Состав и способ получения ароматизатора воздуха

Группа изобретений относится к ароматизации воздуха и может быть использована для производства ароматических изделий лечебного, парфюмерного, косметического и бытового назначения. Ароматизатор воздуха содержит отдушку, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу, оксиэтилированный алкилфенол, глицерин и глиоксаль при следующем соотношении компонентов, % мас.: поливиниловый спирт - 5,0-7,0; карбоксиметилцеллюлоза - 0,5-1,0; оксиэтилированный алкилфенол АФ_9-12 - 0,05-0,1; отдушка - 5,0-10,0; глицерин - 10,0-45,0; глиоксаль - 2,0-12,0; вода - остальное. Группа изобретений относится также к способу получения ароматизатора воздуха, включающему приготовление водного раствора поливинилового спирта с добавлением отдушки и вышеуказанных добавок и последующее замораживание при температуре -20°C в течение 20 часов и размораживание при комнатной температуре +25°C в течение 4 часов. Группа изобретений позволяет увеличить срок хранения гелевой основы ароматизатора в разных температурных условиях и срок сохранения запаха ароматизатора более 1 года. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к бытовой химии, а именно к ароматизатору воздуха на полимерной основе и способу его получения, и может быть использовано для производства ароматических изделий лечебного, парфюмерного, косметического и бытового назначения.

Известны составы для получения ароматизатора на основе анионного полимерного латекса (заявка РФ №2010149884), целлюлозы (пат. РФ №2080064), виниловых мономеров (пат. РФ №2430117), полиэтилена высокого давления или полистирола (Пат. РФ «2117427) и др. Однако они имеют низкую летучесть отдушки из-за избыточной ее фиксации в полимерной основе и, как следствие, низкую интенсивность запаха.

Известен гелевый освежитель воздуха (патент РФ №2067841 C1, опубл. 20.10.1996), где смешивают отдушку (гвоздичное масло) с высокомолекулярным полисахаридом (гиалуроновой кислотой из петушиных гребней) и вспомогательными веществами (лаурилсульфатом натрия, глицерином и борной кислотой). Недостатком этого способа является то, что для создания полимерной основы ароматизатора используют достаточно экзотичный (дорогостоящий) ингредиент (гиалуроновую кислоту из петушиных гребней). Кроме этого, недостатками гелевых ароматизаторов является чрезмерно быстро высыхание геля, особенно при высоких температурах, и нестабильное поведение при отрицательных температурах, что может быть особо важно для применения в автомобилях.

Наиболее близким к заявленному составу и способу получения по технической сущности является способ получения и состав криогелей (Materials Science and Engineering, 2012, Synthesis and characterization of polyvinyl alcohol/cellulose cryogels and their testing as carriers for a bioactive component. Oana Maria Paduraru, Diana Ciolacu, Raluca Nicoleta Darie, Cornelia Vasile). Криогели получают из поливинилового спирта (ПВС) и ПВС с целлюлозой с добавлением в качестве биоактивного компонента ванилина, являющегося ароматическим веществом. Для получения криогеля используют 8% раствор ПВС, для этого ПВС со средней молекулярной массой 146000-186000 и степенью гидролиза 99% растворяют в дистиллированной воде двойной перегонки при 90°C при постоянном помешивании в течении 8 часов. Раствор целлюлозы получают растворением микрокристаллической целлюлозы в смеси 11/1 вода/NaOH (% мас./% мас.) при перемешивании в течение 5 минут с последующим замораживанием при низкой температуре (-30°C) и размораживанием.

Раствор ПВС и растворы ПВС и целлюлозы смешивают в различных соотношениях в течение 5 минут и замораживают при -20°C в течение 12 часов, затем оттаивают при комнатной температуре (+25°C) в течение еще 12 часов. Цикл замораживания/размораживания проводят три раза. Далее полученные в процессе замораживания/размораживания криогели ПВС и ПВС/целлюлоза промывают в дистиллированной воде в течение 3 дней и высушивают в сублимационной сушилке в течение 24 часов. Сухой криогель в порошковой форме смешивают с раствором ванилина при комнатной температуре (25°C), pH=7.4 в течение 1 часа, после чего образцы высушивают сублимацией (при 37°C) до тех пор, пока отношение криогель/ванилин не останется неизменным. Недостатком данного технического решения является то, что криогель ПВС и криогели ПВС/целлюлоза через короткое время начинает подвергаться синерезису. Кроме того, предложенные авторами криогелевые матрицы имеют структуру, которая плохо удерживает биоактивные вещества, в частности ароматические.

Задача изобретения - получение ароматизатора воздуха лечебного, парфюмерного, косметического и бытового назначения, в частности, для применения в салонах автомобилей, на основе доступного и экологически безопасного сырья, способного сохранять свои физико-механические свойства в течение долгого времени в большом интервале температур, и который будет иметь длительный срок хранения изделия и оптимальную летучесть отдушки.

Технический результат заключается в увеличении срока хранения гелевой основы ароматизатора воздуха (более 1 года) в разных температурных условиях (от -30°C до +65°C) и увеличении срока сохранения запаха ароматизатора (более 1 года), за счет увеличения срока службы и выбора оптимальных структурно-механических свойств гелевой основы для умеренной летучести отдушки.

Технический результат изобретения обеспечивается тем, что ароматизатор содержит поливиниловый спирт, отдушку и добавки: карбоксиметилцеллюлозу, оксиэтилированный алкилфенол, глицерин и глиоксаль при следующих соотношениях, % масс.:

Поливиниловый спирт	5,0-7,0
Карбоксиметилцеллюлоза	0,5-1,0
Оксиэтилированный алкилфенол (АФ9-12)	0,05-0,1
Отдушка	5,0-10,0
Глицерин	10,0-45,0
Глиоксаль	2,0-12,0
Вода	остальное

В качестве полимерной основы используют поливиниловый спирт. Известно, что после замораживания водных растворов поливинилового спирта (ПВС) при отрицательной температуре (ниже 0°C) и последующего размораживания при положительной температуре образуются упругие полимерные тела, так называемые криогели [В.И. Лозинский. Криогели на основе природных и синтетических полимеров: получение, свойства и области применений. Успехи химии Т. 71. №6, 2002 г.]. Температура плавления получаемых образцов выше 70°C, и их механические свойства принципиально отличаются от свойств исходных вязкотекучих композиций, что позволяет использовать упругие криогели в качестве основы для получения ароматизатора с большим сроком хранения при достаточно большом диапазоне температур. В качестве синергетика берут карбоксиметилцеллюлозу (ТУ 6-15-1077-92).

Известно, что большинство отдушек имеют неводную основу, поэтому для получения стабильной эмульсии в водный полимерный раствор вводят оксиэтилированный алкилфенол АФ_9-12 (C₉H₁₉C₆H₄O(C₂H₄O)₁₂H), который обладает поверхностно-активными свойствами. В качестве отдушки можно использовать жидкие ароматизаторы, натуральные эфирные масла, экстракты, их композиции и другие пахучие соединения, используемые в парфюмерно-косметической, пищевой, фармацевтической отраслях промышленности в бытовых и лечебно-оздоровительных целях, а в качестве вспомогательных веществ, стабилизирующих систему, берут глицерин (ГОСТ 6259-75) и глиоксаль (ТУ 2633-003-67017122-2011). Кроме этого, глиоксаль и глицерин снижают эмиссию влаги из полимерной основы, чем предотвращают чрезмерное высыхание геля и снижают эмиссию отдушки, чем обеспечивается ее постепенное продолжительное выделение из полимерной основы.

Также технический результат изобретения обеспечивается тем, что ароматизатор воздуха на полимерной основе получают путем приготовления водного раствора поливинилового спирта с дальнейшим последовательным растворением в нем карбоксиметилцеллюлозы, ПАВ (АФ_9-12) при интенсивном перемешивании, отдушки и глицерина с глиоксалем и гомогенизизацию всех составляющих ароматизатора. Затем гомогененезированную смесь переносят в формы и замораживают при отрицательной температуре (-20°C) в течение 20 часов, после чего размораживают 4 часа при комнатной температуре (+25°C). Получают криогель, который в течение длительного времени не подвергается синерезису, не высыхает и не теряет свои ароматические свойства.

Ароматические свойства заявленного ароматизатора воздуха оценивали гравиметрическим способом по изменению его массы на открытом воздухе при комнатной температуре (+25°C). Масса ароматизатора уменьшалась за счет испарения водной эмульсии отдушки из пор криогеля (фиг. 1). Температуру плавления определяли методом «падающего шарика». Для этого готовили криогели в прозрачной стеклянной ячейке, на дне которой находился шарик из нержавеющей стали. Пробирку с криогелем запаивали и ставили в сушильный шкаф при начальной температуре 50°C таким образом, чтобы металлический шарик находился вверху над поверхностью образца. Затем увеличивали температуру с шагом 1°C. Образцы выдерживали при каждой температуре не менее 30 минут. За точку плавления принимали температуру (Т_пл,) при которой шарик, проходя через слой плавящегося геля, падал на дно пробирки.

Температуру замерзания криогеля определяли с помощью термометра, который погружали в криогель и ставили в морозильную камеру. Как только криогель терял эластические свойства и становился жестким, фиксировали температуру.

Синерезис у криогелей наблюдали визуально при комнатной температуре (+25°C).

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. Берут 5 г (5% мас.) водного раствора ПВС, содержание полимера в котором составляет 15% мас. и добавляют 0,005 г (0,05% мас.) ПАВ (АФ_9-12). При тщательном перемешивании вводят 0,5 г (5% мас.) отдушку - пихтовое масло и получают стабильную эмульсию, к которой добавляют 4,5 г (45% мас.) глицерина. Вязкую эмульсию заливают в форму и ставят на 20 часов в холодильную камеру при температуре (-20°C). Далее размораживают при комнатной температуре (+20°C) в течение 4 часов. После размораживания образуется криогель, который сохраняет свои ароматические свойства длительное время. Состав и свойства криогеля представлены в таблице. Результаты изменения массы криогеля при хранении на открытом воздухе представлены на фиг. 1, кривая 1.

Пример 2. Берут 5 г (5% мас.) водного раствора ПВС, массовое содержание полимера в котором составляет 10% мас. и дополнительно растворяют 0,05 г карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ - 1% мас.). При перемешивании полимерного раствора добавляют 0,01 г (0,1% мас.) ПАВ (АФ_9-12) и 1 г (10% мас.) отдушку - ванилин. Получают стабильную эмульсию, затем добавляют 4 г (40% мас.) глицерина и 0,5 г (2% мас.) водного раствора глиоксаля массовое содержание глиоксаля в котором 40%. Заливают в форму и проводят цикл замораживания-размораживания при условиях, указанных в примере 1. Результаты исследований представлены в таблице.

Пример 3. Берут 5 г (5% мас.) водного раствора ПВС, массовое содержание полимера в котором составляет 10% мас. и дополнительно растворяют в нем 0,1 г (1% мас.) КМЦ. При тщательном перемешивании добавляют 0,01 г (0,1% мас.) АФ_9-12 и вводят 0,5 г (5% мас.) отдушку - гвоздичное масло. К полученной стабильной эмульсии добавляют 1,5 г (15% мас.) глицерина и 0,5 г (2% мас.) водного раствора глиоксаля массовое содержание глиоксаля в котором 40% мас. Заливают в форму, проводят цикл замораживания - размораживания при условиях указанных в примере 1. Состав и свойства криогеля представлены в таблице.

Пример 4. Берут 5 г (5%, мас.) водного раствора ПВС, массовое содержание полимера в котором составляет 10% мас. и растворяют 0,1 г (1% мас.) КМЦ. При перемешивании добавляют 0,01 г (0,1% мас.) АФ_9-12 и вводят 1 г (10% мас.) отдушку - апельсиновое масло. Получают стабильную эмульсию, затем добавляют 1 г (10% мас.) глицерина и 3 г (12% мас.) водного раствора глиоксаля массовое содержание глиоксаля в котором 40% мас. Полученную композицию заливают в форму и проводят цикл замораживания - размораживания при условиях указанных в примере 1. Состав и свойства криогеля представлены в таблице.

Пример 5. Берут 5 г (5% мас.) водного раствора ПВС, массовое содержание полимера в котором составляет 10% мас. и растворяют 0,1 г.(1% мас.) КМЦ. При перемешивании добавляют 0,01 г (0,1% мас.) АФ_9-12 и вводят 1 г (10% мас.) отдушку - розмариновое масло. Получают стабильную эмульсию, в которую добавляют 3 г (30% мас.) глицерина и 1 г (4% мас.) водного раствора глиоксаля массовое содержание глиоксаля, в котором 40%, мас. Заливают в форму и проводят цикл замораживания - размораживания при условиях указанных в примере 1. Состав и свойства криогеля представлены в таблице. Исследования изменения массы криогеля, химически «сшитого» глиоксалем, при хранении на открытом воздухе (фиг. 1, кривая 2).

1. Ароматизатор воздуха на полимерной основе, содержащий отдушку и в качестве основы поливиниловый спирт, отличающийся тем, он дополнительно содержит карбоксиметилцеллюлозу, оксиэтилированный алкилфенол, глицерин и глиоксаль при следующем соотношении компонентов: % мас.

Поливиниловый спирт	5,0-7,0
Карбоксиметилцеллюлоза	0,5-1,0
Оксиэтилированный алкилфенол АФ9-12	0,05-0,1
Отдушка	5,0-10,0
Глицерин	10,0-45,0
Глиоксаль	2,0-12,0
Вода	остальное

2. Способ получения ароматизатора воздуха, включающий приготовление водного раствора поливинилового спирта с добавлением отдушки и добавок и последующее замораживание и размораживание, отличающийся тем, в качестве добавок используют карбоксиметилцеллюлозу, оксиэтилированный алкилфенол, глицерин и глиоксаль, при этом в водном растворе поливинилового спирта последовательно растворяют карбоксиметилцеллюлозу, оксиэтилированный алкилфенол при интенсивном перемешивании, отдушку, глицерин и глиоксаль с гомогенизацией всех составляющих ароматизатора, а замораживание проводят при температуре -20°C в течение 20 часов, размораживание при комнатной температуре +25°C в течение 4 часов.