Синтетическое моющее средство с пониженной экологической опасностью

Синтетическое моющее средство с пониженной экологической опасностью

Реферат

Изобретение относится к составам порошкообразных синтетических моющих средств (CMC) и может быть использовано как для ручной, так и машинной стирки и замачивания всех видов текстильных изделий, в том числе и цветных, и других бытовых нужд.

Известно моющее средство для стирки, содержащее ПАВ, растворимый комплексообразователь - триполифосфат натрия, натрий двууглекислый и углекислый, хлорид натрия, силикат натрия, сульфат натрия, антиресорбент - КМЦ, оптические отбеливатели, отдушки, пеногаситель, воду [Пат. РФ №2167190, МПК С11В 3/20, 2000 г.].

Основным недостатком известного моющего средства является недостаточная моющая способность средства и его неуниверсальность, т.е. невозможность его применения для всех типов белья, особенно для цветного, в результате чего происходит смывание краски. Кроме того, при длительном хранении моющего средства происходит ухудшение его качества: слеживаемость, комкование, что в целом снижает его моющую способность.

Также известно моющее средство, содержащее анионное и неионогенное ПАВ, цеолит, модифицирующие добавки, такие как триполифосфат натрия, карбонат натрия, компоненты отбеливания, сульфат натрия, КМЦ, пеногаситель [Пат. РФ №2182164, МПК С11D 3/39, 3/12, 1997 г.].

Основным недостатком известного средства является большое содержание в нем цеолитов и ПАВ, что приводит к удорожанию моющего средства, и, кроме того, содержание большого количества в композиции сульфата натрия приводит к коррозиии стиральных автоматов, а также обуславливает низкую прополаскиваемость тканей, что приводит к большому расходу воды.

Известно также синтетическое моющее средство, содержащее анионные ПАВ; неионогенное ПАВ - синтерол; триполифосфат натрия или триполифосфат натрия и цитрат натрия; пероксигидрат мочевины; карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ); поликарбоксилат "Акремон"; силикат натрия; карбонат натрия; оптический отбеливатель; пеногаситель; тетраацетилэтилендиамин (ТАЭД); 4-метил-2,6-дитретбутилфенол (4-метил-2,6-ДТБФ); отдушка; ферменты (энзимы); ингибитор переноса красителя "ChromaBond P-400Z"; сульфат натрия и вода [Пат. РФ №2268293, МПК С11D 3/04, 3/20, 3/26, 2006 г.].

Но данное моющее средство предусматривает использование в качестве перекисного отбеливателя только пероксигидрат мочевины, что может вызвать трудности с поставкой сырья. Также основными недостатками являются недостаточные моющая способность средства и мягкость выстиранной ткани, а также нежелательное воздействие на металлические элементы стиральных машин. Кроме того, известное средство содержит много компонентов, что делает его дорогостоящим.

Наиболее близким техническим решением (прототипом к настоящему изобретению) является синтетическое моющее средство для стирки детского белья, содержащее в масс.%: 2-6 порошка мыльного; 2-6 мыла натриевого на основе высших жирных кислот; 23-35 триполифосфата натрия; 0,5 карбоксиметилцеллюлозы; 3 силиката натрия растворимого; 1 препарата ферментного на основе протеаз, амилаз и липолаз или целлюлаз; 0,1-0,2 оптического отбеливателя; 5 хлорида натрия; 0,5 поливинилпирролидона; 0,2 отдушки парфюмерной; сульфата натрия и воды остальное, причем моющее средство при необходимости дополнительно включает алкилбензолсульфонат натрия или его смесь с алкилсульфонатом натрия, при этом алкилбензолсульфоната натрия 0-6, а алкилсульфоната натрия 0-4; 0-4 синтанола; 0-5 лимоннокислого натрия; 0-0,2 пеногасителя [Пат. РФ №2167193, МПК С11D 9/04, 9/38, 9/08, 2000 г.].

Основным недостатком данного средства следует считать сравнительно низкую моющую способность (плохая отстирываемость белья), а также наличие в композиции ферментов и мыл натриевых, которые не совсем совместимы друг с другом, т.к. ферменты лучше всего работают при температуре 40°С, а мыла при температуре от 60°С. К тому же прототип обладает недостаточно высокой биоразлагаемостью.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки и создания синтетического моющего средства с пониженной экологической опасностью, обладающего хорошими показателями моющего действия и сниженной пенообразующей способностью.

Порошкообразное моющее средство содержит следующие компоненты в масс.%:

Анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) -
мыла натриевые на основе высших жирных кислот	15,0-20,0
Неионогенное ПАВ - оксиэтилированные
жирные спирты	4,0-6,0
Продукты растворения коллагена (ПРК)	8,0-12,0
Триполифосфат натрия	10,0
Силикат натрия	5,0-6,0
Перборат натрия	6,0-10,0
Карбоксиметилцеллюлоза	1,0-2,0
Карбонат натрия	6,0
Оптический отбеливатель	0,1-0,3
Отдушка	0,1-0,3
Сульфат натрия и вода	до 100

Сочетание выбранных компонентов в подобранном соотношении позволяет получить CMC с улучшенными свойствами при малом общем количестве доступных и недорогих компонентов, что в целом позволяет изготовить качественное моющее средство.

В качестве анионного ПАВ могут быть использованы мыла жирных кислот и кислоты жирные жира животного пищевого или технического дистиллированного. Эти анионные ПАВ наиболее безвредны для человека, не вызывают аллергических реакций даже у детей и биоразлагаемы в природе более 99%. К тому же они являются естественными пеногасителями, поэтому нет необходимости дополнительно использовать дорогие сырьевые компоненты.

В качестве неионогенного ПАВ могут быть использованы оксиэтилированные жирные спирты, например Синтанол АЛМ-10, Синтанол АЦСЭ-12, Синтанол АЛМ-7.

Продукты растворения коллагена (ПРК) - это растворы коллагена, полученные под действием натриевых и калиевых щелочей, полученные по патенту RU 2065444 С1, 20.08.1996, С07К 1/12. В результате получается однородный раствор гидролизата, обладающий низким поверхностным натяжением (до 47 н/м) и моющим действием, а также полученный продукт полностью биоразлагаемый. Нами, для получения ПРК использовались отходы кожевенного производства (кожевенная стружка).

Ранее свойства ПРК изучались и нашли применение в медицине (глазные лекарственные пленки, коллагеновые губки для лечения ожогов), в строительстве (клей), в сельском хозяйстве (белковые корма, удобрения) и т.д., но нигде они не применялись в синтетических моющих средствах. Данная возможность не была известна и выявлена нами впервые.

Триполифосфат натрия используется в качестве комплексообразователя, к тому же он является усилителем моющего действия. Но высокое содержание фосфатов в CMC неблагоприятно с точки зрения экологии, т.к. при попадании фосфатов в водоемы происходит эвтрофикация последних. Поэтому количество триполифосфата натрия было занижено до максимально возможного.

Известно, что на процесс стирки заметное влияние оказывает показатель концентрации водородных ионов (рН). Наиболее эффективно отстирывание проходит в щелочной среде при рН=10-11. Такой рН поддерживается соотношением триполифосфата натрия, ПРК, силиката натрия и карбоната натрия. Последний также необходим для умягчения воды.

В качестве силиката натрия используют стекло натриевое жидкое или силикат натрия растворимый, который действует как активатор моющего действия и одновременно обеспечивает щелочную среду, а также ингибирует коррозирующее действие моющего средства.

Для отбеливания белья в композицию вводится оптический и перекисный отбеливатель. В качестве оптического отбеливателя используется белофор КД, в качестве перекисного может использоваться перборат натрия, перкарбонат натрия или пероксигидрат мочевины.

Анионоактивные ПАВ тщательно смешивают с неионогенным ПАВ, добавляют силикат натрия, ПРК, КМЦ, оптический отбеливатель. Все тщательно перемешивают с добавлением воды. Потом ставят на водяную баню на 15-20 минут, постоянно размешивая. Затем добавляют триполифосфат натрия, карбонат натрия и сульфат натрия и опять ставят на водяную баню на 15 минут. Далее сушат при температуре не выше 100°С. После сушки добавляют необходимое количество пербората натрия. Полученный порошок складывают в стеклянную тару и закрывают.

Порошок получается светло-желтого цвета с приятным запахом отдушки в виде мелких гранул.

Моющую способность определяли по стандартной методике ГОСТа 22567.15-95 как отношение степени снятия загрязнения раствором испытуемого моющего средства к степени снятия загрязнения раствором состава сравнения на искусственно загрязненной пигментно-масляным составом хлопчатобумажной ткани при температуре 40, 60 и 80°С в лабораторной стиральной машине. Оптические характеристики тканей измерялись на фотометре универсальном объективном ФОУ-УХЛ 4,2

В таблице 1 приведены результаты исследований моющей способности.

Таблица 1
Примеры CMC	Моющая способность при 40°С, %	Моющая способность при 60°С, %	Моющая способность при 80°С, %
Прототип	85	113	117
Пример по пат. №2268293	90	130	138
Заявляемое синтетическое моющее средство
Пример 1	91	130	139
Пример 2	94	138	146
Пример 3	97	142	148

Пенообразующую способность определяли по ГОСТ 22567.1-77. В таблице 2 приведены результаты исследование пенообразующей способности.

Таблица 2
Примеры CMC	Высота столба пены, мм
Прототип	44
Пример по пат. №2268293	100
Заявляемое синтетическое моющее средство
Пример 1	20
Пример 2	21
Пример 3	25

Биоразлагаемость определяли по известной методике определения химического и биологического потребления кислорода [Ю.В.Новиков, К.О.Ласточкина, З.Н.Болдина. Методы исследования качества воды водоемов. M.: Медицина, 1990, с.400]. Методика определения химического потребления кислорода (ХПК) основана на окислении органических веществ избытком бихромата калия в растворе серной кислоты при нагревании в присутствии катализатора - сульфата серебра. Методика определения биологического потребления кислорода (БПК) основана на способности микроорганизмов потреблять растворенный кислород при биохимическом окислении органических и неорганических веществ в воде. БПК определено после 5 и 20 дней.

В таблице 3 приведены результаты исследований биоразлагаемости.

Таблица 3
Примеры CMC	ХПК, мг/л	БПК5, мг/л	БПК20, мг/л
Прототип	732	113	440
Пример по пат. №2268293	630	106	361
Заявляемое синтетическое моющее средство
Пример 1	2458	1058	1592
Пример 2	2569	1190	1713
Пример 3	2761	1201	1812

Заявляемое синтетическое моющее средство с пониженной экологической опасностью содержит все необходимые компоненты в вышеприведенных интервалах, и в определенном соотношении показатели моющей способности, пенообразующей способности и биоразлагаемости достигают наилучших значений.

На основании вышеприведенных данных можно сделать вывод, что заявляемое моющее средство позволит расширить ассортимент современных CMC, обладает хорошей моющей способностью, пониженным пенообразованием, а также высоким биоразложением по сравнению с прототипом и аналогами, тем самым снижая экологическую опасность средства.

Синтетическое моющее средство с пониженной экологической опасностью, содержащее триполифосфат натрия, анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) - мыла натриевые на основе высших жирных кислот, карбоксиметилцеллюлозу, силикат натрия, оптический отбеливатель, отдушку, сульфат натрия и воду, отличающееся тем, что дополнительно включает неионогенное ПАВ - оксиэтилированные жирные спирты, продукты растворения коллагена, для получения которых используют отходы кожевенного производства (кожевенная стружка), перборат натрия, карбонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) -
мыла натриевые на основе высших жирных кислот	15,0-20,0
Неионогенное ПАВ - оксиэтилированные
жирные спирты	4,0-6,0
Продукты растворения коллагена (ПРК)	8,0-12,0
Триполифосфат натрия	10,0
Силикат натрия	5,0-6,0
Перборат натрия	6,0-10,0
Карбоксиметилцеллюлоза	1,0-2,0
Карбонат натрия	6,0
Оптический отбеливатель	0,1-0,3
Отдушка	0,1-0,3
Сульфат натрия и вода	До 100