洗衣機(jī)用污漬布制備標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究

周 澳 劉 蓉 吳雄英 丁雪梅＊

1.東華大學(xué)服裝與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，上海，200051；

2.東華大學(xué)現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)與技術(shù) 教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海，200051；

3. 上海海關(guān)，上海，200135

1 引言

去污性能是評(píng)價(jià)洗滌性能重要指標(biāo)之一。在洗衣機(jī)和洗滌劑行業(yè)中，去污性能的測(cè)試必不可少的實(shí)驗(yàn)用品就是污漬布。人們?cè)趯?shí)際生活中的臟衣服是評(píng)價(jià)去污性能最理想的實(shí)驗(yàn)材料，但要快速制備比較困難，且具有較大的偶然性與不確定性，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性差，不能用來統(tǒng)一評(píng)判產(chǎn)品的優(yōu)缺，因此用來評(píng)價(jià)不同產(chǎn)品去污性能的標(biāo)準(zhǔn)污漬布應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)研究分析國(guó)內(nèi)外的污漬布制作標(biāo)準(zhǔn)，找出國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距，提出合理的改進(jìn)意見，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，能夠更加精準(zhǔn)地反映產(chǎn)品的去污性能。

2 國(guó)內(nèi)外洗衣機(jī)用污漬布的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

污漬布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大多出現(xiàn)在針對(duì)洗衣機(jī)、洗滌劑等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性附錄中，如GB/T 4288―2018[1]的附錄D：標(biāo)準(zhǔn)污染布、IEC 60456-2010[2]中附錄A：標(biāo)準(zhǔn)污漬測(cè)試布規(guī)范等，常見的還有澳大利亞/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)AS/NZ2040.1、沙特阿拉伯標(biāo)準(zhǔn)SASO 2683、日本標(biāo)準(zhǔn)JIS C9811和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AHAM HLW－1等[3]。因各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中存在一些重復(fù)，因此，選擇針對(duì)洗衣機(jī)且有代表性的GB/T 4288－2018[1]和IEC 60456-2010[2]進(jìn)行討論。

2.1 污漬布的適用范圍及種類

家用洗衣機(jī)和洗滌劑的去污性能是機(jī)械和化學(xué)作用的結(jié)果，兩者兼而有之。天然污漬中含有脂肪物質(zhì)、蛋白質(zhì)、有機(jī)和無機(jī)色素等復(fù)雜的混合物。有些天然污漬對(duì)機(jī)械作用更敏感，有些對(duì)化學(xué)作用更敏感，如氧化（漂白）、增溶和乳化。高溫增加了機(jī)械和化學(xué)作用的影響。在IEC 60456-2010中，針對(duì)不同的洗滌目的，規(guī)范了5種標(biāo)準(zhǔn)污漬布，用于評(píng)估不同的洗滌性能：皮脂色素污漬布，主要用于測(cè)試機(jī)械和熱作用；炭黑和礦物油污漬布，用于測(cè)試機(jī)械和熱作用；血漬污漬布，用于測(cè)試蛋白質(zhì)色素的去除情況；可可牛奶污漬布，用于測(cè)試有機(jī)色素的去除量；紅酒污漬布，用于測(cè)試漂白效果。這5種污漬布基布反映了日常生活中遇到的污漬類型，也反映了洗衣機(jī)和洗滌劑在去污中的作用情況。國(guó)外的污漬布制作已形成較為完善的商業(yè)體系，利用這些標(biāo)準(zhǔn)污漬布進(jìn)行去污性能測(cè)試，能夠?qū)⒉煌ノ勰芰Φ漠a(chǎn)品進(jìn)行梯度劃分。

相應(yīng)的，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4288－2018中也規(guī)范了3種標(biāo)準(zhǔn)污漬布：炭黑污漬布、蛋白污漬布和皮脂污漬布。對(duì)比國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中公布的不同種類污漬的配方和基布類型發(fā)現(xiàn)，所規(guī)范的污漬原料和基布規(guī)格大同小異，但國(guó)外卻能商業(yè)化的比較完善。在國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中特別強(qiáng)調(diào)基布一定是大型生產(chǎn)商生產(chǎn)的，這有利于商業(yè)化。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)污漬布的制備，目前國(guó)內(nèi)也有不少學(xué)者研究，但至今未能達(dá)到商業(yè)化水平，仍需進(jìn)一步進(jìn)行研究。

在國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)污漬布中，特別需要關(guān)注皮脂污漬布。首先，在所有污漬種類中，人體自身產(chǎn)生的污漬是服裝上最常見的污漬，因此針對(duì)皮脂污漬布的開發(fā)和研究是非常必要的；其次，人體皮脂污漬主要來源于人體分泌的油脂、汗液以及皮屑，所涉及成分非常復(fù)雜，很難配制，且在皮脂污漬的形成過程中，又會(huì)與環(huán)境中的灰塵細(xì)菌等發(fā)生結(jié)合，這一系列的物理化學(xué)反應(yīng)結(jié)果與溫濕度和時(shí)間非常相關(guān)，這導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)皮脂污漬布的老化條件很難確定。國(guó)內(nèi)外詳細(xì)的皮脂污漬布污漬組成成分及污漬布老化條件見表1，可以看出污漬主要由油脂和色素混合而成，國(guó)內(nèi)用油類來模擬皮脂，國(guó)外用動(dòng)物脂肪來進(jìn)行模擬。國(guó)內(nèi)的組成成分一致，在成分等級(jí)上略有差異，在此不進(jìn)行討論。在老化條件上，國(guó)外沒有提到，GB/T 4288列出烘箱老化步驟。雖然國(guó)外沒有在標(biāo)準(zhǔn)中列出老化的具體方法，但在標(biāo)準(zhǔn)污漬布的生產(chǎn)過程中，有老化的要求，以保證污漬布的穩(wěn)定性。

2.2 污漬布的制備及質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

2.2.1 污漬布的制備方法

污漬布的制備過程包括配制污漬、選擇合適的上污方式及進(jìn)行不同程度的老化幾個(gè)步驟。在國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于污漬的配制方法沒有進(jìn)行規(guī)范，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)則對(duì)污漬的配制過程有較為詳細(xì)的規(guī)范，具體包括實(shí)驗(yàn)器材的選取、各配料的用量、配料的添加順序等。對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范，有利于每次污漬布的制備中，所使用的污漬都是一致的。在上污方式上，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)只給出了一定的建議，即建議通過浸入紡織品來涂抹污漬，處理可能包括以下操作：浸沒、壓延、干燥，必要時(shí)進(jìn)行重復(fù)浸泡、壓延、干燥、老化。國(guó)內(nèi)的方法類似，但對(duì)每個(gè)操作步驟都進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)范，包括污漬溶液的使用溫度、浸壓的壓力大小、浸壓次數(shù)和老化條件等。

值得我們思考的是，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)相較國(guó)外列出了詳細(xì)的制作方法，但是目前得到行業(yè)廣泛認(rèn)可的國(guó)產(chǎn)污漬布仍然有待進(jìn)一步研究，如對(duì)去污產(chǎn)品進(jìn)行等級(jí)細(xì)分、基布多樣、污漬種類多樣、污漬布穩(wěn)定均勻、適用于商業(yè)化生產(chǎn)的制備方法等，特別是在如何批量生產(chǎn)穩(wěn)定均勻的標(biāo)準(zhǔn)污漬布方面。

而國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)污漬布已形成很好的商業(yè)體系，如SWISSATEST公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)污漬布，符合標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)要求，在使用過程中也能較好的反映產(chǎn)品特性，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。

2.2.2 污漬布的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

污漬布的質(zhì)量評(píng)價(jià)決定其是否能夠用于去污性能檢測(cè)。對(duì)制作的污漬布進(jìn)行合理的質(zhì)量評(píng)價(jià)是至關(guān)重要的，這關(guān)系到所制備的污漬布能不能用來量化對(duì)比不同產(chǎn)品，以及在批量生產(chǎn)過程中保證質(zhì)量穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)外關(guān)于質(zhì)量評(píng)價(jià)的辦法都包括有污漬布反射率（值）的測(cè)試。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于污漬布洗前反射率的測(cè)試中包括有熨燙的步驟，但并沒有給出進(jìn)行這步操作的解釋，可能是為避免污漬布不平整導(dǎo)致反射光出現(xiàn)的測(cè)試誤差。測(cè)試的方法是將每塊污染布（使用至少4塊相同批次的洗前污染布做襯底）以中線與正反面分成的4個(gè)部分，測(cè)量位置如圖1所示，對(duì)正反面進(jìn)行測(cè)試，取平均值，已達(dá)到污漬布反射率具有均一性。

圖1 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)反射率測(cè)試位置

表1 不同標(biāo)準(zhǔn)中皮脂污漬組成成分及污漬布老化條件

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于洗后污漬布反射值的測(cè)試有明確規(guī)定，要求在一組完整的實(shí)驗(yàn)中，所有的污漬布（包括參比機(jī)和測(cè)試機(jī)洗后）要保證測(cè)試條件一致，在不少于四層同類污漬布做背襯的情況下進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試位置如圖2所示，具體位置位于正方形的中心，且要求在兩邊測(cè)試2遍，取平均值用于后續(xù)的評(píng)估。在測(cè)試前還應(yīng)該保證被測(cè)污漬布是干燥平整的，在黑暗環(huán)境下風(fēng)干或熨燙干燥均可。因?yàn)槲蹪n布中的殘余濕度會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，熨燙過程中的過熱也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，因此不建議在任何時(shí)候?qū)⑽蹪n測(cè)試條直接暴露在日光下，對(duì)于洗前污漬布反射值的測(cè)試同樣適用。

圖2 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)反射率測(cè)試位置

國(guó)內(nèi)的測(cè)試指標(biāo)選取的是白度值，由白度計(jì)測(cè)得，而國(guó)外的測(cè)試指標(biāo)是三刺激Y值，即CIEY xy表色方法中的亮度因數(shù)，也是三刺激值中的一個(gè)參數(shù)。三刺激值用X（紅原色刺激量）、Y（綠原色刺激量）和Z（藍(lán)原色刺激量）表示，而Y也可單獨(dú)用來表示物體的明亮程度，也可以表征顏色深淺，Y值越大越淺。這個(gè)指標(biāo)的選取具有目測(cè)一致性較好，極少出現(xiàn)異常值，敏感性好得特點(diǎn)，由分光光度計(jì)測(cè)得，分光光度計(jì)需要滿足的最低規(guī)格也詳細(xì)地進(jìn)行了說明。需要注意的是，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中不僅就反射率的測(cè)量給定了規(guī)范，還對(duì)反射率測(cè)量?jī)x器、反射率范圍等都進(jìn)行了規(guī)范，特別規(guī)定污漬布的Y值要高于基布86%，以達(dá)到充分上污的效果。這樣便于不同產(chǎn)品之間進(jìn)行比較，這是國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)需要學(xué)習(xí)的地方。

表2列出了國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)反射值的具體要求，并要求制造商保證污漬均一的附著在污漬布上。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洗滌前后污漬布的反射值，都給出了規(guī)范，這樣有利于檢測(cè)污漬布是否具有足夠的穩(wěn)定性用來檢驗(yàn)產(chǎn)品的去污性能。這些數(shù)值規(guī)范了參考機(jī)器的洗滌程序、基本負(fù)載、洗滌劑、污漬布（構(gòu)成測(cè)試負(fù)載）和反射值測(cè)量。因此，可以用作實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試系統(tǒng)的一般認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并且可以用于評(píng)估各個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的其他不確定性，洗后比率的測(cè)試由參比機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑按照給定程序測(cè)得。而國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)未提及洗后污漬布需要達(dá)到的要求，這不利于評(píng)價(jià)污漬布是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中要求污漬布的標(biāo)記和附帶數(shù)據(jù)除了生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、無污染織物的反射值、污漬布（未洗）的反射值之外，還要有洗滌后的反射值，包括在60 ℃下在參考洗衣機(jī)中洗滌后，以及在40 ℃和60 ℃下用90 g標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑洗滌后，以及由此產(chǎn)生的比率。而國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)因未對(duì)洗后反射值做測(cè)試，所以也沒有相關(guān)要求。關(guān)于污漬布的保存條件和保質(zhì)期，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)只要求保質(zhì)期最長(zhǎng)不超過1年，其他的保存和運(yùn)輸條件建議用戶遵循制造商給出的建議。而國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)則是給出了不同污漬布的保質(zhì)期及儲(chǔ)存條件，對(duì)生產(chǎn)商要求污漬布需具備國(guó)家認(rèn)可資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)的合格證書。

表2 不同污漬布反射率要求

上述可以看出，國(guó)內(nèi)外的測(cè)試步驟和測(cè)量點(diǎn)略有差異，都是在整塊污漬布上選點(diǎn)測(cè)試，但國(guó)內(nèi)只對(duì)洗前污漬布測(cè)試規(guī)范，對(duì)洗后污漬布需要達(dá)到的水平未做規(guī)范。國(guó)外的污漬布產(chǎn)品對(duì)洗前和洗后的質(zhì)量都進(jìn)行了要求，這樣有利于生產(chǎn)質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。并且國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)不注重過程，而對(duì)結(jié)果要求明確，這一點(diǎn)從國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)生產(chǎn)商的不同要求可以看出，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)沒有諸多限制。這有利于科研人員或企業(yè)發(fā)散思維，制定高效的制備流程。而國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過程要求細(xì)致，若有企業(yè)或者科研機(jī)構(gòu)制作出符合標(biāo)準(zhǔn)中要求反射值的污漬布，但沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中的方法制作，是否還能得到資質(zhì)認(rèn)定是我們需要思考的。因此建議國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)也更多關(guān)注結(jié)果的一致性而不是方法的統(tǒng)一。

2.3 污漬布未來發(fā)展趨勢(shì)

去污性能測(cè)試的主要對(duì)象是污布，而污漬布的種類、沾污程度、方式及基布的確定，是整個(gè)去污力測(cè)定方法中的關(guān)鍵因素。不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)污漬布具有以下特點(diǎn)：①污漬種類較少，污漬成分復(fù)雜，且有的含有毒性，而生活中接觸的污漬種類多樣且成分較為單一；②基布單一，制作手法多為浸染，而實(shí)際生活中常見的污漬大多是局部沾染產(chǎn)生；③洗滌后質(zhì)量評(píng)價(jià)，目前僅在污漬布上取幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，不能反映污漬布的全部信息，特別是對(duì)于洗后污漬分布不均勻的情況；④負(fù)載布成分單一，而生活中會(huì)多種材質(zhì)混合洗滌；⑤整塊浸染的污漬量較大，對(duì)洗滌性能進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，將會(huì)導(dǎo)向各項(xiàng)指標(biāo)最大化，如洗滌時(shí)間最大化，洗滌劑添加最大化，而現(xiàn)代生活中產(chǎn)生的生活污漬量較小，繼續(xù)采用標(biāo)準(zhǔn)污漬布進(jìn)行洗滌性能的測(cè)試和優(yōu)化容易造成過洗情況，不利于節(jié)約能源。

因此，針對(duì)上述污漬布的問題，開發(fā)符合現(xiàn)代家庭和類似生活場(chǎng)景的污漬布，即污漬種類和基布多樣；污漬成分和沾染方式生活場(chǎng)景化，如菜肴沾染、酒水飲料、美妝產(chǎn)品等；洗滌用負(fù)載布成分多類；污漬量符合現(xiàn)代生活，不會(huì)過量；質(zhì)量評(píng)價(jià)包含污漬布全部信息，不會(huì)遺漏洗后污漬分布不均勻的信息，對(duì)去污力的測(cè)試和評(píng)價(jià)至關(guān)重要。

隨著現(xiàn)代文明的進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)生活水平有了更進(jìn)一步的需求，洗衣機(jī)產(chǎn)品也朝著精細(xì)化發(fā)展，如內(nèi)衣褲洗衣機(jī)和嬰幼兒產(chǎn)品等，針對(duì)這類產(chǎn)品進(jìn)行去污性能測(cè)試，先有的標(biāo)準(zhǔn)污漬布顯然不太符合要求。衛(wèi)生條件的提高導(dǎo)致現(xiàn)代人的衣物臟污程度降低，繼續(xù)利用現(xiàn)有污漬布來評(píng)判產(chǎn)品去污性能，容易導(dǎo)致過洗現(xiàn)象，這不符合節(jié)能減排的需求，根據(jù)上述問題，制定新的污漬布標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)新的污漬布是很有必要的。

3 結(jié)語

除標(biāo)準(zhǔn)外，現(xiàn)有文獻(xiàn)中關(guān)于實(shí)際污漬布的制備工藝、流程、污漬的用量均不一致，造成實(shí)際污漬布的獲取具有偶然性與不確定性，且通常不具有可比性。因此，需要將實(shí)際污漬布進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，采用標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)際污布評(píng)估洗凈性能，有利于行業(yè)之間進(jìn)行對(duì)比。對(duì)國(guó)內(nèi)外污染布標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有污染布存在一些問題，對(duì)現(xiàn)代去污新產(chǎn)品的評(píng)價(jià)不太適用，因此后續(xù)可針對(duì)上述問題進(jìn)行開發(fā)研究，制定更加符合現(xiàn)代生活的污漬布標(biāo)準(zhǔn)。