运动服清洗剂的开发研究
2017-08-16雷敏于文
雷敏,于文
(西安开米股份有限公司,陕西西安,710075)
运动服清洗剂的开发研究
雷敏,于文
(西安开米股份有限公司,陕西西安,710075)
本文简单总结了运动服装的性能要求、面料材质以及及时清洗的必要性,介绍了运动服清洗剂的配方组成,概述了运动服清洗剂的主要功效和研究的现实意义。
清洗剂;运动服;配方组成;功效
随着社会经济水平的发展,人民生活水平的提高和对健康生活的追求,近年来运动锻炼已成为主流意识,国家也大力倡导发展体育运动事业,全国兴建公共体育设施,除了以往传统的体育项目,室内健身房、户外运动更是在中国各城市盛行[1]。城市白领利用零散休息时间在健身房内进行运动锻炼;大热的户外运动项目主要包括自行车、徒步穿越、登山、徒手攀岩、野外露营等[2]。这种回归自然、远离城市喧嚣的生活方式使得人们在锻炼身体、陶冶情操的同时可以挑战自我、培养互助协作的团结精神,是一种健康积极的生活方式[3]。运动事业在中国兴起,配套的专业运动服装也越来越受消费者欢迎。
1. 运动服面料的特性[4-6]
运动时人体发热量大、汗液蒸发多,要求服装散热、透气性能良好;进行野外运动难免会遇到风雨、雪雾、寒冷大风的天气,因此,服装要有一定的防水、防风保暖性能;动作幅度的夸张,要求运动服还要有良好的抗拉伸和抗撕破性。这些性能要求从纺织技术的角度而言是非常苛刻的,甚至很多指标是相互抵触的,任何一种单一的天然或化学纤维都无法达到这些要求,只能通过多种纤维的复合以及多途径的化学整理来尽量达到这些功能。
从目前市场上热卖的运动服装来看,不管国际还是国内品牌,都追求在吸湿排汗上表现优异的面料。这类面料基本都属于化纤产品,其中以聚酯、聚氨酯居多。聚酯类,即涤纶,属于拒水性纤维,本身吸湿少,但是通过毛细效应,使它能够沿着纤维自身的孔隙、纤维与纤维之间的缝隙吸收并传导水分,因此,涤纶织物吸收汗液后,汗液的扩散速度非常快,并在织物的另一侧可以迅速蒸发掉,这样衣服不会有厚重感,使得运动能轻松自如。聚氨酯又叫氨纶,具有其他纤维无法比拟的优点,如比重轻、断裂强度高、断裂伸长高、弹性回复好等,因此,添加聚氨酯纤维制作的服装有良好的拉伸延展性,可以增加运动服的舒适感,常用于制作游泳、体操、高尔夫球等运动服装。
2. 运动服的清洗
当人们穿着有防水透气功能的运动服装,进行室内或户外的运动锻炼后,衣服上会有大量的汗渍皮脂,也会沾染泥土或油污;外界脏污及身体、毛发分泌的油脂汗渍会堵塞防水透气膜的微孔,降低运动衣的透气性能,使运动衣的吸湿排汗功能变差;另外,油污或雨水含有的酸性物质有腐蚀性,会加速功能性布料的老化、破坏压胶面,如果长时间不清洗,运动服装的使用寿命会降低。运动专用的服装使得人们的运动更加健康舒适,但是运动过后,如何正确清洗,则成为难题。专业的洗涤指导意见是必须使用中性的洗涤剂,最好是运动服专用的洗涤剂,冷水轻柔洗涤,勿浸泡。
目前,中国市场的洗衣液已经得到大力推广,并逐渐取代了一部分传统的洗衣粉,洗衣液的品类丰富,琳琅满目,大致可分为碱性洗衣液、含柔顺成分洗衣液、含氯洗衣液、含亮白成分洗衣液,但是,这几类洗衣液都不能用于清洁户外运动衣裤,会对布料的防水透气层造成损伤。柔顺剂可能会导致运动服的压胶条、贴合的薄膜与衬层之间的脱离;聚酯型及聚醚型氨纶丝均易受有效氯的损伤[7]。
3. 运动服洗涤剂
运动服洗涤剂应是中性配方,温和不刺激,绿色环保的洗衣液;它较普通洗衣液更易于洗去聚酯、聚氨酯面料上的污渍;不含柔顺亮白成分,不含氯,有效去渍的同时,保护衣物的功能性涂层;可以应用于各类运动服、风衣以及弹性纤维、涤纶和其他混合织物等的洗涤。其配方构成主要包括以下几个方面:
3.1 表面活性剂[8,9]
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),其亲水基团是由—SO4Na和聚氧乙烯醚中的—O—基两部分组成,具有更优越的溶解性和表面活性,且抗硬水性大大增加,抗硬水性依次为AES>AOS>FAS>LAS。AES具有良好的溶解、抗硬水和润湿力的性能,刺激性低,可用于配制轻垢、重垢洗涤剂。
脂肪酸甲酯磺酸钠(MES),是以天然植物油或动物油为原料制成的阴离子表面活性剂,具有良好的去污性、钙皂分散性、乳化性、增溶性,生物降解性良好,对硬水不敏感,低刺激、低毒。其主要用于生产各种洗涤用品,可替代部分烷基苯磺酸钠和三聚磷酸钠,制作低磷或无磷洗涤剂。
脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO,脂肪醇的碳原子数为C12~C14)是最重要的一类非离子表面活性剂。分子中的醚键不易被酸、碱破坏,所以稳定性较高,水溶性较好,耐电解质,易于生物降解,泡沫小。AEO与其他表面活性剂的配伍性好,对硬水不敏感,低温洗涤性能好,但随着水温的升高,其溶解度会逐渐降低。在pH为3~11,AEO水解稳定。AEO7~10具有良好的润湿、乳化、去污等性能,用作洗涤剂的活性物。
烷基糖苷(APG)是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的,是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂,是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。APG表面活性高,去污力强,作用温和,可溶性及稳定性好,对皮肤无刺激,生物降解迅速彻底,与阴离子、非离子表面活性剂复配具有协同效应,能提高体系的表面活性,显著改善配方的温和性,还具有一定的抗菌活性[10]。
脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)是一种非离子表面活性剂,与传统的脂肪醇乙氧基化物相比,具有杰出的渗透性能,优良的洗涤和乳化能力,增溶性好。在水中不会形成凝胶,即使在冷水中也可快速溶解,而且泡沫会迅速破裂,另外,在冬季它仍具有很好的流动性,易于配制样品。
3.2 亲水改性共聚物[11,12]
为实现运动服洗涤剂针对性地去除聚酯/聚氨酯布料上的污渍,又能与纤维分子结合形成保护膜,使得油污粉尘污渍二次沉积时与布料的作用力减弱,利于二次洗涤,可以采用以聚乙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷等亲水基团改性的聚酯共聚物,它具有亲水性和疏水性,和表面活性剂兼容性良好,可以得到水基的透明配方。
亲水基团改性的聚酯共聚物对于以聚酯、聚氨酯类纤维混合其他纤维制成的防水面料有更好的润湿性,能促进污垢、汗渍与洗涤剂的快速充分的作用,使得聚酯纤维上的去污变得容易,尤其是对脂类污垢的洗涤效果更加明显;改性的聚酯共聚物还能与疏水纤维分子结合,形成一层保护膜,阻碍污渍与纤维的直接接触,使得污渍与纤维间作用力减弱,实现洗涤去污更容易。此外,该共聚物还可以降低聚酯、聚氨酯类运动服的静电现象,使得穿着更舒适。
3.3 螯合剂
柠檬酸钠是安全无毒,生物降解性好,易溶于水,对钙离子、镁离子具有良好的螯合能力,从而降低水硬度;聚丙烯酸钠无毒、易溶于水,能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶分散于水中不沉淀,达到阻垢的目的;马来酸-丙烯酸钠的热稳定性高,能够分散水中的碳酸盐,能良好地抑制水垢的生成,常用作螯合分散剂。
3.4 抑菌剂[13]
聚六亚甲基盐酸双胍(PHMB)属于阳离子类聚合物,能在物品表面吸附形成一层阳离子持续较长时间的抑菌。PHMB易溶于水,且水溶液无毒,不含碘、氯、醛等有害物质。其白鼠急性经口毒性实验LD50>5000 mg/kg,属于实际无毒级产品,而且PHMB的杀菌效果受环境温度、pH和有机物等的影响较小,被公认为21世纪最安全的广谱、高效抗菌剂。
3.5 辅助组分
需要添加氯化钠或无水硫酸钠以增加产品的黏度,从而,提高洗涤剂的质感,方便消费者倾倒使用[14]。 另外,为了更有效的去除运动服上的残留汗臭异味,额外添加了去异味的组分。
4-乙基-4-大豆基硫酸乙酯吗啉通过配位或中和有异味的有机分子,实现去除异味的效果,它完全溶于水,不需要任何附加的增溶剂;可生物降解,安全环保。蓖麻油酸锌是一种高效环保的新型除臭物质,通过活化的锌原子与臭味中的氮、硫原子形成很强的化合键,从而彻底消除臭味[15]。蓖麻油酸锌无毒,残留物对人体无害[16],易生物降解,可直接溶于水中。这两种除异味剂对生活中常见异味如油烟味、烟草味、人体的汗臭、体臭、霉味等均有强力的消除效果。
4. 结语
运动服装的面料基本上是以聚酯、聚氨酯为基体或包含改性聚氨酯涂层,而普通的中性洗衣液对这类面料上的污渍特别是脂类污垢洗去能力差。本土日化企业推出的专用洗衣液的对象主要有婴幼儿专用、内衣专用、丝毛专用、羊绒专用,几乎没有专门用于清洗运动服的洗衣液,所以,开发一款运动服洗衣液具有实际应用价值和现实意义。
文中介绍的运动服洗涤剂,是以阴离子和非离子表面活性剂为主要的去污渍成分,温和不刺激,绿色环保的洗衣液;特别添加抑菌成分和去味成分,抑菌除臭;添加特殊的亲水亲油聚合物,有助于洗去聚酯、聚氨酯面料上的污渍,并且能与化纤分子结合形成保护膜,利于污渍的二次洗涤;不含亮白、柔顺成分,不损伤功能性涂层;去渍清洁的同时,保护衣物,保持各类运动衣的透气透湿性,为消费者提供专业运动服用洗涤剂。
[1] 王立平, 孙妍, 王磊. 当前我国大众户外运动发展现状研究[J]. 山东体育学院学报, 2012, 28(4): 19-23.
[2] 李久全, 高捷. 我国户外运动产业发展现状与对策研究[J]. 北京体育大学学报. 2008, 31(12): 1625-1627.
[3] 亓冉冉. 我国户外运动发展现状与对策研究[D]. 中国地质大学(北京), 2013.
[4] 杨银英, 孟家光. 浅谈户外运动服装用功能性面料[J]. 国际纺织导报, 2009, (11): 63-66.
[5] 胡洛燕, 王秀娟. 运动服装材料分析研究[J]. 山东纺织经济, 2009, (1):78-82.
[6] 吴佳莲. 专业运动服面料发展趋势的探讨[J]. 天津纺织科技, 2012, (3):16-19.
[7] 王建明, 陈章霖, 沈淦清. 有效氯对氨纶损伤机理的探讨[J]. 北京服装学院学报, 1994, 14(1): 57-62.
[8] 赵国玺, 朱步瑶. 表面活性剂作用原理[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2003.
[9] 王培义, 徐宝财, 王军. 表面活性剂---合成 性能 应用[M]. 北京:化学工业出版社, 2007: 32-96.
[10] 王军. 烷基糖苷及衍生物[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2000: 1-27.
[11] Frank Hulskotter, Stefano Scialla, Brian Joseph Loughnane, etc. Cleaning compositions containing a polyetheramine, a soil release polymer, and a carboxymethylcellulose[P]. 美国, US 9193939 B2, 2015-11-24.
[12] Robert John Carswell, Dirk Fischer, Thomas Lindner, etc. Alkaine liquid laundry detergent compositions comprisin polyesters[P]. 美国, US 9365806 B2, 2016-6-14.
[13] 张晓玲, 孙晔, 董晓峰. 盐酸聚六亚甲基双胍消毒剂杀菌性能的试验观察[J]. 中国消毒学杂志, 2011, 2(28): 139-140.
[14] 熊远钦, 罗帅. AES、6501、NaCl对液体洗涤剂粘度影响的研究[J].日用化学工业, 1998, 2(1): 19-21.
[15] 姚永丽, 等. 蓖麻油酸锌酯在除臭上的应用. www.docin.com/ p-920008012.html , 2014-9-22.
[16] 李官贤, 张华山, 李慧琴. 蓖麻油酸锌除臭效果及毒性观察[J]. 重庆环境科学, 1999, 1(21): 31-34.
The Development and Research on Sportswear Detergent
Lei Min, Yu Wen
(Xi’an Kaimi Co., Ltd., Xi’an, Shannxi 710075, China)
The performance requirements and fabric material of sportswear were introduced briefly while the necessity of cleaning the soiled sportswear timely was briefed in the paper too. The formula composition of sportswear detergent was described. The main function of sportswear detergent and practical significance of the study were summarized finally.
detergent; sportswear; formula composition; function
TQ649
A
1672-2701(2017)07-42-04