用新开发的WMS试验布评价洗涤作用力

2012-01-10日本樟阴女子大学小林政司

中国洗涤用品工业 2012年6期

日本樟阴女子大学小林政司

用新开发的WMS试验布评价洗涤作用力

日本樟阴女子大学小林政司

本文在Terg-0-Tometer去污机上比较了WMS试验布（日本纤维评价技术协会）与改性MA试验布以评价洗涤作用力的有效性，确认了WMS布与MA布对低机械力有相当的灵敏度。在30min内，是否添加洗涤剂和所添加洗涤剂的类型对WMS值几乎没有影响；在40～60℃时，WMS值几乎不受影响。因此，WMS方法是评价正常洗涤条件下洗涤作用力的实用方法。

洗涤作用力；全棉印花色布；WMS试验布

洗涤是被洗涤的物体受到物理作用的过程。在此过程中，被洗物的表面会发生摩擦、弯曲和伸长等综合作用，可能使织物发生损伤、劣化，并引起衣物风格的变化。洗涤效果随着洗衣机的机械力和温度、浴比、水硬度、洗涤剂浓度等不同而变化。被洗物受到的综合机械作用称为洗涤作用力。

日本标准JIS C 9606规定了洗衣机机械力的评价方法。该方法将湿污布上污染物质的脱落度（洗净度）与由标准洗衣机获得的洗净度进行对比，计算出洗衣机的洗净力（机械力）。其他国家也提出过测定洗涤作用力的方法，如丹麦技术研究所的MA法和近年来开发的EMPA（瑞士联邦材料研究所）Pokadot法等。但这些方法都是以较强洗涤作用力为对象的方法。对于娇贵衣服和毛衣，应进行轻柔洗涤或干洗等稳定洗涤。此时，这些方法未必适合用来测定洗涤作用力。

为了对稳定洗涤操作时被洗物所承受的洗涤作用力进行测定，日本纤维评价技术协会开发了针对全棉印花布的新洗涤作用力评价法——WMS（Washing Mechanical Action Scale）试验法。下面介绍WMS试验法以及在Terg-O-Tometer去污机上应用WMS试验布，评价洗涤剂和温度对WMS值的影响。

1. WMS试验法

WMS试验法的基布采用炭黑污染的绢网印花布作为试验布，通过洗涤操作中脱落的炭黑重量，求出洗涤前后WMS试验布的反射率差，然后计算出用于评价洗涤作用力大小的WMS值。

1.1 WMS试验布的制作

1.1.1 基布、染制污液及图案

WMS试验布的基布是JIS C 9606规定的金巾3号全棉布（东洋纺织公司庄川工场专门定制，精炼漂白处理）。基布用表1所示的染制污液，染成50mm×70mm的污布，然后按照图1的形式把WMS试验布裁成规格为30cm×20cm的5块。待污布干燥后，用蒸馏水浸渍除去多余的污液，再次风干后裁成50mm宽的布供试验使用。

1.1.2 染制条件

基布染制时，利用染制试验机100目绢网，按73g/m2的涂敷量，在4.0kg/cm2的压强下平涂刷一次，测得涂刷部分（图案）的明度指数L*值为40±2。

1.2 评价方法

在常规的去污机试验场合，一般把WMS试验布（宽50mm）用缝纫机缝在ISO6330规定的洗涤用负载布（聚酯纤维针织布，20±4cm×20±4cm，50±5g）上（图2）。试验结束后，用反射率计测定WMS的明度指数L*，将试验前、后的L*值的差ΔL*作为评价洗涤作用力的指标（WMS值）。

表1 染布污液的组成 / %wt

2. 洗净试验模型

为了进一步搞清WMS试验布的本质和性能，本研究提出了与1.2所示评价方法不同的洗净试验模型。

2.1 洗净试验方法

从图1所示的虚线位置裁取125mm×125mm的WMS试验布（以下称WMS试验布，见图3），同时用DTI的MA布裁出125mm×125mm的布片（以下称mMA，见图4），并在布片上开出5个35mm的圆形孔作为模拟MA布（以下称为mMA试验布）。此外，调整浴比时所使用的负载布是WMS试验布用基布（125mm×125mm）。

去污试验机为Terg-O-Tometer（大荣科学精密仪器TM-4），它是一种搅拌型机械。洗涤液量1dm3。用2块WMS试验布、1块mMA试验布及12块负载布（布重量33.3g），在浴比1∶30的条件下进行洗净试验。试验用洗涤剂有两种，一种是由日本纤维评价技术协会提供的JATET标准洗涤剂（以n-SAA为主活性物，碳数=12～15，含量18%，不含荧光剂），另一个为市售的合成洗涤剂（LAS＋AEO共25%，含荧光剂，花王公司出品）。

2.2 WMS值的计算

用分光测色计（Konica Minolta CM-2600d）对洗净前后WMS试验布的明度指数分别进行测量，装置的测定直径为8mm，视野10o，光源为D65。每次试验用2块WMS试验布，每块试验布测量5个点，共测量10个点。把10个点的L*平均值代入式(1)，求出WMS值。

式中，L*O代表洗涤前的明度，L*W代表洗涤后的明度

2.3 WMS值的测量

同一般的MA法一样，洗净试验结束后，从mMA的5个开口部分分解出纤维，数出未被切断的纤维数，把它的总数作为模拟MA值（mMA）。

3. 结果与考察

3.1 搅拌转速的影响

图5是在洗涤温度40℃，洗涤时间15min的条件下，测定搅拌转速（20，40，80，120rpm）对WMS值的影响。从图5看到：WMS值随着转速增加而增加，而且二者是近似的指数关系。因此，由WMS值表示的洗涤作用力随搅拌转速呈指数关系增减。

在泵机效率最理想（机械损耗小）的场合，动力按照搅拌转速的3次方增加。由于实际情况下动力会有所损失，而且Terg-O-Tometer反向运动的能量损失更大。因此，由WMS值表示的实际洗涤作用力对搅拌转速呈现出温和的增加趋势。在低转速直至120rpm的区域，基本呈现类似的指数关系，因而WMS试验布能够良好地反映洗涤作用力。

图6所示的是搅拌转速与mMA值的关系。在低转速时，mMA值较小；转速大时，mMA的增加率有变大的倾向。将之视为近似线性关系和近似指数关系都比较困难，在洗涤作用力小的场合，所获得的评价可能过小。在图6所示的场合，用WMS仍然得到近似指数的关系，其曲线与以搅拌转速减10为底数的指数呈现高相关性。

小林晃等人对两种不同试验布进行比较发现，评价洗涤作用力时，洗涤过程中的摩擦、弯曲、摔打、伸张等多种作用会对试验布的特性产生影响。在对一般洗涤条件下的洗涤作用力和比较弱的洗涤作用力进行比较时，WMS试验法表现出较好的吻合性。这在本次小规模试验中得到了证实。另一方面，mMA试验布对轻微摩擦力的影响感度较WMS试验布低（在前面的试验中已得到验证），而且搅拌转速为120rpm是强洗涤作用力的测定界限。

3.2 洗涤剂的影响

本研究在40℃、洗涤15min、搅拌转速80rpm的条件下，分别检验了不使用洗涤剂和使用不同种类的洗涤剂对WMS值的影响。图7的试验结果显示，在不使用洗涤剂以及分别使用JAFET标准洗涤剂和市售合成洗衣粉（标准使用量）3种条件下， WMS值均为0.75左右。这说明，在一般的洗涤时间范围内，洗涤剂的物理化学作用对WMS试验布影响很小。因此，利用WMS试验布进行洗涤作用力评价是合理的。

图8分别考察了使用JAFET标准洗涤剂和不使用任何洗涤剂的条件下，洗涤时间（7.5，15，30，60min）对WMS值的影响。洗涤时间在30min内时，有无洗涤剂对WMS值的影响很小；超过30min后，从WMS试验布上脱落的炭黑量趋于平衡，很难继续对洗涤作用力进行正确评价。因此，不论有无洗涤剂，30min是测定洗涤作用力的界限。

图9是有无洗涤剂对mMA影响的考察结果。由此显示，有无洗涤剂对mMA值的影响很小，即使洗涤时间达到60min，有无洗涤剂均表现出相似的mMA值。从这点来看，mMA用于评价单色洗净布的洗涤作用力是非常妥当的。因此，洗涤剂的存在减少了纤维间的摩擦，是造成mMA有轻微差异的原因。

3.3 洗涤温度的影响

为了考察洗涤温度的影响，本文研究了搅拌转速为80rpm时温度对WMS试验布、mMA试验布的影响（图10、图11）。对于WMS试验布，在60℃以下时温度对WMS值的影响很小，而在80℃的高温领域洗涤温度影响较大，在超过10min的各个时间点，WMS值的差异均在10以上。另一方面，对于重视物理现象的mMA试验布，温度对mMA的影响较小，在40℃和80℃均显示出同样的实验结果。

从mMA值来看，洗涤作用力随洗涤温度上升增加显著。在80℃的高温下， WMS用试验布上炭黑的附着牢度受温度的影响也非常大。