Бесконтактная мойка

Бесконтактная мойка появилась сравнительно недавно и стала возможной только благодаря активным моющим средствам на основе современных ПАВ и специальных добавок, усиливающих моющую способность. Благодаря своим уникальным моющим свойствам и хорошему пенообразованию эта группа автошампуней получила название активная пена или бесконтактная пена.

Технология бесконтактной мойки несложна. Нанесение раствора активной пены на автомобиль может осуществляться при помощи распылителя низкого давления с ручной или компрессорной подкачкой; или при помощи специального пистолета-пеногенератора, подключаемого к моечному насосу высокого давления. Пена образуется в результате дробления и распределения воздуха в растворе автошампуня и выдерживается на автомобиле 3–4 минуты, после чего смывается водой.

У бесконтактной мойки есть несомненные достоинства. Во-первых, не происходит механического трения при нанесении моющего средства на поверхность автомобиля, а значит, исключаются микроцарапины, которые со временем переходят в общую матовость лакокрасочного покрытия. Также сокращается общее время мойки автомобиля, и снижаются трудозатраты. Всю работу производит специальный автошампунь, который размягчает грязь и способствует ее отслоению от поверхности автомобиля. Отсюда высокие требования к моющей способности автошампуня. Кроме того, при бесконтактной мойке полностью очищаются недоступные для губки участки: щели, зазоры, решетки, поскольку «бесконтактный» автошампунь наносится методом опрыскивания. Есть у бесконтактной мойки и недостатки. Она немного дороже, чем обычная мойка. Но это не главное. Главное – это большая, чем при контактном способе, агрессивность химии. Часто автошампуни имеют очень высокую щелочность. Вследствие воздействия щелочи на лакокрасочное покрытие автомобиля, его пластиковые и металлические поверхности теряют блеск, становятся белесыми, мутнеют. Но обычно такое воздействие проявляется при регулярной мойке автомобиля данным средством с течением времени. Кроме того, следует сказать, что производители автошампуней в последнее время стараются уменьшать щелочность и повреждающее действие своих продуктов.

Свойства шампуней для бесконтактной мойки

Итак, шампунь для бесконтактной мойки (или активная пена) – это концентрированный щелочной состав с высокой моющей способностью, который должен справляться с различными видами загрязнения, в том числе удалять устойчивые пятна грязи, сажу, соль, смолу, птичий помет, следы от насекомых и пр. Благодаря своим уникальным моющим свойствам, хорошему пенообразованию и текучести, бесконтактный шампунь должен проникать в места, недоступные при обычной ручной мойке. Автопена – это концентрат, разбавляемый непосредственно перед использованием. Нормы ввода для активной пены различны и зависят от используемого на мойке оборудования. Если себестоимость продукта среднего качества составляет около 20–25 рублей за кг, то разбавление для пенокомплекта 1:2 – 1:3, а для пеногенератора 1:20 – 1:30 следует считать очень приличным результатом. Однако есть на рынке продукты, разбавляемые в соотношении 1:100.

Большинство средств для бесконтактной мойки однородны. Но есть средства, которые при хранении разделяются на две фазы. Такие средства называют двухкомпонентными. Как правило, в двухкомпонентные средства добавляется такой краситель, который окрашивает одну из фаз, чтобы не перепутать его с однокомпонентным, а также не забыть перемешать средство перед использованием.

Привлекательный продукт

Приготовление автопены – технологически несложный процесс, который не требует какого-либо специального оборудования. Обычно пены готовят простым перемешиванием ингредиентов без нагревания, эмульгирования и т.п. Рецептуры, как правило, также несложны, а рынок автокосметики выглядит очень привлекательно – количество машин на душу населения увеличивается, и их надо чем-то мыть. К тому же, цены на иностранные бренды достаточно высоки, что позволяет отечественным производителям создавать конкурентноспособную продукцию в среднем ценовом диапазоне. Базовые рецептуры предлагает каждый поставщик сырья для моющих средств, среди которых можно назвать компании Croda, Akzo Nobel, Kao, BASF, Stepan и т.д . Правда, несмотря на кажущуюся простоту, не все так гладко, поскольку сразу возникает вопрос об адаптации этих рецептур к российской действительности. Поэтому прежде чем начать что-то делать, надо определить для себя ряд основных моментов. Прежде всего, надо определить требуемую себестоимость по сырью с учетом продажной стоимости для средней автомойки. Также следует задать такие параметры искомой рецептуры как предполагаемая степень разведения автопены при использовании, интенсивность пенообразования, щелочность, органолептические свойства (запах, цвет, вязкость), моющая способность. Но все это, к сожалению, исходя из себестоимости.

Основные компоненты рецептур для бесконтактной мойки.

Итак, каков же компонентный состав рецептур?

Обычно в автопенах от 60 до 80% воды, поэтому имеются определенные требования к ее жесткости. Вода должна быть предварительно умягченная. Основными ингредиентами рецептуры являются ПАВ. Их выбор определяет моющую способность средства, количество и качество образуемой при мытье пены. Также в состав шампуня для бесконтактной мойки обязательно входят хелатирующие агенты. Большинство рецептур содержит щелочь, которая позволяет легко удалять масляные и жировые пятна. В основном используют гидроксид натрия или калия в концентрации 1% – 4% при разбавлении концентрата 1:20 – 1:30. Есть рецептуры, не содержащие щелочи как таковой, но рН таких рецептур все равно щелочной. Как уже говорилось выше, высокое содержание щелочей в составе отрицательно влияет на лакокрасочное покрытие, а также усиливает коррозионную активность состава, отрицательно сказывается на оборудовании для автомойки, а также на состоянии кожи рук и слизистых обслуживающего персонала.

Основными компонентами автошампуня для бесконтактной мойки являются ПАВ. Гидрофобные компоненты загрязнений автомобиля, каковыми являются сажа и органика, без них отмыть невозможно. В пенах обычно можно встретить разные группы ПАВ: катионные (КПАВ), анионные (АПАВ) и неионогенные (НПАВ) в самых разных комбинациях: АПАВ+НПАВ; КПАВ+НПАВ; НПАВ+НПАВ. Croda и Akzo Nobel используют комбинацию катионных и неионогенных ПАВ, BASF в основном работает с анионными и неионогенными ПАВ. Есть рецептуры, содержащие неионогенные, катионные и анионные ПАВ одновременно, например, у Croda.

Касательно того, ПАВ какой природы – анионные или катионные лучше работают в рецептурах автопен, нет единого мнения. Кто-то считает, что нужно использовать анионные ПАВ, которые в щелочной среде лучше отмывают гидрофобные компоненты загрязнений – масла и сажу. Кто-то утверждает, что анионные ПАВ (SLS, SLES, LABSNa) не обеспечивают достаточной моющей эффективности автопен, и их добавляют только для пенообразования (1–2%), которое становится наиболее оптимальным в сочетании с кокамидопропиламиноксидом (1%). Другими АПАВ в составе рецептур могут быть лаурилсаркозинат натрия и моно- и диэфиры фосфорной кислоты, стабильные в щелочной среде и обладающие антистатическим эффектом.

Не стоит забывать, что анионные и катионные ПАВ плохо уживаются в одной рецептуре: при вводе анионных ПАВ инактивируются катионные. При большой доле анионных ПАВ, введение катионных вообще бессмысленно, хотя, как уже отмечалось, можно найти базовые рецептуры автопен, в которые входят как катионные, так и анионные ПАВ.

Многие успешные производители автопен делают свои продукты на основе катионных ПАВ. Их кладут от 3% и больше. Рецептура шампуня для бесконтактной мойки может быть составлена и без использования катионных ПАВ, но при этом, как правило, удается добиться только относительно небольших степеней разбавления. Считается, что катионные ПАВ перезаряжают поверхность твердых частиц, и, таким образом, отрывают их друг от друга, «отмагничивают грязь». Кроме того, поверхность лакокрасочного покрытия автомобиля и стекло имеют отрицательный заряд. Поэтому положительно заряженные молекулы КПАВ охотно адсорбируются на этих поверхностях. Из катионных ПАВ в автопенах в основном используются кваты – четвертичные аммониевые соли талловых или других высших жирных кислот. Кваты имеются в ассортименте многих зарубежных компаний-производителей сырья. Например, их выпускают Akzo Nobel, Stepan, Croda, Kao.

Неионогенные ПАВ являются обязательным компонентом рецептур. Чаще их используют в сочетании либо с катионными, либо с анионными ПАВ, при этом они менее чувствительны к присутствию электролитов в моющей системе. Они хорошо отмывают гидрофобные компоненты загрязнений – сажу и органику. В автопены вводят не менее 5% неионогенных ПАВ, как правило, этоксилированных спиртов с 2 – 10 этоксильными группами. Лучшее из отечественного сырья – синтанолы. Синтанолы подбирают таким образом, чтобы их ГЛБ примерно соответствовал ГЛБ загрязнений. При этом лучше брать пару неионогенных ПАВ, поскольку загрязнения тоже имеют разную полярность.

Твердые загрязнения на поверхности автомобиля помимо сажи – это в основном силикаты и карбонаты. Большинство почвенных минералов в растворах с высокой концентрацией солей, каковым и является рабочий раствор автошампуня, способно обмениваться катионами, в частности выделяя ионы кальция и магния. В результате повышается жесткость воды и моющего раствора. Это необходимо компенсировать внесением большого количества комплексонов. Таким образом, комплексоны обязательно должны присутствовать в рецептурах автопен в концентрации от 5% и выше, иначе уменьшается моющая способность средства, и на автомобиле после мойки может образоваться белесый налет. Продуктами выбора являются тетранатриевая и динатриевая соли ЭДТА (Трилон Б) и тринатриевая соль нитрилотриуксусной кислоты (Трилон А). Есть вариант введения полифосфатов и фосфонатов, например оксиэтилендифосфоновой кислоты (ОЭДФК). Иногда в рецептуры вводят два разных комплексона. Выбор комплексона зависит не только от его способности связывать максимальное количество ионов жесткости, но и от диспергирующей способности и часто зависит от свойств конкретной системы. Следует учитывать, что комплексон, который лучше работает в одной системе, плохо работает в другой, так что подбор идет только по результатам практических испытаний.

Также в состав автопен вводят разные специальные добавки, способные улучшить качество мойки. Самой распространенной добавкой является метасиликат натрия пентагидрат (1–3%), который улучшает моющую способность и частично (но не полностью) заменяет щелочь в рецептуре. Уже при концентрации 1% метасиликат дает рН= 11. При рН ниже 10 метасиликат становится нестабильным и выпадает в осадок. Еще одна проблема, связанная с высоким содержанием метасиликата в рецептуре – порча оборудования автомоек. Особенно много нареканий вызывает метасиликат и жидкое стекло отечественного производства. На растворимость и стабильность жидкого стекла влияет его силикатный модуль (соотношение SiO2 и Na2O). Отечественная промышленность выпускает в основном стекла с модулем около 4. При добавлении щелочи модуль снижается, растворимость и стабильность повышаются.

Также с целью улучшения моющей способности в состав рецептур вводят полимеры-дересорбенты, связывающие отмытую грязь и не позволяющие ей переосаждаться. Как утверждают производители антиресорбентов, их ввод позволяет значительно снизить содержание основных ПАВ в рецептуре. Примерами таких добавок могут быть поливинилпирролидон и карбоксиметилцеллюлоза.

Для получения прозрачной системы в нее часто вводят растворители – спирты или гликоли. Обычно это бутилгликоль – 3% или изопропанол – 3%. Однако включение растворителей в рецептуру сильно влияет на ее органолептические свойства – при концентрации выше 4% появляется сильный запах, который выдержит не всякий мойщик.

Для улучшения стойкости и структуры пены вводят пенообразователи и пеностабилизаторы, в том числе мочевину (у которой дополнительно имеются свойства комплексообразователя). Степень пенообразования шампуня для бесконтактной мойки – это немаловажный вопрос. С одной стороны, эффектная снежная стойкая пена нравится клиентам, с другой – это не показатель качества мойки. Часто менее густая пена, которая через несколько минут начинает стекать вместе с грязью, оказывается более эффективной.

Иногда в составе шампуня для бесконтактной мойки можно встретить антикоррозийные добавки, например, аминопроизводное борной кислоты (Croda) – водорастворимый ингибитор коррозии, эффективный при низких концентрациях и обладающий также смачивающими, смазывающими и биоцидными свойствами. Однако ввод подобных добавок ведет к удорожанию рецептур, как и ввод красителя, который должен быть щелочеустойчивым.

Как уже говорилось, базовые рецептуры автопен предлагает каждый поставщик сырья. Они доступны на сайтах компаний. Основной труд заключается в доведении этих образцов до рабочего состояния. Как правило, это кропотливая экспериментальная работа, требующая упорства и терпения, вдохновения и удачи. Тем не менее, как показывает опыт, отечественные производители могут успешно конкурировать с иностранными брендами. В качестве примера можно привести отечественную торговую марку Cleanol, которой принадлежит четверть российского рынка химии для автомоек.