УНИВЕРСАЛЬНОЕ ПЯТНОВЫВОДЯЩЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 2001 года по МПК D06L1/04 C11D7/50 

Изобретение относится к области бытовой химии, а именно к технологии удаления бытовых загрязнений различной природы с твердой поверхности, преимущественно с поверхности текстильных материалов.

Известно средство для удаления жиромасляных загрязнений (Патент Великобритании N 1295037 Кл. C 50, опубликован 1972 г.), содержащее жиромасляный органический растворитель и порошкообразный адсорбент, причем растворитель и/или адсорбент заключены в полимерную оболочку микрокапсул, а для образования аэрозоля средство содержит также пропеллент - фреон или изобутан. Недостатком такого средства является загрязнение окружающей среды легколетучим пропеллентом и необходимость многократной очистки поверхности для удаления образующегося в процессе чистки ореола из жировых компонентов загрязнения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является средство для удаления загрязнений (Патент РФ N 2037590 Кл. C1, опубликован 1995 г.), содержащее жиромасляный растворитель, заключенный в полимерную оболочку микрокапсул, и адсорбент, выполненное в виде сыпучих порошкообразных частиц микрокапсул и адсорбента или в виде пористого тела, образованного склеенными между собой микрокапсулами и частицами адсорбента. При этом адсорбент и полимерную оболочку микрокапсул получают из мочевиноформальдегидной смолы в процессе микрокапсулирования.

Удаление загрязнений с поверхности изделий осуществляют путем нанесения на загрязненный участок порошкообразного вещества, разрушения микрокапсул твердым предметом (утюгом, ложечкой и т.п.) с последующей выдержкой в течение 5-15 мин и удалением порошка адсорбента.

В случае применения указанною средства в виде пористого тела (брикета) удаление загрязнений с поверхности изделии осуществляют путем механическою трения брикета по загрязненному участку до появления влажного белого пятна с последующей выдержкой в течение 5-15 минут и удалением порошка адсорбента с осколками разрушенных оболочек микрокапсул.

Средство эффективно удаляет жиромасляные загрязнения, но не удаляет часто встречающиеся бытовые загрязнения другой природы - пятна от чая, кофе, фруктов и т.п.

Задачей изобретения является создание универсального чистящего средства для удаления бытовых пятен различной природы, в том числе и нерастворимых в жиромаслянном растворителе.

Данная задача решается при помощи универсального пятновыводящего средства, состоящего из порошкообразного адсорбента и заключенного в полимерную оболочку микрокапсул жиромасляного растворителя, отличающегося тем, что средство дополнительно содержит масло- и водорастворимые поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полимерная оболочка микрокапсул - 8,7 - 27,4
Порошкообразный адсорбент - 3,9-8,0
Масло- и водорастворимые поверхностно-активные вещества - 0,1 - 5,0
Жиромасляный растворитель - Остальное до 100
При этом средство представляет собой порошок или пористое тело, образованное склеенными между собой микрокапсулами растворителя и частицами адсорбента, на наружной поверхности которых и (или) внутри микрокапсул содержатся масло- и водорастворимые поверхностно-активные вещества.

Пятновыводящее средство в виде порошка получают микрокапсулированием известными методами жиромасляного растворителя в полимерную оболочку, совмещением микрокапсул с поверхностно-активным веществом и порошкообразным адсорбентом в водной среде при перемешивании с последующим удалением избыточной водной фазы и сушкой состава до сыпучего состояния.

При получении средства в виде пористого тела после формирования оболочек микрокапсул и совмещения их с порошкообразным адсорбентом и поверхностно-активным веществом состав формуют в статических условиях и высушивают.

Например, микрокапсулы жиромасляного растворителя, содержащего оболочки из мочевиноформальдегидного полимера, получают по описанному способу (Патент США N 3516941, B 01 J 13/02, опубл. 1970 г.) путем диспергирования растворителя в водном растворе низкомолекулярных реакционных компонентов на основе продуктов взаимодействия мочевины и формальдегида, подкисления раствора до pH 2,0-3,5, перемешивания системы в течение 1-3 часов при температуре 15-35^oC, удалении избыточной водной фазы и сушки микрокапсул.

По другому способу (С.А., 1963, 59, N 12, 14197h.) микрокапсулы жиромасляного растворителя, содержащего оболочки из желатины, получают путем диспергирования растворителя в водном растворе желатины при 50^oC, смешивания полученной эмульсии при этой температуре с водным раствором сульфата натрия, охлаждения системы до 5-10^oC, отверждения оболочек в щелочной среде раствором формалина, фильтрации и сушки микрокапсул.

Предложенные примеры получения микрокапсул жиромасляного растворителя поясняют технические возможности реализации данного изобретения, но не ограничивают способы возможного изготовления микрокапсул и природу полимеров, используемую для формирования оболочек микрокапсул. По изобретению оболочка микрокапсул может быть выполнена из полимеров различной природы, препятствующих испарению растворителя, в том числе таких, как мочевиноформальдегидные полимеры, желатина, поливиниловый спирт и т.п.

В качестве жиромасляного растворителя в микрокапсулах могут быть использованы перхлорэтилен, метиленхлорид, бензин, толуол и другие водонерастворимые легколетучие органические вещества и их смеси, а в качестве адсорбента - высокодисперсные порошкообразные наполнители в виде аэросила, талька, высокодисперсных полимеров, в том числе и полимерных частиц, идентичных по составу полимерных оболочек.

В качестве масло- и водорастворимых поверхностно-активных веществ могут быть использованы продукты, содержащие в составе молекул гидрофобные углеводородные цепочки C₁₀-C₁₈ и гидрофильные ионогенные и неионогенные группы.

В качестве маслорастворимых поверхностно-активных веществ (ПАВ) можно использовать многие известные маслорастворимые ПАВ, предпочтительно олеиновую кислоту, синтетические кислоты фракций C₁₀-C₁₆, C₇-C₉ триалкиламины, препарат OC-2 - моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов C₁₄-C₁₈, а в качестве водорастворимых ПАВ могут быть использованы многие известные водорастворимые ПАВ, предпочтительно сульфонол, в частности Na - C₁₂-C₁₈ алкилбензолсульфонат, неонол АФБ-12 - оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, лаурилсульфат, олеатт натрия. При этом соотношение маслорастворимых и водорастворимых поверхностно-активных веществ не является существенным и определяется в основном целевым назначением пятновыводящего средства. При удалении пятен масляной природы предпочтительно применение маслорастворимых поверхностно-активных веществ, содержание которых может колебаться в пределах 0,04-0,5 мас.%. При удалении пятен белковой природы (чай, кофе и т.д.) предпочтительно применение водорастворимых поверхностно-активных веществ, содержание которых может колебаться в пределах 0,06-5,0 мас.%.

Как было нами установлено, дополнительное введение поверхностно-активных веществ в указанных пределах в состав пятновыводителя во всех случаях существенно повышает его эффективность и позволяет удалять бытовые загрязнения различной природы в том числе и загрязнения, нерастворимые в жиромасляном растворителе.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-5 и таблицами 1,2.

Пример 1. В реактор загружают 80 мас.ч. 15%-ного раствора преконденсата мочевиноформальдегидных смол (Крепитель М-2) и при энергичном перемешивании приливают 100 мас.ч. перхлорэтилена, содержащего 0,1 мас.ч. олеиновой кислоты. Эмульсию подкисляют соляной кислотой до pH 2,0-3,0 и выдерживают при 20^oC в течение 1,0-1,5 часов до формирования гелеобразных оболочек микрокапсул, загружают дополнительно 10 мас.ч. 15%-ного раствора преконденсата, 20 мас. ч. воды, 0.2 мас.ч. неонола АФБ-12 и 6 мас.ч. аэросила. Полученную суспензию перемешивают 15-20 мин и выгружают в формы, выдерживают 24 ч при комнатной температуре, извлекают из формы и сушат.

Получают чистящее средство в виде брикетов пористого тела, состоящего из склеенных между собой частиц микрокапсул перхлорэтилена и частиц аэросила. При этом оболочка микрокапсул выполнена из мочевиноформальдегидного полимера, а малорастворимое поверхностно- активное вещество (олеиновая кислота) содержится внутри микрокапсул в растворителе, а водорастворимое поверхностно-активное вещество (неонол АФБ-12) содержится на наружной поверхности оболочек микрокапсул и адсорбента.

Пример 2. В реактор загружают 120 мас.ч. 15%-ного водного раствора преконденсата мочевиноформальдегидных смол (Крепитель М-2) и при энергичном перемешивании приливают 100 мас.ч. трихлорэтилена, эмульсию подкисляют соляной кислотой до pH 2,0-2,5 и выдерживают при 20^oC в течение 1,0-1,5 часов до формирования гелеобразных оболочек микрокапсул, после чего добавляют дополнительно 20 мас. ч. 15%-ного водного раствора преконденсата и 50 мас.ч. водной суспензии, содержащей 12 мас.ч. талька, 1,2 мас.ч. препарата ОС-2 и 5 мас.ч. неонола АФБ-12. Полученную суспензию перемешивают 10-15 мин, выгружают в формы, выдерживают 24 ч при комнатной температуре, извлекают из формы и сушат.

Получают чистящее средство в виде брикетов пористого тела, состоящего из склеенных между собой частиц талька и микрокапсул трихлорэтилена.

При этом оболочка микрокапсул выполнена из мочевиноформальдегидного полимера, а маслорастворимое поверхностно-активное вещество (ОС-2) и водорастворимое поверхностно-активное вещество (АФБ-12) содержится на наружной поверхности оболочки микрокапсул и адсорбента.

Пример 3. В реактор загружают 120 мас.ч. 20%-ного водного раствора преконденсата мочевиноформальдегидных смол (Крепитель М-2) и при энергичном перемешивании приливают 100 мас.ч. перхлорэтилена, содержащего 0.5 мас.ч. олеиновой кислоты. Эмульсию подкисляют до pH 2,5-3,0 и выдерживают при 20^oC в течение 1,5 ч, повышают температуру до 35^oC, добавляют 100 мас.ч. воды и выдерживают при перемешивании в течение 1,0-1,5 часов. В полученную суспензию микрокапсул добавляют 50 мас.ч. 5%-ого водного раствора сульфонола, содержащего 7 мас.ч. талька, и после 10 мин перемешивания реакционную массу отфильтровывают и сушат в тонком слое.

Получают чистящее средство в виде сыпучего порошка из смеси микрокапсул перхлорэтилена и талька.

При этом оболочка микрокапсул выполнена из мочевиноформальдегидного полимера, маслорастворимое поверхностно- активное вещество (олеиновая кислота) содержится в растворителе внутри микрокапсул, а водорастворимое поверхностно-активное вещество (сульфонол) распределено на наружной поверхности оболочки микрокапсул и адсорбента.

Пример 4. В реактор загружают 150 мас.ч. 25%-ного водного раствора преконденсата мочевиноформальдегидных смол (Крепитель М-2) и при энергичном перемешивании приливают 100 мас.ч. трихлорэтилена. Эмульсию подкисляют до pH 2,0-2,5 и выдерживают при 20^oC в течение 1,0-1,5 ч, после чего добавляют 50 мас. ч. воды и продолжают выдерживать в течение 1,5 ч при 35^oC, в полученную суспензию микрокапсул добавляют 50 мас.ч. 16%-ого водного раствора неонола АФБ-12 и 6 мас.ч. аэросила, после этого суспензию перемешивают 10 мин, отфильтровывают и высушивают в тонком слое.

Получают чистящее средство в виде сыпучего порошка, состоящего из смеси микрокапсул трихлорэтилена и адсорбента аэросила.

При этом оболочка микрокапсул выполнена из мочевиноформальдегидного полимера, а маслорастворимое поверхностно-активное вещество (неонол АФБ-12) на наружной поверхности оболочки микрокапсул и адсорбента.

Пример 5. В реактор загружают 100 мас.ч. 2%-ного водного раствора метилцеллюлозы, подогревают до 50^oC и при энергичном перемешивании загружают 80 мас.ч. ксилола, содержащего 0.3 мас.ч. препарата ОС-2.

Смесь перемешивают 5-10 мин и приливают 200 мас.ч. 10%-ного водного раствора желатины, подогретого до 50^oC, полученную эмульсию медленно приливают в 200 мас.ч. 20%-ного раствора Na₂SO₄, охлаждают до 10^oC, подщелачивают до pH 9,0-9,5 и приливают 10 мас.ч. 37%-ного формалина.

Суспензию выдерживают при перемешивании в течение 15 мин, добавляют 5 мас. ч. неонола АФБ-12, 4 мас.ч. талька и заливают в формы. После 24 ч выдержки при комнатной температуре из формы выгружают брикеты и сушат.

Получают чистящее средство в виде брикетов пористого тела, состоящего из склеенных между собой частиц микрокапсул о-ксилола, адсорбента и смеси масло- и водорастворимых поверхностно-активных веществ.

При этом оболочка микрокапсул выполнена из желатины, адсорбент представляет собой высокодисперсные частицы талька, маслорастворимое поверхностно-активное вещество (препарат ОС-2) содержится внутри микрокапсул в ксилоле, а водорастворимое поверхностно-активное вещество (неонол АФБ-12) распределено на наружной поверхности оболочки микрокапсул и адсорбента.

В таблице 1 приведен компонентный состав средств для удаления бытовых загрязнений, а в таблице 2 показаны чистящие свойства средств при удалении бытовых загрязнений различной природы на х/б ткани, полученных согласно примерам 1-5.

Вследствие неизбежных технологических отходов в процессе производства чистящего средства (испарение растворителя, неполное выделение полимера на поверхности микрокапсул, удаление избыточной водной фазы и т.д.) компонентный состав получаемых образцов заметно отличается от состава используемых компонентов.

В связи с этим состав чистящего средства, представленный в таблице 1, определяли экспериментально путем взвешивания влажного образца до сушки (Q_в), после сушки (Q_с) и после разрушения микрокапсул и полного удаления растворителя из разрушенного образца (Q_р), при этом содержание компонентов вычисляют по формуле:
- содержание растворителя Р=(Q_с - Q_р) • 100% / Q_с, [мас.%];
- содержание адсорбента A = (Q_в - Q_с) • а /Q_с, [мас.%], где а - концентрация адсорбента в водной фазе, [мас.%];
- содержание поверхностно-активных веществ на поверхности микрокапсул и адсорбента ПАВ= (Q_в - Q_с) • w_в /Q_с, [мас.%], где w_в - концентрация поверхностно-активных веществ в водной фазе, [мас.%];
- содержание поверхностно-активных веществ в жиромасляном растворителе ПАВ = (Q_с - Q_р) • w _р/Q_с, [мас.%], где w_р - концентрация поверхностно-активных веществ в растворителе, [мас.%];
- содержание оболочки микрокапсул соответственно составляет W_об = Q_р • 100/Q_с - (А + ПАВ), [мас.%].

В случае изготовления адсорбента из мочевиноформальдегидного полимера содержание его определяют по сухому остатку реакционного раствора преконденсата, который отбирают для анализа при загрузке суспензии в формы, по формуле:
- A_п = (Q_в - Q_с) • a_п /Q_с, [мас.%], где a_п - концентрация сухого остатка в реакционном растворе, [мас.%].

Для оценки чистящих свойств представленных образцов на чистую х/б ткань наносили количественно контролируемые загрязнения и выдерживали для старения при комнатных условиях в течение 3 суток. В качестве образцов использовали средства, выполненные в виде пористого тела брикета цилиндрической формы диаметром 20 мм и длиной 60 мм. Чистку производили "сухим" (С), "мокрым" (М) или комбинированным (К) способами.

При "сухой" чистое удаление загрязнений осуществляли путем механического трения сухого брикета по загрязненному участку до появления пятна растворителя, вытекающего из разрушенных микрокапсул, с последующей выдержкой обработанной поверхности в течение 5-10 мин, после чего порошок адсорбента с осколками разрушенных оболочек микрокапсул удаляли встряхиванием и чисткой щеткой или губкой.

При "мокрой" чистке удаление загрязнений осуществляли путем механического трения увлажненною водой рабочего конца брикета по загрязненному участку, с выдержкой (сушкой) обработанной поверхности в течение 10-20 минут с последующим удалением адсорбента с осколками разрушенных оболочек микрокапсул встряхиванием и чисткой щеткой или губкой.

При комбинированном методе чистку загрязненных участков ткани осуществляли чередованием "сухого" и "мокрого" методов в последовательности "сухой" - "мокрый" - "сухой".

Качество чистки оценивали визуально по наличию (-) или отсутствию (+) загрязненных участков и "ореола". При необходимости проводили повторную обработку загрязненного участка предлагаемыми составами. Неполное удаление загрязнений в таблице 2 отмечено знаком (+).

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что средство по изобретению удаляет бытовые загрязнения различной природы и может эффективно использоваться при "сухом" и "мокром" способах чистки.

Указанный технический результат достигается и с другими, представленными на стр. 3 масло- и водорастворимыми поверхностно-активными веществами, адсорбентами и жиромасляными растворителями.

Подобная универсальность действия средства по изобретению обусловлена введением в состав масло- и водорастворимых поверхностно-активных добавок, проявляющих активность как в органическом растворителе при "сухой" чистке, так и в водно-масляной среде при "мокрой" чистке увлажненным водой составом с микрокапсулами жиромасляного органического растворителя.

Описывается универсальное пятновыводящее средство для удаления бытовых загрязнений различной природы с поверхности текстильных изделий, а также с поверхности различных твердых материалов. Пятновыводящее средство состоит из порошкообразного адсорбента и заключенного в полимерную оболочку микрокапсул жиромасляного растворителя. Кроме того, пятновыводящее средство содержит маслорастворимые и водорастворимые поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов, мас. %: полимерная оболочка микрокапсул 8,7-27,4, порошкообразный адсорбент 3,9-8,0, масло- и водорастворимые поверхностно-активные вещества 0,1-5,0 и жиромасляный растворитель - остальное до 100. Средство позволяет эффективно удалять загрязнения различной природы при сухой и мокрой чистке. 2 табл.

1. Пятновыводящее средство, состоящее из порошкообразного адсорбента и заключенного в полимерную оболочку микрокапсул жиромасляного растворителя, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит маслорастворимые и водорастворимые поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полимерная оболочка микрокапсул - 8,7-27,4
Порошкообразный адсорбент - 3,9-8,0
Масло- и водорастворимые поверхностно-активные вещества - 0,1-5,0
Жиромасляный растворитель - Остальное до 100
2. Пятновыводящее средство по п.1, отличающееся тем, что маслорастворимые и водорастворимые поверхностно-активные вещества содержатся на поверхности адсорбента и на наружной поверхности оболочек микрокапсул. 3. Пятновыводящее средство по п.1, отличающееся тем, что маслорастворимые поверхностно-активные вещества содержатся в жиромасляном растворителе внутри микрокапсул, а водорастворимые поверхностно-активные вещества содержатся на поверхности адсорбента и на наружной поверхности оболочек микрокапсул.