Результат интеллектуальной деятельности: СТЕКЛООМЫВАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ

Средство относится к бытовым моющим средствам, в частности к летним стеклоомывателям, и предназначено для экстренного удаления с поверхности стекол движущихся транспортных средств непрозрачных пятен биологического происхождения, снижающих прозрачность стекол и четкость видимого сквозь них дорожного полотна для водителя.

В летнее время года особенностью загрязнения движущегося транспорта является появление на поверхности их лобовых стекол пятен биологического происхождения, в частности, пятен, созданных птичьим пометом и телами раздавленных насекомых. Стекла, запачканные пометом, телами раздавленных насекомых, таких, как мухи, комары, пчелы, саранча и некоторые другие насекомые, теряют свою прозрачность из-за непрозрачности и высокой адгезивной активности этих биологических масс, а также из-за приклеивания к ним пыли и грязи. При этом жидкие загрязнители биологического происхождения содержат следы крови, лимфы и микробиоты, имеют в своем составе белки, поэтому при высыхании становятся вязкими, липкими и приклеиваются к поверхности стекла. Все это приводит к тому, что подсохшие загрязнители биологического происхождения приобретают свойства клея, поэтому очень сильно приклеиваются к поверхности стекол и приклеивают к себе частицы пыли и грязи, находящиеся в воздухе. Кроме этого, высокая вязкость и приклеивающая активность загрязнителей биологического происхождения увеличивается с увеличением продолжительности их нахождения на поверхности стекол. Это затем затрудняет и удлиняет процедуру промывания поверхности лобовых стекол до полной чистоты на движущемся транспорте.

Загрязнение лобовых стекол ухудшает видимость дорожного полотна для шоферов, становится причиной их ошибочных заключений и действий во время движения особенно в темное время суток, а также причиной совершения дорожно-транспортных происшествий.

Помимо лобовых стекол автотранспорта биологические загрязнители загрязняют стекла кабин работающих на открытом воздухе башенных кранов и других громоздких механизмов, операторы которых несут высокую ответственность за точность принятия решений и действий, которые во многом зависят от прозрачности стекол. Поэтому загрязнение стекол кабин таких устройств также может быть целью применения высокоэффективных стеклоомывающих жидкостей.

В летнее время года стекла нередко загрязняются перечисленными выше биологическими загрязнителями, которые до сегодняшнего дня не удаляются в процессе движения транспорта и работы механизмов известными стеклоомывающими жидкостями. Несмотря на это, во многих случаях требуется немедленное восстановление высокой прозрачности стекол, в частности, лобовых стекол движущегося транспорта, особенно в вечернее и ночное время суток. При загрязнении указанного типа стекол телами насекомых и пометом птиц в настоящее время водители нередко вынуждены прекратить работу транспортных средств, чтобы избежать дорожно-транспортных происшествий. Для этого водители выходят из транспортных средств и протирают лобовые стекла, стекла фар и другие стекла и части транспорта вручную, используя для этого механические устройства типа щеток и салфеток, а также обычную воду, которая не всегда оказывается под руками. Все это снижает эффективность чистки лобовых стекол, ухудшает видимость дорожного полотна водителями, повышает вероятность дорожно-транспортных происшествий (ДТП), замедляет скорость движения транспорта по дорогам, срывает графики доставки грузов на транспорте, повышает вероятность применения штрафных санкций к водителям и ухудшает их настроение и здоровье.

В бытовых условиях при протирании стекол окон и витрин с этой целью повсеместно применяются различные стеклоомывающие жидкости, представляющие собой водные растворы бытовых моющих средств и/или нашатырного спирта. Однако, загрязнители биологического происхождения очень сильно приклеиваются к поверхности стекол, ухудшают их прозрачность и с большим трудом удаляются с их поверхности при использовании традиционных моющих средств. В связи с этим для восстановления высокой прозрачности загрязненных стекол во всем мире используются не только стеклоомывающие жидкости, но и различные устройства и способы механической очистки поверхности стекол. Для этого разработаны специальные щетки, салфетки, ирригаторы и моющие устройства высокого давления. Однако большинство известных устройств и способов мытья стекол неприменимо «на ходу», особенно в качестве высоко эффективных универсальных летних обесцвечивающих омывателей стекол.

Известна жидкость стеклоомывающая, представляющая собой водный раствор 0,1% популярного кухонного моющего средства, 5 литров которого содержит 40-50 мл раствора 10% нашатырного спирта (Вода, средство для посуды и кое-что еще: как сделать идеальный летний омыватель. https://www.kolesa.ru/article/voda-sredstvo-dlya-posudy-i-koe-chto-eshhyo-kak-sdelat-idealnyi-letnij-omyvatel. Найдено в Интернете 19.05.2021).

Недостатком известного средства является низкая эффективность, точность, скорость, безопасность и узкая сфера применения, поскольку оно не предназначено для экстренного обесцвечивания, разрыхления и удаления непрозрачных пятен биологического происхождения, таких, как птичий помет, помет животных, остатки тел насекомых и растений. Поэтому стекла, запачканные птичьим пометом, пометом и навозом животных, остатками раздавленных насекомых, в частности, мух, комаров, пчел, саранчи и других насекомых, длительное время остаются грязными и имеют низкую прозрачность.

Известна жидкость для очистки лобового стекла автомобиля, представляющая собой водный раствор аммиака в пропорции 1:3 (одна часть аммиака на 3 части воды), состав которого дополнительно включает примерно сто граммов уксуса (Популярные способы изготовление жидкости для очистки лобового стекла автомобиля, https://drivertip.ru/zhizn/kak-sdelat-zhidkost-dlya-stekloochistitelya.html. Найдено в Интернете 19.05.2021).

Недостатком известного средства является низкая эффективность, точность, скорость, безопасность и узкая сфера применения. Дело в том, что известное средство не имеет точную концентрацию раствора аммиака и уксуса. К тому же, аммиак - это химическое соединение азота с водородом (NH₃), которое представляет собой бесцветный газ с характерным острым запахом, раздражающим слизистые оболочки. Известное средство не содержит указание о точной величине давления газа аммиака в растворе и величине температуры раствора, тогда как любой газ, включая аммиак, способен легко улетучиваться из воды при определенной величине давления и температуры, а также с увеличением времени хранения его раствора. Помимо этого, известное средство не содержит указание на точное количество уксусной кислоты в своем составе. Дело в том, что уксус - это не уксусная кислота, а продукт со значительным содержанием уксусной кислоты, традиционно получаемый в результате микробиологического синтеза с помощью уксуснокислых бактерий из пищевого спиртосодержащего сырья. Кроме этого, уксус имеет величину рН ниже 7,0, так как является кислотой. С другой стороны, аммиак, способный превращаться в нашатырный спирт, поэтому имеет величину рН выше 7,0, то есть обладает щелочной активностью. В связи с этим наличие уксуса и аммиака создает условия их химического взаимодействия в растворе. Следовательно, известное средство имеет недопустимую рецептуру.

И, наконец, известное средство не предназначено для экстренного обесцвечивания и разжижения непрозрачных пятен биологического происхождения, таких, как птичий помет, помет животных, остатки насекомых и растений. Поэтому стекла, запачканные птичьим пометом, пометом и навозом животных, остатками насекомых, в частности, мух, комаров, пчел, саранчи и других насекомых, не смываются с помощью известного средства, а длительное время остаются грязными, имеют низкую прозрачность, ухудшают видимость дорожного полотна для водителей и становятся причиной ДТП.

Известен отбеливающий очиститель зубных протезов, приготовленный на воде для инъекции и содержащий 2,0-10,0 масс. % натрия гидрокарбоната, 3±0,3 масс. % перекиси водорода и газ кислород при избыточном давлении 0,2 атм. при 8°С, а сам отбеливающий очиститель нагрет до температуры 37-42°С (RU 2659952 С1).

Недостатком известного средства является низкая эффективность, точность, скорость и узкая сфера применения, поскольку средство не предназначено для экстренного мытья лобовых стекол движущихся транспортных средств в теплых условиях. Дело в том, что наличие в известном средстве 2,0-10,0 масс. % натрия гидрокарбоната придает средству загрязняющие свойства, так как при высыхании раствора растворенная соль гидрокарбоната натрия выпадает в осадок белого цвета. Поэтому поверхность лобового стекла покрывается порошком, состоящим из белых кристаллов натрия гидрокарбоната. Эти кристаллы не являются прозрачными, поэтому порошок ухудшает видимость дорожного полотна для водителя и повышает вероятность ДТП.

Кроме этого известное средство содержит перекись водорода в чрезмерно высокой концентрации, которая придает средству способность обесцвечивать волосы и одежду водителя и пассажира транспортного средства, а также случайного прохожего, находящегося рядом с ним. Дело в том, что капли средства могут случайно попасть на них после выбрасывания средства из форсунок стеклоомывателя лобового стекла из-за встречного потока воздуха.

И, наконец, известное средство содержит газ кислород при избыточном давлении 0,2 атм. при 8°С, что придает средству способность усиления горения и взрывания легко воспламеняющихся веществ, например, бензина и этилового спирта, особенно при использовании транспорта в военно-полевых условиях, в условиях наличия искр, вылетающих из выхлопной трубы впереди идущего транспортного средства, а также в условиях предприятий химической промышленности, в условиях автозаправочных станций и газораспределительных станций.

Задача изобретения - расширение сферы применения, повышение скорости, точности, безопасности и эффективности за счет введения перекиси водорода, легко освобождающей в результате каталазной реакции газ кислород, обесцвечивающий и разрыхляющий в щелочной среде органические загрязнители и пигменты, формирующий пену и способствующий отмыванию лобового стекла движущегося транспортного средства от остатков загрязнителей.

Поставленная цель достигается за счет дополнительного вовлечения в мытье содержащегося в органических загрязнителях фермента каталазы, каталазного расщепления находящейся в растворе перекиси водорода на воду и газ кислород и процесса холодного кипения внутри масс загрязнителей, их разрыхления, разжижения и обесцвечивания.

Техническим результатом является экстренное разрыхление, размягчение и обесцвечивание густых, вязких и сухих пятен помета, навоза, остатков тел насекомых, превращение их в пену белого цвета и их срочное удаление с поверхности стекла при исключении использования громоздкого и сложного оборудования, а также улучшение видимости дорожного полотна для водителей, уменьшение вероятности совершения ДТП, продление срока сохранности транспортного средства, снижение смертности пешеходов и водителей на дорогах.

Сущность стеклоомывающей жидкости, представляющей собой водный раствор для удаления органических загрязнителей с поверхности лобового стекла движущегося транспортного средства в теплых условиях, содержащий популярное кухонное моющее средство, нашатырный спирт и перекись водорода, заключается в том, что он содержит их при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Предложенный состав ингредиентов и соотношение их концентрации в заявленной стеклоомывающей жидкости являются оптимальными для чистки лобового стекла движущегося транспортного средства от биологических загрязнителей в теплых условиях путем орошения стекла этим раствором, осуществляемого, например, с помощью стеклоомывателя и его форсунок, установленных на капоте транспортного средства напротив лобового стекла и/или фар. Дело в том, что такой состав обеспечивает экспресс размягчение, разрыхление, обесцвечивание биологических масс (птичьего помета, тел раздавленных насекомых с фрагментами их крови, лимфы и микробиоты) на поверхности стекла без красящего и агрессивного действия на водителя, пассажиров и пешеходов. Для немедленного отмывания лобового стекла движущегося транспортного средства от биологических загрязнителей стеклоомывающая жидкость может быть влита в емкость стеклоомывателя и быть использована затем традиционно с его помощью и с помощью щеток лобового стекла. Помимо этого, стеклоомывающая жидкость может применяться для мытья стекол при стоянке транспортного средства. В этих условиях заявленное средство может применяться для чистки стекол с помощью салфетки, щетки и моечного и уборочного оборудования типа Karcher.

Во всех указанных случаях заявленная стеклоомывающая жидкость обеспечивает быстрое разрыхление, растворение, обесцвечивание и удаление биологических загрязнителей, следов раздавленных насекомых и другой дорожной грязи за счет эффективного физико-химического разрыхления в процессе внутритканевой кавитации, внутритканевого «кипения» раствора, а также за счет омыления белково-липидных комплексов биологических масс щелочным раствором перекиси водорода и разрыхления биологических масс внутритканевым кипением при наличии в них фермента каталазы. Дело в том, что все биологические загрязнители содержат каталазу. Этот фермент очень быстро разлагает перекись водорода на воду и газ кислород.

За счет беспрерывного образования пузырьков газа кислорода и флотации обеспечивается диспергирование и разжижение массы органического загрязнителя и суспензирование раствора. Причем интенсивность процесса газообразования молекулярного кислорода из перекиси водорода зависит от активности каталазы, которая содержится в значительном количестве именно в биологических массах, особенно при наличии следов крови, слюны, слизи и кала, либо иных тканей, обсемененных микроорганизмами, например, микробиоты насекомых. Молекулярный кислород в этих условиях рационально используется для разрушения густой массы органического загрязнителя, поскольку средство обеспечивает внутритканевое холодное «кипение». Кроме этого, кислород рационально используется также для флотации размягченных частиц загрязнителя, диспергирования и суспензирования сред с образованием пены белого цвета.

К этому следует добавить, что бесцветное кухонное моющее средство и нашатырный спирт обеспечивают щелочность и бесцветность стеклоомывающей жидкости. Благодаря щелочности обеспечивается разжижающая, моющая и обесцвечивающая активность средства. Благодаря бесцветности моющего средства, нашатырного спирта и отсутствию минерализованности дистиллированной воды обеспечивается отсутствие цветных и непрозрачных пятен и разводов на стекле после его орошения заявленным средством.

Следовательно, данное средство расширяет сферу применения, создает оптимальные условия для безопасного быстрого и эффективного разрыхления, разжижения, обесцвечивания и удаления органических загрязнителей с поверхности лобового стекла движущегося транспортного средства без разводов и непрозрачных пятен. Поэтому средство повышает скорость, эффективность, точность, безопасность и расширяет сферу применения заявленного средства. Стеклоомывающая жидкость обеспечивает срочное очищение лобового стекла движущегося транспортного средства в теплых условиях от биологических загрязнителей, улучшает видимость дорожного полотна для водителей, уменьшает вероятность совершения ДТП, продляет срок сохранности транспортного средства, снижает смертность на дорогах.

Нами было проведено исследование заявленного средства в модельных условиях при чистке лобового стекла гражданского легкового автомобиля марки Mitsubishi outlander в весеннее время года при температуре воздуха +26°С. Для загрязнения наружной поверхности лобового стекла автомобиля органическими загрязнителями были использованы живые мясные мухи в возрасте 2-х дней, которые поштучно поочередно прикладывались к выбранному участку лобового стекла и раздавливались на нем, после чего все лобовое стекло с пятнами, полученными раздавливанием мух, обдувалось на протяжении 5 минут потоком теплого воздуха при температуре +26°С, создаваемого с помощью бытового вентилятора. После этого лобовое стекло выглядело запачканным пятнами раздавленных насекомых. Эти пятна были непрозрачными, имели серый цвет и разводы красного цвета, похожие на следы крови. Пятна имели консистенцию высохшей корочки и покрывали собой наружную поверхность стекла неравномерным слоем.

Параллельно с этим были приготовлены несколько жидкостей объемом по 250 мл, которые затем при температуре +26°С вливались поочередно в пустой бачок стеклоомывателя автомобиля.

Были проведены 8 серий лабораторных опытов (по 5 пятен на лобовом стекле от раздавленных мух в каждой серии).

1. В первой серии опытов в роли аналога была использована дистиллированная вода (контроль).

2. Во второй серии опытов в роли прототипа был использован водный раствор 0,1% кухонного моющего средства «Ника универсал» (красного цвета), 5 литров которого содержало 50 мл раствора 10% нашатырного спирта.

3. В сериях опытов 3-8 в роли стеклоомывающей жидкости были использованы:

3.1. Раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,01% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт;

3.2. Раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,06% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт;

3.3. Раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,25% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт.

3.4. Раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,5% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт;

3.5. Раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,6% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт;

3.6. Раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,06% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,08% нашатырный спирт.

Для оценки эффективности удаления пятен в каждой серии включали стеклоомыватель со щетками, протирающими стекло. При этом лобовое стекло орошали исследуемой жидкостью на протяжении 5 секунд. Автомобильные щетки протирали стекло автоматически многократно. Регистрировалось количество полных перемещений обоих щеток при непрерывной их работе вплоть до полного удаления пятен. В противном случае, а именно - при отсутствии эффекта после 20 протираний стекла щетками, опыт останавливали. Анализ эффективности удаления пятен (прозрачности стекла) осуществлялся с традиционного места размещения водителя внутри кабины автомобиля. При этом были получены следующие результаты.

В первой серии опытов после включения рычага стеклоочистителя, орошения лобового стекла дистиллированной водой и максимального количества перемещений щеток по поверхности лобового стекла (в сумме 20 раз) все 5 пятен, оставленных раздавленными мухами и высушенными теплым воздухом, остались на лобовом стекле. При этом площадь пятен увеличилась практически вдвое, дополнительно на лобовом стекле появились полосы серого цвета, отходящие в обе стороны от каждого пятна. Эти полосы имели ширину, равную диаметру соответствующего пятна, из которого они образовывались по ходу перемещения щеток.

Во второй серии опытов после включения рычага стеклоочистителя, орошения лобового стекла средством-прототипом и перемещения щеток по поверхности лобового стекла 20 раз все 5 пятен, оставленных раздавленными мухами и высушенными теплым воздухом, остались на лобовом стекле, но площадь пятен уменьшилась на 5-10%, а прозрачность этих пятен повысилась на 15-20%. При этом на лобовом стекле дополнительно появились полосы серого цвета, отходящие в обе стороны от каждого пятна, эти полосы имели ширину, равную диаметру соответствующего пятна, из которого они образовывались.

В третьей серии опытов применялся раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,01% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт. После орошения лобового стекла этим раствором на протяжении 5 секунд и включения перемещения щеток все 5 пятен, оставленных раздавленными мухами и высушенными теплым воздухом, остались на лобовом стекле, площадь пятен уменьшилась на 10-15%, прозрачность этих пятен повысилась на 20-30%.

В четвертой серии опытов применялся раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,06% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт. После орошения лобового стекла этим раствором на протяжении 5 секунд и включения щеток пятна исчезли полностью после 20 возвратно-поступательных движений щеток. Стекло приобрело абсолютную прозрачность, которая сохранилась после его полного высыхания.

В пятой серии опытов применялся раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,25% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт. После орошения лобового стекла этим раствором на протяжении 5 секунд и включения щеток пятна исчезли полностью после 10 возвратно-поступательных движений щеток. Стекло приобрело абсолютную прозрачность, которая сохранилась после его полного высыхания.

В шестой серии опытов применялся раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,5% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт. После орошения лобового стекла этим раствором на протяжении 5 секунд и включения щеток пятна исчезли полностью после 5 возвратно-поступательных движений щеток. Стекло приобрело абсолютную прозрачность, которая сохранилась после его полного высыхания.

В седьмой серии опытов применялся раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,6% перекиси водорода, 0,1% бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,1% нашатырный спирт. После орошения лобового стекла этим раствором на протяжении 5 секунд и включения щеток пятна исчезли полностью после 5 возвратно-поступательных движений щеток. Стекло приобрело абсолютную прозрачность, которая сохранилась после его полного высыхания.

В восьмой серии опытов применялся раствор, приготовленный на дистиллированной воде, 0,06% перекиси водорода, 0,1%) бесцветного кухонного моющего средства Fairy, содержащего 0% красителей и ароматизаторов, и 0,08% нашатырный спирт. После орошения лобового стекла этим раствором на протяжении 5 секунд и включения щеток пятна исчезли полностью после 20 возвратно-поступательных движений щеток. Стекло приобрело абсолютную прозрачность, которая сохранилась после его полного высыхания.

При этом никто из исследователей и наблюдателей не получил раздражающее и/или отбеливающее действие от использованных жидкостей.

Следовательно, заявленная стеклоомывающая жидкость, характеризующаяся тем, что она представляет собой раствор 0,1% бесцветного кухонного моющего средства, 0,06-0,5% перекиси водорода и 0,08-0,1% нашатырного спирта в дистиллированной воде, обеспечивает быстрое, эффективное, безопасное разжижение, обесцвечивание и удаление пятен, оставленных раздавленными мухами на лобовом стекле при исключении использования громоздкого и сложного оборудования и отбеливающего и раздражающего действия на водителя и случайных прохожих, поэтому расширяет сферу применения, повышает скорость, эффективность, точность и безопасность чистки лобового стекла от пятен биологических загрязнителей.

Таким образом, стеклоомывающая жидкость расширяет сферу применения, создает оптимальные условия для безопасного быстрого и эффективного разрыхления, разжижения, обесцвечивания и удаления органических загрязнителей с лобового стекла движущегося транспортного средства без разводов и пятен. Поэтому оно повышает скорость, эффективность, точность, безопасность и расширяет сферу очищения лобового стекла в теплых условиях, улучшает видимость дорожного полотна для водителей, уменьшает вероятность совершения ДТП, продляет срок сохранности транспортного средства, снижает смертность на дорогах.

Изобретение обеспечивает расширение сферы применения, повышение скорости, эффективности, точности и безопасности за счет дополнительного вовлечения в мытье содержащегося в органических загрязнителях фермента каталазы, каталазного расщепления перекиси водорода в щелочном растворе на воду и газ кислород и процесса холодного кипения внутри масс загрязнителей, их разрыхления, разжижения и обесцвечивания.