ES2280760T3

ES2280760T3 - Composicion, kit y metodo para limpiar y/o tratar superficies.

Info

Publication number: ES2280760T3
Application number: ES03736707T
Authority: ES
Inventors: Michael Ray Mcdonald; Helen Frances O'connor; Robert Henry Rohrbaugh
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: ATE350445T1; WO2003099979A1; US7081441B2; AU2003237241A1; DE60310920T2; JP2005526173A; DE60310920D1; CA2486847A1; EP1507843B1; CA2486847C; EP1507843A1; US20030220221A1; MXPA04011617A

Abstract

Una composición sólida caracterizada por que dicha composición comprende de 20% a 100%, preferiblemente de 25% a 95%, más preferiblemente de 25% a 90%, en peso, de una mezcla de: (i) un componente nanoparticulado, seleccionado del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos, preferiblemente un material seleccionado de un oxihidróxido de aluminio, un oxihidróxido de aluminio modificado y mezclas de los mismos; y (ii) un monoácido que comprende al menos un átomo de nitrógeno como componente tampón/agente modificador, preferiblemente un monoácido seleccionado del grupo que consiste en lisina, ácido aminocaproico, glicina y mezclas de los mismos.

Description

Composición, kit y método para limpiar y/o tratar superficies.

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Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición limpiadora/modificadora de superficies y a procesos de producción y uso de la misma.

Antecedentes de la invención

Los productos de limpieza que dejan una superficie con un acabado estéticamente agradable, perdurable durante mucho tiempo, p. ej., sin manchas o brillante, son deseados. En teoría, se pueden utilizar nanopartículas para proporcionar un acabado de este tipo. Idealmente, las partículas estarían contenidas en una composición limpiadora/modificadora de la superficie que se aplicaría durante el proceso de limpieza. Desgraciadamente, debido a las dificultades de formulación y uso no se ha satisfecho la necesidad de una composición y un proceso de este tipo. Sin pretender imponer ninguna teoría, los solicitantes creen que las dificultades de formulación se deben a la tendencia que tienen las nanopartículas a permanecer dispersas en solución siguiendo un movimiento browniano, especialmente en la presencia de tensioactivos y a la incompatibilidad de las nanopartículas con determinados aniones y cationes, incluyendo, aunque no de forma limitativa aquellos que se encuentran en el agua corriente (es decir, Mg^{2+}, Ca^{2+}, Na^{+}, SO_{4}^{2-}, Cl^{-}, H^{+}, sólidos no disueltos y CO_{3}^{2-}) la cual se usa de forma típica como un diluyente y/o líquido para aclarado.

Durante el transcurso de su investigación, los solicitantes han descubierto sorprendentemente que cuando se consigue la relación adecuada entre tampón/modificador y tipo de nanopartícula y pH, se resuelven los problemas anteriormente mencionados.

En WO 01/96511 se describen composiciones de recubrimiento para modificar superficies duras que comprenden un sistema de nanopartículas.

En la patente US-4.992.199 se describe una composición para reducir la pegajosidad de la pintura que incluye alúmina Al_{2}O_{3} en forma de pseudobohemita o de bohemita.

En WO 99/50203 se describe el control químico de la porosidad cerámica utilizando carboxialquil-alumoxanos.

Sumario de la invención

La invención de los solicitantes se refiere a composiciones fluidas y sólidas que se pueden usar para modificar las propiedades superficiales de una superficie y opcionalmente limpiar dicha superficie. Se describen kits que contienen dichas composiciones, procesos para la producción de dichas composiciones y métodos de uso de las mismas.

Descripción detallada de la invención Definiciones

En la presente memoria, la expresión oxihidróxidos metálicos modificados se refiere a aquellos oxihidróxidos metálicos que tienen al menos un ácido carboxílico unido a los mismos.

En la presente memoria la expresión fluido significa capaz de fluir bajo presión. Ejemplos no limitativos de fluidos incluyen, geles, suspensiones y soluciones.

En la presente memoria la expresión "agua de ensayo" significa agua desionizada a la que se ha añadido una cantidad suficiente de Na_{2}CO_{3} para obtener un agua con 50 ppm de Na_{2}CO_{3}.

En la presente memoria, los artículos uno y una cuando se usan en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones se refieren a "al menos uno o una" del material que se reivindica o describe.

En la presente memoria, la expresión disolvente polar se refiere a disolventes que son miscibles con el agua. Se entiende que el agua es un disolvente polar.

Salvo que se indique lo contrario, en la presente memoria la expresión "nanopartícula" significa una partícula que tiene tres dimensiones, teniendo una de dichas dimensiones un valor medio, determinado por los solicitantes mediante el método de criomicroscopía electrónica de transmisión de los solicitantes, de aproximadamente 1 nm a menos de aproximadamente 500 nm.

Todos los porcentajes y relaciones se calculan en peso salvo que se indique lo contrario. Todos los porcentajes y relaciones se calculan con respecto a la composición total salvo que se indique lo contrario.

Salvo que se indique lo contrario, todos los niveles del componente o de la composición se refieren a un nivel activo de ese componente o composición excluidas las impurezas, por ejemplo, disolventes residuales o subproductos, que pueden estar presentes en las fuentes comerciales. Por tanto, se entiende que las formas sólidas de la composición de los solicitantes están prácticamente exentas de disolventes, pero que dichas composiciones pueden contener disolventes que forman parte de las materias primas o de los mejoradores del proceso utilizados para formar dicha composición.

En la memoria descriptiva y las reivindicaciones de los solicitantes las realizaciones de la invención se definen mediante parámetros físicos. Dichos parámetros se cuantifican mediante los métodos de ensayo contenidos en la presente memoria descriptiva.

Composición

Las composiciones de los solicitantes proporcionan ventajas de modificación de la superficie y pueden proporcionar ventajas de limpieza. Las superficies que se pueden modificar y/o limpiar con las composiciones de los solicitantes incluyen, aunque no de forma limitativa, superficies metálicas recubiertas y no recubiertas, plástico, madera, cerámica, vidrio o composite. Dichas composiciones pueden estar en cualquier forma, por ejemplo, en forma concentrada, líquida, gel, espuma, gránulo o pastilla. Dichas composiciones comprenden una nanopartícula seleccionada del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos; un tampón o agente modificador como se describe más adelante en la presente memoria y, si están en forma fluida, un disolvente polar. Las composiciones de los solicitantes se formulan de forma típica de manera que las nanopartículas de la composición tengan una carga positiva en las condiciones de uso. Independientemente de la forma de las composiciones de los solicitantes, dichas composiciones se formulan de forma típica de modo que, cuando dichas composiciones están en concentraciones diluidas o listas para usar, la solución tendrá de forma típica un pH de 1 a 6,5, o un pH de 1 a 6. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que en solución acuosa, con la combinación correcta de pH y tipo de tampón/modificador, los oxihidróxidos metálicos de la presente invención se convierten en oxihidróxidos metálicos modificados con tamaño de nanopartícula y se mantienen como tales.

Los oxihidróxidos metálicos incluyen oxihidróxidos metálicos seleccionados del grupo que consiste en oxihidróxido de aluminio; oxihidróxidos metálicos que son isomorfos con el oxihidróxido de aluminio, tal como el oxihidróxido de escandio y el oxihidróxido de hierro; y mezclas de los mismos. El oxihidróxido de aluminio es comercializado con los nombres Catapal®, Disperal® o Dispal® por North American Sasol, Houston, TX, EE.UU. Los oxihidróxidos metálicos modificados adecuados incluyen oxihidróxidos metálicos modificados seleccionados de alumoxanos, feroxanos, escandoxanos y mezclas de los mismos. Los alumoxanos adecuados incluyen alumoxanos seleccionados del grupo que consiste en alquilalumoxano, alquilaluminoxano, poli(alquilalumoxano), poli(óxido de alquilaluminio), poli(óxido de hidrocarilalumino) y mezclas de los mismos. Los feroxanos adecuados incluyen feroxanos seleccionados del grupo que consiste en alquilferoxano, poli(alquilferoxano), poli(óxido de alquilhierro), poli(óxido de hidrocarilhierro) y mezclas de los mismos. Los escandoxanos adecuados incluyen escandoxanos seleccionados del grupo que consiste en alquilescandoxano, poli(alquilescandoxano), poli(óxido de alquilescandio), poli(óxido de hidrocarilescandio) y mezclas de los mismos. Los alumoxanos se pueden preparar por reacción del material en forma de partículas, incluyendo de forma no excluyente partículas de tamaño nanométrico o micromético, con ácidos carboxílicos. Ejemplos de métodos de preparación de alumoxanos se describen en: las patentes US-6.207.130, US-6.322.890 y US-6.369.183; EP 0575695 B1 y en PCT: WO 99/50203 A1 y PCT WO 00/09578. Dependiendo del ácido carboxílico, la mezcla de reacción puede o no requerir calentamiento y, en caso de que se requiera calentamiento, la mezcla debe calentarse a reflujo durante varios días. Los métodos de preparación de los oxihidróxidos metálicos modificados de tamaño de nanopartícula adecuados se describen en los ejemplos de la presente memoria descriptiva.

Las nanopartículas tienen diversas formas incluyendo, aunque no de forma limitativa, forma esférica, forma de paralelepípedo, forma tubular, forma de varilla y forma de disco o placa. Independientemente de la forma de la nanopartícula, dicha partícula tendrá tres dimensiones: longitud, anchura y altura. En una realización de la presente invención al menos una de dichas dimensiones tiene un valor medio, medido mediante el método de criomicroscopía electrónica de transmisión de los solicitantes, de 1 nm a menos de 500 nm. En otra realización de la presente invención, al menos una de dichas dimensiones tendrá un valor medio de a 2 nm a menos de 120 nm. En un aspecto de la invención de los solicitantes, las composiciones fluidas comprenden nanopartículas que tienen las limitaciones dimensionales anteriormente mencionadas y una forma de plaqueta.

Además de una nanopartícula adecuada, la composición de los solicitantes comprende un tampón/modificador adecuado que es un monoácido que comprende al menos un átomo de nitrógeno. La hidrofilicidad o hidrofobicidad del tampón/modificador utilizada puede tener una repercusión sobre la hidrofilicidad o hidrofobicidad del sustrato después de haber aplicado la composición al sustrato. Si se desea una superficie hidrófila, serán útiles ácidos hidrófilos y si se desea una superficie hidrófoba serán útiles ácidos hidrófobos. Los tampones/modificadores adecuados incluyen ácidos tales como ácidos carboxílicos. Ejemplos de ácidos carboxílicos adecuados incluyen ácido aminocaproico, lisina, glicina, ácido etilendiamino-N,N'-diacético (N, N'-etilendiglicina), sarcosinatos N-acilados del ácido 4-aminobenzoico, ácido 10-fenotiazinpropiónico y mezclas de los mismos. Como apreciará el experto en la materia, la elección de un ácido o de una mezcla de ácidos viene determinada por las propiedades superficiales que el experto desea proporcionar a la composición.

En un aspecto de la invención de los solicitantes, las formas sólidas de la composición de los solicitantes comprenden de 20% a 100% de una mezcla de: una nanopartícula seleccionada del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos y el tampón/modificador de la presente invención. En dicho aspecto de la invención, la relación molar entre la suma de oxihidróxidos metálicos y oxihidróxidos metálicos modificados y el componente tampón/modificador es de forma típica de 0,1 a 40. En otro aspecto de la invención de los solicitantes, las formas sólidas de la composición de los solicitantes comprenden de 25% a 95% de una mezcla de: una nanopartícula seleccionada del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos y el tampón/modificador de la presente invención. En dicho aspecto de la invención, la relación molar entre la suma de oxihidróxidos metálicos y oxihidróxidos metálicos modificados y el componente tampón/modificador es de forma típica de 0,1 a 30. En otro aspecto de la invención de los solicitantes, las formas sólidas de la composición de los solicitantes comprenden de 25% a 90% de una mezcla de: una nanopartícula seleccionada del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos y el tampón/modificador de la presente invención. En dicho aspecto de la invención, la relación molar entre la suma de oxihidróxidos metálicos y oxihidróxidos metálicos modificados y el componente tampón/modificador es de forma típica de 0,2 a 20. Los ingredientes adyuvantes opcionales constituyen el resto de las composiciones sólidas de los solicitantes.

En otro aspecto de la invención de los solicitantes, las formas fluidas concentradas de la composición de los solicitantes comprenden de 0,5% a 50%, de 0,5% a 25% o de 0,5% a 15%, de una nanopartícula adecuada y de 2,5% a 40%, de 3% a 40%, o de 4% a 40%, del tampón/modificador de la presente invención.

En otro aspecto de la invención de los solicitantes, la forma fluida lista para usar/de uso de las composiciones de los solicitantes comprende de 0,01% a 4%, de 0,02% a 3%, o de 0,03% a 2%, de una nanopartícula adecuada y de 0,05% a 7%, de 0,1% a 5% o de 0,15% a 4%, del tampón/modificador de la presente invención.

El resto de cualquier forma fluida de la composición de los solicitantes, independientemente de si está en forma concentrada o lista para usar/de uso es un disolvente polar. Los disolventes polares incluyen, aunque no de forma limitativa, agua, alcoholes y mezclas de los mismos.

Ingredientes adyuvantes

Las composiciones de los solicitantes pueden contener ingredientes adyuvantes opcionales, incluyendo, aunque no de forma limitativa, tensioactivos, perfumes, colorantes, modificadores de la viscosidad tales como hidroxietilcelulosa y ajustadores del pH. Ingredientes adecuados para las composiciones limpiadoras, especialmente los tensioactivos para las mismas, se describen en las patentes US-5.888.955, US-6.172.021 y US-6.281.181. Ejemplos de tensioactivos opcionales incluyen, aunque no de forma limitativa, tensioactivos seleccionados del grupo que consiste en alcoholes no iónicos etoxilados, alquilglucósidos, superhumectantes de silicio y mezclas de los mismos. Los alcoholes no iónicos etoxilados son comercializados con los nombres Tergitol®, Neodol® y Dobanol® por The Royal Dutch Shell Group de Rotterdam, Holanda. Los alquilglucósidos son comercializados con el nombre APG® por Cognis Corporation de Cincinnati, Ohio EE.UU. Los super humectantes de silicio son comercializados con los nombres Q2-5211 y Q2-5212 por Dow Corning Co. de Midland, Michigan, EE.UU. Dichos tensioactivos son de forma típica útiles cuando la composición sola no humedece la superficie que se va a modificar hasta el grado deseado.

Las formas sólidas de la composición de los solicitantes pueden comprender de 0,5% a 50%, de 5% a 35%, o de 5% a 20%, de un tensioactivo adecuado. Las formas fluidas concentradas de las composiciones de los solicitantes pueden comprender de 0,1% a 50%, de 0,1% a 25%, o de 0,1% a 15%, de un tensioactivo adecuado. La forma lista para usar/de uso de las composiciones de los solicitantes puede comprender de 0,01% a 7%, de 0,02% a 6%, o de 0,03% a 5%, de un tensioactivo adecuado.

Cuando una forma fluida de la composición de los solicitantes comprende uno o más ingredientes adyuvantes opcionales, el resto de dicha composición, independientemente de si está en forma concentrada o lista para usar/de uso, es un disolvente polar.

Proceso de fabricación

Las formas sólidas de la presente invención pueden formarse combinando los componentes requeridos de las composiciones sólidas de los solicitantes o formando una composición fluida como se ha detallado en la presente memoria y evaporando a continuación o extrayendo de otra manera el disolvente polar.

Las formas concentradas y listas para usar/de uso de la presente invención pueden formarse combinando los componentes individuales requeridos o realizando un proceso "de escalado descendente" en donde se obtiene una dispersión de nanopartículas combinando la partícula inorgánica de tamaño micrométrico o superior con un ácido orgánico en un disolvente polar. En un aspecto del proceso "de escalado descendente" de los solicitantes, la composición se calienta a temperatura ambiente o más durante al menos varios minutos. Se cree que dichas condiciones de procesamiento aumentan la velocidad a la cual las partículas más grandes se convierten en nanopartículas. Las dispersiones de nanopartículas concentradas producidas según el proceso "de escalado descendente" se combinan de forma típica con disolvente polar adicional y opcionalmente materiales limpiadores adicionales.

Método de uso

Las composiciones de los solicitantes, cuando están en las formas concentrada sólida o fluida, se diluyen de forma típica con una cantidad deseada de disolvente polar para formar una solución lista para usar. Independientemente de si la composición está ya en forma lista para usar o es tal que dicha forma lista para usar se obtiene a partir de un concentrado sólido o fluido, las ventajas de la invención de los solicitantes se pueden obtener poniendo en contacto una superficie antes, durante o después de la limpieza de dicha superficie con la invención de los solicitantes. Los métodos para poner en contacto una superficie con la composición de los solicitantes incluyen, aunque no de forma limitativa, el uso de un pulverizador, esponja o tejido. Opcionalmente, después de poner en contacto dicha superficie con la invención de los solicitantes, dicha superficie se puede aclarar, preferiblemente con agua del grifo o desionizada. En un aspecto del método de uso, en donde la composición de los solicitantes se aplica después o independientemente del proceso de lavado, se aplica una película húmeda fina de la composición de los solicitantes a una superficie. Preferiblemente dicha película húmeda fina está exenta de imperfecciones, tales como burbujas y manchas secas.

Aunque el ángulo de contacto deseado de cualquier superficie varía de una superficie a otra, generalmente se pone en contacto una superficie con una cantidad suficiente de composición de los solicitantes de modo que el ángulo de contacto de dicha superficie se reduce o se aumenta en al menos 10%, al menos 20% o al menos 30%. En un aspecto de la invención de los solicitantes, la película seca que resulta de la puesta en contacto de una superficie con la composición de los solicitantes comprende más de o igual a 0,05 \mug de nanopartícula por cm^{2} de la superficie tratada. En otro aspecto de la invención de los solicitantes, la película seca que resulta de poner en contacto una superficie con la composición de los solicitantes comprende menos de o igual a 3 \mug de nanopartícula por cm^{2} de superficie tratada.

Son posibles numerosas variaciones de las composiciones y del método descrito en la presente memoria. Las variaciones y/o las etapas adicionales se pueden implementar para aumentar la durabilidad del recubrimiento formado por la composición nanoparticulada de los solicitantes. Por ejemplo, se puede aplicar calor para aumentar la durabilidad de un recubrimiento.

Componentes de un kit limpiador

Los materiales del componente y los utensilios para realizar los métodos descritos en la presente memoria se pueden proporcionar en la forma de un kit. En una realización no limitante, un kit de este tipo puede comprender los siguientes componentes: una botella de composición limpiadora, una botella de composición tratante (la cual también puede definirse como una "composición de acabado" o una "composición de recubrimiento"), un aplicador, un dispositivo para pulverización y un filtro para el dispositivo de pulverización. En otra realización un único producto proporciona ventajas limpiadoras y de acabado. Se entiende que los componentes del kit son sólo un ejemplo de un kit de este tipo y que otros kits pueden comprender menos o más componentes o componentes diferentes. Se puede usar cualquier componente adecuado. Por ejemplo, el aplicador podría ser una esponja, un trapo, una bayeta, un dispositivo para pulverización, un limpiacristales u otro tipo de aplicador. El kit también puede comprender instrucciones de uso. Estas instrucciones de uso pueden, por ejemplo, incluir instrucciones que instruyen al usuario sobre cómo pulverizar la composición tratante aplicando una pasada con un pulverizador. Las instrucciones también pueden instruir al usuario sobre cómo humedecer completamente la superficie sin detenerse durante un tiempo mayor sobre partes concretas de la superficie del vehículo o también pueden ser otras instrucciones necesarias para formar el recubrimiento deseado. En otras realizaciones, por ejemplo, las instrucciones pueden instruir al usuario sobre el lavado completo de partes del automóvil (prelavado, lavado, aclarado) antes de pasar a la siguiente sección.

Ventajas y beneficios opcionales

Las composiciones, en determinadas realizaciones, son ventajosas por el hecho de que, tal y como se ha descrito anteriormente, se pueden aplicar a las superficies como una composición limpiadora en lugar de como solamente un recubrimiento final tras el lavado. Las composiciones pueden, por lo tanto, en determinadas realizaciones restregarse o de otra manera agitarse cuando se aplican y no es necesario seguir un régimen de aplicación meticuloso y/o aplicar la composición a la superficie utilizando únicamente agua purificada. Las composiciones y métodos en algunas realizaciones pueden proporcionar un recubrimiento hidrófilo a la superficie. En algunas realizaciones las composiciones y el método pueden modificar una superficie de modo que el ángulo de contacto de una superficie tratada con 2,5 \mug/cm^{2} de las nanopartículas tenga un ángulo de contacto de agua destilada de menos de o igual a 60 grados. La hidrofilicidad en algunas de dichas realizaciones puede ser suficientemente duradera de modo que se mantenga durante todos los múltiples aclarados con agua. En algunas realizaciones, la composición dejará una cantidad mínima o ningún residuo sobre la superficie.

La composición, el sistema y el método de la presente invención son muy adecuados para su uso por consumidores para el lavado de manos y el acabado de superficies de automóviles y del hogar. La composición, el sistema y el método de la presente invención, en determinadas realizaciones, proporciona un recubrimiento pelicular de nanopartículas hidrófilo, exento de residuos, transparente y duradero que cubre toda la superficie del vehículo (o cualquier parte deseada del mismo). El recubrimiento pelicular, en ciertas realizaciones, no presenta formación de manchas cuando entra en contacto repetidamente con agua (p. ej., agua de lluvia). En determinadas realizaciones, no existe necesidad de encerar (y sacar brillo) o secar los vehículos que se tratan mediante este método. Además, el sistema y el método de la presente invención pueden ser adaptados para su uso en operaciones comerciales, incluyendo de forma no excluyente el lavado de automóviles. El sistema y el método también pueden utilizarse para proporcionar al menos un recubrimiento temporal a vehículos nuevos y otros vehículos para su transporte desde el fabricante hasta su destino final.

Métodos de ensayo

En toda la memoria descriptiva y las reivindicaciones de los solicitantes las realizaciones de la invención de los solicitantes se definen mediante parámetros físicos. Dichos parámetros se cuantifican mediante los siguientes métodos de ensayo:

Método de criomicroscopía electrónica de transmisión

Para el estudio de criomicroscopía electrónica de transmisión (crio-MET), las muestras que contienen nanopartículas se preparan en un sistema de vitrificación del entorno controlado (CEVS)según Bellare, J. R.; Davis, H. T.; Scriven, L. E.; Talmon, Y., Controlled environment vitrification technique, J. Electron Microsc. Tech., 1988, 10,
87-111. Se coloca una gota de la suspensión acuosa en una película soporte de polímero perforada recubierta con carbono montada en una rejilla de MET estándar de malla 300 (Ted Pella, Inc). La gota se seca con papel de filtro hasta que se reduce a una película fina (10-300 nm) que cubre los orificios (1-10 \mum) de la película soporte. La muestra se vitrifica a continuación sumergiéndola rápidamente a través de un obturador síncrono en la parte inferior del CEVS en etano líquido en su punto de congelación. La muestra vítrea se transfiere bajo nitrógeno líquido a un microscopio electrónico de transmisión Philips CM120 para el examen de la imagen. La temperatura de la muestra se mantiene a -175ºC durante el análisis. El aumento del MET se calibra utilizando Latex Spheres on Diffraction Grating Replica (Esferas de látex sobre una reproducción de una cuadrícula de difracción) (Ted Pella, Inc). Las dimensiones de las nanopartículas se miden a continuación por comparación con esta calibración con un error aproximado del 10%.

Determinación del ángulo de contacto 1. Preparación de la muestra

A.: Se prepara una dispersión líquida de las nanopartículas que incluye 0,1% en peso de nanopartículas y 0,075% en peso de Neodol® 91-6.

B.: La dispersión líquida se aplica a un panel de un automóvil (4 cm x 5 cm, BASF clearcoat R10CG060H) con un compresor de aire aplicando 2,5 \mug/cm^{2} de las nanopartículas sobre el panel del automóvil.

C.: El panel del automóvil se extiende en horizontal y se deja evaporar el líquido en condiciones ambientales. El panel del automóvil se deja extendido durante un mínimo de 4 horas después de que se haya evaporado el líquido.

D.: El panel del automóvil se lava a continuación con agua (purificada por ósmosis inversa) a un caudal de 1800 ml/min. durante 10 segundos.

E.: El agua de aclarado que queda en el panel se deja secar por evaporación del líquido en condiciones ambientales. El panel del automóvil se deja extendido durante un mínimo de 4 horas después de que el líquido se haya evaporado.

2. Medición del ángulo de contacto

A.: Se pipetea agua desionizada (25 \mul) y se añade al sustrato.

B.: El ángulo de contacto se mide inmediatamente después de pipetear el agua desionizada sobre la superficie con un goniómetro Reme-hart NRL C.A. (Modelo nº 100-00 115, con una fuente de luz Olympus TGHM). El ángulo de contacto es el promedio de tres mediciones.

Determinación del método de carga para un pH dado 1.) Preparación de la muestra

Se prepara una solución madre de 500 ppm de nanopartículas en agua Millipore filtrada desionizada. La solución madre se agita vigorosamente y se deja que alcance el equilibrio al cabo de aproximadamente 2 horas. A continuación, se transfieren alícuotas de 25 ml a viales de polipropileno desechables de 50 ml. El pH de cada muestra se ajusta añadiendo gota a gota HCl/NaOH 0,1 N. El pH de cada muestra se registra con un pH-metro después de una calibración de 3 puntos en soluciones tamponadas estándar a 4,0, 7,0 y 10,0 (VWR).

2.) Calibración del instrumento

El instrumento Zeta Plus se calibra utilizando pigmento coloidal BI-ZR3 (Brookhaven). Se preparan 400 ml de una solución de KCl 10 mM en agua Millipore filtrada desionizada. Se añade aproximadamente 1 ml de concentrado BI-ZR3 a la solución de KCl de 400 ml. Introducir en el Zeta Plus. Conectar los electrodos al cable del interior del Zeta Plus. Iniciar la medición. La conductancia debería ser de aproximadamente 320 micro-siemens. El potencial zeta promedio de 10 mediciones debería ser –53 \pm 4 mV. Un valor inferior podría indicar que los electrodos están sucios. (Véase el procedimiento de limpieza más adelante)

3.) Procedimiento de limpieza de los electrodos de platino

Antes de la medición los electrodos se limpian minuciosamente con una solución de tensioactivo Micro-90 al 2%, se aclaran minuciosamente con etanol y se filtran con agua Millipore desionizada. Por último, los electrodos se aclaran con solución de muestra.

4.) Medición de la muestra

El Zeta Plus (Brookhaven) es un instrumento automático de dispersión de luz electroforética para utilizar con suspensiones de partículas de 10 nm a 30 micrómetros. La exactitud y la repetibilidad están generalmente dentro de \pm4% dependiendo de la calidad de la muestra. Se añade 1,5 ml de la muestra a cubetas de 10 mm desechables de polietileno transparente de cuatro lados (BI-SCP Brookhaven). Los electrodos de platino limpios (véase el procedimiento de limpieza anterior) se introducen cuidadosamente en las cubetas. Comprobar que no quedan atrapadas burbujas entre los electrodos y que éstos están completamente sumergidos en la solución de muestra. Secar el exceso del exterior de la cubeta. Introducir la cubeta en el ZetaPlus. Conectar los electrodos al cable del interior del Zeta Plus. La solución se deja que llegue al equilibrio térmico a la temperatura deseada. Si la muestra es significativamente más viscosa que el agua, entonces debe medirse la viscosidad absoluta e introducir el valor en los parámetros de la muestra, de lo contrario iniciar la medición utilizando parámetros acuosos por defecto. El instrumento optimizará automáticamente la cantidad de luz dispersada y la magnitud de la corriente con el fin de generar un campo eléctrico de aproximadamente 15 V/cm. La luz dispersada por las partículas es desviada por el efecto Doppler en una cantidad proporcional a la velocidad de las partículas. El potencial zeta se calcula utilizando el promedio de la velocidad y la dirección de la partícula dentro de su campo eléctrico. Para cada muestra se registra un promedio de 10 mediciones.

Ejemplo(s)

A continuación se presentan varios ejemplos no limitativos de la presente invención.

TABLA 1 Ejemplos 1 a 11

Los ejemplos de la Tabla 1 representan formulaciones de uso que se pueden diluir a partir de concentrados con agua corriente, agua destilada o agua ablandada para conseguir las concentraciones de nanopartículas de uso deseadas adecuadas para su uso como una composición limpiadora.

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1

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2

Ejemplo 12 Preparación de las nanopartículas inorgánicas modificadas

1.: Disolver 16,3 g de L-lisina (Aldrich 16,971-4) en 150 ml de H_{2}O destilada en un vaso de precipitados de 250 ml y ajustar el pH a 2,5 con 15-20 ml de HCl concentrado.

2.: Dispersar 20,00 g de Catapal® B alúmina en forma de boehmita (Condea) en 200 ml de agua H_{2}O destilada en un matraz de fondo redondo de 1 l con una varilla agitadora tipo herradura de 2,54 cm (1 pulgada).

3.: Añadir la solución de L-lisina a la dispersión de Catapal® B y aclarar el vaso de precipitados con 50 ml de agua H_{2}O destilada vertiendo el aclarado en el matraz.

4.: Agitar rápidamente a temperatura ambiente durante 10–15 minutos (la solución se vuelve ligeramente viscosa y de color amarillo muy pálido y la alúmina ya no se sedimenta).

5.: Transferir el contenido del matraz a dos tubos de centrífuga de 250 ml y centrifugar a 628,3 rad/s (6000 r/min)/1 hora/4°C. Deberán obtenerse tres fases, una fase de sobrenadante, una fase de gel y una fase en forma de partículas.

6.: Verter el sobrenadante y añadir las fases de gel de cada tubo a un vaso de precipitados de 500 ml. Añadir 300 ml de agua H_{2}O destilada y agitar para redispersar el gel.

7.: Verter el gel redispersado en dos tubos de centrífuga de 250 ml y centrifugar a 1413,7 rad/s (13.500 r/min)/2 horas/4°C. Deberán obtenerse tres fases, una fase de sobrenadante, una fase de gel y una fase en forma de partículas.

8.: Verter el sobrenadante y lavar la fase de gel en un matraz de fondo redondo asegurándose de no añadir la fase en forma de partículas con las partículas más grandes.

9.: Evaporar a sequedad con un Rotovap a 70°C y a continuación transferir el sólido de color amarillo pálido a un horno de vacío a 50°C y secar durante la noche.

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Ejemplo 13 Preparación de nanopartículas inorgánicas modificadas

Las nanopartículas inorgánicas modificadas se pueden preparar mediante un método de síntesis in-situ o mediante el método de escalado descendente. El método in-situ combina un material de oxihidróxido metálico en nanopartículas con el tampón/modificador deseado para producir la nanopartícula inorgánica modificada. El oxihidróxido metálico se puede combinar como un sólido o una dispersión en líquido con una forma sólida o solución del tampón/modificador. Por ejemplo, el oxihidróxido de aluminio en nanopartículas (Disperal® P2) se combina con el tampón/modificador para producir la composición de nanopartículas inorgánicas en el siguiente procedimiento:

1.: Dispersar la cantidad de nanopartículas deseada en un disolvente polar.

2.: Añadir la cantidad deseada de una forma sólida o líquida del ácido orgánico deseado a la dispersión de nanopartículas.

3.: Añadir los ingredientes adyuvantes opcionales al nivel deseado, es decir, tensioactivos, colorantes opcionales.

En la síntesis de escalado descendente se combina un material de oxihidróxido metálico en forma de partículas grandes con el tampón/modificador deseado para producir la nanopartícula inorgánica modificada. El oxihidróxido metálico se puede combinar como un sólido o una dispersión en líquido con una forma sólida o de solución de la composición del tampón/modificador. La composición resultante se puede calentar a temperatura ambiente o a una temperatura superior durante al menos varios minutos. Por ejemplo, el material oxihidróxido de aluminio en nanopartículas (Catapal® B) se combina con el tampón/modificador para producir la composición de nanopartícula inorgánica modificada. El siguiente ejemplo muestra la síntesis de una composición 2:1 en peso de ácido aminocaproico:oxihidróxido metálico mediante el método de escalado descendente.

1.: En un matraz de fondo redondo de 1 l disolver 40,00 g de ácido 6-aminocaproico en 400 ml de H_{2}O DI y ajustar el pH de la composición hasta 2,0 < x < 2,5 con HCl conc.

2.: Añadir lentamente 20,00 g de oxihidróxido metálico mientras se agita la solución ácida.

3.: Agitar rápidamente hasta que el oxihidróxido metálico se haya dispersado totalmente. (aprox. 20-60 min).

4.: Centrifugar la mezcla resultante durante 60 min a 628,3 rad/s (6000 r/min), 4°C. Esto produce un sistema de tres fases: líquido claro que contiene el exceso de ácido, gel de alumoxano turbio, oxihidróxido metálico sólido de color amarillo claro que no ha reaccionado.

5.: Combinar las capas de líquido y de gel en un matraz de fondo redondo de 1 l (utilizar un embudo y aclarar al embudo con EtOH) y agitar para redispersar el material.

6.: Evaporar a sequedad en el Rotovap en vacío (10,5 rad/s [100 r/min], iniciar el baño de agua a 40ºC, aumentar hasta 70ºC después de que se haya evaporado la mitad del líquido).

7.: Secar la muestra en un horno de vacío.

8.: Retirar el producto seco del matraz y triturar el producto hasta obtener polvo utilizando un mortero y un almirez.

9.: A continuación la forma sólida de la nanopartícula modificada con el ácido carboxílico/tampón está lista para su formulación en forma sólida o líquida.

Claims

1. Una composición sólida caracterizada porque dicha composición comprende de 20% a 100%, preferiblemente de 25% a 95%, más preferiblemente de 25% a 90%, en peso, de una mezcla de:

(i): un componente nanoparticulado, seleccionado del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos, preferiblemente un material seleccionado de un oxihidróxido de aluminio, un oxihidróxido de aluminio modificado y mezclas de los mismos; y

(ii): un monoácido que comprende al menos un átomo de nitrógeno como componente tampón/agente modificador, preferiblemente un monoácido seleccionado del grupo que consiste en lisina, ácido aminocaproico, glicina y mezclas de los mismos;

teniendo dicha composición una relación molar entre la suma de oxihidróxidos metálicos y oxihidróxidos metálicos modificados y el componente tampón/modificador de 0,1 a 40, preferiblemente de 0,1 a 30, más preferiblemente de 0,2 a 20; y, cuando se diluye con una cantidad de agua de ensayo suficiente para formar una solución, tiene una concentración de nanopartículas de 0,01% a 4% en peso, un pH de 1 a 6,5, preferiblemente un pH de 1 a 6.

2. Una composición según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha composición comprende de 0,5% a 50%, preferiblemente de 5% a 35%, más preferiblemente de 5% a 20%, en peso, de un tensioactivo, preferiblemente un tensioactivo no iónico.

3. Una composición caracterizada porque dicha composición comprende:

a.): de 0,5% a 50%, preferiblemente 0,5% a 25%, más preferiblemente de 0,5% a 15%, en peso, de un componente nanoparticulado seleccionado del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos, preferiblemente un material seleccionado de un oxihidróxido de aluminio, un oxihidróxido de aluminio modificado y mezclas de los mismos;

b.): de 2,5% a 40%, preferiblemente de 3% a 40%, más preferiblemente de 4% a 40%, en peso, de un monoácido que comprende al menos un átomo de nitrógeno como componente tampón/modificador, preferiblemente un monoácido seleccionado del grupo que consiste en lisina, ácido aminocaproico, glicina, y mezclas de los mismos;

c.): opcionalmente, un ingrediente adyuvante; y

d.): el resto de dicha composición es un disolvente polar;

teniendo dicha composición, cuando se diluye con una cantidad de agua de ensayo suficiente para formar una solución, una concentración de nanopartículas de 0,01% a 4% en peso, un pH de 1 a 6,5, preferiblemente un pH de 1 a 6.

4. Una composición según la reivindicación 3, caracterizada porque dicha composición comprende de 0,1% a 50%, preferiblemente de 0,1% a 25%, más preferiblemente de 0,1% a 15%, en peso, de un tensioactivo, preferiblemente un tensioactivo no iónico.

5. Una composición caracterizada porque dicha composición comprende:

a.): de 0,01% a 4%, preferiblemente de 0,2% a 3%, más preferiblemente de 0,03% a 2%, en peso, de un componente nanoparticulado seleccionado del grupo que consiste en oxihidróxidos metálicos, oxihidróxidos metálicos modificados y mezclas de los mismos, preferiblemente un material seleccionado de un oxihidróxido de aluminio, un oxihidróxido de aluminio modificado y mezclas de los mismos;

b.): de 0,05% a 7%, preferiblemente de 0,1% a 5%, más preferiblemente de 0,15% a 4%, en peso, de un monoácido que comprende al menos un átomo de nitrógeno como componente tampón/modificador, preferiblemente un monoácido seleccionado del grupo que consiste en lisina, ácido aminocaproico, glicina, y mezclas de los mismos;

c.): opcionalmente, un ingrediente adyuvante; y

d.): el resto de dicha composición es un disolvente polar.

6. Una composición según la reivindicación 5, caracterizada porque dicha composición comprende de 0,01% a 7%, preferiblemente de 0,02% a 6%, más preferiblemente de 0,03% a 5%, en peso, de un tensioactivo, preferiblemente un tensioactivo no iónico.

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7. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque dicho componente nanoparticulado comprende una nanopartícula que tiene al menos una dimensión que tiene un valor medio de 2 nm a menos de 120 nm.

8. Un método para proporcionar una superficie con un recubrimiento, caracterizándose dicho método porque comprende las etapas de poner en contacto una superficie, antes, durante o después de limpiar dicha superficie, con una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Una superficie caracterizada porque es tratada según el método de la reivindicación 8.

10. Un kit caracterizado porque dicho kit comprende:

a.): una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7; y

b.): un utensilio para aplicar dicha composición a una superficie.

11. Un kit según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho kit comprende instrucciones de uso.