Моющий инструмент

Моющий инструмент

Реферат

 

Изобретение относится к моющему инструменту, применяемому для удаления грязи с жестких поверхностей. Моющий инструмент содержит ручку и съемную моющую подушку, которая имеет измеряемую под давлением 0,09 фунтов на квадратный дюйм за 30 с процентную впитываемость, не превышающую 10% абсорбирующей способности, измеряемую под давлением 0,09 фунтов на квадратный дюйм за 1200 с, при этом она имеет измеряемую под давлением 0,09 фунтов на квадратный дюйм за 1200 с абсорбирующую способность по меньшей мере 5 г деионизированной воды на грамм моющей подушки. Данные признаки позволяют создать моющий инструмент, который содержит съемную моющую подушку с достаточной абсорбирующей способностью, что дает возможность очистки большого пространства, не меняя подушки. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение касается моющего инструмента, применяемого для удаления грязи с жестких поверхностей. Изобретение, в частности, касается моющего инструмента, содержащего ручку и съемную абсорбирующую моющую подушку. Изобретение также касается абсорбирующей моющей подушки в комбинации с моющим инструментом. Моющая подушка обладает способностью поглощать и удерживать значительные количества влаги, но после первоначальной задержки поглощения жидкости.

Предшествующий уровень техники.

Известны изделия, способные чистить твердые поверхности, как, например, полы из керамических плиток, полы из твердых пород дерева, верхние части прилавков и тому подобное. Известно множество устройств для мытья полов, содержащих ручку и средства для абсорбирования жидкого чистящего состава. Такие устройства включают средства, которые используются повторно, включая швабры, содержащие хлопчатобумажные бечевки, полоски из целлюлозы и/или синтетические ленты, губки и т.д. Несмотря на то, что эти швабры успешно удаляют многие виды загрязнения с твердых поверхностей им обычно требуются одна или более стадий промывки во время их использования, чтобы избежать насыщения материала грязью, землей и прочими осадками. Эти швабры поэтому требуют использования отдельной емкости для стадии/стадий промывки, и обычно эти стадии не могут в достаточной степени обеспечить промывку осадков грязи. Это может привести к повторному отложению больших количеств загрязнений во время последующих проходов швабры. Кроме того, используемые повторно швабры со временем становятся грязными и зловонными. Это отрицательно сказывается на последующем мытье.

Для устранения недостатков, связанных с многоразовыми швабрами, были предприняты попытки снабдить швабры сменными моющими подушками. Например, в патенте США N5094559, опубликованным 10 марта 1992 (Rivera et al) описана швабра, которая включает сменную моющую подушку, содержащую скребущий слой для удаления грязи с загрязненной поверхности, промокательный слой для поглощения жидкости после процесса мытья и влагонепроницаемый слой, расположенный между скребущим слоем и промокательным слоем. Подушка также содержит разрывное упаковочное средство, расположенное между скребущим слоем и влагонепроницаемым слоем. Разрывные упаковки расположены таким образом, что после разрыва жидкость направляется на вымываемую поверхность. Во время мытья скребущим слоем влагонепроницаемый лист предотвращает перемещение жидкости во впитывающий промокательный слой. После завершения мытья, подушка удаляется из ручки швабры и снова крепится таким образом, что промокательный слой входит в контакт с полом. Несмотря на то, что это устройство может устранить необходимость в использовании множества стадий прополаскивания, пользователю необходимо вручную манипулировать подушкой и повторно закреплять загрязненную влажную подушку для завершения процесса мытья.

В патенте США N5419015, опубликованном 30 мая 1995 (Garcia) описана швабра, имеющая съемные, моющиеся рабочие подушки. Как было описано, швабра содержит верхний слой, который может крепиться к крючкам на головке швабры, центральный слой синтетического микропористого пенопласта, и нижний слой, предназначенный для контакта с поверхностью во время мытья. Состав нижнего слоя, как указано, зависит от конечной цели устройства, т.е. мытья, полировки или скобления. В то время как в этом техническом решении решаются проблемы швабр, требующих промывки при их использовании, этот патент не обеспечивает моющий инструмент, который в значительной степени удаляет загрязнение, отложившееся на типичных бытовых твердых поверхностях, в частности, полов, так, чтобы поверхность воспринималась по существу незагрязненной. В частности, синтетический пенопласт, описанный в патенте Гарсиа, предназначенный для поглощения моющего раствора, имеет относительно низкую абсорбирующую способность для воды и водных растворов. Пользователь должен либо использовать небольшие количества моющего раствора, чтобы не выходить за пределы абсорбирующей способности подушки, или оставлять значительное количество моющего раствора на вымываемой поверхности. В любой из этих ситуаций рабочие характеристики этой моющей подушки не оптимальны.

Несмотря на то, что многие известные устройства для очистки твердых поверхностей успешно удаляют большое количество загрязнений, с которыми сталкиваются потребители во время процесса мойки, они не обеспечивают удобства в использовании вследствие того, что они требуют одну или более стадий мойки. Устройства предшествующего уровня техники, которые решали проблемы удобства использования, обычно достигали этого за счет эффективности мытья. Таким образом, остается необходимость в устройстве, обеспечивающем удобство в использовании и качественное удаление загрязнений. Поэтому задачей настоящего изобретения является создание моющего инструмента, содержащего съемную моющую подушку, который устраняет необходимость прополаскивания подушки во время работы. В частности, задачей настоящего изобретения является создание инструмента, который содержит съемную моющую подушку с достаточной абсорбирующей способностью на основе: грамм поглощаемой жидкости на грамм моющей подушки, что дает возможность очистки большого пространства, например, такого, как поверхность типичного твердого пола (например 80-100 кв. футов), не меняя подушки. Следующей задачей изобретения является создание такого моющего инструмента, в котором подушка имеет превосходные свойства удаления загрязнений. Несмотря на то, что моющий инструмент согласно настоящему изобретению используется в сочетании с моющим раствором, следующей задачей изобретения является достижение в результате по существу сухой поверхности.

Краткое описание изобретения Настоящее изобретение касается моющего инструмента содержащего: а. ручку; и б. съемную моющую подушку, содержащую: i. скребущий слой; и ii. абсорбирующий слой, в котором моющая подушка имеет процентную впитываемость t₃₀, не превышающую 10% абсорбирующей способности t₁₂₀₀ подушки и абсорбирующую способность t₁₂₀₀ по меньшей мере около 5 г деионизированной воды на грамм моющей подушки.

В зависимости от средств, используемых для крепления моющей подушки к ручке моющего инструмента, может быть целесообразно, чтобы моющая подушка также содержала отдельный прикрепляющий слой. В этом примере осуществления изобретения абсорбирующий слой расположен между скребущим слоем и прикрепляющим слоем.

Несмотря на то, что настоящее изобретение не ограничивается применением для мокрой очистки, оно предпочтительно используется в сочетании с моющим раствором. То есть, в то время как инструмент первоначально находится в сухом виде, оптимальное выполнение очистки для типичной твердой поверхности включает использование моющей жидкости, которая наносится на загрязненную поверхность перед мойкой с помощью инструмента согласно настоящему изобретению. При разработке моющего инструмента согласно настоящему изобретению, было обнаружено, что решающим аспектом выполнения мойки является избежание первоначального быстрого всасывания жидкости. Иными словами, несмотря на то, что важно поглотить по существу весь жидкий моющий раствор за то время, когда обычно пользователь очищает поверхность, также важно избежать немедленного всасывания жидкости моющей подушкой. Это в основном противоречит предшествующему уровню техники, касающемуся всасывающих изделий, в котором утверждается, что необходима быстрая впитывающая способность.

Не ограничиваясь этим, заявители предполагают, что задерживая первоначальное быстрое поглощение жидкости моющей подушкой, можно тщательно распределить раствор на поверхности, увеличив таким образом контакт загрязнения с жидкостью. Регулируемая задержка поглощения с помощью подушек настоящего изобретения обеспечивает достаточное время контакта моющего раствора для взаимодействия и удаления загрязнения. После этой первоначальной задержки, жидкость и загрязнения быстро поглощаются, оставляя чистую, сухую поверхность. В этом отношении минимальная полная впитываемость является необходимым условием моющей подушки. Эта полная впитываемость также важна, так как она позволяет использовать достаточные количества моющего раствора (для максимального увеличения взаимодействия раствора и загрязнения) и способствует тому, что по существу весь раствор и растворенное загрязнение удаляются с поверхности.

Инструмент согласно настоящему изобретению разработан таким образом, что он пригоден для всех жестких поверхностей подложек, включая дерево, винил, линолеум, непарафинированные полы, керамику, фарфор, стеновые доски, покрытие Formica , и т.д.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1 является видом в перспективе моющего инструмента согласно настоящему изобретению, который имеет дозирующее устройство для нанесения жидкости на поверхность; Фиг. 1а является видом в перспективе моющего инструмента согласно настоящему изобретению, который не имеет дозирующего устройства для нанесения жидкости на поверхность; Фиг. 1б, является видом сбоку захвата ручки инструмента, показанного на фиг.1а; Фиг. 2 является видом в перспективе съемной моющей подушки настоящего изобретения; Фиг. 3 является видом в перспективе с пространственным разделением деталей абсорбирующего слоя съемной моющей подушки настоящего изобретения; Фиг.4 является видом поперечного сечения одного примера реализации съемной моющей подушки настоящего изобретения; Фиг. 5 представляет собой схематичное изображение прибора для измерения способности работы под давлением (РПД) съемной моющей подушки; Фиг.6 представляет увеличенный вид в разрезе устройства поршень/цилиндр, показанного на фиг.5; Фиг. 7 представляет вид в перспективе с пространственным разделением деталей другой съемной подушки настоящего изобретения; Фиг.8 представляет вид в перспективе другой съемной моющей подушки настоящего изобретения.

Подробное описание.

I. Определения.

Используемое выражение "содержащий" обозначает, что различные компоненты, ингредиенты или стадии могут совместно использоваться в практике настоящего изобретения. Соответственно, выражение "содержащий" охватывает более ограничивающие понятия "состоящий в основном из" и "состоящий из".

Используемый термин "прямое жидкостное сообщение" означает, что жидкость может легко перемещаться между двумя компонентами или слоями моющей подушки (например, скребущим слоем и абсорбирующим слоем) без значительного накопления, перемещения или ограничения слоем, расположенным между ними.

Например ткани, волокнистые полосы, связующие материалы и тому подобные могут находиться между двумя отдельными компонентами, сохраняя при этом "прямое жидкостное сообщение" пока они не препятствуют движению и не ограничивают перемещение жидкости при ее прохождении от одного компонента или слоя в другой.

Используемый здесь термин "размер Z" относится к размеру ортогональному (образующему прямой угол) длине и ширине моющей подушки настоящего изобретения или его компонента. Размер Z обычно соответствует толщине моющей подушки или компонента подушки, включая материал сетки.

Используемый здесь термин "размер X-Y" относится к плоскости, ортогональной толщине моющей подушки или ее компонента. Размеры X и Y обычно соответствуют длине и ширине, соответственно, моющей подушки или компонента подушки.

Используемый здесь термин "слой" относится к элементу или компоненту моющей подушки, чьи основные размеры являются X-Y по ее длине и ширине. Следует понять, что термин "слой" не обязательно ограничен одними слоями или листами материала. Так, слой может включать слоистые материалы или сочетания нескольких листов или полос требуемого типа материала. Соответственно, термин "слой" включает термин "слои" и "слоистость".

Используемый здесь термин "гидрофильный" используется в отношении поверхностей, которые могут смачиваться водными растворами жидкостей, наносимых на них. Гидрофильность и смачиваемость обычно определяется в зависимости от контактного угла и поверхностного натяжения жидкостей и твердых поверхностей. Это подробно описано в публикации Американского Химического Общества, озаглавленной "Угол Контакта, Смачиваемость и Сцепление" (Contact Angle, Wettabity and Adhesion, ed. Robert F. Gould (Copyright 1964), которая приведена в качестве ссылки. Поверхность (гидрофильная) смачивается жидкостью, когда либо угол контакта между жидкостью и поверхностью меньше чем 90^o, или когда жидкость стремится спонтанно распространиться по поверхности, причем оба условия обычно сосуществуют. Наоборот, поверхность считается "гидрофобной", если угол контакта превышает 90^o и жидкость не распространяется спонтанно по поверхности.

Используемый здесь термин "сетка" означает любой износостойкий материал, который обеспечивает структуру скребущего слоя моющей подушки со стороны, входящей в контакт с поверхностью, и который также имеет достаточную степень открытости, чтобы обеспечить необходимое перемещение жидкости к абсорбирующему слою моющей подушки. Подходящими материалами являются материалы, которые имеют непрерывную, открытую структуру, например синтетические и проволочные сетки. Открытые пространства этих материалов могут легко регулироваться изменением количества взаимосвязанных пучков нитей, которые составляют сетку, регулированием толщины этих взаимосвязанных нитей, и т.д. Другие подходящие материалы включают такие, где структура обеспечена прерывистым шаблоном, отпечатанным на подложке. В этом аспекте непрерывный материал (например, синтетический) может отпечататься на подложке непрерывным или прерывистым шаблоном, например, отдельными точками и/или линиями, для обеспечения необходимой структуры. Подобно этому, непрерывный или прерывистый шаблон может отпечататься на материал, который затем будет служить сеткой. Эти шаблоны могут повторяться, или иметь случайный характер. Очевидно, что можно комбинировать один или более способов обеспечения необходимой структуры для получения нужного материала сетки. Высота направления и открытое пространство сетки или скребущего слоя подложки помогают регулировать и/или задерживать поток жидкости в абсорбирующий материал. Высота Z сетки и/или скребущей подложки помогают обеспечить средство регулирования объема жидкости, находящейся в контакте с очищаемой поверхностью, регулируя в то же время скорость поглощения жидкости, поступление жидкости в абсорбирующий материал.

С целью пояснения в настоящем изобретении, принято, что "верхний" слой моющей подушки является слоем, который расположен относительно дальше от поверхности, которую надлежит вымыть, (то есть, в инструменте, относительно ближе к его ручке). "Нижний" слой, наоборот, означает слой моющей подушки, который находится относительно ближе к поверхности, которую надлежит вымыть, (то есть в инструменте, относительно дальше от его ручки). Скребущий слой как таковой является самым нижним слоем, а абсорбирующий слой является верхним слоем относительно скребущего слоя. Понятия "верхний" и "нижний" используются подобным же образом при ссылке на слои, которые являются многослойными (например, когда скребущий слой является двухслойным материалом). Все процентные количества, соотношения и пропорции, используемые здесь являются весовыми, если они не имеют других определений.

II. Моющие инструменты.

Моющий инструмент согласно настоящему изобретению содержит: а. ручку, которая предпочтительно содержит на одном конце шарнирно закрепленную опорную головку; и б. съемную моющую подушку, содержащую: i. скребущий слой; ii. абсорбирующий слой, который предпочтительно находится в прямом жидкостном сообщении со скребущим слоем; и iii. по усмотрению, прикрепляющий слой для крепления с возможностью съема моющей подушки к ручке, предпочтительно к опорной головке, в котором моющая подушка имеет процентную впитываемость t₃₀, не превышающую приблизительно 10% абсорбирующей способности t₁₂₀₀ подушки, и абсорбирующую способность t₁₂₀₀ по меньшей мере 5 г деионизированной воды на грамм моющей подушки.

Как указано выше, было обнаружено, что первоначальная задержка всасывания жидкости абсорбирующей подушкой улучшает мойку в целом. В частности, моющие подушки имеют процентную впитываемость, основывающуюся на абсорбирующей способности t₁₂₀₀ подушки за 30 секунд, измеряемой под давлением в замкнутом объеме, равным 0,09 фунтов на кв. дюйм (далее здесь обозначается как процентная впитываемость t₃₀), не превышающая приблизительно 10%. Предпочтительно процентная впитываемость t₃₀ будет не более 5%, более предпочтительно, не более 2%, и еще более предпочтительно, не более 1%.

Несмотря на то, что желательно, чтобы первоначальное поглощение жидкости подушкой не было быстрым, все же необходимо, чтобы моющая подушка поглощала большую часть жидкости, используемой во время процесса мойки. Моющие подушки имеют поглощающую абсорбирующую способность за 1200 секунд, при измерении под давлением в замкнутом объеме 0,09 фунтов на кв. Дюйм (далее обозначается "абсорбирующая способность t₁₂₀₀") по меньшей мере 5 г деионизированной по меньшей мере около 10 г/г, более предпочтительно, по меньшей мере около 20 г/г, и еще предпочтительнее, по меньшей мере около 30 г/г. Моющая подушка будет предпочтительно иметь t₉₀₀ приблизительно по меньшей мере 10 г/г, более предпочтительно, t₉₀₀ приблизительно около 20 г/г.

Величины для процентной впитываемости t₃₀ и для абсорбирующей способности t₁₂₀₀ и t₉₀₀ измеряются при работе под давлением (как названо здесь методом РПД), который будет подробно описан ниже в разделе "Способы испытания". Вкратце, способ работы под давлением измеряет впитываемость моющей подушки в разное время под первоначальным давлением в замкнутом объеме 0,09 фунтов на квадратный дюйм (которое отражает типичные рабочие давления во время мойки).

Моющие подушки будут предпочтительно, но не обязательно, иметь общую пропускную способность по жидкости (деионизированной воды) по меньшей мере 100 г, более предпочтительно, по меньшей мере около 200 г, еще более предпочтительно, по меньшей мере 300 г, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере 400 г. Несмотря на то, что подушки, имеющие пропускную способность по жидкости менее 100 г находятся в рамках изобретения, они не годятся для мойки больших пространств, которые встречаются обычно в домашних условиях, в отличие от моющих подушек, имеющих большие пропускные способности.

Квалифицированному специалисту понятно, что для выполнения настоящего изобретения могут использоваться различные материалы. Таким образом несмотря на то, что для различных инструментов и компонентов моющей подушки описаны предпочтительные материалы, понятно, что объем изобретения не ограничивается этими описаниями.

А. Ручка Ручка моющего инструмента выполнена из любого материала, способствующего захвату моющего инструмента. Ручка моющего инструмента предпочтительно содержит любой удлиненный износостойкий материал, который обеспечит практичную мойку. Длина ручки зависит от целевого использования инструмента.

Ручка предпочтительно содержит на одном конце опорную головку, к которой может крепиться с возможностью съема моющая подушка. Для простоты использования, опорная головка может крепиться к ручке с возможностью поворота с использованием известных шарнирных узлов. Может использоваться любое подходящее средство для крепления моющей подушки к опорной головке с условием, что моющая подушка остается закрепленной в процессе мойки. Примеры подходящих средств крепления включают зажимы, крючки и петли (например, Velcro ) и т.д. В предпочтительном примере реализации опорная головка содержит крючки на своей нижней поверхности, которые механически крепятся к верхнему слою (предпочтительно отдельный слой крепления) абсорбирующей моющей подушки.

Предпочтительно ручка, содержащая средство дозированной подачи жидкости, показана в фиг. 1 и полностью описана в одновременно рассматриваемой патентной заявке США N 08/756774, поданной 26 ноября 1996 (V. S.Ping, et al) (Case 6383), которая включена в качестве ссылки. Другая предпочтительная ручка, которая не содержит средство дозированной подачи жидкости показана в фиг. 1а и 1б, и полностью описана в одновременно рассматриваемой патентной заявке США N 08| 716755, поданной 23 сентября 1996 (A.J.Irvin) (P& G Case 6262), которая включена в качестве ссылки.

Б. Съемная моющая подушка.

Вследствие того, регулирование впитываемости играет важную роль в выполнении процесса мойки инструментами настоящего изобретения, специалист поймет, что скорость поглощения жидкости, в частности первоначальная задержка быстрого впитывания жидкости моющего раствора моющей подушкой зависит от материалов подушки. В этом отношении объемный поток (скорость поглощения жидкости) может быть вычислена, используя закон Хаген-Пуазелля для ламинированного потока. Закон Хаген-Пуазелля дает возможность вычислить объемный поток g согласно следующей формуле: g = R²[(2cos/R)-gL]/8L, где R является радиусом трубки, является поверхностным натяжением поглощаемой жидкости, является углом контакта поверхности раздела жидкости и твердой поверхности, является плотностью жидкости, g является гравитационной постоянной, L является смоченной длиной трубки и является вязкостью жидкости. Из этого уравнения очевидно, что скорость впитываемости моющей подушки регулируется, например, изменением размера пор материала, из которого состоит моющая подушка, изменением поверхностной смачиваемости (cos) материала для поглощаемой жидкости и т.д. Помимо указанных материалов настоящего изобретения, любые хорошо известные абсорбирующие материалы могут использоваться и комбинироваться для достижения необходимой первоначальной задержки всасываемости, с учетом общей абсорбирующей способности. Соответственно, несмотря на то, что ниже описываются примерные материалы и примеры реализации, используемые для моющей подушки, изобретение не ограничивается этими материалами и примерами реализации.

i. Скребущий слой Скребущим слоем является часть моющей подушки, которая входит в контакт с загрязненной поверхностью во время мойки. Материалы, используемые в качестве скребущего слоя, должны быть достаточно износостойкими, чтобы слой сохранял свою целостность во время процесса мойки. Кроме того, когда моющая подушка используется вместе с раствором, скребущий слой должен обладать способностью поглощать жидкости и загрязнения, и передавать эти жидкости и загрязнения абсорбирующему слою. Таким образом обеспечивается непрерывное удаление дополнительного материала с вымываемой поверхности. Вне зависимости от того, используется ли инструмент с моющим раствором (в мокром состоянии) или без моющего раствора (в сухом виде), скребущий слой, помимо удаления твердых частиц, будет осуществлять другие функции, например чистку и полировку поверхности.

Скребущий слой может быть однослойной или многослойной структурой, при этом один или более его слоев может иметь прорези, способствующие отскребанию загрязненной поверхности и поглощению твердых частиц. Скребущий слой, когда он проходит по загрязненной поверхности, взаимодействует с загрязнением (и с моющим раствором, когда он используется), разжижая, превращая в эмульсии жесткие загрязнения и свободно пропуская их в абсорбирующий слой моющей подушки. Скребущий слой предпочтительно содержит отверстия (т.е. щели), которые обеспечивают легкий проход более крупным частицам загрязнения, чтобы они свободно входили и попадали в абсорбирующий слой подушки. В качестве скребущего слоя предпочтительны структуры низкой плотности, способствующие переносу материала частиц в абсорбирующий слой подушки.

Чтобы обеспечить необходимую целостность, материалы, наиболее подходящие для скребущего слоя, включают синтетические материалы, такие как полиолефины (например, полиэтилен и полипропилен), сложные полиэфиры, полиамиды, синтетические целлюлозы (например, Rayon ) и их смеси. Такие синтетические материалы могут производиться известными процессами, например кардным прочесом, спрядением, пробивание отверстий иглой, продувкой в расплаве, воздушной наплавкой и т.д.

ii. Абсорбирующий слой.

Абсорбирующий слой служит для удержания любой жидкости и загрязнения, поглощенных моющей подушкой во время работы. Несмотря на то, что скребущий слой способствует до некоторой степени способности подушки обеспечивать первоначальное задержание впитываемости жидкости, абсорбирующий слой играет решающую роль для достижения первоначальной задержки и полной впитываемости согласно настоящему изобретению.

Абсорбирующий слой будет удалять жидкость и загрязнения из скребущего слоя, так что скребущий слой будет иметь возможность непрерывно удалять загрязнения с поверхности. Абсорбирующему слою также необходимо удерживать абсорбированный материал под специфичными рабочими давлениями, чтобы избежать "просачивания" абсорбированного загрязнения, моющего раствора и так далее.

Абсорбирующий слой будет содержать любой материал, который способен поглощать и удерживать жидкость в работе, однако, после первоначального, в течение которого абсорбируется минимальное количество жидкости. Для достижения необходимой полной пропускной способности по жидкости, предпочтительно, чтобы абсорбирующий слой включал материал, имеющий относительно высокую пропускную способность (в смысле грамм жидкости на грамм абсорбирующего материала). Используемый в этом значении термин "суперабсорбирующий материал" означает любой абсорбирующий материал, имеющий пропускную способность г/г для воды по меньшей мере 15 г/г, при измерении под давлением в замкнутом объеме 0,3 фунта на квадратный дюйм. Так как большая часть моющих жидкостей, используемых в настоящем изобретении имеют водную основу, предпочтительно, чтобы суперабсорбирующие материалы имели относительно высокую пропускную способность г/г для воды или жидкостей на водной основе.

Примерные суперабсорбирующие материалы включают водонерастворимые, набухающие в воде суперабсорбирующие гелеобразные полимеры (далее здесь называемые "суперабсорбирующие гелеобразные полимеры"), которые хорошо известны в литературе. Эти материалы обладают очень высокими абсорбирующими свойствами для воды. Суперабсорбирующие гелеобразные полимеры, используемые в настоящем изобретении могут иметь размер, форму и/или морфологию, варьируемые в широком диапазоне. Эти полимеры могут быть в виде частиц, которые не имеют большого отношения наибольшего размера к наименьшему размеру (например, гранулы, хлопья, распыленная крошка, скопление частиц с межмолекулярными связями, скопления структурированных частиц и т.д.) или они могут быть в виде волокон, листов, пленок, пен, ламинатов, и т.д. Использование суперабсорбирующих гелеобразных полимеров в виде волокон создает преимущество, заключающееся в обеспечении повышенной удерживающей способности суперабсорбирующего материала, по отношению к частицам, во время процесса мойки. Несмотря на то, что их пропускная способность обычно ниже для водных растворов, эти материалы все же обладают значительной абсорбирующей способностью для таких растворов. Патентная литература насыщена описаниями материалов, которые набухают в воде. См., например, патент США N 3699103 (Harper et al), опубликованный 13 июня 1972 года, патент США N3770731 (Harmon), опубликованный 20 июня 1972 года; заменяющий патент США N 32649 (Brandt et al), заново опубликованный 19 апреля 1989 г.; патент США N 4834735 (Alemany et al), опубликованный 30 мая 1989 г.

Суперабсорбирующие гелеобразные полимеры, используемые в настоящем изобретении, включают различные водонерастворимые, но набухаемые в воде полимеры, способные поглощать большие количества жидкостей. Такие полимерные материалы также обычно называются "гидроколлоиды" и могут включать полисахариды, такие например, как карбоксиметилкрахмал, карбоксиметилцеллюлоза и гидроксипропилцеллюлоза; неионные типы, такие как поливиниловый спирт и поливиниловые эфиры; катионные типы, такие как поливинилпиридин, поливинилморфолинион, и N,N-диметиламиноэтил или N,N-диэтиламинопропил акрилаты и метакрилаты, и их соответствующие четвертные соли. Обычно суперабсорбирующие гелеобразные полимеры, используемые в настоящем изобретении, имеют множество анионных функциональных групп, например сульфоновую кислоту, а более типично, карбоксильные группы. Примеры полимеров, подходящих, для использования здесь, включают такие, которые получаются из полимеризующихся, ненасыщенных, кислотосодержащих мономеров. Таким образом, такие мономеры включают олефино-ненасыщенные кислоты и ангидриды, которые содержат по меньшей мере одну двойную углеродную олефиновую связь. Более конкретно, эти мономеры могут быть выбраны из олефино-ненасыщенных карбоновых кислот и кислотных ангидридов, олефино-ненасыщенных сульфоновых кислот и их смесей.

Некоторые некислотные мономеры также могут быть включены, обычно в незначительных количествах, при приготовлении суперабсорбирующих гелеобразных полимеров, используемых здесь. Такие некислотные мономеры могут включать, например, водорастворимые или вододиспергируемые сложные эфиры кислотосодержащих мономеров, а также мономеры, которые не содержат группы карбоновых и сильфоновых кислот. По усмотрению, некислотные мономеры таким образом могут включать мономеры, содержащие следующие типы функциональных групп: сложные эфиры карбоновой или сульфоновой кислоты, гидроксильные группы, амидные группы, аминогруппы, нитрильные группы, группы четвертичных солей аммония, арильные группы (например, фенильные группы, наподобие групп, полученных из мономера стирола). Эти некислотные мономеры являются хорошо известными материалами и более подробно описаны, например, в патенте США N 4076663 (Masuda et al), опубликованном 28 февраля 1978 г. и в патенте США N 4062817 (Westerman), опубликованном 13 декабря 1977 г., которые включены здесь для ссылочного материала.

Олефино-ненасыщенные мономеры карбоновой кислоты и ангидрида карбоновой кислоты включают акриловые кислоты, включая акриловую кислоту как таковую, метакриловую кислоту, этакриловую кислоту, -хлоракриловую кислоту, а-цианоакриловую кислоту, -метакриловую кислоту (кротоновую кислоту), -фенилакриловую кислоту, -акрилоксипропионовую кислоту, сорбиновую кислоту, -хлорсорбиновую кислоту, ангеликовую кислоту, коричную кислоту, -хлоркоричную кислоту, -стерилакриловую кислоту, итаконовую кислоту, цитроконовую кислоту, мезаконовую кислоту, глутаконовую кислоту, аконитовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, трикарбоксиэтилен и ангидрид малеиновой кислоты.

Олефино-ненасыщенные мономеры сульфоновой кислоты включают сульфоновые кислоты алифитического или ароматического винила, например, винилсульфоновую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, винилтолуолсульфоновую кислоту и стиролсульфоновую кислоту; акриловую и метакриловую сульфоновую кислоту, например сульфоэтилакрилат, сульфоэтилметакрилат, сульфопропилакрилат, сульфопропилметакрилат 2-гидрокси-3-метакрилоксипропиловую сульфоновую кислоту и 2-акриламид-2-метилпропансульфоновую кислоту.

Предпочтительные суперабсорбирующие полимеры, используемые в настоящем изобретении, содержат карбоксильные группы. Эти полимеры включают привитые сополимеры гидролизованного крахмало-акрилонитрила, привитые сополимеры частично нейтрализованного гидролизованного крахмало-акрилонитрила, привитые сополимеры крахмало-акриловой кислоты, привитые сополимеры частично нейтрализованной крахмало-акриловой кислоты, сополимеры смыленного винилацетатакрилового сложного эфира, сополимеры гидролизованного акрилонитрила или акриламида, полимеры образующие небольшие поперечные связи любых описанных выше сополимеров, частично нейтрализованной полиакриловой кислоты, и полимеры с небольшими поперечными связями частично нейтрализованной полиакриловой кислоты. Эти полимеры могут использоваться либо отдельно, либо в смеси двух или более различных полимеров. Примеры этих полимерных материалов описаны в патентах США NN 3661875, 4076663, 4093776, 4666983, 4734478.

Наиболее предпочтительными полимерными материалами, используемыми для приготовления суперабсорбирующих гелеобразных полимеров являются легкосшитые сетчатые полимеры частично нейтрализованных полиакриловых кислот и их крахмальные производные. Более предпочтительно, гидрогель-образующие абсорбирующие полимеры содержат приблизительно от 50 до 95%, предпочтительно около 75% нейтрализованной, легкосшитой сетчатой полиакриловой кислоты (т. е. поли(акрилат натрия/акриловой кислоты)). Сетевая сшивка делает полимер по существу водонерастворимым и частично определяет абсорбирующую способность и характеристики извлечения содержимого суперабсорбирующих гелеобразных полимеров. Процессы сетевой сшивки этих полимеров и типичные сшивающие агенты описаны более подробно в патенте США N 4076663.

Несмотря на то, что суперабсорбирующие гелеобразные полимеры предпочтительно одного типа (т. е. однородные), в инструментах согласно настоящему изобретению могут использоваться смеси полимеров. Например, смеси привитых сополимеров крахмало-акриловой кислоты и легкосшитые сетчатые полимеры частично нейтрализованной полиакриловой кислоты также могут использоваться в настоящем изобретении.

В то время как любой из суперабсорбирующих гелеобразных полимеров, описанных в предшествующем уровне техники. Может использоваться в настоящем изобретении, недавно было признано, что когда большие уровни суперабсорбирующих гелеобразных полимеров (т.е. более 50 мас.% абсорбирующей структуры) включены в абсорбирующую структуру, и особенно когда один и более участков абсорбирующего слоя будет содержать приблизительно более 50 мас.% участка, возникает проблема блокирования геля разбухшими частицами, что отрицательно скажется на прохождении жидкости и способности гелеобразующих полимеров поглощать жидкость соответственно своей абсорбирующей способности в необходимый промежуток времени. В патенте США N 5147343 (Kellenberger et al), опубликованном 15 сентября 1992 г. и N 5149335 (Kellenberger et al), опубликованном 22 сентября 1992 года, описаны суперабсорбирующие гелеобразующие полимеры в отношении их впитываемости под нагрузкой (В.П.Н.), где гелеобразующие полимеры поглощают жидкость (0,9% солевого раствора) под давлением 0,3 фунтов на квадратный дюйм в замкнутом объеме. (Описание каждого из этих патентов включено здесь). Способы определения ВПН опис