卫材热熔胶面临的挑战和对策

钟蓉 广东聚胶粘合剂有限公司

对于卫生用品来说，除了吸液量大、渗透速度快等传统要求以外，近几年消费者又提出了新要求，如功能性（尿显、提醒、驱蚊等）、低气味、可降解、舒适性、成本优势等。

1 卫生用品的气味

气味在卫生用品行业越来越受到关注，卫生用品的组成材料包括非织造布、PE 膜、高吸收性树脂（SAP）、绒毛浆、热熔胶、包装袋等，针对这些材料进行气味测试并打分，结果发现热熔胶并不在卫生用品气味贡献前三名之列。

1.1 热熔胶的气味

大量关于气味的研究文献表明，人的鼻子里有几百个气味感受器（OR），这些OR对空气里不同气味物质的感知有不同的门槛，如甲苯是2.14PPM，而H2S只需4.7PPB，苯乙烯为0.047PPM。在卫生用品行业用热熔胶里，能产生气味并让人感知到的化学物质主要是苯乙烯、甲基苯乙烯、支化分子、不饱和碳氢／碳氢衍生物、苯系衍生物、环己烷等溶剂类物质。

那么，热熔胶配方里哪个成分提供了这些气味分子？卫生用品行业用热熔胶的典型配方主要含有聚合物、增粘树脂、精制矿物油、添加剂，从这些成分的化学组成和分子结构分析，可以看出气味主要来源于聚合物和增粘树脂。聚合物主要包括SIS、SBS、SEBS、POE等，增粘树脂主要包括天然的松香脂和合成的石油树脂等。

● 聚合物的气味差异

选取几种常用的聚合物进行气味测试并打分，如图1所示，来自不同供应商的同一种聚合物气味也会不同；SBS的气味通常低于SIS；聚烯烃的气味是聚合物中最低的。

图1 聚合物的气味差异

● 树脂的气味差异

选取几种常用的树脂进行气味测试并打分，如图2所示，松香脂气味最大，与非加氢的石油树脂接近，这两者的气味大于部分加氢的石油树脂，全加氢的石油树脂气味最小，加氢程度越高气味越小。

图2 树脂的气味差异

● 应用温度对气味的影响

热熔胶的应用温度对气味也有影响，将同一款热熔胶加热到不同的温度，加热不同时间，发现温度越高气味越大，随着时间加长，气味差越来越大。可以得出结论：热降解对气味有贡献，低温应用意味着低气味。

图3 应用温度对热熔胶气味的影响

通过以上对气味的分析和研究，我们找到了降低和改善气味的方法。选取低气味的聚合物和增粘树脂，得到低气味的热熔胶，再进一步选取特殊的聚合物，降低粘度，降低应用温度，减小气味，低温应用也是热熔胶未来的发展趋势。

1.2 卫生用品使用场景的气味

除了降低热熔胶本身的气味，还可以从另一个角度出发，为终端消费者提供降低“使用场景”气味的解决方案。当老人使用纸尿裤后，如果纸尿裤中的热熔胶能主动吸收臭味，就可以让老人不用再为异味的散发而尴尬，也解决了护理人员的苦恼。聚胶公司已经开发出了吸味热熔胶，可以选择性地吸收氨气和硫化氢气体。

图4 吸味热熔胶的工作原理

综上所述，传统的解决方案，即通过精选原材料来降低胶的气味，以及通过低温胶的低温应用来降低气味，已经逐渐达到了极限。我们必须转换新的思路，从改善消费者使用场景气味的角度出发，从终端为客户提供另一个解决方案。目前聚胶公司的吸味热熔胶已经在日本市场推广，并取得了不错的效果。

2 卫生用品的难粘基材

随着卫生用品行业技术的不断进步，消费者对自然、健康和舒适的诉求增加，许多新材料尤其是有利于环保和来自天然的面料应运而生，这些有别于传统聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）的新型非织造材料给传统的热熔胶带来了挑战。

目前市场上常见的天然纤维材料有棉纤维、竹纤维和蚕丝纤维等，从这3种材料的红外谱图可以看到，它们的分子结构与PP/PE有很大区别。

图5 天然纤维与PP/PE材料的红外谱图对比

2.1 纯棉材料

天然棉纤维松软、舒适，吸湿性和透气性好，在卫材行业尤其是卫生巾面层上得到越来越广泛的应用。但棉纤维含有很多高聚糖，分子结构中有不少羟基，还含有0.5%～0.6%的脂肪和蜡质。由于这些特点和它本身的吸湿性，棉纤维用作卫生巾面料时，最好是采用三片式设计，避免液体向护翼两侧扩散，污染衣物。但是，棉与热风布之间粘接困难，使用传统热熔胶，三片式面料粘接的地方在吸液后强度会大幅度下降，导致开口。针对这个难点，我们选取特殊原材料，如在热熔胶配方中引入含C-O键的原料，增加湿强度，开发了T19N新款热熔胶。如图6所示，T19N与传统的热熔胶粘度和软化点非常接近，使用时生产工艺不需要做大的调整，做成三片式面料后，测得干、湿强度（图7），T19N的干、湿强度明显高于传统热熔胶，尤其是湿强度，传统热熔胶的湿强度不到干强度的10%，而T19N的湿强度保持率在76%以上。

图6 T19N新款热熔胶与传统热熔胶粘度和软化点对比

图7 T19N新款热熔胶与传统热熔胶强度对比

2.2 蚕丝纤维

天然蚕丝材料轻薄、滑爽，主要成分是蛋白质，因而对人体皮肤有益，相信蚕丝面料卫生巾会受到女性的欢迎，但由于蚕丝是多种氨基酸聚合而成，它的分子结构里带有很多羧基，外表面有少量的蜡质和脂肪，这些特点使得蚕丝面料粘接相对棉纤维和竹纤维更困难，甚至上机时会出现飞片现象。针对这一问题，聚胶与客户合作，根据相似相容的原理，选用适合蚕丝的原材料，降低模量提高初粘力，研发出新款热熔胶T69X，解决了蚕丝面料上机难题，同时改进湿强度。图8中，选择初粘力较高的传统热熔胶作为参照样B，T69X的粘度比参照物略低，两者软化点相近。图9所示，虽然参照样B是传统热熔胶中初粘力较高的，但是它用在蚕丝面料上的初粘力也只有3.6gf，而T69X达到75.1gf，约为20倍，显著提高了初粘力，可避免飞片现象。右侧的流变曲线也可以看出，T69X可以很好地保持初粘力。

图8 T69X新款热熔胶与传统热熔胶粘度和软化点对比

图9 T69X新款热熔胶与传统热熔胶强度对比

2.3 新型难粘基材的对策

综上所述，针对纯棉面料，T19N可用于三片式粘接，改善湿强度；针对蚕丝面料，T69X解决了初粘力小、上机难的问题，使蚕丝面料的应用成为可能。