專利名稱：硬表面清潔和消毒用的低殘留含水組合物的制作方法
清潔組合物是非常重要的商品，并廣泛用于從表面上除去污垢，特別是那些可用于硬表面的清潔組合物。硬表面是指在盥洗室中經(jīng)常遇到者，如盥洗用具坐便器、淋浴裝置、澡盆、坐浴盆、洗滌池、以及桌面、墻、地板等。
雖然本領(lǐng)域中已充滿了各種能夠提供一些清潔作用而且有時可對表面進行消毒的組合物，但是這些組合物幾乎都沒有被配制成為有效衛(wèi)生和清潔的組合物，而且不能適當(dāng)?shù)貪M足美國環(huán)境保護局(the UnitedStates Environmental Protection Administration)對于“醫(yī)院強度”(hospital strength)消毒劑的注冊要求。
本發(fā)明提供一種含水液體消毒清潔劑，該清潔劑特別適用于清潔和消毒硬表面。本發(fā)明的組合物具有更高的含水量，使得易于使用該清潔組合物，而且在表面的殘留低。在優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的組合物在長時間處于高溫時不會發(fā)生令人不希望的降解作用。本發(fā)明組合物的優(yōu)選實施方案提供一種清潔和消毒用的含水組合物，該組合物可根據(jù)美國環(huán)境保護局目前的要求歸類為醫(yī)院強度的消毒組合物。
本發(fā)明進一步提供同時清潔和衛(wèi)生硬表面的方法，該方法包括以下步驟提供如上所述的清潔用含水組合物，然后將有效量的所述組合物施用在需要此等清潔和衛(wèi)生處理的表面、特別是硬表面上。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其提供一種清潔用含水組合物，該組合物能夠消毒和清潔所處理的表面、特別是硬表面，所述組合物包括以下組分A)具有殺菌性能的季銨表面活性劑化合物；B)選自丙二醇正丁基醚的溶劑系統(tǒng)，或者二醇醚與線性伯醇、特別是線性C6-C18伯醇組成的雙溶劑系統(tǒng)；C)選自甜菜堿或氧化胺化合物的表面活性劑化合物；D)烷醇胺；E)水。
該組合物還可包括一種或多種量少但有效的任選添加劑，該添加劑有時稱為助劑。此等任選的添加劑包括但不限于著色劑如染料和顏料，芳香劑，其他pH調(diào)節(jié)劑，pH緩沖組分，螯合劑，流變性調(diào)節(jié)劑，以及一種或多種其他表面活性劑化合物、特別是非離子表面活性劑化合物。為降低非令人希望的在所處理表面、特別是硬表面上殘留的可能性，希望這些添加劑成分的量僅為少量的，例如低于所述清潔用的含水組合物總重量的5wt％。本發(fā)明組合物的特征是能夠提供消毒作用，足以被評為“廣譜消毒劑”，而且足以被評為USA規(guī)定的“醫(yī)院強度的消毒劑”。
A)根據(jù)本發(fā)明的組合物包括一種或多種具有殺菌性能的季銨表面活性劑化合物。有用的季銨化合物及其鹽的例子包括具有以下結(jié)構(gòu)通式的季銨殺菌劑
其中R1、R2、R3和R4中至少一個是具有6-26個碳原子的烷基、芳基、或烷芳基取代基，而且希望分子中的整個陽離子部分具有至少165的分子量。烷基取代基可以是長鏈烷基、長鏈烷氧基芳基、長鏈烷基芳基、鹵素取代的長鏈烷基芳基、長鏈烷基苯氧基烷基、芳基烷基等。氮原子上除上述烷基取代基以外的其他取代基是通常包含不超過12個碳原子的烴基。取代基R1、R2、R3和R4可以是直鏈或支鏈的，但優(yōu)選是直鏈的，而且可以包括一個或多個酰胺、醚或酯鍵。平衡離子X可以是任何成鹽且可使所述季銨復(fù)合物具有水溶性的陰離子。平衡離子的例子包括鹵素如氯、溴或碘，或者甲磺酸根。
上述季銨鹽的例子包括烷基鹵化銨如十六烷基三甲基溴化銨，烷基芳基鹵化銨如十八烷基二甲基芐基溴化銨，N-烷基鹵化吡啶翁如N-十六烷基溴化吡啶翁，等等。其他合適類型的季銨鹽包括那些分子中包含酰胺、醚或酯鍵的化合物，如辛基苯氧基己氧基醚二甲基芐基氯化銨、N-(月桂基可可胺基甲?；谆?-氯化吡啶翁，等?？捎米鳉⒕鷦┑钠渌行ь愋偷募句@化合物包括那些疏水性基團為取代芳香核的化合物，如月桂?；交谆然@、十六烷胺基苯基三甲基甲磺酸銨、十二烷基苯基三甲基甲磺酸銨、十二烷基芐基三甲基氯化銨、氯化十二烷基芐基三甲基氯化銨，等等。
用作殺菌劑并可用于本發(fā)明中的優(yōu)選季銨化合物包括具有以下結(jié)構(gòu)式者
其中R2和R3是相同或不同的C8-C12烷基，或者R2是C12-C16烷基、C8-18烷基乙氧基、C8-18烷基苯氧基乙氧基，而R3是芐基，X是鹵素，例如氯、溴或碘，或者是甲磺酸根。R2和R3中的烷基可以是直鏈或支鏈的，但優(yōu)選為線性的。
特別有用的季銨殺菌劑包括那些包含單一季銨化合物、以及兩種或更多種之不同季銨化合物的組合物。特別有用的季銨殺菌劑包括例如烷基二甲基芐基氯化銨，二烷基(C8-C10)二甲基氯化銨包括二癸基二甲基氯化銨和二辛基二甲基氯化銨，烷基二甲基芐基氯化銨(苯扎氯銨)，以烷基二甲基芐基氯化銨和/或烷基二甲基乙基芐基氯化銨為基礎(chǔ)的組合物，肉豆蔻基二甲基芐基氯化銨，甲基十二烷基芐基氯化銨，甲基十二烷基二甲苯二甲基氯化銨，芐索氯銨，烷基二甲基芐基氯化銨，二烷基甲基芐基氯化銨，烷基二甲基乙基溴化銨以及以烷基叔胺為基礎(chǔ)的LONZABAC-12.100。以這些單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的聚合季銨鹽也在本發(fā)明范圍之內(nèi)。一個例子是POLYQUAT，其為2-丁烯基二甲基氯化銨聚合物。(以上這些材料都可從Lonza,Inc.,Fairlawn,NJ和/或Stepan Co.,Northfield IL購得。)在上述季銨殺菌劑中，溴、氟或碘可替代氯，形成相應(yīng)的銨鹽。
在根據(jù)本發(fā)明的清潔組合物中，季銨化合物組分的量應(yīng)能夠有效地對用該清潔組合物處理的細菌產(chǎn)生令人滿意的殺菌活性。對于耐受性低的細菌菌株，僅用少量的季銨化合物就可達到該效用，但是對于耐受性高的細菌則需要較大量的季銨化合物以殺死它們。季銨化合物僅需要以殺菌有效量存在于組合物中。通常情況下，當(dāng)季銨化合物的量為約0.05wt％-3wt％時，即可產(chǎn)生符合目前EPA要求的有效的“醫(yī)院強度”殺菌效用。令人希望的是，以本發(fā)明組合物的總重計，所述季銨化合物的用量為約0.08wt％-0.5wt％，更優(yōu)選為0.08wt％-0.15wt％。
B)本發(fā)明的組合物包括選自丙二醇正丁基醚的有機溶劑系統(tǒng)或者由二醇醚與線性伯醇組成的雙溶劑系統(tǒng)。
令人驚奇的是，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，與其他二醇醚不同的是，丙二醇正丁基醚能夠快速地蒸發(fā)，并在干燥期間形成相對均勻的膜層。這是本發(fā)明的一個有利特征，因為揮發(fā)性成分從處理表面上的蒸發(fā)速率、以及揮發(fā)性成分蒸發(fā)后由沉積在表面上的非揮發(fā)性物質(zhì)形成的物理形式(形狀)，都直接與消費者對組合物的清潔功效以及組合物在表面上的殘留的感覺有關(guān)。因此，選擇丙二醇正丁基醚的原因不僅是因為它能夠有效地溶解沉積的污垢、特別是硬表面上的污垢，而且還因為它能夠快速蒸發(fā)并在干燥期間在所處理的表面上形成相對均勻的膜，而其他二醇醚則在干燥期間在所處理的表面上形成麻點或條狀的外觀。此等非令人希望的特征被認為是由于匯集作用，即、在組合物的揮發(fā)性組分蒸發(fā)時該揮發(fā)性組分使非揮發(fā)性組分形成可見且非均勻圖案的沉積。這些圖案的沉積物通常非常明顯，而且在組合物蒸發(fā)后，組合物中的非揮發(fā)性物質(zhì)以非均勻的方式隨后沉積，組合物在表面上形成可見的麻點或條狀。本發(fā)明的組合物、特別是其優(yōu)選實施方案克服了此等非令人希望的干燥特性。
本發(fā)明的發(fā)明者試圖用不同的二醇醚溶劑替代丙二醇正丁基醚，但都不成功，因為這些不同的二醇醚，即使有非常相似的分子結(jié)構(gòu)和組成，也不能在干燥期間于所處理的表面上形成相對均勻的膜，而且觀察到在組合物蒸發(fā)后產(chǎn)生非均勻的或者麻點狀的外觀。這是一個令人驚奇的結(jié)果，因為通常已知相似的二醇醚在許多組合物中是可以替換的。但在本發(fā)明的組合物中不可以。本發(fā)明的發(fā)明者還觀察到，使用不同二醇醚溶劑時形成的此等損壞作用可通過在除丙二醇正丁基醚外的二醇醚溶劑中添加有效量的線性伯醇而得到克服，該伯醇優(yōu)選為線性C6-C18伯醇，更優(yōu)選更長鏈的C8-C18線性伯醇。本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，添加此等線性伯醇有助于組合物以相對均勻的方式蒸發(fā)，由此在干燥期間形成相對均勻的膜層。該效果與上述丙二醇正丁基醚中描述的類似。添加線性伯醇的其他優(yōu)點是能夠?qū)δ承┪埸c提供溶解性。另外還認為，此等線性伯醇可與丙二醇正丁基醚溶劑組合使用，但該醇并不是必須的。
有用的二醇醚的例子包括具有以下通式的二醇醚
Ra-O-Rb-OH其中Ra是1-20個碳原子的烷氧基、或者至少6個碳原子的芳氧基，而Rb是丙二醇和/或乙二醇的醚縮合物，其具有1-10個二醇單體單元。優(yōu)選的二醇醚是具有1-5個二醇單體單元。它們是C3-C20二醇醚。更優(yōu)選的二醇醚的例子包括那些在以下實施例中描述的，它們包括丙二醇正丁基醚和二丙二醇正丁基醚。此等材料可從the Dow ChemicalCompany,Midland Michigan以DOWANOL系列和從Arco Chemical Co.,Newton Square Pennsylvania以ARCOSOLVP系列購得。應(yīng)注意的是，此等優(yōu)選二醇醚是那些水溶解度有限者，通常在室溫時為約20ml或更少/100ml水。
如果有機溶劑系統(tǒng)(B)僅由丙二醇正丁基醚溶劑組成，以含水組合物總重量計，則其用量優(yōu)選最多為6wt％，更優(yōu)選為約0.001wt％-5wt％，最優(yōu)選為約1.0wt％-4.5wt％。
如果有機溶劑系統(tǒng)(B)由除丙二醇正丁基醚外的二醇醚溶劑和線性伯醇組成，以含水組合物總重量計，則這些組分的總用量優(yōu)選最多為6wt％，更優(yōu)選為約0.001wt％-5wt％，最優(yōu)選為約3wt％-4.5wt％。在此等組合物中，線性伯醇的用量僅為有機溶劑系統(tǒng)(B)總量的一小部分，通常為有機溶劑系統(tǒng)(B)總量的25wt％或更少。還觀察到，當(dāng)線性伯醇的鏈長高于6個碳原子時，需要更少量的線性伯醇即可保持上述之所希望的干燥特性。
C)本發(fā)明的組合物包括一種或多種選自甜菜堿化合物和氧化胺化合物的表面活性劑化合物。此等非離子性表面活性劑對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，而且可市售得到，特別是以分散在含水載體中的表面活性劑化合物。
所述甜菜堿化合物或氧化胺化合物特別是選自那些不僅具有所需的表面活性、與季銨陽離子化合物具有互適性，而且還有助于長時間和/或高溫如高至120°F時仍維持本發(fā)明組合物之相穩(wěn)定的已知表面活性劑。通常情況下，本發(fā)明的組合物在這些溫度下不會形成相分離。如果從優(yōu)選溶劑、特別是最優(yōu)選的有機溶劑中選擇所述有機溶劑，則可觀察到該有利的特性。另外，本發(fā)明的發(fā)明者還觀察到，所述甜菜堿化合物或者氧化胺化合物不會如上所述在干燥期間于所處理的表面上形成麻點或條狀外觀。再者，這些甜菜堿化合物或氧化胺化合物使本發(fā)明組合物具有清潔作用。
可用于本發(fā)明組合物中的甜菜堿化合物對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。甜菜堿化合物包括但不限于例如以下式的化合物(+) (-)R-N(R1)2-R2COO其中R是選自具有10-22個碳原子、優(yōu)選12-18個碳原子的烷基、具有類似碳原子數(shù)的烷基芳基和芳基烷基的疏水性基團、以及插入酰胺基或醚鍵的相似結(jié)構(gòu)，其中所述芳基中的苯環(huán)等價于2個碳原子；各R1是包含1-3個碳原子的烷基；而R2是包含1-6個碳原子的烯基。優(yōu)選甜菜堿的例子包括McIntyre Groupe Ltd.的MackamDZ。本發(fā)明組合物中也可使用磺基甜菜堿。它們包括Witco Corp.的RewotericAMHC和RewotericAM CAS。如果有的話，這些甜菜堿化合物的有利為本發(fā)明組合物的0.1-4.0wt％，更優(yōu)選為2.0-4.0wt％。
可用于本發(fā)明組合物中的氧化胺化合物對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。普通類型的有用氧化胺包括烷基二(低級烷基)氧化胺，其中所述烷基具有10-20、優(yōu)選12-16個碳原子，可為直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的。所述低級烷基包括1-7個碳原子。該氧化胺化合物的例子包括月桂基二甲基氧化胺、肉豆蔻基二甲基氧化胺、二甲基氧化可可胺、二甲基(氫化動物脂)氧化胺、以及肉豆蔻基/棕櫚基二甲基氧化胺。
其他類型的有用氧化胺包括烷基二(羥基低級烷基)氧化胺，其中所述烷基包含10-20、優(yōu)選12-16個碳原子，可為直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的。其例子是二(2-羥基乙基)氧化可可胺、二(2-羥基乙基)動物脂氧化胺、以及二(2-羥基乙基)十八烷基氧化胺。
再一些有用的氧化胺包括烷基酰胺基丙基二(低級烷基)氧化胺，其中所述烷基具有約10-20、優(yōu)選12-16個碳原子，可為直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的。其例子有可可酰胺基丙基二甲基氧化胺和動物脂酰胺基丙基二甲基氧化胺。
其他有用的氧化胺包括烷基氧化嗎啉，其中所述烷基具有約10-20、優(yōu)選12-16個碳原子，可為直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的。此等氧化胺化合物的進一步例子包括以氧化胺為基礎(chǔ)的表面活性劑組合物，包括目前市售者，例如Ammonyx(Stepan Co.,Chicago IL)以及Barlox(Lonza Inc.,Fairlawn NJ)。
氧化胺通常優(yōu)選于甜菜堿，這是因為本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)氧化胺、特別是月桂基二甲基氧化胺能夠比同樣構(gòu)成本發(fā)明組合物之一部分的甜菜堿化合物提供更好的清潔性。對于氧化胺，本發(fā)明組合物優(yōu)選使用烷基二(低級烷基)氧化胺，其中所述烷基具有約12-16個碳原子，最優(yōu)選為月桂基氧化胺。最優(yōu)選的氧化胺組分是月桂基二甲基氧化胺。
如果有的話，所述氧化胺化合物的用量為本發(fā)明組合物的0.1-4.0wt％，更優(yōu)選為0.1-1.0wt％。
D)本發(fā)明組合物還包括一種或多種烷醇胺，包括單、二和三烷醇胺。優(yōu)選的烷醇胺是低級烷醇胺，它們使本發(fā)明的組合物具有堿性，并起到pH調(diào)節(jié)劑的作用。低級烷醇胺的例子包括例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和異丙醇胺。所希望的是，所述烷醇胺組分包括單乙醇胺，發(fā)現(xiàn)該化合物可以均勻的方式快速地從所處理的表面上蒸發(fā)。最優(yōu)選的烷醇胺組分僅為單乙醇胺。烷醇胺組分的用量為本發(fā)明組合物的0.001-3.0wt％，更優(yōu)選為0.1-0.5wt％。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的組合物是含水的。添加水以使本發(fā)明的組合物至100wt％。水可為自來水，但優(yōu)選為蒸餾水，并最優(yōu)選去離子水。如果水是自來水，優(yōu)選基本上除去任何不希望的雜質(zhì)如有機物或無機物，特別是硬水中存在的礦物鹽，它可非令人希望地干擾本發(fā)明之含水組合物組分的作用，和/或在蒸發(fā)本發(fā)明組合物時殘留在表面上。
在特別優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的組合物是儲存穩(wěn)定的清潔和消毒用含水組合物，其在長時間處于高溫下時不會降解。更具體而言，當(dāng)本發(fā)明的組合物樣品在120°F下進行4周的加速老化實驗時，該組合物不會形成沉淀或相分離。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，該實驗是一種嚴酷的實驗，并可作為測試樣品組合物之長期儲存穩(wěn)定性的指標。
根據(jù)本發(fā)明的組合物可歸類為“廣譜”消毒組合物，因為根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的AOAC使用-稀釋(Use-dilution)實驗，該組合物對至少Staphylococcus aureus和Salmonella choleraesuis具有殺菌效用。在更優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的組合物可歸類為“醫(yī)院強度”型的消毒組合物，因為根據(jù)評估組合物對Staphylococcus aureus(革蘭氏陽性致病菌)(ATCC 6538)、Salmonella choleraesuis(革蘭氏陰性致病菌)(ATCC 10708)和Pseudomonas aeruginosa(ATCC 15442)之殺菌效用的AOAC使用-稀釋實驗法，所述組合物對所有三種細菌Staphylococcus aureus、Salmonella choleraesuis、和Pseudononas aeruginosa都有殺菌效用。通常根據(jù)在“Official Methods of Analysis”(第16版，the Association of Official Analytical Chemists)的第6章中描述的“Use-Dilution Method”,Protocols 955.14,955.15 and 964.02；“OfficialMethods of Analysis”(第1 5版，the Association of Official AnalyticalChemists)的第6章中描述的“Germicidal and Detergent Sanitizing Actionof Disinfectants”,960.09；或者American Society for Testing and Materials(STEM)E 1054-91中概括的方案進行所述實驗。上述文獻的內(nèi)容在此并入作為參考。該實驗通常稱為“AOAC使用-稀釋實驗法”。
在優(yōu)選、特別是最優(yōu)選的本發(fā)明實施方案中，組合物的特征是在由硬表面干燥期間形成基本上均勻的膜。更具體而言，當(dāng)將本發(fā)明的優(yōu)選組合物施用在硬表面，例如通過擦抹組合物來進行時，將其基本上均勻地涂抹在硬表面上形成薄的層，然后使其干燥，組合物干燥后沒有留下凝聚成水滴狀或液流狀的均勻薄膜。組合物的均勻薄膜會以均勻的方式干燥，通常在均勻薄膜的邊緣處開始明顯的干燥，然后向均勻薄膜的中心發(fā)展。該描述當(dāng)然會發(fā)生變化，特別是在將本發(fā)明之組合物涂抹在硬表面上所形成的薄膜不是基本上均勻厚度的薄膜時；在此情況下，干燥通常由邊緣處開始，然后發(fā)展至較薄的薄膜部分，而不一定必須向中心發(fā)展。但是，總的干燥效果不變，即、均勻干燥不聚集成水滴或液流狀。此等性能在對需要清潔和/或消毒處理的硬表面進行所述處理時具有特別的優(yōu)勢。涂敷后，本發(fā)明的組合物即會如以上所述的基本均勻的方式干燥。這在以下情況下時特別真實在例如通過噴霧將所述組合物涂敷在硬表面上后，消費者用抹布、毛巾、紙巾等將沉積的組合物在該硬表面上涂抹成更大面積的薄膜。不聚集成液流或水滴狀的干燥過程的好處是確保組合物中的非蒸發(fā)組分不會形成肉眼可見的沉積物。該問題在許多目前的組合物中都會產(chǎn)生，其原因是，非蒸發(fā)組分在干燥期間于聚集的液流或水滴的邊緣處沉積，在干燥后則形成小溪或水滴狀的輪廓。這就導(dǎo)致在硬表面、特別是在高反射表面如釉面磚或拋光金屬表面上干燥時產(chǎn)生肉眼可見的條狀或點狀外觀。該缺陷使消費者對產(chǎn)品失去了吸引力，而且通常需要產(chǎn)品的使用者進行施用后的拋光或上光處理。本發(fā)明的組合物即可避免該不令人希望的特征，特別是用本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
如上所述，本發(fā)明的組合物還可包括一種或多種任選的添加劑，該添加劑包括但不限于著色劑如染料和顏料、芳香劑和芳香增溶劑、pH調(diào)節(jié)劑、pH緩沖劑、螯合劑、流變性調(diào)節(jié)劑、以及一種或多種其它的非離子性表面活性劑化合物。令人希望的是，為降低在所處理表面、特別是硬表面上的沉積，以本發(fā)明之清潔和消毒用的含水組合物的總重計，此等任選添加劑的總量應(yīng)低于約2.5wt％，并希望明顯更少，例如低于約0.5wt％。較佳的是，將此等進一步任選的添加劑的量控制在最小范圍內(nèi)，以使組合物中的非揮發(fā)性組分的量整體最小化，這對于在干燥期間不形成非令人希望的條狀或點狀組合物外觀會有幫助。
有用的螯合劑包括那些本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，其中包括但不限于氨基多羧酸或其鹽，其中的氨基氮連接有兩個或更多個取代基。優(yōu)選的螯合劑包括酸和鹽，特別是乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、N-羥乙基乙二胺三乙酸的鈉和鉀鹽，在它們之中特別優(yōu)選使用乙二胺四乙酸鈉鹽。該螯合劑可以忽略不用，或者以螯合劑和/或其鹽的重量計，組合物中僅包括少量的該螯合劑，例如0-0.5wt％。令人希望的是，本發(fā)明組合物中包含的此等螯合劑的量為0-0.5wt％，但更希望該量降低至約0-0.2wt％。
本發(fā)明的組合物可任選地但令人希望地包括一定量的pH調(diào)節(jié)劑和pH緩沖劑組分。此等組分包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并可市售得到的那些。所述pH調(diào)節(jié)劑的例子包括包含磷酸的化合物，硅酸、碳酸、和硼酸的單價或多價鹽，某些酸和堿，酒石酸和某些乙酸鹽。進一步的pH調(diào)節(jié)劑的例子包括礦物酸、堿性組分和有機酸，它們的需要量通常非常少。pH緩沖劑成分的非限制性例子包括堿金屬磷酸鹽、多磷酸鹽、焦磷酸鹽、三磷酸鹽、四磷酸鹽、硅酸鹽、偏硅酸鹽、多硅酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、以及它們的混合物。某些鹽，如堿土金屬磷酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物，也可用作緩沖劑。也可適當(dāng)?shù)厥褂靡韵虏牧献鳛榫彌_劑鋁硅酸鹽(沸石)，硼酸鹽，鋁酸鹽和某些有機物如葡萄糖酸、琥珀酸、馬來酸、以及它們的堿金屬鹽。本發(fā)明的組合物優(yōu)選包括有效量的有機酸和/或其無機鹽形式，可用它們調(diào)節(jié)并維持本發(fā)明組合物的pH值至所希望的范圍之內(nèi)。特別有用的是檸檬酸和其金屬鹽，如檸檬酸鈉，這些物質(zhì)可容易得到，而且可有效地進行pH調(diào)節(jié)并具有緩沖作用。但是，應(yīng)篩選這些物質(zhì)以確保它們不會令人不希望地與季銨化合物絡(luò)合或者以其它方式使之失活。
進一步任選但優(yōu)選包括的組分是一種或多種著色劑，它們可用于改善組合物的外觀，并增強對消費者或其它使用者的吸引力。本發(fā)明的組合物中可摻入有效量的已知著色劑，以提高或賦予組合物令人希望的外觀或顏色。此等著色劑可以常規(guī)方式添加，例如混合在組合物中或者與其它用于形成組合物的組分混合。
其它任選但希望包括的組分是天然或合成的芳香劑。此等芳香劑可以常規(guī)方式添加，例如混合在組合物中或者與其它用于形成組合物的組分混合，其量用于增強或賦予本發(fā)明組合物和/或由此形成的清潔組合物令人希望的氣味。
在包括芳香劑的組合物中，則通常希望還包括芳香劑增溶劑，以有助于芳香劑組分在含水基質(zhì)中的分散、溶解或混合。這些增溶劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的化合物，例如2-30mol的環(huán)氧乙烷與已知用作非離子性表面活性劑的脫水山梨醇單和三C10-C20烷酸的縮合物。此等合適的表面活性劑的其它例子包括水溶性非離子表面活性劑，它們中的許多都可市售得到，其非限制性的例子包括脂族伯醇乙氧化物、脂族仲醇乙氧化物、烷基酚乙氧化物、和環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷與伯醇的縮合物、環(huán)氧乙烷與脫水山梨醇脂肪酸酯的縮合物。該芳香劑增溶劑組分的添加量非常小，特別是其量僅有助于溶解芳香劑組分即可，不可占較大比例，使其被認為是去污劑組分。此等少量的芳香劑增溶劑通常最多至本發(fā)明組合物中芳香劑組分重量的0.3wt％，更通常為約0.1wt％和更少，并優(yōu)選為約0.05wt％和更少。
作為任選的組分，本發(fā)明的組合物可包括一種或多種非離子性表面活性劑，其量應(yīng)有效地提高本發(fā)明所述之組合物的總體清潔效用，但其量同時不能令人不希望地降低本發(fā)明組合物的殺菌功效或者令人不希望地增加在所處理表面上形成或沉積表面殘留物的可能性。此等非離子性表面活性劑化合物對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。實際上任何具有羧基、羥基、酰胺基、或在氮原子上連接有自由氫原子的氨基的疏水性化合物都可與環(huán)氧乙烷或者其多水合化產(chǎn)物--聚乙二醇縮合，形成水溶性的非離子表面活性劑化合物。另外，聚乙烯氧疏水性和親水性單元的長度是可以改變的。示例性的非離子化合物包括烷基芳香羥基化合物的聚氧乙烯醚，例如烷基化聚氧乙烯酚，長鏈脂族醇的聚氧乙烯醚，疏水性環(huán)氧丙烷聚合物的聚氧乙烯醚，以及高級烷基氧化胺。
烷氧基化線性伯和仲醇是特別有用的非離子性表面活性劑，例如那些按以下商品名得到者PolyTergentSL系列(Olin chemical Co.,Stamford CT)、Neodol系列(Shell Chemical Co.,Houston TX)；以及烷氧基化烷基酚，其包括以TritonX系列(Union Carbide Chem.Co.,Danbury CT)得到者。
此等上述基本和/或任選組分包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的成分，包括那些在以下文獻中所描述的McCutcheon′s Emulsifiers and Detergents(第1卷)、McCutcheon′s Functional Materials(第2卷)，North AmericanEdition,1991；Kirk-Othmer,encyclopedia of Chemical Technology，第3版，第22卷，346-387頁。這些文獻的內(nèi)容在此并入作為參考。
根據(jù)本發(fā)明組合物的第一優(yōu)選實施方案，其提供易于使用的用于硬表面清潔和廣譜消毒、優(yōu)選醫(yī)院強度消毒的低殘留含水組合物，其每100wt％包括，優(yōu)選每100wt％基本上由以下物質(zhì)組成0.05-0.3wt％的具有殺菌性質(zhì)的季銨表面活性劑化合物；0.5-10.0wt％、優(yōu)選1.0-4.5wt％的丙二醇單正丁基醚；0.1-4.0wt％的一種或多種選自甜菜堿或氧化胺化合物的表面活性劑化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一種或多種氧化胺化合物；0.1-0.5wt％的一種或多種烷醇胺，希望僅是單乙醇胺；0-0.5wt％的一種或多種任選的組分；加至100％的水，其中，該組合物的特征是在施用于硬表面后在蒸發(fā)干燥期間形成基本上均勻的膜。在特別優(yōu)選的實施方案中，該組合物還是相穩(wěn)定的，而且在120°F的高溫下經(jīng)過至少4周仍可維持相穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明組合物的第二個優(yōu)選實施方案，其提供易于使用的用于硬表面清潔和廣譜消毒、優(yōu)選醫(yī)院強度消毒的低殘留含水組合物，其每100wt％包括，優(yōu)選每100wt％基本上由以下物質(zhì)組成0.05-0.3wt％的具有殺菌性質(zhì)的季銨表面活性劑化合物；0.5-10.0wt％的有機溶劑系統(tǒng)，該溶劑系統(tǒng)包括除丙二醇單正丁基醚以外的二醇醚和C6-C18線性伯醇，優(yōu)選的是二丙二醇正丁基醚和C6-C18線性伯醇；0.1-4.0wt％的一種或多種選自甜菜堿或氧化胺化合物的表面活性劑化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一種或多種氧化胺化合物；0.1-0.5wt％的一種或多種烷醇胺，希望僅是單乙醇胺；0-0.5wt％的一種或多種任選的組分；加至100％的水，其中，該組合物的特征是在施用于硬表面后在蒸發(fā)干燥期間形成基本上均勻的膜。在特別優(yōu)選的實施方案中，該組合物還是相穩(wěn)定的，而且在120°F的高溫下經(jīng)過至少4周仍可維持相穩(wěn)定性。
本發(fā)明的組合物可按常規(guī)方法來制備，例如簡單地混合各組分以形成最終的清潔用含水組合物。添加順序不是關(guān)鍵性的。令人希望的是，而且從實際上看，有利的是將除水以外的組分加入一部分水中，然后混合，但最令人希望的是在水中首先加入表面活性劑，然后加入任何其它的組分如任選的組分。然后加入剩余量的水。
根據(jù)本發(fā)明的組合物可用于清潔和/或消毒其上沉積有污垢的表面、特別是硬表面。本發(fā)明組合物對除去親油性污垢(即油性污垢)、特別是那些廚房和其它制作食品的環(huán)境中經(jīng)常遇到的污垢特別有效。在此等清潔過程中，清潔和消毒所述表面包括在被弄臟的表面上施用除污垢和消毒有效量的本發(fā)明組合物的步驟。然后，任選地但是令人希望地擦抹該組合物，并可隨后進一步任選地從已清潔和消毒的硬表面上沖洗掉所述組合物。
令人希望的是，本發(fā)明所提供的硬表面清潔劑組合物是以在手工操作的噴霧分配容器中的易于使用的產(chǎn)品來提供，或者與其它“氣溶膠”型產(chǎn)品在一起，從壓力氣溶膠容器中將它們排出。
雖然本發(fā)明欲以上述“易于使用”的形式制造和提供所述組合物，但本發(fā)明的說明書不被應(yīng)理解為用形成清潔溶液的水量來限制本發(fā)明組合物的使用。例如，進一步的水稀釋度，即組合物水的濃度比，為1∶1，到甚至稀釋至1∶10000。但是為確保消毒作用，希望的是以“原樣”使用本發(fā)明組合物，也就是說不進一步稀釋。但認為1∶1-3的水稀釋度，即組合物水的濃度比，可具有良好的衛(wèi)生功效，但這需要更長的接觸時間，以產(chǎn)生足夠的衛(wèi)生作用。所選擇的實際稀釋度部分取決于待從表面上除去的污垢的量和臟污程度、除去該污垢時所施加的機械力的量、以及具體稀釋度的觀察功效。
以下實施例將描述本發(fā)明組合物的優(yōu)越性能以及本發(fā)明組合物的特別優(yōu)選實施方案。術(shù)語“重量份”或“重量百分比”在本發(fā)明說明書和以下實施例中是可互換使用的，其中各單獨組分的重量百分比是以組合物的總重量為基礎(chǔ)的重量百分數(shù)，除非另有說明。實施例描述本發(fā)明組合物的某些優(yōu)選實施方案并在以下表1中詳細描述的示例性組合物通常是根據(jù)以下方案配制的。
在合適尺寸的容器中，裝入測定量的水，然后按以下順序加入各組分表面活性劑、醇和二醇醚、過氧化氫、烷醇胺、或酸，并最后加入著色劑和芳香劑組分(如果包括的話)。所有組分都是在室溫下提供的，各組分的混合是通過機械攪拌器進行的，該攪拌器在其轉(zhuǎn)軸端具有小直徑的槳葉。混合通常持續(xù)5-120分鐘，直至具體示例性的組合物呈均勻為止。示例性的組合物容易傾倒，而且在超過120天的長時間靜置下仍可保持良好的混合特性(即穩(wěn)定的混合物)。
應(yīng)注意的是，各組分可以任何順序添加，但優(yōu)選的是首先添加水至混合容器或裝置中，而且作為主要的組分，然后添加其它組分。
表1中列出了組合物實施例的具體組成，其中各組分以總組合物重量為100wt％按重量百分比表示。
表1
表1中的具體組分的來源和編號具體詳見下表2
表2
用以下所述的一種或多種實驗評估表1的組合物。殺菌效用的評估評估以上表1中的幾種示例性的組合物，以確定它們對Staphylococcus aureus(革蘭氏陽性致病菌)(ATCC 6538)、Salmonellacholeraesuis(革蘭氏陰性致病菌)(ATCC 10708)和Pseudomonasaeruginosa(ATCC 15442)的殺菌效用。實驗根據(jù)在“Official Methods ofAnalysis”(第16版，the Association of Official Analytical Chemists)的第6章中描述的“Use-Dilution Method”,Protocols 955.14,955.15 and964.02；“Official Methods of Analysis”(第15版，the Association ofOfficial Analytical Chemists)的第6章中描述的“Germicidal and DetergentSanitizing Action of Disinfectants”,960.09；或者American Society forTesting and Materials(STEM)E 1054-91中概括的方案進行。所述文獻的內(nèi)容在此引入作為參考。該實驗通常也稱為“AOAC使用-稀釋實驗法”。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，AOAC使用-稀釋實驗法的結(jié)果表明測試基底中所測試微生物在與測試消毒組合物接觸10分鐘后仍存活的基底的數(shù)量/根據(jù)AOAC使用-稀釋實驗評估的測試基底(圓筒)的總數(shù)。因此，結(jié)果“0/60”表示60個載有測試微生物的測試基底在與測試消毒組合物接觸10分鐘后，0個測試基底在實驗結(jié)束后有存活的測試微生物。結(jié)果非常好，這表明本發(fā)明的測試組合物具有優(yōu)越的消毒功效。
殺菌實驗的結(jié)果見下表3。所報道的結(jié)果表明帶有存活測試微生物的測試圓筒的數(shù)量/各實施例組合物和測試微生物所用的測試圓筒的數(shù)量。
表3殺菌效用
從該結(jié)果可以看出，本發(fā)明的組合物對硬表明具有優(yōu)越的消毒作用。評估儲存穩(wěn)定性將表1中的本發(fā)明組合物放置在封閉的容器中，然后進行加速老化實驗，其中，將組合物在120°F下保持4周的時間。該處理后，觀察組合物是否為單相混合物；但未觀察到有相分離發(fā)生。清潔效用的評估通過肉眼觀察來評估上述各種組合物的清潔功效。該實驗簡單地用肉眼觀察，通常根據(jù)ASTM Test 4488(Annex A2)“Greasy Soil/PaintedMasonite Wallboard Test Method”使用BYK-Gardner Abrasion Tester來進行。一組人員通過肉眼觀察來評估測試組合物的清潔功效。使用等量的各測試組合物，其中包括實施例7和以下市售組合物。所有組合物都以“原樣”使用，不進行任何稀釋。實驗結(jié)果見表4，其中，百分數(shù)表示評估組成員對“百分污垢去除率”評估值的平均值(95％的致信水平)。
表4
表4的結(jié)果表明，根據(jù)本發(fā)明的組合物優(yōu)于其它市售產(chǎn)品。蒸發(fā)和干燥特性的評估在該實驗中使用黑色釉面陶瓷磚和拋光不銹鋼磚作為基底。在各水平放置的磚的表面上沉積一滴表1中的組合物，然后將清潔的無棉絨的紙巾(Kimwipe,Kimberly-Clark Corp.)揉成球狀，并使用該球狀紙巾將組合物液滴涂成基本上圓形的圖案，由此在測試基底的表面上形成基本上均勻的組合物薄膜。該薄膜的直徑約為1英寸。觀察如此沉積之組合物的干燥特性，每時都觀察到干燥過程是均勻進行的，其中蒸發(fā)在圓形薄膜的邊緣處開始，并基本上均勻地向薄膜中心發(fā)展。在干燥過程中，沒有在干燥表面上形成不連續(xù)的條紋狀或液滴狀圖案。全部干燥通常不超過1-1.5分鐘，而且在黑色釉面陶瓷磚的表面上沒有形成肉眼可見的表面殘留物，在已被組合物弄濕的拋光的不銹鋼磚表面上僅有非常淡的暗色印跡。該印跡很容易用清潔且干燥的無棉絨紙巾擦除。
權(quán)利要求
1.一種清潔和消毒用的低殘留含水組合物，其包括A)具有殺菌性能的季銨表面活性劑化合物；B)選自丙二醇正丁基醚的溶劑系統(tǒng)，或者二醇醚與線性伯醇組成的雙溶劑系統(tǒng)；C)選自甜菜堿或氧化胺化合物的表面活性劑化合物；D)烷醇胺；E)水。
2.如權(quán)利要求1所述的清潔和消毒用的低殘留含水組合物，其中，所述溶劑系統(tǒng)(B)僅為丙二醇單正丁基醚。
3.如權(quán)利要求1所述的清潔和消毒用的低殘留含水組合物，其中，所述溶劑系統(tǒng)(B)是二醇醚和C6-C18線性伯醇。
4.如權(quán)利要求1所述的清潔和消毒用的低殘留含水組合物，其中，所述表面活性劑化合物是單、二或三烷醇胺。
5.如權(quán)利要求1所述的清潔和消毒用的低殘留含水組合物，其中，所述季銨殺菌化合物具有以下結(jié)構(gòu)式
其中R1、R2、R3和R4中至少一個是具有6-26個碳原子的烷基、芳基、或烷芳基取代基，而且可以包括一個或多個酰胺、醚或酯鍵；其余的R1、R2、R3和R4是直鏈或支鏈的烴基，其通常包含不超過12碳原子，其可包括一個或多個酰胺、醚或酯鍵；而X是成鹽的陰離子。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其進一步的特征是，該組合物在施用于硬表面后在蒸發(fā)干燥期間形成基本上均勻的薄膜。
7.如權(quán)利要求1所述的用于硬表面清潔且廣譜消毒的含水組合物，其包括0.05-0.3wt％的具有殺菌性質(zhì)的季銨表面活性劑化合物；0.5-10.0wt％、優(yōu)選1.0-4.5wt％的丙二醇單正丁基醚；0.1-4.0wt％的一種或多種選自甜菜堿或氧化胺化合物的表面活性劑化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一種或多種氧化胺化合物；0.1-0.5wt％的一種或多種烷醇胺，希望僅是單乙醇胺；0-0.5wt％的一種或多種任選的組分；加至100％的水，其中，該組合物的特征是在施用于硬表面后在蒸發(fā)干燥期間形成基本上均勻的膜。
8.如權(quán)利要求1所述的用于硬表面清潔且廣譜消毒的含水組合物，其包括0.05-0.3wt％的具有殺菌性質(zhì)的季銨表面活性劑化合物；0.5-10.0wt％的有機溶劑系統(tǒng)，該溶劑系統(tǒng)包括除丙二醇單正丁基醚以外的二醇醚和C6-C18線性伯醇，優(yōu)選的是二丙二醇正丁基醚和C6-C18線性伯醇；0.1-4.0wt％的一種或多種選自甜菜堿或氧化胺化合物的表面活性劑化合物，但希望是0.1-3.0wt％的一種或多種氧化胺化合物；0.1-0.5wt％的一種或多種烷醇胺，希望僅是單乙醇胺；0-0.5wt％的一種或多種任選的組分；加至100％的水，其中，該組合物的特征是在施用于硬表面后在蒸發(fā)干燥期間形成基本上均勻的膜。
9.如權(quán)利要求1、7或8所述的組合物，其進一步的特征是，該組合物在120°F的高溫下經(jīng)過至少4周時仍具有相穩(wěn)定性。
10.一種對需要清潔和消毒的硬表面進行所述處理的方法，其包括以下步驟施用有效量的如權(quán)利要求1所述的組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水基清潔組合物,該組合物同時具有消毒、低殘留和良好清潔性的特征。該組合物包括作為消毒劑的一種或多種季胺化合物、有機溶劑系統(tǒng)、作為表面活性劑組分的一種或多種甜菜堿或者一種或多種氧化胺、以及烷醇胺,所述有機溶劑系統(tǒng)包括二醇單正丁基醚或者是包括二醇醚和線性伯醇的雙溶劑系統(tǒng)。
文檔編號C11D3/48GK1234065SQ97199075
公開日1999年11月3日 申請日期1997年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月24日
發(fā)明者肯尼思·A·哈里森 申請人:雷基特-科爾曼公司