ЛИСТОВОЕ МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ СТИРКИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
DETERGENT SHEET AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Группа изобретений относится к составам синтетических моющих средств для стирки, в частности, к листовому концентрированному моющему средству и способу его изготовления.
Как правило, для стирки используются порошкообразные моющие средства (стиральные порошки) и гели.
Стиральные порошки более эффективно работают в горячей воде. Однако при стирке в холодной воде растворимость стирального порошка значительно снижается, он загустевает, прилипает к одежде. В результате, нерастворенные частицы порошка застревают между волокнами ткани и не выполаскиваются. Это приводит к появлению белых разводов на высушенной одежде, при этом, оставшийся на ткани порошок оказывает негативное воздействие на кожу при использовании одежды или белья. Кроме того, стиральные порошки характеризуются невысокой растворимостью при использовании в прохладной воде, что приводит к снижению их моющей способности и, следовательно, эффективности очистки одежды и белья при стирке. Другим недостатком стиральных порошков является неудобство их хранения и использования. Это обусловлено необходимостью герметичного хранения стирального порошка во избежание его комкования, некомпактностью, а также необходимостью дозирования порошка перед стиркой с использованием мерного стаканчика.
Гели для стирки имеют хорошую растворимость и хорошо выполаскиваются, однако очистительная способность гелей значительно ниже, чем у стиральных порошков. Это связано с более низкой концентрацией активных веществ в геле. Поэтому, для повышения эффективности очистки, требуется предварительное выведение жирных и масляных пятен с ткани. Кроме того, как и в случае применения стиральных порошков, требуется их дозирование перед стиркой, что снижает удобство использования гелей для стирки.
Использование листового стирального порошка, представляющего собой пластины нетканого материала, пропитанные моющим средством, позволяет решить проблему удобства хранения и использования. Он компактен, не требуют жестких условий хранения, т.к. не содержит в своем составе частицы порошка, склонные к слеживанию и образованию комков при хранении при повышенной влажности или попадании воды в емкость для хранения. Также при использовании листового стирального порошка отсутствует необходимость дозирования моющего средства, поскольку каждая пластина материала уже содержит оптимальное количество активных веществ для обеспечения высокого качества очистки одежды или белья.
Однако поскольку, как правило, листовой стиральный порошок производится путем пропитки моющей композицией нетканых текстильных материалов, то в процессе стирки существует риск засорения стиральной машины и водопроводной трубы тканевой подложкой.
Наиболее близким аналогом к заявляемой группе изобретений является способ изготовления листового моющего средства и его состав (KR101497398, 05.03.2015). В результате соединения компонентов моющего средства и сушки смеси в форме, получают твердую пластину, использующуюся в качестве листового моющего средства. При этом исключается необходимость использования нетканого материала в качестве подложки для пропитки моющим составом.
Недостатком указанного аналога является то, что композиция листового моющего средства недостаточно хорошо растворяется в воде, таким образом, количество активных моющих веществ снижается, что приводит к низкой очистительной способности продукта.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, заключается в разработке высокоэффективного для стирки и безопасного для работы стиральных машин листового моющего средства, способного растворяться в холодной воде без остатка, характеризующегося антисептическими свойствами, при этом удобного в применении и не требующего жестких условий хранения, а также способа его изготовления.
Технический результат заключается в повышении очистительной способности листового моющего средства и эффективности очистки одежды или белья за счет улучшения растворимости моющего средства в холодной воде, а также повышения моющей способности, в том числе, улучшения антисептических свойств состава при сохранении безопасности продукта в процессе эксплуатации стиральной машины, а также удобства в применении и хранении.
Технический результат достигается за счет использования листового моющего средства для стирки, включающего крахмал, неионогенные ПАВ, анионные ПАВ, пленкообразующее вещество, диспергирующий агент, комплексный фермент, наночастицы серебра, эмульгатор, деионизированную воду при следующем содержании компонентов, г:
Крахмал
10-20
Неионогенные ПАВ
25-35
Анионные ПАВ
8-12
Пленкообразующее вещество
10-15
Диспергирующий агент
6-10
Комплексный фермент
2-5
Наночастицы серебра
2-4
в качестве антибактериального средства
Деионизированная вода
3-5
Эмульгатор
10-20
В качестве неионогенных ПАВ в составе листового моющего средства могут использоваться додецилполиоксиэтиленовый эфир, или полиоксиэтилен тридецил эфир, или алкилполиглюкозид, или этоксилат алкилфенола.
Кроме того, в качестве анионных ПАВ могут применяться сульфанол или пол иоксиэтилен-алкил-этил.
Кроме того, в качестве эмульгатора заявленное листовое моющее средство содержит карбоксиметилцеллюлозу, или гидроксиэтилцеллюлозу, или натрийкарбоксиметилкрахмал.
Кроме того, диспергирующим агентом в составе заявленного моющего средства является поливинилполиридон.
Кроме того, в качестве пленкообразующего вещества используется поливиниловый спирт.
Кроме того, комплексный фермент состоит из смеси протеазы и амилазы в соотношении 1:2.
Указанный технический результат достигается также за счет осуществления способа изготовления листового моющего средства для стирки, который характеризуется тем, что при комнатной температуре смешивают 10-20 г крахмала, 25-35 г неионогенных ПАВ, 8-12 г анионных ПАВ, 10-15 г пленкообразующего вещества, 10-20 г эмульгатора, 2-4 г наночастиц серебра в качестве антибактериального средства, 6-10 г диспергирующего агента, 30-50 г деионизированной воды и таким образом получают первую смесь, после чего в приготовленную первую смесь добавляют 2-5 г комплексного фермента для получения второй смеси, которую далее сушат в сушильном шкафу до снижения содержания деионизированной воды во второй смеси до 3-5 г.
Так как крахмал, это компонент, который сгущает жидкую консистенцию до твердого состояния, для того, чтобы получить стандартное количество порошка для использования (1 лист порошка на 7 кг одежды - стандартное использование) крахмал добавляют в состав в содержании от 10 до 20 весовых частей. При этом, было установлено, что при содержании крахмала в составе продукта менее 10 г, происходит чрезмерное поглощение ПАВ, это значит, что количество ПАВ по отношению к количеству крахмала находится в избытке, таким образом, крахмал не способен адсорбировать все количество ПАВ и, в результате, остаток ПАВ в виде жидкого продукта выходит на поверхность готового листового стирального порошка. В этом случае конечный продукт становится липким, прилипает к рукам. Когда крахмал берется в весовой части более 20, только объем и вес продукта увеличивается, без прочих эффектов.
Неионогенные ПАВ обладают высокой эффективностью при удалении пятен с одежды. Однако при снижении содержания неионогенных ПАВ до менее 25 г наблюдается значительное ухудшение очистительной способности моющего средства. При этом, с увеличением концентрации неионогенных ПАВ до более 35 г происходит чрезмерная адсорбция неионогенных ПАВ крахмалом, это значит, что количество ПАВ по отношению к количеству крахмала находится в избытке, таким образом, крахмал не способен адсорбировать все количество ПАВ и, в результате, остаток ПАВ в виде жидкого продукта выходит на поверхность готового листового стирального порошка. Поэтому, продукт приобретает чрезмерную липкость. В результате, для предотвращения этого процесса требуется увеличение содержания крахмала в составе. При этом увеличение концентрации крахмала требует соответствующего увеличения содержания других компонентов смеси, в результате чего концентрация активных веществ превышает допустимую норму, рассчитанную на разовую стирку. Это может привести к повреждению ткани при стирке.
Анионные ПАВ являются ингредиентами, которые оказывают прямое влияние на моющую способность листового моющего средства так же, как и неионогенные ПАВ, улучшая ее. Отмечено, что уменьшение содержания анионных ПАВ до менее 8 г приводит к существенному снижению моющей способности готового продукта. Увеличение содержания анионных ПАВ до более 12 г приводит к избыточному пенообразованию в процессе стирки. Таким образом, длительность процесса полоскания одежды существенно увеличивается, при этом, и возникает проблема впитывания анионных ПАВ в ткань одежды.
Применение эмульгатора в составе заявляемого листового моющего средства позволяет осуществлять стабилизацию воды и масляных ингредиентов в случае их смешивания, что способствует предотвращению повторного осаждения загрязнений на волокна тканей. Это позволяет добиться повышения очистительной способности продукта. При добавлении в смесь компонентов моющего средства менее 10 г эмульгатора происходит расслоение воды и масляных ингредиентов, и на поверхности конечного продукта начинают образовываться масляные пятна. При увеличении содержания эмульгатора до более 20 г конечный продукт приобретает липкость, что снижает удобство его использования.
Диспергирующий агент является твердым веществом, которое легко и быстро растворяется в воде. Наличие диспергирующего агента способствует улучшению удаления твердых загрязнений с ткани, что повышает очищающую способность состава. Однако было установлено, что снижение содержания диспергирующего агента в составе заявляемого листового моющего средства до менее 6 г, приводит к существенному ухудшению его растворимости в воде. При этом происходит образование сгустков диспергирующего агента в объеме воды. Увеличение содержания данного компонента в смеси до более 10 г приводит к снижению моющей способности готового продукта.
Пленкообразующее вещество в составе листового моющего средства способствует формированию листа из порошкообразного крахмала, что обеспечивает сохранение в процессе стирки прочности листа с исключением процесса разрушения на твердые, как правило, плохо растворимые в воде частицы. Это способствует хорошей растворимости продукта и повышению его очистительной способности. С уменьшением содержания пленкообразующего вещества до менее 10 г наблюдается плохое удержание формы листа. С увеличением содержания пленкообразующего вещества до более 15 г происходит значительное снижение растворимости указанного вещества, что приводит к оседанию его остатков на ткани одежды.
Комплексный фермент в составе листового моющего средства является компонентом, который разлагает белковые пятна во время стирки, что существенно увеличивает эффективность заявляемого моющего средства при стирке сильнозагрязненной одежды. Соотношение протеазы и амиазы - 1:2 в составе комплексного фермента является более предпочтительным. При добавлении менее 2 г комплексного фермента в состав листового моющего средства эффективность расщепления белков значительно ухудшается, и моющая способность продукта резко падает. При этом повышение содержания комплексного фермента до более 5 г экономически нецелесообразно.
Наночастицы серебра являются хорошим антисептиком и применяются в заявленном составе листового моющего средства в качестве антибактериального вещества. Таким образом, достигается улучшение очистительной способности листового моющего средства. Добавление в состав заявленного моющего средства менее 2 г наночастиц серебра не приводит к положительному эффекту, и продукт характеризуется низкими антибактериальными свойствами. Установлено, что повышение содержания компонента до более 4 г не приводит к усилению антибактериальных свойств.
Сочетание в композиции моющего средства крахмала и поливинилового спирта в указанных соотношениях позволяет получить продукт, характеризующийся высокой прочностью, он хорошо сохраняет свою форму и не крошится, что, в свою очередь, повышает удобство при хранении и использовании, а также повышает растворимость моющего средства за счет исключения разрушения материала в процессе стирки и образования труднорастворимых частиц, которые также способны оставаться на одежде.
Применение деионизированной воды для изготовления листового моющего средства обусловлено необходимостью исключения возможности протекания химических реакций неорганических солей, присутствующих в воде, не прошедшей деионизацию, с другими компонентами заявленного моющего средства. Понижение содержания деионизированной воды в составе листового моющего средства до менее 3 г приводит к повышению хрупкости конечного продукта, например, при трении продукт легко крошится. При этом с увеличением содержания деионизированной воды до более 5 г, конечный продукт начинает разрушаться и при этом становится липким.
При этом, было установлено, что результирующий эффект от каждого компонента в добавке превышает ожидаемую величину этого эффекта, обусловленную известными свойствами отдельных компонентов, входящих в добавку.
Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой изображена последовательность действий в способе в виде блок-схемы.
Способ получения листового моющего средства для стирки осуществляют следующим образом. Готовят первую смесь путем соединения в смесителе следующих компонентов: 15 г крахмала, 35 г додецилполиоксиэтиленового эфира, 12 г сульфанола, 13 г поливинилового спирта, 15 г карбоксиметилцеллюлозы, 2 г наночастиц серебра, 8 г поливинил пол иридона, 40 г деионизированной воды. Указанные компоненты тщательно перемешиваются в смесителе в течение 30 минут при комнатной температуре до получения равномерной консистенции смеси. Далее в первую смесь добавляют 2 г комплексного фермента и продолжают тщательное перемешивание в течение 10 минут. После получения второй смеси ее помещают в пленочный сушильный аппарат и сушат при температуре 90°С до достижения содержания деионизированной воды во второй смеси - 4 г.
После сушки продукт нарезается на листы.
Для подтверждения высоких потребительских свойств были определены антибактериальные свойства, моющая способность и растворимость образцов готового продукта - листов моющего средства. Также проведено сравнение указанных свойств листов заявленного моющего средства с аналогичными свойствами товарных продуктов: геля и стирального порошка.
Тест на антибактериальные свойства моющих средств проводили следующим образом. 4.7×105 КОЕ/мл микроорганизмов помещали в 40 л водопроводной воды с температурой 40°С, в которой было растворено 4,8 г заявленного листового моющего средства. После чего определяли количество микробов, присутствующих в смеси. Данный тест выявил, что по сравнению с начальным количеством микробов, оставшееся количество микробов в процентном соотношении уменьшилось на 83,9%. Тесты на определение антибактериальных свойств стирального порошка и геля были проведены в аналогичных условиях. Тесты показали, что использование стирального порошка и геля позволило уменьшить содержание микробов в воде на 80%. Таким образом, в результате исследований установлена более высокая эффективность листовой моющего средства перед стиральным порошком и гелем.
Определение очистительной способности образцов полученного листового моющего средства для стирки проводили согласно методике KS М2709: 2006 8.1 следующим образом. Искусственно загрязненную ткань (загрязнение проводили по стандартной методике JIS С 9606) замачивают в 5 л водопроводной воды с растворенными в ней 0,44 г. моющего средства. Очистительная способность моющего средства была рассчитана по формуле:
Очистительная способность (%) = [(уровень белизны ткани после стирки - уровень белизны ткани до стирки)/(белизна эталонного образца - уровень белого цвета до стирки)] × 100
В результате проведения исследований было установлено, что очистительная способность заявленного листового моющего средства составляет 38,1%. Параллельно была проведена оценка очистительной способности товарных стирального порошка и геля. Определение очистительной способности проводилось в аналогичных условиях. Проведенные расчеты показали, что очистительная способность указанных продуктов составляет 25%.
На основании полученных расчетов было проведено сравнение очистительной способности заявленного листового моющего средства для стирки и товарных стирального порошка и геля. Показано, что листовое моющее средство характеризуется большей эффективностью при очистке загрязнений.
Также было проведено исследование растворимости заявленного листового моющего средства и товарных стирального порошка и геля. Методика для определения растворимости заключалась в помещении образца моющего средства в 1 л водопроводной воды с температурой 15°С и интенсивном перемешивании в течение 1 мин. Получившуюся смесь процеживают через фильтр (75 мкм), оставшийся осадок высушивают в специальной сушилке горячим воздухом при температуре 105°, далее охлаждают в течение 30 минут. Далее осадок взвешивают и рассчитывают растворимость моющего средства по формуле:
Растворимость (%) = [(1-масса осадка (г))/ исходная масса порошка (г)] × 100
В результате расчетов установлено, что растворимость заявленного листового моющего средства для стирки составляет 99,7%, а товарных продуктов - 90%. Таким образом, было получено листовое моющее средство для стирки с повышенными потребительскими свойствами. Наличие крахмала и поливинилового спирта в составе заявленного моющего средства, готовый продукт не крошится и хорошо сохраняет форму листа. Кроме того, наличие в составе заявленного моющего средства ферментов способствует повышению очистительной способности, что делает продукт более эффективным при стирке сильнозагрязненной одежды, чем товарного порошка и геля.
Заявленное листовое моющее средство характеризуется удобством использования и хранения.
Готовый продукт (листовое моющее средство для стирки) представляет собой листы или пластины, состоящие из концентрированного моющего средства, которое эффективно очищает сложные загрязнения, что обусловлено оптимальным качественным, количественным составом, условиями приготовления продукта, а также выполнением продукта именно в виде листов. Продукт компактен, его легко хранить и использовать.
Приведенный пример является частным случаем и не исчерпывает всех возможных реализаций изобретения.