膠粘賦能,助力可持續衛生用品的設計與實現

李懿 波士膠（上海）管理有限公司

1 一次性衛生用品面臨可持續發展的挑戰

一次性衛生用品，包括女性衛生用品、嬰兒紙尿褲/片、成人失禁用品等，為人們的生活帶來了便利，提高了人們的生活質量，在社會和經濟發展方面產生了重大而深遠的影響。但是，一次性衛生用品行業在可持續發展方面仍面臨著挑戰——產品是一次性用即棄的，且大部分材料是石油化工產品。

為了應對這一挑戰，行業做出了很多努力，嘗試了多種方案，如使用更多的天然材料，或者使用一些可堆肥的材料。有些品牌商更關注產品的環保標識與標簽，這有助于消費者了解和識別環保產品，幫助他們做出更有助于可持續發展的選擇。

目前，廢棄衛生用品的主要處理方式是焚燒和填埋。今后，需要上下游的緊密合作，共同推動衛生用品的循環經濟模式并發展其它可持續性的處理方式，如回收或堆肥。從最終處理方式的要求出發，需要一開始就對產品進行有針對性的設計，而這些都離不開原材料的選擇。膠粘劑是衛生用品的關鍵原材料之一，同樣面臨可持續發展的挑戰。

2 可持續性基材

一次性衛生用品行業正在積極尋求天然、可降解、可回收的可持續性基材，常見的有棉花、粘膠、聚乳酸等。

表1中將棉花、粘膠、聚乳酸和紡粘基材的各項性能進行了對比。棉花、粘膠和聚乳酸的主要官能團是羥基和羧基等極性基團，而紡粘材料的主要官能團是亞甲基，是非極性的。不同的結構決定了不同的性能，比較關注的是纖維的形態以及吸濕性。棉纖維是扁平卷曲的，粘膠纖維是不規則但不卷曲的，聚乳酸纖維和紡粘纖維都是圓形不卷曲的。棉纖維和粘膠纖維相比其他兩種材料來說，吸濕性更強。下面以棉纖維為例，探討其對粘接效果的影響。

表1 可持續基材與傳統基材性能對比（一）

將純棉材料和親水非織造布材料分別覆蓋在芯體上，向上面加水，當表面的水分被完全吸收后稱量其質量，發現多次加水后純棉材料的質量逐漸升高，而親水非織造布的質量幾乎沒有變化，從圖1可以看到，純棉材料的吸水性很強。圖2是兩種材料干濕強度對比，可以看到純棉材料吸水后剝離強度急劇下降，這對膠粘劑來說是一個挑戰。

圖1 純棉材料和親水非織造布吸濕性對比

圖2 膠粘劑在純棉材料和親水非織造布的干濕粘接強度對比

純棉材料吸水后粘接效果為什么會減弱呢？因為材料吸水后會變形，而且水分子會進入到膠粘劑和材料的界面，造成膠粘劑和纖維的分離，使粘性下降（圖3）。

圖3 水對粘接效果的影響示意圖

3 適合可持續性基材的膠粘劑解決方案

衛生用品行業用的膠粘劑與基材之間是不發生化學反應的，主要是依靠物理作用，使膠粘劑與基材發生纏結，關鍵是膠粘劑與纖維的接觸和潤濕，接觸面積越大潤濕性越好，不同的潤濕效果會造成不同的粘接強度。另外一點還要考慮材料的極性，如表2，純棉和粘膠纖維都是極性較強的材料，所以需要增加膠粘劑的極性才能實現更好的粘接效果。

表2 可持續基材與傳統基材性能對比（二）

● 膠粘劑的粘接效果

波士膠開發了一款專用結構膠，圖4—圖6顯示了其在純棉、粘膠、聚乳酸材料上的粘接效果。在純棉材料的粘接上效果很好，與普通膠相比，具有更好的干強和濕強。在粘膠纖維上的應用，相對于傳統結構膠在濕強上有顯著提升。對聚乳酸非織造布基材的粘接表現出較好的初始強度和老化強度。

圖4 純棉熱風布基材上專用膠與普通膠的干濕剝離強度對比

圖5 在粘膠和紡粘基材上專用膠和普通膠的干濕強度對比

圖6 在聚乳酸、紡粘和粘膠基材上專用膠和普通膠的初始強度和老化強度對比

● 膠粘劑的氣味控制

膠粘劑中主要的原材料是樹脂，如萜酚樹脂、松香酯、萜烯類、氫化樹脂和非氫化樹脂等，不同樹脂的氣味特征是不同的，在選擇樹脂的時候除了要考慮它的極性還要考慮氣味，確定一個適合方案。如何進行氣味評估是一個挑戰，波士膠經過深入研究找到了與行業相關的54個分子并把它分為9類：清香、柑橘、植物、水果、油質、魚腥、土壤、焦酚、硫磺。

波士膠的嗅辨師對專用膠和普通膠進行了氣味評估，結果見圖7，專用膠和普通膠在氣味強度方面并沒有太大差別，在氣味特征方面確實存在明顯不同，但是經過市場的投放和測試，大部分消費者對這個氣味是可以接受的。

圖7 專用膠和普通膠的氣味評估結果對比

4 未來的可持續膠粘劑方案

目前，行業中已推出一些可持續膠粘劑方案，如降低上膠量、低溫膠、使用生物基原料等。未來，除了以上分享的對可持續基材的粘接方案以外，還有其他可持續的方案可以嘗試，如含部分可再生成分的膠粘劑，甚至是100%可再生膠粘劑，以及可堆肥的膠粘劑等。

波士膠新研發的兩款可再生結構膠NuplavivaTM50和NuplavivaTM75，其中生物基含量已通過第三方實驗室按照EN16640:2017的標準測定。剝離強度完全滿足使用要求，可為生產商提供廣泛的基材適應性，增加產品設計的靈活性，滿足消費者不斷變化的需求。

未來波士膠還將不斷創新，并采用更多的循環模式，為客戶提供價值，幫助客戶實現可持續發展目標。

Q&A問答：

問：部分可再生膠粘劑，如何分離出來，再生利用？

答：無論是把膠里面的可再生成分分離，還是把膠和其他材料分離，目前都沒有成熟的技術。可再生膠粘劑的意義在于使用了可再生成分，減少了對石化材料的依賴，降低了對非生物碳的消耗，減少了碳足跡。可再生膠粘劑對行業的實際意義在于可進一步提高終端產品的可再生成分含量。這對于在大部分基材上已經開始使用可再生材料的產品生產商來講，可能更具實際意義。