嬰童洗滌產(chǎn)品設(shè)計原則與規(guī)劃

錢 潔 姜春鵬

（上海綠瑞生物科技有限公司，上海，201210）

2016年國家二孩政策全面開放，嬰童洗護產(chǎn)品的市場份額也隨之逐年增長。目前新一代的年輕父母受教育程度普遍提高，消費能力增強，對嬰幼兒洗滌產(chǎn)品的專業(yè)性品質(zhì)提出了更高的要求，主要圍繞在天然、安全、溫和、綠色等方面。此外也要求嬰童洗滌劑性能更加綜合化、多功能化，比如洗后衣物柔軟蓬松、衣物表面整潔，抑菌抗菌、無殘留等等。本文從嬰童本身皮膚特點、衣物污漬種類以及家長對衣物的洗滌習(xí)慣出發(fā)，探討嬰童洗衣液產(chǎn)品的設(shè)計基本原則和規(guī)劃，以期為產(chǎn)品設(shè)計者提供研發(fā)思路和見解。

1 嬰童皮膚結(jié)構(gòu)特點

兒童成長發(fā)育包含幾個時期，有新生兒期（0～28天）、嬰兒期（0～1歲）、幼兒期（1～3歲）、學(xué)齡前期（3～6歲）、學(xué)齡期（6～10歲）及青春期（10～20歲）[1]，在醫(yī)學(xué)上，將0～3歲的孩童定義為嬰幼兒[2]，其皮膚結(jié)構(gòu)主要特點如下。

1.1 皮膚屏障功能

最新研究表明，嬰兒皮膚的屏障功能逐步完善大概需要5年時間，尤其是出生后的1～2年內(nèi)，這主要取決于嬰兒表皮面積的擴張速度[3]。皮膚屏障功能的評價主要表現(xiàn)在防御外源性物質(zhì)侵入的能力和對人體自身水分的調(diào)節(jié)能力。嬰兒皮膚在微觀結(jié)構(gòu)上相較于成人有明顯差異，其角質(zhì)層形成的皮膚網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)較成人更密集。嬰兒角質(zhì)層厚度比成人薄30%，表皮層薄20%～30%，真皮的總厚度也較成人更低[4]。

嬰兒皮膚“磚墻結(jié)構(gòu)”還未發(fā)育完全，表皮和真皮結(jié)構(gòu)都有顯著性差異，導(dǎo)致其皮膚功能不成熟，真皮層缺乏彈性，易受到外界摩擦產(chǎn)生損傷，因此嬰幼兒衣物應(yīng)盡可能選擇細(xì)膩、柔軟的材質(zhì)來減小摩擦[5]。

1.2 皮膚pH

健康成人的皮膚pH 一般呈弱酸性（4.5～6.7），而剛出生的嬰兒皮膚pH近乎中性（6.6～7.5）。嬰童皮膚較高pH可能是多方面原因造成的：如胎兒所處的羊水環(huán)境[6]，角質(zhì)層中天然保濕因子（NMF）含量較低，以及皮膚表面的微生物菌群尚未定植并且皮膚自我的生物酶系統(tǒng)未成熟等原因[5]。實際上正常分娩的嬰童從出生后第2天開始pH持續(xù)降低，在30天到第90天時維持相對穩(wěn)定，前額和前臂pH在4.8左右，臉頰和臀部pH在5.5左右[7]。

1.3 皮膚含水量

新生兒的角質(zhì)層普遍含水量較低，在出生后2～4周內(nèi)含水量明顯增多并超過成人，再趨于穩(wěn)定。大多數(shù)據(jù)表明嬰兒皮膚水分吸收和丟失速度均大于成人，這種水分進出過快是導(dǎo)致其皮膚屏障暫時不完善的重要因素之一[8]。研究表明，不同年齡段相同皮膚部位角質(zhì)層含水量差異并無統(tǒng)計學(xué)意義，但不同皮膚部位的含水量差異則有統(tǒng)計學(xué)意義[9]。

1.4 皮脂

皮脂腺在嬰兒出生4個月時開始形成，到第6個月發(fā)育成熟，實驗表明，新生兒出生至第7日皮脂分泌量和成人基本一致，之后皮脂腺活性逐漸降低，到第6個月時逐漸靜止，保持在一個很低的水平，直至青春期前開始活躍并在青春期達(dá)到高峰，再維持相對穩(wěn)定[10-11]。

嬰幼兒肌膚易受外部刺激侵害，并且皮膚脂肪含量高，容易被脂溶性物質(zhì)滲透，因此與成人相比，嬰幼兒皮膚對脂類物質(zhì)的滲透性更高。另外由于嬰幼兒體表面積/體重比值較成人高，皮膚對外用藥物和有害物質(zhì)的吸收也會更高[5]。

1.5 嬰幼兒皮膚免疫系統(tǒng)

嬰幼兒的皮膚免疫系統(tǒng)還未發(fā)育完善，對過敏原免疫低下，他們往往需要3～5年時間才會對一個特殊的過敏原致敏。新生代兒童一般生活在相對受保護的環(huán)境中，較少有機會反復(fù)接觸到某些潛在的過敏原。

嬰幼兒時期最常見皮疹為尿布皮炎和面部皮炎，主要為原發(fā)性刺激性接觸皮炎，即接觸皮膚刺激物造成的組織損傷，通常不是接觸過敏原導(dǎo)致的變應(yīng)性接觸性皮炎。嬰幼兒皮膚免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育成熟，容易受到微生物的侵害引發(fā)感染。

綜上所述，嬰幼兒皮膚的各項指標(biāo)和成人差異較大，衣物的潔凈度、柔軟度及其他特性如抑菌性，與成人衣物存在明顯差異。成人普通洗滌劑并不適用于嬰童衣物洗滌。建議挑選專業(yè)的嬰童專用衣物洗滌劑進行清洗。

2 嬰童衣物特點和洗滌方式

嬰童衣物多為白色或淺色的棉質(zhì)衣物，pH在弱酸性和中性之間有助于對皮膚的保護，因此建議嬰幼兒洗衣液的pH最好控制在6.5～7.5[12]。

消費者習(xí)慣調(diào)研發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)家長會傾向于選用嬰童專用洗衣液進行衣物清洗。對于難以去除的頑固污漬，如奶漬、蔬菜漬會用香皂進行二次或者多次洗滌。此外消費者習(xí)慣調(diào)研表明，在洗滌方式上大多數(shù)家長會選擇手洗，部分家長選擇貼身衣物手洗，厚重衣物機洗[2]。目前嬰童專用洗衣機的使用也逐漸流行，不少家長會對衣物先手洗進行預(yù)處理，再用嬰童專用洗衣機進行清洗。數(shù)據(jù)表明，手洗是消費者在嬰童衣物洗滌過程中使用最廣泛的手段。手洗意味著連續(xù)不斷的機械搓洗過程，洗滌濃度較高。同時洗滌劑如果可以幫助減少洗滌過程，提高洗滌效率和潔凈度，則可能會受到消費者的青睞。

嬰童衣物洗完后消費者常常會用熱水浸泡的方式進行物理消毒，甚至是用沸水煮沸來達(dá)到消毒的目的。對于新買的嬰童衣物，消費者通常會進行簡單漂洗或是徹底清洗再讓寶寶穿著。對于穿舊的衣物，家長或朋友之間會轉(zhuǎn)送穿。中國消費者更傾向于認(rèn)為舊衣物經(jīng)過小朋友的穿著后會更加細(xì)膩柔軟，并具備經(jīng)過充分安全驗證。同樣在選擇嬰幼兒衣物洗滌劑時，大部分消費者非常關(guān)注產(chǎn)品的溫和、安全及洗后衣物的柔軟性，衣物去漬能力反而放在次位[13]。消費者的偏好與選擇產(chǎn)品的特殊態(tài)度，決定著嬰童洗滌產(chǎn)品功能及相關(guān)美學(xué)效應(yīng)。

3 常見目標(biāo)污漬

嬰幼兒衣物上常見的目標(biāo)污漬主要分為3大類：（1）蛋白污漬：奶制品、口水污漬；（2）淀粉類和有機色素污漬：寶寶6個月以后基本上開始吃輔食，從而帶來米糊漬、果蔬汁漬等，這些污漬多為有機色素和淀粉類污漬；（3）混合污漬：主要是汗?jié)n、尿漬、便漬、皮脂污漬等人體代謝廢料，是由蛋白質(zhì)、氨基酸、無機鹽、皮脂，有機色素等組成的混合物。這些目標(biāo)污漬主要為水性污漬，并伴有色素沉積。

4 嬰童洗滌產(chǎn)品設(shè)計基本原則和規(guī)劃

嬰幼兒的生理特點及飲食習(xí)慣，決定著嬰幼兒衣物上油性污漬很少。同時衣物單獨洗滌，二次污染幾率較低，手洗方式較為普遍。這些都決定著嬰幼兒衣物洗滌劑產(chǎn)品的設(shè)計基本原則及技術(shù)模塊的選擇。

同時作為嬰童專用洗滌劑，安全性、衣物柔軟舒適性一直是家長最關(guān)心的兩個問題。配方技術(shù)及產(chǎn)品宣稱也需要與消費者訴求相呼應(yīng)，解決消費痛點。

4.1 表面活性劑的選擇

普通洗衣液中常用陰離子表面活性劑作為配方的主表面活性劑，常見的有直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS）、十二烷基硫酸鹽（SLS）和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）等。研究表明，LAS的抗硬水能力較差，如若殘留在衣物上，會對嬰幼兒的皮膚有明顯的刺激作用，甚至引發(fā)過敏反應(yīng)[14]，因此對于嬰童洗衣液來說，會更傾向于選擇刺激性低、更安全的陰離子表面活性劑，比如AES和天然來源的脂肪酸皂/酸。脂肪酸兼具去污和控制泡沫的功效，但添加量不宜過高，否則會影響織物的柔軟性及產(chǎn)品的低溫穩(wěn)定性[12]。除此之外，嬰童洗滌劑宜多選用溫和的非離子或兩性表面活性劑，如烷基糖苷類（APG）、脂肪醇聚氧乙烯醚類（AEO）、氧化胺類、甜菜堿類等，降低陰離子表面活性劑帶來的刺激性。非離子和兩性表面活性劑的加入有助于柔軟衣物[15]。北京綠傘化學(xué)的專利[16]“一種兼有去污和柔軟功能的洗滌劑及其制備方法”，宣稱將AEO、APG、氧化胺、甜菜堿等協(xié)同使用，洗滌衣物同時也可以達(dá)到較好的衣物柔順效果。

4.2 抗污染沉積技術(shù)

由于嬰幼兒衣物污漬特點及單獨洗滌的特性，二次沉積污染概率相對較低。傳統(tǒng)意義的抗沉積技術(shù)在嬰童衣物洗滌劑中的應(yīng)用似乎不大。考慮到嬰幼兒飲食頻率高，衣物換洗頻率也高，衣物穿著時的抗污染、抗沉積技術(shù)更為重要。

科萊恩的TexCare SRN 260是一種分子結(jié)構(gòu)與聚酯布料非常相似的多功能聚合物，容易沉積在織物表面形成多分子膜，在織物與污漬之間提供排斥作用，并且還可以對污漬進行包裹使其懸浮在洗滌溶液中，防止污漬二次沉積。其作用機理如圖1所示。除此之外這層親水分子膜的存在極大降低了疏水油污與織物之間的親和力，讓后續(xù)洗滌時去污更加便利，去污機理如圖2所示[17]。

圖1 TexCare SRN 260抗沉積作用

圖2 TexCare SRN 260污漬抵御作用

4.3 螯合技術(shù)

螯合劑可以螯合水中的Ca2+、Mg2+等金屬離子，減少非水溶性無機鹽晶體的生成及生長[18]，防止污垢二次沉淀，降低對衣物柔軟度和舒適度的影響。同時螯合技術(shù)還可以螯合有色金屬離子，如鐵、銅等，減少去除輔食、排泄物等帶來的有機色素沉積。

配方中常用的螯合劑有檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸（EDTA）、谷氨酸二乙酸四鈉（GLDA）和N,N-二羧甲基丙氨酸三鈉鹽（MGDA）。其中應(yīng)用最廣泛的EDTA因其生物降解性差，被認(rèn)為對環(huán)境不友好。綠色、安全的GLDA和MGDA 28天生物易降解率超過80%，其中GLDA以味精為原料，48%重量比來源于天然植物[19]。從安全性和環(huán)保角度考慮，在嬰童洗滌產(chǎn)品中可以添加這兩種螯合劑滿足配方要求。體系的pH可能會影響螯合體系的穩(wěn)定性和有效性，GLDA在不同pH條件下對各種金屬離子螯合強度見條件穩(wěn)定常數(shù)（logK’），如圖3所示，數(shù)值越高，與金屬離子結(jié)合更緊密。在嬰童洗衣液適宜的弱酸性到中性pH（6.5～7.5）條件下，GLDA對Ca2+和有色金屬Fe3+螯合能力均有較佳的體現(xiàn)。

圖3 不同條件下GLDA對各種金屬離子的螯合強度（金屬∶螯合物=1:1）

4.4 生物酶酶解技術(shù)

酶是一種高效、專一、溫和的生物催化劑，本質(zhì)上是一種高活性蛋白質(zhì)，通過生物催化大分子污漬，使其分解為可溶于水的小分子，達(dá)到去除污漬的目的。洗滌劑中常見的4種酶有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶，作用原理見表1。其中纖維素酶的作用機理不同于其他3種酶，不對污漬進行催化洗凈，而是對織物表面伸出的破損微纖維作用，去除微纖維及附著其中的顆粒污垢，不會深入纖維內(nèi)部破壞纖維本身，對織物表面起到更新、平整的作用[20]。

考慮到嬰幼兒衣物污漬特點，可以選擇蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶進行復(fù)配。諾維信Medley Advance 200L就是這3種酶的復(fù)配物。研究表明，在配方中將適量的復(fù)合酶代替部分表面活性劑，可以做到在配方成本不變的情況下提升洗滌效果[21]。一般來說，酶活性的最適溫度為35～40℃，最適pH為6.5～8.0[22]。

4.5 抗菌抑菌技術(shù)

洗滌產(chǎn)品中使用抗菌抑菌成分主要有兩個作用：一是保護織物，二是減少細(xì)菌滋生對皮膚造成的危害[23]。目前常用的殺菌劑主要包含以下幾種：含氯類（如三氯生TCS、三氯卡班TCC、二氯生HP-100），酚類（如對氯二甲苯酚PCMX、2,4-二氯-3,5-二甲苯酚DCMX），季銨鹽類，胍類（如聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽PHMB、氯己定），天然來源的殺菌劑（如殼聚糖、植物提取物等）等[24]。TCS和TCC可殺滅多種革蘭氏陽性菌，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌具有廣泛的抑制、殺滅作用，還能去除細(xì)菌繁殖帶來的異味，但其被認(rèn)為與胎兒發(fā)育及荷爾蒙破壞問題有關(guān)，已被FDA禁用[22]。酚類殺菌劑如PCMX作為一種高效、廣譜殺菌劑應(yīng)用非常廣泛，如滴露、威露士、藍(lán)月亮等，但其本身不溶于水導(dǎo)致使用時易產(chǎn)生苯酚，從而對環(huán)境造成污染。而季銨鹽和胍類陽離子型殺菌劑由于會和陰離子結(jié)合，在配方中應(yīng)用會受到限制。因此在嬰幼兒洗滌產(chǎn)品中可考慮HP-100和植物來源的殺菌劑來達(dá)到抑菌目的。

表1 常見酶種類及其作用原理

4.6 柔軟技術(shù)

清潔、柔軟“洗護二合一”是目前洗衣液市場發(fā)展的主要方向[25]，主要通過添加織物柔軟劑來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的陽離子聚合物主要通過自身帶正電荷吸附在帶負(fù)電荷的織物上，從而降低纖維之間的摩擦來達(dá)到柔軟效果，但其易與陰離子結(jié)合產(chǎn)生團聚、沉淀而不適用于陰-非離子體系的洗衣液。經(jīng)過改性的陽離子聚合物與各種配方體系兼容性好，并且可以用于透明配方，比如陶氏化學(xué)的Supracare 141、科萊恩的Praepagen HY、巴斯夫的Polyquart SD 09和路博潤的Noverite 301都可以提高織物的柔軟性和蓬松感。還有改性有機硅柔軟劑，通過在織物表面形成可以伸縮的薄膜，降低摩擦系數(shù)，有效改善柔軟性和平整性[26]。

4.7 其他美學(xué)元素

香精和防腐劑作為日化產(chǎn)品中常見過敏原在嬰幼兒洗滌產(chǎn)品中的添加需要格外注意：建議低香或者不添加香精，可以少量添加食品級的香精或者天然來源的植物精油來掩蓋原料本身的氣味，選擇天然綠色的香型，如洋甘菊精油、茶樹精油等；嬰幼兒洗衣液應(yīng)選用刺激性低的防腐劑，苯氧乙醇是目前全球嬰幼兒防腐劑市場使用頻率最高的防腐劑，并且仍有增長趨勢[27]，也可以添加食品用防腐劑如山梨酸鉀、苯甲酸鈉，復(fù)配具有防腐增效作用的乙基己基甘油和多元醇等。另外，可添加植物概念進行宣稱，比如專利“一種適用于嬰幼兒衣物的洗衣液”[28]除了表面活性劑、酶和其他助劑外，還添加了蘆薈提取液、甘菊花提取物，成分天然無刺激，在滿足洗滌效果的同時又可以有效呵護嬰幼兒身體的健康。

5 結(jié)論

家長對于嬰童洗衣液的訴求主要還是溫和、安全，并對洗后衣物的柔軟性提出了要求。配方中應(yīng)選用天然來源的溫和、低泡易漂洗的表面活性劑；由于嬰童衣物上的污漬多為水性污漬，可以通過添加高效、綠色的復(fù)合酶制劑有針對性的去除污漬；配方本身pH最好呈中性，降低堿性殘留帶來的刺激，呵護寶寶的柔嫩肌膚；選擇安全、環(huán)保的助劑，實現(xiàn)多功能化，滿足消費者多元需求。