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Dokumentenidentifikation DE69808310T2 17.04.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1009275
Titel EIN REINIGUNGSGERÄT MIT ABNEHMBAREM REINIGUNGSKISSEN, WELCHES MEHERER REINIGUNGSOBERFLÄCHEN HAT
Anmelder The Procter & Gamble Company, Cincinnati, Ohio, US
Erfinder POLICICCHIO, John, Nicola, Mason, US;
HOLT, Allen, Steven, Cincinnati, US;
FERESHTEHKHOU, Saaed, Cincinnati, US
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69808310
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.03.1998
EP-Aktenzeichen 989055710
WO-Anmeldetag 16.03.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/IB98/00355
WO-Veröffentlichungsnummer 0098042246
WO-Veröffentlichungsdatum 01.10.1998
EP-Offenlegungsdatum 21.06.2000
EP date of grant 25.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.04.2003
IPC-Hauptklasse A47L 13/20
IPC-Nebenklasse A47L 13/16   

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Diese Anmeldung bezieht sich auf ein Reinigungsgerät, das beim Entfernen von Verschmutzungen von harten Oberflächen nützlich ist. Die Anmeldung bezieht sich insbesondere auf ein Reinigungsgerät, das einen Handgriff und ein abnehmbares absorbierendes Reinigungskissen umfaßt. Das Reinigungskissen ist so konstruiert, daß es mehrere Reinigungsoberflächen aufweist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Literatur enthält zahlreiche Produkte, die harte Oberflächen, wie etwa Fußböden mit Keramikfliesen, Hartholzböden, Schalteroberflächen und dergleichen, reinigen können. Im Zusammenhang mit der Reinigung von Fußböden werden verschiedene Vorrichtungen beschrieben, die einen Handgriff sowie Mittel zum Absorbieren einer fluidartigen Reinigungsmischung umfassen. Diese Vorrichtungen enthalten jene, die wiederverwendbar sind, einschließlich Mops, die Baumwollfasern, Zellulose- und/ oder synthetische Streifen, Schwämme und dergleichen enthalten. Während diese Mops beim Entfernen vieler Verschmutzungen von harten Oberflächen erfolgreich sind, erfordern sie während des Gebrauchs typischerweise die unbequeme Ausführung von einem oder mehreren Spülschritten, um die Sättigung des Materials mit Dreck, Schmutz und weiteren Rückständen zu vermeiden. Die Mops erfordern daher die Verwendung eines separaten Behälters, um den bzw. die Spülschritte auszuführen, wobei es bei diesen Spülschritten typischerweise nicht gelingt, die Schmutzrückstände ausreichend zu entfernen. Dies kann zur Folge haben, daß sich bei nachfolgenden Wischbewegungen des Mops bedeutende Mengen von Schmutz erneut ablagern. Da wiederverwendbare Mops während einer längeren Zeit verwendet werden, werden sie immer schmutziger und übelriechender. Das beeinflußt eine spätere Reinigungswirkung nachteilig.

Um einige der negativen Attribute zu beseitigen, die mit wiederverwendbaren Mops verbunden sind, ist versucht worden, Mops mit Wegwerf-Reinigungskissen zu schaffen. Das US-Patent Nr. 5.094.559, das am 10. März 1992 an Rivera u. a. erteilt wurde, beschreibt z. B. einen Mop, der ein Wegwerf-Reinigungskissen enthält, das eine Schruppschicht zum Entfernen von Schmutz von einer verschmutzten Oberfläche, eine Abziehschicht zum Absorbieren von Fluid nach dem Reinigungsvorgang, und eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht, die zwischen der Schruppschicht und der Abziehschicht angeordnet ist, umfaßt. Das Kissen enthält ferner Mittel mit zerbrechlichen Päckchen, die zwischen der Schruppschicht und der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht angeordnet sind. Die zerbrechlichen Päckchen sind so angeordnet, daß beim Zerbrechen Fluid auf die zu reinigenden Oberfläche geleitet wird. Während der Reinigungsaktion mit der Schruppschicht verhindert die flüssigkeitsundurchlässige Lage, das sich Fluid zur absorbierenden Abziehschicht bewegt. Nachdem die Reinigungsaktion beendet ist, wird das Kissen vom Mophandgriff abgenommen und so wieder angebracht, daß die Abziehschicht den Boden berührt. Während diese Vorrichtung die Notwendigkeit beseitigt, mehrere Spülschritte anzuwenden, ist es erforderlich, daß der Benutzer das Kissen physisch handhabt und ein verschmutztes feuchtes Kissen erneut befestigt, um den Reinigungsvorgang zu beenden.

In ähnlicher Weise beschreibt das US-Patent Nr. 5.419.015, das am 30. Mai 1995 an Garcia erteilt wurde, einen Mop mit abnehmbaren waschbaren Arbeitskissen. Das Kissen wird so beschrieben, daß es eine obere Schicht, die an Haken an einem Mopkopf angebracht werden kann, eine mittlere Schicht aus synthetischem Kunststoffschaum mit Mikroporen und eine untere Schicht zum Berühren einer Oberfläche während der Reinigungsoperation umfaßt. Es wird festgestellt, daß die Zusammensetzung der unteren Schicht von der Endverwendung der Vorrichtung abhängt, d. h. Waschen, Polieren oder Schruppen. Obwohl sich die Referenz den Problemen widmet, die mit Mops verbunden sind, bei denen während des Gebrauchs ein Spülen erforderlich ist, kann das Patent kein Reinigungsgerät schaffen, das die Verschmutzung, die auf typischen Haushaltshartflächen, insbesondere Fußböden, abgelagert sind, ausreichend entfernt, so daß die Oberfläche als im wesentlichen frei von Verschmutzungen wahrgenommen wird. Insbesondere der von Garcia beschriebene synthetische Schaum zum Absorbieren der Reinigungslösung besitzt eine verhältnismäßig geringe Absorptionskapazität für Wasser und Lösungen auf Wasserbasis. Daher muß der Benutzer entweder kleine Mengen der Reinigungslösung verwenden, um innerhalb der Absorptionskapazität des Kissens zu bleiben, oder er muß eine beträchtliche Menge der Reinigungslösung auf der zu reinigenden Oberfläche zurücklassen. In jedem Fall ist der Gesamtwirkungsgrad des Reinigungskissens nicht optimal.

US 5.609.255 ist ein US-Patent an Nichols u. a. Es offenbart einen Bausatz, der ein Mopkissen enthält, das ein aus einem wenigstens halbstarren Material hergestelltes Basiselement umfaßt; wobei das Basiselement, das eine ebene Konfiguration definiert, eine erste Seite und eine zweite Seite besitzt. Ein Ummantelungselement, das das Basiselement einschließt, definiert ein diskretes Volumen in dem Basiselement sowie auf dessen erster Seite. Ein Füllmaterial zum Absorbieren von Fluiden, das im diskreten Volumen aufgenommen ist, ist durch das Ummantelungselement definiert. Eine Befestigungsvorrichtung wird nahe an der Zweiten Seite des Basiselements durch das Netzgewebematerial getragen. Das Mopkissen kann in einer herkömmlichen Waschmaschine gewaschen und in einem herkömmlichen Wäschetrockner getrocknet werden, so daß das Mopkissen wiederverwendet werden kann.

WO 96/41564 ist eine PCT-Anmeldung von Gray u. a. Es offenbart einen Mop zum Reinigen einer Oberfläche, wie etwa die lackierte Oberfläche eines Fahrzeugs, der wasserabsorbierende flexible Schichten aufweist, die in einem vertikalen Stapel positioniert und angeordnet sind. Jede dieser Schichten besitzt einen mittleren Abschnitt, der in der Mitte des Oberflächenbereichs von jeder der Schichten angeordnet ist, und einen Umfangsabschnitt, der den Rest von jeder der Schichten bildet. Eine starre Metall- oder Kunststoffhaltekomponente verbindet die Schichten miteinander in den mittigen Abschnitten jeder der Schichten, um eine einteilige Baueinheit zu bilden. Die Umfangsabschnitte können sich in einer wellenförmigen oder flatternden Bewegung frei bewegen, wenn sie geschüttelt werden. Jede der Schichten ist aus einer Mischung aus etwa 30% ± 25% Viskosematerial und 70% ± 25% Synthesefaser mit einer Dichte von etwa 400 g/m² hergestellt.

Im zuvor erwähnten US-Patent 5.419.105 ist ein länglicher Handgriff und eine ebene rechtwinklige Halteplatte mit einem Umfang, einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche offenbart. Ein Universalgelenk verbindet den Handgriff mit der oberen Oberfläche, wobei die untere Oberfläche eben ist und vier Ecken aufweist, wobei lediglich jede Ecke ein dünnes Kissen aus Stoffhaken enthält und der Rest der unteren Oberfläche keine Stoffhaken aufweist. Ein abnehmbares waschbares Arbeitskissen ist flexibel und besitzt einen rechteckigen Umfang und erstreckt sich nach außen über den Umfang der Halteplatte hinaus. Das Arbeitskissen besitzt eine obere ebene Schicht aus Vliesstoff, die an den Kissen aus Stoffhaken befestigt werden kann, eine mittlere ebene Schicht aus einem geschäumten synthetischen Kunststoffmaterial und eine untere ebene Schicht aus einem ausgewählten Plattenmaterial, das so beschaffen ist, daß es bei einer Mopoperation verwendet werden kann. Die Ecken der unteren Oberfläche der Halteplatte weisen quadratische flache Vertiefungen auf.

Obwohl viele bekannte Vorrichtungen zum Reinigen von harten Oberflächen beim Entfernen einer großen Vielzahl von Verschmutzungen, die von einem typischen Verbraucher während des Reinigungsprozesses angetroffen werden, erfolgreich sind, sind sie dahingehend unbequem, da sie einen oder mehrere Reinigungsschritte erfordern. Die Vorrichtungen des Standes der Technik, die sich dem Problem der Bequemlichkeit widmeten, taten dies auf Kosten des Reinigungswirkungsgrads. Daher besteht nach wie vor ein Bedarf an einer Vorrichtung, die sowohl Bequemlichkeit als auch eine zufriedenstellende Schmutzentfernung gewährleistet.

Es ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungsgerät mit einem abnehmbaren Reinigungskissen zu schaffen, das die Notwendigkeit beseitigt, das Kissen während des Gebrauchs auszuspülen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zu schaffen, das ein abnehmbares Reinigungskissen mit einer ausreichenden Absorptionskapazität auf Grundlage einer Grammangabe von absorbiertem Fluid pro Gramm des Reinigungskissens umfaßt, das die Reinigung einer großen Fläche, wie etwa die eines typischen Hartflächenfußbodens (z. B. 7,5 m² bis 9,3 m²) ohne die Notwendigkeit zum Austausch des Kissens ermöglicht, Es ist eine weitere Aufgabe, ein solches Reinigungsgerät zu schaffen, bei dem das Kissen zufriedenstellende Eigenschaften zur Schmutzentfernung aufweist. In dieser Hinsicht besteht eine Aufgabe darin, ein Reinigungskissen zu schaffen, das in der z-Richtung des Kissens (z. B. Dicke) mehrere Breiten aufweist. Diese mehreren Breiten schaffen ein Reinigungskissen mit mehreren Oberflächen oder Kanten, die die verschmutzte Oberfläche während der Reinigungsoperation berühren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In einem Aspekt betrifft die vorliegenden Erfindung ein Gerät zum Reinigen einer Oberfläche, das im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Reinigungskissen, das im unabhängigen Anspruch 9 definiert ist.

In bevorzugten Ausführungsformen umfaßt das Reinigungsgerät:

a. einen Handgriff; und

b. ein abnehmbares Reinigungskissen, das eine Länge und eine Breite besitzt, wobei das Reinigungskissen umfaßt:

i. eine Schruppschicht; und

ii. eine Absorptionsschicht mit einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht, wobei die erste Schicht zwischen der Schruppschicht und der zweiten Schicht angeordnet ist und eine kleinere Breite als jene der zweiten Schicht besitzt.

In Abhängigkeit von den Mitteln, die zum Anbringen des Reinigungskissens am Handgriff des Reinigungsgeräts verwendet werden, kann es bevorzugt sein, daß das Reinigungskissen ferner eine verschiedenartige Befestigungsschicht umfaßt. Bei diesen Ausführungsformen würde die Absorptionsschicht zwischen der Schruppschicht und der Befestigungsschicht positioniert sein.

Das Gerät der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß es mit allen Hartflächensubstraten einschließlich Holz, Vinyl, Linoleum, wachsfreien Böden, Keramik, Formica®, Porzellan, Glas, Wandtafeln und dergleichen kompatibel ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1a ist eine perspektivische Ansicht eines Reinigungsgeräts der vorliegenden Erfindung, das eine eingebaute Fluidabgabevorrichtung besitzt;

Fig. 1b ist eine perspektivische Ansicht eines Reinigungsgeräts der vorliegenden Erfindung, das keine eingebaute Fluidabgabevorrichtung besitzt;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Absorptionsschicht eines Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5a ist eine Draufsicht eines Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5b ist eine Schnittansicht des in Fig. 5a gezeigten Reinigungskissens;

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der PUP- Kapazität (Leistungsfähigkeit unter Druck, Performance Under Pressure, PUP) eines Reinigungskissens; und

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht der in Fig. 6 gezeigten Kolben/Zylinder-Baueinheit.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG I. Definitionen

Der hier verwendete Term "umfaßt" bedeutet, daß die verschiedenen Komponenten, Bestandteile oder Schritte bei der Realisierung der vorliegenden Erfindung in Kombination verwendet werden können. Dementsprechend schließt der Term "umfaßt" die stärker einschränkenden Terme "enthält im wesentlichen" und "enthält" ein.

Der hier verwendete Term "direkte Fluidverbindung" bedeutet, daß Fluid leicht zwischen zwei Komponenten oder Schichten des Reinigungskissens (z. B. die Schruppschicht und die Absorptionsschicht) ohne eine wesentliche Ansammlung, einen Transport oder eine Einschränkung durch eine dazwischenliegende Schicht übergehen kann. Es können z. B. Gewebe, Vliesgewebe, Konstruktionsklebstoffe und dergleichen zwischen den beiden verschiedenartigen Komponenten vorhanden sein, wobei eine "direkte Fluidverbindung" aufrechterhalten wird, solange sie das Fluid beim Übergang von einer Komponente oder Schicht zur anderen nicht wesentlich behindert oder einschränkt.

Der hier verwendete Term "z-Richtung" betrifft die Richtung, die senkrecht zur Länge und Breite des Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung oder einer Komponente davon verläuft. Die z-Richtung entspricht daher der Dicke des Reinigungskissens oder einer Komponente davon.

Der hier verwendete Term "x-y-Richtung" betrifft die Ebene, die zur Dicke des Reinigungskissens oder einer Komponente davon senkrecht verläuft. Die x- und y-Richtungen entsprechen der Länge bzw. der Breite des Reinigungskissens oder einer Kissenkomponente. Wenn ein Reinigungskissen in Verbindung mit einem Handgriff verwendet wird, wird das Gerät im allgemeinen in einer Richtung parallel zur y-Richtung (oder Breite) des Kissens bewegt. (Siehe Fig. 2 und die nachfolgende Erläuterung.) Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf Reinigungskissen beschränkt, die vier Seiten aufweisen. Es können außerdem weitere Formen, wie etwa kreisförmige, elliptische und dergleichen, verwendet werden. Wenn die Breite des Kissens an einem beliebigen Punkt in der z-Richtung bestimmt wird, ist es selbstverständlich, daß das Kissen gemäß seiner vorgesehenen Verwendung bewertet wird.

Der hier verwendete Term "Schicht" betrifft ein Element oder eine Komponente des Reinigungskissens, dessen Hauptabmessungen in x-y-Richtung, d. h. längs seiner Länge und Breite, verlaufen. Es sollte selbstverständlich sein, daß der Term Schicht nicht notwendigerweise auf einzelne Schichten oder Materialplatten beschränkt ist. Daher kann die Schicht Laminate oder Kombinationen aus mehreren Schichten oder Geweben des erforderlichen Materialtyps umfassen. Dementsprechend schließt der Term "Schicht" die Terme "Schichten" und "geschichtet" ein.

Der hier verwendete Term "hydrophil" wird so verwendet, daß er Oberflächen betrifft, die durch wäßrige Fluide, die darauf aufgebracht werden, benetzt werden können. Die Hydrophilie und die Benetzungsfähigkeit werden typischerweise in bezug auf den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung der Fluide und der betreffenden festen Oberflächen definiert. Das wird in der Veröffentlichung der American Chemical Society mit dem Titel "Contact Angle, Wettability and Adhesion", der von Robert F. Gould herausgegeben wurde (Copyright 1964) und der hier durch Literaturhinweis eingefügt ist, erläutert. Eine Oberfläche wird als durch ein Fluid benetzt (d. h. hydrophil) bezeichnet, wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen dem Fluid und der Oberfläche kleiner als 90º ist oder wenn das Fluid dazu neigt, sich spontan über die Oberfläche auszubreiten, wobei beide Bedingungen normalerweise gleichzeitig auftreten. Umgekehrt wird eine Oberfläche als "hydrophob" betrachtet, wenn der Kontaktwinkel größer als 90º ist und das Fluid sich nicht spontan über die Oberfläche ausbreitet.

Der hier verwendete Term "Scrim" bezeichnet jedes dauerhafte Material, das an der Oberflächenkontaktseite der Schruppschicht des Reinigungskissens eine Texturierung erzeugt und außerdem einen ausreichenden Grad der Offenheit besitzt, um die erforderliche Bewegung von Fluid zur Absorptionsschicht des Reinigungskissens zu ermöglichen. Geeignete Materialien enthalten Materialien, die eine kontinuierliche offene Struktur besitzen, wie etwa synthetische oder Drahtsiebe. Die offenen Bereiche dieser Materialien können in einfacher Weise gesteuert werden, indem die Anzahl der miteinander verbundenen Litzen, die die Maschen bilden, durch Steuerung der Dicke dieser miteinander verbundenen Litzen usw. verändert wird. Weitere geeignete Materialien enthalten jene, bei denen eine Texturierung durch ein unterbrochenes Muster, das auf ein Substrat gedruckt ist, geschaffen wird, wie etwa einzelne Punkte und/oder Linien, um die erforderliche Texturierung zu schaffen. In ähnlicher Weise kann das kontinuierliche oder diskontinuierliche Muster auf ein Abziehmaterial gedruckt werden, das dann als Scrim wirkt. Diese Muster können sich wiederholen oder zufällig sein. Es ist selbstverständlich, daß eine oder mehrere der beschriebenen Lösungen zum Schaffen der gewünschten Texturierung kombiniert werden können, um das optionale Scrim-Material zu bilden. Die Höhe in z- Richtung und der offene Bereich des Scrim oder der Schruppsubstratschicht helfen dabei, den Strom der Flüssigkeit in das absorbierende Kernmaterial zu steuern oder zu verzögern. Die z-Höhe des Scrim oder des Schruppsubstrats unterstützt die Schaffung eines Mittels zum Steuern des Volumens der Flüssigkeit, die mit der Reinigungsfläche in Kontakt ist, während gleichzeitig die Rate der Flüssigkeitsabsorption und des Fluidaustauschs in das Absorptionskernmaterial gesteuert wird.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist eine "obere" Schicht eines Reinigungskissens eine Schicht, die von der zu reinigenden Oberfläche weiter entfernt ist (d. h. im Zusammenhang mit dem Gerät liegt sie während des Gebrauchs näher am Gerätehandgriff). Der Term "untere" Schicht bedeutet umgekehrt eine Schicht des Reinigungskissens, die näher an der zu reinigenden Oberfläche liegt (d. h. im Zusammenhang mit dem Gerät ist sie während des Gebrauchs vom Gerätehandgriff weiter entfernt). Daher ist die Schruppschicht die unterste Schicht und die Absorptionsschicht ist eine in bezug auf die Schruppschicht obere Schicht: Die Terme "obere" und "untere" werden in ähnlicher Weise verwendet, wenn sie sich auf mehrlagige Schichten beziehen (z. B. wenn die Schruppschicht ein zweilagiges Material ist). Die Terme "über" und "unter" werden verwendet, um die relative Position von zwei oder mehr Materialien in der Dicke eines Reinigungskissens zu beschreiben. In der Darstellung ist ein Material A "über" dem Material B, wenn das Material B näher an der Schruppschicht angeordnet ist als das Material A. In ähnlicher Weise liegt das Material B in dieser Darstellung "unter" dem Material A.

Alle hier verwendeten Prozentangaben, Verhältnisse und Proportionen sind, falls nicht anders angegeben, Gewichtsangaben.

II. Reinigungsgeräte

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Reinigen einer Oberfläche, wobei das Gerät umfaßt:

a. einen Handgriff; und

b. ein abnehmbares Reinigungskissen mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, wobei das Reinigungskissen in z-Richtung mehrere Breiten besitzt, und wobei das Kissen eine t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von wenigstens 10 g/g besitzt.

Während der Bemühungen zur Entwicklung des vorliegenden Reinigungsgeräts entdeckten die Anmelder, daß überraschenderweise ein wichtiger Aspekt des Reinigungswirkungsgrads die Fähigkeit betrifft, ein Reinigungskissen zu schaffen, das mehrere reinigende Oberflächen oder Kanten aufweist, wovon jede während der Reinigungsoperation die verschmutzte Oberfläche berührt. Im Zusammenhang mit einem Reinigungsgerät, wie etwa ein Mop, werden diese Oberflächen oder Kanten geschaffen, so daß während der typischen Reinigungsoperation (d. h. wenn das Gerät in einer Richtung vor und zurück bewegt wird, die im wesentlichen parallel zur y-Richtung oder Breite des Kissens verläuft) als ein Ergebnis des "Schwenkens" des Reinigungskissens jede der Oberflächen oder Kanten die zu reinigende Oberfläche berührt. Die Wirkung der mehreren Kanten wird erreicht, indem das Kissen so konstruiert ist, daß es in seiner z-Richtung mehrere Breiten besitzt. Das heißt, die mehreren Breiten bilden längs der Vorderseite und der Rückseite des Kissens mehrere Oberflächen oder Kanten. Dieser Aspekt der Erfindung und die sich ergebenden Vorteile werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau erläutert.

Der Fachmann wird erkennen, daß verschiedene Materialien verwendet werden können, um die beanspruchte Erfindung auszuführen. Obwohl nachfolgend bevorzugte Materialien für die verschiedenen Komponenten des Geräts und des Reinigungskissens beschrieben werden, ist es selbstverständlich, daß der Umfang der Erfindung durch diese Beschreibungen nicht eingeschränkt wird.

A. Handgriff

Der Handgriff des Reinigungsgeräts ist aus einem beliebigen Material, das das Ergreifen des Reinigungsgeräts erleichtert. Der Handgriff des Reinigungsgeräts umfaßt vorzugsweise ein längliches dauerhaftes Material, das eine praktische Reinigung gewährleistet. Die Länge des Handgriffs wird durch den Endbenutzer des Reinigungsgeräts bestimmt.

Der Handgriff umfaßt vorzugsweise an einem Ende einen Tragkopf, an dem das Reinigungskissen lösbar befestigt werden kann. Um den Gebrauch zu erleichtern, kann der Tragkopf unter Verwendung bekannter Verbindungsbaueinheiten schwenkbar am Handgriff befestigt werden. Es kann jedes geeignete Mittel zum Befestigen des Reinigungskissens am Tragkopf verwendet werden, solange das Reinigungskissen während des Reinigungsvorgangs befestigt bleibt. Beispiele geeigneter Befestigungsmittel enthalten Klammern, Haken und Ösen (z. B. Velcro®) und dergleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Tragkopf an seiner unteren Oberfläche Haken, die an der oberen Schicht (vorzugsweise eine verschiedenartige Befestigungsschicht) des absorbierenden Reinigungskissens mechanisch befestigt werden.

Ein bevorzugter Handgriff, der Fluidabgabemittel umfaßt, ist in Fig. 1a dargestellt. In Fig. 1a umfaßt das Reinigungsgerät 1 einen Handgriff 8, einen länglichen Schaft 2, einen Fluidvorratsbehälter 4 und einen Tragkopf 3. Der Tragkopf 3 besitzt eine obere Oberfläche 9 und eine untere Oberfläche 5, wobei die untere Oberfläche so konstruiert ist, daß ein Reinigungskissen, das mit dem Bezugszeichen 7 dargestellt ist, lösbar befestigt werden kann. Ein bevorzugter Handgriff, der Fluidabgabemittel umfaßt, ist im gleichzeitig anhängigen US- Patent 5.888.006, das am 15. November 1996 durch V. S. Ping u. a. (Fall 6383) eingereicht und an 30. März 1999 erteilt wurde, genau beschrieben.

Ein weiterer bevorzugter Handgriff, der kein Fluidabgabemittel enthält, ist in Fig. 1b dargestellt. In Fig. 1b umfaßt das Reinigungsgerät 10 einen Handgriff 40, einen länglichen Schaft 20 und einen Tragkopf 30. Der Tragkopf 30 besitzt eine obere Oberfläche 90 und eine untere Oberfläche 50, wobei die untere Oberfläche 50 so konstruiert ist, daß ein Reinigungskissen, das mit dem Bezugszeichen 70 dargestellt ist, lösbar befestigt werden kann. Ein bevorzugter Handgriff, der kein Fluidabgabemittel umfaßt, ist in der PCT-Anmeldung an A. J. Irwin (P & G Case 6262) Nr. WO 98/12023, die am 26. März 1998 veröffentlicht wurde, genau beschrieben.

B. Abnehmbares Reinigungskissen

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Bequemlichkeit, die ein abnehmbares Einweg-Reinigungskissen bietet, das außerdem bedeutende Reinigungsvorteile schafft. Die Vorteile des Reinigungswirkungsgrads betreffen die obenbeschriebenen Aufbaucharakteristiken, kombiniert mit der Fähigkeit des Kissens, gelöste Verschmutzungen zu entfernen und zurückzuhalten.

Die Reinigungskissen besitzen eine Absorptionskapazität, wenn diese unter einem Einschlußdruck von 0,62 kPa (0,09 psi) nach 20 Minuten (1200 Sekunden) gemessen wird (die nachfolgend als "t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität" bezeichnet wird), von wenigstens 10 g deionisierten Wassers pro g des Reinigungskissens. Die Absorptionskapazität des Kissens wird 20 Minuten (1200 Sekunden), nachdem es deionisiertem Wasser ausgesetzt wurde, gemessen, da das eine typische Zeit für einen Verbraucher darstellt, um eine harte Oberfläche, wie etwa einen Fußboden, zu reinigen. Der Einschlußdruck repräsentiert typische Drücke, die während des Reinigungsvorgangs auf das Kissen ausgeübt werden. Daher sollte das Reinigungskissen innerhalb dieser Periode von 1200 Sekunden unter einem Druck von 0,62 kPa (0,09 psi) bedeutende Mengen der Reinigungslösung absorbieren können. Das Reinigungskissen wird eine t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von wenigstens 10 g/g besitzen, wobei wenigstens etwa 15 g/g bevorzugt, wenigstens etwa 20 g/g stärker bevorzugt und wenigstens etwa 30 g/ g am stärksten bevorzugt sind. Das Reinigungskissen wird eine t&sub9;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von wenigstens etwa 5 g/g besitzen, wobei eine t&sub9;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von wenigstens etwa 15 g/g stärker bevorzugt ist.

Werte der t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0; und der t&sub9;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität werden durch das Verfahren zur Messung der Leistungsfähigkeit unter Druck (das hier nachfolgend als "PUP"-Verfahren bezeichnet wird) gemessen, das später im Abschnitt Testverfahren genau beschrieben wird.

Die Reinigungskissen besitzen außerdem vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, eine Gesamtfluidkapazität (deionisierten Wassers) von wenigstens etwa 100 g, wobei wenigstens etwa 200 g bevorzugt, wenigstens etwa 300 g stärker bevorzugt und wenigstens etwa 400 g am stärksten bevorzugt sind. Während Kissen mit einer Gesamtfluidkapazität von weniger als 100 g im Umfang der Erfindung liegen, sind sie für die Reinigung großer Flächen, die in einem typischen Haushalt angetroffen werden, nicht so gut geeignet wie Kissen mit größerer Kapazität.

Jede der Komponenten des Absorptionskissens wird genau beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, daß verschiedene Materialien, von denen bekannt ist, daß sie ähnliche Zwecke erfüllen, bei ähnlichen Ergebnissen eingesetzt werden können.

i. Schruppschicht

Die Schruppschicht ist der Abschnitt des Reinigungskissens, der während der Reinigung die verschmutzte Oberfläche berührt. Daher müssen Materialien, die als Schruppschicht geeignet sind, ausreichend dauerhaft sein, so daß die Schicht während des Reinigungsvorgangs ihre Integrität beibehält. Außerdem muß die Schruppschicht dann, wenn das Reinigungskissen in Verbindung mit einer Lösung verwendet wird, Flüssigkeiten und Verschmutzungen an die Absorptionsschicht weitergeben können. Unabhängig davon, ob das Gerät mit einer Reinigungslösung (d. h. im nassen Zustand) oder ohne Reinigungslösung (d. h. im trockenen Zustand) verwendet wird, wird die Schruppschicht zusätzlich zum Entfernen eines aus Partikeln bestehenden Stoffs weitere Funktionen, wie etwa Polieren, Staubwischen und Schwabbeln der zu reinigenden Oberfläche, ermöglichen.

Die Schruppschicht kann eine Einzelschicht- oder eine Mehrschichtstruktur sein, wobei eine oder mehrere dieser Schichten geschlitzt sein können, um das Schruppen der verschmutzten Oberfläche und die Aufnahme eines aus Partikeln bestehenden Stoffs zu vereinfachen. Diese Schruppschicht wirkt dann, wenn sie über die verschmutzte Oberfläche streicht, mit der Verschmutzung (und der Reinigungslösung, falls diese verwendet wird) zusammen, löst feste Verschmutzungen und versetzt sie in einen Emulsionszustand und ermöglicht, daß sie frei in die Absorptionsschicht des Kissens übergehen. Die Schruppschicht enthält vorzugsweise Öffnungen (z. B. Schlitze), die einen leichten Zugang für größere Partikel schafft, damit sie frei eintreten können und in der Absorptionsschicht des Kissens eingeschlossen werden. Strukturen mit geringer Dichte sind bei der Verwendung als Schruppschicht bevorzugt, um den Transport von aus Partikeln bestehendem Stoff zur Absorptionsschicht des Kissens weiter zu vereinfachen.

Um die gewünschte Integrität zu schaffen, enthalten Materialien, die für die Schruppschicht besonders geeignet sind, synthetische Stoffe, wie etwa Polyolefine (z. B. Polyethylen und Polypropylen), Polyester, Polyamide, synthetische Zellulosen (z. B. Rayon®) und Mischungen davon. Diese synthetischen Materialien können unter Verwendung eines bekannten Verfahrens hergestellt werden, wie etwa Kardieren, Spinnvliesverfahren, Schmelzverfahren, Verfahren im Luftstrom, Vernadelung und dergleichen.

Die Schruppschicht kann wenigstens an einem Abschnitt der unteren Oberfläche des Kissens ein Material umfassen, das dem Kissen eine wesentliche Texturierung verleiht. Ein bevorzugtes Mittel zum Schaffen einer derartigen Texturierung besteht darin, eine mehrschichtige Zusammensetzung zu schaffen, die ein Scrim-Material (z. B. Polypropylen) und ein Material aus gesponnener Spitze (z. B. Polyester) enthält. Die Zusammensetzung wird warm gepreßt, um das Scrim-Material teilweise zu schmelzen, was ein Verbinden der diskreten Schichten zur Folge hat. Die Wärmebehandlung bewirkt außerdem, daß das Scrim-Material schrumpft, wodurch eine mehrschichtige Verbindung mit Falten oder einer Kräuselung geschaffen wird.

Wie später genau erläutert wird, kann das Reinigungskissen eine verschiedenartige Schicht enthalten, die als eine Befestigungsschicht am Reinigungsgerät dient. In bestimmten Ausführungsformen kann das Reinigungskissen jedoch so konstruiert sein, daß die Schruppschicht außerdem zum Befestigen des Kissens am Gerät dient. Die Schruppschicht kann z. B. in der Längenrichtung, in der Breitenrichtung oder in beiden Richtungen größer sein als die Absorptionsschicht, so daß sie am Gerät direkt befestigt werden kann. Das kann die Notwendigkeit einer separaten Schruppschicht eliminieren.

ii. Absorptionsschicht

Die Absorptionsschicht dient dazu, Fluid und Schmutz, die durch das Reinigungskissen während des Gebrauchs absorbiert wurden, zurückzuhalten. Während die Schruppschicht einen gewissen Einfluß auf die Fähigkeit des Kissens zum Absorbieren von Fluid besitzt, spielt die Absorptionsschicht die Hauptrolle beim Erreichen der gewünschten Gesamtabsorptionsfähigkeit. Ferner enthält die Absorptionsschicht vorzugsweise mehrere Schichten, die so konstruiert sind, daß sie das Reinigungskissen mit mehreren ebenen Oberflächen versehen.

Aus der Sicht der Fluidabsorption kann die Absorptionsschicht Fluid und Schmutz aus der Schruppschicht aufnehmen, so daß die Schruppschicht die Kapazität besitzt, weiter Schmutz von der Oberfläche zu entfernen. Die Absorptionsschicht sollte außerdem in der Lage sein, absorbiertes Material unter typischen Gebrauchsdrücken zurückzuhalten, um ein "Auswringen" von absorbiertem Schmutz, Reinigungslösung usw. zu vermeiden.

Die Absorptionsschicht wird jedes beliebige Material bzw. Materialien enthalten, die während des Gebrauchs Fluid absorbieren und zurückhalten können. Um gewünschte Gesamtfluidkapazitäten zu erreichen, ist es bevorzugt, in der Absorptionsschicht ein Material einzuschließen, das eine verhältnismäßig große Kapazität besitzt (in bezug auf g des Fluids pro g des absorbierenden Materials). Der hier verwendete Term "hochgradig absorbierendes Material" bedeutet ein absorbierendes Material mit einer g/g-Kapazität für Wasser von wenigstens etwa 15 g/g, gemessen unter einem Einschlußdruck von 2,1 kPa (0,3 psi). Da ein Großteil der Reinigungsfluide, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, wasserhaltig sind, ist es vorzuziehen, daß die wasserabsorbierenden Materialien eine verhältnismäßig große g/g-Kapazität für Wasser und Fluid auf Wasserbasis besitzen.

Repräsentative wasserabsorbierende Materialien enthalten wasserunlösliche, in Wasser schwellfähige hochgradig absorbierungsfähige Gelierungspolymere (die hier als "hochgradig absorbierende Gelierungspolymere" bezeichnet werden), die in der Literatur wohlbekannt sind. Diese Materialien besitzen sehr hohe Absorptionskapazitäten für Wasser. Die hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, besitzen Größe, Form und/oder Morphologie, die über einen weiten Bereich variieren. Diese Polymere können in Form von Partikeln sein, bei denen kein großer Quotient zwischen größten und kleinsten Abmessungen vorhanden ist (z. B. Granulate, Flocken, feinpulverige Stäube, Partikelgranulate, vernetzte Partikelgranulate und dergleichen) oder sie können in Form von Fasern, Platten, Filmen, Schäumen, Laminaten und dergleichen sein. Die Verwendung von hochgradig absorbierenden Gelierungspolymeren in faseriger Form schafft den Vorteil von verbesserter Zurückhaltung in bezug auf Partikel während des Reinigungsprozesses. Obwohl die Kapazität dieser Materialien im allgemeinen für Mischungen auf Wasserbasis kleiner ist als für Wasser, besitzen sie trotzdem eine bedeutende Absorptionskapazität für diese Mischungen. Die Patentliteratur enthält reichlich Offenbarungen von in Wasser schwellfähigen Materialien. Siehe z. B. US-Patent 3.699.103 (Harper u. a.), das am 13. Juni 1972 eingereicht wurde, US-Patent 3.770.731 (Harmon), das am 20. Juni 1972 eingereicht wurde, US- Abänderungspatent 32.649 (Brandt u. a.), das am 10. April 1989 abgeändert wurde, sowie US-Patent 4.834.735 (Alemany u. a.), das am 30. Mai 1989 eingereicht wurde.

Hochgradig absorbierende Gelierungspolymere, die für die vorliegende Erfindung nützlich sind, enthalten eine Vielzahl von wasserunlöslichen, jedoch in Wasser schwellfähigen Polymeren, die große Mengen von Fluiden absorbieren können. Diese Polymer-Materialien werden gewöhnlich auch als "Hydrokolloide" bezeichnet und können Polysaccharide, wie etwa Carboxymethylstärke, Carboxymethylzellulose und Hydroxypropylzellulose, nicht ionische Typen, wie etwa Polyvinylalkohol und Polyvinylester, kationische Typen, wie etwa Polyvinylpyridin, Polyvinylmorpholin und N, N-Dimethylaminoethyl oder N,N-Dimethylaminopropyl-Acrylate und Methacrylate sowie die entsprechenden quartären Salze davon enthalten. Typischerweise besitzen hochgradig absorbierende Gelierungspolymere, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, mehrere anionische funktionale Gruppen, wie etwa Sulfonsäuregruppen und noch typischer Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren für die Verwendung an dieser Stelle enthalten Polymere, die aus polymerisierbaren ungesättigten säurehaltigen Monomeren hergestellt sind. Daher enthalten diese Monomere olefinisch ungesättigte Säuren und Anhydride, die wenigstens eine olefinische Kohlenstoff Doppelbindung enthalten. Diese Monomere können insbesondere aus olefinisch ungesättigten Carboxylsäuren und Säureanhydriden, olefinisch ungesättigten Sulfonsäuren und Mischungen davon ausgewählt werden.

Einige nicht saure Monomere können außerdem gewöhnlich in geringen Mengen bei der Herstellung der hier nützlichen hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere enthalten sein. Diese nicht sauren Monomere können z. B. wasserlösliche und wasserdispersible Ester der säurehaltigen Monomere sowie Monomere einschließen, die überhaupt keine Gruppen von Carboxyl- oder Sulfonsäure enthalten. Optionale nicht saure Monomere können daher Monomere einschließen, die die folgenden Typen funktionaler Gruppen enthalten: Carboxylsäure- oder Sulfonsäureester, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Aminogruppen, Nitrilgruppen, Gruppen des quartären Ammoniumsalzes, Acrylgruppen (z. B. Phenylgruppen, wie etwa jene, die vom Styrenmonomer abstammen). Diese nicht sauren Monomere sind wohlbekannte Materialien und sind z. B. im US-Patent 4.076.663 (Masuda u. a.), das am 28. Februar 1978 eingereicht wurde, und im US-Patent 4.062.817 (Westermann), das am 13. Dezember 1977 eingereicht wurde, genauer beschrieben.

Olefinisch ungesättigte Karboxylsäure- und Karboxylsäureanhydrid-Monomere enthalten die Acrylsäuren, die typisiert werden durch Acrylsäure selbst sowie durch Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloroacrylsäure, α-Cyanoacrylsäure, β-Methacrylsäure (Crotonsäure), α-Phenylacrylsäure, β-Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorosorbinsäure, Angelicasäure, Zimtsäure, p-Chlorzimtsäure, β-Sterylacrylsäure, Itakonsäure, Zitronensäure, Metasäure, Glutaminsäure, Akonitsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Tricarboxylethylen sowie Maleinsäure-Anhydrid.

Olefinisch ungesättigte Sulfonsäure-Monomere enthalten aliphatische oder aromatische Vinylsulfonsäuren, wie etwa Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Vinyltoluensulfonsäure und Styrensulfonsäure; Acryl- und Methacrylsulfonsäure, wie etwa Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmetacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmetacrylat, 2-Hydroxy-3-Metacryloxypropyl-Sulfonsäure und 2-Acrylamid-2-Methylpropan-Sulfonsäure.

Bevorzugte hochgradig absorbierende Gelierungspolymere zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere enthalten hydrolysierte Stärke-Aerylonitril-Grapht-Kopolymere, teilweise neutralisierte hydrolysierte Stärke-Acrylonitril-Grapht-Kopolymere, Stärke-Acrylsäure- Grapht-Kopolymere, verseifte Vinylacetat-Ayrylester-Kopolymere, hydrolysierte Acrylonitril- oder Acrylamid-Kopolymere, leicht vernetzte Polymere von allen vorhergehenden Kopolymeren, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure sowie leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierter Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder rein oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind in den LTS-Patenten 3.661.875, 4.076.663, 4.093.776, 4.666.983 und 4.734.478 offenbart.

Stärker bevorzugte Polymermaterialien zur Verwendung bei der Herstellung der hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere sind leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierten Polyacrylsäuren und deren Stärkederivaten. Es ist am stärksten bevorzugt, daß die Hydrogel bildenden Absorptionspolymere etwa 50 bis etwa 95% und vorzugsweise etwa 75% neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure umfaßt (d. h. Poly-(Natriumacrylat/Acrylsäure)). Die Vernetzung bewirkt, daß das Polymer im wesentlichen wasserunlöslich bleibt, und bestimmt teilweise die Charakteristiken der Absorptionskapazität und des extrahierbaren Polymergehalts der hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere. Prozesse für die Vernetzung dieser Polymere und typische Vernetzungsmittel sind im US-Patent 4.076.663 genauer beschrieben.

Während die hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere vorzugsweise von einem Typ sind (d. h. homogen), können bei der Implementierung der vorliegenden Erfindung außerdem Mischungen aus Polymeren verwendet werden. Zum Beispiel können in der vorliegenden Erfindung Mischungen aus Stärke- Acrylsäure-Grapht-Kopolymeren und leicht vernetzten Polymeren aus teilweise neutralisierter Polyacrylsäure verwendet werden.

Während jedes der im Stand der Technik beschriebenen hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere bei der vorliegenden Erfindung nützlich sein kann, wurde kürzlich erkannt, daß dann, wenn bedeutende Mengen (z. B. mehr als etwa 50 Gew.-% der Absorptionsstruktur) der hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere in einer Absorptionsstruktur enthalten sind, und insbesondere dann, wenn ein oder mehrere Bereiche der Absorptionsschicht mehr als etwa 50 Gew.-% des Bereichs umfassen, das Problem des Gelblockierung durch gequollene Partikel den Fluidfluß verhindern kann und dadurch die Fähigkeit der Gelierungspolymere zum Absorbieren ihrer vollen Kapazität in der gewünschten Zeitperiode nachteilig beeinflußt. Das US-Patent 5.147.343 (Kellenberger u. a.), das am 15. September 1992 eingereicht wurde, und das US-Patent 5.149.335 (Kellenberger u. a.), das am 22. September 1992 eingereicht wurde, beschreiben hochgradig absorbierende Gelierungspolymere in bezug auf ihre Absorption unter Belastung (AUL), wobei Gelierungspolymere Fluid (0,9%ige Salzlösung) bei einem Einschlußdruck von 2,1 kPa (0,3 psi) absorbieren. Die Verfahren zum Bestimmen von ALTL sind in diesen Patenten beschrieben. Die dort beschriebenen Polymere können insbesondere bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nützlich sein, die Bereiche mit verhältnismäßig großen Pegeln der hochgradig absorbierenden Gelierungspolymere enthalten. Insbesondere dort, wo hohe Konzentrationen des hochgradig absorbierenden Gelierungspolymers im Reinigungskissen enthalten sind, werden diese Polymere einen AUL-Wert, der gemäß den im US-Patent 5.147.343 beschriebenen Verfahren gemessen wird, von wenigstens etwa 24 ml/g und stärker bevorzugt von wenigstens etwa 27 ml/g nach 1 Stunde aufweisen, oder einen AUL-Wert, der gemäß den im US-Patent 5.149.335 beschriebenen Verfahren gemessen wird, von wenigstens etwa 15 ml/g und stärker bevorzugt von wenigstens etwa 18 ml/g nach 15 Minuten aufweisen.

Das US-Patent 5.599.335 (Goldman u. a.), das am 11. Februar 1997 eingereicht wurde, und das US-Patent 5.562.646 (Goldman u. a.), das am 8. Oktober 1996 eingereicht wurde, sind auch auf das Problem der Gelblockierung gerichtet und beschreiben hochgradig absorbierende Gelierungspolymere, die beim Überwinden dieses Phänomens nützlich sind. Diese Anmeldungen beschreiben insbesondere hochgradig absorbierende Gelierungspolymere, die eine Gelblockierung sogar bei höheren Einschlußdrücken, spezielle 4,8 kPa (0,7 psi) vermeiden. Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen die Absorptionsschicht Bereiche enthält, die hohe Pegel (z. B. 50 Gew.-% des Bereichs) des hochgradig absorbierenden Gelierungspolymers umfassen, kann es vorzuziehen sein, daß das hochgradig absorbierende Gelierungspolymer derart ist, wie es in den zuvor beschriebenen Patenten an Goldman u. a. beschrieben ist.

Weitere hier nützliche hochgradig absorbierende Materialien enthalten hydrophile Polymerschäume, wie jene, die in der gemeinsam übertragenen, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 08/563.866 (DesMarais u. a.), eingereicht am 29. November 1995; und in den US-Patenten Nr. 5.387.207 (Dyer u. a.), eingereicht am 7. Februar 1995, 5.563.179 (DesMarais u. a.), eingereicht am 8. Oktober 1996, 5.550.167 (DesMarais), eingereicht am 27. August 1996, und 5.260.345, (DesMarais u. a.), eingereicht am 9. November 1993, beschrieben sind. Diese Literaturhinweise beschreiben polymere hydrophile Absorptionsschäume, die durch Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit starker Internphase (die gewöhnlich als HIPE bezeichnet wird) erreicht werden. Diese Schäume sind in einfacher Weise so zugeschnitten, daß sie veränderliche physikalische Eigenschaften (Porengröße, kapillare Saugkraft, Dichte usw.) aufweisen, die die Fähigkeit zur Fluidbehandlung beeinflussen. Daher sind diese Materialien, entweder allein oder in Kombination mit weiteren derartigen Schäumen oder mit faserartigen Strukturen bei der Schaffung der durch die vorliegende Erfindung benötigten Gesamtkapazität besonders nützlich.

Obwohl das hochgradig absorbierende Material in der Absorptionsschicht enthalten ist, wird die Absorptionsschicht vorzugsweise wenigstens etwa 15 Gew.-% (bezogen auf die Absorptionsschicht) des hochgradig absorbierenden Materials umfassen, wobei wenigstens etwa 20% stärker und wenigstens etwa 25% am stärksten bevorzugt sind.

Die Absorptionsschicht kann außerdem faserartiges Material enthalten oder umfassen. Fasern, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, enthalten diejenigen, die natürlich vorkommen (modifiziert oder nicht modifiziert) sowie synthetisch hergestellte Fasern. Beispiel von geeigneten nicht modifizierten/modifizierten natürlich vorkommenden Fasern enthalten Baumwolle, Esparto, Bagasse, Stichelhaar, Flachs, Seide, Wolle, Wollzellstoff, chemisch veränderter Wollzellstoff, Jute, Ethylzellulose und Zelluloseazetat. Geeignete synthetische Fasern können aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluoroethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylen, wie etwa ORLON®, Polyvinylacetat, Rayon® Polyethylvinylacetat, nicht löslichem oder löslichem Polyvinylalkohol, Polyolefinen, wie etwa Polyethylen (z. B. PULPEX®) und Polypropylen, Polyamiden, wie etwa Nylon, Polyester, wie etwa DACRON® oder CODEL®, Polyurethanen, Polystyrenen und dergleichen hergestellt werden. Die Absorptionsschicht kann nur natürlich vorkommende Fasern, nur synthetische Fasern oder jede kompatible Kombination aus natürlich vorkommenden und synthetischen Fasern umfassen.

Die hier nützlichen Fasern können hydrophil, hydrophob oder eine Kombination sowohl aus hydrophilen als auch hydrophoben Fasern sein. Wie oben angegeben ist, wird die spezielle Auswahl der hydrophilen und hydrophoben Fasern von den anderen Materialien, die in der Absorptionsschicht (und im gewissen Umfang in der Schruppschicht) enthalten sind, abhängen. Das heißt, die Natur der Fasern wird derart sein, daß das Reinigungskissen die erforderliche Fluidverzögerung und Gesamtabsorptionsfähigkeit für Fluid aufweist. Geeignete hydrophile Fasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung enthalten Zellulosefasern, modifizierte Zellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern, wie etwa hydrophiles Nylon (HYDROFIL®). Geeignete hydrophile Fasern können außerdem erreicht werden durch Hydrophilieren von hydrophoben Fasern, wie etwa mit einem Tensid behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die z. B. von Polyolefinen, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrenen, Polyurethanen und dergleichen abstammen.

Geeignete Zellstoffasern können aus wohlbekannten chemischen Prozesses erhalten werden, wie etwa die Kraft- und Sulfitprozesses. Es wird speziell bevorzugt, diese Zellstoffasern wegen ihrer hervorragenden Absorptionscharakteristiken aus südlichen weichen Hölzern zu gewinnen. Diese Zellstoffasern können außerdem aus mechanischen Prozessen erhalten werden, wie etwa das Holzschleifen, mechanische, thermomechanische, chemomechanische und chemothermomechanische Prozesse von Refinern. Recycle- und sekundäre Zellstofffasern sowie gebleichte und ungebleichte Zellstoffasern können außerdem verwendet werden.

Ein weiterer Typ der hydrophilen Faser zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind chemisch versteifte Zellulosefasern. Der hier verwendete Term "chemisch versteifte Zellulosefasern" bedeutet Zellulosefasern, die durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifheit der Fasern sowohl bei trockenen als auch wäßrigen Bedingungen zu erhöhen. Diese Mittel können das Hinzufügen von chemischen Versteifungsmitteln enthalten, die die Fasern z. B. beschichten und/oder imprägnieren. Diese Mittel können außerdem das Versteifen der Fasern durch Änderung der chemischen Struktur, z. B. durch Vernetzen von Polymerketten, enthalten.

Während Fasern als Absorptionsschicht (oder als ein Bestandteil davon) verwendet werden, können die Fasern optional mit einem thermoplastischen Material kombiniert sein. Beim Schmelzen wandert wenigstens ein Teil dieses thermoplastischen Materials typischerweise durch den Kapillargradienten zwischen den Fasern in die Faserzwischenräume. Diese Zwischenstellen werden Bondstellen für das thermoplastische Material. Dem Abkühlen verfestigt sich das thermoplastische Material an diesen Zwischenstellen, um die Bondstellen zu bilden, die die Matrix oder das Gewebe aus Fasern in jeder der entsprechenden Schichten zusammenhalten. Das kann bei der Schaffung einer zusätzlichen Gesamtintegrität für das Kissen nützlich sein.

Neben ihren zahlreichen Wirkungen erhöht das Bonden an den Faserzwischenräumen den Gesamtkompressionsmodul und die Stärke des resultierenden thermisch verbundenen Elements. Bei chemisch versteiften Zellulosefasern besitzt das Schmelzen und das Wandern des thermoplastischen Materials außerdem den Effekt der Vergrößerung der durchschnittlichen Porengröße des resultierenden Gewebes, während die Dichte und das Basisgewicht des ursprünglich gebildeten Gewebes beibehalten werden. Dies kann die Fluidaufnahmeeigenschaften des thermisch gebondeten Gewebes, wenn es dem Fluid erstmalig ausgesetzt wird, infolge der verbesserten Fluidpermeabilität sowie beim dem späteren Aussetzen infolge der kombinierten Fähigkeit der versteiften Fasern, ihre Steifheit beim Benetzen beizubehalten, sowie bei Naßkompression verbessern. Insgesamt behalten thermisch gebondete Gewebe aus versteiften Fasern ihr ursprüngliches Volumen bei, jedoch öffnen sich die Volumenbereiche, die zuvor durch das thermoplastische Material belegt waren, und vergrößern somit die durchschnittliche Kapillarporengröße zwischen den Fasern.

Thermoplastische Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können in jeder von mehreren Formen sein, einschließlich Partikel, Fasern sowie Kombinationen aus Partikeln und Fasern. Thermoplastische Fasern sind eine besonders bevorzugte Form wegen ihrer Fähigkeit, zahlreiche Bondstellen zwischen den Fasern zu bilden. Geeignete thermoplastische Materialien können aus einem beliebigen plastischen Plastomer hergestellt werden, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, die die Fasern, die das Primärgewebe oder die Matrix jeder Schicht umfassen, nicht übermäßig schädigen. Der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials ist vorzugsweise kleiner als etwa 190 ºC und liegt vorzugsweise zwischen etwa 75ºC und etwa 175ºC. In jedem Fall sollte der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials nicht niedriger sein als die Temperatur, bei der die thermisch gebondeten Absorptionsstrukturen, wenn sie in den Reinigungskissen verwendet werden, gewöhnlich aufbewahrt werden. Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt typischerweise nicht niedriger als etwa 150ºC.

Die thermoplastischen Materialien und insbesondere die thermoplastischen Fasern körnen aus einer Vielzahl von thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, einschließlich Polyolefinen, wie etwa Polyethylen (z. B. PULPEX®) und Polypropylen, Polyestern, Kopolyestern, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylen, Polyamiden, Kopolyamiden, Polystyrenen, Polyurethanen und Kopolymeren von allen vorangehenden Stoffen, wie etwa Vinylchlorid/ Vinylacetat, und dergleichen. In Abhängigkeit von den gewünschten Charakteristiken für das resultierende thermisch gebondete Absorptionselement, enthalten geeignete thermoplastische Materialien hydrophobe Fasern, die hydrophil gemacht wurden, wie etwa mit Tensid behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die z. B. von Polyolefinen, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrenen, Polyurethanen und dergleichen abstammen. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann hydrophil bleiben, indem sie mit einem Tensid behandelt wird, wie etwa ein nicht ionisches oder ein ionisches Tensid, z. B. durch Besprühen der Faser mit einem Tensid, durch Eintauchen der Faser in ein Tensid oder durch Einschließen des Tensids als Teil der Polymerschmelze beim Herstellen der thermoplastischen Faser. Beim Schmelzen und der Wiederverfestigung neigt das Tensid dazu, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zu verbleiben. Geeignete Tenside enthalten nicht ionische Tenside, wie etwa Brij® 76, das durch ICI Americas, Inc., Wilmington, Delaware hergestellt wird, sowie weitere Tenside, die unter dem Warenzeichen Pegosperge® durch Glyco Chemical, Inc., Greenwich, Connecticut vertrieben werden. Neben nicht ionischen Tensiden können außerdem anionische Tenside verwendet werden. Diese Tenside können auf die thermoplastischen Fasern in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 1 g pro Quadratzentimeter der thermoplastischen Faser angewendet werden.

Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzelnen Polymer (Einkomponentenfasern) oder aus mehr als einem Polymer (z. B. Zweikomponentenfasern) hergestellt werden. Die hier verwendete Bezeichnung "Zweikomponentenfaser" bezeichnet thermoplastische Fasern, die eine Kernfaser umfassen, die aus einem Polymer hergestellt ist, das in einer thermoplastischen Hülle eingeschlossen ist, die aus einem anderen Polymer hergestellt ist. Das Polymer, das die Hülle bildet, schmilzt häufig einer anderen, typischerweise tieferen Temperatur als das Polymer, das den Kern bildet. Im Ergebnis schaffen diese Zweikomponentenfasern eine thermische Verbindung infolge des Schmelzens des Hüllenpolymers, während die gewünschten Festigkeitscharakteristiken des Kernpolymers erhalten bleiben.

Geeignete Zweikomponentenfasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können Hüllen-/Kernfasern mit den folgenden Polymerkombinationen enthalten: Polyethylen/Polypropylen, Polyvinylacetat/Polypropylen, Polyethylen/Polyester, Polypropylen/Polyester, Kopolyester/Polyester und dergleichen. Besonders geeignete thermoplastische Zweikomponentenfasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind jene, die einen Polypropylen- oder Polyesterkern sowie eine bei geringerer Temperatur schmelzende Kopolyester-, Polyvinylacetat- oder Polyethylenhülle besitzen (z. B. jene, die von Danaklon a/s, Chisso Corp., verfügbar sind, sowie CELBOND®, das von Hercules verfügbar ist). Diese Zweikomponentenfasern können konzentrisch oder exzentrisch sein. Die hier verwendeten Terme "konzentrisch" und "exzentrisch" beziehen sich darauf, ob die Hülle eine Dicke besitzt, die über die Querschnittsfläche der Zweikomponentenfaser gleichmäßig oder ungleichmäßig ist. Exzentrische Zweikomponentenfasern können zum Schaffen einer größeren Druckfestigkeit bei geringeren Faserdicken erwünscht sein.

Verfahren zum Herstellen thermisch verbundener faserartiger Materialien sind im US-Patent 5.607.414 (Richards u. a.), das am 4. März 1997 erteilt wurde (siehe speziell S. 16 bis 20), und im US-Patent 5.549.589 (Horney u. a.), das am 27. August 1996 eingereicht wurde (siehe speziell die Spalten 9 und 10), beschrieben.

Die Absorptionsschicht kann außerdem einen HIPE-abgeleiteten hydrophilen Polymerschaum umfassen, der nicht diese hohe Absorptionsfähigkeit der Materialien besitzt, die als "hochgradig absorbierende Materialien" beschrieben wurden. Diese Schäume und die Verfahren für ihre Herstellung sind im US-Patent 5.550.167 (DesMarais), das am 27. August 1996 eingereicht wurde, und im gemeinsam übertragenen US-Patent 5.563.179 (Stone u. a.), das am 8. Oktober 1996 erteilt wurde, beschrieben.

Die Absorptionsschicht des Reinigungskissens kann ein homogenes Material enthalten, wie etwa eine Mischung aus Zellulosefasern (die optional thermisch verbunden sind) und einem schwellfähigen hochgradig absorbierenden Gelierungspolymer. Alternativ kann die Absorptionsschicht diskrete Materialschichten enthalten, wie etwa eine Schicht aus thermisch verbundenem, im Luftstrom aufgebrachten Material and eine diskrete Schicht aus einem hochgradig absorbierenden Gelierungspolymer. Eine thermisch verbundene Schicht aus Zellulosefasern kann z. B. weiter unten als das (d. h. unter dem) hochgradig absorbierenden Material angeordnet sein (d. h. zwischen dem hochgradig absorbierenden Material und der Schruppschicht). Um eine hohe Absorptionskapazität und das Zurückhalten von Fluiden unter Druck zu erreichen, während gleichzeitig eine anfängliche Verzögerung bei der Fluidaufnahme geschaffen wird, kann es bevorzugt sein, diese diskreten Schichten zu verwenden, wenn die Absorptionsschicht gebildet wird. Daher kann das hochgradig absorbierende Material von der Schruppschicht entfernt angeordnet sein, indem eine weniger absorbierende Schicht als der unterste Teil der Absorptionsschicht enthalten ist: Es kann z. B. eine Schicht aus Zellulosefasern weiter unten als das hochgradig absorbierende Material (d. h. unter diesem) angeordnet sein (d. h. zwischen dem hochgradig absorbierenden Material und der Schruppschicht).

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Absorptionsschicht ein thermisch verbundenes, im Luftstrom gelegtes Gewebe aus Zellulosefasern (Flint River, das von Weyerhaeuser, WA verfügbar ist) und AL Thermal C (ein Thermoplast, der von Danaklon a/s, Varde, Dänemark) verfügbar ist) sowie ein schwellfähiges, ein Hydrogel bildendes, hochgradig absorbierendes Polymer. Das hochgradig absorbierende Polymer ist vorzugsweise enthalten, so daß eine diskrete Schicht nahe der Oberfläche der Absorptionsschicht, die sich von der Schruppschicht entfernt befindet, angeordnet ist. Vorzugsweise ist eine dünne Schicht z. B. aus Zellulosefasern (die optional thermisch verbunden sind) über dem hochgradig absorbierenden Gelierungspolymer positioniert, um die Einschließung zu verbessern.

iii. Optionale Befestigungsschicht

Die Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung besitzen optional eine Befestigungsschicht, die ermöglicht, daß das Kissen mit dem Gerätehandgriff oder bei bevorzugten Geräten mit dem Tragkopf verbunden wird. Die Befestigungsschicht kann in den Ausführungsformen erforderlich sein, bei denen die Absorptionsschicht nicht für die Befestigung des Kissens am Tragkopf des Handgriffs geeignet ist. Die Befestigungsschicht kann außerdem als ein Mittel wirken, das verhindert, daß Fluid durch die obere Oberfläche (d. h. die den Handgriff berührende Oberfläche) des Reinigungskissens fließt, und kann ferner eine verbesserte Integrität des Kissens schaffen. Wie bei den Schrupp- und Absorptionsschichten kann die Befestigungsschicht eine Einschicht- oder Mehrschichtstruktur enthalten, solange sie die obengenannten Anforderungen erfüllt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Befestigungsschicht eine Oberfläche, die unter Verwendung der bekannten Technologie mit Haken und Schlaufe am Tragkopf des Handgriffs mechanisch befestigt werden kann. Bei dieser Ausführungsform enthält die Befestigungsschicht wenigstens eine Oberfläche, die an Haken, die an der unteren Oberfläche des Tragkopfs des Handgriffs permanent befestigt sind, mechanisch befestigt werden kann.

Um die gewünschte Fluidundurchlässigkeit und Befestigungsmöglichkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, daß eine laminierte Struktur, die z. B. einen schmelzgeblasenen Film und eine faserartige Vliesstruktur enthält, verwendet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigungsschicht ein dreischichtiges Material mit einem schmelzgeblasenen Polypropylenfilm, der zwischen zwei Schichten aus Spinnvlies-Polypropylen angeordnet ist.

iv. Mehrere Breiten in z-Richtung

Während festgestellt wurde, daß die Fähigkeit des Reinigungskissens zum Absorbieren und Zurückhalten von Fluiden für den Wirkungsgrad der Reinigung von harten Oberflächen wichtig ist (siehe z. B. US-Patent 5.960.508 (Holt u. a.), das am 5. Oktober 1999 erteilt wurde, US-Patent 6.003.191 (Sherry u. a.), das am 21. Dezember 1999 erteilt wurde, und US-Patent 6.048.123 (Holt u. a.), das am 11. April 2000 erteilt wurde), haben die Anmelder ferner die Wichtigkeit der Gesamtstruktur des Reinigungskissens entdeckt. Die Anmelder haben insbesondere entdeckt, daß bei Kissen, die eine im wesentlichen ebene Bodenkontaktfläche besitzen (d. h. im wesentlichen eine ebene Oberfläche, die während des Reinigens die verschmutzte Oberfläche berührt), der Reinigungswirkungsgrad nicht maximal wird, da aufgenommene Verschmutzungen dazu neigen, sich am Umfang des Kissens und insbesondere an den vorderen und hinteren Kanten des Kissens, anzusammeln. Es gibt daher einen bedeutenden Kissenoberflächenbereich, der während des Reinigens mit dem Boden nicht in engen Kontakt kommt.

Die vorhandenen Kissen, die während des Reinigens mehrere Oberflächen oder Kanten aufweisen, wenden sich diesem Problem zu und schaffen einen verbesserten Wirkungsgrad. In Fig. 2 der Zeichnung ist das Reinigungskissen 100 so dargestellt, daß es eine obere Oberfläche 103 aufweist, die ermöglicht, daß das Kissen lösbar an einem Handgriff befestigt werden kann. Das Reinigungskissen 100 besitzt außerdem eine untere Oberfläche, die allgemein mit dem Bezugszeichen I 10 dargestellt ist, die während des Reinigens den Boden oder eine andere harte Oberfläche berührt. In dieser Ausführungsform enthält die untere Oberfläche 110 tatsächlich drei im wesentlichen ebene Oberflächen 112, 114 und 116. Diese verschiedenartigen Oberflächen werden durch die Verringerung der Breite des Reinigungskissens 100 in der z-Richtung des Kissens erzeugt. Wie dargestellt ist, schneiden die Ebenen, die den Oberflächen 112 und 116 entsprechen, die der Oberfläche 114 entsprechende Ebene. Wenn ein Gerät, an dem das Kissen 100 befestigt ist, aus der Ruhestellung in die durch Yf angegebene Richtung bewegt wird, bewirkt dabei Reibung, daß das Kissen "schwenkt", so daß die untere Oberfläche 112 die zu reinigende Oberfläche berührt. Wenn die Bewegung in Richtung Yf abnimmt, wird dann die untere Oberfläche 114 die zu reinigende Oberfläche berühren. Wenn Gerät und Kissen aus der Ruhestellung in die durch Yb angegebene Richtung bewegt wird, bewirkt Reibung, daß das Kissen 100 derart schwenkt, daß dann die untere Oberfläche 116 die zu reinigenden Oberfläche berührt. Wenn diese Reinigungsbewegung wiederholt wird, ändert sich der Abschnitt des Kissens, der die verschmutzte Oberfläche berührt, ständig. Daher berührt in bezug auf ein im wesentlichen ebenes Reinigungskissen während des Gebrauchs ein größerer Oberflächenbereich des Kissens den Boden oder eine andere harte Oberfläche.

Während das in Fig. 2 dargestellte Kissen so gezeigt ist, daß es eine kontinuierliche Verminderung der Breite von der Oberseite zur Unterseite des Kissens aufweist, kann es bevorzugt sein, Schichtbreiten vorzusehen, die sich diskontinuierlich ändern. Wie in Fig. 5b dargestellt ist, enthält z. B. die Absorptionsschicht drei verschiedenartige Schichten, die in Richtung zur Schruppschicht kleiner werden. (Das heißt, die Schichten der Absorptionsschicht werden nach unten in Richtung zur Schruppschicht stufenweise schmaler.) Die abnehmenden Breiten haben drei Oberflächen 411, 413 und 415 zur Folge. Ferner werden durch die Diskontinuität dieser abnehmenden Breiten mehrere Kanten in Form der vorderen und hinter en Abschnitte der Schichten 405, 407 und 409 geschaffen. Es wird angenommen, daß diese Vielzahl von Kanten eine noch bessere Aufnahme von Partikeln gewährleistet. Die Wirkung der mehreren diskreten Kanten kann natürlich dadurch erzielt werden, daß in der Absorptionsschicht eine größere oder kleinere Anzahl von diskreten Schichten verwendet werden. Die Wirkung kann alternativ dadurch erzielt werden, daß z. B. als Absorptionsschicht ein formbares Material verwendet wird (d. h. die einzige Absorptionsschicht wäre eine Einzelschicht), indem ein Gerät verwendet wird, dessen Topographie auf das Kissen übertragen wird usw.

Obwohl sich die obige Erläuterung hauptsächlich auf Reinigungskissen bezieht, die zwei oder drei Schichten aufweisen, deren Breite sich vermindert, um die gewünschte Verminderung der Gesamtkissenbreite in z-Richtung zu schaffen, ist selbstverständlich, daß es bevorzugt sein kann, mehr als drei diskrete Schichten zu verwenden, insbesondere dann, wenn die einzelnen Schichten verhältnismäßig dünn sind. Es gibt natürlich, wie oben erläutert wurde, in bestimmten Ausführungsformen lediglich eine diskrete Schicht, wie etwa dann, wenn ein Material so geformt wird, um die gewünschte abnehmende Breite zu schaffen.

Während die obige Erläuterung die Absorptionsschicht oder das Gerät betrifft, das die erforderliche Breitenverminderung in z-Richtung schafft, ist außerdem selbstverständlich, daß die gewünschte Wirkung erzielt werden kann, indem eine Absorptionsschicht mit gleichmäßiger Breite verwendet wird, wobei jedoch eine Schruppschicht oder ein anderes Material verwendet wird, das eine geringere Breite als die der Absorptionsschicht aufweist.

III. Reinigungskissen

Während die Reinigungskissen der vorliegenden Entwicklung ursprünglich zur Verwendung bei den obenbeschriebenen Reinigungsgeräten konstruiert waren, können die eigentlichen Reinigungskissen ohne Befestigung an einem Handgriff verwendet werden. Sie können deswegen so konstruiert sein, daß keine Möglichkeit besteht, daß sie an einem Handgriff befestigt werden können. Es kann überdies bequem sein, die Reinigungskissen so zu konstruieren, daß sie entweder in Kombination mit einem Handgriff oder als selbstständiges Produkt verwendet werden können. Es kann daher bevorzugt sein, die Kissen mit einer optionalen Befestigungsschicht herzustellen. Mit der Ausnahme, daß es bei den Kissen nicht erforderlich ist, daß sie an einem Handgriff befestigt werden können, werden sie in bezug auf das Gerät beschrieben.

IV. Weitere Aspekte und spezielle Ausführungsformen der Erfindung

Um die Fähigkeit des Kissens zum Entfernen von hartnäckigen Schmutzresten zu verbessern und um die Menge des Reinigungsfluids, das mit der Reinigungsfläche in Kontakt ist, zu vergrößern, kann es erwünscht sein, daß im Reinigungskissen ein Scrim-Material enthalten ist. Der Scrim enthält ein dauerhaftes festes Material, das an der Schruppschicht des Kissens eine Texturierung erzeugt, insbesondere wenn Gebrauchsdrücke auf das Kissen angewendet werden. Der Scrim wird vorzugsweise so angeordnet, daß er sich in unmittelbarer Nähe der zu reinigenden Oberfläche befindet. Daher kann der Scrim als Teil der Schruppschicht oder der Absorptionsschicht enthalten sein oder er kann als verschiedenartige Schicht enthalten sein, die vorzugsweise zwischen den Schrupp- und Absorptionsschichten angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform, bei der das Scrim-Material die gleichen x-y-Abmessungen besitzt wie das gesamte Reinigungskissen, ist es bevorzugt, daß das Scrim-Material so enthalten ist, daß es in einem bedeutendem Umfang die zu reinigende Oberfläche nicht direkt berührt. Das bewahrt die Fähigkeit des Kissens, sich leicht über die harte Oberfläche zu bewegen und hilft, die ungleichmäßige Aufnahme der verwendeten Reinigungslösung zu verhindern. Wenn der Scrim Teil der Schruppschicht ist, wird er daher eine obere Schicht dieser Komponente sein. Der Scrim muß natürlich gleichzeitig im Kissen ausreichend weit unten positioniert sein, um dessen Schruppfunktion zu gewährleisten. Wenn der Scrim als Teil der Absorptionsschicht enthalten ist, wird er daher eine untere Schicht davon sein. In einer separaten Ausführungsform kann es erwünscht sein, den Scrim so anzuordnen, daß er mit der zu reinigenden Oberfläche in direktem Kontakt ist.

Zusätzlich zur Bedeutung der richtigen Positionierung des Scrim ist es wichtig, daß der Scrim die Fluidströmung durch das Kissen nicht wesentlich behindert. Der Scrim ist daher ein verhältnismäßig offenes Gewebe.

Das Scrim-Material ist ein Material, das verarbeitet werden kann, um ein kräftiges offen texturiertes Gewebe zu schaffen. Diese Materialien enthalten Polyolefine (z. B. Polyethylen, Polypropylen), Polyester, Polyamide und dergleichen. Der Fachmann wird erkennen, daß diese verschiedenen Materialien einen unterschiedlichen Grad der Härte besitzen. Daher kann die Härte des Scrim-Materials in Abhängigkeit von der Endverwendung von Kissen/Gerät gesteuert werden. Wenn der Scrim als diskrete Schicht enthalten ist, stehen viele kommerzielle Quellen dieser Materialien zur Verfügung (z. B. Design Nummer V01230, verfügbar von Conwed Plastics, Minneapolis, MN). Alternativ kann der Scrim enthalten sein, indem ein Harz oder ein andere synthetisches Material (z. B. Latex) auf ein Substrat gedruckt wird, derart, wie im US-Patent Nr. 4.745.021, das am 17. Mai 1988 eingereicht wurde, an Ping, III u. a. und im US-Patent Nr. 4.733.774, das am 29. März 1988 eingereicht wurde, an Ping, III u. a. offenbart ist.

Die verschiedenen Schichten, die das Reinigungskissen umfaßt, können unter Verwendung von Mitteln, die das Kissen mit einer ausreichenden Integrität während des Reinigungsprozesses versehen, miteinander verbunden sein. Die Schrupp- und Befestigungsschichten können mit der Absorptionsschicht oder untereinander verbunden sein durch jedes von mehreren Verbindungsmitteln, die die Verwendung einer gleichförmigen kontinuierlichen Schicht aus Klebstoff, einer gemusterten Schicht aus Klebstoff oder eine beliebige Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten aus Klebstoff enthalten. Alternativ können die Verbindungsmittel Mittel zur Wärmeverbindung, Druckverbindung; Ultraschallverbindung, dynamischen mechanischen Verbindung oder weitere geeignete Verbindungsmittel oder Kombinationen dieser Verbindungsmittel, die in der Technik bekannt sind, enthalten. Eine Verbindung kann am Umfang des Reinigungskissens (d. h. Heißkleben der Schruppschicht und der optionalen Befestigungsschicht und/oder des Scrim-Materials) und/oder über die Fläche (d. h. die x-y-Ebene) des Reinigungskissens erfolgen, um auf der Oberfläche des Reinigungskissens ein Muster zu bilden. Die Verbindung der Schichten des Reinigungskissens durch Ultraschallverbinden über die Fläche des Reinigungskissens schafft eine Integrität, die ein Ablösen der einzelnen Kissenschichten während des Gebrauchs vermeidet.

Das Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung sollte außerdem in der Lage sein, absorbiertes Fluid zurückzuhalten, selbst unter den Drücken, die während des Reinigungsprozesses ausgeübt werden. Das wird hier als die Fähigkeit des Reinigungskissers bezeichnet, das "Auswringen" des absorbierten Fluids zu vermeiden, oder umgekehrt seine Fähigkeit, absorbiertes Fluid unter Druck zurückzuhalten. Das Verfahren zum Messen des Auswringens wird im Abschnitt Prüfverfahren beschrieben. Kurz dargestellt wird bei der Prüfung die Fähigkeit eines gesättigten Reinigungskissens gemessen, Fluid zurückzuhalten, wenn es einem Druck von 0,25 psi ausgesetzt wird. Die Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung besitzen vorzugsweise einen Auswringwert, der maximal 40% beträgt, wobei ein Wert von maximal 25% stärker bevorzugt ist, ein Wert von maximal 15% noch stärker bevorzugt ist und ein Wert von maximal 10% am stärksten bevorzugt ist.

Das Reinigungsgerät der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise in Kombination mit einer Reinigungslösung verwendet. Die Reinigungslösung kann eine beliebige bekannte Reinigungsmischung für harte Oberflächen sein. Reinigungsmischungen für harte Oberflächen sind typischerweise wäßrige Lösungen, die ein oder mehrere Komponenten von Tensiden, Lösungsmitteln, Gerüststoffen, Chelate, Polymere, Schaumunterdrückern, Enzymen usw. enthalten. Geeignete Tenside enthalten anionische, nicht ionische, zwitterionische, amphotere und kationische Tenside. Beispiel anionischer Tensid enthalten unverzweigte Alkylbenzensulfonate, Alkylsulfate, Alkylsulfonate und dergleichen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispiel nicht ionischer Tenside enthalten Alkylethoxylate, Alkylphenolethoxylate, Alkylpolyglucoside, Alkylglucamine, Sorbitanester und dergleichen. Beispiele von zwitterionischen Tensiden enthalten Betaine und Sulfobetaine. Beispiele von amphoteren Tensiden enthalten Materialien, die unter Verwendung der Imidazol-Chemie abgeleitet werden, wie etwa Alkylamophoglycinate und Alkyliminopropionat. Beispiele kationischer Tenside enthalten Mono-, Di- und Tri-Ammoniumalkyl-Tenside. Alle oben genannten Materialien sind kommerziell verfügbar und sind in "Emulsifiers and Detergents", von McCutcheon, Bd. 1, North American Ed., McCutheon Division, MC Publishing Co., 1995 beschrieben.

Geeignete Lösungsmittel enthalten kurzkettige (z. B. C&sub1; bis C&sub6;) Derivate von Oxyethylenglycol und Oxypropylenglycol, wie etwa Mono- und Diethylenglycoln-Hexylether, Mono-, Di- und Tri-Propylenglycol-n-Butylether und dergleichen. Geeignete Gerüststoffe enthalten jene, die aus phosphorhaltigen Quellen, wie etwa Orthophosphat und Pyrophosphat, und nicht phosphorhaltigen Quellen, wie etwa Nitrilotriethansäure, S,S-Ethylendiamindisuccinsäure und dergleichen, abgeleitet sind. Geeignete Chelate enthalten Ethylendiamintetraethansäure und Zitronensäure und dergleichen. Geeignete Polymere enthalten jene, die anionisch, kationisch, zwitterionisch und nicht ionisch sind. Geeignete Schaumunterdrücker enthalten Siliciumpolymere und unverzweigte oder verzweigte C&sub1;&sub0;- bis C&sub1;&sub8;-Fettsäuren oder Alkohole. Geeignete Enzyme enthalten Lipasen, Proteasen, Amylasen sowie weitere Enzyme, von denen bekannt ist, daß sie für die Katalyse bei der Abtragung von Verschmutzungen nützlich sind.

Eine geeignete Reinigungslösung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung enthält etwa 0,1% bis etwa 2,0% eines unverzweigten Alkoholethoxylat- Tensids (z. B. Neodol 1-5®, verfügbar von Shell Chemical Co.); 0 bis etwa 2,0% eines Alkylsulfonats (z. B. Bioterge PAS-8 s, ein unverzweigtes Cg-Sulfonat, das von Stepan Co. verfügbar ist); 0 bis 1,0% eines Alkoholamins (z. B. 2-Amino-2- Methyl-1-Propanol, verfügbar von Aldrich Chemical Co.); 0 bis etwa 0,1% Caliumhydroxid; 0 bis etwa 0,1% Caliumcarbonat oder Bicarbonat; optional Zuschlagstoffe wie Farben und/oder Riechstoffe; und etwa 99,9% bis 90% deionisiertes oder enthärtetes Wasser. Geeignete Reinigungslösungen, die bei dem vorliegenden Reinigungsgerät nützlich sind, sind in der PCT-Anmeldung WO 98/42819 (R. Master u. a.), die am 1. Oktober 1998 veröffentlicht wurde, genau beschrieben.

In den Figuren, die das Reinigungskissen der vorliegenden Erfindung darstellen, ist Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines abnehmbaren Reinigungskissens 200, das eine Schruppschicht 201, eine Befestigungsschicht 203 und eine Absorptionsschicht 205, die zwischen der Schruppschicht und der Befestigungsschicht angeordnet ist, enthält. Zur Einfachheit ist das Reinigungskissen 200 so dargestellt, daß es in z-Richtung nicht mehreren Breiten aufweist. Während, wie oben angegeben ist, Fig. 3 jede der Schichten 201, 203 und 205 als eine einzelne Materialschicht darstellt, können eine oder mehrere dieser Schichten ein Laminat aus zwei oder mehreren Lagen enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist z. B. die Schruppschicht 201 ein zweilagiges Laminat aus kardiertem Polypropylen, wobei die untere Schicht geschlitzt ist. Obwohl in Fig. 3 nicht dargestellt, können außerdem Materialien, die keine Fluidströmung aufweisen, zwischen der Schruppschicht 201 und der Absorptionsschicht 203 und/oder zwischen der Absorptionsschicht 203 und der Befestigungsschicht 205 angeordnet sein. Es ist jedoch wichtig, daß die Schrupp- und Absorptionsschichten in einer wesentlichen Fluidverbindung stehen, um die erforderliche Absorptionsfähigkeit des Reinigungskissens zu schaffen. Während Fig. 3 das Kissen 200 so darstellt, daß alle Schichten des Kissens in den Abmessungen in x- und y-Richtung gleiche Größe besitzen, ist es bevorzugt, daß die Schruppschicht 201 und die Befestigungsschicht 205 größer als die Absorptionsschicht ist, so daß die Schichten 201 und 205 am Umfang des Kissen miteinander verbunden sind, um die Integrität zu gewährleisten. Die Schrupp- und Befestigungsschichten können mit der Absorptionsschicht oder untereinander verbunden sein durch jedes von einer Vielzahl von Verbindungsmitteln, die die Verwendung einer gleichmäßigen kontinuierlichen Schicht aus Klebstoff, einer gemusterten Schicht aus Klebstoff oder ein beliebiges Muster aus separaten Linien, Spiralen oder Punkten aus Klebstoff enthalten. Alternativ können die Verbindungsmittel Mittel zur Wärmeverbindung, Druckverbindung, Ultraschallverbindung, dynamischen mechanischen Verbindung oder weitere geeignete Verbindungsmittel oder in der Technik bekannte Kombinationen dieser Verbindungsmittel enthalten. Das Verbinden kann längs des Umfangs des Reinigungskissens und/oder über die Oberfläche des Reinigungskissens erfolgen, um auf der Oberfläche der Schruppschicht 201 ein Muster zu bilden.

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform des Reinigungskissens der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 sind die Schruppschicht und die optionale Befestigungsschicht des Reinigungskissens nicht gezeigt. Die Absorptionsschicht 305 ist in dieser Ausführungsform so gezeigt, daß sie eine dreifach laminierte Struktur besitzt. Insbesondere die Absorptionsschicht 305 ist so gezeigt, daß sie eine mit dem Bezugszeichen 307 dargestellte diskrete Schicht aus partikelartigem hochgradig absorbierenden Geliermaterial enthält, die zwischen zwei diskreten Schichten 306 und 308 aus faserartigem Material positioniert ist. Da der Bereich 307 in dieser Ausführungsform eine hohe Konzentration von hochgradig absorbierenden Geliermaterial besitzt, ist es bevorzugt, daß das hochgradig absorbierende Material keine gelblockierende Eigenschaft, die oben erläutert wurde, besitzt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die faserartigen Schichten 306 und 308 jeweils ein thermisch verbundenes faserartiges Substrat aus Zellulosefasern und die untere faserartige Schicht 308 steht mit der (nicht gezeigten) Schruppschicht in direkter Fluidverbindung. (die Schicht 307 kann alternativ eine Mischung aus faserartigem Material und hochgradig absorbierenden Material sein, wobei das hochgradig absorbierende Material vorzugsweise in einem verhältnismäßig hohen Prozentanteil am Gewicht der Schicht vorhanden ist.) Obwohl die Schicht 306 mit gleichen Breiten dargestellt sind, ist sie außerdem in der bevorzugten Ausführungsform breiter als die Schicht 307 und die Schicht 307 ist breiter als die Schicht 308. Wenn eine Schruppschicht und eine Befestigungsschicht enthalten sind, schafft eine derartige Kombination ein Kissen mit mehreren Breiten in z-Richtung.

Fig. 5a ist eine Draufsicht eines bevorzugten Reinigungskissens 400, wobei die Schruppschicht zum Betrachter zeigt. Fig. 5b ist eine Schnittansicht (längs der y-z-Ebene) des Reinigungskissens 400. In den Fig. 5a und 5b besitzt das Reinigungskissen 400 drei Oberflächen 411, 413 und 415, die sich aus der Verminderung der Breite der Absorptionsschicht ergeben.

Insbesondere in Fig. 5b besitzt das Reinigungskissen 400 eine Schruppschicht 401, eine Befestigungsschicht 403 und eine allgemein mit dem Bezugszeichen 404 angegebene Absorptionsschicht, die zwischen den Schrupp- und Befestigungsschichten angeordnet ist. Die Schicht 409 ist breiter als die Schicht 407, die wiederum breiter als die Schicht 405 ist. Diese sich reduzierende Breite hat die Oberflächen 411, 413 und 415 zur Folge, wobei die Diskontinuität der Breite der Materialien der diskreten Absorptionsschichten mehrere Kanten schafft. (Für Erläuterungszwecke wird die Oberfläche 411 als Vorderkante des Reinigungskissens 400 bezeichnet, wenn das Kissen an einem Gerät befestigt ist, und die Oberfläche 413 wird als Hinterkante des Kissens 400 bezeichnet.) Die Schruppschicht, die der Oberfläche 411 entspricht, enthält zusätzlich zu dem Material, das mit dem Bezugszeichen 401 dargestellt ist, ein Material 417, das an dieser Oberfläche eine bedeutende Texturierung bildet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt dieses Material ein Scrim-Material, das zwischen zwei Schichten der Spannvliesmaterialien sandwichartig eingefügt ist. Die der Oberfläche 413 entsprechende Schruppschicht umfaßt wiederum zusätzlich zu dem mit dem Bezugszeichen 401 dargestellten Material ein ähnliches Material. Im Unterschied dazu enthält die Schruppschicht, die der Oberfläche 415 entspricht, dieses texturierte Material nicht; sie enthält lediglich die Schicht 401.

Fig. 5a veranschaulicht das allgemeine Texturierungsmuster, das durch die Materialien 417 und 419 geschaffen wird. In Fig. 5a sind außerdem die Schlitze 421 dargestellt, die vorzugsweise in der Schruppschicht 401 enthalten sind. Wenn die Schruppschicht 410 tatsächlich ein Laminat aus zwei oder mehreren einzelnen Materialien enthält, können die Schlitze 421 in einer oder in mehreren dieser Schichten enthalten sein. Die Schlitze vereinfachen das Einfangen von aus Partikeln bestehendem Stoff durch das Kissen 400. Die Schlitze 421 können außerdem vorzugsweise in den Materialien 417 und 419 sowie in den Abschnitten der Schruppschicht 401, die den Kissenoberflächen 411 und 413 entsprechen, enthalten sein. In Fig. 5a ist außerdem ein Bereich 410 dargestellt, der dem Umfang des Kissens 400 entspricht, an dem die Schruppschicht 401 und die Befestigungsschicht 403 durch ein zulässiges Verfahren miteinander verbunden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verbinden durch Heißkleben realisiert.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Schichten 405 und 407 der Absorptionsschicht 404 eine hohe Konzentration des hochgradig absorbierenden Materials, während die Schicht 409 wenig oder kein hochgradig absorbierendes Material enthält. In diesen Ausführungsformen können eine oder beide Schichten 405 und 407 eine homogene Mischung aus hochgradig absorbierendem Material und faserartigem Material enthalten. Alternativ können eine oder beide Schichten diskrete Schichten enthalten, z. B. zwei faserartige Schichten, die eine im wesentlichen durchgehende Schicht aus hochgradig absorbierenden Partikeln umgeben.

Obwohl dies keine Forderung darstellt, haben die Anmelder entdeckt, daß es dann, wenn hochgradig absorbierende Partikel im Kissen enthalten sind, erwünscht sein kann, den Anteil der hochgradig absorbierenden Partikel an den äußersten vorderen und hinteren Kanten des Kissens zu vermindern oder zu eliminieren. Das ist im Kissen 400 realisiert, indem die Absorptionsschicht 409 ohne hochgradig absorbierendes Material aufgebaut ist.

V. Prüfverfahren A. Leistungsfähigkeit unter Druck

Diese Prüfung bestimmt die g/g-Absorption deionisierten Wassers für ein Reinigungskissen, das in einer Baueinheit aus Kolben/Zylinder unter einem anfänglichen Einschlußdruck von 0,09 psi (etwa 0,6 kPa) seitlich eingeschlossen ist. (In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Reinigungskissenmusters kann der Einschlußdruck leicht ansteigen, wenn das Muster Wasser absorbiert und während der Dauer der Prüfung anschwillt.) Es ist die Aufgabe der Prüfung, die Fähigkeit eines Reinigungskissens zum Absorbieren von Fluid während einer praktischen Zeitdauer zu erfassen, wenn das Kissen Benutzungsbedingungen ausgesetzt ist (horizontale Dochtwirkung und Drücke).

Das Prüffluid für die Prüfung der PUP-Kapazität ist deionisiertes Wasser. Dieses Fluid wird durch das Reinigungskissen unter den geforderten Absorptionsbedingungen bei einem hydrostatischen Druck von fast null absorbiert.

Eine geeignete Vorrichtung 510 für diese Prüfung ist in Fig. 6 gezeigt. An einem Ende dieser Vorrichtung befindet sich ein Fluidvorratsbehälter 512 (wie etwa eine Petrischale) mit einer Abdeckung 514. Der Vorratsbehälter 512 ruht auf einer analytischen Balkenwaage, die allgemein mit dem Bezugszeichen 518 angegeben ist. Das andere Ende der Vorrichtung 510 ist ein Frittetrichter, der allgemein durch das Bezugszeichen 518 angegeben ist, eine Kolben/Zylinder- Baueinheit, die allgemein durch das Bezugszeichen 520 angegeben ist und in den Trichter 518 paßt, und eine zylindrische Kunststoffabdeckung des Frittetrichters, die allgemein durch das Bezugszeichen 522 angegeben ist und über den Trichter 518 paßt und an der Unterseite geöffnet und an der Oberseite geschlossen ist, wobei die Oberseite ein Stiftloch aufweist. Die Vorrichtung 510 besitzt ein System zum Leiten von Fluid in jede Richtung, das die Abschnitte aus Glaskapillarröhren, die durch die Bezugszeichen 524 und 531a angegeben sind, flexible Kunststoffrohre (z. B. Tygon-Rohre mit 6,35 mm (1/4 Zoll) Innendurchmesser und 9,5 mm (3/8 Zoll) Außendurchmesser), die durch das Bezugszeichen 531b angegeben sind, Hahnbaueinheiten 526 und 538 sowie Teflon-Verbinder 548, 550 und 552 zum Verbinden der Glasrohre 524 und 531a mit den Hahnbaueinheiten 526 und 538 umfaßt. Die Hahnbaueinheiten 526 und 538 enthalten Dreiwege-Ventile 528, die Glaskapillarrohre 530 und 534 in dem Hauptfluidsystem und einen Abschnitt der Glaskapillarrohre 532 zum Nachfüllen des Vorratsbehälters S 12 zum Vorwärtsspülen der Frittescheibe im Frittetrichter 518. Die Hahnbaueinheit 538 enthält in ähnlicher Weise ein Dreiwege-Ventil 540, die Glaskapillarrohre 542 und 546 in der Hauptfluidleitung und einen Abschnitt der Glaskapillarrohre 544, der für das System als Abfluß dient.

In Fig. 7 enthält die Baueinheit 520 einen Zylinder 554, einen becherartigen Kolben, der durch das Bezugszeichen 556 angegeben ist, sowie ein Gewicht 558, das in den Kolben 556 paßt. Am unteren Ende des Zylinders 554 ist ein Sieb 556 aus Edelstahlgewebe der Maschenweite Nr. 400 befestigt, das vor dem Befestigen in zwei Achsen gestreckt wurde, damit es eng anliegend ist. Das Muster des Reinigungskissens, das allgemein durch das Bezugszeichen 560 angegeben ist, ruht auf dem Sieb 559, wobei die Oberflächenkontaktschicht (oder die Schruppschicht) das Sieb 559 berührt. Das Muster des Reinigungskissens ist ein rundes Muster mit einem Durchmesser von 5,4 cm. Während das Muster 560 als eine einzelne Schicht dargestellt ist, enthält das Muster tatsächlich ein kreisförmiges Muster mit allen Schichten, die in dem Kissen enthalten sind, aus dem das Muster ausgeschnitten wurde. Es ist ferner selbstverständlich, daß ein Kissen, aus dem das kreisförmige Muster irgendwo innerhalb des Kissens entnommen wurde, das die hier definierte Absorptionskapazität besitzt, im Umfang der vorliegenden Erfindung liegt. Das heißt, wenn ein Reinigungskissen Bereiche aufweist, die über die Dicke des Kissens unterschiedliche Materialien enthalten, sollten Muster von allen diesen Bereichen genommen werden und die Absorptionskapazität sollte für jedes Muster gemessen werden. Wenn jedes dieser Muster den obenbeschriebenen Wert der Absorptionskapazität besitzt, wird angenommen, daß das Kissen diese Absorptionskapazität besitzt und deswegen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegt.

Der Zylinder 554 ist aus einem Stab aus transparentem Werkstoff LEXAN® (oder gleichwertig) gedreht, und besitzt einen Innendurchmesser von 6,00 cm (Fläche = 28,25 cm²) sowie eine Wanddicke von etwa 5 mm und eine Höhe von etwa 5 cm. Der Kolben 556 besitzt die Form eines Teflon-Bechers und ist so bearbeitet, daß er mit engen Toleranzen in den Zylinder 554 paßt. Das zylindrische Edelstahlgewicht 558 ist so bearbeitet, daß es satt anliegend in den Kolben 556 paßt und ist an der Oberseite mit einem (nicht gezeigten) Handgriff zum leichten Entnehmen versehen. Das gemeinsame Gewicht von Kolben 556 und Gewicht 558 beträgt 145,3 g, das bei einer Fläche von 22,9 cm² einem Druck von 0,62 kPa (0,09 psi) entspricht.

Die Komponenten der Vorrichtung 510 sind so bemessen, daß die Strömungsrate des deionisierten Wassers unter einer hydrostatischen Belastung von 10 cm wenigstens 0,01 g/cm²/s beträgt, wobei die Strömungsrate durch die Fläche des Frittetrichters 518 normiert ist. Faktoren, die besonderen Einfluß auf die Strömungsrate haben, sind die Permeabilität der Frittescheibe im Frittetrich ter 518 und der Innendurchmesser der Glasrohre 524, 530, 534, 542, 546 und 531a und der Hahnventile 528 und 540.

Der Vorratsbehälter 512 ist auf einer analytischen Waage 516 angeordnet, die eine Genauigkeit von wenigstens 0,01 g mit einer Drift von weniger als 0,1 g/h besitzt. Die Waage ist vorzugsweise an einen Computer mit einer Software angeschlossen, die (i) die Änderung des Waagengewichts bei im voraus eingestellten Zeitintervallen nach dem Beginn der PUP-Prüfung überwachen kann und (ii) auf eine Selbstauslösung bei einer Gewichtsänderung von 0,01 bis 0,05 g in Abhängigkeit von der Waagenempindlichkeit eingestellt werden kann. Das Kapillarrohr 524, das in den Vorratsbehälter 512 eintritt, sollte weder dessen Boden noch die Abdeckung 514 berühren. Das Volumen des (nicht gezeigten) Fluid sollte ausreichend sein, so daß während der Messung keine Luft in das Kapillarrohr 524 gezogen wird. Der Fluidpegel im Vorratsbehälter 512 sollte am Beginn der Messung etwa 2 mm unter der oberen Oberfläche der Frittescheibe im Frittetrichter 518 liegen. Das kann dadurch gewährleistet werden, indem ein kleiner Tropfen des Fluids auf die Frittescheibe aufgebracht wird und sein Zurückfließen in den Vorratsbehälter 512 gravimetrisch beobachtet wird. Dieser Pegel sollte sich nicht wesentlich ändern, wenn die Kolben/Zylinder-Baueinheit 520 im Trichter 518 positioniert wird. Der Vorratsbehälter sollte einen ausreichend großen Durchmesser (z. B. 14 cm) besitzen, so daß ein Abziehen eines Teilvolumens von 40 ml eine Änderung der Fluidhöhe von weniger als 3 mm zur Folge hat.

Die Baueinheit wird vor der Messung mit deionisiertem Wasser gefüllt. Die Frittescheibe im Frittetrichter 518 wird vorwärts gespült, so daß er mit frischem deionisiertem Wasser gefüllt ist. Nach Möglichkeit werden Luftblasen von der unteren Oberfläche der Frittescheibe und aus dem System, das den Trichter mit dem Vorratsbehälter verbindet, entfernt. Die folgenden Prozeduren werden durch die aufeinanderfolgende Betätigung der Dreiwege-Hähne ausgeführt:

1. Überschüssiges Fluid auf der oberen Oberfläche der Frittescheibe wird aus dem Frittetrichter 518 entfernt (z. B. ausgeschüttet).

2. Die Auflösung Höhe/Gewicht des Vorratsbehälters 512 wird auf den geeigneten Pegel/Wert eingestellt.

3. Der Frittetrichter 518 wird in der korrekten Höhe in bezug auf den Vorratsbehälter 512 positioniert.

4. Der Frittetrichter 518 wird anschließend mit der Frittetrichterabdeckung 522 abgedeckt.

5. Der Vorratsbehälter 512 und der Frittetrichter 518 werden mit den Ventilen 528 und 540 der Hahnbaueinheiten 526 und 538 in der offenen Verbindungsposition ausgeglichen.

6. Die Ventile 528 und 540 werden anschließend geschlossen.

7. Das Ventil 540 wird dann so gedreht, daß der Trichter zum Abflußrohr 544 geöffnet ist.

8. Dem System wird in dieser Position für 5 Minuten die Möglichkeit zum Ausgleichen gegeben.

9. Das Ventil 540 wird anschließend wieder in seine geschlossene Position gedreht.

Die Schritte 7 bis 9 "trocknen" die Oberfläche des Frittetrichters 518, indem sie einem kleinen hydrostatischen Sog von 5 cm ausgesetzt wird. Dieser Sog wird angelegt, wenn das offene Ende des Rohrs 544 sich 5 cm unter dem Pegel der Frittescheibe im Frittetrichter 518 erstreckt und mit deionisiertem Wasser gefüllt ist. Während dieser Prozedur werden 0,04 g des Fluids aus dem System abgeleitet. Diese Prozedur verhindert die vorzeitige Absorption deionisierten Wassers, wenn die Kolben/Zylinder-Baueinheit 520 in dem Frittetrichter 518 positioniert wird. Die Menge des Fluids, die bei dieser Prozedur vom Frittetrichter abläuft (die als Korrekturgewicht des Frittetrichters oder "Wffc" bezeichnet wird), wird gemessen, indem die PUP-Prüfung während einer Zeitperiode von 20 Minuten ohne Kolben/Zylinder-Baueinheit 520 ausgeführt wird (siehe unten). Das gesamte Fluid, das durch diese Prozedur vom Frittetrichter abgeleitet wird, wird im wesentlichen durch den Trichter sehr schnell reabsorbiert, wenn die Prüfung begonnen wird. Es ist daher notwendig, dieses Korrekturgewicht von dem Gewicht des vom Vorratsbehälter während der PUP- Prüfung entnommenen Fluids zu subtrahieren (siehe unten).

Ein rundes ausgestanztes Muster 560 wird im Zylinder 554 angeordnet. Der Kolben 556 wird in den Zylinder 554 geschoben und auf der Oberseite des Reinigungskissenmusters 560 positioniert. Die Kolben/Zylinder-Baueinheit 520 wird auf dem Fritteabschnitt des Trichters 518 positioniert, das Gewicht 558 wird in den Kolben 556 geschoben und die Oberseite des Trichters 518 wird anschließend mit der Frittetrichterabdeckung 522 abgedeckt. Nachdem die Waageanzeige auf Stillstand überprüft wurde, wird die Prüfung begonnen, indem die Ventile 526 und 540 geöffnet werden, um den Trichter 518 und den Vorratsbehälter 512 zu verbinden. Bei Selbstauslösung beginnt die Datensammlung unmittelbar dann, wenn der Trichter 528 beginnt, Fluid zu reabsorbieren.

Daten werden in Intervallen über eine Zeitperiode von 1200 Sekunden (20 Minuten) aufgezeichnet. Die PUP-Absorptionskapazität wird folgendermaßen bestimmt:

T&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität (g/g) = [Wr(t=0) - Wr(t=1200) - Wffc]/Wds

wobei die T&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität die g/g-Kapazität des Kissens nach 1200 Sekunden ist, Wr(t=0) ist das Gewicht in Gramm des Vorratsbehälters 512 vor dem Beginn, Wr(t=1200) ist das Gewicht in Gramm des Vorratsbehälters 512 1200 Sekunden nach Beginn, Wffc ist das Korrekturgewicht des Frittetrichters und Wds ist das Trockengewicht des Musters des Reinigungskissens.

B. Auswringen

Die Fähigkeit des Reinigungskissens, Fluid zurückzuhalten, wenn es Gebrauchsdrücken ausgesetzt ist, und dadurch das "Auswringen" von Fluid zu verhindern, ist ein weiterer wichtiger Parameter der vorliegenden Erfindung. Das "Auswringen" wird an einem vollständigen Reinigungskissen gemessen, indem die Menge von Fluid bestimmt wird, die von einem Muster mit Whatman-Filterpapier unter Drücken von 0,25 psi (1,5 kPa) aufgesaugt werden kann. Das Auswringen wird an einem Muster ausgeführt, das bis zur Kapazitätsgrenze mit deionisiertem Wasser über eine horizontale Dochtwirkung (insbesondere durch eine Dochtwirkung von der Oberfläche des Kissens, das die Schruppschicht oder die Oberfläche berührende Schicht enthält) gesättigt wurde. (Ein Mittel zum Erreichen eines gesättigten Musters wird als das Horizontale Gravimetrische Dochtwirkungs-Verfahren des US-Patents US 5.849.805 (Dyer u. a.), das am 15. Dezember 1998 erteilt wurde, beschrieben. Das Fluid enthaltende Muster wird horizontal in einer Vorrichtung positioniert, die die entsprechenden Drücke bereitstellen kann, indem vorzugsweise eine luftgefüllte Tasche verwendet wird, die einen über die Oberfläche des Musters gleichmäßig verteilten Druck schaffen kann. Der Auswringwert wird als das Gewicht des Prüffluidverlusts pro Gewicht des nassen Musters berechnet.

Wiederum sollten dann, wenn ein Reinigungskissen Bereiche aufweist, die über die Dicke des Kissens unterschiedliche Materialien enthalten, Muster von jedem dieser Bereiche genommen werden und an allen diesen Mustern sollte das Auswringen gemessen werden. Wenn jedes diese Muster den obenbeschriebenen Auswringwert besitzt, wird angenommen, daß das Kissen diesen Auswringwert besitzt.


Anspruch[de]

1. Gerät zum Reinigen einer Oberfläche, wobei das Gerät umfaßt:

a. einen Handgriff; und

b. ein abnehmbares Reinigungskissen mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, wobei das Reinigungskissen in z-Richtung mehrere Breiten besitzt und ferner umfaßt:

i. eine Schruppschicht,

ii. eine Absorptionsschicht; und

iii. eine optionale Befestigungsschicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Reinigungskissen eine t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von wenigstens 10 g und vorzugsweise von wenigstens etwa 20 g deionisierten Wassers pro g des Reinigungskissens besitzt, wobei die t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität als die Absorption deionisierten Wassers in 1200 Sekunden unter einem Einschlußdruck von 0,62 kPa definiert ist, wobei der Einschlußdruck typische Drücke repräsentiert, die im Gebrauch auf das Reinigungskissen ausgeübt werden.

2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Oberfläche des Reinigungskissens zwei diskrete Oberflächen umfaßt, wovon jede die zu reinigende Oberfläche berührt.

3. Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Oberfläche des Reinigungskissens drei diskrete Oberflächen umfaßt, wovon jede die zu reinigende Oberfläche berührt.

4. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskissen einen Auswringwert von nicht mehr als 40% bei 1,72 kPa besitzt.

5. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfaßt, wobei sich die erste Schicht zwischen der Schruppschicht und der zweiten Schicht befindet und die erste Schicht eine Breite besitzt, die kleiner ist als jene der zweiten Schicht ist.

6. Reinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht ferner eine dritte Schicht umfaßt, die zwischen der ersten Schicht und der Schruppschicht angeordnet ist, und die dritte Schicht eine Breite besitzt, die kleiner als jene der ersten Schicht ist.

7. Reinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht der Absorptionsschicht ein faserartiges Material umfaßt und die ersten und dritten Schichten der Absorptionsschicht ein hochgradig absorbierendes Material umfassen:

8. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff einen Tragkopf umfaßt, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkopf eine obere Oberfläche, die am Handgriff befestigt ist, sowie eine untere Oberfläche, die Haken für die lösbare Befestigung des Reinigungskissens am Tragkopf umfaßt, aufweist.

9. Reinigungskissen mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskissen in der z- Dimension mehrere Breiten besitzt, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskissen umfaßt:

a. eine Schruppschicht;

b. eine Absorptionsschicht; und

c. eine optionale Befestigungsschicht zum mechanischen Befestigen des Reinigungskissens an einem Handgriff eines Reinigungsgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht zwischen der Schruppschicht und der optionalen Befestigungsschicht, sofern vorhanden, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

das Reinigungskissen eine t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität von wenigstens etwa 10 g deionisierten Wassers pro g des Reinigungskissens besitzt, wobei die t&sub1;&sub2;&sub0;&sub0;-Absorptionskapazität als die Absorption von deionisiertem Wasser in 1200 Sekunden unter einem Einschlußdruck von 0,62 kPa definiert ist, wobei der Einschlußdnick typische Drücke darstellt, die im Gebrauch auf das Reinigungskissen ausgeübt werden.

10. Reinigungskissen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschicht, sofern vorhanden, im wesentlichen fluidundurchlässig ist und an einem Handgriff eines Reinigungsgeräts, der mechanische Haken besitzt, lösbar befestigt werden kann.

11. Reinigungskissen nach den Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfaßt, wobei sich die erste Schicht zwischen der Schruppschicht und der zweiten Schicht befindet und die erste Schicht eine geringere Breite als die zweite Schicht besitzt.

12. Reinigungskissen nach den Ansprüchen 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht ferner eine dritte Schicht umfaßt, die sich zwischen der ersten Schicht und der Schruppschicht befindet, wobei die dritte Schicht eine kleinere Breite als die erste Schicht besitzt.







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