高皂基及低皂基主洗液在洗衣房布草洗滌中的應用

林康文 趙 尚 謝頌鷗 張利萍

（廣州立白企業(yè)集團有限公司，廣東廣 州，510370）

近年來，隨著人工成本的升高以及客戶（酒店、入住客人）對布草質量要求愈發(fā)嚴格，各洗衣房采用粉體洗滌劑（通用洗衣粉、氧漂粉、柔順粉等）的比例逐年下降，可以由分配器完成自動進料的液體洗滌劑成為了大家重點關注和研究的方向之一。國家對環(huán)保要求的進一步提升促進了社會洗衣廠的集中化與規(guī)?；?，這也從側面加速了粉體洗滌劑轉向液體洗滌劑的進程。

洗衣房液體洗滌劑主要由主洗液、乳化劑、堿性助劑、柔順劑、中和酸劑、氧漂劑、氯漂劑組成，各種組分的合理搭配使體系表現(xiàn)出優(yōu)良的綜合去污性能。主洗液是洗衣房液體洗滌劑中成分較為復雜的產(chǎn)品之一，一款好的主洗液不僅可以有效去除布草上沾染的污垢，還可以長期保持布草的白度及亮度。目前，市面上所用的洗滌劑產(chǎn)品沒有統(tǒng)一標準，質量良莠不齊，很難滿足客戶的多方面需求。一般來說，洗滌時首先要對洗滌用水進行軟化處理，處理后的水硬度≤60 mg/kg。但在實際中，很多洗衣廠由于地理位置、設備、人員等多方面因素并不能達到以上要求，如山東某些洗衣廠的洗滌用水經(jīng)過軟化處理后，水硬度仍會大于200 mg/kg。此時，主洗液體系的選擇對于洗滌效果將起著至關重要的作用。

我們對于市場上多個品牌的主洗液進行了樣品采集和分析，主洗液按照皂基含量的高低可分為兩種：高皂基體系及低皂基體系（部分廠家的產(chǎn)品甚至會采用零皂基體系）。各體系均有優(yōu)缺點，文章將從水硬度、漂洗等多方面對產(chǎn)品的優(yōu)缺點進行研究。

1 市場調研

對市場上不同品牌的主洗液進行采集，分析結果見表1。由表1可以看出：不同廠家的主洗液的活性物含量差別巨大，但均由陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑組成。不同產(chǎn)品中陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的比例差別也很大，這可能與使用習慣有關。廣東某廠家要求洗衣廠在主洗過程中搭配乳化劑使用，經(jīng)測定，該廠主洗液中陰離子表面活性劑的含量明顯高于同類產(chǎn)品。

2 實驗部分

2.1 實驗材料與儀器

混合脂肪酸（99%）；磺酸（96%）；AES（70%）；液堿（32%）；氫氧化鉀（90%）；非離子表面活性劑1；非離子表面活性劑2；助劑1；助劑2；助溶劑等。

ML3002電子天平；TN1398-A水洗色牢度測試儀；WSD-III型白度儀；手持式白度儀；西門子全自動洗衣機等。

2.2 配方設計

根據(jù)表1中現(xiàn)有主洗液的理化分析結果，結合國內洗衣房的現(xiàn)狀，設計了兩種體系的洗衣液：采用陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、助劑進行配置，兩種體系的皂基含量不相同。

2.2.1 配方設計一

參照市面上常用配方，設計了高皂基主洗液，配方見表2。該配方皂基占總表活一半以上，復配非離子表面活性劑。

2.2.2 配方設計二

參照市面上常用配方，設計了低皂基主洗液，配方見表2。該配方中僅含少量皂基，少量鈣皂的形成可以在一定程度上控制泡沫的量。

2.3 國標污布去污實驗

洗衣房液體洗滌劑在主洗過程中通常會使用到主洗液、堿性助劑和氧漂劑或氯漂劑，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，氧漂劑或氯漂劑的使用會遮蓋主洗液和堿性助劑的去污效果（尤其對于蛋白類污垢），即使主洗過程中污垢沒有洗脫，漂白劑的作用仍可極大提高去污性能。為了更好地考察主洗液的去污效果，本實驗的主洗過程均僅使用主洗液和堿性助劑。

表1 不同品牌主洗液的理化檢測數(shù)據(jù)

表2 自擬高皂基及低皂基主洗液配方 %

堿性助劑提供了一個強大的堿性洗滌環(huán)境，通過一系列實驗可知：堿性助劑和主洗液具有明顯的協(xié)同增效效應。此外，一般的堿性助劑由堿源、螯合劑、分散劑等組成。其中，螯合劑和分散劑均會對產(chǎn)品的去污性能產(chǎn)生明顯影響，如：螯合劑可以明顯提高對蛋白污垢的去除能力，分散劑可以提高對碳黑污垢的去除能力。在此實驗中，為了減少螯合劑和分散劑對去污性能的影響，堿性助劑僅以液堿（32%）替代。

在本實驗中，主洗液的使用量為0.15%，堿性助劑的使用量為0.1%，洗滌溫度為70℃，考察了不同水硬度條件下對于JB-01、JB-02、JB-03污布的去污性能，水硬度分別為0、100、200、300 mg/kg，去污值如表3所示。

圖1 高皂基及低皂基主洗液在不同水硬度條件下的去污力

從以上實驗數(shù)據(jù)可以看出：

（1）高皂基體系及低皂基體系對于碳黑污布的去污能力隨著水硬度的變化波動較小。在另外的實驗中（未在本文列出），提高主洗液和堿性助劑的濃度并不能有效提高對于碳黑污布的去污能力，這也可以很好地解釋了對于酒店布草上常見的拖地灰之類的顆粒性污垢需要提前進行特殊處理。

表3 不同水硬度下高皂基及低皂基主洗液的去污力%

（2）水硬度對于蛋白污布的影響明顯高于其它污布。水中鈣鎂離子的含量越低，洗滌劑對于蛋白污布的去污性能越好，尤其是從0～100 mg/kg，去污性能有一個懸崖式的下降。

（3）隨著水硬度的升高，高皂基體系及低皂基體系對于皮脂污布的去污能力明顯下降。

（4）在所測試的水硬度條件下，低皂基體系對三款國標污布的去污性能均略優(yōu)于高皂基體系的去污性能。

當然，以上數(shù)據(jù)并不能完全代表產(chǎn)品在實際中的使用效果。要達到一個優(yōu)良的洗滌效果，洗滌五要素（洗滌溫度、洗滌機械力、洗滌時間、洗滌劑、洗滌程序）缺一不可。尤其對于工業(yè)用洗衣機，巨大的機械力將會使洗滌體系產(chǎn)生更為豐富的泡沫，過量的泡沫會減少布草與布草之間的摩擦力，從而降低洗滌機械力，在以水洗色牢度測試儀為測試設備的條件下是無法將其考慮進去的。因此，將高皂基體系及低皂基體系在洗滌過程中的泡沫情況考慮進來是必不可少的。

2.4 泡沫實驗

洗衣房所用的水洗設備主要分為兩種：全懸浮減震自動洗衣脫水機和隧道式洗衣龍。全懸浮減震自動洗衣脫水機結構類似于放大版的家用滾筒式洗衣機，其內徑更大，機械力更強。當產(chǎn)品泡沫過高時，豐富的泡沫將從洗衣機一側加料口溢出，造成洗滌溶液的流失。隧道式洗衣龍機械力較弱，但采用回水洗滌，對于泡沫的控制要求更加嚴格。當洗滌液泡沫過高時，會造成主洗過程中洗滌液的量少于預設值，更嚴重的泡沫可能造成其紅外水位探測器報警，直接導致隧道式洗衣龍緊急停機。

在測試高皂基體系和低皂基體系泡沫的時候，為了更貼近實際使用環(huán)境，采用家用西門子全自動洗衣機進行測試，并分別記錄了其在主洗過程中和漂洗過程中的泡沫情況。由于條件所限，采用水硬度在80～100 mg/kg之間的自來水進行洗滌，洗滌溫度為60℃，結果如圖2所示。

圖2 高皂基及低皂基主洗液在主洗階段和漂洗階段的泡沫情況

將數(shù)種酒店布草中常見的污垢（血、豆奶、塵土、紅酒、皮脂）定量涂抹在白色純棉短袖上，室溫靜置24 h后放入家用西門子全自動洗衣機中進行洗滌，洗滌溫度為60℃，結果如圖3所示。

從以上實驗結果看出：

（1）在80～100 mg/kg的水硬度條件下，高皂基主洗液表現(xiàn)出了更為優(yōu)異的控泡性能和漂洗性能。優(yōu)異的控泡性能可以增加布草與布草之間的摩擦力，提高對頑固污垢的去污性能。優(yōu)異的漂洗性能使得表面活性劑在布草上的殘留更少。較少的活性劑殘留將減少毛巾發(fā)灰發(fā)黃的現(xiàn)象，此外也可降低柔順劑的使用量。

（2）在80～100 mg/kg的水硬度條件下，高皂基主洗液較低皂基主洗液表現(xiàn)出了更為優(yōu)異的去污性能，這可能與其優(yōu)良的控泡性能有關。

圖3 高皂基及低皂基主洗液對于實際污垢的去污力測試

綜上，在水硬度100 mg/kg以下時，我們更傾向于采用高皂基體系的主洗液。實驗也反映出國標法測試中的不足，該測試方法在小浴比的洗滌中會有一定的偏差。

2.5 現(xiàn)場實驗部分

由于地理位置的原因，我們選取自產(chǎn)的主洗液與客戶在用的主洗液進行對比（競品成分組成與低皂基主洗液類似）。對比方式為：依據(jù)各自主洗液活性物含量調整主洗液的添加量，固定堿性助劑、氧漂液、中和酸劑、柔順劑的添加量。（1）若水洗廠同意破壞布草，取數(shù)條毛巾或浴巾，一分為三，其中一份隨著自產(chǎn)高皂基主洗液進行洗滌，一份留檔，一份隨著競品進行洗滌。洗滌后烘干，烘干后進行二次洗滌，一共洗滌五輪，洗滌完成后用白度儀及色差儀測試其藍光白度與亮度的變化。（2）若水洗廠不愿意破壞布草，隨機抽取一家酒店在同一時間投入使用的毛巾十條，測定其藍光白度值。將毛巾放回布草中，該批布草經(jīng)五輪洗滌后，隨機抽取毛巾十條，測定其藍光白度和亮度，觀察白度與亮度的變化。

2.5.1 現(xiàn)場實驗1

選取廣州市黃埔區(qū)某水洗廠進行洗滌測試，測試方案如上述（1）所述，結果見表4。該水洗廠洗滌條件：洗滌設備：釗力100 kg水洗機；洗滌溫度：60℃；洗滌用水：未經(jīng)處理的自來水（水硬度：50 mg/kg）；洗滌用水pH值：7.46；洗滌程序：標準洗滌程序，三遍漂洗加一次中脫。

經(jīng)過五次洗滌后，毛巾1的亮度和藍光白度有明顯提升，毛巾2的亮度和藍光白度變化很小。查閱了該水洗廠對于這兩種毛巾的記錄，毛巾1使用了1.5年左右，毛巾2僅投入使用3～4個月。一般來說，新毛巾在前半年的洗滌中，只要程序或加料沒有出現(xiàn)重大失誤，其白度值和亮度值均不會有太大波動。本實驗很直接地說明了高皂基主洗液在一定范圍內可有效提升布草的白度及亮度。布草的發(fā)黃發(fā)灰是一個物理和化學作用的共同體，長期洗滌后布草纖維的斷裂、鈣鎂離子的沉積、污垢的沉積都將引起其顏色暗淡，柔順劑的過量使用或緩慢積累也將會引起布草明顯黃變。高皂基主洗液在應對由于柔順劑引起的黃變上有著明顯的作用，這也和我們在洗衣廠見到的用肥皂條處理黃變布草相印證。

表4 毛巾經(jīng)高皂基體系與競品（低皂基體系）多輪洗滌后的白度和亮度%

2.5.2 現(xiàn)場實驗2

選取海南省三亞市某水洗廠進行洗滌測試，測試方案如2.5節(jié)（2）所述。該水洗廠洗滌條件：洗滌設備：海獅100 kg水洗機；洗滌溫度：75℃；洗滌用水：經(jīng)處理后的地下水（水硬度：20 mg/kg）；洗滌用水pH值：7.51；洗滌程序：標準洗滌程序，三遍漂洗加一次中脫。由于該水洗廠地處海南，僅采用手持式白度儀對其藍光白度值進行了測試。經(jīng)測試，在長期使用競品洗滌的時候，毛巾的白度值在72%～73%，經(jīng)五輪自產(chǎn)高皂基主洗液洗滌，目測毛巾的白度及亮度有明顯提升，毛巾的白度值在74%～75%。

2.5.3 現(xiàn)場實驗3

選取江蘇省蘇州市某水洗廠進行洗滌測試，測試方案如2.5節(jié)（2）所述。該水洗廠洗滌條件：洗滌設備：海獅100 kg水洗機；洗滌溫度：70℃；洗滌用水：未經(jīng)處理的自來水（水硬度：160～200 mg/kg）；洗滌用水pH值：7.23；洗滌程序：標準洗滌程序，三遍漂洗加一次中脫。由于該水洗廠地處江蘇，也僅采用手持式白度儀對其藍光白度值進行了測試。經(jīng)測試，在長期使用競品洗滌的時候，毛巾的白度值在76%～77%，經(jīng)五輪自產(chǎn)高皂基主洗液洗滌，目測毛巾亮度有明顯下降且有明顯灰頭出現(xiàn)，毛巾的白度值在73%～75%。

在采用200 mg/kg的硬水配置洗滌溶液的時候，也可以發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)了大量的絮狀懸浮物。鈣鎂皂不溶于水，反復吸附在毛巾表面造成毛巾出現(xiàn)明顯灰頭。

3 結論

（1）水質在洗衣房布草清洗中起著至關重要的作用，洗滌化料對于蛋白污垢和皮脂污垢的去除能力隨著水硬度的上升而快速下降。此外，在高溫高堿下，高硬水環(huán)境中的鈣鎂離子沉積也會顯著增加?？傊慌_運行正常的水處理設備是保證優(yōu)良洗滌質量的基礎之一。

（2）高皂基主洗液和低皂基主洗液在同等硬水條件下去污能力相差并不是很大，但其泡沫表現(xiàn)差別巨大。皂基含量的提升可以顯著降低洗滌泡沫及改善其漂洗性能，在強調低泡易漂洗性能時，高皂基主洗液有顯著優(yōu)勢。

（3）實驗室對于污布的去除能力僅能作為配方定型的參考之一。在實際使用中，還需要結合布草來源（社會賓館、星級賓館等）、水質情況進行配方的綜合設計，如：添加阻垢劑、螯合劑、分散劑等。

（4）對于不同水質，我們建議在水硬度為100 mg/kg以下的地區(qū)選擇高皂基配方體系，在水硬度為200 mg/kg以上的地區(qū)選擇低皂基配方體系。當水硬度在100～200 mg/kg之間時，可以按照需求對整套配方體系進行調整，從而達到令客戶滿意的洗滌效果。在該水硬度條件下，隧道式洗衣龍還是建議采用高皂基體系，同時在堿性助劑中提高螯合劑及阻垢劑的使用量，這個在實際操作中也取得了令人滿意的結果。