可沖走的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙及其制造方法
【專利摘要】一種可沖走的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙，其包括用潤濕組合物浸漬的水力纏結的非織造材料。該非織造材料包含按纖維重量計至少70％的紙漿纖維和按纖維重量計至少5％的聚(乳酸)纖維，該聚(乳酸)纖維具有8-20mm之間的長度和0.5-3dtex之間的細度，所述聚(乳酸)纖維是非熔化的，并且該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙不含添加的粘結劑和濕強劑。
【專利說明】可沖走的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙及其制造方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種濕擦巾(moist wipe)或衛(wèi)生薄棉紙，其包括用潤濕組合物浸潰的水力纏結的非織造材料。尤其涉及意圖在下水道中可沖走的濕廁紙以及其他擦巾或衛(wèi)生薄棉紙。還涉及用于制造可沖走的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙的方法。
【背景技術】
[0002]預濕潤的擦巾或衛(wèi)生薄棉紙通常用于清潔人體的不同部位。具體使用的例子為嬰兒護理、手部擦拭、女性護理和廁紙或者作為廁紙的補充。
[0003]由于從生產(chǎn)預濕潤的擦巾之時直至使用時刻，經(jīng)常會經(jīng)過一段很長的時間，因而對于其意圖的擦拭作用，擦巾須在該時間段內(nèi)具有足夠的結構完整性。向擦巾添加濕強劑將提供該潤濕完整性。然而，特別是當用作廁紙時，強烈期望擦巾或棉紙能夠在下水道被沖走而沒有造成阻塞管道或過濾器的問題。當在傳統(tǒng)的家居廁所系統(tǒng)中被沖刷時，具有高的濕強度的擦巾或棉紙將不會分解或破碎為小的纖維簇，這可能造成排水系統(tǒng)的堵塞。
[0004]目前市場上大部分的可沖走的預濕潤廁紙因其小尺寸而是可沖走的。它們能夠沿排水道或污水管移動，但卻不易分散，并因此可能造成阻塞管道或過濾器的問題。
[0005]之前還知曉的是，例如在美國專利US3554788中使用具有水溶性組分的粘結劑作為在水可分散的非織造材料中的粘結劑。據(jù)稱該材料具有良好的干強度，但很容易分散在水中，并且是可沖走的。該非織造材料以干燥條件包裝，其所能保持的足夠的結構完整性不會比濕擦巾所要求的時間段更長。
[0006]通過美國專利US6110848已知一種由水力纏結的三層夾心結構制造的濕擦巾，其包括合成纖維的外層和纖維素纖維的中間層。
[0007]EP1320458B1公開了一種濕擦巾，其在水中受到輕微攪動就能夠分解，并包含至少50重量％的纖維素纖維、至少5重量％的人造高結晶性纖維素纖維和至少0.5重量％的粘合纖維。該纖維是水力纏結的，并且粘合纖維產(chǎn)生網(wǎng)絡，其在活化和熔融之后將紙漿纖維和高結晶性纖維輕微地粘結在一起。
[0008]US5835880公開了一種可分散的濕擦巾，其包含含有紙漿纖維的水力纏結的纖維狀網(wǎng)幅(fibrous web)、任選存在的合成纖維和粘結劑組合物,所述粘結劑組合物包含二價離子抑制劑，其有助于分解過程。
[0009]EP0303528A1公開了一種用作濕擦巾的水力纏結的可分解的非織造纖維狀網(wǎng)幅。它包含至少70重量％的紙漿纖維和至少5重量％的短纖維長度的再生纖維素纖維。
[0010]US6670521公開了一種可沖走的濕擦巾，其包括具有機械性弱化區(qū)的纖維狀網(wǎng)幅。該纖維狀網(wǎng)幅包含至少50重量％的纖維素纖維，并還可包含聚(乳酸)纖維。該網(wǎng)幅包含濕強劑。
[0011]仍然需要一種濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙，對于其意圖的擦拭功能，其具有足夠的結構完整性，但當在下水道中沖走時它能夠容易地分解。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種意圖在下水道中可沖走的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙。根據(jù)本發(fā)明，該目的已經(jīng)通過如下事實解決:該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙包括用潤濕組合物浸潰的水力纏結的非織造材料，所述非織造材料包含按纖維重量計至少70%的紙漿纖維，其中所述濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙包含按纖維重量計至少5%的聚(乳酸)纖維，該聚(乳酸)纖維具有8-20mm之間的長度和0.5_3dtex之間的細度，所述聚(乳酸)纖維為非熔化的，并且該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙不含添加的粘結劑和濕強劑。
[0013]該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙可以包含按纖維重量計至多10%的再生纖維素短纖維和/或天然纖維，其具有至少4mm的纖維長度。
[0014]該聚(乳酸)纖維可以具有12-18mm之間的長度。
[0015]該聚(乳酸)纖維可以具有l(wèi)-2dtex之間的細度。
[0016]該聚(乳酸)纖維可以是熔點為至少140°C的單組分纖維。
[0017]該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙可具有40_100g/m2之間的基重，其中基重通過不含潤濕組合物的非織造材料計算而得。
[0018]該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙是濕廁紙。
[0019]該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙在橫向上具有25-200N/M之間，優(yōu)選在40-200N/m之間的
濕強度。
[0020]該聚(乳酸)纖維可形成開放的夾層結構，其機械性地粘結至紙漿纖維和任選存在的再生纖維素短纖維和/或天然纖維。
[0021]根據(jù)ASTM方法D2256/D3822，該聚(乳酸)纖維具有20_50g/旦之間，優(yōu)選為30-40g/旦之間的模量。
[0022]本發(fā)明還涉及一種濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙的制造方法，所述方法包括如下步驟:
[0023]使纖維混合物泡沫成形，該纖維混合物具有按纖維重量計至少70%的紙漿纖維和按纖維重量計至少5%的聚(乳酸)纖維，該聚(乳酸)纖維具有8-20mm之間的長度和0.5-3dteX之間的細度，使所述混合物水力纏結以形成水力纏結的非織造網(wǎng)幅，干燥所述網(wǎng)幅，其中所述網(wǎng)幅不含添加的粘結劑和濕強劑，并且其中該聚(乳酸)纖維是非熔化的，并用潤濕組合物浸潰該網(wǎng)幅。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的水力纏結的非織造網(wǎng)幅的微觀照片。
[0025]圖2顯示對如下所述的四種水力纏結的濕擦巾材料進行的可沖走性測試。
【具體實施方式】
[0026]根據(jù)本發(fā)明的預濕潤的擦巾或衛(wèi)生薄棉紙包括用潤濕組合物浸潰的水力纏結的非織造材料。該潤濕組合物可包含大部分的水和取決于意圖用途的其他成分。在濕擦巾和衛(wèi)生薄棉紙中有用的潤濕組合物在本領域中是熟知的。
[0027]水力纏結法或水刺法是1970年代期間引入的形成非織造網(wǎng)幅的技術，例如參見CA841938。該方法涉及形成纖維網(wǎng)幅,其可以是干法成網(wǎng)(drylaid)或濕法成網(wǎng)(wetlaid)的，在成網(wǎng)后纖維通過非常細的水噴流在高壓下纏結。幾排水噴流導向活動的多孔支撐或穿孔鼓支撐的纖維網(wǎng)幅。在該方法中纖維相互纏結，為纖維狀網(wǎng)幅提供足夠的粘合強度，無需使用化學粘結劑。然后使纏結的纖維狀網(wǎng)幅干燥。用于所述材料的纖維可以是天然纖維，尤其是纖維素類紙漿纖維、人造短纖維、以及紙漿纖維和短纖維的混合物。水刺材料可以以合理的成本高質(zhì)量生產(chǎn),并且它們有很高的吸水能力。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的用于濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙的纖維為按纖維重量計至少70%的紙漿纖維和按纖維重量計至少5%的聚(乳酸)(PLA)纖維，該PLA纖維具有8-20mm之間的長度和0.5-3dtex之間的細度。該PLA纖維可以具有根據(jù)ASTM方法D2256/D3822的20_50g/旦之間，優(yōu)選為30-40g/旦之間的模量。
[0029]任選地可包括其它的人造短纖維。這些人造短纖維應優(yōu)選是可生物降解的，例如再生纖維素纖維，例如粘膠絲、人造絲和萊賽爾(lyocell)等。除了 PLA纖維之外，非織造網(wǎng)幅可以包括按纖維重量計高達10%的這種人造纖維。這些人造纖維的長度可以在4-20mm的范圍。其他不同于紙漿纖維的天然纖維也可以包括在纖維狀網(wǎng)幅中，例如棉纖維、劍麻、大麻、芒麻、亞麻等。這些天然纖維通常具有大于4_的長度。
[0030]纖維素紙漿纖維可以選自任何類型的紙漿以及其共混物。優(yōu)選地紙漿的特點為全天然的纖維素纖維，并且可以包括木質(zhì)纖維和棉。優(yōu)選的紙漿纖維為軟木造紙紙漿，雖然也可使用硬木紙漿和非木質(zhì)紙漿，如大麻和劍麻。紙漿纖維的長度可以變化，從低于Imm的硬木紙漿和循環(huán)紙漿至高達6_的某些類型的軟木紙漿。優(yōu)選使用紙漿纖維，因為它們不貴、現(xiàn)成并且是吸收性的。
[0031]PLA是由再生的農(nóng)業(yè)天然材料制備的疏水性聚合物。因此，由PLA制造的纖維也具有疏水性并認為是非吸收性的。由于僅僅吸收少量水，所以得不到主要的塑化(軟化)效果，并且PLA纖維的濕彎曲模量與干彎曲模量基本上相同，而且PLA纖維在水中也相對是剛性的。
[0032]對于纖維素基纖維，如木紙漿、棉、粘膠絲、人造絲或萊賽爾，水被該纖維吸收。濕彎曲模量由此降低，并且纖維在水中變得非常有柔性。由于較低的濕彎曲模量，在碎漿機中，如果纖維長度過長，則該類纖維具有纏結趨向并彼此粘結。對于紙漿纖維而言，歸因于它們在0.5-2mm范圍中的相對較短的纖維長度，這不是問題。因此，紙漿纖維能夠以較高濃度用于纖維混合物中。
[0033]人造再生纖維素纖維，如粘膠絲、人造絲或萊賽爾以較長的長度使用以增強水力纏結材料的強度。纖維越長，則使用的濃度越高，所獲得的增強效果越好。由于較低的濕彎曲模量，這些纖維通過水力交纏結合產(chǎn)生強度是非常有效的。然而，根據(jù)經(jīng)驗，過多的再生纖維素纖維已在碎漿機中發(fā)生纏結，并獲得較差的材料運轉(zhuǎn)性和形成。較短的再生纖維素纖維易于加工?；诖嗽颍匾氖强紤]到形成和理想的長度來平衡再生纖維素纖維長度和纖維濃度。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，當濕網(wǎng)幅能夠用紙漿纖維和具有相對較長長度的PLA纖維形成時，相信夾層的PLA纖維形成相對開放的網(wǎng)幅。紙漿纖維將填充PLA纖維之間和周圍的空間。如果沒有水力纏結，這種材料的濕強度是較差的。通過水力纏結，紙漿與長PLA纖維纏繞在一起，特別是在PLA纖維交叉處的纏繞點產(chǎn)生了材料的強度。通過在PLA纖維交叉處將材料編織在一起，獲得具有結構整體性的纖維網(wǎng)絡，允許該材料用于預濕潤的應用。該材料所獲得的強度是歸因于紙漿和長PLA纖維之間的機械結合/互鎖所產(chǎn)生的。具有高紙漿計量的材料纏結時，纏結能量卻必須處于相對較低的水平，使得紙漿不會從網(wǎng)幅上被沖走。對于例如意圖用于可在下水道沖走的濕擦巾的應用而生產(chǎn)的材料，也必須平衡纏結能量，并且保持在相對較低的水平，以確保較好的分解?；诖嗽?，不相信PLA纖維之間的主要纏結都在較低的水力纏結能量水平下發(fā)生。還相信水力纏結在結構上壓縮特定區(qū)域，并在此，短的、微細的和活動的紙漿纖維可作為楔形物(wedge)工作。還相信這對材料強度作出貢獻。
[0035]圖1示出了由掃描電子顯微鏡(SEM)獲得的根據(jù)本發(fā)明用PLA和紙漿纖維制得的水力纏結材料的圖像。示出了由PLA纖維產(chǎn)生的補強性網(wǎng)絡結構、以及較短的和活動的纖維素紙漿纖維，該紙漿纖維已纏結并填充PLA纖維之間的空間。該圖像支持上述理論。
[0036]同樣，通過與PLA纖維和紙漿纖維一起使用再生纖維素纖維，已出人意料地顯示出它可以易于平衡和控制用作意圖可在下水道沖走的濕擦巾的材料所需要的結構整體性和強度。較長的再生纖維素纖維會和PLA纖維一起參與夾層纖維網(wǎng)絡中，然而是以不同的方式進行。關于PLA-紙漿復合材料，紙漿纖維會填充PLA和再生纖維素纖維之間和周圍的空間。在水力纏結時，紙漿纖維會產(chǎn)生上文所述的用于PLA和紙漿復合物的強度。由于再生纖維素纖維的低濕彎曲模量，相信它們會在低水力纏結能量水平下以比PLA纖維更高的程度纏結。因此，再生纖維素纖維可以彼此纏結，并與和PLA纖維纏結而產(chǎn)生強度。
[0037]通過組合PLA纖維、再生纖維素纖維和紙漿，因此能夠容易平衡強度，使得產(chǎn)品變得在下水道中可沖走，即分解。與此同時，濕張力強度足夠高使得產(chǎn)品不會在分配和濕擦巾使用過程中破碎。出人意料地是，水力纏結的復合材料由此獲得了充分的濕強度，而不需要任何PLA短纖維之間的熱粘結或者不需要使用任何化學粘結劑。
[0038]根據(jù)一個實施例，PLA纖維可以具有12_18mm之間的長度。
[0039]例如，PLA纖維是非熔化的，使得當網(wǎng)幅被沖入下水道時，可使補強性網(wǎng)絡破碎。這會使得網(wǎng)幅分解。
[0040]水力纏結的短纖維-紙漿復合材料的機械強度是短纖維濃度、短纖維長度、短纖維粗糙度、短纖維彎曲模量、輸入的水力纏結能量的函數(shù)、以及形成，包括纖維在結構如何排列的函數(shù)。機器方向上的材料強度始終高于橫向上的強度，這是由于制造方向上的纖維排列、歸因于形成片材時的水流剪切、以及由于在通過水力纏結和干燥中在將網(wǎng)幅傳送至復卷機時對材料施加的壓力。在簡單的纖維網(wǎng)絡途徑中，通常認為纖維交叉的數(shù)量能夠通過簡單的概率分布描述。
[0041]在表征由PLA纖維產(chǎn)生的網(wǎng)絡結構的嘗試中，位于PLA纖維之間的交叉點的數(shù)量的理論值可通過如下方法計算。
[0042]對于具有60g/m2的基重，并且PLA纖維濃度為5重量％的網(wǎng)幅，PLA纖維的數(shù)量將為3g/m2。對于細度為1.5dtex(l.5g/10000m)的PLA纖維，PLA纖維的總纖維長度為20000m/lm2網(wǎng)幅。半總纖維長度為10000m/m2。以毫米計的纖維之間的距離由半總纖維長度除以1000(mm)計算，在上述例子中，其將為0.1mm。通過除以該距離的實際纖維長度，可得到交叉點數(shù)量的理論值。交叉點數(shù)量顯示出實際纖維長度和PLA纖維濃度的線性關系，并由下表I示出。
[0043]表I
[0044]1.5dtex的PLA纖維的纖維長度和纖維濃度與交叉點的理論值的函數(shù)關系
[0045]
【權利要求】
1.一種可沖走的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙，其包括用潤濕組合物浸潰的水力纏結的非織造材料，所述非織造材料包含按纖維重量計至少70%的紙漿纖維， 其特征在于， 所述濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙包含按纖維重量計至少5%的聚(乳酸)纖維，該聚(乳酸)纖維具有8-20mm之間的長度和0.5_3dtex之間的細度，所述聚(乳酸)纖維是非熔化的，并且該濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙不含添加的粘結劑和濕強劑。
2.權利要求1的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 其包括按纖維重量計至多10 %的纖維長度為至少4mm的再生纖維素短纖維和/或天然纖維。
3.權利要求1或2的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維具有12-18mm之間的長度。
4.權利要求1-3中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維具有l(wèi)-2dtex之間的細度。
5.前述權利要求中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維是熔點為至少140°C的單組分纖維。
6.前述權利要求中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 其具有40-100g/m2的基重。
7.前述權利要求中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 其是濕廁紙。
8.前述權利要求中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 其在橫向上具有25-200N/M之間，優(yōu)選在40-200N/m之間的濕強度。
9.前述權利要求中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維形成開放的夾層結構，其機械性地粘結至紙漿纖維和任選存在的再生纖維素短纖維和/或天然纖維。
10.前述權利要求中任一項的濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙， 其特征在于， 根據(jù)ASTM方法D2256/D3822，所述聚(乳酸)纖維具有20_50g/旦之間、優(yōu)選為30-40g/旦之間的模量。
11.一種制造濕擦巾或衛(wèi)生薄棉紙的方法， 其特征在于， 該方法包括以下步驟:使纖維混合物泡沫成形，該纖維混合物是按纖維重量計至少70%的紙漿纖維和按纖維重量計至少5%的聚(乳酸)纖維的混合物，該聚(乳酸)纖維具有8-20mm之間的長度和.0.5-3dteX之間的細度，使所述混合物水力纏結以形成水力纏結的非織造網(wǎng)幅，干燥所述網(wǎng)幅，其中所述網(wǎng)幅不含添加的粘結劑和濕強劑，并且其中該聚(乳酸)纖維是非熔化的，以及用潤濕組合物浸潰該網(wǎng)幅。
12.權利要求11的方法， 其特征在于， 該纖維混合物包括按纖維重量計至多10%的不同于聚(乳酸)纖維的人造短纖維。
13.權利要求11或12的方法， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維具有12-18mm之間的長度。
14.權利要求11-13中任一項的方法， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維具有1.5-2dtex之間的細度。
15.權利要求11-14中任一項的方法， 其特征在于， 該聚(乳酸)纖維是熔點為至少140°C的單組分纖維。
【文檔編號】D04H1/435GK103814163SQ201280037044
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年7月12日 優(yōu)先權日:2011年7月26日
【發(fā)明者】L·芬加爾, K·通德卡爾, A·斯特拉林 申請人:Sca衛(wèi)生用品公司