專利名稱：一次性擦拭用品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一次性擦拭用品，尤其是關(guān)于具有厚度增大的不同區(qū)域的一次性擦拭用品和它們的制造方法。
背景技術(shù)：
在先有技術(shù)中，一次性擦拭用品是已知的。這種擦拭用品的基片通常包括一層或多層材料。基片在使用前可用浸濕劑預(yù)浸濕，或者與用品使用處的液體結(jié)合使用。預(yù)浸濕的擦拭用品還稱作為“濕的擦拭用品”和“小濕巾”。
這種擦拭用品可能需要具有的特征包括網(wǎng)紋、厚度和體積密度(單位重量的體積)。為了有利于清潔表面，可能要求具有相當(dāng)數(shù)量的網(wǎng)紋。為了提供接收和包含液體的用品的體積，要求有較大的厚度和體積密度。
在擦拭用品上增加網(wǎng)紋和體積密度的一種方法是將具有不同性能的各層聯(lián)合在一起。1984年9月4日授予Trokhan的美國(guó)專利4469735公開(kāi)了一種多層的衛(wèi)生紙產(chǎn)品，它具有濕式微縮約束紙層和干式起皺約束紙層。受約束層部分粘到約束層上。當(dāng)多層產(chǎn)品浸濕時(shí)，受約束層的未粘結(jié)部分在Z方向起皺以提供網(wǎng)紋和體積密度。在U．S．4469735的結(jié)構(gòu)在浸濕時(shí)提供網(wǎng)紋和體積密度的同時(shí)，它需要在造紙機(jī)上采用濕微縮程序，在浸濕之前也不會(huì)出現(xiàn)厚度增大。
已知的增加體積密度和網(wǎng)紋的其它方法是采用如壓紋和皺紋紙的壓紋。起皺和迭層。然而這些方法受到增加厚度而不降低如材料的干／濕強(qiáng)度或柔軟度等材料性能的限制。單層通常僅能在考慮基片的整體性或視覺(jué)和觸覺(jué)性的損害之前使機(jī)械變形量控制在一定程度。
因此，增加厚度和網(wǎng)紋的已知方法依賴于具有多于一層以上的擦拭用品的結(jié)構(gòu)，為增大濕式厚度，各層具有不同的濕擴(kuò)張率。
因此，要求提供一種單層的一次性的擦拭用品，它可在不使用昂貴材料和不增加與壓紋、迭層和類似方法有關(guān)的制造成本的情況下呈現(xiàn)增大厚度的區(qū)域。
因此，要求提供一種單層或多層的一次性擦拭用品，它具有在同一片中測(cè)出最大和最小厚度上帶有很大差異的表面構(gòu)形。
因此，要求提供一種單層或多層的一次性擦拭用品，它在浸濕時(shí)具有增大的厚度，網(wǎng)紋和體積密度。
另外，要求提供一種一次性的擦拭用品，它具有增大的網(wǎng)紋和體積密度，還能保持在沒(méi)有附加網(wǎng)紋和厚度的類似用品中呈現(xiàn)的松軟和柔性。
發(fā)明概述公開(kāi)了一種單層或多層的一次性擦拭用品。該一次性擦拭用品包括至少一個(gè)薄片層，它具有呈現(xiàn)最大和最小厚度區(qū)的表面圖案。一層限定連接區(qū)和若干未連接區(qū)的連續(xù)的聚合物網(wǎng)格連接到薄片層上。連接的聚合物網(wǎng)格最好是熱塑性膠。固化后，熱塑性膠在加熱時(shí)收縮，因此使未連接區(qū)與最大厚度的起皺區(qū)一起產(chǎn)生。薄片層的最小厚度與連接區(qū)是一起產(chǎn)生的。
本發(fā)明公開(kāi)了一種制造薄片的方法。一種方法包括提供一個(gè)第一薄片層，提供熱塑性膠；將熱塑性膠以連續(xù)的網(wǎng)格形式加到第一薄片層上，固化熱塑性膠；加熱熱塑性膠使之收縮。
附圖概述

圖1是本發(fā)明的擦拭用品的一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，該擦拭用品包括一個(gè)可擴(kuò)張的第一層和擴(kuò)張較少的第二層，圖示的第一層朝上，第一層部分切除以顯示由膠的平行線的交叉形成的網(wǎng)格，這些膠用于將第一層連接到第二層上，連接區(qū)通常確定了晶體狀的未連接區(qū)。
圖2表示本發(fā)明的單層擦拭用品的另一實(shí)施例，該擦拭用品包括膠的連續(xù)的網(wǎng)格。
圖3是本發(fā)明的擦拭用品的另一實(shí)施例的平面視圖，該擦拭用品包括一個(gè)開(kāi)孔層和未編織層，圖示的開(kāi)孔層朝上，開(kāi)孔層部分切除以顯示通常平行于開(kāi)孔層和未編織層的機(jī)器方向延伸的平行的、間隔開(kāi)的膠區(qū)。
圖4是圖3所示的擦拭用品的一部分的示圖，圖4是圖3的一部分放大圖，它示出了開(kāi)孔層的起皺的邊緣。
圖5A是沿圖1中線5A-5A所示方向的本發(fā)明擦拭用品的剖視圖，它表示第一層浸濕前的用品情況。
圖5B是沿圖1中5A-5A線所示方向的剖視圖，它表示用品在第一層浸濕后的情況。
圖5C是沿圖1中5A-5A線所示方向的剖視圖，它表示用品浸濕后，膠網(wǎng)格熱處理后的情況。
圖6是可用于制造纖維紙片的造紙機(jī)的示圖。
圖7是可用于形成帶孔的纖維素紙片的成形構(gòu)件的示圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1和2，本發(fā)明包括一次性擦拭用品20。圖1示出本發(fā)明的兩層的實(shí)施例，圖2示出單層的實(shí)施例，因此，該一次性擦拭用品可多于兩層。
該一次性擦拭用品20包括基片22。正如圖1的實(shí)施例所示，基片22包括第一層100和第二層200。第一層100最好在浸濕時(shí)是可擴(kuò)張的。這里“可擴(kuò)張的”指的是材料在浸濕時(shí)至少在一個(gè)方向上有增長(zhǎng)的傾向?！敖瘛敝傅氖怯靡簯B(tài)溶劑、包括水浸濕，在可擴(kuò)張的第一層中產(chǎn)生擴(kuò)張厚度。例如，水松弛了預(yù)縮紙中的皺折，因此使紙至少在其平面內(nèi)的一個(gè)方向上擴(kuò)張。在不希望受到理論限制的同時(shí)，皺折的松弛可能是由于水的存在而使紙內(nèi)結(jié)構(gòu)中氫鍵損失的結(jié)果。然而任何能使皺折松弛的流體，混合物或溶液都可被認(rèn)為是“浸濕”用品。第二層200最好在浸濕時(shí)比第一層100擴(kuò)張得要少。擴(kuò)張率由下述“濕擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)”測(cè)出，以百分比方式示出。
在可以要求第一層100是可濕擴(kuò)張的、第二層200是較少擴(kuò)張的同時(shí)，沒(méi)有必要認(rèn)為本發(fā)明的好處是各層具有不同于或濕擴(kuò)張率。正如下面將充分討論的，本發(fā)明的方法將導(dǎo)致擦拭用品的構(gòu)件層產(chǎn)生單獨(dú)的厚度增加或有差異的擴(kuò)張率。連接到較小擴(kuò)張的第二層上的第一層的濕擴(kuò)張率可以改進(jìn)本發(fā)明的擦拭用品的濕式厚度，然而按照本發(fā)明的方法形成的單層擦拭用品也將能增加干式或濕式厚度。事實(shí)上，濕式擴(kuò)張率并不對(duì)任何構(gòu)件層有要求，而本發(fā)明的干式擦拭用品也將呈現(xiàn)出厚度增加。
在圖2中示出單層的一次性擦拭用品22的實(shí)施例。單層基片22可由任何適用一次性擦拭用品的材料制成，這些材料包括但不僅限于纖維紙、天然或合成的編織材料、天然或合成的非編織材料、泡沫、棉絮等等。一膠層、如熱熔性膠300以連續(xù)的網(wǎng)格形式加到單層400上并使它固化。固化后的膠形成連接區(qū)110和單獨(dú)的未連接區(qū)114，這在下面將更充分地描述。
如果基片層22是濕擴(kuò)張的皺紋紙，膠的連續(xù)的網(wǎng)格用作約束網(wǎng)格，以利于這里描述的濕式厚度的增加。厚度增加還出現(xiàn)在不是基片濕擴(kuò)張時(shí)，在用本發(fā)明的方法加熱時(shí)，加熱后的厚度大于加熱前的厚度。
在如圖1所示的優(yōu)選的多層的實(shí)施例中，第一層100的選定部分直接或間接地連接到第二層200上，以阻止第一層在其平面內(nèi)的濕擴(kuò)張。在圖1中，第一層100的選定部分連接到第二層200上以提供連接區(qū)110和未連接區(qū)114。連接區(qū)110示為連續(xù)的網(wǎng)格，交叉線的連續(xù)網(wǎng)格形成通常為晶體形的未連接區(qū)114。連接區(qū)110的交叉線的寬度和間隔是可調(diào)節(jié)的，從而提供符合要求的圖案，亦即晶體形的未連接區(qū)114的所要求的尺寸和間隔。
交叉線的連續(xù)的網(wǎng)格實(shí)際上可以是任何圖案，可形成各種形狀的未連接區(qū)，其中包括方形、長(zhǎng)方形和三角形等。在圖1中以300表示的膠、如熱熔性膠，可用以形成交叉線的連續(xù)網(wǎng)格。該網(wǎng)格不必完全是連續(xù)的，它不僅限于直線或均勻的線條形成的圖案，還可是圖形、橢圓或其它非多邊形的網(wǎng)格。另外，應(yīng)該看到，連續(xù)的網(wǎng)格不必覆蓋所有的擦拭用品的表面，它可加在需要增加厚度的局部的、小的區(qū)域。
如果第一層是可濕擴(kuò)張的，那末在第一層100浸濕時(shí)，它就有在其平面內(nèi)的一個(gè)或多方向上擴(kuò)張的傾向(第一層的平面平行于圖1的平面)。然而，由于第二層的濕擴(kuò)張率較低，第二層約束了第一層在其平面內(nèi)的擴(kuò)張，結(jié)果第一層100的未連接區(qū)114變形、如在垂直于第一層100的平面的Z向翹曲或起皺。
圖5A表示第一層100浸濕前的不同擴(kuò)張的多層擦拭用品20的剖面。正如圖5A所示，在浸濕前，擦拭用品通常是平坦的。圖5B表示類似于圖5A的剖面，但它表示第一層100浸濕后用品20的情況。圖5B表示在第一層100浸濕后第一層100在其平面外的變形情況，亦即圖5A和5B中所示的Z向變形。浸濕的第一層100的變形使用品20具有升起的凸緣120，由它增加了用品20的濕式網(wǎng)紋、濕式厚度和濕式體積密度。升起的凸緣120還在第一層100的未連接部分和下部第二層200之間提供了空腔150。
濕式厚度對(duì)干式厚度之比是擦拭用品100浸濕后的厚度相對(duì)于它在浸濕前的干的擦拭用品的厚度而測(cè)出的。使擦拭用品的濕式厚度對(duì)干式厚度之比大于1．0、推薦值至少為1．1、更好值至少約1．2，最好至少約1．4。溫式厚度對(duì)干式厚度之比是用品20浸濕后的厚度相對(duì)于浸濕前干燥用品20的厚度而測(cè)出的。該濕式厚度對(duì)干式厚度之比是按下面提供的“溫式厚度對(duì)干式厚度比”的方法測(cè)出的。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖4所示，第一層100是開(kāi)孔的，第一層100包括若干孔102，它們穿過(guò)整個(gè)第一層100的厚度。在圖4中，為清楚起見(jiàn)，僅示出部分第一層100上的孔102。在該實(shí)施例中，浸濕后的第一層100的變形再次為用品20提供了升起的凸緣120，這些凸緣增加了用品20的濕式網(wǎng)紋、濕式厚度和濕式體積密度。然而，在該實(shí)施例中，升起的凸緣120具有孔102，它們?yōu)橐后w和／或小顆粒通過(guò)它們進(jìn)入空腔150提供了流動(dòng)通路。
另外，如果用品20使用或包括如表面活性劑那樣的起泡劑，孔102可有助于起泡時(shí)與空氣合作，因此改進(jìn)了泡沫的發(fā)生。例如，可用表面活性劑涂到部分用品20上或部分用品20用活性劑處理，可用水浸濕用品20以激活表面活性劑，在使用該用品時(shí)(如洗或擦?xí)r)通過(guò)孔102產(chǎn)生的氣流可有助于產(chǎn)生泡沫。
孔102的尺寸和數(shù)量可影響泡沫產(chǎn)生的速度和產(chǎn)生的泡沫的質(zhì)量。在不想枸泥于理論的同時(shí)，較大的孔102的較小的數(shù)量將會(huì)減少產(chǎn)生泡沫所需的時(shí)間，但將會(huì)產(chǎn)生半透明的較大的氣泡。另一方面，較小的孔102的較大的數(shù)量將會(huì)減小氣泡的尺寸，因此增加了泡沫的乳油化和不透明度，但其代價(jià)是增加了起泡所需的時(shí)間。每平方英寸上約4～100個(gè)孔能提供合適的起泡速度和泡沫質(zhì)量。
孔102可占第一層100的總表面的15～75％。圖1、3和4中所示的孔102是以重復(fù)的、不隨機(jī)圖案形式的雙交錯(cuò)形式(即機(jī)器方向和機(jī)器方向的橫向)分布的。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層100包括一層紙薄片，它干式起皺30％(即30％的預(yù)縮)，大于濕擴(kuò)張率25％，每平方英寸上具有40～50個(gè)孔102，孔102的長(zhǎng)度約為0．10～0．18英寸，寬度約為0．07～0．15英寸，孔之間的距離約為0．05～0．08英寸。
當(dāng)?shù)谝粚?00打孔時(shí)還具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，正如圖5B所示，除了形成升起的凸緣120外，第一層100圍繞著孔102的濕擴(kuò)張形成了由孔102構(gòu)成的、最好可描述成的曲線的交點(diǎn)106或表面凹凸不平處，該曲線的交點(diǎn)106在擦拭用品22的表面、在開(kāi)孔的第一表面100的側(cè)部上提供了附加的網(wǎng)紋。這些附加的網(wǎng)紋可按需要通過(guò)調(diào)節(jié)孔102的尺寸和間隔來(lái)修改。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的擦拭用品20包括一開(kāi)孔的纖維素紙的第一層，它連接到連續(xù)網(wǎng)格的合成的非編織物上，交叉線的連續(xù)網(wǎng)格確定了晶體狀的未連接區(qū)。這種由材料、連接方法和圖案形成的結(jié)合提供了一種良好的擦拭用品，它在浸濕時(shí)一側(cè)上呈現(xiàn)增加的網(wǎng)紋和體積密度，同時(shí)在另一側(cè)上保持相當(dāng)好柔軟性，并且它的濕式厚度大于干式厚度。
除了上面描述的以外，還發(fā)現(xiàn)了一種附加的加工步驟，該步驟涉及在加膠300并固化以后再加熱基片，這就進(jìn)一步改進(jìn)了本發(fā)明一次性擦拭用品的網(wǎng)紋、體積密度以及其外觀質(zhì)量。在不拘泥于理論的同時(shí)，可以相信，加熱方法使熱塑性膠300收縮，因此使基片進(jìn)一步產(chǎn)生平面外的變形。由于在擦拭用品的平面內(nèi)的收縮，基片層的Z向厚度增大，使增加的整個(gè)厚度給人以美觀的絎縫的感覺(jué)。這個(gè)Z向厚度增加與層數(shù)或濕擴(kuò)張率無(wú)關(guān)，對(duì)單層基片來(lái)說(shuō)，它不具備與相鄰層的濕擴(kuò)張率的差異，也能增加厚度。
在對(duì)基片進(jìn)行本發(fā)明的固化后的熱處理后，基片上呈現(xiàn)出最大高度和最小高度具有很大差異的表面圖案。最大和最小高度的差異僅由基片材料、即預(yù)縮產(chǎn)生的皺折的數(shù)量及加到基片上的連續(xù)網(wǎng)格形式的膠的圖案及數(shù)量來(lái)限制。然而一旦進(jìn)行了熱處理，所產(chǎn)生的厚度增加將導(dǎo)致相應(yīng)的網(wǎng)紋和體積密度的增加，然而令人驚訝的是，這不會(huì)對(duì)基片的柔軟度有很大的影響。
按照本發(fā)明加工擦拭用品，除了會(huì)產(chǎn)生有利的結(jié)構(gòu)上的變化以外，也出現(xiàn)了某些不同的外觀性能。例如，如圖5C所示，在包括一層非編織層的兩層的實(shí)施例中，在基片的未連接區(qū)，兩層均在Z向增加了厚度。對(duì)連續(xù)網(wǎng)格的膠的某些圖案而言，非編織層中的厚度增加使基片更柔軟光滑，并更加美觀。該增加的厚度、表面圖案、網(wǎng)紋和體積密度并不是單塊基片的濕擴(kuò)張率引起的，而是在干式狀態(tài)下產(chǎn)生的。因此，在使用某些干式擦拭用品的場(chǎng)合采用本發(fā)明制備的擦拭用品是有利的。
由多層基片的迭層后熱處理所得到的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是增大了各層之間的連接強(qiáng)度，對(duì)濕式擦拭用品的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，提供附加的濕式強(qiáng)度是非常重要的。
例如，采用EVA熱熔性膠在迭層后的熱處理后厚度可增加10～20％。一種合適的膠是市場(chǎng)上可買(mǎi)到的威斯康辛州的 Wauwatosa 的 AtoFindly Adhesive 的代號(hào)為 H1382-01 的熱熔性膠。為產(chǎn)生收縮，使具有連續(xù)的膠網(wǎng)格(單層或多層)的擦拭用品在室溫下平衡，以確保膠已固化。此后將溫度升到107℃保持20秒，足以使聚合物的網(wǎng)格開(kāi)始收縮。該步驟在一個(gè)烘箱中進(jìn)行，擦拭用品不受拉，與濕擴(kuò)張起皺紙?jiān)谟闷菲矫嫱獾纳鲜雎N曲的方式相類似，聚合的網(wǎng)格的收縮也使各層在用品的平面外翹曲，從而導(dǎo)致厚度增加。
在不希望僅拘泥于理論的同時(shí)，可以相信，基片、例如非編織和／或紙層并沒(méi)有很大的改變。然后，聚合的網(wǎng)格產(chǎn)生明顯的收縮，在一些情況下約為5％。因此，這減小表面區(qū)的力加到各層上在用品的平面外產(chǎn)生翹曲。
在不希望僅拘泥于理論的同時(shí)，可以相信，采用本方法，連接的圖案是連續(xù)的或基本連續(xù)的網(wǎng)格，這里使用的術(shù)語(yǔ)連續(xù)的網(wǎng)格指的是圖案、如圖1所示的圖案，它確定了獨(dú)立的未連接區(qū)。該獨(dú)立的未連接區(qū)可以是任何幾何封閉圖形的形狀?，F(xiàn)在人們已相信獨(dú)立的膠接點(diǎn)將不足以收縮到改進(jìn)用品外觀的程度。
優(yōu)選實(shí)施例在最近的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的擦拭用品包括一開(kāi)孔的纖維素紙的第一層，它以交叉線的連續(xù)網(wǎng)格形式膠接到合成的非編織物上，交叉線確定了晶體形的未連接區(qū)。這種材料、膠接方法和圖案的聯(lián)合提供了一種良好的擦拭用品，它在浸濕時(shí)一側(cè)上呈現(xiàn)增加了的網(wǎng)紋和體積密度，同時(shí)在另一側(cè)保持且相當(dāng)?shù)娜彳浶裕錆袷胶穸却笥诟墒胶穸?。迭層的后熱處理產(chǎn)生了附加的體積密度、網(wǎng)紋和非編織物側(cè)的美觀的絎縫式的外觀。
優(yōu)選實(shí)施例的第一層現(xiàn)詳細(xì)參見(jiàn)用品20的各構(gòu)件，可形成第一層100的材料包括預(yù)縮的(如起皺)濕鋪設(shè)紙片(wetlaid paper webs)。其它合適的材料可包括編織材料、非編織材料、泡沫、棉絮等類似材料。
第一層100應(yīng)采用其濕擴(kuò)張率至少為4％，最好至少為10％，甚至最好至少為20％的材料構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層的濕擴(kuò)張率至少為30％。第一層和第二層的濕擴(kuò)張率之間的差異(第一層的濕擴(kuò)張率減第二層的濕擴(kuò)張率)至少約為4％、推薦值至少是10％，最好達(dá)至少為30％。
第一層100的纖維或單絲可以是天然的(如木漿纖維、棉纖維、人造絲和蔗楂纖維等纖維)，或合成的(如聚烯烴、聚酰胺或聚酯)或它們的聯(lián)合體。
濕擴(kuò)張率可以是由于起皺預(yù)縮的松弛而產(chǎn)生的。因此，第一層100可包括木漿纖維的濕鋪設(shè)紙片，該紙片預(yù)縮至少4％、優(yōu)選至少10％、最好至少20％。在一個(gè)實(shí)施例中，紙?jiān)谄渲圃鞎r(shí)用干式起皺的Yankee干燥機(jī)預(yù)縮35％。參見(jiàn)圖4，所示的第一層100包括與第一層100的預(yù)縮相對(duì)應(yīng)的起皺的凸緣105。在圖1和2中指出了機(jī)器的方向(MD)和機(jī)器方向的橫向(CD)。該機(jī)器方向與第一層100的紙片制造方向相對(duì)應(yīng)。起皺的凸緣105通常垂直于機(jī)器的方向、平行于第一層100的紙片的機(jī)器方向的橫向。
第一層100的紙片的基本重量約在15～65克／米2之間。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一層100的基本重量約在25～45克／米2之間，在一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施例中，基本重量在32～35克／米2之間。
在不希望拘泥于理論的同時(shí)，可以相信，紙的強(qiáng)度可大大改變成品的整個(gè)外觀。進(jìn)入第一層的皺紋量直接與平面擴(kuò)張量因此也是產(chǎn)生的厚度量成比例。然而，如果紙制品的濕式強(qiáng)度不足，“翹曲”將塌陷形成“扭曲”的產(chǎn)品。因此應(yīng)調(diào)節(jié)皺紋和濕式強(qiáng)度從而按用品的使用情況提供精確數(shù)量的網(wǎng)紋。濕破裂測(cè)量值(用Thwing-Albert Burst Tester1300-77測(cè)出)在每層100～1200克之間，優(yōu)選值在400～700克之間，最好為每層500～600克之間。
在一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施例中，第一層100包括纖維素木漿纖維的開(kāi)孔的濕鋪設(shè)紙片?？梢匀魏魏线m的方式在第一層100上形成孔102，例如可在第一層100的紙片成形期間在第一層100中形成孔102或者在第一層100的紙巾制成后再形成孔102。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層100的紙片是按照下列一個(gè)或幾個(gè)美國(guó)專利的教導(dǎo)來(lái)生產(chǎn)的，這里提出以供參考。這些專利是美國(guó)專利1993年9月14日授予Trokhan等人的U．S．5245025、1994年1月11日授予Phan等人的U．S．5277761、和1997年8月5日授予Trokhan等人的U．S．5654076。美國(guó)專利U．S．5277761的第10欄公開(kāi)了帶孔的紙片的成形。
在第一層浸濕以前，起皺的第一層100的每平方英寸上可具有4～300個(gè)孔102，最好是每平方英寸4～100個(gè)孔102。浸濕紙片時(shí)在不受約束的情況下可使它至少在一個(gè)方向擴(kuò)張，如在機(jī)器方向擴(kuò)張，這種在浸濕后每平方英寸上的孔102的數(shù)量少于浸濕前的每平方英寸的數(shù)量。與此相類似，當(dāng)在紙片上開(kāi)孔時(shí)，接著將紙片起皺，起皺前的每平方英寸上的孔的數(shù)量將少于起皺后的每平方英寸上的孔的數(shù)量。因此，紙片尺寸的參照值是指起皺后和浸濕前的尺寸。
孔102可占據(jù)第一層100的總表面的15～75％。圖4中的孔102是重復(fù)的、非隨機(jī)圖案的雙橫向交錯(cuò)形(即在機(jī)器方向及其橫向交錯(cuò))的。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層100包括一層紙片，它的干式起皺率為30％(30％的預(yù)縮)，比25％的濕擴(kuò)率要大，每平方英寸上約有40～50個(gè)孔102，孔102的長(zhǎng)度103(圖4)約為0．10～0．18英寸，寬度104約為0．07～0．15英寸，孔之間的距離106約為0．05～0．08英寸。
該紙片是由首先形成含水的造紙配料來(lái)制成的。該配料包括造紙纖維，還可包括各種添加物。這里提出1993年6月29日授予Phan等人的美國(guó)專利5223096，以作為公開(kāi)各種木漿和造紙?zhí)砑游锏膮⒖肌?br> 制造第一層100的合適的紙薄片可按下述方法制造。造紙配料是由水和用北方軟木(NSK)產(chǎn)生的高精制的Kraft木漿制備的，紙配料具有的纖維含量約為0．2％(即干纖維重量除以配料的總重量等于0．002)。諸如羧甲基纖維素(CMC)那樣的干式強(qiáng)度添加物加到100％的NSK配料中，添加量為每噸干的造紙纖維中約為5磅CMC固體。諸如Kymene 557H(可從Hercules，Inc of Wilmington，Del．得到)那樣的濕式強(qiáng)度添加物加到配料中，添加量為每噸干造紙纖維約25磅Kymene固體。
參見(jiàn)圖6，來(lái)自造紙機(jī)頂箱500的纖維含量約為0．2％的配料在到達(dá)成形件600時(shí)沉積。在圖6中成形件600為連續(xù)的帶子。造紙纖維的稀漿沉積在成形件600上，水從稀漿中排出，穿過(guò)成形件600，從而形成圖6中以數(shù)字543表示的造紙纖維的初始薄片。
圖7示出部分成形件600。該成形件600具有兩個(gè)相互相對(duì)的面。圖7所示的面是接觸形成薄片的造紙纖維的面。在上面的參考文件美國(guó)專利5245025、5277761和5654076中提供了對(duì)圖7所示的這種類型的成形件的描述。
成形件600具有樹(shù)脂的凸起件659形式的流動(dòng)限制件。圖示的成形件600包括連到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)657上的凸起件659的成圖案的陣列，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可包括有小孔的構(gòu)件，如編織的網(wǎng)或其它帶孔的網(wǎng)格。凸起件659在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)657的上方伸出。
合適的成形件600在其每平方英寸的表面上具有約37個(gè)凸起件659。凸起件659覆蓋約35％的成形件600的表面，正如圖7所示，凸起件凸出增強(qiáng)結(jié)構(gòu)657的表面0．0255英寸。凸起件沿機(jī)器方向的長(zhǎng)度X約為0．1511英寸，沿機(jī)器方向的橫向?qū)挾萗約為0．0924英寸。
增強(qiáng)結(jié)構(gòu)657基本上是能透過(guò)流體的，而凸起件659基本上是不能透過(guò)流體的。因此，當(dāng)造紙配料中的液體穿過(guò)成形件排放時(shí)，配料中的造紙纖維保留在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)657上，在初始薄片543中留下孔，該孔的尺寸、形狀和位置與凸起件659的尺寸、形狀和位置相對(duì)應(yīng)。
現(xiàn)參見(jiàn)圖6，初始的薄片543傳到具有真空吸取頭560的普通的脫水氈550。薄片543傳到氈550時(shí)的纖維含量約4％。攜帶在氈550上的薄片543傳到真空壓輥572和Yankee干燥器鼓575之間的輥隙570。薄片543在Yankee干燥器鼓575上干燥到纖維含量達(dá)96％，此時(shí)薄片用導(dǎo)向片577從Yankee鼓上起皺，導(dǎo)向片577的傾角約為25度，沖擊角為81度。薄片纏繞在一個(gè)卷軸上，其纏繞速度(每秒線性英尺)低于Yankee鼓的表面速度，從而將薄片預(yù)縮成所需要的量。預(yù)縮后的薄片的基本重量約為每平方英尺33克，當(dāng)限定壓力為每平方英寸95克、加載座的直徑為2英寸時(shí)測(cè)出的厚度約為12～13密耳(0．012～0．013英寸)。
優(yōu)選實(shí)施例的第二層在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一層100連接到第二層200上，從而限制第一層100浸濕時(shí)，在其選定區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)張。第二層200的濕擴(kuò)張率比第一層100要低。
制成第二層200的合適材料可包括編織材料、非編織材料、泡沫、棉絮等。特別推薦的材料是非編織的薄片，它的纖維或單絲如“氣體-鋪設(shè)”或某些“濕-鋪設(shè)”方法中那樣隨機(jī)分布，或者如某些“濕-鋪設(shè)”和“梳通”方法中的具有一定的方向。
可以制成第二層200的一種材料是由纖維的流體纏結(jié)形成的非編織薄片。一種合適的流體纏結(jié)薄片是這樣一種非編織的、流體纏結(jié)的薄片，它包括約50％重量的人造絲纖維和約50％重量的聚酯纖維，其基本重量約為每平方米62克。一種合適的流體纏結(jié)非編織薄片可從PGINonwovens of Benson，N．C．under the designation Chicopee 9931買(mǎi)到。
連接第一層100的選定部分以預(yù)定的連接圖案直接地(或通過(guò)第三構(gòu)件間接地)連到第二層200上，從而提供第一層100的若干連接區(qū)和未連接區(qū)。在圖1中，第一和第二層100和200的每一層均具有機(jī)器方向，第一和第二層可連成使第一層的機(jī)器方向通常平行于第二層的機(jī)器方向。
第一層100和第二層200可用任何合適的方法連在一起，這些方法包括但不僅限于膠接、機(jī)械連接、熱連接、機(jī)械-熱連接、超聲連接以及它們的組合連接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中用印刷方法加上膠，這些印刷方法如照相印刷、反轉(zhuǎn)照相印刷、網(wǎng)板印刷、曲面印刷等。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，采用網(wǎng)板印刷將EVA熱熔性膠印成如圖1所示的格子圖形。本實(shí)施例所用的網(wǎng)板是由Rothtec Engraving Corp．，New Bedford，MA．制造的40目的Galvano網(wǎng)板。
膠最好是不溶于水的，這樣用品20可以用水浸濕，第一和第二層不會(huì)分開(kāi)。膠最好也是能“耐表面活性劑的”。這里“耐表面活性劑”指的是膠的特性不會(huì)由于存在表面活性劑而衰減。合適的膠包括熱熔膠基的EVA(乙烯乙酸乙烯酯)。一種合適的膠是一種可從Ato FindleyAdhesives of Wauwatos，Wisconsin買(mǎi)到的熱熔性膠，代號(hào)H1382-01。
參見(jiàn)圖1，熱熔性膠可以連續(xù)的網(wǎng)格形式加到非編織物的第二層200上，確定了不連續(xù)的若干未連接區(qū)114。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，膠是以第一方向的平行的隔開(kāi)的線與第二方向的平行的隔開(kāi)的線交叉來(lái)加上的。交叉的線在最終的擦拭材料中形成晶體狀圖形的未連接區(qū)。在圖1所示的實(shí)施例中，加上的熱熔性膠的線的寬度約為0．01英寸～0．5英寸，最好約為0．05英寸～0．07英寸。相鄰膠線之間的間隔可以是0．2英寸～2．0英寸，最好為0．4～0．6英寸。
第一層和第二層得出的迭層的平均干式厚度約29．7密耳(0．0297英寸)，平均濕式厚度約36．5密耳(0．0365英寸)，濕式厚度對(duì)干式厚度之比約為1．23。干式厚度、濕式厚度及濕式厚度對(duì)干式厚度之比是用下述的“濕式厚度對(duì)干式厚度之比”來(lái)測(cè)出的。如果產(chǎn)品進(jìn)行如上所述的迭層后的熱處理，所得出的產(chǎn)品的平均干式厚度為34．2密耳(0．0342英寸)。
濕擴(kuò)張率試驗(yàn)如層100或?qū)?00那樣的一層的濕擴(kuò)張率是用下列方法來(lái)確定的。在試驗(yàn)前將樣品在70°F和50％的相對(duì)濕度下調(diào)整2小時(shí)。
首先確定該層平面內(nèi)的最大濕擴(kuò)張方向。對(duì)干的皺紋紙片而言，該方向?qū)⑵叫杏跈C(jī)器方向，通常垂直于皺折的凸緣。
如果不知道最大的濕擴(kuò)張方向，該方向可由下列方法確定，從一片上切下7塊樣品，樣品的長(zhǎng)度方向定為相對(duì)于在該片上所劃的參考線呈0°和90°之間。然后按下列規(guī)定測(cè)量，以確定最大濕擴(kuò)張率的方向。
一旦最大的濕擴(kuò)張率確定了，切下8片樣品，樣品長(zhǎng)度為7英寸，長(zhǎng)度方向平行于最大濕擴(kuò)張率方向，寬度至少為1英寸。樣品從層100或?qū)?00的未連接部分上切出，如果具有上述尺寸的未連接部分不能從樣品上切出，可在多層連接在一起以前從層100和200上切出樣品。用鋼筆之類的筆在每個(gè)樣品上做上兩個(gè)記號(hào)，兩個(gè)記號(hào)在平行于最大濕擴(kuò)張率的方向上相隔5英寸，該5英寸是樣品的初始的干式試驗(yàn)長(zhǎng)度。
將每個(gè)樣品通過(guò)沉浸在蒸餾水的水槽中30秒中完全浸透。從水槽中取出每個(gè)樣品，并立即垂直懸掛，使通過(guò)兩個(gè)標(biāo)記的線基本垂直。濕的樣品懸掛成支撐點(diǎn)不影響兩個(gè)標(biāo)記之間的擴(kuò)張(例如，所用的夾子不與兩個(gè)標(biāo)記之間的樣品接觸)。樣品的濕式試驗(yàn)長(zhǎng)度就是兩個(gè)標(biāo)記之間的距離。在從水槽中取出樣品的30秒內(nèi)測(cè)量該距離。
對(duì)每個(gè)樣品以下列公式計(jì)算樣品的濕擴(kuò)張樣品的濕擴(kuò)張=(濕式試驗(yàn)長(zhǎng)度-初始的干式試驗(yàn)長(zhǎng)度)／(初始的干式試驗(yàn)長(zhǎng)度)×100
例如，如果測(cè)出的濕式試驗(yàn)長(zhǎng)度是6．5英寸，初始的干式試驗(yàn)長(zhǎng)度是5英寸，則濕擴(kuò)張是[(6．5-5)／5]×100=30％樣品的濕式擴(kuò)張率是8片樣品濕擴(kuò)張計(jì)算值的平均值。
濕式厚度對(duì)干式厚度之比濕式厚度對(duì)干式厚度之比是用Thwing-Albert儀器公司的電子厚度試驗(yàn)機(jī)Ⅱ型，用下列方法測(cè)出的。樣品在試驗(yàn)前在70°F和50％相對(duì)濕度下調(diào)整2小時(shí)。
用品20的干式厚度是用95克／英寸2的限定壓力，直徑為2英寸的加載座來(lái)測(cè)量的。用8片樣品測(cè)量其干式厚度。每片樣品的厚度均將加載座放在第一層100的未連接區(qū)中部。對(duì)8個(gè)厚度測(cè)量值平均以得到平均的干式厚度。
然后將每個(gè)樣品沉浸在蒸餾水槽中30秒。從水槽中取出樣品，在從水槽中取出樣品的30秒之內(nèi)測(cè)量濕的樣品的厚度，測(cè)量位置與前面提到的干式厚度測(cè)量位置一樣。8片濕式厚度測(cè)量值平均以得出平均的濕式厚度。濕式厚度對(duì)干式厚度之比是用平均的濕式厚度除以平均的干式厚度。
權(quán)利要求
1．一種一次性擦拭用品，其特征在于至少一個(gè)薄片層具有呈最大和最小厚度區(qū)的表面圖案；和一個(gè)連續(xù)的聚合物網(wǎng)格連接到上述薄片層上，上述聚合物網(wǎng)格確定連接區(qū)和若干未連接區(qū)；其中上述最小厚度與上述連接區(qū)是一起產(chǎn)生的。
2．如權(quán)利要求1的擦拭用品，其中上述聚合物網(wǎng)格包括熱塑性膠、最好是乙烯乙酸乙烯酯。
3．如權(quán)利要求1或2的擦拭用品，其中上薄片層是纖維素紙，最好是開(kāi)孔的纖維素紙。
4．如權(quán)利要求1～3中任何一個(gè)的擦拭用品，其中上述薄片層是非編織材料。
5．一種一次性擦拭用品，包括至少一個(gè)薄片層，該薄片層具有連接到它上面的連續(xù)的聚合物網(wǎng)格，上述聚合物網(wǎng)格確定連接區(qū)和若干未連接區(qū)，其中上述未連接區(qū)確定了該擦拭用品在加熱時(shí)的最大厚度區(qū)。
6．一種制造擦拭用品的方法，該擦拭用品具有呈最大和最小厚度區(qū)的表面圖案，該方法的特征在于包括下列步驟(a)提供一個(gè)第一薄片層；(b)提供熱塑性膠；(c)將上述熱塑性膠、最好是乙烯乙酸乙烯酯以連續(xù)的網(wǎng)格形式加到上述第一薄片層上；(d)固化上述熱塑性膠；(e)加熱上述熱塑性膠，使上述熱塑性膠收縮。
7．如權(quán)利要求6的方法，其中上述第一薄片層包括纖維素紙。
8．如權(quán)利要求6或7的方法，其中上述第一薄片層是非編織材料。
9．如權(quán)利要求6的方法，其特征在于還包括下列步驟(a’)提供第二個(gè)薄片層，和(b’)將第一個(gè)薄片層以面對(duì)面關(guān)系連接到第二個(gè)薄片層上。
10．如權(quán)利要求9的方法，其中上述第一薄片層包括纖維素紙，最好是開(kāi)孔的纖維素紙，上述第二薄片層包括非編織材料。
全文摘要
公開(kāi)了一種單層或多層的一次性擦拭用品。該一次性擦拭用品包括至少一個(gè)薄片層并具有呈最大和最小厚度區(qū)的表面圖案。一個(gè)確定連接區(qū)和若干未連接區(qū)的連續(xù)的聚合物網(wǎng)格連接到該薄片層上。連續(xù)的聚合物網(wǎng)格最好是熱塑性膠,在其固化后能經(jīng)過(guò)加熱而收縮,因此產(chǎn)生與未連接區(qū)相重合的最大厚度區(qū)。薄片層的最小厚度區(qū)與連接區(qū)是同時(shí)產(chǎn)生的。本發(fā)明公開(kāi)了一種制造薄片的方法,它包括提供第一薄片層,提供熱塑性膠、將熱塑性膠以連續(xù)網(wǎng)格的形式加到第一薄片層上,固化熱塑性膠,加熱該熱塑性膠使之收縮。
文檔編號(hào)D21H27/30GK1291872SQ99803440
公開(kāi)日2001年4月18日 申請(qǐng)日期1999年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月26日
發(fā)明者尼古拉斯·J·尼斯英奇, 戴維·W·卡貝爾 申請(qǐng)人:寶潔公司