RO127899B1 - Compoziţie pentru săpun pastă spumată şi procedeu de preparare a acesteia - Google Patents

Description

Invenția se referă la o compoziție pentru săpun pastă spumată, cu conținut de pulberi abrazive, utilizat pentru spălări delicate sau dificile în domeniul casnic, industrie, construcții, exploatarea zăcămintelor de țiței, cărbune, minereuri și agricultură, precum și la procedeul de preparare a acestei compoziții.

Se cunosc formulări de săpunuri care au în compoziție săruri alcaline ale acizilor grași saturați sau nesaturați, proveniți prin saponificarea directă a grăsimilor de origine animală, respectiv, vegetală, cu hidroxizi alcalini în mediu apos sau în solvenți organici polari (metanol, acetona, acetonitril), substanțe tenisoactive de sinteză cu structură anionică (alchil-, arii- sau alchilarilsulfonați de sodiu, cum ar fi dodecilbenzensulfonatul de sodiu, alcooli grași sulfatați), cationică (săruri ale aminelor alifatice superioare), neionice (acizi grași sau alcooli grași polietoxilați), glicerina, mono-, di- sau trigliceride, polietilenglicoli, săruri neutre (sulfat de sodiu, clorură de sodiu), săruri alcaline (carbonat de sodiu), hidroxizi alcalini, hipocloritde sodiu, oxizi metalici (oxid de titan, sodiu, potasiu), colofoniu, lanolină, unt de cocos, pulberi abrazive, aditivi complexanți ai cationilor metalelor grele, coloranți, parfum. Săpunurile sunt condiționate sub formă solidă, în acest caz, dezideratul fiind un conținut redus de apă, sau sub formă de pastă, gel, respectiv, soluții apoase.

EP 2154234 A1 descrie un săpun transparent care include acizi grași saturați cu C12...18 și/sau sărurile acestora, una sau mai multe substanțe selectate dintre: surfactanți neionici, surfactanți amfoteri, alcooli polihidroxilici și zaharide, o sare anorganică și apă și procedeul de obținere a acestuia.

Dezavantajul acestor săpunuri constă în aceea ca efectul combinat al grupărilor nepolare hidrofobe și al grupărilor polare hidrofile din componentele tensioactive limitează domeniile de utilizare, fiind necesară adaptarea compoziției pentru fiecare tip de spălare, inclusiv adaosul substanțelor alcaline (carbonat de sodiu) sau puternic alcaline (hidroxidul de sodiu), respectiv, precursori ai formării substanțelor puternic alcaline (oxid de sodiu sau potasiu) care generează hidroxizii corespunzători la contactul cu apa. Compensarea parțială a dezavantajelor prin prespumarea săpunului este o alternativă eficientă doarîn cazul asigurării unei suprafețe specifice ridicate a bulelor înglobate în masa acestuia, utilizând procedee hidromecanice și aeromecanice adecvate. Un alt dezavantaj îl constitue conținutul ridicat de substanțe tensioactive și aditivi, de până la 90% din masa săpunului, care determină o creștere a costurilor de fabricație, respectiv, a încărcării organice a apelor reziduale rezultate, ca urmare a operațiunilor de spălare.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenție este de a realiza o compoziție de substanțe tensioactive cu un conținut variabil de aditivi care au un efect sinergetic și măresc puterea de spălare a produsului, cu extinderea domeniilor de utilizare, a reducerii costurilor de fabricație și a micșorării încărcării organice a apelor reziduale.

Un obiect al invenției se referă la o compoziție pentru săpun pastă spumată, care cuprinde 2...6% stearat de sodiu, 0,2...0,5% stearat de potasiu, 2...5% palmitat de sodiu, 0,2...0,5% palmitat de potasiu, 0,3...0,9% săruri de sodiu și potasiu ale acizilor grași C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic, 0,2...7% sare de sodiu a acidului abietic, 2...9% laurildietiletersulfat de sodiu, 0...9% trigliceride de origine vegetală, 2...3% glicerină, 0...10% feldspat micronizat, 0,12...12% silicat de sodiu, calciu sau aluminiu, 0,1...2% bicarbonat de sodiu și restul apă până la 100%, procentele fiind exprimate în greutate.

Un alt obiect al invenției se referă la un procedeu de preparare a compoziției pentru săpun pastă spumată, care cuprinde etapele de:

a) amestecare a componentelortensioactive, în următoarea succesiune: emulsia apoasă de săruri de sodiu ale acizilor stearic, palmitic și ale acizilor C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic; emulsia apoasă de săruri de potasiu ale acizilor stearic, palmitic și ale acizilor grași

RO 127899 Β1

C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic; soluția apoasă de sare de sodiu a acidului abietic 1 și soluția apoasă de laurildietiletersulfat de sodiu, prin injectarea de aer în masa emulsionată sau cu ajutorul unui agitator cu turația 100 rot./min., la temperatura ambiantă, rezultând o 3 emulsie nespumată;

b) preparare a unei soluții apoase care conține glicerină, silicat de sodiu, sare gemă, 5 bicarbonat de sodiu, parfum și apă;

c) suspendare în soluția apoasă rezultată la punctul b) a feldspatului micronizat și a 7 silicatului de calciu sintetic microcristalin, rezultând o suspensie care se adaugă peste suspensia nespumată rezultată la punctul a); 9

d) mărire a turației agitatorului până la 700 rot./min., la temperatura de 25°C, rezultând spumarea controlată a masei și oprire a agitării când densitatea pastei spumate atinge valoarea 11 de 750 g/l.

Invenția prezintă următoarele avantaje: 13

- compoziția săpunului pastă spumată, caracterizată prin conținutul scăzut de substanțe tensioactive și aditivi, care micșorează costurile de fabricație și impactul asupra mediului, cu 15 referire la încărcarea organică redusă a apelor reziduale rezultate ca urmare a procesului de spălare; 17

- compoziția săpunului pastă spumată, caracterizată prin faptul că toate substanțele tensioactive sunt biodegradabile iar consumul specific în cazul spălărilor dificile este redus 19 (1,25... 1,75 g săpun/gram ulei ars de motor diesel, țiței brut sau gudroane) în comparație cu alte produse similare sunt elemente complementare care reduc impactul asupra mediului; 21

- săpunul pastă spumată asigură spălarea completă a tegumentelor organismului uman sau animal, fără afectarea texturii acestora chiar în cazul unor spălări repetate la intervale 23 reduse de timp, nefiind necesară utilizarea unor obiecte abrazive sau contondente (perii, piatră ponce, lavete aspre din țesături sintetice sau metalice) nici chiar pentru îndepărtarea depune- 25 rilor de la interfața dintre unghii și piele;

- spumarea redusă a săpunului este un factor care extinde paleta de utilizări ale produ- 27 sului, cu referire la spălarea veselei sau textilelor în mașini de spălat automate;

- domeniile de utilizare în scopul spălărilor sunt diverse începând cu spălări ușoare și 29 delicate (tegumente, păr, blana animalelor și penele păsărilor), spălări medii (veselă, textile, încălțăminte, instalații sanitare, aparatură electrocasnică) și spălări dificile (cuptoare, hotă, gră- 31 tare, faianță, pereții murdari din cauza condensării vaporilor uleioși, echipamente de protecție diverse, componente de utilaje dinamice cum ar fi motoare, compresoare, pompe și altele); 33

- compoziția chimică a săpunului pastă spumată permite spălarea atât a textilelor de culoare albă, cât și a celor colorate, fără afectarea culorii acestora sau a texturii fibrelor naturale 35 și sintetice ale țesăturilor, fenomene nedorite, datorate unor procese chimice de tip hidrolitic sau oxidativ; 37

- săpunul pastă spumată are un pH cuprins între 8 și 10 unități, specific săpunurilor naturale tradiționale, fără a fi modificat în sensul reducerii acestuia către valoarea de 7 unități 39 ce corespunde unui pH neutru, cu substanțe controversate din clasa soluțiilor tampon sau substituirea cationilor biocompatibili Na+ sau K+ din substanțele tensioactive anionice cu cationi 41 străini sau toxici pentru organismul uman, de tipul amoniu NH4+.

Se prezintă un număr de 4 exemple de realizare a invenției. 43

Exemplul 1. într-un vas cilindric vertical cu capacitatea de 501, confecționat din oțel inoxidabil, echipat cu dispozitive de injecție/dispersie (metal spongios) a aerului în masa săpunului 45 și cu un agitator mecanic cu turație variabilă (0...700 ro./min), dotat cu un element de amestecare cu profil elicoidal, confecționat din sârmă de oțel inoxidabil având diametrul de 5 mm, se 47 introduc în următoarea succesiune: 11 kg emulsie apoasă cu un conținut gravimetric de 14%

RO 127899 Β1 amestec al sărurilor de sodiu ale acizilor stearic, palmitic și ale acizilor grași C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic, 1 kg emulsie apoasă cu conținut gravimetric de 14% amestec al sărurilor de potasiu ale acizilor stearic, palmitic și ale acizilor grași C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic, 0,2 kg soluție apoasă a sării de sodiu a acidului abietic cu un conținut de 60% sare, 1,2 kg laurildietiletersulfat de sodiu soluție apoasă, cu un conținut de 70% substanță tenisoactivă. Se omogenizează amestecul cu ajutorul mixerului, la o turație redusă de circa 100 rot/min, obținându-se o cantitate de 13,4 kg emulsie nespumată. Separat se prepară 5 kg soluție apoasă ce conține 0,5 kg glicerină, 0,08 kg silicat de sodiu, 0,05 kg sare gemă (NaCl), 0,05 kg bicarbonat de sodiu, 0,06 kg parfum și restul apă. în soluția astfel preparată, se suspendă prin agitare mecanică o cantitate de 1,5 kg feldspat micronizat și 0,15 kg silicat de calciu sintetic microcristalin. Rezultă 6,65 kg suspensie care se aduagă sub agitare (100 rot/min) la emulsia nespumată. Se mărește progresiv turația agitatorului mecanic până la 700 rot/min, temperatura masei supusă amestecării fiind de 25°C. în urma mixării, are loc spumarea controlată a acesteia, agitarea fiind oprită în momentul când densitatea pastei spumate atinge valoarea de 750 g/l. Compoziția gravimetrică a săpunului pastă spumat este: 4,2% laurildietiletersulfat de sodiu, 3,86% stearat de sodiu, 3,08% palmitat de sodiu, 0,77% săruri de sodiu ale acizilor grași, alții decât acidul palmitic și stearic, 0,35% stearat de potasiu, 0,28% palmitat de potasiu, 0,07 % săruri de potasiu al acizilor grași, alții decât acizii stearic și palmitic, 0,6% sare de sodiu a acidului abietic, 7,5 % feldspat micronizat, 2,5% glicerină, 0,75% silicat de calciu sintetic microcristalin, 0,38 % silicat de sodiu, 0,25% clorură de sodiu, 0,3% parfum și restul apă. Conținutul procentual total de tenside este de 13,21% la care se adaugă 11,68% aditivi, rezultând în total un procent de numai 24,89% față de 75,11% apă. Valoarea pH-ului săpunului pastă a fost de 8,71, determinată cu un pH-metru tip PH 25-CRISON INSTR. Co/Spania, echipat cu un electrod destinat măsurării pH-ului în paste și medii dificile. Pentru comparație s-a măsurat pH-ul unui săpun de toaleta solid obișnuit dizolvat în apă (100 g săpun în 800 ml apă dublu distilată cu pH-ul inițial de 6,98 unități). Valoarea determinată a parametrului pentru săpun a fost de 9,96 unități, indicând o alcalinitate sensibil mai ridicată față de săpunul pastă spumată, conform invenției.

O probă de săpun pastă spumată (4,63 g) conform exemplului de realizare a invenției a fost utilizată pentru spălarea uleiului ars, provenit de la un motor diesel, de pe mâini (3,67 g), prin ampastarea acestuia, presarea sub unghii și la inserția acestora cu țesutul tegumentar adiacent, urmată de spălarea cu jet de apă (t = 9°C), fără a se utiliza obiecte abrazive sau contondente (perii, piatră ponce, lavete aspre din material sintetic sau țesătură metalică). Uleiul a fost îndepărtat în totalitate de pe suprafața mâinilor inclusiv de sub unghii. S-a repetat operația de 10 ori la interval de câte 30 min, fără a se constata leziuni, iritații sau senzația de uscare a pielii. Consumul specific mediu de săpun pastă spumată a fost de 1,28 g/g ulei ars. Determinările gravimetrice s-au făcut utilizând o balanță electronică AVERY Co/Anglia cu precizia de măsurare de 0,01 grame.

Exemplul 2. Se prepară o compoziție similară celei descrise în exemplul 1 de realizare a invenției, cu deosebirea că s-a micșorat conținutul procentual de feldspat micronizat la 4% și s-a majorat conținutul de sare de sodiu a acidului abietic la 3%, fiind introdus și un amestec de trigliceride naturale lichide sub forma uleiului de măsline virgin, în proporție de 0,7%, iar spumarea pastei s-a realizat simultan prin injecție de aer (debit mediu de 1 l/min), utilizând dispozitivele echipate cu plăci din metal spongios. S-a oprit procesul de mixare/spumare când densitatea masei a atins valoarea de 680 g/l. pH-ul produsului, determinat în condiții similare celor descrise în exemplul 1, a fost de 8,77 unități.

RO 127899 Β1

Doi subiecți voluntari (bărbat și femeie) a utilizat această compoziție ca șampon pentru 1 păr (spălare la interval de 2 zile) și săpun pentru corp (1 sau 2 spălări pe zi) timp de 60 de zile. Spălările au fost eficiente comprabile cu produsele comerciale de calitate destinate acelorași 3 scopuri. Degresarea firului de păr a fost moderată, acesta a avut o ținută fermă, fără a fi necesară aplicarea ulterioară sau concomitentă cu șamponul, a unui balsam. Nu s-a constatat degra- 5 darea fizico-chimică a firului de păr, afectarea scalpului sau a pielii corpului.

Exemplul 3. Se prepară o compoziție similară celei din exemplul 1, în care faza solidă 7 de feldspat micronizat a fost înlocuită în totalitate cu silicat de calciu sintetic microcristalin cu duritate superioară feldspatului micronizat, astfel încât concentrația totală a acestuia în masa 9 de săpun pastă spumată să fie de 10% greutate. Mixarea s-a făcut în condițiile exemplului 1, fără injectarea de aer în masa de săpun pastă. Densitatea volumetrică a pastei spumate a fost 11 de 810 g/l, iar pH-ul acesteia de 8,93 unități.

Săpunul pastă spumată preparat în acest mod s-a utilizat pentru spălarea aragazului, 13 hotei, grătarului, faianței, gresiei, chiuvetelor din inoxsau material ceramic, vana băii, a pereților unei bucătării vopsiți ințial cu vopsea apoasă lavabilă, dar afectați parțial, datorită depunerilor 15 unor unor vapori unsuroși. Consumul specific mediu de săpun pastă spumată pentru curățirea completă a obiectelor supuse spălării a fost cuprins între 1 și 15 g/m.p. suprafață, în funcție de 17 încărcarea acestora cu depuneri (ulei ars, vapori uleioși, săruri de calciu și magneziu, datorate durității apei de la rețea). 19

Exemplul 4. Se prepară o compoziție similară celei din exemplul 1, cu deosebirea că s-a majorat concentrația laurildietiletersulfatului de sodiu la 6% și s-a redus concentrația 21 feldspatului micronizat la 5%, fără a se mai adăuga silicat de calciu sintetic microcristalin. Densitatea volumetrică a săpunului pastă spumată a fost de 744 g/l, iar pH-ul de 8,91. 23

Săpunul pastă spumată a fost utilizat pentru spălarea rufelor albe sau colorate într-o mașină automată cu capacitatea cuvei de 5 kg rufe, la temperatura de 40°C. Cantitatea de 25 săpun pastă spumată introdusă în mașina a avut în vedere că o măsură standard pentru un detergent este de 200 ml, detergentul este solid și are o densitate medie în vrac de 750 g/l și 27 că acesta nu conține practic apă, ca urmare a procesului de atomizare/granulare. S-au introdus în cuva mașinii de spălat 400 ml săpun pastă spumată (două măsuri standard) în greutate 29 totală de 297,6 g, cu un conținut de substanțe tensioactive și aditivi de circa 75 g. în ambele cazuri (rufe albe sau colorate), spălarea a fost eficientă și comparabilă cu cea realizată utilizând 31 o măsură standard de detergent solid care cântărește 150 g. Consumul specific de săpun pastă spumată a fost de 80 g/kg textile, respectiv, 20 g substanțe tensioactive și aditivi/kg 33 textile.

Claims (2)

1. Compoziție pentru săpun pastă spumată, care cuprinde 2...6% stearat de sodiu, 0,2...0,5% stearat de potasiu, 2...5% palmitat de sodiu, 0,2...0,5% palmitat de potasiu, 0,3...0,9% săruri de sodiu și potasiu ale acizilor grași C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic, 0,2...7% sare de sodiu a acidului abietic, 2...9% laurildietiletersulfat de sodiu, 0...9% trigliceride de origine vegetală, 2...3% glicerină, 0...10% feldspat micronizat, 0,12...12% silicat de sodiu, calciu sau aluminiu, 0,1...2% bicarbonat de sodiu și restul apă până la 100%, procentele fiind exprimate în greutate.

2. Procedeu de obținere a compoziției de săpun, definită în revendicarea 1, care cuprinde etapele de:

a) amestecare a componentelor tensioactive, în următoarea succesiune: emulsia apoasă de săruri de sodiu ale acizilor stearic, palmitic și ale acizilor C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic; emulsia apoasă de săruri de potasiu ale acizilor stearic, palmitic și ale acizilor grași C12...C20, alții decât acizii stearic și palmitic; soluția apoasă de sare de sodiu a acidului abietic și soluția apoasă de laurildietiletersulfat de sodiu, prin injectarea de aer în masa emulsionată sau cu ajutorul unui agitator cu turația 100 rot/min, la temperatura ambiantă, rezultând o emulsie nespumată;

b) preparare a unei soluții apoase care conține glicerină, silicat de sodiu, sare gemă, bicarbonat de sodiu, parfum și apă;

c) suspendare, în soluția apoasă rezultată la punctul b, a feldspatului micronizat și a silicatului de calciu sintetic microcristalin, rezultând o suspensie care se adaugă peste suspensia nespumată rezultată la punctul a;

d) mărire a turației agitatorului până la 700 rot/min, la temperatura de 25°C, rezultând spumarea controlată a masei și oprirea agitării când densitatea pastei spumate atinge valoarea de 750 g/l.