DE69710083T2

DE69710083T2 - Reinigungsgerät mit hoher absorptionsfähigkeit

Info

Publication number: DE69710083T2
Application number: DE69710083T
Authority: DE
Inventors: Allen Holt; Sanford Ping; Edward Sherry
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: EP0929250A1; CA2266783C; CN100401971C; CN1669519B; US20030135948A1; CN1669519A; US6048123A; BR9711532A; EP0929250B1; AU733654B2; WO1998011812A1; CA2266783A1; DE69710083D1; CN1238667A; JP2000507480A; US6601261B1; RU2154397C1; ES2167020T3; AU4338497A; MA24326A1

Description

Technisches Gebiet

Die Anmeldung betrifft ein Reinigungsgerät, das für die Entfernung von Schmutz von harten Oberflächen nützlich ist. Die Anmeldung betrifft insbesondere ein Reinigungsgerät, das einen Handgriff und ein entfernbares absorbierendes Reinigungskissen umfasst. Das Reinigungskissen zeigt die Fähigkeit zur Absorption und Zurückhaltung beträchtlicher Fluidmengen.

Hinterrund der Erfindung

Die Literatur ist voll von Produkten, die zur Reinigung harter Oberflächen, wie von Keramikfliesenböden, Hartholzböden, Ladentischoberflächen und dergleichen, fähig sind. Im Zusammenhang mit der Reinigung von Böden werden zahlreiche Geräte beschrieben, die einen Handgriff und Mittel zum Absorbieren einer fluiden Reinigungszusammensetzung umfassen. Solche Geräte schließen jene ein, die wiederverwendbar sind, darin eingeschlossen Mops, die Baumwollfäden, Cellulose- und/oder synthetische Streifen, absorbierende Schäume und dergleichen enthalten, ein. Während diese Mops bei der Entfernung zahlreicher Schmutzarten von harten Oberflächen erfolgreich sind, erfordern diese typischerweise die lästige Durchführung von einem oder mehreren Spülschritten während des Gebrauchs, um eine Sättigung des Materials mit Schmutz-, Flecken- etc. -rückständen zu vermeiden. Diese Mops erfordern daher die Verwendung eines separaten Behälters zur Durchführung des/der Spülschritte(s) und üblicherweise sind diese Spülschritte nicht in der Lage, Schmutzrückstände ausreichend zu entfernen. Dies kann zu einer Wiederablagerung beträchtlicher Mengen an Schmutz während der nachfolgenden Arbeitsgänge mit dem Mop führen. Darüber hinaus werden wiederverwendbare Mops, die im Verlauf der Zeit verwendet werden zunehmend verschmutzt und übelriechend. Dies wirkt sich auf die anschließende Reinigung negativ aus.
Um einige der negativen Eigenschaften in Verbindung mit wiederverwendbaren Mops abzumildern, sind Versuche unternommen worden, Mops mit abnehmbaren Reinigungskissen bereitzustellen. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent Nr. 5 094 559, erteilt am 10. März 1992 an Rivera et al., einen Mop, welcher ein abnehmbares Reinigungskissen einschließt, das eine Scheuerschicht zur Entfernung von Schmutz von einer verschmutzten Oberfläche, eine Aufsaug- bzw. Löschschicht zum Absorbieren von Fluid nach dem Reinigungsvorgang und eine zwischen der Scheuer- und Aufsaugschicht angeordnete flüssigkeitsundurchlässige Schicht umfasst. Das Kissen enthält weiter eine zerreißbare Paketeinrichtung, die zwischen der Scheuerschicht und der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht angeordnet ist. Die zerreißbaren Pakete sind so angeordnet, dass beim Zerreißen Fluid auf die zu reinigende Oberfläche geleitet wird. Während des Reinigungsvorgangs mit der Scheuerschicht verhindert die undurchlässige Lage, dass Fluid zu der absorbierenden Aufsaugschicht fließt. Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs wird das Kissen von dem Mop-Handgriff entfernt und von neuem so befestigt, dass die Aufsaugschicht mit dem Boden in Berührung kommt. Während dieses Gerät hinsichtlich der Notwendigkeit der Verwendung mehrerer Spülschritte eine Erleichterung bringen kann, erfordert es, dass der Anwender das Kissen physisch handhabt und ein verschmutztes, feuchtes Kissen wieder befestigt, um den Reinigungsvorgang zu beenden.
Desgleichen beschreibt das US-Patent Nr. 5 419 015, erteilt am 30. Mai 1995 an Garcia, einen Mop mit entfernbaren, waschbaren Arbeitskissen. Das Kissen ist als eines beschrieben, welches eine obere Schicht, die zum Befestigen an Haken auf einem Mopkopf fähig ist, eine zentrale Schicht aus synthetischem, plastischem, mikroporösen Schaum, und eine untere Schicht zum Kontaktieren einer Oberfläche während der Reinigungsoperation umfasst. Die Zusammensetzung der unteren Schicht hängt, so wird angegeben, von dem Verwendungszweck des Gerätes ab, d. h. Waschen, Polieren oder Schrubben. Während die Referenz sich mit den Problemen im Zusammenhang mit Mops befasst, die ein Abspülen während des Gebrauchs erfordern, kann das Patent kein Reinigungsgerät bereitstellen, das den Schmutz ausreichend entfernt, der sich auf typischen harten Haushaltsoberflächen abgelagert hat, insbesondere auf Böden, so dass die Oberfläche als praktisch frei von Schmutz anzusehen ist. Insbesondere besitzt der von Garcia beschriebene synthetische Schaum zum Absorbieren der Reinigungslösung eine relativ niedrige Absorptionskapazität für Wasser und Lösungen auf Wasserbasis. Der Anwender muss als solcher entweder geringe Mengen an Reinigungslösung verwenden, um innerhalb der Absorptionskapazität des Kissens zu bleiben, oder der Anwender muß eine beträchtliche Menge der Reinigungslösung auf der zu reinigenden Oberfläche zurücklassen. In beiden Situationen ist die Gesamtleistung des Reinigungskissens nicht optimal.
Während viele bekannte Geräte zum Reinigen harter Oberflächen bei der Entfernung einer großen Vielzahl der Schmutzarten, wie sie von dem typischen Anwender während des Reinigungsverfahren anzutreffen sind, erfolgreich sind, sind sie unzweckmäßig, indem sie einen oder mehrere Reinigungsschritte erfordern. Die Geräte des Stands der Technik, bei denen das Problem einer bequemen Handhabung angegangen wurde, erreichen dies auf Kosten der Reinigungsleistung. Es bleibt somit die Nachfrage nach einem Gerät bestehen, welches sowohl eine bequeme Handhabung als auch eine vorteilhafte Schmutzentfernung bietet. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungsgerät bereitzustellen, welches das Erfordernis, das Gerät während des Gebrauchs auszuspülen, eliminiert. Es ist ebenfalls ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gerät bereitzustellen, das ein entfernbares Reinigungskissen mit ausreichend Absorptionskapazität umfasst, und zwar auf der Basis von einem Gramm absorbiertem Fluid pro Gramm Reinigungskissen, welches das Reinigen einer großen Fläche ermöglicht, wie die eines typischen Bodens mit harter Oberfläche (z. B. 80-100 ft²), ohne das Erfordernis, das Kissen wechseln zu müssen. Es ist ein weiteres Ziel, ein solches Reinigungsgerät bereitzustellen, bei welchem das Kissen vorteilhafte Schmutzentfernungseigenschaften bietet. Wo das Reinigungsgerät der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einer Reinigungslösung verwendet wird, ist es ein weiteres Ziel, ein praktisch trockenes Endresultat zu liefern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät, gemäß Anspruch 1.
In Abhängigkeit von dem für das Befestigen des Reinigungskissens an dem Handgriff des Reinigungsgeräts verwendeten Mittel ist es möglicherweise vorzuziehen, dass das Reinigungskissen weiterhin eine eigene Zusatzschicht umfasst. In dieser Ausführungsform wäre die Absorptionsschicht zwischen der Scheuerschicht und der Zusatzschicht angeordnet.
Ohne auf Nassreinigungsanwendungen beschränkt zu sein, wird die vorliegende Erfindung vorzugsweise in Kombination mit einer Reinigungslösung verwendet. Das bedeutet, während sich das Gerät anfänglich in einem Trockenzustand befindet, beinhaltet eine optimale Reinigungsleistung für das typische Reinigen harter Oberflächen die Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit, die auf die verschmutzte Oberfläche vor dem Reinigen mit dem vorliegenden Gerät aufgebracht wird. Während der Anstrengungen zur Entwicklung des vorliegenden Reinigungsgerätes fanden die Anmelder heraus, dass ein kritischer Aspekt der Reinigungsleistung die Fähigkeit ist, ausreichende Volumina an Reinigungslösung zu verwenden, um die Solubilisierung von Schmutz zu ermöglichen, unter gleichzeitiger Bereitstellung einer ausreichenden Absorptionskapazität bei einem Reinigungskissen mit zweckmäßiger Größe, um praktisch die gesamte schmutzhaltige Lösung zu absorbieren. Wenn unzureichende Menge an Lösung verwendet werden, bleiben unerwünschter Schmutz, Dreck und dergleichen auf der Oberfläche zurück. Wenn desgleichen beträchtliche Mengen an Reinigungslösung (welche solubilisierten Schmutz enthält) nach dem Reinigen auf der Oberfläche zurückbleiben, bleiben unerwünschte Mengen an Schmutz auf der Oberfläche zurück. Keine der Referenzen des Stands der Technik beschreibt ein zweckdienliches Reinigungsgerät, welches eine ausreichende Absorptionsfähigkeit vorsieht, um die Reinigungsleistung der vorliegenden Geräte ohne die Verwendung mehrerer Reinigungskissen zu erreichen. Das Gerät der vorliegenden Erfindung soll mit allen Substraten mit harter Oberfläche, einschließlich Holz, Vinyl, Linoleum, Nicht-Wachs- Böden, Keramik, Formica®, Porzellan, Glas, Wandpappen und dergleichen, kompatibel sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Reinigungsgeräts der vorliegenden Erfindung, welches eine On-board-Flüssigkeits-Dispensiervorrichtung aufweist.
Die Fig. 1a ist eine perspektivische Ansicht eines Reinigungsgeräts der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1b ist eine seitliche Ansicht des Handgriffs des in Fig. 1a gezeigten Gerätes.
Die Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines entfernbaren Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Absorptionsschicht eines entfernbaren Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines entfernbaren Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 5 stellt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Leistung-unter-Druck (PUP)-Kapazität (Performance under Pressure-Kapazität) des entfernbaren Reinigungskissens dar.
Die Fig. 6 stellt eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt der Kolben/Zylinder-Anordnung, wie in Fig. 5 gezeigt, dar.
Die Fig. 7 stellt eine perspektivische Explosionsansicht eines weiteren entfernbaren Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung dar.
Die Fig. 8 stellt eine perspektivische Ansicht eines weiteren entfernbaren Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung dar.

Ausführliche Beschreibung

1. Definitionen

Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "umfassend", dass die verschiedenen Komponenten, Bestandteile oder Schritte gemeinsam bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Folglich beinhaltet die Bezeichnung "umfassend" die noch restriktiveren Bezeichnungen "bestehend im Wesentlichen aus" und "bestehend aus".
Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "direkte Fluidverbindung", dass Fluid leicht zwischen zwei Reinigungskissenkomponenten oder -schichten (z. B. der Scheuerschicht und der Absorptionsschicht) ohne eine wesentliche Akkumulation, Transport oder Einschränkung durch eine dazwischenliegende Schicht übertragen werden kann. Zum Beispiel können Gewebe, nicht gewebte Strukturen, Bauklebstoffe und dergleichen zwischen den zwei eigenständigen Komponenten vorliegen, unter gleichzeitiger Beibehaltung der "direkten Fluidverbindung", solange diese nicht wesentlich das Fluid behindern oder einschränken, während es von einer Komponente oder Schicht zur anderen fließt.
Wie hierin verwendet bedeutet die Bezeichnung "Z-Dimension" die Dimension senkrecht zu der Länge und Breite des Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung oder einer Komponente davon. Die Z- Dimension entspricht in der Regel der Dicke des Reinigungskissens oder einer Kissenkomponente.
Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "X-Y-Dimension" die Ebene senkrecht zu der Dicke des Reinigungskissens oder einer Komponente davon. Die X- und Y-Dimensionen entsprechen in der Regel der Länge bzw. der Breite des Reinigungskissens oder einer Kissenkomponente.
Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "Schicht" ein Teil oder eine Komponente eines Reinigungskissens, dessen Hauptabmessung X-Y ist, d. h. entlang seiner Länge und Breite. Es sollte sich verstehen, dass die Bezeichnung Schicht nicht notwendigerweise auf einzelne Schichten oder Lagen an Material beschränkt ist. Somit kann die Schicht Laminate oder Kombinationen mehrerer Lagen oder Strukturen des erforderlichen Materialtyps umfassen. Folglich schließt die Bezeichnung "Schicht" die Bezeichnungen "Schichten" und "schichtförmig" ein.
Wie hierin verwendet wird die Bezeichnung "hydrophil" zur Bezeichnung von Oberflächen verwendet, die durch darauf abgeschiedene wässrige Fluide benetzbar sind. Hydrophilizität und Benetzbarkeit werden typischerweise in bezug auf den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung der betroffenen Fluide und festen Oberflächen definiert. Dies wird ausführlich in der Veröffentlichung der American Chemical Society mit dem Titel Contact Angle, Wettability and Adhesion (Kontaktwinkel, Benetzbarkeit und Haftung), herausgegeben von Robert F. Gould (Copyright 1964) erläutert, welche hierin durch den Bezug darauf einbezogen ist. Eine Oberfläche soll durch ein Fluid (d. h. hydrophiles) benetzt werden, wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen dem Fluid und der Oberfläche weniger als 90º beträgt oder wenn das Fluid dazu tendiert, sich spontan über die Oberfläche auszubreiten, wobei beide Bedingungen normalerweise gleichzeitig nebeneinander vorkommen. Umgekehrt gilt eine Oberfläche als "hydrophob", wenn der Kontaktwinkel größer als 90º ist und das Fluid sich nicht spontan über die Oberfläche ausbreitet.
Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "Scrim" jegliches beständige Material, das der die Oberfläche kontaktierenden Seite der Scheuerschicht des Reinigungskissens eine Textur verleiht und auch einen ausreichenden Grad an Offenheit besitzt, um die erforderliche Fluidbewegung zu der absorbierenden Schicht des Reinigungskissens zu ermöglichen. Geeignete Materialien schließen Materialien ein, die eine kontinuierliche offene Struktur besitzen, wie Synthetik- und Drahtmaschensiebe. Die offenen Flächen dieser Materialien können leicht durch Variieren der Anzahl der untereinander verbundenen Strähnen reguliert werden, die die Siebmaschen umfassen, und zwar durch Regulierung der Dicke dieser untereinander verbundenen Strähnen etc. Andere geeignete Materialien schließen solche ein, bei welchen eine Textur durch ein auf ein Substrat gedrucktes diskontinuierliches Muster vorgesehen ist. Bezüglich dieses Aspekts kann ein beständiges Material (z. B. ein Kunststoff) auf ein Substrat in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Muster aufgedruckt werden, wie einzelne Punkte und/oder Linien, um die erforderliche Textur vorzusehen. In ähnlicher Weise kann das kontinuierliche oder diskontinuierliche Muster auf ein Abweisungsmaterial aufgedruckt sein, welches dann als Scrim fungiert. Diese Muster können sich wiederholende Muster sein oder sie können zufällig sein. Es versteht sich, dass eine oder mehrere der für das Vorsehen der gewünschten Textur beschriebenen Methoden kombiniert werden können unter Bildung des optionalen Scrim-Materials.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist eine "obere" Schicht eines Reinigungskissens eine Schicht, die relativ betrachtet weiter entfernt ist von der Oberfläche, die zu reinigen ist, (d. h. in Zusammenhang mit dem Gerät, relativ gesehen während des Gebrauchs näher am Geräte-Handgriff liegt). Die Bezeichnung "untere" Schicht bedeutet umgekehrt eine Schicht eines Reinigungskissens, die relativ gesehen näher an der zu reinigenden Oberfläche liegt (d. h. in Bezug auf das Gerät relativ weiter entfernt ist von dem Geräte-Handgriff während des Gebrauchs). Die Scheuerschicht als solche ist die unterste Schicht und die Absorptionsschicht eine obere Schicht im Verhältnis zu der Scheuerschicht. Die Bezeichnungen "obere" und "untere" werden in ähnlicher Weise verwendet, wenn auf Schichten Bezug genommen wird, die mehrlagig sind (z. B. wenn die Scheuerschicht ein zweilagiges Material ist).
Alle hierin verwendeten Prozent-, Verhältnis- und Mengenanteilsangaben sind gewichtsbezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.

II. Reinigungsgeräte

Wie obenstehend angegeben, ist es zur Erzielung der gewünschten Reinigungsleistung erforderlich, dass das Reinigungskissen den größten Teil des während des Reinigungsvorgangs verwendeten Fluids absorbiert. Die Reinigungskissen besitzen eine Absorptionskapazität, gemessen unter einem Begrenzungsdruck von 620 Pa (0,09 psi) nach 20 Minuten (1200 Sekunden) (im Folgenden als "t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;- Absorptionskapazität" bezeichnet) von mindestens 5 g entionisiertes Wasser pro g des Reinigungskissens. Die Absorptionskapazität des Kissens wird bei 20 Minuten (1200 Sekunden) nach Exponierung an entionisiertes Wasser gemessen, da dies einen typischen Zeitraum für den Anwender darstellt, um eine harte Oberfläche, wie einen Fussboden, zu reinigen. Der Begrenzungsdruck steht für typische Drücke, die während des Reinigungsvorgangs auf das Kissen ausgeübt werden. Als solches sollte das Reinigungskissen zum Absorbieren signifikanter Mengen der Reinigungslösung innerhalb eines Zeitraums von 1200 Sekunden unter 620 Pa (0,09 psi) fähig sein. Das Reinigungskissen besitzt vorzugsweise eine t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;- Absorptionskapazität von mindestens etwa 20 g/g, weiter vorzugsweise von mindestens etwa 25 g/g, und am meisten vorzugsweise von mindestens etwa 30 g/g. Das Reinigungskissen besitzt vorzugsweise eine t&sub9;&sub0;&sub0;- Absorptionskapazität von mindestens etwa 10 g/g, weiter vorzugsweise eine t&sub9;&sub0;&sub0;- Absorptionskapazität von mindestens etwa 20 g/g.
Die Werte für die t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität und die t&sub9;&sub0;&sub0;- Absorptionskapazität werden durch das Leistung-unter-Druck-(hierin als "PUP" bezeichnet-)Verfahren gemessen, welches ausführlich in dem untenstehenden Abschnitt "Testverfahren" beschrieben wird.
Die Reinigungskissen besitzen vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, eine Gesamtfluidkapazität (von entionisiertem Wasser) von mindestens etwa 100 g, weiter bevorzugt von mindestens etwa 200 g, noch stärker bevorzugt von mindestens etwa 300 g, und am stärksten bevorzugt von mindestens etwa 400 g. Während Kissen mit einer Gesamtfluidkapazität von weniger als 100 g innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, eignen sie sich nicht so gut für die Reinigung großer Flächen, wie sie in einem typischen Haushalt vorkommen, wie Kissen mit einer höheren Kapazität.
Der erfahrene Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Materialien zur Durchführung der beanspruchten Erfindung verwendet werden können. Somit ist es, während bevorzugte Materialien untenstehend für die verschiedenen Geräte- und Reinigungskissenkomponenten beschrieben sind, ersichtlich, dass der Umfang der Erfindung nicht auf solche Beschreibungen beschränkt ist.

A. Handgriff

Der Handgriff des Reinigungsgeräts besteht aus jeglichem Material, welches das Ergreifen des Reinigungsgeräts erleichtert. Der Handgriff des Reinigungsgeräts umfasst vorzugsweise jedwedes längliche, beständige Material, das für eine praktische Reinigung sorgt. Die Länge des Handgriffs wird durch den Verwendungszweck des Gerätes bestimmt.
Der Handgriff umfasst vorzugsweise an einem Ende einen Trägerkopf, an welchem das Reinigungskissen lösbar befestigt werden kann. Um eine bequeme Anwendung zu erleichtern, kann der Trägerkopf an dem Handgriff unter Verwendung bekannter Gelenkanordnungen schwenkbar befestigt werden. Es kann jedwedes geeignete Mittel zum Befestigen des Reinigungskissens an dem Trägerkopf verwendet werden, solange das Reinigungskissen während des Reinigungsvorgangs befestigt bleibt. Beispiele für geeignete Befestigungseinrichtungen schließen Klemmen, Haken & Schlaufen (z. B. VELCRO®) und dergleichen ein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Trägerkopf Haken auf seiner unteren Oberfläche, welche mechanisch mit der oberen Schicht (vorzugsweise einer eigenen Zusatzschicht) des absorbierenden Reinigungskissens verbunden sind.
Ein bevorzugter Handgriff, welcher ein Fluid-Dispensiermittel umfasst, ist in Fig. 1 veranschaulicht und vollständig in dem gleichzeitig anhängigen US-Patent Serien-Nr. US-5 888 006, eingereicht am 26. November 1996 von V. S. Ping et al., beschrieben. Ein weiterer bevorzugter Handgriff, welcher keine Fluid-Dispensiereinrichtung enthält, ist in den Fig. 1a und 1b veranschaulicht und wird vollständig in der gleichzeitig anhängigen US-Patent-Anmeldung Serien-Nr. US-08/716765, eingereicht am 23. September 1996 von A. J. Irwin (Sache 6262), beschrieben.

B. Entfernbares Reinigungskissen

In Anbetracht der Erkenntnis durch den Anmelder, dass die Lösungs-Absorptionsfähigkeit eine wichtige Rolle bei der Reinigungsleistung der Geräte der vorliegenden Erfindung spielt, wird der erfahrene Fachmann erkennen, dass die Absorptionsrate und Absorptionskapazität des Reinigungskissens durch die Materialien des Kissens bestimmt werden. Angesichts der Lehren der vorliegenden Beschreibung kann jedes beliebige, allgemein bekannte Absorptionsmaterial zum Einsatz kommen und kombiniert werden, um das Reinigungskissen mit der gewünschten Absorptionsrate und Absorptionskapazität auszustatten, die sich für die Reinigungsleistung als bedeutend erwiesen. Folglich ist, während repräsentative Materialien und Ausführungsformen, die als Reinigungskissen nützlich sind, untenstehend beschrieben sind, die Erfindung nicht auf solche Materialien und Ausführungsformen beschränkt.

i. Scheuerschicht

Die Scheuerschicht ist der Teil des Reinigungskissens, der mit der verschmutzten Oberfläche während des Reinigens in Kontakt steht. Als solche müssen als Scheuerschicht nützliche Materialien ausreichend beständig sein, damit die Schicht ihre Integrität während des Reinigungsvorgangs beibehält. Wenn zudem das Reinigungskissen in Kombination mit einer Lösung verwendet wird, muss die Scheuerschicht zur Absorption von Flüssigkeiten und Schmutz fähig sein und dabei diese Flüssigkeiten und Schmutz an die Absorptionsschicht abgeben. Dies stellt sicher, dass die Scheuerschicht ständig in der Lage ist, zusätzliches Material von der zu reinigenden Oberfläche zu entfernen. Ob das Gerät mit einer Reinigungslösung verwendet wird (d. h. im Nasszustand) oder ohne Reinigungslösung (d. h. im Trockenzustand), die Scheuerschicht erleichtert zusätzlich zu der Entfernung von Teilchenschmutz andere Funktionen, wie Polieren, Abstauben und Aufrauhen der Oberfläche.
Die Scheuerschicht kann eine Einschicht- oder Mehrschichtstruktur sein, wobei eine oder mehrere Schichten davon längsgetrennt werden können, um das Scheuern der verschmutzten Oberfläche und die Aufnahme von Teilchenschmutz zu erleichtern. Diese Scheuerschicht tritt mit dem Schmutz (und der Reinigungslösung, sofern diese verwendet wird) in Wechselwirkung, während sie über die verschmutzte Oberfläche geführt wird, wobei hartnäckiger Schmutz gelöst und emulgiert wird und dieser frei in die Absorptionsschicht des Kissens gelangen kann. Die Scheuerschicht enthält vorzugsweise Öffnungen (z. B. Schlitze), die eine bequeme Passage für größeren Teilchenschmutz vorsehen, um sich frei in der Absorptionsschicht des Kissens zu bewegen und dort eingeschlossen zu werden. Strukturen mit geringer Dichte sind für die Verwendung als Scheuerschicht bevorzugt, um den Transport von Teilchensubstanz zu der Absorptionsschicht des Kissens zu erleichtern.
Um für die gewünschte Integrität zu sorgen, schließen für die Scheuerschicht besonders geeignete Materialien Kunststoffe, wie Polyolefine (z. B. Polyethylen und Polypropylen), Polyester, Polyamide, synthetische Cellulosen (z. B. RAYON®) und Mischungen davon ein. Solche synthetischen Materialien können unter Verwendung bekannter Verfahren hergestellt werden, wie etwa kardiert, als Spinnvlies, schmelzgeblasen, luftgelegt, mit Nadeln durchlöchert und dergleichen.

ii. Absorptionsschicht

Die Absorptionsschicht dient dazu, Fluid und solubilisierten Schmutz, wie er während des Gebrauchs des Reinigungskissens angetroffen wird, zu absorbieren und zurückzuhalten. Während die Scheuerschicht eine gewisse Auswirkung auf die Absorptionskapazität des Kissens besitzt, spielt die Absorptionsschicht die Hauptrolle bei der Erzielung der gewünschten Gesamtabsorptionsfähigkeit der vorliegenden Erfindung.
Die Absorptionsschicht ist zur Entfernung von Fluid und Schmutz von der Scheuerschicht fähig, so dass die Scheuerschicht die Fähigkeit zur kontinuierlichen Entfernung von Schmutz von der Oberfläche besitzt. Die Absorptionsschicht sollte auch zum Zurückhalten von absorbiertem Material unter typischen Gebrauchsdrücken fähig sein, um ein "Auspressen" von absorbiertem Schmutz, Reinigungslösung etc. zu vermeiden.
Die Absorptionsschicht umfasst jegliches Material, das zur Absorbierung und Zurückhaltung von Fluid während des Gebrauchs fähig ist. Um die gewünschten Gesamtfluidkapazitäten zu erreichen, ist es bevorzugt, in der Absorptionsschicht ein Material mit einer relativ hohen Kapazität (bezüglich der Gramm an Fluid pro Gramm Absorptionsmaterial) einzuschließen. Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "superabsorbierendes Material" jedwedes Absorptionsmaterial mit einer g/g-Kapazität für Wasser von mindestens etwa 15 g/g, wenn unter einem begrenzenden Druck von 2 kPa (0,3 psi) gemessen. Da die Mehrzahl der bei der vorliegenden Erfindung nützlichen Reinigungsfluide auf wässriger Basis vorliegen, ist es bevorzugt, dass die superabsorbierenden Materialien eine relativ hohe g/g-Kapazität für Wasser oder Fluide auf Wasserbasis besitzen.
Repräsentative superabsorbierende Materialien schließen wasserunlösliche, wasserquellbare, superabsorbierende gelierende Polymere ein (hierin als "superabsorbierende gelierende Polymere" bezeichnet), die in der Literatur allgemein bekannt sind. Diese Materialien zeigen sehr hohe Absorptionskapazitäten für Wasser. Die in der vorliegenden Erfindung nützlichen superabsorbierenden, gelierenden Polymere können eine Größe, Gestalt und/oder Morphologie besitzen, die innerhalb eines breiten Bereichs variieren. Diese Polymere können in der Form von Teilchen vorliegen, die kein hohes Verhältnis der größten Abmessung zu der kleinsten Abmessung besitzen (z. B. Granalien, Flocken, Pulverteilchen, Teilchen- Teilchen-Aggregate, vernetzte Teilchen-Teilchen-Aggregate und dergleichen), oder sie können in der Form von Fasern, Lagen, Filmen, Schäumen, Laminaten und dergleichen vorliegen. Die Verwendung von superabsorbierenden gelierenden Polymeren in Faserform sieht den Vorteil der Vorsehung einer verbesserten Retention des superabsorbierenden Materials in Bezug auf die Teilchen während des Reinigungsvorgangs vor. Während ihre Kapazität allgemein niedriger ist für Mischungen auf wässriger Basis, beweisen diese Materialien doch eine signifikante Absorptionskapazität für solche Mischungen. Die Patentliteratur ist voll von Offenbarungen wasserquellfähiger Materialien; siehe zum Beispiel das US-Patent 3 699 103 (Harper et al.), erteilt am 13. Juni 1972; US-Patent 3 770 731 (Harmon), erteilt am 20. Juni 1972; das wiedererteilte US-Patent 32 649 (Brandt et al.), wieder erteilt am 19. April 1989; das US-Patent 4 834 735 (Alemany et al.), erteilt am 30. Mai 1989.
Superabsorbierende, gelierende Polymere, die in der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind, schließen eine Vielzahl von wasserunlöslichen, aber wasserquellfähigen Polymeren, die zum Absorbieren großer Mengen von Fluiden fähig sind, ein. Solche polymeren Materialien werden auch üblicherweise als "Hydrokolloide" bezeichnet und können Polysaccharide, wie Carboxymethylstärke, Carboxymethylcellulose und Hydroxypropylcellulose; nichtionische Typen, wie Polyvinylalkohol und Polyvinylether; kationische Typen, wie Polyvinylpyridin, Polyvinylmorpholinion und N,N-Dimethylaminoethyl oder N,N- Diethylaminopropylacrylate und -methacrylate und die entsprechenden quaternären Salze davon einschließen. Typischerweise weisen superabsorbierende, gelierende Polymere, die in der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind, eine Vielzahl an anionischen funktionellen Gruppen, wie Sulfonsäure, und noch typischerweise Carboxygruppen, auf. Beispiele für zur hierin beschriebenen Verwendung geeignete Polymere schließen jene ein, die aus polymerisierbaren, ungesättigten, säurehaltigen Monomeren hergestellt werden. Daher schließen solche Monomere die olefinisch ungesättigten Säuren und Anhydride ein, die mindestens eine olefinische Kohlenstoff-zu-Kohlenstoff-Doppelbindung enthalten. Insbesondere können diese Monomere aus olefinisch ungesättigten Carbonsäuren und Säureanhydriden, olefinisch ungesättigten Sulfonsäuren und Mischungen davon gewählt sein.
Einige Nicht-Säure-Monomere können ebenfalls bei der Herstellung der hierin nützlichen superabsorbierenden, gelierenden Polymere, in der Regel in kleineren Mengen, eingeschlossen werden. Solche Nicht-Säure-Monomere können beispielsweise die wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Ester der säurehaltigen Monomere einschließen, sowie Monomere, die überhaupt keine Carbonsäure- oder Sulfonsäuregruppen enthalten. Optionale Nicht-Säure-Monomere können daher Monomere einschließen, die die folgenden Typen an funktionellen Gruppen enthalten: Carbonsäure- oder Sulfonsäureester, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Aminogruppen, Nitrilgruppen, quaternäre Ammoniumsalzgruppen, Arylgruppen (z. B. Phenylgruppen, wie die von Styrolmonomer abgeleiteten). Diese Nicht-Säure-Monomere sind allgemein bekannte Materialien und sind ausführlicher zum Beispiel in dem US-Patent 4 076 663 (Masuda et al.), erteilt am 28. Februar 1978, und in dem US-Patent 4 062 817 (Westerman), erteilt am 13. Dezember 1977, beschrieben, die beide durch den Bezug eingeschlossen sind.
Olefinisch ungesättigte Carbonsäure- und Carbonsäureanhydridmonomere schließen die Acrylsäuren ein, die durch Acrylsäure selbst, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, α-Cyanoacrylsäure, β-Methylacrylsäure (Krotonsäure), α-Phenylacrylsäure, β-Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorsorbinsäure, Angelikasäure, Zimtsäure, p-Chlorzimtsäure, β-Sterylacrylsäure, Itaconsäure, Citroconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Tricarboxyethylen- und Maleinsäureanhydrid beispielhaft belegt sind.
Olefinisch ungesättigte Sulfonsäuremonomere schließen aliphatische oder aromatische Vinylsulfonsäuren, wie Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Vinyltoluolsulfonsäure und Styrolsulfonsäure; Acryl- und Methacrylsulfonsäure, wie Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmethacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmethacrylat, 2-Hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonsäure und 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure ein.
Bevorzugte superabsorbierende, gelierende Polymere zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere schließen hydrolysierte Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymere, teilweise neutralisierte hydrolysierte Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymere, Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymere, teilweise neutralisierte Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymere, verseifte Vinylacetat-Acrylester- Copolymere, hydrolysierte Acrylnitril- oder Acrylamidcopolymere, leicht netzwerkartig verknüpfte Polymere von beliebigen der vorgenannten Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht netzwerkartig verknüpfte Polymere von teilweise neutralisierter Polyacrylsäure ein. Diese Polymere können entweder allein oder in der Form einer Mischung von zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele für diese Polymermaterialien sind in dem US-Patent 3 661 875, US- Patent 4 076 663, US-Patent 4 093 776, US-Patent 4 666 983 und dem US-Patent 4 734 478 beschrieben.
Die am meisten bevorzugten Polymermaterialien zur Verwendung bei der Herstellung der superabsorbierenden gelierenden Polymere sind leicht netzwerkartig verknüpfte Polymere von teilweise neutralisierten Polyacrylsäuren und Stärkederivaten davon. Am stärksten bevorzugt umfassen die Hydrogel bildenden Absorptionspolymere etwa 50 bis etwa 95%, vorzugsweise etwa 75% neutralisierte, leicht netzwerkartig verknüpfte Polyacrylsäure (d. h. Poly(natriumacrylat/Acrylsäure)). Das netzwerkartige Verknüpfen macht das Polymer praktisch wasserunlöslich und bestimmt zum Teil die Absorptionskapazität und die Charakteristika des Gehalts an extrahierbarem Polymer der superabsorbierenden gelierenden Polymere. Verfahren für die netzwerkartige Verknüpfung dieser Polymere und typische Netzwerk-Verknüpfungsmittel sind ausführlicher in dem US-Patent 4 076 663 beschrieben.
Während die superabsorbierenden gelierenden Polymere vorzugsweise von einem einzigen Typ stammen (d. h. homogen sind), können Mischungen von Polymeren auch in den Geräten der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Zum Beispiel können Mischungen von Stärke-Acrylsäure-Pfropfcopolymeren und leicht netzwerkartig verknüpften Polymeren von teilweise neutralisierter Polyacrylsäure in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.
Während jegliche der im Stand der Technik beschriebenen superabsorbierenden gelierenden Polymere in der vorliegenden Erfindung von Nutzen sein können, erkannte man neuerdings, dass dort, wo signifikante Anteile (z. B. mehr als etwa 50 Gew.-% der Absorptionsstruktur) von superabsorbierenden gelierenden Polymeren in einer Absorptionsstruktur eingeschlossen werden sollen, und insbesondere dort, wo ein oder mehrere Bereiche der Absorptionsschicht mehr als etwa 50 Gew.-% des Bereichs umfassen, das Problem der Gel-Blockierung durch die aufgequollenen Teilchen die Fluidströmung behindern kann und dadurch die Fähigkeit der gelierenden Polymere, ihre volle Kapazität in dem gewünschten Zeitraum zu absorbieren, nachteilig beeinflussen kann. Das US-Patent 5 147 343 (Kellenberger et al.), erteilt am 15. September 1992 und das US-Patent 5 149 335 (Kellenberger et al.), erteilt am 22. September 1992, beschreiben superabsorbierende gelierende Polymere in Bezug auf ihre 'Absorptionsfähigkeit-unter- Belastung' (AUL), wo gelierende Polymere Fluid (0,9%ige Kochsalzlösung) unter einem begrenzenden Druck von 2 kPa (0,3 psi) absorbieren. (Die Beschreibung jedes dieser Patente ist hierin eingeschlossen.) Die Methoden zur Bestimmung der AUL sind in diesen Patenten beschrieben. Dort beschriebene Polymere können in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung von besonderem Nutzen sein, welche Bereiche mit relativ hohen Anteilen an superabsorbierenden gelierenden Polymeren enthalten. Insbesondere dort, wo hohe Konzentrationen an superabsorbierendem gelierenden Polymer in dem Reinigungskissen eingebracht sind, besitzen diese Polymere vorzugsweise eine AUL, gemessen nach den in dem US- Patent 5 147 343 beschriebenen Verfahren, von mindestens etwa 24 ml/g, weiter bevorzugt von mindestens etwa 27 ml/g nach 1 Stunde; oder eine AUL, gemessen nach den in dem US-Patent 5 149 335 beschriebenen Verfahren, von mindestens etwa 15 ml/g, weiter bevorzugt von mindestens etwa 18 ml/g nach 15 Minuten. Die gemeinsam zugewiesenen, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldungs-Serien- Nummern 08/219 547 (Goldman et al.), eingereicht am 29. März 1994, und 08/416 396 (Goldman et al.), eingereicht am 6. April 1995 (die beide hierin durch den Bezug eingeschlossen sind) befassen sich auch mit dem Problem der Gel-Blockierung und beschreiben superabsorbierende gelierende Polymere, die bei der Bewältigung dieser Phänomene von Nutzen sind. Diese Anmeldungen beschreiben spezifisch superabsorbierende gelierende Polymere, die eine Gel-Blockierung bei noch höheren begrenzenden Drücken, insbesondere 4,8 kPa (0,7 psi) vermeiden. In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wo die Absorptionsschicht Bereiche enthält, die hohe Anteile (z. B. mehr als etwa 50 Gew.-% des Bereichs) an superabsorbierendem, gelierenden Polymer umfassen, ist es bevorzugt, dass das superabsorbierende gelierende Polymer wie in den vorgenannten Anmeldungen von Goldman et al. beschrieben ist.
Andere nützliche superabsorbierende Materialien schließen hydrophile polymere Schäume, wie die in der gemeinsam erteilten, gleichzeitig anhängigen US-Patent-Anmeldungs-Serien-Nummer 08/563 866 (DesMarais et al.), eingereicht am 29. November 1995, und dem US-Patent Nr. 5 387 207 (Dyer et al.), erteilt am 7. Februar 1995, beschriebenen, ein. Diese Referenzen beschreiben polymere, hydrophile Absorptionschäume, die durch Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit einer hohen inneren Phase (häufig als HIPEs bezeichnet) erhalten werden. Diese Schäume lassen sich leicht individuell anpassen, um schwankende physikalische Eigenschaften (Porengröße, Kapillarsaugwirkung, Dichte etc.) vorzusehen, welche die Fluidhandhabungsfähigkeit beeinflussen. Als solche sind diese Materialien, entweder allein oder in Kombination mit anderen derartigen Schäumen oder mit Faserstrukturen, bei der Vorsehung der für die vorliegende Erfindung erforderlichen Gesamtkapazität besonders nützlich.
Wo superabsorbierendes Material in der Absorptionsschicht eingeschlossen ist, umfasst die Absorptionsschicht vorzugsweise mindestens etwa 15 Gew.-% der Absorptionsschicht, weiter bevorzugt mindestens etwa 20%, noch stärker bevorzugt mindestens etwa 25%, des superabsorbierenden Materials.
Die Absorptionsschicht kann auch aus Fasermaterial bestehen oder dieses umfassen. In der vorliegenden Erfindung nützliche Fasern schließen jene ein, die natürlich vorkommen (modifiziert oder unmodifiziert), sowie synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele für geeignete unmodifizierte/modifizierte, natürlich vorkommende Fasern schließen Baumwolle, Esparto-Gras, Bagasse, Granne, Flachs, Seide, Wolle, Holzzellstoff bzw. -pulpe, chemisch modifizierten Holzzellstoff, Jute, Ethylcellulose und Celluloseacetat ein. Geeignete synthetische Fasern können aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylmaterialien, wie ORLON®, Polyvinylacetat, RAYON®, Polyethylvinylacetat, nichtlöslichem oder löslichem Polyvinylalkohol, Polyolefinen, wie Polyethylen (z. B. PULPEX®) und Polypropylen, Polyamiden, wie Nylon, Polyestern, wie DACRON® oder KODEL®, Polyurethanen, Polystyrolen und dergleichen bestehen. Die Absorptionsschicht kann lediglich natürlich vorkommende Fasern, lediglich synthetische Fasern, oder jedwede kompatible Kombination von natürlich vorkommenden und synthetischen Fasern umfassen.
Die hierin nützlichen Fasern können hydrophile, hydrophobe Fasern oder eine Kombination sowohl von hydrophilen als auch von hydrophoben Fasern sein. Wie obenstehend angegeben, hängt die jeweilige Auswahl der hydrophilen oder hydrophoben Fasern von den anderen Materialien, die in der Absorptionsschicht (und in gewisser Weise der Scheuerschicht) eingeschlossen sind, ab. Das heißt, die Natur der Fasern ist eine solche, dass das Reinigungskissen die notwendige Fluidabsorptionsfähigkeit zeigt. Typischerweise ist die Verwendung hydrophiler Fasern bevorzugt. Geeignete hydrophile Fasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen Cellulosefasern, modifizierte Cellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern, wie hydrophilen Nylon (HYDROFIL®), ein. Geeignete hydrophile Fasern können auch durch Hydrophilisieren hydrophober Fasern, wie von tensidbehandelten oder silicabehandelten thermoplastischen Fasern, die beispielsweise von Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylmaterialien, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen abgeleitet sind, erhalten werden.
Geeignete Holzzellstofffasern können durch allgemein bekannte chemische Verfahren, wie das Kraft- und Sulfit-Verfahren, erhalten werden. Es ist besonders bevorzugt, diese Holzzellstofffasern von südlichen Weichhölzern aufgrund ihrer erstklassigen Absorptionsfähigkeitscharakteristika abzuleiten. Diese Holzzellstofffasern können auch durch mechanische Verfahren, wie von Holz-Mahl, mechanischen Refiner-, thermomechanischen, chemisch-mechanischen und chemisch-thermomechanischen Zellstoff bzw. Pulpeverfahren erhalten werden. Recycelte oder sekundäre Holzzellstofffasern, sowie gebleichte und ungebleichte Holzzellstofffasern, können verwendet werden.
Ein weiterer Typ hydrophiler Fasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind chemisch versteifte Cellulosefasern. Wie hierin verwendet, bedeutet die Bezeichnung "chemisch versteifte Cellulosefasern" Cellulosefasern, die durch chemische Mittel zur Erhöhung der Steifigkeit der Fasern unter sowohl trockenen als auch wässrigen Bedingungen versteift wurden. Solche Mittel schließen die Zusetzung eines chemischen Versteifungsmittels ein, das beispielsweise die Fasern überzieht und/oder imprägniert. Solche Mittel können auch das Versteifen der Fasern durch Verändern der chemischen Struktur, z. B. durch Vernetzen von Polymerketten, einschließen.
Wo Fasern als Absorptionsschicht (oder als eine Aufbaukomponente davon) verwendet werden, können die Fasern wahlweise mit einem thermoplastischen Material kombiniert werden. Beim Schmelzen wandert mindestens ein Teil dieses thermoplastischen Materials zu den Schnittpunkten der Fasern, typischerweise infolge der Faser-zu-Faser-Kapillar-Gradienten. Diese Schnittpunkte werden zu Bindungsstellen für das thermoplastische Material. Bei Abkühlung verfestigen sich die thermoplastischen Materialien an diesen Schnittpunkten unter Bildung der Verhaftungsstellen, welche die Matrix oder das Fasergewebe in jeder der betreffenden Schichten zusammen halten. Dies kann bei der Vorsehung einer zusätzlichen Gesamtintegrität bei dem Reinigungskissen vorteilhaft sein.
Unter den verschiedenen Wirkungen erhöht das Verhaften an den Faserschnittpunkten den Gesamtkompressionsmodul und die Festigkeit des resultierenden, thermisch verhafteten Teils. Im Falle der chemisch versteiften Cellulosefasern hat das Schmelzen und die Migration des thermoplastischen Materials auch die Wirkung der Erhöhung der durchschnittlichen Porengröße des resultierenden Gewebes, unter gleichzeitiger Beibehaltung der Dichte und des Basisgewichts des Gewebes in seiner ursprünglichen Form. Dies kann die Fluiderwerbungseigenschaften des thermisch verhafteten Gewebes bei dem anfänglichen Ausgesetztsein an Fluid infolge der verbesserten Fluiddurchlässigkeit, und bei dem nachfolgenden Ausgesetztsein infolge der kombinierten Fähigkeit der versteiften Fasern zur Beibehaltung ihrer Steifigkeit beim Benetzen und der Fähigkeit des thermoplastischen Materials, an den Faserschnittpunkten bei Benetzen und bei der Nasskompression miteinander verhaftet zu bleiben, verbessern. Im Netz behalten thermisch verhaftete Gewebe von versteiften Fasern ihr ursprüngliches Gesamtvolumen bei, wobei aber die zuvor durch das thermoplastische Material besetzten volumetrischen Regionen sich öffnen und so die durchschnittliche Kapillarporengröße zwischen den einzelnen Fasern erhöhen.
In der vorliegenden Erfindung nützliche thermoplastische Materialien können eine Vielzahl von Formen, einschließlich Teilchen, Fasern, oder Kombinationen von Teilchen und Fasern aufweisen. Thermoplastische Fasern sind eine besonders bevorzugte Form aufgrund ihrer Fähigkeit zur Bildung zahlreicher Verhaftungsstellen zwischen den einzelnen Fasern. Geeignete thermoplastische Materialien können aus jedem beliebigen thermoplastischen Polymer hergestellt werden, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, die die Fasern, die das Hauptgewebe oder die Matrix jeder einzelnen Schicht umfassen, nicht in hohem Maße beschädigen. Vorzugsweise beträgt der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials weniger als etwa 190ºC, und vorzugsweise etwa 75ºC bis etwa 175ºC. In jedem Fall sollte der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials nicht niedriger als die Temperatur sein, bei welcher die thermisch verhafteten Absorptionsstrukturen, wenn sie in den Reinigungskissen verwendet werden, vermutlich gelagert werden. Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials ist typischerweise nicht niedriger als etwa 50ºC.
Die thermoplastischen Materialien, und insbesondere die thermoplastischen Fasern, können aus einer Vielzahl an thermoplastischen Polymeren, einschließlich Polyolefinen, wie Polyethylen (z. B. PULPEX®) und Polypropylen, Polyestern, Copolyestern, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylmaterialien, Polyamiden, Copolyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und Copolymeren von beliebigen der Vorgenannten, wie Vinylchlorid/Vinylacetat und dergleichen, erzeugt werden. Je nach den gewünschten Charakteristika für das resultierende, thermisch verhaftete Absorptionsteil schließen geeignete thermoplastische Materialien hydrophobe Fasern ein, die hydrophil gemacht wurden, wie tensidbehandelte oder silicabehandelte thermoplastische Fasern, die beispielsweise von Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylmaterialien, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen, abgeleitet sind. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann hydrophil gemacht werden durch Behandlung mit einem Tensid, wie einem nichtionischen oder anionischen Tensid, z. B. durch Besprühen der Faser mit einem Tensid, durch Eintauchen der Faser in ein Tensid oder durch Einschließen des Tensids als ein Teil der Polymerschmelze bei der Herstellung der thermoplastischen Faser. Beim Schmelzen und erneuten Verfestigen tendiert das Tensid dazu, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zu verbleiben. Geeignete Tenside schließen nichtionische Tenside, wie BRIJ® 76, hergestellt von ICI Americas, Inc. of Wilmington, Delaware, und verschiedene Tenside, die unter dem Handelsnamen PEGOSPERSE® von Glyco Chemical, Inc. of Greenwich, Connecticut, vertrieben werden, ein. Neben nichtionischen Tensiden können auch anionische Tenside verwendet werden. Diese Tenside können auf die thermoplastischen Fasern in Anteilen von beispielsweise etwa 0,2 bis etwa 1 g pro Quadratzentimeter thermoplastische Faser aufgebracht werden.
Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzelnen Polymer (Einkomponentenfasern) hergestellt werden oder sie können aus mehr als einem Polymer (z. B. Zweikomponentenfasern) hergestellt werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich "Zweikomponentenfasern" auf thermoplastische Fasern, die eine Kernfaser umfassen, die aus einem Polymer gebildet ist, das von einer thermoplastischen Umhüllung aus einem anderen Polymer umgeschlossen ist. Das die Umhüllung umfassende Polymer schmilzt oft bei einer anderen, typischerweise niedrigeren Temperatur als das den Kern umfassende Polymer. Als eine Folge davon sorgen diese Zweikomponentenfasern für eine thermische Verhaftung infolge des Schmelzens des Umhüllungspolymers unter Beibehaltung der gewünschten Festigkeitscharakteristika des Kernpolymers.
Geeignete Zweikomponentenfasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können Umhüllungs-/Kern-Fasern mit den folgenden Polymerkombinationen einschließen: Polyethylen/Polypropylen, Polyethylvinylacetat/Polypropylen, Polyethylen/Polyester, Polypropylen/Polyester, Copolyester/Polyester und dergleichen. Besonders geeignete thermoplastische Zweikomponentenfasern zur hierin beschriebenen Verwendung sind jene mit einem Polypropylen- oder Polyesterkern und einer niedriger schmelzenden Copolyester-, Polyethylvinylacetat- oder Polyethylenhülle (z. B. die von Danaklon als Chisso Corp. verfügbaren und CELBOND®, verfügbar von Hercules). Diese Zweikomponentenfasern können konzentrisch oder exzentrisch sein. Wie hierin verwendet, beziehen sich die Bezeichnungen "konzentrisch" und "exzentrisch" darauf, ob die Umhüllung eine Dicke aufweist, die gleichmäßig oder ungleichmäßig ist über den Querschnittsbereich der Zweikomponentenfaser hinweg. Exzentrische Zweikomponentenfasern können erwünscht sein zur Bereitstellung von mehr Kompressionsfestigkeit bei geringeren Faserdicken.
Verfahren zur Herstellung von thermisch verhafteten Fasermaterialien sind in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung Serien-Nr. 08/479 096 (Richards et al.), eingereicht am 3. Juli 1995 (siehe insbesondere die Seiten 16-20) und dem US-Patent 5 549 589 (Horney et al.), erteilt am 27. August 1996 (siehe insbesondere die Spalten 9 bis 10) beschrieben. Die Beschreibung beider dieser Patentschriften ist hierin durch den Bezug eingeschlossen.
Die Absorptionsschicht kann auch einen von HIPE abgeleiteten hydrophilen, polymeren Schaum umfassen, welcher nicht die hohe Absorptionsfähigkeit der obenstehend als "superabsorbierende Materialien" beschriebenen besitzt. Solche Schäume und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in dem US-Patent 5 550 167 (DesMarais), erteilt am 27. August 1996; und der gemeinsam erteilten, gleichzeitig anhängigen US-Patentamneldung Serien-Nr. 08/370 695 (Stone et al.), eingereicht am 10. Januar 1995 (beide sind durch den Bezug hierin eingeschlossen) beschrieben.
Die Absorptionsschicht des Reinigungskissens kann aus einem homogenen Material bestehen, wie einer Mischung von Cellulosefasern (wahlweise thermisch verhaftet) und teilchenförmigem, quellfähigen, superabsorbierenden gelierenden Polymer. Alternativ kann die Absorptionsschicht aus diskreten Materialschichten, wie einer Schicht von thermisch verhaftetem, luftgelegten Material und einer diskreten Schicht aus superabsorbierendem Material, bestehen. Zum Beispiel kann eine thermisch verhaftete Schicht aus Cellulosefasern tiefer angeordnet sein als (d. h. unterhalb) des superabsorbierenden Materials (d. h. zwischen dem superabsorbierenden Material und der Scheuerschicht).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Absorptionsschicht ein thermisch verhaftetes, luftgelegtes Gewebe aus Cellulosefasern (Flint River, verfügbar von Weyerhaeuser, Wa) und AL Thermal C (Thermoplastik, verfügbar von Danaklon als, Varde, Dänemark), und ein quellfähiges, hydrogelbildendes, superabsorbierendes Polymer. Das superabsorbierende Polymer ist vorzugsweise so eingebracht, dass eine diskrete Schicht nahe der Oberfläche der Absorptionsschicht angeordnet ist, welche von der Scheuerschicht entfernt angeordnet ist. Vorzugsweise ist eine dünne Schicht von Cellulosefasern (wahlweise thermisch verhaftet) oberhalb des superabsorbierenden gelierenden Polymers zur Verstärkung des Einschlusses angeordnet.

iii. Optionale Zusatzschicht

Die Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung weisen vorzugsweise eine Zusatzschicht auf, die eine Verbindung des Kissens mit dem Handgriff des Geräts oder dem Trägerkopf bei bevorzugten Geräten ermöglicht. Die Zusatzschicht ist in solchen Ausführungsformen erforderlich, wo die Absorptionsschicht nicht für das Befestigen des Kissens an dem Trägerkopf des Handgriffs geeignet ist. Die Zusatzschicht kann auch als ein Mittel zur Verhinderung der Fluidströmung durch die obere Fläche (d. h. die mit dem Handgriff in Kontakt stehende Fläche) des Reinigungskissens dienen und kann weiterhin für eine verbesserte Integrität des Kissens sorgen. Wie die Scheuer- und Absorptionsschichten kann die Zusatzschicht aus einer Einschicht- oder Laminatstruktur bestehen, solange sie die obenstehenden Anforderungen erfüllt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusatzschicht eine Oberfläche, die mechanisch an dem Trägerkopf des Handgriffs unter Verwendung von bekannter Haken- und Schlaufentechnologie befestigt werden kann. Bei einer solchen Ausführungsform umfasst die Zusatzschicht mindestens eine Oberfläche, die mechanisch an Haken befestigt werden kann, die permanent an der Bodenfläche des Trägerkopfes des Handgriffs angebracht sind.
Um die gewünschte Fluidundurchlässigkeit und Anbringbarkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass eine laminierte Struktur, welche z. B. eine schmelzgeblasene Folien- und nicht gewebte Faserstruktur umfassen, angewandt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zusatzschicht ein dreischichtiges Material mit einer Schicht aus schmelzgeblasener Polypropylenfolie, die zwischen zwei Schichten aus Polypropylen-Spinnvlies vorgesehen ist.

III. Andere Aspekte und spezifische Ausführungsformen der Erfindung

Um die Fähigkeit des Kissens zur Entfernung von hartnäckigen Schmutzrückständen zu verbessern und die Menge des mit der Reinigungsfläche in Kontakt stehenden Reinigungsfluids zu erhöhen, kann es wünschenswert sein, ein Scrim-Material in das Reinigungskissen einzulagern. Wie obenstehend erläutert, besteht das Scrim aus einem beständigen, zähen Material, das der Scheuerschicht des Kissens eine Textur verleiht, insbesondere wenn Gebrauchsdrücke auf das Kissen ausgeübt werden. Vorzugsweise ist das Scrim so angeordnet, dass es sich in unmittelbarer Nähe der zu reinigenden Oberfläche befindet. Daher kann das Scrim als ein Teil der Scheuerschicht oder der Absorptionsschicht eingebracht sein; oder er kann als eine eigene Schicht eingeschlossen sein, die vorzugsweise zwischen der Scheuer- und Absorptionsschicht angeordnet ist. In jedem Fall ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform, wo das Scrim- Material dieselbe X-Y-Abmessung besitzt wie das gesamte Reinigungskissen, bevorzugt, dass das Scrim- Material so eingebracht wird, dass es nicht direkt in einem signifikanten Ausmaß mit der zu reinigenden Oberfläche in Kontakt steht. Dadurch wird die Fähigkeit des Kissens, sich leicht über die harte Oberfläche zu bewegen, beibehalten, und dies trägt zu einer Verhinderung einer ungleichmäßigen Entfernung der verwendeten Reinigungslösung bei. In einem solchen Fall, wenn das Scrim ein Teil der Scheuerschicht ist, ist dieses die obere Schicht dieser Komponente. Selbstverständlich muss das Scrim gleichzeitig tief genug in dem Kissen platziert sein, um für dessen Scheuerfunktion zu sorgen. Wenn daher das Scrim als ein Teil der Absorptionsschicht eingebracht wird, ist es eine untere Schicht von dieser. Bei einer anderen Ausführungsform kann es wünschenswert sein, das Scrim so zu platzieren, dass es in direktem Kontakt mit der zu reinigenden Oberfläche steht. In dieser Ausführungsform, die spezifisch in Fig. 8 veranschaulicht ist, erstreckt sich das Scrim vorzugsweise nicht bis zu den vorderen und hinteren Kanten des Reinigungskissens, und daher wird die Auswirkung einer nicht gleichmäßigen Entfernung der Reinigungslösung und von solubilisiertem Schmutz vermieden.
Zu der Bedeutung der richtigen Positionierung des Scrims kommt hinzu, dass das Scrim den Fluidstrom durch das Kissen nicht wesentlich behindert. Das Scrim ist daher ein relativ offenes Gewebe, wie das in Fig. 7 der Zeichnungen veranschaulichte. (Während das Muster des in Fig. 7 veranschaulichten Scrims das von mehrfachen "Diamanten" ist, ist ersichtlich, dass jede beliebig gestaltete Struktur verwendet werden kann.)
Das Scrim-Material ist jedwedes Material, das verarbeitet werden kann, um ein zähes Gewebe mit offener Textur vorzusehen. Solche Materialien schließen Polyolefine (z. B. Polyethylen, Polypropylen), Polyester, Polyamide und dergleichen ein. Der Fachmann wird erkennen, dass diese unterschiedlichen Materialien einen unterschiedlichen Härtegrad zeigen. Somit kann die Härte des Scrim-Materials in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck des Kissens/Geräts reguliert werden. Wo das Scrim als diskrete Schicht eingebracht wird, stehen zahlreiche kommerzielle Quellen solcher Materialien zur Verfügung (z. B. Geschmacksmuster Nr. VO1230, verfügbar von Conwed Plastics, Minneapolis, MN). Alternativ kann das Scrim durch Drucken eines Harzes oder anderen synthetischen Materials (z. B. Latex) auf ein Substrat, wie in dem US-Patent Nr. 4 745 021, erteilt am 17. Mai 1988 an Ping III et al., und dem US-Patent 4 733 774, erteilt am 29. März 1988 an Ping III et al., beschrieben, die beide durch den Bezug eingeschlossen sind, eingebracht werden.
Die verschiedenen Schichten, die das Reinigungskissen umfassen, können unter Verwendung eines beliebigen Mittels, welches das Kissen mit ausreichend Integrität während des Reinigungsvorgangs ausstattet, untereinander verhaftet werden. Die Scheuer- und Zusatzschichten können mit der Absorptionsschicht oder miteinander durch eine beliebige Vielzahl an Verhaftungsmitteln, einschließlich der Verwendung einer gleichmäßigen kontinuierlichen Schicht aus Klebstoff, einer gemusterten Schicht aus Klebstoff oder einer beliebigen Anordnung getrennter Linien, Spiralen oder Klebstofftupfer verhaftet werden. Alternativ können die Verhaftungsmittel Wärmeverklebungen, Druckverklebungen, Ultraschallverklebungen, dynamische mechanische Verklebungen oder jedwede anderen geeigneten Verhaftungsmittel oder Kombinationen dieser Verhaftungsmittel umfassen, wie sie in dem Fachbereich bekannt sind. Das Verhaften kann um den Umfang des Reinigungskissens (z. B. unter Wärmesiegelung der Scheuerschicht und der optionalen Zusatzschicht und/oder des Scrim-Materials) und/oder über die Fläche (d. h. die X-Y-Ebene) des Reinigungskissens erfolgen, um so ein Muster auf der Oberfläche des Reinigungskissens zu bilden. Das Verhaften der Schichten des Reinigungskissens mit Ultraschallverklebungen über die Fläche des Kissens sorgt für Integrität zur Vermeidung des Scherens der diskreten Kissenschichten während der Anwendung.
Das Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung ist zur Zurückhaltung von absorbiertem Fluid fähig, selbst während der beim Reinigungsvorgang ausgeübten Drücke. Dies wird hierin als die Fähigkeit des Reinigungskissens zur Vermeidung des "Ausquetschens" von absorbiertem Fluid, oder umgekehrt als dessen Fähigkeit zur Zurückhaltung von absorbiertem Fluid unter Druck bezeichnet. Das Verfahren zum Messen des Ausquetschens ist in dem Abschnitt "Testverfahren" beschrieben. Kurzum, der Test misst die Fähigkeit eines gesättigten Reinigungskissens zur Zurückhaltung von Fluid bei Anwendung eines Druckes von 1,7 kPa (0,25 psi). Die Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung besitzen einen Ausquetschwert von nicht höher als etwa 40%, weiter bevorzugt von nicht höher als etwa 25%, noch stärker bevorzugt von nicht mehr als etwa 15%, und am stärksten bevorzugt von nicht mehr als etwa 10%.
Das Reinigungsgerät der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise in Kombination mit einer Reinigungslösung verwendet. Die Reinigungslösung kann aus einer beliebigen bekannten Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen bestehen. Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen sind typischerweise Lösungen auf wässriger Basis, die ein oder mehrere Tenside, Lösungsmittel, Builder, Komplexbildner, Polymere, Schaumunterdrücker, Enzyme etc. umfassen. Geeignete Tenside schließen anionische, nichtionische, zwitterionische, amphotere und kationische Tenside ein. Beispiele für anionische Tenside schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, lineare Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfate, Alkylsulfonate und dergleichen. Beispiele für nichtionische Tenside schließen Alkylethoxylate, Alkylphenolethoxylate, Alkylpolyglucoside, Alkylglucamine, Sorbitanester und dergleichen ein. Beispiele für zwitterionische Tenside schließen Betaine und Sulfobetaine ein. Beispiele für amphotere Tenside schließen Materialien ein, die unter Anwendung der Imidazolchemie, wie Alkylamphoglycinaten und Alkyliminopropionat, abgeleitet werden. Beispiele für kationische Tenside schließen Mono-, di- und trialkyl- Ammoniumtenside ein. Alle der obengenannten Materialien sind kommerziell verfügbar und in Band 1 von McCutcheon: "Emulsifiers and Detergents" (Emulgiermittel und Reinigungsmittel), North American Ed., McCutcheon Division, MC Publishing Co., 1995, beschrieben.
Geeignete Lösungsmittel schließen kurzkettige (z. B. C&sub1;-C&sub6;-)Derivate von Oxyethylenglykol und Oxypropylenglykol, wie Mono- und Diethylenglykol-n-hexylether, Mono-, di- und tripropylenglykol-n-butylether und dergleichen ein. Geeignete Builder schließen die von Phosphorquellen abgeleiteten, wie Orthophosphat und Pyrophosphat, und Nicht-Phospor-Quellen, wie Nitriltriessigsäure, S,S-Ethylendiamindibernsteinsäure und dergleichen, ein. Geeignete Komplexbildner schließen Ethylendiamintetraessigsäure und Citronensäure und dergleichen ein. Geeignete Polymere schließen jene ein, die anionisch, kationisch, zwitterionisch und nichtionisch sind. Geeignete Schaumunterdrücker schließen Silikonpolymere und lineare oder verzweigte C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Fettsäuren oder -Alkohole ein. Geeignete Enzyme schließen Lipasen, Proteasen, Amylasen und andere Enzyme, die für ihre Nützlichkeit bei der Katalyse der Schmutzzersetzung bekannt sind, ein.
Eine geeignete Reinigungslösung zur Verwendung mit dem vorliegenden Gerät umfasst etwa 0,1% bis etwa 2,0% eines linearen Alkoholethoxylattensids (z. B. NEODOL 1-5®, verfügbar von Shell Chemical Co.); etwa 0 bis etwa 2,0% eines Alkylsulfonats (z. B. Bioterge PAS-8 s, ein lineares C&sub8;-Sulfonat, verfügbar von Stepan Co.); etwa 0 bis etwa 0,1% Kaliumhydroxid; etwa 0 bis etwa 0,1% Kaliumcarbonat oder -bicarbonat; optionale Hilfsmittel, wie Farbstoffe und/oder Parfüme; und etwa 99,9% bis etwa 90% entionisiertes oder weichgemachtes Wasser.
Bezugnehmend auf die Figuren, welche Ausführungsformen des Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, ist die Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines entfernbaren Reinigungskissens 200, welches eine Scheuerschicht 201, eine Zusatzschicht 203 und eine Absorptionsschicht 205, die zwischen der Scheuerschicht und der Zusatzschicht angeordnet ist, umfasst. Wie obenstehend angegeben, kann, während die Fig. 2 jede der Schichten 201, 203 und 205 als einzelne Materialschicht darstellt, eine oder mehrere dieser Schichten aus einem Laminat aus zwei oder mehreren Lagen bestehen. Zum Beispiel ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Scheuerschicht 201 ein zweilagiges Laminat von kardiertem Polypropylen, wo die untere Schicht längsgetrennt ist. Ferner, obgleich nicht in Fig. 2 dargestellt, können Materialien, welche die Fluidströmung nicht behindern, zwischen der Scheuerschicht 201 und der Absorptionsschicht 203 und/oder zwischen der Absorptionsschicht 203 und der Zusatzschicht 205 vorgesehen werden. Allerdings ist es wichtig, dass die Scheuer- und die Absorptionsschichten praktisch in Fluidverbindung miteinander stehen, um für die erforderliche Absorptionsfähigkeit des Reinigungskissens zu sorgen. Während die Fig. 2 das Kissen 200 in einer Form darstellt, wo alle Schichten des Kissens eine gleiche Größe in der X- und Y-Dimension aufweisen, ist es bevorzugt, dass die Scheuerschicht 201 und die Zusatzschicht 203 größer ist als die Absorptionsschicht 205, so dass die Schichten 201 und 205 um die Peripherie des Kissen zusammengeklebt werden können, um für Integrität zu sorgen. Die Scheuer- und Zusatzschichten können mit der Absorptionsschicht oder miteinander durch eine beliebige Vielzahl an Verhaftungsmitteln, einschließlich der Verwendung einer gleichmäßigen kontinuierlichen Schicht aus Klebstoff, einer gemusterten Schicht aus Klebstoff oder einer beliebigen Anordnung von getrennten Linien, Spiralen oder Klebstofftupfern, verhaftet werden. Alternativ kann das Verhaftungsmittel Wärmeverklebungen, Druckverklebungen, Ultraschallverklebungen, dynamische mechanische Verklebungen oder jedwede anderen geeigneten Verhaftungsmittel oder Kombinationen dieser Verhaftungsmittel umfassen, wie sie in dem Fachbereich bekannt sind. Das Verhaften kann um den Umfang des Reinigungskissens und/oder über die Oberfläche des Reinigungskissens erfolgen, um so ein Muster auf der Oberfläche der Scheuerschicht 201 zu bilden.
Die Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Absorptionsschicht 305 einer Ausführungsform eines Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung. Die Scheuerschicht und die optionale Zusatzschicht des Reinigungskissens sind nicht in Fig. 3 gezeigt. Die Absorptionsschicht 305 ist in dieser Ausführungsform so dargestellt, dass sie aus einer Drei-Laminat-Struktur besteht. Insbesondere ist die Absorptionsschicht 305 so dargestellt, dass sie aus einer diskreten Schicht aus teilchenförmigem, superabsorbierenden, gelierenden Material besteht, dargestellt als 307, das zwischen zwei diskreten Schichten 306 und 308 aus Fasermaterial vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform ist es wegen des Bereichs 307 mit einer hohen Konzentration an superabsorbierendem gelierenden Material bevorzugt, dass das superabsorbierende Material keine Gel-Blockierung zeigt, wie obenstehend erläutert. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Faserschichten 306 und 308 jeweils ein thermisch verhaftetes Fasersubstrat aus Cellulosefasern, und die untere Faserschicht 308 steht in indirekter Fluidverbindung mit der Scheuerschicht (nicht gezeigt).
Die Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Reinigungskissens 400 mit einer Scheuerschicht 401, einer Zusatzschicht 403 und einer Absorptionsschicht 405, die zwischen der Scheuer- und Zusatzschicht angeordnet ist. Das Reinigungskissen 400 ist hier mit einer Absorptionsschicht 405 dargestellt, die in der X- und Y-Dimension kleiner sind als die Scheuerschicht 401 und die Zusatzschicht 403. Die Schichten 401 und 403 sind daher miteinander verklebt entlang der Peripherie des Reinigungskissens dargestellt. Ferner ist in dieser Ausführungsform die Absorptionsschicht 405 mit zwei diskreten Schichten 405a und 405b dargestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die obere Schicht 405a ein hydrophiles, polymeres Schaummaterial, wie das in der gemeinsam erteilten, gleichzeitig anhängigen US-Patent- Anmeldungs-Serien Nr. 08/563 866 (DesMarais et al.), eingereicht am 29.November 1995, beschriebene; und die untere Schicht 405b ist ein polymeres Schaummaterial, wie das in dem US-Patent S 550 167 (DesMarais), erteilt am 27. August 1996, beschriebene; oder das in der gemeinsam erteilten, gleichzeitig anhängigen US-Patent-Anmeldungs-Serien-Nr. 08/370 695 (Stone et al.), eingereicht am 10. Januar 1995, beschriebene. Wie obenstehend erläutert, kann jede der Schichten 405a und 405b unter Verwendung von zwei oder mehr einzelnen Schichten des jeweiligen Materials gebildet werden.
Die Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Reinigungskissens 600 mit einem optionalen Scrim-Material 602. Dieses Scrim-Material 602 ist als ein eigenes Material, das zwischen der Scheuerschicht 601 und der Absorptionsschicht 605 vorgesehen ist, dargestellt. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Scrim 602 in der Form eines gedruckten Harzes oder anderen synthetischen Materials auf der Scheuerschicht 601 (vorzugsweise der oberen Fläche) oder der Absorptionsschicht 605 (vorzugsweise der unteren Fläche) vorliegen. Die Fig. 7 stellt auch eine optionale Zusatzschicht 603 dar, die oberhalb der Absorptionsschicht 605 vorgesehen ist. Wie obenstehend erläutert, kann das Scrim für eine verbesserte Reinigung von Schmutz sorgen, der sich nicht leicht durch die verwendete Reinigungslösung, sofern verwendet, solubilisieren lässt. Die relativ offene Struktur des Scrims 602 sieht die notwendige Fluidverbindung zwischen der Scheuerschicht 601 und der Absorptionsschicht 605 vor, um für die erforderlichen Absorptionsraten und -kapazität zu sorgen. Während die Fig. 7 wiederum jede der Schichten 601, 603 und 605 als Einzelmaterialschicht darstellt, können eine oder mehrere dieser Schichten aus zwei oder mehr Lagen bestehen.
Während die Fig. 7 das Kissen 600 so darstellt, dass alle Schichten des Kissens dieselbe Größe in X- und Y-Dimension aufweisen, ist es bevorzugt, dass die Scheuerschicht 601 und die Zusatzschicht 603 größer ist als die Absorptionsschicht, so dass die Schichten 601 und 603 um die Peripherie des Kissens 600 zur Vorsehung von Integrität zusammengeklebt werden können. Es kann ebenfalls bevorzugt sein, dass das Scrim-Material 602 in mindestens einer der X- und Y-Dimensionen die gleiche Größe aufweist, um das Verhaften an der Peripherie des Kissens mit der Scheuerschicht 601 und der Zusatzschicht 603 zu erleichtern. Dies ist besonders bevorzugt, wenn das Scrim-Material eine eigene Schicht ist (d. h. nicht auf ein Substrat gedruckt ist). In den Ausführungsformen, wo das Scrim durch Drucken erzeugt wird, z. B.. eines Harzes auf ein Substrat, ist es möglicherweise nicht von Bedeutung, dass das Scrim so angeordnet ist, dass es ein Teil der Verbindung an der Peripherie ist. Die Scheuerschicht 601, das Scrim 602 und die Zusatzschicht 603 können mit der Absorptionsschicht oder miteinander durch eine Vielzahl von Verklebungsmitteln, einschließlich der Verwendung einer gleichmäßigen kontinuierlichen Schicht aus Klebstoff, einer gemusterten Schicht aus Klebstoff oder einer Anordnung von getrennten Linien, Spiralen oder Klebstofftupfern, verhaftet sein. Alternativ können die Verhaftungsmittel Wärmeverklebungen, Druckverklebungen, Ultraschallverklebungen, dynamische mechanische Verklebungen oder jedwede anderen geeigneten Verhaftungsmittel oder Kombinationen dieser Verhaftungsmittel umfassen, wie sie in dem Fachbereich bekannt sind. Das Verhaften kann um den Umfang des Reinigungskissens und/oder über die Oberfläche des Reinigungskissens erfolgen, um so ein Muster auf der Oberfläche der Scheuerschicht 601 zu bilden.
Die Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Kissens 700, das ein Scrim 702 umfasst. Die Fig. 8 zeigt eine Absorptionsschicht 705, eine Zusatzschicht 703 und eine Scheuerschicht 701, die teilweise abgeschnitten ist, um die Darstellung des Scrims 702 zu erleichtern. (Das Scrim 702 kann eine eigene Materialschicht sein oder kann eine Komponente entweder der Scheuerschicht oder der Absorptionsschicht sein.) Das Kissen 700 ist mit einer unteren mit der harten Oberfläche in Kontakt stehenden Oberfläche 700a und einer oberen, mit dem Gerät in Kontakt stehenden Oberfläche 700b dargestellt. Das Kissen 700 besitzt zwei gegenüberliegende Seitenkanten 700c, die der "X"-Dimension des Kissens entsprechen, und zwei gegenüberliegende Endkanten 700d, die der "Y"- Dimension des Kissens entsprechen. (Bei Verwendung geht dort, wo das Kissen 700 rechteckig in der X- Y-Dimension ist, die typische Reinigungsbewegung allgemein in die "Rückwärts- oder Vorwärtsrichtung", wie durch den Pfeil 710 angegeben ist.) Wie veranschaulicht, erstreckt sich in dieser bevorzugten Ausführungsform das Scrim 702 zu den Endkanten 700d, um das Verhaften mit der Zusatzschicht 703 und der Scheuerschicht 701 zu ermöglichen (obgleich nicht als solche dargestellt, ist die Absorptionsschicht 705 vorzugsweise kürzer in der X- und Y-Dimension, wodurch das Verhaften des Scrims und der Befestigungs- und Scheuerschichten erleichtert wird). Allerdings erstreckt sich das Scrim 702 nicht zu den Seitenkanten 700c. Das Ende des Scrims 702 vor den Seitenkanten 700c versieht das Kissen 700 mit den Bereichen 711 der Scheuerschicht 701, welche nicht die Textur des Scrims 702 aufweisen und daher relativ glatt sind. Diese glatten Bereiche 711 ermöglichen die gleichmäßige Entfernung von Schmutz/- Lösung während des Wischvorgangs.

V. Testverfahren

A. Leistung unter Druck

Dieser Test bestimmt die Gramm/Gramm-Absorption von entionisiertem Wasser für das Reinigungskissen, das seitlich in einer Kolben/Zylinder-Anordnung unter einem anfänglichen Begrenzungsdruck von 0,09 psi (etwa 0,6 kPa) begrenzt wird. (In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Reinigungskissenprobe kann der Begrenzungsdruck leicht abnehmen, in dem Maße, wie die Probe Wasser absorbiert und während der Zeit des Tests aufquillt.) Das Ziel des Tests ist die Bewertung der Fähigkeit eines Reinigungskissens, Fluid während eines praxisnahen Zeitraums zu absorbieren, wenn das Kissen Anwendungsbedingungen (horizontales Ansaugen und Drücke) ausgesetzt wird.
Das Testfluid für den PUP-Kapazitätstest ist entionisiertes Wasser. Dieses Fluid wird durch das Reinigungskissen unter Druckbeanspruchungs-Absorptionsbedingungen bei einem hydrostatischen Druck von nahe null absorbiert.
Eine geeignete Vorrichtung 510 für diesen Test ist in Fig. 5 gezeigt. An einem Ende dieser Vorrichtung befindet sich ein Fluidreservoir 512 (wie eine Petrischale) mit einer Abdeckung 514. Das Reservoir 512 sitzt auf einer Analysenwaage, die allgemein als 516 angegeben ist. Das andere Ende der Vorrichtung 510 ist ein allgemein als 518 bezeichneter Sintertrichter, eine allgemein als 520 bezeichnete Kolben/Zylinder-Anordnung, die in den Trichter 518 passt, und eine zylindrische Sinter- Kunststofftrichter-Abdeckung, allgemein als 522 bezeichnet, die über den Trichter 518 passt und am Boden offen ist und an der Oberseite geschlossen ist, wobei der obere Teil mit einem Pinhole bzw. Nadelloch versehen ist. Die Vorrichtung 510 besitzt ein System für die Beförderung von FIuid in jeder Richtung, welches aus den Abschnitten eines Glaskapillarröhrensystems, angegeben als 524 und 531a, eines flexiblen Kunststoffröhrensystems (z. B. ein Tygon-Röhrensystem mit 6,35 mm (1/4-Inch) Innendurchmesser und 9,5 mm (3/8 Inch) Außendurchmesser), angegeben als 531b, von Absperrhahn-Anordnungen 526 und 538 und Teflon-Verbindungsteilen 548, 550 und 552 zur Verbindung des Glasröhrensystems 524 und 531a und von Absperrhahnanordnungen 526 und 538 besteht. Die Absperrhahnanordnung 526 besteht aus einem 3-Weg-Ventil 528, einem Glaskapillarröhrensystem 530 und 534 in dem Hauptfluidsystem, und einem Abschnitt aus einem Glaskapillarröhrensystem 532 zum Wiederauffüllen des Reservoirs 512 und zum Weiterspülen der Glasfrittenscheibe in dem Sintertrichter 518. Die Absperrhahnanordnung 538 besteht gleichermaßen aus einem Dreiwegventil 540, einem Glaskapillarröhrensystem 542 und 546 in der Hauptfluidleitung und einem Abschnitt aus einem Glaskapillarröhrensystem 544, das als Abzug für das System fungiert.
Bezugnehmend auf die Fig. 6 besteht die Anordnung 520 aus einem Zylinder 554, einem becherförmigen Kolben, angegeben durch 556, und einem Gewicht 558, das in den Kolben 556 passt. Am unteren Ende des Zylinders 554 befindet sich ein 400-Mesh-Tuchsieb aus nichtrostendem Stahl 559, das vor dem Befestigen biaxial straffgezogen wird. Die allgemein als 560 angegebene Reinigungskissenprobe sitzt auf dem Sieb 559, wobei die mit der Oberfläche in Kontakt stehende (oder Scheuer-)Schicht mit dem Sieb 559 in Kontakt steht. Die Reinigungskissenprobe ist eine kreisförmige Probe mit einem Durchmesser von 5,4 cm. (Während die Probe 560 als Einzelschicht dargestellt ist, besteht die Probe tatsächlich aus einer kreisförmigen Probe, in der alle Schichten durch das Kissen, aus welchem die Probe geschnitten ist, enthalten sind.) Der Zylinder 554 wird von einem transparenten LEXAN®-Stab (oder einer Entsprechung) angebohrt und besitzt einen Innendurchmesser von 6,00 cm (Fläche = 28,25 cm²), mit einer Wanddicke von etwa 5 mm und einer Höhe von etwa 5 cm. Der Kolben 556 besitzt die Form eines Teflon-Bechers und wird so bearbeitet, dass er in den Zylinder 554 innerhalb enger Toleranzen passt. Das zylindrische Gewicht 558 aus nichtrostendem Stahl wird so bearbeitet, dass es sich in dem Kolben 556 eng anschmiegt, und ist mit einem Handgriff an der Oberseite (nicht gezeigt) zur leichteren Entfernung ausgestattet. Das gemeinsame Gewicht aus Kolben 556 und Gewicht 558 beträgt 145,3 g, was einem Druck von 0,6 kPa (0,09 psi) für eine Fläche von 22,9 cm² entspricht.
Die Komponenten der Vorrichtung 510 sind so bemessen, dass die Strömungsrate von entionisiertem Wasser durch diese unter einem 10-cm-Hydrostatikdruck mindestens 0,01 g/cm²/s beträgt, wobei die Strömungsrate durch die Fläche des Sintertrichters 518 normiert wird. Faktoren, die sich besonders auf die Strömungsrate auswirken, sind die Durchlässigkeit der Glasfrittenscheibe in dem Sintertrichter 518 und die Innendurchmesser des Glasröhrensystems 524, 530, 534, 542, 546 und 531a, sowie die Absperrhahnventile 528 und 540.
Das Reservoir 512 ist auf der Analysenwaage 516 vorgesehen, die auf mindestens 0,01 g genau ist bei einer Abweichung von weniger als 0,1 g/h. Die Waage ist vorzugsweise über Software schnittstellenmäßig mit einem Computer verbunden, die (i) die Waagengewichtsveränderung zu voreingestellten Zeitintervallen von Beginn des PUP-Tests an überwachen kann und (ii) die so eingestellt werden kann, dass sie sich automatisch bei einer Gewichtsveränderung von 0,01 - 0,05 g je nach der Waagenempfindlichkeit initiiert. Das in das Reservoir 512 führende Kapillarröhrensystem 524 sollte nicht mit dem Boden davon oder der Abdeckung 514 in Kontakt sein. Das Fluidvolumen (nicht gezeigt) in dem Reservoir 512 sollte ausreichend sein, sodass Luft während der Messung nicht in das Kapillarröhrensystem 524 angezogen wird. Die Fluidhöhe in dem Reservoir 512 sollte bei Beginn der Messung etwa 2 mm unter der oberen Fläche der Glasfrittenscheibe in dem Sintertrichter 518 liegen. Dies lässt sich nachweisen, indem man einen kleinen Flüssigkeitstropfen auf die Glasfrittenscheibe gibt und dessen langsames Zurückfließen in das Reservoir 512 gravimetrisch überwacht. Diese Höhe sollte sich nicht wesentlich verändern, wenn die Kolben/Zylinder-Anordnung 520 in dem Trichter 518 positioniert ist. Das Reservoir sollte einen ausreichend großen Durchmesser haben (z. B. - 14 cm), sodass der Abzug von etwa 40-ml-Portionen zu einer Veränderung der Fluidhöhe von weniger als 3 mm führt.
Vor der Messung wird die Anordnung mit entionisiertem Wasser befüllt. Die Glasfrittenscheibe in dem Sintertrichter 518 wird weitergespült, sodass er mit frischem entionisierten Wasser gefüllt wird. So weit wie möglich werden Luftblasen von der Bodenfläche der Glasfrittenscheibe und aus dem System, welches den Trichter mit dem Reservoir verbindet, abgeführt. Die folgenden Prozeduren werden durch sequentiellen Betrieb der Dreiweg-Absperrhähne durchgeführt.
1. Überschüssige Flüssigkeit auf der oberen Fläche der Glasfrittenscheibe wird aus dem Sintertrichter 518 abgeführt (z. B. gegossen).
2. Höhe/Gewicht der Lösung des Reservoirs 512 werden auf die richtige Höhe/Wert eingestellt.
3. Der Sintertrichter 518 wird auf die korrekte Höhe im Verhältnis zu dem Reservoir 512 positioniert.
4. Der Sintertrichter 518 wird danach mit einer Sintertrichterbedeckung 522 bedeckt.
5. Das Reservoir S 12 und der Sintertrichter 518 werden mit den Ventilen 528 und 540 der Absperrhahnanordnungen 526 und 538 in der offenen Verbindungsposition äquilibriert.
6. Die Ventile 528 und 540 werden danach geschlossen.
7. Das Ventil 540 wird danach umgeschaltet, sodass der Trichter zur Abzugsröhre 544 hin offen ist.
8. Das System wird für 5 Minuten in dieser Position äquilibriert.
9. Das Ventil 540 wird dann in seine geschlossene Stellung zurückgestellt.
Die Schritte Nr. 7-9 " trocknen" zeitweise die Oberfläche des Sintertrichters 518, indem es einem geringen hydrostatischen Sog von - 5 cm ausgesetzt wird. Dieser Sog wird angelegt, wenn das offene Ende der Röhre 544 sich bis etwa 5 cm unterhalb der Höhe der Glasfrittenscheibe in dem Sintertrichter 518 erstreckt und mit entionisiertem Wasser befüllt wird. Typischerweise werden - 0,04 g Fluid aus dem System während dieser Prozedur abgezogen. Diese Prozedur verhindert eine vorzeitige Absorption von entionisiertem Wasser, wenn die Kolben/Zylinder-Anordnung 520 in dem Sintertrichter 518 positioniert ist. Die Fluidmenge, die aus dem Sintertrichter bei dieser Prozedur abgezogen wird (als Sintertrichter- Korrekturgewicht oder "Wffc" bezeichnet)), wird durch Durchführen des PUP-Tests (siehe untenstehend) während eines Zeitraums von 20 Minuten ohne Kolben/Zylinder-Anordnung 520 gemessen. Praktisch das gesamte aus dem Sintertrichter durch diese Prozedur abgezogene Fluid wird sehr rasch erneut durch den Trichter absorbiert, wenn der Test initiiert wird. Daher ist es erforderlich, dieses Korrekturgewicht von den aus dem Reservoir während des PUP-Tests (siehe untenstehend) abgeführten Fluidgewichten zu subtrahieren.
Eine runde ausgestanzte Probe 560 wird in einen Zylinder 554 gegeben. Der Kolben 556 wird in den Zylinder 554 geschoben und auf der Oberseite der Reinigungskissenprobe 560 positioniert. Die Kolben/Zylinder-Anordnung 520 wird auf die Oberseite des Sinterteils des Trichters 518 platziert, das Gewicht 558 wird in den Kolben 556 geschoben, und die Oberseite des Trichters 518 wird anschließend mit der Sintertrichterabdeckung 522 abgedeckt. Nachdem die Waagenablesung auf Stabilität überprüft wurde, wird der Test durch Öffnen der Ventile 528 und 540 initiiert, um so den Trichter 518 und das Reservoir 512 zu verbinden. Mit einer automatischen Initiierung beginnt die Datengewinnung unmittelbar danach, wenn der Trichter 518 Fluid erneut zu absorbieren beginnt.
Die Daten werden über einen Zeitraum von 1200 Sekunden (20 Minuten) aufgezeichnet. Die PUP- Absorptionskapazität wird wie folgt bestimmt:
t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität (g/g) = [Wr(t=0) - Wr(t=1200) - Wffc]/Wds
worin t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität die g/g-Kapazität des Kissens nach 1200 Sekunden ist, Wr(t=0) das Gewicht in Gramm des Reservoirs 512 vor der Initiierung ist, Wr(t=1200) das Gewicht in Gramm des Reservoirs 512 bei 1200 Sekunden nach der Initiierung ist, Wffc das Sintertrichter-Korrekturgewicht ist und Wds das Trockengewicht der Reinigungskissenprobe ist. Daraus ergibt sich, dass die t&sub9;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität der Probe in ähnlicher Weise gemessen wird, mit der Ausnahme, dass Wr(t=900) (d. h. das Gewicht des Reservoirs bei 900 Sekunden nach der Initiierung) in der obigen Formel verwendet wird.

B. Ausquetschen

Die Fähigkeit des Reinigungskissens, Fluid bei Aussetzung an Gebrauchsdrücke zurückzuhalten und somit ein "Ausquetschen" von Fluid zu verhindern, ist ein weiterer wichtiger Parameter für die vorliegende Erfindung. Das "Ausquetschen" wird auf dem gesamten Reinigungskissen durch Bestimmen der Fluidmenge bestimmt, die von der Probe mit Whatman-Filterpapier unter Drücken von 0,25 psi (1,5 kPa) abgetupft werden kann. Das Ausquetschen erfolgt auf einer Probe, die bis zur Kapazität mit entionisiertem Wasser mittels horizontalem Ansaugen gesättigt wurde. (Ein Mittel zum Erhalt einer gesättigten Probe ist als das 'Horizontale Gravimetrische Ansaugverfahren' in der US-Anmeldung Serien-Nr. 08/542 497 (Dyer et al.), eingereicht am 13. Oktober 1995, die hierin durch den Bezug eingeschlossen ist, beschrieben. Die fluidhaltige Probe wird horizontal in eine Vorrichtung gestellt, welche für die betreffenden Drücke sorgen kann, vorzugsweise unter Verwendung eines luftgefüllten Beutels, der für einen gleichmäßig verteilten Druck über die Oberfläche der Probe sorgt. Der Ausquetsch-Wert wird als Gewicht der Testflüssigkeit, das pro Gewicht der Nassprobe verloren geht, ausgewiesen.

Claims

1. Reinigungsgerät, umfassend:

a. einen Handgriff; und

b. ein entfernbares Reinigungskissen (200), umfassend:

i. eine Scheuerschicht (201); und

ii. eine absorbierende Schicht (205)

wobei das Reinigungskissen eine t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von mindestens 15 g entionisiertes Wasser pro g des Reinigungskissens, vorzugsweise mindestens 20 g entionisiertes Wasser pro g des Reinigungskissens, weiter vorzugsweise mindestens 25 g entionisiertes Wasser pro g des Reinigungskissens, weiter vorzugsweise mindestens 30 g entionisiertes Wasser pro g des Reinigungskissens, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskissen einen Ausquetschwert von nicht mehr als 40% unter einem Druck von 1.724 Pa (0,25 psi), vorzugsweise nicht mehr als 25% unter einem Druck von 1.724 Pa (0,25 psi), aufweist.

2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskissen weiterhin eine Zusatzschicht (203) umfaßt und weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß die absorbierende Schicht (205) zwischen der Scheuerschicht (201) und der Zusatzschicht (203) positioniert ist.

253. Reinigungsgerät nach irgendeinem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheuerschicht (201) in direkter Fluidverbindung mit der absorbierenden Schicht (205) steht.

4. Reinigungsgerät nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff einen Trägerkopf an einem Ende umfaßt und daß der Trägerkopf ein Mittel zur lösbaren Befestigung des Reinigungskissens an dem Handgriff umfaßt.

5. Reinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur lösbaren Befestigung des Reinigungskissens (200) Haken sind und die Zusatzschicht (203) ein Material umfaßt, das als Schlaufen zur mechanischen Befestigung an den Haken wirkt.

6. Reinigungsgerät nach den Ansprüchen 2 bis 5, wobei die Zusatzschicht (203) im wesentlichen fluidundurchlässig ist.

7. Reinigungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die absorbierende Schicht ein superabsorbierendes Material umfaßt.

8. Reinigungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierende Schicht (205) mindestens 15%, bezogen auf Gewicht der absorbierenden Schicht, des superabsorbierenden Materials, vorzugsweise mindestens 20%, bezogen auf Gewicht der absorbierenden Schicht, des superabsorbierenden Materials umfaßt.

9. Reinigungsgerät nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskissen weiterhin ein Scrim umfaßt.