一次性清洁产品的制作方法

专利名称：一次性清洁产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及由熔体挤出纤维网形成的一次性干清洁制品，所述纤维网通过熔体挤出发泡表面活性剂结合到形成网络的纤维中。
美国专利4578414介绍了可润湿的烯烃聚合物纤维。所述纤维由包含聚烯烃树脂和一种或多种指定表面活性剂的组合物形成。这种活性剂的含量约为0.01-5重量％。表面活性剂可以是(1)与一、二和/或三甘油酯混合物合并的烷氧基化烷基苯酚；或(2)聚氧亚烷基脂肪酸酯；或(3)(2)与(1)中任何一个组分形成的混合物。优选的聚烯烃是聚乙烯，且所有的实例都采用乙烯/1-辛烯共聚物，后者明显是次要组分。
最近有人提出在一次性个人清洁产品中使用发泡表面活性剂和浸渍到非水溶性基底中的任选调理剂。这种非水溶性基底通常是纤维材料，如非织造纤维网。这样的一个实例见述于美国专利6063397，它将发泡表面活性剂和调理剂混合物加入非水溶性基底中，其中表面活性剂和调理剂的比例小于40∶7。这种产品出售时呈干态，由用户自己弄湿，用过后抛弃。同类早期专利提出了以小于20∶1的比例混合的发泡表面活性剂和油溶性调理剂，见美国专利5972361。此产品也是以干态物质销售，由用户自己弄湿，一般使用一次后就可以抛弃。美国专利6267975介绍了多层非水溶性基底，发泡表面活性剂和其他成分位于各层之间。所述多层具有不同的“松-软”比，以提高发泡效果。该专利介绍了相当多的非织造型网络，包括空气直纹网、熔吹网、旋粘网、粗梳网和湿直纹网。在所有这些干制品中，发泡表面活性剂都以传统涂敷技术如浸涂、缝涂等浸渍到非织造网等中。虽然一次使用有效果，但用过一次之后或洗过之后，这些涂层网通常会失去效果。
制备熔吹微纤维(BMF)网时，将热塑性聚合物或树脂如聚烯烃通过一排并列小嘴挤入高速气流中，高速气流将出来的树脂切成微纤维。气流产生的湍流使微纤维缠绕粘成网，网沉积在收集器如移动筛上。已知通过挤出热塑性树脂/表面活性剂预混物将表面活性剂嵌入网纤维中，可以使BMP网变得疏水。当热塑性树脂是聚丙烯时，就可能需要超过6重量％的表面活性剂(以树脂重量计)，以使网的疏水性和吸收性达到最大。更一般地，可以将表面活性剂局部施涂，例如喷涂到形成的BMF网上，见美国专利分案申请31885(Meitner)，该专利涉及BMF网作为制品或者说既能一次性清洗表面水渍又能清洗油渍的制品的应用。
美国专利4933229提出一种方法，它在挤出聚合物之前立即使用静态混合器，这样可以增加表面活性剂的负载量。所得网具有优良的湿网强度，可用作吸收制品。所述表面活性剂不是发泡型的，该网不可用作清洁制品。美国专利4578414(Sawyer等)提出，该发明的特征在于“它是将表面活性剂直接融入大量聚合物树脂中，而不是将共聚物加入已制出的纤维结构中，或对其进行表面处理，这与原有技术是不同的”(col.6，23-26)。Sawyer进一步说，优选混合物包含约95-99.9％烯烃聚合物，其余的为表面活性剂。
美国专利4070218(Weber)涉及旋粘非织造网，它与BMF网的不同之处在于其纤维基本上是连续的，沉积后在交叉点上基本不会熔合在一起。Weber网由热塑性树脂如聚丙烯和表面活性剂(称作“润滑剂”)组成的混合物形成。“或者，如果需要的话，可以直接将润滑剂定量加入挤出机12”(col.2，57-59)。砑光之后，“加热粘结网34，使润滑剂迁移到纤维表面”(col.4)。Weber表面活性剂的分子量为200-4000。
人们需要一种一次性干态发泡清洁制品，它具有多种用途或清洁功能，例如用于个人护理或家庭护理。
发明概述本发明提供了由熔体挤出纤维网形成的一次性干清洁制品，所述纤维网具有结合到形成网络的纤维中的0.5-20重量％熔体挤出发泡表面活性剂。在本发明中，干制品一般包含热塑性聚合物的熔体挤出纤维网，其基重约为10-200g/m2，宜为10-150g/m2，其中所述纤维含有发泡表面活性剂，它在制品中的含量使得制品可以用两次(2)或多次，清洁泡沫体积为5ml或以上，初始泡沫体积至少为50ml。
新熔体挤出网可通过下述连续步骤制备(a)在挤出机中加入热塑性树脂，如聚丙烯；(b)在表面活性剂不明显降解的温度下将发泡表面活性剂混入树脂；(c)使混合物形成熔体挤出纤维；(d)任选地直接收集纤维；(e)形成纤维网，任选进一步处理形成的网，如涂敷其他组分、层压到其他层上或增加其强度等。
附图简介结合附图更容易理解本发明，其中

图1所示为制造用于形成本发明干制品的吹制微纤维网的设备示意图。
优选实施方式详述本发明非织造清洁制品可用于清洁皮肤或头发。形成非织造清洁制品的纤维至少部分为含有发泡表面活性剂的熔体挤出纤维。这些纤维包含熔体挤出发泡表面活性剂。所述制品还可包含调理和非调理活性或非活性成分，它们可沉积到皮肤或头发上。皮肤调理剂和其他成分通常可涂敷或浸渍到基底上，通过湿制品和皮肤之间的表面接触，这些成分直接转移到皮肤或头发上。基底中还可以干涂或浸渍其他发泡表面活性剂。
非织造清洁制品每面的质地可以相同或不同，例如一个是粗糙面，一个是光滑面。非织造基底可以作为高效的发泡和剥落工具。通过与皮肤或头发物理接触，所述清洁制品明显有助于清洁和清除灰尘、化妆品、死皮和其他碎屑。非织造清洁制品还可以饰以浮饰以提高强度，或者任选饰以图案，以提供美学效果。
发泡表面活性剂通常是这样一种表面活性剂，当它进入纤维，用在清洁制品中，与水结合并机械搅拌后，能产生泡沫，或以超过30，宜超过40，最好超过50ml的初始泡沫体积发泡，如下面所定义的。这些表面活性剂应当柔和，也就是说这些表面活性剂具有足够的清洁效果，但不会使皮肤或头发过分干燥(例如带走过多的中性油和/或水分)，但能满足上述发泡标准。熔体挤出发泡表面活性剂进入熔体挤出纤维后，应当能够经受挤出过程中的温度。表面活性剂中所含耐高温发泡表面活性剂较多时，所述表面活性剂可在进入挤出机之前或在挤出机当中与树脂混合。如果对温度敏感的表面活性剂较多，或者为了提高表面活性剂含量，可以在挤出之后在混合器中加入表面活性剂。一般地，进入纤维的熔体挤出发泡表面活性剂或其他熔体挤出活性或非活性成分的温度敏感性可通过已知技术测定，如差示扫描量热法(DSC)和/或热重分析(TGA)。在普通挤出温度下不会降解的其他成分包括其他表面活性剂、活性剂、填充剂、加工助剂、颗粒、着色剂、芳香剂、调理剂等，它们也可以在挤出之前、当中或之后(即在混合器中)加入。颗粒或纤维材料也可以在挤出含有熔体挤出纤维的发泡表面活性剂之后，用已知技术加入网中，或网上。
术语“有限使用”在这里指制品在使用一次或多次，通常为3-10次，宜为3-5次之后抛弃，此时泡沫值通常至少为5ml，宜至少为10ml，最好至少为15ml。术语“水活化”在这里指本发明制品以干态形式呈现到终端用户手中，用水润湿后再使用。研究发现这些制品与水接触后会产生泡沫或者说被“活化”，然后使制品进一步受机械作用，如刮擦。术语“基本呈干态”在这里指使用之前，制品基本上是不含水的，手摸上去一般是干的。因此，本发明制品的含水量一般小于约10重量％，宜小于约5重量％，更宜小于约1重量％，前述含量在干燥环境中，例如低湿度环境中测定。本领域普通技术人员即能理解，本发明制品中的含水量会随着环境相对湿度变化。术语“柔和”在这里指本发明发泡表面活性剂和制品与基于合成皂的柔和的烷基甘油醚磺酸盐(AGS)表面活性剂相比对皮肤无刺激。
在另一个优选实施方式中，本发明熔体挤出制品可与其他类似熔体挤出制品层、其他不同官能化层结合，如美国专利6153208所述，其内容在此引为参考。这些其他层或网可以是通过水造纸法(aqueous papermaking)制备的纸品。其他层也可以包含织造材料、非织造材料(包括空气成网、湿法成网、粗梳成网和水刺法非织造材料，以及其他熔体挤出非织造网如旋粘或熔吹纤维网、泡沫、絮等)。各层可以利用任何合适的方法连接，包括(但不限于)粘合剂粘结、机械连接、热粘合、机械-热粘合、超声波粘合及它们的组合。这些其他层可以包含上述任何活性或非活性成分，或者提供其他好处，如吸收性、拉伸性、弹性、磨蚀性等。
本发明制品包含一种或多种发泡表面活性剂，它们可以融入形成制品的熔体挤出纤维中。本发明优选制品在熔体挤出纤维中包含足够量的一种或多种发泡表面活性剂，以使制品能够产生50ml初始泡沫体积(95℃下中等硬度的水)，所述泡沫体积根据下述泡沫体积测定方法测定。本发明制品宜包含约0.5-20％，更宜为约1.0-20％，最好为约5-20％的熔体发泡表面活性剂(以熔体挤出纤维的重量计)。
相当广泛的发泡表面活性剂都适用于本发明，包括那些选自阴离子发泡表面活性剂、非离子发泡表面活性剂、两性发泡表面活性剂及其它们的混合物。阳离子表面活性剂也可用作任选组分，只要它们不对所需发泡表面活性剂的整体发泡性质造成负面影响。
用于湿润非织造纤维结构的其他合适的表面活性材料有阴离子表面活性剂，如脂族硫酸盐，例如二辛基磺基琥珀酸钠(以Aerosol-OT销售)或非离子表面活性剂，如聚乙氧基化合物，例如壬基苯氧基聚(亚乙氧基)乙醇(以IGEPALCO-730销售)。这种湿润表面活性剂也可包含于要进行熔融加工的聚合物中，如美国专利3973068和4070218所述。
用已知技术也可将其他发泡表面活性剂涂敷或浸渍到非织造抹擦制品中。这种额外涂敷的发泡表面活性剂不只是熔体挤出纤维中已经含有的发泡表面活性剂。这些额外发泡表面活性剂不受熔体挤出发泡表面活性剂降解因素的限制。物理嵌入或浸渍到抹擦制品中的其他发泡表面活性剂的总含量为0.5-20重量％，宜为1-15重量％(以非织造抹擦制品或层的重量计)。这些额外涂敷的发泡表面活性剂可提高其初始发泡性，同时熔体挤出表面活性剂还可供后续使用或清洗。
可用于本发明组合物的发泡表面活性剂的非限制性例子(作为熔体添加剂和/或涂敷)见述于McCutcheon编《洗涤剂与乳化剂》(Detergents andEmulsifiers)，北美版(1986)，由Allured出版公司出版；McCutcheon编《功能材料》(Functional Materials)，北美版(1992)；美国专利3929678，其整体内容在此引为参考。
相当多的阴离子发泡表面活性剂可用于本发明。阴离子发泡表面活性剂的非限制性例子包括肌氨酸盐、硫酸盐、羟乙磺酸盐、牛磺酸盐、磷酸盐、乳酸盐、谷氨酸盐和它们的混合物。这里所用其他阴离子材料有脂肪酸肥皂(即碱金属盐，例如钠盐或钾盐)，通常含约8-24个碳原子，宜含约10-20个碳原子。制造肥皂所用脂肪酸可通过天然来源获取，例如从植物或动物身上得到的甘油酯(例如棕榈油、椰子油、大豆油、蓖麻油、牛油、猪油等)。脂肪酸也可同步制备。
优选的阴离子发泡表面活性剂的非限制性例子选自十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二亚烷基(laureth)硫酸铵、十二亚烷基硫酸钠、十三亚烷基(trideceth)硫酸钠、十六烷基硫酸铵、十六烷基硫酸钠、椰子酰基(cocoyl)羟乙磺酸铵、十二酰基羟乙磺酸钠、十二酰基乳酸钠、十二酰基乳酸三乙醇胺、己酰基乳酸钠、十二酰基肌氨酸钠、十四酰基肌氨酸钠、椰子酰基肌氨酸钠、十二酰基甲基牛磺酸钠、椰子酰基甲基牛磺酸钠、十二酰基谷氨酸钠、十四酰基谷氨酸钠、椰子酰基谷氨酸钠和它们的混合物。
这里所用非离子性发泡表面活性剂包括烷基葡糖苷、烷基多葡糖苷、多羟基脂肪酸胺、烷氧基化脂肪酸酯、发泡蔗糖酯、氧化胺和它们的混合物。
这里所用优选非离子性表面活性剂的非限制性例子选自C8-C14葡糖酰胺、C8-C14烷基多葡糖苷、椰子酸蔗糖酯、月桂酸蔗糖酯、氧化月桂胺、氧化椰子胺和它们的混合物。
这里所用术语“两性发泡表面活性剂”也包括两性离子表面活性剂，它作为两性表面活性剂一个小类为本领域的熟练配方人员所熟知。本发明组合物中可以使用相当广泛的两性发泡表面活性剂。特别有用的是作为脂族仲胺和叔胺的衍生物而受到广泛描述的那些两性发泡表面活性剂，特别是其氮处于阳离子状态的，其中脂基可以是直链或支链，所述脂基中有一个基团包含可离子化水溶基，例如羧基、磺酸基、硫酸基、磷酸基或膦酸基。
两性或两性离子表面活性剂的非限制性例子选自甜菜碱、磺基甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、烷基亚氨基乙酸盐、亚氨基二链烷酸盐、氨基链烷酸盐和它们的混合物。
本发明制品还可包含调理组分，在使用制品时用来调理皮肤或头发。这种调理组分一般可用常规技术涂敷或浸渍到非织造抹擦制品中，如美国专利6063397或6269975所述，这两个专利的内容在此整体引为参考。或者，调理组分也可以与溶体挤出聚合物一起挤出。本发明调理组分包括水溶性调理剂；油溶性调理剂；调理乳液；或者上述三者的任意组合。
涂敷到抹擦制品上的其他发泡表面活性剂与任何调理组分的重量比一般小于约40∶7，宜小于约5∶1，更宜小于约2.5∶1；最好小于约1∶1。或者，其他发泡表面活性剂的含量约为1-75％、宜约为10-65％、更宜约为15-45％，调理组分的含量约为15-99％、宜约为20-75％、更宜约为25-55％，以上均以清洁和调理组分的重量计。
加入或浸渍到本发明制品中的组合物可以包含相当宽泛的其他任选成分。这些成分中有一些在此进一步列举出来。特别有用的是加入的聚合物(与构成基底的聚合物材料不同)、各种活性成分和在清洁与调理过程中对皮肤或头发起非调理或非清洁作用的阳离子表面活性剂。
本发明制品可任选包含安全有效量的一种或多种活性成分或其医药上可接受的盐。
这里所用术语“安全有效量”指活性成分的量要足够高，以改善要处理的皮肤的状况或给皮肤带来所需好处，但同时要足够低，以避免产生严重的副作用，在良好的医学判断范围内达到合理的利益/风险比。活性成分的安全有效量取决于具体活性成分、活性成分渗入皮肤的能力，使用者的年龄、健康状况和皮肤条件，以及其他因素。
这里所用活性成分可根据它们的治疗效果或假设的作用模式来分类。但应理解，这里所用活性成分在某些情况下可能具有一种以上的疗效或通过一种以上的模式发生作用。因此，这里的分类仅仅是出于方便，并不是要将某个活性成分限制在所列举的一个或几个具体应用上。这些活性成分在医药上可接受的盐在此也可以使用。
防唑疮活性成分包括(但不限于)角质层分离剂如水杨酸(邻-羟基苯甲酸)、水杨酸衍生物和间苯二酚；类维生素A及其衍生物；含硫的D和L氨基酸及其衍生物和盐；抗生素和杀菌剂如过氧化苯甲酰、皮脂盐(sebostats)；胆汁盐。
防皱和防皮肤萎缩活性成分包括(但不限于)维生素A酸及其衍生物(例如顺式和反式)；视黄醇；视黄醛；视黄酯；维生素B3化合物；水杨酸及其衍生物；含硫的D和L氨基酸及其衍生物和盐，特别是N-乙酰基衍生物；硫醇；羟基酸、植酸、硫辛酸；溶血磷脂酸、蜕皮剂(例如苯酚等)。
化妆缓和活性剂可有效预防或治疗皮肤炎症。缓和活性成分改善了本发明对皮肤外观的好处，例如这些药剂能使皮肤色调或颜色更均匀、更好看。组合物中消炎剂的准确用量取决于具体使用的消炎剂，因为这些消炎剂的效力差异很大。
非甾族类消炎活性成分(NSAIDS)包括如下几类丙酸衍生物；乙酸衍生物；芬那酸(fenamic acid)衍生物；联苯羧酸衍生物；昔康(oxicam)。所有这些NSAIDS在Sunshine等发表于1991年1月15日的美国专利49854S9中有充分的描述，其全部内容在此引为参考。
有用的局部麻醉药或活性剂包括苯坐卡因、利多卡因、布比卡因、氯丙卡因、辛可卡因、依替卡因、卡波卡因、丁卡因、达克罗宁、己卡因、丙卡因、可卡因、氯胺酮、普莫卡因、苯酚和其医药上可接受的盐。
人造鞣剂可通过增加皮肤中的黑色素或产生皮肤中黑色素增加的效果来帮助模仿天然晒黑的样子。人造鞣剂和促进剂的非限制性例子包括二羟基丙酮；酪氨酸；酪氨酸酯，如酪氨酸乙酯和酪氨酸葡糖酯；乙酰基酪氨酸；磷-DOPA，巴西红木红；咖啡因；咖啡萃取物；二羟基丙酮，DNA片段，异丁基甲基黄嘌呤；甲基黄嘌呤；前列腺素；茶叶提取物；茶碱；它们的混合物。皮肤增白活性剂会减少皮肤中的黑色素。
皮脂刺激剂可增加皮脂腺产生皮脂的量。这些皮肤护理活性剂对进入更年期之后的妇女尤其有用，因为她们的皮脂分泌不足。皮脂刺激剂的非限制性例子有薯叶酸、脱氢异雄酮(也称DHEA)、阿魏酸酯和它们的混合物。
皮脂抑制剂可减少皮脂腺产生的皮脂量。皮脂抑制剂的非限制性例子有黄瓜提取物、脱氢乙酸及其盐、二氯苯基咪唑基二氧戊环、烟酰胺、根皮素、S-羧甲基半胱氨酸、噻克索酮、生育酚和它们的混合物。
本发明制品还可任选包含一种或多种阳离子表面活性剂，只要所选的这些材料不会干扰所需发泡表面活性剂的整体发泡性质。阳离子表面活性剂可用作抗静电剂或乳化剂。这里所用阳离子表面活性剂的非限制性例子包括阳离子烷基铵盐、氨基酰胺。这里特别优选的阳离子表面活性剂选自氯化二(十二烷基)二甲基铵、氯化二(十八烷基)二甲基铵、氯化二(十四烷基)二甲基铵、氯化二棕榈烷基二甲基铵和它们的混合物。
本发明制品可包含相当多的其他任选组分。这些额外组分在药学上应当是可以接受的。《CTFA化妆品成分手册》(CTFA Cosmetic IngredientHandbook)(1992年第二版，其全部内容在此引为参考)介绍了在皮肤护理行业中广泛使用的各种非限制性化妆品和药物成分，这些成分也可用于本发明组合物中。这些成分功能分类的非限制性例子见述于该文献第537页。上述及其他功能分类的例子有研磨剂、吸收剂、防结块剂、抗氧化剂、维他命、粘结剂、生物添加剂、缓冲剂、膨胀剂、螯合剂、化学添加剂、着色剂、化妆收敛剂、化妆杀菌剂、变性剂、药物收缩剂、外用止痛剂、成膜剂、芳香组分、保湿剂、遮光剂、pH调节剂、防腐剂、推进剂、还原剂、皮肤增白剂、防晒剂或美容组分如香料、颜料、染色剂、精油、皮肤感觉增强剂(sensate)、收缩剂、皮肤缓和剂和皮肤治疗剂。
适合形成本发明非织造清洁制品或抹擦制品的非织造纤维层或网的溶体挤出纤维可通过广泛用于形成纤维的各种热塑性聚合物制备。合适的热塑性聚合物可选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、含丙烯酸单体的共聚物和它们的混合物及共聚物。合适的聚烯烃包括聚乙烯，例如线性低密度聚乙烯；高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和中密度聚乙烯，聚丙烯，例如全规聚丙烯和间规聚丙烯，它们的混合物以及全规聚丙烯和无规聚丙烯的混合物；聚丁烯，例如聚(1-丁烯)和聚(2-丁烯)；聚戊烯，例如聚4-甲基-1-戊烯和聚(2-戊烯)；以及它们的混合物和共聚物。合适的聚酰胺包括尼龙6、尼龙6/6、尼龙10、尼龙4/6、尼龙10/10、尼龙12、尼龙6/12、尼龙12/12，和亲水聚酰胺共聚物，如己内酰胺和亚烷基氧化物例如环氧乙烷的共聚物，六亚甲基己二酰胺与亚烷基氧化物的共聚物，以及它们的混合物和共聚物。合适的聚酯包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环亚己基二亚甲酯，它们的混合物和共聚物。丙烯酸共聚物包括乙烯-丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸酯、乙烯-乙基丙烯酸酯、乙烯-丁基丙烯酸酯和它们的混合物。特别合适的聚合物有聚烯烃，包括聚乙烯，例如线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和它们的混合物；聚丙烯；聚丁烯；它们的共聚物和混合物。
这里所用术语“纤维”包括长度不确定的纤维(例如丝或旋粘纤维)和长度分散的纤维，例如纺纱用的人造短纤维或熔吹纤维。本发明所用挤出纤维可以是多组分纤维，其中一种或多种组分可以包含一种或多种发泡表面活性剂。术语“多组分纤维”指纤维截面上至少有两个不同的径向同延结构化聚合物区，而不是像混合物中那样各聚合物区域倾向于分散、无规或不成结构的纤维。因此，不同区域可以由不同类的聚合物形成(例如尼龙和聚丙烯)，也可以由同类(例如尼龙)但性质或特征不同的聚合物形成。因此，术语“多组分纤维”意在包括(但不限于)同心和不同心外壳-核心纤维结构、对称和不对称肩并肩纤维结构、“海-岛”纤维结构、“饼-楔”纤维结构和这些构形的空心纤维。不同的聚合物可用来形成不同的性质，或用作不同熔体添加组分或添加剂的载体。
水性或亲水性活性组分可以涂敷到非织造抹擦制品上，或者嵌入纤维形成清洁制品网，或者作为添加剂纤维加入纤维网，其中添加剂纤维可以是亲水纤维或经过亲水改性的纤维。亲水纤维包括天然或合成纤维，如棉纤维、纤维素纤维、人造丝等。如果用棉或其他非热塑性纤维，则宜将它们与热塑性纤维混合，使非织造抹擦制品至少含有50重量％热塑性纤维，宜含75重量％热塑性纤维。此外，可以用任何表面活性剂，包括离子和非离子表面活性剂对纤维进行亲水改性。合适的表面活性剂可以是内部改性剂，即改性化合物在旋涂或形成纤维之前加入聚合组合物中；也可以是局部改性剂，即改性化合物在形成纤维或非织造网的过程中或之后局部施加。Sawyer等的美国专利4578414介绍了内部改性过程的一个实例。Sayovitz等的美国专利5057361介绍了局部改性过程的一个实例。合适的表面活性剂的例子包括硅树脂基表面活性剂，例如聚亚烷基氧化物改性的聚二甲基硅氧烷；氟代脂族表面活性剂，例如全氟烷基聚亚烷基氧化物；其他表面活性剂，例如乙酰基-苯氧基聚乙氧基乙醇非离子表面活性剂，烷基芳基聚醚醇和聚环氧乙烷。适用于本发明的市售表面活性剂包括各种聚(环氧乙烷)基表面活性剂，可以商品名Triton，例如X-102级购于Rohm andHass Corp.；各种聚乙二醇基表面活性剂，可以商品名Emerest，例如2620和2650级购于Emery工业公司；各种聚亚烷基氧化物改性的聚二甲基硅氧烷基表面活性剂，可以商品名Silwet，例如Y12488级购于OSI Specialty Chemicals；烯烃琥珀酰胺表面活性剂，可以商品名Lubrizol，例如0S85870购于Lubrizol公司；聚氧亚烷基改性的氟代脂族表面活性剂，可购于3M公司。每种应用中所需表面活性剂和改性纤维的亲水性取决于所选表面活性剂的类型和所用聚合物的类型。一般地，表面活性剂的局部或整体加入量约为0.1-10％，宜约为0.3-6％(以纤维或非织造网的重量计)。
其他活性试剂或添加剂可由使用者加入，或者用任何传统技术预浸渍到非织造抹擦制品中，所述技术用于将液体或粉末浸渍或施涂到多孔材料中，如喷涂、浸涂、涂敷或印涂。任选地，一旦非织造制品浸渍了活性试剂或其他添加剂，任何含活性试剂的液体中的液体成分可蒸发掉，形成重量较低的非织造垫，使用的时候可以用合适的溶剂或水再活化。
本发明的非织造纤维制品网可直接由形成聚合物的热塑性纤维形成，如利用由聚合物熔体直接形成非织造织物的旋粘或熔吹等技术。或者，纤维也可以先挤出，然后用已知技术形成非织造网，如粗梳、气成、针刺、湿成等。这些非织造纤维网可根据最终用途进行改性，如混入其他独立的纤维或颗粒，涂敷其他成分，或者加入合适的熔体添加剂。
各个不同的清洁制品可以具有任何合适的尺寸，但是，对于多数用途来说，抹擦制品的总表面积一般为10-100cm2，宜为20-50cm2，这样便于使用。因此，所述制品为具有合适尺寸的抹擦产品，可插入包装袋，容易放进使用者的钱包或口袋。形成非必需容器的材料通常并不重要，可由合适的纸、塑料、纸膜层压物等形成。抹擦制品的形状通常为距形；但是，其他合适的形状也是可以的，如椭圆形、圆形等。一般地，包装袋中装入的不同抹擦制品通常包含多种密度的制品或抹擦物，例如超过2种，宜至少为10种。
图1所示为制造用于形成本发明干态清洁制品的吹制微纤维网的装置结构图。该装置包含常规的BMF生产结构，其介绍见(例如)van Wente的《超细热塑性纤维》(Superfine Thermoplastic Fibers)，工业工程化学(IndustrialEngineering Chemistry)，Vol.48，pp.1342及以下(1956)，或者van Wente，A.，Boone，C.D.和Fluharty，E.L.海军研究实验室(Naval ResearchLaboratories)第4364号报告，出版于1954年5月25日，题目为《超细有机纤维的生产》(Manufacture of Superfine Organic Fibres)。该结构包含挤出器10，带有树脂料斗11和一系列加热套12，用于加热挤出管。熔体聚烯烃树脂从挤出管出来，进入泵14，泵可更好地控制熔体聚合物流过设备的下游部件。从泵14出来后，熔体树脂流进混合器15，混合器含有树脂输送管16，输送管中具有Kenix型静态搅拌机18。一系列加热套20控制熔体树脂流过输送管16时的温度。混合器15还包括注射口22，它靠近输送管的进口末端，注射口与高压计量泵24相连，泵24可将表面活性剂注射到静态混合器18，使之汇入熔体聚烯烃树脂流中。从输送管16出来之后，熔体树脂通过BMF模26被送入高速热气流，热气流将熔体树脂拉出并切成微纤维。微纤维通过收集器28时固化并形成粘性网30。此方法特别可取的地方是，它能产生直径很细的纤维，可直接形成纤维网而不需要在后面经历粘合步骤。另外，这种方法产生的无序纤维流很容易将收集之前进入纤维流的各纤维或颗粒合并起来，形成纤维网，如美国专利4100324所述。加入的这些纤维或颗粒在纤维基体中会缠结起来，而不需要其他粘合剂或粘合过程。加入的这些纤维可增加纤维网的蓬松度、磨蚀性或松软度。如果需要磨蚀性，加入的纤维通常直径为40-70μm；而若需要蓬松度和/或松软度，则加入直径为1-30μm的纤维。此抹擦产品的总基重一般为10-500g/m2。
熔体挤出纤维也可用常规旋粘技术形成，它在挤出前将熔体可加工发泡表面活性剂、其他表面活性剂和其他熔体可加工添加剂组分加入树脂中。不过，对于旋粘纤维网，通常要求随后进行粘结，这使得加入其他不同颗粒或纤维变得困难了。
测定方法基重从纤维网上模切出10cm×10cm的样品，称重，结果近似到0.1克。测定三个同样的样品，求平均值，记录单位为克/米2。
卡钳测量用TMI直接接触标准尺测定纤维网厚度，单位为英寸。测定三个同样的样品，求平均值，记录单位为毫米。
泡沫体积测定纤维网形成泡沫的能力时，将13cm×18cm纤维网样品置于500mL锥形烧瓶中。然后在烧瓶中添加350mL 40℃自来水，并用橡皮塞密封。剧烈摇动烧瓶30秒，然后通过烧瓶边上的刻度读出增加量，据此测定产生的泡沫的体积。接着移走样品，抽干内容物。重复此步骤，直到没有明显的泡沫。一共测定5次泡沫体积。最大可测泡沫体积为200mL。
比较例C1Olay日用面巾——标准到干燥，宝洁公司。
C2Noxema H2泡沫面巾，宝洁公司。
C3Dove日用湿巾——敏感皮肤，联合利华公司。
实施例1用类似于图1所示装置制备熔吹微纤维网(BMF)，所用方法见Wente，Van A.《超细热塑性纤维》，工业工程化学，Vol.48，pp.1342及以下(1956)，或者van Wente，A.，Boone，C.D.和Fluharty，E.L.海军研究实验室第4364号报告，出版于1954年5月25日，题目为《超细有机纤维的生产》，和美国专利3849241和3825379，以及普通授权的美国专利4933229。树脂输送管16长102厘米(40英寸)，有直径为1.0厘米(3/8英寸)的膛孔，内含78.8厘米(31英寸)长Kenix型静态搅拌单元，它一共有46个搅拌元件，每个元件长1.7厘米(11/16英寸)。注射口22距最靠近挤出机的树脂输送管一头6.4厘米(2.5英寸)。输送管配有加热套20。顶端配有两个泵的高压双泵注射车24通过注射口22将表面活性剂注射到静态搅拌器18中，并汇入熔体聚烯烃流中。从输送管16出来之后，熔体树脂通过BMF模26被送入高速热气流，热气流将熔体树脂拉出并切成微纤维。微纤维通过收集器28时固化并形成粘性网30。纤维的平均直径一般小于25微米，宜小于10微米。
熔体流动指数为1500的聚丙烯树脂(Exxon“Escorene”3746G，90％)与发泡表面活性剂反转混合(Taurinol I-78，椰子酰基羟乙磺酸钠，Finetex，10％)，然后送入38mm(30∶1 L/D)单螺杆Berlyn挤出机10，平坦温度曲线保持在200℃。由70％单月桂酸甘油酯(购于MedChem Labs的Lauricidin)和30％单月桂酸山梨醇酯(购于Uniqema的Span 20)混合物构成的亲水发泡表面活性剂在约71℃下注射到树脂输送管16中，管温保持在200℃。亲水性表面活性剂混合物的浓度通过泵速控制在最终挤出纤维网重量的6％。聚丙烯/表面活性剂以1.14kg/hr/cm(6.4lb/hr/in)的总速率送入模子中。BMF模26的温度维持在230℃，稀薄空气在230℃送入模子，流速为160-175标准立方英尺/分钟。使用51cmNRL(海军研究实验室)模子，所配模尖含有间隔22孔/厘米、直径为0.43mm的孔口。在距模子出口53.3cm(21in)的旋转鼓上收集熔吹微纤维。调节鼓速，使网基重为60克/米2。
实施例2为了得到较高基重的样品，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是改变收集鼓的速度，产生最终基重为90克/米2的网。最终纤维网含有约9.4％发泡表面活性剂，微纤维中含6.0％亲水性表面活性剂。
实施例3按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是没有加入亲水性表面活性剂。
实施例4为了提高最终纤维网中的发泡表面活性剂负载量，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是以85∶15的比例在双螺杆挤出机中预混合聚丙烯和发泡表面活性剂，然后在加入到40mm(38∶1 L/D)共旋转Berstorff ZE双螺杆挤出机之前造粒。使用51cm DOD(Direct Orifice Drilled)模子，所配模尖含有间隔10孔/厘米、直径为0.38mm的孔口。最终纤维网含有约14.1％发泡表面活性剂，微纤维中含6.0％亲水性表面活性剂。
实施例5如实施例3制备基重较小的样品，不同之处是改变收集鼓的速度，产生最终基重为30克/米2的网。用40mm(38∶1 L/D)共旋转Berstorff ZE双螺杆挤出机输送聚丙烯/发泡表面活性剂混合物。不用亲水性表面活性剂。使用51cmDOD(Direct Orifice Drilled)模子，所配模尖含有间隔10孔/厘米、直径为0.38mm的孔口。最终纤维网含有约10.0％发泡表面活性剂，微纤维中含0％亲水性表面活性剂。
实施例6为了说明在网中加入补充成分，如加工助剂的效果，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是在泵注射车中向亲水性表面活性剂混合物中加入5％硬脂酸锌(Lubrazinc，Witco Chem.)。最终纤维网含有约9.4％发泡表面活性剂，微纤维中含6.0％亲水性表面活性剂。
实施例7为了说明在网中加入补充成分，如调理组分的效果，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是在泵注射车中向亲水性表面活性剂混合物中加入5％矿物油(Paddock Laboratories Inc.)。最终纤维网含有约8.9％发泡表面活性剂，微纤维中含6.0％亲水性表面活性剂。
实施例8为了说明使用不同发泡表面活性剂的效果，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是用Hostapur SAS93(C14-17仲烷基磺酸钠，Clariant Corp.)作为发泡表面活性剂。用40mm(38∶1 L/D)共旋转Berstorff ZE双螺杆挤出机输送聚丙烯/发泡表面活性剂混合物。使用51cm DOD(Direct Orifice Drilled)模子，所配模尖含有间隔10孔/厘米、直径为0.38mm的孔口。最终纤维网含有约9.4％发泡表面活性剂，微纤维中含6.0％亲水性表面活性剂。
实施例9为了说明在BMF网中获得较高负载的发泡表面活性剂的能力，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是在泵注射车中使用50％Taurinol 78、35％Lauricidin和15％Span 20混合物。改变收集鼓的速度，产生最终基重为90克/米2的网。使用51cm NRL(海军研究实验室)模子，所配模尖含有间隔22孔/厘米、直径为0.43mm的孔口。最终纤维网含有约15.9％发泡表面活性剂，微纤维中含7.4％亲水性表面活性剂。
实施例10按照实施例9所述方法制备BMF网，不同之处是降低表面活性剂泵的速度。最终纤维网含有约13.4％发泡表面活性剂，微纤维中含4.2％亲水性表面活性剂。
实施例11按照实施例9所述方法制备BMF网，不同之处是在泵注射车中使用50％Taurinol 78和50％Lauricidin。最终纤维网含有约15.9％发泡表面活性剂，微纤维中含7.4％亲水性表面活性剂。
实施例12按照实施例11所述方法制备BMF网，不同之处是降低表面活性剂泵的速度。最终纤维网含有约13.4％发泡表面活性剂，微纤维中含4.2％亲水性表面活性剂。
实施例13按照实施例12所述方法制备BMF网，不同之处是降低表面活性剂泵的速度。最终纤维网含有约11.7％发泡表面活性剂，微纤维中含2.2％亲水性表面活性剂。
比较例C4按照实施例5所述方法制备BMF网，不同之处是不使用发泡或亲水性表面活性剂。
比较例C5按照实施例5所述方法制备BMF网，不同之处是不使用发泡表面活性剂。
比较例C6
在比较例C4制备的BMF网上涂敷含有20％Velvetex BA-35(椰子酰胺丙基甜菜碱，Henkel Corp.)和80％水的清洁制剂，然后在66℃的炉子中干燥。Velvetex BA-35干燥涂层重20克/米2。
实施例14为了说明本发明纤维网能进一步涂敷其他组分，在实施例5制备的BMF网上涂敷含有20％Velvetex BA-35(椰子酰胺丙基甜菜碱，Henkel Corp.)和80％水的清洁制剂，然后在66℃的炉子中干燥。Velvetex BA-35干燥涂层重20克/米2。
实施例15为了说明本发明纤维网能进一步涂敷其他组分，在实施例4制备的BMF网上涂敷含有20％Velvetex BA-35(椰子酰胺丙基甜菜碱，Henkel Corp.)和80％水的清洁制剂，然后在66℃的炉子中干燥。Velvetex BA-35干燥涂层重10克/米2。
实施例16为了说明本发明纤维网能用多层共挤出纤维制备，采用以下步骤。用ABA三层进料套管制备三层BMF。用40mm(38∶1 L/D)共旋转Berstorff ZE双螺杆挤出机输送A层，该层包含翻转混合有10％发泡表面活性剂(Taurinol I-78，椰子酰基羟乙磺酸钠，Finetex)的90％聚丙烯树脂(Escorene 3746G，Exxon Chem.)。B层包含100％聚丙烯(Escorene 3746G)，用38mm(30∶1 L/D)单螺杆Berlyn挤出机送料。使用51cm DOD(Direct Orifice Drilled)模子，所配模尖含有间隔10孔/厘米、直径为0.38mm的孔口。改变收集鼓的速度，产生最终基重为60克/米2的网。最终纤维网含有约6.7％的发泡表面活性剂。
实施例17为了说明本发明制备的纤维网能具有更高的蓬松度，采用实施例16的步骤，不同之处在于以15克/米2的基重将其他纺纱用的人造短纤维(6但尼尔T295聚酯，KoSa)通过美国专利4100324所述另一气流加入网中。最终纤维网的基重为75克/米2，微纤维中含有约5.4％发泡表面活性剂。
实施例18为了说明可以使用更高负载量的纺纱用人造短纤维，按照实施例17所述方法制备纤维网，不同之处在于以30克/米2的基重加入T295纺纱用人造短纤维。最终纤维网的基重为90克/米2，微纤维中含有约4.5％发泡表面活性剂。
实施例19为了说明可以使用更高负载量的纺纱用人造短纤维，按照实施例17所述方法制备纤维网，不同之处在于以45克/米2的基重加入T295纺纱用人造短纤维。最终纤维网的基重为115克/米2，微纤维中含有约3.5％发泡表面活性剂。
实施例20为了说明可以使用更高但尼尔的纺纱用人造短纤维，按照实施例17所述方法制备纤维网，不同之处在于以15克/米2的基重加入15但尼尔T295纺纱用人造短纤维(15dT295聚酯，KoSa)。最终纤维网的基重为75克/米2，微纤维中含有约5.4％发泡表面活性剂。
实施例21为了说明可以使用更高负载量的纺纱用人造短纤维，按照实施例20所述方法制备纤维网，不同之处在于以30克/米2的基重加入T295纺纱用人造短纤维。最终纤维网的基重为90克/米2，微纤维中含有约4.5％发泡表面活性剂。
实施例22为了说明可以使用更高负载量的纺纱用人造短纤维，按照实施例20所述方法制备纤维网，不同之处在于以45克/米2的基重加入T295纺纱用人造短纤维。最终纤维网的基重为115克/米2，微纤维中含有约3.5％发泡表面活性剂。
实施例23为了说明在BMF网中能获得更高负载的发泡表面活性剂和其他纺纱用人造短纤维，按照实施例1所述方法制备BMF网，不同之处是在泵注射车中使用50％Taurinol 78、35％Lauricidin和15％Span 20混合物。改变收集鼓的速度，产生最终基重为105克/米2的网。使用25cm NRL(海军研究实验室)模子，所配模尖含有间隔22孔/厘米、直径为0.43mm的孔口。通过另一气流将购自KoSa的6但尼尔T295聚酯纺纱用人造短纤维以15克/米2的基重加入网中。最终纤维网含有约13.6％发泡表面活性剂，微纤维中含7.4％亲水性表面活性剂。
实施例24为了说明本发明纤维网可层压到其他基底上获得其他功能，在88℃用5％的点粘合辊将实施例10中的纤维网热层压到购于PGI Nonwovens的0.5盎司/码2旋粘聚丙烯上。
实施例25为了说明本发明纤维网可饰以压纹或砑光，形成其他功能或美学效果，在88℃使实施例4制备的纤维网通过5％点粘合辊组成的砑光夹和光滑钢支撑辊，从而对其进行压纹改性。
表1反映了实施例1-13在反复清洗过程中明显产生更好的发泡活性的能力，具体测定了其发泡量，并与三个购得的干清洁制品作比较。
表1
表2反映了后涂敷实施例14和15在反复清洗过程中明显产生更好的发泡活性的能力，具体测定了其发泡量，并与没有直接在网纤维中加入发泡表面活性剂的后涂敷制品作了比较。
表2
表3表明，向BMF网中加入纺纱用人造短纤维可提高本发明纤维网的蓬松度或磨蚀性，如所测定的厚度所反映的。
表权利要求
1.一次性个人护理清洁制品，它包含含有熔体挤出纤维的纤维网，所述熔体挤出纤维包含由形成纤维的聚合物和熔体挤出发泡表面活性剂组成的混合物，其中所述制品清洗两次或多次以后仍具有泡沫体积，其初始泡沫体积至少为30ml，所述制品在使用前基本上是干的。
2.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，三次或多次清洗后的泡沫体积至少为5ml。
3.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，初始泡沫体积为40ml或更多。
4.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，初始泡沫体积为50ml或更多。
5.权利要求4所述清洁制品，其特征在于，三次或多次清洗后的泡沫体积至少为5ml。
6.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，以含有发泡表面活性剂的熔体挤出纤维的重量计，所述熔体挤出发泡表面活性剂的含量为0.5-20重量％，所述纤维还包含熔体挤出亲水性表面活性剂。
7.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，以含有发泡表面活性剂的熔体挤出纤维的重量计，所述熔体挤出发泡表面活性剂的含量为5.0-20重量％。
8.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述形成纤维的聚合物由聚烯烃组成。
9.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，以清洁制品的重量计，其他发泡表面活性剂的含量为0.5-20重量％。
10.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，以形成纤维的聚合物混合物重量计，所述熔体挤出发泡表面活性剂的含量为5.0-20重量％，所述制品清洗三次或多次以后的泡沫体积大于10ml。
11.权利要求10所述清洁制品，其特征在于，所述清洁制品中还至少加入了一种其他发泡表面活性剂。
12.权利要求11所述清洁制品，其特征在于，所述至少一种其他发泡表面活性剂占清洁制品总重量的约0.5-20％。
13.权利要求12所述清洁制品，其特征在于，所述发泡表面活性剂选自阴离子发泡表面活性剂、非离子发泡表面活性剂、两性发泡表面活性剂和它们的混合物。
14.权利要求13所述清洁制品，其特征在于，所述阴离子发泡表面活性剂选自肌氨酸盐、硫酸盐、羟乙磺酸盐、磷酸盐、牛磺酸盐、乳酸盐、谷氨酸盐和它们的混合物；所述非离子发泡表面活性剂选自氧化胺、烷基葡糖苷、烷基多葡糖苷、多羟基脂肪酸胺、烷氧基化脂肪酸酯、蔗糖酯和它们的混合物；所述两性表面活性剂选自甜菜碱、磺基甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、烷基亚氨基乙酸盐、亚氨基二链烷酸盐、氨基链烷酸盐和它们的混合物。
15.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，熔体挤出表面活性剂是椰子酰基羟乙磺酸钠。
16.权利要求13所述清洁制品，其特征在于，它还包含调理组分。
17.权利要求13所述清洁制品，其特征在于，所述制品还包含安全有效量的一种或多种活性成分，选自防唑疮活性组分、防皱活性组分和防皮肤萎缩活性组分皮肤屏蔽修复活性组分、非甾族化妆缓和活性组分、非甾族消炎活性组分、局部麻醉剂、人造鞣剂和促进剂、皮肤增白剂、皮脂刺激剂、皮脂抑制剂、杀菌剂和杀真菌剂、防晒剂、抗氧化剂和它们的混合物。
18.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述纤维网包含熔吹纤维网。
19.权利要求18所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维是聚烯烃纤维。
20.权利要求19所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维包含0.5-20重量％熔体挤出发泡表面活性剂。
21.权利要求19所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出表面活性剂包含椰子酰基羟乙磺酸钠。
22.权利要求19所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维网在其结构中还包含其他不连续纤维或颗粒。
23.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述清洁制品的基重为10-200g/m2。
24.权利要求19所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维是多组分纤维。
25.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维是多组分纤维。
26.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述其他层与含有熔体挤出纤维的层相连。
27.权利要求26所述清洁制品，其特征在于，所述其他层是一个功能不同的层。
28.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维是连续纤维。
29.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维是不连续纤维。
30.权利要求18所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维是多组分纤维。
31.权利要求19所述清洁制品，其特征在于，所述清洁制品非织造纤维网的基重为10-100g/m2。
32.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述清洁制品大小为10-100cm2，一个包装袋中可放2个以上的清洁制品。
33.权利要求32所述清洁制品，其特征在于，所述包装袋中可放至少10个的清洁制品。
34.权利要求16所述清洁制品，其特征在于，所述调理组分是熔融挤出的。
35.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述清洁制品用压纹方法饰以图案。
36.权利要求1所述清洁制品，其特征在于，所述熔体挤出纤维还包含亲水性表面活性剂。
全文摘要
本发明涉及由熔体挤出纤维网形成的一次性干清洁制品，所述纤维网具有结合到形成网络的纤维中的0.5－20重量％熔体挤出发泡表面活性剂。在本发明中，干制品一般包含热塑性聚合物的熔体挤出纤维网，其基重约为10－200g/m
文档编号A61K8/02GK1589320SQ02822783
公开日2005年3月2日 申请日期2002年9月23日 优先权日2001年11月15日
发明者J·塞斯, J·W·豪尔 申请人:3M创新有限公司