织物柔软剂
历史
织物柔软剂是在漂洗过程中添加到洗衣机中的一种液体组合物，可使衣物触感更佳。这些产品的作用是在织物上沉积润滑化学物质，使其感觉更柔软，减少静电附着，并赋予清新的香味。第一种织物柔软剂是在 20 世纪初由纺织工业开发的。当时用于染色棉纤维的过程让他们感觉很粗糙。在 1900 年代初期，人们开发了被称为棉花柔软剂的制剂，以改善这些纤维在染色后的手感。典型的棉花柔软剂由七份水、三份肥皂和一份橄榄油、玉米油或牛油组成。随着有机化学的进步，创造了可以更有效地软化织物的新化合物。这些改进的配方很快就进入了商业市场。
到 1960 年代，包括 Procter 和 Gamble 在内的几家主要营销商已开始销售家用液体织物柔软剂组合物。在接下来的十年里，随着制造商开发出新的配方来提供更好的柔软度和更吸引人的香味，这些产品的受欢迎程度急剧增加。
尽管它们越来越受欢迎，但织物柔软剂存在一个主要缺点：柔软剂化学品与洗涤剂不相容，因此在漂洗循环中去除所有洗涤剂之前不能将它们添加到洗衣机中。最初，这一限制要求消费者如果想要软化衣服，就必须多去洗衣机一次。在 1970 年代后期，制造商找到了一种以干燥纸形式提供织物柔软效果的方法。这些床单提供了织物柔软剂的一些好处，但提供了额外的便利，可以添加到干衣机而不是洗衣机漂洗循环中。然而，虽然干燥纸在今天非常流行，但液体柔软剂仍被广泛使用，因为它们更有效。
在 1990 年代，具有环保意识的制造商开始试销超浓缩配方。这些“超”配方被设计成只需要使用大约四分之一的产品，因此它们可以包装在更小的容器中。然而，消费者的感知价值较低，因为产品较少且价格较高。这些超浓缩物能否在当今市场上取得成功还有待观察。
到 1990 年代末，美国液体织物柔软剂的年销售额达到约 7 亿美元（在超市、药店和大卖场）。为了进行比较，每年大约售出价值 4 亿美元的干衣纸。宝洁（Downy）和Lever Brothers（Snuggle）等主要制造商占据了约90%的市场份额，而自有品牌则占剩余的10%。
设计
产品开发化学家创造的织物柔软剂旨在满足一系列特定的营销要求。首先，配方必须提供消费者所需的多种属性，例如优异的柔软度、改善的铁滑性、减少洗涤周期中的皱纹形成、改善洗涤后的皱纹去除、更好的保色性和增强的污渍保护。此外，配方必须使用安全、环保、美观且具有成本效益。化学家将技术评估与消费者测试相结合，设计出既有效又负担得起的配方。
原材料
调理剂
早期的织物柔软剂配方是相对简单的脂肪材料分散体，洗涤后会沉积在织物纤维上。最常用的成分之一是二氢化牛脂二甲基氯化铵 (DHTDMAC)，它属于一类被称为季铵化合物或 quats 的材料。这种成分很有用，因为分子的一部分带有正电荷，可以吸引它并将其结合到带负电荷的织物纤维上。这种电荷相互作用还有助于分散导致静电吸附的电力。分子的另一部分本质上是脂肪，它提供使织物感觉柔软的滑爽性和润滑性。
虽然这些季铵盐确实可以非常有效地软化织物，但它们也会使它们的吸水性降低。这是某些洗衣物品（例如毛巾和尿布）的问题。为了克服这个问题，现代配方将季铵盐与其他更有效的成分结合使用。这些较新的化合物对织物的亲和性稍低，这使得它们不太可能干扰吸水。
当今织物柔软剂配方中使用的一类新材料是聚二甲基硅氧烷 (PDMS)。硅氧烷是一种基于有机硅的流体，具有润滑纤维的能力，以改善柔软度和熨烫难度。用于柔软剂的其他有机硅包括胺官能有机硅、酰胺官能有机硅和有机硅树胶。这些有机硅衍生物经过改性后对织物更具亲和性，并可显着改善其手感。
乳化剂
用于织物柔软剂的调理成分通常不溶于水，因为它们是油性的。因此，必须在配方中添加另一种称为乳化剂的化学品以形成稳定的混合物。如果没有乳化剂，柔软剂液体会分成两相，就像油醋沙拉酱一样。
织物柔软剂配方中使用三种类型的乳化剂：微乳液、粗乳液和乳液聚合物。宏观乳液是油和水的乳状分散体，类似于护手霜或护发素。乳化剂分子包围疏水性油或硅油液滴并使其分散在水中。微乳液在化学上是相似的，但它产生的油颗粒很小，光线可以通过它们。因此，微乳液的特征在于其澄清度和透明度，而不是乳白色。此外，微乳液的优点之一是有机硅颗粒非常小，它们实际上会渗透到纤维中，而宏观乳液仅沉积在纤维表面。第三种类型，乳液聚合物，产生看起来类似于粗乳液的分散体。该系统不使用真正的乳化剂来悬浮和溶解油相。取而代之的是，乳液聚合物会形成一个稳定的分子网，将微小的硅酮液滴悬浮起来，就像被网捕获的鱼一样。
必须仔细选择柔软剂中使用的乳化系统，以确保在织物上的沉积量适当。通常使用非离子乳化剂（不带电荷）和阳离子乳化剂（带正电荷）的混合物。阴离子表面活性剂（带有负电荷）很少使用，因为织物调理剂带有正电荷，这会使阴离子乳液不稳定。
其他成分
除了调理剂和乳化剂外，织物柔软剂还含有其他成分，以提高它们的美感并确保产品的货架稳定性。例如，添加香味和颜色，使产品更受消费者欢迎。此外，还使用乳化稳定剂和防腐剂，以确保产品质量。
将乳化剂和调理成分加入水中。将批料加热并混合。然后加入其他成分。
制造
过程
- 制造液体柔软剂的首选方法是在一个大型混合容器中将成分一起加热。混合罐应由高级不锈钢制成，以防止配方中腐蚀剂的侵蚀。该罐通常配备有夹套外壳，允许蒸汽和冷水循环，因此可以轻松控制批次的温度。此外，该罐装有由大型电动机驱动的螺旋桨式混合器。这种混合叶片提供了正确分散成分所需的高剪切力。
制造过程的第一步是用指定量的水填充水箱。首先添加水，因为它充当所有其他成分的载体。使用去离子水是因为它不含会影响批次性能的金属离子。常规配方可含有多达 80-90% 的水。
- 将水加入水箱后，即开始加热和混合。当水达到合适的温度时，加入乳化剂。由于这些化学品往往是蜡状固体材料，因此它们是在相对较高的温度（158-176TF [70-80°C] 之间）添加的。虽然添加顺序取决于具体的配方，但在添加水溶性较差的材料之前分散乳化剂通常更有效。乳化剂的用量在 1-10% 之间，具体取决于所选的特定化学品。
- 柔软剂中使用的调理成分通常不溶于水，因此它们在乳化剂之后添加到水相中。对于典型的强度配方，使用约 5%。对于更浓缩的配方，10% 的水平更为常见。当使用季铵盐和有机硅的混合物时，有机硅的用量低至 0.5-1.5%。
- 当配方中使用预乳化有机硅时，当温度较低且批次中的机械搅拌较少时，它们会在工艺后期添加。如果使用未经预乳化的较高分子量有机硅，则必须在高温和高度搅拌下将其添加到批料中，以确保硅油液滴均匀分散。
- 继续加热和混合直到批次均匀。此时冷水在水箱周围循环以降低温度。随着批次冷却，添加剩余成分，例如防腐剂、染料和香料。这些成分的使用浓度要低得多，通常不超过几个百分比的香料和不到 1% 的防腐剂和染料。批次完成后，样品被送到分析化学实验室，以确保其符合固体、pH 值和粘度的质量控制标准。完成的批次可以被泵送到灌装线或储存在罐中，直到准备好灌装。
- 当产品准备好灌装到包装中时，它被转移到自动灌装线。塑料瓶被输送到传送带上，传送带将它们运送到灌装喷嘴下方。在灌装头有一个大漏斗，用于容纳配方并将受控量（通常按体积设定）排放到瓶子中。填充好的包装沿着输送线继续向下到达封盖机，该封盖机应用封盖并将其拧紧。最后，装满的瓶子被包装在纸箱和堆叠的托盘中以进行运输。
质量控制
使用多种不同的方案测试成品织物柔软剂配方。简单的实验室测试用于确定基本特性，例如 pH 值、粘度和固体百分比。这些测试可以帮助确认以适当的水平添加了正确的成分。
进行其他更严格的测试以确保配方正常运行。一种这样的评估是吸水率测试，有时也称为 Drayes 润湿测试。此过程包括将小块处理过的织物滴在水中，并记录织物下沉所需的时间长度。该测量进行 10 次以获得平均结果。
抗皱性能可以通过要求小组成员在熨烫前对织物样品进行评级来评估。他们被要求对测试样品和织物柔软剂处理过的样品之间的起皱量进行数字评级。衡量熨烫难易程度的测试也由训练有素的小组成员完成。
这些测试是在相同织物的样本上进行的，唯一的区别是一种织物已经用柔软剂处理过，而另一种织物只用洗涤剂洗涤过。 100% 纯棉枕套用于起皱和熨烫测试，而 100% 纯棉毛巾用于评估柔软度和吸水性。样品在测试前在 71.6°F (22°C) 和 65% 相对湿度的受控环境中干燥 24 小时。
未来
有两个与配方相关的领域将影响织物柔软剂的未来。首先是超浓缩物对市场的影响。在撰写本文时，判断它们是否会被消费者接受还为时过早。第二个领域与多功能在未来将发挥的作用有关。随着化学家开发出更有效的新成分，为消费者带来更多可感知的好处的潜力更大。在世纪之交，多功能织物柔软剂配方是最新趋势。这些新产品不仅可以软化衣服，还可以提高熨烫的便利性，减少烘干机中的皱纹，并提供防污渍。 Lever Brothers 和 Procter and Gamble 都利用这一趋势开发了具有多种织物护理功效的新配方。
最后，制造商可能会转向新的交付形式，以使柔软剂更易于使用。宝洁公司在 1990 年代后期推出的一种新方法是“Downy Ball”。这是一个可重复使用的塑料网球大小的球体，里面装满了柔软的液体，并在循环开始时添加到洗衣机中。球在洗涤过程中保持密封，但漂洗循环的旋转触发它打开并释放柔顺剂。对于洗衣机上没有自动柔顺剂分配器的消费者来说，“Downy Ball” 可以避免他们在单独的步骤中添加液体的麻烦。随着制造商努力使他们的产品从竞争中脱颖而出，其他类似的创新分配设备可能会变得更加普遍。
哪里可以了解更多
期刊
埃诺，贝努瓦。 “重新审视织物柔软剂。” 肥皂和化妆品 （2001 年 6 月）。
图尔奇克，理查德。 “软销售：超市希望新的织物柔软剂配方和广告将有助于阻止市场份额的侵蚀。” 超市新闻 （1995 年 8 月 21 日）。
兰迪 舒勒
制造工艺