CN102428165A - 油墨清洁组合物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于工业应用和消费者应用的环境友好的清洁组合物,其包含(a)二元酯的混杂物、(b)一种或多种表面活性剂以及可任选的(c)和(d)水或溶剂。该二元酯衍生自己二酸、戊二酸和丁二酸的混杂物,并且在一个特定的实施方案中,该二元酯的混杂物包含己二酸二烷基酯、甲基戊二酸二烷基酯和乙基丁二酸二烷基酯,其中所述烷基分别地包括Q-Ci2烃基。所述一种或多种表面活性剂通常选自醇烷氧基化物、烷基酚乙氧基化物、萜烯、萜烯烷氧基化物或它们的任意衍生物。可任选的是,可以将附加成分或添加剂加入到该组合物中,所述附加成分或添加剂包括诸如蒎烯和d-柠檬烯之类的剥离剂、香精、增白剂、稳定剂、增稠剂等。工业应用或消费者应用选自由涂鸦清洁剂、涂漆基材清洁剂、油墨清洁剂、金属基材清洁剂、塑料基材清洁剂、环境友好型清洁剂、污点清洁剂、工业用洗手剂、树脂清洁剂、焦油树脂清洁剂、织物清洁剂、脱漆剂以及它们的任意组合所构成的组。
Description
相关专利申请的交叉引用
本专利申请是2009年5月8日提交的美国申请No.12/387,887(以引用的方式并入本文)的继续申请,其要求以下美国临时申请的优先权:2008年5月9日提交的美国临时申请No.61/127,021、2008年8月12日提交的美国临时申请No.61/188,760、2008年9月12日提交的美国临时申请No.61/191,897、2009年4月13日提交的美国临时申请No.61/212,545;所有这些美国临时申请以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及清洁组合物,该清洁组合物具有环境友好性、可生物降解性、无毒性和不可燃性,并且这种清洁组合物气味小、蒸汽压低且挥发性有机化合物(VOC)含量低;更具体而言,本发明涉及用于多种类型的消费者应用和工业应用的清洁组合物。
背景技术
许多市售可得的清洁剂包含具有环境危害性和毒性的挥发性有机化合物(VOC)。已经发现,VOC与臭氧形成有关,并且明显导致其他健康危害。例如,在印刷工业中,许多清洁溶液都包含高VOC溶剂,包括甲苯、二甲苯、甲乙酮、二醇醚、四氯乙烯、甲基异丁基酮、甲醇、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷和乙二醇。许多油墨清洁组合物包含芳香族化合物,这些芳香族化合物在很多情况下都是危害性空气污染物(HAP),或者由于不能很好地生物降解,因此不具有环境友好性。通常,这些溶剂为低蒸气压溶剂,其闪点较低,因此使得它们极其易燃。由于人们开始更多地关注到暴露于毒性材料中的危害性以及对环境友好的无毒溶剂的需求,因此这些组合物是不理想的。然而,虽然采用这些溶剂会带来种种缺陷,但这并未减少其应用。
作为与表面(例如,涂漆表面)清洁剂相关的另一个例子,大多数市售可得的清洁剂都含有有害的或者侵蚀性的溶剂,这种溶剂能够除去一些污渍,但是会危害健康、可能引发火灾并且/或者具有强烈的气味。例如,许多溶剂采用芳香系化合物(如甲苯、二甲苯)或者为二醇醚系溶剂或氯化溶剂。由于这些溶剂及相关溶剂的处理存在潜在的污染和环境问题,因此采用这些溶剂也是不利的。此外,含有侵蚀性溶剂的清洁剂还会破坏位于下面的被处理的基材,如涂漆表面、木材、地毯等。因此,消费者对环境友好的、可生物降解的清洁产品的需求日益增加。
作为另一个例子,许多市售可得的织物清洁剂对衣物或其他织物上的食品或饮品污渍产生不同的作用。一些污渍包括可乐、咖啡、色拉调味料、巧克力、芥末、口红、番茄酱等污渍。大多数市售可得的污点清洁剂(spot-stain cleaner)都包含有害的或侵蚀性的溶剂,如NMP(N-甲基吡咯烷酮)。这些种类的清洁剂可能会危害健康、引发火灾、并且具有强烈的气味。侵蚀性的制剂还可能会永久性地破坏衣物和织物。
作为又一个例子,多种市售可得的涂鸦清洁剂(graffiti cleaner)包含高VOC成分。涂鸦包括喷漆、标记等。在诸如纸张、书写板、塑料板等许多基材上都采用永久性标记。然而,很难从大多数这些基材(特别是塑料基材)上完全除去永久性标记。总体而言,目前没有令人满意的用于从这些基材表面上除去永久性记号笔污渍的环境友好型清洁剂。大多数市售可得的“生态环境友好”型清洁剂通常都被配制为用于清洁家常污渍(如钢笔、蜡笔、铅笔、口红、可洗记号笔等污渍),但是其对诸如永久性标记等难清洁污渍的清洁效力并不够强。此外,即使这些清洁剂能够清洁基材上的大部分永久性油墨,但是在大多数情况下仍然会在基材上残留一些可见的标记。另一方面,其他清洁剂含有有害的或侵蚀性的溶剂,如NMP(N-甲基吡咯烷酮)。这些种类的清洁剂可能会危害健康、引发火灾、并且具有强烈的气味。侵蚀性的制剂还可能会永久性地损害其上应用了这些制剂的基材。
然而,可供利用的环境友好型溶剂是有限的,因为这些替代物通常并没有提供令人满意的性能。更好的生态毒理学行为通常导致性能受损。由于许多溶剂都是可燃的、并且会损害健康,因此需要提供一种经改善的清洁组合物及其使用方法,这种清洁组合物在不同的工业清洁应用和消费者清洁应用中都是环境友好且有效的。
发明内容
通过以下的详述和例子将使本发明变得显而易见,一方面,本发明包括清洁组合物,其包含一种或多种二元酯(dibasic ester)、一种或多种表面活性剂以及可任选的附加成分和/或水。该二元酯可衍生自己二酸、戊二酸和丁二酸或者它们的异构体。在一个特定的实施方案中,二元酯的混杂物由甲基戊二酸二烷基酯、乙基丁二酸二烷基酯和己二酸二烷基酯的混合物组成,其中所述烷基分别地包括C1-C12烃基。
在一个方面中,本发明涉及这样的清洁组合物,其包含:(a)二元酯的混杂物,该二元酯的混杂物包含己二酸二烷基酯、甲基戊二酸二烷基酯和乙基丁二酸二烷基酯中的至少一种,通常为己二酸二烷基酯、甲基戊二酸二烷基酯和乙基丁二酸二烷基酯的混合物,其中所述烷基分别地包括C1-C12烃基;和(b)表面活性剂,该表面活性剂选自由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及它们的任意组合构成的组,其中所述清洁组合物用于工业应用或消费者应用,这些应用包括(但不限于):涂鸦清洁剂、涂漆基材清洁剂、油墨清洁剂(包括印刷油墨清洁剂)、金属基材清洁剂、木材表面清洁剂、塑料基材清洁剂、污点清洁剂、织物清洁剂、工业用洗手剂、树脂或焦油树脂清洁剂、脱脂剂、焦油清洁剂、脱漆剂等,或者它们的任意组合。
本发明的清洁组合物具有有利的特性,其包括如下特性中的一种或组合:基本上无毒、不可燃、可生物降解、高闪点、低蒸气压以及气味小;满足由CARB和EPA(某些部分)确定的消费者产品LVP-VOC豁免标准。
在另一方面中,本发明涉及这样的清洁组合物,该组合物包含(相对于该组合物的总重量):(a)约1重量%至约60重量%的二元酯混杂物;(b)约0.1重量%至约65重量%的一种或多种表面活性剂;以及可任选的(c)水。在另一个实施方案中,清洁组合物还包含约1重量%至约12重量%的d-柠檬烯。本发明的清洁组合物可用于各种消费者应用和/或工业应用。
在另一个方面中,本发明涉及微乳液形式的清洁组合物,其包含:约1重量%至约60重量%的二元酯混杂物、约0.1重量%至约65重量%的一种或多种表面活性剂、以及可任选的水;该清洁组合物更通常包含:约5重量%至约40重量%的二元酯混杂物、(b)约5重量%至约40重量%的一种或多种表面活性剂(通常为一种或多种非离子表面活性剂)以及可任选的(c)水。在另一个实施方案中,清洁组合物微乳液还包含约1重量%至约12重量%的萜烯、萜烯EO/PO、蒎烯或它们的衍生物。可任选的是,可以加入诸如香精和增溶剂、pH调节剂、增白剂、剥离剂(delaminate)、乳浊剂、防腐蚀剂、消泡剂、着色剂、稳定剂和增稠剂等添加剂。本发明的清洁组合物通常为微乳液的形式,并且根据应用以液体制剂或喷雾制剂的形式使用。
表面活性剂可以是两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂或它们的混杂物中的任意种类。在一个实施方案中,表面活性剂为非离子表面活性剂,通常为醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物或萜烯烷氧基化物。更通常而言,表面活性剂为C7-C12醇乙氧基化物,例如由罗迪亚公司(其位于美国新泽西州Cranbury市)生产的Rhodasurf 91-6表面活性剂,最通常而言,表面活性剂为C9-C11直链醇乙氧基化物。
在另一个方面中,本发明涉及工业清洁组合物和/或消费者清洁组合物,其包含:
(a)占所述清洁组合物的约1重量%至约55重量%的二元酯的混杂物,其中所述混杂物包含:
(i)占所述混杂物的约7重量%至14重量%的由以下化学式表示的二元酯:
(ii)占所述混杂物的约80重量%至94重量%的由以下化学式表示的二元酯:
(iii)占所述混杂物的约1重量%至5重量%的由以下化学式表示的二元酯,
其中,R1和/或R2分别地包括具有约1至约12个碳原子的烃基,通常为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正丁基或异戊基;
(b)占所述清洁组合物的约0.1重量%至约65重量%的表面活性剂;
(c)占所述清洁组合物的约0%至约12重量%的一种或多种附加成分;和
(d)占所述清洁组合物的约2重量%至约85重量%的水。
在另一方面中,本发明涉及清洁涂敷表面的方法,其包括:(a)获得清洁组合物;(b)使所述清洁组合物与其上具有污渍的涂敷表面接触;以及(c)从清洁后的涂敷表面上除去所用的清洁组合物,其中所述清洁组合物包含:(i)二元酯的混杂物,该二元酯的混杂物含有己二酸二烷基酯、甲基戊二酸二烷基酯和乙基丁二酸二烷基酯;和(ii)表面活性剂,该表面活性剂选自由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及它们的任意组合构成的组。
本发明的清洁组合物具有环境友好性、高闪点、低蒸气压、并且气味小;其符合由CARB和EPA(某些部分)确定的消费者产品LVP-VOC豁免标准。本发明的清洁组合物具有环境友好的特性,这些特性包括(但不限于):无毒、可生物降解、不可燃等等。
附图简要说明
图1为Goof-OffTM与制剂R0765-35-18在高光漆上的对比照片。
图2为Goof-OffTM与制剂R0765-41-16在低光漆上的对比照片。
图3为Goo-GoneTM与制剂R0765-35-18在高光漆上的对比照片。
图4为Goo-GoneTM与制剂R0765-41-16在低光漆上的对比照片。
图5为含有RhodiasolvTM DEE、d-柠檬烯和Rhodasurf 91-6的制剂在高光漆上的照片。
图6为含有RhodiasolvTM DEE/m、d-柠檬烯和Rhodasurf 91-6的制剂在高光漆上的照片。
图7为示出在棉布上的各种污渍的照片。
图8为示出使用WhinkTM作为织物污点清洁剂的结果(经过水洗之后)的照片。
图9为示出使用本发明的织物污点清洁剂—制剂R0729-22-1C的结果(经过水洗之后)的照片。
图10为示出UV油墨在由Isopar L和本发明的MGN混杂物(IRIS)所形成的混合物中的溶解性的照片。
图11为示出UV油墨在由Histol 70R和本发明的MGN混杂物(IRIS)所形成的混合物中的溶解性的照片。
图12为示出UV油墨在由油酸甲酯和本发明的AGS混杂物所形成的混合物中的溶解性的照片。
图13为示出UV油墨在由油酸甲酯和本发明的MGN混杂物所形成的混合物中的溶解性的照片。
图14为比较本发明的水性制剂(IRIS)与基准物的油墨清洁效果的照片。
图15为示出本发明的稀释液(IRIS AQ-2)在不同的稀释水平下均表现为稳定的乳液的照片。
图16为示出本发明(IRIS AQ-3)的Gardner擦洗测试结果与基准物相比的照片。
图17示出了通过在一段时间内进行甲醇浓度监测而获得的本发明的水解稳定性。
发明详述
本文所用的术语“烷基”是指直链、支链或环状的饱和烃基,其包括(但不限于):甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、正己基和环己基。
本文所用的术语“芳基”是指含有一个或多个六元碳环的一价不饱和烃基,在该六元碳环中,不饱和度可用三个共轭双键表示,所述芳基可在环的一个或多个碳上被羟基、烷基、烯基、卤素、卤代烷基或氨基取代,并且所述芳基包括(但不限于):苯氧基、苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、氯苯基、三氯甲基苯基、氨基苯基和三苯乙烯基苯基。
本文所用的术语“亚烷基”是指二价的直链或支链饱和烃基,如亚甲基、二亚甲基、三亚甲基。
本文涉及有机基团所用的术语“Cr-Cs”(其中r和s均为整数)是指每个所述基团中可含有r个碳原子到s个碳原子。
本文所用的术语“表面活性剂”是指在溶解于水性介质中时能降低该水性介质的表面张力的化合物。
本发明涉及包含二元酯的混杂物的清洁组合物。在一个实施方案中,该混杂物包含醇和直链二元酸的加合物,该加合物的化学式为R1-OOC-A-COO-R2,其中R1和/或R2分别地包括C1-C12烷基、更通常为C1-C8烷基,并且A包括-(CH2)4-、-(CH2)3和-(CH2)2-的混合。在另一个实施方案中,R1和/或R2分别地包括C4-C12烷基、更通常为C4-C8烷基。在一个实施方案中,R1和R2可分别地包括源自杂醇油的烃基。在一个实施方案中,R1和R2可分别地包括具有1至8个碳原子的烃基。在一个实施方案中,R1和R2可分别地包括具有5至8个碳原子的烃基。
在一个实施方案中,所述混杂物包含醇和支链或直链二元酸的加合物,该加合物的化学式为R1-OOC-A-COO-R2,其中R1和/或R2分别地包括C1-C12烷基、更通常为C1-C8烷基,并且A包括-(CH2)4-、-CH2CH2CH(CH3)-和-CH2CH(C2H5)-的混合。在另一个实施方案中,R1和/或R2分别地包括C4-C12烷基、更通常为C4-C8烷基。应当理解,酸部分可衍生自诸如己二酸、丁二酸、戊二酸、草酸、丙二酸、庚二酸、辛二酸和壬二酸之类的二元酸、以及它们的混合物。
可通过任何适当的方法来制备本发明所用的一种或多种二元酯。例如,制备己二酸和杂醇油的加合物的方法在(例如)文献“TheUse of Egyptian Fusel Oil for the Preparation of Some PlasticizersCompatible with Polyvinyl Chloride″(Chuiba等人,Indian Journal ofTechnology,23卷,1985年8月,第309-311页)中有所描述。
可以通过以下方法获得本发明的二元酯,所述方法包括使式HOOC-A-COOH表示的二元酸或式MeOOC-A-COOMe表示的二元酯与支链醇或醇的混合物进行反应的“酯化”阶段。可以适当地对反应进行催化。对于每摩尔当量的二元酸或二元酯,优选使用至少2摩尔当量的醇。如果合适的话,可以通过提取反应副产物来促进反应的进行,随后进行过滤和/或纯化的阶段(例如,通过蒸馏进行)。
具体而言,可以由特别是在制备己二腈的工艺过程中产生并回收的二腈化合物的混合物来获得混合物形式的二元酸,其中所述己二腈是通过丁二烯的双氢氰化来制备的。在工业上,全球所消耗的绝大部分己二腈普遍由该工艺制得,这种工艺在大量的专利和文献中有所描述。丁二烯的氢氰化反应主要形成直链二腈,但是也会形成支链二腈,其中两种主要的二腈是甲基戊二腈和乙基丁二腈。在己二腈的分离纯化阶段中,通过蒸馏的方式将蒸馏塔中的支链二腈(例如)作为塔顶馏分加以分离回收。随后可将支链二腈转化为二元酸或二元酯(将其转化为轻质二元酯,随后使其与醇或醇的混合物或杂醇油进行酯交换反应;或者将其直接转化为根据本发明的二元酯)。
本发明的二元酯可以衍生自聚酰胺(例如,聚酰胺6,6)制备过程中的一种或多种副产物。在一个实施方案中,清洁组合物包含己二酸、戊二酸和丁二酸的直链或支链、环状或非环状的C1-C20烷基酯、芳基酯、烷芳基酯或芳烷基酯的混杂物。在另一个实施方案中,清洁组合物包含己二酸、甲基戊二酸和乙基丁二酸的直链或支链、环状或非环状的C1-C20烷基酯、芳基酯、烷芳基酯或芳烷基酯的混杂物。
通常而言,聚酰胺是由通过使二胺和二羧酸反应而形成的缩合反应制得的共聚物。具体而言,聚酰胺6,6是由通过使二胺(通常为六亚甲基二胺)和二羧酸(通常为己二酸)发生反应而形成的缩合反应制得的共聚物。
在一个实施方案中,本发明的混杂物可以衍生自制备聚酰胺时所用的己二酸的反应、合成和/或制备过程中的一种或多种副产物,该清洁组合物包含己二酸、戊二酸和丁二酸的二烷基酯的混杂物(本文中有时称为“AGS”或“AGS混杂物”)。
在一个实施方案中,酯的混杂物衍生自制备聚酰胺(通常为聚酰胺6,6)时所用的六亚甲基二胺的反应、合成和/或制备过程中的副产物。该清洁组合物包含己二酸、甲基戊二酸和乙基丁二酸的二烷基酯的混杂物(本文中有时称为“MGA”、“MGN”、“MGN混杂物”或“MGA混杂物”)。
本发明的二元酯混杂物的沸点为约120℃至450℃。在一个实施方案中,本发明的混杂物的沸点为约160℃至400℃;在一个实施方案中,该范围为约210℃至290℃;在另一个实施方案中,该范围为约210℃至245℃;在另一个实施方案中,该范围为约215℃至225℃。在一个实施方案中,本发明的混杂物的沸点为约210℃至390℃、更通常为约280℃至390℃、更通常为约295℃至390℃。在一个实施方案中,本发明混杂物的沸点为约215℃至400℃、通常为约220℃至350℃。
在一个实施方案中,二元酯混杂物的沸点为约300℃至330℃。通常,二异戊基AGS混杂物与该沸点范围相关。在另一个实施方案中,本发明的二元酯混杂物的沸点为约295℃至310℃。通常,二正丁基AGS混杂物与该沸点范围相关。一般而言,较高的沸点(通常高于215℃)或高沸点范围对应于较低的VOC。
将二元酯或二元酯的混杂物加入到本发明的清洁组合物中,在一个实施方案中,该清洁组合物包含:(a)己二酸、戊二酸和丁二酸的二烷基酯的混杂物,或己二酸、甲基戊二酸和乙基丁二酸的二烷基酯的混杂物;(b)至少一种表面活性剂;以及可任选的(c)水或溶剂。可以加入附加成分。表面活性剂可以是阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、阴离子或非离子表面活性剂、它们的衍生物以及这些表面活性剂的混杂物中的任意种类。
在一个实施方案中,非离子表面活性剂通常包括(例如)以下化合物中的一种或多种:酰胺,如烷醇酰胺、乙氧基化烷醇酰胺、亚乙基双酰胺;酯,如脂肪酸酯、甘油酯、乙氧基化脂肪酸酯、脱水山梨醇酯、乙氧基化脱水山梨醇;乙氧基化物,如烷基酚乙氧基化物、醇乙氧基化物、三苯乙烯基酚乙氧基化物、硫醇乙氧基化物;封端的嵌段共聚物和EO/PO嵌段共聚物,如氧化亚乙基/氧化亚丙基嵌段共聚物、氯封端的乙氧基化物、四官能化嵌段共聚物;胺氧化物,如月桂胺氧化物、椰油胺氧化物、硬脂胺氧化物、硬脂酰氨基丙基胺氧化物、棕榈酰氨基丙基胺氧化物、癸胺氧化物;脂肪醇,如癸醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、油醇、亚油醇和亚麻醇;和烷氧基化醇,如乙氧基化月桂醇、十三烷基聚氧乙烯醚醇(tridecethalcohol);脂肪酸,如月桂酸、油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、鲸蜡酸、异硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、反油酸、花生四烯酸、肉豆蔻油酸;以及它们的混合物。
在另一个实施方案中,非离子表面活性剂为二醇,如聚乙二醇(PEG)、烷基PEG酯、聚丙二醇(PPG)及其衍生物。在一个实施方案中,所述表面活性剂为醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物或萜烯烷氧基化物。在一个示例性的实施方案中,表面活性剂为C6-C13醇乙氧基化物,更通常为C8-C12醇乙氧基化物。
在另一个实施方案中,表面活性剂为阳离子表面活性剂。阳离子表面活性剂包括(但不限于):季铵化合物,如十六烷基三甲基溴化铵(也称为CETAB或西曲溴铵)、十六烷基三甲基氯化铵(也称为鲸蜡基三甲基氯化铵)、十四烷基三甲基溴化铵(也称为肉豆蔻基三甲基溴化铵或季铵盐-13)、十八烷基二甲基双十八烷基二甲基氯化铵(stearyl dimethyl distearyldimonium chloride)、双十六烷基二甲基氯化铵、甲基硫酸十八烷基辛基二甲基铵、甲基硫酸二氢化棕榈基乙基羟乙基甲基铵(dihydrogenated palmoylethylhydroxyethylmonium methosulfate)、异十八烷基苄基咪唑啉盐酸盐(isostearyl benzylimidonium chloride)、椰油酰基苄基羟乙基咪唑啉盐酸盐(cocoyl benzyl hydroxyethyl imidazolinium chloride)、双十六烷基二甲基氯化铵和双十八烷基二甲基氯化铵、异十八烷基氨基丙基二甲基苄基氯化铵(isostearylaminopropalkonium chloride)或油烯基二甲基苄基氯化铵(olealkonium chloride)、山萮基三甲基氯化铵;以及其混合物。
在另一个实施方案中,表面活性剂为阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂包括(但不限于):直链烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、链烷烃磺酸盐、烷基酯磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基烷氧基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基烷氧基羧酸盐、烷基烷氧基化硫酸盐、单烷基磷酸盐、二烷基磷酸盐、肌氨酸盐、磺基琥珀酸盐、羟乙基磺酸盐、牛磺酸盐、及其混合物。适合作为本发明的组合物中的阴离子表面活性剂成分的常用阴离子表面活性剂包括(例如):月桂基硫酸铵、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸铵(ammonium laureth sulfate)、月桂基硫酸三乙胺、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸单甘油酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钾、单烷基磷酸钠、二烷基磷酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、月桂酰基肌氨酸、椰油酰基肌氨酸、椰油基硫酸铵、月桂基硫酸铵、椰油基硫酸钠、十三烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十三烷基硫酸钠、十三烷基聚氧乙烯醚硫酸铵、十三烷基硫酸铵、椰油酰基羟乙基磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺基丁二酸二钠、甲基油酰基牛磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠、月桂基硫酸钠、椰油基硫酸钾、月桂基硫酸钾、椰油基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠。特别优选支链阴离子表面活性剂,如十三烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十三烷基硫酸钠、十三烷基聚氧乙烯醚硫酸铵、十三烷基硫酸铵和十三烷基聚氧乙烯醚羧酸钠。
适合使用的任何两性表面活性剂包括(但不限于):脂族仲胺和叔胺的衍生物,其中脂族基团可为直链或支链的,并且其中一个脂族取代基包含约8到约18个碳原子、一个脂族取代基包含阴离子型水溶性基团。合适的两性表面活性剂的具体例子包括:烷基两性羧基甘氨酸和烷基两性羧基丙酸、烷基两性二丙酸、烷基两性二乙酸、烷基两性甘氨酸和烷基两性丙酸、以及烷基亚氨基丙酸、烷基亚氨基二丙酸和烷基两性丙基磺酸的碱金属盐、碱土金属盐、铵盐或取代铵盐,例如:椰油基两性乙酸盐、椰油基两性丙酸盐、椰油基两性二乙酸盐、月桂酰两性乙酸盐、月桂酰两性二乙酸盐、月桂酰两性二丙酸盐、月桂酰两性二乙酸盐、椰油基两性丙基磺酸根合己酰基两性二乙酸盐、己酰基两性乙酸盐、己酰基两性二丙酸盐和硬脂酰基两性乙酸盐。
适宜的两性离子表面活性剂包括:烷基甜菜碱,如椰油基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α-羧基乙基甜菜碱、十六烷基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基双(2-羟基乙基)羧甲基甜菜碱、十八烷基双(2-羟基丙基)羧甲基甜菜碱、油烯基二甲基γ-羧基丙基甜菜碱、月桂基双(2-羟基丙基)α-羧基乙基甜菜碱、酰氨基丙基甜菜碱;和烷基磺基甜菜碱,如椰油基二甲基磺丙基甜菜碱、十八烷基二甲基磺丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺乙基甜菜碱、月桂基双(2-羟基乙基)磺丙基甜菜碱和烷基酰氨基丙基羟基磺基甜菜碱。
在一个实施方案中,清洁组合物为微乳液,其包含:(a)约70重量%-90重量%的二甲基戊二酸二烷基酯、约5重量%-30重量%的乙基丁二酸二烷基酯和约0-10重量%的己二酸二烷基酯的混杂物;(b)表面活性剂组合物,该表面活性剂组合物包含i)醇烷氧基化物、萜烯烷氧基化物、或其衍生物;(c)剥离剂和(d)水。各烷基取代基分别地选自具有约1至8个碳原子的烃基,如甲基或乙基、丙基、异丙基、丁基、正丁基或戊基、或异戊基。可任选的是,可以向组合物中加入一种或多种添加剂或附加成分,如剥离剂、缓冲剂和/或pH控制剂、香料、乳浊剂、防腐蚀剂、增白剂、消泡剂、染料、起泡控制剂、稳定剂、增稠剂等。
根据本发明的一个实施方案,二元酯的混杂物对应于制备己二酸(其为聚酰胺中的主要单体)时的一种或多种副产物。例如,通过对一种副产物进行酯化来获得二烷基酯,以重量计,所述副产物通常包含15%至33%的丁二酸、50%至75%的戊二酸和5%至30%的己二酸。作为另一个例子,通过对另外一种副产物进行酯化来获得二烷基酯,以重量计,所述副产物通常包含30%至95%的甲基戊二酸、5%至20%的乙基丁二酸和1%至10%的己二酸。应当理解,酸部分可以衍生自诸如己二酸、丁二酸、戊二酸、草酸、丙二酸、庚二酸、辛二酸和壬二酸之类的二元酸、以及它们的混合物。
在一些实施方案中,二元酯的混杂物包含醇和直链二元酸的加合物,该加合物的化学式为R-OOC-A-COO-R,其中R为乙基,并且A为-(CH2)4-、-(CH2)3和-(CH2)2-的混合。在其它实施方案中,该混杂物包含醇(通常为乙醇)和直链二元酸的加合物,该加合物的化学式为R1-OOC-A-COO-R2,其中R1和/或R2的至少一部分为至少一种具有4个碳原子的直链醇和/或至少一种具有5个碳原子的直链或支链醇的残基,并且A为直链二价烃基。在一些实施方案中,A为-(CH2)4-、-(CH2)3和-(CH2)2-的混合。
在另一个实施方案中,R1和/或R2基团可以为直链或支链的、环状或非环状的C1-C20烷基、芳基、烷芳基或芳烷基。通常,R1和/或R2基团可以为C1-C8基团,如选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、环己基、2-乙基己基和异辛基以及它们的混合中的基团。例如,R1和/或R2可以均为或者分别地为乙基,R1和/或R2可以均为或者分别地为正丙基,R1和/或R2可以均为或者分别地为异丙基,R1和/或R2可以均为或者分别地为正丁基,R1和/或R2可以均为或者分别地为异戊基,R1和/或R2可以均为或者分别地为正戊基,或者R1和/或R2可以为上述情况的混合(例如,在包含二元酯的混杂物时)。
在另外的实施方案中,本发明可以包括这样的混杂物,其包含支链二元酸的加合物,该加合物的化学式为R3-OOC-A-COO-R4,其中R3和R4为相同或不同的烷基,并且A为支链或直链烃基。通常,A包含C4烃基的异构体。其例子包括这样的加合物,其中R3和/或R4基团可以为直链或支链的、环状或非环状的C1-C20烷基、芳基、烷芳基或芳烷基。通常,R3和R4独立地选自由甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、异戊基和杂醇基(fusel)构成的组。
在又一实施方案中,本发明涉及基于由化学式R5-OOC-A-COO-R6表示的二羧酸二酯的组合物,其中基团A表示通常平均具有2.5至10个碳原子的二价亚烷基。R5和R6基团可以相同或不同,并且表示直链或支链的、环状或非环状的C1-C20烷基、芳基、烷芳基或芳烷基。
混杂物可以对应于复杂的反应产物,其中使用了反应物的混合物。例如,HOOC-Aa-COOH和HOOC-Ab-COOH的混合物与醇Ra-OH反应可以产生混合产物RaOOC-Aa-COORa和RaOOC-Ab-COORa。同样,HOOC-Aa-COOH与醇Ra-OH和Rb-OH的反应可以产生混合产物RaOOC-Aa-COORa和RbOOC-Aa-COORb、以及RaOOC-Aa-COORb和RbOOC-Aa-COORa(如果Aa不对称的话,其不同于RaOOC-Aa-COORb)。同样,HOOC-Aa-COOH和HOOC-Ab-COOH的混合物与醇Ra-OH和Rb-OH的混合物的反应可以产生混合产物RaOOC-Aa-COORa和RbOOC-Aa-COORb、RaOOC-Aa-COORb、RbOOC-Aa-COORa(如果Aa不对称的话,其不同于RaOOC-Aa-COORb)、RaOOC-Ab-COORa和RbOOC-Ab-COORb、RaOOC-Ab-COORb和RbOOC-Ab-COORa(如果Ab不对称的话,其不同于RaOOC-Ab-COORb)。
基团R1和R2可以(分别)对应于醇R1-OH和R2-OH。可以将这些基团看作醇。基团A(一种或多种)可对应于一种或多种二羧酸HOOC-A-COOH。可将A(一种或多种)看作相应的二元酸(二元酸比基团A多包含2个碳原子)。
在一个实施方案中,基团A为平均具有多于2个碳原子的二价亚烷基。基团A可以是单一的基团,并且碳原子的个数(为整数)等于或大于3,例如等于3或4。这种单一的基团可对应于采用单一的酸。然而,基团A通常对应于混合基团,而这些混合基团与混合的化合物对应,其中至少一种化合物具有至少3个碳原子。应当理解,混合的基团A可对应于具有相同碳原子数的不同异构基团的混合和/或具有不同碳原子数的不同基团的混合。基团A可包括直链基团和/或支链基团。
根据一个实施方案,基团A的至少一部分对应于由化学式-(CH2)n-表示的基团,其中n为等于或大于3的平均值。基团A的至少一部分可以为由化学式-(CH2)4-表示的基团(其相应的酸为己二酸)。例如,A可以为由化学式-(CH2)4-表示的基团和/或由化学式-(CH2)3-表示的基团。
在一个实施方案中,组合物包含如下化合物:由化学式R-OOC-A-COO-R表示的化合物,其中A为由化学式-(CH2)4-表示的基团;由化学式R-OOC-A-COO-R表示的化合物,其中A为由化学式-(CH2)3-表示的基团;以及由化学式R-OOC-A-COO-R表示的化合物,其中A为由化学式-(CH2)2-表示的基团。
二元酯的混杂物通常以微乳液形式(分散于水相中的液滴)存在于清洁组合物中。不希望受任何理论的束缚,据认为,微乳液一般为通常包含大量乳化剂的热动力学稳定体系。其它乳液(粗乳液)通常为处于热力学不稳定状态的体系,其借助于乳化过程中所提供的机械能在亚稳状态下维持一段时间。这些体系通常所包含的乳化剂含量较少。
在一个实施方案中,本发明的微乳液为平均液滴尺寸通常小于或等于约0.15μm的乳液。例如,如下所述,微乳液液滴的尺寸可以通过动态光散射法(DLS)测定。所用的装置由(例如)Spectra-Physics2020激光器、Brookhaven 2030相关器和相连的基于计算机的设备构成。如果样品浓度较大,则可以用去离子水加以稀释,并且使其通过0.22μm的过滤器进行过滤,从而使得最终浓度为2重量%。所获得的直径为表观直径。在90°和135°的角度进行测定。为了测定尺寸,除了利用累积量(cumulents)进行标准分析外,还采用了三种自相关函数(由Pike教授描述的指数取样或EXPSAM;“Non NegativelyConstrained Least Squares”或者NNLS法;以及由Provencher教授描述的CONTIN法),分别得到散射强度加权的尺寸分布,而不是由质量或数目加权的尺寸分布。还考虑了水的折射率和粘度。
根据一个实施方案,微乳液为透明的。经使用(例如)Lambda 40紫外可见分光光度计测定,微乳液在600nm的波长下的透光率可以为(例如)至少90%,优选为至少95%。
根据另一个实施方案,该乳液的平均液滴尺寸等于或大于0.15μm(例如大于0.5μm、或大于1μm、或大于2μm、或大于10μm、或大于20μm),并且优选小于100μm。可以通过光学显微镜法和/或激光粒度测定法(Horiba LA-910激光散射分析仪)测定液滴尺寸。
在某些实施方案中,二元酯的混杂物包含:
由式I表示的二元酯:
由式II表示的二元酯:
由式III表示的二元酯:
R1和/或R2可分别地包括具有约1至约8个碳原子的烃基,通常为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正丁基、异戊基、己基、庚基或辛基。在该实施方案中,混杂物通常包含(相对于混杂物的重量):(i)约15%至约35%的式I表示的二元酯、(ii)约55%至约70%的式II表示的二元酯和(iii)约7%至约20%的式III表示的二元酯,该混杂物更通常包含:(i)约20%至约28%的式I表示的二元酯、(ii)约59%至约67%的式II表示的二元酯和(iii)约9%至约17%的式III表示的二元酯。该混杂物的特征通常在于:闪点为98℃,在20℃下的蒸汽压小于约10Pa,并且蒸馏温度范围为约200℃-300℃。还可以列举RhodiasolvRPDE(得自位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司)、RhodiasolvDIB(得自位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司)和RhodiasolvDEE(得自位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司)。
在一些其它实施方案中,二元酯的混杂物包含:
由式IV表示的二元酯:
由式V表示的二元酯:
由式VI表示的二元酯:
R1和/或R2可分别地包括具有约1至约8个碳原子的烃基,通常为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正丁基、异戊基、己基、庚基或辛基。在该实施方案中,混杂物通常包含(相对于混杂物的重量):(i)约5%至约30%的式IV表示的二元酯、(ii)约70%至约95%的式V表示的二元酯和(iii)约0%至约10%的式VI表示的二元酯。更通常而言,该混杂物通常包含(相对于混杂物的重量):(i)约6%至约12%的式IV表示的二元酯、(ii)约86%至约92%的式V表示的二元酯和(iii)约0.5%至约4%的式VI表示的二元酯。
最通常而言,该混合物包含(相对于混杂物的重量):(i)约9%的式IV表示的二元酯、(ii)约89%的式V表示的二元酯和(iii)约1%的式VI表示的二元酯。该混杂物的特征通常在于:闪点为98℃,在20℃下的蒸汽压低于约10Pa,并且蒸馏温度范围为约200℃-275℃。可以列举RhodiasolvIRIS和RhodiasolvDEE/M(由位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司生产)。
在一个实施方案中,水可以包括(但不限于)自来水、过滤水、瓶装水、泉水、蒸馏水、去离子水和/或工业软水。
在另一个实施方案中,溶剂可包括有机溶剂,其包括(但不限于):脂肪族烃类溶剂或无环烃类溶剂、卤代溶剂、芳香烃溶剂、二醇醚、环萜烯、不饱和烃类溶剂、卤代烃溶剂、多元醇、醚、二醇醚的酯、醇(包括短链醇)、酮或它们的混合物。
在一个实施方案中,可以在本发明中使用附加的表面活性剂。可用于制备本发明的微乳液的表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或多种。
通常采用非离子表面活性剂,其包括(但不限于);聚烷氧基化表面活性剂,例如,该聚烷氧基化表面活性剂选自烷氧基化醇、烷氧基化脂肪醇、烷氧基化三酸甘油酯、烷氧基化脂肪酸、烷氧基化脱水山梨醇酯、烷氧基化脂肪胺、烷氧基化双(1-苯基乙基)苯酚、烷氧基化三(1-苯基乙基)苯酚和烷氧基化烷基酚,其中烷氧基(尤其是氧化亚乙基和/或氧化亚丙基)单元的数目使得HLB值等于或大于10。更通常而言,非离子表面活性剂可选自由氧化亚乙基/氧化亚丙基共聚物、萜烯烷氧基化物、醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物及其组合所构成的组。
在一个实施方案中,与本发明结合使用的醇乙氧基化物如以下化学式表示:
通常,R7为氢或烃链,该烃链包含约5至约25个碳原子、更通常为约7至约14个碳原子、最通常为约8至约13个碳原子,R7可以为支链或直链以及饱和或不饱和的;并且R7选自由氢、烷基、烷氧基、芳基、烷芳基、烷芳基烷基和芳烷基构成的组。通常,“n”为约1至约30的整数、更通常为2至约20的整数、最通常为约3至约12的整数。
在可供选用的另一个实施方案中,醇乙氧基化物以商品名Rhodasurf 91-6(由位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司生产)销售。
在又一个实施方案中,本发明所用的表面活性剂为非离子表面活性剂,其包括(但不限于):具有2至50个氧化亚烷基(氧化亚乙基和/或氧化亚丙基)单元的聚氧化亚烷基化C6-C24脂肪醇,特别是具有12个(平均值)碳原子或者18个(平均值)碳原子的那些聚氧化亚烷基化脂肪醇;可以列举的有Antarox B12DF、Antarox FM33、AntaroxFM63和Antarox V74、Rhodasurf ID 060、Rhodasurf ID 070和Rhodasurf LA 42(得自位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司),以及具有1至25个氧化亚烷基(氧化亚乙基或氧化亚丙基)单元的聚氧亚烷基化C8-C22脂肪醇。
在另一个实施方案中,表面活性剂包括萜烯或萜烯烷氧基化物。萜烯烷氧基化物为衍生自可再生原料(如α-蒎烯和β-蒎烯)的萜烯系表面活性剂,并且具有C-9双环烷基疏水物,以及沿着亲水链以嵌段分布或以无规或递变方式混杂分布的聚氧化亚烷基单元。萜烯烷氧基化物表面活性剂在美国专利申请公开No.2006/0135683(Adam等人,2006年6月22日)中有所描述,该专利申请公开以引用方式并入本文中。
典型的萜烯烷氧基化物为诺卜醇烷氧基化物表面活性剂,其具有以下通式:
其中,R6和R7分别地为氢、CH3或C2H5;“n”为约1到约30,“m”为约0到约20,并且“p”为约0至20。“n”、“m”和/或“p”单元沿着主链以嵌段的方式分布、或者以无规或递变的方式混杂分布。
在另一个实施方案中,R6为CH3;“n”为约20到约25,“m”为约5到约10。在又一个实施方案中,R6和R7分别地为CH3;“n”为约1到约8,“m”为约2到约14,并且“p”为约10至约20。可以列举的有RhodocleanHP(萜烯EO/PO)(由位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司生产)和RhodocleanMSC(萜烯EO/PO)(由位于美国新泽西州Cranbury市的罗迪亚公司生产)。
在另一个实施方案或可供选用的实施方案中,可以向本发明的清洁组合物中加入附加成分或添加剂。附加成分包括(但不限于):剥离剂、缓冲剂和/或pH控制剂、香精、香料、消泡剂、染料、增白剂、增亮剂、增溶材料、稳定剂、增稠剂、腐蚀抑制剂、洗剂和/或矿物油、酶、雾点调节剂、防腐剂、离子交换剂、螯合剂、起泡控制剂、除污剂、软化剂、乳浊剂、惰性稀释剂、灰化抑制剂、稳定剂、聚合物等。
通常,附加成分包括一种或多种剥离剂。剥离剂可以为某些萜烯基衍生物,其包括(但不限于)蒎烯和蒎烯衍生物、d-柠檬烯、二聚戊烯和oc-蒎烯。
缓冲剂和pH控制剂包括(例如):有机酸、无机酸,以及硅酸、偏硅酸、聚硅酸、硼酸、碳酸、氨基甲酸、磷酸、聚磷酸、焦磷酸、三磷酸的碱金属盐和碱土金属盐,氨、氢氧化物、单乙醇胺、单丙醇胺、二乙醇胺、二丙醇胺、三乙醇胺和/或2-氨基-2-甲基丙醇。
更具体而言,缓冲剂可以为用于保持所需pH的洗涤剂或低分子量的有机或无机材料。缓冲剂可以为碱性、酸性或中性,其包括(但不限于):2-氨基-2甲基-丙醇;2-氨基-2-甲基-1,3-丙醇;谷氨酸二钠、甲基二乙醇酰胺、N,N-双(2-羟乙基)氨基乙酸、三(羟甲基)甲基氨基乙酸、氨基甲酸铵、柠檬酸、乙酸、氨、碳酸碱金属盐和/或磷酸碱金属盐。
在又一个实施方案中,当使用增稠剂时,所用的增稠剂包括(但不限于):肉桂胶、他拉胶(tara gum)、黄原胶、槐树豆胶、角叉菜胶、卡拉牙胶(gum kalaya)、阿拉伯树胶、透明质酸、丁二酰聚糖、果胶、结晶多糖、支化多糖、碳酸钙、氧化铝、海藻酸盐、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶和其它改性瓜尔胶、羟基纤维素、羟烷基纤维素(包括羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素)、羧甲基纤维素和/或其它改性的纤维素。在又一个实施方案中,增白剂包括(但不限于):过碳酸盐、过酸、过硼酸盐、产氯物质、过氧化氢和/或过氧化氢类化合物。在另一个实施方案中,聚合物通常为重均分子量一般低于2,000,000的水溶性或水分散性聚合物。
由于二元酯在特定条件下进行水解,因此应当理解,二元酯的混杂物可能包含浓度为约2%至约0.2%的少量的醇(通常为低分子量的醇,如乙醇)。
在一个实施方案中,本发明一般涵盖的组合物包含(相对于组合物的总重量):(a)约1重量%至约60重量%的二元酯混杂物、和(b)约1重量%至约65重量%的一种或多种表面活性剂。根据所需的浓度的不同,组合物可任选地含有不同量的水或溶剂。例如,为了便于运输、输送以及其它节约成本的目的,可能有利的是,使本发明的组合物成为浓缩组合物。还可能有利的是,使本发明的组合物成为完全稀释的形式。
无论是浓缩形式还是稀释形式,本发明的组合物均具有水解稳定性,对于稀释形式而言,该组合物的稳定时间通常达6个月以上、更通常达12个月以上;对于浓缩形式而言,该组合物通常能稳定更长时间。本发明含有二元酯混杂物(通常是MGN混杂物)的制剂具有水解稳定性,其中水解/分解通常产生酯的酸形式和甲醇。对含有所述二元酯混杂物的制剂的甲醇浓度进行监测,经显示,甲醇浓度基本稳定,其通常低于300ppm(份/百万份)、更通常低于或等于约250ppm、一般等于或低于约210ppm。(当现有技术的酯类清洁溶液呈水溶液形式时,酯通常开始发生分解。分解的酯会产生不利的、具有潜在危害性的副产物。此外,随着酯的分解,作为清洁溶液中活性成分的酯的含量会降低)。
在另一个实施方案中,清洁组合物还包含约1重量%至约12重量%的d-柠檬烯。本发明的清洁组合物可用于各种消费者应用和/或工业应用。
在另一方面,本发明涉及这样的清洁组合物,其包含:约1重量%至约60重量%的二元酯混杂物、约0.1重量%至约50重量%的一种或多种表面活性剂以及可任选的水;更通常而言,该清洁组合物包含:约5重量%至约40重量%的二元酯混杂物、(b)约5重量%至约40重量%的一种或多种表面活性剂(通常为一种或多种非离子表面活性剂)以及可任选的(c)水。在另一个实施方案中,清洁组合物还包含约1重量%至约12重量%的蒎烯或它们的衍生物,通常为d-柠檬烯。可任选的是,可以加入诸如香料和增溶剂、pH调节剂、增白剂、剥离剂、乳浊剂、防腐蚀剂、消泡剂、着色剂、稳定剂和增稠剂等添加剂。本发明的清洁组合物通常为微乳液的形式,并且根据应用的不同将其以液体制剂或喷雾制剂的形式提供。本发明的清洁组合物通常为微乳液的形式。也可以根据应用以液体制剂或喷雾制剂的形式提供该清洁组合物。
在一个实施方案中,本发明涉及除去污渍的方法,其包括:获得本发明的清洁组合物;使所述清洁组合物与其上具有下述任意污渍的表面接触;以及从清洁后的表面上除去所用的清洁组合物,所述污渍一般包括(但不限于):铅笔、蜡笔、荧光记号笔、番茄酱、永久性记号笔、芥末、油墨、可洗记号笔、口红和疏水性的污渍;油墨(通常为印刷油墨);衣物上的有机污渍;树脂、焦油树脂、涂鸦、涂漆表面或塑料基材或金属基材上的污渍、皮肤或头发上的污渍、表面上的漆;或者作为脱脂组合物。
在一个实施方案中,本发明的清洁组合物尤其可用于除去油墨,以用来清洁印刷机、橡皮布、辊等。应当理解,本发明的清洁组合物可清洁各种油墨,例如油基油墨、UV油墨以及水基油墨等。油墨清洁涉及印刷油墨清洁,其主要用于胶版/平版印刷油墨、柔性版印刷油墨、凹版印刷油墨、丝网印刷油墨以及喷墨油墨的清洁。本发明的清洁组合物可以为浓缩形式或非浓缩形式,并且这两种形式都是水解稳定的。在一个实施方案中,本发明为用以清洁辊等部件上的油墨的清洁组合物,其包含(相对于组合物的总重量):(a)约1重量%至约60重量%、更通常为约1重量%至约35重量%的本文所述的二元酯混杂物(通常为MGN二元酯混杂物);(b)约1重量%至约60重量%、通常为约1重量%至约35重量%的一种或多种表面活性剂或表面活性剂混杂物,所述表面活性剂通常为非离子表面活性剂,更通常为醇乙氧基化物。油墨清洁组合物可任选地包含:占组合物总重量的约0.1重量%至约12重量%的萜烯、萜烯EO/PO、蒎烯或其衍生物,通常为萜烯EO/PO。根据所需的浓度,该组合物可任选地含有:通常占组合物重量的约1重量%至约85重量%的水、或各种量的溶剂。本发明还涵盖用于清洁受油墨污染的表面(如印刷机、橡皮布、辊等的表面)的方法,其包括:获得或制备油墨清洁组合物;使该清洁组合物与待清洁表面或材料接触;并且可任选地从该表面或材料上除去使用过的清洁组合物。
在一个实施方案中,本发明涉及用于清洁带污渍表面(通常为涂漆表面)的清洁组合物。所述污渍一般包括(但不限于):铅笔、蜡笔、荧光记号笔、番茄酱、永久性记号笔、芥末、油墨、可洗记号笔、口红和疏水性的污渍。用于清洁带污渍表面(通常为涂漆表面)的清洁组合物包含(相对于组合物的总重量):(a)约1重量%至约60重量%、更通常为约1重量%至约35重量%的二元酯的混杂物(通常为MGN二元酯混杂物);(b)约1重量%至约60重量%、通常为约1重量%至约35重量%、更通常为约1重量%至约25重量%的表面活性剂或表面活性剂的混杂物。所述表面活性剂通常为非离子表面活性剂,更通常为醇乙氧基化物,甚至更通常为C8-C12醇乙氧基化物。带有污渍的涂漆表面清洁组合物可任选地包含:占组合物的总重量的约0.1重量%至约12重量%的剥离剂,通常为萜烯、萜烯EO/PO、蒎烯或其衍生物,甚至更通常为d-柠檬烯。根据所需的浓度,该组合物可任选地含有:通常占组合物的约1重量%至约85重量%的水、或各种量的溶剂。本发明还涵盖用于清洁带有污渍的涂漆表面(更通常为涂有胶乳漆的表面等)的方法,其包括:获得或制备用于涂漆表面的清洁组合物;使该清洁组合物与待清洁表面或材料接触;并且可任选地从该表面或材料上除去使用过的清洁组合物。
在一个实施方案中,本发明的清洁组合物可用于从以下材料上除去涂鸦和其它污渍,所述材料为:塑料基材,以及涂敷表面或非多孔的表面,如烘干磁漆或高光瓷漆或抛光表面;圬工,即水泥和混凝土、砖、瓷砖等;石材或抛光石材:金属,包括但不限于铝、铜、青铜和钢;以及木材。塑料基材清洁组合物包含(相对于组合物的总重量):(a)约1重量%至约60重量%、更通常为约1重量%至约35重量%的二元酯的混杂物(通常为MGN二元酯混杂物);(b)约1重量%至约60重量%、通常为约1重量%至约35重量%、更通常为约1重量%至约25重量%的表面活性剂或表面活性剂的混杂物。所述表面活性剂通常为非离子表面活性剂,更通常为醇乙氧基化物,甚至更通常为C8-C12醇乙氧基化物。塑料基材用的清洁组合物可任选地包含:占组合物的总重量的约0.1重量%至约12重量%的剥离剂,通常为萜烯、萜烯EO/PO、蒎烯或其衍生物,甚至更通常为d-柠檬烯。根据所需的浓度,该组合物可任选地含有:通常占组合物的约1重量%至约85重量%的水、或各种量的溶剂。本发明还涵盖用于清洁塑料基材的方法,其包括:获得或制备塑料基材用的清洁组合物;使该清洁组合物与待清洁表面或材料接触;并且可任选地从该表面或材料上除去使用过的清洁组合物。
在一个实施方案中,本发明的清洁组合物可用于从织物上除去污渍或有助于除去污渍,例如将该清洁组合物用作污点清洁剂。在该实施方案中,织物清洁组合物包含(相对于组合物的总重量):(a)约1重量%至约60重量%、通常为约1重量%至约45重量%、更通常约1重量%至约35重量%的二元酯的混杂物(通常为MGN二元酯混杂物);(b)约1重量%至约60重量%、通常为约1重量%至约35重量%、更通常为约1重量%至约25重量%的表面活性剂或表面活性剂的混杂物。所述表面活性剂通常为非离子表面活性剂,更通常为醇乙氧基化物,甚至更通常为C8-C12醇乙氧基化物。织物清洁组合物可任选地包含:占组合物的总重量的约0.1重量%至约12重量%的萜烯、萜烯EO/PO、蒎烯或其衍生物,通常为萜烯EO/PO。根据所需的浓度,该组合物可任选地含有:通常占组合物的约1重量%至约85重量%的水、或各种量的溶剂。本发明还涵盖用于清洁织物的方法,其包括:获得或制备织物清洁组合物;使该清洁组合物与待清洁表面或材料接触;并且可任选地从该表面或材料上除去使用过的清洁组合物。
试验
清洁涂漆基材的例子
在下表1至表4中描述了针对本发明的特定实施方案的试验工作,所述表1至表4分别与图1至图4相对应。使用7密耳的湿式牵拉杆(wet draw-down bar)将市售可得的Sherwin-WilliamsTM全丙烯酸水性漆(高光漆和低光漆)施加到兰妮塔卡片(lanetta chart)上。在施加污渍之前,使涂层干燥最少72小时。在该涂漆的兰妮塔卡片上施加诸如铅笔、蜡笔、荧光记号笔、番茄酱、永久性记号笔、芥末、钢笔水、可洗记号笔、口红的污渍。使这些污渍干燥至少24小时。
然后将面板放在Gardco洗涤器上。采用ASTM#D 2486-06测试方法(用于测试家用漆的耐洗涤性的标准测试方法)的原理进行试验。这些测试方法是为清洁涂漆面板上的污渍而特别设计的。将专门设计用于在指定表面上进行擦拭操作的特定组件与Gardco洗涤器相连。该特定组件主要由固定在漆刷一端的装置构成,其中通过胶带而将棉垫固定在漆刷的另一端上。将1毫升所制得的制剂施加到棉垫上。然后使与Gardco洗涤器相连的特定组件在所准备的面板上完成20次擦拭。将该操作再重复两次。在用3ml制剂完成60次循环之后,在不使用任何制剂或溶液的条件下最后再重复20次循环。对下列的每个例子均完成上述清洁过程。持续地监测采用上述具体污渍的面板。
注释
例1
表1(a):制剂R0765-35-18:
表1(b)对应于图1。据信,相对于组合物的总重量,Goof-Off具有如下组成:约30重量%-35重量%的二乙二醇单甲醚、约25重量%-30重量%的二甲苯异构体(间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯)和约5重量%-10重量%的乙基苯。据观察,除了永久性记号笔和油墨之外,制剂R0765-35-18可以除去其他所述的污渍,从而使得在清洁过程之后不存在任何可看到的污渍。当污渍为永久性记号笔污渍和油墨时,仅有一小部分污渍尚可看到。Goof-Off组合物对所有这些污渍的清洁效果均未超过制剂R0765-35-18。
例2
表2(a)制剂:
表2(b)对应于图2。据信,相对于组合物的总重量,Goof-Off具有如下组成:约30重量%-35重量%的二乙二醇单甲醚、约25重量%-30重量%的二甲苯异构体(间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯)和约5重量%-10重量%的乙基苯。据观察,除了在清洁可洗记号笔污渍时显示出中度清洁作用之外,制剂R0765-41-16可以以高度清洁或优质清洁的效果除去污渍(参见注释)。Goof-Off组合物对所有这些污渍的清洁效果均未超过制剂R0765-41-16,实际上,Goof-Off组合物甚至完全不能除去这些污渍。
例3
表3(b)对应于图3。据信,Goo-Gone含有由柑橘属油或其衍生物和石油溶剂形成的混合物。再次观察到,除了一种污渍之外,制剂R0765-35-18同样可以以优质清洁的效果除去其他所有污渍。Goo-Gone组合物对所有这些污渍的清洁效果均未超过制剂R0765-35-18。
例4
表4(b)对应于图4。据信,Goo-Gone含有由柑橘属油或其衍生物和石油溶剂形成的混合物。再次观察到,除了在清洁可洗记号笔污渍时显示出中度清洁作用之外,制剂R0765-41-16可以以高度清洁或优质清洁的效果除去其他所有污渍(参见注释)。Goo-Gone组合物对所有这些污渍的清洁效果均未超过制剂R0765-41-16。
表4(c)和表4(d)分别涉及图5和图6。
表4(c)制剂:
表4(d)制剂:
清洁塑料基材的例子
在下表中描述了针对本发明的特定实施方案的试验工作。通过在恒定的搅拌下混合各成分以制备样品。在使用之前,使制剂静置24小时。制剂为非常澄清的溶液,如下所示:
表5:制剂
按照如下方式进行试验:
用棉布片清洁塑料基材,以除去基材上的灰尘。利用Sharpie永久性记号笔在基材上画一道或多道直线标记。使油墨干燥约5分钟。将棉布片放在漆刷上,并且用胶带将其固定在漆刷上。将1ml的制剂R0765-35-18置于棉布上,并对基材进行擦拭以除去标记。将该过程重复两次。最后用干棉布除去过量的制剂。对塑料基材表面上的标记的清洁效果进行观察。
结果如下:
表6:R0765-35-18
基材 | 红色记号笔 | 黑色记号笔 |
PVC | 5 | 5 |
PP | 5 | 5 |
PC | 5 | 5 |
ABS | 4 | 5 |
基材 | 红色记号笔 | 黑色记号笔 |
PVC | 4 | 4 |
PP | 5 | 5 |
PC | 5 | 5 |
ABS | 3 | 3 |
表8:注释
等级 | 性能 |
5 | 没有颜色或标记 |
4 | 轻微的颜色或标记 |
3 | 有色标记 |
2 | 明显的有色标记 |
1 | 与最初的有色标记无区别 |
从这些结果可看出,对于ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)和PVC(聚氯乙烯)而言,本发明制剂显示出了更好的清洁效果。
清洁织物的例子
在下表中描述了针对本发明的特定实施方案的试验工作。通过在恒定的搅拌下混合各成分以制备样品。在使用之前,使制剂静置24小时。图9对应于表11所述的制剂。此处所制得的制剂为非常澄清的溶液。
按照如下方式进行试验:
将棉布放在硬质表面上。参见图7,将各种污渍(如可乐、咖啡、番茄酱、芥末、口红等)施加在棉布上。使这些污渍在棉布上静置约24小时。使用木质抹刀除去过量的污渍。将数滴(10-30滴)对应于下表的制剂施加到污渍上,从而使全部或绝大多数污渍被制剂覆盖。将Whink衣物污渍清除剂用作对照物。(据信,Whink为1-甲基-2-吡咯烷酮、异丙醇和水的混合物)。使施加有制剂的污渍继续静置15分钟(大概时间)。在使污渍静置之后,用温水清洁棉布。然后参照图8,使棉布干燥以进行观察。
制剂:
表9
表10
表11
表12
表13
表14
清洁油墨的例子
例1:饱和烃(Isopar LTM)
Isopar LTM(CAS No.64742-48-9)为得自Exxon公司的高沸点的氢化处理烷烃混合物,据称其闪点为64℃、蒸发速率为6(nBuAc=100)。如图1所示,在将IsoparTML与本发明的MGN酯混杂物混合的条件下,对得自Zeller Gmellin公司的紫外可固化油墨Nuvaflex TM 3003(青色)的溶解性进行研究。将等量(5ml)的溶剂混杂物分配在一系列小瓶中(这些小瓶中的MGN混杂物的含量以递增的方式改变)以制得样品。参见图10,图10显示了在整个组成范围内,IsoparTML可与所述MGN酯混杂物互溶。将一滴油墨(0.012g-0.015g)加入到溶剂混杂物中,该油墨沉降并沉积在小瓶的底部。然后通过用微量吸管重复抽吸0.5ml溶剂达5次以进行混合。然后使溶液至少静置24小时。油墨不溶于纯Isopar LTM中。增加MGN混杂物的含量提高了油墨在混杂物中的溶解性。根据图10,在MGN混杂物含量介于60%-70%之间时油墨转变为完全溶解。该数据表明,饱和烃本身对紫外可固化油墨的溶解是无效的,因此对其清洁是无效的。据信,将IsoparTM L与本发明的MGN混杂物混合可以增加UV油墨在基于IsoparTM L的制剂中的溶解性。
例2:不饱和烃(HisolTM 70R)
HisolTM 70R是芳香族溶剂,据称其具有比IsoparTM L高的蒸发速率。如图11的照片所示,在将该溶剂(HisolTM 70R)与MGN混杂物混合的条件下,对得自Zeller Gmellin公司的紫外可固化油墨NuvaflexTM 3003(青色)的溶解性进行研究。通过将等量(5ml)的溶剂混杂物分配在一系列小瓶中(这些小瓶中的MGN混杂物的含量以递增的方式改变)以制得样品。将一滴油墨(0.012g-0.015g)加入到溶剂混杂物中,该油墨沉降并沉积在小瓶的底部。然后通过用微量吸管重复抽吸0.5ml溶剂达5次以进行混合。然后使溶液至少静置24小时。观察到,油墨不溶于单独的HisolTM 70R中。添加本发明的MGN混杂物会提高油墨的溶解性,其中在MGN混杂物含量介于30%-40%之间时,油墨转变为完全溶解而形成光密溶液(optically dense solution)。
例3:氧化溶剂:油酸甲酯(脂肪酸甲酯,也称为FAME)
源自各种植物油的脂肪酸甲酯被称为更加环境友好的溶剂,其可以代替在印刷油墨工业中所用的一些有害溶剂。大豆甲酯(大豆脂肪酸甲酯)、妥尔油单甲酯是这些环境友好的溶剂中的一些例子。然而,在应用于印刷工业时,这些溶剂并不具有所需的溶解能力或溶解速率。油酸甲酯(C18不饱和FAME)是这种得自各种来源的多数单甲酯中的主要成分之一。在该项研究中采用得自Novance公司的油酸甲酯(PhytorobTM 960.65)。如图12的照片所示,在将该溶剂(油酸甲酯)与本发明的特定的二元酯混杂物AGS(戊二酸二甲酯/丁二酸二甲酯/己二酸二甲酯=63/24/13)混合的条件下,对得自Zeller Gmellin公司的紫外可固化油墨NuvaflexTM 3003(青色)的溶解性进行研究。通过将等量(5ml)的溶剂混杂物分配在一系列小瓶中(这些小瓶中的AGS混杂物的含量以递增的方式改变)以制得样品。将一滴油墨(0.012g-0.015g)加入到溶剂混杂物中,该油墨沉降并沉积在小瓶的底部。然后通过用微量吸管重复抽吸0.5ml溶剂达5次以进行混合。然后使溶液至少静置24小时。观察到,油墨不溶于油酸甲酯中。根据图12所示的光学对比图,在AGS混杂物含量介于50%-60%之间时油墨转变为完全溶解。
如图13的照片所示,采用本发明的MGN混杂物(主要是甲基戊二酸二甲酯)重复上述实验。与FAME(脂肪酸甲酯)相比,这两个试验均显示出油墨发生了溶解。在MGN混杂物含量介于30%-40%之间时油墨转变为完全溶解。与采用AGS混杂物时所观察到的较平缓的变化相比,这种转变更为明显。
水基油墨清洁剂
为了进一步改善环境友好特征,由MGN混杂物与表面活性剂配制成的制剂还可用来分散清洁印刷油墨所用的水性乳液中的溶剂。
例4:水性制剂中的MGN混杂物
采用以下组成将Rhodiasolv IRISTM(本发明的MGN混杂物的一个实施方案)与表面活性剂(IRIS AQ-1)配混。
表15
Rhodiasolv IRIS | 28.73 |
萜烯EO/PO | 7.73 |
C8-C13醇乙氧基化物 | 34.71 |
去离子水 | 28.83 |
该制剂所形成的澄清微乳液能够用于清洁印刷油墨。下面示出了其与工业上所用的声称为“生态环境友好”的清洁剂基准物之间的清洁效率的比较。如图14的照片所示,该基准物是用于在柔性版UV印刷中进行清洁的金属墨辊-油墨清洁剂(Anilox Roll and Ink Cleaner),即,FlexoCleanersUV Plus Strong & Safe。该基准物具有柑橘气味,并且MSDS中列出其表面活性剂为壬基酚乙氧基化物(<9%)。
在Gardner擦洗测试机上对该例子进行测试,其中使浸渍了清洁剂(1ml)的棉签在每个循环中在油墨膜上擦拭20次。在各情况下,使测试均循环2次。观察到,IRIS微乳液(IRIS AQ-1)在第1次循环中快速地将油墨溶解。
例5:水性制剂中的IRIS
为了制备能够被稀释并形成稳定乳液的水性制剂,配制具有以下组成IRIS/Rhodasurf DA-630/Rhodaclean MSC(38/52/10)(其被称为IRIS AQ-2)的新制剂。如图15所示,这种制剂能够被无限地稀释,得到在室温下稳定的乳液。
如下所示,制备IRIS AQ-2的稀释液,以作为油墨清洁制剂(其被称为IRIS AQ-3)。
表16
Rhodiasolv Iris | 9.50 |
Rhodoclean MSC | 2.50 |
C8-C13醇乙氧基化物 | 13.00 |
去离子水 | 75.00 |
100.00 |
将该组合物用于清洁油墨,以与市售的基准物进行对比。如图16的照片所示,利用Gardner擦洗测试机并按照上述方法进行测试,其中进行3次循环,每次循环擦拭20次(每次循环用1ml清洁剂),随后用干棉签进行1次循环。该图清楚地表明,IRIS AQ-3的性能明显优于基准物,并且更有效地清洁了基材上的UV油墨。
所获得的制剂是可生物降解的,并且为有效且环境友好的印刷油墨清洁剂,其溶剂含量<100g/L。
稳定性试验
表17 用于测试水解稳定性的制剂R0815-062-07
制备DV-9015/R0815-062-07,并按照以下的说明对其进行监测。将DV-9015样品在38℃下监测100天、并且在室温下监测1年,以监测其稳定性。分别使用标准顶空进样气相色谱法和卡尔·费休(KarlFisher)法测定甲醇浓度和水分浓度。将样品放在闪烁瓶上进行水分研究,并且放入密封的顶空瓶(每个分析日进行两次)中进行甲醇试验。将一些瓶子放入设定为38℃的烘箱中,而其它瓶子在室温下贮存。
使用870 Karl Fisher Titrino Plus进行水分测定。将50微升样品放入到滴定池中,并且使用标准的Composite 5溶液进行滴定。每个测试日对样品分析3次。
使用标准进样法获得甲醇浓度。使用配有火焰离子化检测器(FID)的气相色谱仪(GC Agilent 6890A)。将样品瓶在顶空烘箱中于45℃下平衡15分钟,然后注入DB-1(30m×0.32mm×1μm)柱中。首先将柱子在40℃下保持8分钟,然后以40℃/分钟的速率将温度升至200℃。在稍微超过6个月之后,样品仍然为透明的乳液,并且pH仅改变了0.3pH单位。
参见图17,制剂具有一定的水解倾向—酯会发生水解并产生酸的形式和甲醇。监测甲醇的生成,并将其与本发明的二元酯的水解相关联。图17示出了最初8周中的甲醇浓度,其中菱形表示室温下的样品的甲醇浓度,圆点表示38℃下的样品的甲醇浓度。甲醇浓度稳定在250ppm至约190ppm之间,通常为约210ppm。水含量恒定在约30%。
表18.用于测试k解稳定性的制剂R0765-35-18
参照表18,按照与上面DV-9015样品类似的方式制备DV-9001/R0765-035-18样品,并且将其搁置起来。在经过一年之后,该样品仍然保持为透明的乳液,并且pH降低量小于一个单位。
因此,本发明非常适合实现所提及的目的并实现所述的目标和优点,以及其中固有的其它优点。虽然已经参照本发明的特定的优选实施方案示出并描述了本发明,并且进行了限定,但是这些参照并非意味着是对本发明的限制,并且也不应当推断出这种限制。如所属领域的普通技术人员所能想到的那样,可以在形式和功能上对本发明进行各种更改、改变和等价替换。所示出并且描述的本发明的优选实施方案仅仅是示例性的,而不是穷举本发明的范围。因此,本发明旨在仅由所附的权利要求书的精神和范围所限定,从而涵盖所有方面的等价方式。
Claims (10)
1.一种用于从基材上除去油墨的油墨清洁组合物,其包含:
(a)二元酯的混杂物,该二元酯的混杂物包含:
(i)甲基戊二酸二烷基酯,和
(ii)己二酸二烷基酯或乙基丁二酸二烷基酯中的至少一者;以及
(b)至少一种表面活性剂,该表面活性剂选自由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及它们的任意组合构成的组。
2.权利要求1所述的油墨清洁组合物,其还包含助溶剂,该助溶剂选自由饱和烃溶剂、二醇醚、脂肪酸甲酯、脂肪族烃溶剂、无环烃溶剂、卤代溶剂、芳香烃溶剂、环萜烯、不饱和烃溶剂、卤代烃溶剂、多元醇、醚、二醇醚的酯、醇、水、酮以及它们的任意组合构成的组。
4.一种用于从基材上除去油墨的油墨清洁组合物,其包含:
(a)二元酯的第一混杂物,其包含:
(i)占所述第一混杂物的约7重量%至14重量%的由以下化学式表示的二元酯:
(ii)占所述第一混杂物的约80重量%至94重量%的由以下化学式表示的二元酯:
(iii)占所述第一混杂物的约0.5重量%至5重量%的由以下化学式表示的二元酯:
其中,R1和R2为分别地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、戊基、异戊基、己基、庚基或辛基中的烃基;
(b)二元酯的第二混杂物,其包含:
(i)占所述第二混杂物的约20重量%至28重量%的由以下化学式表示的二元酯:
(ii)占所述第二混杂物的约59重量%至67重量%的由以下化学式表示的二元酯:
(iii)占所述第二混杂物的约9重量%至17重量%的由以下化学式表示的二元酯:
其中,R1和R2为分别地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、戊基、异戊基、己基、庚基或辛基中的烃基;
(c)至少一种表面活性剂,该表面活性剂选自由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及它们的任意组合构成的组;
(d)脂肪酸甲酯助溶剂;以及
(e)水,
其中所述油墨选自由UV油墨、传统油墨、混合油墨、水基油墨以及它们的任意组合构成的组。
5.一种清洁具有油墨的表面的方法,该方法包括:
(a)提供权利要求1所述的清洁组合物;
(b)使所述清洁组合物与其上具有油墨的表面接触;以及
(c)从清洁后的表面去除所用的清洁组合物。
7.一种用于从基材上除去油墨的油墨清洁组合物,其主要由以下物质组成:
(a)二元酯的混杂物,该二元酯的混杂物包含:
(i)甲基戊二酸二烷基酯,和
(ii)己二酸二烷基酯或乙基丁二酸二烷基酯中的至少一者;以及
(b)助溶剂。
8.权利要求7所述的油墨清洁组合物,其中所述助溶剂选自由饱和烃溶剂、二醇醚、脂肪酸甲酯、脂肪族烃溶剂、无环烃溶剂、卤代溶剂、芳香烃溶剂、环萜烯、不饱和烃溶剂、卤代烃溶剂、多元醇、醚、二醇醚的酯、醇、水、酮以及它们的任意组合构成的组。
10.一种清洁具有油墨的表面的方法,该方法包括:
(a)提供权利要求7所述的清洁组合物;
(b)使所述清洁组合物与其上具有油墨的表面接触;以及
(c)从清洁后的表面去除所用的清洁组合物。
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