防串色洗衣液的性能研究与研制

2010-09-15耿靖坤

中国洗涤用品工业 2010年3期

关键词：去污力护色白布

耿靖坤，马杰

（河南矛盾日化股份有限公司技术中心，河南开封 475004）

防串色洗衣液的性能研究与研制

耿靖坤，马杰

（河南矛盾日化股份有限公司技术中心，河南开封 475004）

对比现有市售抗染料迁移剂、固色剂，经配伍性及性能试验优选，研制出了高效防串色洗衣液。本实验选用PVP与CuSO4配伍，复配阴离子、非离子表面活性剂及助剂，本产品具有出色的抗染料迁移能力，并具有较佳的护色性能，使防串色性能与护色性能完美结合。

防串色；洗衣液；固色剂；抗染料迁移

随着人们洗涤习惯的改变，洗衣液时代正在来临。人们对洗衣液的期待很多，其诸多优点如省水省电、去污力高、节省资源等优点越来越受到人们的钟爱。但洗衣液主原料AES、AEO9具有很强的乳化、渗透力，用其洗涤深色衣物时容易串色、掉色，令消费者苦恼不已。

织物串色现象可归为两种：1）深色织物与浅色织物同时洗涤时，颜色由深色织物转移到浅色织物上；2）单一织物上不同颜色染料在表面活性剂作用下，出现由织物到溶液再到织物上的串染现象。如何在洗涤过程中控制织物褪色与防止溶液中脱失染料再沾染到织物上是本实验的重点。

衣物褪色的原因有以下几种：1）织物在印染过程中没有控制好工艺条件，造成染料固色不牢；2）洗涤剂中表面活性剂强的乳化、渗透力造成染料分子的脱失；3）日常生活中，日晒或多次洗涤等导致染料分子发生氧化反应或减弱其与织物的吸附牢度[1]。

当前洗涤剂行业多采用护色剂与表面活性剂搭配以增强洗涤剂的护色功能，护色剂有非离子型、阳离子型两类。非离子型护色剂主要通过在织物表面形成膜，可减少有色织物上染料分子的损失及白色织物沾附染料的量，这对衣物的固色及防串色有较好作用；阳离子型护色剂则通过与阴离子染料的络合，从而使有色织物上染料分子的吸附牢固度增加，还可络合溶液中已脱失的染料分子、增加染料分子的水不溶性，从而提高洗涤剂的固色及抗染料迁移性能。部分无机盐类固色剂也可提高染料的固色率，具有护色效果。

本实验通过对上述几类护色剂的固色及抗染料迁移功能进行对比及配方试验，从而确定在洗衣液中选用最佳的护色剂，并进行了洗涤性能测试和评价[2]。

1 实验部分

1.1 试剂仪器

CuSO4，分析纯；AES（70%）、AEO9，吉林石化；1831（十八烷基三甲基氯化铵）、D1821（双十八烷基二甲基氯化铵），江苏飞翔；CAB（椰油酰胺丙基甜菜碱）、阳离子CL、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）、C-14-S瓜尔胶，市售；COLOT QUESTXE色度仪，RHLQ-III型立式去污测定机。

1.2 实验用布

白布——采用灰分沉积用标准白棉布，经洗涤漂白后，作白布及进行染制有色布；色布——市售直接红、直接黑染料，采用浴比为10:1的3%NaCl煮沸30min染制红、黑色布。去污力试验采用JB01、JB02、JB03标准污布。

1.3 实验条件

固色及抗染料迁移试验条件：水温30±2℃，0.025%（以CaCO3计）硬水，转速120r/min；洗涤剂的质量分数0.2%，洗涤时间20min，6×6cm白布、色布各4块。去污力试验采用GB/T 13174-2003《衣料用洗涤剂去污力及抗污渍再沉积能力的测定》试验方法。

1.4 试验方法

白布及色布在洗涤前测量其色度值作为原始值，按1.3试验条件固色、抗染料迁移试验后，经漂洗10min，晾干后测量白布与色布的色度值。固色性能采取有色布在洗涤前后色度值差别ΔE来表示，色度差值越大表示色布褪色越明显，则该洗衣液固色效果越差；相反则固色性能好。抗染料迁移性能则以白布在洗涤前后其测量色度差值ΔE表示，值越小则表示从有色布上洗掉的染料分子经溶液迁移到白布上的量越少，该洗衣液的抗染料迁移效果越佳。

去污力性能是在标准条件下，通过JB01、JB02、JB03三种标准污布在洗涤前后Wr的差值经修正后的比值，对比标准洗衣粉而得。

2. 结果与讨论

2.1 不同表面活性剂的护色性能

本试验采用标准粉与市售较常见、去污性能强的阴离子（AES）、非离子（AEO9），按30%活性物设计不同比例配方的洗衣液，进行固色、护染料迁移性能测试对比，按AES/AEO9=100/0、50/ 50、0/100进行测试，以确定在洗衣液的常见原料中这两种有代表性的表面活性剂对护色性能的影响。试验配方见表1。

黑色布、红色布洗涤后ΔE由小到大（对应于洗衣液配方）为Δ E1≈ΔE2＜ΔE3＜ΔE4。结果表明，AEO9的固色效果差于AES，且随其配方量的增加，染料脱失的比例增加。这可能是因AEO9渗透力强、对染料分子与纤维的结合破坏作用强于AES之故。

白布洗涤后ΔE由小到大（对应于洗衣液配方）为ΔE4＜ΔE3＜ΔE2＜ΔE1。结果表明，AEO9在抗染料迁移方面作用优于AES。

本实验目的在于开展防串色性能的研究，因此优选配方4配制出具有较佳抗染料迁移性能的洗衣液，并进行下一步试验，优选不同护色剂在本配方基础上进行应用性能实验。

2.2 护色性能对比

选用市售护色剂、抗染料迁移剂与部分其他原料进行护色性能对比。经优选后的4#洗衣液配方与1831、D1821、C-14S、CAB、PVP、CuSO4原料进行复配，用洗衣液进行色布、白布混合洗涤试验，以优选最佳性能的原料，配方见表2。

2.2.1 结果与分析

黑色布、红色布在洗涤后ΔE由小到大对应于洗衣液配方为ΔE7≤ΔE5≤ΔE8≤ΔE10≤ΔE6≤ ΔE11≤ΔE9≈ΔE4，表明阳离子CL的有效成分聚乙烯亚胺与染料分子结合后，其络合物水溶性差，降低了有色布上染料的洗脱几率，因此具有非常佳的固色效果。其他阳离子如1831、D1821、瓜耳胶等原料都具有类似作用。CuSO4可与染料阴离子络合生成水不溶物，从而降低了染料在织物上的洗脱率，因此也可作为固色剂。

白色布在洗涤后ΔE由小到大对应于洗衣液配方为ΔE9≤ΔE10≤ΔE4≤ΔE6≤ΔE11≤ΔE5≈ΔE8 ≤ΔE7，表明PVP聚乙烯吡咯烷酮可与织物吸附形成油膜阻止染料分子的吸附，因此具有非常高的抗染料迁移效果。Cu2+可结合溶液中脱失的阴离子型染料生成水不溶盐，故CuSO4对染料分子的迁移及在白布上的吸附具有抑制作用。阳离子型原料具有很强的与织物的吸附力，造成串色现象明显。

表1 试验配方

综合以上两点，优选固色最好的阳离子CL及无机盐类固色剂CuSO4与抗染料迁移剂PVP进行配伍性试验及进一步的护色性能试验。

2.2.2 配伍性及用量对护色性能的影响

经各原料配伍性试验，阳离子CL与PVP配合时，必需有少量皂基与AEO9搭配才可满足与PVP配伍的要求。经护色试验，阳离子CL量在0.5～1.0%添加比例时，洗衣液配方固色性能较佳，但抗染料迁移性能非常差——消除了PVP作用。阳离子CL量在不低于1.5%添加比例时，配方固色性能非常好，抗染料迁移性能较好，但白布上会存在较少量染料，并随着洗涤次数的增加而变深。上述两种原料搭配性能较差，故放弃该配方搭配方案。

CuSO4与PVP配伍时，配方只需添加少量（0.05～0.2%）AES即可解决配方配伍性及透明度问题。CuSO4在0.5～1.0%配方比例时，固色与抗染料迁移性能较明显，其蓝颜色在洗后白布、色布上沾染少量（均不可见），与1% PVP配伍时，防串色性能尤佳，固色性能也有提高。故综合以上结果，本试验护色剂优选CuSO4与PVP。

2.3 试验配方

配制如下配方（见表3）以对比优选出的抗染料迁移剂PVP与固色剂CuSO4的使用性能。

2.3.1 色布固色实验结果

试验配方混合洗涤（红布、白布，黑布、白布）后红、黑色布固色实验效果（对比标准粉）结果见图1。

表2 试验配方

表3 试验配方

从图1可看出，12#、13#洗衣液洗后色布ΔE均大于标准粉，原因在于配方中大量非离子造成固色性能低于标准粉，而PVP的添加对固色效果无明显作用。14#洗衣液洗后色布ΔE小于标准粉，这与Cu2+和染料分子作用生成不溶盐、增强了染料分子的吸附牢度、从而减少机械洗脱有关。因此，配方中的CuSO4在洗涤时具有一定的固色作用。

2.3.2 白布的抗染料迁移实验

试验配方在白布上的抗染料迁移（对比标准粉）实验结果见图2。

从图2可看出，白布上ΔE由小到大对应于洗衣液配方为14#≤13#≤12#≤标准粉，说明添加PVP使洗衣液的防串色效果明显提高，添加CuSO4对洗衣液的抗染料迁移作用有部分提高。

2.3.3 去污力试验

表3所列试验配方与标准粉的去污力试验结果见表4。

从表4可看出，13#对比12#洗衣液，添加PVP的配方对皮脂污布去污力略有降低，原因可能为PVP在织物表面形成油膜，影响反射光强度。14#洗衣液为添加CuSO4的配方，比12#、13#配方去污力均有提高。这可能是因为CuSO4呈蓝色，其微量盐在织物上的存在使白度计在457nm波长光线反光时增加了蓝色光比例、起到了部分类似荧光增白剂的作用，故其去污力指标有部分增强，当然对洗涤剂是有利的。