卫生用品行业相关设备的创新

编者按：随着卫生用品相关行业的快速发展，相关生产技术也有了大幅的改进，从上游的非织造布设备，到产品生产设备，以及后续的废料回收设备，都在不断升级技术水平，向着速度更快、产能更高，操作更加简便的方向发展，并且更加重视节约原料和提高生产过程的可持续性。

本刊从Nonwovens Industry和Metissue杂志中选取了有代表性的设备企业创新情况，向读者展示行业技术的最新进展。

一 安德里茨公司在水刺非织造布技术方面的创新

在水刺技术出现之前，非织造布生产通常采用针刺机械粘合、化学粘合或热粘合等方法。水刺法可以生产出定量更低的非织造布材料（小于100g/m2，纤维细度小于3.3d），且生产出的材料具有较好的柔软度、悬垂性、生产适应性和相对较高的强度。

水刺工艺于20世纪60年代在美国诞生，该领域的先驱是杜邦公司，并在20世纪80年代公开了其相关专利。从那时起，该工艺在安德里茨等设备供应商的推动下变得更加高效而实用。

1 安德里茨水刺布设备在中国的投产情况

安德里茨的水刺非织造布设备在亚洲市场已经取得了相当大的成功。2017年1月，安德里茨与中国非织造布生产商杭州鹏图达成协议，为其提供一条带有两台TT梳理机的neXline excelle水刺非织造布生产线，并于2017年第3季度投产。该设备生产幅宽为3.6m，可用于生产定量30～80g/m2的水刺非织造布，年产能为2万t。供货范围还包括1台Jetlace Essentiel水刺设备和neXdry热风穿透式烘干机。杭州鹏图化纤有限公司成立于1998年，在人造革涂层面料领域迅速发展，目前，该公司希望凭借水刺工艺进军非织造布行业，期望成为中国领先的水刺布生产商。公司计划在未来3年内，投资6条水刺布生产线。

2016年11月，安德里茨与福建南纺股份有限公司达成协议，为其在福建省南平市的新工厂提供两条新的neXline水刺非织造布生产线，并于2017年第1季度投产。第1条生产线配备由eXcelle梳理机、Dynamic交叉铺网机、牵伸机等组成的交叉铺网装置，可以使用100%漂白棉纤维作为原料，并能增强全幅匀度，节省原材料。安德里茨还为该生产线配备了Jetlace Avantage水刺装置进行纤网粘合。

另一条高速水刺非织造布生产线，主要使用粘胶纤维和聚酯纤维为原料，配备两台TT梳理机和一个Jetlace Essentiel水刺装置。TT梳理机能够以非常高的速度进行干法成网，在全球已有30多台成功投产。福建南纺的TT梳理机是安德里茨在中国安装的首台此类设备。在此之前，南纺已经于2002年安装了第1条水刺布生产线。

2 安德里茨对喷射器的改进

在水刺技术中，通过水射流传递到织网的能量对于织物的结构和缠结的完整性至关重要。由于这种能量是由喷射器产生、分配和传递的，所以喷射器被认为是水刺工艺的“核心”，对产品质量、生产能力和工艺效率至关重要。

安德里茨的neXjet喷射器使用专利技术，更高的水压将足够的能量输送到纤维网上，可以减少使用的喷射器数量并降低水耗，这在成本、效率和设备维护方面都有优势。

● 早期的技术改进

在早期的水刺工艺中，喷射器装置比较简单，需要较大的功率并只能产生较低的水压（80bar）。喷嘴堵塞是常见的事情，维护相当耗时。

当安德里茨于1984年开始研发水刺技术时，重点就是改善喷射器的性能，并为行业带来了革新性的技术：液压夹紧装置。

喷射器产生水射流的部分是一个薄（1mm厚）的不锈钢带，中间有穿透的小孔（100～120μ）。由于水中的污染物会堵塞小孔，就需要专门的工具来拆卸喷射器进行维修，耗费时间。但是有了液压夹紧装置之后，就不需要任何工具来拆卸喷射器，只需操作人员或维护人员按一下按钮，就可以在1min或更短时间内拆下不锈钢带进行清理或更换，再按一下按钮，不锈钢带就能回到正常的生产位置。

安德里茨的另一项创新是在喷射器内安装筒式过滤器作为水质的最终净化装置。这种过滤器目前仍然使用，可以有效过滤通过水处理系统的污染物，减少对不锈钢喷水带的损坏，和/或在非织造布产品中产生缺陷。

随着市场对高产能设备和更高定量水刺非织造布（例如生产人造合成皮革）的需求，以及新的纤维原料的使用，需要对喷射器进一步改进，产生更高压力的水射流。在20世纪90年代，安德里茨开始进行研发，以开发具有更高水压的喷射装置。

当时一般喷射器的水压约为150bar，安德里茨成功在实验室开发了水压达到1,000bar的喷射器。尽管大多数应用并不需要如此高压，但开发工作有助于安德里茨的研发人员了解与高压相关的益处和难点。研发人员尝试了各种材料（例如陶瓷），并增强了喷射器的辅助设施，最终成功开发了能够在400bar水压下工作的商用喷射器。

● neXjet新型喷射器

neXjet喷射器在性能方面创造了新标准。在此之前，市场上所有的喷射器都使用小孔将水从主管道分配到喷水带。小孔的主要问题是会导致湍流，从而对水射流的质量有非常不利的影响（单位面积产生的能量大幅减少），这对缠结的完整性是不利的。因此设计新的喷射器避免湍流，并产生针状水射流成为一项重大的技术突破。

通过与法国大学液压专家深入合作研发，安德里茨在neXjet喷射器中使用窄槽代替了管道上的钻孔，这一创新获得了全球专利。这种槽式设计可以将水输送到喷水带上，并不产生任何湍流，水流方向与喷水带中的穿孔完全对齐。

neXjet喷射器的液压设计非常精简，包括水管、窄槽和喷水带，没有污染物可能积聚的“死角”（即水管内水流较慢的区域）。而在其他常规设计中，分配孔之间是污物积聚的常见区域，并且通常很难清洁。

neXjet喷射器通常可以永久性地安装在生产线上，不需要拆卸装置进行清洗。在引入配流槽的同时，喷水带的液压夹紧系统被改善为更简单的自夹紧设计，利用水压实现必要的密封。

通过使用neXjet喷射器，水刺布生产商可以将其高压泵的运行压力降低15%，这意味着可节省20%以上的液压能源消耗。

喷射器内的密封系统是另一项进步。在400bar的高压水冲击下，较薄的喷水带（最长为6.6m）有可能会漏水。安德里茨开发了一种机械密封装置，不仅可以防止泄漏，而且非常容易清洁或更换。常规的密封方法需要维护人员将直径3mm的丁腈垫片通过小槽推入到设备整个幅宽上。而安德里茨新型的密封装置不需要任何额外工具就可以方便地拆卸和更换。neXjet喷射器操作流程非常简单，操作和维护人员不需要特殊技能或额外的培训，就能进行正常的生产维护。

水刺法生产工艺需要大量的水（每小时120m3），水回收是非常必要的。在生产过程中，水中会混入泡沫、纤维碎片、润滑剂和纤维表面处理剂等，因此过滤和回收是非常关键的部分，安德里茨最新的研发焦点也在优化水处理系统，尽量100%回收和清洁生产用水。

安德里茨已经开发出了高效和环保的水循环和过滤系统，以确保连续生产和最高的产能，其中一个重要改进是优化合成和/或天然纤维的过滤。生产用水通过主要的过滤系统：浮选槽、砂过滤器和袋式过滤器，可以去除所有的杂质颗粒。

neXjet喷射器最近的创新是新型EXH喷水带。EXH超硬喷水带采用现代耐用材料，并使用最新的基于计算机的流体力学建模工具进行设计，使用寿命达到之前设备的两倍。

经过多次改进设计，目前neXjet喷射器的主要优点有：

● 独特的配流槽设计，不产生湍流；

● 易于操控的密封系统；

● 易于操控的闭合系统。

二 丹麦Campen机械公司

丹麦Campen机械公司主要提供气流成网非织造布生产线。新型Campen锤式粉碎机可处理多种类型的浆料，并可与各种气流成网系统进行整合。与传统锤式设备相比，新型锤式粉碎机具有低能耗、低噪音的特点。

Campen利用20年来的技术经验，整合气流成网工艺与水刺工艺，能生产干湿擦拭巾用的100%可丢弃和生物可降解的非织造布。这种非织造布生产的擦拭巾既柔软，又具有较高的拉伸强度，在满足可持续性的同时保证了产品质量。

Campen锤式粉碎机

Campen还研发了一种新型干法成网成形模头，可高效处理100%人造纤维，包括双组分纤维，PP/PET/粘胶纤维，纺织品、硬纸箱、报纸等回用纤维，木浆、天然纤维、玻璃和石基纤维等，并可应用到熔喷、纺粘、梳理及水刺等生产技术中。2017年已经出售了第一套该类型的设备。

三 法麦凯尼柯公司创新纸尿裤生产设备

作为卫生用品生产设备领域的领先企业，法麦凯尼柯可提供定制化解决方案，并满足客户可持续性的需求。2009年，法麦凯尼柯在公司内部启动了“创新”竞赛项目，旨在激发员工产生新的创意。此后每年，法麦凯尼柯公司都会为最佳创意颁奖。

法麦凯尼柯在2017年INDEX展会上推出的Innovision MachineTM纸尿裤设备解决方案，可以大幅节约生产成本，新的解决方案具有以下七大特征：

1 无胶隔边

在弹性隔边的粘合方面，使用新型的热合代替传统的胶合技术，使用机械热合方式将弹性隔边固定在两层非织造布之间，可以达到与胶合方式相同的伸长率。

2 在线复合胶贴

法麦凯尼柯最新的复合系统可以在两层非织造布间在线复合胶贴，使后耳贴有更强的粘合力。这种新的技术可以节省原料，提高产品的透气性和弹性。

3 无胶前腰贴

使用超声波粘合而不是胶合的方式将前腰贴复合到非织造布底层上。这项技术可以节约原料、提高产品的柔软度、实现了差异化的样式设计，避免了胶水带来的污染。

4 间歇性SAP添加与X-THRUE芯层控制系统

该技术可以更有针对性地在产品芯层上添加SAP，使大部分SAP分布于芯层的中央，降低了边缘处SAP的分布量。X-THRUE技术可以控制SAP在芯层中分布的具体位置。这项技术的主要用途和优点包括：节约SAP、在线监控产品质量、精确控制添加量、与标准设备部件轻松融合。

5 无胶复合弹性腿围

在复合弹性腿围时，使用热合系统替代标准的胶粘工艺，采用间歇性方式将弹性材料固定在两层非织造布之间。同时，这种工艺也可以降低底膜的宽度。在伸长率方面，无胶解决方案可产生与标准胶粘合相同的效果。

6 无胶ADL

使用超声波粘合而不是胶合的方式复合导流层材料。将导流层与面层通过超声波粘合的方式复合，可以使产品面层更柔软、更美观。与普通产品相比，使用新技术的产品性能毫不逊色，甚至更优越（在吸收时间和回渗方面）。

7 无绒毛浆芯层

目前市场上，创新性的超薄芯层正在替代标准的SAP与绒毛浆混合芯层。法麦凯尼柯的无绒毛浆芯层解决方案是将SAP固定在导流层中，可以大大减少吸收时间并提高芯体的完整性。

法麦凯尼柯在INDEX17上展示其新技术

四 GDM升级纸尿裤生产设备

GDM公司根据市场需求的变化，积极拓展婴儿及成人纸尿裤生产技术，开发了一系列的新型设备：

●B8-W Grey婴儿纸尿裤生产线，可以根据生产商的具体需求，最大限度地缩减更换产品尺寸和调整原材料所需的时间。GDM的专利“直线运动工艺”采用磁悬浮原理，可以调整产品裆部宽度，减少硬件的更换。

●B10-W Red是GDM目前性能最好的婴儿纸尿裤生产线，生产速度达1,000 片/min，生产效率高，运行稳定，可以生产超薄吸收芯体产品，能够保持吸收芯体的完整性，优化产品的吸收性能。

●A5-MR Red成人纸尿裤生产设备采用零废料生产技术，使用梯形耳贴减少原料浪费，复合弹性材料的耳贴可以增加产品穿着的舒适性。该设备的生产速度可以达到500片/min，并保证很好的产品质量和过程控制。

五 新加坡Diaper Recycling技术公司

新加坡Diaper Recycling技术公司发明了一种突破性的卫生用品废料回收技术。新技术可以将生产线质检系统剔除的废品回收利用，不仅可以节省经济成本而且对环境有益。

20世纪80年代开发的气流辅助回收技术在操作过程需要大量空气，能耗很高，而Diaper Recycling的新型回收技术无需空气，处理相同数量的纸尿裤废料能耗是之前的10%。

除了能耗降低外，新技术通过分离后回收的材料质量更高。在之前的回收工艺中，当SAP通过风扇时，表面交联结构被破坏，降低了SAP的吸收性。而新技术独特的无气流设计无需风扇，因此SAP的吸收性能只受到最低限度的损失。绒毛浆和塑料材料经过回收处理也都可以达到良好的状态，可再次出售。另外，Diaper Recycling的设备采用垂直堆叠技术，占地面积也大大减小。