多功能組合物及使用方法
【專利說明】多功能組合物及使用方法
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2012年8月31日提交的美國臨時(shí)專利申請序列號(hào)61/696005的優(yōu)先 權(quán)，其全文以引用方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 本發(fā)明涉及從硅質(zhì)表面清除不需要的組分并且確定硅質(zhì)表面的清潔度。
[0004] 常規(guī)窗戶清潔組合物通常被設(shè)計(jì)為當(dāng)用于清潔玻璃表面時(shí)，不在玻璃表面上留下 可見的殘余物。換句話講，玻璃表面應(yīng)不含膜和拖影。為了實(shí)現(xiàn)這些特性，清潔組合物中表 面活性劑和其它添加劑的含量必須低。
[0005] 有機(jī)溶劑通常存在于常規(guī)窗戶清潔組合物中以允許組合物從玻璃表面清除普通 污漬和油性污染物。
[0006] -些窗戶清潔組合物包含親水性聚合物或長鏈烷基硫酸鹽表面活性劑，據(jù)說它們 賦予其所清潔的表面水膜片化和抗斑點(diǎn)特性。此類組合物趨于留下親水性殘余物，這有利 于水膜片化效應(yīng)并且有助于從玻璃表面清除垢。
[0007] 包含硅烷的組合物已被用來賦予已被清潔并活化的玻璃表面親水性特性。優(yōu)選這 些組合物中的一些是用于就在施加含水組合物之前或同時(shí)活化表面。然而，此類組合物通 常需要表面為預(yù)清潔的。
[0008] 包含硅烷的涂料組合物也被用來涂布玻璃基底以使得它們能夠輕易地被清潔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明涉及多功能組合物及其使用。此類組合物具有多個(gè)功能，例如清潔和保護(hù)。
[0010] 在一個(gè)方面，本發(fā)明的特征在于一種從硅質(zhì)表面清除不需要的組分的方法，該方 法包括用包含水、親水性硅烷和表面活性劑的多功能溶液接觸硅質(zhì)表面和不需要的組分， 以及干燥該表面。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在表面上擦涂該溶液。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，溶液賦予表面親水性特性，并且相對(duì)于接觸之前表面的親水性， 干燥的表面表現(xiàn)出更大的親水性。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，硅質(zhì)表面為選自白板和干擦板的板的表面，并且不需要的組分 包括來自記號(hào)筆的標(biāo)記。在一些實(shí)施例中，娃質(zhì)表面為諸如窗戶或門的玻璃的表面，并且不 需要的組分包括油和污垢中的至少一種。
[0013] 硅質(zhì)表面可包括玻璃淋浴門、瓷磚墻、瓷浴缸、浴槽或肥皂殘?jiān)谄渖侠鄯e的其它 表面。
[0014] 在一些實(shí)施例中，干燥表面表現(xiàn)出足夠的親水性，以使得使用潮濕毛巾，在50次 擦拭內(nèi)，將用永久性記號(hào)筆置于表面上的標(biāo)記的至少50 %從表面擦去。在其它實(shí)施例中，干 燥表面表現(xiàn)出足夠的親水性，以使得通過以600毫升/分鐘的速率施加的水噴霧，在2分鐘 內(nèi)將用永久性記號(hào)筆置于表面上的標(biāo)記的至少50%從表面洗去。在一些實(shí)施例中，干燥表 面表現(xiàn)出足夠的親水性，以使得通過以600毫升/分鐘的速率施加的水噴霧，在2分鐘內(nèi)將 置于干燥表面上的人造皮脂的指紋從表面洗去。在其它實(shí)施例中，當(dāng)干燥表面與濕氣接觸 時(shí)，未發(fā)生冷凝。
[0015] 在其它方面，本發(fā)明的特征在于一種從硅質(zhì)表面清除不需要的組分（例如，肥皂 殘?jiān)慕M分中的一種或多種）的方法，該方法包括用多功能組合物接觸硅質(zhì)表面和不需要 的組分以及干燥該表面，該多功能組合物包含水、親水性硅烷、表面活性劑、以及水溶性堿 金屬娃酸鹽、聚烷氧基硅烷（諸如四烷氧基硅烷（例如TE0S)或四烷氧基硅烷低聚物）和 無機(jī)二氧化硅溶膠中的至少一種。
[0016] 在另一方面，提供了一種清潔并保護(hù)硅質(zhì)表面的方法。該方法包括：將含水組合物 施加至表面，該組合物包含：親水性硅烷；表面活性劑；和水；其中表面活性劑的總重量與 親水性硅烷的總重量的比率為至少1:2 ;以及在表面上擦涂組合物以清潔表面（例如，清除 肥皂殘?jiān)┎⑶冶Ｗo(hù)表面（例如避免肥皂殘?jiān)亩逊e）。
[0017] 在一些方面，本發(fā)明的特征在于一種確定先前經(jīng)過清潔的基底（例如，通過本公 開的方法清潔或使用本公開的組合物清潔的基底）的清潔度的方法，該方法包括將先前經(jīng) 過清潔的表面（其處于〇°C至約25°C的溫度下）暴露于濕氣，觀察是否發(fā)生冷凝，并且如 果存在霧化，則確定表面為臟的，而如果未發(fā)生霧化或在暴露于濕氣后，霧化存在不超過30 秒，則確定表面為清潔的。
[0018] 在另一方面，本發(fā)明的特征在于一種確定先前經(jīng)過清潔的基底（例如，通過本公 開的方法清潔或使用本公開的組合物清潔的基底）的清潔度的方法，該方法包括用永久性 記號(hào)筆將標(biāo)記置于先前經(jīng)過清潔的基底表面上，用水飽和標(biāo)記，用紙巾擦拭標(biāo)記，并且確定 是否標(biāo)記的至少90%被水噴霧洗去，并且如果標(biāo)記的至少90%被水噴霧洗去，則確定表面 為清潔的。在一些實(shí)施例中，該方法還包括：如果標(biāo)記的至少50%未被水噴霧洗去，則確定 表面不是清潔的。
[0019] 在其它方面，本發(fā)明的特征在于一種確定先前經(jīng)過清潔的基底（例如，通過本公 開的方法清潔或使用本公開的組合物清潔的基底）的清潔度的方法，該方法包括將人造皮 脂的指紋置于先前經(jīng)過清潔的基底表面上，用流速不大于600毫升/分鐘的去離子水流噴 涂指紋和基底不超過30秒，并且確定是否指紋的至少50%被水噴霧洗去，如果指紋的至少 50%被水噴霧洗去，則確定表面為清潔的，而如果指紋的至少50%未被水噴霧洗去，則確定 表面不是清潔的。
[0020] 在其它方面，本發(fā)明的特征在于一種多功能溶液，該多功能溶液包含第一親水性 硅烷、表面活性劑以及水，親水性硅烷的重量與表面活性劑的重量的比率為至少1: 1。在一 個(gè)實(shí)施例中，該溶液還包含水溶性堿金屬硅酸鹽和聚烷氧基硅烷（諸如四烷氧基硅烷（例 如TE0S)或四烷氧基硅烷低聚物）中的至少一種。在一些實(shí)施例中，該溶液還包含不同于 第一表面活性劑的第二表面活性劑。在一個(gè)實(shí)施例中，該溶液還包含不同于第一親水性硅 烷的第二親水性硅烷。
[0021] 在另一個(gè)實(shí)施例中，該溶液包含水溶性堿金屬娃酸鹽，水溶性堿金屬娃酸鹽包含 硅酸鋰、硅酸鈉和硅酸鉀中的至少一種。
[0022] 在一些實(shí)施例中，溶液通過永久性記號(hào)筆清除測試方法I。在其它實(shí)施例中，溶液 通過人造皮脂清除測試方法I。在一些實(shí)施例中，溶液通過霧測試方法。
[0023] 在另一個(gè)實(shí)施例中，溶液包含至少0. 01重量％至不大于3重量％的親水性硅烷。 在一些實(shí)施例中，溶液包含不大于0. 5重量％的親水性硅烷。在其它實(shí)施例中，溶液包含不 大于2重量％的固體。在一個(gè)實(shí)施例中，溶液包含不大于1重量％的固體。
[0024] 在一些實(shí)施例中，親水性硅烷包括兩性離子型硅烷。在其它實(shí)施例中，溶液包含約 0. 01重量％至約5重量％的兩性離子型硅烷。在另一個(gè)實(shí)施例中，溶液包含約0. 1重量％ 至約2重量％的兩性離子型硅烷。
[0025] 在一些實(shí)施例中，表面活性劑包括下列中的至少一種：陰離子表面活性劑、非離子 表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性甜菜堿表面活性劑、兩性磺基甜菜堿表面活性劑、兩 性咪唑啉表面活性劑、氧化胺表面活性劑以及季陽離子表面活性劑。在其它實(shí)施例中，第一 表面活性劑包括非離子表面活性劑并且第二表面活性劑包括陰離子表面活性劑。
[0026] 在一些實(shí)施例中，親水性硅烷具有最高至5000克/摩爾或最高至3000克/摩爾 的分子量。在一些實(shí)施例中，親水性硅烷具有不大于1〇〇〇克/摩爾的分子量。在另一個(gè)實(shí) 施例中，親水性硅烷具有不大于500克/摩爾的分子量。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，溶液包含至少60重量％的水。這通常是用于即用型制劑。在其 它實(shí)施例中，組合物包含不大于30重量％的水。這通常是用于濃縮的制劑。
[0028] 在另一方面，本發(fā)明的特征在于一種液體多功能組合物，該液體多功能組合物包 含水溶性堿金屬硅酸鹽和聚烷氧基硅烷（諸如四烷氧基硅烷（例如TE0S)或四烷氧基硅 烷低聚物）和無機(jī)二氧化硅溶膠中的至少一種，親水性硅烷，第一表面活性劑，以及水。在 一個(gè)實(shí)施例中，親水性硅烷包括兩性離子親水性硅烷。在一些實(shí)施例中，親水性硅烷選自： 兩性離子型硅烷、羥基磺酸根硅烷、膦酸根硅烷、羧酸根硅烷、葡糖酰胺硅烷、聚羥基烷基硅 烷、羥基聚環(huán)氧乙烷硅烷、聚環(huán)氧乙烷硅烷以及它們的組合。在一些實(shí)施例中，組合物通過 永久性記號(hào)筆清除測試方法I。在其它實(shí)施例中，組合物通過人造皮脂清除測試方法I。在 另一個(gè)實(shí)施例中，組合物通過霧測試方法。
[0029] 在其它實(shí)施例中，組合物還包含水不溶性顆粒。在一個(gè)實(shí)施例中，組合物還包含磨 料顆粒。
[0030] 在一些實(shí)施例中，組合物還包含不同于第一表面活性劑的第二表面活性劑。
[0031] 在其它方面，本發(fā)明的特征在于一種多功能液體組合物，該多功能液體組合物包 含親水性硅烷、第一表面活性劑、不同于第一表面活性劑的第二表面活性劑以及水。在一個(gè) 實(shí)施例中，親水性硅烷選自：兩性離子型硅烷、羥基磺酸根硅烷、膦酸根硅烷、羧酸根硅烷、 葡糖酰胺硅烷、聚羥基烷基硅烷、羥基聚環(huán)氧乙烷硅烷、聚環(huán)氧乙烷硅烷以及它們的組合。 在另一個(gè)實(shí)施例中，組合物通過永久性記號(hào)筆清除測試方法I。在一些實(shí)施例中，組合物通 過人造皮脂清除測試方法I。在其它實(shí)施例中，組合物通過霧測試方法。在一些實(shí)施例中， 組合物還包含水不溶性顆粒。在一個(gè)實(shí)施例中，組合物還包含磨料顆粒。
[0032] 在其它方面，本發(fā)明的特征在于一種使用多功能溶液的方法，該方法包括用于水 稀釋濃縮的溶液以形成稀釋的溶液，并且用稀釋的溶液接觸硅質(zhì)表面，該濃縮的溶液包含 第一親水性硅烷和表面活性劑，其中親水性硅烷的重量與表面活性劑的重量的比率為至少 1:1〇
[0033] 術(shù)語表
[0034] 術(shù)語"表面活性劑"是指在同一分子上包括親水性（即，極性）和疏水性（即，非 極性）區(qū)域的分子。
[0035] 術(shù)語"親水性"是指賦予親水性表面的化合物、組合物或材料。術(shù)語"親水性表面" 是指被水性溶液潤濕，并且水滴在其上表現(xiàn)出小于50°的靜態(tài)水接觸角的表面。術(shù)語親水 性表面并不表示表面是否吸收水性溶液。
[0036] 術(shù)語"疏水性"是指賦予疏水性表面的化合物、組合物或材料。短語"疏水性表面" 是指水滴在其上表現(xiàn)出至少50°的靜態(tài)水接觸角的表面。
[0037] 術(shù)語"水性"是指存在水。
[0038] 術(shù)語"水溶性"是指在水中形成溶液的化合物、組合物或材料。
[0039] 術(shù)語"溶液"是指其中溶質(zhì)溶解于溶劑中并且通過過濾或物理手段不能將其與溶 劑分開的均勾的組合物。
[0040] 短語"不需要的組分"是指表面不平整物、表面缺陷、污染物、外來物質(zhì)以及它們的 組合。
[0041] 當(dāng)術(shù)語"包括"和其變型在說明書和權(quán)利要求書中出現(xiàn)時(shí)，這些術(shù)語并不具有限制 性含義。此類術(shù)語將被理解為指包括陳述的步驟或要素或者步驟或要素的組，但是不排除 任何其它步驟或要素或者步驟或要素的組。"由…組成"是指包括并且限于短語"由…組成" 之后的任何內(nèi)容。因此，短語"由…組成"是指列出的要素為必需的或強(qiáng)制的，并且不存在 其它要素。"基本上由…組成"是指包括在該短語之后列出的任何要素，并且限于不妨礙或 有利于本公開對(duì)于所列出的要素所指定的活性或作用的其它要素。因此，短語"基本上由… 組成"指出列出的要素為必需的或強(qiáng)制的，但是其它要素為任選的，并且根據(jù)它們是否實(shí)質(zhì) 影響列出的要素的活性或作用而可能存在或可能不存在。
[0042] 詞語"優(yōu)選的"和"優(yōu)選地"是指在某些情況下，可以提供某些有益效果的本公開 的權(quán)利要求。然而，在相同的或其它情況下，其它權(quán)利要求也可以是優(yōu)選的。此外，對(duì)一個(gè) 或多個(gè)優(yōu)選權(quán)利要求的表述并不暗示其它權(quán)利要求是不可用的，且并非意圖將其它權(quán)利要 求排除在本公開范圍之外。
[0043] 在本專利申請中，諸如"一個(gè)"、"一種"和"所述"之類的術(shù)語并非僅指單一實(shí)體， 而是包括一般類別，其具體實(shí)例可用于舉例說明。術(shù)語"一個(gè)"、"一種"和"所述"可與術(shù)語 "至少一個(gè)"互換使用。其后跟隨列舉的短語"至少一個(gè)"和"包含至少一個(gè)"是指所列舉中 項(xiàng)目的任何一個(gè)以及所列舉中兩個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目的任何組合。
[0044] 如本文所用，術(shù)語"或"通常按其通常的意義使用，包括"和/或"，除非上下文清楚 地指出并非如此。
[0045] 術(shù)語"和/或"意指所列要素的一個(gè)或全部，或所列要素的任何兩個(gè)或更多個(gè)的組 合。
[0046] 同樣在本文中，所有的數(shù)字均假定受術(shù)語"約"的修飾并優(yōu)選由術(shù)語"精確地"修 飾。如本文所用，關(guān)于測得的量，術(shù)語"約"指測得的量中如進(jìn)行測量并一定程度地小心的 技術(shù)人員將預(yù)期的與測量的目標(biāo)和所用測量設(shè)備的精確度相稱的偏差。
[0047] 另外，本文通過端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)包含的所有數(shù)值以及端值（例 如，1 至 5 包括 1、1· 5、2、2· 75、3、3· 80、4、5 等）。
[0048] 如本文所用，術(shù)語"室溫"是指約20 °C至約25 °C或約22 °C至約25 °C的溫度。
[0049] 本公開的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述本發(fā)明所公開的每個(gè)實(shí)施例或每種實(shí)施方 式。以下描述更具體地例示了示例性實(shí)施例。在本專利申請全文的若干地方，通過實(shí)例列表 提供指導(dǎo)，實(shí)例可用于多種組合中。在每一種情形下，所列舉的列表僅僅作為代表性群組， 而不應(yīng)被理解為排他性列表。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 本發(fā)明涉及多功能組合物及其用途。此類組合物具有多個(gè)功能，例如清潔和保護(hù)。 因此，此類組合物不要求基底表面被預(yù)清潔以便于將保護(hù)性涂層施加于該表面。
[0051] 從基底的硅質(zhì)表面清除不需要的組分的方法包括用多功能組合物接觸基底表面 和不需要的組分，任選地將機(jī)械動(dòng)作施加于組合物和表面，以及干燥表面，所述多功能組合 物包含親水性硅烷、表面活性劑和水。機(jī)械動(dòng)作可為任何合適的機(jī)械動(dòng)作包括例如擦拭和 擦涂，并且干燥可通過任何合適的方法發(fā)生，包括例如允許表面風(fēng)干、擦拭表面使其干燥、 使表面與強(qiáng)制空氣接觸（例如，相對(duì)于室溫冷卻或加熱的空氣）以及它們的組合。
[0052] 在某些實(shí)施例中，可將本發(fā)明的組合物簡單地噴涂并擦拭至表面上以清潔并且在 短的時(shí)間段內(nèi)保護(hù)表面。
[0053] 所得的表面不含或基本上不含不需要的組分，并且表現(xiàn)出相對(duì)于未處理過的表面 改善的親水性和相對(duì)于未處理過的表面改善的便于清潔性。
[0054] 清除方法可為清除任何多種不需要的組分的方法，包括例如清除污染物的方法 (即，清潔的方法）、清除表面不平整物和缺陷的方法（即，整理的方法）以及它們的組合。
[0055] 該方法可用于從硅質(zhì)表面清除多種污染物，包括例如，污垢、肥皂殘?jiān)⒂停ɡ纾?美膚油和機(jī)油）、蠟、食物殘余（例如，黃油、豬油、人造奶油、肉蛋白、植物蛋白、碳酸鈣以及 氧化鈣）、油脂、墨（例如，永久性記號(hào)筆墨、圓珠筆墨以及氈尖筆墨）、昆蟲殘余、堿土金屬 碳酸鹽、粘合劑、煙灰、粘土、顏料以及它們的組合；多種表面不平整物和缺陷（例如，凹點(diǎn)、 裂紋、細(xì)紋、刮痕及它們的組合）以及它們的組合。
[0056] 該方法還可用于多種特定應(yīng)用，包括例如從板上清除由記號(hào)筆形成的標(biāo)記，從玻 璃（例如，窗戶、風(fēng)擋、眼鏡、鏡片（例如，相機(jī)鏡片、光學(xué)鏡片）以及爐灶面）上清除環(huán)境污 染物（例如，油和污垢）以及它們的組合。可被清除的標(biāo)記包括由永久性記號(hào)筆、非永久性 記號(hào)筆形成的標(biāo)記，以及它們的組合。可被清潔的書寫板包括例如干擦板和白板。干擦板 和白板在許多出版物中有所描述，包括例如W0 2011/163175。
[0057] 本文所述的組合物還可用來保護(hù)表面以及清潔表面。這對(duì)肥皂殘?jiān)街谋砻?特別有用。例如，本公開的組合物可擦涂施加于表面例如以清潔表面（例如，通過清除肥皂 殘?jiān)窃诟稍飼r(shí)，組合物留下污染物（例如肥皂殘?jiān)o法很好地附著的保護(hù)層。在 重復(fù)使用時(shí)，這可使得表面更易清潔和/或需要的清潔頻率降低。
[0058] 本發(fā)明的特征還在于確定先前經(jīng)過清潔的基底的清潔度的方法。一種可用的方法 包括將先前經(jīng)過清潔的表面（例如，通過本公開的方法清潔或使用本公開的組合物清潔的 表面），在〇°C至約25°C的溫度下，暴露于濕氣，觀察是否在表面上發(fā)生以小液滴的形式的 冷凝（即霧化），并且1)如果存在霧化，確定表面為臟的，并且2)如果未發(fā)生霧化或在暴露 于濕氣后霧化存在不超過30秒，確定表面為清潔的。
[0059] 另一種確定先前經(jīng)過清潔的基底（例如，通過本公開的方法清潔或使用本公開的 組合物清潔的基底）的清潔度的可用的方法包括用永久性記號(hào)筆將標(biāo)記置于表面上，用水 噴涂標(biāo)記和基