BR0311733B1 - Artigo de limpeza com esfregação para consumidores e método de fabricação do mesmo - Google Patents

Description

“ARTIGO DE LIMPEZA COM ESFREGAÇÃO PARA CONSUMIDORES E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO” Antecedentes da Invenção A presente invenção refere-se a um artigo de limpeza com esfregação para os consumidores. Mais particularmente, refere-se a um artigo de limpeza com esfregação baseado em substrato não tecido tendo uma camada de textura impressa que provê capacidades de esfregação melhoradas e é receptivo a carregar o substrato com uma variedade de soluções químicas.

Os consumidores há muito desfrutam da conveniência de artigos de esfregação ou de limpeza com esfregação baseados em não tecidos, de uso único, para limpar várias superfícies do lar. Um exemplo comum é uma toalha de papel. Mais recentemente, esfregões carregados com produtos químicos de limpeza ou desinfetantes/ sanitizantes tomaram-se cada vez mais populares. Estes produtos são utilizáveis não somente para limpar manchas de superfícies, mas também para desinfetar, em uma certa extensão, a superfície contatada. Em termos gerais, produtos de limpeza com esfregação carregados típicos (isto é, substrato não tecido com produtos químicos líquidos ou secos no substrato não tecido) incluem um substrato não tecido composto de fibras curtas que são resinas unidas de modo a aumentar a resistência quando úmidas. Estas resinas são normalmente aniônicas por natureza. No entanto, o uso de resinas aglutinantes não iônicas ou catiônicas está em evidência uma vez que soluções de limpeza/ desinfetantes/ sanitizantes usadas principalmente para esfregões carregados é um amônio quaternário catiônico disponível no mercado. A resina aglutinante não iônica ou catiônica provê a liberação mais segura do sal de amônio quaternário do substrato. Apesar do sal de amônio quaternário servir como um agente antimicrobiano eficaz, certos inconvenientes potenciais são identificados tal como secagem ao ar livre das mãos do usuário após uso repetido e falta de compatibilidade com outros produtos químicos e substratos.

Além das desvantagens identificadas, da solução de limpeza, esfregões desinfetantes deixam de atrair a preferência do consumidor adicional. Isto é, os consumidores freqüentemente deixam de usar o esfregão para tarefas de limpeza requerendo esfregação ou polimento. Por exemplo, é difícil, se não impossível, remover alimento seco de uma bancada usando um esfregão desinfetante inerentemente mole (ou esfregão não desinfetante).

Inversamente, no entanto, os consumidores preferem mais que o esfregão não seja excessivamente rígido (em outras palavras, que o esfregão seja dobrável) para facilidade de uso, minimizando dano às mãos do usuário, etc. Como tais, para muitas aplicações, almofadas de polimento comercialmente disponíveis são simplesmente não aceitáveis.

As tentativas para atingir as vantagens acima identificadas foram realizadas com sucesso limitado. Em termos gerais, os produtos de esfregação atualmente disponíveis, que parecem ter um atributo de “capacidade de esfregar”, incluem geralmente um substrato base não tecido sobre o qual fibras termoplásticas são sopradas com fusão. Um exemplo desta técnica é descrito na patente US 4.659.609 para Lamers et al. Teoricamente, as fibras sopradas com fusão provêem uma superfície de textura abrasiva no esfregão resultante. Na prática, no entanto, as fibras sopradas com fusão são somente marginalmente mais “abrasivas” do que o substrato base propriamente dito devido em grande parte à natureza extremamente fina das fibras sopradas (tipicamente menos do que 10 mícrons de diâmetro), bem como a natureza aleatória em que as fibras são dispersas sobre a superfície do substrato.

Altemativamente, a patente US 5.213.588 para Wong et al., descreve um esfregão abrasivo consistindo de um substrato não tecido tendo imprimido no mesmo uma mistura curada de contas para limpeza por esfregação. Wong é mencionado quando usando um substrato de base semelhante a uma toalha de papel que pode ser menos durável do que outros materiais não tecidos. Mesmo assim, a natureza impressa da camada de esfregação facilita a formação de um padrão de textura viável como comparado a fibras não tecidas. Além disso, a técnica de mistura de contas para limpeza por esfregação de Wong impõe um ciclo de fabricação relativamente longo devido a requisitar a cura (ou reticulação) da resina da mistura de contas para limpeza por esfregação. A mistura, antes da impressão, contém partículas abrasivas poliméricas tendo um diâmetro (s) de 20 - 400 mícrons. A mistura impressa (de outro modo incluindo as partículas) estende- se de 40 - 300 mícrons além da superfície do substrato. Acredita-se que o esfregão de Wong obtém este padrão aumentado devido a partículas grandes contidas na mistura de resina. Finalmente, a mistura de contas para limpeza por esfregação de Wong é aniônica. Esta característica limita muito os tipos de soluções químicas que podem ser “carregadas” no esfregão. Em particular, o esfregão de Wong não pode ser carregado com certos agentes de limpeza aquosos que são catiônicos, por exemplo, sais de amônio quaternário.

Inversamente, outros produtos de limpeza com esfregação incorporam um substrato não tecido de resina catiônica e/ou uma camada de textura que é baseado em catiônicos, e, assim, não pode ser carregado com uma solução química aniônica. A demanda dos consumidores para produtos de limpeza com esfregação continua a crescer. Infelizmente, produtos de esfregação atualmente disponíveis não provêem um nível aceitável de capacidade de esfregar, são limitados nos tipos de soluções químicas que podem ser liberadas e/ou impõem requisitos de fabricação rigorosos..

Conseqüentemente, existe uma necessidade para um artigo de esfregação ou de limpeza com esfregação para os consumidores que tem um alto grau de capacidade de esfregar, promovendo fácil manipulação pelo usuário, e sendo capaz de ser carregado com uma ampla variedade de soluções químicas, bem como métodos de fabricação.

Sumário da Invenção Um aspecto da presente invenção refere-se a um artigo de limpeza com esfregação para os consumidores. O artigo inclui um substrato não tecido e uma camada de textura. O substrato não tecido tem um peso de base no estado seco de menos do que cerca de 300 g/m2, e assim promove uma manipulação fácil e confortável para um usuário. A camada de textura é um material baseado em resina não reticulada, abrasiva que é impresso em pelo menos uma superfície do substrato não tecido. De qualquer modo, a camada de textura cobre menos do que uma totalidade da superfície do substrato e estende-se por pelo menos 50 mícrons extemamente além da superfície do substrato no qual ela é impressa. Esta característica assegura que o artigo de limpeza com esfregação tem um atributo de capacidade de esfregar distinto, diferente de outros esfregões não tecidos de peso leve. Em uma forma de realização preferida, a camada de textura inclui uma resina caracterizada como conferindo independentemente um atributo de capacidade de esfregar ao artigo de limpeza com esfregação quando coalescendo e unindo-se ao substrato não tecido. Em outra forma de realização preferida, o artigo de esfregação ainda inclui uma solução química absorvida no substrato não tecido. De qualquer modo e de acordo com uma forma de realização mais preferida, a solução química pode ser catiônica, aniônica ou neutra.

Outro aspecto da presente invenção se refere a um método de fabricar um artigo de limpeza com esfregação para os consumidores. O método inclui prover um substrato não tecido tendo um peso de base no estado seco de menos do que cerca de 300 g/m2. Uma matriz baseada em resina abrasiva também é provida. A matriz é impressa em uma superfície do substrato não tecido, cobrindo menos do que uma totalidade da superfície. A matriz impressa é então induzida a coalescer (por exemplo, secar) para criar uma camada de textura que provê um atributo de capacidade de esfregar. De qualquer modo, a camada de textura é criada sem reticulação da resina de matriz. Uma vez coalescida, a camada de textura estende-se por pelo menos 50 mícrons extemamente além da superfície do substrato sobre o qual é impressa. Em uma forma de realização preferida, a camada de textura é induzida a coalescer via secagem em temperatura ambiente ou exposição à luz infravermelha/ calor. Em outra forma de realização preferida, a matriz é impressa em um padrão sobre o substrato não tecido de um modo que cria uma pluralidade de linhas repetidas discretas.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista plana de um artigo de limpeza com esfregação para os consumidores de acordo com a presente invenção; a figura 2 é uma vista aumentada, de seção transversal de uma porção do artigo da figura 1 junto às linhas 2-2; a figura 3 é uma vista aumentada, de seção transversal da porção do artigo da figura 2 sendo aplicada a uma superfície; a figura 4 é um diagrama em bloco simplificado de um método de fabricação de acordo com uma forma de realização da presente invenção; e a figura 5 é uma vista plana de uma forma de realização alternativa do artigo de limpeza com esfregação de acordo com a presente invenção.

Descrição das Formas de realização Preferidas Uma forma de realização preferida é um artigo de limpeza com esfregação 10 para consumidor de acordo com a presente invenção.

Como usado por todo este relatório, o termo “consumidor” se refere a quaisquer aplicações domésticas, industriais, hospitalares ou de indústria alimentícia e outras do artigo 10. Em termos gerais, o artigo 10 consiste de um substrato não tecido 12 e uma camada de textura 14 (geralmente referenciados na figura 1). Como se tomará mais evidente abaixo, o substrato não tecido 12 e a camada de textura 14 consistem de uma variedade de materiais diferentes. De qualquer modo, a textura de camada 14 é caracterizada como incluindo uma resina abrasiva, nloreticulada e é impressa no substrato não tecido 12. Em particular, e com referência adicional à figura 2, o substrato não tecido 12 define primeira e segunda superfícies opostas 16, 18. Para fins de ilustração, as espessuras do substrato 12 e da camada de textura 14 são exageradas na figura 2. A camada de textura 14 é impressa em um ou ambas as superfícies do substrato não tecido 16, 18. Em uma forma de realização preferida, o artigo de limpeza com esfregação 10 inclui ainda uma solução química (não mostrada) carregada em, ou absorvida pelo substrato não tecido 12. Soluções químicas aplicáveis são descritas em maior detalhe abaixo. Notavelmente, no entanto, a camada de textura 14 é preferivelmente configurada para acomodar uma ampla variedade de soluções químicas incluindo as que são neutras, catiônicas ou aniônicas. Além disso, o artigo de limpeza com esfregação 10 é igualmente utilizável sem uma solução química.

Em outras palavras, a característica de capacidade de esfregar provida pelo artigo de limpeza com esfregação 10 provê independentemente um usuário com uma capacidade melhorada de limpar e esfregar numerosas superfícies, de modo que uma solução química não é um elemento requerido da presente invenção.

Composições preferidas do substrato não tecido 12 e da camada de textura 14, bem como o processamento das mesmas, são providas abaixo. Para esta finalidade, o artigo de limpeza com esfregação 10 é descrito como provendo um atributo de “capacidade de esfregar” que é notavelmente melhorado over produtos de esfregação para os consumidores, de peso leve, conhecidos. O termo “capacidade de esfregar” é em referência a uma capacidade de sofrer abrasão ou remover um item indesejável, relativamente pequeno, de outro modo afixado a uma superfície, quando o esfregão é movido para trás e para frente sobre o item. A um substrato de esfregação pode ser dada uma característica de capacidade de esfregar não somente formando um material de esfregação endurecido na superfície do substrato (isto é, mais duro do que o substrato propriamente dito), mas também e talvez mais proeminentemente via a extensão na qual o material assim formado se estende de ou além da superfície do substrato em conjunto com espaçamento lado-a-lado entre seções individuais do material de esffegação. A camada de textura 14 impressa da presente invenção provê e atende unicamente ambos estes requisitos de capacidade de esfregar. A fim de outra explicação, a camada de textura 14 define um padrão na superfície do substrato 16 que inclui preferivelmente uma pluralidade de seções discretas (por exemplo, as seções semelhantes a várias linhas mostradas na figura 1 e geralmente referenciadas em 20a, 20b).

Durante uma aplicação do esfregão, um usuário (não mostrado) posicionará normalmente o artigo de limpeza com esffegação 10 de modo que a camada de textura 14 está faceando a superfície a ser limpa. Um exemplo desta orientação é provido na figura 3, onde o artigo de limpeza com esffegação 10 é posicionado para limpar uma superfície 30. Como deve ser compreendido, a superfície 30 a ser limpa é de aplicação específica, e pode ser relativamente dura (por exemplo, um topo de mesa ou uma panela de cozinhar) ou relativamente mole (por exemplo, pele humana). De qualquer modo, a superfície 30 a ser limpa pode ter uma massa 32 que é indesejavelmente afixada na mesma. Novamente, a massa 32 será única na aplicação de limpeza particular, mas inclui matérias como resíduos de sujeira, alimentos secos, sangue secado, etc. O artigo de limpeza com esffegação 10 da presente invenção facilita a remoção com esffegação da massa 32 quando um usuário força repetidamente a camada de textura 14 (ou uma porção da mesma) para trás e para frente através da massa 32. Cada seção (por exemplo, as seções 20a, 20b) da camada de textura 14 deve ser suficientemente dura tanto para sofrer abrasão como para remover totalmente a massa 32 durante o movimento de esffegação. Além disso, a camada de textura 14 estende-se a uma distância apreciável da superfície do substrato 16 para assegurar interação íntima da superfície com a massa 32 junto não somente com uma superfície 40 mais exterior, mas junto aos lados 42 também. Notavelmente, a maioria dos esfregões de limpeza incorporando um “esfregão” com fibras sopradas ou camada de textura provê somente uma extensão ou espessura mínimas relativas à superfície do substrato, provavelmente dando origem a uma característica de capacidade de esfregar menos do que desejável. Além disso, prefere-se que as seções discretas (por exemplo, as seções 20a, 20b) providas pela camada de textura 14 da presente invenção sejam suficientemente espaçadas umas das outras para assegurar contacto íntimo entre a massa 32 e a parede lateral 42 das seções da camada de textura particular 20a, 20b durante a operação de limpeza. Isto é prontamente obtido via a técnica de impressão tomada disponível pela matriz da camada de textura da presente invenção, como descrito abaixo.

Considerando os parâmetros de desempenho preferidos acima, o substrato não tecido 12 pode assumir uma ampla variedade de formas que provêem uma variedade de propriedades desejáveis diferentes. Vários materiais e técnicas de fabricação são descritos abaixo. Com referência à construção exata, no entanto, o substrato não tecido 12 é altamente condutivo à manipulação por um usuário de outro modo usando o artigo de esfregação 10 para fms de limpeza. Em particular, os consumidores preferem que o esfregão de limpeza, como o artigo de esfregação 10 da presente invenção, seja relativamente maleável ou não rígido. Esta característica desejada permite que o usuário dobre prontamente, esprema, ou de outro modo manipule o artigo de esfregação 10 de um modo mais apropriado para a tarefa de limpeza particular. Um substrato relativamente duro ou rígido pode impedir grandemente esta forma desejada de uso. A maleabilidade desejada do substrato 12 é mais bem descrita com referência a um peso de base no estado seco do mesmo. Um substrato não tecido 12 da presente invenção tem um peso de base no estado seco de menos do que cerca de 300 g/m2, mas Λ preferivelmente maior do que cerca de 30 g/m . Em uma forma de realização mais preferida, o substrato não tecido 12 tem um peso de base no estado seco de menos do que cerca de 200 g/m2. Altemativamente, a maleabilidade do substrato não tecido 12 pode ser expressa em termos de sua capacidade de dobrar. “A capacidade de dobrar” é definida como a capacidade inerente de se conformar em uma superfície irregular ou não plana. A capacidade de dobrar ou “dobra” é medida usando o padrão INDA para “Handle-O-Meter Stiffness of Nonwoven Fabrics” ISP 90.3 (95). Assim, o substrato não tecido 12 tem um valor de capacidade de dobrar de menos do que cerca de 250. O substrato não tecido 12 pode ser formado de vários materiais e em vários modos selecionados para prover propriedades desejadas, como capacidade de ser estendido, elasticidade, etc., além da requerida maleabilidade. Em termos mais gerais, o substrato 12 é compreendido de fibras individuais emaranhadas umas com as outras (e, opcionalmente, unidas) em um modo desejado. As fibras são preferivelmente sintéticas ou fabricadas, mas podem incluir materiais naturais como fibra de pasta de lã.

Como usado aqui, o termo “fibra” inclui fibras de comprimido indefinido (por exemplo, filamentos) e fibras de comprimento discreto (por exemplo, fibras têxteis). As fibras usadas em conexão com o substrato não tecido 12 podem ser fibras de múltiplos componentes. O termo “fibra de múltiplos componentes” refere-se a uma fibra tendo pelo menos dois domínios poliméricos estruturados, longitudinalmente co-extensos, distintos na seção cruzada da fibra, como oposto a misturas onde os domínios tendem a ser dispersos, aleatórios ou não estruturados. Os domínios distintos podem, assim, ser formados de polímeros de classes de polímeros diferentes (por exemplo, náilon e polipropileno) ou ser formados de polímeros da mesma classe de polímeros (por exemplo, náilon), mas que diferem em suas propriedades ou características. O termo “fibra de múltiplos componentes” é, assim, destinado a incluir, mas não está limitado a, estruturas excêntricas de fibras com envoltório, estruturas de fibras simétricas e assimétricas lado-a- lado, estruturas de fibras “ilhadas”, estruturas de fibras em forma de cunha e fibras ocas destas configurações.

Além da disponibilidade de uma ampla variedade de tipos diferentes de fibras utilizáveis para o substrato não tecido 12, a técnica para ligar as fibras umas às outras também é extensa. Em termos gerais, processos apropriados para produzir o substrato não tecido 12, que podem ser usados em conexão com a presente invenção, incluem, mas não estão limitados a, microfibra unida por fiação, soprada (BMF), resina térmica ligada, depositada a úmido, depositada por ar, unida, rendada, unida ultra-sonicamente, etc. Em uma forma de realização preferida, o substrato 12 é rendado por fiação utilizando um fibra colada de acordo com técnicas de processamento de fiação de renda conhecidas. Com esta técnica de fabricação mais preferida, uma construção preferida do substrato não tecido 12 é uma mistura de 50/50%/p de poliéster de 1,5 denier e raion de 1,5 denier a 50 - 60 g/m . O substrato 12 é primeiramente cardado e então emaranhado via jatos de água de alta pressão como é conhecido na arte. A técnica de fiação de renda preferida elimina a necessidade de um componente de ligação de resina térmica, de modo que o substrato não tecido resultante é receptivo para ser carregado com virtualmente qualquer tipo de solução química (isto é, aniônica, catiônica ou neutra).

Apesar do substrato não tecido 12 ser descrito na vista de seção transversal da figura 2 como uma estrutura de camada única, deve ser compreendido que o substrato não tecido 12 pode ser de construção de camada única ou múltipla. Se se usar construção de múltiplas camadas, deve ser compreendido que as várias camadas podem ter propriedades iguais ou diferentes, construções, etc., como é conhecido na arte. Por exemplo, em uma forma de realização alternativa, o substrato não tecido 12 é construído de uma primeira camada de raion de 1,5 denier e uma segunda camada de polipropileno de 32 denier. Esta construção alternativa provê um substrato relativamente mole, de modo que o artigo de esfregação 10 resultante é condutivo para usar limpando a pela do usuário, como um pano de limpeza facial. A camada de textura 14 é, como anteriormente descrito, um material baseado em resina não reticulada, abrasiva. Como descrito em mais detalhe abaixo, a composição exata da camada de textura 14 pode variar dependendo das características de desempenho final desejadas. Para este fim, uma matriz da camada de textura é inicialmente formulada e então impressa sobre o substrato 12. Esta matriz consistirá da resina selecionada e pode incluir constituintes adicionais como mineral (ais), carga (s), colorante, espessante (s), etc. Com referência à composição exata, no entanto, a resina selecionada confere, quando coalescendo da matriz impressa (que de outro modo obtém ligação da matriz ao substrato 12), a característica de capacidade de esfregar desejada ao artigo de esfregação 10. Isto é, diferente de outras técnicas em que um material de conta adicionado é requerido para obter e manter uma extensão exterior utilizável da camada de textura relativa à superfície do substrato (e, assim, provê uma superfície rígida contra a qual pode ser obtida esfregação), a resina associada com a camada de textura 12 da presente invenção estende-se independentemente em uma extensão apreciável da superfície do substrato 12 imediatamente após impressão no mesmo. Como um ponto de referência, o componente de resina é definido como de “não reticulação” quando se referindo à matriz da camada de textura (isto é, antes de imprimir) e como “não reticulado” quando se referindo à camada de textura 14 coalescida, impressa. Esta disfunção de definição reflete mais precisamente que a matriz da presente invenção não requer um agente de reticulação e a camada de textura 14 utilizável é provida sem uma resina reticulada.

Um componente de resina não reticulada, abrasiva da camada de textura 14 pode assumir uma variedade de formas, _e pode ou não pode ser um termoplástico. No entanto, de modo importante, a resina é de um tipo que não requer reticulação para coalescer após impressão. Com isto em mente, a resina de não reticulação, abrasiva pode ser um poliacrilato, poliacrilato modificado, poliuretano, acetato de polivinila, copoliamida, copoliéster ou fenólico. Materiais de resina aceitáveis estão disponíveis, por exemplo, de Neste Resins Canada of Missuaga, Ontário, Canadá sob a designação comercial “BB-077 Phenolic Resin”; de Air Products, Inc., of Chicago, Illinois, sob a marca registrada “Hybridur” (como Hybridur 540, 560, 570 ou 580), “AirFlex Series” e “AirBond Series”; de Zeneca Resins of Wilmington, Massachusetts, sob a marca registrada “Zeneca A1052”; de EMS-Griltex of Sumter, Carolina do Sul, sob a marca registrada “P, VP ou D-series”, como um copoliéster ou dispersão de copoliamida; bem como outros látices e poliuretanos. Como descrito abaixo, a resina particular e a porcentagem em peso relativa à matriz da camada de textura, podem ser ajustados de modo preciso para atender às limitações da aplicação final desejada. No entanto, a resina selecionada é caracterizada como sendo escoável na forma de matriz de um modo que embeberá somente parcialmente no substrato não tecido 12 (isto é, não embeberá através ou umedecerá o substrato 12) quando imprimindo sobre o mesmo, e coalescerá quando em exposição a várias condições de secagem. De qualquer modo, energia térmica é requerida quando são usados copoliésteres ou copoliamidas. Adicionalmente, o componente de resina da camada de textura 14 é preferivelmente não iônico. A natureza não iônica da resina associada com a camada de textura 14 da presente invenção facilita o uso de virtualmente qualquer forma de solução química onde assim desejado.

Nas formas de realização preferidas, a camada de textura 14 inclui ainda opcionalmente um aditivo particulado para dureza melhorada.

Para este fim, e como descrito em maior detalhe abaixo, o artigo de limpeza com esfregação 10 da presente invenção é utilizável em uma ampla variedade de aplicações potenciais tendo diferentes requisitos de esfregação. Para algumas aplicações, é desejável que o artigo de limpeza com esfregação 10, e em particular a camada de textura 14, seja mais ou menos abrasivo do que os outros. Apesar do componente de resina acima descrito da camada de textura 14 conferir independentemente um aspecto de capacidade de esfregar ao artigo 10 maior do que outros esfregões disponíveis, esta característica de capacidade de esfregar pode ainda ser melhorada pela adição de um componente particulado. Com isto em mente, uma ampla variedade de minerais ou cargas, como conhecido na arte, pode ser empregada. Minerais utilizáveis incluem AI2O3, “Minex” (disponível de The Cary Co. of Addison, Illinois), S1O2, Ti02, etc. Exemplos de cargas incluem CaC03, talco, etc.

Onde empregado, o componente particulado aditivo compreende menos do que 70%, em peso, da camada de textura 14, mais preferivelmente menos do que 50%, em peso, mais preferivelmente menos do que 30%, em peso. Além disso, o componente particulado consiste, preferivelmente, de partículas inorgânicas, duras e pequenas. Por exemplo, 0 componente particulado mineral “Minex” tem um tamanho de partícula médio de 2 mícrons e uma dureza Rnoop de cerca de 560. Naturalmente, outros valores de dureza e de tamanho de partícula também podem ser utilizáveis. A natureza inorgânica preferida do componente particulado, em conjunto com o componente de resina não iônica preferido, toma a camada de textura 14 resultante receptiva para uso com qualquer tipo de solução química. A camada de textura 14 pode ainda incluir um aditivo colorante ou pigmento para prover um recurso estético desejado ao artigo de esfregação 10. Agentes colorantes apropriados são bem conhecidos na arte e incluem, por exemplo, produtos vendidos sob a marca registrada “Sunsperse” disponível de Sun Chemical Corp. of Amélia, Ohio. Outros agentes coloridos, como conhecido na arte, são igualmente aceitáveis, mas compreendem preferivelmente menos do que 1% da matriz de camada de textura, em peso. A matriz de camada de textura pode incluir componentes adicionais como um agente de espessamento para obter uma viscosidade mais desejável para a técnica de impressão particular empregada e velocidade da linha de fabricação. De qualquer modo, agentes de espessamento apropriados são conhecidos na arte e incluem metilcelulose e um material disponível sob a marca registrada “Rheolate 255” de Rheoc, Inc. of Highstown, New Jersey.

Notavelmente, o agente de espessamento pode ser desnecessário dependendo da técnica de impressão e da resina selecionada; no entanto, onde empregado, o agente de espessamento compreende preferivelmente menos do que aproximadamente 5%, em peso, da matriz de camada de textura.

Finalmente, e como anteriormente descrito, o artigo de limpeza com esfregação 10 da presente invenção pode ser usado “seco” ou pode ser carregado com uma solução química. O termo “carregado” é em referência a uma solução química sendo absorvida pelo substrato não tecido 12 antes de ser liberado a um usuário. Durante uso, a solução química é liberada do substrato não tecido 12 como o usuário esfrega o artigo de esfregação 10 através de uma superfície. Devido à natureza não iônica preferida da camada de textura 14, virtualmente qualquer solução química desejada pode ser carregada, incluindo água, soluções de sal de amônio quaternário, antimicrobianos baseados em Lauricidin™, antimicrobianos baseados em álcool, limpadores baseados em cítricos, limpadores baseados em solvente, polimentos com creme, limpadores aniônicos, óxidos de amina, etc. Isto é, onde empregada, a solução química pode ser aniônica, catiônica ou neutra. A fabricação ou formação do artigo de limpeza com esfregação 10 da presente invenção consiste geralmente de formular a matriz de camada de textura apropriada, imprimir a matriz sobre o substrato 12 e então fazer com que a matriz impressa coalesça, que por sua vez liga a matriz ao substrato 12, resultando, assim, na camada de textura 14. Várias técnicas para impressão atuais da matriz são descritas abaixo. De modo importante, no entanto, a matriz de camada de textura é formulada de modo que o constituinte de resina não reticule como parte da etapa de coalescência. Isto é, a coalescência da camada de textura 14 não impõe “cura” no sentido tradicional. Ao contrário, a camada de textura 14 coalesce através da liberação de água, como por secagem e/ou exposição à luz infravermelha. Isto representa uma vantagem distinta sobre outras técnicas de formação de artigo de limpeza com esfregação, em que o período de cura longo (na ordem de 28 dias) é requerido para obter um valor de dureza suficiente. A matriz de camada de textura pode ser impressa no substrato 12 usando uma variedade de técnicas conhecidas como impressão de tela, impressão de gravura, impressão flexográfica, etc. Várias destas técnicas são descritas em maior detalhe abaixo. Em uma forma de realização preferida, a operação de impressão é realizada em-linha com a operação de formação do substrato não tecido 12. De qualquer modo, será lembrado que o substrato 12 pode ser formado por uma variedade de técnicas conhecidas incluindo fiação de renda, deposição a úmido, etc. Com algumas destas técnicas, uma trama de material de fibra selecionado é cardada e então emaranhada via jatos de água de alta pressão. O substrato resultante é então secado. De qualquer modo, outros produtos de limpeza com esfregação disponíveis requerem que o substrato esteja completamente seco antes de aplicar a camada de textura (se via impressão ou BMF). O artigo e método da presente invenção não é, assim, limitado. Ao contrário, a matriz de camada de textura pode ser impressa sobre o substrato não tecido 12 enquanto o substrato 12 ainda está úmido. Secagem subseqüente do substrato não tecido 12 e da camada de textura 14 pode então ser realizada simultaneamente, eliminando, assim, a etapa de fabricação e aerodinamizando muito o processamento total. Este processamento em-linha preferido é ilustrado na forma de bloco altamente simplificada na figura 4. O substrato 12 é inicialmente formado como uma trama cardada contínua 50 (via um dispositivo de cardação 52) e então emaranhada via um pulverizador de água de alta pressão 54 para definir uma trama 56 de substrato não tecido. A matriz de camada de textura 14 (grandemente exagerada na figura 4) é impressa na trama 56 do substrato por uma impressora 58 (geralmente mostrada na figura 4 como incluindo um dispositivo de impressão do tipo rolo). Um forno 60 então seca ambos a camada de textura 14 e o substrato 12.

Finalmente, o substrato impresso pode ser enrolado e armazenado para conversão posterior, ou imediatamente convertido em artigos individuais 10.

Altemativamente, os artigos 10 podem ser formados em-linha, como descrito, mas impressos como artigos individuais 10. Além disso, metodologias de processamento convencionais podem ser empregadas.

Em uma forma de realização, a matriz de camada de textura é impressa sobre o substrato não tecido 12 via impressão em tela convencional.

Com esta técnica, uma folha de formação de imagem é formada para definir um padrão de impressão desejado, como por punção ou corte do padrão desejado no metal da folha. A folha de formação de imagem é então colocada sobre o substrato não tecido 12 e, em particular, a superfície desejada 16, 18. A matriz de camada de textura é então liberada junto a um lado oposto da folha de formação de imagem e forçada no substrato não tecido 12 através do padrão definido para formar o padrão de camada de textura 14 desejado. A camada de textura 14 é então coalescida e assim ligada ao substrato 12 de um modo apropriado, como por substituição em um forno em uma temperatura relativamente baixa (na ordem de 150°C, durante um período de tempo de menos do que cerca de 2 minutos). Altemativamente, a camada de textura 14 é exposta à luz infravermelha durante um período curto (menos do que cerca de 2 minutos). De qualquer modo, a camada de textura 14 coalesce, e assim une-se ao substrato 12, e o artigo de limpeza com esfregação 10 está pronto para uso.

Altemativamente, a técnica de impressão de gravura pode ser usada. Como é conhecido na arte, a matriz de camada de textura é liberada sobre o topo de um rolo de gravura que de outro modo forma recessos que definem um padrão desejado. Uma lâmina é então usada para colocar a matriz nos recessos. A matriz de camada de textura é então transferida para o substrato não tecido 12 passando o substrato 12 através de um ponto de passe definido pelo rolo de gravura e um rolo de borracha separado. Esta técnica é capaz de prover um padrão ou projeto micro-replicado para a camada de textura 14. De qualquer modo, após impressão, a camada de textura 14 é coalescida e ligada ao substrato 12 como anteriormente descrito.

Altemativamente, impressão flexográfica pode ser empregada, em que um rolo de fonte libera a matriz de camada de textura em um cilindro de placa de impressão via um rolo anilox intermediário que controla a quantidade de liberação de matriz. O substrato não tecido 12 é então levado em contacto com o cilindro da placa de impressão, com a matriz de camada de textura sendo então transferida ou impressa do cilindro da placa de impressão para o substrato 12.

Com referência à técnica de impressão específica, o substrato 12/ camada de textura 14 resultante está imediatamente disponível para uso em aplicações de esffegação e de limpeza. Quando da impressão e subseqüente coalescência da matriz (e, assim, ligação ao substrato 12), a camada de textura 14 é caracterizada por estender-se a uma distância (designada como “X” na figura 2) de pelo menos 50 mícrons com relação à superfície do substrato no qual a camada de textura 14 é impressa (isto é, a superfície do substrato 16 na figura 1). Mais preferivelmente, a camada de textura 14 estende-se por pelo menos 100 mícrons da superfície do substrato correspondente; ainda mais preferivelmente, pelo menos 150 mícrons.

Notavelmente, um valor de extensão de camada de textura 14 de pelo menos 50 mícrons não é encontrado em esfregões de peso leve e provê capacidades de esfregação superiores. Altemativamente, um valor de extensão de menos do que 50 mícrons também pode ser provido com a presente invenção e pode ser apropriado para certos usos finais. Inversamente, valores de extensão em excesso de 400 mícrons também podem ser obtidos. De fato, valores de extensão em excesso de 1000 mícrons estão disponíveis com a camada de textura 14 da presente invenção e podem ser utilizáveis em certas aplicações.

Como anteriormente descrito, a camada de textura 14 cobre menos do que uma totalidade da superfície do substrato não tecido no qual ela é impressa (isto é, a superfície 16 da figura 2), e é preferivelmente impressa em um padrão incluindo duas ou mais seções discretas. De qualquer modo, uma ampla variedade de padrões pode ser impressa. Por exemplo, o padrão pode consistir de uma pluralidade de linhas discretas como mostrado na figura 1. Altemativamente, as linhas podem ser conectadas umas às outras. Ainda em outra forma de realização alternativa, e com referência adicional à figura 5, a camada de textura impressa consiste de uma pluralidade de ilhas e pontos discretos. Além disso, outros componentes de padrão desejáveis, como um logotipo da empresa, podem ser formados. Altemativamente, uma distribuição mais aleatória de seções da camada de textura pode ser impressa.

Em resumo, imprimindo a camada de textura 14, virtualmente qualquer padrão, com boa definição, pode ser obtido. Imprimindo preferivelmente a camada de textura 14 em um padrão discreto, uma capacidade de se dobrado ou “tato” do substrato não tecido 12 não é drasticamente diminuída.

Sem levar em conta as dimensões exatas e padrão da camada de textura 14, o artigo de limpeza com esfregação 10 da presente invenção provê um melhora marcante sobre esfregões para os consumidor anteriores em termos de capacidade de esfregar melhorada e facilidade de fabricação.

Exemplos de composições da camada de textura 14 são providos abaixo, e ilustram a natureza em que a matriz da camada de textura pode ser sintonizada para atender às necessidades de uma aplicação final particular.

Isto é, para certas aplicações de uso final, um grau menor de capacidade de esfregar pode ser desejável. Para reunir estas necessidades, os componentes e/ou quantidades porcentuais em peso providas pela formulação da matriz de camada de textura podem variar prontamente, estando ainda dentro do escopo da presente invenção.

Exemplo 1 Um artigo de limpeza com esffegação de acordo com a presente invenção foi preparado usando um substrato não tecido de 50/50%/p de poliéster de 1,5 denier e raion de 1,5 denier formado via uma operação de fiação de renda em que uma trama foi cardada e então emaranhada via jatos de água de alta pressão. Uma matriz de camada de textura foi então impressa em tela sobre o substrato e então coalescida via secagem em um forno a 150°C com um tempo de permanência de menos do que 2 minutos. O λ substrato não tecido base antes da impressão foi aproximadamente 60 g/m e aproximadamente 250 mícrons de espessura; após impressão e secagem, o artigo de limpeza com esffegação resultante foi aproximadamente 70 g/m2 e aproximadamente 500 mícrons de espessura (em regiões onde a camada de textura foi formada). A formulação da matriz de camada de textura do exemplo 1 é descrita na tabela 1 abaixo.

Tabela 1 Exemplo 2 Um artigo de limpeza com esffegação similar ao descrito no exemplo 1 foi preparado usando uma matriz de camada de textura diferente, impressa em um substrato não tecido idêntico/ A matriz de camada de textura do exemplo 2 consistiu dos componentes dados na tabela 2.

Tabela 2 Exemplo 3 Um artigo de limpeza com esfregação similar ao descrito nos exemplos 1 e 2 foi preparado usando uma matriz de camada de textura diferente, impressa em um substrato não tecido idêntico. A matriz de camada de textura do exemplo 3 consistiu dos componentes dados na tabela 3.

Tabela 3 Exemplo 4 Um artigo de limpeza com esfregação similar ao descrito nos exemplos 1 a 3 foi preparado usando uma matriz de camada de textura diferente, impressa em um substrato não tecido idêntico. A matriz de camada de textura do exemplo 4 consistiu dos componentes dados na tabela 4.

Tabela 4 Exemplo 5 Um artigo de limpeza com esfregação similar ao descrito nos exemplos 1 a 4 foi preparado usando uma matriz de camada de textura diferente, impressa em um substrato não tecido idêntico. A matriz de camada de textura do exemplo 5 consistiu dos componentes dados na tabela 5.

Tabela 5 Exemplo 6 Um artigo de limpeza com esfregação similar ao descrito nos exemplos 1 a 5 foi preparado usando uma matriz de camada de textura diferente, impressa em um substrato não tecido idêntico. A matriz de camada de textura do exemplo 6 consistiu dos componentes dados na tabela 6.

Tabela 6 Exemplo 7 Um artigo de limpeza com esfregação similar ao descrito nos exemplos 1 a 6 foi preparado usando uma matriz de camada de textura diferente, impressa em um substrato não tecido idêntico. A matriz de camada de textura do exemplo 7 consistiu dos componentes dados na tabela 7.

Tabela 7 Notavelmente, a pasta EMS-Griltex do exemplo 7 para impressão e subsequente formação de uma camada de textura aumentada de uma solução em conjunto com um forno de ar contínuo. Isto não pode ser obtido com uma resina em pó.

Cada um dos exemplos 1 a 7 acima produziram um artigo de limpeza com esfregação aceitável capaz de limpar superfícies em várias aplicações, com a camada de textura impressa provendo uma característica de capacidade de esfregar melhorada. Como um ponto de referência, é possível caracterizar “capacidade de esfregar” como uma função da quantidade de resíduos de alimentos secos removidos de uma superfície pelo artigo de limpeza com esfregação quando umedecido e aplicado através do resíduo de alimento em um modo de esfregação. Um exemplo de metodologia de teste consiste de revestir um disco de aço inoxidável de 10,16 cm de diâmetro (ou “painel”) com um molho de churrasco usando uma haste de revestimento #60 padrão R.D.S. O painel assim revestido é cozido a 93,3°C durante 1,5 horas. O processo de revestimento/ cozimento é então repetido mais duas vezes durante um total de três revestimentos e aproximadamente 2,4 g de resíduo de alimento no painel. Para medir um valor de capacidade de esfregar, o peso inicial do painel preparado é observado. Uma amostra do artigo de limpeza com esfregação em questão é umedecida a aproximadamente 300% de seu peso inicial ([peso final - peso inicial] / peso inicial] usando água. A amostra e painel revestido são então colocados em um dispositivo apropriado capaz de replicar um movimento de esfregação. Após a aplicação do esfregão, o painel é re-pesado, com a diferença no peso do painel (peso inicial - peso final) sendo indicativa de um valor de capacidade de esfregar do esfregão.

Com relação aos valores de capacidade de esfregar específicos descritos acima, um esfregão de amostra de 20 x 20 cm foi colocado sobre um disco de 9,53 centímetros de ScotchBrite TM Carpet Cleaning Floor Pad e fixado à mesa giratória superior de um aparelho de teste de abrasão Schiefer (disponível de Frazier Precision Instrument Co. of Silver Spring, Maryland).

Um painel revestido (o peso inicial do qual foi registrado) foi colocado no pegador de metal na mesa giratória de fundo. Um peso de 0,9 kg foi colocado no topo de Schiefer. A cabeça foi diminuída no disco de fundo, e a máquina passou por 25 revoluções. O painel revestido foi removido, secado em um forno durante 15 minutos a 93,3 °C e re-pesado. O valor de capacidade de esfregar foi definido como a diferença entre o peso inicial do painel revestido e o peso final.

Utilizando o procedimento de teste descrito acima, o substrato não tecido utilizado em cada um dos exemplos 1 a 7 tinha um valor de capacidade de esfregar de 0,5 g. O artigo de limpeza com esfregação de acordo com o exemplo 1 tinha um valor de capacidade de esfregar de 0,76 g; o artigo de limpeza com esfregação de acordo com o exemplo 2 tinha um valor de capacidade de esfregar de 0,84 g; artigo de limpeza com esfregação de acordo com o exemplo 7 tinha um valor de capacidade de esfregar de 0,72 g. Apesar de nenhum dado de valores de capacidade de esfregar ser coletado de acordo com o procedimento de teste acima para os exemplos 3 a 6, um estudo manual (visual e tátil) dos respectivos artigos de limpeza com esfregação revelou um atributo de capacidade de esfregar distinto bem em excesso do provido pelo substrato não tecido base sozinho. De qualquer modo, a camada de textura da presente invenção melhora um valor de capacidade de esfregar de outro modo provido pelo substrato não tecido sozinho em pelo menos 0,1 g.

Além de capacidade de esfregar, a capacidade de dobrar de vários dos artigos dos exemplos acima foi analisada também para confirmar que a camada de textura da presente invenção não impacta logo uma capacidade de dobrar desejada. Para este fim, a dobra foi medida usando um padrão de INDA para “Handle-O-Meter Stiffness of Nonwoven Fabrics” IST 90.3 (95), usando um Handle-O-Meter modelo 211-300 com as seguintes variações: o tamanho da amostra testada foi 100 mm x 100 mm e a largura da fenda foi 100 mm. A célula de carga foi de 1000 g. O valor da dobra normalizado para o substrato não tecido utilizado nos exemplos 1 a 7 foi de aproximadamente 40,8 (normalizado no peso base mais pesado). Um artigo de limpeza com esfregação de acordo com o exemplo 2 acima e impresso em um padrão de pontos (similar ao padrão da figura 5) tinha um valor de dobra normalizado de aproximadamente 39,9 g - força. Um artigo de limpeza com esfregação de acordo com o exemplo 2 acima e impresso em um padrão de linha (similar ao padrão da figura 1) tinha um valor de dobra normalizado de aproximadamente 90,2 g - força. Um artigo de limpeza com esfregação de acordo com o exemplo 7 acima e impresso em um padrão de pontos (similar ao padrão da figura 5) tinha um valor de dobra normalizado de aproximadamente 39,4 g - força.

Como é evidenciado pelos exemplos acima, a textura da matriz de camada de textura melhora a capacidade de capacidade de esfregar do artigo 10 resultante e pode ser sintonizado para prover um valor de capacidade de esfregar para o artigo de limpeza com esfregação 10 resultante.

Independente da formulação exata, o componente de resina de não reticulação abrasiva selecionado, confere independentemente uma capacidade de esfregar apreciável ao artigo de esfregação 10 quando se unindo ao substrato 12. Os componentes de matriz adicionais podem ser adicionados para aumentar uma dureza da camada de textura 14 resultante, um pigmento ou cor da camada de textura 14 e/ou uma viscosidade da matriz de camada de textura. Após coalescer, a matriz de camada de textura compreende de cerca de 30% a 100%, em peso, da resina de não reticulação; 0% a 70%, em peso, de um mineral particulado ou carga; 0% a 5%, em peso, de um colorante; e 0% a 5%, em peso, de um espessante.

Apesar de a presente invenção ter sido descrita com referência às formas de realização preferidas, os versados na arte reconhecerão que mudanças podem ser feitas na forma e detalhe sem sair do espírito e escopo da presente invenção.

Claims (4)

1. Artigo (10) de limpeza com esfregação para consumidores compreendendo: um substrato não tecido (12) tendo um peso de base no estado seco de menos de 300 g/m2; e uma camada de textura (14): caracterizado pelo fato de que a camada de textura é uma camada de textura baseada em resina abrasiva, não reticulada impressa sobre pelo menos uma superfície (16) do substrato de modo que a camada de textura estende-se de 50-1000 mícrons extemamente além da superfície do substrato por coalescência, em que a camada de textura cobre menos do que a totalidade da superfície do substrato; em que a camada de textura se une à superfície do substrato via coalescência, e inclui resina conferindo independentemente um atributo de capacidade de esfregar ao artigo de limpeza com esfregação quando coalescendo e unindo-se ao substrato não tecido.

2. Artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato não tecido (12) tem um peso de base no estado seco de mais do que 30 g/m2.

3. Artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato não tecido (12) consiste em um valor de capacidade de dobrar de menos do que 250.

4. Método de fabricação de um artigo (10) de limpeza com esfregação para consumidores, o método compreendendo: prover um substrato não tecido (12) tendo um peso de base no estado seco de menos do que 300 g/m2, o substrato não tecido definido primeira e segunda superfícies opostas (16, 18); prover um matriz baseada em resina abrasiva; imprimir a matriz sobre a primeira superfície do substrato não tecido, a matriz impressa cobrindo menos do que uma totalidade da primeira superfície; e fazer com que a matriz impressa coalesça para criar uma camada de textura (14) que provê um atributo da capacidade de esfregar, caracterizado pelo fato de que a camada de textura é criada sem reticulação da resina de matriz; em que a camada de textura estende-se de 50 - 1000 mícrons extemamente além da primeira superfície mediante coalescência; em que a camada de textura se une à superfície do substrato via coalescência, e inclui resina conferindo independentemente um atributo de capacidade de esfregar ao artigo de limpeza com esfregação quandocoalescendo e unindo-se ao substrato não tecido.