專利名稱：多層的擦拭用品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一次性擦拭用品，尤其是具有兩層或多層的一次性擦拭用品。
背景技術：
一次性擦拭用品在先有技術中是已知的。這種擦拭用品通常具有一塊基片，基片包括一層或多層材料?；谑褂们翱捎媒駝╊A浸濕，或者與用品使用處的液體結(jié)合使用。預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，可能要求具有相當大數(shù)量的網(wǎng)紋。能導致浸濕時增加網(wǎng)紋的擦拭用品的結(jié)構是特別有利的。這種結(jié)構可采用具備不同濕擴張率的多層來得到，在1984年9月4日授予Trokhan的美國專利4469735中公開了一種這樣的結(jié)構。然而，增加網(wǎng)紋不一定會使厚度增加，為了使用品能接收和含有液體可能要求相當大的厚度和體積密度。
除了如網(wǎng)紋、厚度和體積密度等的物理特征外，擦拭用品的其它所要求的特性包括產(chǎn)生泡沫的傾向、保持液流方向的能力及它的強度。例如，當用作臉部擦拭用品時，某些洗滌劑或清潔劑可與擦拭用品一起使用，這就要求用擦拭用品來產(chǎn)生泡沫。當用于硬表面的清潔器時，例如用在廚房對面的頂上時，可能要求擦拭用品有助于產(chǎn)生清潔劑或表面活性劑的泡沫。就除去灰塵、塵垢等污物來說，如果擦拭用品能捕獲灰塵、更象一個過濾器那樣將會是很用的。就所有擦拭工作、尤其是濕式擦拭來說，改進濕式強度是有利的。對用于刮擦場合來說，濕式強度尤為重要。
因此，要求提供一種一次性的擦拭用品，它能在浸濕時具有增加的網(wǎng)紋和體積密度。
因此，要求提供一種一次性的擦拭用品，它在與清潔劑、洗滌劑等一起使用時有助于產(chǎn)生各種泡沫。
因此，要求提供一種一次性擦拭用品，它在浸濕時能有助于捕獲灰塵、塵垢及類似物。
另外，要求提供一種一次性擦拭用品，它在濕式擦拭時具有改進的濕式強度。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種多層的一次性擦拭用品。該擦拭用品包括至少兩層，第一層在其浸濕時可在其平面內(nèi)擴張。第二層包括一層塑料膜，它在浸濕時的擴張比第一層要小。第一層的選定區(qū)連接到第二層上，以阻止第一層在其平面內(nèi)的濕擴張。
當?shù)谝粚咏駮r，第二層約束第一層在其平面內(nèi)的擴張。結(jié)果使第一層變形，例如在Z方向(垂直于第一層的平面)翹曲或起皺。
在用品使用前，第一層可包含浸濕劑，該浸濕劑使第一層浸濕。該浸濕劑可以是液態(tài)洗滌劑。第一層的選定區(qū)最好以預定的連接圖案連接到第二層上，從而提供第一層的若干未連接區(qū)。
第二層最好包括厚度約為20密耳(0．020英寸)的三維成形的薄膜。該三維薄膜能提供與第一層的起皺提供的厚度、體積密度和網(wǎng)紋無關的厚度、體積密度和網(wǎng)紋。該塑料薄膜可以是宏觀擴張的三維塑料薄膜。
在一個實施例中，該一次性擦拭用品包括三層一個第一纖維素層，一個第二層包括三維的開孔的塑料薄膜，以及一個開孔的第三層。第三層可包括纖維素纖維的干式起皺的開孔的薄片。第二層夾在第一層和第三層中間。第三層上的孔可大于第二層上的孔。從而為小顆粒提供兩級過濾。
附圖概述

圖1是本發(fā)明的兩層實施例的平面圖，它表示連到成形薄膜的第二層上的干式起皺的第一層。
圖2是本發(fā)明的三層實施例的平面圖，它表示干式起皺的第一層連到成形薄膜的第二層的一側(cè)，開孔的第三層連到成形薄膜的第二層的另一側(cè)。
圖3A是沿圖1中3-3線的本發(fā)明的兩層實施例的剖視圖，它表示浸濕前的兩層實施例，其中第二層連到第一層上，從而提供了從第二層到第一層的有利的流體通孔。
圖3B是沿圖1中3-3線的本發(fā)明的兩層實施例的剖視圖，它表示第一層已浸濕，從而使第一層產(chǎn)生了垂直于第一層平面的變形。
圖3C是本發(fā)明的浸濕后的另一兩層實施例的剖視圖，其中第二層連接到第一層上，從而使第二層朝外的表面上提供了較多的網(wǎng)紋。
圖3D是本發(fā)明的浸濕后的又一兩層實施例的剖視圖，其中第二層連接到已經(jīng)開孔的第一層上。
圖4A是沿圖2中4-4線的本發(fā)明的三層實施例的剖視圖，它表示浸濕后的一個第一層，一個開孔的成形薄膜的第二層，和一個開孔的第三層，其中第二層連到第一層上，提供了從第二層到第一層的有利的流體通孔。
圖4B是沿圖2中4-4線的本發(fā)明的三層實施例的剖視圖，它表示浸濕后的一個第一層，一個開孔的成形薄膜的第二層，和一個開孔的第三層，其中第二層連到開孔的第三層上，提供了從第二層到第三層的有利的流體通孔。
圖5是宜用于本發(fā)明第二層的三維的、宏觀上擴張的成形薄膜片的放大的部分透視圖。
圖6是本發(fā)明一次性擦拭用品一部分的平面視圖，它表示第一層的未連接區(qū)包括一個內(nèi)切在連續(xù)的連接圖案內(nèi)的圓形部分。
圖7類似于圖6，表示第一層的未連接部分包括內(nèi)切在連續(xù)的連接圖案內(nèi)的圓形部分。
發(fā)明的詳細描述圖1和3A～3D表示本發(fā)明的兩層的實施例。圖2和4表示本發(fā)明的三層實施例。
現(xiàn)參見圖1和3A～3D。本發(fā)明包括一種多層的一次性擦拭用品100，該一次性擦拭用品100包括第一層1000和第二層2000。
第一層是可擴張的，尤其是當它被浸濕時、亦即第一層是可濕擴張的。這里“可濕擴張”指的是當它被浸濕時至少在其一個方向上有加長的傾向。通常，“浸濕”指的是用如水那樣的液態(tài)溶劑浸濕，它能使可擴張的第一層產(chǎn)生擴張。例如，水松弛了預縮紙巾的皺紋，因此使紙在其平面內(nèi)的至少一個方向上擴張。在不希望拘泥于理論的同時，皺紋的松弛可以是由于水的存在而使紙結(jié)構內(nèi)氫鍵損失的結(jié)果。然而，任何能使皺紋松弛的流體、混合物或溶劑都可被認為是“浸濕”了該用品。第二層2000的擴張比第一層1000要小，包括浸濕時也是這樣。擴張率是按照下面描述的“濕擴張率試驗”測出的，以百分比表示。
正如下面將充分描述的，第一層1000是預縮的、最好是起皺的紙薄層。預縮是在一個剛性表面、最好是一個圓筒上使紙起皺而產(chǎn)生的，為此通常使用Yankee干燥鼓。起皺是用一個先有技術中已知的導向片完成的。按照1992年4月24日授予Sawdai的普通轉(zhuǎn)讓的美國專利4919756可以完成起皺，這里提出以作參考。另外，預縮還可由如1994年4月3日授予Well等人的普通轉(zhuǎn)讓的美國專利4440597的教導的那樣通過濕式微縮來完成，這里提出以供參考。
正如圖1所示，在造紙期間形成皺紋凸緣1015，它們通常垂直于機器方向MD，如圖1所示。起皺可以提供第一層的預縮，這使第一層具有濕擴張性。第二層2000最好是聚合物薄膜，例如濕擴張遠小于第一層1000的熱塑性薄膜。在一個優(yōu)選實施例中，第二層2000是一種開孔的成形薄膜，這一點在下面參照圖5的描述的“第二層”中將會更充分地進行描述。第二層2000上的開孔形成毛細孔2041、流體通路和定向的流體，還可提供改進的網(wǎng)紋，從而增加了清潔效果。
第一層1000直接或間接地連接到第二層2000上，以阻止第一層在其平面內(nèi)的濕擴張。在圖1和3A～3D中，第一層1000的選定部分連接到第二層2000上，以提供了連續(xù)的連接區(qū)1100，限定了獨立的未連接區(qū)1140。在圖1所示的一個優(yōu)選的實施例中，連接區(qū)1100表示為通常形成晶體狀未連接區(qū)1140的交叉線的連續(xù)的網(wǎng)格。連接區(qū)1100的交叉線的寬度和間隔可以調(diào)節(jié)，以提供所需要的圖案，亦即晶體狀未連接區(qū)1140的所要求的尺寸和間隔。
如圖1中300所示的一種膠、如熱熔性膠可用來連接第一層1000和第二層2000。一種合適的膠是乙烯乙酸乙烯酯(以下稱EVA)的熱熔性膠，它可從Ato-Findley Adhesives of Wauwatosa，Wisconsin買到，代號為H1382-01。
這里所用的“連續(xù)網(wǎng)格”指的是連接區(qū)1100的宏觀的圖案，亦即連接圖案是連續(xù)的，它確定了獨立的、分開的未連接區(qū)。該圖案還可以是基本連續(xù)的，這意思是說網(wǎng)格可包括離得較近地間隔開的獨立的連結(jié)點，它作為一個整體形成限定未連接區(qū)的連接圖案。交叉線的連續(xù)的網(wǎng)格可以是任何圖案，所得出的未連接區(qū)可是各種幾何形狀，如方形、長方形和三角形。網(wǎng)格也不必是完全連續(xù)的，不限于由直線和均勻線條形成的圖形，它可以是形成圓形、橢圓形或其它非多邊形的幾何形狀的未連接區(qū)的網(wǎng)格。
另外，在目前推薦連續(xù)的網(wǎng)格的同時，應該看到不連續(xù)的或基本連續(xù)的連接圖案也可提供本發(fā)明所要求的厚度增加。例如連接區(qū)包括打開的圓或其它的封閉圖形，它也足以使未連接區(qū)的厚度增加。應該看到，具有不連續(xù)的連接點、如點式連接的圖案也能提供足夠的約束，從而在第一層1000浸濕時迫使其在其平面外發(fā)生變形。在不希望拘泥于理論的同時，原則上講，特殊的連接圖案越是接近連接獨立未連接區(qū)的連續(xù)網(wǎng)格，本發(fā)明的優(yōu)點就更突出。
由于第二層2000的濕擴張率較低，并且由于第一層1000連接到第二層2000上，第二層2000約束了第一層1000在其平面內(nèi)的擴張。結(jié)果，當浸濕時，第一層1000發(fā)生變形，例如在Z向(垂直于第一層的平面，與圖3A～3D的剖面的垂直方向相對應)翹曲或起皺。在圖3A～D中示出了Z向。
圖3A～D表示了部分擦拭用品100，例如圖1中沿3-3的部分剖面?，F(xiàn)參見圖3A，在浸濕前，第一層1000連接到第二層2000上，區(qū)1100呈比較平坦、光滑的外形。第一層1000預縮，例如起皺過，從而在第一層1000的平面內(nèi)產(chǎn)生皺紋的凸緣1015。在浸濕時，如圖3B所示，第一層1000的平面外的Z向的變形是由于第一層1000濕擴張引起。在圖3A-D中示出了Z向。圖3B中示出的第一層1000是濕擴張后的情況，其中皺紋完全松弛開，但應該看到，并不要求以皺紋完全松弛開來實現(xiàn)本發(fā)明的好處。
在第一層1000浸濕時，平面外的變形使用品100具有鼓起的凸緣1001(圖3B)，它們增加了用品100的濕式網(wǎng)紋、濕式厚度和濕式體積密度。因此，本發(fā)明的兩層的擦拭用品的一個優(yōu)良特性是濕式厚度遠大于干式厚度。用品的濕式厚度對于式厚度之比大于1．0、推薦值為至少1．1、更好的值為至少約為1．2、最好為至少1．4。濕式厚度對干式厚度之比是用品100浸濕時的厚度相對于浸濕前干式擦拭用品100的厚度的測量值。濕式厚度對干式厚度之比是按下面提供的“濕式厚度對于式厚度之比”的測量方法測出的。
鼓起的凸緣1001還提供了腔1500，它們位于第一層1000的未連接部分和下方的第二層2000之間。在不希望拘泥于理論的情況下，可以相信，該腔1500在濕擴張后可用作浸濕劑的保留區(qū)，亦可在清潔后用作灰塵的保留區(qū)。當具有圖3A和3B的構形時，第二層2000安置成使細小的流體直接進入腔1500，從而在該擦拭用品用于清潔時能過濾或捕獲顆粒和其它去掉的東西。
第二層2000最好在其一側(cè)上具有比另一側(cè)要多的皺紋，這一點在下面參照圖5對“第二層”的描述中會敘述得更充分。具有不同網(wǎng)紋的表面使得在設計優(yōu)選性能、如本發(fā)明的擦拭用品的發(fā)泡能力中具有機動性。在圖3A和3B中，第一層1000這樣連接到第二層2000上，使較多網(wǎng)紋的第二表面2044(圖5)朝向第一層1000。
第二層2000的兩側(cè)之間的網(wǎng)紋差異是由開孔的三維成形薄膜的毛細結(jié)構引起的。本發(fā)明的一種推薦的成形薄膜的毛細管也用來提供與用品100接觸的流體的定向的流體流。流動方向由圖3B和3C中的箭頭2300表示。圖3A和3B的設計所具有的優(yōu)點是液體和小顆?？纱┻^第二層2000，小顆?？刹东@在第一層1000和第二層2000之間的腔1500中。
在圖3C中，第一層1000這樣連接到第二層2000上、使第一表面2042(圖5)面向第一層1000，較多網(wǎng)紋的表面2044朝外，背離第一層1000。這種設計的優(yōu)點是帶網(wǎng)紋的表面2044在某些濕式擦拭中可用于更有效地刮擦硬的清潔表面。在圖3C中，第二層相對于第一層定向成使通過第二層2000中的開孔的流體滾動方向離開第一層1000。
圖3D表示另一種設計，其中第一層1000可以是開孔的。在第一層1000上開孔在實施本發(fā)明中并不是必須的，然而它大大增加了擦拭用品100的所需要的網(wǎng)紋和體積密度。當采用開孔的第一層時，浸濕后的第一層1000的變形又為用品100提供了鼓起的凸緣，這些凸緣增加用品100的濕式網(wǎng)紋、濕式厚度和濕式體積密度。然而，在該實施例中，鼓起的凸緣1001具有孔1010，它提供了一條流體通路，通過該通路，液體和／或小顆?？蛇M入腔1500。
在用品使用前，第一層可包括浸濕劑，它為第一層提供了濕擴張。浸濕劑可以是液態(tài)洗滌劑(含水量至少50％)。
第一層現(xiàn)在詳細參見用品100的構件，可以制成第一層1000的合適的材料包括編織材料、非編織材料、發(fā)泡材料、棉絮類材料等。第一層1000可以做成在浸濕時具有約4％的擴張率、擴張率的推薦值為至少10％、更好值為20％，最好至少為25％。特別推薦的材料是非編織的薄片，它具有如“氣-鋪設”或某些“濕鋪設”方法中的隨機分布的纖維或單絲，或者具有如某些“濕-鋪設”和“梳通”方法中的一定程度定向的纖維或單絲。
第一層1000的纖維或單絲可是天然的(如木漿纖維、棉纖維和蔗楂纖維等的纖維素纖維)、或是合成的(如聚烯烴、聚酰胺或聚酯)。
在一個優(yōu)選實施例中，第一層包括纖維素木漿纖維的濕鋪設薄片，該薄片已采用干式起皺法預縮至少4％、推薦值為至少10％、更好值為20％、最好為至少25％。參見圖1和3A，第一層1000包括與第一層1000的預縮相對應的皺紋凸緣1015。在圖3B中，皺紋凸緣1015未示出，這是為了表示該干式皺紋在浸濕和第一層1000擴張時被拉開了。
該第一層1000可具有的基本重量在15～65克／米2(gsm)之間。其厚度在4～40密耳(0．004～0．040英寸)之間。第一層可包括參照下列專利描述的方法制成的紙薄片，這里提出以供參考。這些專利是U．S．3301746(Sanford)；U．S．3994771(Morgan)；U．S．4300981(Carstens)；U．S．4529480(Trokhan)；U．S．5073235(Trokhan)；U．S．5506715(Trokhan)；4637859(Trokhan)，5364504(Smurkoski等)；和5529664(Trokhan等)。
在一個實施例中，第一層1000包括一個紙薄片，它具有基本重量相互有區(qū)別的多個區(qū)域，該薄片可具有連續(xù)的高基本重量的網(wǎng)格和低基本重量的獨立的區(qū)域，低基本重量的獨立區(qū)域確定了中間基本重量的獨立區(qū)域。這種紙薄片公開在1993年9月14日授予Trokhan等人的美國專利5245025上，這里提出，以供參考。
在不希望拘泥于理論的同時，可以相信紙的強度可大大改變成品的整個外觀，第一層的預縮量，如起皺量與平面擴張量成正比，因此也與浸濕時產(chǎn)生的厚度量成正比。然而如果紙用品的濕式強度不足，“翹曲”會塌陷而形成厚度較小的“扭曲”的產(chǎn)品。因此應調(diào)節(jié)皺紋和濕式強度，從而按用品的使用情況來提供網(wǎng)紋量。濕破裂測量值是用Thwing-AlbertBurst Tester 1300-77測出的，它試出了完全浸濕的基片的峰值載荷。該試驗采用的球端直徑是0．5英寸、球端速度為5英寸／分鐘，夾住試樣的3．5英寸直徑的圓，該圓垂直于球端的運動方向。峰值濕式破裂強度在100～200克／每層，推薦值為400和700克／每層，最好為500～600克／每層。
第二層第二層2000約束第一層1000的擴張。第二層2000包括一層塑料薄膜，它的濕擴張率小于第一層1000。該塑料薄膜最好是開孔的，最好用如聚乙烯、聚丙烯或類似物的聚合的薄膜材料制成。要求第二層打孔是因為孔可允許空氣通過，并且允許用品100的一側(cè)的液體流到另一側(cè)，從而在用品100包括或采用液態(tài)洗滌劑時能促進泡沫的形成。
第二層2000最好包括如圖5的放大圖所示的三維宏觀擴張的成形薄膜。最好采用開孔的成形薄膜，因為這種薄膜中的孔可有利地使流體在一個方向上流動。
第二層2000的厚度最好約為5密耳，推薦值約至少為10密耳，最佳值為至少15密耳，從而提供與用品100浸濕無關的體積密度和厚度。在一個實施例中，第二層的厚度約為20密耳(0．020英寸)。
合適的成形薄膜公開在下列美國專利中，這里提出以供參考。這些專利是U．S．3929135(Thompson)；U．S．4324246(Mallance)；U．S．4342314(Radel)；U．S．4463045(Ahr)；U．S．4637819(Oullette)；和U．S．5006394(Baird)。另外，在下列專利中公開了合適的水成型薄膜，這里提出以供參考，這些專利是U．S．4695422(Curro)；U．S．4778644(Curro)；和U．S．4839216(Curro)。
圖5是部分第二層2000的透視圖，該第二層包括開孔的、宏觀擴張的、三維的、纖維狀的、可透過流體的聚合的薄片2040，它通常與普通轉(zhuǎn)讓的U．S．4342314(Radel)的教導是一致的。
這里所用的術語“宏觀擴張”指的是薄片、帶狀物和薄膜，它們已與三維成形結(jié)構的表面相一致，從而使它們的兩個表面呈現(xiàn)與成形表面的宏觀上的剖面相對應的表面畸變的三維成形圖案，其中包括該圖案的表面畸變在觀察者的眼睛與薄片平面之間的垂直距離約為12英寸時，正常的肉眼(正常肉眼具有20／20的視力)是可單獨辨別的。
術語“纖維狀的”用于塑料薄片的外觀時通常指的是隨機的或非隨機的、構成小方格的或不構成小方格的孔的任何細小的圖案，它指的是觀察者以肉眼看時的編織物或非編織物纖維片的整個外觀和印象。
正如圖5所示，薄片2040具有由連續(xù)的纖維狀構件組成的纖維狀外觀，每個纖維狀構件的相對端至少互連到另一纖維狀構件上。在圖5所示的實施例中，互連的纖維狀構件形成五邊形的毛細管2041。薄片2040具有從平面2043中的薄片的第一平面2042伸到平面2045中的薄片的第二平面2044的三維的微觀結(jié)構。術語“微觀結(jié)構”指的是只有放大才能由人的眼睛看到其確切細節(jié)的小型結(jié)構。
毛細管2041促進了從第一表面2042到第二表面2044的有利的流動。術語“有利的流動”指的是在一定的壓差下，流體通過毛細管2041從表面2042流向表面2044，要比從第二表面2044朝第一表面2042的反向流動要容易些。
表面2042上的孔2047是由纖維狀構件、如構件2048、2049、2050、2051、2052形成的。每個纖維狀構件包括一個位于平面2043中的基部2054，每個基部具有一個側(cè)部、如附著到每個邊緣上的側(cè)部2056。側(cè)部2056通常在薄片2040的第二表面2044的方向延伸。纖維狀構件的交叉的側(cè)部在薄片的第一和第二表面中部相互連接，其相互的終端基本位于第二表面的平面2045中。
在圖5中，互連的側(cè)部2056的相互的終端基本位于第二表面2045的表面，從而形成薄片第二表面2045中的孔2058。該基部2054可包括與美國專利4463045相一致的表面畸變2060的微觀圖案，該畸變?yōu)楸砻?042提供了不光滑的表面和某種程度上的網(wǎng)紋，盡管具有表面畸變2060，第一表面2042的網(wǎng)紋還是比第二表面2044要少。
第三層(三層的實施例)本發(fā)明的擦拭用品100可包括如圖2和4A-B的三層。如圖所示，擦拭用品100包括如上所述的第一層1000和第二層2000，以及下面將描述的第三層3000。第三層最好是如圖所示的帶開孔的、但也可是不開孔的。開孔最好是在層3000的薄片成形期間形成的孔。該開孔穿過層3000，以參照數(shù)字3010表示。
第三層3000可包括如上面參照第一層1000描述的編織的或非編織的薄片?？?010可以任何方便的方式，如用機械手段或液壓成形手段來形成。在一個實施例中，第三層3000包括一個帶開孔的紙薄片，它由基本重量約為32gsm，厚度約為9密耳(0．009英寸)，孔可由1993年9月4日授予的美國專利5245025中的圖5所示的成形帶成形，這里提出以供參考。
在一個優(yōu)選實施例中，第三層3000包括纖維素木漿纖維的濕鋪設紙薄片，它預縮了至少4％、預縮優(yōu)選值至少10％、最好至少約20％。參見圖2，開孔的第三層3000包括與第三層3000的預縮、如起皺相對應的皺紋的凸緣3015。在圖2中示出了機器方向(MD)及其橫向(CD)。該機器方向與第三層3000的薄片的制造方向相對應。皺紋凸緣3015通常垂直于機器方向，并通常平行于第三層3000的薄片的機器方向的橫向。
第三層3000的薄片可以是基本重量在15～65g／m2的紙薄片。在一個優(yōu)選實施例中，第三層3000的基本重量在25～45g／m2之間，在一個更為優(yōu)選的實施例中，基本重量約在32～35g／m2之間。
在一個更為優(yōu)選的實施例中，第三層3000包括纖維素木漿纖維的帶開孔的濕鋪設的紙薄片?？?010可以任何合適的方式成形在第三層3000上。例如，孔3010可在第三層3000的紙薄片成形期間成形在第三層3000上，也可在制造第三層的紙薄片后成形。在一個實施例中，第三層3000的紙薄片是按照下列一個或多個美國專利的教導來生產(chǎn)的，這里提出以供參考，這些專利是1993年9月14日授予Trokhan等的U．S．5245025；1994年1月11日授予Phan等的U．S．5277761；以及1997年8月5日授予Trokhan等的U．S．5654076。特別是在U．S．5277761的第10欄中公開了帶孔的紙薄片的成形。
在第一層浸濕前，起皺的第三層3000每平方英寸上的孔3010數(shù)約為4～300個之間，最好在每平方英寸4～100個之間。在浸濕起皺的紙薄片時，如果沒有約束，將使它在至少一個方向、如機器方向擴張，這樣浸濕后每平方英寸上孔3010的數(shù)量少于浸濕前的孔的數(shù)量。同樣，當在紙薄片上開孔，接著該薄片又起皺時，在起皺前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。因此紙薄片尺寸的參數(shù)是指起皺后和浸濕前的尺寸。
孔3010所占表面約在第三層3000總表面的15～75％之間。圖2中的孔3010雙橫向交錯(在機器方向及其橫向的兩個方向上交錯)成重復的非隨機圖案。在一個實施例中，第三層3000包括一種紙薄片，它起皺30％(30％的預縮)，該值大于濕擴張率25％，每平方英寸上約有40～50個孔3010，孔3010的長度約為0．10～0．18英寸，寬度約為0．07～0．15英寸，兩孔之間的距離106約0．05～0．08英寸。
該紙薄片是由首先形成的含水造紙配料制成的，配料包括造紙纖維，可能還具有各種添加物。1993年6月29日授予Phan等人的美國專利5223096公開了各種木漿和造紙?zhí)砑游?，這里提出以供參考。
一種合適的制造第三層3000的紙薄片可按下面的描述來制造。造紙配料是由水和北方軟木(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磅的CMC固體。諸如Kymene 557H(可從Hercules，Inc．of Wilmington，Del．得到)那樣的濕式強度添加物加到配料中，添加量為每噸干造紙纖維約28噸Kymene固體。開孔的第三層3000最好具有大于第二層2000的濕擴張率。開孔的第三層最好具有至少為4％的濕擴張率、優(yōu)選值至少為10％，最好達至少25％。開孔的第三層3000的濕擴張率可采用如使薄片干式起皺等方法而預縮薄片來提供。
第三層3000的選定部分直接或間接地連到第二層2000上，以阻止第三層在其平面內(nèi)的濕擴張，同時以與第一層1000相類似的方式和圖案連接到第二層2000上。第三層3000的選定部分直接連接到第二層2000，連接區(qū)示為3100。連接方法和圖案通常與上面參照第一層1000公開的方法和圖案一樣。由于圖中示出的第一層和第二層之間的連接圖案與第三層和第二層之間的連接圖案是一樣的，這里就沒有必要重復了。作為特殊的減小加工本發(fā)明的三層實施例的復雜性的方法可以推薦已有的連接圖案。
當?shù)谝缓偷谌龑咏駮r，第一層1000變形以提供拱形凸起1001和腔1500，第三層3000變形提供拱形的凸起3001和腔3500。因此正如上述兩層實施例一樣，本發(fā)明的三層擦拭用品的一個有利的性能是濕式厚度大于干式厚度。尤其是三層擦拭用品100的濕式厚度對干式厚度之比大于1．0，推薦值為至少1．1，最好至少1．5，甚至可達大于2．0。濕式厚度對干式厚度之比是浸濕時擦拭用品100的厚度對浸濕前干式擦拭用品的厚度的比值，它是按下面提供的“濕式厚度對干式厚度之比的測量方法測出的。
當?shù)谌龑娱_孔時還具有另外的優(yōu)點。正如圖4A和4B所示，除了形成拱形凸起3001外，第三層3000圍繞孔3010的擴張形成了可稱為皺折那樣的變形，或由于濕擴張時變形、孔形成的表面凹凸不平。這些皺折為擦拭用品的表面提供了附加的網(wǎng)紋，而通過調(diào)節(jié)孔3010的尺寸和間隔可按需要改變這些網(wǎng)紋。
在一個實施例中，第三層3000的孔3010大于第二層2000上的孔。在第一層浸濕前，起皺的第三層可具有的孔數(shù)約每平方英寸4～300個之間，最好每平方英寸具有的孔數(shù)為4～100個之間。浸濕起皺的紙薄片使未受約束的薄片至少在一個方向、如機器方向擴張，從而使浸濕后的每平方英寸上的孔數(shù)小于浸濕前孔3010數(shù)。同樣的，當在紙薄片形成了孔后，接著使紙薄片起皺，起皺前每平方英寸上孔的數(shù)量將小于起皺后的每平方英寸上孔的數(shù)量。因此，紙薄片尺寸的參照值是起皺后和浸濕前的尺寸。
孔3010占第三層3000的總表面的15～75％。圖2所示的孔3010雙橫向交錯(在機器方向及其橫向的兩個方向上交錯)成重復的、非隨機的圖案。在一個實施例中，第三層3000包括一種紙薄片，它干式起皺30％(預縮30％)，大于濕式擴張率的25％，每平方英寸具有40～50個孔(3010)，孔3010通常是細長形、如改形的橢圓形，孔的最長尺寸(即長度)約0．10～0．18英寸，最短尺寸(即寬度)約0．07～0．15英寸，孔之間的距離約0．05～0．08英寸。
正如圖4A所示，三層設計為液體和小的固體顆粒提供了兩級過濾器。連接到第二層2000的較少網(wǎng)紋側(cè)2042的第三層3000提供了第一過濾級，第二層2000提供了第二過濾級。攜帶小固體顆粒的液體可沿流體通路3300穿過較大的孔3010，捕獲在腔3500內(nèi)。流體和小顆?？裳亓鲃油?300基本通過第二層2000，捕獲在腔1500中。第二層2000和第一層1000可包含捕獲在腔1500內(nèi)的固體顆粒。
另外，第三層3000可以連接到如圖4B所示的第二層2000的具有較多網(wǎng)紋的一側(cè)。這種結(jié)構使擦拭用品100的一側(cè)上的網(wǎng)紋最多，因此在該擦拭用品100中或在其上清潔劑的泡沫增多了。
連接第一層1000和第三層3000(如果有的話)的選定部分最好以預定的連接圖案連接到第二層2000上。下面將參照第一層1000來描述該連接圖案，可以理解該描述亦可用于第三層3000上，當然，第三層3000也可以不同的連接圖案或采用不同的連接方法(如用膠、超聲連接等)連接到第二層2000上。
第一層1000和第二層2000可用任何合適的方法連接，這些方法包括但不僅限于膠接、機械連接、熱連接、機械-熱連接、超聲連接及它們的聯(lián)合。膠300(圖1和圖2)可采用印刷方法加上，這些印刷方法包括照相印刷、反轉(zhuǎn)照相印刷、網(wǎng)板印刷及曲面印刷等。在一個實施例中，采用網(wǎng)板印刷將EVA熱熔性膠印成如圖1和2的網(wǎng)格形圖案。一種合適的網(wǎng)格印刷機是ITW Dynatec Model SP-117。這種印刷機的合適的網(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，這樣在擦拭用品100浸濕時水不會使各層分開。膠最好也是能“耐表面活性劑的”。這里“耐表面活性劑的”指的是膠的連接特征不會因為表面活性劑的存在而衰減。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．買到的熱熔性膠H1382-01。
參見圖1和6，第一層1000的連接區(qū)1100最好形成一個連續(xù)的網(wǎng)格式連接圖案。該連續(xù)的網(wǎng)格式圖案確定了獨立的不連接的、未連接區(qū)1200。在圖1和6中，未連接區(qū)1200呈晶體形，但應該看到，區(qū)1200可具有其它形狀，如包括而不僅限于下列形狀圓形、方形、橢圓形、三角形、以及其它規(guī)則和不規(guī)則的多邊形等等。
另外，就目前推薦的連續(xù)的網(wǎng)格而言，應該看到如圖7所示的不連續(xù)的或基本連續(xù)的連接圖案也能提供本發(fā)明所需要的厚度增加。如圖所示，間隔靠近的連接點的不連續(xù)的圖案接近于連續(xù)的圖案，當然這取決于相鄰連接點之間的間隔。在不拘泥于理論的前提下，可以相信，這種相鄰的連接點的間隔應小于1英寸、推薦值為0．5英寸、最好為小于0．1英寸。在不希望拘泥于理論的前提下，原則上接近連續(xù)網(wǎng)格的特殊的連接圖案越多，本發(fā)明的優(yōu)點就更突出。在圖7中，連接區(qū)1100包括獨立的連接點1105。獨立的連接點大致勾畫出不連接的未連接區(qū)1200。獨立的連接點作為整體形成了基本連續(xù)的網(wǎng)格。
第一層1000的每個未連接區(qū)1200可包括內(nèi)切在連接網(wǎng)格中的圓形區(qū)。在圖6和7中該圓形區(qū)示為1210。內(nèi)切圓形區(qū)1210的直徑D應至少是0．1英寸，從而在用品100浸濕時能產(chǎn)生足夠增量的厚度和體積密度。直徑D的推薦值為至少0．2英寸，最好至少0．4英寸。直徑D最好小于3．0英寸，這樣可產(chǎn)生可清楚見到的凸起1001，并會使凸起1001不會過分扭曲。在一個實施例中，直徑D小于2．0英寸。
第一、第二和第三層可以通過將第二層放在第一和第三層之間、然后將該三層一起通過加熱的模壓輥。模壓輥上可包括一個光滑的支輥和一個與要求的連接圖案相對應的帶圖案的模壓輥。
一個優(yōu)選實施例本例子說明了三層消毒／清潔擦拭用品的制備，該擦拭用品包括有差別的、可擴張的、多層吸附的用品，宜與消毒／清潔劑一起使用。該用品是通過有選擇地將紙基片連接到聚合物薄片的兩側(cè)上制成的。
A．第一層的制備紙薄片是基本重量為20磅／令(約32．5gsm)的100％NSK的不分層的薄片。該紙具有通常按上述美國專利5506715(Trokhan等)的教導生產(chǎn)的若干高基本重量區(qū)和低基本重量區(qū)，它具有下列特點1)成形線(forming wire)，每平方英寸包含100個凸起，2)該凸起約占成形線表面面積的50％，3)凸起伸出成形線增強結(jié)構上方約0．008英寸，4)每個凸起的孔占據(jù)約10％的成形線的表面積，5)在傳統(tǒng)造紙法的濕端，羧甲基纖維素(CMC)噴入NSK木漿，比率是每噸干紙6磅CMC固體。
6)在傳統(tǒng)造紙法的濕端，Kymene 557H(可從Hercules公司得到)噴入NSK木漿，比率是每噸干紙20磅Kymene固體。
7)使紙起皺25％，亦即到達起皺片后的預縮后的長度比起皺片前的薄片長度少25％。
B．第三(帶開孔的)層的制備該帶開孔的紙薄片是基本重量約為20磅／令(約32．5gsm)的100％NSK不分層的薄片。該紙具有若干高基本重量區(qū)及若干零基本重量的區(qū)。該紙是按上述美國專利5506715(Trokhan等)的教導生產(chǎn)的，它具有下列特點1)成形線(forming wire)，每平方英寸包含37個凸起。
2)該凸起占據(jù)約36％的成形線的表面面積。
3)凸起伸出成形線增強結(jié)構上方約0．025英寸。
4)在傳統(tǒng)的造紙方法的濕端，羧甲基纖維素(CMC)噴入NSK木漿，比率是每噸干紙6磅CMC固體。
5)在傳統(tǒng)的造紙方法的濕端，Kymene 557H(可從Hercules公司得到)噴入NSK木漿，比率為每噸干紙20磅Kymene固體。
7)使紙起皺25％，亦即到達起皺片后的預縮后的長度比到達起皺片前的薄片長度少25％。
C．第二層的制備約束薄片是按上述美國專利No．4342314(Radel)的教導制備的聚合材料的三維宏觀上擴張的薄片。該薄膜制成具有下列特點1)成分是100％的低密度的聚乙烯，2)整個厚度在19～20密耳之間，3)孔約占總面積的20％，4)基本重量約15．4磅／3000英尺2(25g／m2)D．連接為了制備復合的樣品，采用能壓到5000磅／英寸2壓力的熱壓機。頂部平臺加熱到160°F，底部平臺加熱到215°F。另外用帶圖案的模子來產(chǎn)生連接圖案并由壓機的底板支撐。該連接圖案包括一個方向上的平行的凸起線與第二個方向上的平行凸起線相交叉，如圖1所示。該圖案在12×12英寸平方、3／10英寸厚、凸起區(qū)3／16英寸高、0．1英寸寬、間隔為0．5英寸的模子上成形。
各種如上所述的基本重量的薄片、約束薄片、開孔的紙薄片以及第二各種基本重量的薄片(從底往上)組成腔(注意第二各種基本重量的薄片的功能是一塊蓋片，用以防止聚合物內(nèi)層通過紙層上的孔膠接到壓機的上平臺上，因此它并不是最終擦拭用品的一部分)。
該組合件放在壓機的帶圖案的模子的頂上。壓機在約5000磅／英寸2的壓力下嚙合7～9秒鐘，然后將樣品轉(zhuǎn)80°，壓機再重新嚙合7～9秒鐘。該方法生產(chǎn)出外觀上美觀的晶體狀的模壓圖案。
在模壓迭層結(jié)構以后，除去最靠近開孔紙薄片的各種基本重量的薄片(亦即蓋片)。將產(chǎn)品切成8．5英寸×11英寸的合適尺寸，邊緣用烙鐵密封(如Harwil公司的T-7型產(chǎn)品)。
濕擴張試驗采用下列方法來確定層100或200的濕擴張率。樣品浸濕前在70°F和50％的相對濕度下調(diào)整2小時。
首先確定層平面內(nèi)的最大濕擴張率的方向。對干式起皺的紙薄片來說，該方向?qū)⑵叫杏跈C器方向，通常垂直于皺紋凸緣的方向。
如果不知道最大的濕擴張率的方向，可通過下列方法確定該方向。從一塊薄片上切下7塊樣品，樣品長度方向定為相對于在薄片上所劃的參考線的0°和90°之間。然后按下面的描述來確定最大濕擴張率的方向。
一旦最大的濕擴張率的方向確定，切出長度約為7英寸的8片樣品，其長度方向平行于最大濕擴張率的方向，寬度至少1英寸。樣品從層100或200的未連接部分上切出，如果不能從用品的未連接部分上切出上述尺寸的樣品，可以在各層連接以前從層100和200上切下樣品?？捎娩摴P等在每個樣品上做出兩個標記。該標記在平行于最大濕擴張率方向上相隔5英寸。該5英寸長度是樣品的初始試驗長度。
將每個樣品沉浸在蒸餾水槽中30秒鐘使之完全浸透。將每個樣品從水槽中取出并立即垂直懸掛，使通過兩個標記的線基本垂直。該濕的樣品懸掛成不影響兩個標記之間的擴張(例如夾子不與兩個標記之間的樣品接觸)。樣品的濕式試驗長度是兩個標記之間的距離，該距離是在樣品從水槽中取出后的30秒內(nèi)測量的。
每個樣品的濕擴張的百分比按下式計算濕擴張百分比=(濕式試驗長度-初始的干式試驗長度)／(初始的干式試驗長度)×100對于濕式試驗長度為6．5英寸，初始干式試驗長度為5．0英寸的樣品來說，濕擴張率是[(6．5-5)／5]×100=30％樣品的濕擴張率是8個樣品濕擴張的計算值的平均值。
濕式厚度對干式厚度之比濕式厚度對于式厚度之比是用Thwing-Albert儀器公司電子厚度試驗儀Ⅱ型、用下列方法測出的。樣品在試驗前在70°F和50％的相對濕度下調(diào)整2小時。
用品的干式厚度是采用確定壓力為95克／英寸2、加載壓頭直徑為2英寸的情況下測出的。測出8個樣品的干式厚度，對每個樣品而言，均用加載壓頭放在第一層100的未連接區(qū)的中部來測其厚度。8個測量值平均，以提供平均的干式厚度。
然后將每個樣品在蒸餾水槽中沉浸30秒。將樣品從水槽中取出，在取出后的30秒之內(nèi)測量濕式樣品的厚度，測量位置與前面提到的測量干式厚度的位置一樣。8個濕式厚度測量值平均得出平均的濕式厚度。濕式厚度對于式厚度之比是用濕式厚度平均值除以干式厚度的平均值。
權利要求
1．一種多層的一次性擦拭用品，其特征在于一個第一層，該第一層在其浸濕時可在其平面內(nèi)擴張，一個包括一層塑料薄膜的第二層，該塑料薄膜在浸濕時比第一層的擴張要小，其中第一層的選定部分連接到第二層上，以阻止第一層在其平面內(nèi)的濕擴張。
2．如權利要求1的用品，其中在用品使用前，第一層包括浸濕劑，其中浸濕劑使第一層在垂直于它的平面的方向上變形。
3．如權利要求1或2的用品，其中第一層的選定部分以預定的連接圖案連接到第二層上，從而提供若干第一層的未連接區(qū)。
4．如權利要求1-3中任何一個的用品，其中第一層的濕擴張率至少為4％，優(yōu)選值至少為10％，最好為至少25％。
5．按照權利要求1-4中任何一個的用品，其中第一層包括起皺的纖維素薄片，其中塑料薄膜是宏觀擴張的三維薄膜。
6．如權利要求1-5中任何一個的用品，其中塑料薄膜包括第一表面和第二表面，其中第二表面比第一表面具有較多的網(wǎng)紋。
7．如權利要求1-6中任何一個的用品，其中塑料薄膜呈現(xiàn)出通過孔的有利的流體流動方向，其中塑料薄膜相對于第一層定向，使通過孔的有利的流動方向朝向第一層。
8．如權利要求1-7中任何一個的用品，其中濕式厚度對干式厚度之比至少約1．1，推薦值至少約1．2，最好至少為1．4。
9．一種多層的一次性擦拭用品，其特征在于一個第一層，該第一層在浸濕時可在其平面內(nèi)擴張，一個包括三維開孔的塑料薄膜的第二層，該塑料薄膜在浸濕后的擴張小于第一層，一個開孔的第三層，該第三層在浸濕后可在其平面內(nèi)擴張，其中第二層放在第一層和第三層之間，其中第一層和第三層的選定部分連接到第二層上以分別阻止第一層和第三層在它們各自的平面內(nèi)的濕擴張。
10．如權利要求9的用品，其中濕式厚度對干式厚度之比至少約1．1，優(yōu)選至少1．4，最好至少約2．0。
全文摘要
公開了一種至少具有第一和第二塑料薄膜層的一次性擦拭用品,第一層的濕擴張率大于第二層。第一層可以是干式起皺的纖維素纖維的薄片,第二層可以是開孔的、三維塑料薄膜。第一層的選定部分連接到第二層上以阻止第一層在其平面內(nèi)的濕擴張。在一個實施例中,該擦拭用品包括一個第三層,該第三層可以是干式起皺的、濕擴張率大于第二層的纖維素纖維的開孔的薄片。第二層塑料薄膜放在第一層和第三層之間以阻止第一層和第三層在浸濕時的濕擴張。
文檔編號B32B7/12GK1291941SQ99803441
公開日2001年4月18日 申請日期1999年1月25日 優(yōu)先權日1998年1月26日
發(fā)明者尼古拉斯·J·尼斯英奇 申請人:寶潔公司