การทำความสะอาดเชิงอุตสาหกรรมแม้ว่าการทำความสะอาดในอุตสาหกรรมจะมีประวัติความเป็นมาเพียงไม่กี่ทศวรรษ แต่การเกิดขึ้นของมันได้นำมาซึ่งผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมอย่างมหาศาลต่อการผลิตในภาคอุตสาหกรรม ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการทำความสะอาด การทำความสะอาดในอุตสาหกรรมจึงถูกนำไปใช้ในเกือบทุกภาคอุตสาหกรรม รวมถึงการพิมพ์และย้อมสิ่งทอ ปิโตรเคมี เครื่องจักร การทำเหมืองและการถลุงโลหะ การบำบัดพื้นผิว วิศวกรรมเคมี เครื่องมือและมาตรวัด อิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ นาฬิกาและเครื่องประดับ ชีววิทยา และทัศนศาสตร์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางการตลาดมหาศาลและแรงผลักดันในการพัฒนาที่แข็งแกร่งของการทำความสะอาดในอุตสาหกรรมอย่างเต็มที่
โดยทั่วไปแล้ว สารทำความสะอาดทางอุตสาหกรรมจะถูกจำแนกตามหลักการทำงานออกเป็น การทำความสะอาดด้วยสารเคมี การทำความสะอาดด้วยวิธีทางกายภาพ และการทำความสะอาดด้วยจุลินทรีย์ การทำความสะอาดด้วยสารเคมีมีประวัติการพัฒนามายาวนานที่สุด มีขอบเขตการใช้งานที่กว้างที่สุด และมีผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภทมากที่สุด ในขณะเดียวกัน สารทำความสะอาดด้วยสารเคมีจะแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ ตามปริมาณน้ำ ได้แก่ สารทำความสะอาดที่มีตัวทำละลายอินทรีย์ สารทำความสะอาดที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ และสารทำความสะอาดที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบบางส่วน
บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบของสูตร ประสิทธิภาพในการทำความสะอาด และแนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของสารเคมีทำความสะอาดทั้งสามประเภทนี้
1. น้ำยาทำความสะอาดตัวทำละลายอินทรีย์
น้ำยาทำความสะอาดประเภทตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่หมายถึงตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่มีส่วนผสมของน้ำ โดยส่วนใหญ่ใช้ไฮโดรคาร์บอน (แอลเคน ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก) ไฮโดรคาร์บอนคลอริเนต ไฮโดรคาร์บอนฟลูออริเนต แอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์อีเทอร์ และสารอื่นๆ เป็นวัตถุดิบหลัก กลไกการทำงานของน้ำยาทำความสะอาดประเภทตัวทำละลายอินทรีย์คือการละลายสารที่ไม่ละลายในน้ำแต่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์โดยตรง เช่น ไขมัน ขี้ผึ้ง เรซิน ยาง สีย้อม กาวบางชนิด และสารปนเปื้อนอินทรีย์อื่นๆ
น้ำยาทำความสะอาดประเภทตัวทำละลายอินทรีย์มีคุณสมบัติเป็นของเหลวที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศปกติ มีความลื่นไหลดีและมีความหนืดต่ำ ระเหยง่ายมาก จึงไม่ทิ้งคราบตกค้างบนพื้นผิวของวัตถุหลังการทำความสะอาด และจะไม่กัดกร่อนหรือทำลายวัสดุพื้นฐานในระหว่างกระบวนการทำความสะอาด
อย่างไรก็ตาม ความผันผวนสูงของตัวทำละลายอินทรีย์ ประกอบกับจุดเดือดต่ำ ทำให้สารเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะรั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อมได้ง่าย ในบรรดาสารเหล่านี้ ไฮโดรคาร์บอนที่มีคลอรีน ไฮโดรคาร์บอนที่มีฟลูออรีน และไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจนอื่นๆ เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ แอลกอฮอล์และอีเทอร์ของแอลกอฮอล์มีคุณสมบัติชอบไขมัน ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อม
ตัวอย่างเช่น สารทำความสะอาดที่มีตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิดที่ถูกห้ามใช้ เช่น ไตรคลอโรไตรฟลูออโรอีเทน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ ไตรคลอโรอีเทน และเพอร์โบรโมอัลเคน ให้ประสิทธิภาพในการทำความสะอาดที่ดีเยี่ยมและก่อให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตาม สารเหล่านี้ทำลายชั้นโอโซนและเป็นภัยคุกคามต่อโลก นอกจากนี้ การรีไซเคิลและการเก็บรวบรวมส่วนประกอบที่เหลืออยู่ทำได้ยากมาก ดังนั้นจึงมีการห้ามใช้อย่างเป็นทางการ
สารทำความสะอาดสูตรน้ำในยุคแรกส่วนใหญ่ใช้ด่างอนินทรีย์หรือเกลืออนินทรีย์ที่มีความเป็นด่างสูง สูตรที่เรียบง่ายและความเป็นด่างสูงทำให้เกิดข้อเสียมากมายในระหว่างการทำความสะอาดและลดประสิทธิภาพการทำความสะอาดลงอย่างมาก สารทำความสะอาดสูตรน้ำสมัยใหม่ได้เอาชนะข้อเสียเหล่านี้แล้ว โดยมีการผสมผสานสารลดแรงตึงผิว สารเชิงซ้อน สารยับยั้งการกัดกร่อน สารทำให้คงตัว สารละลาย และส่วนประกอบเชิงฟังก์ชันอื่นๆ ด้วยสูตรที่ปรับแต่งอย่างเหมาะสมตามวัตถุประสงค์การทำความสะอาดและวัสดุพื้นฐานที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น การขจัดคราบไขมันก่อนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าใช้ส่วนผสมผสม เช่น โพลีอีเทอร์ ไตรเอทาโนลามีนโอเลเอต และโซเดียมแฟตตีแอลกอฮอล์โพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ซัลเฟต สูตรผสมนี้โดยพื้นฐานแล้วไม่กัดกร่อนวัสดุพื้นฐาน ไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนขณะใช้งาน เกิดฟองน้อย ให้ผลลัพธ์การทำความสะอาดที่ยอดเยี่ยม มีปริมาณการใช้และต้นทุนต่ำ และใช้งานง่าย ปลอดสารพิษและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เหมาะสำหรับการทำความสะอาดทั้งด้วยมือและเครื่องจักร โดยมีขั้นตอนการดูแลหลังการทำความสะอาดที่ง่าย
การปรับปรุงสูตรน้ำยาทำความสะอาดแบบน้ำช่วยให้สามารถใช้งานได้หลายฟังก์ชันพร้อมกัน เมื่อทำความสะอาดชิ้นส่วนทองแดง สามารถเพิ่มส่วนผสมขัดเงาลงในสูตรน้ำยาทำความสะอาดเพื่อทำความสะอาดและขัดเงาในขั้นตอนเดียว สูตรทั่วไปประกอบด้วยกรดไขมันจากน้ำมันมะพร้าวไดเอทานอลอะไมด์ กลีเซอรีน และกรดโดเดซิลเบนซีนซัลโฟนิก พร้อมด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อนและสารเพิ่มความเงางาม สูตรนี้คงประสิทธิภาพในการขจัดคราบไขมันได้อย่างดีเยี่ยมและควบคุมค่า pH อย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของชิ้นส่วนทองแดงที่เกิดจากค่า pH ต่ำเกินไป สารยับยั้งการกัดกร่อนและสารเพิ่มความเงางามที่เพิ่มเข้ามาจะทำให้ชิ้นส่วนทองแดงที่ทำความสะอาดแล้วมีความเงางาม หากผสมสารสร้างฟิล์มป้องกันลงในสูตร ฟิล์มป้องกันจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของชิ้นส่วนทองแดง ทำให้ชิ้นส่วนคงความเงางามได้นานหลังจากทำความสะอาด
เพื่อส่งเสริมการทำความสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จึงมีการพัฒนาสารทำความสะอาดสูตรน้ำเพิ่มเติม โดยใช้ส่วนประกอบทางชีวภาพที่ย่อยสลายได้และไม่เป็นพิษ เช่น อัลคิลไกลโคไซด์และโซโฟโรลิปิด สูตรทั่วไปจะใช้อัลคิลไกลโคไซด์และโซโฟโรลิปิดเป็นสารลดแรงตึงผิว กรดไนตริโลไตรอะซิติกเป็นสารเชิงซ้อน โซเดียมอัลจิเนตเป็นสารเพิ่มความหนืด และโซเดียมกลูโคเนตเป็นส่วนประกอบเสริม ส่วนประกอบทั้งหมดนี้มีคุณสมบัติเข้ากันได้ดีกับสิ่งมีชีวิต มีอัตราการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์สูง และระคายเคืองต่อผิวหนังน้อยที่สุด นอกจากนี้ ส่วนประกอบเสริมยังไม่มีฟอสฟอรัส ทำให้ผลิตภัณฑ์เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก สารทำความสะอาดดังกล่าวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารทำความสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับห้องครัว ห้องน้ำ และพื้นที่อยู่อาศัยอื่นๆ โดยมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวาง
น้ำยาทำความสะอาดชนิดที่ใช้น้ำเป็นส่วนประกอบหลักนั้นช่วยชดเชยข้อเสียของน้ำยาทำความสะอาดชนิดที่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ได้ เนื่องจากมีราคาถูก ปลอดภัย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยมีวัตถุดิบที่หาได้ง่ายและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ดังนั้น น้ำยาทำความสะอาดชนิดที่ใช้น้ำเป็นส่วนประกอบหลักจึงสามารถใช้เป็นสารทดแทนน้ำยาทำความสะอาดชนิดที่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากัน
สารทำความสะอาดกึ่งน้ำแตกต่างจากสารทำความสะอาดที่มีตัวทำละลายอินทรีย์ตรงที่สารทำความสะอาดกึ่งน้ำมีการเติมน้ำและสารลดแรงตึงผิวลงในตัวทำละลายอินทรีย์ ด้วยเหตุนี้ ในบางเอกสารจึงเรียกสารทำความสะอาดกึ่งน้ำว่า สารทำความสะอาดแบบอิมัลชัน หรือ สารทำความสะอาดแบบไมโครอิมัลชัน
กลไกการทำความสะอาดของสารทำความสะอาดชนิดนี้เป็นการผสมผสานกลไกของสารทำความสะอาดแบบน้ำที่มีสารลดแรงตึงผิวและสารทำความสะอาดแบบตัวทำละลาย สารทำความสะอาดกึ่งน้ำยังคงรักษาข้อดีของสารทำความสะอาดแบบตัวทำละลายดั้งเดิมไว้ นั่นคือ ประสิทธิภาพในการขจัดคราบน้ำมันสูง และประสิทธิภาพในการเปียกและการแทรกซึมที่ดีเยี่ยมบนพื้นผิว ในขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพในการขจัดคราบสกปรกที่ละลายในน้ำได้ดีขึ้น เมื่อเทียบกับสารทำความสะอาดแบบตัวทำละลายอินทรีย์ สารทำความสะอาดกึ่งน้ำยังมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดคราบสกปรกอนินทรีย์ที่ดีขึ้นอีกด้วย การเติมน้ำจะเพิ่มจุดวาบไฟและลดความผันผวนของสารทำความสะอาด ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยของตัวทำละลายดั้งเดิมและขยายขอบเขตการใช้งานให้กว้างขึ้น
โดยทั่วไปแล้ว สารทำความสะอาดกึ่งน้ำจะแบ่งออกเป็นสองประเภทตามความสามารถในการละลายของตัวทำละลายอินทรีย์ในน้ำ ได้แก่ ประเภทตัวทำละลายที่ละลายน้ำได้และประเภทตัวทำละลายที่ไม่ละลายน้ำ ตัวทำละลายที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่ได้แก่ แอลกอฮอล์ อีเทอร์ และคีโตน ซึ่งมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดทั้งคราบน้ำมันและคราบน้ำ แต่มีคุณสมบัติไวไฟ การผสมตัวทำละลายเหล่านี้ลงในสารทำความสะอาดกึ่งน้ำโดยเติมน้ำในปริมาณเล็กน้อยจะช่วยลดความไวไฟเพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน ส่วนตัวทำละลายที่ไม่ละลายน้ำส่วนใหญ่ได้แก่ ตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนที่ได้จากปิโตรเลียม ตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนเทอร์พีน และไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบ ตัวทำละลายเหล่านี้มีจุดวาบไฟต่ำและไวไฟและระเบิดได้ง่าย เมื่อนำตัวทำละลายอินทรีย์เหล่านี้มาทำเป็นสารทำความสะอาดกึ่งน้ำ ความแตกต่างอย่างมากของแรงตึงผิวระหว่างตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำกับน้ำจะทำให้เกิดความไม่เข้ากันและการแยกชั้นหากเติมน้ำเพียงอย่างเดียว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมสารลดแรงตึงผิวเพื่อลดแรงตึงผิวระหว่างสองเฟส ปรับปรุงความเข้ากันได้ และทำให้เกิดการผสมที่สม่ำเสมอ
วันที่เผยแพร่: 28 พฤษภาคม 2569