способ изготовления абразивного нетканого полотна

Формула изобретения

1. Способ изготовления абразивного нетканого полотна, содержащий:

(a) формирование из волокон нетканого материала, имеющего по меньшей мере первый слой, прилегающий к первой поверхности данного материала и содержащий по меньшей мере приблизительно 5 мас.% термопластичных волокон;

(b) структурирование этого материала таким образом, что на упомянутой первой поверхности образуется рельеф из поднятых и опущенных зон; и

(c) выполнение термической обработки упомянутого материала, достаточной для того, чтобы вызвать изменения в физической структуре по меньшей мере части упомянутых термопластичных волокон, посредством чего придаются абразивные свойства по меньшей мере упомянутым поднятым зонам упомянутой первой поверхности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование упомянутого нетканого материала осуществляют таким образом, что он включает в себя по меньшей мере второй слой, прилегающий ко второй поверхности данного материала, причем упомянутый второй слой содержит преимущественно такие волокна, которые не претерпевают изменения в физической структуре при упомянутой термической обработке.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутое структурирование осуществляют таким образом, что оно вызывает перемещение по меньшей мере некоторой части волокон внутри упомянутого первого слоя из упомянутых опущенных зон в упомянутые поднятые зоны.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутое структурирование осуществляют таким образом, что оно вызывает перемещение большинства волокон, образующих упомянутый первый слой в упомянутых опущенных зонах, в упомянутые поднятые зоны.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое структурирование осуществляют при помощи струй воды, предназначенных для перемещения волокон.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что упомянутые струи воды направляют в сторону части упомянутого материала, проходящей через цилиндр с перфорированной поверхностью.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что упомянутые струи воды направляют в сторону части упомянутого материала, проходящей через цилиндр с сетчатой поверхностью.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что упомянутые струи воды направляют в сторону части упомянутого материала, проходящей по структурированной ленте транспортера.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно включает операцию, при которой струи воды используются для спутывания волокон в данном материале.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что структурирование осуществляют таким образом, что упомянутые поднятые зоны включают в себя множество отдельных выступающих элементов, окруженных упомянутыми опущенными зонами.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое структурирование осуществляют таким образом, что упомянутые поднятые зоны включают в себя множество продолговатых ребер.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые термопластичные волокна имеют вес не более чем приблизительно 4,5 г на 10000 м.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые термопластичные волокна имеют вес не более чем приблизительно 2,2 г на 10000 м.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый первый слой содержит по меньшей мере приблизительно 10 мас.% упомянутых термопластичных волокон.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый первый слой содержит менее чем приблизительно 50 мас.% упомянутых термопластичных волокон.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый первый слой содержит более чем приблизительно 50 мас.% упомянутых термопластичных волокон.

17. Абразивное нетканое полотно, имеющее по меньшей мере первый слой волокон, прилегающий к первой поверхности этого полотна, причем упомянутый первый слой содержит по меньшей мере приблизительно 5 мас.% термопластичных волокон, прошедших термическую обработку таким образом, что они содержат множество утолщений, и упомянутый первый слой структурирован так, что на упомянутой первой поверхности образован рельеф из поднятых зон и опущенных зон.

18. Полотно по п.17, отличающееся тем, что оно дополнительно включает в себя по меньшей мере второй слой волокон, прилегающий ко второй поверхности этого полотна, в котором упомянутое множество утолщений находится по существу только в упомянутом первом слое.

19. Полотно по п.18, отличающееся тем, что большая часть материала упомянутого первого слоя расположена в упомянутых поднятых зонах.

20. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутое полотно сформировано путем водного спутывания.

21. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутые поднятые зоны включают в себя множество отдельных выступающих элементов, окруженных упомянутыми опущенными зонами.

22. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутые поднятые зоны включают в себя множество продолговатых ребер.

23. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутое полотно сформировано преимущественно из волокон, имеющих вес не более чем приблизительно 4,5 г на 10000 м.

24. Полотно по п.17, отличающееся тем, что что упомянутое полотно сформировано преимущественно из волокон, имеющих вес не более чем приблизительно 2,2 г на 10000 м.

25. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутый первый слой содержит по меньшей мере приблизительно 10 мас.% упомянутых термопластичных волокон.

26. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутый первый слой содержит менее чем приблизительно 50 мас.% упомянутых термопластичных волокон.

27. Полотно по п.17, отличающееся тем, что упомянутый первый слой содержит более чем приблизительно 50 мас.% упомянутых термопластичных волокон.

Описание изобретения к патенту

Область использования и предпосылки для создания изобретения

Настоящее изобретение относится к изделиям типа нетканого полотна, и в частности, оно касается способа изготовления абразивного нетканого полотна, а также полотна, полученного этим способом.

Области использования и ассортимент изделий, в которых используется нетканое полотно (ткань), постоянно расширяются. В частности, постоянная тенденция в стремлении использования одноразовых изделий привела к весьма значительному расширению рынка нетканых материалов, при этом появились нетканые полотна, используемые в качестве экономичной основы для многих новых изделий.

Типы нетканого полотна могут быть классифицированы многими способами, например, по виду и размеру использованного волокна, способу укладки для формирования ткани или же по способу соединения волокон в полотно. Примеры видов способов изготовления полотна, для которых предполагается использование настоящего изобретения, включают термоплавление, влажное холстоформирование и сухое холстоформирование с водным спутыванием, термоскрепление, пневмотермоскрепление в потоке воздуха и химическое скрепление, но не ограничены таковыми.

Для определенных областей использования желательно придавать нетканому полотну различные степени абразивности. Абразивность изменяется от очень мягкой у средств очистки лица или ухода за кожей до очень высокой у губок для мытья, используемых для очистки кухонной утвари. Требуемые абразивные свойства в целом достигаются путем использования достаточно толстых волокон, которые сами по себе обладают требуемой абразивностью.

В патенте США №5786065, выданном на имя Эннис (Annis) и других, описан процесс изготовления абразивного нетканого материала из изначально неабразивного исходного материала путем нагревания полотна, включающего от 10 до 50% по весу термопластичных волокон, до температуры, близкой к точке плавления этих термопластичных волокон, таким образом, что они стягиваются, образуя утолщения. Эти утолщения придают абразивные свойства одной из плоских поверхностей данного материала. Разница в свойствах между двумя поверхностями достигается обеспечением градиента в распределении этих термопластичных волокон по исходному полотну.

По утверждению Эннис и других, абразивность является функцией размера утолщений, который как таковой является функцией размера термопластичных волокон, используемых в исходном материале. Из приведенных примеров Эннис и другие делают вывод о том, что высокая степень абразивности может быть достигнута путем использования размера волокна в диапазоне 10-55 денье, что соответствует приблизительно 11-60 грамм на 10000 метров длины волокна (единица, называемая «децитекс» или «д-текс»). Такая толщина волокна неизбежно придает значительную шероховатость, а после термической обработки и определенную степень жесткости полученному полотну. Во всех случаях поверхность материала, очевидно, является плоской.

Таким образом, имеется потребность в таком способе изготовления и соответствующем изделии, которое бы обеспечивало регулируемую степень абразивности нетканого полотна с использованием волокон небольшого размера и при сохранении высокой степени гибкости этого полотна.

Сущность изобретения

Предметом настоящего изобретения является способ изготовления абразивного нетканого полотна, а также полотно, полученное этим способом.

В соответствии с идеями настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления абразивного нетканого полотна, содержащий: (а) формирование из волокон нетканого материала, имеющего по меньшей мере первый слой, прилегающий к первой поверхности этого материала и содержащий по меньшей мере приблизительно 5% (мас.) термопластичных волокон; (b) структурирование этого материала таким образом, что на первой поверхности образуется рельеф из поднятых и опущенных зон; и (c) выполнение термической обработки материала, достаточной для того, чтобы вызвать изменения в физической структуре по меньшей мере части термопластичных волокон, посредством чего абразивные свойства придаются по меньшей мере поднятым зонам первой поверхности.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения нетканый материал выполнен таким образом, что в него включен по меньшей мере второй слой, прилегающий ко второй поверхности этого материала, причем этот второй слой содержит преимущественно такие волокна, которые не подвергаются изменениям в физической структуре при термической обработке.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения структурирование выполняют так, чтобы вызвать перемещение по меньшей мере некоторой части волокон внутри первого слоя из опущенных зон в поднятые зоны.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения структурирование выполняют так, чтобы вызвать перемещение большей части волокон, образующих первый слой и находящихся в опущенных зонах, в поднятые зоны.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения структурирование осуществляют при помощи струй воды, предназначенных для перемещения волокон.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения эти струи воды направляют в сторону части материала, проходящей через цилиндр с перфорированной поверхностью.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения эти струи воды направляют в сторону части сплетения, проходящей через цилиндр с сетчатой поверхностью.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения эти струи воды направляют в сторону части материала, проходящей по структурированной ленте транспортера.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения предусмотрена также операция, в которой струи воды используют для спутывания волокон в материале.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения структурирование осуществляют таким образом, что поднятые зоны включают в себя множество отдельных выступающих элементов, окруженных опущенными зонами.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения структурирование осуществляют таким образом, что поднятые зоны включают в себя множество продолговатых ребер.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения термопластичные волокна имеют вес не более чем приблизительно 4,5 г на 10000 м, а предпочтительно не более чем приблизительно 2,2 г на 10000 м.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения первый слой содержит по меньшей мере приблизительно 10% (масс.) термопластических волокон.

В соответствии с некоторыми примерами осуществления настоящего изобретения первый слой содержит менее чем приблизительно 50% (мас.) термопластических волокон. В альтернативных примерах осуществления первый слой предпочтительно содержит более чем приблизительно 50% (мас.) термопластических волокон.

Также в соответствии с настоящим изобретением предусмотрено абразивное нетканое полотно, имеющее по меньшей мере первый слой волокон, прилегающий к первой поверхности полотна, причем этот первый слой содержит по меньшей мере приблизительно 5% (мас.) термопластичных волокон, прошедших термическую обработку для того, чтобы иметь множество утолщений, при этом первый слой структурирован так, что на первой поверхности образован рельеф из поднятых и опущенных зон.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения также предусмотрен по меньшей мере второй слой волокон, прилегающий ко второй поверхности полотна, в котором множество утолщений находится по существу только в первом слое.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения большая часть материала первого слоя расположена внутри поднятых зон.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения полотно формируется путем водного спутывания.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения поднятые зоны включают в себя множество отдельных выступающих элементов, окруженных опущенными зонами.

В соответствии с дополнительной особенностью настоящего изобретения поднятые зоны включают в себя множество продолговатых ребер.

Краткое описание прилагаемых чертежей

Изобретение описывается, только лишь в качестве примера, при помощи прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг.1А-1С представляют собой схематические виды в поперечном сечении, иллюстрирующие стадии изготовления первого примера осуществления абразивного полотна в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2А-1С представляют собой схематические виды в поперечном сечении, иллюстрирующие стадии изготовления второго примера осуществления абразивного полотна в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.3 представляет собой схематическое изображение вида сбоку технологической линии для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.4А представляет собой изометрическую проекцию цилиндра для использования в технологической линии, показанной на Фиг.3;

Фиг.4В представляет собой увеличенное изображение части цилиндра, показанного на Фиг.4А;

Фиг.4С представляет собой схематическое изображение в изометрической проекции части нетканого абразивного полотна, изготовленного с использованием цилиндра, показанного на Фиг.4А;

Фиг.5А представляет собой изометрическую проекцию цилиндра для использования в технологической линии, показанной на Фиг.3;

Фиг.5В представляет собой увеличенное изображение части цилиндра, показанного на Фиг.5А;

Фиг.5С представляет собой схематическое изображение в изометрической проекции части нетканого абразивного полотна, изготовленного с использованием цилиндра, показанного на Фиг.5А;

Фиг.6А представляет собой изометрическую проекцию ленты транспортера для использования в технологической линии, показанной на Фиг.3;

Фиг.6В представляет собой увеличенное изображение части ленты транспортера, показанной на Фиг.6А; и

Фиг.6С представляет собой схематическое изображение в изометрической проекции части нетканого абразивного полотна, изготовленного с использованием ленты транспортера, показанной на Фиг.6А.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Предметом настоящего изобретения является способ изготовления абразивного нетканого полотна, а также полотно, полученное этим способом.

Принципы и осуществление способов изготовления и соответствующих изделий в соответствии с настоящим изобретением станут более понятны при рассмотрении чертежей и прилагаемого описания.

На чертежах показано следующее. Фиг.1А-1С, а также Фиг.2А-2С иллюстрируют различные стадии в процессе осуществления двух вариантов способа изготовления абразивного нетканого полотна в соответствии с настоящим изобретением в однослойном и многослойном вариантах соответственно. Что касается в целом обоих примеров осуществления, данный способ предусматривает формирование нетканого материала 10 из волокон (Фиг.1А и 2А), содержащего по меньшей мере первый слой 12, прилегающий к первой поверхности 14 этого материала, причем слой 12 содержит приблизительно от 5 до 100% (мас.) (предпочтительно по меньшей мере 10%) термопластичных волокон. Материал 10 при этом структурируют так, чтобы создать рельеф из поднятых зон 16 и опущенных зон 18 на первой поверхности 14 (Фиг.1В и 2В). Затем выполняют термическую обработку материала 10, чтобы вызвать изменения в физической структуре по меньшей мере части этих термопластичных волокон, например, образование утолщений 20 (Фиг.1C и 2С), таким образом наделяя абразивными свойствами по меньшей мере поднятые зоны 16 первой поверхности 14.

Следует принимать во внимание то, что способ по настоящему изобретению и полученное изделие обеспечивают значительные преимущества по сравнению со способом и изделием, предложенными в вышеупомянутом документе, выданном на имя Эннис и других. Путем использования структурирования для обеспечения требуемой топографии поверхности полотна можно регулировать степень абразивности независимо от размера частиц, образующих утолщения. В частности, в документе на имя Эннис и других причиной абразивности являются утолщения, которые прилегают к плоской поверхности полотна, и абразивность изменяется в зависимости от размера этих утолщений, который в свою очередь главным образом зависит от исходных размеров волокна. В отличие от этого, текстура изделия по настоящему изобретению обеспечивает дополнительную степень свободы в регулировании абразивности изделия, подобно насечке металлического напильника, что значительно повышает эффективную абразивность по сравнению с гладкой поверхностью аналогичного материала. В результате могут быть использованы тонкие термопластичные волокна, имеющие показатель д-текс (d-tex) не выше 4,5, а более предпочтительно не выше 2,2, тем самым устраняя шероховатость и жесткость, вызванную использованием волокон большего размера. Это и другие преимущества настоящего изобретения станут более понятными после обращения к подробному описанию, изложенному далее.

Перед более подробным рассмотрением преимуществ предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения полезно определить некоторые термины, которые использованы в настоящем описании и формуле изобретения. Прежде всего, термин «термопластичный» используется в данном описании и формуле изобретения в отношении любого полимера, который претерпевает пластическую деформацию под воздействием тепла. Предпочтительно настоящее изобретение может быть осуществлено при использовании термопластичных материалов, имеющих кристаллическую фракцию при температуре ниже своей характеристической температуры плавления, то есть когда звенья полимерной цепи свернуты в организованную структуру. Примерами кристаллических полимеров, которые могут быть использованы для осуществления настоящего изобретения, являются, но не ограничиваются ими, полипропилен, полиэтилен, сложные полиэфиры терефталевой кислоты, а также полиамиды. Наиболее предпочтительным является полипропилен. В некоторых случаях могут также быть использованы аморфные полимеры (то есть не имеющие кристаллической фракции).

Может использоваться также термин «температура фазового превращения полимера» термопластичного материала в качестве характеристической точки в отношении термической обработки, выполняемой в соответствии с настоящим изобретением. В случае полимера с кристаллической фракцией в качестве характеристической точки обычно используется температура плавления. Для аморфных полимеров в качестве характеристической точки может быть использована температура стеклования. В обоих случаях для этой характеристической точки будет использован общий термин «температура фазового превращения» полимера.

Термин «утолщение» использован для определения агломераций термопластичного материала, вызванных термической обработкой, выполненной по настоящему изобретению таким образом, что минимальный размер «утолщения» является значительно большим по сравнению с диаметром исходных волокон. Следует отметить, что эти «утолщения» не должны иметь какой-либо определенной формы и могут фактически представлять собой комплекс взаимосвязанных масс, образованных путем частичной или полной конгломерации множества волокон.

При описании размера волокон при изготовлении ткани используются термины, обозначающие единицы «д-текс» или «децитекс», а также «денье». Децитекс, или же д-текс, определяется как вес в граммах 10000 метров волокна. Денье определяется как вес в граммах 10000 ярдов (приблизительно 9000 метров) волокна, следовательно, он связан соотношением приблизительно 9:10 с величиной единицы д-текс.

При упоминании состава различных слоев волокон в соответствии с настоящим изобретением используется термин «массовое процентное соотношение» различных волокон. Следует заметить, что массовое процентное соотношение термопластических волокон в слое 12 рассчитывается по исходной смеси волокон, использованной для этого отдельного слоя. Несмотря на то, что после термической обработки некоторая часть волокон преобразовывается в утолщения или конгломерируется иным способом таким образом, что они более не являются «волокнами», масса этих утолщений по-прежнему принимается в расчет при упоминании состава соответствующего слоя в готовом изделии.

Переходя более подробно к особенностям настоящего изобретения, следует заметить, что настоящее изобретение пригодно для широкого диапазона разновидностей способов изготовления нетканых материалов. В качестве не ограничивающего объем особенно предпочтительного примера осуществления, данное изобретение может быть проиллюстрировано в контексте выполнения способа изготовления по принципу сухого холстоформирования с водным спутыванием. Соответственно на Фиг.3 схематически показана технологическая линия для изготовления нетканого полотна способом сухого холстоформирования с водным спутыванием, модифицированная для осуществления способа по настоящему изобретению.

В частности, на Фиг.3 схематически показана система 30 подачи, предназначенная для подачи одного или более слоев волокон в систему 32 скрепления водным спутыванием, имеющую блоки 34 водяных форсунок, направленных на вращающиеся сетчатые цилиндры 36, под которыми расположены одна или более камер всасывания (подробно не показаны). Эти системы совместно изготавливают нетканый материал в виде полотна, соответствующий материалу 10, показанному на Фиг.1А или 2А. И система 30 подачи, и система 32 скрепления водным спутыванием содержат многие части, не показанные на чертеже, включая устройства для разрыхления, перемешивания, подачи и кардования волокон. Все эти части являются хорошо известными в данной области техники и далее в описании не рассматриваются.

После скрепления полотна, или же, как один из элементов этой операции, материалу, в соответствии с замыслом настоящего изобретения, придается структура для формирования поднятых и опущенных зон. На Фиг.3 показаны два узла, предназначенные для структурирования, а именно транспортер 40 и цилиндр 42, только один из которых в любой момент времени обычно приведен в действие. Каждый из узлов содержит блоки водяных форсунок и соответствующие камеры всасывания, подробно не показанные на этом чертеже, поскольку они являются очевидными для специалиста среднего уровня в данной области техники. Различные варианты осуществления каждого из упомянутых узлов описаны отдельно далее со ссылками на Фиг.4-6. После структурирования материал обычно подают в систему 44 обезвоживания для удаления некоторой части избытка воды из материала, а затем в систему 46 сушки, которая предпочтительно выполняет функции и сушки и термической обработки в соответствии с настоящим изобретением. И, наконец, материал обычно подают на намоточное устройство 48 для намотки и продольной разрезки для формирования рулонов требуемого размера.

Для предпочтительных вариантов осуществления системы структурирования на Фиг.4А и 4В показан первый вариант осуществления цилиндра 50 для использования в узле цилиндра 42, в котором цилиндр 50 имеет отверстия, достаточные для обеспечения возможности входа частей волокон и таким образом формирования структуры из отдельных выступающих элементов 16, окруженных опущенными зонами 18, как показано на Фиг.4С. Размер этих отверстий, и соответственно полученных выступов рельефа, обычно составляет 1-3 мм в диаметре, а шаг (то есть расстояние между центрами ближайших отверстий) обычно по меньшей мере на 1 мм больше этого диаметра и обычно составляет не более чем приблизительно 6 мм. В результате для гексагональной плотноупакованной структуры (то есть для такой, у которой все расстояния между ближайшими соседними элементами равны между собой) живое сечение этих отверстий и соответствующих полученных выступов обычно составляет от нескольких процентов до приблизительно 60% общей площади поверхности, причем наиболее предпочтительный диапазон составляет от приблизительно 20% до приблизительно 50%. В целом относительно большее живое сечение является преимуществом для увеличения производительности изготовления, однако диаметр каждого отдельного отверстия должен быть ограничен для того, чтобы избежать снижения качества полученного полотна. «Глубина» или «высота» полученных выступов определяется сочетанием размеров отверстий и технологических параметров процесса водного спутывания, известного в данной области техники.

На Фиг.5А и 5В показан альтернативный вариант выполнения цилиндра 52 для использования в узле 42 цилиндра, где цилиндр 50 выполнен с сетчатой поверхностью, за счет чего формируется рельеф из отдельных квадратных или прямоугольных выступающих элементов 16, окруженных опущенными зонами 18, как показано на Фиг.5С. Сетчатая поверхность может быть выполнена или путем наложения сетчатого слоя на перфорированный цилиндр, или путем формирования цилиндра непосредственно из материала сетчатого типа. Термин «сетчатый» в данном контексте означает любую повторяющуюся структуру с по существу многоугольными, обычно треугольными или прямоугольными отверстиями. Такая структура может быть образована из тканого переплетения нитей или лент, таких как металлические нити, или же в виде гладкой поверхности с соответствующим образом выполненными отверстиями, например, из полимерных материалов. Обычно используется сетка из нержавеющей стали. Размеры и расстояния между отверстиями обычно изменяются так же, как описано выше для цилиндра 50. В соответствии с одним из наиболее предпочтительных примеров квадратного сетчатого рельефа нити и промежутки имеют равную ширину, таким образом, что общая живая площадь сети (и соответствующих поднятых зон изделия) соответствует приблизительно 25% общей площади поверхности.

На Фиг.6А и 6В показан предпочтительный вариант изготовления ленты 54 транспортера для использования в узле 40 ленточного транспортера, показанном на Фиг.3. В этом случае лента транспортера является текстурированной для придания соответствующего рельефа поверхности нетканого материала путем использования физических процессов, аналогичных описанным выше в отношении узла 42 цилиндра. В показанном примере лента имеет текстуру тканого материала, которая придает поверхности нетканого материала волнообразную тканую текстуру, как показано на Фиг.6С. Полученная текстура является менее жесткой по своей абразивности, чем отдельные выступы по предшествующим примерам, что делает такое изделие пригодным для различных областей использования, требующих низкой абразивности, таких как изделия для личной гигиены и ухода за кожей. Однако следует отметить, что могут быть также использованы ленты транспортеров других типов для формирования рельефов разных строений, получаемых на готовых изделиях с различными степенями абразивности.

Как в случае использования ленты транспортера, так и узла цилиндра, один или более блоков водяных форсунок направлены в сторону поверхности ленты транспортера или цилиндра таким образом, чтобы прижать волокна и обеспечить их плотный контакт с соответствующими элементами находящейся под ними поверхности.

Обратившись ненадолго опять к Фиг.2А-2С, следует отметить, что в этих наиболее предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения используется многослойный материал 10, выполненный из двух или более слоев, среди которых по меньшей мере второй слой 60, а обычно все слои, кроме слоя 12, содержат преимущественно такие волокна, которые не образуют утолщений и не подвергаются изменениям физической структуры иным способом при используемых условиях термической обработки. Наиболее предпочтительно слой 60 выполнен по существу исключительно из таких волокон, которые не изменяют существенно свою физическую структуру при используемых условиях термической обработки. В этом случае слой 12 обращен к валику или ленте транспортера узлов 40 и 42, тогда как дополнительный слой или слои обращены к блокам 34 водяных форсунок. Слой 60 может быть выполнен из любого волокна или смеси волокон, известных для производства нетканого полотна, включая различные натуральные, синтетические и искусственные волокна. Кроме того, следует заметить, что слой 60 может содержать термопластичные волокна с более высокой температурой фазового превращения, чем температура термической обработки, использованная для образования утолщений в слое 12. Наиболее предпочтительно слой 60 выполнен преимущественно из волокон, которые придают мягкость и/или абсорбирующие свойства прилегающей поверхности 62 материала. Для оптимально тонкого качества структуры и высокой непроницаемости используются тонкие волокна с д-текс не более чем 4,5 (денье 4), а наиболее предпочтительно не более чем 2,2 (денье 2).

Следует заметить, что здесь существует глубокая взаимосвязь между многослойным исполнением материала по настоящему изобретению и технологиями структурирования, например, такими, которые описаны выше и вызывают перемещение волокон внутри материала для формирования требуемого рельефа. Иначе говоря, вода из водяных форсунок, используемых в описанных выше технологиях структурирования, протекает сквозь материал и находящийся под ним цилиндр или ленту транспортера, увлекая за собой волокна, которые укладываются в отверстия для формирования выступов. Это приводит к совместному перемещению волокон из прилегающего материала в "поднятые зоны". Это отличается от технологий тиснения, используемых в некоторых других технологиях производства, где часть структуры практически выдавливается с образованием различной плотности волокон без перемещения самих волокон.

Таким образом, в соответствии с предпочтительным многослойным исполнением настоящего изобретения процесс структурирования осуществляют так, чтобы вызвать перемещение по меньшей мере некоторой части, а предпочтительно большей части термопластичных волокон внутри слоя 12 из опущенных зон 18 в поднятые зоны 16. Это предпочтительно приводит к тому, что большая часть от общего количества материала слоя 12 оказывается в поднятых зонах в готовом изделии. Это перемещение приводит к образованию такой структуры, как показана на Фиг.2В, где волокна, образующие утолщения, сконцентрированы в поднятых зонах для обеспечения максимального их участия в придании абразивных свойств полотну, тогда как основной расположенный под ними структурный компонент полотна образован волокнами слоя 60, который остается мягким, гибким и сохраняет абсорбирующие свойства после термической обработки. В результате получено изделие с двойной функцией, в котором одна сторона обеспечивает абразивные свойства, тогда как противоположная сторона имеет мягкую абсорбирующую высококачественную поверхность готового нетканого полотна, а также в котором изделие в целом сохраняет высокую гибкость, ощущаемую наощупь.

Кроме того, следует заметить, что и исходный процесс водного спутывания, и описанные здесь процессы структурирования приводят к слабому перемешиванию волокон между слоями. На практике обнаружено, что это перемешивание соответствует не более чем нескольким процентам от общего состава каждого слоя, и следовательно, не оказывает значительного влияния на общие свойства отдельных слоев.

Возвращаясь к Фиг.3, как уже упоминалось выше, система 46 сушки предпочтительно выполняет функции и сушки и термической обработки в соответствии с настоящим изобретением. Рабочая температура сушилки выбирается приблизительно равной или выше температуры фазового превращения активного полимерного компонента слоя 12, а время выдерживания при этой температуре - несколько дольше, чем требуется для высушивания полотна. И максимальная температура полотна после сушки, и время выдерживания при этой температуре оказывают влияние на относительное количество термопластичных волокон, которые претерпевают изменения в физической структуре, и/или на степень изменений, которые имеют место. Путем регулирования этих параметров, а также глубины тиснения и относительного количества термопластичных волокон в слое возможно достичь точного регулирования как уровня абразивности, так и «ощущения» текстуры готового изделия.

В качестве примера, не ограничивающего объем изобретения, операции сушки и термической обработки могут быть выполнены при помощи "воздушной прямоточной" сушилки, в которой полотно продувается горячим воздухом при прохождении через цилиндр или транспортер. В этом случае пространственное расположение сушилки предпочтительно такое, что рельефная поверхность слоя 12 обращена в сторону от цилиндра или ленты транспортера во время этого процесса для того, чтобы избежать механического контакта с этой рельефной структурой во время термической обработки.

Следует заметить, что настоящее изобретение может быть использовано для создания изделий широкого диапазона самых различных назначений от изделий крайне мягкой абразивности для личной гигиены или косметического применения до губок для мытья, используемых для очистки поверхностей в быту. Для областей использования, где требуется мягкая, абсорбирующая текстура, относительное количество термопластичных волокон, используемых в слое 12, предпочтительно ниже 50%. Для других областей использования, где требуется более высокая абразивность, могут оказаться предпочтительными относительные количества, превышающие 50%. В обоих случаях дополнительная абсорбционная способность и «мягкая» обратная поверхность при необходимости могут быть обеспечены при помощи дополнительного слоя (слоев) 60. В случае губок для мытья таким образом может быть изготовлено двустороннее изделие как для чистки, так и протирания и мытья.

И наконец, следует также отметить, что функциональные возможности готового изделия могут быть факультативно расширены путем пропитывания различными добавками, аппретирующими составами, чистящими или моющими средстами в соответствии с назначением. Так, подушечка для снятия макияжа может быть пропитана растворителем макияжа и/или средством для ухода за кожей, тогда как губка для мытья может быть пропитана моющим средством или ему подобным средством.

Разумеется, приведенное выше описание предназначено служить только в качестве примеров. Кроме того, возможны и многие другие варианты осуществления без выхода за пределы объема настоящего изобретения, как это определено прилагаемой формулой изобретения.