CN1234065A - 硬表面清洁和消毒用的低残留含水组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水基清洁组合物,该组合物同时具有消毒、低残留和良好清洁性的特征。该组合物包括作为消毒剂的一种或多种季胺化合物、有机溶剂系统、作为表面活性剂组分的一种或多种甜菜碱或者一种或多种氧化胺、以及烷醇胺,所述有机溶剂系统包括二醇单正丁基醚或者是包括二醇醚和线性伯醇的双溶剂系统。
Description
清洁组合物是非常重要的商品，并广泛用于从表面上除去污垢，特别是那些可用于硬表面的清洁组合物。硬表面是指在盥洗室中经常遇到者，如盥洗用具：坐便器、淋浴装置、澡盆、坐浴盆、洗涤池、以及桌面、墙、地板等。
虽然本领域中已充满了各种能够提供一些清洁作用而且有时可对表面进行消毒的组合物，但是这些组合物几乎都没有被配制成为有效卫生和清洁的组合物，而且不能适当地满足美国环境保护局(the UnitedStates Environmental Protection Administration)对于“医院强度”(hospital strength)消毒剂的注册要求。
本发明提供一种含水液体消毒清洁剂，该清洁剂特别适用于清洁和消毒硬表面。本发明的组合物具有更高的含水量，使得易于使用该清洁组合物，而且在表面的残留低。在优选实施方案中，本发明的组合物在长时间处于高温时不会发生令人不希望的降解作用。本发明组合物的优选实施方案提供一种清洁和消毒用的含水组合物，该组合物可根据美国环境保护局目前的要求归类为医院强度的消毒组合物。
本发明进一步提供同时清洁和卫生硬表面的方法，该方法包括以下步骤：提供如上所述的清洁用含水组合物，然后将有效量的所述组合物施用在需要此等清洁和卫生处理的表面、特别是硬表面上。
根据本发明的一个方面，其提供一种清洁用含水组合物，该组合物能够消毒和清洁所处理的表面、特别是硬表面，所述组合物包括以下组分：A)具有杀菌性能的季铵表面活性剂化合物；B)选自丙二醇正丁基醚的溶剂系统，或者二醇醚与线性伯醇、特别是线性C6-C18伯醇组成的双溶剂系统；C)选自甜菜碱或氧化胺化合物的表面活性剂化合物；D)烷醇胺；E)水。
该组合物还可包括一种或多种量少但有效的任选添加剂，该添加剂有时称为助剂。此等任选的添加剂包括但不限于：着色剂如染料和颜料，芳香剂，其他pH调节剂，pH缓冲组分，螯合剂，流变性调节剂，以及一种或多种其他表面活性剂化合物、特别是非离子表面活性剂化合物。为降低非令人希望的在所处理表面、特别是硬表面上残留的可能性，希望这些添加剂成分的量仅为少量的，例如低于所述清洁用的含水组合物总重量的5wt％。本发明组合物的特征是能够提供消毒作用，足以被评为“广谱消毒剂”，而且足以被评为USA规定的“医院强度的消毒剂”。
A)根据本发明的组合物包括一种或多种具有杀菌性能的季铵表面活性剂化合物。有用的季铵化合物及其盐的例子包括具有以下结构通式的季铵杀菌剂：其中：R1、R2、R3和R4中至少一个是具有6-26个碳原子的烷基、芳基、或烷芳基取代基，而且希望分子中的整个阳离子部分具有至少165的分子量。烷基取代基可以是长链烷基、长链烷氧基芳基、长链烷基芳基、卤素取代的长链烷基芳基、长链烷基苯氧基烷基、芳基烷基等。氮原子上除上述烷基取代基以外的其他取代基是通常包含不超过12个碳原子的烃基。取代基R1、R2、R3和R4可以是直链或支链的，但优选是直链的，而且可以包括一个或多个酰胺、醚或酯键。平衡离子X可以是任何成盐且可使所述季铵复合物具有水溶性的阴离子。平衡离子的例子包括卤素如氯、溴或碘，或者甲磺酸根。
上述季铵盐的例子包括烷基卤化铵如十六烷基三甲基溴化铵，烷基芳基卤化铵如十八烷基二甲基苄基溴化铵，N-烷基卤化吡啶翁如N-十六烷基溴化吡啶翁，等等。其他合适类型的季铵盐包括那些分子中包含酰胺、醚或酯键的化合物，如辛基苯氧基己氧基醚二甲基苄基氯化铵、N-(月桂基可可胺基甲酰基甲基)-氯化吡啶翁，等。可用作杀菌剂的其他有效类型的季铵化合物包括那些疏水性基团为取代芳香核的化合物，如月桂酰基苯基三甲基氯化铵、十六烷胺基苯基三甲基甲磺酸铵、十二烷基苯基三甲基甲磺酸铵、十二烷基苄基三甲基氯化铵、氯化十二烷基苄基三甲基氯化铵，等等。
用作杀菌剂并可用于本发明中的优选季铵化合物包括具有以下结构式者：其中R2和R3是相同或不同的C8-C12烷基，或者R2是C12-C16烷基、C8-18烷基乙氧基、C8-18烷基苯氧基乙氧基，而R3是苄基，X是卤素，例如氯、溴或碘，或者是甲磺酸根。R2和R3中的烷基可以是直链或支链的，但优选为线性的。
特别有用的季铵杀菌剂包括那些包含单一季铵化合物、以及两种或更多种之不同季铵化合物的组合物。特别有用的季铵杀菌剂包括例如：烷基二甲基苄基氯化铵，二烷基(C8-C10)二甲基氯化铵包括二癸基二甲基氯化铵和二辛基二甲基氯化铵，烷基二甲基苄基氯化铵(苯扎氯铵)，以烷基二甲基苄基氯化铵和/或烷基二甲基乙基苄基氯化铵为基础的组合物，肉豆蔻基二甲基苄基氯化铵，甲基十二烷基苄基氯化铵，甲基十二烷基二甲苯二甲基氯化铵，苄索氯铵，烷基二甲基苄基氯化铵，二烷基甲基苄基氯化铵，烷基二甲基乙基溴化铵以及以烷基叔胺为基础的LONZABAC-12.100。以这些单体结构为基础的聚合季铵盐也在本发明范围之内。一个例子是POLYQUAT，其为2-丁烯基二甲基氯化铵聚合物。(以上这些材料都可从Lonza,Inc.,Fairlawn,NJ和/或Stepan Co.,Northfield IL购得。)在上述季铵杀菌剂中，溴、氟或碘可替代氯，形成相应的铵盐。
在根据本发明的清洁组合物中，季铵化合物组分的量应能够有效地对用该清洁组合物处理的细菌产生令人满意的杀菌活性。对于耐受性低的细菌菌株，仅用少量的季铵化合物就可达到该效用，但是对于耐受性高的细菌则需要较大量的季铵化合物以杀死它们。季铵化合物仅需要以杀菌有效量存在于组合物中。通常情况下，当季铵化合物的量为约0.05wt％-3wt％时，即可产生符合目前EPA要求的有效的“医院强度”杀菌效用。令人希望的是，以本发明组合物的总重计，所述季铵化合物的用量为约0.08wt％-0.5wt％，更优选为0.08wt％-0.15wt％。
B)本发明的组合物包括选自丙二醇正丁基醚的有机溶剂系统或者由二醇醚与线性伯醇组成的双溶剂系统。
令人惊奇的是，本发明的发明者发现，与其他二醇醚不同的是，丙二醇正丁基醚能够快速地蒸发，并在干燥期间形成相对均匀的膜层。这是本发明的一个有利特征，因为挥发性成分从处理表面上的蒸发速率、以及挥发性成分蒸发后由沉积在表面上的非挥发性物质形成的物理形式(形状)，都直接与消费者对组合物的清洁功效以及组合物在表面上的残留的感觉有关。因此，选择丙二醇正丁基醚的原因不仅是因为它能够有效地溶解沉积的污垢、特别是硬表面上的污垢，而且还因为它能够快速蒸发并在干燥期间在所处理的表面上形成相对均匀的膜，而其他二醇醚则在干燥期间在所处理的表面上形成麻点或条状的外观。此等非令人希望的特征被认为是由于汇集作用，即、在组合物的挥发性组分蒸发时该挥发性组分使非挥发性组分形成可见且非均匀图案的沉积。这些图案的沉积物通常非常明显，而且在组合物蒸发后，组合物中的非挥发性物质以非均匀的方式随后沉积，组合物在表面上形成可见的麻点或条状。本发明的组合物、特别是其优选实施方案克服了此等非令人希望的干燥特性。
本发明的发明者试图用不同的二醇醚溶剂替代丙二醇正丁基醚，但都不成功，因为这些不同的二醇醚，即使有非常相似的分子结构和组成，也不能在干燥期间于所处理的表面上形成相对均匀的膜，而且观察到在组合物蒸发后产生非均匀的或者麻点状的外观。这是一个令人惊奇的结果，因为通常已知相似的二醇醚在许多组合物中是可以替换的。但在本发明的组合物中不可以。本发明的发明者还观察到，使用不同二醇醚溶剂时形成的此等损坏作用可通过在除丙二醇正丁基醚外的二醇醚溶剂中添加有效量的线性伯醇而得到克服，该伯醇优选为线性C6-C18伯醇，更优选更长链的C8-C18线性伯醇。本发明的发明者发现，添加此等线性伯醇有助于组合物以相对均匀的方式蒸发，由此在干燥期间形成相对均匀的膜层。该效果与上述丙二醇正丁基醚中描述的类似。添加线性伯醇的其他优点是能够对某些污点提供溶解性。另外还认为，此等线性伯醇可与丙二醇正丁基醚溶剂组合使用，但该醇并不是必须的。
有用的二醇醚的例子包括具有以下通式的二醇醚：
Ra-O-Rb-OH其中：Ra是1-20个碳原子的烷氧基、或者至少6个碳原子的芳氧基，而Rb是丙二醇和/或乙二醇的醚缩合物，其具有1-10个二醇单体单元。优选的二醇醚是具有1-5个二醇单体单元。它们是C3-C20二醇醚。更优选的二醇醚的例子包括那些在以下实施例中描述的，它们包括丙二醇正丁基醚和二丙二醇正丁基醚。此等材料可从the Dow ChemicalCompany,Midland Michigan以DOWANOL系列和从Arco Chemical Co.,Newton Square Pennsylvania以ARCOSOLVP系列购得。应注意的是，此等优选二醇醚是那些水溶解度有限者，通常在室温时为约20ml或更少/100ml水。
如果有机溶剂系统(B)仅由丙二醇正丁基醚溶剂组成，以含水组合物总重量计，则其用量优选最多为6wt％，更优选为约0.001wt％-5wt％，最优选为约1.0wt％-4.5wt％。
如果有机溶剂系统(B)由除丙二醇正丁基醚外的二醇醚溶剂和线性伯醇组成，以含水组合物总重量计，则这些组分的总用量优选最多为6wt％，更优选为约0.001wt％-5wt％，最优选为约3wt％-4.5wt％。在此等组合物中，线性伯醇的用量仅为有机溶剂系统(B)总量的一小部分，通常为有机溶剂系统(B)总量的25wt％或更少。还观察到，当线性伯醇的链长高于6个碳原子时，需要更少量的线性伯醇即可保持上述之所希望的干燥特性。
C)本发明的组合物包括一种或多种选自甜菜碱化合物和氧化胺化合物的表面活性剂化合物。此等非离子性表面活性剂对于本领域技术人员是已知的，而且可市售得到，特别是以分散在含水载体中的表面活性剂化合物。
所述甜菜碱化合物或氧化胺化合物特别是选自那些不仅具有所需的表面活性、与季铵阳离子化合物具有互适性，而且还有助于长时间和/或高温如高至120°F时仍维持本发明组合物之相稳定的已知表面活性剂。通常情况下，本发明的组合物在这些温度下不会形成相分离。如果从优选溶剂、特别是最优选的有机溶剂中选择所述有机溶剂，则可观察到该有利的特性。另外，本发明的发明者还观察到，所述甜菜碱化合物或者氧化胺化合物不会如上所述在干燥期间于所处理的表面上形成麻点或条状外观。再者，这些甜菜碱化合物或氧化胺化合物使本发明组合物具有清洁作用。
可用于本发明组合物中的甜菜碱化合物对于本领域技术人员是已知的。甜菜碱化合物包括但不限于例如以下式的化合物：
(+) (-)
R-N(R1)2-R2COO其中R是选自具有10-22个碳原子、优选12-18个碳原子的烷基、具有类似碳原子数的烷基芳基和芳基烷基的疏水性基团、以及插入酰胺基或醚键的相似结构，其中所述芳基中的苯环等价于2个碳原子；各R1是包含1-3个碳原子的烷基；而R2是包含1-6个碳原子的烯基。优选甜菜碱的例子包括McIntyre Groupe Ltd.的MackamDZ。本发明组合物中也可使用磺基甜菜碱。它们包括Witco Corp.的RewotericAMHC和RewotericAM CAS。如果有的话，这些甜菜碱化合物的有利为本发明组合物的0.1-4.0wt％，更优选为2.0-4.0wt％。
可用于本发明组合物中的氧化胺化合物对于本领域技术人员是已知的。普通类型的有用氧化胺包括烷基二(低级烷基)氧化胺，其中所述烷基具有10-20、优选12-16个碳原子，可为直链或支链的、饱和或不饱和的。所述低级烷基包括1-7个碳原子。该氧化胺化合物的例子包括月桂基二甲基氧化胺、肉豆蔻基二甲基氧化胺、二甲基氧化可可胺、二甲基(氢化动物脂)氧化胺、以及肉豆蔻基/棕榈基二甲基氧化胺。
其他类型的有用氧化胺包括烷基二(羟基低级烷基)氧化胺，其中所述烷基包含10-20、优选12-16个碳原子，可为直链或支链的、饱和或不饱和的。其例子是二(2-羟基乙基)氧化可可胺、二(2-羟基乙基)动物脂氧化胺、以及二(2-羟基乙基)十八烷基氧化胺。
再一些有用的氧化胺包括烷基酰胺基丙基二(低级烷基)氧化胺，其中所述烷基具有约10-20、优选12-16个碳原子，可为直链或支链的、饱和或不饱和的。其例子有可可酰胺基丙基二甲基氧化胺和动物脂酰胺基丙基二甲基氧化胺。
其他有用的氧化胺包括烷基氧化吗啉，其中所述烷基具有约10-20、优选12-16个碳原子，可为直链或支链的、饱和或不饱和的。此等氧化胺化合物的进一步例子包括以氧化胺为基础的表面活性剂组合物，包括目前市售者，例如Ammonyx(Stepan Co.,Chicago IL)以及Barlox(Lonza Inc.,Fairlawn NJ)。
氧化胺通常优选于甜菜碱，这是因为本发明的发明者发现氧化胺、特别是月桂基二甲基氧化胺能够比同样构成本发明组合物之一部分的甜菜碱化合物提供更好的清洁性。对于氧化胺，本发明组合物优选使用烷基二(低级烷基)氧化胺，其中所述烷基具有约12-16个碳原子，最优选为月桂基氧化胺。最优选的氧化胺组分是月桂基二甲基氧化胺。
如果有的话，所述氧化胺化合物的用量为本发明组合物的0.1-4.0wt％，更优选为0.1-1.0wt％。
D)本发明组合物还包括一种或多种烷醇胺，包括单、二和三烷醇胺。优选的烷醇胺是低级烷醇胺，它们使本发明的组合物具有碱性，并起到pH调节剂的作用。低级烷醇胺的例子包括例如：乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和异丙醇胺。所希望的是，所述烷醇胺组分包括单乙醇胺，发现该化合物可以均匀的方式快速地从所处理的表面上蒸发。最优选的烷醇胺组分仅为单乙醇胺。烷醇胺组分的用量为本发明组合物的0.001-3.0wt％，更优选为0.1-0.5wt％。如上所述，根据本发明的组合物是含水的。添加水以使本发明的组合物至100wt％。水可为自来水，但优选为蒸馏水，并最优选去离子水。如果水是自来水，优选基本上除去任何不希望的杂质如有机物或无机物，特别是硬水中存在的矿物盐，它可非令人希望地干扰本发明之含水组合物组分的作用，和/或在蒸发本发明组合物时残留在表面上。
在特别优选的实施方案中，本发明的组合物是储存稳定的清洁和消毒用含水组合物，其在长时间处于高温下时不会降解。更具体而言，当本发明的组合物样品在120°F下进行4周的加速老化实验时，该组合物不会形成沉淀或相分离。对于本领域技术人员来说，该实验是一种严酷的实验，并可作为测试样品组合物之长期储存稳定性的指标。
根据本发明的组合物可归类为“广谱”消毒组合物，因为根据本领域技术人员已知的AOAC使用-稀释(Use-dilution)实验，该组合物对至少Staphylococcus aureus和Salmonella choleraesuis具有杀菌效用。在更优选的实施方案中，根据本发明的组合物可归类为“医院强度”型的消毒组合物，因为根据评估组合物对Staphylococcus aureus(革兰氏阳性致病菌)(ATCC 6538)、Salmonella choleraesuis(革兰氏阴性致病菌)(ATCC 10708)和Pseudomonas aeruginosa(ATCC 15442)之杀菌效用的AOAC使用-稀释实验法，所述组合物对所有三种细菌：Staphylococcus aureus、Salmonella choleraesuis、和Pseudononas aeruginosa都有杀菌效用。通常根据在“Official Methods of Analysis”(第16版，the Association of Official Analytical Chemists)的第6章中描述的“Use-Dilution Method”,Protocols 955.14,955.15 and 964.02；“OfficialMethods of Analysis”(第1 5版，the Association of Official AnalyticalChemists)的第6章中描述的“Germicidal and Detergent Sanitizing Actionof Disinfectants”,960.09；或者American Society for Testing and Materials(STEM)E 1054-91中概括的方案进行所述实验。上述文献的内容在此并入作为参考。该实验通常称为“AOAC使用-稀释实验法”。
在优选、特别是最优选的本发明实施方案中，组合物的特征是在由硬表面干燥期间形成基本上均匀的膜。更具体而言，当将本发明的优选组合物施用在硬表面，例如通过擦抹组合物来进行时，将其基本上均匀地涂抹在硬表面上形成薄的层，然后使其干燥，组合物干燥后没有留下凝聚成水滴状或液流状的均匀薄膜。组合物的均匀薄膜会以均匀的方式干燥，通常在均匀薄膜的边缘处开始明显的干燥，然后向均匀薄膜的中心发展。该描述当然会发生变化，特别是在将本发明之组合物涂抹在硬表面上所形成的薄膜不是基本上均匀厚度的薄膜时；在此情况下，干燥通常由边缘处开始，然后发展至较薄的薄膜部分，而不一定必须向中心发展。但是，总的干燥效果不变，即、均匀干燥不聚集成水滴或液流状。此等性能在对需要清洁和/或消毒处理的硬表面进行所述处理时具有特别的优势。涂敷后，本发明的组合物即会如以上所述的基本均匀的方式干燥。这在以下情况下时特别真实：在例如通过喷雾将所述组合物涂敷在硬表面上后，消费者用抹布、毛巾、纸巾等将沉积的组合物在该硬表面上涂抹成更大面积的薄膜。不聚集成液流或水滴状的干燥过程的好处是确保组合物中的非蒸发组分不会形成肉眼可见的沉积物。该问题在许多目前的组合物中都会产生，其原因是，非蒸发组分在干燥期间于聚集的液流或水滴的边缘处沉积，在干燥后则形成小溪或水滴状的轮廓。这就导致在硬表面、特别是在高反射表面如釉面砖或抛光金属表面上干燥时产生肉眼可见的条状或点状外观。该缺陷使消费者对产品失去了吸引力，而且通常需要产品的使用者进行施用后的抛光或上光处理。本发明的组合物即可避免该不令人希望的特征，特别是用本发明的优选实施方案。
如上所述，本发明的组合物还可包括一种或多种任选的添加剂，该添加剂包括但不限于：着色剂如染料和颜料、芳香剂和芳香增溶剂、pH调节剂、pH缓冲剂、螯合剂、流变性调节剂、以及一种或多种其它的非离子性表面活性剂化合物。令人希望的是，为降低在所处理表面、特别是硬表面上的沉积，以本发明之清洁和消毒用的含水组合物的总重计，此等任选添加剂的总量应低于约2.5wt％，并希望明显更少，例如低于约0.5wt％。较佳的是，将此等进一步任选的添加剂的量控制在最小范围内，以使组合物中的非挥发性组分的量整体最小化，这对于在干燥期间不形成非令人希望的条状或点状组合物外观会有帮助。
有用的螯合剂包括那些本领域技术人员已知的，其中包括但不限于：氨基多羧酸或其盐，其中的氨基氮连接有两个或更多个取代基。优选的螯合剂包括酸和盐，特别是乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸的钠和钾盐，在它们之中特别优选使用乙二胺四乙酸钠盐。该螯合剂可以忽略不用，或者以螯合剂和/或其盐的重量计，组合物中仅包括少量的该螯合剂，例如0-0.5wt％。令人希望的是，本发明组合物中包含的此等螯合剂的量为0-0.5wt％，但更希望该量降低至约0-0.2wt％。
本发明的组合物可任选地但令人希望地包括一定量的pH调节剂和pH缓冲剂组分。此等组分包括本领域技术人员已知的并可市售得到的那些。所述pH调节剂的例子包括包含磷酸的化合物，硅酸、碳酸、和硼酸的单价或多价盐，某些酸和碱，酒石酸和某些乙酸盐。进一步的pH调节剂的例子包括矿物酸、碱性组分和有机酸，它们的需要量通常非常少。pH缓冲剂成分的非限制性例子包括：碱金属磷酸盐、多磷酸盐、焦磷酸盐、三磷酸盐、四磷酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、多硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物、以及它们的混合物。某些盐，如碱土金属磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物，也可用作缓冲剂。也可适当地使用以下材料作为缓冲剂：铝硅酸盐(沸石)，硼酸盐，铝酸盐和某些有机物如葡萄糖酸、琥珀酸、马来酸、以及它们的碱金属盐。本发明的组合物优选包括有效量的有机酸和/或其无机盐形式，可用它们调节并维持本发明组合物的pH值至所希望的范围之内。特别有用的是柠檬酸和其金属盐，如柠檬酸钠，这些物质可容易得到，而且可有效地进行pH调节并具有缓冲作用。但是，应筛选这些物质以确保它们不会令人不希望地与季铵化合物络合或者以其它方式使之失活。
进一步任选但优选包括的组分是一种或多种着色剂，它们可用于改善组合物的外观，并增强对消费者或其它使用者的吸引力。本发明的组合物中可掺入有效量的已知着色剂，以提高或赋予组合物令人希望的外观或颜色。此等着色剂可以常规方式添加，例如混合在组合物中或者与其它用于形成组合物的组分混合。
其它任选但希望包括的组分是天然或合成的芳香剂。此等芳香剂可以常规方式添加，例如混合在组合物中或者与其它用于形成组合物的组分混合，其量用于增强或赋予本发明组合物和/或由此形成的清洁组合物令人希望的气味。
在包括芳香剂的组合物中，则通常希望还包括芳香剂增溶剂，以有助于芳香剂组分在含水基质中的分散、溶解或混合。这些增溶剂包括本领域技术人员已知的化合物，例如2-30mol的环氧乙烷与已知用作非离子性表面活性剂的脱水山梨醇单和三C10-C20烷酸的缩合物。此等合适的表面活性剂的其它例子包括水溶性非离子表面活性剂，它们中的许多都可市售得到，其非限制性的例子包括脂族伯醇乙氧化物、脂族仲醇乙氧化物、烷基酚乙氧化物、和环氧乙烷-环氧丙烷与伯醇的缩合物、环氧乙烷与脱水山梨醇脂肪酸酯的缩合物。该芳香剂增溶剂组分的添加量非常小，特别是其量仅有助于溶解芳香剂组分即可，不可占较大比例，使其被认为是去污剂组分。此等少量的芳香剂增溶剂通常最多至本发明组合物中芳香剂组分重量的0.3wt％，更通常为约0.1wt％和更少，并优选为约0.05wt％和更少。
作为任选的组分，本发明的组合物可包括一种或多种非离子性表面活性剂，其量应有效地提高本发明所述之组合物的总体清洁效用，但其量同时不能令人不希望地降低本发明组合物的杀菌功效或者令人不希望地增加在所处理表面上形成或沉积表面残留物的可能性。此等非离子性表面活性剂化合物对于本领域技术人员是已知的。实际上任何具有羧基、羟基、酰胺基、或在氮原子上连接有自由氢原子的氨基的疏水性化合物都可与环氧乙烷或者其多水合化产物--聚乙二醇缩合，形成水溶性的非离子表面活性剂化合物。另外，聚乙烯氧疏水性和亲水性单元的长度是可以改变的。示例性的非离子化合物包括烷基芳香羟基化合物的聚氧乙烯醚，例如烷基化聚氧乙烯酚，长链脂族醇的聚氧乙烯醚，疏水性环氧丙烷聚合物的聚氧乙烯醚，以及高级烷基氧化胺。
烷氧基化线性伯和仲醇是特别有用的非离子性表面活性剂，例如那些按以下商品名得到者：PolyTergentSL系列(Olin chemical Co.,Stamford CT)、Neodol系列(Shell Chemical Co.,Houston TX)；以及烷氧基化烷基酚，其包括以TritonX系列(Union Carbide Chem.Co.,Danbury CT)得到者。
此等上述基本和/或任选组分包括本领域技术人员已知的成分，包括那些在以下文献中所描述的：McCutcheon′s Emulsifiers and Detergents(第1卷)、McCutcheon′s Functional Materials(第2卷)，North AmericanEdition,1991；Kirk-Othmer,encyclopedia of Chemical Technology，第3版，第22卷，346-387页。这些文献的内容在此并入作为参考。
根据本发明组合物的第一优选实施方案，其提供易于使用的用于硬表面清洁和广谱消毒、优选医院强度消毒的低残留含水组合物，其每100wt％包括，优选每100wt％基本上由以下物质组成：
0.05-0.3wt％的具有杀菌性质的季铵表面活性剂化合物；
0.5-10.0wt％、优选1.0-4.5wt％的丙二醇单正丁基醚；
0.1-4.0wt％的一种或多种选自甜菜碱或氧化胺化合物的表面活性剂化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一种或多种氧化胺化合物；
0.1-0.5wt％的一种或多种烷醇胺，希望仅是单乙醇胺；
0-0.5wt％的一种或多种任选的组分；
加至100％的水，
其中，该组合物的特征是在施用于硬表面后在蒸发干燥期间形成基本上均匀的膜。在特别优选的实施方案中，该组合物还是相稳定的，而且在120°F的高温下经过至少4周仍可维持相稳定性。
根据本发明组合物的第二个优选实施方案，其提供易于使用的用于硬表面清洁和广谱消毒、优选医院强度消毒的低残留含水组合物，其每100wt％包括，优选每100wt％基本上由以下物质组成：
0.05-0.3wt％的具有杀菌性质的季铵表面活性剂化合物；
0.5-10.0wt％的有机溶剂系统，该溶剂系统包括除丙二醇单正丁基醚以外的二醇醚和C6-C18线性伯醇，优选的是二丙二醇正丁基醚和C6-C18线性伯醇；
0.1-4.0wt％的一种或多种选自甜菜碱或氧化胺化合物的表面活性剂化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一种或多种氧化胺化合物；
0.1-0.5wt％的一种或多种烷醇胺，希望仅是单乙醇胺；
0-0.5wt％的一种或多种任选的组分；
加至100％的水，
其中，该组合物的特征是在施用于硬表面后在蒸发干燥期间形成基本上均匀的膜。在特别优选的实施方案中，该组合物还是相稳定的，而且在120°F的高温下经过至少4周仍可维持相稳定性。
本发明的组合物可按常规方法来制备，例如简单地混合各组分以形成最终的清洁用含水组合物。添加顺序不是关键性的。令人希望的是，而且从实际上看，有利的是将除水以外的组分加入一部分水中，然后混合，但最令人希望的是在水中首先加入表面活性剂，然后加入任何其它的组分如任选的组分。然后加入剩余量的水。
根据本发明的组合物可用于清洁和/或消毒其上沉积有污垢的表面、特别是硬表面。本发明组合物对除去亲油性污垢(即油性污垢)、特别是那些厨房和其它制作食品的环境中经常遇到的污垢特别有效。在此等清洁过程中，清洁和消毒所述表面包括在被弄脏的表面上施用除污垢和消毒有效量的本发明组合物的步骤。然后，任选地但是令人希望地擦抹该组合物，并可随后进一步任选地从已清洁和消毒的硬表面上冲洗掉所述组合物。
令人希望的是，本发明所提供的硬表面清洁剂组合物是以在手工操作的喷雾分配容器中的易于使用的产品来提供，或者与其它“气溶胶”型产品在一起，从压力气溶胶容器中将它们排出。
虽然本发明欲以上述“易于使用”的形式制造和提供所述组合物，但本发明的说明书不被应理解为用形成清洁溶液的水量来限制本发明组合物的使用。例如，进一步的水稀释度，即组合物：水的浓度比，为1∶1，到甚至稀释至1∶10000。但是为确保消毒作用，希望的是以“原样”使用本发明组合物，也就是说不进一步稀释。但认为1∶1-3的水稀释度，即组合物：水的浓度比，可具有良好的卫生功效，但这需要更长的接触时间，以产生足够的卫生作用。所选择的实际稀释度部分取决于待从表面上除去的污垢的量和脏污程度、除去该污垢时所施加的机械力的量、以及具体稀释度的观察功效。
以下实施例将描述本发明组合物的优越性能以及本发明组合物的特别优选实施方案。术语“重量份”或“重量百分比”在本发明说明书和以下实施例中是可互换使用的，其中各单独组分的重量百分比是以组合物的总重量为基础的重量百分数，除非另有说明。实施例
描述本发明组合物的某些优选实施方案并在以下表1中详细描述的示例性组合物通常是根据以下方案配制的。
在合适尺寸的容器中，装入测定量的水，然后按以下顺序加入各组分：表面活性剂、醇和二醇醚、过氧化氢、烷醇胺、或酸，并最后加入着色剂和芳香剂组分(如果包括的话)。所有组分都是在室温下提供的，各组分的混合是通过机械搅拌器进行的，该搅拌器在其转轴端具有小直径的桨叶。混合通常持续5-120分钟，直至具体示例性的组合物呈均匀为止。示例性的组合物容易倾倒，而且在超过120天的长时间静置下仍可保持良好的混合特性(即稳定的混合物)。
应注意的是，各组分可以任何顺序添加，但优选的是首先添加水至混合容器或装置中，而且作为主要的组分，然后添加其它组分。
表1中列出了组合物实施例的具体组成，其中各组分以总组合物重量为100wt％按重量百分比表示。
表1
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 |
| 季胺表面活性剂1 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
| 季胺表面活性剂2 | |||||||||
| 丙二醇单正丁基醚 | 4.00 | 4.00 | -- | 2.00 | -- | 4.00 | -- | -- | 1.00 |
| 二丙二醇单正丁基醚 | -- | -- | 3.00 | -- | 3.00 | -- | 3.00 | -- | -- |
| 二乙二醇单正丁基醚 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 6.00 | -- |
| 正癸醇 | -- | -- | -- | -- | 0.035 | -- | 0.040 | 0.10 | -- |
| 可可酰胺基丙基甜菜碱 | -- | 0.35 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| 月桂基二甲基氧化胺 | 0.81 | -- | 0.44 | 0.35 | 0.44 | 0.35 | 0.90 | 0.90 | 0.10 |
| 单乙醇胺 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.10 |
| 常规添加剂 | 0.15 | -- | -- | -- | -- | -- | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
| 水 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 |
表1中的具体组分的来源和编号具体详见下表2
表2
| 组分 | |
| 烷基二甲基苄基氯化按表面活性剂1 | BTC-8358,Stepan Co.,Northfield IL. |
| 烷基苄基季铵表面活性剂2 | BTC-65,Stepan Co.,Northfield IL. |
| 丙二醇单正丁基醚 | DowanolPnB(Dow Chemical Co.,Midland MI) |
| 二丙二醇单正丁基醚 | DowanolDPnB(Dow Chemical Co.,Midland MI) |
| 正癸醇 | 正癸醇 |
| 月桂基二甲基氧化胺 | AmmonyxLO |
| 可可酰胺基丙基甜菜碱 | MackamDZ(McIntyre Group Ltd.) |
| 单乙醇胺 | Dow Chemical Co |
| 常规添加剂 | 芳香油，专有组合物 |
| 水 | 去离子水 |
用以下所述的一种或多种实验评估表1的组合物。杀菌效用的评估：
评估以上表1中的几种示例性的组合物，以确定它们对Staphylococcus aureus(革兰氏阳性致病菌)(ATCC 6538)、Salmonellacholeraesuis(革兰氏阴性致病菌)(ATCC 10708)和Pseudomonasaeruginosa(ATCC 15442)的杀菌效用。实验根据在“Official Methods ofAnalysis”(第16版，the Association of Official Analytical Chemists)的第6章中描述的“Use-Dilution Method”,Protocols 955.14,955.15 and964.02；“Official Methods of Analysis”(第15版，the Association ofOfficial Analytical Chemists)的第6章中描述的“Germicidal and DetergentSanitizing Action of Disinfectants”,960.09；或者American Society forTesting and Materials(STEM)E 1054-91中概括的方案进行。所述文献的内容在此引入作为参考。该实验通常也称为“AOAC使用-稀释实验法”。
如本领域技术人员可以理解的是，AOAC使用-稀释实验法的结果表明测试基底中所测试微生物在与测试消毒组合物接触10分钟后仍存活的基底的数量/根据AOAC使用-稀释实验评估的测试基底(圆筒)的总数。因此，结果“0/60”表示60个载有测试微生物的测试基底在与测试消毒组合物接触10分钟后，0个测试基底在实验结束后有存活的测试微生物。结果非常好，这表明本发明的测试组合物具有优越的消毒功效。
杀菌实验的结果见下表3。所报道的结果表明带有存活测试微生物的测试圆筒的数量/各实施例组合物和测试微生物所用的测试圆筒的数量。
表3：杀菌效用
| 实施例组合物 | Staphylococcusaureus | Salmonellacholeraesuis | Pseudomonasaeruginosa |
| 实施例1 | 0/10 | 0/10 | 0/10 |
| 实施例2 | 0/30 | 0/20 | 0/60 |
| 实施例3 | 0/20 | 0/20 | 0/20 |
| 实施例6 | 0/30 | 0/20 | 0/60 |
从该结果可以看出，本发明的组合物对硬表明具有优越的消毒作用。评估储存稳定性：
将表1中的本发明组合物放置在封闭的容器中，然后进行加速老化实验，其中，将组合物在120°F下保持4周的时间。该处理后，观察组合物是否为单相混合物；但未观察到有相分离发生。清洁效用的评估：
通过肉眼观察来评估上述各种组合物的清洁功效。该实验简单地用肉眼观察，通常根据ASTM Test 4488(Annex A2)“Greasy Soil/PaintedMasonite Wallboard Test Method”使用BYK-Gardner Abrasion Tester来进行。一组人员通过肉眼观察来评估测试组合物的清洁功效。使用等量的各测试组合物，其中包括实施例7和以下市售组合物。所有组合物都以“原样”使用，不进行任何稀释。实验结果见表4，其中，百分数表示评估组成员对“百分污垢去除率”评估值的平均值(95％的致信水平)。
表4
| 组合物 | ％污垢去除率(平均值) |
| 实施例7 | 86.51 |
| Formula 409(Clorox Co.) | 84.64 |
| Formula 409‘Now Kills Bacteria’(Clorox Co.) | 83.00 |
| DOW杀菌厨房清洁剂(Dow Brands Inc.) | 84.20 |
表4的结果表明，根据本发明的组合物优于其它市售产品。蒸发和干燥特性的评估：
在该实验中使用黑色釉面陶瓷砖和抛光不锈钢砖作为基底。在各水平放置的砖的表面上沉积一滴表1中的组合物，然后将清洁的无棉绒的纸巾(Kimwipe,Kimberly-Clark Corp.)揉成球状，并使用该球状纸巾将组合物液滴涂成基本上圆形的图案，由此在测试基底的表面上形成基本上均匀的组合物薄膜。该薄膜的直径约为1英寸。观察如此沉积之组合物的干燥特性，每时都观察到干燥过程是均匀进行的，其中蒸发在圆形薄膜的边缘处开始，并基本上均匀地向薄膜中心发展。在干燥过程中，没有在干燥表面上形成不连续的条纹状或液滴状图案。全部干燥通常不超过1-1.5分钟，而且在黑色釉面陶瓷砖的表面上没有形成肉眼可见的表面残留物，在已被组合物弄湿的抛光的不锈钢砖表面上仅有非常淡的暗色印迹。该印迹很容易用清洁且干燥的无棉绒纸巾擦除。
Claims (10)
1、一种清洁和消毒用的低残留含水组合物，其包括：
A)具有杀菌性能的季铵表面活性剂化合物；
B)选自丙二醇正丁基醚的溶剂系统，或者二醇醚与线性伯醇组成的双溶剂系统；
C)选自甜菜碱或氧化胺化合物的表面活性剂化合物；
D)烷醇胺；
E)水。
2、如权利要求1所述的清洁和消毒用的低残留含水组合物，其中，所述溶剂系统(B)仅为丙二醇单正丁基醚。
3、如权利要求1所述的清洁和消毒用的低残留含水组合物，其中，所述溶剂系统(B)是二醇醚和C6-C18线性伯醇。
4、如权利要求1所述的清洁和消毒用的低残留含水组合物，其中，所述表面活性剂化合物是单、二或三烷醇胺。
5、如权利要求1所述的清洁和消毒用的低残留含水组合物，其中，所述季铵杀菌化合物具有以下结构式：
其中：R1、R2、R3和R4中至少一个是具有6-26个碳原子的烷基、芳基、或烷芳基取代基，而且可以包括一个或多个酰胺、醚或酯键；
其余的R1、R2、R3和R4是直链或支链的烃基，其通常包含不超过12碳原子，其可包括一个或多个酰胺、醚或酯键；
而X是成盐的阴离子。
6、如权利要求1所述的组合物，其进一步的特征是，该组合物在施用于硬表面后在蒸发干燥期间形成基本上均匀的薄膜。
7、如权利要求1所述的用于硬表面清洁且广谱消毒的含水组合物，其包括：
0.05-0.3wt％的具有杀菌性质的季铵表面活性剂化合物；
0.5-10.0wt％、优选1.0-4.5wt％的丙二醇单正丁基醚；
0.1-4.0wt％的一种或多种选自甜菜碱或氧化胺化合物的表面活性剂化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一种或多种氧化胺化合物；
0.1-0.5wt％的一种或多种烷醇胺，希望仅是单乙醇胺；
0-0.5wt％的一种或多种任选的组分；
加至100％的水，
其中，该组合物的特征是在施用于硬表面后在蒸发干燥期间形成基本上均匀的膜。
8、如权利要求1所述的用于硬表面清洁且广谱消毒的含水组合物，其包括：
0.05-0.3wt％的具有杀菌性质的季铵表面活性剂化合物；
0.5-10.0wt％的有机溶剂系统，该溶剂系统包括除丙二醇单正丁基醚以外的二醇醚和C6-C18线性伯醇，优选的是二丙二醇正丁基醚和C6-C18线性伯醇；
0.1-4.0wt％的一种或多种选自甜菜碱或氧化胺化合物的表面活性剂化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一种或多种氧化胺化合物；
0.1-0.5wt％的一种或多种烷醇胺，希望仅是单乙醇胺；
0-0.5wt％的一种或多种任选的组分；
加至100％的水，
其中，该组合物的特征是在施用于硬表面后在蒸发干燥期间形成基本上均匀的膜。
9、如权利要求1、7或8所述的组合物，其进一步的特征是，该组合物在120°F的高温下经过至少4周时仍具有相稳定性。
10、一种对需要清洁和消毒的硬表面进行所述处理的方法，其包括以下步骤：
施用有效量的如权利要求1所述的组合物。
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