น้ำยาล้างจาน เป็นการประยุกต์ใช้ที่สำคัญอย่างหนึ่งของสารลดแรงตึงผิว โดยมัน ทำหน้าที่ ในการ ขจัดสิ่งสกปรก จากพื้นผิว เช่น ถ้วยชาม เฟอร์นิเจอร์ พื้นบ้าน ห้องน้ำ ฯลฯ การทำความสะอาดถ้วยชาม หรือเครื่องครัวนั้น ต้องการกำจัด คราบอาหารออกไป ส่วนการทำความาสะอาดพื้นผิว อื่นๆ นั้น ก็ต้องการกำจัด สิ่งสกปรก ชนิดตแตกต่างกันไป เช่น คราบฝุ่น บนพื้นบ้าน คราบน้ำมัน บนเตา หรือ คราบสบู่ หรือหินปูนตามพื้นห้องน้ำ ดังนั้น เราต้อง มีน้ำยาทำความสะอาด หลายๆ รูปแบบ เพื่อให้เหมาะสมกับคราบสกปรก และพื้นผิว เช่น น้ำยาถูพื้น น้ำยาเช็ดกระจก น้ำยาล้างห้องน้ำ ฯลฯ
น้ำยาล้างจาน นั้น เป็นน้ำยาทำความสะอาดประเภทหนึ่ง ที่ประสิทธิภาพในการทำงานนั้น จะต้องอาศัยความสามารถของ สารลดแรงตึงผิว เป็นส่วนสำคัญ สารเหล่านี้ ทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวของน้ำ ทำใหน้ำ้สามารถแทรกซึมเข้าไปใน พิ้นที่ระหว่างจานกับสิ่งสกปรก (คราบอาหาร คราบน้ำมัน) และขจัดคราบพวกนี้ออกมาจากจานได้ การขจัดคราบอาหาร เพียง อย่าง เดียวอาจไม่เพียงพอ ที่จะให้ผลอย่างน่าพอใจ ในการทำความสะอาดจาน เราต้องทำให้ คราบน้ำมันที่ ูที่ถูกชะออกไป ไมสามารถคืนกลับมาติดจาน ได้อีก เมื่อเรายกจานขึ้นจากน้ำ ในกรณีสารลดแรงตีงผิว จะทำหน้าที่ละลาย น้ำมัน ให้ คงตัวอยู่ในน้ำ และไม่ให้มันกลับมาติดจานอีก นอกจากนี้ ถ้วยชามที่ล้างแล้ว ต้องใสสะอาดไม่มีคราบใดๆ หลงเหลือเมื่อแห้งแล้ว
ดังนั้นสิ่งที่ต้องการ จากในสูตรน้ำยาล้างจานมีดังนี้
มีฟองดี และคงตัว แทรกซึมชั้นน้ำมันไปยังพื้นผิวจานได้ดี มีความสามารถในการละลายน้ำมัน และกระจายตัวน้ำมันได้ดี เพื่อป้องกันการ ย้อนกลับของคราบมาสู่จาน ล้างออกง่าย เมื่อแห้งแล้วไม่ทิ้งคราบ มี ค่า พีเฮส เป็นกลาง ละลายน้ำง่าย มีกลิ่นและสีคงตัว สามารถทนต่อสภาวะแตกต่างได้ดี
องค์ประกอบของน้ำยาล้างจาน
น้ำยาล้างจานควรประกอบด้วย สารต่อไปนี้ สารลดแรงตีงผิว (surfactants) และอาจจะมี สารเพิ่มประสิืทธิภาพ (cleaning booster) สารปกป้องผิว ตัวทำละลาย สารกันเสีย และอื่นๆ เช่น สารเพิ่มความข้นหนืด น้ำหอม สี
ต่อไปนี้ เป็นสาร ตั้งต้นที่เราใช้กัน
สารลดแรงตึงผิว เช่น ลีเหนียอัลคิลเบนซีนซันโฟเนท (Linear alkylbenzene sulfonate, LAS), แฟทตี้อัลกอฮอล์ซันเฟท (Fatty alcohol sulfate), แฟทตี้อัลกอฮอล์ อีเธอร์ซันเฟท (Fatty alcohol ether sulfate)
สารเพิ่มประสิทธิภาพ (Cleaning Booster) แฟทตี้ เอซิด อัลคานอลเอไมด์ (fatty acid alkanolamides) , ,แฟทตี้อัลกอฮอล์อีธ็อกซิเลท (Fatty alcohol ethoxylate), อัลคิลโพลี่ไกลโคไซด์ (Alkyl Poly Glycoside, APG)
สารปกป้องผิว (Skin Protecting Agent) ไกลคอล เสตรียเลท (Glycol stearates), บีเทน (Betaine)
สารประกอบโปรตีน เช่น วีทโปรตีน (wheat protein)
ตัวทำละลาย (Solvent) อัลกอฮอล์ (alcohol) โพพิลีน ไกลคอล (Propylene Glycol) ,โซเดียม คิวมีนซันโฟเนท (Sodium Cumene Sulfonate)
สารเพิ่มความข้นหนืด (Thickener) โซเดียม คลอไรด์ (Sodium Chloride) , คาร์โบพอล (Carbopol)
สารกันเสีย (Presevative) ฟอร์มาลดีไฮ (Formaldehyde), Isothaiisolinone, Benzoic acid
สูตรที่เป็นไปได้ สำหรับการทำน้ำยาล้างจาน
ตัวอย่างสาร (%)
สารลดแรงตึงผิว LAS, fatty alchol ether sulfate, fatty alcohol sulfate 10 – 40
สารเสริมการทำความสะอาด Fatty acid alkanolamides 0 – 2
ตัวทำละลาย Octyl sulfate, cumenel sulfonate, ethanol 0 – 6
สารรักษาสภาพ formaldehyde, Isothaizolinone, Phenoxyethanol 0.1-0.5
น้ำหอม fragrance 0.1- 1
สี dye, pigment 0.1
เกลือ Sodium chloride 0 – 2.5
น้ำ water to 100
สารลดแรงตึงผิวที่ ใช้ส่วนโดยมาก ก็เป็น อัลคิลเบนซีน ซันโฟเนท, อัลเคน ซันโฟเนท, แฟทตี้ อัลกอฮอล์ ซันเฟท, แฟทตี้ อัลกอฮอล์ อีเธอร์ซันเฟท, แฟทตี้ อัลกอฮอล์ อีธ็อกซิเลท
ในกลุ่มสารลดแรงตึงผิวประจุลบ นั้น อัลคิลเบนซีน ซันโฟเนท (LAS) จะถูกเลือกใช้เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจาก มีคุณบัติที่ดี ในด้าน เวทติ้ง (wetting) การเกิดฟอง (foaming) การขจัดคราบ (detergency) และที่สำคัญมีราคาถูกกว่า สารตัวอื่น
แฟทตี้อัลกอฮอล์ ซันเฟท และ แฟทตี้อัลกอฮอล์ อีเธอร์ ซันเฟท ส่วนมากจะพบอยู่รวมกับ สารลดแรงตึงผิวประจุลบอื่น โดยเฉพาะ พวกแฟทตี้อัลกอฮอล์ อีเธอร์ซันเฟท มีคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อผิว ทำงานได้ดีในน้ำกระด้าง มีฟองได้ดี และกระจายน้ำมันได้ดีอีกด้วย ถ้ามีการเปลี่ยนแปลง สายโซ่อัลคิล (alkyl chain) หรือความยาวคาร์บอน (C12-C16) หรือ มีการเปลี่ยนเลขอีธ็อกซิเลชั่น (ethoxylation number) ก็จะทำให้คุณสมบัติ ด้านต่างๆ เปลี่ยนไปด้วย
ในส่วนของประจุบวกร่วม (counter ion) ของสารลดแรงตึงผิวประจุลบ ส่วนมากจะเป็นเกลือ โซเดียม แต่กมีใช้็ตัวอื่นเช่นกัน เช่น โปแตสเซียม แอมโมเนียม, โมโนเอทานอลเอมีน หรือ ไตรเอทานอลเอมีน
ส่วนสารลดแรงตึงผิวไร้ประจุ เช่นพวก อัลกอฮอล์อีธ็อกซิเลท หรือ พวกโนนีลพีนอล อีธ็อกซิเลท มีมีคุณสมบัติดีเยี่ยม ในการกระจายน้ำมัน (emulsifying) ขจัดคราบน้ำมัน และทำงานได้ดีในสภาพน้ำกระด้าง และ สามารถเลิอกใช้ตัวที่มี หมู่อีธ็อกซิเลชัน (EO number) ให้เหมาะสม เพื่อประสิทธิภาพที่ี่เราต้องการได้ และ ที่ความยาวโซ่คาร์บอน คงที่ ความสามารถในการขจัดน้ำมัน จะเพิ่มขึ้น เมื่อเพิ่ม จำนวนหมู่อีธ็อกซิเลชัน
โดยทั่วไปแล้วประสิืทธิภาการทำความสะอาด ของน้ำยาล้างจานจะขึ้นอยู่กับ การเลือกใช้สารลดแรงตึงผิว การใช้สารลดแรงตึงผิวเพียงชนิดเดียวในการทำสูตรน้ำยาล้างจาน จะไม่ค่อยนิยม การใช้สารลดแรงตึงผิวสองหรือสาม ชนิดผสมกันจะได้ผลด้านประสิทธิภาพดีกว่า ชนิดของสารลดแรงตึงผิวที่นิยมใช้ในการทำน้ำยาล้างจาน คือ ลีเนี่ยอัลคิลเบนซีนซันโฟเนท (LAS), โซเดียมลอรีลอีเธอร์ซัลเฟท (SLES), โคคามิโดโพพีลบีเทน (CAPB) หรือ อัลคิลโพลีไกลโคไซด์ (APG)
โดยสูตรที่นิยมทำ คือสูตรที่ประกอบสองสาร คือใช้ LAS ร่วมกับ SLES โดยใช้ปริมาณ สารลดแรงตึงผิวประมาณ 15-20 % โดยมี LAS เป็นสารออกฤทธิ์หลัก (primary surfactant) และ SLES เป็นสารออกฤทธิ์เสริม (co surfactant)
ในปัจจุบันมีการเพิ่มสารลดแรงตึงผิว ชนิดที่สามลงไป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้าน ต่างๆ โดยเฉพาะ ความอ่อนโยน ต่อผิว และการคงตัวของฟอง สารพวกนี้ ที่ใช้กัน เช่น CAPB หรือ APG
สำหรับสูตรที่ต้องการความอ่อนโยนต่อผิวมากๆ อาจจะไม่ใช้ LAS เนื่องจาก LAS ค่อนข้างแรงต่อผิว โดยจะใช้ เพียง SLES ร่วมกับ CAPB โดย SLES เป็นสารหลัก CAPB เป็นสารเสริม โดยสูตรนี้อาจมีต้นทุนสูตร มากกว่า ระบบ LAS/ SLES แต่ สามารถใช้ระบบนี้ (SLES/ CAPB) ในการทำได้หลายๆ ผลิตภัณฑ์ นอกเหนือจากการทำน้ำยาล้างจาน เช่น น้ำยาซักผ้า น้ำยาล้างมือ แชมพูสระผม แชมพูล้างรถ เนื่องจากมีประสิืทธิภาพในการทำความสะอาด และถนอมผิวในสูตร เดียวกัน