專利名稱：組合物及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及清潔領域。特別是涉及清潔組合物，并涉及清潔方法。
背景技術：
EP-A-330379描述了在單相中包含至少一種醚醇、水和烴類的清潔組合物的用途，這三種物質的重量百分比分別為90～50∶2～36∶25～0.9。該組合物據(jù)說適于從例如石油鉆探操作時產生的巖屑等的表面清除油類附著物。所述組合物可以通過簡單地混合化學品，手搖，然后使混合物分成三相而制得。中間相是清潔組合物，其被萃取出來并用于清潔測試。該中間相主要包含醚醇，以及較少量的水及烴類。
該體系的缺點在于清潔組合物中存在大量的醇醚。而大量使用許多種醇醚現(xiàn)在已經受到關于VOC(揮發(fā)性有機組分)的立法的限制。
因此需要能夠有效清潔表面，特別是硬表面的揮發(fā)性化合物水平降低的清潔組合物。而且還需要在發(fā)揮作用時能夠給使用者提供可見信號的清潔組合物。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了包含至少80重量％水、至少1重量％兩親物和至少0.005重量％揮發(fā)性烴類的清潔組合物。
組合物可以為單相形式或作為相互之間處于化學平衡的兩相或三相存在。組合物為單相時，其優(yōu)點在于使用前無需混合或搖動。當組合物為兩相或三相形式時，由于系統(tǒng)的活動性所導致的視覺清潔標志則更為可見。組成優(yōu)選在組合物的三組分相圖上臨近相界。這時意味著僅由一種組分的損耗(借此該種組分的重量百分比減少的絕對值為1％或更少，優(yōu)選0.5％或更少，更優(yōu)選0.1％或更少(以全部組合物的總重量的重量百分比表示))所造成的組合物的三種組分的相對重量百分比的變化導致組合物中所存在的相數(shù)的變化，例如由單相變?yōu)閮上嗷蛉嗷旌衔铩?br> 在本說明書中當給定一種組分的百分值時，它表示該組分相對于包含該組分的組合物的總重量的重量百分比。
為了本說明書的目的，將兩親物定義為對于非極性化合物和極性化合物具有親和力的化合物。它適合于在組合物中形成疏松的結合，與組合物的其他組分偶合在一起，而不按照經典表面活性劑的方式形成很強的膠束或層狀結構。優(yōu)選它不與表面強烈結合。
由于某些方面，例如無需在使用前搖動，水、兩親物和烴類優(yōu)選共存而不是彼此作為層而分開。當組合物包含兩相或更多相時，優(yōu)選在使用前進行搖動。
優(yōu)選組合物具有的水含量為至少90％，更優(yōu)選至少94％，最優(yōu)選至少96％，尤其是至少98％。
優(yōu)選水性組合物含有至少1.5％的兩親物，更優(yōu)選至少2％，最優(yōu)選至少2.5％?？梢允褂脙捎H物的混合物。
優(yōu)選水性組合物(作為單相或當分層時作為水性層)含有至多20％的兩親物，更優(yōu)選至多8％，最優(yōu)選至多4％。
適宜的兩親物包括取代的吡咯烷酮，尤其是1-烷基-2-吡咯烷酮。優(yōu)選烷基平均具有4～16個碳原子，更優(yōu)選6～14個碳原子，最優(yōu)選8～12個碳原子。優(yōu)選烷基是線性的。1-辛基2-吡咯烷酮是特別適宜的。
四級N-烷基醛糖酰胺(N-alkylaldonamide)也可以用作兩親物，例如N-癸基異鄰磺酰苯酰亞胺酰胺或N-辛基核糖酰胺(N-octylribonamide)及其混合物。
優(yōu)選烷基鏈的長度為C10或更少，更優(yōu)選C8或更少的短烷基鏈烷基糖苷也是適宜的。優(yōu)選一、二、三或四糖苷或其混合物。
適宜的兩親物包括二醇醚并特別優(yōu)選這些物質。
優(yōu)選的二醇醚是通式R1O(RO)nH(I)的化合物，其中R是C1～C8的亞烷基(優(yōu)選C1～C4)，n至少為1(優(yōu)選2～4)并且R1是C1～C8的烷基(優(yōu)選C1～C4)或尤其是選擇性地具有取代基的芳基。優(yōu)選的選擇性地具有取代基的芳基是選擇性地具有取代基的苯基。芳基或苯基的取代基包括C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、C1～C4鹵代烷基、氰基、酰氨基、胺基和鹵素原子。包括包含在鹵代烷基中的優(yōu)選的鹵素原子包括氟原子、氯原子和溴原子。適宜地具有1～3個取代基。然而，優(yōu)選芳基或苯基是未被取代的。
不具有芳香基團的適宜的二醇醚的具體例包括乙氧基丙氧基丙醇(EDP)乙氧基乙氧基丙醇丙氧基乙氧基丙醇丙氧基丙氧基丙醇丁氧基丙氧基乙醇丁氧基丁氧基乙醇丁氧基乙氧基乙醇(BDGE)乙氧基丙醇(EP)丁氧基乙醇(BE)丁基二甘醇醚。
具有芳香基團的適宜并優(yōu)選的二醇醚的具體例包括乙二醇苯基醚(EPh)苯氧基丙醇(PhP)苯氧基丙氧基丙醇(PhDP)。
特別優(yōu)選的是2-丁氧基乙醇、二乙二醇一己基醚或苯氧基乙醇及其混合物。
短鏈醇是適宜在本發(fā)明的組合物中使用的兩親物，但當作為唯一的兩親物存在而使用時并不優(yōu)選。特別適宜與如上所述的其他兩親物組合使用的是乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇和叔丁醇。也可以使用這些醇與其他兩親物的混合物從而改變關于與本發(fā)明的組合物有關的相界。
尤其優(yōu)選的兩親物是在本專利申請的優(yōu)先權日如美國政府環(huán)境保護局(EPA)的條例中對于預想應用(優(yōu)選用作家庭環(huán)境中的清潔劑)所列出的在任何濃度下都被歸屬為VOC的化合物。其他優(yōu)選的兩親物是僅在特定濃度下被EPA條例歸屬為VOC的化合物；并且在本發(fā)明的組合物中以低于該濃度而存在。
如果將本發(fā)明中所使用的水和兩親物在相圖的兩相區(qū)中共同振蕩，遠離相界，則將形成兩個容易看到的相。在某些情況中富水相將位于富兩親物相(兩親物A)的下方。在其他情況中富水相將位于富兩親物相(兩親物B)的上方。假定可以調節(jié)比例以使組合物符合第一方面，則具有不同密度的所有該兩親物A和B的使用均被涵蓋。然而，在本發(fā)明中使用的兩親物優(yōu)選是B型。
尤其優(yōu)選的二醇醚是在20℃時蒸汽壓小于0.1mmHg的化合物。
本發(fā)明的組合物還包含烴類。烴類優(yōu)選不溶于水，這表示它在25℃在蒸餾水中的溶解度小于或等于溶液的0.001重量％。組合物優(yōu)選至少包含0.005％的烴類，更優(yōu)選至少0.01％，進而更優(yōu)選至少0.05％。更高的濃度例如大于或等于0.1％則更有效。組合物優(yōu)選僅包含至多5％的烴類，更優(yōu)選至多2％，進而更優(yōu)選至多0.8％，最優(yōu)選至多0.5％，以使得在組合物使用過程中釋放至大氣中的揮發(fā)性物質的水平最小化。在本發(fā)明的組合物中也可以使用適宜的烴類的混合物。
適宜的烴類是石蠟族化合物，包括異石蠟族化合物。烴類也可以適宜地為烴類香料。優(yōu)選其在室溫條件下為液體。烴類優(yōu)選具有大于或等于5個碳原子，更優(yōu)選大于或等于8個碳原子。優(yōu)選烴類具有至多15個碳原子，更優(yōu)選至多12個碳原子。當烴類是混合物時，如通常的情況中，這些限定仍然可以作為平均值使用。
當存在烴類時其傾向于比任何其他相更輕，并且在某些烴類濃度下會分離出來。
優(yōu)選所存在的烴類比水或兩親物更顯著地揮發(fā)?！皳]發(fā)”意思是指物質在20℃時的蒸汽壓大于或等于0.2mmHg。
在本說明書中當提及兩親物或烴類時應當理解可以存在超過一種的所述兩親物或烴類。重量百分比的定義表示全部補充的所存在的兩親物或烴類化合物。
適宜的組合物可以包含電解質，優(yōu)選離子鹽。適宜的例子包括堿金屬鹽，尤其是鹵化物。由于包括成本和安全性等原因，最優(yōu)選為氯化鈉。
可以使用電解質以改變相圖，使相界移動從而使得組成在相界上或臨近相界，如本發(fā)明的第一方面所優(yōu)選的那樣。當存在電解質時，其包含在水中，將水和電解質作為單一組分處理從而繪制三組分相圖。
本發(fā)明的組合物高度優(yōu)選包含香料以使得家庭清潔組合物中的組合物的氣味更易被接受。優(yōu)選至少存在0.1重量％的香料，更優(yōu)選大于或等于0.4重量％，但優(yōu)選小于或等于1重量％，更優(yōu)選小于或等于0.8重量％。為繪制組合物的三組分相圖而使香料包含在烴類中?！跋懔稀币馑际侵阜枷阌投话魏蔚膲A或增量劑。
本發(fā)明的組合物可以包含低濃度的，優(yōu)選小于組合物1重量％的在家庭清潔產品中常用的附屬品，條件是這些附屬品對組合物的相特性沒有實質上的影響。在繪制該體系的三組分相圖方面，技術人員將基于該組分的Hansen溶解度參數(shù)使該組分包含于相圖的水、兩親物或烴類的角落中。作為優(yōu)選成分的表面活性劑包含在相圖上的兩親物中，其占組合物的重量百分比為0.01％～0.1％，更優(yōu)選0.03％～0.05％。當存在表面活性劑時，諸如醇乙氧基化物等非離子表面活性劑是特別優(yōu)選的。諸如陽離子生物抑制劑或適宜的PCMX(對氯間二甲苯酚)等生物抑制劑也可以加入在本發(fā)明的組合物中。例如過氧化物類漂白劑等漂白劑體系也可以在本發(fā)明的組合物中使用。
顯然，本發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的組合物明顯展示出了馬蘭戈尼(Marangoni)型的行為。當打開盛有本發(fā)明的優(yōu)選組合物的瓶子并使其暴露于環(huán)境中時可以觀察到表面出現(xiàn)“顫動(twitch)”。該效應據(jù)認為是由表面張力梯度引起的，也許當揮發(fā)性化合物蒸發(fā)時，與跨越相界有關系。我們已經觀察到當將蓋子重新蓋在瓶子上時，該組合物中的“顫動”停止。只要將組合物移液至表面就會發(fā)生“顫動”。
“顫動”意思是指組合物的表面顯示出了并非由外部試劑(諸如施用于表面的物體)引發(fā)的活動性；換言之是自誘發(fā)活動性。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了包含水、烴類和如上文中詳述的兩親物的清潔組合物，當該組合物暴露于空氣中時顯示出了馬蘭戈尼行為。優(yōu)選該組合物僅當暴露于空氣中時顯示出馬蘭戈尼行為。優(yōu)選該組合物在暴露于空氣中之前以處于相互平衡的兩相或三相的形式存在。
對本說明書來說馬蘭戈尼效應可以被定義為當表面張力梯度引起液體運動時液體中的效應。表面張力梯度由濃度變化所致(Gibbs效應)，而濃度變化本身起因于蒸發(fā)，或由于在容器中分離或離析后的不充分混合引起，或者是通過施加應力，例如剪切力(如通過擦拭作用)而造成。
不希望被理論所束縛，據(jù)認為馬蘭戈尼效應造成了本發(fā)明的組合物所顯示的清潔益處。顯示出馬蘭戈尼效應的組合物展示出了“蔓延”進入小空間的趨勢。化合物的蒸發(fā)可導致表面張力的變化并導致表面活動，從而使得組合物運動，例如進入裂縫中然后再出來，同時將污物帶出。使用兩親物有助于將臟物與基材分離。兩親物通常不會促進與表面的附著但它們可以進行良好濕潤。因而顯示出馬蘭戈尼效應的包含兩親物的組合物可以運動進入小的間隙中或能夠在表面與沉積污物之間運動，并將后者“抬高”。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供了受污染的基材的清潔方法，包括將如上所述的本發(fā)明的第一和/或第二方面的組合物施用于受污染的基材。
本發(fā)明的另一方面是如上所述的組合物用于家用基材清潔的用途。
本發(fā)明的另一方面提供了經包裝的家用清潔組合物，其中所述清潔組合物是用于本發(fā)明其他方面的上述組合物。
基材例如可以是硬表面，如廚房或浴室中的表面，包括工作面、地板、瓷磚、玻璃、衛(wèi)生潔具、窗戶、陶器制品或家庭用具；或織物表面，例如衣物或室內裝飾品。
基材上的污物例如可以是油脂、蛋白質污斑、酒漬、水果汁或化妝品。
將本發(fā)明的優(yōu)選組合物裝入具有手動操作泵如“觸發(fā)噴射器”的容器中，或裝入將內容物被倒出或通過擠壓容器而使內容物被壓出的容器中，或裝入噴霧器中。在噴霧器中組合物的烴類與推進劑相同，并且推進劑的蒸發(fā)本身就能夠誘發(fā)馬蘭戈尼效應。
裝有本發(fā)明的即用式組合物的容器構成了本發(fā)明的另一方面，顯然該容器適合于將該組合物直接傳送至硬表面(例如氣霧劑和“觸發(fā)噴射器”)。包含水性可稀釋組合物(即，包含組合物的組分而不含水，水由產品的使用者在使用前加入)的容器構成了再一方面。這提供了降低包裝和運輸成本的優(yōu)點。
具體實施例方式
下面，將通過參考以下例子以舉例的方式對本發(fā)明進行進一步的描述。
在這些例子中被研究的三種物質是去離子水、異石蠟族溶劑ISOPARE和作為二醇醚的DOWANOL EPh(乙二醇苯基醚)。ISOPAR E和DOWANOL EPh是商標。
首先，為對工作進行“界定(scope)”，將三種物質按不同比例混合在一起并使其分開。由此繪制

圖1中所示的相圖。令我們驚訝的是，在三元相圖的大的三角形的中心區(qū)域，顯示存在三個截然不同的相，即作為富含二醇醚相的下層相、作為富水相的中間相。這與EP 330379A中的發(fā)現(xiàn)是不同的。
可以看出相圖在各個角落處顯示出相變，富水角對我們而言是最感興趣的區(qū)域。組成上的微小變化，例如由一種組分的優(yōu)先蒸發(fā)所導致的變化，有可能造成組成穿越一個或多個相界。據(jù)認為這在我們下面所報告的發(fā)現(xiàn)中非常重要。
對具有三個截然不同的層的區(qū)域的代表性物質的各層的含量作如下分析。由于實驗的容許偏差，各層的總量不能精確地達到100％。然而并不存在其他物質。
頂層-富ISOPAR E層水濃度＝少于0.1％(3個讀數(shù)的平均數(shù))ISOPAR E濃度＝99.8％(3個讀數(shù)的平均數(shù))DOWANOL EPh濃度＝1.2％(3個讀數(shù)的平均數(shù))
中間層-富水層水濃度＝96.2％(6個讀數(shù)的平均數(shù))ISOPAR E濃度＝少于0.1％(3個讀數(shù)的平均數(shù))DOWANOL EPh濃度＝2.6％(3個讀數(shù)的平均數(shù))底層-富EPh層水濃度＝9.4％(3個讀數(shù)的平均數(shù))ISOPAR E濃度＝4.3％(3個讀數(shù)的平均數(shù))DOWANOL EPh濃度＝85.3％(3個讀數(shù)的平均數(shù))基于該分析和我們對水性清潔組合物的要求，基于與中間層相對應的水性組合物配制了一系列測試組合物，如下表中所示

水性組合物上方的任何分離的物質是富含烴類的物質，在水性組合物底部分離的任何組合物是富含二醇醚的物質。
然后評估各種組合物的性質。將數(shù)滴各組合物從未預先搖動的小瓶的中心區(qū)域移取至清潔的實驗臺頂上并觀察其“顫動”行為。隨后，將數(shù)滴各組合物應用于水平瓷釉表面上的鉛筆痕跡，一段時間后通過輕輕擦拭除去。結果如下

在進一步的測試中對組合物1進行更精密地評估。當小瓶打開10分鐘時，觀察到上升至覆蓋水性層的薄頂層在瓶中劇烈“顫動”。當小瓶被塞住后“顫動”終止。
當將組合物1移取至實驗臺上時，仔細觀察顯示上層膜分離，并且“顫動”。我們認為該馬蘭戈尼型的活動性與ISOPAR E的蒸發(fā)有關。
在另一個測試中我們還小心地移取了組合物1的薄頂層的等分試樣并將其鋪展在清潔的實驗室操作面上。該組合物也顫動，并且還觀察到它能夠通過“蔓延”作用而自鋪展。
在進一步的實驗中將ISOPAR E滴在燒杯中的去離子水上，攪拌以混合，并使其分離作為表面層。觀察到該體系并未顫動。我們推斷(謹慎地，因為這僅是初步測試)若要發(fā)生“顫動”現(xiàn)象可能必須存在二醇醚，即使其在水相和烴類富含相中僅有少量存在。
進行進一步的測試以檢測組合物1對織物上的污跡的可能的效果。在這些測試中，將約為100ml的組合物1移取至纖維質襯墊上，并壓在專有的所買進的有污跡的基材上，在有污跡的基材的下方是另一塊干燥的纖維質襯墊(因此兩塊纖維質襯墊在有污跡的基材周圍形成夾心結構)。將加熱的熨斗(加熱板的溫度為167℃)施加在潮濕的襯墊上。如此，發(fā)現(xiàn)組合物1能夠有效地從棉織物上清除紅酒漬，從棉織物上清除草漬，從絲織品上清除化妝品污漬，和從絲織品上清除紅酒漬。清潔作用“驅使”各污跡通過下方的干燥襯墊。
圖2顯示了在本發(fā)明中令人感興趣的另一體系的相圖，該體系為1-正辛基-2-吡咯烷酮/正十二烷/水。將看到該相圖也在富水角落顯示出了相變，從兩相(1-正辛基-2-吡咯烷酮/水)移至三相，再移至兩相(正十二烷/水)。組成中的微小變化，例如由一種組分的優(yōu)先蒸發(fā)所導致的變化，有可能再造成組成穿越相界。我們認為這對于在該體系中獲得“顫動”效果是非常重要的。
權利要求
1.一種清潔組合物，所述清潔組合物包含至少80重量％的水、至少1重量％的兩親物和至少0.005重量％的烴類。
2.如權利要求1所述的清潔組合物，其中所述水、兩親物和烴類作為單相共存而未彼此分層。
3.如權利要求1或2所述的清潔組合物，其中所述組合物包含至少96重量％的水。
4.如前述任一項權利要求所述的清潔組合物，其中所述組合物包含2重量％～8重量％的兩親物。
5.如前述任一項權利要求所述的清潔組合物，其中所述兩親物是二醇醚。
6.如權利要求5所述的清潔組合物，其中所述二醇醚是通式R1O(RO)nH的化合物，其中R是C1～C8的亞烷基，n至少為1，并且R1是C1～C8的烷基或是選擇性地具有取代基的芳基。
7.如權利要求6所述的清潔組合物，其中R1是苯基。
8.如權利要求1～4任一項所述的清潔組合物，其中所述兩親物是1-烷基-2-吡咯烷酮。
9.如前述任一項權利要求所述的清潔組合物，其中所述烴類在所述組合物中的存在量為0.05重量％～0.5重量％。
10.一種清潔組合物，所述清潔組合物包含水、烴類和兩親物，當所述組合物暴露于空氣中時顯示出馬蘭戈尼行為。
11.一種清潔受污染的基材的方法，所述方法包括將如前述任一項權利要求所述的組合物應用于所述受污染的基材。
12.如權利要求1～10任一項所述的組合物用于清潔家用基材的用途。
13.一種經包裝的家用清潔產品，所述經包裝的家用清潔產品包含如權利要求1～10任一項所述的組合物。
全文摘要
一種清潔組合物，該清潔組合物包含至少80重量％的水、至少1重量％的兩親物和至少0.005重量％的烴類，該清潔組合物顯示出了良好的清潔性能和可見的活性指標。該組成在其相圖的相界上或臨近相界，并展示出了馬蘭戈尼型的自誘發(fā)表面活動性。
文檔編號C11D7/32GK1918271SQ200580004563
公開日2007年2月21日 申請日期2005年2月9日 優(yōu)先權日2004年2月11日
發(fā)明者蓋伊·喬伊斯·科尼利厄斯, 馬爾科姆·湯姆·麥基奇尼 申請人:雷克特本克斯爾(英國)有限公司