Чистящее изделие и способы его изготовления и применения

Чистящее изделие и способы его изготовления и применения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Нетканые изделия часто используются для чистки различных поверхностей, например, поверхностей, контактирующих с пищей, и им подобных.

Сущность изобретения

В настоящем документе, в общем, раскрыто чистящее изделие, содержащее цельный нетканый лист, содержащий по меньшей мере первый полууплотненный волокнистый слой, составляющий единое целое с цельным нетканым листом, и который формирует первую основную поверхность цельного нетканого листа. Эти и другие аспекты настоящего изобретения, включая способы изготовления и использования изделия, будут очевидны из подробного описания, приведенного ниже. При этом, ни при каких обстоятельствах настоящее описание сущности изобретения не следует понимать, как ограничивающее заявляемый предмет настоящего изобретения, независимо от того, представлен ли данный предмет изобретения в формуле изобретения первоначально поданной заявки, или он представлен в скорректированной формуле изобретения, или будет иным образом представлен в ходе экспертизы настоящей заявки.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Вид сверху одного из воплощений чистящего изделия в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2. Схематический вид сбоку фрагмента чистящего изделия в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3. Схематический вид сбоку фрагмента чистящего изделия в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения.

Фиг. 4. Схематический вид сбоку одного из воплощений чистящего тела в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 5. Полученная с помощью оптического микроскопа фотография основной поверхности цельного нетканого листа в рабочем примере настоящего изобретения.

Фиг. 6. Полученная с помощью оптического микроскопа фотография чистящего изделия в рабочем примере, расположенного бок о бок с чистящим изделием в сравнительном примере.

Аналогичными номерами позиций на различных чертежах обозначены аналогичные элементы. Некоторые элементы могут присутствовать в виде множества из одного или более идентичных или эквивалентных элементов; в таких случаях номером позиции могут быть обозначены один или более представительных элементов данного типа, но при этом подразумевается, что такой номер позиции относится ко всем данным элементам. Фиг 1-4 выполнены не в масштабе и приведены с целью проиллюстрировать различные воплощения настоящего изобретения. В частности, размеры различных компонентов на чертежах показаны только иллюстративно, и на основании фиг. 1-4 не следует делать каких-либо выводов о соотношениях размеров различных компонентов. Хотя в настоящем описании могут использоваться такие термины, как "верх", "низ", "верхний", "нижний", "под", "над", "передний", "задний", "вверх" и "вниз", а также "первый" и "второй", следует понимать, что данные термины используются в их относительном смысле, если явно не указано иное. В контексте настоящего описания термин "вовнутрь" означает направление к воображаемой плоскости, расположенной в центре изделия и проходящей вдоль оси, в целом ориентированной в направлении, в котором изделие имеет самый короткий размер (то есть, в направлении толщины, а не в направлении длины или ширины изделия). Термин "наружу" означает направление в целом от такой плоскости. Если явно не указано иное, в контексте настоящего описания термин "в целом", используемый как наречие в отношении свойства или признака, означает, что данные свойство или признак соблюдаются в степени, приемлемой для сведущих в данной области техники, но не подразумевают точного или совершенного соответствия (то есть, данный термин допускает отклонение в пределах ± 20% от указанных количественных значений). Термин "в сущности", если явно не указано иное, означает высокую степень соответствия (в пределах ± 10% от указанных количественных значений), но опять же, не требует точного или совершенного соответствия. Следует также иметь в виду, что термины «одинаковый», «равный», «однородный», подразумевают обычные степени допустимого отклонения или ошибки измерения, соответствующие контексту их использования, но не требуют точного или совершенного соответствия.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показан вид сверху одного из воплощений чистящего изделия 1. Под чистящим изделием в контексте настоящего изобретения понимается любое изделие, которое содержит, по меньшей мере на первой своей основной поверхности, набор 160 чистящих тел 162, которые в свою очередь имеют такую конфигурацию, что когда первая поверхность 104 изделия 1 приводится в контакт с какой-либо поверхностью (например, поверхностью, контактирующей с пищевыми продуктами), и первой поверхностью 104 проводят по данной поверхности, чистящие тела 162 могут смещать со своих мест объекты, присутствующие на данной поверхности (например, прилипшие к данной поверхности).

Чистящее изделие 1 содержит цельный нетканый лист 100, который содержит внутреннее пространство 102, первую основную поверхность 104 и вторую основную поверхность 108, как это лучше всего видно на фиг. 2 и 3. Нетканый лист 100 может быть сформирован из любого подходящего нетканого полотна, например, полотна аэродинамической укладки, кардованного полотна, полотна, полученного формованием волокон из расплава, прошивного полотна, полотна гидродинамической укладки, полотна из волокон, выдуваемых из расплава, и прочих видов полотен. Под «цельным листом» понимается, что состав листа 100 (в смысле процентного содержания в нем волокон различного состава) является в сущности постоянным по всей толщине листа 100, включая состав в окрестностях основных поверхностей 104 и 108 (отметим, что это не исключает возможных изменений плотности расположения волокон по толщине листа 100, как будет более подробно обсуждаться ниже). По определению, термин «цельный» не относится к листам, которые сформированы путем ламинирования или иного скрепления нетканых листов друг с другом, даже если такие листы имеют аналогичный или идентичный состав.

Цельный нетканый лист в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере некоторые нетканые волокна, скрепленные между собой волокно к волокну скреплением плавления. А именно, цельный нетканый лист 100 содержит по меньшей мере некоторые скрепления волокно к волокну плавлением по всему внутреннему пространству 102 листа 100, а также в полууплотненном волокнистом слое 140, который будет более подробно описан ниже. В некоторых воплощениях по меньшей мере некоторые волокна листа 100 могут быть штапельными волокнами, которые в контексте настоящего описания определяются как волокна, порезанные на отрезки измеримой (например, заданной) длины. В данном смысле штапельные волокна отличаются от волокон, являющихся в сущности непрерывными (например, от волокон, получаемых выдуванием из расплава). Штапельные волокна, как правило, формируют и отверждают, а затем нарезают по длине и встраивают в нетканое полотно (что отличается от процессов, при которых волокна сразу собираются в полотно, как, например, в процессах формования волокон из расплава или выдувания волокон из расплава). При этом могут использоваться любые подходящие штапельные волокна, выбранные, например, из синтетических волокон или волокон, естественным образом встречающихся в природе. Подходящие синтетические волокна могут включать органические термопластические полимерные материалы, подвергнутые процессам экструдирования, формования волокон из расплава, формования из раствора и другим процессам. Неограничивающие примеры таких материалов могут включать, например, полиамиды, такие, как поликапролактам (нейлон 6) и полигексаметилен адипамид (нейлон 6,6), полиолефины, такие, как полипропилен и полиэтилен, полимеры сложных эфиров, такие, как полиэтилен терефталат, акриловые волокна, например, сформированные из акрилонитрила, и так далее. Прочие подходящие волокна включают волока естественного происхождения, например, волокна, изготовленные из хлопка, целлюлозы, шелка, джута, бамбука, сизаля, шерсти, конопли, свиной щетины, целлюлозы и так далее. При необходимости могут использоваться волокна из керамических или металлических материалов. Любые такие волокна могут быть получены из первичного сырья, или могут быть получены путем утилизации вторичного сырья, например, тряпья, отходов производства ковров, волокон, тканей и так далее. Могут также использоваться смеси волокон любых подходящих типов или составов. В некоторых воплощениях по меньшей мере некоторые волокна листа 100 могут быть первыми штапельными волокнами 110, имеющими первую точку плавления, которая выше, чем вторая точка плавления вторых штапельных волокон (если таковые имеются, как будет более подробно описано ниже). Такие первые штапельные волокна 110 могут, в частности, придавать листу 100 жесткость, прочность, приподнятость, упругость и прочие свойства, и могут быть выбраны из любых перечисленных выше волокон. В некоторых воплощениях первые штапельные волокна 110 могут содержать полиэтилентерефталат (ПЭТ), и данный термин используется в настоящем описании в широком смысле и охватывает любые смеси, сополимеры и другие типы полимеров, включающие полиэтилен-терефталатные единицы.

В некоторых воплощениях по меньшей мере некоторые волокна листа 100 могут быть вторыми волокнами 112, которые являются связующими волокнами. В контексте настоящего описания связующим волокном является любое волокно (например, штапельное волокно), которое содержит по меньшей мере один основной компонент, который имеет вторую точку плавления, которая ниже, чем первая точка плавления первых штапельных волокон 110. Такие волокна, будучи нагреты и затем охлаждены, как будет описано ниже, могут обеспечивать скрепление между связующими волокнами и первыми штапельными волокнами в точках их взаимного контакта в результате плавления волокон (при этом, конечно, может происходить и скрепление связующих волокон между собой в результате плавления). В некоторых воплощениях такие связующие волокна могут быть двухкомпонентными волокнами (в соответствии с общей практикой использования данного термина, его значение не ограничивается волокнами, имеющими только два компонента, а включает и многокомпонентные волокна с любым требуемым числом компонентов). Такие двухкомпонентные волокна включают по меньшей мере один компонент, имеющий вторую точку плавления, которая ниже первой точки плавления первых штапельных волокон, и, кроме того, включает по меньшей мере один дополнительный компонент, имеющий третью точку плавления, которая выше, чем вторая точка плавления двухкомпонентных волокон. Часто такой компонент двухкомпонентного волокна, имеющий более высокую точку плавления, может присутствовать в виде сердцевины волокна, а компонент с более низкой точкой плавления может присутствовать, как оболочка волокна (хотя могут использоваться и любые другие подходящие конфигурации, например, с расположением компонентов бок о бок). Третья точка плавления может быть (но не обязательно должна быть) близкой по значению к первой точке плавления описанных выше первых штапельных волокон. В различных воплощениях имеющий более высокую точку плавления компонент таких двухкомпонентных волокон может быть выбран, например, из полимеров сложных эфиров (таких, как, например, полиэтилен терефталат), полифениленсульфидов, полиамидов (таких, как, например, нейлон), полиимидов, полиэфиримидов или полнолефинов (таких, как, например, полипропилен). Имеющий более низкую точку плавления компонент двухкомпонентных волокон может быть выбран в соответствии с потребностями приложения. Во многих воплощениях такой компонент может иметь химический состав, в целом аналогичный химическому составу компонента, имеющего более высокую точку плавления, но может иметь иную кристаллическую структуру, более высокое содержание аморфного полимера и т.п., благодаря чему он имеет более низкую точку плавления. В качестве альтернативы, имеющий более низкую точку плавления компонент двухкомпонентного волокна может иметь химический состав, отличный от химического состава компонента двухкомпонентного волокна, имеющего более высокую точку плавления. Такие отличия могут иметь самый различный характер, например, от включения в сополимерный материал мономерных единиц до использования совершенно иного полимерного материала.

В некоторых воплощениях вторые (связующие) волокна 112 могут быть однокомпонентными волокнами, имеющими более низкую точку плавления, чем первая точка плавления первых волокон 110. Сведущим в данной области техники будет понятно, что связующие волокна (однокомпонентные или двухкомпонентные) под воздействием достаточно высокой температуры будут размягчаться и по меньшей мере частично расплавляться. В результате их плавления, последующего охлаждения и отвердевания такие волокна могут скрепляться с волокнами 110 (и/или между собой), тем самым преобразуя всю массу волокон в по меньшей мере частично самонесущий лист (который может быть дополнительно усилен за счет использования связующего, как будет более подробно обсуждаться ниже). Однокомпонентные связующие волокна могут немного отличаться от двухкомпонентных связующих волокон тем, что в некоторых случаях в описанном выше процессе скрепления однокомпонентные связующие волокна могут частично, почти полностью или даже полностью расплавляться, теряя свою исходную форму, в то время как двухкомпонентные волокна обычно по меньшей мере частично сохраняют свою исходную форму благодаря наличию в них компонента с более высокой точкой плавления (например, в виде сердцевины волокна). Могут использоваться оба указанных типа волокон, как сами по себе, так и в различных комбинациях.

Штапельные волокна 110 и/или связующие штапельные волокна 112 могут быть извитыми или не извитыми. Использование извитых волокон может дополнительно увеличивать приподнятость и/или упругость нетканого листа 100. Извитые волокна предлагаются различными поставщиками; или же, любые подходящие волокна могут быть сделаны извитыми с помощью пресса для гофрирования, шестеренчатой машины или им подобных устройств. Если волокна являются извитыми, то количество изгибов в волокне может составлять, например, от 2 до 12 на сантиметр. В различных воплощениях извитые волокна могут иметь показатель извитости (измеряемый способами, описанными в патентной заявке США 2007/0298697 (Charmoille), включаемой в настоящую заявку с данной целью посредством ссылки), составляющий, например, от примерно 35% до примерно 70%. Штапельные волокна (извитые или прямые), которые могут использоваться при реализации настоящего изобретения, могут иметь любую подходящую длину, например, от 0,5 до 15 см. Штапельные волокна, которые могут использоваться при реализации настоящего изобретения, могут иметь любой подходящий показатель денье, например, от примерно 1 до примерно 200. В некоторых воплощениях штапельные волокна (как 110, так и 112) могут быть от примерно 6 до примерно 20 денье. Любые такие волокна могут иметь любую требуемую форму поперечного сечения (например, круглую, треугольную, квадратную, много дольную, полую, с каналами и так далее). В некоторых воплощениях штапельные волокна (110 и 112) могут быть гидрофобными, скорее, чем гидрофильными волокнами. Сведущим в данной области техники будет понятно, что многие традиционно используемые волокна (например, многие волокна из полимеров сложных эфиров, полиолефинов, полиамидов и так далее) являются по своей природе гидрофобными, за исключением случаев, когда специально подобран соответствующий состав волокна или его поверхность обработана соответствующим образом.

Цельный нетканый лист 100 включает по меньшей мере одно связующее 120, распределенное по толщине листа 100 (то есть, от первой основной поверхности 104 до второй основной поверхности 108, включая самую внутреннюю область внутреннего пространства 102 листа 100) в форме глобул, по меньшей мере некоторые из которых скрепляют по меньшей мере некоторые из волокон листа с другими волокнами листа. В контексте настоящего описания термин «глобула» означает сгустки связующего 120, имеющие любую форму и любые пропорции размеров, и при этом необходимо отметить, что глобулы не обязательно должны иметь сферическую форму, или даже форму, близкую к сферической. На фиг. 2 и 4 показаны примеры многочисленных глобул связующего 120. И, хотя некоторые глобулы могут быть протяженными вдоль волокон на значительную длину, и/или могут находиться в контакте с другими глобулами (образуя по меньшей мере фрагменты сетки из глобул связующего), такое расположение глобул связующего в соответствии с настоящим изобретением, при котором они распределены по всему листу 100, как описано в настоящем документе, следует отличать от расположения, при котором все промежуточные пространства между волокнами нетканого листа полностью заполнены связующим.

Глобулы 120 могут быть сформированы способом введения прекурсора связующего в нетканый лист 100 с последующим преобразованием прекурсора связующего в связующее 120. При этом может использоваться любой подходящий прекурсор связующего (отметим, что в данной области техники такие материалы часто именуют «связующими», хотя, строго говоря, многие из них поставляются в форме прекурсора связующего, впоследствии преобразуемого в настоящее связующее). По меньшей мере в некоторых воплощениях такой прекурсор связующего может обеспечиваться в форме текучего материала (например, смолы), который вводят в лист 100 и затем преобразуют в связующее под действием тепла (например, способом стимулирования формирования перекрестных связей или удаления воды и/или растворителя, или способом, основанным на комбинации таких механизмов). В некоторых воплощениях такой прекурсор связующего может обеспечиваться в виде текучего материала (например, типа «термоклей»), который вводят в лист 100 и затем охлаждают для преобразования его в связующее. Неограничивающий список подходящих прекурсоров связующего включает, например, акриловую смолу, фенольную смолу, нитриловую смолу, этилен винил ацетатную смолу, полимочевинную или мочевино-формальдегидную смолу, изоцианатную смолу, стирол-бутадиеновую смолу, стирол-акриловые смолы, винил акриловую смолу, аминопластовую смолу, меламиновую смолу, полиизопреновую смолу, эпоксидную смолу, этилен-ненасыщенную смолу и их комбинации. Сведущему в данной области техники будет понятно, что упомянутые смолы включают как термоотверждаемые, так и термопластические смолы. В некоторых воплощениях такой прекурсор связующего удобно наносить в виде смеси на водной основе (например, в виде латекса), и он может дополнительно включать вещество, способствующее формированию перекрестных связей в полимеризующейся смоле. Неограничивающие примеры подходящих прекурсоров связующего включают, например, Rovene 5900 от Mallard Creek Polymers (Северная Каролина, США), Rhoplex TR-407 производства Dow Company (штат Нью-Джерси, США) и Aprapole SAF17 производства АР Resinas (Мехико, Мексика). Связующие и прекурсоры связующих различных типов подробно описаны в патенте США 6,312,484 (Chou) и в патентной заявке США 2012/0064324 (Arellano); оба данных документа с данной целью включены в настоящее описание целиком посредством ссылки (отметим, что патент США 6,312,484 (Chou) скорее предусматривает включение таких связующих в состав суспензии, наносимой в виде покрытия на поверхность нетканого полотна, нежели введение связующего в полотно на всю его толщину).

Как будет очевидно из настоящего описания, во многих воплощениях основной функцией связующего 120 может быть, скорее, усиление прочности листа 100, нежели удержание абразивных частиц на листе 100 или внутри него. А именно, в некоторых воплощениях связующее 120 может не включать каких-либо абразивных частиц (например, никаких из наиболее часто используемых неорганических абразивных частиц, таких, как оксид алюминия и ему подобные). Однако в других воплощениях связующее 120 при необходимости может включать частицы абразива (например, любые из абразивных частиц, список которых будет приведен ниже). В соответствии с потребностями приложения, в связующем 120 могут присутствовать любые наполнители, добавки, вещества, облегчающие обработку и прочие вещества.

Полууплотненный волокнистый слой

В воплощении, показанном на фиг. 2 и 3, цельный нетканый лист 100 содержит первый полууплотненный волокнистый слой 140. Под «полууплотненным» понимается, что в данном слое 140 присутствуют волокна (например, волокна 110 и 112) с более высокой плотностью расположения в пространстве (где под плотностью расположения в пространстве подразумевается отношение объема волокон к объему пространства, которое занимает образованная ими конструкция) по сравнению с тем, как они расположены во внутреннем пространстве 102 листа 100. Пример такого расположения показан на фиг. 2. По меньшей мере в некоторых воплощениях связующее 120 также может присутствовать в слое 140 в большем количестве на единицу объема, чем во внутреннем пространстве 102 листа 100, как это показано, опять же, на фиг. 2. Характеристика «полууплотненный» используется в отношении слоя 140 для того, чтобы подчеркнуть, что слой 140 по меньшей мере частично сохраняет свою волокнистую природу и не уплотнен настолько, что он становится сплошной (или даже в значительной мере сплошной) оболочкой. Это показано на фиг. 5, которая представляет собой экспериментально полученный вид сверху слоя 140 в одном из воплощений нетканого листа 100 (в показательном рабочем примере), и который подтверждает, что слой 140 остается в сущности волокнистым и в высокой степени пористым по своей природе. Тем самым слой 140 отличается, например, от сплошной оболочки.

Поэтому следует понимать, что полууплотненный волокнистый слой 140 не обязательно значительно отличается по своей природе от внутреннего пространства 102 листа 100; скорее, волокна и связующее расположены в слое 140 с немного большей плотностью, чем во внутреннем пространстве 102. Тем не менее, наличие полууплотненного волокнистого слоя 140 обеспечивает значительные преимущества, как будет обсуждаться ниже. В некоторых случаях такая более высокая плотность расположения может быть описана в терминах «сплошности» (данный термин подробно объясняется, например, в колонке 3 на строках 17-24, а также со строки 50 колонки 11 по строку 3 колонки 12 патента США 8,162,153 (Fox), и для этой цели упомянутые части текста включены в настоящее описание посредством ссылки) слоя 140 по сравнению со сплошностью внутреннего пространства 102 листа 100. В различных воплощениях слой 140 может иметь сплошность, которая по меньшей мере примерно на 10, 20 или 30% выше, чем сплошность внутреннего пространства 102 нетканого листа 100. В дополнительных воплощениях слой 140 может иметь сплошность, которая не более, чем примерно на 120, 80, 60 или 40% выше, чем сплошность внутреннего пространства 102 нетканого листа 100. В некоторых случаях слой 140 может быть настолько тонким, что это затруднит измерение его сплошности способом, описанным в патенте США 8,162,152. В таких случаях сплошность может быть оценена, например, с помощью оптических измерений, методом рентгеновской микротомографии и подобными способами.

Полууплотненный волокнистый слой 140 составляет единое целое с цельным листом 100 (под этим подразумевается, что по меньшей мере некоторые участки волокон, образующих слой 140, являются участками волокон, имеющих другие участки, протяженные во внутреннее пространство 102 листа 100) и содержат обращенную наружу основную поверхность, которая формирует первую основную поверхность 104 листа 100. Слой 140 часто может быть протяженным от основной поверхности 104 только на очень короткое расстояние (часто менее, чем, примерно на 200 мкм) в сторону внутреннего пространства листа 100. В некоторых воплощениях полууплотненный волокнистый слой 140 может быть протяженным в сторону внутреннего пространства листа 100 на расстояние, составляющее не более, чем 10, 5, 2, 1 или 0,5% суммарной толщины листа 100 (суммарная толщина листа 100 измеряется, как кратчайшее расстояние между первой и второй основными поверхностями 104 и 108). В абсолютном выражении уплотненный волокнистый слой 140 может быть протяженным в сторону внутреннего пространства листа 100 на расстояние, составляющее не более, чем примерно 400, 200, 100, 40 или 20 мкм. Внутренняя граница полууплотненного волокнистого слоя 140 в некоторых случаях может быть легко заметной, в частности, в воплощении на фиг. 2 она обозначена номером позиции 142. С другой стороны, хотя граница перехода между полууплотненным волокнистым слоем 140 в одних случаях может быть относительно четко заметной (как это имеет место в воплощении, показанном на фиг. 2), в других случаях такой переход может быть более постепенным.

Чистящие тела

Первая основная поверхность 104 нетканого листа 100 содержит набор 160 пространственно разнесенных чистящих тел 162, как это показано на примере воплощения, изображенного на фиг. 1. Под набором чистящих тел подразумевается, что чистящие тела 162 в совокупности занимают менее, чем примерно 50% площади основной поверхности 104, в результате чего между чистящими телами 162 имеются открытые участки поверхности 104 (которые могут быть, например, сформированы обращенными наружу участками волокон листа 100). В различных воплощениях чистящие тела 162 могут в совокупности занимать менее, чем примерно 40, 30, 20 или 10% площади основной поверхности 104. В других воплощениях чистящие тела 162 могут в совокупности занимать более, чем примерно 5, 10, 20 или 30% площади основной поверхности 104. В различных воплощениях набор 160 может иметь такую конфигурацию, что чистящие тела 162 будут расположены в виде отдельных островков (пример такого расположения показан на фиг. 1), не касающихся друг друга, или в виде не пересекающихся друг с другом полос, или в виде решетки из пересекающихся друг с другом полос, или иным образом. Может использоваться любая подходящая структура их расположения, произвольная или правильная, повторяющаяся или не повторяющаяся, и так далее. Отдельные чистящие тела 162 могут иметь любую требуемую форму (например, круглых или в целом круглых точек, квадратов, фигур неправильной формы и так далее), а также любое требуемое отношение длины к ширине (отметим при этом, что термин «полоса» не ограничивается фигурами, протяженными вдоль прямой линии, а включает также фигуры, протяженные вдоль линий, имеющих скругленную форму).

Под «чистящим телом» подразумевается, что такое тело 162 включает по меньшей мере один компонент, имеющий твердость, достаточную для выполнения им чистящей функции. Такой компонент может быть сформирован из любого подходящего материала, имеющего твердость, составляющую по меньшей мере 3 по шкале Мооса, и такие материалы для удобства именуются далее в настоящем описании «абразивными материалами» (хотя шкала Мооса была изначально разработана для минералов, сведущим в данной области техники будет понятно, что она основана на довольно простом испытании на устойчивость к царапанию и может использоваться в отношении любого исследуемого материала). В некоторых воплощениях такой компонент может быть, например, добавкой 172 в форме частиц, соединенной (например, смешанной) со смолой-прекурсором, используемой для формирования тела 162, или диспергируемой поверх смолы-прекурсора после нанесения смолы на основную поверхность 104. В некоторых воплощениях такой добавкой в форме частиц может быть любой из хорошо известных неорганических материалов (абразивных частиц), имеющих твердость по шкале Мооса в диапазоне от 8 до 10 (например, оксид алюминия, карбид кремния, циркониевый корунд, оксид церия, кубический нитрид бора, алмаз, гранат, любой подходящий керамический материал, а также комбинации перечисленных материалов). В других воплощениях такая добавка в форме частиц может включать любой органический полимерный материал, имеющий достаточно высокую твердость (по меньшей мере 3 по шкале Мооса). Подходящие материалы могут включать, например, частицы меламин-формальдегидной смолы, фенольной смолы, полиметил метакрилата, полистирола, поликарбоната, некоторых полиэфиров и полиамидов, и им подобных материалов.

В некоторых воплощениях чистящее тело 162 может быть изготовлено из материала (например, отвержденной смолы-прекурсора), достаточно твердого для того, чтобы он мог приемлемо выполнять чистящие функции без введения в него добавок в форме частиц. Так, например, достаточную твердость могут иметь некоторые фенольные смолы, как будет отмечаться далее в описании рабочих примеров. Кроме того, как будет понятно сведущим в данной области техники, подходящими могут быть и многие другие полимерные смолы. В целом, для формирования чистящего тела 162 могут использоваться любые из прекурсоров связующего, упомянутых выше, при условии, что получаемое из них связующее имеет достаточную твердость само по себе, или может адекватным образом удерживать добавки в форме частиц, которые в свою очередь могут обеспечивать чистящую функцию. Подобно тому, как это было описано выше для прекурсоров связующего, смола-прекурсор, используемая для формирования чистящих тел 162, в зависимости от потребностей приложения может быть термоотверждаемым материалом или термопластическим материалом (и может включать любые наполнители, добавки, вещества, облегчающие обработку, и любые другие необходимые вещества в соответствии с потребностями приложения). Подходящие смолы-прекурсоры включают, например, материалы, описанные в примерах 21-31 патента США 5,227,229 (McMahan McCoy), и материалы, описанные в примере 1 патента США 7,393,371 (O'Gary), и для данной цели оба упомянутых патента включены в настоящее описание посредством ссылки.

Как показано на фиг. 2, по меньшей мере в некоторых воплощениях чистящее тело 162 может содержать обращенную наружу часть 166, которая выступает наружу за пределы первой основной поверхности 104 листа 100. Понятно, что поскольку первая основная поверхность 104 формируется в основном участками волокон листа 100 (и местами - частями глобул связующего), первая основная поверхность 104 не имеет вида сплошной и идеально ровной поверхности. Фактически первая основная поверхность 104 (как и вторая основная поверхность 108, которая будет более подробно описана ниже), формируется совокупностью участков волокон и/или частей глобул связующего. Поэтому в целях настоящего описания первая основная поверхность 104 может быть определена, как воображаемая плоскость, на которой будет покоиться нижняя плоская поверхность груза весом 2 грамма и площадью основания 0,5 см, помещенного на первую сторону (то есть, на верхнюю сторону по отношению к направлению силы тяжести) листа 100 (между чистящими телами 162, если таковые имеются), когда лист 100 находится на плоской поверхности. Такой вес будет достаточен, чтобы прижать отдельные участки волокон, значительно выступающие наружу по сравнению с прочими волокнами листа 100, не сжимая при этом лист 100 в значительной степени. Пример определения таким образом положения воображаемой плоскости 106, обозначающей расположение первой основной поверхности 104, показан на фиг. 2. Положение второй основной поверхности 108 может быть определено аналогичным образом. В различных воплощениях обращенная наружу часть 166 чистящего тела 162 может выступать наружу по меньшей мере примерно на 0,05, 0,1, 0,2, 0,4 или 0,8 мм за пределы первой основной поверхности 104 нетканого листа 100. В различных воплощениях обращенная наружу часть 166 чистящего тела 162 может выступать наружу не более, чем примерно на 2,0, 1,4, 1,2, 1,0, 0,8 или 0,6 мм за пределы первой основной поверхности 104 нетканого листа 100. Данные расстояния могут быть измерены, как расстояния от описанной выше воображаемой плоскости 106 до самой удаленной точки наружной поверхности 168 чистящего тела 162, вдоль оси, перпендикулярной основной плоскости листа 100.

Как это показано также на примере воплощения, изображенного на фиг. 2, чистящее тело 162 может содержать выступающую вовнутрь часть 164, проникающую, по меньшей мере частично, в первый полууплотненный волокнистый слой 140 нетканого листа 100. Благодаря такому проникновению может обеспечиваться прочное крепление чистящего тела 162 к листу 100, и будет предотвращаться слишком легкий отрыв чистящего тела 162 от листа 100 под действием сдвиговых сил, которые могут возникать в процессах чистки поверхностей. При этом обращенные вовнутрь части 164 чистящих тел 162, как правило, не проникают глубоко во внутреннее пространство 102 листа 100. В различных воплощениях протяженные вовнутрь части 164 чистящих тел 162 являются протяженными вовнутрь от первой основной поверхности 104 на расстояние, составляющее менее, чем примерно 10, 4, 2 или 1% от суммарной толщины нетканого листа 100.

Преимущества, обеспечиваемые полууплотненным волокнистым слоем

Из представленных выше отличительных особенностей и функциональных свойств изделия 1 можно понять преимущества, придаваемые ему полууплотненным волокнистым слоем 140. Пористый характер поверхности 104 и слоя 140 позволяет материалу, формирующему чистящее тело 162 (например, исходной смоле) по меньшей мере частично проникнуть в промежутки между волокнами (и/или глобулами связующего) слоя 140, в результате чего тело 162 будет более надежно закреплено на своем месте на листе 100, чем если бы слой 140 был настолько сильно уплотнен, что он принял бы форму сплошной оболочки. Кроме того, это обеспечивает более надежное закрепление чистящего тела 162 на своем месте, чем если бы слой 140 был столь же пористым, как и внутреннее пространство 102 листа 100. Более того, расположение в слое 140 волокон и/или глобул связующего с большей плотностью, чем во внутреннем пространстве 102 листа 100, может ограничивать степень проникновения материала, формирующего чистящее тело 162, в лист 100. Это может гарантировать, что часть 166 чистящего тела 162 всегда будет оставаться выступающей наружу (и не будет слишком глубоко утопать в лист 100), что будет обеспечивать более эффективное чистящее действие изделия.

А именно, было определено, что хотя разница в плотности, с которой волокна (и, в некоторых воплощениях, глобулы связующего) расположены в слое 140 и во внутреннем пространстве 102, может казаться не очень большой (например, при визуальном рассмотрении под микроскопом или при анализе метом рентгеновской микротомографии), данная незначительная разница критически влияет на ту степень, с которой чистящие тела 162 выступают наружу из листа 100 и не проваливаются вовнутрь нее. Это оказывает очень значительное влияние на эффективность функционирования чистящих тел. Это показано на фиг. 6, которая представляет собой полученную с помощью оптического микроскопа фотографию чистящего изделия в рабочем примере (слева), содержащего набор 160 чистящих тел 162 на нетканом листе, содержащем полууплотненный волокнистый слой 140, и чистящего изделия в сравнительном примере (справа), содержащего аналогичный набор чистящих тел на нетканом листе, не содержащем полууплотненного волокнистого слоя. Чистящие тела в рабочем примере имеют обращенные наружу части, выступающие наружу от нетканого листа и четко определимые, в то время как чистящие тела в сравнительном примере выступают незначительно или вовсе не выступают, и довольно плохо различимы. Было определено, что чистящее изделие в рабочем примере обеспечивало очень эффективную чистку, в то время как изделие в сравнительном примере работало хуже, как это подробно обсуждается в разделе «Примеры».

Кроме того, в полуколичественных испытаниях было отмечено, что наличие полууплотненного волокнистого слоя 140 (несмотря на то, что он не является сплошной оболочкой или хотя бы в основном сплошной оболочкой) в некоторых случаях может ограничивать проникновение (например, при чистке поверхностей) остатков пищи во внутреннее пространство 102 листа 100, и тем самым обеспечивает легкость удаления остатков пищи с листа 100. Естественно, что это может увеличивать срок службы чистящего изделия 1. Кроме того, необходимо отметить, что использование полууплотненного волокнистого слоя в соответствии с настоящим изобретением может обеспечивать описанные выше преимущества, сохраняя прочие преимущества, которыми не обладает, например, нетканый лист, значительно уплотненный по всей его толщине. В частности, наличие полууплотненного волокнистого слоя 140 позволяет нетканому листу сохранить исключительно высокую гибкость и упругость - свойства, котор