顏色護(hù)理洗衣凝珠的開發(fā)

嚴(yán)羽歡 潘鶴潮 甘 靜 劉裕源 陳心敏 邱文玲

1.廣東工業(yè)大學(xué)，綠色日用品創(chuàng)新研究院，廣東廣州，510006

2.合創(chuàng)（廣州）科技研究有限公司，廣東廣州，510540

隨著經(jīng)濟(jì)水平和生活質(zhì)量的不斷提升，作為人類日常行為之一的洗滌發(fā)生了很多改變。洗滌劑品種從原來的洗衣粉，逐漸過渡到洗衣液，再發(fā)展到現(xiàn)下新流行的洗衣凝珠。消費(fèi)者希望洗滌劑在保證去污力的同時(shí)，還兼具有柔軟、除菌、留香、顏色護(hù)理等其他功效。

目前洗滌劑市場上針對織物顏色護(hù)理的宣稱主要有兩個(gè)方向：一為護(hù)色，在反復(fù)洗滌過程中，保護(hù)織物顏色持久艷麗，顏色較深的織物，不發(fā)生因染料從織物上掉落而產(chǎn)生明顯變暗或褪色；二為防止串色，當(dāng)深、淺色織物一起洗滌時(shí)，淺色織物不會被從深色織物掉落的染料沾染，從而發(fā)生串色現(xiàn)象?？椢锿噬饕艿较礈鞕C(jī)械力、洗滌劑中的表面活性劑和添加劑、洗滌溫度以及織物本身色牢度等影響[1,2]。

表面活性劑作為“兩親性”化合物，根據(jù)親、疏水分子的結(jié)構(gòu)、比例不同，會表現(xiàn)出不同的分散、乳化、潤濕、增溶等性能，在紡織印染行業(yè)作為洗凈劑、勻染劑、潤濕劑等助劑具有廣泛的應(yīng)用[3]。因此，其對織物洗滌過程中的褪色和染色現(xiàn)象有重大影響。在范德華力、氫鍵或者化學(xué)鍵的作用下，洗脫在水中的染料會重新吸附在織物表面，具體吸附的類型和強(qiáng)度與染料的類別、洗滌體系以及織物的種類有關(guān)。除了考慮表面活性劑的因素，洗滌劑中還可以額外添加顏色護(hù)理劑改善織物染料遷移導(dǎo)致的顏色變化。

本文探究了洗衣凝珠中幾種常用表面活性劑的防串色性能，優(yōu)選出防串色性能較好的表面活性劑，并加入顏色護(hù)理劑，配制成洗衣凝珠，并與3款具有護(hù)色、防串色宣稱的市售洗衣凝珠進(jìn)行了對比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

AEO-9、PEG 200，購自DOW；烷基苯磺酸（簡稱LAS，96%），購自廣州市浪奇實(shí)業(yè)股份有限公司；椰油酸，購自泰柯棕化；APG0814，購自江蘇萬淇生物科技有限公司；FMEE、SOE-N-60，購自中輕日化科技有限公司；單乙醇胺、Lutensol? XL-80，購自BASF；丙二醇，購自山東石大勝華化工集團(tuán)；MULTISO 13/90，購自SASOL；Ucorse XC-90，購自Quality Chemical；6501，購自廣東椰氏實(shí)業(yè)股份有限公司；顏色護(hù)理劑AZEPLTM 309A，廣州艾捷普新材料有限公司；三款具有護(hù)色、防串色宣稱的市售洗衣凝珠P1、P2、P3；市售普通洗衣凝珠；市售顏色護(hù)理劑B；市售白色純棉布、紅色棉布以及藍(lán)色棉布；RHLQ立式去污機(jī)，中國日用化學(xué)工業(yè)研究院；WSD-3C白度儀，北京康光光學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 防串色實(shí)驗(yàn)

用250 mg/kg（以CaCO3計(jì)）硬水將直接紅染料配成2 mg/kg溶液，并用該染料溶液將洗衣凝珠稀釋成0.5 g/L溶液（單一表面活性劑的洗滌濃度為2 g/L）。設(shè)置去污缸的洗滌條件為50℃，30 r/min，20 min。預(yù)熱至目標(biāo)溫度后，每個(gè)去污缸中加入2片純棉白布（6×6 cm，提前測定洗前的L＊a＊b＊值），開始洗滌計(jì)時(shí)。洗滌結(jié)束后漂洗2次，晾干，用白度儀測試洗滌后L＊a＊b＊值變化，并計(jì)算2塊洗后白布的平均色差ΔE。ΔE變化越大，則表明直接紅染料在白布上沾染越多，防串色效果越差，ΔE變化越小，防串色能力越好。

1.2.2 護(hù)色實(shí)驗(yàn)

在250 mg/kg硬水中加入1片紅色或者藍(lán)色棉布（9×10 cm），洗滌條件為50 ℃，120 r/min，20 min。洗滌結(jié)束后，經(jīng)漂洗2次并晾干，考察洗滌后Δa（針對紅色棉布），Δb（針對藍(lán)色棉布）和ΔE的變化。根據(jù)CIE L＊a＊b＊色彩空間，Δa正數(shù)值越大，表明洗滌后布料偏紅，Δb負(fù)數(shù)值越大，則說明布料變更藍(lán)。

1.2.3 配方設(shè)計(jì)

將洗衣凝珠配方常用的11種表面活性劑分別配制成15%的溶液，并用單乙醇胺、氫氧化鈉或者檸檬酸將溶液pH調(diào)節(jié)至中性。根據(jù)1.2.1的實(shí)驗(yàn)步驟，測定不同表面活性劑的防串色性能。根據(jù)評價(jià)結(jié)果，篩選出表現(xiàn)較為出色的表面活性劑，設(shè)計(jì)配方，配制成洗衣凝珠基料。在基料中加入/不加顏色護(hù)理劑AZEPLTM 309A，和市售洗衣凝珠P1、P2、P3以及普通洗衣凝珠加/不加顏色護(hù)理劑B對比在防串色、護(hù)色方面的表現(xiàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 單一表面活性劑的防串色性能

由于表面活性劑對于洗滌過程中防串色性能的影響非常明顯，因此本文首先探究了洗衣凝珠中常用表面活性劑在2 mg/kg直接紅染料溶液中的防串色效果，結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明：常用的陰離子表面活性劑椰油酸鈉、AES以及LAS-MEA，防串色效果明顯比非離子表面活性劑差，串色程度從小到大的排序?yàn)椋阂退徕c＜AES＜LAS-MEA，LAS-MEA甚至比硬水洗滌更差。本文采用的直接染料是一類水溶性陰離子染料。所用白棉布的主要成分為纖維素纖維，其在中性或者弱堿性體系中表面會帶負(fù)電荷。染料分子與纖維素纖維分子之間可以通過范德華力和氫鍵相結(jié)合[4]。在硬水中，由于鈣鎂離子的鹽橋作用，陰離子染料將會更容易吸附到棉織物表面。

圖1 不同表面活性劑對于直接紅染料的防串色性能

在被測試的非離子表面活性劑中，6501表現(xiàn)最為出色，其次為XC-90、13/90、AEO-9。FMEE和XL-80在非離子表面活性劑中，防串色性能相對略差。

根據(jù)以上結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)的洗衣凝珠配方設(shè)計(jì)如表1所示，按表中配方與具有顏色護(hù)理宣稱的市售洗衣凝珠P1、P2、P3進(jìn)行性能對比。

表1 洗衣凝珠測試配方表

2.2 洗衣凝珠的防串色性能對比

不同洗衣凝珠樣品的對直接紅染料防串色效果如圖2所示。市售洗衣凝珠P1、P2和P3的ΔE均在20左右，比不添加顏色護(hù)理劑的A0和B0的防串色效果更差。ΔE最小的樣品為添加了AZEPLTM 309A的A1，隨后依次為A0、B1和B0。該結(jié)果可能和洗衣凝珠配方體系有關(guān)。自制的A0洗衣凝珠為非離子表面活性劑體系，本身防串色效果好，市售B0洗衣凝珠雖未宣稱防串色，但其配方有可能也會具有一定防串色功效。在這兩種體系上分別加入兩款顏色護(hù)理劑，均有利于進(jìn)一步提高對于直接紅染料的防串色效果。

圖2 自制與市售洗衣凝珠的防串色性能對比

2.3 洗衣凝珠的護(hù)色性能對比

由于不同色布的染料性能有所不同，因此顏色護(hù)理劑在對不同色布的護(hù)色效果上也可能存在差異。本文選取了紅色和藍(lán)色棉布進(jìn)行護(hù)色性能的考察，結(jié)果如圖3～圖6所示。根據(jù)圖3的Δb可知，A1洗衣凝珠的抗藍(lán)色染料遷移效果最好，洗滌前后，Δb沒有明顯變化。而P1、P2、P3以及B1均相對變大，表明在b＊軸方向，布料顏色向黃色偏移，藍(lán)色減弱。從整體顏色變化而言，同樣A1變化最小，說明其護(hù)色功效最明顯，其次為市售P3凝珠和額外添加顏色護(hù)理劑的B1凝珠。P3雖然在Δb數(shù)值上表現(xiàn)不佳，但從三維空間色系來看，其比另外兩款市售洗衣凝珠整體護(hù)色效果相對更好。

圖3 顏色護(hù)理洗衣凝珠對于藍(lán)色棉布的Δb變化

圖4 顏色護(hù)理洗衣凝珠對于藍(lán)色棉布的ΔE變化

圖5 顏色護(hù)理洗衣凝珠對于紅色棉布的Δa變化

圖6 顏色護(hù)理洗衣凝珠對于紅色棉布的ΔE變化

在紅色棉布的護(hù)色方面，各款洗衣凝珠的差距并沒有在藍(lán)色棉布上明顯，Δa變化在-6.3～-4.9，表明所有樣品均有紅色染料掉落情況，且數(shù)值絕對值總體比藍(lán)色棉布的Δb更大。這可能是由于該布料本身的色牢度不高，更容易洗脫。但其中A1的絕對值相對最小，說明5款洗衣凝珠中，A1的抗紅色染料遷移效果更優(yōu)。而B1的Δa絕對值最大，表示其對于紅色染料的針對性護(hù)色效果不如市售的兩款顏色護(hù)理洗衣凝珠。

3 結(jié)論

（1）考察了不同表面活性劑對于直接紅染料的防串色效果，所測試的非離子表面活性劑均優(yōu)于陰離子表面活性劑，其中6501表現(xiàn)最為出色，其次為XC-90、13/90、AEO-9。

（2）根據(jù)優(yōu)選的表面活性劑，并加入顏色護(hù)理劑，組成洗衣凝珠A1。與市售具有顏色護(hù)理方面宣稱的洗衣凝珠P1、P2、P3以及額外添加顏色護(hù)理劑的普通洗衣凝珠B1進(jìn)行防串色和護(hù)色性能對比。結(jié)果表明在防串色方面，非離子表面活性劑體系擁有明顯優(yōu)勢，不添加顏色護(hù)理劑的A0樣品ΔE遠(yuǎn)小于市售的幾款樣品，而加入AZEPLTM 309A可以進(jìn)一步降低ΔE；護(hù)色方面，針對試驗(yàn)選取的兩種色布，A1洗衣凝珠對于抗藍(lán)色染料遷移的效果相對抗紅色染料遷移效果更好，但均優(yōu)于其他市售洗衣凝珠。