羽绒洗涤剂的复配及其对羽绒洗涤效果的影响

张朝辉，刘新华，方寅春，朱文辉，陈 梅

(1.安徽工程大学 纺织服装学院，安徽 芜湖 241000；2.安徽方翔羽绒制品有限公司 技术部，安徽 宣城 242000)

羽绒因其卓越的强保暖性、高蓬松度及质量轻等特性，被广泛用于服装、寝具家纺、隔热材料等领域，并深受消费者喜爱[1-2]。随着生活质量的飞速提升，人们越来越关注羽绒制品的质量[3]。但近年来随着国内对羽绒原料需求量的大幅度提升以及饲养技术的进步，催生出了出栏周期仅需30 d左右的“速生鸭”，该种肉鸭产生的羽绒成熟率低、含脂率高，经清洗后易发生断枝、浮沉等问题，影响消费者的身体健康及消费体验[4-5]。同时，中国作为当前世界上最大的羽绒及羽绒制品生产国及出口国，面临着羽绒原料清洗、加工等诸多问题，也面临着越来越严苛的国内和国际质量检验标准的考验[6]。所以，提高羽绒原料的清洗质量，实现更高效、节能的洗涤过程是当前亟待解决的一大问题。

目前国内主要是通过蓬松度、耗氧量、清洁度、残脂率、保温性、气味等技术指标来评价羽绒质量[7-8]，且羽绒在作为填充物料前必须经过分毛、水洗、烘干、除尘等规范的处理工序以去除其油脂、细菌、粉尘等有毒有害杂质[9-10]。沈建华等[11]研究了洗涤温度、浴比对羽绒残脂率的影响，得出在洗涤温度为30 ℃、洗涤剂用量为3%、洗涤浴比为1∶20时，羽绒残脂率最低；曹宗华[12]通过对鸭鹅养殖过程的监控，发现素食为主且饲养周期长的鸭鹅绒，经水洗后能有效抑制其异味。由于当前市面上羽绒洗涤剂种类有限，购买渠道较窄，导致目前针对羽绒洗涤剂对羽绒水洗效果的研究较少。羽绒洗涤剂主要由表面活性剂及其他助剂构成[13]，本文复配了一种专用于羽绒洗涤的洗涤剂，通过改变相关成分含量最终探究出该羽绒洗涤剂的最佳配比，为羽绒洗涤剂的复配开拓了新的道路。

1 实验部分

1.1 实验材料

白鸭绒原料(由安徽方翔羽绒制品有限公司提供)；实验用超纯水由实验室纯水系统(赛多利斯)自制；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227，表面活性剂)、十二烷基磺酸钠(SDS，表面活性剂)、异构脂肪醇聚氧乙烯醚(1309，乳化剂)、十二烷基二甲基氧化胺(OA-12，分散剂)、椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB，去油剂)，均由上海阿拉丁化学试剂公司提供。

1.2 实验设备

S-4800型扫描电子显微镜(日本Hitachi公司);YG(B)606E型平板保温仪(大荣纺织仪器有限公司);HZK-FA2105型电子天平(福建华志电子科技有限公司);SHZ-28A型水浴恒温振荡器(常州金坛精达仪器制造有限公司)；DHG-9023型恒温鼓风干燥机(湖北科辉环试仪器设备有限公司)。

1.3 羽绒洗涤流程

称取30 g羽绒置入3 000 mL三角烧瓶中，向烧瓶中注入1 000 mL去离子水后加入总量为1 g的洗涤剂，在温度60 ℃下的水浴震荡器中浸泡20 min后震荡洗涤60 min，最后进行多次漂洗直至羽绒漂洗干净无任何泡沫，最后放入干燥箱内进行彻底干燥、打包。

1.4 羽绒洗涤剂配方

对表面活性剂、乳化剂、分散剂、去油剂进行复配，具体配方如表1所示。

表1 自制羽绒洗涤剂配方及用量比例

1.5 羽绒形貌表征及性能测试

(1)洗涤前后羽绒形貌表征。将水洗前后的羽绒纤维制样、喷金，用S-4800扫描电子显微镜分别观察洗涤前后羽绒纤维的形态结构，比较其变化。

(2)羽绒常规品质指标测试。参照GB/T 10288-2016《羽绒羽毛检验方法》，对比测试水洗前后羽绒的蓬松度、耗氧量、清洁度、残脂率。

蓬松度：先将羽绒样品打散、蒸汽还原、干燥，标准状况下平衡24 h，然后称取30 g处理后的样品，采用蓬松度仪测试其蓬松度，同一试样测试3次。

耗氧量：称取羽绒样品10 g，加入蒸馏水1 000 mL，振荡30 min后经过滤筛滤出废水作为测试样液。用移液管吸取100 mL测试样液于三角烧瓶中，加入2 mL浓度为3 mol/L的H2SO4后缓慢加入0.02 mol/L KMnO4溶液，耗氧量计算方法如式(1)所示：

耗氧量=(A-B)×80,

(1)

式中，A表示滴定100 mL样液消耗的KMnO4溶液体积(mL)；B表示空白对照样液消耗的KMnO4溶液体积(mL)。

清洁度：采用透明度计目视检测法。将羽绒水洗液倒入透明度计容器中，调节容器中水位升高至从圆筒顶部向下观察的十字线恰好消失。控制出水软管缓慢放出样液，直至黑色十字线再次出现，并恰好看清为止，然后记录此时液面在圆筒上的刻度，该刻度数值(单位mm)即该样品的清洁度。

残脂率：将羽绒样品烘至恒重后放入索式提取器内，以乙醚为萃取剂，经水浴加热、蒸发、冷凝、回流等过程，然后将留有油脂的接收瓶置于(105±2)℃的烘箱内烘至规定时间后，取出放入干燥器内，待完全冷却后进行称量，残脂率计算方法如式(2)所示：

(2)

式中，m1表示含有残脂的球瓶质量减去空瓶质量(g)；m2表示对照球瓶质量减去空瓶质量(g)；M表示羽绒试样质量(g)。

(3)保温性能测试。参照GB/T11048静态平板法，采用YG(B)606型平板式保温仪测试并对比水洗前后羽绒的保温性能，将10 g羽绒纤维装入30 cm×30 cm的纯棉布样袋，密封后平铺于规定区域内进行测试，测试温度(25±5) ℃，相对湿度为(65±5)%，测试3次，取平均值。

(4)气味及手感评价测试。在洁净和无异常气味的环境中进行气味测试，带上医用手套仔细嗅，给出气味评价。通过手对羽绒的揉、挤、压、掐，将其力学性能传递给大脑，大脑感知后的心理反应即为织物的基本手感。

2 实验结果与分析

2.1 羽绒形貌表征

洗涤前后羽绒的微观形貌特征如图1所示。由图1可见，在羽绒原料的绒丝及绒小枝中夹杂着诸如油脂、皮屑等杂质，而经过3种洗涤配方清洗并烘干后的羽绒均得到了较大程度的清洁，未见杂质附着其上，并且绒枝与绒丝之间的夹角依旧保持良好，未造成塌陷情况而导致羽绒蓬松度下降，羽绒均保持着较好的形态，证明该组自制的羽绒洗涤剂对羽绒原料的清洗效果较好。

2.2 羽绒品质指标测试

经过3种洗涤剂配方洗涤烘干后羽绒的蓬松度、耗氧量、清洁度、残脂率如表2所示。蓬松度反映了羽绒的弹性程度，是决定羽绒品质的关键所在，经配方2#洗涤后的羽绒蓬松度比配方1#、配方3#分别高出了4%、21%；耗氧量是在一定条件下测定一定量羽绒中还原性物质被氧化时所消耗氧的量，直接影响着羽绒细菌滋生等情况，经对比发现经3种配方洗涤后的羽绒均达到国标要求且测试结果相差不大；清洁度反映了羽绒中残留的杂质、灰尘以及游离物的含量，同样直接影响着消费者的身体健康，从清洁度测试结果来看，配方3#优于配方2#，配方1#次之，但总体水平相差不大；残脂率指羽绒中油脂含量的高低，对于羽绒的保暖性、气味等都有着重要影响，经配方2#洗涤后的羽绒残脂率最优，达到0.983%，配方1#为1.196%、配方3#为1.093%，但均在国标范围内。综上可知，这3种配方的洗涤剂均可对羽绒原料达到有效的清洗效果，其中，配方2#的清洁效果最为出色。

表2 3种配方洗涤后羽绒样品的品质指标

2.3 羽绒保温性能测试

羽绒由于其独特的立体形貌，散射出的绒丝相互叠加交错，可以牢牢锁住大量静止空气，形成热保护层，保暖率数值越高羽绒的保暖性越强，克罗值数值越高羽绒的热稳定性越好。水洗前后羽绒的保温性能如表3所示，由表3可见，经配方2#洗涤过后的羽绒保暖率比配方1#高3%，比配方3#高8.1%，其克罗值也大于经配方1#、3#洗涤后的羽绒，更加证明了在这3种配方比例的自制羽绒清洗剂中，当SDS占30%，1227、AES占20%，1309、OA-12、CAB占10%时的洗涤质量较好。

表3 3种配方洗涤后羽绒样品的保温性能

2.4 气味及手感评价测试

气味及手感评价取决于人的主观意识，经过多名志愿者评价，测试结果如表4所示。由表4可知，经过3种洗涤剂清洗后的羽绒与原料绒相比均无腥臭等异味，手感柔软且蓬松，外观洁白无污渍，达到了有效清洗效果。

表4 3种配方洗涤后羽绒样品的气味、手感及外观评价

3 结论

根据羽绒洗涤剂的组分要求，自制了一种包含表面活性剂、乳化剂、分散剂、去油剂组分的羽绒洗涤剂，经过蓬松度、耗氧量、清洁度、残脂率等羽绒品质指标测试、表面形貌测试以及保温性能测试。研究发现，当洗涤剂成分为30%的SDS，20%的AES、1227，10%的1309、OA-12、CAB时，羽绒原料的综合洗涤质量可达到较高水平且保温率高达81.1%，且其他羽绒品质指标均在国标范围内，是一组较为成熟的羽绒洗涤剂。