CN113329674A - 包含夹层和聚乙烯的多层基材 - Google Patents

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Abstract

披露了多层基材，其包含纸浆纤维的顶表面层、纸浆纤维的底表面层、以及在这些纸浆纤维层之间的熔融热塑性材料层，其中热塑性材料包含聚乙烯或在100°F至350°F的温度范围内具有0.2至0.4的tanδ值。该多层基材可以包含负载到该多层基材上的清洁组合物，其中通过熔融热塑性材料的流体路径允许该清洁组合物从该顶表面层行进到该底表面层。该多层基材可以不含化学粘合剂，其中该顶表面层与该热塑性层之间的粘合以及该底表面层与该热塑性层之间的粘合替代地由热塑性材料本身提供，该热塑性材料与纸浆纤维顶表面层和底表面层中的与热塑性材料在其熔融时接触的纤维组粘结。

Description

包含夹层和聚乙烯的多层基材
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月12日提交的美国临时专利申请号62/860,655、2019年4月2日提交的美国临时专利申请号62/828,301和2018年12月21日提交的美国临时专利申请号62/784,274的权益。前述美国临时专利申请中每一个的披露内容通过援引以其全文并入本文。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及由多层基材形成的清洁擦巾、更具体地涉及预先润湿的清洁擦巾。
2.相关技术说明
许多清洁擦巾是可获得的，例如像高乐士公司(CLOROX)的消毒擦巾。虽然此类擦巾提供了良好的整体清洁和消毒特征、多功能性、和方便性，但是仍持续需要改进的清洁擦巾，以及它们的制造方法。
简要概述
本发明涉及典型地可以在制造期间被预先润湿的擦巾，其中该擦巾包括多层基材，该多层基材包括两层或更多层，其中该擦巾作为整体(以干基计)包含按重量计大于70％的纸浆纤维(例如75％至90％纸浆纤维)。通过由浆料形成基材的绝大部分，所得擦巾的来源更具可持续性，同时潜在地提供更简单的制造方法，并且潜在地在擦巾提供的定量给送特征和/或功效方面提供改进。还可以使用各种其他纤维非织造物，如熔喷的、纺粘的、纺丝成网的(spunlaid)、SMS(纺粘-熔喷-纺粘)的、共成形的、气流成网的(airlaid)、湿法成网的(wetlaid)、梳理成网的(carded web)、热粘结的、通气粘结的(through-airbonded)、热成形的、水刺的、水刺缠结的(hydroentangled)、针刺的、化学粘结的纤维非织造物，或其组合。
实施例可以涉及一种多层基材(例如擦巾)，该多层基材包括：顶表面层，该顶表面层基本上由通过以下方法中的至少一种形成的纸浆纤维组成：气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺缠结、针刺、化学粘结，或由纸浆纤维如薄纸(tissuepaper)(例如其中无显著负载合成纤维)组成；包含聚乙烯的熔融热塑性材料(例如其中该熔融热塑性材料层被配置成薄膜层)；底表面层，该底表面层由关于顶层所列(例如与顶层类似或相同的)的材料中的任一种组成；以及负载到所述多层基材上的清洁组合物。因为在“夹层”结构内部的热塑性层已经熔融，所以提供了通过熔融热塑性材料层的流体路径，该流体路径允许清洁组合物从顶表面层通过热塑性材料层的流体路径行进到底表面层。多层基材可以不含用于将多个层保持在一起的任何化学粘合剂，这些化学粘合剂包括但不限于：水基粘合剂、热熔粘合剂、增粘剂或树脂、蜡、增塑剂等。粘结剂可以在技术上(例如以相对较少的量)存在于薄纸或其他纸浆层中，因为此类粘结剂经常用于加工纸浆材料层，但是此类所包含的粘结剂(像碱性熟化阳离子树脂(PAE))的目的是在加工期间赋予纸浆纤维强度以产生纸浆层，而不是为了实际上将纸浆材料层粘合到热塑性材料层的任何目的。替代地，熔融热塑性材料与顶层和底层中的与该热塑性材料在其熔融时接触的纤维(例如纸浆纤维)组粘结。
另一个实施例涉及一种多层基材，该多层基材包括：顶表面层，该顶表面层基本上由以下中的至少一种组成：气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺、水刺缠结、针刺、化学粘结，或由纸浆纤维例如薄纸组成；底表面层，该底表面层基本上由气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺、水刺缠结、针刺、化学粘结中的至少一种组成，或由纸浆纤维例如薄纸组成；以及在顶纸浆层与底纸浆层之间的熔融热塑性材料层，其中该热塑性材料在100°F至350°F的温度范围内具有0.2至0.4的tanδ值。多层基材还可以包含负载到该多层基材上的清洁组合物，其中通过该熔融热塑性材料的流体路径允许该清洁组合物从顶表面层行进到底表面层。多层基材可以不含化学粘合剂，其中顶表面层与热塑性层之间的粘合以及底表面层与热塑性层之间的粘合替代地由热塑性材料本身提供，该热塑性材料与顶层和底层中的与热塑性材料在其熔融时接触的纤维组粘结。
提及的tanδ值被定义为粘性模量除以弹性模量的比值。因此，提供了关于材料的粘性液相刚度或流动特征相对于该材料的固相刚度特征的比值的信息。不同的聚合材料展现出不同的tanδ特征，并且对于给定材料这个比值也随着温度而改变。聚乙烯是在100°F至350°F的温度范围内展现出在0.2至0.4范围内的tanδ值的示例性材料。其他聚合材料(例如聚丙烯)不一定展现出此种特征。申请人已发现，tanδ是给定聚合材料是否将产生熔融热塑性“夹层”的良好指标，该熔融热塑性“夹层”有效地与在热塑性内“夹层”的上方和下方二者的非织造层粘结，同时打开通过热塑性层的流体路径，允许液体(例如清洁组合物)通过该热塑性层在顶层与底层之间流动。
另一个实施例涉及一种制造多层基材的方法，该方法包括：提供顶表面层和底表面层二者，例如各自基本上由以上确定的非织造物中任一者组成；提供热塑性膜材料层(例如初始地不透液体的)，该热塑性膜材料层包含聚乙烯和/或在100°F至350°F的温度范围内具有0.2至0.4的tanδ值；以及将该膜材料层加热至该热塑性膜材料软化的温度；打开穿过该膜的孔或者破入该膜中，从而提供通过该热塑性膜层的流体路径，以便负载到顶表面层上的任何液体能够通过流体路径到达底表面层。一旦如此形成，该多层基材可以负载有清洁组合物，例如通过将该清洁组合物施加到一个或多个顶表面层和/或底表面层。由于流体路径，可能通过热塑性膜层中的流体路径从一个表面层到达另一个表面层的流体连通是可能的。
在此制造期间，压力可以在通过热塑性材料的流体路径形成期间随着施加热进行施加。施加热以及任选地同时施加压力可用于将热塑性材料与顶层和底层中的与该热塑性材料在其软化时接触的纤维组粘结，使得不使用化学粘合剂来将顶层和底层粘合到热塑性材料。
鉴于以下优选实施例的详细说明，本发明的进一步特征和优点将对于本领域普通技术人员变得清楚。
附图说明
为了进一步阐明本发明的以上及其他优点和特征，将通过参照在位于本说明书中的附图中示出的其具体实施例来呈现本发明的更具体的描述。应了解这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，并且因此不应视为对本发明范围的限制。将通过使用附图来描述和解释本发明附加的特征和细节。
图1A-1D示出具有各种点图案的示例性多层基材纹理的示意图。
图1E是示出实际上形成的4种不同的示例性多层基材纹理的照片，每种都具有不同尺寸的未粘结的凸起纹理特征(即凸起的点)。
图2是示例性多层基材的顶表面的SEM图像，示出两个相邻的未粘结凸起区域，在其间延伸着粘结区域。
图3示出穿过示例性多层基材(如图2的多层基材)的截面视图或边缘视图的SEM图像，示出了纸浆纤维顶表面层、纸浆纤维底表面层、以及夹在其间的热塑性膜层，其中存在两个粘结区域以及其中热塑性层和相邻的纸浆纤维表面层相对于彼此未粘结的区域。
图4是示出聚乙烯、聚丙烯、以及包含“双组分”纤维的聚合物即(“双组分(bico)”)聚合物的弹性模量和tanδ值相对于温度的图。
图5A-5B图示各种示例性擦巾包装，示出本发明的多层基材擦巾如何可以通过典型的擦巾包孔口拉出，而不显著撕碎外部纸浆纤维层。
图6是示出包围相邻的顶表面层的相邻纸浆纤维的纺粘热塑性纤维的SEM图像。
图7A-7F图示附加的示例性纹理和图案。
优选实施方式的详细说明
I.定义
在详细描述本发明之前，应理解的是本发明不限于具体例示的体系或工艺参数，这些体系或工艺参数当然可以改变。还应当理解的是在此使用的术语仅仅是为了描述本发明的具体实施例的目的，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
在此引用的所有出版物、专利和专利申请(无论上文或下文)均以其全文通过引用并入本文，其程度如同明确且单独地表明每一个单独的出版物、专利或专利申请通过引用并入。
与“包括(including)”、“含有(containing)”、或“特征在于”同义的术语“包含(comprising)”是包容性的或开放式的并且不排除附加的、未列举的要素或方法步骤。
术语“基本上由……组成”将权利要求的范围限制于指定的材料或步骤“以及不实质地影响所要求保护的发明的一个或多个基础且新颖的特征的那些”。
如本文中使用的术语“由……组成”排除未在所述权利要求中指定的任何元素、步骤、或成分。
必须指出的是，除非上下文另外清楚地指出，如在本说明书以及所附权利要求书中所用的，单数形式“一个/一种(a/an)”以及“该(the)”包括复数指示物。因此，例如，提及“表面活性剂”包括一种、两种或更多种表面活性剂。
除非另有说明，否则本文中使用和描述的所有百分比、比率、份数、和量都按重量计。
本文中陈述的数字、百分比、比率、或其他值可以包括该值，并且还包括约或大约为该陈述值的其他值，如本领域普通技术人员将理解的。因此，本文中所有值都应理解为被术语“约”修饰。因此，此类值包括量或状态，其接近于仍执行希望功能或达到希望结果的该陈述的量或状态。因此，陈述值应该被广泛地解释，足以涵盖至少足够接近该陈述值以执行希望功能或达到希望结果的值，和/或四舍五入为该陈述值的值。陈述值至少包括在典型的制造或其他工艺中预期的变化，并且可以包括在陈述值的10％内、5％内、1％内等的值。
一些范围可以在本文中披露。附加的范围可以定义在本文披露的作为特定参数的示例性值的任何值之间。所有此类范围被设想到并且在本披露内容的范围内。
在本申请中，有效量总体上是在此以下说明中作为成分范围或水平列出的那些量。除非另有说明，否则以百分比(“％”)列出的量是占任何组合物的重量百分比(基于100％活性物)。
如在本文中使用，短语‘无’或类似短语意指组合物或制品包含0％的所陈述组分，即，该组分并非有意添加的。但是，将理解，此类组分可能在其后在某些情形下偶然形成，或者此类组分可能例如作为偶然污染物偶然地存在。
如本文中使用的短语‘基本上无’或类似短语意指组合物或制品优选地包含0％的所陈述组分，但是将理解，非常小的浓度可能存在，例如通过偶然形成、污染、或甚至通过有意添加。此类组分(如果有的话)可以以小于1％、小于0.5％、小于0.25％、小于0.1％、小于0.05％、小于0.01％、小于0.005％、小于0.001％、或小于0.0001％的量存在。在一些实施例中，本文中描述的组合物或制品可以无或基本上无本说明书内未提及的任何特定组分。
如本文中使用的，“随弃式的”以其普通意义使用，意指在有限数量的使用事件，优选小于25次、更优选小于约10次、最优选在单次使用事件之后被处置或废弃的制品。本文中披露的擦巾典型地是随弃式的。
如本文中使用的，术语“基材”旨在包括用于清洁制品或表面的任何材料。清洁基材的实例包括，但不限于擦巾、手套、垫子、或用于手工清洁表面的单一材料片材，或者可以附着于清洁工具(如地板拖把、把手)或手持式清洁工具(如马桶清洁装置)的材料片材。术语“基材”还旨在包括用于个人清洁应用的任何材料。这些基材可以用于硬表面、软表面、和个人护理应用。此类基材可以典型地呈擦巾的形式。
此类基材可以由插入中间的单根纤维的结构典型地以不可辨识的方式形成，与非织造物类似。本发明基材中包括的顶表面层和底表面层或纸浆层可以通过任何合适的方法，典型地通过湿法成网(但是气流成网也可以是可能的)形成。形成各种其他非织造物的各种方法对于本领域技术人员而言将是显而易见的，其中许多方法在美国专利号7,696,109中描述，该美国专利通过援引以其全文并入本文。纸浆纤维通常可以是丝带形状，而不是在合成非织造物中常用的合成纤维的总体上圆形的纤维几何形状，并且其可以存在于本发明基材的热塑性层中。热塑性层可以以根据任何希望的方法形成的合成非织造物形式提供。热塑性层还可以是膜，而不是由纤维构成。该基材的多层中的任一层的基重可以以克/平方米(gsm)表示。此类基材的基重也经常以“磅”(例如是指lbs/3000ft2的薄纸)表示。
因此，术语“擦巾”、“基材”等可以在含义方面重叠，并且虽然为方便起见可以典型地在本文中使用“擦巾”，但是将理解这个术语经常可以是与“基材”可互换的。
如本文中使用的，“擦拭”是指擦巾在与目标表面接触时所经历的任何剪切动作。这包括在手或身体运动，表面上的基材-工具运动，或者基材经由能源(如超声、机械振动、电磁等等)的任何扰动。
定量给送到本文描述的基材上的清洁组合物可以提供卫生处理、消毒、或灭菌、其他清洁、或其他处理。如本文中使用的，术语“卫生处理”应意指将无生命环境中的“目标”污染物减少至根据公共卫生条例被认为安全的水平，或在没有建立公共卫生要求的情况下降低显著数目的“目标”细菌群体。举例而言，在24小时时间段内细菌群体的至少99％降低被认为是“显著的”。当卫生处理或消毒时，更高水平的降低(例如99.9％、99.99％等)是可能的，更快速的处理时间(例如在10分钟内、在5分钟内、在4分钟内、在3分钟内、在2分钟内、或在1分钟内)也是可能的。
如本文中使用的，术语“消毒”应意指消除表面上的除细菌内生孢子之外的许多或所有“目标”病原微生物。
如本文中使用的，术语“灭菌”应意指完全消除或破坏所有形式的“目标”微生物生命，并且其根据可适用的管制法律授权以合法声明为“灭菌剂”或具有灭菌特性或品质。一些实施例可以在指定的时间段(例如10分钟、5分钟、4分钟、3分钟、1分钟、30秒、10秒等)内提供细菌群体的至少2或更大的对数降低(例如3-对数降低或6-对数降低)。2-对数降低相当于99％降低，3-对数降低相当于至少99.9％降低，4-对数降低相当于至少99.99％降低，5-对数降低相当于至少99.999％降低等。目标微生物的实例可以是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。将理解，微生物功效(microefficacy)还可以实现对抗其他目标微生物，其许多实例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。还将理解，本发明清洁组合物不需要包含抗微生物剂，其中卫生处理或消毒不一定是希望的。
如本文中使用的术语“纹理”是指基材的如通过其构成纤维的布置和厚度确定的特征或外观。在至少一些实例中，纹理可以通过使用成像技术和/或卡尺测量在局部和宏观标度上进行量化，如在2018年7月23日提交的申请人的申请序列号16/042,690(案号510.174)中描述的，该申请通过援引以其全文并入本文。作为解释，“图案”典型地是看得见的，其具有可辨别的对比区域。“纹理”典型地是能触知的，并且涉及相对于基材的法平面的变化(即基材中的3维纹理)。对于给定基材，除与其相关联的其他可量化的其他技术特征之外，看得见的图案和能触知的纹理以复杂的方式与使用者的视觉/触觉相互作用而产生给定的美学感知。
除非另有定义，否则在此使用的所有技术与科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。尽管在本发明的实践中可以使用与本文中描述的方法和材料类似或等效的许多方法和材料，但是本文中描述了优选的材料和方法。
II.引言
在一方面，本发明涉及包括至少3层的多层基材，其中擦巾的外部面(例如仅仅)由结构化的植物基纤维如有结构的木浆纤维(例如薄纸、常规纸、纸巾等)或以下中的至少一种提供：熔喷的、纺粘的、纺丝成网的、SMS(纺粘-熔喷-纺粘)的、共成形的、气流成网的、湿法成网的、梳理成网的、热粘结的、通气粘结的、热成形的、水刺的、水刺缠结的、针刺的、或化学粘结的纤维。湿法成网材料包括非织造材料以及在造纸工艺中制得的材料(如薄纸、常规纸等)二者。在使用时，为方便起见，使用术语“薄纸(tissue)”，并且将理解其旨在被广义地解释为包括薄纸材料以及由纸浆形成的其他类似材料。在薄纸或其他纸浆层(或其他顶层和底层)之间提供包含热塑性材料的内部“夹层”，该夹层将整个多层基材一起粘合成一体，层离风险低，同时提供与手感、刚度、吸收性(基材负载清洁组合物至希望负载比率的能力)相关的希望特征，同时还提供通过热塑性层的流体路径，通过该流体路径清洁组合物可以从纸浆纤维顶层迁移至纸浆纤维底层，反之亦然。因为热塑性层熔融而与相邻薄纸或其他纸浆层的纸浆纤维接触，并且特别考虑到热塑性材料的tanδ特征，熔融软化的热塑性材料封装、包封、包裹、或以其他方式包覆薄纸层的单根邻近纸浆纤维，从而在相邻两层之间提供强粘结，使得不易发生层离。此外，热塑性层典型地没有穿透薄纸或其他纸浆层，使得在擦巾暴露的外部面上没有合成纤维或合成层材料。这产生如下优点，相比于与较硬的更粗糙的合成纤维接触，使用相对较软的纸浆纤维进行擦拭和清洁。因此，对于正被处理的表面，该擦巾毛糙性较低，并且未造成任何机械刮擦、磨损、或磨蚀。
此类多层基材可以通过热压压延工艺形成，其中提供了顶表面纸浆纤维层和底表面纸浆纤维层(例如提供了预成形的薄纸层或其他层)，并且还提供了热塑性膜层，该热塑性膜层包含具有合适的tanδ值的聚乙烯或另一种聚合物。许多可商购的多层硬表面清洁基材具有由热塑性材料如聚乙烯、聚丙烯、PET、及其他合适的合成材料制得的外层。典型地，纸浆纤维层位于合成材料层的中间，使得纸浆纤维在清洁过程期间不会通过摩损而损失。相比之下，本发明的实施例具有相反的配置，其中纸浆材料层在顶表面层和底表面层中并且热塑性材料在纸浆材料层之间。
这些层可以被组装(例如以薄纸层作为“面包”将热塑性膜层(作为“奶酪”)夹在其间)，随后将该组件在使热塑性材料熔融软化的温度下加热(以及典型地加压)。这一加热打开穿过热塑性膜的孔，例如即使该膜初始地不透液体，同时还使热塑性材料软化，使得其包围或以其他方式包覆薄纸顶层和薄纸底层的邻近纸浆纤维，有效地在无任何化学粘合剂的情况下将相邻层彼此相连以防止彼此层离或彼此拉开。在发生这种层粘结的同时，关于热塑性层先前存在的任何不可透过的膜特征被破坏，使得产生通过热塑性层的流体路径，通过该流体路径，施加于薄纸顶层或薄纸底层的清洁组合物或其他液体可以从一个薄纸层通过热塑性膜层渗透到另一个薄纸层。
一旦已经形成干基材，就可以将希望的清洁组合物负载到该多层基材上。由于流体路径的存在，即使清洁组合物作为液体仅被负载于顶层或底层之一，它也将通过破裂的热塑性膜层流过基材到达另一外层。
III.示例性多层基材
图1A-1D图示了示例性擦巾100a-100d，各自都具有不同施加的表面纹理和粘结图案，但是其中，各自都被配置为多层基材，该多层基材包括夹在纸浆纤维顶层与纸浆纤维底层之间的熔融热塑性膜层。虽然示出为具有各种纹理，但是将理解，可以提供许多其他纹理，或者可能根本没有纹理。附加的示例性纹理示于图7A-7F中。图1E示出了实际制造以供评价的4种示例性多层擦巾100a-100d的照片。
图2示出了示例性擦巾之一的凸起脊102之一的特写视图，示出了凸起的圆形脊102(“点”)如何未粘结到其下布置的热塑性膜层，使得在脊102处实际上存在其间的间隙。围绕凸起脊102的区域104粘结(并且如此标记)到其下布置的下层热塑性膜层。取决于具体施加的纹理化图案，粘结区域104可以是连续的，如所示出的(即存在单个连续的粘结区域，而不是彼此完全分离的多个粘结区域)。换言之，通过“连续”，可以通过仅横越其他粘结区域而无需横越未粘结区域而从粘结区域中的任何其他特定位置到达粘结区域的任何特定位置。粘结区域104因此可以是连续的，尽管它没有覆盖擦巾的整个顶外部面(或底外部面)，因为存在着间隔开的未粘结区域102。通过类比以另一种方式陈述，未粘结区域可以配置为粘结区域“海”中的“岛”。将理解，其他配置当然是可能的。
纹理可以是压花纹理，其是在热压延或者将“夹层”结构的3个层层压在一起的其他制造操作期间施加。可替代地，由于在沉积构成一个或多个薄纸层的纸浆纤维时在薄纸制备工艺期间使用的成形筛网所用的几何形状，纹理可以被引入基材结构中。
从图2可见，明显的是，顶表面层(以及底表面层)的纸浆纤维的截面是丝带形状的，而不是总体上圆形的，如在非织造基材的典型合成纤维的情况下。此类丝带形状的纤维反而具有总体上矩形的截面，与圆形截面不同。图3是穿过示例性多层基材(如图2的多层基材)的末端或截面的SEM图像，示出夹在通气干燥的(“TAD”)纸浆纤维顶表面层108a与TAD纸浆纤维底表面层108b之间的热塑性膜层106(标记为“Bico”)。在图3中还标记了粘结区域104，以及邻近纸浆纤维底层108b的凸起脊“点”的未粘结区域。在这个标记的未粘结区域中，在热塑性层106与纸浆纤维底层108b之间存在间隙。虽然在这个区域中纸浆纤维底层108b是未粘结的，但是在这一相同区域中，热塑性层106可以(或者可以不)粘结到纸浆纤维顶层108a。换言之，未粘结的特征可以适用于热塑性层的一面或两面。
a.纸浆特征
多层基材的顶表面层和底表面层的纤维部分可以主要(并且在实施例中完全地)由纸浆纤维例如木浆或其他植物纤维形成。甚至在热塑性层明显不包含此类纸浆纤维的情况下(替代地当其是合成热塑性聚合材料时，(例如具有特定的tanδ值特征)，基材作为整体是其中该基材的纤维重量的大部分是纸浆的基材。例如，基材的纤维的大于70％(按重量计)可以是纸浆纤维。在实施例中，基材中纤维的按重量计75％至90％、75％至85％、或75％至80％可以是纸浆纤维。换言之，合成纤维可以占纤维的按重量计小于30％，如10％至25％、15％至25％、或20％至25％。热塑性膜层是纤维膜(例如纺粘薄膜)就是这种情况。将理解，在另一个实施例中，热塑性膜可以不必是纤维的，例如像在流延薄膜或“气泡”吹塑薄膜的情况下，其不是由许多纤维制成的，而仅仅是连续薄(例如流延的)片材。在此种实施例中，热塑性材料可以仍然占干基材的小于30％、10％至25％、15％至25％、或20％至25％，但是可以简单地呈非纤维形式(例如流延片材)。在此种情况下，在技术上，基材的纤维的100％可以是纸浆纤维。
在实施例中，顶表面层和底表面层的全部纤维可以由纸浆纤维组成或者基本上由纸浆纤维组成。例如，这些层可以不包含任何合成纤维，或任何合成结构性组分(例如没有合成填料)。通过由高分数的纸浆形成多层基材，该基材的来源可以更具可持续性，例如，相比于例如由纸浆纤维和合成纤维的共混物形成的现存擦巾，较高分数的所用组分源于可持续性来源。
纸浆纤维可以典型地从木材获得，但是其他可能的纸浆来源也是可能的，例如来自棉花、细茎针草、甘蔗渣、大麻、亚麻、黄麻纤维等。可以使用多于一种材料的组合。各种示例性纸浆纤维可以包括但不限于热机械纸浆纤维、化学机械纸浆纤维、化学热机械纸浆纤维、盘磨机械纸浆纤维、磨石磨木浆纤维、过氧化物机械纸浆纤维等。纸浆基材的纤维通常可以包括纤维素纤维，其典型地是亲水性的。此种亲水性不同于许多合成纤维，这些合成纤维典型地在无特殊处理的情况下是疏水性。
与示例性纸浆纤维相关的附加细节存在于申请人的2018年7月23日提交的申请序列号16/042,690(案号510.174)中，该申请已通过援引并入本文。此类特征可以被特别选择以确保足够的季铵化合物释放以及其他特征。
多层基材的纸浆纤维顶层和纸浆纤维底层可以具有不超过50lbs、不超过40lbs、不超过30lbs、或不超过20lbs、至少3lbs、至少5lbs、或至少10lbs，如从7lbs至20lbs、或8lbs至15lbs的基重。此类“lbs”值是指重量/3000ft2，如本领域技术人员将理解的。
在实施例中，纸浆纤维顶层和纸浆纤维底层不包含任何添加的合成纤维，例如像各种聚烯烃或由合成聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯、PET、PVC、聚丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚酰胺、聚苯乙烯等)形成的其他纤维。虽然此类合成纤维广泛地用于制造非织造基材，但是本申请人仍寻求减少此类非持续性材料的使用，并且已发现通过限制或消除它们在顶外表面层和底外表面层中的使用，可以提供附加的益处。例如，相比于常规非织造擦巾，在耐久性、在所有表面上使用的安全性、容易性和方便性、清洁和吸收轻质液体溢出物的能力、有效清洁大面积的能力、以及在卫生处理或消毒情况下的微生物功效方面，本擦巾可以提供功能同等性(parity)，并且有时提供优点。此外，显著量的合成树脂用于现存的预先润湿的非织造擦巾中代表着大量费用，从而可以使用本文中描述的纸浆基材实现成本节约、可再生性和可持续性益处，以及生物可降解性益处。
用于制造多层基材的纸浆纤维顶层和纸浆纤维底层的单个层可以通过多种不同的技术中的任一种形成，例如像适用于形成薄纸层的那些技术中的任一种。实例包括但不限于湿法成网和气流成网，以及常规压干，以及通气干燥技术。湿法成网方法用于制备非织造材料和纸产品二者，包括但不限于：常规纸、薄纸、毛巾、餐巾等。制备此种基材层的方法对于本领域技术人员而言将是显而易见的。湿法成网方法在Manning的美国专利号5,246,772和5,238,534中描述。气流成网方法在Abba等人的美国专利公开号2003/0036741以及Melius等人的美国专利公开号2003/0118825中描述。通过其在湿条件下对制造的基材进行加压以除去过程水的常规方法，以及通气干燥方法将是本领域技术人员熟悉的。在实施例中，薄纸顶层和薄纸底层通过通气干燥而形成。
用于形成非织造顶层或底层的各种技术(即气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺、水刺缠结、针刺、或化学粘结)对于本领域技术人员而言将是显而易见的，其中一些技术在美国专利号7,696,109中描述，该美国专利已通过援引并入。
在使用薄纸层的情况下，薄纸层之一或二者可以包括多于单层，或者各自都可以仅包括单层。在提供多层的情况下，它们可以被粘合在一起，从而具有充足的剥离强度，例如申请人的2018年7月23日提交的申请序列号16/042,690(案号510.174)中描述的，该申请已通过援引并入。在薄纸顶层和薄纸底层中的每层中仅存在单层的情况下，在该多层基材的任何地方都可以不存在化学粘合剂。在薄纸层之一或二者中使用两层的情况下，化学粘合剂可以存在于薄纸层(即在层之间)中，但是可以不存在于热塑性层与相邻的薄纸顶层和薄纸底层之间。
b.热塑性层
本发明多层擦巾包括夹层结构，在其中热塑性层被提供在擦巾的内侧上，夹在纸浆纤维层之间。在不使用化学粘合剂将3个层粘合成层间不易层离的整体单一结构，但是其中热塑性材料本身用于此目的的情况下，本申请人已发现并非任何热塑性聚合物都将适用于此种目的。例如，在测试各种热塑性聚合物时，本申请人发现各种材料即使经过加热时也不易于粘结到邻近的纸浆纤维层，若有任何粘结，也将形成非常弱的粘结。此种弱粘结当然在要用作清洁擦巾的多层基材(其中必须避免层离)中是不可接受的。在本发明中，多层基材具有足够的层间粘合，以至即使当湿润(例如在储存中被允许浸泡数周)或当用于清洁硬表面时它们也不会层离。热塑性层不仅在其熔融时将多层基材粘结在一起，而且它也赋予纸浆纤维或薄纸的外层强度。出人意料地是，纸浆层的这种粘结发生得如此充分以至例如在多层基材通过典型的擦巾分配孔口拉出时外部纸浆层没有任何显著的撕碎。
例如，本申请人发现，虽然聚丙烯可能看上去像适用于实现被热塑性材料层分开的纸浆纤维顶层与纸浆纤维底层之间的此种粘结的热塑性材料，但是聚丙烯没有提供良好的粘结，而在3个层之间产生弱粘结和层离。本申请人发现，关于给定热塑性材料是否将有效的关键特征或指标是tanδ值。Tanδ值是可以评价热塑性聚合材料的工程特征，并且给出关于在给定材料中在给定温度下“液体”粘性相特征相对于“固体”弹性相特征占多少主导的信息。对于给定材料在给定温度下，tanδ简单地计算为粘性模量除以弹性模量的比率。为了测量tanδ值，将非织造材料切割成条带，这些条带具有大约13mm L×10mm W×0.07mm T的尺寸，其中最长的尺寸沿着机器方向。将条带夹到DMA拉伸夹具中，并且以1Hz振荡同时以5℃/分钟使温度斜升。
图4绘制了3种测试的热塑性材料-聚乙烯、聚丙烯和包含聚乙烯的双组分材料的tanδ值和弹性模量值二者。例如，测试的双组分材料被认为包含双组分纤维，即纤维芯(即非聚乙烯)以及在该芯上的外部涂层(即聚乙烯)。图4绘制了这3种材料在约100°F至350°F的温度范围内的弹性模量和tanδ值二者。图4示出了聚丙烯的弹性模量(即刚度)如何最高，其次是“bico”，随后是聚乙烯，并且各自的刚度随着温度升高而降低。
聚丙烯的tanδ值非常低，小于0.2，并且在从100°F至超过300°F的温度下保持小于0.15。直至接近350°F，tanδ值才稍微增大，但是仅略微地增大，最高达约0.15的值，并且仍然一定小于0.2。聚乙烯tanδ值相当不同，在100°F的温度下为约0.2，并且在约175°F-190°F下增大至约0.25至0.3。在大约这个温度下达到峰值之后，tanδ值开始下降，在约250°F下降至0.2，并且在约260°F-270°F稍微下降低于0.2(例如约0.18)。“bico”的Tanδ在大部分温度范围下介于聚丙烯与聚乙烯之间，直至约250°F其高于聚乙烯。聚乙烯和“bico”材料(其包含聚乙烯)二者包括沿着100°F至350°F的温度范围的点，其中tanδ为至少0.2(例如大于0.2至0.4，或者大于0.2至0.3)。聚丙烯tanδ在100°F至350°F的这个温度范围内从未达到0.2。因此，在实施例中，选择用于“夹层”的热塑性材料在100°F至350°F的温度范围内的某温度下具有至少0.2(例如从0.2至0.4，或从0.2至0.3)的tanδ值。在实施例中，选择的热塑性材料可以在特定温度下具有此tanδ值，在该特定温度下(例如150°F、175°F、200°F、225°F、250°F、275°F、300°F、325°F等)或者在100°F至350°F的温度范围内的任何较窄范围下进行热压延步骤。
选择的热塑性材料可以有利地具有小于400°F、小于375°F、小于350°F、小于325°F、小于300°F、至少150°F、至少175°F、至少200°F、或至少225°F的熔融温度。具有相对较低的熔融温度当然减少压延方法中所需的能量需求，但是如果使用薄纸外层也可以特别重要，其中纸在451°F点燃。即使低于此着火温度，薄纸中仍然可能存在不希望的变化(例如褪色、脆化等)。因此，可以优选选择较低熔融温度的热塑性材料，只要它们可以提供对薄纸层的良好粘结。
图5A-5B示出了本发明多层基材如何可以被包装在各种示例性挠曲包装(图5A)、圆筒(图5B)或其他用于储存和分配的容器中的任一种内。擦巾100可以通过孔口(如此类容器典型地提供的)被拉出，而无需担心各种层的撕碎或层离。具体地，本申请人通过孔口(如图5A-5B中所见)将它们拉出测试了原型擦巾(如图1E中示出的)，并且外薄纸层没有显著撕碎或这些层没有彼此层离。相反，每张擦巾都能够通过孔口被反复拉出，且保持完全完整。图6示出纺粘纤维热塑性层106与邻近薄纸外层(例如108a)之间的界面的SEM图像，示出了在该界面处纸浆纤维如何被熔融软化的热塑性材料包围、包封、或包覆(在热压延工艺期间发生)。纸浆纤维层与热塑性层之间的这种强连接提供强粘结，使得当通过典型的擦巾包装孔口将擦巾拉出时不发生撕碎或层离。这些特征被认为是由于以上结合图4所述的热塑性材料的tanδ特征而产生的。
图5B进一步示出此种擦巾如何可以被包装为“甜甜圈(donut)”，例如在圆柱形容器中。考虑到该基材的高纸浆含量(例如75％-80％纸浆)，将擦巾包装成此种甜甜圈配置的能力稍微出人意料。例如，由于基材的刚度不足，难以将预先定量给送的100％纸浆基材包装成此种配置而甜甜圈没有竖直地折叠或起折痕。
热塑性膜层不需要特别厚。例如，热塑性膜层可以具有0.01mm至0.1mm或者0.01mm至0.05mm的厚度。它在组装成夹层结构之前可以如此薄以至透明或半透明。
c.清洁组合物
本领域内已知的许多清洁组合物组分可以合适用于本发明的预先定量给送的擦巾。在实施例中，清洁组合物是水性组合物，包含按重量计至少90％的水(例如90％至99％的水)。组合物可以包含按重量计0.05％至5％的季铵化合物和/或按重量计0.1％至5％的二醇醚溶剂。例如，按清洁组合物的重量计，可以包含从0.05％、从0.1％最高达5％、最高达4％、最高达3％、最高达2％、或最高达1％的季铵化合物。例如，按清洁组合物的重量计，可以包含从0.1％、从0.25％最高达5％、最高达4％、最高达3％、最高达2％、或最高达1％的二醇醚溶剂。清洁组合物中经常包含的其他溶剂、表面活性剂、及各种其他辅助剂可以任选地存在。虽然一些实施例可以包含低级醇溶剂(例如C1-C4醇)，此类挥发性溶剂的量可以限于例如按重量计小于10％、小于5％、小于3％、小于2％、或小于1％。在一些实施例中，组合物可以无或者基本上无此种低级醇或者其他高度挥发性溶剂。
季铵化合物具有广谱抗微生物特性。各种不同的季铵化合物可以用于清洁组合物中。季铵化合物的非限制性实例典型地是烷基二甲基苄基铵、烷基二甲基乙基苄基铵、烷基二甲基铵等的卤化物(例如氯化物)。此类季铵化合物的烷基可以典型地范围从C12至C18。季铵化合物更详细地在美国专利号6,825,158中描述，该专利通过援引并入本文，并且将是本领域技术人员熟悉的。
有机酸也可以用来提供抗微生物特性。举例而言，按清洁组合物重量计，可以包含至少0.1％、或至少0.5％、最高达5％、最高达4％、最高达3％、最高达2％、或最高达1％的量的此种有机酸。
清洁组合物可以包含二醇醚溶剂。示例性二醇醚溶剂包括但不限于：乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇正丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇叔丁醚、二乙二醇单乙醚或二乙二醇单丙醚或二乙二醇单丁醚、二聚丙二醇或三聚丙二醇甲醚或乙醚或丙醚或丁醚、二醇醚的乙酸酯和/或丙酸酯。
本领域技术人员将理解，根据需要，各种表面活性剂(例如阴离子的、阳离子的、非离子的、两性离子的、和/或两性的)可以被包含在清洁组合物中。在包含表面活性剂的情况下，按清洁组合物的重量计，可以存在从0.05％、从0.1％最高达10％、最高达5％、最高达4％、最高达3％、最高达2％、或最高达1％的表面活性剂。各种表面活性剂及其他任选的辅助剂在以下中披露：Laughlin和Heuring的美国专利号3,929,678、Murphy的美国专利号4,259,217、Giret等人的美国专利号5,776,872；Furman等人的美国专利号5,883,059；Addison等人的美国专利号5,883,062；Ouzounis等人的美国专利号5,906,973；Llenado的美国专利号4,565,647，以及美国公开号2013/0028990。以上专利和申请各自以其全文通过援引并入本文。
如本文中使用的，术语“液体”和“清洁组合物”包括但不限于溶液、乳液、悬浮液等等。因此，液体可以包含和/或含有以下中的一种或多种：消毒剂；防腐剂；稀释剂；表面活性剂，如非离子的、阴离子的、阳离子的；蜡；抗微生物剂；灭菌剂；杀孢子剂；杀菌剂；杀细菌剂；杀真菌剂；杀病毒剂；杀原虫剂；灭藻剂；抑细菌剂；抑真菌剂；抑病毒剂；消毒杀菌剂；抗生素类；杀虫剂；等等。一些此类组分的实例包括但不限于以下中：美国专利号6,825,158；8,648,027；9,006,165；9,234,165，以及美国公开号2008/003906，其中每一个都通过援引以其全文并入本文。在一些实施例中，可以以干燥形式提供基材，其中之后可能发生定量给送选择的清洁组合物(例如通过使用者)。
关于预先润湿的基材，选择量的液体可以在制造期间被添加到容器或擦巾中，使得清洁基材含有希望量的液体。基材不一定负载至它们的饱和点，但是典型地以小于完全饱和的某比率负载清洁组合物。例如，许多基材能够保留约8至14倍于其重量的液体。出于本文中描述的原因，基材可以以小于饱和的负载比率例如小于6:1、小于5:1、小于4:1，如从1:1至4:1、从2:1至4:1、从2.5:1至3.5:1、从2.5:1至3:1或从2.5:1至3.75:1进行负载。
d.其他特征
擦巾的尺寸和形状可以根据其预期应用和/或最终用途而改变。清洁基材可以具有基本上矩形的形状，具有的尺寸允许其容易接合标准清洁装置或工具例如像拖把头、除尘器头、刷子头、用于擦拭或清洁的手套形工具，等等。在另一个实施例中，可以提供另一种形状，例如圆形、椭圆形等)。
擦巾或其他清洁基材可以用清洁组合物预先润湿的形式提供。湿清洁基材可以随时间推移而保持在可密封的容器中，例如像在具有可连接盖子的桶或盆内、在可密封的塑料小袋或袋、罐、广口瓶等等内。希望地，湿叠放的清洁基材保持在可再密封的容器中。可再密封容器的使用在使用水性挥发性液体组合物时是特别希望的，因为大量的液体可能在使用第一片时蒸发，由此使剩余的片材留下少许液体或无液体。示例性可再密封容器和分配器包括但不限于以下中描述的那些：Doyle等人的美国专利号4,171,047、McFadyen的美国专利号4,353,480、Kaspar等人的美国专利号4,778,048、Jackson等人的美国专利号4,741,944、McBride等人的美国专利号5,595,786；其中前述参考文件中每一个的全部内容通过援引并入本文。
典型地，清洁基材被叠置于容器中并且随后向其添加液体，全部在批量制造期间进行。有利的是，在每片擦巾中心处的热塑性层是不透液体的，以有利于擦巾的负载更容易。如本文中描述的，申请人已发现，如本文中设想的，即使在将3个层层压在一起之前初始提供的热塑性膜是不透液体的，裂缝或其他流体路径在热压延期间在该膜内打开。虽然这可能不一定发生在任何和全部热压延操作中，但是它的确发生在本文中设想的条件下。
在多层基材的制造期间打开的此种裂缝或其他流体路径的存在有利地允许定量给送在基材任一面上的液体清洁组合物通过热塑性膜层迁移通过擦巾到达相反的外部面。这类似地允许定量给送的清洁组合物从一个基材迁移到下一基材，例如其中这些基材是叠放的(例如通过从一个基材芯吸到下一基材)。例如，给定体积或重量的清洁组合物可以简单地被定量给送到容器的底部，以允许其芯吸到一叠擦巾中。在甜甜圈配置的情况下，通过将清洁组合物置于圆柱形容器的底部，每片擦巾的末端实际上在该容器的底部与清洁组合物同时接触，其中它可以被向上芯吸到每片擦巾的高度(和甜甜圈的高度)。这实际上在甜甜圈配置的情况下都可以发生，无论热塑性膜层是否“破裂”从而包括所述流体路径(即它是否保持是不可透过的)，因为纸浆纤维顶层和纸浆纤维底层二者将同时在容器的底部处与清洁组合物接触。在膜的任何初始不透液体特征通过热压延工艺而“破坏”的情况下，这可以进一步有助于清洁组合物向上芯吸通过每片擦巾的全高度和整个甜甜圈。
无论包装和定量给送工艺如何，一旦被制造和包装，随后基材就可以用于擦拭表面。润湿的清洁基材可以用于处理各种表面。如本文中使用的，“处理”表面广义地使用并且包括但不限于擦拭、抛光、擦洗、清洁、洗涤、消毒、刷洗、冲刷、卫生处理和/或向其施加活性剂。
本发明的擦巾或其他清洁基材可以以试剂盒形式提供，其中多个清洁基材和清洁工具被提供在单个包装中。
除了材料组合物和构造(例如在外部的薄纸基材、仅在内部而不在暴露面上的热塑性层、清洁“洗液”的组合物，等)，擦巾或其他基材尺寸还可以用于控制定量给送并且提供人体工学吸引力。在一个实施例中，基材尺寸为约51/2英寸至约11英寸长度和约51/2英寸至约11英寸宽度以舒适地适合于手。基材可以具有使得长度和宽度相差不超过约2英寸的尺寸。较大的基材可以提供成其可以被使用并然后折叠一次或两次，从而将污垢包含在折起基材的内侧内并且然后擦巾可被再使用。此种较大的基材可以具有从约51/2英寸至约13英寸的长度和从约10英寸至约13英寸的宽度。此种基材可以被折叠一次或两次并且仍然舒适地适合于手。
虽然用于擦巾制造的大多数合成或共混的非织造基材相对于横向(CD)在机器方向(MD)上展现出拉伸强度的显著差异，但是本发明多层基材在每个方向上展现出的值可以得出MD/CD比率相对地接近1，例如像0.5至1.5、0.75至1.25、或0.8至1.2。换言之，所述基材就其拉伸强度而言可以是基本上各向同性的。此种基本上各向同性的特征降低了在将基材折叠成堆进行包装或形成甜甜圈进行包装时出现问题的可能性。
关于本发明擦巾可以提供的刚度、强度、纸浆纤维密度、湿体积系数、轮廓高度、孔体积分布特征、保留特征、洗液保留、MABDF、及其他的各种其他特征在申请人的2018年7月23日提交的申请序列号16/042,690(案号510.174)中描述，该申请已通过援引并入本文。
e.抗微生物功效及其他特征
对示例性多层基材测试了其在模拟清洁期间有效地将抗微生物的季铵化合物递送到表面的能力。本申请人注意到，典型纸浆基材的总体上阴离子的特征导致基材倾向于结合或以其他方式保留阳离子季铵化合物，甚至当从基材挤压包含此种季铵化合物的水性清洁组合物时依然如此。换言之，典型地，“挤出物”(从预先负载的擦巾中挤出的清洁组合物)中季铵化合物的浓度小于在负载到擦巾中之前的清洁组合物中季铵化合物的浓度。由于已知季铵化合物与纸浆基材结合，因此出乎意外的是，本发明擦巾能够释放显著足量的季铵化合物，从而在被处理的表面上实现消毒和/或卫生处理而在基材中不包含任何杀生物剂释放剂或胶乳粘结剂。甚至更出人意料地，尽管被测试的基材包含按重量计78％的纸浆纤维，但是当相比于包含按重量计60％的纸浆纤维的共混基材时，相比于包含较低纸浆含量的对比擦巾，本发明基材展现出在“挤出物”中更多的季铵化合物释放。
由于这些令人关注且有利的特征，为了达到希望水平的微生物功效，相比于对比擦巾中使用的季铵化合物浓度，可以不需要增大清洁组合物中的季铵化合物浓度。例如，可商购的消毒擦巾经常在清洁组合物中含有按重量计约0.1％至5％、并且优选地0.1％至3％、并且更优选地0.1％至2％的季铵化合物。出人意料地，尽管本发明的多层基材具有较高水平的纸浆，但是在清洁组合物中具有按重量计约0.1％至3％、并且优选地0.1％至2％的季铵化合物的情况下，它们也具有良好的微生物功效性能。在实施例中，擦巾释放至少40％、至少50％、至少55％、至少60％、或至少65％的季铵化合物(即，相比于负载前的清洁组合物，挤出物中的季铵化合物)。擦巾可以在给定的时间范围(例如像5分钟、4分钟、3分钟、1分钟、30秒、10秒等)内展现出目标微生物如金黄色葡萄球菌的至少3-log降低。
表1示出测试的结果，其中包含季铵化合物的清洁组合物被负载到本发明的基材中，并且与常规的共混基材比较。将清洁组合物从两种基材挤出，并且对挤出物进行分析以确定相比于负载的组合物挤出物中季铵化合物的浓度减小。
表1
基材 ％释放的季铵化合物
60/40共混基材-对比实例 51％
78/22示例性多层基材 69％
实现较高的季铵化合物释放同时包含较高纸浆含量的能力特别出人意料和出乎意外。这一特征有利地允许更好的相对微生物功效特征。这种高季铵化合物释放可能是由于邻近未粘结区域存在吸收性袋囊或间隙，例如像图3中所见。此类间隙在热塑性膜层与未粘结的凸起区域102之间提供显著的吸收性区域，其可以用作清洁组合物的储库。此类区域允许显著量的清洁组合物得以储存在基材内以便在挤压、擦拭、或其他压缩(其中组合物中的季铵化合物与和外表面层的纸浆纤维相关联的任何阴离子结合位点之间的接触减少)时被释放。被惰性热塑性膜材料(其不包含显著浓度的阴离子结合位点)部分包围的储库和与这些储库本身相关联的间隙的这种组合被认为至少部分地解释了在挤压擦巾时释放如此高分数的季铵化合物的能力。
对比基材和示例性基材的其他特征示于下表2中。
表2
Figure BDA0003160574560000221
Figure BDA0003160574560000231
作为进一步解释，图1E中示出的点图案和纹理包括最小的点(100b)、小点(100c)、中等点(100a)、和大点(100d)。所得基材的湿厚度受点图案或纹理影响。例如，平样品(未示出)具有0.3mm的湿厚度，样品100a(最小点)具有0.39mm的湿厚度，样品100b(小点)具有0.65mm的湿厚度，样品100c(中等点)具有0.66mm的湿厚度，样品100d(大点)具有0.83mm的湿厚度。前述值是针对具有仅一层纹理化薄纸层的基材。两侧的样品包括稍微较高的湿厚度值。
对定量给送的示例性多层基材测试对抗金黄色葡萄球菌的微生物功效，以3.75:1的负载比率、使用现存的季铵化合物清洁组合物、在3min 30sec的接触时间下进行测试。在60次重复中的每一次中，对照群体的6.1log减少至0。测试在5％污物负载条件下进行。此类结果表明在3:30接触时间下对抗金黄色葡萄球菌的功效优异。
对定量给送的擦巾还测试了在各种其他家用清洁任务(包括清洁厨房油脂(KG)和浴室浮垢(BS))中的功效。此种测试的结果证明与对比擦巾的同等性或接近同等性，如下表3中示出的。
表3
Figure BDA0003160574560000232
达到75％清除率的循环次数的小增加可能是由于相比于对比实例共混擦巾，本发明擦巾在外表面上不存在合成纤维以及“倾卸(dump)”清洁组合物的倾向减小。报告的值代表擦巾两面的平均值。常规擦巾从第一面“倾卸”或释放更多的液体，由此需要很少的循环来清洁，而且减少了里程(mileage)。这一“倾卸”特征在申请人的2018年7月23日提交的申请序列号16/042,690(案号510.174)中描述，该申请已通过援引并入。
如所提及的，本发明擦巾在该擦巾的外部面处不包含任何暴露的合成纤维，但任何合成纤维反而仅位于擦巾的内部(并且潜在地偶然暴露在边缘处)。因此，外表面可以是软的而非粗糙的。虽然申请人确实制备了一些原型基材(其在外表面上确实包含合成纤维)(即使用纸浆纤维和合成纤维的共混物来形成外“薄纸层”，但是所得擦巾没有提供与外纸浆纤维层或外薄纸层不包含暴露的合成纤维的情况下所提供的相同的希望手感特征。虽然因此可以优选在外表面上用100％纸浆纤维，但是将理解，在一些实施例中，可以包含小分数的合成纤维(例如小于10％、小于5％、小于3％、或小于1％)。
外薄纸层可以具有通气干燥的配置。虽然在这一外层中也尝试了常规的压干薄纸，但是这也导致希望的手感特征较差。此种常规(非通气干燥的)薄纸也不希望地压出了任何初始包括的纹理，而通气干燥加工保存了此种预先存在的纹理。虽然这些可替代的方案可能不是优选的，但是它们仍然可能适合于一些用途。在至少一些实施例中，基于干绉、通气干燥及其组合的各种其他可能的纸、薄纸或非织造物制造技术以及由Valmet Oyj、Voith GmbH&Co、Andritz AG、Toscotec S.p.A.销售的生产设备以及对于本领域技术人员而言将是显而易见的其他生产设备，也可以是合适的。在至少一些实施例中，其他合适的薄纸或非织造物制造技术包括但不限于：干绉技术(DCT)、结构化薄纸或新薄纸技术(NTT)、Valmet QRT、Voith GmbH&Co.ATMOS或Cascades ATAD、Andritz AG TEX、ETAD，以及对于本领域技术人员而言将是显而易见的其他制造技术也可以是合适的。
虽然使用具有所述tanδ特征的聚乙烯或另一种热塑性聚合物消除了对用于将顶表面层和底表面层粘结到热塑性层的化学粘合剂的任何需要，但是将理解，在其他实施例中，例如甚至使用具有差的tanδ特征的聚丙烯或另一种材料，也可以通过例如使用化学粘合剂来提供所需的粘结而可能获得不层离的多层基材。
相邻层之间的层压程度和粘结强度典型地取决于与压延操作相关联的温度、加压或接触时间以及施加的压力。温度可能是决定获得的粘结强度的主要变量，但是压力和时间也可以具有效应，并且也可以影响“压花”到纸浆纤维表面层中的所得纹理，以及所得粘结图案。在提供在两个外部面上的纸浆纤维层压花有纹理的情况下，相比于仅两面之一压花有纹理的情况，所得多层基材展现出更具垂感(drapable)且刚度较小的“布般”手感。此外，观察到，在所有其他方面相同的情况下，较重的薄纸(即较大的lb重量)产生刚度更大的基材。图7A-7F图示可以通过压延辊施加的各种可能的压花图案。显然，这些可能性几乎是无限的。
在压延期间施加的温度可以是至少150°F、至少175°F、至少200°F、从200°F至400°F、或从200°F至350°F。施加的压力可以是至少50psi、至少100psi、至少150psi、至少200psi、从100psi至1000psi、或从300psi至600psi。接触时间(在给定压力和/或温度下的时间)可以是至少100ms、至少200ms、从100ms至5s、从200ms至1s、或从200ms至500ms。
此种制造方法可以是令人关注的，例如相比于传统的非织造基材制造，因为其可以不需要任何纤维加工、用水量、水过滤、干燥步骤、加工期间木浆损失等。此外，本发明压延方法可以允许更高的生产线速度(例如最高达900m/min，典型地从50m/min至600m/min)，相比于以显著更低的生产线速度水刺制造常规的共混基材(其不是多层的)。
生产线速度增高导致接触时间减少(所有其他方面都相同)。为了提供希望的良好粘结，更高的生产线速度可以通过增大网表面温度(因此需要较短的接触时间)、增大辊直径(因此增大接触时间)或增大施加的压力(压区压力)来适应。举例而言，对于生产线速度增长每25m/min，温度可以增高约5％(℃)以保持粘结水平)。
关于压花纹理，观察到，“针形”纹理(例如与细点相关联)可以导致在纤维被钩在针上时撕裂顶表面层和底表面层。因此，可以优选通过利用更多“扁条”型接触而非尖“针形”形成的纹理，照此更大的特征不会导致此种撕裂。此外，观察到，当通过压延操作制造此类基材时，热塑性“奶酪”层的宽度应窄于顶表面和底表面“面包”层，以便进一步最小化制造期间的复杂化。从此种加工的多层层压网中，可以将单独尺寸的擦巾切割成希望的尺寸。网的可能不包含热塑性“奶酪”层的边缘可以在此种切割期间被切除(如果希望)。
由于高纸浆含量，本发明基材还提供了用聚合纤维进行的纸浆增强、通过改变压延期间施加的图案而调整基材刚度的能力(例如参见图1E的各种图案)、通过在基材面之一或二者上纹理化而调整刚度和拉伸强度特征的能力、即使在较高纸浆分数下也提供相对较高季铵化合物释放的能力、以及更均匀的洗液释放，具有更佳的里程，如申请人的2018年7月23日提交的申请序列号16/042,690(案号510.174)中描述的。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，一个普通技术人员可对本发明做出不同改变和变更以使其适合不同用途和条件。因此，这些改变和变更适当地、合理地并意图在以下权利要求的等价方案的全部范围内。

Claims (20)

1.一种多层基材，其包括：
(a)顶表面层，所述顶表面层基本上由以下组成：通过以下方法之一形成的纸浆纤维：气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺缠结、或化学粘结及其任何组合；
(b)包含聚乙烯的熔融热塑性材料；
(c)底表面层，所述底表面层基本上由以下组成：通过以下方法之一形成的纸浆纤维：气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺缠结、或化学粘结及其任何组合；以及
(d)负载到所述多层基材上的清洁组合物，其中通过所述熔融热塑性材料的流体路径允许所述清洁组合物从所述顶表面层行进到所述底表面层；
(e)其中所述多层基材不含任何化学粘合剂，替代地所述熔融热塑性材料与所述顶表面层和所述底表面层中的与所述热塑性材料在其熔融和破裂时接触的纤维组粘结。
2.如权利要求1所述的多层基材，其中，所述清洁组合物包含季铵化合物。
3.如权利要求1所述的多层基材，其中，所述清洁组合物包含有机酸。
4.如权利要求1所述的多层基材，其中，所述顶表面层和底表面层是选自下组的湿法成网非织造材料：通气干燥的材料、常规薄纸材料、DCT薄纸材料或结构化的薄纸材料。
5.如权利要求1所述的多层基材，其中，所述热塑性层是具有从0.01mm至0.05mm的厚度的膜。
6.如权利要求1所述的多层基材，其中，所述多层基材包括：
(i)未结合区域，其中所述热塑性材料未结合到所述顶表面层或底表面层的邻近纤维；以及
(ii)结合区域，其中所述热塑性材料结合到所述顶表面层和底表面层二者的邻近纤维。
7.如权利要求6所述的多层基材，其中，所述未结合区域对应于在所述顶表面层或底表面层中压花的凸起的纹理特征。
8.如权利要求7所述的多层基材，其进一步包括与所述未结合区域相关联的间隙，在所述间隙中储存所述清洁组合物。
9.如权利要求1所述的多层基材，其中，所述清洁组合物中包含的季铵化合物的至少50％从所述基材释放到正被清洁或以其他方式处理的表面。
10.一种多层基材，其包括：
(a)顶表面层，所述顶表面层基本上由以下组成：通过以下方法之一形成的纸浆纤维：气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺缠结、或化学粘结及其任何组合；
(b)熔融热塑性材料，所述熔融热塑性材料在100°F至350°F的温度范围内具有0.2至0.4的tanδ值；
(c)底表面层，所述底表面层基本上由以下组成：通过以下方法之一形成的纸浆纤维：气流成网、湿法成网、梳理成网、热粘结、通气粘结、热成形、水刺缠结、或化学粘结及其任何组合；以及
(d)负载到所述多层基材上的清洁组合物，其中通过所述熔融热塑性材料的流体路径允许所述清洁组合物从所述顶表面层行进到所述底表面层；
(e)其中所述多层基材不含任何化学粘合剂，替代地所述熔融热塑性材料与所述顶层或底层中的与所述热塑性材料在其熔融时接触的纤维组粘结。
11.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述清洁组合物包含季铵化合物。
12.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述清洁组合物包含有机酸。
13.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述顶表面层是选自下组的湿法成网材料：通气干燥的材料、常规薄纸材料、DCT薄纸材料或结构化的薄纸材料。
14.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述热塑性层是具有从0.01mm至0.05mm的厚度的膜。
15.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述热塑性层包含聚乙烯。
16.如权利要求15所述的多层基材，其中，所述聚乙烯初始地是呈不透液体的薄膜形式，其在熔融时变成多孔的，从而提供所述流体路径，通过所述流体路径所述清洁组合物能够从所述顶表面层行进到所述底表面层。
17.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述清洁组合物中包含的季铵化合物的至少50％从所述基材释放到正被清洁或以其他方式处理的表面。
18.如权利要求10所述的多层基材，其中，所述多层基材包括：
(i)未结合区域，其中所述热塑性材料未结合到所述顶表面层或底表面层的邻近纤维；以及
(ii)结合区域，其中所述热塑性材料结合到所述顶表面层和底表面层二者的邻近纤维。
19.如权利要求18所述的多层基材，其中，所述未结合区域对应于在所述顶表面层或底表面层中压花的凸起的纹理特征。
20.如权利要求19所述的多层基材，其进一步包括与所述未结合区域相关联的间隙，在所述间隙中储存所述清洁组合物。
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