何宇云 诺信(中国)有限公司
编者按:CIDPEX2018南京生活用纸年会国际研讨会于4月16—17日成功召开,本文整理自研讨会现场演讲录音,详尽阐述了诺信公司的超轻定量透气涂布技术和多工位整合上胶技术。
随着一次性卫生用品市场渗透率不断提升,其市场规模也随之不断扩大。欧睿公司数据显示,2012—2016年全球一次性卫生用品市场规模复合年均增长率为11%,其中婴儿纸尿裤(包括腰贴型和拉拉裤)的复合年均增长率高达14%。据中国造纸协会生活用纸专业委员会统计,2016年中国婴儿纸尿布市场零售规模达到548.6亿元。为了抢占市场份额,行业内出现了激烈的价格战,如何在这场不见硝烟的市场战争中取得竞争优势,脱颖而出,是本文讨论的主题。
首先以婴儿纸尿裤为例回顾一次性卫生用品产品结构的发展历程。
芯体的发展分为4个阶段:第一阶段是全绒毛浆芯体;第二阶段是绒毛浆与SAP混合芯体;第三阶段是复合芯体;第四阶段是全SAP芯体。
产品外形的发展分为5步:第一步是不带任何可调弹性材料的普通纸尿裤;第二步是带弹性腰围的普通纸尿裤(一般拉伸后宽度为150mm);第三步是弹性大耳朵类型的纸尿裤;第四步是大环腰纸尿裤(环腰拉伸后宽度可达330mm,比普通腰贴型婴裤稍窄);第五步是三片式及两片式拉拉裤。
面层和底层材料的发展经历了热轧非织造布、纺粘非织造布、热风非织造布、打孔纺粘/热风非织造布。
市场需求的变化也推动着热熔胶施胶技术发生相应的变化。热熔胶粘合的需求从最初的基本粘合强度要求,到不同胶型适合不同产品渗透性及透气性,再到精确控制上胶量降低废品率等。卫生用品行业需求的变化影响着热熔胶施胶技术,同时创新的热熔胶施胶方式也促进了卫生用品的进一步优化。
表1喷胶工艺与刮胶工艺的优劣势对比
传统的热熔胶施胶工艺主要分为刮胶和喷胶两种,其优劣势对比如下:
近几年来,由于产品要求及材料的变化,刮胶工艺使用越来越少,逐渐被适用范围更广的喷胶工艺取代,例如,以前在芯体包覆层工位使用的刮胶已被喷胶取代,一般是喷在外层的非织造布上。
但是,在有些应用工位,传统的刮胶和喷胶工艺都不能满足要求。如,婴儿纸尿裤透气底膜与打孔非织造布的复合,要求同时实现手感柔软、省胶、强度高等要求,并且要适用于打孔非织造布材料。为此,透气涂布技术应运而生。
图1 刮涂技术创新历程
透气涂布是一种基于刮涂的技术,从传统刮涂,到梳状刮涂,再发展到透气刮涂。
透气涂布技术在实际使用中体现出如下优点:
● 节省热熔胶材料
在热风打孔非织造布与PE膜复合时,透气涂布工艺的用胶量仅为通常喷涂用胶量的50%~60%,即可达到同等剥离强度。
表2不同定量的透气涂布与普通喷涂的剥离强度对比
图2所示为采用透气涂布技术将不同定量的热熔胶直接涂布到热风非织造布上,然后进行碘化显影看到的效果。
图2 不同定量的透气涂布效果
● 手感柔软且透气效果好
上胶定量降低,使得产品具有更柔软的触感。同时,透气涂布不会影响产品的透气性,由于这种透气涂布的胶型不是全部覆盖,而是交叉的鱼鳞状,“鳞片”之间存在大量的空隙,可以有效排除纸尿裤中的闷热湿气。
图3 透气涂布复合底膜的透气性测试
实验表明,非织造布底膜复合工位从小螺旋喷涂升级至透气涂布工艺后,婴儿纸尿裤产品透气性能大幅改善。如图3所示,两小时后,使用透气涂布的纸尿裤湿度降低21%,远远大于使用小螺旋喷涂的纸尿裤湿度变化值9.7%。
● 适用于打孔非织造布
使用喷涂工艺时,容易出现胶丝穿透打孔非织造布造成开机困难的问题,使用透气涂布技术将得到很好的解决。透气涂布的鱼鳞状胶型只在打孔非织造布无孔的地方刮胶,避开了孔洞位置。
● 老化保持率
表3透气涂布样品剥离强度的老化保持率(80℃,30天)
由表3可知,采用透气刮涂技术,涂布定量为0.7g/m2时,在80℃下老化30天后,热熔胶老化保持率可以达到95%以上。
● 图案更清晰
采用透气涂布技术后,纸尿裤成品外观得到很大改善,主要体现在PE膜上的图案透过非织造布后更清晰。
图4 采用透气涂布技术底膜图案更清晰
● 维护成本低
刮枪不需要热空气辅助喷胶,因此可以节省能源,并且维护更方便,不需要处理堵塞喷嘴和喷嘴飞丝的问题,维护成本更低。
为了使透气涂布技术取得更好的效果,需要注意以下事项:
● 为了防止刮枪停机时烫断材料,需要安装材料分离机构;
● 上胶点尽量靠近复合点,缩短胶水的开放距离,将进一步提高剥离强度;
● 复合后使用压辊压实,可进一步增强两层材料间的剥离强度。
纸尿裤产品结构越来越复杂,同一材料上上胶类型更加细化,生产线上需要上胶的工位越来越多,生产线长度也越来越长。
下面以沙漏型环腰婴儿纸尿裤为例介绍多工位整合上胶技术。
图5 沙漏型环腰婴儿纸尿裤复合底膜材料上胶工位
沙漏型环腰婴儿纸尿裤复合底膜材料上同时要上底膜固定胶,环腰固定胶,芯体固定胶等3个涉及到结构要求的热熔胶。
表4传统技术与多工位整合上胶技术配置对比
多工位整合上胶技术可为客户带来如下优势:
● 缩短热熔胶从上胶到复合点的开放距离,用更少的热熔胶达到更高的剥离强度,降低客户的材料成本;
● 降低复合底膜和芯体部位的用胶量,改善纸尿裤的手感同时节约成本;
● 无需使用雾化气,节省能源并降低维护成本。
使用多工位整合上胶技术需注意热熔胶温度的统一性,为了防止停机时烫断材料,需要安装材料分离机构。