CN111447865B - 擦洗巾及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种擦洗巾，其包含：包含多个长丝的基布，和连接到该基布的成形膜。该成形膜包围该多个长丝的至少一部分的周长的至少50％，并且包含延伸离开该基布的多个有孔延伸单元。

Description

擦洗巾及其制造方法
相关申请的交叉参考
本申请要求2017年12月6日提交的美国临时专利申请序列号62/595,132的权益，其整个内容通过参考引入本文。
发明领域
本发明涉及一种擦洗巾，其可以用于清洁应用，和制造该擦洗巾的方法。
背景技术
传统上已经使用纸巾和其他基于纤维的巾来擦洗基底以清洁多种表面。这种产品通常在单次应用中使用，然后丢弃。
由于许多原因，令人期望的是具有挠性材料，其可以用作擦洗表面，特别用于清洁应用的巾，该材料是坚固的，可以在多个应用中重复使用多次。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种擦洗巾，其包含：包含多个长丝的基布(scrim)，和连接到该基布的成形膜。该成形膜包围该多个长丝的一部分的周长的至少50％，并且包含延伸离开该基布的多个有孔延伸单元。
根据本发明的一个方面，提供一种制造擦洗巾的方法。该方法包括将包含多个长丝的基布进料到包含多个孔的成形结构上，在该基布经过该成形结构上时，将聚合物卷材(web)挤出到该基布上，和穿过该成形结构施加真空来牵引该聚合物卷材的部分穿过该基布中的开口并进入该成形结构的孔中，以形成包含该基布和连接到该基布的成形膜的擦洗巾。该成形膜包围该多个长丝的一部分的周长的至少50％，并且包含延伸离开该基布的多个有孔延伸单元。
在一个实施方案中，该成形膜包围该多个长丝的基本上全部的周长的至少50％。
在一个实施方案中，该有孔延伸单元的侧壁的外侧表面与该基布的长丝一起形成擦洗袋。在一个实施方案中，该有孔延伸单元的至少一些侧壁在与含有该基布的平面正交的方向上延伸，和该有孔延伸单元的至少一些侧壁在相对于与含有该基布的平面正交成角度的方向上延伸。
在一个实施方案中，该基布的基重(basis weight)是60-65克/平方米。
在一个实施方案中，该基布的多个长丝包含聚丙烯。
在一个实施方案中，该多个长丝每个的直径是430-560微米。
在一个实施方案中，相邻长丝基本上彼此平行，并且以2.8-3.3毫米的距离隔开。
在一个实施方案中，该成形膜的基重是35-40克/平方米。
在一个实施方案中，该成形膜包含聚乙烯。在一个实施方案中，该成形膜包含低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的共混物。在一个实施方案中，该成形膜进一步包含表面活性剂。
在一个实施方案中，该多个有孔延伸单元以4-6个有孔延伸单元/线性厘米的模式排列。
本发明的这些和其他方面、特征和特性，以及相关结构元件和零件组合的制造方法和功能和制造经济性，将通过考虑下面的说明书和所附权利要求书并参考附图而变得更加清楚，它们全部形成本申请文件的一部分。但是，要明确理解的是，附图仅用于例示和说明目的，并非打算作为本发明的限制的定义。如说明书和权利要求书中所使用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文另有明确指示。
附图说明
例示下图中的部件来强调本发明的一般原理，无需按比例绘制。为了一致和清楚起见，在所有附图中，指示相应部件的附图标记根据需要重复。
图1A示意性显示了根据本发明的实施方案的擦洗巾的顶视图；
图1B的图显示了图1A的擦洗巾的底视图；
图2A示意性显示了基布，其是图1A的擦洗巾的一部分；
图2B的图显示了作为图1B的擦洗巾的一部分的基布；
图3示意性显示了设备的一个实施方案，其用于制造图1A和1B的擦洗巾；
图4是作为图3的设备的一部分的成形结构的图；
图5是位于图4的成形结构上面的图2B的基布的图；
图6A示意性显示了图1A的擦洗巾的横截面的放大视图；和
图6B是图1B的擦洗巾的一部分的放大横截面的图，其显示了连接到成形膜的基布的长丝。
具体实施方式
图1A和1B显示了根据本发明的实施方案的擦洗巾100。如所示，擦洗巾100包含基布110和连接到基布110的成形膜120。
基布110更详细地显示在图2A和2B中。如所示，基布110包含多个长丝112a、112b，其以网格状或网状模式排列，并且长丝112a彼此基本上平行并且隔开，和长丝112b彼此基本上平行并且隔开，以及相对于长丝112a成角度地取向。两组长丝112a和112b通过已知方法在交点114处相交和连接。长丝112a、112b每个可以由相同的材料例如聚丙烯制成。在一个实施方案中，长丝112a和112b可以例如由不同的材料例如聚丙烯和聚乙烯分别制成。在一个实施方案中，制成的一个或多个长丝112a、112b由多于一种材料制成，例如具有由一种材料制成的芯和由另一种材料制成的鞘。长丝112a、112b每个的直径可以是250-760微米(10-30密耳)，或380-635微米(15-25密耳)，或430-560微米(17-22密耳)。在长丝的直径较小的实施方案中，基布可以被认为是结网的。在一个实施方案中，长丝112a的平均直径可以不同于长丝112b。相邻的长丝112a和112b的间距可以是2.0-4.0毫米(78-158密耳)，或2.5-3.5毫米(98-138密耳)，或2.8-3.3毫米(115-125密耳)，并且相交的长丝112a和112b可以基本上彼此正交±15°来取向。在一个实施方案中，长丝112a之间的间距可以不同于长丝112b之间的间距。在一个实施方案中，基布110的基重可以是40-100克/平方米(gsm)，或50-70克/平方米(gsm)，或55-65克/平方米(gsm)，或60-65克/平方米(gsm)。在一个实施方案中，可以在擦洗巾中使用多于一个基布。
如上所述，所示实施方案目的是显示这样的条件，其中相交的长丝112a和112b基本上彼此正交±15°来取向。但是，这种条件不应当被理解为限制本发明的范围。相交的长丝112a和112b之间的其他角度关系被理解为是合适的替代选项，如本领域技术人员应当清楚的。
回到图1A和1B，成形膜120连接到基布110的长丝112a、112b，如下面进一步详述。成形膜120包含多个有孔延伸单元122，其延伸离开基布110。有孔延伸单元122每个包含连续的侧壁124，其包围延伸穿过成形膜120的孔126。每个侧壁124始于成形膜120的台(land)128，其厚度随着侧壁124延伸离开台128，和基布110，到远端而下降。
可以预期的是，并非全部延伸单元可以是有孔延伸单元122，而是一些延伸单元将不具有延伸贯穿的孔126。无孔126的延伸单元将具有实心远端，因此不允许流体流过。不打算限制本发明，将理解成形膜可以包含比无孔126的延伸单元数目更多的有孔延伸单元122。就此而言，有孔延伸单元122与无孔126的延伸单元之比预期是50％或更大。其他可以预期的比率包括60％，70％，80％，90％，95％和100％。虽然对于本发明的许多实施方案来说有孔延伸单元122预期是占优的，但是还可以预期一些其他实施方案可以引入占优的无孔126的延伸单元。应当注意，该精确的比率并非打算限制本发明的范围。
另外，虽然图1A示意性显示了有孔延伸单元122具有相同的尺寸，但是本发明的实施方案包括具有不同尺寸的有孔延伸单元122，如图1B所示和下面进一步详述。在一个实施方案中，成形膜120的基重可以是20-80克/平方米(gsm)，或25-50克/平方米(gsm)，或30-45克/平方米(gsm)，或35-40克/平方米(gsm)。下面描述根据本发明的实施方案的成形膜和擦洗巾的另外的细节。
图3显示了一种设备300，其可以用于制造根据本发明的实施方案的擦洗巾，包括上述的擦洗巾100。如所示，基布302例如上述的基布110可以从基布辊304展开并进料到成形结构306，例如旋转成形筛。挤出模头310位于至少一个挤出机(未示出)的端部，并且经配置来形成聚合物卷材312。聚合物卷材312可以是单层或多层聚合物卷材。用于形成聚合物卷材312的材料可以包含聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)。在一个实施方案中，用于形成聚合物卷材312的材料可以是选自以下的一种或多种聚合物的共混物：低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)。在一个实施方案中，聚合物卷材312可以是例如低密度聚乙烯(LDPE)与高密度聚乙烯(HDPE)的共聚物。在一个实施方案中，聚合物卷材312也可以根据需要包含表面活性剂和/或其他添加剂例如着色剂。
在图3所示的实施方案中，聚合物卷材312离开挤出模头310，并且在成形结构306绕着已经抽真空的固定的真空狭缝308旋转时，在基布302经过成形结构306上时，沉积到基布302上。成形结构306包含以一种或多种模式排列的多个孔400，如图4所示。在一个实施方案中，将多个孔400定尺寸并排列，以使得10-15个孔/线性英寸(4-6孔/线性厘米)，或者如本领域技术人员所理解的10-15“目模式”。孔400的形状和尺寸可以不同于图4所示的形状和尺寸。所示的实施方案并非打算以任何方式加以限制。
图5显示了在将聚合物卷材312挤出到基布302和成形结构306顶上之前，成形结构306顶上的基布302。如所示，成形结构306中的孔400比基布302的长丝510所限定的开口500小且形状不同。孔400与开口500的尺寸之间的差异的效果在下面进一步详述。
当基布302和成形结构306上的聚合物卷材312经过真空狭缝308上面时，直接位于成形结构306中的孔400上面的聚合物卷材312的部分被牵引到孔400中以形成延伸单元(有孔或无孔)，其延伸离开基布302。聚合物卷材312的其余部分覆盖(coat)基布302的暴露表面，其不与成形结构306接触，并且还接触孔400之间的成形结构306。因为成形结构306中的一些孔400会被基布302的长丝部分地堵塞，一些延伸单元可能部分地形成(并且不是确实地有孔)，或者其形状和/或尺寸不同于没有这种阻塞而形成的有孔延伸单元，如下面进一步详述。
将聚合物卷材312在基布302的长丝510周围和朝着成形结构306中的孔400牵引，也使得聚合物卷材312连接并包围基布302的多个长丝510的一部分(即一些)的周长的至少50％，其将基布302固定到聚合物卷材312，由此产生成形膜。在本发明的上下文中，“多个长丝的一部分”目的是表示这样的制造条件，其中基布302的一些长丝510被聚合物卷材312包裹，从而那些长丝510的周长的至少50％被聚合物卷材312包围。更具体地，术语“多个长丝的一部分”目的是表示基布302的长丝510的50％-100％被聚合物卷材312覆盖，从而那些长丝510的周长的至少50％被聚合物卷材312包围。如应当清楚的，可以预期一些长丝510不会被聚合物卷材312包围到那些长丝510的周长的至少50％被聚合物卷材312包围的状态。
另外，可以预期在制造过程中，聚合物卷材312可以连接并包围基布302的多个长丝510的基本上全部(即大部分或全部)的周长的至少50％。这里，“多个长丝的基本上全部”目的是表示这样的制造条件，其中基布302的长丝510的大部分(或全部)被聚合物卷材312包裹，从而那些长丝510的周长的至少50％被聚合物卷材312包围。更具体地，术语“多个长丝的基本上全部”目的是表示基布302的长丝510的90％-100％被聚合物卷材312覆盖，从而那些长丝510的周长的至少50％被聚合物卷材312包围。甚至在这里，可以预期很少的长丝510不会被聚合物卷材312包围到那些长丝510的周长的至少50％被聚合物卷材312包围的状态。
回到图3，在聚合物卷材312变成成形膜时，成形结构306还使它冷却，从而形成的擦洗巾320例如上面和下面所述的擦洗巾可以由辊322牵引离开成形结构306，经由另外的辊326、328传送到卷绕机324，并通过卷绕机324卷绕成卷330。所示的实施方案不打算以任何方式加以限制。例如，在另一实施方案中，不是将聚合物卷材312直接挤出到基布302和成形结构306上，而是可以将已经事先挤出到冷却辊上并骤冷成实心聚合物卷材的聚合物卷材再加热并传送到基布302和成形结构306。
图6A是在图3的设备300上形成的擦洗巾320的一部分的示意性横截面。如所示，擦洗巾320包含基布和成形膜620，该基布包含多个长丝612a、612b、612c、612d。长丝612a、612b、612c、612d基本上彼此平行并隔开。成形膜620包含台622，和从台622延伸并离开基布的长丝612a、612b、612c、612d的多个有孔延伸单元624。图6B显示了单个长丝612与成形膜620。如图6A和6B所示，成形膜620连接到基布，并且包围所示长丝612、612a、612b、612c、612d的周长的至少50％。
基布的长丝612相对于成形结构306的孔400的位置会影响每个有孔延伸单元624的形状。例如，如果长丝612在孔400的边缘附近经过孔400上面，由此部分地堵塞该孔400，则聚合物卷材将覆盖长丝612并被牵引到孔400中，这将使该聚合物卷材绕着长丝612弯曲，从而延伸单元624将具有相对于与基布正交(即垂直)成角度的侧壁。聚合物的这种弯曲将引起侧壁的一部分直接位于长丝下面，如图6A中所示，在最左边和最右边长丝612a和612d处。延伸单元624的侧壁的这种弯曲在延伸单元624的侧壁与长丝612之间产生成角度的擦洗袋626。对于成形结构306中没有被一个或多个长丝堵塞的孔400来说，有孔延伸单元625将更充分地形成并且基本上与基布正交或垂直地延伸，如图6A所示，在长丝612b和612c之间，并且产生“中立”(即不成角度)的擦洗袋628。与相对于与基布正交成角度的延伸单元624相比，更充分地形成的有孔延伸单元625将具有更大的孔和更长的侧壁。“中立”和取向为不同方向的成角度的擦洗袋的这种无规但频繁的组合，以及延伸单元的侧壁的不同长度，可以为擦洗巾320提供良好的擦洗作用，而不管擦洗巾在使用中的运动方向如何。并且，如上所述，一些延伸单元可以没有孔。
实施例
在将基布302从基布辊304展开并进料到成形结构306之后，使用图3所示的设备300将包含低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、表面活性剂和着色剂的聚合物卷材312挤出到基布302和成形结构306上(更详细地示于图5中)。聚合物卷材312的基重是约36克/平方米(gsm)。基布302的基重是约63克/平方米(gsm)，和聚丙烯长丝的平均直径是约20密耳(约508微米)。相邻长丝在一个偏向上隔开约120密耳(约3毫米)和在另一偏向上隔开约115密耳(约2.9毫米)。成形结构306具有伸长的六边形形状的孔400，并且两个相对于边比其余边短，如图4所示。孔400以13目模式排列，即13个孔/线性英寸(约5孔/线性厘米)。
在真空狭缝308中产生合适的真空来将聚合物卷材312依靠成形结构306牵引，并且基布302位于它们之间，以及将聚合物卷材312的部分牵引到成形结构306的孔400中。在聚合物卷材312在成形结构306上冷却时，聚合物卷材312转变成擦洗巾320(在图1B中显示为擦洗巾100)的成形膜部分。用辊322将擦洗巾320牵引离开成形结构306并卷绕成卷330。
根据本发明的实施方案的擦洗巾每个具有第一侧和第二侧，第一侧具有基本上被成形膜覆盖的基布所限定的第一纹理，第二侧具有第二纹理，其不同于第一纹理并且基本上被成形膜的有孔延伸单元和由成形膜和基布的长丝所产生的擦洗袋来限定，如上所述。第一纹理的粗糙度可以大于第二纹理的粗糙度，这可以为擦洗巾提供比两侧具有相同纹理和粗糙度的擦洗巾更大的通用性。除了由擦洗巾两侧提供的良好的擦洗作用之外，根据本发明的实施方案的擦洗巾允许流体例如水和/或皂和其他清洁剂流过该擦洗巾，这可以更进一步提高擦洗作用。在一个实施方案中，擦洗巾可以与经配置来将流体传递到擦洗巾和/或吸收多余的流体的吸收剂材料一起使用。根据本发明的实施方案的擦洗巾耐压缩，并且当与其他基底和材料一起使用时提供空隙体积。
虽然上述的本发明的实施方案涉及擦洗巾，但是将理解相同或类似结构可以用于其他应用。例如，本发明的实施方案可以用于地面覆盖物、透气包裹或者期望刚度和流体穿过材料输送的任何其他应用。
本文所述的实施方案代表了多种可能的实施和实例，并且并非打算必需将本发明限制到任何具体实施方案。相反，可以对这些实施方案进行不同的改变，如本领域技术人员将理解的。任何这种改变将会包括在本发明的主旨和范围内，并且受到所附权利要求书的保护。

Claims (26)

1.擦洗巾，其包含：
包含第一多个长丝和第二多个长丝的基布，其中第一多个长丝彼此平行且隔开，其中第二多个长丝彼此平行且隔开，其中第二多个长丝相对于第一多个长丝成角度以形成限定出贯穿的多个开口的网状模式，和其中该基布具有40-100克/平方米的基重；和
连接到该基布的成形膜，
其中该成形膜穿过该多个开口的至少一部分并且包围该多个长丝的至少一部分的周长的至少50％，由此该成形膜形成延伸离开该基布的多个有孔延伸单元。
2.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该成形膜包围该多个长丝的全部的周长的至少50％。
3.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该有孔延伸单元的侧壁与该基布的长丝一起形成擦洗袋。
4.根据权利要求3所述的擦洗巾，其中该有孔延伸单元的至少一些侧壁在与含有该基布的平面正交的方向上延伸，和其中该有孔延伸单元的至少一些侧壁在相对于与含有该基布的平面正交成角度的方向上延伸。
5.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该基布的基重是60-65克/平方米。
6.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该基布的多个长丝包含聚丙烯。
7.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该多个长丝每个的直径是430-560微米。
8.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中相邻长丝基本上彼此平行，并且以2.8-3.3毫米的距离隔开。
9.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该成形膜的基重是35-40克/平方米。
10.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该成形膜包含聚乙烯。
11.根据权利要求10所述的擦洗巾，其中该成形膜包含低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的共混物。
12.根据权利要求10所述的擦洗巾，其中该成形膜进一步包含表面活性剂。
13.根据权利要求1所述的擦洗巾，其中该多个有孔延伸单元以4-6个有孔延伸单元/线性厘米的模式排列。
14.制造擦洗巾的方法，该方法包括：
将包含多个长丝的基布进料到包含多个孔的成形结构上，其中该基布具有40-100克/平方米的基重；
在该基布经过该成形结构上面时，将聚合物卷材挤出到该基布上；和
穿过该成形结构施加真空来牵引该聚合物卷材的部分穿过该基布中的开口并进入该成形结构的孔中，以形成包含该基布和连接到该基布的成形膜的擦洗巾，该成形膜包围该多个长丝的至少一部分的周长的至少50％，并且包含延伸离开该基布的多个有孔延伸单元。
15.根据权利要求14所述的方法，其中该成形膜包围该多个长丝的全部的周长的至少50％。
16.根据权利要求14所述的方法，其中该有孔延伸单元的侧壁与该基布的长丝一起形成擦洗袋。
17.根据权利要求16所述的方法，其中该有孔延伸单元的至少一些侧壁在与含有该基布的平面正交的方向上延伸，和其中该有孔延伸单元的至少一些侧壁在相对于与含有该基布的平面正交成角度的方向上延伸。
18.根据权利要求14所述的方法，其中该基布的基重是60-65克/平方米。
19.根据权利要求14所述的方法，其中该基布的多个长丝包含聚丙烯。
20.根据权利要求14所述的方法，其中该多个长丝每个的直径是430-560微米。
21.根据权利要求14所述的方法，其中相邻长丝基本上彼此平行，并且以2.8-3.3毫米的距离隔开。
22.根据权利要求14所述的方法，其中该成形膜的基重是35-40克/平方米。
23.根据权利要求14所述的方法，其中该成形膜包含聚乙烯。
24.根据权利要求23所述的方法，其中该成形膜包含低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的共混物。
25.根据权利要求23所述的方法，其中该成形膜进一步包含表面活性剂。
26.根据权利要求14所述的方法，其中该成形结构中的孔以4-6个孔/线性厘米的模式排列。
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