过去已经将各种织物制造成抹布或擦具，以用于许多不同的清洁 用途，例如工业洁净室、预制待涂布的表面和一般清洁。每种不同的 用途都强调这些种类的擦具应该达到某些标准。例如，洁净室中使用 的擦具必须符合严格的性能标准。这些标准涉及吸着力和污染，包括 容许的最大微粒、不特定的可提取物和单独的离子污染物。微粒污染 物释放的标准尤其严格，而且已经设计出各种方法以达到这些标准。 例如，授予Paley等人的美国专利5,271,995号描述了一种具有熔融边 缘的擦具，这些擦具的密封边缘可以减少由小纤维引起的污染。授予 Diaber等人的美国专利5,229,181号描述了一种管状织物，其只有两条 边必须被切割并密封，由此减少因边缘上的散纤维引起的污染。授予 Paley等人的美国专利5,271,995号描述了一种用于洁净室环境的擦具， 它通过使用一种特定的纱线，即“nylon bright”来减少无机污染物。 授予Reynolds的美国专利5,069,735号描述了一种使用600至800°F的 热风射流将纤维熔化从而将织物切割成数块的方法，由此形成散纤维 污染减少的封边产品。
此外，还使用了涂饰剂来改进由聚酯之类的亲水性纤维制成的擦 具的吸着力。例如，GB 2 142 225 A中公开了一种带有织物衬底和多孔 聚合物涂层的抹布，其中该涂层是由“含磺化芳族残基的交联聚合物 的磺化产物”制成的。
诸如Na、Li、NH4、K、Mg、Ca、Fl、Cl、NO4、PO4和SO4之类 的离子通常是织物中固有的。这些离子可能对洁净室环境有害，尤其 是在半导体工业中，因为这些离子：(a)会转移到硅片电路中；(b) 会对硅片电路产生腐蚀；(c)会造成硅片电路中的短路。已知可以使 用去离子水来减少或去除织物中的这些离子，这样它们就可以适用于， 例如洁净室应用领域。去离子水充当了织物中离子的引诱剂，从而将 这些离子带离织物并带入水中，然后将水清除或过滤再利用。通常， 使用无尘洗衣房洗涤织物，通常是擦具，以减少或去除离子，从而降 低离子含量。然而，这种方法非常昂贵且耗时，而且由于擦具在洗涤 周期中面临的环境，例如过于剧烈的搅拌和漂洗以及暴露在高温水和 化学物质中，该方法可能会对织物的物理性能产生不利的影响。
擦具可以由针织、纺织或无纺织物制成。该织物通常被切成9英 寸×9英寸的正方形。如果擦具是用于洁净室环境，包装前通常需要在 无尘洗衣房中洗涤该织物或擦具以去除擦具污染或使污染最小化。无 尘洗衣房可以使用专门的过滤器、表面活性剂、多价螯合剂、纯净水 等等以去除油、减少粒子数并萃取出不合需要的离子污染物。如前所 述，昂贵且耗时的洗涤过程过于剧烈而且会对织物的物理性能产生不 利的影响。例如，在洗涤过程中可能会将涂于织物表面的任何涂饰剂 去除，而且织物边缘可能会被拆散或磨损，由此导致纤维粒子污染不 合需要的增加。因此，必须对所用的洗涤设备进行仔细持续的监控以 控制搅拌、漂洗的量和持续时间、以及萃取的速度和持续时间。
随着该工业中利益的提高，制造商们已经努力研发可以容易而且 划算地满足对无污染物的织物需求的新的纱和织物。在纺粘无纺布领 域已经取得了这样的进步。纺粘无纺生产方法在织物工艺领域是公知 的，而且在多个专利中有所描述，例如，授予Dorschner等人的美国专 利4,692,618号；授予Appel等人的美国专利4,340,563号；授予Kinney 的美国专利3,338,992号；授予Kinney的美国专利3,341,394号；和授 予Levy的美国专利3,502,538号。过去，由这些方法制得的无纺网布 已经用于多种最终用途，例如空气过滤器、车辆中继线(trunk linings) 和屋面材料，这些用途具有相对较低的成本而且几乎或者完全不强调 对于洁净室抹布和防护服等相当重要的诸如悬垂性、手感和吸湿能力 之类的特性。
然而，纺粘纤维生产领域的最新发展已经可以制造出悬垂性、手 感和吸湿能力特性(“手感”通常描述一种织物诸如柔软、牢固性、弹 性等触觉性质)得到改进的无纺布。例如，都转让给Firma Cari Freudenberg的美国专利5,899,785和5,970,583，描述了一种非常细的 连续长纤维的纺粘无纺布卷和使用传统纺粘无纺制造工艺制造这种无 纺布卷的方法。这些参考资料公开了作为重要原材料的可以通过机械 或化学作用纵向分裂成微旦大小的纤维的纺粘复合纤维或多组分纤 维。然而，尽管这种无纺生产方法比类似的针织或纺织方法便宜且简 单，但是由其制得的织物可能需要在无尘洗衣房中进行处理以满足最 终产品，例如，用于洁净室或上漆室的擦具的要求。
因此，需要一种有效划算的方法使制得的无纺布具有含量相对较 低的粒子污染物，并具有洁净室和上漆室擦具和防护服等最终用途所 需的足够的手感、悬垂性和吸湿特性。
发明概述
根据前面的论述，本发明的一个目的是得到一种具有低离子含量 的无纺布，它适合用作洁净室或诸如汽车上漆室之类的表面涂布作业 中的抹布或防护服。该织物典型地由合成连续长纤维构成，更具体地， 由可以通过化学或机械作用沿其长度方向劈开的多组分连续长纤维构 成，这通常增强了织物的手感、悬垂性和吸湿性能。通常通过将无纺 材料用去离子水漂洗，优选在无纺生产过程中进行，由此得到该织物。 然后将去离子织物进一步加工成，例如，各种大小的抹布或防护服， 它们无需进行洁净室洗涤过程就可以达到或超出洁净室或表面涂布作 业的要求，由此节省了大量的时间和费用，并保护了织物的涂饰特性。
本发明的另一目的是得到具有低离子含量的无纺布的制造方法， 该无纺布适合用作洁净室或诸如汽车上漆室之类的表面涂布作业中的 抹布或防护服。典型地，按照本领域技术人员已知的各种无纺布制造 方法制造无纺布。然后优选通过一个流水生产过程将该织物用去离子 水漂洗，进行干燥处理并导出(take-up)。此后，将该织物进一步加工 成清洁擦具或防护服。然后擦具和/或防护服无需洁净室洗涤过程就可 以用于洁净室和表面涂布用途，由此节省了大量的时间和费用，并保 护了织物的涂饰特性。
本领域技术人员能够想出本发明的其它目的、优点和特征。因此， 尽管将用某些优选具体实施方案和程序来描述和公开本发明，但是这 些具体实施方案和程序不是为了限制本发明的范围。相反，所有这样 可供选择的具体实施方案、程序和修改都被认为包含在所公开的发明 的范围和精神中，而且仅受所附权利要求及其同等物的限制。
本发明的详细描述
本发明公开了离子含量降低的无纺布，它可以结合到用于洁净室 和表面涂布作业的制品中，还公开了这种织物的制造方法。首先按照 本领域技术人员已知的标准无纺制造方法制造织物。这些生产方法包 括纺粘法、熔体喷射法、湿式成网法、干式成网法、热粘合法、瞬时 纺丝法、SMS(这是纺粘、熔体喷射和纺粘的组合方法)、SMMS(这 是纺粘、熔体喷射、熔体喷射和纺粘的组合方法)，以及它们的组合方 法。
该织物可以由连续长纤维构成，该连续长纤维可以是单一的单组 分纤维、多组分纤维、或它们的任何组合。多组分纤维可以通过机械 或化学作用沿其长度方向劈开。例如，都转让给Firma Carl Freudenberg 而且都在此引入作为参考的美国专利5,899,785和5,970,583描述了非 常细的连续长纤维的纺粘无纺布卷和使用传统纺粘无纺制造工艺制造 这种无纺布卷的方法。这些参考资料公开了作为重要原材料的可以通 过机械或化学作用纵向劈开的纺粘复合纤维或多组分纤维。机械作用 的一个例子包括用高压水注(即水力缠结(hydroentanglement))处理由 这些材料制成的纺粘无纺布卷或织物，从而将多组分长纤维分裂成单 根纤维。
这些纤维可以具有不同的纤维尺寸，但是它们优选具有纤维尺寸 低于5旦的特征。此外，当以多组分纤维压出时，这些纤维优选具有 单根纤维尺寸低于1旦的特征。
这些纤维可以包括各种纤维类型，包括聚酯，例如聚对苯二甲酸 乙二醇酯、聚对苯二甲酸苯并菲酯(polytriphenylene terephthalate)和 聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚酰胺，例如尼龙6和尼龙6，6；聚烯烃，例 如聚丙烯、聚乙烯及类似物；聚芳酰胺，例如Kevlar；聚氨酯；聚乳 酸；和它们的任何组合。
制成无纺布后，典型地将其用去离子水漂洗以去除织物中的离子。 在无纺生产过程中进行的漂洗处理是优选的，然而，也可以与无纺生 产过程分开进行。可以通过浸涂、轧染、喷涂或任何其它可以对织物 施加受控量的液体的技术完成去离子水漂洗。如果，例如，使用喷杆 进行去离子水漂洗，可以与该喷杆一起使用真空吸嘴以从织物中去除 过量的水。去离子水漂洗之后，将织物干燥。可以通过将织物加热、 将织物在室温下干燥或它们的任何组合方法完成干燥。可以通过织物 制造过程中典型使用的任何技术完成加热，例如来自拉幅机的干热、 微波能、红外线加热、蒸汽、过热蒸汽、压热器处理等、或它们的任 何组合。在选择一种涉及使用热量的干燥法时，优选在300°F或更低的 温度下干燥织物，尤其是如果织物至少部分由聚酯构成。共同转让的 美国专利6,189,189号(在此引入作为参考)公开了一种通过在300°F 或更低的温度下将聚酯织物热定形以消除或减少低分子量聚合物或低 聚物(也称作“三聚体粒子”，其暴露在高热定形温度下时会激增至织 物表面)的形成从而制造具有高吸着力的低污染的擦具的方法。当这 些三聚体粒子从织物表面释放出来时，会有害地增加粒子污染。
干燥后，织物通常卷起或导出，而且可以进一步加工成各种最终 产品，例如，大小不等的擦具或防护服。擦具，尽管理想用于洁净室 或进行表面涂布的领域，但它们也可用于各种优选使用具有低粒子污 染的织物的最终用途。此外，在洁净室或表面涂布环境中要求使用的 诸如无菌鞋、长袍、围裙、面具、手套之类的防护服可以用于其它产 业，例如医院手术室、牙医诊所、兽医外科手术室、或任何其它需要 低污染织物的产业。这些最终用途可以包括无菌帷帘、帷罩、毯子、 牙医围兜、纱布、绷带、胶带等。
在本发明的一个潜在优选的、非限制性实施方案中，理想的是对 无纺布进行增加该织物厚度和吸水性能的机械加工工艺。共同转让的 美国专利4,837,902、4,918,785、5,822,835和6,178,607(它们在此引入 作为参考)描述了织物调节法，其将低压高速气态流体流从相对于几 乎完全与织物网状结构正切的织物纹理流方向的各个方向喷射到织物 网状结构上。这种气体撞击法典型地产生具有小弯曲半径的锯齿形波 纹，这些波纹向下延伸到织物中，由此破坏或削弱网状结构中的一些 纤维-纤维连接，从而增强织物的手感、悬垂性、厚度和吸湿性能。该 方法可以在去离子水漂洗过程之前或之后加入到无纺生产过程中。例 如，在制造纺粘无纺布时，在水力缠结步骤后，趁织物还是湿的时候 对其进行该气体撞击法。然后将该无纺布用去离子水漂洗并如前所述 进行干燥。
另一个潜在优选实施方案包括使用去离子水，而非自来水，使无 纺布，优选是纺粘无纺布的纤维水力缠结。可以用高速喷水口射出的 去离子水使该织物水力缠结，然后以任何顺序进行下列处理中的一个 或多个：a)气体撞击，b)再用去离子水漂洗，和c)干燥。
在本发明的另一个潜在优选的、非限制性实施方案中，理想的是 在织物表面加入化学涂饰剂以提高美观性和吸水性、拒水性、粒子吸 引力等工作特性。该化学涂饰剂可以在织物形成后的任何时候施用。 优选在水力缠结过程后加入化学涂饰剂，而且如果需要，在用气体撞 击法处理后加入，但是典型地在最后一道去离子水漂洗之前。可以通 过浸涂法、轧染法、喷涂法、泡沫涂布法、或任何其它可以对制品涂 敷受控量液体悬浮液的技术将化学试剂涂布到织物上。使用这些技术 中的一种或多种使得化学试剂可以均匀地涂布到织物上。共同转让的 国际公布WO 01/80706中公开了可以使用的化学试剂的一个例子。该 公布公开了一种粒子吸引涂饰剂，它可以涂布到织物上以吸引并去除 表面上的微粒污染物。
下列实施例阐释了本发明的各种具体实施方案但并不是为了限制 本发明的范围。
所有实施例都使用100克/平方米的由连续多组分可劈裂纤维构成 的纺粘无纺布，这些纤维已经按照之前引用的两个Freudenberg专利中 描述的方法用高压水进行了水力缠结处理以使多组分纤维沿其长度方 向至少部分裂成单独的聚酯和尼龙6，6纤维。以其产品名Evolon为人 所熟知的织物获自Firma Carl Freudenberg of Weinheim，Germany。该织 物由大约65％聚酯纤维和大约35％尼龙6，6纤维构成。该织物典型地 以至少两种变体的形式获得，标准的和末端粘合的(point-bonded)。标 准变体还没有进行进一步的粘合处理，例如末端粘合。末端粘合是通 过加热加压将热塑性纤维粘合成无纺布从而形成离散型纤维粘合体的 过程。
在去离子水漂洗前和漂洗后按照测试法IEST-RP-CC-004§6.1.2， 测试实施例中描述的织物的离子含量。
实施例1：
将一块9英寸×9英寸的标准Evolon织物置于含去离子水的烧杯 中，搅拌大约10秒。将织物从烧杯中取出，用戴手套的手挤掉织物中 过量的水。然后测试织物在湿状态下的离子含量。以每十亿份中的份 数(ppb)为单位测量结果并列在下表1中。
            表1
标准Evolon织物在去离子(DI)水漂洗前和漂洗后的离子含量 离子    DI漂洗前(ppb)    DI漂洗后(ppb) Na      149,200          ＜1 Li      ＜1              ＜1 NH4    ＜1              ＜1 K       ＜1              ＜1 Mg      ＜1              ＜1 Ca      19,833           3420 Fl      1100             347 Cl      76,396           120 NO4    34,367           ＜1 PO4    ＜1              493 SO4    37,333           940
表1中的结果表明Li、NH4、K和Mg的离子含量没有改变，而 PO4的离子含量增加。PO4的增加可能来源于进行织物测试的人戴的手 套。这可以通过使用nalgeen钳操作织物或让进行测试的人戴另一种手 套来降低或消除。然而，表1还表明Na、Ca、Fl、Cl、NO4和SO4的 离子含量都显著降低。这些结果表明了用去离子水洗涤无纺布以去除 无纺布中的离子的有效性，由此消除或至少减少了对昂贵且耗时的在 无尘洗衣房中洗涤的需要。具体而言，本发明的织物在用去离子水漂 洗后，对表1所示的每种离子都达到了低于大约10,000ppb的低离子含 量。更优选地，本发明的织物在用去离子水漂洗后，对表1所示的每 种离子都达到了低于大约5,000ppb的离子浓度。
实施例2：
重复实施例1，但是所用的织物是Evolon的末端粘合型(而非标 准型)。以每十亿份中的份数(ppb)为单位测量结果并列在下表2中。
                 表2
末端粘合Evolon织物在去离子(DI)水漂洗前和漂洗后的离子含量 离子    DI漂洗前(ppb)  DI漂洗后(ppb) Na      150,700        2567 Li      ＜1            ＜1 NH4    ＜1            ＜1 K       ＜1            ＜1 Mg      ＜1            ＜1 Ca      21,333         4707 Fl      ＜1            273 Cl      81,200         1347 NO4    21,933         ＜1 PO4    ＜1            760 SO4    37,096         1407
表2中的结果表明Li、NH4、K和Mg的离子含量没有改变，而 PO4和Fl的离子含量增加。如上所述，PO4的增加可能来源于进行织物 测试的人戴的手套。这可以通过使用nalgeen钳操作织物或让进行测试 的人戴另一种手套来降低或消除。然而，表2表明Na、Ca、Cl、NO4 和SO4的离子含量都显著降低。同样地，这些结果也表明了用去离子 水洗涤无纺布以去除无纺布中的离子的有效性，由此消除或至少减少 了对昂贵且耗时的在无尘洗衣房中洗涤的需要。具体而言，本发明的 织物在用去离子水漂洗后，对表2所示的每种离子都达到了低于大约 10,000ppb的低离子含量。更优选地，本发明的织物在用去离子水漂洗 后，对表2所示的每种离子都达到了低于大约5,000ppb的离子浓度。
在去离子水中漂洗织物以减少或去除离子含量的方法也可用于纺 织或针织织物，这也被认为在本发明的范围内。去离子水漂洗可能在 一个与纺织或针织机器分开的过程中进行，因为这些织物制造过程常 用的制造规划通常需要大量对称排列在一起的机器，而且水通常不是 这些织物生产过程的主要部分。
此外，本发明的织物可以结合到复合材料中，这样该复合材料由 一层或多层去离子织物与一层或多层聚合物膜层压在一起构成的。无 纺、纺织和针织织物也可以作为复合材料的一部分。这些复合材料也 具有在航空工业用于航天飞机的石墨复合层压材料之类的产品中的最 终用途，在这类产品中污染是主要考虑的因素，因为这种环境中的污 染物可以与液态氧反应并着火或爆炸。
上述描述和实施例公开了具有低离子含量的本发明的无纺布和这 种无纺布的制造方法。在无纺布生产过程后，优选在生产过程中，在 去离子水中漂洗无纺布，由此获得低离子含量。有利的是，无需使用 通常会增加生产过程成本、复杂性和时间消耗的无尘洗涤就可以实现 上述目的。此外，该方法可以与其它化学或机械方法一起使用以制造 美观性和/或工作特性有所改进的无纺布。因此，本发明提供了对于洁 净室、表面涂布作业和医学、牙医和兽医产业的扩展的用途，这样本 发明的织物可以结合到抹布、防护服、无菌帷帘、被单、帷罩、绷带 和任何其它需要制成具有低离子含量的最终产品的制品中。
本领域的普通技术人员可以在背离本发明的精神和范围的情况 下，实践本发明的这些和其它修改和变动。此外，本领域普通技术人 员会理解前述描述仅仅作为例子，而不是为了限制所附权利要求中描 述的本发明的范围。