Порошкообразное синтетическое моющее средство (варианты)
Изобретение относится к составам порошкообразных синтетических моющих средств (CMC). Первый порошкообразный состав CMC содержит, в мас.%: карбонат натрия 23-32, неионогенное ПАВ 15-21, анионное ПАВ 12-16, химический отбеливатель 12-17, оптический отбеливатель 0,08-0,11, энзимы 1,2-1,6, наночастицы бемита игольчатой формы - остальное. В другом варианте порошкообразный состав CMC содержит, в мас.%: карбонат натрия 23-34, неионогенное ПАВ 15-23, анионное ПАВ 12-17, химический отбеливатель 12-18, оптический отбеливатель 0,08-0,11, энзимы 1,2-1,7, цеолит, покрытый наночастицами бемита игольчатой формы, при массовом соотношении бемита к цеолиту от 1:9 до 1:1 остальное. В следующем варианте порошкообразный состав CMC содержит, мас.%: карбонат натрия 16-27, неионогенное ПАВ 11-18, анионное ПАВ 8-13, химический отбеливатель 9-14, оптический отбеливатель 0,06-0,09, энзимы 0,8-1,4, каприловую кислоту 3-13, микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ), покрытую наночастицами бемита игольчатой формы, при массовом соотношении МКЦ к бемиту от 1:3 до 1:2 остальное. Технический результат - повышение моющей способности в 1,3-2,0 раза, отсутствие фосфатов. 3 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к составам синтетических моющих средств (CMC), предназначенных для ручной и машинной стирки тканей.
Известно порошкообразное синтетическое моющее средство (патент РФ 2305130, МПК8 C11D 1/83, C11D 3/04, C11D 3/20, опубл. 27.08.2007 г., бюл. №24), содержащее следующие компоненты, мас.%: анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 8-13, неиногенное ПАВ - оксиэтилированные жирные спирты - 2-5, триполифосфат натрия - 20-30, этилендиаминтетраацетат натрия (трилон Б) - 0,5-1,0, поликарбоксилат на основе акриловой кислоты - 0,2-0,5, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) (в пересчете на 100% мас.% долю основного вещества) - 0,4-0,6, силикат натрия (в пересчете на SiO2) - 4-6, перкарбонат натрия или пероксоборат натрия (в пересчете на активный кислород) - 2-6, тетраацетилдиамин (ТАЭД) - 2-4, ферменты - 0,4-1,0, кальцинированная сода - 5-15, оптический отбеливатель - 0,05-0,4, отдушка - 0,1-0,3, сульфат натрия - до 100.
Основным недостатком этого CMC является высокое содержание триполифосфата натрия, использование которого становится причиной возникновения серьезных экологических проблем - обогащения рек и озер биогенными элементами, снижающими содержание кислорода в воде и приводящими к гибели рыб и других организмов.
Имеются CMC с небольшим количеством фосфатов, например моющее средство (патент РФ 2148079, МПК C11D 1/28, C11D 1/37, C11D 3/20, опубл. 27.04.2000 г.), содержащее в мас.%: комплексную динатриевую соль моноэфиров сульфоянтарной кислоты - 6-10, алкилбензосульфонат - 1-2, натриевое жидкое стекло - 4-6, кальцинированную соду - 1-3, триполифосфат натрия - 2-5, формалин технический - 0,15-0,3, этиленгликоль - 0,8-1,5, оптический отбеливатель - 0,2-0,3, парфюмерную отдушку - 0,1-0,2 и воду до 100.
Основными недостатками этого аналога являются наличие фосфатов, хотя и в небольшом количестве (2-5%), и содержание формалина технического (в пересчете на формальдегид 0,15-0,3%), который согласно «Санитарным правилам для производства синтетических и полимерных материалов» относится к ядовитым веществам II класса опасности.
В качестве прототипа выбрана композиция порошкообразного моющего средства (патент США 6080711, МПК C11D 3/06, C11D 3/42, C11D 3/20, опубл. 27.06.2000 г.), наиболее близкая к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту, включающая от 5 до 80% неорганического носителя, выбранного из группы, состоящей из фосфатов и карбонатов, от 1 до 90% неионогенного ПАВ, от 0,1 до 15% подкислителя и от 0,1 до 30% дискретных частиц отбеливающего агента, причем частицы отбеливающего агента состоят из отбеливающего агента, анионного ПАВ и воды. Этим изобретением предусматривается приготовление композиции моющего средства, не содержащей фосфатов, что следует из примеров 1-13 и отражено в п.26 формулы изобретения, в котором описывается способ приготовления порошкообразного моющего средства, свободного от фосфатов, включающий следующие стадии:
а) агломерация смеси, содержащей от 5 вес.% до 80 вес.% карбоната щелочного металла и от 1 вес.% до 90 вес.% неионогенного детергентного ПАВ, где неионогенный детергентный ПАВ является единственным присутствующим детергентным ПАВом;
б) сушка смеси с целью образования частиц порошка;
в) добавление к частицам порошка от 0,1 вес.% до 15 вес.% от веса детергентной композиции твердых частиц подкислителя, где частицами подкислителя является фумаровая кислота; и
г) добавление к частицам порошка от 0,1 вес.% до 30 вес.% от веса детергентной композиции отдельных твердых частиц отбеливающего агента, где твердые частицы отбеливающего агента состоят из отбеливателя и ПАВа отбеливающего агента.
Кроме того, в описании и в примерах 1-13 этого изобретения предусматривается использование в составах моющего средства химических отбеливателей (перборат натрия, перкарбонат натрия и их смеси), оптических (флуоресцентных) отбеливателей, состоящих из кумаринов, диаминостильбендисульфоновых кислот, хлорангидридов диаминостильбенсульфоновой кислоты-циануровой, дистирилдифенилов, нафтотриазоилстильбенов, пиразолинов и смесей из них, а также энзимов и отдушек.
Основным недостатком этого изобретения является сравнительно низкая моющая способность.
Основным техническим результатом предложенного порошкообразного синтетического моющего средства является увеличение моющей способности в 1,3-2,0 раза. При этом решена задача полного исключения фосфатов из состава CMC.
Указанный технический результат достигается тем, что порошкообразное синтетическое моющее средство, содержащее карбонат натрия, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества, химический и оптический отбеливатели, энзимы, согласно предложенному решению дополнительно содержит наночастицы бемита игольчатой формы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| карбонат натрия | 23-32 |
| неионогенное поверхностно-активное вещество | 15-21 |
| анионное поверхностно-активное вещество | 12-16 |
| химический отбеливатель | 12-17 |
| оптический отбеливатель | 0,08-0,11 |
| энзимы | 1,2-1,6 |
| наночастицы бемита игольчатой формы | остальное. |
В другом варианте указанный технический результат достигается тем, что порошкообразное синтетическое моющее средство, содержащее карбонат натрия, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества, химический и оптический отбеливатели, энзимы, согласно предложенному решению дополнительно содержит цеолит, покрытый наночастицами бемита игольчатой формы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| карбонат натрия | 23-34 |
| неионогенное поверхностно-активное вещество | 15-23 |
| анионное поверхностно-активное вещество | 12-17 |
| химический отбеливатель | 12-18 |
| оптический отбеливатель | 0,08-0,11 |
| энзимы | 1,2-1,7 |
| цеолит, покрытый наночастицами бемита | |
| игольчатой формы, при массовом соотношении | |
| бемита к цеолиту от 1:9 до 1:1 | - остальное. |
В следующем варианте указанный технический результат достигается тем, что порошкообразное синтетическое моющее средство, содержащее карбонат натрия, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества, химический и оптический отбеливатели, энзимы, согласно предложенному решению дополнительно содержит каприловую кислоту и микрокристаллическую целлюлозу, покрытую наночастицами бемита игольчатой формы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| карбонат натрия | 16-27 |
| неионогенное поверхностно-активное вещество | 11-18 |
| анионное поверхностно-активное вещество | 8-13 |
| химический отбеливатель | 9-14 |
| оптический отбеливатель | 0,06-0,09 |
| энзимы | 0,8-1,4 |
| каприловая кислота | 3-13 |
| микрокристаллическая целлюлоза, | |
| покрытая наночастицами бемита игольчатой формы, | |
| при массовом соотношении микрокристаллической | |
| целлюлозы к бемиту от 1:3 до 1:2 | - остальное. |
В качестве неионогенного ПАВ используют Tween-40, Tween-80, Синтанол АЛМ-10.
В качестве анионного ПАВ используют додецилсульфат натрия или пальмитат натрия.
В качестве химического отбеливателя используют пероксоборат натрия или гидроперит.
В качестве оптического отбеливателя используют производные стильбена, например Белофор КД, или кумарина, например 7-диэтиламино-4-метилкумарин.
В качестве энзимов используют препараты, содержащие амилазу, протеазу, липазу, например Эверлаза/Дурамил (4,8/12) или панкреатин.
При изготовлении всех трех вариантов предлагаемого порошкообразного CMC используют наночастицы бемита игольчатой формы, получение которых описано в заявке на изобретение РФ 2007101008/15(001055), приор. от 09.01.2007, положительное решение по которой принято 04.02.2008 г.
На фиг.1 представлена электронная фотография наночастиц бемита, на которой видно, что они имеют ярко выраженную игольчатую форму.
В предлагаемом изобретении используют цеолиты типа СаА, NaA, NaY.
В таблице приведены примеры составов порошкообразных синтетических моющих средств по настоящему изобретению, а также результаты испытания их моющей способности, причем за 100% принята моющая способность прототипа.
Пример 1.
Порошкообразные CMC по п.1 формулы изобретения получают смешением компонентов в соотношениях, указанных в таблице для образцов 2, 3 и 4.
Моющую способность указанных в таблице образцов и прототипа определяют по ГОСТ 22567.15-95 на искусственно загрязненной пигментно-масляным и белковым составом хлопчатобумажной ткани при температуре 40°С в лабораторной стиральной машине с предварительным замачиванием в течение 20 минут.
Из таблицы видно, что образцы 2, 3 и 4 имеют моющую способность относительно прототипа 137,3-160,2%. При уменьшении содержания наночастиц бемита игольчатой формы до 6,3% моющая способность образца 1 практически равна моющей способности прототипа. Добавление бемита более 35% нецелесообразно, так как при этом уменьшается мягкость выстиранной ткани.
Пример 2.
Для приготовления порошкообразных синтетических моющих средств по п.2 формулы изобретения используют цеолит, покрытый наночастицами бемита игольчатой формы (фиг.2), который получают путем смешения растворов, содержащих наночастицы бемита игольчатой формы и цеолита, предварительно измельченного в шаровой мельнице.
Из таблицы видно, что образцы 6-13 имеют моющую способность относительно прототипа 126,7-205,0%. При уменьшении содержания цеолита, покрытого наночастицами бемита игольчатой формы до 3,9%, моющая способность образца 5 становится хуже моющей способности прототипа. Добавление более 35% цеолита, покрытого наночастицами бемита игольчатой формы, нецелесообразно, так как при этом уменьшается мягкость выстиранной ткани.
Пример 3.
Для приготовления порошкообразных синтетических моющих средств по п.3 формулы изобретения используют микрокристаллическую целлюлозу, покрытую наночастицами бемита игольчатой формы (фиг.3), которую получают путем смешения растворов, содержащих наночастицы бемита игольчатой формы и микрокристаллическую целлюлозу.
Из таблицы видно, что образцы 15-19 имеют моющую способность относительно прототипа 126,7-173,2%. При уменьшении содержания микрокристаллической целлюлозы, покрытой наночастицами бемита игольчатой формы, до 10,9% моющая способность образца 14 становится меньше моющей способности прототипа. Добавление более 49,5% микрокристаллической целлюлозы, покрытой наночастицами бемита игольчатой формы, нецелесообразно, так как при этом уменьшается мягкость выстиранной ткани.
Результаты экспериментальных работ показывают, что предложенное порошкообразное синтетическое моющее средство имеет моющую способность в 1,3-2,0 раза выше, чем выбранное за прототип одно из лучших по эффективности моющих средств.
Кроме того, в состав заявляемого CMC могут входить общеизвестные добавки, такие как парфюмерные отдушки, умягчители воды, вещества, повышающие ионную силу раствора, и т.п.
1. Порошкообразное синтетическое моющее средство для стирки тканей, содержащее карбонат натрия, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества, химический и оптический отбеливатели, энзимы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит наночастицы бемита игольчатой формы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| карбонат натрия | 23-32 |
| неионогенное поверхностно-активное вещество | 15-21 |
| анионное поверхностно-активное вещество | 12-16 |
| химический отбеливатель | 12-17 |
| оптический отбеливатель | 0,08-0,11 |
| энзимы | 1,2-1,6 |
| наночастицы бемита игольчатой формы | остальное |
2. Порошкообразное синтетическое моющее средство для стирки тканей, содержащее карбонат натрия, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества, химический и оптический отбеливатели, энзимы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цеолит, покрытый наночастицами бемита игольчатой формы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| карбонат натрия | 23-34 |
| неионогенное поверхностно-активное вещество | 15-23 |
| анионное поверхностно-активное вещество | 12-17 |
| химический отбеливатель | 12-18 |
| оптический отбеливатель | 0,08-0,11 |
| энзимы | 1,2-1,7 |
| цеолит, покрытый наночастицами | |
| бемита игольчатой формы, при | |
| массовом соотношении бемита | |
| к цеолиту от 1:9 до 1:1 | остальное. |
3. Порошкообразное синтетическое моющее средство для стирки тканей, содержащее карбонат натрия, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества, химический и оптический отбеливатели, энзимы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит каприловую кислоту и микрокристаллическую целлюлозу, покрытую наночастицами бемита игольчатой формы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| карбонат натрия | 16-27 |
| неионогенное поверхностно-активное вещество | 11-18 |
| анионное поверхностно-активное вещество | 8-13 |
| химический отбеливатель | 9-14 |
| оптический отбеливатель | 0,06-0,09 |
| энзимы | 0,8-1,4 |
| каприловая кислота | 3-13 |
| микрокристаллическая целлюлоза, покрытая | |
| наночастицами бемита игольчатой формы, при | |
| массовом соотношении микрокристаллической | |
| целлюлозы к бемиту от 1:3 до 1:2 | остальное |
