蔡建春 鲍海洋

1.南京中竞科智能科技有限公司 江苏 南京 210000；2.南京奥联汽车电子电器股份有限公司 江苏 南京 210000

在经济社会快速发展的背景下，人们生活水平不断提升，并逐步实现了衣服从手洗到机洗的跨越。早期的洗衣机设计以衣物的自助清洗为目的，对于洗涤剂自动投放没有过多地关注。近年来随着洗衣机自动化程度的不断提升，自动投放洗净效果开始成为人们关注的热点。

1 洗衣机自动投放方式的影响

虹吸结构和泵结构是洗衣机自动投放装置中较为常见的两种类型。根据不同的工作方式，可以将泵结构进一步划分为蠕动泵、齿轮泵以及活塞泵等多种类型[1]。一般情况下，虹吸结构投放方式成本低，其缺点在于洗涤剂投放量不稳定。与之相对应的泵结构投放方式洗涤剂投放稳定、抽取量可控，但是缺点在于成本相对较高。其中蠕动泵投放方式流量精度较高、自吸能力强，但是噪音较高、功率较大；齿轮泵投放方式结构紧凑、流量精度较高、使用寿命长，但是自吸能力不足且噪音较高；活塞泵投放方式机构紧凑、流量精度高，但是机构相对复杂。与蠕动泵、齿轮泵相比，活塞泵流量-温度特性相对稳定，在此基础上结合洗衣机的衣物模糊称重技术，实现洗涤剂的准确投放，能够提高洗衣机的洗净率、降低衣物的洗涤剂残留，进而提升客户的洗衣体验。洗涤剂投放种类早期为自动投放洗衣液与手动投放洗衣粉，目前已经发展为自动投放洗衣液/柔顺剂/消毒液+手动投放洗衣粉。随着洗衣液普及率逐步提高，洗衣粉在家用洗衣行业被替代将成为大势所趋，因此洗衣机对自动投放的依赖就愈加重要。近年来，洗衣机的自动投放逐渐向组件化和模块化方向发展，由原来的泵单类零件逐步向储液盒、液位感应、进水系统、进水阀等集成模块系统化方向发展。从泵的需求以及发展趋势等角度来看，泵的性能将逐步提高并与非接触式液位传感器等混合应用。在自动投放模块化的发展的同时，也将逐步融入分配器盒自动推弹、工业设计等理念，使其更好地提升用户洗衣体验。

洗涤剂投放方式对于洗衣机自动投放洗净效果有着一定的影响。常见的洗涤剂方式有放入洗涤负载前放入洗涤剂、洗涤进水时放入洗涤剂、加入洗涤负载后在进水前放入洗涤剂以及将洗涤剂放入分配盒等等。实际应用发现，采用加入洗涤负载后在进水前放入洗涤剂的方式时，洗涤后会出现洗涤剂颗粒残留等现象。将洗涤剂放入分配盒的方式会受到洗涤盒大小的影响，部分全自动洗衣机不能全部放入洗涤剂，存在着洗涤结束后还有颗粒存留的现象。

2 洗衣液本身黏度的影响

对于液体洗涤剂来说，黏度是重要的理化评价指标。黏度的大小直接影响着洗涤液的产品质量。此外，越来越多的洗涤液对产品的透明度有一定的要求，为满足该需求很多洗涤液制造企业会调整原材料、复配比例，并增加适量的增溶剂。增溶剂可以有效提升洗涤液的透明度，但是会对洗涤液的黏度查收能耐影响。研究结果显示，在含量不超过1%的范围内，甲苯硫酸钠对洗涤液黏度的影响较小，随着添加量的增加，洗涤液黏度的降幅增大。甲苯硫酸钠对洗衣液透明度的影响较为明显，添加0.4%～0.5%的甲苯硫酸钠可以将浑浊的洗衣液透明化[2]。乙醇对洗涤液黏度的影响较为显著，乙醇用量与洗涤液黏度下降成线性变化关系。为了控制洗涤液的黏度指标，一般要求将乙醇的用量控制在3%左右，或者添加适量的氯化钠，提升洗涤液黏度。研究显示，氯化钠对洗涤液有一定的增稠效果，当氯化钠添加量达到0.2%时，洗涤液黏度就能够达到峰值。因此，在洗涤液生产过程中，可以通过添加0.1%～0.2%的氯化钠增加产品的黏度。与乙醇、氯化钠相比，在一定范围内，聚乙二醇对洗涤液黏度的影响较小。不同洗衣液的黏度不同，因此其洗净效果存在差异。即使是同种洗衣液，在不同温度下，黏度不一致，也会影响洗衣效果。

3 洗涤剂洗净率因素的影响

洗净率是洗衣机行业评价洗净效果的指标。洗净率评价指标会受到洗涤剂配方、洗涤温度、洗涤时间等因素的影响。

首先，洗涤剂配方设计的影响。随着科学技术水平的不断进步，洗涤用品逐步向多样化方向发展，其中高效、节水、节能、环保是未来洗涤品发展的主要趋势。洗衣粉作为一种传统的洗涤剂，含有占比超过40%的无洗涤作用的填充剂（元明粉），不仅容易造成资源的浪费，生产过程中还会导致粉尘污染等现象。与洗衣粉相比，以洗衣液为代表的洗涤剂用液态水代替固态的元明粉填充剂，具有生产工艺简单、性能温和、易于溶解、使用方便等优点，因此越来越受到人们的青睐。受洗涤剂配方设计的影响，不同洗涤剂的去污能力存在差异。在保留洗衣液性能温和、环保等优势的基础上，提升洗衣液的去污能力，是当前洗涤业重要关注的问题。

目前常见的洗涤剂构成原料为表面活性剂以及辅助剂，其中表面活性剂其主要构成部分。对于家用洗涤剂来说，活性剂分为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂以阳离子表面活性剂，尤其以前两者使用最多。阴离子与非离子表面活性剂的比值大小直接影响着洗涤剂的洗净效果。部分研究成果表明，当阴离子与非离子表面活性剂的比值为2:1时，去污指数高于其他配方的洗涤剂，去污力最强。由于洗涤剂是混合复配体系，不同组分之间不是简单的机械组合，相互之间会发生复杂的物理化学作用。如果洗涤剂复配科学，相互之间会产生协同作用，提升洗涤剂洗涤能力；反之当洗涤剂复配不当，相互之间会产生抵消作用，进而降低洗涤剂洗涤能力。当阴离子与非离子表面活性剂的比为2:1时，非离子表面活性剂插入到阴离子表面活性剂胶团中，会减弱阴离子表面活性剂之间的排斥力，此外受表面活性剂疏水链间的作用影响，二者更容易形成胶团，进而提升洗衣液的去污能力。研究发现，洗涤剂去污能力随着其浓度的增加而增加，但是当浓度增加到一定程度时，去污力增加幅度减弱。有学者通过试验发现对于特脏衣物，洗涤剂的最佳浓度为5g/L。除此以外，酶制剂在洗涤和纺织行业中广为应用。其中蛋白酶能够切断蛋白污渍中蛋白质的肽键，将长链蛋白分解成为若干个多肽；对于衣物上的油渍，脂肪酶可以将其转化为容易溶解于水的甘油、脂肪酸等物质；淀粉酶多用于去除衣物上的淀粉类污渍；纤维素酶能够降低衣物与污渍的结合能力，提升污渍的去除能力；衣物上的果汁污渍大多靠果胶酶作用去除。

洗涤剂行业在改进洗涤剂的过程中，除了提升其去污能力还注重节省洗涤时间，可以看出去污速度也是评价洗涤剂去污能力的重要影响因素。如果洗涤剂复配科学，洗涤剂去污曲线能够更好地表明渗透、增溶、卷离的整个去污过程。一般情况下，前15分钟为渗透—增溶过程中，接下来的15分钟为增溶—卷离过程，该过程中复配科学的洗涤剂去污指数更强，去污速度更快，并能够达到最高的去污比。除了去污能力、去污速度等评价指标以外，对衣物的损伤程度尤其是对有色衣物色牢度的影响也是重要的评价指标。不同洗涤剂对衣物的损伤程度不同。如果洗涤剂中含有大量的漂白剂和碱性物质，会在一定程度上影响衣物的色牢度。

其次，主洗时间的影响。以衣物主洗时间为研究对象，洗涤剂行业开展了大量的研究。有学者研究发现，随着主洗时间的增加，衣物洗净率呈现出先增加后减少的变化规律。有学者将转停比设置为15：10，分析不同时间的去污率变化，结果显示当洗涤时间为25-35分钟时，炭黑污渍和泥渍的去污率上升幅度最大。也有学者将转停比设置为10：10，将水温设置为40℃，转速为50转/分钟时，发现当洗涤时间为30-45分钟时，炭黑污渍的去污率上升幅度最大，当洗涤时间为45-60分钟时，洗净率不再变化。

第三，洗涤温度的影响。洗涤剂由多种成分混合而成，相互之间会发生复杂的物理化学作用，这种作用会受到温度变化的影响。针对该影响因素，业内人士有针对性地开展了系列研究。有学者研究发现，当温度由15℃增加到35℃时，洗净率一直增加；有学者研究发现，当温度由20℃增加到40℃时，皮脂、炭黑、蛋白等污渍的洗净率逐步增加，但是当温度由40℃增加到60℃时，上述三种污渍的洗净率几乎不变。

4 用户的感受差异

近年来，人们生活水平不断提升，消费逐步升级，对于洗涤产品的要求越来越高。受经济条件等环境因素的影响，不同用户的感受存在差异，对于洗衣机自动投放洗净效果的评价也会差异。此外，部分研究成果使用的污布种类有限，难以全面的反映人们日常生活中的真实污渍特点，影响了洗涤剂的真实评价效果。对于洗涤行业来说，关注多学科的结合，注重机械、化学、织物之间的作用效果，有助于促进高效的家庭洗涤。