МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 1994 года по МПК C11D3/12 

Изобретение относится к моющему средству, содержащему дисиликат натрия.

В настоящее время многие моющие средства содержат добавку аморфного дисиликата натрия в виде растворимого стекла или в порошкообразной форме в количестве примерно 5 мас.%. При этом назначение дисиликата натрия не ограничивается только его способностью ингибировать коррозию. Он кроме того, обладая высокой абсорбционной способностью по отношению к жидким компонентам, играет роль каркасного компонента и благодаря диспергирующему действию повышает моющую способность щелока для стирки. Кроме того, он связывает часть солей жесткости воды и тем самым также способствует повышению эффективности стирки.

Известно моющее средство, содержащее поверхностно-активное вещество, дисиликат натрия торговых марок и вспомогательные добавки (1).

Однако моющая способность данного средства недостаточна.

Было установлено, что технические характеристики используемых в моющих средствах обычных торговых марок дисиликатов натрия, содержащих как правило 15-23 мас. % воды, можно значительно улучшить, если подвергнуть их частичному обезвоживанию.

Целью изобретения является повышение моющей способности.

Поставленная цель достигается тем, что описываемое моющее средство, содержащее поверхностно-активное вещество, структурообразующее вещество и вспомогательные добавки, согласно изобретению, в качестве структурообразующего вещества содержит аморфный дисиликат натрия с концентрацией воды в нем 0,3-5% мас., полученный частичным обезвоживанием торгового порошкообразного аморфного дисиликата натрия с концентрацией воды в нем 15-23 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поверхностно-актив- ное вещество 10-25
Аморфный дисиликат натрия 15-55
Вспомогательные
добавки для мо- ющих средств До 100
Оптимальным является использование в качестве структурообразующего вещества аморфного дисиликата натрия с концентрацией воды в нем 0,5-2,0 мас.% .

Для частичного обезвоживания дисиликатов натрия с получением в результате аморфных дисиликатов с содержанием воды 0,3-5%, предпочтительно 0,5-2 мас. % , порошкообразный аморфный дисиликат натрия с содержанием воды 15-23 мас. % загружают в наклонную вращающуюся трубчатую печь с устройством для перемещения твердого материала, в которой его в течение 1-60 мин обрабатывают движущимся противотоком дымовым газом с температурой 250-500^оС, причем вращающуюся печь изолируют таким образом, чтобы температура наружной поверхности ее стенки была ниже 60^оС. Выходящий из вращающейся трубчатой печи аморфный дисиликат натрия с помощью механической дробилки может быть измельчен до частиц размером 0,1-12 мм. Предпочтительно измельченный таким образом дисиликат натрия перемалывают в мельнице до размера частиц 2-400 мкм, причем мельница работает при окружной скорости 0,5-60 м/с.

Используя в качестве исходного материала товарный дисиликат натрия с содержанием воды 18 мас.%, получали частично обезвоженные продукты. Данные приведены в табл.1.

Методом смесительного распыления, используя в качестве исходного материала различные продукты дисиликата натрия (NaDS; примеры I-IV) и основу приведенного состава, получали моющие средства, приведенные в табл.2.

Для определения связующей способности в отношении солей жесткости (остаточной жесткости воды) по 2,5 или 4,5 г дисиликата натрия в соответствии с примерами I-VI растворяли в 1000 мл воды с жесткостью 18^оαН, раствор перемешивали в течение ровно 30 мин при 60^оС с помощью магнитной мешалки, вращающейся со скоростью 500 об/мин, затем быстро охлаждали в ледяной воде до 20^оС и отфильтровывали нерастворимый остаток на мембранном фильтре с диаметром пор 0,45 мкм. Для исключения ошибки, связанной с возможным выпадением в осадок Ca и Mg в виде карбонатов, такую же процедуру проделывали с используемой водой с жесткостью 18^оαН без добавки дисиликата натрия.

Аналогичным образом растворяли в воде с жесткостью 18^оαН по 10 г каждого из моющих средств, приготовленных на базе основы приведенного состава в комбинации с дисиликатами натрия в соответствии с примерами I-VI, и полученные растворы обрабатывали указанным образом. Помимо этого проводили холостой опыт, в котором использовалась основа композиции без добавки дисиликата натрия.

В каждом из фильтратов, полученных после фильтрации приготовленных растворов, а также в обработанной идентичным образом и отфильтрованной воде без добавки методом атомной абсорбции определяли остаточное содержание кальция и магния. Полученные результаты приведены в табл.3.

Из полученных значений остаточной жесткости воды следует, что частично обезвоженные дисиликаты натрия (примеры II-VI) безусловно превосходят исходный продукт с содержанием воды 18 мас.% (пример 1).

Поскольку более высокая способность связывать соли жесткости предполагает получение лучших результатов и при стирке, были проведены опыты по определению моющей способности моющих средств, содержавших дисиликаты натрия в соответствии с примерами I-VI, в бытовой стиральной машине в следующих условиях:
Стиральная машина Miele ТМТ Жесткость воды 18^оdН Температура 60^оС Загрузка 3,75 кг незаг-
рязненной
испытуемой
ткани Программа способ
щелочения
Дозировка мо- ющего средства 175 г
Испытуемая ткань (ЕМРА - швейцарское управление испытания материалов St.Gaallen, Швейцария; WPK - центр по изучению процессов стирки, Krefeld).

а) на первичное моющее действие (удаление загрязнений и отбеливание): ЕМРА BW 101 (стандартное
загрязнение) ЕМРА РЕ/BW 104 (стандартное
загрязнение) WFK BW 10 С (стандартное
загрязнение) WFK BW 10 C (пятна от чая) WFK PE/BW 20 C (пятна от чая)
в) на вторичное моющее действие:
ЕМРА - хлопок
WFK - фротте
Первичное моющее действие определяли путем измерения оптического отражения и выражали в виде разности отражения после и перед стиркой:
ΔR=R_n-R_v,
где ΔR - разность отражений, %;
R_n - отражение после стирки, %;
R_v - отражение перед стиркой, %.

Зольность, являющуюся мерой поглощения тканью загрязнений, определяли после 25 циклов стирки, для чего измеряли остаток после прокаливания (в процентах) при 800^оС.

В табл. 4, 5, 6, 7 и 8 представлены результаты испытаний, полученные при использовании моющих средств на основе дисиликатов натрия в соответствии с примерами I-VI. Как и ожидалось, моющие средства, содержащие частично обезвоженный дисиликат натрия, явно превосходят моющую композицию на основе исходного продукта (пример 1, дисиликат натрия, содержащий 18% H₂O).

Моющие средства, приготовленные на основе дисиликатов натрия в соответствии с примерами I-VI, подвергали испытаниям на стабильность при хранении. Для этого пробы моющих средств выдерживали в течение 4 недель в закрытых картонных коробках (вощенный картон; проницаемость для водяных паров примерно 10 г/м²˙сут), которые помещали в климатическую камеру с температурой 37^оС и относительной влажностью воздуха 70%. Сыпучесть приведена в табл. 9. Как следует из табл.9, моющие средства на основе частично обезвоженных продуктов в соответствии с изобретением (примеры II-VI), сыпучесть которых более или менее сохраняется, явно превосходят в этом плане торговый дисиликат натрия (пример 1), который при указанных условиях хранения полностью отверждается.

В качестве анионных поверхностно-активных веществ используют водорастворимые соли высших жирных кислот или смоляных кислот, например, натриевые или калиевые мыла из кокосового масла, масла семян масличной пальмы, сурепного масла, а также из таллового жира и их смесей. К этому же классу соединений относятся высшие алкилзамещенные ароматические сульфонаты, например, алкилбензолсульфонаты с 9-14 атомами углеpода в алкильном остатке, алкилнафталинсульфонаты, алкилтолуолсульфонаты, алкилксилолсульфонаты или алкилфенолсульфонаты; сульфаты жирных спиртов (R-CH₂-O-SO₃Na, где R означает C₁₁-C₁₇) или сульфаты простых эфиров жирных спиртов, например лаурилсульфат или гексадецилсульфат щелочного металла, триэтаноламинлаурилсульфат, олеилсульфат натрия или калия, или натриевая или калиевая соли этоксилированного 2-6 молями этиленоксида лаурилсульфата. Другими подходящими анионными поверхностно-активными веществами являются вторичные линейные алкансульфонаты и α- олефинсульфонаты с 12-20 атомами углерода в цепи.

Неионогенными поверхностно-активыми веществами могут быть соединения, содержащие органическую гидрофобную группу и один гидрофильный остаток. Примерами таких соединений являются продукты конденсации алкилфенолов или высших жирных спиртов и этиленоксида (этоксилаты жирных спиртов), продукты конденсации полипропиленгликоля и этиленоксида или пропиленоксида, продукты конденсации этиленоксида и соединения, являющегося пpодуктом реакции этилендиамина и пропиленоксида, а также третичные амины с длинной цепью
C₁₂H₂₅ - O
И, наконец, поверхностно-активные вещества амфолитного характера охватывают следующие соединения: производные алифатических вторичных и третичных аминов или четвертичных солей аммониевых оснований с 8-18 атомами углерода и одной гидрофильной группой в алифатическом остатке, таких как 3-додециламинопропианат натрия, 3-додециламинопропансульфонат натрия, 3-(N,N-диметил-N-гексадециламино)-пропан-1-сульфонат или аминоалкил-N,N-диметилацетобетаин жирной кислоты, причем жирная кислота содержит 8-18, а алкильный остаток - 1-3 атома углерода.

В качестве вспомогательных добавок в моющих средствах в соответствии с изобретением могут использоваться нейтральные, с кислой или щелочной реакцией неорганические или органические соли, в частности неорганические или органические комплексообразователи.

Подходящими нейтральными с кислой или щелочной реакцией солями являются, например, бикарбонаты или карбонаты щелочных металлов, соли щелочных металлов органических, не обладающих капиллярной активностью сульфоновых кислот с 1-8 атомами углерода, карбоновых и сульфокарбоновых кислот. Сюда же относятся, например, и водорастворимые соли бензол-, толуол- или ксилолсульфокислот, водорастворимые соли сульфоуксусной, сульфобензойной или сульфодикарбоновых кислот, а также соли уксусной, молочной, лимонной, винной, оксидиуксусной (HOOC-CH₂-O-CH₂-COOН), оксидиянтарной, 1,2,3,4-циклопентантетракарбоновой кислот, поликарбок- силаты, полиакриловая и полималеиновая кислоты. К органическим комплексообразователям относятся, например, нитрилотриуксусная кислота, этилендиаминтет- рауксусная кислота, N-оксиэтилэтилендиаминтриуксусная кислота или полиалкиленполиамин-N-поликарбоновые кислоты.

Вспомогательные добавки, использующиеся в моющих средствах в соответствии с изобретением, охватывают далее такие продукты, как соли щелочных металлов или аммониевые соли серной, борной кислот, алкилен-, оксиалкилен- или аминоалкиленфосфоновых кислот, а также отбеливатели, стабилизаторы пероксидных соединений (отбеливателей) и водорастворимые органические комплексообразователи.

Примерами отбеливателей являются, в частности, моно- или тетрагидраты пербората натрия, соли щелочных металлов пероксомоно- или пероксодисерной кислот, пероксодифосфорной кислоты (H₄P₂O₈) и пероксокарбоновых кислот, таких как дипероксодекандикислоты. В качестве стабилизаторов перечисленных отбеливателей могут использоваться, например, водорастворимый осажденный силикат магния, органические комплексообразователи, такие как соли щелочных металлов иминодиуксусной, нитрилотриуксусной, этилендиаминтетрауксусной, метилендифосфоновой, 1-оксиэтан-1,1-дифосфоновой и нитрилотрисме- тиленфосфоновой кислот.

Помимо перечисленных в состав моющего средства в соответствии с изобретением могут входить вспомогательные добавки, повышающие его моющую способность, такие как карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметиловый крахмал, метилцеллюлоза или сополимеры малеинового ангидрида и метилвинилового эфира акриловой кислоты, регуляторы пены, такие как моно- и диалкиловые эфиры фосфорной кислоты с 16-20 атомами углерода в алкильном остатке, а также отбеливатели, дезинфицирующие добавки и ферменты, такие как протеазы, амилазы и липазы. Стабильность при хранении моющих средств приведена в табл.10.

Сущность изобретения: моющее средство содержит, мас.%: поверхностно-активной вещество 10 - 25%, амфорный дисиликат натрия с концентрацией воды в нем 0,3 - 5%, полученный частичным обезвоживанием торгового порошкообразного аморфного дисиликата натрия с концентрацией воды в нем 55 - 23%, 15 - 55 и вспомогательные добавки для моющих средств до 100. Оптимальным является содержание воды в аморфном дисиликате в концентрации 0,5 - 2 мас.%: 1 з.п. ф-лы, 10 табл.

1. МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО, содержащее поверхностно-активное вещество, структурообразующее вещество и вспомогательные добавки для моющих средств, отличающееся тем, что, с целью повышения моющей способности, в качестве структурообразующего вещества средство содержит аморфный дисиликат натрия с концентрацией воды в нем 0,3 - 5 мас.%, полученный частичным обезвоживанием торгового порошкообразного аморфного дисиликата натрия с концентрацией воды в нем 15-23 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поверхностно-активное вещество 10 - 25
Аморфный дисиликат натрия 15 - 55
Вспомогательные добавки для моющих средств До 100
2. Моющее средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве структурообразующего вещества оно содержит аморфный дисиликат натрия с концентрацией воды в нем 0,5-2 мас.%.