專利名稱：清潔用組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種清潔用組合物及其制備方法。
主要包括高級(jí)醇型磺酸酯、石油型烷基苯磺酸、氨基酸型烷基氨酸等的試劑以及還含有人工合成的化學(xué)物質(zhì)、磨光劑、保濕劑等的試劑常用作合成清潔劑。
然而，這些合成清潔劑都有環(huán)境污染的問題。合成清潔劑滲入地下，污染土壤和地下水，因此對(duì)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生危害。例如，合成清潔劑中常用的原材料辛基酚，是一種人工合成的化學(xué)物質(zhì)，它也是一種環(huán)境激素或?qū)е聝?nèi)分泌紊亂的化學(xué)物質(zhì)，可以保持完整而不被降解。事實(shí)上，人們已經(jīng)在很多海洋、河流、湖泊等處檢測(cè)到辛基酚的存在。
而且，由于污水的排放使得包含這些合成洗滌劑的廢物進(jìn)入海洋等水體，由此造成水污染或者紅潮等不良后果。這些問題在缺乏污水處理的地區(qū)尤其嚴(yán)重。
合成清潔劑根據(jù)其用途可以細(xì)分為廚房用、普通家用、盥洗室用、洗衣用、廁所用和車用等。由此產(chǎn)生了這樣的后果這些特殊化用途不僅給消費(fèi)者帶來麻煩，而且也涉及到需要大量容器的問題。
合成清潔劑在應(yīng)用中還存在著一些問題。例如，作為普通清潔用途的清潔劑含有三氯乙烯，而三氯乙烯可能是一種致癌物質(zhì)，因而存在危險(xiǎn)。用于洗發(fā)的清潔劑(洗發(fā)劑)和用于洗浴的清潔劑是弱酸性的，其中必須加入合成的表面活性劑，這些表面活性劑是導(dǎo)致水污染的原因。在用于浴缸的清潔劑(抗霉菌劑等)中時(shí)，必須需要注意這些清潔劑不要接觸身體。
因此，盡管合成清潔劑在清潔能力方面較為突出，但它們常造成環(huán)境污染例如水污染等。所以，當(dāng)前急需具有合成清潔劑的清潔能力和抗菌力和同時(shí)具有肥皂的安全性的新型清潔劑。但是，這樣的清潔劑目前還沒有發(fā)展起來或者未被實(shí)際應(yīng)用所采納。
如前文技術(shù)背景中所述，清潔劑中存在的諸多問題，本發(fā)明的研究人員進(jìn)行了細(xì)致全面的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種特殊的組合物，可以達(dá)到上述目的。正是這個(gè)發(fā)現(xiàn)促成了本發(fā)明的成功。
具體而言，本發(fā)明與如下所述的清潔用組合物有關(guān)，并且提供了制備方法。
1.一種清潔用組合物，其特征在于它是通過如下方法得到的在含有硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物或者該混合物的溶液中，加入肥皂，然后就獲得了該清潔用組合物。
2.上述第1項(xiàng)所描述的清潔用組合物，其中所用的硅酸化合物由至少一種選自硅酸鹽和硅酸的化合物構(gòu)成。
3.上述第1項(xiàng)所描述的清潔用組合物，其中鋁化合物由至少一種選自于氧化鋁和氫氧化鋁的化合物構(gòu)成。
4.上述第1-3項(xiàng)中任一項(xiàng)所描述的清潔用組合物中，其中將粘土用作全部或部分硅酸化合物。
5.一種清潔用組合物的制備方法，包括如下步驟先準(zhǔn)備包含硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物，然后向該混合物或者該混合物的溶液中加入肥皂即可。
6.上述第5項(xiàng)所描述的方法，其中將粘土用作全部或部分硅酸化合物。
7.上述第5項(xiàng)所描述的方法，其中在制備混合物時(shí)反應(yīng)溫度為80℃或者更高的溫度。
8.一種清潔用組合物，其特征在于該組合物如下形成在含有高嶺土、硅酸鈉、氫氧化鋁和水的混合物中或者該混合物的溶液中，加入肥皂，之后即可獲得該清潔用組合物。
9.上述第8項(xiàng)所描述的清潔用組合物，其中的混合物進(jìn)一步包括至少一種選自于硅酸鈉和碳酸鈉的化合物。
10.上述第8項(xiàng)所描述的清潔用組合物，其中的混合物包含相對(duì)于每100重量份的高嶺土搭配50-200重量份硅酸鈉，50-200重量份氫氧化鋁，300-3000重量份水。
11.一種制備清潔用組合物的方法，其特征在于先準(zhǔn)備含有高嶺土、硅酸鈉、氫氧化鋁和水的混合物，然后在該混合物或者該混合物的溶液中加入肥皂。
12.上述第11項(xiàng)所描述的方法，其中的混合物進(jìn)一步包含至少一種選自于硅酸鈉和碳酸鈉的化合物。
13.上述第11項(xiàng)所描述的方法，其中混合上述混合物中反應(yīng)溫度為80℃或者更高的溫度。
(1)清潔用組合物本發(fā)明中的清潔用組合物其特征在于該組合物如下形成在包含硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物或者該混合物的溶液中加入肥皂，之后獲得該清潔用組合物。
對(duì)所用的硅酸化合物沒有專門的限制，只要該化合物是無機(jī)硅酸化合物即可。通常一種或者多種選自硅酸鹽和硅酸(尤其是硅酸鹽)的化合物可被用到。硅酸鹽可以選用堿金屬如硅酸鈉(原硅酸鈉、硅酸鈉等)、硅酸鉀等、堿土金屬的硅酸鹽如硅酸鈣、硅酸鎂等以及其他硅酸鹽如硅酸鋁等。已知的化合物或者商品化的化合物可以用作這些硅酸化合物。
在本發(fā)明中，將粘土用作全部或部分硅酸化合物。對(duì)所用的粘土沒有特殊的限制，只要粘土中包含硅酸化合物作為粘土礦物即可。例如，可使用含有高嶺石的粘土(即高嶺土)。在本發(fā)明中，用高嶺土和硅酸鈉(水玻璃)作為硅酸化合物效果比較理想。
對(duì)所用的鋁化合物也沒有限制，通常用一或多種選自氧化鋁和氫氧化鋁的鋁化合物即可。而且，諸如硫酸鋁之類的鹽類也可以使用。已知的或者商業(yè)化的化合物可以用作這些鋁化合物。
可根據(jù)所用的鋁化合物的類型來確定鋁化合物的合適的用量。通常該用量范圍對(duì)于每100份(重量)所用硅酸化合物為約50-200重量份鋁化合物，以60-100重量份為佳。
在本發(fā)明中的組合物中，需要時(shí)可加入碳酸鹽。通?？汕‘?dāng)?shù)厥褂靡环N或者多種選自堿金屬或者堿土金屬的碳酸鹽的化合物。可以用的碳酸鹽如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈣等。已知的或者商業(yè)化的化合物可以作為這些化合物使用。
在使用碳酸鹽的情況中，可根據(jù)所用的碳酸鹽的類型和類似因素來確定其合適的用量。一般來說，對(duì)于100份(重量)硅酸化合物，使用大約10-50重量份碳酸鹽，以20-40重量份為佳。
所用水的數(shù)量與如下因素有關(guān)所用的成分的類型、加入的各成分的數(shù)量、最終產(chǎn)物的用途等。通常來說，100份(重量)硅酸化合物搭配大約300-3000重量份水，以400-2000重量份為佳。
在本發(fā)明的組合物中，在以上提到的成分混合物或者混合物的水溶液中加入肥皂。在本發(fā)明的溶液中，將混合物適當(dāng)澄清一段時(shí)間后可得到上清液，該上清液也可以(作為溶液)使用。另外一種形式的混合物也可以使用，即將該混合物過濾或離心等處理之后，所得的液相(在過濾情況下，即“濾液”)也可用作上述溶液。而且，該混合物本身就可以直接使用，或者將該混合物經(jīng)靜置、過濾、離心等處理后得到的固體成分(即，含有濕氣的蛋糕狀物質(zhì))用作本發(fā)明的混合物。
肥皂可由高級(jí)脂肪酸鹽構(gòu)成(即，可為脂肪酸肥皂)。例如，可使用已知肥皂如鈉皂、鉀皂、胺皂和金屬皂等。利用廢食用油回收制造的肥皂也可以用。對(duì)肥皂的物理狀態(tài)也無限制，液態(tài)、粉末狀或者顆粒狀肥皂均可使用。而且，商業(yè)產(chǎn)品也可以用作這些肥皂。
所需肥皂的數(shù)量一般與這些因素有關(guān)所用肥皂的類型、終產(chǎn)品的用途以及肥皂是被加入混合物還是混合物的水溶液。在本發(fā)明中，優(yōu)先考慮使用鈉皂、鉀皂等。如果將肥皂加入到混合物中，一般100重量份的混合物(固體成分)中加入約40-250重量份的肥皂；如果將肥皂加入混合物的溶液中，則100重量份的溶液中加入約10-70重量份溶液，以10-40重量份為佳。
在本發(fā)明的組合物中，除了上述組分，保濕劑如甘油、鯊烯、霍霍巴油、透明質(zhì)酸等，稠化劑如羥乙基纖維素、褐藻酸、乳酸鈉等，添加劑如天然香料等，也可加入到該混合物或者混合物溶液中。
本發(fā)明的組合物可有多種物理狀態(tài)，取決于用混合物還是用溶液。例如，該組合物可以是液體、奶油狀、糊狀、蠟狀或粉末狀等。本發(fā)明的組合物可被適當(dāng)用于多種包括抗微生物劑、抗霉菌劑和防銹劑等的清潔用組合物。
在本發(fā)明的組合物中，高嶺土優(yōu)選用作硅酸化合物的組成成分。具體而言，希望使用如下清潔用組合物，其特征在于該組合物是通過將包含高嶺土、硅酸鈉、氫氧化鋁和水的混合物或該混合物的溶液與肥皂混合后形成的。而且，該混合物還可包括一或者多種選自于硅酸鈉和碳酸鈉的化合物。與上述描述相似的組分也可以用在該組合物中。
關(guān)于本發(fā)明中的組合物(當(dāng)包含高嶺土?xí)r)的組分比例，推薦如下比例的混合物成分每100重量份的高嶺土，50-200重量份硅酸鈉，50-200重量份氫氧化鋁，300-3000重量份水。而且，對(duì)于使用硅酸鈉和碳酸鈉的情況，推薦如下比例的混合物成分對(duì)于每100重量份高嶺土，50-200重量份的硅酸鈉，50-200重量份氫氧化鋁，10-50重量份硅酸鈉，10-50重量份碳酸鈉，300-3000重量份水。
(2)清潔用組合物的制備方法只要將上述組分均一地混合，對(duì)于本發(fā)明中的組合物的制備方法沒有特殊的限制。例如，可以在準(zhǔn)備好上述混合物之后加入肥皂，也可以按照適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)⑸鲜龈鹘M分與肥皂混合。在本發(fā)明中，推薦先準(zhǔn)備好包含硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物之后，再向該混合物或其水溶液中加入肥皂。
關(guān)于硅酸化合物、鋁化合物、水和肥皂以及組合物中這些成分的混合量，可分別使用上述成分及混合量。而且，如前文所述，可將粘土用作全部或部分硅酸化合物?？墒褂玫恼惩镣笆稣惩?。如果必要，還可能用到碳酸鹽。建議在準(zhǔn)備混合物時(shí)加入除肥皂以外的其他成分(包括添加劑)。
在本發(fā)明中，首先要制備包括硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物?？捎脭嚢杵?、混合機(jī)等已知設(shè)備進(jìn)行混勻。另外希望在加熱下進(jìn)行混勻。建議混合時(shí)的溫度為80℃或者更高，最好煮沸。
除了直接用混合物，也可以用通過沉淀、過濾或離心等處理混合物之后得到的固體成分(包含濕氣的蛋糕狀物質(zhì))作為本發(fā)明的混合物。關(guān)于溶液，該混合物經(jīng)適當(dāng)時(shí)間靜置之后得到的上清液可以用(作溶液)，而該混合物經(jīng)過濾或離心分離等處理之后得到的液相(在過濾情況下，即濾液)也可以用(作所述溶液)。
將肥皂與該混合物或者該混合物的溶液混合。對(duì)于在混合時(shí)加熱的情況，建議在混合物冷卻至室溫附近之后再向混合物或其溶液中加入肥皂。而且，加入肥皂時(shí)，可根據(jù)肥皂的類型、需要的組合物特性等因素適當(dāng)調(diào)整混合物中的水的數(shù)量。在加入肥皂時(shí)可使用攪拌器、混合機(jī)等儀器。肥皂可以粉末或者溶液等形式加入。
對(duì)于使用高嶺土的情況，可經(jīng)如下制備方法獲得清潔用組合物，該方法特征在于先準(zhǔn)備包含高嶺土、硅酸鈉、氫氧化鋁和水的混合物，然后向該混合物或其溶液中加入肥皂。該混合物可能還包含至少一種選自硅酸鈉和碳酸鈉的化合物。
混合通常在80℃或者更高的溫度下進(jìn)行，最好煮沸。其余的條件根據(jù)制備方法而定。
本發(fā)明中的清潔用組合物可以這種方法獲得。在本發(fā)明中，具有不同性質(zhì)和特征的清潔劑、殺微生物劑、抗微生物劑、抗霉菌劑、防銹劑等也可根據(jù)需要制得。
本發(fā)明提供的清潔用組合物將出眾的清潔能力、抗微生物力等和高度的安全性結(jié)合在一起。由于本發(fā)明中的組合物主要由無機(jī)物如硅酸化合物等組成，所以該組合物具有高度的安全性(也就是說，該組合物具有較好的生物降解的能力)，對(duì)環(huán)境沒有什么危害，非合成清潔劑可比。而且，本發(fā)明的清潔用組合物的清潔能力可以與合成清潔劑相比甚至優(yōu)于合成清潔劑。
另外，由于本發(fā)明中的組合物具有殺微生物力、抗微生物特性、抗霉菌特性和防銹力等，所以該組合物與不具有上述能力的肥皂相比可以用于更為廣闊的用途。具體而言，本發(fā)明中的組合物還可用在殺微生物劑、抗微生物劑、抗霉菌劑和防銹劑等中。
將制備例1中得到的混合物進(jìn)行過濾，收集濾液作為溶液。將質(zhì)量百分比濃度為1％的羥乙基纖維素水溶液按照1wt％比率加入該溶液。然后，加入肥皂，將這些成分混合起來而不形成氣泡，由此形成了液態(tài)清潔用組合物。加入的肥皂的數(shù)量大約為每100重量份的濾液中加入約40重量份的肥皂。另外，由“OK-2”和“LK-30”(二者為Nippon Yushi公司的兩種產(chǎn)品的商品名)按照1∶1重量比混合形成的混合物也可以用作肥皂。
表1<IC值(CO2)>樣品 天數(shù)活性淤泥空白(ppm)樣品+活性淤泥(ppm)凈值(ppm)實(shí)施例17天 21.0 58.2 37.2實(shí)施例114天22.6 24.0 1.4
<TOC值>
樣品 天數(shù) 樣品+活性淤泥(ppm)*僅樣品(ppm)實(shí)施例17天 13.0 20.7實(shí)施例114天 5.319.3*表示凈值(減去活性淤泥空白值而獲得的值)IC值的凈值(即，從由本發(fā)明組合物構(gòu)成的樣品+活性淤泥的IC值中減去活性淤泥空白IC值而獲得的值)在第七天達(dá)到最大37.2ppm?？梢源_定7天差不多可以完成生物降解，因此，本發(fā)明中的組合物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸細(xì)怏w。另外，從隨著時(shí)間推移TOC值的降低中還可以看到，溶解于水中的本發(fā)明組合物進(jìn)行了生物降解，因此將該組合物由水中除去。
表2<IC值(CO2)>樣品 天數(shù)活性淤泥空白(ppm) 樣品+活性淤泥(ppm) 凈值(ppm)實(shí)施例2 6天 13.636.5 22.9實(shí)施例2 10天13.013.9 0.9實(shí)施例2 15天15.315.8 0.5<TOC值>
樣品 天數(shù) 樣品+活性淤泥(ppm)*實(shí)施例2 10天 7.8實(shí)施例2 15天 0.3實(shí)施例2 22天 0.2*表示凈值(減去活性淤泥空白值而獲得的值)根據(jù)表2，IC值的凈值在第六天達(dá)到最大22.9ppm。可以確定生物降解在第六天差不多完成。另外。從TOC值隨著時(shí)間推移而降低來看，本發(fā)明中的組合物具有生物降解能力。測(cè)試?yán)?調(diào)查了實(shí)施例2中得到的液態(tài)清潔用組合物的殺微生物力和抗霉菌力。(殺微生物力和抗霉菌力的測(cè)試)所用測(cè)試方法如下對(duì)于真菌，有機(jī)體在平板上培養(yǎng)，28℃下5天，使用土豆葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA，由Eiken Kagaku制造)；對(duì)于細(xì)菌，有機(jī)體在平板上培養(yǎng)，37℃ 20小時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)瓊脂培養(yǎng)基。測(cè)試通過2種方法進(jìn)行方法1，取0.5ml的測(cè)試有機(jī)體的液體制備物與培養(yǎng)基混合；方法2，將培養(yǎng)基包被在0.5ml的測(cè)試有機(jī)體的液體培養(yǎng)物外面。將0.2ml本發(fā)明中的組合物由紙盤和青霉素杯逐滴加入，可以觀察到暈環(huán)(不含有機(jī)體的透明區(qū))是否形成，然后對(duì)用這2種方法處理的樣品進(jìn)行綜合評(píng)估。結(jié)果見表3。有關(guān)表3所列測(cè)試結(jié)果，對(duì)于觀察到形成暈環(huán)的情況，如果暈環(huán)尺寸為11mm或者更大，該樣品級(jí)別定為“大”，暈環(huán)尺寸為6-10mm，樣品被定級(jí)為“中”，暈環(huán)尺寸1-5mm的樣品被定級(jí)為“小”，沒有暈環(huán)出現(xiàn)的樣品被定級(jí)為“無”。
為了便于比較，對(duì)Maruseru Sekken(一種商品肥皂)和十二烷基苯磺酸鈉的測(cè)試結(jié)果也見表3所示。
表3有機(jī)體種類 實(shí)施例2 Maruseru Sekken DBS*青霉菌 大 無 大黑曲霉 大 無 大金黃色葡萄球菌 大 小 大大腸桿菌大 中 大*表示十二烷基苯磺酸鈉(測(cè)量存活的有機(jī)體的數(shù)量)測(cè)量方法參見《微生物測(cè)試方法》(Microorganism Test Methods)-Chukai(1990)，微生物測(cè)試方法，(3)存活有機(jī)體的數(shù)目，1)混合平板培養(yǎng)法(第148頁(yè))。具體來說，取本發(fā)明的組合物1g，懸于9ml無菌水中，然后使用營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)液進(jìn)行37℃下6小時(shí)的振蕩培養(yǎng)。金黃色葡萄球菌(ATCC 25923)和大腸桿菌(IFO 3301)用生理鹽水稀釋100倍，然后將上述懸浮物用0.1ml稀釋的液體制劑接種。測(cè)量接種1分鐘和10分鐘后的存活有機(jī)體的數(shù)目。所得結(jié)果見表4。
表4樣品 金黃色葡萄球菌的數(shù)目(×1000/ml) 大腸桿菌的數(shù)目(×1000/ml)1分鐘 10分鐘 1分鐘 10分鐘鹽水 6.4 4.45.3 5.2實(shí)施例20.3 0.10.0 0.0測(cè)試?yán)?調(diào)查了實(shí)施例2中液態(tài)清潔用組合物的清潔能力。關(guān)于測(cè)試方法，根據(jù)JIS-K-3370的標(biāo)準(zhǔn)，使用上述組合物溶液(1.5g/升)進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果確定本發(fā)明中的組合物的清潔能力與上述工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中指定的標(biāo)準(zhǔn)去污劑的清潔能力相比下能力相當(dāng)或更大。測(cè)試?yán)?調(diào)查了實(shí)施例6中液態(tài)清潔用組合物的組分和清潔能力。在組分分析中，對(duì)JIS-K-3303中的項(xiàng)目根據(jù)JIS-K-3303的方法進(jìn)行分析。所得結(jié)果見表5。在表5中，圓括號(hào)中的數(shù)值表示用來稀釋的水的pH值。除了水含量之外的其他項(xiàng)目中的百分?jǐn)?shù)是干燥樣品的測(cè)量值。
表5項(xiàng)目 分析值水含量 0.9％pH(40g/30L，25℃)10.23(7.68)純肥皂含量(鈉鹽) 54.7％石油醚可容成分 0.3％乙醇不溶成分 44.6％此外，關(guān)于對(duì)清潔能力的評(píng)估，一種商業(yè)化的產(chǎn)品，由SentakuKagaku Kyokai[Laundry Science Association]制造的污染的織物(5cm×5cm)，使用Terg-O-Tometer型清潔力測(cè)試儀器洗滌，將該結(jié)果與使用JIS標(biāo)準(zhǔn)肥皂的結(jié)果比較。洗滌的過程如下在每個(gè)洗滌缸中加入1升標(biāo)準(zhǔn)使用濃度的測(cè)試水溶液，在該溶液中加入5片污染的織物和5片白色的織物(10cm×10cm)。在攪動(dòng)(120rpm)下洗滌10分鐘，然后漂洗2次，每次3分鐘。待相應(yīng)的織物樣品干后，燙平樣品。然后通過用測(cè)量顏色的色差分析儀測(cè)量織物樣品的反射率來評(píng)估清潔力的大小。所用的水為人工硬水，總硬度為50ppm(Ca∶Mg＝3∶2)，清潔溫度為30℃。結(jié)果確定本發(fā)明的清潔力(標(biāo)準(zhǔn)使用濃度為大約40g/30L)與JIS-K-3303指定的標(biāo)準(zhǔn)肥皂的清潔能力相當(dāng)或者大于所述標(biāo)準(zhǔn)肥皂的清潔能力。
權(quán)利要求
1.一種清潔用組合物，其特征在于該組合物是通過將肥皂加入含有硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物或者該混合物的溶液中獲得的。
2.權(quán)利要求1的清潔用組合物，其中所述硅酸化合物是至少一種選自硅酸鹽和硅酸的化合物。
3.權(quán)利要求1的清潔用組合物，其中所述鋁化合物是至少一種選自氧化鋁和氫氧化鋁的化合物。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的清潔用組合物，其中將粘土用作全部或部分的硅酸化合物。
5.一種制備清潔用組合物的方法，其特征在于先制備包含硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物，然后向所述混合物或其溶液中加入肥皂。
6.權(quán)利要求5的方法，其中將粘土用作全部或者部分的硅酸化合物。
7.權(quán)利要求5的方法，其中所述混合物在80℃或者更高的溫度下制備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種清潔用組合物，其具有出眾的清潔能力、殺菌力，且非常安全。本發(fā)明與清潔用組合物有關(guān)，該組合物的特征在于它的獲得是通過將肥皂加入含有硅酸化合物、鋁化合物和水的混合物或者混合物溶液中而得到的。
文檔編號(hào)C11D3/08GK1402776SQ00816448
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2000年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月29日
發(fā)明者竹島一幸 申請(qǐng)人:Iq中央株式會(huì)社