本文介紹了結構化或塑紋生活用紙生產技術及產品在美國居家用生活用紙市場中的表現。目前,市場上有3種新型專利技術(類TAD技術):①福伊特開發的ATMOS技術(結構化生活用紙生產),② 維美德推出的NTT技術(塑紋生活用紙生產),③喬治亞—太平洋公司(GP)的e-TAD技術。e-TAD技術有兩代:第一代沒有立體的紙幅結構,第二代實現了這種產品結構,但并不同于ATMOS和NTT技術。
現在主要的問題是這些紙機生產的生活用紙產品質量無法與真正的TAD生活用紙相提并論,因此它們實際上是傳統生活用紙和TAD生活用紙之間的一個中間等級。
這種新的中間等級紙品正在顛覆傳統的4個主要質量分級:超級型(ultra)、優質型(premium)、超值型(value)和經濟型(economy)。根據客戶測試,中間等級紙品在客戶專家小組測試中相對較容易接受,但不能達到與真正TAD生活用紙產品相同的柔軟感,因此它們介于優質型和超級型之間。但截至目前,對該類產品的質量評判還沒有準確的描述性名稱。各公司稱這些產品為優質+、超優質或類似的名稱,但這些名稱令人費解。客戶只能逐漸了解新產品的特性。表1比較了目前的生活用紙生產技術以及每種技術可以達到的紙品質量水平。

表1 當前美國生活用紙生產技術和紙品質量類別
15年前,喬治亞—太平洋公司(GP)的研究與技術中心進行了生活用紙生產新技術的首次試用。GP推出了e-TAD新技術,通常被解釋為等同于TAD技術。據了解,這不同于TAD技術,而是使用一個在揚克烘缸之前的加熱輥,以提高進入揚克烘缸的紙幅干度。因為紙幅在揚克烘缸處的受壓面積較少,這樣可以使紙幅獲得較高的松厚度。在威斯康星州Green Bay的Broadway紙廠,PM9采用了第一代e-TAD技術。現已屬于WEPA公司的位于英國Bridgend工廠的另一臺紙機也采用了該技術。
同時,GP繼續致力于改進自身的創新研發工作,并創建了第二代e-TAD技術,包括一個新的塑紋系統。該塑紋系統的研發方向與維美德和福伊特開發的新技術相同,但具體實現方式不同,該技術包括使用靴式壓榨輥與加熱輥配合,以及類似TAD紙機的結構型織物。據了解,維美德作為該項目的供應商參與其中,但是該技術來自GP的研究團隊。在美國,GP使用第二代e-TAD技術改造了2臺紙機:一臺為阿肯色州Crossett工廠的PM8,另一臺為路易斯安那州Port Hudson工廠的PM5。這兩臺紙機的投產時間是2012年,但據報道,由于設備的學習曲線(learning curves)較長,所以并不算很成功。目前,美國e-TAD的總產能約為19萬t/a。
與維美德、安德里茨和拓斯克不同,福伊特決定不制造TAD紙機,而是通過開創性的研究開發了新型生產技術,該技術能夠生產更蓬松的生活用紙,而無需熱風穿透干燥。這項技術可以使紙幅結構化,使用與華夫餅干的制作方式相同的原理,被稱為ATMOS?。經過數年對造紙織物等的測試和開發工作,福伊特最終在2010年第4季度,對Cascades公司的Candiac工廠PM2進行改造時首次安裝了ATMOS模塊。在此之前,維美德(當時稱美卓)在同一臺衛生紙機上曾安裝了STT系統,雖然不是很成功,但卻是所知的結構化生活用紙生產技術的首次試用。
在北美,福伊特將其第一臺ATMOS衛生紙機賣給了Wausau Paper(現屬于Essity公司),該紙機于2012年底投產,大約與GP的e-TAD技術改造同時進行。Essity(當時稱SCA)公司還為其在德國的Mainz-Kostheim工廠訂購了一臺新的ATMOS紙機,該紙機于2013年投產。在美國,大約5年前,First Quality Tissue公司訂購了一條新的ATMOS生產線,該生產線也已交付,但仍放置在其南卡羅來納州Anderson工廠的包裝箱中。這條生產線可能永遠不會被該公司安裝,并且它可能出售給另一家公司。ATMOS技術的主要問題是運行車速低,不超過TAD紙機的速度,這使得該技術沒有吸引力。設備供應商已結束對此類設備的積極銷售。在北美,目前已安裝的ATMOS紙機產能總計約為11.5萬t/a。
維美德在結構化生活用紙方面的第二次努力促使NTT(New Tissue Technology)取代了STT(Structured Tissue Technology),NTT具有更好的運行性和較高車速,并且可以通過更換紙機的織物(塑形帶)以塑紋或普通模式運行。在墨西哥(2013年)、智利(2015年)和阿拉伯聯合酋長國(2015年)安裝了3臺紙機之后,北美的第1臺NTT紙機于2016年第1季度在美國密西西比州Natchez的von Drehle公司的工廠投產,用于生產居家外用產品。隨后又有2臺NTT紙機在短時間內投產:Resolute Forest Products公司于2017年第1季度在其田納西州Calhoun的工廠安裝了NTT紙機(幅寬5,600mm),用于居家用生活用紙產品的生產;Orchids Paper Products公司(現屬于Cascades公司)于2017年中期在其位于南卡羅來納州的新Barnwell工廠啟動了單幅NTT紙機。Orchids公司安裝的衛生紙機被稱為QRT,因為它是NTT紙機的改進機型,專門用于生產擦拭紙。
Sofidel美國公司為其俄亥俄州Circleville的工廠購買了2臺幅寬5,600mm的維美德NTT紙機,其中第1臺于2018年6月中旬投產,第2臺于同年11月投產。2019年第2季度,另一臺幅寬5,600mm 的NTT紙機在Clearwater Paper公司位于北卡羅來納州Shelby的工廠運行。2020年,第7臺NTT紙機計劃在金佰利位于阿拉巴馬州的Mobile工廠投產,以取代現有的紙機,但是公司和供應商均未對此事進行確認。2019年底,北美的NTT紙機總產能為30.8萬t/a。
總而言之,生活用紙生產新技術在北美生活用紙總產能中所占的份額仍然很低,在2019年底僅達到6.6%,而TAD占比1/3,傳統技術占60%。NTT技術的優勢在于其運行車速高,因此最新安裝的新技術都是維美德的NTT紙機。奧地利的安德里茨現提供另一種技術——PrimeLineTEX?,但目前還沒有商業化運行的案例。

圖1 北美地區生活用紙新技術產能占比(截至2019年底)
因沒有新技術產能實際生產了多少生活用紙產品的統計信息,以下是根據生產企業和其他可靠消息來源(包括市場專家和設備供應商)而估算得出的。

圖2 2016—2020年北美地區生活用紙新技術產能增長情況
GP、Cascades Tissue和Essity(Wausau)公司是第一批使用這些新技術的生活用紙生產商,這些公司已經能夠利用這些新技術開發出旗下品牌的新款產品。GP使用e-TAD技術生產Northern品牌紙品,并為其主要零售商品牌客戶之一Costco的Kirkland品牌生產中間等級生活用紙產品。Cascades Tissue公司將ATMOS技術用于居家用和居家外用生活用紙產品的生產,而Essity公司僅將其用于居家外用領域,因為它尚未進入北美居家用生活用紙市場。我們了解到這些公司的新技術紙機運行利用率已經很高。
近期美國安裝的NTT紙機主要用于生產居家用生活用紙領域的零售商品牌產品。Von Drehle公司用于生產居家外用產品的NTT紙機最初僅以普通模式運行,后來公司推出了帶有小規格專用可控紙卷分配器的NTT衛生紙和擦拭紙產品,商標為Transcend?,在全美范圍內銷售。據估計,Natchez工廠的NTT紙機的產量中僅有約10%為使用NTT技術的結構型產品。
2017—2019年,Resolute Forest Products公司在田納西州Calhoun工廠、Orchids Paper Products公司(現在是Cascades公司的一部分)在南卡羅來納州Barnwell工廠、Sofidel美國公司在俄亥俄州Circleville工廠,以及Clearwater Paper公司在北卡羅來納州Shelby工廠安裝的所有新產能中,都用于生產零售商品牌紙品。
零售商通常會在其零售商品牌產品的生產招標中要求精確的產品規格,而產品生產商必須嚴格遵循才能贏得訂單。但是,結構化生活用紙是新產品,新生產工藝的想法來自紙機制造商,而不是(至少不是直接來自)市場或消費者,他們幾十年來已經能夠在價格更高的超高質量TAD產品或基于常規技術的標準產品之間進行選擇。對于零售商品牌生產商來說,將其新技術產品引入市場并不容易,因為他們必須讓零售商信服這種新質量等級的價值——優于傳統生活用紙,但不完全等同于TAD。零售商還必須為新類別安排貨架空間,這需要額外的精力和成本。
然而,這些新質量生活用紙產品已逐漸獲得客戶專家小組的歡迎和認可。幾乎美國所有大型居家用生活用紙零售商都將NTT產品納入其產品范圍。目前,市場上“最佳”質量產品僅包括超高質量的TAD生活用紙產品,而“優質”質量則由NTT及類似產品組成,包括一定數量的頂級常規生活用紙,“標準”類別包括多種常規生活用紙產品,其根據質量進一步分為多個子類別。NTT銷量較高的客戶包括沃爾瑪、
Kroger、Target、Sam's Club、HEB、Albertson's、Safeway、Giant Foods、Stop'N Shop、Meijer、Whole Foods(亞馬遜分部)、Publix和Vons。
但是,并非所有配備新技術的紙機在北美或其他地方都以滿負荷運行。新的NTT紙機會根據收到的訂單來調整運行模式,由于零售商品牌市場的激烈競爭,每季度都會迅速變化。對使用新技術的生活用紙產品的需求則開始逐漸提升,供應商不得不大力推銷產品并與零售商進行協商,以將該新質量類別納入其產品范圍。因此,新的NTT紙機以普通模式(而非NTT模式)運行的時間超過其總運行時間的一半。Resolute公司的產能中,約有29%~30%是NTT產品,Clearwater公司可能達50%,而Cascades公司的Barnwell工廠則以QRT或普通模式運行,具體取決于其訂單量。2019年10月,Sofidel公司的首席執行官Luigi Lazzareschi表示,其俄亥俄州工廠中的PM1紙機以NTT模式運行已超過30%,而PM2仍在普通模式下運行。但是,NTT模式可能很快會增加其生產份額。

圖3 2016—2019年北美地區生活用紙新技術產能和估算產量對比
綜上所述,盡管新的結構化紙品已在北美生活用紙市場上占有一席之地,但距投資決定時期望的那樣成功還有一定距離。在結構化模式下100%運行新技術紙機所需的時間比預期的時間要長,但另一方面,能夠在需要時轉換為傳統生活用紙的多功能性意味著即使這種緩慢的提升也不會嚴重損害新的投資。此外,零售商品牌生活用紙市場的競爭還會非常激烈,生產商面臨利潤壓力。2019年,由于商品漿的價格一直處于低位或不斷下跌,才有助于生產商盈利。