不同品牌的洗衣粉對滾筒洗衣機性能影響的研究

中國家用電器研究院 袁紅月 李軼 胡威威 張曉

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概述

自1904年漢高首次以硼酸鹽和硅酸鹽為主要成分發明洗衣粉以來，洗滌產品就一直沒有停下進展的腳步。隨著日化工業的飛速發展，除了表面活性劑之外，更多的活性成分，如：軟化水的助洗成分[1]、酶製劑[2]、增白劑[3]等輔助成分被添加到洗衣粉之中，洗衣粉種類繁多功能複雜且日趨完善，隨著環保意識的發展，無磷洗衣粉的市場份額急劇增加[4]，洗衣粉的發展必須符合國家及市場的導向。

根據《2013-2017年中國洗衣機行業發展形勢分析及投資前景預測分析報告》顯示，隨著家電下鄉和擴大內需政策的開展，未來5年更多的家電流向農村市場，高效節能的家電被廣泛關注，作為和洗衣機配套使用的洗滌劑對洗衣機能效的影響不言而喻。如今市場上洗滌產品種類繁多，功能多樣，如何選擇一款合適的洗滌劑是行業研究的熱點[5]。因此，我們選擇不同品牌的洗衣粉，通過對滾筒洗衣機洗凈性能[6]、漂洗性能[7]、能耗等多方面實驗，論述不同洗衣粉對於滾筒洗衣機性能的影響。

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試驗方案

2.1試驗材料及儀器

2.1.1洗衣粉

IEC-A*標準洗衣粉A，外資無磷洗衣粉B，外資無磷洗衣粉C，國產無磷洗衣粉D，國產無磷洗衣粉E。

實驗試劑配置台

2.1.2污染布

標準炭黑污染布(中國家用電器研究院)。

標準炭黑污染布

2.1.3洗衣機

國產滾筒洗衣機I(額定容量7kg)，外資滾筒洗衣機II(額定容量7kg)，每台洗衣機，每種洗衣粉測3次，取平均值。

滾筒參比洗衣機(額定容量5kg)， 僅用於洗凈性能參比。

洗衣機性能試驗用「參比洗衣機」

2.1.4分析儀器

白度計(中國家用電器研究院)，ZDJ-4A自動電位滴定儀(上海精密科學儀器有限公司)

自主研製的「數字化白度測試系統」

2.2試驗方法

2.2.1能效指標

2.2.1.1耗水量（GB/T 4288-2008）

式（1）

式中：

W—單位洗滌容量用水量，單位L/kg；

W1—在洗凈性能試驗全過程的用水量，單位L；

m—額定洗滌容量，單位kg。

2.2.1.2耗電量（GB/T 4288-2008）

式（2）

式中：

E—單位洗滌容量用電量，單位kWh/kg；

E1—在洗凈性能試驗全過程總的用電量，單位kWh；

m—額定洗滌容量，單位kg。

2.2.1.3含水率（GB/T 4288-2008）

式（3）

式中：

H—含水率；

M1—洗滌前乾燥狀態標準洗滌物質量，單位kg；

M2—脫水後標準洗滌物質量，單位kg。

2.2.2洗凈性能

2.2.2.1洗凈率（GB/T 4288-2008）

式（4）

式中：

Dr—洗凈率；

Rw—污染布洗凈後反射率；

Rs—污染布洗凈前反射率；

R—原布反射率。

2.2.2.2洗凈比（GB/T 4288-2008）

式（5）

式中：

C—洗凈比；

Dr—被測洗衣機洗凈率；

Ds—參比洗衣機洗凈率。

2.2.3漂洗性能

2.2.3.1殘留漂洗液相對鹼度（GB/T 4288-2008）

式（6）

式中：

min—代表完整洗衣程序結束後進行高速脫水取樣的殘留漂洗液；

Amin—殘留漂洗液的相對鹼度(相對於試驗用水)，單位mol/L；

Vmin—滴定殘留漂洗液所消耗的鹽酸的量，單位ml；

V—滴定試驗用水所消耗的鹽酸的量，單位mL；

VS—殘留漂洗液及試驗用水的取樣體積，一般取100mL；

CHCl—鹽酸濃度，一般為0.1mol/L,需要準確標定。

2.2.3.2漂洗率（JDYB 001-2010）

式（7）

式中：

P—漂洗率；

min—代表完整洗衣程序結束後進行高速脫水取樣的殘留漂洗液；

max—代表洗滌程序結束後取樣的洗滌液；

Vmin—滴定殘留漂洗液所消耗的鹽酸的量，單位ml；

V—滴定試驗用水所消耗的鹽酸的量，單位mL；

Vmax—滴定洗滌液所消耗的鹽酸的量，單位mL。

2.2.3.3洗衣粉殘留量（JDYB 001-2010）

式（8）

式中：

Q—洗衣結束後，每千克乾衣物負載對應的洗衣粉殘留量，單位g/kg；

P—漂洗率；

H—含水率；

n—洗滌時放入的洗衣粉量，單位g；

μ—殘留漂洗液的密度，近似取μ=1.0kg/L；

V—洗滌水量，單位L。

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結果及討論

選取5種洗衣粉分別在兩台（不同品牌同規格）滾筒洗衣機中按照GB/T 4288-2008中的規定使用標準炭黑污染布進行洗凈試驗，洗滌程序使用標準程序，洗衣粉添加量均為70g，每組實驗重複三次。試驗過程中記錄相關參數，用於計算耗電量、耗水量、含水率、洗凈比、殘留漂洗液相對鹼度、漂洗率、洗衣粉殘留量，通過以上參數來評價不同品牌洗衣粉對於滾筒洗衣機的影響。

3.1不同品牌洗衣粉對於洗衣機能效指標的影響

能效指標主要包括耗水量、耗電量和含水率，以此來評價洗衣機的經濟效率。由圖3.1可知，不同洗衣粉的耗水量有明顯不同，外資無磷洗衣粉C在節水方面的優勢，可能與洗衣粉中表面活性劑有關。水的表面活性降低，導致耗水量降低。相對於其他洗衣粉，標準洗衣粉A在兩台洗衣機上的耗水量都偏高，節水的優勢不高。

圖3.1 不同品牌洗衣粉耗水量圖

與耗水量相比，耗電量因洗衣機的不同而不同，由圖3.2所示，滾筒洗衣機II因洗滌用水量大（見圖3.1），洗滌程序中需要升溫，故在一定程度上增大了耗電量。與標準洗衣粉A相比，各品牌洗衣粉洗滌過程中產生較多泡沫，在升溫過程中，可以減少熱損失，導致耗電量有所降低。

圖3.2 不同品牌洗衣粉耗電量圖

含水率是考察洗衣機脫水性能的重要指標，含水率越小，洗衣機脫水效果越好。由圖3.3可知，除外資無磷洗衣粉C用於滾筒洗衣機I的含水率較高以外，不同洗衣粉對滾筒洗衣機的脫水效果並無明顯區別。外資無磷洗衣粉C的高含水率主要由其高泡沫造成，較大的張力導致脫水不徹底。

圖3.3 不同品牌洗衣粉含水率圖

3.2不同品牌洗衣粉對於洗衣機洗凈效果的影響

洗凈效果是洗衣機最重要的性能評價指標，GB/T 4288-2008《家用和類似用途電動洗衣機》通過白度計測定污染布的反射率來洗凈效果，洗凈比越高，說明洗衣粉的去污效果越好。由圖3.4可知，外資無磷洗衣粉C的洗凈比在兩台不同品牌的滾筒洗衣機試驗中均處在劣勢，和標準洗衣粉相比差距明顯，經多次試驗證明是由於該洗衣粉洗滌過程中存在的大量泡沫，減弱了衣物與滾筒之間的機械力，從而導致洗凈效果不佳。標準洗衣粉A的洗凈效果整體優於市售的各品牌洗衣粉。

圖3.4 不同品牌洗衣粉洗凈比圖

3.3不同品牌洗衣粉對於洗衣機漂洗性能的影響

洗衣機的漂洗性能主要通過殘留漂洗液相對鹼度(GB/T 4288-2008)、漂洗率(JDYB 001-2010)和洗衣粉殘留量(JDYB 001-2010)來考察。一般而言，洗衣粉顆粒的溶解和溶液中有效成分的吸附性能都在一定程度上影響洗衣機的漂洗率。由圖3.5可知，外資無磷洗衣粉C洗滌過的洗滌物殘留漂洗液中的相對鹼度明顯高於其他幾種洗衣粉，這說明該洗衣粉中成分一旦與洗滌物吸附後不容易解吸，最終留在洗滌物上的鹼性成分較多，可能影響穿著者的舒適度。

圖3.5 不同品牌洗衣粉相對鹼度圖

漂洗率通過比較漂洗前後洗衣粉的變化情況來考察洗衣機的漂洗性能，與相對鹼度相比實驗操作更加簡單，且數據重複性好。理論上，在初始鹼度相同的情況下(與主洗水量有關)，漂洗率和殘留漂洗液相對鹼度是負相關的關係，漂洗率越高，殘留漂洗液相對鹼度越低。由圖3.5和圖3.6可知，不同洗衣粉對於滾筒洗衣機II的影響較大，尤其是外資無磷洗衣粉C在兩台不同的滾筒洗衣機上性能差別較大，主要是由於主洗水量的差異造成。

圖3.6 不同品牌洗衣粉漂洗率圖

洗衣粉殘留通常與洗衣粉的助洗成分和洗衣機的漂洗能力有關，殘留越低，洗衣機和洗衣粉的性能則越優秀。由圖3.7可知，與標準洗衣粉A的殘留量相比，外資無磷洗衣粉C的殘留量過量明顯，推測與該洗衣粉在洗滌過程中產生大量泡沫有關，泡沫表面張力會增加洗衣粉的去除難度，故導致過多的洗衣粉殘留在洗滌物上。

圖3.7 不同品牌洗衣粉殘留圖

經過上述討論可知，相對於市售的各品牌洗衣粉，標準洗衣粉在能效指標上沒有優勢，但是在洗凈性能和漂洗性能上優勢明顯。未來還需要更多的研究來優化標準洗衣粉的成分，為洗衣機檢測提供一個更好的標杆。

市售的洗衣粉普遍泡沫較多，這也迎合了消費者認為的泡沫多，洗得乾淨的普通心理作用。但事實上，洗凈效果與泡沫多並沒有直接的關係，相反，泡沫多會減低洗衣機的摩擦機械力，導致洗凈效果變差；同時由於泡沫多，洗衣粉不易溶解，易殘留，導致衣物上的洗衣粉殘留增加。上述的試驗數據也驗證了這個結論。

合適的洗衣粉能發揮洗衣機的洗滌和漂洗性能，對於滾筒洗衣機，低泡沫高濃縮且顆粒溶解性好的洗衣粉是首選。

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總結與展望

一百多年來，洗衣粉的發展經歷了從無到有，從簡單到專業的歷程，隨著人們生活水平的提高，家用電器的普及，單一功能的洗衣粉已經無法滿足消費者「節能高效」需要。因此，研發適應不同洗滌方式的洗衣粉是未來洗衣行業發展的趨勢。多種多樣的洗衣方式和不同功能的洗衣粉能夠給予製造商更加精準的產品設計，給予消費者更多的選擇空間，同時也需要質量監督部門的大力配合，只有這樣，才能不斷創新，推動洗衣機和洗衣粉行業的飛速發展。

參考文獻

[1]蕭安民. 助洗劑的發展趨勢. 日用化學品科學, 2000, 23(4):11~14

[2]梁夢蘭, 李清, 姚勇敢, 徐清, 張冬海. 諾維信酶製劑在無磷洗衣粉中的應用研究. 日用化學品科學, 2002, 25(1): 25~29

[3]張彪, 梁斌, 張明玲, 何萍. 熒光增白劑在洗衣粉中的效能研究. 日用化學工業, 2002, 32(4): 75~78

[4]姚晨之. 無磷洗衣粉的質量狀況與洗衣粉標準的修訂. 日用化學品科學, 2002, 25(5): 1~4

[5]魯建國. 洗衣粉在洗衣機中的使用與節能. 中國洗滌用品工業, 2010,2: 33~35

[6]GB/T 4288-2008《家用及類似用途電動洗衣機》.2008

[7]JDYB 001-2010《洗衣機漂洗率》. 2010

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