沖進馬桶不堵塞！水溶性衛生紙之科學原理全解析
第5組：企管3王惠清、資工3王禮芳、資工2黃士庭、資管2彭逸群、社福1楊晏婷
如廁後，還在猶豫要將衛生紙丟入馬桶還是垃圾桶嗎？是不是也曾擔心過，將衛生紙直接投入馬桶，會導致馬桶阻塞呢？
隨著環保署大力推動「如廁後衛生紙丟馬桶」政策，標榜著可溶於水、可以直接沖進馬桶的衛生紙也如雨後春筍般地進入市場。將使用後的衛生紙直接投入馬桶，有助於減少許多衛生問題，沾染過排泄物的衛生紙將直接被沖進下水道，我們的居住環境中便無須保存著這些受污染而可能滋生病菌的衛生紙。
面對如此美好的光景，一個關鍵問題便悄悄浮出：「是什麼使得衛生紙可溶於水，能夠讓我們直接沖進下水道呢？」透過一窺這次報導的「衛生紙的二三事」，讓你從此不再對衛生紙霧煞煞。
註：在一般化學用詞中，紙張纖維均不會於水中溶解。為求行文順暢，文中所指之紙類溶於水表示該紙類能在水中分散成為細碎纖維、看不出原本形狀且搖晃時這些細碎纖維會均勻分佈於水中。這些特性也是使紙類沖進下水道後，不會阻塞水管的原因。
先別急著沖馬桶！從實驗來看衛生紙類溶水情形
許多與衛生紙外觀或功能相似的紙類產品，在水中溶解的狀態卻不盡相同，到底哪些產品可溶於水，哪些不行，而背後原因又是什麼呢？為了挖掘真相，我們設計實驗，選擇五種衛生紙類，各自裝入相同大小的寶特瓶中，觀察各個實驗樣本在水中溶解的情況—是溶，或者不溶？是低度溶於水中，少量纖維散開，抑或高度溶解，整張紙支離破碎？
在實驗中，我們選擇衛生紙、面紙、廚房紙巾、濕式衛生紙與溼紙巾作為實驗樣本，觀察一個禮拜間，各樣本的溶解程度。
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| 圖一、各樣本的初始狀態（由左而右依序為：濕式衛生紙、廚房紙巾、面紙、衛生紙與濕紙巾。可以觀察到濕紙巾是唯一浮於水中的樣本，其他產品均沉於瓶底） |
可溶的衛生紙類：衛生紙、濕式衛生紙
在為期一週的實驗中，我們看到在實驗的最後，衛生紙與濕式衛生紙最終都在水中分散成非常小的破碎纖維（表三），和其他樣本相比，可以明顯看出紙類是否溶於水的差異—衛生紙變成細碎纖維沉在瓶底，經搖晃後，這些細碎纖維將均勻分佈於水中，而濕式衛生紙也是相同情形，在實驗的最後，濕式衛生紙已經看不出原本的形狀，而是呈現細碎纖維散落在水中。
雖然此二類產品是否可溶於水，已在包裝上清楚標示，然而實驗目的不只是親身確認是否溶於水，更是觀察與比較各類紙品在水中長期浸泡的情況，藉此進一步探索實驗所觀察到現象的背後成因。
不可溶的衛生紙類：面紙、廚房紙巾與濕紙巾
另一方面，我們也可以觀察到，有另一部分的紙類產品並無法在水中分散成非常細小的纖維，甚至還保持著原本的形狀，像是廚房紙巾與濕紙巾（表三）。從實驗開始後一天、三天到最後一天，廚房紙巾與濕紙巾非但沒有化成細碎纖維，甚至可說是完好如初，是本次實驗中，最明顯不適合直接投入馬桶的品項。
不過，這裡有個值得注意的樣本：面紙。面紙乍看之下與衛生紙極其相似，同時亦會在水中分散成較小的纖維，然而，當我們將面紙在水中分散的纖維，與衛生紙和濕式衛生紙相互比較，便會發現面紙在水中破碎的纖維是較大的、片狀的，雖然破碎，但程度上與衛生紙及濕式衛生紙那般小的紙屑仍有一段差距。然而這樣的面紙，究竟是否可以沖入馬桶呢？
這時若搖晃裝著面紙的寶特瓶，會發現這些較大塊的片狀纖維並不會非常均勻地分散於水中，它們依然是成塊、成坨狀地移動，而這時也可預想，將這樣的紙類投入下水道，最終可能依然會成坨地阻塞水管，而不會像衛生紙般，化作非常細小的碎片，在水流中暢行無阻。
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| 表一、實驗第一天觀察紀錄 |
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| 表二、實驗第三天觀察紀錄 |
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| 表三、實驗第七天觀察紀錄 |
衛生紙類大不同—細談衛生紙構造
由實驗結果，我們可以發現這些構造或者功能乍看之下非常相似的衛生紙類，事實上在經過長時間浸泡於水的過程，彼此之間纖維分散的程度並不相同。但是，造成如此現象的原因是什麼呢？為什麼與衛生紙非常相似的面紙，無法如衛生紙一般在水中化成細小纖維呢？同樣和衛生紙有著類似結構的廚房紙巾，又為什麼無法溶於水呢？同時，溼式衛生紙同樣標榜著可沖入馬桶不堵塞，但又為什麼與其極為相似的溼紙巾無法溶於水呢？
在這裡，我們將抽絲剝繭，一一解開各種衛生紙類結構的祕密，找出在這些相似產品中，溶於水以及不溶於水的關鍵成分或是工法究竟是什麼？
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| 表四、各類樣本的材質特性 註：印花乃用以增加摩擦力、提高去汙力，同時使衛生紙間（2層為1張）不易分離。濕強劑乃用以加強吸水功能和紙張韌性。 |
想要溶於水？短纖維是關鍵！
為什麼衛生紙與濕式衛生紙可以輕易地在水中分散為非常小的碎片呢？其中一個關鍵，在於衛生紙與濕式衛生紙製作時，均是使用短纖維的紙漿，對於以「要能夠沖入馬桶」為訴求的衛生紙，以短纖維作為其組成結構，使之較鬆軟，也不在其加工過程中添加濕強劑，都是為了讓衛生紙更易於水中被分解。
也因為衛生紙使用短纖維、結構較為鬆散的特性，使得碰到水就非常容易分散、破碎，相信大家都有夏天很熱時拿衛生紙擦汗，最終臉上身上留下一堆白白小紙屑的經驗吧！這正是因為衛生紙設計的初衷，就是要能作為一種容易在水中分散成細小纖維的材質，因此遇到水便容易變得分散又破碎。
長纖維、濕強劑，都是下水道的敵人
而對於無法在水中分散成細小碎片的廚房紙巾與面紙，製作過程中則是採用較長的纖維，這使得產出的紙製品，結構上更加強韌而不易破碎，同時觸感也更加柔軟。而廚房紙巾對於吸水的需求又更加重視，因此採取了使得紙張結構更加緊密的織法。而如此的長纖維，也使得紙張分散後的碎片較大，容易在下水道中堆積成坨而不易分散，最終恐致使堵塞。
另一個使紙張遇水不易破裂的秘方，就是濕強劑。紙張遇水變得脆弱，是因為原本纖維間的結合，遇到水介入，轉而變成水與纖維的結合，從巨觀上觀察，就是紙變得脆弱，失去原本的強韌。而濕強劑，便能夠提升紙張在濕潤狀態時的強度，使其結構不那麼容易就破碎。
相對於遇水就變得脆弱的衛生紙，面紙使用的是長纖維材質，再加上濕強配方，使其碰到水不易破裂，柔軟度也較高，這樣的設計適合用以擦臉、擦手，既能有效擦乾，又不會在皮膚表面留下一堆碎屑。而意在清潔廚房油水的廚房紙巾也是相同設計理念，為了能夠在大量吸水同時又不破碎，業者除了採用長纖維，也可能在製作過程中添加濕強劑。
最後，在這些品項中，只有濕紙巾原料並非紙漿，而是與不織布相同材質的人造纖維—嫘縈棉。這樣的纖維本身不若紙張的木質纖維，遇水後纖維間的連結會被破壞而變得脆弱，而是幾乎不受到水分影響，纖維間的連結並不會因此受到改變，即使身處水中，濕紙巾也絲毫不會受到影響。總而言之，雖然濕紙巾和濕式衛生紙乍看之下非常相似，但本質上可說是相差了十萬八千里。
這些紙類與濕紙巾的設計目的，並不是為了能夠沖入下水道，反而是希望遇水可以強韌地不要破碎，以期擦拭身體時不會留下紙屑、大量吸水時不會很快爛成碎屑，而這皆與衛生紙的訴求恰恰相反。在這些看來相似的紙類中，事實上都是為了各自產品訴求，而在本質上截然不同的品項。
溫馨小提醒
毫無疑問地，衛生紙遇水容易離散，但是揪斗媽得！
在將衛生紙丟入馬桶前，以下幾點你考慮過了嗎？
首先是衛生紙品牌，雖然都有達到政府的要求，但其實品牌不同，衛生紙遇水的分解程度也會不同。接著應須一併考量屋齡、排水系統狀況、馬桶水壓是否夠強、管線是否老舊等因素，許多舊式建築裡的廁所，至今依然會註明勿將衛生紙投入馬桶。
簡言之，衛生紙的確遇水可分解成細小纖維，但影響馬桶是否堵塞，還有很多其他因素。
～ 每次沖入有塞有通，丟入前應確認水電師傅手機是否打得通 ～
後記：你可能還想知道...
衛生紙的產製過程
首先將原料（也就是木材）運送到紙漿廠，接著在廠內進行一連串的工序：
- 將木材去皮、切割、研磨，接著進行漂白、煮沸（除去汙染物和漂白劑，同時將木纖維破壞掉），此時紙漿已然形成。
- 將紙漿送入攪拌槽，透過加入水和化學品來形成均勻的紙漿混合物。
- 將這些紙漿混合物噴灑在用以過濾水的篩版上，以得到紙漿薄片。
- 使用壓輥（ㄍㄨㄣˇ）擠出多餘的水分，同時亦可加強紙張的結構。
- 將紙張通過高溫烘乾爐完全去除水分，使紙張變得堅硬。
- 進行切割且捲取成大捲，以進行進一步的處理和加工。
最後將這些大捲紙張送進分切機，就成為我們日常所見的衛生紙啦！
參考文獻：
舒潔。常見問題，取自：https://www.sujay.com.tw/about/FAQ.html
泛科學。濾掛咖啡的濕強劑風暴，沖泡就溶出致癌物？！，取自：
蘇裕昌。乾強劑與濕強劑（C），取自：
行政院環境保護署環管處。環保署為甚麼要推動衛生紙丟馬桶政策？，取自：
註：後記部分乃與ChatGPT協作。