TWI648025B - 洗滌物品以及製造與使用方法 - Google Patents

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勞倫 寇恩 卡拉森
約翰 麥克 布萊登尼爾
羅伯特 瓊 麥奇
史蒂芬 馬克 賽諾奇
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Abstract

本發明揭示一種洗滌物品以及製造與使用之方法，該洗滌物品包含具有半密實纖維層的單塊不織墊，該半密實纖維層與該單塊不織墊成一體並提供該單塊不織布的主表面。

Description

洗滌物品以及製造與使用方法
不織物品經常用於清潔各種表面，例如，接觸食物的表面以及類似物。
廣泛地總結，本文揭示一種包含單塊不織墊的洗滌物品，該單塊不織墊包含至少一第一半密實纖維層，該至少一第一半密實纖維層與該單塊不織墊形成一體並提供該單塊不織墊的第一主表面。這些以及其他的態樣，包括製造與使用該物品的方法，將會在下列詳盡的描述後而為顯而易見。然而，不論此申請標的是出現在初始申請的申請書中之申請專利範圍內，或在修訂或申請答辯過程中所提出的申請專利範圍內，此廣泛之發明內容絕不應被解釋為限制可主張的申請標的。
1‧‧‧洗滌物品
100‧‧‧單塊不織墊
102‧‧‧內層
104‧‧‧第一主表面
106‧‧‧代表性虛平面
108‧‧‧第二主表面
110‧‧‧第一短纖維
112‧‧‧第二短纖維
116‧‧‧片段
120‧‧‧黏合劑
140‧‧‧第一半密實纖維層
142‧‧‧內邊界
160‧‧‧陣列
162‧‧‧洗滌主體
164‧‧‧向內部分
166‧‧‧向外部分
167‧‧‧邊緣
168‧‧‧向外表面
172‧‧‧顆粒添加劑
180‧‧‧第二半密實纖維層
182‧‧‧第二陣列
184‧‧‧洗滌主體
190a‧‧‧邊緣
190b‧‧‧邊緣
190c‧‧‧邊緣
190d‧‧‧邊緣
圖1係本文所揭示之例示性洗滌物品的俯視圖。
圖2係本文所揭示之例示性洗滌物品之部分的側視示意圖。
圖3係本文所揭示之另一例示性洗滌物品之部分的側視示意圖。
圖4係本文所揭示之例示性洗滌本體的側視示意圖。
圖5係本文所揭示之例示性工作例單塊不織墊的主表面的光學顯微圖。
圖6係放置於比較例洗滌物品旁的例示性工作例洗滌物品的光學照片。
各圖式中相似的參考編號代表相似的元件。某些元件可存在完全相同或均等倍數之數量；在此種情況下，只有一或多個代表性的元件會被指定參考編號，但應理解此等參考編號適用於所有此等元件。圖1至圖4並不是按照比例的而是為說明本發明之不同實施例的目的而被選定。具體而言，各種組件的尺寸僅供例示說明，且不應從圖1至圖4推測各種組件的尺寸之間的關係。雖然在本揭露中可使用如「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「在......之下」、「在......之上」、「前」、「後」、「上」及「下」、以及「第一」及「第二」之用語，但應理解那些用語係以其相對意義來使用，除非另有說明。如本文中所使用，用語「向內」意指，沿著大致上沿物品最短尺寸定向(即，厚度尺寸而不是長度或寬度尺寸)的軸，朝向位在物品中心的虛平面。用語「向外」意指大致上遠離此平面的方向。在本文中用作為特性或屬性的修飾詞之用語「大致上」，除非另外特別定義，否則其意指該特性或屬性將為所屬技術領域中具有通常知識者可輕易辨認者，而不需要絕對精準或完美匹配(例如，在可量化特性的+/- 20%之內)。除非另外特別定義，否則用語「實質上」意指高度近似(例如，在可 量化特性之+/- 10%之內)，但是同樣不需要絕對精準或完美匹配。諸如相同、相等、均勻、恆定、嚴格地等用語，係被理解為在適用於特定環境的通常公差或測量誤差之內，而非要求絕對精準或完美匹配。
圖1顯示例示性洗滌物品1的俯視圖。洗滌物品，係泛指任何在其主要的至少一第一表面上包含洗滌主體162之陣列160的物品，洗滌主體162經組態而使得物品1的第一表面104與一表面(例如接觸食物表面)接觸並在該表面附近移動時，洗滌主體162可移除出現在(例如，黏在)該表面上的物件。
洗滌物品1包括單塊不織墊100，其包括內層102、第一主表面104、以及第二主表面108，如在圖2及圖3中最容易看出。不織墊100可為任何合適的不織纖維網，例如氣流成網纖維網、梳理纖維網、熔紡纖維網、縫編纖維網、濕式成網纖維網、熔噴纖維網等。單塊(monolithic)，係意指墊100的組成物(即，就存在的各種組成物之纖維百分比來說)係遍布墊100的整個厚度(包含主表面104以及108)而為至少實質上相同(請注意，這並不排除此種纖維所具有的集合密度係遍布墊100的整個厚度而為不同，如之後詳細討論)。就定義而言，單塊一詞並不包含藉由層合或其他方式將一不織墊附接於另一墊所形成的墊，即使此種墊可能具有相似或相同的組成物。
本文中所述之單塊不織墊包括至少一些藉由纖維-纖維熔融接合(fiber-fiber melt-bonding)而與彼此接合的不織纖維。特定而言，單塊不織墊100包括至少一些遍布墊100之內層102以及在本文 後述之半密實纖維層140中的纖維-纖維熔融接合。在一些實施例中，墊100的至少一些纖維可為短纖維(staple fiber)，其在本文中定義為被切成可識別(例如，預定)長度的纖維。因此，短纖維可與基本上連續的纖維(例如，熔紡纖維以及類似物)區分。短纖維一般經形成及固化並接著被切成一長度，然後被併入不織纖維網中(對照於以例如熔紡或熔噴纖維之方式係例如直接地收集成網)。可使用任何選自例如合成纖維以及天然產生纖維之合適的短纖維。合適的合成纖維可包含有機熱塑性聚合物材料，其可經例如擠壓、熔紡、溶紡(solvent-spun)等。此種材料的非限制性實例可包含：諸如聚己內醯胺(polycaprolactam)(尼龍6)以及聚六亞甲己二醯胺(polyhexamethylene adipamide)(尼龍6,6)的聚醯胺類，諸如聚丙烯以及聚乙烯的聚烯烴類，諸如聚對苯二甲酸乙二酯之聚酯類，諸如由丙烯腈所形成者之丙烯酸纖維等等。其他可能的合適纖維包含天然產生的纖維，諸如由棉、嫘縈、絲、黃麻、竹、瓊麻、羊毛、大麻、猪鬃、纖維素等所製成者。如果期望的話，可使用基於陶瓷或金屬的纖維。任何此種纖維可為處女纖維或可回收自例如服裝剪裁、地毯製造、纖維製造、紡織品製程等。可使用任何合適的纖維類型或組成物的摻合物以及混合物。在一些實施例中，墊100的至少一些纖維可為第一短纖維110，其展現第一熔點(該第一熔點係較第二短纖維(若有)的第二熔點為高，如下所討論)。此種第一短纖維110可賦予墊100例如剛性、強度、膨鬆度、回彈性等，且可選自例如上方所列之纖維中的任一者。在特定實施例中，第一短纖維110可包含聚對苯二 甲酸乙二酯(PET)，此用語係廣泛地被使用為包含任何包括PET單元的摻合物、共聚物以及類似物。
在一些實施例中，墊100的至少一些纖維可為係為黏結纖維的第二纖維112。在此背景中，黏結纖維係任何包括至少一主要組分展現低於第一短纖維110的第一熔點的第二熔點之纖維(例如，短纖維)。此種黏結纖維(例如，當如下所述般被加熱並接著冷卻時)可在黏結纖維與第一短纖維之間的接觸點處提供熔融接合(當然也會在黏結纖維自身之間發生熔融接合)。在一些實施例中，此種黏結纖維可為雙組分纖維(根據常見的使用方法，此用詞並不限於只有兩種組分的纖維，而是包含任何所欲數量組分的多組分纖維)。此種雙組分纖維包含至少一組分，其展現低於第一短纖維之第一熔點的第二熔點，且進一步包含至少一額外組分，其展現高於雙組分纖維之第二熔點的第三熔點。此種雙組分纖維的此種較高熔點組分經常可存在為纖維芯，而較低熔點的組分則存在為鞘(雖然可使用任何合適的組態，例如，並列)。第三熔點可為(但不是必須一定要)數值上相似於如上所述之第一短纖維的第一熔點。在各種特定實施例中，此種雙組分纖維的較高熔點組分可選自例如聚酯類(例如，聚對苯二甲酸乙二酯)、聚(苯硫醚)類、聚醯胺類(例如，尼龍)、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺或聚烯烴(例如，聚丙烯)。可依所欲選擇雙組分纖維的較低熔點組分。在許多實施例中，此種組分可具有大致上相似於較高熔點組分的化學組成，但可具有不同的晶體結構，可具有較高非晶質聚合物含量等，以便展現較低熔點。或著，雙組分纖維的較低熔點組分可具有不同於雙 組分纖維之較高熔點組分的化學組成。此種不同可以是因為例如納入單體單元至共聚物材料中，或使用完全不同的聚合物材料都有可能。
在一些實施例中，第二(黏結)纖維112可為單組分纖維，其展現較第一纖維110之第一熔點為低的熔點。所屬技術領域中具有通常知識者將會輕易地瞭解當升至足夠高的溫度時，黏結纖維(不論單組分或雙組分)將會軟化並例如至少部分地熔化。此種纖維接著可在冷卻以及再固化時即熔融接合至纖維110(及/或與彼此熔融接合)，因此用於將纖維團塊轉變成至少部分地自支撐的墊(可使用下方所討論的黏合劑進一步地強化該墊)。單組分黏結纖維可稍微不同於雙組分黏結纖維，因為在一些例子中，單組分黏結纖維可熔化以致部分地、幾乎是完全地、或完全地在黏合過程中失去其纖維狀形式，而雙組分纖維因存在著較高熔點組分(例如，在纖維芯中)故通常至少部分地保持其纖維狀形式。可單獨或組合使用任一類型的黏結纖維。
短纖維110及/或黏結短纖維112可為經捲縮(crimped)或未經捲縮。使用捲縮纖維可有益地增強不織墊100之膨鬆度及/或回彈性。捲縮纖維可輕易地從各種來源取得。或著，可使用填塞箱(stuffer-box)、齒輪捲縮裝置(gear crimper)或類似物來捲縮任何合適的纖維。如果纖維經捲縮，捲縮的程度可在例如每公分2至12個捲曲的範圍中變化。在各種實施例中，捲縮纖維可展現例如約35%至約70%之捲曲指數(利用Charmoille之美國專利申請公開號2007/0298697中概述之程序所量測，為此目的將該案併入本文以供參照)。如本文中所使用之短纖維(不論是否經捲縮)可為任何合適的長 度；例如，0.5至15公分。如本文中所使用之短纖維可為任何合適的丹尼；例如，約1至約200。在特定實施例中，短纖維(110以及112)可各自在約6至約20丹尼的範圍中變化。任何此種纖維可具有任何所欲之橫剖面形狀(例如，圓形、三角形、方形、多瓣的、空心的、溝紋的等等)。在一些實施例中，短纖維(110以及112)可為疏水性纖維而非親水性纖維。所屬技術領域中具有通常知識者將會理解許多習用纖維(例如，許多聚酯類、聚烯烴類、聚醯胺類等)在本質上固有地為疏水性，除非選擇特定組成物及/或表面加工劑。
單塊不織墊100包含至少一種黏合劑120，其係以小球形式分布於墊100各處(即，從主表面104至主表面108，包含墊100之內層102的最內部分)，至少一些黏合劑將墊之至少一些纖維黏結至墊之其他纖維。用語小球(globule)係用於廣泛地包含任何形狀或長寬比之一塊黏合劑120，請注意此種小球在形狀上並不必然一定要是球形或甚至近似為球形的。圖2及圖4中之例示性示意圖展示了許多的黏合劑120小球。雖然一些小球可沿著纖維延伸相當大的長度，及/或可以接觸其他小球(例如，以便形成黏合劑小球之至少部分網絡)，但其中黏合劑小球如此處所描述般分散於墊100各處的配置，與例如其中不織墊的間隙空間完全被黏合劑填滿的配置是有所區別的。
黏合劑小球120經常可藉由浸漬黏合劑前驅物進入不織墊100中，並接著將黏合劑前驅物轉化成黏合劑120之方式而得出。可使用任何合適的黏合劑前驅物(注意，雖然在本技術領域中，這樣的材料經常被稱為黏合劑，但嚴格上來說大多數這種材料係以黏合劑 前驅物的形式所供應，其經轉化而成真正的黏合劑)。在至少一些實施例中，此種黏合劑前驅物可以流動性材料(例如，樹脂)的形式所提供，該流動性材料係經浸漬至墊100並接著藉由熱被轉化成黏合劑(不論是藉由交聯的促進、水及/或溶劑的去除、或藉由此等機制的組合)。在一些實施例中，此種黏合劑前驅物可提供為流動性材料(例如，作為熱熔黏合劑前驅物)，該流動性材料經浸漬入墊10並接著冷卻而轉化成為黏合劑。合適之黏合劑前驅物的非限制性表單包含：例如，丙烯酸樹脂、酚樹脂、腈樹脂、乙烯乙酸乙烯酯樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、聚脲或脲甲醛樹脂、異氰酸樹脂、苯乙烯-丁二烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸樹脂、乙烯丙烯酸樹脂、氨基樹脂、三聚氰胺樹脂、聚異戊二烯樹脂、環氧樹脂、乙烯系不飽和樹脂、以及其組合。所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解此種樹脂包含熱固性以及熱塑性樹脂兩者。在一些實施例中，此種黏合劑前驅物可非常方便地被施用，例如，作為含水的混合物(例如，如乳膠)，並可選擇性地包含一種交聯劑，其促進樹脂中聚合物的交聯。合適之黏合劑前驅物的非限制性實例包含，例如，購自Mallard Creek Polymers(North Carolina,USA)之Rovene 5900、由Dow Company(New Jersey,USA)所製造及販售之Rhoplex TR-407、以及由AP Resinas(Mexico City,Mexico)所製造及販售之Aprapole SAF17。各種類型之黏合劑以及黏合劑前驅物在Chou之美國專利號6312484以及Arellano之美國專利公開案號20120064324中詳細地被討論，為此目的，此兩案之全文皆併入本文以供參照(注意，Chou係將此種黏合劑併入至漿體中，該漿體係被塗 布於不織纖維網的表面上而不是將此種黏合劑浸漬入例如完全通過纖維網的厚度)。
從本文討論中將顯而易見的是，在許多實施例中，黏合劑120之主要功能可為增強墊100的強度(而不是例如將研磨顆粒保持在墊100中或上的適當位置處)。因此，在一些實施例中，黏合劑120可不包含任何種類之任一研磨顆粒(例如，不含經常使用的無機磨料，諸如氧化鋁等等)。然而，在其他實施例中，如果期望的話，黏合劑120可包含研磨顆粒(例如，任何一種於此後所列之研磨顆粒)。如果期望的話，黏合劑120中可存在任何填料、添加劑、加工助劑以及類似物以用於任何目的。
半密實纖維層
如圖2及圖3中之例示性示意圖中所見，單塊不織墊100包括第一半密實纖維層140。「半密實」係意指在層140中，所存在之纖維(例如，纖維110以及112)的體積密度(即，每空間體積之纖維體積)係至少較其在墊100之內層102中者為高。此種配置顯示於圖2之例示性示意圖中。在至少一些實施例中，所存在之黏合劑120於層140中的密度亦可較其在墊100的內層102中者為高，同樣地如顯示於圖2之例示性示意圖中。將層140的特徵描述為「半密實纖維」層，係用於強調層140係至少大致上維持其纖維本質且並未被密實化或被壓實至成為連續性的(或甚至顯著地連續性的)表層的程度。此圖示於圖5中，其顯示試驗性地獲得的代表性工作例不織墊 100的層140之俯視圖，且其確認層140基本上維持了纖維性與高度多孔性的本質。因此，層140係與例如連續性的表層有所區別。
因此將瞭解的是，半密實纖維層140在特徵上並非必然與墊100的內層102非常不同；而是，纖維與黏合劑存在於層140中之密度較其於內層102中者為高。不過，半密實纖維層140的存在可具有深遠且有益的功效，如此後所討論。在一些情況下，此較高密度可針對層140相較於墊100的內層102之固性，就「固性」方面來描述其特徵(「固性(solidity)」之用語係在例如Fox的美國專利號8162153第3段第17至24行以及第11段第50行至第12段第3行中詳細地被描述，為此目的，該部分係併入本文以供參照)。在各種實施例中，層140所展現之固性可大於不織墊100之內層102的固性至少約10%、20%、或30%。在進一步實施例中，層140所展現之固性可大於不織墊100之內層102的固性最多約120%、80%、60%、或40%。在一些情況下，層140可為例如太薄而使得依據美國專利8162152中概述的步驟測量層140的固性變得困難。在這樣的情況下，固性可藉由例如光學測量方法、X射線顯微斷層掃描或相似方法來估算。
半密實纖維層140與單塊不織墊100成一體(意指至少一些提供層140的纖維段係具有其他延伸入墊100之內層102的片段的纖維片段)並包括提供墊100之第一主表面104的向外主表面。層140經常可自主表面104向內地延伸僅一段非常短的距離(經常小於約200微米)而朝向墊100之內層。在一些實施例中，半密實纖維層 140可向內延伸進入墊100達一段不多於10%、5%、2%、1%、或0.5%之墊100的總厚度的距離(其中墊100之總厚度係沿著第一主表面104與第二主表面108之間的最短尺寸所量測)。依絕對值計算，在各種實施例中，半密實纖維層140可向內延伸進入墊100達一段不多於約400、200、100、40、或20微米的距離。半密實纖維層140的內邊界有時候可很容易被看見，如在圖2中元件符號142所標示。然而，在一些情況下，半密實纖維層140與墊100之內層102之間的轉換可有相當清楚的界線(如圖2之例示性圖示)，在其他情況下，該轉換可係較為逐漸的。
洗滌主體
不織墊100之第一主表面104包括空間分隔之洗滌主體162的陣列160，如圖1之例示性示意圖中所示。空間分隔之主體的陣列係意指，洗滌主體62集合佔據低於約50%之主表面104的面積，使得表面104之暴露面積(如藉由例如墊100之纖維的向外纖維段所提供)在主體162之間呈現。在各種實施例中，洗滌主體162可集合佔據低於約40%、30%、20%、或10%之主表面104的面積。在進一步實施例中，洗滌主體162可集合佔據多於約5%、10%、20%、或30%之主表面104的面積。在各種實施例中，陣列160可經組態而使得主體162係呈現如不與彼此接觸之分立的島狀(如圖1之例示性圖解)、或如非相交之條帶、如相交條帶之格狀等等。可使用任何合適的圖案，不論隨機或規律的，重複或不重複等等。個別主體162可為任 何期望的形狀(例如，圓形或大致上圓形的點、方形、不規則形狀等)以及長度/寬度之長寬比(注意，用語條帶並不限於直線形狀，而是包含任何期望的弧形形狀)。
洗滌主體係意指主體162包含至少一個具有足以提供洗滌功能之硬度的組分。此種組分可為具有莫氏硬度至少為3的任何合適材料，為了方便將於本文中稱該材料為研磨材料(雖然莫氏標度最初是針對礦物所發展出來的，但所屬技術領域中具有通常知識者將會瞭解其係直接的耐刮測試，其可應用在任何期望的材料)。在一些實施例中，此種組分可為例如顆粒添加劑172，其係與用於形成主體162之前驅物樹脂相結合(例如，混合入)，或在樹脂設置於主表面104上之後分散於前驅物樹脂上。在一些實施例中，此種顆粒添加劑可為任何熟知的無機材料(即，研磨顆粒)，其展現例如8至10範圍內的莫式硬度(例如，氧化鋁、碳化矽、鋁礬土氧化鋯、氧化鈰、立方氮化硼、鑽石、石榴石、任何合適的陶瓷、以及前述的組合)。在其他實施例中，此種顆粒添加劑可包含任何展現足夠高硬度的有機聚合物材料(即，莫式硬度至少約為3之範圍)。合適的材料可包含例如三聚氰胺甲醛樹脂、酚樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、某些聚酯類以及聚醯胺類以及類似物的顆粒。
在一些實施例中，洗滌主體162可由一種材料(例如，固化的前驅物樹脂)所製造，該材料係足夠硬以致可在沒有顆粒添加物的存在下獲得可接受的洗滌性能。例如，一些酚樹脂可提供足夠的硬度，如本文的工作例所指明。然而，許多其他聚合物樹脂可為合適 的，如所屬技術領域中具有通常知識者所將理解。整體來說，可以考慮將本文中先前提及之任一種黏合劑前驅物用於形成洗滌主體162，只要所形成的黏合劑展現足夠的自身硬度，或是能夠適當地支撐可提供洗滌特性的顆粒添加物即可。類似於先前描述的黏合劑前驅物，若期望，用於形成洗滌主體162的前驅物樹脂可為熱固性材料或是熱塑性材料(且若期望，可包含任何填料、添加劑、加工助劑以及類似物以用於任何目的)。合適的前驅物樹脂可包含例如在McMahan McCoy之美國專利號5227229的實例21至31中所描述之材料，以及O’Gary之美國專利號7393371的實例1中所描述之材料，為此目的，這些部分皆併入本文以供參照。
如在圖2中所示之例示性圖解，在至少一些實施例中，洗滌主體162可包括向外部分166，其向外突出超過墊100之第一主表面104。將要瞭解的是，由於第一主表面104主要由墊100的纖維部分(以及偶爾由黏合劑小球的部分)所界定，故第一主表面104並不呈現實際上、實體上平坦連續表面之形式。而是，墊100之第一主表面104(以及稍後描述之第二主表面108)係集合地由纖維部分及/或黏合劑小球部分所提供。為本文之目的，第一主表面104可界定為虛平面，當墊100經支撐於平坦表面上、而2公克、0.5cm2的重量被放置在墊100的第一側(即，相對於重力之上部側)上(在洗滌主體162之間，若有)時，該虛平面係該重量的平坦下部表面所停之處。這樣的重量將足以壓縮任何顯著地向外突出超過墊100的其他纖維之散亂纖維段，同時不過度壓縮墊100。圖2中說明性實施例顯示在此 方法中表示第一主表面104的代表性虛平面106。第二主表面108可以類似方式建立。在各種實施例中，洗滌主體162的向外部分166可向外突出超過不織墊100的第一主表面104至少約0.05、0.1、0.2、0.4、或0.8mm。在進一步實施例中，洗滌主體162的向外部分166可向外突出超過不織墊100的第一主表面104最多約2.0、1.4、1.2、1.0、0.8、或0.6mm。此距離可從上述虛平面106，沿著垂直於墊100之主平面的軸，量測至主體162之向外表面168的最外部的點。
亦如在圖2中之例示性實施例所示，洗滌主體162可包括向內部分164，其至少部分地穿透進入不織墊100之第一半密實纖維層140中。這種穿透可允許洗滌主體162穩固地錨定至墊100，以至於當主體162在洗滌過程中受到可能產生的剪切力時，主體162不會輕易地從墊100被移除。然而，洗滌主體162之向內部分164一般穿透進入墊100之內層102中不深。在各種實施例中，洗滌主體162之向內部分164從第一主表面104向內延伸達一段小於約不織墊100之總體厚度的10%、4%、2%、或1%的距離。
半密實纖維層所提供之優點
由於已呈現物品1之各種特徵及功能，可以瞭解半密實纖維層140所賦予的優點。表面104以及層140之多孔性本質可使得形成洗滌主體162之材料(例如，前驅物樹脂)可至少部分地穿透進入層140之纖維(及/或黏合劑小球)之間的間隙空間中，因此相較於層140經重度地密實化以致例如呈現連續性表層的形式之情況，主體 162可更加穩固地錨定於墊100上之適當位置。(相較於層140例如為如同墊100之內層102般的高度開放性及多孔性的情況，洗滌主體162亦可更穩固地錨定在位置上。)再者，在層140中之纖維及/或黏合劑小球的存在(其密度高於其存在於墊100之內層102中之密度)能限制形成洗滌主體162的材料能穿透進入墊100之程度。這樣能確保洗滌主體162維持住向外部分166(而不是駐留在墊100中太深處)，其能提供有利的洗滌動作。
進一步地詳細說明，已經發現雖然存在於層140中之纖維(以及，在一些實施例中，黏合劑小球)的密度與其存在於內層102之密度的差別可能似乎不一定非常大(例如，當用顯微鏡以視覺檢視時或當經由X射線顯微斷層掃描表示其特徵時)，但此微小差異意外地對於洗滌主體162從墊100向外突出與穿透進入墊100的程度具有深刻的影響。這在洗滌主體的功能與性能上具有非常顯著的影響。這紀錄在圖6中，其顯示(在左方)工作例洗滌物品的光學照片，該洗滌物品具有提供在包含半密實纖維層140之不織墊上的洗滌主體162的陣列160；以及(在右方)比較例洗滌物品，其具有提供在並不包含半密實纖維層之不織墊上的洗滌主體的相似陣列。本發明洗滌主體具有向外部分，該等向外部分從不織墊突出且界限相當清晰，而比較例洗滌主體僅些微突出(若有任何突出的話)且界限相當不清楚。已發現本發明洗滌物品之洗滌效能非常良好，而比較例物品之效能則較不好，如實例中所討論。
亦注意到，在半定量測試中，半密實纖維層140的存在(雖然不是連續性表層或甚至幾近連續性表層)，在至少一些情況下可限制食物殘留物穿透(在洗滌期間)進入墊100之內層102中且可因此允許此種食物殘留物更容易地從墊100移除。此必然可增加洗滌物品1之可使用壽命。又進一步注意到，使用如本文所述之半密實纖維層可達到上述所討論的優點，同時保留優於例如其整體厚度皆被密實化的不織墊之其他優點。特定來說，使用半密實纖維層允許不織墊維持非常高的可撓性及回彈性，該等特性在墊之整體厚度的密實化期間可能受不利影響或喪失。
已發現在至少一些實施例中，至少一些洗滌主體162之至少一些部分可展現一種外表面，其大致上依循由提供不織墊100之第一主表面104的纖維段所建立的形貌。此種現象係以圖4中之代表性方式說明，其中可發現主體162之外表面168的部分展現波浪形的形貌，其大致上依循由向內地設置於主體162之那些部分之下的獨立纖維段(例如，片段116)所建立的形貌。此向外表面168之變化的形貌(而不是表面168呈現為例如大致上平滑表面)可提供可進一步地增強主體162之洗滌能力的表面粗糙度。將瞭解的是可存在相當大的變化，且任何特定主體162可具有一部分係向外延伸遠超過墊100之主表面104(如本文先前所描述)，而另一部分係不那麼向外延伸且展現仿效設置於纖維段下方者的形貌。亦將瞭解的是，提供一種大致上依循由墊之個別纖維以及纖維段所建立的形貌的洗滌主體向外表面，係與一種配置有所區別，在該配置中，洗滌主體之向外表面係依 循重疊在由提供基層主表面的纖維段所提供之任何細微結構上的大尺度結構。
將瞭解的是，主體162之暴露橫向邊緣(例如，如圖2中所示之邊緣167)可賦予移除例如來自接觸食物表面的食物殘留物之有利能力。這是因為當碰撞於物件上，例如黏著於表面的食物殘留物上時，此種暴露橫向邊緣可具有削切動作。因此可瞭解將洗滌主體提供為空間分隔之主體的陣列而不是例如連續性層的優點。另外，在至少一些實施例中，為了增強洗滌能力，可指定一個洗滌主體的任何特定暴露橫向邊緣與最接近之相鄰洗滌主體之暴露橫向邊緣之間的最小距離。在各種實施例中，此最小距離可為例如至少約1、2、3、或4mm。仍將進一步瞭解的是，洗滌主體162對於不織墊100的上述錨定，可有利地降低在洗滌操作期間洗滌主體162從墊100被全體地(整體地)移除的任何傾向。而是，此穩定的錨定可使得洗滌主體162之向內部分164維持穩固地錨定於墊100，同時洗滌主體162之向外部分166在重複地洗滌下逐漸地磨耗。這樣可以延長洗滌物品1之可使用壽命。此外，向外部分166之此種逐步移除可充當磨耗指標，尤其是在洗滌主體162具有對比於不織墊100之纖維及/或黏合劑之外觀時(不論藉由例如，顏色、色澤、色調、質地、光澤等的方式)。亦即，洗滌主體162自身可充當磨耗指標，而不必包含一些另外的、額外的組分來充當磨耗指標。
在一些實施例中，半密實層可只在不織墊100的一個主表面上出現(在此種實施例中，洗滌主體可只出現在該主表面上)。如 圖3所示之例示性示意圖，在其他實施例中，單塊不織墊100可包括第二半密實纖維層180，其與墊100成一體且包括提供墊100之第二主表面108的向外主表面。(為了方便表示，圖3省略黏合劑小球。)再者，不織墊100之第二主表面108可包括空間分隔之洗滌主體184的第二陣列182。(此種洗滌物品1可因此擁有雙面洗滌功能且因此可為雙面可用的。)至少經選擇的洗滌主體184可各自包括至少部分地穿透進入墊100之第二半密實纖維層180中之向內部分，以及向外突出超過墊100之第二主表面108的向外部分。此種第二半密實層180，以及其第二陣列182與洗滌主體184，可包括如上所討論之有關其各自的對應物(第一層140、第一陣列160以及洗滌主體162)之任何特徵、特性、及/或屬性。這些特徵、特性、及/或屬性將不會在此重複但是將視為併入此處以供參照。
第二半密實纖維層180可在特徵上(例如，多孔性、固性等)與第一半密實纖維層140相似或基本上完全相同。或著，兩個半密實纖維層可具有不同特徵。相似地，第二陣列182及其洗滌主體184可以任何期望方式與第一陣列160及其洗滌主體162相似或不同。在一些實施例中，第二陣列及其主體可與第一陣列160及主體162基本上完全相同(例如，在實際製造的限制內)。在其他實施例中，主體182可以例如不同的面積覆蓋率及/或間隔而具有不同的向外突出距離，及/或可能包含較主體162的材料更強或更弱的洗滌材料。(此種洗滌物品可因此在兩個主表面上擁有差異性功能。)在一些實 施例中，在使用第一側洗滌時，墊100的第二側上之洗滌主體184的第二陣列182可提供墊之第二側經增強的握持(或反之亦然)。
單塊不織墊100(以其在洗滌物品1中之最終形式)可具有任何實用厚度(如於第一表面104與第二表面108間所量測)。在各種實施例中，墊100可包括至少約2、4、6、8、10、12、14或16mm的厚度。將瞭解的是，此厚度的墊可與例如砂紙薄片以及類似物有所區別。在一些實施例中，墊100之主邊緣(例如，如圖1中所示之邊緣190a至190d)可(在形成物品1時)被例如捲縮或捏縮在一起且接著藉由機械手段、超音波接合等結合在一起而為完工邊緣。物品1可具有任何合適數量的主邊緣(例如3、4、5以及更多)且可具有任何形狀，雖然如顯示在圖1中的四邊矩形形狀通常可係方便的。在一些實施例中，物品1可以製成形式使用(例如，在圖3中所示之雙面形式)。在其他實施例中，一或多層(例如，海綿層、拋光或磨光層等)可被加入(例如，層疊)至物品1之第二主表面108以形成多層的積層。然而，即使在這樣的實施例中，先前所討論之不織墊100需為單塊墊的要件仍然適用。
將瞭解的是，當單塊不織墊100係呈完工形式時，墊的纖維不僅是藉由纖維之間(例如，黏結纖維112與纖維110之間)的熔融接合而結合在一起，亦藉由黏合劑小球120而結合在一起。此係起因於黏合劑120係分散遍布不織墊100(包含其整體內層)的事實，其對照於其中黏合劑係非常少或沒有穿透至其內層而塗布於墊的表面上的配置。因此將瞭解的是，在至少一些實施例中(例如，當黏 合劑120係熱固性黏合劑)，即使不織墊100暴露在高到足以削弱纖維-纖維熔融接合的溫度下，也將不會使纖維解壓縮(decompress)、延長、或展開至足以「再膨鬆(rebulk)」墊成更為開放且膨鬆的狀態(因為纖維仍藉由黏合劑而與彼此接合)。並且，即使黏合劑120係熱塑性黏合劑，在一些情況下，此種黏合劑的熔點可例如較墊100之纖維的熔點為高；因此，當此種墊被加熱時，其可能熔融(以及例如，崩陷)而不是再膨鬆。因此，在至少一些實施例中(至少一些可包含熱塑性黏合劑以及熱固性黏合劑的實施例)，單塊不織墊100並不是可再膨鬆的墊，也不是經再膨鬆的墊。
使用方法
如稍早提及，洗滌物品1係經組態使得當物品1之第一表面104與表面接觸且沿著表面移動時，洗滌主體162可能夠移除在表面上(例如，黏在表面上)出現的物件(例如，食物殘留物)。在一些實施例中，洗滌物品1可為手動操作的物品，意指以使用者的手抓取並用手沿著表面移動。在一些實施例中，洗滌物品1可提供為拋棄式/可替換的物品，其係裝設在可重複使用的把手或夾具上。在一些實施例中，洗滌物品1可被裝設在動力裝置上，該裝置用於以任何合適的方式沿著表面移動洗滌物品1(及/或旋轉洗滌物品1)。
在一些實施例中，物品1可被用於清理接觸食物表面。在此背景中，注意到「接觸食物」並不限制於專門設計用於預定接觸食物之表面(例如，盤子、器皿、鍋子以及平底鍋等等)。而是，洗滌 物品1可用於洗滌表面，諸如，爐灶檯面、工作檯面、烤爐表面、以及一般而言任何食物殘留物可能濺溢上之表面。再者，用語「食物」並不限於食物準備過程之可食用的最終產品，而是包含任何用於準備食物的材料(例如，生食材、烹飪油以及類似物)以及任何準備食物時所殘留下的材料(例如，在烹飪檯面上的焦炭及類似物)。如果物品1將被用於在清洗時預料為相對高溫的表面上(例如，烤架表面、烤盤、炒鍋以及類似物)，不織墊100之纖維(例如，纖維110以及112)、黏合劑120、以及洗滌主體162可經選擇以具有耐受此種溫度之增強抗性。
製造方法
單塊不織墊100可藉由例如任何合適的成網製程所製造，只要因此形成的不織墊可被賦予如本文所揭示之半密實纖維層。可能合適的成網製程包含例如氣流成網、濕式成網、梳理、熔紡、熔噴、縫編等等。在一些實施例中，不織纖維網可藉由短纖維之氣流成網所製造(如藉由例如使用所謂的Rando Webber設備，市面上可購自Rando Machine Corporation,Macedon,NY)。
在成網製程中收集之纖維團可以任何合適的方法處理以將纖維網的至少一些纖維黏結至纖維網的其他纖維。在特定實施例中，此種纖維可包含至少一些黏結纖維(不論雙組分或單組分)，在此情況下，可將收集的纖維暴露於熱(不論是藉由使收集的纖維通過烤爐或越過加熱輥，或藉由使收集的纖維經受所謂的氣流黏結(through- air bonding))並接著冷卻，以將至少一些纖維黏結在一起。在此種情況下，可為便利的是將纖維加熱至接近、或高於前述黏結纖維之第二熔點但低於前述第一短纖維之第一熔點的溫度，以執行此接合操作。在其他的情況下(例如，其中大多數或全部的纖維展現相似的熔點)，仍可執行纖維-纖維熔融接合，只要充分地控制加熱/冷卻程序，以使得在不造成例如纖維的大規模熔融及/或纖維結構的崩陷的情況下獲得充分的熔融接合。在接合操作之後，纖維(其在它們被收集的狀態下可已經具有非常少或沒有完整性)現在可展現足夠的纖維-纖維接合以具有充分的機械強度以及完整性而經處理為自支撐的纖維網或墊。
此種不織墊可接著被處理以至少在墊的一個主表面上形成半密實纖維層；並且，黏合劑可被分散遍布於墊。儘管這些步驟可以任何順序執行，但已發現形成半密實層並接著分散黏合劑係有利的，其理由如下方所討論。可使用任何合適的程序形成半密實纖維層。已發現一種便於進行此的方法，其為壓延製程，其中不織墊通過兩個壓延輥之間的間隙，至少其中一壓延輥為加熱輥。適當地控制製程參數(例如，輥之溫度、間隙寬度、線速等)並結合適當的不織墊組成物，此壓延製程即能夠提供如本文工作例所詳細說明之半密實纖維層。
所屬技術領域中具有通常知識者將會明白，用以形成(永久)半密實纖維層之不織墊的最外層的部分密實化(如例如藉由壓延製程的熱與壓力所完成)之發生，可例如係經由使纖維(以及黏合劑小球(若有))藉由例如機械壓縮稍微移動而與彼此更接近，及/ 或經由使纖維(以及黏合劑小球(若有))稍微聚結而形成較大纖維及/或黏合劑小球。在一些實施例中，層140(如果期望的話，以及第二層180)的部分密實化可伴隨顯著地減少纖維網100之總厚度。在各種實施例中，此半密實化程序可減少至少約40%、50%、60%、或70%之纖維網100的總厚度。在一些實施例中，層140(如果期望的話，以及第二層180)之部分密實化可減少不多於約50%、40%、30%、20%、或10%之纖維網100的總厚度。所屬技術領域中具有通常知識者將自本文之揭露瞭解，不特別注重纖維網特性及製程條件的習知不織纖維網壓延製程，不一定會導致形成如本文揭示之一體的半密實纖維層。而是，許多壓延製程會例如顯著地減少不織墊的總厚度，而不導致纖維網表面處在密度上的任何優先性增加(或者，既不會製造出半密實纖維層，也不會導致總厚度顯著地減少)。
為了形成分散遍布不織墊(包含墊之整體內層)的黏合劑小球的集合，一或多種黏合劑前驅物可經浸漬於不織墊中並接著形成為黏合劑，其提供纖維彼此間額外的黏結並進一步地強化該墊。此種黏合劑前驅物可包括任何合適的流動性組成物(如本文先前所討論)並可以任何合適的方式經浸漬入不織墊中。可為便利的是以液體(例如，以溶液，或作為水性乳膠)施配此種黏合劑前驅物，該液體可藉由任何合適類型的塗布(例如，輥塗布)、藉由噴塗等而塗在不織墊的主表面上。在其他實施例中，此種黏合劑前驅物可以顆粒形式經浸漬入不織墊中。不論特定的類型為何，黏合劑前驅物可接著藉由例如加熱而交聯或聚合黏合劑前驅物中的反應性基團、藉由加熱而去除 水或溶劑、藉由光活化黏合劑前驅物中之可光活化基團等方式而被形成為黏合劑。
已發現如果半密實層經形成於不織墊中，且接著從墊上具有半密實層之側浸漬黏合劑前驅物至不織墊中，在此層中之纖維的經增加密度可造成在半密實層中黏合劑前驅物的增強的滯留(例如，截留)。在黏合劑前驅物被形成為黏合劑之後，除了較高的纖維密度外，此還可使半密實層含有較高的黏合劑密度(與不織墊之內層中黏合劑密度相比較)。此可進一步地增強半密實層可在其上錨定洗滌主體的程度，同時保持不織墊的可撓性。如果不織墊在墊的兩個主表面處皆具有半密實層，可為有利的是從兩個主表面浸漬黏合劑前驅物至墊中，而不是僅從一個主表面浸漬墊。
洗滌主體可以任何合適的方式設置於不織墊之第一主表面上(如果期望的話，以及在第二主表面上)。達成此點可為便利的是藉由提供前驅物樹脂使之設置於不織墊之主表面上且接著被轉化成洗滌主體。可使用任何合適的前驅物樹脂(例如，呈溶劑型溶液、溶劑型乳化液、水性乳化液、熱熔塗層等形式)，並可以任何能夠在空間分隔之陣列中提供洗滌主體的方式沉積。例如，可使用諸如例如網版印刷的塗布方法。經沉積之前驅物樹脂可接著藉由例如加熱、藉由光硬化等方式被轉化成洗滌主體，取決於前驅物樹脂之特定功能性。
在其至少一主表面上具有洗滌主體之陣列的不織墊可被形成為如期望之完工洗滌物品。例如，主邊緣可經切割(並可經捲縮、縫合等，如先前所提及)。可因此獲得具有任何期望尺寸、形狀以 及厚度的洗滌主體。如果洗滌主體只有被提供在一個主表面上，可在另一表面上提供習知研磨塗層(如果期望的話)，如例如本文變化工作例中所描述。
例示性實施例清單
實施例1係一種洗滌物品，其包括：單塊不織墊，其包括內層以及第一主表面與第二主表面，該單塊不織墊包括：至少一些不織纖維，其等係藉由纖維-纖維熔融接合而與彼此接合；以及，至少一些不織纖維，其等係藉由以小球形式分散遍布該單塊不織墊的黏合劑而與彼此接合；其中該單塊不織墊包括第一半密實纖維層，其與該單塊不織墊成一體並包括提供該單塊不織墊之該第一主表面的向外主表面；且其中該單塊不織墊之該第一主表面包括空間分隔之洗滌主體的第一陣列，該第一陣列之至少經選擇的洗滌主體各自包括至少部分地穿透至該單塊不織墊之該第一半密實纖維層中的向內部分，以及向外突出超過該單塊不織墊之該第一主表面的向外部分。
實施例2係實施例1之洗滌物品，其中該墊之該等不織纖維包含展現第一熔點之第一短纖維以及包括展現低於該等第一短纖維之該第一熔點的第二熔點之至少一組分的第二短纖維，其中至少經選擇之第二短纖維在該等第一及第二短纖維之間的接觸點處係熔融接合至第一短纖維。實施例3係實施例1至2中任一者的洗滌物品，其中該墊之至少一些該等不織纖維係捲縮的短纖維。實施例4係實施例2至3中任一者的洗滌物品，其中至少一些該等第一短纖維係聚酯纖 維。實施例5係實施例2至4中任一者的洗滌物品，其中至少一些該等第二短纖維係選自由雙組分黏結纖維、單組分黏結纖維以及其摻合物與混合物所構成之群組。實施例6係實施例1至5中任一者的洗滌物品，但其條件係該墊之至少實質上全部的該等不織纖維係疏水性纖維。
實施例7係實施例1至6中任一者的洗滌物品，其中該至少一種黏合劑係熱固性黏合劑，其係得自可熱固的黏合劑前驅物。實施例8係實施例1至7中任一者的洗滌物品，其中該至少一種黏合劑係得自呈水性乳膠形式的黏合劑前驅物。實施例9係實施例1至8中任一者的洗滌物品，但其條件係該黏合劑不是水溶性黏合劑。
實施例10係實施例1至9中任一者的洗滌物品，其中該至少一種黏合劑包含研磨顆粒。實施例11係實施例1至9中任一者的洗滌物品，但其條件係該至少一種黏合劑不包含研磨顆粒。實施例12係實施例1至11中任一者的洗滌物品，其中至少經選擇的洗滌主體各自包含有機聚合樹脂。實施例13係實施例12之洗滌主體，其中該有機聚合樹脂係酚樹脂。實施例14係實施例1至13中任一者的洗滌物品，其中至少經選擇的洗滌主體各自包含研磨顆粒。實施例15係實施例1至13中任一者的洗滌物品，但其條件係該等洗滌主體不包含研磨顆粒。實施例16係實施例1至15中任一者的洗滌物品，其中，平均上，該等洗滌主體之向內部分從該洗滌物品之該第一主表面向內延伸一段小於約該單塊不織墊之總體厚度的10%的距離。實施例17係實施例1至16中任一者的洗滌物品，其中該第一陣列之至少經選擇的 洗滌主體各自包括向外突出至少超過該單塊不織墊之該第一主表面0.2mm的向外部分。實施例18係實施例1至17中任一者的洗滌物品，其中至少經選擇的洗滌主體各自擁有外表面，該外表面大致上依循由提供該單塊不織墊之該第一主表面的纖維段所建立的形貌。實施例19係實施例1至18中任一者的洗滌物品，其中該第一半密實纖維層展現大於該墊之內層的固性至少約20%之固性。
實施例20係實施例1至19中任一者的洗滌物品，其進一步包括第二半密實纖維層，該第二半密實纖維層與該單塊不織墊成一體且包括提供該單塊不織墊之該第二主表面的向外主表面，且其中該單塊不織墊之該第二主表面包括空間分隔之洗滌主體的第二陣列，該第二陣列之至少經選擇的洗滌主體各自包括至少部分地穿透進入該單塊不織墊之該第二半密實纖維層中之向內部分，以及向外突出超過該單塊不織墊之該第二主表面的向外部分。實施例21係實施例1至20中任一者的洗滌物品，其中該單塊不織墊之總體厚度係至少約4mm。實施例22係實施例1至21中任一者的洗滌物品，其中該單塊不織墊係氣流成網墊。實施例23係實施例1至22中任一者的洗滌物品，但其條件係該單塊不織墊不是可再膨鬆(rebulkable)墊或經再膨鬆墊。
實施例24係一種洗滌接觸食物表面的方法，其包括手動地使實施例2至13中任一者的洗滌物品的該第一主表面與該接觸食物表面接觸並手動地使該洗滌物品在該接觸食物表面附近移動，同時維持該洗滌物品之該第一主表面與該接觸食物表面接觸。
實施例25係一種製造洗滌物品的方法，該方法包括：提供包括內層以及第一主表面與第二主表面的單塊不織墊，該不織墊包括至少一些不織纖維，該等不織纖維係藉由纖維-纖維熔融接合而與彼此接合；形成至少一第一半密實纖維層，其與該單塊不織墊成一體且包括提供該單塊不織墊之該第一主表面的向外主表面；將至少一黏合劑前驅物浸漬遍及該單塊不織墊，固化該黏合劑前驅物成經分布遍及該單塊不織墊的黏合劑小球，至少一些該等黏合劑小球黏結該單塊不織墊的至少一些該等纖維至該單塊不織墊的其他纖維；在該不織墊之該第一主表面上，形成空間分隔之洗滌主體的第一陣列，該第一陣列之至少經選擇之洗滌主體各自包括至少部分地穿透進入該不織墊的該第一半密實層的向內部分，以及向外突出超過該不織墊之該第一主表面的向外部分。實施例26係實施例25之方法，其中該形成該第一半密實層係在該浸漬該黏合劑前驅物遍布該單塊不織墊之前被執行。
實例 測試程序
於實例中所使用之測試程序包含下列者。
席夫爾(Schiefer)切割測試
席夫爾切割測試係以Palaikis之美國專利號5626512中所述之大致上相似的方法所執行，結果以每5000迴轉數(從壓克力工件)被移除的材料公克數報告。
磨耗測試
磨耗測試係以如McMahan McCoy之美國專利號5227229中所述之大致上相似的方法所執行；差別在於磨損材料係3M可撓性鑽石軟布等級(3M Flexible Diamond Cloth Grade)M125(可購自3M,St.Paul,MN)，結果係以每100循環之(從測試之洗滌物品)損失材料公克數報告。
食物髒污測試
食物髒污測試係使用具有混合的食物髒污烘培於其上的金屬盤，以Palaikis之美國專利號5626512中所描述之大致上相似的方式所執行。該測試是手動地執行，而不是以Palaikis所使用之機械化的轉臺。將待測洗滌物品放置於食物髒污的烘培焦黏層上方，且施加溫和的手動壓力。洗滌物品以線性方式前後來回地移動通過烘培焦黏食物髒污的區域，以每一次來回移動作為一次洗滌循環。記錄下足以移除足夠食物髒污以暴露食物髒污下方金屬盤之視覺上可容易識別區域所需的洗滌循環次數(如果沒有金屬被暴露，此測試在40個循環時終止)。由至少五個不同的操作人員執行此測試，並算出結果的平均數。結果係以完全地移除視覺可識別區域中食物髒污的洗滌循環次數報告。
洗滌物品的製造
成網以及接合
代表性工作例之氣流成網不織纖維網係被製備為包括60%之15丹尼每51mm(長度)聚酯(PET)類型T295(可購自Stein Fibers,LTD.of Charlotte,NC)，以及40%之6丹尼每51mm(長度)Tairilin聚酯熔融纖維類型LML21(可購自Consolidated Fibers of Charlotte,NC)之摻合物。纖維網係使用習知氣流鋪設成網機(可購自Rando Machine Company,Macedon,NY，商名為「RANDO WEBBER」)所形成，目標之標稱單位面積重量在每平方公尺200公克(gsm)的範圍內。在Rando-Webber設備中所形成之收集纖維係被撐托在多孔皮帶上並被傳送通過加熱裝置，在其中熱氣(設定在160℃(320℉))係從頂部至底部牽引穿過收集纖維的厚度。皮帶速度係1.82公尺/分鐘(6呎/分鐘)。此導致充分的纖維-纖維熔融接合，而使所得纖維網係自支撐纖維網，其可從皮帶上取下並經過如下所述的進一步處理。所產出之纖維網的厚度估計在近似43mm的範圍內。
半密實纖維層的形成
接著使代表例纖維網通過平滑鋼輥壓延程序。壓延間隙係在50pli下(每線性吋的磅數)固定於50密耳(1.3mm)，而頂部及底部輥溫度係各自設定在154℃(309℉)。纖維網係以2.44公尺/分鐘(8呎/分鐘)的速度通過壓延間隙。所得之經壓延纖維網的厚度估計為近似17mm。壓延程序優先地形成在纖維網之頂部表面的半密實纖維層(如藉由光學顯微鏡確認，例如共焦顯微鏡，以及藉由X射線顯 微斷層掃描所確認，其中獲得一系列2D切片並接著組合以產生經壓延纖維網及/或由其所製造之洗滌物品的體積呈像3D描繪)以及在纖維網之底部表面的相似半密實層。在各半密實纖維層中，纖維係以較在纖維網之內層中之纖維為高的體積密度存在(如可例如藉由切割經壓延纖維網的橫剖面樣本而證實)。各半密實層保持其纖維性本質並與圖5中之層相似，除了不存在黏合劑外。未經壓延之比較例纖維網係被維持，其展現其原始厚度。下表係經壓延之代表例纖維網與比較例(未經壓延)纖維網之比較。
黏合劑/密實劑的浸漬
配製一批次(非研磨)黏合劑前驅物混合物，其係大致上與Arellano之美國專利申請公開號20120064324之實例1(段落0059)中所述者相似，主要差異在於該混合物包含交聯劑(Cymel 303；Cytec,Woodland Park,NJ)以及增稠劑(Methocel；Dow Chemical；Midland,MI)。製備近似16kg之批次(於20公升的容器中)；混合物之黏性係近似於500cps。
使用標準雙輥塗布機浸漬黏合劑前驅物至不織纖維網中。輥塗布機具有上部橡膠支撐輥以及下部凹版塗布輥。雙輥間的壓力為4.2kg/cm2(60psi)。線速係4.6公尺/分鐘(15.1呎/分鐘)。在使 得黏合劑前驅物能穿透過不織纖維網的整體厚度之條件下，從下部表面(對著凹版輥的表面)浸漬纖維網(以致橡膠輥變成至少偶爾被穿透過的黏合劑前驅物弄濕)。接著使經浸漬黏合劑前驅物的纖維網傳送通過上述之加熱設備(以4.6公尺/分鐘(15.1呎/分鐘))，其中熱氣(設定在182℃(360℉))係牽引穿過經浸漬纖維網的厚度以乾燥或固化黏合劑。此浸漬程序導致黏合劑前驅物被浸漬至纖維網的整體厚度中(當然，雖然沒有填滿纖維網所有的間隙空間)；加熱程序導致黏合劑前驅物被固化成黏合劑，從而提供額外的纖維接合並增強纖維網之機械完整性。以相似方式浸漬並加熱比較例纖維網(未經過壓延)以形成黏合劑。
下表係經壓延、經浸漬黏合劑並經乾燥之代表例纖維網與比較例(未經壓延、經浸漬黏合劑並經乾燥)纖維網之比較。
如此製造之代表例纖維網具有相似於圖5中所顯示纖維網(另一工作例纖維網)的外觀。藉由例如光學顯微鏡檢視此等纖維網，注意到在半密實纖維層中纖維的較高體積密度似乎造成在半密實層中黏合劑前驅物較高的滯留。最終結果似乎是黏合劑之體積密度在半密實纖維層中較在纖維網之內層中為高；因此，在此種情況下，在這些層中黏合劑的優先性提供似乎進一步地增強了這兩個半密實層相 關於纖維網之內層的半密實化，且黏合劑因此充當為密實劑。(在比較例纖維網(未經過壓延)中，在靠近纖維網之主表面的層中似乎沒有發生黏合劑的任何此種優先性提供；或者，其最多是最小值。)
洗滌主體的形成
配製一批次之研磨黏合劑前驅物混合物，其係大致上與O’Gary之美國專利號7393371之實例1中所述者相似，其中一個差異點係在於該混合物使用等級120/240而不是100/150的磨料。同樣地，混合物包含碳酸鈣(Omycarb；Omya Canada,Perth Ontario,CA)以及增稠劑(Methocel；Dow Chemical；Midland,MI)，且不包含乙二醇醚、膨土或醯胺硬化劑。將成分放置於20公升容器中(以製造近似9公斤的批次)並使用氣動式混合器攪拌；所得磨料-黏合劑前驅物樹脂漿體具有近似11,000cps的黏性。
使用標準旋轉式網版印刷設備將前驅物樹脂塗布在不織網之表面的區域上。網版印刷器所使用之模板包括呈散列標示網版圖案的通孔。個別通孔為寬度1mm乘以長度15mm(歸因於前驅物樹脂漿體的延展，由漿體流動穿過此尺寸的模板開孔所形成的洗滌主體一般係在近似寬度2.5mm以及長度16mm的範圍內)。未使用印花網板(例如，細網目)。
散列經提供為第一及第二方形柵格陣列之疊置、偏移圖案，其中第一陣列之所有散列係沿著第一方向與彼此平行定向，且其中第二陣列的所有散列係沿著第二方向與彼此平行定向，第二方向係 與第一方向垂直。(在圖6中可找到此圖案的實例)。對於每一個柵格，最相鄰之散列間的中心間隔係20mm。使代表例之纖維網以1.7公尺/分鐘(5.6呎/分鐘)的速度通過網版印刷器，以在其第一主表面上以上述圖案沉積前驅物樹脂。接著使纖維網以1.7公尺/分鐘(5.6呎/分鐘)通過上述之加熱設備(設定在160℃(320℉))，以固化前驅物樹脂而在纖維網之第一表面上形成洗滌主體。接著使纖維網翻面並以相似方式通過網版印刷器與加熱設備以在纖維網之第二表面上形成洗滌主體。此程序因此提供代表例之洗滌物品。洗滌主體係相似地被形成在比較例纖維網上，其未經過壓延但有經浸漬前述(非研磨)黏合劑前驅物混合物。
通過代表例洗滌物品厚度(以每分鐘85公升通過近似102cm2的面積，對應於近似13.8公分/秒之面速度)所測量的平均氣壓降係近似0.42mm的水。此證實半密實纖維層大致上為多孔性，而不是例如會防止或徹底地限制流經氣流的連續性表層之形式。
執行許多上述之複製例以及變化例，得到大致上相似的結果。圖6顯示典型的工作例洗滌物品的光學照片，其放在比較例洗滌物品旁。在本發明樣本中，這些數據清楚地顯示洗滌主體之增強的保真度。
洗滌物品的性能測試
將各種工作例洗滌物品與下列洗滌物品相比較而進行測試：上述之比較例洗滌物品，以及市面上可自Sysco,Houston,TX以 商名Sysco Medium Duty Scour Pad購得之洗滌物品、可自Royal Corp.,Coatesville,PA以商名Medium Duty Green Scouring Pad購得之洗滌物品、以及可自3M Company,St.Paul MN以商名General Purpose Scouring Pad 96購得之洗滌物品。下表顯示此測試的結果。
在上表中，總重量係洗滌物品之單位面積重量(以gsm為單位)，包括黏合劑及洗滌主體。如所提及的，席夫爾切割測試係指示洗滌物品從標準壓克力測試工件上移除材料之能力(較高數字代表物品所移除的材料較多)；磨耗測試係指示當洗滌物品被標準磨損材料磨耗時洗滌物品抵抗磨損的能力(較低的數字代表洗滌物品較少磨損)。食物髒污測試係指示洗滌物品將烘培焦黏食物髒污從測試表面上移除的能力(較低數字代表需要較少的洗滌循環以移除烘培焦黏的食物髒污)。
變化工作例
以與代表性工作例大致上相似的方式製備變化工作例纖維網，主要的差異在於變化例僅在纖維網的單一主表面(以下為了方便稱作「第一」表面)上形成洗滌主體，而不是在兩個主表面上形成 洗滌主體。此外，研磨漿體係被噴塗至如下所述之變化例纖維網的另一表面上。變化例可藉由下列程序製成。
成網與接合
以與代表例大致上相似的方式製備變化例氣流成網不織纖維網，除了該纖維網包含70%之15丹尼每51mm(長度)聚酯(PET)類型T295(可購自Stein Fibers,LTD.of Charlotte,NC)，以及30%之4丹尼每51mm(長度)Tairilin聚酯熔融纖維類型LML21(可購自Consolidated Fibers of Charlotte,NC)之摻合物。目標設定在每平方公尺190公克(gsm)的範圍內的標稱單位面積重量且皮帶速度係1.52公尺/分鐘(5呎/分鐘)。所產出之纖維網的厚度估計在近似50mm(2吋)之範圍內。
半密實纖維層的形成
接著使代表例纖維網通過平滑鋼輥壓延程序。壓延間隙係於7kg/cm2(100psi)下固定在0.38mm(15密耳)，而頂部輥溫度設定在146℃(294℉)且底部輥溫度設定在75℃(168℉)。纖維網係以10.7公尺/分鐘(35呎/分鐘)的速度通過壓延間隙。所得經壓延纖維網的厚度估計為近似於550密耳(14mm)。壓延程序優先地形成在纖維網的頂部表面之半密實纖維層(如藉由光學顯微鏡確認，例如共焦顯微鏡，以及藉由X射線顯微斷層掃描所確認；在纖維網的底部表面上沒有半密實層出現。
黏合劑/密實劑的浸漬
配製一批次之(非研磨)黏合劑前驅物混合物，其係大致上與上述代表例相似。使用雙輥塗布機，以相似於代表例所用之方式浸漬黏合劑前驅物至不織纖維網中。接著使經浸漬黏合劑前驅物之纖維網通過上述之加熱設備，其導致黏合劑前驅物固化成黏合劑，從而提供額外的纖維接合並增強纖維網之機械完整性。
在纖維網的一個表面上的洗滌主體的形成
以與代表例所述之相似方式配製一批次之磨料-黏合劑前驅物混合物。使用標準旋轉式網版印刷設備，以代表例中所用之相同類型的散列圖案，將前驅物樹脂塗布在不織纖維網之第一表面的區域上。接著以與代表例相似的方式，使纖維網通過加熱設備以固化前驅物樹脂而形成洗滌主體在纖維網之第一表面上。
在纖維網之其他表面上噴塗研磨漿體
以相似於代表例中用於網版印刷洗滌主體的方式配製一批次之磨料-黏合劑前驅物混合物，除了在此情況下，降低黏度以使得混合物可以輕易地被噴塗。使用習知噴塗裝置將前驅物混合物塗布至纖維網之另一表面(相對於包括洗滌主體之表面)上並使用習知方法在烤爐中乾燥。此導致相似於Hoover之美國專利號2958593中所述者之習知纖維性研磨表面。
完工之變化例物品的單位面積重量為610gsm。所測量之平均氣壓降係近似0.17mm的水。物品經過如上述之測試後，得到如下結果(席夫爾切割、磨耗以及食物髒污測試皆是在物品包括洗滌主體之側上執行)：
前述實例僅供清楚理解之用，不應將其理解為不必要之限制。在該等實例中所說明的測試與測試結果旨在說明而非預測，而且可預期在測試程序中的變化會產生不同的結果。有鑑於與所使用之程序有關的一般已知公差，在該等實例中的所有量化值應被理解為近似值。
所屬技術領域中具有通常知識者應理解，本文所揭示之特有實施例元件、結構、部件、細節、組態等等都可在許多實施例當中修改及/或結合本發明可適當地包括所揭示或提及的任何元件、可適當地由之組成、或可適當地基本上由之組成。如本文中所使用，用詞「基本上由......所組成」並不排除不顯著地影響已知組成物或產物的期望特徵之額外材料的存在。尤其是，任何在此說明書中正面引述做為替代方案之元件，可依所期望地以任意組合明確地被包含在申請專利範圍中或被排除在申請專利範圍之外。本發明者所考慮之所有這些變化與組合都在所設想發明範圍內，而不僅只有選擇當成例示性說明 的該些代表性設計。因此，本發明的範疇應不侷限於本文中描述的特有例示結構，而是延伸至文後申請專利範圍及這些結構的等效物所述之結構。若本書面說明書與以參照方式併入本文之任何文件中之揭露之間有衝突或差異，則以本書面說明書為準。

Claims (26)

  1. 一種洗滌物品，其包括：包括內層以及第一主表面與第二主表面的單塊不織墊，該單塊不織墊包括：至少一些不織纖維，其等係藉由纖維-纖維熔融接合而與彼此接合；以及至少一些不織纖維，其等係藉由一種以小球形式分散遍布該單塊不織墊的黏合劑而與彼此接合；其中該單塊不織墊包括第一半密實纖維層，該第一半密實纖維層與該單塊不織墊成一體並包括提供該單塊不織墊之該第一主表面的向外主表面；且其中該單塊不織墊之該第一主表面包括空間分隔之洗滌主體的第一陣列，該第一陣列之至少經選擇的洗滌主體各自包括至少部分地穿透至該單塊不織墊之該第一半密實纖維層中的向內部分，以及向外突出超過該單塊不織墊之該第一主表面的向外部分。
  2. 如請求項1之洗滌物品，其中該墊之該等不織纖維包含展現第一熔點之第一短纖維、以及包含展現低於該等第一短纖維之該第一熔點的第二熔點的至少一組分的第二短纖維，其中至少經選擇的第二短纖維係在該等第一與第二短纖維之間的接觸點處熔融接合至第一短纖維。
  3. 如請求項2之洗滌物品，其中該墊之至少一些該等不織纖維係捲縮的短纖維。
  4. 如請求項2之洗滌物品，其中至少一些該等第一短纖維係聚酯纖維。
  5. 如請求項2之洗滌物品，其中至少一些該等第二短纖維係選自由雙組分黏結纖維、單組分黏結纖維以及其摻合物與混合物所構成之群組。
  6. 如請求項1之洗滌物品，但其條件係該墊之至少實質上全部的該等不織纖維係疏水性纖維。
  7. 如請求項1之洗滌物品，其中該至少一黏合劑係得自可熱固黏合劑前驅物的熱固性黏合劑。
  8. 如請求項1之洗滌物品，其中該至少一黏合劑係得自呈水性乳膠形式的黏合劑前驅物。
  9. 如請求項1之洗滌物品，但其條件係該黏合劑不是水溶性黏合劑。
  10. 如請求項1之洗滌物品，其中該至少一黏合劑包含研磨顆粒。
  11. 如請求項1之洗滌物品，但其條件係該至少一黏合劑不包含研磨顆粒。
  12. 如請求項1之洗滌物品，其中至少經選擇的洗滌主體各自包含有機聚合樹脂。
  13. 如請求項12之洗滌物品，其中該有機聚合樹脂係酚樹脂。
  14. 如請求項1之洗滌物品，其中至少經選擇的洗滌主體各自包含研磨顆粒。
  15. 如請求項1之洗滌物品，但其條件係該等洗滌主體不包含研磨顆粒。
  16. 如請求項1之洗滌物品，其中，平均上，該等洗滌主體之向內部分從該洗滌物品之該第一主表面向內延伸一段小於約該單塊不織墊之總體厚度的10%的距離。
  17. 如請求項1之洗滌物品，其中該第一陣列之至少經選擇的洗滌主體各自包括向外部分，該向外部分係向外突出超過該單塊不織墊之該第一主表面至少0.2mm。
  18. 如請求項1之洗滌物品，其中至少經選擇的洗滌主體各自擁有向外表面，該向外表面大致上依循由提供該單塊不織墊之該第一主表面的纖維段所建立的形貌。
  19. 如請求項1之洗滌物品，其中該第一半密實纖維層展現大於該墊之該內層的固性至少約20%的固性。
  20. 如請求項1之洗滌物品，其進一步包括第二半密實纖維層，該第二半密實纖維層與該單塊不織墊成一體並包括提供該單塊不織墊之該第二主表面的向外主表面，且其中該單塊不織墊之該第二主表面包括空間分隔之洗滌主體的第二陣列，該第二陣列之至少經選擇的洗滌主體各自包括至少部分地穿透進入該單塊不織墊之該第二半密實纖維層中的向內部分、以及向外突出超過該單塊不織墊之該第二主表面的向外部分。
  21. 如請求項1之洗滌物品，其中該單塊不織墊之總體厚度至少約4mm。
  22. 如請求項1之洗滌物品，其中該單塊不織墊係氣流成網(airlaid)墊。
  23. 如請求項1之洗滌物品，其但書係該單塊不織墊不是可再膨鬆(rebulkable)墊或是經再膨鬆墊。
  24. 一種洗滌接觸食物表面的方法，其包括手動地使如請求項1之洗滌物品的該第一主表面接觸該接觸食物表面，並手動地使該洗滌物品於該接觸食物表面附近移動同時保持該洗滌物品的該第一主表面與該接觸食物表面相接觸。
  25. 一種製造洗滌物品的方法，該方法包括：提供包括內層以及第一主表面與第二主表面的單塊不織墊，該不織墊包括至少一些藉由纖維-纖維熔融接合而與彼此接合之不織纖維；形成至少一第一半密實纖維層，該第一半密實纖維層與該單塊不織墊成一體並包括提供該單塊不織墊之該第一主表面的向外主表面；浸漬至少一黏合劑前驅物遍布該單塊不織墊，固化該黏合劑前驅物成為分散遍布該單塊不織墊之黏合劑小球，至少一些該等黏合劑小球黏結該單塊不織墊的至少一些該等纖維至該單塊不織墊的其他纖維；在該不織墊之該第一主表面上，形成空間分隔之洗滌主體的第一陣列，該第一陣列之至少經選擇之洗滌主體各自包括至少部分地穿透進入該不織墊的該第一半密實層的向內部分、以及向外突出超過該不織墊之該第一主表面的向外部分。
  26. 如請求項25之方法，其中該形成該第一半密實層係在該浸漬該黏合劑前驅物遍布該單塊不織墊之前所執行。
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