CZ87299A3 - Čisticí nářadí - Google Patents

Abstract

Čisticí nářadí obsahuje držadlo (la) a vyměnitelnou stěrku (200), která sestává ze stírací (201), absorpční (203) a případně upevňovací vrstvy (205). Materiál absorpční vrstvy (203)je zvolen tak, že absorpční kapacita stěrkyje na počátku čisticího procesu menší než vjeho průběhu, tj. absorpční kapacita stěrky po 30 sekundáchje menší než 10% absorpční kapacity po 1200 sekundách, přičemž absorpční kapacita po 1200 sekundách činí alespoň 5 g deionizované vody na gram stěrky.

Description

Čisticí nářadí

Oblast techniky

Vynález se týká čisticího nářadí sloužícího k odstraňování špíny z tvrdých povrchů. Vynález se zvláště týká čisticího nářadí sestávajícího z držadla a vyměnitelné absorpční čistící stěrky. Aplikace se rovněž týká absorpční stěrky, která je použitelná u čisticího náářadí čisticí stěrka má schopnost absorbovat a zadržovat významné množství tekutiny.

Dosavadní stav techniky

Literatura je přesycena výrobky, které jsou schopny čistit tvrdé povrchy, například povrchy z keramických dlaždic, podlahy z tvrdého dřeva, povrchy pultů a pod. Ve spojení s čistěním podlah je popsána řada nářadí s držadlem a nějakým prostředkem schopným absorbovat tekutou čisticí složku. Taková nářadí, zahrnují nářadí, která se mohou použít opakovaně, například mopy s bavlněnými provázky, celulózovými a/nebo syntetickými pásky, absorpčními pěnovými gumami a pod. Mopy jsou úspěšné tam, kde se čistí špína na tvrdých površích, ale vyžadují několikanásobné máchání, aby se tím zabránilo nasycení materiálu stěrky špínou a různými zbytky nečistot, což je pro obsluhu nepohodlné. Při používání takových mopů je nutné mít zvláštní nádobu na máchání, ve které se realizuje několik kroků máchání stěrky, což obvykle znemožňuje dostatečné odstranění zbytků nečistot. Vícenásobné stírání mopem umožňuje opětovné nanesení špíny na čištěný povrch. Kromě toho se mopy, určené pro vícenásobné použití, brzy ušpiní a zapáchají, což má nepříznivý vliv na další čistění.

Bylo učiněno mnoho pokusů ke zmírnění negativních vlivů mopů pro vícenásobné použití, a to použitím vyměnitelné čisticí stěrky (čisticího polštáře). Například U.S. patent 5,094,559, vydaný dne 10.března 1992 na jméno Rivera a spol., popisuje mop, který zahrnuje vyměnitelnou čisticí stěrku se stírací • * · · · · • 6 «·· · · · · · · · • · · · ···· · · · · • ···· · · · · · ··· ··· • · · · · · · ··· · ·· ··· · «

- 2 (kartáčovou) vrstvou sloužící k odstraňování špíny z ušpiněného povrchu, sací vrstvu absorbující v průběhu čistění použitou tekutinu, a dále pro tekutinu nepropustnou vrstvu umístěnou mezi stírací a sací vrstvou. Stěrka dále zahrnuje roztržitelný balíček umístěný mezi stírací vrstvou a nepropustnou vrstvou. Balíček je umístěný tak, že se po roztržení tekutina dostane na čištěný povrch. V průběhu procesu čistění stírací vrstvou, nepropustná vrstva brání tekutině dostat se do absorpční sací vrstvy. Po dokončení čistění se stěrka z držadla mopu sejme a znovu se nasadí tak, že se sací vrstva dostane do styku s podlahou. Jelikož toto zařízení snižuje množství nutných kroků máchání, nevyžaduje se, aby uživatel fyzicky manipuloval se stěrkou, znovu ušpiněnou vlhkou stěrku připojoval, a to proto, aby mohl celý proces čistění dokončit.

Podobně je v U.S. patentu 5,419,015, vydaném dne 30.května 1995 na jméno Garcia, popsán mop, který zahrnuje snímatelnou omývátelnou stěrku. Stěrka zahrnuje horní vrstvu schopnou připojení pomocí háčků k hlavě mopu, dále zahrnuje střední vrstvu ze syntetické plastické mikroporézní pěny, a dále spodní vrstvu, která je při operaci čištění ve styku s čištěným povrchem. Složení spodní vrstvy závisí na očekávané činnosti zařízení, to znamená, zda se bude mýt, leštit či drhnout. V patentu se zmiňuje problém mopů, které vyžadují časté proplachování a máchání stěrky, ale opomíjí existenci nářadí, které by dostatečně odstraňovalo nečistoty vyskytující se v domácnosti na tvrdých površích, zvláště na podlahách, a to tak, aby se takové povrchy mohly považovat za zbavené nečistot. Syntetická pěnová guma popsaná Garciou, která absorbuje čisticí roztok, má poměrně nízkou absorpční kapacitu vůči vodě a vodním roztokům. Uživatel musí proto použít buďto malé množství čisticího roztoku, aby vyhověl možnostem absorpce stěrky, nebo je nucen zanechat značné množství vody na čištěném povrchu. V obou případech není výkonnost takového způsobu čištění optimální

Ačkoliv mnoho známých čisticích nářadí určených pro čištění tvrdých povrchů úspěšně odstraňuje většinu nečistot, se kterými

9« 9 · 9 9 9 9 9 · 9 4 • · <» 9 9 * 4999

999 9 9999 9 99 ·

9999 999 99 999 999 • 99 9 9 9 9

999 9 99 999 9 · 99

- 3 se typický uživatel setkává, nejsou tato nářadí uspokojivá v tom, že vyžadují jeden nebo více kroků čištění. Čisticí nářadí, podle dosavadního stavu techniky, která jsou prezentována jako vyhovující, dosahují této dostatečnosti na úkor výkonnosti čisticího procesu. Proto se stále vyskytuje potřeba vytvořit nářadí, které by mohlo nabídnout jak vyhovující výkonnost, tak i schopnost dostatečně odstraňovat nečistoty. Cílem tohoto vynálezu je poskytnout čisticí nářadí, které by během používání eliminovalo potřebu máchání stěrky. Cílem tohoto vynálezu je dále poskytnout nářadí, které zahrnuje snímatelnou a vyměnitelnou stěrku s dostatečnou absorpční kapacitou, vyjádřenou hodnotu v gramech absorbované tekutiny na gram základny stěrky, což by umožnilo čistit velké plochy, například tvrdé podlahové plochy (80-100 ft²), aniž by se stěrka musela vyměnit. Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout takové nářadí, u kterého má stěrka při odstraňování nečistot výborné vlastnosti. Tam, kde se nářadí, podle tohoto vynálezu, používá v kombinaci s čisticím roztokem, je dalším cílem, po ukončení čištění, dosažení suchého povrchu.

Podstata vynálezu

Vynález se týká čisticího nářadí, které zahrnuje:

a) držadlo a

b) snímatelnou a vyměnitelnou stěrku, která zahrnuje:

i) stírací vrstvu a ii) absorpční vrstvu, přičemž stěrka má t absorpčnost s hodnotou ne větší jak 10% t absorpční kapacity stěrky a t absorpční kapacitu s hodnotou alespoň 5 g deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

Pro připojení stěrky k držadlu čisticího nářadí je žádoucí dále zahrnout jistou upevňovací vrstvu. U tohoto provedení je absorpční vrstva umístěná mezi stírací vrstvu a upevňovací vrstvu.

φφφ» ♦ ·· • φ · · · · · · • φ · · φφφφ φ φ φ · φ φφφφ φφφ φ φ φφφ «φφ • ΦΦΦΦ · · • ΦΦ .« φφ ··· φφ ··

Ačkoliv se vynález neomezuje pouze na čištění za mokra, dává se přednost používat čisticí nářadí, podle tohoto vynálezu, v kombinaci s čisticím roztokem. Jelikož je nářadí na počátku procesu suché, optimálního čisticího efektu pro tvrdý povrch se dosáhne tím, že se na čištěný povrch před vlastním čištěním aplikuje čisticí tekutina. V průběhu vývoje čisticího nářadí, podle tohoto vynálezu, žadatel zjistil, že kritickým aspektem výkonu při čištění je neexistence počátečního rychlého pohybu tekutiny směrem nahoru. Z tohoto důvodu je důležité absorbovat v podstatě veškerou čisticí tekutinu v době, kdy uživatel čistí povrch. Přitom je nutné zařídit, aby nedošlo k okamžité absorpci tekutiny stěrkou. Toto je obecně opak toho co se uvádí v dokumentech dosavadního stavu techniky, které se týkají absorpčních výhrobků, kde se požaduje okamžitá a rychlá absorpce tekutiny.

Autoři nechtějí být svázání teorií, a proto věří, že počáteční snaha vyhnout se počáteční rychlé absorpci u stěrky umožňuje celkové rozptýlení roztoku na povrchu, čímž se zvýší styk tekutiny se špínou. Uvládané zpomalení absorpce u stěrky, podle tohoto vynálezu poskytuje dostatečný čas pro styk čisticího roztoku s odstraňovanou špínou. Po takovém počátečním zpoždění je špína a tekutina rychle absorbována, čehož výsledkem je, že čištěný povrch předmětu je skutečně čistý a suchý. Podle tohoto aspektu se od stěrky požaduje minimální celková schopnost absorpce. Celková schopnost absorpce je rovněž důležitá, jelikož zajišťuje možnost použít dostatečné množství čisticího roztoku (pro maximalizaci interakce roztoku se špínou), a rovněž zajišťuje, že v podstatě celý roztok a rozpuštěná špína se z povrchu odstraní.

Realizace tohoto vynálezu je navržena tak, aby nářadí bylo kompatibilní se všemi podklady s tvrdým povrchem, a to včetně dřeva, vinylu, linolea, navoskovaných podlah, keramického podkladu, FORMICA, porcelánu, skla, obkladů stěn a pod.

* · ··©··· · · ·© ·· « · · « ···» • · · · · · · · · ·· · © ···· · · · ♦ · ··· ·©· • © · « · · · ©·· * ·· ··· ♦· · ·

Přehled obrázků na výkrese

Obr.l znázorňuje perspektivní pohled na čisticí nářadí podle tohoto vynálezu, které má jednodeskové zařízení rozdělující tekutinu, obr.la znázorňuje perspektivní pohled na čisticí zařízení podle tohoto vynálezu, které nemá jednodeskové zařízení rozdělující tekutinu, obr.lb znázorňuje boční pohled na držadlo zmíněného nářadí z obr.la, obr.2 znázorňuje perspektivní pohled na čisticí stěrku podle tohoto vynálezu, obr.3 znázorňuje perspektivní pohled na rozloženou čisticí stěrku podle tohoto vynálezu, obr.4 znázorňuje příčný řez jednoho provedení vyměnitelné čisticí stěrky podle tohoto vynálezu, obr.5 znázorňuje pohled na schéma zařízení, které je určeno k měření kapacity (PUP - výkon při tlakovém zatížení) vyměnitelné stěrky obr.6 znázorňuje zvětšený příčný řez sestavou píst/válec z obr.5, obr.7 znázorňuje perspektivní pohled na jiné možné provedení rozložené stěrky podle tohoto vynálezu, obr.8 znázorňuje perspektivní pohled na jinou stěrku podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

I. Definice

Zde použitý výraz zahrnující znamená, že různé složky, ingredience nebo kroky se mohou, při realizaci tohoto vynálezu, použít současně. Výraz zahrnující obsahuje mnohem omezující výraz sestávající v podstatě z a sestávající z.

Použitý výraz přímý dotyk s tekutinou znamená, že tekutina • · · ··· · · · · φ « · φ · φφφ · · · φ • φφφφ φ · · φ φ ··· φφφ φφφφφ φ φ φφφ · ·· φ φ » φ· · ·

- 6 se může snadno přenášet mezi složkami stěrky, nebo mezi vrstvami (stírací vrstvou a absorpční vrstvou), aniž by přitom docházelo ke kumulaci tekutiny, k přenosu tekutiny a jinému omezení mezilehlou vrstvou. Například tenké látky, netkané tkaniny, konstrukční adheziva a pod., se mohou vložit mezi dvě složky, a to při zachování přímé komunikace tekutiny, pokud podstatně neomezují tekutinu procházející z jedné složky, nebo vrstvy, do druhé.

Použitý výraz Z rozměr se týká rozměru kolmého k délce a šířce stírátka podle tohoto vynálezu, nebo k jeho složkám. Z rozměr obvykle odpovídá tloušťce stěrky, nebo jeho složek, včetně materiálu mulu.

Použitý výraz X-Y rozměr se týká roviny kolmé k tloušťce stěrky nebo k jeho složkám. Rozměry X a Y obvykle odpovídají délce a šířce stěrky nebo její složek.

Použitý výraz vrstva se týká prvku nebo složky stěrky, jehož hlavními rozměry jsou délka a šířka. Je zřejmé, že výraz vrstva nemusí být nutně omezen na jednu vrstvu nebo list materiálu. Vrstva může zahrnovat lamináty nebo kombinace několika listů, nebo tkanin, požadovaného typu materiálu. V souladu s tím, výraz vrstva obsahuje výrazy vrstva a vrstvený.

Použitý výraz hydrofilni se týká povrchů, které se dají smáčet aplikovanými vodnatými tekutinami. Hydrofilnost a smáčitelnost je definována pomocí úhlu dotyku a povrchového napětí tekutiny a zahrnutých pevných povrchů. Podrobněji je to uvedeno v publikaci American Chemical Society pod názvem Contact Anqle, Wettability and Adhesion, vydané Robertem F.Gouldem, která je zde pro porovnání zahrnuta. Říká se v ni, že povrch se smáčí tekutinou (hydrofilni povrch) za podmínek, že úhel dotyku mezi tekutinou a povrchem je menší jak 90°, nebo tekutina má snahu samovolně se šířit napříč povrchem, přičemž obě podmínky se vyskytují souběžně. Naopak, povrch se považuje za hydrofóbní, jestliže úhel dotyku je větší jak 90° a tekutina se po povrchu samovolně nešíří.

• · · · · · • · • · · ·

Použitý výraz mul se týká jakéhokoliv trvanlivého materiálu, s texturou obrácenou ke straně s dotykovým povrchem stírací vrstvy stěrky, a rovněž zahrnuje dostatečný stupeň otevřenosti, který umožňuje požadovaný pohyb tekutiny do absorpční vrstvy stírátka. Vhodné materiály zahrnují materiály, které mají plynulou otevřenou strukturu, například syntetické a drátěné pletivo obsahující mřížky. Otevřené plochy těchto materiálů se mohou snadno ovládat změnou počtu propojovacích pramenů obsažených v pletivu, měněním tloušťky propojovacích pramenů atd. Jiné vhodné materiály zahrnují takové materiály, u kterých je textura tvořena nespojitým vzorem natištěným na podkladové vrstvě. Na podkladovou vrstvu se může natisknout trvanlivý materiál (syntetický), a to do nepřerušovaného nebo přerušovaného vzoru, například ve formě jednotlivých bodů a/nebo čárek, čímž se vytváří požadovaná textura. Podobně se může na uvolněný materiál natisknout přerušovaný nebo nepřerušovaný vzor, přičemž takový materiál se potom chová jako mul. Vzory se mohou opakovat, nebo mohou být natištěny nahodile. Všechny uvedené způsoby výroby (nebo alespoň některé) textury se mohou kombinovat, aby se tím získal volitelný materiál mulu. Výška Z a otevřená plocha mulu a/nebo stírací podkladová vrstva, umožňují ovládat, nebo zpožďovat, proudění tekutiny do materiálu absorpčního jádra. Výška Z mulu a/nebo stírací podkladová vrstva poskytuje mulu prostředek pro ovládání množství tekutiny, která je v kontaktu s čištěným povrchem, a zároveň ovládá rychlost absorpce tekutiny a její styk s materiálem absorpčního jádra.

Pro účely tohoto vynálezu je horní vrstvou stěrky vrstva, která se nachází relativně dále od čištěného povrchu (v době používání relativně blíže k držadlu). Výraz spodní vrstva naproti tomu znamená vrstvu, která je relativně blíže k čištěnému povrchu (v době používání relativně dále od držadla stírátka), Stírací vrstva je nejspodnější vrstvou a absorpční vrstva je, vůči stírací vrstvě, nejhořejší vrstvou. Výrazy horní a spodní se stejně používají u vícevrstvých vrstev (je-li stírací vrstva zhotovena ze dvou vrstev materiálu).

• ·· · · ·· • · · · · · · · « « · · · · · · · · · · • ···· · * · · · ··· «·· • · · · · · · ··· « · · · · · · · · ·

Všechny procentuální a poměrové veličiny, které se zde používají, vyjadřují hmotnost, pokud to nebude uvedeno jinak.

II.Čisticí nářadí

Čisticí nářadí podle tohoto vynálezu zahrnuje:

a) držadlo, které zahrnuje u jednoho konce otočně upevněnou podpůrnou hlavu,

b) vyměnitelnou stěrku, která zahrnuje:

i) stíraci vrstvu, ii) absorpční vrstvu, která je prostřednictvím tekutiny v přímém styku se stíraci vrstvou, iii) volitelnou spojovací vrstvu, která odnímatelně spojuje stírátko s podpůrnou hlavou, přičemž stírátko má t absorpční kapacitu s hodnotou ne menší jak 10% t absorpční kapacity stěrky, a rovněž t_i2oo absorpční kapacitu s hodnotou alespoň 5 g deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

Jak to již bylo uvedeno, vynález je založen na zjištění, že počáteční zpoždění vzlínání tekutiny v absorpční stěrce zlepšuje celkový výkon při čištění. Čisticí stěrky mají kapacitu vyjádřenou procentech, založenou na t absorpční kapacitě stěrky při 30 sekundách, měřeno při tlaku 0,09 psi (týká se to t absorpčnosti), s hodnotou ne větší jak 10%. Přednost se dává tomu, aby t absorpčnost nebyla větší jak 5%, lépe okolo 2%, nejlépe ne větší jak 1%.

Vzhledem k tomu, že je žádoucí vyhnout se rychlému počátečnímu vzlínání tekutiny ve stěrce, je dále nutné, aby stěrka absorbovala většinu tekutiny v průběhu vlastního čištění Čisticí stěrka by přitom měla absorpční kapacitu při 1200 sekundách, měřeno při tlaku 0,09 psi (týká se to t_a2oo absorpčnosti), s hodnotou alespoň 5 g deionizované vody na gram • · · · ·· »· • · 0 · « ♦ ·· 0 · · • · «0 ·» hmotnosti stěrky. Přednost se dává tomu, aby stěrka t_i2oo absorpční kapacitu alespoň 10 g/g, lépe alespoň 20 g/g a nejlépe alespoň 30 g/g. Stěrka bude mít t_soo kapacitu s hodnotou alespoň 10 g/g , lépe 20g/g.

Hodnoty pro t , t a t_goo absorpční kapacity se měří jako výkon při tlakovém zatížení (PUP), který bude podrobně popsán v části Způsoby testování.

Stěrky budou mít požadovanou celkovou kapacitu (nikoliv nutně) pro tekutinu (deionizovanou vodu) o hodnotě alespoň 100 g, lépe okolo 200, ještě lépe okolo 300 g, a nejlépe okolo 400 g. Ačkoliv stírátka s kapacitou menší jak 100 g jsou stále v mezích použití, nejsou již tak vhodná pro čištění větších ploch, což je typické u domácností.

Zkušený řemeslník jistě pochopí, že k realizaci nárokovaného vynálezu lze použít různé materiály. Materiály, kterým se dává přednost, budou popsány popsány v souvislosti s různým nářadím a použitými složkami stěrky, přitom rozsah vynálezu není vyjmenovanými materiály nijak omezen.

A.Držadlo

Držadlo čisticího nářadí může být zhotoveno z různého materiálu, který usnadňuje uchopení čisticího nářadí. Držadlo čisticího nářadí zahrnuje jakýkoliv prodloužený trvanlivý materiál, který zajistí praktické čištění. Délka držadla je určena způsobem použití nářadí.

Držadlo, kterému se dává přednost, zahrnuje u jednoho konce podpěrnou hlavu, ke které se stěrka může snímatelně připevnit. Pro usnadnění manipulace může být podpěrná hlava otočně připevněna k držadlu pomocí známých kloubových spojů.

K připevnění hlavy se může použít jakýkoliv vhodný prostředek, pokud čisticí stěrka zůstane, během procesu čištění, upevněna k držadlu. Vzorky vhodných upevňovacích prostředků zahrnují svěrky, háčky a poutka (například VELCRO) a pod. U provedení, kterému se dává přednost, má podpěrná hlava na spodním povrchu • « 4 · • 4 4 4 4 4 4 • ···« « 4 4 4 • 4 4 * · · 4 · «44 • 4 4 4 4 · 4 • 44 4 4 4 4·· 4 4 4·

- 10 háčky, které se mechanicky uchytí k horní vrstvě (lépe k upevňovací vrstvě) absorpční stěrky.

Držadlo, kterému se dává přednost, obsahující prostředky rozdělování tekutiny je zobrazeno na obr.l, a je popsáno v

U.S.patentové přihlášce číslo____, podané 26.listopadu 1996 na jméno V.S.Ping a kol.(případ 6383), která je zde zahrnuta pro porovnání. Jiné držadlo, kterému se dává přednost, a které nemá prostředky rozdělování tekutiny, je zobrazeno na obr.la a lb, a je popsáno v U.S. patentové přihlášce číslo_, podané

23.září 1996 na jméno A.J.Irwin (případ 6262), která je zde zahrnuta pro porovnání.

B. Snímatelná stěrka

Podle objevu žadatele, hraje absorpce roztoku, při čištění zmíněným nářadím podle tohoto vynálezu, významnou roli, přičemž zkušený řemeslník snadno pozná, že rychlost absorpce a zvláště pak počáteční zpoždění rychlého vzlínání čisticího roztoku stěrkou je určeno materiálem stěrky. Průtok (rychlost vzlínání) lze vypočítat pomocí zákona laminárního toku

Hagen-Poiseuilleova. Hagen-Poiseuilleúv zákon stanovuje výpočet průtoku podle následující rovnice:

q = R² [ ( 2yCOs0/R) -pgL]/8L^t kde R je poloměr trubičky, je povrchové napětí absorbované tekutiny,frje úhel dotyku u znečištěného rozhraní, p je hustota tekutiny, g je gravitační konstanta, L je mokrá délka trubičky a A je viskozita tekutiny. Z této rovnice vyplývá, že rychlost absorpce u stěrky lze ovládat, například stanovením velikosti pórů u materiálu, který tvoří stěrku, úpravou smáčivosti (cosQ absorpčního materiálu atd. V souladu s uvedenými závěry lze použít a kombinovat jakýkoliv známý absorpční materiál, aby se dosáhlo počátečního zpoždění absorpce a celkové absorpční kapacity.

0 ·0·» ·· ·· • · 0 * • ♦ · ·

Reprezentativní materiály a provedení, použitelné pro stěrku, budou popsány později, přičemž tento vynález však není těmito materiály a provedeními nijak omezen.

i) Stírací vrstva

Stírací vrstva je částí stěrky, která je během čištění v kontaktu s ušpiněným povrchem. Materiály, vhodné pro použití jako stírací vrstva, musí být trvanlivé, aby si vrstva zachovala během čištění svoji integritu. Kromě toho, je-li stěrka použita v kombinaci s roztokem, stírací vrstva musí být schopna absorbovat tekutiny a převést je do absorpční vrstvy. Tím se zajistí, že stírací vrstva bude schopna plynule odstraňovat materiál z čištěného povrchu. Je-li nářadí použito s čisticím roztokem (v mokrém stavu, nebo bez čisticího roztoku-v suchém stavu), stírací vrstva bude, kromě jiného, odstraňovat částicový materiál a bude ulehčovat další funkce, například leštění, utírání prachu a klepání povrchu. Stírací vrstva může být jednovrstvou, nebo vícevrstvou strukturou, přičemž jedna, nebo více vrstev se může proříznout, aby se tím usnadnilo stírání ušpiněného povrchu a sesbírání částicového materiálu. Stírací vrstva při pohybu po ušpiněném povrchu reaguje se špínou, a pokud se použije i s čisticím roztokem, uvolňuje a emulguje tuhou špínu a nechává ji procházet do absorpční vrstvy stěrky. Stírací vrstva zahrnuje otvory (štěrbinky), které vytváří snadnou cestu pro větší částice špíny, které se tak mohou snadno dostat do absorpční vrstvy stěrky a zůstat tam. U stírací vrstvy se dává přednost struktuře s nízkou hustotou, aby se tím usnadnil pohyb částicového materiálu do absorpční vrstvy stěrky.

Za účelem poskytnutí požadované integrity, zahrnují zvláště vhodné materiály pro stírací vrstvu syntetické látky, například polyolefiny (plyethylen a polypropylen), polyestery, polyamidy, syntetické celulózy (RAZON) a jejich směsi. Tyto syntetické materiály se mohou vyrábět známým výrobním procesem, například mykáním, spřádáním, vzdušným kladením, prošíváním a pod.

• · • ···· ♦ 9 · 9 · ··· ··· ··«·>· · · «·· « ·« ·· · 9 · · ·

- 12 ii) Absorpční vrstva

Absorpční vrstva slouží k absorpci a udržení tekutiny a rozpuštěné špíny, se kterou se v průběhu čistícího procesu stěrka setkává. Zatímco stírací vrstva má vliv na absorpční kapacitu stěrky, absorpční vrstva zde hraje, pro dosažení celkové hodnoty absorpce, hlavní roli.

Absorpční vrstva je schopna odstranit tekutinu a špínu ze stírací vrstvy do té míry, že stírací vrstva bude mít kapacitu k plynulému odstraňování špíny z povrchu. Absorpční vrstva by měla být schopná udržet absorbovaný materiál pod typickým provozním tlakem, aby se absorbovaná špína a čisticí roztok nemohl vyždímat”.

Absorpční vrstva zahrnuje jakýkoliv materiál, který je během používání schopný absorbovat a zadržet tekutinu, ale po počátečním období, během kterého je absorbováno minimální množství tekutiny. Pro dosažení celkové požadované kapacity se dává přednost absorpční vrstvě, která má materiál s relativně vysokou kapacitou (v gramech tekutiny na gram absorpčního materiálu). Zde použitý výraz superabsorpční materiál se týká absorpčního materiálu s g/g kapacitou pro vodu, která má hodnotu alespoň 15 g/g při omezujícím tlaku 0,3 psi. Jelikož většina čisticích tekutin používaných u tohoto vynálezu jsou tekutiny na bázi vody, dává se přednost tomu, aby superabsorpční materiál měl relativně vysokou g/g kapacitu pro vodu a tekutiny na bázi vody.

Reprezentativními superabsorpčními materiály ve vodě nerozpustnými a ve vodě bobtnajícími, jsou superabsorpční gelové polymery, které jsou známé z literatury. Tyto materiály vykazují vysokou absorpční kapacitu zvláště u vody. Superabsorpční gelové polymery, použitelné u tohoto vynálezu, mohou mít velikost, tvar a/nebo morfologii v širokém rozsahu hodnot. Tyto polymery mohou mít formu částic, které nemají velký poměr mezi největším a nejmenším rozměrem (granulí, vloček, práškovitých částic, mezičásticových agregátů, mezičásticových ·· 9999 • «9

9 9 9·

9 9

9999 9 9 křížově spojených agregátů a pod.), nebo mohou mít formu vláken, listů, filmů, pěn, laminátu a pod. Použiti superabsorpčních gelových polymerů ve formě vláken poskytuje výhodu v tom, že zvyšuje, v průběhu procesu čištění, zadržovací vlastnost superabsorpčního materiálu vůči částicím špíny. Ačkoliv je jejich kapacita obecně nižší pro směsi na bázi vody, tyto materiály vykazují, pokud jde o zmíněné směsi, ještě významnou absorpční kapacitu. Patentová literatura je přesycena údaji o materiálech bobtnajících ve vodě. Je tomu tak například v U.S. patentu 3,699,103, vydaném na jméno Harper a spol., dne 13.června 1972, v U.S. patentu 3,770,731, vydaném na jméno Harmon dne 20.června 1972, ve znovuvydaném U.S. patentu 32,649 na jméno Bradt a spol., dne 19.dubna 1989, v U.S. patentu 4,834,735 vydaném na jméno Alemany a spol., dne 30.května 1989.

Superabsorpční gelové polymery, použité v tomto patentu, zahrnují množství ve vodě nerozpustných, ale ve vodě bobtnátelných polymerů, schopných absorbovat velká množství tekutin. Takové polymerní materiály jsou obecně známé jako vodní koloidy a mohou zahrnovat pólysacharidy, na příklad carboxymethylový škrob, carboxymethylovou celulózu, hydroxypropylovou celulózu, neiontové typy, jako například polyvinyl alkohol a polyvinyl ethery, kationtové typy, jako například polyvinyl pyridid, polyvinyl morfolin a Ν,Ν-dimethylaminoethylové nebo Ν,N-dimethylaminopropylové akryláty nebo methylakryláty, a jejich příslušné kvartérní soli. Superabsorpční gelové polymery, použité u tohoto vynálezu, mají mnohonásobnost aniontových funkčních skupin, například kyselinu sulfonovou, typická bývá přítomnost karboxylových skupin. Příklady vhodných polymerů zahrnují ty polymery, které se připravují z polymerizovatelných, nenasycených, kyselinu obsahujících monomerů. Monomery obsahují olefinicky nenasycené kyseliny a anhydridy, které obsahují alespoň jednu olefinovou dvojitou vazbu uhlík-uhlík. Konkrétněji, tyto monomery se mohou vybírat z olefinicky nenasycených karboxylových kyselin a anhydridů kyselin, olefinicky nenasycených sulfonových kyselin

- 14 a jejich směsí.

Některé nekyselé monomery se mohou rovněž použít, obvykle však v malých množstvích, a to pro přípravu superabsorpčních gelových polymerů. Nekyselé monomery mohou zahrnovat například ve vodě rozpustné, nebo ve vodě rozptýlítelné estery monomerů obsahujících kyselinu, stejně tak monomery neobsahující vůbec žádné karboxylové skupiny nebo skupiny kyseliny sulfonové. Nekyselé monomery tak mohou zahrnovat monomery obsahující následující typy funkčních skupin: kyselinu karboxylovou nebo estery kyseliny sulfonové, hydroxylové skupiny, skupiny amidů, skupiny aminu, skupiny nitrilu, skupiny solí kvarterního čpavku, skupiny arylu (skupiny fenylu, například ty, které jsou odvozeny z monomeru styrénu). Tyto nekyselé monomery jsou známé materiály, a jsou podrobně popsány například v U.S. patentu 4,076,663, vydaném na jméno Masuda a spol., dne 28.února 1978, v U.S. patentu 4,062,817, vydaném na jméno Westerman dne 13.prosince 1977, přičemž oba zmíněné patenty jsou zde zahrnuty pro porovnání.

Olefinicky nenasycená kyselina karboxylová, nebo monomery anhydridu kyseliny karboxylové, zahrnují kyseliny akrylové typizované samotnou kyselinou akrylovou, kyselinu methakrylovou, kyselinu alfa- fenylakrylovou, kyselinu a-kyanoakrylovou, kyselinu beta-methylakrylovou (kyselina krotonová), kyselinu alfa-fenylakrylovou, kyselinu beta-akryloxypropionovou, kyselinu sorbovou, kyselinu itakonovou, kyselinu citrokonovou, kyselinu mesakonovou, kyselinu glutakonovou, kyselinu akonitovou, kyselinu maleinovou, kyselinu fumarovou, trikarboxyethylen a anhydrid kyseliny maleinové.

Olefinicky nenasycené monomery kyseliny sulfonové zahrnují alifatické nebo aromatické kyseliny vinylsulfonové, například kyselinu vinylsulfonovou, allyl kyseliny sulfonové, kyselinu vinyl toluen sulfonovou a kyselinu styren sulfonovou, kyselinu akrylovou solfonovou a kyselinu methakrylovou sulfonovou, například sulfoethyl akrylát, sulfoethyl methakrylát,sulfo φφφ φφφφ • φφφφ φ φφ φ φ φ φφ φφφ Φφφ • φ φ φ · φφ φφφ φφ φφ

- 15 propyl akrylát, sulfopropyl methakrylát, kyselinu 2-hydroxy -3-methakrylopropyl sulfonovou a kyselinu 2-akrylamid-2methylpropan sulfonovou.

Superabsorpční gelové polymery, použitelné u tohoto vynálezu, zahrnují karboxylové skupiny. Tyto polymer obsahují hydrolyzované škrob-acronitril graftové kopolymery, částečně neutralizované graftové kopolymery kyseliny škrobové-akrylové, zmýdelněné vinyl acetát- akrylesterové kopolymery, hydrolyzované akrylonitilové nebo akrylamidové kopolymery, polymery se sítí křížové vazby u kterýchkoliv uvedených kopolymerů, částečně neutralizovanou kyselinu polyakrylovou a polymer se sítí křížové vazby částečně neutralizované kyseliny polyakrylové. Tyto polymery se mohou použít buďto samostatně, nebo ve formě směsi dvou nebo více různých polymerů. Příklady takových polymerních materiálů jsou uvedeny v U.S. patentu 3,661,875, v U.S. patentu 4,076663, v U.S. patentu 4,093,776, v U.S. patentu 4,666,983 a v U.S. patentu 4,734,478.

Materiály polymerů, které se při výrobě superabsorpčních gelových polymerů nejvíce preferují, jsou polymery s křížovou síťovou vazbou částečně neutralizovaných polykrylových kyselin a jejich škrobových derivátů. Nejvíce preferované absorpční polymery, vytvářející gel, obsahují okolo 50 až 95%, lépe okolo 75%, neutralizované kyseliny polyakrylové s křížovou síťovou vazbou (( póly (kyselina sodium akrylát/akrylová)). Křížová síťová vazba poskytuje polymer v podstatě ve vodě nerozpustný, a částečně určuje absorpční kapacitu a charakteristiky obsahu extrahovatelného polymeru superabsorpčních gelových polymerů. Proces vytváření síťové křížové vazby polymerů a typické látky pro vytváření sítové křížové vazby jsou podrobně popsány v U.S. patentu 4,076,663. Přednost se dává tomu, aby superabsorpční gelové polymery byly jednoho typu, ale mohou se použít i směsi polymerů. Například se mohou v rámci tohoto vynálezu použít i směsi graftových polymerů kyseliny škrob-akrylové a polymerů se sítí křížové vazby částečně neutralizované kyseliny polyakrylové.

·

9999

9* 99 · 9 · 9 9 9

999« 9 99 9 99 9 99 999999 • 9 9 9 9 9 9 ·9· 9 99999 99 99

- 16 I když může být pro účely tohoto vynálezu využít jakýkoliv superabsorpční gelový polymer, bylo v poslední době zjištěno, že tam, kde se mají použít význačné úrovně (více jak 50% hmotnosti absorpční struktury) superabsorpčních gelových materiálů v absorpční struktuře, a zejména tam, kde jedna nebo více oblastí absorpční vrstvy by obsahovaly více jak 50% hmotnosti zmíněné oblasti, mohl by problém blokace gelu nabobtnalými částicemi zamezit proudění tekutiny, a tím nepříznivě ovlivnit schopnost gelových polymerů v požadované době absorbovat tekutinu do plné kapacity. U.S. patent 5,147,343 (Kelenberger a spol.) udělený dne 15.září 1992 a U.S. patent 5,149,335 vydaný na jméno Kelenberger a spol., dne 22.září 1992, popisuje superabsorpční polymery v podmínkách absorpce při žatížení(AUL-Absorbency Under Load), kdy gelové polymery absorbují tekutinu (0,9% slaného roztoku) při tlaku 0,3 psi. Závěry těchto patentů jsou zde zahrnuty pro porovnání. Způsoby stanovení AUL jsou v tomto patentu popsány. Zde popsané polymery se mohou použít u provedení podle tohoto vynálezu, která obsahují oblasti s relativně vysokou úrovní superabsorpčních gelových polymerů. Tam, kde stěrka zahrnuje vysokou koncentraci superabsorpčních polymerů, budou tyto polymery pravděpodobně mít AUL, měřený způsobem popsaným v U.S. patentu 5,147,343, nejméně 24 ml/g, lépe alespoň 27 ml/g, a to po jedné hodině, nebo budou mít AUL s hodnotou, měřenou způsoby popsanými v U.S.patentu 5,147,335, alespoň 15 ml/g, lépe alespoň 18 ml/g po 15 minutách. Společně podané U.S. patentové přihlášky 08/219,547 (Goldman a spol.) podaná 29.března 1994 a 08/416,396 (Goldman a spol.) podaná 6.dubna 1995, obě zahrnuté pro porovnání, se rovněž zabývají problémem gelové blokace a popisují superabsorpční gelové polymery, které mohou tento nepříznivý jev překonat. Uvedené přihlášky popisují superabsorpční gelové polymery, které jsou schopny se gelové blokaci vyhnout i při vyšším tlaku, konkrétně při 0,7 psi. U provedení tohoto vynálezu, kde absorpční vrstva obsahuje oblasti s vysokou úrovní (vyšší jak 50% hmotnosti oblasti) ·♦»· φφ φφ ··· φφφ φφφφ • φ · φφφφ· φφφφ * φφφφ φφφ φ φ φφφ φφφ φφφφφ φ φ φφφ φ φφ φφφ ·Φ φφ

- 17 superabsorpčního gelového polymeru, se dává přednost tomu, aby superabsorpční gelový polymer byl polymerem popsaným v přihláška p.Goldmana a spol.

Jiné použitelné superabsorpční materiály obsahují hydrofilní polymerní pěny, například takové, které jsou popsány v U.S. patentové přihlášce 08/ 563,866 (DesMarais a spol.) podané 7.února 1995. Přihláška popisuje polymerní hydrofilní a absorpční pěny, které lze získat polymerizaci vnitřní vysoké fáze emulze vody a oleje (vedené pod názvem HIPEs). Tyto pěny je možné snadno uzpůsobit tak, aby poskytovaly různé fyzikální vlastnosti (velikost pórů, kapilární sání, hustotu atd.), které ovlivňují schopnost manipulace s tekutinou. Tyto materiály se pro poskytnutí celkové kapacity, podle tohoto vynálezu, dají použít samostatně nebo v kombinaci s jinými takovými pěnami nebo vláknitými strukturami.

Je-li superabsorpční materiál v absorpční vrstvě přítomen, tato absorpční vrstva zahrnuje alespoň 15% hmotnosti lépe okolo 20%, nejlépe okolo 25% hmotnosti superabsorpčního materiálu.

Absorpční vrstva může obsahovat, nebo může být zhotovena z vláknitého materiálu. Vlákna, která se podle tohoto vynálezu používají, zahrnují vlákna vyskytující se vyskytují v přírodě (modifikovaná nebo nemodifikovaná), ale i synteticky vyráběná vlákna. Příklady vhodných modifikovaných/nemodifikovaných přírodních vláken zahrnují bavlnu, trávu Esparto, vlákna z vylisované cukrové třtiny, výčesky z kožešiny, len, vlnu, buničinu, chemicky modifikovanou buničinu, jutu, ethyl celulózu a acetátovou celulózu. Mezi vhodná syntetická vlákna vlákna vyrobená z polyvinyl chloridu, polyvinyl fluoridu, polytetrafluoroethylenu, polyvinyliden chloridu, polyakrylů ORLON, polyvinyl acetátu, RAYON, polyethylvinyl acetátu, nerozpustného nebo rozpustného polyvinyl alkoholu, polyolefinůnapříklad polyethylenu (PULPEX) nebo polypropylenu, polyamidů například nylonu, polyesterů - DACRON nebo KODEL, polyuretanů, polystyrenů a pod. Absorpční vrstva může zahrnovat pouze přírodní vlákna, pouze syntetická vlákna, nebo jakoukoliv « φ ·*···♦ φφ φφ • φ φ φ « φ φφφφ φφφ φ φφφφ φ φφ φ φ φφφφ φφφ φ φ φφφ φφφ φ φ · · φ · · φφφ φ φφ φφφ φφ φφ

- 18 kompatibilní kombinaci přírodních a syntetických vláken.

Použitá vlákna mohou být hydrofilní, hydrofobní, ale mohou se použít i v kombinaci. Jak již bylo naznačeno, konkrétní výběr hydrofilních vláken, nebo hydrofobních vláken, záleží na jiných materiálech zahrnutých do absorpční vrstvy (a do jisté míry do stíraci vrstvy). Výběr vláken bude takový, aby stěrka vůči tekutině vykazovala potřebné absorpční vlastnosti.Vhodná hydrofilní vlákna, podle tohoto vynálezu, zahrnují vlákna z celulózy, modifikovaná vlákna z celulózy, umělé hedvábí, polyesterová vlákna - hydrofilní nylon (HYDROFIL). Vhodná hydrofilní vlákna lze rovněž získat hydrofilizací hydrofobních vláken, například úpravou termoplastických vláken povrchově aktivní látkou, nebo oxidem křemíku, kdy jsou tato vlákna odvozena například od polyolefinů,, například polyethylenu nebo polypropylenu, polyakrylů, polyamidů, polystyrenů, polyuretanů a pod.

Vhodná vlákna z buničiny (buničitá vlákna) se mohou získat ze známého chemického procesu, například z procesu Krafta a sulfitových procesů. Přednost se dává tomu aby buničitá vlákna byla odvozena z jižních měkkých dřevin, které vykazují prvotřídní absorpční vlastnosti. Buničitá vlákna se mohou rovněž získat chemickým procesem z dřevěné drtě, mechanickou rafinací, termomechanicky, chemicko-mechanicky, chemicko-termomechanickou úpravou buničiny. Mohou se použít i recyklovaná nebo druhotná buničitá vlákna a bělená, či nebělená buničitá vlákna.

Jiný typ hydrofilního vlákna, které se může podle tohoto vynálezu použít, je chemicky zpevněné celulózové vlákno. Výraz chemicky zpevněné celulózové vlákno se týká vlákna, které bylo zpevněno chemickou cestou, aby se zvýšila tuhost a pevnost vlákna za sucha i za mokra. Chemické prostředky mohou zahrnovat dodatečně poskytnuté chemické zpevňující látky, například takové, která vytvoří na vlákně povrch a/nebo impregnační vrstvu. Prostředky mohou rovněž zahrnovat zpevnění vláken změnou chemické struktury, například křížovým spojením řetězců i

A · AAAAAA ·· ·· • · · AAA A A · A

AAA A · · A · · A A A

A AAAA AAA A A AAA AAA

AAAAA A A

AAA A A A AAA AA AA

- 19 polymeru.

Tam, kde se vlákna používají jako absorpční vrstva (nebo tvoří složku vrstvy), mohou se kombinovat s termoplastickým materiálem. Část termoplastického materiálu po roztavení migruje do průsečíků vláken, a to vlivem nezivláknového kapilárního gradientu. Tyto průsečíky jsou vazebním místem pro termoplastický materiál. Po ochlazení termoplastický materiál v průsečících tuhne a vytváří vazební místa, která drží matrici, nebo tkaninu z vláken, pohromadě v každé příslušné vrstvě. Může to být prospěšné pro stěrku, která tím získá celkovou integritu.

Vazby v průsečících vláken zvyšují hodnotu celkového modulu stlačení a pevnosti výsledného tepelně svázaného prvku.V případě chemicky zpevněných celulózových vláken má tavení a migrace termoplastického materiálu rovněž vliv na zvýšení průměrné velikosti pórů výsledné tkaniny, přičemž zůstává zachována hustota a základní hmotnost tkaniny, tak jak byla původně vytvořena. Může to zlepšit nabyté vlastnosti, pokud jde o kapalinu, tepelně svázané tkaniny po počátečním vystavení tekutině, a to vlivem zlepšené propustnosti, a po následném vystavení tekutině, vlivem kombinované schopnosti zesílených vláken, udržet jejich pevnost po zvlhčení, a rovněž schopnost termoplastického materiálu zůstat vázaný v průsečících vláken po zvlhčení a stlačení za mokra. V síti udržují tepelně svázané tkaniny se zpevněnými vlákny svůj celkový objem, ale objemové oblasti, které byly před tím obsazeny termoplastickým materiálem se otevírají, čímž se zvyšuje průměrná velikost mezivláknových kapilárních pórů.

Termoplastické materiály použitelné u tohoto vynálezu se mohou vyskytovat v různých formách, například jako částicové, vláknité, nebo jako kombinace částicových a vláknitých materiálů. Přednost se zvláště dává termoplastickým vláknům, a to pro jejich schopnost vytvářet místa mezivláknových vazeb. Vhodné termoplastické materiály se mohou vyrábět z jakéhokoliv termoplastického polymeru, který se dá tavit při teplotě, která • · ·«»··· 9« ··

9 · ♦ 4 4 4 9 4 • · · · · 4 4 4 » 4 4 · • 4*44 4 4 4 · · ··· 444

4 4 4 4 · 4

4 · 4 4 ·· · · · 99

- 20 významně nepoškodí vlákna obsahující primární tkaninu, nebo matrici, každé vrstvy. Bod táni takového termoplastického materiálu by měl být menší jak 190°C, lépe mezi 75°C a 175°C. V každém případě by bod táni tohoto termoplastického materiálu neměl mít nižší hodnotu teploty, při které by tepelně vázané absorpční struktury, při použití ve stěrce, pravděpodobně byly uloženy. Bod táni termosplastického materiálu by neměl být nižší než 50°C. Termoplastické materiály a zvláště pak termoplastická vlákna se mohou vyrábět z různých polymerů obsahujících polyolefiny, například polyethyleny (PULPEX) a polypropyleny, polyestery, kopolyestery, polyvinyl acetáty, polyethylvinyl acetáty, polyvinyl chloridy, polyakryly, polyamidy, kopolyamidy, polystyreny, polyuretany a kopolymery předchozích, například vinyl chlorid/vinyl acetát a pod. V závislosti na požadovaných charakteristikách pro výsledný tepelně vázaný prvek, zahrnují vhodné termoplastické materiály hydrofóbní vlákna, ze kterých se úpravou stanou hydrofilní vlákna tím, že se na ně působí povrchově aktivní látkou, oxidem křemíku, kdy tato vlákna jsou odvozena od polyolefinů, například od polyethylenu, nebo polypropylenu polyakrylu, polyamidu, polystyrenu polyuretanu a pod. Povrch hydrofobního termoplastického vlákna může být považován za hydrofilní, jestliže byl upraven povrchově působící látkou, například neiontovou nebo aniiontovou povrchově působící látkou, a to nástřikem vlákna touto látkou, ponořením vlákna do této látky, nebo zařazením této látky jako součást polymeru roztaveného při výrobě termoplastického vlákna. Po roztavení a novém tvrdnutí, bude mít povrchově působící látka tendenci zůstat na povrchu termoplastického vlákna. Vhodné povrchově působící látky zahrnují neiontové látky, například BRJ 76, vyráběné ICI Americas, lne. of Wilmington, Delaware a další povrchově působící látky prodávané pod značkou PEGOSPERSE u Glyco Chemical, lne, of Greenwich, Connecticut. Vedle neiontových povrchově působících látek se mohou rovněž použít aniiontové povrchově působící látky. Tyto látky se mohou aplikovat • · ····©« ·· ·· ♦ © · · * · © · « « • · © · · ··© · · · · • ©·©· · · · · · ·©· «·· © · · · · · · ··« · ©· ·©· ·· ··

- 21 v množství od 0,2 do 1 g/cm² termoplastického vlákna.

Vhodná termoplastická vlákna se mohou vyrábět z jediného polymeru (jednosložkové vlákno), nebo se mohou vyrábět z více jak jednoho polymeru (dvousložkové vlákno). Zde použitý výraz dvousložkové vlákno se týká termoplastického vlákna, které zahrnuje jádro vlákna z jednoho polymeru, které je obklopeno termoplastickým pláštěm z jiného polymeru. Polymer pláště se taví při jiné, typicky nižší, teplotě než polymer jádra. Výsledkem je, že tato dvousložková vlákna poskytují tepelnou vazbu, a to v důsledku tavení pláště polymeru, přičemž si zachovávají stanovené pevnostní vlastnosti polymeru vlákna.

Vhodná dvousložková vlákna, podle tohoto vynálezu, mohou zahrnovat vlákna pláště/jádra s následujícími kombinacemi polymeru: polyethylen/polypropylen, polyethylvinyl acetát/ polypropylen, polyethylen/polyester, polypropylen/polyester, kopolyester/polyester a pod. Zvláště vhodnými dvousložkovými termoplastickými vlákny jsou ta vlákna, která mají polypropylenové nebo polyesterové jádro, dále kopolyestery s nízkou taviči teplotou, polyethylvinyl acetát, nebo polyethylenový plášť (jsou k dispozici u spol. Danaklon a/s, Cisso Corp., a CELBOND u spol. Hercules). Tato dvousložková vlákna mohou být soustředná nebo výstředná. Zde použitý výraz soustředná a výstředná se týká toho, zda má plášť tloušťku, v ploše příčného řezu dvousložkovým vláknem, stejnou, nebo různou. Výstředná dvousložková vlákna mohou, při menší tloušťce vlákna, poskytovat větší odolnost při stlačování.

Způsoby přípravy tepelně vázaných vláknitých materiálů jsou popsány v U.S. patentové přihlášce 08/479,096 (Richards a spol.), podané 3.července 1995 (zvláště str.16-20), a v U.S. patentu 5,549,589, vydaném na jméno Horney a spol., dne 27.srpna 1996 (odstavec 9 až 10). Závěry obou dokumentů jsou zde uvedeny pro porovnání.

Absorpční vrstva může rovněž zahrnovat od HIPE odvozené hydrofilní polymerní pěny, které nemají tak vysokou absorpčnost, jako popsané superabsorpční materiály. Tyto pěny a způsoby ♦

• · • · Φ» • 9 9999 99 99

9 9 9 9 9 9

9999 9 99 · • · · · ······ • · Φ 9 9

Φ · 999 9 9 9 9

- 22 jejich přípravy jsou popsány v U.S. patentu 5,550,167, vydaném na jméno DesMarais, dne 27.srpna 1996, a v U.S. patentové přihlášce 08/370,695 (Stone a spol.) podané 10.ledna 1995. Oba dokumenty jsou zde uvedeny pro porovnání.

Absorpční vrstva stírátka s může skládat z homogenního materiálu, například směsi celulózových vláken (nepovinně tepelně vázaných) a částic bobtnavých superabsorpčních gelových polymerů. Střídavě se může absorpční vrstva skládat z nespojitých vrstev materiálu, například z vrstev tepelně vázaných vzduchem kladených materiálů a nespojitých vrstev superabsorpčních materiálů. Tepelně vázaná vrstva celulózových vláken může být například umístěná níže než (znamená to pod) superabsorpční materiál (mezi superabsorpční materiál a stírací vrstvu). Aby se dosáhlo vysoké kapacity absorpce a zadržování tekutiny za působení tlaku, kdy se zároveň zpožďuje počáteční vzlínání, mohlo by se dávat přednost použití takových nespojitých vrstev, a to při formování absorpční vrstvy. Superabsorpční materiál se může umístit v jisté vzdálenosti od stírací vrstvy zařazením méně absorpční vrstvy jako nejspodnější část absorpční vrstvy. Vrstva celulózových vláken se může například umístit níže (pod) než superabsorpční materiál (to znamená mezi superabsorpční materiál a stírací vrstvu).

U provedení, kterému se dává přednost, absorpční vrstva zahrnuje tepelně vázanou vzduchem kladenou tkaninu z celulózových vláken (Flint River, od Weyerhaeuser, Wa) a z AL Thermal C (termoplast od Danaklon a/s, Varde, Denmark), a dále z bobtnavého superabsorpčního polymeru vytvářejícího hydrogel. Superabsorpční polymer je zahrnut tím způsobem, že nespojitá vrstva je umístěna u povrchu absorpční vrstvy, která je umístěna dále od stírací vrstvy. Přednost se dává tomu, aby tenká vrstva celulózových vláken (nepovinně tepelně vázaných) byla umístěna nad superabsorpčním gelovým polymerem, aby tím zvyšovala schopnost držet tekutinu.

• 4 ·· •4 ···· 44 4* • · * · · 4 · « 4 4 4 4 4 44 4 ·· · · C 444444 • 4 4 4 4 4 4

444 4 «4 444 44 44

- 23 iii) Nepovinná upevňovací vrstva

Stěrky podle tohoto vynálezu mohou nepovinně zahrnovat upevňovací vrstvu, která stěrce umožňuje připojení k držadlu nářadí, nebo slouží k podpoře hlavy u nářadí, kterému se dává přednost. Upevňovací vrstva bude nutná u těch provedení, kde absorpční vrstva není vhodná k upevnění stírátka k podpůrné hlavě držadla. Upevňovací vrstva má rovněž funkci prostředku, který brání tekutině téci horním povrchem (povrch v kontaktu s držadlem) stírátka, a může dále poskytovat zvýšenou integritu stírátka. Stejně jako u stírací a absorpční vrstvy, může upevňovací vrstva sestávat z jedné vrstvy, nebo z laminátové struktury, pokud vyhovuje uvedeným požadavkům.

U provedení, kterému se dává přednost, upevňovací vrstva zahrnuje povrch, který lze upevnit k hlavě podpory držadla, a to pomocí známé technologie háčků a poutek. U takového provedení upevňovací vrstva zahrnuje alespoň jeden povrch, který lze mechanicky upevnit k háčkům, které jsou trvale přichyceny ke spodnímu povrchu hlavy podpory držadla.

K dosažení požadované nepropustnosti a připojitelnosti se dává přednost tomu, aby se použila vláknitá laminátová struktura, která zahrnuje netkanou strukturu foukanou z taveného filmu. U provedení, kterému se dává přednost, upevňovací vrstvou je třívrstvý materiál s vrstvou z filmu z foukané taveniny polypropylenu, která jen umístěná mezi dvě vrstvy polypropylenu ze spřádaného polypropylenu.

III. Čisticí stěrka

Zatímco stěrka, podle tohoto vynálezu, byla původně konstruována pro použití u dříve popsaného čisticího nářadí, schopnost zpozdit na začátku činnosti schopnost absorpce a následně po nasycení stírátka a zadržení významného množství tekutiny, poskytuje stěrku a možnost využití, které je jiné než v kombinaci s držadlem, přičemž se může vytvářet jiné nářadí, • ·

9999

9999 • 9 9 • 9 ···

999 • 9 ·· • 9 9 9 • 9 9 9 • · · · · ··· 999

9 9 9 · · ·· 99« 99 99

- 24 například mop. V takovém případě se mohou konstruovat tak, aby je bylo možno použít bez držadla. Přesto je výhodné konstruovat stěrku tak, aby ji bylo možné použít buďto v kombinaci s držadlem, nebo jako samostatný výrobek. Proto se dává přednost tomu, aby stěrka byla opatřena nepovinnou upevňovací vrstvou. Pokud se tato vrstva nepožaduje, stěrky odpovídají popsanému nářadí.

IV. Další aspekty a zvláštní provedení vynálezu.

Pro zvýšení schopnosti stírátka odstraňovat tuhé zbytky špíny a pro zvýšení množství čisticí tekutiny, který má být v kontaktu s čištěným povrchem, je žádoucí zahrnout do stěrky mul. Mul zahrnovat trvanlivý, tuhý materiál, který poskytuje stírací vrstvě tkanivo (texturu), a to tehdy, když na stěrku působí provozní tlaky. Mul se umístí do blízkosti čištěného povrchu.

Mul může tvořit část stírací vrstvy absorpční vrstvy, nebo může být použit jako vrstva umístěná mezi stírací a absorpční vrstvou. V každém případě je u provedení, kterému se dává přednost, a kde materiál mulu má stejné rozměry X-Y jako celá stěrka, materiál mulu umístěn tak, že není ve větším míře přímo v kontaktu s čištěným povrchem. Tím se stěrce umožní pohybovat se snadno po tvrdém povrchu a pomůže zabránit nestejnoměrnému odstraňování čisticí tekutiny. Je-li mul částí stírací vrstvy, bude horní vrstvou této složky. Mul musí být současně ve stěrce umístěný dostatečně dole, aby mohl plnit funkci stírání. Je-li mul součástí absorpční vrstvy, bude spodní vrstvou. U jiného provedení by mohlo být žádoucí umístění mulu tak, aby byl v přímém kontaktu s čištěným povrchem. U tohoto provedení, zobrazeném na obr.8, se mul neroztáhne za přední a zadní okraj stěrky, čímž se zabrání nerovnoměrnému odstraňování čisticího roztoku a ztvrdlé špíny.

Důležitost správného umístění mulu spočívá v tom, že jeho správná poloha nebrání průchodu tekutiny stěrkou. Mul je relativně otevřenou tkaninou, tak jak je to znázorněno na

- 25 obr.2. (Na obr.7 má vzorek tvar povrchu diamantu, může se však použít jakýkoliv jiný vhodný tvar). Žadatel zjistil, že kromě zvýšení schopnosti stírání, mul přispívá i k počátečnímu zpoždění vzlínání u stěrky.

Materiálem mulu může být jakýkoliv materiál, který se může upravit tak, aby poskytoval houževnatou tkaninu s otevřenou texturou. Takové materiály zahrnuji polyolefíny (polyethylen, polypropylen), polyestery, polyamidy a pod. Zkušený řemeslník pozná, že tyto různé materiály vykazují různý stupeň odolnosti. Odolnost materiálu mulu lze ovládat v závislosti na konečném způsobu použití stěrky. Tam, kde je mul použit jako nespojitá vrstva, lze získat mnoho materiálu, komerčně dostupných, u mnoha firem (například design V01230 od Conwed Plastics, Minneapolis, MN). Alternativně lze použít mul zhotovený tiskem pryskyřice, nebo jiného syntetického materiálu (latexu) na podkladovou vrstvu, tak jak je to uvedeno v U.S. patentu 4,745,021, vydaném na jméno Pinng III a spol., dne 17.května 1998, v U.S. patentu 4,733,774 vydaný na jméno Ping III a spol., 29.března 1988. Oba dokumenty jsou uvedeny pro porovnání.

Různé vrstvy, zahrnuté do čisticí stěrky, mohou být navzájem spojeny pomocí různých prostředků, které stěrce v průběhu čištění poskytují dostatečnou integritu. Stírací a upevňovací vrstvy mohou být k absorpční vrstvě, nebo navzájem, připojeny pomocí lepicích prostředků, včetně použití jednotné spojité vrstvy adheziva, vzorovanou vrstvou adheziva nebo jakýmkoliv jiným seskupením jednotlivých linií, spirál či bodů adheziva. Lepicí prostředky mohou alternativně používat spojování za tepla, spojování pod tlakem, spojování ultrazvukem dynamické mechanické spojování a jiné vhodné spojování, a rovněž kombinace uvedených možností. Lepení může být realizováno okolo obvodu stírátka (například tepelné zatavení stírací vrstvy a nepovinné upevňovací vrstvy a/nebo mulu), a/nebo přes plochu (v rovině X-Y) stěrky tak, že na povrchu ststěrky vznikne určitý vzor.. Spojování vrstev stěrky pomocí ultrazvuku, přes plochu stěrky, poskytne

φ

- 26 integritu, která v provozu zabrání odstříhávání nespojitých vrstev stěrky.

Stěrka, podle tohoto vynálezu, je schopna zadržet absorbovanou tekutinu, a to dokonce i při tlaku vzniklém při používání v provozu. V tomto popisu se hovoří o schopnosti vyhnout se ždímání absorbované tekutiny, nebo o schopnosti udržet absorbovanou tekutinu při působícím tlaku. Způsob měření ždímání je popsán v sekci Testovací způsoby. Měření se týká schopnosti nasycené stěrky zadržovat tekutinu, jestliže je vystavena tlaku 0,25 psi. Stěrka podle tohoto vynálezu by měla mít hodnotu ždímání menší jak 40%, lépe 25% ještě lépe menši jak 15%, a nejlépe okolo 10%.

Čisticí nářadí, podle tohoto vynálezu, se používá v kombinaci s čisticím roztokem. Čisticí roztok může mít jakékoliv složení schopné čistit tvrdý povrch. Směs schopná čistit tvrdý povrch je roztokem na bázi vody a zahrnuje jednu nebo více povrchově aktivních látek, rozpouštědla, polymery, potlačovače mýdlové vody, enzymy atd. Vhodné povrchově aktivní látky zahrnují anionové, nonionové, zwitterionové, amphoterové a kationové povrchově působící látky . Příklady anionových povrchově aktivních látek zahrnují, ale nejsou tím omezeny, lineární alkyl benzenové sulfonáty, alkyl sulfáty, alkyl sulfonáty a pod.

Příklady nonionových povrchově aktivních látek zahrnují alkylethoxyláty, alkylphenolethoxyláty, alkylpolyglukocidy, alkylglukaminy, sorbitanové estery a pod. Příklady zwitterionových povrchově aktivních látek zahrnují betainy a sulfobetainy. Příklady amphoterních povrchově aktivních látek zahrnují materiály odvozené od imidazolových chemických látek, například od alkylamphoglycinátů a alkyl imino propiátů. Vzorky kationových povrchově aktivních látek zahrnují mono-, di-, a tri-alkyl amónium povrchově aktivní látky. Všechny uvedené materiály jsou k dispozici jednak komerčně, ale jsou i popsány v

McCutcheon'S Vol.l: Emulsifiers and Detergents, North American j

Ed., McCutcheon Division, MC Publishing CO., 1995.

Vhodná rozpouštědla zahrnují krátké řetězce (C -C ) derivátů

I • ·

- 27 oxyethylen glykolu a oxypropylen glykolu, například mono- a di-ethelen glykol n-hexyl etheru, mono-, di- a tri-propylen glykol n-butyl etheru a pod. Vhodné stavební složky (builders) zahrnují složky odvozené od zdrojů fosforu, například od orthofosfátů a pyrofosfátů, například od kyseliny nitrolotrioctové, kyseliny S,S- ethylen diamin disucciniové a pod. Vhodné chelanty zahrnují kyselinu ethylen diamin tetra octovou a kyselinu citrónovou a pod. Vhodné polymery zahrnují ty, které jsou anionové, kationové zwitterionové a nonionové.

Potlačovače mýdlové vody zahrnují polymery křemíku a lineární nebo větvené C_iQ-C_ie mastné kyseliny, nebo alkoholy. Vhodné enzymy zahrnují lipasy, proteasy, amylasy a jiné enzymy známé u katalýzy odbourávání špíny.

Vhodný čisticí používaný roztok zahrnuje od 0,1% do 2,0% povrchově aktivní látku lineárního alkohol athoxylátu (NEODOL

1-5, k dispozici u spol. Shell Chemical Co.) od 0 do 2,0% alkylsulfonátu (Bioterge PAS-8s, lineární C_q sulfonát, který je k dispozici u Stepán Co.), od 0 do 0,1% hydroxydu draselného, od 0 do 0,1% uhličitanu draselného nebo biuhličitanu draselného, nepovinně i pomocné prostředky, například barviva a/nebo parfémy, a dále okolo 90% deionizované nebo změkčené vody.

Obr. 2 znázorňuje perspektivní pohled na odnimatelnou stěrku 200 zahrnující stíraci vrstvu 201 a upevňovací vrstvu 203 a absorpční vrstvu 205, umístěnou mezi stírací vrstvou a upevňovací vrstvou. Na obr.2 jsou znázorněny zmíněné vrstvy 201, 203, 205 jako jednovrstvé materiály, přičemž jedna nebo i více zmíněných vrstev může být zhotoveno jako laminát s více vrstvami. U provedení, kterému se dává přednost, stírací vrstva zahrnuje dvě vrstvy laminátu nebo dvě vrstvy z mykaného polypropylenu, přičemž spodní vrstva je opatřena štěrbinami.

Materiály, které neomezují tok kapaliny, se mohou umístit mezi stírací vrstvu 201 a absorpční vrstvu 203 a/nebo mezi absorpční vrstvu 203 a upevňovací vrstvu 205. Je důležité, aby stírací a absorpčn vrstva umožňovaly vzájemnou prostupnost kapaliny, a tím stěrce poskytovaly potřebnou schopnost absorpce. Obr.2 • ·

- 28 zobrazuje stěrku 200 s vrstvami o stejném X-Y rozměru, přednost se dává tomu, aby stírací vrstva 201 a upevňovací vrstva 203 byly větší než absorpční vrstva 205, a to tak, aby se vrstvy 201 a 203 mohly k sobě po obvodu slepit, a tím vytvořily společnou integritu. Stírací a upevňovací vrstva se může přilepit k absorpční vrstvě, nebo navzájem, pomocí různých prostředků, včetně použití jednotné nepřerušované vrstvy adheziva, vzorované vrstvy adheziva, nebo pomocí soustavy jednotlivých linií, spirál nebo bodů adheziva. Vzájemné spojení lze realizovat tepelným spojem, tlakovým spojem, ultrazvukovým spojením, dynamicko mechanickým spojením a jiným vhodným prostředkem a kombinacím uvedených. Spojení se může realizovat okolo obvodu stěrky a/nebo přes povrch stěrky, čímž může na povrchu stírací vrstvy 201 vzniknout jistý vzor.

Obr.3 znázorňuje zvětšený perspektivní pohled na absorpční vrstvu 305 u provedení stěrky podle tohoto vynálezu. Stírací vrstva a nepovinná upevňovací vrstva není na obr.3 znázorněna. Absorpční vrstva je na obr.3 znázorněno jako třílaminátová struktura. Absorpční vrstva 305 sestává z nespojité vrstvy 307 z částicového superabsorpčního gelového materiálu, která je umístěna mezi nespojité vrstvy 306 a 308 z vláknitého materiálu. U tohoto provedení se, vlivem oblasti 307 vysoké koncentrace superabsorpčního gelového materiálu, dává přednost tomu, aby superabsorpční materiál nevykazoval blokaci gelu, která již byla probrána dříve. U provedeni, kterému se dává zvláště přednost, jsou vláknité vrstvy 306 a 308 složeny z termálně spojených vláknitých substrátů z celulózových vláken, přičemž spodní vláknitá vrstva 308 je v přímém styku (tekutinou) se stírací vrstvou (není znázorněna).

Obr.4 znázorňuje příčný řez stěrkou 400, která sestává ze stírací vrstvy 401_r upevňovací vrstvy 403 a absorpční vrstvy 405, která je umístěná mezi stírací a upevňovací vrstvu. Stěrka 400 je znázorněna s absorpční vrstvou 405, která má menší rozměr X-Y, než jaký má stírací vrstva 401 a upevňovací vrstva 403. Vrstvy 401 a 403 jsou zobrazeny vzájemně spojené okolo obvodu • ·

999999 · 4 • · · « • 9 99999 stírátka. U tohoto provedení je absorpční vrstva 405 zobrazena se dvěma nespojitými vrstvami 405a a 405b. U provedení, kterému se dává přednost je horní vrstvou 405a materiál z hydrofilní polymerní pěny, tak jak to je popsáno v U.S. patentové přihlášce 08/563,866 (DesMarais a spol.) podané dne 29.listopadu 1995, spodní vrstvou 405b je materiál z polymerní pěny, která je popsána v U.S. patentovém přihlášce 08/370,695 (Stone a spol.), podané lOledna 1995. Jak to již bylo uvedeno, každá vrstva 405a, 405b může být vytvořena ze dvou nebo i více jednotlivých vrstev příslušných materiálů.

Obr.7 znázorňuje zvětšený perspektivní pohled na stěrku

600 s nepovinným materiálem mulu 602, Mul 602 je popsán jako materiál umístěný mezi stírací vrstvu 601 a absorpční vrstvu 605. U jiného provedení může mít mul 602 formu tištěné pryskyřice, nebo jiného syntetického materiálu na stírací vrstvě 601 (přednost se dává horní vrstvě), nebo na absorpční vrstvě 605 (přednost se dává spodní vrstvě. Obr.7 rovněž zobrazuje nepovinnou upevňovací vrstvu 603, která je umístěna nad absorpční vrstvou 605. Jak to již bylo popsáno, může mul zajistit zlepšené čištění nečistot, které nejsou snadno rozpustitelné v čisticím roztoku, pokud se roztok používá. Relativně otevřená struktura mulu 602 poskytuje nezbytné spojení, prostgřednictvím tekutiny, mezi stírací vrstvou 601 a absorpční vrstvou 605, aby se tím poskytl potřebný absorpční poměr a absorpční kapacita. Zatímco obr.7 zobrazuje každou vrstvu 601, 603 a 605 jako jednu vrstvu materiálu, může jedna, ale i více vrstev, obsahovat dvě i více vrstev.

Obr.7 uvádí stěrku 600 sestávající ze všech vrstev o stejném rozměru X-Y. Přednost se dává tomu, aby stírací vrstva

601 a upevňovací vrstva 603 byla větší než absorpční vrstva, a to tak, že vrstvy 601 a 603 mohou být navzájem spojeny okolo obvodu stěrky 600. aby vytvořily patřičnou integritu. Přednost se rovněž dává tomu, aby materiál mulu 602 měl stejný rozměr, a to alespoň v jednom směru X nebo Y, aby se tím ulehčilo slepení stěrky po obvodu, a to se stírací vrstvou 601 a upevňovací

- 30 vrstvou 603. Je to zvláště žádoucí, jestliže je materiál mulu samostatnou vrstvou (není natištěn na podkladovou vrstvu - substrát), U tohoto provedení, kde je mul vytvořen natištěním pryskyřice na substrát, není důležité, aby byl mul umístěn tak, aby se stal součástí obvodového spoje. Stírací vrstva 601. mul 602 a upevňovací vrstva 603 se mohou přilepit na absorpční vrstvu, nebo se mohou slepit navzájem, pomocí různých prostředků, včetně použití spojité vrstvy adheziva, vzorované vrstvy adheziva, nebo pomocí jakékoliv soustavy jednotlivých linií, spirál a bodů adheziva. Alternativně se může spojení realizovat tepelným spojem, tlakovým spojem ultrazvukovým spojem, dynamicko mechanickým spojem, nebo jiným vhodným spojem, a rovněž kombinací uvedených druhů spojů, které jsou v oboru známé. Spojení se realizuje okolo obvodu stěrky, přes povrch stěrky tak, že se na povrchu stěrky 601 vytvoří vzor z použitého adheziva.

Obr.8 znázorňuje perspektivní pohled na provedení stěrky 700, která zahrnuje mul 702. Na obr.8 je znázorněna absorpční vrstva 705, upevňovací vrstva 703 a stírací vrstva 701, která je částečně odříznuta, aby bylo lépe vidět zobrazení mulu 702. (Mulem 702 může být určitá vrstva materiálu, nebo může být komponentou stírací vrstvy, nebo absorpční vrstvy). Stěrka 700 je znázorněna se spodním povrchem 700a, který je v dotyku s tvrdým čištěným povrchem, a s horním povrchem 700b. který je ve styku s čisticím nářadím. Stěrka má dva protilehlé boční okraje 700c, které odpovídají X rozměru stěrky, a dále dva protilehlé koncové okraje 700d odpovídající rozměru Y. ( Během používání, má-li stěrka 700 pravoúhlý tvar, pohyb nářadí při čištění bude probíhat ve směru dopředu a zpět, tak jak je to znázorněno šipkou 710.) U tohoto provedení se mul 702 šíří směrem k okrajům 700d a umožňuje tím spojení s upevňovací vrstvou 703 a stírací vrstvou 701, (absorpční vrstva 705 bude a stírací vrstvy). Mul 702 se nešíří směrem k okrajům 700c.

• · · · · • · • · • · · · ·

- 31 Ukončení mulu 702 před bočními okraji 700c poskytuje stěrce 700 oblasti 711 stírací vrstvy 701, které nevykazují texturu mulu 702 a jsou proto relativně hladké. Tyto hladké oblasti 711 umožňuji, v průběhu čištění, jednotné odstraňování špíny/roztoku.

V. Způsoby testování

A. Testování pod tlakem

Tento test stanovuje gram/gram absorpci deionizované vody, určené pro čisticí stěrku, která je příčně uzavřena v sestavě píst/válec při počátečním tlaku 0,09psi (okolo 0,6 kPa). (V závislosti na složení vzorku stěrky, může tlak mírně poklesnout, jestliže vzorek absorbuje vodu a v průběhu testu nabobtná). Cílem testu je stanovení schopnosti čisticí stěrky absorbovat tekutinu, a to během praktické doby, je-li stěrka vystavena provozním podmínkám (vodorovnému vzlínání a tlaku)

Testovací tekutinou je, pro zjišťování kapacity PUP, deionizovaná voda. Tato tekutina je absorbována stěrkou za požadovaných podmínek a při téměř nulovém hydrostatickém tlaku. Vhodný přístroj 510 pro tento test je znázorněn na obr.5. Na jednom konci tohoto přístroje je nádrž tekutiny 512 (Petriho miska) s víkem 514. Nádrž 512 leží na analytických váhách 516. Druhý konec přístroje 510 tvoří fritová nálevka 518, sestava píst/válec 520. která zapadá dovnitř nálevky 518, a dále válcovité plastové fritové víko 522. které zakrývá nálevku, a je ve spodní části otevřené a uzavřené v horní části, přičemž horní část má díru pro kolík. Přístroj 510 zahrnuje systém přesunu tekutiny do obou směrů a sestává ze sekce skleněných kapilárních trubiček 524 a 531a. plastických pružných trubek (1/4 a 3/8 trubiček Tygon) 531b, sestav uzavíracích kohoutů 526 a 538 a konektorů Teflon 548, 550, 552, které slouží k připojení skleněných trubiček 524 a 531a a sestav uzavíracích kohoutů 526 • t ···· · · 4 4 • · 4 4 · · ·

4444 4 4· 4

4 44 «4· ···

4 4 4 4

444 44 44

- 32 a 538. Sestava uzavíracích kohoutů 526 sestává z třícestného ventilu 528, skleněných kapilárních trubiček 530, 534 v hlavním systému, a dále ze sekce skleněných kapilárních trubiček 532, které slouží k vyprázdnění nádržky 512 a k dopřednému zavodnění fritového kotouče ve fritové nálevce 518. Sestava uzavíracího kohoutu 538 podobně sestává z třícestného ventilu 540, skleněných kapilárních trubiček 542. 546 v hlavním vedení, a dále ze sekce skleněných kapilárních trubiček 544 sloužících k odvodnění systému.

Podle obr.6, sestava 520 sestává z válce 554 a pístu ve tvaru šálku 556 a závaží, které zapadá do pístu 556. Ke spodnímu konci válce 554 je připevněno sítko (400 ok) z nerezové oceli 559, které je před připojením napnuto ve směru dvou os. Vzorek stírátka 560 leží na sítku 559 tak, že vrstva, která je v dotyku s čištěným povrchem (stírací vrstva) se dotýká sítka 559. Vzorek stěrky má tvar kruhu o poloměru 5,4 cm. (zatímco vzorek je zobrazen jako jednovrstvý vzorek, ve skutečnosti má všechny vrstvy jako stěrka, ze které byl vyříznut). Válec 554 byl vytvořen vyvrtáním tyče z transparentního LEXANu o vnitřním průměru 6,00 cm (plocha 28,25 cm²), tloušťkou stěny 5 mm a výškou válce, která činí přibližně 5 cm. Píst 556 má tvar šálku Teflon a je zhotoven tak, aby zapadal do válce 554 velmi těsně. Válcovité závaží 558 z nerezové oceli je vyrobeno tak, aby přesně zapadalo do pistu 556. přičemž je spojeno s držadlem na horní straně, které slouží k snadnému vyjímání z pístu. Společná hmotnost pístu 556 a závaží 558 činí 145,3 g, což odpovídá tlaku 0,09 psi na plochu 22,9 cm².

Složky přístroje 510 mají takové rozměry, že průtok deionizované vody přístrojem, při hydrostatické výšce lOcm, má hodnotu 0,01 g/cm²/s, přičemž průtok je normalizován plochou fritové nálevky 518. Faktory, které mají zvláštní dopad na průtok, jsou představovány propustností fritového kotouče ve fritové nálevce 518 a vnitřními průměry skleněných trubiček 524, 530, 534, 542, 546, 531a, a rovněž písty uzavíracích kohoutů 528. 540.

9« 99 99·· ·· ··

9 9 9 9 9 · · · · · ♦ 9 99· · · · ·

9999 9 9 9 9 9 999 999

9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 999 9 9 9 9

- 33 Nádržka 512 je umístěná na analytické váze 516. která váží s přesností alespoň 0,01 g s kolísáním menším jak 0,1 g/h. Váha je připojena k počítači, který je vybaven softwarem schopným monitorovat změny hmotnosti v předem stanovených časových intervalech od počátku PUP testu, přičemž je nastaven k automatické inicializaci, a to při změně hmotnosti v rozmezí 0,01 až 0,05 g, v závislosti na citlivosti váhy. Kapilární trubička 524 vstupující do nádržky 512 by se neměla dotýkat ani dna nádobky, ani víčka 514. Objem tekutiny v nádržce 512 by měl být dostatečný, aby se do kapilární trubičky během měření nenasával vzduch. Hladina tekutiny v nádržce 512 by měla na počátku měření dosahovat výšky 2 mm pod horním povrchem fritového kotouče ve fritové nálevce 518. Může to být potvrzeno umístěním malé kapky tekutiny na fritový disk a gravimetrickým sledováním zpětného toku kapky do nádržky 512. Úroveň hladiny by se neměla významněji měnit, jestliže je sestava píst/válec 520 umístěna uvnitř nálevky 518. Nádržka by měla mít dostatečně velký průměr (14 cm), takže odstranění dávky 40 ml by mělo mít za následek pokles hladiny menší jak 3 mm.

Před zahájeni měření se přístroj naplní deionizovanou vodou, fritový kotouč a fritová nálevka 518 se dopředně zavodní tak, aby byla zaplněna čerstvou deionizovanou vodou. Odstraní se bubliny, v možném rozsahu, ze spodního povrchu fritového kotouče a systému, který připojuje nálevku k nádržce. Následující procedury se realizuji sekvenčními operacemi třícestného uzavíracího kohoutu:

1. Zamezí se přístup tekutiny na horní povrch fritového kotouče z fritové nálevky 518.

2. Poměr výška/hmotnost nádržky 512 se nastaví na správnou hodnotu výšky hladiny.

3. Fritová nálevka se umístí ve správné výšce vůči nádobce 512.

4. Fritová nálevka se přikryje víčkem fritové nálevky 522.

5. Nádržka 512 a fritová nálevka 518 se vyváží s ventily 528

I • · · ·

• φ φ φ · · · • φφφφ φ φφ φ φ φ φφ φφφ φφφ • φ φ φ φ φφ φφφ φφ ··

- 34 a 540 sestav uzavíracích kohoutů 526 a 538. které jsou v otevřené propojovací poloze.

6. Ventily 528 a 540 se uzavřou.

7. Ventilem 540 se otočí tak, že se nálevka otevře směrem do odvodňovací trubičky 544.

8. Systému se umožní vyvážit se v této poloze po dobu 5 minut

9. Ventil 540 se uzavře.

Kroky 7-9 dočasně vysouší povrch fritové nálevky 518 tím, že ji vystavují malému hydrostatickému sání o hodnotě 5 cm. Sání se projevuje tehdy , je-li otevřený konec trubičky 544 5 cm pod úrovní fritového kotouče ve fritové nálevce 518 a je zaplněný deionizovanou vodou. Ze systému je během této procedury odvedeno 0,04 g tekutiny. Tato procedura brání nahodilé absorpci deionizované vody v době, kdy je sestava píst/válec 520 umístěna uvnitř fritové nálevky 518. Množství odváděné tekutiny, v průběhu této procedury (známé jako korekce hmotnosti fritové nálevky Wffc), se měří pomocí testu PUP po dobu 20 minut bez sestavy píst/válec 520. V podstatě všechna tekutina odvedená touto procedurou z fritové nálevky, je velmi rychle nálevkou, při zahájení testu, znovu absorbována. Je proto nutné odečíst korekční hmotnost od hmotnosti tekutiny odstraněné z nádobky během PUP testu. Vzorek vystřižený z materiálu vzorku do tvaru kruhu 560 je umístěn do válce 554. Píst 556 je zasunut do válce 554 a umístěn na horní stranu vzorku stěrky 560. Sestava píst/válec 520 je umístěna na část nálevky 518, závaží se zasune do pístu 556 a horní část nálevky se zakryje víčkem fritové nálevky 522. Po vyvážení se ověří načtená hodnota a zahájí se test otevřením ventilů 528 a 540, čímž se spojí nálevka 518 a nádržka 512. Automatickou inicializací začíná okamžitý sběr dat, jelikož nálevka 518 začíná znovu absorbovat tekutinu.

Data se zaznamenávají po dobu 1200 sekund (20 minut). Absorpční kapacita PUP se stanoví následovně:

9* ···· • · 9 · 9 9 · 9 · · • · · · · ··· 9 9 9 9

9999 999 9 · ·99 999

9 9 9 9 9 9

999 9 99 9*9 *9 99

- 35 \₂οο absorpční kapacita (g/g) = [Wr_(t=oj - Wr_(t==12OO,Wffc]/Wds kde t_i2oo absorpční kapacita je g/g kapacitou stěrky po 1200 sekundách , Wr _ je hmotnost v gramech nádržky 512 po 1200 sekundách od inicializace, Wffc je korekční hmotnost fritové nálevky a Wds je hmotnost stěrky za sucha. Z toho vyplývá absorpční kapacita vzorku po t_goo se měří podobně, kromě toho, že se ve vzorci použije výraz ^Wr<t=900) ( hmotnost nádržky po 900 sekundách po inicializaci).

A. Ždímání

Schopnost stěrky zadržovat tekutinu při provozním tlaku, a tím zabránit vyždímání tekutiny, je dalším důležitým parametrem tohoto vynálezu. Ždímání se měří pro celou stěrku tak, že se stanoví množství tekutiny, které se může ze vzorku odsát filtračním papírem Whatman, a to při tlaku 0,25 psi (1,5 kPa). Ždímání se realizuje u vzorku, který nasákl deionizovanou vodou pomocí vodorovného knotového efektu, (jeden prostředek získání nasyceného vzorku je popsán jako Vodorovná gravimetrická knotová metoda v patentové přihlášce 08/542,497 podané na jméno Dyer a spol. dne 13.října 1995, která je pro porovnání rovněž zahrnuta). Vzorek obsahující tekutinu je v přístroji umístěn ve vodorovné poloze, kdy zmíněný přístroj je schopný poskytnout příslušné tlaky pomocí vzduchem naplněného pytle, který poskytuje stejnoměrnou dodávku tlaku na povrch vzorku. Hodnota vyždímání je ohlášena jako hmotnost tekutiny na hmotnost mokrého vzorku.

Claims (14)

1. Čisticí nářadí zahrnuje:

a) držadlo

b) vyměnitelnou stěrku, která zahrnuje:

i) stíraci vrstvu, ii) absorpční vrstvu, přičemž je čisticí nářadí charakteristické tím, že stěrka má t absorpční kapacitu ne větší jak 10% t absorpční kapacity a t absorpční kapacitu s hodnotou alespoň 5 g deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

2. Čisticí nářadí podle nároku 1,vyznačující se tím, že stěrka má t absorpční kapacitu s hodnotou ne větší jak 5%, lépe ne větší jak 2%, nejlépe ne větší jak 1%

1200 absorpční kapacity stěrky

3. Čisticí nářadí podle nároku 1,vyznačující se tím, že stěrka má t absorpční kapacitu s hodnotou alespoň 10 g, lépe alespoň 20 g, nejlépe 30 g, deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

4. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nároků 1-3, vyznačující se tím, že stěrka dále zahrnuje upevňovací vrstvu, a je dále charakteristické tím, že absorpční vrstva je umístěna mezi stírací vrstvou a upevňovací vrstvou, a tím, že upevňovací vrstva zahrnuje pro tekutinu nepropustný materiál.

5. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nároků 1-4, vyznačující se tím, že stírací vrstva má prostřednictvím tekutiny přímý styk s absorpční vrstvou.

9 9 99 9999 99 99

99 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 99 9 9 · 9

9 9999 999 99 999 999

9 9 9 9 9 9 9

99 9 9 99 99 9 9 9 99

- 37

6. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nároků 1-5, vyznačující se tím, že stěrka má hodnotu ždímání ne větší jak 40% při tlaku 0,25 psi, lépe ne větší jak 25% při tlaku 0,25 psi.

7. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nároků 1-6, vyznačující se tím, že držadlo zahrnuje na jednom konci podpůrnou hlavu, a dále tlm že tato podpůrná hlava zahrnuje prostředky pro odnímatelné připojení stěrky k držadlu.

8. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nároků 1-7, vyznačující se tím, že stěrka dále zahrnuje mul.

9. Čisticí nářadí zahrnuje:

a) držadlo

b) vyměnitelnou stěrku, která zahrnuje:

i) stírací vrstvu, ii) absorpční vrstvu, která je prostřednictvím tekutiny ve styku se stírací vrstvou, iii) upevňovací vrstvu, která je v podstatě pro tekutinu nepropustná, a kde je zmíněné nářadí charakteristické tím, že stěrka má t absorpční kapacitu s hodnotou ne větší jak 5% t absorpční kapacity stěrky, a dále t absorpční kapacitu s hodnotou alespoň 20 g deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

10. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nárokůl-9, vyznačující se tím, že absorpční vrstva zahrnuje superabsorpční materiál vybraný ze skupiny superabsorpčních gelových polymerů a hydrofilních polymernich absorpčních pěn.

• · «φ φφφφ φφ φ· «φφ φφφ φφφφ • φ φ φ φφφφ φ φφ φ φ φφφφ φφφ φ φ φφφ φφφ φφφφφ φ · • ΦΦ φ ··«,<« · · φφ

- 38

11. Čisticí nářadí podle nároku 10,vyznačující se tím, že absorpční vrstva zahrnuje alespoň 20% hmotnosti superabsorpčního materiálu.

12. Čisticí nářadí zahrnuje:

a) stírací vrstvu,

b) absorpční vrstvu, a je charakterizováno tím, že stěrka má t_3o absorpční kapacitu ne větší jak 5% t_i2oo absorpční kapacity stěrky, a dále t absorpční kapacitu s hodnotou 5 g deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

13. Čisticí nářadí podle nároku 11,vyznačující se tím, že stěrka má t absorpční kapacitu s hodnotou alespoň 20 g deionizované vody na gram hmotnosti stěrky.

14. Čisticí nářadí podle kteréhokoliv z nároků 12 nebo 13, vyznačující se tím, že stěrka dále zahrnuje mul.