洗剤製剤における生分解性キレート剤

硬水は、消費者が気づく前に洗剤を台無しにします。カルシウムとマグネシウムイオンが界面活性剤に付着し、不溶性の石鹸スカムを形成し、完全な洗濯サイクル後でも洗濯物を汚く見せる灰色のフィルムを残します。洗剤の配合に含まれる生分解性キレート剤は、分子レベルでこれを解決し、金属イオンを結合させて界面活性剤が役割を果たすようにします。このガイドでは、マーケティングの主張ではなく、配合化学に基づいて、どのキレート剤がどの洗剤に属するかを説明しています。

ヨーロッパのフォーミュレーターは、他の競合他社よりも厳しい制約に直面しています。リン酸塩は、消費者向けの洗濯物や食器洗い製品で禁止されています。EDTAは、複数の小売業者で制限物質リストに載っています。洗剤はまだ硬水で洗浄し、棚の上で18ー24ヶ月間安定している必要があります。洗剤に適した生分解性キレート剤を見つけることは、キレート剤を棚や洗濯物で直面する特定の条件に合わせることを意味します。

キレート剤が実際に洗剤でどのように働くか

界面活性剤分子には、水を好む頭と油を好む尾があります。軟水では、尾が土壌をつかみ、頭が洗浄液に引き込みます。硬水では、カルシウムイオンとマグネシウムイオンが最初に頭に付着し、土壌に到達する前に界面活性剤を中和します。洗剤は洗浄力を失い、消費者はブランドを非難します。

キレート剤は、爪のようにこれらの金属イオンを包み込み、安定したリング構造を形成して、カルシウムとマグネシウムを界面活性剤から遠ざけます。キレートされた金属は、排水口に流れるまで洗浄水に溶解したままです。これは簡単に聞こえますが、pH、温度、イオンタイプの詳細によって、最も効果的なキレート剤が変わります。

例えば、中程度のカルシウム硬度を持つpH 9で動作する洗濯液はGLDA-Na 4が必要です。マグネシウムが水供給を支配する地域で同じ洗濯液を使用する場合、代わりにGLDA-MGDAブレンドが必要になる場合があります。pH 12で65°Cで動作する食器洗い機の錠剤は、そのpHと温度の組み合わせでGLDAが結合強度を失うため、MGDA-Na 3が必要です。

どの洗剤タイプに適した生分解性キレート剤

以下の表は、各洗剤形式を、その運転条件下で最も優れた性能を発揮するキレート剤に対応させています。

これらの推奨事項は、200〜400 ppmの典型的なヨーロッパの水硬度レベルでのベンチトライアルから来ています。あなたの地元の水質は選択を変えるかもしれないので、常にあなたの目標硬度でテストで確認してください。

ランドリー洗剤: GLDAが先頭を走る理由

洗濯液はキレート剤にとって最も穏やかな条件を提供します。pHは10以下に保たれ、ヨーロッパの洗濯機では温度が40°Cを超えることはめったにありません。また、接触時間が十分に長いため、界面活性剤が消費される前にキレート剤がカルシウムとマグネシウムを結合することができます。GLDA-Na 4はこの仕事をうまく処理し、洗濯物のフォーミュレーターが重視する2つの追加の利点をもたらします。

まず、GLDAは0.56のISO 16128自然起源指数を持ち、クリーンラベルの位置付けをサポートしています。第二に、多くの現代の洗濯液に含まれる酵素に干渉しません。EDTAは、酵素が補因子として必要とするカルシウムイオンを結合し、酵素活性を低下させることができます。GLDAは干渉が少ないため、シミ対策酵素はキレーターと並んで活性を維持します。

粉末洗濯洗剤は液体よりも高温でアルカリ性が高くなります。GLDAはまだpH 10から11で機能しますが、洗濯プログラムが摂氏60度以上に達し、水に重いマグネシウムが含まれている場合、GLDAの一部をMGDAに置き換えることで全体的な結果が改善されます。70: 30のGLDA対MGDA比率は、ほとんどのヨーロッパの粉末洗濯条件をカバーしています。

自動食器洗い: MGDAがこの分野を独占

食器洗い機の洗剤は、熱い洗濯物が食品の残留物を噛み砕くように、キレート剤を噛み砕きます。pHは11ー12.5で、温度は50ー70°Cであり、硬水からのマグネシウムがサイクルごとにガラス製品を攻撃します。強力なキレート剤がない場合の結果:グラスに白い膜ができ、カトラリーにシミができ、消費者からの苦情が出ます。

MGDA-Na 3は、他のキレート剤がグリップを失うpHレベルでマグネシウム結合が強く保たれるため、これらの条件下で優れています。EUが2017年に食器洗い機の錠剤中のリン酸塩を禁止して以来、MGDAはこのカテゴリーでSTPPの標準的な代替品となっています。すべての主要なヨーロッパの食器洗い機ブランドは現在、MGDAまたはMGDAベースのビルダーシステムを使用しています。

典型的な食器洗い機の錠剤レシピでは、MGDAを総重量の15ー30%で、炭酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、漂白活性剤と組み合わせて使用します。MGDAはマグネシウムを閉じ込め、過炭酸ナトリウムは白くなり、酵素はでんぷんとタンパク質に対処します。これらの使用レベルでは、錠剤あたりのコストはブランド予算内に収まり、洗浄性能は古いリン酸塩の配合と同等またはそれ以上になります。

インダストリアルおよびインスティテューショナルクリーニング:より高い需要、同じ化学

I&Iクリーニングは、消費者製品よりも熱く、長く、硬くなります。キッチン用脱脂剤はpH 12以上で動作します。床洗浄剤は、短い接触時間で迅速に作業する必要があります。病院の消毒剤は、積極的な酸化剤と一緒に安定している必要があります。

GLDA-Na 4は、熱安定性が洗濯温度よりもはるかに高い170°Cに達するため、ほとんどのI&Iキッチンおよび床のアプリケーションをカバーしています。非常に硬水のある施設のI&Iランドリーでは、GLDAとMGDAをブレンドすることで最も広いイオンカバレッジが得られます。過酸化物ベースの消毒剤では、IDS-Na 4は過酸化物を安定化させながら、分解を触媒する鉄と銅を結合します。

消費者用とI&I用の製剤の主な違いは用量です。消費者製品は0.5ー2%のキレート剤を使用します。I&I製品は、土壌負荷が重く、施設内の洗濯物の水が500 ppmの硬度を超えることがあるため、5%以上になることがあります。レシピを確定する前に、施設の実際の水質検査が必要です。

フォーミュレーターが知っておくべきコストの考慮事項

活性成分1キログラムあたりの生分解性キレート剤のコストはEDTAよりも高くなります。誰もそれに異議を唱えません。関連する比較は、1回の洗浄サイクルあたりのコストまたは1平方メートルあたりのコストであり、1キログラムあたりのコストではありません。GLDAとMGDAはEDTAよりも1グラムあたりより多くのカルシウムとマグネシウムを結合するため、効果的な投与量はしばしば低くなります。1.0%のEDTAを使用したレシピは、0.8%のGLDAを使用して同じまたはより良いクリーニングを提供する可能性があります。

回避されたコストも加算されます。排出物に対するリン酸塩サーチャージはありません。小売業者がEDTAを制限リストに追加した場合の再調整の混乱もありません。環境データが欠落しているため、顧客監査の失敗もありません。これらの回避されたコストを原材料価格差と比較する調剤業者は、通常、グリーンキレーターが総調剤コストで優位に立つことがわかります。

実用的なアプローチは、部分的な交換から始めることです。古いキレート剤の50%を新しいものの50%と一緒に実行し、クリーニング性能を測定し、そこから調整します。ほとんどのフォーミュレーターは、2ー3回の試行で完全な交換を行います。

界面活性剤とビルダーが洗剤システムで相互作用する化学については、アメリカクリーニング協会のこのリソースを参照してください。

洗剤製剤の生分解性キレート剤の仕様、サンプル、技術サポートについては、Yuanlian Chemical製品センターを訪問し、ベンチトライアル用の無料評価サンプルをリクエストしてください。