КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БИОТУАЛЕТА Российский патент 2023 года по МПК A61L2/16 C11D3/43 C11D3/50 C11D3/60 C11D3/48 C11D1/72 

Изобретение относится к области санитарии и гигиены, а именно к дезинфицирующим моющим средствам и может быть использовано в качестве композиции санитарно-моющего средства для химического биотуалета, обеспечивающего разложение органических отходов, для наполнения верхнего и нижнего баков биотуалета с целью обеспечения качественного смыва, отмывания его корпуса, а также дезинфекции, дезодорации содержимого верхнего и нижнего баков, и обеспечения переработки отходов, собирающихся в нижнем баке биотуалета.

Биотуалет является автономным устройством, для функционирования которого нет необходимости в подключении канализации и других коммуникаций, поэтому современные биотуалеты можно использовать практически везде, где нет соответствующих удобств, например, на даче.

Жидкостные биотуалеты обычно состоят из двух частей. Сверху располагается унитаз и емкость для смывной жидкости (верхний бак), а внизу находится емкость для сбора и переработки отходов (нижний бак).

В жидкостных химических биотуалетах для расщепления отходов используются специальные химические вещества.

Обычно верхний бак заполняют водой или составом для смыва отходов. Указанные составы обеспечивают дезодорацию воды в верхнем баке и улучшают саму процедуру удаления содержимого унитаза, а также дезинфицируют чашу унитаза. В нижний бак заливают составы, разлагающие отходы жизнедеятельности человека, обеспечивая переработку и обезвреживание отходов.

Из уровня техники широко известны жидкости для биотуалетов на основе микроорганизмов (биопрепараты), а также на основе смеси химических веществ. Однако, преимущества использования в биотуалетах именно химических веществ для переработки отходов перед биологическими препаратами на основе микроорганизмов заключается в возможности эффективной работы химических веществ практически при любой температуре, в том числе, зимой, тогда как диапазон температур жизнедеятельности живых бактерий ограничен и составляет +4 - (+30) градусов. В связи с этим не рекомендуется пользоваться биопрепаратами зимой или в условиях резких перепадов температур. Кроме того, биопрепараты нельзя сочетать с химическими средствами, то есть при заполнении нижнего бака биотуалета биопрепаратом нельзя использовать в верхнем баке антисептики и дезодорирующие препараты, поскольку полезные микроорганизмы погибают при контакте с данными веществами.

Также из уровня техники известно большое количество различных по составу жидкостей для биотуалета на основе химических веществ. Однако они также обладают некоторыми недостатками.

В частности, известные жидкости для нижнего бака не обеспечивают высокой скорости расщепления биологических отходов.

Некоторые составы для нижнего бака биотуалета содержат компоненты (например, аммонийные препараты), которые не могут эффективно осуществлять переработку отходов биотуалета, если в них содержится бытовая химия или составляющие моющих средств, что ограничивает их применение совместно с жидкостями для верхнего бака биотуалета, предназначенных, в том числе, для очистки и дезинфекции чаши унитаза биотуалета.

Кроме того, многие жидкостях для нижнего бака биотуалета для обеспечения эффективной переработки отходов содержат агрессивные химические вещества. Это жидкости для биотуалета, например, на основе хлора, а также содержащие соли фосфорной кислоты, фосфонатов. Применение подобных жидкостей со временем может привести к повреждению пластмассового корпуса или разрушению резиновых или металлических элементов корпуса (например, уплотнителей) биотуалета. А необходимость периодической чистки биотуалета, то есть дополнительного механического воздействия (например, щеткой) на корпус и элементы корпуса биотуалета существенно увеличивают риски их повреждения, что приводит к уменьшению сроков эксплуатации биотуалета.

Кроме того, зачастую жидкости для нижнего бака туалета в качестве расщепляющего агента содержат формальдегид, являющийся очень токсичным веществом, что не позволяет считать жидкость для биотуалета экологичной и что создает проблемы с утилизацией переработанных отходов, поскольку переработанные отходы нельзя сбрасывать в окружающую среду.

Так, например, из уровня техники известна жидкость для ухода за туалетными кабинами Goodhim Bio-T Prof в виде концентрата, предназначенная для консервации, дезинфекции и дезодорации, быстрого разложения отходов (до последующей утилизации) содержимого мобильных и автономных туалетных кабин, биотуалетов, дачных туалетов, выгребных ям и мусорных контейнеров (https://www.bafus.ru/100149900/). Указанная жидкость содержит в своем составе, %: ароматическую композицию - менее 5%, краситель - менее 5%, активный моющий компонент ПАВ - 5 - 15%, ЧАС (четвертичное аммониевое соединение) - 15-30%, воду - от 30% и более. Недостаток известной жидкости заключается в недостаточно высокой скорости разложения отходов нижнего бака биотуалета, обусловленной попаданием моющих средств, входящих в состав жидкости для верхнего бака, что исключает возможность применения указанной жидкости в нижнем баке, а также применения данной жидкости одновременно для верхнего и нижнего баков биотуалета.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке универсальной композиции санитарно-моющего средства для биотуалета, обеспечивающего разложение органических отходов, и выполняющей функции как жидкости для верхнего, так и нижнего баков биотуалета, при этом сохраняющей эффективность работы при широком диапазоне температур.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого изобретения, является расширение функциональных характеристик за счет возможности использования разработанной композиции как жидкости для верхнего, так и нижнего баков биотуалета, повышение эффективности очистки чаши унитаза биотуалета от разного рода загрязнений, улучшение смыва отходов, а также существенное повышение скорости расщепления органических отходов биотуалета с сохранением экологичности состава.

Композиция для биотуалета, содержащая Неонол АФ 9-10, и/или Неонол АФ 9-9, и/или Неонол АФ9-12, Катамин АБ, Bioneutral C5 или Катон LXE, отдушку, краситель, воду при следующем соотношении, % масс.:

Неонол АФ 9-10 и/или Неонол АФ 9-9, и/или Неонол АФ 9-12 - 8,5 - 10, 0;

Катамин АБ - 38,0 - 45,0;

Bioneutral C5 или Катон LXE - 0,05;

Отдушка - 0,2 - 0,4;

Краситель - 0,1 - 0,3;

вода - остальное.

Готовый продукт представляет собой жидкость, цвет и запах которой обусловлен выбором цвета красителя, а также отдушки и характеризующейся высокими потребительскими свойствами (высокая моющая, очищающая способность и высокая скорость и эффективность расщепления органических отходов биотуалета), обусловленные оптимальным качественным и количественным составом.

Bioneutral C5 или Катон LXE (Kathon LXE)- биоцидный препарат на основе смеси активных компонентов: 5-хлоро-2-метил-4-изотиазолин-3-он, 2-метил-4-изотиазолин-3-он, присутствующих в соотношении 1:1, и стабилизаторов на основе хлорида и нитрата магния, активаторов.

Катамин АБ является дезинфектантом и биоцидом, относится к катионным поверхностно-активным веществам и представляет собой четвертичную аммониевую соль - смесь алкилдиметилбензиламмоний хлоридов, где алкил - смесь нормальных алкильных радикалов C10-C18 или C12-C14.

Неонол АФ 9-10 - представляет собой оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена и является высокоэффективным неионогенным поверхностно-активным веществом (формула С9H19C6H4O(С2H4O)10H).

Неонол АФ 9-12 также является оксиэтилированным моноалкилфенолом, при этом вариант Неонола АФ 9-10, отличается от Неонола АФ 9-12 тем, что в нем число молей этиленовой окиси, соединенных с алкильным радикалом равно 10, а не 12. Соответственно Неонол АФ 9-9 содержит число молей этиленовой окиси, соединенных с алкильным радикалом равное 9.

В результате исследований был установлен оптимальный компонентный и количественный состав моющего средства. Показано, что сочетание Неонола АФ 9-10 и/или Неонол АФ 9-9, и/или Неонол АФ 9-12, Катамина АБ, Bioneutral C5 или Катон LXE в конкретном количественном соотношении позволяет достичь синергетического эффекта в полученной композиции, что обеспечивает композиции хорошие потребительские свойства: высокую моющую (очищающую) и расщепляющую способность, что позволяет добиться полного удаления загрязнений с чаши унитаза биотуалета при каждом смыве, исключить образование налета на чаше унитаза, а также существенно повысить эффективность и скорость разложения органических отходов биотуалета.

Заявляемую композицию санитарно-моющего средства получают методом механического смешения компонентов. Компоненты средства являются доступными и выпускаются промышленностью в форме (жидкость), пригодной для технологического процесса. Для приготовления композиции в смеситель загружали воду, нагретую до 40°С и при перемешивании добавляли Неонол АФ 9-10 (или Неонол АФ 9-9, или Неонол АФ 9-12, или их смесь) и Катамин АБ, после чего осуществляли перемешивание до полного растворения компонентов (в течение 20-25 мин). Далее в раствор загружали препарат Bioneutral C5 или Катон LXE, отдушку и желтый краситель, после чего осуществляли перемешивание в течение 10-15 минут.

Таким образом, в процессе работы были разработаны и исследованы серии образцов композиции санитарно-моющего средства с различным соотношением компонентов. В таблице 1 приведены примеры составов 16-ти образцов.

При этом, примеры 1-6 раскрывают составы композиции по заявленному решению, а примеры 7-16 приведены для сравнения и раскрывают составы, отличающиеся соотношением компонентов средства от заявленного решения.

Также провели исследование товарного продукта - жидкости для ухода за туалетными кабинами (в виде концентрата) Goodhim Bio-T Prof, характеризующегося следующим составом: ароматическая композиция - менее 5%, краситель - менее 5%, активный моющий компонент ПАВ - 5 - 15%, ЧАС 15% - 30%, вода -30% и более. Указанный продукт был принят в качестве аналога.

Сравнение потребительских свойств приготовленных составов композиции и аналога проводили на основе полученных показателей моющей и разлагающей способностей (таблица 2).

Потребительские свойства полученных композиций (моющую (очищающую) и расщепляющую способности) определяли следующим образом.

Композицию заливали в верхний или нижний, или одновременно в верхний и нижний баки химического биотуалета ECOS OC07, объем нижнего и верхнего бака которого составляет 10 и 12 л соответственно. Расход композиции следующий: 50 мл композиции на каждые 10 л объема бака. Таким образом, в верхний бак добавили 50 мл композиции и 10 л свежей воды, а в нижний бак - 50 мл. композиции и 2 л свежей воды. Далее биотуалет эксплуатировали в течение 30 дней при максимально приближенных условиях (количество пользователей), по прошествии которых оценивали загрязненность чаши унитаза биотуалета (показатель моющей (очищающей) способности), скорость и эффективность разложения органических отходов биотуалета (показатель расщепляющей способности). Скорость разложения органических отходов биотуалета оценивали по периодичности чисток нижнего бака биотуалета в течение 30 дней. Чистка производилась по достижении заполнения нижнего бака содержимым на 95%. Процесс разложения органических отходов сопровождается превращением нечистот в мутноватую жидкость без запаха и осадка (ила). При этом, известно, что в результате разложения количество фекалий снижается в несколько раз. Таким образом, очевидно, что при высокой скорости разложении отходов, требуется меньшее количество чисток нижнего бака биотуалета. Эффективность разложения органических отходов оценивали по внешнему виду содержимого нижнего бака биотуалета, при этом, под эффективным разложением подразумевается наличие в нижнем баке только ила и воды.

Таблица 1 Компонентный состав композиции % масс. компонентов в композиции Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Пример 6 Пример 7 Пример 8 Пример 9 Пример 10 Неонол АФ 9-10 8,5 8,7 9,0 9,5 9,7 10,0 7,5 12,0 6,3 15,0 Катамин АБ 38,25 39,0 40,5 42,0 44,0 45,0 35,0 50,0 50,0 40,0 Bioneutral C5 0,051 0,051 0,051 0,051 0,051 0,051 0,11 0,021 0,151 0,051 Отдушка 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Краситель 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Вода остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное

1 соотношение компонентов препарата Bioneutral C5 2-Метил-4-изотиазолин-3-она и 5-Хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она - 1:1

Продолжение таблицы 1 Компонентный состав композиции % масс. компонентов в композиции Пример 11 Пример 12 Пример 13 Пример 14 Пример 15 Пример 16 Пример 17 Пример 18 Пример 19 Неонол АФ 9-10 9,5 10,0 10,0 10,0 10,0 7,5 8,5 8,5 8,5 Катамин АБ 35,0 45,0 45,0 45,0 45,0 35,0 38,25 38,25 38,25 Bioneutral C5 0,051 0,081 - - - - - - - 2-Метил-4-изотиазолин-3-он - - 0,01 0,03 0,05 0,05 - 0,05 - 5-Хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-он 0,04 0,02 0,08 0,08 - 0,05 Отдушка 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Краситель 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Вода остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное остальное

1 соотношение компонентов препарата Bioneutral C5 2-Метил-4-изотиазолин-3-она и 5-Хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она - 1:1

Таблица 2 Компонентный состав композиции Периодичность чисток нижнего бака биотуалета за 30 дней Наличие/отсутствие налета на чаше унитаза биотуалета Наполнение композицией только верхнего бака Наполнение композицией только нижнего бака Наполнение композицией верхнего и нижнего баков Наполнение композицией верхнего бака Пример 1 1 раз в 5 дней 1 раз в 5 дней 1 раз в 6 дней Отсутствует Пример 2 1 раз в 4 дня 1 раз в 4 дня 1 раз в 5 дней Отсутствует Пример 3 1 раз в 5 дней 1 раз в 5 дней 1 раз в 6 дней Отсутствует Пример 4 1 раз в 4 дня 1 раз в 4 дня 1 раз в 5 дней Отсутствует Пример 5 1 раз в 4 дня 1 раз в 4 дня 1 раз в 5 дней Отсутствует Пример 6 1 раз в 5 дней 1 раз в 5 дней 1 раз в 6 дней Отсутствует Пример 7 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 8 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 9 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 10 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 11 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 12 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 13 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 14 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 15 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 16 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 17 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 18 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Пример 19 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие Аналог 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня 1 раз в 2 дня Наличие

Испытания показали, что составы разработанной композиции (патентуемой композиции) по примерам 1-6 характеризуются более высокой скоростью и эффективностью разложения органических отходов, а также более высокой эффективностью очистки чаши унитаза биотуалета, чем композиции по примерам 7-16 и аналог. Также было отмечено, что составы разработанной композиции (патентуемой композиции) по примерам 1, 3, 6 показали неожиданно максимальные скорость, эффективность разложения органических отходов при высокой эффективности очистки чаши унитаза от налета и других загрязнений.

Также важно обратить внимание, что полученные результаты позволяют сделать вывод, что только наличие одновременно всех трех активных компонентов в композиции: Неонола АФ 9-10 в заявленном соотношении позволяет добиться высоких результатов (Примеры 1-6). Исследование композиций с аналогичным качественным, но другим количественным составом (Примеры 7-16), а также композиций, не содержащих в своем составе препарат Bioneutral C5 или Катон LXE (а по сути смесь 5-хлоро-2-метил-4-изотиазолин-3-он, 2-метил-4-изотиазолин-3-он, присутствующих в соотношении 1:1) (Пример 17) или композиция, содержащая вместо препарата Bioneutral C5 или Катон LXE только один из его активных компонентов (Примеры 18, 19) - показало, что указанные композиции характеризуются более низкими потребительскими свойствами, что подтверждает принципиальность выбора определенного количественного и качественного состава композиции.

Кроме того, также проводили тестирование композиций, соответствующих составам по Примерам 1-6, с тем лишь отличием, что вместо Неонола АФ 9-10 использовали Неонол АФ 9-9 или Неонол АФ 9-12 или смесь всех трех препаратов с соотношением 1:1:1. При исследовании потребительских свойств данных композиций (в таблице результаты не приведены) было также установлено, что данные композиции характеризуются высоким показателем моющей (очищающей) способности и высокой скоростью и эффективностью разложения органических отходов биотуалета. Полученные результаты были сопоставимы с результатами, полученными при тестировании композиций по Примерам 1-6, однако, тем не менее несколько ниже, что, очевидно, стало результатом использования вместо Неонола АФ 9-10 препаратов Неонол АФ 9-9 или Неонол АФ 9-12 или смеси всех трех препаратов с соотношением 1:1:1. Таким образом, можно сделать вывод, что для получения максимально высоких показателей моющей и расщепляющей способностей принципиально использовать в составе оксиэтилированный моноалкилфенол, в котором число молей этиленовой окиси, соединенных с алкильным радикалом равно 10, то есть препарат Неонол АФ 9-10.

Таким образом, разработанная композиция санитарно-моющего средства (раскрытая в Примерах 1-6) характеризуется высокими показателями моющей способности и высокой эффективностью и скоростью переработки (расщепления, разложения) органических отходов биотуалетов, при высокой экологичности композиции и дезинфицирующей способности. При этом, разработанная композиция универсальна и может применяться как для наполнения верхнего, так и для нижнего, а также одновременно и верхнего и нижнего баков биотуалета. Причем, при использовании композиции одновременно и в нижнем и верхнем баке биотуалета сохраняется высокая эффективность работы жидкости при очищении чаши унитаза биотуалета и скорости разложения органических отходов биотуалета. Кроме того, разработанная композиция была испытана при работе в условиях температуры окружающей среды от 0°С до +30°С. Было установлено, что на потребительские свойства композиции температура не оказывает отрицательного влияния.

Также разработанная композиция не содержит агрессивных веществ в составе, что исключает повреждение элементов из металла, пластика, резины и дерева и позволяет существенно продлить сроки эксплуатации биотуалета. Кроме того, попадание моющих веществ в нижний бак, содержащий разработанную композицию, не ухудшает эффективность работы последней, что позволяет использовать моющие средства при чистке нижнего бака.

Изобретение относится к области санитарии и гигиены, а именно к дезинфицирующим моющим средствам, и может быть использовано в качестве композиции санитарно-моющего средства для химического биотуалета. Композиция санитарно-моющего средства для биотуалета, содержит следующие компоненты при следующем соотношении, мас. %: Неонол АФ 9-10 и/или Неонол АФ 9-9, и/или Неонол АФ 9-12 - 8,5-10,0; Катамин АБ -38,0-45,0; Bioneutral C5 или Катон LXE - 0,05; отдушка - 0,2-0,4; краситель - 0,1-0,3; вода - остальное. Технический результат заключается в расширении функциональных характеристик за счет возможности использования разработанной композиции как жидкости для верхнего, так и нижнего баков биотуалета, повышении эффективности очистки чаши унитаза биотуалета от разного рода загрязнений, улучшении смыва отходов, а также существенное повышение скорости расщепления органических отходов биотуалета с сохранением экологичности состава. 2 табл., 20 пр.

Композиция санитарно-моющего средства для биотуалета, содержащая Неонол АФ 9-10, и/или Неонол АФ 9-9, и/или Неонол АФ 9-12, Катамин АБ, Bioneutral C5 или Катон LXE, отдушку, краситель, воду при следующем соотношении, % масс.:

Неонол АФ 9-10 и/или Неонол АФ 9-9, и/или Неонол АФ 9-12 8,5-10,0 Катамин АБ 38,0-45,0 Bioneutral C5 или Катон LXE 0,05 Отдушка 0,2-0,4 Краситель 0,1-0,3 Вода остальное