制造可冲散产品——化圆为方

Horst Wörner 柯恩纤维有限公司

过去几十年中，湿巾市场总体上快速增长。预计2018—2023年，个人护理湿巾销售额复合年均增长率为7.9%，按非织造布用量计的复合年均增长率为8.0%。

在个人护理湿巾中，湿厕纸是近年来快速发展的产品类别。湿厕纸主要采用气流成网、水刺、湿法水刺非织造布为基材，其中以湿法水刺为主流。

图1 2018年全球个人护理湿巾细分市场份额（按零售销售额计）

湿厕纸的一个主要卖点是可以冲入马桶，并在下水道系统中分散。要达到可冲散的效果，湿厕纸生产时面临一个难点：产品在生产、拆包和使用过程中需要一定的强度，但使用后处理时要容易分散。因此，需要在强度和易分散之间达到平衡。

可冲散标准

什么样的产品才能称为是可冲散呢？欧洲非织造布协会（EDANA）和北美非织造布协会（INDA）自2004年以来一直致力于制定可冲散性指南，其中对可冲散的标准也在不断发展。2018年第4版可冲散指南中规定，产品必须通过7项可冲散测试，才能作为可冲散产品出售。其中，晃动箱测试是比较重要的一个测试方法。

图2 晃动箱分散测试

纤维特性对可冲散性的影响

对产品可冲散性影响较大的几个因素包括：

● 纤维与水之间的摩擦作用。纤维表面如果太光滑，摩擦力就比较小，不利于分散。纤维的粗细等也对摩擦作用有影响。

● 纤维与水的碰撞作用，动量传递。这取决于纤维直径和横截面，一般圆形纤维不容易在水流冲击下分散，异型截面比较适合受力。

● 纤维缠结，缠结度可以通过水力缠结/喷水压力的强度来控制，纤维长度、抗弯曲性、表面条件（光滑、锯齿状）也对缠结度有影响。

● 纤维分子间的粘合，受到纤维表面条件、抗弯曲性的影响。

● 纤维间氢键结合，纤维的表面条件、横截面对氢键结合起着重要作用。

由此可见，纤维的横截面、直径、表面条件等特性都会影响到产品的可冲散性。

柯恩纤维公司的Viloft®纤维具有扁平的横截面，可有效增加摩擦力，使纤维迅速从织物中释放，从而有助于织物的分散。通过晃动箱测试发现，Viloft®扁平纤维比圆形纤维具有更好的可冲散性。

市场上不同产品的可冲散性测试

2017年第4季度至2018年第2季度，柯恩公司从欧盟、美国和中国市场采购了16种湿厕纸产品，包括生产商品牌和零售商品牌，产品购买自传统零售店、药店、折扣店等。所有产品都标称为可冲散湿巾/湿厕纸，但基材使用的工艺不同，分为湿法水刺、气流成网+粘合剂、气流成网+双组分等。

柯恩根据INDA/EDANA第4版可冲散指南中的晃动箱测试方法，对产品进行了可冲散性测试。结果表明，可冲散性比较好的是湿法水刺产品。

湿巾对市政污水管道的影响

图3 市政污水管道现场测试

尽管晃动箱测试证实了由纸浆和Viloft®短纤维制成的湿巾具有良好的分散性，但德国凯尔海姆市的市政污水处理厂并没有完全信服，因此又进行了市政污水管道现场测试，分别测试了卫生纸（成分：100%纸浆）、水刺非织造布湿巾（成分：15%粘胶短纤维，85%涤纶短纤维，短纤维长度40mm）、可冲散湿巾（成分：30%Viloft®短纤维，70%纸浆）通过污水管道后，对管道的影响。

结果表明，大量水刺非织造布湿巾无法通过下水系统的水泵，导致堵塞，为了确保系统连续正常运行，必须安排一辆抽吸车来清洁下水道系统和水泵。由此可见，不可冲散的传统水刺湿巾会造成泵堵塞，不能丢入马桶。而Viloft®短纤维和纸浆制成的湿法/气流成网法湿巾冲入下水道系统后，水泵显示出稳定的功率消耗，与干厕纸相当。这种产品完全可冲散，不会对下水道系统基础设施造成任何影响。

总结

随着湿厕纸产品的发展，可冲散性的标准也在不断演变。INDA/EDANA第4版可冲散性指南对目前市场上的产品有很好的区分作用。

为了保护海洋环境，各地政府对塑料使用的限制愈加严格，未来材料的生物降解性将变得更为重要。

Q&A问答

1.Viloft纤维与纸浆的最优配比大概是多少？

答：纤维与木浆并无最优配比这一说法。可冲散性与湿巾强力成反比，纤维加入越多，布面强力提高，可冲散性则降低；反之，纤维加入少，可冲散性提高，但布面强力降低。不同品牌会根据自己产品的定位来选择适合自己的配方。实际应用中，15%～35% 的纤维加入量是比较常见的。

2.请问两层以上通过热熔胶粘合、且有压花的可冲散厕纸，是否仍可冲散？有无做过这类有其他媒介物质参杂后的冲散测试？

答：热熔胶粘合工艺以前有国外品牌用于生产可冲散厕纸，该工艺生产的厕纸强力好，但可冲散性不太理想。随着新的GD4 的使用，这些产品已经几乎退出可冲散市场。根据我们的测试，目前通过第三方媒介增加强力的工艺在可冲散性方面表现都不太理想，而且一定程度上也与环保及可降解有一定冲突。热熔胶工艺也可以用于生产可冲散厕纸，但需要工艺配方的高效以达到现在越来越严格的可冲散标准。