TWI433661B

TWI433661B - 海綿產品

Info

Publication number: TWI433661B
Application number: TW96126413A
Authority: TW
Inventors: John W Armaly
Original assignee: John W Armaly
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2014-04-11
Also published as: TW200824630A; MX2007008738A; CN101224100A

Description

海線產品

本發明係關於清潔用具。更具體而言，本發明係關於家用清潔用具。甚至更具體而言，本發明係關於具有一研磨部分及一海綿部分二者之海綿。

正如熟悉本發明所屬技術之人士所習知，海綿及類似用具用於清潔幾乎各種環境(無論是工業或民用、家庭)中之臺面、槽池、碗狀物、汽車等。典型地，一海綿係一有孔材料(無論是天然的或是合成的)。近年來，已研製、出售一種具有一海綿部分及一研磨部分二者之整體清潔產品。

應不難理解，此種產品所面臨問題之一係不能夠有效地深入到角落及沿邊緣有效地洗擦及清潔。

先前技術已揭示若干產品，但其中任一者皆不能有效地清潔一邊緣或一角落。參見：例如，1934年7月10日頒予Miller之美國專利第1,966,101號；1971年10月12日頒予Belli之美國專利第3,611,469號；1975年1月24日頒予Guthrie之美國專利第3,861,993號及2003年4月8日頒予Pecaut之美國專利第D473,027號。

如隨後之詳細闡述，本發明藉由提供一種海綿產品來克服先前技術中之問題，該海綿產品提供一有孔部分及一研磨部分二者且可容易地伸入到角落及邊緣。

根據本發明，提供一種多表面海綿產品，其具有一經特別構形且相互接合以形成一整體組合件之有孔部分及研磨部分，該組合件呈一單元化可手握塊體或主體之形式且其在側立面或截面中呈一平行四邊形之形式。

該等有孔部分及研磨部分呈平行層之形式且每一部分具有對置側壁及一平行四邊形截面。該等部分或層藉由諸如一黏著劑而接合在一起且該等單獨平行四邊形截面經組合以形成其對置端具有角狀末端或楔狀物之一單個平行四邊形塊體，其中該等角狀末端及楔狀物由該平行四邊形塊體之相應傾斜表面形成。形成於各個層或部分上之傾斜表面彼此組合且共面。有孔層及研磨層之頂表面及底表面相互平行，彼此隔開，呈矩形形狀且界定可有效地與一工作表面之邊緣或角落接觸以洗擦該表面或僅清潔或觀察液體，此取決於使用該產品之哪一部分。

出於更加完全理解本發明之目的，請參考以下詳細闡述及附圖。在圖中，相同的參考字符在數個視圖中指代相同的部件，其中：

現參照圖式，圖式中描述一根據本發明之海綿產品10。較佳地，海綿產品10包含一有孔部分12及一研磨部分14，每一部分在側立面或截面中呈一平行四邊形主體之形式且部分12及14相接合以形成一整體塊體24，該塊體在側立面或截面中呈一具有一上表面20、下表面16、前側面23及後側面25及平面平行四邊形側壁26及28之平行四邊體之形式。表面16、20、23及25係大致平面且矩形形狀。

上表面20及下表面16大致相互平行且形成該海綿產品之外部清潔表面。研磨部分14之上表面20用於洗擦。較佳地，表面16及20相對地彼此靠近以提供一能夠伸入到難以清潔區域之低輪廓海綿主體。有孔部分12之下表面16用於較溫和清潔(其中該表面之品質係一關心問題)，且亦可用於吸收流體。術語頂及底及/或上及下係相對而言，其取決於當使用該海綿時如何對其定向。本文中將該等術語用作一描述圖式中結構之方法。

前側面23及後側面25大致相互平行且與上表面20及下表面16成一銳角θ。該等下表面與上表面16及20一起形成海綿10之對置端處之楔狀物。根據持握該海綿產品之方式及針對表面清潔及所起始用途而對有孔部分12及研磨部分14之定位，該前側面23可係後側面且該後側面25可係前側面。

側壁26及28係大致平面且相互平行且大致與表面20、25、16及23成一直角，此形成塊體24之平行四邊形。在某些應用中，側壁26及28可與表面20及16成一銳角且在側立面或截面中形成一平行四邊形。

有孔部分12具有下表面16及上表面18，橫向隔開之側壁26a及28a，及前壁23a及後壁25a。

研磨部分14具有上表面20及底表面22，橫向隔開之側壁26b及28b，及前壁23b及後壁25b。

藉由任一適當方法(諸如音波銲接、膠黏、火焰層合或類似方法)將表面18及22接合在一起以形成一呈平行四邊形塊體24形式之整體產品。如此接合後，側壁26由側壁26a及 26b形成，側壁28由側壁28a及28b形成，前側面23(或楔狀物)由壁部分23a及23b形成且後側面25(或楔狀物)由壁部分25a及25b形成。如圖式中所示，當部分12與14接合後，有孔部分12之壁23a、26a、25a及28a及研磨部分14之壁23b、26b、25b及28b形成大致連續之平面表面。

如圖式中所示，該平行四邊形之前壁23及後壁25係傾斜且相對於下表面16及上表面20成一銳角θ。角θ小於90°且依據應用，角θ介於35°至70°之間，且較佳地，如圖式中所示，約60°。

除此之外，如此接合於平行四邊形塊體24中之海綿產品10之海綿及部分或層12及14形成複數個邊緣12a、12b、12c、12d及14a、14b、14c、14d。海綿產品10及有孔部分12及研磨部分14之各個邊緣可有效地接觸一表面之一邊緣或角落以藉由該研磨部分洗擦該表面或透過該有孔部分簡單地清潔或吸收流體。

較佳地，可根據需要，將該海綿之尺寸設計成使一使用者能夠緊握該海綿之側壁26及28並操縱主體24。

該有孔或海綿型部分通常包含一聚胺基甲酸酯發泡體且更具體而言，一開孔親水性聚胺基甲酸酯發泡體。此等發泡體之實際製造在該項技術中已眾所習知。

例如，在美國專利第6,841,586及6,855,741號中即揭示製造基於聚酯型多元醇之有用聚胺基甲酸酯發泡體，該申請案之揭示內容以引用的方式併入本文中。典型地，此等發泡體利用適當聚酯型多元醇，諸如彼等藉由使一二羧酸及/或一羧酸與過量二元醇及/或多羥基醇反應所產生之聚酯型多元醇，例如，己二酸、戊二酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸或酐及/或脂肪酸(亞油酸、油酸及其他類似酸)與二甘醇、乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,4－丁二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷及/或異戊四醇反應。此等多元醇之實例係可自Inolex Chemical公司獲得之LEXOREZ 1102－50或LEXOREZ 1102－60或可自Crompton公司獲得之FOMREZ 50或FOMREZ 60。其他適當聚酯型多元醇可藉由使一內酯與過量二元醇反應來製備，諸如，己內酯與丙二醇。參見美國專利第4,331,555號中對適當聚酯型多元醇之進一步論述，該專利之揭示內容以引用的方式併入本文中。

然而，一般而言，此等聚酯型聚胺基甲酸酯發泡體藉由使一親水性聚酯型多元醇與一多異氰酸酯反應來製備。親水性酯多元醇通常係聚乙二醇與己二酸反應之產物。實例係來自Crompton之FOMREZ 45及來自Inolex Chemical公司之LEXOREZ 1105－HV2。

多元醇之"羥基值"係可供反應之反應性羥基量之一量度。該值被報告為等價於一克試樣中所存在羥基之氫氧化鉀毫克數。多元醇之"官能度"被定義為每個分子之羥基位點平均數。較佳地，通常用於形成發泡體之聚酯型多元醇具有一介於20至150範圍內、更佳地介於40至100之範圍內且最佳地介於50至60之範圍內之羥基值。

術語"多異氰酸酯"具體而言係指先前已提議用於製備聚胺基甲酸酯發泡體之異氰酸酯。"多異氰酸酯"包括二－及多異氰酸酯及多元醇預聚物及具有可與額外多元醇反應之過量異氰酸酯基團之多異氰酸酯。所用多異氰酸酯量通常以術語"指數"表達，其係指與存在於該反應混合物中之所有活性含氫化合物反應所需的異氰酸酯之實際量乘以100。就大多數發泡體應用而言，該異氰酸酯指數介於約75至140之範圍內。

聚酯型聚胺基甲酸酯發泡體係藉由此項技術中已眾所習知之任一適當有機多異氰酸酯(包括，例如己二異氰酸酯、苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(TDI)、及4,4'－二苯甲烷二異氰酸酯(MDI))來製備。適用的亞甲基二異氰酸酯係二苯基甲烷二異氰酸酯及多亞甲基多苯基異氰酸酯之摻合物(有時稱作"MDI"或"聚合MDI")。該MDI摻合物可含有二苯基甲烷4,4'二異氰酸酯，及2,2'－及2,4'－異構體，及較高分子量寡聚物，且其具有一自約2.1至2.7(較佳約2.1至2.5)之異氰酸酯官能度。較佳地，該異氰酸酯選自2,4－及2,6－甲苯二異氰酸酯之一市售混合物。一眾所習知之市售甲苯二異氰酸酯係TD80，其係一80% 24－甲苯二異氰酸酯與20% 26－甲苯二異氰酸酯之摻合物。依據該調配物之多元醇OH含量及含水量，以重量計，多異氰酸酯通常按每100份多元醇中20至90份多異氰酸酯之水平來使用。

亦可於該發泡體形成組合物中使用一種或多種表面活性劑。該等表面活性劑降低總體表面張力，促進氣泡成核，穩定上升泡孔結構，乳化不相容成分且對所形成發泡體之親水性具有某種作用。通常用於聚胺基甲酸酯發泡體之表面活性劑係聚矽氧烷－聚環氧烷共聚物，以重量計，其通常按每100份多元醇中約0.5至3份之水平來使用。在本發明中，較佳地每100份多元醇中使用1.0至3.0份表面活性劑(以重量計)。可使用可基於例如有機物或聚矽氧(諸如FOMREZ M66－86A(Witco)及L532(OSi Specialties))之表面活性劑來穩定該泡孔結構，充當乳化劑及幫助混合。最佳地，該表面活性劑係一聚矽氧開孔表面活性劑，其濃度為每100份多元醇中1.5至2.5份(以重量計)。

觸媒用於控制水－多異氰酸酯(氣體形成或發泡)及多元醇－多異氰酸酯(膠凝)反應之相對速率。觸媒可係一單獨組份，或在大多數情況下係一兩種或多種化合物之混合物。用於生產聚胺基甲酸酯發泡體之較佳觸媒係有機錫鹽或三級胺。已知胺觸媒對水－多異氰酸酯反應具有一較大作用而有機錫觸媒對多元醇－多異氰酸酯具有一較大作用。如熟知此項技術者所瞭解，觸媒用量取決於所用調配物及觸媒類型。

適當胺基甲酸酯觸媒係彼等所屬領域技術人員所熟知之觸媒，其包括三級胺，諸如三伸乙基二胺、N－甲基咪唑、1,2－二甲基咪唑、N－甲基嗎啉、N－乙基嗎啉、三乙胺、三丁級胺、三乙醇胺、二甲乙醇胺及雙二甲基胺基二乙醚；及有機錫，諸如辛酸亞錫、醋酸亞錫、油酸亞錫、月桂酸錫、二月桂酸二丁基錫及二丁基錫雙(己酸2－乙基酯)及其他此種錫鹽。其他有用觸媒包括2－乙己酸錫、萘酸錫、辛酸錫及諸如此類。可單獨或組合使用該等觸媒，且當一種胺與一有機金屬化合物或一金屬有機酸鹽一起使用時可更加有效。觸媒應佔反應混合物重量的約0.0001%至約5%。

在本發明中可用作觸媒之其他有用胺包括：例如，三烷基胺(諸如三亞乙基胺、N,N,N',N'－四甲基－1,3－丁二胺)、胺基醇(諸如二甲基乙醇胺)、酯胺(諸如羥乙基胺、羥乙基二胺、己二酸雙二乙基乙醇胺、三伸乙基二胺)、環己基胺衍生物(諸如N,N－二甲基環己基胺)、嗎啉衍生物(諸如N－甲基嗎啉)及哌嗪衍生物(諸如N,N'－二乙基－2－甲基哌嗪、N,N'－雙(2－羥基丙基－2－甲基哌嗪)、雙(2,2'－二甲胺基乙基)醚及諸如此類)。

包括1,3,5－叁(3－二甲基胺基丙基)－1,3,5－三嗪、雙(3－二甲基胺基丙基)甲基胺、乙酸鉀、辛酸鉀及DBU在內之觸媒及美國專利第5,539,011號之使用方法係例示性且在此以引用的方式併入本文中。

較佳地，水係單一發泡劑以藉由與異氰酸酯反應而產生二氧化碳。水通常以重量計每百份多元醇約0.1至約10份(pphp)、較佳地介於約2至約8份(pphp)、更佳地介於約3至約6.5份(pphp)、最佳地介於約3.5至約5.8份(pphp)之比重使用。當發泡體指數低於100時，化學計量過量之水藉由蒸發而發泡，且冷卻發泡體，且不參與產生二氧化碳之反應。

在柔性聚胺基甲酸酯發泡體中將水用作發泡劑可增加所形成發泡體之堅固度。一柔軟、柔性、塑化水發泡聚胺基甲酸酯發泡體組合物可藉由將選自由鄰苯二甲酸酯、磷酸酯類及苯甲酸鹽組成之組群之一增塑劑添加於反應化合物中而由一多元醇與甲苯二異氰酸酯之反應產生。本發明所用增塑劑類型闡述於美國專利第5,624,968號中，該申請案之揭示內容以引用的方式併入本文中。

業內習用之其他發泡劑可在本發明中使用，諸如氟碳化合物，其包括三氯氟甲烷、二氯甲烷、甲基氯仿及丙酮。雖然惰性發泡材料量可介於約0至約30 pphp範圍內，但通常一般可使用介於約0至約8 pphp之間、典型地介於約0至約5 pphp之間、更典型地介於約1至約3 pphp之間的惰性發泡材料量商業上可接受的發泡體。

可形成一雙孔結構以複製天然海綿之外觀。可將用於形成一雙孔結構之材料添加於該發泡體形成混合物。此等材料包括蓖麻油酸衍生物、硬脂酸、乙酸及低熔點蠟。此等材料在所形成發泡體結構中產生大於普通孔之孔隙。若使用該雙孔添加劑，較佳地，其添加量為每100份多元醇中0.04至0.21份。

可使用的增塑劑包括鄰苯二甲酸酯增塑劑，諸如，例如鄰苯二甲酸烷基芳基酯或鄰苯二甲酸烷基苄基酯(包括鄰苯二甲酸丁基苄基酯)，較佳地其中烷基具有一7至9個碳原子之碳鏈的鄰苯二甲酸烷基苄基酯，Texanol.RTM.苄基鄰苯二甲酸酯(其係2,2,4－三甲基1－1,3－戊二醇－單丁酸酯苄基鄰苯二甲酸酯)、鄰苯二甲酸烷基苯基酯；對稱及不對稱鄰苯二甲酸二烷基酯，其包括鄰苯二甲酸二異壬基酯、酞酸二異癸基酯、鄰苯二甲酸二辛基酯、鄰苯二甲酸二－正丁基酯、鄰苯二甲酸二辛基酯、鄰苯二甲酸二己基酯、鄰苯二甲酸二庚基酯、鄰苯二甲酸丁基辛基酯、線性鄰苯二甲酸二烷基酯(其中烷基係具有7至11個碳原子之獨立碳鏈)及鄰苯二甲酸丁基環己基酯；磷酸酯增塑劑，諸如，例如磷酸2－乙基己基酯二苯基酯、磷酸二苯基異癸基酯、混合磷酸二苯基十二基酯及十四基酯、磷酸三辛基酯、磷酸三丁基酯、磷酸丁苯基二苯基酯、及異丙基化磷酸三苯基酯；及苯甲酸酯增塑劑，諸如，例如Texanol.RTM苯甲酸酯(其係2,2,4－三甲基－1,3－戊二醇－單丁酸酯苯甲酸酯)、苯甲酸乙二醇酯、二苯甲酸丙二醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯及二苯甲酸三丙二醇酯。

此外，可將交聯劑/延長劑加入該發泡體調配物。本文中所用術語"交聯劑"意欲包括一般習知作為交聯劑之化合物及一般習知作為鏈延長劑或簡單延長劑之化合物二者。交聯劑係含有兩個或多個異氰酸酯反應性基團(諸如羥基、一級胺及二級胺)之化合物。

有效的鏈延長劑可來自糖類化合物，其經證明通常係一有效及較佳之類別。此類別包括山梨醇、蔗糖、甘露醇、核糖、木糖醇、乳糖及果糖。山梨醇及甘露醇更佳。該等化合物不能溶解於增塑劑但其通常可溶於水，且因此可容易地被加入水發泡發泡體組合物中。

0.5 pphp之多胺4,4'－亞甲基－雙(3－氯－2,6－二乙基苯胺)(MCDEA)及胺端基聚氧化烯烴(諸如JEFFAMINE.RTM.T－403(Huntsman Co.))均係有效。此外，可使用鏈烷醇胺，諸如三乙醇胺、二乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙醇胺、第三丁基甲苯二胺、二胺基烷、二乙基甲苯二胺及氯二胺基苯。

出於在生產過程中減少問題或提供所期望聚胺基甲酸酯產品性質之目的，可視情況在生產過程中添加其他材料。其他添加劑有填充劑(包括重新研磨之聚胺基甲酸酯發泡體、碳酸鈣、硫酸鋇及諸如此類)、UV穩定劑、阻燃劑、抑菌劑、開孔劑、染料及抗靜電劑。亦期望包括穩定劑及抗氧化劑，諸如受阻胺光穩定劑及苯并三唑。

可包括一開孔劑，諸如一當量重量大於約200且羥基官能度為兩或更大之聚氧化乙烯單醇或多元醇。例如，一開孔劑係一分子量約990 gms/莫耳、當量重量為約330之丙三醇之聚氧化乙烯加合物。該開孔劑之存在量應為約0.001至約20 pphp。

可將固體穩定聚合物及其他添加劑(包括在此項技術中已習知之阻燃劑、著色劑、染料及抗靜電劑)與本發明之調配物一起使用。列於美國專利第4,950,694號中之彼等添加劑係示例性且在此以引用的方式併入本文中。

亦可使用其他填充劑及添加劑，諸如脂族多羥基化合物及不飽和羧酸酯。實例係丙烯酸，諸如，二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、二丙烯酸異戊四醇酯、三丙烯酸異戊四醇酯、四丙烯酸異戊四醇酯、四丙烯酸二異戊四醇酯、五丙烯酸二異戊四醇酯、六丙烯酸二異戊四醇酯、八丙烯酸三異戊四醇酯、二丙烯酸甘油酯；甲基丙烯酸酯，諸如，二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸異戊四醇酯、三甲基丙烯酸異戊四醇酯、四甲基丙烯酸異戊四醇酯、二甲基丙烯酸二異戊四醇酯、三甲基丙烯酸二異戊四醇酯、四甲基丙烯酸二異戊四醇酯、八甲基丙烯酸三異戊四醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4－丁二醇酯、四甲基丙烯酸山梨糖醇酯及諸如此類；衣康酸酯，諸如，二衣康酸乙二醇酯、二衣康酸丙二醇酯、二衣康酸1,2－丁二醇酯、二衣康酸丁二醇酯、三衣康酸異戊四醇酯及諸如此類；巴豆酸酯，諸如，二巴豆酸乙二醇酯、二巴豆酸二乙二醇酯、四巴豆酸異戊四醇酯及諸如此類；及馬來酸酯，諸如，二馬來酸乙二醇酯、三二馬來酸乙二醇酯、二馬來酸異戊四醇酯及諸如此類。

可將一抗氧化劑，諸如一受阻酚(亦即IRGANOX.RTM.1010(Ciba－Geigy))、一有機亞磷酸酯或二者添加至含有增塑劑之組合物。有益地，亦可添加穩定劑(諸如四丁基環己基二胺)。

有益地，交聯劑/延長劑改善低指數發泡體之完整性，同時，增塑劑提供良好手感及物理性質以及對氣流及回彈性質之改善。

較佳地，本產品之研磨部分係一網狀發泡體產品。此等網狀發泡體產品已眾所習知且市面有售。通常，此等網狀發泡體產品包含一網狀聚胺基甲酸酯發泡體。

在製備該等網狀研磨發泡體時，典型地，在一適當成網劑(諸如二甲亞碸、二甲基乙醯胺、甲醯胺、二甲基甲醯胺、II－吡咯酮及I－甲基II－吡咯烷酮)存在下實施一慢熔化。此等成網劑在冷凍乾燥過程中導致海綿材料受控制熔化。

此外，可將基於聚醚型多元醇之疏水性聚胺基甲酸酯發泡體用於其中之網狀及非網狀部分二者。此等洗滌及海綿組合產品揭示於先前技術中，諸如於美國專利第3,861,993號中，該申請案之揭示內容以引用的方式併入本文中。

在實施本發明時，在本發明中使用的一種特別佳聚胺基甲酸酯發泡體係由Armaly Brand Products以商標Estracell銷售者。Estracell係一合成聚胺基甲酸酯聚酯型聚胺基甲酸酯發泡體，其不支持細菌生長，因此為該產品提供一較長使用壽命。

應進一步注意，在實施本發明中，其海綿或基礎部分可係一纖維質材料，且研磨部分可係一藉由黏結或火焰層合至該纖維質或纖維素部分之不織纖維。

代表性研磨材料包括：例如，聚酯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、加入及未加入氧化鋁之尼龍等等。

一特別佳之產品包含一聚胺基甲酸酯海綿部分及一藉由火焰層合、擠壓或一適當黏著劑黏附於該海綿部分之不織纖維尼龍研磨材料。

闡述於上文中之海綿產品10為使用者提供一種多表面洗擦海綿產品，其具有一低輪廓形狀及可深度伸入到難以到達之角落及縫隙並清潔表面之間的異形及過渡部分之相反定向楔狀物。有孔部分12及研磨部分14可被認為是多表面洗擦材料，其可經設計以清潔大多數表面且特別有利於清理難以觸及之位置，諸如一爐上、一槽池周圍、浴室及家庭周圍所發現之其他難以清潔之位置。在一使用ESTRACELL®之應用中，研磨部分14提供一重載強洗擦表面，其可自鑄鐵深鍋及平底鍋上清除燒灼食物及油脂。有孔或海綿側部分12伸入且容易地擦拭並清洗掉污垢及食物斑跡且亦可用在不黏烤架頂部上。

自前述中應瞭解，在本文中已闡述一種可達成有效清潔邊緣或角落之清潔裝置。

至此，本發明已闡釋完畢。

10‧‧‧海綿產品

12‧‧‧有孔部分

12a‧‧‧邊緣

12c‧‧‧邊緣

12d‧‧‧邊緣

14‧‧‧研磨部分

14a‧‧‧邊緣

14b‧‧‧邊緣

14c‧‧‧邊緣

14d‧‧‧邊緣

16‧‧‧下表面

18‧‧‧上表面

20‧‧‧上表面

22‧‧‧底表面

23‧‧‧前側面

23a‧‧‧前壁

23b‧‧‧前壁

24‧‧‧整體塊體

25‧‧‧後側面

25a‧‧‧後壁

25b‧‧‧後壁

26‧‧‧側壁

26a‧‧‧側壁

26b‧‧‧側壁

28‧‧‧側壁

28a‧‧‧側壁

28b‧‧‧側壁

θ‧‧‧角

圖1係一根據本發明之海綿產品之透視圖；圖2係圖1中所示海綿產品之俯視平面圖；且圖3係圖1中所示海綿產品之側視圖。