测试计量技术研究所

中国家用电器研究院

不同品牌的洗衣粉对滚筒洗衣机性能影响的研究

2017-07-18 15:16来源:家电科技作者:袁红月 李轶 胡威威 张晓网址:http://www.jiadiantech.org浏览数:741 

不同品牌的洗衣粉对滚筒洗衣机性能影响的研究

袁红月 李轶 胡威威 张晓

(中国家用电器研究院,100053)


摘要:本文以国家标准GB/T 4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》和JDYB 001-2010《洗衣机漂洗率》中的洗涤性能和漂洗性能检测方法为依据,探讨了不同品牌洗衣粉对于滚筒洗衣机性能的影响结果显示,相对于市售的各品牌洗衣粉,标准洗衣粉在使用过程中的泡沫偏少,其在洗净性能和漂洗性能上优势明显,但是在能效指标上稍显劣势。

关键词:洗衣粉,滚筒洗衣机,洗涤性能,漂洗性能


  Study Of Performance Of Drum Washing Machine Using Different Brands Of Detergents

Yuan Hongyue, Li Yi, Hu Weiwei, Zhang Xiao

(China Household Electric Appliance Research Institute, 100053)


Abstract: In this paper, we discussed the performance of drum washing machine affected by different brands of detergents according to the test methods of washing performance and rinsing performance which come from GB/T 4288-2008 Household and Similar Electrical Clothes Washers and JDYB 001-2010 Technical criterions for rinsing ratio of washing machine. Compared with these brands of commercially available washing powder, IEC-A* standard detergent has less foam, which has shown obvious advantages of washing performance and rinsing performance, but slight shortage of energy efficiency.


Key words: Washing powder, Drum washing machine, Washing performance, Rinsing performance


1.概述

自1904年汉高首次以硼酸盐和硅酸盐为主要成分发明洗衣粉以来,洗涤产品就一直没有停下进展的脚步。随着日化工业的飞速发展,除了表面活性剂之外,更多的活性成分,如:软化水的助洗成分[1]、酶制剂[2]、增白剂[3]等辅助成分被添加到洗衣粉之中,洗衣粉种类繁多功能复杂且日趋完善,随着环保意识的发展,无磷洗衣粉的市场份额急剧增加[4],洗衣粉的发展必须符合国家及市场的导向。

根据《2013-2017年中国洗衣机行业发展形势分析及投资前景预测分析报告》显示,随着家电下乡和扩大内需政策的开展,未来5年更多的家电流向农村市场,高效节能的家电被广泛关注,作为和洗衣机配套使用的洗涤剂对洗衣机能效的影响不言而喻。如今市场上洗涤产品种类繁多,功能多样,如何选择一款合适的洗涤剂是行业研究的热点[5]。因此,我们选择不同品牌的洗衣粉,通过对滚筒洗衣机洗净性能[6]、漂洗性能[7]、能耗等多方面实验,论述不同洗衣粉对于滚筒洗衣机性能的影响。


2.试验方案

2.1 试验材料及仪器

2.1.1洗衣粉

IEC-A*标准洗衣粉A,外资无磷洗衣粉B,外资无磷洗衣粉C,国产无磷洗衣粉D,国产无磷洗衣粉E。

2.1.2污染布

标准炭黑污染布(中国家用电器研究院)。

2.1.3洗衣机

国产滚筒洗衣机I(额定容量7kg),外资滚筒洗衣机II(额定容量7kg),每台洗衣机,每种洗衣粉测3次,取平均值。

滚筒参比洗衣机(额定容量5kg), 仅用于洗净性能参比。

2.1.4分析仪器

白度计(中国家用电器研究院),ZDJ-4A自动电位滴定仪(上海精密科学仪器有限公司)


2.2  试验方法

2.2.1能效指标

2.2.1.1耗水量(GB/T 4288-2008)

 式(1)

式中:

W—单位洗涤容量用水量,单位L/kg;

W1—在洗净性能试验全过程的用水量,单位L;

m—额定洗涤容量,单位kg。


2.2.1.2耗电量(GB/T 4288-2008)

 式(2)

式中:

E—单位洗涤容量用电量,单位kWh/kg;

E1—在洗净性能试验全过程总的用电量,单位kWh;

m—额定洗涤容量,单位kg。


2.2.1.3含水率(GB/T 4288-2008)

 式(3)

式中:

H—含水率;

M1—洗涤前干燥状态标准洗涤物质量,单位kg;

M2—脱水后标准洗涤物质量,单位kg。  


2.2.2洗净性能

2.2.2.1洗净率(GB/T 4288-2008)            

 式(4)

式中:

Dr—洗净率;

Rw—污染布洗净后反射率;

Rs—污染布洗净前反射率;

R0—原布反射率。


2.2.2.2洗净比(GB/T 4288-2008)

 式(5)

式中:  

C—洗净比;

Dr—被测洗衣机洗净率;

Ds—参比洗衣机洗净率。


2.2.3漂洗性能

2.2.3.1残留漂洗液相对碱度(GB/T 4288-2008)

 式(6)

式中:

min—代表完整洗衣程序结束后进行高速脱水取样的残留漂洗液;

Amin—残留漂洗液的相对碱度(相对于试验用水),单位mol/L;

Vmin—滴定残留漂洗液所消耗的盐酸的量,单位ml;

V0—滴定试验用水所消耗的盐酸的量,单位mL;

VS—残留漂洗液及试验用水的取样体积,一般取100mL;

CHCl—盐酸浓度,一般为0.1mol/L,需要准确标定。


2.2.3.2漂洗率(JDYB 001-2010)          

 式(7)

式中:

P—漂洗率;

min—代表完整洗衣程序结束后进行高速脱水取样的残留漂洗液;

max—代表洗涤程序结束后取样的洗涤液;

Vmin—滴定残留漂洗液所消耗的盐酸的量,单位ml;

V0—滴定试验用水所消耗的盐酸的量,单位mL;

Vmax—滴定洗涤液所消耗的盐酸的量,单位mL。


2.2.3.3洗衣粉残留量(JDYB 001-2010)    

 式(8)

式中:

Q—洗衣结束后,每千克干衣物负载对应的洗衣粉残留量,单位g/kg;

P—漂洗率;

H—含水率;

n—洗涤时放入的洗衣粉量,单位g;

μ—残留漂洗液的密度,近似取μ=1.0kg/L;

V—洗涤水量,单位L。


3.结果及讨论

选取5种洗衣粉分别在两台(不同品牌同规格)滚筒洗衣机中按照GB/T 4288-2008中的规定使用标准炭黑污染布进行洗净试验,洗涤程序使用标准程序,洗衣粉添加量均为70g,每组实验重复三次。试验过程中记录相关参数,用于计算耗电量、耗水量、含水率、洗净比、残留漂洗液相对碱度、漂洗率、洗衣粉残留量,通过以上参数来评价不同品牌洗衣粉对于滚筒洗衣机的影响。


3.1不同品牌洗衣粉对于洗衣机能效指标的影响

    能效指标主要包括耗水量、耗电量和含水率,以此来评价洗衣机的经济效率。由图3.1可知,不同洗衣粉的耗水量有明显不同,外资无磷洗衣粉C在节水方面的优势,可能与洗衣粉中表面活性剂有关。水的表面活性降低,导致耗水量降低。相对于其他洗衣粉,标准洗衣粉A在两台洗衣机上的耗水量都偏高,节水的优势不高。


                      图3.1  不同品牌洗衣粉耗水量图

Fig.3.1 Water consumption of different brands washing powder


    与耗水量相比,耗电量因洗衣机的不同而不同,由图3.2所示,滚筒洗衣机II因洗涤用水量大(见图3.1),洗涤程序中需要升温,故在一定程度上增大了耗电量。与标准洗衣粉A相比,各品牌洗衣粉洗涤过程中产生较多泡沫,在升温过程中,可以减少热损失,导致耗电量有所降低。


图3.2 不同品牌洗衣粉耗电量图

Fig.3.2 Power consumption of different brands washing powder

含水率是考察洗衣机脱水性能的重要指标,含水率越小,洗衣机脱水效果越好。由图3.3可知,除外资无磷洗衣粉C用于滚筒洗衣机I的含水率较高以外,不同洗衣粉对滚筒洗衣机的脱水效果并无明显区别。外资无磷洗衣粉C的高含水率主要由其高泡沫造成,较大的张力导致脱水不彻底。


图3.3 不同品牌洗衣粉含水率图

Fig.3.3 Water ratio of different brands washing powder

     

3.2 不同品牌洗衣粉对于洗衣机洗净效果的影响


    洗净效果是洗衣机最重要的性能评价指标,GB/T 4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》通过白度计测定污染布的反射率来洗净效果,洗净比越高,说明洗衣粉的去污效果越好。由图3.4可知,外资无磷洗衣粉C的洗净比在两台不同品牌的滚筒洗衣机试验中均处在劣势,和标准洗衣粉相比差距明显,经多次试验证明是由于该洗衣粉洗涤过程中存在的大量泡沫,减弱了衣物与滚筒之间的机械力,从而导致洗净效果不佳。标准洗衣粉A的洗净效果整体优于市售的各品牌洗衣粉。


图3.4 不同品牌洗衣粉洗净比图

Fig.3.4 Rate of washing ability of different brands washing powder


3.3不同品牌洗衣粉对于洗衣机漂洗性能的影响


洗衣机的漂洗性能主要通过残留漂洗液相对碱度(GB/T 4288-2008)、漂洗率(JDYB 001-2010)和洗衣粉残留量(JDYB 001-2010)来考察。一般而言,洗衣粉颗粒的溶解和溶液中有效成分的吸附性能都在一定程度上影响洗衣机的漂洗率。由图3.5可知,外资无磷洗衣粉C洗涤过的洗涤物残留漂洗液中的相对碱度明显高于其他几种洗衣粉,这说明该洗衣粉中成分一旦与洗涤物吸附后不容易解吸,最终留在洗涤物上的碱性成分较多,可能影响穿着者的舒适度。


图3.5 不同品牌洗衣粉相对碱度图

Fig.3.5 Relative alkalinity of different brands washing powder


    漂洗率通过比较漂洗前后洗衣粉的变化情况来考察洗衣机的漂洗性能,与相对碱度相比实验操作更加简单,且数据重复性好。理论上,在初始碱度相同的情况下(与主洗水量有关),漂洗率和残留漂洗液相对碱度是负相关的关系,漂洗率越高,残留漂洗液相对碱度越低。由图3.5和图3.6可知,不同洗衣粉对于滚筒洗衣机II的影响较大,尤其是外资无磷洗衣粉C在两台不同的滚筒洗衣机上性能差别较大,主要是由于主洗水量的差异造成。


图3.6 不同品牌洗衣粉漂洗率图

Fig.3.6 Rinsing ratio of different brands washing powder


洗衣粉残留通常与洗衣粉的助洗成分和洗衣机的漂洗能力有关,残留越低,洗衣机和洗衣粉的性能则越优秀。由图3.7可知,与标准洗衣粉A的残留量相比,外资无磷洗衣粉C的残留量过量明显,推测与该洗衣粉在洗涤过程中产生大量泡沫有关,泡沫表面张力会增加洗衣粉的去除难度,故导致过多的洗衣粉残留在洗涤物上。

图3.7 不同品牌洗衣粉残留图

Fig.3.7 Residues of different brands washing powder


    经过上述讨论可知,相对于市售的各品牌洗衣粉,标准洗衣粉在能效指标上没有优势,但是在洗净性能和漂洗性能上优势明显。未来还需要更多的研究来优化标准洗衣粉的成分,为洗衣机检测提供一个更好的标杆。

市售的洗衣粉普遍泡沫较多,这也迎合了消费者认为的泡沫多,洗得干净的普通心理作用。但事实上,洗净效果与泡沫多并没有直接的关系,相反,泡沫多会减低洗衣机的摩擦机械力,导致洗净效果变差;同时由于泡沫多,洗衣粉不易溶解,易残留,导致衣物上的洗衣粉残留增加。上述的试验数据也验证了这个结论。

合适的洗衣粉能发挥洗衣机的洗涤和漂洗性能,对于滚筒洗衣机,低泡沫高浓缩且颗粒溶解性好的洗衣粉是首选。


4.总结与展望


一百多年来,洗衣粉的发展经历了从无到有,从简单到专业的历程,随着人们生活水平的提高,家用电器的普及,单一功能的洗衣粉已经无法满足消费者“节能高效”需要。因此,研发适应不同洗涤方式的洗衣粉是未来洗衣行业发展的趋势。多种多样的洗衣方式和不同功能的洗衣粉能够给予制造商更加精准的产品设计,给予消费者更多的选择空间,同时也需要质量监督部门的大力配合,只有这样,才能不断创新,推动洗衣机和洗衣粉行业的飞速发展。


 

参考文献

[1]萧安民. 助洗剂的发展趋势. 日用化学品科学, 2000, 23(4):11~14

[2] 梁梦兰, 李清, 姚勇敢, 徐清, 张冬海. 诺维信酶制剂在无磷洗衣粉中的应用研究. 日用化学品科学, 2002, 25(1): 25~29

[3] 张彪, 梁斌, 张明玲, 何萍. 荧光增白剂在洗衣粉中的效能研究. 日用化学工业, 2002, 32(4): 75~78

[4] 姚晨之. 无磷洗衣粉的质量状况与洗衣粉标准的修订. 日用化学品科学, 2002, 25(5): 1~4

[5] 鲁建国. 洗衣粉在洗衣机中的使用与节能. 中国洗涤用品工业, 2010,2: 33~35

[6] GB/T 4288-2008《家用及类似用途电动洗衣机》.2008

[7] JDYB 001-2010《洗衣机漂洗率》. 2010





第一作者简介:袁红月,女,1990年,大学专科学历,2012年加入中国家用电器研究院,主要从事试验方法研究,检测工作。联系方式:18610284913,E-mail:18610284913@163.com