清洁工具的制作方法

专利名称：清洁工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种清洁硬表面的工具，特别是清洁餐具和烹调器具，它有带表面复盖材料的吸收芯。
背景技术：
本发明的一个目的是提供各种清洁工具，当它与洗涤剂溶液一起使用用来清洁硬表面时，能提供大量的保持很长时间的洗涤剂泡沫。
本发明的进一步目的是提供各种清洁工具，它有表面复盖材料，适合进行可需类型的清洁，即轻轻地清洁易擦伤的表面，擦磨清洁耐擦伤的表面，等等。
本发明的另一个目的是提供一套方便的清洁工具，它带有洗涤剂清洁产品的容器。
发明概要本发明涉及的清洁工具包括弹性的吸收芯材料，它被开腔的塑料网材料紧贴包围，完全张开的塑料网材料有从约3．4g／m2(克／平方米)到约34g／m2的基重，其平均股数从约0．8／cm(根／厘米)到约20／cm，吸收芯材料的至少约50％的表面被至少3层的网材料复盖。
本发明还包括有这样的清洁工具和洗涤剂清洁产品容器的一套工具。
附图的简要描述当说明书以特另指出的权利要求和对本发明清楚地提出的权利要求结束时，相信从下面结合附图的描述中将能更好地理解本发明

图1说明完全张开的钻石形开腔网材料的示例性部段；图2说明在展开钻石形开腔网材料之后，成为完全张开的六方形开腔网材料的示例性部段；图2A说明图2所示的网材料的结点放大示例性视图；图3示意性说明用于测量开腔网对所施加重量的阻力的试验程序，它在描述开腔网材料的柔性特征时有用；图4是优选的本发明工具的透视图；图4A和4B是图4所示工具的两个横剖面图，其中为了清楚起见，扩大了网材料层的厚度；图5是优选的本发明工具的透视图；图5A和5B是图5所示工具的两个横剖面图，其中为了清楚起见，增大了网材料层的厚度；图6表示在旋转栅门上打褶的网材料，说明如何制造示例性工具；以及图6A是图6所示打褶网材料的横剖面图。
发明的详细描述本发明清洁工具包括弹性和吸收的芯材料。芯材料的吸收性允许它有洗涤剂清洁溶液贮槽的作用。芯材料的弹性允许在使用时通过挤压可以迫使清洁溶液流出芯材料。芯材料也是柔软的，从而工具可以与要清洁的物体的表面形状一致。芯材料的这种柔软性和弹性能使清洁工具的表面与要清洁的物体的表面之间紧密接触，以便获得良好的清洁性能。
可用作本清洁工具的芯材料的优选的吸收弹性材料包括各种泡沫型材料。泡沫材料可由许多不同的包括纤维素、聚酯、聚氨基甲酸酯、其他塑料和天然海绵制成的材料。优选的用作本清洁工具的芯材料的泡沫材料包括聚氨基甲酸酯以及纤维素。
本清洁工具包括基本包围芯材料的开腔的塑料网材料。塑料网材料不需要粘结到芯材料上，虽然可以有选择地进行这种粘结。优选的是将芯材料紧贴配装在包围的网材料之内，从而使通常是特定形状的芯材料保持在网材料内的位置中。这样，使网材料对芯材料稍微有点压力，以便有助于将芯材料保持在网外罩之内的位置中，这是可选择的，但是优选的。相反，轻微受压的芯材料在网材料上施加很小的向外压力，这有助于保持网材料在它的完全张开的构形(完全张开的网材料的构形下面将更全面地描述)。
网材料对芯材料施加不大压力是优选的，从而使芯材料保持它的柔软性和它作为清洁溶液的贮槽的能力。因此，优选的是在包围的网材料之内，吸收芯材料的压缩程度不大于，与它没有压缩时比较，它能保持的它的水吸收能力的至少约60％，更优选的是保持这样吸收能力的至少约80％，保持至少约90％也是最优选的。优选的是芯材料的压缩程度不小于它保持的它的吸收能力最大约100％，保持最大约95％也是优选的，保持最大约90％也是优选的。
众所周知，开腔的塑料网材料可以用作本清洁工具的外罩材料。这样的材料最好通过挤塑工艺技术制造基本平面的网材料的连续片或管。“基本平面的”并不意味着网材料必需是平的片，如指出的那样，由于它常常以管子形状生产；它意味着网材料可以被排列取向成平的片，该平的片有基本的长度和宽度以及极小的厚度(即沿生产的管的长度切开，在相反的方向上拉伸切开的侧边直到网材料变平)。“开腔的”意味着网材料包括由互相连接的塑料股线包围的许多开孔。股线和开孔最好是有规律的重复图案。开腔的网材料的“腔”指的是网的单个开口，它被邻接的塑料股线包围。给定的网材料的腔最好全都有基本相同的尺寸和形状，但是不同的网材料可以有不同尺寸和形状的腔。
网材料平行于生产的管子的长度，或生产的片的侧边的方向，已知是“机器方向”(MD)。网材料在网的平面中垂直于机器方向的方向已知是“横向”(TD)。
制造用作本工具的一部分的开腔网材料的技术包括选择合适的树脂材料，它可以包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯和其他能生产耐用和有作用的网的合适材料。低密度聚乙烯(LDPE，一种聚烯烃)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚乙烯醋酸乙酯、高密度聚乙烯以及它们的混合物，是优选用来生产这里描述的网材料，尽管其他树脂材料也可以代替，只要得到的网材料其物理参数与这里定义的相一致。LDPE是用于本网材料最优选的树脂。
除了上述的树脂之外，在制造挤塑网材料的过程中通常在树脂中添加上添加剂材料。颜料、染料、增光剂、重蜡及类似物常常是制作这里描述的挤塑网材料的添加剂。
为了生产开腔网材料，将选择的树脂以任何适宜的装置加料到挤压机之中。用以生产合成幅面料和开腔网的挤压机和螺杆送料设备在工业上是已知的和有售的。
将树脂引入到挤压机之后，它被熔化，从而流过挤压通道进入到模具中，如下面将要详细讨论的那样。树脂熔化的温度根据所选择的树脂变化。材料的熔点指数是关联挤压膜温度与被挤压塑料在它流过模具时粘度的标准参数(ASTM方法D1238)。熔点指数定义为热塑性聚合物在特定温度和压力下的粘度；它是分子量的函数。特别是，熔点指数是这样聚合物的克(gram)数，在190℃，3045克／平方厘米(g／cm2)的压力下10分钟之内可以迫使该聚合物通过0．0825英寸(2．10mm)直径孔板的克数。
对制造这里描述的网的LDPE和其他树脂优选其熔点指数从约2到约14；至少约4的熔点指数是更优选的，至少约6也是更优选的；最大约10的熔点指数是更优选的，最大约8也是更优选的。如果使用不是LDPE而是树脂材料，熔点指数可以适当地改变。挤压机操作的温度范围可以大体在树脂熔化的温度和树脂发生降解的温度之间变化。
为了生产图1和图2所示的钻石形或六方形开腔网材料，可以将液化的树脂挤压通过两个相反旋转的模具，这在工业上是常用的。利文斯顿(Livingston)和梅林(Melin)的美国专利3，957，565号和梅尔塞(Mercer)和马丁(Martin)的美国专利4，020，208号，描述了利用相反转动的模具挤压管形塑料网材料的技术，这样的公开内容结合于此作为参考。相反转动的模具有内模和外模，两者都有各自沿它们的外周边和内周边纵向切割的通道，从而当树脂流过该通道时，挤压出纤维。各个纤维，如图1中可见的F，从内模的每个通道和外模的每个通道挤压出来，从而形成网部段10。因为两个模具以互相相反的方向旋转，外模的通道以预先确定的间隔与内模的通道对齐。因此当两个通道对齐时液化的树脂混合，而两个挤压出来的纤维(如图1中可见的F)粘合在一起，直到由于连续的转动外模和内模的挤压通道又不对齐为止。由于内模和外模互相以相反的方向旋转，每个模具的通道重复发生对齐和不对齐的连续过程。在通道对齐和两个纤维粘合在一起的点一般称为结点(如图1的N)。
测量的“模具直径”是外模的内径或内模的外径。这两个直径必须基本相等以便避免扩散的树脂从两个模具之间泄漏。模具直径影响生产的网的管的最终直径，虽然模的直径只是控制网管最终直径的一个参数。尽管相信模具直径的变化范围极广，优选的在约2cm(厘米)到约15cm之间适合于制造这里描述的各种网，模具直径更优选的至少约3cm，至少约6cm属于更优选的；和更优选的最大约10cm，最大约8cm也是更优选的，最大约5cm也是更优选的。
挤压通道同样可以在先有技术已知的各种几何构形中变化。方形、矩形、D形、新月形、半圆形、锁眼形和三角形通道是先有技术已知的所有形状，可以适合生产这里描述的网。对本网材料来说矩形通道是优选的，虽然其他通道也提供可接受的结果。
在网管从相反转动的模具中挤压出来后，它可以有钻石形腔的特征，当从机器方向和横向看时(图1)，钻石的四角的每个角是各个结点N，钻石的四边是四个分别形成的线段F。接着将网管拉过圆筒形的芯轴，芯轴的纵向轴线基本平行于相反转动模具的纵向轴线，即机器方向(如图1中表示的MD)。芯轴的作用是将圆周边压力施加到幅面料(或织物)上，从而在TD上有点张开它；这也保证丝交叉处有良好的接触，在这些点牢固地形成结点。一般芯轴是沉浸在大桶的水、油或其它急冷的溶液中，典型的温度为约25℃或更低；这用于冷却和固化挤压出的网。
芯轴可以有各种直径，虽然将选择它有与挤压模具直径相对应的适宜直径。芯轴的直径最好大于模具的直径，以便达到所希望的牢固的结点形式和所希望的丝线在TD上的拉伸。但是芯轴直径还必须足够小，以便避免通过过度拉伸损害网的整体性。芯轴直径与模具直径之比优选的是至少约1．1，更优选的是至少约1．3，至少约1．4也是更优选的，而最大优选的是约2，最大更优选的是约1．8，最大约1．6也是更优选的。
网材料的管最好在网的机器方向(MD)纵向拉伸；这使丝线中和结点中的聚合物分子对齐，使网材料具有所需的强度和柔软性质。依赖于各种因素，包括制成网的聚合物、网被冷却到的温度、施加到网上的拉伸速度和拉伸量；或者单独拉伸丝线，或者网的丝线和结点两者都被拉伸。如果只有丝线被拉伸，网材料看起来仍然同图1表示的那样相同。
最好网的丝线和结点两者都被拉伸。取决于怎样观看网管，网腔的几何构形也可以显著地改变。因此，几何腔的描述并不意味着限制，但是仅为了说明的目的。当钻石孔腔的结点被拉伸时，它们可以以小的珠状物体(如图1的N)变成较长较薄的丝线状结点(如图2和2A的12)。从而腔也以钻石形变成六方形，其中被拉伸的结点12形成六方形的两个边，和四个单个丝线段F形成六方形其余的四个边。
最好取走网的速度快于它生产的速度，这样供给所需的纵向或机器方向的拉伸力。一般使用取网的卷筒来积累已完成的网产品。应该很清楚，这里有许多加工参数(如树脂供料速率、模和芯轴的直径，通道的设计、模具的旋转速度、急冷的温度、拉伸的量和速度和其他类似参数)会影响网的参数，如腔的形状、单位重量和腔的数目。
虽然对制造本发明工具使用的网材料来说，如上所述通过使用相反转动的模具生产管子构形的开腔网材料是优选的，但也知道另外的加工装置。例如，拉森(Larsen)的美国专利4，123，491号，其公开的内容结合于此作为参考，它表示生产的开腔网片，当从机器方向和横方向看时生产的丝线基本是互相垂直的，形成基本矩形的腔。得到的网材料在生产之后最好在MD和TD两个方向上拉伸，以便使网丝线中的聚合物分子对齐。
还有另外一种制造挤压的开腔网材料的方法描述在加甫尼和拉森(Gaffney&Larsen)的美国专利3，917，889号中，其公开的内容结合于此作为参考。这个参考文献描述了管状挤压网的生产，其中在机器方向挤压出来的丝线基本垂直于周期地形成的横切机器方向的塑料丝线或带。可以控制从横切机器方向挤压出来的材料，从而使其形成细的丝线或厚的带。如上述的网的制造程序，按照这个参考文献制造的管状网在挤压之后，最好在圆周(TD)和纵向(MD)两个方向拉伸。
用作本工具的开腔网材料的一个重要参数是“基重”。由于网材料大体上是平面的，基重是以每单位面积网材料的重量来确定。但是必须小心定义网材料的单位面积。这是因为网材料是柔软的，在不同的各个方向它们张开或收缩，所以每个单位面积的重量可有很大的变化。例如，图1或2的钻石形或六方形网材料可在机器方向拉长，从而使指向机器方向的腔的角度趋向于零，使腔实际上压扁到在横向没有宽度。事实上，由于在它们生产时MD拉伸通常施加到这样的网材料上，一般加到它们在TD上呈这样的“压扁‘状态(即MD(图1，2和2A中的14)上指的角度约为零度)，需要在TD上施加少量的力以便使它们在那个方向张开和“打开”腔。
开腔网材料的基重是在它“全张开”时通过测量网的面积来确定的。全张开的网材料是一个网，其中网材料是在机器和横向两个方向张开的。从而没有一根塑料线实际上还受到拉伸和变得更长，它们全都拉直。对有矩形腔形状的网材料，网材料是在机器方向和横方向张开，直径矩形的线侧边变成直的并平行于这些方向。对图1和2所示的网材料，它们必须在机器方向和横方向张开适当的距离，从而使在图1所示网材料中交汇在每个交叉点的四根塑料线变成直的并形成四个90度角，使在图2表示的网中交汇在每个交叉点的三根线变成直的并形成三个120度角。
用作本工具的网材料有基重至少约3．4g／m2(克／平方米)，优选的是至少约6g／m2，更优选的是至少约8g／m2，至少约10g／m2也是更优选的；而基重最大约34g／m2，优选的是最大约20g／m2，更优选的是最大约15g／m2，最大约12g／m2也是更优选的。
当用作本工具的开腔网材料如上述定义那样张开时，网的每个腔有二对或三对平行的侧边。网材料的“腔尺寸”是每个腔的二对或三对平行线之间尺寸的平均值。
对用于本发明工具的网材料的一个补充优选参数是，在平行的腔侧边之间的这些尺寸其最大值不大于这些尺寸最小值的约3倍，优选的是这些尺寸的最大值不大于这些尺寸最小值的约2倍，这些尺寸的最大值不大于这些尺寸最小值约1．5倍也是更优选的。这些尺寸最大值不大于这些尺寸最小值的1．2倍也是更优选的。
用作本工具的开腔网材料的孔尺寸至少是约0．5mm(毫米)，优选的是至少约1mm，更优选的是至少约2mm，至少约3mm也是更优选的，至少约4mm也是更优选的，而最大约10mm，优选的是最大约8mm，更优选的是最大约7mm，最大约6mm也是更优选的，最大约5mm也是更优选的。
开腔网材料的另一个参数是“股数”或“腔数”(如这里定义的那样，它们是相同的)。从垂直于网股线的所有方向取股数或腔数。对网全张开时有垂直于MD或TD股线的网材料(矩形腔网，或在图2网中的TD)，数字简单地取自沿某一方向跨过这样垂直股线的一条线；计算与该线交叉的股线或腔得到相同的数(除了四舍五入可能造成的差别)。对股线不垂直MD和TD的网材料(图1网中所有股线，或图2网中的F股线)，数字取自沿垂直这些股线的一条线，计算与该线交叉的股线或腔。对大多数网材料，如图1和2的那些，沿每个方向的股数约是相同的。可以用两个(如图1的网)或三个(如图2的网)股数(“平均股数”或“平均腔数”)的平均值来描述网材料。
用于本工具的开腔网材料的平均股数或平均腔数是至少约为0．8／cm(根／厘米)，优选的至少约1．0／cm，更优选的至少约1．2／cm，至少约1．4／cm也是更优选的，至少约1．05／cm还是更优选的；和最大约20／cm，优选的最大约8／cm，更优选的最大约5／cm，最大约3／cm也是更优选的，最大约2．2／cm还是更优选的，最大约1．8／cm也还是优选的。
本工具达到的良好起肥皂泡沫特性需要网材料的股线良好的柔性。达到良好柔性的一种方法是使材料的股线很细，它主要是由基重和网的股数确定的。但是，柔性也受塑料本身特性的影响。
如这里描述的和图3中说明的那样，对如图1和2的那些，以管形网材料生产的有钻石或六方形腔的网材料，已经确定出可以实现网材料柔性的标准试验。这里定义得到的柔性测量值为初始伸长。如图3中示意表示的那样，将网管20由试验架水平臂22伸出，开始确定初始伸长的程序，该臂依次由垂直支持部件24支持，支持部件依次连接到试验架底座26上。
如上所述，当从相反转动的模具中挤压成形开腔网时，是以网管的形式形成网。用于试验的网管20应有6．0英寸(15．2cm)长，如长度28指示的那样。选择六英寸和50．0克重，作为进行测量的合适标准。将很清楚看到，也可以选择其他的标准条件。但是，为了比较不同网的初始伸长值，最好所选择的标准条件与这里描述的相一致。
如图3中说明的那样，从重量支持部件30悬挂标准化的重量，支持部件有重量支持水平臂32穿过网管20并由其悬挂出。支持部件30和标准化的重量加在一起的组合总重量等于50克是关键。距离34说明是“初始伸长”，这是当重量悬挂到网管20上之后网管立即伸长的距离。最好用线性标尺36测量距离34。
当然，初始伸长取决于模具的直径和芯轴的直径。可以用相同直径的模具和芯轴来比较不同的网材料。例如，用于制作本发明工具的网是在模具直径7cm和芯轴直径10．5cm的机器上制成的，网材料最好有初始伸长值至少约30cm，更优选的是至少约33cm，至少约35cm也是更优选的，至少约36cm也是优选的；和最好最大约43cm，更优选的是最大约39cm，最大约37cm也是更优选的，最大约36cm也是优选的。
通过将初始伸长除以芯轴直径可以消除网材料的初始伸长值对模和芯轴直径的依赖性。这提供“初始伸长比”，它用来比较用不同模和芯轴制成的网材料。用于本工具的网材料最好有初始伸长比至少约2．8，更优选的是至少约3．1，更优选的还有至少约3．3；而最好最大约4．1，更优选的最大约3．7，最大约3．5也是更优选的。
通过在网样品20上悬挂较大的标准化重量(如250克，如图3中表示的那样)，和从距离35减去距离34，可以测量开腔网材料的弹性特性。支持部件加上较大的标准化重量的总的组合重量等于250克是关键。结果正比于网的弹性水平并称为“弹性”。对用于制作本工具的网材料，即用有模具直径7cm和芯轴直径10．5cm的设备制成的网材料，弹性最好至少约34cm，更优选的至少约38cm，至少约40cm也是更优选的，至少约41cm也是优选的；而最好最大约48cm，更优选的最大约44cm，最大约42cm也是更优选的，最大约41cm也是优选的。
对用不同的模具和芯轴制成的网材料，通过用芯轴除它来确定网的“弹性比”，还可以使这个测量标准化。用于本工具的网材料最好有弹性比至少约3．2，更优选的至少约3．6，至少约3．8也是更优选的，而最好最大约4．6，更优选的最大约4．2，最大约4．0也是更优选的。
通常用于制造优选的钻石形和六方形开腔网材料的技术，这种网材料是用于制作本工具的，生产的网一般在横方向收缩厉害，而在机器方向有点细长。虽然这样的网材料可通过在横方向轻轻地拉它可以很容易张开，但当横方向上的这个力一旦松开，它自然的弹性倾向于使它收缩。
优选的是，在用来制作本工具时，图1和2的开腔塑料网材料接近于它们的全张开状态。通过轻轻地在TD拉它们直到它们达到它们的全张开状态，在提高的温度(但低于塑料的熔化温度)下将它们保持那个状态，直到网材料松驰并不需TD力保持在全张开状态，从而可以使这样的网材料在它们的全张开状态是松驰的。对优选的LDPE网材料，例如在约60℃将它们保持在它们的全张开状态约15分钟，就可以做到这一点。相似地，用作本工具的其他网材料，通过将它们在某个温度和时间范围内保持全张开状态，也可以在或接近于它们全张开状态下松驰，这个温度和时间对每种材料很容易通过实验确定。
对本发明的清洁工具，芯材料的至少约50％的表面由三层或更多层的塑料网材料复盖。如这里所用的，芯材料的“表面”指的是它的外表面。最好芯材料的至少约70％的表面由三层或更多层的网材料复盖；更优选的是芯材料至少有约90％的表面这样被复盖。最优选的是芯材料基本上所有的表面都被三层或更多层的网材料复盖(虽然包围的网材料一般有几条接缝，在那里各层网材料粘合或熔化在一起，从而使各层不能在这样的接缝处分离)。
在有多层网材料复盖本工具的芯材料的情况中，在工具的表面上任意给定点处这样网材料的层数可以有很大的变化，这取决于工具是怎样制做的。网材料复盖工具的芯材料表面的平均层数最好至少是3层，更优选的至少是4层，也是更优选的至少是6层，还是更优选的至少是8层，至少是10层也是优选的，至少是12层也是优选的。网材料复盖工具的芯材料表面的平均层数最好最大是40层，更优选的最大是32层，也是更优选的最大是25层，还是更优选的最大是20层，也是优选的最大是16层，优选的最大是12层。
为了使本工具在与洗涤剂清洁溶液一起使用时能产生良好的和延续时间长的肥皂泡沫，在工具的表面积的基本部分上，网材料的许多外层必须相对它下面的各层很容易移动。相信由本工具提供的很好起泡的优点需要许多层的网材料相对它们下面的各层可以移动，移动的距离至少等于网的腔尺寸。制作本工具的方法可促进网各层这样的相对运动。
本清洁工具的尺寸和形状对形成上述的良好的起泡特征不是关键。由于本清洁工具主要用于手工清洗表面，特别是餐具和烹调器具，所以希望工具有手用的方便尺寸和形状。对该工具可以有许多不同的几何固体形状。
也希望用商业上有售的泡沫和塑料网材料很容易制造本工具。几乎能以任意的尺寸和形状获取泡沫材料。如设定的直径和无限长度的网管是最方便得到塑料网材料。
优选的本清洁工具是用形状近似矩形的固体的泡沫芯材料制成。这样的芯材料最好用多层的塑料网材料包围，这样通常得到圆的角和边缘，从而使制成的清洁工具是枕头状，如图4和5中表示的那样。
本发明的清洁工具最好是长约5cm(厘米)到约20cm，宽约4cm到15cm，厚约2cm到10cm。这样枕头状的工具更优选的是长至少约7cm；长至少约9cm也是更优选的；更优选的是长最大约15cm，长最大约11cm也是更优选的。这样的工具更优选的是宽至少约6cm，宽至少约7cm也是更优选的；更优选的是宽最大约10cm，宽最大约9cm也是更优选的。这样的工具更优选的厚至少约3cm，厚至少约4cm也是更优选的；而更优选的厚最大约7cm，厚最大约6cm也是更优选的。
包围吸收芯材料的多层塑料网材料可有许多不同的构形和铺放这样网材料的方法。不管塑料网材料是怎样围绕芯材料铺放的，最好网材料的各层按一定的间隔连接在一起，从而使各层相对邻近的层不是可以完全自由移动的。尽管各层之间需要一定的连接，工具的基本部分最好是各层的网材料并不互相连在一起，以便达到上述产生良好的起肥皂泡效应所需的各层之间的相对移动。为了获得这种效果，最好用点或线粘合来将网材料各层连接在一起。最好这样的粘合至少离开约2cm，更优选的至少离开约4cm，至少离开约5．5cm也是更优选的，至少离开约7cm还是更优选的，而它们最好最大离开约20cm，更优选的最大离开约15cm，最大离开约11cm也是更优选的，最大离开约9cm还是更优选的。
本工具的优选构形是有许多层大体平滑的网材料包围芯材料，很象在一个枕头上套有许多枕头套。这样的工具说明在图4、4A和4B中。图4是枕头状工具50的透视图，它有顶53、底54、侧边51和52、端部55和56，整个尺寸是长L、宽W和厚D。图4A是沿4A-4A线截取的工具50的剖面图，在垂直于长度L的平面中。图4B是沿图4中4B-4B线取的工具50的剖面图，在垂直于宽度W的平面中。
图4A和4B说明泡沫芯材料40被四层大体平滑的塑料网材料41、42、43和44包围。通过热密封或粘合剂形成的粘合线，即四条粘合缝45、46、47和48将所有4层网材料粘接在一起。缝45是沿着侧边51的整个长度从端部55到端部56约在工具50的顶53和底54的中间；类似地，缝46是在侧边52的整个长度，缝47是沿着端部55的整个宽度从侧边51到侧边52，大致在工具50的顶53和底54的中间；相似地，缝48是在端部56的整个宽度。
工具50可以用泡沫芯材料40制成，芯材料基本上是矩形的固体，其尺寸略小于成品工具50的尺寸。用于制作工具50的网材料最好取自管形的如上所述的现有网材料，网材料最好有管子的圆周边，在网材料全张开时，近似等于2W+2D(虽然也可以使用有较大圆周边的管子)。然后使管形网材料形成同心的管形层，它们是大致平滑的，每层的长度最好略长于L。这可以这样做，切割多个长度略长于L的管形网材料，将它们一个放在另一个里面，直到一个在另一个里面的同心管的数目等于网材料所需的层数(对工具50来说是四层)。另一种是，可以这样进行这种铺放网材料的同心管，将长度略长于L的网材料管的长度，使其内部转向外，将其折回到管的其余部分上，重复这个动作直到形成所需的层数(对工具50来说是4)。
在能扩展的物体上(如旋转栅门或芯轴)很容易形成多层的网，把网的同心管保持在该物体上从而使网全张开。虽然网是这样保持在它的全张开构形，最好将它在提高温度下放置一段所需的时间，以便能使网材料松驰，从而当它从扩展物体上移开时仍保持它的全张开状态。另一种是，在把它铺放成同心管之前可以使网材料全张开和松驰。
最好侧边缝45和46粘合所有的网层，并且它们是在网的同心管松驰之后粘合的(缝45和46可以在这样的松驰之前粘合)。可以通过热密封将网材料的各层粘合在一起或使用粘合剂将它们粘合在一起，形成各条缝。应用超声波或其他已知的方法可以获得热密封。
如果管形网材料的同心层的圆周边近似等于2W+2D，一旦完成侧边缝45和46，铺放的网管就可以进行第二步加工。如果这个圆周边是大于2W+2D，可以用缝45和46来制成有所需圆周边长度的同心网管，只要简单地沿合适的平行于网管长度的线进行密封，然后切除超过这些缝线的任何多余材料就行。为了避免浪费网材料，选择的优选网材料管的圆周边，应近似为要制作工具所需周边长(2W+2D)的整数倍。如果网的圆周边是2W+2D的二倍或多倍，可以做二个或多个工具的网材料同心管，通过平行于网管长度一个挨一个制作一个或多个宽的密封缝，接着在这样缝的中间切开(或另一种方法是，制作两个管的密封缝紧接在一起，然后在它们中间切开)。
上述的工序得到一个或多个管形网材料的同心层，它的圆周边长在网全张开时近似等于2W+2D，其长度略长于L。如果侧边缝45和／或46突出或在网多层管的外侧比内侧粗糙，最好把内侧反转到外面，从而使缝的较平滑的一侧在外边。这是因为在使用时常常沿侧边51和52抓住工具50，抓住平滑的缝比较舒适的缘故。
现在将矩形固体芯材料40插入到多层网管中，端先进去，直到它全部被网管包围。网管的侧边缝45和46最好与芯40的侧边51和52对齐。因为多层网管的长度略大于芯40的长度，芯40可以这样位于其中，它完全在网管之内，沿着端部55和56可以制成端部缝47和48，从而使芯40完全被包围在网材料中，工具50制作完成。端部缝47和48可以用热密封或粘合剂密封，类似于侧边缝45和46。任何超过端部缝47和48的网材料最好切除。
很容易认识到，可以制做多层网管使其长度显著地大于单个工具的长度L，从而可以用一个多层网管制作二个或多个工具。
本工具另一个优选构形是有一个或多个打褶的网材料层包围芯材料。这样的工具说明在图5、5A和5B中。图5是枕头状工具70的透视图，它有顶73、底74、侧边71和72、端部75和76，整个尺寸是长L、宽W和厚D。图5A是工具70沿5A-5A线截取的剖面图，在与长度L垂直的平面中。图5B是工具70沿图5的5B-5B线截取的剖面图，在与宽度W垂直的平面中。
图5A和5B说明泡沫芯材料被二层打褶的塑料网材料61和62包围。网材料的打褶层由通过热密封或粘合剂形成的线粘合连接在一起，有四条缝65、66、67和68。缝65沿着侧边71的整个长度从端部75到端部76约在工具70的顶73和底74的中间；类似地缝66沿着侧边72的整个长度。缝67沿着端部75的整个宽度从侧边71到侧边72近似在工具70的顶73和底74的中间，相似地缝68沿着端部76的整个宽度。
可以用图4、4A和4B的工具50相同的材料制作工具70。制作工具70中与工具50比较的主要区别在于，管形网材料是聚拢褶裥的，两个打褶的管形网材料层一个放在另一个里面，形成同心打褶的管层。在缝65、66、67和68的位置中永久保持这些褶。
用于制作上述工具50和70的特别优选的多腔网材料是Vexar(代码940809-1号)，从明尼苏达州明尼阿波利斯市的康韦特塑料公司有售(Conwed Plastics，Inc．Of Minneapolis，MN)。它是由LDPE制成，是如图2说明的六方形开腔网材料。它有基重12g／m2(克／平方米)，腔尺寸是5mm(对每个腔的所有三对平行的股线之间的距离是相等的)，平均股数是1．8／cm，初始伸长比为3．4，弹性比为3．9。
上述段落中描述的网材料相对较软和特别适合于清洁盘碟和各种餐具，在那里要从盘碟和餐具上清除的食物残渣不是紧紧地粘在它们的表面上。这种本工具的外表面上相对较软的网材料适合硬擦洗的工具。
较好地适合硬擦洗的本发明工具可以由较硬的塑料，如HDPE制成的网材料来制作。用有钻石形开腔构形带有圆结点如图1说明的网材料也能达到较好的硬擦洗效果。
已知的适合擦洗硬表面的材料是开网或纱罗组织，从而水性流体可以通过它们。这样的擦洗材料通常由尼龙或其他粗的合成材料制成，和／或可以包括金属股线织造在擦洗材料中。上述的本发明工具可以有一层硬擦洗材料作为工具的外表面，以便获得这样一种工具，由于多层相对较软的开腔网材料包复芯材料它有良好的起泡性能，由于这样硬擦洗材料作为外层它有优良的擦洗能力。
下面的非限制性的实例提供关于制作本发明工具的进一步信息，它描述制作如图5、5A和5B表示的那种工具的过程。
实例用上述的特别优选的管形多腔塑料网材料制作实例工具。如同从制造者买到的那样，网材料在横向基本上是完全塌下的。从现有材料上切下重18／g的网材料长度，它是约1．8／m长。网管的一个开口端滑入到线旋转栅门上，该栅门有相距30cm的平行两侧边，这样迫使网材料完全张开，当全张开时，网材料管有60cm长的圆周边。在旋转栅门上使网材料集束或打褶，褶裥基本上互相平行，每个褶是约1cm到3cm厚。在旋转栅门上集束或打褶的网材料约13cm长。从现有材料上切下第二片18／g网材料。把它在同一个旋转栅门上拉动上，以相同的方式(见图6和6A)在第一片网材料上面集束或打褶。
将带有二层打褶网材料的旋转栅门放到温度60℃的室中15分钟。这使网材料在它的全张开构形下松驰。
接着从60℃的室中取出旋转栅门上的网材料，用超声波密封机沿着四条平行于网管长度的线(垂直于打褶方向)将网材料的各层热密封在一起。这说明在图6和6A中。网材料的打褶层61和62是在旋转栅门80上。所做的热密封线65和85接近旋转栅门80的侧边腿，所做的热密封线66和86互相靠近在网材料管的中心附近，垂直旋转栅门80的两腿中间。这得到两个连接的一个挨一个铺放的、打褶的网管90和91，它们有开口端81、82、83和84。
从旋转栅门80上取下网材料，沿靠近一起的热密封线66和86之间的一条线切开，得到两个分离的网管，在每端都是开口的。将用每个这样的网管制作一个工具。超过热密封线的多余网可以修剪掉和扔掉。将网管90内侧翻向外，将粗的热密封线65和66放在打褶的多层管90的内侧。
用氨基甲酸乙酯的泡沫作为示例工具的芯材料。将一块矩形固体的氨基甲酸乙酯的泡沫约11．3cm×7．5cm×2．5cm放在打褶的层铺的网管90中间，从而泡沫的7．5cm×2．5cm终端部垂直于(和看到那样)网管90的开口端部81和82，和沿着网管90的侧边的热密封缝65和66，每个是在泡沫11．3cm×2．5cm侧边长度的中间并平行于该长度。如果需要达到良好的配合，可以稍为修理一下泡沫。
将打褶的层铺的网管90的开口端81和82加热密封闭合，形成在工具70的两端部75和76上的缝线67和68，每个端部缝从一个侧边缝65走到另一个66。超过端部缝67和68的任何多余网材料都可以修剪掉和扔掉。
本发明的另一方面是一套工具，包括洗涤剂产品的容器和本发明工具。特别优选的是这样一套工具，其中洗涤剂产品是液体或凝胶产品，其特别适用于手工清洁餐具和烹调器具。这样的一套工具包括，例如，一瓶流体的洗碗洗涤剂和连在瓶颈处的一个包含图5的工具70的小盒。
试验程序由擦洗试验产生的肥皂泡设计的试验类似于洗盘的直接应用。设计的试验用来定量确定由洗盘工具通过擦洗产生的肥皂泡量。可以比较通过不同工具产生的肥皂泡量。将定量的水施加到工具的表面，接着将定量的液体洗涤盘的产品加上。然后擦洗烧杯内部25个行程，用节拍器对行程定速。将产生的肥皂泡仔细地转移到修改过的有刻度的量筒，测肥皂泡的体积。将定量的土加在工具上，重复擦洗烧杯和肥皂泡的收集步骤。重复加土，擦洗、收集肥皂泡的各个步骤，直到再没有肥皂泡为止。对每个工具记录试验中产生的肥皂泡的总量和擦洗步骤的总次数。
设备和材料工具-通过试验进行评估100ml(毫升)有刻度的量筒，去掉它的底，用网筛帽代替-网筛帽允许水通过而留下肥皂泡进行测量50ml有刻度的量筒-将水加到工具的表面。
3cc注射器-将液体洗涤盘的产品注射到工具表面。1000ml烧杯-用于工具擦洗的表面。
液体洗涤盘的产品-最好是P&G公司(Procter&GampleCompany)的Dawn产品。
标准化的试验土程序1．在试验开始之前，将储藏在冰框中的标准试验土取出解冻并加温到约21℃。
2．制备所需硬度和温度的水，并将其放在水浴中维持它的温度-对试验来说7gpg(克冷／加仑)的硬度和38℃是优选的。
3．在试验之前，将要试验的工具放在与试验中将要用的水有相同硬度和温度的水中清洗。
4．给定节拍器速率为100bpm(每分钟次数)。
5．将50ml试验水加到工具上。接着加2g(克)洗涤盘液体到工具的表面上加过水的相同区域内。
6．用节拍器定速行程，在1000ml烧杯内擦洗25个行程。
7．通过轻轻地沿烧杯的边缘刮擦仔细地从工具的表面除去得到的肥皂泡，使其排入到烧杯内。从烧杯内将肥皂泡转移到100ml修改过的有刻度的量筒，并测量肥皂泡的体积。
8．使用同一工具，将50ml试验水施加到前面相同的区域；然后加2ml土到相同的区域。重复擦洗，收集肥皂泡和测量肥皂泡的程序。
9．重复加水、加土、擦洗烧杯、收集肥皂泡、和测量肥皂泡直到通过擦洗步骤不再产生肥皂泡。
结果A．从所有烧杯擦洗／肥皂泡收集程序中收集到的肥皂泡总量是试验工具的肥皂泡体积。
B．在产生的肥皂体积为零之前，擦洗步骤的次数是试验工具的肥皂泡哩数。
C．一般，程序再重复进行三次以上，所以对每个试验工具可以平均四次的试验数据。
尽管已经描述了本发明特定的实施方案，很清楚对熟悉本技术的人们来说，可以对本发明进行各种改变和修改而不会背离发明的宗旨和范畴。因此打算在附录的权利要求书中包含在这个发明范畴内所有这样的修改。
权利要求
1．一种清洁工具，其特征在于，它包括弹性的吸收芯材料被开腔的塑料网材料紧紧包裹，塑料网材料在全张开时有基重从3．4g／m2到34g／m2，平均股数从0．8／cm到20／cm，优选的网材料基重是从5g／m2到20g／m2，而平均股数是从1．2／cm到5／cm，更优选的网材料基重从8g／m2到12g／m2，平均股数从1．4／cm到3／cm；至少50％的吸收芯材料的表面被至少三层的网材料复盖。
2．如权利要求1所述的工具，其特征在于，网材料塑料是从一组包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙酯及它们的混合物中选择，塑料有熔点指数为约2到约14，优选的网材料塑料是低密度聚乙烯，其熔点指数为4到10。
3．如权利要求1或2所述的工具，其特征在于，网材料复盖芯材料的表面的平均层数是4到20，有至少三层复盖至少70％的芯材料的表面。
4．如权利要求3所述的工具，其特征在于，工具有几何固体形状，其长度为5cm到20cm，宽度为4cm到15cm，厚度为2cm到10cm；而网材料的各层在粘接缝或点处连接在一起，粘接处之间的距离平均为4cm到15cm。
5．如权利要求4所述的工具，其特征在于，网材料复盖芯材料的表面的平均层数为6到16。
6．如权利要求1所述的工具，其特征在于，网材料复盖芯材料的表面的平均层数是从4到20，有至少3层复盖至少70％的芯材料的表面；其中是从一组包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙酯及它们的混合物中选择的网材料塑料，塑料有熔点指数从4到10。
7．如权利要求1、3或6所述的工具，其特征在于，工具有附加的外层网材料复盖，网材料包括尼龙或金属纤维。
8．如权利要求1所述的工具，其特征在于，网材料有六方形或钻石形的孔形；和其中是从一组包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙酯及它们的混合物中选择的网材料塑料，塑料有熔点指数从2到14。
9．如权利要求8所述的工具，其特征在于，网材料复盖芯材料的表面的平均层数是从4到20，有至少3层复盖至少70％的芯材料表面；和其中网材料塑料是低密度聚乙烯，其熔点指数为4到10。
10．一组工具，其特征在于，其包括洗涤产品的容器，和任何一条前述权利要求的工具。
全文摘要
一种清洁工具,该工具包括弹性吸收芯材料(40、60)被开腔塑料网材料(41、42、43、44、61、62)紧紧包裹。塑料网材料在全张开时有基重从约3.4g/m
文档编号A47L17/08GK1282227SQ98812253
公开日2001年1月31日 申请日期1998年10月14日 优先权日1997年10月15日
发明者D·R·津特, K·T·布尔纳姆 申请人:普罗格特-甘布尔公司