我國(guó)非織造產(chǎn)業(yè)的新材料、新工藝及新產(chǎn)品

徐 原 岳素娟

(1.新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織技術(shù)分院，烏魯木齊，830000;2.南通綠島紡織材料有限公司，南通，226000)

與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)的非織造產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，20世紀(jì)80年代初，我國(guó)一些科研單位開(kāi)始研發(fā)非織造技術(shù)和產(chǎn)品，同時(shí)引進(jìn)部分非織造設(shè)備，如紡黏設(shè)備、衛(wèi)生巾生產(chǎn)線及土工布針刺生產(chǎn)線等。

20世紀(jì)90年代初，我國(guó)一些大型國(guó)有企業(yè)以及江浙地區(qū)的民營(yíng)企業(yè)通過(guò)研究及參考進(jìn)口設(shè)備，開(kāi)始生產(chǎn)一些簡(jiǎn)單的非織造加工生產(chǎn)線，如土工類材料針刺生產(chǎn)線、熱熔絮片保溫類材料生產(chǎn)線、熔噴生產(chǎn)線等。

20世紀(jì)90年代后期，隨著非織造類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)各領(lǐng)域應(yīng)用的推廣，設(shè)備生產(chǎn)商也開(kāi)始大力投入資金，引進(jìn)歐美國(guó)家的先進(jìn)設(shè)備并進(jìn)行深入的研究與開(kāi)發(fā)。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)家發(fā)改委、科技部以及地方相關(guān)部門在政策及資金上給予了大力扶持，使我國(guó)的非織造領(lǐng)域技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)進(jìn)入了前所未有的繁榮階段，如針刺設(shè)備由過(guò)去的低速、低質(zhì)、半自動(dòng)型發(fā)展到今天的高速全自動(dòng)聯(lián)合設(shè)備，設(shè)備的升級(jí)換代使產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅提升。目前紡黏、水刺設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，紡黏-熔噴-紡黏(SMS)生產(chǎn)線也大量投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)高端的縫編設(shè)備、垂直鋪疊設(shè)備、各類復(fù)合設(shè)備也邁開(kāi)了研發(fā)的新步伐，部分縫編類和復(fù)合類設(shè)備已開(kāi)始投入使用。

1 非織造用新材料

非織造用新材料的發(fā)展是隨著生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際需要應(yīng)運(yùn)而生的。隨著非織造產(chǎn)品使用領(lǐng)域以及生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展，非織造用新材料也不斷涌現(xiàn)，為非織造產(chǎn)品的發(fā)展提供了更大的可能和廣闊的空間。非織造用新材料主要有以下幾類：

(1)高強(qiáng)、高模新材料。這類材料主要用于航空、軍工及一些有特殊要求的制造業(yè)，除了早期的芳綸(芳綸1414)、玻璃纖維外，又出現(xiàn)了高強(qiáng)聚酯、高強(qiáng)聚乙烯、高強(qiáng)聚丙烯、高強(qiáng)聚酰胺等材料。

(2)高吸濕新材料。早期的高吸濕材料主要是聚乙烯醇類和聚丙烯酸類樹(shù)脂，多為顆粒狀，主要應(yīng)用于衛(wèi)生巾、紙尿褲，加工比較困難，應(yīng)用范圍也受到了限制。近些年這類高吸濕材料已發(fā)展成纖維狀材料，使生產(chǎn)加工更加便利可行，產(chǎn)品應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，如目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)始嘗試將高吸濕性纖維應(yīng)用到消防員的防火降溫服上，為消防員的人身安全起到了很好的保護(hù)作用。

(3)阻燃、防火、耐高溫新材料。20世紀(jì)應(yīng)用比較廣泛的耐高溫材料主要是有機(jī)類纖維，如芳綸1313、聚亞酰胺、聚苯硫醚類、聚四氟乙烯類等。最近幾年的新型耐高溫材料主要以無(wú)機(jī)材料為主，如碳纖維、硅酸鋁纖維(陶瓷纖維)、玄武巖纖維、玻璃纖維、硼化纖維等。

(4)高彈、高收縮新材料。初期這類材料主要是聚酰胺類纖維(尼龍6、尼龍66)、聚氨酯纖維(氨綸)、三維高卷曲滌綸等。近年來(lái)主要以改性和雙組分或多組分纖維為主，如高收縮滌綸、雙組分自黏合自卷曲纖維等。

(5)防輻射、防紫外、防電磁波以及吸波新材料。早期的吸波材料多數(shù)只能吸收特定波長(zhǎng)范圍的雷達(dá)波、紅外波等，而目前的材料對(duì)電磁波防護(hù)的波長(zhǎng)范圍更大、效果更好。

(6)超濾新材料。這類新材料主要是各類超濾纖維管材、超濾聚四氟乙烯纖維濾管、熔噴超濾蓄電池濾材。

(7)醫(yī)用新材料。這類新材料主要以甲殼素及其衍生物殼聚糖和海藻酸鹽纖維為主，具有良好的吸附性和生物相容性，在醫(yī)學(xué)上可以起到抑菌、消炎、止血、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)傷口愈合之功效［1］，目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域。

(8)耐酸堿、耐腐蝕新材料。這類新材料主要是各類無(wú)機(jī)鹽纖維，如陶瓷纖維、玄武巖纖維等。

2 非織造新工藝

傳統(tǒng)的非織造產(chǎn)品多以單一工藝生產(chǎn)為主，所加工的產(chǎn)品性能也比較單一。現(xiàn)今則以復(fù)合加工為主，可以生產(chǎn)具有優(yōu)良復(fù)合功能的新產(chǎn)品。復(fù)合加工的方式有以下幾種：

(1)在非織造加工過(guò)程中混入新材料。這種方式主要是在非織造加工過(guò)程的某個(gè)工序混入所需的新材料，被混入的材料既可以是纖維，也可以是機(jī)織物、針織物或非織物。

(2)在非織造生產(chǎn)線上添加輔助設(shè)備。這種方式主要是在非織造后道工序上添加如熱軋、熱熔、浸漬等設(shè)備，對(duì)初級(jí)非織造產(chǎn)品做進(jìn)一步加工。

(3)利用專用后整理設(shè)備。早期主要利用這些后整理設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的功能整理，如防油、防水、阻燃、熱定型等，近幾年則主要將非織造產(chǎn)品和各類高性能樹(shù)脂浸漬成各類高性能復(fù)合材料。

(4)利用專用復(fù)合設(shè)備。利用專用復(fù)合設(shè)備可以進(jìn)行兩層、三層甚至多次復(fù)合，可將機(jī)織物、非織物、針織物等多種材料結(jié)合在一起。這類復(fù)合有熱熔纖維復(fù)合、熱熔膜復(fù)合、熱熔粉復(fù)合、溶劑膠復(fù)合和水溶膠復(fù)合等。

3 非織造新產(chǎn)品

隨著非織造新設(shè)備、新工藝以及新材料的發(fā)展，非織造類新產(chǎn)品也不斷推陳出新，發(fā)展的趨勢(shì)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是多功能一體化，非織造工藝流程都比較短，設(shè)備分裝組合方便靈活，因此，比較容易將多種材料以多種形式復(fù)合加工在一起，以形成新型多功能產(chǎn)品;二是各專業(yè)領(lǐng)域的跨界組合，這主要是由非織造設(shè)備類型多樣化及其適應(yīng)性強(qiáng)所決定的，使用非織造設(shè)備能夠很容易地將固體、液體以及柔性體、剛性體等各類產(chǎn)品復(fù)合在一起，以滿足不同領(lǐng)域的需求。

非織造新產(chǎn)品主要包括以下幾類：

(1)醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生類產(chǎn)品。早期的衛(wèi)生類產(chǎn)品使用的材料多為丙綸類，產(chǎn)品主要有衛(wèi)生巾、醫(yī)用一次性手術(shù)衣、一次性床單、一次性口罩、醫(yī)用紗布、醫(yī)用防滲墊等。這些產(chǎn)品只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的防護(hù)，性能上存在很多缺陷，如一次性手術(shù)服、口罩和床單舒適性較差，手感生硬，悶熱等;醫(yī)用紗布和瘡口敷料更換時(shí)會(huì)粘連傷口，不利于傷口愈合等。近年發(fā)展起來(lái)的甲殼素類、海藻類醫(yī)用紗布和傷口敷料既有良好的衛(wèi)生性，還能夠防止手術(shù)傷口粘連，促進(jìn)傷口愈合;醫(yī)用手術(shù)縫合線術(shù)后可以自行吸收，不用拆線，極大地減輕了病人的痛苦。此外，還有高效醫(yī)用防護(hù)服、醫(yī)用防護(hù)口罩、醫(yī)用防護(hù)手套等。目前有些廠家除了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)醫(yī)學(xué)專用產(chǎn)品外，還使用纖維形高吸濕鎖水材料(聚丙烯酸樹(shù)脂纖維)與甲殼素類纖維混合加工制作高檔衛(wèi)生用品，如高檔婦女衛(wèi)生巾、嬰兒紙尿布、嬰兒服及高檔內(nèi)衣等。

(2)土工類產(chǎn)品。這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于道路、橋梁以及建筑、堤壩等領(lǐng)域，早期的土工類產(chǎn)品多為簡(jiǎn)單的針刺聚丙烯短纖或紡黏丙綸長(zhǎng)絲類產(chǎn)品，其主要作用是防止高速公路和高速鐵路的開(kāi)裂，以及達(dá)到良好的減震、防滲功效。目前土工類非織造布所使用的多為多層復(fù)合型新材料，如各類路基上使用的SMS加土工格柵材料，建筑上普遍應(yīng)用的外墻防火保溫復(fù)合材料、內(nèi)墻保溫隔聲材料、屋頂保溫防滲漏復(fù)合材料，各類輸油輸氣管材防凍保溫防火材料，水塘養(yǎng)殖及水庫(kù)防滲增強(qiáng)復(fù)合材料，海防堤壩防海水腐蝕增強(qiáng)復(fù)合材料，垃圾處理防滲漏復(fù)合材料，采礦工程用耐酸堿、耐氣候增強(qiáng)復(fù)合材料，園林綠化、新興農(nóng)業(yè)種植復(fù)合非織造材料等，在質(zhì)量和應(yīng)用上比早期產(chǎn)品都有了很大提高。

(3)過(guò)濾產(chǎn)品。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高及市場(chǎng)需求的多元化，高性能及特種過(guò)濾材料不斷涌現(xiàn)。目前過(guò)濾材料主要分兩大類：氣體過(guò)濾材料和液體過(guò)濾材料。氣體過(guò)濾材料又分普通常規(guī)煙塵氣體過(guò)濾材料以及高溫和有毒氣體過(guò)濾材料，如鋼廠和電廠使用的聚四氟乙烯(PTFE)膜復(fù)合高溫?zé)焿m過(guò)濾材料，PTFE短纖針刺高溫過(guò)濾材料［2］。用于食品、醫(yī)藥、精細(xì)化工、蓄電池、水凈化及海水淡化的超濾材料即是液體過(guò)濾材料，如由聚醚砜和磺化聚醚砜共混同時(shí)加入超細(xì)熱黏合纖維共同制備的SPES/PES液體超濾材料、醫(yī)用血液過(guò)濾材料等。

(4)保暖類產(chǎn)品。新型保暖材料不僅具有基本的傳統(tǒng)保暖特性，同時(shí)還具有輕柔、舒適的特點(diǎn)，甚至還具有防風(fēng)、防雨、透濕、透氣、防霉、防蛀、抑菌等功能，其功效是傳統(tǒng)保暖材料無(wú)法比擬的。如超細(xì)、超柔軟被服保溫棉，超彈、超細(xì)熔噴復(fù)合高保溫鞋材，防風(fēng)、防雨、透濕、透氣高保溫復(fù)合輕薄戶外服裝用保溫棉，以及鞋帽用保溫棉、復(fù)合航空服用產(chǎn)品等。

(5)家居裝飾類材料。非織造家居類材料已由簡(jiǎn)單的內(nèi)襯材料發(fā)展到了主面料材料，如垂直鋪網(wǎng)熱熔黏合的沙發(fā)或床墊用硬質(zhì)高彈墊材，各類涂覆、軋花沙發(fā)仿皮面革，透濕、透氣高檔PU革等。

(6)防護(hù)類產(chǎn)品。防輻射(紫外、核輻射等)服，高溫(金屬冶煉高溫爐、高溫鍛造等)防護(hù)服，防刀割、防穿刺鞋帽、手套及防彈衣等。

(7)高彈襯墊產(chǎn)品(海綿替代材料)。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用一種多組分復(fù)合纖維(LEK纖維)來(lái)生產(chǎn)各類高檔保溫或高彈襯墊類產(chǎn)品，產(chǎn)品可根據(jù)需要進(jìn)行切片和任意造型，薄型片材可達(dá)1 mm，厚型可達(dá)60～80 mm。產(chǎn)品的壓縮性、彈性、彈性恢復(fù)性、耐疲勞性、耐氣候性等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)和新型海綿以及各類PU類襯墊材料，而且產(chǎn)品在生產(chǎn)加工及使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境無(wú)污染。我國(guó)市場(chǎng)上的高檔女士胸衣、高檔枕芯、高檔沙發(fā)坐墊、高檔床墊/床品等大多使用LEK高彈產(chǎn)品。

(7)鞋材及箱包類產(chǎn)品。主要是各種模壓鞋的可收縮鞋底及箱包的內(nèi)襯復(fù)合材料、鞋里和箱包內(nèi)襯壓花產(chǎn)品、透濕透氣鞋面和箱包壓花面革等。

(8)建筑、車船、軍事以及航空航天類產(chǎn)品。非織造類材料在當(dāng)代建筑、車船及航空航天上的應(yīng)用主要是作為復(fù)合材料的基體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料。早期的復(fù)合材料主要是玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，后來(lái)發(fā)展到高性能碳纖維復(fù)合材料，近期則出現(xiàn)了更新型的陶瓷纖維復(fù)合材料。這類材料的特點(diǎn)是密度小、耐高溫、耐腐蝕、防輻射、強(qiáng)度高、耐沖擊性好、尺寸穩(wěn)定性好，可以用在車船、飛機(jī)、航天太空艙的墻體上，也可用作大型建筑的墻體或頂棚。

4 結(jié)語(yǔ)

非織造業(yè)將紡織、化工、塑料等行業(yè)的特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起，它技術(shù)要求高，每一種新產(chǎn)品的誕生需要多學(xué)科、多技術(shù)的綜合創(chuàng)新才能完成。但它加工工序相對(duì)簡(jiǎn)短，在產(chǎn)品性能上有極大提升甚至突破，產(chǎn)品附加值高，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。因此非織造類產(chǎn)品發(fā)展迅猛，在我國(guó)僅經(jīng)過(guò)30余年的時(shí)間，就已成為人們?nèi)粘Ｉ钜约皣?guó)防建設(shè)等高精尖領(lǐng)域不可或缺的產(chǎn)品種類。隨著科技的不斷發(fā)展，各種新材料、新工藝的不斷出現(xiàn)，相信非織造產(chǎn)品會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。

［1］張步寧，崔英德，陳循軍，等.甲殼素/殼聚糖醫(yī)用敷料研究發(fā)展［J］.化工進(jìn)展，2008，27(4)：520-524.

［2］王璐，于斌，祝成炎，等.耐高溫空氣過(guò)濾材料的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2010，28(3)：1-5.