洗衣機抗菌、除菌技術綜述

王瑩瑩 李偉偉 劉振華 王忠卿

WANG Yingying LI Weiwei LIU Zhenhua WANG Zhongqing

海信（山東）冰箱有限公司洗衣機研發部 山東青島 266100

Hisense (Shandong) Refrigerator Co., Ltd. Washing Machine R&D Qingdao 266100

1 引言

隨著生活質量的提高，人們對健康生活提出了更高的要求。洗衣機作為與每個家庭生活息息相關的產品，其健康功能也是產品升級的主要目標。而現在市場上的洗衣機由于本身結構問題，如果洗滌劑使用不當或者后期保養不正確，有些部件容易藏污納垢，同時，殘留其上的線屑、洗滌劑等難以清理，時間久了會發黃、發霉，甚至生銹，如皂盒、滾筒洗衣機窗襯、波輪洗衣機波輪底部、內筒外壁、外桶內壁、滾筒洗衣機內筒底部鋁制支撐三角架與內筒和外桶接觸部位。另外，上排水滾筒洗衣機排水管內的排水不凈，殘留水滋生細菌、發臭，產生間接污染。因此，抗菌、除菌水平是衡量洗衣機健康功能的重要指標。

當下洗衣機市場抗菌、除菌技術多種多樣、效果不一。為規范家電產品的抗菌、除菌定義及指標，2010年以來，我國相繼出臺GB 21551.1-2008《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能 通則》、GB 21551.2-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能 抗菌材料的特殊要求》、GB 21551.5-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能 洗衣機的特殊要求》等多項國家標準，要求具有除菌、抗菌功能的洗衣機除菌率≥96%、抗菌率≥90%，其中測試菌種主要為金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌[1]。這些標準的制定為洗衣機健康化發展指明了方向，為消費者選購提供了依據。

為增加消費者對洗衣機抗菌、除菌技術的了解，避免消費者由于概念不清或混淆導致的選購困難，本文對洗衣機市場的抗菌、除菌技術進行了總結和分析。

2 洗衣機抗菌、除菌技術

洗衣機抗菌、除菌技術的應用主要有以下目的：

（1）防止或減少細菌長期在某些部件上的滋生及繁殖給部件本身帶來損壞，降低機器運行故障率；

（2）防止或減少直接或間接接觸衣物及洗滌水的部件表面的細菌對衣物造成的二次污染；

（3）凈化處理內部結構件、衣物及水中的細菌。目前洗衣機上應用的抗菌技術用于防止或抑制洗衣機部件上的細菌生長繁殖，而除菌技術用于殺死洗衣機部件上、水中以及衣服上的細菌營養體和繁殖體。

2.1 洗衣機抗菌技術

洗衣機用來解決部件表面或內部細菌滋生問題的抗菌技術有兩類：一類是通過隔離技術、噴淋技術等對結構進行改進或創新，另一類是通過在某些部件內部添加抗菌劑或直接使用抗菌材料。

2.1.1 隔離技術

隔離技術指將洗衣機某些易滋生或黏附細菌的部件和細菌污染源隔開的技術。通過對部件采取污染源隔離對策，切斷污染路徑，保護部件。應用這類技術的洗衣機在結構上有三種隔離方式：

（1）波輪洗衣機采用內桶全封閉的桶間無水結構，避免桶間污垢進入內桶，杜絕污染；滾筒洗衣機采用密封三角架結構，使得污垢、細菌難以在三角架及其與內筒、外桶之間的縫隙留存，同時避免鋁制三角架電化學反應導致的重金屬二次污染；

（2）波輪洗衣機取消傳統洗衣機所用外桶，從根源上斷絕了細菌滋生的問題；

（3）桶中桶波輪洗衣機，在大桶內設計可分離的小桶，防止衣物之間交叉污染。隔離技術顛覆了洗衣機傳統內部結構，對密封技術、排水技術、使用材料要求較高，搭載此技術的洗衣機也較貴。

2.1.2 噴淋技術

噴淋技術是指在滾筒洗衣機窗襯頂部或波輪洗衣機平衡環周圍增設噴淋口，通過軟件程序控制噴淋裝置通過噴淋加速洗滌劑溶解或對窗襯、門玻璃或衣物等容易殘留洗滌劑泡沫的地方進行噴水消泡沫或除泡沫的技術。應用噴淋技術的洗衣機，通過噴淋系統一方面進行內部水循環，充分溶解洗滌劑，深層去除殘留洗滌劑；一方面在洗滌過程中噴淋門玻璃、窗襯或衣物，清除泡沫殘留。洗滌劑少殘留或無殘留，一方面會減少衣物漂洗不凈造成的皮膚問題，另一方面會減少細菌滋生、防止部件發霉。

2.1.3 抗菌材料應用

抗菌材料是一種在不改變洗衣機部件基本性能和常規加工性能的前提下，因在材料中添加了少量對細菌、霉菌等微生物高度敏感的化學成分，從而起到抗菌、除菌效果的新型材料[2]。有的滾筒洗衣機會在窗襯里面添加抗菌防霉劑，每次洗滌時，這些抗菌防霉劑緩慢釋放，有效抑制細菌、霉菌產生。但抗菌劑使用要注意四個方面的問題：

（1）抗菌劑在部件里面要有良好的分散性、熱穩定性、化學穩定性及緩慢釋放性，一方面確保其不會析出對衣物、洗衣機部件造成二次污染的物質，另一方面保證其持久穩定殺菌效果；

（2）抗菌劑安全性要好、毒性要低或者無毒性，不能對人體健康產生負面影響；

（3）抗菌劑不能對部件產生變色或老化等不良影響；

（4）在滿足抗菌功能的同時，成本不能太高。

2.2 洗衣機除菌技術

洗衣機用于殺死部件、衣物或水中細菌的除菌技術有三類：一類通過臭氧、銀離子、電解水等化學方法除菌，一類通過光、高溫等物理方法除菌，還有一類采用消毒劑除菌。

2.2.1 臭氧除菌

臭氧在常溫、常壓下會快速自行分解成氧氣和對細菌有極強氧化作用的自由基態氧，自由基態氧通過分解細菌內部的葡萄糖氧化酶、DNA、RNA等，破壞細菌繁殖甚至使其變性死亡[3]。

應用臭氧除菌技術的洗衣機產品，在洗滌前及最后一次漂洗時，內部的臭氧發生器注入適量臭氧于內筒，短時間內對衣物等進行消毒除菌，并在除菌完成后自動轉化成氧氣，不需除菌液即可去除99.99%的細菌，是紫外除菌效果的10倍[4]。與其他除菌技術相比，臭氧除菌高效、快速、徹底、無二次污染，但臭氧除菌釋放濃度需符合≤0.1ppm的國家標準。另外，其強氧化性可能會使橡膠等部件老化，也可能會使衣物產生掉色，洗滌深色衣物時要慎重使用。

2.2.2 銀離子除菌

銀離子除菌方式有普通銀離子除菌、光動銀除菌、納米銀離子除菌等。普通銀離子除菌是通過Ag+強烈地結合細菌蛋白酶上的巰基，使細菌蛋白酶活性迅速喪失并致其死亡[5]。光動銀除菌，與普通銀離子區別在于光動銀除菌洗衣機搭載了發射藍光裝置。在近紫外線藍光的作用下，銀離子與水或空氣反應，產生能使細菌短時間死亡的羥基自由基、活性氧[6]，羥基自由基與活性氧雙重除菌更徹底，而且可以殺死普通銀離子除菌技術不能除去的白色念珠菌等有害菌。

洗衣機通過將納米材料添加在內外桶材料或外桶的表面，在洗滌過程中，納米材料中包含的二氧化錳、氧化銀等釋放出銀離子，來達到除菌效果。有的滾筒洗衣機會在提升筋里面加入納米銀離子抗菌晶體，這些晶體接觸水流后釋放出銀離子對衣物進行除菌[7]。

銀離子除菌技術的應用要注意兩點：

（1）要控制銀離子釋放濃度，避免重金屬污染的隱患；

（2）銀片使用有時間期限，使用一定時間后可能不再有除菌效果。

2.2.3 電解水除菌

采用電解水除菌技術的洗衣機，除菌方式有兩種：（1）內部安裝的電解水發生器將自來水電解為具有還原能力的弱堿性電解水和具有氧化能力的弱酸性電解水，分別用于洗滌及除菌[8]，除菌率可達99%。電解水除菌高效、快速、無毒副作用、無殘留，但也有其缺點，即活性除菌成分與光照、空氣等接觸后容易降解為普通水，失去除菌效果。（2）搭載負離子發生器，通過對空氣中的水分施加高電壓，從水霧中電解出的氫氧根（OH-）可抽出細菌中的氫（H），從而起到抑制及去除細菌、霉菌的作用。但負離子在空氣中的壽命很短，要想達到較好殺菌效果，需要持續釋放。

2.2.4 光除菌

紫外線除菌原理是，紫外線透過細菌、病毒的細胞膜而破壞或損傷其DNA，使其短時間死亡或者失去繁殖能力，達到除菌效果[9]。采用“紫外線+光觸媒”除菌技術的洗衣機，在漂洗時，紫外線照射涂覆在水流經過的石英套管內的光觸媒，產生有強氧化能力的羥基自由基，進一步破壞細菌的細胞壁和DNA達到殺滅細菌，洗滌水經動態噴淋回到桶內。此過程循環進行，對衣物徹底除菌[10]。

藍光除菌中的藍光是指波長為400～450nm范圍內的藍光，其能有效殺死曲霉孢子，抑制霉菌的生長繁殖。采用藍光發射器的洗衣機，在洗滌過程中發射的藍光會促使雙核除菌包中的電氣石與水反應產生電位差，合金將電位差導入水中，使得桶內水流電位差瞬間達到-500mv，生存環境的改變使得細菌迅速死亡[11]。

但紫外除菌技術也有一定的局限性：（1）對洗衣機塑料件、橡膠件有一定要求，部件在紫外線的長時間照射下可能會發生老化或變色；（2）紫外線在水中穿透力較差，水深及水質都可影響殺菌效果，當超過一定距離后或水中存在雜質，除菌效果會迅速衰減；（3）紫外線長時間照射可能會使衣物掉色、彈性減弱。因此紫外照射時間要嚴格把控，使其做到既能除菌，又可避免對洗衣機零部件或衣物的損傷。

2.2.5 高溫除菌

高溫除菌洗滌溫度為80℃[12]，包括高溫水除菌和高溫蒸汽除菌。多數細菌在80℃經過5～10分鐘即可被殺死。應用高溫水除菌技術的洗衣機，均是利用細菌內的蛋白質在高溫下凝固變性的原理進行除菌。

采用高溫蒸汽除菌的產品，其蒸汽洗功能包括蒸汽洗滌和蒸汽烘干，搭載的蒸汽除菌裝置釋放的高溫蒸汽溶解衣物表面及縫隙中的污漬及殘留物，并將其汽化蒸發，瓦解污漬的同時進行高溫蒸汽除菌。

高溫除菌有一定局限性：（1）不能用于羊毛、真絲等高檔衣料或易產生掉色、縮水的衣物；（2）對于含酶洗滌劑，會降低洗滌劑中酶的活性；（3）如果衣物上沾有一定量的蛋白質類污垢，高溫會使蛋白質凝固在衣物上難以洗凈；（4）加熱時間長，洗滌時間及耗電量都大大增加。

2.2.6 消毒液除菌

行業不少滾筒洗衣機帶有消毒洗功能，配合消毒液使用，對衣物進行深層消毒。消毒液一般在洗衣前30分鐘對衣物進行消毒，然后通過一次漂洗加一次脫水將消毒液排出，避免消毒液殘留。消毒劑使用有其弊端：（1）會使微生物產生抵抗性，降低今后的除菌效果；（2）有一定毒性，會損害人的嗅覺器官；（3）如果用消毒劑洗衣服，衣服漂洗次數需增加。因此需慎重使用。

3 總結

目前，市場上的洗衣機產品抗菌方式以噴淋技術為主，隔離技術應用極少，而抗菌材料正在受到越來越廣泛的關注。除菌方式以銀離子除菌、電解水除菌、高溫除菌為主，臭氧除菌、光除菌應用較少，而消毒劑功能漸漸受到重視。我國洗衣機市場已發展到自主創新的階段，順應產品發展趨勢的抗菌、除菌技術研究也成為解決用戶痛點的一大方向。各大洗衣機制造商有必要加大對洗衣機抗菌、除菌技術的研究力度，取長補短、趨利避害，打造差異化、個性化的適合自身品牌的健康好產品。

未來，洗衣機健康功能將朝著3個方向發力與突破：（1）消費者對健康功能的需求將驅動廠家開展差異化抗菌、除菌技術競爭。（2）消費者對使用功能及審美功能的需求將驅動抗菌、除菌系統在結構、外觀造型上不斷優化與創新。（3）智能傳感器與智能芯片等將被用于對洗衣機的內部運行環境進行監測與改善。