Как Влажные салфетки Сделано: полный производственный процесс

Влажные салфетки производятся путем насыщения основы из нетканого материала специально разработанным жидким раствором, а затем складывания, разрезания, упаковки и запечатывания отдельных единиц или стопок в герметичную упаковку. Этот процесс объединяет производство (или заготовку) нетканых материалов, приготовление раствора, пропитку, преобразование и упаковку в непрерывную или полунепрерывную производственную линию. Современные высокоскоростные линии для производства влажных салфеток производят 300–600 салфеток в минуту, при этом производительность зависит от размера салфеток, типа складки и формата упаковки.

Последовательность производства стандартных влажных салфеток состоит из следующих этапов:

1. Подготовка субстрата: Рулон нетканого материала — спанлейс, айрлейд или спанбонд — загружается на размотчик конвертерной линии. Перед пропиткой основание должно соответствовать характеристикам по весу, прочности на разрыв, впитывающей способности и мягкости.
2. Приготовление раствора: Смачивающий раствор готовится в отдельном смесительном резервуаре, обычно состоящем из очищенной воды (70–95% по весу), увлажнителей, консервантов, поверхностно-активных веществ и функциональных активных веществ, соответствующих категории продукта.
3. Пропитка (насыщение): Сухая подложка проходит через систему пропитки — либо погружную ванну, систему распыления или передающий валик — где она поглощает жидкий раствор до целевого соотношения лосьона к подложке, обычно 180–350% по массе (т. е. 1,8–3,5 г раствора на грамм сухого субстрата).
4. Складывание и резка: Пропитанное полотно складывают в продольном направлении (поперечное или Z-образное, в зависимости от требуемого формата выдачи), а затем разрезают поперек на отдельные размеры салфеток, обычно от 15×20 см до 20×30 см для салфеток для личной гигиены.
5. Укладка или чередование: Отдельные салфетки складываются по 10, 20, 40 или 80 штук в упаковке или чередуются, так что каждая салфетка вытягивает следующую через раздаточное отверстие — стандарт «всплывающего» формата для салфеток для лица и детских салфеток.
6. Упаковка и запечатывание: Сложенные салфетки загружаются в заранее сформированные пластиковые пакеты, контейнеры с твердым верхом или пакеты из пленочной пленки и термосвариваются. Канистры вертикально заполняются непрерывным рулонным бревном, которое затем разрезается по счету. Промывка азотом или упаковка в атмосфере с пониженным содержанием кислорода продлевают срок годности составов без консервантов.
7. Контроль качества и маркировка: Проверка веса упаковки (подтверждение правильного насыщения), проверка целостности уплотнений, измерение pH и микробиологическое тестирование проводятся на линии или на отобранных упаковках перед упаковкой коробок и укладкой на поддоны.

соотношение лосьон-субстрат (L/S) является наиболее важным параметром процесса при производстве влажных салфеток. Слишком низкое положение приведет к тому, что салфетка станет сухой и ее действие будет недостаточным; слишком высокий уровень и избыток жидкости скапливаются в упаковке, разбавляют активную концентрацию и создают проблемы при обращении с потребителем. Достижение постоянного соотношения L/S по всей ширине производственных валков требует точного контроля давления прижимных валков в системах пропитки в ванне или точной калибровки распылительных форсунок на линиях пропитки распылением.

Вискозное и полиэфирное сырье для влажных салфеток

nonwoven substrate is the structural foundation of any wet wipe — it determines softness, strength, absorbency, linting tendency, and consumer tactile perception. Вискозные (искусственные) и полиэфирные (ПЭТ) волокна являются двумя наиболее широко используемыми сырьевыми материалами для производства нетканых материалов для влажных салфеток. , чаще всего комбинируется в смесовых тканях спанлейс, которые уравновешивают сильные стороны каждого типа волокон.

Вискозное (искусственное) волокно во влажных салфетках

Вискоза представляет собой регенерированное целлюлозное волокно, получаемое путем растворения древесной массы или хлопкового пуха в гидроксиде натрия и сероуглероде, а затем экструдирования через фильеры в коагуляционную ванну. Для влажных салфеток вискозное волокно обычно разрезают на кусочки. Длина скоб 38–51 мм, плотность 1,7–2,2 дтекс. для обработки спанлейс. Основные эксплуатационные характеристики вискозы в салфетках:

• Высокая впитываемость: Вискоза впитывает воду в 11–12 раз больше собственного веса — более чем в два раза выше, чем полиэстер, — что делает ее основным фактором поглощения и удержания раствора в готовой салфетке.
• Мягкость: round or serrated cross-section of viscose fiber and its natural drape produce a fabric hand that is perceived as soft and cloth-like against skin, a critical consumer acceptance driver in baby and facial wipe categories
• Биоразлагаемость: Будучи волокном на основе целлюлозы, вискоза по своей природе биоразлагаема и соответствует требованиям по смываемости и экологическим требованиям, которые все чаще предъявляются к салфеткам для личной гигиены.
• Ограничение прочности во влажном состоянии: Вискоза теряет примерно 50–60% своей прочности на разрыв в сухом состоянии во влажном состоянии, поэтому ее почти всегда смешивают с полиэстером, а не используют отдельно в салфетках, которые должны выдерживать механическое воздействие во время нанесения.

Полиэфирное (ПЭТ) волокно во влажных салфетках

Полиэтилентерефталатное (ПЭТ) волокно представляет собой синтетическое полимерное волокно, получаемое методом прядения из расплава. Для салфеток из спанлейса используйте ПЭТ с более мелкими денье. Плотность 1,2–1,7 дтекс и длина реза 38–51 мм. является наиболее распространенным. Полиэстер обладает свойствами, которые дополняют вискозу и компенсируют ее недостатки:

• Сохранение прочности во влажном состоянии: ПЭТ сохраняет практически 100% своей прочности на разрыв при насыщении, обеспечивая структурную целостность, позволяющую использовать салфетку при механическом чистящем давлении без разрывов.
• Стабильность размеров: Полиэстер устойчив к удлинению и деформации во время намокания и высыхания, сохраняя форму салфетки и предотвращая усадку на производственной линии во время пропитки.
• Химическая стойкость: ПЭТ инертен по отношению к большинству консервирующих систем, поверхностно-активных веществ и активных ингредиентов, используемых в рецептурах салфеток, что делает его совместимым с широким спектром химических продуктов, включая дезинфицирующие салфетки с высоким содержанием спирта.
• Низкая впитываемость: В отличие от вискозы, ПЭТ гидрофобен — он не впитывает воду в само волокно, а удерживает раствор в межволокнистых капиллярных пространствах. Это означает, что субстраты с преобладанием ПЭТФ легче выделяют раствор на поверхность, чем субстраты с преобладанием вискозы, что выгодно для чистящих салфеток.

Соотношения смеси вискозы и полиэстера и их влияние

blend ratio of viscose to polyester is the primary design variable in wipe substrate specification. Common commercial blends and their positioning:

Обработка спанлейсом (гидроспутыванием) смесей вискозы и ПЭТ

Практически все основы для салфеток из вискозы и полиэстера производятся процесс спанлейс (гидропереплетения) , при котором струи воды под высоким давлением (50–200 бар) направляются на прочесанное и переплетенное волокнистое полотно, механически перепутывая волокна в когезионную ткань без химических связующих. Спанлейс производит самый мягкий и похожий на текстиль нетканый материал, необходимый для протирки, контактирующей с кожей, и позволяет настраивать как смесь волокон, так и структуру ткани (гладкую, перфорированную или тисненую). Типичные подложки для салфеток из спанлейса варьируются от от 40 г/м2 до 80 г/м² , причем наиболее распространенным диапазоном для салфеток для личной гигиены является плотность 50–60 г/м2.

Производство холодных салфеток: рецептура и аспекты процесса

Холодные салфетки, также называемые охлаждающими салфетками или жаропонижающими салфетками, представляют собой влажные салфетки, созданные для создания устойчивого ощущения охлаждения на коже за счет испарительных или активных механизмов охлаждения. y are used for fever reduction in infants and adults, post-exercise recovery, heat stress management in occupational settings, and cosmetic refreshing. Cold wipes production follows the same nonwoven substrate and converting process as standard wet wipes, but the solution formulation and, in some cases, the packaging and storage requirements differ significantly.

Механизмы охлаждения и ключевые активы

cooling effect in cold wipes is achieved through one or more of the following mechanisms:

• Испарительное охлаждение: Высоколетучие растворители — в первую очередь изопропанол (IPA) 20–70% или этанол — быстро испаряется с поверхности кожи, извлекая скрытое тепло и вызывая мгновенное ощущение охлаждения. Охлаждающие салфетки на спиртовой основе — самый простой подход к составлению рецептуры; IPA в концентрациях выше 30% также обеспечивает противомикробную эффективность широкого спектра, что делает его пригодным для лечения лихорадки, когда гигиена поверхностей является одновременной целью.
• Ментол и охлаждающие агенты: L-ментол 0,1–2,0% активирует рецептор холода TRPM8 в нервных окончаниях кожи, вызывая физиологическое ощущение охлаждения, независимое от фактического изменения температуры. Синтетические охлаждающие агенты, такие как WS-3 (N-этил-п-ментан-3-карбоксамид) и Symcool, обеспечивают более продолжительное ощущение охлаждения при более низких уровнях использования (0,05–0,5%), чем ментол, и без медицинского запаха ментола - предпочтительны в косметических и спортивных салфетках для восстановления.
• Материалы с фазовым переходом (ПКМ): Микроинкапсулированные PCM, включенные в основу для салфеток или раствор, поглощают тепло при переходе из твердого состояния в жидкость, обеспечивая устойчивое тепловое охлаждение. Эта технология используется в производстве высококлассных салфеток для профессионального теплового стресса и военных охлаждающих салфеток, но увеличивает стоимость и усложняет рецептуру.
• Высокое содержание воды при низкотемпературном хранении: Для клинического охлаждения (снижения температуры) некоторые холодные салфетки больничного назначения просто используют ткань спанлейс с высоким содержанием влаги, хранящуюся в холодильнике при температуре 4–8 ° C и наносимую непосредственно на лоб или тело. Термальная масса прохладной воды в салфетке обеспечивает прямое кондуктивное охлаждение без необходимости использования химических активных веществ.

Проблемы с рецептурой при производстве холодных салфеток

Рецептуры холодных салфеток создают особые проблемы производства и стабильности, которые отличаются от стандартных салфеток для личной гигиены:

• Летучесть спирта и целостность упаковки: Составы с высоким содержанием IPA (более 40%) требуют герметичной упаковки из ламината алюминиевой фольги, а не стандартных полиэтиленовых пакетов, поскольку IPA со временем проникает через полиэтиленовую пленку, вызывая высыхание салфеток на полке. Проверка целостности уплотнения при повышенных температурах является обязательной для холодных салфеток на спиртовой основе.
• Растворимость ментола: L-ментол имеет ограниченную растворимость в воде (~0,4 г/100 мл при 20 °C) и должен быть предварительно растворен в совместимом растворителе (этаноле, пропиленгликоле или солюбилизаторе полисорбата) перед разбавлением в водной фазе. Нерастворенные кристаллы ментола в растворе для протирания вызывают неравномерное активное распределение и могут блокировать распылительные форсунки в системе пропитки.
• Выбор консерванта в спиртовых системах: При концентрации IPA выше 20% многие традиционные консерванты (парабены, феноксиэтанол) переходят в спиртовую фазу и могут быть менее эффективными в водной фазе. Пробное тестирование на протяжении всего срока годности продукта необходимо для подтверждения адекватной сохранности широкого спектра действия, особенно салфеток, предназначенных для использования у младенцев или пациентов с ослабленным иммунитетом.
• Совместимость субстрата с высокоспиртовыми растворами: Для холодных салфеток, содержащих IPA более 30%, требуются основы из 100 % полиэстера или с преобладанием полиэстера (≥70 % ПЭТ). — вискоза значительно набухает и ослабевает при контакте с растворами с высоким содержанием спирта, что приводит к деградации ткани, осыпанию волокон и недостаточной прочности на разрыв во влажном состоянии для использования.

Адаптация линии по производству холодных салфеток

Стандартные линии по производству влажных салфеток требуют специальных приспособлений для производства холодных салфеток на основе спирта:

• Оборудование с сертификатом ATEX (взрывозащищенное): Все электрические компоненты, двигатели и системы управления, контактирующие с парами IPA, должны быть сертифицированы для использования в потенциально взрывоопасных средах (зона 1 или зона 2 ATEX в зависимости от обстоятельств). Системы вентиляции должны поддерживать концентрацию паров IPA ниже 25 % нижнего предела взрывоопасности (НПВ) на всей территории производства.
• Закрытые системы пропитки: Пропитка в открытой ванне не подходит для составов с высоким содержанием спирта из-за потерь на испарение, которые приводят к изменению концентрации раствора во время производственного цикла. Закрытые системы распыления или валков переноса с рекуперацией растворителя минимизируют как дрейф концентрации, так и выбросы паров.
• Резервуары для раствора с регулируемой температурой: Спиртовые растворы следует хранить при контролируемой температуре (обычно 18–22 °C), чтобы минимизировать скорость испарения и поддерживать постоянную вязкость для точного контроля веса пропитки.
• Совместимость упаковки из фольгированного ламината: Термосвариваемые губки и параметры запечатывания должны быть проверены специально для ламинированных конструкций из алюминиевой фольги, используемых со спиртосодержащими салфетками, поскольку требования к целостности шва более строгие, чем для стандартных полиэтиленовых пакетов.

Рецептура раствора для влажных салфеток: основные ингредиенты

Независимо от категории салфеток, жидкий состав, пропитанный подложкой, обычно содержит следующие классы ингредиентов:

• Очищенная вода (70–95%): continuous phase and primary carrier; must meet pharmacopoeial or cosmetic-grade purity standards (total organic carbon <500 ppb, conductivity <1.3 µS/cm for pharmaceutical-grade applications)
• Увлажнители (1–10%): Пропиленгликоль, глицерин и бутиленгликоль сохраняют влагу в салфетке после открытия и обеспечивают кондиционирование кожи. Глицерин в концентрации 1–3% является наиболее распространенным выбором для детских салфеток и салфеток для лица из-за его профиля безопасности и приятного ощущения на коже.
• Консерванты (0,1–1,5%): Предотвратите рост микробов в растворе и на салфетке в течение срока годности. Среди наиболее широко используемых средств – феноксиэтанол (0,5–1%), метилизотиазолинон (МИТ в концентрации ≤0,0015% в смываемых средствах), бензоат натрия и этилгексилглицерин. На выбор консервантов все больше влияют нормативные ограничения и предпочтения потребителей в отношении маркировки «без содержания».
• Регуляторы pH: Лимонная кислота и цитрат натрия используются для буферизации состава до pH 4,5–6,5 для салфеток, совместимых с кожей, или pH 7–8 для салфеток для очистки поверхностей, где щелочность способствует удалению загрязнений.
• Функциональные активы: Добавки для конкретной категории — экстракт алоэ вера (0,1–2%) для успокаивающего воздействия, оксид цинка (0,5–2%) в салфетках для области подгузника для барьерной функции, хлорид бензалкония (0,1–0,13%) или IPA (60–70%) в дезинфицирующих салфетках или специальные растительные компоненты в косметических сериях.
• Ароматизатор (0,01–0,3%): Тщательно отобраны с учетом безопасности для кожи (соответствие IFRA), стабильности в консервированных системах и отсутствия обычных сенсибилизаторов, что особенно важно в рецептурах детских влажных салфеток, где коммерчески важно отсутствие отдушек или гипоаллергенность