CN1125718C - 多层的擦拭用品 - Google Patents

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Abstract

公开了一种至少具有第一和第二塑料薄膜层的一次性擦拭用品，第一层的湿扩张率大于第二层。第一层可以是干式起皱的纤维素纤维的薄片，第二层可以是开孔的、三维塑料薄膜。第一层的选定部分连接到第二层上以阻止第一层在其平面内的湿扩张。在一个实施例中，该擦拭用品包括一个第三层，该第三层可以是干式起皱的、湿扩张率大于第二层的纤维素纤维的开孔的薄片。第二层塑料薄膜放在第一层和第三层之间以阻止第一层和第三层在浸湿时的湿扩张。

Description

多层的擦拭用品
发明领域
本发明关于一次性擦拭用品，尤其是具有两层或多层的一次性擦拭用品。
发明背景
一次性擦拭用品在先有技术中是已知的。这种擦拭用品通常具有一块基片，基片包括一层或多层材料。基片在使用前可用浸湿剂预浸湿，或者与用品使用处的液体结合使用。预浸湿的擦拭用品还称作为“湿的擦拭用品”和“小湿巾”。
这种擦拭用品可能需要具有的特征包括网纹、厚度和体积密度(单位重量的体积)。为了有利于清洁表面，可能要求具有相当大数量的网纹。能导致浸湿时增加网纹的擦拭用品的结构是特别有利的。这种结构可采用具备不同湿扩张率的多层来得到，在1984年9月4日授予Trokhan的美国专利4469735中公开了一种这样的结构。然而，增加网纹不一定会使厚度增加，为了使用品能接收和含有液体可能要求相当大的厚度和体积密度。
除了如网纹、厚度和体积密度等的物理特征外，擦拭用品的其它所要求的特性包括产生泡沫的倾向、保持液流方向的能力及它的强度。例如，当用作脸部擦拭用品时，某些洗涤剂或清洁剂可与擦拭用品一起使用，这就要求用擦拭用品来产生泡沫。当用于硬表面的清洁器时，例如用在厨房对面的顶上时，可能要求擦拭用品有助于产生清洁剂或表面活性剂的泡沫。就除去灰尘、尘垢等污物来说，如果擦拭用品能捕获灰尘、更象一个过滤器那样将会是很用的。就所有擦拭工作、尤其是湿式擦拭来说，改进湿式强度是有利的。对用于刮擦场合来说，湿式强度尤为重要。
因此，要求提供一种一次性的擦拭用品，它能在浸湿时具有增加的网纹和体积密度。
因此，要求提供一种一次性的擦拭用品，它在与清洁剂、洗涤剂等一起使用时有助于产生各种泡沫。
因此，要求提供一种一次性擦拭用品，它在浸湿时能有助于捕获灰尘、尘垢及类似物。
另外，要求提供一种一次性擦拭用品，它在湿式擦拭时具有改进的湿式强度。
发明概述
本发明提供一种多层的一次性擦拭用品。该擦拭用品包括至少两层，第一层在其浸湿时可在其平面内扩张。第二层包括一层塑料膜，它在浸湿时的扩张比第一层要小。第一层的选定区连接到第二层上，以阻止第一层在其平面内的湿扩张。
当第一层浸湿时，第二层约束第一层在其平面内的扩张。结果使第一层变形，例如在Z方向(垂直于第一层的平面)翘曲或起皱。
在用品使用前，第一层可包含浸湿剂，该浸湿剂使第一层浸湿。该浸湿剂可以是液态洗涤剂。第一层的选定区最好以预定的连接图案连接到第二层上，从而提供第一层的若干未连接区。
第二层最好包括厚度约为20密耳(0.020英寸)的三维成形的薄膜。该三维薄膜能提供与第一层的起皱提供的厚度、体积密度和网纹无关的厚度、体积密度和网纹。该塑料薄膜可以是宏观扩张的三维塑料薄膜。
在一个实施例中，该一次性擦拭用品包括三层：一个第一纤维素层，一个第二层包括三维的开孔的塑料薄膜，以及一个开孔的第三层。第三层可包括纤维素纤维的干式起皱的开孔的薄片。第二层夹在第一层和第三层中间。第三层上的孔可大于第二层上的孔。从而为小颗粒提供两级过滤。
附图概述
图1是本发明的两层实施例的平面图，它表示连到成形薄膜的第二层上的干式起皱的第一层。
图2是本发明的三层实施例的平面图，它表示干式起皱的第一层连到成形薄膜的第二层的一侧，开孔的第三层连到成形薄膜的第二层的另一侧。
图3A是沿图1中3-3线的本发明的两层实施例的剖视图，它表示浸湿前的两层实施例，其中第二层连到第一层上，从而提供了从第二层到第一层的有利的流体通孔。
图3B是沿图1中3-3线的本发明的两层实施例的剖视图，它表示第一层已浸湿，从而使第一层产生了垂直于第一层平面的变形。
图3C是本发明的浸湿后的另一两层实施例的剖视图，其中第二层连接到第一层上，从而使第二层朝外的表面上提供了较多的网纹。
图3D是本发明的浸湿后的又一两层实施例的剖视图，其中第二层连接到已经开孔的第一层上。
图4A是沿图2中4-4线的本发明的三层实施例的剖视图，它表示浸湿后的一个第一层，一个开孔的成形薄膜的第二层，和一个开孔的第三层，其中第二层连到第一层上，提供了从第二层到第一层的有利的流体通孔。
图4B是沿图2中4-4线的本发明的三层实施例的剖视图，它表示浸湿后的一个第一层，一个开孔的成形薄膜的第二层，和一个开孔的第三层，其中第二层连到开孔的第三层上，提供了从第二层到第三层的有利的流体通孔。
图5是宜用于本发明第二层的三维的、宏观上扩张的成形薄膜片的放大的部分透视图。
图6是本发明一次性擦拭用品一部分的平面视图，它表示第一层的未连接区包括一个内切在连续的连接图案内的圆形部分。
图7类似于图6，表示第一层的未连接部分包括内切在连续的连接图案内的圆形部分。
发明的详细描述
图1和3A～3D表示本发明的两层的实施例。图2和4表示本发明的三层实施例。
现参见图1和3A～3D。本发明包括一种多层的一次性擦拭用品100，该一次性擦拭用品100包括第一层1000和第二层2000。
第一层是可扩张的，尤其是当它被浸湿时、亦即第一层是可湿扩张的。这里“可湿扩张”指的是当它被浸湿时至少在其一个方向上有加长的倾向。通常，“浸湿”指的是用如水那样的液态溶剂浸湿，它能使可扩张的第一层产生扩张。例如，水松弛了预缩纸巾的皱纹，因此使纸在其平面内的至少一个方向上扩张。在不希望拘泥于理论的同时，皱纹的松弛可以是由于水的存在而使纸结构内氢键损失的结果。然而，任何能使皱纹松弛的流体、混合物或溶剂都可被认为是“浸湿”了该用品。第二层2000的扩张比第一层1000要小，包括浸湿时也是这样。扩张率是按照下面描述的“湿扩张率试验”测出的，以百分比表示。
正如下面将充分描述的，第一层1000是预缩的、最好是起皱的纸薄层。预缩是在一个刚性表面、最好是一个圆筒上使纸起皱而产生的，为此通常使用Yankee干燥鼓。起皱是用一个先有技术中已知的导向片完成的。按照1992年4月24日授予Sawdai的普通转让的美国专利4919756可以完成起皱，这里提出以作参考。另外，预缩还可由如1994年4月3日授予Well等人的普通转让的美国专利4440597的教导的那样通过湿式微缩来完成，这里提出以供参考。
正如图1所示，在造纸期间形成皱纹凸缘1015，它们通常垂直于机器方向MD，如图1所示。起皱可以提供第一层的预缩，这使第一层具有湿扩张性。第二层2000最好是聚合物薄膜，例如：湿扩张远小于第一层1000的热塑性薄膜。在一个优选实施例中，第二层2000是一种开孔的成形薄膜，这一点在下面参照图5的描述的“第二层”中将会更充分地进行描述。第二层2000上的开孔形成毛细孔2041、流体通路和定向的流体，还可提供改进的网纹，从而增加了清洁效果。
第一层1000直接或间接地连接到第二层2000上，以阻止第一层在其平面内的湿扩张。在图1和3A～3D中，第一层1000的选定部分连接到第二层2000上，以提供了连续的连接区1100，限定了独立的未连接区1140。在图1所示的一个优选的实施例中，连接区1100表示为通常形成晶体状未连接区1140的交叉线的连续的网格。连接区1100的交叉线的宽度和间隔可以调节，以提供所需要的图案，亦即晶体状未连接区1140的所要求的尺寸和间隔。
如图1中300所示的一种胶、如热熔性胶可用来连接第一层1000和第二层2000。一种合适的胶是乙烯乙酸乙烯酯(以下称EVA)的热熔性胶，它可从Ato-Findley Adhesives of Wauwatosa，Wisconsin买到，代号为H1382-01。
这里所用的“连续网格”指的是连接区1100的宏观的图案，亦即连接图案是连续的，它确定了独立的、分开的未连接区。该图案还可以是基本连续的，这意思是说网格可包括离得较近地间隔开的独立的连结点，它作为一个整体形成限定未连接区的连接图案。交叉线的连续的网格可以是任何图案，所得出的未连接区可是各种几何形状，如方形、长方形和三角形。网格也不必是完全连续的，不限于由直线和均匀线条形成的图形，它可以是形成圆形、椭圆形或其它非多边形的几何形状的未连接区的网格。
另外，在目前推荐连续的网格的同时，应该看到不连续的或基本连续的连接图案也可提供本发明所要求的厚度增加。例如连接区包括打开的圆或其它的封闭图形，它也足以使未连接区的厚度增加。应该看到，具有不连续的连接点、如点式连接的图案也能提供足够的约束，从而在第一层1000浸湿时迫使其在其平面外发生变形。在不希望拘泥于理论的同时，原则上讲，特殊的连接图案越是接近连接独立未连接区的连续网格，本发明的优点就更突出。
由于第二层2000的湿扩张率较低，并且由于第一层1000连接到第二层2000上，第二层2000约束了第一层1000在其平面内的扩张。结果，当浸湿时，第一层1000发生变形，例如在Z向(垂直于第一层的平面，与图3A～3D的剖面的垂直方向相对应)翘曲或起皱。在图3A～D中示出了Z向。
图3A～D表示了部分擦拭用品100，例如图1中沿3-3的部分剖面。现参见图3A，在浸湿前，第一层1000连接到第二层2000上，区1100呈比较平坦、光滑的外形。第一层1000预缩，例如起皱过，从而在第一层1000的平面内产生皱纹的凸缘1015。在浸湿时，如图3B所示，第一层1000的平面外的Z向的变形是由于第一层1000湿扩张引起。在图3A-D中示出了Z向。图3B中示出的第一层1000是湿扩张后的情况，其中皱纹完全松弛开，但应该看到，并不要求以皱纹完全松弛开来实现本发明的好处。
在第一层1000浸湿时，平面外的变形使用品100具有鼓起的凸缘1001(图3B)，它们增加了用品100的湿式网纹、湿式厚度和湿式体积密度。因此，本发明的两层的擦拭用品的一个优良特性是湿式厚度远大于干式厚度。用品的湿式厚度对干式厚度之比大于1.0、推荐值为至少1.1、更好的值为至少约为1.2、最好为至少1.4。湿式厚度对干式厚度之比是用品100浸湿时的厚度相对于浸湿前干式擦拭用品100的厚度的测量值。湿式厚度对干式厚度之比是按下面提供的“湿式厚度对干式厚度之比”的测量方法测出的。
鼓起的凸缘1001还提供了腔1500，它们位于第一层1000的未连接部分和下方的第二层2000之间。在不希望拘泥于理论的情况下，可以相信，该腔1500在湿扩张后可用作浸湿剂的保留区，亦可在清洁后用作灰尘的保留区。当具有图3A和3B的构形时，第二层2000安置成使细小的流体直接进入腔1500，从而在该擦拭用品用于清洁时能过滤或捕获颗粒和其它去掉的东西。
第二层2000最好在其一侧上具有比另一侧要多的皱纹，这一点在下面参照图5对“第二层”的描述中会叙述得更充分。具有不同网纹的表面使得在设计优选性能、如本发明的擦拭用品的发泡能力中具有机动性。在图3A和3B中，第一层1000这样连接到第二层2000上，使较多网纹的第二表面2044(图5)朝向第一层1000。
第二层2000的两侧之间的网纹差异是由开孔的三维成形薄膜的毛细结构引起的。本发明的一种推荐的成形薄膜的毛细管也用来提供与用品100接触的流体的定向的流体流。流动方向由图3B和3C中的箭头2300表示。图3A和3B的设计所具有的优点是液体和小颗粒可穿过第二层2000，小颗粒可捕获在第一层1000和第二层2000之间的腔1500中。
在图3C中，第一层1000这样连接到第二层2000上、使第一表面2042(图5)面向第一层1000，较多网纹的表面2044朝外，背离第一层1000。这种设计的优点是带网纹的表面2044在某些湿式擦拭中可用于更有效地刮擦硬的清洁表面。在图3C中，第二层相对于第一层定向成使通过第二层2000中的开孔的流体滚动方向离开第一层1000。
图3D表示另一种设计，其中第一层1000可以是开孔的。在第一层1000上开孔在实施本发明中并不是必须的，然而它大大增加了擦拭用品100的所需要的网纹和体积密度。当采用开孔的第一层时，浸湿后的第一层1000的变形又为用品100提供了鼓起的凸缘，这些凸缘增加用品100的湿式网纹、湿式厚度和湿式体积密度。然而，在该实施例中，鼓起的凸缘1001具有孔1010，它提供了一条流体通路，通过该通路，液体和/或小颗粒可进入腔1500。
在用品使用前，第一层可包括浸湿剂，它为第一层提供了湿扩张。浸湿剂可以是液态洗涤剂(含水量至少50％)。
第一层
现在详细参见用品100的构件，可以制成第一层1000的合适的材料包括编织材料、非编织材料、发泡材料、棉絮类材料等。第一层1000可以做成在浸湿时具有约4％的扩张率、扩张率的推荐值为至少10％、更好值为20％，最好至少为25％。特别推荐的材料是非编织的薄片，它具有如“气-铺设”或某些“湿铺设”方法中的随机分布的纤维或单丝，或者具有如某些“湿-铺设”和“梳通”方法中的一定程度定向的纤维或单丝。
第一层1000的纤维或单丝可是天然的(如木浆纤维、棉纤维和蔗楂纤维等的纤维素纤维)、或是合成的(如聚烯烃、聚酰胺或聚酯)。
在一个优选实施例中，第一层包括纤维素木浆纤维的湿铺设薄片，该薄片已采用干式起皱法预缩至少4％、推荐值为至少10％、更好值为20％、最好为至少25％。参见图1和3A，第一层1000包括与第一层1000的预缩相对应的皱纹凸缘1015。在图3B中，皱纹凸缘1015未示出，这是为了表示该干式皱纹在浸湿和第一层1000扩张时被拉开了。
该第一层1000可具有的基本重量在15～65克/米2(gsm)之间。其厚度在4～40密耳(0.004～0.040英寸)之间。第一层可包括参照下列专利描述的方法制成的纸薄片，这里提出以供参考。这些专利是：U.S.3301746(Sanford)；U.S.3994771(Morgan)；U.S.4300981(Carstens)；U.S.4529480(Trokhan)；U.S.5073235(Trokhan)；U.S.5506715(Trokhan)；4637859(Trokhan)，5364504(Smurkoski等)；和5529664(Trokhan等)。
在一个实施例中，第一层1000包括一个纸薄片，它具有基本重量相互有区别的多个区域，该薄片可具有连续的高基本重量的网格和低基本重量的独立的区域，低基本重量的独立区域确定了中间基本重量的独立区域。这种纸薄片公开在1993年9月14日授予Trokhan等人的美国专利5245025上，这里提出，以供参考。
在不希望拘泥于理论的同时，可以相信纸的强度可大大改变成品的整个外观，第一层的预缩量，如起皱量与平面扩张量成正比，因此也与浸湿时产生的厚度量成正比。然而如果纸用品的湿式强度不足，“翘曲”会塌陷而形成厚度较小的“扭曲”的产品。因此应调节皱纹和湿式强度，从而按用品的使用情况来提供网纹量。湿破裂测量值是用Thwing-AlbertBurst Tester 1300-77测出的，它试出了完全浸湿的基片的峰值载荷。该试验采用的球端直径是0.5英寸、球端速度为5英寸/分钟，夹住试样的3.5英寸直径的圆，该圆垂直于球端的运动方向。峰值湿式破裂强度在100～200克/每层，推荐值为400和700克/每层，最好为500～600克/每层。
第二层
第二层2000约束第一层1000的扩张。第二层2000包括一层塑料薄膜，它的湿扩张率小于第一层1000。该塑料薄膜最好是开孔的，最好用如聚乙烯、聚丙烯或类似物的聚合的薄膜材料制成。要求第二层打孔是因为孔可允许空气通过，并且允许用品100的一侧的液体流到另一侧，从而在用品100包括或采用液态洗涤剂时能促进泡沫的形成。
第二层2000最好包括如图5的放大图所示的三维宏观扩张的成形薄膜。最好采用开孔的成形薄膜，因为这种薄膜中的孔可有利地使流体在一个方向上流动。
第二层2000的厚度最好约为5密耳，推荐值约至少为10密耳，最佳值为至少15密耳，从而提供与用品100浸湿无关的体积密度和厚度。在一个实施例中，第二层的厚度约为20密耳(0.020英寸)。
合适的成形薄膜公开在下列美国专利中，这里提出以供参考。这些专利是：U.S.3929135(Thompson)；U.S.4324246(Mallance)；U.S.4342314(Radel)；U.S.4463045(Ahr)；U.S.4637819(Oullette)；和U.S.5006394(Baird)。另外，在下列专利中公开了合适的水成型薄膜，这里提出以供参考，这些专利是：U.S.4695422(Curro)；U.S.4778644(Curro)；和U.S.4839216(Curro)。
图5是部分第二层2000的透视图，该第二层包括开孔的、宏观扩张的、三维的、纤维状的、可透过流体的聚合的薄片2040，它通常与普通转让的U.S.4342314(Radel)的教导是一致的。
这里所用的术语“宏观扩张”指的是薄片、带状物和薄膜，它们已与三维成形结构的表面相一致，从而使它们的两个表面呈现与成形表面的宏观上的剖面相对应的表面畸变的三维成形图案，其中包括该图案的表面畸变在观察者的眼睛与薄片平面之间的垂直距离约为12英寸时，正常的肉眼(正常肉眼具有20/20的视力)是可单独辨别的。
术语“纤维状的”用于塑料薄片的外观时通常指的是随机的或非随机的、构成小方格的或不构成小方格的孔的任何细小的图案，它指的是观察者以肉眼看时的编织物或非编织物纤维片的整个外观和印象。
正如图5所示，薄片2040具有由连续的纤维状构件组成的纤维状外观，每个纤维状构件的相对端至少互连到另一纤维状构件上。在图5所示的实施例中，互连的纤维状构件形成五边形的毛细管2041。薄片2040具有从平面2043中的薄片的第一平面2042伸到平面2045中的薄片的第二平面2044的三维的微观结构。术语“微观结构”指的是只有放大才能由人的眼睛看到其确切细节的小型结构。
毛细管2041促进了从第一表面2042到第二表面2044的有利的流动。术语“有利的流动”指的是在一定的压差下，流体通过毛细管2041从表面2042流向表面2044，要比从第二表面2044朝第一表面2042的反向流动要容易些。
表面2042上的孔2047是由纤维状构件、如构件2048、2049、2050、2051、2052形成的。每个纤维状构件包括一个位于平面2043中的基部2054，每个基部具有一个侧部、如附着到每个边缘上的侧部2056。侧部2056通常在薄片2040的第二表面2044的方向延伸。纤维状构件的交叉的侧部在薄片的第一和第二表面中部相互连接，其相互的终端基本位于第二表面的平面2045中。
在图5中，互连的侧部2056的相互的终端基本位于第二表面2045的表面，从而形成薄片第二表面2045中的孔2058。该基部2054可包括与美国专利4463045相一致的表面畸变2060的微观图案，该畸变为表面2042提供了不光滑的表面和某种程度上的网纹，尽管具有表面畸变2060，第一表面2042的网纹还是比第二表面2044要少。
第三层(三层的实施例)
本发明的擦拭用品100可包括如图2和4A-B的三层。如图所示，擦拭用品100包括如上所述的第一层1000和第二层2000，以及下面将描述的第三层3000。第三层最好是如图所示的带开孔的、但也可是不开孔的。开孔最好是在层3000的薄片成形期间形成的孔。该开孔穿过层3000，以参照数字3010表示。
第三层3000可包括如上面参照第一层1000描述的编织的或非编织的薄片。孔3010可以任何方便的方式，如用机械手段或液压成形手段来形成。在一个实施例中，第三层3000包括一个带开孔的纸薄片，它由基本重量约为32gsm，厚度约为9密耳(0.009英寸)，孔可由1993年9月4日授予的美国专利5245025中的图5所示的成形带成形，这里提出以供参考。
在一个优选实施例中，第三层3000包括纤维素木浆纤维的湿铺设纸薄片，它预缩了至少4％、预缩优选值至少10％、最好至少约20％。参见图2，开孔的第三层3000包括与第三层3000的预缩、如起皱相对应的皱纹的凸缘3015。在图2中示出了机器方向(MD)及其横向(CD)。该机器方向与第三层3000的薄片的制造方向相对应。皱纹凸缘3015通常垂直于机器方向，并通常平行于第三层3000的薄片的机器方向的横向。
第三层3000的薄片可以是基本重量在15～65g/m2的纸薄片。在一个优选实施例中，第三层3000的基本重量在25～45g/m2之间，在一个更为优选的实施例中，基本重量约在32～35g/m2之间。
在一个更为优选的实施例中，第三层3000包括纤维素木浆纤维的带开孔的湿铺设的纸薄片。孔3010可以任何合适的方式成形在第三层3000上。例如，孔3010可在第三层3000的纸薄片成形期间成形在第三层3000上，也可在制造第三层的纸薄片后成形。在一个实施例中，第三层3000的纸薄片是按照下列一个或多个美国专利的教导来生产的，这里提出以供参考，这些专利是：1993年9月14日授予Trokhan等的U.S.5245025；1994年1月11日授予Phan等的U.S.5277761；以及1997年8月5日授予Trokhan等的U.S.5654076。特别是在U.S.5277761的第10栏中公开了带孔的纸薄片的成形。
在第一层浸湿前，起皱的第三层3000每平方英寸上的孔3010数约为4～300个之间，最好在每平方英寸4～100个之间。在浸湿起皱的纸薄片时，如果没有约束，将使它在至少一个方向、如机器方向扩张，这样浸湿后每平方英寸上孔3010的数量少于浸湿前的孔的数量。同样，当在纸薄片上开孔，接着该薄片又起皱时，在起皱前每平方英寸上的孔的数量将少于起皱后的每平方英寸上的孔的数量。因此纸薄片尺寸的参数是指起皱后和浸湿前的尺寸。
孔3010所占表面约在第三层3000总表面的15～75％之间。图2中的孔3010双横向交错(在机器方向及其横向的两个方向上交错)成重复的非随机图案。在一个实施例中，第三层3000包括一种纸薄片，它起皱30％(30％的预缩)，该值大于湿扩张率25％，每平方英寸上约有40～50个孔3010，孔3010的长度约为0.10～0.18英寸，宽度约为0.07～0.15英寸，两孔之间的距离106约0.05～0.08英寸。
该纸薄片是由首先形成的含水造纸配料制成的，配料包括造纸纤维，可能还具有各种添加物。1993年6月29日授予Phan等人的美国专利5223096公开了各种木浆和造纸添加物，这里提出以供参考。
一种合适的制造第三层3000的纸薄片可按下面的描述来制造。造纸配料是由水和北方软木(NSK)产生的高精制的Kraft木浆制备的，纸配料具有的纤维含量约为0.2％(即于纤维重量除以配料的总重量等于0.002)。诸如羧甲基纤维素(CMC)那样的干式强度添加物加到100％的NSK配料中，添加量为每吨干的造纸纤维中约为5磅的CMC固体。诸如Kymene 557H(可从Hercules，Inc.of Wilmington，Del.得到)那样的湿式强度添加物加到配料中，添加量为每吨干造纸纤维约28吨Kymene固体。开孔的第三层3000最好具有大于第二层2000的湿扩张率。开孔的第三层最好具有至少为4％的湿扩张率、优选值至少为10％，最好达至少25％。开孔的第三层3000的湿扩张率可采用如使薄片干式起皱等方法而预缩薄片来提供。
第三层3000的选定部分直接或间接地连到第二层2000上，以阻止第三层在其平面内的湿扩张，同时以与第一层1000相类似的方式和图案连接到第二层2000上。第三层3000的选定部分直接连接到第二层2000，连接区示为3100。连接方法和图案通常与上面参照第一层1000公开的方法和图案一样。由于图中示出的第一层和第二层之间的连接图案与第三层和第二层之间的连接图案是一样的，这里就没有必要重复了。作为特殊的减小加工本发明的三层实施例的复杂性的方法可以推荐已有的连接图案。
当第一和第三层浸湿时，第一层1000变形以提供拱形凸起1001和腔1500，第三层3000变形提供拱形的凸起3001和腔3500。因此正如上述两层实施例一样，本发明的三层擦拭用品的一个有利的性能是湿式厚度大于干式厚度。尤其是三层擦拭用品100的湿式厚度对干式厚度之比大于1.0，推荐值为至少1.1，最好至少1.5，甚至可达大于2.0。湿式厚度对干式厚度之比是浸湿时擦拭用品100的厚度对浸湿前干式擦拭用品的厚度的比值，它是按下面提供的“湿式厚度对干式厚度之比的测量方法测出的。
当第三层开孔时还具有另外的优点。正如图4A和4B所示，除了形成拱形凸起3001外，第三层3000围绕孔3010的扩张形成了可称为皱折那样的变形，或由于湿扩张时变形、孔形成的表面凹凸不平。这些皱折为擦拭用品的表面提供了附加的网纹，而通过调节孔3010的尺寸和间隔可按需要改变这些网纹。
在一个实施例中，第三层3000的孔3010大于第二层2000上的孔。在第一层浸湿前，起皱的第三层可具有的孔数约每平方英寸4～300个之间，最好每平方英寸具有的孔数为4～100个之间。浸湿起皱的纸薄片使未受约束的薄片至少在一个方向、如机器方向扩张，从而使浸湿后的每平方英寸上的孔数小于浸湿前孔3010数。同样的，当在纸薄片形成了孔后，接着使纸薄片起皱，起皱前每平方英寸上孔的数量将小于起皱后的每平方英寸上孔的数量。因此，纸薄片尺寸的参照值是起皱后和浸湿前的尺寸。
孔3010占第三层3000的总表面的15～75％。图2所示的孔3010双横向交错(在机器方向及其横向的两个方向上交错)成重复的、非随机的图案。在一个实施例中，第三层3000包括一种纸薄片，它干式起皱30％(预缩30％)，大于湿式扩张率的25％，每平方英寸具有40～50个孔(3010)，孔3010通常是细长形、如改形的椭圆形，孔的最长尺寸(即长度)约0.10～0.18英寸，最短尺寸(即宽度)约0.07～0.15英寸，孔之间的距离约0.05～0.08英寸。
正如图4A所示，三层设计为液体和小的固体颗粒提供了两级过滤器。连接到第二层2000的较少网纹侧2042的第三层3000提供了第一过滤级，第二层2000提供了第二过滤级。携带小固体颗粒的液体可沿流体通路3300穿过较大的孔3010，捕获在腔3500内。流体和小颗粒可沿流动通路2300基本通过第二层2000，捕获在腔1500中。第二层2000和第一层1000可包含捕获在腔1500内的固体颗粒。
另外，第三层3000可以连接到如图4B所示的第二层2000的具有较多网纹的一侧。这种结构使擦拭用品100的一侧上的网纹最多，因此在该擦拭用品100中或在其上清洁剂的泡沫增多了。
连接
第一层1000和第三层3000(如果有的话)的选定部分最好以预定的连接图案连接到第二层2000上。下面将参照第一层1000来描述该连接图案，可以理解该描述亦可用于第三层3000上，当然，第三层3000也可以不同的连接图案或采用不同的连接方法(如用胶、超声连接等)连接到第二层2000上。
第一层1000和第二层2000可用任何合适的方法连接，这些方法包括但不仅限于：胶接、机械连接、热连接、机械-热连接、超声连接及它们的联合。胶300(图1和图2)可采用印刷方法加上，这些印刷方法包括照相印刷、反转照相印刷、网板印刷及曲面印刷等。在一个实施例中，采用网板印刷将EVA热熔性胶印成如图1和2的网格形图案。一种合适的网格印刷机是ITW Dynatec Model SP-117。这种印刷机的合适的网板是由Rothtec Engraving Corp.，New Bedford，MA制造的40目的Galvano网板。
胶最好是不溶于水的，这样在擦拭用品100浸湿时水不会使各层分开。胶最好也是能“耐表面活性剂的”。这里“耐表面活性剂的”指的是胶的连接特征不会因为表面活性剂的存在而衰减。合适的胶包括热熔胶基的EVA(乙烯乙酸乙烯酯)。一种合适的胶是一种可从Ato-FindleyAdhesives of Wauwatos，Wisconsin.买到的热熔性胶H1382-01。
参见图1和6，第一层1000的连接区1100最好形成一个连续的网格式连接图案。该连续的网格式图案确定了独立的不连接的、未连接区1200。在图1和6中，未连接区1200呈晶体形，但应该看到，区1200可具有其它形状，如包括而不仅限于下列形状：圆形、方形、椭圆形、三角形、以及其它规则和不规则的多边形等等。
另外，就目前推荐的连续的网格而言，应该看到如图7所示的不连续的或基本连续的连接图案也能提供本发明所需要的厚度增加。如图所示，间隔靠近的连接点的不连续的图案接近于连续的图案，当然这取决于相邻连接点之间的间隔。在不拘泥于理论的前提下，可以相信，这种相邻的连接点的间隔应小于1英寸、推荐值为0.5英寸、最好为小于0.1英寸。在不希望拘泥于理论的前提下，原则上接近连续网格的特殊的连接图案越多，本发明的优点就更突出。在图7中，连接区1100包括独立的连接点1105。独立的连接点大致勾画出不连接的未连接区1200。独立的连接点作为整体形成了基本连续的网格。
第一层1000的每个未连接区1200可包括内切在连接网格中的圆形区。在图6和7中该圆形区示为1210。内切圆形区1210的直径D应至少是0.1英寸，从而在用品100浸湿时能产生足够增量的厚度和体积密度。直径D的推荐值为至少0.2英寸，最好至少0.4英寸。直径D最好小于3.0英寸，这样可产生可清楚见到的凸起1001，并会使凸起1001不会过分扭曲。在一个实施例中，直径D小于2.0英寸。
第一、第二和第三层可以通过将第二层放在第一和第三层之间、然后将该三层一起通过加热的模压辊。模压辊上可包括一个光滑的支辊和一个与要求的连接图案相对应的带图案的模压辊。
一个优选实施例
本例子说明了三层消毒/清洁擦拭用品的制备，该擦拭用品包括有差别的、可扩张的、多层吸附的用品，宜与消毒/清洁剂一起使用。该用品是通过有选择地将纸基片连接到聚合物薄片的两侧上制成的。
A.第一层的制备
纸薄片是基本重量为20磅/令(约32.5gsm)的100％NSK的不分层的薄片。该纸具有通常按上述美国专利5506715(Trokhan等)的教导生产的若干高基本重量区和低基本重量区，它具有下列特点：
1)成形线(forming wire)，每平方英寸包含100个凸起，
2)该凸起约占成形线表面面积的50％，
3)凸起伸出成形线增强结构上方约0.008英寸，
4)每个凸起的孔占据约10％的成形线的表面积，
5)在传统造纸法的湿端，羧甲基纤维素(CMC)喷入NSK木浆，比率是每吨干纸6磅CMC固体。
6)在传统造纸法的湿端，Kymene 557H(可从Hercules公司得到)喷入NSK木浆，比率是每吨干纸20磅Kymene固体。
7)使纸起皱25％，亦即到达起皱片后的预缩后的长度比起皱片前的薄片长度少25％。
B.第三(带开孔的)层的制备：
该带开孔的纸薄片是基本重量约为20磅/令(约32.5gsm)的100％NSK不分层的薄片。该纸具有若干高基本重量区及若干零基本重量的区。该纸是按上述美国专利5506715(Trokhan等)的教导生产的，它具有下列特点：
1)成形线(forming wire)，每平方英寸包含37个凸起。
2)该凸起占据约36％的成形线的表面面积。
3)凸起伸出成形线增强结构上方约0.025英寸。
4)在传统的造纸方法的湿端，羧甲基纤维素(CMC)喷入NSK木浆，比率是每吨干纸6磅CMC固体。
5)在传统的造纸方法的湿端，Kymene 557H(可从Hercules公司得到)喷入NSK木浆，比率为每吨干纸20磅Kymene固体。
7)使纸起皱25％，亦即到达起皱片后的预缩后的长度比到达起皱片前的薄片长度少25％。
C.第二层的制备
约束薄片是按上述美国专利No.4342314(Radel)的教导制备的聚合材料的三维宏观上扩张的薄片。该薄膜制成具有下列特点：
1)成分是100％的低密度的聚乙烯，
2)整个厚度在19～20密耳之间，
3)孔约占总面积的20％，
4)基本重量约15.4磅/3000英尺2(25g/m2)
D.连接
为了制备复合的样品，采用能压到5000磅/英寸2压力的热压机。顶部平台加热到160°F，底部平台加热到215°F。另外用带图案的模子来产生连接图案并由压机的底板支撑。该连接图案包括一个方向上的平行的凸起线与第二个方向上的平行凸起线相交叉，如图1所示。该图案在12×12英寸平方、3/10英寸厚、凸起区3/16英寸高、0.1英寸宽、间隔为0.5英寸的模子上成形。
各种如上所述的基本重量的薄片、约束薄片、开孔的纸薄片以及第二各种基本重量的薄片(从底往上)组成腔(注意：第二各种基本重量的薄片的功能是一块盖片，用以防止聚合物内层通过纸层上的孔胶接到压机的上平台上，因此它并不是最终擦拭用品的一部分)。
该组合件放在压机的带图案的模子的顶上。压机在约5000磅/英寸2的压力下啮合7～9秒钟，然后将样品转80°，压机再重新啮合7～9秒钟。该方法生产出外观上美观的晶体状的模压图案。
在模压迭层结构以后，除去最靠近开孔纸薄片的各种基本重量的薄片(亦即盖片)。将产品切成8.5英寸×11英寸的合适尺寸，边缘用烙铁密封(如Harwil公司的T-7型产品)。
湿扩张试验
采用下列方法来确定层100或200的湿扩张率。样品浸湿前在70°F和50％的相对湿度下调整2小时。
首先确定层平面内的最大湿扩张率的方向。对干式起皱的纸薄片来说，该方向将平行于机器方向，通常垂直于皱纹凸缘的方向。
如果不知道最大的湿扩张率的方向，可通过下列方法确定该方向。从一块薄片上切下7块样品，样品长度方向定为相对于在薄片上所划的参考线的0°和90°之间。然后按下面的描述来确定最大湿扩张率的方向。
一旦最大的湿扩张率的方向确定，切出长度约为7英寸的8片样品，其长度方向平行于最大湿扩张率的方向，宽度至少1英寸。样品从层100或200的未连接部分上切出，如果不能从用品的未连接部分上切出上述尺寸的样品，可以在各层连接以前从层100和200上切下样品。可用钢笔等在每个样品上做出两个标记。该标记在平行于最大湿扩张率方向上相隔5英寸。该5英寸长度是样品的初始试验长度。
将每个样品沉浸在蒸馏水槽中30秒钟使之完全浸透。将每个样品从水槽中取出并立即垂直悬挂，使通过两个标记的线基本垂直。该湿的样品悬挂成不影响两个标记之间的扩张(例如夹子不与两个标记之间的样品接触)。样品的湿式试验长度是两个标记之间的距离，该距离是在样品从水槽中取出后的30秒内测量的。
每个样品的湿扩张的百分比按下式计算：
湿扩张百分比＝(湿式试验长度-初始的干式试验长度)/(初始的干式试验长度)×100
对于湿式试验长度为6.5英寸，初始干式试验长度为5.0英寸的样品来说，湿扩张率是：
[(6.5-5)/5]×100＝30％
样品的湿扩张率是8个样品湿扩张的计算值的平均值。
湿式厚度对干式厚度之比
湿式厚度对干式厚度之比是用Thwing-Albert仪器公司电子厚度试验仪II型、用下列方法测出的。样品在试验前在70°F和50％的相对湿度下调整2小时。
用品的干式厚度是采用确定压力为95克/英寸2、加载压头直径为2英寸的情况下测出的。测出8个样品的干式厚度，对每个样品而言，均用加载压头放在第一层100的未连接区的中部来测其厚度。8个测量值平均，以提供平均的干式厚度。
然后将每个样品在蒸馏水槽中沉浸30秒。将样品从水槽中取出，在取出后的30秒之内测量湿式样品的厚度，测量位置与前面提到的测量干式厚度的位置一样。8个湿式厚度测量值平均得出平均的湿式厚度。湿式厚度对干式厚度之比是用湿式厚度平均值除以干式厚度的平均值。

Claims (19)

1.一种多层的一次性擦拭用品，包括：
一个第一层，该第一层在浸湿时可在其平面内湿扩张，
一个包括塑料薄膜的第二层，该塑料薄膜在浸湿时的扩张比第一层要小，
其中第一层的选定部分连接到第二层上，以防止第一层在其平面内的湿扩张，和该用品的湿式对干式厚度之比至少为1.1。
2.如权利要求1的用品，其中在用品使用前第一层包括浸湿剂，其中浸湿剂引起第一层在垂直于第一层平面的方向上变形。
3.如权利要求1的用品，其中第一层的选定部分以预定的连接图案连接到第二层上，以提供第一层的若干未连接部分。
4.如权利要求1的用品，其中第一层的湿扩张率至少为4％。
5.如权利要求1的用品，其中第一层的湿扩张率至少为10％。
6.如权利要求1的用品，其中第一层的湿扩张率至少为20％。
7.如权利要求1的用品，其中第一层的湿扩张率至少为25％。
8.如权利要求1的用品，其中第一层包括起皱的纤维素薄片，其中塑料薄膜是宏观扩张的三维薄膜。
9.如权利要求8的用品，其中塑料薄膜的厚度至少约5密耳。
10.如权利要求8的用品，其中塑料薄膜呈现通过它的有利的流体流动的方向，其中塑料薄膜相对于第一层定向，使通过孔的有利的流动方向朝向第一层。
11.如权利要求8的用品，其中塑料薄膜呈现通过孔的有利的流体流动方向，其中塑料薄膜相对于第一层定向，使通过孔的有利的流动方向背离第一层。
12.如权利要求1的用品，其中塑料薄膜包括第一表面和第二表面，其中第二表面比第一表面具有较多的网纹。
13.如权利要求1的用品，其中该用品包括一个预先浸湿的擦拭用品；
其中第一层包括起皱的薄片，该薄片包括纤维素纤维，
其中第二层包括开孔的三维塑料薄膜，
其中第一层的选定部分以预定的图案连接到第二层上，以提供第一层的若干未连接区，和
其中，在用品使用前第一层包括浸湿剂，
其中浸湿剂提供了在垂直于第一平面的方向上的变形。
14.如权利要求1的用品，其中湿式对干式厚度之比至少约为1.2。
15.如权利要求1的用品，其中湿式对干式厚度之比至少约为1.4。
16.一种多层的一次性擦拭用品包括：
一个第一层，该第一层在浸湿时可在其平面内扩张，
一个包括三维的开孔的塑料薄膜的第二层，该塑料薄膜浸湿时的扩张小于第一层；和
一个开孔的第三层，第三层在浸湿时可在其平面内扩张，
其中第二层放在第一和第三层之间，其中第一和第三层的选定部分连接到第二层上，以阻止第一和第三层分别在它们的平面内的湿扩张。
17.如权利要求16的用品，其中湿式厚度对干式厚度之比至少约为1.1。
18.如权利要求16的用品，其中湿式厚度对干式厚度之比至少约为1.4。
19.如权利要求16的用品，其中湿式厚度对干式厚度之比至少约为2.0。
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