فرمولاسیون شیشه پاک کن : بررسی تخصصی مهمترین مواد اولیه و ملاحظات ایمنی

شیشه ‌پاک‌کن یکی از پرکاربردترین محصولات شوینده خانگی است که نقش مهمی در حفظ تمیزی و شفافیت سطوح شیشه‌ای ایفا می‌کند. این محصول به‌گونه‌ای طراحی شده است که ضمن پاک ‌کردن لکه‌ها، گرد و غبار، چربی و اثر انگشت، رد یا هاله‌ای بر جای نگذارد.

تولیدکنندگان برای تهیه فرمولاسیون شیشه‌ پاک‌کن خود از مواد شیمیایی مختلفی استفاده می‌کنند. تفاوت این فرمول‌ها معمولاً در قدرت پاک‌کنندگی، میزان ملایمت، نوع عوامل تر کننده (Wetting Agents) و افزودنی‌ های بهبود دهنده عملکرد است. فرمولاسیون دقیق این محصول اهمیت زیادی دارد، زیرا باید با استفاده از مواد اولیه شوینده مناسب، تعادل میان قدرت پاک‌ کنندگی، ایمنی برای پوست و سطوح و سازگاری با محیط‌ زیست حفظ شود. در ادامه به بررسی اجزای تشکیل ‌دهنده و اصول طراحی فرمولاسیون شیشه‌ پاک‌کن پرداخته می ‌شود.

ترکیبات کلیدی در فرمولاسیون شیشه پاک کن ها:

حلال‌ ها (Solvents)

آب اصلی‌ ترین حلال در بیشتر فرمول ‌های شیشه‌ پاک‌کن است، اما حلال‌ های دیگری مانند ایزوپروپانول، اتانول و اترهای گلیکول (مانند 2-بوتوکسی‌اتانول) نیز اغلب در فررمولاسیون شیشه پاک کن برای افزایش قدرت پاک ‌کنندگی به ترکیب اضافه می ‌شوند. این حلال ‌ها به حل کردن روغن ‌ها، چربی ‌ها و آلودگی‌ ها کمک می‌ کنند و پاک‌ کردن آن‌ ها را آسان ‌تر می ‌سازند. نوع و نسبت حلال‌ های به‌ کار رفته می ‌تواند بر اثربخشی، سرعت تبخیر و سازگاری محصول با سطوح مختلف تأثیر بگذارد.

• آب مقطر (Distilled Water)

پایه‌ی اصلی بیشتر شیشه ‌پاک‌ کن‌ ها آب است. با این حال، در فرمولاسیون‌ شیشه پاک کن، به‌جای آب لوله‌کشی از آب مقطر استفاده می‌شود. آب مقطر فاقد هرگونه مواد معدنی و ناخالصی است و همین ویژگی باعث می‌شود رد یا لکه‌ای پس از خشک شدن روی سطح شیشه باقی نماند. در مقابل، آب لوله‌کشی معمولاً حاوی مواد معدنی محلول مانند کلسیم و منیزیم است که می‌توانند پس از تبخیر آب، رگه‌ها یا لکه‌های سفید برجای بگذارند. استفاده از آب مقطر در فرمول شیشه‌پاک‌کن موجب ایجاد سطحی شفاف، صاف و بدون لکه می‌شود.

• ایزوپروپیل الکل (IPA)

ایزوپروپیل الکل، که با نام الکل طبی نیز شناخته می ‌شود، یکی از اجزای اصلی در بیشتر فرمولاسیون شیشه ‌پاک‌ کن‌ هاست و نقش حلال را ایفا می ‌کند. این ماده با تجزیه چربی‌ ها، اثر انگشت ‌ها و لکه‌ های مشابه، به پاکی و صافی سطح شیشه کمک می ‌کند. ویژگی مهم آن تبخیر سریع است که موجب می ‌شود هیچ رد یا لکه ‌ای بر جای نماند و در نتیجه سطحی براق و شفاف ایجاد شود. به همین دلیل، این ترکیب به ‌ویژه در شیشه ‌پاک‌کن‌ های مخصوص شیشه خودرو، آینه ‌ها و پنجره‌ ها کاربرد فراوانی دارد، جایی که وضوح و شفافیت سطح اهمیت بالایی دارد.

بیشتر بخوانید: فرمولاسیون اسپری مو

سورفکتانت ‌ها در فرمولاسیون شیشه پاک کن

سورفکتانت‌ های آنیونیک مانند سدیم لوریل سولفات (SLS)، سدیم لوریل اتر سولفات (SLES) و سورفکتانت ‌های غیر‌یونی آلکیل پلی ‌گلیکوزاید (APG) و سورفکتانت های آمفوتریک مانند کوکامیدوپروپیل بتایین (آمفونیل +CF) از ترکیبات رایج در فرمول شیشه ‌پاک‌کن‌ ها هستند. ایجاد تعادل مناسب میان این سورفکتانت ‌ها موجب می ‌شود فرآیند پاک کنندگی به ‌طور مؤثر انجام شود، بدون آن ‌که رد یا هاله ‌ای روی سطح باقی بماند.

در برخی از محصولات شیشه پاک کن از هیدورتروپ هایی مانند سدیم زایلن سولفونات (اکسونیل SXS) نیز به دلیل افزایش اثربخشی و انحلال پذیری سایر مواد به کار رفته در محلول استفاده می شود. این ضدچربی ملایم، با طیف گسترده ای از مواد به کار رفته در این محصولات سازگاری دارد.

عوامل قلیایی

عوامل قلیایی مانند آمونیاک (Ammonia)، هیدروکسید آمونیوم  (Ammonium Hydroxide)  یا اتانول ‌آمین (Ethanolamine) معمولاً به فرمولاسیون شیشه پاک کن افزوده می‌شوند تا قدرت پاک‌کنندگی و توانایی چربی‌زدایی آن‌ها را افزایش دهند. این ترکیبات به تجزیه آلودگی‌های سرسخت کمک کرده و محیطی قلیایی ایجاد می‌کنند که اثربخشی مواد فعال سطحی (سورفکتانت‌ها) را بهبود می‌بخشد. با این حال، استفاده از این عوامل باید با احتیاط و به‌صورت متعادل انجام شود تا از بروز خطرات احتمالی برای سلامت و ناسازگاری با برخی سطوح جلوگیری شود.

افزودنی‌ های دیگر

 علاوه بر مواد اصلی، این محصولات ممکن است شامل مواد معطر برای ایجاد رایحه ‌ای دلپذیر، رنگ ‌ها برای جذابیت ظاهری و نگهدارنده‌ ها برای جلوگیری از رشد میکروبی و افزایش عمر مفید محصول باشند. انتخاب این افزودنی‌ ها باید با دقت انجام شود تا با فرمول کلی سازگار بوده و الزامات قانونی را نیز رعایت کند.

• عطرها: (Fragrances) برخی پاک ‌کننده‌ های شیشه دارای رایحه ‌های خوشایند هستند که پس از تمیزکاری، بوی تازگی به جا می ‌گذارند. این رایحه ‌ها می ‌توانند از نوع مرکباتی، گلی یا حتی با بوی بسیار ملایم و کم باشند  تا برای افراد حساس به بوهای قوی مناسب باشند.
• رنگ ‌ها (Dyes): رنگ ‌ها معمولاً برای ایجاد رنگی خاص به محصول افزوده می‌ شوند. اگرچه تأثیری در عملکرد پاک ‌کنندگی ندارند، اما ظاهر محصول را جذاب ‌تر کرده و به تفکیک سریع‌ تر محصولات مختلف کمک می‌ کنند.

جدول فرمولاسیون شیشه پاک کن :

دسته‌بندی کلی	ترکیب (ماده اولیه)	نقش کلیدی در فرمولاسیون
حلال‌ها و پایه	آب مقطر (Distilled Water)	پایه‌ی اصلی فرمول
	ایزوپروپیل الکل (IPA)	حلال و افزایش‌دهنده سرعت تبخیر
	سایر حلال‌ها	حلال کمکی برای افزایش قدرت
عوامل پاک‌کننده (سورفکتانت‌ها)	سورفکتانت‌های آنیونیک	کاهش کشش سطحی و پاک‌کنندگی
	سورفکتانت‌های غیر‌یونی و آمفوتریک	کاهش کشش سطحی و امولسیون‌کنندگی
	هیدروتروپ‌ها (Hydrotropes)	افزایش انحلال‌پذیری و اثربخشی
افزایش‌دهنده‌های قدرت	عوامل قلیایی	افزایش قدرت پاک‌کنندگی و چربی‌زدایی
افزودنی‌های عملکردی و زیبایی	نگهدارنده‌ها	افزایش طول عمر محصول
دسته‌بندی کلی	عطرها (Fragrances)	ایجاد رایحه‌ی خوشایند
حلال‌ها و پایه	رنگ‌ها (Dyes)	جذابیت ظاهری و تمایز محصول

مطالعه بیشتر : اصول کلیدی فرمولاسیون شامپو کودک: از سورفکتانت‌های ملایم تا pH متعادل

ملاحظات در فرمولاسیون شیشه پاک کن :

در فرآیند توسعه فرمولاسیون یک پاک‌کننده شیشه، چند عامل کلیدی باید مورد توجه قرار گیرد:

• دامنه: pH دامنه مناسب pH برای پاک ‌کننده ‌های شیشه معمولاً بین ۷ تا ۱۱ است و اغلب فرمول ‌ها در محدوده کمی قلیایی) pH بین ۸ تا ۱۰( قرار دارند. این دامنه pH باعث پاک‌ کنندگی مؤثر شده و در عین حال خطر آسیب به سطوح و مخاطرات احتمالی برای سلامت را کاهش می‌ دهد.
• تعادل بین قدرت پاک‌ کنندگی و عملکرد بدون لکه: فرمولاتورها باید بین توانایی پاک ‌کننده در حذف آلودگی‌ های سخت و احتمال باقی‌ ماندن رد یا لکه روی سطح، تعادل ایجاد کنند. این امر معمولاً با تنظیم دقیق نسبت حلال‌ ها، سورفکتانت ‌ها و عوامل قلیایی انجام می‌ شود.
• سازگاری با پوشش‌ ها و رنگ‌ های شیشه: برخی ترکیبات، به‌ ویژه حلال‌ ها و عوامل قلیایی، ممکن است باعث آسیب یا تغییر رنگ در پوشش ‌ها یا رنگ‌ های خاص استفاده‌ شده روی سطوح شیشه ‌ای شوند. بنابراین، لازم است فرمول‌ ها روی انواع مختلف سطوح آزمایش شوند تا از سازگاری آن ‌ها اطمینان حاصل شود و در صورت نیاز اصلاحاتی صورت گیرد.
• پایداری، سازگاری و عمر مفید: پاک‌ کننده شیشه باید در طول زمان پایدار باشد و ترکیبات آن با یکدیگر و با مواد بسته ‌بندی سازگار باشند. استفاده از نگهدارنده‌ ها برای جلوگیری از رشد میکروبی و افزایش عمر مفید محصول ضروری است.

بررسی دامنه pH و عملکرد محصول شیشه پاک کن:

• پاک‌ کننده‌ های اسیدی pH بین ۳ تا ۶

پاک‌ کننده ‌های شیشه با pH اسیدی عمدتاً برای حذف لکه ‌های سخت و سرسخت ناشی از املاح معدنی، آب سخت و رسوبات صابون طراحی شده‌ اند. این نوع پاک‌ کننده‌ ها به‌ ویژه در مناطق مرطوب بسیار مفید هستند، زیرا در این مناطق معمولاً رسوبات آهکی و لکه ‌های ناشی از قطرات آب به‌ مرور زمان روی شیشه تجمع می ‌یابند. پاک ‌کننده ‌های اسیدی قادرند این رسوبات را به‌ راحتی حل کرده و با یک دستمال‌ کشی ساده از بین ببرند.

• پاک ‌کننده ‌های خنثی pH بین ۶ تا ۸

پاک ‌کننده ‌های با pH خنثی، شیشه را با ملایمت و تعادل تمیز می ‌کنند. این نوع محلول ‌ها برای نظافت‌ های روزمره و نگهداری ساده بسیار مناسب هستند، زیرا می ‌توانند گردوغبار، چربی و آلودگی‌ های سطحی را بدون ایجاد خراش یا آسیب به سطح پاک کنند. این پاک‌ کننده‌ها آسیبی به شیشه خودرو، پنجره‌ های خانگی، آینه ‌های اتومبیل یا میزهای شیشه ‌ای حمام وارد نمی ‌کنند. همچنین، پاک‌ کننده‌ های خنثی از ایجاد رد و لکه جلوگیری می ‌کنند، به همین دلیل در میان مصرف ‌کنندگان خانگی و متخصصانی که به دنبال نتیجه‌ ای بدون رد و درخشان هستند، محبوبیت زیادی دارند. به ‌دلیل ملایمت با بیشتر سطوح شیشه‌ ای خانگی و تجاری، این نوع از رایج ‌ترین محصولات پاک ‌کننده شیشه محسوب می ‌شود.

• پاک ‌کننده ‌های قلیایی pH بین ۸ تا ۱۲

پاک‌ کننده‌ های قلیایی برای مصارف سنگین طراحی شده‌اند و برای محیط‌های صنعتی و تجاری که چربی، روغن و باقی ‌مانده ‌های صنعتی تجمع می ‌یابد، بسیار مناسب هستند. این فرمولاسیون ‌ها در مکان ‌هایی مانند آشپزخانه‌ های صنعتی، تعمیرگاه ‌های خودرو یا کارخانه ‌ها عملکرد مؤثری دارند. در چنین محیط‌هایی، پاک‌ کننده باید به اندازه کافی قوی باشد تا چربی ‌ها و آلودگی ‌های سرسختی را که پاک‌کننده ‌های خنثی یا اسیدی قادر به حذف آن‌ ها نیستند، از بین ببرد.

جنبه‌های قانونی و ایمنی فرمولاسیون شیشه پا کن

تولیدکنندگان پاک‌کننده‌های شیشه باید مجموعه‌ای از الزامات قانونی و ملاحظات ایمنی را مدنظر قرار دهند:

1. مقررات مربوط به ترکیبات آلی فرّار: در بسیاری از مناطق، مقرراتی برای محدود کردن میزان ترکیبات آلی فرّار مانند گلیکول اترها در محصولات پاک‌کننده وجود دارد. فرمولاتورها باید اطمینان حاصل کنند که محصولاتشان با این مقررات مطابقت دارد.
2. الزامات برچسب‌گذاری: پاک‌کننده‌های شیشه باید مطابق با قوانین محلی و ملی، به ‌درستی برچسب‌گذاری شوند. این برچسب گذاری شامل فهرست مواد تشکیل ‌دهنده، هشدارهای ایمنی و دستورالعمل‌های مصرف باشند.
3. نحوه صحیح نگهداری و جابجایی: مواد اولیه مورد استفاده در فرمولاسیون پاک‌کننده‌های شیشه ممکن است نیازمند روش‌های خاصی برای جابجایی و نگهداری باشند تا ایمنی حفظ شده و کیفیت مواد اولیه دچار آسیب نشود.
4. مواد شیمیایی ناسازگار: برخی ترکیبات مانند آمونیاک و سفیدکننده (بلیچ) در صورت ترکیب شدن می‌توانند گازهای خطرناک تولید کنند. بنابراین، فرمولاتورها باید هشدارهای واضحی در مورد عدم ترکیب محصول با مواد ناسازگار ارائه دهند.

شرکت دانش بنیان پدیده شیمی جم تولید کننده مواد اولیه شیمیایی در ایران می باشد. جهت خرید و سفارش مواد اولیه با کارشناسان شرکت با شماره تلفن 02188850000 تماس بگیرید.

نتیجه گیری:

توسعه یک پاک‌کننده شیشه با عملکرد بالا نیازمند درک عمیق از ترکیبات کلیدی، نحوه تعامل آن ‌ها و ایجاد تعادل دقیق برای دستیابی به نتایج بهینه است. با انتخاب دقیق حلال‌ها، سورفکتانت‌ها، عوامل قلیایی، عوامل کی‌لیت‌کننده و افزودنی‌ها، فرمولاتورها می‌توانند محصولی تولید کنند که به‌طور مؤثر آلودگی‌ها را از بین برده و سطح شیشه را بدون لکه و درخشان باقی بگذارد.

با توجه به روند رو‌به ‌رشد صنعت محصولات پاک‌کننده، آگاهی از ترکیبات جدید، تغییرات قانونی و ترجیحات مصرف‌کنندگان برای حفظ رقابت‌پذیری ضروری است. تولیدکنندگان تجاری با به‌روزرسانی مستمر و نوآوری در فرمولاسیون پاک‌کننده‌های شیشه، می‌توانند پاسخگوی نیازهای متغیر بازار باشند و جایگاه خود را به‌عنوان پیشگامان این صنعت حفظ کنند.

 

منابع:

https://stppgroup.com/a-manufacturers-guide-to-glass-cleaners/

https://elchemy.com/blogs/intermediates-solvents/how-to-make-glass-cleaners-for-commercial-and-industrial-applications

https://www.ewg.org/cleaners/products/10676-WindexwithVinegar/