日本消費科學(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織物的影響

日本消費科學(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、中性洗滌劑對洗滌液和污染白布（多纖維）的污染情況。這些研究成果對柔順劑的正確使用及纖維制品的評價具有重要的應(yīng)用價值。

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，洗滌槽同時也具有脫水功能的一體式全自動波輪洗衣機(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)行衣物洗滌評價的洗滌機(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，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)動下，立式干燥-洗滌一體機(jī)問世，并受到很多消費者的青睞，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、對環(huán)境友好”等開發(fā)思想為切入點，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。

消費者對纖維制品的不滿在商場選購服裝時就有所體現(xiàn)，洗滌劑制造商和洗衣機(jī)制造商同樣對纖維制品的品質(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，日本現(xiàn)行的纖維制品評價方法存在不足。這應(yīng)該引起業(yè)界的高度重視。

1. 纖維制品評價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時一般采用JIS L0844（對洗滌染色堅牢度的試驗）中的A-1法（40℃）和A-2法（50℃），也有對上述實驗條件進(jìn)行若干改變后再應(yīng)用。JIS的洗滌色牢度試驗是在4×10cm的試驗片上縫上添附白布，把試驗片放入盛有100mL洗滌液的試驗瓶中，在40℃或50℃下洗滌30min，然后根據(jù)試驗片的變色程度和縫制在試驗片上的添附白布的污染程度，做出灰度等級的判定。在開展評價試驗時，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。評價所用的洗滌劑都是常見的市售合成洗滌劑。

委托日本消費科學(xué)研究所開展試驗服務(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。試驗時，除了要對試驗片的變色程度和縫制在試驗片上的白布的污染程度做出判斷外，還要對洗滌液的污染程度做出判定。市場上的纖維制品大多采用非反應(yīng)性染料進(jìn)行染色，為了與消費者通常的洗滌條件一致，日本消費科學(xué)研究所采用該方法進(jìn)行試驗。簡單地講，就是在洗滌試驗結(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。

纖維制品的評價方法采用日本標(biāo)準(zhǔn)JIS L0217之103法中的家用洗衣機(jī)法。JIS L1096（一般織物的試驗方法）中規(guī)定了關(guān)于尺寸變化試驗的G法，它不僅是纖維業(yè)界評價服裝尺寸變化的試驗方法，還可以用于纖維制品的表面變化、形態(tài)變化、變色/腿色等綜合評價。簡單地講，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)與這種試驗方法對應(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)界的評價試驗方法與洗滌設(shè)備的實際情況出現(xiàn)了“代溝”。

消費者與織物洗滌有關(guān)的抱怨有以下幾點：①在JIS洗滌試驗中合格的纖維制品，在日常洗滌中會對其他紡織品造成污染；②在JIS洗滌試驗中合格，在手洗時會顯著污染洗滌液；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織物洗滌后會形成褶皺（在高濃度下使用柔順劑則不會出現(xiàn)這種情況）。

從以上內(nèi)容來分析，消費者的抱怨可以歸結(jié)為 “洗滌浴比”、“逆污染”、“柔順劑”以及“對洗滌液的污染”這四個方面的主要問題。表1是洗滌浴比與纖維試驗方法的關(guān)系。本文將針對“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”兩個問題展開討論。

2. 洗滌浴比過低引起的逆污染及其對織物的影響

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。通過對消費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（見實驗方案1）。但是，由于在試驗中改變?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方法的關(guān)系

實驗方案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

實驗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。由于實際的試驗污布是將由多纖維（簡稱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，是因為污布本身會吸收一定量的洗滌液。為此，本研究對污布的質(zhì)量作了適當(dāng)調(diào)整，把與滾筒式洗衣機(jī)1∶10的浴比相對應(yīng)的洗滌液量（10mL）設(shè)定為15mL。

洗滌液中污垢的絕對量在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。試驗用布（MF）是由8種纖維織成的白布染制而成，旁邊的記號是該纖維英文名稱的縮寫（圖1）。

實驗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)行洗滌試驗的場合，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，人體污垢對聚酯纖維和尼龍污染白布的逆污染等級為2～3級，而對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量最少，因而人體污垢對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）

實驗方案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，通過試驗考察了在不同浴比條件下，人體污垢對洗滌物的污染程度。以下的試驗（詳見實驗方案2）是采用洗滌堅牢度不同的10種試樣，考察洗滌液量對污染白布（MF）的逆污染程度。

在該試驗條件下，洗滌污染白布（MF）和試驗樣品的質(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種洗滌堅牢度較差的試驗樣品染色堅牢度的詳細(xì)數(shù)據(jù)。本文據(jù)此進(jìn)一步考察了這些試驗樣品對洗滌液的污染和對污染白布（MF）的逆污染情況，表3是洗滌浴比對污染白布的污染和對洗滌液污染影響的試驗結(jié)果（即實驗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)生逆污染的等級來表示，并在等級數(shù)據(jù)下方標(biāo)出該纖維的代號。從對洗滌液污染的結(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MF的污染則差不多。對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MF白布的污染也是馬塞爾肥皂高于合成洗滌劑。對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MF布的污染，也是合成洗滌劑一方強(qiáng)（圖3）。

表2 試驗樣品染色堅牢度詳細(xì)數(shù)據(jù)（共5級）

表3 洗滌浴比對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 洗滌浴比對白布污染及洗滌液污染的影響（續(xù)）

從實驗方案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織物的影響

圖2 5#試樣不同條件下對洗滌液的污染

圖3 不同情況下3#試樣對洗滌液的污染

圖4 不同情況下4#試樣對洗滌液的污染

圖5 4#試樣在浴比為1∶30時，不同洗滌劑對MF白布的污染性對比

圖6 柔軟劑對人體污垢逆污染的影響

經(jīng)過對滾筒式洗衣機(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，這些柔順劑對污染物質(zhì)發(fā)生了吸附之故。為了驗證此猜測，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MF布的污染（逆污染）情況。試驗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，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：弱堿性洗滌劑對尼龍、聚酯纖維造成的逆污染強(qiáng)，而對棉、丙烯纖維、粘膠纖維的逆污染較少；使用中性洗滌劑的場合，濃縮型柔順劑對絲纖維造成的逆污染極強(qiáng)，對聚酯纖維和尼龍造成的逆污染也很強(qiáng)。

圖7和圖8對未經(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)行了對比。

實驗方案3 柔順劑對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）

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

洗滌作用會使試樣上的染料發(fā)生流出，從而造成洗滌液的污染。因為不能有效區(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MF造成的逆污染很難確定。根據(jù)實驗方案2的試驗結(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MF有污染的試樣（4#、9#的馬塞爾肥皂）。

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

從實驗結(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，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洗滌液有污染而對MF無污染，使用合成洗滌劑對洗滌液污染少，但對MF的污染強(qiáng)。

柔因人體污垢有差異，順劑對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）。對于1#試樣，使用中性洗滌劑洗滌時，如果與柔順劑同時使用，則對絲的污染顯著。圖9是該實驗的照片。

實驗方案4 柔順劑對染料引起的MF污染的影響

4. 結(jié)論

日本家電制造商以“省能量、省空間、對環(huán)境友好”的設(shè)計理念為切入點，大力開展高性能滾筒式洗滌-干燥機(jī)的開發(fā)。同時，還將這一理念進(jìn)一步拓展至“對人友好”、“具有安全性”和“環(huán)境相容性”等方面，使得洗衣機(jī)成為對纖維制品友好的洗衣工具。本研究針對消費者關(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，指出了實際洗滌與纖維制品評價試驗方法之間的矛盾。這些內(nèi)容應(yīng)該引起業(yè)界的高度重視。

為了與所處時代的環(huán)境相對應(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。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，必須對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)的洗滌堅牢度試驗（JIS L0844）和家庭洗衣機(jī)法（JIS L0217之103法），是對日本市場上洗衣機(jī)的洗滌性進(jìn)行考察的兩種不同試驗方法。在許多場合，我們經(jīng)常會面對纖維制品品質(zhì)評價試驗結(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，在柔順劑的使用等方面，應(yīng)該讓消費者有一個正確的認(rèn)識。

岳霄編譯自日本《纖維消費志》，2012.11。