合成非织造擦拭织物的制作方法

专利名称：合成非织造擦拭织物的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及非织造擦拭织物，更具体地涉及一种100％合成非织造擦拭织物和该擦拭织物的有关制造方法。
背景技术：
非织造织物适合用于种类繁多的应用，其中制造该织物可以达到的效率为这些织物提供了比传统织物显著的经济优势。由于制造程序的进展和织物组成的改善，近年来非织造织物已经用于很多市场，包括但不限于一次性吸收剂物品例如尿布、妇女卫生制品、和失禁患者服装，抹布包括家用抹布、卫生抹布、和食品服务用抹布，肉类包装垫，汽车织物，医用织物，户外用织物，和防护服。
包含粘胶人造纤维掺合物的非织造织物，由于纤维素纤维的很多理想性能，是特别好的。粘胶人造纤维，类似于其它天然纤维素纤维，是一种多用途纤维。人造纤维织物是透气的和舒适的，有优异的手感和悬垂性，并显示出优异吸收性和干强度。以上提到的粘胶人造纤维的纤维特征使这种纤维特别适合于非织造婴儿擦拭基材。通常，赋予强度的纤维例如聚酯或聚丙烯是与嫘萦共混来优化婴儿擦拭基材的性能的。包括嫘萦和合成纤维的非织造擦拭织物的实例公开于2002年3月26日以发明者Brennan等的名字公布的、题为“Soft，Flexible Disposable Wipe with Embossing”的美国专利No.6,361,784和1994年3月8日以发明者Viazmensky的名字公布的、题为“Wet Wipe”的美国专利No.5,292,581中。
原来，业内技术人员就一直倾向于将纤维素纤维或粘胶纤维掺入那些需要柔软和吸收性能的非织造织物中，但由于新发展，人们已经知道不再需要纤维素纤维或粘胶纤维就能获得有等效性能的非织造织物。由于纤维素/粘胶纤维日益增加的成本和往往与湿状态下的粘胶纤维相联系的所不希望气味，需要用一种在其特征上可比媲美的替代纤维来代替纤维素纤维成分或粘胶纤维成分。
发明概要 本发明涉及一种100％合成非织造织物和该擦拭织物的有关制造方法。本发明的100％合成非织造擦拭织物典型地显示出与往往同纤维素纤维掺合物擦拭织物相联系的那些物理属性类似的物理属性。
按照本发明的一种实施方案，一种100％合成非织造擦拭织物是从亲水聚丙烯和聚酯短纤维成分形成的。在一种实施方案中，该擦拭织物是至少约20wt％亲水聚丙烯，而在一种替代实施方案中，该擦拭织物是至少约40wt％亲水聚丙烯。亲水聚丙烯的百分率典型地将决定于该擦拭织物的终端用途应用。
使本发明原理具体化的一种非织造织物的制造始于提供一毛层或层纤维成分。该纤维毛层包含有限长度短纤维，也可以基本上是选自有均匀纤维长度或混合纤维长度的合成组合物的连续长丝。也可以是全部或部分掺合的合成纤维包括热塑性聚合物和热固性聚合物。适合于使用的热塑性聚合物包括聚烯烃、聚酰胺和聚酯。该热塑性聚合物可以进一步选自均聚物、共聚物、共轭物及其它衍生物，包括那些已经掺入了熔融添加剂或表面活性剂的热塑性聚合物。短纤维长度是在0.25英寸～8英寸范围内选择的，1～3英寸的范围是较好的，且纤维旦数在1～15范围内选择、2～6旦的范围对于一般应用来说是较好的。该纤维的横截面形状不限制本发明的适用性。
该非织造擦拭织物的制造方法进一步包含提供前体物纤维网并对其进行水力缠结的步骤。颁发给Evans的美国专利No.3,485,706公开了进行非织造织物水力缠结的方法。最近，水力缠结技术已经得到了发展，该技术通过在一种有孔成形表面例如三维影像转移器具上进行水力缠结而赋予该缠结织物以凸起部分。这样的三维影像转移器具公开于美国专利No.5,098,764—该专利列为本文参考文献—中，这样的影像转移器具的使用对于给织物提供增强的物理性能以及产生令人愉快的外观来说是所希望的。
本发明的缠结非织造擦拭织物利用一种亲水聚丙烯作为该织物的吸收剂成分，因而没有往往与粘胶纤维的湿状态相联系的气味。由于这样的织物可以用来作为要与脸接触的卫生纸巾，因而较好的是该织物在任何所希望的后处理之前依然相对无气味。除卫生纸巾外，本发明的非织造擦拭织物也适用于其它擦拭应用，包括家用硬表面擦拭织物、工业和汽车擦拭织物、以及食品服务或医用擦拭织物。
为了影响该织物的饱和时间而调整该非织造织物中亲水聚丙烯成分的含量，属于本发明的范围。较低的亲水聚丙烯含量减少了饱和时间，从而赋予该织物以一定程度的浮力，这有益于某些终端用途应用，包括食品服务擦拭。食品服务擦拭织物往往在两次使用之间留在清洁溶液桶中，而且倾向于在取出之前沉到桶底。提高食品服务擦拭织物的浮力便于该清洁过程，因为该擦拭织物在2次短时间清洁取出之间仍然是漂浮的。进而，就性能特征而言，本发明的非织造织物也适合于需要强度和吸收性的其它终端用途，例如尿布、妇女护理用品、和失禁患者服装成分，以及肉类包装业利用的吸收剂垫。
因此，本发明提供一种从亲水聚丙烯和聚酯短纤维成分形成的100％合成非织造擦拭织物。本发明的100％合成非织造擦拭织物将典型地显示出与往往同纤维素纤维掺合物擦拭织物相联系的那些物理属性类似的物理属性。因此，所得到的100％合成织物是不如纤维素/粘胶纤维那样昂贵就能生产的，而且不导致往往同湿状态的粘胶纤维相联系的所不希望气味。此外，所得的本发明织物是以高强度、高耐用性为特征的，而且可以在种类繁多的擦拭应用上实施。
本发明的其它特色和优点将从以下详细描述、附图、和所附权利要求书变得显而易见。
附图简述

图1是使本发明的原理具体化的、一种耐用100％合成非织造织物的制造装置示意图。
发明详细描述 虽然本发明容许各种不同形式的实施方案，但附图中所示的和以下要描述的是一种目前较好的本发明实施方案，而且要理解的是，本公开文书要视为本发明的举例说明，且无意将本发明限定于所说明的特定实施方案。
100％合成擦拭织物 本发明提供一种包括100％合成纤维而且包括亲水聚丙烯和聚酯的非织造擦拭织物。因此，本发明的100％合成非织造擦拭织物将典型地显示出可与往往同纤维素纤维或粘胶纤维掺合物擦拭织物相联系的那些物理属性相媲美的物理属性。在一种实施方案中，该非织造擦拭织物是由50％亲水聚丙烯和50％聚酯的粗梳短纤长度纤维掺合物形成的。替而代之，该非织造织物擦拭织物可以从连续长丝纤维形成。该擦拭织物可以包含＜50％聚丙烯，然而，对于最佳性能来说，较好的是本发明的非织造擦拭织物包含至少20wt％亲水聚丙烯。
按照本发明，该擦拭织物的聚丙烯纤维成分典型地是借助于掺入母料中或在挤塑过程期间以约2wt％～约3wt％的水平任选地掺入的熔融添加剂来赋予亲水性能的。用来赋予该聚丙烯以永久亲水性能的较好添加剂是德国杜塞尔多夫的Cognis公司作为Standapol1480制造并销售的聚氧亚烷基衍生物的掺合物(Standapol是标准化学产品公司的一种注册商标)。
本发明的擦拭织物中使用的纤维聚酯成分包括可购自美国新泽西州Shrewsbury的Wellman公司的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯(PETP)以及其它热塑性聚酯。
可以掺入该擦拭织物中的另外热塑性聚合物包括聚烯烃、聚酰胺和聚酯。该热塑性聚合物可以进一步选自均聚物、共聚物、共轭物及其它衍生物，包括那些已经掺入了熔融添加剂或表面活性剂的热塑性聚合物。
在那些其亲水聚丙烯和聚酯纤维有短纤长度的本发明实施方案中，该长度可以在约0.635厘米(cm)～约20.32cm范围内，约2.54cm～约10.16cm的范围是较好的。
此外，纤维旦数典型地在约1～约15范围内，约2～约6旦的范围对于一般应用来说是较好的。该纤维的横截面形状不是本发明适用性的限制。
本发明的100％合成非织造擦拭织物也可以包括从任何适用合成材料形成的一个支撑层或稀松窗帘用布，包括但不限于显示出低伸长率性能的合成机织物、合成针织物、网眼式合成稀松窗帘布、和/或合成非织造织物。特别有益的特定非织造织物是合成纺粘织物。进而，本发明可以将纳旦纤维和/或纳旦长丝掺入该纤维基体中。纳旦纤维和/或长丝的使用典型地将提供织物柔软性和强度增大。
100％合成非织造擦拭织物的制造方法 参照图1，其中说明的是一种用于实施本发明无粘胶纤维100％合成非织造织物形成方法的装置。该织物是从一种纤维基体形成的，该基体典型地包含短纤维长度纤维，但可以包含实质上连续的长丝。该纤维基体较好是粗梳的，任选地交叉铺网以形成一种有100％交叉铺网纤维的纤维絮垫，即该纤维网的所有纤维都是通过使一种粗梳纤维网交叉铺网形成的，使得该纤维是在相对于称之为F的所得到纤维网的机器方向而言的某一角度上取向的。1995年12月19日以发明者Collins的名义公布的、题为“复合非织造织物和方法”的美国专利No.5,475,903—全文列为本文参考文献—说明了一种纤维网穿综装置。
任选地，在进行预缠结过程之前，可以与该纤维网并列面对面地放置一个支撑层或稀松窗用布。替而代之，该纤维网可以先进行预缠结而形成前体纤维网P，随后将至少一个支撑层或稀松窗帘用布施用到该前体纤维网上，而且该复合构件任选地进一步用水力喷射多支管进行水力缠结，然后借助于在多孔表面、较好三维影像转移器具上缠结赋予2个或更多个表面突出物。
图1说明一台用于形成按照本发明的非织造织物的水力缠结装置。该装置包括一个呈带10形式的多孔成形表面，在该表面上配置前体纤维网P，以期用缠结多支管12进行预缠结。随后，在任选的三维成像之前，通过在有多孔成形表面的转鼓14上按顺序移动纤维网P来进行该前体纤维网的预缠结，并以缠结多支管16进行该纤维网的缠结。在转鼓18的多孔成形表面上由缠结多支管20进行该纤维网的进一步缠结，且该纤维网随后从相继的多孔转鼓22上通过，由缠结多支管24、24’进行相继缠处理。
任选地，本发明的非织造擦拭织物可以被赋予一个或多个突起部分。图1的缠结装置可以进一步包括一个三维成像转鼓26，包含一个三维影像转移器具以进行刚缠结的前体纤维网的成像。该影像转移器具包括一个可移动成像表面，该表面相对于多个缠结多支管28移动，这些多支管与该影像转移器具的成像表面界定的三维元件协同动作，进行所形成的织物的成像和图案化。
一旦该纤维网通过进行必要的水力缠结处理而固定到一种织物上，该纤维网就可以任选地用一种或多种后处理进行处理，以提供有所需要性能特征的织物。
应用和终端用途 体现本发明原理的100％合成非织造织物特别适合于需要强度、柔软性、和吸收性的各种终端用途，包括个人清洁擦拭物品例如婴儿擦拭纸巾、家庭护理擦拭应用、食品服务/医用擦拭纸巾。此外，本发明的非织造织物非常适合于汽车擦拭或工业擦拭，其中该终端用途物品可以是一种干的或湿的手持擦拭织物、用于露指手套形成或与能保留该清洁物品的清洁器具组合。进而，吸收剂物品例如尿布、妇女护理用品、和失禁患者服装成分可以受益于亲水织物构建，以及肉类包装业中利用的吸收剂垫。
该织物适用于一桶堆叠擦拭物、折叠擦拭物中分配，或适合于作为“从缝隙拽出”(pop-up)的擦拭物分配，其中该擦拭物是作为多孔连续卷材贮存于该桶中。在这样一种分配构型中，当从该桶中拉出一枚擦拭物时，下一枚擦拭物的一个边是为容易分配而提供的。本发明的擦拭物可以折叠成各种已知折叠图案中任何一种，例如C-折叠，但较好是Z形折叠。Z形折叠构型使一叠折叠的擦拭物能以重叠部分相互脱离。该擦拭物可以包装成各种方便形式，因此，无意使包装方法成为本发明的限制。
实施例 实施例1包括一种有50wt％1.7dtex(分特)、38mm切长、可湿、由FiberVisions(丹麦Varde)制造并销售的聚丙烯的粗梳和水力缠结48g/m2(gsm)纤维网。该聚丙烯还包括一种熔融添加剂，即2wt％Standapol1480(购自德国杜塞尔多夫Cognis公司)，和50wt％1.7dtex、38mm切长、Wellman型203(纺丝批号69929)聚酯。
实施例1的水力缠结纤维网制造如下先对该纤维网进行一个预缠结步骤，并使该纤维网在一个影像转移器具上进一步缠结，从而使该纤维网加固并赋予其突起部分。实施例1的物理性能列于表1中。
为了与最近婴儿护理中使用的“标准”湿擦拭织物比较物理性能，将实施例1的物理数据进行相对于比较例1的评估。
比较例1包括一种55gsm粗梳和水力缠结纤维网，该纤维网有65wt％1.7dtex、38mm切长、由Lenzing AG(奥地利Lenzing)制造并销售的71000433型Rayon Lenzesa和35wt％1.7dtex、38mm切长、由远东纺织品公司(台湾省台北市)制造并销售的Eastion SN5530型聚酯。
比较例1的水力缠结纤维网是用与实施例1相同的方法制造的。比较例1的物理性能也列于表1中。
表1
如表1中所显示的，该列示的100％非织造织物，与惯常的纤维素或粘胶纤维织物相比，重量减少13％、伸长率增加约40％、交叉(N)增加约60％、2N交叉百分率提高约32％、伸长CD百分率提高约44％、而只显示出吸收减少约5％。
测试程序 测定降时间是按照美国测试方法学会(ASTM)1015的测试方法测定的。
将一枚全宽样品沿长向折叠成4段。从该折叠的样品切出数个7.5cm宽(任何长度)样条。将5g重量的样条秤出、互相堆叠、卷起来、并插入一个金属丝篮中。该篮从不大于1～1.5cm的高度落到水源上，并记录该篮完全浸没到该水中所需要的时间。
吸收容量是按照ASTM 1016测试方法测定的 将一枚全宽样品沿长向折叠成4段。从该折叠的样品切出数个7.5cm宽(任何长度)样条。将5g重量的样条秤出并记录为重量A。将这些样条互相堆叠、卷起来、并插入一个金属丝篮中。将该篮置于水中、使其沉降、并浸没至少10秒。10秒后，将该篮从水中取出、并使其再排水10秒。将排水的样品置于一枚有沥青的表玻璃上，并将重量记录为重量B。用以下方程计算吸收容量吸收容量＝(B-A+3)/A×100％(3＝篮的重量)。
本发明提供一种从亲水聚丙烯和聚酯短纤维成分形成的100％合成非织造擦拭织物。本发明的100％合成非织造擦拭织物典型地显示出与往往同纤维素纤维掺合物擦拭织物相联系的那些物理属性类似的物理属性。因此，所得到的100％合成织物不像纤维素/粘胶纤维那样昂贵就能生产，而且不产生往往同湿状态的粘胶纤维相联系的所不希望的气味。此外，所得到的本发明织物在特征上是高强度、高耐用的，而且可以在种类繁多的擦拭应用中实施。
从以上所述可以看出，只要不背离本发明新颖概念的真实精神和范围，就可以进行众多修饰和改变。要理解的是，无意也不应推测与本文中所说明的特定实施方案有关的任何限制。本公开文书意在由所附权利要求书涵盖所有落入该权利要求书范围内的此类修饰。
权利要求
1.一种非织造擦拭物，该擦拭物包含100％合成纤维，包括亲水聚丙烯和聚酯的纤维掺合物，其中该纤维掺合物包含至少约20wt％亲水聚丙烯。
2.权利要求1的擦拭物，其中该100％合成纤维进一步定义为粗梳短纤维。
3.权利要求1的擦拭物，其中该100％合成纤维进一步定义为连续长丝纤维。
4.权利要求2的擦拭物，其中该100％合成纤维有约0.635厘米(cm)～约20.32cm范围内的短纤长度。
5.权利要求2的擦拭物，其中该短纤维有约2.54cm～约10.16cm范围内的短纤长度。
6.权利要求1的擦拭物，其中该100％合成纤维进一步定义为有1～约15范围内的纤维旦数。
7.权利要求1的擦拭物，其中该100％合成纤维进一步定义为有约2～约6范围内的纤维旦数。
8.权利要求1的擦拭物，其中该纤维掺合物包含约50wt％亲水聚丙烯和约50wt％聚酯。
9.权利要求1的擦拭物，其中该亲水聚丙烯进一步包含一种熔融添加剂。
10.权利要求9的擦拭物，其中该熔融添加剂进一步定义为聚氧化烯衍生物的掺合物。
11.权利要求10的擦拭物，其中聚氧化烯衍生物的掺合物是该亲水聚丙烯的约2wt％～约3wt％。
12.权利要求1的擦拭物，进一步包含一个支撑层。
13.权利要求12的擦拭物，其中该支撑层进一步定义为一种稀松窗帘用布。
14.权利要求13的方法，其中该支撑层是从一种选自下列一组的合成材料形成的合成机织织物，合成针织物，网眼式合成材料，和合成非织造织物。
15.权利要求1的擦拭物，其中该擦拭物是一种卫生擦拭物。
16.权利要求1的擦拭物，其中该纤维掺合物包含至少40wt％亲水聚丙烯。
17.一种非织造擦拭织物的制造方法，该方法包含下列步骤提供一种100％合成非织造纤维的纤维基体；粗梳该纤维基体，形成一种100％合成纤维的前体纤维网；在一种多孔表面上使该纤维性前体纤维网预缠结；和使该纤维性前体纤维网水力缠结，形成一种100％合成非织造织物。
18.权利要求17的方法，进一步包含使该纤维性前体纤维网交叉铺网的步骤，形成一种100％交叉铺网的纤维毛层。
19.权利要求17的方法，进一步包含在该纤维网预缠结之前提供一个以与该纤维性前体纤维网呈面对面关系并列的支撑层的步骤。
20.权利要求17的方法，进一步包含在使该纤维性前体纤维网预缠结之后、在使该前体纤维网水力缠结之前提供一个以与该纤维性前体纤维网呈面对面关系并列的支撑层的步骤。
21.权利要求17的方法，进一步包含在水力缠结期间使该前体纤维网经受一种影像转移器具作用而使该纤维性前体纤维网的一部分突起的步骤。
22.权利要求17的方法，进一步包含用一种后处理组合物处理该100％合成非织造织物的步骤。
全文摘要
提供一种100％合成非织造擦拭织物和该擦拭织物的有关制造方法。该100％合成非织造织物包括亲水聚丙烯和聚酯的一种纤维掺合物。该纤维掺合物包含至少约20wt％亲水聚丙烯，且在一些实施方案中包含至少约40wt％亲水聚丙烯。
文档编号D04H1/00GK101031681SQ200580032431
公开日2007年9月5日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者F·格内, M·范雷库姆, D·艾丽斯, R·哈尔平, M·普特纳姆 申请人:Pgi聚合物公司