ГЕЛЕВЫЙ СОСТАВ СЛЕЗОТОЧИВОГО РАЗДРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СРЕДСТВ САМООБОРОНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК C06D7/00 

Изобретение относится к жидким составам слезоточивого раздражающего действия нелетального воздействия на человека и животных, предназначенным для снаряжения средств самообороны, в частности баллонов с клапаном непрерывного действия.

Известен жидкий состав раздражающего действия (патент РФ №2284311, МПК C06D 7/00, дата публ. 27.09.2006), содержащий по меньшей мере одно активное вещество, органический растворитель, в качестве которого он содержит по меньшей мере одно фторсодержащее соединение с массовым содержанием фтора 30-75%, состав дополнительно содержит полимерный загуститель при следующем соотношении компонентов, мас.%: активное вещество (ирритант) - 1-15, фторсодержащее соединение 85-97, полимерный загуститель 0,1-5,0.

В качестве ирританта в жидком составе может выступать любое известное для данных целей вещество или сочетание двух и более таких веществ. Основными активными веществами для жидких составов раздражающего действия являются морфолид пеларгоновой кислоты, олеорезин капсикум (ОС), хлорацетофенон (CN), дибенз[b,f]-1-4-оксазепин (CR).

В качестве фторсодержащих органических растворителей жидкий состав может содержать спирт или сложный эфир, а также смесь спирта-теломера n-2 (1,1,5-тригидрооктафторамиловый спирт) и спирта-теломера n-3 (1,1,7-тригидрододекафторгептиловый спирт).

В качестве загустителя жидкий состав содержит, например, полиметакрилаты, такие как «Дакрил» или смола БМК-5.

В качестве пропеллента для эвакуации жидкого состава используют сжатый газ азот или сжатый воздух. Применение сжатых газов позволяет использовать жидкий состав при температурах до минус 25°C, что повышает условия эксплуатации состава.

Недостатками известного жидкого состава является следующее:

1. Использование в качестве загустителя полиметилметакрилата марки Дакрил - стеклообразного полимера обеспечивает высокую плотность состава, что не применимо в жидком составе используемого для аэрозольных баллонов с клапаном непрерывного действия.

2. Применение в известном составе в качестве загустителя полиметилметакрилата марки Дакрил не безопасно, так как мелкие частицы данного вещества, присутствующие в составе, при эвакуации из средства самообороны могут вызвать повреждения глаз.

3. Недостаточная кучность метания аэрозольного облака и недостаточная ветроустойчивость вследствие своей легкости и малой вязкости газовой дисперсионной среды. Кроме того, загрязнение окружающего воздуха отравляющими веществами, ограничивает применения средства самообороны в закрытом пространстве (таком как лифт, электричка, метро, трамвай, подъезд дома), что указывает на низкие эксплуатационные возможности известного состава.

Известна гелевая перцовая композиция для средств самообороны (публикация WO 2006055640 A2, дата публикации 26.05.2006, п. 13 формулы), взятая в качестве прототипа для первого варианта, которая включает растворимого в воде олеорезин капсикума 0,1-25 вес.ч, 0,25-2 вес.ч. загустителя и 30-90 вес.ч. воды.

Известна гелевая перцовая композиция для средств самообороны (публикация WO 2006055640 A2, дата публикации 26.05.2006, п. 11 формулы), взятая в качестве прототипа для второго варианта, которая включает по меньшей мере 1,4% смеси капсаициноидов, 0,25-2% ксантановой камеди, 20-60% смесь изопропилового спирта и пропиленгликоля, 0,025-2% полисорбата и 30-77,6% воды.

В качестве загустителя известные гелевые композиции содержат ксантановую камедь.

Недостатками известных гелевых композиций является ограниченный срок эксплуатации и хранения в виду наличия в составе в качестве загустителя ксантановой камеди, срок хранения и эксплуатации состава составляет 3-6 месяцев, после которого его стабильность теряется-происходит расслоение состава. Наличие карбоксильных (остатки глюкуроновых кислот) и пируватных кислотных групп обеспечивает молекулам ксантана достаточно высокий отрицательный заряд. В коммерческих препаратах для получения стабильного загущения раствора, требуется предварительно нейтрализовать кислотные группы, иначе в процессе производства раствор может свернуться, не образовав вязкую структуру.

Молекулы ксантана адсорбируют воду с образованием трехмерной сетки из двойных спиралей ксантана, по структуре близкой с гелем, но отличающейся меньшей вязкостью.

Производство известной гелевой композиции в промышленных масштабах может быть затруднено свойством ксантановой камеди образовывать комки. Для хорошей гидратации ксантановой камеди ее частицы должны быть хорошо диспергированы в воде. При плохом диспергировании частицы могут слипаться, образуя в процессе перемешивания набухшие комки. Образование большого количества таких комков затрудняет полную гидратацию камеди и снижает эффективность ее применения.

Недостатком известной гелевой композиции, описанной в независимом пункте 11 формулы указанной выше международной заявки, является сложность композиции, состоящая из большого количества компонентов. Совместное использование спиртов и ксантановой камеди, смеси капсаициноидов требует дополнительной стабилизации жидкого состава полисорбатом для обеспечения гелевой структуры. Многокомпонентная рецептура увеличивает длительность производственного процесса гелевого состава до 3-х часов, повышает трудоемкость, а также повышает себестоимость гелевой композиции.

Задачей изобретения являлось создание эффективного гелевого состава слезоточивого раздражающего действия за счет сохранения стабильности состава в виде гелевой структуры, безопасности воздействия, повышение срока годности состава.

Техническим результатом изобретения являются повышение эффективности гелевого состава слезоточивого раздражающего действия путем повышения проникающих свойств через кожу и ускорения проявления останавливающих свойств гелевого состава, повышение безопасности состава, эксплуатационной надежности, долговечности, сокращение продолжительности технологического процесса изготовления, снижение себестоимости состава.

Технический результат достигается следующим образом.

По первому варианту гелевый состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны, содержащий по меньшей мере один ирритант, загуститель, воду, согласно изобретению, в качестве загустителя содержит синтетический полимер Aristoflex AVC при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ирритант 1-6 Aristoflex AVC 0,5-1,2 вода остальное

По второму варианту гелевый состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны, содержащий по меньшей мере один ирритант, загуститель, по меньшей мере, один органический растворитель, воду, согласно изобретению в качестве загустителя содержит синтетический полимер Aristoflex AVC при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ирритант 1-6 Aristoflex AVC 0,5-1,2 органический растворитель 10-35 вода остальное

Состав по первому варианту, согласно изобретению, в качестве ирританта содержит олеорезин капсикум.

Состав по второму варианту, согласно изобретению, в качестве ирританта содержит олеорезин капсикум или морфолид пеларгоновой кислоты или их смесь.

Состав по второму варианту, согласно изобретению, в качестве органического растворителя содержит этиленгликоль или изопропиловый спирт.

Технический результат достигается тем, что в качестве загустителя по любому из вариантов гелевый состав содержит Aristoflex AVC - сополимер аммоний акрилоилдиметилтаурата/винилпирролидона, представляет порошок белого цвета («Справочник химических компонентов и рецептур», сайт «ХимАгент», http://chemagent.ru/prodavtsy/10-catprodl/838-aristoflex-avc, Спецификация, Паспорт безопасности). Aristoflex AVC разработан для производства эмульсий «масло-в-воде», Хорошо совместим с широким спектром органических растворителей. Вязкость и сила сдвига Aristoflex AVC не изменяются в спектре pH 4 - 9. Применяется в косметических продуктах: лосьонах, кремах-гелях и кремах (http://www.abcdef.com.ua/ru-27369ns/eshop/5-1-geleobrazovateli/0/5/259-Aristoflex-AVs-1Pgr).

Синтетический полимер Aristoflex AVC обеспечивает повышение стабильности гелевого состава слезоточивого раздражающего действия -способности сохранять гелевую структуру в течение срока эксплуатации и хранения состава, находясь при этом в основном в растворенном и некристаллизующемся состоянии и без образования пустот, без предварительной нейтрализации (готов к использованию), сокращает время подготовки компонентов состава.

Полимер Aristoflex AVC не склонен к образованию комков, легко растворяется и придает необходимые свойства (густоту жидкому составу), сокращая процесс производства гелевого состава до 30-60 мин. Сокращает себестоимость состава за счет отсутствия дополнительных компонентов -стабилизаторов.

Стабилизирующий эффект полимера Aristoflex AVC объясняется сетчатой структурой полимера, обеспечивая динамическое сопротивление сдвигу.

Наличие полимера Aristoflex AVC в составе раздражающего действия обеспечивает метание гелевого состава в виде узкой струи, которая действует целенаправленно, оказывая воздействия только на цель, не загрязняя окружающий воздух. Это позволяет использовать заявленный состав при небольшом ветре, в тумане или условиях ограниченного пространства (лифт, электричка, метро, трамвай, подъезд дома), что повышает эксплуатационные возможности состава.

Заявленный гелевый состав обладает высокой эффективностью, так как, попадая на кожу иммобилизуемого, быстро распределяется на ней и, благодаря особому взаимодействию полимера Aristoflex AVC при соприкосновении с кожей из-за наличия на ней солей, полимер разрушается, высвобождая ирритант, который мгновенно впитывается и воздействует на соответствующие нервные окончания (рецепторы) оказывая останавливающее действие.

Использование в гелевом составе в качестве загустителя полимера Aristoflex AVC повышает долговечность состава, обеспечивая его стабильную структуру в течение не менее 3-х лет.

Минимальное количество загустителя Aristoflex AVC составляющее 0,5 мас.% в гелевом составе обусловлено заданными характеристиками состава слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны.

При количестве загустителя Aristoflex AVC меньшем 0,5 мас.% в составе происходит снижение вязкости, состав остается слишком жидким, не происходит образование гелевой структуры необходимой плотности, происходит снижение эффекта ветроустойчивости состава.

При концентрации загустителя более 1,2 мас.%, гелевый состав обладает слишком высокой вязкостью и низкой текучестью, что приводит к затруднению его эвакуации из выходного отверстия баллона, снижению работоспособности средства самообороны.

В качестве ирританта гелевый состав по первому варианту содержит олеорезин капсикум.

В качестве ирританта гелевый состав по второму варианту содержит олеорезин капсикум или морфолид пеларгоновой кислоты, или их смесь.

Олеорезин капсикум (ОС) - природный капсаициноид, экстракт из жгучих сортов красного перца, раздражающее вещество естественного происхождения. Использование в жидком составе в качестве ирританта ОС обеспечивает снижение токсичности состава.

Морфолид пеларгоновой кислоты (МПК) - аналог ОС, со сходным воздействием на поражаемый объект. Это маслянистая, прозрачная жидкость с желтоватым оттенком, не растворима в воде, растворима в полярных органических растворителях.

Состав, содержащий два ирританта, оказывает комплексное раздражающее действие. Использование в качестве слезоточиво-раздражающих агентов смеси из двух ирритантов, например, ОС и МПК позволяет повысить скорость воздействия заявленного гелевого состава.

Минимальная концентрация ирританта в гелевом составе обусловлена нижним пределом воздействия, которое способно осуществить иммобилизацию правонарушителей, а также агрессивных животных, а максимальная ограничена, во-первых, требованиями ГОСТа, а во-вторых, необходимостью исключения нанесения противнику вреда средней тяжести.

В качестве основного растворителя гелевый состав по любому из вариантов содержит оксид водорода (вода) - жидкость без запаха, вкуса и цвета. Вода обладает высоким поверхностным натяжением среди жидкостей. Является универсальным растворителем, достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества. Применение воды в качестве растворителя позволяет уменьшить себестоимость гелевого состава, сократить время приготовления состава, позволяет растворить загуститель Aristoflex AVC, а также снизить токсичность жидкого состава.

В качестве органического растворителя по второму варианту гелевый состав может содержать этиленгликоль или изопропиловый спирт.

Этиленгликоль - представляет собой двухатомный спирт. Это прозрачная бесцветная жидкость слегка маслянистой консистенции, относится к классу умеренно ядовитых веществ (3-й класс опасности). Известно свойство водных растворов этиленгликоля - не замерзание при минусовых температурах, что позволяет применить этиленгликоль с водой в гелевом составе слезоточивого раздражающего действия для растворения ирританта и полимера Aristoflex AVC, а также для повышения морозостойкости состава, что позволяет расширить условия эксплуатации гелевого состава.

Изоприловый спирт - простейший вторичный одноатомный спирт, бесцветная жидкость с характерным спиртовым запахом, смешивается с водой и органическими растворителями во всех соотношениях, повышает морозостойкость гелевого состава.

При количестве органического растворителя в гелевом составе меньше 10 мас.% не обеспечивается морозостойкость состава.

Наличие органического растворителя до 35 мас.% в гелевом составе необходимо и достаточно для достижения морозостойкости состава до минус 25°C. Использование органического растворителя более 35 мас.% в составе не целесообразно.

В качестве пропеллента для эвакуации гелевого состава слезоточивого раздражающего действия из средств самообороны - баллонов с клапаном непрерывного действия может быть использован сжатый газ азот или сжатый воздух, которые обеспечивают необходимое давление в баллонах для полной, энергичной эвакуации гелевого состава при температурах до минус 25°C.

Наличие совокупности указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне заявленного гелевого состава слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны.

Сравнение заявленного решения с прототипом и другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию изобретения «изобретательский уровень».

Соответствие заявленного решения критерию изобретения «промышленная применимость» показано на конкретных примерах выполнения гелевого состава слезоточивого раздражающего действия.

Пример 1. Конкретным примером гелевого состава по первому варианту в качестве ирританта, содержащего олеорезин капсикум (ОС), является композиция со следующим соотношением компонентов, мас.%:

ОС 2,5 Aristoflex AVC 0,5 вода 97

Пример 2. Примером гелевого состава по первому варианту в качестве ирританта, содержащего олеорезин капсикум (ОС), является композиция со следующим соотношением компонентов, мас.%:

ОС 2,2 Aristoflex AVC 0,8 вода 97

Концентрация Aristoflex AVC 0,8% от массы гелевого состава обеспечивает вязкость состава 50000 мРа с, которая обеспечивает оптимальную текучесть гелевого состава.

Пример 3. Конкретным примером гелевого состава по второму варианту в качестве ирританта, содержащего олеорезин капсикум (ОС), является композиция со следующим соотношением компонентов, мас.%:

ОС 1,5 Aristoflex AVC 0,5 изопропиловый спирт 34 вода 64

Состав содержал минимальное количество полимера Aristoflex AVC, обеспечивающего вязкость жидкого состава 10000 мПа·с. Это наименьшая вязкость, при которой обеспечивается необходимая гелевая структура состава. При количестве загустителя Aristoflex AVC меньшем, чем 0,5 мас.% в составе происходит снижение вязкости, состав остается слишком жидким, не происходит образование гелевой структуры необходимой плотности, происходит снижение эффекта ветроустойчивости состава.

Пример 4. Конкретным примером гелевого состава по второму варианту в качестве ирританта, содержащего МПК, является композиция со следующим соотношением компонентов, мас.%:

МПК 5,8 Aristoflex AVC 1,2 этиленгликоль 35 вода 58

Состав содержал максимальное количество полимера Aristoflex AVC и органического растворителя - этиленгликоля, обеспечивающих динамическую вязкость жидкого состава 80000 мПа·с. При дальнейшем увеличении концентрации Aristoflex AVC, не обеспечивается эвакуация гелевого состава из выходного отверстия баллона. Наличие органического растворителя до 35 мас.% в гелевом составе необходимо и достаточно для достижения морозостойкости состава до минус 25°C. Использование органического растворителя более 35 мас.% в составе не целесообразно.

Пример 5. Конкретным примером гелевого состава по второму варианту в качестве ирританта, содержащего минимальное количество морфолида пеларгоновой кислоты (МПК), в качестве органического растворителя изопропанол, является композиция со следующим соотношением компонентов, мас.%:

МПК 1 Aristoflex AVC 0,8 изопропанол 21 вода 77,2

Минимальная концентрация ирританта в составе и концентрация изопропанола 21% от массы гелевого состава обеспечивают раздражающее действие состава с сохранением его безопасности, а также текучести гелевого состава при низких температурах до минус 9°C.

Пример 6. Конкретным примером гелевого состава по второму варианту в качестве ирританта, содержащего морфолид пеларгоновой кислоты (МПК), в качестве органического растворителя - минимальное количество этиленгликоля, является композиция со следующим соотношением компонентов, мас.%:

МПК 5 Aristoflex AVC 1,2 этиленгликоль 10 вода 83,8

Концентрация этиленгликоля 10% от массы гелевого состава обеспечивает морозостойкость до минус 4°С и необходимую текучесть гелевого состава при низких температурах. При количестве органического растворителя в гелевом составе меньше, чем 10 мас.% морозостойкость состава не обеспечивается.

Приготовление композиции по любому из вариантов осуществляют последовательным растворением компонентов гелевого состава следующим образом. В расчетное количество воды при постоянном перемешивании последовательно добавляют органический растворитель, загуститель, затем ирритант, перемешивают до получения однородной гелевой массы. Наполняют баллоны приготовленным гелевым составом и заправляют баллоны пропеллентом.

Заявленный гелевый состав раздражающего действия предназначен для средств самообороны, в частности, для снаряжения различного объема баллонов с клапаном непрерывного действия. При эвакуации жидкого состава образуется направленная узкая струя, которая, попадая в нападающего, оказывает механическое воздействие, залепляет глаза, при этом агрессор теряет ориентацию в пространстве, забивает ноздри, затрудняя дыхание, вызывает обильное слезотечение, жжение кожи и слизистых оболочек, в результате достигается цель - потеря у нападающего способности к активным действиям.

Опытная партия аэрозольных баллончиков, заправленных гелевым составом, была испытана на одном из предприятий г. Ижевска. Испытания показали, что использование гелевого состава раздражающего действия повышает эффективность состава за счет оказания дополнительного механического воздействия - залепления глаз; смачивающего действия - при соприкосновении с кожей полимер разрушается, а находящаяся в составе вода с ирритантом оказывает смачивающие действие; путем повышения его целенаправленного воздействия на нападающего, исключая заражение окружающего воздуха, оказание мгновенного и длительного эффекта от жидкого раздражающего состава, не превышающего требования безопасности. Состав обладает ветроустойчивостью, что снижает возможность воздействия жидкого состава на обороняющегося человека. Технический результат достигается использованием в составе сырья, которое позволяет повысить стабильность состава, сократить производственный цикл до 30-60 мин. Экономический эффект достигается использованием в составе легко доступного сырья, в том числе загустителя Aristoflex AVC, который для образования стабильного гелеобразного состава, не требует использования стабилизатора в виде полисорбата по сравнению с прототипом.

Испытания показали высокую эффективность состава как по раздражающим свойствам, так и по обеспечению безопасности воздействия заявленного жидкого состава.

Проведены медико-биологические и химико-аналитические испытания заявленного гелевого состава в институте токсикологии Федерального медико-биологического агентства ФГБУН ИТ ФБА России. Выдано экспертное заключение, подтверждающее эффективность и безопасность заявленного состава. На гелевый состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны разработаны технические условия, продукция сертифицирована.

Таким образом, заявленный гелевый состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны отвечает требованиям по эффективности действия и безопасности, отсутствию побочных отрицательных эффектов на организм человека.

Изобретение относится к жидким составам слезоточивого раздражающего действия нелетального воздействия на человека и животных, предназначенным для снаряжения средств самообороны, в частности баллонов с клапаном непрерывного действия. Гелевый состав содержит по меньшей мере один ирритант, загуститель - синтетический полимер Aristoflex AVC и воду. Вариант гелевого состава дополнительно содержит по меньшей мере один органический растворитель. В качестве ирританта состав содержит олеорезин капсикум или морфолид пеларгоновой кислоты или их смесь. В качестве органического растворителя состав содержит этиленгликоль или изопропиловый спирт. Изобретение обеспечивает повышение эффективности слезоточивого раздражающего действия состава за счет повышения проникающих свойств через кожу и ускорения проявления останавливающих свойств, а также повышение безопасности состава, эксплуатационной надежности, долговечности и сокращение продолжительности технологического процесса изготовления. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 пр.

1. Гелевый состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны, содержащий, по меньшей мере, один ирритант, загуститель и воду, отличающийся тем, что в качестве загустителя содержит синтетический полимер Aristoflex AVC при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ирритант 1-6 Aristoflex AVC 0,5-1,2 вода остальное

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ирринтанта содержит олеорезин капсикум.

3. Гелевый состав слезоточивого раздражающего действия для средств самообороны, содержащий, по меньшей мере, один ирритант, загуститель, по меньшей мере, один органический растворитель и воду, отличающийся тем, что в качестве загустителя содержит синтетический полимер Aristoflex AVC при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ирритант 1-6 Aristoflex AVC 0,5-1,2 органический растворитель 10-35 вода остальное

4. Состав по п. 3, отличающийся тем, что в качестве ирринтанта содержит олеорезин капсикум или морфолид пеларгоновой кислоты, или их смесь.

5. Состав по п. 3, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя содержит этиленгликоль или изопропиловый спирт.