KR20010005530A - 초강력 흡수재를 포함하는 청소 도구에 사용하기 위한 세제 조성물 및 청소 도구와 세제 조성물을 둘 다 포함하는 장치 - Google Patents

초강력 흡수재를 포함하는 청소 도구에 사용하기 위한 세제 조성물 및 청소 도구와 세제 조성물을 둘 다 포함하는 장치 Download PDF

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데이비드 엠 모이어
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Abstract

본 발명은 유효량의 초강력흡수재를 포함하고 바람직하게는 핸들을 포함하는 청소 도구의 일부이며 바람직하게는 제거가능한 청소용 패드에 대해 사용하기 위한 세제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 세제 조성물은 바람직하게는 선형 구조이고 상대적으로 친수성인 세제 계면활성제를 제한량 함유하며, 소수성 물질의 양이 약 0.5% 이하로 유지되며 pH가 약 9 이상으로 유지되어 초강력흡수재가 초강력흡수재에 의해 신속하게 흡수되도록 한다. 본 발명은 청소용 패드에 대해 세제 조성물을 사용하는 방법 및 세제 조성물과 청소용 패드를 둘 다 함유하는 장치에 관한 것이다.

Description

초강력흡수재를 포함하는 청소 도구에 대해 사용하기 위한 세제 조성물 및 청소 도구와 세제 조성물을 둘 다 포함하는 장치 {Detergent composition for use with a cleaning implement comprising a superabsorbent material and kits comprising both}
문헌에는 세라믹 타일 바닥, 경재 바닥, 카운터 탑스 등과 같은 경질 표면을 청소할 수 있는 제품이 충분히 기술되어 있다. 바닥 청소에 있어서, 핸들 및, 유체 세정 조성물을 흡수하기 위한 몇몇 수단을 포함한 각종 장치가 기술되어 있다. 이러한 장치는 면사, 셀룰로즈 및/또는 합성사, 스폰지 등을 함유하는 대걸레(mop)를 포함한 재활용가능한 것들이다. 상기 대걸레는 경질 표면으로부터 각종 오염물을 제거하는데 성공적인 반면, 이는 전형적으로 흡수재에 먼지, 오염물 및 기타 잔여물이 포화되는 것을 막기 위해 사용시 1회 이상의 세정 단계를 수행해야 하는 불편이 요구된다. 따라서 이러한 대걸레는 세정 단계(들)를 수행하기 위해 별도의 용기를 사용해야할 필요가 있으며, 전형적으로 이러한 세정 단계로는 잔여 더러움을 충분히 제거하지 못 한다. 이로 인해 대걸레의 후속적인 걸레질 중에 상당량의 오염물이 재침착될 수 있다. 더구나, 재활용가능한 대걸레를 여러 시간에 걸쳐서 사용하는 경우, 더러움과 악취가 증가하게 된다. 이는 후속적인 청소 작업에 악영향을 미친다.
재활용성 대걸레와 관련된 부정적인 영향 중 일부를 완화시키기 위해, 제거가능한 청소용 패드가 장착된 대걸레를 제공하고자 시도해왔다. 예를 들어, 문헌[참조: 1992년 3월 10일자로 공표된 미국 특허 제5,094,559호, 리베라(Rivera) 등]에는 오염된 표면으로부터 오염물을 제거하기 위한 스크루버 층, 청소 작업 후에 유체를 흡수하기 위한 블롯터 층, 및 스크루버 층과 블롯터 층 사이에 위치하는 액체 불투과성 층을 포함한 제거가능한 청소용 패드를 포함하는 대걸레가 기술되어 있다. 패드는 또한 스크루버 층과 액체 불투과성 층 사이에 위치하는 파열성 패킷 장치를 함유한다. 파열성 패킷은 이와 같이 위치하여 파열시 유체가 청소하고자 하는 표면으로 바로 향하게 된다. 스크루버 층을 사용한 청소 행위시, 불투과성 시트는 유체가 흡수성 블롯터 층으로 이동하는 것을 방지한다. 청소 행위의 완료 후, 패드는 대걸레 핸들로부터 제거되고 블롯터 층이 바닥에 접촉하도록 재부착된다. 이러한 장치는 다단계 세정의 사용 필요성을 완화시킬 수 있는 반면, 사용자가 패드 및 재부착된 습기찬 오염된 패드를 물리적으로 다루어 청소 작업을 완료시키도록 요구한다.
유사하게, 문헌[참조: 1995년 5월 30일자로 공표된 미국 특허 제5,419,015호, 가르시아(Garcia)]에는 제거가능하고 세척가능한 작업용 패드를 갖는 대걸레가 기술되어 있다. 이러한 패드는 대걸레 헤드에 훅크를 부착시킬 수 있는 상부층, 합성 플라스틱 미세다공질 발포체의 중앙 층, 및 청소 작업시 표면에 접촉하기 위한 저부층을 포함하는 것으로 기술되어 있다. 저부층의 조성은 장치의 최종 용도, 즉 세척(washing), 연마(polishing) 또는 문지르기(scrubbing)에 따르는 것으로 언급된다. 문헌에서는 사용시 세정이 요구되는 대걸레와 관련된 문제가 소개되는 반면, 상기 특허는 전형적인 가정의 경질 표면, 특히 바닥에 침착된 오염물을 표면이 필수적으로 오염물을 함유하지 않은 것으로 감지될 정도로 충분히 제거하는 청소 도구를 제공하지 못 하였다. 특히, 가르시아가 기술한 세정액을 흡수하기 위한 합성 발포체는 물과 수성계통의 용액에 대한 흡수 용량이 상대적으로 낮다. 이로 인해, 사용자는 세정액을 소량 사용하여 패드의 흡수 용량내에 잔존시키거나, 사용자는 청소하고자 하는 표면에 상당량의 세정액을 남길 수 밖에 없다. 어떠한 상황에서든, 청소용 패드의 전체적인 성능은 최적이 아니다.
경질 표면을 청소하기 위한 각종 공지된 장치는 청소 작업 중에 전형적인 소비자가 직면하게 되는 광범위한 오염물을 제거하는데 성공적인 반면, 이러한 장치는 1회 이상의 청소 단계를 필요로 한다는 점에서 불편하다. 편리성 측면에서 소개되었던 종전 기술 분야의 장치도 전형적으로 세정 성능이 떨어진다는 점에서 그러하다. 이와 같이, 편리성과 유리한 오염물 제거능을 둘 다 제공하는 장치가 여전히 필요하다.
따라서, 본 발명은 바람직하게는 사용시 패드를 세정시킬 필요성을 완화시키는, 제거가능한 청소용 패드를 포함하는 청소 도구를 제공한다. 본 발명은 패드를 교환할 필요없이 전형적인 경질 표면 바닥 면적(예를 들면, 80 내지 100ft2)과 같은 넓은 면적을 청소할 수 있는, 청소용 패드 1g당 흡수되는 유체 g을 기본으로 한 흡수 용량이 충분한 제거가능한 청소용 패드를 포함하는 도구를 필요로 한다. 또한, 본 발명은 바람직하게는 하기 유형의 초강력흡수재의 사용을 필요로 한다. 본 발명에 이르러 이러한 초강력흡수재에 대해 사용되는 세제 조성물이 이러한 초강력흡수재를 사용하고자 하는 목적을 그르치지 않도록 조심스럽게 제조되어야 한다는 점을 밝혀냈다.
바람직한 청소 도구는 오염된 표면에 접촉하는 새로운 표면 및/또는 모서리를 연속적으로 제공함으로써, 예를 들어, 청소 작업 중에 오염된 표면에 접촉하는 각종 표면을 제공함으로써 유리한 오염물 제거 특성을 제공하는 패드를 갖는다.
발명의 요약
초강력흡수재를 함유하는 도구에 대해 사용되어야 하는 세제 조성물은 용액이 초강력흡수재에 과부하되지 않으면서 청소할 수 있도록 충분한 세제를 필요로 하나, 성능에 영향을 주지 않더라도 약 0.5% 이상의 세제 계면활성제를 함유할 수는 없다. 따라서, 세제 계면활성제의 양는 약 0.01% 내지 약 0.5%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 0.9%, 보다 바람직하게는 약 0.2% 내지 약 0.8%이어야 하고, 용매를 포함하는 소수성 물질의 양은 0.5% 이하, 바람직하게는 약 0.2% 이하, 보다 바람직하게는 약 0.1% 이하이어야 하고, pH는 흡수 장해를 방지하기 위해 약 9 이상, 바람직하게는 약 9.5 이상, 보다 바람직하게는 약 10 이상이어야 하고, 알칼리성은 바람직하게는 휘발성 물질에 의해 적어도 일부 제공되어 줄무늬/막 형성 문제를 방지해야 한다. 세제 계면활성제는 바람직하게는 주로 선형으로, 예를 들어, 방향족 그룹이 존재해서는 안 되고, 세제 계면활성제는 바람직하게는 상대적으로 수용성, 예를 들면, 탄소수가 약 8 내지 12, 바람직하게는 약 8 내지 약 11인 소수성 쇄를 가지며, 비이온성 세제 계면활성제의 경우, HLB는 약 9 내지 약 14, 바람직하게는 약 10 내지 약 13, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 12이다.
본 발명은 또한 유효량의 초강력흡수재를 포함하는 흡수 구조물에 대해 지시에 따라 사용하기 위한 용기에, 및 임의로 도구 또는 적어도 초강력흡수재를 포함하는 제거가능한 청소용 패드를 포함하는 장치 중의 용기에 함유된 본원에 기술된 바와 같은 세제 조성물을 포함한다.
본 발명은 또한 오염된 표면을 청소하기 위한, 세제 조성물 및 초강력흡수재를 포함한 청소용 패드의 용도, 즉 세제 계면활성제를 1% 이하 함유하고, 용매를 포함하는 소수성 물질의 양이 약 0.5% 이하이며, pH가 약 9 이상인 세제 조성물을 유효량으로 적용시키고 초강력흡수재를 포함하는 흡수 구조물에 대해 세제 조성물을 흡수시킴을 포함하는, 표면의 청소방법에 관한 것이다.
바람직한 양상에서, 본 발명은
a. 핸들; 및
b. 초강력흡수재를 포함하고, 각각의 표면이 청소하고자 하는 표면에 접촉하는 다수의 실질적으로 편평한 표면, 및 바람직하게는 스크루버 층과 제2 층 사이에 위치하며 제2 층보다 폭이 좁은 제1 층과 제2 층을 둘 다 갖는 패드 구조를 갖는 제거가능한 청소용 패드를 포함하는 표면 청소용 도구와의 상기 세제 조성물의 용도에 관한 것이다.
청소용 패드를 청소 도구의 핸들에 부착시키기 위해 사용되는 수단에 따라, 청소용 패드가 특정한 부착층을 추가로 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 양태에서, 흡수층은 스크루버층과 부착층 사이에 위치할 수 있다.
세제 조성물 및 바람직하게는, 본 발명의 도구는 목재, 비닐, 리놀륨, 왁스를 바르지 않은 바닥, 세라믹, 포르미카(Formica)R, 자기, 유리, 벽 판 등을 포함한 모든 경질 표면 기질과 병용할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 세제 조성물을 분산시킬 수 있는 판상 유체 분산 장치를 갖는, 본 발명의 청소 도구의 투시도이다.
도 1a는 판상 유체 분산 장치를 갖지 않아 세제 조성물이 별도로 제공되는, 본 발명의 청소 도구의 투시도이다.
도 1b는 도 1a에서 보여지는 도구의 핸들 손잡이의 측면도이다.
도 2는 도구의 제거가능한 청소용 패드의 가시도이다.
도 3은 본 발명의 처리가능한 청소용 패드의 흡수층의 가시도이다.
도 4는 본 발명의 제거가능한 청소용 패드의 흡수층의 발포된 가시도이다.
도 5는 본 발명의 청소용 패드의 y-z 평면에 따른 횡단면도이다.
본원은 경질 표면으로부터 오염물을 제거하는데 유용한 초강력흡수재를 포함하는 청소 도구에 대해 사용하기 위한 세제 조성물에 관한 것이다. 본원은 특히, 바람직하게는 여러 겹의 세정 표면을 제공하도록 고안된 제거가능한 흡수성 청소용 패드를 포함하는 청소 도구에 관한 것이다.
Ⅰ. 청소용 패드
본 발명은 초강력흡수재를 함유하고 바람직하게는 두드러진 청소 이점을 또한 제공하는, 바람직하게는 제거가능하고/하거나 처리가능한 편리한 청소용 패드를 제공함을 기본으로 한다. 바람직한 청소 수행 장점은 가용화 오염물을 제거할 수 있는 패드의 성능과 합해진, 하기의 바람직한 구조적 특성에 관련된다. 본원에 기술된 바와 같이, 청소용 패드는 하기에 기술된 바와 같이 최적의 성능을 제공하기 위해 세제 조성물의 사용을 필요로 한다.
청소용 패드는 20분(1200초) 후에 0.09psi의 제한 압력하에서 측정시(이하, "t1200흡수 용량"이라 칭함) 바람직하게는 청소용 패드 1g당 탈이온화수 약 10g 이상의 흡수 용량을 가질 수 있다. 패드의 흡수 용량은 탈이온화수에 노출시킨지 20분(1200초) 후에 측정되는데, 이는 소비자가 바닥과 같은 경질 표면을 청소하는데 걸리는 전형적인 시간을 나타내기 때문이다. 제한 압력은 청소 작업시 패드에 가해지는 전형적인 압력을 나타낸다. 이와 같이, 청소용 패드는 0.09psi하에서 당해 1200초 주기 이내에 상당량의 세정액을 흡수할 수 있어야 한다. 청소용 패드의 t1200흡수 용량은 바람직하게는 약 15g/g 이상, 보다 바람직하게는 약 20g/g 이상, 보다 더 바람직하게는 약 25g/g 이상, 가장 바람직하게는 약 30g/g 이상일 수 있다. 청소용 패드의 t900흡수 용량은 약 10g/g 이상, 보다 바람직하게는 t900흡수 용량은 약 20g/g 이상일 수 있다.
t1200및 t900흡수 용량에 대한 값은 가압하 수행법(본원에서 "PUP"로서 언급됨)에 의해 측정되는데, 이는 하기의 시험 방법 부분에 상세히 기술되어 있다.
또한 청소용 패드의 총 유체 용량은 바람직하게는 약 100g 이상, 보다 바람직하게는 약 200g 이상, 보다 더 바람직하게는 약 300g 이상, 가장 바람직하게는 약 400g 이상일 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 총 유체 용량이 100g 이하인 패드가 본 발명의 범주에 해당되는 경우, 패드는 전형적인 가정에서 보여지는 바와 같이, 넓은 면적을 청소하는데 적합하지 않을 뿐만 아니라 용량이 더 높은 패드이다.
흡수 패드의 성분은 각각 상세히 기술되어 있다. 그러나, 당해 기술 분야의 숙련인은 유사한 목적에 적합한 것으로 공지된 각종 재료들로 유사한 결과를 대체시킬 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.
A. 흡수층
흡수층은 사용시 청소용 패드에 의해 흡수되는 유체 및 오염물을 보유하기 위해 제공되는 필수 성분이다. 다음에 기술된 바람직한 스크루버 층이 유체를 흡수할 수 있는 패드의 성능에 약간의 영향을 미치는 반면, 흡수층은 목적하는 총체적인 흡수도를 수득하는데 있어 중요한 역할을 한다. 또한, 흡수층은 바람직하게는 청소용 패드에 여러 겹의 편평 표면을 제공하도록 고안된 다중층을 포함한다.
필수적인 유체 흡수도 투시도로부터, 흡수층이 "스크루버 층"으로부터 유체 및 오염물을 제거할 수 있어 스크루버 층은 표면으로부터 오염물을 지속적으로 제거할 수 있는 성능을 가질 수 있다. 또한 흡수층은 전형적인 사용시 가압하에 흡수된 물질을 보유하여 흡수된 오염물, 세정액 등의 "압착-제거"를 방지할 수 있어야 한다.
흡수층은 사용시 유체를 흡수하고 보유할 수 있는 모든 물질을 포함할 수 있다. 목적하는 총 유체 용량을 수득하기 위해, 흡수층에 비교적 용량이 높은 물질(흡수 물질 1g당 유체 g과 관련)을 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "초강력흡수재"는 물에 대한 용량 g/g이 0.3psi의 제한 압력하에서 측정시 약 15g/g 이상인 흡수제를 의미한다. 본 발명과 함께 유용한 각종 세정액이 수성계이기 때문에, 초강력흡수재의 g/g 용량은 물 또는 수성계 유체에 대해 상대적으로 높은 것이 바람직하다.
대표적인 초강력흡수재는 문헌에 널리 공지된 불수용성, 수팽윤성의 초강력흡수성 겔화 중합체(본원에서 "초강력흡수성 겔화 중합체"로서 언급됨)를 포함한다. 이러한 물질은 물에 대한 매우 고도의 용량을 입증한다. 본 발명에 유용한 초강력흡수성 겔화 중합체는 광범위한 크기, 모양 및/또는 구조를 가질 수 있다. 이러한 중합체는 최소 치수에 대한 최대 치수의 비가 크지 않은 입자의 형태(예를 들면, 입상, 편상, 암석분, 입자간 응집물, 입자간 가교결합된 응집물 등)일 수 있거나 섬유, 시트, 필름, 발포체, 적층물 등의 형태일 수 있다. 섬유상 형태의 초강력흡수성 겔화 중합체의 사용은 청소 작업시 입자에 비해 강화된 초강력흡수재의 보유를 제공하는 장점을 제공한다. 이들 용량이 일반적으로 수성계 혼합물에 대해 낮은 반면, 이러한 물질은 또한 이러한 혼합물에 대해 두드러진 흡수 용량을 입증한다. 특허 문헌에는 수팽윤성 물질에 대한 설명이 기술되어 있다. 참조 문헌: 1972년 6월 13일자로 공표된 미국 특허 제3,699,103호(Harper 등); 1972년 6월 20일자로 공표된 미국 특허 제3,770,731호(Harmon 등); 1989년 4월 19일자로 재공표된 재발행 특허 제32,649호(Brandt 등); 1989년 5월 30일자로 공표된 미국 특허 제4,834,735호(Alemany 등).
본 발명에 유용한 초강력흡수성 겔화 중합체는 유체를 다량 흡수할 수 있는 불수용성이나 수팽윤성인 각종 중합체를 포함한다. 이러한 중합체성 물질은 또한 통상적으로 "하이드로콜로이드"로서 언급되며, 카복시메틸 전분, 카복시메틸 셀룰로즈 및 하이드록시프로필 셀룰로즈와 같은 다당류; 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 에테르와 같은 비이온성 유형; 폴리비닐 피리딘, 폴리비닐 모르폴리니온 및 N,N-디메틸아미노에틸 또는 N,N-디에틸아미노프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 양이온성 유형, 및 이들 각각의 4급 염을 포함할 수 있다. 전형적으로, 본 발명에 유용한 초강력흡수성 겔화 중합체는 각종 음이온성 작용기, 예를 들면, 설폰산 및, 보다 전형적으로는 카복시 그룹을 갖는다. 본원에 사용하기 적합한 중합체의 예는 중합가능한 불포화 산-함유 단량체로부터 제조되는 중합체를 포함한다. 따라서, 이러한 단량체는 하나 이상의 탄소 대 탄소 올레핀 이중 결합을 함유하는, 올레핀 불포화 산 및 무수물을 포함한다. 보다 구체적으로, 이들 단량체는 올레핀 불포화 카복실산과 산 무수물, 올레핀 불포화 설폰산 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
일부 비산성 단량체는 또한 본원에 유용한 초강력흡수성 겔화 중합체의 제조시 일반적으로 소량으로 포함될 수 있다. 이러한 비산성 단량체는 예를 들면, 산-함유 단량체의 수용성 또는 수분산성 에스테르 뿐만 아니라, 카복실산 또는 설폰산 그룹을 전혀 함유하지 않는 단량체를 포함할 수 있다. 따라서 임의의 비산성 단량체는 카복실산 또는 설폰산 에스테르, 하이드록실 그룹, 아미드-그룹, 아미노 그룹, 니트릴 그룹, 4급 암모늄 염 그룹, 아릴 그룹(예를 들면, 스티렌 단량체로부터 유도된 것과 같은 페닐 그룹)과 같은 유형의 작용기를 함유하는 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 비산성 단량체는 익히 공지된 물질이고, 예를 들면, 참조로 인용된 문헌[참조: 1978년 2월 28일자로 공표된 미국 특허 제4,076,663호(Masuda 등) 및 1977년 12월 13일자로 공표된 미국 특허 제4,062,817호(Westerman)]에 상세히 기술되어 있다.
올레핀 불포화 카복실산 및 카복실산 무수물 단량체는 아크릴산 그 자체로 유형화된 아크릴산들, 메타크릴산, 에타크릴산, α-클로로아크릴산, a-시아노아크릴산, β-메타크릴산(크로톤산), α-페닐아크릴산, β-아크릴옥시프로피온산, 소르브산, α-클로로소르브산, 안겔산, 신남산, p-클로로신남산, β-스테릴아크릴산, 이타콘산, 시트로콘산, 메사콘산, 글루타콘산, 아코니트산, 말레산, 푸마르산, 트리카복시에틸렌 및 알레산 무수물을 포함한다.
올레핀 불포화 설폰산 단량체는 지방족 또는 방향족 비닐 설폰산, 예를 들어, 비닐설폰산, 알릴 설폰산, 비닐 톨루엔 설폰산 및 스티렌 설폰산; 아크릴 및 메타크릴 설폰산, 예를 들어, 설포에틸 아크릴레이트, 설포에틸 메타크릴레이트, 설포프로필 아크릴레이트, 설포프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필 설폰산 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산을 포함한다.
본 발명에 사용하기 위한 바람직한 초강력흡수성 겔화 중합체는 카복시 그룹을 함유한다. 이러한 중합체는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 부분 중화된 가수분해화 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 부분 중화된 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화 비닐 아세테이트-아크릴산 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 상기 공중합체중 거의 망상 가교결합된 중합체, 부분 중화된 폴리아크릴산, 및 부분 중화된 폴리아크릴산의 거의 망상 가교결합된 중합체를 포함한다. 이러한 중합체는 단독으로 또는 둘 이상의 상이한 중합체들의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 이러한 중합체 물질의 예는 문헌[참조: 미국 특허 제3,661,875호, 미국 특허 제4,076,663호, 미국 특허 제4,093,776호, 미국 특허 제4,666,983호 및 미국 특허 제4,734,478호]에 기술되어 있다.
초강력흡수성 겔화 중합체의 제조시 사용하기에 가장 바람직한 중합체 물질은 부분 중화된 폴리아크릴산의 거의 망상 가교결합된 중합체 및 이의 전분 유도체이다. 가장 바람직하게는, 하이드로겔-형성 흡수 중합체는 중화되고, 거의 망상 가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리(나트륨 아크릴레이트/아크릴산))을 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75% 포함한다. 망상 가교결합은 중합체가 실질적으로 불수용성이게 하고, 부분적으로 초강력흡수성 겔화 중합체의 흡수 용량 및 추출성 중합체 함량 특성을 측정한다. 이러한 중합체의 망상 가교결합 방법 및 전형적인 망상 가교결합제는 문헌[참조: 미국 특허 제4,076,663호]에 보다 상세히 기술되어 있다.
초강력흡수성 겔화 중합체는 바람직하게는 하나의 유형(즉, 균질성)이면서, 중합체의 혼합물은 또한 본 발명의 도구에 사용될 수 있다. 예를 들어, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체와 부분 중화된 폴리아크릴산의 거의 망상 가교결합된 중합체의 혼합물이 본 발명에 사용될 수 있다.
종전 기술 분야에 기술된 초강력흡수성 겔화 중합체가 모두 본 발명에 사용될 수 있는 반면, 초강력흡수성 겔화 중합체가 상당량(예를 들면, 흡수 구조물의 약 50중량% 이상) 흡수 구조물에 포함되는 경우, 특히 흡수층의 하나 이상의 영역이 영역의 약 50중량% 이상을 포함할 수 있는 경우, 팽윤된 입자에 의한 겔 차단 문제로 유속이 감속될 수 있고 이로 인해 목적하는 시간내에 충분한 용량까지 흡수될 수 있는 겔화 중합체의 성능에 악영향을 미칠 수 있는 것으로 최근 들어 확인되었다. 1992년 9월 15일자로 공표된 미국 특허 제5,147,343호(Kellenberger 등) 및 1992년 9월 22일자로 공표된 미국 특허 제5,149,335호(Kellenberger 등)에는 겔화 중합체가 0.3psi의 제한 압력하에 유체(0.9% 식염수)를 흡수하는, 하중하 흡수도(AUL)와 관련하여 초강력흡수성 겔화 중합체가 기술되어 있다. (상기 특허 각각에 대한 설명은 본원에 인용되어 있다.) AUL 측정방법은 상기 특허에 기술되어 있다. 본원에 기술된 중합체는 상대적으로 다량의 초강력흡수성 겔화 중합체의 영역을 함유하는 본 발명의 양태에서 특히 유용할 수 있다. 특히, 고농도의 초강력흡수성 겔화 중합체가 청소용 패드에 도입되는 경우, 이러한 중합체는 바람직하게는 1시간 후에 문헌[참조: 미국 특허 제5,147,343호]에 기술된 방법에 따라 측정시 약 24㎖/g 이상, 보다 바람직하게는 약 27㎖/g 이상의 AUL; 또는 15분 후에 문헌[참조: 미국 특허 제5,149,335호]에 기술된 방법에 따라 측정시 약 15㎖/g 이상, 보다 바람직하게는 약 18㎖/g 이상의 AUL을 가질 수 있다. 1994년 3월 29일자로 출원된, 통상 승인된 공계류 중인 미국 출원 제08/219,547호(Goldman 등) 및 1995년 4월 6일자로 출원된 제08/416,396호(Goldman 등)(둘 다 본원에 참조로 인용됨)에는 또한 겔 차단의 문제점이 소개되어 있으며 이러한 현상을 극복하는데 유용한 초강력흡수성 겔화 중합체가 기술되어 있다. 상기 출원들은 심지어 보다 높은 제한 압력, 구체적으로 0.7psi에서도 겔 차단을 방지하는 초강력흡수성 겔화 중합체를 구체적으로 기술하고 있다. 흡수층이 초강력흡수성 겔화 중합체를 다량(예를 들면, 영역의 약 50중량% 이상) 포함하는 영역을 함유하는 경우의 본 발명의 양태에서, 초강력흡수성 겔화 중합체가 상기 언급된 출원(Goldman 등)에서 기술된 바와 같은 것이 바람직할 수 있다.
또 다른 유용한 초강력흡수재는 문헌[참조: 1995년 11월 29일자로 출원된 통상 승인된 공계류 중인 미국 특허원 제08/563,866호(DesMarais 등) 및 1995년 2월 7일자로 공표된 미국 특허 제5,387,207호(Dyer 등)]에 기술된 것과 같은 친수성 중합체 발포체를 포함한다. 이러한 문헌에는 고도의 내상 유중수 유화제(통상 HIPE로 칭함)를 중합시킴으로써 수득되는 중합체성의 친수성 흡수 발포체가 기술되어 있다. 이러한 발포체는 즉시 조절되어 유체 처리능에 영향을 미치는 다양한 물리적 특성(공극 크기, 모세관 흡입, 밀도 등)을 제공한다. 이와 같이, 이러한 물질은 본 발명에 요구되는 총체적인 용량을 제공하는데 있어, 단독으로 또는 기타 상기 발포체와 배합하여 또는 섬유상 구조로 특히 유용하다.
초강력흡수재가 흡수층에 포함되는 경우, 흡수층은 바람직하게는 초강력흡수재를 흡수층의 약 15% 이상, 보다 바람직하게는 약 20% 이상, 보다 더 바람직하게는 약 25% 이상 포함할 수 있다.
흡수층은 또한 섬유상 물질로 이루어지거나 이를 포함할 수 있다. 본 발명에 유용한 섬유는 천연 섬유(개질되거나 개질되지 않음) 뿐만 아니라 합성 섬유를 포함한다. 적합한 미개질/개질 천연 섬유의 예는 면, 에스파르토 목초, 바가쎄, 켐프, 아마, 실크, 울, 목재 펄프, 화학적으로 개질된 목재 펄프, 황마, 에틸 셀룰로즈 및 셀룰로즈 아세테이트를 포함한다. 적합한 합성 섬유는 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴, 예를 들면 오르론(ORLON)R, 폴리비닐 아세테이트, 레이온(Rayon)R, 폴리에틸비닐 아세테이트, 불용성 또는 가용성 폴리비닐 알콜, 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌(예: 펄펙스(PULPEX)R)과 폴리프로필렌, 폴리아미드, 예를 들면, 나일론, 폴리에스테르, 예를 들면, 다크론(DACRON)R또는 코델(KODEL)R, 폴리우레탄, 폴리스티렌 등으로부터 제조될 수 있다. 흡수층은 천연 섬유만을, 합성 섬유만을, 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 혼화성 배합물을 포함할 수 있다.
본원에 유용한 섬유는 친수성 또는 소수성 섬유일 수 있거나, 친수성과 소수성 섬유 둘 다의 배합물일 수 있다. 상기된 바와 같이, 친수성 또는 소수성 섬유의 특정 선택법은 흡수층(및 다소 스크루버층)에 포함된 또 다른 물질에 따를 수 있다. 즉, 섬유의 특성은 청소용 패드가 필요한 유체 지연 및 총체적인 유체 흡수도를 나타내는 정도일 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 친수성 섬유는 셀룰로즈성 섬유, 개질된 셀룰로즈성 섬유, 레이온, 폴리에스테르 섬유, 예를 들면 친수성 나일론(하이드로필(HYDROFIL)R)을 포함한다. 또한 적합한 친수성 섬유는 소수성 섬유, 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유를 가수분해시킴으로써 수득될 수 있다.
적합한 목재 펄프 섬유는 크래프트 및 설파이드 방법과 같은 익히 공지된 화학적 방법으로부터 수득될 수 있다. 특히 이러한 목재 펄프 섬유를 이의 진귀한 흡수성으로 인해 사우던(southern) 연질 목재로부터 유도하는 것이 바람직하다. 이러한 목재 펄프 섬유는 또한 기계적 방법, 예를 들면, 쇄목, 정쇄기 기계적, 열기계적, 화학기계적 및 화학-열기계적 펄프 방법으로부터 수득될 수 있다. 재순환 또는 제2 목재 펄프 섬유 뿐만 아니라, 표백되거나 표백되지 않은 목재 펄프 섬유가 사용될 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 또 다른 유형의 친수성 섬유는 화학적으로 보강된 셀룰로즈성 섬유이다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "화학적으로 보강된 셀룰로즈성 섬유"는 건식 및 습식 조건 둘 다에서 섬유의 강연도를 증가시키는 위해 화학적 방법에 의해 보강된 셀룰로즈성 섬유를 언급한다. 이러한 방법은 화학적 보강제의 첨가를 포함할 수 있는데, 예를 들면, 섬유를 도포시키고/시키거나 함침시키는 방법이다. 이러한 방법은 또한 화학적 구조를 개선시킴으로써, 예를 들면, 중합체 쇄를 가교결합시킴으로써 섬유를 보강시킴을 포함할 수 있다.
섬유가 흡수층(또는 이의 구성 성분)으로서 사용되는 경우, 섬유는 임의로 열가소성 물질과 배합될 수 있다. 용융시, 이러한 열가소성 물질의 하나 이상의 부분은 전형적인 섬유간 모세관 구배로 인해 섬유의 교차점에 침투할 수 있다. 상기 교차점은 열가소성 물질을 위한 결합 부위가 된다. 냉각시, 이러한 교차점에서 열가소성 물질은 고형화되어 별도의 층 각각에서 섬유의 매트릭스 또는 웹을 함께 지탱시키는 결합 부위를 형성한다. 이는 청소용 패드를 부가적으로 완전 보존하는데 유리할 수 있다.
이러한 다양한 효과 중에서, 섬유 교차점에서의 결합은 총체적인 압축 모듈러스 및 수득된 열적 결합된 구성원의 강도를 증가시킨다. 화학적으로 보강된 셀룰로즈성 섬유의 경우, 원형 그대로 형성된 바와 같은 웹의 밀도 및 기본 중량을 유지시키면서, 열가소성 물질의 용융 및 이동은 또한 수득된 웹의 평균 공극 크기를 증가시키는 효과를 갖는다. 이는 개선된 유체 투과성으로 인한 유체로의 초기 노출시, 그리고 보강된 섬유가 습윤시 그 보강성을 유지시킬 수 있는 배합된 성능과 습윤 및 습식 압축시 섬유 교차점에서 결합된 채 잔존할 수 있는 열가소성물질의 성능으로 인한 후속적인 노출시, 열적 결합된 웹의 유체 획득성을 향상시킬 수 있다. 실제적으로, 보강된 섬유의 열적 결합된 웹은 그 원래의 총 용적을 보유하나, 열가소성 물질이 이미 차지한 용적계 영역이 개방되게 되어 평균 섬유간 모세관 공극 크기를 증가시키게 된다.
본 발명에 유용한 열가소성 물질은 입상, 섬유 또는 입상과 섬유의 배합물을 포함한 각종 형태를 띨 수 있다. 각종 섬유간 결합 부위를 형성할 수 있는 성능으로 인해 열가소성 섬유가 특히 바람직한 형태이다. 적합한 열가소성 물질은 층 각각의 제1 웹 또는 매트릭스를 포함하는 섬유에 집중적으로 손상을 끼치지 않을 수 있는 온도에서 용융될 수 있는 모든 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 열가소성 물질의 용융점은 약 190℃ 이하, 바람직하게는 약 75℃ 내지 약 175℃일 수 있다. 어떠한 경우에는, 당해 열가소성 물질의 용융점이 열적 결합된 흡수 구조물이 청소용 패드에 사용시 저장될 수 있는 온도 이상이어야 한다. 열가소성 물질의 용융점은 전형적으로 약 50℃ 이상이다.
열가소성 물질, 특히 열가소성 섬유는 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌(예를 들면, 펄펙스(PULPEX)R) 및 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 코폴리에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 코폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 상기 중합체들의 공중합체, 예를 들면, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 등을 포함한 각종 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있다. 수득되는 열적 결합된 흡수 구성원에 대한 목적하는 특성에 따라, 적합한 열가소성 물질은 친수성을 띠게 되는 소수성 섬유, 예를 들면, 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유를 포함한다. 소수성 열가소성 섬유의 표면은 비이온성 또는 음이온성 계면활성제와 같은 계면활성제로 처리하여, 예를 들면, 섬유에 계면활성제를 분무시키고, 섬유를 계면활성제에 침지시키거나 용융된 중합체 중 일부로서의 계면활성제를 열가소성 섬유의 제조시 포함시킴으로써 친수성을 띠게 할 수 있다. 용융 및 재고형화시, 계면활성제는 열가소성 섬유의 표면에 잔존하려는 경향이 있을 수 있다. 적합한 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 예를 들면, 브리즈(Brij)R76(제조원: ICI Americas, Inc. of Wilmington, Delaware) 및 상표명 페고스퍼스(Pegosperse)R(제조원: Glyco Chemical, Inc. of Greenwich, Connecticut)로 시판되는 각종 계면활성제를 포함한다. 비이온성 계면활성제 이외에, 음이온성 계면활성제가 또한 사용될 수 있다. 이러한 계면활성제는 열가소성 섬유에 열가소성 섬유 1㎠당, 예를 들어, 약 0.2 내지 약 1g의 양으로 도포될 수 있다.
적합한 열가소성 섬유는 단일 중합체(단일성분 섬유)로부터 제조될 수 있거나, 하나 이상의 중합체(예를 들면, 이성분 섬유)로부터 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "이성분 섬유"는 상이한 중합체로부터 제조된 열가소성 덮개에 둘러싸여진 하나의 중합체로부터 제조된 코어 섬유를 포함하는 열가소성 섬유를 의미한다. 덮개를 포함하는 중합체는 상이하고, 전형적으로 코어를 포함하는 중합체보다 낮은 온도에서 종종 용융된다. 그 결과, 이러한 이성분 섬유는 코어 중합체의 목적하는 강도 특성을 보유함과 동시에, 덮개 중합체의 용융으로 인한 열적 결합을 제공한다.
본 발명에 사용하기 적합한 이성분 섬유은 중합체 배합물, 예를 들면, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸비닐 아세테이트/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/폴리에스테르, 폴리프로필렌/폴리에스테르, 코폴리에스테르/폴리에스테르 등을 갖는 덮개/코어 섬유를 포함할 수 있다. 본원에 사용하기에 특히 적합한 이성분 열가소성 섬유는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르를 갖는 섬유 및 저급 용융 코폴리에스테르, 폴리에틸비닐 아세테이트 또는 폴리에틸렌 덮개(예를 들면, Danaklon a/s, Chisso Corp.로부터 시판되는 섬유, 및 Hercules로부터 시판되는 CELBONDR)이다. 이러한 이성분 섬유는 동심원이거나 이심원일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "동심원" 및 "이심원"은 덮개가 이성분 섬유의 횡단면적을 통해 동일하거나 동일하지 않은 두께를 갖는지의 여부를 의미한다. 이심원 이성분 섬유는 보다 얇은 섬유 두께에서 보다 가압적인 강도를 제공하는데 바람직할 수 있다.
열적 결합된 섬유상 물질의 제조방법은 1995년 7월 3일자로 출원된 공계류 중인 미국 출원 제08/479,096호(Richards 등, 특히 16 내지 20면 참조) 및 1996년 8월 27일에 공표된 미국 특허 제5,549,589호(Horney 등, 특히 칼럼 9 내지 10 참조)에 기술되어 있다. 상기 문헌 둘 다에 대한 설명은 본원에 참조로 인용되어 있다.
흡수층은 또한 "초강력흡수재"로서 상기 언급된 화합물의 고도의 흡수도를 갖지 않는, HIPE-유도된 친수성 중합체 발포체를 포함할 수 있다. 이러한 발포체 및 이의 제조방법은 1996년 8월 27일자로 공표된 미국 특허 제5,550,167호(DesMarais) 및 1995년 1월 10일자로 출원된 미국 특허원 제08/370,695호(Stone 등)(상기 문헌 둘 다에 대한 설명은 본원에 참조로 인용되어 있음)에 기술되어 있다.
청소용 패드의 흡수층은 균질한 물질, 예를 들면 셀루로즈성 섬유의 블렌드(임의로 열적 결합됨) 및 팽윤성 초강력흡수성 겔화 중합체로 이루어질 수 있다. 또는, 흡수층은 물질의 이산 층, 예를 들면, 열적 결합된 대기노출 물질의 층 및 초강력흡수재의 이산층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 셀룰로즈성 섬유의 열적 결합된 층은 초강력흡수재보다 낮게(즉, 바로 아래에) 위치(즉, 초강력흡수재와 스크루버 층 사이)할 수 있다. 가압하에 고도의 흡수 용량 및 유체의 보유를 수득하기 위해, 유체 흡수시 초기 지연을 제공함과 동시에 흡수층의 형성시 이러한 이산 층을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 흡수제는 흡수층의 보다 낮은 대부분의 양상만큼 덜한 흡수층을 포함함으로써 스크루버 층으로부터 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로즈성 섬유의 층은 초강력흡수재보다 낮게(즉, 바로 아래에) 위치(즉, 초강력흡수재와 스크루버층 사이에)할 수 있다.
바람직한 양태에서, 흡수층은 셀룰로즈 섬유의 열적 결합된 공기노출된 웹(Flint River, 제조원: Weyerhaeuser, Wa) 및 AL 열적 C(열가소제, 제조원: Danaklon a/s, Varde, Denmark) 및 팽윤성 하이드로겔-형성 초강력흡수 중합체를 포함할 수 있다. 초강력흡수 중합체는 바람직하게는 도입되어 이산 층을 스크루버 층으로부터 멀리 떨어진 흡수층의 표면 가까이에 위치시킨다. 바람직하게는, 예를 들어, (임의로 열적 결합된) 셀룰로즈 섬유의 박층은 초강력흡수성 겔화 중합체상에 위치하여 봉쇄를 강화시킨다.
B. 그 밖의 바람직한 스크루버 층
스크루버 층은 청소시 오염된 표면에 접촉하는 청소용 패드의 일부이다. 이와 같이, 스크루버 층으로서 유용한 물질은 충분히 내구성이어야 하므로 층이 청소 작업시 흠집없이 보존될 수 있다. 또한, 청소용 패드가 용액과 병용하여 사용되는 경우, 스크루버 층은 액체 및 오염물을 흡수할 수 있어야 하고, 상기 액체 및 오염물을 흡수층으로 방출시킬 수 있어야 한다. 이는 스크루버 층이 연속적으로 청소하고자 하는 표면으로부터 부가물을 제거할 수 있다는 점을 확실시 할 수 있다. 도구가 세정 용액과 사용(즉, 습식 상태)되거나 또는 세정 용액없이 사용(즉, 건식 상태)되는 경우, 스크루버 층은 입상 물질을 제거하는 것 외에, 또 다른 기능, 예를 들면, 청소하고자 하는 표면의 광택내기, 먼지 제거 및 무두질을 촉진시킬 수 있다.
스크루버 층은 단일층일 수 있거나, 층 중 하나 이상이 세분되어 오염된 표면의 스크루버 및 입상 물질의 흡수를 촉진시킬 수 있는 다중층 구조일 수 있다. 당해 스크루버 층은 오염된 표면을 통과하기 때문에 오염물(및, 사용된다면, 세정액)과 상호작용하고, 조잡한 오염물을 느슨하게 하고 유화시키며 패드의 흡수층으로 자유로이 통과하게끔 한다. 스크루버 층은 바람직하게는 거대 입상 오염물이 자유로이 패드의 흡수층으로 이동하게 하는 용이한 통로는 제공하는 입구(예를 들면, 틈)를 함유한다. 저밀도 구조는 입상 물질의 패드 흡수층으로의 이동을 촉진시키므로 스크루버 층으로서 사용하기에 바람직하다.
목적하는 완전성을 제공하기 위해, 스크루버 층에 특히 적합한 물질은 합성물질, 예를 들어, 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리에스테르, 폴리아미드, 합성 셀룰로즈사(예를 들면, 레이온R), 및 이들의 블렌드를 포함한다. 이러한 합성 물질은 카드화법, 스펀결합법, 용융취련법, 공기노출법, 바늘로 구멍뚫는 방법 등과 같은 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
C. 기타 부착층
본 발명의 청소용 패드는 또한 패드를 도구의 핸들 또는 바람직한 도구 중의 지지 헤드에 연결시키는 부착층을 가질 수 있다. 부착층은 흡수층이 패드를 핸들의 지지 헤드에 부착시키기에 적합하지 않은 경우, 도구에 필요할 수 있다. 부착층은 또한 청소용 패드의 상부 표면(즉, 핸들-접촉 표면)을 통해 유체 흐름을 제공하는 방법으로서 작용할 수 있고, 패드의 강화된 완전성을 추가로 제공할 수 있다. 흡수층을 스크루빙시킴과 동시에, 부착층은 상기 요구 조건이 총족되는한, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 부착층은 공지된 훅크 및 루프 기술을 사용하여 핸들의 지지 헤드에 기계적으로 부착될 수 있는 표면을 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 부착층은 핸들의 지지 헤드의 저부 표면에 영구적으로 고정되는 훅크에 기계적으로 부착가능한 하나 이상의 표면을 포함할 수 있다.
목적하는 유체 불투과성 및 부착능을 수득하기 위해, 예를 들어, 용융취련 필름 및 다공질의 부직포 구조를 포함하는 적층 구조를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 양태에서, 부착층은 스펀-결합된 폴리프로필렌의 2개의 층 사이에 위치하는 용융취련된 폴리프로필렌 필름의 층을 갖는 삼중층 물질이다.
D. 기타 바람직한 다중 평면
유체를 흡수할 수 있고 보유할 수 있는 청소용 패드의 성능이 경질 표면 세정능에 중요한 것으로 입증[참조 문헌: 1996년 11월 26일에 모두 출원되고 본원에 참조로 인용된, 공계류 중인 미국 특허원 제08/756,507호(Holt 등), 공계류 중인 미국 특허원 제08/756,864호(Sherry 등) 및 공계류 중인 미국 특허원 제08/756,999호(Holt 등)]됨과 동시에, 바람직한 수행은 청소용 패드의 총체적인 구조를 적절하게 정의내림으로써 성취될 수 있다. 특히, 필수적으로 편평 층 접착 표면(즉, 세정시 고형화 표면을 접촉시키기 위한 필수적으로 하나인 편평 표면)을 갖는 패드는 오염물이 앞쪽 모서리를 형성하지 않으려는 경향이 있고, 또한 세정액이 흡수층으로 이동되는 주요 지점이기 때문에 최상의 성능을 제공하지 않는다.
바람직한 패드는 세정시 여러 겹의 편평 표면을 제공하고 강화된 성능을 제공한다. 도면에서 도 2를 참조하면, 청소용 패드 100은 패드가 핸들에 느슨하게 부착되도록 하는 상부층 103을 갖는 것으로 지칭된다. 청소용 패드 100은 또한 통상 세정시 바닥 또는 기타 경질 표면에 접촉하는 100으로 지칭되는 저부 표면을 갖는다. 실제적으로 이러한 저부 표면 110은 실질적으로 편평한 표면인 112, 114 및 116 3개로 이루어진다. 지칭되는 바와 같이, 표면 112와 116에 상응하는 평면은 표면 114에 상응하는 평면을 가로지른다. 따라서, 패드 100이 부착되는 도구가 Yf로 지시되는 방향에서 잔여물로부터 제거되는 경우, 분획은 패드 100이 "진동(rock)"되어 저부 표면 112가 청소하고자 하는 표면과 접촉하도록 한다. Yf방향으로의 이동이 감소함에 따라, 연이어 저부 표면 114가 청소하고자 하는 표면에 접촉할 수 있다. 도구 및 패드가 Yb방향에서 잔여물로부터 제거됨에 따라, 분획은 패드 100이 진동되어 저부 표면 116이 연이어 청소하고자 하는 표면과 접촉하도록 한다. 이러한 세정 작업이 반복됨에 따라, 오염된 표면에 접촉된 패드의 일부는 지속적으로 변하게 된다.
본 출원인들은 바람직한 패드의 강화된 세정이 부분적으로 세정시 후방 및 전방 이동으로 인한 "리프팅" 작용에 기인한다고 여긴다. 특히, 한 방향으로의 청소 동작이 정지되고 도구에 가해지는 힘이 패드 100을 "진동"시켜 표면-접촉 편평 표면이 표면 112(또는 116)로부터 표면 114로 이동하는 경우, 오염물은 상향 이동된다.
본 발명의 청소용 패드는 심지어 청소 작업시 압력이 가해지는 동안에도 흡수된 유체를 보유할 수 있어야 한다. 이는 흡수된 유체의 "압착 제거"를 방지할 수 있는 청소용 패드의 성능 또는 역으로 가압하에 흡수된 유체를 보유할 수 있는 성능으로서 본원에 언급되어 있다. 가압 제거의 측정방법은 시험 방법 부분에 기술되어 있다. 간략하게, 시험은 0.25psi 압력에 적용되는 경우 유체를 보유할 수 있는 포화 청소용 패드의 성능을 측정한다. 바람직하게는, 본 발명의 청소용 패드의 압착 제거값은 약 40% 이하, 보다 바람직하게는 약 25% 이하, 보다 더 바람직하게는 약 15% 이하, 가장 바람직하게는 약 10% 이하일 수 있다.
Ⅱ. 세제 조성물
본 발명의 청소 도구는 세정액 역할을 하는 세제 조성물과 병용하여 사용된다. 초강력흡수재를 함유하는 도구에 대해 사용되어야 하는 세제 조성물은 용액이 초강력흡수재에 과부하되지 않으면서 청소할 수 있도록 충분한 세제를 필요로 하나, 성능에 영향을 주지 않더라도 약 0.5% 이상의 세제 계면활성제를 함유할 수는 없다. 따라서, 세제 계면활성제의 양은 약 0.01% 내지 약 0.5%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 0.45%, 보다 바람직하게는 약 0.2% 내지 약 0.45%이어야 하고, 용매를 포함하는 소수성 물질의 양은 약 0.5% 이하, 바람직하게는 0.2% 이하, 보다 바람직하게는 0.1% 이하이어야 하고, pH는 흡수 장해를 방지하기 위해 약 9.3 이상, 바람직하게는 약 10 이상, 보다 바람직하게는 약 10.3 이상이어야 하고 , 알칼리성은 바람직하게는 휘발성 물질에 의해 적어도 일부 제공되어 줄무늬/막 형성 문제를 방지할 수 있어야 한다. 세제 계면활성제는 바람직하게는 선형으로, 예를 들어, 분지화 및 방향족 그룹이 존재해서는 안 되고, 세제 계면활성제는 바람직하게는 상대적으로 수용성으로, 예를 들어, 탄소수가 약 8 내지 약 12, 바람직하게는 약 8 내지 약 11인 소수성 쇄를 가지며, 비이온성 세제 계면활성제의 경우, HLB가 약 9 내지 약 14, 바람직하게는 약 10 내지 약 13, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 12이다. 본 발명은 또한 유효량의 초강력흡수재를 포함하는 도구에 대해 지시에 따라 사용하기 위한 용기에, 및 임의로 도구 또는 적어도 초강력흡수재를 포함하는 제거가능한 패드를 포함하는 장치 중의 용기에 함유된 본원에 기술된 바와 같은 세제 조성물을 포함한다. 본 발명은 또한 조성물의 용도 및 오염된 표면의 청소에 영향을 미치는 초강력흡수재를 포함한 청소용 패드에 관한 것이다.
세제 조성물, (세정액)은 목적하는 알칼리 pH를 제공하는 알칼리성 물질인 하나 이상의 세제 계면활성제, 및 임의의 용매, 증강제, 킬레이트제, 거품 억제제, 효소 등을 포함하는 수성계 용액이다. 적합한 계면활성제는 음이온성, 비이온성, 쯔비터이온성 및 양이온성 계면활성제, 바람직하게는 탄소수가 약 8 내지 약 12, 바람직하게는 약 8 내지 약 11인 소수성 쇄를 갖는 음이온성 및 비이온성 세제 계면활성제를 포함한다. 음이온성 계면활성제의 예는 선형 알킬 설페이트, 알킬 설포네이트 등을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니다. 비이온성 계면활성제의 예는 알킬에톡시레이트 등을 포함한다. 쯔비터이온성 계면활성제의 예는 베타인 및 설포베타인을 포함한다. 양이온성 계면활성제의 예는 알킬앰포 글리시네이트 및 알킬 이미노 프로피로네이트를 포함한다. 상기 물질은 모두 시판 중이며, 문헌[참조: McCutcheon's Vol. 1: Emulsifiers and Detergents, North American Ed., McCutheon Division, MC Publishing Co., 1995]에 제시되어 있다.
적합한 용매는 옥시에틸렌 글리콜 및 옥시프로필렌 글리콜의 단쇄(예를 들면, C1-C6) 유도체, 예를 들면, 모노- 및 디-에틸렌 글리콜 n-헥실 에테르, 모노-, 디- 및 트리-프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 등을 포함한다. 소수성 용매의 양은 물에서의 용해도가 약 3% 이하, 보다 바람직하게는 약 2% 이하인 양이다.
적합한 증강제는 인 공급원, 예를 들면, 오르토포스페이트 및 피로포스페이트, 인이 아닌 공급원, 예르 들면, 니트릴로트리아세트산, S,S-에틸렌 디아민 디숙신산 등으로부터 유도된 것들이다. 적합한 킬레이트제는 에틸렌디아민테트라아세트산 및 시트르산 등을 포함한다. 적합한 발포 억제제는 실리콘 중합체 및 선형 또는 분지형 C10-C18지방산 또는 알콜을 포함한다. 적합한 효소는 리파제, 프로테아제, 아밀라제 및 오염물 분해의 촉매작용에 유용한 것으로 공지된 또 다른 효소를 포함한다. 이러한 성분들의 총량은 바람직하게는 약 0.1% 이하, 보다 바람직하게는 약 0.05% 이하로 낮아, 막 형성 스트리킹 문제를 방지한다. 바람직하게는, 조성물은 막 형성 스트리킹 문제를 일으키는 물질을 필수적으로 함유하지 않아야 한다. 따라서, 대부분의 완충작용에 대해 막 형성 및/또는 스트리킹을 일으키지 않는 알칼리성 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 적합한 알칼리성 완충제는 카보네이트, 비카보네이트, 시트레이트 등이다. 바람직한 알칼리성 완충제는 화학식 CR2(NH2)CR2OH(여기서, R은 각각 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 화합물의 총 탄소수는 3 내지 6이다)의 알칸올 아민, 바람직하게는 2-아미노, 2-메틸프로판올이다.
당해 도구에 대해 사용하기에 적합한 세정액은 바람직하게는 선형 알콜 에톡시레이트 세제 계면활성제(예를 들면, 네오돌(Neodol) 1-5R, 제조원: Shell Chemical Co.) 및 알킬설포네이트(예를 들면, 선형 C8설포네이트인 비오테르게(Bioterge) PAS-8s, 제조원: Stepan Co.)를 포함하여 세제 조성물 약 0.1% 내지 약 0.5%; 수산화칼슘, 탄산칼슘 및/또는 중탄산염 약 0 내지 약 0.2%, 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 0.01%; 휘발성 알칼리성 물질, 예를 들면, 2-아미노, 2-메틸프로판올 약 0.01% 내지 약 1%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 0.6%; 임의의 보조제, 예를 들면, 염료 및/또는 방향제; 탈이온화수 또는 연수 약 99.9% 내지 약 90%를 포함한다.
Ⅱ. 청소 도구
상기 기술된 세제 조성물은 바람직하게는
a. 핸들; 및
b. 유효량의 초강력흡수재를 함유하고, 각각의 표면이 청소하고자 하는 표면에 접촉하는 다수의 실질적으로 편평한 표면을 가지며, 보다 바람직하게는 길이와 폭을 가지며,
ⅰ. 스크루버 층; 및
ⅱ. 스크루버 층과 제2 층 사이에 위치(즉, 제1 층이 제2 층 아래에 위치)하며 제2 층보다 폭이 좁은 제1 층과 제2 층을 포함하는 흡수층을 포함하는 제거가능한 청소용 패드를 포함하는 표면 청소용 도구에 대해 사용될 수 있다.
바람직한 패드에 의해 제공되는 청소 수행의 중요한 양상은 청소 작업시 오염된 표면에 접촉하는 여러 겹의 편평 표면을 제공할 수 있는 성능과 관련된다. 대걸레와 같은 청소 도구와 관련하여, 이러한 편평 표면은 전형적인 청소 작업시(즉, 도구가 패드의 Y-차원에 실질적으로 평형인 방향 또는 폭으로 후방 및 전방 이동되는 경우), 편평 표면이 각각 청소용 패드의 "진동"으로 인해 청소하고자 하는 표면에 접촉하도록 제공된다. 본 발명의 이러한 양상 및 제공되는 이점은 도면을 참조하여 상세히 논의된다.
당해 기술 분야의 숙련인은 각종 재료를 사용하여 청구된 발명을 수행할 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 바람직한 재료가 각종 도구 및 청소용 패드 성분에 대해 다음에 기술되는 동안, 본 발명의 범주가 이러한 설명으로 제한되지 않는 것으로 인식된다.
a. 핸들
상기 청소 도구의 핸들은 청소 도구의 제어를 촉진시킬 수 있는 물질일 수 있다. 청소 도구의 핸들은 바람직하게는 실제적인 청소를 제공할 수 있는 연장된 내구성 물질을 포함할 수 있다. 핸들의 길이는 도구의 최종 용도에 의해 결정될 수 있다.
핸들은 바람직하게는 한 쪽 말단에 청소용 패드가 느슨하게 부착될 수 있는 지지 헤드를 포함할 수 있다. 사용 용이성을 촉진시키기 위해, 지지 헤드는 공지된 결합 부품을 사용하여 핸들에 선회하여 부착될 수 있다. 청소용 패드를 지지 헤드에 부착시키기에 적합한 수단을 청소용 패드가 청소 과정시 고정된 채 잔존하는 동안 사용할 수 있다. 적합한 고정 수단의 예는 클램프, 훅크와 로프(예를 들면, 벨크로(Velcro)R) 등을 포함한다. 바람직한 양태에서, 지지 헤드는 흡수성 청소용 패드의 상부층(바람직하게는 특정 부착층)에 기계적으로 부착할 수 있는 저부 표면상에 훅크를 포함할 수 있다.
유체 분산 수단을 포함하여, 바람직한 핸들은 도 1에서 언급되며 본원에 참조로 인용된, 1996년 11월 15일자로 출원된 공계류 중인 미국 특허원(V. S. Ping 등, Case 6383)에 충분히 기술되어 있다. 유체 분산 수단을 함유하지 않는 또 다른 바람직한 핸들은 도 1a 및 1b에 언급되어 있으며, 본원에 참조로 인용된 1996년 9월 23일자로 출원된 공계류 중인 미국 특허원(A. J. Irwin)(P＆G Case 6262)에 충분히 기술되어 있다.
b. 청소용 패드
상기 기술된 청소용 패드는 핸들에 부착되지 않거나 상기 청소 도구의 일부로서 사용될 수 있다. 따라서 청소용 패드는 핸들에 부착시킬 필요없이 제조될 수 있다, 즉 핸들과 병용하거나 표준 단독 제품으로서 사용될 수 있다. 이와 같이, 상기 기술된 바와 같은 임의의 부착층을 갖는 패드를 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 부착층을 제외하면, 패드 그 자체는 상기 기술된 바와 같다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "직접적 유체 전달"은 유체가 2개의 청소용 패드 성분 또는 층 사이(예를 들면, 스크루버 층과 흡수층)에서 실질적인 축적, 이송 또는 내재층에 의한 제한없이 신속하게 이동할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 티슈, 부직포 웹, 건축 접착제 등은 하나의 성분 또는 층에서 또 다른 성분 또는 층으로의 통과시 실질적으로 유체를 감퇴시키거나 제한시키지 않는한 "직접적 유체 전달"을 지속시키면서 2개의 특정 성분 사이에 존재할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "Z-차원"은 본 발명의 청소용 패드 또는 그 성분의 길이 및 폭에 대한 수직 차원을 의미한다. Z-차원은 통상적으로 청소용 패드 또는 패드 성분의 두께에 상응한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "X-Y 차원"은 청소용 패드 또는 그 성분의 두께에 대한 수직 평면을 의미한다. X 및 Y 차원은 통상적으로 청소용 패드 또는 패드 성분의 길이 및 폭에 각각 상응한다. 일반적으로, 청소용 패드가 핸들과 접합되어 사용되는 경우, 도구는 패드의 Y 차원에 평행한 방향으로 이동할 수 있다(하기의 도면 및 설명 참조).
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "층"은 제1 차원이 X-Y, 즉, 그 길이 및 폭에 따르는 청소용 패드의 구성원 또는 성분을 의미한다. 층이라는 용어를 반드시 물질의 단일층 또는 시트로 제한시킬 필요가 없음을 이해해야 한다. 따라서 층은 목적하는 유형의 재료의 몇몇 시트 또는 웹의 적층물 또는 배합물을 포함할 수 있다. 따라서, 용어 "층"은 용어 "층들" 및 "층진"을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "친수성"은 표면에 침착된 수성 유체에 의해 습윤가능한 표면을 언급하기 위해 사용된다. 친수성도 및 습윤도는 전형적으로 유체의 접촉각과 표면 장력 및 포함되는 고형 표면과 관련하여 정의된다. 이는 본원에 참조로 인용된 문헌[참조: the American Chemical Society publication entitled Contact Angle, Wettability and Adhesion, edited by Robert F. Gould(copyright 1964)]에 상세히 기술되어 있다. 표면은 유체와 표면 사이의 접촉각이 90° 이하인 경우 또는 유체가 표면을 가로질러 자발적으로 확산되는 경우(상기 두 가지 조건이 일반적으로 공존함), 유체(즉, 친수성)에 의해 습윤화되는 것으로 전해진다. 역으로, 표면은 접촉각이 90° 이상이고 유체가 표면을 가로질러 자발적으로 확산되지 않는 경우에는 "소수성"인 것으로 간주된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "스트림(scrim)"은 청소용 패드 스크루버 층의 표면-접촉면에 직물을 제공하고 청소용 패드의 흡수층으로의 유체의 목적하는 이동이 가능할 만큼 개방 정도가 충분한 내구성 물질을 의미한다. 적합한 물질은 연속적인 개방 구조를 갖는 물질, 예를 들면, 합성사 및 와이어 메쉬 스크린을 포함한다. 이러한 물질의 개방 면적은 메쉬를 포함하는 서로 연결된 실의 수를 다양화하거나 연결된 실의 두께를 조절함으로써 신속하게 조절될 수 있다. 또 다른 적합한 물질은 직물이 기질에 인쇄된 불연속적 패턴에 의해 제공되는 물질을 포함한다. 이러한 양상에서, 내구성 물질(예를 들면, 합성사)은 기질에 연속적 또는 불연속적 패턴, 예를 들면, 각각의 점들 및/또는 선들로 인쇄되어 목적하는 직물을 제공할 수 있다. 유사하게, 연속적 또는 불연속적 패턴은 이후에 스트림 역할을 할 수 있는 릴리스 물질에 인쇄될 수 있다. 이러한 패턴은 반복될 수 있거나 무작위적일 수 있다. 목적하는 직물을 제공하기 위한 상기된 하나 이상의 접근법을 병용하여 임의의 스트림 물질을 형성할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 스트림의 Z 방향의 높이 및 개방 면적 및 스크루버 기질 층이 보조하여 흡수성 코어 물질로의 액체의 흐름을 조절하거나 지연시킬 수 있다. 스트림의 Z 높이 및 스크루버 기질이 보조하여 액체 흡수 속도, 흡수 코어 물질로의 액체의 전달을 조절함과 동시에 세정 표면과 접촉하는 액체의 용적을 조절하는 방법을 제공한다.
본 발명의 목적에 있어서, 청소용 패드의 "상부"층은 청소하고자 하는 표면으로부터 상대적으로 보다 멀리 떨어진(즉, 도구와 관련하여 사용시 도구 핸들에 상대적으로 가까움) 층이다. 용어 "저부"층은 역으로 청소하고자 하는 표면에 상대적으로 가까운(즉, 도구와 관련하여 사용시 도구 핸들로부터 상대적으로 먼) 청소용 패드의 층을 의미한다. 이와 같이, 스크루버 층은 가장 저부의 층이고 흡수층은 스크루버 층과 비교시 상부층이다. 용어 "상부" 및 "저부"는 여러 겹의 층을 언급하는 경우(예를 들면, 스크루버 층이 이중층 물질인 경우) 유사하게 사용된다. 용어 "~의 위" 및 "~의 아래"는 청소용 패드의 두께에서 둘 이상의 물질의 비교 위치를 나타내기 위해 사용된다. 예를 들어, 물질 B가 물질 A보다 스크루버 층에 가깝게 위치하는 경우에 물질 A는 물질 B의 "위"에 존재한다.
본원에 사용되는 모든 %, 비 및 부는 달리 구체화되지 않는한 중량에 의한다.
Ⅲ. 청소용 패드의 또 다른 양태
조잡한 오염물 잔여물을 제거하고 세정 표면과 접촉하는 세정액의 양을 증가시킬 수 있는 패드의 성능을 강화시키기 위해, 스트림 물질을 청소용 패드로 도입시키는 것이 바람직할 수 있다. 스트림은 특히 사용시 패드에 압력을 가하는 경우, 패드의 스크루버 층에 조직감을 제공할 수 있는 내구성의 조잡한 물질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 스트림은 청소하고자 하는 표면에 최대한 가깝게 위치할 수 있다. 따라서, 스트림은 스크루버 층 또는 흡수층의 일부로서 도입될 수 있거나, 특정 층으로서 포함될 수 있거나, 바람직하게는 스크루버 층과 흡수층 사이에 위치할 수 있다. 한 가지 바람직한 양태에서, 스트림 물질이 청체적인 청소용 패드와 동일한 X-Y 차원인 경우, 스트림 물질을 도입시켜 세정시킬 표면에 확실히 직접 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이는 경질 표면을 가로질러 용이하게 이동될 수 있는 패드의 성능을 유지시킬 수 있고 사용되는 세정액의 불균일한 제거를 방지하는데 일조할 수 있다. 이와 같이, 스트림이 스크루버 층의 일부인 경우, 이는 이러한 성분의 상부층일 수 있다. 물론, 스트림은 동시에 스크루버 작용을 제공하기에 충분히 낮은 위치에 위치해야 한다. 따라서, 스트림이 흡수층의 일부로서 도입되는 경우, 이는 이의 저부층일 수 있다. 별도의 양태에서, 스트림이 세정시키고자하는 표면과 직접 접촉하도록 존재할 수 있을 정도로 스트림을 위치시키는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 스트림을 적절히 위치시키는 것에 대한 중요성은 스트림이 패드를 통한 유체 흐름을 현저하게 감퇴시키지 않는다는 점이다. 따라서 스트림은 비교적 개방된 웹이다.
스트림 물질은 조잡하고 개방된 조직의 웹을 제공하도록 제조될 수 있는 모든 물질일 수 있다. 이러한 물질은 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 폴리에스테르, 폴리아미드 등을 포함한다. 당해 기술 분야의 숙련인은 이러한 상이한 물질이 상이한 정도의 경도를 나타내는 것으로 인식한다. 따라서, 스트림 물질의 경도는 패드/도구의 최종 용도에 따라 조절될 수 있다. 스트림이 분산층으로서 도입되는 경우, 이러한 물질의 상업적 공급원이 시중에 유통 중이다(예를 들면, 디자인 번호 제VO1230호, 제조원: Conwed Plastics, Minneapolis, MN). 또한, 스트림은 본원에 참조로 인용된 문헌[참조: 1988년 5월 17일자로 공표된 미국 특허 제4,745,021호(Ping Ⅲ 등) 및 1988년 3월 29일자로 공표된 미국 특허 제4,733,774호(Ping Ⅲ 등)]에 기술된 바와 같이, 수지 또는 기타 합성 물질(예를 들면, 라텍스)을 기질에 인쇄함으로써 도입될 수 있다.
청소용 패드를 포함하는 각종 층은 세정 공정시 패드를 충분히 완전하게 하는 방법을 모두 사용하여 서로 결합될 수 있다. 스크루버 및 부착층은 기질 층에 결합될 수 있거나, 접착제의 균일하고 연속적인 층, 접착제의 정형화된 층 또는 접착제의 개별적인 선, 나선 또는 점의 배열의 사용을 포함한 각종 결합 방법에 의해 서로 결합될 수 있다. 또한, 결합 방법은 가열 결합, 가압 결합, 초음파 결합, 유동적 결합, 또는 당해 기술 분야에 공지된 바와 같은 기타 적합한 결합 방법 또는 이러한 결합 방법의 배합을 포함할 수 있다. 결합은 청소용 패드의 경계 주변(예를 들면, 스크루버 층과 임의의 부착층 및/또는 스트림 물질의 가열 밀봉), 및/또는 청소용 패드의 영역을 가로질러 존재하여 청소용 패드의 표면에 패턴을 형성할 수 있다. 청소용 패드의 층과 패드의 영역을 가로지르는 초음파 결합과의 결합은 완전성을 제공하여 사용시 이산 패드층의 차단을 방지할 수 있다.
본 발명의 청소용 패드를 언급하는 도면과 관련하여, 도 3은 스크루버 층 201, 부착층 203 및 스크루버층과 부착층 사이에 위치하는 흡수층 205를 포함하는 제거가능한 청소용 패드 200의 가시도이다. 청소용 패드 200은 다중층의 실질적으로 편평한 표면인 것으로 언급되지 않는다. 상기 언급된 바와 같이, 도 3이 층 201, 203 및 205를 각각 물질의 단일층으로서 언급하는 반면, 하나 이상의 상기 층은 둘 이상의 주름의 적층물로서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 바람직한 양태에서 스크루버 층 201은 제거된 폴리프로필렌의 주름이 2개진 적층물임과 동시에 저부층은 세분된다. 또한, 도 3에서 도시되지는 않았지만, 유체 흐름을 억제하지 않는 물질은 스크루버 층 201과 흡수층 203 사이 및/또는 흡수층 203 및 부착층 205 사이에 위치할 수 있다. 그러나, 스크루버와 흡수층이 실질적인 유체 전달이어서 청소용 패드의 목적하는 흡수도를 제공하는 것이 중요하다. 도 3이 패드 200을 X 및 Y 차원에서 크기가 동일한 패드 층을 모두 갖는 것으로써 언급되는 반면, 스크루버 층 201과 부착층 205는 흡수층보다 더커 층 201과 205가 패드의 경계 주위에서 서로 결합되어 완전성을 제공할 수 있는 것이 바람직하다. 스크루버 층과 부착층은 접착제의 균일한 연속적 층, 정형화된 접착제 층 또는 접착제의 개별적인 선, 나선 또는 점의 배열의 사용을 포함한 각종 결합 방법에 의해 흡수층에 결합되거나 서로 결합될 수 있다. 또한, 결합 방법은 가열 결합, 가압 결합, 초음파 결합, 유동적 기계적 결합 또는 기타 적합한 결합 방법 또는 당해 기술 분야에 공지된 바와 같은 이러한 결합 방법의 배합을 포함할 수 있다. 결합은 청소용 패드의 경계 주위 및/또는 청소용 패드의 표면을 가로질러 존재하여 스크루버층 201의 표면에 패턴을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 청소용 패드의 한 가지 양태인 흡수층 305의 발포된 가시도이다. 청소용 패드의 스크루버층 및 임의의 부착층은 도 4에 도시되지 않는다. 흡수층 305는 당해 양태에서 삼중 적층 구조로 이루어진 것으로 언급된다. 구체적으로 흡수층 305는 입상 초강력흡수 겔화 물질의 이산층으로 이루어진 것으로 보여지고, 307로서는 섬유상 물질의 2개의 이산층 306과 308 사이에 위치한 것으로 보여진다. 이러한 양태에서, 초강력 겔화 물질의 고농도 영역 307로 인해, 초강력흡수재가 상기 겔 차단을 나타내지 않는다. 특히 바람직한 양태에서, 섬유상 층 306 및 308은 각각 셀룰로즈성 섬유의 열적 결합된 섬유 기질일 수 있고, 저급 섬유층 308은 스크루버 층을 갖는 직접적 유체 전달시 존재할 수 있다(도시되지 않음). (도 307은 또한 섬유상 물질과 초강력 물질의 혼합물일 수 있으며, 이때 초강력 물질은 바람직하게는 층을 비교적 높은 중량%로 존재한다.) 또한, 폭이 동일한 것으로 언급됨과 동시에 바람직한 양태에서 층 306은 층 307보다 넓을 수 있고 층 307은 층 308보다 넓을 수 있다. 스크루버층과 부착층이 포함되는 경우, 이러한 배합은 본 발명의 다중의 실질적으로 편평한 표면을 갖는 패드를 제공할 수 있다.
도 5는 스크루버 층 401, 부착층 403 및 스크루버층과 부착층 사이에 위치하는 통상 404로 지칭되는 흡수층을 갖는 청소용 패드 400의 횡단면도(y-z 평편에 따름)이다. 흡수층 404는 3개의 개별적인 층 405, 407 및 409로 이루어진다. 층 409는 층 405보다 넓은 층 407보다 넓다. 또 다시, 이러한 흡수층 물질의 테이퍼링은 통상 411, 413 및 415로 지칭되는 다중 편평 표면을 제공한다. (토론의 목적에 대해, 표면 411은 패드가 도구에 부착되는 경우 청소용 패드 400의 전방 모서리로서 언급되고; 표면 413은 패드 400의 후방 모서리로서 언급된다.) 한 가지 양태에서, 층 405와 407이 고농도 초강력흡수재를 포함하는 반면, 층 409는 초강력흡수재를 거의 또는 전혀 함유하지 않는다. 이러한 양태에서, 층 405 및 407 중 하나 또는 둘 다는 초강력흡수재와 섬유상 물질의 균질한 블렌드로 이루어질 수 있다. 또한, 하나 또는 2개의 층은 이산층, 예를 들어, 초강력흡수 입자의 필수적으로 연속적인 층을 둘러싸는 섬유상 층으로 이루어질 수 있다.
필요한 것은 아니지만, 본 출원인들은 모서리 거의 전방 및 근방에서 초강력흡수 입자의 양을 감소시키거나 제거시키는 것이 바람직할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이는 초강력흡수재 없이 흡수층 409를 제조함으로써 패드 400에서 수행된다.
Ⅳ. 시험 방법
A. 가압하 수행
당해 시험으로 초기 제한 압력 0.09psi(약 0.6kPa)하에 피스톤/실린더 조립체에서 측면으로 제한되는 청소용 패드 1g당 탈이온화수의 흡수량 g을 측정한다. (청소용 패드 샘플의 조성에 따라, 시험 시간 중에 샘플이 물을 흡수하여 팽윤하므로 제합 압력은 다소 감소할 수 있다.) 당해 시험의 목적은 패드를 사용 조건(수평 흡상 및 압력)에 노출시키는 경우, 실제적인 시간 경과에 따라 유체를 흡수할 수 있는 청소용 패드의 성능을 평가하기 위한 것이다.
PUP 용량 시험을 위한 시험 유체는 탈이온화수이다. 이러한 유체는 거의 0에 가까운 수압에서 흡수 요구 조건하에 청소용 패드에 의해 흡수된다.
당해 시험에 적합한 장치 510은 도 6에 도시되어 있다. 이 장치의 한쪽 말단은 커버 514가 장착된 유체 저장소 512(예를 들면, 페트리 접시)이다. 저장소 512는 일반적으로 516으로 지칭되는 분석용 천칭상에 위치한다. 장치 510의 또 다른 말단은 일반적으로 518로서 지칭되는 미세 깔때기, 깔때기 518 내부에 꼭 들어맞는 일반적으로 520으로 지칭되는 피스톤/실린더 조립체 및, 깔때기 518상에 꼭 들어맞는 일반적으로 522로서 지칭되는 원통형 플라스틱 미세 깔때기로, 저부에서 개방되고 핀홀을 갖는 상부에서 폐쇄된다. 장치 510은 524 및 531a로 지칭되는 유리 모세관 튜빙, 531b로 지칭되는 굴요성 플라스틱 튜빙(예를 들면, 내부 직경 1/4 인치, 외부 직경 3/8인치, Tygon tubing), 정지 콕 조립체 526 및 538, 유리 튜빙 524와 531a에 접속시키기 위한 테플론(Teflon) 접속기 548, 550 및 552, 및 정지 콕 조립체 526과 538 부분으로 이루어진, 유체를 모든 방향으로 운송시키기 위한 시스템을 갖는다. 정지 콕 조립체 526은 주 유체 시스템 중의 3단 밸브 528, 유리 모세관 튜빙 530과 534, 및 저장소 512를 보충하고 미세 깔때기 518내 미세 디스크를 전방 제공하기 위한 유리 모세관 튜빙 532의 부분으로 이루어진다. 정지 콕 조립체 538은 유사하게 주 유체 라인 중의 3단 밸브 540, 유리 모세관 튜빙 542와 546, 및 시스템에 대한 배수관 역할을 하는 유리 모세관 튜빙 544의 부분으로 이루어진다.
도 7에 있어서, 조립체 520은 실린더 554, 556으로 지칭되는 컵 모양의 피스톤, 및 피스톤 556의 내부에 꼭 들어맞는 중량계 558로 이루어진다. 실린더 554의 저부 말단에 부착된 제400호 메쉬 스테인레스 강철 철막 559는 부착에 앞서 팽팽하게 이축 연신된다. 일반적으로 560으로 지칭되는 청소용 패드 샘플은 스크린 559와 접촉하는 표면-접촉(또는 스크루버) 층이 장착된 스크린 559상에 위치한다. 청소용 패드 샘플은 직경이 5.4cm인 원형 샘플이다. (샘플 560이 단일층으로서 지칭되는 반면, 샘플은 실제적으로는 샘플이 절단되는 패드에 모든 층이 함유되는 원형 샘플로 이루어질 수 있다.) 실린더 554는 투명 렉산(LEXAN)R막대(또는 상응물)로부터 구멍이 뚫리며, 벽면 두께가 약 5mm이며 높이가 약 5cm이면서 내부 직경은 6.00cm(면적=28.25㎠)이다. 피스톤 556은 테플론 컵의 형태이고 기계화되어 실린더 554에 거의 틈이 없이 꼭 들어맞는다. 원통형 스테인레스 강철 중량계 558은 기계화되거 피스톤 556내에 적당하게 들어맞고 제거시 용이하도록 상단에 핸들(도시되지 않음)이 장착된다. 피스톤 556과 중량계 558의 합한 중량은 145.3g으로, 면적 22.9㎠에 대한 압력 0.09psi에 상응한다.
장치 510의 성분은 10cm 유체유동안정학적 헤드하에 이를 통과하는 탈이온화수의 유량이 0.01g/㎠/초 이상인 정도로 규격화되며, 이때 유량은 미세 깔때기 518의 면적에 의해 정상화된다. 유량에 특히 영향을 미치는 요인은 미세 깔때기 518내 미세 디스크의 투과도, 및 유리 튜빙 524, 530, 534, 542, 546 및 531a와 정지 콕 밸브 528과 540의 내부 직경이다.
저장소 512는 0.1g/시 미만으로 이동시키면서 0.01g 이상으로 정확한 분석용 천칭 516상에 위치한다. 천칭은 바람직하게는 균형 민감도에 따라 (ⅰ) PUP 시험의 개시부터 예비 조정시간 간격으로 균형 중량을 관찰할 수 있고 (ⅱ) 0.01 내지 0.05g의 중량 변화에서 자동 초기화 설정될 수 있는 소프트웨어가 장착된 컴퓨터와 공유된다. 저장소 512에 유입되는 모세관 튜빙 524는 이의 저부 또는 커버 514에 접촉하면 안 된다. 저장소 512 중의 유체 용적(도시되지 않음)은 측정시 모세관 튜빙 524로 공기가 들어가지 않을 정도로 충분해야 한다. 측정 초기의 저장소 512 중의 유체 수위는 미세 깔때기 518내 미세 디스크의 상단 표면 하로 약 2mm이어야 한다. 이는 유체 소적을 미세 디스크에 위치시키고 저장소 512로의 이의 느린 역흐름을 중력학적으로 관찰함으로써 입증될 수 있다. 상기 양은 피스톤/실린더 조립체 520이 깔때기 518내에 위치하는 경우에 두드러지게 변해서는 안 된다. 저장소는 충분히 직경(예를 들면, 약 14cm)이 커서 약 40㎖의 회수 위치로 3mm 이하의 유체 높이내 변화를 일으킬 수 있어야 한다.
측정에 앞서, 조립체는 탈이온화수로 충전된다. 미세 깔때기 518 중의 미세 디스크는 전방 충전되어 갓 제조된 탈이온화수로 충전된다. 가능한한 정도로, 거품은 미세 디스크의 저부 표면 및 깔때기가 저장소에 연결된 시스템으로부터 제거된다. 다음의 공정은 3단계 정지 콕의 연속적 처리로 수행된다:
1. 미세 디스크상의 상부 표면상의 과량의 유체를 미세 깔때기로부터 제거한다(예를 들면, 부어낸다).
2. 저장소 512의 용액 높이/중량을 적정 양/값으로 조정한다.
3. 미세 깔때기 518을 저장소 512에 비해 정확한 높이로 위치시킨다.
4. 이어서 미세 깔때기 518을 미세 깔때기 커버 522로 도포시킨다.
5. 저장소 512 및 미세 깔때기 518을 스콥콕크 526과 538의 밸브 528과 540으로 개방 연결 위치에서 평형화시킨다.
6. 이어서 밸브 528과 540을 잠근다.
7. 이어서 밸브 540을 틀어 깔때기를 배출관 544로 개방시킨다.
8. 시스템이 당해 위치에서 5분간 평형화되도록 한다.
9. 이어서 밸브 540을 이의 근접 위치로 편향시킨다.
7 내지 9의 단계는 약 5cm의 적은수압 흡입으로 노출시켜 일시적으로 미세 깔때기의 표면을 "건조"시킨다. 이러한 흡입은 튜브 544의 개방 말단이 미세 깔때기 518 중의 미세 디스크의 수준 이하 약 5cm로 확장될 때 적용되고 탈이온화수로 충전된다. 상기 공정은 피스톤/실린더 조립체 520이 미세 깔ㄸㅒ기 518에 위치할 때 탄이온수의 예비흡수를 방지한다. 상기 공정에서 미세 깔때기로부터 배출하는 유체의 양(미세 깔때기 계수 중량 또는 "Wffc"로서 언급됨)은 피스톤/실린더 조립체 520 없이 20분간 PUP 시험(하기 참조)을 수행함으로써 측정된다. 필수적으로 상기 공정에 의해 미세 깔때기로부터 배출되는 유체는 모두 시험이 개시되는 경우 깔때기에 의해 매우 신속히 재흡수된다. 따라서, 이러한 보정 중량과 PUP 시험(하기 참조) 중에 저장소로부터 제거된 유체의 중량을 곱하는 것이 필요하다.
환저 절단 샘플 560은 실린더 554에 위치한다. 피스톤 556은 실린더 554로 세분되고 청소용 패드 샘플 560의 상단에 위치한다. 피스톤/실린더 조립체 520은 깔때기 518의 제1 위치의 상단에 위치하고 중량계 558은 피스톤 556으로 세분되며 깔때기 518의 산단은 이어서 미세 깔때기 커버 522로 도포된다. 천칭 판독을 안정성을 위해 점검한 후, 당해 시험을 밸브 528과 540을 열어 개시하여 깔때기 518과 저장소 512를 연결시킨다. 자동 개시와 함께, 깔때기 518이 유체를 재흡수함에 따라 데이타 수집을 즉시 시작한다.
데이타는 총 1200초(20분)에 걸친 시간 간격으로 기록된다. PUP 흡수 용량은 다음과 같이 측정된다:
t1200흡수 용량(g/g)=[Wr(t=0)-Wr(t=1200)-Wffc]/Wds
상기식에서,
t1200흡수 용량은 1200초 후의 패드의 g/g 용량이고,
Wr(t=0)은 개시 전의 저장소 512의 중량(g)이고,
Wr(t=1200)은 개시 1200초 후의 저장소 512의 중량(g)이고,
Wffc는 미세 깔때기 보정 중량이고,
Wds는 청소용 패드 샘플의 건조 중량이다.
이어서 샘플의 t30및 t90흡수 용량을 유사하게 측정하되, 단 Wr(t=30)및 Wr(t=900)(즉, 각각 개시 30초 및 900초 후의 저장소의 중량)가 상기 수학식에 사용된다. 샘플의 t30% 흡수도는 [t30흡수 용량]/[t1200흡수 용량]×100%로서 산출된다.
B. 압축 제거
사용시 압력에 노출되는 경우 유체를 보유할 수 있는 청소용 패드의 성능 및 이로 인해 유레의 "압축 제거"를 방지할 수 있는 성능은 본 발명의 또 다른 중요한 변수이다. "압축-제거"는 0.25psi(1.5kPa)의 압력하에 왓트만 여과지를 사용해 샘플로부터 블롯팅될 수 있는 전체적인 청소용 패드에서 측정된다. 압축 제거는 용량으로 수직 흡상을 통해(구체적으로, 스크루버 또는 표면-접촉 층으로 이루어진 패드의 표면으로부터의 흡상을 통해) 탈이온화수로 포화되는 샘플에서 제거된다. (포화 샘플을 수득하기 위한 한 가지 방법은 본원에 참조로 인용된 1995년 10월 13일자로 출원된 미국 출원 제08/542,497호(Dyer 등)의 수직 중력측정법으로서 기술된다.) 유체-함유 샘플은 별도의 압력을 적용시킬 수 있는 장치에, 바람직하게는 샘플의 표면을 가로질러 균일하게 분포된 압력을 제공할 수 있는 공기-충전 백을 사용함으로써 수직으로 위치한다. 압축 제거값은 습식 샘플의 중량당 손실된 시험 유체의 중량으로서 기록된다.
실시예 Ⅰ
선형 알콜 에톡시레이트 세제 계면활성제(네오돌 1-5R, 제조원: Shell Chemical Co.) 및 알킬설포네이트(선형 C8설포네이트인 Bioterge PAS-8s, 제조원: Stepan Co.)를 포함하는 세제 계면활성제 약 0.5%; 탄산칼슘 약 0.1%; 2-아미노, 2-메틸프로판올 약 0.5%; 염료 및 방향제를 포함한 보조제; 및 밸런스 탈이온화수를 함유하는 세제 조성물/용액을 바닥 표면에 도포시키고 상기된 바(유효량의 나트륨 폴리아크릴레이트, 바람직하게는 가교-결합된 나트륨 폴리아크릴레이트, 초강력흡수재 함유)와 같고 도면에 의해 예증된 바와 같은 도구로 제거한다. 그 결과, 바닥은 깨끗하다.
실시예 Ⅱ
성분 상표명 농도 % CAS#
C11 알킬 E05 네오돌 1-5 0.35 34398-01-1
C8 알킬 나트륨 설포네이트 위트코네이트 NAS-8 0.1 5324-84-5
방향제 0.015
K2CO3 0.01
2-아미노-2-메틸-1-프로판올 AMP-95 0.5 124-68-5
거품 억제제 다우 코닝 거품 억제제* 0.0025 *
탈이온화수 99.023 7732-18-5
pH=10.75
* 거품 억제제는 폴리에틸렌 글리콜 스테아레이트(4중량%, CAS# 9004993); 메틸화 실리카(2중량%, CAS# 67762907); 옥타메틸 사이클로테트라실록산(2중량%, CAS# 556672)을 함유한다.
전형적으로 약 0.0005 내지 약 0.02, 바람직하게는 약 0.001 내지 약 0.01, 보다 바람직하게는 약 0.002 내지 약 0.003의 유효량으로 거품 억제제는 바람직하게는 세라믹 표면에 얼룩 및 막 형성에 있어서의 기술적 향상을 제공한다. 이는 대걸레가 이동할 때마다 세라믹상의 그라우트 선이 거품을 생성하면서 약간의 얼룩을 형성하기 때문이다. 너무 과량의 거품이 생성되는 경우, 이는 건조되어 줄무늬가 될 수 있다. 또한, 소비자 연구에서 대걸레질시 바닥에 나타나는 거품은 일부 소비자들에 의해 막/줄무늬를 일으키는 것으로 인지됨이 드러났다.
대걸레질시 바닥의 거품을 감소시킴으로써 막/줄무늬를 남기지 않는 대신 기술적이고 인정받는 다양한 이점을 제공할 수 있다. 이점의 정도는 형성된 거품의 양 및 거품의 양이 특히 대걸레질시 어느 정도 조절되는가에 따른다.
공지된 거품 억제제를 사용할 수 있으나 실리콘 거품 억제제를 사용하는 것이 매우 바람직할 수 있는데, 이는 기존의 거품 억제제가 유효량 이상 사용되는 반면, 실리콘 거품 억제제는 매우 소량으로도 효과적이어서 요구되는 총 불수용성 물질을 감소시킬 수 있기 때문이다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 세제 계면활성제를 약 10% 이하 함유하고, 용매를 포함하는 소수성 물질의 양이 약 0.5% 이하이며 pH가 약 9 이상인, 초강력흡수재를 함유하는 패드가 장착된 도구에 대해 사용되는 세제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 세제 계면활성제의 양이 약 0.01% 내지 약 0.5%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 0.45%이고, 용매를 포함하는 소수성 물질의 양이 약 0.2% 이하, 바람직하게는 약 0.1% 이하이고, pH가 약 10 이상, 바람직하게는 약 10.3 이상인 세제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유효량의 거품 억제제를 함유하는 세제 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 거품 억제제의 양이 약 0.0005 내지 약 0.02, 임의로는 약 0.001 내지 약 0.01인 세제 조성물
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 거품 억제제가 실리콘 거품 억제제를 포함하는 세제 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 세제 계면활성제가 주로 선형 구조이고 직쇄의 음이온성 및 비이온성 세제 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 임의로 선택되는 세제 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 알칼리성이 임의로 화학식 CR2(NH2)CR2OH(여기서, R은 각각 수소 및 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 화합물의 총 탄소수는 3 내지 6이다)의 알칸올 아민일 수 있는 휘발성 알칼리제, 예를 들면, 임의로 2-아미노, 2-메틸프로판올에 의해 유효량 이상 제공되는 세제 조성물.
  8. 초강력흡수재를 함유하는 패드와 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따른 세제 조성물을 함유하는 도구를 포함하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 초강력흡수재를 함유하는 패드에 대해 지시에 따라 사용하기 위해, 용기에 존재하는 세제 조성물.
  10. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 따른 세제 조성물을 유효량으로 적용시키고 초강력흡수재를 포함하는 흡수 구조물에 대해 세제 조성물을 흡수시킴을 포함하는, 표면, 임의로 세라믹 표면의 청소방법.
KR1019997008589A 1997-03-20 1998-03-16 초강력 흡수재를 포함하는 청소 도구에 사용하기 위한 세제 조성물 및 청소 도구와 세제 조성물을 둘 다 포함하는 장치 KR20010005530A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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