ЧИСТЯЩИЙ ПОРОШОК
CLEANING POWDER

Изобретение относится к универсальным чистящим средствам и предназначено для ручного и полуавтоматизированного мытья металлических, керамических и стеклянных предметов домашнего обихода, а также промышленного оборудования и инструмента в сельском хозяйстве, пищевой и других отраслях промышленности.
Известно абразивное чистящее средство WO 1998029193 А1, предназначенное для чистки бытовых изделий из керамики и металла, а также кухонных рабочих поверхностей и предметов обихода ванных комнат. Состав средства, мас. %: 10 - диатомит, 1 - гидроксиэтилцеллюлоза, 2 - натрий лаурил сульфат (28%), 5 - изопропиловый спирт, 3 - октоэтилированный алкоголь 3%, 0,5 - полидиметилсилоксан, 0,6 - перфорированная композиция, 77,9 - вода. В качестве абразива используется порошок диатомита, основная часть которого представлена частицами дисперсностью 1-20 мкм. Заявляемый фракционный состав обеспечивает использование чистящего средства для заправки распылительных устройств.
Недостатком известного состава является высокая стоимость из-за необходимости использовать сырье, полученное при дорогостоящем технологическом процессе. Кроме того, сфера его применения ограничена бытовыми изделиями.
Наиболее близким составом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является чистящее средство, содержащее следующие компоненты, мас. %: 10-20 - кальцинированная и/или каустическая сода, 10-20 - мыло и/или стиральный порошок, до 100 - зола (патент RU №2093549 от 20.10.1997 г.). Данный состав принят за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения: 10-20 мас. % карбоната натрия; 10-20 мас. % хозяйственного мыла, абразив - остальное до 100.
Недостатком известного состава, принятого за прототип, является то, что техногенное образование - золу, используемую в качестве абразива, необходимо подвергать сложной предварительной подготовке для удаления из нее нежелательных углеродистых примесей, которые оставляют черные разводы в процессе чистки. Кроме того, частицы золы имеют неизометрическую форму, а значит, в процессе отчистки поверхности они движутся по касательной, не удаляя загрязнения. Из-за низкой чистящей способности его применение ограничено предметами домашнего обихода.
Задача изобретения - получение универсальной высокоэффективной чистящей порошковой смеси, расширение сырьевой базы абразива для чистящих средств бытового и промышленного назначения, удешевление и упрощение производства чистящих средств.
Поставленная задача была решена за счет того, что известный чистящий порошок, содержащий карбонат натрия, хозяйственное мыло и абразив в следующем соотношении, мас. %:
Карбонат натрия
10-20
Хозяйственное мыло
10-20
Абразив
остальное до 100
согласно изобретению в качестве абразива содержит порошок синтетического минерального сплава, включающий оксиды кремния, алюминия, кальция, железа (II), железа (III), магния, калия и/или натрия, хрома в следующем соотношении, мас. %:
Оксид кремния SiO<sub>2</sub>
50-65
Оксид алюминия Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
8-11
Оксид кальция СаО
8-11
Оксид железа (II) FeO
5-6
Оксид железа (III) Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
7-10
Оксид магния MgO
3-6
Оксид калия K<sub>2</sub>O и/или
Оксид натрия Na<sub>2</sub>O
2-3
Оксид хрома (III) Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
2-3
2
2
3
2
3
2
2
2
3.
Отличительные признаки заявляемого состава от состава по прототипу - в качестве абразива чистящее средство содержит порошок синтетического минерального сплава (хромистого), включающий оксиды кремния, алюминия, кальция, железа (II), железа (III), магния, калия и/или натрия, хрома при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: 50-65 - оксид кремния SiO, 8-11 - оксид алюминия AlO, 8-11 - оксид кальция СаО, 5-6 - оксид железа (II) FeO, 7-10 - оксид железа (III) FeO, 3-6 - оксид магния MgO, 2-3 - оксид калия KO и/или оксид натрия NaO, 2-3 - оксид хрома (III) CrO
Заявителю и авторам неизвестно использование в науке и технике порошка синтетического минерального сплава (хромистого) в качестве абразива для получения универсальной высокоэффективной чистящей порошковой смеси.
Сущность изобретения поясняется фотографией, на которой частицы порошка синтетического минерального сплава (хромистого) имеют изометричную форму с остроугольной развитой поверхностью.
Порошок синтетического минерального сплава является монокомпонентным, то есть каждое отдельное зерно этого порошка обладает указанным составом. Порошок является прочным продуктом (отсев) при подготовке кислотоупорного порошка на предприятии, производящем каменное литье.
Синтетический минеральный сплав (хромистый) отличается гидрофобностью и инертностью по отношению к другим компонентам смеси, это обеспечивает отсутствие слеживаемости предлагаемой смеси. Поскольку порошок из синтетического минерального сплава получают из литого или гранулированного материала, он обладает гарантированным фракционным составом, что в свою очередь позволяет использовать чистящие средства на его основе как для ручной, так и для автоматической чистки. Порошковую смесь на основе синтетического минерального сплава можно использовать для приготовления чистящей жидкости или пасты.
Экспериментально установлено, что синтетический минеральный сплав, состоящий из перечисленных выше оксидов в указанном количестве, состоит на 95% из частиц изометричной формы с режущим краем (фиг.), т.е. обладает высокими абразивными свойствами и обеспечивает высокую эффективность очистки поверхности без ее повреждения.
Эффективность процесса очистки абразивсодержащими средствами зависит от эффективности работы каждого единичного зерна абразивного составляющего. Для того, чтобы каждое абразивное зерно эффективно отчищало поверхность, но при этом не повреждало ее механически, оно должно обладать изометрической формой и развитой остроугольной поверхностью. Изометрические зерна имеют объемную форму, стремящуюся к симметрии, а неизометрические обладают вытянутой и пластинчатой формой. Изометрические зерна не разрушаются в процессе чистки и движутся относительно очищаемой поверхности по касательной, не цепляясь за нее. Зерна одного фракционного диапазона могут быть как изометрическими, так и неизометрическими, это означает, что для обеспечения качества чистящего порошка на основе абразива необходимо отдельно контролировать форму абразивных зерен.
Порошок на основе синтетического минерального сплава (хромистого) состоит на 95% из изометрических частиц благодаря тому, что измельчению для его получения подвергаются литые или гранулированные заготовки, которые используются для получения кислотоупорного порошка. Литые и гранулированные заготовки при измельчении разрушаются по границам фазовых составляющих, что и обеспечивает зернам порошка необходимую форму.
Для изготовления чистящего средства применяют следующие вещества:
- карбонат натрия по ГОСТ 5100-85;
- порошок из хозяйственного мыла по ГОСТ 30266-95;
- синтетический минеральный сплав по ТУ 14-05773333-01-2008.
Фракционный состав синтетического минерального сплава следующий, мас. %: 75-100 мкм - 15-20, 50-75 мкм - 70-80, менее 50 - остальное.
Получение смеси осуществляют в емкости-смесители. В емкость-смеситель постепенно загружают карбонат натрия, порошок из хозяйственного мыла при постоянном перемешивании. После того как их смесь становится равномерной, добавляют порошок из синтетического минерального сплава указанного состава в два этапа с интервалом 10 мин. После добавления последней порции порошка смесь мешают еще 5 минут.
Полученную чистящую порошковую смесь можно использовать как в сухом виде, так и для приготовления паст и жидкостей.
Было изготовлено 6 составов предлагаемого чистящего порошка с различным соотношением ингредиентов. Примеры составов представлены в таблицах 1-2. Приготовленные составы прошли лабораторные испытания. Результаты испытаний приведены в таблице 3.
Из таблицы следует, что примеры 3-5 обладают наилучшими характеристиками.
Таким образом, получен новый универсальный высокоэффективный чистящий порошок для мытья предметов домашнего обихода и промышленного оборудования и инструмента из дешевого распространенного сырья по простой технологии, без применения дорогостоящего оборудования. Использование изобретения расширит сырьевую базу абразива для чистящих средств бытового и промышленного назначения, обеспечивающего высокие чистящие свойства.