CN105960189A - 清洁片及其层合体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层片清洁片。所述清洁片具有优选的基重/累积体积组合。此组合将湿清洁性能和与组成层片的所述基重相关的所述片的成本分离。所述清洁片可被预湿润。

Description

清洁片及其层合体
技术领域
本发明涉及清洁片，并且更具体地，涉及用于在使用之前可被预湿润的清洁片的基底。
背景技术
硬表面清洁片在本领域中已众所周知。此类片可用在地板、厨房的工作台面、桌子等等上。下文论述涉及地板片，但是本发明不因此受限。
这类片可干用，以收集粉尘、屑粒、污垢、毛发等等。这类片也可伴随液体使用，以帮助溶解地板上的一些碎屑。液体可被单独施加，如单独喷洒系统所发生般。这样的喷洒系统可使用板载贮存器。所述贮存器在耗尽时可被再填充或更换。示例见于由本受让人出售的Swiffer R WetJet R工具中。另选地或此外，所述片可在展示给消费者时被预湿润。这类片可是微湿的、完全饱和的或具有介于两者之间的任何湿度水平。商业上成功的预湿润片已在共同转让的US 6716805下制造并且由本受让人以洗擦器湿布填充物出售。
预湿润的地板片可为消费者提供方便。对于湿润地板或其它表面的单独供应不是必要的。所述片可用特别适于期望任务的液体进行预湿润。
这类地板片可包括单个层片或两个或更多个层片的层合体。层合布置增加生产成本，但是提供可针对不同用途定制不同层的有益效果。例如，地板接触层可适于除污。芯层可适于保持和释放液体。可选的背衬层可适于将地板片可移除地接合到可选的清洁工具。
使清洁片维持相对较低成本可能是期望的。制造商已尝试经济化的一种方式是使用相对较低基重的材料和/或使用相对较低密度权重的材料。低密度基底的示例可见于US 20070202766/7947613中。
但是节省材料来降低成本可能会牺牲某些利益。例如，如果清洁片被用作地板片，那么具有减小的基重的地板片可能不能清洁足够的区域来完成单个房间中的任务。由于在清洁任务期间使用者不得不更换新的清洁布而使使用者不方便。在受控状况下单个片所能清洁的区域在本文中被称为“里程”。
增加液体装填量可能不能克服这个问题。更大的基重可能不足以保持增加的液体量。此外，增加液体量抵消节省层合体中的材料所寻求的成本节约。
因此，期望一种降低成本，优选地减少送到堆填区的材料但仍然为使用者提供充分的清洁里程的方法。但是如果这样做的话，人们就必须分离基重和清洁里程的相关性质。
发明内容
本发明包括清洁片，其适于在展示给使用者之前被预湿润。所述清洁片包括以面对面关系接合在一起以形成层合体的第一层片和第二层片。所述第一层片为地板层，其基重为从约35gsm至约50gsm，并且累积体积在204mm H2O下为每毫克非织造材料约2至约2.7立方毫米。所述第二层片为芯层，其用于保持并释放清洁液体并且包括合成和/或纤维素材料。
附图说明
图1A为根据本发明的示例性地板片的部分以剖面图示出的顶部平面图。
图1B为沿着图1A的线1B-1B截取的片段的分解示意垂直截面图。
图2A-4B示出了可用作根据本发明的清洁片中的地板层的单层片非织造材料的各种属性。
图2A-2B是用于可商购的非织造布的代表性孔体积分布。
图3A以图形方式示出了代表性纺粘水刺的非织造布和代表性梳理成网的热粘结非织造布的各种基重的性能。
图3B以图形方式示出了与其它水刺的非织造布的性能并置的图3A的非织造布的性能。
图4A以图形方式示出了代表性水刺的纺粘非织造布和代表性梳理成网的热粘结非织造布的各种基重的性能，其已被规格化以考虑基重。
图4B以图形方式示出了与其它水刺的非织造布的性能并置的图4A的非织造布的代表性性能，再次，其已被规格化以考虑基重。
具体实施方式
参考图1A-1B，根据本发明的清洁片10可包括两个、三个或更多个层片。所述层片可以面对面关系接合在一起以形成层合体。第一层片可为地板接触层12。
如果需要，清洁片10可被预打湿/预湿润[所述术语在本文中可互换使用]。如果清洁片10被预打湿，那么其优选地用提供用于清洁目标表面诸如地板的液体预打湿，但仍然不需要清洁后冲洗操作。清洁片10可在制造期间或在片被放置在液体不可透过的容器中之后被添加液体。
预打湿的清洁片10可包括天然或合成纤维。纤维可为亲水性的、疏水性的或它们的组合，前提是清洁片10一般是吸收性的以保持并根据需要传递清洁溶液。在一个实施方案中，清洁片10可包括至少50重量百分比或至少70重量百分比纤维素纤维，诸如气流成网SSK纤维。如果需要，清洁片10可包括多个层以提供洗擦、液体存储和清洁操作的其它特殊任务。
更详细地审查本发明，地板层12可包括水刺的纺粘[HESB]非织造布。纺粘非织造布包括片材料，其中纤维通过喷丝头的细小毛细管以熔融状态挤出。挤出的纤维可被淬火并被沉积到收集表面上。纤维一般可为连续的，其中旦尼尔范围为每9000米0.3至10克。本发明的特别合适的旦尼尔范围是每9000米1至4克，具体地1.7克。纺粘纤维可根据US3341394；3502358；3802817和/或4340563制造。
水刺的非织造布包括片材料，其中纤维可被湿法成网或干法成网到成形筛网上。所述成形筛网可被纹理化以为宏观单平面纤维网提供量纲纹理，或可为平坦的。纤维可通过指向纤维网的精细喷水器缠结在一起。非织造片接着被干燥。
地板层12的基重可为20至60gsm或30至50gsm，并且具体地为35gsm。合适的非织造布供应商包括Helsinki,Finland的Suominen和Tel-Aviv,Israel的Avgol非织造布。
芯层12可包括气流成网层。气流成网层可为多粘结的，即包括粘合剂/或热粘结两者以将纤维一起保持在内聚层中。芯层12可包括天然存在的纤维素纤维和合成纤维两者。芯的可选纤维素组分可包括木浆，具体地，软木、硬木、CTMP、桉木。芯的可选的合成组分包括PP、PE、PET或其它聚烯烃纤维。所述纤维可为双组分的，包括PE护套和PET芯。合成纤维的标称长度可小于6mm或3mm或更短。所述芯可包括80至90重量百分比的纤维素纤维，并且其余为合成纤维。
芯层12可包括胶乳粘结剂。所述粘结剂可包括1至4或2至3重量百分比胶乳粘结剂。所述芯的基重可为100至170gsm、110至160gsm或者120至140gsm。
可选的背衬层16可包括梳理成网的热粘结[CTB]或[HESB]非织造材料。非织造布可由PE、PP、PET、Rayon等等制成，并且其基重可为20至60gsm或30至50gsm，并且具体地为35gsm。
在比较不理想情况下，清洁片10可针对地板层12和背衬层16使用相同材料。此布置提供制造效率和经济规模。
清洁片10的层片可使用动态机械粘结而层合在一起。在这个过程中，两个或更多个辊可并置在一起以在其间形成辊隙。任一个或两个辊可具有瘤状物，其反作用于相对辊的瘤状物或面。所述层片被馈送通过辊隙并且可选地通过瘤状物之间的压力而自动接合。所述辊可以相等或不相等的表面速度操作。两个或更多个层片可根据共同转让的US 4919738；US6733605和EP 0844062接合。
重新参考前述US 20070202766/7947613，本领域教导根据孔径的增加而变化的累积体积[图1-6]。但是如果所期望的孔半径不可商购获得，那么此教示达不到商业可行性。
例如并且参考图2A-2B，示出了用于两种例示性和合适的可商购获得的Avspun非织造布的可购自Avgol的孔半径。图2A示出了针对35gsmHESB聚集在40微米周围的孔半径。图2B示出了针对45gsm HESB聚集在35微米周围的孔半径。由于缺乏期望材料的商业可购得性，所以寻求使用现有技术的教示的技术人员可能无法以具成本效益的方式来这样做。需要另一种方法。
图3A和4A示出了来自Avgol的单个供应商的HESB材料[标记为Avspun]。为了证实本文中所述并要求的本发明的原理，图3B和4B示出了与图3A和4A相同的信息，并且进一步考虑第二供应商，第一品质非织造布[标记为FQN HESB]。来自Suominen的梳理成网的热粘结材料[标记为CTB]被示为单个基准点。
参考图3A，可见清洁里程一般根据基重的增加而增加，尤其在不考虑梳理成网的热粘结[CTB]材料时。通过在渐增压力下以恒定行程擦洗预定测试地板区域，直到地板片传递每0.3平方米小于0.3克流体损耗为止，而测定清洁里程。
参考图3B，可见Avspun材料在恒定基重下一般胜过FQN HESB材料。因此，参考现有技术和图3A-3B，尝试分离成本[基重]和清洁性能[里程]的技术人员将寻求使用更高基重的材料[牺牲成本]或寻求特定孔体积[具有未知性能和商业可购得性]。需要另一种方法。
参考图4A-4B，示出了在所引用的现有技术中未发现的另一方法。图4A示出了当清洁性能针对基重规格化时，35gsm非织造布出乎意料地胜过45gsm非织造布。这个发现尤其出乎意料，因为45gsm非织造布的材料比35gsm材料多出28％。进一步参考图4A，可见35gsm非织造布甚至出乎意料地胜过材料多出43％的50gsm非织造布。
进一步参考图4B，进一步出乎意料地表明FQN HESB材料在规格化的基础上执行的效率相当于或稍微低于具有类似(如果不超出)基重/成本的Avspun材料。例如，45gsm FQN HESB和45gsm Avspun材料具有类似规格化里程。这里程出乎意料地与50gsm Avspun里程相当。甚至更出乎意料的是，38gsm FQN HESB和35gsm Avspun材料在规格化基础上展现出甚至更高的性能。本领域未预测到此类结果。
因此，组合地考虑图3B和4B可产生的情况：可能无法通过寻找并选择特定供应商而认识到性能改进。需要另一种方法。
因此寻求降低成本而不牺牲性能的技术人员可针对清洁片10的地板层12使用纺粘或特别是水刺的纺粘非织造材料。技术人员可能不使用梳理成网的热粘结非织造材料。
同样地，技术人员可能选择在204mm H2O[0.3psi]下累积体积为每毫克非织造材料2-2.7、2.3-2.5或2.3立方毫米的非织造材料。非织造布的基重可为25至60gsm、35-50gsm或者38-45gsm。
清洁片10的每克干基底可装填至少3-4，具体地6-8克清洁溶液，但是通常每克干基底不超出10克。清洁溶液可包括表面活性剂，诸如由于在地板清洁期间通常不存在冲洗操作而最小化拖影的APG表面活性剂。清洁溶液可含有附聚化学物质、消毒剂、漂白溶液、香水、次要表面活性剂等等。合适的预打湿清洁片10可根据共同转让的美国专利6,716,805；D614,408；D629,211和/或D652,633制造。
技术人员常常意识到CTB非织造布一般比能与之相比的纺粘非织造布昂贵。并且将预期较高基重的非织造布将比较不贵和较低基重非织造布表现更佳。但是本发明人已根据可用数据出乎意料地发现，使用相对较低基重的非织造布出乎意料地可降低成本并且改进性能。本发明者还根据可用数据进一步出乎意料地发现，较不昂贵的纺粘材料展现出比更昂贵的梳理成网的热纺粘非织造布更好的性能。这两种结果都是出乎意料的。
累积孔体积测试方法
以下测试方法在已经在测试之前在23℃±2.0℃温度和45％±10％的相对湿度下进行调节持续12个小时的样本上进行。所有测试均在相同的环境条件下并在此类调节室中进行。丢弃任何损坏的产品。不测试具有缺陷诸如皱褶、撕裂处、洞等的样本。根据制造商的说明书校准所有仪器。为了本发明的目的，如本文所述进行调节的样本被认为是干样本(诸如“干纤维片”)。针对任何给定的受测试材料测量至少四个样本，并且对来自那四个复制样本的结果求平均值以给出最终报告值。四个复制样本中的每个的量纲为55mm×55mm。
技术人员理解，从包括多个层片和/或清洁溶液的制品获得合适层片样本将涉及若干制备步骤，所述步骤可包括：移除全部清洁流体，以及将各种层片彼此分离并与最终制品的其它组件分离。此外，技术人员理解，重要的是确保所述制备不损坏受测试的层片或不更改所测量的孔体积特性。
孔体积的测量是在TRI/自动化测孔仪(Princeton,N.J.,U.S.A.的TextileResearch Institute(TRI)/Princeton Inc.)上进行的。TRI/自动化测孔仪为自动化计算机控制的仪器，用于测定多孔材料中的孔体积分布(例如，在1至1000μm有效孔半径范围内不同尺寸孔的体积)。计算机程序诸如自动化仪器软件版本2000.1或2003.1/2005.1；或数据处理软件版本2000.1(可购自TRI Princeton Inc.)和电子数据表程序用来捕获并分析所测量的数据。关于TRI/自动化测孔仪、其操作和数据处理的更多信息可在以下论文中发现：B.Miller和I.Tyomkin所著、在杂志Colloid and Interface Science(1994),162卷，163-170页中公布的“Liquid Porosimetry:New Methodology andApplications”，其以引用的方式并入此处。
如本申请中所用，测孔法涉及记录在周围气压改变时进入或离开多孔材料的液体的增量。使测试室中的样本暴露于精确控制的气压改变。当气压增加(降低)时，不同尺寸的孔组排出或吸收液体。孔尺寸分布或孔体积分布(PVD)可进一步被测定为每个孔尺寸组的摄入体积的分布，如在相应压力下由仪器所测。各组的孔体积等于此液体量，如在相应气压下由仪器所测。总累积流体摄入被测定为所吸收流体的总累积体积。通过以下关系式将孔的有效半径与压差联系起来：
压差＝[(2)γcosΘ]/有效半径
其中γ＝液体表面张力，并且Θ＝接触角。
此方法使用上述公式来基于常数和设备控制的压力来计算有效孔半径。
通过以使用者指定的增量来改变测试室气压来运转设备：通过降低压力(增加孔尺寸)来吸收液体，或增加压力(降低孔尺寸)来排出液体。在每次压力递增时所吸收或排出的液体体积为之前压力设定和当前压力设定之间的所有孔组的累积体积。TRI/自动化测孔仪报告孔体积对标本的总孔体积的贡献，并且还报告在给定压力和有效半径下的体积和重量。压力-体积曲线可直接由这些数据构建，并且所述曲线还通常用于描述或特征化多孔介质。
出于本文中的目的，TRI/自动化测孔仪使用具有辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(Triton X-100，其为可购自Union Carbide Chemical and Plastics Co.ofDanbury,Conn.的非离子表面活性剂)在蒸馏水中的0.1重量％溶液的液体。所用的仪器设定和常数为：ρ(密度)＝1g/cm3；γ(表面张力)＝30dynes/cm2并且cosΘ＝1°。在测试室的多孔板上使用9mm直径，1.20μm孔尺寸Millipore混合纤维素过滤器(Bedford,Mass.的Millipore Corporation；目录号#RAWP09025)。其它仪器设定包括：最大样本厚度被设定为1.5mm；保存动力学被设定为是；室高被设定为6.4mm板；厚度测量被设定为是；循环次数为1；时间间隔被设定为30秒；平衡余量或限制余量率被设定为15mg/min。没有规定停止半径。
运行空白条件(在树脂玻璃板和Millipore过滤器之间没有样本)来考虑测试室内的任何表面和/或边缘效应。从测试样本的可应用孔分组减去为该空白运行测定的任何孔体积。对于测试样本，将重约32g的4cm×4cm树脂玻璃板(与仪器一起供应)放置在样本上，以确保样本在测量期间平坦地搁置在Millipore过滤器上。不在样本上放置额外的砝码。将在测试中、在mm H2O中运行的压力序列如下：613、61、47、38、32、26、20、8、10、12、15、20、31、34、38、44、51、61、68、77、88、94、102、111、123、136、153、175、204、245、306、408和613。
使用这些压力值来产生推进1和后退1曲线。这个序列始于样本干燥，随着压力降低(即，推进1曲线)使样本饱和，并且接着随后随着压力再次增加(即，后退1曲线)将流体排出。
TRI/自动化测孔仪测得液体在每个压力水平下的累积重量(mg)，并且报告样本的相应累积孔体积。根据原始干样本的这些数据和重量，累积孔体积/样本重量的比率可在任何所量测压力水下计算，并且以mm3/mg报告。在这种测试方法情况下，累积孔体积在后退1曲线期间在204mm H2O压力下被测定，并且以mm3/mg报告并且从TRI仪器获得。
可选地，预打湿清洁片10可还包括洗擦条18。洗擦条18是清洁片10的一部分，其为目标表面提供更积极的清洁。合适的洗擦条18可包括聚烯烃膜诸如LDPE，并且具有向外延伸的穿孔等等。洗擦条18可根据共同转让的美国专利8,250,700；8,407,848；D551,409S和/或D614,408S制造和使用。
根据本发明的清洁片10可结合棒型清洁工具使用[未示出]。所述清洁工具可包括用于保持清洁片10的头部以及可活动地连接到头部的长形柄部。所述柄部可包括金属或塑料管或实心杆。
所述头部可具有面向下的表面，所述片可附接到所述表面。面向下的表面可为大体平坦或稍微凸出。所述头部可进一步具有面向上的表面。所述面向上的表面可具有万向接头以促进长形柄部连接到头部。
面向上的表面可还包括机构诸如有回弹力的抓持件，以可移除地将清洁片10附接到工具。另选地，钩环式系统可用来将清洁片10附接到头部。如果抓持件结合清洁工具使用，则抓持件可根据共同转让的美国专利6,305,046；6,484,346；6,651,290和/或D487,173制造。
根据需要，清洁工具可具有轴向可旋转打手除尘棒和/或真空型吸盘以辅助将碎屑从目标表面移除。从目标表面移除的碎屑可被收集在尘箱中。所述尘箱可被安装在头部内，或另选地，安装在长形柄部上。
合适的棒型清洁工具可根据共同转让的美国专利Des.391,715；D409,343；D423,742；D481,184；D484,287；D484,287和/或D588,770制造。合适的真空型清洁工具可根据美国专利7,137,169、D484,287S、D615,260S和D615,378S的教示制造。电动工具可根据共同转让的美国专利7,516,508制造。根据联合转让的美国公布2013/0319463，所述工具可利用蒸汽进行清洁。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或有所限制，否则将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或申请，全文均以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其相对于任何本发明所公开的或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其单独地或以与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了此类发明的认可。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予该术语的含义或定义为准。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方式，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下可作出多个其他改变和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类改变和修改。

Claims (11)

1.一种适于被预湿润的清洁片，所述清洁片包括以面对面关系接合在一起以形成层合体的第一层片和第二层片，所述第一层片包括地板接触层，所述第二层片包括合成非织造和/或纤维素材料，其提供用于保持和释放清洁液体的芯层，所述清洁片特征在于所述第一层片的基重为约35gsm至约50gsm，并且累积体积在204mm H2O下为每毫克非织造材料约2至约2.7立方毫米。
2.根据权利要求1所述的清洁片，其中所述第二层片具有第一面和与其相对的第二面，并且其中所述地板接触层设置在所述第二层片的所述第一面上，并且其中所述片还包括设置在所述第二层片的所述第二面上以形成三层片层合体的第三层片背衬层。
3.根据权利要求1和2所述的清洁片，其中所述地板接触层包括纺粘非织造布。
4.根据权利要求3所述的清洁片，其中所述地板接触层包括水刺的纺粘非织造布。
5.根据前述权利要求中任一项所述的清洁片，其中所述地板接触层的所述基重为约38gsm至约45gsm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的清洁片，其特征在于所述地板接触层的累积体积在204mm H2O下为每毫克非织造材料约2.3至约2.5立方毫米。
7.根据权利要求1、2、3、4和5所述的清洁片，其特征在于所述第一层片的累积体积在204mm H2O下为每毫克非织造材料约2.5至约2.7立方毫米。
8.根据前述权利要求中任一项所述的清洁片，其中所述第二层片的基重为约110gsm至约160gsm。
9.根据权利要求2、3、4、5、6、7和8所述的清洁片，其中所述地板接触层和所述背衬层包括基本上相同的非织造材料。
10.根据前述权利要求中任一项所述的清洁片，其中所述第二层片包括至少50重量百分比的纤维素。
11.一种被预湿润的根据前述权利要求中任一项所述的清洁片。
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