洗滌浴比和柔順劑引起的逆污染及其對(duì)織物的影響

日本消費(fèi)科學(xué)研究所 西川哲二

洗滌浴比和柔順劑引起的逆污染及其對(duì)織物的影響

日本消費(fèi)科學(xué)研究所 西川哲二

本文探討了由洗滌浴比、柔順劑引起的織物逆污染問題，指出洗滌浴比降低、織物上吸附的柔順劑是引起逆污染的重要原因。研究還比較了馬塞爾皂、弱堿性洗滌劑、中性洗滌劑對(duì)洗滌液和污染白布（多纖維）的污染情況。這些研究成果對(duì)柔順劑的正確使用及纖維制品的評(píng)價(jià)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

洗滌浴比；柔順劑；逆污染

日本家用洗衣機(jī)的變遷歷程非常簡(jiǎn)單：二十世紀(jì)60年代，洗滌槽和離心脫水槽分開的雙缸式洗衣機(jī)在日本得到普及；70年代以后，洗滌槽同時(shí)也具有脫水功能的一體式全自動(dòng)波輪洗衣機(jī)開始風(fēng)行（每洗滌1kg衣物一般需要30L的水。按照日本標(biāo)準(zhǔn)JIS L0217之103法的規(guī)定，這種洗衣機(jī)至今仍是進(jìn)行衣物洗滌評(píng)價(jià)的洗滌機(jī)械）；之后，洗衣機(jī)的技術(shù)革新步伐非常引人注目，洗衣機(jī)的洗滌槽被不銹鋼桶所替代，洗滌方式也增加了反向旋轉(zhuǎn)模式，并且朝著一次能洗滌更多量衣物的方向發(fā)展；進(jìn)入80年代，日本全自動(dòng)洗衣機(jī)取代雙缸式洗衣機(jī)的比率已經(jīng)達(dá)到50%，同時(shí)，在以“善待人”、“善待衣物”為核心的洗衣機(jī)開發(fā)理念的驅(qū)動(dòng)下，立式干燥-洗滌一體機(jī)問世，并受到很多消費(fèi)者的青睞，但由之產(chǎn)生的衣物褶皺問題一直未能得到很好的解決；90年代后半期，立式干燥-洗滌一體機(jī)很快被新出現(xiàn)的滾筒式洗滌-干燥機(jī)所取代，家電廠商紛紛以“節(jié)能、省空間、對(duì)環(huán)境友好”等開發(fā)思想為切入點(diǎn)，推出了高性能滾筒式洗滌-干燥機(jī)。目前，滾筒式洗滌-干燥機(jī)的功能已多種多樣，但其最主要的特征是用水量非常少。與過去的全自動(dòng)洗衣機(jī)相比，現(xiàn)在的滾筒式洗滌-干燥機(jī)可以節(jié)水30%以上。

消費(fèi)者對(duì)纖維制品的不滿在商場(chǎng)選購(gòu)服裝時(shí)就有所體現(xiàn)，洗滌劑制造商和洗衣機(jī)制造商同樣對(duì)纖維制品的品質(zhì)也有各自不同的抱怨。在洗衣機(jī)制造商的抱怨中，以纖維制品出現(xiàn)的逆污染問題較多，其中尤以洗滌過程中的用水量和柔順劑的影響最大。評(píng)估滾筒式洗衣機(jī)用水量減少所導(dǎo)致的纖維制品問題時(shí)，日本現(xiàn)行的纖維制品評(píng)價(jià)方法存在不足。這應(yīng)該引起業(yè)界的高度重視。

1. 纖維制品評(píng)價(jià)方法存在的主要問題

目前，日本纖維業(yè)界進(jìn)行纖維制品洗滌色牢度試驗(yàn)時(shí)一般采用JIS L0844（對(duì)洗滌染色堅(jiān)牢度的試驗(yàn)）中的A-1法（40℃）和A-2法（50℃），也有對(duì)上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行若干改變后再應(yīng)用。JIS的洗滌色牢度試驗(yàn)是在4×10cm的試驗(yàn)片上縫上添附白布，把試驗(yàn)片放入盛有100mL洗滌液的試驗(yàn)瓶中，在40℃或50℃下洗滌30min，然后根據(jù)試驗(yàn)片的變色程度和縫制在試驗(yàn)片上的添附白布的污染程度，做出灰度等級(jí)的判定。在開展評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí)，上游的合纖制造商傾向于使用的添附白布多為棉布和尼龍布，而下游的合纖流通企業(yè)則以棉和絹制作的添附白布應(yīng)用最多。評(píng)價(jià)所用的洗滌劑都是常見的市售合成洗滌劑。

委托日本消費(fèi)科學(xué)研究所開展試驗(yàn)服務(wù)的顧客，添附白布使用的基本都是棉布和尼龍布，洗滌劑則是0.5%的肥皂水溶液。試驗(yàn)時(shí)，除了要對(duì)試驗(yàn)片的變色程度和縫制在試驗(yàn)片上的白布的污染程度做出判斷外，還要對(duì)洗滌液的污染程度做出判定。市場(chǎng)上的纖維制品大多采用非反應(yīng)性染料進(jìn)行染色，為了與消費(fèi)者通常的洗滌條件一致，日本消費(fèi)科學(xué)研究所采用該方法進(jìn)行試驗(yàn)。簡(jiǎn)單地講，就是在洗滌試驗(yàn)結(jié)束后，把洗滌液放入10mm深的白瓷器中，從而確定洗滌液的污染等級(jí)。

纖維制品的評(píng)價(jià)方法采用日本標(biāo)準(zhǔn)JIS L0217之103法中的家用洗衣機(jī)法。JIS L1096（一般織物的試驗(yàn)方法）中規(guī)定了關(guān)于尺寸變化試驗(yàn)的G法，它不僅是纖維業(yè)界評(píng)價(jià)服裝尺寸變化的試驗(yàn)方法，還可以用于纖維制品的表面變化、形態(tài)變化、變色/腿色等綜合評(píng)價(jià)。簡(jiǎn)單地講，就是洗滌物∶洗滌液的浴比為1∶30；洗滌液濃度為標(biāo)準(zhǔn)合成洗滌劑的濃度；在40℃洗滌5min，漂洗2次，每次2min。但是，日本家電廠商現(xiàn)在已經(jīng)不生產(chǎn)與這種試驗(yàn)方法對(duì)應(yīng)的洗衣機(jī)，滾筒式洗滌-干燥機(jī)目前已成為日本家電業(yè)生產(chǎn)的主流洗衣機(jī)。而滾筒式洗滌-干燥機(jī)的洗滌浴比為1∶10，這說明日本纖維業(yè)界的評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法與洗滌設(shè)備的實(shí)際情況出現(xiàn)了“代溝”。

消費(fèi)者與織物洗滌有關(guān)的抱怨有以下幾點(diǎn)：①在JIS洗滌試驗(yàn)中合格的纖維制品，在日常洗滌中會(huì)對(duì)其他紡織品造成污染；②在JIS洗滌試驗(yàn)中合格，在手洗時(shí)會(huì)顯著污染洗滌液；③經(jīng)過反復(fù)洗滌后，織物容易出現(xiàn)逆污染現(xiàn)象（即由不溶性逆污染物引起的污染）；④織物洗滌后會(huì)形成褶皺（在高濃度下使用柔順劑則不會(huì)出現(xiàn)這種情況）。

從以上內(nèi)容來分析，消費(fèi)者的抱怨可以歸結(jié)為 “洗滌浴比”、“逆污染”、“柔順劑”以及“對(duì)洗滌液的污染”這四個(gè)方面的主要問題。表1是洗滌浴比與纖維試驗(yàn)方法的關(guān)系。本文將針對(duì)“洗滌浴比過低引起的逆污染及其影響”和“柔順劑引起的逆污染及其影響”兩個(gè)問題展開討論。

2. 洗滌浴比過低引起的逆污染及其對(duì)織物的影響

一般地，內(nèi)衣上的污垢是由水溶性污垢（汗液等）、水不溶性污垢（皮脂等油溶性污垢）以及炭黑和泥土等不溶性污垢組成的復(fù)合污垢。通過對(duì)消費(fèi)者抱怨的衣物變黑等逆污染問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這與衣物上的水不溶性污垢（油溶性）和不溶性污垢未充分洗凈有關(guān)，而且這種情況多與柔順劑的存在相關(guān)聯(lián)。因此，本文對(duì)人體污垢（有機(jī)污垢、泥土）造成的逆污染與洗滌浴比之間的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查（見實(shí)驗(yàn)方案1）。但是，由于在試驗(yàn)中改變?nèi)梭w污垢的濃度比較困難，因而本研究將人體污垢的試樣濃度設(shè)定為0.05%。

表1 洗滌浴比與纖維試驗(yàn)方法的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)方案1 由人體污垢（有機(jī)污垢、泥土）造成的逆污染與洗滌浴比的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)的目的是比較分析浴比（洗滌物∶洗滌液＝1∶100、1∶30、1∶10）與衣物逆污染之間的關(guān)系。由于實(shí)際的試驗(yàn)污布是將由多纖維（簡(jiǎn)稱MF）織成的白布染上4×10cm的污斑，其質(zhì)量為0.7～0.8g，所以洗滌液的量并不是恰好為100mL、30mL、15mL。本研究中，將污染白布（MF）的質(zhì)量設(shè)定為1g，然后得出相應(yīng)的洗滌液量。洗滌液的量之所以稍高于理論值，是因?yàn)槲鄄急旧頃?huì)吸收一定量的洗滌液。為此，本研究對(duì)污布的質(zhì)量作了適當(dāng)調(diào)整，把與滾筒式洗衣機(jī)1∶10的浴比相對(duì)應(yīng)的洗滌液量（10mL）設(shè)定為15mL。

洗滌液中污垢的絕對(duì)量在100mL洗滌液中最多，而在15mL洗滌液中最少，但是洗滌液中人體污垢的濃度相同。試驗(yàn)用布（MF）是由8種纖維織成的白布染制而成，旁邊的記號(hào)是該纖維英文名稱的縮寫（圖1）。

實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果表明：人體污垢的逆污染程度與污染白布（MF）的纖維組成有關(guān)。在使用弱堿性合成洗滌劑進(jìn)行洗滌試驗(yàn)的場(chǎng)合，毛織污染白布的逆污染現(xiàn)象最嚴(yán)重；而在其他纖維制成的污染白布上，中性洗滌液中人體污垢的逆污染非常強(qiáng)。從纖維的種類來看，人體污垢對(duì)聚酯纖維和尼龍污染白布的逆污染等級(jí)為2～3級(jí)，而對(duì)棉和丙烯纖維污染白布的逆污染則很少。從洗滌液量的比較情況來看，浴比為1∶30時(shí)洗滌液發(fā)生的一次洗滌污染最強(qiáng)，其次是浴比1∶100的洗滌液，浴比較小的1∶15洗滌液則由于其中人體污垢的絕對(duì)量最少，因而人體污垢對(duì)織物的逆污染程度也最弱。

圖1 用8種纖維織成的白布染制的污染白布（MF）

實(shí)驗(yàn)方案2 洗滌浴比與染料污染的關(guān)系

在洗滌液中的人體污垢濃度相同的情況下，通過試驗(yàn)考察了在不同浴比條件下，人體污垢對(duì)洗滌物的污染程度。以下的試驗(yàn)（詳見實(shí)驗(yàn)方案2）是采用洗滌堅(jiān)牢度不同的10種試樣，考察洗滌液量對(duì)污染白布（MF）的逆污染程度。

在該試驗(yàn)條件下，洗滌污染白布（MF）和試驗(yàn)樣品的質(zhì)量之和超過了1g，因此洗滌物和洗滌液的浴比也不是原先設(shè)定的1∶100、1∶30、1∶10。但是，由于洗滌液的量變少，因而洗滌液的染料污染濃度應(yīng)該是變濃了。表2列出了10種洗滌堅(jiān)牢度較差的試驗(yàn)樣品染色堅(jiān)牢度的詳細(xì)數(shù)據(jù)。本文據(jù)此進(jìn)一步考察了這些試驗(yàn)樣品對(duì)洗滌液的污染和對(duì)污染白布（MF）的逆污染情況，表3是洗滌浴比對(duì)污染白布的污染和對(duì)洗滌液污染影響的試驗(yàn)結(jié)果（即實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果）。

為了表示8種不同MF布的逆污染程度，本研究以洗滌一次所產(chǎn)生逆污染的等級(jí)來表示，并在等級(jí)數(shù)據(jù)下方標(biāo)出該纖維的代號(hào)。從對(duì)洗滌液污染的結(jié)果來看，洗滌浴比較小的一方造成的洗滌液污染更強(qiáng)，并且所有樣品都存在這種變化傾向。圖2是5#試樣的照片。

然而，對(duì)MF布的污染并沒有表現(xiàn)出同樣的傾向。因洗滌劑的種類和洗滌浴比不同，5#試樣形成的洗滌液污染也有所差異，而對(duì)MF的污染則差不多。對(duì)1#試樣，由馬塞爾肥皂形成的洗滌液污染比合成洗滌劑（弱堿性洗滌劑、中性洗滌劑）形成的污染強(qiáng)；對(duì)MF白布的污染也是馬塞爾肥皂高于合成洗滌劑。對(duì)3#試樣，由馬塞爾肥皂形成的洗滌液污染比合成洗滌劑（弱堿性洗滌劑、中性洗滌劑）形成的污染強(qiáng)，與5#試樣正好相反。而且，3#試樣對(duì)MF布的污染，也是合成洗滌劑一方強(qiáng)（圖3）。

表2 試驗(yàn)樣品染色堅(jiān)牢度詳細(xì)數(shù)據(jù)（共5級(jí)）

表3 洗滌浴比對(duì)白布污染及洗滌液污染的影響

至于4#試樣造成的洗滌液污染，以馬塞爾肥皂最為明顯，而由合成洗滌劑（弱堿性洗滌劑、中性洗滌劑）造成的洗滌液污染則比較弱。但是，對(duì)MF布的污染，則以尼龍和絲的污染最強(qiáng)，并不因洗滌劑的種類不同而有所改變（見圖4、圖5）。

表3 洗滌浴比對(duì)白布污染及洗滌液污染的影響（續(xù)）

從實(shí)驗(yàn)方案2的結(jié)果來看，洗滌液的污染程度與洗滌浴比的關(guān)系，隨纖維制品所使用的染料而異。洗滌劑種類與洗滌液污染的關(guān)系、洗滌劑種類與對(duì)MF布污染的關(guān)系，均是非常復(fù)雜的。

3. 柔順劑形成的逆污染及對(duì)織物的影響

圖2 5#試樣不同條件下對(duì)洗滌液的污染

圖3 不同情況下3#試樣對(duì)洗滌液的污染

圖4 不同情況下4#試樣對(duì)洗滌液的污染

圖5 4#試樣在浴比為1∶30時(shí)，不同洗滌劑對(duì)MF白布的污染性對(duì)比

圖6 柔軟劑對(duì)人體污垢逆污染的影響

經(jīng)過對(duì)滾筒式洗衣機(jī)洗滌衣物出現(xiàn)的發(fā)黑現(xiàn)象進(jìn)行分析，確認(rèn)其中存在很多的不溶性污垢，并且多出現(xiàn)在柔順劑存在的部位。在衣物上附著高濃度柔順劑的情況下，可以消除洗衣機(jī)洗滌過程所產(chǎn)生的褶皺。衣物發(fā)黑可能是由于反復(fù)洗滌使柔順劑在衣物上產(chǎn)生了蓄積，這些柔順劑對(duì)污染物質(zhì)發(fā)生了吸附之故。為了驗(yàn)證此猜測(cè)，本研究把人體污垢、洗滌劑和柔順劑同浴洗滌，調(diào)查了柔順劑對(duì)MF布的污染（逆污染）情況。試驗(yàn)所使用的柔順劑是日本大型洗滌劑公司制造的3種市售普通型柔順劑（A-1, 2, 3）、2種濃縮型柔順劑（B-1, 2），試驗(yàn)使用的洗滌劑是日本市售的弱堿性洗滌劑和中性洗滌劑，洗滌液的浴比按照1∶30（30mL洗滌液）單一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

與單獨(dú)用洗滌劑進(jìn)行洗滌的情況相比，在添加柔順劑后，所有試驗(yàn)樣的逆污染現(xiàn)象均有所增強(qiáng)（見圖6），特別是濃縮型柔順劑造成的逆污染現(xiàn)象更加明顯。同時(shí)，弱堿性洗滌劑比中性洗滌劑引起的人體污垢逆污染程度更重。

對(duì)于組成不同的MF，其逆污染因所使用洗滌劑的pH值和柔順劑的種類而異：弱堿性洗滌劑對(duì)尼龍、聚酯纖維造成的逆污染強(qiáng)，而對(duì)棉、丙烯纖維、粘膠纖維的逆污染較少；使用中性洗滌劑的場(chǎng)合，濃縮型柔順劑對(duì)絲纖維造成的逆污染極強(qiáng)，對(duì)聚酯纖維和尼龍?jiān)斐傻哪嫖廴疽埠軓?qiáng)。

圖7和圖8對(duì)未經(jīng)洗滌的MF、經(jīng)過洗滌劑處理的MF、經(jīng)過洗滌劑+柔順劑處理的MF的逆污染情況進(jìn)行了對(duì)比。

實(shí)驗(yàn)方案3 柔順劑對(duì)人體污垢造成的逆污染的影響

圖7 未經(jīng)洗滌的MF、經(jīng)過洗滌劑處理的MF、經(jīng)過洗滌劑+柔順劑處理的MF的逆污染情況（I）

圖8 未經(jīng)洗滌的MF、經(jīng)過洗滌劑處理的MF、經(jīng)過洗滌劑+柔順劑處理的MF的逆污染情況（II）

在實(shí)驗(yàn)方案2使用的染色堅(jiān)牢度試樣的基礎(chǔ)上，本研究對(duì)柔順劑引起的染料對(duì)MF污染的影響進(jìn)行了考察（詳見實(shí)驗(yàn)方案4）。其中，洗滌劑采用的是兩種合成洗滌劑，洗滌液量為30mL，其他條件與實(shí)驗(yàn)方案3相同。

洗滌作用會(huì)使試樣上的染料發(fā)生流出，從而造成洗滌液的污染。因?yàn)椴荒苡行^(qū)分染料的種類和染色配方，所以這種流入洗滌液中的染料對(duì)MF造成的逆污染很難確定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案2的試驗(yàn)結(jié)果區(qū)分染料的污染，發(fā)現(xiàn)有以下4種情況：①洗滌液和 MF均沒有被污染的試樣（8#）；②洗滌液污染顯著，對(duì)MF沒有污染的試樣（5#以及1#的馬塞爾肥皂）；③洗滌液稍有污染，對(duì)MF有污染的試樣（4#、9#的合成洗滌劑；1#的合成洗滌劑）；④洗滌液有污染，對(duì)MF有污染的試樣（4#、9#的馬塞爾肥皂）。

對(duì)于洗滌液污染少的試樣，由于洗滌液的量減少，將會(huì)使試樣對(duì)洗滌液的污染性變強(qiáng)。但是，如果染料對(duì)MF的染著性強(qiáng)，那么對(duì)洗滌液的污染程度就會(huì)減少。另外，由于受洗滌液pH的影響，對(duì)柔順劑造成的影響進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查將會(huì)變得很困難。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，在使用合成洗滌劑（弱堿性洗滌劑、中性洗滌劑）的場(chǎng)合，4#、9#試樣表現(xiàn)的是上述③的現(xiàn)象；但是，4#、9#試樣在使用馬塞爾肥皂洗滌時(shí)，洗滌液污染和MF污染表現(xiàn)出的是上述④的現(xiàn)象。而1#試樣卻表現(xiàn)出與4#、9#試樣完全相反的現(xiàn)象，使用馬塞爾肥皂洗滌對(duì)洗滌液有污染而對(duì)MF無污染，使用合成洗滌劑對(duì)洗滌液污染少，但對(duì)MF的污染強(qiáng)。

柔因人體污垢有差異，順劑對(duì)染料污染的影響沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異（即不受柔順劑的影響）。對(duì)于1#試樣，使用中性洗滌劑洗滌時(shí)，如果與柔順劑同時(shí)使用，則對(duì)絲的污染顯著。圖9是該實(shí)驗(yàn)的照片。

實(shí)驗(yàn)方案4 柔順劑對(duì)染料引起的MF污染的影響

4. 結(jié)論

日本家電制造商以“省能量、省空間、對(duì)環(huán)境友好”的設(shè)計(jì)理念為切入點(diǎn)，大力開展高性能滾筒式洗滌-干燥機(jī)的開發(fā)。同時(shí)，還將這一理念進(jìn)一步拓展至“對(duì)人友好”、“具有安全性”和“環(huán)境相容性”等方面，使得洗衣機(jī)成為對(duì)纖維制品友好的洗衣工具。本研究針對(duì)消費(fèi)者關(guān)于洗滌的各種抱怨，就洗衣機(jī)與纖維制品的關(guān)系進(jìn)行了分析，指出了實(shí)際洗滌與纖維制品評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法之間的矛盾。這些內(nèi)容應(yīng)該引起業(yè)界的高度重視。

為了與所處時(shí)代的環(huán)境相對(duì)應(yīng)，滾筒式洗衣機(jī)的洗滌用水量趨于下降已是不可回避的現(xiàn)實(shí)。然而，洗滌用水量下降導(dǎo)致洗衣機(jī)的浴比變小，又隨之出現(xiàn)了洗滌物的逆污染問題。研究洗滌產(chǎn)生的人體污垢逆污染現(xiàn)象時(shí)，必須對(duì)柔順劑的影響加以區(qū)分。

圖9 未經(jīng)洗滌的MF、經(jīng)過洗滌劑處理的MF、經(jīng)過洗滌劑+柔順劑處理的MF的逆污染情況（III）

與纖維制品洗滌有關(guān)的洗滌堅(jiān)牢度試驗(yàn)（JIS L0844）和家庭洗衣機(jī)法（JIS L0217之103法），是對(duì)日本市場(chǎng)上洗衣機(jī)的洗滌性進(jìn)行考察的兩種不同試驗(yàn)方法。在許多場(chǎng)合，我們經(jīng)常會(huì)面對(duì)纖維制品品質(zhì)評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確的各種疑問。提出這些疑問的，不僅包括纖維業(yè)界，也包括洗滌劑制造商。為此，在再污染防止劑的開發(fā)方面，洗滌劑制造商應(yīng)該積極開展工作；同時(shí)，在柔順劑的使用等方面，應(yīng)該讓消費(fèi)者有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。

岳霄編譯自日本《纖維消費(fèi)志》，2012.11。