СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТУАЛЕТА С ЭКОНОМИЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕ
SPACE-SAVING CLEANING SYSTEM FOR TOILET

Чистка туалета, несомненно, является одной из наиболее неприятных работ, связанных с домашней уборкой. Настоящее изобретение относится к системе очистки, в которой порошкообразное очищающее средство с пенообразованием уплотнено в водорастворимом деформируемом мешочке, имеющем размеры для удержания за счет трения в гильзе рулона туалетной бумаги. Следовательно, чистка туалета может выполняться регулярно и автоматически. Когда рулон туалетной бумаги необходимо заменить, мешочек, содержащийся в новом рулоне, можно удалить и поместить в унитаз. После того, как вода, находящаяся в унитазе, проникнет через водорастворимую стенку мешочка, образованная пена обеспечивает чистящее действие в результате активирования и перемещения чистящих средств не только ниже уровня воды в унитазе, но также значительно выше его. При регулярном использовании с каждой заменой рулона туалетной бумаги такая чистка может значительно увеличивать время между необходимыми ручными чистками.
По выбору, прессованная очищающая мягкодействующая кислотная таблетка без пенообразования также может быть расположена в гильзе рулона для размещения в бачке с обеспечением постоянного чистящего действия между заменами рулонов. Так как чистящая таблетка настоящего изобретения предназначена для размещения в бачке, желательно только низкая степень пенообразования, если это необходимо, так как имеется гораздо меньше свободного пространства над жидкостью в бачке и меньше потребности в чистке более доли дюйма над уровнем воды.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
на Фиг.1 изображен схематично вид в перспективе в изометрическом изображении, иллюстрирующий мешочек, когда он удален из связанного с ним рулона туалетной бумаги;
на Фиг.2 изображен схематично вид в перспективе в изометрическом изображении мешочка настоящего изобретения;
на Фиг.3 изображен вид в разрезе мешочка настоящего изобретения по линии 3-3 на фиг.2;
на Фиг.4 изображен схематично вид в разрезе, иллюстрирующий мешочек, когда он удерживается за счет трения в гильзе связанного с ним рулона туалетной бумаги;
на Фиг.5 изображен схематично вид в поперечном разрезе по линии 5-5 на фиг.2;
на Фиг.6 изображен схематично вид в разрезе другого варианта осуществления, в котором очищающая мягкодействующая кислотная таблетка без пенообразования или с низким пенообразованием дополнительно включена для размещения в бачке;
на Фиг.7 изображен схематично вид в перспективе в изометрическом изображении комплекта мешочка для чистки и очищающей таблетки настоящего изобретения после удаления из гильзы рулона бумаги.
На фиг.1-7 деформируемый мешочек 22 с нефиксированным диаметром для удержания за счет трения в гильзе рулона бумаги от около 1,5” до около 1,75” (от 3,81 см до около 4,45 см) и длиной от около 1,5” до 4,5” (от 3,81 см до 11,43 см) содержит наружную гибкую пленку 26 из водорастворимого полимера, герметизирующую порошкообразное очищающее средство 30 с пенообразованием. На большей части поверхности мешочка 22 толщина наружной пленки 26 составляет от около 0,001” до около 0,005” (от 0,0025 см до около 0,0127 см), которая образует шероховатую оболочку для удержания порошкообразного очищающего средства 30 с пенообразованием. В ослабленном месте 34 толщина наружной пленки 26 значительно меньше, чем на остальной части мешочка, которая колеблется от около 0,0003” до около 0,0005”(от 0,00076 см до около 0,00127 см) или, возможно, от 25 до 59% толщины более толстых частей наружной пленки 26. В некоторых случаях, как проиллюстрировано на фиг.5, будет желательным дополнительное образование ослабленных каналов 38 с глубиной от около 25% до 75% толщины наружной пленки 26, чтобы после начального прохождения воды через ослабленное место 34, под давлением газа, образованного внутри мешочка 22, наружная пленка 26 могла разорваться вдоль ослабленных каналов 38, приводя к более быстрому растворению порошкообразного очищающего средства 30 с пенообразованием, находящегося внутри мешочка 22. Следовательно, когда сначала полимерная пленка 26 в ослабленном месте 34 растворится, прохождение воды в мешочек 22 вызывает образование пены, таким образом, образуя газ, под действием давления которого мешочек 22 разрывается вдоль ослабленных каналов 38, способствуя дальнейшему прохождению воды во внутреннюю часть мешочка 22, что способствует растворению порошкообразного очищающего средства 30 с пенообразованием и воздействию на обе стороны пленки 26 большим количеством воды, еще больше увеличивая пенообразование очищающего средства вместе с растворением наружной пленки 26. Желательно, чтобы размер ослабленного места 34 изменялся от около 0,05” до около 0,02” (от 0,127 см до около 0,508 см), в то время как ослабленные каналы 38 будут иметь ширину от около 0,03” до 0,15” (от 0,076 см до около 0,381 см). Может быть использована любая удобная форма, предпочтительно формы, которые способствуют быстрому «разуплотнению» водорастворимой пленки, например, проходящие в продольном направлении каналы 38, расходящиеся из ослабленного места 34.
Нефиксированный диаметр мешочка для чистки должен только очень незначительно превышать внутренний диаметр гильзы 42, в которую он должен быть помещен таким образом, что, как показано на фиг.1 и 4, когда его незначительно деформируют, чтобы вставить в гильзу, силы трения будут препятствовать перемещению мешочка без чрезмерного затруднения удаления мешочка из гильзы. Подобным образом, если таблетка 46 для чистки бачка, такая как, например, изображенная на фиг.7, включена, ее диаметр должен быть приблизительно равным внутреннему диаметру гильзы, как показано на фиг.6. В некоторых случаях сама гильза может быть образована посредством уплотнения нескольких слоев диспергируемой в воде туалетной бумаги в цилиндрическую оболочку с использованием водорастворимого крахмала. В таких случаях мешочек для чистки может быть закреплен на месте внутри гильзы, и гильза, и мешочек вместе помещаются в унитаз, когда полностью используется рулон туалетной бумаги.
Порошкообразное очищающее средство с пенообразованием содержит:
мягкодействующее водорастворимое кислотное порошкообразное вещество;
основное порошкообразное вещество, выделяющее газ; и
поверхностно-активное вещество с пенообразованием.
В некоторых вариантах осуществления пузырьки являются результатом образования углекислого газа. Например, при добавлении жидкости, например воды, смесь, по меньшей мере, одной кислоты и, по меньшей мере, одного основания приводит к химической реакции, в результате которой выделяется углекислый газ. В одном аспекте как кислота, так и основание могут находиться в безводной форме. Предпочтительно порошкообразное очищающее средство с пенообразованием может также содержать десикант, адъювант, препятствующий спеканию, и/или вещество с неприятным вкусом, препятствующее заглатыванию. Также может быть желательным включение вещества с неприятным вкусом, препятствующего заглатыванию, в водорастворимую наружную пленку.
Примеры кислот, пригодных для использования, включают, но не ограничиваются этим, винную кислоту, лимонную кислоту, фумаровую кислоту, адипиновую кислоту, яблочную кислоту, щавелевую кислоту, глюконовую кислоту или сульфаминовую кислоту, или одну, или в сочетании. Обычно порошкообразное очищающее средство с пенообразованием настоящего изобретения будет готовиться из глюконовой кислоты, винной кислоты или лимонной кислоты или их сочетания.
Примерами предпочтительных основных твердых веществ, выделяющих газ, пригодных для использования в порошкообразных очищающих средствах с пенообразованием настоящего изобретения, в основном являются соединения, образующие углекислый газ, при реакции с кислотой, включающие, но, не ограничиваясь этим, соли щелочных металлов, например карбонат калия, карбонат натрия, бикарбонат натрия, и соли щелочноземельных металлов, например карбонат кальция, карбонат магния и бикарбонат кальция, а также другие соли, подобные карбонату аммония. Наиболее предпочтительным основным твердым веществом, выделяющим газ, является бикарбонат натрия.
Поверхностно-активные вещества, пригодные для использования в порошкообразном очищающем средстве с пенообразованием настоящего изобретения, включают очищающие поверхностно-активные вещества, выбираемые из группы, состоящей из анионогенных, катионогенных, неионогенных, цвитер-ионных, амфотерных поверхностно-активных веществ и их смесей, причем неионогенные поверхностно-активные вещества являются предпочтительными благодаря их улучшенной характеристике при использовании с жесткой водой.
Анионогенные поверхностно-активные вещества также особенно пригодны, поскольку такие поверхностно-активные вещества способны образовывать густую пену или мыльную пену во время выделения углекислого газа порошкообразным очищающим средством.
Примеры пригодных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются этим, натрий лаурил сульфонат, натрий альфа-олефин сульфонат, алкилбензолсульфонат, додецилбензол сульфонат натрия, а также сульфатные аналоги всех вышеупомянутых и кокоил глутаминовую кислоту. Другие типы поверхностно-активных веществ включают алкилбензол сульфонаты и сульфаты, алкилэфир сульфонаты и сульфаты, парафиновые сульфонаты и сульфаты, олефин сульфонаты и сульфаты, аминооксиды, алкилбетаины и им подобные, которые известны в технике.
Неограничивающие примеры поверхностно-активных веществ, которые могут поставляться в изделиях настоящего изобретения, или которые могут быть объединены в настоящем изобретении, включают:
C11-C18 алкилбензолсульфаты (LAS);
C6-C18 арилсульфаты с промежуточными разветвленными цепями (BLAS);
C10-C20 первичные, α или ω-разветвленные и неупорядоченные алкилсульфаты (AS);
C14-C20 алкилсульфаты с промежуточными разветвленными цепями (BAS);
C10-C18 вторичные (2, 3) алкилсульфаты;
C10-C18 алкилалкоксисульфаты (AExS), где предпочтительно x принимает значение от 1 до 7;
C14-C20 алкилалкоксисульфаты с промежуточными разветвленными цепями (BAExS);
C10-C18 алкилалкоксикарбоксилаты, предпочтительно содержащие 1-5 этокси-звеньев;
C12-C18 алкилэтоксилаты, C6-C12 алкилфенолалкоксилаты, где звенья алкоксилата представляют собой смесь звеньев этиленокси и пропиленокси, C12-C18 спирт и C6-C12 конденсаты алкил фенола с блок-полимерами этиленооксида/пропиленооксида;
C14-C22 алкилалкоксилаты с промежуточными разветвленными цепями;
Алкилполисахариды; и
Амиды жирных полиоксикислот.
Незначительные количества твердого водорастворимого дезинфекционного средства также желательно могут быть включены в порошкообразное очищающее средство с пенообразованием. Пригодные дезинфекционные средства включают: хлоргексидин, хлоргексидин глюконат, смесь пероксомоносульфата калия/сульфаминовой кислоты/персульфата калия, пероксомоносульфат калия/сульфаминовую кислоту/додецилбензол сульфонат натрия, четвертичные аммониевые соединения, такие как алкиларил, бензил, дидецил, диметил, этилбензил, октил или сочетание разных хлорида аммония, бензалкония хлорида и бензетония хлорида в количествах до около 1%, наиболее предпочтительно от 0,05% до 0,5% на основании веса твердых веществ в порошкообразном очищающем средстве с пенообразованием.
Дезинтеграторами являются вещества, которые включены в гранулы поверхностно-активного вещества для ускорения их распада при контакте с водой. Если смотреть невооруженным глазом, то может показаться, что дезинтеграторы равномерно распределены в гранулах, хотя в микромасштабе они образуют зоны повышенной концентрации. Предпочтительные дезинтеграторы включают полисахариды, такие как, например:
натуральный крахмал и его производные (карбоксиметил-крахмал, гликоляты крахмала в виде их солей щелочных металлов, агар-агар, гуаровая камедь, пектины и т.д.),
целлюлоза и ее производные (карбоксиметил-целлюлоза, особенно хорошо абсорбирующие порошки, микрокристаллическая целлюлоза), поливинилпирролидон, коллодий, альгиновая кислота и ее соли щелочных металлов (альгинаты),
аморфные или даже частично кристаллические слоистые силикаты (бентониты),
полиуретаны,
полиэтиленгликоли и
шипучие вещества.
Для производства гранул в соответствии с настоящим изобретением поверхностно-активные вещества и дезинтеграторы могут использоваться при отношении по весу 1:10-10:1, предпочтительно 1:5-5:1 и более предпочтительно 1:2-2:1 на основании содержаний их твердых частиц. Кроме того, целесообразно регулировать содержание воды дезинтеграторов или гранул поверхностно-активных веществ до такого значения, при котором разбухание не происходит автоматически во время хранения. Остаточное содержание воды предпочтительно не должно превышать 10% по весу. Предпочтительно компоненты очищающего средства с пенообразованием тщательно высушиваются перед помещением в мешочек для препятствия взаимодействий между очищающим средством и растворимым мешочком.
Включение наполнителя в порошкообразное очищающее средство с пенообразованием настоящего изобретения может обеспечить двойное преимущество с точки зрения как объема, так и продолжительности образования пены, а также для предотвращения образования известкового налета, удаляя известковый налет, часто образующийся на уровне воды. Наполнители могут включать:
карбонатные наполнители;
алюмосиликатные наполнители;
поликарбоксилатные наполнители и
фосфонатные наполнители.
Примеры карбонатных наполнителей включают карбонаты щелочноземельных металлов и щелочных металлов.
Алюмосиликатные наполнители включают цеолиты; цеолит A, цеолит P (B), цеолит MAP и цеолит X. В одном варианте осуществления кристаллическим ионообменным материалом алюмосиликата является цеолит A. Предпочтительно алюмосиликат имеет размер частиц около 0,1-10 микрон в диаметре. Компоненты алюмосиликата особенно предпочтительны благодаря их способности притягивать и удерживать металлы, таким образом, способствуя устранению скопления налета.
Включенными в число поликарбоксилатных наполнителей являются поликарбоксилатные наполнители, раскрытые в патенте США № 3128287 заявителя Berg, выданного 7 апреля 1964 г., а также в патенте США № 3635830 заявителей Lamberti и др., выданного 18 января 1972 г.; патенте США № 4663071 заявителей Bush и др., выданного 5 мая 1987 г., патенте США № 3923679 заявителя Rapko, выданного 2 декабря 1975 г.; патенте США № 4158635 заявителей Crutchfield и др., выданного 19 июня 1979 г.; патенте США № 4120874 заявителей Crutchfield и др., выданного 17 октября 1978 г.; патенте США № 4102903 заявителей Crutchfield и др., выданного 25 июля 1978 г., все из которых включены в описание в качестве ссылки.
Другие пригодные наполнители раскрыты в патенте США № 4566984 заявителя Bush, выданного 28 января 1986 г.; патенте США № 4144226 заявителей Crutchfield и др., выданного 13 марта 1979 г.; и в патенте США № 3308067 заявителя Diehl, выданного 7 марта 1967 г., и патенте США № 3723322 заявителя Diehl, выданного 27 марта 1973 г., включенных здесь согласно ссылке. Фосфонатные наполнители, такие как этан-1-гидрокси 1,1-дифосфонат и другие известные фосфонаты, как описано в патентах США №№ 3159581; 3213030; 3422021; 3400148 и 3422137, включенных в описание в качестве ссылки.
Абсорбирующее вещество или десикант может также быть добавлен в порошкообразное очищающее средство с пенообразованием настоящего изобретения в количестве от около 0,1% до около 10% по весу порошкообразного очищающего средства с пенообразованием. Абсорбирующее вещество используется для удаления влаги, которая может войти в контакт с порошкообразным очищающим средством с пенообразованием, таким образом, предотвращая преждевременную реакцию между кислотой и компонентами карбоната или бикарбоната. Абсорбирующим веществом обычно является компонент, содержащий двуокись кремния. Примеры таких абсорбирующих веществ включают, но не ограничиваются этим, активный селикагель, аморфную двуокись кремния, коллоидальную двуокись кремния, синтетическую двуокись кремния, безводный сернокислый магний и безводный сернокислый кальций.
Полимерная пленка, образующая наружный слой мешочка, может быть водорастворимым полимером, имеющим предпочтительный молекулярный вес, но не ограничиваясь этим, от 50000 до 700000. Обычно вещества с низким молекулярным весом являются предпочтительными, так как они более быстро растворяются. Подходящие полимеры включают: водорастворимые полимеры, сахара, желатин и глицерины, возможно включающие ионные продукты, например соли. Предполагается, что полимерная пленка может содержать компоненты в качестве наполнителей с целью повышения скорости растворения полимеров в воде. Настоящее изобретение является нетоксичным по отношению к санитарно техническим работам.
Полимерная пленка предпочтительно состоит из водорастворимых полимеров (синтетических, полусинтетических, натуральных полимеров), включающих, но, не ограничиваясь этим, полимеры поливинилового спирта (PVOH), поливинилацетат (PVA), поливинилпирролидон (PVP), поли-(2-этил-2-оксазолин), полиэтиленоксид; метилгидроксипропилцеллюлоза; полиакриламиды, а также их смеси и сополимеры. Хорошо растворимый полимер желательно растворяется быстро для воздействия на порошкообразное очищающее средство с пенообразованием водой, содержащейся в унитазе, в то время как одновременно защищая порошкообразное очищающее средство с пенообразованием от атмосферной влаги перед использованием. Наружный полимерный слой также защищает кожу пользователя от порошкообразного очищающего средства с пенообразованием и активных ингредиентов, удерживаемых в нем.
Растворимость и скорость растворения полимерной пленки зависят в основном от ее состава, химической структуры, молекулярного веса, толщины и добавок. Следовательно, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения толщина полимерной пленки будет задаваться во время изготовления, чтобы быть достаточно толстой для сопротивления прокалыванию, но достаточно тонкой, чтобы раствориться в течение от нескольких секунд до, самое большее, нескольких минут.
4
2
2
Предпочтительным вариантом осуществления является слой полимера, достигающий или превышающий 0,0001” (0,0025 см) по толщине, хотя другие варианты осуществления возможны. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения содержат вещества с неприятным вкусом, включенные в наружный полимерный слой или окружающие его. Назначением веществ с неприятным вкусом является то, чтобы настоящее изобретение имело очень неприятный вкус в случае проглатывания человеком или животным, чтобы человеку или животному очень захотелось бы избавится от настоящего изобретения как можно быстрее. Эти вещества с неприятным вкусом могут включать, но не ограничиваясь этим, дубильные вещества, перец и квасцы (KAl(SO)·12HO).
Предпочтительный мешочек для чистки настоящего изобретения будет вмещать 25-100 граммов порошкообразного очищающего средства с пенообразованием, содержащего:
40-60% бикарбоната натрия;
40-60% лимонной кислоты;
0,1-1,0% анионогенного поверхностно-активного вещества алкилсульфосукцината;
0,1-1% каолина и
0,1-1% тетрапирофосфата калия;
в мешочке из поливинилового спирта, имеющего толщину стенки от около 0,001” до 0,003” (от 0,0025 см до 0,0076 см) с предпочтительной величиной около 0,002” (0,005 см или 2 мила) на основной части его поверхности с ослабленным местом, имеющим диаметр от около 0,005” до 0,2” (от 0,0127 см до 0,508 см), толщину от около 0,0003” до около 0,0005” (от 0,00076 см до около 0,00127 см) или от около 25% до 75% толщины стенки; и множество ослабленных каналов, расходящихся из ослабленного места, причем толщина ослабленных каналов имеет среднее значение толщины частей стенки и ослабленного места.
В других вариантах осуществления выбор конкретной кислоты и/или основания и их пропорций зависит, по меньшей мере, частично от требований к количеству выделяемого углекислого газа. В некоторых вариантах осуществления кислота может быть добавлена в количестве от около 10% до около 60% по весу порошкообразного очищающего средства с пенообразованием, в то время как соль может также быть добавлена в количестве от около 10% до 60% по весу порошкообразного очищающего средства с пенообразованием. Предпочтительно излишнее количество кислоты включают для удаления налета, особенно, налета, появляющегося около уровня воды. Для повышения эффективности против налета хелатирующие агенты, включающие этилендиаминтетраусусную кислоту и/или нитрилотриацетат, также могут быть добавлены предпочтительно в виде их солей натрия вместе с ингибитором коррозии, например бензотриазолом для меди, глюконатом натрия для черных металлов; поглотителями растворенного в воде кислорода, например сульфитом натрия; и антиосаждающими реагентами. Такие антинакипины известны из патента США № 4279768.
В данных применениях, в которых желательно также включать очищающую таблетку внутри гильзы, помещаемую в бачок, обычно будет предпочтительным прессовать слабую кислоту в твердом состоянии, поверхностно-активное вещество, очищающее средство, необязательный алюмосиликат и прессующее средство в прессованную таблетку, по выбору покрытую водорастворимой полимерной оболочкой. Количество любого включенного необязательного основания должно тщательно контролироваться для обеспечения того, чтобы не происходило избыточное пенообразование в бачке, который имеет гораздо меньшее незаполненное пространство, чем в унитазе. Однако минимальная степень пенообразования может быть желательной для регулирования повышения за уровень воды внутри бачка.