高端衛生紙機發展趨勢

白云飛 安德里茨（中國）有限公司

近幾年，我國傳統生活用紙市場競爭非常激烈，很多公司面臨著因產品同質化嚴重而導致的停產問題。如何在如此激烈的市場中突出重圍，越來越多的公司都試圖在高端化、差異化的方向上尋求突破。那么，安德里茨作為全球優秀衛生紙機供應商，可以為生活用紙生產商帶來哪些高端衛生紙機技術呢？本文逐一進行介紹。

本文涉及的高端生活用紙，指的是吸水性和松厚度兩個關鍵的質量指標遠高于傳統生活用紙的紙種。而能夠生產這種紙張的紙機，就稱為高端衛生紙機，主要包括可以生產結構型紙張的TAD衛生紙機和可以生產塑紋型紙張的HyTAD衛生紙機。

一 全球高端生活用紙市場情況

從全球調研機構RISI統計到的數據來看：目前，包括中國在內的全球高端生活用紙占比為15%左右。另外，預測從2020—2030年，全球高端生活用紙消費量將從500多萬t增長到1,000多萬t，其增長率將遠高于傳統生活用紙的增長率。

圖1 2020—2030年全球不同質量生活用紙的需求預測

具體到中國的生活用紙市場，預測高端生活用紙的增長速度將遠大于全球其他市場，主要基于以下幾點考慮：

根據中國造紙協會生活用紙專委會的行業年度報告數據：2022年中國傳統生活用紙的產能利用率僅有63%，階段性產能過剩加劇。

中國在高端生活用紙領域才剛剛起步，預計截至到2023年底，高端衛生紙機的產能占比還不足3%，遠低于世界的平均水平15%。一款好的產品在價格合理的情況下，絕不會僅有3%的消費者認同這種產品。

在高端衛生紙機最適合生產的高定量擦拭紙領域，其市場占比在2022年也僅有6.9%，對比歐美以及與中國生活習慣相似的日本、中國香港、中國臺灣，都還存在著很大的差距，市場增長潛力巨大。

還有些學者認為，首先由于我國刑法修正案已經明確將醉酒駕駛行為列為刑事犯罪的范疇，因此所有的行為人都應該對該行為屬于違法行為有明確的認識，同時正常人都應該深刻認識到醉酒駕駛的危險性，其危害結果應該必然發生或者是很大可能性發生的。其次從刑法理論上來說，對于過失犯只有造成具體的危害結果才能對其進行處罰，但是在醉酒型危險駕駛中沒有要求具體危害結果的發生，因此不符合過失犯的刑法理論，所以只能認定為主觀意識上的故意。

當然，產品最終的價格還是要取決于其自身的價值，也正是基于高端生活用紙卓越的柔軟性、松厚度和吸水性，其銷售價格較傳統生活用紙的溢價高達30%左右，遠高于生產成本的增加，可以為企業帶來顯著的利潤增加。

二 安德里茨PrimeLineTAD紙機技術

安德里茨在TAD衛生紙機方面有著非常豐富的經驗，早在2004年就已經進入到全球TAD衛生紙機市場，目前位列全球銷量前兩名。2022年，又收到寶潔公司的一臺復購訂單。這也充分體現了客戶對于TAD技術的信賴與認可。

TAD紙機的核心是“熱風穿透干燥”，其生產的產品較傳統產品，擁有更好的柔軟性、吸水性和松厚度。具體原因分析如下：

首先，TAD衛生紙機不像其他紙機配有機械壓榨，它的整個干燥過程是沒有經過任何機械壓榨的。紙頁在網部進行離心脫水、真空脫水以后，就直接進入到了熱風穿透干燥區域。從圖2可以明顯看出：當紙頁進入到熱風穿透干燥區域時，熱風首先是穿透紙頁，然后穿透織物，最后到達TAD轉鼓內部。而進入TAD轉鼓內部含濕度較高的熱風，會通過連接到TAD轉鼓傳動側的風管排出去，部分循環使用，部分直接排放到大氣。在這個干燥過程中，熱風穿透使紙頁變得更為蓬松，紙頁的松厚度和容水空間也隨之得到了提高。

圖2 TAD衛生紙機的干燥過程

第二個原因，就是在紙頁進入熱風穿透區域干燥之前，通過速差轉移的方式，將濕紙頁的纖維填充到結構型干網的孔隙內，隨后再通過定型箱使紙頁進一步附著在結構干網內，這樣就使得紙頁形成了一個3D的立體結構，而這個3D立體結構也使得紙頁的松厚度和吸水性大大提高（見圖3）。

圖3 TAD衛生紙機紙頁3D立體結構的形成過程

①紙頁經過網部離心脫水、真空脫水之后，干度達到26%左右。

②紙頁從26%的干度提升到75%～95%的干度，完全通過熱風穿透進行干燥，這是TAD紙機能耗非常高的重要原因。反之，正是這個過程沒有任何機械壓榨，也是TAD產品松厚度和吸水性高的主要原因。

③紙頁通過一根低線壓力的轉移輥從結構型干網轉移到揚克缸表面，在轉移過程中，其實只有13%～25%左右的纖維能貼合在揚克缸表面。這也使得紙頁的松厚度并不受太多的影響，同時，這也是TAD紙機干部化學品，特別是粘缸劑用量非常高的一個主要原因。

三 安德里茨PrimeLineHyTAD紙機技術

TAD紙機在給消費者帶來高品質生活用紙的同時，也面臨著投資成本高、能耗高的問題。為了解決這些問題，借助奧地利總部的試驗紙機，安德里茨研發出最新的HyTAD紙機。其成紙品質可以達到接近TAD成紙的水平，但其能耗卻比TAD紙機降低了50%左右。同時，HyTAD紙機的投資成本也遠低于TAD紙機。

HyTAD其實是將傳統紙機技術與TAD紙機技術融合后，研發出來的新機型。

從圖5HyTAD衛生紙機的立面結構圖，可以明顯看到HyTAD紙機網部、干部和卷取部與傳統紙機并無較大區別，但其配置要求相對更高，例如：HyTAD紙機配備稀釋水流漿箱、QCS系統、中心傳動卷紙機，甚至壓光機。

圖5 HyTAD衛生紙機立面結構圖

沿著紅色虛線紙頁運行的軌跡看：可以看到紙頁在成形部離心脫水、真空回程輥真空脫水之后，和傳統紙機最大的區別就是，HyTAD紙機增加了一個獨立的靴壓模塊和一個獨立的塑紋干網模塊。在紙頁經過靴壓壓榨脫水之后，脫離毛毯，轉移到光滑的平靴套上面，再進一步通過速差轉移，從平靴套表面到塑紋干網上面，形成3D立體結構。而這個速差轉移的技術原理也正是來自于TAD紙機。

最后，和TAD紙機一樣，通過一根低線壓力的轉移輥將紙頁轉移到揚克缸上，因為在轉移過程中，纖維與揚克缸的接觸面積不足25%，揚克缸的干燥效率有限，所以通常建議客戶配備一臺燃氣加熱氣罩或電加熱氣罩在干部加熱紙頁。

圖6是HyTAD紙機所配備的靴壓模塊，這個靴壓模塊明顯區別于傳統衛生紙機靴壓。傳統衛生紙機的靴壓是靴壓輥與揚克缸相壓，最大線壓力為150kn/m左右。而這個靴壓模塊主要由直徑高達2m的靴壓輥和靴壓配對輥組成，可以提供遠高于傳統紙機的線壓力，最高線壓力可達500kn/m，也使得紙頁壓榨后的干度達到45%以上。

圖6 HyTAD衛生紙機配備的靴壓模塊

同時，得益于靴壓輥的直徑高達2m，起到了轉移紙頁的作用。這個創新的設計方案，使得HyTAD紙機比市場上其他類似的概念紙機節省了一條傳送帶，可以大大降低后期的運行和維護成本。

HyTAD紙機與TAD紙機有一個非常相似的地方，都在紙頁經過熱風干燥之前有一個速差的轉移。區別是TAD紙機沒有經過壓榨，就進行了速差轉移。而HyTAD紙機是在靴壓之后才進行速差轉移的。從圖7可以很清楚地看到真空箱將紙頁，從平靴套表面轉移到塑紋干網的孔隙里面。隨后再通過定型箱，使紙頁纖維進一步吸附在塑紋干網內，形成3D立體結構，這就是HyTAD紙機產品松厚度和吸水性高的主要原因。

圖7 HyTAD衛生紙機紙頁3D立體結構的形成過程

HyTAD紙機在紙頁從塑紋干網轉移到揚克缸表面之前，新增加了一套熱風沖擊穿透干燥箱?？紤]到燃氣氣罩的排風溫度高達200℃以上，直接排到大氣會造成能源的浪費，也與國家的雙碳政策相違背。為了使這部分尾氣的熱能得到更好利用，將其作為熱風去穿透干燥紙頁。這樣，在沒有增加額外燃氣消耗的同時，進一步提高了紙頁進烘缸前的干度和松厚度，這也是應用在HyTAD紙機上的一項創新型技術。

圖8 HyTAD衛生紙機熱風沖擊穿透干燥技術

四 安德里茨PrimeLineHyTAD、TAD、干法起皺型紙機比較

綜合對比HyTAD紙機、TAD紙機和傳統干法起皺紙機的技術、質量、能耗，從圖9可以看出，傳統干法起皺紙機根據壓輥配置的不同，紙頁在壓榨后的干度在39%～45%左右。

圖9 干法起皺型、HyTAD、TAD衛生紙機紙頁干度對比

而HyTAD紙機因為配備了線壓力高達500kn/m的靴壓模塊，紙頁在壓榨后的干度比干法起皺型紙機更高，達到了45%以上。得益于這么高的出壓區干度，盡管之后紙頁與揚克缸的接觸面積只有不足25%，干燥效率不如干法起皺型紙機，但HyTAD紙機和干法起皺型紙機在熱能的消耗方面，并無明顯差異。

TAD紙機卻有很大的不同，可以看到紙頁在干度26%左右進入TAD干燥部。之后所有的水分都通過熱能蒸發掉，也就意味著TAD紙機對熱能的需求是非常高的。

將蒸汽和燃氣消耗統一折算成kWh的單位進行對比，可以清楚看到：對于干法起皺型紙機來說，每噸紙的總能耗大概是2,200kWh左右。

而HyTAD紙機的熱能消耗與傳統紙機沒有太大區別，但因其傳動點、真空點較傳統紙機更多，靴壓的壓力也更高，使得其電耗更高。整體能耗較傳統紙機也略高20%～30%，達到了2,500kWh左右。

圖10 傳統干法起皺、HyTAD和TAD衛生紙機的能耗比較

TAD紙機，由于干燥紙頁需要大量的熱能，傳動點更多，也需要更多的真空系統來輔助脫水。所以，它的綜合能耗高達5,500kWh左右，是傳統紙機能耗的2.5～3倍。

雖然TAD紙機的能耗非常高，但TAD紙機生產的產品質量也確實更好。圖11是試驗紙機所生產的原紙檢測數據，從生活用紙最主要的兩個質量指標——松厚度和吸水性來看：TAD紙機達到了傳統紙機的2.5倍左右，HyTAD紙機也達到了傳統紙機的2倍左右。

圖11 干法起皺型、HyTAD、TAD衛生紙機的原紙松厚度、吸水性對比

從這些檢測數據也可以看出HyTAD紙機和TAD紙機在原紙質量上較傳統紙機，有著非常明顯的優勢。

最后，對3種紙機做一個綜合比較。首先，得益于速差轉移，HyTAD紙機和TAD紙機的紙頁纖維都形成了明顯的3D立體結構。同時，也正是由于這種3D立體結構，使得紙頁與揚克缸接觸的面積只有13%～25%左右，揚克缸的干燥效率明顯低于傳統紙機。所以，盡管HyTAD紙機在高線壓靴壓的作用下，紙頁轉移到揚克缸表面時的干度比傳統紙機高，但由于到揚克缸較低的干燥效率，以及HyTAD紙機本身需要更多的傳動點和真空箱，因此最終能耗還是比傳統紙機略高25%左右。

而TAD紙機因為整個干燥過程，沒有經過任何機械壓榨脫水，其通過熱風穿透干燥后的干度就已經達到了75%～95%之間。所以，能耗也就更高，比傳統紙機高出了150%左右。

由于TAD紙機沒有經過任何機械壓榨，再加上速差轉移所產生的3D立體結構，所以成紙的松厚度和吸水性也遠遠高于傳統紙機150%左右。而HyTAD紙機的干燥過程雖然也存在線壓很大的機械壓榨，但得益于速差轉移所產生的3D立體結構，所以成紙的松厚度和吸水性高于傳統紙機100%左右。

表1 干法起皺型、HyTAD和TAD衛生紙機綜合性能對比

面對競爭越來越激烈的生活用紙市場，越來越多的企業開始尋求產品的高端化、差異化，安德里茨在高端衛生紙機領域有著非常豐富的經驗，可以根據企業的不同需求提供不同產品，例如：當您追求最佳質量時，可以選擇TAD方案；當您期望可以生產高端化、差異化產品的同時，投資和運行成本又相對較低，可以選擇HyTAD方案。