用于非织造材料的功能性插入物

摘要

本教导包括一种纤维结构，所述纤维结构包括：一个或多个非织造层，所述非织造层包括纤维网层；和一个或多个功能性插入层，所述功能性插入层用于为材料提供附加的性能。所述一个或多个非织造层和一个或多个功能性插入层可以搭接在一起以形成竖向搭接结构。本教导还包括形成所述纤维结构的方法。

说明书

技术领域

本教导总体上涉及一种复合材料和形成该复合材料的方法，特别是一种具有功能性插入层的复合材料。

背景技术

非织造材料用于各种应用。一些非织造材料由于其轻质结构、声学性能、过滤能力、绝缘能力等而是理想的。制备这些非织造材料的过程对于最终用途可能是非常特定的。这些特定的过程可能使调整或改变非织造材料变得困难。此外，如果非织造材料仅提供期望的功能之一，则需要多个部件来实现每个期望的功能。例如，将需要多种材料来提供声吸收和过滤。在传统的过滤介质形成过程中，需要附加步骤来打褶介质。

特别地，非织造材料可用于过滤。但是，当前的过滤器必须考虑某些特性，例如压降、褶皱稳定性、颗粒过滤、老化稳定性、空气质量监控、气味控制、碳密封和过滤器框架。现有的过滤器在每种过滤器上都获得不同程度的成功，但是行业仍在寻求在这些方面和其他方面进行改进。

压降是过滤器一侧与过滤器另一侧的气压差，这是一个值得关注的问题。当压降过大时，会限制通过过滤器的气流，从而导致通风量降低或需要使用功率更大的风扇电机进行补偿。现有的过滤器(例如组合式过滤器或包含活性炭的过滤器)显示出比基本过滤器更高的压降，因为增加的介质厚度允许在相同空间内减少褶皱。这减少了可用的表面积。通过使用过滤效率较低的介质来满足诸如风窗除雾法规之类的法规，可以补偿压降。

这些组合式过滤器还必须在外围密封，以免损失活性炭粉尘。切割介质结束时，密封需要四边框架或热封过程。这会在过程中增加其他部分或步骤。

常规过滤器打褶。该褶状介质的高度由于超过特定高度时的褶皱不稳定性而受到限制，因此需要单独的支撑。例如，许多常规的过滤器被限制在约30mm至约35mm的褶高度。当前的过滤器需要至少两个侧面被构架以提供褶皱的刚度。框架还试图防止空气从褶皱的末端漏出。该框架必须单独制造并粘合到打褶的介质上，这又增加了零件和过程的步骤。

形成过滤器的材料也是一个问题。过滤器中使用的某些类型的纤维(例如熔喷聚丙烯纤维)必须有些粗糙，从而导致过滤和效率问题，或者压缩以支持褶皱稳定性，从而导致压降问题。

当前现有的过滤介质通常使用直径在约0.7微米至约3微米范围内的纤维以机械地捕集大颗粒。这些纤维的静电电荷通常用于吸引和捕获较小的颗粒。然而，捕获这些较小的颗粒仍然存在问题，因为对于直径为约0.1微米至约0.3微米的颗粒，过滤效率可能小于50％。另外，当前介质纤维上的静电电荷会随着环境暴露而降低，因此在使用几个月后，导致细颗粒过滤效率大大降低。为了捕获较小的颗粒，已经尝试了形成过滤器的纳米纤维；然而，它们通常被较大的颗粒阻塞，从而过快地增加了压降。

当前的过滤器(例如北美和欧洲的过滤器)通常具有两年的设计寿命，这取决于压降和粉尘保持能力规格。在此使用寿命内，细菌会积聚在过滤器的灰尘上，产生难闻的气味。这在车辆中尤其麻烦。另外，随着共享出行能力的增长，还需要去除先前乘客的内部气味。还希望将过滤器寿命增加到相当于四年，以减少过滤器更换成本。

例如，空气质量监测在汽车制造商中变得越来越重要。这些制造商希望利用空气质量传感器技术来显示内部和外部空气质量。然而，使用带静电纤维的当前过滤器在头几个月中会表现出性能下降，这是制造商无法接受的，并且可能导致不必要或过早的过滤器更换。

因此，工业上一直在寻求调整非织造材料以实现期望性能的新方法，制造这些非织造材料的新方法以及将其他材料结合到非织造结构中的新方法。工业上还在寻求可以起到多种功能的新材料和形成这些材料的方法，这些功能诸如过滤、吸收(例如，声学和/或水分)、回弹性、绝缘等。工业上正在寻求这样一种过滤器，该过滤器与传统过滤器相比具有：降低的压降，具有褶皱稳定性的材料，具有增加的高度的过滤器的能力(例如，不受褶皱稳定性的限制)，实现改善的颗粒过滤(包括细颗粒过滤)的材料，提供过滤老化稳定性的材料，避免实现过滤所需的静电电荷的材料，提供改善的气味控制的材料，更易于密封或构架的材料或其组合。工业界也在寻求形成这些材料的简化方法。

发明内容

本教导通过本文描述的改进的制品和方法满足上述需求中的一个或多个。本教导提供了纤维结构或复合材料，其中，层及其材料的组合产生独特的性能，例如过滤、结构性能、声音或水分吸收、排斥性、耐温性、反应性、可活化性等。本教导还提供了一种创建这种纤维结构的方法，其中可以基于期望的性能或应用来选择插入物。

本教导包括一种纤维结构，该纤维结构包括一个或多个非织造层，该非织造层包括纤维网层和一个或多个功能性插入层，用于为该材料提供附加的性能。可以将一个或多个非织造层和一个或多个功能性插入层搭接在一起以形成竖向搭接结构。一个或多个非织造层可以是通过梳理过程形成的梳理网。功能性插入层在搭接之前可以是连续的材料片。功能性插入层可以被夹在两个非织造层之间，并且其中，功能性插入层和两个非织造层被搭接在一起以形成单个竖向搭接结构。功能插入层可以是过滤介质插入物。功能性插入层可以是用于为纤维结构提供缓冲或弹性的材料。功能性插入层可以是低熔点或热固性材料，以允许模制该层。功能性插入层可以是可膨胀材料。功能性插入层可以是导电材料。功能性插入层可以是超吸收材料(例如，用于吸收化学物质、油、水或其他液体)。功能性插入层可以是膜或箔。膜或箔可以通过设计被穿孔和/或选择性地渗透。功能性插入层可以是用于阻挡水分和/或控制水分传输速率的膜层。功能性插入层、一个或多个纤维层或两者可以包括吸附材料(例如活性炭)。功能性插入层可以是声学层。功能性插入层，一个或多个其他层或整个纤维结构能够实现吸收(例如，声音、流体)、缓冲、水分的芯吸或其组合。功能性插入层、一个或多个其他层或整个纤维结构可以包括阻火材料。功能性插入层可以是膨大材料。纤维结构可以是可热成型的，以将纤维结构成形为三维形状。纤维结构可以包括层压在竖向搭接结构的一侧或多侧上的一个或多个膜、饰面、基布、表皮、织物或其组合。纤维结构可以不含单独的框架组件。框架可以与纤维结构集成地形成。可以形成框架以密封纤维结构。可以通过热压缩纤维结构的边缘并定位边缘(例如，折叠)以形成侧壁来形成框架。纤维结构可以包括一种或多种用于赋予抗菌性能的组分。纤维结构可以提供过滤而没有静电。纤维结构可以具有从一个表面朝向相反表面的密度梯度。较大的颗粒可能被捕获在一个表面上，较小的颗粒可能被捕获朝向相反的表面。本教导还包括两个或更多个包括纤维网层的非织造材料层。

本教导还包括形成纤维结构的方法。该方法可以包括梳理纤维以生产纤维网；以及提供连续的功能性插入层；将一种或多种纤维网和一种或多种功能性插入层引入搭接机中。该方法可以形成竖向搭接的纤维结构。该方法可以包括在烤箱中加热竖向搭接的纤维结构的步骤。该方法可以包括层压竖向搭接的纤维结构的步骤。

因此，本教导可以提供一种材料和通过使用功能性插入材料来制造该材料以实现期望的性能的方法，该功能性插入材料经过具有一个或多个附加层的搭接过程。

附图说明

图1是根据本教导的形成纤维结构或复合材料的示例性方法。

图2是根据本教导的形成纤维结构或复合材料的示例性图示。

图3是根据本教导的示例性纤维结构或复合材料。

图4是示例性的纤维结构或复合材料，其包括已经经历了第二竖向搭接过程的竖向搭接的纤维结构。

图5是包括饰面层的示例性纤维结构或复合材料。

图6是示例性的纤维结构或复合材料，其已被切片以产生两种纤维结构或复合材料。

图7示出了通过纤维结构或复合材料的颗粒过滤。

图8A示出了示例性纤维结构或复合材料。

图8B和8C示出了压缩图8A的材料的边缘的示例性方法。

图8D示出了图8B或图8C的结构，其中压缩边缘形成侧壁。

图9示出了在长度方向上压缩示例性纤维结构或复合材料。

图10A示出了没有纵向压缩的示例性纤维结构或复合材料。

图10B示出了具有部分纵向压缩的示例性纤维结构或复合材料。

图10C示出了具有高纵向压缩的示例性纤维结构或复合材料。

具体实施方式

本文给出的解释和说明旨在使本领域技术人员了解本发明、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以以其多种形式修改和应用本发明，以可能最适合特定用途的要求。因此，所阐述的本发明的特定实施例并不旨在穷举或限制本发明的教导。因此，不应参考以上描述来确定教导的范围，而是应参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定教导的范围。所有文章和参考文献(包括专利申请和出版物)的公开内容出于所有目的以引用的方式并入本文。其它组合也是可能的，如将从所附权利要求中得出的，这些组合也通过引用并入本文。

本教导设想了具有多层的纤维结构。本教导还设想了形成具有多层的纤维结构的方法。可以选择这些层以实现或调整纤维结构以实现期望的性能或功能。例如，本文所述的纤维结构可用作过滤材料(例如，选择性过滤、表面和/或深度过滤、梯度式物理过滤、化学选择性过滤)、绝缘材料、结构材料、吸声材料、性能缓冲材料、芯吸和/或干燥材料等。本文所述的纤维结构可以具有广泛的应用，例如在航空应用、汽车应用、发电机组发动机舱、商用车辆发动机、驾驶室内区域、建筑设备、农业设备、建筑应用、地板、地板垫垫层(例如，大体上是平坦的和/或模制成三维形状)、性能缓冲、甚至是加热、通风和空调(HVAC)应用中。这些材料可用于过滤，例如热气过滤。这些材料可用于机械和设备绝缘、汽车绝缘、家用电器绝缘、洗碗机以及商用墙和天花板。所述材料可用作轮胎内的吸声器，其可用于减少轮胎产生的噪音。这些材料可以用于车辆的发动机腔室中、内部和/或外部仪表板上或机舱内的地毯下面，例如用于提供吸声、隔音、声学结构等。这些材料可以提供吸声、压缩弹性、刚度、结构性能和/或保护(例如，提供给该材料所围绕的物品)。该材料还可以用作飞机或飞行器中的声音衰减材料，以衰减源自机舱外部并向机舱内部传播的声音。本文所公开的材料可用于飞机，例如飞机的主要绝缘或内部部件，例如座垫。纤维结构可用于隔音和/或隔热，用于提供抗压性，用于提供减少或消除其中发霉或生霉的可能性的材料。纤维结构可以为长期的声学和/或热性能提供长期的结构稳定性。纤维结构可以提供对潮湿环境的长期抵抗力，或者可以承受温度和湿度的变化和波动。纤维结构可用于性能缓冲应用中，以提供芯吸、吸收、快速干燥、舒适、缓冲、气味吸收和/或预防等或其组合。示例性的应用包括运动衬垫、头盔、运动鞋、胸罩杯、衣物等。

本教导还设想了一种能够实现层(例如，一个或多个纤维层，例如梳理层，和一个或多个功能性插入层)的在线并入的过程。该过程可以包括在线打褶(例如，搭接过程，诸如竖向搭接)。该过程可以使得能够创建独特的结构以实现期望的性能并且可以在特定的应用中使用。例如，独特的结构可以用于通过不同于现有过滤形成过程的方法形成的过滤。独特的结构可以单独或结合其他性能提供性能缓冲。

纤维结构可以包括一个或多个层。本教导的纤维结构可以包括两个或更多个层。纤维结构可以包括纤维网层和一个或多个附加层，例如功能性插入层。纤维结构可以包括两个或更多个纤维网层。一个或多个层可以是梳理网。一个或多个层可以是功能性插入材料。可以将层搭接以形成纤维结构。例如，可以堆叠两个或更多个层，并进行竖向搭接过程以产生纤维结构。每个层可以不同或唯一。例如，每个纤维网层可以不同。每个纤维网层可以相同。作为另一个例子，纤维结构可以包括两个或更多个功能性插入层。两个或更多个功能性插入层可以相同。两个或多个功能性插入层可以不同。

纤维结构还可以包括一个或多个附加层，例如基布、饰面、背衬、膜、织物、箔、网眼、粘合剂等。纤维结构可以具有多个不同的层。例如，这些层可以具有不同的纤维、纤维长度、厚度、密度、孔径、空气阻力、处理、熔化和/或软化点等。可以选择这些层以向纤维结构提供期望的功能或期望的性能。例如，一个或多个层可以充当细颗粒或表面过滤器，而另一层可以充当深层或大颗粒过滤器，从而充当过滤梯度。在另一个示例中，这些层可以创建多密度结构或多阻抗结构以放大声学性能。

本教导的纤维结构可以包括形成为网的一个或多个层。例如，一个或多个纤维网层可以通过梳理过程形成。梳理后所得的层可以是梳理网。网可以通过气流成网过程或任何其他能够形成能够被搭接的纤维层的过程来形成。梳理网可以由为实现期望性能而选择的纤维形成。

构成纤维结构的一个或多个层(例如，纤维网层、功能性插入层或其组合)的材料纤维可以基于各种考虑来选择，诸如耐温性、期望的导热性、刚度、回弹力、成本、对长期潮湿暴露的期望抵抗性、纤维旦尼尔、纤维几何形状等。形成纤维结构的一个或多个层的材料可以是纤维的混合物。为纤维结构的一个或多个层选择的任何纤维都可以能够梳理并搭接成三维结构。可以组合不同长度和/或旦尼尔的纤维以提供期望的性能，例如过滤、绝缘和/或声学性能。纤维长度可以因应用而异：执行的过滤(从而影响孔径)；纤维结构要暴露的温度；期望的绝缘性能；期望的声学性能；纤维材料的类型、尺寸和/或性能(例如，纤维结构的纤维网层和/或任何其他层的密度、孔隙率、期望的空气流动阻力、厚度、大小、形状等)；或其任何组合。单独或与更长的纤维组合地添加较短的纤维可以提供更有效的纤维堆积，这可以允许更容易地控制孔径以实现期望的特性(例如，声学和/或绝缘特性)。

纤维网层可以包括天然或合成纤维。纤维网层可以包括无机纤维。合适的纤维可以包括棉、黄麻、羊毛、纤维素、玻璃、基于二氧化硅、陶瓷纤维或其任何组合。合适的合成纤维可以包括聚酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、芳族聚酰胺、酰亚胺、丙烯酸酯纤维或其组合。纤维网层材料可以包括聚酯纤维，例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和共聚酯/聚酯(CoPET/PET)粘合双组分纤维。纤维可以包括聚丙烯腈(PAN)、氧化聚丙烯腈(Ox-PAN、OPAN或PANOX)、烯烃、聚酰胺、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)或其他聚合物纤维。可以根据纤维的熔化和/或软化温度来选择纤维。纤维可以是100％的原始纤维，或者可以包含由消费后废物再生的纤维(例如，多达约90％的由消费后废物再生的纤维，或者甚至多达100％的由消费后废物再生的纤维)。

纤维网层或纤维结构的任何其他层可以能够拉动或推动水分通过该层，这至少部分是由于纤维的几何形状。纤维可以具有基本上圆形或圆形的横截面。纤维可以具有带有一个或多个弯曲部分的横截面。纤维可以具有通常为椭圆形或椭圆形的横截面。纤维可以具有非圆形的横截面。这种非圆形的横截面可产生另外的管或毛细管，水分可在其中转移。例如，纤维可以具有带有多叶形横截面的几何形状(例如，具有3个或更多个裂片，具有4个或更多个裂片，或具有10个或更多个裂片)。纤维可以具有带有深槽的横截面。纤维可以具有基本上“Y”形的横截面。纤维可以具有多边形的横截面(例如，三角形、正方形、矩形、六边形等)。纤维可以具有星形的横截面。纤维可以是锯齿状的。纤维可以具有一个或多个从其延伸的分支结构。纤维可以是原纤化的。纤维可以具有不均匀形状、菜豆形状、狗骨头形状、自由形状、有机形状、无定形形状或其组合的横截面。纤维可以是基本上直的或线性的、钩的、弯曲的、不规则形状的(例如，不均匀的形状)或其组合。纤维可以包括一个或多个延伸穿过纤维的长度或厚度的空隙。纤维可以具有基本上中空的形状。纤维通常可以是实心的。纤维的形状可以限定水分可以行进通过(例如，从纤维层的一侧到纤维层的相反侧)的毛细管或通道。

纤维可以具有约0.25旦或更大、约0.5旦或更大、或约1旦或更大的线性质量密度。纤维可以为约150旦或更小、约120旦或更小、或约100旦或更小。某些层的纤维平均旦尼尔数可能高于其他层。平均旦数可以取决于所使用的纤维。例如，具有天然纤维的层的平均旦尼尔可以为约100旦尼尔±约20旦尼尔。纤维可以具有约0.5毫米或更大、约1.5毫米或更大、或甚至约70毫米或更大的短纤维长度(例如，对于梳理纤维网)。该层内的纤维的长度可以为约300毫米或更短、约250毫米或更短、或约200毫米或更短。例如，纤维的长度可以为约30毫米或更大和/或约65毫米或更小，平均或普通长度为约50或51毫米的短纤维长度，或纤维梳理过程中使用的典型长度的任何长度。一层内的纤维长度可以有所不同。例如，层可以具有范围为约1mm至约120mm的纤维。所使用的纤维的长度可以取决于形成层的处理。例如，梳理和/或针刺层可能需要一定长度的纤维(例如，至少一些纤维具有约30mm或更长的长度)。

可以使用短纤维。例如，一些或所有纤维可以是粉末状的稠度(例如，具有的纤维长度为约0.25mm或更大、约0.5mm或更大、或约1mm或更大；约5mm或更小、约4mm或更小、或约3毫米或更小)。可以组合不同长度的纤维以形成纤维网层或纤维结构的其他层。纤维长度可以取决于应用、期望的性能、材料的尺寸和/或性能(例如，层的密度、孔隙率、期望的空气流动阻力、厚度、大小、形状等)或其任何组合而变化。再次，较短纤维的更有效的堆积可以允许更容易地控制孔径，以实现期望的声学特性、气流特性或两者。在一些应用中，较短的纤维的使用或纤维的组合的使用对于形成具有吸声性能的材料可能具有优势。使用短纤维实现的选定的空气流动阻力可以显著高于常规非织造材料的空气流动阻力，常规非织造材料基本上仅包括常规短纤维，其长度为例如至少约30mm且小于约100mm。不受理论的限制，认为由于在非织造材料中短纤维能够比长纤维更高效地(例如，更致密地)堆积，所以可以实现空气流动阻力的这种意想不到的增加。较短的长度可以减小纤维在生产过程中分散在诸如输送机之类的表面或预制网中时纤维堆积的无序程度。材料中纤维的更有序的堆积反过来可能导致空气流动阻力的增加。特别地，纤维堆积的改进可以在非织造材料的纤维之间实现减小的间隙空间，以形成迷宫结构，该迷宫结构形成用于空气流过该材料的曲折路径，从而提供选定的空气流动阻力和/或选定的空气流动抵抗力。因此，有可能生产相反轻质的非织造材料而不会不可接受地牺牲性能。

一个或多个纤维网层(或纤维结构的任何其他层)可以包括粘结剂或粘结纤维。粘结剂可以以约40重量％或更少、约30重量％或更少、约25重量％或更少、或约15重量％或更少的量存在于纤维网层中。粘结剂的存在量可以为约1重量％或更大、约3重量％或更大、或约5重量％或更大。纤维网层可以基本上不含粘结剂。纤维网层可以完全不含粘结剂。虽然在本文中被称为纤维，但也考虑到粘结剂通常可以是粉末状的(例如，纤维长度为约3毫米或更小、或约2毫米或更小、或甚至更小，例如约20微米或更大、约40微米或更大、约100微米或更大、约200微米或更大、或约500微米或更大)、球形的、或能够被容纳在其他纤维之间的间隙空间内并能够与纤维网层结合在一起的任何形状。粘结剂可以具有约180℃或更高、约200℃或更高、约225℃或更高、约230℃或更高、或甚至约250℃或更高的软化和/或熔化温度。纤维可以是高温热塑性材料。纤维可以包括一种或多种聚酰胺酰亚胺(PAI)；高性能聚酰胺(HPPA)，例如尼龙；聚酰亚胺(PI)；聚酮；聚砜衍生物；聚环己烷对苯二甲酸二甲酯(PCT)；含氟聚合物；聚醚酰亚胺(PEI)；聚苯并咪唑(PBI)；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)；聚苯硫醚；间规聚苯乙烯；聚醚醚酮(PEEK)；聚苯硫醚(PPS)，二氧化硅基粘结剂体系；等等。纤维网层可以包括聚丙烯酸酯和/或环氧树脂(例如，热固性和/或热塑性类型)纤维。纤维网层可以包括多粘结剂体系。纤维网层可以包括一种或多种牺牲粘结剂材料和/或熔化温度低于其他纤维的粘结剂材料。纤维网层可以包括这样的粘结剂材料，所述粘结剂材料经配制以实现或冲击期望的特性，例如阻燃性或超吸收性。

纤维网层(或纤维结构的任何其他层)可以包括多个双组分纤维。双组分纤维可以充当纤维网层内的粘结剂。双组分纤维可以是热塑性的低熔点双组分纤维。双组分纤维可以具有比混合物内的其他纤维更低的熔化温度。双组分纤维可以是阻燃类型的(例如，由阻燃聚酯形成或包括阻燃聚酯)。双组分纤维可以使纤维网层能够在空间上气流成网或机械梳理、搭接和融合成网络，从而使该材料可以具有结构和主体，并且可以被处理、层压、制造、安装为切口或模制部件等，以提供绝缘性能、吸声性能、结构性能、过滤性能、阻火性能、阻烟性能、低毒性或其组合。双组分纤维可以包括芯材料和围绕芯材料的鞘材料。鞘材料的熔点可以比芯材料的熔点低。可以至少部分地通过将材料加热到一定温度以软化至少一些双组分纤维的鞘材料来形成纤维材料网。纤维网层(或纤维结构的其他层)被加热到软化双组分的鞘材料的温度可以取决于鞘材料的物理性能。一些纤维或部分纤维(例如，鞘)可以是结晶的或部分结晶的。一些纤维或部分纤维(例如，鞘)可以是无定形的。

对于聚乙烯或聚丙烯护套，例如，温度可以为约140℃或更高、约150℃或更高、或约160℃或更高。温度可以是约220℃或更低、约210℃或更低、或约200℃或更低。例如，具有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)鞘或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)鞘的双组分纤维可以在约180℃至约240℃(例如，约230℃)下熔化。双组分纤维可以由从挤出的双组分纤维切短的短长度形成。双组分纤维可以具有约15％或更大、约20％或更大、或约25％或更大的鞘芯比(横截面积)。双组分纤维可以具有约50％或更小、约40％或更小、或约35％或更小的鞘芯比。

纤维可以具有或可以提供改善的隔热性能。纤维可以具有相对较低的导热率。纤维可以具有非圆形或非圆柱形的几何形状(例如，改变纤维周围的对流以减小三维结构内的对流传热效果)。纤维网层可以包括或包含工程气凝胶结构以赋予额外的绝热益处。纤维网层可以包含或富含热解的有机竹添加剂。某些纤维在暴露于某些温度后可能会牺牲。例如，如果纤维网层暴露于约250℃或更高的温度，则一些纤维可能挥发掉。

形成纤维网层的纤维包括无机材料。无机材料可以是能够承受约250℃或更高、约500℃或更高、约750℃或更高、约1000℃或更高的温度的任何材料。无机材料可以是能够承受高达约1200℃(例如，高达约1150℃)的温度的材料。无机纤维可以通过例如ASTM D2836或ISO 4589-2具有极限氧指数(LOI)，其指示低火焰或低烟。无机纤维的LOI可以高于标准粘结纤维的LOI。例如，标准PET双组分纤维的LOI可以为约20至约23。因此，无机纤维的LOI可以为约23或更大。例如，LOI可以为约100。无机纤维的LOI可以为约25或更大。无机纤维可以以约60重量％或更大、约70重量％或更大、约80重量％或更大、或约90重量％的量存在于纤维网层中。无机纤维可以以约100重量％或更小的量存在于纤维网层中。可以基于期望的硬度来选择无机纤维。无机纤维可以是卷曲的、非卷曲的或其组合。当需要具有较大弯曲模量(或较高刚度)的纤维时，可以使用非卷曲有机纤维。当形成搭接的纤维结构时，无机纤维的模量可以确定毛圈的尺寸。需要光纤更容易弯曲的地方，可以使用卷曲光纤。无机纤维可以是陶瓷纤维、玻璃纤维、矿物基纤维或其组合。陶瓷纤维可以由聚硅酸(例如，唾液酸酚或唾液酸氧化物)或其衍生物形成。例如，无机纤维可以基于含有聚硅酸的无定形氧化铝。可以将硅氧烷、硅烷和/或硅烷醇加入或反应到纤维网层中以赋予附加的功能性。这些改性剂可以包括含碳组分。

纤维网层的任何无机纤维可以具有约0.4旦或更大、约0.6旦或更大、或约0.8旦或更大的平均线性质量密度。纤维网层的无机纤维可以具有约2.0但尼尔或更小、约1.7但尼尔或更小、或约1.5但尼尔或更小的平均线性质量密度。纤维网层的其他纤维(例如，双组分粘结剂)可以具有约1旦或更大、约1.5旦或更大、或约2旦或更大的平均线性质量密度。纤维网层的其他纤维(例如，双组分粘结剂)可以具有约20旦或更小、约17旦或更小、或约15旦或更小的平均线性质量密度。纤维网层的无机纤维可以具有约20mm或更大、约27mm或更大、或约34mm或更大的长度。纤维网层的无机纤维的长度可以为约200mm或更小、约150mm或更小、或约130mm或更小。可以使用具有不同长度的纤维的组合。例如，可以使用大约67mm和大约100mm的长度的组合。在某些情况下，改变长度可能是有利的，因为由于纤维的长度差异，纤维的类型或两者兼而有之，纤维可能具有自然的内聚力。纤维网层的纤维共混物可以具有约1旦尼尔或更大、约5旦尼尔或更大、或约6旦尼尔或更大的平均旦尼尔尺寸。纤维网层的纤维的共混物可以具有约10旦或更小、约8旦或更小、或约7旦或更小的平均旦尺寸。例如，平均旦尼尔尺寸可以为约6.9旦尼尔。

纤维或纤维的至少一部分可以具有高红外反射率或低发射率。至少一些纤维可以被金属化以提供红外(IR)辐射热反射。为了向纤维网层提供热反射性能和/或保护纤维网层，可以将纤维金属化。例如，纤维可以被镀铝。纤维本身可以是红外反射性的(例如，使得不需要额外的金属化或渗铝步骤)。可以通过将金属原子沉积到纤维上来进行金属化或铝化过程。例如，可以通过在纤维表面上施加一层铝原子来建立铝化层。可以在将任何附加层施加到纤维网层之前进行金属化。可以预期，除了或代替在纤维网层内具有金属化纤维之外，纤维结构的其他层可以包括金属化纤维。

金属化可以提供期望的反射率或发射率。金属化纤维可以是约50％IR反射率或更高、约65％IR反射率或更高、或约80％IR反射率或更高。金属化纤维可以是约100％IR反射率或更低、约99％IR反射率或更低、或约98％IR反射率或更低。例如，发射率范围可以分别是大约0.01或更大、或大约0.20或更小、或99％至大约80％的IR反射率。发射率可能会随时间而变化，因为油、灰尘、降解等可能会影响应用中的纤维。

可以将其他涂层涂覆到纤维上，无论是否金属化，以实现期望的性能。可以添加疏油和/或疏水处理。可以添加阻燃剂。可以将抗腐蚀涂层施加到金属化纤维上，以减少或保护金属(例如铝)免于氧化和/或损失反射率。可以添加不基于金属化技术的IR反射涂层。

纤维网层的纤维可以与合适的添加剂混合或以其他方式结合，例如其他形式的回收废物，原始(非回收)材料、粘结剂、填料(例如矿物填料)、粘合剂、粉末、热固性树脂、着色剂、阻燃剂、更长的短纤维等，没有限制。用于基质中的任何，一部分或全部纤维可以是低火焰和/或发烟性的类型(例如，为了符合运输的火焰和烟气标准)。可以将粉末或液体掺入基质中，以赋予其他性能，例如粘合、火/烟阻止膨大、在热、感应或辐射下工作的膨胀聚合物，从而改善声学、物理、热和火性能。

纤维可以通过梳理过程形成网。然后可以用纤维结构的附加层，例如一个或多个功能性插入层，对该网片进行搭接，以形成搭接结构(例如，竖向搭接结构)。

尽管以上讨论涉及纤维结构的一个或多个纤维网层，但是可以预期的是，任何一种材料或纤维也可以用于一个或多个功能性插入层或纤维结构的任何其他层中。

纤维结构可以包括一个或多个功能性插入层。可以基于纤维结构的期望性能来选择功能性插入层。功能性插入层可以是通常连续的层。功能性插入层可邻近纤维网层(例如，梳理层)定位。功能性插入层可以夹在两个纤维网层(例如，梳理层)之间。功能性插入层通常可以与纤维网层共同延伸(例如，在搭接之前)。功能性插入层可以覆盖或仅附接到纤维网层的一侧的一部分(例如，在搭接之前)。功能性插入层可以由非织造纤维形成。可以通过一种或多种非织造过程来形成功能性插入层，所述非织造过程包括例如疏松纤维、混纺纤维、梳理、搭接、气流成网、机械成形或其组合。功能性插入层因此可以是非织造结构。功能插入物可以是编织结构。功能性插入层可以是网、膜、箔、粘合剂、可活化材料、可膨胀材料、弹性材料、聚合物材料等或其组合。功能性插入层可以由关于纤维网层讨论的任何纤维形成(例如，梳理网层)。功能性插入层可以是多孔的。功能性插入层可以是无孔的或固体的。功能性插入层可以由一个或多个层形成。

在过滤应用中可以使用功能性插入层(例如，与其他层结合以形成纤维结构)。例如，可能期望实现诸如水或空气的流体(例如，液体或气体)过滤。功能性插入层(例如，与纤维结构的其他层结合)可以起到从流体中收集不需要的颗粒的作用。功能性插入层与形成纤维结构的其他层一起可以用于声音的过滤，例如通过衰减来自振动源的声音的水平。纤维结构可用作低通滤波器、高通滤波器或两者。该层可以是过滤介质插入物。功能性插入层可以足够多孔以捕获不希望的颗粒，同时允许流体通过。功能性插入层可以起到过滤物理颗粒的作用。功能性插入层可以起到过滤流体(例如，气态或液体/蒸气状态)中的化学物质(例如，分子)的作用。还可以想到，功能性插入层可以起到改善过滤介质的破裂强度的作用。功能性插入层与纤维结构的其他层，例如搭接有功能性插入层的一个或多个非织造层一起，可以充当具有高表面积的过滤梯度。渐变可以分为局部区域。由于纤维结构的搭接结构(例如，竖向搭接)，这种分割是可能的。纤维插入物的一个或多个层可以是深层或大颗粒过滤器。纤维插入物的一个或多个层可以是细颗粒或表面过滤器。因此，纤维插入层可以是深度过滤器或表面过滤器。纤维插入层可以是细颗粒过滤器或大颗粒过滤器。功能性插入层可以包括一种或多种吸附材料或由一种或多种吸附材料形成。例如，功能性插入层可以包括活性炭或由活性炭形成。活性炭(或其他吸附材料)可以起到捕获某些类型的挥发性有机化合物的作用。功能性插入层可以带电。功能性插入层可以带静电。功能性插入层可以是载体上的纳米纤维基布和/或膜。功能性插入层可以是熔喷层或微纤维层。功能性插入层可以充当载体。颗粒物质可以嵌入或存在于载体表面中。颗粒物质可以例如吸收化学物质和/或增强结构。功能性插入层可以是微穿孔膜、微孔膜或两者。功能性插入层可以是有机的、无机的或其组合。功能性插入层可以包括阻燃、阻烟和防毒的材料和/或符合火焰/烟和毒性法规的材料。

纤维结构可以包括一个或多个插入层。纤维结构可以包括两个或更多个插入层。在使用多个插入层的情况下，预期插入层可以由相同的材料形成。插入层可以是不同的材料。一个或多个插入物可以通过该过程同时形成纤维结构。例如，两个插入层可以同时或不通过附加层通过搭接机。插入物可以是一个或多个层的预层压件。插入物可以是两个或更多个层的预层压件。这些层可以包括一个或多个膜、一个或多个膜或其组合。

功能性插入层或纤维结构的任何其他层(例如，饰面层)可以充当湿气、化学药品、灰尘、碎屑或其他颗粒或物质的屏障。该层可以是用作这种阻挡层的通常无孔的材料。该层可以是用于在保持空气流动的同时阻止水分的膜插入物。膜可以由本文描述的任何材料形成或包括本文描述的任何材料。膜可以是有机的。该膜可以是无机的。该膜可以例如包括有机硅和/或含氟聚合物基体。该层可以允许控制湿气传输速率。该层可以是多孔的(例如，具有增加数量的孔或更大的材料横截面以允许这种粘连)。该层通常可以是聚合物的，弹性的或两者兼有。该层可以是柔性的。可以处理该层以增强芯吸和/或疏水性能，以用于水分迁移和/或处理。该层可以是非穿孔的聚烯烃阻挡层。该层可以是膜。该层可以是一个或多个网上的涂层。该层可以是防潮的或疏水的，或者可以涂覆有防潮的或疏水的涂层，例如耐用的防水剂(DWR)。该层可以由以下形成或包括以下：聚硅氧烷、聚四氟乙烯、含氟聚合物类型的材料(例如，聚偏二氟乙烯(PVDF))、硅基材料、硅烷基材料、驱虫剂表面活性剂、脂质基涂层或处理、热固性或热塑性材料(例如，聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚氨酯(PUR)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)、聚(间亚苯基间苯二甲酰胺)(PMIA)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)或其他聚合材料)等或其组合。

功能性插入层可以包括纳米纤维。纳米纤维的平均纤维直径可以为约10微米或更小、约5微米或更小、或约1微米或更小。纳米纤维层(或材料的其他层)可以具有吸附性能。纳米纤维层或材料的其他层可以包括吸附颗粒物质。纳米纤维层的纳米颗粒可以包括例如活性炭、沸石、氧化物等。形成该层的纤维或该层本身可以是在捕获(例如，永久地捕获)NO

功能性插入层或纤维结构的任何其他层可表现出吸收性能。功能性插入层可以例如吸收水分、流体、颗粒、化学物质等。功能性插入层可以是超吸收性的。例如，功能性插入层可以包括超吸收性聚合物或水凝胶。功能性插入层可以包括超吸收材料，例如超吸收纤维素和/或木浆。功能性插入层可以包括SAF纤维。功能性插入物可以由纺粘(S)材料、纺粘和熔喷(SM)材料、或纺粘+熔喷+纺粘(SMS)非织造材料形成。例如，功能性插入层可以包括纺粘织物和熔喷聚丙烯层。

可以选择功能性插入层或纤维结构的任何其他层以实现期望的声吸收。如本文所述的纤维结构的功能性插入层或其他层可以向纤维结构提供附加的空气流动阻力(或空气流动电阻率)。例如，功能性插入层可以具有约100,000Rayls/m或更高、约275,000Rayls/m或更高、1,000,000Rayls/m或更高、或甚至2,000,000Rayls/m或更高的空气流动阻力。功能性插入层可产生与纤维结构的其他层的声阻抗失配。功能性插入层可以例如是抗气流插入物，例如基布插入物。

功能性插入层或纤维结构内的任何其他层可以提供结构性能或可为纤维结构提供物理强度。因此，功能性插入层可以由能够被搭接同时仍提供抗压性，回弹性或两者的材料形成。功能性插入层可以由硬化或膨胀(例如，在激活时)以向纤维结构提供刚度或另外的结构性能的材料形成。功能性插入层可以是聚合物，其中可以调节结晶度以改变纤维结构的结构性能。结晶度可以例如在纤维结构形成过程的任何加热和/或冷却过程中进行调节。功能性插入层可以由聚合、共聚、弹性、弹性体、橡胶、热塑性、热固性等材料形成。该材料可以为纤维结构提供缓冲和/或弹性。功能性插入层可以包括粉末或可以由粉末形成。该粉末可以例如包括乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)或聚氨酯(PUR)。功能性插入层可以包括或可以由诸如环氧树脂的热固性固化粉末形成，所述热固性固化粉末可以是可发泡的，其可以使纤维结构更刚性和/或更有弹性(例如，与没有该层的纤维结构相比)。

功能性插入层或整个纤维结构可以提供绝缘性能。可以调整功能性插入层或整个纤维结构以提供期望的热阻。可以调整功能性插入层或整个纤维结构以提供期望的导热率。可以调整功能性插入层或整个纤维结构以提供期望的性能，例如阻燃或阻火、阻烟、降低毒性等。功能性插入层可以能够承受高温。

功能性插入层或纤维结构的任何其他层可以具有高红外反射率或低发射率。可以将功能性插入层的至少一部分金属化以提供红外(IR)辐射热反射。该层可以被穿孔。该层可以是可渗透的。该层可以通过设计选择性地渗透。该层可以是固有可渗透的。为了向该结构的其他层提供热反射性能和/或保护该结构的其他层，可以将功能性插入层(例如其纤维、插入层的表面、或该层本身)金属化。例如，纤维可以被镀铝。纤维或层本身可以是红外反射性的(例如，使得不需要额外的金属化或渗铝步骤)。可以通过将金属原子沉积到纤维上来进行金属化或铝化过程。例如，可以通过在纤维表面上施加一层铝原子来建立铝化层。可以在将任何附加层施加到纤维网层之前进行金属化。可以预期，除了或代替在纤维网层内具有金属化纤维之外，纤维结构的其他层可以包括金属化纤维。

功能性插入层或纤维结构的其他层可以是导电材料。功能性插入层可以起到传导热和/或电的作用。结构的功能性插入层或其他层可以实现电磁干扰(EMI)衰减。该层可以由EMI屏蔽材料形成。该层可以是金属材料或包括金属材料。例如，该层可以是或可以包括银、金或铜，或者可以涂覆有这种材料。可插入功能性插入层或纤维结构的其他层。功能性插入层或纤维结构的其他层可以带静电。可以使用导电材料对该层充电。例如，该材料可以是碳化硅。导电颗粒，例如纳米颗粒，可以用于形成该层。这可以允许仅使用很少的昂贵物质，同时仍然获得充电的好处，例如改进的过滤。预期可以将一根或多根电引线附接到该层或以其他方式钩在该层上以对该层充电。这种带电可导致该层或通常的纤维结构保持更多的颗粒物质(例如，在过滤过程中)。

在功能性插入层可暴露于高温的情况下，功能性插入层可以包括固体膜、穿孔膜、固体箔、穿孔箔、织造或非织造基布、选择性可渗透的膜或箔、或其他材料。功能性插入层可以由以下形成：聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、纤维素材料或其组合。功能性插入层可以由非织造材料、织造材料或其组合形成。功能性非织造层可以包括聚硅酸纤维、矿物、陶瓷、玻璃纤维或芳族聚酰胺。膜可以包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、氨基甲酸酯、聚酰亚胺或其组合。可以将功能性插入层金属化以赋予红外反射率，从而为整个纤维结构提供改善的绝热值。任何层可以具有能够承受层将要暴露于的温度的热阻。然而，这些材料不限于在高温应用中使用，也不限于仅在功能性插入层中使用。例如，可以考虑将这样的材料用于纤维结构的饰面层。

功能性插入层或纤维结构的其他层可以由可活化或反应性材料形成或包括可活化或反应性材料。该层可以是或可以包括膨大的。功能性插入层可以是可膨胀材料。可膨胀材料可以是任何合适的聚合材料，其能够在固化时膨胀并粘附到基材上。说明性材料在专利号为5,884,960；6,348,513；6,368,438；6,811,864；7,125,461；7,249,415的美国专利以及公开的申请号为20040076831的美国申请中进行了描述。该层可以提供潜在的反应或活化，例如2K插入物或多组分插入物。该层可以由任何类型的反应性膜或非织造物形成，以从空气或液体中捕获或清除化学物质或分子。该层可以是纳米纤维类型的非织造材料，其可以被化学改变以具有这种功能。

功能性插入层可以能够提供其他益处，例如气味控制和/或抗菌性能。例如，该层可以是活性碳膜插入物或其他非织造插入物。该层可以包括或用铜、钢(例如，不锈钢)、银或其他金属材料处理。纤维复合材料的其他层(例如，粗梳层)可以包括这些组分，以实现气味控制和/或抗菌性能。

纤维结构可以包括一个或多个附加层(例如，除了一个或多个纤维网层和一个或多个功能性插入层之外)。附加层可以起到的作用是提供：附加的绝缘性能；对纤维网层或其他层的保护；红外反射性能；导电性能(或降低导电性能)；对流性能(或降低对流性能)；结构性能；过滤性能；吸收性能(例如，吸声，或者吸收液体或化学物质)；不想要的外部元素(例如，液体、声音、颗粒、振动)的排斥力；或其组合。一个或多个层可以由本文关于功能性插入层和/或纤维层描述的任何材料形成。纤维结构可以包括一个或多个放样(lofted)层、一个或多个表皮层、一个或多个饰面层、一个或多个箔、一个或多个膜或其组合。一个或多个可以由金属、纤维材料、聚合物或其组合形成。可以通过施加热量来熔化该层的一部分来形成表皮，使得仅该层的一部分(例如顶表面)熔化然后硬化以形成大体上光滑的表面。纤维结构可以包括多个层(当与纤维结构的其他层相比时)，这些层中的一些或全部起到不同的作用或为纤维结构提供不同的性能。结合具有不同性能的材料的层和表皮的能力可以允许基于应用来定制纤维结构。一个或多个附加层通常可以是疏水的。一个或多个附加层通常可以是亲水的。一个或多个附加层可以被金属化或由金属材料形成以用于IR反射率。可以施加抗腐蚀涂层以减少或保护金属(例如铝)免于氧化和/或损失反射率。可以添加不基于金属化技术的IR反射涂层。可以将一个或多个涂层施加到形成附加层的纤维上，或者施加到该层本身的表面上。可以添加疏油和/或疏水处理。可以添加阻燃剂。一个或多个附加层可以是多孔的或穿孔的。一个或多个层可以是可渗透的或至少部分可渗透的。一个或多个附加层可以是固体的(例如，无孔或无孔的)。一个或多个附加层通常可以是柔性的。一个或多个附加层通常可以是刚性的。

纤维结构可以包括具有高放样(或厚度)的一个或多个层，至少部分地由于所述层的纤维的定向(例如，竖向或近乎竖向的定向，或在与竖向成约±45度内)。纤维结构可以具有相对较低的重量，但仍表现出良好的弹性和厚度保持性。由于诸如但不限于独特的纤维、饰面、对三维结构的物理修改(例如，通过加工)、纤维的定向或其组合等因素，纤维结构可以表现出相对于传统的绝缘材料较好的隔热能力或导热率(例如，较低)、吸声、空气流动阻力、结构回弹性等。

如所讨论的，纤维结构可以包括多个层(例如，较高密度的材料、多孔的软片、织物、基布、饰面、膜、网眼、粘合剂、梳理网、气流成网的网等或其组合)。两个或更多个层可以通过堆叠然后竖向搭接而彼此附接。可以将多层结合到一条生产线中(例如，单次通过搭接机)以形成纤维结构。可以将这些层竖向地搭接在一起以形成单个竖向搭接结构。竖向搭接结构可以经历一个或多个附加的搭接步骤(例如，以竖向地搭接竖向搭接结构)。这些层可以通过粘合剂彼此附接。粘合剂可以是粉末，或者可以例如以带条、片材或液体的形式施加。可以将粘合剂施加到一个或多个层上。可以将粘合剂掺入一个或多个层中。一个或多个层可以是粘合剂层。一个或多个层中的一种或多种组分可以充当粘合剂(例如，双组分纤维)。可以将形成纤维结构的一个或多个材料粘合在一起以形成最终的纤维结构。一个或多个层可以通过层中存在的元件结合在一起。例如，各层中的粘结纤维可用于将各层粘合在一起。一个或多个层中的双组分纤维的外层(即鞘)在加热时会软化和/或熔化，这可能导致各个层的纤维彼此粘合和/或粘合到其他层的纤维。两个或更多个层可以通过施加热和/或压缩而彼此附接。这些层可以经由一个或多个层压过程彼此附接。可以通过层压、热封、声波或振动焊接、压力焊接等或其组合将一个或多个层固定到另一层。两个或更多个层可以通过这些过程的组合彼此附接。某些层在同一纤维结构内的附着方式可能与其他层不同。例如，一层可以通过粘合剂附接到相邻层。另一层可通过双组分纤维的加热和熔化，将各层的纤维熔合在一起而附接至相邻层。一个或多个层可以结合到相邻层。一个或多个层可以能够独立于另一(例如，相邻)层移动。

虽然可以将两个或更多个层搭接在一起以形成搭接结构，但是也可以将其他层分别固定到搭接结构上。例如，可以将饰面层或基布施加到搭接的结构上。可以将附加的功能层施加到搭接的结构上。可以将另一个搭接层或结构固定到搭接结构上。由本文描述的任何材料或结构形成的另一中间层可以位于两个搭接结构之间。可以将搭接的结构第二次插入搭接机中，从而创建由已经竖向搭接的层组成的竖向搭接结构(参见图4)。纤维结构的一个或多个层(例如，功能性插入层、饰面层、背层、中间层、纤维层等或其组合)可以通过电纺或纳米纺过程形成。该层可以被涂覆到纤维结构的另一层上。例如，这可以在一个或多个搭接过程之前和/或之后执行。

竖向搭接的三维结构可以使饰面层或其他层(例如，机械、热或使用粘合剂)与外部纤维网层相连，例如在一个或多个纤维网层和一个或多个功能层时纤维网层搭接在一起，纤维网层是外表面。因为竖向环在结构的整个厚度上是连续的，所以可以在结构的顶部和底部系缚饰面、织物或其他层。纤维网层和/或功能性插入层的纤维(例如，表面纤维)可以机械地缠结以将纤维粘结在一起。这可以通过旋转工具来执行，头部的顶部具有砂砾型表面处理，以在旋转时抓住并扭曲或缠绕纤维。然后，纤维(例如，纤维网层的表面)可以在机器方向上缠结(例如，在搭接后穿过环的峰的顶部)。可以想到，工具的这些旋转头可以在x和y方向上移动。纤维网层的顶表面、纤维网层的底表面或两个表面都可能发生机械缠结。缠结可能同时发生，也可能分开发生。该过程可以在存在粘结剂的情况下进行。可以在不使用粘结剂(即不含粘结剂)，使用最少的粘结剂或使用占网含量的约40重量％或更少的粘结剂的情况下进行该方法。机械缠结可用于将纤维网层保持在一起，例如，通过在纤维结构经过搭接之后将三维环的峰绑在一起。可以在不压缩纤维网层的情况下执行该过程。纤维网层和/或功能性插入层的所得表面可以具有改善的竖向三维结构的拉伸强度和刚度。将顶表面连接到底表面的能力可能受到纤维类型和长度以及从顶部到底部具有集成的竖向三维环结构的搭接结构的影响。机械缠结过程还可允许将织物或饰面机械地绑扎到搭接的纤维结构的顶部和/或底部表面上。该材料的表面可替代地或除了机械缠结之外，例如通过IR加热系统，热气流或激光束而熔化，以形成表皮层。

纤维结构或其一个或多个层可以形成为具有厚度和密度，所述厚度和密度根据完成的纤维层(和/或整个纤维结构)的期望的物理、绝缘和透气性性能来选择。取决于应用、安装位置、形状、所使用的纤维(和纤维网层的放样)或其他因素，纤维结构的层可以是任何厚度。纤维结构的层的密度可部分取决于掺入构成层的材料(例如非织造材料)中的任何添加剂的比重，和/或添加剂构成的最终材料的比例。堆积密度通常是纤维比重和由纤维生产的材料的孔隙率的函数，可以认为这代表了纤维的堆积密度。可以是纤维结构层中的一个或多个的纤维材料可以形成为相对较厚的低密度非织造材料，其体密度为约5kg/m

一个或多个层可以具有大于或等于粘结纤维的耐温性的耐温性。一个或多个层可以在两个纤维网层之间包括较低温度的织物、基布或膜。纤维网层可以为功能性插入层提供保护，从而防止其燃烧和/或达到其熔化或软化温度。一个或多个层的熔化或软化温度可以高于在所述层安装到组件中时将暴露的温度。一个或多个层可以充当水分屏障以将水分保持在内部(例如，在纤维结构的内壁之内)或将水分保持在外部(例如，远离要绝缘的物品)。一个或多个层可以是疏水层，其可以具有一定的孔隙率以允许复合结构适应空气压力变化而不会破裂。这种层在诸如航空航天绝缘的应用中可能特别重要。一个或多个层可以充当化学屏障或屏障，以使尘土、灰尘、碎屑或其他不需要的颗粒或物质远离要绝缘的物品。例如，一个或多个纤维结构层可以提供绝缘。一个或多个纤维结构层可以包括一种或多种粘合剂材料(例如，作为该层的纤维的一部分或作为该层中或该层上的单独的元件)，用于将纤维粘结在一起、将层粘结在一起或两者兼有。一个或多个纤维结构层可以支撑表皮层、其他材料层或两者兼有。一个或多个纤维结构层可以提供耐热性(例如，如果纤维结构位于暴露于高温的区域中)。一个或多个纤维结构层可以为纤维结构提供刚度。额外的刚度、结构性能、抗压性、抗压弹性或其组合可以由附加层(或与一个或多个纤维基质层组合的一个或多个层)提供。一个或多个纤维结构层可以为纤维复合材料提供柔性和/或柔软性。

纤维网层、形成纤维网层的纤维、所得的纤维结构或其组合可用于形成可热成型的材料。纤维结构可以是可热成型的。这可以允许纤维结构被模制或以其他方式成形。纤维结构可以具有折叠和/或弯曲功能(例如，以允许将该结构固定或定位在期望的区域内以实现其期望的目的)。

竖向三维结构可以允许更高程度的热成型细节，因为从厚到薄的过渡区域周围的曲率半径可以更紧密，这是由于在模制压力和热量下竖向褶的性质是能够沿厚度方向在彼此旁边滑动或移位。纤维结构的一个或多个层可以包含热塑性和/或热固性粘结剂。粘结剂可以允许产品热结合并形成较硬的结构。这可以允许将饰面，其他层和/或粘合剂层压到该结构上。可以想到的是，如果使用某些纤维，则可以在没有粘结剂的情况下对纤维网层或纤维结构进行热成型(例如，由于所使用的无机纤维的内聚吸引力的性质)。可将可热成型的结构加热并热成型为特定形状的热成型产品。纤维结构沿材料的长度可以具有变化的厚度(因此具有变化的或非平面的轮廓)。较小厚度的区域可适于为纤维结构提供受控的柔性，例如提供折叠或以其他方式成形的区域，例如形成拐角或成角度的部分(例如，用作材料的两个较厚部分之间的顶点)以使纤维结构成型或插入或安装到将要使用纤维结构的区域中。可以沿纤维结构的厚度(例如，在平行于纤维结构的外表面的方向上)切片纤维结构，以产生两个或更多个纤维结构。例如，一个纤维结构可以包括竖向搭接结构的所有峰，而另一纤维结构可以包括竖向搭接结构的所有谷。

纤维结构(和/或其层)的绝缘性能、声学性能或两者都可能受到纤维结构形状的影响。纤维结构或其一个或多个层可以总体上是平坦的。纤维结构可以包括竖向搭接结构，但是总体上可以总体上是平面的。可以将完成的纤维结构加工成切割打印的二维平面部件，以安装到最终用户、安装者或客户的组件中。纤维结构可以形成为任何形状。例如，纤维结构可以被模制(例如，成三维形状)以大体上匹配将被安装到其上的区域的形状或将被附接到其上的物品的形状。可以将完成的纤维结构模制打印成三维形状，以安装到最终用户、安装者或客户的组件中。

纤维结构可以被固定在诸如飞机或汽车组件的组件内。纤维结构可以固定到组件内的物品上、内部或周围。一个或多个纤维结构层可以直接附接到壁、基材的表面、组件的物品的表面或其组合。纤维结构可以通过紧固件、粘合剂或其他能够固定纤维结构的材料附接到部件的壁、基材或组件的物品上。纤维结构到其自身或另一表面的固定可以是可重新定位的或永久的。纤维结构可以包括一种或多种用于将纤维结构结合到基材，纤维结构的另一部分，另一种纤维结构或其组合的紧固件，粘合剂或其他已知材料。紧固件，粘合剂或其他附接方式可以能够承受其所暴露的元件(例如，温度波动)。紧固件可以包括但不限于螺钉、钉子、销、螺栓、摩擦配合紧固件、按扣、钩和眼紧固件、拉链、夹子等或其组合。胶粘剂可以包括任何类型的胶粘剂，例如带材、剥离和粘贴胶粘剂、压敏胶粘剂、热熔胶粘剂等，或其组合。例如，将纤维结构的各部分连接在一起的紧固件或粘合剂可以允许纤维结构封闭或至少部分地围绕组件的物品，并且可以将纤维结构保持在该位置。纤维结构可以包括一个或多个紧固件或粘合剂，以将纤维结构的部分结合到另一基材上。例如，纤维结构可以固定到组件的一部分，例如飞机或车辆组件，以将纤维结构保持在组件内的适当位置。

一个或多个紧固件可以分别附接到纤维结构的一个或多个层或者与其集成地形成。例如，纤维结构可以包括一个或多个凸片、突起或凸型紧固件部分(例如，在纤维结构的一端)，以及相应的开口或凹型紧固件部分(例如，在纤维结构的相反端)，其可以被容纳在凸型紧固件部分内以将纤维结构保持在期望位置。当将纤维结构形成为期望的形状时，可以将纤维结构的端部附接到相反端，从而形成封闭物。

纤维结构或其部分可阻止着火和/或冒烟。纤维结构或其部分，特别是功能性插入层，可以承受高温而不会降解(例如，高达约1150℃的温度)。

本文所述的纤维结构还可以提供吸声特性。对于纤维材料，气流阻力和气流阻力是控制吸声的重要因素。针对特定材料以特定厚度测量气流阻力。通过将气流阻力(以瑞尔斯为单位)除以厚度(以米为单位)来归一化气流阻力，以得出以瑞尔斯/米为单位的气流阻力系数。ASTM标准C522-87和ISO标准9053是指用于确定吸声材料的空气流动阻力的方法。在本文的教导的上下文中，以mks Rayls测量的空气流动阻力将用于指定空气流动阻力；但是，其他方法和度量单位同样有效。在所描述的教导的上下文中，可以假定空气流动阻力和空气流动电阻率也分别代表特定的空气流动阻力和特定的空气流动电阻率。用于吸声的声学材料可以具有相对较高的空气流动阻力，以对入射到材料上的声压波呈现声阻抗。应当对透气性进行管理，以确保可预测和一致的性能。除其他因素外，这可以通过管理纤维大小、类型和长度来实现。均质的短纤维非织造织物可能是理想的。在一些应用中，可以通过将不同密度的多种材料(可以包括非织造材料)组合在一起以形成复合产品来达到期望的透气度。

可以通过对纤维结构添加一个或多个层来调节绝缘、过滤、吸声、结构性能、回弹性、阻火性、阻烟性、毒性等或其组合。这些层可以具有不同水平的热导率。这些层可以具有不同水平的比空气流动阻力。在多层纤维结构中，一些层可以具有较低的气流阻力，而其他层可以具有较高的气流阻力。具有不同的气流阻力性能的层的分层可以在整个纤维结构上产生多阻抗声失配轮廓，这提供了改进的纤维结构的降噪能力。因此，可以布置这些层(或表皮)，以使较高的比空气流通阻力的层(或表皮)接合或形成于不同的比空气流通阻力(例如，较低的气流阻力)。

如此形成的纤维材料(例如，用作一个或多个纤维结构层)可以具有约100Rayls/m或更高、约400Rayls/m或更高、约800Rayls/m或更高、或约1000Rayls/m或更高的空气流动阻力。纤维复合材料可以具有约200,000Rayls/m或更低、约150,000Rayls/m或更低、或约100,000Rayls/m或更低的空气流动阻力。低密度纤维复合材料甚至可以具有高达约275,000Rayls/m的气流阻力。

还可以通过纤维层上的表皮层(例如，通过原地蒙皮过程)、饰面层、一个或多个功能层或其组合来提供附加的声音吸收。如本文所述的纤维结构的表皮层或其他层可向纤维结构提供附加的空气流动阻力(或空气流动阻力)。例如，表皮层可以具有约100,000Rayls/m或更高、约275,000Rayls/m或更高、1,000,000Rayls/m或更高、或甚至2,000,000Rayls/m或更高的空气流动阻力。

本教导还考虑了形成纤维结构的方法。纤维结构可以包括一个或多个纤维网层。该方法可以包括形成一个或多个纤维网层。可以使用非织造过程将形成纤维网层的纤维形成非织造网，所述非织造过程包括例如开放纤维、混纺纤维、梳理、搭接、气流成网、机械成形或其组合。可以使用常规方法将纤维打开并混合。

纤维网可以至少部分地通过梳理过程形成。梳理过程可以将材料簇分离成单独的纤维。在梳理过程中，纤维可以以基本上平行的方向彼此对准，并且可以使用梳理机来生产幅材。因此，所得的结构可以是梳理网层。可以对纤维结构的梳理网层或任何其他层进行工程设计，以获得最佳的重量、厚度、物理特性、导热率、过滤性能、孔径、绝缘性能、吸声性等或其组合。

纤维结构的一个或多个层可以通过气流成网过程形成。可以采用这种气流成网过程来代替梳理和/或搭接。在气流成网过程中，纤维被分散到快速移动的气流中，然后纤维从悬浮状态沉积到穿孔的筛网上以形成纤维网。纤维的沉积可以例如借助于压力或真空来进行。可以生产气流成网或机械形成的网。然后可以将纤维网热粘合、空气粘合、机械固结等或其组合，以形成粘性非织造绝缘材料。虽然气流成网过程可以提供纤维的通常随机的定向，但是可以存在一些纤维的定向通常在竖向方向上，从而可以实现材料的厚度方向上的弹性。

形成纤维结构的方法还包括使用功能性插入层。功能性插入层可以设置为连续层。功能性插入层可以以卷的形式提供。然后可以在纤维结构的组装过程中将层展开(例如，以将材料供应至搭接机)。可以将功能性插入层施加到纤维结构的另一层上(例如，作为涂层)。功能性插入层可以位于纤维结构的另一层之上和/或之下。功能性插入层可以夹在纤维结构的两层之间。可以将一个或多个功能性插入层和一个或多个纤维网层引入搭接机中。一个或多个功能性插入层和一个或多个纤维网层可以彼此堆叠和/或以彼此大致平行的位置插入搭接机中。

纤维结构的层(例如，一个或多个功能性插入层和一个或多个纤维网层)可以经历搭接过程。该搭接过程可以产生放样纤维结构。纤维结构的一个或多个层可以被旋转搭接、交叉搭接或竖向搭接，以形成大量的或放样的非织造材料。纤维结构的一个或多个层可以根据例如“Struto”或“V-Lap”之类的过程被竖向地搭接。这种构造提供了具有一个或多个或者两个或更多个具有搭接结构的层的纤维结构。例如，功能性插入层可以被夹在两个纤维网层之间。可以将所有三层同时引入搭接机，以产生单个竖向搭接纤维结构。多条生产线可以供给到搭接机中以形成纤维结构。例如，一个或多个梳理线可供给到搭接机中以形成完成的结构。梳理线可以提供不同的梳理网层。梳理线可以提供相同的梳理网层(例如，具有相同的构成)。一条或多条附加生产线可以提供一个或多个功能性插入层。可以考虑将两层或更多、三层或更多、五层或更多、甚至七层或更多层送入搭接机中以生产纤维结构。纤维结构在纤维结构的厚度方向上可以具有相对较高的结构完整性(例如，与仅具有一层的竖向搭接结构相比)。这可以为纤维结构提供期望的性能，以及回弹性，抗压缩性，结构性能，和/或最小化幅材或纤维结构在施用或使用过程中散落的可能性。梳理和搭接过程，尤其是涉及同时搭接两个或更多个层(例如，一个或多个梳理层和一个或多个功能性插入层)的过程，可以形成一种纤维结构，该纤维结构在竖向截面(例如，通过材料的厚度)上具有良好的抗压性，并且可以实现较低质量的纤维结构的生产，尤其是放样到较高的厚度，而无需向基质中添加大量纤维。少量的中空复合纤维(即，少量百分比)可以改善放样能力和回弹力，从而改善过滤、绝缘、吸声等或其组合。这样的布置还可以提供以相对较低的体密度实现低密度网的能力。

当从侧面或横截面观察时，搭接结构可以具有纤维和/或层，所述纤维和/或层以大体正弦曲线布置或打褶的结构定向，在纤维结构的大体相反的表面或表面处具有峰和谷或环。峰和/或谷通常可以彼此对准。峰和/或谷的定位可以使得在峰和/或谷之间分别没有间隔。尽管传统的过滤器具有分开的褶皱，但是可以预期的是，本结构在一个峰或谷与相邻峰或谷之间可能具有很小或没有空间。例如，一个波峰或波谷与相邻波峰或波谷之间的距离可以为大约100mm或更小、大约50mm或更小、大约25mm或更小、大约10mm或更小、或大约5mm或更小。峰和/或谷之间没有大的间隙可以通过在每个投影区域提供更大的介质体积来减少材料的压降。另外，峰、谷、环或类似物的构造可允许搭接结构的厚度增加(例如，与传统的过滤材料相比，约30mm或更大，或两者兼有)。环的厚度增加或高度增加可以用作增加介质表面积的有效方法。增大的表面积可以减小压降、提高过滤效率、提高容尘量或其组合。例如，与传统过滤器相比增加约5毫米可能会增加过滤器约17％的表面积。

搭接结构，纤维结构中的其他层或通常的纤维结构可以具有一个或多个空隙、间隙、开口或间隔(以下为简单起见称为间隔)。间隔可以在层之间，在层之内或其组合。例如，在一层和另一层之间(例如，在插入层和搭接层之间)可以存在空间。该空间可用作口袋或存放处。这种袋或沉积物可用于例如在过滤过程中保持颗粒，灰尘或其他元素。

沿厚度方向延伸的纤维和/或层可以具有大体上竖向的(其中，竖向被定义为沿材料的厚度在材料的顶表面和底表面之间延伸，或大体上沿延伸穿过材料的横截面的横向平面延伸)或近乎竖向的定向，其中近乎竖向被测量为与竖向成大约±20度、与竖向成大约±10度、或与竖向线成大约±5度。纤维和/或层的定向可以在诸如梳理，搭接和/或气流成网的处理步骤之后改变。可以进行方向的改变以满足应用的需要。导致形成搭接的纤维结构的每个峰和/或谷的纤维或层可以具有与竖向方向成大约±60度，与竖向方向成大约±50度或与竖向方向成大约±45度的定向。因此，竖向纤维定向是指纤维总体上垂直于纤维结构的长度(例如，沿厚度方向延伸的纤维)。竖向的层定向是指层总体上在搭接结构的峰和谷之间垂直于纤维结构的长度。形成搭接的纤维结构的纤维通常可以水平定向(例如，沿长度和/或宽度方向延伸的纤维)。

纤维结构或其层可以在长度方向上被压缩。压缩可为纤维结构提供刚度，增加材料的过滤能力，或两者。压缩可沿长度方向缩短纤维结构或其层。压缩可能会导致褶皱或环圈靠得更近。压缩可以例如在竖向地搭接搭接的结构的步骤之后发生。在压缩期间，结构可以防止或控制材料的厚度。在压缩步骤中，可以提供包括一对大致平行的板的结构，其中纤维结构或其层(例如，搭接层)被接收在其之间。垂直壁或板可位于平行板之间和/或将其连接。垂直壁可以用作竖向搭接的材料的止挡件或接触板，以帮助在纵向上压缩纤维结构或其层。力施加构件，例如滑块，可以大体上平行于垂直壁，可以向垂直壁移动，可以位于纤维结构或其层的与垂直壁相反的一侧，或其组合。当纤维结构或其层(例如搭接结构)位于平行板，垂直壁和施力部件之间时，施力部件会将材料推入竖向壁，平行板可能会受到限制压缩步骤中材料的高度或厚度。

可以将纤维结构压缩、计量、热成型、层压等，以减小厚度。纤维结构可以在厚度方向上，在长度方向上或在这两者上压缩10％或更多、约20％或更多、或约30％或更多。纤维结构可以在厚度方向上、在长度方向上或在这两个方向上被压缩约70％或更少、约65％或更少、或约60％或更少。当减小厚度时，这可能导致纤维变得不竖向。搭接结构的压缩可导致横截面的纤维定向或层定向例如呈大致Z形、大致C形或大致S形。虽然在本文中将形状称为Z型、C型或S型，但是纤维的非竖向定向不限于这些形状。形状可以是这些类型的组合，可以是具有不规则轮廓的自由形状，或者可以是其他类型的非竖向方向。

非竖向纤维定向或层定向(例如，由于压缩、量规、层压或热成型)可减少通过纤维丝从纤维网层的一个表面到另一表面的传导热传递的直接短路类型。这种非竖向的纤维或层定向还可以提供用于热流过纤维网层的直接对流传热路径的阻挡。这样，非竖向(例如，Z型、C型或S型)形状可对传导和/或对流热传递产生挡板效应。纤维和/或层的这种非竖向定向还可以起到增强吸收的作用(例如，声吸收或化学物质、油、水或其他液体的吸收)。这种定向也可能影响过滤性能。这样的定向也可能影响减振。

纤维结构可以包括压敏粘合剂(PSA)。PSA可以位于纤维结构的任何部分上。例如，PSA可以位于纤维结构的内表面上。PSA可以位于纤维结构的外表面上，这可以允许纤维结构被固定到组件(例如车辆组件)内的壁或表面。PSA可以位于与纤维结构的另一部分(或另一纤维结构)接触的纤维结构的一部分上，使得纤维结构保持其期望的形状和/或位置。PSA可以位于纤维结构的一个或多个层之间(例如，以接合一个或多个层)。可以从辊上施加PSA并且将其层压到纤维结构的至少一部分上。防粘衬里可携带PSA。例如，在安装纤维结构之前，可以将剥离衬里从PSA上移除，以使纤维结构附接至基材、待绝缘的物品或附接至纤维结构的另一部分。可以想到的是，剥离衬片可以具有高撕裂强度，该撕裂强度易于去除以提供剥离和粘贴功能并易于安装。PSA可涂覆一部分纤维结构。PSA可以涂覆纤维结构的整个侧面或表面。PSA可以以间歇图案被涂覆。可以以条带或任何图案的形式施加间歇涂层，这可以通过例如使用缝模进行热熔涂布来实现，尽管也可以通过使用图案辊或一系列螺线管激活的窄缝涂层头进行涂布来实现，例如，除了热熔涂布外，还可以包括水和溶剂基涂层。在断续地施加PSA涂层的情况下，条带的间隔或其他形状可以根据纤维结构的性能而变化。例如，较轻的纤维材料可能需要较少的PSA才能将其固定在适当的位置。条带之间的较宽的间隔或间隙可有助于更容易地去除基材，因为人们可以更容易地找到未涂覆的区段，这些区段允许基材的边缘在其被剥离时易于提起以将纤维结构材料粘附到另一个表面上。压敏粘合剂物质可以是在紫外光下可固化的丙烯酸树脂，例如可从德国BASF获得的AcResinDS3583型。例如，可以将PSA物质以约10至约150微米的厚度施加到基材上。厚度可替代地为例如约20至约100微米，并且可能为约30至约75微米。可以使用其他类型的PSA物质，涂覆图案和厚度，以及可以在不同条件下进行固化的PSA物质，无论是由于辐射还是其他固化方法。例如，PSA物质可以包括热熔合成橡胶基粘合剂或紫外线固化合成橡胶基粘合剂。PSA物质可以在不进行UV固化的情况下固化。例如，PSA可以是可能不需要UV固化的溶剂或乳液丙烯酸。尽管本文讨论了PSA粘合剂，但也可以考虑使用其他粘合剂。例如，可以使用湿(水基)乳液粘合剂固定材料。

纤维结构可以包括一个或多个框架元件。框架元件可围绕纤维结构的一个或多个边缘。框架元件可以是分离的或离散的元件。框架元件可以被集成到纤维结构中。框架元件可以被热成型或被热密封。这种热成型或热密封可以允许将壁或其他特征集成到纤维结构中，从而起到消除或减少对单独的框架制造和/或组装的需求。热形成或热密封可以允许围绕边缘密封纤维结构以具有完全密封的系统。可以对纤维结构的一个或多个边缘施加热和/或压缩。这可能仅导致纤维结构的特定部分(例如，沿着边缘)形成唇部或变薄的部分。该唇部或变薄的部分可以被折叠或以其他方式定位以密封或构架纤维结构。折叠可导致唇部或变薄的部分从其在折叠之前的初始位置定位成大约45度或更大、大约75度或更大、或大约90度或更大。折叠可能导致唇部或变薄的部分在折叠之前与其初始位置相距约180度或更小。活动铰链或切口可以合并到系统中，以提高弯曲性。可以在例如加热和/或压缩步骤期间提供活动铰链或切口，其中加热和/或压缩构件包括突起或延伸部分，该突起或延伸部分在一个区域中引起进一步压缩以形成铰链。

最终的纤维结构可用于过滤。

最终的纤维结构可用于颗粒过滤，例如细颗粒过滤。纤维结构可以产生纤维密度分布，以机械过滤不同的粒径。过滤可以使用静电电荷进行。可以在不使用静电的情况下进行过滤。在不依赖于带静电的纤维的情况下，这可以消除或减少过滤效率的损失，该损失是老化区域的函数。这可以提供不断增加的过滤性能，而最小化或没有明显的老化降解。这可以允许或启用机载空气质量监测系统。可以采用一个或多个层(例如纳米纤维层)以实现更高的细颗粒过滤效率。纤维结构可产生从一个表面到相反表面的密度梯度。例如，大颗粒可被捕集在第一表面附近以维持低压降。较小的粒子可能会传播更深，直到被困在较高密度的区域中。不同的纤维或材料可以朝向或位于相反的表面处，以提供附加的功能，例如吸附。

纤维结构可以提供选择性和/或功能性过滤。可以对纤维结构内的一个或多个层或纤维进行化学改性，以选择性地从气体中过滤化学物质。纤维结构内的一个或多个层或纤维可以用化学添加剂预处理。纤维结构内的一个或多个层或纤维可以对结构内存在擦洗某些化学物质的分子的情况具有化学改性作用。

一个或多个层(例如，插入层)或整个纤维结构可以提供气体和/或气味的吸附。一个或多个层(例如，插入层)或整个纤维结构可以清除异味或化学物质。可能会在未将其用作过滤器等吹气流的情况下发生这种情况。例如，纤维结构可以是安装在区域(例如，以静态模式)中或在封闭某些东西的盒子内部的面板。一个或多个层(例如，与气体源相反的层)可以用于气体吸附。这可能会增加碳或其他表面化学物质的可用体积，以处理挥发性有机化合物(VOC)。使用碳纤维或碳纤维可以增加吸附能力。这些纤维的使用可以避免密封纤维结构以免释放碳尘的风险。这些纤维可以存在于纤维结构的一个或多个层中(例如，一个或多个纤维层、一个或多个插入层或其组合)。纤维可以在初始层形成过程中添加，在第二或单独的梳理过程中，在气流成网过程中或其组合中添加。这些纤维可以朝向纤维结构的一侧(例如，朝向流体源的背面或相反侧)定位，因此在整个结构中它可以被其他层部分地保护。纤维结构可以掺入一种或多种抗菌材料(例如，银基涂层或纤维)，碳涂层或其他吸附性化学物质，以去除内部气味和/或防止细菌在纤维结构内部生长。

现在转向附图，图1示出了形成本教导的纤维结构的示例性过程。本教导的纤维结构包括两个或更多个层。一个或多个层由具有纤维打开步骤、纤维混合步骤和梳理步骤的过程形成。梳理步骤产生纤维网。可以将功能性插入层与一个或多个纤维网一起引入能够竖向搭接材料的机器。一个或多个纤维网和功能性插入层可以以大体上彼此平行的方向(例如，一个或多个层堆叠在另一层的顶部上)被引入搭接机，使得搭接过程导致这些层搭在一起。然后可以将搭接的材料引入烤箱和/或层压机中。施加热量可以引起一个或多个层彼此连接或结合(例如，通过熔化纤维、其部分或其他粘合材料以结合到其他纤维或层)、激活其中的一个或多个层或组分(例如，以引起膨胀和/或粘合)等。可以在层压过程中发生的其他层，例如饰面和/或层，被添加到搭接的材料中。纤维结构的压缩也可以在过程中，例如在层压步骤中进行。

图2示出了形成纤维结构10的过程的一部分。将第一梳理网12、第二梳理网14和其间的功能性插入层16引入搭接机18中(例如，经由顶部梳理落纱辊20、底部梳理落纱辊22和插入辊放出24)，其产生了竖向搭接的纤维结构10。图3示出了示例性的纤维结构10，其中功能性插入层16被夹在第一梳理网12和第二梳理网14之间。如图所示，三层具有竖向搭接结构，其中功能性插入层提供或增强了纤维结构的期望性能。

图4示出了经历了附加的搭接过程的竖向搭接的纤维结构10。将具有第一梳理网12，第二梳理网14以及在它们之间的功能性插入层16的纤维结构10竖向地搭接以形成纤维结构。然后将纤维结构10再次引入搭接机18中，该搭接机形成环圈20或峰谷。这样的结构可以提供附加的性能，例如抗压缩性、绝缘性、过滤性等。

图5示出了纤维结构10，其中竖向搭接了第一梳理网12、第二梳理网14和功能性插入层16。在搭接过程之后，将饰面层26固定到第一梳理网12上，但是可以想到的是，可以将饰面或背层施加到结构的任何层上。如本文所示的饰面层26是穿孔的或可渗透的，其例如可以用作一系列的亥姆霍兹谐振器。

图6示出了纤维结构10，该纤维结构已经沿着虚线穿过纤维结构的厚度被切成两个部分纤维结构10'。纤维结构10包括第一梳理网12，第二梳理网14以及在它们之间的功能性插入层16。部分纤维结构10'仍然包括这些层的至少一部分。如图所示，一个部分纤维结构10'包括竖向搭接结构的所有峰，而另一部分纤维结构10'包括竖向搭接结构的所有谷。纤维结构的这种切片可用于例如节省成本，材料，减小材料的厚度，提供用于将另一层粘附或以其他方式固定至部分结构的不同表面等或其组合。

图7示出了能够执行过滤功能的纤维结构10的一部分。纤维结构10包括纤维密度梯度30，其允许不同大小的颗粒32被过滤通过该材料。在进行过滤时，进入的空气流34被引向纤维结构10的外表面36(例如，如图2和图3所示的第一梳理网12或第二梳理网14)。较大的颗粒32被捕获朝向外表面36，而较细的颗粒32被捕获为更靠近功能插入材料16，该功能插入材料可以是纳米膜或由纳米颗粒组成的层。较大的颗粒在外表面附近的捕集可保持低压降，而较小的颗粒则移动得更深，直到被捕获在较高的密度区域中。相反表面38(例如可以是如图2和3所示的第一梳理网12或第二梳理网14)可以包括碳涂覆的纤维或其他碳材料或表面化学物质以增强吸附能力。

图8A、8B、8C和8D示出了将壁或其他特征集成到纤维结构10中，从而省去了框架的制造和组装。图8A示出了切割成一定形状的纤维结构10。图8B和8C示出了形成纤维结构10的压缩边缘42的可能的加热和/或压缩构件40。压缩边缘可以包括活动铰链或密封唇，如图8C所示，活动铰链或密封唇可以通过加热和/或压缩构件40上的延伸部分44形成。图8D示出了压缩的边缘42沿着箭头的路径向上折叠以形成侧壁。侧壁可以起到防止泄漏出纤维结构10的作用。

图9示出了在长度方向上压缩纤维结构10以形成压缩的纤维结构10”的过程。纤维结构10被插入板50之间，以在压缩期间控制材料的厚度。垂直于板50并在所述板之间延伸的壁52在压缩步骤期间用作另一边界和支撑。压缩是由滑块54执行的，该滑块向壁52行进以压缩其间的材料，从而形成压缩的纤维结构10”。

图10A、10B和10C是纤维结构的图像。对于每个图像，相机处于相同位置，因此图像之间的唯一变化是由于压缩而产生的褶皱数量(即，所显示的材料长度对于所有三个图像而言都是相同的)。图10A是如图9所示的纤维结构10的图像。图10B是部分压缩的纤维结构的图像，其可以根据图9所示的方法压缩。图10C是高度压缩的纤维结构，其可以根据图9所示的方法压缩。通过沿长度方向的压缩，在相同的距离上提供了额外的褶皱。

本文所讨论的任何纤维或材料，特别是关于纤维网层和/或形成纤维网层的方法，也可以用于形成或可以包括在纤维结构的任何附加层中，例如饰面层，功能性插入层，基布等。本文描述的任何材料可以与本文描述的其他材料组合(例如，在纤维结构的相同层或不同层中)。这些层可以由不同的材料形成。某些层或全部层可以由相同的材料形成，或者可以包括常见的材料或纤维。可以基于每种材料的期望性能(例如，红外反射率、绝缘性能、导电性能、对流性能、抗压缩性和/或抗刺穿性、过滤性能、吸收性能、排斥性能等)、整个纤维结构的绝缘性能、整个纤维结构的传热性能、整个纤维结构的期望的气体流动阻力性能、纤维结构的期望的重量、密度和/或厚度(例如，基于将要安装纤维复合材料的可用空间)、结构的期望的柔性(或受控制的柔性的位置)或其组合，来选择形成层的材料类型、层的顺序、层的数量、层的定位、层的厚度或其组合。可以选择这些层以提供纤维的不同定向。一个或多个纤维结构层可以是已知的表现出吸声特性、绝缘特性、阻燃性、阻烟性或其组合的任何材料。一个或多个纤维结构层可以至少部分地形成为材料网(例如，纤维网)。一个或多个纤维层可以由非织造材料形成，例如短纤维非织造材料。一个或多个纤维层可以由纺织材料形成。可以通过热熔化纤维网层的表面以形成表皮层来形成一个或多个纤维层。一个或多个层可以是织物、膜、箔或其组合。一个或多个层可以是气流阻力层。一个或多个层可以是疏水层。一个或多个层可以是亲水层。一个或多个层可以是纺粘(S)材料、纺粘和熔喷(SM)材料、或纺粘+熔喷+纺粘(SMS)非织造材料。这种复合材料可以提供性能的组合，包括内置的压力释放机制，以使材料随着压力的变化而适应环境。当机舱中的压力发生变化时，这在飞机绝缘毯中特别有用。一个或多个纤维结构层可以是多孔的块状吸收器(例如，通过梳理和/或搭接过程形成的放样多孔块状吸收器)。一个或多个纤维结构层可以通过气流成网形成。纤维结构可以形成为大体上平坦的片。纤维结构(例如，作为片)可以被卷成卷。纤维结构(或一个或多个纤维结构层)可以是工程化的3D结构。从这些潜在的层中可以明显看出，在创建满足最终用户，客户，安装人员等特定需求的材料方面具有极大的灵活性。

如本文所用，重量份是指100重量份具体涉及的组合物。在此列举的任何数值包括从下限值到上限值的所有值，以一个单位为增量，只要在任何下限值和任何上限值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果说组分的量或过程变量例如温度、压力、时间等的值为例如1至90、优选20至80、更优选30至70，则意图是在本说明书中明确列举了例如15至85、22至68、43至51、30至32等的值。对于小于一的值，适当时，将一个单位视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体意图的示例，并且在所列举的最小值和最大值之间的数值的所有可能的组合应被认为在本申请中以类似的方式明确地陈述。除非另有说明，否则所有范围都包括两个端点以及端点之间的所有数字。结合范围使用“约”或“大约”适用于范围的两端。因此，“约20至30”旨在涵盖“约20至约30”，包括至少指定的端点在内。描述组合的术语“基本上由...组成”应包括所指出的要素、成分、组分或步骤，以及不会实质性影响组合的基本和新颖特征的其他要素、成分、组分或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述本文中的要素、成分、组分或步骤的组合也考虑了基本上由要素、成分、组分或步骤组成或由其组成的实施方案。多个要素、成分、组分或步骤可以由单个集成的要素、成分、组分或步骤提供。可替代地，单个集成的要素、成分、组分或步骤可以被分为单独的多个要素、成分、组分或步骤。描述要素、成分、组分或步骤的“一个”或“一种”的公开内容并不意图排除其他要素、成分、组分或步骤。