CN106604982A - 含聚丙烯酸的固体漂洗助剂组合物 - Google Patents
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Abstract
公开了一种固体漂洗助剂组合物、所述组合物的使用方法和制备方法。通过硬化剂、铺展剂、消泡剂组分和聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐,形成固体组合物,从而提供漂洗助剂。优选的硬化剂包括芳族磺酸盐。优选的铺展剂包括一种或多种醇乙氧化物。优选的消泡剂组分包括含环氧乙烷基的聚合物。所述固体漂洗助剂组合物优选基本上不含硫酸盐和含硫酸盐的化合物。
Description
发明领域
本发明涉及漂洗助剂,尤其是固体漂洗助剂组合物,其包含消泡剂、铺展剂、硬化剂和聚丙烯酸均聚物,其中所述组合物基本上不含硫酸盐或含硫酸盐的化合物。
发明背景
多年来,在公共机构和家用环境中,包括洗碗机在内的机械洗器皿机是常见的。这种自动的洗器皿机使用两个或更多个循环,所述循环可包括最初洗涤循环接着漂洗循环。这种自动的洗器皿机也可使用其他循环,例如浸泡循环,预洗循环,刮擦循环,额外的洗涤循环,额外的漂洗循环,消毒循环和/或干燥循环。可视需要反复任何这些循环并可使用额外的循环。漂洗助剂常规地用于器皿洗涤应用中,以促进干燥并防止在待洗涤的器皿上形成斑点。
为了减少斑点形成,常常添加漂洗剂到水中,形成水性漂洗剂,在完成清洁之后,在餐具上喷洒所述水性漂洗剂。漂洗剂起作用的精确机理没有确立。一种理论认为在漂洗剂内的表面活性剂在等于或高于其浊点的温度下吸附在表面上,和进而减少固体-液体的界面能和接触角。这导致形成从表面上均匀地排干并最小化斑点形成的连续薄片。一般地,高起泡的表面活性剂具有比漂洗水的温度高的浊点,和根据这一理论,将不会促进薄片形成,进而导致斑点。而且,已知高起泡的材料干扰洗器皿机的操作。
在一些情况下,尝试在漂洗助剂中促进高起泡表面活性剂的使用中,使用过消泡剂。理论上,消泡剂可包括浊点等于或低于漂洗水温度的表面活性剂,和进而沉淀出来并改性空气/液体界面,且使泡沫的存在去稳定,所述泡沫可通过漂洗水内的高起泡表面活性剂产生。然而,许多情况下,难以提供高起泡表面活性剂和消泡剂的合适组合,以实现所需的结果。例如,对于某些高起泡表面活性剂来说,常常需要提供化学相当复杂的消泡剂。例如,公布的国际专利申请No.WO89/11525公开了用烷基残基封端的乙氧化物消泡剂。
目前许多漂洗助剂是已知的,它们各自具有某些优点和缺点。继续需要备选的漂洗助剂组合物,特别地环境友好(例如,可生物降解)的备选漂洗助剂组合物,且它基本上包括适合于在餐饮服务工业中使用的组分,例如GRAS成分(通常被USFDA视为安全的,部分清单可在21C.F.R.§§184处获得)。
为了减少斑点形成,常常添加漂洗助剂到水中,形成水性漂洗剂,在完成清洁之后,在餐具上喷洒所述水性漂洗剂。目前许多漂洗助剂是已知的,它们各自具有某些优点和缺点。继续需要备选的漂洗助剂组合物。
根据下述说明,结合附图,本发明的目的、优点和特征将变得显而易见。
尽管公开了多个实施方案,但根据下述详细说明,本发明的仍然其他实施方案对本领域技术人员来说是显而易见的,所述详细说明显示并描述了本发明的示意性实施方案。
因此,附图和详细说明要被视为在性质上为阐述性的而不是限制性的。
附图简述
图1示出了与未处理的玻璃相比实验配制剂的总灯箱分值的图表。所示的数值是针对玻璃的6次独立测量之和,针对塑料的一次独立测量,和针对组合代表的玻璃和塑料测量结果之和。
参考附图,将详细地描述本发明的各种实施方案,其中在若干视图当中,相同的参考数字代表相同的部分。提到各种实施方案并不限制本发明的范围。本文中代表的附图不是对本发明各种实施方案的限制,而为例举性阐述本发明而列出。
发明简述
公开了固体漂洗助剂组合物、使用方法和制备所述组合物的方法。所述固体漂洗助剂组合物提供改进的漂洗性能和被视为GRAS的组合物。
本发明的实施方案提供固体组合物,且其包含硬化剂,包括一种或多种醇乙氧化物的铺展剂,包括含一个或多个环氧乙烷基的聚合物化合物的消泡剂组分,和聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐,其中所述组合物基本上不含有硫酸盐和含硫酸盐的化合物。
在本发明的另一实施方案中,固体漂洗助剂组合物包含:用量为组合物的约30-75wt%的硬化剂,用量为组合物的约1-35wt%的铺展剂,用量为组合物的约5-50wt%的消泡剂,和用量为组合物的约1-40wt%的聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐。
在本发明的另一实施方案中,固体漂洗助剂组合物进一步包含防腐剂和羟基羧酸,其中所述防腐剂选自甲基氯代异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮和它们的混合物,和其中羟基羧酸包括柠檬酸、柠檬酸的无水碱金属盐、柠檬酸的水合碱金属盐、及其组合。根据本发明的进一步的实施方案,防腐剂以组合物的约0.01-5wt%存在,和其中羟基羧酸以组合物的约0.1-20wt%存在。
本发明的另一实施方案是一种清洁表面的方法,所述方法包括使固体表面与洗涤剂和本发明的固体漂洗助剂组合物接触。本发明进一步的实施方案是一种清洁表面的方法,其中所述表面是器皿,和其中在洗涤剂之后使所述固体漂洗助剂与所述表面接触,且在接触被污染的表面之前用水稀释所述固体漂洗助剂,形成使用溶液,其中所述使用溶液的浓度小于约2000ppm。
本发明的另一实施方案是一种制备固体漂洗组合物的方法,所述固体漂洗组合物基本上不含硫酸盐和含硫酸盐的化合物,所述方法包括混合硬化剂、包括一种或多种醇乙氧化物的铺展剂、包括含一个或多个环氧乙烷基的聚合物化合物的消泡剂组分和聚丙烯酸均聚物,形成混合物,和形成固体漂洗助剂组合物。
本发明的进一步的实施方案包括在形成固体漂洗助剂组合物之前之后加热所述混合物。
本发明的进一步的实施方案是一种制备固体漂洗组合物的方法,所述固体漂洗组合物基本上不含硫酸盐和含硫酸盐的化合物,所述方法包括混合约20-75wt%的硬化剂、约1-35wt%的包括一种或多种醇乙氧化物的铺展剂、约5-50wt%的包括含一个或多个环氧乙烷基的聚合物化合物的消泡剂组分和约1-40wt%的聚丙烯酸均聚物,形成混合物,和形成固体漂洗助剂组合物。
本发明的进一步的实施方案是一种制备固体漂洗组合物的方法,所述固体漂洗组合物进一步包括防腐剂和羟基羧酸,其中防腐剂选自甲基氯代异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮和它们的混合物,且用量为组合物的约0.01-5wt%,其中羟基羧酸包括柠檬酸、柠檬酸的无水碱金属盐、柠檬酸的水合碱金属盐、及其组合,且用量为组合物的约0.1-20wt%。
本发明的进一步的实施方案是一种制备固体组合物的方法,所述固体组合物进一步包含一种或多种额外的功能成分。
优选实施方案的详细说明
本发明涉及固体漂洗助剂组合物。所述固体漂洗助剂组合物相对于已有的漂洗助剂具有许多优点。例如,它们提供改进的漂洗性能和被视为GRAS的组合物。
不将本发明的实施方案限制到与特定的洗涤剂或清洁装置一起使用,所述洗涤剂或清洁装置可以变化且是本领域技术人员理解的。进一步要理解,本文中所使用的所有术语为的是仅仅描述特定实施方案的目的,且并不意欲以任何方式或范围限制。例如,在本说明书和所附权利要求中所使用的单数形式“一个”,“一种”("a,"″an")和“该/所述”("the")可包括多个提到的对象,除非该内容另外清楚地指明。
进一步地,所有单位、前缀和符号可以其SI接受的形式表示。
在说明书中引证的数值范围包括定义该范围的数值且包括在所定义范围内的每一整数。在本发明的公开内容当中,本发明的各方面以范围格式列出。应当理解,范围格式的说明仅仅为了方便和简洁起见,且不应当解释为对本发明范围的僵硬限制。
因此,对范围的说明应当被视为具体地公开了所有可能的子范围以及在该范围内的单独的数值。例如,说明诸如1-6之类的一个范围应当被视为具体地公开了诸如1-3,1-4,1-5,2-4,2-6,3-6等之类的子范围,以及在该范围内的单独的数值,例如1,2,3,4,5和6。这将也应用到其他范围上,而与该范围的宽度无关。
为了可更加容易地理解本发明,首先定义某些术语。除非另外定义,本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本发明实施方案所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。可在没有过度实验的情况下,在本发明实施方案的实践中使用与本文描述的那些类似,改性或相当的许多方法和材料,本文描述了优选的材料与方法。在描述且要求保护本发明的实施方案中,根据以下列出的定义,使用下述术语。
本文中所使用的术语“约”是指例如在现实世界中通过制备浓缩物或者使用溶液所使用的典型的测量和液体处理工序、通过在这些工序内的无意的误差和通过制备组合物或实施所述方法所使用的各成分的制备或来源或纯度的差别等可能出现的数值量的变化。术语“约”还涵盖由特定的起始混合物得到的组合物的不同平衡条件导致的差别量。不管是否通过术语“约”来修饰,权利要求包括该用量的等价量。
术语“活性物”或“%活性物”或“wt%活性物”或“活性物浓度”在本文中可互换使用,且是指在清洁中牵涉的那些成分的浓度,其以减去惰性成分(例如水或盐)的百分比形式表达。
本文中所使用的术语“烷基”或“烷基基团”是指具有一个或多个碳原子的饱和烃,其中包括直链烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等),环状烷基(或“环烷基”或“脂环族”或“碳环”基团)(例如环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等),支链烷基(例如异丙基、叔丁基、仲丁基、异丁基、丙基庚基等),和烷基取代的烷基(例如烷基取代的环烷基,和环烷基取代的烷基)。
除非另外说明,术语“烷基”包括“未取代的烷基”和“取代的烷基”二者。本文中所使用的术语“取代的烷基”是指取代基取代在烃主链的一个或多个碳上的一个或多个氢的烷基。这种取代基可包括例如链烯基、炔基、卤素、羟基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基、芳氧基羰基氧基、羧酸根、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、烷基硫代羰基、烷氧基、磷酸根、膦酸根、亚膦酸根、氰基、氨基(其中包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基和烷芳基氨基)、酰基氨基(其中包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基)、亚氨基、氢硫基、烷基硫基、芳基硫基、硫代羧酸根、硫酸根、烷基亚硫酰基、磺酸根、氨磺酰基、磺基酰胺基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环、烷芳基、或芳基(其中包括杂芳基)。
在一些实施方案中,取代的烷基可包括杂环基团。本文中所使用的术语“杂环基团”包括与碳环基团类似的闭环结构,其中在该环内的一个或多个碳原子是除了碳以外的元素,例如氮、硫或氧。杂环基团可以是饱和或不饱和的。例举的杂环基团包括但不限于吖啶、氧化亚乙基(环氧化物、环氧乙烷)、硫杂环丙烷(环硫化物)、二环氧乙烷(dioxirane)、吖丁啶、环氧丙烷、硫杂环丁烷、二氧杂环丁烷、二硫杂环丁烷、dithiete、氮杂环戊烷、吡咯烷、吡咯啉、四氢呋喃(oxolane)、二氢呋喃和呋喃。
“抗再沉积剂”是指辅助保持悬浮在水中而不是再沉积到正清洁的物体上的化合物。抗再沉积剂可用于本发明中,以辅助减少被除去的污物在正清洁的表面上的再沉积。
本文中所使用的术语“清洁”是指有助于或辅助污物除去、漂白、微生物群落减少及其任何组合所使用的方法。本文中所使用的术语“微生物”是指任何非细胞或单细胞(包括菌落)有机物。微生物包括所有原核生物。微生物包括细菌(其中包括蓝藻细菌)、孢子、地衣、真菌、原生动物、朊病毒、类病毒、病毒、噬菌体和一些藻类。本文中所使用的术语“微菌(microbe)”与微生物同义。
本文中所使用的措辞“食品加工表面”是指用作一部分食品加工、制备或储存活动中的工具、机器、设备、结构体、建筑物或类似物的表面。食品加工表面包括食品加工或制备设备的表面(例如切片、装罐或运输设备,其中包括水槽),食品加工器皿(例如器具、餐具、洗涤器具和酒吧玻璃)的表面,和在其内发生食品加工的地板、墙壁或结构体的固定装置的表面。食品加工表面发现并用于食品抗-腐败空气循环体系、无菌包装消毒、食品制冷和冷却器清洁剂和消毒剂、器皿洗涤消毒、热烫机清洁和消毒、食品包装材料、切割板添加剂、第三水池(third-sink)消毒、饮料冷却器和加热器、肉类骤冷或白灼水、自动餐具消毒剂、消毒凝胶、冷却塔、食品加工抗微生物服装喷剂和无水到低水的食品制备润滑剂、油和漂洗添加剂中。
本文中所使用的术语“通常被视为安全”或“GRAS”是指被食品药品管理局分类为安全的组分以供直接人类食品消耗或者作为基于目前良好的制备实践使用条件的成分,例如在21C.F.R.,第1章§170.38和/或570.38中定义。
术语“硬表面”是指固体、基本上非挠性的表面,例如台面、瓷砖、地板、墙壁、面板、窗户、卫生洁具、厨房和浴室家具、用具、发动机、电路板和盘子。硬表面可包括例如健康护理表面和食品加工表面。
本文中所使用的术语“不含磷”或“基本上不含磷”是指不含有磷或不含有含磷化合物或者没有向其中添加磷或含磷化合物的组合物、混合物或成分。若磷或含磷化合物通过污染不含磷的组合物、混合物或成分而存在的话,则磷含量应当小于0.5wt%,更优选磷含量小于0.1wt%,和最优选磷含量小于0.01wt%。
本文中所使用的术语“聚合物”通常包括但不限于均聚物,共聚物,例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物,三元共聚物,和更高的"x"聚体,进一步包括它们的衍生物、它们的组合和共混物。此外,除非另外限制,术语“聚合物”应当包括该分子的所有可能的异构体结构,其中包括但不限于全同立构、间同立构和无规对称物、及其组合。此外,除非另外具体限制,术语“聚合物”应当包括该分子的所有可能的几何结构。
本文中所使用的术语“污物(soil)”或“污染物(stain)”是指非极性的油状物质,其可以含有或者可以不含粒状物,例如矿物粘土、砂子、天然矿物质、炭黑、石墨、高岭土、环境粉尘等。
本文中所使用的术语“基本上不含”是指组合物完全缺少该组分或者具有少量的该组分,使得该组分没有影响组合物的性能。该组分可以杂质或者以污染物形式存在,且应当小于0.5wt%。在另一实施方案中,该组分的含量小于0.1wt%,和在再一实施方案中,该组分的含量小于0.01wt%。
本文中所使用的术语“不含硫酸盐”或“基本上不含硫酸盐”是指不含有硫酸盐或不含有含硫酸盐的化合物,例如硫酸化表面活性剂,或者没有向其中添加硫酸盐或含硫酸盐的化合物的组合物、混合物或成分。若硫酸盐或含硫酸盐的化合物通过污染不含硫酸盐的组合物、混合物或成分而存在,则磷的含量应当小于1wt%,优选小于0.5wt%,更优选小于0.3wt%,和最优选小于0.1wt%。
术语“水调节剂”是指抑制水硬度离子从溶液中结晶或者分散矿物水垢(其中包括但不限于碳酸钙)的化合物。水调节剂包括但不限于聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、烯烃/马来酸共聚物、聚丙烯酸碱金属盐、聚甲基丙烯酸碱金属盐和烯烃/马来酸碱金属盐和类似物。
本文中所使用的术语“器皿”是指诸如吃饭和烹饪器皿、盘子之类的物品,和其他硬表面,例如淋浴、下水道、厕所、浴缸、柜台、窗户、镜子、运输车辆和地板。本文中所使用的术语“器皿洗涤”是指洗涤、清洁或漂洗器皿。器皿还指代由塑料制成的物品。可用本发明的组合物清洁的塑料类型包括但不限于含聚碳酸酯聚合物(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)和聚砜聚合物(PS)的那些。可用本发明的化合物和组合物清洁的另一例举的塑料包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
本文中所使用的术语“水溶性”和“水分散性”是指在本发明的组合物内该聚合物在水中可溶或者可分散。一般地,在25℃下,在0.0001wt%水溶液和/或水载体的浓度下、优选在0.001%下、更优选在0.01%下和最优选在0.1%下,聚合物应当是可溶或者可分散的。
本文中所使用的“wt%”、“wt%”、“重量百分比”或“%重量”和它的变体是指当一种物质的重量除以组合物的总重量并乘以100时该物质的浓度。要理解,本文中所使用的“百分比”、“%”和类似术语拟与“重量百分比”、“wt%”等同义。
本发明的方法、体系、装置和组合物可包含本发明的组分与成分以及本文中描述的其他成分、基本上由所述组分与成分组成、或者由所述组分与成分组成。本文中所使用的术语“基本上由…组成”是指所述方法、体系、装置和组合物可包含额外的步骤、组分或成分,但仅仅若额外的步骤、组分或成分没有实质上改变要求保护的方法、体系、装置和组合物的基本和新型特征。
还应当注意,在本说明书和所附权利要求中所使用的术语“构造”描述了行使特定任务或采用特定结构而建造或构造的体系、装置或其他结构体。术语“构造”可与其他类似的措辞例如排列和构造、建造和排列、改变和构造、改变、建造、制备和排列等互换使用。
组合物
所述固体漂洗助剂组合物包含消泡剂组分、聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐、铺展剂和硬化剂。在一些实施方案中,固体漂洗助剂组合物可包含羟基羧酸、防腐剂和水。额外的功能成分可加入到组合物中,以实现所需的性能并适合于特定用途。所述固体漂洗助剂组合物基本上不含硫酸盐和/或含硫酸盐的化合物。在优选的实施方案中,固体漂洗助剂组合物不含任何硫酸盐和/或含硫酸盐的化合物,除了微不足道的用量作为污染物以外。
在一个方面中,组合物包含约1-60wt%消泡剂、约0.01-40wt%聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐、约1-45wt%铺展剂和约10-80wt%硬化剂。优选地,组合物包含约5-50wt%消泡剂、约1-15wt%聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐、约1-35wt%铺展剂和约20-75wt%硬化剂。在最优选的实施方案中,组合物包含约8-35wt%消泡剂、约1-10wt%聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐、约1-25wt%铺展剂和约25-70wt%硬化剂。在没有限制本发明的情况下,所引述的所有范围包括定义该范围的数值且包括在所定义范围内的每一整数。
消泡剂组分
所述固体漂洗助剂组合物也可包含有效量的被构造为降低泡沫稳定性的消泡剂组分,它可通过醇乙氧化物铺展剂在水溶液中产生。可使用任何宽泛的各种合适的消泡剂,例如任何宽泛的各种非离子含环氧乙烷(EO)的表面活性剂。许多非离子的环氧乙烷衍生物表面活性剂是水溶性的且浊点低于漂洗助剂组合物的打算使用温度,和因此可以是有用的消泡剂。另外,在固体漂洗助剂组合物优选是可生物降解的情况下,还选择消泡剂为可生物降解的。
在不希望束缚于理论的情况下,认为在相对低温下,例如温度低于漂洗助剂将在其下使用的温度下,合适的非离子的含EP的表面活性剂是亲水和水溶性的。理论上,EO组分与水分子形成氢键,进而稳定表面活性剂。然而,当温度升高时,这些氢键变弱,和含EO的表面活性剂变得在水中不那么可溶,或者不可溶。在某一点处,当温度升高时,达到浊点,在这一点处,表面活性剂从溶液中沉淀出来,并充当消泡剂。当在等于或高于这一浊点的温度下使用时,所述表面活性剂因此可起到使铺展剂组分消泡的作用。
这类非离子表面活性剂的浊点定义为1wt%水溶液的温度。因此,为在消泡剂组分中使用而选择的一种和/或多种表面活性剂可包括具有比漂洗助剂的打算使用温度低的合适浊点的那些。具有不可接受高浊点温度或者不可接受高分子量的非离子表面活性剂在漂洗助剂组合物内产生不可接受的起泡水平或者无法提供充足的消泡能力。因此,基于漂洗助剂的打算使用温度,具有合适浊点的表面活性剂可选择用作消泡剂。
例如,在商业洗器皿机中具有两类通用的漂洗循环。第一类的漂洗循环可称为热水消毒漂洗循环,因为使用通常炽热的漂洗水(约180°F)。第二类漂洗循环可称为化学消毒漂洗循环,且它通常使用较低温度的漂洗水(约120°F)。在这两种条件下可用作消泡剂的表面活性剂是浊点小于漂洗水温度的表面活性剂。因此,在这一实例中,对于消泡剂来说,使用1wt%水溶液而测量的最高有用的浊点是小于或等于约180°F。然而,应当理解,浊点可以或更低或更高,这取决于使用地点的水温。例如,取决于使用地点的水温,浊点范围可以是约0-100℃。常见的合适的浊点的一些实例可以是约50-80℃,或者约60-70℃。
可用作消泡剂的环氧乙烷衍生物表面活性剂的一些实例包括聚氧亚乙基-聚氧亚丙基嵌段共聚物,醇烷氧化物,低分子量含EO的表面活性剂,或类似物,或其衍生物。聚氧亚乙基-聚氧亚丙基嵌段共聚物的一些包括具有下式的那些:
其中EO代表环氧乙烷基,PO代表环氧丙烷基,及x和y反映在总的嵌段共聚物组合物内每一环氧烷基单体的平均分子比例。在一些实施方案中,x的范围为约1-130,y的范围为约5-70,及x加y的范围为约5-200。应当理解,在一个分子内的每一x和y可以不同。在一些实施方案中,嵌段共聚物中总的聚氧亚乙基组分的范围可以是该嵌段共聚物的至少约20mol%,和在一些实施方案中,范围为该嵌段共聚物的至少约30mol%。在一些实施方案中,该材料的分子量可以大于约400,和在一些实施方案中,大于约500。例如,在一些实施方案中,该材料的分子量范围可以是约500至约7000或更大,或者范围是约950至约4000或更大,或者范围是约1000至约3100或更大,或者范围是约2100至约6700或更大。
尽管以上提供的例举的聚氧亚乙基-聚氧亚丙基嵌段共聚物结构具有3-8个嵌段,但应当理解,非离子嵌段共聚物表面活性剂可包括大于或小于3-8个嵌段。另外,该非离子嵌段共聚物表面活性剂可包括额外的重复单元,例如环氧丁烷重复单元。此外,根据本发明可使用的该非离子嵌段共聚物表面活性剂可代表杂-聚氧亚乙基-聚氧亚丙基嵌段共聚物。合适的嵌段共聚物表面活性剂的一些实例包括商业产品,例如商购于BASF的和表面活性剂。例如,25-R4是商购于BASF的一种有用的嵌段共聚物表面活性剂的一个实例,它是可生物降解和GRAS的。
消泡剂组分可占全部组合物的1-60wt%,在一些实施方案中,占全部组合物的约5-50wt%,在一些实施方案中,占全部组合物的约10-35wt%。
在组合物内存在的消泡剂组分的用量也可取决于在组合物内存在的铺展剂用量。例如,在组合物内存在较少的铺展剂可提供使用较少的消泡剂组分。在一些例举的实施方案中,铺展剂组分wt%与消泡剂组分wt%之比的范围可以是约1:5-5:1,或者范围是约1:3-3:1。本领域技术人员要意识到,铺展剂组分与消泡剂组分之比可以取决于所使用的两种实际组分中的任何一种和/或二者的性能,和这些比值可以从所给出的例举范围变化,以实现所需的消泡效果。消泡剂组分还描述于转让给Ecolab的美国专利No.7,279,455中,在本文中通过参考将其引入。
羟基羧酸
所述固体漂洗助剂组合物也可包含羟基羧酸或其盐。在固体漂洗助剂组合物中使用的合适的羟基羧酸及其盐包括柠檬酸、乳酸、葡萄酸和乙酸及其组合和/或其碱金属盐。可将羟基羧酸或其碱金属盐以无水或者水合形式或者其组合形式加入到组合物内或者存在于组合物内。当羟基羧酸包括在固体漂洗助剂组合物内时,其可以约0.1-20wt%、优选约1-18wt%、更优选约5-15wt%和甚至更优选约8-12wt%存在。
聚丙烯酸均聚物
所述固体漂洗助剂组合物包含聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐,即聚丙烯酸钠。聚丙烯酸均聚物可含有由选自下述中的单体衍生的聚合单元:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、及其混合物,尤其优选丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸2-羟丙酯、及其混合物。
优选聚丙烯酸类,(C3H4O2)n或2-丙烯酸均聚物,丙烯酸聚合物,聚(丙烯酸),丙烯酸聚合物,PAA具有下述结构式:
其中n是任何整数。
可用于本发明的一种可商购的聚丙烯酸酯来源(聚丙烯酸均聚物)包括获自TheDow Chemical Company,Wilmington Delaware,USA的Acusol 445系列,其中包括例如(丙烯酸聚合物,48%总固体)(4500MW),(丙烯酸钠均聚物,45%总固体)(4500MW),和(粉化的丙烯酸钠均聚物,93%总固体)(4500MW)。商购于Dow Chemical Company的适合于本发明的其他聚丙烯酸酯类(聚丙烯酸均聚物)包括但不限于Acusol 929(10,000MW)和Acumer 1510。可商购的聚丙烯酸的再一实例是获自的AkzoNobel Strawinskylaan 2555 1077 ZZ Ams terdam Pos tbus 757301070 AS Amsterdam的AQUATREAT AR-6(100,000MW)。在本发明中使用的其他合适的聚丙烯酸酯类(聚丙烯酸均聚物)包括但不限于从额外的供应商获得的那些,例如AldrichChemicals,Milwaukee,Wis.,和ACROS Organics和Fine Chemicals,Pittsburg,Pa,BASFCorporation和SNF Inc。
聚丙烯酸均聚物在固体漂洗助剂组合物内以约1-40wt%、优选约1-15wt%、更优选约1-10wt%存在。聚丙烯酸聚合物或其碱金属盐可以水溶液、粉末、颗粒、固体或糊剂形式加入到漂洗助剂组合物中。
防腐剂
所述固体漂洗助剂组合物也可包含有效量的防腐剂。通常,在固体漂洗助剂组合物内的总酸度和/或酸可提供防腐和稳定功能。本发明的固体漂洗助剂组合物的一些实施方案还包括GRAS防腐剂体系以供酸化固体漂洗助剂,其中包括硫酸氢钠和有机酸。在至少一些实施方案中,固体漂洗助剂的pH为小于或等于2.0,和所述固体漂洗助剂的使用溶液的pH为至少4.0。在一些实施方案中,在固体漂洗助剂组合物内以酸源形式包括硫酸氢钠。在其他实施方案中,在固体漂洗助剂组合物内包括有效量的硫酸氢钠和一种或多种其它酸作为防腐剂体系。合适的酸包括例如无机酸(例如HCl)和有机酸。在某些进一步的实施方案中,有效量的硫酸氢钠和一种或多种有机酸作为防腐剂体系包括在固体漂洗助剂组合物内。合适的有机酸包括山梨酸、苯甲酸、抗坏血酸、异抗坏血酸、柠檬酸等。优选的有机酸包括苯甲酸和抗坏血酸。一般地,包括有或无额外酸的有效量的硫酸氢钠,使得固体漂洗助剂组合物的使用溶液的pH应当小于pH 4.0,通常小于pH 3.0,和可以是甚至小于pH 2.0。
在固体漂洗助剂组合物中使用的优选防腐剂包括甲基氯代异噻唑啉酮,甲基异噻唑啉酮,或它们的共混物。甲基氯代异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的共混物以商品名KATHONTM CG获自Dow Chemical。额外优选的防腐剂包括羟基吡啶硫酮的盐,其中包括例如羟基吡啶硫酮钠。
当在固体漂洗助剂组合物内包括防腐剂时,它以约0.01-5wt%、优选约0.05-3wt%、更优选约0.1-2wt%和甚至更优选约0.1-1wt%存在。
铺展剂(sheeting agent)
所述固体漂洗助剂组合物包含铺展剂。固体漂洗助剂组合物中的铺展剂包括有效量的一种或多种醇乙氧化物化合物。典型地,固体漂洗助剂组合物中的铺展剂包括有效量的一种或多种含具有小于或等于20个碳原子的烷基的醇乙氧化物化合物。典型地,一种或多种醇乙氧化物化合物在铺展剂内的共混物在室温下为固体,例如熔点等于或大于100°F,常常大于110°F,和经常为110-120°F。在至少一些实施方案中,醇乙氧化物化合物各自可独立地具有式I表示的结构:
R-O-(CH2CH2O)n-H (I)
其中R是直链或支链(C1-C18)烷基,和n是范围为1-100的整数。在一些实施方案中,R可以是直链或支链(C8-C15)烷基或可以是(C8-C10)烷基。类似地,在一些实施方案中,n是1-50、或者1-35、或者1-25的整数。在一些实施方案中,一种或多种醇乙氧化物化合物是直链疏水物。
在至少一些实施方案中,铺展剂包括至少两种不同的醇乙氧化物化合物,它们各自具有用式I表示的结构。换句话说,式I中的R和/或n变量或二者在铺展剂内存在的两种或更多种不同的醇乙氧化物化合物中可以不同。例如,在一些实施方案中,铺展剂可包括其中R是直链或支链的(C8-C10)烷基的第一醇乙氧化物化合物,和其中R是直链或支链的(C10-C12)烷基的第二醇乙氧化物化合物。
在其中例如铺展剂包括至少两种不同醇乙氧化物化合物的一些实施方案中,可以改变不同醇乙氧化物化合物之比,以实现最终组合物所需的特征。例如,在包括第一醇乙氧化物化合物和第二醇乙氧化物化合物的一些实施方案中,第一醇乙氧化物化合物wt%与第二醇乙氧化物化合物wt%之比的范围可以是约1:1-10:1或更大。例如,在一些实施方案中,铺展剂可包括大于或等于约50wt%的第一化合物和小于或等于约50wt%的第二化合物,和/或大于或等于约75wt%的第一化合物和小于或等于约25wt%的第二化合物,和/或大于或等于约85wt%的第一化合物和小于或等于约15wt%的第二化合物。
类似地,第一化合物与第二化合物的摩尔比可以是约1:1-10:1,和在一些实施方案中,该摩尔比为约3:1-9:1。
在一些实施方案中,选择在铺展剂中所使用的醇乙氧化物,使得它们具有某些特征,例如环境友好,适合于在餐饮服务工业和/或类似情况。例如,在铺展剂中所使用的特定的醇乙氧化物可满足环境或餐饮服务规章要求,例如可生物降解性要求。
可使用的合适的铺展剂的一些具体实例包括含其中R是直链或支链C10烷基和n为21(即,21mol环氧乙烷)的第一醇乙氧化物和其中R是C12烷基和再者n为21(即,21mol环氧乙烷)的第二醇乙氧化物的醇乙氧化物的组合。这一组合可称为醇乙氧化物C10-12,21mol EO。在一些特定的实施方案中,铺展剂可包括大于或等于约85wt%的C10醇乙氧化物和小于或等于约15wt%的C12醇乙氧化物。例如,铺展剂可包括约90wt%的C10醇乙氧化物和约10wt%的C12醇乙氧化物。这一醇乙氧化物混合物的一个实例以商品名NOVEL II 1012-21商购于Sasol。醇乙氧化物表面活性剂还描述于转让给Ecolab的美国专利No.7,279,455中,在本文中通过参考将其引入。
铺展剂可占全部组合物非常宽范围的wt%,这取决于所需的性能。例如,对于浓缩的实施方案来说,铺展剂可占全部组合物的1-45wt%,在一些实施方案中,占全部组合物的约1-35wt%,在一些实施方案中,占全部组合物的约1-25wt%。
硬化剂
在一些实施方案中,可在漂洗助剂组合物内包括一种或多种硬化剂。硬化剂的实例包括:脲,酰胺,例如硬脂基单乙醇酰胺或月桂基二乙醇酰胺或烷基酰胺,和类似物;硫酸盐或硫酸化表面活性剂,和芳族磺酸盐,和类似物;固体聚乙二醇,或固体EO/PO嵌段共聚物,和类似物;通过酸或碱处理工艺变得水溶性的淀粉;一旦冷却则赋予加热的组合物硬化性能的各种无机物,和类似物。这种化合物也可在使用过程中,改变组合物在水性介质内的溶解度,使得可在长的时间段内从固体组合物中分配漂洗助剂和/或其他活性成分。
合适的芳族磺酸盐包括但不限于二甲苯磺酸钠、甲苯磺酸钠、枯烯磺酸钠、甲苯磺酸钾、二甲苯磺酸铵、二甲苯磺酸钙、烷基萘磺酸钠和/或丁基萘钠。优选的芳族磺酸盐包括二甲苯磺酸钠和枯烯磺酸钠。
可通过所需的效果来决定在漂洗助剂组合物内包括的硬化剂的量。一般地,考虑有效量的硬化剂是在有或无其他材料情况下起到硬化漂洗助剂组合物作用的量。在仅仅寻求改性粘度而不是硬化漂洗助剂组合物的实施方案中,考虑有效量是在有或无其他材料情况下起到实现所需粘度作用的量。典型地,对于固体实施方案来说,在漂洗助剂组合物内的硬化剂的量为漂洗助剂组合物重量的约10-80%,优选约20-75wt%,更优选为漂洗助剂组合物重量的约20-70wt%。在本发明的一个方面中,硬化剂基本上不含硫酸盐。例如,漂洗助剂可具有小于1wt%的硫酸盐,优选小于0.5wt%,更优选小于0.1wt%。在优选的实施方案中,漂洗助剂不含硫酸盐。
在某些实施方案中,可期望具有辅助硬化剂。在含有辅助硬化剂的组合物中,组合物可包含用量为最多约30wt%的辅助硬化剂。在一些实施方案中,辅助硬化剂的用量可以是约5-25wt%,常常为约10-25wt%,和有时为约5-15wt%。
硬化工艺可持续数分钟至4小时,这取决于例如铸塑、挤出或挤压的组合物的尺寸,组合物中的成分,组合物的温度和其他类似的因素。典型地,本发明公开内容的漂洗助剂组合物显示出延长的混合时间能力。通常,铸塑、挤出或挤压的组合物在1分钟-3小时内“凝固”或开始硬化成固体形式。例如,铸塑或挤出的组合物在1分钟-2小时的范围内“凝固”或开始硬化成固体形式。在一些情况下,铸塑或挤出的组合物在1-20分钟的范围内“凝固”或开始硬化成固体形式。
水
固体漂洗助剂(即,固体浓缩物)可包含水。水可独立地加入到漂洗助剂组合物中或者可以在漂洗助剂组合物中以它在加入到漂洗助剂组合物中的水性材料内存在的结果而提供。例如,加入到漂洗助剂组合物中的材料包括水,或者可以在与硬化剂组分反应可获得的水性预混物中制备。在漂洗助剂组合物的形成过程中引入到漂洗助剂组合物内的水可以除去或者变为水合水。典型地,将水引入到漂洗助剂组合物中,以在硬化之前提供具有所需粘度的洗涤剂组合物、和/或提供所需的硬化速率、和/或作为加工助剂。
形成固体组合物所使用的组分可包括如下形式的水:水合物或者硬化剂的水合形式、任何其他成分的水合物或水合形式、和/或加工中作为助剂形式添加的水性介质。预期水性介质将辅助提供具有所需粘度以供加工的组分。另外,预期水性介质可辅助硬化工艺,当形成固体漂洗助剂组合物时。
在固体漂洗助剂组合物中,水的用量可以是约1-15wt%,常常为约3-14wt%,但可以是约3-10wt%的水,或者约10-15wt%的水。在优选的实施方案中,水可以去离子水或者以软化水形式提供。
额外的功能成分
在本发明的实施方案中,额外的功能成分可包括在固体漂洗助剂组合物内。功能成分提供组合物所需的性能和功能。对于本申请的目的来说,术语“功能成分”包括在特定的用途中提供有益性能的材料。以下更加详细地讨论了功能材料的一些特定实例,但所讨论的特定材料仅仅作为实例给出,和可使用宽泛的各种其他功能成分。例如,以下讨论的许多功能材料涉及在清洁、特别地器皿洗涤应用中使用的材料。然而,其他实施方案可包括在其他应用中使用的功能成分。这种功能材料的实例包括螯合剂/多价螯合剂、漂白剂或活化剂、消毒剂/抗微生物剂、活化剂、助洗剂或填料、抗再沉积剂、光学增白剂、染料、添味剂或香料、防腐剂、稳定剂、加工助剂、腐蚀抑制剂、填料、硬化剂、硬化试剂、稳定性改性剂、pH调节剂、保湿剂、水溶助剂、或宽泛的各种其他功能材料,这取决于组合物所需的特征和/或功能。在本文公开的一些实施方案的上下文中,因为它们的功能性能,功能材料或成分任选地包括在固体漂洗助剂中。以下更加详细地讨论了功能材料的一些更特别的实例,但本领域技术人员和其他人应当理解,所讨论的特定材料仅仅作为实例给出,和可使用宽泛的各种其他功能材料。
活化剂
在一些实施方案中,可以通过添加当在使用中放置所述组合物时与活性氧反应以形成活化组分的材料,来提高漂洗助剂的抗微生物活性或漂白活性。例如,在一些实施方案中,形成过酸或过酸盐。例如,在一些实施方案中,四乙酰基乙二胺可包含在组合物内,以便与活性氧反应并形成充当抗微生物剂的过酸或过酸盐。活性氧活化剂的其它实例包括过渡金属及其化合物,含有羧酸、腈或酯部分的化合物,或者本领域已知的其它这样的化合物。在一个实施方案中,活化剂包括四乙酰基乙二胺,过渡金属,含羧酸、腈、胺或酯部分的化合物,或其混合物。
在一些实施方案中,活化剂组分可占组合物重量的最多约75wt%,在一些实施方案中,为约0.01-20wt%,或在一些实施方案中,为组合物重量的约0.05-10wt%。在一些实施方案中,用于活性氧化合物的活化剂与活性氧结合,形成抗微生物剂。
在一些实施方案中,漂洗助剂组合物包含固体,例如固体薄片、粒料或块料,和用于活性氧的活化剂材料结合到所述固体上。可通过将一种固体清洁组合物结合到另一种上的各种方法中的任一种,将活化剂结合到固体上。例如,活化剂可以是与漂洗助剂组合物的固体结合、固定、胶合或以其它方式粘附的固体形式。或者,固体活化剂可以围绕并包埋所述固体漂洗助剂组合物形成。作为进一步的实例,可以通过用于所述组合物的容器或包装,例如通过塑料或收缩包装或膜,将固体活化剂与固体漂洗助剂组合物结合。
额外的固化/硬化剂/溶解度改性剂
在一些实施方案中,一种或多种额外的硬化剂可视需要包括在固体漂洗助剂组合物内。硬化剂的实例包括:酰胺,例如硬脂基单乙醇酰胺或月桂基二乙醇酰胺,或烷基酰胺,和类似物;固体聚乙二醇,或固体EO/PO嵌段共聚物,和类似物;通过酸或碱处理工艺变得水溶性的淀粉;一旦冷却则赋予加热的组合物硬化性能的各种无机物,和类似物。在使用过程中,这种化合物也可改变在水性介质内组合物的溶解度,使得可在长时间段内从固体组合物中分配漂洗助剂和/或其他活性成分。所述组合物可包含用量为最多约30wt%的辅助硬化剂。在一些实施方案中,辅助硬化剂的用量可以是约5-25wt%,常常为约10-25wt%,和有时为约5-15wt%。
额外的铺展助剂
所述固体漂洗助剂组合物可任选地包括一种或多种额外的漂洗助剂组分,例如额外的润湿或铺展剂组分,除了以上讨论的醇乙氧化物组分以外。例如,也可包括水溶性或水分散性低起泡的有机材料,该有机材料能辅助减少漂洗水表面张力,以促进铺展作用和/或辅助减少或防止因漂洗完成之后由珠粒化的水引起的斑点或条纹。这种铺展剂典型地为有机表面活性剂,例如具有特征浊点的材料。在这些应用中有用的表面活性剂是浊点大于可获得的炽热工业水的水溶性表面活性剂,和浊点可以变化,这取决于使用地点的热水温度和漂洗循环的温度与类型。
额外的铺展剂的一些实例可典型地包括由环氧乙烷、环氧丙烷制备的聚醚化合物,或在均聚物或嵌段或杂-共聚物结构内的混合物。这种聚醚化合物被称为聚氧化亚烷基聚合物、聚氧亚烷基聚合物或聚亚烷基二醇聚合物。这种铺展剂要求相对疏水的一个区域和相对亲水的一个区域,以给该分子表面提供活性剂性能。这种铺展剂的分子量可以是约500-15,000。已发现,在聚合物分子内含有至少一个聚(PO)嵌段和至少一个聚(EO)嵌段的某些类型的(PO)(EO)聚合漂洗助剂是有用的。可在该分子内形成聚(EO)、聚(PO)或无规聚合区域的额外嵌段。
尤其有用的聚氧亚丙基聚氧亚乙基嵌段共聚物是含聚氧亚丙基单元的中心嵌段和在该中心嵌段的每一侧面上的聚氧亚乙基单元的嵌段的那些。这种聚合物具有以下所示的化学式:
(EO)n-(PO)m-(EO)n
其中m是整数20-60,和每一端值独立地为整数10-130。另一有用的嵌段共聚物是具有聚氧亚乙基单元的中心嵌段和在该中心嵌段的每一侧上的聚氧亚丙基嵌段的嵌段共聚物。这种共聚物具有下式:
(PO)n-(EO)m-(PO)n
其中m是整数15至175,和每一端值独立地为整数约10-30。对于固体组合物来说,可使用水溶助剂,以辅助维持铺展或湿润剂的溶解度。可使用水溶助剂,以改性水溶液,从而产生有机材料的增加的溶解度。在一些实施方案中,水溶助剂是低分子量的芳族磺酸盐材料,例如二甲苯磺酸盐和二烷基二苯醚磺酸盐材料。
抗再沉积剂
所述漂洗助剂组合物可任选地包括抗再沉积剂,其能够促进污物在漂洗溶液内持续悬浮并防止除去的污物再沉积到正清洁的基底上。合适的抗再沉积剂的一些实例可包括脂肪酸酰胺、氟烃表面活性剂、络合磷酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物和纤维素衍生物,例如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和类似物。漂洗助剂组合物可包含最多约10wt%,和在一些实施方案中,范围为约1-5wt%的抗再沉积剂。
漂白剂
所述漂洗助剂可任选地包括漂白剂。漂白剂可用于使基底增亮或变白,且可包括在清洁工艺过程中典型地遇到的条件下能够释放活性卤素物质(例如Cl2、Br2、-OCl-和/或-OBr-等)的漂白化合物。适合使用的漂白剂可包括例如含氯化合物,例如氯、次氯酸盐、氯胺或类似物。释放卤素的化合物的一些实例包括二氯异氰脲酸碱金属盐、氯化磷酸三钠、次氯酸碱金属盐、单氯胺和二氯胺等。也可使用包封的氯源以提高氯源在组合物内的稳定性(参见例如美国专利4618914和4830773,其公开内容在本文通过参考引入)。漂白剂还可以包括含有活性氧源或者充当活性氧源的试剂。活性氧化合物起到提供活性氧源的作用,例如可以在水性溶液中释放活性氧。活性氧化合物可以是无机或有机的,或者可以是其混合物。活性氧化合物的一些实例包括过氧化合物或过氧化合物加合物。活性氧化合物或活性氧源的一些实例包括在有和没有活化剂(例如四乙酰基乙二胺等)的情况下的过氧化氢、过硼酸盐、碳酸钠过氧水合物、磷酸盐过氧水合物、过单硫酸钾、以及一水合和四水合过硼酸钠。漂洗助剂组合物可以包含较少但有效量的漂白剂,例如,一些实施方案中,为至多约10wt%,和在一些实施方案中为约0.1-6wt%。
螯合剂/多价螯合剂
所述固体漂洗助剂组合物还可以包含有效量的螯合剂/多价螯合剂,也称为助洗剂。另外,所述漂洗助剂可以任选地包含一种或多种额外的助洗剂作为功能成分。一般地,螯合剂是能够配位(即键合)通常存在于水源中的金属离子以防止金属离子干扰漂洗助剂或者其它清洁组合物中的其它成分的作用的分子。螯合剂/多价螯合剂当以有效量包括时还可以充当水调节剂。在一些实施方案中,固体漂洗助剂可包括最多约70wt%或1-60wt%的螯合剂/多价螯合剂。
通常,固体漂洗助剂组合物也是不含磷酸盐和/或不含硫酸盐的。在不含磷酸盐的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,包括助洗剂在内的额外功能材料排除诸如缩合磷酸盐和膦酸盐之类的含磷化合物。
合适的额外的助洗剂包括氨基羧酸盐和多羧酸盐。可用作螯合剂/多价螯合剂的氨基羧酸盐的一些实例包括N-羟乙基亚氨基二乙酸,次氮基三乙酸(NTA),乙二胺四乙酸(EDTA),N-羟乙基-乙二胺三乙酸(HEDTA)(除了在粘合剂中使用的HEDTA以外),二亚乙基三胺五乙酸(DTPA),和类似物。适合于用作多价螯合剂的聚合的多羧酸盐的一些实例包括具有侧羧酸根(-CO2)基团的那些,并且包括例如聚丙烯酸、马来酸/烯烃共聚物、丙烯酸/马来酸共聚物、聚甲基丙烯酸、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、水解聚丙烯酰胺、水解聚甲基丙烯酰胺、水解聚酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物、水解聚丙烯腈、水解聚甲基丙烯腈、水解丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物和类似物。
在不含磷酸盐的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,螯合剂/多价螯合剂可包括例如缩合磷酸盐、膦酸盐和类似物。缩合磷酸盐的一些实例包括正磷酸钠和钾、焦磷酸钠和钾、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和类似物。缩合磷酸盐也可以通过将组合物内存在的游离水固定成水合水而以有限的程度有助于所述组合物的硬化。
在不含磷酸盐的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,所述组合物可以包含膦酸盐,例如1-羟基乙烷-1,1-二膦酸CH3C(OH)[PO(OH)2]2、氨基三(亚甲基膦酸)N[CH2PO(OH)2]3、氨基三(亚甲基膦酸)钠盐
2-羟乙基亚氨基双(亚甲基膦酸)HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)(HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]2、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)钠盐C9H(28-x)N3NaxO15P5(x=7)、六亚甲基二胺(四亚甲基膦酸)钾盐C10H(28-x)N2KxO12P4(x=6)、双(六亚甲基)三胺(五亚甲基膦酸)(HO2)POCH2N[(CH2)6N[CH2PO(OH)2]2]2和亚磷酸H3PO3。在一些实施方案中,可以使用膦酸盐的组合,例如ATMP和DTPMP。可以使用加入到混合物中之前中和的或碱性的膦酸盐、或者膦酸盐与碱源的组合,以使得当添加膦酸盐时,通过中和反应生成的热量或气体很少或者没有。
关于螯合剂/多价螯合剂的进一步论述,参见Kirk-Othmer,Encyclopedia ofChemical Technology,第3版,第5卷,第339-366页和第23卷,第319-320页,其公开内容通过参考引入本文。
染料/添味剂
各种染料、包括香料在内的添味剂及其它美学增效剂也可以包含在固体漂洗助剂内。可以包含染料以改变组合物的外观,例如FD&C Blue 1(Sigma Chemical),FD&C Yellow5(Sigma Chemical),Direct Blue 86(Miles),Fastusol Blue(Mobay Chemical Corp.),Acid Orange 7(American Cyanamid),Basic Violet 10(Sandoz),Acid Yellow 23(GAF),Acid Yellow 17(Sigma Chemical),Sap Green (Keyston Analine and Chemical),Metanil Yellow(Keystone Analine and Chemical),Acid Blue 9(Hilton Davis),Sandolan Blue/Acid Blue 182(Sandoz),Hisol Fast Red(Capitol Color andChemical),Fluorescein(Capitol Color and Chemical),Acid Green 25(Ciba-Geigy),等等。
在固体漂洗助剂组合物内可以包含的芳香剂或香料包括例如萜类化合物,例如香茅醇、醛类例如戊基肉桂醛、茉莉香料例如C1S-茉莉或乙酸苄酯、香草醛等等。
填料
固体漂洗助剂可以任选地包含较少但有效量的一种或多种填料,所述填料本身不一定起到漂洗和/或清洁剂的作用,但是可以与漂洗剂配合以提高组合物的总体能力。适合的填料的一些实例可以包括氯化钠、淀粉、糖类、C1-C10亚烷基二醇例如丙二醇等等。在一些实施方案中,可以包含用量为至多约20wt%的填料,在一些实施方案中,范围为约1-15wt%。
功能性聚二甲基硅氧烷
所述固体漂洗助剂组合物还可以任选地包含一种或多种功能性聚二甲基硅氧烷。例如,在一些实施方案中,聚环氧烷改性的聚二甲基硅氧烷、非离子表面活性剂或聚甜菜碱改性的聚硅氧烷两性表面活性剂可以用作添加剂。在一些实施方案中,这二者都是聚醚或聚甜菜碱已经通过硅氢化反应接枝到其上的线性聚硅氧烷共聚物。具体的硅氧烷表面活性剂的一些实例已知为获自Union Carbide的表面活性剂或者获自GoldschmidtChemical Corp.的聚醚或聚甜菜碱聚硅氧烷共聚物,而且在美国专利No.4,654,161中得到描述,该专利通过参考引入本文。在一些实施方案中,所用的特定硅氧烷可以描述为具有例如低表面张力、高润湿能力和优异的润滑性。例如,据说这些表面活性剂是能够润湿聚四氟乙烯表面的少数表面活性剂。用作添加剂的硅氧烷表面活性剂可以单独使用或者与氟化物表面活性剂组合使用。在一些实施方案中,任选地与硅烷组合的、用作添加剂的氟化物表面活性剂可以是例如非离子氟代烃,例如氟化烷基聚氧乙烯乙醇,氟化烷基烷氧基化物和氟化烷基酯。
这种功能性聚二甲基硅氧烷和/或氟化物表面活性剂的进一步说明在美国专利No.5,880,088、5,880,089和5,603,776中得到描述,所有这些专利都通过参考引入本文。我们已发现,例如,某些聚硅氧烷共聚物以与烃表面活性剂的混合物使用提供优异的针对塑料器皿的漂洗助剂。我们还已发现,某些硅酮聚硅氧烷共聚物和氟烃表面活性剂与常规烃表面活性剂的组合也提供优异的针对塑料器皿的漂洗助剂。除了效果大致相当的某些聚环氧烷改性的聚二甲基硅氧烷和聚甜菜碱聚硅氧烷共聚物之外,已经发现这种组合优于单个组分。因此,一些实施方案包括单独的聚硅氧烷共聚物,且与氟烃表面活性剂的组合可以涉及聚醚聚硅氧烷、非离子硅氧烷表面活性剂。两性硅氧烷表面活性剂、聚甜菜碱聚硅氧烷共聚物可以单独用作漂洗助剂中的添加剂以提供相同结果。
在一些实施方案中,组合物可以按至多约10wt%的量包含功能性聚二甲基硅氧烷。例如,一些实施方案可以包含任选与约0.1-10wt%的氟化烃非离子表面活性剂结合的约0.1-10wt%的聚环氧烷改性的聚二甲基硅氧烷或聚甜菜碱改性聚硅氧烷。
湿润剂
所述固体漂洗助剂组合物还可以任选地包含一种或多种湿润剂。湿润剂是对水具有亲和力的物质。可以在足以帮助降低基底表面上的膜的可见性的用量下提供湿润剂。当漂洗水含有超过200ppm的总溶解固体时,基底表面上的膜的可见性是一个特别的关注对象。因此,在一些实施方案中,当漂洗水含有超过200ppm的总溶解固体时,在足以与不含湿润剂的漂洗剂组合物相比降低基底表面上的膜的可见性的用量下提供湿润剂。术语“水固体成膜”或“成膜”是指基底表面上存在的可见、连续的物质层,其产生该基底表面不清洁的外观。
可使用的一些例举的湿润剂包括在50%相对湿度和室温下平衡的含有大于5wt%水(基于干湿润剂)的那些材料。可使用的例举的湿润剂包括甘油、丙二醇、山梨糖醇、烷基多糖苷、聚甜菜碱聚硅氧烷及其混合物。在一些实施方案中,漂洗剂组合物可以包含基于总组合物为至多约75%的湿润剂,和在一些实施方案中,基于组合物重量为约5-75wt%。在其中存在湿润剂的一些实施方案中,湿润剂与铺展剂的重量比可以是大于或等于约1:3,和在一些实施方案中,为约5:1-1:3。
消毒剂/抗微生物剂
漂洗助剂可任选地包括消毒剂。消毒剂也称为抗微生物剂,其是可在固体功能材料中使用以防止微生物污染和材料体系、表面等劣化的化学组分。一般地,这些材料落入包括酚类、卤素化合物、季铵化合物、金属衍生物、胺类、烷醇胺、硝基衍生物、analides、有机基硫和硫-氮化合物和各种化合物在内的特定组中。
还应当理解,活性氧化合物,例如在以上的漂白剂部分中讨论的那些,也可充当抗微生物剂,且可甚至提供消毒活性。事实上,在一些实施方案中,活性氧化合物充当抗微生物剂的能力会减少对组合物内额外的抗微生物剂的需求。例如,过碳酸盐组合物已证明提供优良的抗微生物作用。尽管如此,但一些实施方案引入额外的抗微生物剂。
取决于化学组成与浓度,给定的抗微生物剂可简单地限制微生物数量的进一步繁殖或者可破坏所有或一部分微生物群落。术语“微菌”和“微生物”典型地主要是指细菌、病毒、酵母、孢子和真菌微生物。在使用中,典型地将抗微生物剂成型到固体功能材料内,当稀释并分配时,任选地例如使用水性物流,所述固体功能材料形成可与各种表面接触的水性灭菌剂或消毒剂组合物,从而导致防止生长或者杀灭一部分微生物群落。微生物群落下降3个对数导致消毒剂组合物。可以包封抗微生物剂,以例如改进其稳定性。
常见的抗微生物剂的一些实例包括酚类抗微生物剂,例如五氯苯酚,对苯基苯酚,氯-对苄基苯酚,对氯-间-二甲苯酚。含卤素的抗微生物剂包括三氯异氰脲酸钠,二氯异氰酸钠(无水或二水合物),碘-聚(乙烯吡咯烷酮)络合物,溴化合物,例如2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇,和季型抗微生物剂,例如氯化苄烷铵,双癸基二甲基氯化铵,二碘氯化胆碱,四甲基鏻三溴化物。其他抗微生物组合物,例如六氢-l,3,5-三(2-羟乙基)-s-三嗪,二硫代氨基甲酸盐,例如二甲基二硫代氨基甲酸钠,和各种其他材料因它们的抗微生物性能而在本领域已知。
在不含磷酸盐和/或不含硫酸盐且还包括抗微生物剂的固体漂洗助剂组合物的实施方案中,选择抗微生物剂,以满足这些要求。仅仅包括GRAS成分的固体漂洗助剂组合物的实施方案可排除或省去在这一部分中描述的抗微生物剂。
在一些实施方案中,漂洗助剂组合物包含为组合物重量的最多约10wt%的抗微生物剂组分,在一些实施方案中,为最多约5wt%,或在一些实施方案中,为约0.01-3wt%,或为组合物重量的0.05-1wt%。
表面活性剂
在一些实施方案中,本发明的组合物包含表面活性剂。适合于与本发明的组合物一起使用的表面活性剂包括但不限于非离子表面活性剂、半极性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和两性离子表面活性剂。在本发明的一个方面中,固体漂洗助剂组合物不含或基本上不含阴离子表面活性剂。在一些实施方案中,本发明的组合物包含约0.01-50wt%表面活性剂。在其他实施方案中,本发明的组合物包含约1-40wt%表面活性剂。在再一其他实施方案中,本发明的组合物包含约10-30wt%表面活性剂。
非离子表面活性剂
有用的非离子表面活性剂的特征通常在于存在有机疏水基团和有机亲水基团,且典型地通过缩合有机脂族、烷基芳族或聚氧亚烷基疏水化合物与亲水碱性氧化物部分而生产,所述亲水碱性氧化物在常见的实践中为环氧乙烷或其聚水合产物,聚乙二醇。在实践中,具有带反应性氢原子的羟基、羧基、氨基或酰胺基的任何疏水化合物可以与环氧乙烷或其聚水合加合物,或者它与亚烷氧基(例如环氧丙烷)的混合物缩合,形成非离子表面活性剂。可容易地调节与任何特定的疏水化合物缩合的亲水聚氧亚烷基部分的长度,得到具有亲水和疏水性能的所需平衡程度的水可分散或者水可溶的化合物。有用的非离子表面活性剂包括:
1.基于丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷和乙二胺作为引发剂反应性氢化合物的嵌段聚氧亚丙基-聚氧亚乙基聚合物。由顺序丙氧基化和乙氧基化引发剂制备的聚合物的实例以由BASF Corp制备的商品名和商购。化合物是通过缩合环氧乙烷与疏水碱形成的双官能(两个反应性氢)化合物,所述疏水碱通过将环氧丙烷加成到丙二醇的两个羟基上而形成。这一疏水部分的分子量为约1,000-4,000。然后添加环氧乙烷,将这一疏水物夹在亲水基团之间,通过长度控制所述环氧乙烷,以占最终分子的约10-80wt%。化合物是由顺序加成环氧丙烷和环氧乙烷到乙二胺上而衍生的四官能的嵌段共聚物。环氧丙烷水溶助剂的分子量范围为约500-7,000;和添加亲水物环氧乙烷以占该分子的约10-80wt%。
2.1mol烷基苯酚与约3-50mol环氧乙烷的缩合产物,其中直链或支链构造,或者单一或者二元烷基成分的烷基链含有约8-18个碳原子。烷基可以例如以下述为代表:二亚异丁基,二-戊基,聚合的亚丙基,异辛基,壬基和二壬基。这些表面活性剂可以是烷基苯酚的聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷缩合物。
这一化学的商业化合物的实例在市场上以由Rhone-Poulenc制备的商品名和由Union Carbide制备的商品名获得。
3.1mol具有约6-24个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链醇与约3-50mol环氧乙烷的缩合产物。醇部分可由在以上描述的碳范围内的醇的混合物组成,或者它可由具有在这一范围内的特定数量碳原子的醇组成。类似的商业表面活性剂的实例以由ShellChemical Co.制备的商品名NeodolTM和由Vista Chemical Co.制备的商品名AlfonicTM获得。
4.1mol具有约8-18个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链羧酸与约6-50mol环氧乙烷的缩合产物。酸部分可由在上述定义的碳原子范围内的酸混合物组成,或者它可由具有在这一范围内的特定数量碳原子的酸组成。这一化学的商业化合物的实例在市场上以由Henkel Corporation制备的商品名NopalcolTM和由Lipo Chemicals,Inc.制备的商品名LipopegTM获得。
除了乙氧基化的羧酸(常常称为聚乙二醇酯)以外,通过与甘油酯、甘油和多元(糖或脱水山梨醇/山梨醇)醇反应形成的其他烷酸酯对于特定的实施方案来说,在本发明中具有应用,尤其是间接的食品添加剂应用。所有这些酯部分在它们的分子上具有一个或多个反应性氢位点,所述反应性氢位点可经历进一步的酰化或者环氧乙烷(烷氧化物)加成,以控制这些物质的亲水性。当添加这些脂肪酯或酰化碳水化合物到含有淀粉酶和/或脂肪酶的本发明组合物中时,必须仔细,因为潜在地不相容。
非离子的低起泡表面活性剂的实例包括:
5.通过将环氧乙烷加成到乙二醇上以提供指定分子量的亲水物,然后添加环氧丙烷以获得在该分子外侧(端部)上的疏水嵌段而改性的基本上反向的(reverse)的来自(1)的化合物。疏水部分的分子量为约1,000-3,100,且中心的亲水物占最终分子的10-80wt%。由BASF Corporation以商品名PluronicTM R表面活性剂制备这些反向的PluronicsTM。同样,通过顺序加成环氧乙烷和环氧丙烷到乙二胺上,由BASF Corporation生产TetronicTM R表面活性剂。疏水部分的分子量为约2,100-6,700且中心亲水物占最终分子的10-80wt%。
6.通过而“封端”或“端基封闭”(多官能部分的)一个或多个端羟基以减少因为与小的疏水分子(例如环氧丙烷,环氧丁烷,苄氯;和含1-5个碳原子的短链脂肪酸、醇或烷基卤;及其混合物)反应而起泡的改性的来自(1),(2),(3)和(4)组的化合物。还包括诸如亚硫酰氯之类的反应物,它们将端羟基转化成氯化物基团。对端羟基的这种改性可导致全-嵌段、嵌段-杂、杂-嵌段或全-杂的非离子表面活性剂。
有效的低起泡的非离子表面活性剂的额外实例包括:
7. 1959年9月8日授予Brown等人的美国专利No.2,903,486中的用下式表示的烷基苯氧基聚乙氧基烷醇:
其中R是8-9个碳原子的烷基,A是3-4个碳原子的亚烷基链,n是整数7-16,和m是整数1-10。
1962年8月7日授予Martin等人的美国专利No.3,048,548的聚亚烷基二醇缩合物,它具有交替的亲水氧亚乙基链和疏水的氧亚丙基链,其中末端疏水链的重量、中间疏水单元的重量和连接的亲水单元的重量各自占缩合物的约1/3。
在1968年5月7日授予Lissant等人的美国专利No.3,382,178中公开的消泡的非离子表面活性剂,它具有通式Z[(OR)nOH]z,其中Z是可烷氧基化的材料,R是衍生于碱性氧化物的基团,其可以是亚乙基和亚丙基,且n是例如10-2,000或更大的整数和z是通过反应性可氧烷基化基团的数量确定的整数。
1954年5月4日授予Jackson等人的美国专利No.2,677,700中描述的共轭聚氧亚烷基化合物,它对应于化学式Y(C3H6O)n(C2H4O)mH,其中Y是具有约1-6个碳原子和1个反应性氢原子的有机化合物的残基,n是通过羟基数来确定的至少约6.4的平均值,且m的数值使得氧亚乙基部分占该分子的约10%-90wt%。
1954年4月6日授予Lundsted等人的美国专利No.2,674,619中描述的共轭聚氧亚烷基化合物,其化学式为Y[(C3H6On(C2H4O)mH]x,其中Y是具有约2-6个碳原子且含有x个反应性氢原子的有机化合物的残基,其中x是至少约2的数值,n的数值使得聚氧亚丙基疏水基的分子量为至少约900且m的数值使得该分子中氧亚乙基含量为约10-90wt%。落在Y的定义范围内的化合物包括例如丙二醇,甘油,季戊四醇,三羟甲基丙烷,乙二胺和类似物。氧亚丙基链任选地但有利地含有小量的环氧乙烷,和氧亚乙基链也任选地但有利地含有小量的环氧丙烷。
在本发明的组合物中有利地使用的额外的共轭聚氧亚烷基表面活性试剂对应于化学式:P[(C3H6O)n(C2H4O)mH]x,其中P是具有约8-18个碳原子且含有x个反应性氢原子的有机化合物的残基,其中x的数值为1或2,n的数值使得聚氧亚乙基部分的分子量为至少约44且m的数值使得该分子中氧亚丙基的含量为约10-90wt%。在两者中任何一种情况下,氧亚丙基链可任选地但有利地含有小量的环氧乙烷,且氧亚乙基链也可任选地但有利地含有小量的环氧丙烷。
8.适合于在本发明的组合物中使用的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂包括具有结构式R2CONR1Z的那些,其中R1是H、C1-C4烃基、2-羟乙基、2-羟丙基、乙氧基、丙氧基或其混合物;R2是C5-C31烃基,所述烃基可以是直链;且Z是具有线性烃基链并具有与该链直接相连的至少三个羟基的多羟基烃基,或其烷氧基化的衍生物(优选乙氧基化或丙氧基化)。Z可衍生于还原胺化反应中的还原糖,例如缩水糖基(glycityl)部分。
9.脂族醇与约0-25mol环氧乙烷的烷基乙氧基化物缩合产物适合于在本发明的组合物中使用。脂族醇的烷基链可以是直链或支链、伯或仲,且通常含有6-22个碳原子。
10.乙氧基化的C6-C18脂肪醇和C6-C18混合的乙氧基化和丙氧基化脂肪醇是在本发明的组合物中使用的合适的表面活性剂,尤其是水溶性的那些。合适的乙氧基化脂肪醇包括乙氧基化度为3-50的C6-C18乙氧基化脂肪醇。
11.尤其适合于在本发明的组合物中使用的合适的非离子的烷基多糖表面活性剂包括在1986年1月21日授予Llenado的美国专利No.4,565,647中公开的那些。这些表面活性剂包括含约6-30个碳原子的疏水基和含约1.3-10个糖单元的多糖,例如聚糖苷亲水基。可使用含5或6个碳原子的任何还原糖,例如葡萄糖,半乳糖和半乳糖基部分可被取代为葡糖基部分。(任选地,疏水基团在2-,3-,4-等位置处连接,从而得到葡萄糖或半乳糖,这与葡糖苷或半乳糖苷相反。)糖间(intersaccharide)键可以例如在额外的糖单元的一个位置和前一糖单元的2-,3-,4-和/或6-位之间。
12.适合于在本发明的组合物中使用的脂肪酸酰胺表面活性剂包括具有化学式R6CON(R7)2的那些,其中R6是含有7-21个碳原子的烷基,且每一R7独立地为氢、C1-C4烷基、C1-C4羟烷基或--(C2H4O)XH,其中x为1-3。
13.一类有用的非离子表面活性剂包括定义为烷氧基化胺或最尤其醇烷氧基化/胺化/烷氧基化表面活性剂的那类。这些非离子表面活性剂可以至少部分用下述通式表示:R20-(PO)sN-(EO)tH,R20-(PO)sN-(EO)tH(EO)tH,和R20--N(EO)tH;其中R20是烷基、烯基或其他脂族基团,或8-20,优选12-14个碳原子的烷基-芳基,EO是氧亚乙基,PO是氧亚丙基,s是1-20,优选2-5,t是1-10,优选2-5,和u是1-10,优选2-5。在这些化合物的范围内的其他变体可用下述替代化学式表示:
R20-(PO)v-N[(EO)wH][(EO)zH],其中R20如上所定义,v是1-20(例如,1,2,3或4(优选2)),以及w和z独立地为1-10,优选2-5。这些化合物在商业上由Huntsman Chemicals以非离子表面活性剂销售的一系列产物为代表。优选的该类化学品包括SurfonicTM PEA 25Amine Alkoxylate。用于本发明组合物的优选非离子表面活性剂包括醇烷氧基化物,EO/PO嵌段共聚物,烷基苯酚烷氧基化物和类似物。
Schick,M.J.编辑的The treatise Nonionic Surfactants,Surfactant ScienceSeries第1卷,Marcel Dekker,Inc.,New York,1983是关于通常在本发明实践中使用的宽泛的各种非离子化合物的优良参考文献。在1975年12月30日授予Laughlin和Heuring的美国专利No.3,929,678中给出了这些表面活性剂的非离子的分类和种类的典型列表。在"Surface Active Agents and Detergents"(第I和II卷,Schwartz,Perry和Berch)中给出了进一步的实例。
半-极性的非离子表面活性剂
半-极性类型的非离子表面活性试剂是可用于本发明组合物内的另一类非离子表面活性剂。一般地,半-极性的非离子表面活性剂是高起泡剂和泡沫稳定剂,它可限制它们在CIP***内的应用。然而,在针对高泡沫清洁方法而设计的本发明组合物实施方案内,半-极性的非离子表面活性剂具有直接的功效。半-极性的非离子表面活性剂包括胺氧化物、氧化膦、亚砜及它们的烷氧基化衍生物。
14.胺氧化物是对应于下述通式的叔胺氧化物:
其中箭头是半-极性键的常规表示法,且R1,R2和R3可以是脂族、芳族、杂环、脂环族或其组合。一般地,对于出于洗涤剂考虑的胺氧化物来说,R1是约8-24个碳原子的烷基;R2和R3是1-3个碳原子的烷基或羟烷基或其混合物;R2和R3可例如通过氧或氮原子连接到彼此上,形成环结构;R4是含有2-3个碳原子的碱性的或羟基亚烷基基团;且n是0-20。
有用的水溶性胺氧化物表面活性剂选自椰油或牛油烷基二-(低级烷基)胺氧化物,其具体实例是十二烷基二甲基胺氧化物,十三烷基二甲基胺氧化物,十四烷基二甲基胺氧化物,十五烷基二甲基胺氧化物,十六烷基二甲基胺氧化物,十七烷基二甲基胺氧化物,十八烷基二甲基胺氧化物,十二烷基二丙基胺氧化物,十四烷基二丙基胺氧化物,十六烷基二丙基胺氧化物,十四烷基二丁基胺氧化物,十八烷基二丁基胺氧化物,双(2-羟乙基)十二烷基胺氧化物,双(2-羟乙基)-3-十二烷氧基-1-羟丙基胺氧化物,二甲基-(2-羟基十二烷基)胺氧化物,3,6,9-三(十八烷基)二甲基胺氧化物和3-十二烷氧基-2-羟丙基二-(2-羟乙基)胺氧化物。
有用的半-极性非离子表面活性剂还包括具有下述结构的水溶性氧化膦:
其中箭头是半-极性键的常规表示法;和R1是链长为10-约24个碳原子的烷基、烯基或羟烷基部分;且R2和R3各自为独立地选自含1-3个碳原子的烷基或羟烷基的烷基部分。
有用的氧化膦的实例包括二甲基癸基氧化膦,二甲基十四烷基氧化膦,甲基乙基十四烷基氧化膦,二甲基十六烷基氧化膦,二乙基-2-羟基辛基癸基氧化膦,双(2-羟乙基)十二烷基氧化膦和双(羟甲基)十四烷基氧化膦。
本文中有用的半-极性的非离子表面活性剂还包括具有下述结构的水溶性亚砜化合物:
其中箭头是半-极性键的常规表示法;和R1是约8-28个碳原子、0-约5个醚键和0-约2个羟基取代基的烷基或羟烷基部分;且R2是由具有1-3个碳原子的烷基和羟烷基组成的烷基部分。
这些亚砜的有用的实例包括十二烷基甲基亚砜;3-羟基十三烷基甲基亚砜;3-甲氧基十三烷基甲基亚砜;和3-羟基-4-十二烷氧基丁基甲基亚砜。
用于本发明组合物的半-极性表面活性剂包括二甲基胺氧化物,例如月桂基二甲基胺氧化物,肉豆蔻基二甲基胺氧化物,鲸蜡基二甲基胺氧化物,它们的组合和类似物。有用的水溶性胺氧化物表面活性剂选自辛基,癸基,十二烷基,异十二烷基,椰油或牛油烷基二-(低级烷基)胺氧化物,其具体实例是辛基二甲基胺氧化物,壬基二甲基胺氧化物,癸基二甲基胺氧化物,十一烷基二甲基胺氧化物,十二烷基二甲基胺氧化物,异十二烷基二甲基胺氧化物,十三烷基二甲基胺氧化物,十四烷基二甲基胺氧化物,十五烷基二甲基胺氧化物,十六烷基二甲基胺氧化物,十七烷基二甲基胺氧化物,十八烷基二甲基胺氧化物,十二烷基二丙基胺氧化物,十四烷基二丙基胺氧化物,十六烷基二丙基胺氧化物,十四烷基二丁基胺氧化物,十八烷基二丁基胺氧化物,双(2-羟乙基)十二烷基胺氧化物,双(2-羟乙基)-3-十二烷氧基-1-羟丙基胺氧化物,二甲基-2-(羟基十二烷基)胺氧化物,3,6,9-三(十八烷基)二甲基胺氧化物和3-十二烷氧基-2-羟丙基二-(2-羟乙基)胺氧化物。
适合于与本发明组合物一起使用的合适的非离子表面活性剂包括烷氧基化表面活性剂。合适的烷氧基化表面活性剂包括EO/PO共聚物,封端的EO/PO共聚物,醇烷氧基化物,封端的醇烷氧基化物,其混合物或类似物。用作溶剂的合适的烷氧基化表面活性剂包括:EO/PO嵌段共聚物,例如Pluronic和反向的Pluronic表面活性剂;醇烷氧基化物,例如Dehypon LS-54(R-(EO)5(PO)4)和Dehypon LS-36(R-(EO)3(PO)6);和封端的醇烷氧基化物,例如Plurafac LF221和Tegoten ECII;其混合物或类似物。
阳离子表面活性剂
若在分子的助水溶物部分上的电荷是正的,则所述表面活性物质被分类为阳离子表面活性剂。其中助水溶物不带电荷,除非pH下降到接近于中性或更低、但其介时为阳离子性的表面活性剂(例如,烷基胺)也包括在这一组内。理论上,可由含“鎓”结构RnX+Y--的元素的任何组合合成阳离子表面活性剂,且它还可包括除了氮(铵)以外的化合物,例如磷(鏻)和硫(锍)。在实践中,阳离子表面活性剂领域由含氮化合物占主导,这可能是因为含氮阳离子表面活性剂的合成路线简单和直接,且得到高产率的产物,这可使得它们不那么昂贵。
阳离子表面活性剂优选包括和更优选是指含有至少一个长碳链的疏水基团和至少一个荷正电的氮的化合物。长碳链基团可通过简单取代直接连接到氮原子上,或者更优选通过所谓的间隔的烷基胺和酰胺基胺中的一个或多个桥连官能团间接连接到氮原子上。这些官能团可使得该分子更加亲水和/或更加水可分散,更加容易地被共-表面活性剂的混合物水增溶和/或使其水溶。对于增加的水溶性来说,可引入额外的伯、仲或叔氨基,或者氨基氮可用低分子量的烷基季化。进一步地,氮可以是不饱和度可变的直链或支链部分的一部分,或者饱和或不饱和的杂环的一部分。另外,阳离子表面活性剂可含有具有大于一个阳离子氮原子的络合键。
分类为胺氧化物、两性表面活性剂(amphoteric)和两性离子(zwitterion)的表面活性剂化合物本身在近中性到酸性pH的溶液中典型地是阳离子的,且可重叠表面活性剂的分类。聚氧乙基化阳离子表面活性剂在碱性溶液中通常行为类似于非离子表面活性剂,且在酸性溶液中行为类似于阳离子表面活性剂。
可如此用图示出最简单的阳离子胺、胺盐和季铵化合物:
其中R代表长烷基链,R',R”和R”'可以是或者烷基链或芳基或者氢,且X表示阴离子。对于本发明的实际应用来说,优选胺盐和季铵化合物,这是因为它们具有高的水溶性程度。
大量商业阳离子表面活性剂中的大多数可细分成本领域技术人员已知的四个主要的种类和额外的子组且描述于"Surfactant Encyclopedia,"Cosmetics&Toiletries,第104(2)卷,第86-96页(1989)中。第一类包括烷基胺及其盐。第二类包括烷基咪唑啉。第三类包括乙氧基化胺。第四类包括季铵,例如烷基苄基二甲基铵盐、烷基苯盐、杂环铵盐、四烷基铵盐和类似物。已知阳离子表面活性剂具有在本发明的组合物中可能有益的各种性能。这些所需的性能可包括在中性pH、或低于中性pH的组合物中的洗涤性,抗微生物功效,与其他试剂配合的增稠或胶凝,和类似性能。
在本发明的组合物中有用的阳离子表面活性剂包括化学式为R1 mR2 xYLZ的那些,其中每一R1是被最多3个苯基或羟基任选取代且任选地被最多4个下述结构隔开的含直链或支链烷基或烯基的有机基团:
或者这些结构的异构体或混合物,且它含有约8至22个碳原子。R1基可另外含有最多12个乙氧基,m是数值1-3。优选地,在一个分子内不大于1个R1基具有大或等于16个碳原子,当m为2时,或者大于12个碳原子,当m为3时。每一R2是含1-4个碳原子的烷基或羟烷基,或苄基,且在一个分子内不大于一个R2是苄基,和x是数值0-11,优选0-6。在Y基上的任何碳原子位置的其余部分被氢占据。Y可以是包括但不限于下述的基团或其混合物:
p=约1至12
p=约1至12
优选地,L为1或2,且Y基被具有1-22个碳原子和2个游离碳单键的选自R1和R2同系物中的部分(优选亚烷基或亚烯基)分开,当L为2时。Z是水溶性阴离子,例如卤离子,硫酸根,甲基硫酸根,氢氧根,或硝酸根阴离子,尤其优选氯阴离子,溴阴离子,碘阴离子,硫酸根,或甲基硫酸根阴离子,其数量得到阳离子组分的电中性。
两性表面活性剂
两性表面活性剂同时含有碱性和酸性亲水基团以及有机疏水基团。这些离子实体可以是本文针对其他类型的表面活性剂描述的任何阴离子或阳离子基团。碱性氮和酸性羧酸盐基团是作为该碱性和酸性亲水基团使用的典型官能团。在一些表面活性剂中,磺酸盐、硫酸盐、膦酸盐或磷酸盐提供负电荷。
两性表面活性剂可广义地描述为脂族仲和叔胺的衍生物,其中脂族基团可以是直链或支链并且其中脂族取代基之一含有约8-18个碳原子且脂族取代基之一含有阴离子水增溶基团,例如羧基、磺基、硫酸根、磷酸根或膦羧基(phosphono)。两性表面活性剂被细分成本领域技术人员已知的两个主要的种类且描述于"Surfactant Encyclopedia,"Cosmetics&Toiletries,第104(2)卷,第69-71页(1989)中,在本文中通过参考将其全文引入。第一类包括酰基/二烷基乙二胺衍生物(例如,2-烷基羟乙基咪唑啉衍生物)和它们的盐。第二类包括N-烷基氨基酸和它们的盐。可预见一些两性表面活性剂被同时分类到这两类。
可通过本领域技术人员已知的方法合成两性表面活性剂。例如,通过缩合并闭环长链羧酸(或衍生物)和二烷基乙二胺来合成2-烷基羟乙基咪唑啉。通过例如用氯乙酸或乙酸乙酯的烷化来随后水解和开环咪唑啉环,以衍生商业两性表面活性剂。在烷化过程中,采用不同的烷化剂,使一个或两个羧基-烷基反应,形成叔胺和醚键,从而生成不同的叔胺。
在本发明中具有应用的长链咪唑衍生物通常具有下述通式:
两性磺酸盐
其中R是含约8-18个碳原子的无环疏水基团,并且M是阳离子以中和阴离子的电荷,通常为钠。可在本发明的组合物中使用的商业上杰出的咪唑啉衍生的两性表面活性剂包括例如:椰油两性丙酸盐、椰油两性羧基-丙酸盐、椰油两性甘氨酸盐、椰油两性羧基-甘氨酸盐、椰油两性丙基-磺酸盐和椰油两性羧基-丙酸。可由脂肪咪唑啉生产两性羧酸,其中两性二羧酸中二羧酸的官能度是二乙酸和/或二丙酸。
本文上文多次描述的羧基甲基化的化合物(甘氨酸盐)称为甜菜碱。甜菜碱是本文以下在标题为Zwitterion Surfactants的部分中讨论的特殊种类的两性表面活性剂。
通过使RNH2、脂肪胺与卤代羧酸反应,容易地制备长链N-烷基氨基酸,其中R=C8-C18直链或支链烷基。氨基酸中伯氨基的烷化导致仲和叔胺。烷基取代基可具有额外的氨基,所述额外的氨基提供大于一个反应性氮中心。大多数商业N-烷基胺酸是β-丙氨酸或β-N(2-羧乙基)丙氨酸的烷基衍生物。在本发明中具有应用的商业N-烷基氨基酸两性物的实例包括烷基β-氨基二丙酸盐、RN(C2H4COOM)2和RNHC2H4COOM。在一个实施方案中,R可以是含约8-18个碳原子的无环疏水基团,且M是阳离子以中和阴离子的电荷。
合适的两性表面活性剂包括由椰子产物例如椰油或椰子脂肪酸衍生的那些。额外的合适的椰子衍生的表面活性剂包括乙二胺部分、烷醇酰胺部分、氨基酸部分、例如甘氨酸、或其组合作为它们结构的一部分;和约8-18(例如12)个碳原子的脂族取代基。所述表面活性剂也可被视为烷基两性二羧酸。这些两性表面活性剂可包括用下式表示的化学结构:C12-烷基-C(O)-NH-CH2-CH2-N+(CH2-CH2-CO2Na)2-CH2-CH2-OH或C12-烷基-C(O)-N(H)-CH2-CH2-N+(CH2-CO2Na)2-CH2-CH2-OH。椰油两性二丙酸二钠是一种合适的两性表面活性剂且可以商品名MiranolTM FBS商购于Rhodia Inc.,Cranbury,N.J。化学名为椰油两性二乙酸二钠的另一合适的椰子衍生的两性表面活性剂以商品名MirataineTM JCHA同样由Rhodia Inc.,Cranbury,N.J.销售。
在1975年12月30日授予Laughlin和Heuring的美国专利No.3,929,678中给出了这些表面活性剂的两性分类和种类的典型列表。"Surface Active Agents and Detergents"(Vol.I和II,Schwartz,Perry和Berch)中给出了进一步的实例。这些参考文献的每一篇在本文中通过参考全文引入。
两性离子表面活性剂
两性离子表面活性剂可被视为两性表面活性剂的子集且可包括阴离子电荷。两性离子表面活性剂可以广义地描述为仲和叔胺的衍生物、杂环仲和叔胺的衍生物,或季铵、季鏻或叔锍化合物的衍生物。典型地,两性离子表面活性剂包括荷正电的季铵、或者在一些情况下锍或鏻离子;荷负电的羧基;和烷基。两性离子表面活性剂通常含有阳离子和阴离子基团,它们在该分子的等电区域内电离成几乎相等的程度且可在正-负电荷中心之间产生强烈的“内-盐”吸引。这种两性离子的合成的表面活性剂的实例包括脂族季铵、鏻和锍化合物的衍生物,其中脂族基团可以是直链或支链并且其中脂族取代基之一含有8-18个碳原子且脂族取代基之一含有阴离子水增溶基团,例如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。
甜菜碱和磺基甜菜碱表面活性剂是在本文中使用的示例的两性离子表面活性剂。这些化合物的通式是:
其中Rl含有具有0至10个环氧乙烷部分和0至1个甘油基部分的8-18个碳原子的烷基、烯基或羟烷基;Y选自氮、磷和硫原子组成的组;R2是含1-3个碳原子的烷基或单羟基烷基;当Y是硫原子时x为1,当Y是氮或磷原子时x为2,R3是1-4个碳原子的亚烷基或羟基亚烷基或羟基亚烷基,且Z是选自由羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根组成的组中的基团。
具有以上列举的结构的两性离子表面活性剂的实例包括:4-[N,N-二(2-羟乙基)-N-十八烷基铵基(ammonio)]-丁烷-1-羧酸盐;5-[S-3-羟丙基-S-十六烷基锍基(sulfonio)]-3-羟基戊烷-l-硫酸盐;3-[P,P-二乙基-P-3,6,9-三氧杂二十四烷鏻基(phosphonio)]-2-羟丙烷-1-磷酸盐;3-[N,N-二丙基-N-3-十二烷氧基-2-羟丙基-铵基]-丙烷-l-膦酸盐;3-(N,N-二甲基-N-十六烷基铵基)-丙烷-l-磺酸盐;3-(N,N-二甲基-N-十六烷基铵基)-2-羟基丙烷-l-磺酸盐;4-[N,N-二(2(2-羟乙基)-N(2-羟基十二烷基)铵基]-丁烷-1-羧酸盐;3-[S-乙基-S-(3-十二烷氧基-2-羟丙基)磺基]-丙烷-1-磷酸盐;3-[P,P-二甲基-P-十二烷基鏻基]-丙烷-l-膦酸盐;和S[N,N-二(3-羟丙基)-N-十六烷基铵基]-2-羟基-戊烷-l-硫酸盐。包含在所述洗涤剂表面活性剂内的烷基可以是直链或支链及饱和或不饱和的。
适合于在本发明的组合物中使用的两性离子表面活性剂包括下述通式结构的甜菜碱:
这些表面活性剂甜菜碱典型地在pH极值下不显示出强烈的阳离子或阴离子特征,在它们的等电域内也不显示出降低的水溶解度。与“外”季铵盐不同,甜菜碱与阴离子表面活性剂相容。合适的甜菜碱的实例包括椰油酰基酰胺基丙基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱、C12-14酰基酰胺基丙基甜菜碱、C8-14酰基酰胺基己基二乙基甜菜碱、4-C14-16酰基甲基酰胺基二乙基铵基-1-羧基丁烷、C16-18酰基酰胺基二甲基甜菜碱、C12-16酰基酰胺基戊烷二乙基甜菜碱和C12-16酰基甲基酰胺基二甲基甜菜碱。
可用于本发明的磺基甜菜碱(sultaine)包括具有化学式为(R(Rl)2N+R2SO3-的那些化合物,其中R是C6-C18烃基,每一R1典型地独立地为C1-C3烷基,例如甲基,且R2是C1-C6烃基,例如C1-C3亚烷基或羟基亚烷基。
在1975年12月30日授予Laughlin和Heuring的美国专利No.3,929,678中给出了这些表面活性剂的两性离子分类和种类的典型列表。在"Surface Active Agents andDetergents"(Vol.I和II,Schwartz,Perry和Berch)中给出了进一步的实例,这些参考文献每一篇在本文中通过参考全文引入。
其他成分
还可以包括用于提供给正配制的特定组合物以包括所需性能或功能性的各种各样其它成分。例如,漂洗助剂可以包括其它活性成分、例如pH值改进剂、缓冲剂、清洁酶、载体、加工助剂或其它和类似物。
另外,可以配制所述漂洗助剂,以使得在水性操作(例如水性清洁操作)中的使用期间,漂洗水将具有期望的pH值。例如,可以配制设计用于漂洗中的组合物,以使得在水性漂洗操作中使用期间,漂洗水将会具有约3-5或约5-9的pH值。将pH值控制在推荐的使用水平上的技术包括使用缓冲剂、碱源和酸。这种技术可视需要应用到所述固体漂洗助剂组合物上。
组合物的加工和/或制备
本发明还涉及加工和/或制备所述固体漂洗助剂组合物的方法。所述固体漂洗助剂组合物通常以固体浓缩物(例如块料)形式提供。一般地,预期用水稀释所述固体漂洗助剂组合物,以提供使用溶液,然后例如在漂洗循环过程中,将其施加到基底表面上。该使用溶液优选含有有效量的活性材料,以在含高固体的水中提供减少的水固体成膜。也可通过挤出技术或压缩技术制备固体组合物,其中包括压片、成形和挤压。
可使用常规的设备与技术,加工并配制固体漂洗助剂组合物。提供所需量的铺展剂组分、消泡剂组分和聚丙烯酸均聚物、以及硬化剂和任何其他成分,例如防腐剂。剧烈混合各组分并加热,典型地在100-140°F范围内加热。可在TAMAR混合器或挤出机体系或其他类似的设备内进行剧烈混合并加热。随后将全部混合物挤出成所需的形式或者在模具内铸塑、冷却或骤冷。可从模具中取出模塑的成型体或者保留在容器(即,模具)内。
应当理解,体现本发明的组合物与方法适合于制备各种固体组合物,例如铸塑、挤出、挤压、模塑或成形的固体粒料、块料、片剂和类似物。在一些实施方案中,可形成固体组合物具有小于或等于50g的重量,而在其他实施方案中,可形成固体组合物具有大于或等于50g,大于或等于500g,或大于或等于1kg的重量。对于本申请的目的来说,术语“固体块料”包括重量大于或等于50g的铸塑、成形、挤出或挤压的材料。所述固体组合物提供功能材料的稳定来源。在一些实施方案中,可将所述固体组合物溶解在例如水性或其他介质中,生成浓缩物和/或使用溶液。可将该溶液导引到储存容器中以供随后使用和/或稀释,或者可直接施加到使用点上。
通过在组合物内引入一种或多种额外的硬化剂,将在漂洗助剂组合物内包括的各种液体材料改变成固体形式。铸塑剂(casting agent)的其他实例包括聚乙二醇,和非离子的聚环氧乙烷或聚环氧丙烷聚合物。在一些实施方案中,在熔体类型的硬化加工中,在比PEG的熔点高的温度下,通过均匀地共混铺展剂和其他组分与PEG,并冷却该均匀混合物,从而使用聚乙二醇(PEG)。
在一些实施方案中,在固体漂洗助剂组合物的形成中,可使用混合体系,以在足够高的剪切下,提供各成分的连续混合,形成其中各成分分布在其物料当中的基本上均匀的固体或半-固体混合物。在一些实施方案中,混合体系包括混合各成分的装置,以提供有效地维持混合物在可流动稠度下的剪切,其中在加工过程中粘度为1,000-1,000,000cP,或者为约50,000-200,000cP。在一些例举的实施方案中,混合体系可以是连续流动的混合器,或者在一些实施方案中,为挤出机,例如单或双螺杆挤出机装置。可从外部来源施加合适量的热量,以促进混合物的加工。
典型地在维持各成分的物理和化学稳定性的温度下加工混合物。在一些实施方案中,在约100-140°F的温度下加工混合物。在某些其他实施方案中,在110-125°F的温度下加工混合物。尽管有限的外部热量可施加到所述混合物上,但在加工过程中因摩擦、环境条件的变化和/或各成分之间的放热反应导致通过混合物实现的温度可能升高。任选地,例如在混合体系的入口或出口处,混合物的温度可能升高。
成分可以是液体或固体形式,例如干燥颗粒,且可独立地或者作为与另一成分(例如铺展剂、消泡剂、水性介质和额外的成分,例如硬化剂和类似物)的预混物的一部分加入到混合物中。可将一种或多种预混物加入到所述混合物中。
混合各成分,形成基本上均匀的稠度,其中各成分基本上均匀地分布在物料当中。可从混合体系中通过模头或其他成型机构排放出混合物。然后将原型的挤出物分成具有控制质量的有用尺寸。
任选地,可在与混合装置相邻处安装加热和冷却装置,以施加或除去热量,以便在混合器内获得所需的温度曲线。例如,可施加外部热源到混合器的一个或多个机筒部分,例如成分的入口部分和最终的出口部分等上,以增加加工过程中混合物的流动性。在一些实施方案中,在加工过程中混合物的温度(其中包括在排放端口处)维持在约100-140°F范围内。
由于形成固体的必不可少的成分的化学或物理反应导致组合物硬化。硬化工艺可持续数分钟到约6小时或更多,这例如取决于铸塑或挤出的组合物的尺寸、组合物的成分、组合物的温度和其他类似因素。在一些实施方案中,铸塑或挤出的组合物在约1分钟-3小时内、或者在约1分钟-2小时的范围内、或者在约1分钟-20分钟的范围内,“凝固”或开始硬化成固体形式。
在一些实施方案中,可例如在容器内或者薄膜内包装挤出的固体。当从混合体系中排放时,混合物的温度可以足够低,使得在没有首先冷却所述混合物的情况下,所述混合物能直接在包装体系内铸塑或挤出。可调节挤出排放和包装之间的时间,以允许组合物硬化以供在进一步的加工和包装过程中更好地处理。在一些实施方案中,在排放点处混合物在约100-140°F范围内。在某些其他实施方案中,在110-125°F的温度下加工混合物。然后允许所述组合物硬化成固体形式,所述固体形式范围可以从低密度、海绵状、可延展、填缝料(caulky)稠度到高密度、熔融固体、混凝土状固体。
可如下所述制备本发明的例举的铸塑固体漂洗助剂:在水溶液中溶剂化硬化剂,添加铺展剂、消泡剂,并在混合的同时加热以维持液体形式,例如100-140°F。TEKMAR混合物(例如,剧烈混合)。铸塑成一种形式。可在最终的混合和铸塑之前,添加额外的成分,例如防腐剂和染料。骤冷该形式并弹出所述固体漂洗助剂组合物。
在备选的实例中,通过加热混合水、铺展剂、聚丙烯酸共聚物和消泡剂,并单独制备硬化剂,从而制备液体预混物。例如使用挤出机,将硬化剂混合到加热的液体预混物内。挤出最终的产品并冷却。
包装体系
将所述固体漂洗助剂组合物可以(但不一定)引入到包装体系或容器内。包装容器或容器可以是硬质或挠性的,且包括适合于容纳所生产的组合物的任何材料,例如玻璃、金属、塑料膜或片、纸板、纸板复合材料或纸张等。可以允许漂洗助剂组合物在包装内硬化或者可以在形成固体之后包装在通常可得的包装内包装,并且送到分配中心,之后运送给消费者。
对于固体而言,有利地,在至少一些实施方案中,由于在环境温度下或者接近环境温度加工该漂洗剂,因此加工过的混合物的温度足够低,以致于在结构上没有破坏该材料的情况下,所述混合物可以直接铸塑或挤出至容器或者其他包装***中。结果,与用于在熔融状态下加工和分配的组合物的那些相比,可使用更宽种类的材料制备容器。在一些实施方案中,用于容纳所述漂洗助剂的包装由挠性的容易开口的膜材料制备。
漂洗助剂的分配/使用
所述漂洗助剂可以固体浓缩物或者应用溶液形式分配。一般地,预期将用水溶解并稀释该浓缩物以提供之后施用于待清洁表面上的使用溶液。在一些实施方案中,水性使用溶液可含有约5-2,000ppm的活性材料,或约10-1000ppm或约10-500ppm活性材料、或约10-300ppm或约10-200ppm的活性材料。
可在漂洗应用过程中,例如在漂洗循环过程中,例如在洗器皿机、洗车应用或类似应用中,将使用溶液施加到基底上。在一些实施方案中,可由装在清洁机器内例如盘子架上的漂洗剂,形成使用溶液。漂洗剂可被稀释并从安装在机器上或者机器内的分配器分配,或者由独立地但与洗盘子机配合地安装的单独分配器中分配。
例如,在一些实施方案中,可通过将含有液体材料的相容包装引入到分配器内,从而分配液体漂洗剂,其中所述分配器适于用水稀释该液体成最终应用浓度。用于本发明的液体漂洗剂的分配器的一些实例是由Ecolab Inc.,St.Paul,Minn.销售的DRYMASTER-P。
在其它例举的实施方案中,可通过将容器内的固体材料或者不具有外壳的固体材料放入喷雾型分配器内,所述分配器例如是由Ecolab Inc.,St.Paul,Minn制备的体积SOL-ET控制的ECOTEMP Rinse Injection Cylinder***,从而方便地分配固体产品,例如铸塑或挤出的固体组合物。这种分配器与洗器皿机在漂洗循环内配合。当机器要求时,分配器将水的喷雾导向漂洗剂的铸塑固体块料上,所述水有效地溶解一部分块料,从而产生浓缩的水性漂洗溶液,然后将其直接进料到漂洗水内,形成水性漂洗剂。然后使水性漂洗剂与盘子接触以进行彻底的漂洗。这一分配器和其他类似分配器能够通过测量所分配的材料的体积、漂洗水内材料的实际浓度(采用电极测量的电解质)或者通过测量在铸塑块料上的喷雾时间,从而控制活性部分在水性漂洗剂内的有效浓度。一般地,活性部分在水性漂洗剂内的浓度优选与以上对于液体漂洗剂所述的相同。在美国专利No.4,826,661、4,690,305、4,687,121、4,426,362和在美国专利No.Re32,763和32,818中公开了喷雾型分配器的一些其它实施方案,其公开内容通过参考引入本文。在美国专利申请No.6,258,765的图9中示出了特定产品形状的一个实例,该文献通过参考引入本文。
在一些实施方案中,可针对特定应用,配制漂洗助剂。例如,在一些实施方案中,可特别地配制漂洗助剂以供在洗器皿机中使用。如上所述,在商业洗器皿机中存在两类通用的漂洗循环。第一类漂洗循环可称为热水消毒漂洗循环,因为通常使用热的漂洗水(约180°F)。第二类漂洗循环可称为化学消毒漂洗循环,且它通常使用较低温度的漂洗水(约120°F)。
在一些实施方案中,认为本发明的漂洗助剂组合物可在含有高固体的水环境中使用,以便降低可见膜的出现,其中所述可见膜因在水中提供的溶解固体的水平而引起。一般地,含有高固体的水被认为是总溶解固体(TDS)含量超过200ppm的水。在一些地方,工业用水/家用水含有超过400ppm的总溶解固体含量,和甚至超过800ppm。其中在洗涤基底之后可见膜的存在是一个特别问题的应用包括餐馆或洗器皿工业、洗车工业以及硬表面的一般清洁。可用本发明的漂洗助剂处理的在器皿洗涤工业中的例举制品包括餐具,杯子,玻璃,扁平餐具和炊具。对于本发明的目的来说,术语“盘子”和“器皿”在最宽的意义上使用,是指在制备、上菜、消耗和处置菜肴食品中所使用的各种类型的制品,其中包括罐、平底锅、托盘、水罐、碗、盘子、浅碟、杯子、玻璃、叉子、小刀、勺子、抹刀,和在机构或家用厨房或餐厅中通常可获得的其他玻璃、金属、陶瓷、塑料复合制品。一般地,这些类型的制品可称为食品或饮料接触制品,因为它们具有为接触食品和/或饮料而提供的表面。当在这些器皿洗涤应用中使用时,漂洗助剂应当提供有效的铺展作用和低的起泡性能。除了具有以上所述的所需性能以外,也可有用的是漂洗助剂可生物降解、环境友好和通常无毒。这类漂洗助剂可以描述为“食品级”。
上述说明提供理解本发明宽泛满足条件和边界的基础。以下实施例和试验数据提供对本发明的某些特定实施方案的理解。通过参考下述详细实施例,进一步描述本发明。这些实施例没有限制本发明范围的意图。在本发明概念内的变化对本领域技术人员来说是显而易见的。
实施方案
在表1中以wt%固体漂洗助剂组合物形式示出了本发明的固体漂洗助剂组合物的例举范围。
表1
材料 | 第一例举范围wt% | 第二例举范围wt% | 第三例举范围wt% |
消泡剂 | 1-60 | 5-50 | 8-35 |
聚丙烯酸均聚物 | 1-40 | 1-15 | 1-10 |
铺展剂 | 1-45 | 1-35 | 1-25 |
硬化剂 | 10-80 | 20-75 | 25-70 |
在本说明书中的所有出版物和专利申请是本发明所属技术领域的普通技术人员水平的指示。所有出版物和专利申请在本文中通过参考引入,其程度如同每一单独的出版物或专利申请具体地且独立地通过参考引入而指明的一样。
实施例
在下述非限制性实施例中进一步定义了本发明的实施方案。应当理解,这些实施例,尽管表明本发明的某些实施方案,但仅仅通过阐述给出。根据上述讨论和这些实施例,本领域的技术人员可确认本发明的基本特征,且在没有脱离本发明的精神和范围的情况下,可作出本发明实施方案的各种变化和改性,使之适合于各种用途与条件。因此,根据前述说明,除了本文中显示并描述的那些以外,本发明实施方案的各种改性对本领域技术人员来说是显而易见的。这种改性也打算落在所附权利要求书的范围内。
本文中提供在下述实施例中所使用的材料:
Novel II 1012-21:获自Sasol的醇乙氧化物
Pluronic 25 R2:获自BASF的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷嵌段共聚物
Kathon CG:获自Dow Chemical的甲基氯代异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的共混物
Acusol 445ND:获自Dow Chemical的干燥聚丙烯酸(93%)
使用表2中提供的浓缩配制剂,进行实施例中描述的实验。将这些配制剂制备成固体块料。
表2
说明 | 配方1 | 配方2 | 配方3 | 配方4 | 配方5 |
脲 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
Novel II | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
Pluronic 25R2 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 |
Kathon CG | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
脱水柠檬酸钠 | 0 | 10 | 0 | 0 | 10 |
Acusol 445ND | 0 | 0 | 5 | 10 | 5 |
水 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 |
RA池(Sump)溶液(5%当量) | 5.00% | 5.65% | 5.33% | 5.65% | 5.98% |
以4mL/循环的流量,分配配制剂。在表3中提供了所测试的使用溶液中配方的浓度。
表3
说明 | 配方1 | 配方2 | 配方3 | 配方4 | 配方5 |
脲(ppm) | 42.74 | 42.74 | 42.74 | 42.74 | 42.74 |
Novel II(ppm) | 3.56 | 3.56 | 3.56 | 3.56 | 3.56 |
Pluronic 25 R2(ppm) | 7.84 | 7.84 | 7.84 | 7.84 | 7.84 |
Kathon CG(ppm) | 0.36 | 0.36 | 0.36 | 0.36 | 0.36 |
脱水柠檬酸钠(ppm) | 0.00 | 7.12 | 0.00 | 0.00 | 7.12 |
Acusol 445ND(ppm) | 0.00 | 0.00 | 3.31 | 6.62 | 3.31 |
实施例1
用于机构器皿洗涤剂的100个循环的膜评价
为了测定各种洗涤剂组合物从器皿上除去斑点和膜的能力,通过从玻璃表面上除去所有膜和外来材料,制备6Libby 10 oz.的玻璃杯。然后用适量水填充Apex HT洗器皿机,并测试水的硬度。
在记录硬度值以后,开启罐加热器。在实验那天,水的硬度为17格令。开启洗器皿机,并通过该机器进行洗涤/漂洗循环,直到达到约150°F-160°F的洗涤温度和约175°F-190°F的漂洗温度。然后设定控制器,分配适量洗涤剂到洗涤罐内。分配洗涤剂,使得当在该循环过程中混合洗涤剂与水形成使用溶液时,该使用溶液内洗涤剂的浓度为775ppm。滴定在洗涤罐内的溶液,以验证洗涤剂的浓度。洗器皿机具有30.28升的洗槽(washbath)体积,3.6升的漂洗体积,50秒的洗涤时间,和9秒的漂洗时间。
在Raburn架子上对角线放置6个清洁玻璃杯,和在Raburn架子上偏离对角线放置1个Newport 10 oz.的塑料杯(参见以下的排列),并将该架子置于洗器皿机内(P=塑料杯;G=玻璃杯)。
G | |||||
G | |||||
G | |||||
G | |||||
G | P | ||||
G |
然后开始100个循环的试验。在每一洗涤循环开始时,自动分配适量洗涤剂到洗器皿机内,以维持起始的洗涤剂浓度。通过电导率控制洗涤剂浓度。
一旦完成100个循环,则从洗器皿机中取出架子,并允许玻璃杯和塑料杯干燥。然后使用分析灯箱评价,针对斑点和膜累积,对玻璃杯和塑料杯评级。
灯箱试验使用数字照相机、灯箱、光源、测光表和使用"Spot Advance"和"ImagePro Plus"商业软件的控制计算机。将待评价的玻璃杯置于灯箱上的一侧上,并使用测光表,调节光源的强度到预定值。拍摄玻璃杯的摄影影像,并存储到计算机中。然后使用该软件,分析玻璃杯的上半部,和计算机显示出直方图,其中在该图表下方的面积与膜的厚度成正比。
一般地,较低的灯箱分值表示更多的光能穿过杯子。因此,灯箱分值越低,则在杯子表面上防止水垢方面组合物越有效。
在表4及其相应附图中示出了100个循环的灯箱试验的结果。“max”值相当于65535的分值。
表4
上述说明书提供了所公开的组合物和方法的制备和使用的说明。由于可在没有脱离本发明的精神和范围的情况下,做出许多实施方案,因此本发明存在于权利要求书中。
Claims (20)
1.一种固体漂洗助剂组合物,其包含:
硬化剂;
铺展剂,其包括一种或多种醇乙氧化物;
消泡剂组分,其包括含一个或多个环氧乙烷基的聚合物化合物;
聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐;
其中,所述组合物基本上不含硫酸盐和含有硫酸根的化合物。
2.权利要求1的组合物,其中所述硬化剂是以组合物重量的约30-75wt%存在的芳族磺酸盐。
3.权利要求1的组合物,其中所述铺展剂以组合物重量的约1-35wt%存在,和其中所述消泡剂以组合物重量的约5-50wt%存在。
4.权利要求1的组合物,其中所述聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐以组合物重量的约1-40wt%存在。
5.权利要求1的组合物,进一步包含防腐剂和羟基羧酸,其中所述防腐剂选自甲基氯代异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮、羟基吡啶硫酮钠、及其混合物。
6.权利要求5的组合物,其中所述羟基羧酸包括柠檬酸、柠檬酸的无水碱金属盐、柠檬酸的水合碱金属盐、及其组合。
7.权利要求5的组合物,其中所述防腐剂以组合物重量的约0.01-5wt%存在,和其中羟基羧酸以组合物重量的约0.1-20wt%存在。
8.一种清洁表面的方法,其包括使被污染的表面与洗涤剂和权利要求1的固体漂洗助剂组合物接触。
9.权利要求8的方法,其中所述表面是器皿,其中所述固体漂洗助剂在洗涤剂之后接触所述表面,并在接触被污染的表面之前将所述固体漂洗助剂用水稀释以形成使用溶液,和其中所述使用溶液的浓度小于约2000ppm。
10.一种制备基本上不含硫酸盐和含有硫酸根的化合物的固体漂洗助剂组合物的方法,所述方法包括:
混合硬化剂、包括一种或多种醇乙氧化物的铺展剂、包括含一个或多个环氧乙烷基的聚合物的消泡剂组分和聚丙烯酸均聚物,形成混合物;
形成固体漂洗助剂组合物;其中所述组合物基本上不含硫酸盐和含有硫酸根的化合物。
11.权利要求10的方法,其中在形成固体漂洗助剂组合物之前之后加热所述混合物。
12.权利要求10的方法,其中所述硬化剂包括芳族磺酸盐且以组合物重量的约20-75wt%存在。
13.权利要求10的方法,其中所述铺展剂以组合物重量的约1-35wt%存在。
14.权利要求10的方法,其中所述消泡剂以组合物重量的约5-50wt%存在。
15.权利要求10的方法,其中所述聚丙烯酸均聚物或其碱金属盐以组合物重量的约1-40wt%存在。
16.权利要求10的方法,其中所述组合物进一步包括防腐剂和羟基羧酸。
17.权利要求16的方法,其中所述防腐剂选自甲基氯代异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮、羟基吡啶硫酮钠、及其混合物。
18.权利要求16的方法,其中所述羟基羧酸包括柠檬酸、柠檬酸的无水碱金属盐、柠檬酸的水合碱金属盐、及其组合。
19.权利要求16的方法,其中所述防腐剂以组合物重量的约0.01-5wt%存在,和其中所述羟基羧酸以组合物重量的约0.1-20wt%存在。
20.权利要求10的方法,其中所述组合物进一步包含一种或多种额外的功能成分。
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REG | Reference to a national code |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170426 |
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