洗衣机抗菌、除菌技术综述

王莹莹 李伟伟 刘振华 王忠卿

WANG Yingying LI Weiwei LIU Zhenhua WANG Zhongqing

海信（山东）冰箱有限公司洗衣机研发部 山东青岛 266100

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

1 引言

随着生活质量的提高，人们对健康生活提出了更高的要求。洗衣机作为与每个家庭生活息息相关的产品，其健康功能也是产品升级的主要目标。而现在市场上的洗衣机由于本身结构问题，如果洗涤剂使用不当或者后期保养不正确，有些部件容易藏污纳垢，同时，残留其上的线屑、洗涤剂等难以清理，时间久了会发黄、发霉，甚至生锈，如皂盒、滚筒洗衣机窗衬、波轮洗衣机波轮底部、内筒外壁、外桶内壁、滚筒洗衣机内筒底部铝制支撑三角架与内筒和外桶接触部位。另外，上排水滚筒洗衣机排水管内的排水不净，残留水滋生细菌、发臭，产生间接污染。因此，抗菌、除菌水平是衡量洗衣机健康功能的重要指标。

当下洗衣机市场抗菌、除菌技术多种多样、效果不一。为规范家电产品的抗菌、除菌定义及指标，2010年以来，我国相继出台GB 21551.1-2008《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 通则》、GB 21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 抗菌材料的特殊要求》、GB 21551.5-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 洗衣机的特殊要求》等多项国家标准，要求具有除菌、抗菌功能的洗衣机除菌率≥96%、抗菌率≥90%，其中测试菌种主要为金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌[1]。这些标准的制定为洗衣机健康化发展指明了方向，为消费者选购提供了依据。

为增加消费者对洗衣机抗菌、除菌技术的了解，避免消费者由于概念不清或混淆导致的选购困难，本文对洗衣机市场的抗菌、除菌技术进行了总结和分析。

2 洗衣机抗菌、除菌技术

洗衣机抗菌、除菌技术的应用主要有以下目的：

（1）防止或减少细菌长期在某些部件上的滋生及繁殖给部件本身带来损坏，降低机器运行故障率；

（2）防止或减少直接或间接接触衣物及洗涤水的部件表面的细菌对衣物造成的二次污染；

（3）净化处理内部结构件、衣物及水中的细菌。目前洗衣机上应用的抗菌技术用于防止或抑制洗衣机部件上的细菌生长繁殖，而除菌技术用于杀死洗衣机部件上、水中以及衣服上的细菌营养体和繁殖体。

2.1 洗衣机抗菌技术

洗衣机用来解决部件表面或内部细菌滋生问题的抗菌技术有两类：一类是通过隔离技术、喷淋技术等对结构进行改进或创新，另一类是通过在某些部件内部添加抗菌剂或直接使用抗菌材料。

2.1.1 隔离技术

隔离技术指将洗衣机某些易滋生或黏附细菌的部件和细菌污染源隔开的技术。通过对部件采取污染源隔离对策，切断污染路径，保护部件。应用这类技术的洗衣机在结构上有三种隔离方式：

（1）波轮洗衣机采用内桶全封闭的桶间无水结构，避免桶间污垢进入内桶，杜绝污染；滚筒洗衣机采用密封三角架结构，使得污垢、细菌难以在三角架及其与内筒、外桶之间的缝隙留存，同时避免铝制三角架电化学反应导致的重金属二次污染；

（2）波轮洗衣机取消传统洗衣机所用外桶，从根源上断绝了细菌滋生的问题；

（3）桶中桶波轮洗衣机，在大桶内设计可分离的小桶，防止衣物之间交叉污染。隔离技术颠覆了洗衣机传统内部结构，对密封技术、排水技术、使用材料要求较高，搭载此技术的洗衣机也较贵。

2.1.2 喷淋技术

喷淋技术是指在滚筒洗衣机窗衬顶部或波轮洗衣机平衡环周围增设喷淋口，通过软件程序控制喷淋装置通过喷淋加速洗涤剂溶解或对窗衬、门玻璃或衣物等容易残留洗涤剂泡沫的地方进行喷水消泡沫或除泡沫的技术。应用喷淋技术的洗衣机，通过喷淋系统一方面进行内部水循环，充分溶解洗涤剂，深层去除残留洗涤剂；一方面在洗涤过程中喷淋门玻璃、窗衬或衣物，清除泡沫残留。洗涤剂少残留或无残留，一方面会减少衣物漂洗不净造成的皮肤问题，另一方面会减少细菌滋生、防止部件发霉。

2.1.3 抗菌材料应用

抗菌材料是一种在不改变洗衣机部件基本性能和常规加工性能的前提下，因在材料中添加了少量对细菌、霉菌等微生物高度敏感的化学成分，从而起到抗菌、除菌效果的新型材料[2]。有的滚筒洗衣机会在窗衬里面添加抗菌防霉剂，每次洗涤时，这些抗菌防霉剂缓慢释放，有效抑制细菌、霉菌产生。但抗菌剂使用要注意四个方面的问题：

（1）抗菌剂在部件里面要有良好的分散性、热稳定性、化学稳定性及缓慢释放性，一方面确保其不会析出对衣物、洗衣机部件造成二次污染的物质，另一方面保证其持久稳定杀菌效果；

（2）抗菌剂安全性要好、毒性要低或者无毒性，不能对人体健康产生负面影响；

（3）抗菌剂不能对部件产生变色或老化等不良影响；

（4）在满足抗菌功能的同时，成本不能太高。

2.2 洗衣机除菌技术

洗衣机用于杀死部件、衣物或水中细菌的除菌技术有三类：一类通过臭氧、银离子、电解水等化学方法除菌，一类通过光、高温等物理方法除菌，还有一类采用消毒剂除菌。

2.2.1 臭氧除菌

臭氧在常温、常压下会快速自行分解成氧气和对细菌有极强氧化作用的自由基态氧，自由基态氧通过分解细菌内部的葡萄糖氧化酶、DNA、RNA等，破坏细菌繁殖甚至使其变性死亡[3]。

应用臭氧除菌技术的洗衣机产品，在洗涤前及最后一次漂洗时，内部的臭氧发生器注入适量臭氧于内筒，短时间内对衣物等进行消毒除菌，并在除菌完成后自动转化成氧气，不需除菌液即可去除99.99%的细菌，是紫外除菌效果的10倍[4]。与其他除菌技术相比，臭氧除菌高效、快速、彻底、无二次污染，但臭氧除菌释放浓度需符合≤0.1ppm的国家标准。另外，其强氧化性可能会使橡胶等部件老化，也可能会使衣物产生掉色，洗涤深色衣物时要慎重使用。

2.2.2 银离子除菌

银离子除菌方式有普通银离子除菌、光动银除菌、纳米银离子除菌等。普通银离子除菌是通过Ag+强烈地结合细菌蛋白酶上的巯基，使细菌蛋白酶活性迅速丧失并致其死亡[5]。光动银除菌，与普通银离子区别在于光动银除菌洗衣机搭载了发射蓝光装置。在近紫外线蓝光的作用下，银离子与水或空气反应，产生能使细菌短时间死亡的羟基自由基、活性氧[6]，羟基自由基与活性氧双重除菌更彻底，而且可以杀死普通银离子除菌技术不能除去的白色念珠菌等有害菌。

洗衣机通过将纳米材料添加在内外桶材料或外桶的表面，在洗涤过程中，纳米材料中包含的二氧化锰、氧化银等释放出银离子，来达到除菌效果。有的滚筒洗衣机会在提升筋里面加入纳米银离子抗菌晶体，这些晶体接触水流后释放出银离子对衣物进行除菌[7]。

银离子除菌技术的应用要注意两点：

（1）要控制银离子释放浓度，避免重金属污染的隐患；

（2）银片使用有时间期限，使用一定时间后可能不再有除菌效果。

2.2.3 电解水除菌

采用电解水除菌技术的洗衣机，除菌方式有两种：（1）内部安装的电解水发生器将自来水电解为具有还原能力的弱碱性电解水和具有氧化能力的弱酸性电解水，分别用于洗涤及除菌[8]，除菌率可达99%。电解水除菌高效、快速、无毒副作用、无残留，但也有其缺点，即活性除菌成分与光照、空气等接触后容易降解为普通水，失去除菌效果。（2）搭载负离子发生器，通过对空气中的水分施加高电压，从水雾中电解出的氢氧根（OH-）可抽出细菌中的氢（H），从而起到抑制及去除细菌、霉菌的作用。但负离子在空气中的寿命很短，要想达到较好杀菌效果，需要持续释放。

2.2.4 光除菌

紫外线除菌原理是，紫外线透过细菌、病毒的细胞膜而破坏或损伤其DNA，使其短时间死亡或者失去繁殖能力，达到除菌效果[9]。采用“紫外线+光触媒”除菌技术的洗衣机，在漂洗时，紫外线照射涂覆在水流经过的石英套管内的光触媒，产生有强氧化能力的羟基自由基，进一步破坏细菌的细胞壁和DNA达到杀灭细菌，洗涤水经动态喷淋回到桶内。此过程循环进行，对衣物彻底除菌[10]。

蓝光除菌中的蓝光是指波长为400～450nm范围内的蓝光，其能有效杀死曲霉孢子，抑制霉菌的生长繁殖。采用蓝光发射器的洗衣机，在洗涤过程中发射的蓝光会促使双核除菌包中的电气石与水反应产生电位差，合金将电位差导入水中，使得桶内水流电位差瞬间达到-500mv，生存环境的改变使得细菌迅速死亡[11]。

但紫外除菌技术也有一定的局限性：（1）对洗衣机塑料件、橡胶件有一定要求，部件在紫外线的长时间照射下可能会发生老化或变色；（2）紫外线在水中穿透力较差，水深及水质都可影响杀菌效果，当超过一定距离后或水中存在杂质，除菌效果会迅速衰减；（3）紫外线长时间照射可能会使衣物掉色、弹性减弱。因此紫外照射时间要严格把控，使其做到既能除菌，又可避免对洗衣机零部件或衣物的损伤。

2.2.5 高温除菌

高温除菌洗涤温度为80℃[12]，包括高温水除菌和高温蒸汽除菌。多数细菌在80℃经过5～10分钟即可被杀死。应用高温水除菌技术的洗衣机，均是利用细菌内的蛋白质在高温下凝固变性的原理进行除菌。

采用高温蒸汽除菌的产品，其蒸汽洗功能包括蒸汽洗涤和蒸汽烘干，搭载的蒸汽除菌装置释放的高温蒸汽溶解衣物表面及缝隙中的污渍及残留物，并将其汽化蒸发，瓦解污渍的同时进行高温蒸汽除菌。

高温除菌有一定局限性：（1）不能用于羊毛、真丝等高档衣料或易产生掉色、缩水的衣物；（2）对于含酶洗涤剂，会降低洗涤剂中酶的活性；（3）如果衣物上沾有一定量的蛋白质类污垢，高温会使蛋白质凝固在衣物上难以洗净；（4）加热时间长，洗涤时间及耗电量都大大增加。

2.2.6 消毒液除菌

行业不少滚筒洗衣机带有消毒洗功能，配合消毒液使用，对衣物进行深层消毒。消毒液一般在洗衣前30分钟对衣物进行消毒，然后通过一次漂洗加一次脱水将消毒液排出，避免消毒液残留。消毒剂使用有其弊端：（1）会使微生物产生抵抗性，降低今后的除菌效果；（2）有一定毒性，会损害人的嗅觉器官；（3）如果用消毒剂洗衣服，衣服漂洗次数需增加。因此需慎重使用。

3 总结

目前，市场上的洗衣机产品抗菌方式以喷淋技术为主，隔离技术应用极少，而抗菌材料正在受到越来越广泛的关注。除菌方式以银离子除菌、电解水除菌、高温除菌为主，臭氧除菌、光除菌应用较少，而消毒剂功能渐渐受到重视。我国洗衣机市场已发展到自主创新的阶段，顺应产品发展趋势的抗菌、除菌技术研究也成为解决用户痛点的一大方向。各大洗衣机制造商有必要加大对洗衣机抗菌、除菌技术的研究力度，取长补短、趋利避害，打造差异化、个性化的适合自身品牌的健康好产品。

未来，洗衣机健康功能将朝着3个方向发力与突破：（1）消费者对健康功能的需求将驱动厂家开展差异化抗菌、除菌技术竞争。（2）消费者对使用功能及审美功能的需求将驱动抗菌、除菌系统在结构、外观造型上不断优化与创新。（3）智能传感器与智能芯片等将被用于对洗衣机的内部运行环境进行监测与改善。