衛(wèi)生用品行業(yè)相關(guān)設(shè)備的創(chuàng)新

編者按：隨著衛(wèi)生用品相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)也有了大幅的改進，從上游的非織造布設(shè)備，到產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備，以及后續(xù)的廢料回收設(shè)備，都在不斷升級技術(shù)水平，向著速度更快、產(chǎn)能更高，操作更加簡便的方向發(fā)展，并且更加重視節(jié)約原料和提高生產(chǎn)過程的可持續(xù)性。

本刊從Nonwovens Industry和Metissue雜志中選取了有代表性的設(shè)備企業(yè)創(chuàng)新情況，向讀者展示行業(yè)技術(shù)的最新進展。

一 安德里茨公司在水刺非織造布技術(shù)方面的創(chuàng)新

在水刺技術(shù)出現(xiàn)之前，非織造布生產(chǎn)通常采用針刺機械粘合、化學(xué)粘合或熱粘合等方法。水刺法可以生產(chǎn)出定量更低的非織造布材料（小于100g/m2，纖維細度小于3.3d），且生產(chǎn)出的材料具有較好的柔軟度、懸垂性、生產(chǎn)適應(yīng)性和相對較高的強度。

水刺工藝于20世紀60年代在美國誕生，該領(lǐng)域的先驅(qū)是杜邦公司，并在20世紀80年代公開了其相關(guān)專利。從那時起，該工藝在安德里茨等設(shè)備供應(yīng)商的推動下變得更加高效而實用。

1 安德里茨水刺布設(shè)備在中國的投產(chǎn)情況

安德里茨的水刺非織造布設(shè)備在亞洲市場已經(jīng)取得了相當大的成功。2017年1月，安德里茨與中國非織造布生產(chǎn)商杭州鵬圖達成協(xié)議，為其提供一條帶有兩臺TT梳理機的neXline excelle水刺非織造布生產(chǎn)線，并于2017年第3季度投產(chǎn)。該設(shè)備生產(chǎn)幅寬為3.6m，可用于生產(chǎn)定量30～80g/m2的水刺非織造布，年產(chǎn)能為2萬t。供貨范圍還包括1臺Jetlace Essentiel水刺設(shè)備和neXdry熱風(fēng)穿透式烘干機。杭州鵬圖化纖有限公司成立于1998年，在人造革涂層面料領(lǐng)域迅速發(fā)展，目前，該公司希望憑借水刺工藝進軍非織造布行業(yè)，期望成為中國領(lǐng)先的水刺布生產(chǎn)商。公司計劃在未來3年內(nèi)，投資6條水刺布生產(chǎn)線。

2016年11月，安德里茨與福建南紡股份有限公司達成協(xié)議，為其在福建省南平市的新工廠提供兩條新的neXline水刺非織造布生產(chǎn)線，并于2017年第1季度投產(chǎn)。第1條生產(chǎn)線配備由eXcelle梳理機、Dynamic交叉鋪網(wǎng)機、牽伸機等組成的交叉鋪網(wǎng)裝置，可以使用100%漂白棉纖維作為原料，并能增強全幅勻度，節(jié)省原材料。安德里茨還為該生產(chǎn)線配備了Jetlace Avantage水刺裝置進行纖網(wǎng)粘合。

另一條高速水刺非織造布生產(chǎn)線，主要使用粘膠纖維和聚酯纖維為原料，配備兩臺TT梳理機和一個Jetlace Essentiel水刺裝置。TT梳理機能夠以非常高的速度進行干法成網(wǎng)，在全球已有30多臺成功投產(chǎn)。福建南紡的TT梳理機是安德里茨在中國安裝的首臺此類設(shè)備。在此之前，南紡已經(jīng)于2002年安裝了第1條水刺布生產(chǎn)線。

2 安德里茨對噴射器的改進

在水刺技術(shù)中，通過水射流傳遞到織網(wǎng)的能量對于織物的結(jié)構(gòu)和纏結(jié)的完整性至關(guān)重要。由于這種能量是由噴射器產(chǎn)生、分配和傳遞的，所以噴射器被認為是水刺工藝的“核心”，對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力和工藝效率至關(guān)重要。

安德里茨的neXjet噴射器使用專利技術(shù)，更高的水壓將足夠的能量輸送到纖維網(wǎng)上，可以減少使用的噴射器數(shù)量并降低水耗，這在成本、效率和設(shè)備維護方面都有優(yōu)勢。

● 早期的技術(shù)改進

在早期的水刺工藝中，噴射器裝置比較簡單，需要較大的功率并只能產(chǎn)生較低的水壓（80bar）。噴嘴堵塞是常見的事情，維護相當耗時。

當安德里茨于1984年開始研發(fā)水刺技術(shù)時，重點就是改善噴射器的性能，并為行業(yè)帶來了革新性的技術(shù)：液壓夾緊裝置。

噴射器產(chǎn)生水射流的部分是一個薄（1mm厚）的不銹鋼帶，中間有穿透的小孔（100～120μ）。由于水中的污染物會堵塞小孔，就需要專門的工具來拆卸噴射器進行維修，耗費時間。但是有了液壓夾緊裝置之后，就不需要任何工具來拆卸噴射器，只需操作人員或維護人員按一下按鈕，就可以在1min或更短時間內(nèi)拆下不銹鋼帶進行清理或更換，再按一下按鈕，不銹鋼帶就能回到正常的生產(chǎn)位置。

安德里茨的另一項創(chuàng)新是在噴射器內(nèi)安裝筒式過濾器作為水質(zhì)的最終凈化裝置。這種過濾器目前仍然使用，可以有效過濾通過水處理系統(tǒng)的污染物，減少對不銹鋼噴水帶的損壞，和/或在非織造布產(chǎn)品中產(chǎn)生缺陷。

隨著市場對高產(chǎn)能設(shè)備和更高定量水刺非織造布（例如生產(chǎn)人造合成皮革）的需求，以及新的纖維原料的使用，需要對噴射器進一步改進，產(chǎn)生更高壓力的水射流。在20世紀90年代，安德里茨開始進行研發(fā)，以開發(fā)具有更高水壓的噴射裝置。

當時一般噴射器的水壓約為150bar，安德里茨成功在實驗室開發(fā)了水壓達到1,000bar的噴射器。盡管大多數(shù)應(yīng)用并不需要如此高壓，但開發(fā)工作有助于安德里茨的研發(fā)人員了解與高壓相關(guān)的益處和難點。研發(fā)人員嘗試了各種材料（例如陶瓷），并增強了噴射器的輔助設(shè)施，最終成功開發(fā)了能夠在400bar水壓下工作的商用噴射器。

● neXjet新型噴射器

neXjet噴射器在性能方面創(chuàng)造了新標準。在此之前，市場上所有的噴射器都使用小孔將水從主管道分配到噴水帶。小孔的主要問題是會導(dǎo)致湍流，從而對水射流的質(zhì)量有非常不利的影響（單位面積產(chǎn)生的能量大幅減少），這對纏結(jié)的完整性是不利的。因此設(shè)計新的噴射器避免湍流，并產(chǎn)生針狀水射流成為一項重大的技術(shù)突破。

通過與法國大學(xué)液壓專家深入合作研發(fā)，安德里茨在neXjet噴射器中使用窄槽代替了管道上的鉆孔，這一創(chuàng)新獲得了全球?qū)＠＿@種槽式設(shè)計可以將水輸送到噴水帶上，并不產(chǎn)生任何湍流，水流方向與噴水帶中的穿孔完全對齊。

neXjet噴射器的液壓設(shè)計非常精簡，包括水管、窄槽和噴水帶，沒有污染物可能積聚的“死角”（即水管內(nèi)水流較慢的區(qū)域）。而在其他常規(guī)設(shè)計中，分配孔之間是污物積聚的常見區(qū)域，并且通常很難清潔。

neXjet噴射器通常可以永久性地安裝在生產(chǎn)線上，不需要拆卸裝置進行清洗。在引入配流槽的同時，噴水帶的液壓夾緊系統(tǒng)被改善為更簡單的自夾緊設(shè)計，利用水壓實現(xiàn)必要的密封。

通過使用neXjet噴射器，水刺布生產(chǎn)商可以將其高壓泵的運行壓力降低15%，這意味著可節(jié)省20%以上的液壓能源消耗。

噴射器內(nèi)的密封系統(tǒng)是另一項進步。在400bar的高壓水沖擊下，較薄的噴水帶（最長為6.6m）有可能會漏水。安德里茨開發(fā)了一種機械密封裝置，不僅可以防止泄漏，而且非常容易清潔或更換。常規(guī)的密封方法需要維護人員將直徑3mm的丁腈墊片通過小槽推入到設(shè)備整個幅寬上。而安德里茨新型的密封裝置不需要任何額外工具就可以方便地拆卸和更換。neXjet噴射器操作流程非常簡單，操作和維護人員不需要特殊技能或額外的培訓(xùn)，就能進行正常的生產(chǎn)維護。

水刺法生產(chǎn)工藝需要大量的水（每小時120m3），水回收是非常必要的。在生產(chǎn)過程中，水中會混入泡沫、纖維碎片、潤滑劑和纖維表面處理劑等，因此過濾和回收是非常關(guān)鍵的部分，安德里茨最新的研發(fā)焦點也在優(yōu)化水處理系統(tǒng)，盡量100%回收和清潔生產(chǎn)用水。

安德里茨已經(jīng)開發(fā)出了高效和環(huán)保的水循環(huán)和過濾系統(tǒng)，以確保連續(xù)生產(chǎn)和最高的產(chǎn)能，其中一個重要改進是優(yōu)化合成和/或天然纖維的過濾。生產(chǎn)用水通過主要的過濾系統(tǒng)：浮選槽、砂過濾器和袋式過濾器，可以去除所有的雜質(zhì)顆粒。

neXjet噴射器最近的創(chuàng)新是新型EXH噴水帶。EXH超硬噴水帶采用現(xiàn)代耐用材料，并使用最新的基于計算機的流體力學(xué)建模工具進行設(shè)計，使用壽命達到之前設(shè)備的兩倍。

經(jīng)過多次改進設(shè)計，目前neXjet噴射器的主要優(yōu)點有：

● 獨特的配流槽設(shè)計，不產(chǎn)生湍流；

● 易于操控的密封系統(tǒng)；

● 易于操控的閉合系統(tǒng)。

二 丹麥Campen機械公司

丹麥Campen機械公司主要提供氣流成網(wǎng)非織造布生產(chǎn)線。新型Campen錘式粉碎機可處理多種類型的漿料，并可與各種氣流成網(wǎng)系統(tǒng)進行整合。與傳統(tǒng)錘式設(shè)備相比，新型錘式粉碎機具有低能耗、低噪音的特點。

Campen利用20年來的技術(shù)經(jīng)驗，整合氣流成網(wǎng)工藝與水刺工藝，能生產(chǎn)干濕擦拭巾用的100%可丟棄和生物可降解的非織造布。這種非織造布生產(chǎn)的擦拭巾既柔軟，又具有較高的拉伸強度，在滿足可持續(xù)性的同時保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

Campen錘式粉碎機

Campen還研發(fā)了一種新型干法成網(wǎng)成形模頭，可高效處理100%人造纖維，包括雙組分纖維，PP/PET/粘膠纖維，紡織品、硬紙箱、報紙等回用纖維，木漿、天然纖維、玻璃和石基纖維等，并可應(yīng)用到熔噴、紡粘、梳理及水刺等生產(chǎn)技術(shù)中。2017年已經(jīng)出售了第一套該類型的設(shè)備。

三 法麥凱尼柯公司創(chuàng)新紙尿褲生產(chǎn)設(shè)備

作為衛(wèi)生用品生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，法麥凱尼柯可提供定制化解決方案，并滿足客戶可持續(xù)性的需求。2009年，法麥凱尼柯在公司內(nèi)部啟動了“創(chuàng)新”競賽項目，旨在激發(fā)員工產(chǎn)生新的創(chuàng)意。此后每年，法麥凱尼柯公司都會為最佳創(chuàng)意頒獎。

法麥凱尼柯在2017年INDEX展會上推出的Innovision MachineTM紙尿褲設(shè)備解決方案，可以大幅節(jié)約生產(chǎn)成本，新的解決方案具有以下七大特征：

1 無膠隔邊

在彈性隔邊的粘合方面，使用新型的熱合代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠合技術(shù)，使用機械熱合方式將彈性隔邊固定在兩層非織造布之間，可以達到與膠合方式相同的伸長率。

2 在線復(fù)合膠貼

法麥凱尼柯最新的復(fù)合系統(tǒng)可以在兩層非織造布間在線復(fù)合膠貼，使后耳貼有更強的粘合力。這種新的技術(shù)可以節(jié)省原料，提高產(chǎn)品的透氣性和彈性。

3 無膠前腰貼

使用超聲波粘合而不是膠合的方式將前腰貼復(fù)合到非織造布底層上。這項技術(shù)可以節(jié)約原料、提高產(chǎn)品的柔軟度、實現(xiàn)了差異化的樣式設(shè)計，避免了膠水帶來的污染。

4 間歇性SAP添加與X-THRUE芯層控制系統(tǒng)

該技術(shù)可以更有針對性地在產(chǎn)品芯層上添加SAP，使大部分SAP分布于芯層的中央，降低了邊緣處SAP的分布量。X-THRUE技術(shù)可以控制SAP在芯層中分布的具體位置。這項技術(shù)的主要用途和優(yōu)點包括：節(jié)約SAP、在線監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量、精確控制添加量、與標準設(shè)備部件輕松融合。

5 無膠復(fù)合彈性腿圍

在復(fù)合彈性腿圍時，使用熱合系統(tǒng)替代標準的膠粘工藝，采用間歇性方式將彈性材料固定在兩層非織造布之間。同時，這種工藝也可以降低底膜的寬度。在伸長率方面，無膠解決方案可產(chǎn)生與標準膠粘合相同的效果。

6 無膠ADL

使用超聲波粘合而不是膠合的方式復(fù)合導(dǎo)流層材料。將導(dǎo)流層與面層通過超聲波粘合的方式復(fù)合，可以使產(chǎn)品面層更柔軟、更美觀。與普通產(chǎn)品相比，使用新技術(shù)的產(chǎn)品性能毫不遜色，甚至更優(yōu)越（在吸收時間和回滲方面）。

7 無絨毛漿芯層

目前市場上，創(chuàng)新性的超薄芯層正在替代標準的SAP與絨毛漿混合芯層。法麥凱尼柯的無絨毛漿芯層解決方案是將SAP固定在導(dǎo)流層中，可以大大減少吸收時間并提高芯體的完整性。

法麥凱尼柯在INDEX17上展示其新技術(shù)

四 GDM升級紙尿褲生產(chǎn)設(shè)備

GDM公司根據(jù)市場需求的變化，積極拓展嬰兒及成人紙尿褲生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)了一系列的新型設(shè)備：

●B8-W Grey嬰兒紙尿褲生產(chǎn)線，可以根據(jù)生產(chǎn)商的具體需求，最大限度地縮減更換產(chǎn)品尺寸和調(diào)整原材料所需的時間。GDM的專利“直線運動工藝”采用磁懸浮原理，可以調(diào)整產(chǎn)品襠部寬度，減少硬件的更換。

●B10-W Red是GDM目前性能最好的嬰兒紙尿褲生產(chǎn)線，生產(chǎn)速度達1,000 片/min，生產(chǎn)效率高，運行穩(wěn)定，可以生產(chǎn)超薄吸收芯體產(chǎn)品，能夠保持吸收芯體的完整性，優(yōu)化產(chǎn)品的吸收性能。

●A5-MR Red成人紙尿褲生產(chǎn)設(shè)備采用零廢料生產(chǎn)技術(shù)，使用梯形耳貼減少原料浪費，復(fù)合彈性材料的耳貼可以增加產(chǎn)品穿著的舒適性。該設(shè)備的生產(chǎn)速度可以達到500片/min，并保證很好的產(chǎn)品質(zhì)量和過程控制。

五 新加坡Diaper Recycling技術(shù)公司

新加坡Diaper Recycling技術(shù)公司發(fā)明了一種突破性的衛(wèi)生用品廢料回收技術(shù)。新技術(shù)可以將生產(chǎn)線質(zhì)檢系統(tǒng)剔除的廢品回收利用，不僅可以節(jié)省經(jīng)濟成本而且對環(huán)境有益。

20世紀80年代開發(fā)的氣流輔助回收技術(shù)在操作過程需要大量空氣，能耗很高，而Diaper Recycling的新型回收技術(shù)無需空氣，處理相同數(shù)量的紙尿褲廢料能耗是之前的10%。

除了能耗降低外，新技術(shù)通過分離后回收的材料質(zhì)量更高。在之前的回收工藝中，當SAP通過風(fēng)扇時，表面交聯(lián)結(jié)構(gòu)被破壞，降低了SAP的吸收性。而新技術(shù)獨特的無氣流設(shè)計無需風(fēng)扇，因此SAP的吸收性能只受到最低限度的損失。絨毛漿和塑料材料經(jīng)過回收處理也都可以達到良好的狀態(tài)，可再次出售。另外，Diaper Recycling的設(shè)備采用垂直堆疊技術(shù)，占地面積也大大減小。