水分散性擦拭巾基底的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2013年3月15日提交的美國臨時專利申請序列號61/792,801的 權(quán)益，其通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般地涉及擦拭巾基底。更具體地，本發(fā)明涉及水分散性非織造擦拭巾基 底。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] -次性擦拭巾（wipe)和紙巾（tissue)產(chǎn)品是方便的，相對廉價的，衛(wèi)生的且易于 使用的。由于個人護理擦拭巾方便攜帶、適于旅行且用途多樣，所以其非常方便。一次性擦 拭巾的實例包括濕擦拭巾（wet wipe)(或擦拭物），如嬰兒擦拭巾和化妝品擦拭巾。除了個 人護理擦拭巾之外，一次性家用擦拭巾還包括廚房清潔擦拭巾和除塵擦拭巾。
[0006] 雖然方便，但是一次性擦拭巾的丟棄在擦拭巾基底為非生物可降解的或非"可沖 掉的（flushable)"時可出現(xiàn)問題。"可沖掉的"是指能夠從廁所排出。非生物可降解的或 非可沖掉的的擦拭巾基底可以在填埋場中積聚。然而，即使"可沖掉的"擦拭巾基底也不能 由基本為水分散性的材料制成。特別地，擦拭巾基底從廁所排出的能力可以僅僅是因為小 尺寸。因此，因為不分解或基本不分散在水中的擦拭巾可堵塞污水處理廠中的篩網(wǎng)并堵塞 其中的栗，所以所述擦拭巾具有缺點。
[0007] 因此，需要這樣的生物可降解的水分散性擦拭巾，其采用由長度小至4毫米的單 獨化的天然纖維制成的非織造基底。本發(fā)明旨在解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明涉及水分散性非織造基底。在一個方面中，水分散性非織造基底主要包含 單獨化的韌皮纖維（bast fiber)，所述單獨化的韌皮纖維是基本直的、基本不含果膠并且 平均長度大于4毫米（mm)。
[0009] 在另一個方面中，水分散性非織造基底主要包含韌皮纖維，所述韌皮纖維是非棉 的、基于植物的且基本不含果膠，并且平均長度大于4mm。
[0010] 還有，在另一個方面中，水分散性非織造基底包含單獨化的韌皮纖維，所述單獨化 的韌皮纖維的果膠含量為天然成束韌皮纖維的果膠含量的小于20%，所述天然成束韌皮纖 維是所述單獨化的韌皮纖維的來源。所述單獨化的韌皮纖維在干燥狀態(tài)下形成非結(jié)合網(wǎng)， 并且所述韌皮纖維的平均長度大于4mm。
[0011] 發(fā)明詳述
[0012] 描述了主要由單獨化的纖維形成的水分散性非織造基底，所述單獨化的纖維是基 本直的、基于植物的且基本不含果膠，并且平均長度大于4mm。在另一個方面中，水分散性非 織造基底主要包含纖維，所述纖維是非棉的、基于植物的且基本不含果膠，并且平均長度大 于4_。還有，在另一個方面中，水分散性非織造基底主要包含單獨化的纖維，所述單獨化的 纖維是基本直的、基于植物的，并且平均長度大于6_。
[0013] 水分散性非織造基底可以是各種產(chǎn)品，包括但不限于紙巾或擦拭巾。紙巾可以是 預(yù)濕紙巾。此外，擦拭巾可以是包含潤濕組合物的濕擦拭巾，例如個人護理濕擦拭巾。本發(fā) 明的水分散性非織造基底具有足夠的濕拉伸強度以用作預(yù)濕紙巾或濕擦拭巾。雖然具有濕 拉伸強度，但是非織造基底在水中浸泡并溫和攪拌時在較短時間內(nèi)基本上分散成小片和單 獨的纖維，所述水例如存在于標準化糞池或衛(wèi)生系統(tǒng)中的水。非織造基底在溫和攪拌下分 散在水中的能力是纖維組成的函數(shù)。此外，水分散性非織造基底包含可以容易生物降解的 天然纖維。在化糞池或衛(wèi)生系統(tǒng)中生物降解并分散在其中的能力防止紙巾或擦拭巾堵塞污 水處理廠的污水管道和篩網(wǎng)。因此，本發(fā)明的水分散性非織造基底可以用于多種應(yīng)用。然 后，水分散性非織造紙巾或擦拭巾可以在一次使用后被沖下廁所。
[0014] 本文所用的術(shù)語"基于植物的纖維"意指相比于由再生纖維素形成的人造纖維，由 植物產(chǎn)生并從植物中提取的纖維。本文所用的術(shù)語"非織造"意指具有單獨的纖維或線的 結(jié)構(gòu)的網(wǎng)、織物或基底，所述單獨的纖維或線是無規(guī)交疊的，而不是以如針織織物或編織織 物的情況下的可識別方式交疊。合適的非織造基底的實例包括但不限于結(jié)合梳理網(wǎng)、氣流 成網(wǎng)、合成網(wǎng)（coform web)、水刺網(wǎng)等。
[0015] 本文所用的術(shù)語"擦拭巾"意指一類適于清潔、消毒、涂敷化合物或移除化合物的 非織造制品。
[0016] 本文所用的術(shù)語"可沖掉的"意指材料在沖洗時能夠從廁所、排水管道和篩網(wǎng)清除 而通向城市廢水運輸系統(tǒng)。
[0017] 本文所用的術(shù)語"分散性"意指材料在水中容易散開的能力。特別地，術(shù)語"分散 性"意指材料由于在公共廁所中沖洗期間、在公共廢水系統(tǒng)中運輸期間和在公共處理系統(tǒng) 中處理期間遇到的物理力而容易散開的能力。
[0018] 本文所用的術(shù)語"基重"意指在給定面積中按重量計的量。度量單位包括每平方 米克數(shù)（gsm)。
[0019] 本文所用的術(shù)語"拉伸強度"意指非織造基底的強度。拉伸強度可以在橫向方向 (cross machine direction，CD)或縱向方向（machine direction，MD)上測量。拉伸強度 的單位包括克/英寸（g/in)。
[0020] 可用于本發(fā)明的一類纖維是單獨化的韌皮纖維。韌皮纖維提取自亞麻（flax)、大 麻（hemp)、黃麻（jute)、芒麻（ramie)、蕁麻（nettle)、西班牙金雀花（Spanish broom)、亞 麻（kenaf)植物，但不限于此。上述單獨化的韌皮纖維可以以任意組合使用。
[0021] 單獨化的韌皮纖維通常是直的并且基本不含果膠。例如，單獨化的韌皮纖維的果 膠含量為天然纖維的果膠含量的按重量計小于10%，所述天然纖維是基本不含果膠的所述 纖維的來源。在另一個方面中，單獨化的韌皮纖維的果膠含量為天然纖維的果膠含量的按 重量計小于15%，所述天然纖維是基本不含果膠的所述纖維的來源。還有，在另一個方面 中，單獨化的韌皮纖維的果膠含量為天然纖維的果膠含量的按重量計小于20%，所述天然 纖維是基本不含果膠的所述纖維的來源。
[0022] 在一個發(fā)面中，所述非織造基底包含基于總纖維重量約50重量百分比（重量％ ) 至約1〇〇重量％的韌皮纖維。在另一個方面中，所述非織造基底包含基于總纖維重量約60 重量％至約95重量％的韌皮纖維。還有，在另一個方面中，所述非織造基底包含基于總纖 維重量約75重量％至約90重量％的韌皮纖維。仍然，在另一個方面中，所述非織造基底包 含基于總纖維重量約80重量％至約100重量％的韌皮纖維。
[0023] 在一個方面中，所述非織造基底包含基于總纖維重量約85重量％的韌皮纖維和 約15重量％的再生纖維素纖維。在另一個發(fā)面中，所述非織造基底包含基于總纖維重量約 75重量％至約90重量％的韌皮纖維和約25重量％至約10重量％的再生纖維素纖維。還 有，在另一個方面中，所述非織造基底包含基于總纖維重量約70重量％的韌皮纖維和約30 重量％的再生纖維素纖維。
[0024] 再生纖維素的實例包括但不限于人造絲、萊賽爾纖維（lyocell)(例如， TENCEL# )、Viscose免或其任何組合。?￡]Ν€??/ 和 Viscose*可購自 Tenzing Aktiengesellschaft，Lenzing，Austria。
[0025] 通常，根據(jù)具體韌皮纖維的特征和植物莖在化學(xué)加工之前的切割長度，單獨化的 韌皮纖維的平均長度在約4_至40_的范圍中。在一個方面中，單獨化的韌皮纖維的平均 長度為至少4_、至少6_、至少8mm和至少10_。在另一個方面中，單獨化的韌皮纖維的平 均長度大于12mm。
[0026] 非織造基底可主要由包含單獨的韌皮纖維的纖維形成，所述單獨的韌皮纖維的果 膠含量為作為所述單獨的韌皮纖維之來源的天然成束韌皮纖維的果膠含量的按重量計小 于10%。在另一個方面中，單獨的韌皮纖維包含的果膠含量為天然成束韌皮纖維的果膠含 量的按重量計小于20%。此外，這種韌皮纖維的平均長度大于12_。
[0027] 非織造基底還可包含來源于一種或更多種來源的短纖維（staple fiber)。短纖維 包括但不限于纖維素纖維和熱塑性纖維。纖維素短纖維的實例包括人造絲。熱塑性纖維包 括非織造工業(yè)中使用的常規(guī)聚合物纖維。這樣的纖維由包括但不限于以下的聚合物形成： 聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯；尼龍；聚酰胺；聚烯烴，如聚丙烯或聚乙烯；聚酯、尼龍、聚 酰胺或聚烯烴中兩種或更多種的共混物；聚酯、尼龍、聚酰胺或聚烯烴中任意兩種的雙組分 復(fù)合物等。雙組分復(fù)合纖維的實例包括但不限于具有一種聚合物的芯和包含不同于芯聚合 物的聚合物的鞘的纖維，所述鞘完全地、基本地或部分地包圍所述芯。
[0028] 水分散性非織造基底可包含任何天然纖維或基于纖維素的纖維，例如衍生自木 漿、基于合成纖維素的纖維或其任何混合物的那些。纖維素纖維的實例包括但不限于消化 纖維，例如牛皮紙纖維、牛皮紙消化纖維、預(yù)水解的牛皮紙纖維、預(yù)水解的牛皮紙消化纖維、 蘇打纖維（soda fiber)、亞硫酸鹽纖維以及源自軟木、硬木或棉絨的化學(xué)-熱機械處理的 和熱機械處理的纖維。適用于本發(fā)明的纖維素纖維的非限制性實例包括源自軟木（例如松 樹、冷杉和云杉）的纖維素纖維。
[0029] 所述非織造基底可包含木漿。木漿的實例包括但不限于可商購的亮絨毛漿，例如 南方軟木絨毛漿、北方軟木亞硫酸鹽漿或硬木漿（例如，桉屬植物）。
[0030] 單獨的韌皮纖維在潤濕狀態(tài)或干燥狀態(tài)下形成非結(jié)合網(wǎng)。在一個方面中，所 述網(wǎng)通過使用機械梳理機（mechanical card)的方法形成。在另一個方面中，所述網(wǎng) 通過使用機械梳理機與強制空氣流之組合的方法形成。干式網(wǎng)可通過水刺或水刺成網(wǎng) (hydroentanglement)來結(jié)合。此外，經(jīng)水刺的（hydroentangled)網(wǎng)可用水性粘合劑處理 并且暴露于熱以結(jié)合并干燥網(wǎng)。此外，干式網(wǎng)可通過機械針刺和/或使加熱空氣流經(jīng)過網(wǎng) 來結(jié)合?；蛘撸墒骄W(wǎng)可通過向非結(jié)合網(wǎng)施用水性粘合劑并將網(wǎng)暴露于熱來結(jié)合。
[0031] 形成非織造織物和基底的水刺成網(wǎng)（也稱作水刺（spunlacing))在本領(lǐng)域中是已 知的。水刺法的非限制性實例描述于加拿大專利No. 841，938、美國專利No. 3, 485, 706和 美國專利No. 5, 958, 186中。美國專利No. 3, 485, 706和5, 958, 186分別通過引用整體并入 本文。水刺涉及形成纖維網(wǎng)，或者濕法成網(wǎng)（wet-laid)或者干法成網(wǎng)（dry-laid)，然后通 過在高壓下采用非常細的噴水流（water jet)使纖維纏繞。例如，多排噴水流朝向設(shè)置在 移動支持物如線（網(wǎng)絲）上的纖維網(wǎng)。纖維的水刺提供了不同的水浮雕（hydroemboss)模 式，這可以創(chuàng)建低纖維計數(shù)區(qū)，有利于水分散，并提供三維結(jié)構(gòu)。然后干燥纏結(jié)的網(wǎng)。
[0032] 除了本文所述的基本上單獨化的韌皮纖維以外，可將合成的或再生的短纖維與韌 皮纖維混合以形成非織造基底。這種纖維的實例包括但不限于由聚酯、聚酰胺、聚丙烯、人 造絲等形成的聚合物纖維和漿狀纖維。根據(jù)本發(fā)明的非織造基底可由以下形成：基本上單 獨化的韌皮纖維和短纖維，韌皮纖維和漿狀纖維，以及韌皮纖維、短纖維和漿狀纖維。
[0033] 包含基本上單獨化的韌皮纖維的纖維網(wǎng)可在分散劑的存在下進行濕法成網(wǎng)或泡 沫形成?？蓪⒎稚┮运^的"纖維處理（fiber finish)"形式直接添加至基本上單獨化 的韌皮纖維中，或者在濕法成網(wǎng)或泡沫形成方法中可將其添加至水系統(tǒng)中。添加合適的分 散劑有助于提供基本上單