CN101809134B - 用于医疗器具及设备的生物可分解洗涤剂浓缩物 - Google Patents
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Abstract
一种液态浓缩中性洗涤剂组成物，用以清洁医疗器具及金属成分(零件、工具、器皿、容器、设备及表面)，当其稀释到每加仑饮用水含有约1/40盎司至1/10盎司时，具有防垢及耐腐蚀的特性。此外，此浓缩物可直接涂覆例如不锈钢的金属表面，以去除铁锈或其它染色剂，且不会造成金属表面任何额外的腐蚀或其它伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于清洁医疗器具及其它设备与硬表面的浓缩洗涤剂组成物。具体来讲，本发明涉及一种对使用者无害的生物可分解洗涤剂浓缩物，用于清洁医疗器具及其它设备与硬表面，即使经过稀释其仍可维持防垢(scalecontrol)及耐腐蚀的特性，且当未稀释使用时具有脱色及除锈的特性。本发明的该液态生物可分解洗涤剂组成物包括用于软性金属的表面活性剂、防垢成分及腐蚀抑制剂的加乘组合，即使使用比传统清洁剂更低的稀释强度，仍可有效达到上述特性。
背景技术
本发明所论述的是特别有关且主要根据其作为医院的医疗器具或其它金属设备与成分的清洁剂/洗涤剂的可用性，但并非限制其仅使用于医院或清洁医疗器具或设备。本说明书中所使用的“医疗器具”一词的含义包括广泛分类的对象，例如需要清洁的手术器具(手术刀、切片器具、夹钳等)；内视镜、直肠镜、腹腔镜、结肠镜及用于医疗或手术步骤的其它设备；其它用在医学和/或牙科诊疗的金属设备；以及在这些实践中遇到的硬表面。此外，本发明也包括具有类似清洁需求的设施(例如药品生产设施、奶牛饲养场、水的回收利用设施、食品加工设施、餐厅、发廊、美容治疗设施、兽医诊疗设施)中的器具、设备、硬表面等，以及其它任何需要清洗的人类或动物血液、蛋白质、脂质污物或其它类似污物的应用，且所涂用的清洁组成物需具有防垢、耐腐蚀及脱色的特性。
用于清洁医疗器具及其它金属设备(零件、工具、容器、表面)的洗涤剂已为该领域所熟知。一般可能需要消毒杀菌的医疗器具及相关设备，这些器具和设备会先经过清洁与刷洗以去除使用期间已附着在其上的污物，所述污物包括但不限于血液、脂质及蛋白质。当器具/设备已附着这些污物时则不应该消毒杀菌，因可能使污物硬化残留而造成之后更难去除，且污物也会对杀菌剂的渗透形成屏障。
传统上使用洗涤剂清洁溶液手动擦洗(或冲洗)器具及设备，或将器具及设备浸泡在洗涤剂清洁溶液中，以去除其表面大部分污物，也可以将弄脏的装置放置于自动洗涤机中而完成污物的去除。一般用于医院内的器具处理部门或其它需要清洁的设施的传统清洁产品的用量是相当大的。为了使医疗器具或其它设备的处理达到高效率，空容器到满容器的改变需达到最小化。因此，通常制造用于或销售到医院或其它设施的传统清洁产品，容量为5加仑至55加仑，这些容器的重量与体积给处理容器的工人造成人体工程学的风险。此外，这些容器的大小相当占空间。
一种目前可用的清洁产品解决了有关大体积清洁产品的人体工程学与储存空间的问题。该清洁产品为固体化学物，在用于冲洗或清洁程序之前必须先用水稀释。该干产品并不足以保护医疗(或其它金属)器具或自动化设备洗涤机免于水和/或水中污染物的腐蚀，且其也不包含足够量或足够类型的成分来防止因使用硬水(>100ppm的碳酸钙)而在医疗器具或其它金属设备上，或者自动洗涤机内形成的水硬度沉积或水垢(scale)。
在理想的状况下，对于金属器具、设备及硬表面有用的洗涤剂成分应该在同一个产品内同时提供金属表面的防垢、耐腐蚀及脱色特性。然而，大部分传统的清洁成分仅结合防垢与耐腐蚀的特性，而传统上完成脱色或除锈则是通过属于另一单独产品的专用脱色剂来完成。因此，去除对另一脱色产品的需求，对于处理及节省宝贵的储存空间是符合成本效益的。
一种理想的清洁剂成分还应当提供在使用低稀释度时仍具有效的清洁效果，也就是说，仅需少量就能有效清洁。传统用于清洗医疗器具、其它设备与硬表面的洗涤剂和清洗化学剂，通常在使用前会用水稀释到稀释度约为1/8至2盎司/加仑或更多。只需要少量的清洁浓缩物即可达到同样或更好的清洗效果，并提供在低稀释度仍具有防垢、耐腐蚀和脱色的特性，从成本和符合人体工程学的考虑都是令人期待的。使用较少的清洁浓缩物即达到功效、防垢和耐腐蚀，因此可允许更小的容器，或较大的容器能有较少的改变，并降低了每次清洗过程的材料成本。
传统的清洁成分可通过使用高度酸性或碱性的清洁剂来达到防垢与耐腐蚀，而这些高度酸性或碱性的清洁剂含有螯合剂(chelant)、隐蔽剂(sequestrant)或其它生物不可分解的水垢抑制剂和腐蚀抑制剂。高酸性或碱性的清洁剂对使用者来说很难处理，且存在于环境中会危害使用者的健康和安全。此外，高酸性清洁剂，其中包括许多属于酸性的各种脱色剂产品，其本身会损坏金属表面，而使金属受到进一步的腐蚀。
耐腐蚀和防垢是易于实现的，许多现有的清洁产品能够实现这些目标，尽管一些产品比其它产品好。一般来说，清洁浓缩物已具有防垢特性，并且是通过具有水垢抑制作用的螯合剂(chelant)来实现的，如EDTA(乙二胺四乙酸)、NTA(氮基三乙酸)、磷酸盐(phosphate)和磷酸酯(phosphonate)，其可以通过与钙阳离子或镁阳离子化学键结(通常为一比一摩尔比)，而形成复合物，亦即螯合物(chelate)，进而抑制钙与镁的结垢(scale deposit)(德鲁化学公司，处理工业水的原则，1984，pp.80-84)。总之，一个螯合剂分子可与一个或多个钙离子或其它金属结合而形成一个新的复合物。该复合物可防止钙或镁离子与碳酸盐阴离子发生作用，从而防止形成水垢。螯合剂也可防止可能会导致染色或腐蚀的金属(例如锌、铜或铁)沉积在器具或洗涤机表面上。
隐蔽剂(sequestrant)也用来控制水垢的形成，而隐蔽剂以不同的方式发挥作用。一种隐蔽剂可能与许多金属离子和盐分子作用，其并不会防止形成碳酸钙或碳酸镁，相反的，其会与小碳酸钙和碳酸镁粒子作用，而防止这些粒子聚集成硬垢。这些粒子互相排斥并悬浮在水中，或形成可能沉降的松散聚集物。这些松散的聚集物很容易冲洗掉，并不会形成沉积。
除上述特定的螯合剂，还有其它组成物用来控制碳酸钙垢和钢腐蚀。一个示例是第5,647,995号美国专利，其披露了一种使用碱金属二磷酸盐控制冷却水中的结垢与腐蚀的方法，且碱金属二磷酸盐是在自由基源存在下由炔化合物与碱金属次磷酸盐反应所产生的。二磷酸盐会进一步反应，以制备具有防垢和耐腐蚀性能的二磷酸化合物和含次磷酸盐的加合物、寡聚物和聚合物。
另一个示例是第5,489,666号美国专利，其披露了用来抑制循环水系统(如冷却水系统)中的钙垢形成和沉积的组成物。该用以水处理的组成物为变性的聚环氧琥珀酸，声称其在传统处理会失去效力的高酸碱值、高钙浓度及高M-碱度的条件下仍是有效的。
第2005/0247637 A1号美国专利披露了一种在硬水中用来防垢的水处理法，可用于锅炉或其它加热单元、或用于商业、工业和住宅用途的热管，特别是用于具有内部混合面、锅炉、或加热组件需求和类似组件的饮用水处理、食品服务自动贩卖和发售机。该处理包括结合金属微粒(例如锌和铜)与聚磷酸盐，声称其可大幅减少高循环食物或饮料分配系统内表面的结垢，与仅单独使用成分相比具有加乘效果。
第0733073号欧洲专利(WO 95/15984)披露了取代度(degree ofsubstitution)为0.15到2.5的羧甲基菊糖，其有利于作为碳酸钙结晶化的抑制剂且是生物可分解的，文中并没有揭露具体的清洁配方。
许多传统的螯合剂、隐蔽剂和其它防垢剂，包括几个上述所讨论的防垢剂，由于其对环境的巨大影响已逐渐成为监管审查的对象。此外，传统的浓缩洗涤剂通常需要浓度为10％或大于10％的螯合剂，以便稀释时生效。典型的医疗器具清洁剂是用水稀释到每加仑1/8至2盎司，使得洗涤液中的活性螯合剂/抑制剂浓度为195ppm至781ppm。使用低浓度的洗涤剂/清洁剂即能达到防垢效果，进而将成本减到最小，且相较现有技术的组成物有相同或更好的结果，并具有利于使用者和环保的额外优点是所期望的。
为了维护医疗器具和设备操作的安全和有效运作，除了防垢，腐蚀控制也是关键。许多器具和设备含有软性金属(如铜、黄铜、铝、电镀铝)，这些软性金属在处理过程中非常容易受到洗涤剂和水的损害。通常情况下，用中性的清洗化学品来处理这些软金属，然而现有的中性化学品，如STERIS公司的Reun-Klenz和NpH Klenz，含有对环保不利的磷酸盐或磷酸酯类腐蚀抑制剂。传统的腐蚀化学品也稀释到每加仑1/8盎司至大于每加仑2盎司的量。对于传统化学品，因其稀释的程度必需要很大的容器，对于器具处理工人会有人体工程学的风险，并且也占用宝贵的存储空间。
像传统的防垢成分一样，用于耐腐蚀的磷酸盐及含磷化学品，因环境原因逐渐受到审查。随着国际和国内法规变得更加严格，取代含磷化学品是必要的。因此，预计消费者对于不含磷酸盐的化学品的喜好和需求将增加。
软金属越来越多地用于医疗器具和设备。随着因环境压力而被淘汰的磷酸盐和含磷材料，如果不研发新的化学品来抑制腐蚀，由软金属制成的金属器具及设备的维护会更加困难。因此，需要新的清洁成分，其对软金属的耐腐蚀相较现有的清洁剂可达到一样或更好的效果，且对环境有最小影响。
除了水垢和腐蚀问题，医疗器具和设备往往被各种金属沉积物和腐蚀生成物污染。为了保持其应有的功能、停止腐蚀及保持器具或设备的外观，就必须去除金属表面的污渍或腐蚀。传统脱色和去除腐蚀(铁锈)产品为酸性(有时高度酸性)且可能或可能不包含磨料。例如，第5,215,676号美国专利披露的一种化学组成物，其由非常低酸碱质的盐酸、磷酸、有机氯化胺和有机硫酸盐的混合物组成，且声称其可有效去除多种表面上的铁锈及污渍，包括金属、水泥、塑料、木材和玻璃纤维的表面，且不腐蚀金属。第4,517,023号美国专利披露了一种可通过涂覆马来酸和单体的共聚物水溶液涂层，而去除金属表面铁锈的方法，将该水溶液涂层涂覆在金属表面并使其干燥，之后表面铁锈会随其脱落。第2004/010234 A1号美国专利揭示一种可去除铁锈的组成物，其包括基本化合物(如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵及其各种胺类或盐类)、水溶性螯合剂和二氧化硫脲，该组成物溶解在水溶液中时为碱性溶液，且声称其对任何单独成分或任何二成份的组合都具有加乘效果。该组成物被声称可用于去除发生在医疗用途的机器和器具(例如透析器、水处理、水管及周围的环境)上的铁锈。
酸性铁锈去除剂或脱色剂如果使用不当会损害金属表面。对于不锈钢，预期污染和/或腐蚀会损害其钝化层到某些程度。不锈钢的钝化层是一个非常薄的金属层，其铬对铁含量的比例高于块体金属(bulk metal)。铬含量的增加提高了金属的耐腐蚀性。当不锈钢暴露在空气中时，该天然的钝化层会随时发生。但是，此防护层不是很耐用，比经化学钝化(如用硝酸、磷酸、柠檬酸)的不锈钢更容易受到腐蚀。如果酸性脱色产品使用了较大的区域，或者如果它留在表面接触过久，可能会发生腐蚀损坏。因此，一旦金属暴露于水，会比化学钝化不锈钢更容易受到腐蚀。类似的效果可在使用具有磨料的产品时看到，研磨产品刮坏了钝化层且产生未来可能会被腐蚀的位置。
根据上述情况，目前可取得的浓缩清洁剂在使用上存在许多缺点。很多为生物不可分解或不利于使用者或环境，但都受到严格的环保审查，并存在工人的健康和安全问题。高酸性和碱性清洁剂不仅存在安全隐患，而且也因其腐蚀效果限制了医疗器具和其它设备的使用寿命。为了营运效率，现场经常需要大批量，而大型容器通常用于洗涤剂供应。这些大型容器占用宝贵的空间，且由于产品容器的大体积和重量存在人体工程学的风险。没有传统产品在低浓度下达到耐腐蚀和防垢效果，并且没有传统产品将脱色能力、防垢和耐腐蚀特性结合在一个产品中。
发明内容
已发现一种包括腐蚀抑制剂、防垢成分(螯合剂、隐蔽剂)、表面活性剂和缓冲系统的加乘组合的新且高浓缩洗涤剂组成物，在此一个浓缩配方内令人惊讶的结合了生物可分解性、中性、耐腐蚀、防垢和脱色的特性。当该组成物使用比传统试剂所需还低很多的1/40盎司/加仑至百万分之1/10(ppm1/10)盎司/加仑的浓度时，还能提供有效的耐腐蚀和防垢。此外，该组成物直接应用于被染色的金属表面时，可用于去除污渍，且在接触15分钟至1小时之后不会损伤金属表面。
该组成物的缓冲系统提供对于该组成物的物理稳定性及其与金属的兼容性非常重要的中性酸碱值。该组成物还采用了维护整个组成物稳定性和润湿金属表面必不可少的表面活性剂系统。
本发明组成物的一个优点是可降低处理成本、人体工程学的风险和储存空间，因其具有高浓缩性质和所需使用为低稀释度。即使在使用稀释度为传统清洁剂量的1/10，本发明组成物提供了有效的清洗，同时至少达到传统化学品所能达到的保持器具的完整度、控制水的硬度和耐腐蚀性。本发明组成物无需额外用于脱色金属的产品，相较于酸性脱色产品更加安全且腐蚀性更低。
一般来说，本发明的液态浓缩生物可分解清洁剂包括下述成份：a)至少一种表面活性剂、b)至少一种防垢成分、c)至少一种腐蚀抑制剂、d)一种维持中性酸碱值的缓冲系统，及e)水。
也可添加其它成分，如染料、香料、耦合剂、消泡剂、消毒剂、酶、溶剂等。
本发明的一个目的在于提供一种用于医疗器具、设备和硬表面的浓缩清洁组成物，其可避免上述传统组成物的缺点并提供商业上经济的替代物。
本发明的另一目的在于在提供一种操作及使用上安全且环保的浓缩清洁组成物。
本发明的又一目的在于在提供一种单一浓缩清洁组成物，用于清洁医疗器具、设备和硬表面，而不需要辅助清洁剂的脱色。
本发明的再一目的在于在提供一种单一浓缩清洁组成物，该浓缩清洁组成物即使经过稀释仍可维持所需防垢和耐腐蚀的特性。
本发明的又再一目的在于提供一种浓缩清洁组成物，仅需稀释少量浓缩物就可达到上述优点，从而降低成本。
本发明进一步的目的在于提供一种浓缩清洁组成物，仅需少量浓缩物就可与传统清洁剂达到相同的效力，进而减少用于储存清洁组成物供应量的大体积容器的需求，以及减少清洁浓缩物供应量的空间需求。
本发明包括一种新的液态浓缩组成物，用于清洁医疗器具及其它设备和硬表面，其包括螯合剂、隐蔽剂、腐蚀抑制剂和表面活性剂的加乘组合。本发明组成物是环保、操作安全且经济的。其优异的特性在于即使稀释至比传统的清洁成分更低的浓度，仍能维持防垢和耐腐蚀性质。因此，以少量的液态浓缩组成物即能达到以上功效，提供了一个极具成本效益的替代方案。
本发明在同一个组成物中，不仅提供了惊人的防垢和耐腐蚀性能，而且还具有脱色的性质，因此无需额外的脱色产品。此外，由于本浓缩组成物以相较于传统浓缩医疗器具或金属成分清洁剂更低的浓度而达到功效，所以仅需较少的容器和储存空间需要，从而减少人体工程学的风险。
一般来说，本发明的清洁浓缩物是酸碱值为中性的组成物，包括具加乘组合的成分，例如：
a.表面活性剂体系；
b.防垢成分；
c.腐蚀抑制剂；以及
d.水。
其它可能添加的佐剂，如缓冲液、染料、香料、消毒剂(过氧化物、酚类、四级胺类等)、蛋白水解酶或其它不影响达成优越特性的酶。
附图说明
通过结合附图阅读本发明的详细描述，本发明将得到更好的理解，并且其它特点和优点将变得明显，其中：
图1示出以水配制本发明组成物3/40盎司后，其防垢及水垢抑制实验(螯合作用的研究)的结果。
具体实施方式
本发明描述关于防垢、耐腐蚀和脱色的主要特性。本发明是浓缩清洁组成物，在中性水溶液中包括表面活性剂、腐蚀抑制剂和防垢成分。在一个实施例中，本发明组成物包含防垢成分，防垢成分包括：螯合剂(chelants)和隐蔽剂(sequestrants)；至少两种对软金属有效的腐蚀抑制剂；至少两种表面活性剂的组合，且至少其中之一是两性的；用以维持中性酸碱值的缓冲液；水。这些发明配方的成分对于使用者和环保是无害的。各成分的作用也出现加乘效果，以达到防垢、耐腐蚀和脱色的特性，从而意外地产生较先前已知的清洁组成物更低的使用稀释条件。
因此，本发明配方的独特特点在于，其仅使用比传统清洁浓缩物更低的浓度即可达到其优越的特性。本发明配方能有效地抑制自来水和去离子水中软金属的腐蚀，其是以1/10盎司/加仑至1/40盎司/加仑的稀释率将浓缩清洁剂配方加到水中(相较于传统清洁剂的稀释率为1/8盎司/加仑至2盎司/加仑)。当它们在稀释率为传统清洁剂用于清洗医疗设备使用量的1/10时，也还能够控制污垢的形成。优选的稀释组成物是螯合剂/抑制剂具有的活性浓度为15～25ppm(稀释率约为1/40盎司/加仑)至65～100ppm(稀释率约为1/10盎司/加仑)。
本发明配方也被提供用以去除染色或除锈(脱色)，其通过将浓缩清洁剂直接使用在金属(如不锈钢)表面，而能容易地实现。虽然不想受到任何理论的约束，但是相信相对于单一特定成分而言，由本发明组成物所挑选的特定成分组合产生加乘作用，以提供中性浓缩清洁剂的独特特性。因此，并不需要一单独的产品用以脱色的目的，并且使用本浓缩物对金属表面不会造成额外的伤害。
在大多数的实施例中，缓冲系统是一个重要的组成部分，如同系统的酸碱值对于金属的物理稳定性和兼容性是很重要的。此外，表面活性剂系统对于维持整体配方的稳定性是必不可少的。
防垢
结垢为水质硬化的结果。水垢为硬且黏的矿物组成物(例如钙或镁)，水垢通常以结晶型态存在。结垢是发生在温度、酸碱值、浓度、流量、压力或其它条件产生变化时的过程。水中含有大量潜在的致垢成分，例如钙与镁离子、硅化合物、铁和其它矿物质。
优选的是，本发明组合通过使用两种独立且具加乘作用的成分-螯合剂和隐蔽剂，而达到防垢的效果。尽管螯合剂或隐蔽剂能独立地达到防垢效果，通过本发明所用成分的独特组合可达到意想不到的成果，因此螯合剂和隐蔽剂的组合是优选的。
螯合剂因可结合金属(包括钙和镁)成分，而形成一个被称为螯合剂的复合物，这阻止钙或镁阳离子与碳酸盐阴离子的相互作用，因此能够防止结垢。他们还防止金属如锌、铜或铁沉积在器具或洗涤机表面上，此现象可能会导致染色或腐蚀。另一方面，隐蔽剂则是以不同的方式作用。隐蔽剂不能防止碳酸钙或碳酸镁的生成。相反的，它们与小颗粒的碳酸钙和碳酸镁产生相互作用，以防止它们聚集为一个硬结垢。这些粒子互相排斥并悬浮在水中，或形成可沉淀的松散聚集物。这些松散的聚合物很容易冲洗去除，并不会形成沉积物。
因此，一般来说，本发明组成物具防垢性质的一个关键因素，是由于使用的洗涤剂组成物中含有两种不同类型的化学品。虽然这两种化学品(螯合剂和隐蔽剂)可以独立地达到防垢的效果，已发现在这两种化学品之间具有加乘作用，使得在自来水(饮用水)中用非常低的稀释条件(1/40盎司/加仑-1/10盎司/加仑)即可达到防垢效果。
用于防垢的化学品是生物可降解的，并且在市面上是比较新的产品。本发明组成物中有用的隐蔽剂可包括聚天冬氨酸钠(Baypure DS 100)和分别具有1.5、2.0与2.5羧酸取代度(DS)的羧甲基菊糖(现分别称为Dequest PB 11615、Dequest PB 11620和Dequest PB 11625或Dequest SPE 15625。SPE是为一实验名称，因此最终销售的名称可能会有所不同)。优选的隐蔽剂是羧酸取代度为2.5的羧甲基菊糖。另一优选的隐蔽剂是羧酸取代度为2.0的羧甲基菊糖。再一优选的隐蔽剂是聚天冬氨酸钠。
使用隐蔽剂的防垢抑制剂，在本发明配方中存在的含量约1到10个重量百分比，优选的含量是占约2到7个重量百分比，最优选的含量是约3到5个重量百分比，其中所述重量百分比是以所述浓缩物的总重量为基准。可使用一种以上的防垢抑制剂，并且上述含量范围是描述在本发明配方中的防垢抑制剂的总量。
螯合剂也被用于防垢。选择用于本请求保护的发明中的螯合剂，可以包括甲基甘油二乙酸(MGDA，可作为Trilon M)、葡庚糖酸钠(Burco BSGH-400)、羟乙基亚氨基二乙酸二钠(XUS 40855.01)、亚氨基二琥珀酸(Baypure CX100/34或Baypure CX 100 Solid G)、EDDS([S，S]-乙二胺-N，N′-二琥珀酸)(Octaquest A65或Octaquest E30)、柠檬酸、乙醇酸和乳酸。优选的螯合剂为亚氨基二琥珀酸四钠盐。另一优选的螯合剂为甲基甘氨酸二乙酸三钠盐。再一优选的螯合剂为EDDS。
螯合剂在本发明配方中存在的含量约2到20个重量百分比，优选的含量是占约5到15个重量百分比，以及最优选的含量是约8到12个重量百分比，其中所述重量百分比是以本浓缩物的总重量为基准。可使用一种以上的螯合剂，并且上述的含量范围是描述在本发明配方中的螯合剂的总量。
耐腐蚀
在有水、血液或其它身体的污物、或腐蚀性液体存在时，金属器具/设备立刻有开始腐蚀的倾向。因此，本发明浓缩物优选地包含一种或一种以上的腐蚀抑制剂。虽然腐蚀抑制剂一般是根据欲清洗金属的材料性质来选择，所以其应当具有一种或一种以上的腐蚀抑制剂而能够使用于不同种类的金属，但重要的是所选择的抑制剂对于环境是较无害的。
在本发明的上下文中，能够达到耐腐蚀特性是基于腐蚀抑制剂的使用，但其防垢成分和表面活性剂仍具有一定的影响。典型的铜和黄铜的腐蚀抑制剂通常为含有氮或氧的有机化合物，如胺、硝酸盐化合物、苯甲酸盐类、唑类、咪唑类、二唑类、三唑类、羧酸等。唑类如巯唑系，以及芳香三唑类及其盐类，如苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑钠，特别适用于作为铜和黄铜的腐蚀抑制剂。唑系腐蚀抑制剂的组合是可取得的，例如PMC的CobratecTM 939。
上述列出的独特抑制剂也可提供对铝的耐腐蚀作用。在以下讨论的三羧酸和/或四级胺组成物(例如Carboshield 1000)提供对铝和铝合金的保护。就像在前述讨论的防垢部分的成就，本发明组成物的独特特性在于使用低稀释浓度即可达到保护金属的作用。
本发明请求保护的腐蚀抑制剂包括十一烷二酸(Irgacor DC 11)、十二烷二酸(Irgacor DC 12)、乙醇，2，2′-[(甲基-1H-苯并三氮唑-1-基)甲基]-亚氨基-双-(Irgamet 42)、6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)(IrgacorL 190)、二癸基二甲基碳酸氢铵/碳酸铵(CarboShield 1000)、甲基苯并三氮唑钠及苯并三氮唑。优选的系统包含具加乘作用的组合，该组合的成分之一为甲基苯并三氮唑钠、苯并三氮唑钠、或用于黄色金属(铜、黄铜等)的Irgamet 42，并且另一成分为Irgacor L 190、Irgacor DC 11、Irgacor DC 12或CarboShield1000。
腐蚀抑制剂在本发明配方中存在的含量约5到25个重量百分比，优选的含量是占约10到20个重量百分比，并且最优选的含量是约12到18个重量百分比，其中所述重量百分比是以所述浓缩物的总重量为基准。可使用一种以上的腐蚀抑制剂，并且上述含量范围是描述在本发明配方中的腐蚀抑制剂的总量。
缓冲液
使用缓冲液有效地维持洗涤剂组成物的酸碱值在6.5到9.0，优选地维持酸碱值在7.0到8.0。有用的缓冲系统包括柠檬酸与氢氧化钾或氢氧化钠，或者乙醇胺或三乙醇胺(TEA)与合适的酸(如乙醇酸或乳酸)。有机酸是最优选的，因为它们更容易达到缓冲的效果，并不太可能干扰腐蚀系统。其它的缓冲系统对本领域技术人员来说是已知的。
表面活性剂
本发明组成物中使用的表面活性剂可以是两性的、两性离子的、阴离子的及非离子性的表面活性剂。这些分类的表面活性剂是为洗涤剂领域的人所熟知的。尽管可以使用两性的、阴离子的和非离子的表面活性剂，但是优选的表面活性剂为两性离子的。非离子性的表面活性剂是最不优选的，因为它们需通过耦合剂留在防垢系统的溶液中。然而，当存在适当的耦合系统时，也可使用非离子的表面活性剂。
表面活性剂在本发明配方中存在的含量约10到50个重量百分比，优选的含量是占约10到20个重量百分比，以及最优选的含量是约12到18个重量百分比，其中所述重量百分比是以所述浓缩物的总重量为基准。可使用一种以上的腐蚀抑制剂，并且上述含量范围是描述在本发明配方中的腐蚀抑制剂的总量。
本发明的组成物成分是以水来达到平衡。
如上所述，本发明成分在浓缩及稀释的形式下具有中性的酸碱值(6.5-9.0)。中性的洗涤剂产品对于用户较为安全，因为它对皮肤无腐蚀性。此外，中性的脱色(除锈)产品在酸性和磨料脱色产品中具有先天的优势。中性的组成物不太可能会损害金属表面，因此可用于各种金属表面上，而不只是不锈钢。
本发明的洗涤剂组成物是经济的，因为它们只需要以自来水和去离子水稀释至1/40盎司/加仑到1/10盎司/加仑，就能够防止铜、黄铜、铝与电镀铝的腐蚀、结垢和变色/染色。
本发明的洗涤剂组成物不含有磷酸盐和EDTA，因此对于环境是无害的。其成分也是生物可降解的，所以能将其对环境的影响减至最低。
本发明的高浓缩组成物是物理稳定且具有很长的储存寿命的。此外，通过浓缩成分与使用较低的稀释条件，可将用于洗涤剂供应的容器，由传统的15加仑替换成较小(1.5加仑)容器，并且也减少处理的费用。
示例
下面的例子说明本发明组成物的几个具体实施例及其达到的功效。这些例子并非用以限制本发明，应该明白的是本领域技术人员，根据在此教导的内容，会了解可以制备各种可达到相同功效的组成物。
示例1-本实验是为了测定在本发明范围内的不同配方的水垢抑制/防垢性能。
表一列出本发明接受试验的配方成分及其各个成分的重量百分比。
表一-防垢配方
上述配方的样品的使用浓度为3/40盎司/加仑。对于每个配方，试剂配制在含有96毫升去离子水，以及各2毫升的0.1M氯化钙与0.1M碳酸钠的瓶内。每个样本瓶的水硬度为200ppm。样品瓶于50℃孵育下24小时。在孵育后，每个样品过滤后的滤液用10％的硝酸溶液进行酸化。该滤液以ICP分析钙含量。其水垢抑制/防垢的实验结果如图1所示。
图1说明本发明的配方使用稀释浓度为3/40盎司/加仑即可具有水垢抑制/防垢的功效，表示其至少螯合掉50％的钙成分；其中至少有一种配方能够达到具有螯合掉95％钙成分的防垢能力。本发明配方能够在硬水环境下提供有效的防垢，相较于美国大约80％的类似产品，本发明配方是有潜力被市场所广泛接受的。超乎预期地，该防垢配方可使用远低于传统所使用的清洁化学品的稀释浓度，即可达到防垢的功效。
示例2-本实验是为了测定本发明配方对于软性金属(铜、黄铜、电镀铝)的兼容性。每个金属及金属合金的测试试样经过清洁后，秤重精准至0.0001克。将上述表一所列出的配方以自来水稀释至2/10盎司/加仑。此稀释为根据现有的测试方法，选择对标签上建议用于材料的兼容性测试的最高使用浓度进行两倍稀释。如此可确保在建议的浓度下使用产品将不会损害软性金属。在这个测试中使用的自来水模仿现实生活中清洁金属的条件。每种金属的试样被放置在50℃的稀释液中48小时。在培养后，将试样从测试稀释液中移出、冲洗并干燥后，重新秤重精准至0.0001克。利用重量差异以计算每个试样的腐蚀速率，以密耳(千分之一英时)/年(mpy)表示。上述配方的样品在使用浓度为2/10盎司/加仑的测试结果如表二所示。
表二-腐蚀/抑制结果
表二显示本发明配方仅在使用浓度为2/10盎司/加仑的条件下，即对软性金属具有兼容性和保护性。该稀释条件远低于传统提供金属化学保护的清洁剂的浓度。可接受的结果为金属无明显改变和/或mpy值小于1。
示例3-稳定性与效能的评估
以不同种类的螯合剂和腐蚀抑制剂制作一系列浓缩配方，用以评估稳定性和效能。由于发明配方是高度浓缩的，所以对于维持充分制备产品的长期稳定性是一挑战。作为实验的一部分，产品的稳定性将在加速性条件(储存在40℃和50℃)下进行评估。评估表三中的上述配方。
表三-配方的稳定性研究
配方以浓缩的形式进行评估。分析配方的黏度、酸碱值、透明度和外观。所有的配方在前述加速条件下存放至少2周后，仍具有优异的稳定性。所有配方的黏度在储存期间都维持在8到15厘泊。酸碱值有微小的变化，大部分等于或小于±0.05的幅度。随着时间的变化，无论储存条件如何，所有配方仍维持澄清且没有颜色的变化。
示例4-脱色实验
严重染色和损坏的器皿，以传统清洁剂与本发明配方处理两年，来评估是否在浓缩的条件下进行清洁能够移除染色和/或修复损坏。
利用磁带将一个金属器皿划分为几个部分。四个部分中的每一个提供不同的产品/配方。一旦实施，这些部分维持在室温下30分钟。随后以湿纸巾磨擦以去除干燥的产品和任何染色。结果以摄影方式纪录。以配方E(来自表三)处理的器皿部分显示，其在最后的外观上具有最佳的改进，并且相较其它化学品的使用，配方E具有优越的脱色效能。第二最佳的改善归功于Steris公司生产的名为S-Klenz的酸性产品的应用。相较于使用5％主要由表面活性剂和尿素组成的中性固体产品，其余使用的两个化学品，以碱性产品处理的部分观察到较多的改善，同样由Steris公司生产，被称为Criti-Klenz浓缩液。
应该了解的是，那些本发明的实施者和本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本发明作出各种修改和改进。本发明请求保护的范围由权利要求以及法律所允许解释的广度确定。
Claims (10)
1.一种中性、浓缩清洁与脱色组成物，用以清洁金属物体及表面，其特征在于，所述组成物包括：
表面活性剂系统，包括甜菜碱、亚氨基二丙酸盐或它们的混合物，其存在的含量为25wt％至50wt％；
防垢成分，包括螯合剂与隐蔽剂，所述螯合剂存在的含量为2-20wt％，且所述隐蔽剂存在的含量为1-10wt％；
至少一种腐蚀抑制剂，其存在的含量为10wt％至25wt％；
用于维持一中性pH值的缓冲系统；及
水，
其中，所述重量百分比是以所述组成物的总重量为基准；所述组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸。
2.如权利要求1所述的中性、浓缩清洁与脱色组成物，其特征在于，所述腐蚀抑制剂选自由十一烷二酸、十二烷二酸、乙醇，2，2′-[(甲基-1H-苯并三氮唑-1-基)甲基]-亚氨基-双、6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)、二癸基二甲基碳酸氢铵/碳酸铵、甲基苯并三氮唑钠、苯并三氮唑或它们的混合物组成的组中。
3.如权利要求1所述的中性、浓缩清洁与脱色组成物，其特征在于，所述螯合剂包括甲基甘氨酸二乙酸、葡庚糖酸钠、羟乙基亚氨基二乙酸二钠、亚氨基二琥珀酸、S，S-乙二胺N，N′-二琥珀酸或它们的混合物。
4.如权利要求1所述的中性、浓缩清洁与脱色组成物，其特征在于，所述隐蔽剂包括聚天冬氨酸钠、羧甲基菊糖钠或它们的混合物。
5.一种中性、浓缩清洁与脱色组成物，其特征在于，所述组成物包括：
表面活性剂系统，包括辛基甜菜碱、癸酰基氨基丙基甜菜碱、乙基己基亚氨基二丙酸酯二钠或它们的混合物，其存在的含量范围为5wt％至15wt％；
腐蚀抑制剂，包括甲基苯并三氮唑钠、6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)或它们的混合物，其存在的含量范围为5wt％至15wt％；
防垢成分，包括亚氨基二琥珀酸、羧甲基菊糖钠或它们的混合物，其存在的含量范围为10wt％至15wt％；
用于维持一中性pH值的缓冲系统；以及
水，
其中，所述含量是以所述组成物的总重量为基准；所述组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸。
6.一种中性、浓缩清洁与脱色组成物，其特征在于，所述组成物由下列物质组成：
表面活性剂系统，是含量为25wt％的辛基甜菜碱及含量为10wt％的癸酰基氨基丙基甜菜碱；
防垢成分，是含量为10wt％的甲基甘氨酸二乙酸及含量为3.3wt％的羧甲基菊糖钠；
腐蚀抑制剂，是含量为5wt％的甲基苯并三氮唑钠及含量为10wt％的6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)；
用于维持一中性pH值的缓冲系统，是含量为0.33wt％的柠檬酸及含量为1wt％的三乙醇胺；以及
软水，其存在的含量为35.37wt％；
其中，所述重量百分比是以所述组成物的总重量为基准；所述组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸。
7.一种中性、浓缩清洁与脱色组成物，其特征在于，所述组合物由下列物质组成：
表面活性剂系统，是含量为25wt％的辛基甜菜碱及含量为10wt％的癸酰基氨基丙基甜菜碱；
防垢成分，是含量为10wt％的亚氨基二琥珀酸及含量为3.3wt％的聚天冬氨酸钠；
腐蚀抑制剂，是含量为5wt％的甲基苯并三氮唑钠及含量为10wt％的6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)；
用于维持一中性pH值的缓冲系统，是含量为1.34wt％的柠檬酸及含量为1.64wt％的三乙醇胺；以及
软水，其存在的含量为33.72wt％；
其中，所述重量百分比是以所述组成物的总重量为基准；所述组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸。
8.一种使金属物体及表面清洁与脱色的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.将中性浓缩清洁组成物应用于所述金属物体受染色的表面，所述中性浓缩清洁组成物包括含量为25wt％至50wt％的表面活性剂系统、包括含量为2-20wt％的螯合剂与含量为1-10wt％的隐蔽剂的防垢成分、含量为10wt％至25wt％的腐蚀抑制剂、缓冲系统及水，所述表面活性剂系统包括甜菜碱、亚氨基二丙酸盐或它们的混合物，其中所述中性浓缩清洁组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸；
b.使所述中性浓缩清洁组成物在室温下放置在所述的金属物体受染色的表面三十分钟；以及
c.将所述中性浓缩清洁组成物及染色剂从所述金属物体的表面去除。
9.一种使金属物体的表面清洁与脱色的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.将中性浓缩清洁组成物应用于所述金属物体受染色的表面，所述中性浓缩清洁组成物由表面活性剂系统、防垢成分、腐蚀抑制剂、缓冲系统及含量为33.72wt％的软水组成，所述表面活性剂系统是含量为25wt％的辛基甜菜碱及含量为10wt％的癸酰基氨基丙基甜菜碱，所述防垢成分是含量为10wt％的亚氨基二琥珀酸及含量为3.3wt％的聚天冬氨酸，所述腐蚀抑制剂是含量为5wt％的甲基苯并三氮唑钠及含量为10wt％的6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)，所述缓冲系统是含量为1.34wt％的柠檬酸及含量为1.64wt％的三乙醇胺，其中所述中性浓缩清洁组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸；
b.使所述中性浓缩清洁组成物在室温下与所述金属物体受染色的表面保持接触三十分钟；以及
c.将所述中性浓缩清洁组成物及染色剂从所述金属物体的表面去除。
10.一种使金属物体的表面清洁与脱色的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.将中性浓缩清洁组成物应用于所述金属物体受染色的表面，所述中性浓缩清洁组成物由表面活性剂系统、防垢成分、腐蚀抑制剂、缓冲系统及含量为33.69wt％的软水组成，所述表面活性剂系统是含量为25wt％的辛基甜菜碱及含量为10wt％的癸酰基氨基丙基甜菜碱，所述防垢成分是含量为10wt％的亚氨基二琥珀酸及含量为3.3wt％的羧甲基菊糖钠，所述腐蚀抑制剂是含量为5wt％的甲基苯并三氮唑钠及含量为10wt％的6，6′，6″-(1，3，5-三嗪-2，4，6-三基三亚氨基)三(己酸)，所述缓冲系统是含量为1.2wt％的柠檬酸及含量为1.81wt％的三乙醇胺，其中所述中性浓缩清洁组成物不含有磷酸盐与乙二胺四乙酸；
b.使所述中性浓缩清洁组成物在室温下与所述金属物体受染色的表面保持接触三十分钟；以及
c.将所述中性浓缩清洁组成物及染色剂从所述金属物体的表面去除。
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