مواد تشکیل‌دهنده فرمولاسیون مایع ظرفشویی
- فعال‌کننده‌های سطحی: شامل گروه‌های آنیونیک مثل اسید سولفوریک و تگزاپون
- نرم‌کننده‌ها و مرطوب‌کننده ها: مثل گلیسیرین
- فیلر کننده ها: سولفاتها، نمک ها
- خنثی‌کننده‌ها: سود سوزآور مثل گروه آلکنوآمینها
- مواد جانبی: رنگ و اسانس
تجزیه و تحلیل فنی فرمولاسیون مایع ظرفشویی
از نظر دانش فنی، فرمولاسیون مایع ظرفشویی اساساً بر پایه نظریه‌های فیزیک و شیمیایی پاک‌کنندگی مواد فعال در سطح با در نظر گرفتن محدودیت قانونی و بازارپسندی محصول و همچنین به‌گونه‌ای باشد که پارامترهای کار آیی و قیمت محصول نیز در آن رعایت گردد.
با توجه به مورد ذکرشده در بالا تولید مایع ظرفشویی و شوینده‌های همچون دستگاه دوتایی (Binary) و سه‌تایی (Ternary) مواد فعال در سطح، شامل مواد فعال آنیونی غیر یونی و آمفوتری به شکلی که نسبت اختلاط آن‌ها بتواند حداکثر قدرت کف کنندگی و پاک‌کنندگی را به دست آورد، مورداستفاده قرار می‌گیرند.
ملاک‌های پاک‌کنندگی (Detergency) مواد فعال در سطح برای مایع ظرفشویی برگرفته از غلظت کم بحرانی میسل (CMC کوچک)، جذب سطحی زیاد و قرارگیری مناسب ماده فعال در سطح بین دو فاز است.
این ملاک‌ها با ایجاد توازن در فاکتورهای شکل فضایی بخش هیدروفیل ملکولی، درجه اتوکسیلاسیون (در مواد فعال غیر یونی) و مؤثر بودن کاهش تنش سطحی قابل حصول است.
به بیان ساده‌تر می‌توان گفت که مولکول‌های ماده فعال در سطح که متشکل از دو بخش آب دوست و آب گریز است، از راه‌آب گریز خود در سطح لایه چرک و چربی جذب می‌شوند و این عمل سبب تغییر پتانسیل جذب سطحی بین لایه چربی و ظرف، از سوی و لایه چربی و آب، از سوی دیگر می‌گردد.
به این شکل فرمولاسیون مایع ظرفشویی موجب می‌گردد که لایه چربی تکه‌تکه شده، از سطح ظرف دفع شده و به صورت قطرات بسیار کوچک کلوئیدی که میسل نامیده می‌شود، در آب شستشو معلق شده و شسته می‌شوند.
طبیعتاً با توجه به موارد ذکرشده فوق، ماده فعالی که در غلظت‌های پایین بتواند تعداد میسلهای بالاتری تشکیل داده، مقدار چرک بیشتری را به صورت معلق و کلوئیدی درآورد، کارآمدی بیشتری دارد. به عبارتی دیگر، غلظت بحرانی لازم این نوع ماده فعال برای تشکیل میسل پایین است.
امروزه در کشورهای توسعه‌یافته به خصوص قاره اروپا، در فرمولاسیون مایع ظرفشویی همیشه ترکیبی از دو یا چند ماده فعال در سطح به عنوان ماده فعال مورداستفاده قرار می‌گیرد، زیرا همان‌گونه که اشاره شد در آمیزه‌ای از چند نوع ماده فعال، عامل تقویت‌کننده متقابل (Synergism)، به مایع غلظت بحرانی تشکیل میسل کمتری اعطاء می‌کند و مخلوط کارآمدتری را به وجود می‌آورد که به کاهش مصرف مواد اولیه و درنتیجه قیمتی محصول با حفظ کار آیی یکسان، می‌انجامد.
این موضوع را می‌توان اشاره نمود که ترکیبی از آلکیل بنزن سولفونات و سولفات پلی گلیکول اتر الکل چرب (به نسبت ۲۰ و ۸۰) از هر یک از دو ماده به‌تنهایی کار آیی بیشتری دارد.
مواد فعال در سطح مصرفی
اخیراً مرسوم گردیده که مواد فعال در سطح مورد مصرف در فرمولاسیون مایع ظرفشویی به دو دسته مواد فعال پایه و مواد فعال ثانوی تقسیم می‌شوند.
مواد فعال در سطح پایه: این نوع مواد فعال در سطح پایه عمل پاک‌کنندگی اصلی را به عهده‌دارند و مقدار آن‌ها در فرمولاسیون مایع ظرفشویی بین ۱۰ تا ۴۰ درصد است.
مواد فعال پایه به‌طور عمده از انواع آنیونی زیر هستند:
- گروه آلکیل بنون سولفات (خطی) (LABS)
- گروه آلکان سولفنات (AS)
- گروه سولفات الکلهای چرب (FAS)
- گروه سولفات گلیکول اتر الکلهای چرب (FAEOS)
همچنین غالباً مواد فعال در سطح غیر یونی مثل پلی گلیکول اتر الکلهای چرب نیز به عنوان بخشی از مواد فعال پایه به فرمولاسیون مایع ظرفشویی افزوده می‌گردد.
در مواد فعال در سطح آنیونی، نوع کانیونی که ناشی از خنثی کردن اسید است، اثر بسیار مهمی در ویژگی‌های فیزیکی و بیولوژیکی و حتی پاک‌کنندگی فرمولاسیون مایع ظرفشویی دارد.
استفاده از آلکانول آمین ها به ویژه تری اتانول آمین و تا مقداری دی اتانول آمین به جای سود سوزآور به یکدستی محصول و توانایی امولسیون کنندگی آن و نیز کاهش اثر نامساعد در پوست کمک می‌کند.
- مواد فعال در سطح ثانوی: این مواد در مقادیر پایین به فرمولاسیون مایع ظرفشویی افزوده می‌گردد. این مواد به‌تنهایی خاصیت پاک‌کنندگی مطلوبی ندارند، اما در اختلاط با مواد فعال پایه ویژگی‌های فیزیکی و کارآیی مطلوب به فرمولاسیون مایع ظرفشویی اعطاء می‌کنند. بدین معنی که سبب یکدستی، افزایش گرانروایی و پایداری کف می‌شوند و درعین‌حال وظیفۀ محافظت پوست و ایجاد سازگاری با آن را به عهده‌دارند.
دو گروه مهمی که در این موقعیت مورد مصرف قرار می‌گیرند، عبارت‌اند از:
o آلکانول آمیدهای اسیدهای چرب بویژه اسیدهای C10 – C14
o بتائین ها
o آمین اکسیدها
o هیدروتروپها
در ساخت فرمولاسیون مایع ظرفشویی همیشه بالا رفتن گرانروی موردنظر نیست، بلکه در برخی کشورهای اروپایی که درصد مواد فعال اغلب بیش از ۲۵% است و نیز یکدست بودن و پایداری محصول در دماهای پایین‌تر موردنظر است، از موادی که انحلال‌پذیری را بالابرده و به این طریق سازگاری مواد متشکله و کاهش گرانروی را سبب می‌شوند، در فرمولاسیون مایع ظرفشویی استفاده می‌گردد.
این مواد اغلب آلکیل بنزن سولفونات های سبک همانند سدیم پاراتولوئین سولفونات، سدیم گزیلن سولفونات هستند و گاهی موادی مثل اوره را نیز برای این منظور به کار می‌برند.
پایداری کف
پایداری کف در وضعیت نامساعد همچون چربی زیاد ظروف، از عواملی هست که معمولاً از سوی مصرف‌کننده به عنوان ملاکی برای کارآمد بودن فرمولاسیون مایع ظرفشویی در نظر گرفته می‌شود، در صورتی که کف زیاد لزوماً به معنای توانایی پاک‌کنندگی بیشتر نیست.
به‌عنوان‌مثال نمونه‌ای که کف بسیار خوبی را تا آخر حفظ می‌نماید به نمونه‌ای که کف آن در طول مدت ظرفشویی کمتر است ترجیح داده می‌شود، در صورتی که نمونه‌ای که کف کمتر می‌کند به خوبی نمونه‌ای که کف خوبی دارد، توانایی امولسیون کنندگی و پاک‌کنندگی دارد.
با این وجود بازارپسند بودن مایع ظرفشویی به پایداری کف در حین کاربرد بستگی دارد و این امر به‌سادگی با افزودن آلکانول آمیدها، بتائین ها و آمیت اکسیدها انجام‌پذیر نیست، بلکه انتخاب نوع و مقدار این‌گونه مواد باید با انجام آزمایش‌های گوناگون و با توجه به نوع ماده فعال پایه عملی شود، زیرا اندرکنش انواع مواد فعال موجود در فرمولاسیون مایع ظرفشویی، تعیین‌کننده نهایی افزایش پایداری کف است.
مواد محافظ پوست
نرم‌کنندگی و محافظت اثر فرمولاسیون مایع ظرفشویی بر پوست از نکات و موارد بسیار مهم است و این عمل حاصل اندرکنش انواع مواد فعال موجود در فرمولاسیون مایع ظرفشویی است و معمولاً از طریق کنترل اثر فعالیت بر پوست ماده‌ای که شدیدترین اثر نامطلوب را بر روی پوست دارد، تشخیص داده می‌شود.
این کنترل از آن جهت واجب است که ماده فعال در سطح پایه، بهترین بخش زد آینده چربی پوست است و این عمل باید از طریق کاربرد مواد چربی که توسط بافتهای پوست جذب‌شده و از چربی زدایی کامل پوست دست ممانعت به عمل می‌آورند، کنترل شود.
فرمولاسیون ساخت مایع ظرفشویی (ریکا)
در اصطلاح علمی، می‌توان گفت که مایع ظرفشویی به ترکیب خنثی‌شده اسید سولفوریک گفته می‌شود و این به آن معنی است که اگر اسید سولفوریک را با ماده‌ای قلیایی خنثی نموده، سپس مواد افزودنی دیگری نظیر رنگ، اسانس، نرم‌کننده پوست و غلظت دهنده به آن اضافه کنیم مایع ظرفشویی حاصل می‌گردد. در فرمولاسیون مایع ظرفشویی این نکته را باید بدانید که ماده خنثی‌کننده اسید سولفوریک در کیفیت و قدرت پاک‌کنندگی نقش مهمی را ایفا می‌کند.
ماده خنثی‌کننده اسید، همیشه یک ماده قلیایی است و می‌توان این موضوع را یکی از نقاط ضعف در صنعت تولید مایع ظرفشویی دانست، زیرا به عنوان نمونه می‌توان بجای اسید سولفوریک از سود سوزآور استفاده نمود که درنتیجه مایع ظرفشویی حاصل از این واکنش، به علت اینکه فاقد محافظت مناسب است برای پوست بسیار زیان‌آور بوده و مصرف آن نیز خطرناک است.
بهترین راه برای خنثی نمودن اسید سولفوریک، استفاده از مواد الکلی مخصوص، نظیر «دی اتانول آمید» یا «تری اتانول آمید» است که مایع حاصل از این ترکیب بنا به دلایل علمی از کیفیت مناسب‌تری برخوردار است و از نظر ایجاد حساسیت پوستی به دلیل غیرفعال بودن عوامل همراه با الکل مرغوبیت بسیار بالاتری دارد.
در این مورد نیز باید به این موضوع توجه کرد که نمی‌توان از هر نوع الکلی جهت خنثی نمودن اسید سولفوریک استفاده نمود، زیرا به دلیل فعال بودن مولکول و وزن مولکولی کمتر حساسیت شدید روی پوست ایجاد می‌کند.
یکی دیگر از موارد حائز اهمیت که در صورت استفاده نامتعارف از آن سبب حساسیت‌های پوستی می‌گردد استفاده از ماده‌ای بنام «فرمالین» است که به منظور جلوگیری از فساد تدریجی و یا میکروبی شدن مایع ظرفشویی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
درحالی‌که درصد استفاده از فرمالین از ۳/۰ درصد بیشتر گردد سبب بروز حساسیت پوستی می‌گردد. به‌طورکلی فرمولاسیون مایع ظرفشویی استاندارد بایستی دارای PH در حدود ۲/۷ بوده و خنثی باشد.
