制造可沖散產(chǎn)品
——化圓為方

Horst W?rner 柯恩纖維有限公司

過去幾十年中，濕巾市場總體上快速增長。預(yù)計2018—2023年，個人護理濕巾銷售額復(fù)合年均增長率為7.9%，按非織造布用量計的復(fù)合年均增長率為8.0%。

在個人護理濕巾中，濕廁紙是近年來快速發(fā)展的產(chǎn)品類別。濕廁紙主要采用氣流成網(wǎng)、水刺、濕法水刺非織造布為基材，其中以濕法水刺為主流。

圖1 2018年全球個人護理濕巾細分市場份額（按零售銷售額計）

濕廁紙的一個主要賣點是可以沖入馬桶，并在下水道系統(tǒng)中分散。要達到可沖散的效果，濕廁紙生產(chǎn)時面臨一個難點：產(chǎn)品在生產(chǎn)、拆包和使用過程中需要一定的強度，但使用后處理時要容易分散。因此，需要在強度和易分散之間達到平衡。

可沖散標(biāo)準(zhǔn)

什么樣的產(chǎn)品才能稱為是可沖散呢？歐洲非織造布協(xié)會（EDANA）和北美非織造布協(xié)會（INDA）自2004年以來一直致力于制定可沖散性指南，其中對可沖散的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展。2018年第4版可沖散指南中規(guī)定，產(chǎn)品必須通過7項可沖散測試，才能作為可沖散產(chǎn)品出售。其中，晃動箱測試是比較重要的一個測試方法。

圖2 晃動箱分散測試

纖維特性對可沖散性的影響

對產(chǎn)品可沖散性影響較大的幾個因素包括：

● 纖維與水之間的摩擦作用。纖維表面如果太光滑，摩擦力就比較小，不利于分散。纖維的粗細等也對摩擦作用有影響。

● 纖維與水的碰撞作用，動量傳遞。這取決于纖維直徑和橫截面，一般圓形纖維不容易在水流沖擊下分散，異型截面比較適合受力。

● 纖維纏結(jié)，纏結(jié)度可以通過水力纏結(jié)/噴水壓力的強度來控制，纖維長度、抗彎曲性、表面條件（光滑、鋸齒狀）也對纏結(jié)度有影響。

● 纖維分子間的粘合，受到纖維表面條件、抗彎曲性的影響。

● 纖維間氫鍵結(jié)合，纖維的表面條件、橫截面對氫鍵結(jié)合起著重要作用。

由此可見，纖維的橫截面、直徑、表面條件等特性都會影響到產(chǎn)品的可沖散性。

柯恩纖維公司的Viloft?纖維具有扁平的橫截面，可有效增加摩擦力，使纖維迅速從織物中釋放，從而有助于織物的分散。通過晃動箱測試發(fā)現(xiàn)，Viloft?扁平纖維比圓形纖維具有更好的可沖散性。

市場上不同產(chǎn)品的可沖散性測試

2017年第4季度至2018年第2季度，柯恩公司從歐盟、美國和中國市場采購了16種濕廁紙產(chǎn)品，包括生產(chǎn)商品牌和零售商品牌，產(chǎn)品購買自傳統(tǒng)零售店、藥店、折扣店等。所有產(chǎn)品都標(biāo)稱為可沖散濕巾/濕廁紙，但基材使用的工藝不同，分為濕法水刺、氣流成網(wǎng)+粘合劑、氣流成網(wǎng)+雙組分等。

柯恩根據(jù)INDA/EDANA第4版可沖散指南中的晃動箱測試方法，對產(chǎn)品進行了可沖散性測試。結(jié)果表明，可沖散性比較好的是濕法水刺產(chǎn)品。

濕巾對市政污水管道的影響

圖3 市政污水管道現(xiàn)場測試

盡管晃動箱測試證實了由紙漿和Viloft?短纖維制成的濕巾具有良好的分散性，但德國凱爾海姆市的市政污水處理廠并沒有完全信服，因此又進行了市政污水管道現(xiàn)場測試，分別測試了衛(wèi)生紙（成分：100%紙漿）、水刺非織造布濕巾（成分：15%粘膠短纖維，85%滌綸短纖維，短纖維長度40mm）、可沖散濕巾（成分：30%Viloft?短纖維，70%紙漿）通過污水管道后，對管道的影響。

結(jié)果表明，大量水刺非織造布濕巾無法通過下水系統(tǒng)的水泵，導(dǎo)致堵塞，為了確保系統(tǒng)連續(xù)正常運行，必須安排一輛抽吸車來清潔下水道系統(tǒng)和水泵。由此可見，不可沖散的傳統(tǒng)水刺濕巾會造成泵堵塞，不能丟入馬桶。而Viloft?短纖維和紙漿制成的濕法/氣流成網(wǎng)法濕巾沖入下水道系統(tǒng)后，水泵顯示出穩(wěn)定的功率消耗，與干廁紙相當(dāng)。這種產(chǎn)品完全可沖散，不會對下水道系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施造成任何影響。

總結(jié)

隨著濕廁紙產(chǎn)品的發(fā)展，可沖散性的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷演變。INDA/EDANA第4版可沖散性指南對目前市場上的產(chǎn)品有很好的區(qū)分作用。

為了保護海洋環(huán)境，各地政府對塑料使用的限制愈加嚴(yán)格，未來材料的生物降解性將變得更為重要。

Q&A問答

1.Viloft纖維與紙漿的最優(yōu)配比大概是多少？

答：纖維與木漿并無最優(yōu)配比這一說法。可沖散性與濕巾強力成反比，纖維加入越多，布面強力提高，可沖散性則降低；反之，纖維加入少，可沖散性提高，但布面強力降低。不同品牌會根據(jù)自己產(chǎn)品的定位來選擇適合自己的配方。實際應(yīng)用中，15%～35% 的纖維加入量是比較常見的。

2.請問兩層以上通過熱熔膠粘合、且有壓花的可沖散廁紙，是否仍可沖散？有無做過這類有其他媒介物質(zhì)參雜后的沖散測試？

答：熱熔膠粘合工藝以前有國外品牌用于生產(chǎn)可沖散廁紙，該工藝生產(chǎn)的廁紙強力好，但可沖散性不太理想。隨著新的GD4 的使用，這些產(chǎn)品已經(jīng)幾乎退出可沖散市場。根據(jù)我們的測試，目前通過第三方媒介增加強力的工藝在可沖散性方面表現(xiàn)都不太理想，而且一定程度上也與環(huán)保及可降解有一定沖突。熱熔膠工藝也可以用于生產(chǎn)可沖散廁紙，但需要工藝配方的高效以達到現(xiàn)在越來越嚴(yán)格的可沖散標(biāo)準(zhǔn)。