方黎鋒 浙江傳化華洋化工有限公司

過去，紙張柔軟劑的性能評(píng)價(jià)主要集中在成紙柔軟度上，忽略了其對(duì)松厚度、親水性等性能的影響，使許多紙品柔軟度良好但觸感和使用性并不理想。借鑒柔軟劑在織物和非織造布中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，消費(fèi)者對(duì)柔軟的感知最終呈現(xiàn)在兩個(gè)層面：棉柔觸感和絲滑觸感。其中，棉柔觸感體現(xiàn)了類似羊毛的蓬松感，在一定程度上包括了“厚、豐滿、蓬松、回彈性好”等特點(diǎn)，更加契合生活用紙一直以來對(duì)松厚度和吸水性的追求。

1 生活用紙柔軟劑的作用

人們對(duì)使用柔軟劑改善產(chǎn)品觸感的需求由來已久，早在1975年，高露潔就發(fā)表了織物漂洗用的柔軟劑專利[1]。

生活用紙的主要功能是清潔，當(dāng)沒有條件用肥皂和大量水進(jìn)行徹底清洗時(shí)，作為替代品用于清潔各種排泄物和分泌物，因此從誕生之日起就表現(xiàn)出對(duì)吸水性和觸感的強(qiáng)烈要求。為了減少紙品和皮膚接觸時(shí)的刺激性，降低因紙品粗糙、摩擦力大而引起的疼痛和皮膚發(fā)炎的可能性，生活用紙生產(chǎn)商經(jīng)過幾十年的探索，發(fā)展出了成熟的起皺、復(fù)合工藝，并于1940年左右發(fā)展出了集起皺、烘干于一身的揚(yáng)克烘缸工藝[2]。

寶潔在1990年左右最早將柔軟劑用于生活用紙，目的是作為起皺和復(fù)合的補(bǔ)充，進(jìn)一步減少刺激性，改善紙品與皮膚接觸時(shí)的綜合觸覺，使生活用紙獲得絲綢或天鵝絨般的觸感[3]?？梢娙彳泟囊婚_始，對(duì)于生活用紙的作用，就不僅僅是改善柔軟度，也包括了潤滑、蓬松等。

用柔軟劑改善觸感比起皺、復(fù)合等機(jī)械方法更容易實(shí)施，且能獲得機(jī)械方法難以達(dá)到的效果，很快就被廣泛使用。

2 柔軟劑的種類

借鑒柔軟劑在織物和非織造布中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，消費(fèi)者對(duì)柔軟的感知最終呈現(xiàn)在兩個(gè)層面：棉柔觸感和絲滑觸感。其中，棉柔觸感體現(xiàn)了類似羊毛的蓬松感，在一定程度上包括了“厚、豐滿、蓬松、回彈性好”等特點(diǎn)；絲滑觸感主要表現(xiàn)為類似蠶絲般的順滑感，在一定程度上包括了“薄、爽滑、光潔”等特點(diǎn)[4]。而所謂天鵝絨般的觸感，是兼具棉柔觸感的蓬松和絲滑觸感的爽滑，是更高級(jí)的觸感，達(dá)到這種效果的柔軟劑被稱為棉滑型或絲絨型柔軟劑。

從生活用紙生產(chǎn)商處取樣分析的結(jié)果顯示，當(dāng)前紙張柔軟劑以絲滑型為主，按成分可以分為氨基硅油乳液、聚醚硅油乳液、脂肪族酰胺乳液、脂肪族酰胺溶液、酯基季銨鹽以及它們的混合物。在抄紙過程中添加或成紙后浸漬柔軟劑水分散液制備紙樣，用感官評(píng)定法評(píng)價(jià)各類柔軟劑的柔軟、潤滑、蓬松效果，按效果從好到差依次標(biāo)記為極好、好、中等、一般、不明顯，得到結(jié)果如表1。

表1 不同種類柔軟劑的觸感效果

（1）硅油乳液類

氨基硅油具有極好的柔軟效果，是織物常用的柔軟劑，但由于潤滑和蓬松效果不理想，且容易黃變，逐漸被聚醚改性產(chǎn)品替代。硅油乳液類柔軟劑成本高、纖維留著差，會(huì)對(duì)紙機(jī)系統(tǒng)造成多種不良影響，在生活用紙中并不常用。

（2）脂肪族酰胺類

脂肪族酰胺類是當(dāng)前生活用紙中最常用的柔軟劑，細(xì)分種類繁多。

脂肪族酰胺是脂肪酸和胺反應(yīng)的產(chǎn)物，原料脂肪酸通常為C12～C24的飽和或不飽和脂肪酸，比如油酸、硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸、花生酸以及它們的混合物。原料胺通常為乙基及其衍生物取代的胺，比如乙二胺、二乙烯三胺、乙醇胺、二乙醇胺、羥乙基乙二胺和它們的混合物。

以乳液形式銷售的脂肪族酰胺柔軟劑，通常并不使用外加乳化劑，而是通過調(diào)節(jié)脂肪族酰胺的親水性，部分形成咪唑啉結(jié)構(gòu)并季銨化，使其可以在熱水中分散。這些柔軟劑通常是以織物常用的軟片柔軟劑為原料，與熱水混合均勻后再降至室溫而成。

脂肪族酰胺的親水性和纖維留著率是兩個(gè)矛盾的指標(biāo)，親水性的提升有利于在造紙水系統(tǒng)中更好分散，同時(shí)則不利于與纖維結(jié)合，使其在纖維上的留著率下降，觸感效果變差。市場上還有一種非離子表面活性劑脂肪族聚氧乙烯醚，在同樣親水性下其留著率低于脂肪族酰胺，同時(shí)也更容易因形成氫鍵而對(duì)表面潤滑效果有不利影響，所以用于生活用紙時(shí)的效果不佳。

以溶液形式銷售的脂肪族酰胺柔軟劑，對(duì)柔軟劑分子的親水性要求相對(duì)較低，是通過醇類溶劑的增溶作用實(shí)現(xiàn)柔軟劑在造紙水系統(tǒng)中的分散。這些柔軟劑由于分子結(jié)構(gòu)的親水性差，容易從水系統(tǒng)中析出而吸附到纖維上，因此在纖維上的留著率更高，對(duì)纖維上的氫鍵屏蔽效果更好，潤滑效果也更好，需要注意的是也更容易形成樹脂障礙。

（3）酯基季銨鹽

酯基季銨鹽是C12～C24的脂肪酸與三乙醇胺反應(yīng)后再季銨化得到的產(chǎn)物。

酯基季銨鹽具有良好的水分散性，無需外加乳化劑即可在常溫下與水混合、乳化，但由于酯基季銨鹽中的酯鍵容易水解，尤其在堿性條件下容易重新轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅岷痛及?，造成柔軟劑使用效果不穩(wěn)定，因此一般不以乳液形式銷售。

酯基季銨鹽在具有良好親水性的同時(shí)，通過其陽離子性與陰離子的纖維結(jié)合，解決了脂肪族酰胺親水性和留著性的矛盾，酯基季銨鹽通常以膏狀或液體形態(tài)銷售，有效含量可以達(dá)到90%甚至更高，節(jié)省了包裝和運(yùn)輸成本，有逐漸替代以溶液形式銷售的脂肪族酰胺柔軟劑的趨勢。

脂肪族酰胺和酯基季銨鹽柔軟劑使生活用紙具有良好潤滑性的原理是一致的，是在油脂的基礎(chǔ)上改良而成，都是通過在纖維表面覆蓋一層類似脂肪的物質(zhì)，對(duì)纖維表面進(jìn)行疏水改性，從而減少纖維間的氫鍵結(jié)合及與皮膚的作用力，減少摩擦。顯然，這些柔軟劑會(huì)對(duì)處理后的材料表面親水性有不利影響，甚至出現(xiàn)油膩感，因此要避免大量添加。

3 生活用紙柔軟劑的新需求

與多家生活用紙生產(chǎn)商交流后發(fā)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)對(duì)于觸感的理解大多處于初級(jí)階段，將柔軟劑的效果簡單等同于柔軟度儀測得的柔軟度的改善，這與行業(yè)發(fā)展的歷史階段和現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。

根據(jù)GB/T 8942-2016《紙柔軟度的測定》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，紙張柔軟度采用延續(xù)自2002年版本的儀器測定（圖1）。

圖1 GB/T 8942-2016規(guī)定的柔軟度測試儀

這種柔軟度儀的測試原理是，將紙樣放在測試臺(tái)上蓋住狹縫，測試開始后，狹縫上方的壓桿下壓，將紙樣中部壓至狹縫內(nèi)，通過測試下壓的阻力計(jì)算柔軟度，下壓阻力越大，柔軟度越高。下壓阻力由兩部分組成，一是紙張硬挺產(chǎn)生的形變阻力，反映了柔軟效果；二是紙張形變時(shí)發(fā)生位移產(chǎn)生的滑動(dòng)阻力，反映了潤滑效果。可想而知，在國標(biāo)柔軟度儀的測試條件下，柔軟劑供應(yīng)商和生活用紙生產(chǎn)商為了追求更好的柔軟性，會(huì)更傾向于使用絲滑型柔軟劑，而不是棉柔型柔軟劑。

一些資深的從業(yè)人士還發(fā)現(xiàn)了其他問題，即添加了絲滑型柔軟劑的生活用紙存在可觀察的變薄現(xiàn)象。一個(gè)直徑約1.2m、長1萬m的紙卷（紙張定量15g/m2，起皺率55%），在使用柔軟劑之后直徑會(huì)減小10～30mm，這種變薄對(duì)紙品的吸水性存在可預(yù)測的負(fù)面影響。

德國的EMTEC公司于2013年推出了新型的紙張柔軟度測試儀TSA（Tissue Softness Analyze），可以分別給出粗糙度/平滑度、真實(shí)柔軟度和硬挺度數(shù)值，更準(zhǔn)確地表征生活用紙的柔軟性，目前國內(nèi)已有部分紙機(jī)廠家和科研機(jī)構(gòu)采用該方法測試柔軟度[5][6]。

近年來，隨著生活用紙的產(chǎn)能從緊缺轉(zhuǎn)變?yōu)檫^剩，開工率逐漸下滑，生活用紙行業(yè)的競爭進(jìn)入下半場，從對(duì)數(shù)量的追求轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量的追求，生活用紙生產(chǎn)商對(duì)棉柔型柔軟劑的呼聲越來越高。除了觸感以外，生活用紙生產(chǎn)商對(duì)于棉柔型柔軟劑的另一個(gè)期望是可以提高松厚度/定量的比值，目的是利用最少的纖維實(shí)現(xiàn)紙頁的最大蓬松度，從而節(jié)省纖維成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

除了對(duì)蓬松效果的迫切需求，一些生活用紙生產(chǎn)商還提出了親水、氣味、顏色等方面的需求。

理想的紙張柔軟劑產(chǎn)品，是兼具柔軟、蓬松和潤滑效果，能增加紙品的松厚度，并對(duì)親水性、吸水性、顏色和氣味沒有負(fù)面影響的，這對(duì)柔軟劑的制造商提出了難題。

4 棉柔型柔軟劑

脂肪族酰胺類柔軟劑在紡織領(lǐng)域以軟片的形式出售，大多需要用70℃左右的熱水才能分散均勻，因此難以在生產(chǎn)線現(xiàn)場配料。二十多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，具有咪唑啉非線性結(jié)構(gòu)的柔軟劑可賦予纖維和織物更好的蓬松感。

浙江傳化華洋化工生產(chǎn)的脂肪族咪唑啉結(jié)構(gòu)的柔軟劑產(chǎn)品（圖2），一年四季為液態(tài)，噸紙?zhí)砑?kg即可使松厚度提高5%以上，賦予生活用紙產(chǎn)品明顯的蓬松觸感，柔軟度與普通絲滑型柔軟劑相當(dāng)。該柔軟劑結(jié)合了脂肪族酰胺類柔軟劑和酯基季銨鹽柔軟劑的優(yōu)點(diǎn)，將酰胺結(jié)構(gòu)完全轉(zhuǎn)化為咪唑啉環(huán)狀結(jié)構(gòu)并陽離子化，保證纖維留著率。當(dāng)該柔軟劑附著于纖維時(shí)，非線性排布的兩條脂肪鏈在一定程度上起到結(jié)構(gòu)支撐的作用，增大纖維間距。將該柔軟劑與絲滑型柔軟劑搭配使用，可以使生活用紙兼具棉柔和絲滑的效果，抵消絲滑型柔軟劑對(duì)親水性的不利影響，真正實(shí)現(xiàn)天鵝絨般的觸感。

圖2 棉柔型柔軟劑分子結(jié)構(gòu)

5 重新思考柔軟劑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

目前，具有優(yōu)良棉柔效果的柔軟劑在紙張中的應(yīng)用還處在初級(jí)階段，僅在部分追求極致品質(zhì)的紙機(jī)添加使用。

棉柔型柔軟劑對(duì)生活用紙的品質(zhì)提升主要包含兩個(gè)方面，一是使紙品本身具有更好蓬松感和彈性，觸感更高檔；二是隨著松厚度的提升節(jié)省了纖維成本，可用于其他性能的改善，比如濕強(qiáng)度、韌性等。

從本質(zhì)上看，生活用紙的主要功能是進(jìn)行清潔，一直以來都對(duì)吸水性有一定的要求，松厚度提高則有利于降低價(jià)格。棉柔型柔軟劑改善了蓬松和吸水效果，契合生活用紙的用途，長期來看，其市場占有率應(yīng)超過絲滑型柔軟劑。尤其是，使用棉柔型柔軟劑可以節(jié)省纖維用量，使添加柔軟劑不再是一項(xiàng)額外的花費(fèi)，而是一種降低成本的手段，使柔軟劑的更全面使用成為可能，其中，由棉柔型柔軟劑和絲滑型柔軟劑復(fù)配而成的棉滑型柔軟劑將成為市場主流。

生活用紙的品質(zhì)最終由廣大消費(fèi)者決定，而消費(fèi)者并不關(guān)心柔軟度儀以及它所測得的柔軟度數(shù)值。消費(fèi)者關(guān)心的是綜合觸感，是使用生活用紙進(jìn)行清潔時(shí)的感覺，這就要求生活用紙生產(chǎn)商重新思考添加柔軟劑的目的，將注意力回歸到綜合感覺上，而不僅僅是國標(biāo)的柔軟度儀和柔軟度。