Popok Sekali Pakai

Latar Belakang

Popok sekali pakai terdiri dari bantalan penyerap yang diapit di antara dua lembar kain bukan tenunan. Bantalan dirancang khusus untuk menyerap dan menahan cairan tubuh, dan kain bukan tenunan memberi popok bentuk yang nyaman dan membantu mencegah kebocoran. Popok ini dibuat dengan proses multi-langkah di mana bantalan penyerap pertama-tama dibentuk secara vakum, kemudian dilekatkan pada lembaran atas yang permeabel dan lembaran bawah yang kedap air. Komponen disegel bersama dengan aplikasi panas atau getaran ultrasonik. Serat elastis melekat pada seprai untuk menyatukan tepi popok ke dalam bentuk yang tepat sehingga pas di sekitar kaki dan selangkangan bayi. Jika dipasang dengan benar, popok sekali pakai akan menahan cairan tubuh yang melewati lapisan atas yang permeabel dan diserap ke dalam bantalan.

Popok sekali pakai adalah penemuan yang relatif baru. Faktanya, hingga awal 1970-an para ibu tidak memiliki alternatif yang nyata untuk popok kain klasik. Popok katun memiliki keunggulan karena lembut, nyaman, dan terbuat dari bahan alami. Kerugiannya termasuk daya serap yang relatif buruk dan fakta bahwa mereka harus dicuci. Popok sekali pakai dikembangkan untuk mengatasi masalah tersebut. Bahan sekali pakai paling awal menggunakan bulu pulp kayu, gumpalan selulosa, selulosa bulu, atau serat kapas sebagai bahan penyerap. Namun, bahan-bahan ini tidak menyerap banyak kelembaban untuk beratnya. Akibatnya, popok yang terbuat dari bahan-bahan ini sangat besar. Polimer penyerap yang lebih efisien dikembangkan untuk mengatasi masalah ini.

Sejak tahun 1970-an, teknologi popok sekali pakai terus berkembang. Faktanya, hampir 1.000 paten terkait desain dan konstruksi popok telah dikeluarkan dalam 25 tahun terakhir. Popok masa kini tidak hanya sangat fungsional, tetapi juga mencakup fitur-fitur canggih seperti ukuran dan warna khusus untuk jenis kelamin dan usia tertentu, indikator perubahan warna untuk menunjukkan saat anak basah, dan penutup tipe VelcroTM yang dapat dipasang kembali. Inovasi ini telah memungkinkan produk sekali pakai untuk menangkap pangsa pasar popok yang besar. Pada tahun 1996, penjualan popok sekali pakai melebihi $4 miliar di Amerika Serikat saja. Proctor and Gamble dan Kimberly Clark adalah dua produsen nama merek terbesar, dan penjualan mereka menguasai hampir 80% pasar. Produsen label pribadi yang memproduksi merek toko dan popok generik menyumbang sebagian besar dari 20% sisanya.

Bahan Baku

Bantalan penyerap

Satu-satunya properti terpenting dari popok, kain atau sekali pakai, adalah kemampuannya untuk menyerap dan mempertahankan kelembapan. Bahan katun yang digunakan dalam popok kain cukup menyerap, tetapi polimer sintetik jauh melebihi kapasitas serat alami. Popok sekali pakai yang canggih saat ini akan menyerap 15 kali beratnya dalam air. Kapasitas penyerapan yang fenomenal ini berkat bantalan penyerap yang terdapat di inti popok. Bantalan ini terdiri dari dua elemen penting, polimer hidrofilik, atau pecinta air, dan bahan berserat seperti bubur kayu. Polimer terbuat dari partikel halus turunan asam akrilat, seperti natrium akrilat, kalium akrilat, atau alkil akrilat. Partikel polimer ini bertindak sebagai spons kecil yang menahan beberapa kali beratnya di dalam air. Secara mikroskopis molekul polimer ini menyerupai rantai panjang atau tali. Bagian dari "tali" kimia ini dirancang untuk berinteraksi dengan molekul air. Bagian lain dari polimer memiliki kemampuan untuk berikatan secara kimia dengan molekul polimer yang berbeda dalam proses yang dikenal sebagai ikatan silang. Ketika sejumlah besar rantai polimer ini dihubungkan silang, mereka membentuk jaringan gel yang tidak larut dalam air tetapi dapat menyerap sejumlah besar air. Polimer dengan kemampuan ini disebut sebagai hidrogel, superabsorben, atau hidrokoloid. Tergantung pada derajat ikatan silang, kekuatan jaringan gel dapat bervariasi. Ini adalah sifat penting karena kekuatan gel berhubungan dengan kecenderungan polimer untuk berubah bentuk atau mengalir di bawah tekanan. Jika kekuatannya terlalu tinggi, polimer tidak akan menahan cukup air. Jika terlalu rendah, polimer akan terlalu mudah berubah bentuk, dan partikel terluar di bantalan akan menyerap air terlalu cepat, membentuk gel yang menghalangi air mencapai partikel bantalan bagian dalam. Masalah ini, yang dikenal sebagai pemblokiran gel, dapat diatasi dengan menyebarkan serat pulp kayu ke seluruh matriks polimer. Serat kayu ini bertindak sebagai ribuan sedotan kecil yang menyedot air lebih cepat dan menyebarkannya melalui matriks lebih efisien untuk menghindari pemblokiran gel. Produsen telah mengoptimalkan kombinasi bahan polimer dan berserat untuk menghasilkan daya serap seefisien mungkin.

Kain bukan tenunan

Bantalan penyerap berada di inti popok. Itu dipegang oleh lembaran kain bukan tenunan yang membentuk tubuh popok. Kain bukan tenunan berbeda dari kain tradisional karena cara pembuatannya. Kain tradisional dibuat dengan menenun bersama serat sutra, katun, poliester, wol, dll. untuk menciptakan jaringan loop serat yang saling terkait. Kain bukan tenunan biasanya dibuat dari resin plastik, seperti nilon, poliester, polietilen, atau polipropilen, dan dirakit dengan cara mengikat serat plastik secara mekanis, kimiawi, atau termal. Ada dua metode utama untuk merakit tenunan, proses peletakan basah dan proses peletakan kering. Proses peletakan kering, seperti metode "meltblown", biasanya digunakan untuk membuat kain popok bukan tenunan. Dalam metode ini resin plastik dilebur dan diekstrusi, atau dipaksa, melalui lubang-lubang kecil dengan tekanan udara. Saat aliran serat yang ditiup udara mendingin, serat mengembun menjadi lembaran. Rol yang dipanaskan kemudian digunakan untuk meratakan serat dan mengikatnya bersama-sama. Polipropilena biasanya merupakan bahan yang digunakan untuk lembaran atas yang permeabel, sedangkan polietilen adalah resin pilihan untuk lembaran belakang yang tidak permeabel.

Komponen lainnya

Ada berbagai komponen tambahan lainnya, seperti benang elastis, perekat meleleh panas, strip pita atau penutup lainnya, dan tinta yang digunakan untuk mencetak dekorasi.

Manufaktur
Proses

Pembentukan bantalan penyerap

• 1 Bantalan penyerap dibentuk pada sabuk konveyor bergerak yang melewati "ruang pembentuk" yang panjang. Di berbagai titik di dalam ruangan, nozel bertekanan menyemprotkan partikel polimer atau bahan berserat ke permukaan konveyor. Bagian bawah konveyor dilubangi, dan saat bahan bantalan disemprotkan ke sabuk, vakum diterapkan dari bawah sehingga serat ditarik ke bawah untuk membentuk bantalan datar.

  Setidaknya dua metode telah digunakan untuk memasukkan polimer penyerap ke dalam bantalan. Dalam satu metode polimer disuntikkan ke dalam stok umpan yang sama yang memasok serat. Metode ini menghasilkan bantalan yang memiliki polimer penyerap yang tersebar merata di seluruh panjang, lebar, dan ketebalannya. Masalah yang terkait dengan metode adalah hilangnya penyerap dapat terjadi karena partikel halus ditarik melalui perforasi di konveyor oleh vakum. Oleh karena itu mahal dan berantakan. Metode ini juga menyebabkan bantalan menyerap tidak merata karena penyerap hilang hanya dari satu sisi dan bukan yang lain.

  Metode kedua penerapan polimer dan serat melibatkan penerapan bahan penyerap ke permukaan atas bantalan setelah dibentuk. Metode ini menghasilkan pad yang memiliki bahan penyerap terkonsentrasi di sisi atasnya dan tidak memiliki banyak daya serap di seluruh pad. Kerugian lain adalah pad yang dibuat di cara ini dapat kehilangan sebagian polimer yang diaplikasikan pada permukaannya. Selain itu, pendekatan ini cenderung menyebabkan pemblokiran gel, karena semua penyerap berada di bagian luar pembalut. Kelembaban terperangkap di lapisan luar ini dan tidak memiliki kesempatan untuk berdifusi ke tengah. Penyumbatan ini menahan kelembapan pada kulit dan dapat menyebabkan ketidaknyamanan bagi pemakainya.

  Masalah ini diselesaikan dengan mengontrol campuran polimer dan bahan berserat. Dispenser semprot ganda digunakan untuk mengaplikasikan beberapa lapisan polimer dan serat. Saat serat ditarik ke dalam ruang dan bagian bawah bantalan terbentuk, sebagian polimer ditambahkan ke dalam campuran untuk membentuk lapisan polimer gabungan dan serat. Kemudian lebih banyak serat murni ditarik di atas untuk memberikan efek sandwich. Formasi ini menciptakan bantalan dengan polimer penyerap terbatas pada pusatnya, dikelilingi oleh bahan berserat. Penyumbatan gel tidak menjadi masalah karena polimer terkonsentrasi pada inti pad. Ini juga memecahkan masalah hilangnya partikel karena semua penyerap dikelilingi oleh bahan berserat. Akhirnya, proses ini lebih hemat biaya karena mendistribusikan polimer hanya di tempat yang dibutuhkan.

• 2 Setelah bantalan menerima serat dan polimer dosis penuh, bantalan tersebut berjalan di jalur konveyor ke roller perata di dekat saluran keluar ruang pembentuk. Rol ini menghilangkan sebagian serat di bagian atas bantalan untuk membuatnya menjadi ketebalan yang seragam. Bantalan kemudian bergerak oleh konveyor melalui outlet untuk operasi selanjutnya untuk membentuk popok yang dikompetisikan.

Persiapan nonwoven

• 3 Lembaran kain bukan tenunan dibentuk dari resin plastik menggunakan proses tiupan leleh seperti dijelaskan di atas. Lembaran ini diproduksi sebagai gulungan lebar yang dikenal sebagai "jaring", yang kemudian dipotong dengan lebar yang sesuai untuk digunakan dalam popok. Ada jaring untuk lembaran atas dan satu lagi untuk lembaran bawah. Perlu dicatat bahwa langkah ini tidak harus terjadi secara berurutan setelah pembentukan bantalan karena kain bukan tenunan sering dibuat di lokasi yang terpisah. Ketika pabrikan siap untuk memulai produksi popok, baut besar kain ini terhubung ke peralatan roller khusus yang menyalurkan kain ke jalur perakitan.

  

• 4 Pada titik tertentu dalam prosesnya, pita elastis yang diregangkan dilekatkan pada lembar belakang dengan perekat. Setelah popok dipasang, pita elastis ini berkontraksi dan menyatukan popok untuk memastikan ukuran yang pas dan membatasi kebocoran.

Perakitan komponen

• 5 Pada titik proses ini masih ada tiga komponen terpisah, bantalan penyerap, lembaran atas, dan lembaran belakang. Ketiga komponen ini berbentuk potongan panjang dan harus disatukan dan dipotong menjadi unit seukuran popok. Ini dilakukan dengan memasukkan bantalan penyerap ke konveyor dengan lembaran bawah polietilen. Lembaran atas polipropilen kemudian dimasukkan ke tempatnya, dan lembaran-lembaran yang telah dikompilasi disambung dengan perekatan, pemanasan, atau pengelasan ultrasonik. Popok rakitan mungkin memiliki lampiran lain, seperti strip pita atau Velcro ^™ , yang bertindak sebagai penutup.
• 6 Gulungan panjang kemudian dipotong menjadi popok individu, dilipat, dan dikemas untuk pengiriman.

Produk Sampingan/Limbah

Produksi popok tidak menghasilkan produk sampingan yang signifikan; sebenarnya industri popok menggunakan produk sampingan dari industri lain. Polimer penyerap yang digunakan dalam produksi popok sering kali tertinggal dari jalur produksi industri kimia lainnya. Partikel polimer terlalu kecil untuk aplikasi lain, tetapi sangat cocok untuk digunakan dalam popok. Namun, dalam produksi popok, sejumlah besar bahan bukan tenunan dan partikel polimer terbuang sia-sia. Untuk meminimalkan limbah ini, industri mencoba mengoptimalkan jumlah popok yang diperoleh dari setiap yard persegi (meter) bahan. Selanjutnya, setiap upaya dilakukan untuk memulihkan kelebihan serat dan bahan polimer yang digunakan dalam ruang pembentuk. Namun, ini tidak selalu memungkinkan karena penyumbatan filter dan kerugian lainnya.

Kontrol Kualitas

Ada beberapa metode yang digunakan untuk mengontrol kualitas popok sekali pakai, dan sebagian besar terkait dengan daya serap produk. Salah satu kuncinya adalah memastikan rasio polimer/serat pada bantalan penyerap sudah benar. Terlalu banyak variasi akan memengaruhi kemampuan popok untuk menyerap kelembapan. Percobaan dan kesalahan industri telah menunjukkan bahwa untuk kinerja dan biaya yang optimal, rasio serat terhadap partikel harus sekitar 75:25 hingga 90:10. Yang lebih kritis dari rasio ini adalah ukuran dan distribusi partikel-partikel ini. Telah ditetapkan bahwa partikel dengan ukuran partikel median massa lebih besar dari atau sama dengan sekitar 400 mikron bekerja sangat baik dengan serat untuk meningkatkan kecepatan di mana cairan diangkut menjauh dari tubuh. Jika partikel sangat bervariasi di luar kisaran ini, pemblokiran gel dapat terjadi.

Ada beberapa tes standar yang digunakan industri untuk menetapkan daya serap popok. Salah satunya disebut sebagai Demand Wettability atau Gravimetric Absorbance. Tes ini mengevaluasi apa yang biasa disebut sebagai Absorbance Under Load (AUL). AUL didefinisikan sebagai jumlah larutan garam 0,9% yang diserap oleh polimer saat mengalami tekanan yang setara dengan 21.000 dyne, atau sekitar 0,30 lb/sq in (0,021 kg/sq cm). Tes ini mensimulasikan efek bayi duduk di popok basah. Jika popok memiliki daya serap minimal 24 ml/g setelah satu jam, kualitasnya dianggap dapat diterima.

Faktor kontrol kualitas lainnya selain daya serap terkait dengan ukuran dan kenyamanan popok. Perhatian khusus harus diberikan pada karakteristik lelehan dari kain bukan tenunan yang digunakan untuk membentuk cangkang popok. Jika bahan dengan titik leleh yang berbeda digunakan, bahan yang meleleh paling cepat mungkin menjadi terlalu lunak dan menempel pada peralatan perakitan. Saat kain ditarik, mungkin akan meninggalkan permukaan kasar yang tidak nyaman bagi pengguna. Akhirnya, keselarasan komponen harus diperiksa dengan hati-hati atau kebocoran dapat terjadi.

Masa Depan

Pembuatan popok sekali pakai adalah bidang teknologi tinggi yang secara konsisten menunjukkan inovasi selama beberapa dekade terakhir. Meskipun demikian, masih ada beberapa area yang membutuhkan perbaikan tambahan. Salah satu bidang tersebut adalah pengurangan kebocoran. Kemungkinan besar produsen akan mengembangkan karet gelang yang lebih baik untuk menahan pinggang lebih erat tanpa menyebabkan gesekan atau ketidaknyamanan. Kemungkinan juga kekhawatiran saat ini mengenai peran popok sekali pakai di tempat pembuangan sampah akan berdampak pada pembuatan dan formulasi. Kekhawatiran ini dapat mengarah pada pengembangan popok yang tidak terlalu besar dan lebih mudah terurai.