CN1290986C - 低有机溶剂含量的通用清洗剂 - Google Patents

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Abstract

一种包含仲醇乙氧基化物表面活性剂、烷基多糖苷表面活性剂和水的水溶液的通用硬表面清洗剂，该清洗剂任选地包含螯合剂和足量的pH调节剂以提供碱性溶液。乙氧基化物表面活性剂的HLB值优选为12.2至14.6，每种表面活性剂最多占溶液的约5重量%。该溶液基本上不含诸如烷撑二醇或烷撑二醇醚之类的有机溶剂或其它挥发性有机化合物。结果，该溶液无味，如果需要，还可以是无色的。但是，该清洗剂溶液可任选地含有香料、着色剂、抗菌剂、稳定剂、防腐剂或其它组分，包括少量的辅助表面活性剂。

Description

低有机溶剂含量的通用清洗剂
发明背景
技术领域
本发明涉及含低浓度有机溶剂化学物质或通常称作VOC的挥发性有机化合物的硬表面清洗组合物。本发明的清洗组合物具有高的洗涤性能而不依赖于通用清洗剂配方中包含的大量乙二醇醚溶剂。使用特殊的表面活性剂作为主要的清洗成分能够排除或限制溶剂，从而产生非常低的溶剂气味并允许使用相当少量的香味剂。
背景技术
已公知的是通用液体清洗组合物广泛用于清洗硬表面，例如，瓷砖、洗脸盆、卫生间、浴缸、墙壁、地板、上过漆和可洗的墙纸表面等。这些通用清洗剂通常包含水溶性有机清洗剂和水溶性清洗剂助剂盐的水性混合物。许多先前的该组合物依靠使用现在因环境原因而被取代的水溶性无机磷酸盐。例如，早期的含有磷酸盐的组合物记载于美国专利2,560,839、3,234,138和3,350,319中。
鉴于清洗组合物中的磷酸盐对地下水的有害影响，已经开发了诸如公开于美国专利4,244,840中的含有降低浓度的磷酸盐助剂盐的改进液体清洗剂以及洗衣清洗剂。但是，该含有清洗剂助剂盐或其它等效物的通用清洗剂往往会在没有充分冲洗干净的表面上留下薄膜、污点或条纹，在这些清洗剂最经常被使用的光泽表面上特别明显。因此，所述的清洗剂需要彻底冲洗其所施用的表面，在使用中消耗时间且麻烦。
将诸如高级烷基单糖苷和高级烷基多糖苷之类的烷基糖苷用作非离子型表面活性剂是公知的，并已建议适当用于某些清洗剂组合物，例如，在美国专利4,627,931中公开的清洗剂组合物中。该参考文献教导了非离子型糖苷表面活性剂在硬表面液体清洗组合物中的用途，该清洗组合物包括含有至少约75重量％非离子型糖苷表面活性剂的非离子型表面活性剂成分、水可混溶的有机溶剂、水溶性清洗剂助剂和水。适于与糖苷一起使用的非离子型表面活性剂包括烷基酚的聚氧化乙烯缩合物和脂肪醇的缩合产物。而且，该文献需要存在诸如烷撑二醇和/或其醚之类的有机溶剂和诸如碱金属、多磷酸铵或取代的多磷酸铵、聚膦酸盐、碳酸盐、聚羧酸盐、羧基化的碳水化合物等之类的清洗剂助剂。
另外，已开发了将阴离子型和非离子型清洗剂与二醇醚溶剂和有机胺进行组合使用的通用清洗剂，例如，美国专利3,935,130中的教导。该二醇醚溶剂和有机胺是有效的去油脂溶剂，并特别有助于去除油类和脂类污物。但是，除了需要因存在大量的有机清洗剂而必需彻底清洗外，该清洗剂通常还需要大量的香味剂以掩盖存在的溶剂物质的气味。此外，通常称作挥发性有机化合物或VOC的该溶剂本身令人讨厌，特别是在环境意识和忧虑日益增强的年代。
因此，需要含有澄清水溶液的通用清洗剂，该水溶液对洗涤硬表面具有良好的界面张力并因此具有良好的去油脂能力，同时还不存在诸如磷酸盐或VOC之类的令人讨厌的成分。
发明概述
本发明提供了改进的通用清洗剂，该清洗剂包含具有可接受的界面张力性能的澄清水溶液，并能够从硬表面例如塑料、陶瓷、玻璃质和金属表面，特别是光泽表面例如瓷砖、洗脸盆、卫生间、浴缸、墙壁、地板、上过漆和可洗的墙纸表面等良好地去除油污。改进的清洗剂组合物用最小的摩擦就能表现出良好的去污性能，可以稀释使用或未稀释使用，擦洗以后干燥比较快，没有冲洗的情况下也不会在清洗后的表面上留下条纹或可见的残液。该清洗溶液适于可能使用的广泛范围，包括(以稀释形式)作为玻璃清洗剂。
而且，本发明清洗组合物在没有使用讨厌的多磷酸盐或其它有机或无机的清洗剂助剂盐并基本上或完全不存在去油脂溶剂或VOC的情况下就可达到这些效果。
因此，本发明组合物在没有加入香味剂以掩盖有机溶剂的讨厌气味的情况下即可进行配制，因此，该组合物是无味或几乎是无味的。因此，该组合物提供了可喷涂在表面上并可擦去的通用液体清洗剂，该组合物不仅是有效的清洗剂而且是环境可接受的。
因此，本发明的目的包括提供一种环境可接受的、具有很小或没有可感觉的气味并能从硬表面上有效地去除油脂和油的通用液体清洗组合物。本发明的另一个目的是提供一种可喷涂在表面上并可擦拭去除的硬表面清洗组合物，该组合物干燥后没有留下条纹或可见的残液而且不需要冲洗。
通过提供清洗组合物可实现这些以及其它的目的，该组合物包含仲醇乙氧基化物非离子型表面活性剂、烷基多糖苷非离子型表面活性剂并具有碱性pH。更具体地讲，本发明的通用清洗剂包含约0.05至约5.0重量％的烷氧基聚亚乙基氧基乙醇(alkyloxypolyethyleneoxyethanol)、约0.075至约5.0重量％的C8-C16烷基多糖苷，如果需要，还可包含足量的pH调节组合物以调节pH在7.0至12.5之间，优选在11.8至12.4之间。另外的成分可包括螯合剂以防止当使用硬水时存在于烷基多糖苷中的物质的硬水盐类或其它成分发生沉淀，并任选包含着色剂、香味剂、抗菌添加剂、干燥剂、增稠剂和辅助表面活性剂以提高主要的表面活性剂的有效性。整个组合物是水溶液形式，优选使用软水作为载体，该组合物还可以是在消费者使用前可以进行稀释的浓缩形式。
发明详述
本发明的通用清洗组合物包含基本上澄清的水性组合物，该水性组合物包含仲醇乙氧基化物非离子型表面活性剂、烷基多糖苷非离子型表面活性剂、用于烷基多糖苷的螯合剂和任选的pH调节剂。主要的清洗试剂乙氧基化物表面活性剂优选以约0.25至约2.50重量％的量存在，有助于表面润湿和成膜的烷基多糖苷优选以0.10至约1.50重量％的量存在。只要两者都存在，这两种表面活性剂成分的比率和总量没有决定性的关系。因此，在优选的实施方案中，两种表面活性剂成分的总量可占总溶液的约0.125至约10重量％。除非另有说明，本文中所用的所有百分数是基于活性成分重量的重量百分数。
适于本发明的主要的非离子型表面活性剂包括直链或支链构型含有9至18个碳原子的仲脂肪醇与5至30摩尔、优选约7至12摩尔环氧乙烷进行缩合的水溶性醇环氧乙烷缩合物。该组合物优选的可商购的表面活性剂的例子是与7、9或12摩尔环氧乙烷缩合的C11-C15仲链烷醇，购自Union Carbide，商品名为Tergitol15-S-7，15-S-9和15-S-12，据认为其包含烷氧基聚亚乙基氧基乙醇。同类型的另外的适当表面活性剂购买自Union Carbide，商品名为TergitolTMN-6和TMN-10，据认为其包含三甲基壬醇与环氧乙烷的反应产物。
这些组合物共同具有的关键性质是HLB值大于11.5但小于15.0。术语HLB值是指疏水亲油平衡值、水中溶解度和能得到良好乳化能力的量度并且是清洗剂组合物的关键性能。一般地，HLB值小于约10的组合物在水中的溶解性往往较差。
只要表面活性剂或表面活性剂混合物的平均HLB值为约11.5至约15.0、优选约12.2至约14.6、最优选约12.4至约14.4，就可以使用该类表面活性剂成分中的一种或者是使用该适当的表面活性剂物质的混合物。
使用的仲醇乙氧基化物的量可低至组合物的约0.05重量％，该量适用于即可使用的玻璃清洗组合物，最高至出现条纹和溶解度问题的浓度。一般地，仲醇乙氧基化物表面活性剂最高占组合物的约5重量％，超出该量会出现条纹。乙氧基化物表面活性剂的优选量为约0.25至约2.5重量％，更优选约0.5至约1.5重量％。
除了仲醇乙氧基化物表面活性剂外，本发明的清洗组合物还包含烷基多糖苷表面活性剂。适用于本发明的糖苷表面活性剂选自通式RO(R’O)y(Z)x表示的物质，其中R是含有约8至约18个碳原子的一价有机基团(例如，诸如烷基、羟烷基、链烯基、芳基、芳烷基等之类的一价饱和脂族、不饱和脂族或芳族基团)；R′是含有2至4个碳原子的二价烃基，例如亚乙基、亚丙基或亚丁基；Z表示衍生自含有5或6个碳原子的还原糖类(优选葡萄糖单元)的部分；y是平均值为0至约12的数字；x是平均值为1至约10、优选1至3的数字。
在这些糖苷表面活性剂中，最合适的是烷基多糖苷，特别是购买自Cognis，Inc.商品名为APG325(基于含有9至11个碳原子的合成醇)和GLUCOPON425(基于含有8至16个碳原子的天然醇)的那些。烷基多糖苷表面活性剂以约0.075重量％(该量适用于即可使用的门窗清洗组合物)至最多约5.0重量％的量存在，该上限是溶解度、条纹和成本的函数。优选烷基多糖苷以约0.1至约1.5重量％的量存在，最优选以约0.5至约1.0重量％的浓度存在。
如前所述，醇乙氧基表面活性剂和烷基多糖苷表面活性剂在本发明中都是必需存在的。两者的比率对于该清洗组合物的成功并不关键，两者的总量可以只是所用的两种成分的总和。
另外，已发现，如果溶液使用硬水，则需要存在少量的螯合剂以防止清洗剂中存在的成分发生沉淀。可使用诸如EDTA的四钠盐、次氮基三乙酸钠和柠檬酸钠之类的常规螯合剂，以例如约0.004至约0.4重量％或约0.01至0.4％或约0.01至1.0％、优选约0.1重量％活性成分的适当浓度使用。该螯合剂对于防止通常存在于购买的烷基多糖苷中的物质的硬水盐是适当的，但是如果使用去离子水则不需要该螯合剂。
该溶液的pH应大于7.0，优选约为8.0至约12.5。最优选的pH为约11.8至约12.4。如果需要调节pH，则可使用足量的氢氧化钠或苛性碱以将pH调节至所需的碱度。另外，如果合适，还可使用硫酸和柠檬酸或类似酸性组合物来降低pH。已发现，pH大于约8.0对本发明使用的表面活性剂的油脂清除能力具有有益影响，同时较低的pH对于存在很少油污或不存在油污的轻型清洗是可接受的，例如用玻璃清洗剂进行的清洗，优选将pH升高至约11.8至约12.4。但是，如果pH大于约12.5，则清洗溶液变成过度腐蚀性的，有可能伤害皮肤并对使用溶液的表面造成损害。而且，高碱性溶液产生了不稳定体系，损害加工、处理以及储存设备。
由于清洗组合物是水溶液，所以应该将活性成分与水混合至所需的浓度。理想的是使用软水，但是也可以使用蒸馏水、去离子水或过滤自来水，上述水源不含与清洗溶液成分发生反应的化合物以及不含能在清洗组合物施用的表面上留下残液或条纹的物质。由于制备的组合物是水性液体配方并且由于水是主要成分，所以不需要特殊的混合以得到均匀溶液，该清洗组合物可通过在适当的容器中简单地混合所有成分而被制备。混合成分的顺序不是特别重要，通常是将各种成分连续加入或同时加入，或者是每种成分以水溶液的形式加入，或者是分别制备所有的成分，然后相互混合。但是，将所有其它的成分进行混合并形稳定溶液后，最后应该调节pH。
虽然仲醇乙氧基化物表面活性剂、烷基多糖苷表面活性剂和水形成的上述混合物包含本发明的通用清洗剂的优选实施方案，但是还可以进行其它的任选的化学修饰和增加。本发明的另一个优选实施方案包含上述混合物加上螯合剂和pH调节剂以使溶液的pH为约11.8至约12.4。另外，尽管避免使用通用清洗溶液常用的二醇醚和其它VOC在很大程度上降低了加入香料的必要性或希求，但是，香料还可存在于该清洗溶液中。适于本发明使用的香料包括所有适当的香料或选自(但不限于)茴香油、香脂、紫苏油、樟脑油、肉桂油、香茅油、丁香油、芫荽油、香豆素、桉树、小茴香油、姜油、葡萄油、杜松子油、柠檬、柠檬草油、酮麝香、肉豆蔻油、橙花油、绿叶刺蕊草、薄荷油、洋苏草、黄樟油、留兰香油、熏衣草油、冬青油、香叶醇等的香精油。
任选地，该组合物包括与水溶性表面活性剂相容的其它成分，例如，最高至约5重量％的增稠剂(例如，羟乙基纤维素、黄原酸胶或其它常用增稠剂)。根据本发明提供无条纹的清洗溶液的目的，应避免使用诸如二氧化硅和其它高表面积的颗粒之类的颗粒添加剂。类似地，只要能与存在的其它成分相容，本发明的水溶液中还可包含诸如染料、防腐剂、杀菌剂和缓冲剂之类的其它常用添加剂。
另外，还可加入少量的烷撑二醇和/或其醚作为辅助表面活性剂以提高存在的其它表面活性剂的清洗能力。这些常用清洗剂优选以小于约4重量％的量存在，但可能为0至约10重量％，最高至溶解度、气味和VOC有助于本发明的清洗组合物的限度。所述的辅助表面活性剂的优选例子包括(但不限于)诸如乙二醇单己醚、丙酸丁酯(butylproposol)和丁基溶纤剂等之类的有机溶剂。
此外，还可包括少量(例如，0至约3重量％)的干燥剂。合适的干燥剂包括诸如异丙醇、乙醇、叔丁醇等之类的醇。
实施例
使用如下试验方法来确定本发明的组合物的相对清洗效果，在如下制备食品的厨房硬表面上发现相对的去油污能力。将油污涂布到搪瓷金属瓷砖上，然后静止或“固化”至少一个小时。然后使用试验组合物用纤维素海绵和线型擦洗机清洗该瓷砖。通过计算“清洗冲程”确定相对的清洗效能，或者是通过重量分析确定清洗效能。
  重量％   常用名   化学名
  96.5321.5001.5000.2500.218   软水Tergitol15-S-7APG325NK(50％活性成分)Versene100(40％活性成分)苛性钠(50％活性成分)   水烷氧基聚亚乙基氧基乙醇烷基多糖苷EDTA的四钠盐氢氧化钠
将该组合物进行试验，发现去油污能力是可接受的。通过改变比率以及选择所使用的仲醇乙氧基化物表面活性剂来制备另外的样品。在这些样品中，用如下比率的如下乙氧基化物代替上面使用的1.5％Tergitol15-S-7：0.5％Tergitol15-S-7、0.54％TergitolTMN-6、0.6％Tergitol15-S-7和0.63％TergitolTMN-6的混合物和0.5％Tergitol15-S-7、0.45％TergitolTMN-6和0.25％Tergitol15-S-5的混合物。在每种情况下，除了水之外，其它成分保持不变。另外，在每种情况下，对实施例进行试验，也发现去油污能力是可接受的。
本文所述的通用清洗剂可直接用在表面上，或者是按照需要进行稀释。在任何一种情况下，需要很少或不需要冲洗，当使用清洁湿布或纸巾擦去清洗剂后，在清洗后的表面上基本上不会留下可见的残液或条纹。此外，由于该清洗剂基本上不含诸如碱金属多磷酸盐之类的清洗剂助剂，所以该清洗剂是环境可接受的，并对硬表面提供高度反射光泽。而且，由于本发明的组合物优选不含二醇醚或VOC，所以该组合物的制备不需要香料或诸如染色染料之类的其它令人讨厌的添加剂。因此，本发明提供了有效的并对环境友好的基本上无色无味的通用清洗水溶液。
虽然本发明的清洗溶液是打算直接用在硬表面上，但是，还可用额外的水稀释从瓶子中直接倒出的清洗剂并作为稀释清洗剂使用，或者是从用于喷雾和擦拭涂布的泵涂布器或加压气雾剂容器中喷涂到表面上。
工业应用性
本发明提供了相对先前存在的清洗溶液具有环境改进性的清洗溶液。本发明的溶液包含水溶性成分，该成分是容易购买的并以简单的形式在标准的设备中混合以提供常规包装的以常规方式使用的水性清洗剂。
虽然本发明已经描述了目前认为是优选的实施方案，但是，应该理解，本发明没有限制到所公开的实施方案。相反地，本发明打算在所附权利要求的精神和范围内覆盖各种改变和等价替换。如下权利要求的范围与最宽的解释相一致，从而包括所有上述的改变和等价配方以及功能。

Claims (19)

1、一种水性通用清洗溶液，该清洗溶液包含0.05至5.0％的仲醇乙氧基化物表面活性剂、0.075至5.0％的烷基多糖苷表面活性剂、0.01至1.0％的螯合剂、和水，所述的溶液具有碱性pH。
2、权利要求1的溶液，其中所述的乙氧基化物表面活性剂的HLB值为12.2至14.6并占溶液的0.25至2.5％。
3、权利要求2所述的溶液，其中所述的HLB值为12.4至14.4，所述的pH值为11.8至12.4。
4、权利要求3所述的溶液，其中所述的烷基多糖苷表面活性剂占溶液的0.1至1.5％。
5、权利要求4所述的溶液，其还包含最多4.0％的选自烷撑二醇及其醚的辅助表面活性剂有机溶剂。
6、权利要求5所述的溶液，其还包含香料。
7、权利要求1所述的溶液，其中所述的仲醇乙氧基化物表面活性剂的平均HLB值为11.5至15.0。
8、权利要求7所述的溶液，其中所述溶液的pH为8.0至12.5。
9、权利要求8所述的溶液，其中所述的乙氧基化物表面活性剂包括含9至18个碳原子的仲醇与7至12摩尔的环氧乙烷的缩合物。
10、权利要求9所述的溶液，其中所述的乙氧基化物表面活性剂是烷氧基聚亚乙基氧基乙醇，并占所述溶液的0.25至2.5重量％。
11、权利要求9所述的溶液，其中所述的烷基多糖苷表面活性剂的存在量为0.1至1.5重量％。
12、权利要求11所述的溶液，其中所述的乙氧基化物表面活性剂的HLB值平均为12.2至14.6，所述的乙氧基化物表面活性剂占所述溶液的0.5至1.5重量％，所述的烷基多糖苷表面活性剂占所述溶液的0.5至1.0重量％。
13、权利要求9所述的溶液，其中所述的乙氧基化物表面活性剂是C11-C15仲链烷醇的缩合物，并占所述溶液的0.25至2.5重量％。
14、权利要求13所述的溶液，其中所述的烷基多糖苷表面活性剂的存在量为0.1至1.5重量％。
15、权利要求14所述的溶液，其中所述的乙氧基化物表面活性剂的HLB值平均为12.2至14.6，所述的乙氧基化物表面活性剂占所述溶液的0.5至1.5重量％，所述的烷基多糖苷表面活性剂占所述溶液的0.5至1.0重量％。
16、权利要求1所述的溶液，包含0.25至2.50％的仲醇乙氧基化物表面活性剂、0.10至1.50％的烷基多糖苷、0.01至0.4％的螯合剂、使pH为8.0至12.5的足量pH调节剂、香料和水。
17、权利要求16所述的溶液，其中所述的仲醇乙氧基化物包含烷氧基聚亚乙基氧基乙醇。
18、权利要求17所述的溶液，其中所述的烷基多糖苷占所述溶液的1.5％。
19、权利要求16所述的溶液，其中所述的香料包括橙油。
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