纸张柔软性实验标准

技术概述

纸张柔软性是评价纸张物理性能的重要指标之一，尤其对于生活用纸（如卫生纸、面巾纸、纸巾纸等）而言，柔软性直接关系到消费者的使用体验和产品质量档次。所谓纸张柔软性，是指纸张在受力弯曲时抵抗变形的能力，通常用柔软度数值来量化表征。数值越小，表示纸张越柔软，手感越好；数值越大，表示纸张越硬挺。为了准确、客观地评价这一性能，行业内制定了严格的纸张柔软性实验标准。

在纸张柔软性实验标准的体系中，核心技术依据主要来源于国家标准（GB/T）、国际标准（ISO）以及部分先进的企业标准。其中，最广泛引用的检测依据为GB/T 24328.4《卫生纸及其制品》系列标准中关于柔软度的测定方法，该标准等同于国际标准ISO 12625-6。该实验标准规定了采用手感柔软度仪测定卫生纸及其制品柔软度的方法，原理是基于纸张在特定条件下通过狭缝时的弯曲力和摩擦力来综合评价其柔软程度。

技术概述的核心在于理解柔软度的物理意义。它并非单一维度的物理量，而是纸张的挺度、厚度、表面粗糙度以及层间结合力等多种因素的综合反映。在实验标准中，通过模拟人手揉搓纸张的动作，利用仪器探头将规定尺寸和层数的试样压入规定宽度的狭缝中，测量试样在弯曲和滑动过程中产生的最大力值，该力值即为柔软度测定值。这一标准化的测试方法有效地克服了人为感官评价的主观性和不确定性，为纸张生产企业的质量控制和质量监督部门的执法检查提供了科学依据。

此外，纸张柔软性实验标准还涵盖了测试环境的严格规定。由于纸张具有吸湿性，环境湿度和温度的变化会直接影响纸张纤维的柔韧性和结合力，进而影响测试结果。因此，标准严格规定试样必须在温度（23±1）℃、相对湿度（50±2）%的标准大气条件下进行预处理和测试，以确保数据的可比性和复现性。这一技术细节是保证实验结果准确性的前提条件。

检测样品

依据纸张柔软性实验标准，检测样品的范围主要集中在各类生活用纸及部分具有柔软度要求的特种纸张。具体的样品分类及取样要求如下：

• 卫生纸：包括卷纸、平切卫生纸等，主要用于卫生间清洁，是柔软度检测最常见的产品类型。
• 纸巾纸：包括面巾纸、手帕纸、餐巾纸等，这类产品直接接触面部皮肤，对柔软度要求极高。
• 擦手纸：虽然强调吸水性和强韧性，但为提升使用舒适度，其柔软度检测也日益受到重视。
• 厨房纸巾：此类产品通常对柔软度要求相对较低，但在高端产品线中仍需进行检测以评估手感。
• 特种柔软纸：如化妆用纸、眼镜擦拭纸等具有特殊用途的柔软纸制品。

在进行纸张柔软性实验时，样品的制备至关重要。根据标准要求，取样应在生产完成至少24小时后进行，以消除生产过程中内应力的影响。样品应具有代表性，不得有明显折痕、孔洞、破损或水分异常的情况。取样时需避开卷纸的起始端和末端，通常从卷纸中部取样。样品截取尺寸通常规定为长100mm，宽100mm的正方形试样，或根据具体仪器型号要求截取相应尺寸。对于多层复合纸，标准要求按照产品实际使用层数进行测试，例如面巾纸通常测试双层或三层复合后的柔软度，以真实反映消费者使用时的手感。

检测项目

在纸张柔软性实验标准的框架下，检测项目主要集中在“柔软度”这一核心指标上，但为了深入分析影响柔软度的因素，往往还需配合检测一系列相关物理性能项目。具体检测项目包括：

• 柔软度（Softness）：核心检测项目，单位为毫牛顿。该数值直接反映纸张的硬挺程度和手感舒适度。根据标准，通常需要测试纵向柔软度和横向柔软度，或按照特定测试模式计算平均柔软度。
• 定量：指纸张单位面积的质量，单位为克/平方米（g/m²）。定量与柔软度存在一定相关性，定量过高可能导致纸张偏硬，定量过低则可能缺乏质感。
• 厚度：指纸张在特定压力下的厚度值。厚度较大的纸张在同等定量下通常手感更蓬松，有利于提高柔软度评分。
• 紧度：由定量与厚度计算得出。紧度越小，纸张越蓬松，通常意味着手感更柔软，但紧度过低可能影响强度。
• 抗张强度：虽然不直接测量柔软度，但纸张的纵横向抗张强度会影响纤维间的结合力，进而影响纸张的挺度和揉搓感。柔软度实验标准中常需参考强度数据以分析测试异常。
• 水分含量：纸张的水分含量直接影响纤维的柔韧性。水分过低纸张发脆发硬，水分过高则可能产生绵软感，因此需严格控制。

在这些检测项目中，柔软度数值的判定是关键。依据相关产品标准（如GB/T 20808《纸巾纸》、GB/T 24328《卫生纸》），不同等级的产品（优等品、一等品、合格品）对柔软度数值有明确的限定范围。例如，优等品面巾纸的柔软度数值通常要求较低，以确保其细腻柔和的触感。检测报告中需明确标注测试方向（纵向或横向）以及测试模式，确保数据的规范性和可追溯性。

检测方法

纸张柔软性实验标准中规定的检测方法主要是“狭缝法”，这是目前国际通用的标准测试方法。该方法操作规范、逻辑严密，具体检测流程如下：

首先，进行试样预处理。按照标准GB/T 450《纸和纸板 试样的采取和试样截取》的规定抽取样品，并在温度（23±1）℃、相对湿度（50±2）%的标准大气环境中对试样进行至少4小时的温湿处理，使试样达到平衡状态。这一步骤是保证检测结果准确性的基础，不可省略。

其次，准备仪器并校准。使用符合标准要求的柔软度仪（如Penetrometric法），检查狭缝宽度是否设定正确（通常标准狭缝宽度为10mm，针对不同厚度纸张可选择5mm或15mm等规格，但需在报告中注明）。开启仪器预热，并进行零点校准和力值校准，确保传感器精度符合实验标准要求。

接着，进行测试操作。将处理好的试样平铺在仪器测试平台上，确保试样平整无褶皱。启动仪器，仪器的探头（通常是倒V字形或刀片状）会以恒定速度将试样压入狭缝中。在这一过程中，试样会发生弯曲、摩擦和滑动。仪器传感器实时记录探头压入过程中试样抵抗变形的阻力曲线，并自动抓取最大峰值力或特定阶段的平均力值作为柔软度数值。

在测试过程中，必须严格遵循以下标准细节：

• 测试方向性：由于纸张纤维排列具有方向性，纸张纵向（MD）和横向（CD）的挺度差异较大。标准规定通常测试纵向柔软度，或分别测试纵横向取算术平均值。对于有明显纹路的特种纸，需沿纹路垂直方向测试。
• 测试层数：标准规定应按产品实际使用层数进行测试。如产品为双层压合，测试时应取双层进行；如为单层使用，则测试单层。多层层叠测试能反映复合后的整体手感。
• 重复次数：为了保证数据的统计学意义，标准要求每个样品至少测试10个有效数据，通常需测试正面和反面，或从不同位置取样。最终结果以算术平均值表示，并计算变异系数。

最后，数据处理与判定。根据仪器读数计算平均柔软度。若测试结果超出标准规定的误差范围，需分析原因，如样品是否均匀、仪器状态是否稳定等。检测报告需详细记录测试条件、狭缝宽度、测试层数、平均值及标准偏差。

检测仪器

执行纸张柔软性实验标准离不开专业、精密的检测仪器。核心仪器及其技术参数要求如下：

• 柔软度仪：这是核心设备，采用Penetrometric（穿透/狭缝）原理设计。仪器主要由测头、狭缝板、力值传感器、驱动装置及显示屏组成。
  • 测头：通常采用倒梯形或特定角度的金属探头，其几何尺寸在标准中有严格规定，以确保对试样的作用力均匀。
  • 狭缝：狭缝宽度和形状是影响测试结果的关键参数。标准型狭缝宽度为10mm，部分仪器配有可更换的狭缝板以适应不同厚度的纸张。
  • 传感器：高精度力值传感器，分辨率通常需达到0.1mN或更高，能够准确捕捉试样压入过程中的微小力值变化。
• 标准切样刀：用于制备规定尺寸的试样。切刀必须锋利，确保切口平整、无毛刺，且尺寸精确。常用的试样尺寸为100mm×100mm或直径100mm的圆形。
• 恒温恒湿箱（空调系统）：用于创造标准测试环境。由于纸张柔软度对环境湿度极度敏感，实验室必须配备精密空调和加湿除湿系统，并配有经校准的温湿度记录仪。
• 电子天平：用于测定定量，辅助分析柔软度影响因素。精度通常要求在0.001g以上。
• 厚度测定仪：用于测量纸张厚度，配合定量计算紧度。

在仪器维护方面，柔软度仪需定期进行计量检定。检定项目包括力值示值误差、测头运行速度稳定性、狭缝尺寸偏差等。在使用前，操作人员应检查狭缝内是否有纸屑或灰尘堵塞，测头表面是否光滑无损伤。任何微小的物理损伤都可能导致测试时的摩擦力异常，从而导致数据偏差。只有符合计量检定规程并在有效校准周期内的仪器，其出具的检测数据才具有法律效力和公正性。

应用领域

纸张柔软性实验标准的应用领域十分广泛，贯穿于造纸产业链的各个环节以及相关的监管与科研领域。具体应用场景包括：

• 造纸企业质量控制：在生活用纸的生产过程中，柔软度是核心质控指标。企业依据实验标准对原材料、半成品及成品进行实时检测，通过调整打浆度、起皱工艺、柔软剂添加量等参数来优化产品柔软度，确保批次间质量稳定，提升品牌竞争力。
• 新产品研发与配方优化：在研发超柔系列或高性价比系列产品时，研发人员利用柔软度实验标准对比不同木浆配比、不同压花工艺对手感的影响，为配方调整提供数据支撑。
• 政府监督抽查与市场监管：市场监管部门在对市场上的卫生纸、纸巾纸进行抽检时，柔软度是判定产品等级是否合格的重要依据。依据实验标准出具的报告具有法律效力，用于打击假冒伪劣、虚标等级等违法行为。
• 进出口检验检疫：在纸张贸易中，柔软度是合同规定的常规指标。海关和检验检疫机构依据国际标准（如ISO 12625-6）或双方约定的标准进行检测，判断进口纸张是否符合合同要求，防止贸易欺诈。
• 第三方检测服务机构：独立的检测机构利用该标准为社会提供公正的检测数据，用于电商平台选品、消费者维权举证、企业资质认证等场景。
• 包装与印刷行业：虽然主要针对生活用纸，但在某些高端软包装纸或艺术纸张领域，柔软度实验标准也被用于评估材料的折叠性能和触感，以提升包装盒或书籍的装帧品质。

随着消费者对生活品质追求的提高，纸张柔软度的重要性日益凸显。应用领域的拓展也推动着实验标准的不断更新与完善，促使检测技术向着更智能、更模拟人手触感的方向发展。

常见问题

在纸张柔软性实验标准的执行过程中，技术人员和使用者常会遇到一些疑惑和操作难点。以下是对常见问题的详细解答：

问题一：测试结果与手感评价不一致怎么办？

解答：虽然实验标准旨在量化手感，但仪器测试与主观评价之间仍可能存在偏差。这通常是由于仪器的测试原理是基于弯曲和摩擦，而人的手感还涉及温度传导、皮肤触觉等复杂因素。若出现不一致，首先应检查测试条件是否合规（如温湿度平衡是否充分），其次检查样品是否存在局部缺陷。此外，对于表面经过特殊涂布或起皱程度极高的纸张，可能需要调整狭缝宽度或参考特定的行业标准进行修正。

问题二：同一批次样品测试数据波动大是什么原因？

解答：数据波动大通常由以下原因导致：一是样品均匀性差，纸张本身的匀度、厚度或定量在横向或纵向上分布不均；二是取样不规范，试样边缘有毛刺或尺寸偏差；三是仪器状态不稳定，如狭缝内有残留纤维导致摩擦力变化。根据标准，应剔除异常值，增加测试次数，并确保取样位置覆盖纸卷的不同幅宽位置。

问题三：测试时应该选择单层还是多层？

解答：依据纸张柔软性实验标准（如GB/T 24328.4），测试层数应根据产品标准规定或实际使用习惯确定。一般原则是“按使用层数测试”。例如，市售面巾纸通常为二层或三层压合，消费者也是多层一起使用，因此测试时应直接测试多层复合后的试样。测试单层数值往往偏高（较硬），不能代表真实使用体验。

问题四：环境湿度对柔软度测试结果影响有多大？

解答：影响非常大。纸张纤维具有吸湿性，湿度增加会使纤维软化，柔软度数值通常会下降（变软）；湿度降低则纸张变脆，数值上升（变硬）。标准规定必须在标准大气下测试，就是为了消除环境波动的影响。如果在非标准环境下测试，数据无可比性，甚至可能出现严重误判。因此，严格控制实验室环境是执行该标准的首要前提。

问题五：不同型号的柔软度仪测试结果可以比对吗？

解答：只有当仪器均符合同一标准（如ISO 12625-6或GB/T 24328.4），且狭缝宽度、探头形状、测试速度等参数设置完全一致时，测试结果才具有可比性。不同原理的仪器（如Handle-O-Meter与Bendtsen测试仪）或参数设置不同的仪器测出的数据不具备直接可比性。在出具报告时，必须注明所使用的标准名称及仪器关键参数。