賀炅 楊錦祥 湖南舒比奇生活用品有限公司
近年來(lái),一次性衛(wèi)生用品行業(yè)消費(fèi)不斷升級(jí),消費(fèi)者對(duì)衛(wèi)生用品的要求從原有超能吸、不漏尿、干爽等基礎(chǔ)需求趨向于舒適、輕薄、貼身等更高的需求,同時(shí),安全衛(wèi)生也成為消費(fèi)者選購(gòu)紙尿褲產(chǎn)品時(shí)最重要的依據(jù)之一?,F(xiàn)代人更崇尚自然健康的生活態(tài)度,是否有異味是消費(fèi)者購(gòu)買紙尿褲產(chǎn)品時(shí),評(píng)價(jià)其是否安全衛(wèi)生的一個(gè)直觀感受。而在紙尿褲投訴中,氣味投訴也占據(jù)很大比例。因此,本文對(duì)衛(wèi)生用品原輔材料中的氣味進(jìn)行了研究分析。本文研究中所說(shuō)的氣味是指紙尿褲產(chǎn)品使用之前的氣味,并未對(duì)使用過(guò)程中和使用以后的氣味作分析討論。
氣味是飄散的微量化學(xué)分子在動(dòng)物大腦引起的反應(yīng)。動(dòng)物鼻腔上部的鼻粘膜排列著近億個(gè)嗅覺(jué)細(xì)胞,當(dāng)有氣味的化學(xué)物質(zhì)分子刺激這些細(xì)胞時(shí),就產(chǎn)生了信號(hào),經(jīng)神經(jīng)細(xì)胞傳遞到大腦中樞進(jìn)行分析辨別其種類屬性,進(jìn)而產(chǎn)生一種嗅覺(jué)的感受。
因此,氣味是生命體對(duì)氣態(tài)物質(zhì)的一種感知,自然界中,有氣味的有機(jī)化合物主要為醇、醛、酮、酯、胺類化合物,這些化合物都是揮發(fā)性的。
人類日常生活中聞到的氣味實(shí)際上是由多種基本氣味分子組合而成,比如,玫瑰芬芳?xì)馕吨邪?75種不同氣味分子混合,在絕對(duì)零度以上,大自然不存在完全不揮發(fā)的物質(zhì),傳統(tǒng)的有無(wú)氣味是指這些揮發(fā)氣味分子是否能足夠刺激嗅覺(jué)神經(jīng)產(chǎn)生反應(yīng)。
通常情況下,醇、酯、胺類揮發(fā)物質(zhì)雖會(huì)攜帶氣味,但因其分子結(jié)構(gòu)特性,日常生活中只要濃度不超過(guò)一定比例基本不會(huì)對(duì)人體造成傷害;但醛類、酮類物質(zhì)因其大部分結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán),即便微量存在,也容易與人體皮膚蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),表現(xiàn)為皮膚黏膜受到刺激濕紅,嚴(yán)重的甚至?xí)€等。紙尿褲的紅臀與這類物質(zhì)也有一定的關(guān)聯(lián)性。
氣味是一種整體的感覺(jué),因此存在非常大的主觀性。目前在市面上的氣味檢測(cè)儀,其工作原理基本為分析環(huán)境中一種或幾種特定的帶氣味物質(zhì)含量(如:H2S、NH3等)來(lái)轉(zhuǎn)換成氣味值,但對(duì)由多種帶氣味的物質(zhì)組成、配方復(fù)雜的日用產(chǎn)品,其意義性不大。
因此世界上各行各業(yè)目前推行的氣味評(píng)測(cè)方法為嗅辨法,即選定身體健康狀況良好,無(wú)抽煙喝酒癖好,嗅覺(jué)神經(jīng)靈敏的特定人群,對(duì)目標(biāo)產(chǎn)品的氣味進(jìn)行打分評(píng)級(jí)來(lái)進(jìn)行評(píng)測(cè)。目前在此方面比較有代表性的氣味評(píng)價(jià)方法有:
● 汽車行業(yè)評(píng)價(jià)內(nèi)飾件氣味方法;例如:大眾VW50180,奇瑞Q/SQR.04.103-2004,通用GME60276。
● 衛(wèi)材行業(yè)紡織品氣味評(píng)價(jià)方法,《國(guó)家紡織品安全技術(shù)規(guī)范》GB18401-2003.3。
● 衛(wèi)材行業(yè)膠粘劑氣味評(píng)價(jià)方法,《膠粘劑氣味評(píng)價(jià)方法》HG/T 4065-2008。
因氣味是各類揮發(fā)物質(zhì)綜合結(jié)合形成的一種整體感覺(jué),而紙尿褲從生產(chǎn)包裝、物流運(yùn)輸、到市場(chǎng)銷售均有可能帶來(lái)氣味源,生產(chǎn)過(guò)程中紙尿褲的相關(guān)原材料、生產(chǎn)操作環(huán)境等均攜帶揮發(fā)性物質(zhì)。由于生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力不一,紙尿褲有人工包裝、自動(dòng)包裝的方式,但絕大部分情況仍是由包裝工手工包裝,極易人為手動(dòng)帶入有氣味揮發(fā)性物質(zhì)。另外,包材自身以及印刷也會(huì)產(chǎn)生一定的揮發(fā)性物質(zhì)。在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷售環(huán)節(jié),快消品銷售范圍廣、渠道眾多,線下儲(chǔ)存期長(zhǎng),環(huán)境條件千變?nèi)f化,材料本身的降解、小分子物質(zhì)的揮發(fā)隨時(shí)可能發(fā)生。
以上幾個(gè)方面,從原材料本身攜帶氣味源,到人為主動(dòng)帶入氣味源,及環(huán)境中被動(dòng)接受的氣味源,多種含氣味的揮發(fā)性物質(zhì)在密封包裝環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存,內(nèi)部揮發(fā)、交叉反應(yīng),形成了紙尿褲產(chǎn)品最終的綜合氣味。
作為紙尿褲的研發(fā)及生產(chǎn)機(jī)構(gòu),在生產(chǎn)工藝固定,運(yùn)輸、銷售渠道等硬性條件無(wú)法更改時(shí),更多的應(yīng)該從原材料角度出發(fā),盡量減少紙尿褲產(chǎn)品自身攜帶的揮發(fā)性物質(zhì)氣味源。
目前市售紙尿褲產(chǎn)品的原料主要為非織造布、印刷膜、熱熔膠、高吸收性樹(shù)脂以及包裝輔材,而這幾種原材料或多或少均會(huì)帶入氣味源。
通過(guò)嗅辨法對(duì)市場(chǎng)紙尿褲主要相關(guān)原材料、包材、輔材、成品氣味分析結(jié)果如下:
表1 紙尿褲原材料及成品氣味分析結(jié)果
表2 紙尿褲用熱熔膠氣味分析結(jié)果
從表1、表2可以看出,紙尿褲原輔材料中氣味較為明顯的幾類分別是熱熔膠、包裝材料、復(fù)合吸水紙等。
表3 紙尿褲氣味類型和來(lái)源
從表3可知,塑料味、油墨味、酸味是紙尿褲產(chǎn)品的主要?dú)馕额愋停瑏?lái)源可能為包裝袋、尿顯膠、紡粘布。
紙尿褲使用的非織造布從成型工藝主要分為兩類:熱風(fēng)非織造布、紡粘非織造布,根據(jù)功能可分為親水非織造布和拒水非織造布。不管是熱風(fēng)還是紡粘非織造布,其原材料無(wú)論是ES纖維還是PP/PE粒子,本身?yè)]發(fā)性都很低,不足以形成氣味,但當(dāng)其在生產(chǎn)時(shí),需通過(guò)高溫粘合處理,粘合過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)極速揮發(fā),而材料熱粘合后在生產(chǎn)線上迅速密封包裝,揮發(fā)的氣體最終集中在包裝內(nèi)部。因此,非織造布生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的可揮發(fā)的物質(zhì)未足夠散發(fā)冷卻會(huì)形成一定程度上的氣味。從嗅辨法得出數(shù)據(jù)來(lái)看,相對(duì)來(lái)說(shuō)非織造布類材料揮發(fā)性物質(zhì)總量不高,氣味程度在紙尿褲中占比相對(duì)較少,且無(wú)刺激性或污染性物質(zhì),不是紙尿褲氣味構(gòu)成主要原因。
非織造布類材料氣味影響可調(diào)整措施:
如前所述,非織造布本身氣味極低,主要在生產(chǎn)使用過(guò)程中產(chǎn)生一些氣味,因此可通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)車間環(huán)境加以控制:
保持生產(chǎn)車間環(huán)境溫度在23℃~28℃之間:任何氣味分子的揮發(fā)、擴(kuò)散都與環(huán)境介質(zhì)溫度成正比,紙尿褲生產(chǎn)車間因大量熱熔膠機(jī)及伺服電機(jī)原因,溫度會(huì)比較高,不采取措施時(shí),夏天可達(dá)到42℃以上,造成大量小分子揮發(fā),因此通過(guò)中央空調(diào)等方式保證生產(chǎn)車間環(huán)境溫度在23℃~28℃,減少原材料氣味分子的揮發(fā)、擴(kuò)散,從根本上抑制氣味。
生產(chǎn)車間工藝區(qū)域分離:紙尿褲等產(chǎn)品自設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)后即進(jìn)入包裝區(qū)域,為了保證生產(chǎn)區(qū)域的氣味分子不進(jìn)一步擴(kuò)散及粉塵飛揚(yáng),最好將包裝區(qū)域與生產(chǎn)區(qū)域隔離,保證包裝的潔凈及獨(dú)立性,這樣能夠有效避免氣味分子的混合和擴(kuò)散。
包裝袋增加透氣孔:國(guó)內(nèi)紙尿褲生產(chǎn)線速度普遍在300~500片/min,從生產(chǎn)出來(lái)到裝袋時(shí)間非常短,為防止氣味被密封及脹包風(fēng)險(xiǎn),最好增設(shè)1~2個(gè)透氣孔。
紙尿褲用的高吸收性樹(shù)脂其單體為聚丙烯酸,這是一種含有大量羧酸根離子的聚合物,其單體揮發(fā)性很強(qiáng),當(dāng)丙烯酸單體超過(guò)一定濃度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生醋一般的酸味。
通過(guò)嗅辨法測(cè)試,丙烯酸單體濃度達(dá)到一定程度時(shí)勢(shì)必對(duì)紙尿褲產(chǎn)品形成氣味風(fēng)險(xiǎn),丙烯酸單體本身不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害,但濃度達(dá)到一定程度將存在酸腐蝕性風(fēng)險(xiǎn)。所以紙尿褲生產(chǎn)廠家一定要將丙烯酸單體濃度納入高吸收性樹(shù)脂質(zhì)量管控指標(biāo)。
絨毛漿正常情況下基本無(wú)氣味,但在生產(chǎn)時(shí)木漿板被高速粉碎機(jī)粉碎成纖維狀,在這個(gè)過(guò)程中,因溫度升高,容易形成局部碳化,從而產(chǎn)生類似燒糊的氣味。但這種情況為物理摩擦反應(yīng)所產(chǎn)生,且含量較低,氣味感覺(jué)程度非常低。
高吸收性樹(shù)脂、絨毛漿類材料氣味影響可調(diào)整措施:
建立丙烯酸單體管控標(biāo)準(zhǔn),建議高分子的丙烯酸殘留量最大不超過(guò)600mg/kg。
木漿的燒焦味是在高速粉碎機(jī)打碎時(shí)產(chǎn)生的,可通過(guò)木漿不同粉碎效果的氣味程度去反向推算和調(diào)整粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速;通常木漿的細(xì)粉比率15%左右,粗粉比率5%左右較為合適。
熱熔膠一直被認(rèn)為是紙尿褲氣味主要來(lái)源之一,除了其本身橡膠、樹(shù)脂所攜帶的揮發(fā)氣味源外,也因?yàn)槠洳僮鳒囟却蠖喑^(guò)150℃,這種高溫情況下?lián)]發(fā)物質(zhì)的含量高于常溫情況數(shù)倍。
熱熔膠的主要原材料為高分子彈性體(SBS、SIS等)、增粘樹(shù)脂、油、抗氧化劑等。上述成分都有氣味,幾種成分混合后所產(chǎn)生的綜合氣味,便是熱熔膠的氣味,由于增粘樹(shù)脂在熱熔膠配方中所占比例最大,所以它對(duì)熱熔膠氣味的貢獻(xiàn)也最多,又由于它的種類繁多,氣味也呈現(xiàn)多樣性,不同種類的樹(shù)脂制成熱熔膠后表現(xiàn)出不同的氣味特征。
圖1 熱熔膠常用樹(shù)脂的種類
圖2 樹(shù)脂的氣味排序
普通石油樹(shù)脂(HC)是石油裂解所副產(chǎn)的C5、C9餾分,經(jīng)前處理、聚合、蒸餾等工藝生產(chǎn)的一種熱塑性樹(shù)脂,是一種低聚物;氫化石油樹(shù)脂(HHC)是石油樹(shù)脂經(jīng)氫化反應(yīng),把石油樹(shù)脂中的不飽和烴轉(zhuǎn)變成飽和烴,改善了石油樹(shù)脂的色相、氣味和耐候性的產(chǎn)品。主要分為C5加氫樹(shù)脂和C9加氫樹(shù)脂;氫化程度不同,石油樹(shù)脂的顏色和氣味也不同。
表4 樹(shù)脂種類對(duì)熱熔膠的影響
但在實(shí)際情況中,熱熔膠在紙尿褲產(chǎn)品綜合氣味中所占影響比例可能并不大,其原因有兩個(gè):
熱熔膠具有熱塑性,在高溫下熔化后施膠,相對(duì)應(yīng)的揮發(fā)物增加,氣味變大,但一旦冷卻下來(lái)其揮發(fā)物小分子會(huì)固定在基材之間,不會(huì)進(jìn)一步揮發(fā),所產(chǎn)生人能感知到的氣味會(huì)很低。
所有物質(zhì)的氣味都與濃度正相關(guān),一片紙尿褲的熱熔膠施膠量大概在1.5g~2g之間,占整片紙尿褲重量的6%左右,其含量非常少,因此,在冷卻情況下,微量的熱熔膠很難對(duì)紙尿褲的氣味產(chǎn)生大范圍影響。
熱熔膠氣味影響可調(diào)整措施:
盡可能使用氫化石油樹(shù)脂,尤其是用量較大的結(jié)構(gòu)膠,或一定程度上使用操作溫度較低的低溫膠,從根本上抑制氣味源的擴(kuò)大化。
在不影響紙尿褲的基本結(jié)構(gòu)強(qiáng)度前提下,適當(dāng)降低熱熔膠的使用量,冬季/夏季區(qū)別對(duì)待,既可達(dá)到降低氣味的需求,也可滿足成本的優(yōu)化。
這類材料主要包括印刷PE膜、包裝袋、紙箱等。不管是印刷PE膜還是包裝袋,在天氣炎熱的夏天,塑料味、油墨味、刺鼻氣味的客訴非常多,印刷類材料氣味在綜合紙尿褲氣味中的占比基本可排在首位。在嗅辨法下,同一時(shí)間同一批次的紙尿褲,裝入印刷袋和透明袋,氣味對(duì)比明顯。
殘留溶劑異味。在對(duì)薄膜的異味評(píng)定中發(fā)現(xiàn),用于稀釋油墨和粘合劑的溶劑在印刷復(fù)合過(guò)程中如果沒(méi)有得到充分的塑化及揮發(fā),將會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的溶劑殘留在復(fù)合膜層間,這些溶劑經(jīng)過(guò)自身緩慢的遷移以及熱壓封口時(shí)的強(qiáng)制性轉(zhuǎn)移,逐漸與內(nèi)容物接觸,使紙尿褲的氣味發(fā)生變化,這也是很多紙尿褲開(kāi)包一瞬間氣味異常明顯的主要原因。
薄膜異味(PE、CPP、EVA等)。主要是因?yàn)楸∧ぶ圃鞎r(shí)使用了低沸點(diǎn)、氣味大的揮發(fā)性助劑,另外薄膜自身樹(shù)脂不純和不穩(wěn)定,有低分子量物質(zhì)存在以及制造工藝不當(dāng)都有可能造成。
油墨異味。目前國(guó)內(nèi)使用的凹版印刷油墨,含有約占50%的有機(jī)溶劑。其中甲苯、醋酸乙酯、丁酮等溶劑具有低沸點(diǎn)、高揮發(fā)、含有芳香烴(一種對(duì)人體有害的且具有刺鼻氣味的化學(xué)結(jié)構(gòu))等特點(diǎn)。凹版油墨,一般由氯化聚合物制成。在油墨生產(chǎn)過(guò)程中,氯化聚合物需要使用強(qiáng)溶劑(如甲苯等芳香族溶劑)來(lái)溶解,并且在印刷過(guò)程中需要用甲苯來(lái)調(diào)節(jié)油墨的粘度。而甲苯屬于芳香族化合物,揮發(fā)性強(qiáng),有氣味。除此之外,在包裝制品中油墨溶劑殘留是個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題。苯極易殘留在干燥的油墨膜層中(低速印刷需要用二甲苯來(lái)調(diào)整油墨的干燥速度,而二甲苯更容易殘留),苯殘留有可能會(huì)污染包裝內(nèi)的用品,在商品使用中對(duì)皮膚產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激性反應(yīng)。
● 氣味是生命體對(duì)氣態(tài)物質(zhì)的一種感知,單一的氣味較為讓人容易接受,但當(dāng)多種氣味物質(zhì)交叉混合,甚至發(fā)生內(nèi)部反應(yīng)時(shí),將造成人們難以接受的氣味感覺(jué),紙尿褲的綜合氣味投訴也是因此而來(lái)。
● 從紙尿褲常規(guī)原輔材料出發(fā),通過(guò)嗅辨法評(píng)測(cè),紙尿褲各類氣味來(lái)源大致如表3所示。
● 從紙尿褲基本原材料(非織造布、熱熔膠、包裝印刷袋)的氣味機(jī)理分析,非織造布的揮發(fā)物質(zhì)較少,熱熔膠在生產(chǎn)時(shí)高溫?fù)]發(fā)物較多,是否干燥陰涼的儲(chǔ)存環(huán)境對(duì)其影響較大;包材類中,純白包材配方較為單一,但在附加印刷時(shí),因其殘留部分溶劑,且油墨工藝多樣,會(huì)造成氣味殘留,其中含有酮類、二甲苯類殘留物質(zhì)含量也不同,在此情況下會(huì)出現(xiàn)較為明顯的氣味差異性,甚至有機(jī)物殘留量達(dá)到一定程度時(shí)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存會(huì)對(duì)人體皮膚造成一定刺激性。
因此,控制紙尿褲產(chǎn)品的氣味,需要從原材料的工藝優(yōu)化與成品的儲(chǔ)存環(huán)境共同改善,才能從源頭上降低紙尿褲氣味的風(fēng)險(xiǎn)。