热熔胶的功能创新

钟蓉 聚胶新材料股份有限公司

2020年，新冠疫情导致卫材行业热熔胶的供应链紊乱：国内原料供应间断性短缺，而在2020年下半年，由于运力短缺，进口原料供应也很紧张甚至断货。运费上涨大于3倍，而原料价格更是频繁波动，平均涨幅约8%。由于国外疫情严重，不少企业减产或停产，中国产品出口量大增，比如聚胶公司，2020年出口量增加约35%。

随着生活水平的提高以及年轻一代成为主流消费者，终端市场对一次性卫生用品的要求已经不仅仅限于吸液、不断层、不起坨、更换方便，而是对舒适、健康、干爽、安全及环保的诉求越来越多。

针对消费者的新诉求，一次性卫生用品生产商在产品设计和材料的选择上有了许多创新，而这些创新对热熔胶提出了更高的要求，由最初的上机性能好、粘接强度高扩展到其他功能，如：尿湿显示、有助导流、芯体加强、吸收人体排泄物的气味等。

表1 应对消费者新诉求的热熔胶

为了应对消费者的新诉求，开发功能性热熔胶成为发展新趋势，如：消费者希望卫生用品干爽透气，生产商就采用打孔面层，对传统热熔胶的挑战就是渗胶，热熔胶供应商就要开发抗反渗、亲水导流的热熔胶。聚胶公司为满足消费者需求，开发了创新热熔胶。

1 低气味尿显胶

尿显胶可以说是热熔胶功能化的代表。它的商业化同样为纸尿裤带来了新的功能：消费者可通过颜色的变化来判断纸尿裤是否已经尿湿。

目前市场上的主流尿显胶有两个痛点：气味重和提前变色。尿显胶的变色要求使得热熔胶需要维持一定的酸性环境，而具有酸性的原料气味重；遇水变色快的特性导致尿显胶在储存运输过程中遇到水分会变色。要保持尿显胶遇水变色和变色快速的特点，很难不用酸性原料，这对解决气味重和提前变色问题是巨大挑战。

● 气味

针对现有尿显胶气味重的痛点，聚胶采用全新的配方体系，使之可以与低气味原料相配合，从而降低尿显胶的气味；同时选择对水分子敏感度低的原料来避免提前变色，开发了新产品T485。与市场现有产品相比，T485气味明显减轻，见图1。

图1 新产品T485与市场现有产品的气味对比

● 变色速度

T485降低气味的同时，保留遇水变色的功能。可以看到实验室涂布样品在遇水45s后由黄变蓝，且不晕染；而对比样由黄变蓝，伴有明显晕染，见图2。

图2 T485与对比样遇水变色效果对比

T485在客户产品上30s后开始变色，且在传统芯体和复合芯体产品上都能明显变色，见图3。

图3 T485在传统芯体和复合芯体中的变色速度对比

● 耐潮湿性

图4所示，在40℃，相对湿度为75%RH条件下放置24h，相对市场主流产品，T485的耐潮湿性明显改善。

图4 T485与对比样的耐潮湿性对比

● 物理性能

在物理性能方面，T485的粘度比对比样稍大一些（图5），但应用温度仍然很低，大约95℃～115℃（表2）。

图5 T485与对比样的粘度对比

表2 T485与对比样的物理性能对比

综上所述，在气味、变色速度、耐潮湿性、物理性能等方面，相比于市场主流尿显胶，T485有明显优势，气味减轻且耐潮湿性能有所改善。

2 亲水导流胶

传统热熔胶会影响含水液体从面层往吸收层的扩散和渗透，从而影响一次性卫生用品的实际使用体验。

传统热熔胶都是拒水的，要使热熔胶在保持粘结强度的基础上帮助渗透和导流，热熔胶的配方里就需要有亲水因子，而亲水与拒水是矛盾的，赋予热熔胶亲水导流功能是一个巨大的挑战。

首先要筛选亲水因子，开发新的配方体系来平衡亲水与拒水性能。亲水导流热熔胶在保证粘接强度和上机性能的基础上，被赋予新的功能——导流和亲水。这种新功能可以大幅提高尿液、经血等从面层往吸收层扩散和渗透的速度，从而为消费者提供更好的使用体验。

T461亲水导流胶是聚胶开发的新产品，图6和图7是T461与传统结构胶的渗透速度对比，样品均采用刮涂的方式，图6采用生理盐水，图7采用人工经血。相比传统结构胶，T461能更快地帮助液体渗透和扩散。

图6 T461与传统结构胶液体渗透和扩散对比—生理盐水

图7 T461与传统结构胶液体渗透和扩散对比—人工经血

从渗透实验可以看出，相比传统结构胶，T461能更快地帮助液体渗透和扩散。渗透时间缩短约70%，扩散长度增加10%以上。将图6中黄色圈和黑色圈中的部分放大，可以看出，黄色圈中液体在传统结构胶上主要靠非织造布渗透和扩散，而黑色圈中液体在亲水导流胶上的扩散主要在胶的通道上。经血的粘稠度高于尿液，用人工经血测试渗透速度，亲水胶同样比传统胶更有助于渗透和扩散。

图8是用喷涂的方式制作样品，采用生理盐水进行的渗透的扩散试验，T461比传统结构胶的优势更明显。

图8 T461与传统结构胶液体渗透和扩散对比—喷涂

试验中，渗透速度的测试方法是：滴2mL液体于定量10g/m2，面积14cm×40cm的非织造布和PE膜复合样品上，测试液体从面层上彻底消失的时间。扩散长度的测试方法是：上述测试结束后，量取液体能达到的最大长度。

表3 T461与传统结构胶的性能对比

正常的上胶量时，T461的粘接强度和老化趋势与传统结构胶近似（图9）。

图9 T461与传统结构胶粘接强度对比

3 抗反渗湿强胶

打孔材料尤其是打孔纯棉面层在卫生用品上开始广泛使用，但传统热熔胶会在生产前后渗胶，导致生产线停机或成品粘连甚至粘皮肤，而有些能解决渗透问题的热熔胶又损失了湿强度。

卫材用传统热熔胶是典型的压敏胶，开放时间和固化时间都较长，用于打孔面层容易渗胶，而传统的湿强胶渗透性更好，要把打孔纯棉用于面层，既要解决渗透问题还要保持一定的湿强度，这对于传统的热熔胶和湿强胶都是巨大的挑战。

针对以上痛点，聚胶通过缩短固化时间和在配方中引入新的湿强因子来解决渗透与湿强的问题，开发出抗反渗湿强胶T653，同时开发出两种反渗评估法：在线反渗和离线反渗，用这两种方法筛选配方，从而开发出客户满意的抗反渗湿强胶。

图10为T653与传统湿强胶的干、湿强度对比，可见T653有较大的干强和相近的湿强。

图10 T653与传统湿强胶的粘接强度对比

图11为离线抗反渗测试，考察卫生用品离线后是否有胶渗出产生片与片之间的粘连或粘皮肤。与传统的湿强胶相比，T653渗透力很小，几乎无渗透。

图11 离线抗反渗测试

图12是在线抗反渗测试，考察卫生用品在生产线上是否有胶渗出粘辊而导致停机。与传统的湿强胶相比，T653渗透力很小，几乎无渗透。

图12 在线抗反渗测试

表4为T653与普通湿强胶的物理性能对比，可见T653具有良好的湿强和优异的抗反渗性能。

表4 T653与普通湿强胶性能对比