清洗溶液和方法

专利名称：清洗溶液和方法
与有关申请的相互参照由本申请的发明人提出的标题为“清洗的系统和方法”的有关申请，代理人备案目录No.M.5191 US，同时在此提交。
背景技术：
发明领域本发明涉及清洗，更具体地是涉及一种清洗溶液及其应用。
有关技术的描述配制能从多种表面和材料上清洗掉各种污垢、斑渍和沾染物的清洗溶液具有明显的重要性。为达到这一效果，在清洗剂领域此前已经完成许多研究并导致出现具有各种清洗配方的众多清洗溶液。为进一步增进这些众多清洗配方的性质，在最终配方中通常又包括了各种表面活性剂、抗污垢和抗斑渍剂等组分。此外，近期引入的清洗溶液配方还借助以往已经是很复杂的配方中加入另一些组分来提供抗菌性能。
然而，虽然许多这些复杂的组合物提供了可接受的清洗性质，但这些可接受的性质往往限于一些特定的用途。尽管有许多舶来品，这里使用了昂贵的组分。还有，因为这些组合物通常不能消除气味，它们往往含有香气添加剂，而后者只能短时期内覆盖住恶臭。最后，许多这类清洗溶液含有当浸渍或与用户的皮肤接触时能对用户造成伤害的组分，这样就需要防护衣来防止这类接触。
这样，若有一种能清洗多种表面和材料同时又只含有少数容易得到的组分的清洗溶液应该是有益的。此外，清洗溶液是无毒性的并且在与用户皮肤偶然接触时不会造成伤害也会是有益的。还有，如果清洗溶液对多种有机物质诸如油类等具有螯合性质，从而使清洗溶液可以重新使用而不必重新沉积去除的污垢、污渍和沾染物，也应该是有好处的。清洗溶液通过干燥后留下一层薄的、不可见的防护膜或涂层，从而为清洗过的表面或材料提供抗污垢和抗污渍的性质也应该是有益的。进一步，如果不需加入香味剂清洗溶液就能消除恶臭也将是有益的。最后如果清洗溶液能提供杀菌和杀真菌的活性也应是有益的。
在本发明的某些实施方案中，这种清洗溶液被配制成用作喷雾清洗剂，把它喷雾到表面上并将润湿的表面用清洁的布擦拭以除去污垢、污渍和沾染物。最好是，在干燥时，本发明的这种清洗溶液能在表面上留下一层薄的、不可见的防护涂层或膜。在某些这样的喷雾实施方案中这种清洗溶液以很细的薄雾或气溶胶被喷出以便额外地消除空气中的恶臭。最好是，干燥后形成的薄的防护膜在气溶胶分散后能继续除去这类恶臭。除了消除恶臭以外，这种薄的防护涂层或薄膜还能防止重新污染、防止或减小细菌或真菌的生长速度，并增加表面或材料的润滑性，从而降低了磨损。
在某些实施方案中，本发明的这种清洗溶液被配制成用来浸渍要清洗的物体，这时清洗溶液会从物体表面除去污垢、污渍和沾染物，并螯合它们以防止它们重新沉积。这样的浸渍方法被用作一种独自成立的清洗方法，例如与搅拌一起作为洗衣房清洗器，或在有或没有搅拌的情况下用作预备步骤，接着进行其它的清洗步骤。供选择地，在某些实施方案中，这种清洗溶液被配制成与抓扒或刷擦结合使用的形式以用于存在重度污染组合的场合。还有，在本发明的某些实施方案中，结合使用一种或多种上述清洗方法并且使用一种或多种清洗溶液配方。最后，在本发明的所有实施方案中，清洗溶液在使用后不需要漂洗。这样，按照本发明的这种清洗溶液可以清洗表面或材料并且由于无需漂洗，从而提供了一层粘连在表面或材料上的防护膜，后者减轻或防止了重新污染。
发明详述以下是本发明说明性实施方案的详尽描述。当本发明的这些实施方案被描述后，对于本专业技术人员来说，所描述方法和/或具体结构的各种修饰或改制便成为很明显的。所有依赖本发明技术进行的这类修饰、改制或变种以及通过它们这些技术取得的工艺进展，都应当被认为是在本发明的精神和范围之内。因此，这些描述不应被看作是具有限制的意义，因为应该理解本发明并不以任何方式被限制于这些说明的实施方案。
本发明提供一种能清洗多种材料和表面的清洗溶液。例如，本发明的这种清洗溶液可用来清洗油漆过的表面诸如墙壁，织物诸如棉花、羊毛和合成纤维诸如尼龙等，以及瓷砖、玻璃和金属表面和各种木质和光滑的皮革表面。此外，本发明的这种清洗溶液为清洗过的表面或材料的纤维提供一种薄的、不可见防护涂层或膜。这种薄的防护涂层很好地粘附在大部分表面上并且不容易通过磨擦除去。这样这种防护涂层就有益地防止或减轻了重新污染或重新沾污，增加了表面或材料的润滑性并且可除去周围环境中的恶臭。
最好是，本发明的清洗溶液是用三种众所周知并容易得到的物质，即碳酸氢钠、(NaHCO3,CAS RN 144-55-8)、碳酸钠(Na2CO3,CAS RN 497-19-8)、和磷酸三钠(Na3PO4,CAS RN 10101-89-0)的混合物来配制。这些物质当中的每一种都基本上是无毒的，又是安全的。如碳酸氢钠通常称它为焙粉，常在食品制作中用作添加剂以及作为清洗剂。碳酸钠通常称为焙烤苏打或苏打，它是众所周知的清洗添加剂或增强剂，并且当在溶液中时，还可在湿疹治疗中用作皮肤清洗剂。最后，磷酸三钠众所周知可用作水的软化剂并且是许多普通的洗涤剂配方中的一种成份。
在本发明实施方案中包括的清洗溶液相信是通过应用上述组分的特定摩尔比来获得它的良好性能的，这一特定的摩尔比被配制在各种浓度的水溶液中。这样，本发明的实施方案是由碳酸氢钠(此后略作SB)、碳酸钠(此后略作SC)和磷酸三钠(此后略作TSP)按大约1∶2.6∶1.6的摩尔比组成的混合物的各种浓度的水溶液。即对于每摩尔SB，要用2.6摩尔SC和1.6摩尔TSP来制备本发明的清洗溶液。在一种典型的“充足强度”配方中，具有第一浓度的溶液的数量是通过结合大约910克SB、约1930克SC、约2270克TSP在约208升水中而制成的。所用的水可以是去离子水、软化水或经过反向渗析(RO)体系处理过的水。这样一种具有第一浓度“充足强度”配方中固体或活性组分的含量约为2.46％。应该理解上述“充足强度”清洗溶液的数量仅仅是说明性的，具有同样摩尔比和固体百分浓度的其它数量的清洗溶液可以由本专业技术人员容易地制备出来，例如制备100立升“充足强度”的清洗溶液，而不是208立升。此外，应该理解虽然上述组分特定的摩尔比已发现是最有效的，但其它类似的摩尔比也是有效的。例如，已发现把特定的摩尔比改变多至百分之十时它仍然是有效的，并且这类组合物也在本发明的范围和精神之内。也已发现具有与上述“充足强度”配方不同的其它固体浓度也是有效的，例如高至约2.7％或低至约2.2％的固体浓度也是有效的，从而也在本发明的范围和精神之内。
虽然“充足强度”配方可用作清洗溶液，其它具有低于“充足强度”浓度的配方也已发现是有效的清洗剂。例如一种具有第二浓度的配方可通过把具有第一浓度的“充足强度”溶液稀释至原来浓度的大约一半而制得。因此，这种“半强度”配方其浓度为第一浓度的50％；结果，这一典型配方中含有约1.23％的固体。应当注意可做出多种“充足强度”清洗溶液的其它稀释液，并可有益地用来清洗多种表面和材料；往往“充足强度”配方的一种特定稀释液要通过试验各种浓度以决定“最佳”浓度。所有这些替代的稀释液从而也在本发明的范围和精神之内。例如，具有60％浓度(即具有第一浓度溶液的40％稀释液)的清洗溶液已发现可有益地用来清洗赌桌的工作表面和周围区域，如在娱乐场所等处能看到的。这样一种具有第三浓度的典型配方含有约1.48％的固体。最后，应该认识到虽然上述稀释液的每一种都已被定为“充足强度”溶液的稀释液，但任何一种这类稀释液都可通过直接把适当数量的SB、SC、和TSP以合适的相互间为1∶2.6∶1.6的摩尔比混合在一起而制得。
虽然如前面所述，本发明清洗溶液的每一种组分都是已知的，但是按照本发明实施方案的这些组分的特定混合物却迄今仍是未知的。例如，1989年5月9日授权给本发明人并且现已被放案的题为“抗静电防护的组合物和方法”的美国专利NO.4,828,621(此后称为’621)中，提供了目前组分的实质上不同的混合物。在’621专利中这种实质上不同的混合物形成一种抗静电的溶液，它在溶液中的碳酸氢钠对碳酸钠对磷酸三钠的体积比率为大约1∶2∶4，固体含量在百分之四至百分之十六之间。这样，与按本发明实施方案制备的清洗溶液相比，’621专利中的抗静电溶液是以不同的组分比率和不同的固体物浓度来配制的，从而产生出不同的结果。
在1996年9月3日授权给Carr等人的题为“碳酸盐复配的洗衣洗涤剂组合物”的美国专利5,552,078(此后称为’078)中，本发明的这三种组分被讲授为另一种实质上不同配方中的一部份。’078专利的配方中这三种具有不同的比率，并且该配方还含有一些另外组分的更为复杂的总体配方。例如，在’078专利中，讲授的是一种粉状组合物，其中含有一种表面活性剂，按重量计至少75至80％的碳酸钠，大约0.1至15重量％的碳酸氢钠，大约0.1至2重量％的磷酸三钠，大约0.1至2重量％的聚丙烯酸酯或聚马来酸酯和大约1-12重量％的水，这种粉状组合物主要是用作洗衣洗涤剂。这样，除了在’078专利中还需要另外的材料以外，它所用的碳酸氢钠对碳酸钠对磷酸三钠的摩尔比也明显地不同于本发明。
在本发明的某些实施方案中，还另外发现了以一种特定方式来配制本发明清洗溶液时的优点。例如在某些实施方案中，适当量的碳酸氢钠(SB)被加到无离子水或软化水或RO水中，并进行搅拌直到它溶解。虽然已知SB是相当溶于水的，但发现最好还是把SB加到已经温热到30至40摄氏度(℃)的水中以加速它的溶解。一旦SB已溶解，即往SB溶液中加入适量碳酸钠(SC)并再进行搅拌。在加入SC时，可注意到得到一种不透明的溶液，并且即使在延长搅拌以后，溶液仍然不会完全透明。最后往SB和SC的混合物中加入适量磷酸三钠(TSP)并再进行搅拌。应该注意到在加入TSP后短时间内(几分种)混合物变成清亮透明的，表明形成了三种组分真正的溶液。
本专业任一位技术人员将会认识到可以用别的方法来制造本发明的清洗溶液。例如，在制备这种清洗溶液时可将SC加入水中作为第一步。此外，也可使用一些组分的任何一种或多种不同的水合形式而不是前面指定的无水材料。像已知的那样，在使用这类水合形式时，水合材料的数量应调节到提供合适的“无水等价重量”，以便获得大约1∶2.6∶1.6的合适的摩尔比。然而，虽然这些其它的制造清洗溶液的方法是在本发明的范围和精神之内，但发明人发现以上述方式来制备这种清洗溶液是有益的。
在由本发明人同时提交的一项标题为“清洗的体系和方法”的有关申请中，(代理人备案目录NO.M-5191 US)公开了清洗物体的体系，例如可堆积的物体诸如扑克牌、薄片、硬币和辅币以及其它，其中每种体系都包含发明的清洗溶液。这一有关申请(此后称为M-5191)以其整体在此引入作为参考。
如前所述，按照本发明的某些实施方案，这种清洗溶液被配制成可喷雾到要清洗的表面或材料上。例如，像在M-5191中讨论的那样，60％浓度的清洗溶液被喷雾到赌桌的工作表面上，使要清洗的所有表面都被轻度润湿。往往这些工作表面，例如在“B1ack Jack”或“Craps”赌桌上看到的，是一种毛毡或类似毛毡的材料，它的上表面印有适当的游戏标志。一旦整个表面被轻度润湿，就可用一块洁净的布使清洗溶液分布到表面上并通过轻轻的摩擦和吸干动作除去存在的任何污垢或沾染物。接着让表面干燥以形成一层薄的涂层或膜。这种薄膜是形成在表面上或在材料的纤维周围，并给表面提供抗污染性质以及增进和润滑性。此外，清洗过的材料表面看来比清洗前变得对触摸更柔软和更润滑。这样就导致两次清洗间更长的时间周期和降低表面磨损这样的好处。
本发明的清洗溶液可用上述喷雾方法来清洗多种表面，例如除赌桌的工作表面之外，这种清洗溶液可以喷雾形式来清洗地毯和小地毯，由瓷砖或别的天然表面制作的台桌顶面，人造表面诸如Formica或Corian表面，金属表面诸如不锈钢，玻璃表面以及用基于水或油的涂料诸如乳液或搪瓷涂布的表面。在某些情况下这种清洗溶液是喷雾到要清洗的表面上，然后用洁净的干布等擦净表面上的污垢和沾染物。在另一些情况下这种清洗溶液是先被施用到一块布料或其它施用器上，然后这潮湿的施用器再用来擦干净表面的污垢和玷染物。在用本发明的清洗溶液清洗表面之后，应能观察到清洗过的表面获得一种平滑和润滑的感觉，这样使它能阻止重新污染，这样一种平滑的感觉类似于在用高度光泽抛光涂料涂布过的表面上所观察到的。
应当指出，虽然“充足强度”溶液一般适用于大多数材料和表面，但对于某些材料使用更稀的溶液是有益的，例如，大多数赌桌的工作表面最适宜用60％浓度来清洗，而大多数扑克牌则最适宜用50％浓度来清洗。这样，就像对大多数一般目的的清洗配方那样，最好是在进行普遍清洗之前用一部份要清洗的表面进行试验以确定使用的清洗溶液的最合适的稀释度。这种预先试验方法是众所周知的。
本发明的清洗溶液也可用于重度污染或沾污的物体或材料的预浸渍浴中。例如，把适量本发明的清洗溶液放在一个容器中，然后加入要浸渍的物品。所用清洗溶液的稀释度和浸渍时间是污垢数量和特定材料的函数。然而，已经发现对于大多数使用情况用5至30分钟的浸渍时间是合适的。例如，一件重度污染的棉织品或外衣可在洗涤之前用本发明清洗溶液的50％稀释液进行预先浸渍。以这种方式，大多数、如果不是全部的污染即被除去，然后再进行一次标准的洗涤循环即得到没有污渍的外衣。在污染量较小的情况下的实施方案中，已发现可在标准洗涤循环之前用清洗溶液的60％浓度稀释液仅仅预先润湿一下污染的区域即可。
在表面被重度污染或沾污、而且该表面具有隆起部份、沟槽或其它缺口或表面不规则性的场合，已发现最好是结合使用预先浸渍和擦洗的方法来除去污垢，例如像M-5191中所叙述的，重度污染的筹码是首先放在“充足强度”的溶液中浸渍，然后在一种筹码清洗体系中清洗，在那里是用刷子来擦洗筹码的反面。应该理解，除那些筹码以外的表面也可结合使用预先浸渍和刷子擦洗的方法来清洗，例如在厨房或浴室中的瓷砖台顶面。可能会有沟槽或其它缺口，其中的污垢可能积聚，从而需要使用上述的预先浸渍/擦洗方法来清洗。
应该理解除了较轻污染的积聚以外，术语重度污染或沾污也意指由尿、油脂、葡萄汁、巧克力、葡萄酒等在织物诸如外衣、毯子或小地毯上引起的污染。这就是说，是指这样的污垢或沾染物，它一般需要使用特别的“污渍去除剂”配方，像通常已知的那样。然而，本发明的清洗溶液通常并不需要这样的“污渍去除剂”配方来提供清洁的表面或材料，因为本发明的某些实施方案就是配制用来去除这类重度污染的污渍的。也应注意到，在本发明的清洗溶液以前面已知的“污渍去除剂”的形式来使用的场合，不会观察到“白圈”，而这是在使用前面那些已知的“污渍去除剂”之后常常会观察到的。因此，这种重度污染或沾污是被并入到这种清洗溶液中或者是被螯合后除去的，而不是把它们展开。这样，为除去这类外衣、地毯或小地毯上的重度污染区域，可将本发明实施方案的一种溶液施用到这一重度污染区域。在某些情况下溶液可通过喷雾来施用，而在另一些情况下溶液可在一只容器中作为预先浸渍液来施用；不管用哪种方法，一旦用溶液润湿后要允许它保持润湿数分钟，然后再用洁净的布料等进行吸干/摩擦。以这种方式处理，一般即使是最重度的污垢也将被除去，不过如果需要可进行第二次清洗处理。
如前所述，本发明实施方案的这种清洗溶液也呈现出除去恶臭的性质。例如已经有益地发现当用来清洗恶臭的污垢和沾染物时，恶臭会和污垢一起被除去。例如，被动物尿液沾污的地毯或小地毯可以喷雾方式用本发明的清洗溶液有益地清洗。把被污染的区域轻度喷雾以润湿被污染区域，接着用洁净的布料或类似物进行吸干/摩擦。除去污垢后，该区域用本发明的清洗溶液再次喷雾以轻度润湿它，并让它干燥而无需另外的吸干/摩擦操作。干燥后，恶臭即被消除。
除了消除与污垢在一起的恶臭以外，已经有益地发现本发明的实施方案可被用来清洁有霉菌或真菌生长从而常伴有霉味的空气处理系统。例如，在本发明的某些实施方案中，在空气处理系统的风扇以最大速度运转的同时，可将本发明的清洗溶液的细小喷雾或气溶胶喷雾进入进气口。在这种方式中气溶胶即被分布到整个空气处理系统的管道或通道。当本发明的清洗溶液包封住霉菌或真菌从而防止了它的任何继续生长时，恶臭即被消除。例如已经发现，对于普通的黑曲霉孢子来说，孢子由用本发明“充足强度”的溶液处理过的试样上总的复原率小于1.5％，其中100％复原被定义为由只用消毒的去离子水处理过的试样上孢子复原的数目。
本发明的这种清洗溶液除了它压抑微生物诸如真菌黑曲霉的生长以外，也呈现出对多种其它微生物的抑制活性。例如，本发明的实施方案的应用也可作为杀菌剂用于表面，在接触时消除一些存活的细菌并在干燥成膜或薄的涂层时基本上消除所有残余的细菌。这一结果相信至少部份地是由于干燥时形成的膜或涂层的包封性质。在本发明的某些实施方案中，这种清洗溶液的第二种应用是用到已清洗过的表面上并让它干燥，像前面已叙述过的那样。已经发现在进行过这种第二种应用的地方。在处理过的表面上微生物，例如细菌和真菌的重新生长可被延缓。干燥时形成的这种膜或涂层是一种硬的、润滑的涂层，它已被发现具有大约2至10微米之间的厚度。相信在本发明的清洗溶液中的活性剂化合而形成一种包封物，它防止了微生物的生长并且也提供一种活性表面来继续消除恶臭并同时防止重新污染。这种膜的存在和对防止重新污染的有效性可这样来证实，即在两面涂布着普通内用乳胶漆的干墙部份的每一面上放一滴马达油。当一面干墙部份事先用本发明的清洗溶液清洗，马达油保持滴状并在用冷水擦掉后不会留下残踪。相反，在未经处理过的干墙部分马达油在接触时即展开并且在擦去时会留下可见的残留物。
现在应很明显，这里已描述了一种用于普通目的的清洗溶液，它只含有三种普通而且容易得到的组分，也很明显的是，本发明的清洗溶液可配制成各种浓度从而能为多种表面和材料提供清洗。此外，也很明显的是，因为这种清洗溶液的三种组分都是安全和基本无毒的材料，所以由这三种组分形成的混合物也是安全和基本无毒性的。
另外，明显的是本发明的清洗溶液具有螯合性质，这使它能够清洗多种有机材料，并通过在干燥时形成薄膜或涂层而具有抗污染和抗污渍的性质。也很明显的是本发明的实施方案具有杀真菌和杀菌性质，这种性质可通过干燥形成薄膜而得以延长。此外，涂层基本上封住了清洗过的表面，增加了润滑性从而延长了两次清洗之间的时间并由于降低磨损而延长了材料的使用寿命。最后，明显的是本发明的某些实施方案可用来减轻或消除恶臭而无需另外的试剂或添加剂。
本发明的上述实施方案仅仅是说明性而非限制性的。这样，本专业的技术人员显然可以做出各种改变和修饰而无需在更宽广的方面偏离本发明。所以除了“充足强度”溶液以外虽然只讨论了两种具体的稀释溶液，但应该认识到，由制得并具有大约2.46至2.75％之间固体浓度的“充足强度”溶液可以配制出任意数目的稀释液。这样，所附的权利要求包括了所有这类变化和修饰，它们均在本发明的真正精神和范围之内。
权利要求
1．一种清洗溶液，它主要包含在水溶液中的碳酸氢钠；碳酸钠；磷酸三钠盐；其中碳酸氢钠、碳酸钠和磷酸三钠的总浓度低于约2.75％，相互间的摩尔比约为1∶2.6∶1.6。
2．权利要求1的清洗溶液，其中总浓度低于约1.7％。
3．权利要求1的清洗溶液，其中所说的清洗溶液是通过先把适当量的碳酸氢钠溶解于适当量的水中，再另入适当量的碳酸钠，最后加入适当量的磷酸三钠配制而成的。
4．权利要求1的清洗溶液，其中的水溶液包括去离子水。
5．权利要求1的清洗溶液，其中的水溶液包括化学软化过的水。
6．权利要求1的清洗溶液，其中的水溶液包括以过逆向渗析处理过的水。
7．一种清洗方法，包括把沾污了的表面或材料用主要包含碳酸氢钠、碳酸钠和磷酸三钠而且相互间的摩尔比约为1∶2.6∶1.6的清洗溶液润湿；然后用洁净的干布等擦净沾染了的固体表面，这样污垢即被除去，并在所述的表面上形成一层薄的防护膜。
8．一种清除或减轻恶臭的方法，它包括往表面上提供一层由清洗溶液形成的薄膜或涂层，该清洗溶液主要含有碳酸氢钠、碳酸钠和磷酸三钠，相互间的摩尔比约为1∶2.6∶1.6，其中所说的薄膜或涂层在接触时即可减轻或消除恶臭。
9．权利要求8的方法，其中往表面提供薄膜或涂层的方法包括往空气中分散清洗溶液的细雾或气溶胶，并让这种分散的清洗溶液涂布表面并干燥，从而形成薄膜或涂层。
10．权利要求9的方法，其中把清洗溶液的细雾或气溶胶分散到空气中的过程包括把细雾分散进一种空气操作系统的工作管道或通道中。
11．权利要求8的方法，其中往表面提供薄膜或涂层的方法包括把清洗溶液直接喷雾来润湿所说的表面并让润湿的表面干燥，从而形成一层薄膜或涂层。
12．权利要求8的方法，其中往表面提供薄膜或涂层的方法包括把清洗溶液直接喷雾来润湿所说的表面并让润湿的表面干燥，从而形成一层薄膜或涂层。
13．权利要求8的方法，其中往表面提供薄膜或涂层的方法包括用一种其中含有清洗溶液的喷洒器来润湿所说的表面并让润湿的表面干燥，从而在表面上形成一层薄膜或涂层。
14．一种减轻或消除在表面或材料上生长微生物的方法，它包括用主要含有碳酸氢钠、碳酸钠和磷酸三钠并且相互间的摩尔比约1∶2.6∶1.6的清洗溶液润湿这种表面或材料；允许该表面或材料干燥，从而使形成的薄膜或涂层密封该表面或材料。
全文摘要
提供了一种含有碳酸氢钠、碳酸钠和磷酸三钠盐在水溶液中的清洗溶液配方。本发明的方法提供了用本发明的清洗溶液清洗多种表面和材料的方法。此外,本发明的这种清洗溶液还通过它形成一层薄的密封膜的作用来消除或减轻恶臭并防止各种微生物的生长。
文档编号C11D7/02GK1305523SQ99807449
公开日2001年7月25日 申请日期1999年6月7日 优先权日1998年6月16日
发明者艾尔·赛厄蒙 申请人:艾尔·赛厄蒙