薛 伟 由维山 孟丽君 姚晨之
1.中轻日用化学检验认证有限公司,山西太原,030001;2.全国表面活性剂和洗涤用品标准化技术委员会,山西太原,030001;3.国家洗涤用品质量监督检验中心,山西太原,030001
清洁产品主要功效是去除污垢,这一过程简称为去污过程。去污过程是指在摩擦、搅拌、加热等作用力的辅助下,由清洁用品中活性物将污渍从表面清除,使表面恢复洁净状态的过程。传统清洁产品,如洗衣粉、洗衣液、香皂、肥皂,能够较好地清洗织物使表面污垢去除,基本满足消费者的日常需求。然而,随着社会快速的发展变化,消费者的需求逐渐趋向于多元化,为了满足消费者各式各样的需求,生产企业调整产品线结构,定制化地向消费者提供能够更好解决日常生活、生产过程中棘手问题的功能性清洁产品。这些产品的面市,得到消费者的诸多好评。例如,长时间使用油烟机后,其表面会附着一层厚厚的重油垢,传统的清洁产品不能很好地清理这类污垢,而功能性清洁产品——厨房油垢清洗剂能够省时省力地将其高效清除,有效解决了生活中的棘手难题。
根据产品特点及应用领域的不同,对功能性清洁产品进行划分,详见图1。
图1 功能性清洁产品分类
从图1可以看出,功能性清洁产品可以分为皮肤清洁类、织物护理类、硬表面清洗类、食品相关产品以及其他类型。与传统产品相比,功能性皮肤清洁类产品主要侧重于对微生物的清除效果,包括“除菌”“抑菌”“抗菌”“杀菌”“灭菌”等[1]。常见的污垢,传统清洁产品能够将其有效去除;然而,对于墨渍、油渍、咖啡渍等顽固性污渍,去除效果不尽如人意。氧漂剂和氯漂剂等功能性织物护理类清洁产品,能够产生活性氧等物质,通过分解破坏污垢结构有效将其清除。硬表面清洗类产品则能够在不对表面造成损伤破坏的前提下去除表面各类污垢,这是传统清洁产品所不能够做到的,该类型产品极大程度上丰富了清洁产品的类别及应用范围。食品相关功能性清洁产品则是解决了传统家用清洁产品在工业上应用的问题,同时亦可显著降低使用成本。如饮料用瓶清洗剂不仅能够像餐具洗涤剂一样清除表面污垢,而且还能够将表面黏附的标签全部脱落,很大程度上提高企业工作效率。
在上述功能性清洁产品中,绝大多数已经有相应的产品标准,其标准化情况详见文献[1]。其中,部分产品标准中设置有去污力或者类似的性能指标,如厨房油垢清洗剂、饮料用瓶清洗剂等;部分产品则尚未规定,如洗手液等皮肤清洁类产品和氧漂剂等织物护理类产品。针对含有去污性能指标的功能性清洁产品,表1以表格的形式列出其对应标准、应用场景和作用对象。
表1中这些产品的应用场景是指其使用场所,如厨房油垢清洗剂适用于清洗厨房内油烟机、瓷砖等多种表面沉积的污垢。作用对象则是指在应用场景中附着的各类污渍,如饮料用瓶清洗剂不仅要清除瓶表面的残留污渍,还需要使其外表面的标签全部脱落。
表1 功能性清洁产品去污性能对应标准、应用场景及作用对象
在薛伟等[2]讨论洗涤用品去污力测定原理、评价方法、标准设备和样品等的基础上,本文以功能性清洁产品为研究对象,从标准化的角度来简要介绍其去污力测定,并对去污力评价中用到的标准设备和样品进行归纳整理。本文可以作为建立未来新剂型功能性清洁产品去污力评价方法的参考,大幅缩减制定周期,为将其纳入标准体系助力。
金属清洗剂主要用于清洁以金属材质为表面的各种设备器具,如工业设备,其去污力通常按照国家标准GB/T 35759《金属清洗剂》来进行。金属清洗剂按照组成的不同,一般可以分为水基型和溶剂型两大类,溶剂型产品在标准中未设定去污力相关指标。水基型产品则要求其“净洗力”(该表述更适合于这一类型的产品去污力评价)不低于80%。评价其净洗力时,首先将含有人工油污的不锈钢试片在(60±2) ℃的清洗剂溶液中浸泡一定时间,然后进行摆洗,最后用水摆洗,对比摆洗前后含有人工油污的不锈钢试片质量变化,以油污去除率衡量净洗力水平。在该过程中,用到具有固定配方的人工油污以及摆洗机,油污的配制质量以及摆洗机型号等均会对试验结果产生重要影响。人工油污配方以及摆洗机参数等信息详见下文,配制过程见GB/T 35759相关章节。
厨房使用过程中难免会有部分油烟飘逸并沉积于墙砖、橱柜等周围物体表面,时间久了会更加明显,厨房油垢清洗剂能够有效清洁这部分污垢,还厨房一片洁净空间。关于这一类型产品,目前有GB/T 35833《厨房油污清洁剂》和QB/T 4348《厨房油垢清洗剂》两个标准对其进行规范约束。在这两个标准中,均设有去污力指标并指定测试方法;不同之处在于,GB/T 35833仅提供测试方法,而QB/T 4348则规定其去污力≥80%。测定过程首先是将含有人工污垢的金属试片(1Cr18Ni9Ti,拉丝不锈钢)置于(35±2) ℃的试样中,浸泡一段时间后摆洗,最后用水摆洗。对比清洗前后含有人工油污的不锈钢试片质量变化,以油污去除率衡量去污力水平。该清洗过程、结果计算方式与金属清洗剂基本相同,清洗过程中用到的设备也大致类似。在含有人工油污试片的制备过程中,用到了多波长紫外恒温老化箱对试样处理老化,同时增加长时间的老化环节,制备步骤略微复杂一些。由于试验结果的影响因素较多,因此,试验过程需要同时进行至少6批次平行测定以保证可靠性。
汽车通常暴露于外部环境中,其表面很容易附着来自空气中的颗粒物等污垢。对该表面进行清洗时,需要用到汽车清洗剂,对该类型产品的相关规定见QB/T 4525《汽车清洗剂》。其中,清洗效率(即去污力)是重要项目之一,其意义为试样溶液清洗油污率与参比溶液清洗油污率之比,指标值要求不小于85%。该指标值要求大于等于参比溶液的85%,明显低于织物用洗涤剂、餐具洗涤剂等产品的规定[2]。试验过程的建立是模拟实际汽车清洗过程的,即:将涂有油污的铝合金试片浸泡于试样溶液中,用裹有海绵并提前浸湿的清洗头均匀拉动5个来回,用清水冲洗后干燥,以清洗效率表示去污效果。
QB/T 4532-2013《硬质地板清洗剂》规定用于清洁硬质地板类清洗剂产品,其中的去污力项目设定指标值为≥90%,即将涂覆有污垢的载玻片表面的污垢清洗至少90%。该过程用到人工污垢、摆洗机等,试验在(35±2) ℃下进行,过程及结果计算与厨房油垢清洗剂大致类似,仅是缺少用水二次摆洗环节。
日常生活中,为了符合可持续发展的基本策略,使用过的玻璃啤酒瓶等会回收再利用。清洁这些产品的清洁产品通常称之为饮料用瓶清洗剂,QB/T 2967《饮料用瓶清洗剂》对这一类产品进行明确规定。在该标准中,去污力是其主要性能测定项目之一,指标值为≥85%。在测定方法中,首先将人工标准污垢涂覆于载玻片规定区域内,然后将其浸入(85±2) ℃的试样溶液中,保持一定时间后摆洗,对比清洁前后含有人工油污的载玻片质量变化,以油污去除率衡量去污力水平。计算过程与前述金属清洗剂、厨房油垢清洗剂类似,但是,该过程中没有用水二次摆洗环节,而是在试样溶液中摆洗过后直接晾干。该试验同样需要同时进行6批次试验,与厨房油垢清洗剂相同。
食品相关设备在长时间使用后表面不可避免的会附着一层水垢,QB/T 4313《食品工具和工业设备用酸性清洗剂》中规定的产品[3]可有效解决这一问题。该标准规定产品去污力为试验过程去除污垢占附着污垢的百分率,指标值为≥90%。在清洗过程中,起主要作用的是其酸性组分,表面活性剂等物质起辅助作用。首先将固定配方的污垢试液在80℃分次附着于烧杯内壁,保证污垢附着量超过0.3 g;然后,用试样溶液在室温下浸泡附垢烧杯15 min,晾干后对比烧杯质量的变化,计算得到去污力。
食品加工厂,如果汁加工企业,其设备会较长时间处于酸性环境下,并可能有部分酸性物质沉积于设备表面,造成腐蚀等现象[3]。使用QB/T 4314《食品工具和工业设备用碱性清洗剂》中规定产品能够避免上述不良现象的发生。该标准中设置了去污力项目,含义为规定条件下从不锈钢试片上脱落的污垢占经清洗污垢总量的百分率,指标值为≥90%。在去污试验过程中,起主要作用的是其碱性组分,表面活性剂等物质起辅助作用。将不锈钢试片浸入固定配方的人工污垢试液中(60℃)保留1~2 s,取出后擦掉底边和侧边的污垢,即得试验污片。每个污片的污垢量应在0.3~0.5 g。将试验污片浸入(80±2) ℃试样溶液中浸泡1 min,然后摆洗13 min,取出后晾干,通过对比质量变化计算去污力。每次试验需同时进行3组,每组含有3片不锈钢试片,共计9片。
在上述不同的去污试验过程中,用到了人工油污等多种“标准样品”以及摆洗机等多种“标准设备”,其用量、用法、应用条件等各不相同。表2列出功能性清洁产品去污试验中主要的标准样品和标准设备,同时对其配方或参数进行简要归纳。
表2 功能性清洁产品去污力测定用标准设备和样品
功能性清洁产品是清洁产品体系顺应时代潮流演变后的产物,是更加贴近消费者实际生活的产品。作为传统清洁产品的衍生产品,其功能性强,指向性明确,已经得到市场积极的反馈信号。其去污力评价方法的建立更多地参考这些产品实际应用场景以及作用对象,更加科学地反映产品真实性能。随着社会的持续变迁发展,功能性清洁产品更新迭代加速,新剂型产品的不断涌现,功能性清洁产品去污力评价方法体系将会得到进一步充实,评价方法变得更加完善,消费者的需求亦会得到更大的满足。