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(1 神華寧煤集團(tuán)煤制油化工甲醇公司，寧夏銀川 750411；2 神華寧煤集團(tuán)煤制油化工研發(fā)中心，寧夏銀川 750411；3 神華寧煤集團(tuán)煤制油化工烯烴公司，寧夏銀川 750411)

非織造布的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

王啟1，姜慧婧2，楊瑋婧2，胡琳2，王健3

(1 神華寧煤集團(tuán)煤制油化工甲醇公司，寧夏銀川 750411；2 神華寧煤集團(tuán)煤制油化工研發(fā)中心，寧夏銀川 750411；3 神華寧煤集團(tuán)煤制油化工烯烴公司，寧夏銀川 750411)

重點(diǎn)介紹了非織造布的特點(diǎn)及在醫(yī)療衛(wèi)生、過濾分離、土工建筑、交通工具、安全防護(hù)等五大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。分析了我國(guó)非織造布產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在的問題，并就未來的發(fā)展方向做了展望。

非織造布，應(yīng)用，前景

非織造布，又叫無紡布，是由定向的或隨機(jī)的纖維而構(gòu)成，因透氣、柔韌、無毒、易分解、可循環(huán)再用等優(yōu)點(diǎn)成為新一代的環(huán)保材料。

生產(chǎn)非織造布用的纖維種類多樣，主要有丙綸(PP)、滌綸(PET)，錦綸(PA)、粘膠纖維、腈綸、乙綸(HDPE)、氯綸(PVC)等，非織造布以其豐富的原料來源、獨(dú)有的結(jié)構(gòu)、多變的工藝及生產(chǎn)成本上的優(yōu)勢(shì)，迅速滲透到醫(yī)衛(wèi)、交通、建筑、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。本文將分別從醫(yī)療衛(wèi)生、過濾分離、土工建筑、交通工具、安全防護(hù)等五大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域來概述非織造布的應(yīng)用情況[1-2]。

1 非織造產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

醫(yī)用非織造布在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)應(yīng)用廣泛，按用途主要可分為防護(hù)性醫(yī)用品和功能性醫(yī)用品。

防護(hù)性醫(yī)用品包括醫(yī)護(hù)人員使用的手術(shù)服、消毒隔離服、殺菌布、紗布、繃帶、洞巾、床單等，大多為一次性的“用即棄”產(chǎn)品，因此市場(chǎng)需求巨大。如高端醫(yī)用復(fù)合材料制成的“三抗”(抗血液、抗酒精、抗病毒)手術(shù)隔離服對(duì)血液、細(xì)菌、病毒的阻隔率高達(dá)99%以上，可有效防護(hù)醫(yī)務(wù)工作者[3]。海斯摩爾生物科技有限公司研制的殼聚糖纖維制成的無紡布具有極好的抗菌性，可有效避免傳統(tǒng)紗布包扎傷口帶來的二次創(chuàng)傷。2003年春季，杜邦推出了兼具舒適性與防護(hù)性的Suprel非織造布[4]。杜邦使用克重為41g/m2的Tyvek織物制得防護(hù)服，可以有效屏蔽呈氣溶膠狀態(tài)的流感病毒，能用于大面積蔓延的甲型H1N1流感，同時(shí)具有阻燃功能[5]。我國(guó)的防護(hù)性醫(yī)用非織造布產(chǎn)品一直處于產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，表現(xiàn)為制品質(zhì)量參差不齊、功能性及舒適性差。

功能性醫(yī)用品包括人造皮膚、人造血管、人造內(nèi)臟等人造器官，可采用具有生物適應(yīng)性的纖維或特種超細(xì)纖維通過濕法、針刺法、水刺法加工制得的非織造布。如：用膠原和甲殼質(zhì)纖維濕法成網(wǎng)和水刺法制成皮膚創(chuàng)傷修復(fù)材料；用直徑1.8μm的聚酯、聚酰胺或乙烯纖維經(jīng)管狀針刺法制成人造血管等。國(guó)內(nèi)功能性醫(yī)療用品目前基本依靠進(jìn)口，由于需大于供，價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)已在研發(fā)，品種和數(shù)量都很少。

江陰金鳳特種紡織品有限公司申報(bào)的專利中提到一種防滲透、高透氣、超柔軟、超薄型復(fù)合非織造布，可廣泛用于制作嬰兒尿不濕、成人失禁墊、婦女衛(wèi)生巾等一次性產(chǎn)品[6]。山東俊富無紡布有限公司研發(fā)的一種吸液復(fù)合材料柔軟透氣、吸液量大、吸收速度快，可確保貼膚面干爽且在使用中不會(huì)滑移[7]。

隨生活水平和醫(yī)療服務(wù)水平的提高，人們對(duì)醫(yī)衛(wèi)的質(zhì)量需求也不斷提高，這些都將進(jìn)一步促進(jìn)醫(yī)衛(wèi)耗材市場(chǎng)的擴(kuò)增。

1.2 過濾分離領(lǐng)域

新型非織造布過濾介質(zhì)，采用較大的比表面積及截面有較深紋理和溝槽的纖維為原料，使過濾介質(zhì)有更大的粒子捕集性，從而可以提高過濾性能[8]。

在氣體過濾方面，美國(guó)的3M和HV公司、Lydall公司和Fibertex公司都有出色的非織造過濾產(chǎn)品，對(duì)空氣中的各種微粒、粉塵有較好的過濾效果，可為水泥廠、造紙廠、撲塵室和石灰窯等特殊工作場(chǎng)所提供更清潔的空氣。日本東麗研發(fā)的超細(xì)聚酯纖維無紡布，能吸附亞微米級(jí)的微粒子，主要用于防止細(xì)微灰塵的無塵室，用于電子、精密工業(yè)、藥品等空氣濾芯。歐洲盛德TM公司研發(fā)的過濾用非織造布能夠適應(yīng)高濕度、溫度劇變等特殊環(huán)境，應(yīng)用于抽油煙機(jī)、室內(nèi)和車輛空調(diào)系統(tǒng)[9-10]。

在液體過濾方面，F(xiàn)ibertex公司生產(chǎn)的液體過濾介質(zhì)適用于高流動(dòng)性，過濾顆粒直徑在1μm～200μm，可用于化學(xué)品、陶瓷工業(yè)、視頻和飲料行業(yè)。美國(guó)H&V公司和Lydall公司開發(fā)的用于油品過濾的濾紙產(chǎn)品，可滿足最新排放和燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)的要求[9]。聚丙烯熔噴布用于過濾酸性和堿性液體、油漆時(shí)表現(xiàn)突出，被電池行業(yè)看做是良好的隔膜材料[11]。國(guó)內(nèi)外對(duì)熔噴的開發(fā)力度很大，目前國(guó)內(nèi)天津泰達(dá)、山東俊富等企業(yè)開發(fā)的聚丙烯熔噴高效過濾材料在國(guó)內(nèi)已處于尖端水平[12]。

目前濾材市場(chǎng)上呈現(xiàn)出低質(zhì)同類化的窘境，對(duì)于濾芯的自清潔、對(duì)煙和灰等多種微小顆粒污染的過濾效率、使用壽命和高溫過濾等要求較高的濾材更容易受到市場(chǎng)的青睞。

1.3 土工建筑領(lǐng)域

非織造土工布具有良好的過濾、隔離、加固防護(hù)、耐高溫、抗冷凍、耐腐蝕、耐磨擦等性能，可廣泛應(yīng)用于道路、鐵路、隧道、水利及市政等工程建設(shè)，市場(chǎng)需求巨大[13-14]。

紡粘針刺法土工布因強(qiáng)度高，常用于諸如公路、機(jī)場(chǎng)和鐵路路基的鋪設(shè)，能防止路面開裂和路基增強(qiáng)。如玻纖和滌綸混合制成的玻纖土工布，可以有效地改變路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分布，從而防止裂紋的產(chǎn)生和裂縫的擴(kuò)展[15]。秦沈鐵路建設(shè)中采用土工格柵與非織造土工布的結(jié)合鋪設(shè)，增強(qiáng)了路基的抗沖擊性和穩(wěn)固性[16]。廣東俊富公司專為京滬高鐵設(shè)計(jì)的R-200型和R-400型產(chǎn)品完全替代進(jìn)口產(chǎn)品，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)通過填海造地建成，使用了大量非織造土工布，達(dá)到了穩(wěn)定基層、防止材料遷移，同時(shí)允許水分自由流動(dòng)的多重目的。

在水利工程中，長(zhǎng)江堤防的修復(fù)和加固、南水北調(diào)、三峽工程、小浪底工程、黃河治理、長(zhǎng)江口深水航道等巨型工程，都大量使用了各類土工合成材料[16]。梳理成網(wǎng)針刺無紡布的隔離、過濾和縱向透水、橫向排水性能最好，廣泛用于水庫(kù)、堤壩、水渠等反濾工程和對(duì)橫向排水要求較高的垃圾填埋場(chǎng)防滲工程[17]。大多數(shù)堤壩護(hù)坡都已廣泛采用了各種土工布，其中包括鋪設(shè)于護(hù)坡石下層用于隔離和反濾的針刺非織造土工布及鋪設(shè)于護(hù)坡表面抗沖蝕的長(zhǎng)絲高強(qiáng)模袋布等。

在建筑領(lǐng)域中，非織造布最重要的應(yīng)用是油氈基布，可采用滌綸短纖針刺非織造布或聚酯紡絲成網(wǎng)法非織造布。此外，非織造布還可用于建筑工程中屋面防水涂層基布、水泥增強(qiáng)材料、水泥澆灌模袋、隔熱保暖材料、壁面防水透氣材料、貼墻布、地面鋪敷材料、管道內(nèi)襯及地基穩(wěn)定材料等。

值得一提的是，當(dāng)今土工合成材料的應(yīng)用，越來越多地采用復(fù)合或組合的方式以滿足多用途的需要，如非織造布與機(jī)織布的復(fù)合、非織造布與土工網(wǎng)或土工格柵的組合應(yīng)用等等。如何提高土工合成材料強(qiáng)力的穩(wěn)定性、均勻性和耐老化性能，同時(shí)降低成本、提高成品率，是國(guó)產(chǎn)土工合成材料能否替代進(jìn)口的關(guān)鍵所在。

1.4 交通工具領(lǐng)域

與傳統(tǒng)紡織品相比，非織造材料強(qiáng)度更高、更耐磨、耐熱，吸音效果更優(yōu)良[18-19]，性價(jià)比也更高，在汽車工業(yè)中使用的越來越多，目前在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)超過40種，折算使用面積超過35m2。到2020年，每輛車平均消耗的非織造品約為40kg[20]。

汽車成型地毯，由三至四層不同材料組成，其外表面層為經(jīng)過阻燃抗靜電處理的針刺地毯，通過模壓成型。門窗密封條，采用滌綸紡絲成網(wǎng)法非織造布和尼龍短纖靜電植絨材料復(fù)合而成。RIETER(立達(dá))集團(tuán)開發(fā)的ULTRA SILENTTM采用100% PET制成，應(yīng)用于車身地板護(hù)板和發(fā)動(dòng)機(jī)底部護(hù)板，可提供同類產(chǎn)品中最佳的噪聲吸收性。日本東洋紡公司開發(fā)的PBT紡粘非織造布，具有良好的柔軟性和成型性，可用作汽車車頂材料。用非織造布制成的車用過濾材料具有過濾效率高、阻力低、耐破度強(qiáng)等特點(diǎn)，可有效過濾各種粉塵、煙塵及微粒子，凈化車內(nèi)空氣[21]。非織造材料已經(jīng)開始應(yīng)用在汽車的外飾材料中，特別是擋泥板和輪罩拱襯墊。美國(guó)FossManufacturing公司制造的非織造擋泥板，裝在轎車輪艙下面，能減少噪音和路上小石子或其他碎片的撞擊。另外，使用非織造布還可以實(shí)現(xiàn)引擎、傳動(dòng)系統(tǒng)連接組件的隔熱。有效的隔熱能夠減少停車時(shí)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的啟動(dòng)次數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)省油的目的。

出于成本和省油的目的，低克重而不損害功能、可循環(huán)利用且環(huán)保的非織造布將在汽車制造的應(yīng)用中占有更多市場(chǎng)。

1.5 安全防護(hù)領(lǐng)域

據(jù)調(diào)查，人類80%的傷害源于不完整、不健全的防護(hù)裝備。非織造布通過和其他材料混雜化、復(fù)合化，具有阻燃、防電磁波、防化學(xué)、防靜電等特殊功能，給其在安全防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

熔噴法非織造布，通過電暈放電處理，有效增強(qiáng)其捕集微細(xì)塵埃的能力，是目前防塵口罩和醫(yī)用防護(hù)口罩的主要過濾材料[22-23]。日本東麗公司開發(fā)出加入金屬疊層(可以是金、銀、銅或鋁材)的非織造布，對(duì)電磁波、雷達(dá)等均有很好的防護(hù)或偽裝作用，適合于軍隊(duì)裝備或者野外工作者使用。美國(guó)Unitech公司的Hybrid型防護(hù)服使用抗靜電聚丙烯SMS材料，適用于防護(hù)噴濺化學(xué)品可能帶來的危害，國(guó)內(nèi)湖北新華公司采用同類材料制作的防化服也已投放市場(chǎng)[5]。杜邦生產(chǎn)的Tychem系列和Tyvek系列的多種防護(hù)服，可有效防護(hù)生化液體或氣體噴濺造成的危害[5]。陜西西元紡織技術(shù)研究所開發(fā)的特警戰(zhàn)訓(xùn)服，集阻燃、耐高溫、抗撕裂、防靜電等多功能于一身，且可適應(yīng)環(huán)境的變化。目前，我國(guó)個(gè)人防護(hù)裝備品種單一，產(chǎn)品檔次低、質(zhì)量差，與國(guó)外存在著明顯的差距。

美國(guó)法律強(qiáng)制要求2013年所有新生產(chǎn)的汽車必須具備防止側(cè)面碰撞的安全氣囊，這將帶來被動(dòng)防護(hù)材料如安全氣囊、安全帶的明顯增長(zhǎng)。美國(guó)PerformanceFibers公司開發(fā)的用于汽車安全帶的Securus纖維，是一種PET和E-聚己內(nèi)酯的嵌段聚合物，與PET纖維制成的安全帶相比，能量吸收可增加30%，乘員受到的撞擊力可減少30%[24]。瑞典AUTOLIV公司開發(fā)的新產(chǎn)品，將安全帶和安全氣囊合二為一，能夠分散汽車碰撞帶來的沖擊，有效防止肋骨折斷、內(nèi)傷和瘀傷，尤其適用于兒童和老人[24]。

2 中國(guó)非織造行業(yè)存在的問題

中國(guó)非織造布產(chǎn)業(yè)從誕生發(fā)展到今天，取得了業(yè)界矚目的成就，產(chǎn)能和產(chǎn)量均位列世界前茅，應(yīng)用領(lǐng)域有極大的擴(kuò)展，技術(shù)和裝備水平也不斷提高。然而，非織造大國(guó)遠(yuǎn)不能稱為非織造強(qiáng)國(guó)，我國(guó)無論從技術(shù)水平上還是產(chǎn)品質(zhì)量、品種和檔次上，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，主要有以下兩方面[25]：

中低端產(chǎn)品過剩，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口。盡管引進(jìn)不少國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，但縱觀行業(yè)整體來說質(zhì)量低下的設(shè)備仍占較大比重，加之行業(yè)以中小型企業(yè)為主，從而導(dǎo)致我國(guó)非織造產(chǎn)品品種單一且附加值低，整體處于中低端水平，在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。從近些年的進(jìn)出口情況也可看出，進(jìn)口產(chǎn)品的單價(jià)遠(yuǎn)高于出口產(chǎn)品的單價(jià)，說明我國(guó)市場(chǎng)以低端產(chǎn)品為主，高端產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口。因此，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的前提下，堅(jiān)持走自主研發(fā)之路，以科技創(chuàng)新來提升產(chǎn)品質(zhì)量，加快產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級(jí)，逐步向生產(chǎn)功能化、差別化、多元化產(chǎn)品發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)由非織造大國(guó)向非織造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。

標(biāo)準(zhǔn)制定滯后，專業(yè)人才缺失。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品質(zhì)量的保證和技術(shù)支撐，但我國(guó)各類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定明顯滯后于行業(yè)發(fā)展，具體表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)體系繁多，分類方法混亂、標(biāo)準(zhǔn)間的銜接協(xié)調(diào)程度不高，強(qiáng)制性法規(guī)更不健全，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足行業(yè)發(fā)展需要。同時(shí)，人才缺乏、創(chuàng)新能力不足也已成為非織造行業(yè)發(fā)展的瓶頸，一些大型企業(yè)尚能注重吸收人才、培養(yǎng)人才，但更多的中小企業(yè)還沒有認(rèn)識(shí)到專業(yè)人才在企業(yè)創(chuàng)新中所起到的作用。因此，敦促國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的建立以及對(duì)專業(yè)技術(shù)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)非織造布產(chǎn)品的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。

3 非織造產(chǎn)品的前景

全球非織造產(chǎn)品需求在2017年的總產(chǎn)量將達(dá)到910萬噸，年增5.4%，亞太地區(qū)是最大的非織造產(chǎn)品市場(chǎng)，而最具驅(qū)動(dòng)力的中國(guó)將在2017年占世界46%的市場(chǎng)份額。未來幾年，隨著中國(guó)政府對(duì)醫(yī)療保健系統(tǒng)的整頓，簡(jiǎn)單、舒適、安全的失禁產(chǎn)品擁有最大的市場(chǎng)，清潔、衛(wèi)生、預(yù)防傳染的一次性醫(yī)療用品將會(huì)是增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域，醫(yī)用組織器官材料的開發(fā)也是我國(guó)重點(diǎn)研究領(lǐng)域。同時(shí)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展所帶來的大量基建項(xiàng)目會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)土工建筑非織造產(chǎn)品的繁榮發(fā)展，而環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高以及水資源的緊缺也會(huì)推動(dòng)過濾與分離行業(yè)對(duì)非織造濾材的需求。

從工藝創(chuàng)新看，混雜化、復(fù)合化已成為當(dāng)今非織造布工藝技術(shù)發(fā)展的一個(gè)明顯趨勢(shì)。由于多種工藝的復(fù)合，彌補(bǔ)了單一工藝的不足，新型而豐富多彩的非織造布產(chǎn)品不斷呈現(xiàn)，其中后整理工藝的不斷改進(jìn)也是提高產(chǎn)品附加值的重要環(huán)節(jié)。此外，功能性纖維、納米纖維、可再生纖維材料的研發(fā)也有力促進(jìn)非織造產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。考慮到世界性能源緊張的大背景下，尋找可生物降解、可循環(huán)利用的原料將成為非織造行業(yè)的重要發(fā)展方向。

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ApplicationStatusandProspectofNonwovens

WANG Qi1，JIANG Hui-jing2，YANG Wei-jing2，HU Lin2

(1 Methanol Company，Coal to Oil and Chemical，Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co.，Ltd，Yinchuan 750411，Ningxia，China；2 R&D Center，Coal to Oil and Chemical，Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co.，Ltd，Yinchuan 750411，Ningxia，China；3 Olefins Company，Coal to Oil and Chemical，Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co.，Ltd，Yinchuan 750411，Ningxia，China)

The characteristics and application status in five key areas of nonwovens were specifically introduced，including medical care，filtering seperation，earthwork construction，vehicles and safety protection. The problems existing in the development of nonwovens industry in China were also analyzed. At the same time，the future development direction was prospected.

nonwovens，application，prospect

TS 176