日本樟陰女子大學(xué) 小林政司

用新開發(fā)的WMS試驗(yàn)布評價洗滌作用力

日本樟陰女子大學(xué) 小林政司

本文在Terg-0-Tometer去污機(jī)上比較了WMS試驗(yàn)布（日本纖維評價技術(shù)協(xié)會）與改性MA試驗(yàn)布以評價洗滌作用力的有效性，確認(rèn)了WMS布與MA布對低機(jī)械力有相當(dāng)?shù)撵`敏度。在30min內(nèi)，是否添加洗滌劑和所添加洗滌劑的類型對WMS值幾乎沒有影響；在40～60℃時，WMS值幾乎不受影響。因此，WMS方法是評價正常洗滌條件下洗滌作用力的實(shí)用方法。

洗滌作用力；全棉印花色布；WMS試驗(yàn)布

洗滌是被洗滌的物體受到物理作用的過程。在此過程中，被洗物的表面會發(fā)生摩擦、彎曲和伸長等綜合作用，可能使織物發(fā)生損傷、劣化，并引起衣物風(fēng)格的變化。洗滌效果隨著洗衣機(jī)的機(jī)械力和溫度、浴比、水硬度、洗滌劑濃度等不同而變化。被洗物受到的綜合機(jī)械作用稱為洗滌作用力。

日本標(biāo)準(zhǔn)JIS C 9606規(guī)定了洗衣機(jī)機(jī)械力的評價方法。該方法將濕污布上污染物質(zhì)的脫落度（洗凈度）與由標(biāo)準(zhǔn)洗衣機(jī)獲得的洗凈度進(jìn)行對比，計(jì)算出洗衣機(jī)的洗凈力（機(jī)械力）。其他國家也提出過測定洗滌作用力的方法，如丹麥技術(shù)研究所的MA法和近年來開發(fā)的EMPA（瑞士聯(lián)邦材料研究所）Pokadot法等。但這些方法都是以較強(qiáng)洗滌作用力為對象的方法。對于嬌貴衣服和毛衣，應(yīng)進(jìn)行輕柔洗滌或干洗等穩(wěn)定洗滌。此時，這些方法未必適合用來測定洗滌作用力。

為了對穩(wěn)定洗滌操作時被洗物所承受的洗滌作用力進(jìn)行測定，日本纖維評價技術(shù)協(xié)會開發(fā)了針對全棉印花布的新洗滌作用力評價法——WMS（Washing Mechanical Action Scale）試驗(yàn)法。下面介紹WMS試驗(yàn)法以及在Terg-O-Tometer去污機(jī)上應(yīng)用WMS試驗(yàn)布，評價洗滌劑和溫度對WMS值的影響。

1. WMS試驗(yàn)法

WMS試驗(yàn)法的基布采用炭黑污染的絹網(wǎng)印花布作為試驗(yàn)布，通過洗滌操作中脫落的炭黑重量，求出洗滌前后WMS試驗(yàn)布的反射率差，然后計(jì)算出用于評價洗滌作用力大小的WMS值。

1.1 WMS試驗(yàn)布的制作

1.1.1 基布、染制污液及圖案

WMS試驗(yàn)布的基布是JIS C 9606規(guī)定的金巾3號全棉布（東洋紡織公司莊川工場專門定制，精煉漂白處理）?；加帽?所示的染制污液，染成50mm×70mm的污布，然后按照圖1的形式把WMS試驗(yàn)布裁成規(guī)格為30cm×20cm的5塊。待污布干燥后，用蒸餾水浸漬除去多余的污液，再次風(fēng)干后裁成50mm寬的布供試驗(yàn)使用。

1.1.2 染制條件

基布染制時，利用染制試驗(yàn)機(jī)100目絹網(wǎng)，按73g/m2的涂敷量，在4.0kg/cm2的壓強(qiáng)下平涂刷一次，測得涂刷部分（圖案）的明度指數(shù)L*值為40±2。

1.2 評價方法

在常規(guī)的去污機(jī)試驗(yàn)場合，一般把WMS試驗(yàn)布（寬50mm）用縫紉機(jī)縫在ISO6330規(guī)定的洗滌用負(fù)載布（聚酯纖維針織布，20±4cm×20±4cm，50±5g）上（圖2）。試驗(yàn)結(jié)束后，用反射率計(jì)測定WMS的明度指數(shù)L*，將試驗(yàn)前、后的L*值的差ΔL*作為評價洗滌作用力的指標(biāo)（WMS值）。

表1 染布污液的組成 / %wt

2. 洗凈試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h2>

為了進(jìn)一步搞清WMS試驗(yàn)布的本質(zhì)和性能，本研究提出了與1.2所示評價方法不同的洗凈試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

2.1 洗凈試驗(yàn)方法

從圖1所示的虛線位置裁取125mm×125mm的WMS試驗(yàn)布（以下稱WMS試驗(yàn)布，見圖3），同時用DTI的MA布裁出125mm×125mm的布片（以下稱mMA，見圖4），并在布片上開出5個35mm的圓形孔作為模擬MA布（以下稱為mMA試驗(yàn)布）。此外，調(diào)整浴比時所使用的負(fù)載布是WMS試驗(yàn)布用基布（125mm×125mm）。

去污試驗(yàn)機(jī)為Terg-O-Tometer（大榮科學(xué)精密儀器TM-4），它是一種攪拌型機(jī)械。洗滌液量1dm3。用2塊WMS試驗(yàn)布、1塊mMA試驗(yàn)布及12塊負(fù)載布（布重量33.3g），在浴比1∶30的條件下進(jìn)行洗凈試驗(yàn)。試驗(yàn)用洗滌劑有兩種，一種是由日本纖維評價技術(shù)協(xié)會提供的JATET標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑（以n-SAA為主活性物，碳數(shù)=12～15，含量18%，不含熒光劑），另一個為市售的合成洗滌劑（LAS＋AEO共25%，含熒光劑，花王公司出品）。

2.2 WMS值的計(jì)算

用分光測色計(jì)（Konica Minolta CM-2600d）對洗凈前后WMS試驗(yàn)布的明度指數(shù)分別進(jìn)行測量，裝置的測定直徑為8mm，視野10o，光源為D65。每次試驗(yàn)用2塊WMS試驗(yàn)布，每塊試驗(yàn)布測量5個點(diǎn)，共測量10個點(diǎn)。把10個點(diǎn)的L*平均值代入式(1)，求出WMS值。

式中，L*O代表洗滌前的明度，L*W代表洗滌后的明度

2.3 WMS值的測量

同一般的MA法一樣，洗凈試驗(yàn)結(jié)束后，從mMA的5個開口部分分解出纖維，數(shù)出未被切斷的纖維數(shù)，把它的總數(shù)作為模擬MA值（mMA）。

3. 結(jié)果與考察

3.1 攪拌轉(zhuǎn)速的影響

圖5是在洗滌溫度40℃，洗滌時間15min的條件下，測定攪拌轉(zhuǎn)速（20，40，80，120rpm）對WMS值的影響。從圖5看到：WMS值隨著轉(zhuǎn)速增加而增加，而且二者是近似的指數(shù)關(guān)系。因此，由WMS值表示的洗滌作用力隨攪拌轉(zhuǎn)速呈指數(shù)關(guān)系增減。

在泵機(jī)效率最理想（機(jī)械損耗小）的場合，動力按照攪拌轉(zhuǎn)速的3次方增加。由于實(shí)際情況下動力會有所損失，而且Terg-O-Tometer反向運(yùn)動的能量損失更大。因此，由WMS值表示的實(shí)際洗滌作用力對攪拌轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)出溫和的增加趨勢。在低轉(zhuǎn)速直至120rpm的區(qū)域，基本呈現(xiàn)類似的指數(shù)關(guān)系，因而WMS試驗(yàn)布能夠良好地反映洗滌作用力。

圖6所示的是攪拌轉(zhuǎn)速與mMA值的關(guān)系。在低轉(zhuǎn)速時，mMA值較??；轉(zhuǎn)速大時，mMA的增加率有變大的傾向。將之視為近似線性關(guān)系和近似指數(shù)關(guān)系都比較困難，在洗滌作用力小的場合，所獲得的評價可能過小。在圖6所示的場合，用WMS仍然得到近似指數(shù)的關(guān)系，其曲線與以攪拌轉(zhuǎn)速減10為底數(shù)的指數(shù)呈現(xiàn)高相關(guān)性。

小林晃等人對兩種不同試驗(yàn)布進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，評價洗滌作用力時，洗滌過程中的摩擦、彎曲、摔打、伸張等多種作用會對試驗(yàn)布的特性產(chǎn)生影響。在對一般洗滌條件下的洗滌作用力和比較弱的洗滌作用力進(jìn)行比較時，WMS試驗(yàn)法表現(xiàn)出較好的吻合性。這在本次小規(guī)模試驗(yàn)中得到了證實(shí)。另一方面，mMA試驗(yàn)布對輕微摩擦力的影響感度較WMS試驗(yàn)布低（在前面的試驗(yàn)中已得到驗(yàn)證），而且攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm是強(qiáng)洗滌作用力的測定界限。

3.2 洗滌劑的影響

本研究在40℃、洗滌15min、攪拌轉(zhuǎn)速80rpm的條件下，分別檢驗(yàn)了不使用洗滌劑和使用不同種類的洗滌劑對WMS值的影響。圖7的試驗(yàn)結(jié)果顯示，在不使用洗滌劑以及分別使用JAFET標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑和市售合成洗衣粉（標(biāo)準(zhǔn)使用量）3種條件下， WMS值均為0.75左右。這說明，在一般的洗滌時間范圍內(nèi)，洗滌劑的物理化學(xué)作用對WMS試驗(yàn)布影響很小。因此，利用WMS試驗(yàn)布進(jìn)行洗滌作用力評價是合理的。

圖8分別考察了使用JAFET標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑和不使用任何洗滌劑的條件下，洗滌時間（7.5，15，30，60min）對WMS值的影響。洗滌時間在30min內(nèi)時，有無洗滌劑對WMS值的影響很??；超過30min后，從WMS試驗(yàn)布上脫落的炭黑量趨于平衡，很難繼續(xù)對洗滌作用力進(jìn)行正確評價。因此，不論有無洗滌劑，30min是測定洗滌作用力的界限。

圖9是有無洗滌劑對mMA影響的考察結(jié)果。由此顯示，有無洗滌劑對mMA值的影響很小，即使洗滌時間達(dá)到60min，有無洗滌劑均表現(xiàn)出相似的mMA值。從這點(diǎn)來看，mMA用于評價單色洗凈布的洗滌作用力是非常妥當(dāng)?shù)?。因此，洗滌劑的存在減少了纖維間的摩擦，是造成mMA有輕微差異的原因。

3.3 洗滌溫度的影響

為了考察洗滌溫度的影響，本文研究了攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm時溫度對WMS試驗(yàn)布、mMA試驗(yàn)布的影響（圖10、圖11）。對于WMS試驗(yàn)布，在60℃以下時溫度對WMS值的影響很小，而在80℃的高溫領(lǐng)域洗滌溫度影響較大，在超過10min的各個時間點(diǎn)，WMS值的差異均在10以上。另一方面，對于重視物理現(xiàn)象的mMA試驗(yàn)布，溫度對mMA的影響較小，在40℃和80℃均顯示出同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

從mMA值來看，洗滌作用力隨洗滌溫度上升增加顯著。在80℃的高溫下， WMS用試驗(yàn)布上炭黑的附著牢度受溫度的影響也非常大。

3.4 WMS與mMA值的相關(guān)性

在40℃、攪拌轉(zhuǎn)速80rpm、JAFET標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑（按標(biāo)準(zhǔn)用量）的條件下，對不同時間WMS值和mMA值的相關(guān)性進(jìn)行了考察。圖12的結(jié)果表明，WMS值與mMA值有很強(qiáng)的相關(guān)性。

表2 變動系數(shù)的測定結(jié)果

總之，WMS試驗(yàn)布、mMA試驗(yàn)布各有特點(diǎn)。在用于洗滌作用測定方面，二者都有十分優(yōu)秀的實(shí)用性。由圖12得到的mMA與WMS的近似關(guān)系式，可發(fā)現(xiàn)二者有一個10.3的常數(shù)，這與本文3.1中總結(jié)得出的數(shù)值幾乎完全一致。

在考察5個實(shí)測數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差（WMS試驗(yàn)布是2塊試驗(yàn)布的平均值）時，得到表2所示的變動系數(shù)。WMS試驗(yàn)布的變動系數(shù)比對應(yīng)的mMA試驗(yàn)布的變動系數(shù)小，因而不適用于織物的織線整數(shù)值機(jī)械作用的測定。不論哪種試驗(yàn)布，隨著洗凈時間的延長，其變動系數(shù)會減小，這是洗凈顏色下降所致。

4. 結(jié)論

本研究用Terg-O-Tometer考察WMS試驗(yàn)布的基本性能，得出了如下結(jié)論：

①與mMA試驗(yàn)布相比，WMS試驗(yàn)布更適合Terg-O-Tometer、攪拌轉(zhuǎn)速20rpm（即比較弱洗滌作用力）的評價。

②在60min的長時間洗滌中，不加洗滌劑及洗滌劑種類不同時，WMS值僅有小的差別；而在30min的洗滌中，二者的差別很小。就是說，試驗(yàn)時間達(dá)到30min就基本足以滿足測試要求了。

③80℃的高溫會獲得過大的評價，而在中低溫區(qū)域幾乎沒有影響。因此，WMS試驗(yàn)布在中低溫區(qū)域的洗凈中，適合作為小洗滌作用力的評價試驗(yàn)布。

岳霄 編譯自 日本《纖維消費(fèi)》2011.7