衛材熱熔膠面臨的挑戰和對策

鐘蓉 廣東聚膠粘合劑有限公司

對于衛生用品來說，除了吸液量大、滲透速度快等傳統要求以外，近幾年消費者又提出了新要求，如功能性（尿顯、提醒、驅蚊等）、低氣味、可降解、舒適性、成本優勢等。

1 衛生用品的氣味

氣味在衛生用品行業越來越受到關注，衛生用品的組成材料包括非織造布、PE 膜、高吸收性樹脂（SAP）、絨毛漿、熱熔膠、包裝袋等，針對這些材料進行氣味測試并打分，結果發現熱熔膠并不在衛生用品氣味貢獻前三名之列。

1.1 熱熔膠的氣味

大量關于氣味的研究文獻表明，人的鼻子里有幾百個氣味感受器（OR），這些OR對空氣里不同氣味物質的感知有不同的門檻，如甲苯是2.14PPM，而H2S只需4.7PPB，苯乙烯為0.047PPM。在衛生用品行業用熱熔膠里，能產生氣味并讓人感知到的化學物質主要是苯乙烯、甲基苯乙烯、支化分子、不飽和碳氫／碳氫衍生物、苯系衍生物、環己烷等溶劑類物質。

那么，熱熔膠配方里哪個成分提供了這些氣味分子？衛生用品行業用熱熔膠的典型配方主要含有聚合物、增粘樹脂、精制礦物油、添加劑，從這些成分的化學組成和分子結構分析，可以看出氣味主要來源于聚合物和增粘樹脂。聚合物主要包括SIS、SBS、SEBS、POE等，增粘樹脂主要包括天然的松香脂和合成的石油樹脂等。

● 聚合物的氣味差異

選取幾種常用的聚合物進行氣味測試并打分，如圖1所示，來自不同供應商的同一種聚合物氣味也會不同；SBS的氣味通常低于SIS；聚烯烴的氣味是聚合物中最低的。

圖1 聚合物的氣味差異

● 樹脂的氣味差異

選取幾種常用的樹脂進行氣味測試并打分，如圖2所示，松香脂氣味最大，與非加氫的石油樹脂接近，這兩者的氣味大于部分加氫的石油樹脂，全加氫的石油樹脂氣味最小，加氫程度越高氣味越小。

圖2 樹脂的氣味差異

● 應用溫度對氣味的影響

熱熔膠的應用溫度對氣味也有影響，將同一款熱熔膠加熱到不同的溫度，加熱不同時間，發現溫度越高氣味越大，隨著時間加長，氣味差越來越大。可以得出結論：熱降解對氣味有貢獻，低溫應用意味著低氣味。

圖3 應用溫度對熱熔膠氣味的影響

通過以上對氣味的分析和研究，我們找到了降低和改善氣味的方法。選取低氣味的聚合物和增粘樹脂，得到低氣味的熱熔膠，再進一步選取特殊的聚合物，降低粘度，降低應用溫度，減小氣味，低溫應用也是熱熔膠未來的發展趨勢。

1.2 衛生用品使用場景的氣味

除了降低熱熔膠本身的氣味，還可以從另一個角度出發，為終端消費者提供降低“使用場景”氣味的解決方案。當老人使用紙尿褲后，如果紙尿褲中的熱熔膠能主動吸收臭味，就可以讓老人不用再為異味的散發而尷尬，也解決了護理人員的苦惱。聚膠公司已經開發出了吸味熱熔膠，可以選擇性地吸收氨氣和硫化氫氣體。

圖4 吸味熱熔膠的工作原理

綜上所述，傳統的解決方案，即通過精選原材料來降低膠的氣味，以及通過低溫膠的低溫應用來降低氣味，已經逐漸達到了極限。我們必須轉換新的思路，從改善消費者使用場景氣味的角度出發，從終端為客戶提供另一個解決方案。目前聚膠公司的吸味熱熔膠已經在日本市場推廣，并取得了不錯的效果。

2 衛生用品的難粘基材

隨著衛生用品行業技術的不斷進步，消費者對自然、健康和舒適的訴求增加，許多新材料尤其是有利于環保和來自天然的面料應運而生，這些有別于傳統聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）的新型非織造材料給傳統的熱熔膠帶來了挑戰。

目前市場上常見的天然纖維材料有棉纖維、竹纖維和蠶絲纖維等，從這3種材料的紅外譜圖可以看到，它們的分子結構與PP/PE有很大區別。

圖5 天然纖維與PP/PE材料的紅外譜圖對比

2.1 純棉材料

天然棉纖維松軟、舒適，吸濕性和透氣性好，在衛材行業尤其是衛生巾面層上得到越來越廣泛的應用。但棉纖維含有很多高聚糖，分子結構中有不少羥基，還含有0.5%～0.6%的脂肪和蠟質。由于這些特點和它本身的吸濕性，棉纖維用作衛生巾面料時，最好是采用三片式設計，避免液體向護翼兩側擴散，污染衣物。但是，棉與熱風布之間粘接困難，使用傳統熱熔膠，三片式面料粘接的地方在吸液后強度會大幅度下降，導致開口。針對這個難點，我們選取特殊原材料，如在熱熔膠配方中引入含C-O鍵的原料，增加濕強度，開發了T19N新款熱熔膠。如圖6所示，T19N與傳統的熱熔膠粘度和軟化點非常接近，使用時生產工藝不需要做大的調整，做成三片式面料后，測得干、濕強度（圖7），T19N的干、濕強度明顯高于傳統熱熔膠，尤其是濕強度，傳統熱熔膠的濕強度不到干強度的10%，而T19N的濕強度保持率在76%以上。

圖6 T19N新款熱熔膠與傳統熱熔膠粘度和軟化點對比

圖7 T19N新款熱熔膠與傳統熱熔膠強度對比

2.2 蠶絲纖維

天然蠶絲材料輕薄、滑爽，主要成分是蛋白質，因而對人體皮膚有益，相信蠶絲面料衛生巾會受到女性的歡迎，但由于蠶絲是多種氨基酸聚合而成，它的分子結構里帶有很多羧基，外表面有少量的蠟質和脂肪，這些特點使得蠶絲面料粘接相對棉纖維和竹纖維更困難，甚至上機時會出現飛片現象。針對這一問題，聚膠與客戶合作，根據相似相容的原理，選用適合蠶絲的原材料，降低模量提高初粘力，研發出新款熱熔膠T69X，解決了蠶絲面料上機難題，同時改進濕強度。圖8中，選擇初粘力較高的傳統熱熔膠作為參照樣B，T69X的粘度比參照物略低，兩者軟化點相近。圖9所示，雖然參照樣B是傳統熱熔膠中初粘力較高的，但是它用在蠶絲面料上的初粘力也只有3.6gf，而T69X達到75.1gf，約為20倍，顯著提高了初粘力，可避免飛片現象。右側的流變曲線也可以看出，T69X可以很好地保持初粘力。

圖8 T69X新款熱熔膠與傳統熱熔膠粘度和軟化點對比

圖9 T69X新款熱熔膠與傳統熱熔膠強度對比

2.3 新型難粘基材的對策

綜上所述，針對純棉面料，T19N可用于三片式粘接，改善濕強度；針對蠶絲面料，T69X解決了初粘力小、上機難的問題，使蠶絲面料的應用成為可能。