一種提高嬰兒紙尿褲可降解性能方案的研究

艾志偉

(欣龍控股(集團)股份有限公司,海南 澄邁 571924)

塑料制品因質輕、防水、耐用、生產技術成熟、成本低的優點,在全世界范圍被廣泛應用且呈逐年增長趨勢。但是又因其難以降解,對人類生態環境造成潛在危害,視覺可見的白色污染,視覺不可見的微塑料污染,對人類生態環境的危害眾所周知。資源和環境問題近年來受到越來越多的社會關注,目前全球已有60多個國家出臺了限制或者禁止一次性不可降解塑料制品政策,限塑、禁塑正成為全球保護環境的共識和共同舉措。

盡管嬰兒紙尿褲/片、衛生巾、成人失禁用品等吸收性衛生用品暫未包含在新限塑政策范圍內,但是吸收性衛生用品多為一次性用品,產品內含有大量不可降解的材料成分,例如聚乙烯、聚丙烯、吸水樹脂、熱熔膠等。隨著國民生活水平的提高以及吸收性衛生用品的舒適性和方便性,2014~2019年我國吸收性衛生用品市場規模由670.7億元增至1 165.3億元[1]。至此,理應思考一下吸收性衛生用品與生態環境的可持續發展,以嬰兒紙尿褲為具體分析對象,結合現有材料的可降解性,淺析了一種提高嬰兒紙尿褲可降解性能的方案。

1 嬰兒紙尿褲結構及材料分析

嬰兒紙尿褲主要由結構輔材和吸收芯體組成。結構輔材主要包括面層、防側漏隔邊、底膜、底層、熱熔膠、橡筋、前腰貼及魔術扣;吸收芯體可分為絨毛漿高分子吸收芯體和無紡布高分子復合芯體。

1.1 嬰兒紙尿褲輔材可降解性能分析

經過對市面常規嬰兒紙尿褲產品的輔材分析,可得出表1內容,由此可見市面常規嬰兒紙尿褲的輔材基本上都是不可降解的材料。

表1 輔材主體材料及可降解性能

1.2 嬰兒紙尿褲吸收芯體可降解性能分析

市面常規嬰兒紙尿褲的吸收芯體主要有無紡布高分子復合芯體和絨毛漿高分子吸收芯體,具體特點及主體材料見表2和表3。

表2 無紡布高分子復合芯體主體材料及可降解性能

表3 絨毛漿高分子吸收芯體主體材料及可降解性能

由表2可知,無紡布高分子復合芯體主要是由無塵紙、蓬松熱風無紡布、高分子、包覆層及熱熔膠復合而成。此類吸收芯體是中國市場主要的流行產品,主要優點是厚度薄,手感柔軟,吸收尿液后不易斷層,不易起坨;缺點是成本偏高,吸收下滲速度慢,可降解性能差,整個芯體可降解成分約占12.23%。

由表3可知,絨毛漿高分子吸收芯體主要是由絨毛漿、高分子、包覆紙及熱熔膠制作而成。此類吸收芯體是國外品牌流行的產品,中國早期市場上的產品也是此類吸收芯體,主要優點是吸收下滲速度快、成本低、成型工藝靈活、可降解性能好,整個芯體可降解成分約占53.55%。其缺點是厚度偏厚,吸收尿液后易起坨、易斷層。

2 水刺無紡布復合膜性能分析

2.1 水刺無紡布復合膜結構及物理性能分析

水刺無紡布復合膜與市場常規熱風無紡布復合膜的性能分析見表4、表5。

表4 2種復合膜主體材料及可降解性能

表5 2種復合膜的物理性能指標對比

有表5可知,2種復合膜在克重相近的情況下,抗靜水壓性能相近,水刺無紡布復合膜的透濕性能較優,熱風無紡布復合膜的MD斷裂強度稍好。

2.2 水刺無紡布復合膜耐磨性測試及對比分析

耐磨性測試儀器及參數。

測試儀器:YG(B)401T型馬丁代爾耐磨儀;

標準耐磨布:平紋、雜交精毛紡布,直徑140 mm圓形;

測試樣:直徑38 mm圓形裁樣;

夾持樣品上壓力重錘:9 kPa;

耐磨循環:160個耐磨循環=10個完整的Lissajous曲線。

測試結果如圖1、圖2所示。

圖1 水刺無紡布復合膜耐磨性對比

由測試圖片圖1和圖2對比可知,經過160個耐磨循環之后,2種復合膜都出現了較為嚴重的起球現象,但兩者耐磨性相當。

圖2 常規熱風無紡布復合膜耐磨性對比

經測試對比可得,水刺無紡布復合膜與市場常規熱風無紡布復合膜的性能非常接近,熱風無紡布復合膜在嬰兒紙尿褲中應用普遍,水刺無紡布復合膜也可應用到嬰兒紙尿褲中。

3 提高嬰兒紙尿褲可降解性能的方案分析

經對市面常規嬰兒紙尿褲產品的詳細分析可得:無紡布復合芯體紙尿褲產品中的輔材占產品組分的40%~50%,吸收芯體占產品組分的50%~60%。由表1可知,輔材基本上都是不可降解的材料。由表2可知,吸收芯體中可降解成分占芯體組分約12.23%,產品整體的可降解組分為6.12%~7.34%。

絨毛漿高分子芯體紙尿褲產品中的輔材占產品組分的30%~40%,吸收芯體占產品組分的60%~70%。由表1可知,輔材基本上都是不可降解材料。由表3可知,吸收芯體中可降解的成分約占芯體組分的53.55%,產品整體可降解組分為32.13%~37.49%。

建議方案是將可降解的水刺無紡布復合膜引用到紙尿褲的底層和防側漏隔邊結構處,從而提高嬰兒紙尿褲的可降解性能。

以具體實例L碼嬰兒紙尿褲來分析底層和防側漏隔邊引入水刺無紡布復合膜后,其可降解成分可提高。

表6 L碼嬰兒紙尿褲無紡布高分子復合芯體產品

表7 L碼嬰兒紙尿褲絨毛漿高分子吸收芯體產品

4 結論

(1)市面常規嬰兒紙尿褲的結構輔材基本都是不可降解材料。無紡布高分子復合芯體中材料的可降解率大概只有12.23%。絨毛漿高分子吸收芯體中材料的可降解率大概可達53.55%。

(2)全黏膠水刺無紡布與熱塑性聚酯彈性膜的復合膜材料可降解率高達80%,其物理性能指標及耐磨性能與克重相近的常規使用的熱風無紡布與PE膜復合膜相當,可替換不可降解的熱風無紡布復合膜應用到嬰兒紙尿褲產品。

(3)在無紡布高分子復合芯體的嬰兒紙尿褲產品中應用全黏膠水刺無紡布復合膜,可將產品總體可降解率由7%左右提高到36%左右。在絨毛漿高分子吸收芯體的嬰兒紙尿褲產品中應用全黏膠水刺無紡布復合膜,可將產品總體可降解率由35%左右提高到56%左右。