起毛非织造织物擦拭布及其制造方法 本发明涉及一种起毛非织造织物擦拭布以及制造该擦拭布或者类似物的方法。
一次性的非织造织物擦拭布的应用非常广泛，例如象清除化妆品、清洗婴儿的肛周区域、清洗地板或者卫生间以及类似的清洗。当擦拭布用于擦拭干燥或者湿润人体组织(tissue)，例如用于清除化妆品或者清洗肛周区域时，要求擦拭布具有柔软的织物质地，因为该擦拭布需要与人的皮肤例如手直接接触。而且如果该擦拭布用于清洗地板、卫生间或者类似物，要求该擦拭布具有良好的擦拭效果、具有足够的强度和既能够干态擦拭又能够湿态擦拭的能力。日本专利申请245090/1993中公开了一种非织造织物清洁制品，该清洁制品具有一个不规则的表面，并浸渍有油基制剂。然而，由于该清洁制品含有吸收灰尘的油基制剂，因此该清洁制品不可能用于湿态擦拭。为了解决这个问题，本发明人在日本专利申请68728/1997中公开了一种擦拭布，该擦拭布具有多层结构，该擦拭布既能够进行湿态擦拭，又能够进行干态擦拭。然而，该擦拭布在于态擦拭时收集微细灰尘的效果不好，尽管该擦拭布在湿态清洗时更为有效。
本发明的第一个目的是提供一种擦拭布，该擦拭布具有松散的结构，并具有柔软的织物质地和手感。
本发明的第二个目的是提供一种制造本发明的擦拭布的的方法。
本发明的第三个目地是提供一种擦拭布，该擦拭布在干态擦拭和湿态擦拭时都是有效的，而且对于在干态擦拭时收集微细灰尘颗粒特别有效。
本发明的擦拭布由至少一种非织造织物的薄层片材按照下列方式制成：当该片材结构承受机械阻力时，通过对纤维部分地切割和疏松使得其表面起毛。
该薄层片材可以是单层结构或者多层结构。例如，在前一种情况下，该薄层片材可以由一块射流喷网法制造的非织造织物构成，在后一种情况下，该薄层片材可以由两片射流喷网法制造的非织造织物和一片位于两片射流喷网法制造的非织造织物之间的非射流喷网法制造的非织造织物构成，其中，薄层片材两侧的射流喷网法制造的非织造织物进行起毛处理。
在薄层片材由单层射流喷网法制造的非织造织物构成的情况下，优选的是，每1.6×10-5cm2的片材结构表面上至少一个纤维的起毛高度为0.4mm或者更多。而且，优选的是，射流喷网法制造的非织造织物含有疏水性纤维和至少一种从吸收性纤维和亲水性纤维中选择的纤维。此外，优选的是，在射流喷网法制造的非织造织物的两侧都进行起毛处理。
如果该片材结构是一个多层结构，优选的是，每1.6×10-5cm2的片材结构表面上至少一个纤维的起毛高度为0.4mm或者更多。而且，优选的是，所有的非织造织物含有疏水性纤维和至少一种从吸收性纤维和亲水性纤维中选择的纤维。此外，优选的是，上层的射流喷网法制造的非织造织物中的疏水性纤维的含量大于下层的射流喷网法制造的非织造织物中的疏水性纤维的含量，下层的射流喷网法制造的非织造织物中的吸收性纤维和亲水性纤维的含量大于上层的射流喷网法制造的非织造织物的吸收性纤维和亲水性纤维的含量。优选的是，所有的非织造织物含有一种热塑性树脂，该树脂可以沿着粘合线熔融胶合在一起。
根据本发明，通过使得薄层片材的表面承受针或者杆体的机械阻力从而通过部分地切削和疏松纤维而使得纤维起毛来制造擦拭布，该薄层片材包括至少一块非织造织物。
图1(A)是没有进行起毛处理的薄层片材的一部分放大的侧向剖面图。
图1(B)是对图(1)中的薄层片材进行起毛处理而制成的本发明的擦拭布的一部分的放大的侧向剖面图。
图2(A)是一个示意图，表示用于制造本发明的擦拭布的方法的一个实施例。
图2(B)是图2(A)所示的典型的起毛辊和反向起毛辊的示意图。
图3是一个用于制造本发明的擦拭布的方法的另外一个实施例的侧向示意图。
图4是表示薄层片材未进行起毛处理部分与进行起毛处理后的本发明擦拭布从侧面进行对比的放大的正视图。
图5是薄层片材的单个层的剖面图，该片材形成本发明的擦拭布。
图6是图5的擦拭布的平面图。
图7是连接到一个清洗墩布上的的擦拭布的立体示意图。
图8是一个曲线，表示干态擦拭的实施例中的测试结果。
图9是一个曲线，表示湿态擦拭的实施例中的测试结果。
本发明将参照附图进行更详细的描述。
在此，术语“起毛高度”是指的每1.6×10-5cm2的片材结构表面上至少一个纤维起毛到所规定高度。
在此，术语“包括”和所有其它的语法形式表示存在所说的特征、整数(integers)、步骤或者分量，但是也不排除存在或增加一个或者多个其它的特征、整数、步骤、分量或者它们的组合。
图1(A)是一个没有进行起毛处理的薄层片材的放大的侧向平面图。图1(B)是对图(1)中的薄层片材进行起毛处理而制成的本发明的擦拭布的一部分的放大的侧向剖面图。
如图1(A)所示，一个薄层片材1包括一个由一个纤维网制成的单个的射流喷网法制造的非织造织物，其中的纤维通过水射流交织在一起。注意到如图1(A)所示的没有进行起毛处理的薄层片材具有一个略为起毛的表面，纤维从该表面上伸出；然而，伸出的程度(伸出纤维的数量和高度)很小。根据本发明，薄层片材1的表面承受机械阻力，从而部分切削纤维和疏松纤维。所形成的薄层片材1具有起毛表面，在该表面上具有大量的伸出的纤维。(该薄层片材1在承受用于形成起毛的机械阻力后，在后文中称作起毛薄层片材2)如图1(B)所示，该起毛薄层片材2比薄层片材1更厚、更疏松。
在图1(A)中，用射流喷网法制造的非织造织物来说明进行起毛处理的薄层片材1，尽管该薄层片材1可以由任何其它的非织造织物构成，例如象纺粘型非织造织物、熔喷法非织造织物、针刺法非织造织物、缝编法非织造织物、干非织造织物和湿非织造织物，但射流喷网法制造的非织造织物优先作为薄层片材1来使用，因为当该织物承受机械阻力时，它允许表面的纤维更容易地起毛。
薄层片材1可能包括一个单个的非织造织物，该非织造织物具有双层结构或者具有多层结构，其中两块或者更多的非织造织物被叠在一起。在薄层片材1为多层结构的情况下，优选的是，出现在薄层片材1的表面上的外层是射流喷网法制造的非织造织物，以使得起毛处理更容易。
为使得纤维起毛，使薄层片材1承受机械阻力，该机械阻力正确地切削和疏松纤维。这可以通过使用针刮削纤维或者通过靠紧一个杆体而摩擦薄层片材1来完成。
通过使用针制造起毛薄层片材2的方法的一个实施例如图2(A)和2(B)所示。通过旋转与薄层片材1接触的辊子，该方法很容易进行起毛处理，其中，所说的辊子具有大量的针。如图2(A)所示，薄层片材1为保持在驱动辊9a和针刺辊9b之间，并且该片材结构沿着箭头6的方向进行循环移动。如图2(B)所示，片材结构1的表面与起毛辊(PR)5接触，该起毛辊沿着箭头8的方向旋转(与箭头6的方向相同)，然后片材结构1与反向起毛辊(CPR)4接触，该反向起毛辊沿着箭头7的方向旋转(与箭头6的方向相同)。该方法重复两次，如图2(A)所示，通过这种方式对片材结构1进行起毛处理就制成了起毛的薄层片材2，它的表面进行了足够的起毛处理。
反向起毛辊4和起毛辊5的外表面上具有大量的针，如图2(B)所示。这些针具有钩形针尖。反向起毛辊4的针尖沿着与箭头7方向相反的方向伸出，而起毛辊5上的针尖沿着与箭头8方向相同的方向伸出。当这些辊子沿着薄层片材1的表面旋转时，为了使得纤维起毛，它们的针可以钩起纤维，因此切削或者疏松所钩起的纤维。
起毛的程度可以通过速度V(薄层片材1移动的速度，驱动辊以同样的线速度旋转)和线速度值Vcpr(反向起毛辊4的转动的速度)之间的差值以及速度V和线速度Vpr(起毛辊5转动的速度)之间的差值来控制。例如，可以设定速度的差值为：线速度Vcpr小于速度V，而线速度Vpr大于速度V。通过改变辊子表面上的针的数量和形状也可以控制起毛的程度。
尽管起毛可以通过使用两种辊子(反向起毛辊4和起毛辊5)来有效地完成，起毛也可以通过只使用一种辊子来完成。而且，起毛可以通过使用静止的针来完成，这些针沿着一个路线固定，而薄层片材1沿着该路线移动，而不采用其上具有针的辊子。
用于制造起毛薄层片材2的方法的另外一个实施例如图3所示。根据该方法，薄层片材1沿着箭头6的方向给进，该片材结构由两个辊子10支撑，并承受杆体11的阻力。杆体11由硬质材料例如象不锈钢制成。由于受到杆体11的阻力影响，薄层片材1的表面被切削和疏松从而制成起毛薄层片材2。
如上所述，由薄层片材1制成的起毛薄层片材2被作为本发明的擦拭布。用在非织造织物的表面上施加机械阻力所形成的起毛纤维3之间具有大的空隙。因此，该擦拭布可以把微细灰尘收集在这些空隙内。即使在干态擦拭的情况下，本发明的擦拭布比没有用机械阻力进行起毛处理的非织造织物的常规的擦拭布更为有效。换句话说，在不使用浸渍的油基制剂的情况下，纤维的起毛显著地提高了干态擦拭的效果。此外，起毛薄层片材2触摸起来比较柔软。
图4表示薄层片材1和起毛的薄层片材2(擦拭布)的放大的剖面图的侧向对比关系。在图4所示的实施例中，该薄层片材1包括一个单个的射流喷网法制造的非织造织物。
为了获得一个具有良好干态擦拭特性、疏松度和织物质地(柔软度)的擦拭布，优选的是，每1.6×10-5m2的片材结构表面上至少一个纤维的起毛高度为0.4mm。更为优选的是，每1.6×10-5cm2的片材结构表面上至少一个纤维的起毛高度为0.6mm。起毛是通过在普通方法制造的非织造织物上施加机械阻力来实现的。纤维的高度(不是纤维的整个高度)是从薄层片材1的没有起毛的表面开始测量的。如图4所示，单个的起毛纤维3也可以具有不同的起毛高度。
平均起毛高度是优选0.4mm或者更多，更优选为0.6mm或者更多。平均起毛高度由区域“h”的高度来定义，在该平均起毛高度上，起毛纤维3具有足够的一致性而形成几乎统一的起毛层。如果该区域“h”没有明显的上边界，则从薄层片材1(未起毛)的厚度与起毛的薄层片材2(擦拭布)的厚度之间的差值来获得其平均起毛高度，其中片材结构2是使得起毛纤维向下，依靠其自身重量压置放于地板上进行测量。
从图4显然可以看出，起毛主要是产生在靠近薄层片材1的表面附近，从而使得靠近该薄层片材1中心的纤维几乎没有任何变化。按照这种方式起毛有助于起毛薄层片材2(擦拭布)即使在起毛后仍然保持其强度。
如上所述，图4中的擦拭布，是由一个单个的射流喷网法制造的非织造织物制成，对于收集微细灰尘颗粒、疏松度和织物质地(触摸起来柔软)来说，它具有良好的擦拭性质，而且保持一定的强度。因此，它适合于作为擦拭布(干燥形式或者湿形式的布)，例如，用于清洗化妆品或者婴儿的肛周区域。优选的是，作为薄层片材1使用的射流喷网法制造的非织造织物含有疏水性纤维和至少一种从吸收性纤维和亲水性纤维中选择的纤维，因此该擦拭布在被擦拭的物体上易于滑动，对于湿态擦拭来说，可以保持具有足够的水量。
如上所述，本发明的擦拭布可以对具有多层结构的薄层片材1进行起毛处理来得到，该多层结构的片材结构包括两个或者多个非织造织物。优选的是，该多层片材1包括两块射流喷网法制造的非织造织物作为外层和至少一块叠置于两外层之间的非射流喷网法制造的非织造织物作为中间层，例如这些中间层可以是气流粘结(air-through bond)非织造织物、纺粘型非织造织物和点粘结型非织造织物。为使得本发明的擦拭布易于使用，通过使用气流粘结非织造织物(其中，纤维通过热空气熔融粘结在一起)和纺粘型非织造织物以及点粘结非织造织物(其中，纤维被部分熔融粘结在一起)中的任何一个或者它们的组合，使得本发明的擦拭布具有足够的刚度和厚度。因此，用多层结构的薄层片材1制成的擦拭布适合于在硬质表面上例如象地板或者卫生间进行擦拭。
如果本发明的擦拭布设计用于只用一个表面擦拭，则该多层结构的薄层片材1可以具有一块用于起毛的射流喷网法制造的非织造织物。
即使在擦拭布由多层结构的薄层片材1形成的情况下，优选的是，每1.6×10-5cm2的片材结构表面上至少一个纤维的起毛高度为0.4mm或者更多。更为优选的是，每1.6×10-5cm2的片材结构表面上至少一个纤维的起毛高度为0.6mm或者更多。而且，优选的是，平均起毛高度也为0.4mm或者更多，更为优选的是，平均起毛高度为0.6mm或者更多。
图5是一个剖面图，表示由多层结构薄层片材1形成的擦拭布，其中，单个的层是分开的。
图5表示了一个具有三层结构的薄层片材，该薄层片材包括两块作为外层的射流喷网法制造的非织造织物12和一块叠置在两外层之间作为中间层的非织造织物13(例如象气流粘结非织造织物、纺粘型非织造织物或者点粘结非织造织物)。这种三层结构的薄层片材1在外层(射流喷网法制造的非织造织物12)进行起毛处理，因此该擦拭布在两个表面都能够进行擦拭。
在该实施方案中，优选的是，组成外层的射流喷网法制造的非织造织物12含有疏水性纤维，从而使得在干态擦拭和湿态擦拭时该擦拭布都能够在地板(或者任何被清洗的表面)上易于滑动。而且优选的是，射流喷网法制造的非织造织物12至少含有一种从吸收性纤维和亲水性纤维中选择的纤维，因此，擦拭布在进行湿态擦拭时能够保持足够数量的水。在射流喷网法制造的非织造织物12中的疏水性纤维的含量优选应当为织物的5％重量或者更多，从而，吸附的水不会从作为中间层的非织造织物13上流出。
而且，射流喷网法制造的非织造织物12可以由两层纤维网(例如，通过施加水射流结合在一起)构成，从而具有一个用于起毛的上层和一个与非织造织物13面对的下层。在该实施方案中，优选的是，在上层(用于起毛)中的疏水性纤维的含量大于下层(用于与非织造织物13面对)中的疏水性纤维的含量，在下层中的吸收性纤维和亲水性纤维的含量大于上层中的含量，因此，该擦拭布很容易穿过表面进行滑动，并能够保持足够数量的水，从而防止水的倒流。
作为中间层的非织造织物13最好含有疏水性纤维，这种疏水性纤维可以增加擦拭布的刚度。优选的是，非织造织物13至少含有一种从吸收性纤维和亲水性纤维中选择的纤维类型，因此，当擦拭布用于湿态擦拭时，非织造织物13可以保持水。
用于在射流喷网法制造的非织造织物12和非织造织物13中的疏水性纤维的例子包括聚丙烯(PP)纤维、聚乙烯(PE)纤维、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维和丙烯酸纤维。因为这些纤维是热塑性的，因此射流喷网法制造的非织造织物12和非织造织物13可以通过熔融法粘结在一起。注意到这一点，更为优选的是，非织造织物12和13含有例如象低熔点的PET纤维，以利于熔融粘结。
疏水性纤维的例子包括吸汗水性聚丙烯(PP)纤维、吸汗水性聚乙烯(PE)纤维和吸汗水性聚酯(PET)纤维，例如，可以是涂有或者包含亲水性表面活性剂的PP、PE、PET纤维。
吸收性纤维的例子包括人造纤维、纤维素纤维和尼龙纤维。然而，其它的纤维也可以使用，只要该纤维具有上述列举的水保持和水吸附性质。
包含在擦拭布内的疏水性合成纤维和吸收性纤维和/或亲水性纤维的作用是：前者防止水的倒流，而后者保持水。因此，该擦拭布可以擦拭很大的面积，同时保持湿润状态，其表面又没有过量的水。
优选的是，非织造织物13的基重为25-55g/cm2，因此擦拭布具有足够的柔性和刚度，保证其能够重复使用。
图6为图5的擦拭布的俯视图。该擦拭布包括两块射流喷网法制造的非织造织物12和一块非织造织物13，每一个均含有热塑性树脂(如上所述的热塑性纤维)，这些织物通过加热沿粘结线14被粘结在一起。
为了制造本发明的擦拭布，射流喷网法制造的非织造织物12覆盖非织造织物13，从而形成如图5所示的三层结构。然后，这些非织造织物12和13压入到两个表面具有波形花纹的热式轧花滚筒之间，或者压入到一个表面具有波形花纹的热式轧花滚筒和一个具有平滑表面的加热滚筒之间。这种方法可以熔化包含在非织造织物12和13中的热塑性树脂，实现它们沿粘结线14的熔融粘结。所制成的产品是三层结构的薄层片材1，它要进行后续的起毛处理。
粘结线14的形状没有特别的限制。然而，如果粘结线的形状为波形，例如人字形、锯齿形或者类似形状，由于其表面的不规则性，它们可以具有良好的擦拭性质。
上述的热式轧花步骤不是唯一粘结非织造织物12和13的方法。通过超声波加热或者在非织造织物12和13的结合表面之间涂敷例如象热熔性粘结剂然后用压力轧花滚筒挤压也可以实现该目标。
多层结构的薄层片材1就制成了擦拭布，该擦拭布在干燥状态与处于湿润状态例如象浸渍在水或者化学溶液内具有同样的足够的刚度。在使用中即使不折叠使用，坚挺的擦拭布也不会扭曲或者出现皱褶。此外，在受到挤压例如象在防尘布(cloth duster)情况下后，该擦拭布很容易恢复原状。因此，该擦拭布用水洗过后可以重复使用。
在上述的方法中，射流喷网法制造的非织造织物12和非织造织物13的粘结是在纤维起毛之前完成的。然而，这个过程也可以反过来。在该实施方案中，先在每一个射流喷网法制造的非织造织物12的一面上进行起毛处理，然后进行粘结，并把非织造织物13叠置在两个起毛后的射流喷网法制造的非织造织物12之间。
本发明的擦拭布可以手持使用或者可以连接到一个商用的清洁工具上，例如象一个墩布M，如图7所示。为了把擦拭布连接到墩布M上，该擦拭布两侧需要被墩布的夹持器夹住的部分最好软一些，因此能够减少该部分相对于两侧部分之间的中央部分的刚度。这种软化可以通过轧花来完成。所形成的擦拭布在整体上具有足够的刚度，而且很容易连接到一个清洁墩布M上。
为了提高本发明的擦拭布的擦拭性质，使用针或者水射流在擦拭布上形成大量的开口。这些开口可以是圆形或者椭圆形，其直径可以在1到5mm之间。
为了进一步说明本发明，提供下列实例，这些例子不是对本发明的限制。
实例
用下列纤维制备射流喷网法制造的非织造织物，从而提供本发明的擦拭布的外层：
人造纤维 1.5旦尼尔，38mm长，50％重量
吸汗水性PET纤维 1.5旦尼尔，44mm长，35％重量
低熔点PET纤维 2.0旦尼尔，51mm长，15％重量
用下列纤维制备气流粘结非织造织物，从而提供位于射流喷网法制造的非织造织物之间的中间层：
人造纤维 2.0旦尼尔，51mm长，45％重量
低熔点PET纤维 2.0旦尼尔，51mm长，40％重量
中空的PET纤维 2.0旦尼尔，51mm长，15％重量
两块射流喷网法制造的非织造织物和一块叠置在两者之间的气流粘结非织造织物在下述条件被粘结在一起，从而制成一个多层的薄层片材：
在一个人字形花纹的上辊和平滑的金属下辊之间进行轧花；
温度：130℃(上辊)和135℃(下辊)；
压力：50kg/cm3；
粘结速度：6m/分钟；
粘结后，所得到的多层结构的薄层片材的纤维在下列条件下进行起毛处理，从而制造本发明的擦拭布：
Vpr(起毛辊5)=99..7rpm
Vcpr(反向起毛辊4)99.5rpm
Vcap(主导辊或者驱动辊9a)=99.8rpm
这个步骤通过使用针式起毛机来完成，如图2(A)和2(B)所示，该起毛机可以使用Kanai Juryou Kogyo有限公司的起毛机。在每一个起毛周期中，多层结构的薄层片材受到两个起毛辊和两个反向起毛辊的起毛，如图2(A)所示。这个起毛周期对于实例1、实例2、实例3分别重复5次、20次、30次。在实例1、实例2、实例3中的起毛高度分别为0.4mm、0.6mm和1.2mm。
实例1-3的擦拭布在干态擦拭和湿态擦拭中的测试结果如下。
干态擦拭的测试
面包屑(0.5g)均匀地撒在一个地板(100×50cm)上。使用该擦拭布擦拭地板的表面一次，该擦拭布被连接到一个商用的墩布上。该擦拭布被仔细地从墩布上分离下来然后称重。通过用擦拭布擦拭后的重量减去擦拭前的重量计算所收集的面包屑的数量(g)。
在比较例4中，同样的测试用于如上所述的干态擦拭，其中，在墩布中使用商用的擦拭布，该擦拭布是一个PET非织造织物，上面喷涂了占PET非织造织物的重量5％重量的油基制剂(矿物油)。
在比较例5中，同样的测试用于如上所述的干态擦拭，其中，使用一个与实例1-3中的擦拭相同结构但是没有进行起毛处理的擦拭布进行测试。测试结果如图8所示。
湿态擦拭的测试。
当浸渍水(2.5倍于其重量)后，按照上述制备的这5个擦拭布按照与干态擦拭相同的方式进行湿态擦拭的测试。在比较例4中的商用擦拭布不能进行湿态擦拭，因为在该擦拭布中含有油基制剂。测试结果如图9所示。
从图8和图9中可以明显看出，实例1-3的擦拭布对于干态擦拭和湿态擦拭更为有效，而起毛高度大于0.6mm的擦拭布是最有效的。
尽管根据上述的说明书，本发明已经参照最佳实施方案进行了描述，并且为说明目的描述了许多细节，对本领域的普通技术人员应该明显的是，本发明可允许其它实施方案，其中的某些细节可以显著改变，而不偏离本发明的基本原理。