CN110023468A - 包括氟化表面活性剂的硬表面清洁剂 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了硬表面清洁剂，适用于硬表面，尤其是玻璃，该清洁剂易于擦拭的同时提供没有条痕且有光泽的清洁。该硬表面清洁剂包括：包括具有2至6个碳原子的氟化官能团以及亲水部分的至少一种氟化表面活性剂；至少一种非氟化表面活性剂；溶剂的组合；清洁制剂的组合；以及水。

Description

包括氟化表面活性剂的硬表面清洁剂
相关申请
本申请要求2016年11月28日提交的题为“包括氟化表面活性剂的硬表面清洁剂(HARD SURFACE CLEANERS INCLUDING FLUOROSURFACTANTS)”的美国临时申请序列号62/426,672的权益。
技术领域
本发明涉及硬表面清洁剂，特别是适用于清洁玻璃，具有提供无条痕、有光泽、并且提供整体提高的清洁的改进的擦拭效果。通过轻松的擦拭以较少的努力获得所期待的清洁。
背景技术
硬表面清洁剂，特别是用于清洁玻璃的清洁剂，通常由大量的表面活性剂和溶剂组成以用于清洁，并从所施加的表面蒸发。典型的清洁剂，特别是添加发泡或起泡的清洁剂，由于较难从施加清洁剂的表面擦除，可以认为在擦拭和去除时需要更多的工作。
相应地，需要一种硬表面清洁剂，在提供所需水平的清洁的同时，从处理完的表面擦除清洁剂时需要较少的努力与时间，并且表面无条痕且具有良好的光泽，尤其适用于清洁玻璃表面。
发明内容
本发明提供一种具有改善的擦拭效果的硬表面清洁剂，即，便于擦拭的同时还提供所期待的清洁水平，实现无条痕、有光泽且干净的表面。由于不会随着擦拭在表面上残留残渣、雾或膜，该硬表面清洁剂尤其适用于清洁玻璃及其他反射表面。
本发明的硬表面清洁剂包括至少一种氟化表面活性剂和含量得到减少的溶剂，同时保持高水平的蒸发与清洁。
更具体地，硬表面清洁剂包括溶剂的组合、清洁制剂(cleaning agent)的组合、至少一种增溶剂、至少一种非氟化表面活性剂、至少一种氟化表面活性剂，以及水。
优选地，硬表面清洁剂包括溶剂的组合、清洁制剂的组合、至少一种增溶剂、至少一种非氟化阴离子含硫表面活性剂、至少一种包括具有2至6个碳原子的氟化官能团的氟化表面活性剂，以及水。
在清洁过程中，优选的溶剂有助于清洁剂的蒸发。适合使用的溶剂的例子包括C1-C6链烷醇和亚烷基二醇C1-C6烷基醚。
优选的非氟化表面活性剂或乳化剂包括链烷磺酸盐的阴离子盐，和非离子仲醇乙氧基化物。本发明的清洁剂组合物实现的优点为通过包含一种非氟化表面活性剂和一种氟化表面活性剂可实现所期待的效果。对于大多数表面活性剂而言，包含一种以上表面活性剂会导致在擦拭步骤中产生粘附在被清洁表面上的残留物，这在玻璃上尤其明显，或者产生泡沫，使得不论对于何种情况用户均需要更多的工作或努力，以从表面移除泡沫。因此，所包含的优选的表面活性剂是单一表面活性剂，其具有乳化油脂污垢，能够在清洁表面轻松地滑动，并且不残留雾度的能力。
一种或多种氟化表面活性剂为使用含有氟化表面活性剂的清洁剂处理的表面提供改性，以改善光泽并有助于整体擦除体验。不仅限于此，氟化表面活性剂与含量得到减少的溶剂以及适合的乳化剂的组合用于实现减少从处理后的表面擦拭清洁剂时的努力的改善的清洁。更优选的氟化表面活性剂包括具有2至6个碳的氟化碳官能团，其中，碳作为单个直链基团存在或作为多个短支链基团存在，其中支链基团的碳总数不超过6个碳。
本发明的硬表面清洁剂的一优选实施例包括(a)包括含氟部分和亲水部分至少一种氟化表面活性剂，其中所述含氟部分包括具有2至6个碳原子的氟化官能团；(b)包括至少一种C1-C3链烷醇和至少一种乙二醇C1-6烷基醚和丙二醇C1-6烷基醚的多种溶剂；(c)包括至少一种链烷醇胺和至少一种氢氧化物的多种清洁制剂；(d)至少一种非氟化表面活性剂；以及(e)水基稀释剂。该清洁剂还优选包括增溶剂，其中更优选为亚烷基二醇，最优选为C1-3亚烷基二醇。
另外，在上述优选实施例优选包括以下组分：大于0至约5重量百分比的所述氟化表面活性剂、大于0至约7重量百分比的所述链烷醇、约0.1至约6重量百分比的所述乙二醇C1-6烷基醚、大于0至约5重量百分比的所述丙二醇C1-6烷基醚、大于0至约6重量百分比的所述链烷醇胺、大于0至约5重量百分比的所述氢氧化物、大于0至约5重量百分比的所述非氟化表面活性剂，以及达到100重量百分比的余量的所述水基载体。当包括增溶剂时，增溶剂为大于0至约5重量百分比。
本发明的硬表面清洁剂的另一更优选的实施例包括：包括具有C2-C6直链碳原子或支链碳原子的氟化官能团的氟化表面活性剂；异丙醇；丙二醇丙醚；乙二醇己醚；异丙醇胺；氢氧化铵；链烷磺酸碱金属盐；以及水。此外，该优选实施例中更优选含有的组分如下：约0.001至约0.5重量百分比的所述氟化表面活性剂、约1.5至约2.5重量百分比的异丙醇、约0.1至约1重量百分比的丙二醇丙醚、约0.1至约2重量百分比的乙二醇己醚、约0.01至约2重量百分比的异丙醇胺、约0.01至约1重量百分比的氢氧化铵、约0.1至约2重量百分比的链烷磺酸碱金属盐、和达到100重量百分比的余量的水。更优选地，本实施例还包括丙二醇，更优选地，丙二醇为约0.1至约1重量百分比。
具体实施方式
众所周知，硬表面清洁剂，特别是玻璃清洁剂包括多种溶剂和表面活性剂组合。然而，为了获得具有向表面提供亮度和光泽的良好的擦拭效果的所期待的清洁，清洁剂包括导致高的挥发性有机物(VOC)和对环境具有毒性，和/或在生物体中(植物和/或动物)积累的成分。因此，期待提供一种硬表面清洁剂，在具有相同或更好的清洁的同时，擦拭时具有几乎为零的VOC、无毒，并且不会发生生物体积累。本发明基于独特的成分组合提供这种清洁剂。本发明的清洁剂提供在硬表面，尤其是在玻璃上的改进的滑行(即，阻力减小)，从而易于擦拭和提高整体性能。
本发明的清洁剂包括溶剂的组合、清洁助剂的组合、至少一种非氟化表面活性剂、至少一种氟化表面活性剂、以及水基载体或稀释剂，优选为水。优选地，清洁剂具有3％或更低的VOC。此外，优选地，清洁剂包括至少一种增溶助剂、着色剂或染料，以及香料。
所述至少一种氟化表面活性剂作为表面改性剂改善光泽，并且有助于改善在待处理的表面上的滑动，即擦拭，由此提高清洁剂的整体性能(例如去污以及无条痕)。氟化表面活性剂降低清洁剂的表面张力，有助于进行擦拭。
适用于本发明清洁剂的氟化表面活性剂是包括氟化碳官能团和亲水性官能团的化合物。氟化碳官能团包括2至6个碳原子，其中，所述碳是作为单个直链基团存在，或作为支链基团的碳总数不超过6个碳的多个短支链基团存在。用于包含在本发明的清洁剂的优选氟化表面活性剂是阴离子、非离子，或两性氟化表面活性剂。
作为例子，适合使用的氟化表面活性剂包括F(CF2)n -的短直链氟化官能团，其中n＝6或更小，以及亲水性基团。该氟化表面活性剂是杜邦(Dupont)公司出售的商品名为CAPSTONE，并且化学式为F(CF2)nCH2CH2 -，其中n＝6或更短的氟化表面活性剂。特别适合使用的CAPSTONE氟化表面活性剂为两性的CAPSTONE FS-50、阴离子的CAPSTONE FS-60，和非离子的CAPSTONE FS-65。制造商还将这些识别为不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)。
作为例子，适合使用的氟化表面活性剂包括由EMD公司销售的商品名为TIVIDA FL的附着于亲水部分的短支链氟化官能团。TIVIDA FL化合物包括三个短链碳基团，其中每个基团为2个碳长度，即(C2F5)3·亲水部分。特别适合使用的TIVIDA化合物是TIVIDA FL 2300和TIVIDA FL 2500。
本发明的硬表面清洁剂适合使用单一氟化表面活性剂，但也能够使用氟化表面活性剂的组合。个别的氟化表面活性剂除了提供上述贡献之外，还能够实现消费者对于清洁剂属性的其他优选性能或特征，因此，如果希望增强不同的属性，可以组合不同的氟化表面活性剂以实现所需的效果。
本发明的清洁剂中的氟化表面活性剂的含量范围优选为大于0至约5重量百分比，更优选为约0.001至约0.5重量百分比，最优选为约0.01至0.4重量百分比。
本发明的清洁剂中包括的溶剂的组合，优选是至少一种短链(即C1-C6)链烷醇和一种或多种亚烷基二醇C1-C6烷基醚的组合，更优选是C1-C6链烷醇和两种亚烷基二醇C1-C6烷基醚。最优选的组合是异丙醇、丙二醇正丙醚和乙二醇正己醚。
链烷醇溶剂有助于在清洁和擦除清洁剂时的清洁剂的蒸发。C1-C6链烷醇的含量范围为大于0的量至约7重量百分比，更优选为约1.5至约2.5重量百分比，最优选为约1.9至约2.1重量百分比。
当从处理后的表面擦除清洁剂时，和/或擦除清洁剂之后，亚烷基二醇有助于任何残留物的干燥和蒸发。至少一种亚烷基二醇C1-C6烷基醚的含量优选为约0.01至6重量百分比，更优选为约0.1至约2重量百分比的量，最优选为约0.5至约1重量百分比。对于丙二醇烷基醚和乙二醇烷基醚的组合，丙二醇烷基醚的含量优选为大于0至约5重量百分比，更优选为约0.01至约1重量百分比，最优选为约0.15至约0.35重量百分比，并且，乙二醇烷基醚的含量优选为大于0至约5重量百分比，更优选为约0.01至约1重量百分比，并且最优选为约0.3至约0.5重量百分比。
基于乳化油脂污垢的能力和提高以没有雾面残留的方式轻松将清洁剂从处理过的表面移除的能力选择非氟化表面活性剂。大多数表面活性剂在清洁过程的擦拭步骤期间产生快速粘附到处理过的表面，尤其是玻璃的残留物，或者在清洁过程中产生泡沫。这些特征中的每一个都导致在使用清洁剂期间妨碍消费者擦除清洁剂，尤其要求更多的努力或工作以从表面移除清洁剂。适合包含在本发明清洁剂中的优选非氟化表面活性剂包括阴离子链烷或芳族磺酸盐(aromatic sulfonates)或硫酸盐，更优选为阴离子链烷磺酸盐。适合使用的优选的非氟化阴离子表面活性剂由Stepan以商品名BIO-TERGEPAS-8S进行销售，其为辛酰基磺酸钠(sodium caprylyl sulfonate)。用于清洁剂的其它非氟化阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠。适合包含在本发明清洁剂中的更优选的非氟化表面活性剂包括非离子表面活性剂，例如仲醇乙氧基化物。仲醇乙氧基化物的例子优选为陶氏化学(Dow Chemical)销售的TERGITOL，更优选为TERGITOL 15-S-7(也称为C11-15链烷醇聚醚(Pareth)-7)和TERGITOL 15-S-12(也称为C11-15Pareth-12)。
非氟化表面活性剂优选的含量范围优选为大于0至5重量百分比，更优选为约0.01至约2重量百分比，并且最优选为约0.1至约0.4重量百分比。
包含在硬表面清洁剂的优选清洁制剂的组合是从链烷醇胺和氢氧化物中进行选择。更优选地，清洁制剂的组合是一种链烷醇胺和一种氢氧化物化合物。
适合使用的链烷醇胺包括单链烷醇胺和二链烷醇胺，其中，所述链烷醇具有C1至C3的碳链。优选的链烷醇胺是一异丙醇胺(MIPA)。清洁剂中包含的链烷醇胺的含量范围优选为大于0到约6重量百分比，更优选为约0.01至约2重量百分比，并且最优选为约0.4至约0.6重量百分比。
氢氧化物作为碱源有助于去污。适合使用的氢氧化物包括氢氧化铵、氢氧化钠和氢氧化钾。更优选为氢氧化铵。氢氧化物的含量优选为大于0至约5重量百分比，更优选为约0.01至约1重量百分比，以及最优选约0.2至约0.4重量百分比。
优选地，清洁剂还包括增溶剂。增溶剂作为在清洁剂的干燥相的湿润剂提供在多种湿度的连续膜。适合使用于清洁剂的增溶剂优选为短链(即，C1-3)乙二醇。更优选的增溶剂是丙二醇。增溶剂的含量范围优选为大于0至约5重量百分比，更优选为约0.1至约1重量百分比，并且最优选为约0.3至约0.4重量百分比。
辅助剂是可选的，但所包括的优选辅助剂为香料和着色剂或染料。
“香料”被理解为是单一香料或芳香化合物，以及香料或芳香化合物的共混物。本发明的清洁剂中包括的香料的含量范围优选为0至约1重量百分比，更优选约0.001至约0.5重量百分比，并且最优选为约0.1至约0.4重量百分比。
溶液中的着色剂或染料是可见的，并且所包括的含量优选为0至约1重量百分比，更优选为约0.001至约0.1重量百分比，并且最优选为约0.005至约0.009重量百分比。
本发明的清洁剂还包括水基稀释剂或载体。优选的稀释剂/载体为水，更优选为软水、去离子水、反渗透水等。清洁剂中包含的水更优选为软水。稀释剂/载体的含量是使清洁剂的重量百分比达到100重量百分比的余量。
根据本发明的优选玻璃清洁剂配方的例子如下表1。
表1
在表1中的玻璃清洁剂配方中的氟化表面活性剂可以是CAPSTONE FS-50、CAPSTONE FS-60、CAPSTONE FS-65、TIVIDA FL 2300和TIVIDA FL 2500中的任一种。
A.对比试验
将表一所示的优选的玻璃清洁剂与具有表2所示成分的市售玻璃清洁剂进行比较。
表2
(1)机器试验
使用机器以相同方式擦除施加至相同玻璃表面的三种清洁剂。使用机器测量擦拭性能和去污效果。清洁剂I是含有CAPSTONE FS-50的表1中的清洁剂，清洁剂II是含有TIVIDA FL 2500的表1中的清洁剂，而清洁剂III是表2中的不含氟化表面活性剂的清洁剂。
机器试验结果：
(a)条痕试验
评定量表：
0＝无条痕
5＝完全产生条痕
(ⅰ)清洁剂I＝0.38
(ⅱ)清洁剂II＝0.38
(ⅲ)清洁剂III＝0.75
(b)去污试验
评定量表：
0＝去除全部污垢
5＝没有去除污垢
(ⅰ)清洁剂I＝3.78
(ⅱ)清洁剂II＝3.86
(ⅲ)清洁剂III＝2.35
(2)手动操作试验
人们习惯于通过在相同的玻璃表面上使用相同的泵分配器喷射清洁剂来手动施加玻璃清洁剂，并且通过擦拭动作从表面清洁和擦除清洁剂。如上所述的“机器试验”的清洁剂I、II，和III也用于“手动操作试验”。
手动操作试验结果：
(a)在弱光环境下的条痕试验(模拟下午阳光)
评定量表：
0＝无条痕
5＝完全产生条痕
(ⅰ)清洁剂I＝0.85
(ⅱ)清洁剂II＝1.85
(ⅲ)清洁剂III＝2.6
(b)在弱光环境下的整体清洁剂性能(模拟下午阳光)
评定量表：
0＝完全可以接受
5＝完全无法接受
(ⅰ)清洁剂I＝1.4
(ⅱ)清洁剂II＝2.15
(ⅲ)清洁剂III＝2.8
(c)在强光环境下的条痕试验(阳光直射，模拟中午)
评定量表：
0＝无条痕
5＝完全产生条痕
(ⅰ)清洁剂I＝0.9
(ⅱ)清洁剂II＝1.7
(ⅲ)清洁剂III＝3.15
(d)在强光环境下的整体性能(直射阳光，模拟中午)
评定量表：
0＝完全可以接受
5＝完全无法接受
(ⅰ)清洁剂I＝1.8
(ⅱ)清洁剂II＝2.2
(ⅲ)清洁剂III＝3.85
(e)滑动试验(拖动量)
评定量表：
0＝轻松滑动
5＝粘
(ⅰ)清洁剂I＝1.55
(ⅱ)清洁剂II＝1.2
(ⅲ)清洁剂III＝0.45
(f)易于清洁试验
评定量表：
0＝轻松
5＝困难
(ⅰ)清洁剂I＝1.7
(ⅱ)清洁剂II＝1.7
(ⅲ)清洁剂III＝1.85
(3)性能概要
清洁剂I和II都显示出减少擦拭且整体性能良好的清洁方面优点，并且实现无条痕并且有光泽。
本文公开的示例性实施例并非用于表示本发明的全部或不必要地限制本发明的范围。在此选择和说明的示例性实施例用于解释本发明的原理，从而使本领域技术人员能够实施本发明。显而易见地，本领域技术人员能够在前述范围内进行各种修改。在本领域技术人员的能力范围内的这些修改形成本发明的一部分，并且包含在所附权利要求中。

Claims (15)

1.一种硬表面清洁剂，包括：
(a)包括含氟部分和亲水部分的至少一种氟化表面活性剂，其中，所述含氟部分包括具有2至6个碳原子的氟化官能团；
(b)包括至少一种C1-C3链烷醇和至少一种乙二醇C1-6烷基醚和丙二醇C1-6烷基醚的多种溶剂；
(c)包括至少一种链烷醇胺和至少一种氢氧化物的多种清洁制剂；
(d)至少一种非氟化表面活性剂；以及
(e)水基稀释剂。
2.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述含氟部分是C2-C6直链氟化官能团。
3.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述含氟部分是C2-C6支链氟化官能团。
4.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述多种溶剂包括链烷醇、乙二醇C1-6烷基醚和丙二醇C1-6烷基醚。
5.根据权利要求4所述的硬表面清洁剂，其中，
所述多种溶剂包括丙醇、乙二醇己醚以及丙二醇丙醚。
6.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述多种清洁制剂包括异丙醇胺和氢氧化铵。
7.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，还包括：
增溶剂。
8.根据权利要求7所述的硬表面清洁剂，其中，
所述增溶剂是亚烷基二醇。
9.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述增溶剂是丙二醇。
10.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述非氟化表面活性剂是含硫阴离子表面活性剂。
11.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述非氟化表面活性剂是链烷磺酸碱金属盐。
12.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述水基稀释剂是水。
13.根据权利要求1所述的硬表面清洁剂，其中，
所述清洁剂还包括：
大于0至5重量百分比的所述氟化表面活性剂、大于0至7重量百分比的所述链烷醇、0.1至6重量百分比的所述乙二醇C1-6烷基醚、大于0至5重量百分比的所述丙二醇C1-6烷基醚、大于0至6重量百分比的所述链烷醇胺、大于0至5重量百分比的所述氢氧化物、大于0至5重量百分比的所述非氟化表面活性剂，以及达到100重量百分比的余量的水基载体。
14.一种硬表面清洁剂，包括：
包括具有C2-C6直链碳原子或支链碳原子的氟化官能团的氟化表面活性剂；
异丙醇；
丙二醇丙醚；
乙二醇己醚；
异丙醇胺；
氢氧化铵；
链烷磺酸碱金属盐；以及
水。
15.根据权利要求14所述的硬表面清洁剂，其中，
所述清洁剂还包括：
0.001至0.5重量百分比的所述氟化表面活性剂、1.5至2.5重量百分比的异丙醇、0.1至1重量百分比的丙二醇丙醚、0.1至2重量百分比的乙二醇己醚、0.01至2重量百分比的异丙醇胺、0.01至1重量百分比的氢氧化铵、0.1至2重量百分比的链烷磺酸碱金属盐，以及达到100重量百分比的余量的水。
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