專(zhuān)利名稱(chēng)：研磨的非織造復(fù)合織物的制作方法
背景技術(shù)：
家用和工業(yè)揩布經(jīng)常用于快速吸收極性液體(例如水和醇)以及非極性液體(例如油)。揩布必須具有足夠的吸收能力以將液體保持在揩布結(jié)構(gòu)內(nèi)，直到希望通過(guò)壓力，例如扭絞除去液體。另外，揩布還必須具有優(yōu)良的物理強(qiáng)度和耐磨性，以承受使用過(guò)程中經(jīng)常施加的撕裂、拉伸和研磨力。另外，揩布也應(yīng)是觸摸時(shí)柔軟的。
過(guò)去，非織造織物，例如熔噴法非織造纖網(wǎng)已經(jīng)廣泛用作揩布。熔噴法非織造纖網(wǎng)具有適于吸收和保持液體的纖維間毛細(xì)結(jié)構(gòu)。但是，熔噴法非織造纖網(wǎng)有時(shí)缺乏用作重載揩布所必需的物理性能，例如撕裂強(qiáng)度和耐磨性。因此，熔噴法非織造纖網(wǎng)通常被層壓于載體層，例如不希望在研磨或粗糙表面上使用的非織造纖網(wǎng)上。紡粘纖網(wǎng)含有比熔噴法非織造纖網(wǎng)更厚和更強(qiáng)的纖維，可以提供優(yōu)良的物理性能，例如撕裂強(qiáng)度和耐磨性。但是，紡粘纖網(wǎng)有時(shí)缺乏增強(qiáng)揩布的吸附特性的細(xì)密的纖維間毛細(xì)結(jié)構(gòu)。此外，紡粘纖網(wǎng)經(jīng)常含有可能抑制液體在非織造織物內(nèi)流動(dòng)或轉(zhuǎn)移的粘結(jié)點(diǎn)。
針對(duì)這些和其它問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了非織造復(fù)合織物，其中漿粕纖維與基本上連續(xù)的長(zhǎng)絲的非織造層水力纏結(jié)。許多這些織物具有良好的強(qiáng)度水平，但是經(jīng)常顯示柔軟度和手感不足。例如，水力纏結(jié)依賴(lài)于高水容量和壓力以使纖維纏結(jié)。殘余水可以經(jīng)由一系列干燥罐而被除去。但是，干燥罐的高水壓力和相對(duì)高溫基本上將纖維壓縮或緊密成為剛性結(jié)構(gòu)。因此，開(kāi)發(fā)了各種技術(shù)試圖使非織造復(fù)合織物柔軟而不使強(qiáng)度降低到顯著程度。一種這樣的技術(shù)記載于Anderson等人的US6,103,061中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。Anderson等人致力于經(jīng)受機(jī)械軟化例如起縐的非織造復(fù)合織物。其它使復(fù)合材料柔軟的嘗試包括添加化學(xué)試劑、壓延和壓花。雖然有這些改進(jìn)，但是非織造復(fù)合織物仍然缺乏賦予其“布狀”感覺(jué)所需的柔軟度和手感水平。
因此，仍然需要堅(jiān)固、柔軟以及顯示優(yōu)良吸收性能的織物，以用于多種揩布應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了一種形成織物的方法，包括提供含有熱塑性纖維的非織造纖網(wǎng)。該非織造纖網(wǎng)與短纖維纏結(jié)形成復(fù)合材料。該復(fù)合材料限定第一表面和第二表面。復(fù)合材料的第一表面被研磨。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了一種形成織物的方法，包括提供含有熱塑性連續(xù)絲的非織造纖網(wǎng)。該非織造纖網(wǎng)與漿粕纖維水力纏結(jié)形成復(fù)合材料。漿粕纖維占復(fù)合材料的約50wt％以上。該復(fù)合材料限定第一表面和第二表面。復(fù)合材料的第一表面被研磨。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了一種形成織物的方法，包括提供含有熱塑性聚烯烴纖維的紡粘纖網(wǎng)。該紡粘纖網(wǎng)與漿粕纖維水力纏結(jié)形成復(fù)合材料。漿粕纖維占復(fù)合材料的約60wt％到約90wt％。該復(fù)合材料限定第一表面和第二表面。復(fù)合材料的第一表面被砂磨。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了一種復(fù)合織物，它包括含有熱塑性聚烯烴纖維的紡粘纖網(wǎng)。紡粘纖網(wǎng)與漿粕纖維水力纏結(jié)。漿粕纖維占復(fù)合織物的約50wt％以上，其中復(fù)合織物的至少一個(gè)表面被研磨。在一些實(shí)施方案中，與另外的相同復(fù)合織物的未研磨表面的纖維相比，研磨表面可以含有沿著更一致的方向排列的纖維。另外，與另外的相同復(fù)合織物的未研磨表面相比，研磨表面可以含有大量暴露的纖維。
附圖簡(jiǎn)述參考附圖，在說(shuō)明書(shū)的其余部分更具體地闡明本發(fā)明的全部和能實(shí)現(xiàn)的公開(kāi)，包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所關(guān)注的其最佳方式，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于形成水力纏結(jié)的復(fù)合織物的方法的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案用于研磨復(fù)合織物的方法的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案用于研磨復(fù)合織物的方法的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案用于研磨復(fù)合織物的方法的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案用于研磨復(fù)合織物的方法的示意圖；圖6為實(shí)施例1的對(duì)照Wypall×80紅色揩布試樣的漿粕面的SEM照片；圖7為實(shí)施例1的對(duì)照Wypall×80紅色揩布試樣的漿粕面的SEM照片(45度剖面)；圖8為實(shí)施例1的對(duì)照Wypall×80紅色揩布試樣的紡粘面的SEM照片；圖9為實(shí)施例1(單程)的研磨Wypall×80紅色揩布試樣的漿粕面的SEM照片，其中間隙為0.014英寸以及線(xiàn)速度為17英尺/分；圖10為實(shí)施例1(雙程)的研磨Wypall×80紅色揩布試樣的紡粘面的SEM照片，其中間隙為0.014英寸以及線(xiàn)速度為17英尺/分；以及圖11為實(shí)施例2的試樣4的SEM照片(45度截面)。
本說(shuō)明書(shū)和附圖中重復(fù)使用的索引數(shù)字用來(lái)表示本發(fā)明的相同或相似的特征或元件。
代表性實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實(shí)施方案，其中一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例在下面闡明。提供每個(gè)實(shí)施例作為對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而非限制本發(fā)明。事實(shí)上，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，能夠在本發(fā)明中進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施方案的一部分說(shuō)明或描述的特征可以用于另一個(gè)實(shí)施方案，以得到又一個(gè)實(shí)施方案。因此，希望的是本發(fā)明涵蓋歸入附加的權(quán)利要求及其等同物范圍之內(nèi)的這種改進(jìn)和變化。
定義如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“非織造纖網(wǎng)”表示具有夾層形式，但不以如針織物中的可辨認(rèn)方式的獨(dú)立纖維或紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)的纖網(wǎng)。非織造纖網(wǎng)包括，例如熔噴纖網(wǎng)、紡粘纖網(wǎng)、梳理纖網(wǎng)、氣流成網(wǎng)等。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“紡粘纖網(wǎng)”表示由小直徑的基本連續(xù)的纖維形成的非織造纖網(wǎng)。該纖維是通過(guò)將熔融熱塑性材料以長(zhǎng)絲形式從多個(gè)細(xì)密的，通常是圓形的噴絲頭毛細(xì)管擠出而形成的，其中擠出纖維的直徑通過(guò)例如抽拉和/或其它公知的紡粘機(jī)制迅速地減小。紡粘纖網(wǎng)的生產(chǎn)描述和示于例如Appel等人的US 4,340,563，Dorschner等人的3,692,618，Matsuki等人的3,802,817，Kinney的3,338,992，Kinney的3,341,394，Hartman的3,502,763，Levy的3,502,538，Dobo等人的3,542,615和Pike等人的5,382,400，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。當(dāng)沉積在收集表面上時(shí)，紡粘纖維通常是不粘的。紡粘纖維的直徑有時(shí)可以低于約40微米，以及經(jīng)常為約5到約20微米。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“熔噴纖網(wǎng)”表示由經(jīng)由多個(gè)細(xì)密的，通常是圓形的口模毛細(xì)管擠出的纖維形成的非織造纖網(wǎng)，由于熔融纖維進(jìn)入?yún)R合的高速氣體(例如空氣)流，高速氣體流使熔融熱塑性材料的纖維變纖細(xì)，減小了其直徑，可以達(dá)到微纖維直徑。其后，熔噴法纖維由高速氣流攜帶并沉積在收集表面上，形成隨機(jī)分配的熔噴法纖維的纖網(wǎng)。這種方法公開(kāi)于例如Butin等人的US 3,849,241中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。在一些情況下，熔噴法纖維可以是連續(xù)的或不連續(xù)的微纖維，其直徑通常小于10微米，以及當(dāng)沉積在收集表面上時(shí)通常是粘性的。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“多組分纖維”或“共軛纖維”表示由至少兩種聚合物組分形成的纖維。這種纖維通常從分離的擠出機(jī)擠出，但紡在一起形成一根纖維。雖然多組分纖維可以包括相似或相同聚合物材料的分離的組分，但是各個(gè)組分的聚合物通常彼此不同。單個(gè)的組分通常排列在穿過(guò)纖維橫截面的基本不變位置的明顯區(qū)段，以及基本上沿著纖維的整個(gè)長(zhǎng)度擴(kuò)展。這種纖維的構(gòu)造可以是例如并排結(jié)構(gòu)、餡餅結(jié)構(gòu)或任何其它的結(jié)構(gòu)。雙組分纖維和產(chǎn)生其的方法公開(kāi)在Kaneko等人的US 5,108,820，Kruege等人的4,795,668，Pike等人的5,382,400，Strack等人的5,336,552和Marmon等人的6,200,669中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。纖維和含有該纖維的獨(dú)立組分也可以具有各種不規(guī)則形狀，例如記載于Hogle等人的US5,277,976，Hills的5,162,074，Hills的5,466,410，Largman等人的5,069,970和Largman等人的5,057,368中的那些，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“平均纖維長(zhǎng)度”表示利用購(gòu)自Kajaani OyElectronics，Kajaani，F(xiàn)inland的Kajaani纖維分析儀，型號(hào)FS-100測(cè)定的漿粕纖維的加權(quán)平均長(zhǎng)度。根據(jù)測(cè)試程序，將漿粕試樣用浸漬液體處理，以確保不存在纖維束或碎片。將每個(gè)漿粕試樣在熱水中分解以及稀釋成大約0.001％溶液。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)Kajaani纖維分析測(cè)試程序測(cè)試時(shí)，從稀釋溶液抽取大約50到100ml份的單個(gè)試樣。加權(quán)平均纖維長(zhǎng)度可以由以下公式表示Σxik(xi*ni)/n]]>其中，k＝最大纖維長(zhǎng)度xi＝纖維長(zhǎng)度ni＝長(zhǎng)度為xi的纖維的數(shù)目；以及n＝測(cè)量的纖維的總數(shù)。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“低平均纖維長(zhǎng)度漿粕”表示含有大量短纖維和非纖維顆粒的漿粕。許多次生木材纖維漿粕可以被認(rèn)為是低平均纖維長(zhǎng)度漿粕；但是次生木材纖維漿粕的質(zhì)量取決于回收纖維的質(zhì)量以及在先處理的類(lèi)型和量。當(dāng)通過(guò)光學(xué)纖維分析儀，例如Kajaani纖維分析儀，型號(hào)FS-100(Kajaani Oy Electronics，Kajaani，F(xiàn)inland)測(cè)定時(shí)，低平均纖維長(zhǎng)度漿粕的平均纖維長(zhǎng)度可以低于約1.2毫米。例如，低平均纖維長(zhǎng)度漿粕的平均纖維長(zhǎng)度可以為約0.7到約1.2毫米。
如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“高平均纖維長(zhǎng)度漿粕”表示含有相對(duì)少量的短纖維和非纖維顆粒的漿粕。高平均纖維長(zhǎng)度漿粕通常由某些非再生(即原生)纖維形成。已經(jīng)過(guò)篩的次級(jí)纖維漿粕也可以具有高平均纖維長(zhǎng)度。當(dāng)通過(guò)光學(xué)纖維分析儀，例如Kajaani纖維分析儀，型號(hào)FS-100(Kajaani Oy Electronics，Kajaani，F(xiàn)inland)測(cè)定時(shí)，高平均纖維長(zhǎng)度漿粕的平均纖維長(zhǎng)度通常高于約1.5毫米。例如，高平均纖維長(zhǎng)度漿粕的平均纖維長(zhǎng)度可以為約1.5到約6毫米。
詳細(xì)說(shuō)明通常，本發(fā)明涉及含有一個(gè)或多個(gè)研磨(例如砂磨)表面的非織造復(fù)合織物。除了改善該非織造復(fù)合織物的柔軟度和手感之外，現(xiàn)已出乎意料地發(fā)現(xiàn)研磨這種織物還可以賦予優(yōu)異的液體處理性能(例如吸收能力、吸收速度、芯吸速度)，以及改善松密度和毛細(xì)張力。
該非織造復(fù)合織物含有吸收性短纖維和熱塑性纖維，其由于多種原因而是有利的。例如，非織造復(fù)合織物的熱塑性纖維可以改善強(qiáng)度、耐久性和吸油性能。同樣，吸收性短纖維可以改善松密度、手感和吸水性能。用于該非織造復(fù)合織物的熱塑性纖維和吸收性短纖維的相對(duì)量可以根據(jù)所需性能變化。例如，熱塑性纖維可以占非織造復(fù)合織物的約50wt％以下，以及在一些實(shí)施方案中，占非織造復(fù)合織物的約10wt％到約40wt％。同樣，吸收性短纖維可以占非織造復(fù)合織物的約50wt％以上，以及在一些實(shí)施方案中，占非織造復(fù)合織物約60wt％到約90wt％。
吸收性短纖維可以由多種不同材料形成。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，吸收性短纖維為非熱塑性的并且含有纖維素纖維(例如漿粕、熱機(jī)漿粕、合成纖維素纖維、改性的纖維素纖維等)，以及其它類(lèi)型的非熱塑性纖維(例如合成短纖維)。合適的纖維素纖維來(lái)源的一些實(shí)例包括原生木纖維，例如熱機(jī)械的、漂白的和未漂白的軟木和硬木漿粕。也可以使用例如從辦公室廢物、新聞紙、牛皮紙?jiān)?、紙板碎片等得到的再生或再循環(huán)纖維。另外，也可以使用植物纖維例如呂宋麻、亞麻、馬利筋屬植物、棉、改性棉、棉絨。另外，可以使用合成的纖維素纖維例如人造絲和粘膠人造絲。也可以使用改性的纖維素纖維。例如，吸收性短纖維可以由纖維素衍生物組成，所述纖維素衍生物可以通過(guò)沿著碳鏈用合適的基團(tuán)(例如羧基、烷基、乙酸酯、硝酸酯等)取代羥基而形成。作為說(shuō)明，也可以使用非纖維素纖維作為吸收性短纖維。這種吸收性短纖維的一些實(shí)例包括，但不限于醋酸短纖維、Nomex短纖維、Kevlar短纖維、聚乙烯醇短纖維、lyocel短纖維等。
當(dāng)用作吸收性短纖維時(shí)，漿粕纖維可以具有高平均纖維長(zhǎng)度、低平均纖維長(zhǎng)度或其混合。合適的高平均長(zhǎng)度漿粕纖維的一些實(shí)例包括，但不限于北方軟木、南方軟木、紅杉、紅雪松、鐵杉、松樹(shù)(例如南方松木)、云杉(例如黑云杉)、其組合等。示例性的高平均纖維長(zhǎng)度木質(zhì)漿粕包括購(gòu)自Kimberly-Clark Corporation，商標(biāo)為“Longlac19”的那些。合適的低平均纖維長(zhǎng)度漿粕纖維的一些實(shí)例可以包括，但不限于某些原生硬木漿粕和來(lái)自例如新聞紙、回收紙板和辦公室廢物的來(lái)源的次生(即再循環(huán)的)纖維漿粕。硬木纖維，例如桉樹(shù)、楓樹(shù)、樺樹(shù)、白楊等也可以用作低平均長(zhǎng)度漿粕纖維?？梢允褂酶咂骄w維長(zhǎng)度和低平均纖維長(zhǎng)度漿粕的混合物。例如，混合物可以含有高于約50wt％的低平均纖維長(zhǎng)度漿粕和低于約50wt％的高平均纖維長(zhǎng)度漿粕。一種示例性的混合物含有75wt％的低平均纖維長(zhǎng)度漿粕和約25wt％的高平均纖維長(zhǎng)度漿粕。
正如所述的，非織造復(fù)合織物還含有熱塑性纖維。熱塑性纖維可以基本上是連續(xù)的，或可以是平均纖維長(zhǎng)度為約0.1毫米到約25毫米的短纖維，在一些實(shí)施方案中平均纖維長(zhǎng)度為約0.5毫米到約10毫米，以及在一些實(shí)施方案中為約0.7毫米到約6毫米。不考慮纖維長(zhǎng)度，熱塑性纖維可以由多種不同類(lèi)型聚合物形成，包括但不限于聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、其共混物和共聚物等。理想地，熱塑性纖維含有聚烯烴，以及更理想地，含有聚丙烯和/或聚乙烯。合適的聚合物組合物還可以在其中具有熱塑性彈性體共混物，以及含有顏料、抗氧劑、流動(dòng)助劑、穩(wěn)定劑、香料、磨粒、填料等。任選地，使用多組分(例如雙組分)熱塑性纖維。例如，用于多組分纖維的合適的構(gòu)造包括并排構(gòu)造、和鞘-芯構(gòu)造，并且合適的鞘-芯構(gòu)造包括偏心的鞘-芯和同心的鞘-芯構(gòu)造。在一些實(shí)施方案中，如本領(lǐng)域中公知的，用于形成多組分纖維的聚合物具有足夠不同的熔點(diǎn)，以形成不同的結(jié)晶和/或固化性能。該多組分纖維可以具有約20wt％到約80wt％，以及在一些實(shí)施方案中，具有約40wt％到約60wt％的低熔點(diǎn)聚合物。另外，該多組分纖維可以具有約80wt％到約20wt％，以及在一些實(shí)施方案中具有約60wt％到約40wt％的高熔點(diǎn)聚合物。
除熱塑性纖維和吸收性短纖維之外，非織造復(fù)合織物還可以含有各種其它材料。例如，可以使用少量濕強(qiáng)度樹(shù)脂和/或樹(shù)脂粘合劑以改善強(qiáng)度和耐磨性。還可以使用脫膠劑以減少氫鍵合的程度。一定量的脫膠劑的加入，例如約1wt％到約4wt％的復(fù)合層也可以減少測(cè)定的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)以及改善耐磨性。也可以使用各種其它的材料，例如活性炭、粘土、淀粉、超吸收性材料等。
在一些實(shí)施方案中，例如，非織造復(fù)合織物是通過(guò)使用本領(lǐng)域中已知的多種纏結(jié)技術(shù)(例如水力、空氣、機(jī)械等)的任一種用吸收性短纖維整體纏結(jié)熱塑性纖維而形成的。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，使用水力纏結(jié)將由熱塑性纖維形成的非織造纖網(wǎng)與吸收性短纖維整體纏結(jié)。典型的水力纏結(jié)方法使用水的高壓噴射流使纖維和/或長(zhǎng)絲纏結(jié)，形成高度纏結(jié)的固結(jié)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。水力纏結(jié)的非織造復(fù)合材料公開(kāi)于例如Evans的US 3,494,821；Bouolton的4,144,370；Everhart等人的5,284,703；和Anderson等人的6,315,864中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。
例如，參見(jiàn)圖1，舉例說(shuō)明了一種適用于由非織造纖網(wǎng)和漿粕纖維形成非織造復(fù)合織物的水力纏結(jié)方法的實(shí)施方案。如所示，含有漿粕纖維的纖維狀的料漿被輸送到常規(guī)造紙調(diào)漿箱12，其中料漿經(jīng)由斜槽14沉積在常規(guī)形成的織物或表面16上。漿粕纖維的懸浮物可以具有通常用于常規(guī)造紙方法的任何稠度。例如，懸浮物可以含有約0.01到約1.5wt％的懸浮在水中的漿粕纖維。然后從漿粕纖維的懸浮物除去水，形成均勻的漿粕纖維層18。
非織造纖網(wǎng)20也從旋轉(zhuǎn)供給輥22展開(kāi)并穿過(guò)由堆疊輥28和30形成的S輥結(jié)構(gòu)26的輥隙24。多種技術(shù)中的任一種可以用來(lái)形成非織造纖網(wǎng)20。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，使用常規(guī)梳理方法，例如毛或棉梳理方法，將短纖維用于形成非織造纖網(wǎng)20。但是，例如氣流成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)方法的其它方法也可以用于形成短纖維纖網(wǎng)。另外，基本連續(xù)的纖維可以用來(lái)形成非織造纖網(wǎng)20，例如由例如紡粘、熔噴等熔紡工藝形成的那些。
非織造纖網(wǎng)20可以被接合以改善其耐久性、強(qiáng)度、手感、美觀性和/或其它性能。例如，非織造纖網(wǎng)20可以被熱、超聲、粘接和/或機(jī)械接合。作為一個(gè)例子，非織造纖網(wǎng)20可以點(diǎn)接合，這樣其具有許多小的不連續(xù)的接合點(diǎn)。一種示例性點(diǎn)接合方法為熱點(diǎn)接合，其通常包括使一個(gè)或多個(gè)層穿過(guò)加熱輥，例如鏤蝕形成圖案的輥和第二接合輥。該壓花輥以某種方式形成圖案，結(jié)果纖網(wǎng)不在其整個(gè)表面之上接合，以及第二輥可以是光滑的或形成圖案的。結(jié)果，壓花輥已經(jīng)按照功能化和美觀性理由形成各種圖案。示例性的接合圖案包括，但不限于記載于Hansen等人的US 3,855,046，Levy等人的5,620,779，Havnes等人的5,962,112，Savovitz等人的6,093,665，Romano等人的US 428,267和Brown的US 390,708中的那些，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。例如，在一些實(shí)施方案中，非織造纖網(wǎng)20可以任選地接合，具有低于約30％(用常規(guī)光學(xué)顯微鏡法測(cè)定)的總接合面積和/或大于約每平方英寸100個(gè)接合點(diǎn)的均勻接合密度。例如，非織造纖網(wǎng)可以具有約2％到約30％的總接合面積和/或每平方英寸約250到約500針接合點(diǎn)的接合密度。在一些實(shí)施方案中，總接合面積和/或接合密度的這種組合可以通過(guò)將非織造纖網(wǎng)20與針接合點(diǎn)圖案接合得到，所述針接合點(diǎn)圖案具有每平方英寸大于約100針接合點(diǎn)，當(dāng)完全接觸光滑砧輥時(shí)提供低于約30％的總接合表面積。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)接觸光滑砧輥時(shí)，接合圖案可以具有每平方英寸約250到約350針接合點(diǎn)的針接合密度和/或約10％到約25％的總接合表面積。
另外，非織造纖網(wǎng)20可以通過(guò)連續(xù)的接縫或圖形接合。作為附加實(shí)例，非織造纖網(wǎng)20可以沿著片材的邊緣或者僅穿過(guò)鄰近邊緣的纖網(wǎng)的寬度或橫向(CD)接合。也可以使用其它的接合技術(shù)，例如熱接合和膠乳浸漬的組合?？蛇x地和/或另外地，樹(shù)脂、膠乳或粘合劑可以通過(guò)例如噴涂或者印刷施加到非織造纖網(wǎng)20，以及干燥提供所需接合。其它合適的接合技術(shù)可以記載于Everhart等人的US 5,284,703，Anderson等人的6,103,061，和Varona的6,197,404，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。
再回到圖1，然后將非織造纖網(wǎng)20放置在常規(guī)水力纏結(jié)設(shè)備的多孔纏結(jié)表面32之上，然后將其中漿粕纖維層18鋪設(shè)在纖網(wǎng)20上。雖然并非必要，但是通常理想的是漿粕纖維層18設(shè)置在非織造纖網(wǎng)20和水力纏結(jié)集流腔34之間。漿粕纖維層18和非織造纖網(wǎng)20通過(guò)一個(gè)或多個(gè)水力纏結(jié)集流腔34，并且用流體射流處理以使?jié){粕纖維層18與非織造纖網(wǎng)20的纖維纏結(jié)，以及驅(qū)使它們進(jìn)入和穿過(guò)非織造纖網(wǎng)20，形成非織造復(fù)合織物36。可選地，水力纏結(jié)可以在漿粕纖維層18和非織造纖網(wǎng)20位于進(jìn)行濕法鋪設(shè)的相同多孔篩(例如網(wǎng)眼織物)上時(shí)進(jìn)行。本發(fā)明還設(shè)想將干燥的漿粕纖維層18疊放在非織造纖網(wǎng)20上，將該干燥的片材再水合到特定稠度，然后使該再水合的片材進(jìn)行水力纏結(jié)。水力纏結(jié)可以在漿粕纖維層18被水高度飽和時(shí)進(jìn)行。例如，剛好在水力纏結(jié)之前，漿粕纖維層18可以含有最高約90wt％的水?？蛇x地，漿粕纖維層18可以是空氣鋪設(shè)或干燥鋪設(shè)層。
水力纏結(jié)可以使用常規(guī)水力纏結(jié)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，例如記載于Everhart等人的US 5,284,703和Evans的3,485,706中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。水力纏結(jié)可以用任何合適的工作流體，例如水進(jìn)行。工作流體流過(guò)集流腔，集流腔將流體均勻分配到一系列獨(dú)立的孔洞或孔口。這些孔洞或孔口的直徑可以為約0.003到約0.015英寸，并且可以布置成具有任何數(shù)目的孔口的一行或多行，例如每行中每英寸30-100個(gè)。例如，可以使用由Charlotte，North Carolina的FleissnerInc.生產(chǎn)的集流腔，其包含具有0.007英寸直徑孔口，每英寸30個(gè)孔洞以及1行孔洞的狹長(zhǎng)地帶。但是，也應(yīng)理解，可以使用許多其它的集流腔構(gòu)造和組合。例如，可以使用單個(gè)集流腔或者可以連續(xù)設(shè)置若干集流腔。另外，雖然并非必要，水力纏結(jié)過(guò)程中通常使用的流體壓力為約1000到約3000psig，以及在一些實(shí)施方案中，為約1200到約1800psig。例如，當(dāng)在所述壓力的上限加工時(shí)，非織造復(fù)合織物36可以以最高約1000英尺/分(fpm)的速率加工。
流體可以沖擊由多孔表面支撐的漿粕纖維層18和非織造纖網(wǎng)20，例如具有約40×40到約100×100的網(wǎng)目尺寸的單個(gè)平面篩網(wǎng)。多孔表面也可以是具有約50×50到約200×200的網(wǎng)目尺寸的多層篩網(wǎng)。由于在許多水噴射處理方法中是通常的，真空吸嘴38可以直接設(shè)置在水針刺(hydro-needling)集流腔下方或在纏結(jié)集流腔下游的多孔纏結(jié)表面32下方，這樣從水力纏結(jié)非織造復(fù)合織物36抽出過(guò)剩水。
雖然不包含任何特殊的工作原理，據(jù)信直接沖擊鋪設(shè)在非織造纖網(wǎng)20上的漿粕纖維層18的工作流體的圓柱形射流驅(qū)使?jié){粕纖維進(jìn)入和部分穿過(guò)非織造纖網(wǎng)20中纖維的基質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)流體射流和漿粕纖維層與非織造纖網(wǎng)20相互作用時(shí)，層18的漿粕纖維也與非織造纖網(wǎng)20的纖維纏結(jié)以及互相纏結(jié)。在一些實(shí)施方案中，這種纏結(jié)可以產(chǎn)生具有“表面”的材料，其中一個(gè)表面具有熱塑性纖維的優(yōu)勢(shì)，賦予其更光滑、更加塑料狀的感覺(jué)，而另一個(gè)表面具有漿粕纖維的優(yōu)勢(shì)，賦予其更柔軟、更加堅(jiān)固的感覺(jué)。也即，雖然層18的漿粕纖維被驅(qū)使穿過(guò)和進(jìn)入非織造纖網(wǎng)20的基質(zhì)，但是許多漿粕纖維將仍然保留在材料36的表面上或附近。該表面因此可以含有更高比例的漿粕纖維，而另一個(gè)表面可以含有更高比例的非織造纖網(wǎng)20的熱塑性纖維。
流體噴射處理之后，得到的非織造復(fù)合織物36然后可以移入干燥操作(例如壓縮、非壓縮等)。不同速率的拾起輥可以用來(lái)將材料從水針刺帶轉(zhuǎn)移到干燥操作?？蛇x地，可以使用常規(guī)真空式拾起器和傳送器。如果需要，非織造復(fù)合織物36可以在轉(zhuǎn)入干燥操作之前進(jìn)行濕法起縐。材料36的非壓縮干燥例如可以使用常規(guī)通過(guò)式干燥器42完成。通過(guò)式干燥器42可以是具有穿孔46的外部可旋轉(zhuǎn)機(jī)筒44，其與用于接收吹過(guò)穿孔46的熱空氣的外部帽罩48組合。通過(guò)式干燥器帶50攜帶非織造復(fù)合織物36到通過(guò)式干燥器外部機(jī)筒40之上。加壓經(jīng)過(guò)通過(guò)式干燥器42的外部機(jī)筒44中的穿孔46的熱空氣將水從非織造復(fù)合織物36除去。由通過(guò)式干燥器42加壓經(jīng)過(guò)非織造復(fù)合織物36的空氣的溫度為約200到約500。其它有用的通過(guò)式干燥方法和裝置可以在例如Niks的US 2,666,369和Shaw的3,821,068中找到，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。
除水力纏結(jié)非織造復(fù)合織物之外，非織造復(fù)合織物也可以含有熱塑性纖維和吸收性短纖維的共混物。例如，非織造復(fù)合織物可以為“共形成”材料，其可以通過(guò)一種方法制造，其中在斜槽附近設(shè)置至少一個(gè)熔噴法模頭，通過(guò)其在非織造纖網(wǎng)形成時(shí)將吸收性短纖維加入非織造纖網(wǎng)。這種共形成材料的一些實(shí)例公開(kāi)于Anderson等人的US4,100,324；Everhart等人的5,284,703；和Georger等人的5,350,624中；為了所有目的在此將其全部引入作為參考。
不考慮其中復(fù)合織物形成的方式，使復(fù)合織物經(jīng)受本發(fā)明的研磨精整方法，以增強(qiáng)其某些性能。通?？梢赃M(jìn)行各種公知的研磨精整方法，包括但不限于砂磨、起絨等。例如，一些合適的砂磨方法記載于Dischler等人的US 6,269,525；Dischler等人的6,260,247；Dischler等人的6,112,381；Evensen的5,662,515；Evensen的5,564,971；Bissen的5,531,636；Dischler等人的5,752,300；Dischler等人的5,815,896；Otto的4,512,065；Otto的4,468,844；和Otto的4,316,928中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。適于在本發(fā)明中使用的砂磨機(jī)的一些實(shí)例包括購(gòu)自Gloversville，New York的Curtin-Hebert Co.，Inc.的450系列、620系列和710系列微研磨機(jī)。
僅為了示例性目的，圖2中示出合適的研磨系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案。如所示，研磨系統(tǒng)100包括兩個(gè)擠壓輥83，通過(guò)其供應(yīng)復(fù)合織物36。驅(qū)動(dòng)輥85驅(qū)使擠壓輥83沿所需方向運(yùn)動(dòng)。一旦復(fù)合織物36穿過(guò)擠壓輥83，其然后通過(guò)研磨輥80和壓力輥82之間。研磨輥80的表面81的至少一部分被磨料，例如砂紙或砂布覆蓋，這樣當(dāng)壓力輥82相對(duì)于研磨輥80的表面81壓印復(fù)合織物36的表面90時(shí)，產(chǎn)生了研磨。一般而言，研磨輥80以逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。用這樣的方式，研磨輥80可以向復(fù)合織物36的表面90施加所需的研磨作用。研磨輥80可以以與復(fù)合織物36的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，以使研磨最佳化。也即，研磨輥80可以如此旋轉(zhuǎn)，使得與接觸復(fù)合織物36的點(diǎn)處的研磨表面81相切的方向與移動(dòng)織物36的直線(xiàn)方向相反。在說(shuō)明性的實(shí)施方案中，例如，輥旋轉(zhuǎn)的方向?yàn)轫槙r(shí)針，并且織物運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閺淖笾劣摇?br> 研磨系統(tǒng)80也可以包括使用真空力的排氣系統(tǒng)88，以在研磨到所需水平之后，除去殘留在復(fù)合織物36的表面90上的任何碎屑。也可以使用刷輥92以清潔壓力輥82的表面。一旦研磨，復(fù)合織物36然后經(jīng)由由驅(qū)動(dòng)輥89驅(qū)使的擠壓輥87離開(kāi)研磨器。
如上所述，復(fù)合織物36有時(shí)可以具有“側(cè)面”，其中一個(gè)表面具有占優(yōu)勢(shì)的短纖維(例如漿粕纖維)。在一個(gè)實(shí)施方案中，被研磨的復(fù)合織物36的表面90可以含有占優(yōu)勢(shì)的短纖維。另外，表面90可以含有占優(yōu)勢(shì)的來(lái)自非織造纖網(wǎng)的熱塑性纖維。本發(fā)明人已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，除了改善柔軟度和手感之外，研磨一個(gè)或多個(gè)表面還可以增強(qiáng)織物的其它物理性能，例如松密度、吸收速率、芯吸速率和吸收能力。雖然不希望受理論限制，研磨表面對(duì)與其接觸的表面纖維加以梳理、拉絨和/或起毛。因此，纖維被機(jī)械地重新排列并且稍微從復(fù)合材料的基質(zhì)中拉出。這些起毛的纖維可以是例如漿粕纖維和/或熱塑性纖維。不管怎樣，表面上的纖維顯示更均勻的外觀以及增強(qiáng)織物的手感，形成更加“布狀”的材料。
不考慮研磨的表面性質(zhì)，通過(guò)研磨方法改性復(fù)合織物36的性能的程度取決于多種不同因素，例如磨料尺寸、輥接觸的力和頻率等。例如，可以有選擇地改變用于覆蓋研磨輥80的磨料的類(lèi)型，以得到所需的研磨程度。例如，磨料可以由包埋有硬質(zhì)磨粒的基質(zhì)形成，所述硬質(zhì)磨粒例如是金剛石、金屬和/或硅的碳化物、硼化物、氮化物。在一個(gè)實(shí)施方案中，金剛石磨粒包埋在鍍金屬的基質(zhì)(例如鎳或鉻)內(nèi)，例如記載于Farmer的US 4,608,128中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。與具有較大粒度的那些磨粒相比，具有較小粒度的磨粒有助于將表面磨耗到更小程度。因此，使用較大的顆粒尺寸可以更適合于較高重量的織物。但是，具有過(guò)大粒度的磨?？赡軐?fù)合織物36磨耗到破壞其某些物理特性的這種程度。為了平衡這些利害關(guān)系，磨粒的平均粒度可以為約1到約1000微米，在一些實(shí)施方案中為約20到約200微米，以及在一些實(shí)施方案中，為約30到約100微米。
同樣，與研磨輥80接觸的更高的力和/或頻率也可能產(chǎn)生更高的研磨程度。各種因素可以影響輥接觸的力和頻率。例如，復(fù)合織物36相對(duì)于研磨輥80的線(xiàn)速度可以變化，更高的線(xiàn)速度通常對(duì)應(yīng)于更高的研磨程度。在最佳的實(shí)施方案中，復(fù)合織物36的線(xiàn)速度為約100到約4000英尺/分鐘，在一些實(shí)施方案中為約500到約3400英尺/分鐘，以及在一些實(shí)施方案中，為約1500到約3000英尺/分鐘。另外，研磨輥80通常以約100到約8,000轉(zhuǎn)/分鐘(rpms)的速率旋轉(zhuǎn)，在一些實(shí)施方案中為約500到約6,000rpms，以及在一些實(shí)施方案中為約1,000到約4,000rpms。如果需要，在復(fù)合織物36和研磨輥80之間存在速度差，以改善該研磨方法。
壓力輥82和研磨輥80之間的距離(即“間隙”)也可以影響研磨程度，較小的距離通常產(chǎn)生更高的研磨程度。例如，在一些實(shí)施方案中，壓力輥82和研磨輥80之間的距離可以為約0.001英寸到約0.1英寸，在一些實(shí)施方案中為約0.01英寸到約0.05英寸，以及在一些實(shí)施方案中為約0.01英寸到約0.02英寸。
可以有選擇地改變一個(gè)或多個(gè)上述特性，以得到所需的表面研磨程度。例如，當(dāng)使用具有極大粒度的磨粒時(shí)，理想的是對(duì)于研磨輥80選擇相對(duì)低的轉(zhuǎn)速，以得到一定的研磨程度，而不破壞復(fù)合織物36的物理特性。另外，復(fù)合織物36也可以接觸多重研磨輥80，以得到所需結(jié)果。不同粒度可以以不同順序用于不同的碾磨輥80，以得到特殊結(jié)果。例如，理想的是用具有較大粒度(粗糙)的研磨輥對(duì)復(fù)合織物36進(jìn)行預(yù)處理，使得織物表面更容易被后續(xù)研磨輥的更小粒度(精細(xì))改變。另外，多重研磨輥也可以用于研磨復(fù)合織物36的多重表面。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，在研磨表面90之前、之后和/或同時(shí)，可以在研磨輥內(nèi)研磨復(fù)合織物36的表面91。
應(yīng)理解，本發(fā)明不局限于用磨粒覆蓋的輥，而是可以包括用于研磨織物表面的任何其它技術(shù)。例如，固定棒可以用來(lái)賦予所需的研磨程度。這些棒可以由多種材料，例如鋼形成，并且加以成形以具有研磨表面。參考圖3-5，說(shuō)明使用固定棒的研磨復(fù)合織物136的方法的各種實(shí)施方案。在圖3中，例如，當(dāng)從輥160展開(kāi)并纏繞到輥162上時(shí)，沿指示方向移動(dòng)的復(fù)合織物136的表面153被固定棒150研磨。固定棒150可以固有地具有研磨表面，或者可以例如通過(guò)用含有磨粒的基材包裹棒150而配有研磨表面。盡管未示出，當(dāng)經(jīng)過(guò)固定棒150時(shí)，各種張力輥等可以引導(dǎo)復(fù)合織物136。圖4和5說(shuō)明了類(lèi)似的實(shí)施方案，其中多重固定棒150用于研磨復(fù)合織物136。圖4中，將復(fù)合織物136的表面153用單個(gè)固定棒150研磨，以及使用三個(gè)(3)其它固定棒150研磨表面151。類(lèi)似地，圖5中，使用兩個(gè)(2)破碎棒(破碎棒)研磨復(fù)合織物136的每個(gè)表面151和153。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過(guò)用覆蓋有均勻間隔線(xiàn)的輥接觸復(fù)合織物36而對(duì)其表面進(jìn)行起絨。線(xiàn)通常為細(xì)軟線(xiàn)。同樣可能有利的是在載體基材中包埋線(xiàn)，這樣其頂端僅從其中略微突出。這種載體基材可以由可壓縮材料，例如泡沫橡膠、軟橡膠、氈等形成，在這樣的壓實(shí)過(guò)程中其被壓縮。壓縮程度決定線(xiàn)頂端從表面突出的程度，以及由此的起絨線(xiàn)頂端刺入復(fù)合織物36的程度。除存在線(xiàn)之外，這種起絨輥可以另外類(lèi)似于上述相對(duì)于圖2描述的研磨輥80。
研磨復(fù)合織物36前后，同樣可能理想的是使用其它精整步驟和/或后處理方法以賦予復(fù)合織物36以選定的性能。例如，復(fù)合織物36可以用壓延輥輕壓，或另外進(jìn)行處理以增強(qiáng)拉伸和/或提供均勻外觀和/或某些觸覺(jué)性能?？蛇x地或另外地，各種化學(xué)后處理，例如粘合或染色可以應(yīng)用于復(fù)合織物36?？梢允褂玫母郊雍筇幚碛涊d于Levy等人的US 5,853,859中，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。另外，可以將復(fù)合織物36的研磨的表面真空化以除去研磨方法過(guò)程中變得游離的任何纖維。
本發(fā)明的復(fù)合織物特別可用作揩布。該揩布的基本重量為約20克每平方米(“gsm”)到約300gsm，在一些實(shí)施方案中為約30gsm到約200gsm，以及在一些實(shí)施方案中為約50gsm到約150gsm。較低基本重量產(chǎn)物通常很適合用作輕型揩布，而較高基本重量產(chǎn)物很適合用作工業(yè)揩布?？歼€可以具有用于多種擦拭工作的任何尺寸?？家部梢跃哂屑s8厘米到約100厘米的寬度，在一些實(shí)施方案中寬度為約10到約50厘米，以及在一些實(shí)施方案中為約20厘米到約25厘米。另外，揩布可以具有約10厘米到約200厘米的長(zhǎng)度，在一些實(shí)施方案中長(zhǎng)度為約20厘米到約100厘米，以及在一些實(shí)施方案中為約35厘米到約45厘米。
如果需要，揩布也可以用液體，例如水、無(wú)水手清潔劑或任何其它合適的液體進(jìn)行預(yù)濕。該液體可以含有防腐劑、阻燃劑、表面活性劑、軟化劑、濕潤(rùn)劑等。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，揩布可以用衛(wèi)生處理配方施涂，例如記載于Clark等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2003/0194932，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。液體可以用本領(lǐng)域中已知的任何合適方法施涂，例如噴涂、浸漬、浸透、灌注、刷涂等。應(yīng)用于揩布的液體量可以根據(jù)復(fù)合織物性質(zhì)、用于儲(chǔ)存揩布的容器類(lèi)型、液體性質(zhì)和所需的揩布的最終用途加以變化。通常，每個(gè)揩布含有約150到約600wt％，以及在一些實(shí)施方案中含有約300到約500wt％的液體，以揩布的干重為基準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在連續(xù)穿孔輥中提供揩布。穿孔提供薄弱線(xiàn)，通過(guò)其揩布可以更容易地分離。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，6″高輥含有V型折疊的12″寬揩布。每12英寸對(duì)輥進(jìn)行穿孔，形成12″×12″揩布。在另一個(gè)實(shí)施方案中，以單個(gè)揩布的堆疊體形式提供揩布?？梢砸远喾N形式、材料和/或容器包裝揩布，包括但不限于卷、盒、管、軟包裝材料等。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，揩布被豎著插入選擇的可再密封容器(例如圓柱形)中。合適的容器的一些實(shí)例包括硬管、薄膜袋等。保存揩布的合適容器的一個(gè)具體實(shí)例為硬質(zhì)圓柱形管(例如由聚乙烯制成)，在該容器的頂部上裝有可再密封的氣密蓋(例如由聚丙烯制成)。該蓋具有一個(gè)最初覆蓋設(shè)置在帽下方的開(kāi)口的鉸接帽。該開(kāi)口允許揩布通過(guò)該密封容器的內(nèi)部，由此通過(guò)抓住揩布并撕開(kāi)裂縫可以將單個(gè)揩布從各個(gè)輥分離。蓋中的開(kāi)口被適當(dāng)?shù)卮_定尺寸，以便當(dāng)揩布從容器分離時(shí)，提供足夠的壓力以除去來(lái)自各個(gè)揩布的任何過(guò)量液體。
用于傳送揩布的其它合適的揩布分配器、容器和系統(tǒng)記載于Buczwinski等人的US 5,785,179；Zander的5,964,351；Zander的6,030,331；Haynes等人的6,158,614；Huang等人的6,269,969；Huang等人的6,269,970；和Newman等人的6,273,359，為了所有目的在此將其全部引入作為參考。
參考以下實(shí)施例可以更好的理解本發(fā)明。
測(cè)試方法在實(shí)施例中使用了以下測(cè)試方法。
松密度織物的松密度與其厚度對(duì)應(yīng)。根據(jù)TAPPI測(cè)試方法T402“Standard Conditioning and Testing Atmosphere For Paper，Board，Pulp Handsheets and Related Products”或T411 om-89“Thickness(caliper)of Paper，Paperboard，and Combined Board”，對(duì)于層疊片材使用標(biāo)記3，測(cè)量實(shí)施例中的松密度。用于進(jìn)行T411 om-89的測(cè)微器可以為Emveco型200A電子厚度計(jì)(由Newberry，Oregon的Emveco，Inc.制造)，砧直徑為57.2毫米以及砧壓力為2千帕。
抓握拉伸強(qiáng)度抓握拉伸測(cè)試是受到單向應(yīng)力時(shí)織物的斷裂強(qiáng)度的量度。該測(cè)試在本領(lǐng)域中是已知的，并且遵照聯(lián)邦測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)191A(Federal Test Methods Standard 191A)的方法5100的規(guī)范。結(jié)果用斷裂時(shí)的磅數(shù)表示。數(shù)值越高表示織物越結(jié)實(shí)。抓握拉伸測(cè)試使用兩個(gè)夾具，每個(gè)夾具具有兩個(gè)夾片，每個(gè)夾片具有與試樣接觸的面層。該夾具將材料保持在同一平面內(nèi)，通常垂直地分開(kāi)3英寸(76mm)并以規(guī)定的拉伸速率移離。使用尺寸為4英寸(102mm)×6英寸(152mm)的試樣，用面層尺寸為1英寸(25mm)×1英寸的夾片，以及300mm/min的恒定拉伸速率得到抓握拉伸強(qiáng)度值。試樣比夾具夾片寬，得到表示與由織物中鄰近纖維所貢獻(xiàn)的附加強(qiáng)度結(jié)合的夾持寬度中的纖維的有效強(qiáng)度的結(jié)果。試樣夾持在例如購(gòu)自Cary，N.C.的Sintech Corporation的Sintech 2測(cè)度儀、購(gòu)自Canton，Mass.的InstronCorporation的Instron Model TM或者購(gòu)自Philadelphia，Pa的Thwing-Albert Instrument Co.的Thwing-Albert Model INTELLECTII中。這一點(diǎn)嚴(yán)格模擬實(shí)際使用中的織物應(yīng)力條件。結(jié)果以三個(gè)試樣的平均數(shù)形式報(bào)告，以及可以試樣在橫向(CD)或縱向(MD)上進(jìn)行。
水吸入速率水的吸入速率是對(duì)比位于材料表面上的液體，試樣將液體完全吸收進(jìn)入纖網(wǎng)所需的時(shí)間，以秒計(jì)。具體地，水的吸入是根據(jù)ASTM 2410號(hào)，通過(guò)用移液管輸送0.5立方厘米水到材料表面而測(cè)定的。四個(gè)(4)0.5立方厘米的水滴(每側(cè)2滴)施加到每個(gè)材料表面。記錄四個(gè)水滴虹吸入材料(Z方向)的平均時(shí)間。當(dāng)以秒計(jì)量時(shí)，吸收時(shí)間越少表示吸入速率越快。該測(cè)試在73.4±3.6和50％±5％相對(duì)濕度的條件下進(jìn)行。
油吸入速率油的吸入速率是試樣吸收規(guī)定量的油所需的時(shí)間，以秒計(jì)。按照與上述用于水的相同方式測(cè)定馬達(dá)油的吸入，除了使用0.1立方厘米油用于四個(gè)(4)滴液(每側(cè)2滴)的每一個(gè)外。
吸收能力吸收能力表示材料在一段時(shí)間內(nèi)吸收液體(例如水或馬達(dá)油)的容量，以及與由材料在其飽和點(diǎn)容納的液體總量有關(guān)。吸收能力根據(jù)聯(lián)邦規(guī)范(Federal Specification)UU-T-595C號(hào)在工業(yè)用和機(jī)構(gòu)毛巾和擦拭紙上測(cè)量。具體地，吸收能力是通過(guò)測(cè)量由吸收液體產(chǎn)生的試樣重量的增加而確定的，以及通過(guò)以下公式，以吸收的液體重量除以試樣重量的形式以百分比表示吸收能力＝[(飽和的試樣重量-試樣重量)/試樣重量]×100。
泰氏耐磨性泰氏耐磨性測(cè)量以由控制的旋轉(zhuǎn)的摩擦作用產(chǎn)生的對(duì)織物的破壞表示的耐磨性。除非在此另有說(shuō)明，耐磨性根據(jù)聯(lián)邦測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)191A號(hào)(Federal Test Methods Standard No.191A)，方法5306進(jìn)行測(cè)量。只有單個(gè)砂輪用于研磨試樣。將12.7×12.7cm試樣夾持到泰氏標(biāo)準(zhǔn)研磨機(jī)(型號(hào)504，具有型號(hào)E-140-15試樣夾具)的試樣平臺(tái)，所述研磨機(jī)在研磨機(jī)頭上具有摩擦砂輪(H-18號(hào))以及在每個(gè)臂上具有500克配重。斷裂強(qiáng)度的損失不用作確定耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)。得到結(jié)果并以故障的研磨周期的形式報(bào)告，其中故障被認(rèn)為發(fā)生在其中在織物內(nèi)產(chǎn)生0.5厘米孔洞的點(diǎn)處。
包膜勁度“包膜勁度”測(cè)試測(cè)量材料的抗彎曲性。彎曲長(zhǎng)度是材料重量與勁度之間相互作用的量度，正如通過(guò)材料在其自重下彎曲所顯示的那樣，換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)利用在其自重下復(fù)合材料的懸臂彎曲的原理所示的。通常，試樣在平行于其長(zhǎng)尺寸的方向以4.75英寸/分(12cm/min)滑動(dòng)，結(jié)果其前沿從水平面邊緣伸出。當(dāng)試樣頂端在其自重下降低到連接頂端到平臺(tái)邊緣的線(xiàn)與水平面形成41.50°角的程度時(shí)，測(cè)量伸出的長(zhǎng)度。伸出越長(zhǎng)，試樣彎曲越慢；由此，數(shù)值越高表示復(fù)合材料勁度越高。該方法遵照ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試D1388的規(guī)范。以英寸測(cè)量的包膜勁度是當(dāng)達(dá)到41.50斜率時(shí)，試樣伸出長(zhǎng)度的一半。測(cè)試試樣的制備如下進(jìn)行。按1英寸(2.54cm)寬和6英寸(15.24cm)長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，將試樣切割成矩形條。在縱向和橫向方向?qū)γ總€(gè)樣品的試樣進(jìn)行測(cè)試。合適的包膜撓曲勁度測(cè)度儀，例如購(gòu)自位于Amityville，N.Y.的Testing Machines Inc.的FRL-懸臂梁彎曲測(cè)試儀用于進(jìn)行該測(cè)試。
Gelbo棉絨根據(jù)Gelbo棉絨測(cè)試測(cè)定對(duì)于給定試樣的棉絨量。Gelbo棉絨測(cè)試測(cè)定當(dāng)經(jīng)受連續(xù)撓曲和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從織物釋放的顆粒的相對(duì)數(shù)目。根據(jù)1NDA測(cè)試法160.1-92進(jìn)行該測(cè)試。將試樣置于撓曲腔中。當(dāng)試樣撓曲時(shí)，從腔中以1立方英尺每分鐘的量抽出空氣，用于在激光顆粒計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)。顆粒計(jì)數(shù)器使用篩分顆粒的通道，按照低于或高于某一粒度(例如25微米)按大小計(jì)數(shù)顆粒。結(jié)果可以按經(jīng)10個(gè)連續(xù)的30秒周期計(jì)數(shù)的總顆粒、在10個(gè)計(jì)數(shù)周期之一中得到的最高濃度或者按10個(gè)計(jì)數(shù)周期的平均數(shù)報(bào)告。該測(cè)試表明材料的產(chǎn)生棉絨的潛在性。
實(shí)施例1提供可商購(gòu)自Kimberly-Clark Corporation的WypallX80紅色揩布和WypallX80藍(lán)色鋼揩布?？加蓪?shí)質(zhì)上根據(jù)Everhart等人的US 5,284,703中的非織造復(fù)合材料形成。具體地，揩布的基本重量為125克每平方米(gsm)，以及由與北方軟木牛皮紙纖維水力纏結(jié)的紡粘聚丙烯纖網(wǎng)(22.7gsm)形成。
使用得自Gloversville，New York的Curtin-Hebert Co.，Inc.的620系列微研磨機(jī)在各種條件下研磨揩布，所述研磨機(jī)與圖2中所示的設(shè)備基本類(lèi)似。具體地，對(duì)每個(gè)揩布在其漿粕側(cè)進(jìn)行首先研磨以及測(cè)試各種性能(單程)。其后，使用相同的研磨條件研磨揩布的紡粘側(cè)(雙程)。每程中的研磨輥在試樣的橫向振動(dòng)0.25英寸，以確保輥不會(huì)被纖維充滿(mǎn)以及輥不會(huì)磨損形成凹槽。
各程的研磨條件以下在表1中闡明表1研磨條件

一旦研磨后，然后測(cè)試揩布的各種性能。同樣測(cè)試不根據(jù)本發(fā)明研磨的對(duì)照試樣。表2闡明了按照WypallX80紅色揩布得到的結(jié)果，以及表3闡明按照WypallX80鋼藍(lán)色揩布得到的結(jié)果。
表2WypallX80紅色揩布的性能

表3WypallX80鋼藍(lán)揩布

如指明的，研磨試樣的各種性能與未研磨對(duì)照試樣相比得到了改善。例如，研磨試樣的馬達(dá)油容量比對(duì)照試樣高大約35到67％。研磨試樣還具有比對(duì)照試樣高大約20到35％的水容量。另外，研磨試樣通常具有比對(duì)照試樣低的包膜勁度。
未研磨Wypall紅色揩布對(duì)照試樣的SEM照片示于圖6(漿粕側(cè))、圖7(45度角)和圖8(紡粘側(cè))。對(duì)照試樣顯示纖維纏結(jié)在一起以及壓緊在表面上。
以0.014英寸間隙和17英尺/分鐘的線(xiàn)速度研磨的Wypall紅色揩布的SEM照片示于圖9(漿粕側(cè)，單程)和圖10(紡粘側(cè)，雙程)。如圖9所示，暴露的纖維的表面纖維數(shù)與對(duì)照試樣相當(dāng)。同樣，圖10顯示研磨試樣的纖維尺寸更加均勻以及排列在相同方向。纖維還覆蓋更大面積的襯底紡粘纖網(wǎng)的暴露的熱接合點(diǎn)。
實(shí)施例2提供可商購(gòu)自Kimberly-Clark Corporation的WypallX80藍(lán)色鋼揩布?？加蓪?shí)質(zhì)上根據(jù)Everhart等人的US 5,284,703中的非織造復(fù)合材料形成。具體地，揩布的基本重量為125克每平方米(gsm)，以及由與北方軟木牛皮紙纖維水力纏結(jié)的紡粘聚丙烯纖網(wǎng)(22.7gsm)形成。
使用得自Gloversville，New York的Curtin-Hebert Co.，Inc.的620系列微研磨機(jī)在各種條件下研磨揩布，所述研磨機(jī)與圖2中所示的砂磨機(jī)基本類(lèi)似。具體地，對(duì)每個(gè)試樣首先在其漿粕側(cè)進(jìn)行研磨(單程)以及測(cè)試各種性能。其后，還在紡粘側(cè)使用相同的研磨條件研磨試樣之一(雙程)。每程中的研磨輥在試樣的橫向振動(dòng)0.25英寸，以確保輥不會(huì)被纖維充滿(mǎn)以及輥不會(huì)磨損而形成凹槽。
各程的研磨條件以下在表4中闡明表4研磨條件

間隙，即研磨輥和壓力輥之間的距離為0.014到0.024英寸。一旦研磨后，然后測(cè)試揩布的各種性能。也對(duì)實(shí)施例1的對(duì)照Wypall鋼藍(lán)色試樣(在表5中特指試樣1)進(jìn)行測(cè)試并與試樣2-6比較。表5闡明按照WypallX80鋼藍(lán)色揩布得到的結(jié)果。
表5WypallX80鋼藍(lán)色揩布

如指明的，研磨試樣的各種性能與未研磨對(duì)照試樣相比得到改善。另外，如指明的，間隙距離越大產(chǎn)生強(qiáng)度的減少越少。另一方面，較小的間隙距離對(duì)于某些性能，例如液體容量和吸入速率具有較大的影響。圖11為試樣4(45度角)的SEM照片。圖11中所示的研磨試樣的表面纖維以一致方向(砂磨方向)排列。
實(shí)施例3提供了十四個(gè)(14)揩布試樣。試樣1-13為一層揩布，而試樣14為雙層揩布(雙層膠合在一起)。
單層揩布為可商購(gòu)自Kimberly-Clark Corporation的WypallX80紅色揩布。WypallX80紅色揩布為實(shí)質(zhì)上根據(jù)Everhart等人的US5,284,703制造的非織造復(fù)合材料。具體地，揩布的基本重量為125克每平方米(gsm)，以及由與北方軟木牛皮紙纖維水力纏結(jié)的紡粘聚丙烯纖網(wǎng)(22.7gsm)形成。
雙層揩布的每一層為可商購(gòu)自Kimberly-Clark Corporation的WypallX60揩布。WypallX60揩布為實(shí)質(zhì)上根據(jù)Everhart等人的US 5,284,703制造的非織造復(fù)合材料。具體地，揩布的基本重量為64克每平方米(gsm)，以及由與北方軟木牛皮紙纖維水力纏結(jié)的紡粘聚丙烯纖網(wǎng)(11.3gsm)形成。
將所有十四個(gè)(14)揩布試樣在各種條件下研磨。使用固定的破碎棒研磨試樣1-3。具體地，用鋼破碎棒以圖3中所示的方式對(duì)試樣1的漿粕側(cè)進(jìn)行研磨。具體地，將破碎棒用磨料粒度為(254微米平均粒度)的砂紙包裹。將試樣2用兩個(gè)固定鋼破碎棒以圖5中所示的方式研磨。具體地，將接觸試樣上表面151(紡粘側(cè))的破碎棒用磨料粒度為60(254微米平均粒度)的砂紙包裹，而接觸試樣下表面153(漿粕側(cè))的破碎棒用磨料粒度為220(63微米平均粒度)的砂紙包裹。試樣3以圖4中所示的方式研磨。具體地，將接觸試樣上表面151(紡粘側(cè))的破碎棒用磨料粒度為60(254微米平均粒度)的砂紙包裹，而將接觸試樣下表面153(漿粕側(cè))的三個(gè)(3)破碎棒用磨料粒度為220(63微米平均粒度)的砂紙包裹。
使用起絨輥研磨試樣4-6，在起絨輥上包含從Simpsonville，SouthCarolina的ECC Card Clothing，Inc.得到的線(xiàn)梳理刷或銼。具體地，試樣4-5的線(xiàn)刷的針高度為0.0285英寸，針裝配在3層1.5英寸寬橡皮帶上。試樣6的線(xiàn)刷具有裝配在相同橡皮帶的高度為0.0410英寸的略微傾斜的針。兩套刷都具有6×3×11構(gòu)造，“6”表示每英寸行數(shù)，“3”表示用于將短纖維連接到皮帶襯料的線(xiàn)或短纖維錨線(xiàn)的數(shù)目，以及“11”表示每英寸線(xiàn)或短纖維重復(fù)的數(shù)目。
起絨輥裝配在分離的電動(dòng)展開(kāi)架臺(tái)上，以及當(dāng)試樣在展開(kāi)卷軸和動(dòng)力卷軸之間的張力下纏繞時(shí)，起絨輥抵靠著試樣表面設(shè)置。輥在與以1800英尺/分鐘的速度移動(dòng)的試樣的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。快速排氣真空裝置設(shè)置在試樣表面附近，以除去研磨過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵、微粒等。
使用用砂紙包裹的輥研磨試樣7-13。對(duì)于試樣7-8、10、12和14，只研磨漿粕側(cè)。對(duì)于試樣9、11和13，研磨兩側(cè)。砂紙輥由外徑為3英寸的標(biāo)準(zhǔn)紙芯形成。輥被切割成長(zhǎng)度為10.5英寸，并用磨料粒度為60(254微米平均粒度)的砂紙包裹。試樣7和9-14被縱向包裹而形成單一接縫。將試樣8用間隔0.5英寸的獨(dú)立的2英寸窄條包裹。輥被裝配在分離的電動(dòng)展開(kāi)架臺(tái)上，以及當(dāng)試樣在展開(kāi)卷軸和動(dòng)力卷軸之間的張力下纏繞時(shí)，該輥抵靠著試樣表面設(shè)置。輥在與以1800英尺/分鐘的速度移動(dòng)的試樣的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)?？焖倥艢庹婵昭b置被設(shè)置在試樣表面附近，以除去研磨過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵、微粒等。
研磨條件在以下表6中概括。
表6研磨條件

然后測(cè)試某些試樣的若干性能并與未研磨的對(duì)照試樣比較。結(jié)果在以下表7中闡明。
表7試樣性能

如指明的，根據(jù)本發(fā)明形成的研磨試樣得到優(yōu)異的物理性能。例如，測(cè)試的每個(gè)研磨試樣具有比對(duì)照試樣更高的油容量。
雖然已經(jīng)參考其特殊實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是應(yīng)理解，在取得上述理解的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地構(gòu)想這些實(shí)施方案的修改、變化和等同物。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該按照附加的權(quán)利要求及其任何等同物的范圍確定。
權(quán)利要求
1.一種形成織物的方法，包括提供含有熱塑性纖維的非織造纖網(wǎng)；使所述非織造纖網(wǎng)與吸收性短纖維纏結(jié)而形成復(fù)合材料，所述復(fù)合材料限定第一表面和第二表面；和研磨所述復(fù)合材料的所述第一表面。
2.權(quán)利要求1中限定的方法，其中所述熱塑性纖維是連續(xù)的。
3.權(quán)利要求1或2中限定的方法，其中所述非織造纖網(wǎng)為紡粘纖網(wǎng)。
4.權(quán)利要求3中限定的方法，其中所述紡粘纖網(wǎng)包括聚烯烴纖維。
5.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述吸收性短纖維包含漿粕纖維。
6.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述吸收性短纖維占所述復(fù)合材料的約50wt％以上，以及優(yōu)選占所述復(fù)合材料的約60wt％到約90wt％。
7.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述非織造纖網(wǎng)與所述吸收性短纖維水力纏結(jié)。
8.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述研磨是通過(guò)使所述復(fù)合材料的所述第一表面與磨粒、起絨線(xiàn)或其組合接觸而進(jìn)行的。
9.權(quán)利要求8中限定的方法，其中所述磨粒的平均粒度為約1到約1000微米，優(yōu)選為20到約200微米，以及優(yōu)選為約30到約100微米。
10.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述研磨是通過(guò)使所述復(fù)合材料的所述第一表面與固定輥接觸而進(jìn)行的。
11.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述研磨是通過(guò)使所述復(fù)合材料的所述第一表面與以順時(shí)針或反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的輥接觸而進(jìn)行的。
12.權(quán)利要求11中限定的方法，其中所述復(fù)合材料以相對(duì)于所述輥的線(xiàn)性方向移動(dòng)。
13.權(quán)利要求12中限定的方法，其中所述復(fù)合材料以約100到約4000英尺/分鐘，以及優(yōu)選約1500到約3000英尺/分鐘的線(xiàn)速度移動(dòng)。
14.權(quán)利要求12或13中限定的方法，其中所述輥以與其中所述復(fù)合材料移動(dòng)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
15.權(quán)利要求11到14的任一項(xiàng)中限定的方法，其中所述輥以約500到約6000，以及優(yōu)選約1000到約4000轉(zhuǎn)/分鐘的速率旋轉(zhuǎn)。
16.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)中限定的方法，進(jìn)一步包括研磨所述復(fù)合材料的所述第二表面。
17.一種復(fù)合織物，包括含有熱塑性聚烯烴纖維的紡粘纖網(wǎng)，所述紡粘纖網(wǎng)與漿粕纖維水力纏結(jié)，所述漿粕纖維占所述復(fù)合織物的約50wt％以上，其中所述復(fù)合織物的至少一個(gè)表面被研磨。
18.權(quán)利要求17中限定的復(fù)合織物，其中與另外相同的復(fù)合織物的未研磨表面的纖維相比，所述研磨表面含有沿著更一致的方向排列的纖維。
19.權(quán)利要求17或18中限定的復(fù)合織物，其中與另外相同的復(fù)合織物的未研磨表面相比，其中所述研磨表面含有更大量的暴露的纖維。
20.權(quán)利要求17到19任一項(xiàng)中限定的復(fù)合織物，其中所述研磨表面含有占優(yōu)勢(shì)的所述漿粕纖維或優(yōu)勢(shì)的所述熱塑性聚烯烴纖維。
全文摘要
提供了包含一個(gè)或多個(gè)研磨(例如砂磨)表面的非織造復(fù)合織物。除了改善該非織造復(fù)合織物的柔軟度和手感之外，現(xiàn)已出乎意料地發(fā)現(xiàn)研磨這種織物還可以賦予液體處理性能(例如吸收能力、吸收速率、芯吸速率)，以及改善松密度和毛細(xì)張力。
文檔編號(hào)D04H5/02GK1898429SQ200480038406
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者C·F·湯馬謝夫斯凱, L·M·布朗 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司