多功能组合物及使用方法
【专利说明】多功能组合物及使用方法
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求2012年8月31日提交的美国临时专利申请序列号61/696005的优先 权，其全文以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0003] 本发明涉及从硅质表面清除不需要的组分并且确定硅质表面的清洁度。
[0004] 常规窗户清洁组合物通常被设计为当用于清洁玻璃表面时，不在玻璃表面上留下 可见的残余物。换句话讲，玻璃表面应不含膜和拖影。为了实现这些特性，清洁组合物中表 面活性剂和其它添加剂的含量必须低。
[0005] 有机溶剂通常存在于常规窗户清洁组合物中以允许组合物从玻璃表面清除普通 污渍和油性污染物。
[0006] -些窗户清洁组合物包含亲水性聚合物或长链烷基硫酸盐表面活性剂，据说它们 赋予其所清洁的表面水膜片化和抗斑点特性。此类组合物趋于留下亲水性残余物，这有利 于水膜片化效应并且有助于从玻璃表面清除垢。
[0007] 包含硅烷的组合物已被用来赋予已被清洁并活化的玻璃表面亲水性特性。优选这 些组合物中的一些是用于就在施加含水组合物之前或同时活化表面。然而，此类组合物通 常需要表面为预清洁的。
[0008] 包含硅烷的涂料组合物也被用来涂布玻璃基底以使得它们能够轻易地被清洁。
【发明内容】
[0009] 本发明涉及多功能组合物及其使用。此类组合物具有多个功能，例如清洁和保护。
[0010] 在一个方面，本发明的特征在于一种从硅质表面清除不需要的组分的方法，该方 法包括用包含水、亲水性硅烷和表面活性剂的多功能溶液接触硅质表面和不需要的组分， 以及干燥该表面。在一个实施例中，该方法还包括在表面上擦涂该溶液。
[0011] 在一个实施例中，溶液赋予表面亲水性特性，并且相对于接触之前表面的亲水性， 干燥的表面表现出更大的亲水性。
[0012] 在一个实施例中，硅质表面为选自白板和干擦板的板的表面，并且不需要的组分 包括来自记号笔的标记。在一些实施例中，娃质表面为诸如窗户或门的玻璃的表面，并且不 需要的组分包括油和污垢中的至少一种。
[0013] 硅质表面可包括玻璃淋浴门、瓷砖墙、瓷浴缸、浴槽或肥皂残渣在其上累积的其它 表面。
[0014] 在一些实施例中，干燥表面表现出足够的亲水性，以使得使用潮湿毛巾，在50次 擦拭内，将用永久性记号笔置于表面上的标记的至少50 %从表面擦去。在其它实施例中，干 燥表面表现出足够的亲水性，以使得通过以600毫升/分钟的速率施加的水喷雾，在2分钟 内将用永久性记号笔置于表面上的标记的至少50%从表面洗去。在一些实施例中，干燥表 面表现出足够的亲水性，以使得通过以600毫升/分钟的速率施加的水喷雾，在2分钟内将 置于干燥表面上的人造皮脂的指纹从表面洗去。在其它实施例中，当干燥表面与湿气接触 时，未发生冷凝。
[0015] 在其它方面，本发明的特征在于一种从硅质表面清除不需要的组分（例如，肥皂 残渣的组分中的一种或多种）的方法，该方法包括用多功能组合物接触硅质表面和不需要 的组分以及干燥该表面，该多功能组合物包含水、亲水性硅烷、表面活性剂、以及水溶性碱 金属娃酸盐、聚烷氧基硅烷（诸如四烷氧基硅烷（例如TE0S)或四烷氧基硅烷低聚物）和 无机二氧化硅溶胶中的至少一种。
[0016] 在另一方面，提供了一种清洁并保护硅质表面的方法。该方法包括：将含水组合物 施加至表面，该组合物包含：亲水性硅烷；表面活性剂；和水；其中表面活性剂的总重量与 亲水性硅烷的总重量的比率为至少1:2 ;以及在表面上擦涂组合物以清洁表面（例如，清除 肥皂残渣）并且保护表面（例如避免肥皂残渣的堆积）。
[0017] 在一些方面，本发明的特征在于一种确定先前经过清洁的基底（例如，通过本公 开的方法清洁或使用本公开的组合物清洁的基底）的清洁度的方法，该方法包括将先前经 过清洁的表面（其处于〇°C至约25°C的温度下）暴露于湿气，观察是否发生冷凝，并且如 果存在雾化，则确定表面为脏的，而如果未发生雾化或在暴露于湿气后，雾化存在不超过30 秒，则确定表面为清洁的。
[0018] 在另一方面，本发明的特征在于一种确定先前经过清洁的基底（例如，通过本公 开的方法清洁或使用本公开的组合物清洁的基底）的清洁度的方法，该方法包括用永久性 记号笔将标记置于先前经过清洁的基底表面上，用水饱和标记，用纸巾擦拭标记，并且确定 是否标记的至少90%被水喷雾洗去，并且如果标记的至少90%被水喷雾洗去，则确定表面 为清洁的。在一些实施例中，该方法还包括：如果标记的至少50%未被水喷雾洗去，则确定 表面不是清洁的。
[0019] 在其它方面，本发明的特征在于一种确定先前经过清洁的基底（例如，通过本公 开的方法清洁或使用本公开的组合物清洁的基底）的清洁度的方法，该方法包括将人造皮 脂的指纹置于先前经过清洁的基底表面上，用流速不大于600毫升/分钟的去离子水流喷 涂指纹和基底不超过30秒，并且确定是否指纹的至少50%被水喷雾洗去，如果指纹的至少 50%被水喷雾洗去，则确定表面为清洁的，而如果指纹的至少50%未被水喷雾洗去，则确定 表面不是清洁的。
[0020] 在其它方面，本发明的特征在于一种多功能溶液，该多功能溶液包含第一亲水性 硅烷、表面活性剂以及水，亲水性硅烷的重量与表面活性剂的重量的比率为至少1: 1。在一 个实施例中，该溶液还包含水溶性碱金属硅酸盐和聚烷氧基硅烷（诸如四烷氧基硅烷（例 如TE0S)或四烷氧基硅烷低聚物）中的至少一种。在一些实施例中，该溶液还包含不同于 第一表面活性剂的第二表面活性剂。在一个实施例中，该溶液还包含不同于第一亲水性硅 烷的第二亲水性硅烷。
[0021] 在另一个实施例中，该溶液包含水溶性碱金属娃酸盐，水溶性碱金属娃酸盐包含 硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。
[0022] 在一些实施例中，溶液通过永久性记号笔清除测试方法I。在其它实施例中，溶液 通过人造皮脂清除测试方法I。在一些实施例中，溶液通过雾测试方法。
[0023] 在另一个实施例中，溶液包含至少0. 01重量％至不大于3重量％的亲水性硅烷。 在一些实施例中，溶液包含不大于0. 5重量％的亲水性硅烷。在其它实施例中，溶液包含不 大于2重量％的固体。在一个实施例中，溶液包含不大于1重量％的固体。
[0024] 在一些实施例中，亲水性硅烷包括两性离子型硅烷。在其它实施例中，溶液包含约 0. 01重量％至约5重量％的两性离子型硅烷。在另一个实施例中，溶液包含约0. 1重量％ 至约2重量％的两性离子型硅烷。
[0025] 在一些实施例中，表面活性剂包括下列中的至少一种：阴离子表面活性剂、非离子 表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性甜菜碱表面活性剂、两性磺基甜菜碱表面活性剂、两 性咪唑啉表面活性剂、氧化胺表面活性剂以及季阳离子表面活性剂。在其它实施例中，第一 表面活性剂包括非离子表面活性剂并且第二表面活性剂包括阴离子表面活性剂。
[0026] 在一些实施例中，亲水性硅烷具有最高至5000克/摩尔或最高至3000克/摩尔 的分子量。在一些实施例中，亲水性硅烷具有不大于1〇〇〇克/摩尔的分子量。在另一个实 施例中，亲水性硅烷具有不大于500克/摩尔的分子量。
[0027] 在一个实施例中，溶液包含至少60重量％的水。这通常是用于即用型制剂。在其 它实施例中，组合物包含不大于30重量％的水。这通常是用于浓缩的制剂。
[0028] 在另一方面，本发明的特征在于一种液体多功能组合物，该液体多功能组合物包 含水溶性碱金属硅酸盐和聚烷氧基硅烷（诸如四烷氧基硅烷（例如TE0S)或四烷氧基硅 烷低聚物）和无机二氧化硅溶胶中的至少一种，亲水性硅烷，第一表面活性剂，以及水。在 一个实施例中，亲水性硅烷包括两性离子亲水性硅烷。在一些实施例中，亲水性硅烷选自： 两性离子型硅烷、羟基磺酸根硅烷、膦酸根硅烷、羧酸根硅烷、葡糖酰胺硅烷、聚羟基烷基硅 烷、羟基聚环氧乙烷硅烷、聚环氧乙烷硅烷以及它们的组合。在一些实施例中，组合物通过 永久性记号笔清除测试方法I。在其它实施例中，组合物通过人造皮脂清除测试方法I。在 另一个实施例中，组合物通过雾测试方法。
[0029] 在其它实施例中，组合物还包含水不溶性颗粒。在一个实施例中，组合物还包含磨 料颗粒。
[0030] 在一些实施例中，组合物还包含不同于第一表面活性剂的第二表面活性剂。
[0031] 在其它方面，本发明的特征在于一种多功能液体组合物，该多功能液体组合物包 含亲水性硅烷、第一表面活性剂、不同于第一表面活性剂的第二表面活性剂以及水。在一个 实施例中，亲水性硅烷选自：两性离子型硅烷、羟基磺酸根硅烷、膦酸根硅烷、羧酸根硅烷、 葡糖酰胺硅烷、聚羟基烷基硅烷、羟基聚环氧乙烷硅烷、聚环氧乙烷硅烷以及它们的组合。 在另一个实施例中，组合物通过永久性记号笔清除测试方法I。在一些实施例中，组合物通 过人造皮脂清除测试方法I。在其它实施例中，组合物通过雾测试方法。在一些实施例中， 组合物还包含水不溶性颗粒。在一个实施例中，组合物还包含磨料颗粒。
[0032] 在其它方面，本发明的特征在于一种使用多功能溶液的方法，该方法包括用于水 稀释浓缩的溶液以形成稀释的溶液，并且用稀释的溶液接触硅质表面，该浓缩的溶液包含 第一亲水性硅烷和表面活性剂，其中亲水性硅烷的重量与表面活性剂的重量的比率为至少 1:1〇
[0033] 术语表
[0034] 术语"表面活性剂"是指在同一分子上包括亲水性（即，极性）和疏水性（即，非 极性）区域的分子。
[0035] 术语"亲水性"是指赋予亲水性表面的化合物、组合物或材料。术语"亲水性表面" 是指被水性溶液润湿，并且水滴在其上表现出小于50°的静态水接触角的表面。术语亲水 性表面并不表示表面是否吸收水性溶液。
[0036] 术语"疏水性"是指赋予疏水性表面的化合物、组合物或材料。短语"疏水性表面" 是指水滴在其上表现出至少50°的静态水接触角的表面。
[0037] 术语"水性"是指存在水。
[0038] 术语"水溶性"是指在水中形成溶液的化合物、组合物或材料。
[0039] 术语"溶液"是指其中溶质溶解于溶剂中并且通过过滤或物理手段不能将其与溶 剂分开的均勾的组合物。
[0040] 短语"不需要的组分"是指表面不平整物、表面缺陷、污染物、外来物质以及它们的 组合。
[0041] 当术语"包括"和其变型在说明书和权利要求书中出现时，这些术语并不具有限制 性含义。此类术语将被理解为指包括陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组，但是不排除 任何其它步骤或要素或者步骤或要素的组。"由…组成"是指包括并且限于短语"由…组成" 之后的任何内容。因此，短语"由…组成"是指列出的要素为必需的或强制的，并且不存在 其它要素。"基本上由…组成"是指包括在该短语之后列出的任何要素，并且限于不妨碍或 有利于本公开对于所列出的要素所指定的活性或作用的其它要素。因此，短语"基本上由… 组成"指出列出的要素为必需的或强制的，但是其它要素为任选的，并且根据它们是否实质 影响列出的要素的活性或作用而可能存在或可能不存在。
[0042] 词语"优选的"和"优选地"是指在某些情况下，可以提供某些有益效果的本公开 的权利要求。然而，在相同的或其它情况下，其它权利要求也可以是优选的。此外，对一个 或多个优选权利要求的表述并不暗示其它权利要求是不可用的，且并非意图将其它权利要 求排除在本公开范围之外。
[0043] 在本专利申请中，诸如"一个"、"一种"和"所述"之类的术语并非仅指单一实体， 而是包括一般类别，其具体实例可用于举例说明。术语"一个"、"一种"和"所述"可与术语 "至少一个"互换使用。其后跟随列举的短语"至少一个"和"包含至少一个"是指所列举中 项目的任何一个以及所列举中两个或更多个项目的任何组合。
[0044] 如本文所用，术语"或"通常按其通常的意义使用，包括"和/或"，除非上下文清楚 地指出并非如此。
[0045] 术语"和/或"意指所列要素的一个或全部，或所列要素的任何两个或更多个的组 合。
[0046] 同样在本文中，所有的数字均假定受术语"约"的修饰并优选由术语"精确地"修 饰。如本文所用，关于测得的量，术语"约"指测得的量中如进行测量并一定程度地小心的 技术人员将预期的与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。
[0047] 另外，本文通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数值以及端值（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，术语"室温"是指约20 °C至约25 °C或约22 °C至约25 °C的温度。
[0049] 本公开的上述
【发明内容】
并非旨在描述本发明所公开的每个实施例或每种实施方 式。以下描述更具体地例示了示例性实施例。在本专利申请全文的若干地方，通过实例列表 提供指导，实例可用于多种组合中。在每一种情形下，所列举的列表仅仅作为代表性群组， 而不应被理解为排他性列表。
【具体实施方式】
[0050] 本发明涉及多功能组合物及其用途。此类组合物具有多个功能，例如清洁和保护。 因此，此类组合物不要求基底表面被预清洁以便于将保护性涂层施加于该表面。
[0051] 从基底的硅质表面清除不需要的组分的方法包括用多功能组合物接触基底表面 和不需要的组分，任选地将机械动作施加于组合物和表面，以及干燥表面，所述多功能组合 物包含亲水性硅烷、表面活性剂和水。机械动作可为任何合适的机械动作包括例如擦拭和 擦涂，并且干燥可通过任何合适的方法发生，包括例如允许表面风干、擦拭表面使其干燥、 使表面与强制空气接触（例如，相对于室温冷却或加热的空气）以及它们的组合。
[0052] 在某些实施例中，可将本发明的组合物简单地喷涂并擦拭至表面上以清洁并且在 短的时间段内保护表面。
[0053] 所得的表面不含或基本上不含不需要的组分，并且表现出相对于未处理过的表面 改善的亲水性和相对于未处理过的表面改善的便于清洁性。
[0054] 清除方法可为清除任何多种不需要的组分的方法，包括例如清除污染物的方法 (即，清洁的方法）、清除表面不平整物和缺陷的方法（即，整理的方法）以及它们的组合。
[0055] 该方法可用于从硅质表面清除多种污染物，包括例如，污垢、肥皂残渣、油（例如， 美肤油和机油）、蜡、食物残余（例如，黄油、猪油、人造奶油、肉蛋白、植物蛋白、碳酸钙以及 氧化钙）、油脂、墨（例如，永久性记号笔墨、圆珠笔墨以及毡尖笔墨）、昆虫残余、碱土金属 碳酸盐、粘合剂、烟灰、粘土、颜料以及它们的组合；多种表面不平整物和缺陷（例如，凹点、 裂纹、细纹、刮痕及它们的组合）以及它们的组合。
[0056] 该方法还可用于多种特定应用，包括例如从板上清除由记号笔形成的标记，从玻 璃（例如，窗户、风挡、眼镜、镜片（例如，相机镜片、光学镜片）以及炉灶面）上清除环境污 染物（例如，油和污垢）以及它们的组合。可被清除的标记包括由永久性记号笔、非永久性 记号笔形成的标记，以及它们的组合。可被清洁的书写板包括例如干擦板和白板。干擦板 和白板在许多出版物中有所描述，包括例如W0 2011/163175。
[0057] 本文所述的组合物还可用来保护表面以及清洁表面。这对肥皂残渣所附着的表面 特别有用。例如，本公开的组合物可擦涂施加于表面例如以清洁表面（例如，通过清除肥皂 残渣），但是在干燥时，组合物留下污染物（例如肥皂残渣）无法很好地附着的保护层。在 重复使用时，这可使得表面更易清洁和/或需要的清洁频率降低。
[0058] 本发明的特征还在于确定先前经过清洁的基底的清洁度的方法。一种可用的方法 包括将先前经过清洁的表面（例如，通过本公开的方法清洁或使用本公开的组合物清洁的 表面），在〇°C至约25°C的温度下，暴露于湿气，观察是否在表面上发生以小液滴的形式的 冷凝（即雾化），并且1)如果存在雾化，确定表面为脏的，并且2)如果未发生雾化或在暴露 于湿气后雾化存在不超过30秒，确定表面为清洁的。
[0059] 另一种确定先前经过清洁的基底（例如，通过本公开的方法清洁或使用本公开的 组合物清洁的基底）的清洁度的可用的方法包括用永久性记号笔将标记置于表面上，用水 喷涂标记和基