CN101490327B - 用作擦拭布的无纺布产品、其生产方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无纺布生产设备，这种无纺布生产设备包括纺粘塔(1)、水射流固结装置(7、8)和水射流穿孔装置(9、10)，该穿孔装置包括三行射流出口孔。本发明还涉及该设备在生产擦拭布中的应用。

Description

用作擦拭布的无纺布产品、其生产方法和设备
技术领域
本发明涉及具有显著静电特性的无纺布产品、它们的生产方法和它们作为干燥的擦拭布的用途。
背景技术
用作擦拭布并且具有复杂结构的无纺布产品的生产方法是已知的，例如，将至少一片连续的细丝与一片不连续的热塑性纤维水力缠结。
这种无纺布产品由于结合的细丝片的特性而具有高水平的机械强度。此外，受到电晕放电的这些无纺布产品随着时间的表面电位的降低更少，因此它们具有良好的静电特性并被用作擦拭布(EP1 275 764)。
发明内容
本发明的主题是具有改进的静电特性的无纺布产品，并且已经发现使用同时在此提出的方法可以较少花费并较容易地产生高水平的机械强度。
因此，本发明涉及聚丙烯细丝的纺粘无纺布产品作为擦拭布的用途，该聚丙烯细丝的纺粘无纺布产品以直径1至3mm的结构被结构化，其结构化水平为20至60％，该结构化水平是该结构化的表面积相对于总表面积的比率，这些结构之间的间距是3至5mm，该间距被定义为这些结构的中心之间的间距。
优选地，该无纺布产品在第一方向上，即该机器方向上具有100至150N/50mm，优选110至130N/50mm的牵引撕裂强度(traction tear strength)，并且在垂直于该第一方向的第二方向上，即横向上具有80至120N/50mm，优选90至110N/50mm的牵引撕裂强度。
优选地，该无纺布产品具有80％至140％/10N的伸张度。
优选地，该无纺布产品具有在600秒内100至150V的表面电位的降低。
优选地，该细丝具有1.8至2之间到2.2之间的丹尼尔，并优选为1.9至2.1的丹尼尔。
优选地，该无纺布产品具有30至60g/m2的克重，并优选为40至50g/m2。
根据所使用的该无纺布产品的非常优选的实施例，该结构是小孔。
当小孔不是圆形时，认为其直径是与该无纺布产品的表面平行的该小孔的最大尺寸和该小孔的与该最大尺寸垂直的尺寸的平均值。
本发明还涉及一种生产无纺布片产品的方法，其中：
-由聚丙烯细丝制备纺粘片，
-通过水力粘结的方式通过将水射流以80至120巴，优选90至110巴的喷射压力喷射到该片的一个表面而将该片固结，以形成被固结的片，
-通过将水射流以180至220巴，优选190至210巴的压力喷射到该片的另一个表面而将该被固结的片结构化，该水射流来自具有三行射流的喷射给水器，该射流具有100至140μm，优选110至130μm的直径，在同一行中的该射流的出口孔之间的间距是0.5至1.5mm，延伸穿过一行出口孔的中心的直线和延伸穿过相邻行出口孔的中心的直线之间的间距是0.25至1.2mm，并且穿过一行出口孔中的一个而延伸的垂直于该行的直线的垂线和穿过与该出口孔最接近的出口孔而延伸的垂直于相邻行的直线的垂线之间的间距是0.25至0.75mm。
本发明还涉及一种包括纺粘塔的设备，一捆细丝被拉出、拉长并被沉积在传送带上，该传送带将片传送到水射流固结装置，为了获得被固结的片，该水射流被喷射到该片的一个表面上，该被固结的片依次被传送到水射流结构化装置，特别是穿孔装置。根据本发明，该结构化装置被设置成将射流喷射到该被固结的片的另一个表面上并且该结构化装置包括三行射流，该射流具有100至140μm，优选110至130μm的直径，在同一行中的该射流的出口孔之间的间距是0.5至1.5mm，延伸穿过一行出口孔的中心的直线和延伸穿过相邻行出口孔的中心的直线之间的间距是0.25至1.2mm，并且穿过一行出口孔中的一个而延伸的垂直于该行的直线的垂线和穿过与该出口孔最接近的出口孔而延伸的垂直于相邻行的直线的垂线之间的间距是0.25至0.75mm。
以这种方式获得的无纺布产品在具有进气口的烘箱中被干燥并随后被滚筒装置接收。
该无纺布产品在该设备的穿孔站上游中的通过速度是每分钟20至60m，优选每分钟20至50m。速度过高可能会妨碍小孔的产生。
本发明最后涉及一种无纺布产品，其被定义为根据本发明的用作干燥的擦拭布的无纺布产品。
此外，根据本发明，在该无纺布产品中，优选该小孔不具有任何穿过其延伸的细丝。
根据另一个优选的实施例，小孔之间的区域在该表面上没有由细丝形成的环。
优选地，使用上面定义的方法和设备，获得的无纺布产品出乎意料地具有构成良好的擦拭布所需要的所有特性并且特别是其具有表面电位的降低，该表面电位的降低足够缓慢，以尽可能长地通过静电方式保持它的灰尘和纤维的收集特性，这些特性通过在擦拭操作过程中使用的简单摩擦而被赋予在其上。出乎意料地，由小孔引起的不平坦的存在不会使擦拭布在被擦拭表面上的通过变得困难，特别是，同时，该无纺布产品的平坦部分不再具有钩环(hooking loop)或其它的毛(pilosity)，并且该小孔改进了电位的降低方式。在这方面，穿孔的布比具有平滑表面的布更加有效。本发明还涉及擦拭方法，其包括使用根据本发明的无纺布产品擦拭一个表面。
采用以下的方式，可以使用根据本发明的擦拭布特别用于所有表面(特别是包括金属、塑料材料、陶瓷材料、玻璃和纤维表面)的干燥擦拭：
一只手拿着该布并且以直线运动或小圆形运动将其适用于要被清洁的表面。
根据EDANA(欧洲一次性用品和无纺布协会)的ERT标准进行测定厚度、密度、纵向和横向强度、纵向和横向伸张度、和纵向和横向撕裂的实验室试验，即：
a)厚度
样品被处理24小时并且试验在23℃、50％的相对湿度下进行。通过测定该无纺布产品被放置在其上的参考板和将精确压力施加到要被试验的表面上的平行的施压板之间的间距来测定无纺布产品的厚度。该仪器包括被固定到框架上的两个圆形的水平板。上面的板垂直移动。它具有大约2500m2的表面。该参考板具有平坦表面，该表面的直径比该上面的板的直径至少大50mm。提供有一件仪器，其使得被测试的部分在两个板之间垂直静止。
该试验部分具有180×180mm±5mm的宽度和长度尺寸。当两块板相向移动至所施加的压力为0.02kpa时，提供测定该两块板之间的间距的装置。
b)纵向和横向的强度和伸张度
样品被处理24小时并且试验在23℃、50％的相对湿度下进行。为了试验，使用包括一组固定颚板和一组可移动颚板的测力计，该可移动颚板以恒速移动。该测力计的颚板具有50mm的有效宽度。该测力计设置有记录装置，其使得作为该伸张度的函数的该牵引力的线段被显示。在无纺布产品的纵向和横向上切割出具有50mm±0.5mm的宽度和250mm的长度的五个样品。在每分钟100mm的恒定牵引速度且颚板的最初间距为200mm的条件下，一个一个地测试这些样品。该测力计记录了作为该伸张度的函数的以牛顿为单位的该牵引力的线段。
c)在纵向和横向的抗撕裂度
样品被处理24小时并且试验在23℃、50％的相对湿度下进行。
为了试验，使用包括一组固定颚板和一组可移动颚板的测力计，该可移动颚板以恒速移动。该测力计的颚板具有50mm的有效宽度。该测力计设置有记录装置，其使得作为该移动颚板运动的函数的该牵引力的线段被显示。在无纺布产品的纵向和横向上切割出具有75mm±1mm的宽度和150mm±2mm的长度的五个样品。沿朝向机器的方向或待测试方向的横向切割150mm的长边。标示两条斜线，该两条斜线定义了一个等腰梯形，该等腰梯形具有25mm的上底和100mm的下底和75mm的高，并且两个底居中于自该样品边缘的75mm处。使用剪刀在每个梯形的25mm底的中心处产生5mm的小切口。这个切口是为了在试验中作为撕裂的开始。
这些样品被一个一个地试验。该测力计的颚板被设置为25mm的最初间距。该样品被放置在颚板之间，使得该梯形的小底被轻微地拉紧而该梯形的大底是松弛的。
以每分钟100mm的恒定牵引速度测试这些样品。
d)每平方米的质量
样品被处理24小时并且试验在23℃、50％的相对湿度下进行。
用闸刀型切割装置切割出具有至少50,000mm2的表面积的至少三个样品。
将每个样品在实验室天平上称重，该实验室天平具有被称重样品的质量的0.1％的精确度水平。
e)表面电位的降低
表面电位的降低以下面的方法被测定。
表面电位的降低(SPD)的测定以两个步骤进行：
a)在材料表面沉积离子(阳性或阴性)，
b)测定该材料表面的电位并随着时间记录这个电位。
步骤1：来自高压电源的大于或等于±3KV的连续电压被施加到针上。这使得在该针区域的空气被电离。这是已知的“电晕放电”。将正(负)电压施加到针上，则产生正(负)离子。因此，在被放置在这个针下面的绝缘材料的表面上可以沉积可控制极性的离子。沉积的离子数量由该电晕放电的电压和持续时间、针和该材料表面之间的间距和在进行这种电晕放电下的气候条件(温度和相对湿度)决定。为了控制沉积的离子数量，在该针和该材料之间***连接到高压电源的金属网格。施加到这个网格上的参数变量确定了被沉积离子的数量，例如，如果将电压V放电施加到该网格，沉积到该表面的离子数量在该材料表面产生等于V放电的相等的电压值。即，通过电晕放电产生的离子通过网格并沉积到该材料的表面，直到在这个表面的电位达到施加到该网格上的电压值。这个网格的另一个优点是，使得在该材料的表面上的离子分布变得均匀。
步骤2：在离子已经被沉积后，它们在该表面具有“等效”电压，其被称为表面电位。非接触型静电传感器(electrostatic sensor with no contact)被设置在该材料上面的几毫米处，以测定这个表面电位。这个静电传感器被连接到静电电压表，该静电电压表的模拟输出被连接到计算机，该计算机记录自离子被沉积以来的电位值，该电位值为所流逝的时间的函数。因此，可以从这个表面电位的变化来跟踪在该表面上的离子流；这被称为表面电位的降低的测定。该测定值取至少25mm2的表面上的平均值。
整个***由包括四个样品载体的动力转动板(步进电机)组成。从而，该样品载体从放电站到测量站的移动是自动的并且该移动速度是被控制的。持续时间和电晕放电电压的应用也是自动的。该组件由程序控制。该装置在气候实验室中被安装，这使得所需要的温度条件和相对湿度条件被很好的控制。
该样品载体是接地的，这意味着该样品的背面也与地线接触。
测试条件
所有样品使用的测试条件如下表所示：
  参数   值
  为了产生电晕放电而施加到该针上的电压   5KV
  产生电晕放电的电压的持续时间   1秒
  施加到该配电网格上的电压(V放电)   2000V
  在电晕放电和该电位测量之间的时间“消耗”   ～2秒
  实验室的温度   25℃
  实验室的相对湿度   50％
  在进行电晕放电之前在实验室中处理样品的时间   30分钟
  在电晕放电之后测量表面电位的持续时间   10分钟
附图说明
这些附图，仅仅通过举例的方式给出：
图1是根据本发明的设备的示意图，
图2是显示第一穿孔喷射给水器9的射流出口孔各自位置的简图，
图3与图2相同，是关于该第一穿孔喷射给水器的下游的第二穿孔喷射给水器10的简图，
图4是根据本发明的穿孔无纺布产品的平面图，
图5是根据该例子的无纺布产品的表面电位的降低线。
具体实施方式
图1显示根据本发明的设备。它包括常规的纺粘塔1，其在传送带2上提供无纺布片N，无纺布片N通过两个滚筒4和5并随后通过干燥滚筒6。
使用两个喷射给水器7和8，通过喷射水射流，在滚筒4上对该无纺布片N的一个表面连续地进行常规的预固结和固结操作。
该射流的出口孔在每个喷射给水器7和8上以两行被设置。它们从一行到另一行是交错的。同一行的两个孔之间的间距是1.2至1.6mm，并优选1.3至1.5mm。所获得的无纺布产品的一个表面没有毛。
在滚筒5上对该无纺布产品的另一个表面分别使用喷射给水器9和10进行穿孔操作。另一个表面不再具有任何的毛。
图2显示喷射给水器9上的水射流孔的位置。它们排成一行，像在喷射给水器7和8中一样具有相同尺寸d3的间距，并且优选具有相同的间距。
在图3中喷射给水器10的两个相邻的射流出口孔之间的间距被表示为d1。在图3中垂直于延伸穿过两个相邻行的各自中心的两条直线的两条垂线之间的间距被表示为d2，该垂线垂直于延伸穿过一行和另一行的两个相邻的孔的两条直线。
更准确地，有三行孔，即，第一行Ra、第二行Rb和第三行Rc，在每一行中显示了其中的三个孔。从而，Ra行具有孔11、12和13，Rb行具有孔14、15和16，并且Rc行具有孔17、18和19。孔11、12和13的中心延伸穿过相同的直线，孔14、15和16的中心延伸穿过与该第一条直线平行的另一条相同的直线，孔17、18和19也同样。孔11的中心和其相邻的孔12的中心之间的间距被表示为d1。穿过孔11而延伸的垂直于Ra、Rb和Rc行的直线的垂线和穿过孔14的中心而延伸的垂直于这些相同的直线的垂线之间的间距被表示为d2。
优选地，d1是0.60至0.90mm，同时d2是0.15至0.35mm。
孔的直径是100至140μm，优选120μm。
由于射流出口孔的这种设置，可以避免在无纺布产品上产生可能让使用者不喜欢的钩点(hooking point)。
下面的例子显示了本发明。
2丹尼尔的连续细丝PP片在相应于图1的设备上受到水射流的作用，该水射流的速度是50m/分钟，在喷射给水器7和8上的水射流的压力是100巴，在喷射给水器9和10上的水射流的压力是200巴。
获得的无纺布产品在具有进气口的烘箱中以120℃的温度被干燥。获得50g/m2的表面积质量，具有2mm直径的小孔，具有50％的孔径比，在机器方向的牵引撕裂强度MD＝140N并且CD＝105N，厚度是0.8mm，该无纺布产品非常柔软并在600秒的时间范围上具有140V的电位降低。

Claims (16)

1.生产干燥的擦拭布的方法，所述方法包括使用聚丙烯细丝的纺粘无纺布产品生产所述擦拭布，所述聚丙烯细丝的纺粘无纺布产品以直径1至3mm的小孔的结构被结构化，其结构化水平为20至60％，所述结构化水平是所述结构化的表面积相对于总表面积的比率，这些小孔之间的间距是3至5mm，所述间距被定义为这些小孔的中心之间的间距，所述无纺布产品在第一方向上具有100至150N/50mm的牵引撕裂强度，并且在垂直于所述第一方向的第二方向上具有80至120N/50mm的牵引撕裂强度，所述无纺布产品作为干燥的擦拭布。
2.对表面进行干燥清洁的方法，其特征在于，使用聚丙烯细丝的纺粘无纺布产品擦拭所述表面，所述聚丙烯细丝的纺粘无纺布产品以直径1至3mm的小孔的结构被结构化，其结构化水平为20至60％，所述结构化水平是所述结构化的表面积相对于总表面积的比率，这些小孔之间的间距是3至5mm，所述间距被定义为这些小孔的中心之间的间距，所述无纺布产品在第一方向上具有100至150N/50mm的牵引撕裂强度，并且在垂直于所述第一方向的第二方向上具有80至120N/50mm的牵引撕裂强度，所述无纺布产品作为干燥的擦拭布。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述细丝具有1.8至2.2的丹尼尔。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述无纺布产品具有80％至140％/10N的伸张度。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述无纺布产品具有在600秒内100至150V的表面电位的降低。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述擦拭布用于擦拭金属、塑料材料、陶瓷材料、玻璃或纤维的表面。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，被擦拭的是金属、塑料材料、陶瓷材料、玻璃或纤维的表面。
8.生产无纺布产品的方法，其中，
-由聚丙烯细丝制备纺粘片，
-通过水力粘结的方式通过将水射流以80至120巴的喷射压力喷射到所述片的一个表面而将所述片固结，以形成被固结的片，
其特征在于，
-通过将水射流以180至220巴的压力喷射到所述片的另一个表面而将所述被固结的片结构化，喷射到所述片的另一个表面而将所述被固结的片结构化的所述水射流来自具有三行水射流的喷射给水器，所述水射流具有100至140μm的直径，在同一行中的所述水射流的出口孔之间的间距是0.5至1.5mm，延伸穿过一行出口孔的中心的直线和延伸穿过相邻行出口孔的中心的直线之间的间距是0.25至1.2mm，并且穿过一行出口孔中的一个而延伸的垂直于所述行的直线的垂线和穿过与所述出口孔最接近的出口孔而延伸的垂直于相邻行的直线的垂线之间的间距是0.25至0.75mm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，喷射到所述片的一个表面而将所述片固结的水射流的所述喷射压力是90至110巴。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，喷射到所述片的另一个表面而将所述被固结的片结构化的水射流的所述喷射压力是190巴至210巴。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，喷射到所述片的另一个表面而将所述被固结的片结构化的所述水射流具有110至130μm的直径。
12.用于无纺布产品的生产设备，包括：
-纺粘塔(1)，所述纺粘塔将片传送到水射流固结装置(7、8)，为了获得被固结的片，所述水射流被喷射到所述片的一个表面上，所述被固结的片被传送到水射流结构化装置(9、10)，所述水射流结构化装置(9、10)是穿孔装置，其特征在于，所述结构化装置被设置成将水射流喷射到所述被固结的片的另一个表面上并且所述结构化装置包括三行水射流，所述水射流具有100至140μm的直径，在同一行中的所述水射流的出口孔之间的间距是0.5至1.5mm，延伸穿过一行出口孔的中心的直线和延伸穿过相邻行出口孔的中心的直线之间的间距是0.25至1.2mm，并且穿过一行出口孔中的一个而延伸的垂直于所述行的直线的垂线和穿过与所述出口孔最接近的出口孔而延伸的垂直于相邻行的直线的垂线之间的间距是0.25至0.75mm。
13.根据权利要求12所述的生产设备，其特征在于，喷射到所述片的另一个表面而将所述被固结的片结构化的所述水射流具有110至130μm的直径。
14.聚丙烯细丝的无纺布产品，所述产品通过以直径1至3mm的小孔的结构被结构化，其结构化水平为20至60％，所述结构化水平是所述结构化的表面积相对于总表面积的比率，这些小孔之间的间距是3至5mm，所述间距被定义为这些小孔的中心之间的间距，所述无纺布产品在第一方向上具有100至150N/50mm的牵引撕裂强度，并且在垂直于所述第一方向的第二方向上具有80至120N/50mm的牵引撕裂强度，并且克重是30至60g/m2，电位的降低是100至150V。
15.根据权利要求14所述的无纺布产品，其特征在于，所述小孔不具有任何穿过其延伸的细丝。
16.根据权利要求14或15所述的无纺布产品，其特征在于，所述小孔之间的区域在表面上没有由细丝形成的环。
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