專利名稱：用來制造清潔布的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種將添加劑施加到纖網(wǎng)的方法，并且更具體地涉及一種將如粘合劑的添加劑施加到例如非紡織纖網(wǎng)的纖網(wǎng)的所選區(qū)域上，從而形成例如抹布或清潔布的方法。
背景技術(shù)：
具有粘合劑的抹布和清潔布是已知的。例如，美國專利申請公開No.US 2003/0171051(Bergsten)中公開了一種抹布，該抹布包括沿著谷部連接在支撐元件上的第一擦拭元件，由此該擦拭元件包括多個離散的尖峰。在一個實施例中，粘合劑被置于擦拭元件的谷部而不是尖峰部分。也公開了制造該抹布的方法。
然而，工業(yè)界始終在尋求改進方法以制造抹布，以及尋求抹布自身的改良。因此希望提供一種更簡單，更有效率，并且更可靠的制造抹布的方法。也希望提供更有效率，更便宜，并且更耐用的抹布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種將添加劑選擇性地施加到纖網(wǎng)材料以形成例如抹布或清潔布的方法。該方法通常包括在一對輥間輸送例如非織造纖網(wǎng)材料的纖網(wǎng)材料的步驟。一個輥為壓花輥，其外表面具有凸起和凹陷區(qū)域，而另一個輥具有大致光滑的外表面。該壓花輥的凸起區(qū)域涂敷有例如粘合劑的添加劑，使得當纖網(wǎng)在兩輥間輸送時，由壓花輥的凸起區(qū)域接合的纖網(wǎng)選定區(qū)域在被壓縮的同時涂敷有粘合劑。
更具體地，該方法包括以下步驟提供壓花輥，該壓花輥的外表面具有凸起表面區(qū)域和凹陷表面區(qū)域壓花輥；在壓花輥的凸起表面區(qū)域上涂敷添加劑，而不在壓花輥的凹陷表面區(qū)域涂敷添加劑；提供平輥該平輥的大致光滑的外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與該壓花輥接觸；以及在壓花輥和平輥之間輸送纖網(wǎng)材料，由此將添加劑傳送到纖網(wǎng)的所選區(qū)域。在本發(fā)明的一方面，該纖網(wǎng)可以是相對較厚且可以由永久可形變材料形成，從而允許被處理后的纖網(wǎng)形成有宏觀的三維表面外形。
該方法優(yōu)選地包括永久地壓縮或壓紋纖網(wǎng)的步驟，從而形成具有三維表面外形的纖網(wǎng)，該三維表面外形具有凸起和凹陷表面區(qū)域。在本發(fā)明的一個特定方面，將添加劑施加到纖網(wǎng)的步驟和對纖網(wǎng)進行壓紋的步驟同時進行。在另一方面，該添加劑僅被傳送到被壓紋的纖網(wǎng)的凹陷區(qū)域。該添加劑優(yōu)選地為粘性聚合物，更優(yōu)選地為粘合劑，更優(yōu)選地為壓力敏感粘合，并且更加優(yōu)選地為丙烯酸酯粘合劑。
在一優(yōu)選方面，輸入的纖網(wǎng)是可壓縮的且能夠長久地保持被壓縮后形狀。該纖網(wǎng)可包含泡沫、海綿和纖維材料。在一個實施例中，該纖維材料可為包括半合成的、天然的、再生的纖維及其組合的非紡織材料。此外，該非紡織纖網(wǎng)可為梳理纖網(wǎng)、氣流纖網(wǎng)、紡粘纖網(wǎng)、熔噴纖網(wǎng)、水刺纖網(wǎng)、縐纖網(wǎng)及上述各種的組合。在一個特定的實施例中，該非織造纖網(wǎng)為至少兩種纖維的混合。纖維的混合物可包括粘合纖維，在一實施例中，該粘合纖維是熱激活的。該纖維可以為約1至約50丹尼爾(denier)。該纖網(wǎng)可具有約10g/m2至約150g/m2的基礎(chǔ)重量。此外，該纖網(wǎng)可具有約0.1mm至約25mm的初始壓縮前厚度。
在一更具體的實施例中，該纖網(wǎng)還可包括襯層。襯層可為網(wǎng)、泡沫、針織物、機織物、非織造纖網(wǎng)、紙張、塑料膜、細絲，或上述材料的層壓品。在一方面，該襯層可為彈性的。
在另一方面，壓花輥的凹陷表面區(qū)域可包括多個由凸起表面區(qū)域所隔開的離散的凹坑。在一個更具體的方面，壓花輥的凸起表面區(qū)域可包括連續(xù)地相互連接的表面，并且在更加具體的方面，該連續(xù)地相互連接的表面可布置成直線陣列。在一實施例中，壓花輥的凸起表面區(qū)域包括多個離散的尖峰。在另一實施例中，壓花輥的尖峰具有波紋狀結(jié)構(gòu)。該波紋可沿加工方向或沿橫向方向形成。在一個具體的方面，壓花輥的凹陷的深度為約1mm至約4mm。在另一方面，壓花輥的相鄰凹陷的中心之間的周向距離從約5mm至約20mm變動。在一實施例中，凸起表面區(qū)域的表面面積可包括壓花輥的總的外表面面積的至少約50％。凹陷的開口的橫截面形狀可呈菱形、圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形、六角形或八角形。此外，每個凹陷開口的橫截面面積通常從約2mm2至約100mm2。
在另一實施例中，本發(fā)明還包括傳送輥，布置該傳送輥用于將添加劑傳送至壓花輥的凸起區(qū)域。
在本發(fā)明的另一方面，該壓花輥可被加熱至至少約250的溫度。在又一方面，該傳送輥可被加熱到至少300的溫度。
本發(fā)明還提供依照所述方法所制造的纖網(wǎng)，并且更優(yōu)選地，依照所述方法所制造的清潔布。
在一個具體的方面，本發(fā)明提供一種在成型三維纖網(wǎng)的同時選擇性地將粘合劑施加到該纖網(wǎng)以制造三維清潔布的方法，其中該方法包括(a)提供粘合劑傳送輥，其外表面設(shè)置成與壓花輥旋轉(zhuǎn)接觸；(b)在該粘合劑傳送輥的外表面上施加一層壓力敏感粘合劑； (c)提供壓花輥，其外表面包括凸起和凹陷區(qū)域；(d)旋轉(zhuǎn)該壓花輥與粘合劑傳送輥進入接觸，以將粘合劑傳送至壓花輥的凸起區(qū)域；(e)提供平輥，其具有大致光滑的外表面，該外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；(f)提供單層可壓縮的梳理非織造纖網(wǎng)材料，該纖網(wǎng)材料包括不同材料形成且不同尺寸的纖維的混合，所述纖網(wǎng)的厚度至少為約0.5mm，并且其基礎(chǔ)重量為約10g/m2至約100g/m2；以及(g)在壓花輥和平輥之間輸送纖網(wǎng)材料，由此在壓縮的同時將該壓力敏感粘合劑傳送到纖網(wǎng)的所選區(qū)域。
本發(fā)明也提供一種設(shè)備，用于選擇性地將添加劑施加到纖網(wǎng)材料。該設(shè)備包括具有外表面的傳送輥；分配器，該分配器被布置成用于將添加劑沉積在傳送輥的外表面；壓花輥，該壓花輥布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與傳送輥接觸，該壓花輥的外表面具有凸起表面區(qū)域和凹陷表面區(qū)域；以及平輥，該平輥的大致光滑的外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸，由此在壓花輥和平輥之間可輸送纖網(wǎng)材料，從而將添加劑傳送至纖網(wǎng)的所選區(qū)域。
在一個更具體的實施例中，本發(fā)明提供一種設(shè)備用于在成型三維纖網(wǎng)的同時選擇性地將粘合劑施加到該纖網(wǎng)以制造出三維清潔布其中該設(shè)備包括粘合劑傳送輥，其外表面設(shè)置成與壓花輥旋轉(zhuǎn)接觸；分配器，它用于在粘合劑傳送輥外表面施加一層壓力敏感粘合劑；壓花輥，其外表面包括凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域；平輥，該平輥的大致光滑的外表面設(shè)置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；用于提供單層可壓縮的梳理非織造纖網(wǎng)材料的裝置，該纖網(wǎng)材料包括不同材料形成的不同尺寸的纖維的混合，該纖網(wǎng)的厚度至少約0.5mm，且基礎(chǔ)重量為約10g/m2至約150g/m2；以及一種裝置，該裝置用于在壓花輥和平輥之間輸送纖網(wǎng)材料，從而在壓縮的同時將壓力敏感粘合劑傳送到纖網(wǎng)的所選區(qū)域。


以下將結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明，其中圖1為依照本發(fā)明的，用于選擇性地將添加劑添加到纖網(wǎng)上的設(shè)備的示意圖；圖2為圖1中平輥的透視圖；圖3為圖1中壓花輥的透視圖；以及圖4為依照本發(fā)明方法和設(shè)備所制造的清潔布的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，在各附圖中，同樣的附圖標記表示同樣的或相應(yīng)的部分。圖1中示出了用于將添加劑14選擇性地施加到纖網(wǎng)材料4的設(shè)備2。設(shè)備2通常包括分配器6，傳送輥8，壓花輥10，以及平輥12。在所示實施例中，分配器6將添加劑14分配到傳送輥8的外表面16上。傳送輥8按箭頭18所示的方向順時針旋轉(zhuǎn)。在一個具體的實施例中，添加劑14為粘合劑，并且傳送輥8為粘合劑傳送輥，該傳送輥以可旋轉(zhuǎn)的方式接合壓花輥10以將粘合劑從傳送輥8傳送至壓花輥10。
在所示實施例中，在傳送輥8外表面16的附近提供有刮片20，以將添加劑14均勻地散布在傳送輥8的整個外表面16上。刀片20均勻地分布添加劑14并產(chǎn)生具有大致均勻且恒定的厚度的平滑層。或者，添加劑可被涂敷成不連續(xù)的形式或被涂敷成可變的厚度。
施加到傳送輥8上的添加劑14的期望厚度將取決于添加劑的類型、纖網(wǎng)的預(yù)定的最終用途以及壓花輥10的幾何形狀。在添加劑為粘合劑，并且纖網(wǎng)4為可用作清潔布的非紡織材料的情況下，添加劑14的厚度通常從約1mil，更具體地說至少約2mil的最小值至不超過約7mil，且更具體地不超過5mil的最大值的范圍內(nèi)。在一特定實施例中，粘合劑被涂敷成約3mil的厚度。刮片20和粘合劑傳送輥8的外表面16之間的縫隙22可被調(diào)節(jié)以控制粘合劑傳送輥8上粘合劑層的厚度。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可使用和考慮將添加劑施加到傳送輥8的外表面16上的已知的其它方法，例如將添加劑直接噴射到傳送輥8的外表面16上，或使用照相凹板式涂敷在粘合劑傳送輥的外表面16上涂敷添加劑。此外，可以使用已知的模式涂敷技術(shù)以條狀的形式施加添加劑，以形成有添加劑施加其上的區(qū)域和沒有添加劑的鄰近區(qū)域。
傳送輥8布置成旋轉(zhuǎn)進入與壓花輥10的接觸。參考圖1和3，壓花輥10包括外表面24，該外表面24具有抬高的或凸起的表面區(qū)域26和凹陷的表面區(qū)域28，凹陷的表面區(qū)域28由多個離散的凹槽、凹坑、腔或凹陷30限定。將認識到，根據(jù)在纖網(wǎng)4上提供添加劑的希望模式和處理后的纖網(wǎng)的希望外形，壓花輥10的外表面24的凸起表面區(qū)域26和凹陷表面區(qū)域28可采用多種不同的模式。
在圖示實施例中，凸起表面區(qū)域26為連續(xù)的相互連接的表面。換句話說，整個凸起表面區(qū)域26是形成單一模式的表面的格子。凸起表面區(qū)域26包圍單個凹陷30。通常，該凸起表面區(qū)域26包括壓花輥10的整個外表面區(qū)域24的至少約20％，更一般地至少約50％，并且更特別地至少約66％。換句話說，凸起表面區(qū)域26的面積對凹陷30的開口32的組合面積的比率通常為至少約1∶5，更一般地至少約1∶1，并且更特別地至少約2∶1。
在圖示實施例中，凹陷30為倒截頭金字塔形的離散的凹坑或腔。各凹陷30由凸起表面區(qū)域26隔開。每個凹陷30的開口32(相應(yīng)于倒截頭金字塔的基部)的橫截面面積最小值典型地為至少約2平方毫米(mm2)，更典型地至少約5mm2，并且更典型地至少10mm2。開口30的橫截面面積最大值典型地不超過約100mm2，更典型地不超過約50mm2，并且更典型地不超過約25mm2。在一特定實施例中，開口32的橫截面面積為約15平方毫米(mm2)。凹陷30的最小深度3 8(相應(yīng)于倒截頭金字塔的高度)至少約0.5毫米(mm)，更特別地至少約1mm，并且更特別地至少約1.5mm并且凹陷30的最大深度不超過約5mm，更特別地不超過約4mm，并且更特別地不超過約3.5mm。在一特定實施例中，凹陷30的深度38為約3mm。
相鄰的凹陷30之間的最小周向距離34典型地至少約3mm，更典型地至少約5mm，并且更典型地至少約7mm，并且相鄰的凹陷30之間的最大周向距離34典型地不超過約25mm，更典型地不超過約12mm，更典型地不超過約10mm。在一特定實施例中，相鄰的凹陷30之間的周向距離34為約8mm，并且相鄰凹陷30的中心點之間的周向距離36為約12mm。開口32的橫截面可呈多種形狀，該多種形狀包括例如圓形、正方形、三角形、橢圓形、或菱形。此外，該凹陷的側(cè)面可為如圖1和3所示沿著離開開口32的方向向內(nèi)傾斜或漸縮，或這些側(cè)面可以是平行的。
當傳送輥8和壓花輥10旋轉(zhuǎn)進入接觸時，添加劑14從傳送輥8的外表面16被傳送至壓花輥10的凸起表面區(qū)域26。一些添加劑可被傳送至凹陷30的傾斜側(cè)面，不過基本上不會有添加劑被傳送至凹陷30的底部39。壓花輥10的外表面24被設(shè)計成使得添加劑14被傳送至凸起表面區(qū)域26而不會被傳送入凹陷30的底部39。上述目的通過以下手段來達到選擇合適的添加劑，調(diào)整或控制該添加劑的粘彈性，控制涂敷到傳送輥8上的添加劑層14的厚度，以及設(shè)計壓花輥10上的凹陷30以具有足夠大的橫截開口面積32和深度38從而防止添加劑14被傳送至凹陷30的底部39。
在本發(fā)明的一個實施例中，該添加劑為粘性聚合物，例如粘合劑，并且更具體地壓力敏感粘合劑。特定的粘合劑對本發(fā)明來說不是關(guān)鍵的，只要大致均勻的粘合劑層能夠從傳送輥8被傳送至壓花輥10的凸起表面區(qū)域26。
適宜的粘合劑包括在室溫下具有粘性的任何粘合劑，包括初始呈粘性的粘合劑以及初始不呈粘性但可被激活從而具有粘性的這些粘合劑。適宜的粘合劑包括任何壓力敏感粘合劑，該壓力敏感粘合劑包括包括基于丙烯酸脂、硅樹脂、聚烯類、聚異丁烯、橡膠嵌段共聚物(如苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯和苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物)、苯乙烯丁二烯橡膠、合成異戊二烯、天然橡膠及其混合的材料?？梢詮娜軇?、水經(jīng)輻射聚合或熱熔性處理涂敷該壓力敏感粘合劑。該壓力敏感粘合劑可為交聯(lián)或非交聯(lián)的。交聯(lián)可通過已知的方法實現(xiàn)，這些方法包括化學的、離子的、物理的或輻射誘導的方法。為了在粘合劑沉積入擦拭元件的谷部后改善該粘合劑的粘著強度，可使用一些交聯(lián)。
為使粘合劑在具有低粘性以便于處理的同時又能提供好的粘著強度，具有物理交聯(lián)、離子交聯(lián)或一些形式的后交聯(lián)的粘合劑是優(yōu)選的。通過將粘合劑暴露在例如電子束或高強度紫外線(UV)的輻射下，可進行后交聯(lián)反應(yīng)。對于UV交聯(lián)，可能需要將感光團并入聚合物主鏈中以促進交聯(lián)反應(yīng)。
美國專利No.4,737,559(Kellen等人)公開了這種UV交聯(lián)的粘合劑的一些例子。物理或離子交聯(lián)的優(yōu)點在于該過程是熱可逆的，使得物理或離子交聯(lián)對于熱熔性處理特別優(yōu)選。物理交聯(lián)的粘合劑包括基于橡膠嵌段共聚物的那些粘合劑。合成的橡膠嵌段共聚物的例子包括商業(yè)上可從Kraton Polymers of Houston，Texas獲取的KratonTM，和商業(yè)上可從Exxon-Mobil of Houston，Texas獲取的VectorTM。這些嵌段共聚物通常通過與增粘劑和/或油復(fù)合而配制成壓力敏感粘合劑。其它物理交聯(lián)的粘合劑包括如在美國專利No.5,057,366(Husman等)中所公開的大分子嫁接聚合物。
本發(fā)明中可用的粘合劑可在干燥和濕潤條件下均呈粘性。在PCT公開號WO 00/56828中公開了在濕潤條件下具有高粘性的粘合劑。也可以以乳膠或散布形式從水涂覆壓力敏感粘合劑。這些粘合劑可以是基于聚合物的，這些聚合物如天然橡膠、丙烯酸脂、苯乙烯-丁二烯，和乙烯基醚。特別地，當直接涂在多孔的織造或非織造基質(zhì)上時，該乳膠粘合劑的粘度有可能不足以防止過多地滲透入該基質(zhì)。盡管通過材料的固體成分可控制該乳膠粘合劑的粘性和流動性，但可能更有利的是，將該乳膠與增稠劑配置。增稠劑通常被歸類為水溶性聚合物或締結(jié)型增稠劑。在使用壓力敏感粘合劑的情況下，必須特別注意增稠劑的選擇，使增稠劑不與粘合劑的性質(zhì)發(fā)生干涉。
合適的粘合劑是95％丙烯酸異辛酯和5％丙烯酸的熱熔性壓力敏感粘合劑。在美國專利No.5,753,768中描述了這種粘合劑。
為控制粘性并提高傳送輥8和壓花輥10的凸起表面區(qū)域26之間的粘合劑的傳送，可加熱傳送輥8和壓花輥10。在某些實施例中，傳送輥8和壓花輥10的最低溫度維持在至少約200，更特別地至少約250，并且更特別地至少約300；并且其最高溫度不高于約350，更典型地不超過約325，并且更典型地不超過約310。傳送輥8和壓花輥10優(yōu)選地被加熱到最低溫度，使得粘合劑在施加到纖網(wǎng)4之前不會發(fā)生凝結(jié)或凝固。該最低溫度取決于粘合劑，不過通常至少為200。
在涂敷處理期間，對傳送輥8和壓花輥10進行加熱可降低可能在傳送輥8和壓花輥10之間伸展的粘合劑“線”(圖中未示出)的形成。某些粘合劑在高處理速度下可形成這種線。在斷開的時候，該粘合劑線會使粘合劑被無意地傳送到凹陷的底部39，而使得粘合劑被傳送到纖網(wǎng)的凸起區(qū)域52。粘合劑線的形成取決于多個因素，包括正被傳送的粘合劑的類型，粘合劑涂層的重量，以及處理速度(亦即傳送輥8和壓花輥10的旋轉(zhuǎn)速度)。例如通過調(diào)整粘合劑涂層重量，調(diào)整線速度，調(diào)整粘合劑的溫度和粘性，或通過在粘合劑中加入添加劑或裝填劑，可控制粘合劑線的形成。
在適用溫度下，該粘合劑的最小粘度通常為約4000厘泊(cps)，更特別地至少約10,000cps，最特別地至少約25,000cps；而且最大粘度不超過約200,000cps，更特別地不超過約150,000cps，并且最特別地不超過約100,000cps。
在圖示實施例中，傳送輥8和壓花輥10之間設(shè)置有粘合劑分離元件60以斷開或切割粘合劑線，在傳送輥8和壓花輥10已經(jīng)旋轉(zhuǎn)進入接觸并開始分離后，該粘合劑線可能跨接傳送輥8和壓花輥10之間的間隙。該粘合劑分離元件60可為例如被加熱的絲線、超聲波設(shè)備、激光、高壓水流，或高壓氣流。為使任何線以受控的方式被粘合劑分離元件60剪斷的可能性達到最大，該元件60定位成盡可能靠近傳送輥8和壓花輥10脫離的表面的位置。在一特定實施例中，該粘合劑分離元件60定位成與傳送輥8和壓花輥10脫離的位置的距離不超過1mm。
在圖示實施例中，該粘合劑分離元件60是如NICHROME加熱元件或絲線的電加熱元件，該電加熱元件任何粘合劑線，這些粘合劑線在傳送輥8和壓花輥10脫離時可能跨接輥之間的間隙。該元件60通常被加熱至足夠高的溫度以在剪切處理中燒掉可能粘附在元件60上的任何殘余粘合劑，使得粘合劑不會積聚在該元件60上。該元件60所需的特定溫度取決于所使用的粘合劑，不過通常為至少約500，并且更特別地至少約600。
在纖網(wǎng)4和壓花輥10之間可設(shè)置第二粘合劑分離元件62，用以切割當粘合劑從壓花輥10被傳送至纖網(wǎng)4時，在纖網(wǎng)4和壓花輥10之間形成的粘合劑線。該第二粘合劑分離元件62可與第一粘合劑分離元件60完全相同。第二粘合劑分離元件62布置成當纖網(wǎng)4離開平輥12和壓花輥10時靠近纖網(wǎng)4的覆蓋有粘合劑的第一主表面48。
壓花輥10沿箭頭40指示逆時針旋轉(zhuǎn)進入與平輥12的接觸，該平輥按箭頭42指示地順時針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的特定特征，平輥12的外表面44是大致光滑的。亦即，平輥12的外表面44不包括與壓花輥10的凹陷30接合的凸起，并且以其它方式通常沒有宏觀維度。
纖網(wǎng)4在平輥12和壓花輥10之間被輸送。該纖網(wǎng)4包括朝向壓花輥10的第一主表面48，以及朝向平輥12的第二主表面50。當纖網(wǎng)4在平輥12和壓花輥10之間被輸送時，壓花輥10的凸起表面區(qū)域26將纖網(wǎng)4壓在平輥12的外表面44上，從而同時壓縮纖網(wǎng)并將添加劑14傳送到已處理的纖網(wǎng)4的被壓縮的區(qū)域56(圖4)。取決于輸入纖網(wǎng)4的厚度、密度以及壓縮性，被壓縮的區(qū)域56可形成如圖4中所示的施加有添加劑的凹陷區(qū)域。
該特定的纖網(wǎng)材料所具有的物理性質(zhì)足以滿足制造過程的物理要求，并且也能夠具有傳送到其表面的至少一個的添加劑。依照本發(fā)明的特征方面，若該纖網(wǎng)具有成型的或三維的外形，則該纖網(wǎng)也能經(jīng)受成型的外形的形成并且能夠在表面外形已經(jīng)形成后長期地保持成型的形狀。因此，在一實施例中，該輸入纖網(wǎng)4具有足夠的厚度，以允許在該纖網(wǎng)上形成宏觀的三維表面外形，并且也具有永久的可變形性，這樣，當纖網(wǎng)在壓花輥10和平輥12之間被輸送時，可制造出具有三維表面外形的纖網(wǎng)。
該纖網(wǎng)4可為泡沫、海綿或如針織物或機織織物的纖維材料，或非紡織的纖網(wǎng)。優(yōu)選的纖網(wǎng)是非紡織的纖網(wǎng)。該非紡織的纖網(wǎng)可由任何適宜的熔化成型或機械成型操作來制備。例如，該非紡織纖網(wǎng)可通過梳理、紡粘、水刺、熔噴、氣流法、縐紗或本技術(shù)領(lǐng)域中已知的方法來制造。
優(yōu)選的纖網(wǎng)包括由已知用于形成纖維的多種熱塑性聚合物的一種或多種制成的非紡織纖網(wǎng)。適宜的熱塑性聚合物可選自聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯)、聚酰胺(如尼龍6、尼龍6/6和尼龍10)、聚酯(如聚對苯二甲酸乙二醇酯)、包含丙烯酸單體的共聚物，及其的混合物和共聚物。半合成纖維(如醋酸鹽纖維)、天然纖維(如棉花)、再生纖維(如人造纖維)，以及其它非熱塑性纖維也可與熱塑性纖維混合。在一優(yōu)選實施例中，該纖網(wǎng)包括多種纖維的混合物，并且該多種纖維中的一種是粘合纖維。在一實施例中，該粘合纖維由熱激活。這種粘合纖維可包括纖網(wǎng)重量的約5％至約90％，并且更通常地從約30％至約50％。合適的粘合纖維以商標CELBOND T254 12denier纖維從Kosa Incorporated，Wichita，Kansas可獲得。
該纖維的最小丹尼爾(denier)通常至少約為1，更一般地至少約為2，并且更通常地至少約為5；而且最大丹尼爾不超過約50，更一般地不超過約30，并且更通常地不超過約15。該纖網(wǎng)的基礎(chǔ)重量的最小值通常至少約為5g/m2，更一般地至少約為10g/m2，并且更通常地至少約為20g/m2；并且最大基本重量不超過約150g/m2，更一般地不超過約100g/m2，并且更通常地不超過約75g/m2。該纖網(wǎng)4的未壓縮厚度的最小值通常至少約為0.1mm，更一般地至少約為0.2mm，并且更通常地至少約為0.5mm；并且最大未壓縮厚度不超過約25mm，更一般地不超過約8mm，并且更通常地不超過約5mm。
特別合適的纖網(wǎng)4是由兩種尺寸的聚酯纖維混合形成的梳理纖維網(wǎng)，第一種纖維大約2-4丹尼爾(denier)，且第二種纖維約10-15丹尼爾(denier)。該纖網(wǎng)的基礎(chǔ)重量約為50g/m2，且厚度約為3mm。
此外，該纖網(wǎng)4可包括沿著例如第二主表面50(圖中未示出)的襯層，如網(wǎng)、泡沫、針織或機織織物、非紡織纖網(wǎng)、紙張、塑膠薄膜，或上述材料的層壓品。該襯層還可包含纖維的線或平紋棉麻織物。該襯層可永久地或可釋放地連接到該纖網(wǎng)。當該襯層為非織造層或針織或機織織物時，則它可任選地用作第二擦拭表面。
若使用塑膠薄膜作為襯層，則可選用聚烯烴(如聚丙烯或聚乙烯)、聚酰胺、聚酯，或其它薄膜。該薄膜的厚度可從約0.012mm(0.5mils)至約0.075mm(3mils)。若該薄膜為擠出結(jié)合到非紡織纖網(wǎng)上，則優(yōu)選地該非紡織纖網(wǎng)和該薄膜襯層是相容材料，以獲得兩元件之間足夠的粘結(jié)。
為了將添加劑14選擇性地涂在纖網(wǎng)4上，并從而形成在纖網(wǎng)4的選定區(qū)域中具有添加劑的清潔布，首先要將添加劑14施加到傳送輥8的整個外表面16。該添加劑14以窄流的形式被施加到傳送輥8的外表面16，然后通過刮片20將該窄流展開并均勻地分布在傳送輥8的整個外表面16上，從而形成一個具有期望厚度的連續(xù)且均勻的添加劑層。
接下來，該傳送輥8旋轉(zhuǎn)進入與壓花輥10的凸起表面區(qū)域26接觸，從而將添加劑14從傳送輥8的外表面16傳送到壓花輥10的凸起表面區(qū)域26。然后，壓花輥10的涂有涂層的凸起表面區(qū)域26旋轉(zhuǎn)進入與纖網(wǎng)4接觸，其旋轉(zhuǎn)速度與纖網(wǎng)4的速度匹配。這樣，來自壓花輥10的凸起表面區(qū)域26的添加劑就被傳送到纖網(wǎng)4的特定的離散區(qū)域。
施加到纖網(wǎng)4上的添加劑14的量由多個因素所決定，這些因素包括添加劑的類型以及纖網(wǎng)的物理特性。在生產(chǎn)清潔布并且該添加劑是粘合劑的情況下，粘合劑的量應(yīng)足以讓清潔布捕獲各種形狀和密度的大小微粒，如棉絨、灰塵、毛發(fā)、沙粒、食物微粒、泥土等等，而沒有可產(chǎn)生拖曳并是擦拭困難，或者可傳送到被清潔表面的過多粘合劑。當然，該清潔布的三維表面外形越大，可被提供在清潔布上而不產(chǎn)生過多的拖曳或傳送粘合劑到被清潔的表面的粘合劑的量越大。
基于輸入的非紡織纖網(wǎng)的重量，纖網(wǎng)4通常包括粘合劑的重量的約2％至約50％，更一般地，粘合劑重量的約10％至約20％。而且，含有粘合劑的纖網(wǎng)面積和不含有粘合劑的纖網(wǎng)面積之間的平面比率可從大約80∶20變化至約20∶80。
粘合劑涂敷到纖網(wǎng)的最小重量通常為約1g/m2，更一般地至少2.5g/m2，并且更通常地至少約4g/m2；并且最大重量不超過約25g/m2，更一般地不超過約15g/m2，并且更通常地不超過約8g/m2。
將認識到，若輸入的纖網(wǎng)4相對較薄、不可壓縮或具有彈性，則該處理將施加添加劑到纖網(wǎng)4的選定區(qū)域，但不會給予纖網(wǎng)4顯著的三維性。換句話說，處理后的輸出纖網(wǎng)將是大體上平坦的，具有大體上平坦的相對的主表面。
然而，依照本發(fā)明的優(yōu)選方面，輸入的纖網(wǎng)4相對較厚且具有永久可形變性。當在處理中使用這樣的輸入纖網(wǎng)時，產(chǎn)生具有宏觀的三維表面外形的輸出纖網(wǎng)。換句話說，若輸入的纖網(wǎng)4具有足夠的厚度并且具有永久可形變性，則該處理將制造出具有三維表面外形的纖網(wǎng)，該三維表面外形由纖網(wǎng)4被壓縮處的涂敷有添加劑的凹陷區(qū)域和纖網(wǎng)4未被壓縮處的大體上沒有粘合劑的凸起區(qū)域組成。
依照本發(fā)明的方法和設(shè)備所制造的清潔布54示出于圖4。清潔布54具有第一主表面58和大致平坦的第二主表面60，第一主表面58具有高聳的未壓縮的凸起區(qū)域或尖峰52和被壓縮的凹陷區(qū)域或低谷56。當添加劑是粘合劑時，特別希望這樣的表面外形，因為尖峰52用于將粘合劑從被清潔表面隔離開，從而最小化可能干擾清潔布使用的拖曳程度。為從處理后的纖網(wǎng)4形成清潔布54，僅需要將纖網(wǎng)4切割成所需的尺寸和/或形狀。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是，在不背離前述的發(fā)明構(gòu)思的前提下，可以作出各種改變和修改。例如，將認識到，凸起和凹陷區(qū)域的模式可呈現(xiàn)多種形式，例如波紋狀模式，該波紋狀模式由沿加工方向(即，沿纖網(wǎng)的長度連續(xù)地延伸)或沿橫向方向(即，橫穿纖網(wǎng)的寬度延伸)延伸的多個細長的大致平行的交替凸起和凹入的區(qū)域組成。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)限于在本申請中所描述的特征，而是僅由權(quán)利要求的語言所描述的特征和這些特征的等價物限定。
權(quán)利要求
1.一種選擇性地將添加劑施加到纖網(wǎng)材料的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供壓花輥，其外表面具有凸起表面區(qū)域和凹陷表面區(qū)域；(b)在該壓花輥的凸起表面區(qū)域上涂敷添加劑，而在該壓花輥的凹陷表面區(qū)域上不涂敷添加劑；(c)提供平輥，其具有大致平滑的外表面，該外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與該壓花輥接觸；以及(d)在該壓花輥和該平輥之間輸送纖網(wǎng)材料，從而將添加劑傳送到纖網(wǎng)的選定區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該纖網(wǎng)是永久地可形變的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法還包括以下步驟對該纖網(wǎng)進行壓紋，從而形成具有帶有凸起和凹陷表面區(qū)域的三維表面外形的纖網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中施加添加劑到纖網(wǎng)的步驟和對纖網(wǎng)進行壓紋的步驟同時進行。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該添加劑僅被傳送到被壓紋的纖網(wǎng)的凹陷區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑為粘性聚合物。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑為粘合劑。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑為壓力敏感粘合劑。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該壓力敏感粘合劑為丙烯酸酯粘合劑。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該纖網(wǎng)是可壓縮的且能夠長久地保持被壓縮后的形狀。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該纖網(wǎng)包括泡沫、海綿和纖維材料的至少一種。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該纖維材料為非織造材料，包括半合成纖維、天然纖維、再生纖維及其組合物的至少一種。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該非織造輸入纖網(wǎng)為梳理纖網(wǎng)、氣流纖網(wǎng)、紡粘纖網(wǎng)、熔噴纖網(wǎng)、水刺纖網(wǎng)和縐紗纖網(wǎng)的至少一種。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該輸入纖網(wǎng)已經(jīng)經(jīng)歷第二粘合步驟。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該纖網(wǎng)為梳理纖網(wǎng)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該非織造纖網(wǎng)為至少兩種類型纖維的混合。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該纖維的混合包括粘合纖維。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該粘合纖維是熱激活的。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該粘合纖維包括纖網(wǎng)重量的約5％至約90％。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該纖網(wǎng)包括聚酯纖維。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該纖維為約1至約50丹尼爾。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該纖網(wǎng)的基礎(chǔ)重量為約10克/平方米至約150克/平方米。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中該纖網(wǎng)的初始未壓縮厚度為約0.1毫米至約25毫米。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該纖網(wǎng)還包括襯層。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中該襯層為網(wǎng)、泡沫、針織物、機織物、非織造纖網(wǎng)、紙張、塑料膜或其層壓品的至少一種。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該襯層為彈性的。
27.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該壓花輥的凹陷表面區(qū)域包括由凸起表面區(qū)域所隔開的多個離散的凹坑。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述壓花輥的凸起表面區(qū)域包括連續(xù)地相互連接的表面。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中該連續(xù)地相互連接的表面被布置成直線陣列。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述壓花輥的凸起表面區(qū)域包括多個離散的尖峰。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述壓花輥的尖峰具有波紋形結(jié)構(gòu)。
32.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壓花輥的凹陷的深度為約1毫米至約4毫米。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述壓花輥的相鄰凹陷的中心之間的周向距離從約5毫米至約25毫米范圍內(nèi)變動。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述凸起表面區(qū)域的表面面積包括所述壓花輥的全部外表面面積的至少約20％。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述凹陷具有菱形、圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形、六角形或八角形形狀橫截面的開口。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中凹陷開口的橫截面面積從約2平方毫米至100平方毫米。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中該壓花輥被加熱至至少約250的溫度。
38.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供傳送輥的步驟，該傳送輥布置成將添加劑傳送至壓花輥的凸起區(qū)域。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該傳送輥被加熱至至少300的溫度。
40.依照權(quán)利要求1所述方法制造的纖網(wǎng)。
41.依照權(quán)利要求1所述方法制造的清潔布。
42.一種同時形成三維纖網(wǎng)和選擇性地將粘合劑施加到該纖網(wǎng)以制造三維清潔布的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供粘合劑傳送輥，其外表面布置成與壓花輥旋轉(zhuǎn)接觸；(b)將一層壓力敏感粘合劑施加到該粘合劑傳送輥的外表面；(c)提供壓花輥，其外表面包括凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域；(d)旋轉(zhuǎn)該壓花輥與該粘合劑傳送輥進入接觸，以將粘合劑傳送至壓花輥的凸起區(qū)域；(e)提供平輥，其具有大致平滑的外表面，該外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；(f)提供單層可壓縮的非織造纖網(wǎng)材料，所述纖網(wǎng)的厚度至少約0.5毫米，并且基礎(chǔ)重量約10克/平方米至約150克/平方米；以及(g)在該壓花輥和該平輥之間輸送所述纖網(wǎng)材料，從而同時壓縮壓力敏感粘合劑和將該壓力敏感粘合劑傳送到纖網(wǎng)的選定區(qū)域。
43.一種同時形成三維纖網(wǎng)和選擇性地將粘合劑施加到該纖網(wǎng)以制造三維清潔布的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供粘合劑傳送輥，其外表面布置成與壓花輥旋轉(zhuǎn)接觸；(b)將一層壓力敏感粘合劑施加到該粘合劑傳送輥的外表面；(c)提供壓花輥，其外表面包括凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域；(d)旋轉(zhuǎn)該壓花輥與該粘合劑傳送輥進入接觸，以將粘合劑傳送至壓花輥的凸起區(qū)域；(e)提供平輥，其具有大致平滑的外表面，該外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；(f)提供單層可壓縮的梳理非織造纖網(wǎng)材料，該纖網(wǎng)材料包括不同材料形成且不同尺寸的纖維的混合，所述纖網(wǎng)的厚度至少約0.5毫米，并且基礎(chǔ)重量約10克/平方米至約150克/平方米；以及(g)在該壓花輥和該平輥之間輸送所述纖網(wǎng)材料，從而同時壓縮和將該壓力敏感粘合劑傳送到纖網(wǎng)的選定區(qū)域。
44.一種用于選擇性地將添加劑施加到纖網(wǎng)材料的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)具有外表面的傳送輥；(b)分配器，該分配器布置成將添加劑沉積在傳送輥的外表面上；(c)壓花輥，該壓花輥布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與傳送輥接觸，該壓花輥的外表面具有凸起表面區(qū)域和凹陷表面區(qū)域；以及(d)平輥，其大致平滑的外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；因此，在壓花輥和平輥之間可輸送纖網(wǎng)材料，以便將添加劑傳送至纖網(wǎng)的選定區(qū)域。
45.一種用于同時形成三維纖網(wǎng)和選擇性地將粘合劑施加到該纖網(wǎng)以制造三維清潔布的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)粘合劑傳送輥，其外表面布置成與壓花輥旋轉(zhuǎn)接觸；(b)分配器，用于將一層壓力敏感粘合劑施加到粘合劑傳送輥的外表面；(c)壓花輥，其外表面包括凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域壓花輥；(d)平輥，它具有大致平滑的外表面，該外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；(e)用于提供單層可壓縮的非織造纖網(wǎng)的裝置，該纖網(wǎng)的厚度至少約0.5毫米并且基礎(chǔ)重量約10克/平方米至約150克/平方米；以及(f)用于在該壓花輥和該平輥之間輸送纖網(wǎng)材料，由此同時壓縮和將該壓力敏感粘合劑傳送到纖網(wǎng)的選定區(qū)域的裝置。
46.一種用于同時形成三維纖網(wǎng)和選擇性地將粘合劑施加到該纖網(wǎng)以制造三維清潔布的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)粘合劑傳送輥，其外表面布置成與壓花輥旋轉(zhuǎn)接觸；(b)分配器，用于將一層壓力敏感粘合劑施加到粘合劑傳送輥的外表面；(c)壓花輥，其外表面包括凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域；(d)平輥，它具有大致平滑的外表面，該外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與壓花輥接觸；(e)用于提供單層可壓縮的梳理非織造纖網(wǎng)材料的裝置，該纖網(wǎng)材料包括不同材料形成的且不同尺寸的纖維的混合，該纖網(wǎng)的厚度至少約0.5毫米，且基礎(chǔ)重量約10克/平方米至約150克/平方米；以及(f)用于在該壓花輥和該平輥之間輸送纖網(wǎng)材料由此同時壓縮壓力敏感粘合劑和將該壓力敏感粘合劑傳送到纖網(wǎng)的選定區(qū)域的裝置。
全文摘要
一種將添加劑(4)施加到纖網(wǎng)(4)的所選區(qū)域(56)上的方法，該方法包括以下步驟將添加劑施加至壓花輥(10)的凸起區(qū)域(26)，該壓花輥的外表面包括凸起區(qū)域和凹陷區(qū)域(39)；提供平輥(12)，該平輥具有平滑的外表面，該光滑的外表面布置成以可旋轉(zhuǎn)的方式與該壓花輥接觸；以及在壓花輥和平輥之間輸送纖網(wǎng)，從而將添加劑傳送到纖網(wǎng)的所選區(qū)域。也描述了用來將添加劑選擇性地施加到纖網(wǎng)上的一種設(shè)備。
文檔編號B05C1/08GK101094728SQ200580045536
公開日2007年12月26日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者斯科特·J·圖曼, 托馬斯·E·哈斯克特, 琳達·W·聚斯科, 戴安娜·R·沃爾克, 金·C·薩克斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司