一次性清洁工具的制作方法

专利名称：一次性清洁工具的制作方法
背景技术：
本发明涉及包括嵌入在清洁薄片中的突起的清洁薄片，用于清洁软的或纤维型基材，如难以从地毯、室内装饰或衣服上去除包括湿头发或灰尘在内的碎片。
美国专利公开No.2003/0044569描述了一清洁薄片，它已经设置有固定到清洁薄片基材上的突起。该突起通过从表面，尤其是具有缝隙的粗糙或含纤维表面上去除灰尘和其它碎屑提供了增强的清洁功能，在上述缝隙中灰尘能够积聚并用标准的干清洁布等难以去除。然而，这种擦拭方式的问题在于突起通常借助于薄膜型背衬连接到清洁工具或布的表面上。这显著减小了清洁薄片用于清洁的表面面积。而且，突起很容易移位和脱落。
授予Silverstrone的美国专利No.4,703,538公开了适合于从地毯、地板、室内家具和其它表面拾取灰尘、纤维屑等的清洁工具。Silverstrone的清洁工具具有一辊子，该辊子带有由钩型材料制成的外表面。该辊子推过将进行清洁的表面，拾取灰尘、纤维屑等，然后当灰尘积聚在钩型材料上时必须手工清洁。
在授予Varon的美国专利No.4,042,995中也公开了用于从地毯上去除动物毛发的工具。该工具在连接到手柄上的头上具有聚乙烯硬毛。后沿处的硬毛密度大于其它地方，并且硬毛设置成锯齿形前沿模式。随着工具拉过地毯，硬毛拾取动物毛发。硬毛永久性地连接到清洁手柄的头上，并需要再次进行手工清洁。
在授予Calafut的美国专利No.5,036,561中公开了用于从织物上去除纤维球和纤维屑的装置。该装置具有支承基材，如泡沫片，该基材在一个表面上具有用于从织物上去除纤维球的基本一致的颗粒的摩擦涂层，该颗粒具有280至600磨料粒度，并在其另一表面上具有带倾斜绒毛等从织物上去除绒毛。该装置加工成安装在人的口袋或钱包中的尺寸。该装置的摩擦侧摩擦织物以去除纤维球。刷子的绒毛去除织物侧设计成在一个方向拉动时去除绒毛，然后在相对方向拉动时释放绒毛。
在美国专利No.6014788；5878034和美国公开No.US2002/0023666A1中描述了用于去除绒毛和碎屑的粘结辊，该粘结辊已知用于地毯、家居装饰和其它类型的织物。这些辊的粘结表面很快就覆盖有灰尘，并且必须替换。
发明概述本发明涉及一次性清洁薄片，用于从非光滑或粗糙表面，尤其是如地毯或家居装饰之类的纤维型表面上去除碎屑，尤其是毛发和灰尘。该清洁薄片包括含纤维基材和数个突起，该突起从嵌入在含纤维基材中的线束元件延伸。
本发明的清洁薄片使用突起从进行清洁的表面上去除碎屑，并且在突起的背衬不干扰含纤维基材的颗粒捕获的情况下，含纤维基材捕获去除的碎屑。而且，突起紧紧地嵌入在含纤维基材中，从而它们在使用中不会从基材上脱落。
附图简要描述本发明将参照附图进一步进行描述，其中在几个图中相同的附图标记表示相同的部件，并且其中
附

图1示意性地说明了用于形成突起的方法，该突起含有如附图3和4中所示的网(netting)和如附图5中所示的清洁薄片。
附图2是前体薄膜的透视图，该薄膜用于形成含有附图3(b)的网的突起。
附图3(a)和(b)是(a)用于形成含有本发明所述网的突起的第一实施例切割前体薄膜，(b)是形成到网中的切割前体薄膜。
附图4(a)至4(d)是本发明中使用的一侧突起型网的各实施例的透视图。
附图5是第一实施例突起的显微照片顶视图和底视图，该突起含有如附图4(a)中的网，该网嵌入到本发明所述纤维网状物中，形成清洁薄片。
附图6是突起钩网的实施例的示意性视图，该突起钩网嵌入到本发明所述的纤维网状物中，形成清洁薄片。
附图7是包括本发明的清洁薄片的手套的顶视图。
附图8是使用本发明的一次性清洁薄片的清洁拖把的透视图。
发明的详细描述本发明的一次性清洁薄片一般包括含纤维基材和如钩之类的数个突起，该突起嵌入到该含纤维基材中。该清洁薄片可以用作不连续薄片或具有背衬，例如它可以可拆卸地连接到清洁工具上，并随后除掉。
附图5和6中示出了本发明的一次性清洁薄片的实施例。
在本发明的清洁薄片中使用的突起形成有设置在一个或多个背衬元件上的突起，该背衬元件可以处于网或线束(strand)元件的形式。然后，这些突起嵌入到纤维网状物中，形成清洁薄片，其中该突起含有例如处于不连续的或连接的线束或一个或多个网的形式的背衬元件。该突起最好位于连接的线束元件上，从而形成网并在网中彼此按一定角度取向。线束，无论是分离的或部分连接的线束元件或更加紧固连接成网形式，一般具有第一外表面和第二外表面及两个侧表面。线束在第一或第二外表面中的至少其中一个上具有数个突起。最好在不使用如粘结剂或点粘结(例如，热粘结、超声波粘合等)之类的辅助连接装置的情况下，最好通过将无纺幅材的纤维“水刺(hydroentangling)”在线束周围，将含有线束的突起嵌入到含纤维幅材，例如无纺幅材中。
本清洁薄片中有用的无纺物包括由合成的、天然的或混合纤维制成的各种不同类型的无纺物。无纺物基材可以由各种方法制成，该方法包括但不局限于水刺法、纺粘法、梳理法等。优选的无纺物基材从包括纺粘基材、熔吹基材、水刺基材、针刺基材、气纺(airlaid)基材、梳理基材及其组合的组中选出。含纤维基材也可以是两个或多个层的层压板，其中一层是合适的无纺物基材。
适合用于形成本清洁薄片的优选无纺物基材的纤维材料包括例如天然纤维素塑料及合成物，如聚烯烃(例如，聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、合成纤维素塑料(例如，RAYON)及其混合物。如棉花或其混合物及从各种纤维素塑料源得来的之类的天然纤维也是有用的。用于形成本清洁薄片的基材的起始材料是合成材料，它可以处于梳理、纺粘、熔吹、气纺或其它结构形式。尤其适合的是聚酯，尤其是梳理聚酯纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维。随着清洁薄片擦过表面，例如地毯、室内装饰或其它纤维表面，基材的抗磨损性和抗撕扯性可以是选择基材的形式和纤维组成的重要因素。纤维的疏水性或亲水性程度根据薄片的期望目标进一步优化，该期望目标处于将要去除的污物的类型，有添加剂时，所提供的添加剂的类型，生物降解能力、有效性和这些事项的组合中的一种类型。一般来说，更容易生物降解的材料是亲水的，但更有效的材料往往是疏水的。
含纤维基材可以由单个纤维层制成或者可以是两个或多个单个层的层压板。优选地，基材为经过水刺或针刺方法制成的无纺物。在这方面，在水刺纤维的不连续层之前，可以期望在通过缠结接合各层之前，对每个层略微进行缠结。
无纺物基材最好初始制成具有将缠结在含有背衬元件的突起周围的足够自由纤维。在缠结到未粘结纤维上之前，该无纺物将进行处理，或另外进行处理。例如，在缠结成未粘接纤维，从而使纤维具有缠结含有线束的钩子所需要的移动性之前，无纺物可以进行例如机械拉伸或加工(操纵)，例如通过使用有槽的钳或隆起。一般地，合适的无纺幅材的非限制性例子包括干直纹幅材(dry laid web)、梳理幅材、纺粘幅材、熔吹幅材及其组合。这些幅材可以是弹性的或非弹性的。无纺幅材将具有从10至500g/m2的基重，优选的是20至200g/m2，或者最为优选的是30至100g/m2。
当进入缠结步骤时，无纺幅材的纤维不需要未粘接。然而，在缠结期间，需要有充分的自由纤维或纤维部分(也就是，其纤维或纤维部分可充分移动)，以提供缠结和在无纺幅材中嵌入含有背衬元件的突起的期望自由度。通过水刺期间的喷射力或针刺缠结中的针或通过无纺幅材的结构或通过机械或其它方式破坏幅材产生自由的或可移动的纤维可能提供这种纤维移动性。
水刺技术通常包括用来自喷射装置的液体流对至少无纺基材和含有背衬元件的突起，同时支承在穿孔支承件上的层压板的处理。该支承件可以是网筛或成型线或穿孔板。该支承件也可以具有图案，从而形成带有这种图案的无纺材料，或者可以设置成含有水刺的无纺突起的基材为无图案的。用于水刺的设备可以是如美国专利No.3485706中所述的任何常规设备。在这种设备中，通过将在例如至少200psi(表压)的压力下供给的液体(例如，水)朝受到支承的层压板的表面喷射，以形成微细的基本圆柱形的液体流实现纤维缠结。受到支承的层压板与水流交叉，直到无纺幅材的纤维随机缠结，并与含有背衬元件的钩子相互盘绕为止。在液体以从大约50至3000psi(表压)的压力下供给的情况下，该层压板可以在一侧或两侧上通过水刺设备数次。产生圆柱形液体流的孔能够具有现有技术中已知的典型直径，例如125微米(0.005英寸)，并可以设置成一行或多行，每行中有任意数量的孔。水刺的各种技术在前述美国专利No.3,485,706中进行了描述，并且该专利可以结合这些技术进行参照。其他缠结技术包括通过针穿孔进行机械缠结。可选的是，其它的功能层也可以在缠结操作期间合并到层压板中。其它层将是有小孔的或者可缠结的，并且能够包括针织幅材、铁丝网、其它功能性网或线束或纤维无纺幅材。该可选的可缠结层可以用于加强强度、弹性、美观、图案、软度、刚性或其他期望的属性。
在层压板已经缠结形成复合幅材或前体清洁薄片之后，它可以任选地但不是优选地在粘结工位(图1中未示出)进行处理，以进一步提高其强度。在美国专利No.4,612,226中公开了这种粘结工位。其他可选的辅助粘结处理包括热粘结、超声波粘合、粘结剂粘结、粘结处理的组合等。这些辅助粘结处理提供额外的强度，也可以硬化所得的产品(也就是，提供具有降低的软度)，并降低其蓬松度，因而这可能不是优选的。在优选实施例中，所有或基本所有辅助粘结都省略，或者在不到合成物的表面面积的30％的水平下使用，优选的是不到15％，最优选的是不到5％。
在合成物已经缠结之后，可以通过干燥风扇(或其它干燥装置，如现有技术中已知的通风干燥机)进行干燥，并卷绕在卷绕机上。
所形成的本发明的合成物包括含有背衬元件的突起，该背衬元件陷入或嵌入在含纤维基材中，从而含纤维基材的纤维存在于突起背衬元件的两个外表面上，并且在含有背衬元件的钩形元件的两个外表面上的纤维彼此缠结。例如，单个给定纤维可以在给定线束的两个表面上被找到，也能与给定线束的一个或两个表面上的其它纤维缠结。具有含有背衬元件的嵌入突起的纤维最好不分成明显的层，但是分成单个的整体幅材结构合成物。在不需要对纤维的背衬元件或线束进行如粘结剂粘结或热粘结之类的辅助粘结处理的情况下，这提供了整体突起合成物。
该含有背衬元件的突起和含纤维基材最好是沿着合成清洁薄片或抹布的纵向共同扩张，并且最好在某些实施例中在整个合成物结构上共同扩张。这提供了最好至少在纵向或横向上尺寸稳定的抹布合成物。当突起背衬元件包括处于粘在一起的网的形式的线束时，合成物在至少两个方向上基本具有尺寸稳定性(如上所述)。在整体合成物中，与含有背衬元件的突起或线束联接的含纤维基材产生突起和缠结的含纤维基材共同扩张的清洁薄片。
所形成的清洁薄片最好是极度柔软的，合成物的柔性基本上是含有背衬元件的突起元件的柔性，例如，具有小于400Gurley硬度单位的Gurley硬度，最好小于200Gurley硬度单位。由于不需要粘结剂或热层压，所以在层压过程中不会损坏突起，从而突起可以连续或间断地沿着背衬元件基本均匀和连续地分布在给定的纵向或横向范围内，该范围可以是线性的或非线性的。突起最好在给定方向上，并且最为优选的是在合成物的纵向和横向(或多个方向)上，例如线束存在的两个或多个方向上，均匀地分布在含有突起包含背衬的合成物清洁薄片的所有范围内。
由于粘结剂粘结或热粘结的缺少，允许形成有弹性的合成物清洁薄片，其中纤维在突起包含背衬元件或线束的一个或两个侧面上延伸，并最好覆盖背衬元件或线束的两个表面，以提供有弹性的合成物清洁薄片。
在一个实施例中，突起包含背衬元件可以是纵向地延伸或横向地延伸或者其他方向延伸，不连续地或松散地连接在至少一个表面上具有突起元件的线性或非线性线束元件。然后，纵向延伸的不连续线束可以进给到水刺过程中。采用至少该实施例，通过使用弹性机织幅材或无纺幅材可能形成有松紧性的清洁薄片合成物。然后，由于所具有的弹性幅材，缠结的合成物可以在各线束之间拉伸。如果线束连接，但是由于松散连接可以拉伸，或者如果线束由于非线性而可拉伸，也可以产生弹性。如网之类的其他类型的背衬元件，可在一个或多个方向上拉伸或扩展，也允许产生弹性清洁薄片层压板。弹性也可以在含有可扩展的背衬元件的合成物中产生，并且也具有合并到该合成物中的可扩展的非弹性幅材或无纺物。弹性也可以通过幅材等上的弹性线束和弹性合成物上产生的所连接的任何无纺物产生，该弹性线束具有与背衬元件的扩展方向成一定角度延伸的弹性。弹性也可以通过使用嵌入在可延伸的无纺物中的弹性线束元件产生。
可以通过纵向切开、纤维化或其它分离方法用含有薄膜的常规突起形成含有线束的单个不连续突起。优选的是，薄膜在薄膜的纵向上具有分子定向背衬，以帮助薄膜的分离或切开。该薄膜可以利用例如喷射水流、旋转刀片、激光等分离。
在美国专利No.4,001,366中描述了形成在本发明中有用的含有网的突起的第一种方法，它描述了通过挤出具有钩子的基本形状的背衬和肋板结构形成钩子(类似于美国专利Nos.4,894,060和4,056,593中所描述的方法)。通过将挤出的肋板和基材断续地切开(跳跃性切开)，然后将跳跃切开结构拉动扩展成网状或网而形成网状的幅材或网状构造。切开肋板形成了钩子原件。
美国序列号10/376979(3M案卷号58313US002)公开了通过对例如美国专利Nos.3,266,113、3,557,413、4,001,366、4,056,593、4,189,809和4,894,060或6,209,177中所描述的形成钩子紧固件的已知方法的新颖变型来形成含有网的聚合钩子的另一种方法。该异型挤出方法(profiled extrusion method)基本包括通过模板挤出热塑树脂，该模板将形状加工成形成至少一个基础薄膜层和突出到基础层的第一表面上方的至少第一组间隔隆起或肋板。通过模板形成的该间隔的隆起或肋板用于形成第一组网状或网的线束。第二组横向线束通过沿着长度以与隆起或肋板成一横向角度在间隔位置处横向切割基础层，形成不连续的切割部分。随后，纵向(在隆起或机器方向)拉伸隆起分离背衬的这些切割部分，该切割部分于是形成第二组网状或网的间隔线束。通过提供至少一组具有突起的基本轮廓的肋板或隆起，并在横向上切开这些肋板，将肋板横向于切割方向定向来形成该不连续突起。含有肋板或隆起的这些突起可以是第一组肋板或隆起的一部分或全部，或者可以是基础层的第二表面上的第二组肋板或隆起。
上述薄膜挤出方法产生含有线束的突起，通过切割肋板或隆起并基本拉伸背衬或基础层产生突起。通过异型薄膜挤出模具将该基本突起横截面形成在肋板上。该模具同时挤出薄膜背衬和肋板结构。这样，最好通过横向切割突起形状的肋板，然后通过至少在切割突起形状肋板的纵向上拉伸挤出的薄膜用肋板形成单个突起。背衬的未切割部分或背衬上的未切割肋板伸长，并变得较细或较小。然而，切割线之间的切割背衬和/或肋板区域基本保持不变。这导致肋板的单个切割部分在形成不连续突起的伸长方向上彼此分离。或者，使用相同类型的挤出方法，可以铣出肋板结构的区域，以形成不连续突起。采用这种异型挤出方法，挤出突起横截面或轮廓只受到模具形状的局限。
通过部分横向切割肋板，这些切割肋板也能够形成单个突起，该部分切割部分最好具有上述期望的突起元件的基本形状。所有肋板将在预选的平面中具有未切割部分。当薄膜在肋板的方向上拉伸时，肋板的该未切割部分将形成上面带有不连续突起的线束。然后，通过沿着长度在间隔位置处与肋板成一横向角度横向切透基础薄膜层，形成不连续切割部分。随后，纵向(在肋板的方向或机器方向上)拉伸肋板，将背衬的这些切割部分分离，这样切割部分形成网状或网的第二组间隔线束。肋板的未切割部分以与通过切割背衬形成的线束成一角度拉伸并形成线束。该拉伸也将钩形肋板的未切割部分定位，以增加它们的强度和柔性。
在附图1中示意性说明了用于形成如附图3(a)至3(b)和4(a)至4(b)所示的网状网或结网的上述方法。一般地，该方法包括以下步骤首先从挤压机51中通过具有开放切口的模具52挤出热塑树脂制成的条带50，如附图2中所示的条带1，加工形成具有基材层3的条带50，该开放切口例如通过放电加工而形成，并拉伸从基材层3的至少一个表面5突出的间隔肋板2，该基材层3具有期望突起的预定横截面形状。如附图2和3中所示，肋板2具有杆的结构，但也可以具有如附图4、5和6中所示的钩形结构。如果需要的话，则可以在基材层3的第二表面4上设置第二组隆起或肋板18，该第二组肋板或隆起可以具有任何预定形状。通过充满冷却液(例如水)的冷淬槽56，绕着辊子55拉动条带50，在此之后，通过切割器58至少沿着基材层3的长度横向切割该基材层3或者在其间隔位置7处切割基材层3，以形成该基材层3的不连续的部分6。这还将需要切割基材层的至少一个表面上的任何肋板。切割线7之间的距离大致与要形成的线束部分20的所期望宽度11相对应，如附图3(b)和附图4(a)至4(d)所示。切割线7可以与肋板2和/或18的长度延伸方向成大致从90°至30°范围内的任何期望角度。可选的是，可以在切割之前拉伸条带，以使形成基材层3或肋板2和/或18的聚合物具有进一步的分子取向，并且减小了隆起或肋板2和/或18的尺寸或基础层厚度12，还减小了通过切开基材层3所形成的线束20的尺寸。该切割器58可以使用任何现有的装置切割，如往复运动的或旋转的刀片、激光器或喷射水流，然而最好是使用相对于肋板2的长度延伸以大约60°至90°角度定向的刀片切割。
在切割基材层3和隆起或肋板2和/或肋板18之后，优选地在以不同表面速度驱动的第一对夹辊60和61与第二对夹辊62和63之间，以至少1.5的拉伸比进行拉伸，并且优选的是以至少大约3.0的拉伸比拉伸。这形成了由如附图3(b)中所示的肋板18形成的第一组取向线束8。可选的是，条带1也可以横向拉伸，以使线束20具有在它们的长度延伸方向上的取向。这种基本的挤出、(至少对基础层的)切割和拉伸通常将应用于本发明的各实施例。辊子61优选地受到加热，以便在拉伸之前加热基材层3，并且辊子62优选地被冷淬，以便稳定拉伸基材层3。拉伸使得基材层3的切割部分6之间产生间隔13，这样基材层的切割部分变成了完成的结网14的第二组线束20。然后，将纤维幅材从辊子67进给到把结网嵌入到纤维幅材中的缠绕台68中。纤维幅材能够应用于该结网的一个、或优选地是两个表面。
参照附图3(b)和4(b)，示出了示例性聚合结网，该聚合结网可以用一般由附图标记14表示的、在肋板中形成杆状突起24或钩形突起21的变型生产。该结网包括线束20和多个间隔开的突起24或21，该线束20具有基本平行的上下主表面23和22，该突起至少从线束20的上表面23突出。该线束20能够具有平坦表面或能够期望用于改变如柔性之类的属性的其它表面特征。线束20通过将肋板18切割和拉伸成线束8而彼此分离。在附图4(a)中，突起呈钩形元件的形状。附图4(b)是附图4(a)实施例的变型，其中钩形元件间隔得更宽，并不直接与每个线束部件8相邻。钩形元件也可以偏离线束部件8产生，并在线束20上位于线束8之间，如附图4(d)中所示。附图4(c)是类似于附图4(b)的另一变型。如附图4(b)和4(c)中所示，在结网或筛网的特定区域中钩形元件的缺少将提供不带有钩子的区域，以提供不具有粘结到另一基材上的突起的区域，如通过热粘结或粘结剂。附图4(d)的实施例可以被用于形成带有只沿横向延伸的不连续钩子的线束的清洁薄片。含纤维合成物可以使用附图4(d)的材料形成，该材料带有线束8，该线束8在横向上稳定线束20，同时结合到含纤维幅材上。然后能够裁剪掉含有线束8的部分，在最终的清洁薄片合成物上只保留线束20。这将在只在一个方向上需要拉伸强度的特定应用中是有用的。
附图5示出了最终清洁薄片合成物，其中如附图4(a)中所示的网嵌入到放置在该结网的两个表面上的无纺幅材中。该结网和无纺层并不通过热粘结或粘结剂而另外结合在一起。
在附图6中示意性地示出了清洁薄片合成物中的挤出的结网。在附图6中，位于一个表面上的钩形肋板沿着它们的长度在间隔位置处被部分横向切开。按照例如附图4和5的实施例所示，第二表面上的基材层被完全切开。当部分切割的钩形肋板纵向伸长或拉伸时，如附图4和5的实施例所示，它们(由肋板的未切割部分)形成钩形元件72和取向线束78。
如附图5和6中所示的清洁薄片至少在线束8、20、70或78的方向上可高度透气并尺寸稳定。尺寸稳定性意味着清洁薄片将在松弛和在线性延伸线束(例如8、20、70和78)的方向上放置在中等张力下时具有基本的相同尺寸。而且，如果具有彼此呈角度交叉的线性线束，则这些清洁薄片在一个以上的方向上也将尺寸稳定。然而，在具有交叉的线性线束的情况下，当在与两组线性线束成一角度的方向上受到拉伸时，结网及其合成物将伸长，并且在某些情况下将会趋向于弹性恢复至其尺寸稳定的形式。两个方向上的线性线束可以取向成增强它们的机械强度，减小它们的基重，同时增强它们的柔性和尺寸稳定性。
突起从清洁薄片向外延伸，以加强从表面、尤其是如地毯、家居装饰等的柔软表面上拾取颗粒材料，尤其是动物毛发或人类毛发。在优选实施例中，选择突起使得它们不被表面的纤维钩住或捕获。一般地，突起在从0.10至6毫米、优选地是从0.25至4毫米的范围内。
突起可以具有多种形状，包括、但不局限于钩子、倾斜纤维、刚毛等。附着到基材上的数个突起可以是一致的形状或可以是不同形状的组合。在一些实施例中，优选地是至少一些突起为钩形突起。优选地是钩形突起包括多种类型，包括例如“J型”钩子、“叉型”钩子、“蘑菇型”钩子、“香蕉型”钩子、“Y型”钩子、“多个尖端的”钩子等。
结合到本发明的清洁薄片中的突起和线束可以由多种材料制成，例如聚合树脂等，优选地是热塑性树脂。该热塑性树脂优选地包括热塑性聚合物，并且还可以包括粘性树脂、增塑剂和其它可选成分，如稀释剂、稳定剂、抗氧化剂、着色剂和填料。
形成本发明清洁薄片的突起的优选材料是热塑性树脂。在这里，该热塑性树脂将通常具有从大约45℃到大约260℃的软化温度，更为优选的是从大约80℃到大约200℃，甚至更为优选的是从大约90℃到大约180℃。热塑性树脂的“软化温度”可以根据标准方法ASTM D1525测量。优选的热塑性树脂包括热塑性聚合物，如苯乙烯共聚物混合物，其中共聚物从包括丁二烯、苯烯腈、二乙烯基苯、顺丁烯二酸杆的组中选择；嵌段共聚物，其含有聚苯乙烯端基和聚异戊二烯、聚丁二烯和/或聚乙烯丁烯中间嵌段(midblock)；如聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯-丙烯之类的聚烯烃；乙烯醋酸乙烯酯共聚物；丙烯腈-丁二烯共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚脂；如尼龙6和尼龙11之类的聚酰胺；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚氨酯；及其混合物。
此处用于形成本发明清洁薄片的突起的尤其优选的热塑性树脂包括聚乙烯(可以是低密度、高密度和/或交联的)、聚丙烯、其混合物和共聚物。
可以制成结网的优选聚合材料包括热塑性树脂，该热塑性树脂包括聚烯烃，例如聚丙烯和聚乙烯，聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龙、如聚对苯二甲酸乙二醇酯等之类的聚脂，以及其共聚物和混合物。优选的是，树脂是聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯-聚乙烯共聚物或其混合物。
本发明清洁薄片的优选突起由具有从大约75到大约1500kN/m2(10-4)优选的是从大约100至大约1000kN/m2(10-4)、更为优选的是从大约200至大约500kN/m2(10-4)杨氏模量的材料制成。可以用已知为ASTM D797的标准方法测量杨氏模量。
总体上，线束将嵌入到含纤维基材中，使得线束和突起占有含纤维基材中表面面积的从大约5％到大约80％、优选为从大约10％至大约70％、更为优选的是从大约15％至大约60％。突起能够只从清洁薄片的基材的一个外表面延伸，但是突起还可以从两个外表面延伸。
突起可以定位成使得两个连续突起之间的距离为至少0.15毫米，或在从大约0.2至大约10毫米的范围内、优选的是从大约0.2至大约5毫米的范围内、优选的是从大约0.3到大约5毫米的范围内、更优选的是从大约0.6至大约3毫米的范围内、更为优选的是从大约0.8至大约3毫米的范围内、最为优选的是从大约0.9毫米至大约2毫米的范围内。每平方厘米的突起数量将通常在从大约1到大约1000的范围内，优选的是在从大约10到大约100、更为优选的是从大约20到大约50的范围内。
本发明的清洁薄片包括数个突起，这些突起可以都属于相同形状或可以是具有两个或多个不同形状的突起的组合。也可能具有数个突起，这些突起都面对同一方向或者指向不同方向。为了在表面上提供最佳组合或碎屑去除和使清洁薄片易于移动，突起的形状和弹性优选地以期望进行清洁的表面为基础进行选择，尤其是如地毯、家居装饰等的柔软表面。例如，突起的形状和弹性还可以以进行清洁的地毯或家居装饰的类型为基础进行选择，在剪绒地毯上使用更具侵蚀性的钩子(例如，钩子的配合末端中弹性较小和/或弯曲较大)，而侵蚀性更小的钩子(例如，在钩子的配合末端中弹性较大和/或弯曲较小)被优选地用于环形地毯，如缎面(berber)地毯。一般地，突起越细，则单个突起之间的距离越大，所得到的清洁薄片的侵蚀性越小。
本清洁薄片的突起能够从要清洁的表面上拾取碎屑，从而含纤维基材能够将碎屑捕获到清洁薄片中。由于碎屑保持在纤维性清洁薄片中，所以一旦用户完成对表面的清洁，则用户能够简单地连同清洁薄片所保持的碎屑一起处理清洁薄片。
本发明清洁薄片的突起可以以随意或非随意的图案分布在本清洁薄片的基材上。突起可以相对于清洁薄片的基材布置在一个或多个不连续区域中，其中每个区域都包括数个突起。
在优选实施例中，突起被布置位于清洁薄片上的区域中，使得当清洁薄片被联接到清洁用具46的拖把头上时，突起与拖把头44的底表面(和/或侧面)对准，从而与将进行清洁的表面接触，如附图8中所示。包括数个突起的、与中央区域相邻的清洁薄片45的基材的区域没有突起，并且可被用于将清洁薄片在联接点49处联接到清洁用具的拖把头上。在另一实施例中，当本发明的清洁薄片被联接到清洁用具46的拖把头44上时，数个突起可以附着到基材上沿着拖把头的前端和/或尾端边缘或者环绕拖把头的竖直边缘的区域中。
在又一实施例中，清洁薄片在其两侧上可以包括前述突起、突起的组合、几行突起和/或突起应用区域中的任意一个。本实施例提供使单个薄片双重使用的优点。用户能够简单地将薄片联接到清洁用具上，如下文所述，并用它清洁表面。当薄片“粘满”头发或物体时，用户能够简单地将薄片从用具上取下，并重新联接或使用薄片的另一面，从而现在能够使用薄片仍然干净的侧面来清洁表面。
本发明的一次性清洁薄片能够可选地、但优选地还包括添加材料。为了增强本清洁薄片更好地保持碎屑，尤其是已经从进行清洁的表面上去除的小颗粒物质的能力，该添加材料可以联接到本清洁薄片的基材上。
数种添加材料可以适合于结合到本发明的清洁薄片中。对本发明清洁薄片特别有用的本发明的优选添加材料是聚合物添加剂，尤其是那些具有特别粘结特征的，如粘性值(Tack Values)、粘力变量(Adhesive Work Values)、内聚力/粘力比、和/或粘稠值。为了提高微细颗粒物质的拾取，如灰尘、棉绒和头发，尤其是较大颗粒物质，通常在家居地板和表面上发现的，如面包屑、污物、沙子、头发、碎食物玻璃渣和腐土，选择添加材料。另外，为了提高清洁薄片的颗粒拾取，同时保持清洁薄片易于在将清洁的表面上的滑动，仔细选择添加材料的类型和数量。如果清洁薄片由于其中结合有添加材料而太粘，则清洁薄片将不能轻易地滑过表面。
优选的聚合添加剂包括、但不局限于从包括压敏粘结剂、粘性聚合体及其混合物的组中选择出的添加材料。
该添加材料可以附着到基材自身上，或者可以附着到其中的突起上。添加材料可以均匀地应用于基材和/或突起上，或者可以应用于“区域”中。当将添加材料应用于区域中时，可以以随意或非随意的图案应用添加材料，如棋盘图案。在一个实施例中，添加材料均匀地分布在基材的宽度的中央部分上。
其它适当的添加材料包括蜡、油、粉末和其混合物。优选的蜡是石蜡，优选的油是矿物油。此处所使用的合适的粉末包括、但不局限于从由云母、淀粉、碳酸镁和其混合物组成的组中选出的粉末。
一般地，如聚合物添加剂之类的添加材料以不超过大约10.0g/m2、优选的是不超过6.0g/m2、更为优选的是不超过4.0g/m2、更加优选的是不超过大约2.0g/m2的聚合物添加剂的水平浸渍到本发明的清洁薄片上。而且，如聚合添加剂之类的添加材料通常以至少大约0.1g/m2、优选的是至少大约0.2g/m2、更为优选的是至少大约0.6g/m2的聚合添加剂水平浸渍到本发明的清洁薄片上。聚合添加剂可以通过如喷涂、开槽涂布(slot coating)、印刷或吻合涂布的任何常规手段而直接应用于基材上。
本发明的一次性清洁薄片可以被联接到如附图8中所示的清洁用具的拖把头上。该清洁用具可以用于在将清洁的表面上移动该一次性清洁薄片，例如地毯。在表面已经清洁之后，一次性清洁薄片可以被从清洁用具的拖把头上取下并抛弃。
清洁薄片可以用作单个薄片，或者可以联接到用户的手上，例如通过弹性带联接。该薄片还可具有联接装置，例如用于将一端连接到另一端上的粘结剂或钩环紧固件。在本实施例中，薄片的端部可以缠结在手上，并彼此固定，以形成滑动配合。
该薄片还可以被用于形成如附图7中所示的一次性露指手套，其包括至少一层具有突起的基材41。
在使用之后清洁薄片含有设置的碎屑的情况下，优选地通过用清洁薄片擦拭表面而简单地接触要被清洁的表面。可以用清洁薄片清洁的表面包括地毯、家居装饰和可以在家中、汽车等中发现的织物。清洁薄片还可以结合为用于刷洗猫和其它宠物的毛发的刷子的一部分。
例子1
使用类似于附图1中所示的设备制成网状钩式结网(mesh hooknetting)。使用6.35cm的单螺杆挤出机(长径比24∶1)，在175℃-230℃-230℃的料筒温度曲线和大约230的模具温度下挤出聚丙烯/聚乙烯抗冲共聚物(SRC7-644，1.5MFI(熔体流动指数)，Dow化学公司)。通过具有由放电加工形成的开放切口的模具将挤出物垂直向下挤出，从而产生挤出外形的幅材。上肋板的跨幅材方向的间隔是每厘米7.3个肋板。在通过膜具加工成形之后，挤出物以6.1米/分钟的速度在水温保持在大约10℃的水槽中冷淬。然后，使幅材前进通过切割台，在该切割台上，上肋板和基材层(而不是下肋板)以从幅材的横向测量的23度的角度进行横向切割。切口的间距是305微米。在切割上肋板和基材层之后，幅材以大约3至1的拉伸比在第一对夹辊和第二对夹辊之间受到纵向拉伸，以进一步将单个钩元件分离开成大约每厘米8.5个钩，从而产生类似于附图4a中所示的钩式网状结网。基材层的厚度为219微米。在拉伸之前，将第一对夹辊的上辊加热到143℃，以软化幅材。将第二对夹辊冷却到大约10℃。
通过在幅材的纵向、顺幅材方向切割1.3厘米宽的试样，测量钩状结网的抗拉强度。在该测试样本中具有11至12根线束。使用INSTRON拉力测试机测量断裂抗拉强度。进行5次重复试验，并一起进行平均。幅材的断裂抗拉强度为4.91kg/cm和0.55kg/线束。
然后，通过将钩状结网夹在两个30g/m2的未粘结梳理幅材之间，使两个无纺幅材与该钩状结网水刺在一起；每个幅材都包括70％的Wellman T310 1.5d聚酯纤维、25％的Lyocell 1.5d人造丝纤维和5％的Kosa T254 2d聚脂双组份人造短纤维。使用包括6歧管/喷嘴(3个位于幅材上面，3个位于下面)的常规水刺系统。在例如1995年2月14日授予Everhart等人的美国专利No.5,389,202中描述了基本操作程序。每个歧管都具有直径120微米的管口。管口以每线性厘米的歧管约16个管口的间距成单行定位。歧管水压连续升高到127kg/cm2，产生高能微细圆柱射流。水刺表面为美国田纳西州波特兰市的Albany国际公司制造的单层100不锈钢斜纹线背衬。结网和两个梳理幅材以大约每分钟10米的线速度通过歧管下面，在该歧管下面，它们受到水的加压射流的清洗并加强。使用现有实验室手抄纸干燥器对所得的合成幅材进行干燥。合成幅材具有类似布的感觉和外观，并且非常柔软和一致。小件的合成幅材被用于轻轻地擦拭污染的地毯。该幅材在从地毯上去除毛发方面非常有效。
权利要求
1.清洁薄片，它包括含有具有第一外表面和第二外表面的背衬元件的突起与从至少一个外表面延伸的若干突起的合成物，其特征在于，该含有背衬元件的突起嵌入在含纤维基材中，以至于基材的纤维存在于该背衬元件的两个外表面上。
2.如权利要求1所述的清洁薄片，其特征在于，该含有背衬元件的突起至少具有含有若干突起的若干线束元件。
3.如权利要求1所述的清洁薄片，其特征在于，该含有背衬元件的突起包括含有线束的不连续突起。
4.如权利要求2所述的清洁薄片，其特征在于，该若干线束元件在至少一个方向上线性延伸。
5.如权利要求1所述的清洁薄片，其特征在于，含纤维基材为具有从10至500g/m2的基重的无纺含纤维基材。
6.如权利要求5所述的清洁薄片，其特征在于，该无纺含纤维基材为未粘结梳理的无纺基材。
7.如权利要求5所述的清洁薄片，其特征在于，该合成物为弹性合成物。
8.如权利要求1所述的清洁薄片，其特征在于，该合成物突起为0.10至6mm。
9.如权利要求5所述的清洁薄片，其特征在于，一第二组线束在横交于一第一组线束的方向上延伸，并且两组线束在交叉点处结合在一起。
10.如权利要求9所述的清洁薄片，其特征在于，所述第二组线束相互平行并基本共同延伸，并具有第一表面和第二表面以及两个基本平行的侧表面，并且所述第二组线束的第二表面在交叉点处连接到所述第一组定位线束上，所述第一组定位线束在网的厚度方向占据一第一平坦横截面区域，所述第二组定位线束在网的厚度方向占据一第二平坦横截面区域。
11.如权利要求10所述的清洁薄片，其特征在于，所述第一和第二平坦横截面区域基本相互邻接且互不包容。
12.如权利要求10所述的清洁薄片，其特征在于，所述第一和第二组线束整体形成。
13.如权利要求1所述的清洁薄片，其特征在于，该突起存在于含纤维基材的大约5％至80％的表面积上。
14.如权利要求13所述的清洁薄片，其特征在于，该突起的数量从每平方厘米1个到1000个。
15.如权利要求14所述的清洁薄片，其特征在于，该含纤维基材用添加剂涂覆或浸渍。
全文摘要
本发明涉及改进的一次性清洁薄片，用于从不光滑或粗糙表面，尤其是如地毯或家居装饰之类的纤维性表面上去除碎屑，尤其是毛发。该清洁薄片包括含纤维基材和数个突起(21，24)，该突起从嵌入在含纤维基材中的线束元件(20)延伸。该清洁薄片使用突起将碎屑从进行清洁的表面上除去，并且在突起(21，24)的背衬不干扰含纤维基材的颗粒捕获的情况下，含纤维基材捕获所除去的碎屑。而且，突起紧紧地嵌入在含纤维基材中，从而它们在使用中不会从基材脱落。
文档编号A47L13/16GK1867287SQ200480030248
公开日2006年11月22日 申请日期2004年9月15日 优先权日2003年10月14日
发明者杰什里·塞思, 罗纳德·W·奥森, 金·C·萨克斯 申请人:3M创新有限公司