1 非織造布的概念
非織造布(Nonwovens) 又稱為無(wú)紡布或不織布。非織制布是在不用紗線或少用紗線(纖維超過(guò)50%)的情況下直接利用高聚物切片、短纖維或長(zhǎng)絲通過(guò)各種纖網(wǎng)成形方法和固結(jié)工藝,如化學(xué)粘合、針刺、水刺、熱軋、縫編、印花、熱風(fēng)透吹粘合等制成的具有柔軟、透氣和平面結(jié)構(gòu)的新型纖維制品。非織造布生產(chǎn)技術(shù)是綜合了紡織、化學(xué)、造紙、塑料、化纖、染整等工業(yè)技術(shù),充分利用了現(xiàn)代物理、化學(xué)、生物等學(xué)科理論知識(shí)的全新工程領(lǐng)域。它在原料及生產(chǎn)工藝上和需要紗線通過(guò)機(jī)織或針織方法制成機(jī)織布及針織布的制法不同,還可根據(jù)不同用途而賦于許多傳統(tǒng)布品所沒(méi)有的獨(dú)特性質(zhì)。因此,非織造布產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用市場(chǎng)前景十分廣闊。
2 非織造布的分類
非織造布按纖網(wǎng)形成方法分類見(jiàn)下圖1。
1 世界非織造布產(chǎn)需情況
3.1世界非織造布產(chǎn)量分析
近幾年來(lái),在世界非織造布產(chǎn)業(yè)中,亞洲地區(qū)將占有越來(lái)越重要的地位,亞洲地區(qū)如中國(guó)(包括臺(tái)灣。、韓國(guó)、日本、泰國(guó)、馬來(lái)西亞、印度尼西亞、菲律賓的非織造布產(chǎn)量就有望趕上占主導(dǎo)地位的歐洲或北美地區(qū)。以上這7個(gè)國(guó)家的非織造布產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比例見(jiàn)表2。
表2 亞洲地區(qū)其中7個(gè)國(guó)家的非織造布總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比例
單位:萬(wàn)噸
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總產(chǎn)量 |
1997年 |
20% |
2002年 |
25% |
2007年 |
33.3% |
例如,以上7個(gè)國(guó)家的非織造布產(chǎn)量在1997年間已經(jīng)達(dá)到了85.6萬(wàn)噸,2002年超過(guò)了100萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)到2007年這7個(gè)國(guó)家的非織造布產(chǎn)量有可能超過(guò)全球非織造布總產(chǎn)量的1/3。特別是中國(guó)大陸的非織造布產(chǎn)量在2002年的時(shí)候已經(jīng)超過(guò)了55萬(wàn)噸,比2001年增長(zhǎng)了48%,已經(jīng)占世界產(chǎn)量的11%以上,名列世界第二位,僅次于美國(guó)。其中,日本的非織造布產(chǎn)量在2003年的時(shí)候已經(jīng)超過(guò)了30萬(wàn)噸。如今,中國(guó)也已經(jīng)形成了具有一定規(guī)模、加工手段較全的非織造材料工業(yè),但與歐洲以及美國(guó)和日本等先進(jìn)國(guó)家相比較,中國(guó)的非織造材料工業(yè)總體技術(shù)水平仍然需要提升,未來(lái),中國(guó)非織造工業(yè)的發(fā)展,也將給世界非織造材料工業(yè)的發(fā)展注入原動(dòng)力。預(yù)測(cè)至2010年世界非織造布將以大概6%的年增長(zhǎng)率快速發(fā)展,其中發(fā)展最快的是家用擦拭布、包裝材料和濾材。
根據(jù)國(guó)際咨詢機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)的數(shù)字表明,1960年世界非織造布產(chǎn)量只有4.5萬(wàn)噸,而1986年世界非織造布產(chǎn)量約100萬(wàn)噸,1995年超過(guò)200萬(wàn)噸,1998年已達(dá)到280萬(wàn)噸,2001年世界非織造布產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到300多萬(wàn)噸。其中歐洲產(chǎn)量超過(guò)120萬(wàn)噸,北美100萬(wàn)噸、亞洲超過(guò)115萬(wàn)噸、南美已達(dá)24萬(wàn)噸。全球非織造布總產(chǎn)值達(dá)到了140多億美元。
從1991-2001年的10年間,非織造布以噸位計(jì)年均增長(zhǎng)率達(dá)到7.5%,以平方米計(jì)增長(zhǎng)了8.6%。80年代的年平均增長(zhǎng)率為8%,90年代前5年的年平均增長(zhǎng)率仍維持在8%,而未來(lái)10年的平均增長(zhǎng)率仍將達(dá)6%。
美國(guó)、西歐和日本非織造布行業(yè)的發(fā)展代表著世界非織造布工業(yè)發(fā)展的主流,三者產(chǎn)量約占世界非織造布總產(chǎn)量的85%左右。近兩年歐洲的發(fā)展速度較快,其2000年的產(chǎn)量是1999年產(chǎn)量的127%。亞洲、南美等地區(qū)近10年來(lái)發(fā)展速度加快,產(chǎn)量雖低,但增長(zhǎng)率卻高達(dá)10%-15%。其中美國(guó)是非織造布發(fā)展最早、產(chǎn)量也是最大的國(guó)家,在世界上一直處于領(lǐng)先地位。其產(chǎn)量以每年7%的速度增長(zhǎng),越占世界非織造布產(chǎn)量的半數(shù)以上。特別是美國(guó)熔紡法非織造布發(fā)展最為迅速,其產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)干法非織造布,所占比重達(dá)到了54%。美國(guó)非織造行業(yè)十分重視技術(shù)和資金投入,這是其快速發(fā)展的動(dòng)因之一。據(jù)保守估計(jì),到2005/2006年間,世界非織造布產(chǎn)量會(huì)超過(guò)563萬(wàn)噸,總產(chǎn)值超過(guò)200億美元。表2為1991-2006年的世界非織造布產(chǎn)量及銷售額情況!
表3 1991-2006年的世界非織造布產(chǎn)量及銷售額
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1991 |
2001 |
2006 |
增長(zhǎng)率1991-2001 (%/年) |
增長(zhǎng)率2002-2006 (%/年) |
銷售額(10億美元) |
8.2 |
14.1 |
20.2 |
5.5 |
7.5 |
平方米(10億平方米) |
41 |
93 |
140 |
8.6 |
8.5 |
噸(百萬(wàn)噸) |
1.86 |
3.85 |
5.63 |
7.5 |
7.6 |
資料來(lái)源:美國(guó)非織布工業(yè)協(xié)會(huì)
根據(jù)歐洲非織造布協(xié)會(huì)(EDANA)資料顯示,歐洲非織造布工業(yè)在70年代以前發(fā)展較慢,其后發(fā)展迅速。例如,1980-1988年非織造布產(chǎn)量由18.6萬(wàn)噸增至38萬(wàn)噸左右,1989年增長(zhǎng)至40萬(wàn)噸。90年代后期歐洲地區(qū)的非織造布產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了70萬(wàn)噸左右,所采用的技術(shù)以干法和紡粘法為主,干法產(chǎn)量約占49.1%,紡粘法產(chǎn)量約占41%,熔噴法也已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。而到了2002年歐洲地區(qū)的非織造布產(chǎn)量就比2001年增長(zhǎng)了7.8%,水刺布產(chǎn)量增長(zhǎng)率最高;個(gè)人用布及家庭與家具產(chǎn)品市場(chǎng)用途增長(zhǎng)最快。
另外,據(jù)美國(guó)非織造布協(xié)會(huì)(INDA)2003/2004年預(yù)測(cè),全球非織造布產(chǎn)量將持續(xù)增長(zhǎng),2006年該產(chǎn)量將擴(kuò)大到563萬(wàn)噸以上。其中北美、歐洲、中國(guó)到2006年底的非織造布產(chǎn)量年增長(zhǎng)率為6.2%;亞太地區(qū)可能會(huì)以10.7%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。世界的年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)7.6%,按照這樣的增長(zhǎng)率發(fā)展,全世界尚需投資大約40億美元,其中投資熔紡法非織造布的比重將達(dá)21億美元,占總投資的半數(shù)以上。預(yù)計(jì)從現(xiàn)今至2006年氣流成網(wǎng)法的增長(zhǎng)率最高,達(dá)到15%以上;其次是紡粘法,其增長(zhǎng)率為9%;梳理成網(wǎng)法和濕法的增長(zhǎng)率均有下降,分別為6.2%和4.6%。
3.2 世界非織造布需求量分析
據(jù)海外媒體報(bào)道,一份新的研究報(bào)告指出,全球?qū)Ψ强椩觳籍a(chǎn)品的年消費(fèi)量將以5%的速度遞增,至2010年全球非織造布產(chǎn)品的消費(fèi)量將達(dá)到630萬(wàn)噸。
至2010年,非織造布產(chǎn)品在所有技術(shù)性紡織品中的份額將從目前的23%增至26%。非織造布產(chǎn)品消費(fèi)量增加的主要原因是非織造布在某些用途中逐漸取代編織物,衛(wèi)生和汽車應(yīng)用的快速發(fā)展以及不斷涌現(xiàn)的新的最終用途。
2010年,北美和歐洲市場(chǎng)的非織造布消費(fèi)量將占全球非織造布消費(fèi)總量的55%,東北亞地區(qū)(包括中國(guó)在內(nèi))占24%。其中,倘若按照人口平均值計(jì)算,像美國(guó)的非織造布人均占有量最近幾年已經(jīng)達(dá)到了4kg,日本的非織造布人均占有量最近幾年已經(jīng)達(dá)到了2.3kg,而中國(guó)的非織造布人均占有量最近幾年僅僅為0.37kg,約是日本的16%或者美國(guó)的9.8%。,日本國(guó)家的非織造布消費(fèi)量如果與美國(guó)、西歐相比,由于日本的的非織造布工廠規(guī)模較小,人均消費(fèi)量也有較大的差距。與美國(guó)、西歐不同的是,日本用于衛(wèi)生覆面的非織造布用量較小,主要用于附加值高的汽車、地毯底布、過(guò)濾凈化材料、保健用品等等,其用量約占70%。最近幾年,該國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生用品增長(zhǎng)迅速,在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域上,未來(lái)幾年非織造布的使用量將有所提升。
另外,中國(guó)每年都需要從國(guó)外進(jìn)口一些非織造布來(lái)滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,中國(guó)人口眾多,如果中國(guó)的非織造布人均占有量得到提升,那么該產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在一定是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
4 非織造布的消費(fèi)趨勢(shì)
據(jù)悉,像意大利Starr公司在評(píng)說(shuō)新型細(xì)旦纖維非織造布市場(chǎng)時(shí)指出,由微細(xì)纖維織造成的高檔非織造布消費(fèi)量要迅速上升。Freudenberg公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種叫做Evolon的非織造布,并已進(jìn)入初步商業(yè)化生產(chǎn)階段,它是一種由聚酯和聚酰胺構(gòu)成的雙組分織物,其中這兩種纖維的直徑都非常細(xì)小。Evolon系列產(chǎn)品具有真正獨(dú)一無(wú)二的特性,有優(yōu)勢(shì)取代一般紡織品和其他材料,包括普通非織造布在內(nèi)。
近兩年來(lái),杜邦公司也準(zhǔn)備投運(yùn)一座大廠,生產(chǎn)新型聚酯雙組份細(xì)旦纖維構(gòu)成的非織造布。也就是說(shuō)能供應(yīng)市場(chǎng)的細(xì)旦纖維是越來(lái)越多了,采用種種技術(shù)生產(chǎn)的、經(jīng)過(guò)梳理的各種濕法非織造布的用途也越來(lái)越廣泛。新的市場(chǎng)正在被打開(kāi),各種生產(chǎn)新技術(shù)也如雨后春筍一般在涌現(xiàn)出來(lái)。
5 世界上部分國(guó)家非織造布新品展示
5.1 德國(guó)薩克森開(kāi)姆尼斯紡織研究所
德國(guó)薩克森開(kāi)姆尼斯紡織研究所開(kāi)發(fā)了一種可回收利用的三維結(jié)構(gòu)的非織造布,以取代PU泡末復(fù)合材料。該產(chǎn)品與一般復(fù)合材料相比較,其性能和技術(shù)參數(shù)都具有明顯優(yōu)勢(shì),有良好的回收利用性、透氣性及環(huán)保特性,使汽車座椅更加舒適,該產(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
5.2 英國(guó)BFF非織造公司
英國(guó)里茲大學(xué)(Leeds)、國(guó)際羊毛局(Woolmark)和BFF非織造公司通力協(xié)作,已研制成功射流纏結(jié)(水刺)羊毛非織造布。該產(chǎn)品質(zhì)量好,強(qiáng)度高,穿著舒適,可作為高檔服裝用料。
這種羊毛織物起初是和透氣性薄膜層合固結(jié)后,做防風(fēng)雨外套的襯里,現(xiàn)在正開(kāi)發(fā)用于做褲子和夾克衫等外衣用料。里茲大學(xué)Steve Russell博士稱,該產(chǎn)品回彈性特別好,經(jīng)受30000次彎折不致?lián)p傷或斷裂,這種材料還能傳遞濕蒸汽,并且拒水,能調(diào)節(jié)熱量,使其成為理想的運(yùn)動(dòng)服裝用料。
5.3 美國(guó)
5.3.1 杜邦非織造材料公司
位于美國(guó)特拉華州的杜邦非織造材料公司使用專有的先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù),用一種獨(dú)特的雙組分配方研制出了一種品牌為Supreld的新產(chǎn)品。它能對(duì)醫(yī)護(hù)人員提供很好的保護(hù)作用,并具有舒適感。據(jù)報(bào)道,這是杜邦公司即將推出的一系列既有高保護(hù)性又有絲綢般柔軟性的醫(yī)用產(chǎn)品中的首例。
Supreld是用聚酯和聚丙烯制成的醫(yī)用非織造產(chǎn)品,因此它具備了聚酯和聚丙烯的特性。此外,它比其他醫(yī)用材料的表面摩擦力小,從而使穿著者感覺(jué)較舒適且有更大的肢體動(dòng)作自由度。它還能將熱量從穿著者的身體上轉(zhuǎn)移,從而增加了醫(yī)療手術(shù)環(huán)境的舒適性。
5.3.2 精密織物公司
美國(guó)的PFG精密織物公司生產(chǎn)出了一種能夠解決生肉堆積時(shí)所產(chǎn)生滲水的非織造布--DiamondDry,這種新產(chǎn)品的工作原理是通過(guò)非織造布表面所帶有的溝槽將生肉堆積產(chǎn)生的廢水吸收,并保存在由超吸收纖維組成的芯層中。這種超吸收纖維芯層能在完全濕透的狀態(tài)下不會(huì)與其相連的上下層纖網(wǎng)之間分離,從而使整個(gè)產(chǎn)品無(wú)論從外觀還是手感上都非常干爽,因而避免了現(xiàn)有產(chǎn)品因?yàn)橐后w的浸泡而粘連、破裂,最終使整體產(chǎn)品產(chǎn)生分層而導(dǎo)致液體滲漏到外面的現(xiàn)象。此外,DiamondDry還能夠保持更多的液體,即使在外界壓力的作用下,其液體保有率也不會(huì)改變,在處于濕狀態(tài)時(shí),更不會(huì)輕易被撕裂或產(chǎn)生分層。鑒于DiamondDry產(chǎn)品具有現(xiàn)行產(chǎn)品所不具備的上述優(yōu)異特性,PFG公司已經(jīng)將該產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)申請(qǐng)了專利。
該公司還生產(chǎn)一種洗衣片,是由非織造布經(jīng)涂層而制成,涂層后的非織造布中含有洗滌劑、織物柔軟劑及抗靜電劑,可以直接用于洗滌成衣。此外,公司還生產(chǎn)各種各樣涂層非織造布制成的手套和擦布,產(chǎn)品中所含有特殊化學(xué)成分的洗滌劑可用于清洗汽車、輪船、電器元件及各種家具表面。
5.3.3 美國(guó)CooleyDigitalProducts公司
美國(guó)羅得島Cooley集團(tuán)的CooleyDigitalProducts公司開(kāi)發(fā)的非織造布材料CoolGrip,利用取得專利的"夾緊與鎖固(gripandlock)"工藝,能牢固并極迅速地安裝且可免除固定架上的廣告牌襯底。
CoolGrip有光滑的正面、變形毛圈的反面,能用像尼龍搭扣帶一樣的方式系結(jié)。它被描述為是"安裝數(shù)字印花與傳統(tǒng)裝飾廣告牌、招貼、展覽品及旗幟的一個(gè)創(chuàng)新方法"。
Cooley公司為替代傳統(tǒng)材料與安裝技術(shù)而開(kāi)發(fā)的CoolGrip產(chǎn)品是壓敏薄膜、紙及其他乙烯樹(shù)脂材料的一個(gè)優(yōu)質(zhì)、耐用且有成本效益的替換物。它具有高質(zhì)量的印刷圖像、較低的安裝費(fèi)用、可在數(shù)分鐘內(nèi)簡(jiǎn)單且迅速地安裝以及不受天氣條件制約等。
5.4 日本
5.4.1 鐘紡合纖公司與吳羽合纖公司
鐘紡合纖公司與生產(chǎn)單絲的吳羽合纖公司共同開(kāi)發(fā)了由聚乳酸生成的生物降解纖維"Lactron"制成的三維立體非織造布結(jié)構(gòu)體。
該非織造布結(jié)構(gòu)體使用了芯部為高熔點(diǎn)的聚乳酸聚合物,鞘部為低熔點(diǎn)的聚乳酸聚合物構(gòu)成的紗線。該紗線經(jīng)過(guò)卷曲加工和裁剪之后,通過(guò)加熱,使纖維熔融粘著在一起,形成立體結(jié)構(gòu)。與普通的非織造布相比,通氣性能更為卓越。另外,拉伸和彎曲的強(qiáng)度性也很高,并具有良好的尺寸穩(wěn)定性。
該立體非織造布主要在排水處理用過(guò)濾裝置(具有抗菌性能,因此可以抑制藻類的繁殖,可以長(zhǎng)期使用)、包裝·緩沖材料(重量物品的緩沖墊材料)、農(nóng)林·土木資材等領(lǐng)域展開(kāi)了銷售。
5.4.2 東洋紡織公司
根據(jù)海外媒體報(bào)道,日前日本東洋紡織公司開(kāi)發(fā)出超薄并具有濕氣調(diào)節(jié)功能的復(fù)合聚酯紡粘非織造布"Drymon"。此前,類似的非織造布最多只能將約4%的除濕劑滲入非織造布、織物、紙等之中,而"Drymon"憑借新開(kāi)發(fā)的粘著技術(shù)使摻入量高達(dá)80%以上,實(shí)現(xiàn)了卓越的除濕功效。
此種產(chǎn)品是將能夠調(diào)節(jié)濕氣的丙烯酸鹽微粒"Toughtic"夾在兩片紡粘非織造布中間制成的復(fù)合面料。具有吸濕性能高,不悶熱潮濕、除臭、吸附甲醛等特點(diǎn),面料表面觸感涼爽,具有良好的熱傳導(dǎo)性,可以與非織造布、織物、薄膜、紙等進(jìn)行復(fù)合。目前這種產(chǎn)品主要用于制作坐墊、沙發(fā)、褥子、汽車座套、建筑材料、鞋墊等。
5.4.3 Sumitomo電氣工業(yè)公司
日本Sumitomo電氣工業(yè)公司開(kāi)發(fā)出一種基于細(xì)微鐵質(zhì)纖維的非織造布,這種非織造布是用直徑在30微米以下的纖維制成的。這種織物不會(huì)生銹,彎折時(shí)不至于損壞,而且還能長(zhǎng)久地保持其硬焊性能!
這種鐵纖維非織造布是設(shè)計(jì)成用于次級(jí)電流電池、催化劑載體和氣體或聚合物等各種過(guò)濾器中的。這些織物還能用于燃油氣化中和用作汽車排氣元件。使用細(xì)微纖維的目的在于減小非織造布的孔隙,從而增高其表面活性。這些纖維的含氧量不能低于0.02%,但也不能超過(guò)0.8%!
5.5 意大利Italplastic Industiale SPA公司
意大利Italplastic Industiale SPA公司已開(kāi)發(fā)出一種新穎但簡(jiǎn)單的非織造布,它對(duì)染料的親合力類似于棉纖維制成的服裝。雖然粘膠纖維非織造布有與棉纖維相當(dāng)?shù)娜旧阅,但它們(cè)谌旧陂g收縮可能完全喪失機(jī)械性能,并造成層纖網(wǎng)會(huì)分離。
該產(chǎn)品是由70% Lyocell 纖維素纖維組成的非織造布,這種非織造布在80℃以上的溫度下染色時(shí),其機(jī)械性能也沒(méi)有顯著變化。通過(guò)常規(guī)的粉點(diǎn)樹(shù)脂涂層工藝給這種布施加上一層聚酰胺樹(shù)脂,該樹(shù)脂熔點(diǎn)為123℃,在80℃左右的溫度中有良好的耐洗滌性。
6 結(jié)論
最近20年來(lái),世界非織造布技術(shù)的發(fā)展日益顯著和完善,雖然前幾年在世界經(jīng)濟(jì)不景氣的時(shí)候,非織造布仍然能夠以7%-10%的速度發(fā)展,說(shuō)明該行業(yè)也具有很強(qiáng)的生命力。如今,非織造布工業(yè)還應(yīng)該被稱作一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、富有朝氣的生產(chǎn)行業(yè)。雖然一些人士認(rèn)為,非織造布產(chǎn)能擴(kuò)充快,將導(dǎo)致全球性的非織造布產(chǎn)能過(guò)剩。但是,只要該行業(yè)把自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整好,技術(shù)裝備水平再進(jìn)一步的提升,非織造布的應(yīng)用領(lǐng)域再進(jìn)行拓寬,筆者認(rèn)為,產(chǎn)能大已經(jīng)不是該行業(yè)利潤(rùn)空間減小的瓶頸問(wèn)題了。