Жидкая композиция для чистки и/или глубокой очистки

Жидкая композиция для чистки и/или глубокой очистки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к жидким композициям для чистки и/или глубокой очистки различных неодушевленных и одушевленных поверхностей, в том числе твердых поверхностей внутри и вокруг дома, поверхностей посуды, твердых и мягких поверхностей тканей полости рта, таких как поверхности зубов, десен, языка и щек, кожи или волос человека и кожи или шерсти животных, поверхностей автомобиля и транспортных средств и т.д. Более конкретно, настоящее изобретение относится к жидким чистящим композициям, содержащим частицы, приемлемые для чистки и/или глубокой очистки. Наиболее предпочтительно настоящее изобретение относится к композиции для твердых поверхностей для обработки неодушевленных твердых поверхностей.

Уровень техники

Чистящие композиции, такие как композиции в виде частиц или жидкие композиции (включая гель, пасту), содержащие абразивные компоненты, хорошо известны в данной области техники. Такие композиции 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 композиций, 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 жидкой композиции с кремообразной консистенцией с абразивными частицами, суспендироваными в ней.

Профиль безопасности поверхности таких известных в настоящее время чистящих композиций является недостаточным, альтернативно, низкая производительность очистки показана в композициях с достаточным профилем безопасности поверхности. Действительно, из-за наличия очень твердых абразивных частиц, эти композиции могут повреждать, то есть, царапать, поверхности, на которые они были нанесены.

Для решения некоторых из этих проблем, были разработаны формованные абразивные частицы, такие как те, которые описаны в ЕР 2338966 А1, чтобы обеспечить эффективную очистку и безопасность поверхности.

Тем не менее, все еще остается необходимость в усовершенствовании чистящей способности абразивных частиц, а также упрощении технологичности, необходимой для обеспечения надлежащей формы частиц, а также прочности.

Существует дополнительная необходимость в таких абразивных частицах, которые эффективно биоразлагаются в окружающей среде, в целях удовлетворения постоянных важных потребностей зеленых технологий.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание жидкой композиции для чистки и/или глубокой очистки, приемлемой для чистки/глубокой очистки различных поверхностей, в том числе неодушевленных и одушевленных поверхностей, таких как твердые поверхности внутри и вокруг дома, поверхности посуды, твердые и мягкие поверхности тканей полости рта, такие как поверхности зубов, десен, языка и щек, кожа человека и животных и т.д., при этом композиция обеспечивает хорошую производительность чистки/глубокой очистки, в то же время обеспечивая хороший профиль безопасности поверхности, измельчаемость частиц, а также эффективную биоразлагаемость.

Преимуществом композиций в соответствии с настоящим изобретением является то, что они могут быть использованы для чистки/глубокой очистки неодушевленных и одушевленных поверхностей, 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, кожа человека и животных, волосы, поверхности твердых и мягких тканей полости рта, такие как поверхности зубной эмали, десен, языка и щек, и т.п.

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является то, что в композициях в данном изобретении частицы могут быть составлены в композицию на очень низких уровнях, предоставляя в то же время вышеуказанные преимущества.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на жидкую композицию для чистки и/или глубокой очистки, содержащую несферические и/или неперекатывающиеся абразивные чистящие частицы, полученные из пеноструктуры, содержащей множество каркасов, при этом указанные абразивные чистящие частицы содержат множество частиц наполнителя, по меньшей мере, частично включенных в них, причем размер частицы указанных абразивных чистящих частиц больше, чем размер частицы указанных частиц наполнителя, и при этом соотношение среднего диаметра сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, для указанных частиц наполнителя и указанных абразивных чистящих частиц составляет от 0,01 до 0,2, причем диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, измеряют в соответствии с ISO 9276-6.

Настоящее изобретение дополнительно охватывает способ получения формованных несферических и/или неперекатывающихся абразивных чистящих частиц для использования в жидкой композиции для чистки и/или глубокой очистки, при этом способ включает стадии, на которых: смешивают эффективное количество частиц наполнителя с одним или более термопластичным или термореактивным материалами предшественников с получением гомогенного раствора, при этом частицы наполнителя имеют диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, от 1 мкм до 70 мкм, как измерено в соответствии с ISO 9276-6; вспенивают гомогенный раствор; и измельчают пену с получением абразивных частиц.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой чертеж, демонстрирующий иллюстрацию того, как рассчитывать радиус закругления.

Фиг. 2 представляет собой чертеж, демонстрирующий иллюстрацию того, как рассчитывать аспектное соотношение каркаса пены.

Подробное описание изобретения

Как используют в данном изобретении, «абразивные частицы» означает абразивные чистящие частицы, полученные путем фрагментации (при помощи измельчения, размола или других приемлемых способов) пеноструктуры, содержащей множество каркасов.

Как используют в данном изобретении, «каркасы» являются, по существу, трубчатыми (твердыми или полыми) структурами, проявляющими хорошую устойчивость к сжатию по их длине. Такие, по существу, трубчатые структуры, как правило, образуют взаимосвязанный массив ячеек с открытыми порами между ними для получения пеноструктуры с открытыми ячейками.

Как используют в данном изобретении, «по существу нерастворимый в воде» означает, что указанный материал имеет растворимость менее чем 30 г на 100 г воды, предпочтительно менее чем 20 г на 100 г воды, более предпочтительно менее чем 10 г на 100 г воды, более предпочтительно менее чем 5 г на 100 г воды, даже более предпочтительно менее чем 2 г на 100 г воды, наиболее предпочтительно менее чем 1 г на 100 г воды, при комнатной температуре (20°C) и атмосферном давлении (101 кПа).

Жидкая композиция для чистки и/или глубокой очистки

Композиции в соответствии с настоящим изобретением разработаны как средства для чистки/глубокой очистки для различных неодушевленных и одушевленных поверхностей. Предпочтительно композиции в данном изобретении приемлемы для чистки/глубокой очистки поверхностей, выбранных из группы, состоящей из неодушевленных поверхностей, одушевленных поверхностей и их комбинаций.

В предпочтительном варианте осуществления композиции в данном изобретении приемлемы для чистки/глубокой очистки неодушевленных поверхностей, выбранных из группы, состоящей из бытовых твердых поверхностей; поверхностей посуды; таких поверхностей, как кожа или синтетическая кожа, а также поверхностей автотранспортных средств.

В высокопредпочтительном варианте осуществления композиции в данном изобретении приемлемы для очистки бытовых твердых поверхностей.

Под «бытовой твердой поверхностью» в данном изобретении подразумевают любой тип поверхности, который, как правило, 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 данном изобретении 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.

В другом предпочтительном варианте осуществления композиции в данном изобретении приемлемы для чистки/глубокой очистки одушевленных поверхностей, выбранных из группы, состоящей из кожи человека; кожи животных; волос человека, шерсти животных, а также межзубных областей, таких как зубы, десна и т.д.

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

В предпочтительном варианте осуществления в данном изобретении жидкие композиции в данном изобретении являются водными композициями. Таким образом, они могут содержать от 65% до 99,5% по массе всей композиции воды, предпочтительно от 75% до 98% и более предпочтительно от 80% до 95%.

В другом предпочтительном варианте осуществления в данном изобретении жидкие композиции в данном изобретении в основном представляют собой неводные композиции, хотя они могут содержать от 0% до 10% по массе всей композиции воды, предпочтительно от 0% до 5%, более предпочтительно от 0% до 1% и наиболее предпочтительно 0% по массе всей композиции воды.

В предпочтительном варианте осуществления в данном изобретении композиции в данном изобретении представляют собой нейтральные композиции, и, таким образом, pH, как измеряется при температуре 25°C, составляет от 6 до 8, более предпочтительно от 6,5 до 7,5, еще более предпочтительно 7.

В другом предпочтительном варианте осуществления композиции имеют pH выше pH 4, предпочтительно выше 7, более предпочтительно выше 9, наиболее предпочтительно выше 10,5, и альтернативно имеют pH предпочтительно от 2 до ниже 9, предпочтительно от 2,5 до 7,5.

Соответственно, композиции в данном изобретении могут содержать приемлемые основания и кислоты для регулирования pH.

Приемлемое основание для использования в данном изобретении представляет собой органическое и/или неорганическое основание. Приемлемые основания для использования в данном изобретении 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, CaCO₃, MgCO₃, и т.д., алканоламины (как, например моноэтаноламин), мочевину и производные мочевины, полиамин и т.д.

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

Композиции в данном изобретении могут содержать кислоту, чтобы регулировать их pH до необходимого уровня, несмотря на наличие кислоты, если таковая имеется, композиции в данном изобретении будут поддерживать их предпочтительно нейтральные pH, как описано в данном изобретении выше. Приемлемая кислота для использования в данном изобретении является органической и/или неорганической кислотой. Предпочтительная органическая кислота для использования в данном изобретении 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 смеси. 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.

Типичное количество такой кислоты, если она присутствует, составляет от 0,01% до 5,0% по массе всей композиции, предпочтительно от 0,04% до 3,0% и более предпочтительно от 0,05% до 1,5%.

В предпочтительном варианте осуществления композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит лимонную кислоту, предпочтительно саму по себе или в сочетании с другими кислотами, в количестве от более чем 0% до менее чем 0,5% по массе композиции. Неожиданно было обнаружено, что лимонная кислота в таком количестве улучшает эффект очистки абразивных частиц.

В предпочтительном варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением, композиции в данном изобретении представляют собой загущенные композиции. Предпочтительно жидкие композиции в данном изобретении 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°C при измерении реометром, модель AR 1000 (поставляется 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 варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением, композиции в данном изобретении имеют вязкость, как у воды. Под «вязкость, как у воды» подразумевают в данном изобретении вязкость, которая близка к вязкости воды. Предпочтительно жидкие композиции в данном изобретении 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°C при измерении Brookfield цифровым вискозиметром модели DV II, со шпинделем 2.

Абразивные чистящие частицы

Жидкая композиция для чистки и/или глубокой очистки в данном изобретении содержит абразивные чистящие частицы, которые выбраны или синтезированы, чтобы показать очень эффективные формы, например определенные дескрипторами макроформы и мезоформы, в то время как эффективную форму частиц получают путем превращения вспененного материала в частицы.

Заявитель обнаружил, что несферические и/или неперекатывающиеся и предпочтительно острые абразивные чистящие частицы обеспечивают хорошее удаление загрязнений и малое повреждение поверхности. Заявитель обнаружил, что очень специфические формы частиц могут быть получены из пеноструктур и, в связи с этим форма полученных в результате частиц способствует эффективному скольжению абразивных частиц по сравнению с более типичными абразивными частицами, например, полученными из невспененного материала, что скорее способствует движению перекатывания и менее эффективно при перемещении загрязнений с поверхности.

Заявитель обнаружил, что неперекатывающиеся и/или несферические абразивные чистящие частицы обеспечивают хорошее удаление загрязнений и малое повреждение поверхности. Действительно, заявитель обнаружил, что такие формы, полученные путем измельчения пеноструктур, способствуют эффективному скольжению абразивных частиц по сравнению с типичными абразивными частицами, что скорее способствует движению перекатывания и менее эффективно при перемещении загрязнений с поверхности.

Дополнительно, абразивные частицы имеют предпочтительно множество острых краев, которые являются типичными признаками частиц, полученных из пеноструктур, определенных в настоящем изобретении. Острые края несферических частиц определяются краями, имеющими радиус закругления менее 20 мкм, предпочтительно менее 8 мкм, наиболее предпочтительно от 5 мкм до 0,5 мкм. Радиус закругления определяется диаметром воображаемой окружности, соответствующей кривизне конечного края. Заявитель обнаружил, что частицы, полученные из измельченной пены, имеют частицы, как правило, с острыми краями, которые являются результатом процесса вспенивания. Вспенивающие вещества, газ или летучий растворитель, необязательно с/без добавления агентов поверхностного натяжения или полимерных агентов, помогают в процессе вспенивания заострить края (или каркасы) вспененного материала вследствие кривизны расширяющегося пузыря.

На Фигуре 1 приведена иллюстрация радиуса закругления.

Абразивные частицы состоят из того же вспененного материала, из которого они получены. В связи с этим абразивные материалы могут быть получены из термопластичного материала, содержащего пены, или из термоотверждающегося материала, содержащего пены. Такие пены содержат множество каркасов, как правило, образуя запутанную и сетчатую структуру с порами между ними с получением, по существу, пеноструктуры с открытыми ячейками со взаимосвязанными порами.

Предпочтительно абразивные частицы получают из материала, содержащего, предпочтительно состоящего по существу из, более предпочтительно состоящего из, термопластичного материала, более предпочтительно биоразлагаемого термопластичного материала, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из биоразлагаемых сложных полиэфиров, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из полигидроксиалканоатов, предпочтительно выбранных из полигидроксибутирата, полигидроксибутират-со-валерата, полигидроксибутират-со-гексаноата, а также их смесей, поли(молочной кислоты), поликапролактона, полиамидоэфира, алифатических сложных сополиэфиров, ароматических сложных сополиэфиров и их смесей; термопластичного крахмала; сложных эфиров целлюлозы, особенно ацетата целлюлозы и/или нитроцеллюлозы и их производных; и их смесей; предпочтительно смеси биоразлагаемого сложного полиэфира и термопластичного крахмала. Более предпочтительно абразивные частицы получают из материала, содержащего, предпочтительно состоящего по существу из, более предпочтительно состоящего из, термопластичного материала, более предпочтительно биоразлагаемого термопластичного материала, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из сложных полиэфиров на основе нефти, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из поликапролактона, полиамидоэфира, алифатических сложных сополиэфиров, ароматических сложных сополиэфиров и их смесей; термопластичного крахмала; сложных эфиров целлюлозы, особенно ацетата целлюлозы и/или нитроцеллюлозы и их производных; и их смесей; предпочтительно смеси биоразлагаемого сложного полиэфира на основе нефти и термопластичного крахмала, предпочтительно смеси поликапролактона и термопластичного крахмала. Частицы, полученные из таких материалов, обеспечивают хорошие структурные свойства, с точки зрения твердости и жесткости, а также технологичность и эффективную биоразлагаемость.

Абразивные частицы в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержат, по меньшей мере, частично включенные в них, по существу, нерастворимые в воде частицы наполнителя. Абразивные частицы имеют размер частицы больше, чем размер частицы частиц наполнителя. Частицы наполнителя имеют такие размеры, что соотношение среднего диаметра сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, для частиц наполнителя и среднего диаметра сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, для абразивных чистящих частиц составляет от 0,01 до 0,2. Абразивные чистящие частицы, содержащие частицы наполнителя, с такими размерами, обеспечивают хорошую хрупкость при сдвиге, в то же время являясь достаточно устойчивыми к внешним воздействиям для хорошей очистки различных загрязнений на различных поверхностях. Дополнительно, такие частицы наполнителя позволяют более эффективную биоразлагаемость абразивных частиц.

В варианте осуществления частицы наполнителя имеют такие размеры, что средний диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, для частиц наполнителя составляет от 0,01 до 0,4, предпочтительно от 0,05 до 0,35, более предпочтительно от 0,1 до 0,3, еще более предпочтительно от 0,1 до менее чем 0,3, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,25 от среднего диаметра сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, для каркасов пены, из которых получают частицы.

Частицы имеют размер, который определяется их диаметром сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности (ISO 9276-6: 2008 (Е) раздел 7), называемый также диаметром эквивалентного круга «ECD» (ASTM F1877-05 раздел 11.3.2). Средний ECD (или средний диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности) рассчитывается как среднее значение соответствующих ECD каждой частицы группы частиц желательно 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 сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности (ECD) менее 10 микрон. Средние данные извлекают из измерений на основе объема по сравнению с измерениями на основе количеств. Тот же метод используют для измерения среднего ECD частиц (абразивных частиц и/или частиц наполнителя), а также каркасов, за исключением того, что для измерения средних ECD частиц наполнителя, частицы с ECD менее 10 микрон не исключают.

В предпочтительном варианте осуществления частицы наполнителя имеют средний диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, от 1 мкм до 70 мкм, предпочтительно от 1 мкм до менее чем 60 мкм, более предпочтительно от 2 мкм до менее чем 50 мкм, даже более предпочтительно от 2 мкм до менее чем 45 мкм, наиболее предпочтительно от 5 мкм до менее чем 30 мкм, как измерено в соответствии с ISO 9276-6. Если частицы наполнителя являются слишком большими, они влияют на структурную устойчивость абразивных частиц, что наносит ущерб производительности очистки. Особенно желательными являются частицы наполнителя, имеющие средний диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, менее чем 50 мкм, предпочтительно менее чем 30 мкм, поскольку они обеспечивают хорошее равновесие между хрупкостью, структурной прочностью и биоразлагаемостью. Особенно желательными являются частицы наполнителя, имеющие средний диаметр сферы, имеющей эквивалентную площадь поверхности, более 1 мкм, предпочтительно более 2 мкм, и более предпочтительно более 5 мкм, так как они легко и равномерно диспергированы в термопластичной или термоотверждающейся реактивной матрице, обеспечивая тем самым однородность физико-химической производительности абразивных частиц.

Предпочтительно абразивные чистящие частицы состоят по существу из биоразлагаемых абразивных чистящих частиц и термоотверждающийся или термопластичный материал состоит из биоразлагаемого материала, предпочтительно указанные биоразлагаемые абразивные чистящие частицы имеют степень биоразлагаемости более чем 50%, предпочтительно более чем 60%, более предпочтительно более чем 70% в соответствии с тестовым методом ASTM6400.

Если используемые частицы наполнителя содержат материал, выбранный из природных минеральных материалов, таких как тальк, слюда, сульфат бария, древесина, грецкий орех, каолин и т.п., степень биоразлагаемости рассчитывают на основе биоразлагаемости абразивных частиц за исключением фактического наполнителя. В предпочтительном варианте осуществления частицы наполнителя содержат материал, выбранный из группы, состоящей из органических, неорганических материалов и их смесей. Предпочтительно органический материал выбирают из растительного сырья, по существу, материала на основе целлюлозы или лигноцеллюлозы, например: волокон скорлупы ореха, древесины, хлопка, льна или бамбука, кукурузного початка, рисовой шелухи, сахаров и, более в общем, углевода, особенно крахмала из зерна, кукурузы, картофеля, альтернативно мочевины, и т.д.; других частей растений, выбранных из группы, состоящей из стеблей, корней, листьев, семян и их смесей.

В предпочтительном варианте осуществления особенно если материал матрицы получен из термопластичного материала с высокой степенью кристалличности, наполнитель получен из крахмала с высоким содержанием амилозы и низким содержанием амилопектина («низкий» означает менее чем 10%, предпочтительно менее чем 5%, более предпочтительно менее чем 1% по массе крахмала). Действительно, амилоза, как правило, представляет собой углевод с низким разветвлением, что позволяет быструю и эффективную кристаллизацию термопластичного материала, тем самым способствуя лучшему пенообразованию и получению материала с лучшей механической и химической устойчивостью. Как правило, наполнитель на основе крахмала с содержанием амилозы выше 30%, предпочтительно выше 50%, является особенно предпочтительным, так как было найдено, что он не предотвращает или существенно не уменьшает скорость кристаллизации, ведущей к получению частиц с лучшей прочностью и формой.

Полимерные наполнители могут быть также использованы и выбраны, чтобы удовлетворить механические, реологические требования и/или требования к твердости. Полимерные наполнители являются предпочтительно биоразлагаемыми и твердыми при реакции, и используют температуры (от 0°C до 100°C), чтобы обеспечить эффективную твердость и механические свойства абразивных частиц. Приемлемые примеры полимерных наполнителей выбирают из группы, состоящей из полигидроксиалканоатов, поли(молочной кислоты), поликапролактона, полиамидоэфира, алифатических сложных сополиэфиров, ароматических сложных сополиэфиров и их смесей; крахмала; и их смесей.

Наполнители могут быть выбраны из неорганического материала, при этом неорганический материал имеет относительную плотность от 1 до 3 и твердость по Моосу 1-4. Приемлемым примером неорганических наполнителей являются наполнители, полученные из сульфатных или карбонатных солей металлов, таких как Ca₂CO₃, MgSO₄, барита, обычно филлосиликатного материала, например талька, каолинита, вермикулита, слюды, мусковита, пирофиллита, бентонита, монтморрилонита, полевого шпата и т.д., и их смесей.

Альтернативно, могут быть использованы небиоразлагаемые полимерные наполнители, хотя предпочтительно не использовать их в больших количествах, когда желателен значительный уровень биоразлагаемости абразивных частиц. В этом случае небиоразлагаемые полимеры могут быть использованы в количестве, не превышающем 10% по массе биоразлагаемого полиуретана. Приемлемые небиоразлагаемые полимерные наполнители могут быть выбраны из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида (ПВХ), полиакрилата, небиоразлагаемого полиуретана, а также их производных и их смесей.

Весьма предпочтительно, чтобы частицы наполнителя содержались в количестве от 5% до 60%, предпочтительно от 10% до 60%, предпочтительно от более чем 15% до 60%, более предпочтительно от 20% до 60%, наиболее предпочтительно от более чем 30% до 60%, по массе композиции. Такие большие количества частиц наполнителя позволяют снизить стоимость абразивных материалов, а также продолжают удовлетворять структурные требования и улучшать биоразлагаемость по мере необходимости.

В предпочтительном варианте осуществления частицы наполнителя включены в абразивные чистящие частицы таким образом, что, по меньшей мере, часть указанных частиц наполнителя выступает от наружной поверхности указанных абразивных частиц. Это способствует общей шероховатости частиц и улучшает их чистящие свойства.

Заявитель неожиданно дополнительно обнаружил, что эффективный результат очистки может быть достигнут с группой частиц, занимающих большой объем на массу частиц, загруженных в чистящую композицию. Объем, который частицы будут занимать, определяется насыпной плотностью частиц. Насыпная плотность группы частиц представляет собой массу образца группы частиц, деленную на объем, занимаемый образцом частиц, измеренный в сухом состоянии после упаковки при нормальной силе тяжести. В связи с этим группа частиц с низкой насыпной плотностью будет занимать большой объем, как в средстве для чистки, так и при выполнении операции очистки, чтобы обеспечить эффективную производительность очистки, в то время как образец частиц с высокой насыпной плотностью будет занимать малый объем, как в средстве для чистки, так и при выполнении операции очистки, следовательно, обеспечивая малоэффективную производительность очистки.

Действительно, частицы с низкой насыпной плотностью эффективны при обеспечении максимальной площади контакта между абразивными частицами и загрязнением и/или поверхностью, подлежащих очистке. И, следовательно, меньшее количество абразивных частиц может быть использовано в чистящей композиции, т.е. менее 10% по сравнению с типичным количеством более 20%, обеспечивая при этом равную или лучшую эффективность очистки. Как известно, большее количество частиц в чистящей композиции приводит к лучшей эффективности очистки, дополнительно большая масса частиц была использована, чтобы максимизировать производительность очистки. Заявитель установил, что на эффективность очистки скорее влияет объем, который занимает абразивная группа на границе раздела для очистки по сравнению с обычной массой абразивной группы. В связи с этим частицы с низкой насыпной плотностью, как правило, требуют загрузки меньшей массы абразива в средство для чистки по сравнению с частицами с высокой насыпной плотностью, чтобы обеспечить эффективную очистку.

Тем не менее, специально при получении абразивных частиц путем фрагментации пеноструктуры, в качестве примера полученной из биоразлагаемого термопластичного материала, такого как биоразлагаемые сложные полиэфиры (по сравнению, например, с фрагментацией пен, полученных из других полимеров, таких как полиуретаны), слишком низкая насыпная плотность часто приводит к получению частиц, которые являются более хрупкими по природе, что неизбежно влияет на характеристику очистки. Таким образом, специально для термопластичных материалов, выбор правильной насыпной плотности может быть более важным.

Заявитель обнаружил, что абразивная группа с высокой насыпной плотностью характеризуется низкой производительностью очистки то время как, с другой стороны, абразивная группа с более низкой насыпной плотностью имеет внутреннюю хрупкость, что также недостаточно для целей очистки с помощью механического трения. В связи с этим заявитель обнаружил, что абразивные чистящие частицы, имеющие насыпную плотность от 10 кг/м³ до 250 кг/м³, предпочтительно от более чем 30 кг/м³ до менее чем 250 кг/м³, более предпочтительно от 50 кг/м³ до 200 кг/м³, еще более предпочтительно от 80 кг/м³ до 180 кг/м³, предпочтительно от более чем 100 кг/м³ до 160 кг/м³, более предпочтительно от более чем 100 кг/м³ до менее чем 150 кг/м³, обеспечивают улучшенную производительность очистки и безопасность поверхности, если материал является термопластичным материалом.

Насыпную плотность в данном изобретении рассчитывают в соответствии со следующим способом: Одну десятую грамма (0,1 г ± 0,001 г) сухих частиц помещают в 20 мл точно метрически градуированного волюметрического цилиндра Pyrex® (доступного от Sigma-Aldrich). Цилиндр герметично закрывают (например, пробкой или пленкой), а затем встряхивают с помощью вихревой мешалки (например, модель L-46 Power Mix от Labinco DNTE SP-016) при 2500 оборотах в минуту (максимальная скорость) в течение 30 секунд. Объем частиц измеряют после вибрации. Если объем составляет от 5 до 15 мл, его, соответственно, преобразовывают в насыпную плотность, как выражено в кг/м3. Если объем 0,1 г составляет менее чем 5 мл, то две десятых грамма (0,2 г ± 0,001 г) сухих частиц используют для повторного проведения теста в чистом цилиндре. Если объем 0,2 г составляет менее чем 5 мл, то полграмма (0,5 г ± 0,001 г) сухих частиц используют для повторного проведения теста в чистом цилиндре. Если объем 0,5 г составляет менее чем 5 мл, то один грамм (1,0 г ± 0,001 г) сухих частиц используют для повторного проведения теста в чистом цилиндре, где объемы от 3 до 15 мл преобразовывают в кг/м3 для насыпной плотности.

Процессы вспенивания и пеноструктуру обычно получают с помощью процесса расширения газа, например, путем введения газа или растворителя в абразивный предшественник, и позволяя расширение путем падения давления и/или повышения температуры, например: процесс экструзионного вспенивания. В этом случае, как правило, используют термопластичный материал в виде чистого полимера или полимерной смеси или пластифицированных полимеров и т.д. Типичными газами, используемыми в таких процессах, являются воздух, азот, диоксид углерода или органические растворители, такие как пентан, циклопентан и т.д., с или без включения зародышеобразователей и стабилизаторов пены. В большинстве случаев, контролируемому количеству газа позволяют растворяться в полимере/полимерной смеси в расплавленной фазе, тогда как опытный оператор может точно контролировать параметры вспенивания, например: составление в композицию, параметры цикла времени/температуры/давления для достижения конкретных пеноструктур.

Процессы вспенивания и пеноструктуру также обычно получают с помощью эмульсионного вспенивания мономеров, с последующей стадией отверждения с помощью химического, теплового или радиационного, например УФ, отверждения, и при необходимости с последующей стадией сушки отвержденной пены. Возможно использовать несколько типов мономеров, например, полученных из неисчерпывающего списка следующих мономерных структур, например: винила, стирола, акрилата, метакрилата, диена и т.д. Примеры материалов и процессы вспенивания и отверждения широко описаны в литературе (например, см. книгу «Emulsion Polymer Technology» от Robert D. Athey). Предпочтительным способом получения пены является образование высокодисперсной фазовой эмульсии воды типа вода/масло в смеси мономеров и полимеризация in-situ, как описано в патенте США 6369121, выданном Catalfamo et al., включенном в данную заявку путем ссылки. В предпочтительном варианте осуществления пену получают после полимеризации дивинилбензол поперечносшитого стирольного полимера, используя способ высокодисперсной фазовой эмульсии воды типа вода/масло. После отверждения, пену затем превращают в частицы посредством операции измельчения или размола.

Процессы вспенивания и пеноструктуру также обычно получают с помощью механического перемешивания, например замешивания вязкой смеси, например, как правило, в том числе белка с эмульгирующими и, возможно, стабилизирующими характеристиками с последующей стадией отверждения/затвердевания и, при необходимости сушки отвержденной пены. Неисчерпывающие примеры белков представляют собой яичный белок или чистый альбумин, желатин, сапонин, глютен, соевый белок, глобулин, проламин, глютелин, гистон, протамин и т.д., в то время как белки часто перемешивают в присутствии воды, эмульгатора, стабилизаторов, например альгиновой кислоты, и очень желательно, значительного количества полимеризуемого мономера и агента поперечной сшивки для достижения достаточной твердости пены. Дополнительную информацию см. в книге «Functionality of Proteins in Food» от Joseph F. Zayas, «Protein Functionality in Food Systems» от Hettiarachchy, Article in Journal of Cereal science 47 (2008) 233-238 от E. Zukowska et Al; или US 2006/0065159.

Процесс вспенивания выполняют также посредством типичного проц