衛(wèi)生用品原輔材料氣味研究分析及解決方法

賀炅 楊錦祥 湖南舒比奇生活用品有限公司

近年來，一次性衛(wèi)生用品行業(yè)消費(fèi)不斷升級(jí)，消費(fèi)者對衛(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)者選購紙尿褲產(chǎn)品時(shí)最重要的依據(jù)之一。現(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)者購買紙尿褲產(chǎn)品時(shí)，評價(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。本文研究中所說的氣味是指紙尿褲產(chǎn)品使用之前的氣味，并未對使用過程中和使用以后的氣味作分析討論。

1 氣味的來源和測評

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)生一種嗅覺的感受。

因此，氣味是生命體對氣態(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)的有無氣味是指這些揮發(fā)氣味分子是否能足夠刺激嗅覺神經(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一定比例基本不會(huì)對人體造成傷害；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，因此存在非常大的主觀性。目前在市面上的氣味檢測儀，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）來轉(zhuǎn)換成氣味值，但對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)目前推行的氣味評測方法為嗅辨法，即選定身體健康狀況良好，無抽煙喝酒癖好，嗅覺神經(jīng)靈敏的特定人群，對目標(biāo)產(chǎn)品的氣味進(jìn)行打分評級(jí)來進(jìn)行評測。目前在此方面比較有代表性的氣味評價(jià)方法有：

● 汽車行業(yè)評價(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)紡織品氣味評價(jià)方法，《國家紡織品安全技術(shù)規(guī)范》GB18401-2003.3。

● 衛(wèi)材行業(yè)膠粘劑氣味評價(jià)方法，《膠粘劑氣味評價(jià)方法》HG/T 4065-2008。

2 紙尿褲氣味的來源和分析

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，而紙尿褲從生產(chǎn)包裝、物流運(yùn)輸、到市場銷售均有可能帶來氣味源，生產(chǎn)過程中紙尿褲的相關(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，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。

通過嗅辨法對市場紙尿褲主要相關(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?，來源可能為包裝袋、尿顯膠、紡粘布。

3 原材料氣味具體原因及控制措施

● 非織造布類

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，其原材料無論是ES纖維還是PP/PE粒子，本身揮發(fā)性都很低，不足以形成氣味，但當(dāng)其在生產(chǎn)時(shí)，需通過高溫粘合處理，粘合過程中產(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)來看，相對來說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較少，且無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)使用過程中產(chǎn)生一些氣味，因此可通過調(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：國內(nèi)紙尿褲生產(chǎn)線速度普遍在300～500片/min，從生產(chǎn)出來到裝袋時(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。

● 高吸收性樹脂，絨毛漿類

紙尿褲用的高吸收性樹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)丙烯酸單體超過一定濃度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生醋一般的酸味。

通過嗅辨法測試，丙烯酸單體濃度達(dá)到一定程度時(shí)勢必對紙尿褲產(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脂質(zhì)量管控指標(biāo)。

絨毛漿正常情況下基本無氣味，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，氣味感覺程度非常低。

高吸收性樹脂、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。

● 熱熔膠類

熱熔膠一直被認(rèn)為是紙尿褲氣味主要來源之一，除了其本身橡膠、樹脂所攜帶的揮發(fā)氣味源外，也因?yàn)槠洳僮鳒囟却蠖喑^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，由于增粘樹脂在熱熔膠配方中所占比例最大，所以它對熱熔膠氣味的貢獻(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 熱熔膠常用樹脂的種類

圖2 樹脂的氣味排序

普通石油樹脂（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)的一種熱塑性樹脂，是一種低聚物；氫化石油樹脂（HHC）是石油樹脂經(jīng)氫化反應(yīng)，把石油樹脂中的不飽和烴轉(zhuǎn)變成飽和烴，改善了石油樹脂的色相、氣味和耐候性的產(chǎn)品。主要分為C5加氫樹脂和C9加氫樹脂；氫化程度不同，石油樹脂的顏色和氣味也不同。

表4 樹脂種類對熱熔膠的影響

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，相對應(yīng)的揮發(fā)物增加，氣味變大，但一旦冷卻下來其揮發(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)別對待，既可達(dá)到降低氣味的需求，也可滿足成本的優(yōu)化。

● 印刷類材料氣味原因

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，氣味對比明顯。

殘留溶劑異味。在對薄膜的異味評定中發(fā)現(xiàn)，用于稀釋油墨和粘合劑的溶劑在印刷復(fù)合過程中如果沒有得到充分的塑化及揮發(fā)，將會(huì)導(dǎo)致過多的溶劑殘留在復(fù)合膜層間，這些溶劑經(jīng)過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）來溶解，并且在印刷過程中需要用甲苯來調(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，在商品使用中對皮膚產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激性反應(yīng)。

4 總結(jié)

● 氣味是生命體對氣態(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，紙尿褲的綜合氣味投訴也是因此而來。

● 從紙尿褲常規(guī)原輔材料出發(fā)，通過嗅辨法評測，紙尿褲各類氣味來源大致如表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)長時(shí)間儲(chǔ)存會(huì)對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)。