CN1252109A - 可分散非织造布及其制法 - Google Patents

Abstract

一种能在含水环境中分散为不可识别碎片的柔软、吸收性非织造纤维纤网,例如湿揩布,可采用包括下列步骤的方法制造:由纤维水淤浆成形湿铺法非织造纤网;对湿铺法非织造纤网实施水刺;部分地干燥所述水刺的纤网;在所述纤网的一面上施加粘合剂组合物;起绉该纤网,以破坏纤维间粘附并引入z－方向纤维取向;任选地在所述纤网的第二面上施加粘合剂组合物;再起绉该纤网;干燥并固化该纤网;以及将干燥并固化的纤网转化为湿揩布、干揩布或其他吸收制品。在湿揩布的情况下,在纤网上施加含约100ppm钙离子的溶液,例如置于储存溶液中。在干揩布的情况下,粘合剂加入到纤网中之后再加入钙离子,然后最终产品以干态保存。各种方法的组合使得生产出的纤网具有储存及使用期间可人的拉伸强度、膨松度及柔软性,然而,在含水环境中却能分散为不可识别的碎片。

Description

可分散非织造布及其制法

发明领域

本发明涉及由湿铺纤网制成的可水分散、纤维非织造复合构造。更具体地说，本发明涉及一种湿揩布制品，其制法包括：由浆粕水悬浮体成形湿铺纤网，对纤网实施水刺，在纤网的一面上施加粘合剂，对水刺的纤网实施起绉，在第二面上施加粘合剂，再次对纤网实施起绉，最后干燥和/或固化该纤网。最终产品成形之后，将揩布保存在含二价离子的溶液中以赋予其可分散特性。

发明背景

由吸收性非织造浆粕纤维制成的纤网早已被用作实用而方便的用即弃擦手巾或揩布。这类非织造纤网的典型制造方法以传统的高速造纸工艺为基础，并增加了旨在提高纤网吸收度或其他特性的后处理步骤。典型的后处理步骤包括起绉、开孔、压花、水刺、水力缠结、粘合剂施加等等。大多数纤网成形过程，或者采用湿法铺网工艺，或者采用气流铺网工艺。湿法铺网工艺将纤维的水淤浆沉积到移动的多孔承托表面并借助水流的作用来铺絮纤维，典型的承托表面包括金属丝网、网板或织物。然后，使纤维取向，主要沿x，y-方向(即横向及纵向)。由湿铺法制成的纤网通常比气流铺网的生产成本低，然而湿法纤网的纤维沿z-方向的纤维取向较差。因此，诸如打字纸之类的纸虽具有良好的x，y-方向拉伸强度特性，然而柔软性、膨松度、吸收性乃至z-方向厚度均很差。对于像揩布这样的吸收性制品来说，使用期间的柔软性、厚度、强度以及吸收度乃是要求的关键品质。

许多包含湿铺纤网材料的物品或产品通常被视为有限使用的用即弃制品。这意思是说，该产品只能使用有限的次数，而在某些情况下仅使用一次便丢掉。随着对固体废弃物处置问题关注的不断增长，对，例如，或者可回用或者可通过除填埋以外的其他机理来处置的材料的需求也在不断增长。对许多制品，尤其是个人护理吸收制品及揩布领域来说，一种可能的替代处置方法就是将它们冲入污水排放系统。正如下面将要更详细讨论的，“可冲入”是指材料必须不仅能通过便桶而不致将其堵塞，而且该材料还必须能通过住宅与住宅(或内设该便桶的其他结构)之间的横向连接支管以及主下水道系统而不致卡在管道中，并分散为不会堵塞便桶或污水输送及处理过程。

近年来，已开发出更为先进的提供可分散性的方法。已开发出各种化学粘合剂，或是可乳液或是可熔融加工的，或者是水分散体形式的。此类化学粘合剂的典型用法是喷洒或印刷到纤网上，并被纤维吸收或部分吸收。这种材料，当处于其原来的储存环境中时可具有高强度，然而当置于不同的化学环境(例如，pH或离子浓度)，譬如以淡水冲入便桶时，便由于脱胶而迅速失去强度或分散。倘若能有一种粘合体系，用它生产出的布料具有可人的强度特性，同时，在使用后却又能迅速分散或降解为碎片，那将是很好的。

授予Varona的美国专利4,309,469及4,419,403描述了由几部分组成的可分散粘合剂。重新授予的专利号31,825描述了一种2段加热方法(预热用红外线)，用以对热塑性纤维组成的非织造布实施热压辊粘合。尽管提供了一定的灵活性，但是，这依然是一种单一的热粘合体系。授予Baker的美国专利4,207,367描述了一种非织造布，在个别区域采用冷压花进行压实处理。喷洒上化学粘合剂，然后，这些粘合剂依靠毛细管作用择优地向压实区域迁移。未压实的区域具有较高的膨松度并保持高吸收性。然而，它不是一种混杂粘合体系，因为压实步骤，严格地讲，不是粘合过程。授予Vaalburg等人的美国专利4,749,423描述了2段热粘合系统。第一段，纤网中最高7％的聚乙烯纤维发生熔结，从而提供暂时的强度以支持向下一加工阶段的转移。第二段，主要部分的纤维发生热粘合，从而赋予纤网整体强度。这种方法由于分成2个截然分开的阶段，故而不能使纤网获得由内部牢固区与薄弱区组成的结构。它不适合用作可分散材料。

一些专利涉及混杂粘合体系，然而不是用作卫生巾的包覆层。例如，可参见授予Duchane的美国专利3,654,924、授予Champagne等人的美国专利3,616,797、授予Srinvasan等人的美国专利3,913,574。重要的区别在于，这些产品旨在用于干燥贮存，而在使用期间只具有短暂的非常有限的湿强度。在湿揩布领域依然需要一种在储存溶液中能长期维持的湿强度。

授予Barnes等人的美国专利5,137,600，与本发明为同一受让人，描述了一种水刺法，用以改善z-方向取向和厚度。授予Manning等人的美国专利4,755,421描述了一种水力缠结、可解体布料的成形方法。授予Patnode等人的美国专利5,508,101描述了一种由可水解降解聚合物与水溶性聚合物组成的纤网，此种材料当浸泡在高温和高pH的水中时会解体。此种纤网材料，看来主要是用于能出现此种极端条件的洗涤循环场合。倘若能有一种布料制品，它在室温和正常pH条件下，譬如存在于普通家庭便桶中的条件下就可以分散，那将是所期盼的。授予Viazmensky等人的美国专利5,292,581公开了一种湿揩布，它具有强度特性，然而不能立即分散在水中。

发明概述

本发明克服了先有技术中所存在的种种缺点，从而提供一种柔软、吸收性非织造纤维纤网，如湿揩布，能够在含水环境中分散为不可识别的碎片，其制造方法包括下列步骤：由纤维的水淤浆成形湿铺非织造纤网；对该湿铺非织造纤网实施水刺；部分地干燥该水刺的纤网；在纤网的一面施加粘合剂组合物；对纤网实施起绉，以破坏纤维间的粘附并引入z-向纤维取向；任选地，在纤网的第二面施加粘合剂组合物；再次对纤网实施起绉；干燥并固化该纤网；以及，将干燥并固化的纤网转变为湿揩布、干揩布或其他吸收制品。在湿揩布的情况下，含浓度约100ppm的二价离子，如钙和/或镁离子的溶液，被施加到该纤网上，例如置于储存溶液中。在干揩布的情况下，在纤网上施加粘合剂之后加入离子，然后，最终产品以干态贮存。各种方法的组合使生产出的纤网在贮存和使用期间具有可人的拉伸强度、膨松度及柔软性，然而在含水环境中却能分散为不可识别的碎片。

综上所述，本发明的主要目的是提供一种可水分散非织造布，当置于储存溶液中时它能保持足够的拉伸强度，然而在使用期间又具有可人的柔软、膨松及强度等特性。

本发明的另一个目的是提供一种非织造布湿揩布，它能分散在水中，形成不可识别的碎片。

本发明的其他目的、特征及优点，在研读了下面有关本发明实施方案的详述并结合着附图及所附权利要求之后，将变得一目了然。

附图简述

本发明形象地表示在下列附图中，在所有的附图中，相同的字母代号指的是相同或类似的部分，这些附图是：

图1是用于成形适合用作湿揩布的纤网的本发明第1个优选实施方案工艺流程方框图。

图2是用于成形适合用作干揩布的纤网的本发明第2个优选实施方案工艺流程方框图。

图3是表示各种试样拉伸强度的直方图。

图4是有关样品组成及成形方法的一览表。

优选实施方案叙述

本发明的目标是一种主要成分为浆粕的可水分散非织造纤维构造。该纤网构造可结合到湿揩布或干揩布当中。湿揩布是一种在典型情况下置于贮存或储存溶液中以便使纤网保持一定水(或其他液体)含量，从而在使用期间为湿态的制品。湿揩布的例子是成人或婴儿揩布。干揩布是，以干燥形式贮存，并既可干态也可打湿后使用的制品。干揩布的例子是纸面巾、纸巾及手纸。

本发明提供2种分别用于成形湿揩布和干揩布的彼此有别却又类似的方法。通常，基本纤网构造的成形过程大致由如下一系列步骤组成：按湿铺法由浆粕纤维水悬浮体成形纤网，在承托金属丝网上对该湿铺非织造纤网实施水刺，部分地干燥该水刺的纤网，对纤网实施起绉以破坏纤维间粘附，在纤网相对的一面施加粘合剂组合物，再次对印刷粘合剂的纤网实施起绉，干燥/或固化该纤网，以及将干燥的纤网转移到卷取辊上或转化为产品。对于湿揩布，将最终产品贮存在含约100ppm二价离子的储存溶液中。对于干揩布，施加粘合剂后在纤网的每一面上施加二价离子，不需要储存溶液。

本发明的第一个优选实施方案是下面所描述的湿揩布成形方法。随后将描述第二个优选实施方案，用于成形干揩布。

原始纤网由例如但不限于木浆或其他以纤维素为基础的组合物之类的材料制成。浆粕纤维一般取自天然来源，如木本及非木本植物。木本植物包括，例如硬木(落叶)类和软木(针叶)类树木。非木本植物包括，例如棉花、亚麻、北非茅草、马利筋、麦秸、黄麻及蔗渣。任何纤维长度合适的木浆均可使用。木浆纤维的典型长度为约0.5～10mm，长度对最大宽度之比为约10∶1～约400∶1。典型断面具有约30μm的不规则宽度，约5μm的厚度。一种适合用于本发明的木浆是南方软木硫酸盐浆，或Kimberly-Clark CR-54木浆，由Kimberly-Clark公司(Neenah，威斯康星)生产。本领域常用的其他材料也可使用。不同浆粕组合物和/或不同纤维长度的混合物也可使用。

优选的是，尽管不要求，将合成纤维材料，按约0％～约30％，更优选最高约5％的含量比例与浆粕混合起来使用。该合成纤维百分含量的上限在本发明中并不严格要求。合成材料可以是(传统)人造丝、Lyocell(溶剂纤维素纤维)、聚酯、聚丙烯等。人造丝和Lyocell因具有生物降解性，故而是优选的。合成纤维应短于约12mm，优选约6～8mm。更长的纤维长度往往造成冲入便桶时出现拧绳的问题。合成纤维可经过卷曲处理以便为最终产品提供附加的膨松度。

本发明还考虑到用添加剂，例如但不限于粘合剂、表面活性剂、水化剂和/或颜料，来处理非织造浆粕纤维纤网，以提供各种希望的性能，例如耐磨、韧性、颜色或改进润湿性。替代地和/或附加地，本发明还考虑在吸收性非织造纤网中添加颗粒材料，例如但不限于，活性炭、粘土、淀粉、短绒等。此类超吸收性添加剂的典型应用场合是当以干揩布作为要制造的最终产品时。

纤维材料采用湿铺法成形为纤网，这对本领域技术人员是熟知的。湿铺法的例子公开在PCT申请序列号WO96/12615中，1996年5月2日由Anderson等人发表，题为“热粘合、抗溶剂双面重复起绉纸巾”。扼要地说，湿铺纤网的成形过程为：1种或多种纤维材料与水或1种或多种其他液体相混合，形成水悬浮体或淤浆。该悬浮体被沉积在移动的多孔成形表面上，例如金属丝或网眼织物。为本文叙述方便起见，该多孔表面在下文中将称之为承托金属丝网。承托金属丝网可以是，例如目数约40×40～约100×100的单平面网。承托金属丝网也可以是多层网，目数为约50×50～约200×200。在本发明的一种实施方案中，承托金属丝网可具有一系列鼓棱与沟槽以及凸起的爪以赋予非织造纤网某种特性。承托金属丝网下面设有真空箱以及与之联通的真空泵源，用于使纤网脱水。然而，纤网在这一点通常不是干透的。优选的是，湿铺纤网被真空脱水到纤网干重的约500％含水量。湿铺法获得的纤网构造中，纤维主要沿x，y-方向取向，也就是沿平行于多孔构造的平面。这样的取向提供了x，y-方向上的拉伸强度，然而由于沿z-方向很少发生纤维取向，故对柔软和膨松的贡献很小。

要知道，虽然湿铺法成形是纤网成形的优选方法，部分地由于加工成本较低，但是，气流铺网，正如本领域技术人员所了解的，也可用来成形可用于按照本发明进一步加工的纤网。

为了改善z-方向取向，对脱水纤网实施水刺。水刺法的例子公开在授予Barnes等人的美国专利5,137,600中。水刺法涉及采用低压射流，这一点区别于采用高压射流的水力缠结。非织造纤网可以，而且优选在同一承托金属丝网上湿铺法成形并进行水刺。特别是当把本发明的整个方法移植到高速、高产的工业过程上时。承托金属丝网可带有修光的图案以赋予纤网美观的花纹和/或纹理。替代地，纤网可在湿铺成形之后转移到不同的承托金属丝网上进行水刺。水刺可在湿态、干燥后的或部分干燥的纤网上进行。进行水刺时，非织造纤网的固体含量可在约15～约45％的水平。更优选的是，非织造纤网可在约25～约30％固体含量状态下进行。

可用液体(如，水或类似的工作流体)的低压射流使浆粕纤维纤网产生要求的疏松度。已发现，浆粕纤维非织造纤网在经过以水射流赋予小于约0.03马力-小时/磅纤网的总能量时，可获得要求水平的吸收度。例如，由工作流体赋予的能量可在约0.002～约0.03马力-小时/磅纤网的范围。更优选的是，该能量在约0.01～约0.1马力-小时/磅纤网的范围。要知道，该能量范围并非本发明的关键。

非织造纤网从1个或多个水刺歧管下面通过并受到流体射流的处理，使得沿x，y-方向取向的紧密浆粕纤维网络变得更开放或疏松并重新分布。据信，水射流与非织造纤网中沿x，y-方向排列的纤维相接触，从而这些纤维中一部分转而沿z-方向排列。沿z-方向取向纤维的这种增加提升了纤网的整体性。这种处理所带来的主要好处是湿膨松度、回弹及柔软性的改善。要知道，本发明的水刺方法可从纤网的上面、下面或2个方向进行。

抽吸狭缝及与之联通的真空源位于交络歧管下游的承托金属丝网下面，以便将多余的水从处理过的纤网中抽走。水力射流处理之后，纤网可转移到非压实作用干燥操作，以便从其中移出全部或部分水，这样，纤网中纤维间的粘附便得到增强。可采用具有一定速度差的卷取辊将纤网从水刺传送带转移到非压实干燥操作，例如但不限于，穿透空气干燥、红外线照射、单烘缸、蒸汽发生器、微波装置及超声波能量等等。此类干燥操作乃是本领域技术人员熟知的。纤网可被完全干燥，或干燥到要求的含湿。优选的是，纤网被干燥到含水约5～10％。因此，纤网在这阶段通常不是完全干透的。但是，倘若准备将纤网卷绕到卷取辊上并在成形以后的处理之前贮存起来，则可以将其完全干燥。

纤网的单位重量在约25gsm～约200gsm的范围，更优选约50gsm～约100gsm，最优选约65gsm～约75gsm。

可按照已知的方法，例如但不限于印刷或喷洒，在纤网上施加粘合剂组合物，以便提高纤网拉伸强度。在本发明中，粘合剂优选是一种水溶性聚合物组合物，包含约25wt％～约90wt％不饱和羧酸/不饱和羧酸酯的三元共聚物；约10wt％～约75wt％二价离子抑制剂；并且还可包含约0wt％～约10wt％增塑剂。粘合剂的施加量可为约1wt％～约40wt％，优选约5wt％～约25wt％，最优选约5wt％～约15wt％。

这里所使用的术语“二价离子抑制剂”是指任何能依靠二价离子来抑制基础三元共聚物中丙烯酸单元发生不可逆交联的物质。二价离子抑制剂可以是一种组合物，包括但不限于，磺酸化的共聚聚酯、多磷酸盐、膦酸、氨基羧酸、羟基羧酸、多胺等。更具体地说，二价离子抑制剂可选自Eastman AQ29D、AQ38D、AQ55D、AtoFindley L9158，三聚磷酸钠、次氮基三乙酸、柠檬酸乙二胺四(亚甲基膦酸)(citric acid ethylenediametetra(methylenephosphonic acid)、乙二胺四乙酸、porphozine等。

增塑剂的例子包括但不限于，甘油、山梨醇、乳化矿物油、二丙二醇的二苯甲酸酯、聚二元醇，如聚乙二醇、聚丙二醇及其共聚物，癸酰基-N-甲基葡糖酰胺(decanoyl-N-methylglucamide)、柠檬酸三丁酯、磷酸三丁氧基乙基酯等。

希望的话，香料、着色剂、抑泡剂、杀菌剂、抑菌剂、表面活性剂、增稠剂、填料，乃至其他水溶性粘合剂，例如但不限于，聚乙烯醇、下列的水分散体，如聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的共聚物、丙烯酸、甲基丙烯酸或其盐的聚合物、羧甲基纤维素等，也可加入到粘合剂中。

粘合剂施加到纤网上的典型方法是，将粘合剂的含水混合物加入到浴中。将蘸取辊置于浴中，使该辊的部分外表面与混合物接触。随着蘸取辊不断旋转，就蘸取了一定量的粘合剂，多余的粘合剂由紧靠蘸取辊设置的倾斜刮刀刮去。蘸取辊与一个花纹辊构成一对夹辊，这样，蘸取辊上的粘合剂就转移到花纹辊的花纹表面上。优选的是，粘合剂溶液仅覆盖在花纹辊的花纹针或凸起的表面，而不是花纹辊的整个表面上。花纹辊又是与光辊或砧辊组成的夹辊组合的一部分。随着纤网不断从该夹辊组合之间穿过，花纹辊就在纤网上压印出图案，同时粘合剂也转移到纤网的一面上。

施涂粘合剂的一种替代方法是将其喷洒到纤网的一面或两面。

按照已知的起绉方法对纤网实施起绉，例如采用与本发明为同一受让人并授予Edwards等人的美国专利4,894,118中所描述的方法，或者按照由Anderson等人提交的PCT申请号WO96/12615中所描述的方法。扼要地说，纤网是由刮刀将其从烘缸上(剥下并)起绉的。刮刀将纤维间粘附破坏掉。起绉消除了纤网的僵硬，并提高了柔性及z-方向回弹程度。

经过第一次起绉之后，将如上所述的粘合剂组合物(或者，当要求纤网不同的面具有不同的特性时，不同的粘合剂组合物)施加到纤网的相对的一面，例如通过将纤网送到第二个夹辊-浴组合中，或者将起绉的纤网返回并再次通过第一套夹辊-浴组合来实现。

然后，按照上面所讨论的起绉方法再次对纤网实施起绉。再次起绉后，将纤网完全干燥或固化。成品纤网可立即被转化为可用的产品，或者储存在卷取辊上。

在以湿揩布作为最终产品的情况下，加入储存溶液，通常是水溶液。储存溶液包含多价离子，优选二价离子，例如但不限于，钙、镁之类。其他，较为复杂的离子也视为属于本发明范围之内。这些离子赋予粘合剂以可逆交联。在优选的实施方案中，使用钙离子，浓度在约25ppm～约300ppm的范围，更优选约50ppm～约200ppm，进一步优选约100ppm。优选的粘合剂组合物更详细地描述在授予Pomplun等人的共同未决申请序列号08/819,246，题为“离子敏感聚合物材料”1997年，3月17日提交并转让给与本发明同一受让人。当产品经使用并被投入到便桶中时，水对钙离子的稀释作用触发了可逆化学变化，导致纤网解体为细小、不可识别的碎片，因而被顺利冲入到下水系统中。

与类似但未经处理的湿铺或干铺布料的拉伸强度相比，该最终的内聚性纤维布料表现出改善的拉伸强度。然而，相当有利的是，当投入软水或硬度适中的冷水中并加以搅拌时，该布料将解体，或者说是可解体的。

这里所使用的术语“硬度适中(的)”水是指二价离子总浓度为约25ppm～约50ppm的水。二价离子的非限制性例子包括钙和/或镁离子。要知道，软水的二价离子浓度小于约25ppm，非常硬的水具有大于约50ppm的二价离子浓度。这里所使用的术语“解体”、“可解体”及“可水分散”可彼此互换地用来形容分崩离析或分散成许多部分，此种情况是，当置于含水环境(二价离子浓度小于约50ppm)中经过约60min之后，优选约20min之后，更优选约5min之后，布料分散成许多碎片，每个的平均尺寸小于约3英寸有效直径，更优选小于约2英寸有效直径，进一步优选小于约1英寸有效直径。拉伸强度小于约50g/英寸的材料通常被认为是可分散的。

成品揩布可单个包装起来，优选以折叠状态，置于不透湿的封套中，或者包装在容器中，其中装有任意希望数目的预先折叠的片材并码放在不透水的包装中，在揩布中还施加了润湿剂(如，含钙离子的水溶液)。润湿剂可占到揩布本身干重的约10％～约400wt％。揩布应当在一定期限内保持其要求的特性，该时间包括仓储、运输、零售展示以及消费者存放。因此，使用期限可从2个月至2年以上不等。

各种形式旨在用于盛装诸如揩布及小块纸巾之类湿包装材料的不透性封套，在技术上熟知的。其中的任何一种均可用来包装本发明的预打湿揩布。

在本发明的第二个优选实施方案中可制成干揩布，如图2所示。在该实施方案中，采用大体相同的步骤顺序和材料，不同之处如下。粘合剂施加到揩布的第一面上之后，施加包含多价或二价离子的溶液，优选通过将溶液喷洒到纤网上来实现。优选的是，粘合剂与离子不预先混合在一起，因为这可能发生凝聚，导致喷嘴或花纹辊筒的堵塞。因此，浓度在如上所述范围的二价离子如钙离子，优选在施涂粘合剂之后喷洒到纤网上去。倘若在纤网中出现凝聚，这对最终产品并无实质的影响。实施第2粘合剂施加步骤之后，再次将二价离子施加到相对的一面。干燥和进一步加工则照上述实施。既然最终产品是干揩布、纸巾之类，也就无需使用任何储存溶液了。

本发明的非织造布可结合到诸如卫生巾、尿布、外科敷料、纸巾之类体液吸收制品中。该非织造布能保持结构、柔软并表现出实际应用所满意的韧性。然而，当将其与浓度最高约50ppm的二价离子的水接触时，粘合剂将溶解。于是，该非织造布结构很容易破坏并分散在水中。

本发明所提供的产品做成诸如儿童或成人用湿揩布最为相宜，因为材料具有布料样的厚度、在包含二价离子的储存溶液中及使用期间的湿强度，以及在水中的可分散性，并且能够以低成本大规模制造。该布料一方面具备由此前已知的方法中任何一种所提供的可人特性，另一方面却又能维持此前未曾见到的各项性能之间的平衡。例如，以前用湿铺法生产出的纤网在z-方向取向上很差。虽然对湿铺纤网采用水刺法处理可改善z-方向取向，并因此改善膨松度，然而，单单这样做却依然不能提供可人的纵向拉伸强度。双面起绉法可增加柔软及整体性，同时以丙烯酸三元共聚物为基础的粘合剂提供拉伸强度。二价离子提供用此前双面起绉法从未见到过的使用并丢弃后的水分散性。双面起绉法中使用的普通粘合剂是一种弹性体胶乳共聚物，由于是热固性的，因而一旦干燥并固化后就永久保持。用这种类型粘合剂制造的产品是不可冲入、不可分散的。将可触发诱变的粘合剂结合到本发明中，就提供了整个生产过程中双面起绉工序所缺少的此种可分散性。因此，正是以上所描述的各种方法的组合，才生产出了具有各项性能合意组合的纤网。

另一项优点是，本发明方法在产生高纵向拉伸强度的同时却避免了通常与强度相联系的刚性或僵硬。再有，水刺步骤防止了保存期间湿揩布的湿润胀解体。

可按照本发明生产的干揩布的例子包括但不限于，手纸、面巾纸或各种日用纸巾产品，它们具有可人的强度、厚度、布料感以及，最重要的，可冲入及可分散性。

本发明将结合下面的实施例做进一步说明，给出这些实施例的目的仅在于举例说明。除非另行规定，这些实施例中的份数及百分数均指重量而言。

实施例

试验方法

握持拉伸试验：握持拉伸试验是测量布料在经受单向应力时的断裂强度及伸长或应变。该试验是技术上已知的，按照联邦试验方法，标准191A，方法5100的规定(ASTM标准，D-1117-6或D-1682)实施。结果表示为直至断裂的磅数及断裂前的伸长百分数。数值越高，说明布料越结实、越可拉长。术语“载荷”是指将拉伸试验中的样品拉断或直至破裂所需要的最大载荷或力，以重量单位表示。术语“应变”或“总能量”是指载荷-伸长曲线下方的总能量，以重量-长度单位表示。术语“伸长”是指样品在拉伸试验期间在长度上的增加。条形拉伸强度及伸长数值是采用规定宽度，通常为1英寸(25mm)的布料样品、规定的夹持宽度和恒定伸长速率获得的。样品被夹持在例如Instron TM型仪器上，由Instron公司(2500华盛顿街，Canton，MA 02021)供应。这非常逼真地模拟了实际使用中布料的应力条件。

实例1-湿揩布成形(见图1)

A.湿铺法

基本组成如下的浆粕，50wt％北方软木未精磨的原木纤维浆粕(Longlac 19，Kimberly-Clark公司提供)；30wt％二次(废纸)纤维浆粕(BJ脱墨的废纸浆粕(Ponderosa浆粕制品公司提供，美洲Ponderosa纤维公司的分部，亚特兰大，佐治亚)；20wt％南方软木硫酸盐浆；以及0.33％Aerosurf PA-227脱胶剂，Aerosurf-Witco公司(Dublin，俄亥俄)提供，按传统造纸技术湿法铺网在多层金属丝网眼织物上。该承托金属丝网为PRO 47，成形浓度为0.187％。碎浆机为45#，每批生产一卷材料。生产线的速度为50英尺每分钟，定量为65gsm，幅宽22英寸。该纸幅(即，纤网)被脱水至纸幅干重的约500％含水量。

B.水刺加工

所使用的承托金属丝网与上面步骤A中为同一金属丝网。脱水的纸幅以约115psig的水射流进行水刺，射流来自备有一条喷射管的单一歧管，喷射管上配置了30孔每英寸，孔径0.007英寸的喷射孔。喷射孔的出口高度介于湿铺纸幅上方约9mm～约12mm的范围。纸幅以约50英尺每分钟的速度移动。真空总管(即歧管)的压降为125英寸水柱。

处理后的纸幅在回转式穿透空气干燥机(Honeycomb系统公司制造，Biddeford，缅因)的承托金属丝网上干燥至约5～10％含水，干燥机采用的温度为370°F。

C.印刷粘合剂-第一面

配制粘合剂溶液，配方为：52.6wt％不饱和羧酸/不饱和羧酸酯三元共聚物(LION公司提供，日本东京，商品名为LION SSB-3b)；42.8wt％牌号L9158(AtoFindley提供，Wauwatosa，WI)作为二价离子抑制剂；以及4.6wt％非结晶级山梨醇(Pfizer提供)作为增塑剂，结果获得固体含量约26wt％的分散体。其粘度为60厘泊，辊筒压力为10psi，粘合剂施加量，两面总共为8％，按干重计。速度为100英尺每分钟。印刷图形为大篮子状波浪，带有小菱形。

粘合剂是按照传统方法采用含粘合剂的浴，印刷到纸幅的一面上的，蘸取辊配有刮刀以除去多余的粘合剂。蘸取辊与花纹辊相接触，使得粘合剂仅转移到花纹辊有花纹的部分上。花纹辊与砧辊构成夹辊组合，干燥的纸幅从辊隙穿过。干厚度为25～26密耳，湿厚度19-20密耳，具有良好的润湿性。

D.起绉

步骤C的纸幅被传送到加热的起绉滚筒(烘缸)上采用标准起绉技术实施起绉，借此，部分干燥的纸幅由刮刀从烘缸上起绉(剥离)下来。

E.印刷粘合剂-第二面

步骤D的起绉纸幅按照步骤C中所描述的方法在与之相对的一面接受粘合剂印刷。

F.再起绉

步骤E的印刷后的纸幅按照步骤D中所描述的方法进行再起绉。

G.最后加工

步骤F的再起绉纸幅随后被完全干燥，成形为最终湿揩布产品并保存在Natural Care^TM溶液中，该溶液由Kimberly-Clark公司提供。储存溶液含有浓度为100ppm的钙离子。

对最终纸幅的纵向拉伸试验的结果载于表3中。该表格表示的是沿x-轴(横向)的样品情况，以及按照上面所述试验方法测定的沿y-轴(纵向)的拉伸强度。样品尺寸为约1×6英寸。有关样品的如下说明还以表格形式总括在图4中：

样品1是湿铺纸幅对比样，仅经过水刺和脱水，但未施加粘合剂，按干拉伸进行测定。

样品2的制备：湿铺成网，水刺/部分干燥，印刷粘合剂组合物，双面起绉，但不添加二价离子，按干拉伸测定。

样品3的制备：与样品1相同但未经起绉，然后储存在含100ppm钙离子的Natural Care^TM溶液中，按湿拉伸测定。

样品4：取样品2，施加粘合剂并储存在含100ppm钙离子的NaturalCare^TM溶液中之后，按湿拉伸测定。

样品5：取样品3，在自来水中放置5min之后，按湿拉伸测定。

样品6：取样品4，在自来水中放置5min之后，按湿拉伸测定。

图3表明，样品4，由于含有粘合剂，表现出大大高于不含粘合剂的样品3的拉伸强度(123g/英寸)。当样品5和6在自来水中浸泡5min之后，二者的强度均迅速降低到约16～25g/英寸，表明材料将迅速分散在水中。表现出的强度小于约50g/英寸的材料，本领域技术人员就认为是可分散的。

实例2-干揩布成形(见图2)

纤网按照实例1的方法，步骤A～C成形。在第一面施加粘合剂组合物之后，在同一面上喷洒钙离子溶液，以获得基于纸幅定量为约100ppm的钙离子施加量。纸幅经起绉，并在第二面按照实例1，步骤E及F所述施加粘合剂。在第二面上喷洒钙离子溶液，以获得基于纸幅定量为约100ppm的钙离子施加量。纸幅随后按照实例1，步骤F及G中所述进行再起绉和干燥。作为最后加工，将纤网完全干燥并制成干揩布产品。

尽管在上面仅详细描述了少数作为例子的本发明实施方案，但是，本领域技术人员很快就会悟出，在这些范例实施方案中还蕴藏着许多可能的修改方案，它们都不偏离本发明的创新概念和优点。因此，所有这些修改均应被包括在如下面权利要求中所规定的本发明范围之内。在权利要求中，手段加功能的权利要求旨在涵盖，在完成所述功能时其中所描述的构造，不仅包括构造等价物，而且包括等价构造。譬如，尽管钉子与螺钉就钉子利用圆柱表面将木质零件固定在一起，而螺钉则利用螺旋表面这一点上可能不是构造等价物，然而，就固定木质零件这一点上，钉子与螺钉却可以算作等价构造。

还要指出的是，本文援引的任何专利、申请或出版物均全文并入本文作为参考。

Claims (43)

1.一种能在含水环境中分散为不可识别碎片的柔软、吸收性非织造纤维纤网，可采用包括下列步骤的方法制造：

a)成形由纤维构成的具有第一和第二面的非织造纤网；

b)对步骤a)的所述非织造纤网实施水刺和脱水；

c)至少部分地干燥所述水刺的纤网；

d)在所述纤网的至少1面上施加粘合剂组合物；

e)从一种起绉的表面上对所述纤网实施至少2次起绉，以破坏纤维间粘附；

f)干燥所述纤网；以及

g)在所述纤网中施加有效数量含离子的溶液。

2.权利要求1的纤网，其中步骤a)中的纤网是采用湿铺法成形的。

3.权利要求1的纤网，其中步骤a)中的纤网是采用气流铺网法成形的。

4.权利要求1的纤网，其中所述纤网包括浆粕。

5.权利要求4的纤网，其中所述浆粕选自落叶树、针叶树、棉花、亚麻、北非茅草、马利筋、麦秸、黄麻及蔗渣。

6.权利要求4的纤网，其中所述纤维还包含合成纤维。

7.权利要求6的纤网，其中所述合成纤维选自人造丝、Lyocell、聚酯及聚丙烯。

8.权利要求6的纤网，其中所述合成纤维在共混物中存在的量最高为约30wt％。

9.权利要求1的纤网，其中所述粘合剂组合物包含以丙烯酸为基础的三元共聚物、二价离子抑制剂以及增塑剂。

10.权利要求9的纤网，其中所述粘合剂组合物包含

a)约25wt％～约90wt％不饱和羧酸/不饱和羧酸酯三元共聚物；

b)约10wt％～约75wt％二价离子抑制剂；以及

c)约0wt％～约10wt％增塑剂，

其中所述粘合剂组合物可溶于二价离子含量小于约50ppm且一价离子含量小于约0.5wt％的含水环境中。

11.权利要求1的纤网，其中所述离子是多价离子。

12.权利要求1的纤网，其中所述离子是二价离子。

13.权利要求12的纤网，其中所述二价离子是作为储存溶液的一部分加入到最终纤网产品中的。

14.权利要求13的纤网，其中所述二价离子选自钙及镁离子。

15.权利要求14的纤网，其中所述钙离子存在的浓度足以提供大于约50g/英寸的湿拉伸强度。

16.权利要求14的纤网，其中所述钙离子存在的浓度足以提供大于约100g/英寸的湿拉伸强度。

17.权利要求14的纤网，其中所述钙离子存在的浓度为约25ppm～约300ppm。

18.权利要求14的纤网，其中所述钙离子存在的浓度为约50ppm～约200ppm。

19.权利要求14的纤网，其中所述钙离子存在的浓度为约100ppm。

20.权利要求1的纤网，还包括在所述第一起绉步骤后在所述纤网的所述第二面上施加粘合剂组合物的步骤。

21.一种能在含水环境中分散为不可识别碎片的柔软、吸收性非织造纤维纤网，可采用包括下列步骤的方法制造：

a)成形由纤维构成的具有第一和第二面的非织造纤网；

b)对步骤a)的所述非织造纤网实施水刺和脱水；

c)至少部分地干燥所述水刺的纤网；

d)在所述纤网的所述第一面上施加粘合剂组合物；

e)在所述纤网的所述第一面上施加有效数量含离子溶液；

f)从一种起绉的表面上起绉所述纤网，以破坏纤维间粘附；

g)在所述纤网的所述第二面上施加粘合剂组合物；

h)在所述纤网的所述第二面上施加有效数量含离子溶液；

I)再次起绉所述纤网，以破坏纤维间粘附；

j)干燥所述纤网。

22.权利要求22的纤网，其中步骤a)中的纤网是由湿铺法成形的。

23.权利要求22的纤网，其中步骤a)中的纤网是由气流铺网法成形的。

24.权利要求22的纤网，其中所述纤维包含浆粕。

25.权利要求24的纤网，其中所述浆粕选自落叶树、针叶树、棉花、亚麻、北非茅草、马利筋、麦秸、黄麻及蔗渣。

26.权利要求24的纤网，其中所述纤维还包括合成纤维。

27.权利要求26的纤网，其中所述合成纤维选自人造丝、Lyocell、聚酯及聚丙烯。

28.权利要求26的纤网，其中所述合成纤维在共混物中存在的量最高为约30wt％。

29.权利要求21的纤网，其中所述纤维还包括超吸收性材料。

30.权利要求21的纤网，其中所述粘合剂组合物包含以丙烯酸为基础的三元共聚物、二价离子抑制剂及增塑剂。

31.权利要求30的纤网，其中所述粘合剂组合物包含

a)约25wt％～约90wt％不饱和羧酸/不饱和羧酸酯三元共聚物；

b)约10wt％～约75wt％二价离子抑制剂；以及

c)约0wt％～约10wt％增塑剂，

其中所述粘合剂组合物可溶于二价离子含量小于约50ppm且一价离子含量小于约0.5wt％的含水环境中。

32.权利要求21的纤网，其中所述离子是多价离子。

33.权利要求21的纤网，其中所述离子是二价离子。

34.权利要求33的纤网，其中所述二价离子是喷洒到所述纤网上去的。

35.权利要求33的纤网，其中所述二价离子选自钙及镁离子。

36.权利要求34的纤网，其中所述钙离子存在的浓度足以提供大于约50g/英寸的湿拉伸强度。

37.权利要求34的纤网，其中所述钙离子存在的浓度足以提供大于约100g/英寸的湿拉伸强度。

38.权利要求34的纤网，其中所述钙离子存在的浓度基于纤网单位重量为约25ppm～约300ppm。

39.权利要求34的纤网，其中所述钙离子存在的浓度基于纤网单位重量为约50ppm～约200ppm。

40.权利要求34的纤网，其中所述钙离子存在的浓度基于纤网单位重量为约100ppm。

41.按照权利要求1的方法制成的柔软、吸收性湿揩布，它储存在钙离子浓度基于纤网单位重量为约25ppm～约300ppm的储存溶液中。

42.一种柔软、吸收性湿揩布，其单位重量为约50gsm～约100gsm、拉伸强度大于50g/英寸，并且当置于含水环境中后在10min之内可分散，它包含：

a)包含浆粕及合成纤维的非织造纤维材料，所述合成纤维的含量小于30％；

b)施加量为约5wt％～约25wt％的粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含约25wt％～约90wt％不饱和羧酸/不饱和羧酸酯三元共聚物，约10wt％～约75wt％二价离子抑制剂以及约0wt％～约10wt％增塑剂，其中所述粘合剂组合物可溶于二价离子含量小于约50ppm且一价离子含量小于约0.5wt％的含水环境中；以及

c)浓度为约50ppm～约200ppm的钙离子。

43.一种由木浆纤维-合成纤维淤浆制成的具有2个基本平面状表面的纤维纤网，所述表面中至少1个上面带有按图形施涂的粘合材料，且所述纤网经过了水刺，且所述纤网至少2次经过从一种起绉的表面上的起绉，且所述表面中至少1面上含有施加上去的含二价离子溶液。

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