制造可沖散產(chǎn)品
——化圓為方

Horst W?rner 柯恩纖維有限公司

過(guò)去幾十年中，濕巾市場(chǎng)總體上快速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2018—2023年，個(gè)人護(hù)理濕巾銷售額復(fù)合年均增長(zhǎng)率為7.9%，按非織造布用量計(jì)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為8.0%。

在個(gè)人護(hù)理濕巾中，濕廁紙是近年來(lái)快速發(fā)展的產(chǎn)品類別。濕廁紙主要采用氣流成網(wǎng)、水刺、濕法水刺非織造布為基材，其中以濕法水刺為主流。

圖1 2018年全球個(gè)人護(hù)理濕巾細(xì)分市場(chǎng)份額（按零售銷售額計(jì)）

濕廁紙的一個(gè)主要賣點(diǎn)是可以沖入馬桶，并在下水道系統(tǒng)中分散。要達(dá)到可沖散的效果，濕廁紙生產(chǎn)時(shí)面臨一個(gè)難點(diǎn)：產(chǎn)品在生產(chǎn)、拆包和使用過(guò)程中需要一定的強(qiáng)度，但使用后處理時(shí)要容易分散。因此，需要在強(qiáng)度和易分散之間達(dá)到平衡。

可沖散標(biāo)準(zhǔn)

什么樣的產(chǎn)品才能稱為是可沖散呢？歐洲非織造布協(xié)會(huì)（EDANA）和北美非織造布協(xié)會(huì)（INDA）自2004年以來(lái)一直致力于制定可沖散性指南，其中對(duì)可沖散的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展。2018年第4版可沖散指南中規(guī)定，產(chǎn)品必須通過(guò)7項(xiàng)可沖散測(cè)試，才能作為可沖散產(chǎn)品出售。其中，晃動(dòng)箱測(cè)試是比較重要的一個(gè)測(cè)試方法。

圖2 晃動(dòng)箱分散測(cè)試

纖維特性對(duì)可沖散性的影響

對(duì)產(chǎn)品可沖散性影響較大的幾個(gè)因素包括：

● 纖維與水之間的摩擦作用。纖維表面如果太光滑，摩擦力就比較小，不利于分散。纖維的粗細(xì)等也對(duì)摩擦作用有影響。

● 纖維與水的碰撞作用，動(dòng)量傳遞。這取決于纖維直徑和橫截面，一般圓形纖維不容易在水流沖擊下分散，異型截面比較適合受力。

● 纖維纏結(jié)，纏結(jié)度可以通過(guò)水力纏結(jié)/噴水壓力的強(qiáng)度來(lái)控制，纖維長(zhǎng)度、抗彎曲性、表面條件（光滑、鋸齒狀）也對(duì)纏結(jié)度有影響。

● 纖維分子間的粘合，受到纖維表面條件、抗彎曲性的影響。

● 纖維間氫鍵結(jié)合，纖維的表面條件、橫截面對(duì)氫鍵結(jié)合起著重要作用。

由此可見，纖維的橫截面、直徑、表面條件等特性都會(huì)影響到產(chǎn)品的可沖散性。

柯恩纖維公司的Viloft?纖維具有扁平的橫截面，可有效增加摩擦力，使纖維迅速?gòu)目椢镏嗅尫牛瑥亩兄诳椢锏姆稚ⅰＭㄟ^(guò)晃動(dòng)箱測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Viloft?扁平纖維比圓形纖維具有更好的可沖散性。

市場(chǎng)上不同產(chǎn)品的可沖散性測(cè)試

2017年第4季度至2018年第2季度，柯恩公司從歐盟、美國(guó)和中國(guó)市場(chǎng)采購(gòu)了16種濕廁紙產(chǎn)品，包括生產(chǎn)商品牌和零售商品牌，產(chǎn)品購(gòu)買自傳統(tǒng)零售店、藥店、折扣店等。所有產(chǎn)品都標(biāo)稱為可沖散濕巾/濕廁紙，但基材使用的工藝不同，分為濕法水刺、氣流成網(wǎng)+粘合劑、氣流成網(wǎng)+雙組分等。

柯恩根據(jù)INDA/EDANA第4版可沖散指南中的晃動(dòng)箱測(cè)試方法，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了可沖散性測(cè)試。結(jié)果表明，可沖散性比較好的是濕法水刺產(chǎn)品。

濕巾對(duì)市政污水管道的影響

圖3 市政污水管道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

盡管晃動(dòng)箱測(cè)試證實(shí)了由紙漿和Viloft?短纖維制成的濕巾具有良好的分散性，但德國(guó)凱爾海姆市的市政污水處理廠并沒(méi)有完全信服，因此又進(jìn)行了市政污水管道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，分別測(cè)試了衛(wèi)生紙（成分：100%紙漿）、水刺非織造布濕巾（成分：15%粘膠短纖維，85%滌綸短纖維，短纖維長(zhǎng)度40mm）、可沖散濕巾（成分：30%Viloft?短纖維，70%紙漿）通過(guò)污水管道后，對(duì)管道的影響。

結(jié)果表明，大量水刺非織造布濕巾無(wú)法通過(guò)下水系統(tǒng)的水泵，導(dǎo)致堵塞，為了確保系統(tǒng)連續(xù)正常運(yùn)行，必須安排一輛抽吸車來(lái)清潔下水道系統(tǒng)和水泵。由此可見，不可沖散的傳統(tǒng)水刺濕巾會(huì)造成泵堵塞，不能丟入馬桶。而Viloft?短纖維和紙漿制成的濕法/氣流成網(wǎng)法濕巾沖入下水道系統(tǒng)后，水泵顯示出穩(wěn)定的功率消耗，與干廁紙相當(dāng)。這種產(chǎn)品完全可沖散，不會(huì)對(duì)下水道系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施造成任何影響。

總結(jié)

隨著濕廁紙產(chǎn)品的發(fā)展，可沖散性的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷演變。INDA/EDANA第4版可沖散性指南對(duì)目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品有很好的區(qū)分作用。

為了保護(hù)海洋環(huán)境，各地政府對(duì)塑料使用的限制愈加嚴(yán)格，未來(lái)材料的生物降解性將變得更為重要。

Q&A問(wèn)答

1.Viloft纖維與紙漿的最優(yōu)配比大概是多少？

答：纖維與木漿并無(wú)最優(yōu)配比這一說(shuō)法。可沖散性與濕巾強(qiáng)力成反比，纖維加入越多，布面強(qiáng)力提高，可沖散性則降低；反之，纖維加入少，可沖散性提高，但布面強(qiáng)力降低。不同品牌會(huì)根據(jù)自己產(chǎn)品的定位來(lái)選擇適合自己的配方。實(shí)際應(yīng)用中，15%～35% 的纖維加入量是比較常見的。

2.請(qǐng)問(wèn)兩層以上通過(guò)熱熔膠粘合、且有壓花的可沖散廁紙，是否仍可沖散？有無(wú)做過(guò)這類有其他媒介物質(zhì)參雜后的沖散測(cè)試？

答：熱熔膠粘合工藝以前有國(guó)外品牌用于生產(chǎn)可沖散廁紙，該工藝生產(chǎn)的廁紙強(qiáng)力好，但可沖散性不太理想。隨著新的GD4 的使用，這些產(chǎn)品已經(jīng)幾乎退出可沖散市場(chǎng)。根據(jù)我們的測(cè)試，目前通過(guò)第三方媒介增加強(qiáng)力的工藝在可沖散性方面表現(xiàn)都不太理想，而且一定程度上也與環(huán)保及可降解有一定沖突。熱熔膠工藝也可以用于生產(chǎn)可沖散廁紙，但需要工藝配方的高效以達(dá)到現(xiàn)在越來(lái)越嚴(yán)格的可沖散標(biāo)準(zhǔn)。