的多項式)。點擊“calculate”(計算)按鈕以評價多項式過濾系數(shù)。表示高度圖像中的背景波動的多項式過濾將示于左上方，并且過濾圖像將示于左下方。點擊“difference”(差值)按鈕以從高度圖像中過濾背景波動和彎曲。f.從視圖菜單中，點擊“colourcoding”(顏色編碼)。將“cut1”設(shè)置為0.000，然而“max”、“min”和“cut2”保留為默認(rèn)值。記下灰色(凹入?yún)^(qū)域)和白色(中空突起部)的面積百分比。這些面積百分比對應(yīng)于平面面積比?；疑c白色面積百分比的比率等于凹入對中空突出部面積比，其是平面面積比。g.對于至少3個樣品圖像重復(fù)步驟a-f，并且然后計算并記錄平面面積比的平均值。e.突起長度測量突起長度通過使用圖像處理和分析方法來測量。使用能夠獲得1200點數(shù)/英寸(“dpi”)的掃描分辨率的光學(xué)傳輸掃描儀來采集樣品的圖像。一種此類掃描儀為購自canonu.s.a.,inc.，melville，ny，u.s.a.的canoscantm8800f。使用具有圖像采集軟件(諸如購自canonu.s.a.,inc.的mpnavigatorex4.0軟件)的計算機由掃描儀來采集圖像。圖像處理和分析使用按照公共域名許可從nationalinstitutesofhealth，bethesda，md，u.s.a購得，并且可從http://rsb.info.nih.gov.免費下載的imagej版本1.48或更高版本來進行。1.使用鋒利的刀或一對剪刀橫跨至少一個突起部(如圖4中線5-5所示)穿過基底厚度從過濾基底切割2mm寬度的一小段，同時確保突起部不崩塌。2.使用鑷子精細(xì)地保持經(jīng)切割基底的一個邊緣，同時注意樣品不損壞，并且將邊緣向下置于透射掃描儀平板床上，以獲得類似于圖3中示意性示出的圖像。3.通過關(guān)閉mpnavigatorex軟件中的所有自動圖像調(diào)節(jié)設(shè)置以至少1200dpi的分辨率以透射模式掃描圖像。將圖像以tif圖像形式存儲在計算機上。4.在imagej軟件中從文件菜單打開樣本的圖像。從分析菜單中，打開“selectscale”(選擇比例)對話框。將“distanceinpixels”(像素距離)設(shè)置成1200，或以dpi為單位設(shè)置掃描圖像分辨率；“knowndistance”(已知距離)為25,400；“pixelaspectratio”(像素縱橫比)為1.0；并且“unitoflength”(長度單位)為“微米”。5.從圖像菜單中，點擊“duplicate…”(復(fù)制)以制備圖像的副本。選擇圖像副本。在圖像副本上施用步驟6至9。6.從處理菜單中，點擊“filters”(過濾)并且然后點擊“gaussianblur…”(高斯模糊)選項。選擇50微米(μm)半徑，并且勾選“gaussianblur”(高斯模糊)對話框中的“scaledunits”(縮放單元)上的框。這將平滑圖像以移除任何小規(guī)模(小于50μm)噪音和缺陷。7.從處理菜單中，點擊“enhancecontrast”(增強對比度)以均衡柱狀圖用于移除任何照明缺陷。在“enhancecontrast”(增強對比度)對話框中，選擇“equalizehistogram”(均衡柱狀圖)框，并在“saturatedpixels”(飽和像素)文本框中輸入0.4％。8.從處理菜單中，點擊“binary”(二元)子菜單，并且然后點擊“makebinary”(形成二元)選項。這可將圖像轉(zhuǎn)換成純黑色和白色，其中纖維區(qū)域為黑色，并且背景為白色。然后，從處理菜單中，點擊“binary”(二元)子菜單，并且然后點擊“erode”(侵蝕)選擇。重復(fù)1-2次以確保移除不屬于纖維區(qū)域的任何雜散的黑色像素。9.從處理菜單中，點擊“binary”(二元)子菜單，并且然后點擊“distancemap”(距離圖)選項。10.從處理菜單中，點擊“imagecalculator…”(圖像計算器…”功能。將初始圖像選擇為“image1”(圖像1)并且將圖像副本選擇為“image2(圖像2)。將“difference”(差值)選擇為將步驟“5”的圖像副本的距離圖重疊在原始圖形上的操作。當(dāng)重疊在原始突起部切割圖像上時，距離圖提供穿過基底厚度和突起部厚度的中間的引導(dǎo)線。然后描記這些引導(dǎo)線以相對于其基底測量突起部的長度。11.從工具條中選擇線工具。右鍵點擊線工具以選擇“segmentedline”(分段線)。描記穿過突起部的厚度的引導(dǎo)線。從圖像菜單的“overlay”(重疊)子菜單點擊“addselection”(添加選項)。然后，點擊分析菜單中的“measure”(測量)功能以獲得突起部的長度。12.對于突起部的基底重復(fù)步驟11以測量其長度。在描記引導(dǎo)線上方的線時，圖像應(yīng)當(dāng)看起來類似于圖9中所述的圖像。獲取突出長度和其基底長度的比率。13.對于附加的5個試樣重復(fù)步驟1-12以測量突起長度對基底長度的比率。f.基重比根據(jù)哪種光透過基底，基重可使用beer-lambert定律由基底的透射掃描圖像來計算，其由下式給出：透射光，i＝i0e-μρl(1)其中，i0為入射光，μ為質(zhì)量吸收系數(shù)，l為基底的厚度，并且ρ為基底的密度。因為ρl為質(zhì)量/單位面積或基重(b)，所以公式(1)修改為：i＝i0e-μb(2)在重排時，公式(2)變成公式3基于給定入射光i0、透射光i、和質(zhì)量吸收系數(shù)μ，提供任何位置處的基底的基重。透射光和入射光分別在具有或不具有基底的情況下由透射掃描儀測量。然而，質(zhì)量吸收系數(shù)μ可能不容易測量或獲得。因此，一起成像的相同基底的不同區(qū)域的基重(例如，區(qū)域a和b的基重)如下評估：現(xiàn)在，在基底的任何平面位置處，基重是第一組件層、第二組件層和任何支撐層的組合。因此，第一組件層的基重(b1)通過從總基重(bt)中減去第二組件層和任何支撐層的基重(b2+s)來計算。b1＝bt-b2+s(5)現(xiàn)在，基于公式(3)修改公式(5)，其中i2+s為透過第二組件層和任何支撐層的光的強度，it為透過整個基底的光的強度。在重排公式(6)時，使用公式(4)和(7)，第一組件層的高基重區(qū)域和低基重區(qū)域的基重比定義為：其中，下標(biāo)高和低分別對應(yīng)于第一組件層的高基重區(qū)域和低基重區(qū)域。因此，為評估高基重區(qū)域和低基重區(qū)域的基重比，僅需測量三種光強度：在第一組件層的高基重區(qū)域和低基重區(qū)域中透過整個基底的光，分別為it,高和it,低，以及透過第二組件層和任何支撐層的光，i2+s。基于公式(8)，以下測試方法評估第一組件層的中空突起部和凹入?yún)^(qū)域的基重比。將圖像分析用于評估上述光強度：在第一組件層的高基重區(qū)域和低基重區(qū)域中透過整體基底的光，分別為it,高和it,低，以及透過第二組件層和任何支撐層的光，i2+s。將能夠獲得至少300dpi(點數(shù)/英寸)的掃描分辨率和16位動態(tài)范圍光學(xué)透射掃描儀用于掃描和貯存圖像來采集圖像。一種此類掃描儀為購自canonu.s.a.,inc.，melville，ny，u.s.a.的canoscantm8800f。圖像可由使用計算機的掃描儀來采集，所述計算機具有16位圖像采集軟件，諸如購自adobesystems,inc的adobephotoshopcs5版本12.0.4軟件和adobephotoshopcs5中包括的twain掃描儀驅(qū)動。圖像處理和分析使用imagej版本1.48或更高版本(其根據(jù)公共域名許可從nationalinstitutesofhealth，bethesda，md，u.s.a.購得并且可從http://rsb.info.nih.gov免費下載)來進行。樣品制備：獲取至少4英寸×8英寸面積的樣品。從第一組件層的一些區(qū)域仔細(xì)切割并移除中空突起部(使用鋒利的刀片或一對剪刀)以暴露第一組件層下方的第二組件層的頂部。從已經(jīng)移除的中空突起部的區(qū)域透射的光將提供透過第二組件層和任何支撐層的光i2+s。圖像采集：在adobephotoshopcs5軟件中，通過文件菜單的導(dǎo)入子菜單啟動掃描。以300dpi的分辨率與設(shè)為16位的動態(tài)范圍以透射模式掃描圖像，并且關(guān)閉掃描儀驅(qū)動中的全部自動圖像調(diào)節(jié)設(shè)置。將圖像以tif圖像形式存儲在計算機上。圖像處理：a.在imagej軟件中從文件菜單打開樣本的圖像。從分析菜單中，打開“selectscale”(選擇比例)對話框。將“distanceinpixels”(像素距離)設(shè)置成300，或以dpi為單位設(shè)置掃描圖像分辨率；“knowndistance”(已知距離)設(shè)為25.4；“pixelaspectratio”(像素縱橫比)設(shè)為1.0；并且“unitoflength”(長度單位)設(shè)為“mm”。b.由圖像菜單中的類型子菜單將圖像轉(zhuǎn)換成32位灰度。c.從處理菜單中，點擊“filters”(過濾)并且然后點擊“gaussianblur…”(高斯模糊)選項。選擇0.25mm半徑，并且勾選“gaussianblur”(高斯模糊)對話框中的“scaledunits”(縮放單元)上的框。這將平滑圖像以移除任何小規(guī)模(小于0.25mm)噪音和缺陷。圖像分析d.從分析菜單中，點擊“setmeasurements…”(設(shè)置測量…)功能以選擇測量類型。選擇“meangrayvalue”(平均灰度值)測量。該測量將提供過射光的強度。e.首先，測量透過第二組件層+任何支撐層的光的強度(i2+s)。就該測量而言，從工具條中選擇“oval”(橢圓形)工具。在按住鍵盤上的shift鍵時，在已經(jīng)移除突起部的區(qū)域中繪制約2mm直徑的圓形選擇部：這些區(qū)域?qū)⒈葏^(qū)域的剩余部分亮。從圖像菜單的“overlay”(重疊)子菜單點擊“addselection”(添加選項)。然后，在分析菜單中點擊“measure”(測量)功能，以獲得平均灰度值，所述平均灰度值表示在選擇的圓形區(qū)域中透過第二組件層和任何支撐層的光，i2+s。通過繪制直徑約2mm的圓形選擇部重復(fù)該步驟，以從已經(jīng)移除突起部的剩余區(qū)域獲得平均灰度值。獲取來自圓形選擇部的全部測量的平均灰度值的平均值以獲得總體平均值i2+s。記下該樣本的該值。f.接著，選擇第一組件層中的高基重區(qū)域和低基重區(qū)域，用于測量在那些區(qū)域中透過整個基底的光：分別為it,高和it,低。就該目的而言，從工具條選擇“rectangular”(矩形)選擇工具。在高基重最暗區(qū)域中繪制約1mm×3mm的矩形選擇部。從圖像菜單的“overlay”(重疊)子菜單點擊“addselection”(添加選項)。接著，在鄰近先前所選擇的暗的高基重區(qū)域的低基重較亮區(qū)域中繪制約1mm×3mm的另一矩形選擇部。從圖像菜單的“overlay”(重疊)子菜單點擊“addselection”(添加選項)。對于鄰近彼此的至少10對高基重區(qū)域和低基重區(qū)域重復(fù)矩形選擇過程。通過從圖像菜單中的“overlay”(重疊)子菜單點擊“toroimanager”(到roi管理器)，將重疊選擇部轉(zhuǎn)移至roi管理器(感興趣的區(qū)域)。g.為評估公式(8)中限定的基重比，使用處理菜單中的“math”(數(shù)學(xué))子菜單中的“macro…”(宏…)功能修改圖像強度(灰度值)。就該計算而言，需要來自步驟“e”的總體平均值i2+s。在“macro…”(宏…)功能的“expressionevaluator”(表達(dá)式評估器)對話框中，將“code”(代碼)設(shè)置為“v＝log(i2+s/v)”，其中對于該表達(dá)式中的變量，輸入步驟“e”的i2+s的數(shù)值。點擊“ok”(確定)以將表達(dá)式施用于圖像。h.從窗口菜單中打開“roimanager”(roi管理器)窗口。選擇步驟“f”中轉(zhuǎn)移到roi管理器中的重疊部，并點擊“measure”(測量)按鈕。分別表示來自高基重區(qū)域和低基重區(qū)域的公式(8)中的分子和分母的平均強度值的結(jié)果顯示于結(jié)果窗口中。由所得的結(jié)果計算第一組件層的高基重區(qū)域和低集中區(qū)域的基重比。g.密度1.復(fù)合基底的密度通過用復(fù)合材料的基重處于其在z方向上的厚度來計算復(fù)合基底的密度。通過edanawsp130.1.r4(12)標(biāo)準(zhǔn)測試方法來測量復(fù)合基底的基重，以獲得每單位面積非織造物的質(zhì)量?；椎暮穸韧ㄟ^本文測試方法的部分(a)中的上述厚度測量方法來測量。將測量的基重除以厚度以獲得復(fù)合結(jié)構(gòu)的平均密度。2.復(fù)合基底的低密度區(qū)域和高密度區(qū)域的密度復(fù)合基底的局部區(qū)域如第一低密度區(qū)域(中空突起部)和第二高密度區(qū)域(凹入?yún)^(qū)域)中的密度通過基底的局部區(qū)域的基重除以基底的局部區(qū)域在z-方向上的厚度來計算。因為基底的局部區(qū)域，諸如中空突起部和凹入?yún)^(qū)域非常小，所以測量基重和厚度的標(biāo)準(zhǔn)測試方法(如上所概述的)不適用。必須從基底中切出局部高密度區(qū)域和低密度區(qū)域以測量基重，同時使用表面輪廓曲線儀測量局部區(qū)域的厚度，如上文在測試方法的部分(d)中的突起高度測量方法中所概述的。如上所述，由局部基重和高度測量值計算局部區(qū)域的密度。首先，在切出相應(yīng)區(qū)域用于測量基重之前，由樣品測量高密度凹入?yún)^(qū)域和低密度中空突起部分的厚度或高度。就測量基重而言，稱量切割部分并且測量其面積以計算基重(質(zhì)量/單位面積)。下文概述了測量局部區(qū)域的基重的詳細(xì)方法。樣品制備使用鋒利的剪刀，從復(fù)合結(jié)構(gòu)中仔細(xì)地切割局部區(qū)域–高密度凹入?yún)^(qū)域和低密度中空突起區(qū)域–的部分。這些部分可以非常小–10至20mm橫跨突起部，如例如圖12a中所示。每個區(qū)域以最大可能尺寸切割至少10個部分。高密度切割部分和低密度切割部分分別保持。面積測量就測量局部區(qū)域的小切割部分的面積而言，圖像分析法是最適合的。使用能夠獲得至少300dpi(點數(shù)或像素/英寸)的分辨率的光學(xué)掃描儀。一種此類掃描儀為購自canonu.s.a.,inc.，melville，ny，u.s.a.的canoscantm8800f。以反射模式使用掃描儀。每個局部區(qū)域的部分以其x-y平面面向掃描儀床平放，并且以300dpi分辨率在黑色背景下單獨進行灰度掃描。將最高可能的對比度設(shè)置用于掃描。例如，在canoscantm8800f掃描儀附帶的mpnavigator1.0掃描軟件中，使用“highcontrast”(高對比度)色調(diào)曲線設(shè)置。每個區(qū)域的全部部分的掃描圖像以tiff格式儲存。在圖像分析軟件中打開圖像以計算每個切割部分片材的面積。可使用圖像分析軟件，諸如imagej版本1.48或更高版本。imagej軟件可根據(jù)公共域名許可從nationalinstitutesofhealth，bethesda，maryland，usa購得，并且可從http://rsb.info.nih.gov免費下載。在imagej軟件中，通過將“distanceinpixels”(像素距離)設(shè)置成300，或以dpi為單位設(shè)置掃描圖像分辨率；將“knowndistance”(已知距離)設(shè)為25.4；將“pixelaspectratio”(像素縱橫比)設(shè)為1.0；并且將“unitoflength”(長度單位)設(shè)為“mm”，由“analyze/setscale…”(分析/設(shè)置比例)菜單來設(shè)置圖像比例。然后，利用選自“process/filter…”(處理/過濾…)菜單的2像素半徑“高斯模糊”過濾來過濾圖像。然后，提供使用來自“image/adjust/threshold…”(圖像/調(diào)節(jié)/閾值…)菜單的“otsu”閾值設(shè)置，將圖像二元化(形成純黑色和白色)。通過選擇“process/binary/converttomask”菜單(處理/二元/轉(zhuǎn)換成蒙版)將二元圖像轉(zhuǎn)換成蒙版，并且使用“process/binary”(處理/二元)菜單的“侵蝕和擴張”形態(tài)過濾的組合清除以移除任何雜散的黑色像素。然后準(zhǔn)備二元圖像以測量每個部分片材的面積。從“analyze/setmeasurements”(分析/設(shè)置測量)菜單，選擇“area”(面積)。通過點擊“analyze/analyzeparticles…”(分析/分析顆粒…)菜單并勾選“displayresults”(顯示結(jié)果)和“summarize”(匯總)框來測量全部片材的面積。在執(zhí)行分析顆粒的命令時，結(jié)果示出全部部分片材的總面積，和單個片材的面積。記下全部部分片材的總面積。對于第二切割部分片材重復(fù)圖像分析過程。質(zhì)量測量每個局部區(qū)域的切割部分的質(zhì)量在能夠測量并精確至0.1mg(克的1/10,000)的天平上測量。將一個局部區(qū)域的所有切割部分置于天平上，并且記下其組合質(zhì)量。對于第二局部區(qū)域重復(fù)所述過程?；赜嬎阃ㄟ^將每個區(qū)域的切割部分的組合質(zhì)量除以由圖像分析測量的其總面積來計算每個局部區(qū)域的基重。h.壓降測試方法/污垢捕獲經(jīng)由修改的ashrae52.1-1992方法，測量污垢保持能力和由于增加污垢的壓降改變。1.測量過濾器介質(zhì)的至少2個樣品，6個或更優(yōu)選如由所述方法所規(guī)定的。2.在不具有褶縐、皺紋、折痕等的情況下，在至少14"×14"的平坦過濾片材上進行測量。然后在過濾片材的1ft直徑圓上注入顆粒。3.在測試裝置中將材料取向，使得如果材料根據(jù)取向具有不同特性，則顆粒首先撞擊將在設(shè)備中首先看到顆粒的材料的相同側(cè)。如果材料在區(qū)內(nèi)是不均勻的，則對代表性材料進行取樣。4.在基于用于設(shè)備中的空氣過濾器表面積和設(shè)備中的空氣流量，將空氣過濾器面速度選擇成與設(shè)備中的空氣過濾器面速度緊密匹配，負(fù)載至6克污垢，使用isofinea2污垢(如iso12103-1中限定)，并以0.5g增量負(fù)載的情況下來運行測試。在每次0.5g添加之后測量電阻。i.單次效率測試方法可通過以描述于ashrae標(biāo)準(zhǔn)52.2–2012(“methodoftestinggeneralventilationair-cleaningdevicesforremovalefficiencybyparticlesize”(由粒度測試一般通風(fēng)清潔設(shè)備的移除效率的方法))中的類似方式進行測試來測定過濾基底的單次過濾特性。所述方法涉及將纖維網(wǎng)構(gòu)造成平板(例如，不具有褶縐、折痕或折疊部)，將平板安裝在測試導(dǎo)管中，并且使平板經(jīng)受氯化鉀顆粒，所述顆粒已經(jīng)干燥并電荷中和。測試面速率應(yīng)基于用于設(shè)備中的過濾器表面積和設(shè)備中的空氣流量，選擇成與設(shè)備中的面速率緊密匹配。光學(xué)粒子計數(shù)器可用于測量在一系列十二個粒度范圍內(nèi)的測試過濾器上游和下游的顆粒濃度。公式：可用于測定對每種粒度范圍的捕集效率。對于測試期間的粒度范圍中每一個測定最小效率，并且測定復(fù)合最小效率曲線。從復(fù)合最小效率曲線中，可將介于0.3μm和1.0μm之間的四個效率值平均以提供e1最小復(fù)合效率(“mce”)，可將介于1.0μm和3.0μm之間的四個效率值平均以提供e2mce，并且可將3.0μm和10.0μm之間的四個效率值平均以提供e3mce。作為比較，hepa過濾器通常具有對于e2和e3顆粒的高于99％的單次效率。實施例根據(jù)本發(fā)明制備基底，所述基底包括短纖維和連續(xù)纖維。短纖維由pp、pe、尼龍和它們的組合制成。短纖維的范圍是從約0.7dpf到約7.0dpf，并具有范圍從圓形到基本上圓形到具有增加的表面積的復(fù)雜形狀如三葉形或4dgtm的橫截面。在本發(fā)明中，約30％至約50％的短纖維為約0.7dpf的細(xì)旦纖維，約25％至約35％的短纖維為約3.0dpf至約7.0dpf的高旦纖維，剩余短纖維為尼龍。連續(xù)纖維為pp。連續(xù)纖維可以但不限于紡粘纖維、熔噴纖維、納米纖維。本發(fā)明通過將連續(xù)纖維層置于兩個短纖維墊之間構(gòu)造。所述短纖維墊可具有相同重量或不同重量。在該實施例中，纖維網(wǎng)的圖像或圖案側(cè)為按重量計，約70％至約80％的短纖維，然而非圖像或平坦側(cè)為按重量計20％至約30％的短纖維。然后經(jīng)由水刺法將3層結(jié)構(gòu)組合。在最終水刺步驟中，圖案可經(jīng)由圖案化輥施加于纖維網(wǎng)上或者材料可保留平坦。表1中提供了示例性基底，其具有3mm篩網(wǎng)，其中凹入部與中空突起部的比率為50/50。表1：表2：表2示出實施例1-9和對照1-3(全部示于表1中)的顆粒捕集效率(即，測量通過樣品基底的顆粒數(shù))。使用本文確認(rèn)的單次過濾法，在第一次之后測定顆粒捕集效率。表1中的值是所捕集顆粒的百分比(按顆粒的尺寸計)由樣品1-4中的特定纖維捕集的顆粒示于圖15-17中。圖15示出由樣品2捕集的污垢，所述樣品2包括具有細(xì)旦和高旦三葉形纖維和圓形粘膠纖維的組件。圖16示出由樣品4中的組件層捕集的污垢，所述樣品4包括高旦三葉形纖維和4深槽纖維。圖17示出由樣品8中的組件層捕集的污垢，所述樣品8包括圓形納米纖維和圓形pp纖維以及圓形熔噴纖維。表3分別示出表1的對照1、樣品1、2、4和6；和圖12和12b中所示的樣品12a和12b的基底厚度、密度、第一組件層中的中空突起部高度、突起部和凹入?yún)^(qū)域密度和基重的比較。樣品12a和12b具有與表1中的樣品2相同的纖維組成和全部組件層的構(gòu)造。然而，樣品12具有60.4gsm的基重，并且樣品12b具有61.2gsm的基重。樣品12a和12b兩者均具有40:60的中空突起部對凹入?yún)^(qū)域平面面積比，并且由與表1的樣品2相同的方法制成。另外，樣品1和2分別具有129m2/g和141m2/g的比表面積。表3：表4示出上文所測試的各種樣品的pvd。表4：對照1樣品1樣品2樣品3樣品4<50μm～20％～27％～31％～16％～14％50-100μm～49％～46％～45％～43％～41％>200μm～14％～10％～9％～14％～15％除非另有說明，本文中所使用的所有百分?jǐn)?shù)、比率和比例均基于重量計。本文所公開的量綱和值不應(yīng)被理解為嚴(yán)格限于所引用的精確數(shù)值。相反，除非另外指明，否則每個這樣的量綱旨在表示所述值以及圍繞該值功能上等同的范圍。例如，公開為“90”的尺寸旨在表示“約90”。應(yīng)當(dāng)理解在本說明書中給出的每一最大數(shù)值限度包括每一更低數(shù)值限度，如同此類更低數(shù)值限度在本文中明確寫出一樣。應(yīng)當(dāng)理解在本說明書中給出的每一最小數(shù)值限度將包括每一更高數(shù)值限度，如同此類更高數(shù)值限度在本文中明確寫出一樣。本說明書中給出的每一數(shù)值范圍將包括落入此類更寬數(shù)值范圍內(nèi)的每一更窄數(shù)值范圍，如同此類更窄數(shù)值范圍全部在本文中明確寫出一樣。在具體實施方式中引用的所有文件都在相關(guān)部分中以引用方式并入本文中。對于任何文件的引用不應(yīng)當(dāng)解釋為承認(rèn)其是有關(guān)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。當(dāng)本發(fā)明中術(shù)語的任何含義或定義與以引用方式并入的文件中術(shù)語的任何含義或定義矛盾時，應(yīng)當(dāng)服從在本發(fā)明中賦予該術(shù)語的含義或定義。雖然已經(jīng)舉例說明和描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的情況下可作出各種其它改變和變型。因此，本文旨在于所附權(quán)利要求中涵蓋屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有此類改變和變型。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12