СОСТАВ СВЕЧИ Российский патент 2004 года по МПК C11C5/00 

Изобретение относится к бытовой химии, в частности к свечам специального назначения, и может быть использовано в промышленности бытовой химии.

Известны свечи, продукты сгорания которых используют не только для светоиспускания, а также для выполнения других специальных функций. Так, известна свеча с пустотами, заполненными жидкими функциональными добавками [ФРГ (DЕ) № 053640644, C 11 C 5/00. Опубл. 05.06.88. N 23]. Эта свеча состоит из воска или аналогичного ароматизированного материала и отличается тем, что свечу, например, высверливают и образовавшиеся пустоты заполняют жидкостью с растворенными в ней функциональными добавками, которые при горении свечи выделяются в свободном виде [аналог].

Аналог имеет следующие недостатки:

1. Велики энерго- и трудозатраты и при изготовлении, и при использовании.

2. Велик расход функциональных добавок, так как их большая часть расходуется на взаимодействие с продуктами сгорания свечи и кислородом воздуха.

Первый недостаток преодолен в техническом решении [пат. США N 4449987, C 11 C 5/00, С 10 L 5/00, Jerome J. Lindauer. N 458891 от 18.06.83, опубл. 22.05.84]. Прототип 1, в котором предложен унитарный (т.е. всегда готовый к действию) состав свечи, содержащий углеводородную восковую композицию (преимущественно парафиновую), а также ароматизирующий и репеллентный агенты, вес.ч. 1:30. В состав последних вводят по крайней мере одно из 11 производных метилгептенона; одно из 10 производных кумарина и одно из 15 производных индола.

Однако и в Прототипе 1 очень высок расход функциональных добавок, так как часть их, в особенности производные -ЕНОНА, как и все известные кетоненасыщенные соединения, очень легко окисляются кислородом воздуха при сгорании свечи. Окисление добавок не только дорого, но и повышает токсичность продуктов сгорания, а последние при определенных условиях могут полностью изменить действие добавок на непредусмотренное своему функциональному назначению.

Таким образом, в состав свечи специального назначения на основе парафина вводят значительное количество функциональных добавок, более дорогих, чем сам парафин. Следовательно, основное техническое противоречие составов свечей специального назначения на основе парафина - это противоречие между необходимостью вводить в состав свечи дорогостоящие функциональные добавки и эффективностью использования функциональных добавок при сгорании свечи.

Очевидно, что эффективность функционального действия малых количеств добавок может быть достигнута использованием следующих принципиальных подходов.

Подход 1.

Состав свечи построен таким образом, что функциональное действие проявляет не сама добавка в свечную массу, а продукты, получающиеся из этой добавки под действием тепла, продуктов сгорания свечи и кислорода воздуха.

Подход 2.

В состав свечи дополнительно введены специальные вещества, защищающие функциональную добавку от действия тепла, продуктов сгорания свечи и кислорода воздуха.

Подход 3.

Суперпозиция подхода 1 и подхода 2, т.е. функциональные добавки преимущественно образуются при горении свечи, и в состав свечи введены специальные защитные вещества.

Известно техническое решение, использующее подход 1 для получения состава свечи [патент РФ N 2035496, C 11 C 5/02. Бюл. N 14. 20.05.95. Багаев С.И. Приоритет от 14.07.92]. Прототип 2, где при введении малых добавок полиолефинов (полиэтилена высокой плотности или стереорегулярного полипропилена или их смесей) в состав свечи на основе парафина уменьшается их оплываемость и хрупкость, но растут механическая прочность и продолжительность горения, а малое количество полиолефинов делает свечи более дешевыми, более прибыльными.

Недостатком Прототипа 2 является отсутствие специального функционального назначения, так как состав свечи, содержащей малые добавки полиолефинов, используют только для светоиспускания, но этот состав может служить базовым для состава свечей специального назначения, т.е. таких свечей, продукты сгорания которых обладают специфическим функциональным действием: либо уже известным, либо совершенно новым, придающим свечам новые потребительские свойства.

Цель предлагаемого изобретения относится к новому функциональному действию, а именно:

сжигание свечи определенного состава в закрытом помещении должно производить дезинфицирующее, антибактерицидное действие против плесневых грибов и микроорганизмов.

Поставленная цель достигается тем, что в состав свечи на основе парафина и малых добавок полиэтилена высокой плотности и/или стереорегулярного полипропилена вводят полиформальдегид с молекулярной массой от 240 до 120000 и бензиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Парафин 97,0-99,55

Полиэтилен высокой плотности

и/или стереорегулярный полипропилен 0,05-2,0

Полиформальдегид 0,2-0,5

Бензиловый спирт 0,2-0,5

Конкретная величина добавок полиформальдегида и бензилового спирта определяется массой свечей, предназначенных для конкретного дезинфицируемого помещения (овощехранилища, овощной ямы, склада, теплицы и т.д.). Предлагаемый состав, как и состав по Прототипу 2, позволяет изготавливать свечи любым способом: заливкой в формы; маканием нити в расплав; протяжкой нити через расплав и калиброванные отверстия, или проходным прессованием.

Важным преимуществом предлагаемого состава свечей, содержащего полиформальдегид и бензиловый спирт, является выделение газообразного формальдегида при сгорании свечи за счет термического разложения полиформальдегида в количествах, необходимых для дезинфекции. Полное дезинфицирующее действие формальдегида достигается для вегетативных форм микроорганизмов за 10 минут контакта, а для спор микроорганизмов за 30 минут контакта [Методы общей бактериологии. Под. ред. Ф.Герхардта и др. М.: Мир, 1984. - Т.3, - 264 с.].

Вторым преимуществом предлагаемых составов является введение в состав бензилового спирта, который при горении свечи легко окисляется в бензальдегид, а затем в бензойную кислоту. Последняя, как и формальдегид, тоже является важным природным антисептиком и консервантом. Но главная роль бензилового спирта в составе свечи состоит в том, что он быстрее, чем формальдегид, окисляется и тем самым защищает формальдегид от окисления в зоне пламени свечи, кроме того, бензиловый спирт служит важной технологической добавкой, ускорителем растворения полиформальдегида в составе свечи.

Третьим преимуществом предлагаемых составов является установление порогового значения соотношений полиформальдегида к бензиловому спирту как 1:1, которое не только позволяет обеспечить полное выделение газообразного формальдегида и удаляет его из зоны пламени свечи без окисления, а также обеспечивает технологически приемлемое время растворения полиформальдегида в составе свечи без разложения.

Примеры осуществления изобретения.

Опыт 1. 9,7 кг парафина марки T.1 (ГОСТ 23683) нагревали в открытом реакторе с мешалкой до 80°С, затем включали перемешивание и, не прекращая нагревания, добавляли порошок полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с плотностью 0,95 г/см³ в количестве 0,2 кг. После получения прозрачного раствора к нему добавляли 0,05 кг порошка полиформальдегида (СТУ 36-138-64) с молекулярной массой 50000-60000, предварительно смоченного 0,05 кг бензилового спирта квалификации "ч.д.а." (ГОСТ 8751-72) с плотностью при 20°С от 1,045 до 1,047 и показателем Е преломления n20d

от 1,5395 до 1,5405, температурой кипения от 204 до 207°С при давлении 760 мм рт.ст., затем перемешивали и нагревали до растворения (прозрачный раствор). После этого перемешивание и нагрев отключали и свечную массу охлаждали до температуры изготовления свечей или температуры хранения.

Опыт 2. То же, как в опыте 1, только полиформальдегида и бензилового спирта брали по 0,04 кг.

Опыт 3. То же, что и в опытах 1 и 2, но полиформальдегида и бензилового спирта брали по 0,03 кг.

Опыт 4. Аналогично опытам 1-3, но полиформальдегида и бензилового спирта брали по 0,02 кг.

Опыт 5. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид брали с м.м. 240, в виде параформа.

Опыт 6. То же, что в опыте 2, но полиформальдегид брали с м.м.240.

Опыт 7. То же, что в опыте 3, но полиформальдегид брали с м.м.240.

Опыт 8. То же, что в опыте 4, но полиформальдегид брали с м.м. 240.

Опыт 9. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид брали с м.м. 3500-4500 в виде α-полиоксиметиленоксида.

Опыт 10. То же, что в опыте 9, но полиформальдегид с м.м. 3500-4500 и бензиловый спирт брали по 0,04 кг.

Опыт 11. То же, что в опыте 10, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0,03 кг.

Опыт 12. То же, что в опыте 11, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0,02 кг.

Опыт 13. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид брали с м.м. 80000-100000, в виде гомополимера "Дельрин" производства США.

Опыт 14. То же, что в опыте 13, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0,04 кг.

Опыт 15. То же, что в опыте 14, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0,03 кг.

Опыт 16. То же, что в опыте 14, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0,02 кг.

Опыт 17. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид брали в виде сополимера СФД марки А с м.м. 80000. Сополимер СФД - это сополимер формальдегида с 2 мол.% окиси этилена.

Опыт 18. То же, что в опыте 17, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0,04 кг.

Опыт 19. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид брали в виде сополимера СТД марки Г с м.м. 120000. Сополимер СТД - это сополимер триоксана - циклического тримера формальдегида с диоксоланом в количестве 2-3 мол.%.

Опыт 20. То же, что в опыте 19, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0.02 кг.

Опыт 21. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0.01 кг.

Опыт 22. То же, что в опыте 21, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0.015 кг.

Опыт 23. То же, что в опыте 1, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0.06 кг.

Опыт 24. То же, что в опыте 23, но полиформальдегид и бензиловый спирт брали по 0.07 кг.

Свечи различных составов и методов изготовления испытали: на температуру плавления по ГОСТ 4255-75; оплываемость - весовым методом по относительному количеству массы, оставшейся после горения свечи; устойчивость к размягчению (держание формы) и механическую прочность - на приборе для определения механической прочности парафина и парафиновых изделий на излом. Все свечи имели характеристики не хуже свечей по Прототипу 2. Все свечи были устойчивы к размягчению при температуре 38°С в течение 1 часа.

Все свечи испытывали на дезинфицирующие действие в типовой овощной яме объемом 15 м³ (14.37 м³) и на содержание формальдегида в воздухе после дезинфекции и после проветривания помещения.

Дезинфицирующее действие оценивали в сравнении общей обсемененности микроорганизмами (метод седиментации в течение 10 минут) до и после сжигания свечи, а также сравнением обсемененности плесневыми грибами до и после сжигания свечи.

Наиболее представительные испытания свечей в отношении дезинфицирующего действия были выполнены на свечах массой 14 г (диаметром 9 мм, длиной 135 мм), изготовляемых из парафина марки T.1 (ГОСТ 23683), полиэтилена высокой плотности, порошка полиформальдегида по СТУ 36-13-8-64 и бензилового спирта квалификации "ЧДА".

В таблице (опыты 1-20) представлены результаты испытаний составов, содержащих функциональную добавку полиформальдегид - бензиловый спирт в заявленных пределах (т.е. каждая функциональная добавка от 0.2 до 0.5 мас.%, поскольку при содержании полиформальдегида в составе свечи ниже чем 0.2 мас.% дезинфицирующее действие свечей ослабляется, и требуется сжигание повышенного их количества на единицу объема дезинфицируемого помещения, а при содержании полиформальдегида в составе свечи выше 0.5 мас.% снижается и защитная, и технологическая роль бензилового спирта. Последнее ведет к тому, что получающийся при горении газообразный формальдегид легко окисляется, т.е. расходуются нерационально.

В таблице приведены результаты усредненных испытаний по 10 образцам. Из сравнения результатов опытов 1-20 видно, что практически все типы полиформальдегида приводят к заявленному результату. Наиболее эффективны параформ, α-полиметиленоксид и дельрин. Сополимеры СТД и СФД также не уступают указанным полиформальдегидам. Все это справедливо при дозировке в заявленных пределах (от 0.2 до 0.5 мас.%). Из опытов 21, 22 видно, что дезинфицирующее действие свечей при содержании полиформальдегида, меньшем 0.2 мас.%, значительно снижено. Из опытов 23, 24 видно, что при содержании полиформальдегида выше чем 0.5 мас.%,

проявляется нерациональный расход дезинфицирующего средства (в опыте 23 на ~23%, а в опыте 24 на ~40% перерасход). Следовательно, заявленные пределы строго выявлены.

Важнейшим преимуществом предлагаемого технического решения является обнаруженное новое потребительское свойство свечей, а именно способность продуктов сгорания уничтожать микроорганизмы, их споры и плесневые грибы. При этом концентрации дезинфицирующего агента и его тип использованы таким образом, что не меняют вкусовых качеств продуктов и в щелости сохраняют деревянные конструкции.

Изобретение относится к бытовой химии. Состав свечи на основе парафина и малых добавок полиэтилена высокой плотности и/или стереорегулярного полипропилена. Состав содержит полиформальдегид с молекулярной массой от 240 до 120000 и бензиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: парафин 97,0-99,55; полиэтилен высокой плотности и/или стереорегулярный полипропилен 0,05-2,0; полиформальдегид 0,2-0,5; бензиловый спирт 0,2-0,5. Изобретение позволит придать продуктам сгорания свечи бактерицидные и дезинфицирующие свойства. 1 табл.

Состав свечи на основе парафина и малых добавок полиэтилена высокой плотности и/или стереорегулярного полипропилена, отличающийся тем, что он содержит полиформальдегид с молекулярной массой от 240 до 120000 и бензиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Парафин 97,0-99,55

Полиэтилен высокой плотности и/или

Стереорегулярный полипропилен 0,05-2,0

Полиформальдегид 0,2-0,5

Бензиловый спирт 0,2-0,5