羽絨洗滌劑的復配及其對羽絨洗滌效果的影響

張朝輝，劉新華，方寅春，朱文輝，陳 梅

(1.安徽工程大學 紡織服裝學院，安徽 蕪湖 241000；2.安徽方翔羽絨制品有限公司 技術部，安徽 宣城 242000)

羽絨因其卓越的強保暖性、高蓬松度及質量輕等特性，被廣泛用于服裝、寢具家紡、隔熱材料等領域，并深受消費者喜愛[1-2]。隨著生活質量的飛速提升，人們越來越關注羽絨制品的質量[3]。但近年來隨著國內對羽絨原料需求量的大幅度提升以及飼養技術的進步，催生出了出欄周期僅需30 d左右的“速生鴨”，該種肉鴨產生的羽絨成熟率低、含脂率高，經清洗后易發生斷枝、浮沉等問題，影響消費者的身體健康及消費體驗[4-5]。同時，中國作為當前世界上最大的羽絨及羽絨制品生產國及出口國，面臨著羽絨原料清洗、加工等諸多問題，也面臨著越來越嚴苛的國內和國際質量檢驗標準的考驗[6]。所以，提高羽絨原料的清洗質量，實現更高效、節能的洗滌過程是當前亟待解決的一大問題。

目前國內主要是通過蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率、保溫性、氣味等技術指標來評價羽絨質量[7-8]，且羽絨在作為填充物料前必須經過分毛、水洗、烘干、除塵等規范的處理工序以去除其油脂、細菌、粉塵等有毒有害雜質[9-10]。沈建華等[11]研究了洗滌溫度、浴比對羽絨殘脂率的影響，得出在洗滌溫度為30 ℃、洗滌劑用量為3%、洗滌浴比為1∶20時，羽絨殘脂率最低；曹宗華[12]通過對鴨鵝養殖過程的監控，發現素食為主且飼養周期長的鴨鵝絨，經水洗后能有效抑制其異味。由于當前市面上羽絨洗滌劑種類有限，購買渠道較窄，導致目前針對羽絨洗滌劑對羽絨水洗效果的研究較少。羽絨洗滌劑主要由表面活性劑及其他助劑構成[13]，本文復配了一種專用于羽絨洗滌的洗滌劑，通過改變相關成分含量最終探究出該羽絨洗滌劑的最佳配比，為羽絨洗滌劑的復配開拓了新的道路。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

白鴨絨原料(由安徽方翔羽絨制品有限公司提供)；實驗用超純水由實驗室純水系統(賽多利斯)自制；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、十二烷基二甲基芐基氯化銨(1227，表面活性劑)、十二烷基磺酸鈉(SDS，表面活性劑)、異構脂肪醇聚氧乙烯醚(1309，乳化劑)、十二烷基二甲基氧化胺(OA-12，分散劑)、椰油酰胺丙基甜菜堿(CAB，去油劑)，均由上海阿拉丁化學試劑公司提供。

1.2 實驗設備

S-4800型掃描電子顯微鏡(日本Hitachi公司);YG(B)606E型平板保溫儀(大榮紡織儀器有限公司);HZK-FA2105型電子天平(福建華志電子科技有限公司);SHZ-28A型水浴恒溫振蕩器(常州金壇精達儀器制造有限公司)；DHG-9023型恒溫鼓風干燥機(湖北科輝環試儀器設備有限公司)。

1.3 羽絨洗滌流程

稱取30 g羽絨置入3 000 mL三角燒瓶中，向燒瓶中注入1 000 mL去離子水后加入總量為1 g的洗滌劑，在溫度60 ℃下的水浴震蕩器中浸泡20 min后震蕩洗滌60 min，最后進行多次漂洗直至羽絨漂洗干凈無任何泡沫，最后放入干燥箱內進行徹底干燥、打包。

1.4 羽絨洗滌劑配方

對表面活性劑、乳化劑、分散劑、去油劑進行復配，具體配方如表1所示。

表1 自制羽絨洗滌劑配方及用量比例

1.5 羽絨形貌表征及性能測試

(1)洗滌前后羽絨形貌表征。將水洗前后的羽絨纖維制樣、噴金，用S-4800掃描電子顯微鏡分別觀察洗滌前后羽絨纖維的形態結構，比較其變化。

(2)羽絨常規品質指標測試。參照GB/T 10288-2016《羽絨羽毛檢驗方法》，對比測試水洗前后羽絨的蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率。

蓬松度：先將羽絨樣品打散、蒸汽還原、干燥，標準狀況下平衡24 h，然后稱取30 g處理后的樣品，采用蓬松度儀測試其蓬松度，同一試樣測試3次。

耗氧量：稱取羽絨樣品10 g，加入蒸餾水1 000 mL，振蕩30 min后經過濾篩濾出廢水作為測試樣液。用移液管吸取100 mL測試樣液于三角燒瓶中，加入2 mL濃度為3 mol/L的H2SO4后緩慢加入0.02 mol/L KMnO4溶液，耗氧量計算方法如式(1)所示：

耗氧量=(A-B)×80,

(1)

式中，A表示滴定100 mL樣液消耗的KMnO4溶液體積(mL)；B表示空白對照樣液消耗的KMnO4溶液體積(mL)。

清潔度：采用透明度計目視檢測法。將羽絨水洗液倒入透明度計容器中，調節容器中水位升高至從圓筒頂部向下觀察的十字線恰好消失。控制出水軟管緩慢放出樣液，直至黑色十字線再次出現，并恰好看清為止，然后記錄此時液面在圓筒上的刻度，該刻度數值(單位mm)即該樣品的清潔度。

殘脂率：將羽絨樣品烘至恒重后放入索式提取器內，以乙醚為萃取劑，經水浴加熱、蒸發、冷凝、回流等過程，然后將留有油脂的接收瓶置于(105±2)℃的烘箱內烘至規定時間后，取出放入干燥器內，待完全冷卻后進行稱量，殘脂率計算方法如式(2)所示：

(2)

式中，m1表示含有殘脂的球瓶質量減去空瓶質量(g)；m2表示對照球瓶質量減去空瓶質量(g)；M表示羽絨試樣質量(g)。

(3)保溫性能測試。參照GB/T11048靜態平板法，采用YG(B)606型平板式保溫儀測試并對比水洗前后羽絨的保溫性能，將10 g羽絨纖維裝入30 cm×30 cm的純棉布樣袋，密封后平鋪于規定區域內進行測試，測試溫度(25±5) ℃，相對濕度為(65±5)%，測試3次，取平均值。

(4)氣味及手感評價測試。在潔凈和無異常氣味的環境中進行氣味測試，帶上醫用手套仔細嗅，給出氣味評價。通過手對羽絨的揉、擠、壓、掐，將其力學性能傳遞給大腦，大腦感知后的心理反應即為織物的基本手感。

2 實驗結果與分析

2.1 羽絨形貌表征

洗滌前后羽絨的微觀形貌特征如圖1所示。由圖1可見，在羽絨原料的絨絲及絨小枝中夾雜著諸如油脂、皮屑等雜質，而經過3種洗滌配方清洗并烘干后的羽絨均得到了較大程度的清潔，未見雜質附著其上，并且絨枝與絨絲之間的夾角依舊保持良好，未造成塌陷情況而導致羽絨蓬松度下降，羽絨均保持著較好的形態，證明該組自制的羽絨洗滌劑對羽絨原料的清洗效果較好。

2.2 羽絨品質指標測試

經過3種洗滌劑配方洗滌烘干后羽絨的蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率如表2所示。蓬松度反映了羽絨的彈性程度，是決定羽絨品質的關鍵所在，經配方2#洗滌后的羽絨蓬松度比配方1#、配方3#分別高出了4%、21%；耗氧量是在一定條件下測定一定量羽絨中還原性物質被氧化時所消耗氧的量，直接影響著羽絨細菌滋生等情況，經對比發現經3種配方洗滌后的羽絨均達到國標要求且測試結果相差不大；清潔度反映了羽絨中殘留的雜質、灰塵以及游離物的含量，同樣直接影響著消費者的身體健康，從清潔度測試結果來看，配方3#優于配方2#，配方1#次之，但總體水平相差不大；殘脂率指羽絨中油脂含量的高低，對于羽絨的保暖性、氣味等都有著重要影響，經配方2#洗滌后的羽絨殘脂率最優，達到0.983%，配方1#為1.196%、配方3#為1.093%，但均在國標范圍內。綜上可知，這3種配方的洗滌劑均可對羽絨原料達到有效的清洗效果，其中，配方2#的清潔效果最為出色。

表2 3種配方洗滌后羽絨樣品的品質指標

2.3 羽絨保溫性能測試

羽絨由于其獨特的立體形貌，散射出的絨絲相互疊加交錯，可以牢牢鎖住大量靜止空氣，形成熱保護層，保暖率數值越高羽絨的保暖性越強，克羅值數值越高羽絨的熱穩定性越好。水洗前后羽絨的保溫性能如表3所示，由表3可見，經配方2#洗滌過后的羽絨保暖率比配方1#高3%，比配方3#高8.1%，其克羅值也大于經配方1#、3#洗滌后的羽絨，更加證明了在這3種配方比例的自制羽絨清洗劑中，當SDS占30%，1227、AES占20%，1309、OA-12、CAB占10%時的洗滌質量較好。

表3 3種配方洗滌后羽絨樣品的保溫性能

2.4 氣味及手感評價測試

氣味及手感評價取決于人的主觀意識，經過多名志愿者評價，測試結果如表4所示。由表4可知，經過3種洗滌劑清洗后的羽絨與原料絨相比均無腥臭等異味，手感柔軟且蓬松，外觀潔白無污漬，達到了有效清洗效果。

表4 3種配方洗滌后羽絨樣品的氣味、手感及外觀評價

3 結論

根據羽絨洗滌劑的組分要求，自制了一種包含表面活性劑、乳化劑、分散劑、去油劑組分的羽絨洗滌劑，經過蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率等羽絨品質指標測試、表面形貌測試以及保溫性能測試。研究發現，當洗滌劑成分為30%的SDS，20%的AES、1227，10%的1309、OA-12、CAB時，羽絨原料的綜合洗滌質量可達到較高水平且保溫率高達81.1%，且其他羽絨品質指標均在國標范圍內，是一組較為成熟的羽絨洗滌劑。