TW201700814A - 可分散的濕拭巾及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種可分散的濕拭巾包含了含量等於或少於20重量百分比之再生纖維素纖維以及含量等於或大於80重量百分比之天然纖維素纖維。至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的。該再生纖維素纖維及該天然纖維素纖維係水力纏結的，使得該纖維網具有至少200克/英吋的濕CD張力強度。一種製造可分散的非織造薄片之方法包含了將天然纖維素纖維與再生纖維素纖維分散在一液體介質中以形成一懸浮液，並將該懸浮液沉積在一成形表面上以形成一非織造纖維網。該纖維網的天然纖維素纖維與再生纖維素纖維係經使用複數個水力纏結噴流而水力纏結。

Description

可分散的濕拭巾及其製造方法
本發明的領域大體上係有關於濕拭巾，尤指適於沖入馬桶內之可分散的濕拭巾以及製造這類濕拭巾的方法。
可分散的濕拭巾一般打算在使用後被沖入馬桶內。因此，對於這類可沖式濕拭巾而言，期望有一種足以經受使用者從分配器抽出擦拭巾及使用者的擦拭活動之使用中強度，但隨後在家用及都會衛生處理系統(諸如下水道或化糞池系統)中相對快速地喪失強度。可沖式濕拭巾必須相容於家用衛生器具及排水管路，以及當地的都市廢水處理系統。
對於一些已知的可沖式濕拭巾的挑戰為其相對於習用的乾式衛生紙其耗費相對較長的時間在衛生系統中喪失強度，因而產生與污水輸送和處理系統的相容性下降之風險。乾式衛生紙在相當快地接觸自來水時展現出較低的使用後強度，然而一些可沖式濕拭巾可能需要相對較長的時間及/或在自來水中顯著攪動，供其使用後強度充分降低而使其分散。嘗試解決此問題(即，嘗試讓擦拭巾更快速地在自來水中喪失強度)經常會使可沖式濕拭巾的使用中強度降低至使用者認為可接受的最低程度之下。
一些已知的可沖式濕拭巾係至少部分藉由在非織造纖維網中使纖維交纏而形成。非織造纖維網係為一種由個別的纖維交織形成基材(但不是以可識別的重複方式形成)而組成之結構。儘管交纏的纖維本身可能相對快速地分散，但一些已知的擦拭巾需要額外的結構來改善使用中強度。例如，一些已知的擦拭巾使用一種內部纏結有纖維的網眼材料。該網眼材料為了增加的使用中強度而對該等纏結的纖維提供額外的凝聚力。然而，這類網眼材料並非會理想地分散。
一些已知的濕拭巾藉由在非織造纖維網中纏結雙成分纖維而獲得增加的使用中強度。在纏結之後，該等雙成分纖維係以熱塑方式黏結在一起以增加使用中強度。然而，以熱塑方式黏結在一起的纖維可能對濕拭巾在衛生系統內(例如，自來水)及時喪失強度的能力有負面影響。亦即，該雙成分纖維從而含有該雙成分纖維的濕拭巾可能不容易在沖入馬桶時喪失強度。
其他已知的可沖式濕拭巾添加了可觸發的鹽敏性黏著劑。該黏著劑以一含有鹽類溶液的劑型形式而附著至擦拭巾的纖維素纖維，以產生相對較高的使用中強度。當被使用過的濕拭巾暴露在馬桶及/或下水道系統的水中時，該黏著劑會膨脹而讓(且甚至可能促進)擦拭巾分崩離析，使擦拭巾可相對較快地喪失強度。然而，這類黏著劑得成本相對較高。
還有一些已知的可沖式濕拭巾結合有相對較大量的再生天然纖維及/或合成纖維以增加使用中強度。然而， 這類擦拭巾及時分散的能力係相應地下降。此外，再生天然纖維及合成纖維相對於天然纖維有較高的成本，造成這類已知濕拭巾的成本相應增加。
因此，有需要提供一種由可分散性非織造纖維網所製成的濕拭巾，且其提供消費者所期待的使用中強度(例如，濕CD張力強度、濕MD張力強度、破裂強度)，夠快喪失強度，且對於生產係有成本效益。
在一態樣中，一可分散的濕拭巾大體上係包括含量等於或少於20重量百分比(wt%)之再生纖維素纖維以及含量等於或大於80wt%之天然纖維素纖維。至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的。該再生纖維素纖維及該天然纖維素纖維係水力纏結的，使得該纖維網具有至少200克/英吋的濕CD張力強度。
在另一態樣中，一可分散的濕拭巾大體上係包括介於0與10wt%之間的合成纖維、介於5與20wt%之間的再生纖維素纖維以及含量介於70與95wt%之間的天然纖維素纖維。至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的。該再生纖維素纖維及該天然纖維素纖維係水力纏結的，使得該纖維網具有至少200克/英吋的濕CD張力強度。
又在另一態樣中，一製造可分散的非織造薄片之方法大體上係包括以約80至約95wt%的天然纖維素纖維與約5至約20wt%的再生纖維素纖維之比例，將天然纖維素纖維與再生纖維素纖維分散在一液體介質中以形成一懸浮液。至 少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的。該懸浮液係沉積在一成形表面上以形成一非織造纖維網。使用複數個水力纏結噴流以水力纏結該非織造纖維網的天然纖維素纖維與再生纖維素纖維。該等噴流中之每一者在該非織造纖維網上所給予的壓力係介於約20巴(bars)與約80巴之間。該非織造纖維網係經乾燥以形成該可分散的非織造薄片。
10‧‧‧設備
11‧‧‧非織造纖維網
12‧‧‧流漿箱
14‧‧‧天然纖維素纖維
16‧‧‧再生纖維素纖維
18‧‧‧液體介質
20‧‧‧懸浮液
22‧‧‧成形網
24‧‧‧加工方向
25‧‧‧橫跨加工方向
26‧‧‧真空箱
28‧‧‧輸送網
30‧‧‧第一複數噴流
32‧‧‧第一歧管
34‧‧‧第一噴口
36‧‧‧第一距離
38‧‧‧第一區域
40‧‧‧第二區域
42‧‧‧支承織物
44‧‧‧第二歧管
46‧‧‧軸
50‧‧‧第二複數噴流
52‧‧‧第三歧管
54‧‧‧第二噴口
56‧‧‧第二距離
60‧‧‧第四歧管
62‧‧‧第五歧管
80‧‧‧非織造薄片
82‧‧‧底側
84‧‧‧頂側
86‧‧‧絲帶狀結構
88‧‧‧孔洞
90‧‧‧區域
100‧‧‧方法
102、104、106、108、110‧‧‧步驟
第1圖係為一用於製造可分散的濕拭巾之適宜設備實施例之示意圖。
第2圖係為一非織造纖維網於第1圖的設備內的一位置處之示意圖。
第3圖係為一非織造纖維網於第1圖的設備內的另一位置處之示意圖。
第4圖係為一非織造纖維網之適宜實施例之仰視圖。
第5圖係為一非織造纖維網之適宜實施例之俯視圖。
第6圖係為一非織造纖維網之適宜實施例之側視圖。
第7圖係為一用於製造濕式可分散的擦拭巾之製程實施例之流程圖。
本發明之可分散的濕拭巾具有足夠的強度以經受包裝及消費者使用。其亦足夠快地喪失強度。此外，其可由具成本效益的材料與製造方法來製成。
一用來製造可分散的非織造薄片80(包括一或 更多可分散的濕拭巾)之適宜設備實施例(大致上以10標示)係顯示於第1圖中。可設想到該薄片80可包括藉該設備10製造之相互連接的可分散性濕拭巾所組成的連續纖維網，或該設備10製造之複數分離的濕拭巾所組成的單一可分散的濕拭巾。該設備10係經配置以形成一包括天然纖維素纖維14與再生纖維素纖維16的混合物之非織造纖維網11。該天然纖維素纖維14係為衍生自木本或非木本植物的纖維素纖維，其包含(但不限於)：南方軟木牛皮紙、北方軟木牛皮紙、軟木亞硫酸鹽紙漿、棉花、棉籽絨、竹子及其類似物。在一些實施例中，該天然纖維14的長度加權平均纖維長度係大於約1毫米。再者，該天然纖維14的長度加權平均纖維長度可大於約2毫米。在其他適宜的實施例中，該天然纖維14係為長度介於約0.5毫米與1.5毫米之間的短纖維。
至少有一些的天然纖維素纖維14係經原纖維化的。在一適宜的實施例中，至少50重量百分比(wt%)的天然纖維素纖維14係經原纖維化的。在一較佳實施例中，全部的天然纖維素纖維14係經原纖維化的。也就是說，在一較佳實施例中，100wt%的天然纖維素纖維14係經原纖維化的。因此，可設想到經原纖維化的天然纖維素纖維14之重量百分率係可為50與100之間的任意值。
天然纖維素纖維14的原纖維化係導致纖維外表面的若干區段(或部分)部分地從主纖維結構分離且成為微細纖維。該等微細纖維一般係以其一端附接至該主纖維結構並由該主纖維結構向外延伸至一自由端。如可容易理解到且 在下文中更詳細描述的，該等微細纖維提供額外的纖維結構以在薄片80中接合及以其他方式結合(例如，纏結、氫鍵鍵結)其他的纖維(包含其他的微細纖維)。
天然纖維素纖維14的原纖維化係可使用本領域中已知的任何適宜技術來完成。因此，可使用機械攪拌、化學處理或其組合而使天然纖維素纖維14進行原纖維化。在一適宜的實施例中，(例如)天然纖維素纖維14的原纖維化係可使用一機械性地攪拌該等纖維之精製機來完成。應注意到，天然纖維素纖維14長度的保留應維持在原纖維化過程期間。因此，於原纖維化過程期間該天然纖維素纖維14應保留其長度，使得該等纖維的長度在原纖維化之後大致上與原纖維化之前相同。
如本領域中已知的，該再生纖維16係為通過擠壓或以其他方式處理來自木本或非木本植物的再生或改質纖維素材料而獲得的人造絲。例如(但非以限制的方式)，該再生纖維16可包含一或更多的萊賽爾纖維(lyocell)、嫘縈纖維及其類似物。在一些實施例中，該再生纖維16的纖維長度係在約3至約20毫米的範圍內。再者，該再生纖維16的纖維長度可在約6至約12毫米的範圍內。此外，在一些實施例中，該再生纖維16可具有約0.7克/10,000米至約2克/10,000米範圍內的分特(decitex)。另外，其分特係可在約0.9克/10,000米至約1.1克/10,000米的範圍內。在一適宜的實施例中，該再生纖維16並未經過機械性處理來改變或以其他方式影響纖維的形狀。更具體而言，該再生纖維16並未經過原纖維化。
在一些其他的實施例中，可設想到使用合成纖維來結合(或取代)該再生纖維16。例如(但非以限制的方式)，該合成纖維可包含一更多的耐綸、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及其類似物。在一些實施例中，該合成纖維的纖維長度係在約3至約20毫米的範圍內。再者，該合成纖維的纖維長度範圍係在約6至約12毫米的範圍內。在一適宜的實施例中，該合成纖維係未經過機械性處理來改變或以其他方式影響其纖維形狀。更具體而言，該合成纖維係未經過原纖維化。
於製造該非織造薄片80時，如第1圖所示，該天然纖維14及再生纖維16係分散在一懸浮液20中而進入一流漿箱12。用來形成該懸浮液20的液體介質18係可為相容於本文所述製程之本領域中已知的任何液體介質，例如，水。在一些實施例中，該懸浮液20的稠度係可在約0.02至約0.08纖維重量百分比的範圍內。此外，該懸浮液20的稠度係可在約0.03至約0.05纖維重量百分比的範圍內。在一適宜的實施例中，於添加天然纖維14與再生纖維16之後該懸浮液20的稠度係約0.03纖維重量百分比。在流漿箱12中相對較低稠度的懸浮液20被認為可增進天然纖維14與再生纖維16的混合，因而增進該非織造纖維網11的成形品質。
在一適宜的實施例中，存在於懸浮液20內的纖維總重量之中，該天然纖維14與該再生纖維16的比例係為約80至約95wt%的天然纖維14及約5至約20wt%的再生纖維16。在另一適宜的實施例中，存在於懸浮液20內的纖維總重量之中，該天然纖維14與該再生纖維16的比例係為約90 至約95wt%的天然纖維14及約5至約10wt%的再生纖維16。在一適宜的實例中，存在於懸浮液20內的纖維總重量之中，該天然纖維14係可為總重量的90%，且該再生纖維16係可為總重量的10%。
在另一適宜的實施例中，存在於懸浮液20內的纖維總重量之中，合成纖維、天然纖維14與再生纖維16的比例係為約0至約10wt%的合成纖維、約5至約20wt%的再生纖維素纖維、以及介於約70至約95wt%的天然纖維素纖維。在一適宜的實例中，存在於懸浮液20內的纖維總重量之中，該天然纖維14係可為總重量的90%，該再生纖維16係可為總重量的5%，而合成纖維係可為總重量的5%。如上所述，可設想到該薄片80係可不含有合成纖維。
該流漿箱12係經配置以將該懸浮液20沉積至一多孔的成形網22之上，其保留住纖維以形成該非織造纖維性纖維網11。在一實施例中，該流漿箱12係經配置以在低稠度模式之下運作，如在頒予Skoog等人且讓渡給金百利克拉克國際公司之第7,588,663號美國專利中所述，其係以引用方式併入本文中。在另一適宜的實施例中，該流漿箱12係為任何一種能夠使非織造薄紙纖維網11成形之流漿箱設計，致使其具有至少18的形成量。該成形網22在一行進方向(如箭號24所示)上承載該纖維網11。該非織造薄紙纖維網11的縱軸係對準該行進方向24並在下文中被稱為「加工方向」，而一垂直於該加工方向的橫軸在下文中係被稱為「橫跨加工方向」，如箭號25所示(第2圖)。在一些實施例中，該設備10 係經配置以於該纖維網沿著成形網22行進時，從濕的非織造薄紙纖維網11抽出一部份的殘餘液體分散介質18，諸如藉由真空箱26的運作。
該設備10亦可經設置以將該非織造薄紙纖維網11從該成形網22輸送至一輸送網28。在一些實施例中，該輸送網28係於第一複數噴流30的下方以該加工方向24運載該非織造纖維網。該第一複數噴流30係可由第一歧管32所產生，該第一歧管32具有至少一列沿著橫跨加工方向25間隔開的第一噴口34(第2圖)。該第一歧管32係經配置以在第一壓力下供應液體(諸如水)至該等第一噴口34，以在各第一噴口34處產生一圓柱形噴流30。在一些實施例中，該第一壓力係在約20至約125巴的範圍內。在一適宜的實施例中，該第一壓力係介於約40至約60巴之間。
在一適宜的實施例中，各第一噴口34係為圓形且其直徑在約90至約150微米的範圍內。在一適宜的實施例中，各第一噴口34的直徑係(例如)約120微米。此外，各第一噴口34係沿著該橫跨加工方向25與相鄰的第一噴口34間隔一第一距離36。在一些實施例中，這樣的第一距離36使得由第一複數噴流30之每一噴流所移動的非織造薄紙纖維網11的第一區域38纖維，大致上不會與由該第一複數噴流30中之一相鄰噴流所移動的第二區域40纖維重疊，如第2圖所示意性顯示。相反地，第一區域38與第二區域40中之每一者內的纖維大致上係沿著第2圖中由箭號46所示之一垂直於非織造纖維網11平面(即，z方向)的軸而移動，但不明顯 與側面相鄰的纖維進行水力纏結。在一些實施例中，該第一距離36係在約1200至約2400微米的範圍內。在一適宜的實施例中，該第一距離36係約1800微米。在其他適宜的實施例中，第一複數噴流30可由任何形狀的第一噴口34所產生，或由任何經配置以類似方式沿著該橫跨加工方向25產生一列間隔開的圓柱形噴流30之噴射噴嘴及加壓裝置所產生。
可由額外的歧管(諸如在第1圖之例示性實施例中所示之在加工方向上與第一歧管32間隔開的第二歧管44)而選擇性地產生額外的第一複數噴流30。一多孔的支承織物42係經配置而使得該非織造薄紙纖維網11可從該輸送網28被輸送到該支承織物42。在一實施例中，該支承織物42係於該第二歧管44的下方以該加工方向24運載該非織造纖維網11。應理解到，運輸網或運輸織物(諸如成形網22、輸送網28及支承織物42)的數目及位置在其他實施例係可改變。例如(但非以限制的方式)，該第一歧管32係可經設置以於該非織造薄紙纖維網11被運載在該支承織物42上(而非於該輸送網28上)時處理該非織造薄紙纖維網11，或相反地該第二歧管44係可經設置以於該非織造薄紙纖維網11被運載在該輸送網28上(而非於該支承織物42上)時處理該非織造薄紙纖維網11。在另一實例中，該成形網22、輸送網28及支承織物42中之一者係可與另一者結合成單一結構網或織物，或其任一者可實施為一連串的協作結構網及輸送織物，而非單一結構網或輸送織物。
在一些實施例中，與該第一歧管32相似，該第 二歧管44包含至少一列沿著橫跨加工方向25間隔開的第一噴口34。該第二歧管44係經配置以在一第二壓力下供應液體(諸如水)至該等第一噴口34，以於各第一噴口34處上產生一圓柱形噴流30。在一些實施例中，該第二壓力係在約20至約125巴的範圍內。在一適宜的實施例中，該第二壓力係介於約40與60巴之間。此外，在一些實施例中，各第一噴口34係呈圓形，且各第一噴口34係沿著該橫跨加工方向25與相鄰的第一噴口34間隔一第一距離36，如第2圖中針對該第一歧管32所示。在其他的實施例中，該第二歧管44係可經配置成任何的其他形式而使得由第一複數噴流30之每一噴流所移動的非織造薄紙纖維網11的第一區域纖維大致上不會與由該第一複數噴流30中之一相鄰噴流所移動的第二區域纖維重疊。
再參照第1圖，該支承織物42係於第二複數噴流50的下方以該加工方向24運載該非織造纖維網11。該第二複數噴流50可藉由一具有至少一列沿著該橫跨加工方向25間隔開之第二噴口54的第三歧管52所產生。該第三歧管52係經配置以在一第三壓力下供應一液體(諸如水)至該第二噴口54，以於各第三噴口54處產生一圓柱形噴流50。在一些實施例中，該第三壓力係在約20至約125巴的範圍內。在一適宜的實施例中，該第三壓力係可在約40至約60巴的範圍內。
在一些實施例中，各第二噴口54係呈圓形且其直徑係在約90至約150微米的範圍內。另外，各第二噴口54 的直徑係約120微米。此外，各第二噴口54係沿著該橫跨加工方向25與相鄰的第二噴口54間隔一第二距離56，如第3圖所示，且這樣的第二距離56使得非織造薄紙纖維網11的纖維大致上變成水力纏結的。在一些實施例中，該第二距離56係在約400至約1000微米的範圍內。再者，該第二距離56係可在約500至約700微米的範圍內。在一實施例中，該第二距離56係約600微米。在其他適宜的實施例中，該第二複數噴流50可由任何形狀的第二噴口54所產生，或由任何經配置以類似方式沿著該橫跨加工方向25產生一列間隔開的圓柱形噴流50之噴射噴嘴及加壓裝置所產生。
可由額外的歧管(諸如在第1圖之例示性實施例中所示之第四歧管60及第五歧管62)而選擇性地產生額外的第二複數噴流50。該第四歧管60及該第五歧管62中之每一者係具有至少一列沿著該橫跨加工方向25間隔開的第二噴口54。在一實施例中，該第四歧管60及該第五歧管62各自係經配置以在該第三壓力下(即，該第三歧管52處之壓力)供應液體(諸如水)至該等第二噴口54，以於各第三噴口54處產生圓柱形噴流50。在其它適宜的實施例中，該第四歧管60及該第五歧管62中之每一者係可以該第三壓力以外之壓力而供應液體。此外，在一些實施例中，各第二噴口54係呈圓形且其直徑係在約90至約150微米的範圍內，且各第二噴口54係沿著該橫跨加工方向25與相鄰的第二噴口54間隔一第二距離56，如同該第三歧管52。在其他的實施例中，該第四歧管60及該第五歧管62各自係可經配置成任何的其他形式， 以產生可致使非織造薄紙纖維網11的纖維變成實質上水力纏結的之噴流50。
應意識到，儘管第1圖中所示之實施例具有兩個預纏結歧管(32、44)及三個水力纏結歧管(52、60、62)，但可使用任何數量的額外的預纏結歧管及/或水力纏結歧管。具體而言，成形網22、輸送網28及支承織物42中之每一者係以各自的速度在加工移動方向上運載該非織造薄紙纖維網11，且於各自的速度增加時，可能需要額外的歧管以給予該非織造纖維網11所期望的水力纏結能量。可考慮在一些適宜的實施例中省略該二預纏結歧管(32、44)中之一或二者。可進一步考慮在其它適宜的實施例中提供少於三個的水力纏結歧管(52、60、62)。
在適當情況下，未使用黏著劑(即，化學接合劑)來增補或以其他方式增強該薄片80之該等纖維14、16之間的結合度。相反地，該薄片80之該等纖維14、16之間的主要結合度係通過水力纏結而建立。與未經原纖維化的天然纖維素纖維14相比，藉由將50%(重量百分比)或更多的天然纖維素纖維14原纖維化所建立的微細纖維被認為可在該等纖維之間通過增加水力纏結度而促進更強的結合強度且因而增加其強度。如上所述，再生纖維素纖維16(以及任何有使用的合成纖維)係未經原纖維化。
在一適宜的實施例中，所產生的薄片80係具有大於約200克-力(gf)之濕橫向方向張力強度，且更佳地大於約250gf。在適當情況下，該薄片80具有介於約200gf與600 gf之間的濕橫向方向張力強度，且更佳地介於約250gf與約400gf之間。
在一實施例中，該薄片80的濕加工方向張力強度係大於其濕橫向方向張力強度。在一適宜的實施例中，舉例而言，該濕加工方向張力強度係大於該濕橫向方向張力強度至少25%。更佳地，該濕加工方向張力強度係大於該濕橫向方向張力強度至少50%，甚至更佳地大於至少75%。在一適宜的實施例中，該濕加工方向張力強度係大於該濕橫向方向張力強度至少100%。在適當情況下，該薄片80的濕加工方向張力強度係大於250gf，更佳地大於約300gf，且甚至更佳地大於350gf。在一適宜的實施例中，該薄片80具有介於約250gf與1000gf之間的濕加工方向張力強度，且更佳地介於約300gf與約800gf之間。
第1圖中所示之設備10亦可經配置以在水力纏結程序之後，從該非織造薄紙纖維網11移除所想要的殘餘流體部份(例如水)，以產生一可分散的非織造薄片80。在一些實施例中，該水力纏結的非織造纖維網11係從該支承織物42被輸送至一透乾織物72，該透乾織物72運載該非織造纖維網11通過一透氣乾燥機70。在一些實施例中，該透乾織物72係為一粗糙、高通透的織物。該透氣乾燥機70係經配置以將熱空氣傳送通過該非織造纖維網11而移除所要的流體量。因此，該透氣乾燥機70提供一相對較不壓縮的乾燥非織造薄紙纖維網11方法以產生該可分散的非織造薄片80。在其它適宜的實施例中，可使用其他方法來取代該透氣乾燥機70(或與 其結合使用)，以從該非織造纖維網11移除所要的殘餘流體量而形成該可分散的非織造薄片80。再者，在一些適宜的實施例中，該可分散的非織造薄片80可以捲繞在一捲軸上(圖中未示)以便於在進行進一步處理之前儲存及/或運送。該可分散的非織造薄片80可按需求再進行處理，例如，注入一潤濕組合物(包含水、潤滑劑、界面活性劑、香水、防腐劑、有機或無機酸、螫合劑、pH緩衝液及其類似物之任意組合)，並經裁切、折疊及包裝成一可分散的濕拭巾。
一適宜用於製造可分散的非織造薄片80之方法100係列於第7圖中。該方法100包含以約80至約95重量百分比的天然纖維14(其中至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的)與約5至約20重量百分比的再生纖維16之比例將天然纖維14及再生纖維16分散102在一液體介質18中以形成一懸浮液20。其亦包含將該懸浮液20沉積104在該多孔成形網22上以形成該非織造纖維網11。該方法100進一步包含以該第一複數噴流30噴射106該非織造纖維網11，各噴流30係與相鄰的噴流間隔一第一距離36。此外，該方法100包含以該第二複數噴流50噴射108該非織造纖維網11，各噴流50係與相鄰的噴流間隔一第二距離56，其中該第二距離56係小於該第一距離36。該方法100並包含乾燥110該非織造纖維網11以形成該可分散的非織造薄片80。
使用上述方法所製造之一適宜的非織造薄片80實施例係顯示於第4圖、第5圖及第6圖之中。該非織造薄片80之底側82(即，於製造期間與該成形網22、輸送網28 及支承織物42接觸的一側)之部分放大圖係顯示於第4圖中。該非織造薄片80之頂側84(即，相對於該底側82的一側)之部分放大圖係顯示於第5圖中。如在第5圖中最清楚所見，該非織造薄片80包含沿著加工方向24有相對較高纏結度的絲帶狀結構86，每一絲帶狀結構86在橫跨加工方向25上係以大約相等於該第二複數噴流50的第二噴口54之間的第二距離56而間隔開。此外，在該等絲帶狀結構86之間的某些位置上可見到孔洞88，如在第4圖及第5圖中所示。由於在水力纏結製程期間該等噴流30、50高度衝擊靠近底面82的輸送網28，該等孔洞88通常在底面82上較為明顯。如第6圖中之非織造薄片80的部分側視圖中可見，該非織造薄片80的某些區域90在整個薄片80的厚度上顯示出較少的纖維纏結，且在垂直於薄片80平面的方向46上有較大的位移。當從頂部或底部察看時，此較為明顯的區域90係可顯現為孔洞88。
實例
複數個分離的單個可分散性非織造薄片80(即，單個的濕拭巾)係以下文所述方式製備。為準備全部的薄片，選用北方軟木牛皮紙做為天然纖維14，及選用商標名為TENCEL®之纖度約1.7丹尼的萊賽爾纖維做為再生纖維16。使用於每一樣本薄片中的再生纖維16標稱長度係列於表1如下。具體而言，樣本係使用標稱長度為6毫米及12毫米的再生纖維16所產生。
用以形成該等樣本薄片中之每一者之再生纖維 與天然纖維的總重量百分比係亦列於表1之中。如在表1中所見，該再生纖維16構成每一樣本薄片的5wt%或10wt%，而該天然纖維素纖維構成該樣本薄片剩餘的90wt%或95wt%。於天然纖維素纖維之中，樣本係以沒有天然纖維素纖維被原纖維化(即，0wt%)、50%的天然纖維素纖維被原纖維化(即，50wt%)、以及全部的天然纖維素纖維被原纖維化(即，100wt%)之方式來製造。
該等樣本薄片的標稱基本重量範圍從每平方米約62克至約每平方米69克。該等樣本薄片中之每一者的標稱基本重量係列於表1之中。
為準備全部的實例，該第一複數噴流30係由第一及第二歧管所提供，而該第二複數噴流50係由第三、第四及第五歧管所提供。該支承織物的行進速率為30米/分鐘。該第一歧管係具有在該橫跨加工方向上間隔1800微米之120微米噴口，而該第二、第三、第四及第五歧管各自具有在該橫跨加工方向上間隔600微米之90微米噴口。對於一給定的樣本而言，該第一、第二、第三、第四及第五歧管各自係在相同的壓力下運作，且其壓力係列於表1之中。具體而言，對於該等歧管中之每一者其壓力係設定在20、40、60、80或100巴。
由各實例所產生之可分散的非織造薄片80之強度係藉由測量加工方向上的濕張力強度、橫跨加工方向上的濕張力強度、以及濕破裂強度而評估。張力強度係使用恆定拉長速率(CRE)張力試驗機來測量，該張力試驗機具有1英吋的鉗口寬度(樣本寬度)、3英吋(量規長度)的試驗跨距、以及25.4公分/分鐘的鉗口分離速率，在薄片吸收自來水4分鐘後，接著在商標名為Viva®的乾紙巾上排掉水20秒。此排水程序導致濕成份為乾重的200%±50%。這在每次試驗之前藉由稱重樣本而核實。使用JDC精準樣本切割器(Thwing-Albert儀器公司，賓州費城，型號JDC3-10，序號37333)從該等樣本薄片中之每一者的中心，在指定的加工方向(MD)或橫跨加工方向(CD)定向切成一英吋寬的長條。「MD張力強度」係為樣本在加工方向上被拉到斷裂時的最高負荷(以克-力/英吋樣品寬度為單位)。「CD張力強度」係為樣品在橫跨方向上被拉到斷裂時的最高負荷(以克-力/英吋樣品寬度為單位)。
濕破裂強度係藉由使用該張力試驗機測量使樣品破裂或撕裂所需的力量而判定。待測試的樣本係經水平固定懸掛。試驗機的壓腳係下降到樣本上直至其撕裂。該試驗機記錄了撕裂該樣本所需的最高負荷。該張力試驗機係配備有一電腦化數據採集系統，其能夠計算兩預定距離(15-60毫米)之間的最高負荷與能量。該試驗機的壓腳為鋁材，其長度為4.5英吋，直徑為0.50英吋，且於末端處的曲率半徑為0.25英吋。
用於測量每一樣本之濕張力強度與濕破裂強度 的儀器為MTS System Sinergie 200型，且其數據擷取軟體為使用於Windows Ver.4.0中的MTS TestWork®(購自MTS Systems公司，Eden Prairie，明尼蘇達州)。測力計為MTS 50 Newton最大測力計。對於濕張力強度，鉗口之間的量規長度為4±0.04英吋，而頂部與底部鉗口係使用最大值60 P.S.I.的氣動操作。斷裂敏感度係設定在70%。數據擷取速率係設定為100Hz(即，每秒100個樣品)。樣本係置於儀器的鉗口內，於垂直方向及於水平方向兩者的中心處。接著開始試驗並於作用力下降至峰值的70%時結束。該最高負荷係以克-力來表示並記錄為該樣品的「MD張力強度」或「CD張力強度」。對於濕破裂強度，壓腳係以16英吋/分鐘的速率下降到樣本上直至樣本撕裂。該最高負荷(克力)為該樣本之濕破裂強度。
該等樣本中之每一者的可分散度係使用晃動盒試驗設備對於INDA/EDANA方法FG502所描述方式而量測。晃動盒試驗係使用一實驗室規模的設備來評估可沖式消費性產品行進通過廢水收集系統時的破裂或分散度潛勢。在此試驗中，一乾淨的塑膠槽中係裝有產品及自來水。接著藉由一凸輪系統以指定的轉速將該容器前後搖動以模擬汙水在收集系統中的移動。最初的破裂點及產品被分散成1英吋x 1英吋(25 x 25mm)的時間係記錄在實驗記錄簿中。此1英吋x 1英吋(25 x 25mm)尺寸係為一個使用參數，因為這降低了產品識別的可能性。
將4公升的21℃自來水置於塑膠容器/槽內。計時器設定為3小時，且循環速率設定為15rpm。第一次破裂 與完全分散成1英吋碎片的時間係記錄在實驗記錄簿中。於第一次破裂與1英吋碎片結束時點亦拍攝該等樣本的照片。
當產品達到沒有碎片大於1英吋x 1英吋(25mm x 25mm)平方英吋的分散點或達到3小時(180分鐘)的時候(視哪一者先到來)，結束該試驗。
濕CD張力強度、濕MD張力強度、濕破裂強度及晃動盒可分散性試驗的結果係記錄於表1中。如其中所提供，水力纏結壓力、再生纖維的重量百分比、再生纖維的長度、天然纖維素纖維的重量百分比、以及經原纖維化的天然纖維素纖維的重量百分比，皆有助於樣本的強度及可分散性。經發現在本發明範疇內之在相對較低的壓力及因而相對較低的水力纏結能量下所產生之可分散的非織造薄片展現了出乎意料好的強度與可分散性組合。更具體而言，樣本1、3、8、11、13及15係落入本發明之範疇內。
例如樣本1及3，其係以10wt%的再生纖維(其長度大約為12毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，且其顯示出良好的強度與可分散性組合。樣本1係使用20巴(bars)的壓力形成，而樣本3係使用40巴的壓力形成。關於強度方面，樣本1及3分別展現出大約260gf及360gf的濕CD張力強度，以及分別為大約350gf及430gf的濕MD張力強度。樣本1及3的破裂強度係分別大約為610gf及860gf。因此，樣本1及3的強度明顯在可接受的範圍之內，以在使用期間經受置於該薄片上的力量。關於可分散性方面，樣本1及3 在晃動盒中係分別以少於24分鐘及74分鐘的時間分散成小於1英吋的碎片。因此，這些樣本皆展現出可接受的可分散性。
樣本5係在60巴的壓力下以10wt%的再生纖維(其長度大約為12毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，其顯示出良好的強度但是不能接受的可分散性。關於可分散性方面，樣本5在晃動盒中係以約180分鐘的時間分散成小於1英吋的碎片。就本申請案的目的而言，對於樣本分散成小於1英吋的碎片若晃動盒的結果係少於180分鐘則其可分散性是可接受的，更佳地為少於90分鐘，且甚至更佳地為少於60分鐘。可容易理解到，該等樣本更快分散成小於1英吋的碎片更好。
樣本6係在20巴的壓力下以10wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，其顯示出良好的可分散性但是不能接受的強度。例如，關於強度方面，樣本6展現出約180gf的濕CD張力強度，而這被認為是太低而無法在使用期間承受施加在薄片上的力量。
樣本8及13係以5wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與95wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，且其顯示出良好的強度與可分散性組合。樣本8係使用40巴的壓力形成，而樣本13係使用60巴的壓力形成。關於強度方面，樣本8 及13分別展現出大約215gf及225gf的濕CD張力強度，以及分別為大約320gf及345gf的濕MD張力強度。樣本8及13的破裂強度係分別大約為330gf及410gf。因此，樣本8及13的強度明顯在可接受的範圍之內，以在使用期間經受置於該薄片上的力量。關於可分散性方面，樣本8及13在晃動盒中係分別以少於31分鐘及112分鐘的時間分散成小於1英吋的碎片。因此，這些樣本皆展現出可接受的可分散性。
樣本10係在40巴的壓力下以10wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中半數(即50%)的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，其顯示出良好的可分散性但是不能接受的強度。例如，關於強度方面，樣本10展現出約170gf的濕CD張力強度，而這被認為是太低而無法在使用期間承受施加在薄片上的力量。
樣本11係以10wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，其顯示出良好的強度與可分散性組合。樣本11係使用40巴的壓力而形成。關於強度方面，樣本11展現出大約210gf的濕CD張力強度及大約450gf的濕MD張力強度。樣本11的破裂強度大約為510gf。因此，樣本11明顯在可接受的範圍之內，以在使用期間經受置於該薄片上的力量。關於可分散性方面，樣本11在晃動盒中係以少於75分鐘的時間分散成小於1英吋的碎片。因此，樣本11展現出可接受的可分散性。
樣本15係以10wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中半數(即50%)的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，其顯示出良好的強度與可分散性組合。樣本15係使用60巴的壓力而形成。關於強度方面，樣本15展現出大約225gf的濕CD張力強度及大約410gf的濕MD張力強度。樣本15的破裂強度大約為530gf。因此，樣本15明顯在可接受的範圍之內，以在使用期間經受置於該薄片上的力量。關於可分散性方面，樣本15在晃動盒中係以少於82分鐘的時間分散成小於1英吋的碎片。因此，樣本15展現出可接受的可分散性。
樣本16係在60巴的壓力下以10wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與90wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，其顯示出良好的強度但是不能接受的可分散性。關於可分散性方面，其在晃動盒中耗費超過180分鐘的時間讓樣本16分散成小於1英吋的碎片。
樣本18及20係分別在80巴及100巴的壓力下以5wt%的再生纖維(其長度大約為6毫米)與95wt%的經原纖維化天然纖維素纖維(其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化)形成，且其顯示良好的強度但是不能接受的可分散性。關於可分散性方面，其在晃動盒中耗費超過180分鐘的時間讓樣本18及20分散成小於1英吋的碎片。
因此，本發明之可沖式濕拭巾之使用中強度係足以經受使用者從分配器抽出及使用者的擦拭活動，但其隨後 相對快速地喪失強度以增進與家用及都會衛生處理系統(諸如下水道或化糞池系統)的相容性。因為在未使用網眼材料或黏合熱塑性塑料的情況下來達到本發明所揭示擦拭巾的強度，該擦拭巾的可分散性仍保持相對較高。此外，通過使用90至95%的天然纖維素纖維及僅5至約10%的較昂貴再生纖維，可顯著降低製造該擦拭巾的相關成本。並通過在製造過程中不使用任何黏著劑(例如，可觸發的鹽敏性黏合劑)而實現額外的成本節約。
基於簡短及簡明的益處，在本發明內容中所述的任何數值範圍係考慮到在該範圍內的全部數值，以及可被解釋來支持在申請專利範圍內所引用的任何含有結果變數的子範圍，該結果變數係為所討論的特定範圍內的全部數值。以一個假設的例子來說，揭示內容為1~5的範圍應被認為支持下列任何範圍的請求項：1至5；1至4；1至3；1至2；2至5；2至4；2至3；3至5；3至4及4至5。
儘管已說明及描述本發明之特定實施例，但在不偏離本發明的精神及範疇之情況下對於熟習該項技藝者而言進行各種其他改變及修改是顯而易見的。因此本發明意欲將所有這類的改變及修改涵蓋在所附申請專利範圍中，使其落在本發明之範疇內。
100‧‧‧方法
102、104、106、108、110‧‧‧步驟

Claims (25)

  1. 一種可分散的濕拭巾，其包括含量等於或少於20重量百分比之再生纖維素纖維以及含量等於或大於80重量百分比之天然纖維素纖維，至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的，且該再生纖維素纖維及該天然纖維素纖維係水力纏結的，使得該纖維網具有至少200克/英吋的濕CD張力強度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維的含量係等於或少於10重量百分比，而該天然纖維素纖維的含量係等於或大於90重量百分比。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化的。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中該纖維網係包括介於5與10重量百分比之間的再生纖維素纖維以及介於90與95重量百分比之間的天然纖維素纖維。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中該非織造薄片纖維網係具有至少250克/英吋的濕CD張力強度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之可分散的濕拭巾，其中該非織造薄片纖維網係具有至少300克/英吋的濕CD張力強度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中該天然纖維素纖維係為軟木木漿。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中該再 生纖維素纖維係具有約4毫米至約15毫米範圍內的長度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有約6毫米至約12毫米範圍內的長度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有介於0.7克/10,000米與2克/10,000米之間的分特(decitex)。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有介於0.9克/10,000米與1.1克/10,000米之間的分特(decitex)。
  12. 一種可分散的濕拭巾，其包括介於0與10重量百分比之間的合成纖維、介於5與20重量百分比之間的再生纖維素纖維以及含量介於70與95重量百分比之間的天然纖維素纖維，至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的，且該再生纖維素纖維及該天然纖維素纖維係水力纏結的，使得該纖維網具有至少200克/英吋的濕CD張力強度。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之可分散的濕拭巾，其中100%的天然纖維素纖維係經原纖維化的。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之可分散的濕拭巾，其中該纖維網係具有大於纖維網CD張力強度之MD張力強度。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之可分散的濕拭巾，其中該非織造薄片纖維網係具有至少250克/英吋的濕CD張力強度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之可分散的濕拭巾，其中該非織造薄片纖維網係具有至少300克/英吋的濕CD張力強 度。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之可分散的濕拭巾，其中該濕拭巾不包括合成纖維，而包括介於5與20重量百分比之間的再生纖維素纖維，以及含量介於80與95重量百分比之間的天然纖維素纖維。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之可分散的濕拭巾，其中該天然纖維素纖維係為軟木木漿。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有約4毫米至約15毫米範圍內的長度。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有約6毫米至約12毫米範圍內的長度。
  21. 如申請專利範圍第12項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有介於0.7克/10,000米與2克/10,000米之間的分特。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之可分散的濕拭巾，其中該再生纖維素纖維係具有介於0.9克/10,000米與1.1克/10,000米之間的分特(decitex)。
  23. 一種製造可分散的非織造薄片之方法，該方法包括：以約80至約95重量百分比的天然纖維素纖維與約5至約20重量百分比的再生纖維素纖維之比例，將天然纖維素纖維與再生纖維素纖維分散在一液體介質中以形成一懸浮液，且至少50%的天然纖維素纖維係經原纖維化的； 將該懸浮液沉積在一成形表面上以形成一非織造纖維網；使用複數個水力纏結噴流以水力纏結該非織造纖維網的天然纖維素纖維與再生纖維素纖維，該等噴流中之每一者在該非織造纖維網上所給予的壓力係介於約20巴(bars)與約80巴之間；以及乾燥該非織造纖維網以形成該可分散的非織造薄片。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該等噴流所給與的總能量係介於約0.02千瓦-小時/公斤與約0.2千瓦-小時/公斤之間。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中乾燥該非織造纖維網包括在一透乾織物上裝載該非織造纖維網通過一透氣乾燥機。
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