合成污渍组合物及其制备方法与应用
阅读说明：本技术 合成污渍组合物及其制备方法与应用 (Synthetic stain compositions and methods of making and using the same ) 是由 李振 王松 陈召 陈博 董延俊 于 2021-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及清洁领域,特别是涉及一种合成污渍组合物及其制备方法与应用。本发明通过使用容易获得的水性乳胶漆、白砂糖和水作为原料,按照一定比例复配制得合成污渍组合物。该合成污渍组合物干燥时间短,干燥后由于乳胶漆和白砂糖的黏性,与测试地面具备一定的结合度,能真实地模拟地面的常见污渍。由于配方稳定,因此清洁难度也较稳定,而且干燥后的合成污渍附着力适中,在清洁能力测试中,每次清洁效果区分度明显,有助于细化对清洁设备清洁能力的评估,从而得以实现清洁机器人等自动化清洁设备的清洁能力标准、客观、可重复的评定,且操作方便高效,大大辅助了清洁机器人的研发和生产。(The invention relates to the field of cleaning, in particular to a synthetic stain composition and a preparation method and application thereof. The synthetic stain composition is prepared by compounding water-based emulsion paint, white granulated sugar and water which are easily obtained as raw materials according to a certain proportion. The synthetic stain composition has short drying time, and after drying, due to the viscosity of the emulsion paint and the white granulated sugar, the synthetic stain composition has a certain binding degree with a test ground, so that common stains on the ground can be simulated really. The cleaning difficulty is stable due to the stable formula, the adhesion of the dried synthetic stain is moderate, the cleaning effect differentiation degree is obvious each time in the cleaning capability test, and the evaluation on the cleaning capability of the cleaning equipment is facilitated to be refined, so that the standard, objective and repeatable evaluation on the cleaning capability of automatic cleaning equipment such as a cleaning robot and the like can be realized, the operation is convenient and efficient, and the research, development and production of the cleaning robot are greatly assisted.)
技术领域
本发明涉及清洁领域，特别是涉及一种合成污渍组合物及其制备方法与应用。
背景技术
随着自动化技术水平的提高，许多解放生产力的工具得以研发上市，例如近年来备受追捧的清洁机器人，可以大大提升家务效率，满足家居需求。
在清洁机器人的研发和生产过程中，清洁机器人的清洁能力无疑是最为重要的性能指标之一，然而，由于污渍的不确定性，清洁机器人的清洁能力评定往往也不具备客观性和可重复性，因此也没有标准化的评定测试方法，这给清洁机器人的研发和生产带来了诸多不便。
发明内容
基于此，有必要提供一种干燥时间短，干燥后能真实模拟地面污渍，且清洁难度稳定的合成污渍组合物。
本发明的一个方面，提供了一种合成污渍组合物，其包括水性乳胶漆、白砂糖和水，所述水性乳胶漆、白砂糖和水的质量比为(3～5)：(5～10)：(3～5)。
本发明通过使用容易获得的水性乳胶漆、白砂糖和水作为原料，按照质量比为(3～5)：(5～10)：(3～5)复配制得合成污渍组合物。该合成污渍组合物干燥时间短，干燥后由于乳胶漆和白砂糖的黏性，与测试地面具备一定的结合度，能真实地模拟地面的常见污渍。由于配方稳定，因此清洁难度也较稳定，而且干燥后的合成污渍附着力适中，在清洁能力测试中，每次清洁效果区分度明显，有助于细化对清洁设备清洁能力的评估，从而得以实现清洁机器人等自动化清洁设备的清洁能力标准、客观、可重复的评定，且操作方便高效，大大辅助了清洁机器人的研发和生产。
在其中一个实施例中，所述水性乳胶漆的成分包括乳液、颜料、助剂和水，所述乳液为聚醋酸乙烯乳液。
本发明的又一方面，还提供了一种清洁设备的清洁能力测试方法，其包括以下步骤：
将前述的合成污渍组合物施布在待测地面介质上，并干燥得到合成污渍，然后使清洁设备通过所述待测地面介质，并对其进行清洁；清洁完成后，根据清洁程度对所述清洁设备的清洁能力进行评定。
在其中一个实施例中，所述待测地面介质为瓷砖、环氧地坪、木地板或水泥地中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述干燥的温度为20℃～30℃，所述干燥的时间为20h～28h。
在其中一个实施例中，所述合成污渍在所述待测地面介质上的施布密度为220g/m2～280g/m2。
在其中一个实施例中，所述清洁设备为自动化清洁设备。
在其中一个实施例中，所述自动化清洁设备通过所述待测地面介质的速度为0.5m/s～0.9m/s。
在其中一个实施例中，所述自动化清洁设备对所述待测地面介质进行清洁的次数为9～11次。
在其中一个实施例中，所述评定的依据为有效清洗区域的面积占所述待测地面介质总面积的百分比，所述有效清洗区域是指清洗后未附着所述合成污渍的区域。
附图说明
图1为待测地面介质的清洁度打分对照图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种合成污渍组合物，其包括水性乳胶漆、白砂糖和水，水性乳胶漆、白砂糖和水的质量比为(3～5)：(5～10)：(3～5)。
优选地，水性乳胶漆、白砂糖和水的质量比为(3～5)：(5～7)：(3～5)。
进一步优选地，水性乳胶漆、白砂糖和水的质量比为2：3：2。
本发明通过使用容易获得的水性乳胶漆、白砂糖和水作为原料，按照一定比例复配制得合成污渍组合物。该合成污渍组合物干燥时间短，干燥后由于乳胶漆和白砂糖的黏性，与测试地面具备一定的结合度，能真实地模拟地面的常见污渍。由于配方稳定，因此清洁难度也较稳定，而且干燥后的合成污渍附着力适中，在清洁能力测试中，每次清洁效果区分度明显，有助于细化对清洁设备清洁能力的评估，从而得以实现清洁机器人等自动化清洁设备的清洁能力标准、客观、可重复的评定，且操作方便高效，大大辅助了清洁机器人的研发和生产。
在预设比例范围内，使得合成污渍组合物与测试地面的结合度合理，不至于结合度太低导致对设备的清洁能力评定没有区分度，也不至于结合度太高使得清洁困难，测试时间长，对设备损耗加大；同时，这一范围内制得的组合物所需干燥时间短，能大大提高测试效率。
在一些实施方式中，水性乳胶漆的成分包括乳液、颜料、助剂和水，乳液为聚醋酸乙烯乳液。包含聚醋酸乙烯乳液的水性乳胶漆更适用于本发明的配方。
在一些实施方式中，水性乳胶漆的型号为乐莉L2000。乐莉L2000更适用于本发明的合成污渍组合物配方，制得的合成污渍组合物干燥后与待测地面介质具备合理的结合度，从而使合成污渍具有稳定的清洁难度，提升了实验的可重复性和一致性。
本发明的又一方面，还提供了一种清洁设备的清洁能力测试方法，其包括以下步骤：
将前述的合成污渍组合物施布在待测地面介质上，并干燥得到合成污渍，然后使清洁设备通过所述待测地面介质，并对其进行清洁；清洁完成后，根据清洁程度对所述清洁设备的清洁能力进行评定。
在一些实施方式中，待测地面介质为瓷砖、环氧地坪、木地板或水泥地中的一种或多种。优选地，待测地面介质为瓷砖或环氧地坪。
在一些实施方式中，干燥的温度为20℃～30℃，干燥的时间为20h～28h。
优选地，干燥的温度为22℃～28℃，干燥的时间为22h～26h。
进一步优选地，干燥的温度25℃，干燥的时间为24h。
在预设的干燥温度和干燥时间内，可以控制本发明的合成污渍与待测地面介质的结合度最佳，且效率更高；而且，必要的干燥条件限定，也保证了合成污渍的清洁难度稳定，使得合成污渍在被用于对清洁设备清洁能力测试的时候，结果更加客观、均一和可重复。
在一些实施方式中，合成污渍在待测地面介质上的施布密度为220g/m2～280g/m2。
优选地，合成污渍在待测地面介质上的施布密度为240g/m2～260g/m2。
进一步优选地，合成污渍在待测地面介质上的施布密度为250g/m2。合适的施布密度同样保证了测试过程的可重复性和一致性，使得评价结果更加客观，减少了其他因素对测试的影响。
在一些实施方式中，清洁设备为自动化清洁设备。
在一些实施方式中，自动化清洁设备通过待测地面介质的速度为0.5m/s～0.9m/s。
优选地，自动化清洁设备通过待测地面介质的速度为0.6m/s～0.8m/s。
进一步优选地，自动化清洁设备通过待测地面介质的速度为0.7m/s。
在一些实施方式中，自动化清洁设备为Ecobot Scrubber 50、Ecobot Scrubber75或Ecobot Scrubber 80。这些型号的自动化清洁设备对本发明制备的合成污渍更加适配，实验结果再现性更好。
自动化清洁设备为Ecobot Scrubber 50时：
在一些实施方式中，设备运行压强为28kPa～32kPa，优选地，设备运行压强为30kPa。“设备运行压强”是指清洁设备运行过程中设备对待测地面介质的压强。
在一些实施方式中，清洁方案为盘刷方案或滚刷方案。
在一些实施方式中，刷毛直径为0.2mm～0.4mm，优选为0.3mm。
在一些实施方式中，采用盘刷方案，且刷毛长度为35mm～45mm，优选地，刷毛长度为40mm。
在一些实施方式中，采用滚刷方案，且刷毛长度为10mm～30mm，滚刷方案具体可分为长毛方案和短毛方案，长毛方案的刷毛长度为21mm～30mm，短毛方案的刷毛长度为10mm～20mm。优选地，长毛方案的刷毛长度为25mm，短毛方案的刷毛长度为15mm。
自动化清洁设备为Ecobot Scrubber 75或Ecobot Scrubber 80时：
在一些实施方式中，设备运行压强为25kPa～29kPa，优选地，设备运行压强为27kPa。
在一些实施方式中，采用盘刷方案，且刷毛长度为35mm～45mm，优选地，刷毛长度为40mm。
在一些实施方式中，刷毛直径为0.3mm～0.5mm，优选为0.4mm。
在一些实施方式中，自动化清洁设备对待测地面介质进行清洁的次数为9～11次。优选地，自动化清洁设备对待测地面介质进行清洁的次数为10次。
在一些实施方式中，评定的依据为有效清洗区域的面积占待测地面介质总面积的百分比，有效清洗区域是指清洗后未附着合成污渍的区域。
在一些实施方式中，将待测地面介质划分为若干个等同大小的规则几何图形区，对每个图形区进行清洁度评定，并将清洁度评定的平均值作为对自动化清洁设备清洁能力的评定结果。划区评定能更加客观地反应自动化清洁设备在进行大面积清洁时的清洁能力和均衡性。
在一些实施方式中，参照说明书附图1对清洁度进行打分，有效清洗区域的面积占待测地面介质总面积的百分比为10％时对应1分，每增加10％则上涨1分，满分为10分。
在一些实施方式中，清洁设备对待测地面介质进行10次清洁后，若评分≥9分，则认为清洁设备在该待测地面介质上的清洁能力达到要求。
以下结合具体实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。可理解，以下实施例所用的仪器和原料较为具体，在其他具体实施例中，可不限于此。
1)合成污渍组合物的制备
实施例1
取4质量份的乐莉L2000水性乳胶漆，6质量份的白砂糖和4质量份的水搅拌混匀，即得合成污渍组合物，记作A-1。
实施例2
取5质量份的乐莉L2000水性乳胶漆，7质量份的白砂糖和5质量份的水搅拌混匀，即得合成污渍组合物，记作A-2。
对比例1
取4质量份的乐莉L2000水性乳胶漆，6质量份的白砂糖，4质量份的水以及1质量份的万爵牌固化剂，搅拌混匀，即得合成污渍组合物，记作B-1。
对比例2
取2质量份的大豆油，2质量份的细土，10质量份的海天酱油以及1质量份的水，搅拌混匀，即得合成污渍组合物，记作B-2。
对比例3
取4质量份的乐莉L2000水性乳胶漆，6质量份的白砂糖和2质量份的水，搅拌混匀，即得合成污渍组合物，记作B-3。
对比例4
取2质量份的乐莉L2000水性乳胶漆，6质量份的白砂糖和2质量份的水，搅拌混匀，即得合成污渍组合物，记作B-4。
2)清洁设备清洁能力测试
实施例3
取实施例1中制得的合成污渍组合物A-1，均匀施布在瓷砖上，施布密度为250g/m2，施布完成后，在25℃下干燥24小时；
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行10次清洁，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
实施例4
取实施例2中制得的合成污渍组合物A-2，均匀施布在环氧地坪上，施布密度为260g/m2，施布完成后，在30℃下干燥22小时；
对Ecobot Scrubber 75进行配重，使其工作时对环氧地坪的压强为27kPa，并设置Ecobot Scrubber 75的运动速度为0.8m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 75，使其按照0.8m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行10次清洁，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例5
取实施例1中制得的合成污渍组合物A-1，均匀施布在瓷砖上，施布密度为250g/m2，施布完成后，在25℃下干燥48小时；
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行10次清洁，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例6
取对比例1中制得的合成污渍组合物B-1，均匀施布在瓷砖上，施布密度为250g/m2，施布完成后，在25℃下干燥24小时；
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行清洁直至没有合成污渍附着，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例7
取对比例2中制得的合成污渍组合物B-2，均匀施布在瓷砖上，施布密度为250g/m2，施布完成后，在25℃下干燥，干燥至实施例3中同等水平，花费144小时。
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行清洁直至没有合成污渍附着，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例8
取对比例3中制得的合成污渍组合物B-3，均匀施布在瓷砖上，施布密度为250g/m2，施布完成后，在25℃下干燥，干燥至实施例3中同等水平，花费72小时。
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行10次清洁，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例9
取对比例4中制得的合成污渍组合物B-4，均匀施布在瓷砖上，施布密度为250g/m2，施布完成后，在25℃下干燥，干燥至实施例3中同等水平，花费72小时。
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行清洁直至没有合成污渍附着，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例10
取实施例1中制得的合成污渍组合物A-1，均匀施布在瓷砖上，施布密度为200g/m2，施布完成后，在25℃下干燥24小时；
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行清洁直至没有合成污渍附着，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
对比例11
取实施例1中制得的合成污渍组合物A-1，均匀施布在瓷砖上，施布密度为300g/m2，施布完成后，在25℃下干燥24小时；
对Ecobot Scrubber 50进行配重，使其工作时对瓷砖的压强为30kPa，并设置Ecobot Scrubber 50的运动速度为0.7m/s；选用盘刷方案进行清洁，盘刷刷毛的长度为40mm，直径为0.3mm。
启动Ecobot Scrubber 50，使其按照0.7m/s的设定速度通过施布有合成污渍的待测瓷砖，并对其进行10次清洁，每次清洁后，参考说明书附图1中的打分标准对清洁度进行打分并记录。
表1
从表1实施例3和实施例4中可以看出，本发明实施例制得的合成污渍组合物原料环保易得，配比合理，干燥时间短，24小时左右即可干燥至预期水平，使得对清洁设备的清洁能力测试方便高效；干燥后的合成污渍附着力适中，在清洁能力测试中，每一次清洁的效果区分度明显，有助于细化对清洁设备清洁能力的评估，同时，完全洗净的次数(10次左右)适宜，不会因为洗净次数过少而导致区分度不明显，也不会因为洗净次数过多而降低清洁能力测试的效率。因此，有效地帮助建立了一套清洁设备清洁能力的评估体系，测试方法简单高效，可操作性强，实验结果具备可重复性，能较为客观地对清洁设备进行清洁能力评定。
通过分析表1中对比例5～11可以得知，对比例5中，合成污渍组合物的干燥时间过长，导致干燥后的合成污渍与测试地面介质的结合度过高，使得清洗10遍后，测试地面介质未能被完全洗净，测试效率较低，且前面的测试中区分度也不是很明显，因此不能有效地构建一个合理的评估体系；对比例6中添加了固化剂，8次就能完全洗净，第6、7、8次的清洗效果跨度较大，每次清洗评分都上升2分，也一定程度上降低了测试的区分度，无法更细化地对清洁设备的清洁能力进行评估；对比例7中采用大豆油、细土以及酱油来模拟生活中的常见污渍，但是要达到预设的干燥效果，需要长达144小时的干燥时间，这极大地降低了测试效率；对比例8中组合物的配比不合理，水的用量偏少，水分子被大量的水性乳胶漆和糖包覆，导致合成污渍组合物的干燥时间延长至72小时，降低了测试效率；对比例9中组合物的配比不合理，水和乳胶漆的用量都偏少，不仅导致了合成污渍组合物干燥时间的延长，还导致待测地面介质的洗净次数大幅降低至5次，每次清洁程度跨度过大，不利于细化对清洁设备的性能研究；对比例10中合成污渍组合物的施布密度过低，同样导致洗净次数的降低，不利于细化对清洁设备的性能研究；对比例11中合成污渍组合物的施布密度过高，导致10次不能完全洗净，降低了测试的效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
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