熱熔膠的功能創(chuàng)新

鐘蓉 聚膠新材料股份有限公司

2020年，新冠疫情導致衛(wèi)材行業(yè)熱熔膠的供應鏈紊亂：國內(nèi)原料供應間斷性短缺，而在2020年下半年，由于運力短缺，進口原料供應也很緊張甚至斷貨。運費上漲大于3倍，而原料價格更是頻繁波動，平均漲幅約8%。由于國外疫情嚴重，不少企業(yè)減產(chǎn)或停產(chǎn)，中國產(chǎn)品出口量大增，比如聚膠公司，2020年出口量增加約35%。

隨著生活水平的提高以及年輕一代成為主流消費者，終端市場對一次性衛(wèi)生用品的要求已經(jīng)不僅僅限于吸液、不斷層、不起坨、更換方便，而是對舒適、健康、干爽、安全及環(huán)保的訴求越來越多。

針對消費者的新訴求，一次性衛(wèi)生用品生產(chǎn)商在產(chǎn)品設(shè)計和材料的選擇上有了許多創(chuàng)新，而這些創(chuàng)新對熱熔膠提出了更高的要求，由最初的上機性能好、粘接強度高擴展到其他功能，如：尿濕顯示、有助導流、芯體加強、吸收人體排泄物的氣味等。

表1 應對消費者新訴求的熱熔膠

為了應對消費者的新訴求，開發(fā)功能性熱熔膠成為發(fā)展新趨勢，如：消費者希望衛(wèi)生用品干爽透氣，生產(chǎn)商就采用打孔面層，對傳統(tǒng)熱熔膠的挑戰(zhàn)就是滲膠，熱熔膠供應商就要開發(fā)抗反滲、親水導流的熱熔膠。聚膠公司為滿足消費者需求，開發(fā)了創(chuàng)新熱熔膠。

1 低氣味尿顯膠

尿顯膠可以說是熱熔膠功能化的代表。它的商業(yè)化同樣為紙尿褲帶來了新的功能：消費者可通過顏色的變化來判斷紙尿褲是否已經(jīng)尿濕。

目前市場上的主流尿顯膠有兩個痛點：氣味重和提前變色。尿顯膠的變色要求使得熱熔膠需要維持一定的酸性環(huán)境，而具有酸性的原料氣味重；遇水變色快的特性導致尿顯膠在儲存運輸過程中遇到水分會變色。要保持尿顯膠遇水變色和變色快速的特點，很難不用酸性原料，這對解決氣味重和提前變色問題是巨大挑戰(zhàn)。

● 氣味

針對現(xiàn)有尿顯膠氣味重的痛點，聚膠采用全新的配方體系，使之可以與低氣味原料相配合，從而降低尿顯膠的氣味；同時選擇對水分子敏感度低的原料來避免提前變色，開發(fā)了新產(chǎn)品T485。與市場現(xiàn)有產(chǎn)品相比，T485氣味明顯減輕，見圖1。

圖1 新產(chǎn)品T485與市場現(xiàn)有產(chǎn)品的氣味對比

● 變色速度

T485降低氣味的同時，保留遇水變色的功能。可以看到實驗室涂布樣品在遇水45s后由黃變藍，且不暈染；而對比樣由黃變藍，伴有明顯暈染，見圖2。

圖2 T485與對比樣遇水變色效果對比

T485在客戶產(chǎn)品上30s后開始變色，且在傳統(tǒng)芯體和復合芯體產(chǎn)品上都能明顯變色，見圖3。

圖3 T485在傳統(tǒng)芯體和復合芯體中的變色速度對比

● 耐潮濕性

圖4所示，在40℃，相對濕度為75%RH條件下放置24h，相對市場主流產(chǎn)品，T485的耐潮濕性明顯改善。

圖4 T485與對比樣的耐潮濕性對比

● 物理性能

在物理性能方面，T485的粘度比對比樣稍大一些（圖5），但應用溫度仍然很低，大約95℃～115℃（表2）。

圖5 T485與對比樣的粘度對比

表2 T485與對比樣的物理性能對比

綜上所述，在氣味、變色速度、耐潮濕性、物理性能等方面，相比于市場主流尿顯膠，T485有明顯優(yōu)勢，氣味減輕且耐潮濕性能有所改善。

2 親水導流膠

傳統(tǒng)熱熔膠會影響含水液體從面層往吸收層的擴散和滲透，從而影響一次性衛(wèi)生用品的實際使用體驗。

傳統(tǒng)熱熔膠都是拒水的，要使熱熔膠在保持粘結(jié)強度的基礎(chǔ)上幫助滲透和導流，熱熔膠的配方里就需要有親水因子，而親水與拒水是矛盾的，賦予熱熔膠親水導流功能是一個巨大的挑戰(zhàn)。

首先要篩選親水因子，開發(fā)新的配方體系來平衡親水與拒水性能。親水導流熱熔膠在保證粘接強度和上機性能的基礎(chǔ)上，被賦予新的功能——導流和親水。這種新功能可以大幅提高尿液、經(jīng)血等從面層往吸收層擴散和滲透的速度，從而為消費者提供更好的使用體驗。

T461親水導流膠是聚膠開發(fā)的新產(chǎn)品，圖6和圖7是T461與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠的滲透速度對比，樣品均采用刮涂的方式，圖6采用生理鹽水，圖7采用人工經(jīng)血。相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠，T461能更快地幫助液體滲透和擴散。

圖6 T461與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠液體滲透和擴散對比—生理鹽水

圖7 T461與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠液體滲透和擴散對比—人工經(jīng)血

從滲透實驗可以看出，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠，T461能更快地幫助液體滲透和擴散。滲透時間縮短約70%，擴散長度增加10%以上。將圖6中黃色圈和黑色圈中的部分放大，可以看出，黃色圈中液體在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠上主要靠非織造布滲透和擴散，而黑色圈中液體在親水導流膠上的擴散主要在膠的通道上。經(jīng)血的粘稠度高于尿液，用人工經(jīng)血測試滲透速度，親水膠同樣比傳統(tǒng)膠更有助于滲透和擴散。

圖8是用噴涂的方式制作樣品，采用生理鹽水進行的滲透的擴散試驗，T461比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠的優(yōu)勢更明顯。

圖8 T461與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠液體滲透和擴散對比—噴涂

試驗中，滲透速度的測試方法是：滴2mL液體于定量10g/m2，面積14cm×40cm的非織造布和PE膜復合樣品上，測試液體從面層上徹底消失的時間。擴散長度的測試方法是：上述測試結(jié)束后，量取液體能達到的最大長度。

表3 T461與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠的性能對比

正常的上膠量時，T461的粘接強度和老化趨勢與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠近似（圖9）。

圖9 T461與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠粘接強度對比

3 抗反滲濕強膠

打孔材料尤其是打孔純棉面層在衛(wèi)生用品上開始廣泛使用，但傳統(tǒng)熱熔膠會在生產(chǎn)前后滲膠，導致生產(chǎn)線停機或成品粘連甚至粘皮膚，而有些能解決滲透問題的熱熔膠又損失了濕強度。

衛(wèi)材用傳統(tǒng)熱熔膠是典型的壓敏膠，開放時間和固化時間都較長，用于打孔面層容易滲膠，而傳統(tǒng)的濕強膠滲透性更好，要把打孔純棉用于面層，既要解決滲透問題還要保持一定的濕強度，這對于傳統(tǒng)的熱熔膠和濕強膠都是巨大的挑戰(zhàn)。

針對以上痛點，聚膠通過縮短固化時間和在配方中引入新的濕強因子來解決滲透與濕強的問題，開發(fā)出抗反滲濕強膠T653，同時開發(fā)出兩種反滲評估法：在線反滲和離線反滲，用這兩種方法篩選配方，從而開發(fā)出客戶滿意的抗反滲濕強膠。

圖10為T653與傳統(tǒng)濕強膠的干、濕強度對比，可見T653有較大的干強和相近的濕強。

圖10 T653與傳統(tǒng)濕強膠的粘接強度對比

圖11為離線抗反滲測試，考察衛(wèi)生用品離線后是否有膠滲出產(chǎn)生片與片之間的粘連或粘皮膚。與傳統(tǒng)的濕強膠相比，T653滲透力很小，幾乎無滲透。

圖11 離線抗反滲測試

圖12是在線抗反滲測試，考察衛(wèi)生用品在生產(chǎn)線上是否有膠滲出粘輥而導致停機。與傳統(tǒng)的濕強膠相比，T653滲透力很小，幾乎無滲透。

圖12 在線抗反滲測試

表4為T653與普通濕強膠的物理性能對比，可見T653具有良好的濕強和優(yōu)異的抗反滲性能。

表4 T653與普通濕強膠性能對比