CN108778708A - 非织造清洁基材 - Google Patents

Abstract

本发明公开的主题涉及非织造材料及其在清洁制品中的用途。更特别地，所述非织造物是用于擦洗和清洁目的的包括粗糙的外表面的层状结构。

Description

非织造清洁基材

1.相关申请的参考

本申请要求2016年1月12日提交的美国临时申请序列号62/277,935的优先权，将其内容通过援引并入本文中。

2.发明领域

本发明公开的主题涉及新的非织造材料及其在清洁制品中的用途。更特别地，本发明公开的主题涉及含有粗糙的外表面的层状结构,用于擦洗和清洁目的。

3.发明背景

非织造材料在大范围的清洁制品中很重要，包括清洁抹布、织品和片材。由合成纤维和纤维素纤维制成的非织造材料适于清洁应用，因为它们可以是现有织物织品和海绵状物的一次性且有成本效益的单一用途替代物。在一些应用中，用清洁液处理非织造材料，得到充满清洁剂的非织造物，以帮助除垢、去渍或除臭。清洁液也可具有杀生物性质，以对表面消毒。湿的抹布通常比干替代物吸引和收集更多颗粒，尽管干抹布可以具有静电性质，以帮助吸引和收集这样的颗粒。

清洁抹布用于大量应用，包括家庭、个人护理和工业应用。期望有在使用时不会碎裂的耐用的抹布。用于清洁目的，为了符合要清洁的表面，理想的材料是柔性的。创造需要更少材料且制造简单的更薄抹布也是有益的。另外，对于除垢和去渍的目的，创造具有粗糙的外表面的抹布是有利的，其可用于擦洗和疏松(loosen)发粘表面和污渍表面上的颗粒。

然而，仍然需要包括粗糙的外表面的耐用的非织造材料，其可用于清洁和擦拭应用。所公开的主题解决了这些需求。

4.发明简述

本发明公开的主题提供包括至少两层、至少三层、至少四层或至少五层的多层非织造材料，其中每层都具有特定的层叠结构。在每个所公开的实施方案中，非织造材料包括具有至少一个粗糙的外表面的层。所述粗燥的外表面的硬度由在所述非织造材料处于稳定的温度控制，或者通过另外加热非织造材料的外层控制。非织造材料的粗糙的外表面适于清洁应用。

在某些实施方案中，所公开的主题提供多层的非织造材料，其具有含有合成纤维的第一外层和含有纤维素纤维和/或合成纤维的第二外层。第一外层可以具有范围为约0.01至约3.0的静摩擦系数和范围为约0.0001至约2.0的动摩擦系数。

在特定的实施方案中，多层非织造材料的第一外层和第二外层的至少一个包括粘结剂。第一外层的合成纤维可以是双组分纤维。第二外层可以同时含有纤维素纤维和合成纤维。在某些实施方案中，多层非织造材料可以进一步具有中间层。中间层可以含有纤维素纤维和/或双组分纤维。

在特定的实施方案中，第一外层含有双组分纤维，其具有分特克斯(dtex)值大于第二外层中双组分纤维的分特克斯值。多层非织造材料可以进一步具有在第一外层和第二外层之间的第一中间层。第一中间层可以含有纤维素纤维。多层非织造材料可以具有邻接于第一外层的第二中间层。第二中间层可以含有双组分纤维。多层非织造材料可以进一步具有邻接于第二外层的第三中间层。第三中间层可以含有双组分纤维。

5.附图简述

图1描绘了实施例1的双层非织造材料。注意到图1和随后的图中，行对应于材料的层，并且提供每层的组成。

图2描绘实施例2的双层非织造材料。

图3提供实施例2的双层非织造材料的三个样品的粗糙的外表面的照片。每个样品在不同温度下稳定。

图4提供实施例2的双层非织造材料的三个样品的粗糙的外表面的照片。将外表面染色以提供对照。每个样品在不同温度下稳定。

图5提供实施例2的双层非织造材料的三个样品的粗糙的外表面的显微照片。每个样品在不同温度下稳定。

图6提供实施例2的双层非织造材料的三个样品的横截面的显微照片。每个样品在不同温度下稳定。

图7A-7D提供实施例3的非织造材料的摩擦曲线的说明。摩擦曲线相应于将材料以恒速移动跨越表面一段距离所需的力。每个图都提供在三个不同温度下稳定的非织造材料的摩擦曲线。图7A提供50gsm非织造材料的摩擦曲线。图7B提供60gsm非织造材料的摩擦曲线。图7C提供70gsm非织造材料的摩擦曲线。图7D提供80gsm非织造材料的摩擦曲线。

图8A-8B提供当在黑色玻璃表面上摩擦时实施例3的非织造材料的摩擦系数的说明。在138℃至148℃的温度下稳定的非织造材料，其具有50gsm、60gsm、70gsm和80gsm的基重。图8A提供静摩擦系数，图8B提供动摩擦系数。

图9A-9B提供当在陶瓷表面上摩擦时实施例3的非织造材料的摩擦系数的说明。在138℃至148℃的温度下稳定的非织造材料，其具有50gsm、60gsm、70gsm和80gsm的基重。图9A提供静摩擦系数，图9B提供动摩擦系数。

图10A-10B提供当在乙烯基树脂表面上摩擦时实施例3的非织造材料的摩擦系数的说明。在138℃至148℃的温度下稳定的非织造材料，其具有50gsm、60gsm、70gsm和80gsm的基重。图10A提供静摩擦系数，图10B提供动摩擦系数。

图11A-11B提供当在其自身表面上摩擦时实施例3的非织造材料的摩擦系数的说明。在138℃至148℃的温度下稳定的非织造材料，其具有50gsm、60gsm、70gsm和80gsm的基重。图11A提供静摩擦系数，图11B提供动摩擦系数。

图12提供当在陶瓷表面上摩擦时实施例3的非织造材料的静摩擦系数的说明，与三种市售可获得的材料进行比较。在图12中，每个柱对应于在138℃、143℃或147℃的温度下稳定的材料，并且其具有50gsm、60gsm、70gsm或80gsm的基重。市售可获得的材料(Clorox(“C”)，Gojo(“G”)和Big Jobs(“B”))的静摩擦系数也作为柱形图提供在图12中。

图13提供当在乙烯基树脂表面上摩擦时实施例3的非织造材料的静摩擦系数的说明，与三种市售可获得的材料进行比较。在图13中，每个柱对应于在138℃、143℃或147℃的温度下稳定的材料，并且其具有50gsm、60gsm、70gsm或80gsm的基重。市售可获得的材料(Clorox(“C”)，Gojo(“G”)和Big Jobs(“B”))的静摩擦系数也作为柱形图提供在图13中。

图14提供当在其自身表面上摩擦时实施例3的非织造材料的静摩擦系数的说明，与三种市售可获得的材料进行比较。在图14中，每个柱对应于在138℃、143℃或147℃的温度下稳定的材料，并且其具有50gsm、60gsm、70gsm或80gsm的基重。也提供市售可获得的材料(Clorox(“C”)，Gojo(“G”)和Big Jobs(“B”))的静摩擦系数用于比较。

图15提供实施例4的非织造材料的清洁效率的说明，所述材料是在不同加工温度下稳定的，与两种市售可获得的产品进行比较。在图15中，每个柱对应于在138℃、143℃或147℃的温度下稳定的材料，并且其具有50gsm、60gsm、70gsm或80gsm的基重。提供市售可获得的材料(Clorox和Gojo)的清洁效率用于比较。

图16提供实施例4的非织造材料的静态峰值力对比清洁效率的点状图。每个数据点表示具有静态峰值力和清洁效率的不同非织造材料。图16包括显示静态峰值力和清洁效率之间关系的趋势线。

图17提供实施例4的非织造材料的运动力相对于清洁效率的点状图。每个数据点表示具有运动力和清洁效率的不同非织造材料。图17包括显示运动力和清洁效率之间关系的趋势线。

6.详细说明

本发明公开的主题提供非织造材料，其具有至少两层且包括粗糙的外表面。本发明公开的主题还提供用于制备这种材料的方法。在详细说明和实施例中更详细讨论本发明公开的主题的这些及其它方面。

定义

在该主题的上下文中和在其中每个术语使用的具体上下文中，在本说明书中所使用的术语通常具有本领域其常见的含义。以下定义了一些术语，以提供描述所公开主题的组合物和方法以及如何制造并使用它们的额外指南。

如本文使用的“非织造物”指一组材料，包括但不限于织造物或塑料。非织造物是由机械、热或化学粘结在一起的纤维、长丝、熔融塑料或塑料薄膜形成的片状或网状结构。非织造物是直接由纤维的纤维网制造的一种织物，没有编织或针织所需的纱线制备。在非织造物中，纤维的组件可以通过一种或多种下述方式保持在一起：(1)通过在随机的纤维网或垫内通过机械互锁；(2)通过熔合纤维，如在热塑性纤维中的情况一样；或(3)通过用胶接介质，比如天然或合成树脂粘结。

如本文使用的术语“重量％”是指或者(i)以材料层的重量百分比形式表示的材料中成分/组分以重量计的量；或(ii)以最终非织造材料或产品的重量百分比形式表示的在材料中成分/组分以重量计的量。

如本文使用的术语“基重(basis weight)”指在给定面积上化合物以重量计的量。测量单位的实例包括克/平方米，如通过缩写"gsm"表示。

如本文使用的术语“清洁效率”指当与存在的原始量的杂乱物(mess)相比，通过材料除去的杂乱物的百分比。例如，清洁效率可以通过测定当使用材料清洁杂乱物时由该材料拾取的已知量的杂乱物的百分比计算。

如本文使用的术语“摩擦系数”指两个物体之间的摩擦力和所述物体之间的法向力(normal force)的比例。例如，但不局限于，所述两个物体可以是非织造材料和表面。“静摩擦系数”指彼此相对没有移动的两个物体之间的摩擦系数。“动摩擦系数”指彼此相对移动的两个物体之间的摩擦系数。静摩擦系数和动摩擦系数两者都是无量纲值。本领域普通技术人员应当理解静摩擦系数和动摩擦系数都是凭经验测量的，可以对两个物体进行试验来计算。

如本文使用的术语“粗糙的(rough)”或“粗糙度(roughness)”指非织造材料的组织性质。粗糙的可以指非织造材料的手感。粗糙度可以对应于非织造材料的平顺度(harshness)、硬度和/或磨损度。

除非上下文另有明确的规定，否则如在说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数指示物。因此，例如提及“一种化合物”包括化合物的混合物。

术语“约”或“大约”指对于本领域普通技术人员测定的特定值来说，在可接受的误差范围内，这部分取决于该值是如何测量或测定的，即测量系统的限度。例如，根据本领域的实践，“约”可以指在3或大于3个标准差之内。可选地，“约”可以指在至多20％，优选至多10％，更优选至多5％，且更优选仍然至多1％的给定值的范围。可选地，特别地相对于系统或工艺来说，该术语可以指在一个数量级之内，优选地在一个数值的5倍之内，且更优选地在2倍之内。

纤维

本发明公开的主题的非织造材料包括一种或多种纤维。例如，纤维可以是天然的、合成的或其混合物。在某些实施方案中，非织造材料可以含有两层或更多层，其中每层都含有特定的纤维内容物，其可以包括一种或多种合成纤维、纤维素-基础的纤维或其混合物。

合成纤维

在某些实施方案中，非织造材料可以包括一个或多个合成层。本领域已知的任何合成纤维都可以用于合成层中。在一个实施方案中，合成纤维包括双组分纤维和/或单组分纤维。具有芯和鞘的双组分纤维是本领域已知的。许多种类用于制备非织造材料，尤其是在气流成网技术中使用而生产的那些。适用于在本发明公开的主题中使用的各种双组分纤维公开在美国专利Nos.5,372,885和5,456,982中，这两篇的全部内容通过援引并入本文。双组分纤维制造商的实例包括，但不限于Trevira(Bobingen，Germany)，Fiber InnovationTechnologies(Johnson City，TN)和ES Fiber Visions(Athens，GA)。

双组分纤维可掺入各种聚合物作为它们的芯和鞘组分。具有PE(聚乙烯)或改性PE鞘的双组分纤维典型地具有PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或PP(聚丙烯)芯。在一个实施方案中，双组分纤维具有由聚酯制成的芯和由聚乙烯制成的鞘。

双组分纤维的旦数(denier)范围优选是约1.0dpf至约4.0dpf，和更优选约1.5dpf至约2.5dpf。双组分纤维的长度可以为约3mm至约36mm，优选地约3mm至约12mm，更优选地约3mm至约10mm。在特定的实施方案中，双组分纤维的长度为约2mm至约8mm、或约4mm或约6mm。

典型地商业上通过熔体纺丝制造双组分纤维。在该过程中，每个熔融聚合物被挤出穿过模头，例如喷丝头，随后牵引熔融聚合物，使之移动离开喷丝头的平面。接着，通过传热到周围的流体介质，例如骤冷的空气使聚合物固化，并收卷现在的固体长丝。在熔体纺丝之后另外的步骤的非限制性实例还包括热或冷拉，热处理，卷曲和切割。这一总的制备方法通常以不连续的两步法进行，其中首先包括长丝纺丝并将它们收集在含许多长丝的丝束内。在纺丝步骤过程中，当熔融聚合物被牵引离开喷丝头的平面时，确实发生长丝的一些牵伸，这也可称为喷头拉伸(draw-down)。接着是第二步，其中牵伸或拉伸纺丝纤维，以增加分子的取向和结晶度并给予单独的长丝提高的强度和其他物理性能。随后的步骤可包括，但不限于热定型、卷曲和切割长丝成纤维。牵伸或拉伸步骤可包括牵伸双组分纤维的芯、双组分纤维的鞘或双组分纤维的芯与鞘二者，这取决于芯和鞘所包括的材料，以及在牵伸或拉伸工艺过程中所使用的条件。

也可以在连续法中形成双组分纤维，其中纺丝和牵伸在连续法中进行。在纤维制造方法过程中，期望在该工艺中，在熔体纺丝步骤之后，在各种随后的步骤中加入各种材料到纤维中。这些材料可以称为“整理剂”，且由活性剂组成，所述活性剂比如但不限于润滑剂和抗静电剂。整理剂典型地经由基于水性的溶液或乳液传递。对于制造双组分纤维和使用该纤维，例如在气流成网或湿法成网工艺中使用二者来说，整理剂可提供期望的性能。

在纺丝和牵伸步骤之前、期间和之后牵涉许多其他工艺，且公开在美国专利Nos.4,950,541，5,082,899，5,126,199，5,372,885，5,456,982，5,705,565，2,861,319，2,931,091，2,989,798，3,038,235，3,081,490，3,117,362，3,121,254，3,188,689，3,237,245，3,249,669，3,457,342，3,466,703，3,469,279，3,500,498，3,585,685，3,163,170，3,692,423，3,716,317，3,778,208，3,787,162，3,814,561，3,963,406，3,992,499，4,052,146，4,251,200，4,350,006，4,370,114，4,406,850，4,445,833，4,717,325，4,743,189，5,162,074，5,256,050，5,505,889，5,582,913和6,670,035中，将所有文献的全部内容通过援引并入本文。

本发明公开的主题也可包括但不限于，含有下述的制品：部分牵伸的具有不同程度的牵伸或拉伸的双组分纤维，高度牵伸的双组分纤维及其混合物。这些可包括，但不限于具有各种鞘材料，特别地包括聚乙烯鞘的高度牵伸的聚酯芯双组分纤维，例如，TreviraT255(Bobingen，Germany)，或具有各种鞘材料，特别地包括聚乙烯鞘的高度牵伸的聚丙烯芯双组分纤维，比如ES FiberVisions AL-Adhesion-C(Varde，Denmark)。另外，可以使用Trevira T265双组分纤维(Bobingen，Germany)，其具有部分牵伸的芯和鞘，且所述芯由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)制成，所述鞘由聚乙烯制成。在同一结构内使用部分牵伸和高度牵伸的双组分纤维可起到杠杆作用(leverage)以满足特定的物理和性能特性，基于它们如何被掺入该结构内。

针对芯或者鞘，本发明公开的主题的双组分纤维没有限制到任何具体聚合物的范围内，因为任何部分牵伸的芯的双组分纤维可提供伸长率和强度方面的增强的性能。部分牵伸的双组分纤维被牵伸的程度范围没有限制，因为不同拉伸度将得到性能不同的加强。部分牵伸的双组分纤维的范围涵盖具有各种芯鞘构造的纤维，包括但不限于同心、偏心、肩并肩、海岛、馅饼片段(pie segment)和其他变体。总的纤维中的芯和鞘组分的相对重量百分比可以变化。另外，本发明主题的范围涵盖使用部分牵伸的均聚物，比如聚酯、聚丙烯、尼龙和其他可熔体纺丝的聚合物。本发明主题的范围还涵盖可具有超过两种聚合物作为纤维结构的一部分的多组分纤维。

在特定的实施方案中，在特定层内的双组分纤维包括约10至约100％重量的层。在可替代的实施方案中，双组分层含有约10gsm至约50gsm的双组分纤维，或约20gsm至约50gsm的双组分纤维，或约30gsm至约40gsm的双组分纤维。

在特定的实施方案中，双组分纤维为在约0.5分特克斯至约20分特克斯范围内的低分特克斯短纤(staple)双组分纤维。在某些实施方案中，分特克斯值为5.7分特克斯。在其它某些实施方案中，分特克斯值为1.7分特克斯。

在多个实施方案中适合于作为纤维或作为双组分粘结纤维的其它合成纤维包括，但不限于，由各种聚合物制造的纤维，作为实例且非限制地包括丙烯酸、聚酰胺(包括，但不限于尼龙6，尼龙6/6，尼龙12，聚天冬氨酸，聚谷氨酸)、聚胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸类(包括但不限于，聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸的酯和丙烯酸的酯)、聚碳酸酯(包括但不限于，聚双酚A碳酸酯、聚碳酸亚丙酯)、聚二烯烃类(包括但不限于，聚丁二烯、聚异戊二烯、聚降冰片烯)、聚环氧化物、聚酯(包括但不限于，聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸三亚甲酯、聚己内酯、聚乙交酯、聚丙交酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚琥珀酸丙二酯)、聚醚类(包括但不限于，聚乙二醇(聚环氧乙烷)、聚丁二醇、聚环氧丙烷、聚甲醛(低聚甲醛)、聚四亚甲基醚(聚四氢呋喃)、聚表氯醇)、聚氟烃、甲醛聚合物(包括但不限于，脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、苯酚甲醛)、天然聚合物(包括但不限于，纤维素、壳聚糖、木质素、蜡)、聚烯烃(包括但不限于，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁基烯、聚辛烯)、聚亚苯基类(包括但不限于，聚苯醚、聚苯硫醚、聚苯醚砜)、含硅聚合物(包括但不限于，聚二甲基硅氧烷、聚羧甲基硅烷(polycarbomethyl silane))、聚氨酯类、聚乙烯类(包括但不限于，聚乙烯缩丁醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇的酯和醚、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚，聚乙烯基甲基酮)、聚缩醛类、聚丙烯酸酯类，和共聚物(包括但不限于，聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-丙烯酸、聚对苯二甲酸丁二酯-共-聚对苯二甲酸乙二酯、聚月桂基内酰胺-嵌-聚四氢呋喃)、聚琥珀酸丁二酯和聚乳酸基聚合物。

在特定的实施方案中，在合成纤维层中使用纺粘(spunbond)聚丙烯纤维。在某些实施方案中，合成纤维层含有约5gsm至约20gsm的合成纤维，或约10gsm至约15gsm的合成纤维。

纤维素纤维

除了使用合成纤维之外，本发明公开的主题还考虑使用纤维素基础的纤维。在某些实施方案中，非织造材料可以包括一个或多个纤维素层。在纤维素层中可以使用本领域已知的任何纤维素纤维，包括任何天然来源的纤维素纤维，比如源自木浆或再生纤维素的那些。在某些实施方案中，纤维素纤维包括但不限于消化纤维，比如牛皮纸纤维、预水解的牛皮纸纤维、苏打纤维、亚硫酸盐纤维、化学热机械处理的纤维和热-机械处理的纤维，其衍生自软木、硬木或棉绒。在其它实施方案中，纤维素纤维包括但不限于牛皮纸消化纤维，包括预水解的牛皮纸消化纤维。适用于该主题的纤维素纤维的非限制性实例是由软木，比如松木、桦木和云杉衍生的纤维素纤维。其他合适的纤维素纤维包括但不限于，由芦苇草、甘蔗渣、死毛(kemp)、亚麻、大麻、洋麻和其他木质纤维素或纤维素纤维源衍生的那些。合适的纤维素纤维包括但不限于，以商品名(Buckeye Technologies Inc.，Memphis，Tenn.)销售的漂白的牛皮纸南方松木纤维。另外，在所公开主题的某些方面中使用以商品名 (例如，Grade 3024)(Clearwater Paper Corporation,Spokane,Wash.)销售的纤维。

所公开的主题的非织造材料也可包括，但不限于，市售可获得的亮短纤浆，包括但不限于，南方软木短纤浆(比如，处理过的)，北方软木亚硫酸盐纸浆(比如，获自Weyerhaeuser的T 730)，或硬木浆(比如，桉树)。尽管基于各种因素，某些纸浆可能是优选的，但可使用任何吸收剂短纤浆或其混合物。在某些实施方案中，可使用木材纤维素、棉绒浆、化学改性的纤维素，比如交联的纤维素纤维和高度纯化的纤维素纤维。额外的纸浆的非限制性实例是FOLEYFFTAS(也称为FFTAS或Buckeye TechnologiesFFT-AS pulp)和Weyco CF401。

纤维素纤维的其他合适的类型包括，但不限于，化学改性的纤维素纤维。在特定的实施方案中，改性的纤维素纤维是交联的纤维素纤维。美国专利Nos.5,492,759；5,601,921；6,159,335涉及在实施该公开的主题中有用的化学处理的纤维素纤维，所有这些的全部内容通过援引并入本文中。某些实施方案中，改性纤维素纤维包括多羟基化合物。多羟基化合物的非限制性实例包括甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇、部分水解的聚乙酸乙烯酯和全水解的聚乙酸乙烯酯。在某些实施方案中，纤维用含多价阳离子的化合物处理。在一个实施方案中，含多价阳离子的化合物的存在量为基于未处理的纤维的干重计约0.1wt％至约20wt％。在特定的实施方案中，含多价阳离子的化合物是多价金属的离子盐。在某些实施方案中，含多价阳离子的化合物选自铝、铁、锡、其盐、及其混合物。可使用任何多价金属盐，包括过渡金属盐。合适的多价金属的非限制性实例包括铍、镁、钙、锶、钡、钛、锆、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铝和锡。优选的离子包括铝、铁和锡。优选的金属离子具有+3或+4的氧化态。可使用含多价金属离子的任何盐。合适的上述金属的无机盐的非限制性实例包括氯化物、硝酸盐、硫酸盐、硼酸盐、溴化物、碘化物、氟化物、氮化物、高氯酸盐、磷酸盐、氢氧化物、硫化物、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化物、醇化物、苯氧化物、亚磷酸盐和次磷酸盐。上述金属的合适的有机盐的非限制性实例包括甲酸盐、醋酸盐、丁酸盐、己酸盐、己二酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、草酸盐、丙酸盐、水杨酸盐、甘氨酸盐、酒石酸盐、羟基乙酸盐、磺酸盐、膦酸盐、谷氨酸盐、辛酸盐、苯甲酸盐、葡萄酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐和4,5-二羟基-苯-l,3-二磺酸盐。除了多价金属盐之外，可以使用其他化合物，比如上述盐的络合物，包括但不限于，胺类、乙二胺四乙酸(EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DIPA)、次氮基三乙酸(NTA)、2,4-戊二酮和氨水。

在一个实施方案中，纤维素纸浆纤维可以是被软化或塑化的化学改性纤维素纸浆纤维，使得与未改性的纸浆纤维相比，固有地更加可压缩。施加相同的压力到塑化纸浆纤维网上将导致比当施加到未改性的纸浆纤维网上时更高的密度。另外，塑化的纤维素纤维的致密化纤维网固有地比相同木材类型的未改性纤维的类似密度的纤维网更软。可使用阳离子表面活性剂作为解粘剂(debonders)，使得软木浆更加可压缩，以干扰纤维间的缔合。在气流成网工艺中，使用一种或多种解粘剂促进纸浆片材碎裂成绒毛。解粘剂的实例包括但不限于，在美国专利Nos.4,432,833，4,425,186和5,776,308中公开的那些，将所有这些的全部内容通过援引并入本文中。解粘剂处理过的纤维素纸浆的一个实例是FFLE+。虽然用于纤维素的增塑剂也可用于软化纸浆，但它们通过与解粘剂不同的机理起作用，所述塑化剂可在形成湿法成网片材之前加入到纸浆浆液中。塑化剂在纤维内部，在纤维素分子处起作用，以产生挠性的或软化的无定形区域。得到纤维的特征在于柔软。由于塑化的纤维缺少刚度，因此，与没有用增塑剂处理的纤维相比，粉碎的纸浆更加容易致密化。增塑剂包括但不限于，多元醇比如甘油、低分子量聚二元醇比如聚乙二醇和多羟基化合物。这些和其他增塑剂描述且例举于美国专利Nos.4,098,996，5,547,541和4,731,269中，所有这些的全部内容通过援引并入本文中。还已知氨水、脲和烷基胺塑化木材产品，其主要含有纤维素的(A.J.Stamm，Forest ProductsJournal 5(6):413，1955，将其全部内容通过援引并入本文中)。

在所公开的主题的特定的实施方案中，在纤维素纤维层中使用GP4723，一种经充分处理的纸浆(获自Georgia-Pacific)。在特定的实施方案中，纤维素纤维层含有约5gsm至约100gsm的纤维素纤维、或约7gsm至约50gsm、或约9gsm至约30gsm的纤维素纤维。

粘结剂和其它添加剂

合适的粘结剂包括但不限于液体粘结剂和粉末粘结剂。液体粘结剂的非限制性实例包括粘结剂的乳液、溶液和悬浮液。粘结剂的非限制性实例包括聚乙烯粉末、共聚物粘结剂、乙酸乙烯酯乙烯粘结剂、苯乙烯-丁二烯粘结剂、聚氨酯、聚氨酯-基粘结剂、丙烯酸类粘结剂、热塑性粘结剂、天然聚合物-基础的粘结剂及其混合物。

合适的粘结剂包括，但不限于共聚物、可具有稳定剂的乙酸乙烯酯乙烯("VAE")共聚物，比如Wacker Vinnapas 192，Wacker Vinnapas EF 539，Wacker Vinnapas EP907，Wacker Vinnapas EP129，Celanese Duroset E130，Celanese Dur-O-Set Elite 13025-1813和Celanese Dur-O-Set TX-849、Celanese 75-524A、聚乙烯醇-聚乙酸乙烯酯共混物比如Wacker Vinac 911、乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯胺比如BASF Luredur、丙烯酸类树脂、阳离子丙烯酰胺、聚丙烯酰胺比如Bercon Berstrength 5040和Bercon Berstrength5150、羟乙基纤维素、淀粉比如National StarchCATO RTM 232、National StarchCATO RTM255、National StarchOptibond、National StarchOptipro或National StarchOptiPLUS、瓜尔胶、苯乙烯-丁二烯、聚氨酯、聚氨酯-基础的粘结剂、热塑性粘结剂、丙烯酸类粘结剂和羧甲基纤维素比如Hercules Aqualon CMC。在某些实施方案中，粘结剂是天然聚合物基础的粘结剂。天然聚合物基础的粘结剂的非限制性实例包括由淀粉、纤维素、壳聚糖和其他多糖衍生的聚合物。

在某些实施方案中，粘结剂是水溶性的。在一个实施方案中，粘结剂是乙酸乙烯酯乙烯共聚物。这种共聚物的一个非限制性实例是EP907(Wacker Chemicals，Munich，Germany)。Vinnapas EP907可以在约10％固体的水平下，掺入约0.75wt％Aerosol OT(Cytec Industries，West Paterson，N.J.)应用，所述Aerosol OT是一种阴离子表面活性剂。也可以使用其他组的液体粘结剂，比如苯乙烯-丁二烯和丙烯酸类粘结剂。

在某些实施方案中，粘结剂不是水溶性的。这些粘结剂的实例包括，但不限于Vinnapas 124和192(Wacker)，其可以具有遮光剂和增白剂，包括但不限于分散在乳液中的二氧化钛。其他粘结剂包括但不限于Celanese Emulsions(Bridgewater，N.J.)Elite22和Elite 33。

在某些实施方案中，粘结剂是热塑性粘结剂。这种热塑性粘结剂包括，但不限于可在不会深入地损坏纤维素纤维的温度下熔融的任何热塑性聚合物。优选地，热塑性粘结材料的熔点小于约175℃。合适的热塑性材料的实例包括，但不限于热塑性粘结剂和热塑性粉末的悬浮液。在特定的实施方案中，热塑性粘结材料可以为例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和/或聚偏氯乙烯。

在特定的实施方案中，乙酸乙烯酯乙烯粘结剂是不可交联的。在一个实施方案中，乙酸乙烯酯乙烯粘结剂是可交联的。在某些实施方案中，粘结剂是由HB Fuller提供的WD4047聚氨酯-基础的粘结剂溶液。在一个实施方案中，粘结剂是由Michelman提供的MichemPrime4983-45N乙烯丙烯酸("EAA")共聚物分散体。在某些实施方案中，粘结剂是由Celanese Emulsions(Bridgewater,N.J.)提供的VAE粘结剂Dur-O-Set Elite 22LV乳液。如上所述，在特定的实施方案中，粘结剂是可交联的。还要理解，可交联粘结剂也称为永久湿强度粘结剂。永久湿强度粘结剂包括，但不限于，(Hercules Inc.，Wilmington，Del.)、(American Cyanamid Company，Wayne，N.J.)、WackerVinnapas或AF192(Wacker Chemie AG，Munich，Germany)等。各种永久湿强度剂(wet-strength agents)描述在美国专利No.2,345,543，美国专利No.2,926,116和美国专利No.2,926,154中，将其公开内容全部通过援引并入本文。其他永久湿强度粘结剂包括但不限于，聚胺-表氯醇、聚酰胺表氯醇或聚酰胺-胺表氯醇树脂，其统称为“PAE树脂”。非限制性示例的永久湿强度粘结剂包括Kymene 557H或Kymene557LX(Hercules Inc.,Wilmington,Del.)，且描述在美国专利No.3,700,623和美国专利No.3,772,076中，将其全部内容通过援引并入本文。

或者，在某些实施方案中，粘结剂是暂时性湿强度粘结剂。暂时性湿强度粘结剂包括，但不限于(Hercules Inc.，Wilmington，Del.)、750(AmericanCyanamid Company，Wayne，N.J.)、745(American Cyanamid Company，Wayne，N.J.)等。其他合适的暂时性湿强度粘结剂包括，但不限于二醛淀粉、聚乙烯亚胺、半乳甘露聚糖树胶、乙二醛和二醛半乳甘露聚糖。其他合适的暂时性湿强剂描述在美国专利No.3,556,932，美国专利No.5,466,337，美国专利No.3,556,933，美国专利No.4,605,702，美国专利No.4,603,176，美国专利No.5,935,383和美国专利No.6,017,417中，将所有这些的全部内容通过援引并入本文中。

在某些实施方案中，粘结剂作为乳液以范围约1gsm至约4gsm、或约1gsm至约2gsm、或约2gsm至约3gsm的量应用。可以将粘结剂应用到纤维层的一侧上，优选外面层。可选地，可以以等量或不成比例的量将粘结剂加入到层的两面上。

在某些实施方案中，非织造材料可以进一步含有其它添加剂。例如，在某些实施方案中，非织造材料可以含有洗剂、消毒剂或杀菌剂。

非织造材料

本发明公开的主题提供具有至少一个具有粗糙面的外层的非织造材料。在某些实施方案中，非织造材料含有至少两层，其中每层包括特定的纤维含量。在特定的实施方案中，非织造材料含有合成纤维层和纤维素纤维层。在其它实施方案中，非织造材料含有至少两个合成纤维层。在特定的实施方案中，合成纤维层可以包括双组分纤维。

在某些实施方案中，非织造材料具有至少两层，其中每层包括特定的纤维含量。在特定的实施方案中，非织造材料含有双组分纤维层和合成纤维层。在某些实施方案中，一层或多层被用粘结剂粘结在至少一个其外表面的至少一部分上。虽然粘结剂不必须化学结合所述层的一部分，但是优选的是通过涂层、粘附、沉淀或在任何其它机制使粘结剂仍然紧密缔合所述层，使得在正常处理所述层期间不能从该层脱离。为方便起见，所述层与上述讨论的粘结剂之间的缔合可以称为粘结，化合物可以被认为是粘结至所述层。

在一个特定的实施方案中，第一层由双组分纤维组成。设置邻接于第一层的第二层由合成纤维组成。在替代的实施方案中，第二层由纤维素纤维组成。在某些实施方案中，第二层由纤维素和合成纤维组成。在某些实施方案中，第二层在其外表面涂布有粘结剂。

在某些实施方案中，第一层含有约10gsm至约50gsm的双组分纤维。在某些实施方案中，第二层含有约5gsm至约15gsm的合成纤维。在特定的实施方案中，合成纤维可以包括聚丙烯。另外或可选地，第二层可以含有约10gsm至约100gsm的纤维素纤维。

在另一个实施方案中，非织造材料具有至少三层，其中每层具有特定的纤维含量。在某些实施方案中，第一层含有合成纤维。在某些实施方案中，合成纤维可以为双组分纤维。设置邻接于第一层的第二层含有合成纤维。设置邻接于第二层的第三层可以含有纤维素纤维或合成纤维。任选地，另外层可以含有纤维素纤维或合成纤维。

在一个可选的实施方案中，第一层含有双组分纤维。设置邻接于第一层的第二层含有纤维素纤维。设置邻接于第二层的第三层含有双组分纤维。第一层和/或第三层的双组分纤维可以具有特定的分特克斯值。在某些实施方案中，第一层可以含有具有比第三层的双组分纤维更高分特克斯值的双组分纤维。

在一个特定的实施方案中，第一层包括约10gsm至约50gsm、或约20gsm至约50gsm、或约25gsm至约40gsm的双组分纤维。在某些实施方案中，双组分纤维具有偏心芯鞘结构。在一个特定的实施方案中，第二层包括约5gsm至约10gsm的双组分纤维和/或约9gsm至约30gsm或约20gsm至约25gsm的纤维素纤维。在另一个特定的实施方案中，第二层包括约5gsm至约20gsm，或约10gsm至约15gsm的合成纤维。在一个特定的实施方案中，合成纤维包括聚丙烯。

在某些实施方案中，非织造材料具有至少四层，其中每层具有特定的纤维含量。在某些实施方案中，第一层含有合成纤维。合成纤维可以是双组分纤维。设置邻接于第一层的第二层含有双组分纤维。设置邻接于第二层的第三层含有纤维素纤维。设置邻接于第三层的第四层含有合成纤维。在某些实施方案中，合成纤维可以为双组分纤维。在特定的实施方案中，第一层可以含有具有比第四层的双组分纤维更高分特克斯值的双组分纤维。第一层和/或第四层可以涂布粘结剂。在某些实施方案中，非织造材料可以包括设置在第三层和第四层之间的另外层且含有双组分纤维。

在本发明公开的主题的某些实施方案中，至少一个外层的至少一部分涂布粘结剂。在所公开的主题的特定实施方案中，外层的至少一部分涂布范围约1gsm至约4gsm、或约1gsm至约2gsm、或约2gsm至约3gsm的量的粘结剂。

在非织造材料的某些实施方案中，第一层中基重的范围为约5gsm至约100gsm、或约5gsm至约50gsm、或约20gsm至约40gsm。第二层中基重的范围为约5gsm至约100gsm、或约5gsm至约50gsm、或约10gsm至约40gsm。如果存在另外的层，则每层的基重的范围为约5gsm至约100gsm、或约5gsm至约50gsm、或约10gsm至约40gsm。

在非织造材料的某些实施方案中，整体结构的基重的范围为约5gsm至约300gsm、或约5gsm至约250gsm、或约10gsm至约250gsm、或约20gsm至约200gsm、或约30gsm至约200gsm、或约40gsm至约200gsm。在特定的实施方案中，整体结构的基重为约50gsm、约60gsm、约70gsm或约80gsm。

非织造材料的厚度(caliper)指整个材料的厚度。在某些实施方案中，材料的厚度范围为约0.5至约4.0mm、或约0.5至约3.0mm、或约0.5至约2.0mm、或约0.7mm至约1.5mm。

本发明公开的主题提供与各种市售可获得的材料相比具有许多优点的改善的非织造材料。本发明公开的材料具有至少一个外层，其形成了适合于清洁应用的粗糙表面。在某些实施方案中，非织造材料的清洁效率可以通过测定使用非织造材料清洁的杂乱物的百分比来分析。在某些实施方案中，非织造材料可以具有大于15％、大于18％、大于20％、大于25％、大于30％、大于31％或大于35％的清洁效率。

粗糙的外表面的特征

非织造材料包括通过加热所述非织造材料的外层产生的粗糙的外表面。在某些实施方案中，外层的基重为约5gsm至约50gsm、或约10gsm至约40gsm。

在某些实施方案中，外层包括合成纤维。在某些实施方案中，合成纤维为双组分纤维。在特定的实施方案中，双组分纤维被部分拉伸具有偏心芯鞘构型。在某些其它实施方案中，双组分纤维可以结合其它合成纤维和/或纤维素纤维。本领域普通技术人员应当理解对于外层纤维的选择可有助于外层的粗糙度。例如，可以选择纤维的类型及其分特克斯值、厚度和硬度以调节外层的粗糙度。另外，多种不同类型的纤维的混合物可以用于调节外层的粗糙度。

在特定的实施方案中，外层的至少一部分在其外表面涂布粘结剂。外层可以涂布范围为1至约4gsm、或约1至约2gsm、或约2至约3gsm的量的粘结剂。

将外表面在控制的温度下加热，使其卷曲。在某些实施方案中，所述控制的温度范围为约110℃至约200℃。在优选的实施方案中，所述控制的温度范围为约135℃至约150℃。

在冷却之后，外表面触摸起来比加热至较低温度的材料更粗糙。例如，外表面的卷曲可以在该外表面上产生隆起(ridges)，以增加其粗糙度。

外表面的粗糙度可以通过具有粗糙的外表面的非织造材料的静摩擦系数和动摩擦系数粗略估计。在某些实施方案中，非织造材料可以具有范围为约0.01至约3、或约0.05至约2、或约0.08至约1.8、或约0.12至约1.5、或约0.13至约1、或约0.17至约0.8、或约0.20至约0.5、或约0.25至约0.4的静摩擦系数。在某些实施方案中，非织造材料可以具有范围为约0.0001至约2.0、或约0.001至约1.5、或约0.01至约1.2、或约0.02至约1、或约0.05至约0.8、或约0.10至约0.50、或约0.15至约0.20的静摩擦系数。在某些实施方案中，静摩擦系数和动摩擦系数可以通过测量摩擦非织造材料跨越表面所需的力的量来确定。本领域普通技术人员应当理解静摩擦系数和动摩擦系数可以变化，取决于用于测量摩擦系数的表面。例如，实施例3中描述的方法可用于测量摩擦系数。

与粗糙的外表面相对的表面可以具有不同的性质。在某些实施方案中，其可以是粗糙的以提供第二个粗糙表面，用于擦洗应用。例如，相对的表面也可以在控制的温度下加热，以使其卷曲。当加热两个外表面产生两个粗糙表面时，可以控制加热使得一个表面的卷曲超过另一个表面，产生具有不同粗糙度的两个表面的非织造材料。另外或可选地，两个外表面可以由相同或不同的纤维组成，以进一步调节它们的相对粗糙度。在其它一些实施方案中，现对的表面可以更软，适用于擦拭表面或收集和吸收颗粒。

粗糙的外表面适于大量其中期望粗糙的非织造材料以擦洗或擦拭表面的清洁应用。

制造材料的方法

可以使用各种方法组装在实施本发明公开的主题中使用的材料以生产该材料，包括但不限于常规的干燥成形工艺，比如气流成网和梳理或其他成形技术，比如射流喷网或气流成网。优选地，通过气流成网方法制备该材料。气流成网方法包括，但不限于在制备方法中，使用一个或多个成形头，以经选择的顺序沉积不同组成的原材料，生产具有不同层的产品。这允许可生产的各种产品大的多样性。

在一个实施方案中，制备该材料作为连续的气流成网的纤维网。典型地通过球磨机，通过纤维素纸浆片材的碎裂(disintegrate)或脱纤化，典型地制备气流成网的纤维网，以提供单独的纤维。与初始纤维的纸浆片材不同的是，球磨机或其他碎磨机可用以下进料：循环的气流成网的切边(edge trimmings)和在等级变化过程中产生的不合规格的过渡材料以及其他气流成网的生产废料。由此能够循环生产废料，有助于总体工艺改进的经济性。然后，将单独的纤维，不管哪种来源，初始或循环的，空气传输到气流成网的纤维网成形机的成形头中。许多制造者制造适合用于在所公开的主题中使用的气流成网的纤维网成形机，包括Dan-Web Forming of Aarhus，Denmark，M&J Fibretech A/S of Horsens，Denmark，Rando Machine Corporation，Macedon，N.Y.(其描述在美国专利No.3,972,092中，将其全部内容通过援引并入本文中)、Margasa Textile Machinery of CerdanyoladelValles，Spain和DOA International of Wels，Austria。虽然这些许多成形机在纤维如何打开并空气传输到成形网方面不同，但是它们全部能生产本发明公开主题的纤维网。Dan-Web成形机包括旋转或搅拌的多孔转鼓，它起到维持纤维分离的作用，直到纤维通过真空被拖拉到有小孔的成形传输器或成形网上。在M&J机器中，成形头是基本上在筛网上方的旋转搅拌器。旋转搅拌器可包括一系列或一簇旋转推进器或风机叶片。其他纤维，比如合成的热塑性纤维被打开，称重，并在纤维计量系统，比如由Laroche S.A.of Cours-La Ville，France提供的织物送料器中混合，纤维可以从织物送料器通过空气传输到气流成网机的成形头中，其中它们与来自球磨机的粉碎的纤维素纸浆纤维进一步混合并沉积在连续移动的成形网上。在期望确定的层的情况下，对于每种类型的纤维来说，可以使用独立的成形头。

气流成网的纤维网从成形网转移到压延机或其他致密段中，使纤维网致密化，如有必要，增加其强度并控制纤维网的厚度。在一个实施方案中，然后通过经由设定在足够高温度下的烘箱，使所包括的热塑性或其他粘结剂材料熔化，粘结纤维网中的纤维。在该稳定化步骤期间，可以控制烘箱的温度以产生粗糙的外表面。在某些实施方案中，稳定化的温度为约110℃至约200℃。在其它某些实施方案中，外层的粗糙度可以通过在非织造材料已经形成和稳定之后将其再加热形成。

在一个进一步的实施方案中，在同一烘箱内发生来自干燥或固化胶乳喷雾或泡沫应用的继发粘结。烘箱可以是常规的通流式烘箱，作为对流烘箱操作，或者可通过红外或甚至微波辐射实现所需的加热。在特定的实施方案中，可以在热固化之前或之后，用另外的添加剂处理气流成网的纤维网。

7.实施例

下述实施例仅仅阐述本发明所公开的主题，它们不应当被视为以任何方式限制所述主题的范围。

实施例1∶双层非织造材料

本实施例提供根据所述公开的主题的双层非织造材料。

使用中试规模转鼓-成形机形成该材料。双层非织造材料的顶层由30gsm的双组分纤维(5.7分特克斯，4mm，来自FiberVision)组成。底层由与21.6gsm的纤维素(GP 4723，来自Georgia-Pacific Leaf River的经充分处理的纸浆)混合的7.2gsm的普通双组分纤维Trevira Type 257，1.7分特克斯，6mm)组成。该层通过喷雾乳液(Vinnapas 192，来自Wacker)形式的聚合物粘结剂粘结，所述聚合物粘结剂为基于干重1.25gsm的量。图1给出了双面非织造材料组合物的图解说明。

通过在非织造材料处于稳定的温度控制表面形貌学和硬度。通常，温度越高，得到的产物的手感越粗糙。

实施例2∶双层非织造材料

本实施例提供根据所述公开的主题的双层非织造材料。

使用中试规模转鼓-成形机形成该材料。双层非织造材料的顶层由38gsm的双组分纤维(FiberVision，5.7分特克斯，4mm)组成。底层由Polymer Group Inc.提供的12gsm未处理的聚丙烯纺粘非织造物(编号＝MOR-B0137)组成。图2给出了双面非织造材料组合物的图解说明。制备同一材料的三个样品：样品A、样品B和样品C。

通过在非织造材料处于稳定的温度控制表面形貌学和硬度。样品A在135℃下稳定。样品B在138℃下稳定。样品C在149℃下稳定。

通常，温度越高，得到的产物的手感越粗糙。图3和4为样品A、B和C的粗糙的外表面的照片。图3中的照片显示没有进行任何另外处理的样品，而图4中的照片显示在应用染料之后的同一样品。

图5显示样品A、B和C的粗糙的外表面的显微照相。这些显微照相图解了由于应用这些物质处于稳定的不同温度而产生的这些样品中的纤维性网络的各种结构。

图6显示样品A、B和C的横截面的显微照相。这些显微照相图解了由于应用这些材料处于稳定的不同温度而产生的这些样品中的纤维性网络的各种结构。

实施例3∶粗糙的非织造材料的摩擦系数

本实施例提供其表面形貌学和硬度在不同加工温度下稳定的非织造材料的静摩擦系数和动摩擦系数。给定材料的静摩擦系数和动摩擦系数可相应于材料的粗糙度。因此，摩擦系数可用于粗略估计材料的粗糙度。

本实施例的非织造材料是气流成网的非织造材料。经由中试气流成网机制备两种气流成网非织造材料。每种非织造材料都具有两层。第一层由来自FiberVisions的5.7分特克斯、4mm偏心双组分纤维组成。底层由与Trevira Type 257(1.5分特克斯，6mm，PE/PP)双组分纤维混合的纤维素绒毛(GP 4725)组成。将1.25gsm的Vinnapas 192喷雾在底侧以控制粉尘。使用用于顶层的Trevira Type 245 PET纤维(6.7分特克斯，3mm)构建产品101615-11、101615-12&101615-13。顶侧喷雾6gsm的Vinnapas 192。底层由纤维素绒毛(GP 4725)&Trevira Type 257(1.5分特克斯，6mm，聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP))双组分纤维组成。将1.25gsm的粘结剂(Vinnapas 192)喷雾在底层的外表面上。各种样品都具有50gsm、60gsm、70gsm和80gsm的总基重。将各种样品都稳定在138℃、143℃和147℃的目标加工温度，在非织造材料上产生粗糙的外表面。

使用Thwing-Albert FP-2260Friction/Peel Tester测量非织造材料的粗糙侧面和多个表面之间的静摩擦系数和动摩擦系数。将非织造材料样品切开，并缠绕在连接至2000g测力计的200g滑板(sled)周围。将该滑板以15英寸/分钟的恒速拉伸，记录力量/距离值，产生每个非织造材料的摩擦曲线。图7A-7D提供不同基重材料的摩擦曲线。图7A提供其在138℃、143℃、和147℃的加工温度下固化的50gsm材料的摩擦曲线。类似地，图7B、7C和7D分别提供60gsm、70gsm和80gsm材料的摩擦曲线。在更低的基重非织造材料(例如，50gsm和60gsm)中，稳定期间的加工温度对于摩擦曲线具有显著影响。这些数据表明控制加工温度可影响非织造材料的摩擦系数和粗糙度。

使用MAP-4软件从摩擦曲线计算静摩擦系数和动摩擦系数。图8A提供当在黑色玻璃表面上摩擦时，来自不同加工温度的非织造材料的平均静摩擦系数，图8B提供其平均动摩擦系数。如这些图中所示，通过改变加工温度可改变摩擦系数。类似地，图9A和9B分别提供当在陶瓷表面上摩擦时非织造材料的静摩擦系数和动摩擦系数。图10A和10B分别提供当在乙烯基树脂表面上摩擦时非织造材料的平均静摩擦系数和动摩擦系数。图11A和11B分别提供当对它们自身表面上摩擦时非织造材料的平均静摩擦系数和动摩擦系数。这些数据表明可以通过控制稳定期间的加工温度改变非织造材料的粗糙度。

使用相同的方法测定三种市售可获得的材料的静摩擦系数。市售可获得的材料为Clorox(“C”)、Gojo(“G”)和Big Jobs(“B”)。图12提供当在陶瓷表面上摩擦时所述非织造材料和市售可获得的材料的平均静摩擦系数，图13提供当在乙烯基树脂表面上摩擦时其的平均静摩擦系数。图14提供当对它们自身表面上摩擦时所述非织造材料和市售可获得的材料的平均静摩擦系数。如这些图所示，与市售可获得的材料相比，一些具有不同加工温度的非织造材料可以具有提高的摩擦系数。例如，在图12中，对于50gsm的非织造材料，提高非织造材料的加工温度可提高静摩擦系数至大于市售可获得的材料的静摩擦系数。

实施例4∶粗糙的非织造材料的清洁效率

本实施例提供其表面形貌学和硬度在不同加工温度下稳定的气流成网的非织造材料的清洁效率。

经由试验的气流成网机制备非织造材料。每个非织造材料都具有两层。顶层由来自FiberVisions的5.7分特克斯、4mm偏心双组分纤维组成。底层由与Trevira Type 257(1.5分特克斯，6mm，聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP))双组分纤维混合的纤维素绒毛(GP 4725)组成。将1.25gsm的粘结剂(Vinnapas 192)喷雾在底层的外表面上。不同样品具有50gsm、60gsm、70gsm和80gsm的总基重。不同样品在从138℃至148℃的加工温度下稳定。

为了测量清洁效率，进行标准方法ASTM D4488-95。使用BYK Gardner分光光度计记录干净的4英寸x 4英寸地板砖的初始L值。所述地板砖为Armstrong 12英寸x 12英寸白垩图案Excelon Feature瓷砖，一种市售可获得的乙烯基树脂瓷砖。将每块瓷砖都用0.05g城市污物弄脏，所述城市污物堆放在每块瓷砖一部上。通过向所述污物加入油混合物并将该污物打转成具有约2.5英寸直径的圆形进一步弄脏瓷砖。所述城市污物/油混合物符合ASTM D4488 A5.4.2。注意使用纸巾打转污物，并通过该方法除去约60-70％的污物。将瓷砖干燥过夜。使用分光光度计记录每个瓷砖的污染的L值，其相应于弄脏的瓷砖上的污物的量。

使用Gardner Abrasion测试仪，用4:1w/w标准水弄湿所述弄脏的瓷转，并使用非织造材料样品清洁五个清洁周期。将瓷砖干燥过夜。使用分光光度计记录每个瓷砖的干净的L值，其相应于剩余污物的量。

清洁效率定量为非织造材料样品除去的污物的百分比。特别地，通过测量杂乱物的除去量(即，在清洁之后瓷砖的L值和在清洁之前瓷砖的L值之差)作为杂乱物的初始量(即，瓷砖的初始L值与清洁之前瓷砖的L值之差)的百分比计算清洁效率。清洁效率的公式可以描述为：

清洁效率＝[(干净的瓷砖的L值)-(弄脏的瓷砖的L值)]/[(瓷砖的初始L值)-(弄脏的瓷砖的L值)]x 100％

使用市售可获得的产品(Clorox和Gojo)重复该测试，进行比较。表1提供了具有不同基重和加工温度的样品的平均清洁效率，以及市售可获得的产品的平均清洁效率。

表1.

样品	基重	温度	清洁效率％	标准差
					101615-1	50	138	31.56	8.25
101515-12	50	143	22.14	4.81
					101515-11	50	146	19.45	5.63
101615-2	60	138	20.16	4.44
					101615-3	60	143	24.82	5.12
101615-4	60	147	20.95	6.11
					101615-8	70	138	23.19	6.57
101615-9	70	143	16.19	7.00
					101615-10	70	148	15.86	4.01
101615-5	80	139	24.66	6.67
					101615-6	80	143	19.98	6.10
101615-7	80	148	22.87	5.67
					Clorox			16.51	5.99
Gojo			16.13	4.18

图15提供了表1中数据的图解表示。在图15中，柱的色度相应于非织造材料的目标加工温度。因此，例如，将50gsm在147℃的目标温度下稳定的非织造材料实际上在146℃下稳定，如表1所示。这些数据显示在较低基重的材料中，清洁效率随着加工温度的升高而降低。这或许是由于在较高加工温度下非织造材料的卷曲增加引起表面积减小导致的。尽管如此，非织造材料显示相对于市售可获得的产品的清洁效率改善。特别地，与市售可获得的产品相比，具有较低基重(例如，50gsm和60gsm)的非织造材料显示显著改善的清洁效率。这些数据表明与市售可获得的清洁产品相比，本发明公开的主题的粗糙的非织造材料具有改善的性质。

实施例5∶非织造材料的清洁效率和粗糙度

本发明的实施例涉及实施例4中提供的清洁效率数据与非织造材料的粗糙度。

实施例3中描述的方法用于产生实施例4的每个非织造材料的摩擦曲线。由摩擦曲线确定静态峰值力(即，摩擦曲线上的峰值力)和运动力(即，施用于移动具有连接非织造材料的滑板的平均力)。

图16提供静态峰值力相对于清洁效率的点状图。图16也包括趋势线，显示清洁效率随静态峰值力的增加而提高。类似地，图17提供运动力相对于清洁效率的点状图，以及趋势线。该趋势线显示清洁效率随运动力的增加而提高。

静态峰值力和运动力分别相应于静摩擦系数和动摩擦系数。如上讨论的，摩擦系数可用于粗略估计材料的粗糙度。因此，这些数据表明随着非织造材料的粗糙度增加，则那些材料的清洁效率也增加。因此，向非织造的织造材料提供粗糙的外表面可以增加其用于清洁目的的实用性。

* * *

除了所描述和要求的各种实施方案之外，所公开的主题还涉及具有本文所公开和要求的特征的其它组合的其它实施方案。因而，在所公开主题的范围内，本文列出的特定特征可以彼此以其他方式组合，使得所公开的主题包括本文公开的特征的任何合适的组合。为了阐述和说明目的，列出所公开主题的具体实施方案的前述说明。并不打算穷举或限制所公开的主题到所公开的那些实施方案。

对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有背离所公开主题的精神或范围的情况下，在所公开主题的系统和方法内进行各种改性和变化。因此，预期所公开的主题包括在所附权利要求及其同等物范围之内的改性和变化。

本文引用各种专利和专利申请，将其内容全部在此通过援引并入本文中。

Claims (11)

1.一种多层非织造材料，包括：

第一外层，包括合成纤维；和

第二外层，包括纤维素纤维和/或合成纤维，

其中第一外层可以具有范围为约0.01至约3.0的静摩擦系数和范围为约0.0001至约2.0的动摩擦系数。

2.权利要求1的多层非织造材料，其中所述第一外层和第二外层中至少一层包括粘结剂。

3.权利要求1的多层非织造材料，其中第一外层包括双组分纤维。

4.权利要求1的多层非织造材料，其中第二外层同时包括纤维素纤维和合成纤维。

5.权利要求1的多层非织造材料，进一步包括中间层。

6.权利要求5的多层非织造材料，其中所述中间层包括纤维素纤维。

7.权利要求6的多层非织造材料，其中所述中间层包括双组分纤维。

8.权利要求1的多层非织造材料，其中第一外层包括具有第一分特克斯值的双组分纤维，且第二外层包括具有第二分特克斯值的双组分纤维，其中所述第一分特克斯值大于第二分特克斯值。

9.权利要求8的多层非织造材料，进一步包括第一中间层，其设置在第一外层和第二外层之间，且包括纤维素纤维。

10.权利要求9的多层非织造材料，进一步包括第二中间层，其设置邻接于第一外层，且包括双组分纤维。

11.权利要求10的多层非织造材料，进一步包括第三中间层，其设置邻接于第二外层，且包括双组分纤维。