CN1633254A - 改进的清洁器具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于清洁坚硬表面的改进的清洁器具。这种改进的清洁器具包括一个手柄、一个绕轴附着于所述手柄的拖把头，并且其具有一个形成底部表面的垫，和至少一个可移动地附着在垫的底部表面上的正面部件。正面部件为拖把提供了一种相对于待清洁表面绕轴转动的能力。这种改进的清洁器具与一种和正面部件接合的一次性吸收性清洁垫配合使用。

Description

改进的清洁器具

相关申请的交叉参考

本申请是Policicchio等人于1999年11月9日提交(P&G案例7368+)的国际申请(序列号PCT/US99/26579)的部分继续申请。该申请要求Policicchio等人于1999年11月2日提交的美国临时申请60/162935和于1998年12月1日提交的美国临时申请60/110476的优先权。本申请还要求Willman等人于2000年2月24日提交的(P&G案例7973P)美国临时申请60/184780的优先权。所有前述专利申请都在此引入本文以供参考：由Nagel等人于1998年11月9日提交的美国专利(P&G案例7337)，序列号为09/188,604；由Benecke等人于1998年11月30日提交的美国专利(P&G案例7361)，序列号为09/201,618；由Sherry等人于1999年9月27日提交的美国专利(P&G案例7803P)，序列号为60/156,286。

技术领域

本发明涉及尤其适用于去除和收集灰尘、棉绒、毛发、砂土、食物碎屑、草屑等等细小物体的清洁器具和清洁片。

发明背景

用于清洁坚硬表面的清洁器具如拖把的使用在本领域为人所熟知。

这类拖把典型地包括一个连接到拖把头上的手柄，该拖把头与一个清洁片接合，使用者随后用拖把擦拭待清洁地面。那些拖把头典型地在其底部具有一个平直表面。本文中“湿清洗”是指一种液体喷洒到待清洁表面上或已经包括在清洁垫中，但这些拖把都不能很好的使用清洁垫。研究表明，只有在首先与液体接触的、并且使用者施加最大压力的最集中的清洁垫的前部才是真正对清洁过程作出贡献的部位。因此清洁垫的表面或体积的大部分均被浪费，使用者需要使用比理论上清洁地面所需的更多的清洁垫。因而本发明的一个目标就是提供一种改进的清洁器具，该清洁器具能改善与其相关的清洁垫的使用。

发明概述

在一个方面，本发明涉及一种用于清洁坚硬表面的一种清洁器具：

(a)一个手柄；

(b)一个绕轴附着于所述手柄的拖把头，所述拖把头具有一个形成底部表面的垫；

(c)至少一个正面部件，该部件可移动地附着于所述垫的所述底部表面，所述正面部件提供给所述拖把一种相对于待清洁表面绕轴转动的能力；和

(d)一种吸收性清洁垫，其与所述正面部件接合并可移动地附着在所述拖把头上。

附图简述

本专利说明书以权利要求书作为总结，权利要求书特别指出并清楚要求了本发明的保护范围，相信通过下述结合附图的说明可更好地理解本发明，其中：

图1是一个适用于本发明的地拖的示意图；

图2是一个适用于本发明的地拖的示意图，其中显示清洁片设置在拖把头部；

图3是另一种适用于本发明的地拖的示意图；

图4是图1中阶梯式设计的垫的横截面侧视图，此图沿其线3-3获取；

图5是地拖的另一种阶梯式设计的垫的横截面侧视图，进一步显示了清洁片；

图6是用于平坦的拖把头部的清洁垫的底面示意图；

图7是用于阶梯式设计的拖把头部的清洁垫的底面示意图；

图8是表示用于平坦的拖把头部的清洁垫的横截面侧视图；

图9是表示用于阶梯式设计的拖把头部的清洁垫的横截面侧视图；

图10是包括有功能套箍的清洁垫的示意图；

图11是本发明中清洁垫的平面图；

图12是图11所示的清洁垫的横截面侧视图；

图13是表示拖把向前运动时，包括有一付功能套箍的清洁垫的横截面侧视图；

图14是表示拖把向后运动时，包括有一付功能套箍的清洁垫的横截面侧视图；

优选实施方案的详细描述

定义

本文中所使用的“包括”一词是指本发明实际应用中可联合使用的不同组件、组分或步骤。因此，术语“包括”涵盖了如“基本上由……组成”和“由……组成”等限定性更强的术语。

本文中所使用的“直接流体通道”是指流体能够在两个清洁垫组件或者层之间很容易的通过(例如，洗擦层和吸收层)而不会出现插入层的大量堵塞、输送和限制。例如，织物、无纺网、结构粘合剂等可以在两个组件之间存在，而同时能保持“直接流体通道”，只要它们在流体在组件或层之间流动时不会大量阻碍和限制流体。

本文中所使用的术语“宏观放大的”是指当用于描述三维塑料网、带状物和薄膜时所产生的这些网状物、带状物和薄膜以符合三维结构成形的表面，所以其两个表面均显示出所述成形结构的三维模式，当观察者的视线与网的平面之间的垂直距离为约12英寸(30.48厘米)时，所述模式能够被肉眼很容易地看到。这些宏观放大的网状物、带状物和薄膜典型是通过压花引起的以符合所述成形结构的表面，也就是当所述成形结构表现出主要包括突出物的模式时、或当所述成形结构表现出主要包括凹陷的毛细管网络时、或者将胶质的熔体直接挤出到两者之一的成形结构的表面上。作为对比，术语“平面的”在本文中用来描述塑料网、带状物和薄膜时，是指肉眼在宏观尺度所能看到的网状物、带状物和薄膜的整体状态。在本文中，平面的网状物、带状物和薄膜可包括适当尺度上一边或两边的表面有偏差的网状物、带状物和薄膜，当观察者的视线与网的平面的垂直距离为约12英寸(30.48厘米)或者更大时，所述有偏差的表面不能被肉眼很容易地看到。

本文中所使用的术语“z方向”是指与本发明的清洁垫的长度和宽度垂直的那个方向。因此，z方向对应于清洁垫或其组件的厚度。

本文中所使用的术语“x-y方向”是指与清洁垫或其组件的厚度垂直的平面。x方向和y方向分别对应于清洁垫或其组件的长度和宽度方向。一般来说，当清洁垫与一个手柄一起使用时，这个清洁器具将按与垫的y方向(或宽度方向)平行的方向移动。(见图1，及下面所讨论的。)当然，本发明并不局限于有四个边的清洁垫。其它形状，如圆形、椭圆形等也可以使用。当在z方向上任意一点确定垫的宽度时，要明确垫是根据其意在用途来评定的。

本文中所使用的术语“层”是指清洁垫的部件或组件，其主要方向是x-y方向，即沿其长度和宽度方向。应当明确‘层’这个词不必局限于一层或者一片材料。因此，一个层可以包括所需材料数个薄片或织物的碾压体或复合体。因此，术语“层”涵盖了“数层”和“叠层”两个术语。

本文中所使用的术语“亲水性的”用来指那些水对其有润湿性的表面。典型根据有关液体和固体表面的接触角和表面张力可以定义亲水性和润湿性。这在美国化学学会出版物里Robert F.Gould1964编辑的题为《接触角、润湿性和附着力》(Contact Angle，Wettability andAdhesion)一书里有详细的讨论，此书引入本文以供参考。当液体和表面的接触角小于90度，或者当液体倾向于在表面自然铺展时，可以说表面被液体浸润了(即，亲水性的)，正常状况下两种情况一起出现。相反，如果接触角大于90度而且液体不能在表面自然铺展时，这种表面被认为是“疏水性的”。

本文中所使用的术语“平纹棉”是指一些耐用的材料，其为清洁垫的洗擦层表面接触的那一边提供结构，并具有足够的敞开度使液体可以流到清洁垫的吸收层中。比较合适的材料包括那些连续的开放结构的材料，如合成物和金属筛网。通过改变包括筛网的相互交错的丝线的数目，或者通过控制那些相互交错的丝线的厚度等，就可以控制这些材料的开放面积。其它材料包括那些底层上印有不连续图案的材料。在这方面，一种耐用的材料(例如，人造材料)可以在底层上被印刷成连续的或者不连续的样式，例如单独的点和/或线用以提供所需的结构。同样，一些连续的或者不连续的图案可以被印刷到松软的材料上形成“平纹棉”。这些样式可以被重复地或者随机地制成。应当理解，一种或多种所描述的用于制备所希望的结构的方法可以结合起来形成任选的平纹棉材料。平纹棉z向的高度和开放面积和/或底层擦洗层能够控制和/或阻碍液体流入吸收层芯部材料。平纹棉z向的高度和/或擦洗的底层能够提供一种方法来控制与清洁表面接触的液体的体积，同时控制液体吸收的速度和进入吸收层芯部材料的流量。

对本发明的目的来说，清洁垫的“上”层是相对于待清洗表面较远的一层(即本文中使用时相对更加靠近器具手柄的部位)。相反，术语“下”层是指离待清洗表面相对更加接近的一层(即本文中，使用时相对远离手柄的部位)。同样，相对于吸收层，擦洗层优选是最下的层，而相对于擦洗层吸收层是处于较上的层。当所指的是多重层的时候，“较上”和“较下”在使用时是相似的(例如，当擦洗层是两重材料时)。根据层的顺序排序(例如，第一层、第二层和第三层)，第一层相对于第二层是一个“较下”的层。反过来，第三层相对于第二层是一个“较上”的层。术语“上”和“下”是用来描述清洁垫厚度上两种或三种材料的相对位置的。举例来说，如果材料B比材料A位置上更加靠近擦洗层，就说材料A在材料B之“上”。同样的，在这个例子中材料B在材料A之“下”。

除非另有说明，本文中所有文献和参考书都引入本文以供参考。专利说明书和权利要求书的所有部分、比率和百分比都以重量计，所使用的所有数字都是用本领域的标准精度。

现在详细介绍一下本发明优选实施方案的参考，其实施例以附件图表作了说明，其中同样的数字在整个视图中表示同样的部件，而后两位相同的引用数字(比如，20和120)表示类似的部件。

在一方面，本发明是与硬表面清洁组件联用的，优选与本文中描述的清洁垫和/或清洗器具结合使用，包括：

(a)可任选地，约0.001％至约0.5％表面活性剂的重量，优选选自烷基多糖、烷基乙氧基化物、基磺酸盐，及其混合物；

(b)可任选地，亲水性聚合物，优选小于0.5％组分的重量；

(c)可任选地，有机溶剂，优选为组分重量的约0.25％至约7％，优选其沸点为约120℃至约180℃；

(d)可任选地，一元或多元羧酸组分重量的约0.01％至约1％；

(e)可任选地，气味控制剂组分重量的约0.01％至约1％，优选选用环糊精；

(f)可任选地，过氧化物源组分重量的约0.05％至约5％，优选选自过氧化苯甲酰、过氧化氢，及其混合物；

(g)可任选地，浓化聚合物组分重量的为约0.001％至约0.1％；

(h)含水溶剂体系，组分重量的至少约80％；

(i)可任选地，抑泡剂；

(j)可任选地，香料组分重量的约0.005％至约0.2％，包括：

(i)可任选地，挥发性的、亲水性的香料物质重量的约0.05％至约90％；

(ii)可任选地，挥发性的、疏水性的香料物质重量的至少约0.2％；

(iii)可任选地，少于非挥发性的、亲水性的香料物质重量的约10％；

(iv)少于非挥发性的、疏水性的香料物质重量的约10％；

(k)可任选地，一种辅助洗涤剂，优选选自去污性增效剂、缓冲剂、防腐剂、抗菌剂、着色剂、漂白剂、螯合剂、酶、助溶剂、腐蚀抑制剂，及其混合物。

在一个实施方案中，对于清洁坚硬表面，本发明与一种清洁垫配合使用，清洁垫优选是一次性的，该清洁垫包括：

(a)至少一个吸收层；

(b)可任选地，一个液体能够穿透的擦洗层；其中液体能够穿透的擦洗层优选为孔径成形薄膜，更优选为宏观扩大的有锥形或漏斗形小孔和/或表面不规则且优选包括疏水性材料的三维塑料网；

(c)可任选地，一个附属层，其中该附属层优选包括透澈或者半透明的材料，更优选透澈或半透明的聚乙烯薄膜，其中附属层优选包括环状和/或钩状材料以使其与清洁器具的手柄的头部支持相连接；

(d)可任选地，多重平面的表面；

(e)可任选地，至少一个功能套箍，优选至少一个自由游动的圆环状的功能套箍；

(f)可任选地，密度梯度应至少遍及一个吸收层；其中密度梯度优选包括以下状态：第一吸收层中的密度为约0.01克/立方厘米至约0.15克/立方厘米、优选为约0.03克/立方厘米至约0.1克/立方厘米、更优选约0.04克/立方厘米至约0.06克/立方厘米；第二吸收层密度为约0.04克/立方厘米至约0.2克/立方厘米、优选为约0.1克/厘米至约0.2克/立方厘米、更优选为约0.12克/厘米至约0.17克/立方厘米；其中第一吸收层的密度小于第二吸收层的密度约0.04克/立方厘米、优选约0.07克/立方厘米、更优选约0.1克/立方厘米；

(g)可任选地，至少有一个粘合的擦洗带，优选包括尼龙、聚酯、聚丙烯、摩擦材料，及其混合物；和

(h)可任选地，香料载体结合物，优选选自环式糊精包合配合物体系、阵列式微香囊，及其混合物，其中香料载体结合物优选位于吸收剂层中。

在本发明的一个方面，改进的清洁器具与一种清洁垫配合使用，该清洁垫包括至少两个吸收剂层，其中该吸收剂层在z方向上有多个宽度且包括功能性套箍，优选是自由游动的、双层环状功能性套箍。优选地，清洁垫t₁₂₀₀的吸收能力至少约5克/克。

在另一个方面，对于清洁坚硬表面，改进的清洁器具与一种清洁片配合使用，该清洁片优选是一次性的，清洁片包括功能性套箍，优选自由游动的、双层环状功能性套箍。

在开发本发明的清洁垫和清洁片的过程中，申请者发现清洁性能的一个重要方面是提供这样的一个清洁垫，该清洁垫具有多孔径膜、一个液体可透过的附属层，和/或具有密度梯度，和/或具有功能套箍及一个有功能套箍的清洁片。在典型的清洁操作条件下(即，清洁垫和/或清洁片在与它们的y方向或者宽度方向平行的方向上被来回地移动)，每一种部件无论分开还是单独工作或是与其它一种或几种部件结合使用都给清洁垫和/或清洁片提供改良的清洁性能。多孔径成形薄膜优选用于擦洗层，能够让液体通过并能使液体有效地从待清洗表面转移到清洁垫的其它层，优选能够到达一个或多个吸收层，以减少该液体被压挤回待清洗表面的倾向。功能套箍优选是自由游动的，使其在典型的清洗操作期间能够在y方向上来回“翻转”，因而能够捕获颗粒物质并降低这些颗粒物质再沉积到待清洗表面的倾向。密度梯度优选引入清洁垫的吸收层上以通过“抽吸”或者“毛细作用”使待清洗表面上的液体输送到清洁垫上更远离待清洗表面的区域。液体不能透过的附属层提供了一个障碍物，其使液体在到达远离清洗面的清洁垫后部时更好的分散在x-y方向上。本发明的这些方面以及所提出的优点，结合附图做了详细讨论。

技术人员会认识到可以使用不同的原料来实现本发明。因此，虽然对不同清洗器具、垫和薄片组件的优选材料在下面做了描述，我们认为本发明的范围并不局限于这些描述。

已经发现，将密度梯度结合在与本发明联合使用的清洁垫的整个吸收层对清洁性能和清洁垫快速吸收液体，尤其是包括颗粒物质的液体的能力有重要影响。虽然密度梯度已经用于象尿布、卫生巾、失禁用品等吸收制品中，申请者发现用于清洁垫吸收层的具体的密度梯度有独特的效用。清洁垫密度梯度的独特性至少有以下两个可以确认的原因：第一，清洁垫的吸收层需要处理含有可溶的和不可溶的组分，和悬浮组分，如不溶解的颗粒物质的水。就尿布、卫生巾、失禁用品等来说，吸收层显然仅仅需要处理含有可溶组分的液体，如体液。第二，清洁垫的吸收层需要克服重力吸收液体。就尿布、卫生巾、失禁用品等来说，吸收层典型是利用重力将液体吸入，并使之分布于整个吸收层。清洁垫有足够的弹力是非常重要的，如下所述，足够的弹力可以维持较好的清洁性能，尤其是在包括密度梯度的清洁垫中。本文所描述的包括具体的密度梯度的优选的清洁垫，其改进表现在至少三个影响对硬质表面的清洁性能的重要方面：吸收速度(液体从被清洗表面转移到清洁垫吸收层所需的时间)；分散能力(为充分利用清洁垫，吸收层对液体的芯吸能力)；和再湿润能力(吸收层中保留的及在清洗过程中不会被挤压出的脏水的量)。

在清洁垫的z方向上，吸收层可以包括一个具有连续密度梯度的单吸收层，或者是具有不同的密度从而导致密度梯度的多层吸收层。连续的密度梯度是指包括清洁垫的材料是均质的，但在整个材料中的密度不同。连续的密度梯度制备方法公开于1989年4月4日授予Hellgren等人的美国专利4,818,315，该专利引入本文以供参考。优选地，结合本发明使用的清洁垫包括由多吸收层，优选三层，每层有不同的密度产生的密度梯度。当吸收层的密度从较低的吸收层增加至较高的吸收层时，密度梯度典型地为“强”。优选地，本发明的清洁垫包括一个“强”的密度梯度，其具有快速吸收能力，能够在z方向和x-y方向上对液体有效地排泄使垫芯更好的被利用，并能降低已吸收进的液体，特别是那些包括未溶颗粒的液体被压挤出去的倾向。强密度梯度优选包括至少两个吸收层，第一吸收层的密度为约0.01克/立方厘米至约0.15克/立方厘米、优选约0.03克/立方厘米至约0.1克/立方厘米、更优选约0.04克/厘米至约0.06克/立方厘米；第二吸收层的密度为约0.04克/立方厘米至约0.2克/立方厘米、优选约0.1克/立方厘米至约0.2克/立方厘米、更优选约0.12克/立方厘米至约0.17克/立方厘米；本发明中第一吸收层的密度为约0.04克/立方厘米、优选约0.07克/立方厘米、更优选约0.1克/立方厘米，小于第二吸收层的密度。

在另一个实施方案中，清洁垫的密度梯度来源于三个吸收层，其中第一吸收层的密度为约0.01克/立方厘米至约0.08克/立方厘米、优选约0.03克/立方厘米至约0.06克/立方厘米；第二吸收层的密度为约0.03克/立方厘米至约0.12克/立方厘米、优选约0.07克/立方厘米至约0.1克/立方厘米；第三吸收层的密度为约0.05克/立方厘米至约0.2克/立方厘米、优选约0.08克/立方厘米至约0.15克/立方厘米；其中第一吸收层和第二吸收层密度的差异以及第二吸收层和第三吸收层密度的差异应至少为0.02克/立方厘米、优选至少0.04克/立方厘米。

在另一种实施方案中，清洁垫包括密度为约0.05克/立方厘米的第一吸收层、密度为约0.1克/立方厘米的第二吸收层，和密度为约0.15克/立方厘米的第三吸收层。已经认识到，这样的密度梯度能够在清洁垫具有或不具有在z方向上有多个宽度的层的条件下存在于清洁垫中。

由于密度梯度的原因，吸收层的孔隙度，即材料的孔隙体积与物质的体积之比，将典型地随密度的增加而降低。孔隙度是很重要的，尤其对于本文中用于清洗硬质表面的清洁垫，这是因为清洁垫所吸收的液体典型含有适当量的较大颗粒物质。当脏的液体通过擦洗层进入清洁垫时，较大颗粒物质在较低吸收层的孔隙中被捕获。随着吸收层孔隙度的降低和密度的升高，较大颗粒物质被较低吸收层的更大孔隙捕获，剩余的液体被转移到较高的吸收层中。这样就使液体更容易的转移到高密度层，并使颗粒物质留在较低吸收层的孔隙中。因此，能同时吸收液体和颗粒物质的清洁垫比没有强密度梯度的清洁垫更为有效。

当吸收层密度小于0.1克/立方厘米时，所述层的弹性趋向减小，而这正是下面讨论的本发明清洁垫的另一个重要特性。为了提高一个相对低密度的吸收层的弹性，热塑性材料，优选双组分纤维材料，可以用来与吸收层的纤维相结合。在熔融态，至少一部分的热塑性材料典型因为纤维间毛细管作用力的梯度而迁移到纤维的交叉点。这些交叉点成为热塑性材料的结合点。当冷却时，在这些交叉点的热塑性材料凝固形成结合点，使每个层中的纤维基质或网结合到一起。这有益于使清洁垫具有额外的整体完整性。虽然双组份纤维在本领域中已被人所知，但它们典型用量小于约15％。申请人发现为了得到所希望的弹性，密度小于0.05克/立方厘米的吸收层优选包括热塑性材料如双组份纤维的至少约20％、优选至少约30％、更优选至少约40％。一种优选的双组份纤维包括共聚乙烯双组份纤维，其包括少于约81％的聚乙烯三钛酸盐核，和少于51％的共聚乙烯外壳，材料购自HoechstCelanese公司，商品名称CELBOND^T-255。

此后将更充分的讨论，一方面本发明针对与可拆卸式清洁片或者清洁垫结合使用的拖把，清洁垫或者清洁片与有弹性底面的拖把头部相连，其中的一部分优选有基本为阶梯式的轮廓，其与一次性清洁垫咬合。出于简单明了的目的，本发明在此讨论的是地拖，但可以理解，本发明也适用于其它类型的拖把和具有以可释放的方式固定在其上的清洁片和清洁垫的清洁器具。

参见图1和2，依照本发明制作的地拖20用插图的方式作了说明。地拖20包括拖把头部22，其包括前缘24和后缘26。本文使用的术语“前缘”是指拖把头部22最远的边缘，当以远离使用者的方向被移动时，牵引拖把头部22。同样，“后缘”一词是指拖把头部22最远的边缘，当以远离使用者的方向被移动时，其在后面跟随拖把头部22。对多数地拖，前缘24和后缘26与拖把头部22的纵向轴28基本平行，如图1所示，其中纵向轴28是沿着拖把头部22的长度方向的轴。枢轴连接点如万向接头30使拖把20的手柄32与拖把头部22相互连接。万向接头30包括两个转动轴能使手柄32在方向36和38上绕轴旋转。手柄32在结点40与万向接头30以螺纹相连接。手柄32可以是一元构造或者包括三个连接点34、36、38，它们相互以螺纹连接，因此地拖20可以装到适宜的硬纸盒里运输随后装配使用。手柄部分38可以具有一个弹性和弹力部分，以适合地拖20的使用者更好的握住。拖把头部22也可以包括多个附属结构42。使用时附属结构42配置成能够在拖把头部22附近接受和保留清洁片或清洁垫44，如图2所示。附属构造42优选设置在拖把头部22的拐角处，但这些地方可以随拖把头部22大小和形状的不同而不同。附属构造42优选用共同未决的、于1999年8月12日提交的Kingry等人被命名为其共同发明人的美国专利09/364,714中所描述的方法制作。该发明全文引入文本以供参考。地拖20优选与一次性清洁片44结合使用，清洁片44用有狭缝附属构造42，以可拆卸的方式与拖把头部22相连。在本发明的另一实施方案中，拖把20包括一个手柄32、通过万向接头30与手柄相连接的支撑头部或拖把头部22，和与液体递送系统保持流体相通的容器34。该系统优选包括至少一个与拖把头部22相连接的喷嘴25。这样的排列在于1999年3月30日公布的、授予Ping等人的美国专利5,888,006中进行了描述，其内容全部引入本文以供参考。

清洁片或清洁垫可以具有纺织或无纺织物的形式，能够均匀地吸收液体或具有梯级的吸收密度，这在以后将更全面的讨论。

参见图4和5并依照本发明的一个方面，垫48具有阶梯式设计并能够粘性附着在拖把头部22的底部，用插图作了说明。图4中，一个包括两个正面部件148和248的阶梯式设计的垫用插图做了说明。图5中，一个包括三个正面部件148，248和348的阶梯式设计的垫用插图做了说明。当然，本发明的阶梯式设计的垫并不局限于含有两个或三个正面部件。熟悉本领域的人员知道其它阶梯式清洁垫也适用于本发明，例如只有一个正面部件的阶梯式设计的垫或含有多于三个正面部件的阶梯式设计的垫。使用中垫48和清洁片44的至少一部分优选一大部分的底面接合，如图5所示。

如图4和图5所述，垫48的底面具有轮廓形状、轮廓大小和间隙，使拖把头部在使用时重复做摇摆运动。不受任何理论约束，据信拖把20在简单持续的向前和/或向后做擦洗运动时，接触面152的宽度153使拖把能够在接触面152周围重复的“摇摆”或“绕轴旋转”或“转动”，以此增加清洁片或清洁垫44直接与地面上污垢接触的表面，或在“湿洗”的情况下增加与喷撒在地面上的液体接触的面积。因此，该摇摆运动使收集随着薄片的下表面与待清洗硬质表面重复接触和分离，能在清洁片44的更大比例的表面积上进行。本文中所使用的词组“接触表面”是指拖把头部22或者清洁片44的底面横截面轮廓被直线56切过底面顶点接触的部分，其中直线56与拖把头部22的横向轴58基本垂直。

在一个实施方案中，阶梯式设计的垫通过用固定剂在垫48上附加一个正面部件148获得，固定剂可以是粘合剂、双面粘合带、Velcro^或者是本领域中已知的其它固定剂。阶梯式设计也可以通过在垫48和拖把头部22的铸造过程中直接铸造正面部件来获得，因此其是永久性内置。优选地，正面部件的宽度要小于拖把头部的宽度。在本发明的另一个实施方案中，正面部件居于拖把头部的中心，所以拖把头部同样能够轴向向前或向后运动。在本发明的另一个实施方案中，阶梯式形状通过在拖把头部连接或铸造多个正面部件获得。可以理解这些正面部件的边缘可以是正方形的、圆形的、角状的、结构的或其任意组合。这些正面部件的面向被清洗地板的表面152、252、352一般是平的，不过不连续表面也同样可以被应用并具有同样的效果。例如，这些不连续形状可能以网格、凸起、孔等形式存在，其余种类的不连续形状也可以使用并有同样的效果。正面部件可以用不同属性的材料制成。例如，这些正面部件都可以由一般的不可变形的材料做成。在另一种实施方案中，所有的正面部件都可以由一般的可变形材料制成，该些材料包括如泡沫、海绵、聚酯填料、凝胶或液体的装填体等。可变形材料可以定义为任何在正常拖洗压力下(约0.1至0.2磅/平方英寸)临时失去其形状，而在当压力释放时又恢复它们的原始形状的材料。使用变形性更强的材料来形成正面部件对当吸收垫在表面擦洗时，通过改进的摇摆动作造成泵吸作用增加液体的吸入量是十分有益的，因为当清洗设备来回的擦洗时这些材料更容易变形，还能提供减震来保护地面免受可能的损坏，并使清洗更加容易，特别是当使用的是较薄的垫或者清洁垫时，较薄的垫或者清洁垫的吸收核芯比拖把头部或除尘片的宽度窄。在另一个实施方案中，一般不可变形的材料和可变形的材料结合使用以制作不同的正面部件。由不同属性的材料制成的组合正面部件可以提高或改进拖把头部相对于待清洗表面轴向运动的能力。拖把头部22和万向接头26优选用ABS型聚合物(如，来自于丙烯腈的三元共聚物)、聚丙烯或其它的塑料材料等以注射成型法制备。阶梯式设计的垫48和每个单独的正面部件可以用聚氨酯以模塑法制备，或者用ABS型聚合物(如，来自于丙烯腈的三元共聚物)、聚丙烯或其它的塑料材料等以注射成型法制备。拖把手柄32可以用铝、塑料或其它结构材料制作。

授予Policicchio等人的美国专利6,101,661的内容引入本文以供参考，该专利公开了一种包括与待清洗表面接触的多个平面的表面的清洁垫。在这样的清洁垫中，形成吸收底层的所有层的厚度足够产生所希望的摇摆运动。然而据信这种清洁垫和改进的清洁器具结合使用能够产生更进一步的改进和/或得到最优化的清洁垫，最优化的清洁垫可以被制做的更薄和/或使垫最优化，其中清洁垫可以制作的更薄和/或吸收性更低。使清洁垫更薄和吸收性更低对制作那些所谓的“轻型”垫时特别有用。对那些住房较小因而需要清洁的面积较小的顾客来说，轻型垫具有一定的益处。对于这些顾客，一个具有数个吸收材料层的标准清洁垫可能有过多的“吸收能力”，吸收能力被定义为垫在饱和之前所能吸收的最大量的溶液。虽然制作“轻型垫”是有益的，但降低垫的吸收能力和使之变薄可能对清洁垫的清洁功能和性能产生极大影响。例如降低吸收能力会导致较低的“吸收效率”，吸收效率被定义为垫在给定量的溶液和给定的接触时间下所能吸收的溶液的量。另外，因为垫做的很薄，擦洗时的“摇摆运动”得到了降低。这是由于“轴点”高度的降低造成的，“轴点”被定义为接触地面的垫的中心部分与远离地面的垫的边缘部分的间隙距离。在拖把头部的底面的阶梯式设计，据信轴点高度产生于拖把头部而不是垫上，拖把头部的阶梯式设计与垫的阶梯式设计相结合产生的轴点高度，比美国专利6,101,661所公开的清洁垫更具优越性。

拖把头部具有阶梯式设计的垫的改进的清洁器具与包括功能套箍的清洁垫结合使用也是十分有利的。据信更有效的摇摆运动在擦洗时使功能套箍更自由的滚动或者前后移动。这是由于功能套箍得到了更多的空间以使自己滚动的结果。

如上面所提到的，本发明的一个目标是提高清洁垫的清洁效率，清洁效率可以与清洁垫的吸收效率相联系。为了测定所提高的吸收效率，进行了下列测试。

用于测定与改进的清洁器具结合使用的清洁垫的吸收效率的方法：

	第一“标准”垫	第二“标准”垫	轻型垫
				第一吸收层(最靠近地板的形成的层)宽度(毫米)长度(毫米)厚度(毫米)	643005	643003	643003
第二吸收层宽度(毫米)长度(毫米)厚度(毫米)	883003.5	883003.5	无
				存贮吸收层(最靠近拖把头部形成的层)宽度(毫米)长度(毫米)厚度(毫米)	1203001.5	1203001.5	1203001.5

垫总厚度(毫米)枢轴总高度(毫米)	10.08.5	86.5	4.53.0
				覆盖吸收层的地板片设计	孔径成形的薄膜	孔径成形的薄膜	孔径成形的薄膜
功能套箍设计	60gsqm卷缠的湿生型平纹棉聚酯	层孔径薄膜内套箍30gsqm透气的聚乙烯：双组份聚酯外套箍	双层孔径薄膜内套箍30gsqm透气的聚乙烯：双组份聚酯外套箍
				总吸收容量(毫升)	250	250	125

表面测试

对瓷地板和预先加工过的木制地板进行了测试，来测定在不同地板质量条件下的状况。所得到的不同结果可以部分地解释为由于表面不同的“润湿能力”，以及这样一个事实，即用于本测试的瓷砖有灌浆线(6毫米宽×3毫米深)，其中溶液会驻留，从而由于清洁垫和表面的接触降低而使清洁垫的吸收更加困难。测试面积为5×1平方米的瓷砖表面和5×1平方米的加工过的木材。

测试计划

在本测试中，具有平垫的拖把头部和具有阶梯式设计的拖把头部，分别结合两种不同的具有不同特征的“标准清洁垫”和一种“轻型清洁垫”进行了测定。阶梯式设计的垫包括一个与拖把头部底部中心实质性地粘合连接的正面部件。正面部件的实际尺寸是25毫米宽×265毫米长×1毫米高。该正面部件连接在114毫米宽×265毫米长的拖把头部的底部。平拖把头部与阶梯式设计的拖把头部的尺寸相同，不同的是其不包括正面部件。

测试所使用的标准清洁垫包括具有不同宽度、长度和厚度的三个吸收层。第一和第二标准垫也包括不同对数的“环状”的功能套箍。“轻型”清洁垫包括两个吸收层和一对环状的功能套箍，与用于第二“标准清洁垫”的那些相似。用于第二标准垫和轻型垫的功能套箍的对数将在后面做详细的描述。

下面的图表给出了用于本测试的两个“标准”清洁垫和“轻型”垫的特性：

在第一个1平方米的测试区域上使用10毫升的清洗溶液(由2％的丙氧基丙醇溶剂、0.01％的非离子表面活性剂和0.005的氢氧化钠组成，pH值为10.5)，清洗溶液均匀地分布在整个1平方米的区域上。预先称重过的干燥的垫用Velcro^连接在拖把头部器具的底端。从测试区域的左边开始，清洗器具来回地擦拭14次直到达到右边的末端。接下来从测试区域的右边开始向左边，用清洁器具再次来回的擦拭14次。然后，进行测试的人员移到另一个1平方米的测试区域上重复相同的程序。当总共50毫升液体被使用到总共5平方米的地面上并用清洁垫擦干后，测试完成，将清洁垫再次称重。吸收效率的计算如下：确定溶液被清洁垫吸收的数量相对于使用到地面上的50毫升的比率，然后乘以100转化为百分比。

结果

我们发现相对于平底的标准拖把头部，当用阶梯式设计的拖把头部擦拭时，两个“标准”清洁垫和一个“轻型”清洁垫的吸收效率都提高了。通过观察所用的在每种拖把头部测试后的垫，很显然阶梯式设计的不仅如上所述产生了更显著的轴向高度和更好的套箍运动，而且阶梯式设计也在清洁垫的中心部分产生了压力区域，这会使清洗溶液从垫的中心而不是前缘被吸收。因此，每一种被测试的清洁垫都能吸收更大的量的液体，因此这些清洁垫的清洗效率提高了。观察结果在图6和图7中用示意图做了说明。图6表示的是使用平拖把头部测试的清洁垫对脏的溶液的吸收，图7表示的是使用阶梯式设计的拖把头部测试的清洁垫对脏的溶液的吸收。形成清洁垫的吸收材料的不同层在垫的中心区域会产生密度梯度。因此，这些清洁垫向中心区域吸收得更多。阶梯式设计的拖把头部优化了通过垫的中心区域对液体的吸收，这是因为喷撒在地面上的溶液被迫通过清洁垫中心部分吸收并朝z方向和x-y方向扩散以优化使用密度梯度，如图8和图9所示。图8表示的是向具有平拖把头部的包括三个吸收层(较高的层密度较高(Hd)，较低的层密度较低(Ld))的清洁垫的溶液运动(Sm)。图9表示的是溶液向具有阶梯式设计的拖把头部包括三个吸收层(较高的层有较高密度，较低的层密度较低)的清洁垫的运动。拖把头部的平坦设计使吸收点向清洁垫的前缘移动，清洁垫有密度梯度的优点被显著降低了。

与本发明配合使用的优选的清洁垫和/或清洁片的一个重要特征是包括了一个或多个改进的功能性套箍。申请者发现，功能套箍改进了传统的清洁垫和清洁片以及本发明的清洁垫和清洁片的清洁性能。功能套箍提高了传统清洁垫和清洁片以及本发明的清洁垫和清洁片的颗粒收集能力。

包括功能套箍的清洁垫在图10、图11和图12中做了例示。图10是包括自由游动的、环状的功能套箍207的清洁垫200的透视图。环状的功能套箍207有两个表面209和211。在典型的清洗方法中，比如拖和擦，清洁垫200在待清洗表面上沿Y_f方向前行，然后沿Y_b方向后退。随着清洁垫200在Y_f方向上移动，功能套箍207翻转使其211面与被清洗表面接触。被清洗表面上的颗粒物质被吸附到功能套箍207的211面上。当清洁垫200在Y_b方向上移动时，功能套箍207翻转使其另一个面209与被清洗表面接触。原来被211面吸附的颗粒物质，将在功能套箍207的表面211和清洁垫200的层201之间被捕获。功能套箍207的表面209也能吸附另外的颗粒物质。

图11和图12以图解的形式说明了包括两个自由游动的、闭合的功能套箍411和413的清洁垫400，与图10中功能套箍207相似。在典型的清洗方法中，清洁垫400沿Y_f方向横过硬质表面移动，功能套箍411和413翻转使面417和425与被清洗表面接触从而能够吸附颗粒物质。然后清洁垫400沿Y_b方向横过硬质表面移动，引起功能套箍411和413翻转而使面419和423与被清洗表面接触。被425面吸附的颗粒物质在面425和擦洗层401之间被捕获。然后面419和423能够从被清洗表面吸附更多的颗粒物质。当清洁垫400沿Y_f方向横过硬质表面向后移动时，所吸附的额外的颗粒物质在面423和擦洗层401之间被捕获。在z方向上功能套箍与含有多个宽度的层的清洁垫连为一体，如图12所示，功能套箍的高度(即z方向上完全伸展的功能套箍)足够大从而使当功能套箍向清洁垫的中线翻转时，它能与宽度最窄的层重叠。图11表示的是包括两个功能套箍411和413的清洁垫400，其中功能套箍411和413都能向清洁垫的中线翻转，这对将清洁垫400包装用于再销售是优选的。套箍的动作如图13和14所示，其显示了拖把在沿Y_f方向向前和沿Y_b方向向后移动时，大的颗粒如何被连接在清洁垫或清洁片44上的套箍207所捕获。

当包括功能套箍的清洁垫和/或清洁片在硬质表面上来回擦拭时，功能套箍从一边向另一边“翻转”或“滚动”，从而吸附和捕获颗粒物质。具有功能套箍的清洁垫和清洁片显示出能够更好的吸附和捕获较大颗粒物质的能力，这典型发生在硬质表面上，并且降低了这些颗粒物质再次掉落在被清洗表面上的倾向。除了能收集更大的颗粒外，套箍还在帮助溶液扩散和消除由于地板上的纹理结构形成的线，从而在最大限度地减少干燥期间条纹的形成方面起着重要的作用。这种帮助溶液扩散的特性对于“湿”的清洁器具尤其重要，因为在这种情况下溶液喷洒在特别集中的区域，与常规的体系比较通常具有较低的剂量或地面湿度，然后用吸收垫擦拭。由于剂量较低并且集中在喷洒器宽度覆盖的区域，垫需要使污垢疏松，并以可控制的速度吸收。如果垫吸收得太快，拖地时就会形成干的污点，这将导致干垫擦拭污垢面时产生条纹。当套箍的外边部分由无纺材料构成时，套箍典型能够吸收组成无纺材料的纤维缝隙间的一些液体。被套箍吸收的液体随后在拖地运动中被释放出来，因而帮助液体更均匀地分布，并将用干清洁垫拖地时产生的条纹减至最少。如前面所指出，用干清洁垫拖地产生的条纹是由于垫吸收太快，尤其是当溶液的剂量很低或溶液实际上是在较低的频率间隔喷洒的(例如，采用了2平方米间隔喷洒的频率，而建议的喷洒的频率为1/2平方米间隔，因为这是喷洒模式典型覆盖的大约宽度)。当前缘的套箍在向前的拖地运动时面向中心或者后缘的套箍在向后的拖地运动时面向中心时，套箍所提供的溶液分布特性也进一步得到提高。

当套箍面对垫的中心时，地板片和被套箍覆盖的地板面的接触被隔断了。垫被套箍覆盖的部分的吸收能力降低了，这是因为液体在进入核芯吸收层之前，需要穿过多个层(液体需要穿透形成套箍的层和清洁垫中潜在的孔状成形的薄膜层)。

如前面所述，套箍在“捕获”大颗粒、毛发和纤维屑以及铺展溶液等方面起着重要的作用。这些特点对清洁垫的总体性能是很关键的。同样如前面所述，在做上下的拖地运动时套箍前后运动时套箍的功能得到优化。为了优化套箍的这种前后移动的能力，已发现外部套箍的特点(外部是指拖地时套箍实际接触地面的部分)应该与内部套箍的特点(内部是指拖地时套箍与自身摩擦的部分)不同。已发现对于一个优化的套箍的设计，当套箍的内部与自身摩擦时有较低的摩擦力或者“滑动力”，套箍的外部与地面摩擦时有较高的摩擦力或者“滑动力”。摩擦力的不同导致了引起材料滑动或移动需要不同水平的力量。套箍优选能够自由的来回移动，因为断开套箍外部和地面之间的瞬时连接的力量很容易大于断开套箍内部与自身瞬时连接的力量。

功能套箍可以包括不同的材料，该些材料包括但不局限于孔状成形的薄膜、经过梳毛机梳过的聚丙烯、人造丝或者聚酯、水包围式的聚酯、纺丝粘合的聚丙烯、聚乙烯、棉花、聚丙烯，及其共混物。在使用自由游动的套箍的地方，功能套箍的材料应该有足够的刚性，以使套箍能够从一边向另一边“翻转”，而不是把自己压扁或绕自己旋转。可以通过使用高基重的材料(如，基重高于约30克/平方米)来增加功能套箍的刚性，或者加入其它材料如平纹棉、粘合剂、人造橡胶、橡皮带、泡沫、海绵、擦洗层等来提高刚性，或者把材料压到一起。优选地，功能套箍包括水包围式底层，其包括但不限于聚酯、棉花、聚丙烯，及其混合物，其基重至少为20克/平方米并有平纹棉材料使之变硬。

为了确定什么样的材料最适合于得到前面所描述的具有所期望的特性的套箍，我们进行了以下测试。

确定内部套箍的材料：

以下测试用来确定哪一种材料在干燥状态和湿润状态下与其自身摩擦时表现出最小的阻力。

测试方法：

设备：测力计(中频Shimpo测力计0-2磅(0.9072千克))、500克的法码(圆周长6厘米×厚度2厘米)、底层、溶液(0.04％表面活性剂、2％溶剂溶于水中)、胶带

步骤：

1.准备20厘米宽×30厘米长的待测底层样品。然后将材料的一部分与代表套箍面朝上的里面部分的材料一起在测试表面上拉紧并用胶带固定。

2.将同样材料的另一个样品切成12×12平方厘米，将该样品与代表套箍面朝下的里面部分一起缠绕和用胶带固定在6厘米周长的法码上。

3.用一枝钢笔，在用胶带固定的底层的后缘前面2.5厘米处做一个标记(代表起点)，在第一个标记之前20厘米处做另一个标记(代表终点)。

4.缠绕底层的圆形法码置于开始线之前。测力计与圆形法码相连接并使读数为零。然后，以恒定的速度缓慢向前推动法码，直到通过20厘米的标记。记录测力计的读数。对同一种材料重复此步骤三次。该测试被称之为在干底层上的滑动。

5.为测定湿滑动，包括在瓶中的十次完整清洗溶液喷雾施用于用胶带固定在测试表面的底层上(约10毫升)，相同溶液的一次完整喷雾施用于缠绕在法码上的底层的测试边上。

6.再次，具有底层的法码置于开始线之前并紧紧压住。测力计与圆形法码相连并使读数为零。然后，以恒定的速度缓慢向前推动法码，直到通过20厘米的标记。记录测力计的读数。对同一种材料重复此步骤三次。该测试被称之为在湿底层上的滑动。

测试结果在下文的表一中做了报告：

表1

实例	同一材料上测试的物质：	干滑动力- 磅(千克)(三次重复平均值)	湿滑动力-磅(千克)三次重复平均值)
				1	20gsqm孔状成形薄膜(宽漏斗形DRIWEAVE薄膜-阴面代表测试接触面)-	0.7(0.3175)标准偏差0.05(0.0227)	0.25(0.1134)标准偏差0
2	20gsqm孔状成形薄膜(窄漏斗形DRIWEAVE薄膜-阳面代表测试接触面)	2.4(1.0886)标准偏差0.05(0.0227)	2.0(0.9072)标准偏差0.04(0.0181)
				3	20gsqm双孔径尺寸的孔状成形薄膜(宽漏斗形DRIWEAVE薄膜-阴面代表测试接触面)	1.0(0.4536)标准偏差0.05(0.0227)	0.5(0.2268)标准偏差0
4	20gsqm双孔径大小的孔状成形薄膜(窄漏斗形DRIWEAVE薄膜-阳面代表测试接触面)-	1.5(0.6804)标准偏差0.05(0.0227)	2.2(0.9979)标准偏差0.04(0.0181)
				5	20gsqm纺时粘合的聚酯(使用粘合剂)	0.38(0.1724)标准偏差0.03(0.0136)	0.35(0.1588)标准偏差0.03(0.0136)
6	20gsqm孔径薄膜，代码	0.7(0.3175)	0.35(0.1588)

	PF/12(阴面代表测试接触面)	标准偏差0.05(0.0227)	标准偏差0.01(0.0045)
				7	20gsqm孔径薄膜，代码PF/12(阳面代表测试接触面)	1.8(0.8165)标准偏差0.05(0.0227)	1.2(0.5443)标准偏差0.03(0.0136)
8	20gsqm聚乙烯薄膜	1.0(0.4536)标准偏差0.05(0.0227)	0.3(0.1361)标准偏差0.01(0.0045)
				9	20gsqm经过梳毛机梳过的聚丙烯方法	0.65(0.2948)标准偏差0.01(0.0045)	0.67(0.3039)标准偏差0.03(0.0136)
10	40gsqm针形穿孔的聚酯-FlowClean	0.68(0.3084)标准偏差0.04(0.0181)	0.78(0.3538)标准偏差0.03(0.0136)
				11	40gsqm水围式的聚酯	0.88(0.3992)标准偏差0.03(0.0136)	0.85(0.3856)标准偏差0.05(0.0227)
12	50gsqm面向测试面的一边与10gsqm聚丙烯平纹棉层压的水围式的聚酯	0.67(0.3039)标准偏差0.03(0.0136)	0.55(0.2495)标准偏差0.01(0.0045)
				13	30gsqm透气的胶合聚酯+聚乙烯：双组份聚酯	0.85(0.3856)标准偏差0.03(0.0136)	0.85(0.3856)标准偏差0.02(0.0091)

确定外部套箍的材料：

以下测试用来确定哪一种材料在干燥状态和湿润状态下与其它表面(模拟待清洗硬质表面)摩擦时表现出最大阻力。一块平滑的、有光泽的、上釉的瓷砖因其非常光滑而被选作测试表面。

测试方法：

设备：测力计(中频Shimpo测力计0-2磅(0.9072千克)、500克的法码(周长6厘米×厚度2厘米)、底层、溶液(0.04％表面活性剂，2％溶剂溶于水中)、胶带、瓷地板砖13英寸×13英寸(33×33厘米)，选用的是意大利釉砖，由Valentino Kerastone Ceramiche Piemme-41053Maranello Italy制造。

步骤：

1.将瓷砖置于测试表面上，用两面胶带将其固定以防止其移动。

2.将待测的材料样品切成12×12cm²的样本。然后用代表朝下接触地面的外部套箍材料的部分缠绕并用胶带固定6厘米周长的法码。

3.用一枝钢笔，在所固定的底层的后缘前面2.5厘米处做一个标记(代表起点)，在第一个标记前面20厘米的地方做另一个标记(代表终点)。

4.被底层缠绕的圆形法码置于开始线之前。测力计与圆形法码相连，并使读数为零。然后，以恒定速度缓慢向前推动法码直到它通过20厘米处的标记。记录测力计的读数。对同一种材料重复此步骤三次。该测试被称之为干底层上的滑动。

5.为测定湿滑动，包括在瓶中的十次完整清洗溶液喷雾施用于用胶带固定在测试表面的底层上(约10毫升)，相同溶液的一次完整喷雾施用于缠绕在法码上的底层的测试边上。

6.再次，法码和底层置于开始线之前并紧紧压住。测力计与圆形法码相连并使读数为零。然后，以恒定速度缓慢向前推动法码直到它通过20厘米处的标记。记录测力计的读数。对同一种材料重复此步骤三次。该测试被称之为在湿底层上的滑动。

测试结果在下文表2中做了报告：

表2

实施例

在表面上测定的材料边

干滑动力-磅(千克)(三次重复平均值)

湿滑动力-磅(千克)三次重复平均

			值)
				1	20gsqm孔径成形薄膜(宽漏斗形DRIWEAVE薄膜-阴面代表测试接触面)-	1.2(0.5443)标准偏差0.05(0.0227)	0.3(0.1361)标准偏差0
2	20gsqm孔径成形薄膜(窄漏斗形DRIWEAVE薄膜-阳面代表测试接触面)-	2.2(0.9979)标准偏差0.05(0.0227)	0.8(0.3629)标准偏差0.01(0.0045)
				3	20gsqm双孔径大小的孔状成形薄膜(宽漏斗形DRIWEAVE薄膜-阴面代表测试接触面)	1.2(0.5443)标准偏差0.05(0.02227)	0.5(0.2268)标准偏差0
4	20gsqm双孔径大小的孔状成形薄膜(窄漏斗形DRIWEAVE薄膜-阳面代表测试接触面)	2.4(1.0886)标准偏差0.05(0.0227)	1.8(0.8165)标准偏差0.04(0.0181)
				5	20gsqm纺时粘合的聚酯Remay(使用粘合剂)	0.9(0.4082)标准偏差0.03(0.0136)	0.3(0.1361)标准偏差0.03(0.0136)
6	20gsqm孔径薄膜，代码PF/12(阴面代表测试接触面)	1.3(0.5897)标准偏差0.05(0.0227)	0.4(0.1814)标准偏差0.01(0.0045)
				7	20gsqm孔径薄膜代码PF/12(阳面代表测试接触面)	1.7(0.7711)标准偏差0.05(0.0227)	0.7(0.3175)标准偏差0.01(0.0045)
8	20gsqm聚乙烯薄膜	2.0(0.9072)标准偏差	0.35(0.1588)标准偏差

		0.05(0.0227)	0.01(0.0045)
				9	20gsqm经过梳毛机梳过的聚丙烯的方法	1.5(0.6804)标准偏差0.04(0.0181)	0.3(0.1361)标准偏差0.03(0.0136)
10	40gsqm针形穿孔的聚酯-FlowCleanEM2000	1.5(0.6804)标准偏差0.03(0.0136)	0.6(0.2722)标准偏差0.03(0.0136)
				11	40gsqm水包围式的聚酯	1.0(0.4536)标准偏差0.03(0.0136)	0.6(0.2722)标准偏差0.03(0.0136)
12	50gsqm面向测试面的一边与10gsqm聚丙烯平纹棉层压的水包围式聚酯-	0.8(0.3629)标准偏差0.03(0.0136)	0.65(0.2948)标准偏差0.01(0.0045)
				13	30gsqm透气粘合聚酯+聚乙烯：双组份聚酯	0.65(0.2948)标准偏差0.03(0.0136)	0.6(0.2722)标准偏差0.02(0.0091)

发现实施例1、3、5、6和8中显示的材料作为内部套箍材料具有良好的性质，因为测试时，如表1中所示，材料与材料间显示出较低的滑动力值，因而摩擦力较低。阴面在内以形成内部套箍的典型孔径薄膜(如实施例1，3，6所示)，或者无孔薄膜(如实施例8中所示)是优选的内部套箍材料。另外可供选择的材料可以是无纺材料，其中纤维被高度的化学品或粘合剂涂层或粘合剂包覆使结构平滑，如实施例5所示。

在双层套箍设计中，如实施例10、11、12和13所示的材料作为外部套箍材料具有良好的性质，因为测试时，如表2中所示，外部套箍显示出较高的滑动力值，因而摩擦力较高。这些材料典型是无纺材料，它们在形成过程中遗留了许多游离的纤维。另外，纤维基质有一定程度的完整性和毛细状的空间，这是由于热粘合(旋转粘合、熔融吹制或梳理)、不同熔点纤维的结合(通过空气干燥器置入的双组份纤维)或者缠绕(水力压花)等形成的。游离的纤维和毛细状的空间结构能够吸收液体，其是当接触湿地面时摩擦力较高的原因之一。实施例9中热结合的无纺材料使过多的纤维被紧密的压花花样固定住。这就留下了很少的游离纤维和毛细状空间，因而导致外部套箍测试时表现出较差的滑动力。这些材料中的游离纤维的特点也有利于为较大的污垢如棉绒、毛发和灰尘(捕获这些污垢是套箍的关键功能)等提供附着的钩子。

虽然套箍可以被两种不同的材料层压而制成，通过选择一种有良好性能的材料作为外部套箍而在内部边使用平纹棉来形成一个有效的套箍也是可能的。这样的材料如实施例12所示，其中平纹棉的一边是作为内部套箍来测试的，材料与材料间的湿滑动力是0.55磅(0.2495千克)力，而当反面作为外部套箍测试时，材料与表面间的湿滑动力是0.65磅(0.2948千克)。也可以形成一种单式结构的套箍，方法是在套箍的一边进行化学处理、粘合、聚合或其组合使其那一边的纤维被覆盖，这样处理后所得的材料与材料间的湿滑动力降低了。另外，还发现如表1和表2中实施例1-2、实施例3-4、实施例6-7所描述的特殊孔状薄膜也可以用于形成单层套箍。在双层套箍设计中，典型地，孔径薄膜的光滑面(通常指阴面)被向内放置，因为这样材料与材料间的摩擦力(湿滑动力)最低。反面(指阳面一边)典型具有在加工或穿孔过程中形成的突出，这使其质地更加粗糙，因而导致较高的材料与材料间的摩擦力(湿滑动力)。事实上，所描述的孔状薄膜的质地粗糙的部分的材料与表面间的滑动力高于该薄膜的阴面部分材料与材料间的摩擦力(湿滑动力)。比较表1和表2中的实施例1和实施例2、实施例3和实施例4、实施例6和实施例7可以看出在每一个比较中阴面相对于阳面具有一致性地较低的摩擦力(湿滑动力)。这使这些材料适合于单式的套箍设计。尤其是，我们发现这种材料对需要擦洗的待清洗表面的应用十分有利。阳面的粗糙构造也有利于捕获棉绒、毛发和污垢，还发现对其部分或全部的外表面喷涂、涂层、筛网印刷等以及粘合剂层、化学处理等也提高了这些性能和/或提高材料和表面间的摩擦力(湿滑动力)，如果需要的话。可供选择地，其它的可用作外部套箍的良好的材料包括如下材料：其具有如表1和表2中所描述的(实施例10、11、12和13)纤维的性质，能够被粘合剂连接、热连接、机械连接、超声焊接成带形、正方形、圆形、菱形等等，因而由孔径薄膜形成的外部套箍，在擦洗面上有一些阳突的区域。可任选的是，不使用完全的无纺材料，由聚丙烯、聚酯、聚乙烯、尼龙等无纺材料构成的实际纤维和/或纤维素、麻等天然纤维可以用来完全或部分地覆盖到孔径薄膜的外面部分以形成单式层的套箍。

上面大部分的讨论集中在设计用来在如湿拖等湿环境中功能最佳的套箍。然而，拥有功能套箍也有利于提高干燥除尘片的性能。但是，内部套箍和外部套箍的特点需要基于液体不存在时的摩擦力(干滑动力)。与湿拖应用相似，对于干燥除尘优选的特点要求内部套箍一边的材料与材料间的摩擦力(干滑动力)小于外部套箍一边材料和待清洁表面间的摩擦力(干滑动力)。

考虑内部套箍的特点时，材料与材料间的摩擦力或滑动力值应当小于0.6磅(0.2722千克)、优选小于0.5磅(0.2268千克)、更优选小于0.4磅(0.1814千克)。对于外部套箍，其材料与待清洁表面的摩擦力应当大于0.4磅(0.1814千克)、优选大于0.5磅(0.2268千克)、更优选大于0.6磅(0.2722千克)。另外，内部套箍材料与材料间的摩擦力或湿滑动力与外部套箍材料与待清洁表面间的摩擦力或湿滑动力的比值应当小于约1、优选小于0.9、更优选小于0.75。

在本发明的另一个实施方案中，至少两层材料用于形成功能套箍。这些层通过内部套箍和外部套箍材料间选择性的固定点彼此相连接。这些选择性的固定点允许层间存在开放空间和通道。这不仅能为穿过外层而被捕获的污垢提供空间，还能为更多的容积提供回路，使套箍在最初制造和然后拖地时在压力下变平和变皱的倾向减至最小。

功能套箍可以做成单层或多层层压结构，也可以做成环状或非环状结构。优选地，功能套箍做成环状，如图2、4a和4b所示。环状的功能套箍可以通过半折叠带状套箍材料形成圆环再把它附着到底层上做成。也可以使用非环状功能套箍，尤其当所用的材料有足够的刚性时。本发明的清洁垫和清洁片也可以包括环状和/或非环状、单层和/或多层相结合的功能套箍。另外，如下所述，功能套箍还可以包括吸收层。

功能套箍可以形成清洁垫较低层或清洁片底层底部的整体的一部分，或者分别粘附在清洁垫和/或清洁片上。如果功能套箍是清洁垫或清洁片的底部的整体的一部分，功能套箍优选是环状的通过卷曲成清洁垫较低层和清洁片的底层，例如Z形折叠和/或C形折叠。可选择地，功能套箍可以用本领域中已知的不同方法分别粘附在清洁垫和/或清洁片的较低层，该些方法包括但不限于双面胶带、热连接、胶合、超声焊接、缝合、高压机械焊接等。

在干燥或预先润湿的情况下，功能套箍也可以与本领域中已知的传统的清洁垫和清洁片结为一体，这些清洁垫和清洁片可以包括各种纤维质材料和无纺材料，如海绵、泡沫、纸巾、抛光布、粗布、棉巾等。在优选的实施方案中，当与本发明的清洁垫，以及如共同未决的美国专利申请08/756,507(Holt等人)、共同未决的美国专利申请08/756,864(Sherry等人)、共同未决的美国专利申请08/756,999(Holt等人)，均提交于1996年11月26日，和共同未决的美国专利申请09/037,379(Policicchio等人)，提交于1998年3月10日中所描述的那些结合时功能套箍尤其有效。全部这些专利在此引入以供参考。

在另一个实施方案中，清洁片包括一个或多个功能套箍和底层，优选包括水包围式材料的无纺底层，包括但不限于1998年5月20日提交的Fereshtehkhou等人的共同未决的美国专利申请09/082,349(案例6664M)；和于1998年5月20日提交的Fereshtehkhou等人的共同未决的美国专利申请09/082,396(案例6798M)，其公开部分在此引入以供参考；以及1996年6月11日授予给Shizuno等人的美国专利5,525,397中描述的底层。在该优选的实施方案中，清洁片的底层应至少有两个区域，其中区域以基重来区分。底层可以有一个或多个高基重区域，其基重为约30至约120克/平方米、优选为约40至100克/平方米、更优选为约50至约90克/平方米、还更优选为约60至约80克/平方米，和一个或多个低基重区域，其中低基重区域的基重占高基重区域基重不超过80％、优选不超过60％、更优选不超过40％、还更优选不超过20％。清洁片底层的整体基重优选为约20至约110克/平方米、更优选为约40至约100克/平方米、还更优选为约60至90克/平方米。

在垫和薄片的不同的地方，一个或多个功能套箍可以应用到或作为清洁垫和清洁片的整体的一部分。例如，功能套箍可以沿x方向或y方向置于清洁垫或清洁片的中线部分(在x-y平面上)。优选地，清洁垫或清洁片包括两个位于或靠近清洁垫或清洁片的近对角边上的功能套箍。(例如，垫和/或薄片在y方向的前缘和后缘)。优选地，功能套箍更适宜置于其长度方向与使用者来回拖动或擦拭的方向垂直的地方。

本发明还进一步地包括制品，该些制品包括上述的清洁垫和/或清洁片，所述清洁垫和/或清洁片包括改进的功能套箍和与其相关的一套说明，该说明可以和包装、纸板箱或其它容器结合使用。本发明还包括制品，该些制品包括上述改进的功能套箍和与其相关的一套说明，该相关说明可以和包装、纸板箱或其它容器结合使用。本文中所使用的“与…相关”是指这一套说明或者直接印刷在清洁垫本身上，或者以单独的方式呈现，该些方式包括但不限于小册子、印刷品广告、电子广告和/或文字通信，来达到使这一套说明与该制品的消费者沟通的目的。这一套说明优选包括使用清洁垫和/或清洁片的说明，所述清洁垫和/或清洁片包括使用有手柄和拖把头的清洁器具(如地拖)清洗硬表面的改进的功能套箍。这一套说明还可以包括使用清洁垫和/或清洁片的说明，所述清洁垫和/或清洁片包括使用与本文中先前所提到的其拖把头部是阶梯式设计的地拖结合使用的改进的功能套箍和其它种类的清洁垫。例如，说明可以指导使用者如何使用其拖把头部是阶梯式设计的与地拖结合使用的清洁片。其它说明可以指导使用者如何使清洁垫或清洁片与拖把头部相连、如何移动地拖，以及如何将清洁片从拖把头部取下来。

Claims (24)

1.一种用于清洁坚硬表面的清洁器具，其包括：

(a)一个手柄；

(b)一个可摆动地连结在所述手柄的拖把头，所述拖把头具有一个形成底部表面的垫；

(c)至少一个以可更换的方式附着于所述垫的底部表面上的正面部件，使所述拖把头能够相对于待清洁表面摆动；和

(d)一种吸收性清洁垫，该垫与所述正面部件接合，并可更换地附着于所述拖把头上。

2.如权利要求1所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件基本是处于所述底部表面的中心位置。

3.如权利要求2所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件的宽度小于所述拖把头的宽度。

4.如权利要求2所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件的长度小于所述拖把头的长度。

5.如权利要求2所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件的边缘为正方形、圆形、倾斜形、有纹理的、平滑的或它们的任意组合。

6.如权利要求1所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件通常是不可压缩的。

7.如权利要求1所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件通常是可压缩的。

8.如权利要求1所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件的与待清洁表面面对的表面中具有不连续性。

9.权利要求1所述的清洁器具，其特征在于还包括附着于第一正面部件上的一第二正面部件。

10.如权利要求9所述的清洁器具，其特征在于所述第二正面部件的宽度小于所述第一正面部件的宽度。

11.如权利要求9所述的清洁器具，其特征在于所述第二正面部件的厚度小于所述第一正面部件的厚度。

12.一种用于清洁地面的清洁器具，其特征在于其包括一个手柄、一个可摆动地连结在所述手柄的拖把头，所述拖把头具有一个底部表面，一个可更换地附着在所述底部表面上的正面部件，这样所述拖把头能够相对于待清洁表面摆动，以及一个吸收性清洁垫，其中所述正面部件能够提高所述清洁垫的吸收效率。

13.如权利要求12所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件能够将所述清洁垫的吸收效率提高至少10％。

14.如权利要求13所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件能够将所述清洁垫的吸收效率提高至少15％。

15.如权利要求14所述的清洁器具，其特征在于所述正面部件能够将所述清洁垫的吸收效率提高至少20％。

16.一种用于清洁地板的清洁器具，其特征在于其包括一个手柄、一个可摆动地连结在所述手柄的拖把头，所述拖把头具有一个底部表面，一个可更换地附着在所述底部表面上的第一正面部件和一个附着于所述第一正面部件上的第二正面部件，使所述拖把头可相对于待清洁表面摆动，以及一个吸收性清洁垫，其中所述第一和第二正面部件能够提高所述清洁垫的吸收效率。

17.一种制作具有改进的清洁效率的拖把头的方法，其包括：

提供至少一个正面部件；和

将所述正面部件附着于拖把头的底部表面上。

18.一种制作具有改进的清洁效率的拖把头的方法，其包括：

模压拖把头，使至少一个正面部件在拖把头的下部部分。

19.一种用于提高清洁器具的清洁效率的部件，其包括：

一种板；和

将所述板附着于拖把头的底部表面上的一些紧固件。

20.如权利要求19所述的部件，其特征在于所述板是基本刚性的。

21.如权利要求19所述的部件，其特征在于所述板是基本柔性的。

22.如权利要求19所述的部件，其特征在于所述板的正面部件的边缘为正方形、圆形、倾斜形、有纹理的、平滑的或它们的任意组合。

23.如权利要求19所述的部件，其特征在于所述板的底部表面中具有不连续性。

24.如权利要求1所述的清洁部件，其特征在于所述吸收性清洁垫还包括至少一个附着于上述垫的功能性环套，该环套包括环套材料并且具有内表面和能与待清洗表面接触的外表面，其中由于环套材料的内表面与其自身接触产生的滑动力和由于环套材料的外表面与待清洗物质的表面接触产生的滑动力之比小于1。

Images