環保濕巾方案的探索和研究現狀

自1960年美國人Arthur Julius發明了世界上第一片濕巾開始，人類使用濕巾的歷史也有80+年1。濕巾的出現極大程度上方便了我們的生活。但是隨著人們對濕巾越來越依賴，其所帶來的環保問題也越來越受到關注。2019年，歐盟在《有關限制某些塑料制品使用的指令（EU）2019/904》2中將“濕巾”列為管控對象。相比之下，目前我國《關于進一步加強塑料污染治理的意見》等政策中對濕巾這一普遍含塑產品的關注還略顯不足。因此作為從業人員對環保濕巾方案的探索不僅是產品路標的探索，更是對環保和對社會責任的履行。

行業趨勢

通過英敏特全球新產品數據庫的洞察發現，2018—2023年，可持續相關產品在美容個護新品中的占比逐年增加，包括環保保證、純素產品、可持續相關、可回收相關等。

通過歐睿的洞察也能發現，濕廁紙以其可降解、無香精、天然等特性，在中國和美國的市場增長迅速。

一款濕巾通常由基材、料液、包材組成。而一款環保的濕巾，則需要從基材、料液和包材的角度去組合考慮。

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目前主流可降解基材基本可以分為兩大類，一類是植物源的可降解基材，如粘膠/天絲、竹纖維、棉纖維、大麻纖維、大豆纖維等。另外一類是生物基含塑可降解基材，如聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯等。

植物源可降解基材中，最主流的還是粘膠/萊賽爾（天絲）、竹纖維、棉纖維。其他如大麻纖維、大豆纖維等，因其產量、成本、外觀等問題，市場接受度并不高。

含塑可降解材料也主要分為生物基可降解和石油基可降解。其中生物降解聚合物（如聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯等）具有良好的降解性能和適當的可塑性，能夠在一定條件下迅速降解，減少對環境的污染。聚乳酸又稱為聚丙交酯，是一種生物降解材料，可以被自然界中的微生物完全降解，最終成為二氧化碳和水，不會對環境造成污染4。從性能方面來說，聚乳酸有較好的熱穩定性和抗溶性，能夠運用紡絲、擠壓等多重加工方式進行加工。以聚乳酸為原材料的產品不僅能夠生物降解，還具有良好的抗菌性和耐熱性，因此其用途十分廣泛。目前這類材料的開發驗證還在倍加潔實驗室持續進行中。

而石油基可降解材料主要有可降解PP，這種材料目前在紙尿褲類產品已經有應用。在濕巾方面，我們也在倍加潔實驗室做了一些測試。目前主要的痛點包括氣味問題，有的在穩定性測試期間出現了發酸的氣味；外觀發黃的問題，而且隨著老化測試越來越黃；穩定性的問題，主要體現在產品的擠出液發黃等。在配方設計方面，這類材料防腐挑戰測試的難點在于防霉的設計，以及發黃控制的設計，這就意味著目前行業里很多的有機酸的體系與這類材料存在一定的相容性的問題。最后一個問題主要體現在認證方面，目前這類材料還屬于新興，相關的安全性認證也是空白，在應用推廣上存在一定的困難。

料液（配方）的設計

植物源可降解基材的料液（配方）設計重點在于防霉、氣味控制、發黃控制和無機物的選擇。提到無機物的選擇，是因為一些產品可能會選擇硅油、白礦油等石化來源成分，這類成分在可降解測試中會影響降解率。

3.1 關于異味的控制，我們主要是從3個方面著手，比如低味纖維的選擇，賽得利、蘭精等都有低味粘膠纖維；也可以從配方著手，嚴格篩選低氣味原料，構建無味防腐體系配方，在配方中增加祛味考量比如配方設計添加EHG等除臭成分，抑制硫化物揮發；另外就是通過一些植物源提取物改善氣味，同樣能做到宣稱無香精的同時改善氣味，比如添加洋甘菊、蘆薈等天然植物提取物或植物精油。

3.2 天然可降解材料在貨架期內的發黃問題，也是需要配方師著重關注的。通常的解決方案是，配方構建減少山梨酸鉀、布羅波爾等防腐劑的添加量和使用量，添加抗氧化劑BHT、維生素E醋酸酯等提前避免發黃問題。

3.3 關于濕廁紙（可沖散）配方的設計，由于濕廁紙產品普遍存在抽取黏連、易破或可沖散率不足的問題，尤其是易破與可沖散率，如何選擇最佳平衡是開發工程師比較關注的。

美國新出的IWSFG可沖散測試，比其他測試要求更嚴格，基于倍加潔實驗室的研究，在現有基材濕強滿足生產需求的情況下，通過配方中的一些特殊選擇，是可以改善測試通過率的。

以上測試中，A、B、C、D分別是4家不同供應商提供的可沖散基材，在IWSFG測試標準下的表現差異比較大。其中，B公司提供的50g/m2基材的表現與A公司提供的70g/m2基材的表現相當。而通過對配方的調整，添加適當的松散劑，可沖散性能獲得了比較大的提升。

環保包裝的選擇

關于環保包裝，則主要有減塑和無塑兩個方向，但是隨著技術的發展，也可以是兩個階段。從減塑逐漸到無塑的過程。當然，這類材料在濕巾產品應用上，存在非常多的限制。比如玉米淀粉膜類材料在阻隔性和熱封性能上存在一定的限制，就算是試產中能夠實現，也沒辦法穩定持續地大批量生產，同時產品的貨架期也會被大大縮減。目前減塑的方案主要是大包裝和紙塑，大包裝可以減少塑料包裝的使用，開發200片/包甚至300片/包的濕巾產品。但是大包裝的產品存在一定的風險，比如產品的上部分含液率較低、手感較干，又比如產品隨著開封時間較長發生發黃變味等問題。如何改善消費者的使用體驗是研發人員需要思考的。紙塑也是目前的一個方向，其實不是什么新的材料，市面上也有不少產品在應用了。

可回收包裝目前比較主流的就是PE+PE或者PP+PP，這兩類材料均通過了倍加潔濕巾生產工藝驗證和倍加潔實驗室的各項測試。同時，各地法規也提出了關于PCR（post consumer recycled）塑料使用的要求，通過政策來推動回收塑料使用推廣的進程。目前PE+PCR、PE+PE的包裝材料也已通過了倍加潔濕巾生產工藝驗證和倍加潔實驗室的相關測試。

無塑包裝目前還處于開發階段。比如Ecologica De Los Pirineos S L的一項實用新型專利，涉及一種可堆肥食品包裝容器，尤其是用于包裝肉類和海鮮產品。所述可堆肥容器包括由甘蔗廢棄物制成的托盤，托盤上有一層由聚乳酸制成的真空包裝，該容器符合歐盟EN 13432標準。Compostable Pak LLC的一項待審批專利涉及一種可微波爐加熱的可堆肥軟包裝。所述可堆肥包裝包括密封劑層、屏障層以及之間至少一個粘合層，每層都可堆肥。在濕度為90%、溫度為23℃時，屏障層的水蒸氣傳輸量小于3g/100 in2/24h，而在濕度為0%、溫度為23℃時，氧氣傳輸量小于2cm3/100 in2/24h。另外，Lang Laser-System Gmbh的一項已授權專利涉及一種利用菌絲體生產可堆肥包裝的制備方法。菌絲體（即真菌根狀結構，如蘑菇）通常被認為是一種安全、穩定、可再生且天然的材料，生長在大量的分支纖維中。生物廢棄物來源可為菌絲體生長提供能量。菌絲體材料有望取代泡沫塑料，成為應用廣泛的低成本、環保原材料之選。該方法包括培育蘑菇并獲取菌絲體，然后將菌絲體脫水。脫水后的菌絲體經過3D打印可用于制造可堆肥包裝，并能夠替代聚苯乙烯泡沫塑料。倍加潔會持續對這類材料進行開發和研究。

可降解性能的標準和認證

國際上權威的生物降解塑料認證有美國BPI認證、德國DIN CERTCO認證、比利時TüV AUSTRIA認證等。歐洲標準EN 13432適用于可工業堆肥處理的生物可降解塑料包裝，要求12周后至少達到90%的崩解率，6個月內至少90%的生物降解率，并要求生態毒性試驗和重金屬含量檢測?？晒I堆肥塑料產品的認證標志有Seedling、OK Compost、DIN-Geprüft Industrial Compostable以及BPI Compostable。可家庭堆肥塑料的評價標準體系還未成熟，目前沒有國際標準，只有少數國家標準，如澳大利亞的AS 5810生物可降解塑料標準適合家庭堆肥的生物可降解塑料。根據歐洲生物塑料協會（European Bioplastics）的消息，歐洲標準化委員會CEN正在為可家庭堆肥的塑料購物袋制定一份標準。比利時認證機構 Vin?otte 開發了OK Compost Home認證方案，要求在環境溫度下，12個月內至少達到90%的生物降解率。除了OK Compost Home，可家庭堆肥塑料產品的認證標志還有DIN-Geprüft Home Compostable。

包裝的環保認證也比較多，比如美國市場上很多產品都有“How to Recycle”的標簽。這個標簽是針對最終產品的，需要在加入環保組織（SPC）的基礎上，對產品進行認證。

濕巾產品是一個組合物，環保濕巾也是一個比較大的研究課題。依托倍加潔實驗室的研發能力，下一階段可以開展的研究方向還有很多。比如低泡低表活的清潔濕巾，旨在實現對水資源的保護；節水的洗浴產品的開發；對生物基油墨和生物基膠水在濕巾產品上的開發驗證和應用等。

參考文獻：

1. https：//en.wikipedia.org/wiki/Wet_wipe維基百科

2. ó Briain O， Marques Mendes A R， et al. The role of wet wipes and sanitary towels as a source of white microplastic fibres in the marine environment [J]. Water Research， 2020，182：116021

3. Directive 2019/904/EU of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 on the reduction of the impact of certain plastic products on the environment （Text with EEA Relevance）. Official Journal of the European Union. Brussels. Belgium. Available at： https：//eur-lex. europa.eu/eli/dir/2019/904/oj.

4. 2022，41（10）：25-27. [2] 林祥，金振宇，孟凱，等.可沖散濕巾的發展概述[J].產業用紡織品