Жидкий состав для чистки и/или глубокой очистки

Жидкий состав для чистки и/или глубокой очистки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к жидким составам для чистки и/или глубокой очистки различных поверхностей живых и неживых объектов, в том числе твердых поверхностей внутри и вокруг дома, поверхностей посуды, поверхностей автомобиля и транспортных средств, поверхностей в полости рта, например, зубов и т.д. Более конкретно, настоящее изобретение относится к жидким чистящим составам, содержащим частицы для чистки и/или глубокой очистки.

Уровень техники

Чистящие составы, такие как составы частиц или жидкие составы (включая гель, пасту), содержащие абразивные компоненты, хорошо известны в данной области техники. Такие составы используют для чистки и/или глубокой очистки различных поверхностей, в особенности тех поверхностей, которые, как правило, загрязняются сложными для удаления пятнами и загрязнениями.

Среди известных на данный момент чистящих составов, самые популярные из них основаны на абразивных частицах с различными формами - от сферической до неправильной формы. Наиболее распространенные абразивные частицы являются либо неорганическими, такими, как карбонатная соль, глина, кремнезем, силикат, сланцевая зола, перлит и кварцевый песок, либо органическими полимерными бусинами, такими как полипропилен, ПВХ, меламин, мочевина, полиакрилат и производные, и поступают в виде жидкого состава с кремообразной консистенцией с абразивными частицами, суспендироваными в них.

Профиль безопасности поверхности таких известных в настоящее время чистящих составов неадекватен, альтернативно, плохие характеристики очистки показаны для составов с адекватным профилем безопасности поверхности. Действительно, в силу наличия очень твердых абразивных частиц, эти составы могут повредить, например, поцарапать, поверхности, на которые они были нанесены, в то время как в менее твердом материале, уровень характеристики очистки недостаточен. В самом деле, разработчик должен выбрать между хорошей характеристикой чистки/глубокой очистки, но имея сильные повреждения поверхности или поступиться характеристикой чистки/глубокой очистки, при сохранении приемлемого профиля безопасности поверхности. Кроме того, такие известные в настоящее время чистящие составы, по меньшей мере, в некоторых областях применения (например, очистке твердой поверхности), воспринимаются потребителями как устаревшие.

Дополнительно, по меньшей мере, некоторые из упомянутых выше абразивных частиц не растворимы в воде и остаются в форме частиц в водопроводной воде после использования. Действительно, абразивные частицы могут поступать в канализационные трубы, где абразивные частицы будут группироваться и могут вызвать засорения, и/или абразивные частицы могут вызвать проблемы при очистке сточных вод и в конечном итоге могут отлагаться в грунтах или свалках. Таким образом, было установлено, что существует необходимость дальнейшего улучшения известных в настоящее время чистящих композиций в отношении свойств разложения абразивного материала в них. А именно, путем замены известного в настоящее время абразивного материала на материал, который обеспечивает улучшенные свойства способа разложения. Действительно, использование абразивного материала, который подвергается быстрому разложению даже в умеренных биологических средах, например, «легко биоразлагаемый» материал, является весьма желательным. Такой легко биоразлагаемый материал обычно успешно проходит тест биоразложения и критерии успеха, как описано в методе испытаний ASTM6400 или ISO148551.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание жидкого состава для чистки и/или глубокой очистки, приемлемого для чистки/глубокой очистки различных поверхностей, в том числе поверхностей неживых объектов, таких твердых поверхностей внутри и вокруг дома, поверхностей посуды и т.д., при этом абразивные частицы являются полностью или частично биоразлагаемыми в соответствии с методом испытаний ASTM6400 или ISO148551, предпочтительно в соответствии с методом испытаний ASTM6400.

Было установлено, что вышеуказанная цель может быть удовлетворена составом в соответствии с настоящим изобретением.

Преимуществом составов в соответствии с настоящим изобретением является то, что они могут быть использованы для чистки/глубокой очистки поверхностей живых и неживых объектов, изготовленных из различных материалов, таких как глазурованная и неглазурованная керамическая плитка, эмаль, нержавеющая сталь, Inox®, Formica®, винил, не восковой винил, линолеум, меламин, стекло, пластики, окрашенные поверхности и т.д., волосы человека и шерсть животных, поверхности твердых и мягких тканей полости рта, такие как поверхности зубов, десен, языка и щек, и т.п.

Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что состав обеспечивает хорошую характеристику чистки/глубокой очистки, в то же время обеспечивая хороший профиль безопасности поверхности.

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является то, что в составах в данной заявке, частицы могут быть сформулированы на очень низких уровнях, предоставляя в тоже время вышеуказанные преимущества. Действительно, в целом для других технологий, высокие уровни абразивных частиц необходимы для достижения хорошей характеристики чистки/глубокой очистки, что приводит к высокой стоимости разработки и процесса, несовместимости со многими упаковками, например, пластиковыми бутылками или аэрозольными флаконами, низкой эргономике использования, сложности промывания и профилей конечной очистки, а также ограничениям для эстетических свойств и приятности на ощупь состава чистки/глубокой очистки.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к жидкому составу для чистки и/или глубокой очистки, содержащему биоразлагаемые абразивные чистящие частицы, при этом указанные биоразлагаемые абразивные чистящие частицы содержат биоразлагаемую полимолочную кислоту, причем указанные биоразлагаемые абразивные чистящие частицы имеют среднюю округлость от 0,1 до 0,6 и среднюю прочность от 0,4 до 0,9, и при этом указанные биоразлагаемые абразивные чистящие частицы имеют уровень биоразложения более 50% в соответствии с методом испытаний ASTM6400.

Настоящее изобретение дополнительно охватывает способ чистки и/или глубокой очистки поверхности жидким составом для чистки и/или глубокой очистки, содержащим абразивные чистящие частицы, при этом указанную поверхность вводят в контакт с указанным составом, предпочтительно, при этом указанный состав наносят на указанную поверхность.

Краткое описание фигур

Фиг. 1 представляет собой иллюстрацию радиуса закругления.

Фиг. 2 представляет собой иллюстрацию расчета прочности.

Подробное описание изобретения

Жидкий состав для чистки/глубокой очистки

Составы в соответствии с настоящим изобретением разработаны как средства для чистки/глубокой очистки для различных поверхностей живых и неживых объектов. Предпочтительно, составы в данной заявке приемлемы для чистки/глубокой очистки поверхностей живых объектов и поверхностей неживых объектов.

В предпочтительном осуществлении, составы в данной заявке приемлемы для чистки/глубокой очистки поверхностей неживых объектов, выбранных из группы, состоящей из бытовых твердых поверхностей; поверхностей посуды; таких поверхностей, как, например, кожа или синтетическая кожа, а также поверхностей автотранспортных средств.

В другом предпочтительном осуществлении составы в данной заявке являются приемлемыми для чистки/глубокой очистки поверхностей живых объектов, выбранных из группы, состоящей из волос человека и шерсти животных, поверхности твердых и мягких тканей полости рта, таких, как поверхности зубов, десен, языка и щек, и т.д.

В высоко предпочтительном осуществлении, составы в данной заявке приемлемы для очистки бытовых твердых поверхностей.

Под «бытовой твердой поверхностью», в данной заявке подразумевают любой тип поверхности, который типично можно найти внутри и вокруг дома, например, кухни, ванные комнаты, например, полы, стены, плитка, окна, шкафы, раковины, душевые кабины, душевые пластиковые шторы, умывальники, туалеты, оборудование и приспособления и т.п. изготовленные из различных материалов, таких, как керамика, винил, не восковой винил, линолеум, меламин, стекло, Inox®, Formica®, любые пластики, пластифицированная древесина, металл или любая окрашенная или лакированная или герметизированная поверхность и т.д. Бытовые твердые поверхности также включают бытовую технику, включая, но не ограничиваясь приведенным, холодильники, морозильники, стиральные машины, автоматические сушилки, печи, микроволновые печи, посудомоечные машины и т.д. Такие твердые поверхности можно найти как в частных домах, так и в коммерческих, организационных и промышленных условиях.

Под «поверхностями посуды» подразумевают в данной заявке любые типы поверхностей, которые найдены при очистке посуды, такой как блюда, столовые приборы, разделочные доски, кастрюли, и т.п. Такие поверхности посуды можно найти как в частных домах, так и в коммерческих, организационных и промышленных условиях.

Составы в соответствии с настоящим изобретением представляют собой жидкие составы, в отличие от твердых или газообразных. Жидкие составы включают составы с вязкостью как у воды, а также загущенные составы, такие, как гели и пасты.

В предпочтительном осуществлении в данной заявке, жидкие составы в данной заявке являются водными составами. Таким образом, они могут содержать от 65% до 99,5% по массе всего состава воды, предпочтительно от 75% до 98% и более предпочтительно от 80% до 95%.

В другом предпочтительном осуществлении данной заявки, жидкие составы в данной заявке в основном представляют собой неводные составы, хотя они могут содержать от 0% до 10% по массе всего состава воды, предпочтительно от 0% до 5%, более предпочтительно от 0% до 1% и наиболее предпочтительно 0% по массе всего состава воды.

В предпочтительном осуществлении в данной заявке, составы в данной заявке представляют собой нейтральные составы, и, таким образом, рН, как измеряется при температуре 25°С, составляет 6-8, более предпочтительно 6,5-7,5, еще более предпочтительно 7.

В другом предпочтительном осуществлении составы имеют рН предпочтительно более рН 4 и альтернативно имеют рН предпочтительно ниже рН 9.

Соответственно, составы в данной заявке могут содержать приемлемые основания и кислоты для регулирования рН.

Приемлемое основание для использования в данной заявке представляет собой органическое и/или неорганическое основание. Приемлемые основания для использования в данной заявке представляют собой едкие щелочи, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия и/или гидроксид лития и/или оксиды щелочных металлов, такие, как оксид натрия и/или калия или их смеси. Предпочтительное основание представляет собой едкую щелочь, более предпочтительно гидроксид натрия и/или гидроксид калия.

Другие приемлемые основания включают аммиак, карбонат аммония, все доступные карбонатные соли, такие как K₂CO₃, Na₂CO₃, СаСО₃, MgCO₃, и т.д., алканоламины (как, например моноэтаноламин), мочевину и производные мочевины, полиамин и др.

Типичные уровни таких оснований, если они присутствуют, составляют от 0,01% до 5,0% по массе всего состава, предпочтительно от 0,05% до 3,0% и более предпочтительно от 0,1% до 0,6%.

Составы в данной заявке могут содержать кислоту, чтобы уменьшать их рН до необходимого уровня, несмотря на наличие кислоты, если таковая имеется, составы в данной заявке будут поддерживать их предпочтительные нейтральные рН, как описано в данной заявке выше. Приемлемая кислота для использования в данной заявке является органической и/или неорганической кислотой. Предпочтительная органическая кислота для использования в данной заявке имеет pKa менее, чем 6. Приемлемую органическую кислоту выбирают из группы, состоящей из лимонной кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, янтарной кислоты, глутаровой кислоты и адипиновой кислоты и их смесей. Смесь указанных кислот может быть коммерчески доступна от BASF под торговой маркой Sokalan® DCS. Приемлемую неорганическую кислоту выбирают из группы, состоящей из соляной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты и их смеси.

Типичный уровень такой кислоты, если она присутствует, составляет от 0,01% до 5,0% по массе всего состава, предпочтительно от 0,04% до 3,0% и более предпочтительно от 0,05% до 1,5%.

В предпочтительном осуществлении в соответствии с настоящим изобретением составы в данной заявке представляют собой загущенные составы. Предпочтительно, жидкие составы в данной заявке имеют вязкость до 7500 сантипуаз при 20 с^-1, более предпочтительно от 5000 сантипуаз до 50 сантипуаз, еще более предпочтительно от 2000 сантипуаз до 50 сантипуаз и наиболее предпочтительно от 1500 сантипуаз до 300 сантипуаз при 20 с^-1 и 20°С при измерении реометром, модель AR 1000 (обеспечивается ТА Instruments) с 4 см коническим шпинделем из нержавеющей стали, 2° угол (линейное увеличение от 0,1 до 100 с^-1 за макс. 8 минут).

В другом предпочтительном осуществлении в соответствии с настоящим изобретением составы в данной заявке имеют вязкость, как у воды. Под «вязкость, как у воды» подразумевают в данной заявке вязкость, которая близка к вязкости воды. Предпочтительно жидкие составы в данной заявке имеют вязкость до 50 сантипуаз при 60 оборотах в минуту, более предпочтительно от 0 сантипуаз до 30 сантипуаз, еще более предпочтительно от 0 сантипуаз до 20 сантипуаз и наиболее предпочтительно от 0 сантипуаз до 10 сантипуаз при 60 оборотах в минуту и 20°С при измерении Brookfield цифровым вискозиметром модели DV II, со шпинделем 2.

Биоразлагаемые абразивные чистящие частицы

Жидкий состав для чистки и/или глубокой очистки в данной заявке содержит биоразлагаемые абразивные чистящие частицы, которые выбраны или синтезированы, чтобы показать эффективные формы, например, определяемые круглообразностью, прочностью и адекватной твердостью.

Под «биоразлагаемый» в данной заявке подразумевают химическое растворение, распад или дигестию биоразлагаемых абразивных частиц в компостной среде на уровне более 50% в соответствии с методом испытаний ASTM6400. Метод испытаний ASTM6400 относится к возможности компостирования материала, но в данной заявке под возможностью компостирования подразумевается биоразложение. Конечное биоразложение биоразлагаемых абразивных частиц в контролируемых условиях компостирования определяется в данном методе испытаний.

Биоразлагаемые абразивные чистящие частицы в соответствии с настоящим изобретением имеют уровень биоразложения более 50% в соответствии с ASTM6400, предпочтительно, уровень биоразложения более 60%, более предпочтительно более 70% и еще более предпочтительно более 80% и наиболее предпочтительно составляет 100% в соответствии с ASTM6400.

Биоразложение является химическим растворением, распадом или дигестией биоразлагаемых абразивных частиц в компостной среде. В настоящее время биоразложение обычно ассоциируется с экологически чистыми продуктами, которые способны разлагаться обратно в природные элементы. Органический материал может разлагаться аэробно кислородом или анаэробно без кислорода. Биоразлагаемые материалы, которые обсуждены в данной заявке, представляют собой материал, который биоразлагается в соответствии с протоколом и требованиями, описанными в методе испытаний ASTM6400.

Существует два основных типа биоразлагаемых пластиков в настоящее время на рынке: гидро-биоразлагаемые пластики (НВР) и оксо-биоразлагаемые пластики (ОВР). Оба сначала подвергаются химическому разложению путем гидролиза и окисления соответственно. Это приводит к их физической дезинтеграции и резкому уменьшению их молекулярной массы. Эти небольшие фрагменты с более низкой молекулярной массой затем подвергают биоразложению.

Гидро-биоразлагаемые пластики превращаются в диоксид углерода (СО₂), воду (H₂O) и биомассу, и они испускают метан в анаэробных условиях.

Сложные полиэфиры играют доминирующую роль в гидро-биоразлагаемых пластиках в связи с их легко гидролизуемыми сложноэфирными связями при микробной атаке.

Биоразлагаемые абразивные чистящие частицы в настоящем изобретении выполнены из биоразлагаемого материала, предпочтительно из полилактида (PLA) (также называемого поли(молочной кислотой)) (I). PLA представляет собой биоразлагаемый полимер, который может заменить обычный термопластичный материал, используемый для упаковки. PLA является биополимером, который синтезируют полимеризацией с раскрытием цикла лактидных (II) звеньев, в результате чего получают полимеризованный мономер молочной кислоты (2-гидрокси-пропионовую кислоту) с участием центрального, асимметричного атома углерода с двумя оптически активными конфигурациями L(+) и D(-) изомеров.

Соотношение L и D-мономерных звеньев влияет на степень кристалличности, температуру плавления (°С) и биоразложение полимолочной пены.

Приемлемые формы PLA для настоящего изобретения являются теми, когда полимолочную кислоту получают из форм, выбранных из группы, состоящей из L-полимолочной кислоты, D-молочной кислоты и L/D-полимолочной кислоты и их смесей. Наиболее предпочтительной формой является L-полимолочная кислота.

В предпочтительном осуществлении массовая доля мономера L-полимолочной кислоты в полимолочной кислоте предпочтительно составляет более 50%, более предпочтительно более 80% и наиболее предпочтительно более 90%.

Молекулярная масса полимолочной кислоты, как правило, составляет от 1000 до 1000000, предпочтительно от 20000 до 300000 и наиболее предпочтительно от 100000 до 250000 Da. Схема 1 показывает маршруты синтеза низкомолекулярных форполимеров и высокомолекулярных полимеров PLA

Схема 1 Синтез низкомолекулярных форполимеров и высокомолекулярных полимеров.

В высоко предпочтительном осуществлении биоразлагаемый PLA полимер смешивают с избыточным количеством минерального или растительного (растворимого или нерастворимого) наполнителя. Включение большого количества наполнителя помогает разбить полимер в частицы и в особенности биоразлагаемые частицы с большой площадью поверхности, например: ввиду пористости и капиллярности, которые повышают кинетику разложения. Это особенно верно, когда наполнитель является водорастворимым. Типичные наполнители для использования с PLA полимером, представляют собой минерал, например, хлорид металлов, например: NaCl, KCl, и т.д., карбонаты металлов, например: Na₂CO₃, NaHCO₃, и т.д., сульфат металлов, например: MgSO₄, и как правило, все минеральные адсорбенты обеспечивают твердость, которая совместима с общей целевой твердостью биоразлагаемых абразивных чистящих частиц. Наполнитель также может быть получен из растительного сырья, в основном из материала на основе целлюлозы или лигноцеллюлозы, например: ореховой скорлупы, древесного или бамбукового волокна, початков кукурузы, рисовой шелухи и т.д. включая углевод, такой как крахмал, такой как мука, ксантановая камедь, альгинат, декстран, агар и тому подобное. Приемлемые наполнители также биоразлагаемы и не изменяют биоразложение конечных абразивных частиц. Типичные биоразлагаемые PLA полимеры включают наполнитель на уровнях от 10% до 70% по массе биоразлагаемого PLA, предпочтительно от 20% до 60% и наиболее предпочтительно от 40% до 50%.

Альтернативно, полимерные наполнители также могут быть смешаны с биоразлагаемым абразивным материалом, чтобы удовлетворить механические, реологические требования или требования к твердости. Тпичные полимерные наполнители предпочтительно также биолоразлагаемы, например: состоят, например, из группы полигидроксиалканоатов или алифатических сложных полиэфиров, при этом количество может составлять от 10% масс/масс до 50% масс/мас. Альтернативно, не биоразлагаемые полимеры также могут быть использованы, хотя количества в биоразлагаемом абразивном материале не должны превышать 40%, и предпочтительно не должны превышать 20%, чтобы поддерживать достаточное биоразложение. Небиоразлагаемые полимерные наполнители выбраны или получены из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена, полистирола, ПВХ, полиакрилата, полиуретана и их смеси.

В предпочтительном осуществлении биоразлагаемые абразивные чистящие частицы предпочтительно являются некатящимися. Дополнительно, в предпочтительном осуществлении биоразлагаемые абразивные чистящие частицы предпочтительно являются острыми.

Заявитель обнаружил, что некатящиеся и острые биоразлагаемые абразивные чистящие частицы обеспечивают хорошее удаление загрязнений и малое повреждение поверхностей. Действительно, заявитель обнаружил очень специфические формы частиц, например, характеризуемые округлостью, способствующей эффективному скольжению биоразлагаемых абразивных частиц по сравнению с типичными абразивными частицами, для которых скорее характерно движение качения, менее эффективное для перемещения загрязнений с поверхности. Округлость, соответствующая критериям содействия эффективному скольжению частиц находится в диапазоне от 0,1 до 0,6.

Форма биоразлагаемой абразивной чистящей частицы может быть определена по-разному. Настоящее изобретение определяет форму чистящей частицы в виде частицы, которая отображает геометрические пропорции частицы и более прагматично популяцию частиц. Самые недавние аналитические методы позволяют точное одновременное измерение форм частиц большого числа частиц, типично, более, чем 10000 частиц (предпочтительно более 100000). Это дает возможность точной настройки и/или выбора формы средней популяции частиц с дискриминационной характеристикой. Этот измерительный анализ формы частицы выполняют на Occhio Nano 500 Particle Characterisation Instrument с сопутствующим программным обеспечением Callistro версия 25 (Occhio s.a. Liege, Belgium). Этот инструмент используется для подготовки, дисперсии, получения изображения и анализа образцов частиц, согласно указаниям производителя, а также следующим параметрам настроек прибора: Белый предписанный = 180, вакуумное время = 5000 мс, время осаждения = 5000 мс, автоматический порог, количество частиц учтенных/анализов = от 8000 до 500000, минимальное количество дубликатов/проба = 3, настройка объектива 1×/1,5×.

Биоразлагаемые абразивные чистящие частицы в соответствии с настоящим изобретением определяются количественным описанием формы. В количественном описании дескриптор формы понимается как количества, которые могут быть вычислены из изображений частиц или физических свойств частиц с помощью математических и численных операций. В то время как форма частицы может быть определена в 3 измерениях выделенным аналитическим методом, заявитель обнаружил, что характеристики формы частицы в 2 измерениях являются наиболее релевантными и коррелируют с биоразлагаемой абразивной характеристикой чистящих частиц. В ходе протоколов анализов формы частицы, частицы ориентируют к поверхности - с помощью гравитационного осаждения - аналогично ожидаемой ориентации частиц во время процесса очистки. Таким образом, цель настоящего изобретения касается характеристик 2-D формы частицы/популяции частиц, как это определено проекцией их формы на поверхности, на которой частица/популяция частиц осаждена.

Более того, заявитель обнаружил, что размер биоразлагаемой абразивной частицы может иметь решающее значение для достижения характеристики эффективной очистки в то время как чрезмерно биоразлагаемая абразивная популяция с малыми размерами частиц, например, типично, ниже 10 микрометров имеет полирующее действие по сравнению с очисткой, несмотря на характеристику большого количества частиц на наполнение частиц в средстве для чистки, присущем малому размеру частицы. С другой стороны, биоразлагаемая абразивная популяция с чрезмерно высоким размером частиц, например, более 1000 мкм, не обеспечивает оптимальную эффективность очистки, так как число частиц на наполнение частиц в средстве для чистки, значительно уменьшается, как присуще большому размеру частицы. Дополнительно, чрезмерно малый размер частицы не желателен в задаче чистки/глубокой очистки, поскольку на практике, малые и многочисленные частицы часто трудно удалить с поверхностей различных топологий, что требует чрезмерных усилий, чтобы удалить их с пользователя, если только оставить поверхность с видимыми остатками частиц. С другой стороны, слишком большую частицу слишком легко обнаружить визуально или она предоставляет плохой тактильный опыт при эксплуатации или используя средство для чистки. Поэтому, заявители определяют в данной заявке оптимальный диапазон размеров частиц, который обеспечивает как характеристику оптимальной очистки, так и опыт использования.

Биоразлагаемые абразивные частицы имеют размер, который определяется их диаметром, эквивалентным площади, (ISO 9276-6:2008(E) раздел 7), называемый также эквивалентным круговым диаметром ECD (ASTM F1877-05 раздел 11.3.2). Средний ECD популяции частиц рассчитывается как среднее значение соответствующих ECD каждой частицы популяции частиц из, по меньшей мере, 10000 частиц, предпочтительно более 50000 частиц, более предпочтительно более 100000 частиц после исключения из измерения и расчета данных частиц, имеющих диаметр, эквивалентный площади, (ECD) ниже 10 микрометров. Средние данные извлекаются из измерений на основе объема по сравнению с измерениями на основе количеств.

В предпочтительном осуществлении биоразлагаемые абразивные чистящие частицы имеют средний ECD от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 500 мкм, более предпочтительно от 100 мкм до 350 мкм и наиболее предпочтительно от 150 до 250 мкм.

В одном из предпочтительных примеров, размер биоразлагаемых абразивных чистящих частиц, используемых в настоящем изобретении, изменяют в процессе использования, особенно при значительном сокращении размера. Таким образом, частица остается визуально или тактильно обнаруживаемой в жидком составе и в начале процесса использования для обеспечения эффективной очистки. В процессе очистки, биоразлагаемые абразивные частицы диспергируются или разрушаются на более мелкие частицы и становятся невидимыми для глаз или тактильно не обнаруживаемыми.

В настоящем изобретении дескрипторы формы являются расчетами геометрических дескрипторов/факторов формы. Геометрические факторы формы являются соотношениями между двумя различными геометрическими свойствами, такие свойства, типично, являются мерой пропорций изображения всей частицы или мерой пропорций идеального геометрического тела, охватывающего частицу или образующего оболочку вокруг частицы. Это приводит к образованию дескрипторов макроформ аналогично аспекту соотношения, однако заявитель обнаружил, что дескрипторы мезоформ - конкретный подкласс дескрипторов макроформ - особенно критичны для характеристик эффективности очистки и параметров безопасности поверхности биоразлагаемых абразивных чистящих частиц, в то время как более типичных параметров форм, таких, как аспект соотношения, оказалось недостаточно. Эти дескрипторы мезоформ описывают насколько частица отличается по сравнению с идеальной геометрической формой, особенно, насколько отличается от сферы, и, попутно, помогают определить ее способность к некачению, например, скольжение, эффективная модель движения очистки. Биоразлагаемые абразивные чистящие частицы в соответствии с настоящим изобретением отличаются от типичных сферических или похожих на сферические, например, гранулированных, биоразлагаемых абразивных форм.

Биоразлагаемые абразивные чистящие частицы в соответствии с настоящим изобретением являются несферическими. Несферические частицы в данной заявке предпочтительно имеют острые края, и каждая частица имеет, по меньшей мере, один край или поверхность, имеющие вогнутую кривизну. Более предпочтительно, несферические частицы в данной заявке имеют множество острых краев и каждая частица имеет, по меньшей мере, один край или поверхность, имеющие вогнутую кривизну. Острые края несферических частиц определяют как края, имеющие радиус закругления менее 20 мкм, предпочтительно менее 8 мкм, наиболее предпочтительно менее 5 мкм. Радиус закругления определяется диаметром воображаемой окружности соответствующей кривизны конечного края.

На Фигуре 1 приведена иллюстрация радиуса закругления.

Округлость

Округлость является количественным, 2-мерным описанием анализа изображений форм и измеряется в соответствии с ISO 9276-6:2008(E) раздел 8.2, реализованным с помощью Occhio Nano 500 Particle Characterisation Instrument с сопутствующим программным обеспечением Callistro версия 25 (Occhio s.a. Liege, Belgium). Округлость является предпочтительным дескриптором мезоформ и широко доступна в инструменте анализа форм, таком как в Occhio Nano 500 или в Malvern Morphologi G3. Округлость иногда описывается в литературе как разница между формой частицы и идеальной сферой. Значения округлость находятся в диапазоне от 0 до 1, где округлость 1 описывает совершенно сферические частицы или частицы диска, измеренные в двумерном изображении.

где А является площадью проекции, которая является 2D дескриптором и Р представляет собой длину периметра частицы.

Заявитель обнаружил, что биоразлагаемые абразивные чистящие частицы, имеющие среднюю округлость от 0,1 до 0,6, предпочтительно от 0,15 до 0,4 и более предпочтительно от 0,2 до 0,35, предоставляют улучшенную чистящую характеристику и безопасность поверхности. Средние данные получают из измерений на основе объема по сравнению с измерениями на основе количеств.

Таким образом, в предпочтительном осуществлении настоящего изобретения биоразлагаемые абразивные частицы в данной заявке имеют среднюю округлость от 0,1 до 0,6, предпочтительно от 0,15 до 0,4 и более предпочтительно от 0,2 до 0,35.

Прочность

Прочность является количественным, 2-мерным описанием анализа изображений форм, и измеряется в соответствии с ISO 9276-6:2008 (Е) раздел 8.2, реализованным с помощью Occhio Nano 500 Particle Characterisation Instrument с сопутствующим программным обеспечением Callistro версия 25 (Occhio s.a. Liege, Belgium). Несферическая частица в данной заявке имеет предпочтительно, по меньшей мере, один край или поверхность, имеющие вогнутую кривизну. Прочность является параметром мезоформы, который описывает общую вогнутость частицы/популяции частиц. Значения прочности находятся в диапазоне от 0 до 1, где значение прочности 1 описывает невогнутую частицу, измеренное в литературе как:

Прочность = А/Ас

где А представляет собой площадь частицы и Ас представляет собой площадь выпуклой оболочки, ограничивающей частицу. На Фигуре 1 приведена иллюстрация этого.

Заявитель обнаружил, что биоразлагаемые абразивные чистящие частицы со средней прочностью от 0,4 до 0,9, предпочтительно прочностью от 0,5 до 0,8 и более предпочтительно от 0,55 до 0,65 обеспечивают повышенную чистящую характеристику и безопасность поверхности. Средние данные получают из измерений на основе объема по сравнению с измерениями на основе количества.

Таким образом, в предпочтительном осуществлении настоящего изобретения биоразлагаемые абразивные частицы в данной заявке имеют среднюю прочность от 0,4 до 0,9, предпочтительно прочность от 0,5 до 0,8 и более предпочтительно от 0,55 до 0,65.

Прочность иногда также называют выпуклость в литературе или в некотором аппаратном программном обеспечении, используя формулу прочности в месте ее определения, описанного в ISO 9276-6 (выпуклость = Рс/Р, где Р представляет собой длину периметра частицы и Рс представляет собой длину периметра выпуклой оболочки - оболочки, ограничивающей частицу). Несмотря на то, что прочность и выпуклость являются аналогичными дескрипторами мезоформы по концепции, заявитель ссылается в данной заявке на меру прочности, выраженную выше Occhio Nano 500, как указано выше.

В высоко предпочтительном осуществлении биоразлагаемые абразивные чистящие частицы имеют среднюю округлость от 0,1 до 0,6 (предпочтительно от 0,15 до 0,4 и более предпочтительно от 0,2 до 0,35) и среднюю прочность от 0,4 до 0,9 (предпочтительно прочность от 0,5 до 0,8 и более предпочтительно от 0,55 до 0,65).

Под термином «средняя округлость» и «средняя прочность» заявитель рассматривает среднюю величину значений округлости или прочности или шероховатости каждой частицы, взятой из популяции из, по меньшей мере, 10000 частиц, предпочтительно более 50000 частиц, более предпочтительно более 100000 частиц, после исключения из измерений и расчетов, округлости или прочности или шероховатости данных частиц с диаметром, эквивалентным площади, (ECD) ниже 10 микрон. Средние данные получают из измерений на основе объема по сравнению с измерениями на основе количеств.

Типичные методы резки или дробления для превращения указанного выше материала в биоразлагаемый абразивный порошок, имеющий полезную форму, определены целевым диапазоном округлости, чтобы могло быть использовано другое приготовление, например, методы формирования зерна, описанные в данной области техники, такие, как агломерация, оттиск, резьба и т.д. Предыдущие процессы фюрмирования иногда способствовали смешиванию предыдущих биоразлагаемых абразивных материалов в качестве наполнителей в термопластических или укрепляющих матрицах. Такие процессы, например, включающие выбор матрицы и соответствующее наполнение наполнителя хорошо известны в данной области техники. Особо предпочтительный способ достижения соответствия эффективного диапазона округлости частиц состоит во вспенивании биоразлагаемого абразивного сырья самого по себе или биоразлагаемых абразивных материалов, диспергированных в матрице, и превращении полученной пены в биоразлагаемые абразивные частицы с повышенной эффективностью. Процессы вспенивания и структуру пены, типично, достигают за счет процесса расширения газа, например, либо путем введения газа или растворителя в биоразлагаемый абразивный прекурсор и позволяя расширение путем падения давления и/или повышения температуры, например, процесса экструзии вспенивания или более традиционно газом, полученным на месте с последующим отверждением биоразлагаемого абразивного прекурсора, например, процесса вспенивания полиуретана. Альтернативно, структуры пены также могут быть достигнуты с помощью процесса эмульгирования, а затем стадий отверждения и сушки.

В высоко предпочтительном осуществлении в данной заявке, в целях достижения дескрипторов геометрической формы биоразлагаемых абразивных чистящих частиц (например, округлости, прочности и/или шероховатости) биоразлагаемые абразивные чистящие частицы получают из вспененного полимерного материала, который превращают в биоразлагаемые абразивные частицы предпочтительно путем измельчения или размола, как описано в данной заявке далее.

Заявитель обнаружил, что хорошая эффективность очистки будет достигнута с биоразлагаемыми абразивными частицами, которые были выполнены из пены с плотностью более 100 кг/м³, и даже до 500 кг/м³. Однако заявитель неожиданно обнаружил, что значительно лучший чистящий эффект может быть достигнут с плотностью пены ниже 200 кг/м³, более предпочтительно от 5 кг/м³ до 100 кг/м³.

Аналогично, заявитель обнаружил, что хорошая эффективность очистки может быть достигнута с биоразлагаемыми абразивными частицами, которые были выполнены из пен, обладающих структурами закрытых ячеек, однако, заявитель неожиданно обнаружил, что значительно лучший чистящий эффект может быть достигнут с пеной со структурой открытых ячеек.

Аналогично, заявитель обнаружил, что хороший эффект очистки может быть достигнут с биоразлагаемыми абразивными частицами, которые были выполнены из пен, обладающих ячейками размером от 20 микрометров до 2000 микрометров. Однако заявитель неожиданно обнаружил, что значительно лучший эффект очистки может быть достигнут с пеной с размером ячеек 100-1000 микрометров, более предпочтительно от 200 до 500 микрометров и наиболее предпочтительно от 300 до 450 микрометров. Размер ячеек пены может быть измерен, например, по протоколу, описанному в ASTM D3576.

В