МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КАМНЯ Российский патент 2006 года по МПК C11D1/825 C11D3/04 C11D3/20 

Изобретение относится к производству моющих средств технического назначения и может быть использовано для очистки фасадов зданий и сооружений из природных материалов (мрамора, известняка, ракушечника и др.) от различного рода атмосферных загрязнений, грязевых отложений, копоти, сажи, высолов и т.п.

Самыми распространенными загрязнениями фасадов являются загрязнения типа сажистого темного налета или копоти с потеками. Для удаления таких загрязнений наиболее эффективными моющими средствами являются средства на щелочной основе, содержащие поверхностно-активные вещества. Однако для очистки застарелых и сильнозагрязненных поверхностей используют сильнодействующие средства на основе кислот.

Известен состав, описанный в патенте США №6602350, содержащий поликарбоновую кислоту, поверхностно-активные вещества смешанного типа и подщелачивающий агент. Несмотря на то, что средство предназначено для удаления загрязнений с поверхности транспортных средств, оно эффективно удаляет загрязнения и с фасадов зданий, во многом схожие с загрязнениями транспортных средств. Однако применение этого средства для очистки фасадов ограничено природой материала, из которого выполнены фасады. Данное средство, как и другие на основе кислот, не пригодно для очистки поверхностей из природного камня, известняка, ракушечника и т.п., поскольку входящие в них карбонатные соединения способны растворяться в кислоте.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков и назначению является средство, описанное в авт. св. СССР №243128. Моющая композиция для очистки искусственного и природного камня содержит водный раствор фтористого амммония (10-30%) и поверхностно-активное вещество (полиоксиэтилированный алкилфенол).

Описываемый состав не содержит кислот, поэтому не разрушает очищаемую каменную поверхность. Однако моющие свойства известного состава недостаточны, чтобы очистить сильнозагрязненные поверхности. Видимо поэтому, несмотря на свою давнюю известность, он не получил широкого применения, особенно в промышленных городах, где от выбросов промышленных предприятий и многочисленного транспорта особенно сильно загрязняются поверхности зданий.

Данное изобретение направлено на усиление моющих свойств известного средства, как не содержащего в своем составе кислоты и потому пригодного для очистки фасадов из различного природного материала, в том числе известняка, ракушечника и т.п. материалов.

Для этого известное моющее средство для каменных поверхностей на водной основе, включающее фтористый аммоний и поверхностно-активное вещество (ПАВ), дополнительно содержит изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас %:

Изопропиловый спирт25-35Фтористый аммоний5-20ПАВ3-5ВодаОстальное

В качестве ПАВ использована смесь ОП-7 и ОП-10 в равных долях.

Введение в известную композицию изопропилового спирта настолько усиливает его моющие свойства, что качество очистки не уступает качеству очистки средствами, включающими кислоту, но в отличие от них является совершенно безвредным для каменных поверхностей.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного моющего средства, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения, показали, что использование в производстве моющих и чистящих средств алифатических спиртов, в т.ч. и изопропилового широко известно. Наиболее часто их включают в составы лосьенов как дезинфицирующие вещества, что свидетельствует о их слабых растворяющих свойствах. Используют также обезжиривающие свойства этих спиртов, включая их в состав моющих композиций для стекла, керамики и т.п. поверхностей (см. пат. США 4181623). Поэтому нельзя было с очевидностью предположить, что введение изопропилового спирта в композицию может привести к созданию сильнодействующего моющего средства.

Сами по себе ни фтористый аммоний ни изопропиловый спирт не являются сильными растворителями загрязнений, однако было обнаружено, что при смешении их друг с другом растворяющая способность композиции резко усиливается, что позволяет говорить о синергетическом эффекте.

Из этого можно заключить, что данное изобретение обладает изобретательским уровнем.

Технология приготовления предлагаемого моющего средства заключается в механическом смешении исходных компонентов и разбавлении их водой. При этом газовых выбросов и сточных вод не образуется. Процесс получения моющего средства может быть оформлен как периодический или непрерывный.

Испытание моющей способности и физико-механических свойств испытуемых материалов проведено на образцах из известняка в соответствии с ГОСТ 94-79-98. Образцы-кубы с длиной ребра 4,5 см и в количестве не менее 5 штук обрабатывались предлагаемым моющим средством и затем высушивались до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 60°С.

Полученные результаты в сравнении с необработанными образцами приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что обработка карбонатных горных пород предлагаемым моющим средством не ухудшает их прочностных характеристик.

Моющая способность предлагаемого и известного средства в зависимости от количества входящих в него компонентов проводилась на образцах-кубах с длиной ребра 4,5 см. Приготовленные образцы загрязнялись грязью и сажей. Для испытания брались два вида образцов: а) сильнозагрязненные; б) слабозагрязненные. Отмывка производилась щетками с синтетической щетиной в течение 15 минут, после чего средство смывалось чистой водой. Качество мойки оценивалось визуально.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Составы, содержащие фтористый аммоний в количестве менее 5%, а изопропиловый спирт в количестве менее 25% (пример 1), практически не обладают моющей способностью. Последняя появляется при содержании этих веществ соответственно 5% и 25% (пример 2), слабое загрязнение начинает отмываться.

Оптимальным составом, отмывающим как слабые, так и сильные загрязнения, можно считать состав, содержащий, мас.%:

Фтористый аммоний5-20Изопропиловый спирт25-35Смесь ПАВ ОП-7 и ОП-103-5водаостальное

Увеличение в композиции доли фтористого аммония и изопропилового спирта выше этих значений не ухудшает его моющих свойств (пример 4), но становится нецелесообразным с экономической точки зрения.

У составов по прототипу моющая способность проявляется только на слабозагрязненных образцах и то при максимальном содержании фтористого аммония (пример 5, 6).

Для оценки моющей способности предлагаемого состава в сравнении с известным была дополнительно использована методика фильтрования промывных вод после отмывки. Степень загрязненности определяется визуально:

1 степень - фильтр белый или светло-серый;

2 степень - фильтр светло-коричневый без видимого осадка;

3 степень - фильтр темный или коричневый с отчетливо видным осадком;

4 степень - фильтр черный.

Для сравнения с прототипом использовались две композиции: с минимальной и максимальной концентрацией компонентов. В качестве загрязненной поверхности выбиралась поверхность известняка.

Результаты определения моющей способности исследуемых составов представлены в таблице 3.

Из таблицы видно, что в минимальных концентрационных сочетаниях предлагаемая композиция отмывает загрязнения 2 степени, а по прототипу - 1 степени загрязнения. В максимальных концентрационных сочетаниях предлагаемая композиция отмывает загрязнения 3 степени, по прототипу - 2 степени загрязненности.

В целом из таблиц 2 и 3 следует, что по какой бы методике не оценивалась моющая способность предлагаемого и известного составов, сильнозагрязненные поверхности способен отмыть только предлагаемый состав.

Таким образом, преимуществом предлагаемого моющего средства является его универсальность, заключающаяся в возможности применения средства для очистки фасадов и сооружений из природного камня, известняка, ракушечника и т.п. материалов любой степени загрязненности без изменения физико-механических свойств очищаемой поверхности.

Таблица 1
Прочность образцов на сжатие№Обработанные моющим средством, R_сж, МПаНе обработанные моющим средством, R_сж, МПа121,321,6220,519,8320,120,3420,420,8520,820,5R_сж, МПА среднее20,6220,60

Таблица 2
Моющая способность средства в зависимости от количественного содержания входящих в него компонентов в сравнении с прототипом№Состав моющего средства, масс.%Сильное загрязнениеСлабое загрязнение1Фтористый аммоний4  Изопропиловый спирт20++ПАВ2  Водаостальное  2Фтористый аммоний5  Изопропиловый спирт25+-ПАВ3  Водаостальное  3Фтористый аммоний20  Изопропиловый спирт35--ПАВ5  Водаостальное  4Фтористый аммоний22  Изопропиловый спирт38--ПАВ6  Водаостальное  5 (прототип)Фтористый аммоний10  ПАВ2++Водаостальное  6 (прототип)Фтористый аммоний30  ПАВ5+-Водаостальное  Примечание: Знак (+) обозначает наличие загрязнений на образце
Знак (-) обозначает отсутствие загрязнений на образце

Таблица 3
Моющая способность средства в зависимости от количественного содержания входящих в него компонентов в сравнении с прототипом№Состав моющего средства, масс.%Цвет фильтраСтепень загрязненияЗаявляемая композиция2Фтористый аммоний5Светло-коричневый Изопропиловый спирт252ПАВ3 Водаостальное 3Фтористый аммоний20Темно-коричневый с осадком Изопропиловый спирт353ПАВ5 Водаостальное Прототип5 прототипФтористый аммоний10Светло-серый ПАВ21Водаостальное 6 прототипФтористый аммоний30Светло-коричневый ПАВ52Водаостальное 

Использование: для очистки камня, в частности фасадов зданий и сооружений из природных материалов (мрамора, известняка, ракушечника и др.) от различного рода атмосферных загрязнений, грязевых отложений, копоти, сажи, высолов и т.п. Средство содержит в мас.%: изопропиловый спирт 25-35; фтористый аммоний 5-20; ПАВ ОП-7 и ОП-10 3-5; вода остальное. Технический результат - повышение моющей способности и возможность применения для очистки материалов любой степени загрязненности без изменения физико-механических свойств очищаемой поверхности. 3 табл.

Моющее средство для очистки камня на водной основе, включающее фтористый аммоний и поверхностно-активные вещества (ПАВ), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изопропиловый спирт25-35Фтористый аммоний5-20ПАВ (ОП-7 и ОП-10)3-5ВодаОстальное