универсальное сухое моющее и очищающее средство

Формула изобретения

Универсальное сухое моющее и очищающее средство, включающее растительное сырье и содержащее в качестве источника поверхностно-активных веществ сухие перемолотые части сапонинсодержащих растений, выделяющие моющее вещество непосредственно в момент применения, отличающееся тем, что содержит части мыльного корня или мыльного дерева и вспомогательные компоненты, выбираемые из группы: цеолит, горчичный порошок, соль, гуар, кварц в качестве стабилизирующих (противослеживающих) агентов, причем части мыльного корня или мыльного дерева и вспомогательные компоненты имеют размер частиц от 0,005 до 2000 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- перемолотые части мыльного корня или мыльного дерева от 5 до 99,9;

- вспомогательные компоненты - от 0,1 до 95.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к косметическим, очищающим и моющим средствам, используемым в быту для целей мытья тела, рук, волос, стирки белья, мытья посуды и прочих бытовых применений.

Уровень техники

Известно много средств, предназначенных для очистки, стирки и мытья - различные по своему составу твердые и жидкие мыла, порошки, гели, шампуни, пасты, скрабы и пр. Основной недостаток этих средств заключается в том, что они, как правило, основаны на использовании синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), фосфатов и щелочей, которые могут являться причиной аллергических реакций и других заболеваний, а также загрязняют окружающую среду. Данные средства обладают, как правило, ярко выраженной щелочной реакцией, что неблагоприятно для тела человека. Также щелочная среда разрушает ткань, особенно шерсть и шелк. Кроме того, эти средства могут иметь в своем составе химические вещества, напрямую не имеющие отношения к процессу очистки или мытья, но содержащиеся в составе средства, такие как отдушки, консерванты, красители, стабилизаторы, регуляторы кислотности, пенорегуляторы и пр., которые также могут нанести вред здоровью.

Известна практика использования поверхностно-активных веществ из сапонинсодержащих растений в качестве основы для производства моющих средств. Общепринятой является технология использования сапонинсодержащих растений для целей производства моющих средств, основанная на предварительном извлечении сапонина из исходного сырья, например с помощью длительного кипячения или экстракции ("Сапонины как моющие средства", под ред. А.Ю.Рабиновича, Л., 1936). При этом сырье на разных этапах обрабатывается разнообразными химическими реагентами, что существенно снижает его экологическую безопасность и ведет к повышенным энергозатратам на производство. Также следует отметить, что сапонины, выделенные из сапонинсодержащих растений, являются нестабильными соединениями и достаточно быстро разлагаются. Данным фактором обуславливается необходимость использования при изготовлении моющих средств на основе экстрактов сапонинсодержащих растений консервантов, стабилизаторов и др. химических веществ, что делает средство менее безопасным и экологичным. Кроме того, высокая скорость разложения экстракта существенно снижает его эффективность и не позволяет получать продукцию со стабильными моющими характеристиками.

Известно (Алферов В.П. Наша природная защита//Энциклопедия молодой мамы. Дек. 2009 - янв. 2010, с.70) натуральное моющее средство в виде высушенных плодов сапиндуса, используемое, в основном, для стирки белья. К недостаткам данного средства относится то, что для его использования в целях стирки белья плоды необходимо предварительно поместить в специальный тканевый мешочек, который затем закладывается в барабан стиральной машины или тазик вместе с бельем. Данный мешочек необходимо сразу после стирки извлечь из стиральной машины или тазика во избежание порчи белья.

Однако основной недостаток данного средства заключается в том, что оно непригодно для использования без предварительной подготовки для целей мытья рук, тела, волос, мытья посуды или чистки поверхностей в быту. Для данных применений плоды необходимо предварительно вымачивать, настаивать или отваривать. Кроме того, отсутствует возможность добавления вспомогательных компонентов, улучшающих потребительские свойства моющего средства.

Так, известны косметические средства и средства бытовой химии, имеющие в своем составе экстракты сапонинсодержащих растений, например шампунь "Рецепты бабушки Агафьи" с экстрактом мыльного корня и средство для стирки "Klar" с экстрактом сапиндуса Мукоросси.

К недостатком подобных средств, кроме ограниченной сферы применения, можно отнести то, что использование экстрактов растений влечет использование консервантов, стабилизаторов, эмульгаторов и прочих вспомогательных веществ. Кроме того, экстракты, как правило, содержат следы химических реагентов, которые были использованы в процессе экстракции, а сам процесс экстракции весьма энергозатратен. Данные факторы являются существенными при производстве экологической бытовой химии и косметики, где предъявляются повышенные требования к натуральности, безопасности и экологичности продукции. Доля экстрактов в данной продукции мала, а пенящие и моющие свойства указанных моющих средств достигаются в основном за счет применения других ПАВ (в том числе и синтетических). Это связано с тем, что экстракты сапонинсодержащих растений обладают нестабильностью моющих характеристик.

Широко известна группа порошкообразных, готовых к применению средств для чистки ванн, туалетов, газовых и электрических плит типа "Пемо-Люкс". Главными недостатками данных средств является узкая область применения (чистка поверхностей в быту), преимущественно абразивный принцип их действия, использование щелочей и синтетических ПАВ.

Известно (Мелани Саш, "Аюрведические секреты красоты", пер. с англ., М., 2010, с.198-199) широкое применение травяных очищающих смесей в аюрведческой косметике. Эти средства предназначены для очистки и мытья кожи и/или волос, но не пригодны для стирки белья, мытья посуды и др. бытового применения. Основными недостатками этих средств является узкая область применения и то, что средство для его использования также необходимо предварительно приготовить (запаривать, настаивать).

Из патента № RU 2199580 С2, 27.02.2003 известно очищающее средство на основе измельченного природного янтаря, основным недостатком которого также является узкая область применения (чистка поверхностей в быту) и преимущественно абразивный принцип действия. Узким спектром применения и преимущественно абразивным способом очистки обладает также средство по патенту RU 2233159 С1, 27.07.2004.

Существуют аналогичные средства для тела, например средство по патенту RU 2133604 С1, 27.07.1999. Оно имеет те же недостатки: узкая область применения, низкая моющая способность, обусловленная отсутствием поверхностно-активных веществ, отсутствие пены и необходимость предварительной подготовки.

Также известна группа средств для очистки и мытья, которая состоит из сухих природных компонентов растительного или минерального происхождения. Такие очищающие средства с использованием различных трав представлены на российском рынке несколькими производителями. Например, средство для ухода за кожей головы и волосами по патенту RU 2190386 С1, 10.10.2002 (прототип). Это средство состоит из цеолита 46,5%, биоактивного травяного комплекса - 49, 84% и лекарственного травяного сырья - 3,66%.

Недостатком этого средства является то, что оно обладает слабыми моющими свойствами, обусловленными отсутствием поверхностно-активных веществ, не обладает пенящими свойствами и его необходимо предварительно готовить: "Средство помещают в посуду и заливают водой при температуре 50-60 градусов до состояния жидкой сметаны. Хорошо перемешивают и наносят на предварительно промытые обычной водой волосы". Также недостатками средства, известного из патента RU 2190386, является то, что уже приготовленный раствор нельзя долго хранить, а средство можно использовать только при наличии горячей воды.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состояла в разработке универсального сухого моющего и очищающего средства на основе измельченных частей сапонинсодержащих растений с высокими функциональными характеристиками, поскольку использование сухих измельченных частей сапонинсодержащих растений в качестве источника ПАВ позволяет быстро получить моющий раствор непосредственно в процессе применения без предварительной подготовки, отказаться от использования экстрактов растений, гарантирует отсутствие в моющем растворе посторонних химических компонентов, обеспечивает средству длительный срок годности, упрощает и удешевляет использование сапонинсодержащих растений в качестве основы для создания моющих и очищающих средств.

Таким образом, технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных характеристик предлагаемого средства, к которым в данном случае следует отнести:

- универсальность, обусловленную широким спектром его применения, а именно: мытье рук, мытье тела, мытье волос, мытье посуды и стирка как в ручном, так и автоматическом режиме, чистка различных поверхностей и прочие бытовые нужды.

- безопасность использования для человека и отсутствие вредного воздействия на окружающую среду, обусловленная его составом, не требующим содержания вспомогательных химических веществ и состоящим исключительно из компонентов натурального происхождения.

- длительный срок годности средства, обусловленный неизменностью характеристик сухих компонентов средства в течение длительного периода времени (при хранении в сухом месте) и особенностью состава средства.

- упрощение и удешевление использования сапонинсодержащих растений в качестве основы для моющих и очищающих средств, обусловленное и отсутствием стадии предварительного извлечения сапонина и приготовлением моющего раствора непосредственно на объекте обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что универсальное сухое моющее и очищающее средство, включающее растительное сырье, согласно изобретению в качестве источника поверхностно-активных веществ содержит сухие перемолотые части сапонинсодержащих растений, выделяющие поверхностно-активные вещества непосредственно в момент применения, а именно части мыльного корня или мыльного дерева с размером частиц от 0,005 до 2000 мкм, а в качестве вспомогательных компонентов, улучшающих потребительские свойства средства и выполняющих функции сорбента, отдушки, наполнителя, гелеобразователя, вспомогательного моющего агента, абразива, агента для уменьшения жесткости воды, используются перемолотые компоненты природного происхождения с размером частиц от 0,005 до 2000 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- перемолотые части сапонинсодержащих растений - от 5 до 99,9;

- вспомогательные компоненты - от 0,1 до 95.

Кроме того, в качестве наполнителя, сорбента и агента для уменьшения жесткости воды может использоваться цеолит природного происхождения или глина природного происхождения.

Предусмотрено, что в качестве наполнителя и вспомогательного моющего агента может использоваться горчичный порошок или соль природного происхождения.

Рекомендуется в качестве гелеобразующего компонента использовать гуар.

Также предусмотрено, что в качестве наполнителя, абразивного компонента может использоваться кварц.

Наряду с этим, рекомендуется в качестве наполнителя и отдушки использовать высушенные и перемолотые части растений.

Кроме того, в качестве вспомогательных добавок, улучшающих потребительские свойства моющего средства, возможно использование вышеперечисленных веществ в различных комбинациях.

Осуществление изобретения

Предлагается универсальное сухое моющее и очищающее средство, включающее растительное сырье, которое в качестве источника поверхностно-активных веществ содержит сухие перемолотые части сапонинсодержащих растений, выделяющие поверхностно-активные вещества непосредственно в момент применения, а именно части мыльного корня или мыльного дерева с размером частиц от 0,005 до 2000 мкм, а в качестве вспомогательных компонентов, улучшающих потребительские свойства средства и выполняющих функции сорбента, отдушки, наполнителя, гелеобразователя, вспомогательного моющего агента, абразива, агента для уменьшения жесткости воды, используются перемолотые компоненты природного происхождения с размером частиц от 0,005 до 2000 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- перемолотые части сапонинсодержащих растений - от 5 до 99,9;

- вспомогательные компоненты - от 0,1 до 95.

В качестве наполнителя, сорбента и агента для уменьшения жесткости воды возможно использование цеолита природного происхождения или глины природного происхождения. Предусмотрено, что в качестве наполнителя и вспомогательного моющего агента можно использовать горчичный порошок или соль природного происхождения. Рекомендуется в качестве гелеобразующего компонента использовать гуар. В качестве наполнителя и абразивного компонента может быть использован кварц. Наряду с этим рекомендуется в качестве наполнителя и отдушки использовать высушенные и перемолотые части растений.

Кроме того, в качестве вспомогательных добавок, улучшающих потребительские свойства моющего средства, возможно использование указанных веществ в различных комбинациях.

Использование в качестве источника ПАВ измельченных частей сапонинсодержащих растений позволяет избежать стадии предварительного извлечения сапонина и добиться эффекта образования моющего раствора непосредственно в процессе использования. При этом важную роль имеет размер дробления частиц. Чем меньше размер используемых частиц, тем более эффективен такой способ использования. Опытным путем установлено, что при размере частиц менее 2000 мкм основное количество сапонина переходит в водный раствор за несколько секунд без дополнительного воздействия, что является приемлемым для бытовых целей и позволяет отказаться от существующей практики использования сапонинсодержащих растений, при которой предварительно производится экстракция сапонина (с помощью вываривания или иного способа экстракции). Данный эффект целесообразно использовать в качестве основы для создания готового сухого моющего средства. Кроме того, размер частиц менее 2000 мкм позволяет использовать средство непосредственно в автоматических стиральных и посудомоечных машинах без риска их повреждения.

Из ботаники известно достаточно много сапонинсодержащих растений. Наиболее известные из них - мыльное дерево (сапиндус), конский каштан, мыльный корень, альпийская фиалка, горицвет, мыльнянка, синюха, солодка, первоцвет, диоскорея, аралия. Однако большинство из этих растений не годятся в качестве основы для приготовления сухого моющего средства в связи с тем, что содержание сапонина в их частях нестабильно и/или слишком мало, что делает невозможным создание на их основе их измельченных частей сухого моющего средства с определенными характеристиками. В связи с данным фактом наибольший интерес для создания сухого моющего средства на основе измельченных частей сапонинсодержащих растений представляют плоды мыльного дерева и мыльный корень как растения со стабильным высоким содержанием сапонина (32-38%).

Моющие свойства измельченных частей сапонинсодержащих растений практически не изменяются с течением времени. Поэтому сухая порошкообразная форма средства, с одной стороны, позволяет отказаться от использования консервантов, стабилизаторов и эмульгаторов при существенно большем сроке годности продукта, а с другой стороны, позволяет добиться стабильных моющих и пенящих характеристик средства и максимально эффективного использования поверхностно-активного вещества, в отличие от средств на основе экстрактов. Также порошкообразная форма продукта позволяет использовать многие природные компоненты в исходной форме в качестве добавок, улучшающих потребительские свойства и расширяющих функциональные характеристики предлагаемого средства. В целом, сухая форма моющих и очищающих средств имеет достаточно широкое распространение.

Следует отметить, что частицы порошка плодов мыльного дерева или мыльного корня из-за высокого содержания в них сапонинов (гликозидов) имеют явно выраженную способность к слеживанию. Эта особенность препятствует использованию порошка этих сапонинсодержащих растений в качестве самостоятельного моющего средства, поскольку данный продукт в течение достаточно короткого промежутка времени слеживается в комок, что существенно ухудшает потребительские характеристики продукта и сокращает срок годности. Однако заявителями было неожиданно установлено, что добавление вспомогательных сухих компонентов природного происхождения, кроме выполнения основной функции (наполнителя, гелеобразователя, сорбента, вспомогательного моющего агента, отдушки, агента для уменьшения жесткости воды) позволяет уменьшить слеживаемость порошка моющего средства, что позволяет создать моющее средство с длительным сроком годности и хорошими потребительскими характеристиками (пример 1, табл.1). Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример 1.

Для определения изменения слеживаемости моющего средства на основе сапонинсодержащих растений в зависимости от содержания вспомогательных добавок был взят порошок из высушенных плодов мыльного дерева сорта Sapindus Trifoliatus как наиболее типовой и широко распространенный вид сырья.

В качестве метода исследования слеживаемости был выбран метод формования под давлением тестовых образцов с последующим их разрушением.

Навеска порошка в 25 г помещалась в цилиндр с внутренним диаметром 25 мм между двух поршней. Затем к поршням прикладывалось усилие в 1000 Н. Затем цилиндр подвергался вибрационному воздействию, продолжавшемуся до тех пор, пока размер уплотняемого образца не стабилизировался. После прекращения вибрационного воздействия образец выдерживался под давлением еще 30 с и после этого извлекался из формовочной трубки. Затем образец разрушался. При этом по усилию, необходимому для разрушения образца, можно судить о степени слеживаемости исследуемого образца.

Был проведен ряд испытаний, при которых к порошку плодов мыльного дерева Sapindus Trifoliatus добавлялись различные вспомогательные вещества натурального происхождения в количестве 0,1, 1, 50 и 95% и измерялась слеживаемость получившихся смесей. При этом, в качестве нормирующего усилия (100%) было выбрано усилие, необходимое для разрушения образца, отформованного из порошка Sapindus Trifoliatus без каких либо добавок. Результаты испытаний приведены в Таблице 1.

Таблица 1 Степень слеживаемости порошка S.Trifoliatus в зависимости от содержания вспомогательных сухих компонентов природного происхождения
Содержание компонента	0,1%	1%	50%	95%
Цеолит	89%	56%	41%	18%
Глина	97%	92%	79%	71%
Горчица (порошок)	96%	85%	65%	32%
Соль	89%	56%	29%	6%
Гуар	96%	82%	14%	5%
Кварц (песок)	90%	59%	44%	1%
Эвкалипт (сухие листья)	93%	71%	24%	6%
Лимон (сухие плоды)	97%	88%	76%	65%
Мята (сухие листья)	91%	65%	29%	6%

Как видно из Таблицы 1, даже небольшая добавка в 1% вспомогательных компонентов может уменьшить слеживаемость моющего средства на основе порошка из плодов мыльного дерева S.Trifoliatus на 44%.