כיצד לבחור חומר ניקוי תעשייתי מתאים?

ניקוי תעשייתיבמובן האמיתי של הטכנולוגיה, היסטוריה של כמה עשורים בלבד, אך הופעתה הביאה יתרונות כלכליים וחברתיים אדירים לייצור התעשייתי. עם ההתקדמות המהירה של טכנולוגיות ניקוי, ניקוי תעשייתי יושם כמעט בכל המגזרים התעשייתיים, כולל הדפסה וצביעה של טקסטיל, פטרוכימיה, מכונות, כרייה והתכה, טיפולי שטח, הנדסה כימית, מכשירים ומונים, אלקטרוניקה, מוליכים למחצה, שעונים ותכשיטים, ביולוגיה ואופטיקה. עובדה זו מדגישה באופן מלא את פוטנציאל השוק העצום ואת תנופת הפיתוח החזקה של ניקוי תעשייתי.

באופן כללי, חומרי ניקוי תעשייתיים מסווגים לניקוי כימי, ניקוי פיזי וניקוי מיקרוביאלי בהתבסס על עקרונות הפעולה שלהם. ניקוי כימי מתהדר בהיסטוריית הפיתוח הארוכה ביותר, במגוון היישומים הרחב ביותר ובסוגי המוצרים המגוונים ביותר. בינתיים, חומרי ניקוי כימיים מחולקים באופן גס לשלוש קטגוריות לפי תכולת המים שלהם: חומרי ניקוי על בסיס ממסים אורגניים, חומרי ניקוי על בסיס מים וחומרי ניקוי על בסיס מים למחצה.

מאמר זה מפרט את הרכב הנוסחה, ביצועי הניקוי ומגמות הפיתוח העתידיות של שלושת סוגי חומרי הניקוי הכימיים הללו בהתאמה.

1. חומרי ניקוי ממסים אורגניים

חומרי ניקוי באמצעות ממסים אורגניים מתייחסים בעיקר לממסים אורגניים שאינם מכילים מים בניסוחים שלהם. רובם משתמשים בפחמימנים (אלקאנים, פחמימנים ארומטיים), פחמימנים כלוריים, פחמימנים פלואוריים, אלכוהולים, אתרי אלכוהול וחומרים אחרים כחומרי גלם עיקריים. מנגנון הפעולה של ניקוי באמצעות ממסים אורגניים הוא המסה ישירה של חומרים שאינם מסיסים במים אך מסיסים בממסים אורגניים, כגון גריז, שעווה, שרף, גומי, צבעים, דבקים מסוימים ומזהמים אורגניים אחרים.

חומרי ניקוי מבוססי ממסים אורגניים הם במצב נוזלי בטמפרטורה ובלחץ אטמוספרי רגילים, בעלי נוזליות טובה וצמיגות נמוכה. הם נדיפים מאוד, משאירים מעט מאוד שאריות על פני השטח של חפצים לאחר הניקוי, ולא יגרמו לקורוזיה או נזק לחומרי הבסיס במהלך תהליך הניקוי.

אף על פי כן, הנדיפות הגבוהה של ממסים אורגניים, המלווה בנקודות רתיחה נמוכות, הופכת אותם לנוטים לדליפה לסביבה. בין חומרים אלה, פחמימנים כלוריים, פחמימנים פלואוריים ופחמימנים הלוגניים אחרים רעילים לגוף האדם. אלכוהולים ואתרים של אלכוהול הם ליפופיליים, דבר שעלול לגרום נזק ניכר לבני אדם, לבעלי חיים ולסביבה האקולוגית.

לדוגמה, חומרי ניקוי אורגניים מסוימים שאסורו לשימוש, כגון טריכלורוטריפלואורואתן, פחמן טטראכלוריד, טריכלורואתן ופרברומואלקאנים, מספקים ביצועי ניקוי מצוינים ומביאים יתרונות כלכליים. עם זאת, חומרים אלה מדלדלים את שכבת האוזון ומהווים איום על כדור הארץ. בנוסף, קשה ביותר למחזר ולאסוף את שיורי הרכיבים שלהם, ולכן השימוש בהם נאסר רשמית.

2.חומר ניקוי על בסיס מים

חומרי ניקוי מוקדמים על בסיס מים השתמשו בעיקר בבסיסים אנאורגניים בסיסיים מאוד או במלחים אנאורגניים. הנוסחאות הפשוטות והבסיסיות החזקה שלהם הביאו חסרונות רבים במהלך הניקוי ופגעו קשות בביצועי הניקוי. חומרי ניקוי מודרניים על בסיס מים התגברו על חסרונות אלה. הם משלבים חומרים פעילי שטח, חומרים יוצרי קומפלקסים, מעכבי קורוזיה, מייצבים, מסיסים ומרכיבים פונקציונליים אחרים, עם נוסחאות מותאמות אישית שפותחו באופן רציונלי בהתאם למטרות ניקוי וחומרי בסיס שונים.

לדוגמה, הסרת שומנים לפני ציפוי אלקטרוליטי משתמשת במרכיבים מורכבים כגון פוליאתר, טריאתנולמין אולאט ואלכוהול שומני נתרן פוליאוקסיאתילן אתר סולפט. נוסחה מורכבת זו אינה קורוזיבית למעשה לחומרי בסיס. היא אינה דורשת חימום במהלך השימוש, מייצרת קצף נמוך, מספקת תוצאות ניקוי מצוינות, כוללת מינון ועלות נמוכים, וקלה לתפעול. היא אינה רעילה וידידותית לסביבה, מתאימה לניקוי ידני ומכני כאחד עם טיפול פשוט לאחר הניקוי.

אופטימיזציה של הפורמולה של חומרי ניקוי על בסיס מים מאפשרת גם מימוש מספר פונקציות בו זמנית. בעת ניקוי חלקי נחושת, ניתן להוסיף מרכיבי ליטוש לנוסחת הניקוי כדי להשלים את הניקוי והליטוש בתהליך אחד. פורמולה אופיינית מורכבת מחומצת שומן שמן קוקוס, דיאתנולמיד, גליצרין וחומצה דודצילבנזןסולפונית, יחד עם מעכבי קורוזיה ומבהירים. היא שומרת על יכולת הסרת שומנים חזקה ומווסתת כראוי את ערך ה-pH כדי למנוע קורוזיה של חלקי נחושת הנגרמת מ-pH נמוך מדי. מעכבי הקורוזיה והמבהירים שנוספו מעניקים לחלקי נחושת נקיים ברק טוב. אם מוסיפים חומרי הגנה יוצרי שכבה לתוך הפורמולה, ייווצר שכבת מגן על פני חלקי הנחושת, שתשמור עליהם מבריקים למשך זמן רב לאחר הניקוי.

כדי לקדם ניקוי ידידותי לסביבה, פותחו חומרי ניקוי על בסיס מים עם רכיבי ניקוי ביולוגיים מתכלים ולא רעילים כגון אלקיל גליקוזידים וסופרוליפידים. נוסחה אופיינית מכילה אלקיל גליקוזידים וסופרוליפידים כחומרים פעילי שטח, חומצה ניטרילוטריאצטית כחומר קומפלקס, נתרן אלגינט כמעבה ונתרן גלוקונאט כמרכיב עזר. כל הרכיבים הללו מתאפיינים בביולוגית תאימות טובה, קצב פירוק מיקרוביאלי גבוה וגירוי עור מינימלי. בנוסף, חומרי העזר אינם מכילים זרחן, מה שהופך את המוצרים לידידותיים לסביבה ביותר. חומרי ניקוי כאלה נמצאים בשימוש נרחב כמנקים ירוקים למטבחים, חדרי אמבטיה ואזורי מגורים אחרים, ומתגאים באפשרויות יישום רחבות.

חומרי ניקוי על בסיס מים מפצים על החסרונות של חומרי ניקוי מבוססי ממס אורגני. הם זולים, בטוחים וידידותיים לסביבה, עם חומרי גלם נגישים ומתחדשים בקלות. לכן, חומרי ניקוי על בסיס מים יכולים לשמש כתחליף אידיאלי לחומרי ניקוי מבוססי ממס אורגני תוך השגת השפעות ניקוי שוות ערך.

3.חומר ניקוי על בסיס חצי מים

חומרי ניקוי חצי-מימיים נבדלים מחומרי ניקוי מבוססי ממסים אורגניים בכך שמוסיפים מים וחומרים פעילי שטח לממסים האורגניים. מסיבה זו, הם מכונים גם חומרי ניקוי אמולסיה או חומרי ניקוי מיקרו-אמולסיה בספרות מסוימת.

מנגנון הניקוי שלהם משלב את המנגנונים של חומרי ניקוי על בסיס מים המכילים חומרים פעילי שטח וחומרי ניקוי על בסיס ממס. חומרי ניקוי מימיים למחצה שומרים על היתרונות של חומרי ניקוי מסורתיים על בסיס ממס, כלומר יכולת ניקוי חזקה כנגד כתמי שמן וביצועי הרטבה וחדירה מצוינים על מצעים. במקביל, הם מספקים יכולת הסרה משופרת של מזהמים על בסיס מים. בהשוואה לחומרי ניקוי על בסיס ממס אורגני, הם מציגים גם ביצועי ניקוי משופרים על מזהמים אנאורגניים. תוספת המים מעלה את נקודת ההבזק ומורידה את הנדיפות של חומרי הניקוי, מה שמשפר את בטיחות הממסים המקוריים ומרחיב את היקף היישום שלהם.

בהתבסס על מסיסותם של ממסים אורגניים במים, חומרי ניקוי חצי מימיים מסווגים בדרך כלל לסוג ממס מסיס במים וסוג ממס בלתי מסיס במים. ממסים מסיסים במים הם בעיקר אלכוהולים, אתרים וקטונים. הם פועלים ביעילות על מזהמים שמנוניים ועל בסיס מים כאחד, אך הם דליקים. ניסוחם לחומרי ניקוי חצי מימיים עם כמות קטנה של מים יכול להפחית את דליקותם לשימוש בטוח יותר. ממסים בלתי מסיסים במים כוללים בעיקר ממסים פחמימניים על בסיס נפט, ממסים פחמימניים טרפנים ופחמימנים הלוגניים. יש להם גם נקודות הבזק נמוכות והם דליקים מאוד ונפיצים. כאשר ממסים אורגניים כאלה הופכים לחומרי ניקוי חצי מימיים, ההבדל הגדול במתח הפנים בין ממסים אורגניים לא מימיים למים יוביל לחוסר תאימות ולריבוד אם מוסיפים רק מים. לכן, יש לשלב חומרים פעילי שטח כדי להפחית את מתח הפנים בין שתי הפאזות, לשפר את התאימות ולהשיג ערבוב אחיד.