组合物及方法

专利名称：组合物及方法
技术领域：
本发明涉及清洁领域。特别是涉及清洁组合物，并涉及清洁方法。
背景技术：
EP-A-330379描述了在单相中包含至少一种醚醇、水和烃类的清洁组合物的用途，这三种物质的重量百分比分别为90～50∶2～36∶25～0.9。该组合物据说适于从例如石油钻探操作时产生的岩屑等的表面清除油类附着物。所述组合物可以通过简单地混合化学品，手摇，然后使混合物分成三相而制得。中间相是清洁组合物，其被萃取出来并用于清洁测试。该中间相主要包含醚醇，以及较少量的水及烃类。
该体系的缺点在于清洁组合物中存在大量的醇醚。而大量使用许多种醇醚现在已经受到关于VOC(挥发性有机组分)的立法的限制。
因此需要能够有效清洁表面，特别是硬表面的挥发性化合物水平降低的清洁组合物。而且还需要在发挥作用时能够给使用者提供可见信号的清洁组合物。

发明内容
根据本发明的第一方面提供了包含至少80重量％水、至少1重量％两亲物和至少0.005重量％挥发性烃类的清洁组合物。
组合物可以为单相形式或作为相互之间处于化学平衡的两相或三相存在。组合物为单相时，其优点在于使用前无需混合或摇动。当组合物为两相或三相形式时，由于系统的活动性所导致的视觉清洁标志则更为可见。组成优选在组合物的三组分相图上临近相界。这时意味着仅由一种组分的损耗(借此该种组分的重量百分比减少的绝对值为1％或更少，优选0.5％或更少，更优选0.1％或更少(以全部组合物的总重量的重量百分比表示))所造成的组合物的三种组分的相对重量百分比的变化导致组合物中所存在的相数的变化，例如由单相变为两相或三相混合物。
在本说明书中当给定一种组分的百分值时，它表示该组分相对于包含该组分的组合物的总重量的重量百分比。
为了本说明书的目的，将两亲物定义为对于非极性化合物和极性化合物具有亲和力的化合物。它适合于在组合物中形成疏松的结合，与组合物的其他组分偶合在一起，而不按照经典表面活性剂的方式形成很强的胶束或层状结构。优选它不与表面强烈结合。
由于某些方面，例如无需在使用前摇动，水、两亲物和烃类优选共存而不是彼此作为层而分开。当组合物包含两相或更多相时，优选在使用前进行摇动。
优选组合物具有的水含量为至少90％，更优选至少94％，最优选至少96％，尤其是至少98％。
优选水性组合物含有至少1.5％的两亲物，更优选至少2％，最优选至少2.5％。可以使用两亲物的混合物。
优选水性组合物(作为单相或当分层时作为水性层)含有至多20％的两亲物，更优选至多8％，最优选至多4％。
适宜的两亲物包括取代的吡咯烷酮，尤其是1-烷基-2-吡咯烷酮。优选烷基平均具有4～16个碳原子，更优选6～14个碳原子，最优选8～12个碳原子。优选烷基是线性的。1-辛基2-吡咯烷酮是特别适宜的。
四级N-烷基醛糖酰胺(N-alkylaldonamide)也可以用作两亲物，例如N-癸基异邻磺酰苯酰亚胺酰胺或N-辛基核糖酰胺(N-octylribonamide)及其混合物。
优选烷基链的长度为C10或更少，更优选C8或更少的短烷基链烷基糖苷也是适宜的。优选一、二、三或四糖苷或其混合物。
适宜的两亲物包括二醇醚并特别优选这些物质。
优选的二醇醚是通式R1O(RO)nH(I)的化合物，其中R是C1～C8的亚烷基(优选C1～C4)，n至少为1(优选2～4)并且R1是C1～C8的烷基(优选C1～C4)或尤其是选择性地具有取代基的芳基。优选的选择性地具有取代基的芳基是选择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卤代烷基、氰基、酰氨基、胺基和卤素原子。包括包含在卤代烷基中的优选的卤素原子包括氟原子、氯原子和溴原子。适宜地具有1～3个取代基。然而，优选芳基或苯基是未被取代的。
不具有芳香基团的适宜的二醇醚的具体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。
具有芳香基团的适宜并优选的二醇醚的具体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)。
特别优选的是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。
短链醇是适宜在本发明的组合物中使用的两亲物，但当作为唯一的两亲物存在而使用时并不优选。特别适宜与如上所述的其他两亲物组合使用的是乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇和叔丁醇。也可以使用这些醇与其他两亲物的混合物从而改变关于与本发明的组合物有关的相界。
尤其优选的两亲物是在本专利申请的优先权日如美国政府环境保护局(EPA)的条例中对于预想应用(优选用作家庭环境中的清洁剂)所列出的在任何浓度下都被归属为VOC的化合物。其他优选的两亲物是仅在特定浓度下被EPA条例归属为VOC的化合物；并且在本发明的组合物中以低于该浓度而存在。
如果将本发明中所使用的水和两亲物在相图的两相区中共同振荡，远离相界，则将形成两个容易看到的相。在某些情况中富水相将位于富两亲物相(两亲物A)的下方。在其他情况中富水相将位于富两亲物相(两亲物B)的上方。假定可以调节比例以使组合物符合第一方面，则具有不同密度的所有该两亲物A和B的使用均被涵盖。然而，在本发明中使用的两亲物优选是B型。
尤其优选的二醇醚是在20℃时蒸汽压小于0.1mmHg的化合物。
本发明的组合物还包含烃类。烃类优选不溶于水，这表示它在25℃在蒸馏水中的溶解度小于或等于溶液的0.001重量％。组合物优选至少包含0.005％的烃类，更优选至少0.01％，进而更优选至少0.05％。更高的浓度例如大于或等于0.1％则更有效。组合物优选仅包含至多5％的烃类，更优选至多2％，进而更优选至多0.8％，最优选至多0.5％，以使得在组合物使用过程中释放至大气中的挥发性物质的水平最小化。在本发明的组合物中也可以使用适宜的烃类的混合物。
适宜的烃类是石蜡族化合物，包括异石蜡族化合物。烃类也可以适宜地为烃类香料。优选其在室温条件下为液体。烃类优选具有大于或等于5个碳原子，更优选大于或等于8个碳原子。优选烃类具有至多15个碳原子，更优选至多12个碳原子。当烃类是混合物时，如通常的情况中，这些限定仍然可以作为平均值使用。
当存在烃类时其倾向于比任何其他相更轻，并且在某些烃类浓度下会分离出来。
优选所存在的烃类比水或两亲物更显著地挥发。“挥发”意思是指物质在20℃时的蒸汽压大于或等于0.2mmHg。
在本说明书中当提及两亲物或烃类时应当理解可以存在超过一种的所述两亲物或烃类。重量百分比的定义表示全部补充的所存在的两亲物或烃类化合物。
适宜的组合物可以包含电解质，优选离子盐。适宜的例子包括碱金属盐，尤其是卤化物。由于包括成本和安全性等原因，最优选为氯化钠。
可以使用电解质以改变相图，使相界移动从而使得组成在相界上或临近相界，如本发明的第一方面所优选的那样。当存在电解质时，其包含在水中，将水和电解质作为单一组分处理从而绘制三组分相图。
本发明的组合物高度优选包含香料以使得家庭清洁组合物中的组合物的气味更易被接受。优选至少存在0.1重量％的香料，更优选大于或等于0.4重量％，但优选小于或等于1重量％，更优选小于或等于0.8重量％。为绘制组合物的三组分相图而使香料包含在烃类中。“香料”意思是指芳香油而不包含任何的碱或增量剂。
本发明的组合物可以包含低浓度的，优选小于组合物1重量％的在家庭清洁产品中常用的附属品，条件是这些附属品对组合物的相特性没有实质上的影响。在绘制该体系的三组分相图方面，技术人员将基于该组分的Hansen溶解度参数使该组分包含于相图的水、两亲物或烃类的角落中。作为优选成分的表面活性剂包含在相图上的两亲物中，其占组合物的重量百分比为0.01％～0.1％，更优选0.03％～0.05％。当存在表面活性剂时，诸如醇乙氧基化物等非离子表面活性剂是特别优选的。诸如阳离子生物抑制剂或适宜的PCMX(对氯间二甲苯酚)等生物抑制剂也可以加入在本发明的组合物中。例如过氧化物类漂白剂等漂白剂体系也可以在本发明的组合物中使用。
显然，本发明人已经发现本发明的组合物明显展示出了马兰戈尼(Marangoni)型的行为。当打开盛有本发明的优选组合物的瓶子并使其暴露于环境中时可以观察到表面出现“颤动(twitch)”。该效应据认为是由表面张力梯度引起的，也许当挥发性化合物蒸发时，与跨越相界有关系。我们已经观察到当将盖子重新盖在瓶子上时，该组合物中的“颤动”停止。只要将组合物移液至表面就会发生“颤动”。
“颤动”意思是指组合物的表面显示出了并非由外部试剂(诸如施用于表面的物体)引发的活动性；换言之是自诱发活动性。
根据本发明的第二方面提供了包含水、烃类和如上文中详述的两亲物的清洁组合物，当该组合物暴露于空气中时显示出了马兰戈尼行为。优选该组合物仅当暴露于空气中时显示出马兰戈尼行为。优选该组合物在暴露于空气中之前以处于相互平衡的两相或三相的形式存在。
对本说明书来说马兰戈尼效应可以被定义为当表面张力梯度引起液体运动时液体中的效应。表面张力梯度由浓度变化所致(Gibbs效应)，而浓度变化本身起因于蒸发，或由于在容器中分离或离析后的不充分混合引起，或者是通过施加应力，例如剪切力(如通过擦拭作用)而造成。
不希望被理论所束缚，据认为马兰戈尼效应造成了本发明的组合物所显示的清洁益处。显示出马兰戈尼效应的组合物展示出了“蔓延”进入小空间的趋势。化合物的蒸发可导致表面张力的变化并导致表面活动，从而使得组合物运动，例如进入裂缝中然后再出来，同时将污物带出。使用两亲物有助于将脏物与基材分离。两亲物通常不会促进与表面的附着但它们可以进行良好湿润。因而显示出马兰戈尼效应的包含两亲物的组合物可以运动进入小的间隙中或能够在表面与沉积污物之间运动，并将后者“抬高”。
根据本发明的第三方面提供了受污染的基材的清洁方法，包括将如上所述的本发明的第一和/或第二方面的组合物施用于受污染的基材。
本发明的另一方面是如上所述的组合物用于家用基材清洁的用途。
本发明的另一方面提供了经包装的家用清洁组合物，其中所述清洁组合物是用于本发明其他方面的上述组合物。
基材例如可以是硬表面，如厨房或浴室中的表面，包括工作面、地板、瓷砖、玻璃、卫生洁具、窗户、陶器制品或家庭用具；或织物表面，例如衣物或室内装饰品。
基材上的污物例如可以是油脂、蛋白质污斑、酒渍、水果汁或化妆品。
将本发明的优选组合物装入具有手动操作泵如“触发喷射器”的容器中，或装入将内容物被倒出或通过挤压容器而使内容物被压出的容器中，或装入喷雾器中。在喷雾器中组合物的烃类与推进剂相同，并且推进剂的蒸发本身就能够诱发马兰戈尼效应。
装有本发明的即用式组合物的容器构成了本发明的另一方面，显然该容器适合于将该组合物直接传送至硬表面(例如气雾剂和“触发喷射器”)。包含水性可稀释组合物(即，包含组合物的组分而不含水，水由产品的使用者在使用前加入)的容器构成了再一方面。这提供了降低包装和运输成本的优点。
具体实施例方式
下面，将通过参考以下例子以举例的方式对本发明进行进一步的描述。
在这些例子中被研究的三种物质是去离子水、异石蜡族溶剂ISOPARE和作为二醇醚的DOWANOL EPh(乙二醇苯基醚)。ISOPAR E和DOWANOL EPh是商标。
首先，为对工作进行“界定(scope)”，将三种物质按不同比例混合在一起并使其分开。由此绘制

图1中所示的相图。令我们惊讶的是，在三元相图的大的三角形的中心区域，显示存在三个截然不同的相，即作为富含二醇醚相的下层相、作为富水相的中间相。这与EP 330379A中的发现是不同的。
可以看出相图在各个角落处显示出相变，富水角对我们而言是最感兴趣的区域。组成上的微小变化，例如由一种组分的优先蒸发所导致的变化，有可能造成组成穿越一个或多个相界。据认为这在我们下面所报告的发现中非常重要。
对具有三个截然不同的层的区域的代表性物质的各层的含量作如下分析。由于实验的容许偏差，各层的总量不能精确地达到100％。然而并不存在其他物质。
顶层-富ISOPAR E层水浓度＝少于0.1％(3个读数的平均数)ISOPAR E浓度＝99.8％(3个读数的平均数)DOWANOL EPh浓度＝1.2％(3个读数的平均数)
中间层-富水层水浓度＝96.2％(6个读数的平均数)ISOPAR E浓度＝少于0.1％(3个读数的平均数)DOWANOL EPh浓度＝2.6％(3个读数的平均数)底层-富EPh层水浓度＝9.4％(3个读数的平均数)ISOPAR E浓度＝4.3％(3个读数的平均数)DOWANOL EPh浓度＝85.3％(3个读数的平均数)基于该分析和我们对水性清洁组合物的要求，基于与中间层相对应的水性组合物配制了一系列测试组合物，如下表中所示

水性组合物上方的任何分离的物质是富含烃类的物质，在水性组合物底部分离的任何组合物是富含二醇醚的物质。
然后评估各种组合物的性质。将数滴各组合物从未预先摇动的小瓶的中心区域移取至清洁的实验台顶上并观察其“颤动”行为。随后，将数滴各组合物应用于水平瓷釉表面上的铅笔痕迹，一段时间后通过轻轻擦拭除去。结果如下

在进一步的测试中对组合物1进行更精密地评估。当小瓶打开10分钟时，观察到上升至覆盖水性层的薄顶层在瓶中剧烈“颤动”。当小瓶被塞住后“颤动”终止。
当将组合物1移取至实验台上时，仔细观察显示上层膜分离，并且“颤动”。我们认为该马兰戈尼型的活动性与ISOPAR E的蒸发有关。
在另一个测试中我们还小心地移取了组合物1的薄顶层的等分试样并将其铺展在清洁的实验室操作面上。该组合物也颤动，并且还观察到它能够通过“蔓延”作用而自铺展。
在进一步的实验中将ISOPAR E滴在烧杯中的去离子水上，搅拌以混合，并使其分离作为表面层。观察到该体系并未颤动。我们推断(谨慎地，因为这仅是初步测试)若要发生“颤动”现象可能必须存在二醇醚，即使其在水相和烃类富含相中仅有少量存在。
进行进一步的测试以检测组合物1对织物上的污迹的可能的效果。在这些测试中，将约为100ml的组合物1移取至纤维质衬垫上，并压在专有的所买进的有污迹的基材上，在有污迹的基材的下方是另一块干燥的纤维质衬垫(因此两块纤维质衬垫在有污迹的基材周围形成夹心结构)。将加热的熨斗(加热板的温度为167℃)施加在潮湿的衬垫上。如此，发现组合物1能够有效地从棉织物上清除红酒渍，从棉织物上清除草渍，从丝织品上清除化妆品污渍，和从丝织品上清除红酒渍。清洁作用“驱使”各污迹通过下方的干燥衬垫。
图2显示了在本发明中令人感兴趣的另一体系的相图，该体系为1-正辛基-2-吡咯烷酮/正十二烷/水。将看到该相图也在富水角落显示出了相变，从两相(1-正辛基-2-吡咯烷酮/水)移至三相，再移至两相(正十二烷/水)。组成中的微小变化，例如由一种组分的优先蒸发所导致的变化，有可能再造成组成穿越相界。我们认为这对于在该体系中获得“颤动”效果是非常重要的。
权利要求
1.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含至少80重量％的水、至少1重量％的两亲物和至少0.005重量％的烃类。
2.如权利要求1所述的清洁组合物，其中所述水、两亲物和烃类作为单相共存而未彼此分层。
3.如权利要求1或2所述的清洁组合物，其中所述组合物包含至少96重量％的水。
4.如前述任一项权利要求所述的清洁组合物，其中所述组合物包含2重量％～8重量％的两亲物。
5.如前述任一项权利要求所述的清洁组合物，其中所述两亲物是二醇醚。
6.如权利要求5所述的清洁组合物，其中所述二醇醚是通式R1O(RO)nH的化合物，其中R是C1～C8的亚烷基，n至少为1，并且R1是C1～C8的烷基或是选择性地具有取代基的芳基。
7.如权利要求6所述的清洁组合物，其中R1是苯基。
8.如权利要求1～4任一项所述的清洁组合物，其中所述两亲物是1-烷基-2-吡咯烷酮。
9.如前述任一项权利要求所述的清洁组合物，其中所述烃类在所述组合物中的存在量为0.05重量％～0.5重量％。
10.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含水、烃类和两亲物，当所述组合物暴露于空气中时显示出马兰戈尼行为。
11.一种清洁受污染的基材的方法，所述方法包括将如前述任一项权利要求所述的组合物应用于所述受污染的基材。
12.如权利要求1～10任一项所述的组合物用于清洁家用基材的用途。
13.一种经包装的家用清洁产品，所述经包装的家用清洁产品包含如权利要求1～10任一项所述的组合物。
全文摘要
一种清洁组合物，该清洁组合物包含至少80重量％的水、至少1重量％的两亲物和至少0.005重量％的烃类，该清洁组合物显示出了良好的清洁性能和可见的活性指标。该组成在其相图的相界上或临近相界，并展示出了马兰戈尼型的自诱发表面活动性。
文档编号C11D7/32GK1918271SQ200580004563
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月9日 优先权日2004年2月11日
发明者盖伊·乔伊斯·科尼利厄斯, 马尔科姆·汤姆·麦基奇尼 申请人:雷克特本克斯尔(英国)有限公司