洗衣粉残留量洗衣机漂洗率检测方法解析

2010-03-17 15:41 来源:《电器》杂志

国家家用电器质量监督检验中心 张晓

随着绿色、低碳概念进人们的生活,洗衣机行业迎来了新一轮的技术创新。如何在日常使用中更好地实现节水节电,不仅是消费者最关心的问题,也决定着洗衣机生产企业在未来行业竞争中所处的地位。而作为产品质量标尺的洗衣机国家标准,完成对技术进步的同步跟进,也将面临很大考验。

漂洗性能,即洗衣机去除洗衣粉的能力,是洗衣机的重要性能之一。现行国家标准GB/T4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》是通过检测洗涤衣物残留漂洗液(高速脱水机脱出残留液)的碱度来确定洗衣机的漂洗效果。残留漂洗液碱度是指残留漂洗液含有的碱性物质的浓度,通过与盐酸发生酸碱中和反应计算出的具体值。由于碱性物质是洗衣粉的主要成分之一,在现行标准中,残留漂洗液碱度相当于洗衣粉指示剂,可以间接反映洗衣粉的残留量。

过量的碱性物质残留在衣物中会对人体皮肤产生危害,目前GB/T4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》规定洗衣机洗涤后的衣物上,残留漂洗液相对于试验(洗涤)用水碱度(作为计算基准)不应大于0.06×10-2mol/L。参照纺织品行业相关标准对衣物有害成分残留的要求,这个限值已经足够小,基本不会对人体肌肤造成伤害。

现行方法的不足及发展趋势

虽然残留漂洗液碱度可以直观地反映洗衣粉的残留量及其是否达到对人体产生伤害的量,但是并没有准确地反映出洗衣机去除洗衣粉的能力。目前,在洗衣机标准检测中,滚筒机与波轮机使用的标准洗衣粉、洗衣粉添加量和用水量并不相同,导致初始的洗涤液碱度相差甚远,前者的碱度是后者的3~4倍。而GB/T4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》却以同一残留漂洗液碱度限值来确定两种洗衣机是否合格,导致滚筒机必须去除比波轮机多几倍的洗衣粉,才能达到与波轮机相同的残留水平,这样得出的检测结果并不公平。

另外,残留漂洗液碱度的测量误差较大,在计算过程中需要精确测定盐酸的浓度,由于盐酸具有挥发性且使用浓度很小,使得监测数据不确定性很高,既加大了检测工作量,又影响了最终的残留漂洗液碱度数值的测定。

事实上,目前不仅中国面临洗衣机漂洗性能检测方法的困惑,世界各国都在寻找洗衣机漂洗性能检测的新方法。中国及IEC现行标准中使用的残留漂洗液碱度检测方法以及日本使用的氯化钠电导率检测方法,都存在诸多不足,在未来的技术更新中必然将退出历史舞台。

漂洗率检测方法的优势

针对现行漂洗性能检测方法的不足,我们提出了漂洗率概念。漂洗率,从含义上讲,反映了洗衣机去除洗衣粉的能力;从数学上讲,是单位1减去残留漂洗液碱度与洗涤液碱度比值获得的值。计算公式如下:

式中:

P—漂洗率;

Ar—洗衣结束后衣物中的残留漂洗液相对于试验用水(计算基准)的碱度,单位mol/L,这个参数就是现行标准中使用的限值参数;

Ar-max—是洗涤程序中添加洗衣粉后洗涤液相对于试验用水(计算基准)的碱度,单位mol/L。

假设添加的洗衣粉与残留在衣物中的洗衣粉所含有碱性物质的百分比一样,碱性物质量的变化比例就可以用来代替洗衣粉量的变化比例。

相对于残留漂洗液碱度(即Ar)检测方法,测定漂洗率具有一定优势。首先,漂洗率反映了一个过程,是一种初始状态与结束状态的比较,是一个相对值,能比较不同洗衣机的性能差异;而后者只是一个绝对值,只反映结束状态,仅仅考虑对人体的伤害,没有考虑洗衣机的差别。

其次,Ar与Ar-max的计算中都有盐酸浓度这一项,二者在上式中正好是分子分母关系,在计算过程中可以消除盐酸浓度这项(前提是二者使用的盐酸浓度一致,这只需要保证使用的盐酸为同一瓶即可),所以对盐酸浓度的精度没有要求,大大减轻了试验工作量,提高了检测结果的准确性;而检测残留漂洗液碱度时要求盐酸浓度必须精确,才能获得准确的碱度结果。试验结果显示,漂洗率的数值精确度约是残留漂洗液碱度的5倍。

最后,虽然漂洗率是一个考察洗衣过程中洗衣粉变化的相对值,但是由于仍使用了Ar这个参数,意味着仍可使用Ar的限值来计算漂洗率的限值,这就保证了漂洗率也能反映洗衣粉残留量是否会对人体产生伤害。

漂洗率与洗衣粉去除率之间的关系

洗衣粉去除率是指洗衣机去除洗衣粉的量与添加洗衣粉的量的比值,计算公式如下,其中Q代表洗衣粉去除率。

与漂洗率相比,洗衣粉去除率可以更加直观地反映洗衣机漂洗性能,前者本质上是反映了洗衣粉中碱性物质的变化,后者反映了洗衣粉含量的变化。由于洗衣粉成分复杂,残留含量的计算只能通过对各种成分的变化进行数学推导获得,或者把衣物完全烘干来称量增加的质量。不可否认的是,这些方法的误差很大,数学推导需要很多假设条件,如果想完全烘干,由于洗衣粉残留量过小,称量过程操作难度大,也容易产生误差。因此,获得洗衣粉去除率的准确值基本是不可能的。

为了在试验上实现可操作性和高精度,必须尽量减少假设条件和数学换算,尽可能使用直接测量获得的第一手数据,只有这样获得的数据才具有可比性和重复性,才能保证按照此结果判定洗衣机漂洗性能是否合格的认证公平。漂洗率的碱度参数是可以通过直接测量而获得的,使得它在标准上的应用优势要大于洗衣粉去除率。当然,可以由漂洗率估算出洗衣粉去除率,进而计算出洗衣粉残留量,这些数据虽然不是精确值,但是仍可用于企业产品的宣传。

相较而言,漂洗率更适合作为国家标准判定洗衣机漂洗性能是否合格的指标,而洗衣粉去除率则只适合用作产品宣传的数据。

漂洗率的应用及前景

漂洗率和洗衣粉去除率可以建立数学关系式进行估算,故此随机抽取三类洗衣机各一台样本机,变换不同的漂洗率来计算洗衣粉残留量的对应值,进行一个直观的比较(由于样本机是随机抽取的,不具代表性,在此只是作为参考,详见表1)。

表1中的红色数字是根据现行标准规定的残留漂洗液碱度限值0.06×10-2mol/L,先计算出漂洗率限值,再估算出的洗衣粉残留量限值。实测的滚筒机每千克衣物残留约0.02g洗衣粉(表中蓝色数字,相当于一件150g的纯棉衬衫残留约0.003g洗衣粉,一件500g的纯棉床单洗涤后残留洗衣粉约0.01g)。实测的波轮机每千克衣物的洗衣粉残留量为0.1~0.2g,大概是滚筒机的10倍。虽然波轮机的洗衣粉残留量比较大,但是相对于衣物的重量仍是很小的值,并不会对人体造成伤害,这个比较结果说明随机抽取的滚筒机样本机比波轮机的漂洗效果好。

漂洗性能的检测结果对洗衣机生产企业和消费者都具有很大的指导意义。过去由于方法的不准确导致生产企业不能用检测结果指导产品设计,消费者也由于对学术定义的理解模糊而不能用检测结果指导消费和使用。但是,漂洗率数据结果的高精度及概念的简单易懂,将会改变目前漂洗概念模糊的状况,使得消费者在放置洗衣粉时就能够直接计算出洗衣粉残留量,指导消费者选择漂洗次数,从而达到节电、节水的目的。漂洗性能与洗衣机的节水节电效果有很大的相关性,精确的漂洗性能检测方法将帮助生产企业明确各功能操作之间的联系,量化各功能操作对节水节电效果的影响。比如,在保证漂洗效果的前提下,通过改变用水量、脱水转速、漂洗次数等来设计产品,并可以通过明示漂洗率来展示产品的漂洗能力,从而指导消费者使用,最大限度的实现节电、节水的目的。

通过漂洗率,消费者可以间接获知洗衣机的洗衣粉去除能力,从而根据添加的洗衣粉量来选择合适的洗衣程序,添加洗衣粉多则多漂,添加的少则少漂,实现使用过程中的节水节电。

另外,漂洗过程其实是一个同时去除洗衣粉和污物的过程,通过漂洗率,消费者还可得知大致的污物去除度,如果衣物不脏,添加的洗衣粉量少,完全可以自行减少漂洗次数。过去由于消费者对每次漂洗的效果没有数值上的概念,所有操作都是凭经验和感觉,若未来的洗衣机标明漂洗率和洗衣粉去除率,尤其是每次漂洗的去除效果,则可以让洗衣过程变得更加科学、环保。

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