家庭生活實際污漬布的開發(fā)及性能評價

劉蓉 熊明 周存玲 崔閱馨 周澳 周立亞 丁雪梅

摘要： ?選取家庭生活中常見的15種污漬，包括醬油、紅酒、咖啡、草漬、血漬、炭黑、番茄醬、可可牛奶、泥漬、花生醬、花生油、辣椒油、機械潤滑油、豬油、口紅，以針織純棉布、針織純滌綸布為基布，通過點染法、刮涂法和填涂法制作污漬布。采用洗衣機洗滌程序的去污效果評價污漬布的質量。結果表明：所制備污漬布的最佳老化條件為溫度60 ℃，時間2 h;污漬布洗前反射率差異較小，滿足涂染均勻性要求;污漬布在強度不同的洗滌程序下洗凈率差異具有顯著性，滿足洗滌敏感性要求;污漬布在同種洗滌程序下洗凈率穩(wěn)定性較好，滿足洗滌穩(wěn)定性要求;污漬布在低溫密封條件下存放30 d的洗凈率變化較小，具有良好的儲存穩(wěn)定性。

關鍵詞： ?污漬;污漬布;棉基;滌綸基;洗凈率;均勻性;敏感性;穩(wěn)定性

中圖分類號： TS190.92;TQ649

文獻標志碼： A

文章編號： 1001 7003（2022）03 0045 07

引用頁碼： 031107

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2022.03.007 （篇序）

洗凈性能是評價洗衣機和洗滌劑去污性能最重要的指標，隨著洗滌行業(yè)的不斷發(fā)展，相應的評價方法也在不斷變化? [1] 。洗衣機和洗滌劑去污性能測試的對象是污漬布，目前，中國洗滌行業(yè)主要使用GB/T 4288—2018《家用和類似用途電動洗衣機》中規(guī)定的3種標準污漬布（炭黑污漬布、皮脂污漬布和蛋白污漬布）測試去污性能。而相應的國際標準 DS/EN ?60456—2011《家用洗衣機性能測量方法》中，使用組合污漬布來檢測去污性能。

瑞士Swissatest公司和德國WFK公司開發(fā)了數(shù)十種污漬布，包括淀粉污漬布、口紅污漬布和化妝品污漬布等，但這些污布的污漬成分與實際生活存在較大差異。首先，為保證污漬布的穩(wěn)定性和上污效果，通常會添加一定量的穩(wěn)定劑和黏合劑等;其次，標準污漬布采用將整塊基布浸入污液的方式制作而成，污漬量較大，對洗滌性能進行優(yōu)化時，將會導向各項指標最大化，如洗滌時間、洗滌劑用量等，而家庭生活中的污漬量相對較小，采用標準污漬布進行洗滌性能的測試和優(yōu)化容易造成衣物過洗，損壞衣物且浪費能源。

Han等? [2] 制作了3種家庭生活實際污漬布，以探究不同污漬類型對棉織物去除的力學和理化貢獻，但未對其制作的污漬布進行性能評價。王杰等? [3] 以針織棉布為基布，用涂染法制作了茶、咖啡和紅酒三種污漬布，并考察了污漬布的均勻性和對洗滌劑的敏感性，但并未考察其洗滌穩(wěn)定性及對不同洗滌程序的敏感性。

針對上述問題，本文擬開發(fā)一種新型的家庭生活實際污漬布，該污漬布采用局部污斑的方式制作，更加接近實際生活中污漬沾污基布的方式和污漬量;在污漬成分上，不添加額外的成分，力求接近實際生活;在污漬種類上，選擇了15種生活常見的實際污漬? [4-5] 。除此之外，本文探討了污漬布制備過程中的污液配制、制作工藝及老化條件的選取，制備了滿足染制均勻性、洗滌敏感性、洗滌穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性的家庭生活實際污漬布。對于現(xiàn)有的標準污漬布進行補充，豐富了中國現(xiàn)有洗滌評估實驗用污漬布的種類，為家電企業(yè)在洗衣機的相關參數(shù)設計、新品研發(fā)上提供實驗樣品與理論依據(jù)。

1 實 驗

1.1 試劑與儀器

試劑：海天醬油老抽王（食用級，海天味業(yè)），張裕赤霞珠干紅葡萄酒（食用級，煙臺張裕集團有限公司），1+2原味雀巢咖啡（食用級，東莞雀巢有限公司），菠菜、新鮮豬血（市售），N330炭黑粉（山西飛鷹化工有限公司），亨氏番茄醬（食用級，亨氏（青島）食品有限公司），光明全脂奶粉（食用級，黑龍江光明營養(yǎng)品有限公司），酷樂高原味可可粉（食用級，南通浠沃食品有限公司），紅泥土（怡然礦產(chǎn)品加工廠），四季寶花生醬（食用級，聯(lián)合利華（中國）有限公司），魯花5S壓榨花生油（食用級，山東魯花集團有限公司），李錦記辣椒油（食用級，李錦記（廣州）食品有限公司），機械潤滑油（工業(yè)級，邢臺萊克潤滑油有限公司），展藝食用豬油，（食用級，上海楓未實業(yè)有限公司），完美日記口紅（完美日記（廣州）有限公司）， Q/12NK ?4020—2013蘇丹Ⅲ生物染色劑（天津市精細化工研究所），國標標準洗衣液（中國日用化學研究院有限公司）。

儀器：FOM71 CLS標準縮水率測試參比洗衣機（伊萊克斯（Electrolux）股份有限公司），TD100-1452WD小天鵝滾筒洗衣機（無錫小天鵝股份有限公司），X-rite Ci7XXO分光光度計（愛色麗色彩科技有限公司），Y802A八籃恒溫烘箱（常州紡織儀器廠），HH-SJ恒溫磁力攪拌器（金壇區(qū)西城新瑞儀器廠），DAGON20-200 μL微量移液器（中實儀有限公司），MDJ70-V012/A05E烘干機（東芝（中國）有限公司），BSA224S精密電子天平（德國賽多利斯公司），WT310E功率計（日本橫河電機株式會社），ZBQ-4四面涂布器（長沙市加德實驗儀器），絲網(wǎng)印刷板（東莞市明明絲印移印器材有限公司）， BG-JS2小 型家用榨汁機（美的集團有限公司），3號尼龍水筆刷（上海實業(yè)馬利畫材有限公司），10 cm×40 cm污漬布亞克力模板（上海陽州亞克力制品廠）。

基布：18 tex針織純棉雙羅紋白布、18 tex針織純滌綸雙羅紋白布（東莞市虎門盈晟布行）。

1.2 方 法

1.2.1 基布處理

參考GB/T 13174—2021《衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測定》，將棉布與滌綸布放入滾筒洗衣機中，用自來水按洗衣機標準洗滌模式進行洗滌，甩干后，再用去離子水加熱洗滌 ?30 min ，洗滌溫度為60 ℃左右，甩干后經(jīng)烘干機展平烘干。將織物密封在塑料袋內，置于陰涼干燥處保存，使用時按實驗要求裁剪。

1.2.2 污漬布模板

本文共制作3類污漬布，每類5種污漬，分別為水溶性（醬油、紅酒、咖啡、草漬、血漬），固體（炭黑、番茄醬、可可牛奶、泥漬），油溶性污漬布（花生油、辣椒油、機械潤滑油、豬油、口紅）。在10 cm×40 cm的基布上，做出6個6 cm×6 cm的方格，將同一類5種實際污漬分別制備于5個方格中，剩余1個方格作為無污漬的對照，如圖1所示。

1.2.3 污液制備

1） 醬油漬：將醬油與去離子水按照質量比1 ︰ 1混合攪拌，制成醬油污染液? [6] 。

2） 咖啡漬：以1 g咖啡對10 mL去離子水的比例配制污液，其中去離子水需加熱至（100±2） ℃。

3） 草漬：將市售新鮮菠菜洗凈并晾干，用榨汁機將菜葉榨碎，100 g菜葉中加入100 mL去離子水。將污液用紗布過濾于燒杯中，得到綠色液體，即為草漬污染液? [7] 。

4） 可可牛奶漬：取100 mL溫度為（60±3） ℃的去離子水、15 g全脂牛乳粉和5 g可可粉于盛有一定量全脂牛乳和水的燒杯中，充分攪拌10 min，備用。

5） 泥漬：稱取100 g紅泥土于研缽中均勻研磨10 min，再加入100 mL去離子水，置于燒杯中攪拌5 min，使泥土充分分散或溶解。將研磨好的污液用紗布過濾于燒杯中，高速攪拌10 min，再用紗布進行二次過濾，靜置10 min后，倒掉上層清液，取下層泥漿為泥漬污液。

6） 炭黑漬：將5.0 g的炭黑加入1 L 2-丙醇（異丙醇）中，高速攪拌10 min，制成炭黑分散液? [8] 。

7） 花生油漬、辣椒油漬、機械潤滑油漬、豬油漬：將油脂類污漬與蘇丹Ⅲ油溶性染料按照質量比1 000 ︰ 0.5配成油污液? [9] ，在（70±0.1） ℃恒溫水浴中攪拌均勻。

8） 紅酒漬、血漬、番茄醬、花生醬、口紅漬：無需配制污液，其原料成分即污漬成分。

1.2.4 污漬布制作

家庭生活實際污漬的具體形態(tài)不同，其上污方式也有所不同，主要分為以下3種方式? [1] ：

1） 點染：適用于普通溶液狀液體、油脂類液體、有粉末固體類污漬分散的液體。用200 μL微量移液器分別取一定量的醬油、紅酒、咖啡、草漬、炭黑、血漬、可可牛奶、花生油、辣椒油、豬油及機械潤滑油污液，在離基布2 cm處向每個6 cm× ?6 cm的 方格中央滴加污液。污液的量以正好覆蓋方格中2.8 cm 直徑的圓形為宜，保證同一種污漬的滴加量相同。在圓形內部用砝碼施加相同壓力，使污漬在基布上擴散均勻。再用同樣的方法分別取一定量70 ℃的花生油、辣椒油、機械潤滑油和豬油污液滴加在基布的方格中央。在室溫下靜置10 min，使污液在基布上自然擴散。

2） 刮涂：適用于黏度較大且形態(tài)較為均一的污漬。分別取0.5 g番茄醬、泥漬、花生醬污漬于絲網(wǎng)印刷版上，用四面涂布器將污漬在直徑為2.8 cm的圓形內刮涂均勻，為保持壓力一致，僅利用涂布器自身重力施加壓力，且來回刮涂3次。

3） 填涂：適用于固體膏狀污漬。用軟刷取適量口紅污漬，均勻填涂在直徑為2.8 cm的圓形中，直至圓形內部污漬均勻填充。

將制得的污漬布平鋪晾干后，于60 ℃烘箱中老化2 h，用密封袋包好放入（0～4±1） ℃冰箱中保存，備用。

1.3 測 試

1.3.1 洗凈率測試

將污漬布上的污斑置于分光光度計測試孔，測試其洗前反射率 Y 值，測4次，每次洗滌有5塊污漬布，取平均值。污漬布洗后重復上述過程，得到洗后反射率 Y 值。洗凈率按照下式計算? [2] ：

D/ % = R? w -R? s? R? o -R? s? ×100? ?（1）

式中： D 為洗凈率; R? w為污漬布的洗后反射率; R? s為污漬布的洗前反射率; R? o為污漬布的原布反射率。

1.3.2 洗滌條件

取制得的家庭生活實際污漬布，參照DS/EN 60456—2011進行洗滌測試，將污漬布固定于負載布上，并按照一定順序放置于洗衣機內。在GB/T 8629—2017《紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序》中規(guī)定的7A、5A、2A三種標準洗滌程序下，選用標準縮水率試驗機進行洗滌敏感性實驗;采用洗滌參數(shù)可調節(jié)的小天鵝滾筒洗衣機在棉、滌較強程序下重復洗滌三次，進行洗滌穩(wěn)定性實驗，并將制得的家庭生活實際污漬布與現(xiàn)有標準污漬布在棉（#C1、#C2、#C3）、滌（#P1、#P2、#P3）程序分別進行洗滌，研究它們的洗凈率是否存在差異及其 原因。

洗滌程序具體參數(shù)如表1和表2所示。

2 結果與分析

2.1 老化條件對污漬布反射率的影響

用純棉雙羅紋針織布、純滌綸雙羅紋針織布作為基布，挑選醬油、花生油、泥漬3種污漬為代表進行上污，制作污漬布。棉、滌綸基污漬布各制作15塊，用于污漬布老化實驗。老化條件共3種? [2，10] ，如表3所示，每種條件下制作5塊污漬布。測得每組老化實驗的5塊污漬布的洗前與洗后 Y 值，計算得到各污漬洗凈率，取各污漬洗前 Y 值與平均洗凈率標準偏差之和最小的一組為最終的老化條件，標準偏差如表4所示。

由表4可知，在棉基和滌綸基上，醬油、花生油、泥土這三種污漬在老化溫度為60 ℃，老化時間為2 h的條件下，洗前 Y 值標準偏差與洗凈率標準偏差的和最小，即在該老化條件下污漬布洗滌性能最穩(wěn)定。因此，擬定溫度60 ℃，時間2 h為本實驗的老化條件。

2.2 污漬布性能評價

2.2.1 涂染均勻性

均勻性優(yōu)劣一般通過污漬布上不同污點間的反射率差值是否較小來判斷? [11] 。通常，同一種污漬洗前 Y 值標準偏差≤5即為滿足污漬布均勻性要求。為驗證本實驗自制的家庭生活實際污漬布是否滿足均勻性要求，用分光光度計測量每個污漬的洗前 Y 值，并求得每種污漬分別在25塊棉、滌綸基布上的洗前 Y 值標準偏差，結果如表5所示。

由表5可知，按照本文方法制備的15種純棉、純滌污漬布的洗前 Y 值標準偏差均≤5，滿足污漬布均勻性要求。

2.2.2 洗滌敏感性

敏感性是指污漬布在不同洗滌條件下，洗凈率要有一定區(qū)分度? [11] 。為驗證本實驗自制的家庭生活實際污漬布是否滿足敏感性要求，將自制的污漬布分別在GB/T 8629—2017中規(guī)定的7A、5A、2A程序下洗滌，這三種洗滌程序的洗滌強度分別為弱、中、強，得到15種污漬在三種洗滌程序下的洗凈率，結果如圖2所示。

對每種污漬在三種洗滌程序下洗凈率進行ANOVA方差分析，結果如表6所示。

由表6可知，除棉基上花生醬污漬在三種洗滌程序下洗凈率方差分析 P 值為0.348>0.1，即差異無顯著性以外，其他污漬布均滿足敏感性要求?；ㄉu污漬的主要成分是花生與植物油，其中花生部分與基布的黏附多為物理黏附，用較弱的洗滌程序即可去除;難以去除的部分多為植物油，但由于其為無色透明狀，洗后反射率接近，因此在不同洗滌強度的程序下洗凈率差異無顯著性。

2.2.3 洗滌穩(wěn)定性

穩(wěn)定性優(yōu)劣是通過在相同洗滌條件下，污漬布的洗凈率是否差異較小來評價的? [15] 。本文中考察污漬洗凈率標準偏差與變異系數(shù)，當標準偏差≤5 % ??[12-13] 或變異系數(shù)≤15 % 即認為達到穩(wěn)定性要求。為驗證本實驗自制的家庭生活實際污漬布是否滿足穩(wěn)定性要求，將自制的污漬布分別在棉（溫度 60 ℃ 、轉速50 r/min、轉停比0.8、時間100 min）較強程序和滌（溫度60 ℃、轉速40 r/min、轉停比0.8、時間100 min）較強程序下洗滌，得到15種污漬在同一程序下重復3次的洗凈率。洗凈率標準偏差與變異系數(shù)如表7所示。

由表7可知，除棉基口紅污漬布的洗凈率標準偏差為908 % 、變異系數(shù)為11.81 % ，穩(wěn)定性稍差，其他污漬布均達到了洗滌穩(wěn)定性的要求。

2.2.4 儲存穩(wěn)定性

由圖3可知，家庭生活實際污漬布放置30 d后，污漬布洗凈率變化均不超過5 % ，儲存穩(wěn)定性較好。

將制得的家庭生活實際污漬布與現(xiàn)有標準污漬布（紅酒污漬布、可可牛奶污漬布、炭黑污漬布、血漬污漬布）在相同洗滌程序（#C1、#C2、#C3、#P1、#P2、#P3）下洗滌，測得各污漬布的洗凈率如圖4所示。

由圖4可知，除棉基上紅酒污漬在#C1洗滌程序下，家庭生活實際污漬布的洗凈率略低于標準污漬布外，其余家庭生活實際污漬布的洗凈率均高于標準污漬布，說明當對洗滌系統(tǒng)做相同功，家庭生活實際污漬布更容易被洗凈。因此，采用標準污漬布進行洗滌性能的測試和優(yōu)化容易造成衣物過洗和能源浪費。

3 結 論

本文選取家庭生活常見的15種污漬，通過點染法、刮涂法和填涂法制作污漬布，并對其性能進行評價，得到如下結論。

1） 本文中方法制備的家庭生活實際污漬布的最佳老化條件為溫度60 ℃，時間2 h。

2） 除棉基花生醬污漬敏感性較差，15種家庭生活實際污漬布洗前 Y 值標準偏差均≤5，滿足涂染均勻性要求。

3） 在三種不同強度洗滌程序下，洗凈率差異均具有顯著性（除花生醬污漬外），滿足洗滌敏感性要求。

4） ?在同種洗滌程序下重復洗滌3次，洗凈率標準偏差均≤5 （除口紅污漬外），洗凈率變異系數(shù)均≤15 % ，滿足洗滌穩(wěn)定性要求。

5） 污漬布在低溫密封條件下存放30 d測試性能較穩(wěn)定，污漬布洗凈率變化均不超過5 % ，滿足儲存穩(wěn)定性要求。

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Development and performance evaluation of actual household stained cloth

LIU Rong? 1a，b ， XIONG Ming 2， ZHOU Cunling 2， CUI Yuexin 2， ZHOU Ao? 1a，b ， ZHOU Liya? 1a，b ， DING Xuemei? 1a，b

（1a.College of Fashion and Design; 1b.Key Laboratory of Clothing Design & Technology Ministry of Education， Donghua University， Shanghai 200051， China; 2.Research and Development Center， Wuxi Little Swan Electric Co. ， Ltd. ， Wuxi 214028， China）

?Abstract：

Cleaning performance is the most important index to evaluate the detergency performance of washing machines and detergents. With the continuous development of the washing industry， the corresponding evaluation methods are also evolving. The stained cloth is adopted as the test object for the detergency performance of washing machines and detergents. At present， China’s washing industry mainly adopts three kinds of standard stained cloths （carbon black， sebum and protein） specified in GB/T 4288-2018 for the testing of detergency performance. In the corresponding international standard EN 60456， the combined stained cloth is used to test the detergency performance. Swissatest Testmaterialien AG and wfk-Testgewebe GmbH have developed dozens of stained cloths， including starch stained cloth， lipstick stained cloth， and cosmetic stained cloth. However， the stain components of these stained cloths greatly differ from the real life. Firstly， in order to ensure the stability and fouling absorption effect of stained cloth， it is a common practice to add a certain amount of stabilizers and adhesives. Secondly， the standard stained cloth is made by immersing the whole base cloth in the stained solution with a large amount of stains， leading to the maximization of washing time， detergent dosage and other indicators in optimizing the washing performance. However， as the stain amount is relatively small in domestic life， the testing and optimization of washing performance with standard stained cloth would easily lead to excessive washing of clothes， damage to clothes， and waste of energy.

In order to address the above problems， this paper intends to develop a new type of stained cloth in domestic life. 15 common household stains are selected， including soy sauce， red wine， coffee， grass stains， blood stains， carbon black， ketchup， cocoa milk， mud stains， peanut butter， peanut oil， chili oil， mechanical lubricant， lard， and lipstick. Taking knitted 100 % ?cotton cloth and knitted 100 % ?polyester cloth as the base cloth， the stained cloth is made using spot dyeing method， scraping method， and filling method. The quality of the stained cloth is tested through the evaluation experiment of the detergency performance by the washing machine. First， the standard deviation of the pre-washing Y value for 25 stained cloths of the same stain is tested. Secondly， the stained cloths are washed under the procedures of 7A， 5A and 2A specified in GB/T 8629-2017， respectively to investigate whether the difference in cleaning rate under different washing conditions is significant. Thirdly， the stained cloths are washed three times under the same washing procedure， and the standard deviation and relative standard deviation of the cleaning rate of the 15 fabrics are investigated. Finally， the stained cloths are washed after being stored for one month to investigate the difference in the cleaning rate with the non-storage stained cloths. The stained cloth is made by locally staining， which is closer to the way and the amount of stains for the base cloth in real life. In terms of stain components， no additional ingredients are added， aiming to be close to real life. In terms of types of stains， 15 practical stains that are common in life are selected， covering most of the common types of stains in life.

The results show that the best aging conditions for the prepared stained cloth through this method are： at the temperature of 60 ℃ and time of 2 hours. The pre-washing reflectance difference of the stained cloth is small， meeting the requirements of dyeing uniformity. The difference in the cleaning rate of the stained cloth under the washing procedures with different strengths is significant， meeting the requirements of washing sensitivity. The cleaning rate of stained cloth under the same washing procedure is stable， meeting the requirements of washing stability. The cleaning rate of stained cloth changes slightly after being stored for 30 days under low temperature and sealing conditions， exhibiting good storage stability.

The actual household-use stained cloth prepared in this paper supplements the existing standard cloth and enriches the existing kinds of stained cloth used in the washing evaluation experiments. The research results can provide experimental samples and theoretical basis for household electrical appliance enterprises to design washing machine parameter and develop new products.

Key words：

stain; stained cloth; cotton base; polyester base; cleaning rate; uniformity; sensitivity; stability

3685501186572