國外非織造布消費(fèi)品的可沖散性評價及產(chǎn)品現(xiàn)狀

宣志強(qiáng) (鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化工程系，鹽城，224005)

隨著人們生活水平的提高，非織造布制成的濕巾已經(jīng)進(jìn)入家家戶戶，使用范圍不斷擴(kuò)大，極大地方便了人們的生活。然而，人們發(fā)現(xiàn)使用后的一次性非織造布濕巾在丟入抽水馬桶后，有時不能被沖出，有時雖然被沖出抽水馬桶，但是會堵塞下水道，會造成環(huán)境污染，因此在改善人們生活的同時又出現(xiàn)了一些新的問題。本文介紹國外正在研究的非織造布可沖散消費(fèi)品，特別是非織造布濕巾方面的最新進(jìn)展。

1 概述

早在上世紀(jì)80年代，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)非織造布制造的濕巾丟進(jìn)抽水馬桶后有可能堵塞抽水馬桶，希望出現(xiàn)能丟進(jìn)抽水馬桶而又不會堵塞抽水馬桶的濕巾產(chǎn)品，即這種非織造布濕巾具有可丟進(jìn)抽水馬桶的性質(zhì)，英文稱謂“Flushable”。1979年申請的美國專利［1］《Premoistened flushable wiper》，就已經(jīng)出現(xiàn)flushable的概念，因此flushable原意是指可沖入抽水馬桶而不堵塞抽水馬桶。

歐、美對于可沖入抽水馬桶的非織造布濕巾等消費(fèi)品進(jìn)行了長期的研究，研究成果很多。為了生產(chǎn)可沖入抽水馬桶的濕巾，有人提出將非織造布濕巾的尺寸從標(biāo)準(zhǔn)尺寸縮小到14 cm×19 cm以下，這樣就不會阻塞抽水馬桶［2-3］，國外稱之為“尺寸型可沖出型濕巾”。后來發(fā)現(xiàn)這種濕巾投入抽水馬桶，雖然能夠通過抽水馬桶，但是不會分散，會堵塞下水道，會對城市污水處理系統(tǒng)提出更多的處理要求，很多產(chǎn)品最終也不能降解為能被大自然所吸收的物質(zhì)，因此不能被城市管理當(dāng)局接受。于是，人們提出了用一種強(qiáng)度為普通產(chǎn)品一半的水刺非織造布來生產(chǎn)可沖散的濕巾，然而這種濕巾因強(qiáng)度太低而被用戶投訴。

曼戈·菲利普先生長期從事非織造布消費(fèi)品可沖散性的研究，在2004年美國非織造布工業(yè)協(xié)會(INDA)討論會上，詳細(xì)地介紹了可沖入抽水馬桶的擦試巾的過去、現(xiàn)在和未來［2］。他認(rèn)為對可沖入抽水馬桶濕巾的要求不僅僅是不阻塞抽水馬桶，而且要求其在城市的整個下水管道系統(tǒng)中都不會造成管道堵塞，包括不損壞化糞系統(tǒng)，在含濕巾的污水流經(jīng)整套污水處理設(shè)備時完全不會增加維修量，不損壞設(shè)備或危及污水處理過程，或者不需要額外的看護(hù)，到達(dá)垃圾填埋場能夠完全降解處理，這樣的產(chǎn)品才是一種真正的可沖散濕巾。陳祥津先生稱這種可沖入抽水馬桶的性質(zhì)為“可沖散性”［3］，以區(qū)別于分散性。2008年美國非織造布工業(yè)協(xié)會/歐洲非織造布工業(yè)協(xié)會(INDA/EDANA)首次聯(lián)合發(fā)布了《評價非織造布消費(fèi)品可沖散性的技術(shù)導(dǎo)則》(以下簡稱《導(dǎo)則》)，2009年進(jìn)行了修訂，2012年又進(jìn)行了第三次修訂?！秾?dǎo)則》不僅涉及濕巾類非織造布消費(fèi)品的可沖散性評價，而且包括其他丟入抽水馬桶的非織造布消費(fèi)品的評價?！秾?dǎo)則》指出：至目前為止，對于可沖入抽水馬桶的非織造布消費(fèi)品的定義仍然含糊不清，沒有清楚的定義;“可沖出”經(jīng)常與“可分散性”和“可生物降解性”混淆。對于可沖入抽水馬桶消費(fèi)品性質(zhì)的定義、要求和試驗方法很多，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。以中文“可沖散性”定義“Flushablility”也有一些不足之處，然而這并不重要，似乎也沒有其他更好的名詞取代它，重要的是要了解產(chǎn)品可沖散性的整個使用過程，以明白可沖散性的要求，而不是僅僅在一個名詞上過多的消耗時間?！秾?dǎo)則》提出真正的可沖入抽水馬桶的可沖散產(chǎn)品必須達(dá)到：

(1)離開抽水馬桶并且在預(yù)期的產(chǎn)品使用條件下保持下水道管道系統(tǒng)通暢;

(2)適用于現(xiàn)有的建筑物廢水輸送、處理、回用和廢棄系統(tǒng);

(3)產(chǎn)品在一定時間內(nèi)變得不能分辨，且在自然環(huán)境中是安全的。

一系列國外研究報告指出：可沖入抽水馬桶的消費(fèi)品除了可沖出性(Flushable)之外，還必須具有100%可分散性(dispersible)和100%可生物降解性(Biodegradable)，具有“完全”的可沖散性是可沖出性、可分散性和可生物降解性三項性質(zhì)的綜合評定［2］。

可沖出性是指產(chǎn)品通過抽水馬桶底孔，并且不堵塞排水管的能力;可分散性是指產(chǎn)品受物理力的作用而破碎或斷裂的能力;可生物降解性是指產(chǎn)品的有機(jī)成分在一定微生物條件下變成為如 CO2、CH4和水等低分子物的能力。此外，還有可生物潰散性(Biodisintegration)，是指產(chǎn)品的有機(jī)成分在一定微生物條件下變成小片(非分子狀)的性質(zhì)，是生物降解的另一種形式。

非織造布和濕巾領(lǐng)域所討論的可分散性與一般的條件下的分散性不同，系指在輕柔的攪動下和水流條件下能夠在水中離散成其基本組分的性質(zhì)。這種分散不是靜止?fàn)顟B(tài)下的分散。因此，如果采用將可沖散的非織造布放在靜止的水中，或用玻璃棒攪動試圖看到其分散的試驗方法來判斷其分散性是不科學(xué)的，也不能取得滿足現(xiàn)實生活條件下所需要的正確的試驗結(jié)果。

可生物降解性是指在生物活性(特別是在活性酶)的作用下引起降解反應(yīng)，最終導(dǎo)致材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化的性能?？缮锝到獾囊话銞l件是要求廢棄物能夠進(jìn)行填埋處理或可礦化處理，即能夠在垃圾填埋處理或礦化條件下被分解為各種無機(jī)成分。也就是說，如果所討論的非織造布及其組分在標(biāo)準(zhǔn)的填埋條件下是可生物降解的，那么就可以認(rèn)為它們具有生物可降解性。產(chǎn)品在生物條件下潰散也是可生物降解的一種情形。還有一種情形就是產(chǎn)品的潰爛，所謂潰爛是指在生物條件下產(chǎn)品變成碎片的能力。一般地講，濕巾可分散性并不一定是可生物降解性。例如，采用水溶性黏合劑黏合長6 mm的聚酯纖維生產(chǎn)的膠合無塵紙，可以被認(rèn)為是可分散的，但并非是可生物降解的。

真正可沖散產(chǎn)品是可以沖出抽水馬桶，既可在低流水速度下分散，又可在適當(dāng)?shù)牟惶L的時間內(nèi)可分散。長時間可生物降解造成的分散并不是真正的可沖散消費(fèi)品。例如，普通黏膠纖維是100%的可生物降解纖維，用100%黏膠水刺非織造布生產(chǎn)的產(chǎn)品是100%可生物降解的，但并不是真正可沖散產(chǎn)品。

此外，INDA/EDANA指出使用一次性的非織造布消費(fèi)品，應(yīng)該提高教育水平，培養(yǎng)良好的生活習(xí)慣，注意區(qū)別使用場合。真正可沖散消費(fèi)品等一次性衛(wèi)生用品是指在廁所附近使用的，在用后馬上丟進(jìn)抽水馬桶系統(tǒng)，而不被存放在家庭廢物箱里的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包括：嬰兒用擦拭巾、浴室清潔用擦拭巾、婦女衛(wèi)生巾、痔瘡患者用擦拭巾及醫(yī)療護(hù)墊、紙尿褲等。有些產(chǎn)品，如廚房清潔擦布、家具清潔擦布、汽車擦布和居家外用擦拭巾等并不要求其具有可沖散性。2009年INDA和EDANA分別制定LOGO(圖1)作為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識，用于不可沖散性產(chǎn)品，提醒使用者不可將該產(chǎn)品丟進(jìn)抽水馬桶。EDANA在《導(dǎo)則》中要求會員企業(yè)根據(jù)《導(dǎo)則》在用戶投訴前就確立個別產(chǎn)品的可沖散性質(zhì)，不可沖散性濕巾外包裝上應(yīng)該清楚注明“No Flushable”(不可沖入抽水馬桶)，以保證不可沖散性產(chǎn)品只能丟棄在固體廢物處理系統(tǒng)中而不是水處理系統(tǒng)。ENADA建議制造商保證為消費(fèi)者提供產(chǎn)品是否能夠丟棄進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的信息。對所有不可沖散消費(fèi)品，至少保證產(chǎn)品外包裝有一個符號表示產(chǎn)品不可丟棄進(jìn)抽水馬桶，ENADA推廣使用Logo作為一個通用符號。

圖1 不可沖散性產(chǎn)品Logo

此外，美國已經(jīng)建立起真正可沖散濕巾的標(biāo)準(zhǔn)實驗室，并已被INDA/EDANA承認(rèn)。

2 消費(fèi)品可沖散性評定方法

以《導(dǎo)則》評價可丟入抽水馬桶的產(chǎn)品的可沖散性。消費(fèi)品可沖散性評價過程是一個類似于環(huán)境評價的過程，因此美國可沖散性擦拭技術(shù)的研究專家包括了環(huán)境評價專家和公司?！秾?dǎo)則》規(guī)定了可沖散性消費(fèi)品評定方法、評定路線和試驗方法。《導(dǎo)則》包括引言、工作進(jìn)展、定義及術(shù)語、廢棄過程和處理系統(tǒng)、產(chǎn)品可沖散性評價、試驗路線及驗收標(biāo)準(zhǔn)、評價實例、附錄和參考文件等部分?！秾?dǎo)則》列出了美國和歐洲家庭消費(fèi)品從沖入抽水馬桶后直到完全消失的全部過程，回顧了與家庭相連的整個城市廢水處理系統(tǒng)，以保證《導(dǎo)則》考慮到了消費(fèi)品通過整個城市廢水處理系統(tǒng)的要求。最后根據(jù)《導(dǎo)則》所要求的評價過程設(shè)立評價可沖散性的試驗路線圖(圖2)。

根據(jù)消費(fèi)品從沖入抽水馬桶后直到完全消失的全部過程，設(shè)計評價試驗包括三級試驗(圖3)。一級試驗是實驗室短時間的試驗，二級試驗是模擬更多現(xiàn)實條件和更長時間的試驗，三級試驗是全面的實際試驗。

如果一級試驗?zāi)軌蛲ㄟ^，產(chǎn)品就具有可沖散性;如果其中有一項不通過，則還不能確定其可沖散性，需要進(jìn)行二級試驗。

如果二級試驗?zāi)軌蛲ㄟ^，產(chǎn)品就具有可沖散性;如果其中有一項不通過，也不能確定其可沖散性，需要進(jìn)行三級試驗。

如果三級試驗?zāi)軌蛲ㄟ^，產(chǎn)品就具有可沖散性;如果其中有一項不通過，則確定產(chǎn)品是不可沖散性的。

圖2 可沖散性評定試驗路線

圖3 試驗層次與試驗包

文件檢查了與家庭相連的整個城市廢水處理系統(tǒng)，以保證《導(dǎo)則》考慮到了消費(fèi)品對通過城市廢水處理系統(tǒng)的要求。

《導(dǎo)則》包括消費(fèi)品沖入抽水馬桶后對于每一個路線所需要回答的關(guān)鍵問題的流程圖，以決定產(chǎn)品是否是可沖散的。評定一個產(chǎn)品是否是可沖散的，需要回答下列四個類別的關(guān)鍵問題：

一類問題是有關(guān)抽水馬桶、建筑物管路及水泵，共3個(圖4);

二類問題是有關(guān)現(xiàn)場建筑物外家庭廢水處理系統(tǒng)，共5個(圖5);

三類問題是有關(guān)市政廢水收集和處理系統(tǒng)，共9個(圖6);

四類問題是有關(guān)未處理物的排放問題，共4個(圖7)。

這些問題需要根據(jù)上述三個試驗包的試驗結(jié)果來評判。

圖4 評價一個產(chǎn)品適用于抽水馬桶、建筑物管路及水泵的關(guān)鍵問題

圖5 評價產(chǎn)品適合于建筑物外家庭廢水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

圖6 評價產(chǎn)品適應(yīng)市政廢水收集和處理系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

3 試驗路線和試驗方法

3.1 試驗路線

《導(dǎo)則》同時提出了一個三級試驗路線圖(圖8)。試驗是逐步推進(jìn)進(jìn)行的，并且隨著試驗過程的推進(jìn)，總的試驗成本和模擬實際的程度由低到高。

3.2 試驗方法

圖7 評價一個產(chǎn)品或其成分未處理物排放的關(guān)鍵問題

圖8 三級試驗路線圖

《導(dǎo)則》中的試驗分成三級。其中一級試驗是選擇試驗包1中的8個試驗方法中的5個。8個試驗方法是：①實驗室水平抽水馬桶和排水管道沖出性試驗;②搖瓶分散性試驗;③傾斜玻璃試管分散性試驗;④圓柱沉降試驗;⑤好氧生物潰爛試驗;⑥好氧生物降解試驗;⑦厭氧生物潰散試驗;⑧厭氧生物降解試驗。在8個試驗方法中，搖瓶分散性試驗和傾斜玻璃試管分散性試驗，好氧生物潰爛試驗和好氧生物降解試驗，厭氧生物潰散試驗和厭氧生物降解試驗各分別選擇其中一個。一級試驗是最保守的評定，如果試驗通過就不需要做以后的試驗了。

二級試驗用于在進(jìn)行一級試驗后，其中有問題不能滿意回答而進(jìn)行的后續(xù)試驗。二級試驗包括以下試驗方法：①模擬家庭水平的抽水馬桶和排水管道沖出性試驗;②實驗室內(nèi)家用水泵試驗;③傾斜管道潰散試驗;④晃蕩盒潰爛試驗;⑤家庭化糞池滯留試驗;⑥活性污泥滲透罐碎裂試驗;⑦實驗室條件下未處理排放物潰爛試驗;⑧實驗室條件下未處理物排放土壤潰爛試驗。二級試驗是在試驗包2中的8個試驗中選擇7個試驗(在實驗室內(nèi)家用水泵試驗與傾斜管道潰散試驗中選擇一個)。試驗數(shù)量取決于一級試驗的試驗結(jié)果。用實驗室流動的水進(jìn)行試驗，通過系統(tǒng)模擬實際排水條件。其中，模擬家庭水平的抽水馬桶和排水管道沖出性試驗是中等保守程度的評價，試驗進(jìn)行2 d，4口之家，兩男兩女，20次產(chǎn)品試驗，14次無產(chǎn)品試驗。

三級試驗用于在進(jìn)行二級試驗后，其中還有問題不能滿意回答而進(jìn)行的后續(xù)試驗。三級試驗包括試驗包3中的7個試驗：①社區(qū)條件的抽水馬桶和排水管道沖出性試驗;②家庭用途的污水泵試驗;③排水管輸送及市政廢水處理試驗;④現(xiàn)場廢水處理適應(yīng)性試驗;⑤現(xiàn)場廢水處理潰爛性試驗;⑥未處理排出物填埋試驗;⑦土壤生物潰爛填埋試驗。試驗數(shù)量取決于二級試驗的試驗結(jié)果。社區(qū)條件的抽水馬桶和排水管道沖出性試驗是將產(chǎn)品提供給50～100戶人家，試驗1～2個。以實際的排放情況進(jìn)行試驗，作為最終的評價。

顯然，每個試驗包都包括可沖散性試驗三方面的內(nèi)容：可沖性試驗、可分散性試驗和可生物降解性試驗。《導(dǎo)則》提示的試驗方法提出了和回答了路線圖中的每一個問題，表明了試驗通過的評判標(biāo)準(zhǔn)。

4 可沖散性濕巾用非織造布產(chǎn)品研究現(xiàn)狀

從分析非織造布產(chǎn)品原料、生產(chǎn)流程和產(chǎn)品使用過程來考察非織造布消費(fèi)品的可沖散性，可見要使產(chǎn)品具有其中的可沖出性和可生物降解性并不困難。如果使用尺寸較小的、非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的非織造布，就可以保證產(chǎn)品具有可沖出抽水馬桶的性質(zhì);如果產(chǎn)品的原料使用可生物降解纖維，則可以保證產(chǎn)品的可生物降解性。因此，產(chǎn)品設(shè)計中最為困難的仍然是產(chǎn)品的可分散性，特別是濕巾，既需要產(chǎn)品很容易分散，又需要其具有一定的濕態(tài)使用強(qiáng)度。

濕巾是當(dāng)前研究可沖散性非織造布產(chǎn)品的重點(diǎn)對象。不在衛(wèi)生間附近使用的擦拭布，只要養(yǎng)成好的個人生活習(xí)慣，不隨意丟進(jìn)抽水馬桶，是不需要可沖散性的;干的擦拭布，如果使用膠合無塵紙，直接采用水溶性的膠生產(chǎn)，也基本上能夠滿足可沖散性產(chǎn)品的要求。濕巾則不同，消費(fèi)者既需要其沖散性，又需要其有一定的濕強(qiáng)度，兩者是相互矛盾的。顯然，要使?jié)窠砭哂姓嬲目蓻_散性，所用非織造布首先應(yīng)該是用100%可生物降解纖維制成。曼戈·菲利普研究報告［4］指出，目前美國金佰利(Kimberly-Clark)公司的離子觸發(fā)式無塵紙、芬蘭索米隆(Suominen)公司的可沖散Hydraspun非織造布和美國博凱(Buckeye)科技有限公司的非觸發(fā)技術(shù)的Airspun無塵紙三種非織造布產(chǎn)品能滿足《導(dǎo)則》中可沖散消費(fèi)品非織造布的要求，可用于濕巾產(chǎn)品。

4.1 美國金佰利公司的離子觸發(fā)式無塵紙

為了使膠合無塵紙非織造布具有普通衛(wèi)生紙一樣的完全可沖散性，又具有一定的濕強(qiáng)水平，必須使用新的水溶性黏合劑，使非織造布在濕巾的化學(xué)配液中可以保持強(qiáng)度，在流動的水中又可以降低強(qiáng)度造成產(chǎn)品可分散性。離子觸發(fā)式的膠合無塵紙體系是由美國空氣公司(現(xiàn)改為瓦克公司)和金佰利公司共同研究的。例如，使用特殊的丙烯酸黏合劑，在某種水溶離子中形成離子鍵(如在濕巾配液中形成離子鍵)，這種離子鍵是可逆的，如果離子的濃度低于某一個值(如在抽水馬桶中超量的水中)時離子鍵可以消失。使用設(shè)計的這種膠合無塵紙，在濕巾配液中加入硼酸或某種鹽等穩(wěn)定劑，保持濕巾基材在濕巾配液中擁有暫時的濕強(qiáng)度，在大量的沖水中又失去強(qiáng)度。采用這種非織造布制作濕巾時，配液中需要含有一定濃度的硼酸等無機(jī)鹽，以暫時使膠的水溶能力鈍化，而當(dāng)無機(jī)鹽的濃度低至一定值時(如使用抽水馬桶中的大量的水沖出濕巾時)，膠為水所溶解，產(chǎn)品分散。也就是說，離子濃度的降低觸動濕強(qiáng)的極大降低，給予切力從常規(guī)的閃沖取得大量的水引起非織造布分散。早期研究曾經(jīng)建議使用硬水，硬水中自然存在的離子作為離子鍵取代基阻止產(chǎn)品分散，當(dāng)前的研究已經(jīng)消除這一說法。金佰利公司的離子觸發(fā)式無塵紙在北美市場居領(lǐng)導(dǎo)地位，該非織造布的使用強(qiáng)度在任一種商業(yè)可分散非織造布中是最高的，在未來可沖散產(chǎn)品方面最具潛力，甚至可以使木漿原料重復(fù)使用。該產(chǎn)品的局限性在于產(chǎn)品僅為金佰利公司所用，黏合劑的成本比標(biāo)準(zhǔn)非織造布黏合劑高太多，且僅在全球一個地方制造。

美國空氣公司進(jìn)行了從市場上選擇的商業(yè)濕巾以及上述設(shè)計無塵紙目標(biāo)試驗樣的非織造布可沖散性的研究［5］，試驗數(shù)據(jù)列于表1。其中：商業(yè)濕巾的非織造布選擇的原料是100%可生物降解原料;新設(shè)計的概念樣I和概念樣II的配液中分別加入了硼酸和硫酸鈉來增加濕強(qiáng)。

表1 美國空氣公司進(jìn)行的可沖散性試驗數(shù)據(jù)

試驗使用以下方法進(jìn)行：

(1)水沖潰散(Snag-Breakup)試驗法

水沖潰散試驗法是美國國家環(huán)境衛(wèi)生基金會于上世紀(jì)80年代開發(fā)的。該法是將非織造布條繞在一個金屬棒上，然后將其置于一個內(nèi)有流動水的燒杯中，記錄布條的潰爛時間。如果20 min后產(chǎn)品仍然完整無缺，則結(jié)束試驗。

(2)搖瓶分散性試驗

將非織造布條放進(jìn)含水的燒杯中，然后用一個軌道攪拌器高速渦流試樣2 h，或者直到樣品潰爛發(fā)生。試驗報告可以是產(chǎn)品崩潰的時間或在2 h內(nèi)試樣沒有受到影響。

(3)試管分散試驗

將樣品放在一個帶有刻度的特別設(shè)計的裝有一定量水的玻璃管中，封蓋好試管，并夾住放進(jìn)試驗儀器;旋轉(zhuǎn)180°，保持1 s，再回到原來位置(一個循環(huán))，重復(fù)此過程;觀察樣品首先折斷的時間，以及樣品折斷成超過25片(25+)的時間。如果產(chǎn)品保持形態(tài)，沒有折斷，20 min后停止試驗。

(4)抽水馬桶水沖試驗

抽水馬桶水沖試驗由美國空氣公司提出。該試驗是將樣品放進(jìn)普通馬桶，被水沖到底部網(wǎng)格，評價樣品完整性。一旦樣品潰爛，停止試驗，記錄為通過;如果樣品仍然完整，取出再沖，重復(fù)5次;如果樣品在水沖5次以后仍然完整，評價為5+級，表明其不可分散。

表1試驗結(jié)果表明：市場上可生物降解產(chǎn)品不具有可沖散性，四種試驗方法的結(jié)果都不成功;新設(shè)計概念樣產(chǎn)品尺寸小，能夠順利通過抽水馬桶，同時具有可沖散性。由于概念樣II使用硫酸鈉作濕強(qiáng)穩(wěn)定劑，比概念樣Ⅰ更能夠滿足個人護(hù)理上的要求。

4.2 芬蘭索米隆公司的可沖散Hydraspun非織造布

芬蘭索米隆公司是從奧斯龍(Ahlstrom)集團(tuán)的家用和個人護(hù)理產(chǎn)品部門分離而成立的一家公司。Hydraspun非織造布是由奧斯龍集團(tuán)最先開發(fā)的產(chǎn)品，現(xiàn)在由索米隆公司進(jìn)行商業(yè)銷售，是當(dāng)前市場份額居第二位的可沖散非織造布產(chǎn)品。產(chǎn)品由約78%木漿、20% 天絲(Tencel)纖維和2%復(fù)合纖維構(gòu)成。Hydraspun非織造布采用濕法成網(wǎng)和梳理成網(wǎng)的復(fù)合成網(wǎng)方式，然后水刺固結(jié)，使纖維間相互纏繞，以提供產(chǎn)品的一部分濕強(qiáng)。

Hydraspun非織造布使用的Tencel纖維長度比一般水刺用的纖維短，少量的復(fù)合纖維作為黏合纖維可提高濕強(qiáng)以保持產(chǎn)品足夠的使用強(qiáng)力，使用復(fù)合纖維會形成非常小并且相對松散的纖維黏合的團(tuán)聚物。相對短的纖維的水刺結(jié)合，以及與非常低含量的熱黏合纖維一起，可提供產(chǎn)品足夠的使用強(qiáng)度，可用于當(dāng)前的可沖散濕巾生產(chǎn)。產(chǎn)品的可分散性能為大多數(shù)水處理系統(tǒng)所接受。Hydraspun可分散非織造布的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)如下［6］：面密度55 g/m2，干態(tài)和濕態(tài)厚度分別為595和520 μm，縱向和橫向干強(qiáng)分別為580和280 N/m，縱向和橫向濕強(qiáng)分別為220和140 N/m，沖散指數(shù)是管沖法第一次潰散為25轉(zhuǎn)、多片潰散為50轉(zhuǎn)，吸濕性550%，ISO白度84%。芬蘭索米隆公司供應(yīng)Hydraspun非織造布給北美的寶潔Procter＆Gamble公司和Rockline公司生產(chǎn)成人濕巾。該產(chǎn)品也為金佰利的歐洲公司所采用，因為從美國進(jìn)口金佰利公司自己的產(chǎn)品太貴。Hydraspun非織造布的優(yōu)點(diǎn)是成本低，有限的排他性，多生產(chǎn)現(xiàn)場(美國和瑞典，后者為金佰利歐洲公司)。該產(chǎn)品也會很快分散，但是在使用中其濕強(qiáng)比金佰利公司的離子觸發(fā)式無塵紙要低很多。Hydraspun非織造布對于當(dāng)前可沖散濕巾是可以接受的，但是如果說市場需要更高強(qiáng)度的產(chǎn)品，則其使用就受到了限制。

4.3 美國博凱科技有限公司的非觸發(fā)技術(shù)的Airspun無塵紙

2011年4月博凱公司宣布開發(fā)出了稱為滿足《導(dǎo)則》所規(guī)定的可沖散無塵紙，以滿足歐洲和北美市場的需要。Airspun是一種非觸發(fā)性的無塵紙，避免了與金佰利公司離子觸發(fā)式無塵紙的專利沖突，當(dāng)前為Nice-Pak公司用于成人濕巾。產(chǎn)品中包含了更長的纖維，以提高強(qiáng)度，在其濕巾配液中沒有足夠的水(水量僅是非織造布量的1～3倍)去溶解黏合劑，以保持濕巾的使用強(qiáng)度，但是在具有超量水的抽水馬桶中，黏合劑溶解，產(chǎn)品會分散開來。

Airspun無塵紙也存在分散性與使用濕強(qiáng)性能矛盾的問題，長纖維的用量是一個重要的影響因素。Airspun無塵紙的優(yōu)勢是黏合劑比金佰利公司使用的黏合劑更加寬泛。該產(chǎn)品相對新穎，需要精心的商業(yè)運(yùn)營以擴(kuò)大市場。當(dāng)前可沖散濕巾市場是多功能化的，目前仍然無法確定其用于其他要求更高強(qiáng)度的濕巾市場的潛力。

4.4 德國kelheim纖維公司可沖散非織造布的研究

德國kelheim纖維公司通過試驗證明了其新型黏膠纖維維勒夫特(Viloft)生產(chǎn)的水刺非織造布具有完全的可沖散性［7］。Viloft是一種矩形截面、縱向有溝漕的黏膠纖維，由木漿制成，顯然Viloft黏膠纖維是可以完全生物降解的，特殊的表面形狀(圖9)促使其生物降解速度加快。

圖9 Viloft纖維的截面

Viloft纖維及其非織造布在靜態(tài)堆肥狀態(tài)下6 w后就可以降解，在下水道環(huán)境中21 d可以完全降解，在垃圾場中21 w可以完全降解。因為Viloft纖維有比棉更低的結(jié)晶度，受侵蝕表面大，所以降解得快。

Viloft纖維基本參數(shù)如下［7］：線密度2.3 dtex，長度5～150 mm(主要為30～38 mm)，纖維含有特殊油劑(可以高速梳理)，含油率0.10%～0.40%。

Viloft纖維非織造布強(qiáng)度比100%普通黏膠纖維非織造布低1/3，但是已被證實其強(qiáng)度足以用于濕巾生產(chǎn)及其應(yīng)用。低強(qiáng)度是達(dá)到可沖散的一個因素，但不是唯一的因素。如果是100%黏膠纖維制成低強(qiáng)度水刺非織造布也不會達(dá)到高分散的要求，而且低強(qiáng)度會使非織造布看上去多毛絨和云斑。試驗表明，100%Viloft纖維生產(chǎn)的水刺非織造布能滿足可沖散性要求。但是，這不是全部基于《導(dǎo)則》試驗過程所做的結(jié)論，僅僅是以管沖試驗方法為依據(jù)所得出的結(jié)論。

我國國內(nèi)有工廠應(yīng)用Viloft纖維生產(chǎn)水刺非織造布，但對產(chǎn)品是否具有100%的《導(dǎo)則》所規(guī)定的可沖散性具有一定的不確定性。

5 可沖散性非織造布的產(chǎn)品認(rèn)證機(jī)構(gòu)

美國國家衛(wèi)生基金會(NSF)組織是由美國政府機(jī)關(guān)、各大學(xué)、工業(yè)界及消費(fèi)者團(tuán)體等公共健康及衛(wèi)生專家共同組成的非盈利的民間服務(wù)組織，其工作重點(diǎn)是對所有衛(wèi)生、公共健康等有影響之產(chǎn)品訂立發(fā)展及管理標(biāo)準(zhǔn)。NSF國際已經(jīng)發(fā)展成一家對水、食物以及消費(fèi)產(chǎn)品制定標(biāo)準(zhǔn)、檢測和發(fā)布產(chǎn)品證書的全球化的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，在水、食品消費(fèi)品試驗和認(rèn)證方面具有30年的經(jīng)驗。NSF國際已經(jīng)制定了一個新的認(rèn)證程序，提供消費(fèi)品能夠安全地投入并且通過抽水馬桶系統(tǒng)的第三方論證證書。NSF為了應(yīng)對一次性消費(fèi)產(chǎn)品可沖散投訴增加而開發(fā)設(shè)立可沖散非織造布消費(fèi)品的試驗機(jī)構(gòu)，對許多堵塞問題以及相應(yīng)的廢水處理系統(tǒng)、可沖散消費(fèi)品認(rèn)證程序提供一種解決方案。該程序?qū)Ｗ⒂谙M(fèi)品(如面巾、兒童/美容濕巾、小貓垃圾箱、寵物袋、一次性尿褲和女性衛(wèi)生巾等)生產(chǎn)的可沖散性投訴。NSF國際提供綜合性框架和試驗方法評價產(chǎn)品的可沖散性，評價按照工業(yè)界的專家所制定的《導(dǎo)則》進(jìn)行。NSF國際的可沖散消費(fèi)品認(rèn)證程序包括以下步驟：

(1)制造商送產(chǎn)品指標(biāo)和樣品給NSF國際。

(2)NSF國際檢測產(chǎn)品樣保證其滿足《導(dǎo)則》的要求。試驗按照沖散性體系進(jìn)行，該體系按照《導(dǎo)則》的要求定制，包括各種有坡度的下水管道、抽水馬桶和美國及歐洲使用的各種直徑的下水道的管道。

(3)NSF國際檢查生產(chǎn)設(shè)施以核實產(chǎn)品按照已經(jīng)批準(zhǔn)的要求制造，產(chǎn)品遵循合適的安全要求和質(zhì)量檢查。

如果所有的試驗和檢查成功地完成，NSF頒布證書并且允許產(chǎn)品標(biāo)明“NSF已認(rèn)證可沖散”。證書是符合嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)要求的證明，認(rèn)證以后NSF每年要進(jìn)行定期的產(chǎn)品檢查。特別需要指出的是，中國的制造商可以直接聯(lián)系NSF國際，提出產(chǎn)品的可沖散性檢測和認(rèn)證。

6 結(jié)語

目前外國對可沖散性非織造布消費(fèi)品的研究已經(jīng)進(jìn)入實用階段，而國內(nèi)相關(guān)行業(yè)對非織造布消費(fèi)品可沖散性的認(rèn)識仍然很不全面。為了支持產(chǎn)品的出口市場，相信在未來5年，我國對用于消費(fèi)品的非織造布具有可沖散性的研究將成為一個研究亮點(diǎn)。有關(guān)可沖散性非織造布的研究也會促進(jìn)非織造技術(shù)的提高和發(fā)展，新材料和新技術(shù)將會進(jìn)入非織造布行業(yè)。

［1］ADAMS J，REINKE O.Premoistened flushable wiper：US，4 164 595［P］.1979-08-14.

［2］PHILIP M.Flushable wipes-past，present and future［C］，USA：ZNDZ，2004.

［3］陳祥津.可沖散型擦拭巾的過去、現(xiàn)在和未來［J］.生活用紙，2005，7：43-47.

［4］PHILLIP M.Dispersible nonwovens for flushable wipes［J/OL］.USA：Nonwovens Industry，2012.http：//www.nonwovens-industry.com/contents/view_expertsopinion/2012-05-16/dispersible-nonwovens-for-flushable-wipes/

［5］JONES R B.Testing for flushability，dispersability and biodegradation of disposable product［J］.Nonwovens World，2006(4)：60-65.

［6］Ahlstrom.Dispersible nonwoven［M/OL］.German，Ahlstrom ［2013］. http：//www. jofema. com/Hydraspun%20SD8401055.pdf.

［7］SULZMAIER S.Viloft nonwovens-route to flushability［M/OL］.German，Kelheim Fiber GmbH，［2007］.http：//www.kelheim-fibres.com/.