ES2175487T5

ES2175487T5 - Utensilio de limpieza con absorbencia controlada de fluidos.

Info

Publication number: ES2175487T5
Application number: ES97948516T
Authority: ES
Inventors: Steven Allen Hold; Ronald A. Masters; Vernon Sanford Ping
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2007-04-01
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: HK1022612A1; EP0942678B2; DE69711915T2; BR9713432A; CO4910106A1; EP0942678A1; DE69711915D1; AU735474B2; US6045622A; CA2272405C; US5960508A; AR010312A1; CA2272405A1; DE69711915T3; AU5457198A; ES2175487T3; TW417475U; WO1998023199A1; EP0942678B1; JP3992295B2

Abstract

Un utensilio de limpieza que comprende:<br /><br />a. un mango; y<br /><br />b. una almohadilla de limpieza retirable (200), que tiene velocidad media de absorbencia de agua desionizada de no más de 0,5 g/s, preferiblemente de no más de 0,2 g/s, preferiblemente de no más de 0,1 g/s; y una capacidad absorbente a t1200 de al menos 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 10 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 20 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, comprendiendo la almohadilla de limpieza retirable (200) una capa de fregar (201) y una capa absorbente (205), y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

Description

Utensilio de limpieza con absorbencia controlada de fluidos.

Campo técnico

Esta solicitud se refiere a un utensilio de limpieza útil para eliminar suciedad de superficies duras. La solicitud se refiere en particular a un utensilio de limpieza que comprende un mango y una almohadilla de limpieza absorbente retirable. La solicitud se refiere también a la almohadilla de limpieza absorbente que se utiliza con el utensilio de limpieza. La almohadilla de limpieza presenta la capacidad de absorber fluidos a una velocidad controlada y retener los fluidos absorbidos durante el proceso de limpieza.

Antecedentes de la invención

La bibliografía está repleta de productos capaces de limpiar superficies duras, tales como suelos de baldosas de cerámica, suelos de madera dura, superficies de mostradores y similares. En el contexto de la limpieza de suelos, se describen numerosos dispositivos que comprenden un mango y algunos medios para absorber una composición de limpieza fluida. Tales dispositivos incluyen aquellos que son reutilizables, incluyendo fregonas que contienen cordones de algodón, tiras de celulosa y/o sintéticas, esponjas y similares. Aunque estas fregonas tienen éxito en la eliminación de muchas suciedades de superficies duras, requieren normalmente la inconveniencia de realizar una o más operaciones de enjuagado durante el uso para evitar la saturación del material con suciedad, tierra, residuos, etc. Estas fregonas requieren, por lo tanto, el uso de un recipiente separado para realizar la operación u operaciones de enjuagado para renovar el utensilio, y normalmente estas operaciones de enjuagado no tienen éxito para eliminar suficientemente residuos de suciedad. Esto puede dar lugar a la nueva deposición de cantidades significativas de tierra durante las subsiguientes pasadas de la fregona. Además, como las fregonas reutilizables se utilizan durante mucho tiempo, resultan cada vez más sucias y malolientes. Esto incide negativamente en la subsiguiente eficacia de la limpieza.

Para aliviar algunos de estos atributos negativos, asociados a fregonas reutilizables, se han hecho intentos para proporcionar fregonas que tengan almohadillas de limpieza desechables. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos nº 5.094.559, concedida el 10 de marzo de 1992 a Rivera y otros, describe una fregona que incluye una almohadilla de limpieza desechable que comprende una capa de fregar o de estropajo para eliminar suciedad de una superficie sucia, una capa de secar para absorber fluido después del proceso de limpieza, y una capa impermeable a los líquidos situada entre las capas de fregar y de secar. La almohadilla contiene además unos medios de paquete rompible situados entre la capa de fregar y la capa impermeable a los líquidos. Los paquetes rompibles están colocados de manera que, tras la rotura, es dirigido fluido sobre la superficie que se ha de limpiar. Durante la acción de limpieza con la capa de fregar, la lámina impermeable impide que el fluido se desplace hacia la capa de secar absorbente. Después de completarse la acción de limpieza, se retira la almohadilla del mango de la fregona y se vuelve a sujetar de tal manera que la capa de secar se ponga en contacto con el suelo. Aunque este dispositivo puede aliviar la necesidad de realizar múltiples operaciones de enjuagado, sí requiere que el usuario maneje físicamente la almohadilla y vuelva a sujetar una almohadilla húmeda, sucia, con el fin de completar el proceso de limpieza.

Análogamente, la patente de Estados Unidos 5.419.015, concedida el 30 de mayo de 1995 a García, describe una fregona que tiene almohadillas de trabajo retirables, lavables. La almohadilla se describe con una capa superior que es capaz de sujetarse a ganchos en una cabeza de fregona, una capa central de espuma de plástico microporoso sintético, y una capa inferior para contactar con la superficie durante la operación de limpieza. Se indica que la composición de la capa inferior depende del uso final del dispositivo, es decir, lavar, pulir o fregar. Aunque esta referencia se enfrenta a problemas asociados con fregonas que requieren enjuague durante el uso, la patente fracasa en proporcionar un utensilio de limpieza que elimine suficientemente la suciedad que esté depositada sobre superficies duras domésticas típicas, en particular suelos, de tal manera que la superficie se perciba como esencialmente libre de suciedad.

En particular, la espuma sintética descrita por García para absorber la solución de limpieza tiene una capacidad absorbente relativamente baja para el agua y soluciones acuosas. Por tanto, el usuario debe o bien utilizar pequeñas cantidades de solución de limpieza, de manera que permanezcan dentro de la capacidad absorbente de la almohadilla, o bien el usuario debe dejar una cantidad significativa de solución de limpieza sobre la superficie que está siendo limpiada. En cualquier situación, no es óptima la eficacia de la almohadilla de limpieza.

Aunque muchos dispositivos conocidos para limpiar superficies duras tienen éxito en la eliminación de una gran mayoría de la suciedad encontrada por el consumidor típico durante el proceso de limpieza, son inconvenientes y consumen tiempo por el hecho de requerir una o más operaciones de limpieza/enjuague. Los dispositivos de la técnica anterior que se han dirigido a la cuestión de conveniencia y ahorro de tiempo, típicamente lo hacen así a costa de la eficacia de limpieza. Como tal, persiste la necesidad de un dispositivo que ofrezca tanto conveniencia como eliminación ventajosa de suciedad. Por tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un utensilio de limpieza que comprende una almohadilla de limpieza retirable, que alivie la necesidad de enjuagar la almohadilla durante el uso y proporcione un resultado sustancialmente seco. En particular, es un objeto de la presente invención proporcionar un utensilio que comprende una almohadilla de limpieza retirable con suficiente capacidad absorbente, sobre la base de un gramo de fluido absorbido por gramo de almohadilla de limpieza, que permite limpiar una gran superficie, tal como la de un suelo típico de superficie dura (7,5 - 9,3 m^{2}), sin necesidad de renovar o cambiar de almohadilla. Es un objeto adicional proporcionar un utensilio de limpieza de este tipo en el que la almohadilla ofrezca ventajosas propiedades de eliminación de suciedad. Cuando el utensilio de limpieza de la presente invención se utilice en combinación con una solución de limpieza, es un objeto adicional proporcionar un resultado final de superficie esencialmente seca.

El utensilio de la presente invención está diseñado para ser compatible con todos los sustratos de superficies duras, incluyendo madera, vinilo, linóleo, suelos sin cera, cerámica, Formica®, porcelana, vidrio, panel de pared y similares.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un utensilio de limpieza que comprende:

a. un mango; y

b. una almohadilla de limpieza retirable que tiene velocidad media de absorbencia de agua desionizada no mayor que alrededor de 0,5 g/s, cuando se mide de t = 0 a t = 1200 segundos usando el método de Rendimiento Bajo Presión (PUP); y una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos alrededor de 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, cuando se mide usando el método de Rendimiento Bajo Presión, comprendiendo la almohadilla de limpieza retirable una capa de fregar y una capa absorbente, y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

Aunque no está limitada a aplicaciones de limpieza en mojado, la presente invención se utiliza preferiblemente en combinación con una solución de limpieza. Es decir, aunque el utensilio existe inicialmente en un estado seco, la eficacia de limpieza óptima para una superficie dura típica implicará el uso de un fluido de limpieza que se aplica a la superficie sucia antes de limpiarla con el presente utensilio. Durante el esfuerzo para desarrollar el presente utensilio de limpieza, los solicitantes descubrieron que, sorprendentemente, un aspecto crítico de eficacia de limpieza es el de controlar la velocidad de absorbencia del fluido por la almohadilla de limpieza. Es decir, aunque es importante absorber esencialmente la totalidad de la solución de limpieza fluida durante el tiempo en que un usuario típico limpia una superficie, es también importante evitar la absorción inmediata mediante la almohadilla de limpieza. Esto es generalmente contrario a las enseñanzas de la técnica anterior a la que pertenecen los artículos absorbentes, donde se acepta que se desea la absorbencia rápida, inmediata.

Al evitar la absorción rápida se permite que la solución de limpieza sea usada de forma más eficiente emulsionando, diluyendo y transportando la suciedad en la almohadilla. A este respecto, el utensilio de limpieza de la presente invención permite la limpieza de superficies duras usando niveles bajos de solución de limpieza, con relación a los niveles de solución requeridos al usar dispositivos de limpieza de la técnica anterior. Esto proporciona numerosos beneficios, incluyendo una reducción en el coste de la solución de limpieza necesaria para llevar a cabo la operación de limpieza. Se ha encontrado que al utilizar una almohadilla de limpieza que tiene una absorbencia controlada, se pueden lograr excelentes resultados de limpieza usando niveles de disolución no mayores que alrededor de 67 ml de solución de limpieza por metro cuadrado de área a limpiar, mientras que al mismo tiempo se proporciona una almohadilla con una capacidad absorbente suficientemente alta para proporcionar un resultado final sustancialmente seco. Sin querer estar ligados por la teoría, se postula que la velocidad controlada proporcionada por la almohadilla de limpieza de la presente invención permite un depósito efectivo de fluido para que esté en contacto con el suelo, lo que ayuda a diluir y transportar la suciedad en la almohadilla, usando menos volúmenes de fluidos suplementarios que los requeridos por sistemas de limpieza anteriores. Como tal, la presente invención se refiere además a un método para limpiar una superficie dura usando niveles bajos de una solución de limpieza, comprendiendo el
método:

(i): aplicar la solución de limpieza a la superficie dura a limpiar, en un nivel no mayor que alrededor de 67 ml de solución de limpieza por metro cuadrado de superficie dura; y

(ii): frotar la superficie dura con un utensilio de limpieza que comprende:

a.: un mango; y

b.: una almohadilla de limpieza retirable que tiene una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos alrededor de 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, comprendiendo la almohadilla de limpieza retirable una capa de fregar y una capa absorbente, y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

Preferiblemente, el método utilizará de alrededor de 5,8 a alrededor de 87 ml de solución de limpieza por metro cuadrado de superficie dura, más preferiblemente de alrededor de 22,4 a 44,8 ml por metro cuadrado. Preferiblemente, el método implicará el uso de una almohadilla de limpieza que tiene una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos alrededor de 5 g/g, más preferiblemente al menos alrededor de 10 g/g, aún más preferiblemente al menos alrededor de 20 g/g, y todavía más preferiblemente al menos alrededor de 30 g/g. Se debería entender que el método también es extensible al uso de la almohadilla de limpieza como un producto por sí mismo (es decir, sin mango).

Además de tener el requisito de velocidad controlada de absorbencia, aún es importante que la almohadilla de limpieza tenga la capacidad de absorber la mayoría del fluido utilizado. A este respecto, una absorbencia global mínima es un requisito de la almohadilla de limpieza. Esta absorbencia global es también importante ya que permite el uso de cantidades suficientes de solución de limpieza (para hacer máxima la interacción solución-suciedad) y asegura que esencialmente la totalidad de la solución y la suciedad solubilizada se eliminen de la superficie.

El mango útil en la presente invención comprenderá opcionalmente, en un extremo, una cabeza soporte unida de forma pivotable. La almohadilla de limpieza retirable comprende:

i.: una capa de fregar; y

ii.: una capa absorbente que está preferiblemente en comunicación directa de fluido con la capa de fregar; y opcionalmente

iii.: una capa de sujeción o unión para sujetar de manera liberable la almohadilla de limpieza al mango, preferiblemente a la cabeza de soporte opcional del mango.

La presente invención se refiere además a un método para limpiar una superficie dura, que comprende la etapa de frotar la superficie con un utensilio o almohadilla de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de un utensilio de limpieza de la presente invención, que tiene un dispositivo de dispensación de fluido incorporado.

La figura 1a es una vista en perspectiva de un utensilio de limpieza de la presente invención que no tiene un dispositivo de dispensación de fluido incorporado.

La figura 1b es una vista lateral del asidero del mango del utensilio mostrado en la figura 1a.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una almohadilla de limpieza retirable de la presente invención.

La figura 3 es una vista en perspectiva despiezada de la capa absorbente de una almohadilla de limpieza retirable de la presente invención.

La figura 4 es una vista en sección transversal de una realización de una almohadilla de limpieza retirable de la presente invención.

La figura 5 representa una vista esquemática de un aparato para medir la capacidad de Rendimiento Bajo Presión (PUP: Performance Under Pressure) de la almohadilla de limpieza retirable.

La figura 6 representa una vista en sección ampliada del conjunto de pistón/cilindro mostrado en la figura 5.

La figura 7 representa una vista en perspectiva despiezada de otra almohadilla de limpieza retirable de la presente invención.

La figura 8 representa una vista en perspectiva de otra almohadilla de limpieza retirable de la presente invención.

Descripción detallada I. Definiciones

Según se utiliza aquí, la expresión "que comprende" significa que los diversos componentes, ingredientes o pasos, pueden ser utilizados conjuntamente en la práctica de la presente invención. Por lo tanto, la expresión "que comprende" abarca las expresiones más restrictivas "que consiste esencialmente en" y "que consiste en".

Según se utiliza aquí, la expresión "comunicación de fluido directa" significa que el fluido se puede transferir rápidamente entre dos componentes o capas (por ejemplo, la capa de fregar y la capa absorbente) de almohadilla de limpieza sin acumulación sustancial, transporte o restricción mediante una capa interpuesta. Por ejemplo, pueden estar presentes tisús, bandas no tejidas, adhesivos de construcción, cañamazo, y similares, entre los dos componentes distintos mientras mantengan "comunicación de fluido directa", siempre que no impidan o restrinjan esencialmente el fluido cuando pasa desde un componente o capa al otro.

Según se utiliza aquí, la expresión "dimensión Z" se refiere a la dimensión ortogonal a la longitud y anchura de la almohadilla de limpieza de la presente invención, o un componente de la misma. La dimensión Z corresponde usualmente al espesor de la almohadilla de limpieza o a un componente de almohadilla.

Según se utiliza aquí, la expresión "dimensión X-Y" se refiere al plano ortogonal al espesor de la almohadilla de limpieza, o un componente de la misma. Las dimensiones X e Y corresponden usualmente a la longitud y anchura, respectivamente, de la almohadilla de limpieza o un componente de la almohadilla.

Según se utiliza aquí, el término "capa" se refiere a un miembro o componente de una almohadilla de limpieza cuya dimensión primaria es X-Y, es decir, a lo largo de su longitud y anchura. Se ha de entender que el término capa no está necesariamente limitado a capas o láminas singulares de material. Así, la capa puede comprender estratificados o combinaciones de varias láminas o bandas del tipo de materiales requerido. Por lo tanto, el término "capa" incluye los términos "capas" y "en capas".

Según se utiliza aquí, el término "hidrófilo" se usa para referirse a superficies que pueden ser mojadas por fluidos acuosos depositados sobre ellas. Los caracteres hidrófilo y mojable se definen típicamente en términos del ángulo de contacto y de la tensión superficial de los fluidos y superficies sólidas implicados. Esto se explica con detalle en la publicación de la American Chemical Society titulada Ángulo de contacto, mojabilidad y adherencia, editado por Robert F. Gould (Copyright 1964), que se incorpora aquí como referencia. Se dice que una superficie es mojada por un fluido (es decir, es hidrófila) cuando o bien el ángulo de contacto entre el fluido y la superficie es menor que 90º, o bien cuando el fluido tiende a extenderse espontáneamente a través de la superficie, coexistiendo normalmente ambas condiciones. Inversamente, se considera que una superficie es "hidrófoba" si el ángulo de contacto es mayor que 90º y el fluido no se extiende espontáneamente a través de la superficie.

Según se utiliza aquí, el término "cañamazo" (tejido basto de algodón) significa cualquier material duradero que proporcione textura al lado de contacto con la superficie de la capa de fregar de la almohadilla de limpieza, y tenga también un grado suficiente de apertura para permitir el requerido movimiento del fluido hacia la capa absorbente de la almohadilla de limpieza. Materiales apropiados incluyen materiales que tienen una estructura abierta continua, tales como tamices sintéticos y de malla de alambre. Las áreas abiertas de estos materiales pueden ser fácilmente controladas variando el número de hilos interconectados que comprende la malla, controlando el grosor de esos hilos interconectados, etc. Otros materiales apropiados incluyen aquellos en los que la textura es proporcionada por un diseño discontinuo impreso en un sustrato. A este respecto, un material duradero (por ejemplo, uno sintético o resina) puede ser impreso sobre un sustrato en un diseño continuo o discontinuo, tal como puntos individuales, filamentos del tipo brocha, y/o líneas, para proporcionar la textura requerida. Análogamente, el diseño continuo o discontinuo puede ser impreso sobre un material de liberación que actuará entonces como el cañamazo. Estos diseños pueden ser repetitivos o pueden ser aleatorios. Se comprenderá que una o más de las soluciones descritas para proporcionar la textura deseada pueden ser combinadas para formar el material de cañamazo opcional. La altura de dirección Z y el área abierta del cañamazo y/o de la capa de sustrato de fregar ayudan a controlar (es decir, retardar) la velocidad del flujo de líquido hacia el material de núcleo absorbente. La altura o dimensión Z del cañamazo y/o del sustrato de fregar ayuda a proporcionar unos medios para controlar el volumen de líquido en contacto con la superficie de limpieza mientras controla al mismo tiempo el régimen de absorción de líquido hacia el material de núcleo de
absorción.

Para los fines de la presente invención, una capa "superior" de una almohadilla de limpieza es una capa que está relativamente más alejada de la superficie que se ha de limpiar (es decir, en el contexto del utensilio, relativamente más próxima al mango del utensilio durante el uso). El término capa "inferior" significa, inversamente, una capa de una almohadilla de limpieza que está relativamente más cerca de la superficie que se ha de limpiar (es decir, en el contexto del utensilio, relativamente más alejada del mango del utensilio durante el uso). Como tal, la capa de fregar es la capa más inferior, y la capa absorbente es una capa superior con relación a la capa de fregar. Los términos "superior" e "inferior" son utilizados análogamente cuando se refieren a capas que son múltiples (por ejemplo, cuando la capa de fregar es un material de dos capas).

Todos los porcentajes, relaciones y proporciones utilizados aquí están expresados en peso, a menos que se especifique de otro modo.

II. Utensilios de limpieza

El utensilio de limpieza de la presente invención comprende:

a.: un mango que comprende preferiblemente, en un extremo, una cabeza soporte sujeta pivotablemente; y

b.: una almohadilla de limpieza retirable que tiene velocidad media de absorbencia de agua desionizada no mayor que alrededor de 0,5 g/s, cuando se mide de t = 0 a t = 1200 segundos usando el método de Rendimiento Bajo Presión; y una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos alrededor de 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, cuando se mide usando el método de Rendimiento Bajo Presión, comprendiendo la almohadilla de limpieza retirable una capa de fregar y una capa absorbente, y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

Como se ha indicado anteriormente, el descubrimiento de los Solicitantes está basado en el hallazgo de que una velocidad controlada en la recepción de fluido por la almohadilla absorbente mejora la eficacia global de la limpieza. En particular, las almohadillas de limpieza tienen una velocidad media de absorbencia no mayor que aproximadamente 0,5 g/s, calculándose esta velocidad media en base a las velocidades medidas durante los primeros 1200 segundos (en lo que sigue "velocidad media de absorbencia"). La velocidad media de absorbencia se determina usando el método de Rendimiento Bajo Presión (denominado en lo sucesivo como "PUP"), que se describe con detalle en la sección Métodos de Ensayo más adelante. (Brevemente, el método de PUP mide una absorbencia de la almohadilla de limpieza en diferentes momentos bajo una presión de confinamiento inicial de 620 Pa (que refleja presiones típica en uso durante la operación de limpieza)). Preferiblemente, la velocidad media de absorbencia no será mayor que aproximadamente 0,3 g/s, más preferiblemente no mayor que aproximadamente 0,2 g/s, y, todavía más preferiblemente, no mayor que 0,1 g/s, aproximadamente.

Aunque se requiere que se evite la rápida captación de fluido por parte de la almohadilla para que la almohadilla de limpieza logre los resultados de limpieza deseados, también es necesario que la almohadilla de limpieza absorba una mayor parte del fluido utilizado durante el proceso de limpieza. Como tales, las almohadillas de limpieza tendrán una capacidad absorbente a 1200 segundos (en lo que sigue denominada "capacidad absorbente a t_{1200}") cuando se mide usando el método PUP, de al menos alrededor de 1 g de agua desionizada por g de la almohadilla de limpieza. Preferiblemente, la almohadilla de limpieza tendrá una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos unos 5 g/g, más preferiblemente de al menos unos 10 g/g, y, todavía más preferiblemente, de al menos unos 20 g/g, y aún más preferiblemente de al menos unos 30 g/g.

Las almohadillas de limpieza tendrán preferiblemente, pero no necesariamente, una capacidad de fluido total (de agua desionizada) de al menos unos 100 g, más preferiblemente de al menos alrededor de 200 g y, todavía más preferiblemente, de al menos unos 300 g, y, lo más preferible, de al menos unos 400 g. Aunque las almohadillas que tienen una capacidad de fluido total menor que 100 g están dentro del campo de la invención, no son tan adecuadas para limpiar zonas grandes, tales como se encuentran en un hogar típico, como lo son las almohadillas de mayor capacidad.

Un experto en la técnica reconocerá que se pueden utilizar diversos materiales para realizar la invención reivindicada. Así pues, aunque se describen en lo que sigue materiales preferidos para los diversos componentes del utensilio y de la almohadilla de limpieza, se reconoce que el alcance de la invención no está limitado a tales descripcio-
nes.

A. Mango

El mango del utensilio de limpieza será de cualquier material que facilite el agarre del utensilio de limpieza. El mango del utensilio de limpieza consistirá preferiblemente en cualquier material alargado, duradero, que proporcione limpieza práctica. La longitud del mango vendrá dictada por el uso final del utensilio.

El mango comprenderá preferiblemente, en un extremo, una cabeza de soporte a la que se puede sujetar de manera liberable la almohadilla de limpieza. Para facilitar el uso, la cabeza de soporte puede sujetarse al mango de manera pivotable utilizando montajes de junta conocidos. Se pueden utilizar cualesquiera medios apropiados para sujetar la almohadilla de limpieza a la cabeza de soporte, siempre que la almohadilla de limpieza permanezca fijada durante el proceso de limpieza. Ejemplos de medios de sujeción apropiados incluyen abrazaderas, ganchos y bucles (por ejemplo Velcro®) y similares. En una realización preferida, la cabeza de soporte comprenderá ganchos en su superficie inferior, que se sujetarán mecánicamente a la capa superior (preferiblemente una capa de sujeción o unión distinta) de la almohadilla de limpieza absorbente.

Un mango preferido, que comprende unos medios de dispensación de fluido, se representa en la figura 1 y se describe completamente en la patente de Estados Unidos 5.888.006, de Procter & Gamble. Otro mango preferido, que no contiene medios de dispensación de fluido, está representado en las figuras 1a y 1b, y se describe completamente en la patente de Estados Unidos WO 98/12023.

B. Almohadilla de limpieza retirable

A la luz del descubrimiento de los Solicitantes de que las velocidades de absorbencia controladas juegan un papel importante en la eficacia de limpieza de los utensilios de la presente invención, el experto en la técnica reconocerá que la velocidad de absorción de fluido de la solución de limpieza por la almohadilla de limpieza está dictada por la solución y los materiales de la almohadilla. A este respecto, el flujo del volumen (es decir, la velocidad de captación de fluido) puede ser calculado utilizando la ley del flujo laminar de Hagen-Poiseuille. La ley de Hagen-Pouseuille dice que el flujo del volumen, q, se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

q = R^{2}[(2\gamma cos\theta/R)-\rho gL]/8L\mu

en la que R es el radio del tubo, \gamma es la tensión superficial del fluido que está siendo absorbido, \theta es el ángulo de contacto en la interfaz fluido-sólido, \rho es la densidad del fluido, g es la constante gravitacional, L es la longitud mojada del tubo, y \mu es la viscosidad del fluido. De esta ecuación resulta evidente que la velocidad de absorbencia de la almohadilla de limpieza es controlable, por ejemplo, ajustando el tamaño de poros del material que constituye la almohadilla de limpieza, ajustando mojabilidad de la superficie (cos\theta) del material para el fluido absorbido, etc. Junto con las enseñanzas de la presente descripción, se pueden utilizar cualesquiera de los materiales absorbentes bien conocidos y se pueden combinar para conseguir el retardo inicial deseado de absorbencia, excepto la capacidad absorbente total. Por lo tanto, aunque se describen en lo que sigue materiales representativos y realizaciones útiles para la almohadilla de limpieza, la invención no está limitada a tales materiales y realizacio-
nes.

i. Capa de fregar o de estropajo

La almohadilla de limpieza de la presente invención comprenderá una capa de fregar y una capa absorbente. La capa de fregar es la parte de la almohadilla de limpieza que se pone en contacto con la superficie sucia durante la limpieza. Como tales, los materiales útiles como capa de fregar deben ser suficientemente duraderos para que la capa mantenga su integridad durante el proceso de limpieza, sin dañar la superficie a limpiar. Además, cuando se utiliza la almohadilla de limpieza en combinación con una solución, la capa de fregar debe ser capaz de absorber líquidos y suciedad, y ceder esos líquidos y suciedad a la capa absorbente. Esto asegurará que la capa de fregar sea capaz de eliminar continuamente material adicional de la superficie que está siendo limpiada. Independientemente de que el utensilio se utilice con una solución de limpieza (es decir, en el estado mojado) o sin solución de limpieza (es decir, en el estado seco), la capa de fregar, además de eliminar materia en partículas, facilitará otras funciones, tales como pulido, supresión de polvo y abrillantado de la superficie que está siendo limpiada.

La capa de fregar puede ser una monocapa o una estructura de capas múltiples, una o más de cuyas capas pueden estar hendidas para facilitar el fregado de la superficie sucia y la captación de materia en partículas. Esta capa de fregar, cuando pasa sobre la superficie sucia, interactúa con la suciedad (y con la solución de limpieza, cuando se utiliza), desprendiendo y emulsionando suciedades tenaces y permitiéndoles pasar libremente a la capa absorbente de la almohadilla. La capa de fregar contiene preferiblemente aberturas (por ejemplo, hendiduras) que proporcionan un fácil paso para que la suciedad en partículas grandes se desplace libremente y resulte atrapada dentro de la capa absorbente de la almohadilla. Se prefieren estructuras de baja densidad para utilizar como capa de fregar, para facilitar el transporte de materia en partículas hacia la capa absorbente de la almohadilla.

Con el fin de proporcionar la integridad deseada, materiales particularmente apropiados para la capa de fregar incluyen materiales sintéticos tales como poliolefinas (por ejemplo polietileno y polipropileno), poliésteres, poliamidas, sustancias celulósicas sintéticas (por ejemplo Rayon®) y sus mezclas. Tales materiales sintéticos pueden fabricarse utilizando procesos conocidos, tales como cardado, unión por hilatura, soplado en fusión, tendido al aire, punzonado con aguja y similares.

ii Capa absorbente

La capa absorbente sirve para retener cualquier fluido y suciedad absorbidos por la almohadilla de limpieza durante el uso. Aunque la capa de fregar tiene algún efecto sobre la capacidad de la almohadilla para proporcionar las velocidades de absorción de fluido requeridas, la capa absorbente juega un papel importante en la consecución de las velocidades de absorción y en la absorbencia global de la presente invención.

La capa absorbente será capaz de eliminar fluido y suciedad de la capa de fregar de manera que la capa de fregar tendrá capacidad para eliminar suciedad continuamente de la superficie. La capa absorbente ha de ser capaz también de retener el material absorbido bajo presiones típicas en uso para evitar la "expulsión por aplastamiento" de la suciedad absorbida, de la solución de limpieza, etc.

La capa absorbente consiste en cualquier material que sea capaz de absorber fluidos a las velocidades requeridas, y de retener tales fluidos durante el uso. Para conseguir las deseadas capacidades de fluido total, se prefiere incluir en la capa absorbente un material que tenga una capacidad relativamente elevada (en términos de gramos de fluido por gramo de material absorbente). Según se utiliza aquí, la expresión "material superabsorbente" significa cualquier material absorbente que tenga una capacidad en g/g para el agua de al menos alrededor de 15 g/g, cuando se mide bajo una presión de confinamiento de 2,1 kPa. Debido a que la mayor parte de los fluidos de limpieza útiles con la presente invención son a base de agua, se prefiere que los materiales superabsorbentes tengan una capacidad en g/g relativamente elevada para el agua y los fluidos acuosos.

Materiales absorbentes representativos incluyen polímeros de gelificación superabsorbentes insolubles en agua, hinchables con agua (denominados aquí "polímeros de gelificación superabsorbentes"), que son bien conocidos en la bibliografía. Estos materiales muestran capacidades absorbentes muy altas para el agua. Los polímeros de gelificación superabsorbentes útiles en la presente invención pueden tener unos tamaños, formas y/o morfologías variables en un amplio intervalo. Estos polímeros pueden estar en forma de partículas que no tengan una relación grande de dimensión máxima a dimensión mínima (por ejemplo, gránulos, copos, polvos, agregados entre partículas, agregados reticulados entre partículas, y similares) o pueden estar en forma de fibras, láminas, películas, espumas, estratificados, y similares. El uso de polímeros de gelificación superabsorbentes en forma fibrosa proporciona la ventaja de originar retención mejorada del material superabsorbente, con relación a las partículas, durante el proceso de limpieza. Aunque su capacidad es generalmente inferior para mezclas a base de agua, estos materiales muestran todavía capacidad absorbente significativa para tales mezclas. La bibliografía de patentes está repleta de descripciones de materiales hinchables con agua. Véanse, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos 3.699.103 (Harper y otros), expedida el 13 de junio de 1972; 3.770.731 (Harmon), expedida el 20 de junio de 1972; la patente nuevamente expedida Re 32.649 (Brandt y otros), expedida nuevamente el 19 de abril de 1989; 4.834.735 (Alemany y otros), expedida el 30 de mayo de 1989.

Polímeros de gelificación superabsorbentes útiles en la presente invención incluyen una diversidad de polímeros insolubles en agua, pero hinchables con agua, capaces de absorber grandes cantidades de fluidos. Tales materiales polímeros se denominan también comúnmente "hidrocoloides", y pueden incluir polisacáridos tales como almidón carboximetílico, celulosa carboximetílica y celulosa hidroxipropílica; tipos no iónicos tales como poli(alcohol vinílico) y poli(éteres vinílicos); tipos catiónicos tales como polivinil-piridina, polivinil-morfolinona y acrilatos y metacrilatos de N,N-dimetilaminoetilo o de N,N-dietilaminopropilo, y sus respectivas sales cuaternarias. Típicamente, los polímeros de gelificación superabsorbentes útiles en la presente invención tienen una pluralidad de grupos funcionales aniónicos, tales como ácido sulfónico, y, más típicamente, grupos carboxi. Ejemplos de polímeros apropiados para utilizar aquí incluyen los que se preparan a partir de monómeros polimerizables, insaturados, que contienen ácido. Así, tales monómeros incluyen los ácidos y anhídridos olefínicamente insaturados que contienen al menos un enlace olefínico doble carbono a carbono. Más concretamente, estos monómeros pueden ser seleccionados de ácidos y anhídridos de ácidos carboxílicos olefínicamente insaturados, ácidos sulfónicos olefínicamente insaturados, y sus mezclas.

Se pueden incluir también algunos monómeros no ácidos, usualmente en cantidades menores, en la preparación de los polímeros de gelificación superabsorbentes útiles aquí. Tales monómeros no ácidos pueden incluir, por ejemplo, ésteres de los monómeros que contienen ácido, solubles en agua o dispersables en agua, así como monómeros que no contienen en absoluto grupos de ácido carboxílico o sulfónico. Monómeros no ácidos opcionales pueden incluir por tanto monómeros que contienen los siguientes tipos de grupos funcionales: ésteres de ácidos carboxílico o sulfónico, grupos hidroxilo, grupos amida, grupos amino, grupos nitrilo, grupos de sal de amonio cuaternaria, grupos arilo (por ejemplo, grupos fenilo, tales como los derivados de monómero de estireno). Estos monómeros no ácidos son materiales bien conocidos y se describen con más detalle, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos 4.076.663 (Masuda y otros), expedida el 28 de febrero de 1978, y en la patente de Estados Unidos 4.062.817 (Westerman), expedida el 13 de diciembre de 1997.

Monómeros de ácido carboxílico y de anhídrido de ácido carboxílico olefínicamente insaturados incluyen los ácidos acrílicos tipificados por el propio ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido \alpha-cloroacrílico, ácido a-cianoacrílico, ácido \beta-metilacrílico (ácido crotónico), ácido \alpha-fenilacrílico, ácido \beta-acriloxipropiónico, ácido sórbico, ácido \alpha-clorosórbico, ácido angélico, ácido cinámico, ácido p-clorocinámico, ácido \beta-esterilacrílico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido aconítico, ácido maleico, ácido fumárico, tricarboxietileno y anhídrido de ácido maleico.

Los monómeros de ácido sulfónico olefínicamente insaturados incluyen ácidos vinil-sulfónicos alifáticos o aromáticos, tales como ácido vinil-sulfónico, ácido alil-sulfónico, ácido vinil-toluen-sulfónico y ácido estiren-sulfónico; ácido sulfónico acrílico y metacrílico, tal como ácido sulfoetil- acrilato, sulfoetil-metacrilato, sulfopropil-acrilato, sulfopropil-metacrilato, 2-hidroxi-3-metacriloxipropilsulfónico y ácido 2-acrilamida-2-metilpropano sulfónico.

Polímeros de gelificación superabsorbentes preferidos para utilizar en la presente invención contienen grupos carboxi. Estos polímeros incluyen copolímeros de injerto de almidón-acrilonitrilo hidrolizados, copolímeros de injerto de almidón-acrilonitrilo parcialmente neutralizados e hidrolizados, copolímeros de injerto de almidón-ácido acrílico, copolímeros de injerto de almidón-ácido acrílico parcialmente neutralizados, copolímeros de acetato de vinilo-éster acrílico saponificados, copolímeros de acrilonitrilo o acrilamida hidrolizados, polímeros de red ligeramente reticulada de cualquiera de los copolímeros precedentes, poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado, y polímeros de red ligeramente reticulada de poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado. Estos polímeros pueden ser utilizados ya sea solos o en forma de una mezcla de dos o más polímeros diferentes. Ejemplos de estos materiales polímeros se describen en las patentes de Estados Unidos 3.661.875, 4.076.663, 4.093.776, 4.666.983 y 4.734.478.

Los materiales polímeros más preferidos para utilizar en la fabricación de polímeros de gelificación superabsorbentes son polímeros de red ligeramente reticulada de poli(ácidos acrílicos) parcialmente neutralizados y sus derivados de almidón. Más preferiblemente, los polímeros absorbentes formadores de hidrogel comprenden de alrededor de 50 a 95%, aproximadamente, de preferencia 75%, aproximadamente, de poli(ácido acrílico) neutralizado, de red ligeramente reticulada (es decir, poli(acrilato sódico/ácido acrílico)). La reticulación de la red hace al polímero esencialmente insoluble en agua y determina, en parte, las características de capacidad de absorción y de contenido de polímero extraíble de los polímeros de gelificación superabsorbentes. Procedimientos para reticulación de la red de estos polímeros, y agentes de reticulación de red típicos, se describen con más detalle en la patente de Estados Unidos 4.076.663.

Aunque los polímeros de gelificación superabsorbentes son preferiblemente de un solo tipo (es decir, homogéneos), se pueden utilizar también mezclas de polímeros en los utensilios de la presente invención. Por ejemplo, se pueden utilizar en la presente invención mezclas de copolímeros de injerto de almidón-ácido acrílico y polímeros de red ligeramente reticulada de poli(ácido acrílico) parcialmente neutralizado.

Aunque pueden ser útiles en la presente invención cualquiera de los polímeros de gelificación superabsorbentes descritos en la técnica anterior, se ha reconocido recientemente que cuando se tienen que incluir en una estructura absorbente valores significativos (por ejemplo, más que aproximadamente 50% en peso de la estructura absorbente) de polímeros de gelificación superabsorbentes, y en particular cuando una o más regiones de la capa absorbente comprende más que aproximadamente 50% en peso de la región, el problema de bloqueo de gel por las partículas hinchadas puede impedir la circulación de fluido, afectando con ello adversamente la capacidad de los polímeros de gelificación para absorber hasta su plena capacidad en el período de tiempo deseado. La patente de Estados Unidos 5.147.343 (Kellenberger y otros), expedida el 15 de septiembre de 1992, y la patente de Estados Unidos 5.149.335 (Kellenberger y otros), expedida el 22 de septiembre de 1992, describe polímeros de gelificación superabsorbentes en términos de su Absorbencia Bajo Carga (AUL: Absorbency Under Load), donde los polímeros de gelificación absorben fluidos (solución salina al 0,9%) bajo una presión de confinamiento de 2,1 kPa. Los métodos para determinar la AUL se describen en estas patentes. Los polímeros descritos en ellas pueden ser particularmente útiles en realizaciones de la presente invención que contienen regiones de valores relativamente altos de polímeros de gelificación superabsorbentes. En particular, cuando se incorporan a la almohadilla de limpieza elevadas concentraciones de polímero de gelificación superabsorbente, estos polímeros tendrán preferiblemente una AUL, medida de acuerdo con los métodos descritos en la patente de Estados Unidos 5.147.343, de al menos unos 24 ml/g, más preferiblemente de al menos unos 27 ml/g, después de 1 hora; o una AUL, medida de acuerdo con los métodos descritos en la patente de Estados Unidos 5.149.335, de al menos unos 15 ml/g, más preferiblemente al menos unos 18 ml/g después de 15 minutos. La patente de Estados Unidos 5.599.335 cedida en común (Goldman y otros), presentada el 29 de marzo de 1994, y la patente de Estados Unidos 5.562.646 (Goldman y otros), presentada el 6 de abril de 1995, se enfrentan también al problema de bloqueo de gel y describen polímeros de gelificación superabsorbentes útiles para superar este fenómeno. Estas patentes describen concretamente polímeros de gelificación superabsorbentes que evitan el bloqueo de gel incluso a mayores presiones de confinamiento, concretamente a 4,8 kPa. En las realizaciones de la presente invención en las que la capa absorbente contiene regiones que comprenden elevados valores (por ejemplo más de 50%, aproximadamente, en peso, de la región) de polímero de gelificación superabsorbente, puede preferirse que el polímero de gelificación superabsorbente sea como se ha descrito en las patentes anteriormente mencionadas de Goldman y otros.

Además de la contribución a la absorbencia global de fluidos, el material superabsorbente también afecta directamente a la velocidad de absorbencia de la almohadilla. Como tal, cuando se emplean polímeros gelificantes superabsorbentes en forma de partículas, el experto reconocerá que la velocidad de absorbencia del fluido por la almohadilla de limpieza se puede controlar ajustando, por ejemplo, el tamaño medio de las partículas y/o la distribución del tamaño de las partículas del material.

Otros materiales superabsorbentes útiles incluyen espumas polímeras hidrófilas, tales como las descritas en la patente de Estados Unidos cedida en común 5.650.222 (DesMarais y otros), expedida el 22 de julio de 1995 y en la patente de Estados Unidos 5.387.207 (Dyer y otros), expedida el 7 de febrero de 1995. Estas referencias describen espumas absorbentes polímeras, hidrófilas, que se obtienen polimerizando una emulsión de agua en aceite de elevada fase interna (comúnmente denominada HIPE). Estas espumas son fácilmente estructuradas para proporcionar propiedades físicas variables (tamaño de poros, capilaridad, succión, densidad, etc) que afectan a la capacidad de manipulación de fluidos. Como tales, estos materiales son particularmente útiles, ya sea solos o en combinación con otros, tales como espumas o con estructuras fibrosas, para proporcionar la capacidad global requerida por la presente invención.

Cuando se incluye material superabsorbente en la capa absorbente, la capa absorbente comprenderá preferiblemente al menos 15% en peso, aproximadamente, de la capa absorbente, más preferiblemente al menos 20%, aproximadamente, y, todavía más preferiblemente, al menos un 25% del material superabsorbente.

La capa absorbente puede también consistir en, o comprender, material fibroso. Fibras útiles en la presente invención incluyen las que se producen de manera natural (modificadas o no modificadas), así como fibras hechas sintéticamente. Ejemplos de fibras apropiadas que se producen de manera natural, no modificadas/modificadas, incluyen algodón, hierba Esparto, bagazo, lana de pelo basto, lino, seda, lana, pasta de madera, pasta de madera químicamente modificada, yute, etil-celulosa y acetato de celulosa. Fibras sintéticas apropiadas se pueden fabricar a partir de poli(cloruro de vinilo), poli(fluoruro de vinilo), politetrafluoretileno, poli(cloruro de vinilideno), poliacrílicos tales como ORLON®, poli(acetato de vinilo), Rayon®, poli(acetato de etilén-vinilo), poli(alcohol vinílico) no soluble o soluble, poliolefinas tales como polietileno (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliamidas tales como nilón, poliésteres tales como DACRON® o KODEL®, poliuretanos, poliestirenos, y similares. La capa absorbente puede comprender sólo fibras que se producen de manera natural, sólo fibras sintéticas o cualquier combinación compatible de fibras que se producen naturalmente o sintéticas.

Las fibras útiles aquí pueden ser fibras hidrófilas, hidrófobas o pueden ser una combinación de fibras hidrófilas e hidrófobas. Como se ha indicado anteriormente, la selección particular de fibras hidrófilas o hidrófobas dependerá de los otros materiales incluidos en la capa absorbente (y, en cierto grado, en la de fregar). Es decir, la naturaleza de las fibras será tal que la almohadilla de limpieza presente el necesario retardo de fluido y absorbencia global de fluido. Fibras hidrófilas adecuadas para utilizar en la presente invención incluyen fibras celulósicas, fibras celulósicas modificadas, rayon, fibras de poliéster tales como nilón hidrófilo (HYDROFIL®). Fibras hidrófilas apropiadas pueden también obtenerse hidrofilizando fibras hidrófobas, tales como fibras termoplásticas tratadas con agente tensioactivo o tratadas con sílice, derivadas de, por ejemplo, poliolefinas, tales como polietileno o polipropileno, poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares.

Fibras apropiadas de pasta de madera se pueden obtener de procesos químicos bien conocidos, tales como los procesos de Kraft y sulfito. Se prefiere especialmente obtener estas fibras de pasta de madera de maderas blandas meridionales debido a sus características superiores de absorbencia. Estas fibras de pasta de madera se pueden obtener también en procesos mecánicos, tales como procesos de madera molida, de refinador mecánico, termo-mecánico, químico-mecánico y químico-termomecánico. Se pueden utilizar fibras de pasta de madera recicladas o secundarias, así como fibras de pasta de madera blanqueadas y no blanqueadas.

Otro tipo de fibras hidrófilas para utilizar en la presente invención son fibras celulósicas hechas rígidas químicamente. Según se utiliza aquí, la expresión "fibras celulósicas hechas rígidas químicamente" significa fibras celulósicas que han sido hechas rígidas por medios químicos para aumentar la rigidez de las fibras en condiciones tanto secas como acuosas. Tales medios pueden incluir la adición de un agente de rigidización químico que, por ejemplo, revista y/o impregne las fibras. Tales medios pueden incluir también la rigidización de las fibras alterando la estructura química, por ejemplo mediante reticulación de cadenas polímeras.

Cuando las fibras se utilizan como la capa absorbente (o un componente constituyente de la misma), las fibras pueden combinarse opcionalmente con un material termoplástico. Tras la fusión, al menos una parte de este material termoplástico emigra a las intersecciones de las fibras, debido normalmente a gradientes de capilaridad entre fibras. Estas intersecciones resultan lugares de unión para el material termoplástico. Cuando se enfrían, los materiales termoplásticos en estas intersecciones se solidifican para formar los lugares de unión que mantienen la matriz o banda de fibras agrupada en cada una de las respectivas capas. Esto puede ser beneficioso en proporcionar integridad global adicional a la almohadilla de limpieza.

Entre sus diversos efectos, la unión en las intersecciones de las fibras aumenta el módulo de compresión global y la resistencia del miembro resultante térmicamente unido. En el caso de las fibras celulósicas hechas rígidas químicamente, la fusión y la emigración del material termoplástico tienen también el efecto de aumentar el tamaño medio de poros de la banda o lámina resultante, a la vez que se mantiene la densidad y peso básico de la banda según se formó originalmente. Esto puede mejorar las propiedades de recepción de fluido de la banda térmicamente unida tras la exposición inicial al fluido, debido a la permeabilidad mejorada al fluido, y tras la subsiguiente exposición, debido a la capacidad combinada de las fibras rigidizadas para mantener su rigidez tras la mojadura y la capacidad del material termoplástico para permanecer unido en las intersecciones de las fibras tras la mojadura y tras la compresión en húmedo. En fin, las bandas térmicamente unidas de fibras rigidizadas mantienen su volumen global original, pero resultando abiertas las regiones volumétricas previamente ocupadas por el material termoplástico, para aumentar así el tamaño medio de poros capilares entre fibras.

Materiales termoplásticos útiles en la presente invención pueden estar en cualquiera de una diversidad de formas, incluyendo en partículas, fibras o combinaciones de partículas y fibras. Las fibras termoplásticas son particularmente preferidas debido a su capacidad de formar numerosos lugares de unión entre fibras. Se pueden formar materiales termoplásticos adecuados a partir de cualquier polímero termoplástico que pueda ser fundido a temperaturas que no dañen extensamente las fibras de que está constituida la banda o matriz primaria de cada capa. Preferiblemente, el punto de fusión de este material termoplástico será menor que aproximadamente 190ºC, y estará preferiblemente entre unos 75ºC y unos 175ºC. En cualquier caso, el punto de fusión de este material termoplástico no ha de ser inferior a la temperatura a la que sea probable almacenar las estructuras absorbentes unidas térmicamente, cuando se utilizan en las almohadillas de limpieza. El punto de fusión del material termoplástico es normalmente no inferior a unos
50ºC.

Los materiales termoplásticos, y en particular las fibras termoplásticas, se pueden hacer a partir de una diversidad de polímeros termoplásticos incluyendo poliolefinas tales como polietileno (por ejemplo, PULPEX®) y polipropileno, poliésteres, copoliésteres, poli(acetato de vinilo), poli(acetato de etil-vinilo), poli(cloruro de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), poliacrílicos, poliamidas, copoliamidas, poliestirenos, poliuretanos y copolímeros de cualquiera de los precedentes, tales como cloruro de vinilo/acetato de vinilo, y similares. Dependiendo de las características deseadas para el miembro absorbente térmicamente unido resultante, materiales termoplásticos apropiados incluyen fibras hidrófobas que han sido hechas hidrófilas, tales como fibras termoplásticas tratadas con agentes tensioactivos o tratadas con sílice, derivadas, por ejemplo, de poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, poliacrílicos, poliamidas, poliestirenos, poliuretanos y similares. La superficie de la fibra termoplástica hidrófoba se puede hacer hidrófila por tratamiento con un agente tensioactivo, tal como un agente tensioactivo no iónico o aniónico, por ejemplo, rociando la fibra con un agente tensioactivo, mediante inmersión en un agente tensioactivo o incluyendo el agente tensioactivo como parte de la masa fundida polímera en la producción de la fibra termoplástica. Tras la fusión y la resolidificación, el agente tensioactivo tenderá a permanecer en la superficie de la fibra termoplástica. Agentes tensioactivos apropiados incluyen agentes tensioactivos no iónicos, tales como Brij® 76, fabricado por ICI Americas, Inc., de Wilmington, Delaware, y diversos agentes tensioactivos vendidos bajo la marca comercial Pegosperse® por Glyco Chemical, Inc., de Greenwich, Connecticut. Además de agentes tensioactivos no iónicos, pueden ser utilizados también agentes tensioactivos aniónicos. Estos agentes tensioactivos pueden ser aplicados a las fibras termoplásticas a valores de, por ejemplo, alrededor de 0,2 a alrededor de 1 g por centímetro cuadrado de fibra termoplástica.

Fibras termoplásticas apropiadas se pueden hacer a partir de un polímero único (fibras monocomponentes), o se pueden hacer a partir de más de un polímero (por ejemplo, fibras bicomponentes). Según se utiliza aquí, "fibras bicomponentes" se refiere a fibras termoplásticas que comprenden una fibra de núcleo hecha de un polímero que está encapsulado dentro de una vaina termoplástica hecha de un polímero diferente. El polímero que comprende la vaina se funde con frecuencia a una temperatura diferente, normalmente inferior, que el polímero que constituye el núcleo. Como consecuencia, estas fibras bicomponentes proporcionan unión térmica debido a la fusión de polímero con vaina, a la vez que mantienen las características deseables de resistencia del polímero con núcleo.

Fibras bicomponentes adecuadas para utilizar en la presente invención pueden incluir fibras de vaina/núcleo que tengan las siguientes combinaciones de polímeros: polietileno/polipropileno, poli(acetato de etil-vinilo)/polipropileno, polietileno/poliéster, polipropileno/poliéster, copoliéster/poliéster, y similares. Fibras termoplásticas bicomponentes particularmente apropiadas para utilizar aquí son las que tienen un núcleo de polipropileno o poliéster, y una vaina de copoliéster, poli(acetato de etil-vinilo) o polietileno de punto de fusión inferior (por ejemplo los disponibles de Danaklon a/s, Chisso Corp. y CELBOND®, disponible de Hércules). Estas fibras bicomponentes pueden ser concéntricas o excéntricas. Según se utilizan aquí, los términos "concéntrica" y "excéntrica" se refiere a si la vaina tiene un grosor que es uniforme, o desigual, a través del área en sección transversal de la fibra bicomponente. Las fibras bicomponentes excéntricas pueden ser deseables para proporcionar más resistencia a la compresión a espesores inferiores de fibras.

Métodos para preparar materiales fibrosos térmicamente enlazados se describen en la patente de Estados Unidos 5.607.414 (Richards y otros), concedida el 4 de marzo de 1997 (véanse especialmente las páginas 16-20), y la patente de Estados Unidos 5.549.589 (Horney y otros), expedida el 27 de agosto de 1996 (véanse especialmente las columnas 9 y 10).

La capa absorbente puede comprender también una espuma polímera, hidrófila, derivada de HIPE, que no tenga la elevada absorbencia de las descritas anteriormente como "materiales superabsorbentes". Tales espumas y métodos para su preparación se describen en la patente de Estados Unidos 5.550.167 (DesMarais), expedida el 27 de agosto de 1996; y la patente de Estados Unidos 5.563.179, cedida en común (Stone y otros), concedida el 8 de octubre de 1996.

La capa absorbente de la almohadilla de limpieza puede estar compuesta de un material homogéneo, tal como una mezcla de fibras celulósicas (opcionalmente unidas o aglutinadas térmicamente) y polímero de gelificación superabsorbente hinchable en partículas. Alternativamente, la capa absorbente puede estar compuesta de capas discretas de material, tal como una capa de material tendido al aire, térmicamente unida, y una capa discreta de un material superabsorbente. Por ejemplo, una capa térmicamente unida de fibras celulósicas puede estar situada más baja que (es decir, por debajo de) el material superabsorbente (es decir, entre el material superabsorbente y la capa de fregar). Con el fin de conseguir elevada capacidad de absorción y retención de fluidos bajo presión, ala vez que, al mismo tiempo, se proporcione el retardo inicial en la captación de fluidos, puede ser preferible utilizar dichas capas discretas cuando se forma la capa absorbente. A este respecto, el material superabsorbente puede estar situado distante de la capa de fregar mediante la inclusión de una capa menos absorbente como el aspecto más inferior de la capa absorbente. Por ejemplo, se puede situar una capa de fibras celulósicas más inferior (es decir, por debajo) que el material superabsorbente (es decir, entre el material superabsorbente y la capa de fregar).

En una realización preferida, la capa absorbente comprenderá una banda tendida al aire, térmicamente unida, de fibras de celulosa (Flint River, disponible de Weyerhaeuser, Wa) y AL Thermal C (termoplástico disponible de Danaklon a/s Varde, Dinamarca), y un polímero superabsorbente, formador de hidrogel, hinchable. El polímero superabsorbente es preferiblemente incorporado de tal manera que una capa discreta está situada cerca de la superficie de la capa absorbente que está distante de la capa de fregar. Preferiblemente, una capa delgada de, por ejemplo, fibras de celulosa (opcionalmente unidas térmicamente) se sitúan por encima del polímero de gelificación superabsorbente para mejorar la contención.

iii. Capa de sujeción opcional

Las almohadillas de limpieza de la presente invención tendrán opcionalmente una capa de sujeción que permitirá conectar la almohadilla al mango del utensilio o a la cabeza de soporte en utensilios preferidos. La capa de sujeción será necesaria en aquellas realizaciones en las que se utilice una capa absorbente, pero no es apropiada para unir la almohadilla a la cabeza de soporte del mango. La capa de sujeción puede actuar también como unos medios para evitar que el fluido circule a través de la superficie superior (es decir, la superficie de contacto con el mango) de la almohadilla de limpieza, y puede proporcionar además integridad mejorada a la almohadilla. Al igual que con las capas de fregar y absorbente, la capa de sujeción puede consistir en una estructura monocapa o de múltiples capas, siempre que cumpla los anteriores requisitos.

En una realización preferida de la presente invención, la capa de sujeción comprenderá una superficie que sea capaz de ser mecánicamente unida a la cabeza de soporte del mango mediante el uso de tecnología conocida de ganchos y bucles. En una tal realización, la capa de sujeción comprenderá al menos una superficie que se pueda sujetar mecánicamente a ganchos que estén permanentemente fijados a la superficie inferior de la cabeza de soporte del mango.

Para conseguir la impermeabilidad deseada a los fluidos y la capacidad de sujeción, se prefiere que se utilice una estructura estratificada que comprenda, por ejemplo, una estructura de película soplada en fusión, fibrosa y no tejida. En una realización preferida, la capa de sujeción es un material de tres capas que tiene una capa de película de polipropileno soplada en fusión, situada entre dos capas de polietileno unidas por centrifugado.

III. Almohadilla de limpieza

Aunque las almohadillas de limpieza del presente desarrollo son particularmente adecuadas para utilizar en los utensilios de limpieza descritos anteriormente, la capacidad para controlar la absorción de fluido, seguida por la subsiguiente recepción y retención de cantidades significativas de fluido, comunica a las almohadillas de limpieza una utilidad independiente de su combinación con un mango para formar un utensilio, tal como una fregona. Como tales, las propias almohadillas de limpieza pueden ser utilizadas sin sujetarlas a un mango. Por lo tanto, pueden ser construidas sin necesidad de que sean sujetables a un mango. Sin embargo, puede ser conveniente construir las almohadillas de limpieza de tal manera que puedan ser usadas ya sea en combinación con el mango o como un producto independiente. Por tanto, puede ser preferido preparar las almohadillas con una capa de sujeción opcional. En todos los otros aspectos, la almohadilla de limpieza es esencialmente como se ha descrito anteriormente. Por supuesto, cuando la almohadilla de limpieza se diseña para limpiar superficies duras de dimensiones más pequeñas que los suelos domésticos (por ejemplo, encimeras, fregaderos, superficies de cocina, cañerías, etc.), tales almohadillas se pueden obtener con capacidades globales relativamente menores.

IV. Otros aspectos y realizaciones concretas de la invención

Cuando la almohadilla de limpieza está formada por capas discretas, las diversas capas se pueden unir o aglutinar conjuntamente utilizando cualesquiera medios que proporcionen a la almohadilla suficiente integridad durante el proceso de limpiado. Las capas de fregar y de sujeción, cuando están presentes, pueden ser unidas a la capa absorbente o entre sí por cualesquiera de una diversidad de medios de unión, incluyendo el uso de una capa continua uniforme de adhesivo, una capa con diseño de adhesivo o cualquier serie de líneas, espirales o puntos separados de adhesivo. Alternativamente, los medios de unión pueden consistir en uniones por calor, uniones por presión, uniones ultrasónicas, uniones dinámicas mecánicas o cualesquiera otros medios de unión o combinaciones de estos medios de unión apropiados, según son conocidos en la técnica. La unión puede ser alrededor del perímetro de la almohadilla de limpieza (por ejemplo, soldando por calor la capa de fregar y la capa de sujeción opcional), y/o a través del área (es decir, el plano X-Y) de la almohadilla de limpieza de manera que se forme un diseño sobre la superficie de la almohadilla de limpieza. La unión de las capas de la almohadilla de limpieza con uniones ultrasónicas a través del área de la almohadilla proporciona integridad para evitar la cizalladura de las capas individuales de la almohadilla durante el uso.

La almohadilla de limpieza de la presente invención será capaz de retener el fluido absorbido, incluso bajo las presiones ejercidas durante el proceso de limpieza. Se hace referencia aquí a esto como la capacidad de la almohadilla de limpieza para evitar la "expulsión por aplastamiento" del fluido absorbido o, inversamente, como la capacidad para retener el fluido absorbido bajo presión. El método para medir la expulsión por aplastamiento se describe en la sección Métodos de Ensayo. Brevemente, el ensayo mide la capacidad de una almohadilla de limpieza saturada para retener el fluido cuando se somete a una presión de 1,72 kPa. Preferiblemente, las almohadillas de limpieza de la presente invención tendrán un valor de expulsión por aplastamiento no mayor que 40%, aproximadamente, más preferiblemente no mayor que 25%, aproximadamente, todavía más preferiblemente, no mayor que 15%, aproximadamente, y, lo más preferible, no mayor que 10%, aproximadamente.

El utensilio de limpieza de la presente invención se utiliza preferiblemente en combinación con una solución de limpieza. La solución de limpieza puede consistir en cualquier composición conocida de limpieza de superficie dura. Composiciones de limpieza de superficie dura son normalmente soluciones a base de agua que comprenden uno o más de entre agentes tensioactivos, disolventes, coadyuvantes, quelantes, polímeros, supresores de espuma, enzimas, etc. Agentes tensioactivos apropiados incluyen agentes tensioactivos aniónicos, no iónicos, bipolares, anfotéricos y catiónicos. Ejemplos de agentes tensioactivos aniónicos incluyen, pero sin limitación, alquilbencenosulfonatos lineales, alquilsulfatos, alquilsulfonatos, y similares. Ejemplos de agentes tensioactivos no iónicos incluyen alquil-etoxilatos, alquil-fenol-etoxilatos, alquilpoliglucósidos, alquil-glucaminas, ésteres de sorbitán y similares. Ejemplos de agentes tensioactivos bipolares incluyen betaínas y sulfobetaínas. Ejemplos de agentes tensioactivos anfotéricos incluyen materiales derivados que utilizan la química del imidazol, tales como alquilanfo-glicinatos, y alquil-imino-propionato. Ejemplos de agentes tensioactivos catiónicos incluyen agentes tensioactivos de mono-, di- y tri-amonio. Todos los anteriores materiales están disponibles comercialmente, y se describen en Vol. 1 de McCutcheon: Emulsifiers and Detergents, North American Ed., McCutheon Division, MC Publishing Co., 1995.

Disolventes apropiados incluyen derivados de cadena corta (por ejemplo C_{1}-C_{6}) de oxietilenglicol y oxiplopilenglicol, tales como mono- y di-etilenglicol n-hexil éter, mono-, di- y tripropilenglicol n-butil éter, y similares. Los coadyuvantes apropiados incluyen los derivados de fuentes fosforosas, tales como ortofosfato y pirofosfato, y fuentes no fosforosas, tales como ácido nitrilo-triacético, ácido S,S-etilendiamino-disuccínico, y similares. Quelantes apropiados incluyen ácido etilendiaminotetraacético y ácido cítrico, y similares. Polímeros apropiados incluyen los que son aniónicos, catiónicos, bipolares y no iónicos. Supresores de espuma apropiados incluyen polímeros de silicona y ácidos o alcoholes grasos, lineales o ramificados, de C_{10}-C_{18}. Enzimas apropiadas incluyen lipasas, proteasas, amilasas y otras enzimas conocidas como útiles para catálisis de degradación de suciedad.

Una solución de limpieza apropiada para utilizar con el presente utensilio comprende aproximadamente de 0,1% a 2,0% de un agente tensioactivo de etoxilato de alcohol lineal (por ejemplo, Neodol 91-5®, disponible de Shell Chemical Co.); de aproximadamente 0 a 2,0% de un alquil-sulfonato (por ejemplo Bioterge PAS-8s, un sulfonato lineal de C_{8}, disponible de Stepan Co.); de aproximadamente 0 a 0,1% de hidróxido de potasio; de aproximadamente 0 a 0,1% de carbonato o bicarbonato de potasio; de aproximadamente 0 a 10% de ácidos orgánicos; adyuvantes opcionales, tales como tintes y/o perfumes; y aproximadamente de 99,9 a 90% de agua desionizada o ablandada.

Cuando el material polímero superabsorbente se usa en la almohadilla de limpieza, es posible controlar la velocidad de captación de fluidos controlando el pH de la solución de limpieza. En particular, cuando están presentes tales polímeros, la solución de limpieza tendrá preferiblemente un pH no mayor que alrededor de 9, preferiblemente un pH no mayor que alrededor de 7, aún más preferiblemente un pH no mayor que alrededor de 5, y lo más preferido un pH de alrededor de 2 a alrededor de 5.

Haciendo referencia a las figuras, que representan las almohadillas de limpieza de la presente invención, la figura 2 es una vista en perspectiva de una almohadilla de limpieza retirable 200 que comprende una capa de fregar 201, una capa de sujeción 203 y una capa absorbente 205 situada entre la capa de fregar y la capa de sujeción. Como se ha indicado anteriormente, aunque la figura 2 representa cada capa 201, 203 y 205 como una capa única de material, una o más de estas capas pueden consistir en un estratificado de dos o más hojas. Por ejemplo, en una realización preferida, la capa de fregar 201 es un estratificado de dos hojas de polipropileno cardado, donde se asienta la capa inferior. Asimismo, aunque no se representa en la figura 2, materiales que no presenten circulación de fluido se pueden situar entre la capa de fregar 201 y la capa absorbente 203 y/o entre la capa absorbente 203 y la capa de sujeción 205. Sin embargo, es importante que las capas de fregar y absorbente estén en comunicación de fluido esencial, para proporcionar la absorbencia requerida de la almohadilla de limpieza. Aunque la figura 2 representa la almohadilla 200 con todas las capas de la almohadilla de igual tamaño en las dimensiones X e Y, se prefiere que la capa de fregar 201 y la capa de sujeción 205 sean mayores que la capa absorbente, de tal manera que las capas 201 y 205 se puedan unir conjuntamente alrededor de la periferia de la almohadilla para proporcionar integridad. Las capas de fregar y de sujeción se pueden unir a la capa absorbente o entre sí mediante cualesquiera de una diversidad de medios de unión, incluyendo el uso de una capa continua uniforme de adhesivo, una capa con diseño de adhesivo y cualquier serie de líneas, espirales o puntos separados de adhesivo. Alternativamente, los medios de unión pueden consistir en uniones por calor, uniones por presión, uniones ultrasónicas, uniones dinámico mecánicas o cualesquiera otros medios de unión apropiados o combinaciones de estos medios de unión, según se conocen en la técnica. La unión puede realizarse alrededor del perímetro de la almohadilla de limpieza y/o a través de la superficie de la almohadilla de limpieza, de manera que se forme un diseño sobre la superficie de la capa de fregar 201.

La figura 3 es una vista en perspectiva despiezada de la capa absorbente 305 de una realización de una almohadilla de limpieza de la presente invención. Concretamente, la capa absorbente 305 se muestra como un capa individual o discreta de material de gelificación superabsorbente en partículas, mostrada como 307, situada entre dos capas individuales 306 y 308 de material fibroso. En esta realización, debido a la región 307 de elevada concentración de material de gelificación superabsorbente, se prefiere que el material superabsorbente no presente el bloqueo de gel explicado anteriormente. En una realización particularmente preferida, cada una de las capas fibrosas 306 y 308 será un sustrato fibroso térmicamente aglutinado de fibras celulósicas, y la capa fibrosa inferior 308 estará en comunicación directa de fluido con la capa de fregar (no mostrada).

La figura 4 es una vista en sección transversal de la almohadilla de limpieza 400 que tiene una capa de fregar 401, una capa de sujeción 403 y una capa absorbente 405 situada entre las capas de fregar y de unión. La almohadilla de limpieza 400 se muestra aquí con una capa absorbente 405 menor, en las dimensiones X e Y, que la capa de fregar 401 y la capa de sujeción 403. Las capas 401 y 403 se representan, por lo tanto, como unidas entre sí a lo largo de la periferia de la almohadilla de limpieza. Asimismo, en esta realización, la capa absorbente 405 está representada con dos capas individuales 405a y 405b. En una realización preferida, la capa superior 405a es un material de espuma polímera hidrófila, tal como se describe en la patente cedida en común, US 5.650.222 (DesMarais y otros), expedida el 22 de julio de 1995; y la capa inferior 405b es un material de espuma polímera, tal como el descrito en la patente de Estados Unidos 5.550.167 (DesMarais), expedida el 27 de agosto de 1996, o en la patente cedida en común, US 5.563.179 (Stone y otros), expedida el 8 de octubre de 1995. Como se ha descrito anteriormente, cada una de las capas 405a y 405b se puede formar utilizando dos o más capas individuales del respectivo material.

La figura 7 es una vista en perspectiva de una almohadilla de limpieza 600 que tiene un material de cañamazo opcional 602. Este material de cañamazo 602 está representado como un material distinto situado entre la capa de fregar 601 y la capa absorbente 605. En otra realización, el cañamazo 602 puede ser de la forma de una resina u otro material sintético impreso en la capa de fregar 601 (preferiblemente la superficie superior) o la capa absorbente 605 (preferiblemente la superficie inferior). La figura 7 representa también una capa de sujeción opcional 603 que está situada encima de la capa absorbente 605. Como se ha explicado anteriormente, el cañamazo puede proporcionar limpieza mejorada de suciedades que no sean fácilmente solubilizadas por la solución de limpieza utilizada, si existe. La estructura relativamente abierta del cañamazo 602 proporciona la necesaria comunicación de fluido entre la capa de fregar 601 y la capa absorbente 605, para proporcionar los valores y capacidad de absorbencia requeridos. Asimismo, aunque la figura 7 representa cada una de las capas 601, 603 y 605 como una capa única de material, una o más de estas capas puede consistir en dos o más hojas.

Aunque la figura 7 representa la almohadilla 600 con todas las capas de la almohadilla de igual tamaño en las dimensiones X e Y, se prefiere que la capa de fregar 601 y la capa de sujeción 603 sean mayores que la capa absorbente, de tal manera que las capas 601 y 603 puedan ser unidas conjuntamente alrededor de la periferia de la almohadilla 600 para proporcionar integridad. También se puede preferir que el material de cañamazo 602 sea de igual tamaño en al menos una de las dimensiones X o Y, para facilitar la unión en la periferia de la almohadilla con la capa de fregar 601 y la capa de sujeción 603. Esto se prefiere en particular cuando el material de cañamazo es una capa distinta (es decir, no está impresa sobre un sustrato). En aquellas realizaciones en las que el cañamazo es creado por impresión, por ejemplo, una resina sobre un sustrato, puede no ser importante que el cañamazo esté situado de tal manera que sea parte de la unión periférica. La capa de fregar 601, el cañamazo 602 y la capa de sujeción 603 pueden ser unidos a la capa absorbente o entre sí por cualesquiera de una diversidad de medios de unión, incluyendo el uso de una capa de adhesivo uniforme y continua, una capa de adhesivo con diseño o cualquiera serie de líneas, espirales o puntos separados de adhesivo. Alternativamente, los medios de unión pueden consistir en uniones por calor, uniones por presión, uniones ultrasónicas, uniones dinámicas mecánicas o cualesquiera otros medios de unión apropiados o combinaciones de estos medios de unión, según son conocidas en la técnica. La unión puede realizarse alrededor del perímetro de la almohadilla de limpieza y/o a través de la superficie de la almohadilla de limpieza de manera que se forme un diseño sobre la superficie de la capa de fregar 601.

La figura 8 es una vista en perspectiva de una realización preferida de almohadilla 700 que comprende un cañamazo 702. La figura 8 muestra una capa absorbente 705, una capa de sujeción 703 y una capa de fregar 701 que está parcialmente arrancada para facilitar la ilustración del cañamazo 702. (El cañamazo 702 puede ser una capa distinta de material o puede ser un componente de la capa de fregar o bien de la capa absorbente). La almohadilla 700 está representada con una superficie inferior 700a de contacto con la superficie dura y una superficie superior 700b de contacto con el utensilio. La almohadilla 700 tiene dos bordes laterales opuestos 700c, que corresponden a la dimensión "X" de la almohadilla, y dos bordes extremos opuestos 700d, que corresponden a la dimensión "Y" de la almohadilla. (En uso, cuando la almohadilla 700 es rectangular en la dimensión X-Y, el movimiento de limpieza típico será generalmente en el "sentido de atrás a adelante" indicado por la flecha 710). Como se ilustra, en esta realización preferida, el cañamazo 702 se extiende hasta los bordes extremos 700d para permitir la unión a la capa de sujeción 703 y a la capa de fregar 701 (aunque no se representa como tal, la capa absorbente 705 será preferiblemente más corta en las dimensiones X e Y, para facilitar la unión del cañamazo y las capas de unión y de fregar). Sin embargo, el cañamazo 702 no se extiende hasta los bordes laterales 700c. La terminación del cañamazo 702 delante de los bordes laterales 700c proporciona la almohadilla 700 con regiones 711 de capa de fregar 701 que no presentan la textura del cañamazo 702 y, por tanto, son relativamente lisas. Estas regiones lisas 711 permiten la eliminación uniforme de suciedad/solución durante el proceso de limpieza.

V. Métodos de Ensayo A. Comportamiento bajo presión

Este ensayo determina la capacidad de absorción en gramo/gramo, y la velocidad media de absorbencia en g/s de agua desionizada para una almohadilla de limpieza que está confinada lateralmente en un conjunto de pistón/cilindro bajo una presión de confinamiento inicial de 0,6 kPa. (Dependiendo de la composición de la muestra de almohadilla de limpieza, la presión de confinamiento puede disminuir ligeramente a medida que la muestra absorbe agua y se hincha durante el tiempo del ensayo). El objetivo del ensayo es determinar la velocidad media de la almohadilla de limpieza para absorber fluido, en una período sensible de tiempo, cuando la almohadilla está expuesta a condiciones de uso (acción capilar y presiones horizontales).

El fluido de ensayo para el ensayo de capacidad de PUP es agua desionizada. Este fluido es absorbido por la almohadilla de limpieza bajo condiciones de absorción de demanda a presión hidrostática próxima a cero.

Un aparato apropiado 510 para este ensayo se muestra en la figura 5. En un extremo de este aparato hay un depósito de fluido 512 (tal como un plato petri) que tiene una cubierta 514. El depósito 512 descansa sobre una balanza analítica indicada generalmente con 516. El otro extremo del aparato 510 es un embudo sinterizado o fritado, indicado genéricamente con 518, un conjunto de pistón/cilindro indicado genéricamente con 520, que se ajusta dentro del embudo 518, y la cubierta cilíndrica de plástico del embudo sinterizado, indicada generalmente con 522, que se ajusta sobre el embudo 518 y está abierta en la parte inferior y cerrada en la parte superior, teniendo la parte superior un orificio de pasador. El aparato 510 tiene un sistema para transportar fluido en cualquier sentido, que consiste en secciones de tubería capilar de vidrio, indicadas como 524 y 531a, tubería de plástico flexible (por ejemplo, tubería Tygon de diámetro interior 0,635 cm y diámetro exterior 0,952 cm) indicada como 531b, conjuntos de llave de cierre 526 y 538 y conectadores de Teflon 548, 550 y 552 para conectar la tubería de vidrio 524 y 531a y los conjuntos de llave de cierre 526 y 538. El conjunto de llave de cierre 526 consiste en una válvula 528 de 3 vías, tuberías capilares de vidrio 530 y 534 en el sistema de fluido principal y una sección de tubería capilar de vidrio 532 para rellenar el depósito 512 e inundar a continuación el disco sinterizado en el embudo sinterizado 518. El conjunto de llave de cierre 538 consiste similarmente en una válvula 540 de 3 vías, tuberías capilares de vidrio 542 y 546 en la conducción de fluido principal, y una sección de tubería capilar de vidrio 544 que actúa como un drenaje para el sistema.

Haciendo referencia a la figura 6, el conjunto 520 consiste en un cilindro 554, un pistón a modo de copa, indicado por 556, y un peso 558 que se ajusta dentro del pistón 556. Sujeto al extremo inferior del cilindro 554 hay un tamiz 559 de tela de acero inoxidable, de malla nº 400, que está biaxialmente estirado a tensión antes de la sujeción. La muestra de almohadilla de limpieza, indicada generalmente con 560, se aplica al tamiz 559 con la capa de contacto con la superficie (o de fregar) en contacto con el tamiz 559. (Si la muestra a partir de la que se corta la almohadilla de limpieza está diseñada de forma que ambas de sus superficies han de estar en contacto con la superficie durante la operación de limpieza, la superficie que está dirigida principalmente para la acción inicial de fregado debe estar en contacto con el tamiz 559). La muestra de almohadilla de limpieza es una muestra circular que tiene un diámetro de 5,4 cm. (Aunque la muestra 560 está representada como una capa única, la muestra consistirá realmente en una muestra circular que tiene todas las capas contenidas en la almohadilla de la que se corta la muestra). El cilindro 554 está taladrado por una barra (o equivalente) transparente LEXAN® y tiene un diámetro interior de 6,00 cm (área = 28,25 cm^{2}), con un espesor de pared de aproximadamente 5 mm y una altura de aproximadamente 5 cm. El pistón 556 tiene forma de una copa de Teflon y está mecanizado para ajustarse en el cilindro 554 dentro de estrechas tolerancias. El peso 558 de acero inoxidable, cilíndrico, está mecanizado para ajustarse apretadamente dentro del pistón 556 y está montado con un mango en la parte superior (no mostrado) para facilidad de retirada. El peso combinado del pistón 556 y el peso 558 es de 145,3 g, que corresponde a una presión de 620 Pa para un área de 22,9 cm^{2}.

Los componentes del aparato 510 están dimensionados de tal manera que el caudal de agua desionizada a su través, bajo una carga hidrostática de 10 cm, es de al menos 0,01 g/cm^{2}/seg, donde el caudal está normalizado por el área del embudo sinterizado 518. Factores particularmente impactantes en el caudal son la permeabilidad del disco sinterizado en el embudo sinterizado 518, y los diámetros interiores de las tuberías de vidrio 524, 530, 534, 542, 546 y 531a, y las válvulas de llave de cierre 528 y 540.

El depósito 512 se sitúa sobre una balanza analítica 516 que es exacta hasta al menos 0,01 g con una desviación menor que 0,1 g/h. La balanza está preferiblemente interconectada a un ordenador con programación que puede: (i) vigilar el cambio de peso de la balanza a intervalos de tiempo prefijados desde la iniciación del ensayo de PUP; y (ii) ser establecida para iniciarse automáticamente en un cambio de peso de 0,01-0,05 g, dependiendo de la sensibilidad de la balanza. La tubería capilar 524 que entra en el depósito 512 no ha de contactar ni con el fondo del mismo ni con la cubierta 514. El volumen de fluido (no mostrado) en el depósito 512 ha de ser suficiente para que no sea impulsado aire dentro de la tubería capilar 524 durante la medición. El nivel de fluido en el depósito 512, al comienzo de la medición, ha de ser de aproximadamente 2 mm por debajo de la superficie superior del disco sinterizado del embudo sinterizado 518. Esto se puede confirmar colocando una pequeña gota de fluido sobre el disco sinterizado y vigilando gravimétricamente su lento reflujo hacia el depósito 512. Este nivel no ha de cambiar significativamente cuando se coloca el conjunto 520 de pistón/cilindro dentro del embudo 518. El depósito ha de tener un diámetro suficientemente grande (por ejemplo, unos 14 cm) para que la extracción de partes de aproximadamente 40 ml den lugar a un cambio en la altura del fluido de menos que 3 mm.

Antes de la medición, el conjunto es llenado con agua desionizada. El disco sinterizado en el embudo sinterizado 518 es inundado a continuación de manera que se llena con agua desionizada de nueva aportación. En lo posible, se eliminan las burbujas de aire de la superficie inferior del disco sinterizado y del sistema que conecta el embudo al depósito. Los procesos siguientes se realizan mediante operación secuencial de las llaves de cierre de 3 vías:

1.: El exceso de fluido en la superficie superior del disco sinterizado es retirado (por ejemplo vertido) del embudo sinterizado 518.

2.: Se ajusta la altura/peso de solución del depósito 512 al nivel/valor adecuado.

3.: Se sitúa el embudo sinterizado 518 a la altura correcta con relación al depósito 512.

4.: Después se cubre el embudo sinterizado 518 con la cubierta 522 del embudo sinterizado.

5.: Se equilibran el depósito 512 y el embudo sinterizado 518 con las válvulas 528 y 540 de los conjuntos de llaves de cierre 526 y 538 en la posición de conexión abierta.

6.: Después se cierran las válvulas 528 y 540.

7.: Después se hace girar la válvula 540 de manera que se abra el embudo para drenaje por el tubo 544.

8.: Se permite al sistema equilibrarse en esta posición durante 5 minutos.

9.: Después se gira de nuevo la válvula 540 a su posición cerrada.

Los pasos números 7-9 "secan" temporalmente la superficie del embudo sinterizado 518 al exponerlo a una pequeña succión hidráulica de \sim5 cm. Esta succión se aplica si el extremo abierto del tubo 544 se extiende \sim5 cm por debajo del nivel del disco sinterizado en el embudo sinterizado 518 y está lleno de agua desionizada. Normalmente se drenan del sistema \sim0,04 g de fluido durante este proceso. Este proceso impide la absorción prematura de agua desionizada cuando se sitúa el conjunto 520 de pistón/cilindro dentro del embudo sinterizado 518. La cantidad de fluido que se drena desde el embudo sinterizado en este proceso (a la que se hace referencia como peso de corrección del tubo sinterizado, o "Wffc": fritted funnel correction weight) es medida realizando el ensayo de PUP (véase a continuación) durante un período de tiempo de 20 minutos sin conjunto 520 de pistón/cilindro. Esencialmente todo el fluido drenado desde el embudo sinterizado mediante este proceso es reabsorbido muy rápidamente por el embudo cuando se inicia el ensayo. Así, es necesario restar este peso de corrección de los pesos de fluido retirados del depósito durante el ensayo de PUP (véase a continuación).

Una muestra 560 cortada a troquel en redondo se sitúa durante aproximadamente 1 segundo en un placa Petri que contiene aproximadamente 1 g de agua desionizada, y entonces se coloca inmediatamente en el cilindro 554. El pistón 556 se desliza en el cilindro 554 y se sitúa en la parte superior de la muestra 560 de almohadilla de limpieza. El conjunto 520 de pistón/cilindro se sitúa en la parte superior de la parte sinterizada del embudo 518, se hace deslizar el peso 558 en el pistón 556, y se cubre después la parte superior del embudo 518 con la cubierta 522 de embudo sinterizado. Después de verificar la estabilidad de la lectura de la balanza, se inicia el ensayo abriendo las válvulas 528 y 540 de manera que se conecten el embudo 518 y el depósito 512. Con autoiniciación, la recogida de datos comienza inmediatamente, cuando el embudo 518 comienza a reabsorber fluido.

Los datos se registran a intervalos en un período de tiempo total de alrededor de 1200 segundos (20 minutos). La capacidad absorbente de PUP se determina como sigue:

capacidad \ absorbente \ t_{1200} \ (g/g) = [Wr_{(t=0)}-Wr_{(t = 1200)}-Wffc]/Wds

donde la capacidad absorbente a t_{1200} es la capacidad en g/g de la almohadilla después de 1200 segundos, Wr_{(t = 0)} es el peso en gramos del depósito 512 antes de la iniciación, Wr_{(t = 1200)} es el peso en gramos del depósito 512 1200 segundos después de la iniciación, Wffc es el peso de corrección del embudo sinterizado y Wds es el peso seco de la muestra de almohadilla de limpieza. La velocidad de la absorbencia del fluido también se mide durante el procedimiento de ensayo de 1200 segundos. A partir de los resultados de la velocidad, se obtiene la velocidad media de absorbencia de la almohadilla de muestra durante el período t = 0 a t = 1200 segundos.

B. Expulsión por aplastamiento

La capacidad de la almohadilla de limpieza para retener fluido cuando se expone a presiones de uso, y por lo tanto para evitar la "expulsión por aplastamiento" del fluido, es otro parámetro importante para la presente invención. La "expulsión por aplastamiento" se mide sobre una almohadilla de limpieza completa determinando la cantidad de fluido que puede ser secada desde la muestra con papel de filtro Whatman bajo presiones de 1,5 kPa. La expulsión por aplastamiento se realiza sobre una muestra que ha sido saturada a su capacidad con agua desionizada mediante acción capilar horizontal (especialmente, por medio de acción capilar desde la superficie de la almohadilla que consiste en la capa de fregar o en contacto con la superficie). Unos medios para obtener una muestra saturada se describen en el método Acción Capilar Gravimétrica Horizontal de la patente de Estados Unidos 5.849.805 (Dyer y otros), expedida el 15 de diciembre de 1998. La muestra que contiene fluido se sitúa horizontalmente en un aparato capaz de suministrar las respectivas presiones, utilizando preferiblemente una bolsa llena de aire que proporcione presión uniformemente distribuida a través de la superficie de la muestra. Los valores de expulsión por aplastamiento se expresan como el peso del fluido de ensayo perdido por peso de la muestra húmeda.

Claims

1. Un utensilio de limpieza que comprende:

a. un mango; y

b. una almohadilla de limpieza retirable (200), que tiene velocidad media de absorbencia de agua desionizada de no más de 0,5 g/s, preferiblemente de no más de 0,2 g/s, preferiblemente de no más de 0,1 g/s; y una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 10 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 20 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, comprendiendo la almohadilla de limpieza retirable (200) una capa de fregar (201) y una capa absorbente (205), y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

2. El utensilio de limpieza de la reivindicación 1, caracterizado porque la almohadilla de limpieza retirable (200) comprende un material de tipo cañamazo.

3. El utensilio de limpieza de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la almohadilla de limpieza (200) comprende además una capa de sujeción (203), y caracterizado además porque la capa absorbente (205) está situada entre la capa de fregar (201) y la capa de sujeción (203); caracterizado además porque la capa de sujeción (203) comprende preferiblemente un material que es esencialmente impermeable a los fluidos.

4. El utensilio de limpieza de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la almohadilla de limpieza (200) tiene un valor de expulsión por aplastamiento de no más de 40% a 1,7 kPa, preferiblemente no más de 25% a 1,7 kPa.

5. El utensilio de limpieza de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa absorbente comprende un material superabsorbente seleccionado preferiblemente del grupo que consiste en polímeros de gelificación superabsorbentes y espumas polímeras absorbentes hidrófilas.

6. Una almohadilla de limpieza (200) que tiene velocidad media de absorbencia de agua desionizada de no más de 0,5 g/s, preferiblemente de no más de 0,2 g/s, preferiblemente de no más de 0,1 g/s; y una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 10 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 20 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, comprendiendo la almohadilla de limpieza una capa de fregar (201) y una capa absorbente (205), y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

7. La almohadilla de limpieza (200) de la reivindicación 6, caracterizada porque la almohadilla de limpieza (200) tiene un valor de expulsión por aplastamiento de no más de 40% a 1,7 kPa, preferiblemente no más de 25% a 1,7 kPa.

8. La almohadilla de limpieza (200) de la reivindicación 6 o reivindicación 7, comprendiendo la almohadilla de limpieza un material de tipo cañamazo.

9. La almohadilla de limpieza (200) de la reivindicación 8, que comprende además una capa (203) de sujeción para pegar mecánicamente la almohadilla de limpieza al mango de un utensilio de limpieza, caracterizada porque la capa (205) absorbente está colocada entre la capa (201) de fregar y la capa (203) de sujeción.

10. La almohadilla de limpieza (200) de la reivindicación 9, caracterizada porque la capa (205) absorbente comprende un material superabsorbente seleccionado preferiblemente del grupo que consiste en polímeros de gelificación superabsorbentes y espumas polímeras absorbentes hidrófilas.

11. Un método para limpiar una superficie dura usando niveles bajos de una solución de limpieza, comprendiendo el método:

(i): aplicar la solución de limpieza a la superficie dura que se va a limpiar, en un nivel no mayor que 67 ml de solución de limpieza por metro cuadrado de superficie dura; y

(ii): frotar la superficie dura con un utensilio de limpieza que comprende:

a.: un mango; y

b.: una almohadilla de limpieza retirable que tiene una capacidad absorbente a t_{1200} de al menos 1 g de agua desionizada por g de almohadilla de limpieza, preferiblemente al menos 10 g/g, preferiblemente al menos 20 g/g, comprendiendo la almohadilla de limpieza una capa de fregar (201) y una capa absorbente (205), y estando la capa de fregar en comunicación de fluido directa con la capa absorbente.

12. Un método para limpiar una superficie, que comprende frotar la superficie con el utensilio de limpieza de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.