具有可触发性粘结剂的可分散性水力缠结基片的制作方法

具有可触发性粘结剂的可分散性水力缠结基片的制作方法
【专利摘要】本公开整体涉及包含水力缠结纤维和粘结剂组合物的可分散性湿擦拭物。所述湿擦拭物展示出高初始湿强度，同时在水性环境中维持有效的分散。所述湿擦拭物可能用作可冲散性表面清洁产品和/或可冲散性清洁布。
【专利说明】
具有可触发性粘结剂的可分散性水力缠结基片
技术领域
[0001 ]本公开的领域整体涉及湿擦拭物，并且更具体地讲，涉及适于冲下厕所的可分散 性湿擦拭物和制备这样的湿擦拭物的方法。该可分散性湿擦拭物包含水力缠结纤维和粘结 剂组合物。该湿擦拭物展示出高初始湿强度，同时在水性环境中维持有效的分散。
【背景技术】
[0002] 可分散性湿擦拭物通常希望在使用后冲下厕所。因此，期望这样的可冲散性湿擦 拭物具有足以经受使用者将擦拭物从分配器中取出和使用者的擦拭活动的使用中强度，而 后在家庭和市政卫生处理系统诸如污水或化粪池系统中相对快地分解和分散。一些市政当 局可能通过各种法规来定义"可冲散性"。可冲散性湿擦拭物必须满足这些法规以使得可与 居家卫生洁具和排水管道相容，并且可以在就地废水处理系统和市政废水处理系统中处理 该广品。
[0003] -些已知的可冲散性湿擦拭物的一项挑战在于:在卫生处理系统中分解所花的时 间与常规的干卫生纸相比相对较长，从而产生堵塞厕所、排污管以及输水及水处理系统的 风险。干卫生纸通常在暴露于自来水后表现出相对低的使用后强度，而一些已知的可冲散 性湿擦拭物则需要相对长的时间和/或在自来水中的用力搅拌才能足以降低其使用后强度 以使得它们可以分散。对解决这一问题的尝试，诸如使擦拭物更快地分散，可能将可冲散性 湿擦拭物的使用中强度降低到被认为可被使用者接受的最低限度以下。
[0004] -些已知的可冲散性湿擦拭物通过在非织造网中缠结纤维而形成。非织造网是各 根纤维层叠形成基质但不是以可识别的重复方式得到的结构。虽然缠结的纤维自身可以相 对快地分散，但已知的湿擦拭物通常需要另外的结构来提高使用中强度。例如，一些已知的 湿擦拭物使用具有随其缠结的纤维的网。该网为缠结的纤维提供额外的内聚力从而增加使 用中强度。然而，这样的网在冲水时不能分散。
[0005] -些已知的湿擦拭物通过在非织造网中缠结双组分纤维而得到增加的使用中强 度。在缠结后，将双组分纤维热塑性粘结在一起以增加使用中强度。然而，热塑性粘结的纤 维对湿擦拭物在卫生处理系统中以及时的方式分散的能力具有负面影响。也就是说，双组 分纤维和因而得到的包含双组分纤维的湿擦拭物通常在冲下厕所时不能容易地分散。
[0006] 其他已知的可冲散性湿擦拭物添加了可触发性盐敏感性粘结剂。该粘结剂在含有 盐溶液的配方中附着到擦拭物的纤维素纤维，从而得到相对高的使用中强度。当将用过的 湿擦拭物暴露于厕所和/或污水系统的水中时，粘结剂溶胀，从而允许甚至可能有助于擦拭 物瓦解，这使得可以相对快地处理擦拭物。然而，这样的粘结剂相对昂贵。
[0007] 另外其他已知的可冲散性湿擦拭物结合了相对大量的合成纤维以增加使用中强 度。然而，这样的湿擦拭物以及时的方式分散的能力相应地降低。此外，合成纤维相对于天 然纤维更高的成本导致这些已知的湿擦拭物的成本相应升高。
[0008] 因此，需要提供一种湿擦拭物，该湿擦拭物提供消费者期望的使用中强度，足够快 地分散以被冲散而不会对家庭和市政卫生处理系统造成潜在问题，并且其生产经济有效。

【发明内容】

[0009] 在本公开的一个实施例中，可分散性湿擦拭物通常包含多根缠结的纤维和约0.5 克每平方米(gsm)至约5gsm的离子可触发性粘结剂组合物。该擦拭物具有至少约300克每英 寸(g/ iη)的几何平均拉伸(GMT)湿强度、小于约180g/ iη的GMT浸泡湿强度和大于约40 %的 ⑶拉伸百分比。
[0010] 在另一个合适的实施例中，可分散性湿擦拭物通常包含多根缠结的纤维和约0.5 克每平方米(gsm)至约5gsm的离子可触发性粘结剂组合物。该擦拭物具有至少约300克每英 寸(g/in)的几何平均拉伸(GMT)湿强度、小于约180g/in的GMT浸泡湿强度和小于约0.115g/ ccm的湿密度。
[0011] 在又一个实施例中，可分散性湿擦拭物通常包含:缠结的纤维，该缠结的纤维包含 量为约5重量％至约30重量％的再生纤维和量为约70重量％至约95重量％的天然纤维；以 及粘结剂组合物，其中该粘结剂组合物包含具有以下结构的组合物：
[0013] 其中x=l至约15摩尔％ ;y =约60至约99摩尔％ ;并且z = 0至约30摩尔％ ;Q选自 &-C4 烷基铵、季Ci-C4烷基铵和苄基铵;Z选自-0-、-coo-、-00C-、-⑶NH-和-NHC0-; Ri、R2、R3 独立地选自氢和甲基;烷基;R5选自氢、甲基、乙基、丁基、乙基己基、癸基、十二烷 基、羟乙基、羟丙基、聚氧化亚乙基和聚氧化亚丙基。
[0014] 在再一个实施例中，可分散性湿擦拭物通常包含:缠结的纤维，该缠结的纤维包含 量为约5重量％至约30重量％的再生纤维和量为约70重量％至约95重量％的天然纤维；以 及粘结剂组合物，其中该粘结剂组合物包含乙烯基官能化阳离子单体和一种或多种具有1 至4个碳原子的烷基侧链的疏水性乙烯基单体的聚合产物。
[0015] 在另一个实施例中，可分散性湿擦拭物通常包含缠结的纤维和粘结剂组合物，其 中该粘结剂组合物包含具有以下结构的组合物：
[0017] 其中x=l至约15摩尔％ ;y =约60至约99摩尔％ ;并且z = 0至约30摩尔％ ;Q选自 &-C4 烷基铵、季Ci-C4烷基铵和苄基铵;Z选自-0-、-coo-、-00C-、-⑶NH-和-NHC0-; Ri、R2、R3 独立地选自氢和甲基;烷基;R5选自氢、甲基、乙基、丁基、乙基己基、癸基、十二烷 基、羟乙基、羟丙基、聚氧化亚乙基和聚氧化亚丙基。
[0018] 在又一个实施例中，可分散性湿擦拭物包含缠结的纤维和粘结剂组合物，其中该 粘结剂组合物包含乙烯基官能化阳离子单体和一种或多种具有1至4个碳原子的烷基侧链 的疏水性乙烯基单体的聚合产物。
[0019] 在又一个实施例中，可分散性湿擦拭物具有至少约300克每英寸（g/in)的几何平 均拉伸(GMT)湿强度、小于约180g/in的GMT浸泡湿强度和大于约40 %的⑶拉伸百分比。
【附图说明】
[0020] 图1是用于制备可分散性湿擦拭物的设备的一个合适实施例的示意图。
[0021] 图2是在图1的设备中的一个位置的非织造网的示意图。
[0022] 图3是在图1的设备中的另一个位置的非织造网的示意图。
[0023] 图4是非织造网的一个合适实施例的底视图。
[0024] 图5是非织造网的一个合适实施例的顶视图。
[0025] 图6是非织造网的一个合适实施例的侧视图。
[0026] 图7是用于制备可分散性湿擦拭物的工艺的实施例的流程图。
[0027]图8是各种湿擦拭物产品的晃动箱时间对比MD湿负荷的图示，这些产品包括根据 本公开的可分散性湿擦拭物。
[0028]图9是各种湿擦拭物产品的GMT浸泡湿强度对比GMT湿强度的图示，这些产品包括 根据本公开的可分散性湿擦拭物。
[0029] 图10是根据本公开的可分散性湿擦拭物的⑶拉伸％和湿密度对比GMT湿强度的图 不。
【具体实施方式】
[0030] 本公开的可分散性湿擦拭物具有经受包装和消费者使用的足够强度。它们还足够 快地分散以被冲掉，而不会对家庭和市政卫生处理系统造成潜在问题。另外，它们可以由适 宜地经济有效的材料构成。
[0031] 本公开因此部分地涉及具有低粘结剂添加水平的水力缠结基片，该基片表现出高 初始湿强度和在静态浸泡下湿强度的快速损失。这种组合具有令人惊讶的高初始强度和有 效分散的作用，并可用作例如可冲散性表面清洁产品和/或可冲散性清洁布。
[0032] 对于用于会阴卫生的可冲散性清洁布，该布应当：（1)潮湿以进行有效清洁；（2)当 潮湿时足够强以进行擦拭而不会撕裂或洞穿；以及（3)可分散性足够强以在污水或化粪池 系统中分解。一般来讲，为了进行擦拭而足够强的片材将不会在使用后分解。在盐溶液中较 强的其他片材在厕所和污水系统的相对不含离子的水中随着时间而丧失强度，但这些片材 具有若干缺点。首先，片材的湿强度受限于施加了多少粘结剂。为片材提供强度只有一种机 理（即，粘结剂），因此，没有大量的粘结剂来形成大量的粘结，强度就会很低。其次，粘结剂 可能是昂贵的，并且需要大量的粘结剂。第三，采用大量的粘结剂时，纤维被紧密粘结，因此 拉伸相对低下。第四，粘结剂需求可通过使用更致密的起始片材而降低，但是更高密度的片 材往往感觉起来更像纸并具有甚至比高粘结剂片材更低的拉伸。因此，对具有更高的强度 而不使用大量粘结剂的片材，或对致密的低拉伸片材存在需要。
[0033] 本行业中的其他常规技术不需要粘结剂，而是依赖于缠结的纤维和热塑性粘结在 一起的双组分纤维的强度。这些技术也具有若干缺点：（1)片材需要双组分纤维来产生作为 擦拭物可接受的足够的强度，但所用的纤维降低可分散性并使得片材不能完全生物降解； (2)片材仅能少量地分散，并且这一点无法在不使片材弱化的情况下得以固定；以及(3)如 果不进行搅拌，片材便不会丧失任何强度，这意味着片材将在大部分污水、排水管道和化粪 池系统的静态环境中保持强韧。因此，对于在不搅拌的情况下能够使强度衰减而不需要大 量昂贵的粘结剂的片材存在需要。
[0034] 根据本公开，本发明人令人惊讶地发现一种比常规湿擦拭物具有更大湿强度的湿 擦拭物解决方案，方式是:通过水力缠结射流来冲击湿纺片材，然后向片材施加相对少量的 粘结剂组合物。因此，在本公开的一个实施例中，公开了一种用于制备可分散性湿擦拭物的 方法，该方法包括:向湿纺片材施加水力缠结射流，向片材添加粘结剂组合物，干燥片材，然 后固化片材。通过使用水力缠结纤维和相对少量的粘结剂的组合，本发明人能够增加湿擦 拭物的强度同时仍维持良好的可分散性。
[0035] 在本公开的一些实施例中，可分散性湿擦拭物包含从约0.5克每平方米(gsm)至约 5gsm的粘结剂组合物。在本公开的优选实施例中，可分散性湿擦拭物包含从约lgsm至约 4gsm、从约1.2gsm至约2.6gsm或从约1.28gsm至约2.2gsm的粘结剂组合物。在本公开的其他 优选实施例中，可分散性湿擦拭物包含约1 · 28gsm、约1 · 8gsm、约2· 2gsm、约2·6gsm或约4gsm 的粘结剂组合物。
[0036] 在本公开的一些实施例中，水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合为湿擦拭物提供 至少约300克每英寸(g/in)的几何平均拉伸(GMT)湿强度。在本公开的其他实施例中，湿擦 拭物具有至少约500g/in、至少约600g/in、至少约700g/in或至少约800g/in的GMT湿强度。 在本公开的一些优选的实施例中，湿擦拭物具有从约500g/in至约900g/in的GMT湿强度。
[0037] 在本公开的其他实施例中，水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合为粘结剂组合物 提供小于约180g/in的GMT浸泡湿强度。在本公开的其他实施例中，湿擦拭物具有小于约 175g/in、小于约170g/in、小于约165g/in、小于约160g/in、小于约155g/in、小于约150g/ in、小于约145g/in或小于约140g/in的GMT浸泡强度。在本公开的一些优选的实施例中，湿 擦拭物具有从约130g/in至约175g/in的GMT浸泡湿强度。
[0038] 在本公开的一些优选的实施例中，水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合为湿擦拭 物产生从约300g/in至约900g/in的GMT湿强度和从约130g/in至约175g/in的GMT浸泡湿强 度。
[0039] 本公开的水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合的另一个令人惊讶的益处是能够 使湿擦拭物具有良好的强度、良好的可分散性和良好的可拉伸性。在本公开的一些实施例 中，湿擦拭物具有大于约40%的⑶拉伸％。在一些优选的实施例中，湿擦拭物具有从约45% 至约55 %或从约47 %至约49 %的⑶拉伸％。
[0040] 本公开的水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合的又一个令人惊讶的益处是使湿 擦拭物具有良好的强度、良好的可分散性和低密度。在本公开的一些实施例中，湿擦拭物具 有小于约0.115g/ccm的湿密度。在本公开的一些优选实施例中，湿擦拭物具有从约0.100g/ ccm 至约0· 115g/ccm 或从约0· 110g/ccm 至约0· 112g/ccm 的湿密度。
[0041 ]如本公开中其他地方所述，本公开的水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合产生具 有良好可分散性的擦拭物。可分散性湿擦拭物的可分散性可使用晃动箱测试来测量，如本 公开其他地方详细描述的那样。在本公开的一些实施例中，本公开的湿擦拭物具有小于约 155分钟的晃动箱分解时间。在其他实施例中，湿擦拭物具有从约80分钟至约155分钟的晃 动箱分解时间。在本公开的一些优选的实施例中，湿擦拭物具有至少约300g/in的GMT湿强 度、小于约180g/in的GMT浸泡湿强度和小于约155分钟的晃动箱分解时间。在本公开的其他 实施例中，湿擦拭物具有从约500g/in至约900g/in的GMT湿强度、从约130g/in至约175g/in 的GMT浸泡湿强度和从约80分钟至约155分钟的晃动箱分解时间。
[0042] 水力缠结纤维
[0043]用于为制备可分散性湿擦拭物而制备可分散性非织造片材80的设备(总体以10指 示)的一个合适实施例在图1中示出。设备10被构造成形成包含天然纤维素纤维14和再生纤 维素纤维16的混合物的非织造纤维网11。天然纤维素纤维14是来源于木本或非木本植物的 纤维素纤维，包括但不限于南方软木牛皮纸、北方软木牛皮纸、软木亚硫酸盐纸浆、棉、棉 绒、竹子等。在一些实施例中，天然纤维14具有大于约1毫米的长度加权平均纤维长度。此 外，天然纤维14可具有大于约2毫米的长度加权平均纤维长度。在其他合适的实施例中，天 然纤维14是具有介于约0.5毫米与约1.5毫米之间的纤维长度的短纤维。
[0044] 再生纤维16是通过将得自木本或非木本植物的再生或改性纤维素材料进行挤出 或以其他方式处理而得到的人造长丝，如本领域已知的那样。例如但不进行限制，再生纤维 16可包括莱赛尔纤维（lyocell)、人造丝等中的一种或多种。在一些实施例中，再生纤维16 具有在约3毫米至约60毫米范围内的纤维长度。在一些实施例中，再生纤维16具有在约4毫 米至约15毫米范围内的纤维长度。此外，再生纤维16可具有在约6毫米至约12毫米范围内的 纤维长度。在其他实施例中，再生纤维16具有在约30毫米至约60毫米范围内的纤维长度。另 外，在一些实施例中，再生纤维16可具有在约0.5旦尼尔至约3旦尼尔范围内的细度。此外， 细度可在约1.2旦尼尔至约2.2旦尼尔的范围内。
[0045] 在一些其他合适的实施例中，可以想到的是，与再生纤维16相结合或作为再生纤 维16的替代而使用合成纤维。例如但不进行限制，合成纤维可包括尼龙、聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PET)等中的一种或多种。在一些实施例中，合成纤维具有在约3毫米至约20毫米范围 内的纤维长度。此外，合成纤维可具有在约6毫米至约12毫米范围内的纤维长度。
[0046]如图1中所示，天然纤维14和再生纤维16在液体悬浮液20中分散，通往流浆箱12。 用于形成液体悬浮液20的液体介质18可以是本领域已知的与如本文所述的工艺相容的任 何液体介质，例如水。在一些实施例中，液体悬浮液20的稠度在约0.02重量％至约0.3重 量％纤维的范围内。此外，液体悬浮液20的稠度可在约0.03重量％至约0.05重量％纤维的 范围内。在一个合适的实施例中，液体悬浮液20在添加天然纤维14和再生纤维16后的稠度 为约0. 03重量％纤维。据信，在流浆箱处液体悬浮液20相对低的稠度增强天然纤维14和 再生纤维16的混合，并因此增强非织造网11的匀度质量。
[0047]在一个合适的实施例中，在液体悬浮液20中存在的纤维的总重量中，天然纤维14 和再生纤维16的比率为约70重量％至约95重量％的天然纤维14和约5重量％至约30重量％ 的再生纤维16。例如，在液体悬浮液20中存在的纤维的总重量中，天然纤维14可为总重量的 85%，而再生纤维16可为总重量的15%。
[0048]流浆箱12被构造成将液体悬浮液20沉积到多孔成型线材22上，该多孔成型线材保 持纤维而形成非织造纤维网11。在一个实施例中，流衆箱12被构造成如授予Skoog等人并转 让给Kimberly-Clark Worldwide，Inc.的美国专利号7，588，663中所述以低稠度模式运行， 该专利以引用方式并入本文。在另一个合适的实施例中，流浆箱12是使得能够形成非织造 薄纸网11以使得其具有至少18的匀度数值的任何流浆箱设计。成型线材22以行进方向24载 送网11。非织造薄纸网11与行进方向24对齐的轴线在下文可被称为"纵向"，而在相同平面 中与纵向垂直的轴线在下文可被称为"横向"25。在一些实施例中，设备10被构造成当湿的 非织造薄纸网11沿着成型线材22行进时将剩余的液态分散介质18的一部分从该网11中吸 出，诸如通过操作真空箱26。
[0049]设备10还可以被构造成将非织造薄纸网11从成型线材22向转移线材28转移。在一 些实施例中，转移线材28将非织造网以纵向24在第一多个喷射头30下载送。第一多个喷射 头30可由第一歧管32产生，至少一行第一孔口 34沿着横向25间隔开。第一歧管32被构造成 以第一压力向第一孔口 34供应液体，诸如水，以在每个第一孔口 34处产生柱形喷流30。在一 些实施例中，第一压力在约20巴至约125巴的范围内。在一个合适的实施例中，第一压力为 约35巴。
[0050] 在一些实施例中，每个第一孔口 34为圆形的，其直径在约80微米至约200微米，在 一些实施例中从约90至约150微米的范围内。在一个合适的实施例中，例如，每个第一孔口 34具有约120微米的直径。此外，每个第一孔口 34沿着横向25通过第一距离36与相邻的第一 孔口34间隔开。与本领域已知的相反，在一些实施例中，第一距离36使得因第一多个喷射头 30的每个喷射头而发生位移的非织造薄纸网11的纤维的第一区域38基本上不与因第一多 个喷射头30的相邻一个而发生位移的纤维的第二区域40重叠，如图2中示意性地示出。相 反，在第一区域38和第二区域40每一个中的纤维基本上以沿着垂直于非织造网11平面的轴 线46的方向发生位移，但与侧向相邻的纤维无明显水力缠结。在一些实施例中，第一距离36 在约1200微米至约2400微米的范围内。在一个实施例中，第一距离36为约1800微米。在替代 性实施例中，第一多个喷射头30可由第一孔口 34产生，第一孔口具有被构造成以类似方式 产生一行沿着横向25间隔开的柱形喷流30的任何形状、或任何喷口和增压装置。
[0051 ]第一多个喷射头30中的另外多个喷射头任选地可由在机器行进方向上与第一歧 管32间隔开的另外歧管产生，诸如在图1的示例性实施例中示出的第二歧管44。多孔支持织 物42被构造成使得非织造薄纸网11可从转移线材28向支持织物42转移。在一个实施例中， 支持织物42将非织造薄纸网11以纵向24在第二歧管44下载送。应当理解的是，转运线材或 转运织物诸如成型线材22、转运线材28和支持织物42的数量和放置在其他实施例中可以变 化。例如但不进行限制，可对第一歧管32定位以处理载送在支持织物42上而不是转移线材 28上的非织造薄纸网11，或相反，可对第二歧管44定位以处理载送在转移线材28上而不是 支持织物42上的非织造薄纸网11。又如，成型线材22、转运线材28和支持织物42之一可与另 一者组合成单一线材或织物，或任一者可实施为一系列相互配合的线材和转运织物，而不 是实施为单一线材或转运织物。
[0052]在一些实施例中，类似于第一歧管32的第二歧管44包括至少一行沿着横向25间隔 开的第一孔口 34。第二歧管44被构造成以第二压力向第一孔口 34供应液体，诸如水，以在每 个第一孔口 34处产生柱形喷流30。在一些实施例中，第二压力在约20巴至约125巴的范围 内。在一个实施例中，第二压力为约75巴。此外，在一些实施例中，每个第一孔口 34为圆形 的，并且每个第一孔口 34沿着横向25通过第一距离36与相邻的第一孔口34间隔开，如图2针 对第一歧管32所示。在替代性实施例中，第二歧管44可以按任何其他方式构造以使得因第 一多个喷射头30的每个喷射头而发生位移的非织造薄纸网11的纤维的第一区域基本上不 与因第一多个喷射头30的相邻一个而发生位移的纤维的第二区域重叠。
[0053]再次参照图1，支持织物42将非织造网11以纵向24在第二多个喷射头50下载送。第 二多个喷射头50可由第三歧管52产生，至少一行第二孔口 54沿着横向25间隔开。第三歧管 52被构造成以第三压力向第二孔口 54供应液体，诸如水，以在每个第三孔口 54处产生柱形 喷流50。在一些实施例中，第三压力在约20巴至约120巴的范围内。另外，第三压力可在约40 巴至约90巴的范围内。
[0054] 在一些实施例中，每个第二孔口54为圆形的，其直径在约90微米至约150微米的范 围内。此外，每个第二孔口 54可具有约120微米的直径。此外，每个第二孔口 54沿着横向25通 过第二距离56与相邻的第二孔口 54间隔开，如图3中所示，并且第二距离56使得非织造薄纸 网11的纤维变得基本上水力缠结。在一些实施例中，第二距离56在约400微米至约1000微米 的范围内。另外，第二距离56可在约500微米至约700微米的范围内。在一个实施例中，第二 距离56为约600微米。在替代性实施例中，第二多个喷射头50可由第二孔口 54产生，第二孔 口具有被构造成以类似方式产生一行沿着横向25间隔开的柱形喷流50的任何形状、或任何 喷口和增压装置。
[0055]第二多个喷射头50中的另外多个喷射头任选地可由另外的歧管产生，诸如在图1 的示例性实施例中示出的第四歧管60和第五歧管62。第四歧管60和第五歧管62中的每一个 具有至少一行沿着横向25间隔开的第二孔口54。在一个实施例中，第四歧管60和第五歧管 62各自被构造成以第三压力（即，在第三歧管52处的压力）向第二孔口 54供应液体，诸如水， 以在每个第三孔口54处产生柱形喷流50。在替代性实施例中，第四歧管60和第五歧管62中 的每一个可在第三压力之外的压力下供应液体。此外，在一些实施例中，每个第二孔口 54为 圆形的，其直径在约90微米至约150微米的范围内，并且每个第二孔口 54沿着横向25通过第 二距离56与相邻的第二孔口 54间隔开，与第三歧管52-样。在替代性实施例中，第四歧管60 和第五歧管62各自可按任何其他方式构造，以便产生喷射头50，这些喷射头导致非织造薄 纸网11的纤维变得基本上水力缠结。
[0056]应当认识到，虽然图1中所示的实施例具有两个预缠结歧管和三个水力缠结歧管， 但可以使用任何数量的另外的预缠结歧管和/或水力缠结歧管。具体地讲，成型线材22、转 移线材28和支持织物42中的每一者以相应的速度沿着机器行进方向载送非织造薄纸网11， 并且当增大那些相应的速度时，可能必须要有另外的歧管来向非织造网11赋予所需的水力 缠结能量。
[0057]设备10还可以被构造成在水力缠结工艺以产生可分散性非织造片材80后从非织 造薄纸网11除去剩余流体(例如水）的所需部分。在一些实施例中，将水力缠结非织造网11 从支持织物42转移到穿透干燥织物72,该织物载送非织造网11通过空气穿透干燥机70。在 一些实施例中，穿透干燥织物72是粗糙、高渗透性织物。空气穿透干燥机70被构造成使热空 气穿过非织造薄纸网11以移除所需量的流体。因此，空气穿透干燥机70提供了干燥非织造 薄纸网11以产生可分散性非织造片材80的相对不压缩的方法。在替代性实施例中，其他方 法可用作空气穿透干燥机70的替代或与其结合使用，以从非织造薄纸网11中移除所需量的 剩余流体以形成可分散性非织造片材80。例如，在一些实施例中，可在无织物的情况下使用 空气穿透干燥机。在本公开的其他合适的实施例中，可以使用本领域已知的其他干燥系统 (即，空气穿透干燥机系统之外的系统，例如烘筒、IR、烘箱），只要它们不背离本公开的范围 即可。此外，在一些合适的实施例中，可将可分散性非织造片材80缠在卷轴(未示出）上以有 利于在进一步加工之前的储存和/或运输。然后可根据需要对可分散性非织造片材80进行 加工，例如，用包含水、润肤剂、表面活性剂、芳香剂、防腐剂、有机或无机酸、螯合剂、pH缓冲 剂等的任意组合的润湿组合物灌注，然后切割、折叠并包装成可分散性湿擦拭物。
[0058]制备可分散性非织造片材80的方法100在图7中示出。方法100包括102:以约80重 量％至约90重量％的天然纤维14和约10重量％至约20重量％的再生纤维16的比率将天然 纤维14和再生纤维16分散在液体介质18中以形成液体悬浮液20。该方法还包括104:将液体 悬浮液20沉积在多孔成型线材22上以形成非织造薄纸网11。方法100还包括106:用第一多 个喷射头30对非织造薄纸网11进行喷雾，每个喷射头30通过第一距离36与相邻的一个间隔 开。另外，方法100还包括108:用第二多个喷射头50对非织造薄纸网11进行喷雾，每个喷射 头50通过第二距离56与相邻的一个间隔开，其中第二距离56小于第一距离36。方法100另外 包括110:干燥非织造薄纸网11以形成可分散性非织造片材80。
[0059] 使用上述方法制备的非织造片材80的一个合适的实施例在图4、图5和图6中示出。 非织造片材80的一部分的底侧82(即，在制造期间与成型线材22、转移线材28和支持织物42 接触的侧)的放大视图在图4中示出。非织造片材80的一部分的顶侧84(即，与底侧82相对的 侦D的放大视图在图5中示出。在每个图中示出的部分在横向25上的尺寸为约7毫米。如在图 5中最清楚地看出，非织造片材80包括沿着纵向24缠结相对更高的带状结构86,每个带状结 构86在横向25上以约等于第二多个喷射头50的第二孔口 54之间的第二距离56的距离间隔 开。如在图6中的非织造片材80-部分的侧视图中可以看见，非织造片材80的某些区域90在 片材80的整个厚度中展示出更少的纤维缠结，并在垂直于片材80平面的方向46中展示出更 大的位移。
[0060] 可以想到的是，在本公开的一些合适的实施例中，纤维网11和/或片材80可使用任 何合适的方法形成，该方法包括例如气纺工艺或梳理工艺。还可以想到的是，纤维网11和/ 或片材80可以使用除本文所述的那些以外的其他水力缠结工艺制备，例如鼓式缠结。
[0061 ] 粘结剂组合物
[0062]在本公开的一个实施例中，湿擦拭物包括可触发性阳离子聚合物或聚合物组合 物。可触发性阳离子聚合物组合物可以是离子敏感性阳离子聚合物组合物。为了成为适用 于可冲散性或可水分散性个人护理产品的有效的离子敏感性或可触发性阳离子聚合物或 阳离子聚合物配方，该配方应当有利地为：（1)功能性的；即，在受控的条件下维持湿强度并 在软水或硬水中在合理的时间周期内溶解或分散，所述水诸如为存在于全世界的厕所和水 池中的水；（2)安全的（无毒的）；以及(3)相对经济的。除了前述因素外，离子敏感性或可触 发性配方在用作非织造基底诸如湿擦拭物的粘结剂组合物时有利地应当：（4)能够在商业 基础上加工；即，可以大规模地相对快地施加，诸如通过喷雾(从而要求粘结剂组合物在高 剪切下具有相对低的粘度）；（5)提供可接受水平的片材或基底可润湿性；（6)提供降低水平 的片材刚度；以及(7)降低的粘着性。用来处理本公开的湿擦拭物的润湿组合物可提供前述 优点中的一些，并且除此之外还可以提供以下一者或多者：（8)改善的皮肤护理，诸如降低 的皮肤刺激性或其他有益效果，（9)改善的触觉特性，以及(10)通过在使用中提供皮肤摩擦 与润滑(皮肤爽滑)之间的平衡而有利于良好的清洁。本公开的离子敏感性或可触发性阳离 子聚合物和聚合物配方以及由其制备的制品，特别是包含下文所示的特定润湿组合物的湿 擦拭物，可以满足许多或所有上述标准。
[0063] 离子可触发性阳离子聚合物组合物
[0064]在本公开的一些实施例中，本公开的离子可触发性阳离子聚合物是乙烯基官能化 阳离子单体和一种或多种烷基侧链大小最多为4个碳原子长诸如从1至4个碳原子的疏水性 乙烯基单体的聚合产物。在优选的实施例中，本公开的离子可触发性阳离子聚合物是乙烯 基官能化阳离子单体和以无规方式掺入的一种或多种烷基侧链大小最多为4个碳原子长的 疏水性乙烯基单体的聚合产物。另外，可以采用微量的具有4个碳原子或更长的直链或支链 烷基基团、烷基羟基、聚氧化亚烷基或其他官能团的另一种乙烯基单体。离子可触发性阳离 子聚合物充当薄纸、气纺纸衆(airlaid pulp)和其他非织造网的粘合剂，并提供足够的使 用中强度。
[0065]在本公开的一个实施例中，粘结剂组合物包含具有以下结构的组合物：
[0067] 其中x=l至约15摩尔％ ;y =约60至约99摩尔％ ;并且z = 0至约30摩尔％ ;Q选自 &-C4 烷基铵、季Ci-C4烷基铵和苄基铵;Z选自-0-、-coo-、-00C-、-⑶NH-和-NHC0-; Ri、R2、R3 独立地选自氢和甲基;烷基;R5选自氢、甲基、乙基、丁基、乙基己基、癸基、十二烷 基、羟乙基、羟丙基、聚氧化亚乙基和聚氧化亚丙基。
[0068]本公开的乙烯基官能化阳离子单体有利地包括但不限于：[2_(丙烯酰氧基）乙基] 三甲基氯化铵(ADAMQUAT)、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基)三甲基氯化铵(MADQUAT)、（3-丙烯 酰胺丙基)三甲基氯化铵、N，N-二烯丙基二甲基氯化铵、[2-(丙烯酰氧基）乙基]二甲基苄基 氯化铵、（2_(甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基苄基氯化铵、[2-(丙烯酰氧基）乙基]二甲基氯 化铵、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基氯化铵。可以聚合并通过后聚合反应而季铵化的 前体单体也是可能的，诸如乙烯基吡啶、丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。 提供不同的反离子诸如溴离子、碘离子或甲基硫酸根的单体或季铵化试剂也是有用的。可 与疏水性乙烯基单体共聚的其他乙烯基官能化阳离子单体也可用于本公开。
[0069]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自[2_(丙稀酰氧基）乙基] 二甲基氯化铵、2-(丙烯酰氧基）乙基]二甲基溴化铵、[2-(丙烯酰氧基）乙基]二甲基碘化铵 和[2_(丙烯酰氧基）乙基]二甲基铵甲基硫酸盐。
[0070]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自[2-(甲基丙烯酰氧基） 乙基]二甲基氯化铵、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基溴化铵、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙 基]二甲基碘化铵和[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基铵甲基硫酸盐。
[0071 ]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自[2_(丙稀酰氧基）乙基] 三甲基氯化铵、[2-(丙烯酰氧基）乙基]三甲基溴化铵、[2-(丙烯酰氧基）乙基]三甲基碘化 铵和[2_(丙烯酰氧基）乙基]三甲基铵甲基硫酸盐。
[0072]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自[2_(甲基丙烯酰氧基） 乙基]三甲基氯化铵、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]三甲基溴化铵、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙 基]三甲基碘化铵和[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]三甲基铵甲基硫酸盐。
[0073]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自（3-丙烯酰胺丙基)三甲 基氯化铵、（3-丙烯酰胺丙基)三甲基溴化铵、（3-丙烯酰胺丙基)三甲基碘化铵和(3-丙烯酰 胺丙基)三甲基铵甲基硫酸盐。
[0074]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自N，N_二烯丙基二甲基氯 化铵、N，N-二烯丙基二甲基溴化铵、N，N-二烯丙基二甲基碘化铵和N，N-二烯丙基二甲基铵 甲基硫酸盐。
[0075]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自[2_(丙稀酰氧基）乙基] 二甲基苄基氯化铵、[2_(丙烯酰氧基）乙基]二甲基苄基溴化铵、[2_(丙烯酰氧基）乙基]二 甲基苄基碘化铵和[2_(丙烯酰氧基）乙基]二甲基苄基铵甲基硫酸盐。
[0076]在本公开的一些实施例中，乙烯基官能化阳离子单体选自[2_(甲基丙烯酰氧基） 乙基]二甲基苄基氯化铵、[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基苄基溴化铵、[2-(甲基丙烯酰 氧基）乙基]二甲基苄基碘化铵和[2-(甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基苄基铵甲基硫酸盐。
[0077] 用于本公开的离子敏感性阳离子聚合物的有利的疏水性单体包括但不限于支链 或直链Q-&8烷基乙烯基醚、乙烯基酯、丙烯酰胺、丙烯酸酯和可与阳离子单体共聚的其他 单体。如本文所用，单体丙烯酸甲酯被视为疏水性单体。丙烯酸甲酯在20°C下的水中溶解度 为6g/100ml。
[0078] 在本公开的一些实施例中，粘结剂组合物包含阳离子丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和 具有以下结构的一种或多种丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的聚合产物：
[0080] 其中x = l至约15摩尔％ ;y =约60至约99摩尔％ ;并且z = 0至约30摩尔％ ;R4为Ci_ C4烷基;R5选自氢、甲基、乙基、丁基、乙基己基、癸基、十二烷基、羟乙基、羟丙基、聚氧化亚 乙基和聚氧化亚丙基。
[0081 ]在本公开的其他实施例中，粘结剂组合物具有以下结构：
[0083] 其中x = l至约15摩尔％;y =约85至约99摩尔％并且1?4为&-〇4烷基。在本公开的另 外其他实施例中，X =约3至约6摩尔％，y =约94至约97摩尔％并且R4为甲基。本公开的离子 可触发性阳离子聚合物可具有根据聚合物的最终用途而变化的平均分子量。本公开的离子 可触发性阳离子聚合物具有从约10, 〇〇〇至约5，000,000克每摩尔范围内的重均分子量。更 具体地讲，本公开的离子可触发性阳离子聚合物具有从约25，000至约2，000，000克每摩尔 或更具体地讲从约200，000至约1，000，000克每摩尔范围内的重均分子量。
[0084] 本公开的离子可触发性阳离子聚合物可根据多种聚合方法有利地溶液聚合方法 而制备。聚合方法的合适溶剂包括但不限于低级醇，诸如甲醇、乙醇和丙醇；水和一种或多 种上文提及的醇的混合溶剂；以及水和一种或多种低级酮诸如丙酮或甲乙酮的混合溶剂。
[0085] 在本公开的聚合方法中，可以使用任何自由基聚合引发剂。特定引发剂的选择可 取决于多种因素，包括但不限于所用的聚合温度、溶剂和单体。适用于本公开的聚合引发剂 包括但不限于:2,2^偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮双(2-甲丁腈）、2,2'-偶氮双(2,4_二甲基戊 腈）、2,2~偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2~偶氮双(N，N~二亚甲基异丁基脒）、过硫酸 钾、过硫酸铵和过氧化氢水溶液。按存在的单体的总重量计，聚合引发剂的量可有利地在从 约0.01至5重量％的范围内。
[0086] 聚合温度可根据所用的聚合溶剂、单体和引发剂而变化，但一般来讲，在从约20°C 至约90°C的范围内。聚合时间通常在从约2至约8小时的范围内。
[0087] 在本公开的又一个实施例中，将上述离子可触发性阳离子聚合物配方用作可冲散 性和/或不可冲散性产品的粘结剂材料。为了在整个美国有效用作可冲散性产品中的粘结 剂材料，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配方在干燥时或在相对高浓度的单价和/或 二价离子中时保持稳定且保持其完整性，但在含有高达约200ppm或更多二价离子特别是钙 和镁的水中变得溶解。有利地，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配方在包含至少约0.3 重量％的一种或多种含单价和/或二价离子的无机和/或有机盐的盐溶液中不溶。更有利 地，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配方在包含从约0.3重量％至约10重量％的一种 或多种含单价和/或二价离子的无机和/或有机盐的盐溶液中不溶。甚至更有利地，本公开 的离子可触发性阳离子聚合物配方在包含从约0.5重量％至约5重量％的一种或多种含单 价和/或二价离子的无机和/或有机盐的盐溶液中不溶。特别有利地，本公开的离子可触发 性阳离子聚合物配方在包含从约1. 〇重量％至约4.0重量％的一种或多种含单价和/或二价 离子的无机和/或有机盐的盐溶液中不溶。合适的单价离子包括但不限于Na+离子、K+离子、 Li+离子、NH4+离子、低分子量季铵化合物（例如，在任何侧基上具有少于5个碳的那些化合 物）以及它们的组合。合适的多价离子包括但不限于Zn 2+、Ca2+和Mg2+。单价和二价离子可源 自有机和无机盐，包括但不限于 NaCl、NaBr、KCl、NH4Cl、Na2S〇4、ZnCl2、CaCl2、MgCl 2、MgS〇4、 NaN03、NaS〇4CH3以及它们的组合。通常，碱金属卤化物因成本、纯度、低毒性和可用性而是最 有利的。尤其有利的盐是NaCl。
[0088] 基于美国化学学会(American Chemical Society)开展的研究，在整个美国的水 硬度差异巨大，CaC03浓度从软水的接近零到极硬水的约500ppmCa⑶3(约200ppm Ca2+离 子）。为了确保聚合物配方在整个国家（以及全世界)的可分散性，本公开的离子可触发性阳 离子聚合物配方有利地可溶于包含最多约50ppm Ca2+和/或Mg2+离子的水。更有利地，本公 开的离子可触发性阳离子聚合物配方可溶于包含最多约lOOppm Ca2+和/或Mg2+离子的水。 甚至更有利地，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配方可溶于包含最多约150ppmCa 2+和/ 或Mg2+离子的水。甚至更有利地，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配方可溶于包含最多 约200ppm Ca2+和/或Mg2+离子的水。
[0089] 助粘结剂(Co-Binder)聚合物
[0090] 如上所述，本公开的阳离子聚合物配方由单种可触发性阳离子聚合物或两种或更 多种不同聚合物的组合形成，其中至少一种聚合物为可触发性聚合物。第二聚合物可以是 助粘结剂聚合物。助粘结剂聚合物的类型和量使得当与可触发性阳离子聚合物结合时，助 粘结剂聚合物有利地大量分散在可触发性阳离子聚合物中；即，可触发性阳离子聚合物有 利地为连续相并且助粘结剂聚合物有利地为不连续相。有利地，助粘结剂聚合物还可满足 若干另外的标准。例如，助粘结剂聚合物可具有比离子可触发性阳离子聚合物的玻璃化转 变温度更低的玻璃化转变温度，即T g。此外或作为另外一种选择，助粘结剂聚合物可以不溶 于水，或可降低离子可触发性阳离子聚合物的剪切粘度。助粘结剂可相对于可触发聚合物 的固体质量以约45 %或更低，具体地约30 %或更低，更具体地约20 %或更低，还要具体地约 15%或更低以及最具体地约10%或更低的水平存在，示例性范围为从约1 %至约45%或从 约25%至约35%，以及从约1 %至约20%或从约5%至约25%。由于助粘结剂可能形成水不 溶性键或膜，所存在的助粘结剂的量应足够低，使得助粘结剂保持为不连续的相，而不能产 生足够的交联或不溶性键，以免危害处理后的基底的可分散性。
[0091] 有利地但非必然地，助粘结剂聚合物在与离子可触发性阳离子聚合物结合时将降 低离子可触发性阳离子聚合物的剪切粘度，达到离子可触发性阳离子聚合物和助粘结剂聚 合物的组合能够进行喷雾的程度。所谓"能够进行喷雾"意指，聚合物可通过喷雾而施加到 非织造纤维基底上，并且聚合物在整个基底上的分布以及聚合物向基底中的渗透使得聚合 物配方均匀施加到基底。
[0092] 在一些实施例中，离子可触发性阳离子聚合物和助粘结剂聚合物的组合与仅具有 离子可触发性阳离子聚合物的制品相比可降低该组合施加到的制品的刚度。
[0093] 本公开的助粘结剂聚合物可具有根据聚合物的最终用途而变化的平均分子量。有 利地，助粘结剂聚合物具有从约500,000至约200，000,000克每摩尔范围内的重均分子量。 更有利地，助粘结剂聚合物具有从约500,000至约100,000,000克每摩尔范围内的重均分子 量。
[0094] 助粘结剂聚合物可以是乳液乳胶的形式。用在这样的乳胶乳液中的表面活性剂体 系应当使得其不实质性干扰离子可触发性阳离子聚合物的可分散性。因此，弱阴离子、非离 子或阳离子乳胶可用于本公开。在一个实施例中，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配 方包含约55至约95重量％的离子可触发性阳离子聚合物和约5至约45重量％的乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物。更有利地，本公开的离子可触发性阳离子聚合物配方包含约75重量％的离 子可触发性阳离子聚合物和约25重量％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。尤其优选的非交联乙 稀 -醋酸乙稀酯共聚物是可得自National Starch和Chemical Co.，Bridgewater，N.J.的 Dur-〇-SeKl^.RB〇
[0095] 当使用乳胶助粘结剂或任何可能交联的助粘结剂时，应防止乳胶形成将纤维基底 粘结在一起并干扰制品可分散性的实质性的水不溶性键。因此，乳胶可以不含交联剂，诸如 N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)，或不含交联剂的催化剂，或不含这两者。作为另外一种选择，可以 添加抑制剂，该抑制剂干扰交联剂或干扰催化剂以使得甚至在将制品加热到正常交联温度 时也会使交联受损。这样的抑制剂可以包括自由基清除剂、甲氢醌、叔丁基邻苯二酚、诸如 氢氧化钾的pH控制剂等。对于一些乳胶交联剂，诸如N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)，例如，升高的 pH诸如8或更高的pH可干扰在正常交联温度(例如，约130°C或更高）下的交联。另选地，可将 包括乳胶助粘结剂的制品维持在发生交联的温度范围以下的温度，以使得交联剂的存在不 导致交联，或使得交联程度保持足够低而不危害制品的可分散性。另选地，可交联的乳胶的 量可保持在阈值水平以下，以使得甚至发生交联，制品也保持可分散。例如，在离子敏感性 粘结剂中作为离散颗粒而分散的少量可交联乳胶可实现可分散性，甚至在完全交联时。对 于后面的实施例，乳胶的量可相对于离子敏感性粘结剂低于约20重量％，并且更具体地讲， 低于约15重量％。
[0096] 无论可交联还是不可交联的乳胶化合物均无需为助粘结剂。具有分散在其中的有 用的非交联乳胶乳液的成功的离子敏感性粘结剂膜的SEM显微照片已显示:乳胶助粘结剂 颗粒可在离子敏感性粘结剂中保持为离散的实体，从而可能部分地充当填充材料。据信，其 他材料可起到类似的作用，包括在可触发性粘结剂中的分散的矿物或微粒填料，所述粘结 剂任选地包含外加的表面活性剂/分散剂。例如，在一个设想的实施例中，得自Presperse， Inc. (Piscataway，N.J.)的自由流动Ganzpearl PS-8F颗粒（具有约0.4微米颗粒的苯乙稀/ 二乙烯基苯共聚物)可按约2至10重量％的水平分散在可触发性粘结剂中，以改变可触发性 粘结剂的机械、触觉和光学性质。其他填料类方法可包括金属、玻璃、碳、矿物、石英和/或塑 料(诸如丙烯酸或酚树脂）的微粒、微球或微珠，以及在其内部密封有惰性气体氛围的中空 颗粒。例子包括得自瑞典Expancel的EXPANCEL酚树脂微球，其在受热时实质性膨胀;或可得 自Pennsylvania的PQ Corporation的称为PM 6545的丙稀酸树脂微球。溶于可触发性粘结 剂中的发泡剂(包括C02)也可作为可触发粘结剂基质中的气泡而提供有用的不连续性，从 而允许可触发粘结剂中的分散气相充当助粘结剂。一般来讲，不与粘结剂混溶的任何相容 性材料，特别是本身具有粘合或粘结性质的材料可用作助粘结剂，只要它的提供状态不以 干扰产物水分散性的方式产生使纤维接合的实质性共价键即可。然而，还提供另外的有益 效果(诸如降低的喷雾粘度）的那些材料可以是尤其优选的。已发现，不含交联剂或含有降 低量的交联剂的粘合性助粘结剂诸如乳胶在宽范围的加工条件(包括在高温下干燥)下提 供良好的结果方面是尤其有用的。
[0097] 助粘结剂聚合物可包含在施加粘结剂混合物后改善基底可润湿性的表面活性化 合物。已用可触发性聚合物配方处理的干燥基底的可润湿性在一些实施例中可能有问题， 因为可触发性聚合物配方的疏水性部分可在干燥期间变得朝气相选择性取向，从而产生疏 水性表面，该表面在随后施加润湿性组合物时可能难以被润湿，除非向润湿性组合物中添 加表面活性剂。助粘结剂聚合物中的表面活性剂或其他表面活性成分可改善已用可触发性 聚合物配方处理的干燥基底的可润湿性。助粘结剂聚合物中的表面活性剂不应明显干扰可 触发性聚合物配方。因此，粘结剂应在存有表面活性剂的预润湿擦拭物中保持良好的完整 性和触觉特性。
[0098]在一个实施例中，有效的助粘结剂聚合物替代一部分离子可触发性阳离子聚合物 配方，并且相对于缺乏助粘结剂聚合物且以足以实现给定拉伸强度的水平包含离子可触发 性阳离子聚合物配方的其他方面相同的预润湿擦拭物，可以在具有更低刚度、更好触觉特 性(例如润滑性或光滑性)或更低成本中的至少一者的预润湿擦拭物中实现给定的强度水 平。 _9] 其他助粘结剂聚合物
[0100] Wacker Polymer Systems(Burghausen，Germany)的干乳胶粉（DEP)粘结剂诸如 VIMNEK?粘结剂体系可应用于本公开的一些实施例。这些粘结剂是由液体乳液形成的 可再分散的、自由流动性粘结剂粉末。得自分散体的小聚合物颗粒以粉末颗粒的形式提供 在水溶性保护性胶体的保护性基质中。粉末颗粒的表面通过矿物晶体的薄片而防止结块。 结果，曾经在液态分散体中的聚合物颗粒现在以可以再分散到水中或添加水分后可以变成 膨胀粘性颗粒的自由流动性干燥粉末形式存在。这些颗粒可以通过在气纺过程中将它们与 纤维一起沉积而施加在高蓬松度的非织造物上，随后添加10%-30%的水分使颗粒膨胀并 粘附到纤维上。这可被称为"口香糖效应"，表示网中的干燥非粘性纤维一旦润湿后变得像 口香糖一样发粘。获得了与极性表面和其他表面的良好粘附。这些粘结剂以自由流动的颗 粒形式存在，这些颗粒由经干燥和试剂处理以防止在干燥状态时粘结的胶乳乳液形成。它 们可在气纺过程中夹带在空气中并与纤维一起沉积，或者可以通过静电方式、直接接触、重 力加料装置和其他方式施加到基底上。它们可以在粘结剂干燥之前或之后与粘结剂分开施 加。与水分(液体或蒸汽)接触使胶乳颗粒再次水合并使之膨胀且粘附到纤维。干燥并加热 到高温(例如160°C以上)使粘结剂颗粒变得交联并耐水，但在较低温度(例如11(TC或更低） 下干燥可引起成膜及一定程度的纤维粘结，而不会严重削弱预润湿擦拭物的水分散性。因 此据信，可以不降低交联剂的量，而通过控制助粘结剂聚合物的固化(诸如限制干燥的时间 和温度以提供不显著交联的粘结程度)来使用商业产品。
[0101] 如Klaus Kohlhammer 博士在 "New Air laid Binders"，Nonwovens Report International，1999年9月，第342期，第20-22、28-31页中指出，干燥的乳液粘结剂粉末具 有可在网形成期间易于并入到非织造网或气纺网中的优点，与将材料施加到现有的基底上 相反，它能够提高对助粘结剂聚合物的布置的控制。因此，可以制备其中已经具有干燥的乳 液粘结剂的非织造网或气纺网，然后当施加离子可触发性阳离子聚合物配方时进行润湿， 于是干燥的乳液粉末变得发粘并有助于基底的粘结。作为另外一种选择，可以在用可触发 性粘结剂处理过基底并干燥后通过过滤机制将干燥的乳液粉末截留在基底中，于是在施加 润湿性组合物时使干燥的乳液粉末发粘。
[0102] 在另一个实施例中，通过以下方式将干燥的乳液粉末分散到可触发性聚合物配方 溶液中：在离子可触发性阳离子聚合物配方溶液被喷涂到网上时施加粉末，或将干燥的乳 液粉末颗粒加入并分散到离子可触发性阳离子聚合物配方溶液中，之后通过喷涂、泡沫施 加法或其他本领域已知的技术将混合物施加到网上。
[0103] 示例性测量方法
[0104] 在本公开的一些实施例中，可如以下方法中举例说明的那样制备水力缠结纤维。 第一多个喷射头30可由第一歧管和第二歧管提供，而第二多个喷射头50可由第三歧管、第 四歧管和第五歧管提供。支持织物行进速率可为30米每分钟。第一歧管压力可为35巴，第二 歧管压力可为75巴，第一歧管和第二歧管均可具有120微米的孔口，这些孔口在横向上间隔 开1800微米，并且第三歧管、第四歧管和第五歧管各自可具有120微米的孔口，这些孔口在 横向上间隔开600微米。赋予给网的水力缠结能量E(单位为千瓦小时每千克)可通过对每个 喷射器(i)上的能量求和而计算：
[0106]其中Pi是喷射器i的压力，单位为帕斯卡;Mr是每秒在喷射器下通过的片材的质 量，单位为千克每秒(通过将片材的基重乘以网的速度而计算）；以及Qi是离开喷射器i的体 积流量，单位为立方米每秒，其根据下式而计算：
[0108] 其中Ni是喷射器i的每米宽度的喷嘴数量;Di是喷嘴直径，单位为米;P是水力缠结 水的密度，单位为千克每立方米;并且将0.8用作所有喷嘴的喷嘴系数。
[0109] 可通过测量纵向24和横向25的拉伸强度评价由每个实例产生的可分散性非织造 片材80的强度。可在将片材浸泡在自来水中4分钟然后将片材在干Viva?牌纸巾上进行20 秒吸水后，使用具有1英寸钳口宽度(样品宽度）、3英寸测试跨距(标距)和25.4厘米每分钟 钳口分离速率的恒定伸长速率CRE)拉力试验机对拉伸强度进行测量。该吸水过程可导致水 含量为干重的200%+/-50%。可通过在每次测试前对样品称重对此进行确认。可使用JDC精 密样品切割器（Thwing-Albert Instrument Company，Philadelphia，Pa.，型号JDC3-10,序 列号37333)以规定的纵向24( "MD"）或横向25( "CD"）取向从可分散性非织造片材80的中心 切割一英寸宽的条带。"MD拉伸强度"是当样品以纵向拉至断裂时的峰值负荷，单位为克力 每英寸样品宽度。"CD拉伸强度"是当样品以横向拉至断裂时的峰值负荷，单位为克力每英 寸样品宽度。
[0110] 用于测量拉伸强度的仪器可以是MTS Systems Sinergie 200型，而数据采集软件 是可从MTS Systems Corp.，Eden Prairie，Minn商购获得的Tesl:W〇rks?f〇r Windows 4.0版。测力传感器可以是MTS 50牛顿最大值测量传感器。钳口之间的标距可以为3±0.04 英寸，而顶部和底部钳口可使用气动动作以60P. S. I.最大值操作。断裂灵敏度可设为70 %。 数据采集速率可设为100Hz(即，每秒100个样品）。可将样品置于仪器的夹具中，在垂直和水 平方向上均居中。然后可以开始测试，并在力下降了峰值的70%时结束。峰值负荷可以克力 表示，并可记录为样本的"MD拉伸强度"。如本文所用，"几何平均拉伸强度"（"GMT"）是湿纵 向拉伸强度乘以湿横向拉伸强度的乘积的均方根，并以克每英寸样品宽度表示。所有这些 值均针对使用中拉伸强度测量。 Com] 浸泡湿强度通过以下方式进行测量:将用于拉伸测试的上述1英寸宽条带浸泡在 4.1升去离子水水浴中1小时。在测试期间，去离子水不以任何方式搅拌或搅动。在1小时的 浸泡完成时，将每个样品小心地从水浴中取回，使水流干以除去多余的水，然后立即如上文 针对拉伸测试所述进行测试。
[0112]本文所公开的尺寸和值不应被理解为严格地限于所述的精确数值。相反，除非另 外指明，否则每个这样的尺寸旨在表示所述值和围绕该值的功能上等同的范围。例如，公开 为"40mm"的尺寸意指"约40mm"。
[0113]晃动箱试验使用工作台规模的设备评价可冲散性消费品在经过废水收集系统时 的分解或分散性。在该试验中，将透明的塑料罐装上产品和自来水或原废水。然后通过凸轮 系统以规定的转速将容器上下移动以模拟废水在收集系统中的运动。将最初的分解点以及 产品分散成1英寸X 1英寸(25mmX 25mm)碎片的时间记录在实验室记录本上。使用该1英寸 XI英寸(25mmX25mm)的参数是因为这降低了产品辨识的可能性。随后可对产品的各种组 分过筛并称重以测定崩解的速率和程度。
[0114] 晃动箱水运输模拟器可由可安装在具有速度和保持时间控制器的振荡平台上的 透明塑料罐组成。由凸轮系统产生的倾斜角产生相当于60cm/s(2英尺/秒）的水运动，这是 在封闭式收集系统中废水流动速率的最低设计标准。振荡速率由凸轮和水平系统的转动进 行机械控制，并且在整个试验中定期测量。该循环模拟了废水在流过污水管时的正常前后 运动。
[0115] 可将室温自来水置于塑料容器/罐中。定时器可设为六小时（或更长），且循环速度 可设为26rpm。可将预称重的产品置于罐中并在其接受搅拌周期时进行观察。可将第一次分 解和完全分散的时间记录在实验室记录本中。
[0116] 当产品达到没有碎片大于1英寸XI英寸(25mmX25mm)平方大小的分散点时可终 止试验。此时，可将透明的塑料罐从振荡平台取出。然后可将塑料罐的整个内容物倒入从上 至下按以下顺序布置的一套筛网：25 · 40mm、12 · 70mm、6 · 35mm、3 · 18mm、1 · 59mm(开口直径）。 通过在筛子上方保持约l〇cm至15cm(4至6英寸）的淋浴头喷嘴，可以4L/min(l加仑/分钟）的 流量将材料轻轻冲洗通过套叠的筛网两分钟，小心不要迫使截留的材料通过下一个较小的 筛网。在两分钟冲洗后，可将顶部筛网取走，并可继续冲洗下一个较小的仍套叠的筛网两分 钟。在冲洗后，可使用镊子将截留的材料从每个筛网取出。可将内容物从每个筛网转移到单 独的、带标签的铝称量盘。可将称量盘置于103±3°C的干燥箱中过夜。可使干燥后的样品在 干燥器中冷却下来。在所有样品干燥后，可将得自每个截留的部分的材料称重，并可基于供 试材料的起始重量计算崩解百分比。
[0117] 实例
[0118] 以下实例描述或举例说明本公开的各种实施例。考虑到如本文所述的本公开的说 明书或实践，所附权利要求书范围内的其他实施例对技术人员而言将是显而易见的。说明 书与实例一起旨在仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由实例之后的权利要求书指 定。
[0119] 实例1-至25mm的晃动箱时间对比MD湿负荷(g/in)
[0120] 实例1研究了行业中已知的各种常规擦拭物/片材和本公开的可分散性湿擦拭物 的至25mm的晃动箱时间对比MD湿负荷(g/in)。图8描绘了以下所测试的片材的图形结果： (A)具有离子可触发性阳离子聚合物的气纺基片；（B)具有优化的离子可触发性阳离子聚合 物的优化的气纺基片；（C)包含水力缠结纤维但不添加粘结剂的片材；（D)包含水力缠结纤 维并添加粘结剂的根据本公开的片材；以及(E)包含CHARMIN?FRESHMATES hydraspun 的片材。
[0121 ]图8中的片材(C)是不添加任何粘结剂的轻度水力缠结的片材。该实例中的片材 (D)在片材(C)的水力缠结片材上包含从约1.3至约4gsm的粘结剂。因此，如图8中所示，粘结 剂增加低密度、轻度水力缠结片材的强度。不仅片材的强度大大增加，晃动箱分解时间也短 于约150分钟。因此，粘结剂组合物和水力缠结纤维的组合不仅增加了片材的初始湿强度， 还得到了良好的片材可分散性。
[0122] 实例2-GMT浸泡湿强度(g/in)对比GMT湿强度(g/in)
[0123] 实例2研究了行业中所用的常规片材和本公开的片材（即，湿擦拭物)的GMT浸泡湿 强度(g/in)对比GMT湿强度(g/in)。因此，该实例测试了片材的初始湿强度以及使用后在水 中分散的能力。图9是以下所测试的片材的图示：（A)具有离子可触发性阳离子聚合物的气 纺基片；（B)包含水力缠结纤维并添加1.28gsm离子可触发性阳离子聚合物的根据本公开的 片材；（C)包含水力缠结纤维并添加2.2gsm离子可触发性阳离子聚合物的根据本公开的片 材；（D)具有优化的离子可触发性阳离子聚合物的优化的气纺基片；以及（E)包含 CHARMTN犮FRESHMATES hydraspun的片材。
[0124] 测试结果在表1中公开。
[0125] 表1
[0126]
[0127]
[0128] *B3和C3未测试晃动箱时间
[0129] 如从结果中可以看出，包含水力缠结纤维和粘结剂的片材(片材B和C)不仅表现出 更大的初始湿强度，还具有足够低的浸泡湿强度。因此，根据本公开的片材(片材B和C)当潮 湿时足够强以进行擦拭而不会撕裂或洞穿，并且它们的可分散性足够强以在污水或化粪池 系统中分解。本领域的普通技术人员将会预计到，具有片材B和C的高初始湿强度的片材在 不搅拌下不会丧失强度。然而，片材B和C尽管具有高起始强度，但在去离子水中浸泡一小时 时丧失其初始强度的约75%以上。这与常规的水力缠结片材诸如图9中的片材E的表现形成 鲜明对比，后者在不搅拌的情况下不会在水中丧失强度。
[0130] 如在图9中可以看出的是，片材B和C相比于本行业中使用的常规片材展现出改善 的结果。也就是说，例如，片材A和D具有相对低的浸泡湿强度并因此可以在污水系统中充分 分散，但片材A和D具有低得多的初始湿强度并因此不能经受太多的擦拭而不撕裂或洞穿。 相反，片材E既具有较低的初始湿强度又具有较高的浸泡湿强度，从而使得其非常难以在污 水系统中分散。
[0131] 因此，本公开的发明人已令人惊讶且出人意料地发现:通过水力缠结纤维和粘结 剂组合物的组合，可以通过以下方式产生克服了所用的常规擦拭物的缺点和问题的可分散 性湿擦拭物:既为擦拭物提供高初始湿强度也为擦拭物提供足够低的浸泡湿强度以能够在 污水/化粪池系统中分散等。
[0132] 实例3-CD拉伸％和湿密度(g/ccm)对比GMT湿强度(g/in)
[0133] 实例3研究了根据本公开的片材（即可分散性湿擦拭物）的⑶拉伸％和湿密度(g/ ccm)对比GMT湿强度(g/in)。实例3中测试的片材是得自实例2的片材B和片材C。最初，本发 明人预计，向片材添加粘结剂将会导致"锁定"片材的拉伸能力并使片材塌缩且丧失堆积体 积。这种情况在包含粘结剂的常规片材中出现，众所周知，未粘结的绒毛垫具有比施加粘结 剂后的粘结片材大得多的堆积体积和拉伸。
[0134] 然而，如在图10中可以看出的是，片材B和C不仅具有高初始强度，而且片材B和C还 显示出非常好的可拉伸性和较低的密度，这种本领域技术人员未能预计到的情况发生了。 水力缠结纤维和粘结剂组合物的组合令人惊讶地实现了这一结果，因为可溶胀的粘结剂有 助于将水力缠结纤维粘结在一起，以使得纤维在张力下锁定，但当置于淡水中时，粘结剂充 分溶胀以释放该锁定并使纤维润滑从而使得整个结构比预计情况容易得多地分解开。
[0135] 在"【具体实施方式】"中引用的所有文件在相关的部分中均以引用方式并入本文;对 任何文件的引用均不应被解释为承认其是关于本公开的现有技术。在本书面文件中的术语 的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中的术语的任何含义或定义冲突的情况下，应 当以赋予本书面文件中的术语的含义或定义为准。
[0136] 虽然已经示出并描述了本公开的特定实施例，但对本领域的技术人员将显而易见 的是，在不背离本公开的精神和范围的情况下可以作出各种其他变化和修改。因此，在所附 权利要求书中意图涵盖所有在本公开范围内的这样的变化和修改。
【主权项】
1. 一种可分散性湿擦拭物，包含多根缠结的纤维和约0.5克每平方米(gsm)至约5gsm的 离子可触发性粘结剂组合物，所述擦拭物具有至少约300克每英寸(g/in)的几何平均拉伸 (GMT)湿强度、小于约180g/in的GMT浸泡湿强度和大于约40%的CD拉伸百分比。2. 根据权利要求1所述的可分散性湿擦拭物，其中所述离子可触发性粘结剂W介于约 1.2gsm至约2.6gsm的范围存在。3. 根据权利要求2所述的可分散性湿擦拭物，其中所述离子可触发性粘结剂W介于约 1 .Sgsm与约2.2gsm之间的范围存在。4. 根据权利要求1所述的可分散性湿擦拭物，其中所述GMT湿强度为至少约500g/in。5. 根据权利要求4所述的可分散性湿擦拭物，其中所述GMT湿强度为至少约700g/in。6. 根据权利要求1所述的可分散性湿擦拭物，其中所述擦拭物的所述GMT浸泡强度小于 约160g/in。7. 根据权利要求6所述的可分散性湿擦拭物，其中所述擦拭物的所述GMT浸泡强度小于 约140g/in。8. 根据权利要求1所述的可分散性湿擦拭物，其中所述擦拭物的所述CD拉伸百分比介 于约45 %与约55 %之间。9. 根据权利要求8所述的可分散性湿擦拭物，其中所述擦拭物的所述CD拉伸百分比介 于约47 %与约49 %之间。10. -种可分散性湿擦拭物，包含多根缠结的纤维和约0.5克每平方米(gsm)至约5gsm 的离子可触发性粘结剂组合物，所述擦拭物具有至少约300克每英寸(g/in)的几何平均拉 伸(GMT)湿强度、小于约180g/in的GMT浸泡湿强度和小于约0.115g/ccm的湿密度。11. 根据权利要求10所述的可分散性湿擦拭物，其中所述湿密度在从约O.lOOg/ccm至 约0.115g/ccm的范围内。12. 根据权利要求11所述的可分散性湿擦拭物，其中所述湿密度在从约0.1 lOg/ccm至 约0.112g/ccm的范围内。13. 根据权利要求10所述的可分散性湿擦拭物，其中所述纤维包括再生纤维和天然纤 维的水力缠结混合物。14. 一种可分散性湿擦拭物，包含： 缠结的纤维，所述缠结的纤维包含量为约5重量％至约30重量％的再生纤维和量为约 70重量％至约95重量％的天然纤维；W及 粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物包含具有W下结构的组合物： 其中X=I至约15摩尔％ .挈尔％;Q选自&-C4烧 基锭、季C广C4烷基锭和苄基锭;Z选自-0-、-COO-、-OOC-、-CONH-和-畑CO-;化、R2、R3独立地选 自氨和甲基;R4为C1-C4烷基;Rs选自氨、甲基、乙基、了基、乙基己基、癸基、十^烷基、径乙 基、径丙基、聚氧化亚乙基和聚氧化亚丙基。15. 根据权利要求14所述的可分散性湿擦拭物，其中所述湿擦拭物包含从约0.5gsm至 约5gsm的所述粘结剂组合物。16. 根据权利要求14所述的可分散性湿擦拭物，其中所述湿擦拭物具有至少约300g/in 的几何平均拉伸(GMT)湿强度。17. 根据权利要求14所述的可分散性湿擦拭物，其中所述湿擦拭物具有小于约180g/in 的GMT浸泡湿强度。18. -种可分散性湿擦拭物，包含： 缠结的纤维，所述缠结的纤维包含量为约5重量％至约30重量％的再生纤维和量为约 70重量％至约95重量％的天然纤维；W及 粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物包含乙締基官能化阳离子单体和一种或多种具 有1至4个碳原子的烷基侧链的疏水性乙締基单体的聚合产物。19. 根据权利要求18所述的可分散性湿擦拭物，其中所述乙締基官能化阳离子单体选 自[2-(丙締酷氧基）乙基]二甲基氯化锭、[2-(甲基丙締酷氧基）乙基]二甲基氯化锭、[2- (丙締酷氧基）乙基]S甲基氯化锭、[2-(甲基丙締酷氧基）乙基]S甲基氯化锭、（3-丙締酷 胺丙基)S甲基氯化锭、N，N二締丙基二甲基氯化锭、[2-(丙締酷氧基）乙基]二甲基苄基氯 化锭和[2-(甲基丙締酷氧基）乙基]二甲基苄基氯化锭。20. -种可分散性湿擦拭物，包含： 缠结的纤维；W及 粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物包含具有W下结构的组合物： 其中X=I至约15摩^ ――- _____ --)摩尔％;9选自0广〔4烧 基锭、季C广C4烷基锭和苄基锭;Z选自-O-、-COO-、-OOC-、-CONH-和-畑CO-;化、R2、R3独立地选 自氨和甲基;R4为C1-C4烷基;Rs选自氨、甲基、乙基、了基、乙基己基、癸基、十^烷基、径乙 基、径丙基、聚氧化亚乙基和聚氧化亚丙基。21. 根据权利要求20所述的可分散性湿擦拭物，其中所述纤维包含长度在约4mm至约 15mm范围内的再生纤维和长度大约Imm的天然纤维的混合物。22. -种可分散性湿擦拭物，包含： 缠结的纤维；W及 粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物包含乙締基官能化阳离子单体和一种或多种具 有1至4个碳原子的烷基侧链的疏水性乙締基单体的聚合产物。23. -种可分散性湿擦拭物，所述湿擦拭物具有至少约300克每英寸(g/in)的几何平均 拉伸(GMT)湿强度、小于约180g/in的GMT浸泡湿强度和大于约40 %的CD拉伸百分比。
【文档编号】A47K7/00GK105916422SQ201580004460
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】K·J·茨维克, N·J·沃格尔, W·李, J·K·贝克, C·阿克罗伊德
【申请人】金伯利-克拉克环球有限公司