创新是非织造材料高质量发展的不竭源泉

　　在新冠疫情期间，中国非织造布工业经历了一个结构性的不均衡发展，特别是纺熔和水刺的产能大幅扩张，这使得疫情趋稳以后，再加之贸易受到一定影响，我们不得不面对产能过剩的挑战。在消化产能的过程中，中国非织造布工业可以借着这段时间，在高速发展之后适当放慢节奏，来深入地思考未来的发展之路。作为非织造材料领域的资深专家，中国技术市场协会非织造材料专业委员会会长、教授级高级工程师向阳先生对此有哪些体会？本文将带您一探究竟。

　　非织造材料的新定义

　　在三大协会——EDANA欧洲非织造材料协会、INDA美国非织造材料协会和ANFA亚洲非织造材料协会的努力推动下，ISO9092非织造材料新定义于2019年3月由国际标准化组织ISO发布，这意味着全世界对非织造材料有了一个新的认识。

　　这是一项来之不易的新定义，是几代非织造人孜孜追求的新定义，具有重要意义。向阳先生指出，它是一个推动将非织造材料从纺织品分离出来的新版定义，科学、清晰地将非织造材料直接定义为一种有别于纺织品、纸的可工程化设计、并以物理和/或化学方法加固成的具有设定的结构完整性的纤维质集合体材料。、

　　新的定义对“工程化”、“纤维集合体”、“结构完整”、“物理和/或化学方法”、“造纸”等术语进行定义；对“湿法非织造工艺”、“长径比超过30的纤维状集合体（膜）”、“缝编加固、主要成份为纤维的纤维状集合体”、“絮填类非织造材料”以及“非织造复合材料和多种组份结构的非织造材料”进行了科学、清晰的定义。

　　新定义为非织造材料的创新赋能

　　向阳先生表示，立足于新的定义，我们可以更好地来考虑非织造材料的创新。从EDANA创新工作组发布的《创新——阻止非织造材料成为普通商品》报告中，我们也可以看到，创新作为战略杠杆可以驱动非织造工业增长和提高盈利能力、避免非织造材料沦落为普通商品。

　　“所以，我认为在今天考虑非织造材料工业的发展时，需要拓展我们的创新视角，不要光盯着医疗卫生清洁这些领域，要看到其他更多更广的领域。”向阳先生表示。首先，非织造材料是可以进行工程化设计的纤维质新材料，具有10个分立的市场和119个子市场。其次，非织造材料产品包括横向关联产品，值得关注的是具有不同性能材料结合在一起、发挥不同材料协同性能的复合材料和叠层材料。“基于这两点，我们可以从材料、加工工艺、市场和产品这四个方面来进行创新。”

　　目前，非织造行业创新研发活跃的领域有很多，例如新颖、高功能的医疗、保健、卫生材料， 推动电动汽车发展的电池隔膜，风能发电机浆叶和其它能源应用的非织造材料产品，以及 汽车领域应用的轻量化、高强和更经济的非织造材料和复合材料，并且可以在某些应用领域推动生物树脂取代烯烃树脂，而非织造过滤材料的研发新机遇则在于下一代高效、低阻、高纳污的过滤材料。

　　向阳先生指出，在这些领域，领跑企业及协会将成为创新“思维领导者”以及“技术尖兵”，发挥平台作用，集合贸易集团和大学关联的其它专门技术的产业部门，通过商业开发/产品开发/技术研发联盟——以寻求新技术、新材料和新概念为宗旨，“开疆拓土”、拓展客户以及非织造材料不同应用的范围。

　　创新应跳出“单一”巣穴

　　对于非织造技术和产品的创新，向阳先生认为我们应跳出“单一”巣穴，不要局限在单一材料的概念中，而是从非织造材料的复合角度去考虑，包括复合材料、复合工艺、复合结构、复合产品，从而打造出高品质、高功能性的复合非织造材料。

　　非织造制造技术的发展趋势有哪些？首先是多种非织造制造技术的组合，围绕成网、固结、后整理工艺来进行创新。第二，高质量和高附加值的技术和产品的发展，例如提高材料的均匀度，或是对材料做减量化，即重量更轻且具有更好的性能，或是让吸收材料更轻薄但仍具有更好的吸收性，另外还可以对材料涂层、叠层来进行复合。第三就是新材料，主要的着眼点是超细纤维、高功能性纤维，还有生物质材料、绿色材料、可循环这些角度。第四是新的电子技术的引入，这意味着信息化、智能化技术的应用，例如智能纸尿裤。第五是高产量和宽幅化的发展和创新。

　　向阳先生指出了非织造制造机器的最新趋势：非织造机器制造商的并购组合非常活跃，集中度的提升有利于更多资金的投入，开发的新设备也具有更出色的性能；聚焦于纺粘、熔喷和水力缠结机器特殊制造商，例如安德里茨；增加设备对高功能性产品开发的适应性；研发具有通常性能的廉价机器，价格比较低，但是产量高，这样成本投入就比较低，维护也比较简单；研发应对低能耗、节省劳动力和环保的机器。

　　向阳先生重点谈到了混合型非织造设备及技术。混合型加工工艺是由吸收性非织造布（擦拭巾）、弹性非织造布（尿片组件）和过滤材料的需求所驱动的。只要产品有需求，就可以把不同的成网方式结合在一起，这其实也是一种复合结构的非织造材料。例如S/M/Nanofiber/S（PGI）、S/M/C/Bico S（Albis）、WL/C（Hydraspun®）、S/airlaid/S（Spinlace）。（注解：S-纺粘，M-熔喷，WL-湿法成网，C-干法梳理成网，Airlaid-气流成网）在复合结构纤网方面，意大利CORMATEX的设备可以生产“水平+垂直”的复合气流成网产品，具有垂直与水平的双重纤维排列结构。

　　次微米和纳米技术的发展包括纳米级熔喷、旋转模头熔喷、爆裂纺粘、海岛纤维、分裂熔喷、熔融聚合物原纤化，例如DuPont的次微米加工工艺、PGI的熔融原纤化加工工艺。

　　值得关注的是，纳米纺丝技术、纳米纤网非织材料应用已成为非织造材料技术创新的特色。采用纳米科技开发新颖的高附加值纳米非织造材料已成为非织造技术创新的重要指向。

　　向阳先生列举了一些纳米纺丝技术的创新及其商业化应用。例如，直径在100-500nm的纳米纤维过滤器已经商业化，并扩展到纳米纤维基细胞培养材料和气溶胶屏蔽应用，成为极其有效的化学战毒剂防护材料。具有亲水性可生物降解的聚合物的纳米纤维网因其极大的表面积可作为药物、杀虫剂缓释载体和生物敏感元件，已经应用在生物医学领域。可生物降解纳米纤网的超级蜂窝基质具有重组性、可用作人体组织再生的骨架材料，与细胞紧密接触，生成三维组织结构。商业化规模生产的纳米非织造材料的静电纺以及离心熔喷工艺设备已开发成功，可生产直径50-1000nm的纳米纤维，纤网的厚度可达100-200nm以上。

　　离心熔喷是将熔、溶体材料置于旋转纺丝头内，纺丝头旋转、离心力迫使材料纺丝孔喷出，材料喷入空气、由于剪切惯性力变细，这种工艺可以生产下一代高效、低阻、大容尘量非织过滤材料。

　　爆裂纺粘是NANOVAL开发的一种纺丝工艺，该工艺中连续长丝从喷丝孔中以“超音速”高速喷出，利用熔、溶聚合物纺丝液内外压差“爆裂”，从一个纺丝孔中喷出的原丝爆裂成甚至超过100根单丝。所有可以熔纺的聚合物以及纺丝溶液都可以使用。

　　Mitsubishi Rayon工程公司是世界上第一个使用蒸汽喷射（SJ）技术的工厂。为了生产这种非织造材料，Mitsubishi Rayon和Kuraray Kuraflex在技术上进行了合作。新开发的非织造材料应用了Kuraray Kuraflex的专利EVAL纤维SOPHISTA、KURALON-Ⅱ水溶性以及微卷曲纤维的特殊性能。采用蒸汽喷射热粘合加固纤网，SOPHISTA纤维原料具有一个亲水集团，使得这种新型非织造材料具有高强度、同时由于纤网中还含有微卷曲纤维，因此产品具有显著的拉伸性。

　　旭化成湿法纺粘（Bemliese）是世界上唯一一种纤维素连续长丝非织造材料。它具有无尘性、优良的吸水性、热稳定性、可擦拭性，杂质少并可以生物降解。所有这些特性都包含在100%铜氨人造丝纤维的产品中。

　　帝人纤维的V-Lap产品是一种垂直成网的非织造材料。将这种工艺与高性能合成短纤原料 ELK（弹性粘合纤维）、SOLOTEX（PTT纤维）相结合，可以得到极佳的特性，如高回弹性、容积大、轻质、高透气性、易弯和易成形。此外，其吸音性可以通过将其与一种表面材料用加压工艺相结合来控制。

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