利用洗衣凝珠的创新促进和推广洗涤剂浓缩化

汤 鸣 张 通 张艳丽

（北京宝洁技术有限公司，北京，101312）

1 洗涤剂浓缩化的意义-产品生命周期分析

产品生命周期分析是通过定量化研究能量和物质利用及废弃物的环境排放来评估一种产品、工序和生产活动造成的环境负载。它是一个非常有效的评估产品可持续性发展的工具。对产品研发人员而言，它还是一个非常有效的为产品配方、设计提供指导的工具。

我们可以看到洗涤产品的生命周期包含原材料（Raw Material）、生产（Manufacturing）、包装（Packaging）、输送（Distribution）、使用（In-Use）和废弃（Disposal）等环节。宝洁公司通过对洗涤产品生命周期进行分析，结果发现：消费者使用过程中的能耗是整个洗涤产品能量消耗的最主要环节。因此，在过去20年左右的时间里，公司投入了大量的研发力量开发了系列低温洗涤技术，并在过去的10年间在全球广泛推广这方面的研究成果[2]。

当消费者能耗环节不再成为可持续发展的主要问题后，我们进一步进行了产品生命周期分析，结果发现：浓缩化是提高洗涤产品可持续发展的另一个重要机会。从生命周期看，浓缩化可以减少化学原料和包装材料的用量、降低生产过程的能耗、减少输送环节的消耗以及降低废弃过程的废料总量。以宝洁公司在北美的实践为例，通过把现有的洗衣液浓缩一倍，每年减少使用了约7万吨包装材料；6.7万公里的运输距离和100万吨原料用水。因此，在过去的十几年里，洗涤剂厂商和行业协会都在尝试研究和推广浓缩型洗涤剂。

图1 宝洁公司“汰渍”洗涤剂的产品生命周期分析

2 洗涤剂浓缩化的机会-生活和社会环境的变化

从洗涤剂的发展和社会环境的变化看，现在是推广洗涤剂浓缩化的最好时机。特别是在中国和主要发展中国家。

首先，最近二三十年来，发展中国家经历了城镇化的高速发展过程。以中国为例，中国的城镇化率从1987年的25.32%[3]增加到2017年的58.52%[4]。30年间增加了一倍多。城镇化的直接影响就是人们的生活方式。例如，城镇化之前，公共澡堂和公共厕所普遍使用。城镇化之后，几乎家家户户都有独立的卫生间和浴室。居民的洗澡、洗衣频率大大提高。在中国，城镇化之前大部分人的洗澡频率是每周一次。现在城市居民每周洗澡5次是普遍现象。洗澡频率的增加意味着洗衣频率的增加。衣物的脏度也显著降低了。

其次，洗衣机特别是全自动洗衣机的渗透改变了人们对传统洗涤的认识。统计显示，截至2016年，中国洗衣机存量为3.5亿台，城镇和农村每百户拥有洗衣机分别为94.2台和84台[5]。洗衣过程也从传统上的费时费力转向方便、快捷和程序化的体验。

同时，最近十几年来，随着经济结构的转型和生活水平的提高，居民的消费能力以及居住和生活环境都有了很大改善。消费能力的提高导致消费者在服装选择上更注重色彩和个性化的要求。纺织品的档次和质量也在不断提高。出行方式的改变（例如在北京从以自行车为主要交通工具转为汽车和地铁/轻轨为主要交通工具）使得人们暴露在大气环境中的时间大大降低。这些都在改变衣物上的污垢组成、脏度和消费者对洗涤的期望。人们对衣物清洗的要求逐渐从单纯的洗净转向清洗和护理。

这些改变正好为我们改变消费者的传统洗涤习惯提供一个很好的机会。

3 洗涤剂浓缩化的尝试-利用创新来引导消费者

我们在发达经济体上更早看到上面描述的变化。当我们在这些国家看到浓缩化带来的意义又遇到推广的困难时，宝洁公司开始了深入的消费者调查和技术研究，希望利用这些变化来改变消费者习惯，推广浓缩化洗涤剂。

从消费心理学上，我们发现消费者的性价比是建立在单位质量或体积的基础上的。这和浓缩化强调的单次洗涤用量减少相冲突。因此，如何打破这个冲突是推广浓缩型洗涤剂的关键。这方面，我们进行了两个不同的尝试：一是在洗涤剂标签上不强调质量或体积而是强调洗涤次数。这样消费者把不同的产品价格进行比较时，比较的是每次洗涤的花费而不是单位洗涤剂的价格。所以当浓缩产品和非浓缩产品在一起销售时，消费者很容易通过计算发现浓缩洗涤剂并不贵，甚至更便宜，二是把单次洗涤的洗涤剂用量固定，让消费者不要从洗涤剂的剂量上对它的性价比进行判断。为此，宝洁公司发明和推广了新型的洗衣凝珠。下面将以洗衣凝珠为例介绍一下如何利用创新来引导消费者。

洗衣凝珠的设计初衷是基于前面所说的消费者在洗衣机推广后所需要的方便、快捷和程序化的体验基础上的。它把洗衣液包在水溶性的膜里形成一个凝珠（见图2）。每次洗涤时把凝珠放入洗衣机中，凝珠接触水后把膜溶解了释放出洗衣液进行洗涤。这样在满足消费者新的洗涤体验的同时，可以通过控制凝珠大小来控制消费者放入洗衣机中的洗涤剂的用量，避免向消费者直接沟通洗涤剂的用量。

图2 宝洁公司的洗衣凝珠

4 洗衣凝珠的产品开发-利用技术创新来满足消费者需求

要开发一个新的产品，并且是一个改变消费者习惯的产品，必须有比传统产品更优越的地方。所以在研究洗衣凝珠时我们重新深入地了解了消费者的需求。

首先需要通过大量的消费者研究来确定凝珠的大小。研究结果表明：消费者希望一次投放一颗凝珠就能完成洗涤：即单次单个洗涤。从消费者和设计的角度，凝珠体积小容易储存和运输，并且不容易破裂。但在研究过程中，我们发现凝珠太小有被误食的风险。最终我们把凝珠的体积设定在20mL左右。这样不容易被吞食，体积也做到了尽可能小。

为了让新产品能够有效地满足消费者需求，我们针对洗衣凝珠的潜在人群进行了深入研究。并根据研究结果采用了一系列的方法：例如我们发现皮脂污渍和油渍是这类消费者最经常遇到的污渍。因此，在产品开发上我们着重进行了这两个方面的研究。我们利用定量化学分析的方法系统地分析了包含北美、欧洲和亚洲的消费者的皮脂污渍组成例如：分析出了皮脂污渍中脂肪类组分（如表1所示）。根据这些分析结果，在实验室模拟了皮脂污布用来研究新型的洗涤技术和优化配方，有效地提高了洗衣凝珠在皮脂污渍上的清洗能力。与此相似，还在世界各地建立了相对于当地消费者习惯的方法。例如，各种油脂、食品、饮料、调料等污渍的清洗。

表1 北美、欧洲和亚洲消费者皮脂污渍中的脂肪类污渍的平均组成

由于洗衣凝珠的单次用量是传统洗衣液体积的1/2或1/3，它的配方需要在传统洗衣液的基础上进行浓缩。配方需要兼顾产品稳定性和洗涤效果的要求。为了保持膜的稳定性，在配方上通常把水的含量降到10%以下。为此需要重新构造表面活性剂系统，同时使用了更多的催化洗涤技术，例如酶，高分子和螯合剂等作为助剂和活性添加剂（表2列出了传统洗衣液和凝珠的配方比较）。这样设计出来的配方能够充分满足油渍和皮脂污渍的清洗要求，并进一步增强了织物的护理和色度保持功能。

表2 传统洗衣液和洗衣凝珠的配方比较

以表面活性剂系统的重新构造为例，烷基苯磺酸盐（LAS）是最常用的阴离子表面活性剂。但是如果仅仅通过简单浓缩来提高总表面活性剂的量和降低水量，整个系统就变得不稳定，特别是在低温下形成胶冻。这时如果引入一些破胶剂如三异丙醇胺，就可以有效地防止胶冻的形成[6]。为了兼顾洗涤功能和配方灵活性，在表面活性剂的配比上也要进行优化。例如其中的一个方法是让阴离子和非离子表面活性剂的比例大于5∶1[7]。表面活性剂和凝珠的膜的兼容性也很重要。通过研究发现：一些特殊的表面活性剂（如氧化胺），以一定的方式复配到体系中可以明显增加产品的黏度，从而减少膜的渗漏和破损现象发生[8]。

在配方研究中发现某些高分子和表面活性剂的复配可以在洗涤过程中产生协同效应，从而减少配方中总活性物的绝对量。这样可以把凝珠的配方做得更浓缩。例如PEG-PVAc（polyethylene glycol polyvinyl acetate）聚合物和有脂肪酸存在的表面活性剂复配可以显著地促进表面张力的降低速率，从而提高体系的洗涤性能[9]。

在洗衣凝珠的发明过程中，膜的创新起到了举足轻重的作用。通过膜的优化可以构建在5℃下还能正常溶解的产品以解决普通膜的低温溶解性问题[10]，通过膜和工艺的创新还可以把凝珠做成多腔凝珠（图2b），把不能兼容的组分放到一个凝珠中[10]。这为凝珠的配方提供了更大的空间。也使得洗衣凝珠能给消费者带来一些传统洗衣液很难获得的体验。例如把织物护理组分放到配方里[11]。一些创新性的工艺，如叠加注入和膜封边技术也因此发展出来[12]。

由于洗衣凝珠使用方便，为消费者量身定做了洗涤需求并增加了织物的护理和色度保持功能，全面提高了消费者的洗涤体验，它的上市受到了许多消费者的喜欢。消费者在使用过程中甚至没有意识到这是一个浓缩的洗涤产品。我们也成功地把浓缩化洗涤剂通过一个新产品的形式推向全球市场。

5 洗衣凝珠的安全使用-协会和企业共同努力推进创新

与企业研发设计浓缩洗涤剂的新型产品形式需要一定周期相同，消费者适应新型洗涤产品也需要一定时间。在洗衣凝珠快速打开市场、深受消费者喜爱的同时，也带来了一些新的问题与挑战。由于对新产品了解不足，销售、存储、使用不当，在全球各主要洗衣凝珠的市场都发生了类似儿童误食情况或不必要的眼/皮肤暴露等事故。造成这些事故的原因是多方面的，比如企业在开始时对包装设计和警示考虑不足，零售商将包装打开散装销售，消费者将凝珠剪开使用，家长没有控制小孩子接触玩耍凝珠等。在欧洲和北美，针对这些问题，协会和企业主动行动起来，对问题进行系统分析和总结，并制定相应的行业标准以解决问题。以欧洲为例，行业协会开展了PSP（Product Stewardship Programme）项目，从包装、标识、产品设计等多方面对产品进行了规范。目前，欧洲市场上的洗衣凝珠普遍采用不透明的外包装，有阻止幼儿轻易打开的包装闭合装置；保证可溶性膜有基本的力学强度，不会瞬间溶解；添加苦味剂，使得产品即使被误食也不容易被吞咽；采用统一的警示标识等。同时，企业和协会也会在各个宣传和销售平台进行多方面的消费者沟通教育，确保尽可能多的消费者了解新型洗涤剂的正确储存和使用方法。通过与协会和毒物控制中心的合作，我们观察到这些措施作用明显，意外误食等事故在欧洲明显被控制。在中国这样的新兴市场中，企业也需要和协会一起自发行动，自我规范，一方面维护与促进创新，一方面保护消费者的安全。

6 结语

洗涤剂浓缩化对洗涤产品的可持续发展具有重要意义。然而由于牵涉到消费者习惯的改变，在推广过程会遇到很多问题和挑战。这需要生产厂商和行业协会的共同努力，通过技术和沟通的创新，设计真正满足甚至超过消费者需求的产品来影响消费者的消费行为，来引导和推广浓缩化的洗涤剂。

免责声明：本文根据作者在第37届（2017）中国洗涤用品行业年会的报告整理而成。文中引用了宝洁公司公开发表和内部测试数据作为讨论依据。结论仅代表作者的观点，不代表宝洁公司的官方立场和观点。如需详细了解宝洁公司的官方立场和观点请访问宝洁官方网站：www.pg.com。