不含绒毛浆超薄芯体新技术

Scott Smith 孙觉明 赢创特种化学（上海）有限公司

不含绒毛浆超薄芯体新技术

Ultra-Thin Fluffless Cores

Scott Smith 孙觉明 赢创特种化学（上海）有限公司

传统芯体的优劣

纸尿裤传统芯体有比较多的孔状结构，绒毛浆的毛细作用为其提供了很好的扩散性，能够使液体快速地吸收和传导。高吸收性树脂（SAP）被固定在绒毛浆组成的矩阵中，使芯体具有较好的完整性，而且比较柔软，手触摸不到SAP的颗粒。

另外就是对SAP选择的灵活性，如果SAP用量较少的话，可以选择高吸收倍率、低通液性能的SAP。

随着人们对纸尿裤的要求越来越高，传统芯体的缺陷越来越明显。由于用了较多的绒毛浆，纸尿裤比较厚，会显得比较笨重，不能很好地贴合身体，因此舒适性比较差。同时因为它比较厚，体积比较大，导致运输成本较高。

从生产方面来讲，绒毛浆需要解纤，消耗大量的能源，而且好的芯体设计往往需要复杂的成型模轮系统，相对成本较高。

超薄芯体的优劣

超薄芯体的纸尿裤舒适性比较好，适合穿在衣服里面，这一点对于成人纸尿裤来说至关重要。在包装和运输方面，超薄芯体纸尿裤体积较小，运输成本也会降低，相同大小的货架能摆放更多的产品。同时超薄芯体还可以作为市场差异化的一个宣传要点。减少绒毛浆的使用量是节约成本的潜在因素。

当然，超薄芯体的设计可能会带来一些问题：

● 芯体完整性：超薄芯体是用热熔胶把非织造布和SAP粘合在一起，热熔胶固定SAP的同时也影响吸收性能，并会增加成本；

● 渗透性：缺少快速渗透所需的空隙或孔洞，需要昂贵的导流层（ADL）材料配合；

● 液体扩散：无毛细作用和扩散通道，液体扩散和传导性比较差，导致芯体利用效率低；

● 柔软度：芯体较硬，不舒适；

● 合身性：芯体没有伸缩性，合身性较差；

● SAP的限制：SAP选择范围比较窄，只能使用低吸收倍率、高通液性的SAP，而且要增加SAP用量以弥补吸收性能的不足。

赢创的解决方案

赢创在芯体方面做了一些研究，开发出一项新技术能够克服以上的缺陷。

图1 传统设计超薄芯体结构对芯体成本的影响

传统设计的超薄芯体中SAP用量越来越高，绒毛浆用量减少，成本降低，但是SAP含量很难超过70%～80%，要想超过这个限度，必须要有一个革命性的设计，但这需要投入很多的研发费用，总体核算下来，成本不一定省。

赢创的设计思路是做不含绒毛浆的超薄芯体。现在市场上的不含绒毛浆复合芯体，通常SAP是被热熔胶固定在非织造布纤维上，即使使用有弹性的热熔胶，多多少少还是会影响SAP吸液后的膨胀能力。

对于这个问题，赢创的解决方案是把SAP颗粒分散开，不跟热熔胶接触，使其有一个自由空间，不影响吸收和膨胀。相比于传统的复合芯体，这种新设计的芯体中有很多通道，能够让液体自由扩散，而且具有弹性，合身性会比较好。同时这个新设计对SAP的选择没有特别要求，可以根据需要选择不同种类的SAP。重要的是，传统的超薄芯体可能需要ADL帮助液体扩散，但是这个新设计不需要ADL，只需要一层普通的非织造布就够了。图2所示为不含绒毛浆芯体的工艺流程示意图和芯体的外观。

图2 不含绒毛浆芯体新技术: Elastec

芯体为网格状的弹性材料，SAP被固定在没有热熔胶的“口袋”内，使得SAP能够自由膨胀并且不会发生凝胶堵塞，网格的尺寸可以根据SAP的吸收能力以及预先设定的芯体大小进行优化。图3所示为Elastec新技术芯体吸收尿液前后的变化。

图3 Elastec新技术芯体的网格结构

图4 Elastec新技术芯体与市场上其他芯体的液体扩散性对比

图4 所示为Elastec新技术芯体与市场上其他芯体的液体扩散性对比，不同的颜色表示加液体次数不同，可见Elastec新技术芯体使用率非常高。

表1 现行低吸收倍率SAP与新一代高吸收倍率SAP的性能对比

传统的不含绒毛浆芯体对SAP的要求相对较高，必须使用通液性非常好的SAP，这样的SAP保水量较低，必须用更多的SAP来弥补。而Elastec新技术芯体可以使用高保水量的SAP，如FAVOR®max 2000，能够减少30%左右的SAP用量。

Elastec新技术克服了前面讲的传统复合芯体的不足之处，可以得到更高的吸收量，并节约更多的成本。

图5 Elastec新技术芯体生产工艺示意图

图5 所示为Elastec新技术生产芯体的过程。将非织造布包裹在成型杆上并密封成管状，在松紧线上喷涂热熔胶，通过扩张成型杆（截面方向）把松紧线粘到非织造布上（有无拉伸都可以）形成网格状，喷胶形式的选择非常灵活。

图6 含绒毛浆芯体和不含绒毛浆芯体成本对比

在制成的网格中间加入SAP，松紧线上的热熔胶仅仅和非织造布接触，不会和SAP接触，然后与另外一层非织造布复合形成具有弹性的网格状的芯体。

从成本方面来看，现有超薄纸尿裤可能要支付一些专利费用，但是通过成本的节约能够抵消这部分费用，包括包装成本的节约、物流成本的节约、货架空间的节约等。

然而传统超薄芯体纸尿裤，SAP含量达到70%～80%已经是极限，但是在此基础上Elastec新技术芯体能够做到SAP含量更多。通过改进，新技术已经实现更好的手感、更好的合身性、更多的设计选项、更多SAP选项等。其最新改进成果是可以实现双层芯体结构（图7），图中红色点和蓝色点表示不同的两层复合芯体层，它们能够叠加在一起，但是叠加的时候上下两层SAP之间是分开的。

图7 通过Elastec新技术改进的双层芯体结构

这种双层芯体结构的材料选择余地非常大，可以是亲水的/拒水的；有/无弹性线；非织造布可以是纺粘、SMS或短纤等等；打孔膜、复合材料或卫生纸等等都可以选择。“口袋”的尺寸可以根据芯体的大小、SAP的膨胀能力、设计的需求、手感等要求不受限制地调整；松紧度也是可以任意调整的。

传统在线成型的纸尿裤需要一个成型鼓，使用新技术可以去掉这个成型鼓，新的复合装置可以无缝连接到现有纸尿裤生产线上。

Elastec新技术已进入中试阶段，既可在线制作芯体，也可离线制作芯体，离线制作时一条复合芯体生产线可供一条纸尿裤生产线，也可同时供2条纸尿裤生产线，甚至最多供4条纸尿裤生产线。

（孙静整理）