CN1589317A - 改进的洗涤体系 - Google Patents

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V·贝哈
K·D·莫迪
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Abstract

本发明涉及一种适合于手洗基材的清洗组合物。所述组合物包括至少两个不混溶的液相，这两个液相之间具有一个界面张力大于5mN/m的液－液界面，这两个液相之间的密度差不超过0.2克/立方厘米。组合物在搅拌后施用于待清洗的基材上，接着对基材进行摩擦。组合物在搅拌后具有需要的稳定性，并给出优良的去垢能力，尤其是去颗粒状污垢的能力。

Description

改进的洗涤体系
技术领域
本发明涉及包括不混溶液相并具有高界面张力的清洗/洗涤组合物，其中不混溶相具有相似的密度。本发明也涉及使用本发明的清洗/洗涤组合物进行清洗的方法。所述清洗/洗涤组合物尤其可用于织物，包括布、柔软的服饰和地毯的家庭洗涤，特别是可用于直接施涂/手洗条件。
背景和先有技术
通常，织物是使用水和洗涤剂组合物来清洗的，这一方法被称为湿洗。表面活性剂吸附在织物和污垢上，从而使相应的界面能降低，从而有利于污垢从织物上脱除。
或者，清洗可以通过干洗进行，在这种情况下，使用有机溶剂进行清洗。按照惯例，干洗通常是在洗衣机中进行的工业洗涤方法。在洗涤剂的存在下，有机溶剂促进油污的脱除。颗粒状污垢很大程度上是通过提供搅拌来去除。
虽然人们希望加入表面活性剂来提高干洗效果，但是表面活性剂并不溶于有机溶剂中。在干洗法中，为了促进表面活性剂的溶解，要向有机溶剂中加入少量水。通过稍微降低界面张力来实现油污脱除的改善。
我们在先提交的于2001年11月29日公开的共同未决申请WO-A-01/90474公开了一种在搅拌下使用至少两个不混溶液相的清洗/洗涤体系来清洗织物的方法，其中所述不混溶液相的界面张力大于5mN/m。该方法使用非常少量的传统洗涤剂表面活性剂。该体系特别是适合于除去颗粒状污垢。
WO-A-01/90474中公开的方法需要搅拌，这种搅拌可以由家庭洗涤或者工业洗涤中使用的任何适合的工具提供。该发明特别适合于以洗衣机的方式使用。
使用皂条、粉剂和糊状物手洗织物和硬表面是一种常见的清洗方法，特别是在发展中国家。条型洗涤剂组合物特别受欢迎，并且在清洗时通过将皂条施涂到基材上而完成清洗。进一步的清洗通过用适当的工具，例如刷子、蒲团等施以机械力而完成。需要时，将用于清洗的水倾倒在织物上。
将织物浸泡在洗涤液中然后通过施加机械力进一步清洗也是众所周知的。
手洗的方法耗时、乏味并且对于一部分消费者来说需要许多努力。这种方法也需要大量的水(用于清洗和漂洗)，而水在发展中国家中却并不总是很容易得到的。此外，获得的清洗往往不能完全令人满意，特别是在去除颗粒状污垢方面。
因此，需要开发出一种简单的手洗方法，这种方法能给出优良的去垢能力，特别是对颗粒状污垢而言具有优良的去垢能力，不需要大量的水并能用比当前使用洗涤剂产品进行手洗所需力气较小的力气获得优良的洗净效果。
WO-A-01/90474中公开的清洗体系可得到增强的去垢能力，特别是对颗粒状污垢的去除而言。该清洗体系可以用于基材的手洗。正如在常规的手洗中那样，洗涤可以通过将两种液体分别倾倒在基材上然后用诸如刷子的工具清洗基材而进行。但是，这两种液体的混合不好，并且它们很可能在重力作用下快速分离，导致清洗效果受损。
也可以通过在倾倒在基材上之前用搅拌将这两种不互溶液体混合或者通过把织物放入到所述混合物中然后对其进行搅拌而实施手洗。但是，为了保证清洗效果，所述混合物必须在混合物被搅拌之后和在随后的诸如漂洗的步骤之前保持稳定几秒种。这可以通过加入表面活性剂来实现；然而，这将会降低界面张力。另外，并非所有WO-A-01/90474中公开的清洗体系都能提供不互溶液体的混合物，其在进行进一步的操作，比如漂洗等之前有一个短暂的稳定期。
现在，我们已经发现，通过使用以下所述的清洗/洗涤组合物可以将明显克服上述缺陷，所述清洗/洗涤组合物包括两个具有高界面张力的不互溶相，其中这两个不互溶相的密度相同或者类似。本发明的清洗/洗涤组合物在搅拌之后稳定并给出优良的去垢能力，特别是对颗粒状污垢而言。本发明还提供了使用本发明的清洗组合物进行清洗的方法。在与基材接触之前或者之后，需要对清洗组合物进行适当的搅拌。在清洗之后，通过用刷子、蒲团、海绵或者本领域已知的任何其他工具进行摩搓而对基材施以摩擦。有利的是，这一过程使用的水量比传统的用于手洗的洗涤剂体系要少。
发明概述
本发明涉及一种用于手洗的清洗/洗涤组合物，其包括至少两个不互溶的界面张力大于5mN/m的相，其中这两个不互溶相的密度相同或者类似。两相之间的密度差应该不超过0.2克/立方厘米。本发明还提供了使用本发明的清洗组合物进行清洗的方法。在与基材接触之前或者之后，需要对清洗/洗涤组合物进行适当的搅拌。所述清洗/洗涤组合物在搅拌过程中以及漂洗之前稳定并且不会表现出相分离。在手洗之后，通过用刷子、蒲团、海绵或者本领域已知的任何其他工具进行摩搓而对基材施以摩擦。本发明的清洗/洗涤组合物具有优良的去垢能力，特别是对颗粒状污垢而言，并且清洗时可以使用或者不必使用水。
发明定义
根据本发明的第一方面，提供一种用于手洗的清洗/洗涤组合物，其包括至少两种液体，其具有一个界面张力至少为5mN/m的液-液界面，其中两相中液体的密度差不大于0.2克/立方厘米。
优选，两相中液体的密度差不大于0.1克/立方厘米，更优选，两相中液体的密度差不大于0.05克/立方厘米，最优选，两相中液体的密度差不大于0.03克/立方厘米。进一步优选至少一种液体是水。
根据本发明的第二方面，提供一种手洗方法，其包括以下步骤：
a)对如下所述的清洗/洗涤组合物进行搅拌，其中所述清洗/洗涤组合物包括至少两种液体，其具有一个界面张力至少为5mN/m的液-液界面，其中两相中液体的密度差不大于0.2克/立方厘米；
b)使清洗/洗涤组合物与基材接触；和
c)对基材施用摩擦工具；
d)用适当的液体漂洗基材。
本领域中已知的摩擦工具，包括刷子、海绵、蒲团均适合于本发明。使基材互相摩搓也可以提供需要的摩擦。
使混合物与基材接触的工具和摩擦源可以位于相同的器具中。
发明详述
本发明涉及包括不互溶液体的清洗/洗涤组合物，其具有一个界面张力至少为5mN/m的液-液界面，其中液体的密度相同或者类似。不互溶液体的密度差不大于0.2克/立方厘米。所述清洗/洗涤组合物适合于手洗。
优选，两相中液体的密度差不大于0.1克/立方厘米，更优选，两相中液体的密度差不大于0.05克/立方厘米，最优选，两相中液体的密度差不大于0.03克/立方厘米。
可以使用具有相同或者类似密度的两种不互溶液体。在两相中也可以使用可混溶溶剂的混合物，条件是存在两个不互溶相且这两相的密度相同或者类似。
密度可以通过本领域中已知的任何方法测定。
组合物中至少一个液-液界面的界面张力为至少5mN/m，优选至少8mN/m，更优选至少10mN/m。适宜的是，界面张力至少为15mN/m，有利的是至少为20mN/m，希望为至少35mN/m。界面张力可以使用各种方法测定，比如停滴法、悬滴法、旋滴法、滴体积法或者威廉米悬片法。对于本发明的目的而言，界面张力是使用Kruss ProcessorTensiometer K12在25℃下通过威廉米悬片法测定的。
液体组分
可以使用的溶剂包括水、醇、酯、醚、酮、烃、石蜡烃、芳族溶剂、卤化溶剂、杂环族化合物等等。可以使用这些溶剂的混合物以使得存在至少一个界面且界面张力大于5mN/m。通常，这种混合物是用全氯乙烯和石油醚的混合物作为极性较小的液体，水作为极性较大的液体。
优选的极性较小的溶剂其碳链长度至少为4，优选6以上。它们可以选自支链和直链烷烃(化学式为CnH2n+2，其中n至少为4)，包括但不限于己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷等及其混合物。这一类型的市售混合物包括Isopar L(C11-C15烷烃，Exxon出品)和DF 2000(C11-C15异烷烃，Exxon出品)。也可以使用具有6个以上碳原子的具有一个或多个双键的支链和直链烯烃，其包括但不限于辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二碳烯等等，及其混合物。
也可以使用醚，包括诸如甲氧基九氟丁烷HFE-7100(即C4F9-OCH3，3M出品)和乙氧基九氟丁烷HFE-7200(即C4F9-OC2H5，3M出品)的氟代醚，诸如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的酯和诸如苧烯的萜烯或者其混合物。优选的酯是C8-C24饱和和/或不饱和脂肪酸甲酯，特别是C12-C18脂肪酸甲酯，比如月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、硬脂酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯。
也可以使用具有3个以上SiO单元的聚二甲硅氧烷溶剂。通称Lx和Dx(其中x大于3)的直链和环状硅氧烷适合于该方法。具体的实例包括八甲基环四硅氧烷(D4)(Dow Corning出品)、十甲基环五硅氧烷(D5)、十二甲基环六硅氧烷(D6)、十甲基四硅氧烷(L4)和十二甲基五硅氧烷(L5)。
优选，组合物中极性最大的液体的量为10.1-90体积％，优选25-90体积％，更优选40-90体积％，最优选60-90体积％。水是特别优选的极性液体。
有益试剂/任选的成分
有益试剂及其他任选的成分也可以包括在本发明的组合物中。有益试剂可以是水溶性的或者可溶于有机溶剂中，并且可以选自荧光增白剂、酶、漂白剂、染料转移抑制剂、光学增亮剂、去污聚合物、织物柔软剂、抗再沉积剂、电解质、芳香剂等。这些试剂的量介于0.01-200克每升之间。荧光增白剂的量优选在0.001-0.5％范围内，染料转移抑制剂在0.01-10克/升范围内，织物柔软剂在0.01-200克/升范围内，抗再沉积剂在0.001-10克/升范围内。
任选，可以向不混溶液体体系中引入其他常规的洗涤剂成分，比如助洗剂、水溶增溶剂、聚合物、脂肪酸或者脂肪胺。原则上，可以存在有限量的表面活性剂，条件是不显著降低界面能。但是，组合物优选不含表面活性剂。
脂肪酸和脂肪胺可以选自任意一种或多种碳链长度为C12-C22的脂肪酸和脂肪胺，优选链长为C18-C22。
适当的助洗剂包括，例如乙二胺四乙酸盐(EDTA)，三聚磷酸钠(STPP)，碱金属铝硅酸盐(沸石)，碱金属碳酸盐，焦磷酸四钠(TSPP)，柠檬酸盐，次氮基三乙酸钠(NTA)，和其组合。助洗剂适当的用量为0.01-1wt％。优选使用无机助洗剂。
聚合物也可以作为任选的成分加入到制剂中。这种聚合物的实例包括淀粉和改性淀粉，糊精，树胶，纤维素和改性纤维素或者其混合物以及合成聚合物，如聚(乙烯醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)。
清洗方法
本发明的清洗/洗涤组合物例如通过充分摇振组合物而得到手动搅拌。也可以使用工具如棒或者棍来混合所述组分。
优选，搅拌时间为至少5分钟，更优选至少15分钟，最优选至少60分钟。
在清洗/洗涤组合物被搅拌之后，清洗/洗涤组合物例如通过倾倒或者喷在基材上而与基材接触。大部分家庭洗涤应用中使用的1∶3-1∶20的布料∶液体比适合于本发明。清洗/洗涤组合物应该润湿基材。
接着，用摩擦工具，例如刷子、海绵、蒲团、洗涤器或者本领域已知的其他清洗工具清洗基材。在施涂到基材上时，用于洗碗场合的网状结构以及具有麻面的清洗物体也适合于提供摩擦。
可以提供适当的含有清洗/洗涤组合物的器具或者容器来搅拌清洗/洗涤组合物。所述器具或者容器可以包含适当的用于搅拌清洗/洗涤组合物的工具和用于产生摩擦的表面。
此外，本发明还包括装有本发明的清洗/洗涤组合物和适当的摩擦工具的组件。适当的摩擦工具包括刷子、海绵、蒲团等。其他的组件形式-例如本发明的清洗/洗涤组合物和洗衣板或者装有本发明的清洗/洗涤组合物、摩擦工具和洗衣板的组件也可以进行本发明的清洗过程。
实施例
通过以下非限定性实施例对本发明进行进一步的说明，其中除非另有说明，份数和百分比均以重量计。
染污织物片的制备
将50毫克炭黑N220，Carbot(购自Union Carbide)加入到处于100毫升去离子水中的1克/升十二烷基硫酸钠溶液中，混合物通过在超声浴中超声处理至少3小时而得以均匀分散。将正方形(10×10cm)的脱浆白色棉织物片在上述溶液中浸5秒，然后取出。排出过量的水并将织物空气干燥过夜。然后使用Macbeth Colour-Eye 7000A反射计测定由消除的紫外辐射产生的起始反射率(R460*)。
对比例A
将三片根据以上所述制备的染污织物水平置于夹钳中然后用25毫升水润湿。取出一个具有表1所示组成的皂条并施涂到织物片的一面，来回移动施涂5次(每一次来回移动被认为是1次施涂)。然后用塑料刷子将织物片刷10次。刷磨仅仅包括向前移动。然后用2 5毫升水漂洗织物片。漂洗过程重复3次。使织物片风干并记录460nm处的反射率(R460*)，该反射率是使用Macbeth Colour-eye 7000A反射计测定的，是由消除的紫外辐射产生的。
表1
    成分     ％(以皂条的重量计)
    苏打     6
    直链烷基苯磺酸盐(LAS)     20
    蓝染料     0.125
    高岭土     8
    硫酸铝     2.5
    碱性硅酸盐     1.5
    STPP     12
    方解石     40
    氢氧化钙     3
    水     到100
对比例B-G，实施例1
用纯溶剂以及溶剂混合物进行清洗。溶剂的密度如下所示：
    溶剂    密度(克/立方厘米)
    水    1
    HFE-7100    1.53
    DF2000    0.77
溶剂混合物在施涂之前通过将它们放置于密闭容器中然后充分摇振内容物而得到搅拌，紧接着施涂到织物表面上。
将三片根据以上所述制备的织物夹住，然后用25毫升溶剂或者溶剂混合物润湿。然后用塑料刷子将织物片刷10次；刷磨仅仅包括向前移动。然后用25毫升水漂洗织物片。使织物片空气干燥，并使用MacbethColour-eye 7000A反射计测定460nm处的由消除的紫外辐射产生的反射率(R460*)变化。
对比例B-G和实施例1的详细组成及去垢结果示于表2。
在对比例E-G中，两种溶剂之间的密度差大于0.2克/立方厘米。
去垢能力测定为染污织物的R460*和清洗后织物的R460*之间的差值。
表2
实施例  溶剂1(S1) 溶剂2(S2) 溶剂3(S3) 比例(S1∶S2∶S3)  Δρ ΔR460*
A            洗涤剂条 -  N.A.* 4.0
B  水 - - 1∶0∶0  N.A. 1
C  HFE-7100 - - 1∶0∶0  N.A. 1
D  DF2000 - - 1∶0∶0  N.A. 2
E  HFE-7100 水 - 1∶4∶0  0.53 3
F  DF2000 水 - 1∶4∶0  0.23 3
G  HFE-7100 DF2000 - 1∶2.339∶0  0 1
1  HFE-7100 DF2000 水 1∶2.339∶3.34  0.01 9
*N.A.-不适用
表2中的数据清楚地表明，不互溶液体的密度匹配显著增强了直接施涂时混合溶剂体系的清洗性能。这些密度匹配的体系也给出了比常规的洗涤剂洗涤更优良的清洗性能。
对比例H-M，实施例2
以下示出用于对比例H-M和实施例2的溶剂密度：
    溶剂  密度(克/立方厘米)
    全氯乙烯  1.62
    石油醚  0.64
使用不同的溶剂，遵循对比例B-G和实施例1使用的清洗过程。溶剂的详细组成、密度差和去垢结果示于表3。
表3
 实施例  溶剂1(S1) 溶剂2(S2 ) 溶剂3(S3) 比例(S1∶S2∶S3)  Δρ  ΔR460*
 A           洗涤剂条 -  N.A.  4.0
 H  水 - - 1∶0∶0  N.A.  1
 I  全氟乙烯(PERC) - - 1∶0∶0  N.A.  1
 J  石油醚(PE) - - 1∶0∶0  N.A.  2
 K  PERC 水 - 1∶4∶0  0.62  3
 L  PE 水 - 1∶4∶0  0.36  3
 M  PERC PE - 1∶0.272∶0  0  1
 2  PERC PE 水 1∶0.272∶2.725  0.015  9
表3中示出的数据进一步表明，与常规的包含密度不匹配的不互溶液体的清洗组合物相比，包含具有可比密度的不互溶液体的清洗/洗涤组合物表现出更优良的去垢能力。
添加剂对清洗的影响：对比例N-O，实施例3
遵循对比例B-G和实施例1中给出的清洗过程。在搅拌之前，将水溶性添加剂碳酸钠(Na2CO3)、Tinopal和羧甲基纤维素钠盐(SCMC)加入到对比例0和实施例3的体系中。在实施例中使用清洗/洗涤组合物，其去垢结果示于表4。
氯苯的密度是1.1058。
表4
实施例 洗涤体系 Na2CO3(克/升)  Tinopal(克/升)  SCMC(克/升) Δρ  去垢能力R460*
1 Rin Supreme(市售洗涤剂) -  -  - -  4.0
2 氯苯 -  -  - -  1
3 水 1.0412  0.08  1.6 -  3
4 氯苯+水 1.0412  0.08  1.6 0.1058  7
因此，本发明在手洗过程中提供优良的去垢能力。该方法简单，不象常规的手洗方法那样劳动强度大，并且在清洗和漂洗织物时使用的水较少。

Claims (20)

1.一种适合于手洗的清洗组合物，其包含至少两个不混溶液体相并具有一个界面张力为5mN/m以上的液-液界面，其中两个不互溶相的密度差不超过0.2克/立方厘米。
2.根据权利要求1的组合物，其中所述密度差不超过0.1克/立方厘米。
3.根据权利要求1的组合物，其中所述密度差不超过0.05克/立方厘米。
4.根据权利要求1的组合物，其中所述密度差不超过0.03克/立方厘米。
5.根据权利要求1-4的组合物，其中所述界面张力至少为8mN/m。
6.根据权利要求1-5的组合物，其中所述界面张力至少为10mN/m。
7.根据权利要求1-6的组合物，其中所述界面张力至少为15mN/m。
8.根据权利要求1-7的组合物，其中所述界面张力至少为20mN/m。
9.根据权利要求1-8的组合物，其中所述界面张力至少为35mN/m。
10.根据权利要求1-9的组合物，其中极性较小的溶剂是烃、醚、酯、卤化溶剂或者具有3个以上SiO单元的硅酮。
11.根据权利要求1-10的组合物，其中极性较小的溶剂是全氯乙烯和石油醚的混合物。
12.根据权利要求1-10的组合物，其中极性较小的溶剂的碳链长度至少为4。
13.根据权利要求12的组合物，其中极性较小的溶剂的碳链长度为6以上。
14.根据权利要求13的组合物，其中极性较小的溶剂是C11-C15烷烃的混合物。
15.根据权利要求1-10的组合物，其中将两种或多种密度不同的可混溶液体混合以使得混合物的密度与不混溶液相的密度相差不超过0.2克/立方厘米。
16.根据权利要求1-10的组合物，其中通过可溶或者不溶的添加剂增加一个液相的密度以使得该相的密度与不混溶液相的密度相差不超过0.2克/立方厘米。
17.根据权利要求1-16的组合物，其中极性较大的溶剂是水。
18.根据权利要求17的组合物，其中水量为10.1-90wt％。
19.一种手洗染污基材的方法，包括如下步骤：
a)搅拌根据权利要求1-18的组合物，
b)使基材与搅拌的组合物接触，
c)对基材施加摩擦，和
d)漂洗基材。
20.用于实施权利要求19方法的组件，其包括装有根据权利要求1-18的组合物的容器和摩擦器具。
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