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由水凝膠清潔濃縮物制備清潔溶液的方法以及包裝的清潔濃縮物的制作方法

文檔序號:5134567閱讀:450來源:國知局
專利名稱:由水凝膠清潔濃縮物制備清潔溶液的方法以及包裝的清潔濃縮物的制作方法
由水凝膠清潔濃縮物制備清潔溶液的方法以及包裝的清潔
濃縮物

發(fā)明內(nèi)容
在一個實(shí)施例中,描述了制備清潔溶液的方法。該方法包括提供一定質(zhì)量的水凝 膠清潔濃縮物,該水凝膠包含活性清潔組分、以及由水不溶性聚合物與極性溶劑形成的均 勻混合物;將水凝膠清潔濃縮物與水進(jìn)行組合以形成清潔溶液,水的量為水凝膠清潔濃縮 物的質(zhì)量的至少10倍。該方法通常還包括將水凝膠的水不溶性聚合物與清潔溶液分離。在一些實(shí)施例 中,水凝膠清潔濃縮物和水在容器中進(jìn)行組合,并且該容器包括用于將水不溶性聚合物與 清潔溶液分離的裝置。作為另外一種選擇或除此之外,水凝膠清潔濃縮物可容納在水可滲 透且水不溶性的封裝件(例如一次性小袋或可再填充筒)內(nèi),其中將封裝件與水進(jìn)行組合。 因此,在此類示例性實(shí)施例中,封裝件可提供用于將水凝膠的水不溶性聚合物與清潔溶液 分離的裝置。清潔溶液通常在不到15分鐘的時間內(nèi)、優(yōu)選地在不到1分鐘的時間內(nèi)就達(dá)到目標(biāo) 濃度(例如立即可用)??蓪⑺c水凝膠清潔濃縮物靜態(tài)或動態(tài)組合。在一些實(shí)施例中,將 水凝膠清潔濃縮物與清潔溶液分離并與另外的水再組合,以形成至少一種第二清潔溶液。在另一個實(shí)施例中,描述了水凝膠清潔濃縮物的包裝。該包裝包含一定質(zhì)量的水 凝膠清潔濃縮物,該團(tuán)水凝膠清潔濃縮物由水可滲透的(并優(yōu)選地為水不溶性的)封裝件 容納,其中水凝膠清潔濃縮物包含活性清潔組分、以及由水不溶性聚合物與極性溶劑形成 的均勻混合物。水凝膠清潔濃縮物的活性清潔組分包含表面活性劑、酶、酸、堿或它們的混合物。 水凝膠清潔濃縮物還可包含各種助劑,例如抗微生物劑或芳香劑。該方法或包裝的水凝膠 清潔濃縮物可以一體成形的團(tuán)塊的形式提供,但通常是以多個分立的自由流動塊體(例如 珠粒、纖維或(例如破碎的)顆粒)提供。在一些實(shí)施例中,該方法或包裝的水凝膠清潔濃 縮物包含第一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物和第二團(tuán)水凝膠清潔濃縮物,其中第一定質(zhì)量的 水凝膠清潔濃縮物包含第一活性清潔組分,而第二團(tuán)水凝膠清潔濃縮物包含與第一定質(zhì)量 的不同的活性清潔組分。可將水凝膠清潔濃縮物的質(zhì)量預(yù)先稱量至對于規(guī)定的水量(例如 水凝膠清潔濃縮物和水在其中進(jìn)行組合的容器的容量)而言的適當(dāng)量。在一些實(shí)施例中, 將水凝膠清潔濃縮物與泡騰劑進(jìn)行組合。在另一個實(shí)施例中,描述了制備水凝膠珠粒的方法。該方法包括提供前體組合物, 該前體組合物包含a)按前體組合物的總重量計(jì)算,大于10重量%的極性溶劑;b)能夠進(jìn) 行自由基聚合并且每個單體分子的烯鍵式不飽和基團(tuán)平均數(shù)目等于至少1. 2的可聚合材 料,其中可聚合材料可與極性溶劑混溶;和c)活性清潔組分,其中a)與c)結(jié)合后表面能不 大于30mN/m ;使前體組合物形成滴狀,其中該滴狀的前體組合物完全被氣體相所包圍;使 滴狀的前體組合物暴露于輻射,暴露的時間足以至少部分地使可聚合材料聚合和足以形成 第一水凝膠清潔濃縮物珠粒。任選地,該方法還包括干燥第一水凝膠清潔濃縮物珠粒,并將 干燥的珠粒與(相同或不同的)活性清潔組分進(jìn)行組合,以形成二次溶脹的水凝膠清潔濃縮物珠粒(例如相比第一水凝膠清潔濃縮物珠粒具有較高的活性清潔組分濃度)。在一些 實(shí)施例中,可聚合材料包含聚(亞烷基氧)單元。可聚合材料的聚(亞烷基氧)單元優(yōu)選 地具有至少5個亞烷基氧亞單元和/或具有不大于2000克/摩爾的重均分子量。在這些實(shí)施例的每一個中,水凝膠的水不溶性聚合物優(yōu)選地為自由基聚合的聚合 物。水凝膠前體組合物優(yōu)選地還包含光引發(fā)劑,并且水不溶性聚合物優(yōu)選地為輻射固化的 聚合物。水不溶性聚合物優(yōu)選地包含聚(亞烷基氧)單元。水凝膠清潔濃縮物可包含約25 重量%至70重量%的水不溶性聚合物和30重量%至75重量%的極性溶劑。


圖1為呈聚合物珠粒形式的水凝膠清潔濃縮物的實(shí)施例的200倍放大率光學(xué)顯微 圖;圖2示出包括裝有水凝膠清潔濃縮物的容器和水分配系統(tǒng)的清潔系統(tǒng);圖3為容納于封裝件中的水凝膠清潔濃縮物珠粒的包裝的實(shí)施例;圖4為容納在細(xì)長封裝件中的水凝膠清潔濃縮物珠粒的包裝的另一個實(shí)施例,該 細(xì)長封裝件包括用于連接至噴霧瓶的桿的套管;圖5示出雙腔室噴霧瓶,每個腔室裝有不同的水凝膠清潔濃縮物的盤狀一體團(tuán) 塊,該盤狀團(tuán)塊容納在包裝(此處為“茶包”型封裝件)內(nèi);圖6a示出用于容納水凝膠清潔濃縮物的可再填充筒包裝,該筒適于插入拖把柄 部;圖6b示出根據(jù)實(shí)施例的拖把。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明描述了由水凝膠清潔濃縮物制備(例如稀釋)清潔溶液的方法、水凝膠清 潔濃縮物的包裝以及制備水凝膠清潔濃縮物的方法。制備清潔溶液的方法通常包括提供水凝膠清潔濃縮物,以及將該水凝膠清潔濃縮 物與水進(jìn)行組合。水凝膠清潔濃縮物包含活性清潔組分、以及由水不溶性聚合物與極性溶 劑形成的均勻混合物。一旦將水凝膠清潔濃縮物與水進(jìn)行組合,活性清潔組分就從水凝膠 擴(kuò)散到水中形成清潔溶液。因此,相對于水凝膠清潔濃縮物中活性清潔組分的濃度而言,這 樣形成的清潔溶液包含濃度稀釋的活性清潔組分。水凝膠清潔濃縮物中可采用各種活性清潔組分?;钚郧鍧嵔M分是指至少一種有助 于有機(jī)或無機(jī)污染物溶解于極性溶劑(優(yōu)選為水)中的組分。最常見的活性清潔組分包括 表面活性劑、酸、堿和酶。通常,水凝膠的清潔濃縮物經(jīng)充分濃縮,使得水凝膠清潔濃縮物與用量為水凝膠 的質(zhì)量的至少10倍、20倍、30倍、40倍或50倍的水進(jìn)行組合。對于包含高濃度的(一種或 多種)活性清潔組分的水凝膠或包含在極稀濃度下有效的(一種或多種)活性清潔組分的 那些水凝膠而言,水的量可為水凝膠清潔濃縮物的質(zhì)量的100倍、200倍、300倍、400倍或甚 至500倍。清潔溶液可為“即用型”(“RTU”)溶液,即,清潔溶液用于清潔表面的濃度。作為 另外一種選擇,清潔溶液可為用于形成甚至更稀的溶液或RTU清潔溶液的中間濃縮物。
RTU清潔溶液可施加到任何合適的無機(jī)、聚合物、金屬或復(fù)合材料表面,包括但不 限于工作臺面、機(jī)柜、(例如搪瓷或不銹鋼)器具表面、(例如木質(zhì)、乙烯基、層壓板)地板、 車道和人行道、墻板或其他外部構(gòu)造表面、玻璃和反射鏡、陶瓷、瓷磚等。本文中所用的術(shù)語“水凝膠”是指這樣的聚合材料,即它是親水性的,并且是溶脹 的或能夠被極性溶劑溶脹的。聚合材料與極性溶劑接觸時通常會溶脹但不溶解。也就是說, 水凝膠不溶于極性溶劑。水凝膠清潔濃縮物可以任何物理形式提供。在一些實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮 物以(例如一體)成形的團(tuán)塊的形式提供,諸如2007年12月12日提交的美國專利申請 61/013085中所述。在其他實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮物可以多個分立的(例如自由流動 的)塊體如水凝膠珠?;蚶w維提供。(參見例如公布的美國專利申請US2008/0207794和 W02007/146722 ;各專利均以引用方式并入本文中)。水凝膠清潔濃縮物的分立的自由流動 塊體還可通過破碎較大的水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊來形成。當(dāng)水凝膠顆粒是通過磨碎或碾碎 之類的工藝制備時,顆粒通常具有不規(guī)則的表面。這些塊體的尺寸通常在約0. 5mm至約5mm 的范圍內(nèi),并且更通常地在約Imm至約3mm的范圍內(nèi)。當(dāng)破碎時,粒度可為50微米或更小。 當(dāng)以一體成形的團(tuán)塊的形式提供時,水凝膠團(tuán)塊可具有相當(dāng)大的尺寸。例如,成形的水凝膠 圓柱形棒狀物(例如用于22盎司噴霧瓶)的直徑可為約1.5mm至5mm,并且高度最大為約 IOmm或更大。作為另外一種選擇,水凝膠清潔濃縮物可以基本上連續(xù)的纖維的形式提供,如 在提交于2007年8月30日的美國專利申請11/847397中所述。當(dāng)水凝膠清潔濃縮物以多個自由流動的塊體的形式提供時,該水凝膠清潔濃縮物 可便利地用于制備任何體積的RTU清潔溶液,僅需對于即將添加的預(yù)定水量而言量取正確 數(shù)量的該水凝膠清潔濃縮物即可制備。按相同的方式,可制備水凝膠清潔濃縮物的各種預(yù) 先稱量的包裝。因此,可制備具有較大量水凝膠清潔濃縮物的包裝供工業(yè)使用,在工業(yè)使用 中形成中間濃縮物。同樣,可制備具有小量水凝膠清潔濃縮物的包裝供居民消費(fèi)者使用。水凝膠的水不溶性聚合物提供由擴(kuò)散控制的進(jìn)出水凝膠本體的傳送。擴(kuò)散速率為 可控制的,控制方式有(例如)改變聚合材料和交聯(lián)密度、改變極性溶劑、改變活性清潔組 分在極性溶劑中的溶解度以及改變活性清潔組分的分子量。增大或減小水凝膠的表面積以 及增加與水凝膠清潔濃縮物進(jìn)行組合的水的溫度也會影響擴(kuò)散速率。當(dāng)一定質(zhì)量的水凝膠 以多個分立的塊體的形式提供時,該水凝膠相對于以具有相同質(zhì)量的單個塊體的形式提供 的水凝膠而言具有更大的表面積。優(yōu)選的是,一旦水凝膠清潔濃縮物與適量的水進(jìn)行了組合,清潔溶液就會在較短 的時間內(nèi)達(dá)到(例如RTU)目標(biāo)濃度。通常,目標(biāo)濃度在不到1小時的時間內(nèi)獲得。優(yōu)選地, 活性清潔組分以足夠的速率擴(kuò)散,使得目標(biāo)濃度在不大于30分鐘、15分鐘、10分鐘、5分鐘 或不大于1分鐘或2分鐘的時間內(nèi)獲得。水凝膠可按照WO 2007/146722中所述制備;該專利以引用方式并入本文中。水凝 膠由前體組合物(即,聚合反應(yīng)之前的反應(yīng)混合物)形成。在一些實(shí)施例中,前體組合物包 含清潔濃縮物,其中清潔濃縮物包含極性溶劑和至少一種活性清潔組分,以及可與極性溶 劑混溶的可聚合材料。雖然極性溶劑在前體組合物中是非反應(yīng)性的(即,極性溶劑不是單 體),但極性溶劑使水凝膠發(fā)生溶脹。作為另外一種選擇,可由包含極性溶劑但不含活性清潔組分或不含足夠濃度的(一種或多種)活性清潔組分的前體組合物形成水凝膠??蓪λz進(jìn)行干燥,以蒸發(fā)極性 溶劑的至少一部分。然后可使干燥的水凝膠與液態(tài)清潔濃縮物接觸,并維持一段足以讓干 燥水凝膠吸著至少一部分清潔濃縮物的時間。清潔濃縮物吸著物包括至少一種極性溶劑和 至少一種活性清潔組分。如本文所用,術(shù)語“吸著”是指吸附、吸收或它們的組合。同樣,術(shù) 語“吸著作用”是指吸附作用、吸收作用或它們的組合。吸著作用可以是化學(xué)過程(即,發(fā) 生化學(xué)反應(yīng))、物理過程(即,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng))或兩者兼有。為了增加水凝膠中活性清潔組分的濃度,在一些實(shí)施例中優(yōu)選的是,由包含活性 清潔組分的前體制備水凝膠,干燥水凝膠清潔濃縮物,然后使干燥的水凝膠與另外的或不 同的清潔濃縮物接觸,以將另外的活性清潔組分吸著到水凝膠中??煞磸?fù)將水凝膠干燥并 用清潔濃縮物溶液進(jìn)行溶脹。例如,可將此循環(huán)重復(fù)2次、3次、4次或5次,或直至水凝膠 基本上被活性清潔組分所飽和為止。干燥水凝膠中活性清潔組分的增量等于所吸著的液態(tài) 清潔濃縮物的量乘以液態(tài)清潔濃縮物吸著物中活性清潔組分的濃度。干燥水凝膠通??晌囊簯B(tài)清潔濃縮物吸著物的量,按該干燥水凝膠的重量 計(jì),等于至少10重量%、至少20重量%、至少40重量%、至少50重量%、至少60重量%、 至少80重量%、至少100重量%、至少120重量%、至少140重量%、至少160重量%、至少 180重量%或至少200重量%。重量的增加通常小于300重量%、小于275重量%、或小于 250重量%。當(dāng)活性清潔組分存在于水凝膠前體組合物中時,該活性清潔組分通常也均勻分 布。然而,當(dāng)通過使活性清潔組分吸著到干燥水凝膠中來制備水凝膠清潔濃縮物時,活性清 潔組分可能不會在整個聚合物珠內(nèi)均勻分布。此外,活性清潔組分可以存在于聚合物基質(zhì) 之外的單獨(dú)的相中。在許多實(shí)施例中,本文將結(jié)合一種示例性物理形式(即,水凝膠珠粒)對水凝膠清 潔濃縮物進(jìn)行描述。然而應(yīng)當(dāng)理解,可使用其他物理形式來代替水凝膠清潔濃縮物珠粒。如本文所用,術(shù)語“珠?!焙汀熬酆衔镏榱!笨苫Q使用,是指包含聚合物材料的顆 粒,其優(yōu)選地具有平滑表面,并且在一些實(shí)施例中其長寬比不大于3 1、不大于2. 5 1、 不大于2 1、不大于1.5 1或1 1。S卩,長寬比優(yōu)選地在3 1至1 1的范圍內(nèi)。長 寬比是指聚合物珠粒的最長尺寸與垂直于該最長尺寸的尺寸之比。聚合物珠粒的形狀常常 是球形或橢圓形的;然而,當(dāng)聚合物珠粒被干燥時,球形或橢圓形的形狀會崩潰。本文所用 的術(shù)語“平滑”是指在顯微鏡如光學(xué)顯微鏡(50倍放大率)下觀察時不見裂痕和鋒利邊緣 的表面。參照圖1,所謂均勻,是指在顯微鏡如光學(xué)顯微鏡(50倍放大率)下觀察時不見外 表面與內(nèi)部組成之間有可識別的界面。在一些實(shí)施例中,當(dāng)通過掃描電鏡(50,000倍放大 率)觀察時不見可識別的界面。干燥的聚合物珠粒通常保持均勻,且不含有內(nèi)部孔隙或通 道,如宏觀(即,大于IOOnm)孔隙或通道。水不溶性聚合物對濕度相對不敏感。當(dāng)以諸如珠粒的多個分立塊體的形式提供 時,這些珠粒不會在儲存期間聚集在一起形成單個團(tuán)塊。水凝膠清潔濃縮物觸摸起來通常 感覺是干燥的。因此,水凝膠清潔濃縮物有利地提供了對液態(tài)清潔濃縮物進(jìn)行干燥遞送的 手段。水凝膠的水不溶性聚合物不能被用于形成清潔溶液的水溶劑化或被所形成的清潔溶液溶劑化,因此不會成為清潔溶液的組分。這會是有利的,因?yàn)楫?dāng)水從清潔溶液中蒸發(fā) 后,水溶性聚合物粘合劑通常會留下殘余物。然而,因?yàn)樗z包含水不溶性聚合物(例如 粘結(jié)劑)組分,所以制備清潔溶液的方法優(yōu)選地包括將水凝膠的水不溶性聚合物與清潔溶 液分離,以使得水不溶性聚合物不會堵塞清潔溶液的分配器。因此,這樣形成的水凝膠清潔濃縮物或清潔溶液可與任何(例如拖把、噴霧瓶、工 業(yè)品等)施用系統(tǒng)一起使用。在一些實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮物和水在(例如可重復(fù)使用的)容器中進(jìn)行組 合。該容器可被設(shè)計(jì)為連接至清潔溶液的分配系統(tǒng)。容器或分配系統(tǒng)可包括用于將水凝膠 的水不溶性聚合物與清潔溶液分離的裝置。例如,圖2示出在設(shè)計(jì)用于稀釋液態(tài)濃縮清潔劑的常規(guī)重力式供給系統(tǒng)中使用本 文所述水凝膠清潔濃縮物的一種方法。圖2示出3M Twist n’ Fill 清潔用化學(xué)品管理 系統(tǒng),該系統(tǒng)包括若干個瓶201、202和203,每個瓶分別裝有不同的水凝膠清潔濃縮物珠粒 251、252和253。首先將水凝膠清潔濃縮物與水在瓶中進(jìn)行組合,以形成中間清潔濃縮物溶 液。所謂“中間”,是指該清潔濃縮物被進(jìn)一步稀釋以形成RTU清潔溶液。在中間清潔濃縮 物形成后,將瓶(例如20 倒置并與水分配系統(tǒng)280連接,以便稀釋至RTU清潔溶液濃度。 在一個具體化的將水凝膠的水不溶性聚合物與中間清潔濃縮物溶液分離的裝置中,瓶的頂 蓋260包括用于將水凝膠的水不溶性聚合物從清潔溶液中濾除的篩網(wǎng)(未示出)。裝(例如中間或RTU)清潔溶液的容器不限于瓶子??墒褂萌魏慰扇菁{流體的非 可變形的或(例如可壓擠的)可變形的容器。例如,該容器可包括小包、小袋或箱內(nèi)裝袋容 器。另外,該容器可包括單個腔室或不止一個腔室,從而使多個腔室的內(nèi)容物可以在分配之 前或分配過程中進(jìn)行反應(yīng)、組合或混合。除了直接將該團(tuán)水凝膠清潔濃縮物與水進(jìn)行組合這種做法外,作為另外一種選 擇,可將一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物被容納在水可滲透的封裝件(諸如水凝膠清潔濃縮 物的(例如可再填充的)筒或(例如預(yù)先稱量的)包裝)內(nèi)。將該封裝件(例如筒或包 裝)與水進(jìn)行組合。任何結(jié)構(gòu)均可用作根據(jù)本發(fā)明的封裝件,前提條件是該結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒃?團(tuán)水凝膠容納在其中。該封裝件可為一次性的,其包含設(shè)置在其內(nèi)部的(例如自由流動的) 預(yù)先稱量的一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物。作為另外一種選擇,該封裝件可重復(fù)使用(即, 可再填充),其具有能夠反復(fù)地打開然后維持在封閉狀態(tài)以保持水凝膠的水不溶性聚合物 內(nèi)容物的開口。雖然水可滲透的封裝件可由聚乙烯醇之類的水溶性聚合物制備,但是該封裝件優(yōu) 選地被構(gòu)造來保持水凝膠清潔濃縮物的水不溶性聚合物。在優(yōu)選的實(shí)施例中,封裝件既不 溶于水也不溶于清潔溶液。然后,在分配清潔溶液之前或之后,可將封裝件與水不溶性聚合 物一起從清潔溶液中移除。各種水不溶性塑料、陶瓷、金屬和復(fù)合材料均可用于制備封裝件。為了保持水凝膠 的水不溶性聚合物,封裝件的開口或孔尺寸充分小于水凝膠(例如一體團(tuán)塊或珠粒)的物 理形式的尺寸。在一些實(shí)施例中,封裝件裝有預(yù)先稱量的一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物。在該實(shí) 施例中,封裝件通常被構(gòu)造為一次性的。例如,可將各種市售的非織造材料熱封成其中容納 水凝膠清潔濃縮物的小袋。合適的非織造材料包括(例如)紡粘聚丙烯O0g/m2)、紡粘聚酯(15g/m2)(可從BBAFiberweb (Old Hickory, TN)商購獲得)以及紡粘尼龍(17g/m2)非織 造布(可從 Cerex Advanced Fabrics, Inc (Pensacola, FL)商購獲得)。圖3示出一個實(shí)施例的包裝300,其包含容納在水可滲透(例如非織造)封裝件 340內(nèi)的預(yù)先稱量的一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物珠粒350。圖4示出水凝膠清潔濃縮物的另一個實(shí)施例的包裝400,其包含容納在矩形水可 滲透(例如非織造)封裝件440內(nèi)的預(yù)先稱量的一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物珠粒450。 該包裝還包括用于連接至噴霧瓶的桿480的套管445。圖5示出另一個實(shí)施例的包裝501和502,每個包裝包含一體成形的水凝膠清潔 濃縮物團(tuán)塊551和552,這些團(tuán)塊呈盤狀,其中每個盤狀團(tuán)塊均包封在“茶包”型非織造封裝 件440中。在這個實(shí)施例中,每個包裝還包括用于將包裝從清潔溶液中移除的提線560和 拉簽580。W02007/146635描述了另一種適于同時施加兩種不同清潔溶液的合適的(例如 拖把)施加系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中,封裝件可重復(fù)使用(例如可再填充)??稍偬畛湫〈€可從由 (例如)鋁、不銹鋼或耐用塑料材料(例如尼龍)構(gòu)成的各種耐用篩網(wǎng)或網(wǎng)片材料制成。小 袋的邊緣可用任何合適的方法(例如縫合或粘結(jié)劑粘結(jié))封合。另外,熱塑性材料可通過 超聲焊接和熱密封進(jìn)行粘合。沿著小袋的一個周邊邊緣,可提供聯(lián)鎖封閉系統(tǒng)(例如拉鎖、 粘扣),使得小袋可反復(fù)打開和封閉。作為適于這個目的的封裝件的各種模制的(例如塑 料)筒在本領(lǐng)域中是已知的。圖6a示出適于容納一定量的水凝膠清潔濃縮物的可再填充塑料筒封裝件620的 實(shí)施例的透視圖。該筒具有兩個部分621和622,這兩個部分在接頭623處連接。該筒的 兩部分可帶有螺紋,或者一個部分的直徑相對于另一個部分而言較小,使得兩個部分可牢 固地接合??赊D(zhuǎn)動可再填充模制塑料筒的頂部來打開筒,以便將水凝膠清潔濃縮物的一體 成形團(tuán)塊或多個分立塊體(例如珠粒)650放置在該筒內(nèi)。筒的頂部和底部(未示出)包 括(例如塑料)網(wǎng)片材料624,網(wǎng)片中開口的尺寸小于水凝膠塊體(例如珠粒)650的尺寸。 對此圓柱形筒的尺寸進(jìn)行適當(dāng)確定,以便插入(例如)US2006/0280M6中所述的可填充水 的拖把柄部;該專利以引用方式并入本文中。對拖把柄部640的下端進(jìn)行調(diào)整,以便接納RTU清潔溶液分配組件660的一部分。 也可對拖把柄部640的上端進(jìn)行調(diào)整,以便接納可填充水的貯存器組件610的一部分。使用 聯(lián)結(jié)接頭670將拖把頭690連接至RTU清潔溶液分配組件。在所示實(shí)施例中,流體貯存器 630為瓶子,并且拖把柄部640包括中空管。使用時,水從貯存器組件610經(jīng)中空柄部640 傳送到地板。當(dāng)水通過裝有水凝膠清潔濃縮物的筒620時形成RTU清潔溶液。此清潔溶液 進(jìn)入流體分配組件660,通過流體分配噴管655流出并沉積在靠近拖把頭690的地板上。然 后可以典型的拖洗方式將該流體散布在地板或任何其他表面上。水凝膠清潔濃縮物包含水不溶性聚合物和極性溶劑的均勻混合物。水凝膠的極性 溶劑通常包括水、與水可混溶的有機(jī)溶劑或它們的混合物。與水可混溶的有機(jī)溶劑是指通 常能夠形成氫鍵并且當(dāng)與水混合時形成單相溶液的有機(jī)溶劑。合適的與水可混溶的有機(jī)溶 劑往往包含羥基或氧代基團(tuán),包括醇、重均分子量不大于約300克/摩爾的多元醇、醚、和重 均分子量不大于約300克/摩爾的聚醚。示例性的與水可混溶的有機(jī)溶劑包括(但不限 于)甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、乙二醇、三乙二醇、甘油、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的無規(guī)和嵌段共聚物、二甲氧基四乙二醇、丁氧基三乙二醇、 丙二醇三甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、以及它們的混合物。水凝膠中的極性溶劑的存在量按前體組合物的總重量計(jì)通常大于10重量%。在 一些示例性的前體組合物中,極性溶劑的存在量按前體組合物的總重量計(jì)等于至少15重 量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少40重量%或至少50重量%。前 體組合物中的極性溶劑的存在量按前體組合物的總重量計(jì)可為最多85重量%、最多80重 量%、最多75重量%、最多70重量%或最多60重量%。在一些前體組合物中,極性溶劑的 存在量按前體組合物的總重量計(jì)為大于10至85重量%、大于10至80重量%、20至80重 量%、30至80重量%或40至80重量%。在一些實(shí)施例中,清潔濃縮物包含至少一種作為活性清潔組分的表面活性劑。本 文所用的術(shù)語“表面活性劑”旨在表示和包括這樣的物質(zhì)或化合物,其當(dāng)溶于水或水溶液時 可降低表面張力,或者其可降低兩種液體之間或液體與固體之間的界面張力。表面活性劑 通常既包含親水基團(tuán)又包含疏水基團(tuán)。水凝膠清潔濃縮物可包含一種或多種表面活性劑,這些表面活性劑選自陰離子表 面活性劑、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑以及它們的混合 物。在水中會離解并釋放陽離子和陰離子的表面活性劑叫做離子表面活性劑。如果存在兩 性離子表面活性劑的話,其通常與一種或多種陰離子和/或非離子表面活性劑聯(lián)合使用?;钚郧鍧嵔M分(例如(一種或多種)表面活性劑)在水凝膠中的存在濃度通常為 至少1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%,并且更通常地為至少6重量%、7 重量%、8重量%、9重量%或10重量%。優(yōu)選地,活性清潔組分(例如(一種或多種)表 面活性劑)在水凝膠中的濃度至少與可用水凝膠代替的液態(tài)清潔濃縮物中的表面活性劑 的濃度相當(dāng)。更優(yōu)選地,活性清潔組分(例如(一種或多種)表面活性劑)在水凝膠中的 濃度顯著大于可用水凝膠代替的液態(tài)清潔濃縮物中的表面活性劑的濃度。通過提供更高濃 度的表面活性劑,相比于質(zhì)量相當(dāng)?shù)囊簯B(tài)清潔濃縮物,由該水凝膠清潔濃縮物可制得更大 體積的稀釋清潔溶液。在一些實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮物包含大于15重量%、20重量%、 25重量%或30重量%的(一種或多種)活性清潔組分固體,如表面活性劑的混合物。在一些實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮物包含至少一種陽離子表面活性劑。適用于 本發(fā)明的陽離子表面活性劑包括季銨表面活性劑。季銨表面活性劑可為單C6-C16或 C6-C10N-烷基或烯基銨表面活性劑,其中剩余的N位被甲基、羥乙基或羥丙基取代。單烷氧 基化胺表面活性劑和雙烷氧基化胺表面活性劑也是適用的。某些種類的季銨化合物(例如 單C12-C16)可起到充當(dāng)表面活性劑和充當(dāng)抗微生物劑的雙重作用。在一些實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮物包含至少一種非離子表面活性劑。非離子表 面活性劑不具有離子。這些化學(xué)物質(zhì)的極性來源于在一端具有分子的(例如富氧的)極性 部分和在另一端具有大的有機(jī)分子(例如包含6至30個碳原子的烷基)。氧組分通常來源 于環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的短鏈聚合物。非離子表面活性劑包括(例如)烷基多糖、氧化胺、 脂肪醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物和環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物。諸如烷基吡咯 烷酮和乙二醇單己醚的一些非離子表面活性劑還可減少(例如玻璃)表面上的拖尾現(xiàn)象。 各種非離子表面活性劑可商購獲得,例如以商品名“Surfonic”從Huntsman商購獲得?!悆?yōu)選的非離子表面活性劑為具有包含6至30個碳原子的疏水基團(tuán)的烷基多糖,和具有包含1.3至10個糖單元的親水基團(tuán)的多糖(例如聚糖苷)。烷基聚糖苷可具有 下式=R2O(CnH2nO)t (糖基)x,其中R2選自烷基、烷基苯基、羥烷基、羥烷基苯基以及它們的混 合物,其中烷基包含10至18個碳原子;η為2或3 ;t為0至10,并且χ為1. 3至8。在一 些實(shí)施例中,R2為具有6至18個碳原子的烷基,更優(yōu)選地為具有10至16個碳原子的烷基。 糖基可源自葡萄糖。在一些實(shí)施例中,水凝膠清潔濃縮物可包含如W02007/143344中所述 的烷基聚糖苷和烷基吡咯烷酮的組合;該專利以引用方式并入本文中。市售的烷基多糖表 面活性劑包括從Cognis公司(CincirmatLOH)商購獲得的“GLUC0P0N”系列非離子表面活 性劑,如烷基聚糖苷和椰油基葡糖苷的混合物(以商品名“GLUC0P0N 425N”表面活性劑獲 得)。表面活性劑還可包括可溶解于或可分散于水基組合物的非離子含氟表面活性劑、 陽離子含氟表面活性劑或它們的混合物。合適的非離子含氟表面活性劑化合物可以商品名 "Fluorad"從3M商購獲得,并可以商品名lonyl,,從Dupont商購獲得。水凝膠清潔濃縮物可包含陰離子表面活性劑。陰離子表面活性劑包括陰離子硫酸 鹽、磺酸鹽、羧酸鹽和肌氨酸鹽(例如鈉鹽、鉀鹽、銨鹽和取代的銨鹽,諸如單乙醇胺鹽、二 乙醇胺鹽和三乙醇胺鹽)表面活性劑。陰離子表面活性劑可包括磺酸鹽或硫酸鹽表面活性 劑。陰離子表面活性劑可包括本文所述的烷基硫酸鹽、直鏈或支鏈烷基苯磺酸鹽或烷基二 苯基氧化物二磺酸鹽。酸和堿通常用作與各種無機(jī)污染物(尤其是由各種無機(jī)氧化物構(gòu)成 的硬水殘余物)進(jìn)行反應(yīng)的活性清潔組分。當(dāng)將酸或堿用作活性清潔組分時,所得RTU通 常不為中性(即,6. 5至7.5的pH)。當(dāng)水凝膠清潔濃縮物為酸性時,所得RTU的pH通常小 于6. 5。所得RTU的pH通常為至少4并且不大于約6。當(dāng)水凝膠清潔濃縮物為堿性時,所 得RTU的pH大于7. 5。所得RTU的pH為至少8并且通常不大于10??墒褂枚喾N酸中的任何一種,這些酸包括(例如)磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸、草酸、硼 酸、乙酸(醋)、檸檬酸、過乙酸、酒石酸等。同樣,可使用多種堿,諸如氫氧化鈉、氫氧化銨、 碳酸氫鈉、磷酸三鈉等。酶為一類催化多種多樣的反應(yīng)的蛋白質(zhì)。將蛋白水解酶用作活性清潔組分可使蛋 白質(zhì)的肽鍵裂解,同時生成水(水解)。裂合酶能去除或添加特定的化學(xué)基團(tuán)。例如,纖維 素酶將纖維素分解成葡萄糖。用于水凝膠清潔濃縮物中的酶的分子量通常不大于約10,000 道爾頓。以下為一些通常用作活性清潔組分的酶的部分列表
權(quán)利要求
1.一種制備清潔溶液的方法,包括提供一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物,所述水凝膠包含活性清潔組分、以及由水不溶性 聚合物與極性溶劑形成的均勻混合物;將所述水凝膠清潔濃縮物與水進(jìn)行組合以形成清潔溶液,所述水的量為所述水凝膠清 潔濃縮物的質(zhì)量的至少10倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述活性清潔組分選自表面活性劑、酸、堿、酶以 及它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括將所述水不溶性聚合物與所述清潔溶液分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中將所述水凝膠清潔濃縮物和水在容器中進(jìn)行組 合,并且所述容器包括用于將所述水不溶性聚合物與所述清潔溶液分離的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中所述容器為連接至水分配系統(tǒng)的重力式供給容ο
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中所述水凝膠清潔濃縮物被容納在水可滲透且水不 溶性的封裝件內(nèi),并且將所述封裝件與所述水進(jìn)行組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中所述封裝件包含非織造材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中所述封裝件包括可再填充的筒。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述清潔溶液在不到15分鐘的時間 內(nèi)達(dá)到即用濃度。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述清潔溶液在不到1分鐘的時間 內(nèi)達(dá)到即用濃度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述水不溶性聚合物為自由基聚合 的聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中所述水不溶性聚合物為輻射固化的聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中所述輻射固化的聚合物還包含光引發(fā)劑。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述水不溶性聚合物包含聚(亞烷基氧)單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中所述水不溶性聚合物包含交聯(lián)的聚(亞烷基) 氧(甲基)丙烯酸酯單元。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述水凝膠清潔濃縮物以多個分立 的自由流動塊體的形式提供。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述分立的塊體為珠粒、纖維或顆粒。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的方法,其中所述水凝膠清潔濃縮物以一體成形的團(tuán)塊 的形式提供。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物 包含第一水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊和第二水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊,所述第一水凝膠清潔濃縮 物團(tuán)塊包含第一活性清潔組分,而所述第二水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊包含與所述第一水凝膠 清潔濃縮物團(tuán)塊不同的活性清潔組分。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中將所述水凝膠清潔濃縮物與所述清 潔溶液分離,并與水再進(jìn)行組合以形成第二清潔溶液。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中將所述水與所述清潔濃縮物進(jìn)行靜 態(tài)組合。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中將所述水與所述濃縮物進(jìn)行動態(tài)組I=I O
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中將所述水凝膠清潔濃縮物與用量在 所述水凝膠清潔濃縮物的質(zhì)量的50至500倍范圍內(nèi)的水進(jìn)行組合。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述水凝膠清潔濃縮物包含約25重 量%至70重量%的所述水不溶性聚合物和15重量%至75重量%的所述極性溶劑。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述水凝膠清潔濃縮物包含至少5 重量%的表面活性劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中與所述表面活性劑組合的所述極性溶劑的表面 能不大于30mN/m。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述水凝膠清潔濃縮物還包含抗微 生物劑、芳香劑或它們的組合。
28.—種水凝膠清潔濃縮物的包裝,包含由水可滲透的封裝件容納的一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物,其中所述水凝膠清潔濃縮 物包含活性清潔組分、以及由水不溶性聚合物與至少一種極性溶劑形成的均勻混合物。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的包裝,其中所述活性清潔組分選自表面活性劑、酸、堿、酶 以及它們的混合物。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的包裝,其中所述封裝件為水不溶性的。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的包裝,其中所述一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物在所述封裝 件內(nèi)自由流動。
32.根據(jù)權(quán)利要求28至31所述的包裝,其中所述一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物以多個 分立的塊體的形式提供。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的包裝,其中所述分立的塊體為珠粒、纖維或顆粒。
34.根據(jù)權(quán)利要求28至31所述的包裝,其中所述一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物以一體 成形的團(tuán)塊的形式提供。
35.根據(jù)權(quán)利要求28至34所述的包裝,其中所述一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物是預(yù)先 稱量的。
36.根據(jù)權(quán)利要求28至35所述的包裝,其中所述水可滲透的封裝件包含非織造材料。
37.根據(jù)權(quán)利要求28至36所述的包裝,其中所述一定質(zhì)量的水凝膠清潔濃縮物包含第 一水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊和第二水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊,所述第一水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊 包含第一活性清潔組分,而所述第二水凝膠清潔濃縮物團(tuán)塊包含與所述第一清潔濃縮物團(tuán) 塊不同的活性清潔組分。
38.根據(jù)權(quán)利要求28至37所述的包裝,其中所述水凝膠清潔濃縮物、封裝件或它們的 組合還包含泡騰劑。
39.一種制備水凝膠珠粒的方法,包括提供前體組合物,所述前體組合物包含a)按所述前體組合物的總重量計(jì)算,大于10重量%的極性溶劑,和b)能夠進(jìn)行自由基聚合并且每個單體分子的烯鍵式不飽和基團(tuán)平均數(shù)目等于至少 1. 2的可聚合材料,其中所述可聚合材料可與所述極性溶劑混溶,以及c)活性清潔組分,其中所述a)與c)的組合的表面能不大于30mN/m;使所述前體組合物形成滴狀,其中所述滴狀的前體組合物完全被氣體相所包圍;以及 使所述滴狀的前體組合物暴露于輻射,暴露時間足以使所述可聚合材料至少部分地聚 合并且足以形成首次溶脹的水凝膠清潔濃縮物珠粒。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法,還包括干燥所述首次溶脹的水凝膠清潔濃縮物珠 粒以除去極性溶劑的至少一部分,并將所述干燥的水凝膠珠粒與活性清潔組分進(jìn)行組合以 形成二次溶脹的水凝膠清潔濃縮物珠粒,所述二次溶脹的水凝膠清潔濃縮物珠粒的活性清 潔組分濃度高于所述首次溶脹的水凝膠清潔濃縮物珠粒的活性清潔組分濃度。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法,其中所述活性清潔組分選自表面活性劑、酸、堿、酶 以及它們的混合物。
42.根據(jù)權(quán)利要求39至41所述的方法,其中所述可聚合材料包含聚(亞烷基氧)單元。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中所述聚(亞烷基氧)單元具有至少5個亞烷基氧亞單元。
全文摘要
本發(fā)明描述了由水凝膠清潔濃縮物制備(例如稀釋的)清潔溶液的方法、水凝膠清潔濃縮物的包裝以及制備水凝膠清潔濃縮物的方法。
文檔編號C11D11/00GK102119208SQ200980131168
公開日2011年7月6日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者卡羅琳·M·伊利塔洛, 理查德·L·瓦爾特, 米切爾·T·約翰遜, 索尼婭·K·貝爾格拉德, 約翰·M·布蘭德納, 納里娜·Y·斯捷潘諾娃, 羅賓·E·賴特, 詹姆斯·W·茹拉夫斯基 申請人:3M創(chuàng)新有限公司
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