CN101094728A - 用来制造清洁布的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种将添加剂(4)施加到纤网(4)的所选区域(56)上的方法,该方法包括以下步骤:将添加剂施加至压花辊(10)的凸起区域(26),该压花辊的外表面包括凸起区域和凹陷区域(39);提供平辊(12),该平辊具有平滑的外表面,该光滑的外表面布置成以可旋转的方式与该压花辊接触;以及在压花辊和平辊之间输送纤网,从而将添加剂传送到纤网的所选区域。也描述了用来将添加剂选择性地施加到纤网上的一种设备。
Description
技术领域
本发明通常涉及一种将添加剂施加到纤网的方法,并且更具体地涉及一种将如粘合剂的添加剂施加到例如非纺织纤网的纤网的所选区域上,从而形成例如抹布或清洁布的方法。
背景技术
具有粘合剂的抹布和清洁布是已知的。例如,美国专利申请公开No.US 2003/0171051(Bergsten)中公开了一种抹布,该抹布包括沿着谷部连接在支撑元件上的第一擦拭元件,由此该擦拭元件包括多个离散的尖峰。在一个实施例中,粘合剂被置于擦拭元件的谷部而不是尖峰部分。也公开了制造该抹布的方法。
然而,工业界始终在寻求改进方法以制造抹布,以及寻求抹布自身的改良。因此希望提供一种更简单,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。
发明内容
本发明提供一种将添加剂选择性地施加到纤网材料以形成例如抹布或清洁布的方法。该方法通常包括在一对辊间输送例如非织造纤网材料的纤网材料的步骤。一个辊为压花辊,其外表面具有凸起和凹陷区域,而另一个辊具有大致光滑的外表面。该压花辊的凸起区域涂敷有例如粘合剂的添加剂,使得当纤网在两辊间输送时,由压花辊的凸起区域接合的纤网选定区域在被压缩的同时涂敷有粘合剂。
更具体地,该方法包括以下步骤:提供压花辊,该压花辊的外表面具有凸起表面区域和凹陷表面区域压花辊;在压花辊的凸起表面区域上涂敷添加剂,而不在压花辊的凹陷表面区域涂敷添加剂;提供平辊该平辊的大致光滑的外表面布置成以可旋转的方式与该压花辊接触;以及在压花辊和平辊之间输送纤网材料,由此将添加剂传送到纤网的所选区域。在本发明的一方面,该纤网可以是相对较厚且可以由永久可形变材料形成,从而允许被处理后的纤网形成有宏观的三维表面外形。
该方法优选地包括永久地压缩或压纹纤网的步骤,从而形成具有三维表面外形的纤网,该三维表面外形具有凸起和凹陷表面区域。在本发明的一个特定方面,将添加剂施加到纤网的步骤和对纤网进行压纹的步骤同时进行。在另一方面,该添加剂仅被传送到被压纹的纤网的凹陷区域。该添加剂优选地为粘性聚合物,更优选地为粘合剂,更优选地为压力敏感粘合,并且更加优选地为丙烯酸酯粘合剂。
在一优选方面,输入的纤网是可压缩的且能够长久地保持被压缩后形状。该纤网可包含泡沫、海绵和纤维材料。在一个实施例中,该纤维材料可为包括半合成的、天然的、再生的纤维及其组合的非纺织材料。此外,该非纺织纤网可为梳理纤网、气流纤网、纺粘纤网、熔喷纤网、水刺纤网、绉纤网及上述各种的组合。在一个特定的实施例中,该非织造纤网为至少两种纤维的混合。纤维的混合物可包括粘合纤维,在一实施例中,该粘合纤维是热激活的。该纤维可以为约1至约50丹尼尔(denier)。该纤网可具有约10g/m2至约150g/m2的基础重量。此外,该纤网可具有约0.1mm至约25mm的初始压缩前厚度。
在一更具体的实施例中,该纤网还可包括衬层。衬层可为网、泡沫、针织物、机织物、非织造纤网、纸张、塑料膜、细丝,或上述材料的层压品。在一方面,该衬层可为弹性的。
在另一方面,压花辊的凹陷表面区域可包括多个由凸起表面区域所隔开的离散的凹坑。在一个更具体的方面,压花辊的凸起表面区域可包括连续地相互连接的表面,并且在更加具体的方面,该连续地相互连接的表面可布置成直线阵列。在一实施例中,压花辊的凸起表面区域包括多个离散的尖峰。在另一实施例中,压花辊的尖峰具有波纹状结构。该波纹可沿加工方向或沿横向方向形成。在一个具体的方面,压花辊的凹陷的深度为约1mm至约4mm。在另一方面,压花辊的相邻凹陷的中心之间的周向距离从约5mm至约20mm变动。在一实施例中,凸起表面区域的表面面积可包括压花辊的总的外表面面积的至少约50%。凹陷的开口的横截面形状可呈菱形、圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、六角形或八角形。此外,每个凹陷开口的横截面面积通常从约2mm2至约100mm2。
在另一实施例中,本发明还包括传送辊,布置该传送辊用于将添加剂传送至压花辊的凸起区域。
在本发明的另一方面,该压花辊可被加热至至少约250的温度。在又一方面,该传送辊可被加热到至少300的温度。
本发明还提供依照所述方法所制造的纤网,并且更优选地,依照所述方法所制造的清洁布。
在一个具体的方面,本发明提供一种在成型三维纤网的同时选择性地将粘合剂施加到该纤网以制造三维清洁布的方法,其中该方法包括:(a)提供粘合剂传送辊,其外表面设置成与压花辊旋转接触;(b)在该粘合剂传送辊的外表面上施加一层压力敏感粘合剂; (c)提供压花辊,其外表面包括凸起和凹陷区域;(d)旋转该压花辊与粘合剂传送辊进入接触,以将粘合剂传送至压花辊的凸起区域;(e)提供平辊,其具有大致光滑的外表面,该外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触;(f)提供单层可压缩的梳理非织造纤网材料,该纤网材料包括不同材料形成且不同尺寸的纤维的混合,所述纤网的厚度至少为约0.5mm,并且其基础重量为约10g/m2至约100g/m2;以及(g)在压花辊和平辊之间输送纤网材料,由此在压缩的同时将该压力敏感粘合剂传送到纤网的所选区域。
本发明也提供一种设备,用于选择性地将添加剂施加到纤网材料。该设备包括:具有外表面的传送辊;分配器,该分配器被布置成用于将添加剂沉积在传送辊的外表面;压花辊,该压花辊布置成以可旋转的方式与传送辊接触,该压花辊的外表面具有凸起表面区域和凹陷表面区域;以及平辊,该平辊的大致光滑的外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触,由此在压花辊和平辊之间可输送纤网材料,从而将添加剂传送至纤网的所选区域。
在一个更具体的实施例中,本发明提供一种设备用于在成型三维纤网的同时选择性地将粘合剂施加到该纤网以制造出三维清洁布其中该设备包括:粘合剂传送辊,其外表面设置成与压花辊旋转接触;分配器,它用于在粘合剂传送辊外表面施加一层压力敏感粘合剂;压花辊,其外表面包括凸起区域和凹陷区域;平辊,该平辊的大致光滑的外表面设置成以可旋转的方式与压花辊接触;用于提供单层可压缩的梳理非织造纤网材料的装置,该纤网材料包括不同材料形成的不同尺寸的纤维的混合,该纤网的厚度至少约0.5mm,且基础重量为约10g/m2至约150g/m2;以及一种装置,该装置用于在压花辊和平辊之间输送纤网材料,从而在压缩的同时将压力敏感粘合剂传送到纤网的所选区域。
附图说明
以下将结合附图进一步描述本发明,其中:
图1为依照本发明的,用于选择性地将添加剂添加到纤网上的设备的示意图;
图2为图1中平辊的透视图;
图3为图1中压花辊的透视图;以及
图4为依照本发明方法和设备所制造的清洁布的透视图。
具体实施方式
现在参照附图,在各附图中,同样的附图标记表示同样的或相应的部分。图1中示出了用于将添加剂14选择性地施加到纤网材料4的设备2。设备2通常包括分配器6,传送辊8,压花辊10,以及平辊12。在所示实施例中,分配器6将添加剂14分配到传送辊8的外表面16上。传送辊8按箭头18所示的方向顺时针旋转。在一个具体的实施例中,添加剂14为粘合剂,并且传送辊8为粘合剂传送辊,该传送辊以可旋转的方式接合压花辊10以将粘合剂从传送辊8传送至压花辊10。
在所示实施例中,在传送辊8外表面16的附近提供有刮片20,以将添加剂14均匀地散布在传送辊8的整个外表面16上。刀片20均匀地分布添加剂14并产生具有大致均匀且恒定的厚度的平滑层。或者,添加剂可被涂敷成不连续的形式或被涂敷成可变的厚度。
施加到传送辊8上的添加剂14的期望厚度将取决于添加剂的类型、纤网的预定的最终用途以及压花辊10的几何形状。在添加剂为粘合剂,并且纤网4为可用作清洁布的非纺织材料的情况下,添加剂14的厚度通常从约1mil,更具体地说至少约2mil的最小值至不超过约7mil,且更具体地不超过5mil的最大值的范围内。在一特定实施例中,粘合剂被涂敷成约3mil的厚度。刮片20和粘合剂传送辊8的外表面16之间的缝隙22可被调节以控制粘合剂传送辊8上粘合剂层的厚度。
在本发明的范围内也可使用和考虑将添加剂施加到传送辊8的外表面16上的已知的其它方法,例如将添加剂直接喷射到传送辊8的外表面16上,或使用照相凹板式涂敷在粘合剂传送辊的外表面16上涂敷添加剂。此外,可以使用已知的模式涂敷技术以条状的形式施加添加剂,以形成有添加剂施加其上的区域和没有添加剂的邻近区域。
传送辊8布置成旋转进入与压花辊10的接触。参考图1和3,压花辊10包括外表面24,该外表面24具有抬高的或凸起的表面区域26和凹陷的表面区域28,凹陷的表面区域28由多个离散的凹槽、凹坑、腔或凹陷30限定。将认识到,根据在纤网4上提供添加剂的希望模式和处理后的纤网的希望外形,压花辊10的外表面24的凸起表面区域26和凹陷表面区域28可采用多种不同的模式。
在图示实施例中,凸起表面区域26为连续的相互连接的表面。换句话说,整个凸起表面区域26是形成单一模式的表面的格子。凸起表面区域26包围单个凹陷30。通常,该凸起表面区域26包括压花辊10的整个外表面区域24的至少约20%,更一般地至少约50%,并且更特别地至少约66%。换句话说,凸起表面区域26的面积对凹陷30的开口32的组合面积的比率通常为至少约1∶5,更一般地至少约1∶1,并且更特别地至少约2∶1。
在图示实施例中,凹陷30为倒截头金字塔形的离散的凹坑或腔。各凹陷30由凸起表面区域26隔开。每个凹陷30的开口32(相应于倒截头金字塔的基部)的横截面面积最小值典型地为至少约2平方毫米(mm2),更典型地至少约5mm2,并且更典型地至少10mm2。开口30的横截面面积最大值典型地不超过约100mm2,更典型地不超过约50mm2,并且更典型地不超过约25mm2。在一特定实施例中,开口32的横截面面积为约15平方毫米(mm2)。凹陷30的最小深度3 8(相应于倒截头金字塔的高度)至少约0.5毫米(mm),更特别地至少约1mm,并且更特别地至少约1.5mm并且凹陷30的最大深度不超过约5mm,更特别地不超过约4mm,并且更特别地不超过约3.5mm。在一特定实施例中,凹陷30的深度38为约3mm。
相邻的凹陷30之间的最小周向距离34典型地至少约3mm,更典型地至少约5mm,并且更典型地至少约7mm,并且相邻的凹陷30之间的最大周向距离34典型地不超过约25mm,更典型地不超过约12mm,更典型地不超过约10mm。在一特定实施例中,相邻的凹陷30之间的周向距离34为约8mm,并且相邻凹陷30的中心点之间的周向距离36为约12mm。开口32的横截面可呈多种形状,该多种形状包括例如圆形、正方形、三角形、椭圆形、或菱形。此外,该凹陷的侧面可为如图1和3所示沿着离开开口32的方向向内倾斜或渐缩,或这些侧面可以是平行的。
当传送辊8和压花辊10旋转进入接触时,添加剂14从传送辊8的外表面16被传送至压花辊10的凸起表面区域26。一些添加剂可被传送至凹陷30的倾斜侧面,不过基本上不会有添加剂被传送至凹陷30的底部39。压花辊10的外表面24被设计成使得添加剂14被传送至凸起表面区域26而不会被传送入凹陷30的底部39。上述目的通过以下手段来达到:选择合适的添加剂,调整或控制该添加剂的粘弹性,控制涂敷到传送辊8上的添加剂层14的厚度,以及设计压花辊10上的凹陷30以具有足够大的横截开口面积32和深度38从而防止添加剂14被传送至凹陷30的底部39。
在本发明的一个实施例中,该添加剂为粘性聚合物,例如粘合剂,并且更具体地压力敏感粘合剂。特定的粘合剂对本发明来说不是关键的,只要大致均匀的粘合剂层能够从传送辊8被传送至压花辊10的凸起表面区域26。
适宜的粘合剂包括在室温下具有粘性的任何粘合剂,包括初始呈粘性的粘合剂以及初始不呈粘性但可被激活从而具有粘性的这些粘合剂。适宜的粘合剂包括任何压力敏感粘合剂,该压力敏感粘合剂包括包括基于丙烯酸脂、硅树脂、聚烯类、聚异丁烯、橡胶嵌段共聚物(如苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯和苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物)、苯乙烯丁二烯橡胶、合成异戊二烯、天然橡胶及其混合的材料。可以从溶剂、水经辐射聚合或热熔性处理涂敷该压力敏感粘合剂。该压力敏感粘合剂可为交联或非交联的。交联可通过已知的方法实现,这些方法包括化学的、离子的、物理的或辐射诱导的方法。为了在粘合剂沉积入擦拭元件的谷部后改善该粘合剂的粘着强度,可使用一些交联。
为使粘合剂在具有低粘性以便于处理的同时又能提供好的粘着强度,具有物理交联、离子交联或一些形式的后交联的粘合剂是优选的。通过将粘合剂暴露在例如电子束或高强度紫外线(UV)的辐射下,可进行后交联反应。对于UV交联,可能需要将感光团并入聚合物主链中以促进交联反应。
美国专利No.4,737,559(Kellen等人)公开了这种UV交联的粘合剂的一些例子。物理或离子交联的优点在于该过程是热可逆的,使得物理或离子交联对于热熔性处理特别优选。物理交联的粘合剂包括基于橡胶嵌段共聚物的那些粘合剂。合成的橡胶嵌段共聚物的例子包括商业上可从Kraton Polymers of Houston,Texas获取的KratonTM,和商业上可从Exxon-Mobil of Houston,Texas获取的VectorTM。这些嵌段共聚物通常通过与增粘剂和/或油复合而配制成压力敏感粘合剂。其它物理交联的粘合剂包括如在美国专利No.5,057,366(Husman等)中所公开的大分子嫁接聚合物。
本发明中可用的粘合剂可在干燥和湿润条件下均呈粘性。在PCT公开号WO 00/56828中公开了在湿润条件下具有高粘性的粘合剂。也可以以乳胶或散布形式从水涂覆压力敏感粘合剂。这些粘合剂可以是基于聚合物的,这些聚合物如天然橡胶、丙烯酸脂、苯乙烯-丁二烯,和乙烯基醚。特别地,当直接涂在多孔的织造或非织造基质上时,该乳胶粘合剂的粘度有可能不足以防止过多地渗透入该基质。尽管通过材料的固体成分可控制该乳胶粘合剂的粘性和流动性,但可能更有利的是,将该乳胶与增稠剂配置。增稠剂通常被归类为水溶性聚合物或缔结型增稠剂。在使用压力敏感粘合剂的情况下,必须特别注意增稠剂的选择,使增稠剂不与粘合剂的性质发生干涉。
合适的粘合剂是95%丙烯酸异辛酯和5%丙烯酸的热熔性压力敏感粘合剂。在美国专利No.5,753,768中描述了这种粘合剂。
为控制粘性并提高传送辊8和压花辊10的凸起表面区域26之间的粘合剂的传送,可加热传送辊8和压花辊10。在某些实施例中,传送辊8和压花辊10的最低温度维持在至少约200,更特别地至少约250,并且更特别地至少约300;并且其最高温度不高于约350,更典型地不超过约325,并且更典型地不超过约310。传送辊8和压花辊10优选地被加热到最低温度,使得粘合剂在施加到纤网4之前不会发生凝结或凝固。该最低温度取决于粘合剂,不过通常至少为200。
在涂敷处理期间,对传送辊8和压花辊10进行加热可降低可能在传送辊8和压花辊10之间伸展的粘合剂“线”(图中未示出)的形成。某些粘合剂在高处理速度下可形成这种线。在断开的时候,该粘合剂线会使粘合剂被无意地传送到凹陷的底部39,而使得粘合剂被传送到纤网的凸起区域52。粘合剂线的形成取决于多个因素,包括:正被传送的粘合剂的类型,粘合剂涂层的重量,以及处理速度(亦即传送辊8和压花辊10的旋转速度)。例如通过调整粘合剂涂层重量,调整线速度,调整粘合剂的温度和粘性,或通过在粘合剂中加入添加剂或装填剂,可控制粘合剂线的形成。
在适用温度下,该粘合剂的最小粘度通常为约4000厘泊(cps),更特别地至少约10,000cps,最特别地至少约25,000cps;而且最大粘度不超过约200,000cps,更特别地不超过约150,000cps,并且最特别地不超过约100,000cps。
在图示实施例中,传送辊8和压花辊10之间设置有粘合剂分离元件60以断开或切割粘合剂线,在传送辊8和压花辊10已经旋转进入接触并开始分离后,该粘合剂线可能跨接传送辊8和压花辊10之间的间隙。该粘合剂分离元件60可为例如被加热的丝线、超声波设备、激光、高压水流,或高压气流。为使任何线以受控的方式被粘合剂分离元件60剪断的可能性达到最大,该元件60定位成尽可能靠近传送辊8和压花辊10脱离的表面的位置。在一特定实施例中,该粘合剂分离元件60定位成与传送辊8和压花辊10脱离的位置的距离不超过1mm。
在图示实施例中,该粘合剂分离元件60是如NICHROME加热元件或丝线的电加热元件,该电加热元件任何粘合剂线,这些粘合剂线在传送辊8和压花辊10脱离时可能跨接辊之间的间隙。该元件60通常被加热至足够高的温度以在剪切处理中烧掉可能粘附在元件60上的任何残余粘合剂,使得粘合剂不会积聚在该元件60上。该元件60所需的特定温度取决于所使用的粘合剂,不过通常为至少约500,并且更特别地至少约600。
在纤网4和压花辊10之间可设置第二粘合剂分离元件62,用以切割当粘合剂从压花辊10被传送至纤网4时,在纤网4和压花辊10之间形成的粘合剂线。该第二粘合剂分离元件62可与第一粘合剂分离元件60完全相同。第二粘合剂分离元件62布置成当纤网4离开平辊12和压花辊10时靠近纤网4的覆盖有粘合剂的第一主表面48。
压花辊10沿箭头40指示逆时针旋转进入与平辊12的接触,该平辊按箭头42指示地顺时针旋转。根据本发明的特定特征,平辊12的外表面44是大致光滑的。亦即,平辊12的外表面44不包括与压花辊10的凹陷30接合的凸起,并且以其它方式通常没有宏观维度。
纤网4在平辊12和压花辊10之间被输送。该纤网4包括朝向压花辊10的第一主表面48,以及朝向平辊12的第二主表面50。当纤网4在平辊12和压花辊10之间被输送时,压花辊10的凸起表面区域26将纤网4压在平辊12的外表面44上,从而同时压缩纤网并将添加剂14传送到已处理的纤网4的被压缩的区域56(图4)。取决于输入纤网4的厚度、密度以及压缩性,被压缩的区域56可形成如图4中所示的施加有添加剂的凹陷区域。
该特定的纤网材料所具有的物理性质足以满足制造过程的物理要求,并且也能够具有传送到其表面的至少一个的添加剂。依照本发明的特征方面,若该纤网具有成型的或三维的外形,则该纤网也能经受成型的外形的形成并且能够在表面外形已经形成后长期地保持成型的形状。因此,在一实施例中,该输入纤网4具有足够的厚度,以允许在该纤网上形成宏观的三维表面外形,并且也具有永久的可变形性,这样,当纤网在压花辊10和平辊12之间被输送时,可制造出具有三维表面外形的纤网。
该纤网4可为泡沫、海绵或如针织物或机织织物的纤维材料,或非纺织的纤网。优选的纤网是非纺织的纤网。该非纺织的纤网可由任何适宜的熔化成型或机械成型操作来制备。例如,该非纺织纤网可通过梳理、纺粘、水刺、熔喷、气流法、绉纱或本技术领域中已知的方法来制造。
优选的纤网包括由已知用于形成纤维的多种热塑性聚合物的一种或多种制成的非纺织纤网。适宜的热塑性聚合物可选自聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯)、聚酰胺(如尼龙6、尼龙6/6和尼龙10)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、包含丙烯酸单体的共聚物,及其的混合物和共聚物。半合成纤维(如醋酸盐纤维)、天然纤维(如棉花)、再生纤维(如人造纤维),以及其它非热塑性纤维也可与热塑性纤维混合。在一优选实施例中,该纤网包括多种纤维的混合物,并且该多种纤维中的一种是粘合纤维。在一实施例中,该粘合纤维由热激活。这种粘合纤维可包括纤网重量的约5%至约90%,并且更通常地从约30%至约50%。合适的粘合纤维以商标CELBOND T254 12denier纤维从Kosa Incorporated,Wichita,Kansas可获得。
该纤维的最小丹尼尔(denier)通常至少约为1,更一般地至少约为2,并且更通常地至少约为5;而且最大丹尼尔不超过约50,更一般地不超过约30,并且更通常地不超过约15。该纤网的基础重量的最小值通常至少约为5g/m2,更一般地至少约为10g/m2,并且更通常地至少约为20g/m2;并且最大基本重量不超过约150g/m2,更一般地不超过约100g/m2,并且更通常地不超过约75g/m2。该纤网4的未压缩厚度的最小值通常至少约为0.1mm,更一般地至少约为0.2mm,并且更通常地至少约为0.5mm;并且最大未压缩厚度不超过约25mm,更一般地不超过约8mm,并且更通常地不超过约5mm。
特别合适的纤网4是由两种尺寸的聚酯纤维混合形成的梳理纤维网,第一种纤维大约2-4丹尼尔(denier),且第二种纤维约10-15丹尼尔(denier)。该纤网的基础重量约为50g/m2,且厚度约为3mm。
此外,该纤网4可包括沿着例如第二主表面50(图中未示出)的衬层,如网、泡沫、针织或机织织物、非纺织纤网、纸张、塑胶薄膜,或上述材料的层压品。该衬层还可包含纤维的线或平纹棉麻织物。该衬层可永久地或可释放地连接到该纤网。当该衬层为非织造层或针织或机织织物时,则它可任选地用作第二擦拭表面。
若使用塑胶薄膜作为衬层,则可选用聚烯烃(如聚丙烯或聚乙烯)、聚酰胺、聚酯,或其它薄膜。该薄膜的厚度可从约0.012mm(0.5mils)至约0.075mm(3mils)。若该薄膜为挤出结合到非纺织纤网上,则优选地该非纺织纤网和该薄膜衬层是相容材料,以获得两元件之间足够的粘结。
为了将添加剂14选择性地涂在纤网4上,并从而形成在纤网4的选定区域中具有添加剂的清洁布,首先要将添加剂14施加到传送辊8的整个外表面16。该添加剂14以窄流的形式被施加到传送辊8的外表面16,然后通过刮片20将该窄流展开并均匀地分布在传送辊8的整个外表面16上,从而形成一个具有期望厚度的连续且均匀的添加剂层。
接下来,该传送辊8旋转进入与压花辊10的凸起表面区域26接触,从而将添加剂14从传送辊8的外表面16传送到压花辊10的凸起表面区域26。然后,压花辊10的涂有涂层的凸起表面区域26旋转进入与纤网4接触,其旋转速度与纤网4的速度匹配。这样,来自压花辊10的凸起表面区域26的添加剂就被传送到纤网4的特定的离散区域。
施加到纤网4上的添加剂14的量由多个因素所决定,这些因素包括添加剂的类型以及纤网的物理特性。在生产清洁布并且该添加剂是粘合剂的情况下,粘合剂的量应足以让清洁布捕获各种形状和密度的大小微粒,如棉绒、灰尘、毛发、沙粒、食物微粒、泥土等等,而没有可产生拖曳并是擦拭困难,或者可传送到被清洁表面的过多粘合剂。当然,该清洁布的三维表面外形越大,可被提供在清洁布上而不产生过多的拖曳或传送粘合剂到被清洁的表面的粘合剂的量越大。
基于输入的非纺织纤网的重量,纤网4通常包括粘合剂的重量的约2%至约50%,更一般地,粘合剂重量的约10%至约20%。而且,含有粘合剂的纤网面积和不含有粘合剂的纤网面积之间的平面比率可从大约80∶20变化至约20∶80。
粘合剂涂敷到纤网的最小重量通常为约1g/m2,更一般地至少2.5g/m2,并且更通常地至少约4g/m2;并且最大重量不超过约25g/m2,更一般地不超过约15g/m2,并且更通常地不超过约8g/m2。
将认识到,若输入的纤网4相对较薄、不可压缩或具有弹性,则该处理将施加添加剂到纤网4的选定区域,但不会给予纤网4显著的三维性。换句话说,处理后的输出纤网将是大体上平坦的,具有大体上平坦的相对的主表面。
然而,依照本发明的优选方面,输入的纤网4相对较厚且具有永久可形变性。当在处理中使用这样的输入纤网时,产生具有宏观的三维表面外形的输出纤网。换句话说,若输入的纤网4具有足够的厚度并且具有永久可形变性,则该处理将制造出具有三维表面外形的纤网,该三维表面外形由纤网4被压缩处的涂敷有添加剂的凹陷区域和纤网4未被压缩处的大体上没有粘合剂的凸起区域组成。
依照本发明的方法和设备所制造的清洁布54示出于图4。清洁布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具有高耸的未压缩的凸起区域或尖峰52和被压缩的凹陷区域或低谷56。当添加剂是粘合剂时,特别希望这样的表面外形,因为尖峰52用于将粘合剂从被清洁表面隔离开,从而最小化可能干扰清洁布使用的拖曳程度。为从处理后的纤网4形成清洁布54,仅需要将纤网4切割成所需的尺寸和/或形状。
对于本领域技术人员来说显然的是,在不背离前述的发明构思的前提下,可以作出各种改变和修改。例如,将认识到,凸起和凹陷区域的模式可呈现多种形式,例如波纹状模式,该波纹状模式由沿加工方向(即,沿纤网的长度连续地延伸)或沿横向方向(即,横穿纤网的宽度延伸)延伸的多个细长的大致平行的交替凸起和凹入的区域组成。因此,本发明的范围不应限于在本申请中所描述的特征,而是仅由权利要求的语言所描述的特征和这些特征的等价物限定。
Claims (46)
1.一种选择性地将添加剂施加到纤网材料的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)提供压花辊,其外表面具有凸起表面区域和凹陷表面区域;
(b)在该压花辊的凸起表面区域上涂敷添加剂,而在该压花辊的凹陷表面区域上不涂敷添加剂;
(c)提供平辊,其具有大致平滑的外表面,该外表面布置成以可旋转的方式与该压花辊接触;以及
(d)在该压花辊和该平辊之间输送纤网材料,从而将添加剂传送到纤网的选定区域。
2.如权利要求1所述的方法,其中该纤网是永久地可形变的。
3.如权利要求1所述的方法,其中该方法还包括以下步骤:对该纤网进行压纹,从而形成具有带有凸起和凹陷表面区域的三维表面外形的纤网。
4.如权利要求3所述的方法,其中施加添加剂到纤网的步骤和对纤网进行压纹的步骤同时进行。
5.如权利要求4所述的方法,其中该添加剂仅被传送到被压纹的纤网的凹陷区域。
6.如权利要求1所述的方法,其中该添加剂为粘性聚合物。
7.如权利要求1所述的方法,其中该添加剂为粘合剂。
8.如权利要求1所述的方法,其中该添加剂为压力敏感粘合剂。
9.如权利要求8所述的方法,其中该压力敏感粘合剂为丙烯酸酯粘合剂。
10.如权利要求9所述的方法,其中该纤网是可压缩的且能够长久地保持被压缩后的形状。
11.如权利要求10所述的方法,其中该纤网包括泡沫、海绵和纤维材料的至少一种。
12.如权利要求11所述的方法,其中该纤维材料为非织造材料,包括半合成纤维、天然纤维、再生纤维及其组合物的至少一种。
13.如权利要求12所述的方法,其中该非织造输入纤网为梳理纤网、气流纤网、纺粘纤网、熔喷纤网、水刺纤网和绉纱纤网的至少一种。
14.如权利要求13所述的方法,其中该输入纤网已经经历第二粘合步骤。
15.如权利要求1所述的方法,其中该纤网为梳理纤网。
16.如权利要求15所述的方法,其中该非织造纤网为至少两种类型纤维的混合。
17.如权利要求16所述的方法,其中该纤维的混合包括粘合纤维。
18.如权利要求17所述的方法,其中该粘合纤维是热激活的。
19.如权利要求18所述的方法,其中该粘合纤维包括纤网重量的约5%至约90%。
20.如权利要求19所述的方法,其中该纤网包括聚酯纤维。
21.如权利要求20所述的方法,其中该纤维为约1至约50丹尼尔。
22.如权利要求1所述的方法,其中该纤网的基础重量为约10克/平方米至约150克/平方米。
23.如权利要求22所述的方法,其中该纤网的初始未压缩厚度为约0.1毫米至约25毫米。
24.如权利要求1所述的方法,其中该纤网还包括衬层。
25.如权利要求24所述的方法,其中该衬层为网、泡沫、针织物、机织物、非织造纤网、纸张、塑料膜或其层压品的至少一种。
26.如权利要求25所述的方法,其中该衬层为弹性的。
27.如权利要求1所述的方法,其中该压花辊的凹陷表面区域包括由凸起表面区域所隔开的多个离散的凹坑。
28.如权利要求27所述的方法,其中所述压花辊的凸起表面区域包括连续地相互连接的表面。
29.如权利要求28所述的方法,其中该连续地相互连接的表面被布置成直线阵列。
30.如权利要求29所述的方法,其中所述压花辊的凸起表面区域包括多个离散的尖峰。
31.如权利要求30所述的方法,其中所述压花辊的尖峰具有波纹形结构。
32.如权利要求1所述的方法,其中所述压花辊的凹陷的深度为约1毫米至约4毫米。
33.如权利要求32所述的方法,其中所述压花辊的相邻凹陷的中心之间的周向距离从约5毫米至约25毫米范围内变动。
34.如权利要求33所述的方法,其中所述凸起表面区域的表面面积包括所述压花辊的全部外表面面积的至少约20%。
35.如权利要求34所述的方法,其中所述凹陷具有菱形、圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、六角形或八角形形状横截面的开口。
36.如权利要求35所述的方法,其中凹陷开口的横截面面积从约2平方毫米至100平方毫米。
37.如权利要求36所述的方法,其中该压花辊被加热至至少约250的温度。
38.如权利要求1所述的方法,还包括提供传送辊的步骤,该传送辊布置成将添加剂传送至压花辊的凸起区域。
39.如权利要求38所述的方法,其中该传送辊被加热至至少300的温度。
40.依照权利要求1所述方法制造的纤网。
41.依照权利要求1所述方法制造的清洁布。
42.一种同时形成三维纤网和选择性地将粘合剂施加到该纤网以制造三维清洁布的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)提供粘合剂传送辊,其外表面布置成与压花辊旋转接触;
(b)将一层压力敏感粘合剂施加到该粘合剂传送辊的外表面;
(c)提供压花辊,其外表面包括凸起区域和凹陷区域;
(d)旋转该压花辊与该粘合剂传送辊进入接触,以将粘合剂传送至压花辊的凸起区域;
(e)提供平辊,其具有大致平滑的外表面,该外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触;
(f)提供单层可压缩的非织造纤网材料,所述纤网的厚度至少约0.5毫米,并且基础重量约10克/平方米至约150克/平方米;以及
(g)在该压花辊和该平辊之间输送所述纤网材料,从而同时压缩压力敏感粘合剂和将该压力敏感粘合剂传送到纤网的选定区域。
43.一种同时形成三维纤网和选择性地将粘合剂施加到该纤网以制造三维清洁布的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)提供粘合剂传送辊,其外表面布置成与压花辊旋转接触;
(b)将一层压力敏感粘合剂施加到该粘合剂传送辊的外表面;
(c)提供压花辊,其外表面包括凸起区域和凹陷区域;
(d)旋转该压花辊与该粘合剂传送辊进入接触,以将粘合剂传送至压花辊的凸起区域;
(e)提供平辊,其具有大致平滑的外表面,该外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触;
(f)提供单层可压缩的梳理非织造纤网材料,该纤网材料包括不同材料形成且不同尺寸的纤维的混合,所述纤网的厚度至少约0.5毫米,并且基础重量约10克/平方米至约150克/平方米;以及
(g)在该压花辊和该平辊之间输送所述纤网材料,从而同时压缩和将该压力敏感粘合剂传送到纤网的选定区域。
44.一种用于选择性地将添加剂施加到纤网材料的设备,该设备包括:
(a)具有外表面的传送辊;
(b)分配器,该分配器布置成将添加剂沉积在传送辊的外表面上;
(c)压花辊,该压花辊布置成以可旋转的方式与传送辊接触,该压花辊的外表面具有凸起表面区域和凹陷表面区域;以及
(d)平辊,其大致平滑的外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触;
因此,在压花辊和平辊之间可输送纤网材料,以便将添加剂传送至纤网的选定区域。
45.一种用于同时形成三维纤网和选择性地将粘合剂施加到该纤网以制造三维清洁布的设备,该设备包括:
(a)粘合剂传送辊,其外表面布置成与压花辊旋转接触;
(b)分配器,用于将一层压力敏感粘合剂施加到粘合剂传送辊的外表面;
(c)压花辊,其外表面包括凸起区域和凹陷区域压花辊;
(d)平辊,它具有大致平滑的外表面,该外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触;
(e)用于提供单层可压缩的非织造纤网的装置,该纤网的厚度至少约0.5毫米并且基础重量约10克/平方米至约150克/平方米;以及
(f)用于在该压花辊和该平辊之间输送纤网材料,由此同时压缩和将该压力敏感粘合剂传送到纤网的选定区域的装置。
46.一种用于同时形成三维纤网和选择性地将粘合剂施加到该纤网以制造三维清洁布的设备,该设备包括:
(a)粘合剂传送辊,其外表面布置成与压花辊旋转接触;
(b)分配器,用于将一层压力敏感粘合剂施加到粘合剂传送辊的外表面;
(c)压花辊,其外表面包括凸起区域和凹陷区域;
(d)平辊,它具有大致平滑的外表面,该外表面布置成以可旋转的方式与压花辊接触;
(e)用于提供单层可压缩的梳理非织造纤网材料的装置,该纤网材料包括不同材料形成的且不同尺寸的纤维的混合,该纤网的厚度至少约0.5毫米,且基础重量约10克/平方米至约150克/平方米;以及
(f)用于在该压花辊和该平辊之间输送纤网材料由此同时压缩压力敏感粘合剂和将该压力敏感粘合剂传送到纤网的选定区域的装置。
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