与具有一种超级吸收材料的清洁用具一起使用的洗涤剂组合物和包括这二者的成套用具的制作方法

专利名称：与具有一种超级吸收材料的清洁用具一起使用的洗涤剂组合物和包括这二者的成套用具的制作方法
技术领域：
本发明涉及与具有一种超级吸收材料的清洁用具一起使用的洗涤剂组合物，这种超级吸收材料用于从硬表面上除去污。本申请尤其涉及包括可拆卸吸收清洁垫的清洁用具，优选将其设计成便于提供多个清洁表面。
背景技术：
本文充分提供能够清洗诸如瓷砖地板、硬木地板、吊顶(countertops)等之类硬表面的产品。就清洗地板来说，描述了很多装置，它们包括手柄和某些用来吸收流体清洁组合物的装置。这样一些装置包括那些可以重复使用的物品，包括含棉线绳、纤维素和/或合成物质条带、海绵等的拖把。尽管这些拖把能够顺利地从硬表面上除去污物，可是在用来防止材料中充满污垢、污物和其他残渣的过程中，它们一般需要进行一个或多个漂洗步骤这样令人不便的操作。因此，这些拖把需要使用分开的容器，以进行漂洗步骤，而通常这些漂洗步骤无法充分除去残留污垢。这可能导致在后来使用该拖把的过程中再次沉积大量的污物。此外，由于使用可重复使用的拖把时间过长，所以它们逐渐变脏并且有恶臭。这对以后的清洗工作有不利影响。
为了减轻某些与可重复使用拖把有关的不利特性，已尝试构造具有一次性清洁垫的拖把。例如，1992年3月10日授予Rivera等人的美国专利US5,094,559描述了一种拖把，这种拖把包括一个一次性的清洁垫，该清洁垫包括擦洗层、吸液层和流体不渗透层，擦洗层用来从一弄脏的表面上除去污物，吸液层用来在清洗过程之后吸收流体，流体不渗透层位于擦洗层与吸液层之间。该垫还包括可裂开封套装置，装置位于擦洗层与流体不渗透层之间。如此设置可裂开封套以便在裂开时使流体流向待清洗表面。在用擦洗层执行清洗作用过程中，流体不渗透层阻止流体流至吸液层。在完成清洗作用之后，从拖把手柄上拆下清洁垫，重新安装它以使吸液层接触地板。尽管该装置可以减少对采用多次漂洗步骤的需要，不过它还是要求用户实际处理该垫并且重新安装弄脏的潮湿垫，以便完成清洗过程。
类似地，1995年5月30日授予Garcia的美国专利US5,419,015描述了一种具有可拆卸、可清洗工作垫的拖把。该垫被描述为包括上层、中间层和下层，上层能够安装到拖把头上的挂钩上，中间层为合成塑料多微孔泡沫层，下层用来在清洗操作过程中接触一表面。其中说明下层的成分取决于该装置的最终用途，即清洗、抛光或者擦洗。尽管该参考文献提出了与在使用过程中需要漂洗的拖把有关的问题，可是该专利无法提供一种清洁用具，这种清洁用具能够充分除去沉积在一般家庭硬表面尤其是地板上的污物，以使人感到该表面基本上没有污物。尤其是，Garcia所述用来吸收洗涤液的合成泡沫对于水和水基溶液的吸收力较差。这样，用户必须使用少量的洗涤液以留存在清洁垫吸收力的范围内，或者必须将大量的洗涤液留在被清洗的表面上。无论在哪一种情况下，该清洁垫的整体性能都不是最佳的。
尽管许多已知用来清洗硬表面的装置已经能在清洗过程中顺利地除去一般消费者所遇到的大多数污物，不过，它们的不便之处在于，它们需要一个或多个的清洗步骤。那些涉及便利问题的已有技术装置一般要以清洗性能为代价。这样，就需要一种既方便又利于除去污物的装置。
因此，本发明优选提供一种清洁用具，这种清洁用具包括一可拆卸的清洁垫，该清洁垫减少了在使用过程中对漂洗这种垫的需求。这就需要一种用具，这种用具包括有充分吸收力的可拆卸清洁垫，在每克清洁垫吸收一克流体的基础上，无需更换清洁垫，它能够进行大面积的清洗工作，例如清洗一般的硬表面地板(例如80-100平方英尺)。这又要求使用一种超级吸收材料，优选地为下文所公开类型的超级吸收材料。现已发现，与这种超级吸收材料一起使用的洗涤剂组合物必须小心配制，以避免无法实现使用这种超级吸收材料的目的。
这种优选的清洁用具具有利于除去污物的垫，这归因于能持续提供一清洁的表面和/或边缘来接触弄脏的表面，例如通过在清洗操作的过程中提供接触弄脏表面的多个表面来实现。
发明概述与一种含一超级吸收材料的用具一起使用的洗涤剂组合物要求有足够的洗涤剂，以使这种溶液能够进行清洗而不会使超级吸收材料载有过量的溶液，可是在不使性能受影响的情况下，这些洗涤剂组合物不能具有多于约0.5％的洗涤剂表面活性剂。因此，洗涤剂表面活性剂的含量应当约为0.01％～0.5％，优选约为0.1％~0.9％，更优选约为0.2％~0.8％；包括溶剂的疏水材料的含量应低于约0.5％，优选低于约0.2％，更优选低于约0.1％；pH值应大于约9，优选大于约9.5，更优选大于约10，以避免阻碍吸收，而碱性应当优选至少一部分由挥发性材料提供以避免成条纹/成膜的问题。洗涤剂表面活性剂优选主要为线性的，例如芳族基团不应存在，洗涤剂表面活性剂优选是可相对溶于水的，例如具有含约8～12，优选约8～11个碳原子的疏水链，而对于非离子洗涤剂表面活性剂来说，具有约9～14的HLB，优选约10～13的HLB，更优选约10～12的HLB。
本发明还包括一种如这里所公开的洗涤剂组合物，这种组合物在一个与说明结合的容器中，以使这种组合物与包括有效量超级吸收材料的吸收结构一起使用，可选择的是，这种组合物在包括该用具的成套用具中的容器中，或者至少在包括一种超级吸收材料的一次性清洁垫中。
本发明还涉及使用这种组合物和含一种超级吸收材料的清洁垫，以完成清洗弄脏的表面的工作，即，涉及清洗一表面的方法，该方法包括施加有效量的一种洗涤剂组合物，这种洗涤剂组合物含有不多于约1％洗涤剂表面活性剂，包括溶剂的疏水材料的含量低于约0.5％，pH值大于约9；和将该组合物吸入含一超级吸收材料的吸收结构中。
在一优选方面，本发明涉及将所述洗涤剂组合物与一用来清洗表面的用具一起使用，该用具包括a.手柄；和b.一可拆卸清洁垫，它包括一种超级吸收材料，并且具有多个基本上平的表面，其中每个基本上平的表面接触受到清洗的表面，并优选包括一清洁垫结构，该结构具有第一层和第二层，其中第一层位于擦洗层与第二层之间，并且第一层的宽度小于第二层。
根据用来将清洁垫安装到清洁用具的手柄上的手段，对于清洁垫来说，可以优选的是，清洁垫还包括一不同的附着层。这些实施例中，吸收层位于擦洗层与附着层之间。
本发明的洗涤剂组合物和，优选地，本发明的用具适合所有的硬表面基质，这些硬表面基质包括木制品、乙烯基制品、油毡、未上蜡地板、陶瓷制品、Formica、瓷器、玻璃、壁板等等。
附图简述

图1是本发明一清洁用具的透视图，它具有一装在该用具上的流体配送装置，该装置配送洗涤剂组合物。
图1a是本发明一清洁用具的透视图，它没有装在该用具上的流体配送装置，以便单独供应洗涤剂组合物。
图1b是图1a所示用具手柄的侧视图。
图2是该用具可拆卸清洁垫的透视图。
图3是本发明一次性清洁垫吸收层的透视图。
图4是本发明可拆卸清洁垫吸收层的分解透视图。
图5是沿y-z平面所取的本发明清洁垫的剖视图。
发明详述I.清洁垫本发明基于提供一种清洁垫的便利性，优选是可拆卸和/或一次性的，该清洁垫包括一种超级吸收材料，本发明还优选提供显著的清洁效果。优选的清洗性能效果涉及下述的优选结构特征，它结合有使清洁垫除去溶解污垢的能力。如本文所述，这种清洁垫需要使用下文所述的洗涤剂组合物，以提供最佳性能。
清洁垫优选地具有每克清洁垫含有至少约10克去离子水的吸收能力，该吸收能力是在0.09psi(磅/英寸2)封闭压力下于20分钟(1200秒)之后测量的(下文称作“t1200吸收能力”)。在受到去离子水作用之后的20分钟时测量清洁垫的吸收能力，是因为这代表消费者清洗硬表面如地板的典型时间。封闭压力代表在清洗过程中施加在清洁垫上的典型压力。这样，清洁垫应当能够在0.09psi下的1200秒阶段内吸收大量的洗涤液。清洁垫优选具有至少约15g/g的t1200吸收能力，更优选具有至少约20g/g，还优选具有至少约25g/g，最优选具有至少约30g/g的t1200吸收能力。清洁垫优选具有至少约10g/g的t900吸收能力，更优选具有至少约20g/g的t900吸收能力。
t1200吸收能力和t900吸收能力的各值是通过压力下的性能(这里称为“PUP”)法测量的，以下将在测试方法部分中详细描述该方法。
清洁垫还优选具有至少约100克的(去离子水)总流体容量，更优选具有至少约200克，还优选具有至少约300克，最优选具有至少约400克的(去离子水)总流体容量，但是这并不是必要的。尽管具有少于100克总流体容量的清洁垫在本发明的范围之内，不过它们并不象更高容量清洁垫那样也适于清洗大区域，例如在一普通的家庭中所见到的大区域。
现在详细描述吸收垫的每个部件。可是，本领域的普通技术人员会认识到，已知用于类似用途的各种材料可以用类似产物替代。
A.吸收层吸收层是用来留存清洁垫在使用过程中所吸收的流体和污垢的基本部件。尽管下文要描述的优选擦洗层对清洁垫的流体吸收能力有某些影响，不过吸收层在达到预期整体吸收能力方面起主要作用。此外，吸收层优选包括多层，多层用来使清洁垫具有多个平表面。
从基本流体吸收能力的观点看，吸收层能够从任何“擦洗层”上除去流体和污垢，以使擦洗层能够不断地从表面上除去污垢。吸收层还应能够在一般的使用压力下留存所吸收的材料，以避免所吸收的污垢、洗涤液等被“挤出”。
吸收层包括任何能够在使用过程中吸收和留存流体的材料。为了达到预期的总流体容量，吸收层中优选包括一种具有较大容量(用每克吸收材料中的流体克数表示)的材料。如本文所用的这样，“超级吸收材料”一词意为具有0.3psi封闭压力下测量时至少约15g/g的g/g水容量的任何吸收材料。由于与本发明一起使用的大多数洗涤液是水基洗涤液，所以优选的是，超级吸收材料具有较大的g/g水容量或者水基流体容量。
典型的超级吸收材料包括本领域文献中公知的不溶于水、遇水溶胀的超级吸收胶凝聚合物(这里称为“超级吸收胶凝聚合物”)。这些材料表现出极强的吸水能力。用于本发明的超级吸收胶凝聚合物可以具有在一大范围内变化的尺寸、形状和/或形态。这些聚合物可以是最大尺寸与最小尺寸之比不大的颗粒形式(例如细粒、小薄片、粉状物、粒间聚集体、粒间交联聚集体等等)，或者它们可以是纤维、薄片、薄膜、泡沫、层压材料等形式。相对于颗粒来说，采用纤维形式的超级吸收胶凝聚合物有利于增强超级吸收材料在清洗过程中的留存力。尽管它们的留存力对于水基混合物来说一般较低，不过这些材料对于这些混合物来说仍表现出显著的吸收能力。本文献包含有遇水溶胀材料的公开内容。见例如1972年6月13日公开的美国专利US3,699,103(Harper等)；1972年6月20日公开的美国专利US3,770,731(Harmon)；1989年4月19日再公开的美国再公开专利US32,649(Brandt等)；1989年5月30日公开的美国专利US4,834,735(Alemany等)。
用于本发明的超级吸收胶凝聚合物包括能够吸收大量流体的各种不溶于水但遇水溶胀的聚合物。这些聚合物材料一般还称为“水胶体”，它们可以包括多糖，例如羧甲基淀粉、羧甲基纤维和羟丙基纤维素；非离子型，例如聚乙烯醇、聚乙烯醚；阳离子型，例如聚乙烯吡啶、聚乙烯吗啉离子(morpholinione)和丙烯酸和异丁烯酸N，N-二甲氨基乙基或N，N-二乙氨基丙基酯及其各自的季盐。通常，用于本发明的超级吸收胶凝聚合物具有多种阴离子官能基如磺酸，更一般的是羧基。适于这里使用的聚合物实例包括由可聚合、不饱和、含酸的单体制备而成的那些聚合物。因而这样的单体包括烯族不饱和酸及含至少一个碳-碳烯双键的酐。更确切地说，这些单体可以从烯族不饱和羧酸及酸酐、烯族不饱和磺酸及其混合物中选择。
某些非酸性单体通常也可以少量地包括在内，以制备这里使用的超级吸收胶凝聚合物。这样的非酸性单体可以包括例如含酸单体的水溶性酯或者水可分散的酯，以及完全不含羧酸或者磺酸基的单体。因而任选非酸性单体可以包括含以下类型官能基的单体羧酸或者磺酸酯；羟基；酰胺基；氨基；腈基；季铵盐基；芳基(例如诸如由苯乙烯单体衍生的那些苯基)。这些非酸性单体是公知材料，它们在例如以下文献中有更详细的描述1978年2月28日公开的美国专利US4,076,663(Masuda等)和1977年12月13日公开的美国专利US4,062,817(Westerman)，这两篇文献在此引入以作参考。
烯族不饱和羧酸和羧酸酐单体包括丙烯酸本身代表的丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯代山梨酸、当归酸、肉桂酸、对氯肉桂酸、β-sterylacrylicacid、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸、马来酸、富马酸、三羧基乙烯和马来酸酐。
烯族不饱和磺酸单体包括脂族或者芳族乙烯基磺酸如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基甲苯磺酸和苯乙烯磺酸；丙烯磺酸和异丁烯磺酸如丙烯酸磺基乙基酯、异丁烯酸磺基乙基酯、丙烯酸磺基丙基酯、并丁烯酸磺基丙基酯、2-羟基-3-异丁烯酰氧基磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸。
用于本发明的优选超级吸收胶凝聚合物含有羧基。这些聚合物包括水解淀粉丙烯腈接枝共聚物、部分中和水解淀粉丙烯腈接枝共聚物、淀粉丙烯酸接枝共聚物、部分中和淀粉丙烯酸接枝共聚物、皂化乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、水解丙烯腈或者丙烯酰胺共聚物、任何前述共聚物的轻度网络交联聚合物、部分中和聚丙烯酸以及部分中和聚丙烯酸的轻度网络交联聚合物。这些聚合物可以单独使用，也可以以两种或两种以上不同聚合物的混合物形式使用。这些聚合物材料的实例披露于美国专利US3,661,875、US4,076,663、US4,093,776、US4,666,983和US4,734,478中。
用于制备超级吸收胶凝聚合物的最优选聚合物材料是部分中和聚丙烯酸及其淀粉衍生物的轻度网络交联聚合物。最优选的是，水凝胶形成吸收聚合物包括约50～95％、优选约75％的中和轻度网络交联聚丙烯酸(即聚丙烯酸钠)。网络交联使聚合物基本上不溶于水，并且部分确定超级吸收胶凝聚合物的吸收能力和可萃取聚合物含量特性。网络交联这些聚合物的方法和典型的网络交联剂在美国专利US4,076,663中有详细的描述。
尽管超级吸收胶凝聚合物优选是一个类型的(即同种的)，不过聚合物的混合物也可以用于本发明用具中。例如，淀粉丙烯酸接枝共聚物以及部分中和聚丙烯酸的轻度网络交联聚合物可以用于本发明。
尽管已有技术中所述的任何超级吸收胶凝聚合物可以用于本发明，不过最近已认识到，在一个吸收结构中包含有超级吸收胶凝聚合物的显著含量(例如按吸收结构的重量计，约为50％以上)时，尤其是吸收层的一个或多个区域按区域的重量计占多于约50％时，由溶胀颗粒带来的凝胶阻滞问题可以阻止流体流动，由此不利地影响胶凝聚合物在预期的时间阶段中吸收至其最高容量的能力。1992年9月15日公开的美国专利US5,147,343(Kellenberger等)和1992年9月22日公开的美国专利US5,149,335(Kellenberger等)按照超级吸收胶凝聚合物的加载吸收能力(AUL)描述它们，其中胶凝聚合物在0.3psi的封闭压力下吸收流体(0.9％盐水)。(在此引入这些专利中每一个所披露的内容。)这些专利中描述了确定AUL的方法。其中所述的聚合物尤其可以用于本发明含较高浓度超级吸收胶凝聚合物的实施例中。特别是，在将高浓度超级吸收胶凝聚合物加入清洁垫方面，根据美国专利US5,147,343中所述的方法测量，那些聚合物优选具有至少约24ml/g的AUL，更优选的是，1小时之后具有至少约27ml/g的AUL；或者根据美国专利US5,149,335中所述的方法测量，优选具有至少约15ml/g的AUL，更优选的是，15分钟之后具有至少约18ml/g的AUL。 1994年3月29日提出的编号为08/219,547(Goldman等)和1995年4月6日提出的编号为08/416,396(Goldman等)的共同转让的未决美国专利申请案(将这两个申请案在此引入以作参考)还提出了凝胶阻滞的问题，并且描述了用来克服这种现象的超级吸收胶凝聚合物。这些申请案具体描述了在具体为0.7psi的更高封闭压力下能避免凝胶阻滞的超级吸收胶凝聚合物。在吸收层含包括高含量(例如按区域的重量计，多于约50％)超级吸收胶凝聚合物的区域的本发明实施例中，可优选的是，超级吸收胶凝聚合物是如Goldman等人在上述申请案中所描述的聚合物。
其他有用的超级吸收材料包括亲水聚合泡沫材料，例如1995年11月29日提出的编号为08/563,866(DesMarais等)共同转让的未决美国专利申请案和1995年2月7日公开的美国专利US5,387,207(Dyer等)中所描述的那些材料。这些参考文献描述了通过使高内相油包水乳状液(一般称作HIPEs)聚合得到的聚合亲水吸收泡沫材料。这些泡沫材料易于受到泰勒拉丝法处理(taylored)以提供影响流体处理能力的变化的物体特性(孔的大小、毛细吸力、密度等等)。这样，在使本发明具有所需整体容量方面，这些材料尤其能单独使用或者与其他这样的泡沫或纤维结构相结合使用。
在吸收层内包括超级吸收材料方面，按吸收层的重量计，吸收层优选包括至少约15％的超级吸收材料，更优选包括至少约20％，再优选包括至少约25％的超级吸收材料。
吸收层还可以由纤维材料构成或者包括这种材料。用于本发明的纤维包括天然存在的(改性的或者未改性的)那些纤维以及合成纤维。合适的未改性/改性天然存在纤维的实例包括棉、细茎针茅草、蔗渣、海草、亚麻、丝、羊毛、木浆、化学改性木浆、黄麻、乙基纤维素和乙酸纤维素。合适的合成纤维可以由聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯例如ORLON、聚醋酸乙烯酯、Rayon、聚乙基醋酸乙烯酯、不溶性或可溶性的聚乙烯醇、诸如聚乙烯(如PULPEX)和聚丙烯之类的聚烯烃、诸如尼龙之类的聚酰胺、诸如DACRON或者KODEL之类的聚酯、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯等等制成。吸收层可以仅包括天然存在的纤维，仅包括合成纤维，或者包括天然存在纤维和合成纤维的任何相容混合物。
此处使用的纤维可以是亲水的、疏水的，或者可以是亲水纤维与疏水纤维的结合物。如上所示，对亲水纤维或者疏水纤维的特殊选择取决于吸收层(某种程度上是擦洗层)中所含的其他材料。也就是说，纤维的性质应使清洁垫表现出必要的流体迟滞与整体流体吸收能力。用于本发明中合适的亲水纤维包括纤维素纤维、改性纤维素纤维、人造纤维、诸如亲水聚酰胺纤维(HYDROFIL)之类的聚酯纤维。适当的亲水纤维还可以通过使疏水纤维亲水化得到，疏水纤维例如是表面活性剂处理或者二氧化硅处理的热塑性纤维，这些纤维是从例如聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯等衍生而来的，聚烯烃例如是聚乙烯或者聚丙烯。
合适的木浆纤维可以由公知的化学方法如Kraft法和亚硫酸盐法得到。尤其优选的是，由南方的软木得到木浆纤维，这归因于它们优良的吸收特性。这些木浆纤维还可以由机械方法得到，例如细磨木浆法、精炼加工法、热形变处理法、化学机械加工法和化学热形变处理浆法。也可采用回收利用或二次使用的木浆纤维以及漂白与未漂白的木浆纤维。
另一类用于本发明的亲水纤维是化学硬化纤维素纤维。如此处所用到的那样，“化学硬化纤维素纤维”一词意为已通过化学手段得到硬化从而增强其在干燥和含水条件下的硬度的纤维素纤维。这种手段可以包括添加一种能够例如涂敷和/或浸渍纤维的化学硬化剂。这种手段还可以包括通过改变化学结构来硬化纤维，例如通过使聚合物链交联来硬化纤维。
在纤维用作吸收层(或其组分)方面，这些纤维可有选择地与一种热塑性材料相结合。当熔化时，这种热塑性材料的至少一部分移至纤维的交叉部分，这通常归因于纤维间的毛细梯度。这些交叉部分变成热塑性材料的粘合位置。当冷却时，这些交错部分处的热塑性材料凝固，形成使纤维矩阵或纤维网在各层的每一层中结合在一起的粘合位置。这可以利于使清洁垫具有附加的完整性。
在其各种作用之中，纤维的交叉部分处所进行粘合增强了所得的热粘合成分的整体压缩模量和强度。在化学硬化纤维素纤维的情况下，热塑性材料的熔化和迁移还有一作用，该作用是增大所得网的平均孔大小，同时保持最初形成的网的密度和定量。这可以改善热粘合网的流体获得特性在最初暴露在流体中时，其改善的原因在于有改进的流体渗透率；而在后来的暴露时，则归因于硬化纤维在变湿时保持其硬度的结合力和热塑性材料在变温及湿压缩时保持其在纤维交叉部分处粘合的能力。最后，硬化纤维的热粘合网保持其最初的总体积，但对于先前热塑性材料所占据的体积区域来说变成开放的，从而增大了平均纤维间毛细孔尺寸。
用于本发明的热塑性材料可以取各种形式中的任意一种形式，这些形式包括微粒、纤维或者微粒和纤维的结合物。热塑性纤维是尤其优选的形式，其原因在于它们能够形成很多纤维间粘合位置。合适的热塑性材料可以由任何能够在一些温度下熔化的热塑性聚合物制成，这些温度不会大大破坏那些包括每一层的主网或基体的纤维。优选的是，这种热塑性材料的熔点将低于约190℃，优选在约75℃～175℃之间。不论怎样，这种热塑性材料的熔点不应低于热粘合吸收结构在用于清洁垫时可能要被储存时的温度。这种热塑性材料的熔点一般不低于约50℃。
热塑性材料尤其是热塑性纤维可以由各种热塑性聚合物制成，这些聚合物包括诸如聚乙烯(例如PULPEX)和聚丙烯之类的聚烯烃、聚酯、共聚酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙基醋酸乙烯酯、聚氯乙稀、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯以及前面如氯乙烯/醋酸乙烯酯等等中任意的共聚物。根据所得热粘合吸收材料的理想特性，合适的热塑性材料包括已制成亲水纤维的疏水纤维，象从例如聚乙烯或聚丙烯之类的聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯等衍生得到的表面活性剂处理或者二氧化硅处理的热塑性纤维。疏水热塑性纤维的表面可以通过用象非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂这样的表面活性剂来处理，从而变成亲水热塑性纤维，例如通过用表面活性剂喷涂纤维、通过将纤维浸入表面活性剂中或者通过把表面活性剂作为制造热塑性纤维期间熔化的部分聚合物。一旦熔化和再凝固，表面活性剂就趋于保留在热塑性纤维的表面。合适的表面活性剂包括非离子型表面活性剂，例如ICI Americas，Inc.of Wilmington，Delaware生产的Brij76，以及Glyco Chemical，Inc.of Greenwich，Connecticut以Pegosperse商标销售的各种表面活性剂。除非离子型表面活性剂外，还可以采用阴离子型表面活性剂。这些表面活性剂可以用于例如热塑性纤维约0.2～1g/cm2浓度的热塑性纤维。
合适的热塑性纤维可以由单聚合物(单组分纤维)或者由多于一种聚合物(例如双组分纤维)制成，。如此处所用的那样，“双组分纤维”是指包括一个芯纤维的热塑性纤维，芯纤维由包在一热塑性护套之内的一种聚合物制成，热塑性护套由另一种聚合物制成。包括这种护套的聚合物常在一般与包括芯的聚合物不同且更低的温度下熔化。因此，这些双组分纤维因护套聚合物的熔化而提供热粘合，同时保持芯聚合物的理想强度特性。
用于本发明的适当双组分纤维可以包括具有以下聚合物混合物的护套/芯纤维聚乙烯/聚丙烯、聚乙基醋酸乙烯酯/聚丙烯、聚乙烯/聚酯、聚丙烯/聚酯、共聚酯/聚酯等等。特别适用于此处的双组分热塑性纤维是这样一些纤维，即这些纤维具有一聚丙烯或聚酯芯和一更低熔点共聚酯、聚乙基醋酸乙烯酯或者聚乙烯护套(例如那些可从Danaklon a/s，Chisso Corp.，买到的纤维和可从Hercules买到的CELBOND)。这些双组分纤维可以是同心或者不同心的。如此处所使用的那样，用语“同心”和“不同心”是指护套在双组分纤维的横截面上具有均匀的厚度或具有不均匀的厚度。不同心双组分纤维可以更好地在更小纤维厚度处提供更有压缩性的强度。
制备热粘合纤维材料的方法在以下文献中有所描述1995年7月3日提出的编号为08/479,096未决美国申请案(Richards等)(具体见其16-20页)和1996年8月27日公开的美国专利US5,549,589(Horney等)(具体见其9-10栏)。这两篇参考文献的公开内容在此引入以作参考。
吸收层还可以包括一种HIPE衍生亲水聚合泡沫材料，这种泡沫材料没有象上述“超级吸收材料”所述那样的高吸收能力。这些泡沫材料及其制备方法在以下文献中有所描述1996年8月27日公开的美国专利US5,550,167(DesMarais)；1995年1月10日提出的编号为08/370,695的共同转让的未决美国专利申请案(Stone等)(这两篇文献在此引入以作参考)。
清洁垫的吸收层可以包括同种的材料，例如纤维素纤维(可选择是热粘合型的)与可溶胀超级吸收胶凝聚合物的混合物。另一方面，吸收层可以包括单独的各材料层，例如一热粘合气铺材料层和一单独的超级吸收材料层。例如，纤维素纤维的热粘合层可以位于低于超级吸收材料(即在其之下)的位置(即在超级吸收材料与擦洗层之间)。为了实现更高的吸收能力和流体在压力下的留存力，在使流体吸入有一初始迟滞的同时，最好在形成吸收层时利用这些单独的层。在这点上，超级吸收材料可以通过把一吸收能力较小的吸收层作为吸收层的最低面而远离擦洗层。例如，纤维素纤维层可以位于低于超级吸收材料(即在其之下)的位置(即在超级吸收材料与擦洗层之间)。
在一优选实施例中，吸收层包括纤维素纤维与AL Thermal C(可从Danaklon a/s，Varde，Denmark买到的热塑性材料)的热粘合气铺网(可从Weyerhaeuser，Wa买到的Flint River)以及可溶胀水凝胶形成超级吸收聚合物。优选包括超级吸收聚合物以使一单独层位于远离擦洗层的吸收层表面附近。优选的是，例如一(可选择为热粘合的)纤维素纤维薄层位于超级吸收胶凝聚合物之上，从而增强其可容度。
B.可选择但是优选的擦洗层擦洗层是清洗期间清洁垫与弄脏的表面相接触的那部分。这样，用作擦洗层的材料必须足够耐用，以使该层在清洗过程中保持其完整性。另外，当清洁垫与一种溶液一起使用时，擦洗层必须能够吸收液体和污垢，并且把这些液体和污垢送入吸收层。这将确保擦洗层能够不断地从受到清洗的表面上除去额外的物质。不论该用具是与洗涤液一起使用(即在湿润状态)还是不与洗涤液一起使用(即在干燥状态)，擦洗层除了除去微粒物质之外，还便于实现其他功能，例如对受到清洗的表面进行抛光、擦灰和擦亮。
擦洗层可以是单层，也可以是多层结构，多层结构中的一层或者多层可以切开以便于擦洗弄脏的表面并且吸取微粒物。当擦洗层从弄脏的表面上经过时，该层与污垢(和在使用时与洗涤液)相互作用，使坚硬的污垢松弛和乳化，使它们能够自由地进入清洁垫的吸收层。擦洗层优选具有开口(例如狭缝)，为较大的微粒污垢提供在清洁垫的吸收层内自由移动和陷入其中的便利途径。低密度结构优选用作擦洗层，以便于将微粒物传送到清洁垫的吸收层。
为了提供所需的完整性，特别适于擦洗层的材料包括诸如聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、合成纤维素(如Rayon)之类的合成物质及其混合物。这些合成物质可以用公知方法制造，例如梳刷、纺粘、熔喷、气铺、针刺法等等。
C.可选择的附着层本发明的清洁垫可以有选择地包括一附着层，该附着层使得清洁垫能够连接到用具手柄或优选用具中的支承头上。在吸收层不适于将清洁垫安装到手柄支承头上的那些实施例中，附着层是必需的。附着层还可以起一个装置的作用，该装置能够防止流体流过清洁垫的上表面(即接触手柄的表面)，另外还可以使清洁垫具有更大的完整性。如同擦洗层和吸收层一样，只要附着层符合以上要求，它可以由单层或者多层构成。
在本发明的一个优选实施例中，附着层包括一表面，该表面能够借助公知的尼龙搭扣技术用机械方法安装到手柄的支承头上。在这样一个实施例中，附着层包括至少一个可以用机械方法安装到搭钩上的表面，搭钩永久地附着到手柄支承头的下表面上。
为了实现理想的流体不透性和可附着性，优选的是，利用一种层状结构，这种层状结构包括例如一熔喷膜和纤维性无纺结构。在一优选实施例中，附着层是一种三层结构材料，这种材料具有位于两层纺丝粘合聚丙烯之间的一层熔喷聚丙烯膜。
D.可选择但优选的多个平表面尽管已经确定的是，清洁垫吸收和留存流体的能力对于硬表面清洗性能来说很重要(见例如所有都于1996年11月26日提出的编号为08/756,507的未决美国专利申请案(Holt等)、编号为08/756,864(Sherry等)的未决美国专利申请案和编号为08/756,999的未决美国专利申请案(Holt等)，这些文献在此引入以作参考)，不过，可以通过适当限定清洁垫的整体结构来实现优选的性能。尤其是，具有基本上平的地板接触表面(即在清洗过程中接触弄脏表面的基本上一个平表面)的清洁垫不具有最佳性能，原因在于污垢趋于积累于前沿上，而前沿还是洗涤液转移到吸收层的主要部位。
优选的清洁垫在清洗过程中提供多个平表面，具有增强的性能。参见附图中的图2，其中将清洁垫100描绘为具有一上表面103，上表面103使清洁垫能够可分离地安装到手柄上。清洁垫100还具有通常描绘为110的下表面，下表面110在清洗过程中接触地板或者其他硬表面。该下表面110事实上由3个基本上平的表面112、114和116组成。如图所示，对应于表面112和116的平面与对应于表面114的平面相交。这样，当沿Yf所指的方向从静止位置移动装有清洁垫100的用具时，摩擦使清洁垫100“摇动”，从而使下表面112接触受到清洗的表面。随着Yf方向上的运动减小，则下表面114将接触受到清洗的表面。当沿Yb方向从静止位置移动该用具和清洁垫时，摩擦使清洁垫100摇动，从而使下表面116接触受到清洗的表面。在重复该清洗动作时，清洁垫接触弄脏表面的那部分不断变化。
申请人相信，优选清洁垫增强的清洗性能一部分归因于由清洗过程中的来回运动所产生的“提升”动作。尤其是，当停止一个方向上的清洗运动并且施加到用具上的力使清洁垫100“摇动”，从而使接触表面的平表面从表面112(或者116)移动到表面114时，污垢沿一向上的方向移动。
甚至在清洗过程中施加压力期间，本发明的清洁垫都应当能够留存所吸收的流体。这在这里被认为是清洁垫避免所吸收流体“挤出”的能力，或者反过来是其在压力下留存所吸收流体的能力。用来测量挤出的方法在“测试方法”部分中有所描述。简而言之，该测试测量出饱和清洁垫在受到0.25psi压力时留存流体的能力。优选的是，本发明的清洁垫具有不多于约40％的挤出值，更优选具有不多于约25％，再优选具有不多于约15％，最优选具有不多于约10％的挤出值。
II.洗涤剂组合物本发明的清洁用具与作为洗涤液的一种洗涤剂组合物结合使用。与含一种超级吸收材料的用具一起使用的洗涤剂组合物需要足够的洗涤剂，以使这种溶液能够进行清洗而不会使超级吸收材料载有过量的洗涤液，可是在不使性能受影响的情况下，这些洗涤剂组合物不能具有多于约0.5％的洗涤剂表面活性剂。因此，洗涤剂表面活性剂的含量应当约为0.01％～0.5％，优选约为0.1％～0.45％，更优选约为0.2％～0.45％；含溶剂的疏水材料含量应低于约0.5％，优选低于约0.2％，更优选低于约0/1％；pH值应大于约9.3，优选大于约10，更优选大于约10.3，以避免阻碍吸收，而碱性应当优选至少一部分由挥发性材料提供以避免成条纹/成膜的问题。洗涤剂表面活性剂优选为线性，例如支链和芳族基团不应存在，洗涤剂表面活性剂优选是可相对溶于水的，例如具有含约8～12，优选约8～11个碳原子的疏水链，而对于非离子洗涤剂表面活性剂来说，具有约9～14的HLB，优选约10～13的HLB，更优选约10～12的HLB。本发明还包括一种如这里所公开的洗涤剂组合物，这种组合物在一个与说明结合的容器中，这种组合物与包括有效量超级吸收材料的用具一起使用，可选择的是，这种组合物在包括该用具的成套用具中的容器中，或者至少在包括一种超级吸收材料的一次性清洁垫中。本发明还涉及使用这种组合物和含一种超级吸收材料的清洁垫，以完成清洗弄脏的表面的工作。
洗涤剂组合物(洗涤液)是一种水基溶液，这种溶液包括一种或多种洗涤剂表面活性剂、提供理想碱性pH值的碱性材料、以及可选择的溶剂、助洗剂、螯合剂、抑泡剂、酶等等。合适的表面活性剂包括阴离子表面活性剂；非离子表面活性剂；两性离子表面活性剂和两性表面活性剂，优选含约8～12个，优选为约8～11个碳原子疏水链的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂的实例包括直链烷基硫酸盐、烷基磺酸盐等等，但不限于它们。非离子表面活性剂的实例包括烷基乙氧基化物等等。两性离子表面活性剂的实例包括甜菜碱和磺基甜菜碱。两性表面活性剂的实例包括两性烷基甘氨酸盐(alkylampho glycinate)和烷基亚氨基丙酸盐。所有以上的材料都可以从市场上买到，它们在McCutcheon’s Vol.1Emulsifiers and Detergents，North American Ed.，McCutheonDivision，MC Publishing Co.，1995中有所描述。
合适的溶剂包括氧乙烯二醇(oxyethylene glygol)和氧化丙烯二醇的短链(例如C1-C6)衍生物，例如单乙二醇正己基醚和二乙二醇正己基醚、单丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚和三丙二醇正丁基醚等等。疏水溶剂如具有低于约3％水中溶解度的那些溶剂的含量优选地低于约2％。
合适的助洗剂包括从亚磷源衍生来的助洗剂，例如正磷酸盐和焦磷酸盐；从非亚磷源衍生来的助洗剂，例如氮川三乙酸、S，S-乙二胺二丁二酸等等。合适的螯合剂包括乙二胺四乙酸和柠檬酸等等。合适的抑泡剂包括聚硅氧烷聚合物和线性或者支链C10-C18脂肪酸或醇。合适的酶包括脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和其他已知用于催化污垢降解的酶。这些成分的总体含量较低，优选低于约0.1％，更优选低于约0.05％，以避免造成变成薄膜或条纹的问题。优选的是，组合物基本上没有造成薄膜或条纹问题的材料。因此，最好是采用对大部分缓冲作用来说不造成薄膜和/或条纹的碱性材料。合适的碱性缓冲剂是碳酸盐、碳酸氢盐、柠檬酸盐等。优选的碱性缓冲剂是具有以下分子式的链烷醇胺CR2(NH2)CR2OH其中R各自选自氢和含1～4个碳原子的烷基，该化合物的碳原子总数为3～6，优选为2-氨基，2-甲基丙醇。
与本发明用具一起使用的合适的洗涤液包括约0.1％～0.5％的洗涤剂表面活性剂，优选含一种线性醇乙氧基化物洗涤剂表面活性剂(例如可从Shell Chemical Co.买到的Neodol 1-5)和烷基磺酸盐(例如可从Stepan Co.买到的Bioterge PAS-8s，一种线性C8磺酸盐)；约0～0.2％优选约0.05％～0.01的氢氧化钾、碳酸钾和/或碳酸氢盐；约0.01％～1％优选约0.1％～0.6％的挥发性碱性材料，例如2-氨基，2-甲基丙醇；可选择的辅助剂如染料和/或香料；和约99.9％～90％的去离子水或者软化水。
III.清洁用具上述洗涤剂组合物最好能够与清洗一表面的用具一起使用，该用具包括a.手柄；和
b.一可拆卸的清洁垫，它包含有效量的超级吸收材料，并且具有多个基本上平的表面，其中每个基本上平的表面接触受到清洗的表面，更优选的是，所述清洁垫是一种具有一长度和一宽度的可拆卸的清洁垫，该清洁垫包括i.一擦洗层；和ii.一吸收层，它包括第一层和第二层，其中第一层位于擦洗层与第二层之间(即第一层在第二层之下)，并且第一层的宽度小于第二层。
由该优选清洁垫所提供的清洁性能的一个重要方面涉及一个能力，该能力是提供在清洗操作过程中接触弄脏表面的多个平表面。在一清洁用具如一拖把的情况下，设置这些平表面，以便在一般的清洗操作过程中(即沿基本上与清洁垫的Y方向或者宽度相平行的方向来回移动该用具)，由于清洁垫“摇动”的结果，而使每个平表面都接触受到清洗的表面。参照附图详细描述本发明的该方面和其所具有的益处。
本领域的普通技术人员会认识到，各种材料可以用来实现所要求保护的发明。因而，尽管以下对各种用具和清洁垫部件描述了优选材料，不过可知，本发明的范围并不限于这些公开的内容。
a.手柄以上清洁用具的手柄可以是便于抓握清洁用具的各种材料。该清洁用具的手柄优选包括任何能进行实际清洗的长而耐用的材料。手柄的长度取决于该用具的最终用途。
该手柄优选在一端包括一支承头，清洁垫可以松开地安装到该支承头上。为了便于使用，可以用公知的联结件将支承头可转动地安装到手柄上。可以利用任何把清洁垫安装到支承头上的适当装置，只要清洁垫在清洗过程中保持固定即可。适当的紧固装置实例包括夹钳、尼龙搭扣(例如Velcro)等等。在一优选实施例中，支承头在其下表面上包括有搭钩，用机械方法将该下表面附着到吸收清洁垫的上层上(优选附着到一不同的附着层上)。
图1中描绘出含一流体配送装置的优选手柄，该手柄在V.S.Ping等人于1996年11月15日提出的编号为＿＿＿＿＿的共同未决美国专利申请案(第6383号申请案)中有完整的描述，这篇文献在此引入以作参考。图1a和1b中描绘出另一种不含流体配送装置的优选手柄，该手柄在A.J.Irwin于1996年9月23日提出的编号为的未决美国专利申请案(P&G第6262号申请案)中有完整的描述，这篇文献在此引入以作参考。
b.清洁垫前述清洁垫可以在不安装到手柄上的情况下使用，或者作为以上清洁用具的一部分。因此，它们可以在不必可安装到手柄上的情况下构造而成，即，使它们可以与手柄结合使用或者作为独立的产品。这样，可以优选的是，如前所述使清洁垫配备有一可选择的附着层。除了附着层之外，清洁垫本身如上所述。
如此处所使用的那样，用语“直接流体传输”意为流体可以易于在两个清洁垫部件或者两层(例如擦洗层和吸收层)之间转移，而没有中间层引起的大量堆积、传输或者约束。例如薄的织物、无纺网、构造粘合剂等可以存在于两种不同部件之间，同时保持“直接流体传输”，只要它们在流体从一个部件或层流向另一部件或层时基本上不阻碍或约束流体即可。
如此处所使用的那样，用语“Z方向”是指与本发明清洁垫的长度和宽度或其分量正交的方向。Z方向通常对应于清洁垫或者一个清洁垫部件的厚度。
如此处所使用的那样，用语“X-Y方向”是指与清洁垫的厚度或其分量正交的面。X和Y方向通常分别对应于清洁垫或者一个清洁垫部件的长度和宽度。一般地，当清洁垫与一手柄结合使用时，该用具将沿与清洁垫的Y方向相平行的方向移动。(见图＿和以下的描述。)如此处所使用的那样，“层”一词是指主要方向为X-Y即沿其长度和宽度方向的清洁垫的零件或部件。应理解的是，“层”一词不必限于单一的层或者材料片。因而，层可以包括必要类型材料的几片或几个网的层压物或结合物。因此，“层”一词包括用语“多层”和“分层的”。
如此处所使用的那样，“亲水”一词用来指代可由沉积在其上的含水流体沾湿的表面。亲水性和可湿性一般根据流体与所涉及的固体表面的接触角度和表面张力来确定。这在Robert F.Gould编辑的题为Contact Angle，Wettability and Adhesion的AmericanChemical Society出版物(版权所有1964)中有所描述，该篇文献在此引入以作参考。一般认为，若流体与表面之间的接触角度小于90°，或者若流体趋于在整个表面上自然扩展开，通常这两个条件共存，则表面被流体沾湿(即亲水)。相反，若接触角度大于90°并且流体并未在整个表面上自然扩展开，则认为表面是“疏水”的。
如此处所使用的那样，“稀松织物”一词意为能够使清洁垫擦洗层的接触表面一侧具有纹理的任何耐用材料，这种材料还具有足够的开度以使流体能够向清洁垫的吸收层作必要的运动。合适的材料包括具有连续开口结构的材料，例如合成和丝网筛网。这些材料的开口区域易于通过以下方法来调节改变含网眼的互连丝线的数目；调节这些互连丝线的厚度等等。其他合适的材料包括由印制在一基底上的不连续图案提供纹理的那些材料。在这方面，可以以一连续或不连续的图案如各个点和/或线将一种耐用的材料(如合成材料)印制在一基底上，以提供必要的纹理。类似地，可以将连续或不连续的图案印制在一松弛的材料上，该材料随后用作稀松织物。这些图案可以重复，也可以是随机的。可以理解的是，可以结合提供所需纹理的所述一个或多个方法来形成有选择的稀松织物材料。稀松织物和/或擦洗基底层的Z方向高度和开口区域有助于控制和/或阻止流体流入吸收芯材料中。稀松织物和/或擦洗基底的Z高度有助于提供一种装置，该装置能够控制与所清洗表面接触的流体容量，同时能够控制吸收流体、流体传送到吸收芯材料中的速度。
对本发明来说，清洁垫的“上”层是离待清洗表面相对更远的那一层(即，就该用具来说，是使用过程中距用具手柄相对更近的那一层)。相反，“下”层一词意为清洁垫距待清洗表面相对更近的那一层(即，就该用具来说，是使用过程中距用具手柄相对更远的那一层)。这样，擦洗层是最下层，而吸收层相对于擦洗层来说是上层。用语“上”和“下”和对由多层构成的各层时用法类似(例如，当擦洗层是双层材料时)。用语“之上”和“之下”用来描述一个清洁垫厚度中两个或两个以上材料的相对位置。为了图示说明，若材料B比材料A更接近擦洗层，则材料A在材料B“之上”。类似地，在此图示说明中，材料B在材料A“之下”。
除另有说明外，这里所用的所有百分比、比率和比例均按重量计算。
IV.清洁垫的其他实施例为了增强清洁垫去除顽固污垢残余物的能力并且增大洗涤流体与清洗表面相接触的量，最好可以将一种稀松织物加入到清洁垫中。这种稀松织物包括一种耐用、坚韧的材料，这种材料特别是在将使用压力施加到清洁垫上时为清洁垫擦洗层提供纹理(texture)。优选的是，使稀松织物处于极接近受清洗表面的位置。这样，该稀松织物可以作为擦洗层或吸收层的一部分，或者可以作为一个不同的层，它优选位于擦洗层与吸收层之间。在一优选实施例中，其中稀松织物材料具有与整个清洁垫相同的X-Y尺寸，优选的是，使稀松织物材料具体为在很大程度上不直接接触受清洗的表面。这将保持清洁垫易于在硬表面上移动的能力，并且有助于防止所用的洗涤液不均匀移动。这样，若稀松织物是擦洗层的一部分，则它是该擦洗层的上层。当然，稀松织物必需同时在清洁垫中位于足够低的位置，以保证其擦洗功能。这样，若稀松织物作为吸收层的一部分，则它是吸收层的下层。另一实施例中，最好可以将稀松织物置放在它与待清洗表面直接接触的位置。
除适当置放稀松织物的重要性之外，稀松织物不能严重阻碍流体流过清洁垫。因此，稀松织物是一种相对张开的网。
稀松织物材料是能够处理以提供坚韧而有张开质地的网的任何材料。这些材料包括聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)、聚酯、聚酰胺等。本领域的普通技术人员会认识到，这些不同的材料表现出不同程度的硬度。因而，稀松织物材料的硬度可以受到控制，这取决于清洁垫/用具的最终用途。在稀松织物作为单独层的情况下，有可以买到这些材料的许多商品来源(例如，从ConwedPlastics，Minneapolis，MN买到的设计编号为VO1230的产品)。另一方面，稀疏织物可以通过将一种树脂或其他合成材料(例如胶乳)印制到一基底上来实现，例如公开于以下文献中的内容1988年5月17日授予Ping，III等人的美国专利US4,745,021和1988年3月29日授予Ping，III等人的美国专利US4,733,774，这两篇文献在此引入以作参考。
可以利用能够使清洁垫在清洗过程中具有充分完整性的任何装置把构成清洁垫的各层粘接到一起。利用各种粘合剂中的任何一种将擦洗层和附着层粘接到吸收层上，或者使它们相互粘接，包括采用一种均匀连续的粘合剂层、采用一种组成图案的粘合剂层或者采用粘合剂的任何分开的直线列、螺旋线列或点列。另一方面，粘合方法可以包括热粘合、压力粘合、超声粘合、动力学粘合或者任何其他合适的粘合方法或本领域公知的这些粘合方法的结合。可以沿清洁垫的周界线进行粘接(例如，热封擦洗层与可选择的附着层和/或稀松织物材料)，和/或在清洁垫的面积(即X-Y平面)上进行粘接，以便在清洁垫的表面上形成图案。在清洁垫的面积上用超声粘合剂粘接清洁垫的各层将使清洁垫具有完整性，以避免分散的清洁垫各层在使用过程中切断。
参见描绘本发明清洁垫的附图，图3是一可拆卸清洁垫200的透视图，该清洁垫200包括一擦洗层201、一附着层203和一吸收层205，吸收层205位于擦洗层与附着层之间。图中未将清洁垫200描绘为具有多个基本平的表面。如上所述，尽管图3将每一层201、203和205描绘为单一材料层，不过这些层中的一个或多个层可以由两层或多层重叠的层压结构组成。例如，在一优选实施例中，擦洗层201是梳刷聚丙烯的两层重叠层压结构，其中下层被切开。还有，虽然图3中未示出，可是那些不阻止流体流动的材料可以位于擦洗层201与吸收层203之间，和/或位于吸收层203与附着层205之间。但是，重要的是，擦洗层和吸收层处于大量流体传输状态，以使清洁垫具有必要的吸收力。尽管图3将清洁垫200描绘为清洁垫所有层的尺寸在X方向和Y方向上都相等，不过优选的是，擦洗层201和附着层205比吸收层大，以使层201和205能够沿清洁垫的周边粘接在一起，从而具有完整性。可以用各种粘合方法中的任何一种将擦洗层和附着层粘接到吸收层上，或者使它们相互粘接，包括采用一种均匀连续的粘合剂层、采用一种组成图案的粘合剂层或者采用粘合剂的任何分开的直线列、螺旋线列或点列。另一方面，粘合方法可以包括热粘合、压力粘合、超声粘合、动力学粘合或者任何其他合适的粘合方法或本领域公知的这些粘合方法的结合。可以沿清洁垫的周界线进行粘接，和/或在清洁垫的表面上进行粘接，以便在擦洗层201的表面上形成图案。
图4是本发明清洁垫一个实施例的吸收层305的分解透视图。清洁垫的擦洗层和可选择附着层并未示于图4中。在该实施例中，将吸收层305描绘为由三层层压结构构成。具体地说，图中示出，吸收层305包括一微粒超级吸收胶凝材料的单独层，该层表示为307，它位于纤维材料的两个独立层306与308之间。该实施例中，由于高浓度超级吸收胶凝材料的区域307的缘故，优选的是，超级吸收材料不表现出上述的凝胶阻滞。在一特别优选的实施例中，纤维层306和308的每一个都是纤维素纤维的热粘合纤维基底，而下纤维层308与擦洗层(图中未示)进行直接的流体传输。(另一方面，层307可以是纤维材料和超级吸收材料的混合物，其中按该层的重量计算，超级吸收材料优选以一较高的百分比存在。)而且，尽管图中示出具有相等的宽度，不过在一优选实施例中，层306要比层307宽，而层307要比层308宽。当一擦洗层和一附着层包括在内时，这样一个结合物将提供一个具有本发明多个基本上平的表面的清洁垫。
图5是清洁垫400(沿y-z平面所取)的断面图，该清洁垫400具有一擦洗层401、一附着层403和一吸收层，吸收层一般表示为404，吸收层404位于擦洗层与附着层之间。吸收层404由分开的各层405、407和409构成。层409比层407宽，而层407比层405宽。再有，吸收层材料的这种递减提供了多个平表面，这些平表面一般表示为411、413和415。(为了进行讨论，将表面411称为清洁垫400安装到一用具上时的前边缘；将表面413称为清洁垫400的后边缘。)在一个实施例中，层405和407包括一种高浓度超级吸收材料，而层409含很少或者不含超级吸收材料。在这样的实施例中，层405和407中的一层或者两层可以包括超级吸收材料与纤维材料的同质混合物。另一方面，这一层或两层可以包括分离的层，例如包围一个超级吸收颗粒基本连续层的两个纤维层。
虽然不是必需的，本发明的申请人业已发现，最好可以降低超级吸收颗粒在最前边和最后边的含量或者去除它们。通过使吸收层409的结构中不含超级吸收材料而在清洁垫400中实现这一方面。
V.测试方法A.压力下的性能该测试确定了清洁垫处于以下状态的去离子水g/g吸收力在0.09psi的最初封闭压力下，横向封闭于一活塞/汽缸组件中。(根据清洁垫样本的成分，封闭压力可以随测试时间期间样本吸水和溶胀而稍有降低。)该测试的目的在于，当将清洁垫暴露于使用条件下时(水平吸取和压力)，评估清洁垫在一个实际时间段内吸收流体的能力。
用于PUP容量测试的测试流体是去离子水。该流体被接近零的流体静压下所需要吸收条件下的清洁垫所吸收。
用于该测试的适当装置510示于图6中。该装置的一端是一贮液槽512(例如陪替氏培养皿)，该贮液槽512有一盖514。贮液槽512安置在一般表示为516的分析天平上。装置510的另一端是一般表示为518的多孔玻璃漏斗(fritted funnel)；一般表示为520的活塞/汽缸组件，该组件安置在漏斗518内；一般表示为522的圆筒形塑料多孔玻璃漏斗盖，它盖在漏斗518上，其底部开口而顶部封闭，顶部有一针孔。装置510具有用来沿两个方向的任一方向传送流体的系统，该系统由以下部分组成表示为524和531a的节段玻璃毛细管；表示为531b的软塑料管(例如1/4英寸内径和3/8英寸外径聚乙烯管)；旋阀组件526和538；用来连接玻璃管524和531a以及旋阀组件526和538的聚四氟乙烯连接件548、550和552。旋阀组件526由以下部分组成主流体系统中的三通阀528、玻璃毛细管530和534；用来装满贮液槽512并且面向前冲洗多孔玻璃漏斗518中多孔玻璃盘的一段玻璃毛细管532。类似地，旋阀组件538由以下部分组成主流体线中的玻璃毛细管542和546；用作该系统一排放口的一段玻璃毛细管544。
参照图7，组件520由以下部分组成圆筒554；556所指代的杯状活塞；安装在活塞556内的重物558。附着到圆筒554底端的是400号网状不锈钢布筛网559，使它在附着之前沿两个轴向伸展以便拉紧。一般表示为560的清洁垫样本安置在筛网559上，其表面接触(或擦洗)层与筛网559相接触。清洁垫样本是一圆形样本，其直径为5.4厘米。(尽管图中将样本560描绘为单独一层，不过该样本实际上由具有一清洁垫所含所有层的圆形样本组成，该样本是从该清洁垫上切下来的。)圆筒554是从一个透明LEXAN棒(或者等同物)上钻孔得到的，其内径为6.00厘米(面积＝28.25厘米2)，壁厚接近5毫米，高度接近5厘米。活塞556为聚四氟乙烯杯形式，将其加工成能够在紧密度容限范围内安装到圆筒554中。将圆柱形不锈钢重物558加工成能够紧密地安装在活塞556内，并且其顶部配备有一手柄(图中未示)以易于拿走。活塞556和重物558总的重量为145.3克，这对应于22.9厘米2上有0.09psi的压力。
设置装置510各部件的大小，以使流过其中的去离子水的流速在10厘米静压头下至少为0.01克/厘米2/秒，其中该流速由多孔玻璃漏斗多孔518规格化。对流速特别有影响的因素是玻璃漏斗518中多孔玻璃盘的渗透性；玻璃管524、530、534、542、546和531a的内径以及旋阀528和540。
贮液槽512置于分析天平516上，分析天平精确到至少0.01克，漂移小于0.1克/小时。该天平优选接至带软件的计算机，该计算机能够(i)监视天平砝码在从PUP测试开始起算的预置时间间隔处的变化，和(ii)设置成自动开始于0.01-0.05克的砝码变化，这取决于天平的灵敏度。伸入贮液槽512的毛细管524不应接触其底部，也不应接触盖514。贮液槽512中的流体容量(图中未示)应足以使空气无法在测量期间抽入毛细管524中。在测量一开始，贮液槽512中的流体水平应在多孔玻璃漏斗518内多孔玻璃盘的上表面之下约2毫米处。这可以通过将一个小液滴置于多孔玻璃盘上并且以重量分析监视其缓慢流回贮液槽512的方法来确定。当把活塞/汽缸组件520置于漏斗518内时，该水平不应有显著变化。贮液槽应当具有足够大的直径(例如～14厘米)，以使～40毫升的退回部分引起的流体高度变化小于3毫米。
在测量之前，使该组件充满去离子水。多孔玻璃漏斗518内的多孔玻璃盘受到面向前的冲洗以使其充满新鲜的去离子水。在可能的范围内，从多孔玻璃盘的下表面和把漏斗接至贮液槽系统中将气泡赶走。通过顺序操作三通旋阀来完成以下步骤1.从多孔玻璃漏斗518中去除(例如倒出)多孔玻璃盘的上表面上的过量流体。
2.将贮液槽512的溶液高度/重量调整到适当水平/值。
3.相对于贮液槽512将多孔玻璃漏斗518置于正确的高度。
4.然后用多孔玻璃漏斗盖522盖上多孔玻璃漏斗518。
5.用打开的连接位置时旋阀组件526和538的阀528和540来使贮液槽512与多孔玻璃漏斗518保持平衡。
6.然后关闭阀528和540。
7.然后，转动阀540以使漏斗开至排放管544。
8.使该系统能够在此位置处保持平衡达5分钟。
9.然后使阀540返回至其关闭位置。
第7-9步通过将多孔玻璃漏斗518的表面露置于～5厘米的小静压吸力下而使其“变干”。若管544的开口端延伸到多孔玻璃漏斗518内多孔玻璃盘的水平之下～5厘米处并且充满去离子水，则施加吸力。在该步骤过程中，一般从该系统中排出～0.04克流体。该步骤防止了活塞/汽缸组件520置放于多孔玻璃漏斗518内时过早吸收去离子水。通过在没有活塞/汽缸组件520的情况下持续20分钟时间实施PUP测试(见下文)，测量该步骤中从多孔玻璃漏斗中排出的流体量(称为多孔玻璃漏斗校正重量或者“Wffc”)。当开始进行该测试时，基本上所有由该步骤从多孔玻璃漏斗中排出的流体极迅速地被该漏斗重新吸收。因而，必须从PUP测试期间贮液槽中除去的流体重量中减去该校正重量(见下文)。
将一圆形模切样本560置于汽缸554内。将活塞556滑入汽缸554中，置于清洁垫样本560的顶部上。把活塞/汽缸组件520置放于漏斗518玻璃部分的顶部上，将重物558塞入活塞556中，然后用多孔玻璃漏斗盖522盖住漏斗518的顶部。在检查天平读数以确保稳定之后，通过打开阀528和540以便连接漏斗518和贮液槽512而使测试开始。随着自动开始，当漏斗518开始重新吸收流体时，立即开始采集数据。
在总时间段为1200秒(20分钟)上的各个间隔处记录数据。如下确定PUP吸收能力t1200吸收能力(g/g)＝[Wr(t＝0)-Wr(t＝1200)-Wffc]/Wds其中t1200吸收能力是1200秒以后清洁垫的g/g吸收能力，Wr(t＝0)是开始前贮液槽512的重量克数，Wr(t＝1200)是开始后1200秒时贮液槽512的重量克数，Wffc是多孔玻璃漏斗校正重量，Wds是清洁垫样本的干重量。由此可见，类似可测量样本的t30和t900吸收能力，只是Wr(t＝30)和Wr(t＝900)(即，分别为开始后30秒与900秒时贮液槽的重量)套用以上公式。以[t30吸收能力]/[t1200吸收能力]×100％计算样本的t30百分比吸收能力。
B.挤出本发明的另一个重要参数是，清洁垫在露置于使用压力下时留存流体以避免流体“挤出”的能力。通过确定用Whatman滤纸在0.25psi(1.5kPa)压力下可能从样本中吸取的流体量，在整个清洁垫上测量“挤出”。通过水平吸取(具体地说，通过来自由擦洗层或表面接触层构成的清洁垫表面的吸取)在已经充满去离子水至饱和的样本上进行挤出。(一种用来得到饱和样本的手段在1995年10月13日提出的编号为08/542,497(Dyer等)美国专利申请案中被描述为Horizontal Gravimetric Wicking method，这篇文献在此引入以作参考。)优选利用一充气囊将含流体的样本水平放置在能够提供各个压力的装置中，该充气囊将在样本表面上提供平均分布的压力。将挤出值报为湿样本的每份重量所失去的测试流体重量。
实施例I一种洗涤剂组合物/溶液，含以下成分约0.5％洗涤剂表面活性剂，包括一种线性醇乙氧基化物洗涤剂表面活性剂(可从ShellChemical Co.买到的Neodol 1-5()和烷基磺酸盐(可从Stepan Co.买到的Bioterge PAS-8s，一种线性C8磺酸盐)；约0.1％的碳酸钾；约0.5％的2-氨基，2-甲基丙醇；包括染料和香料的辅助剂；和平衡量的去离子水——用如上所述(含有效量的聚丙烯酸钠，优选交联聚丙烯酸钠——一种超级吸收材料)和如附图所例举的用具将这种洗涤剂组合物/溶液加到地板表面上并且去除。结果使地板清洁。
实施例II成分 商品名 ％浓度 CAS#C11烷基E05 Neodol 1-50.35 34398-01-1C8烷基磺酸钠 Witconate NAS-8 0.1 5324-84-5香料 0.015碳酸钾 0.012-氨基-2-甲基- AMP-950.5 124-68-51-丙醇抑泡剂 Dow Corning抑泡剂*0.0025 *去离子水 99.023 7732-18-5pH＝10.75*这种抑泡剂含有聚乙二醇硬脂酸酯(4重量％，CAS#9004993)；甲基化的二氧化硅(2重量％，CAS#67762907)；八甲环四聚硅氧烷(2重量％，CAS#556672)。
一般以约0.0005～0.02、优选约0.001～0.01、更优选约0.002～0.003的有效含量的抑泡剂尤其在对陶瓷表面上沾污和成膜方面有技术上的改进。其原因在于，陶瓷上的灌浆线随拖把在其上移动而产生小污点，由此产生泡沫。若产生太多的泡沫，则它能够在干后变成条纹。此外，用户调查显示，一些用户感觉到，用拖把擦地期间所看到的地板上的泡沫会产生膜/条纹。
减少用拖把擦地期间地板上的泡沫，这可以改变不产生膜/条纹的技术与感知益处的程度。这种益处的程度取决于尤其在用拖把擦地期间所产生泡沫的浓度和泡沫浓度被控制达到的程度。
可以使用公知的抑泡剂，但最好使用一种硅氧烷抑泡剂，原因在于它们能够在极低浓度下也很有效，因此它们能够使所需总的不溶于水的材料最少，同时至少使有效量的抑泡剂存在。
权利要求
1.与一种含有一垫的用具一起使用的洗涤剂组合物，所述垫含有超级吸收材料，这种洗涤剂组合物包含不多于约10％的一种或多种洗涤剂表面活性剂；包括溶剂的疏水材料的含量低于约0.5％；pH值大于约9。
2.权利要求1的洗涤剂组合物，其中洗涤剂表面活性剂的含量为0.01％～0.5％，优选为0.1％～0.45％；包括溶剂的疏水材料的含量低于约0.2％，优选低于约0.1％；pH值大于约10，优选大于约10.3。
3.权利要求1或2的洗涤剂组合物，其包含有效量的抑泡剂。
4.权利要求3的洗涤剂组合物，其中所述抑泡剂的含量为0.0005～0.02，可选择的是为0.001～0.01。
5.权利要求3或4的洗涤剂组合物，其中所述抑泡剂包括一种硅氧烷抑泡剂。
6.权利要求1-5中任意一项的洗涤剂组合物，其中洗涤剂表面活性剂主要为线性结构，它任选地选自直链阴离子与非离子洗涤剂表面活性剂。
7.权利要求1-6中任意一项的洗涤剂组合物，其中由挥发性碱性试剂提供至少有效量的碱度，挥发性碱性试剂可以任选地是一种具有以下化学式的烷醇胺CR2(NH2)CR2OH其中，每个R选自氢和含1～4个碳原子烷基，该化合物中的总碳原子数为3～6个，所述挥发性碱性试剂任选地是2-氨基，2-甲基丙醇。
8.一种包括含有一垫的用具和根据权利要求1-7中任意一项的洗涤剂组合物的成套用具，所述垫含有超级吸收材料。
9.在一容器中的权利要求1-8中任意一项的洗涤剂组合物，所述容器带有说明，以使这种组合物与含超级吸收材料的清洁垫一起使用。
10.清洗一表面，可选择地为一陶瓷表面，的方法，包括施加有效量的根据权利要求1-8中任意一项的洗涤剂组合物；和将该组合物吸入含一超级吸收材料的吸收结构中。
全文摘要
一种与包括有效量超级吸收材料的清洁垫一起使用的洗涤剂组合物,所述清洁垫优选是包括一手柄的清洁用具的一部分,所述清洁垫优选是可拆卸的。这种洗涤剂组合物含有限量的洗涤剂表面活性剂,洗涤剂表面活性剂优选为线性结构且为相对亲水,疏水材料的浓度保持在约0.5%以下,pH值保持在约9以上,以使超级吸收材料易于被超级吸收材料所吸收。本发明公开了将这种洗涤剂组合物与这样一个清洁垫一起使用的方法,还公开了一种含洗涤剂组合物与清洁垫的成套用具。
文档编号C11D3/00GK1255160SQ98804989
公开日2000年5月31日 申请日期1998年3月16日 优先权日1997年3月20日
发明者N·J·波利奇斯奥, R·A·马斯特斯, A·E·谢里 申请人:普罗格特-甘布尔公司