История

Омекотителят е течен състав, добавен към пералните машини по време на цикъла на изплакване, за да накара дрехите да се чувстват по-добре на допир. Тези продукти действат чрез нанасяне на смазващи химикали върху тъканта, които я правят по-мека, намаляват статичното прилепване и придават свеж аромат. Първите омекотители за тъкани са разработени от текстилната индустрия в началото на ХХ век. По това време процесът, използван за боядисване на памучни влакна, ги накара да се почувстват сурови. В началото на 1900 -те години са разработени препарати, известни като омекотители за памук, за да се подобри усещането за тези влакна след боядисване. Типичен омекотител за памук се състои от седем части вода, три части сапун и една част зехтин, царевица или масло от лой. С напредъка на органичната химия, бяха създадени нови съединения, които биха могли да омекотят тъканта по-ефективно. Тези подобрени формулировки скоро попаднаха на търговския пазар.


До 60 -те години на миналия век няколко големи търговци, включително Procter и Gamble, започнаха да продават течни омекотители за домашна употреба. Популярността на тези продукти драстично нарасна през следващото десетилетие, тъй като производителите разработиха нови формулировки, които осигуриха подобрена мекота и по-привлекателни аромати.


Въпреки нарастващата си популярност, омекотителите за тъкани страдат от един основен недостатък: омекотителите не са съвместими с детергенти и следователно не могат да се добавят към пералнята, докато целият препарат не бъде отстранен в цикъла на изплакване. Първоначално това ограничение изисква от потребителя да ходи пак до пералнята, ако иска да омекоти дрехите си. 


През 90-те години екологично ориентираните производители започнаха да тестват маркетингови ултраконцентрирани формулировки. Тези "ултра" формулировки са проектирани така, че трябва да се използва само около една четвърт от продукта и следователно те могат да бъдат опаковани в по-малки контейнери. Възприеманата стойност за потребителя обаче е по -ниска, тъй като има по -малко продукт и цената е по -висока. Остава да се види дали тези ултра концентрати ще успеят на днешния пазар.


До края на 90 -те години годишните продажби на течни омекотители за тъкани в САЩ достигнаха приблизително 700 милиона долара (в супермаркети, аптеки и масови търговци). Големите производители като Procter и Gamble (Downy) и Lever Brothers (Snuggle), доминират около 90% от пазарния дял, докато останалите 10%.


Дизайн

Химиците за разработка на продукти създават омекотители за тъкани, които са проектирани да отговарят на редица специфични маркетингови изисквания. Първо, формулировките трябва да предоставят различни атрибути, желани от потребителите, като превъзходна мекота, подобрено плъзгане, намалено образуване на бръчки по време на цикъла на пране, подобрено отстраняване на бръчки след измиване, по -добро запазване на цвета и подобрена защита от петна. Освен това формулите трябва да са безопасни за използване, екологични, естетически приятни и рентабилни. Химиците използват технически оценки в комбинация с потребителски тестове, за да проектират формулировки, които са едновременно ефективни и достъпни.


Сурови материали


Кондициониращи агенти

Ранните формули за омекотяване на тъкани бяха сравнително прости дисперсии на мастни материали, които се отлагат върху влакната на тъканта след измиване. Една от най -често използваните съставки е дихидрогениран лой диметиламониев хлорид (DHTDMAC), който принадлежи към клас материали, известни като четвъртични амониеви съединения, или квати. Този вид съставка е полезна, тъй като част от молекулата има положителен заряд, който я привлича и свързва с отрицателно заредените тъканни влакна. Това взаимодействие на заряда също помага за разсейване на електрическите сили, които са отговорни за статичното прилепване. Другата част от молекулата е мазна по природа и осигурява плъзгане и смазване, което кара тъканта да се чувства мека.


Въпреки че тези квоти омекотяват тъканите много ефективно, те също могат да ги направят по -малко абсорбиращи. Това е проблем за някои дрехи за пране, като кърпи и пелени. За да се преодолее този проблем, съвременните формулировки използват quats в комбинация с други по -ефективни съставки. Тези по -нови съединения имат малко по -ниско съдържание на тъкани, което ги прави по -малко вероятно да пречат на абсорбцията на вода.


Един от новите класове материали, използвани днес в омекотители за тъкани, е полидиметилсилоксан (PDMS). Siloxane е течност на силиконова основа, която има способността да смазва влакна, за да осигури подобрено омекотяване и лекота на гладене. Други силикони, използвани в омекотителите, включват амино-функционални силикони, амидно-функционални силикони и силиконови гуми. Тези силиконови производни са модифицирани, за да бъдат по -съществени за тъканите и могат драстично да подобрят усещането им.


Емулгатори

Кондициониращите съставки, използвани в омекотителите за тъкани, обикновено не са разтворими във вода поради мазната си природа. Следователно към формулата трябва да се добави друг вид химикал, известен като емулгатор, за да се образува стабилна смес. Без емулгатори омекотителната течност би се разделила на две фази, подобно на дресинга за салата с масло и оцет.


Има три вида емулгатори, използвани в омекотители за тъкани: микроемулсии, макроемулсии и емулсионни полимери. Макроемулсиите са кремообразни дисперсии на масло и вода, подобни на лосиони за ръце или балсами за коса. Молекулите на емулгатора обграждат хидрофобното масло или силиконовите капчици и им позволяват да се диспергират във вода. Микро емулсията е химически подобна, но създава частици масло, които са толкова малки, че светлината ще преминава около тях. Следователно една микроемулсия се характеризира със своята яснота и прозрачност, вместо да е млечно бяла. Освен това, едно от предимствата на микроемулсията е, че силиконовите частици са толкова малки, че всъщност ще проникнат във влакната, докато макроемулсиите се отлагат само върху повърхността на влакното. Третият вид, емулсионни полимери, създават дисперсии, които приличат на макроемулсия. Тази система не използва истински емулгатори за суспендиране и разтваряне на маслената фаза. Вместо това емулсионните полимери създават стабилизирана мрежа от молекули, които окачват малки силиконови капчици като риба, уловена в мрежа.


Емулгиращата система, използвана в омекотителите, трябва да бъде избрана внимателно, за да се осигури подходящото ниво на отлагане върху тъканта. Обикновено се използва смес от не-йонни емулгатори (такива без заряд) и катионни емулгатори (такива с положителен заряд). Анионните повърхностноактивни вещества (които имат отрицателен заряд) се използват рядко, тъй като агентите за кондициониране на тъканите имат положителен заряд, който е склонен да дестабилизира анионната емулсия.


Други съставки

В допълнение към кондициониращите агенти и емулгаторите, омекотителите за тъкани съдържат други съставки, за да подобрят естетическата им привлекателност и да гарантират, че продуктът ще бъде стабилен на рафтове. Например, ароматът и цветът се добавят, за да направят продукта по -приятен за потребителите. Освен това се използват емулсионни стабилизатори и консерванти, за да се гарантира качеството на продукта.

Емулгаторите и след това кондициониращите съставки се добавят към водата.  Партидата се нагрява и се смесва.  След това се добавят останалите съставки.


Производствен процес

Предпочитаният метод за производство на течни омекотители включва нагряване на съставките заедно в един голям съд за смесване. Смесителните резервоари трябва да бъдат изработени от висококачествена неръждаема стомана, за да се предотврати атаката от корозивни вещества във формулата. Резервоарът обикновено е снабден с обвивка, която позволява циркулация на пара и студена вода, така че температурата на партидата може лесно да се контролира. Освен това резервоарът е снабден със смесител тип витло, който се задвижва от голям електрически двигател. Този вид острие за смесване осигурява високото срязване, необходимо за правилното разпръскване на съставките.


Първата стъпка в производствения процес е да напълните резервоара с определеното количество вода. Първо се добавя вода, тъй като тя действа като носител на всички останали съставки. Използва се дейонизирана вода, тъй като не съдържа метални йони, които могат да повлияят на работата на партидата. Конвенционалните състави могат да съдържат до 80-90% вода.


След като водата се добави в резервоара, се започва загряване и смесване. Когато водата достигне подходящата температура, се добавят емулгаторите. Тъй като тези химикали обикновено са восъчно твърди материали, те се добавят при относително високи температури (между 158-176TF [70-80 ° C]). Докато редът на добавяне зависи от конкретната формула, обикновено е по-ефективно да се диспергират емулгаторите преди добавяне на по-малко водоразтворимите материали. Емулгаторите се използват между 1-10%, в зависимост от избраните специфични химикали.

Кондициониращите съставки, използвани в омекотителите, обикновено не са водоразтворими, затова се добавят към водната фаза след емулгаторите. За типична формула за якост се използват около 5%. За по-концентрирани състави, нива от 10% са по-често срещани. 

Когато се използват смеси от кватове и силикони, силиконите се използват на нива от 0,5-1,5%.

Когато във формулата се използват предварително емулгирани силикони, те се добавят късно в процеса, когато температурата е по-ниска и има по-малко механично разбъркване в партидата. Ако се използват силикони с по-високо молекулно тегло, които не са били предварително емулгирани, те трябва да се добавят към партидата при високи температури с високо ниво на разбъркване, за да се гарантира равномерното разпръскване на капките от силиконово масло.

Нагряването и смесването продължава, докато партидата стане хомогенна. В този момент около резервоара се циркулира хладна вода, за да се понижи температурата. С охлаждането на партидата се добавят останалите съставки, като консерванти, багрила и аромати. Тези съставки се използват при много по -ниски концентрации, обикновено под не повече от няколко процента за аромат и по -малко от 1% за консерванти и багрила. Когато партидата приключи, проба се изпраща в лабораторията за аналитична химия, за да се гарантира, че отговаря на стандартите за контрол на качеството за твърди вещества, рН и вискозитет. Завършената партида може да се изпомпва до линия за пълнене или да се съхранява в резервоари, докато не е готова за пълнене.

Когато продуктът е готов за пълнене в опаковката, той се прехвърля в автоматизирана линия за пълнене. Пластмасовите бутилки се подават върху конвейерна лента, която ги пренася под дюзата за пълнене. На главата за пълнене има голям бункер, който държи формулировката и изпуска контролирано количество, обикновено зададено по обем, в бутилката. Напълненият пакет продължава по конвейерната линия до машина за затваряне, която прилага затварянето и го затяга. Накрая напълнените бутилки се опаковат в картонени кутии и подредени палети за транспортиране.


Контрол на качеството

Готовите тъкани с по-меки състави се тестват с помощта на редица различни протоколи. Прости лабораторни тестове се използват за определяне на основни свойства като рН, вискозитет и процент твърди вещества. Тези тестове могат да помогнат да се потвърди, че са добавени правилните съставки на подходящите нива.


Други, по -строги, тестове се правят, за да се гарантира, че формулировката функционира правилно. Една такава оценка е тест за абсорбция на вода, понякога наричан тест на Drayes Wetting. Тази процедура включва пускане на малки парчета обработена тъкан върху вода и записване на времето, необходимо за тъкането да потъне. Това измерване се прави 10 пъти, за да се получи среден резултат.


Свойствата против бръчки могат да бъдат оценени, като помолите участниците да оценят пробите от тъкани, преди да бъдат изгладени. От тях се изисква да оценят числено количеството набръчкване между изпитваната проба и пробата за омекотител. Тестът за измерване на лекотата на гладене също се извършва с обучени експерти.


Тези тестове се извършват върху образци от еднакви тъкани с единствената разлика, че едната материя е обработена с омекотител, а другата е измита само с препарат. Калъфките за възглавници от 100% памук се използват за тестове за набръчкване и гладене, докато 100% памучни хавлиени кърпи се използват за оценка на мекотата и абсорбцията на вода. Образците се сушат в контролирана среда при 71,6 ° F (22 ° C) и 65% относителна влажност в продължение на 24 часа преди изпитването.


Бъдещето

Има две области, свързани с формулата, които ще повлияят на бъдещето на омекотителите. Първият е въздействието на ултраконцентратите върху пазара. По време на това писане е твърде рано да се каже дали те ще бъдат приети от потребителите. Втората област е свързана с ролята, която многофункционалността ще играе в бъдеще. Тъй като химиците разработват нови, по-ефикасни съставки, има по-голям потенциал за допълнителни възприемани от потребителите ползи. В началото на хилядолетието многофункционалните омекотители за тъкани са най-новата тенденция. Тези нови продукти не само омекотяват дрехите, но и подобряват лекотата на гладене, намаляват набръчкването в сушилнята и осигуряват защита от петна.


И накрая, производителите могат да се обърнат към нови форми за доставка, за да направят омекотителите по-лесни за използване. Един нов метод, въведен от P&G в края на 90 -те години, е „Downy Ball“. Това е пластмасова топка за тенис за многократна употреба, която е пълна с течност Downy и се добавя към пералнята в началото на цикъла. Топката остава запечатана по време на измиване, но центрофугирането на цикъла на изплакване я задейства, за да се отвори и освободи омекотителя. За потребители, които нямат автоматичен дозатор за омекотител в пералните си машини, „Downy Ball“ ги спасява от неприятностите при добавянето на течността в отделна стъпка. Други иновативни устройства за дозиране като това може да станат по-често срещани, тъй като производителите се стремят да разграничат своите продукти от конкуренцията.