DE60204865T2

DE60204865T2 - Reinigungsartikel und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60204865T2
Application number: DE2002604865
Authority: DE
Inventors: Lawrence J. Mann; Phillip M. Winter
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2022-01-26
Also published as: AU2002247029A1; US20020173214A1; JP2004525714A; DE60204865D1; CN1533317A; WO2002084004A2; CN1238162C; ATE298651T1; US20040038613A1; WO2002084004A3; EP1379359A2; EP1379359B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Artikel und Verfahren zum Reinigen von verschmutzten Oberflächen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Reinigungsartikel, welche Vliesbahnen oder Schaumkissen, Bindemittel und organische Teilchen umfassen, und Verfahren zum Reinigen von verschmutzten Oberflächen.
Allgemeiner Stand der Technik
Eine Vielfalt von Reinigungsartikeln (z.B. Borstenbürsten, Vliesbahnen, Schaumstoffe (einschließlich Schwämme) und Tücher) wurde verwendet, um zahlreiche Arten von Oberflächen zu reinigen. Normalerweise ist es wünschenswert oder sogar notwendig, eine Oberfläche zu reinigen, ohne sie zu beschädigen (z.B. die Oberfläche zu zerkratzen oder den Glanz der Oberfläche zu beeinträchtigen).
Zum Beispiel werden die Außenflächen eines Flugzeugs normalerweise mit Lackfarbe angestrichen. Verkehrsflugzeuge neigen dazu, Hochglanzlacke zu verwenden, während Militärflugzeuge dazu neigen, Lackfarben mit geringem Glanz zu verwenden. Diese Oberflächen müssen regelmäßig gereinigt werden, um Oberflächen- und eingebetteten Schmutz (z.B. Dreck, eingefressenen Schmutz, Fett usw.) zu entfernen. Beim Reinigen dieser Oberflächen ist es wünschenswert und in manchen Fällen notwendig, weder die Lackfarbe zu zerkratzen noch das Glanzniveau wesentlich zu beeinträchtigen. Reinigungsartikel, welche verwendet werden, um solche verschmutzten Oberflächen zu reinigen, umfassen Borstenbürsten, Vliesbahnen, Schaumstoffe und Tücher. Oft werden die Reinigungsartikel zusammen mit einem Reinigungsmaterial, wie beispielsweise einer Reinigungswaschlauge oder einem Poliermittel, verwendet.
Beispiele für Reinigungsartikel aus Vliesstoff, welche in der Flugzeugindustrie zur Verwendung beim Reinigen von verschmutzten Oberflächen vertrieben werden, umfassen jene, die unter den Handelsbezeichnungen „SUPER POLISH INDUSTRIAL SHEET" und „TYPE T SURFACE CONDITIONING SHEET" von der 3 M Company, St. Paul, im Handel erhältlich sind. Ersterer ist eine Polyesterfaserbahn, welche ein talkgefülltes Styrol-Butadien-Kautschukharz mit einer T_g von +4 umfasst. Letzterer ist eine Polyesterfaserbahn, welche ein talkgefülltes Polyurethanbindemittel umfasst.
EP-A-0 638 680 offenbart einen Oberflächenbehandlungsartikel aus Vliesstoff, welcher zum Behandeln von Oberflächen bei Ausstoßen von etwas Formaldehyd geeignet ist und eine offene, lose gesponnene, dreidimensionale Vliesbahn aus einer Mehrzahl von thermoplastischen organischen Fasern umfasst, die an Stellen zusammengebunden sind, an welchen sie durch ein Bindemittel in Kontakt gebracht werden, wobei das Bindemittel umfasst: 1) ein Copolymer aus einem Acrylatmonomer und einem Acrylamidmonomer, 2) das vernetzte Reaktionsprodukt eines Polyols und eines Melaminvernetzungsmittels und 3) das Reaktionsprodukt eines Harnstoffderivats und eines Formaldehyds.
Obwohl herkömmliche Techniken, welche solche Artikel und Reinigungsmaterialien verwenden, nützlich waren, besteht die Notwendigkeit einer beständigeren und/oder einfacheren Reinigung von verschmutzten Oberflächen ohne wesentliches Zerkratzen oder Beeinträchtigen des Glanzniveaus der Oberfläche.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird in den Ansprüchen 1, 8 und 10 definiert. In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Reinigungsartikel bereit, welcher eine dreidimensionale Faservliesbahn, ein Bindemittel mit einer T_g, welche +10ºC nicht überschreitet, und eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen mit einer Shore A-Härte von weniger als 80 (normalerweise im Bereich von 10 bis weniger als 80 oder sogar 20 bis weniger als 80) umfasst. Die Bahn umfasst wenigstens eine verschlungene organische Faser (normalerweise eine Mehrzahl davon). Das Bindemittel ist auf wenigstens einem Abschnitt einer ersten Hauptfläche der Bahn und bindet die organischen Teilchen wenigstens teilweise an die erste Hauptfläche. Vorzugsweise ist das Bindemittel wenigstens auf einem Großteil der ersten Hauptfläche vorhanden. Normalerweise ist das Bindemittel im Wesentlichen coextensiv mit der ersten Hauptfläche. Normalerweise weist das Bindemittel eine T_g im Bereich von +10ºC bis –70ºC, vorzugsweise von –10ºC bis –70ºC und insbesondere von –20ºC bis –30ºC auf. In einem anderen Aspekt umfasst der Reinigungsartikel vorzugsweise eine Arbeitsfläche (d.h. eine Oberfläche zum reibschlüssigen Eingreifen in eine andere Oberfläche (z.B. eine zu reinigende verschmutzte Oberfläche)), welche das Bindemittel umfasst, wobei die Arbeitsfläche einen Nassbewegungsreibungskoeffizienten im Bereich von 0,3 bis 0,9 und vorzugsweise von 0,6 bis 0,9 aufweist.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Reinigungsartikel bereit, welcher ein Schaumkissen, ein Bindemittel mit einer T_g, welche +10ºC nicht überschreitet, und eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen mit einer Shore A-Härte von weniger als 80 (normalerweise im Bereich von 10 bis weniger als 80 oder sogar 20 bis weniger als 80) umfasst. Das Bindemittel ist auf wenigstens einem Abschnitt einer ersten Hauptfläche des Schaumkissens und bindet die organischen Teilchen wenigstens teilweise an die erste Hauptfläche. Vorzugsweise ist das Bindemittel wenigstens auf einem Großteil der ersten Hauptfläche vorhanden. Normalerweise ist das Bindemittel im Wesentlichen coextensiv mit der ersten Hauptfläche. Das Bindemittel weist normalerweise eine T_g im Bereich von +10ºC bis –70ºC, vorzugsweise von –10ºC bis –70ºC und insbesondere von –20ºC bis –30ºC auf. In einem anderen Aspekt umfasst der Reinigungsartikel vorzugsweise eine Arbeitsfläche, welche das Bindemittel umfasst, wobei die Arbeitsfläche einen Nassbewegungsreibungskoeffizienten im Bereich von 0,3 bis 0,9 und vorzugsweise von 0,6 bis 0,9 aufweist.
Wahlweise umfassen Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung ferner topische Reinigungsmittel, wie beispielsweise Waschlaugenreinigungsmittel, Lösemittelemulsionsreiniger und Kombinationen davon.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer verschmutzten Flugzeugaußenfläche unter Verwendung eines Reinigungsartikels gemäß der vorliegenden Erfindung bereit. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Reinigungsartikels gemäß der vorliegenden Erfindung; das reibschlüssige Eingreifen wenigstens eines Abschnitts der Arbeitsfläche des Reinigungsartikels in die verschmutzte Oberfläche des Flugzeugs und das Hervorrufen einer relativen Bewegung zwischen dem Reinigungsartikel und der verschmutzten Außenfläche, um Schmutz wenigstens teilweise von der verschmutzten Außenfläche zu entfernen. Wahlweise umfasst das Verfahren ferner das Bereistellen eines Reinigungsmittels auf der verschmutzten Außenfläche, um das Entfernen von Schmutz von der verschmutzten Außenfläche zu fördern.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer verschmutzten Flugzeugaußenfläche bereit, welches umfasst: Bereitstellen eines Reinigungsartikels, welcher umfasst: eine mindestens 8 mm dicke, dreidimensionale Faservliesbahn, die wenigstens eine verschlungene organische Faser umfasst, wobei die Bahn eine erste Hauptfläche aufweist, und ein Bindemittel auf wenigstens einem Ab schnitt der Hauptfläche, wobei das Bindemittel eine T_g aufweist, die 0ºC nicht überschreitet, und der Reinigungsartikel weist eine Arbeitsfläche auf, welche das Bindemittel umfasst, wobei die Arbeitsfläche einen Nassbewegungsreibungskoeffizienten im Bereich von 0,3 bis 0,9 (vorzugsweise 0,6 bis 0,9) aufweist; reibschlüssiges Eingreifen wenigstens eines Abschnitts der Arbeitsfläche des Reinigungsartikels in die verschmutzte Außenfläche des Flugzeugs und Hervorrufen einer relativen Bewegung zwischen dem Reinigungsartikel und der verschmutzten Außenfläche, um Schmutz wenigstens von der verschmutzten Außenfläche zu entfernen. Die Bahn umfasst wenigstens eine verschlungene organische Faser (normalerweise eine Mehrzahl davon). Vorzugsweise ist das Bindemittel wenigstens auf einem Großteil der ersten Hauptfläche vorhanden. Normalerweise ist das Bindemittel im Wesentlichen coextensiv mit der ersten Hauptfläche. Der Reinigungsartikel umfasst ferner eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen (wobei z.B. wenigstens eines einer Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen eine Shore A-Härte im Bereich von 20 bis weniger als 80 aufweist). Wahlweise umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen eines Reinigungsmittels auf der verschmutzten Außenfläche, um das Entfernen von Schmutz von der verschmutzten Außenfläche zu fördern.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer verschmutzten Flugzeugaußenfläche bereit, welches umfasst: Bereitstellen eines Reinigungsartikels, welcher ein Schaumkissen mit einer ersten Hauptfläche und ein Bindemittel auf wenigstens einem Abschnitt der ersten Hauptfläche umfasst, wobei das Bindemittel eine T_g aufweist, welche 0ºC nicht überschreitet, und der Reinigungsartikel weist eine Arbeitsfläche auf, welche das Bindemittel umfasst, wobei die Arbeitsfläche einen Nassbewegungsreibungskoeffizienten im Bereich von 0,3 bis 0,9 (vorzugsweise von 0,6 bis 0,9) aufweist; reibschlüssiges Eingreifen wenigstens eines Abschnitts der Arbeitsfläche des Reinigungsartikels in die verschmutzte Außenfläche des Flugzeugs und Hervorrufen einer relativen Bewegung zwischen dem Reinigungsartikel und der verschmutzten Außenfläche, um Schmutz wenigstens teilweise von der verschmutzten Außenfläche zu entfernen. Vorzugsweise ist das Bindemittel wenigstens auf einem Großteil der ersten Hauptfläche vorhanden. Normalerweise ist das Bindemittel im Wesentlichen coextensiv mit der ersten Hauptfläche. Der Reinigungsartikel umfasst ferner eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen (wobei z.B. wenigstens eines einer Mehrzahl von organischen Teilchen eine Shore A-Härte im Bereich von 20 bis weniger als 80 aufweist). Wahlweise umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen eines Reinigungsmittels auf der verschmutzten Außenfläche, um das Entfernen von Schmutz von der verschmutzten Außenfläche zu fördern.
Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel zum Reinigen von verschmutzten lackierten Flugzeugoberflächen (z.B. Lackanstriche mit geringem Glanz, wie bei Militärflugzeugen anzutreffen, und Hochglanzlackanstriche, wie bei Verkehrsflugzeugen anzutreffen) verwendet werden. Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel zum Reinigen von Oberflächen- und eingebettetem Schmutz auf Lackanstrichen mit geringem Glanz ohne wesentliche Glanzverstärkung und auf Hochglanzlackanstrichen ohne wesentliches Zerkratzen oder Verringern des Glanzes verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Seitenansicht im Aufriss eines beispielhaften Reinigungsartikels gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher eine Vliesbahn, ein Bindemittel und organische Teilchen umfasst.
1A ist eine schematische Seitenansicht im Aufriss eines anderen beispielhaften Reinigungsartikels gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher eine Vliesbahn, ein Bindemittel und organische Teilchen umfasst.
2 ist eine schematische Seitenansicht im Aufriss eines beispielhaften Reinigungsartikels gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher ein Schaumkissen, ein Bindemittel und organische Teilchen umfasst.
Ausführliche Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Reinigungsartikel 2 der vorliegenden Erfindung eine dreidimensionale Faservliesbahn 4 und eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen 10, welche durch das Bindemittel 8 an die Bahn 4 gebunden sind. Die Faserbahn 4 weist eine Dicke 14 auf. Die Vliesbahn 4, wie dargestellt, umfasst verschlungene organische Stapelfasern 3 und weist eine Hauptfläche 6 auf. Ferner dringt, wie dargestellt, das Bindemittel 8 unter die Hauptfläche 6 in die Vliesbahn 4 ein und bindet einen Abschnitt der Stapelfasern 3 zusammen. In einigen Ausführungsformen jedoch erfolgt nur ein geringes oder gar kein Eindringen des Bindemittels 8 unter die Hauptfläche 6. Wie dargestellt, überzieht außerdem eine wahlweise Leimbeschichtung 12 das Bindemittel 8 und die organischen Teilchen 10, um das Binden der organischen Teilchen 10 an die Vliesbahn 4 zu fördern. Der Reinigungsartikel 2 umfasst eine Arbeitsfläche 9.
Unter Bezugnahme auf 1A umfasst ein Reinigungsartikel 2 der vorliegenden Erfindung eine dreidimensionale Faservliesbahn 4A und eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen 10A, welche durch das Bindemittel 8A an die Bahn 4A gebunden sind. Die Vliesbahn 4A weist eine Dicke 14A auf. Die Vliesbahn 4A, wie dargestellt, umfasst verschlungene organische Endlosfasern 3A und weist eine Hauptfläche 6A auf.
Ferner dringt, wie dargestellt, das Bindemittel 8 unter die Hauptfläche 6A in die Vliesbahn 4A ein und bindet einen Abschnitt der Fasern 3A zusammen. In einigen Ausführungsformen jedoch erfolgt nur ein geringes oder gar kein Eindringen des Bindemittels 8A unter die Hauptfläche 6A. Wie dargestellt, überzieht außerdem eine wahlweise Leimbeschichtung 12A das Bindemittel 8A und die organischen Teilchen 10A, um das Binden der organischen Teilchen 10A an die Vliesbahn 4A zu fördern. Der Reinigungsartikel 2A umfasst eine Arbeitsfläche 9A.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst der Reinigungsartikel 20 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schaumkissen 24 und eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen 30, welche durch das Bindemittel 28 an das Schaumkissen 24 gebunden sind. Das Schaumkissen 24 weist eine Dicke 34 auf. Das Schaumkissen 24 weist Lufträume 23 und eine Hauptfläche 26 auf. Ferner dringt, wie dargestellt, das Bindemittel 28 unter die Hauptfläche 26 in das Schaumkissen 24 ein. In einigen Ausführungsformen jedoch erfolgt nur ein geringes oder gar kein Eindringen des Bindemittels 28 unter die Hauptfläche 26. Wie dargestellt, überzieht außerdem eine wahlweise Leimbeschichtung 32 das Bindemittel 28 und die organischen Teilchen 30, um das Binden der organischen Teilchen 30 an das Schaumkissen 24 zu fördern. Der Reinigungsartikel 20 umfasst eine Arbeitsfläche 29.
Geeignete Vliesbahnen zur Herstellung von Reinigungsartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung, sowie Vliesbahnen, welche bei Reinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen jene, welche eine Endlosfaser oder Endlosfasern, Stapelfasern und Kombinationen davon umfassen. Solche Vliesbahnen, sowie Techniken zur Herstellung der Vliesbahnen (z.B. Luftablegeverfahren, Spinnbindeverfahren, Kardierverfahren, Fadenöffnungsverfahren, Nassablegeverfahren und Kombinationen davon) sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt. Wahlweise kann die Bahn unter Verwendung von Techniken, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie beispielsweise Kreuzlegen, Kalandrieren, Spinnschnüren, Hydroverschlingung und/oder Nadelheften, weiter verarbeitet werden.
Beispiele für Stapelfasern (d.h. Fasern, welche gekräuselt und auf eine verhältnismäßig kurze Länge zugeschnitten werden) umfassen Naturfasern (z.B. Baumwolle, Wolle, Flachs usw.), synthetische Fasern (z.B. Polyamid, Polyester, Polyolefin usw.), Chemiefasern (z.B. Viskosespinnfaser) und Kombinationen davon (z.B. können thermoplastische Stapelfasern (z.B. Polyamide) und Cellulosestapelfasern (z.B. Viskosespinnfasern) kombiniert werden, wobei der Gewichtsanteil von Cellulosefasern normalerweise im Bereich von 5 bis 50 Prozent liegt). Bevorzugte Stapelfasern umfassen Polyamidfasern (z.B. Nylon), Polyesterfasern und Polyolefinfasern. Normalerweise weisen die Stapelfasern eine Länge von weniger als etwa 15 cm, vorzugsweise weniger als etwa 10 cm und insbesondere von weniger als etwa 7,5 cm auf, obwohl Fasern von über 15 cm Länge ebenfalls brauchbar sind. In einem anderen Aspekt weisen die Fasern normalerweise einen Durchmesser im Bereich von etwa 3 Denier (3,3 dtex) je Filament bis etwa 200 (223 dtex) Denier je Filament auf. Solche Faserdurchmesser neigen dazu, Bahnen mit einer bevorzugten strukturellen Integrität und Oberfläche zu ergeben, welche für den Kontakt mit der zu reinigenden Oberfläche verfügbar ist.
Beispiele für Endlosfasern umfassen synthetische Fasern, wie beispielsweise Polyamidfasern (z.B. Nylon), Polyesterfasern und Polyolefinfasern, sowie Kombinationen davon. Normalerweise weisen die Fasern einen Durchmesser im Bereich von etwa 3 Denier (3,3 dtex) je Filament bis etwa 1.000 Denier (1.112 dtex) je Filament auf. Solche Faserdurchmesser neigen dazu, Bahnen mit einer bevorzugten strukturellen Integrität und Ober fläche zu ergeben, welche für den Kontakt mit der zu reinigenden Oberfläche verfügbar ist.
Wahlweise können die Vliesbahnen schmelzbindbare Fasern oder andere Bindemittel zum Zusammenbinden der Fasern enthalten. Beispiele für schmelzbindbare Fasern umfassen Mantel-und-Kern- und parallel verlaufende Bikomponentenfasern mit einer freiliegenden wärmeaktivierbaren Klebstofffläche. Geeignete Bindemittel, welche auch als eine „Vorbinde"-Beschichtung dienen können, sind auf dem Fachgebiet bekannt und umfassen jene, welche Polyacrylate, Poly(ethylenacrylsäure), Styrol-Butadien-Polymere, Kombinationen davon umfassen, und jene, die im US-Pat. Nr. 5,082,720 (Hayes) beschrieben sind.
Geeignete Schaumkissen zur Herstellung von Reinigungsartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung, sowie Vliesbahnen, welche bei Reinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen offenzellige Schaumstoffe (d.h. jene, welche im Allgemeinen miteinander verbundene Hohlräume aufweisen) und geschlossenzellige Schaumstoffe (d.h. jene, welche Hohlräume aufweisen, die im Allgemeinen getrennt sind). Solche Schaumstoffe sind auf dem Fachgebiet bekannt und umfassen jene, welche zum Beispiel von Illbruck, Minneapolis, MN, erhältlich sind.
Ein bevorzugtes Material zur Herstellung von Schaumkissen umfasst Polyesterurethan und Polyetherurethan. Vorzugsweise weist der Schaumstoff eine Dichte im Bereich von etwa 0,008 g/cm³ (0,5 lb/ft³) bis etwa 0,32 g/cm³ (20 lb/ft³) auf.
Das Bindemittel ist auf wenigstens einem Abschnitt wenigstens einer Hauptfläche der Bahn oder des Kissens vorhanden. Normalerweise weist das Bindemittel in Reihenfolge zunehmender Bevorzugung eine T_g im Bereich von +10ºC bis –70ºC, +5ºC bis –70ºC, 0ºC bis –70ºC, –5ºC bis –70ºC, –10ºC bis –70ºC, –20ºC bis –70 ºC, +10ºC bis –50ºC, +5ºC bis –50ºC, 0ºC bis –50ºC, '–5ºC bis –50ºC, –10ºC bis –50ºC und –20ºC bis –50ºC auf. Am besten weist das Bindemittel eine T_g von –20ºC bis –30ºC auf. Ein Bindemittel mit einer T_g, welche etwa +10ºC überschreitet, stellt normalerweise keine ausreichende Reibung bereit, um Schmutz wirksam von der zu reinigenden Oberfläche zu entfernen. Ein Bindemittel mit einer T_g von weniger als –70ºC weist bei Kontakt mit der zu reinigenden Oberfläche normalerweise eine zu starke Reibung auf, wodurch der Reinigungsprozess erschwert wird. Geeignete Bindemittel sollten den Fachleuten bekannt sein und umfassen Styrol-Butadien-Copolymerlatex (zum Beispiel von der Mallard Creek Polymer Division, Ameripol Synpol, Charlotte, NC, unter der Handelsbezeichnung „ROVENE 4306" erhältlich). Andere geeignete Bindemittel umfassen Nitrilkautschukemulsion (zum Beispiel von BFGoodrich Industrial Specialties, Cleveland, OH, unter der Handelsbezeichnung „HYCAR 1572X64" (mit einer T_g von – 30ºC) erhältlich). Die Viskosität des Bindemittels kann unter Verwendung von Techniken, die auf dem Fachgebiet allgemein bekannt sind (z.B. Verdünnen mit Lösemittel), eingestellt werden, um die gewünschte Beschichtungsviskosität bereitzustellen.
Bestimmte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen organische Kautschukteilchen, welche an wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Hauptfläche der Bahn oder des Kissens gebunden werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die organischen Teilchen eine Shore A-Härte von weniger als 80, vorzugsweise im Bereich von 10 bis weniger als 80 oder 20 bis weniger als 80 auf. Die Teilchenhärte kann durch das Einstechen eines Eindringkörperfußes in ein Musterprobestück, wie im ASTM-Prüfverfahren D-2240-00 beschrieben, gemessen werden. Diese ASTM-Prüfung stellt eine Messung des relativen Widerstands gegen den Eindruck bereit und wird herkömmlicherweise als „Shore"-Härte ausgedrückt. Für weichere Materialien (normaler weise Kautschuke) wird die Härte als eine „Shore A"-Härte ausgedrückt, und für härtere Materialien (normalerweise Kautschuke) wird die Härte als eine „Shore D"-Härte ausgedrückt. Diese beiden „Shore"-Skalen überschneiden sich teilweise, so dass eine auf der „A"-Skala angezeigte Härte von 80 bis 100 einer auf der „D"-Skala angezeigten Härte von 30 bis 50 entspricht. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die organischen Teilchen normalerweise eine Shore A-Härte von weniger als 80 oder sogar eine Shore A-Härte im Bereich von 10 bis weniger als 80 oder 20 bis weniger als 80 auf. Geeignete organische Teilchen umfassen jene, welche Nitrilkautschuk (zum Beispiel von Zeon Chemicals, Louisville, KY, unter der Handelsbezeichnung „NIPOL 1411C" mit einer Shore A-Härte von etwa 30 erhältlich), Naturkautschuk und Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk umfassen. Geeignete organische Kautschukteilchen können zum Beispiel durch Unterziehen von organischen Vorstufenmaterialien Zerreibungs-, Mahl- oder anderen Zerkleinerungs- oder Granulierungsprozessen hergestellt werden. Zur Förderung des Zerreibens, Mahlens usw. des organischen Materials kann es wünschenswert sein, das Material zu gefrieren und das Material in einem gefrorenen Zustand zu zerreiben. Mahlen usw. Alternativerweise kann zum Beispiel thermoplastisches Material unter Verwendung von Form- oder Extrusionsprozessen (z.B. Pelletieren) zu geeigneten organischen Teilchen verarbeitet werden. Normalerweise weisen die organischen Teilchen eine annähernd sphärische oder zylindrische Form und einen Durchmesser oder eine Länge (d.h. eine Abmessung einer Hauptachse) im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 4 mm und vorzugsweise im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 2 mm auf. Vorzugsweise weisen die organischen Teilchen ein Höhe-Breite-Verhältnis (d.h. das Verhältnis der Abmessung der Hauptachse zur Abmessung der Nebenachse, wobei die Nebenachse senkrecht auf die Hauptachse steht) im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 2:1 auf.
Es stellte sich heraus, dass die bestmögliche Auswahl eines Bindemittels (und seiner entsprechenden T_g) zur Verwendung bei Reinigungsartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung oder von Bahnen, welche bei Reinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, von der Härte der ausgewählten organischen Teilchen abhängen kann.
Das Bindemittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, kann wahlweise Funktionszusatzstoffe oder Füllmittel enthalten, wie beispielsweise Färbungsmittel, Verstärkungsmittel, Weichmacher, Mahlhilfsstoffe und/oder herkömmliche Schmiermittel von der Art, die gegenwärtig bei Oberflächenbehandlungsartikeln verwendet wird, um die Leistung oder das Erscheinungsbild einzustellen.
Beispiele für herkömmliche Schmiermittel umfassen Metallstearatsalze, wie beispielsweise Lithiumstearat oder Zinkstearat, und Materialien, wie beispielsweise Molybdändisulfid. Beispiele für Färbungsmittel sind anorganische Pigmente und organische Farbstoffe. Verstärkungsmittel können zum Beispiel kurze organische oder anorganische Fasern, Kugeln und Teilchen umfassen. Mahlhilfsstoffe umfassen Materialien, wie beispielsweise Poly(vinylchlorid) und Kaliumfluoroborat. Füllmittel können verhältnismäßig weiche organische Teilchen oder andere Materialien, welche in Bezug auf die Brauchbarkeit der Artikel im Wesentlichen inert sind, umfassen. Weichmacher können Phthalsäureester, Öle und andere Materialien mit einem verhältnismäßig geringen Molekulargewicht (z.B. unter etwa 5.000 M_n) umfassen.
Das Bindemittel kann unter Verwendung irgendeiner einer Vielfalt von Techniken, welche herkömmliche Techniken, wie beispielsweise durch Walzenbeschichtung, Sprühbeschichtung, Vorhangbeschichtung, Extrusionsbeschichtung, Tauchbeschichtung, Bürstenbeschichtung und Kombi nationen davon umfassen, auf eine Hauptfläche der Bahn oder des Kissens aufgetragen werden. Alternativerweise oder zusätzlich kann das Bindemittel in die Bahn oder den Schaumstoff während ihres Herstellungsprozesses eingebunden werden. Das Bindemittel kann zum Beispiel auf einem Abschnitt der Hauptfläche, auf wenigstens einem Großteil der Hauptfläche, auf der ganzen Bahn oder dem ganzen Schaumstoff vorhanden oder mit der Hauptfläche coextensiv sein. Außerdem kann das Bindemittel zum Beispiel auf ausgewählten Abschnitten (z.B. Streifen oder anderen Mustern) der Hauptfläche vorhanden sein, und wahlweise kann es auf der ganzen Bahn oder dem ganzen Schaumstoff vorhanden sein. Das Bindemittel kann unter Verwendung herkömmlicher Techniken getrocknet, ausgehärtet, abgekühlt oder anderweitig verfestigt werden. Für Reinigungsartikel, welche organische Teilchen umfassen, können die Teilchen unter Verwendung von herkömmlichen Techniken, wie beispielsweise Teilchentröpfeln (d.h. die Teilchen werden durch die Schwerkraft oder eine Luftunterstützung über einen linearen Spender (z.B. ein Fördermittel oder ein Luftmesser) aufgetragen), Teilchensprühen und Kombinationen davon, zum Beispiel auf ein „nasses" Bindemittel aufgetragen werden. Alternativerweise oder zusätzlich kann zum Beispiel ein Schlamm, welcher das Bindemittel und die organischen Teilchen umfasst, verwendet werden, um das Bindemittel und die organischen Teilchen gleichzeitig bereitzustellen.
Der Nassbewegungsreibungskoeffizient der Arbeitsfläche, welche die zu reinigende Oberfläche berührt, liefert normalerweise eine ausreichende Grenzflächenreibung, um unerwünschten Schmutz wirksam von der Oberfläche zu entfernen, während er nicht soviel Reibung liefert, dass die Bewegung des Reinigungsartikels gegen die Oberfläche zu schwierig gemacht wird. Beispiele für bevorzugte Bindemittel zu diesem Zweck umfassen Nitrilkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und Polyisopren. Polyurethan neigt dazu, Nassbewegungsreibungsko effizienten aufzuweisen, die niedriger als bevorzugt sind.
Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung, sowie Reinigungsartikel, welche bei Reinigungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können jede einer Vielfalt von herkömmlichen Formen annehmen, welche Blätter, Blöcke, Streifen, Riemen, Bürsten, Drehklappen, Scheiben oder feste oder geschäumte Räder umfassen. Räder in Form einer Scheibe oder eines geraden kreisförmigen Zylinders mit Abmessungen, welche verhältnismäßig klein (z.B. eine Zylinderhöhe in der Größenordnung von ein paar Millimetern) oder verhältnismäßig groß (z.B. zwei Meter oder größer) sein können, und einem Durchmesser, welcher verhältnismäßig klein (z.B. in der Größenordnung von ein paar Zentimetern) oder verhältnismäßig groß (z.B. einen Meter oder größer) sein kann. Diese Räder weisen normalerweise eine mittige Öffnung zur Stützung durch eine geeignete Achse oder andere mechanische Haltevorrichtung auf, um das Drehen des Rades bei Verwendung zu ermöglichen. Die Radabmessungen, Konfigurationen, Stützvorrichtungen und Drehvorrichtungen sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt (siehe zum Beispiel die 1990 veröffentlichte Schrift „3 M Wheels" der 3 M Company, St. Paul, MN).
Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung, sowie die Reinigungsartikel, welche bei Reinigungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können die Form eines Schichtverbundstoffs aufweisen. Schichtverbundstoffe (auf dem Fachgebiet als „Slabs" bekannt) können zum Beispiel durch Zuschneiden, Stanzen oder anderweitiges maschinelles Verarbeiten von ungehärteten oder teilweise gehärteten Bahnen oder Schaumstoffen zu Blättern oder Scheiben, welche dann übereinander gelegt, zusammengedrückt und ausgehärtet werden, um einen Slab mit höherer Dichte zu erzeugen, hergestellt werden. Diese Zuschneide-, Stanz- und anderen maschinellen Bearbeitungstechniken sind den Fachleuten allgemein bekannt. Die Schichten des Verbundstoffs können dieselben oder verschiedene Abmessungen aufweisen.
Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung sind besonders zum Reinigen (z.B. Entfernen von eingebettetem oder Oberflächenschmutz) von verschmutzten Außenflächen eines Flugzeugs (z.B. Verkehrs- oder Militärflugzeugs) brauchbar. Oberflächen- und eingebetteter Schmutz umfasst zum Beispiel Dreck, eingefressenen Schmutz, Fett usw. Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel durch reibschlüssiges Eingreifen (z.B. Berühren) eines Reinigungsartikels in die Außenfläche eines Flugzeugs und Hervorrufen einer relativen Bewegung zwischen dem Artikel und der Oberfläche vorteilhaft eingesetzt werden. Wahlweise können topische Reinigungsmittel (welche normalerweise Flüssigkeiten sind) in Verbindung mit dem Reinigungsverfahren verwendet werden. Solche topischen Reinigungsmittel umfassen alkalische nichtionische Waschmittel, wie beispielsweise jenes, das von der 3 M Company unter der Handelsbezeichnung „3 M HEAVY DUTY AIRCRAFT CLEANER CONCENTRATE" erhältlich ist, und Lösemittelemulsionsreiniger, wie beispielsweise jenen, der von der Zip-Chem Products Division der Andpak-EMA Inc., San Jose, CA, unter der Handelsbezeichnung „CALLASOLV 120" erhältlich ist.
Vorteile und Ausführungsformen dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, aber die jeweiligen Materialien und Mengen davon, welche in diesen Beispielen erwähnt werden, sowie andere Bedingungen und Einzelheiten sollten nicht dahingehend ausgelegt werden, diese Erfindung unangemessenerweise einzuschränken. Sämtliche Teile und Prozentsätze sind gewichtsbezogen, sofern nicht anderweitig angegeben.
Beispiele
Beispiel 1
Beispiel 1 veranschaulicht einen Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Vliesbahn mit Nitrilkautschukteilchen, die daran gebunden sind.
Eine luftabgelegte Vliesbahn, welche eine Fasermischung aus 70% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser) Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfasern mit einer Länge von 51 mm (2 Inch) und 15 Denier je Filament (16,7 dtex) und 30% schmelzbindbaren Mantel-und-Kern-Fasern (mit Ausnahme der Faserfeinheit gemäß Beispiel 1 von US-Pat. Nr. 5,082,720 (Hayes) hergestellt) mit einer Länge von 38 mm (1,5 Inch) und 25 Denier je Filament (27,8 dtex) umfasste, wurde folgendermaßen hergestellt. Die losen Fasern wurden durch eine Luftablegemaschine (von der Curlator Corporation, East Rochester, NY, unter der Handelsbezeichnung „RANDO WEBBER" erhalten) verarbeitet. Die resultierende ungebundene Bahn wurde durch zwei Durchgänge (einen auf jeder Seite) der Bahn durch einen 4,6 m (15 Fuß) langen, auf 177ºC (350ºF) eingestellten Zwangskonvektionsofen wärmegebunden (d.h. die wärmebindbaren Fasern wurden durch Wärme aktiviert). Die Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn durch den Ofen betrug 2,3 m/min (7,5 ft/min), was eine Gesamtverweilzeit von etwa 4 Minuten ergab. Die resultierende wärmegebundene Vliesbahn wog 263 g/m² (63 Körner/24 in²).
Ein Bindemittel, Styrol-Butadien-Copolymerlatex (von Mallard Creek Polymers, Division of Ameripol Synpol, (Charlotte, NC), unter der Handelsbezeichnung „ROVENE 4306" erhalten), wurde dann mittels Walze aufgetragen, um eine Beschichtung von 180 g/m² (43 Körner/24 in²) (Trockenauftragsmengengewicht) bereitzustellen. Die Viskosität des Styrol-Butadien-Copolymerlatex wurde bei 22ºC (72ºF) unter Verwendung eines Digitalviskosime ters (von den Brookfield Engineering Labs, Middleboro, MA, unter der Handelsbezeichnung „LVTD" erhalten) gemessen. Die Viskosität wurde durch Hinzufügen einer (wässrigen) Lösung aus Hydroxypropylmethylcellulose (von der Dow Chemical Company, Midland, MI, unter der Handelsbezeichnung „METHOCEL F4M" erhalten) mit 3% Feststoffgehalt, bis die Viskosität 0,85 kg/(m·s) (850 Centipoise) betrug, eingestellt. Noch während die beschichtete Bahn nass war, wurden 288 g/m² (69 Körner/24 in²) Nitrilkautschukteilchen mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Shore A-Härte von etwa 30 (von Zeon Chemicals, Louisville, KY, unter der Handelsbezeichnung „NIPOL 1411C" erhalten) durch eine Teilchenauftragsmaschine (von der ITWGema, Indianapolis, IN, unter der Handelsbezeichnung „GEMA TYPE PGC 1" erhalten) aufgetragen. Im Allgemeinen wurden die Nitrilkautschukteilchen so auf die Bahn aufgetragen, wie in US-Pat. Nr. 6,017,831 beschrieben.
Die Nitrilkautschukteilchen wurden verflüssigt und durch die Teilchenauftragsmaschine zur Verteilungsdüse und durch ein Venturirohr in das Teilchensprühgerät befördert. Der Ausgang des Teilchensprühgeräts wurde auf eine ausreichende Höhe über der Oberfläche der Bahn eingestellt, um die Teilchen über die gesamte Oberfläche der Bahn aufzutragen. Die Bahn wurde mit einer Bahngeschwindigkeit von ungefähr 2,3 Meter/Minute (7,5 Fuß/Minute) unter dem Sprühgerät durchgeführt. Der resultierende Verbundstoff wurde in einem 4,6 m (15 Fuß) langen, auf 177ºC (350ºF) eingestellten Zwangskonvektionsofen bei einer Verweilzeit von etwa 4 Minuten getrocknet. Die ausgehärtete Bindemittelbeschichtung wies eine T_g von –25ºC auf.
Die resultierende getrocknete Bahn wurde dann mit einer zusätzlichen Beschichtung aus Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4306") von 113 g/m² (27 Körner/24 in²) (Trockenauftragsmengengewicht) mit einer auf 0,12 kg/(m·s) (120 Centipoise) eingestellten Viskosität mit der Hydroxypropylmethylcellulose-Lösung sprühbeschichtet. Der resultierende Verbundstoff wurde dann wieder in einem Zwangskonvektionsofen bei 177ºC (350ºF) 4 Minuten lang erwärmt. Die resultierende Bahn war etwa 2,5 cm (1 Inch) dick und wog 844 g/m² (202 Körner/24 in²).
Die Dichte der Bahn wurde durch Ausstanzen eines Probestücks mit einem Durchmesser von 10,16 cm (4 Inch) bestimmt. Das ausgestanzte Probestück wurde gewogen, und seine Dicke wurde unter Verwendung eines digitalen Messgeräts (von der Mitutoyo, Ltd., Andover, Hampshire, UK, unter der Handelsbezeichnung „MITUTOYO DIGITAL INDICATOR" erhalten) gemessen. Die aus diesen Messungen bestimmte Dichte der Bahn betrug 0,04 g/cm³.
Beispiel 2
Beispiel 2 veranschaulicht einen Reinigungsartikel, der ein Schaumkissen und ein Bindemittel umfasst. Ein 3,2 cm (1,25 Inch) dicker Polyether-Polyurethanschaumstoff (von Illbruck, Minneapolis, MN, unter der Handelsbezeichnung „P80 RMI 11321" erhalten) wurde ausgestanzt, um ein Schaumstoffstück von 10,2 cm × 15,2 cm (4 Inch × 6 Inch) bereitzustellen. Das Gewicht des ausgestanzten Stücks betrug 11,8 Gramm. Etwa 80 ml eines vorvulkanisierten Naturkautschuklatex (55% Feststoffgehalt; von der Killian Latex, Inc., Akron, OH, unter der Handelsbezeichnung „K-300 # PRECURE" erhalten) wurden auf den Boden einer Glasschale von 28 cm × 18 cm geleert. Das Schaumstoffstück wurde in den Latex auf dem Boden der Glasschale gedrückt und den Latex ansaugen gelassen. Das latexbeschichtete Schaumstoffstück wurde 1 Stunde lang in einem auf 146ºC (295ºF) eingestellten Ofen getrocknet. Das Trockenbeschichtungsgewicht des Latex betrug 1.090 g/m³ (16,9 Gramm/24 in²). Die T_g des ausgehärteten Bindemittels betrug –70ºC.
Beispiel 3
Beispiel 3 veranschaulicht einen Reinigungsartikel mit einer nadelgehefteten Vliesbahn und einem Bindemittel. Eine luftabgelegte Vliesbahn, welche Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfasern mit einer Länge von 51 mm (2 Inch) und 15 Denier je Filament (16,7 dtex) umfasste, wurde folgendermaßen hergestellt. Die losen Fasern wurden durch eine Luftablegemaschine („RANDO WEBBER") verarbeitet. Die resultierende ungebundene Bahn wurde durch eine Nadelheftmaschine (von der James Haunter Machine Corp., North Adams, MA, erhalten) mit einem Nadelbettsatz mit 15 × 18 × 25 × 3,5 RB Nadeln (von der Foster Needle Company, Manitowoc, WI, erhalten) durchgeführt. Die Eindringtiefe der Nadeln wurde auf 9 mm eingestellt. Die Hubzyklen wurden auf 11 Zyklen je 10 Inch Länge (7,7 Hübe/cm³ (49,5 Hübe/in²)) eingestellt. Die nadelgeheftete Bahn wies ein Gewicht von 221 gm/m² (53 Körner/24 in²) auf.
Die nadelgeheftete Bahn wurde mittels Walze mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Styrol-Butadien-Copolymerlatex beschichtet, um eine Beschichtung (Trockenauftragsmengengewicht) von 150 gm/m² (36 Körner/24 in²) bereitzustellen. Die resultierende Bahn wurde so getrocknet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der resultierende Reinigungsartikel wog 371 g/m² (89 Körner/24 in²) und war etwa 8 mm dick.
Beispiel 4
Beispiel 4 veranschaulicht einen Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Vliesbahn, einem Bindemittel und organischen Kautschukteilchen. Eine nadelgeheftete Bahn wurde so hergestellt, wie in Beispiel 3 beschrieben. Die Bahn wurde unter Verwendung einer Sprühpistole (von der Midway Industrial Supply Co., St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung „BINKS SPRAY GUN # 601", ausgestattet mit einer Düse # 68 und einer Kappe # 67PB, erhalten) auf einer Seite mit einem Styrol-Butadien-Copolymerlatexschlamm besprüht. Die Sprühflüssigkeit wurde der Sprühpistole unter Verwendung eines Druckbehälters (von der Midway Industrial Supply Co., St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung „BINKS PRESSURE TANK", Modell # 83-5508, erhalten) zugeführt. Der Sprühflüssigkeitsstrom wurde durch die Düse mit Turbulenzluftströmung zugeführt, um den Strom zu zerstäuben. Die Sprühpistole wurde in 45 Hin- und Herbewegungen je Minute über der Bahn hin- und herbewegt, um ein Nassauftragsmengengewicht von 639,5 g/m² (153 Körner/24 in²) bereitzustellen. Der Schlamm wurde durch Miteinandervermischen von 5,54 kg (12,2 lbs) Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4306"), 0,11 kg (0,25 lb) einer 3%tigen wässrigen Lösung aus Hydroxypropylmethylcellulose („METHOLCEL F4M") und 0,454 kg (1 lb) Nitrilkautschukteilchen („NIPOL 1411C") hergestellt. Die resultierende sprühbeschichtete Bahn wurde in einem 4,6 m (15 Fuß) langen, auf 177ºC (350ºF) eingestellten Zwangskonvektionsofen bei einer Verweilzeit von etwa 4 Minuten getrocknet. Die T_g des ausgehärteten Bindemittels betrug –25ºC. Der resultierende Reinigungsartikel wog 710,6 g/m² (170 Körner/24 in²) und war etwa 9 mm dick.
Beispiel 5
Beispiel 5 veranschaulicht einen Reinigungsartikel mit einer Vliesbahn, einem Bindemittel und organischen Teilchen. Eine walzenbeschichtete, schmelzgebundene Bahn wurde so hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die resultierende Bahn umfasste 263 g/m² (63 Körner/24 in²) der wärmegebundenen Bahn und 180 g/m² (43 Körner/24 in²) des getrockneten Latexpolymers.
Thermoplastische Elastomerkügelchen (von DuPont, Elastomer Chemicals Department, Wilmington, DE, unter der Handelsbezeichnung „HYTREL 4056" erhalten) wurden 15 Minuten lang unter flüssigem Stickstoff angeordnet und während des Gefrierens mit einer Labormühle (von der C. W. Brabender Instruments, Inc., South Hackensack, NJ, erhalten) zerkleinert. Die zermahlten Teilchen wurden unter Verwendung eines Siebes gemäß US-Standard Nr. 10 (von der W. S. Tyler Company, Mentor, OH, erhalten) gesiebt, um die Teilchen mit einer Maschengröße von +10 zurückzuhalten. 80 ml eines Styrol-Butadien-Copolymerlatex (von der Mallard Creek Polymers, Division of Ameripol Synpol, unter der Handelsbezeichnung „ROVENE 4150"; T_g –14ºC, erhalten) wurden auf dem Boden einer Glasschale von 28 × 18 cm angeordnet. Ein Bahnprobestück von 7,62 cm × 7,62 cm (3'' × 3'') wurde in der Schale angeordnet und den Latex ansaugen gelassen. Die aufgetragene Latexmenge reichte, um ein Trockenauftragsmengengewicht von etwa 856 g/m² (5,0 g/9 in²) zu ergeben. Eine ausreichende Menge der thermoplastischen +10-Maschen-Elastomerteilchen („HYTREL 4056") wurde dem nassen Latex beigegeben, um ein Trockenauftragsmengengewicht von etwa 496 g/m² (2,9 g/9 in²) zu liefern. Das resultierende Muster wurde 15 Minuten lang in einem Ofen bei 93ºC (200ºF), gefolgt von 15 Minuten bei 104ºC (220ºF) getrocknet.
Die teilchenbeschichtete Bahn wurde in einer Glasschale mit 80 ml eines Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4150") angeordnet, um die thermoplastischen Elastomerteilchen („HYTREL 4056") weiter an die Bahnoberfläche zu binden. Der Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4150") wurde dann 15 Minuten lang bei 93ºC (200ºF), gefolgt von 116ºC (240ºF) getrocknet, um ein Trockenauftragsmengengewicht von etwa 68 g/m² (0,4 g/9 in²) zu ergeben. Das Gesamttrockengewicht des fertigen Reinigungsartikels betrug 1.900 g/m² (11,1 g/9 in²).
Beispiel 6
Beispiel 6 veranschaulicht einen Reinigungsartikel, welcher eine Vliesbahn, ein Bindemittel und organische Teilchen umfasst. Eine Vliesbahn, welche Polyester-Stapelfasern mit 15 Denier (17 dtex) (unter der Han delsbezeichnung „SUPER POLISH INDUSTRIAL SHEET von der 3 M Company im Handel erhältlich) wurde mit einem Styrol-Butadien-Copolymerlatex (von der Mallard Creek Polymers, Division of Ameripol Synpol, unter der Handelsbezeichnung „ROVENE 5900"; T_g 4ºC, erhalten) beschichtet. Ein Bahnprobestück von 10,16 cm × 15,24 cm (4 × 6 Inch) wurde in einer Glasschale von 28 × 18 cm, in welche 80 ml des Latex („ROVENE 5900") geleert worden waren, angeordnet. Das nasse beschichtete Probestück wurde herausgenommen, und etwa 11 g Polyurethanpolymerkügelchen mit einer Shore A-Härte von 75 (von der BFGoodrich Company, Specialty Chemicals, Cleveland, OH, unter der Handelsbezeichnung „ESTANE 58213" erhalten) wurden auf der nassen Latexoberfläche angeordnet. Der Latex wurde bei 115ºC (240ºF) etwa 60 Minuten lang getrocknet. Das Trockenauftragsmengengewicht des Latex betrug etwa 126 g/m² (30 Körner/24 in²).
Beispiel 7
Beispiel 7 veranschaulicht einen Reinigungsartikel gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher ein Schaumkissen, ein Bindemittel und organische Kautschukteilchen umfasst. Ein 3,2 cm (1,25 Inch) dicker Polyether-Polyurethanschaumstoff („P80 RMI 11321") wurde ausgestanzt, um ein Stück von 10,2 cm × 15,2 cm (4 Inch × 6 Inch) bereitzustellen. Das Gewicht des ausgestanzten Stücks betrug 11,8 Gramm. Eine Latexmischung, welche 86,2% Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4306"), 12,1% Nitrilkautschukteilchen („NIPOL 1411C") und 1,7% einer (wässrigen) Lösung aus Hydroxypropylmethylcellulose („METHOCEL F4M") mit einem Feststoffgehalt von 3% umfasste, wurde hergestellt. Etwa 80 ml dieser Latexmischung wurden auf den Boden einer Glasschale von 28 cm × 18 cm geleert. Das Schaumkissen wurde in diese Mischung gedrückt und die Latexmischung ansaugen ge-lassen. Das mit der Latexmischung beschichtete Kissen wurde 1 Stunde lang in einem auf 121ºC (250ºF) eingestellten Ofen getrocknet. Das Trockenauftragsmengengewicht der Latexmischung betrug 1.084 g/m² (16,8 Gramm/24 in²).
Vergleichsbeispiel A
Vergleichsbeispiel A veranschaulicht einen Reinigungsartikel, welcher eine Vliesbahn mit Teilchen mit einer Shore D-Härte von 55 und ein Bindemittel mit einer T_g von –25ºC aufweist. Eine luftabgelegte, schmelzgebundene Vliesbahn wurde so hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Ein Stück von 155 cm² (4 in × 6 in) wurde aus der Bahn ausgestanzt und wog 263 g/m² (63 Körner/4 in × 6 in). Etwa 80 ml Styrol-Butadien-Copolymerlatexbindemittel („ROVENE 4306") wurden auf den Boden einer Glasschale von 28 cm × 18 cm geleert. Das Bahnprobestück wurde in den Latex auf dem Boden der Glasschale gedrückt und den Latex aufsaugen gelassen, um ein Trockenauftragsmengengewicht von 722 g/m² (173 Körner/24 in²) bereitzustellen. Zehn Gramm organische Teilchen aus thermoplastischen Polyesterelastomer mit einer Shore D-Härte von 55 und einer mittleren Teilchengröße von 4 mm (von DuPont, Willmington, DE, unter der Handelsbezeichnung „HYTREL 5544" erhalten) wurden dann auf die Bahn aufgetragen. Die Teilchen wurden mit einer ausreichenden Menge des Styrol-Butadien-Copolymerlatexbindemittels („ROVENE 4306") vorbenetzt, um ein Auftragsmengengewicht von 192 g/m² (46 Körner/24 in²) bereitzustellen. Die resultierenden Teilchen wurden mit einer Zungenklinge auf die harzbeschichtete Oberfläche des Musters aufgetragen. Das resultierende Muster wurde in einem Zwangskonvektionsofen 20 Minuten lang bei 107ºC (225ºF) getrocknet. Eine Leimbeschichtung wurde dann auf die teilchenbeschichtete Bahn aufgetragen, um die organischen Teilchen weiter an die Bahn zu binden. 80 ml eines Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4306") wurden auf dem Boden einer Glasschale angeordnet, und die teilchenbeschichtete Bahn wurde in den Latex gedrückt. Die beschichtete Bahn wurde dann in einem Ofen 30 Minuten lang bei 107ºC (225ºF), gefolgt durch zusätzliche 5 Minuten bei 143ºC (290ºF) getrocknet, um ein Trockenauftragsmengengewicht von 330 g/m² (79 Körner/24 in²) bereitzustellen. Das Gewicht des resultierenden Reinigungsartikels betrug 2.150 g/m² (515 Körner/24 in²).
Vergleichsbeispiel B
Vergleichbeispiel B veranschaulicht einen Reinigungsartikel mit einem Vliesstoff, einem Bindemittel mit einer T_g > 10ºC und Teilchen mit einer Härte, welche Shore D 50 überschreitet. Vergleichsbeispiel B wurde wie Beispiel 5 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Bindemittel ein Acryllatexharz (von der Rohm & Haas Co., Philadelphia, Pa, unter der Handelsbezeichnung „HA-16" erhalten) war und die organischen Teilchen jene waren, die von der DuPont Co. unter der Handelsbezeichnung „HYTREL 5526" erhalten wurden.
Vergleichsbeispiel C
Vergleichsbeispiel C veranschaulicht einen Reinigungsartikel mit einer Vliesbahn, einem Bindemittel und anorganischen Teilchen, welcher sowohl die Prüfplatten zerkratzt als auch deren Glanz ändert. Eine luftabgelegte, schmelzgebundene Vliesbahn wurde so hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die wärmegebundene Faservliesbahn ein Gewicht von 384 g/m² (92 Körner/24 in²) aufwies. Die Bahn wurde mittels Walze mit einem Schlamm, der durch Miteinandervermischen von 3,18 kg Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 4306") und 1,36 kg Calciumcarbonat (von der J. M. Huber Corporation, Edison, NJ, erhalten) beschichtet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der Schlamm wurde so getrocknet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Trockenauftragsmengengewicht des Schlamms betrug 351 g/m² (84 Körner/24 in²). Die Bahn wurde ein zweites Mal mittels Walze mit dem Schlamm beschichtet und getrocknet. Das zusätzliche Trockenauftragsmengengewicht von der zweiten Schlammbeschichtung betrug 857 g/m² (205 Körner/24 in²).
Vergleichsbeispiel D
Vergleichsbeispiel D ist ein Reinigungsartikel aus Vliesstoff (unter der Handelsbezeichnung „TYPE T STRUCTURE CONDITIONING SHEET" von der 3 M Company im Handel erhältlich), welcher zur Verwendung beim Reinigen von verschmutzten Außenflächen eines Flugzeugs vertrieben wird. Der Reinigungsartikel umfasst eine nadelgeheftete Vliesbahn aus organischen Stapelfasern und ein talkgefülltes Polyurethanbindemittel.
Vergleichsbeispiel E
Vergleichsbeispiel E ist ein Reinigungsartikel aus Vliesstoff (unter der Handelsbezeichnung „SUPER POLISH INDUSTRIAL SHEET" von der 3 M Company im Handel erhältlich), welcher zur Verwendung beim Reinigen von Außenflächen eines Flugzeugs vertrieben wird. Der Reinigungsartikel umfasst eine Vliesbahn aus organischen Stapelfasern und ein talkgefülltes Bindemittel aus Styrol-Butadien-Copolymerlatex („ROVENE 5900") mit einer T_g von +4ºC.
Beurteilung der Reinigung von Beispiel 1 bis 7 und Vergleichsbeispiel A bis E
Der Reinigungswirkungsgrad von Beispiel 1 bis 7 und Vergleichsbeispiel A bis E wurde folgendermaßen beurteilt. Die Reinigungsprüfung bestand im Reinigen einer verschmutzten Fliese mit einem Reinigungsartikel. Eine ölige Schmutzmischung wurde durch Mischen vom 4,0 Gramm Schmutz (von der 3 M Company, St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung „3 M STANDARD CARPET DRY SOIL", Bestellnummer SPS-2001, erhältlich) mit 1,0 Gramm Motoröl (von der Valvoline Division der Ashland Incorporated, Lexington, KY, unter der Handelsbezeichnung „SW30" erhalten) hergestellt. Als Nächstes wurden 2,5 Gramm der öligen Schmutzmischung auf einer weißen Bodenfliese aus einer Vinylzusammensetzung (von der Armstrong World Industries; Inc., Lancaster, PA, unter der Handelsbezeichnung „EXCELON 56830" erhalten) angeordnet. Unter Verwendung von Latexgummihandschuhen wurde die ölige Schmutzmischung energisch in die Fliese eingerieben, bis die Fliesenoberfläche mit der Schmutzmischung gleichmäßig verschmutzt war. Überschüssige Mischung wurde mit einem Papierhandtuch von der Fliese abgewischt.
Die zu prüfenden Reinigungsartikel wurde auf 8,9 cm × 5,1 cm (3,5 Inch × 2 Inch) große Prüfmuster zugeschnitten. Die Prüfmuster wurden in Leitungswasser bei ungefähr 35ºC eingetaucht und herausgenommen, wobei überschüssiges Wasser angeschüttelt wurde. Das Prüfmuster wurde dann unter Verwendung von Zeige- und Mittelfinger mit einer verschmutzten Fliese in Kontakt gebracht und entlang eines einzigen Weges auf der Fliesenoberfläche mit einer Hin- und Herbewegung energisch (d.h. mit einer angewendeten Kraft von ungefähr 4 bis 6 kg) gerieben. Die Prüfungen endete nach 10 Durchgängen. Der gereinigte Weg war ungefähr 10 cm lang mal 4 cm breit (4 Inch × 1,5 Inch).
Die Reinigungsleistung des Prüfmusters wurde dann durch visuelles Einschätzen des abgeriebenen Abschnitts der verschmutzten Fliese bestimmt, wobei folgendes System verwendet wurde: eine Prüffläche, welche vollständig gereinigt war, erhielt die Bewertung 1; eine größtenteils gereinigte Prüffläche erhielt die Bewertung 2; eine minimal gereinigte Prüffläche erhielt die Bewertung 3 und eine überhaupt nicht gereinigte Prüffläche erhielt die Bewertung 4. Für jede 12 in × 12 in große Fliese wurden unter Verwendung einer 4 × 2-Anordnung von Prüfblöcken gleicher Fläche acht Prüfungen durchgeführt. Nach der Leistungsbewertung wurden die Prüffliesen gereinigt, getrocknet und wieder verwendet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
Glanzprüfung
Die Wirkung, die ein Reinigungsartikel auf den Glanz einer lackierten Oberfläche mit geringem Glanz (z.B. matt) ausübte, wurde folgendermaßen bestimmt. Eine entfettete, gereinigte Metallplatte aus kaltgewalztem Stahl (30,5 × 30,5 cm (12 in × 12 in)), die von den ACT Labs, Hillsdale, MI, unter der Handelsbezeichnung ... erhalten wurde, ... Lackfarbe (Aerosoldrucksdose, von Brite Touch, The Specialty Division, Division der Sherwin-Williams Company, Solon, OH, unter der Handelsbezeichnung „BT-49" erhalten). Vier Aufträge der Lackfarbe wurden auf die Metallplatte nach den Anweisungen auf der Aerosoldruckdose aufgetragen. Die zu prüfenden Reinigungsartikel wurden auf 8,9 cm × 5,1 cm (3,5 in × 2 in) große Prüfmuster zugeschnitten. Die Prüfmuster wurden in Leitungswasser bei ungefähr 35ºC eingetaucht und herausgenommen, wobei überschüssiges Wasser abgeschüttelt wurde. Das Prüfmuster wurde dann unter Verwendung von Zeige- und Mittelfinger mit der lackierten Metallplatte in Kontakt gebracht und entlang eines einzigen Weges auf der lackierten Metalloberfläche mit einer Hin- und Herbewegung energisch (d.h. mit einer angewendeten Kraft von ungefähr 4 bis 6 kg) gerieben. Die Prüfung endete nach 10 Durchgängen. Der abgeriebene Weg war ungefähr 10 cm lang mal 5 cm breit (4 Inch × 2 Inch). Überschüssiges Wasser wurde von der Plattenoberfläche gewischt, und die Platte wurde bei Raumtemperatur ungefähr 15 Minuten lang trocknen gelassen.
Die Änderung im Glanz der Metallplatte für ein bestimmtes Prüfmuster wurde dann durch visuelles Beobachten von Kratzern oder Änderungen im Glanz in Bezug auf eine lackierte Kontrollmetallplatte (d.h. eine, die nicht abgerieben wurde) bestimmt. Die Ergebnisse sind in der vorstehenden Tabelle 1 zusammengefasst.
Kratzprüfung
Die Wirkung, die ein Reinigungsartikel auf den Glanz einer lackierten Hochglanzoberfläche ausübte, wurde folgendermaßen bestimmt. Die Prüfplatte war eine Hochglanzplatte (45,7 cm × 76,2 cm (18 in × 30 in), von den ACT Labs, Hillsdale, MI, unter der Handelsbezeichnung „APR 25168" erhalten). Die zu prüfenden Reinigungsartikel wurden auf 8,9 cm × 5,1 cm (3,5 in × 2 in) große Prüfmuster zugeschnitten. Die Prüfmuster wurden in Leitungswasser bei ungefähr 35ºC eingetaucht und herausgenommen, wobei überschüssiges Wasser abgeschüttelt wurde. Das Prüfmuster wurde dann unter Verwendung von Zeige- und Mittelfinger mit der Hochglanzplatte in Kontakt gebracht und entlang eines einzigen Weges auf der Plattenoberfläche mit einer Hin- und Herbewegung energisch (d.h. mit einer angewendeten Kraft von ungefähr 4 bis 6 kg) gerieben. Die Prüfung endete nach 10 Durchgängen. Der abgeriebene Weg war ungefähr 10 cm lang mal 5 cm breit (4 Inch × 2 Inch). Überschüssiges Wasser wurde von der Plattenoberfläche gewischt, und die Platte wurde bei Raumtemperatur ungefähr 15 Minuten lang trocknen gelassen.
Die Änderung im Glanz der Metallplatte und das Vorhandensein von Kratzern welche durch ein bestimmtes Prüfmuster verursacht wurden, wurden durch visuelles Vergleichen von Kratzern oder Änderungen im Glanz mit einer (ungeprüften) Kontrollplatte bestimmt.
Nassbewegungsreibungskoeffizientenprüfung
Der Nassbewegungsreibungskoeffizient der Arbeitsflächen der Muster wurde unter Verwendung eines Reibungs/Schälprüfgeräts (von Twing-Albert, Philadelphia, PA; Modell 225-1, erhalten) und einer 2.000-Gramm-Kraftmessdose (von Twing-Albert; T-A Modell 771-343, erhalten) bestimmt. Prüfmuster wurden auf eine Breite von 6,35 cm × 6,35 cm (2,5 Inch × 2,5 Inch) mal eine Dicke von 0,64 cm (0,25 Inch) zugeschnitten, in Leitungswasser bei ungefähr 35ºC eingetaucht und herausgenommen, wobei das überschüssige Wasser abgeschüttelt wurde. Die Prüfmuster wurden am Boden eines Prüf„Schlittens" (der zum Reibungs/Schälprüfgerät gehörte) durch Befestigen der Oberfläche gegenüber der Arbeitsfläche am Schlitten festgemacht. Eine Hakenstruktur (von der 3 M Company, St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung „3 M MECHANICAL FASTENER DIAPER CLOSURE SYSTEM" erhältlich) wurde an der Unterseite des Schlittens mit einem doppelseitigen Band angebracht. Die Hakenstruktur war eine Folie, welche mit den folgenden Eigenschaften ausgebildet war: Stammhöhe gleich ungefähr 0,05 cm (0,020 Inch), Stammdurchmesser gleich 0,04 cm (0,016 Inch), Kopfdurchmesser gleich 0,08 cm (0,030 Inch), Stammabstand gleich 0,14 cm (0,055 Inch) und Stammdichte gleich 128 Stämme/cm (325 Stämme/Inch). Die Oberfläche gegenüber der Arbeitsfläche wurde an der Hakenstruktur angebracht. Die Prüfmuster wurden gegen Hochglanzprüfplatten von 45,7 cm × 11,4 cm (18 Inch × 4,5 Inch) (von den ACT Labs, Hillsdale, MI, unter der Handelsbezeichnung „APR-25168" erhalten) hinsichtlich der Reibung geprüft. Eine 10-Sekunden-Prüfung wurde unter Verwendung eines 500-Gramm-Schlittens bei einer Geschwindigkeit von 15,5 cm/Minute (6,1 Inch/Minute) durchgeführt. Der Durchschnitt von 5 Einzelablesungen ist in vorstehender Tabelle 1 ausgewiesen. Annehmbare Nassbewegungsreibungskoeffizienten lagen bei Verwenden dieser Prüfung zwischen 0,3 und 0,9.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung sind für die Fachleute zu erkennen, ohne sich vom Rahmen dieser Erfindung zu entfernen, und es sollte sich von selbst verstehen, dass diese Erfindung nicht unangemessenerweise auf die hierin dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Claims

Reinigungsartikel, umfassend: (a) ein Kissen mit einer ersten Hauptfläche, wobei das Kissen aus der Gruppe bestehend aus (i) einer dreidimensionalen Faservliesbahn, welche wenigstens eine verschlungene organische Faser umfasst, und (ii) einem Schaumkissen ausgewählt ist; (b) eine Mehrzahl von organischen Kautschukteilchen mit einer Shore A-Härte von weniger als 80; und (c) ein Bindemittel auf wenigstens einem Abschnitt der ersten Hauptfläche, wobei das Bindemittel eine T_g aufweist, welche +10°C nicht überschreitet, und die organischen Kautschukteilchen wenigstens teilweise an die erste Hauptfläche bindet.
Reinigungsartikel nach Anspruch 1, wobei das Kissen eine dreidimensionale Faservliesbahn ist, welche eine Mehrzahl von verschlungenen organischen Fasern umfasst.
Reinigungsartikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bindemittel wenigstens auf einem Großteil der ersten Hauptfläche vorhanden ist.
Reinigungsartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bindemittel im Wesentlichen coextensiv mit der ersten Hauptfläche ist.
Reinigungsartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kissen eine dreidimensionale Faservliesbahn ist und wobei das Bindemittel wenigstens einen Teil der Fasern zusammenbindet.
Reinigungsartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die organischen Kautschukteilchen eine Shore A-Härte aufweisen, welche im Bereich von 20 bis weniger als 80 liegt.
Reinigungsartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die T_g im Bereich von 0°C bis –70°C liegt.
Verfahren zum Reinigen einer verschmutzten Außenfläche eines Flugzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Reinigungsartikels nach einem der Ansprüche 1 bis 7; reibschlüssiges Eingreifen wenigstens eines Abschnitts der Arbeitsfläche des Reinigungsartikels in die verschmutzte Außenfläche des Flugzeugs und Hervorrufen von relativer Bewegung zwischen dem Reinigungsartikel und der verschmutzten Außenfläche, um Schmutz wenigstens teilweise von der verschmutzten Außenfläche zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 8, welches ferner das Bereitstellen eines Reinigungsmittels auf der verschmutzten Außenfläche umfasst, um das Entfernen von Schmutz von der verschmutzten Außenfläche zu fördern.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Reinigungsartikel ferner eine Arbeitsfläche umfasst, welche das Bindemittel umfasst, und die Arbeitsfläche einen Nassbewegungsreibungskoeffizienten aufweist, der im Bereich von 0,3 bis 0,9 liegt.