包含天然源的烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂以及中链支化的氧化胺表面活性剂的液体衣物洗涤剂组合物
发明领域
包含指定的天然源的烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂以及中链支化的氧化胺表面活性剂的表面活性剂体系的液体衣物洗涤剂。
发明背景
期望诸如手洗餐具洗涤剂或液体衣物洗涤剂的液体清洁组合物在包装(包装粘度)的时候以及在所述液体清洁组合物溶解期间具有某些粘度特征,所述溶解典型地是在大量的水中或在其中水继而被添加的能容纳水的容器中进行。
在包装的时候以及在使用的时候,液体清洁组合物的粘度特征如果太稠或在性质上类似凝胶(高粘度)将是不可取的。然而,在其包装的时候以及在使用的时候,液体清洁组合物的粘度特征如果太稀或在性质上类似水(低粘度)也是不可取的。对于大多数液体清洁组合物,所述粘度特征通常在用水稀释时由包装粘度增加,因为在液体清洁组合物中的表面活性剂被认为经历可增加粘度的相转变,以及降低所述液体洗涤剂组合物溶解度。
已认识到,使用直链的氧化胺和烷氧基化的烷基硫酸盐是液体手洗餐具洗涤剂中所必须的表面活性剂体系。然而,随着石油化工源的原料价格的不断上涨,天然源的原料的使用已变得日具吸引力。然而,由于天然源的原料具有与石油化工源的原料不同的特性,这些原料不能被认为是可互换的。已经发现,直链的氧化胺与天然源的烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂的组合导致对于液体清洁组合不期望的粘度特征。
以前论述的关于粘度问题的解决方法包括添加诸如乙醇和乙二醇的溶剂(参见US 4384978A)、低级脂族磺酸(参见US 3970596A)、羟乙基磺酸盐(参见US 3970596A)、醇醚硫酸盐(参见EP 0059043B1)、无机盐和抗胶凝作用聚合物(参见EP 0816479 B1)。
然而,仅获得所需粘度特征的附加原料将增加所有液体清洁组合物的成本。因此,期望液体清洁组合物具有适当的粘度特征,所述粘度特征不依赖于对清洁有益效果没有帮助的附加原料。
发明概述
本发明涉及一种液体洗涤剂组合物,所述组合物包含:(a)天然源的C10-20烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂;(b)中链支化的氧化胺,其包含一个含n1个碳原子的烷基部分和含n2个碳原子的烷基支链,其中所述烷基支链位于氮的α或β碳上;和(c)液体载体。
本发明还涉及一种使用所述液体洗涤剂组合物的方法。
发明详述
本文所用术语“轻垢液体盘碟洗涤剂组合物”是指用于手工(即,手)洗涤盘碟的那些组合物。这些组合物实际上通常是高度起泡的或高泡沫的。
本文所用术语“衣物洗涤剂组合物”是指用于洗涤衣服和其它织物的那些组合物和包含稀释形式的该组合物的任何溶液。这些组合物实际上通常是低度起泡的或低泡沫的。
本文所用的“天然源”是指所论述的表面活性剂衍生自天然存在的脂肪酸,如低芥酸菜子、蓖麻、椰子、谷类、棉籽、亚麻籽、橄榄、棕榈、棕榈仁、花生、油菜籽、红花、芝麻、大豆、向日葵、猪油、牛油、以及任何类似的不是衍生自石油化学供给的原料。
本文所用的“期望的粘度特征”是指所述包装粘度和按所述液体洗涤剂组合物的重量计以100%重量,80%重量和10%重量溶解液体洗涤剂组合物时的粘度,该粘度在下文“测试方法”一节中进一步论述。所需的粘度特征取决于是期望“高粘度制剂”还是“低粘度制剂”。一般来讲,对于高粘度制剂,在100%重量和80%重量之间粘度绝对值的变化(在下文“测试方法”一节中论述)应最小化,而在100%重量和10%重量之间绝对值的变化应最大化,而对低粘度制剂应控制。不受理论的约束,据信上述粘度特征具有液体洗涤剂组合物在水中改善的溶解度。
本文所用的“高粘度制剂”是指这样的液体洗涤剂组合物,其中所述100%重量粘度小于或等于0.7Pa.s(700cps),优选0.01Pa.s(10cps)至0.68Pa.s(680cps),而在100%重量和80%重量间粘度绝对值的变化为0Pa.s(0cps)至0.1Pa.s(100cps),优选0Pa.s(0cps)至0.75Pa.s(75cps),更优选0Pa.s(0cps)至0.05Pa.s(50cps);并且在100%重量和10%重量间粘度绝对值的变化应大于0.5Pa.s(500cps),优选0.55Pa.s(550cps)至0.8Pa.s(800cps)。
本文所用的“低粘度”是指这样的液体洗涤剂组合物,其中所述100%重量粘度小于或等于0.3Pa.s(300cps),优选0.01Pa.s(10cps)至0.25Pa.s(250cps),而在100%重量和80%重量间粘度绝对值的变化为0Pa.s(0cps)至0.05Pa.s(50cps),优选0Pa.s(0cps)至0.04Pa.s(40cps),更优选0Pa.s(0cps)至0.03Pa.s(30cps);并且在100%重量和10%重量间粘度绝对值的变化应为0.01Pa.s(10cps)至0.15Pa.s(150cps),优选0.02Pa.s(20cps)至0.12Pa.s(120cps)。
本文所用的“包装”是指任何能够容纳液体洗涤剂组合物的容器。
如同本文所明确表示,当表示为“X至Y”或“约X至约Y”形式时,本文所结合和包括的是全部范围的数字。应当理解,在整个说明书中给出的每一限定值将包括其所有下限或上限,视具体情况而定,如同该下限或上限在本文中也被明确写明。在整个说明书中给出的每一范围将包括包含在该较宽范围内的所有较窄范围,即如同该较窄范围在本文也被明确写明。
除非另外指明,重量百分比是指液体洗涤剂组合物的重量百分比。除非另外指明,所有的温度均为摄氏度。
已经发现,中间支化氧化胺表面活性剂与天然源的C10-14烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐的组合不需要添加其它原料就可提供所需的粘度。
中间支化氧化胺表面活性剂
本文的液体洗涤剂组合物包含按所述液体洗涤剂组合物的重量计约0.1%至约15%的中间支化的氧化胺表面活性剂。本文所用术语“中间支化的”是指所述氧化胺具有一个含n1个碳原子的烷基部分和含n2个碳原子的烷基支链。所述烷基支链位于氮的α或β碳上。
当所述烷基支链位于氮的α碳上时,n1和n2的总和为10至24个,优选12至20个,并且更优选10至16个碳原子。一个烷基部分的碳原子数(n1)应该与一个烷基支链的碳原子数(n2)近似相等,使得一个烷基部分和一个烷基支链是对称的。本文所用的“对称的”意思是至少35%重量,优选40%,更优选至少50%重量至100%重量可用于本文的所述中间支化氧化胺的|n1-n2|小于或等于5个,优选4个,最优选0至4个碳原子。
当所述烷基支链位于氮的β碳上时,n1和n2的总和为10至24个,优选12至20个,更优选10至14个碳原子。一个烷基部分的碳原子数(n1)应该与一个烷基支链的碳原子数(n2)近似相等,使得一个烷基部分和一个烷基支链是对称的。本文所使用的“对称的”意思是至少35%重量,优选至少40%,更优选至少50%重量至100%重量可用于本文的所述中间支化氧化胺的|n1-n2|小于或等于5个碳原子。唯一的烷基支链位于氮的β碳上优选具有|n1-n2|小于4个碳原子。
本领域的技术人员将认识到,烷基部分的烷氧基化可通过已知方法实现。优选烷氧基化导致氮和一个烷基部分之间的嵌段烷氧基化。在这种情况下,上述“氮的α碳”和“氮的β碳”将仅仅涉及烷基部分的碳原子,而不是所述氧化胺的烷氧基部分的碳原子。优选的是乙氧基、丙氧基和丁氧基用于烷氧基化作用。
不受理论的限制,相对于不对称的支链氧化胺,据信中间支化氧化胺的对称结构改善(破坏)所述表面活性剂的堆积,并且将粘度降低至期望的水平。本文所用术语“不对称的”是指|n1-n2|大于5个碳原子。
所述氧化胺还包含两个部分,其独立地选自C1-3烷基、C1-3羟烷基或聚环氧乙烷基团(平均包含约1至约3个环氧乙烷基团)。优选所述两个部分选自C1-3烷基,更优选两者选自C1烷基。
在一个实施方案中,如化学式(I)所示,选择作为一个烷基支链的R1与作为一个烷基部分的R2有相近或相同的碳原子数,使得一个烷基部分和一个烷基支链是对称的。
化学式(I)
其中化学式(I)的R1和R2,加上氮与R1和R2之间的一个碳原子,具有10至24个碳原子。
化学式(I)的中间支化的氧化胺可衍生自不同的疏水物来源。一个疏水物来源为醇,例如以商品名TERGITOL
由The Dow ChemicalCompany销售的醇。将醇处理以产生叔胺,其由过氧化氢进一步氧化为中间支化的氧化胺(例如化学式(I)中所示的那种)。在Lonza(US6,376,713)和Kao(US 5,266,730)中讨论了可使用的方法。
另一个疏水物来源为内烯烃。可使用氢卤化作用的方法,如溴氢化作用、氢氯化作用或碘氢化作用来产生叔胺,其进一步被氧化以产生中间支化的氧化胺(例如化学式(I)中所示的那些)。参见由Kenneally等人于2004年11月15日提交的共同未决的美国临时申请60/627980。或者,可通过氨甲基化处理将内烯烃用于生产叔胺,其进一步被氧化成中间支化的氧化胺产品(例如化学式(I)中所示的那些)。参见由Kenneally等人于2004年11月15日提交的共同未决的美国临时申请60/627959。
在一个实施方案中,如化学式(II)所示,选择作为一个烷基支链的R1与作为一个烷基部分的R2有相近或相同的碳原子数,使得一个烷基部分和一个烷基支链是对称的。
式(II)
其中化学式(I)的R1和R2,加上氮与R1和R2之间的两个碳原子,具有10至24个碳原子。
另一个疏水物来源得自Guerbet和其它Aldol醇,如得自Sasol的ISOFOL
或ISALCHEM
醇。将醇处理以产生叔胺,其由过氧化氢进一步氧化为中间支化的氧化胺(例如化学式(II)中所示的那种)。
对于化学式(II)更多的疏水物来源得自内烯烃。可使用氢卤化作用的方法,如溴氢化作用、氢氯化作用或碘氢化作用来产生叔胺,其进一步被氧化以产生中间支化的氧化胺(例如化学式(I)中所示的那些)。参见共同未决的US序列号60/627980。或者,通过氨甲基化方法制得的内烯烃可用于生产叔胺,其被进一步氧化成诸如化学式(I)所示的那些中间支化的氧化胺产品。参见US序列号60/627959。
阴离子表面活性剂
天然源的C10-20烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐
所述天然源的C10-20烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂按所述液体洗涤剂组合物的重量计以至少10%,更优选20%至40%,并且最优选20%至30%的含量存在。
可用于本组合物中适宜的C10-20烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂包括天然源的C10-C14烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐水溶性盐或酸。适宜的抗衡离子包括氢离子、碱金属阳离子或铵或取代的铵,但优选钠离子。
可从C11-C18烷基苯磺酸盐(LAS);C10-C20伯、支链的和无规烷基硫酸盐(AS);C10-C18仲(2,3)烷基硫酸盐;C10-C18烷基烷氧基硫酸盐(AExS),其中优选x为1至30;C10-C18优选包含1至5个乙氧基单元的烷基烷氧基羧酸盐;链烷磺酸盐、甲酯磺酸盐(MES);和α-烯烃磺酸盐(AOS)挑选所述烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂。
所述天然源的C10-14烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐表面活性剂还可与如US 6,020,303和US 6,060,443中论述的中链支化的烷基硫酸盐;如US 6,008,181和US 6,020,303中论述的中链支化的烷基烷氧基硫酸盐;如WO 99/05243、WO 99/05242、WO 99/05244、WO 99/05082、WO 99/05084、WO 99/05241、WO 99/07656、WO 00/23549和WO00/23548中论述的改性的烷基苯磺酸盐(MLAS)混合。
含水液体载体
本文所述的液体盘碟洗涤剂组合物还包含约20%至80%的含水液体载体,其中其它基本的和任选的组合物组分被溶解、分散或悬浮。更优选地,含水液体载体在本文组合物中的含量为约30%至约70%,更优选约45%至约65%。
含水液体载体的一个优选组分是水。然而,含水液体载体可包含其它在室温(20℃至25℃)下为液体或可溶于液体载体中的物质,并且所述物质除了具有惰性填充剂功能以外,还具有某些其它功能。上述物质可包括例如水溶助长剂和溶剂,下文将更详细地讨论。根据本发明的液体洗涤剂组合物使用的地理位置不同,在含水液体载体中的水可具有约0.52至7.94g/L92至30gpg)的硬度级别(“gpg”是本领域技术人员熟知的水硬度的量度,并且其代表“格令每加仑”)。
所述组合物的稠度
本发明组合物优选是稠化的并且在20℃测定时具有大于0.08Pa.s(80cps)的包装粘度。更优选地,对于诸如日本的亚洲地区,所述液体洗涤剂组合物的包装粘度小于或等于0.2Pa.s(200cps),并且对于诸如北美和西欧地区,小于或等于0.7Pa.s(700cps)。本发明不包括微乳形式的组合物。
所述组合物的pH
所述液体洗涤剂组合物可具有任何适宜的pH。优选地,将所述组合物的pH调节到介于4和14之间。更优选地,所述组合物具有介于6和13之间,最优选介于6和10之间的pH。可使用本领域已知的pH调节成分来调节组合物的pH。
表面活性剂
除了上述中间支化氧化胺、C10-14烷基或羟烷基硫酸盐或磺酸盐、磺基琥珀酸二烷基酯以及直链的氧化胺表面活性剂之外,本发明所述液体洗涤剂组合物还可包含表面活性剂,并且所述表面活性剂选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、半极性非离子表面活性剂、以及它们的混合物。当被包含时,任选的表面活性剂含量按本发明所述液体洗涤剂组合物的重量计为约0.01%至约50%,优选约1%至约50%。任选表面活性剂的非限制性实施例在下文论述。
磺基琥珀酸二烷基酯
用于本发明的液体洗涤剂组合物中的一个任选组分是磺基琥珀酸二烷基酯。所述磺基琥珀酸二烷基酯可以是磺基琥珀酸C6-15直链或支链的二烷基酯。烷基部分可以是对称的(即相同的烷基部分)或非对称的(即不相同的烷基部分)。优选地,烷基部分是对称的。不受理论的限制,使用磺基琥珀酸二烷基酯可改善疏水性和可润湿性,更好地获得清洁油脂和/或淀粉污垢的成效。磺基琥珀酸二烷基酯的ClogP大于2.0。ClogP可被用于识别适宜的磺基琥珀酸酯,如本发明的磺基琥珀酸二烷基酯。优选的ClogP范围为2.0至6.0,更优选3.0至5.5。与之相比,磺基琥珀酸单烷基酯的ClogP为约1.0。
所述ClogP值涉及材料的辛醇/水分配系数。具体地讲,所述辛醇/水分配系数(P)是具体的聚合物在辛醇和水中平衡时浓度比率的量度。分配系数以10为底的对数(即logP)形式描述。许多物质的logP值已被报导并且可通过多种方法算得,所述方法包括得自Daylight ChemicalInformation Systems,Inc.的Pomona92数据库,并且美国环境保护局也已拥有可用的适合Windows(EPI-Win)的预测程序接口,其可用于计算CLogP(或Log Kow)。优选的计算工具是基于聚合物结构的用于计算CLogP或LogKow的EPI-Win模型。
在一个实施方案中,磺基琥珀酸二烷基酯优选是支化的,更优选在烷基部分中间具有C1-C3烷基支链(不是在烷基部分的α或β碳上),最优选得自仲醇来源,包括但不限于二丁基己醇和二辛基己醇。在烷基部分该支链的这个位置(不是在烷基部分的α或β碳上)可被认为是“中链支化”的支链。
优选的二烷基部分选自磺基琥珀酸C6-13直链或支链的二烷基酯。非限制性实施例包括磺基琥珀酸直链二己基酯、磺基琥珀酸支链二辛基酯和磺基琥珀酸直链二(十三烷基)酯。
磺基琥珀酸二烷基酯在液体洗涤剂组合物中的含量按所述组合物的重量计为约0.5%至约10%。在一个实施方案中,磺基琥珀酸二烷基酯在液体洗涤剂组合物中的含量按所述组合物的重量计优选为约2%至约5%。在另一个实施方案中,磺基琥珀酸二烷基酯在液体洗涤剂组合物中的含量按所述组合物的重量计优选为约1%至约10%。
非离子表面活性剂
任选地,如果存在于组合物中的话,非离子表面活性剂的含量按所述液体洗涤剂组合物的重量计为有效量,更优选0.1%至20%,甚至更优选0.1%至15%,甚至还更优选0.5%至10%。
适宜的非离子表面活性剂包括脂族醇与1至25摩尔环氧乙烷的缩合产物。脂族醇的烷基链可以为直链或支链的、伯烷基或仲烷基,并通常含有8至22个碳原子。尤其优选的是具有包含10至20个碳原子的烷基的醇与与环氧乙烷的缩合产物,每摩尔醇需2至18摩尔的环氧乙烷。另外适宜的是具有化学式R2O(CnH2nO)t(糖基)x(化学式(III))的烷基多苷,其中化学式(III)中的R2选自由下列基团组成的组:烷基、烷基苯基、羟烷基、羟烷基苯基、以及它们的混合物,其中烷基包含10至18个,优选12至14个碳原子;化学式(III)中的n为2或3,优选为2;化学式(III)中的t为0至10,优选为0;并且化学式(III)中的x为1.3至10,优选为1.3至3,最优选为1.3至2.7。所述糖基优选衍生自葡萄糖。为了制备这些化合物,首先形成醇或烷基聚乙氧基醇,然后与葡萄糖或葡萄糖源反应,形成葡糖苷(连接在1-位)。然后,另外的糖基单元可连接在它们的1-位和前述糖基单元的2-、3-、4-和/或6-位之间,优选主要在2-位。
另外适宜的是具有化学式(IV)的脂肪酸酰胺表面活性剂:
其中化学式(IV)中的R6是包含7至21个,优选9至17个碳原子的烷基,并且化学式(IV)中的每个R7选自由下列基团组成的组:氢、C1-C4烷基、C1-C4羟烷基和-(C2H4O)xH,其中化学式(IV)中的x在1至3的范围内变化。优选的酰胺是C8-C20的氨酰胺、一乙醇酰胺、二乙醇酰胺和异丙醇酰胺。
其它的直链氧化胺表面活性剂
用于本发明的液体洗涤剂组合物中任选的组分是直链的氧化胺。任选用于本文的氧化胺包括水溶性直链的氧化胺,其包含一个直链的C8-18烷基部分和2个选自由下列基团组成的组:C1-3烷基和C1-3羟烷基部分;水溶性氧化膦,其包含一个直链的C10-18烷基部分和2个选自由下列基团组成的组:C1-3烷基和C1-3羟烷基部分;以及水溶性亚砜,其包含一个直链的C10-18烷基部分和选自由下列基团组成的组:C1-3烷基和C1-3羟烷基部分。
优选的氧化胺表面活性剂具有化学式(V):
其中化学式(V)中的R3是直链的C8-22烷基、直链的C8-22羟烷基、C8-22烷基苯基、以及它们的混合物;化学式(V)中的R4是C2-3亚烷基或C2-3羟基亚烷基、或它们的混合物;x为0至约3;并且化学式(V)中每个R5均为C1-3烷基或C1-3羟烷基或平均包含约1至约3个环氧乙烷基团的聚环氧乙烷基团。化学式(V)中的R5基团可互相连接,例如通过氧原子或氮原子,以形成环状结构。
具体地讲,这些氧化胺表面活性剂包括C10-C18烷基二甲基氧化胺和C8-C12烷氧基乙基二羟基乙基氧化胺。优选的氧化胺包括C10、C10-C12和C12-C14烷基二甲基氧化胺。
如果包含的话,至少一种氧化胺在液体洗涤剂组合物中的含量按所述组合物的重量计为约0.1%至约15%,更优选至少约0.2%至约12%。在一个实施方案中,氧化胺在液体洗涤剂组合物中的含量按所述组合物的重量计为约5%至约12%。在另一个实施方案中,氧化胺在液体洗涤剂组合物中的含量按所述组合物的重量计为约3%至约8%。
两性表面活性剂
本发明任选的两性洗涤剂表面活性剂的其它适宜的非限制性实施例,包括酰胺丙基甜菜碱和脂族或杂环仲胺和叔胺的衍生物,其中脂族部分可以是直链或支链的,并且其中一个脂族取代基包含8至24个碳原子,并且至少有一个脂族取代基包含阴离子水增溶性基团。
典型地,如果包含的话,两性表面活性剂的含量按所述液体洗涤剂组合物的重量计为约0.01%至约20%,优选约0.5%至约10%。
镁离子
当组合物用于包含若干二价离子的软水中时,镁离子的任何存在形式可用于洗涤剂组合物中。如果使用的话,镁离子优选作为氢氧化物、氯化物、乙酸盐、硫酸盐、甲酸盐、氧化物或硝酸盐被加入到本发明的组合物中。
如果包含的话,镁离子的活性含量按所述液体洗涤剂组合物的重量计为0.01%至1.5%,优选0.015%至1%,更优选0.025%至0.5%。
溶剂
尽管不是优选的,本发明的液体洗涤剂组合物可任选地包含溶剂。适宜的溶剂包括C4-14醚和二醚、乙二醇、烷氧基化乙二醇、C6-C16乙二醇醚、烷氧基化芳醇、芳醇、脂族支链醇、烷氧基化脂族支链醇、烷氧基化直链C1-C5醇、直链C1-C5醇、胺、C8-C14烷基和环烷基烃以及卤代烃、以及它们的混合物。
优选的溶剂选自甲氧基十八醇、乙氧基乙氧基乙醇、苄醇、2-乙基丁醇和/或2-甲基丁醇、1-甲基丙氧基乙醇和/或2-甲基丁氧基乙醇、直链C1-C5醇(如甲醇、乙醇、丙醇)、异丙醇、丁基二甘醇醚(BDGE)、丁基三甘醇醚、叔戊醇、甘油、以及它们的混合物。可用于本文的尤其优选的溶剂是丁氧基丙氧基丙醇、丁基二甘醇醚、苄醇、丁氧基丙醇、丙二醇、甘油、乙醇、甲醇、异丙醇、以及它们的混合物。
适用于本文的其它溶剂包括丙二醇衍生物,如正丁氧基丙醇或正丁氧基丙氧基丙醇、水溶性CARBITOL R
溶剂或水溶性CELLOSOLVER
溶剂。水溶性CARBITOL R
溶剂是2-(2-烷氧基乙氧基)乙醇类化合物,其中烷氧基衍生自乙基、丙基或丁基;优选的水溶性CARBITOL
是2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇,其还被称为BUTYL CARBITOL
。水溶性CELLOSOLVE R
溶剂是2-烷氧基乙氧基乙醇类化合物,其中优选2-丁氧基乙氧基乙醇。其它适宜的溶剂包括苯甲醇和二醇如2-乙基-1,3-己二醇和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、以及它们的混合物。某些可用于本文的优选溶剂是正丁氧基丙氧基丙醇、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇、以及它们的混合物。
溶剂还可选自包含一、二和三乙二醇的醚衍生物、丁二醇醚以及它们的混合物。这些溶剂的重均分子量优选小于350,更优选介于100和300之间,甚至更优选介于115和250之间。优选溶剂的实施例包括例如单乙二醇正己基醚、单丙二醇正丁基醚和三丙二醇甲基醚。乙二醇和丙二醇醚可以商品名DOWANOL
商得自Dow Chemical Company,并且可以商品名ARCOSOLV
商得自Arco Chemical Company。包括单乙二醇正己基醚和二乙二醇正己基醚在内的其它优选的溶剂可得自Union Carbide Corporation。
当包含时,液体洗涤剂组合物将包含按所述液体洗涤剂组合物的重量计0.01%至20%,优选0.5%至20%,更优选1%至10%的溶剂。这些溶剂可与含水液体载体(如水)联合使用,或它们可在无任何含水液体载体存在时使用。
水溶助长剂
本发明的液体洗涤剂组合物可任选地包含有效量的水溶助长剂,以使液体洗涤剂组合物可适当地溶于水。“适当地溶于水”是指该产品可足够快地溶于水,如洗涤习惯和使用条件两者所要求的。无法迅速溶于水中的产品会对性能造成不利影响,所述性能与所有油脂和/或从表面(如盘碟/玻璃制品等)上清洁、起泡、易于洗去的产品,或洗涤后仍保留在表面上的产品有关。如在文献和现有技术中所熟知,包含水溶助长剂还可用于改善产品的稳定性和可配制性。
适用于本文的水溶助长剂包括阴离子型水溶助长剂,尤其是二甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钾和二甲苯磺酸铵,甲苯磺酸钠、甲苯磺酸钾和甲苯磺酸铵,异丙基苯磺酸钠、异丙基苯磺酸钾和异丙基苯磺酸铵、以及它们的混合物、以及如美国专利3,915,903中所公开的相关化合物。
本发明的液体洗涤剂组合物典型地包含按所述液体洗涤剂组合物的重量计0%至15%,优选1%至10%,最优选3%至6%的水溶助长剂、或它们的混合物。
疏水嵌段聚合物
本发明的液体洗涤剂组合物可任选地包含疏水嵌段聚合物,所述聚合物具有烯化氧部分,并且具有至少为500,但优选小于10,000,更优选1000至5000,并且最优选1500至3500的重均分子量。适宜的疏水聚合物在25℃下具有按所述聚合物的重量计小于约1%,优选小于约0.5%,更优选小于约0.1%的水溶解度。
本文所用术语“嵌段聚合物”是指包括含有两个或多个不同均聚单元和/或单体单元的聚合物,所述单元被键合以形成单一聚合物结构。优选的共聚物包含作为一种单体单元的环氧乙烷。更优选的共聚物是具有环氧乙烷和环氧丙烷的那些。上述优选聚合物中的环氧乙烷含量大于约5%重量,并且更优选大于约8%重量,但小于约50%重量,并且更优选小于约40%重量。优选的聚合物是以商品名PLURONIC L81
或PLURONIC L43
得自BASF的环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。
本发明的液体洗涤剂组合物任选包含按所述液体洗涤剂组合物的重量计0%至15%,优选1%至10%,最优选3%至6%的一种或多种疏水嵌段聚合物。
增稠剂
如果期望的粘度太稀,按所述液体洗涤剂组合物重量计,本文所述的液体洗涤剂组合物还可包含约0.2%至5%的增稠剂。更优选地,上述增稠剂的含量为本文液体洗涤剂组合物的约0.5%至2.5%。增稠剂典型地选自纤维素衍生物类。适宜的增稠剂包括羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、以商品名QUATRISOFT
LM200得自Amerchol Corporation的阳离子疏水改性的羟乙基纤维素等等。优选的增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
聚合物泡沫稳定剂
本发明所述液体洗涤剂组合物可任选地包含聚合物泡沫稳定剂。这些聚合物泡沫稳定剂可向液体洗涤剂组合物提供增大的泡沫体积和延长的泡沫持久性。这些聚合物泡沫稳定剂可选自(N,N-二烷基氨基)烷基酯和(N,N-二烷基氨基)烷基丙烯酸酯的均聚物。通过常规凝胶渗透色谱法测定的聚合物泡沫促进剂的重均分子量为1,000至2,000,000,优选5,000至1,000,000,更优选10,000至750,000,更优选20,000至500,000,甚至更优选35,000至200,000。聚合物泡沫稳定剂可任选以盐的形式存在,或为无机盐,或为有机盐,例如柠檬酸盐、硫酸盐、或(N,N-二甲基氨基)丙烯酸烷基酯的硝酸盐。
一种优选的聚合物泡沫稳定剂为(N,N-二甲基氨基)烷基丙烯酸酯,即由化学式(VI)表示的丙烯酸酯:
如果存在于组合物中,聚合物增泡剂存在于组合物中的量按重量计可为0.01%至15%,优选0.05%至10%,更优选0.1%至5%。
二胺
如本发明所述组合物的另一个任选成分是二胺。由于使用者对液体洗涤剂组合物的习惯和实践显示出相当大的变化,所述组合物将优选包含按所述组合物的重量计0%至约15%,优选约0.1%至约15%,优选约0.2%至约10%,更优选约0.25%至约6%,更优选约0.5%至约1.5%的至少一种二胺。
优选的有机二胺是其中pK1和pK2在8.0至11.5,优选在8.4至11,甚至更优选在8.6至10.75范围内的那些。优选的物质包括1,3-二(甲胺)环己烷(pKa=10至10.5)、1,3-丙二胺(pK1=10.5;pK2=8.8)、1,6-己二胺(pK 1=11;pK2=10)、1,3-戊二胺(DYTEK EP)(
pK2=8.9)、2-甲基-1,5-戊二胺(Dytek A)(畃K1=11.2;pK2=10.0)。其它优选的物质包括具有亚烷基间隔单元的伯二胺/伯二胺,所述亚烷基间隔单元可在C4至C8的范围内变化。通常,据信伯二胺比仲二胺和叔二胺优选。
pK1和pK2的定义-本文所用的“pKa1”和“pKa2”被本领域的技术人员统称为“pKa”的量。本文的pKa以与化学领域技术人员通常所知的相同方式使用。本文参考的值可从文献中获得,如Smith和Martel的“Critical Stability Constants:Volume 2,Amines”,Plenum Press,NY和London,1975。关于pKa的其它资料可得自相关公司的文献,如由二胺供应商DUPONT
提供的资料。作为本文运用的定义,指定二胺的pKa是25℃纯水溶液中的pKa,并且离子强度介于0.1至0.5M之间。
羧酸
如本发明所述的液体洗涤剂组合物可包含直链或环状羧酸或其盐以改善组合物的漂洗感。含有阴离子表面活性剂,尤其是当(按所述组合物的重量计具有15%至35%)较高含量时,会导致组合物使得使用者的手和盘碟产生滑溜的感觉。当使用如本文所定义的羧酸时,这种滑溜感减少了,即漂洗感变得拖滞。
可用于本发明的羧酸包括C1-6直链羧酸或包含至少3个碳原子的环状羧酸。羧酸或其盐的直链或环状含碳链可被取代基取代,该取代基选自由下列基团组成的组:羟基、酯、醚、具有1至6个,更优选1至4个碳原子的脂族基团、以及它们的混合物。
优选的羧酸为选自水杨酸、马来酸、乙酰基水杨酸、3-甲基水杨酸、4-羟基间苯二甲酸、二羟基富马酸、1,2,4-苯三羧酸、戊酸及其盐、以及它们的混合物。如果羧酸以盐的形式存在,盐的阳离子优选选自碱金属、碱土金属、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺、以及它们的混合物。
如果存在的话,羧酸或其盐的含量优选为0.1%至5%,更优选0.2%至1%,并且最优选0.25%至0.5%。
助洗剂
如本发明所述的组合物还可包含助洗剂体系。如果需要使用助洗剂,那么适用于本文的任何常规的助洗剂体系包括硅铝酸盐物质、硅酸盐、聚羧酸盐和脂肪酸、诸如乙二胺四乙酸盐类的物质、金属离子多价螯合剂如氨基多膦酸盐,尤其是乙二胺四亚甲基膦酸和二乙烯三胺五甲叉膦酸。虽然因明显的环境原因不太优选,但本文还可使用磷酸盐助洗剂。
适用于本文的聚羧酸盐助洗剂包括优选为水溶性盐形式的柠檬酸、具有化学式(VII)结构的琥珀酸衍生物:R-CH(COOH)CH2(COOH),其中化学式(VII)中的R为C10-20烷基或链烯基,优选C12-16,或者其中化学式(VII)中的R可被羟基、磺基、增效砜或砜取代基所取代。具体的实施例包括月桂基琥珀酸酯、十四烷基琥珀酸酯、棕榈酰琥珀酸酯2-十二烯醇琥珀酸酯、2-十四烯醇琥珀酸酯。琥珀酸酯助洗剂优选以它们的水溶性盐形式使用,包括钠、钾、铵和链烷醇铵盐。
其它适宜的聚羧酸盐为氧代二琥珀酸盐以及单琥珀酸酒石酸盐和二琥珀酸酒石酸盐的混合物,例如描述于US 4,663,071中。
适用于本文的脂肪酸助洗剂是饱和或不饱和的C10-18脂肪酸以及相应的皂。优选的饱和类型在烷基链中具有12至16个碳原子。优选的不饱和脂肪酸为油酸。其它优选的液体组合物助洗剂体系基于十二烯醇琥珀酸和柠檬酸。
如果包含助洗剂盐,则它们的含量按所述液体洗涤剂组合物的重量计为0.5%至50%,优选0.5%至25%,并且更优选0.5%至5%。
酶
本发明的洗涤剂组合物还可任选地包含一种或多种可提供清洁性能有益效果的酶。所述酶包括选自下列酶:纤维素酶、半纤维素酶、过氧化物酶、蛋白酶、葡萄糖淀粉酶、淀粉酶、脂肪酶、角质酶、果胶酶、木聚糖酶、还原酶、氧化酶、酚氧化酶、脂氧合酶、木素酶、支链淀粉酶、鞣酸酶、戊聚糖酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、阿拉伯糖酶、或它们的混合物。
优选的组合是含有常用酶合剂混合物的洗涤剂组合物,该常用酶包括例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、角质酶和/或纤维素酶。当组合物中存在酶时,按所述洗涤剂组合物的重量计含0.0001%至5%的活性酶。而优选的蛋白分解酶选自由下列组成的组:SAVINASE
;MAXATASE
;MAXACAL
;MAXAPEM 15
;枯草杆菌蛋白酶BPN和BPN′;蛋白酶B;蛋白酶A;蛋白酶D(Genencor);PRIMASE
;DURAZYM
;OPTICLEAN
;和OPTIMASE
;和ALCALASE
(Novo Industri A/S)、以及它们的混合物。蛋白酶B是最优选的。优选的淀粉酶包括TERMAMYL
、DURAMYL
和那些描述于授予Genencor International的WO 9418314和授予Novo的WO 9402597中的淀粉酶。
螯合剂
本发明的洗涤剂组合物可任选地包含一种或多种铁和/或锰螯合剂。这样的螯合剂可选自氨基羧酸盐、氨基膦酸盐、多官能取代的芳族螯合剂、以及它们的混合物,所有这些如下文所定义。
用作任选螯合剂的氨基羧酸盐包括乙二胺四乙酸盐、N-羟基乙基乙二胺三乙酸盐、次氨基三醋酸酯、乙二胺四丙酸盐、三亚乙基四胺六乙酸盐、二亚乙基三胺五醋酸盐、和乙醇亚氨二醋酸的碱金属盐、铵盐和取代的铵盐、以及其内的混合物。
当洗涤剂组合物中允许至少较低总含量的磷,并且包含可以商品名DEQUEST
购得的乙二胺四(亚甲基膦酸酯)时,氨基膦酸盐也适于用作本发明组合物的螯合剂。优选的氨基膦酸盐不包含多于约6个碳原子的烷基或链烯基。优选为酸形式的多官能取代的芳族螯合剂也可用于本文的液体洗涤剂组合物中。参见1974年5月21日公布的Connor等人的美国专利3,812,044。优选的化合物包括二羟基二磺基苯,如1,2-二羟基-3,5-二磺基苯。可用于本发明的优选的可生物降解的螯合剂是乙二胺二琥珀酸盐(“EDDS”),尤其是如在1987年11月3日公布的Hartman和Perkins的美国专利4,704,233中描述的[S,S]异构体。本文的液体洗涤剂组合物还可包含作为螯合剂或共助洗剂的水溶性甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)盐(或酸形式)。类似地,所谓的“弱”助洗剂如柠檬酸盐也可用作螯合剂。
如果使用的话,螯合剂的含量按本文液体洗涤剂组合物的重量计为0.00015%至15%。更优选地,如果使用的话,螯合剂的含量按这种组合物的重量计为0.0003%至3.0%。
优选地,本文的液体洗涤剂组合物被配制为清亮的液体组合物。“清亮的”是指稳定且透明的。根据本发明,优选的液体洗涤剂组合物为清亮的单相液体,但本发明也包含清亮的和包含分散相的不透明的产品,该分散相为例如小珠或珍珠粉,如在授予Erilli等人的US 5,866,529和授予Toussaint等人的US 6,380,150中所述,前提条件是上述产品在存储中是物理稳定的(即,不分离)。
本发明的液体洗涤剂组合物可以任何合适的包装材料来包装以用于递送该液体洗涤剂组合物。优选地,该包装为玻璃或塑料制造的透明包装。
其它任选组分:
本文的液体洗涤剂组合物还可包含适用于液体洗涤剂组合物的许多其它任选成分,如香料、染料、遮光剂和pH缓冲物质,以使本文的液体洗涤剂组合物通常具有4至14,优选6至13,最优选6至10的pH。适用于液体洗涤剂组合物(具体地讲是轻垢液体洗涤剂组合物)的适宜任选成分的进一步论述可见于US 5,798,505。
使用方法
在本发明的方法方面中,将脏的盘碟与有效量的、典型地约0.5ml至约20ml(每25个待处理盘碟),优选约3ml至约10ml的稀释于水中的本发明的液体洗涤剂组合物接触。液体洗涤剂组合物的实际用量将基于使用者的判断,并且将典型地根据以下因素:例如具体的组合物产品制剂,包括组合物中活性成分的浓度、待清洁的脏盘碟数量、盘碟脏的程度等等。具体的产品制剂将依次根据许多因素,例如该组合物产品的计划市场(即,美国、欧洲、日本等)。适宜的实施例可见于下面的表I。
通常将约0.01ml至约150ml,优选约3ml至约40ml的本发明的液体洗涤剂组合物与约2000ml至约20000ml,更典型约5000ml至约15000ml的水混合在洗碗池中,所述洗碗池具有在约1000ml至约20000ml,更典型约5000ml至约15000ml的范围内的容积。将脏盘碟浸没于含有稀释的组合物的洗碗池中,然后实现清洁,其中将盘碟的污面与洗碗布、海绵或清洁它们的类似制品接触。可将该洗碗布、海绵或类似制品在与盘碟表面接触之前浸没于洗涤剂组合物和水的混合物中,然后典型地与盘碟表面接触一段时间,该时间在约1至约10秒钟的范围内,然而实际时间将随每个应用和使用者的不同而变化。洗碗布、海绵或类似制品与盘碟表面的接触优选伴随着盘碟表面的同时洗擦。
使用的另一种方法将包括将脏盘碟浸没于没有任何液体盘碟洗涤剂的水浴中。将用于吸收液体盘碟洗涤剂的器具,例如海绵直接置于单独量的未稀释液体盘碟洗涤组合物中一段时间,该时间典型地在约1至约5秒的范围内。接着,将该吸收器具和因此未稀释的液体盘碟洗涤组合物独立地接触每个脏盘碟的表面以移除所述的污垢。该吸收器具典型地与每个盘碟表面接触一段时间(时间范围为约1至约10秒),然而应用的实际时间将取决于许多因素,例如盘碟的脏污程度。优选地,吸收器具接触盘碟表面的同时伴随着洗擦。
测试方法
粘度测试方法
在20℃下用布氏LVDVII+型粘度计测量本发明组合物的粘度。用于这些测量的转子为S31转子,使用适当的速度来测量不同粘度的产品;例如,用1.3rad/s(12rpm)测量粘度大于1Pa.s(1000cps)的产品;用3.1rad/s(30rpm)测量粘度介于0.5Pa.s(500cps)至1Pa.s(1000cps))之间的产品;用6.4rad/s(60rpm)测量粘度小于0.5Pa.s(500cps)的产品。
在稀释时粘度的测定
液体洗涤剂组合物(100%重量)的初始粘度如上述粘度测试方法中测量。对于以80%重量和10%重量稀释样本,按根据本发明所述液体洗涤剂组合物所述样本的重量计,制备100克80%重量和10%重量的水(1.9格令/升(7格令/加仑))和液体洗涤剂组合物的样本。在21℃对每一个产品稀释液进行粘度测量。在稀释时的粘度提供是否所述产品将更快地溶解于水或是否其将在水中保持不溶解这样的概念。在80%重量粘度的大幅增加(对于100%重量粘度大于0.1Pa.s(100cps))显示所述液体洗涤剂组合物的表面活性剂体系是水不溶性的。可接受的稀释液粘度示于下表I中。
表I:目标稀释液粘度
稀释液含量(在水中% 重量液体洗涤剂组合 物) 粘度(Pa.s(cps))
100%重量 ·对于高粘度制剂小于或等于 0.7Pa.s(700cps) ·对于低粘度制剂小于或等于 0.2Pa.s(200cps)
80%重量 ·对于高粘度制剂小于或等于 0.75Pa.s(750cps) ·对于低粘度制剂小于或等于 0.2Pa.s(200cps)
10%重量 ·对于高粘度制剂小于或等于 0.1Pa.s(100cps) ·对于低粘度制剂小于或等于 0.05Pa.s(50cps)
表II:高粘度制剂
*组合物A代表不期望的粘度。
1:平均包含0.6个乙氧基的C12-13烷基乙氧基磺酸盐。
2:非离子的可以是任一个包含9个乙氧基的C11烷基乙氧基化的表面活性剂。
3:1,3BAC为1,3-二(甲胺)-环己烷。
4:(N,N-二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯均聚物
表III-低粘度制剂
组合物 C* D
C12-13AE0.6S1 -- --
C12-13Natural AE0.6S 22.5 22.5
C10-14中间支化的氧化胺 -- 7.5
C12-14直链的氧化胺 7.5 --
C10E8非离子2 6.5 6.5
乙醇 6.5 6.5
NaCl 1.0 1.0
异丙基苯磺酸钠 3.0 3.0
1,3BAC二胺3 0.5 0.5
增泡聚合物4 0.2 0.2
水 余量 余量
粘度(100%)Pa.s(cps) 0.3(300) 0.11(110)
粘度(80%)Pa.s(cps) 0.43(430) 0.09(95)
粘度(10%)Pa.s(cps) 0.07(70) 0.03(30)
|100%粘度-80%粘度| (Pa.s(cps) 0.13(130) 0.02(15)
|100%粘度-10%粘度| Pa.s(cps) 0.23(230) 0.08(80)
*组合物C代表不期望的粘度特征。
1:平均包含0.6个乙氧基的C 12-13烷基乙氧基磺酸盐。
2:非离子的可以是任一个包含8个乙氧基的C10烷基乙氧基化的表面活性剂。
3:1,3BAC为1,3-二(甲胺)-环己烷。
4:(N,N-二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯均聚物
在发明详述中引用的所有文献的相关部分均以引用方式并入本文。任何文献的引用不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本书面文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入本文的文献中的术语的任何含义或定义冲突时,将以赋予本书面文献中的术语的含义或定义为准。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明,但对于本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此,有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。