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(tuán))股份有限公司,海南 澄邁 571924)

塑料制品因質(zhì)輕、防水、耐用、生產(chǎn)技術(shù)成熟、成本低的優(yōu)點(diǎn),在全世界范圍被廣泛應(yīng)用且呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。但是又因其難以降解,對(duì)人類生態(tài)環(huán)境造成潛在危害,視覺(jué)可見(jiàn)的白色污染,視覺(jué)不可見(jiàn)的微塑料污染,對(duì)人類生態(tài)環(huán)境的危害眾所周知。資源和環(huán)境問(wèn)題近年來(lái)受到越來(lái)越多的社會(huì)關(guān)注,目前全球已有60多個(gè)國(guó)家出臺(tái)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(hù)環(huán)境的共識(shí)和共同舉措。

盡管嬰兒紙尿褲/片、衛(wèi)生巾、成人失禁用品等吸收性衛(wèi)生用品暫未包含在新限塑政策范圍內(nèi),但是吸收性衛(wèi)生用品多為一次性用品,產(chǎn)品內(nèi)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(guó)民生活水平的提高以及吸收性衛(wèi)生用品的舒適性和方便性,2014~2019年我國(guó)吸收性衛(wèi)生用品市場(chǎng)規(guī)模由670.7億元增至1 165.3億元[1]。至此,理應(yīng)思考一下吸收性衛(wèi)生用品與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,以嬰兒紙尿褲為具體分析對(duì)象,結(jié)合現(xiàn)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(jié)構(gòu)及材料分析

嬰兒紙尿褲主要由結(jié)構(gòu)輔材和吸收芯體組成。結(jié)構(gòu)輔材主要包括面層、防側(cè)漏隔邊、底膜、底層、熱熔膠、橡筋、前腰貼及魔術(shù)扣;吸收芯體可分為絨毛漿高分子吸收芯體和無(wú)紡布高分子復(fù)合芯體。

1.1 嬰兒紙尿褲輔材可降解性能分析

經(jīng)過(guò)對(duì)市面常規(guī)嬰兒紙尿褲產(chǎn)品的輔材分析,可得出表1內(nèi)容,由此可見(jiàn)市面常規(guī)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(guī)嬰兒紙尿褲的吸收芯體主要有無(wú)紡布高分子復(fù)合芯體和絨毛漿高分子吸收芯體,具體特點(diǎn)及主體材料見(jiàn)表2和表3。

表2 無(wú)紡布高分子復(fù)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(wú)紡布高分子復(fù)合芯體主要是由無(wú)塵紙、蓬松熱風(fēng)無(wú)紡布、高分子、包覆層及熱熔膠復(fù)合而成。此類吸收芯體是中國(guó)市場(chǎng)主要的流行產(chǎn)品,主要優(yōu)點(diǎn)是厚度薄,手感柔軟,吸收尿液后不易斷層,不易起坨;缺點(diǎn)是成本偏高,吸收下滲速度慢,可降解性能差,整個(gè)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(guó)外品牌流行的產(chǎn)品,中國(guó)早期市場(chǎng)上的產(chǎn)品也是此類吸收芯體,主要優(yōu)點(diǎn)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(gè)芯體可降解成分約占53.55%。其缺點(diǎn)是厚度偏厚,吸收尿液后易起坨、易斷層。

2 水刺無(wú)紡布復(fù)合膜性能分析

2.1 水刺無(wú)紡布復(fù)合膜結(jié)構(gòu)及物理性能分析

水刺無(wú)紡布復(fù)合膜與市場(chǎng)常規(guī)熱風(fēng)無(wú)紡布復(fù)合膜的性能分析見(jiàn)表4、表5。

表4 2種復(fù)合膜主體材料及可降解性能

表5 2種復(fù)合膜的物理性能指標(biāo)對(duì)比

有表5可知,2種復(fù)合膜在克重相近的情況下,抗靜水壓性能相近,水刺無(wú)紡布復(fù)合膜的透濕性能較優(yōu),熱風(fēng)無(wú)紡布復(fù)合膜的MD斷裂強(qiáng)度稍好。

2.2 水刺無(wú)紡布復(fù)合膜耐磨性測(cè)試及對(duì)比分析

耐磨性測(cè)試儀器及參數(shù)。

測(cè)試儀器:YG(B)401T型馬丁代爾耐磨儀;

標(biāo)準(zhǔn)耐磨布:平紋、雜交精毛紡布,直徑140 mm圓形;

測(cè)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(huán):160個(gè)耐磨循環(huán)=10個(gè)完整的Lissajous曲線。

測(cè)試結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1 水刺無(wú)紡布復(fù)合膜耐磨性對(duì)比

由測(cè)試圖片圖1和圖2對(duì)比可知,經(jīng)過(guò)160個(gè)耐磨循環(huán)之后,2種復(fù)合膜都出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的起球現(xiàn)象,但兩者耐磨性相當(dāng)。

圖2 常規(guī)熱風(fēng)無(wú)紡布復(fù)合膜耐磨性對(duì)比

經(jīng)測(cè)試對(duì)比可得,水刺無(wú)紡布復(fù)合膜與市場(chǎng)常規(guī)熱風(fēng)無(wú)紡布復(fù)合膜的性能非常接近,熱風(fēng)無(wú)紡布復(fù)合膜在嬰兒紙尿褲中應(yīng)用普遍,水刺無(wú)紡布復(fù)合膜也可應(yīng)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(jīng)對(duì)市面常規(guī)嬰兒紙尿褲產(chǎn)品的詳細(xì)分析可得:無(wú)紡布復(fù)合芯體紙尿褲產(chǎn)品中的輔材占產(chǎn)品組分的40%~50%,吸收芯體占產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品中的輔材占產(chǎn)品組分的30%~40%,吸收芯體占產(chǎn)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(chǎn)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(wú)紡布復(fù)合膜引用到紙尿褲的底層和防側(cè)漏隔邊結(jié)構(gòu)處,從而提高嬰兒紙尿褲的可降解性能。

以具體實(shí)例L碼嬰兒紙尿褲來(lái)分析底層和防側(cè)漏隔邊引入水刺無(wú)紡布復(fù)合膜后,其可降解成分可提高。

表6 L碼嬰兒紙尿褲無(wú)紡布高分子復(fù)合芯體產(chǎn)品

表7 L碼嬰兒紙尿褲絨毛漿高分子吸收芯體產(chǎn)品

4 結(jié)論

(1)市面常規(guī)嬰兒紙尿褲的結(jié)構(gòu)輔材基本都是不可降解材料。無(wú)紡布高分子復(fù)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(dá)53.55%。

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

(3)在無(wú)紡布高分子復(fù)合芯體的嬰兒紙尿褲產(chǎn)品中應(yīng)用全黏膠水刺無(wú)紡布復(fù)合膜,可將產(chǎn)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(chǎn)品中應(yīng)用全黏膠水刺無(wú)紡布復(fù)合膜,可將產(chǎn)品總體可降解率由35%左右提高到56%左右。