用新開發(fā)的WMS試驗布評價洗滌作用力

日本樟陰女子大學 小林政司

用新開發(fā)的WMS試驗布評價洗滌作用力

日本樟陰女子大學 小林政司

本文在Terg-0-Tometer去污機上比較了WMS試驗布（日本纖維評價技術協(xié)會）與改性MA試驗布以評價洗滌作用力的有效性，確認了WMS布與MA布對低機械力有相當?shù)撵`敏度。在30min內，是否添加洗滌劑和所添加洗滌劑的類型對WMS值幾乎沒有影響；在40～60℃時，WMS值幾乎不受影響。因此，WMS方法是評價正常洗滌條件下洗滌作用力的實用方法。

洗滌作用力；全棉印花色布；WMS試驗布

洗滌是被洗滌的物體受到物理作用的過程。在此過程中，被洗物的表面會發(fā)生摩擦、彎曲和伸長等綜合作用，可能使織物發(fā)生損傷、劣化，并引起衣物風格的變化。洗滌效果隨著洗衣機的機械力和溫度、浴比、水硬度、洗滌劑濃度等不同而變化。被洗物受到的綜合機械作用稱為洗滌作用力。

日本標準JIS C 9606規(guī)定了洗衣機機械力的評價方法。該方法將濕污布上污染物質的脫落度（洗凈度）與由標準洗衣機獲得的洗凈度進行對比，計算出洗衣機的洗凈力（機械力）。其他國家也提出過測定洗滌作用力的方法，如丹麥技術研究所的MA法和近年來開發(fā)的EMPA（瑞士聯(lián)邦材料研究所）Pokadot法等。但這些方法都是以較強洗滌作用力為對象的方法。對于嬌貴衣服和毛衣，應進行輕柔洗滌或干洗等穩(wěn)定洗滌。此時，這些方法未必適合用來測定洗滌作用力。

為了對穩(wěn)定洗滌操作時被洗物所承受的洗滌作用力進行測定，日本纖維評價技術協(xié)會開發(fā)了針對全棉印花布的新洗滌作用力評價法——WMS（Washing Mechanical Action Scale）試驗法。下面介紹WMS試驗法以及在Terg-O-Tometer去污機上應用WMS試驗布，評價洗滌劑和溫度對WMS值的影響。

1. WMS試驗法

WMS試驗法的基布采用炭黑污染的絹網印花布作為試驗布，通過洗滌操作中脫落的炭黑重量，求出洗滌前后WMS試驗布的反射率差，然后計算出用于評價洗滌作用力大小的WMS值。

1.1 WMS試驗布的制作

1.1.1 基布、染制污液及圖案

WMS試驗布的基布是JIS C 9606規(guī)定的金巾3號全棉布（東洋紡織公司莊川工場專門定制，精煉漂白處理）。基布用表1所示的染制污液，染成50mm×70mm的污布，然后按照圖1的形式把WMS試驗布裁成規(guī)格為30cm×20cm的5塊。待污布干燥后，用蒸餾水浸漬除去多余的污液，再次風干后裁成50mm寬的布供試驗使用。

1.1.2 染制條件

基布染制時，利用染制試驗機100目絹網，按73g/m2的涂敷量，在4.0kg/cm2的壓強下平涂刷一次，測得涂刷部分（圖案）的明度指數(shù)L*值為40±2。

1.2 評價方法

在常規(guī)的去污機試驗場合，一般把WMS試驗布（寬50mm）用縫紉機縫在ISO6330規(guī)定的洗滌用負載布（聚酯纖維針織布，20±4cm×20±4cm，50±5g）上（圖2）。試驗結束后，用反射率計測定WMS的明度指數(shù)L*，將試驗前、后的L*值的差ΔL*作為評價洗滌作用力的指標（WMS值）。

表1 染布污液的組成 / %wt

2. 洗凈試驗模型

為了進一步搞清WMS試驗布的本質和性能，本研究提出了與1.2所示評價方法不同的洗凈試驗模型。

2.1 洗凈試驗方法

從圖1所示的虛線位置裁取125mm×125mm的WMS試驗布（以下稱WMS試驗布，見圖3），同時用DTI的MA布裁出125mm×125mm的布片（以下稱mMA，見圖4），并在布片上開出5個35mm的圓形孔作為模擬MA布（以下稱為mMA試驗布）。此外，調整浴比時所使用的負載布是WMS試驗布用基布（125mm×125mm）。

去污試驗機為Terg-O-Tometer（大榮科學精密儀器TM-4），它是一種攪拌型機械。洗滌液量1dm3。用2塊WMS試驗布、1塊mMA試驗布及12塊負載布（布重量33.3g），在浴比1∶30的條件下進行洗凈試驗。試驗用洗滌劑有兩種，一種是由日本纖維評價技術協(xié)會提供的JATET標準洗滌劑（以n-SAA為主活性物，碳數(shù)=12～15，含量18%，不含熒光劑），另一個為市售的合成洗滌劑（LAS＋AEO共25%，含熒光劑，花王公司出品）。

2.2 WMS值的計算

用分光測色計（Konica Minolta CM-2600d）對洗凈前后WMS試驗布的明度指數(shù)分別進行測量，裝置的測定直徑為8mm，視野10o，光源為D65。每次試驗用2塊WMS試驗布，每塊試驗布測量5個點，共測量10個點。把10個點的L*平均值代入式(1)，求出WMS值。

式中，L*O代表洗滌前的明度，L*W代表洗滌后的明度

2.3 WMS值的測量

同一般的MA法一樣，洗凈試驗結束后，從mMA的5個開口部分分解出纖維，數(shù)出未被切斷的纖維數(shù)，把它的總數(shù)作為模擬MA值（mMA）。

3. 結果與考察

3.1 攪拌轉速的影響

圖5是在洗滌溫度40℃，洗滌時間15min的條件下，測定攪拌轉速（20，40，80，120rpm）對WMS值的影響。從圖5看到：WMS值隨著轉速增加而增加，而且二者是近似的指數(shù)關系。因此，由WMS值表示的洗滌作用力隨攪拌轉速呈指數(shù)關系增減。

在泵機效率最理想（機械損耗?。┑膱龊?，動力按照攪拌轉速的3次方增加。由于實際情況下動力會有所損失，而且Terg-O-Tometer反向運動的能量損失更大。因此，由WMS值表示的實際洗滌作用力對攪拌轉速呈現(xiàn)出溫和的增加趨勢。在低轉速直至120rpm的區(qū)域，基本呈現(xiàn)類似的指數(shù)關系，因而WMS試驗布能夠良好地反映洗滌作用力。

圖6所示的是攪拌轉速與mMA值的關系。在低轉速時，mMA值較小；轉速大時，mMA的增加率有變大的傾向。將之視為近似線性關系和近似指數(shù)關系都比較困難，在洗滌作用力小的場合，所獲得的評價可能過小。在圖6所示的場合，用WMS仍然得到近似指數(shù)的關系，其曲線與以攪拌轉速減10為底數(shù)的指數(shù)呈現(xiàn)高相關性。

小林晃等人對兩種不同試驗布進行比較發(fā)現(xiàn)，評價洗滌作用力時，洗滌過程中的摩擦、彎曲、摔打、伸張等多種作用會對試驗布的特性產生影響。在對一般洗滌條件下的洗滌作用力和比較弱的洗滌作用力進行比較時，WMS試驗法表現(xiàn)出較好的吻合性。這在本次小規(guī)模試驗中得到了證實。另一方面，mMA試驗布對輕微摩擦力的影響感度較WMS試驗布低（在前面的試驗中已得到驗證），而且攪拌轉速為120rpm是強洗滌作用力的測定界限。

3.2 洗滌劑的影響

本研究在40℃、洗滌15min、攪拌轉速80rpm的條件下，分別檢驗了不使用洗滌劑和使用不同種類的洗滌劑對WMS值的影響。圖7的試驗結果顯示，在不使用洗滌劑以及分別使用JAFET標準洗滌劑和市售合成洗衣粉（標準使用量）3種條件下， WMS值均為0.75左右。這說明，在一般的洗滌時間范圍內，洗滌劑的物理化學作用對WMS試驗布影響很小。因此，利用WMS試驗布進行洗滌作用力評價是合理的。

圖8分別考察了使用JAFET標準洗滌劑和不使用任何洗滌劑的條件下，洗滌時間（7.5，15，30，60min）對WMS值的影響。洗滌時間在30min內時，有無洗滌劑對WMS值的影響很??；超過30min后，從WMS試驗布上脫落的炭黑量趨于平衡，很難繼續(xù)對洗滌作用力進行正確評價。因此，不論有無洗滌劑，30min是測定洗滌作用力的界限。

圖9是有無洗滌劑對mMA影響的考察結果。由此顯示，有無洗滌劑對mMA值的影響很小，即使洗滌時間達到60min，有無洗滌劑均表現(xiàn)出相似的mMA值。從這點來看，mMA用于評價單色洗凈布的洗滌作用力是非常妥當?shù)?。因此，洗滌劑的存在減少了纖維間的摩擦，是造成mMA有輕微差異的原因。

3.3 洗滌溫度的影響

為了考察洗滌溫度的影響，本文研究了攪拌轉速為80rpm時溫度對WMS試驗布、mMA試驗布的影響（圖10、圖11）。對于WMS試驗布，在60℃以下時溫度對WMS值的影響很小，而在80℃的高溫領域洗滌溫度影響較大，在超過10min的各個時間點，WMS值的差異均在10以上。另一方面，對于重視物理現(xiàn)象的mMA試驗布，溫度對mMA的影響較小，在40℃和80℃均顯示出同樣的實驗結果。

從mMA值來看，洗滌作用力隨洗滌溫度上升增加顯著。在80℃的高溫下， WMS用試驗布上炭黑的附著牢度受溫度的影響也非常大。

3.4 WMS與mMA值的相關性

在40℃、攪拌轉速80rpm、JAFET標準洗滌劑（按標準用量）的條件下，對不同時間WMS值和mMA值的相關性進行了考察。圖12的結果表明，WMS值與mMA值有很強的相關性。

表2 變動系數(shù)的測定結果

總之，WMS試驗布、mMA試驗布各有特點。在用于洗滌作用測定方面，二者都有十分優(yōu)秀的實用性。由圖12得到的mMA與WMS的近似關系式，可發(fā)現(xiàn)二者有一個10.3的常數(shù)，這與本文3.1中總結得出的數(shù)值幾乎完全一致。

在考察5個實測數(shù)據的標準偏差（WMS試驗布是2塊試驗布的平均值）時，得到表2所示的變動系數(shù)。WMS試驗布的變動系數(shù)比對應的mMA試驗布的變動系數(shù)小，因而不適用于織物的織線整數(shù)值機械作用的測定。不論哪種試驗布，隨著洗凈時間的延長，其變動系數(shù)會減小，這是洗凈顏色下降所致。

4. 結論

本研究用Terg-O-Tometer考察WMS試驗布的基本性能，得出了如下結論：

①與mMA試驗布相比，WMS試驗布更適合Terg-O-Tometer、攪拌轉速20rpm（即比較弱洗滌作用力）的評價。

②在60min的長時間洗滌中，不加洗滌劑及洗滌劑種類不同時，WMS值僅有小的差別；而在30min的洗滌中，二者的差別很小。就是說，試驗時間達到30min就基本足以滿足測試要求了。

③80℃的高溫會獲得過大的評價，而在中低溫區(qū)域幾乎沒有影響。因此，WMS試驗布在中低溫區(qū)域的洗凈中，適合作為小洗滌作用力的評價試驗布。

岳霄 編譯自 日本《纖維消費》2011.7