陳康振 普杰無紡布(中國)有限公司
技術與設備
紡熔非織造布在紙尿褲上的應用及技術發展趨勢
SMS Nonwovens Application and Technology Development
陳康振 普杰無紡布(中國)有限公司
本文從紙尿褲的結構和性能要求出發,分析紙尿褲不同部位對非織造布的要求情況,分析各種非織造布的優缺點以及它們對紙尿褲的適應程度,突出了紡熔非織造布在紙尿褲上應用的一些優點,對紙尿褲和非織造布的生產和產品開發有積極的參考意義。
非織造布 紙尿褲 性能要求 應用 發展趨勢
隨著人們生活水平的提高和衛生意識的不斷增強,一次性衛生用品的使用越來越普遍。其中紙尿褲在嬰幼兒和成年失禁人群中得到大力推廣,市場滲透率不斷上升,其中以嬰兒紙尿褲為主流,當然不同地區的發展和需求情況也有區別。據統計,全球每8秒就有34個嬰兒出生。其中,1個來自美國,3個來自東南亞,4個來自中國,7個來自印度。由此看來,全球的紙尿褲市場中,亞洲特別是中國及東南亞一些發展中國家的市場正處在高速發展階段,盡管經過多年的發展,競爭已經十分激烈,但同樣蘊含著無限生機。
自1961年寶潔公司的“幫寶適”誕生以來,紙尿褲已經走過了50年的歷程。從紙尿片到紙尿褲再到如今的拉拉褲,經過多次創新變革,現今紙尿褲的產品結構已經非常完善,市場也逐步被打開。與此同時,消費者對紙尿褲的要求也在不斷提高,在給寶寶選擇紙尿褲產品時,更多從紙尿褲的性能上考慮,比如紙尿褲服帖性好、超薄透氣、柔軟親膚、時裝化以及環保健康等等。其中超薄、透氣、柔軟被廣泛看重,消費者要求寶寶在穿著紙尿褲后,能夠像傳統使用的紗布、棉布等普通紡織品一樣不會出現紅屁股和影響骨骼生長以及出現八字腳的問題。在紙尿褲結構已經基本確定后的情況下,如何提高性能,滿足消費者的諸多需求?答案是只能從原材料上尋求突破,這是本文將要探討的問題。
紙尿褲主要由面層、底層、防漏隔邊、芯體及包覆層、閉合系統(腰貼等)組成(如圖1),原材料主要根據這些結構的要求差異來選擇。
1. 面層
尿液最先接觸到面層,所以要求面層吸水性好,能夠將尿液快速吸收,并具有多次滲透性能,而且回滲少。另外,由于面層直接與寶寶的皮膚接觸,干爽舒適、棉質感和柔軟也同樣重要。

圖1 紙尿褲的結構
用于面層的材料主要以熱軋非織造布、紡熔非織造布、熱風非織造布為主。這幾種材料在性能上各有千秋。熱軋、熱風非織造布柔軟舒適,在2000年之前,這兩種材料是主流。后來紡熔非織造布用量逐漸上升,在紙尿褲和衛生巾上廣泛使用。普通的紡熔非織造布不如熱風非織造布柔軟舒適,但是可以通過對配方和工藝的調整達到柔軟的效果,并可以根據需要進行各種功能的后處理,所以在用作面層時有其獨特的優勢,表現如下:
● 毛刺少。熱風、熱軋等非織造布由短纖維組成,易出現毛刺問題,但是紡熔非織造布由長纖維組成,則不會出現毛刺;
● 親水效果好。紡熔非織造布在后期處理過程中,可以通過對原料選擇和工藝的調整,達到更好的吸水效果,滿足客戶的不同要求;
● 強度高;
● 手感柔軟、舒適;
● 回滲量少,更加干爽;
● 親膚性好;
● 印刷方便;
● 易于定型。
這些性能是紡熔非織造布跟其他非織造布相比顯現出來的一些優勢。
2. 底層
紙尿褲從最開始到后期發展,在相當長的一段時間內,僅僅希望底層具備基本的防漏功能,因此多使用塑料膜作為底層材料。但后來發展到較為成熟的時期,人們對底層的要求不再局限于單一防漏,而是對底層的手感提出更高的要求,于是非織造布和塑料膜復合的底層應運而生。發展到現在,非織造布和透氣膜復合的底層是主流。現在的底層除了基本的防漏功能外,為了適應寶寶好動的特點,還需要手感舒適柔軟以及在多次摩擦后起毛少;另外,為了能夠在生產過程中使設備正常運轉,底層需要擁有更好的強力。
熱風和紡熔非織造布較多用作底層。熱風非織造布手感柔軟舒適,但它由短纖組成,粘合依靠熱風定型,較易起毛。相比之下,紡熔非織造布有較大的優勢,主要體現在:
● 強度高。紡熔非織造布由長纖維組成,縱橫交織,強力較大,適用于正在成為發展趨勢的高速設備;
● 防水效果好;
● 手感柔軟、舒適。紡熔非織造布通過工藝和配方的調整,會變得非常柔軟舒適;
● 起毛少。紡熔非織造布耐磨、低定量,由于強度較大,即使變薄后依然性能較好,能夠適應現在輕薄的發展趨勢。
在熱風和紡熔非織造布之間的選擇主要還是基于消費者的需求。如果不在乎起毛的問題,僅希望獲得更好的舒適體驗,那么熱風非織造布是不錯的選擇。
3. 防漏隔邊
防漏隔邊是1989年才加入到紙尿褲中的結構,它的主要作用是防漏,但近年來僅防漏已經不能滿足需求。最初的防漏隔邊一般使用紡粘非織造布,但紡粘非織造布的靜水壓只有6~8 cm,現在對阻隔性的要求越來越高,靜水壓要求在10cm以上,甚至超過20cm。對手感的要求也不斷提升,希望產品更加柔軟,有棉質感。紡熔非織造布在這些方面的優勢被廣泛認可,到目前為止,絕大部分的防漏隔邊材料是選用紡粘和熔噴復合的SMS 產品。
4. 芯體包覆層
芯體包覆層近年來越來越引起重視,它的作用主要是防止SAP和絨毛漿松散、外漏。最初是用衛生紙作為包覆層,有親水效果,稍微柔軟即可。但使用中發現一些問題,一是吸濕后芯層斷裂,由于衛生紙濕強度低,濕水后易斷裂;二是部分吸濕后SAP結團和絨毛漿分離(特別是不用導流層的紙尿褲),尿液分布不均勻時,容易結塊;三是柔軟度不夠。于是,人們對包覆層提出了新的要求,即吸水后不斷裂,吸水更快,回滲更少,更加柔軟舒適。
相較于衛生紙,紡熔非織造布應用于包覆層時有其獨有的優勢,近年來發展很快,用量有不斷上升的趨勢:
● 薄而輕。在厚度方面,衛生紙的定量一般為17~18g/m2,紡熔非織造布一般為10~13g/m2,現在發展到8~10 g/m2,更加輕薄;
● 強度高。紡熔非織造布的強度更大;
● 親水效果好。生產衛生紙的木漿本身具有親水性,但紡熔非織造布可以通過添加表面活性劑,達到更快的吸水效果;
● 懸垂性(柔軟度)好;
● 透氣性好。紡熔非織造布(SMS)不僅透氣性好,它由超細纖維組成,致密性較好,避免了滲膠問題,但另一方面,由于紡熔非織造布透氣性比衛生紙高很多,生產過程中是否對吸附有影響,各使用者要注意觀察;
● 成本相當。
在紡熔非織造布設備方面,以在中國較具有代表性的Reicofil設備為例,如圖2所示,主要發展趨勢有:
● 細旦化:
纖維細度變小,對提高產品的均勻性、柔軟度、斷裂強度,降低延伸性等方面都有很大的幫助,所以纖維的細旦化是紡熔技術永遠追求的目標。
● 高阻隔性:
隨著市場競爭的日益加劇和消費者要求的不斷提升,人們對紙尿褲的防漏功能越來越看重,而且對防漏的程度要求越來越高,所以如何提高紡熔非織造布的阻隔性,這是設備和工藝創新必須考慮的內容。
● 高速:
成本是市場競爭中的重要因素,技術的進步、設備的更新換代,必須從降低產品的成本上下功夫,提高速度,提高效率是新一代設備追求的目標。
● 多模頭:
要提高產品性能、提高生產速度,單模頭或者少模頭已經滿足不了生產的需要,現在的高速設備,從原來的單頭、雙頭、3個模頭,發展為現在的5個模頭甚至7~8個模頭,使新的設備在生產效率和產品轉換上更加靈活、更有優勢。
● 快速換模:
隨著紙尿褲市場的迅速發展,對紡熔非織造布產品的要求越來越高,無論柔軟度、壓紋等都要求靈活多變,如何通過快速換模,更換花色或壓紋,滿足不同消費者的要求,是降低企業運行成本和提高靈活性的一項重要任務,也是設備創新發展的一個重要目標。
● 柔軟蓬松:
隨著市場競爭的日益激烈和消費者需求的不斷提高,人們對紙尿褲的要求不僅僅滿足于阻便防漏的性能上,對手感柔軟舒適的要求也越來越高。因此,非織造布的生產商設法在現有的生產設備上通過改造設備、改善配方的辦法提高非織造布的手感。
Reicofil設備在2002年推出第四代以后,設備的設計、生產速度、產量和產品性能都達到了一個較高的水平,雖然在推出后的10年間不斷有改進,設備的運行速度從當初的600 m/min提升到現在的1,000m/min,但再度提升的空間不大。于是,近幾年來,針對市場對非織造布柔軟度越來越高的要求,Reicofil設備在雙組分結構上下了不少功夫,從皮芯型雙組分的纖維結構,到現在的并列型雙組分的纖維結構,產品的柔軟度和蓬松度得到很大提升,會給未來的市場帶來新的活力,在未來相當長的一段時間內,將引領時尚。這種并列型雙組分纖維結構的設備在2014年推出,到2016年底已經有3條生產線在安裝或即將安裝,很快可以看到商業化的產品推出。
紡熔非織造布設備的不斷升級,推動紡熔非織造布產品性能不斷提高,從而滿足了下游紙尿褲行業的發展需求。
非織造布是紙尿褲生產中的重要原材料,紙尿褲的產品性能和外觀、手感等都可以通過非織造布去實現和提高。不同的非織造布性能特點各有不同,各有優缺點,紙尿褲的設計和生產者應該根據產品的結構、性能要求、消費者的需求和市場的發展趨勢,合理選擇非織造布產品,不斷挖掘未滿足的客戶需求,開發新產品、新市場,使產品功能不斷完善,滿足客戶不斷變化的需求,從而促進整個行業向前發展。
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