卫生用品原辅材料气味研究分析及解决方法

贺炅 杨锦祥 湖南舒比奇生活用品有限公司

近年来，一次性卫生用品行业消费不断升级，消费者对卫生用品的要求从原有超能吸、不漏尿、干爽等基础需求趋向于舒适、轻薄、贴身等更高的需求，同时，安全卫生也成为消费者选购纸尿裤产品时最重要的依据之一。现代人更崇尚自然健康的生活态度，是否有异味是消费者购买纸尿裤产品时，评价其是否安全卫生的一个直观感受。而在纸尿裤投诉中，气味投诉也占据很大比例。因此，本文对卫生用品原辅材料中的气味进行了研究分析。本文研究中所说的气味是指纸尿裤产品使用之前的气味，并未对使用过程中和使用以后的气味作分析讨论。

1 气味的来源和测评

气味是飘散的微量化学分子在动物大脑引起的反应。动物鼻腔上部的鼻粘膜排列着近亿个嗅觉细胞，当有气味的化学物质分子刺激这些细胞时，就产生了信号，经神经细胞传递到大脑中枢进行分析辨别其种类属性，进而产生一种嗅觉的感受。

因此，气味是生命体对气态物质的一种感知，自然界中，有气味的有机化合物主要为醇、醛、酮、酯、胺类化合物，这些化合物都是挥发性的。

人类日常生活中闻到的气味实际上是由多种基本气味分子组合而成，比如，玫瑰芬芳气味中包含了275种不同气味分子混合，在绝对零度以上，大自然不存在完全不挥发的物质，传统的有无气味是指这些挥发气味分子是否能足够刺激嗅觉神经产生反应。

通常情况下，醇、酯、胺类挥发物质虽会携带气味，但因其分子结构特性，日常生活中只要浓度不超过一定比例基本不会对人体造成伤害；但醛类、酮类物质因其大部分结构中含有苯环，即便微量存在，也容易与人体皮肤蛋白质中的氨基酸发生化学反应，表现为皮肤黏膜受到刺激湿红，严重的甚至会溃烂等。纸尿裤的红臀与这类物质也有一定的关联性。

气味是一种整体的感觉，因此存在非常大的主观性。目前在市面上的气味检测仪，其工作原理基本为分析环境中一种或几种特定的带气味物质含量（如：H2S、NH3等）来转换成气味值，但对由多种带气味的物质组成、配方复杂的日用产品，其意义性不大。

因此世界上各行各业目前推行的气味评测方法为嗅辨法，即选定身体健康状况良好，无抽烟喝酒癖好，嗅觉神经灵敏的特定人群，对目标产品的气味进行打分评级来进行评测。目前在此方面比较有代表性的气味评价方法有：

● 汽车行业评价内饰件气味方法；例如：大众VW50180，奇瑞Q/SQR.04.103-2004，通用GME60276。

● 卫材行业纺织品气味评价方法，《国家纺织品安全技术规范》GB18401-2003.3。

● 卫材行业胶粘剂气味评价方法，《胶粘剂气味评价方法》HG/T 4065-2008。

2 纸尿裤气味的来源和分析

因气味是各类挥发物质综合结合形成的一种整体感觉，而纸尿裤从生产包装、物流运输、到市场销售均有可能带来气味源，生产过程中纸尿裤的相关原材料、生产操作环境等均携带挥发性物质。由于生产厂家生产能力不一，纸尿裤有人工包装、自动包装的方式，但绝大部分情况仍是由包装工手工包装，极易人为手动带入有气味挥发性物质。另外，包材自身以及印刷也会产生一定的挥发性物质。在运输、储存、销售环节，快消品销售范围广、渠道众多，线下储存期长，环境条件千变万化，材料本身的降解、小分子物质的挥发随时可能发生。

以上几个方面，从原材料本身携带气味源，到人为主动带入气味源，及环境中被动接受的气味源，多种含气味的挥发性物质在密封包装环境中长时间储存，内部挥发、交叉反应，形成了纸尿裤产品最终的综合气味。

作为纸尿裤的研发及生产机构，在生产工艺固定，运输、销售渠道等硬性条件无法更改时，更多的应该从原材料角度出发，尽量减少纸尿裤产品自身携带的挥发性物质气味源。

目前市售纸尿裤产品的原料主要为非织造布、印刷膜、热熔胶、高吸收性树脂以及包装辅材，而这几种原材料或多或少均会带入气味源。

通过嗅辨法对市场纸尿裤主要相关原材料、包材、辅材、成品气味分析结果如下：

表1 纸尿裤原材料及成品气味分析结果

表2 纸尿裤用热熔胶气味分析结果

从表1、表2可以看出，纸尿裤原辅材料中气味较为明显的几类分别是热熔胶、包装材料、复合吸水纸等。

表3 纸尿裤气味类型和来源

从表3可知，塑料味、油墨味、酸味是纸尿裤产品的主要气味类型，来源可能为包装袋、尿显胶、纺粘布。

3 原材料气味具体原因及控制措施

● 非织造布类

纸尿裤使用的非织造布从成型工艺主要分为两类：热风非织造布、纺粘非织造布，根据功能可分为亲水非织造布和拒水非织造布。不管是热风还是纺粘非织造布，其原材料无论是ES纤维还是PP/PE粒子，本身挥发性都很低，不足以形成气味，但当其在生产时，需通过高温粘合处理，粘合过程中产生的挥发性物质极速挥发，而材料热粘合后在生产线上迅速密封包装，挥发的气体最终集中在包装内部。因此，非织造布生产过程中产生的可挥发的物质未足够散发冷却会形成一定程度上的气味。从嗅辨法得出数据来看，相对来说非织造布类材料挥发性物质总量不高，气味程度在纸尿裤中占比相对较少，且无刺激性或污染性物质，不是纸尿裤气味构成主要原因。

非织造布类材料气味影响可调整措施：

如前所述，非织造布本身气味极低，主要在生产使用过程中产生一些气味，因此可通过调整生产车间环境加以控制：

保持生产车间环境温度在23℃～28℃之间：任何气味分子的挥发、扩散都与环境介质温度成正比，纸尿裤生产车间因大量热熔胶机及伺服电机原因，温度会比较高，不采取措施时，夏天可达到42℃以上，造成大量小分子挥发，因此通过中央空调等方式保证生产车间环境温度在23℃～28℃，减少原材料气味分子的挥发、扩散，从根本上抑制气味。

生产车间工艺区域分离：纸尿裤等产品自设备生产出来后即进入包装区域，为了保证生产区域的气味分子不进一步扩散及粉尘飞扬，最好将包装区域与生产区域隔离，保证包装的洁净及独立性，这样能够有效避免气味分子的混合和扩散。

包装袋增加透气孔：国内纸尿裤生产线速度普遍在300～500片/min，从生产出来到装袋时间非常短，为防止气味被密封及胀包风险，最好增设1～2个透气孔。

● 高吸收性树脂，绒毛浆类

纸尿裤用的高吸收性树脂其单体为聚丙烯酸，这是一种含有大量羧酸根离子的聚合物，其单体挥发性很强，当丙烯酸单体超过一定浓度时，就会产生醋一般的酸味。

通过嗅辨法测试，丙烯酸单体浓度达到一定程度时势必对纸尿裤产品形成气味风险，丙烯酸单体本身不会对人体产生危害，但浓度达到一定程度将存在酸腐蚀性风险。所以纸尿裤生产厂家一定要将丙烯酸单体浓度纳入高吸收性树脂质量管控指标。

绒毛浆正常情况下基本无气味，但在生产时木浆板被高速粉碎机粉碎成纤维状，在这个过程中，因温度升高，容易形成局部碳化，从而产生类似烧糊的气味。但这种情况为物理摩擦反应所产生，且含量较低，气味感觉程度非常低。

高吸收性树脂、绒毛浆类材料气味影响可调整措施：

建立丙烯酸单体管控标准，建议高分子的丙烯酸残留量最大不超过600mg/kg。

木浆的烧焦味是在高速粉碎机打碎时产生的，可通过木浆不同粉碎效果的气味程度去反向推算和调整粉碎机转子的转速；通常木浆的细粉比率15%左右，粗粉比率5%左右较为合适。

● 热熔胶类

热熔胶一直被认为是纸尿裤气味主要来源之一，除了其本身橡胶、树脂所携带的挥发气味源外，也因为其操作温度大多超过150℃，这种高温情况下挥发物质的含量高于常温情况数倍。

热熔胶的主要原材料为高分子弹性体（SBS、SIS等）、增粘树脂、油、抗氧化剂等。上述成分都有气味，几种成分混合后所产生的综合气味，便是热熔胶的气味，由于增粘树脂在热熔胶配方中所占比例最大，所以它对热熔胶气味的贡献也最多，又由于它的种类繁多，气味也呈现多样性，不同种类的树脂制成热熔胶后表现出不同的气味特征。

图1 热熔胶常用树脂的种类

图2 树脂的气味排序

普通石油树脂（HC）是石油裂解所副产的C5、C9馏分，经前处理、聚合、蒸馏等工艺生产的一种热塑性树脂，是一种低聚物；氢化石油树脂（HHC）是石油树脂经氢化反应，把石油树脂中的不饱和烃转变成饱和烃，改善了石油树脂的色相、气味和耐候性的产品。主要分为C5加氢树脂和C9加氢树脂；氢化程度不同，石油树脂的颜色和气味也不同。

表4 树脂种类对热熔胶的影响

但在实际情况中，热熔胶在纸尿裤产品综合气味中所占影响比例可能并不大，其原因有两个：

热熔胶具有热塑性，在高温下熔化后施胶，相对应的挥发物增加，气味变大，但一旦冷却下来其挥发物小分子会固定在基材之间，不会进一步挥发，所产生人能感知到的气味会很低。

所有物质的气味都与浓度正相关，一片纸尿裤的热熔胶施胶量大概在1.5g～2g之间，占整片纸尿裤重量的6%左右，其含量非常少，因此，在冷却情况下，微量的热熔胶很难对纸尿裤的气味产生大范围影响。

热熔胶气味影响可调整措施：

尽可能使用氢化石油树脂，尤其是用量较大的结构胶，或一定程度上使用操作温度较低的低温胶，从根本上抑制气味源的扩大化。

在不影响纸尿裤的基本结构强度前提下，适当降低热熔胶的使用量，冬季/夏季区别对待，既可达到降低气味的需求，也可满足成本的优化。

● 印刷类材料气味原因

这类材料主要包括印刷PE膜、包装袋、纸箱等。不管是印刷PE膜还是包装袋，在天气炎热的夏天，塑料味、油墨味、刺鼻气味的客诉非常多，印刷类材料气味在综合纸尿裤气味中的占比基本可排在首位。在嗅辨法下，同一时间同一批次的纸尿裤，装入印刷袋和透明袋，气味对比明显。

残留溶剂异味。在对薄膜的异味评定中发现，用于稀释油墨和粘合剂的溶剂在印刷复合过程中如果没有得到充分的塑化及挥发，将会导致过多的溶剂残留在复合膜层间，这些溶剂经过自身缓慢的迁移以及热压封口时的强制性转移，逐渐与内容物接触，使纸尿裤的气味发生变化，这也是很多纸尿裤开包一瞬间气味异常明显的主要原因。

薄膜异味（PE、CPP、EVA等）。主要是因为薄膜制造时使用了低沸点、气味大的挥发性助剂，另外薄膜自身树脂不纯和不稳定，有低分子量物质存在以及制造工艺不当都有可能造成。

油墨异味。目前国内使用的凹版印刷油墨，含有约占50%的有机溶剂。其中甲苯、醋酸乙酯、丁酮等溶剂具有低沸点、高挥发、含有芳香烃（一种对人体有害的且具有刺鼻气味的化学结构）等特点。凹版油墨，一般由氯化聚合物制成。在油墨生产过程中，氯化聚合物需要使用强溶剂（如甲苯等芳香族溶剂）来溶解，并且在印刷过程中需要用甲苯来调节油墨的粘度。而甲苯属于芳香族化合物，挥发性强，有气味。除此之外，在包装制品中油墨溶剂残留是个需要关注的问题。苯极易残留在干燥的油墨膜层中（低速印刷需要用二甲苯来调整油墨的干燥速度，而二甲苯更容易残留），苯残留有可能会污染包装内的用品，在商品使用中对皮肤产生强烈刺激性反应。

4 总结

● 气味是生命体对气态物质的一种感知，单一的气味较为让人容易接受，但当多种气味物质交叉混合，甚至发生内部反应时，将造成人们难以接受的气味感觉，纸尿裤的综合气味投诉也是因此而来。

● 从纸尿裤常规原辅材料出发，通过嗅辨法评测，纸尿裤各类气味来源大致如表3所示。

● 从纸尿裤基本原材料（非织造布、热熔胶、包装印刷袋）的气味机理分析，非织造布的挥发物质较少，热熔胶在生产时高温挥发物较多，是否干燥阴凉的储存环境对其影响较大；包材类中，纯白包材配方较为单一，但在附加印刷时，因其残留部分溶剂，且油墨工艺多样，会造成气味残留，其中含有酮类、二甲苯类残留物质含量也不同，在此情况下会出现较为明显的气味差异性，甚至有机物残留量达到一定程度时长时间储存会对人体皮肤造成一定刺激性。

因此，控制纸尿裤产品的气味，需要从原材料的工艺优化与成品的储存环境共同改善，才能从源头上降低纸尿裤气味的风险。