劉玉軍 張金秋

(宏大研究院有限公司，北京，100176)

我國紡熔復合非織造布生產(chǎn)線的現(xiàn)狀、創(chuàng)新與發(fā)展

劉玉軍 張金秋

(宏大研究院有限公司，北京，100176)

在分析國內(nèi)外紡熔非織造布生產(chǎn)線設備和工藝技術的基礎上，提出了我國非織造產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的三個方面的突出問題;從產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)業(yè)、技術和產(chǎn)品四個層面分析了非織造產(chǎn)業(yè)和紡熔非織造布生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢;介紹了代表當前我國紡熔復合非織造布生產(chǎn)線技術最高水平的柔性紡熔復合(SMXS)生產(chǎn)線的關鍵技術和創(chuàng)新點;提出了加快建立“以企業(yè)為主體，官產(chǎn)學研用上下游產(chǎn)業(yè)鏈一體化集成創(chuàng)新”的技術創(chuàng)新體系的重要意義。

紡熔復合非織造布生產(chǎn)線，現(xiàn)狀，創(chuàng)新，發(fā)展趨勢

紡熔復合非織造布生產(chǎn)技術是將紡粘法和熔噴法非織造工藝集成而產(chǎn)生的一種新的復合非織造生產(chǎn)工藝。紡熔工藝充分利用兩種不同技術的優(yōu)勢，將熔噴非織造布強度低、紡粘非織造布均勻性差的缺點通過復合互相彌補消除，使得紡熔產(chǎn)品既有紡粘層固有的高強耐磨性，又有中間熔噴層的良好過濾效率、阻隔性能、抗粒子穿透性、抗靜水壓、屏蔽性以及外觀均勻性，大大拓展了非織造布的應用領域，實現(xiàn)了非織造布設備和工藝技術的新突破和新跨越［1］。

1 發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

國外紡熔復合非織造布技術始于20世紀90年代，發(fā)展迅速。德國 Reifenh?user、美國 Nordson、瑞士Rieter、意大利STP和日本NKK等公司，為市場提供了許多先進的SMS、SMMS以及SXMMS等紡熔復合生產(chǎn)線，其中幅寬3.2 m的SMS生產(chǎn)線生產(chǎn)速度可達400 m/min，年產(chǎn)能1萬t，紡粘單絲線密度1.1 ～2.2 dtex(個別小于1.1 dtex)，熔噴纖維直徑一般為1～3 μm，最薄可生產(chǎn)面密度10 g/m2的SMS產(chǎn)品。代表國際最先進水平的Reifenh?user公司，每條生產(chǎn)線可配置3～7個紡絲模頭，工藝速度達800 m/min，單線年產(chǎn)能可達2萬t，其 SSMMSS復合生產(chǎn)線可生產(chǎn)面密度12 g/m2的產(chǎn)品，其中熔噴層可到1 g/m2，紡粘層可到 2.5 g/m2。

紡熔復合非織造布在國內(nèi)的發(fā)展始于20世紀90年代末，大多是利用離線復合設備生產(chǎn)SMS非織造布。2000年4月PGI南海南新非織造布有限公司從德國Reifenh?user公司進口的幅寬3.2 m在線SMS復合非織造布生產(chǎn)線投產(chǎn)，2003年7月又增加了一個熔噴頭，生產(chǎn)SMMS復合產(chǎn)品，該生產(chǎn)線年產(chǎn)能1萬t。在2004年之前，國內(nèi)僅有PGI南海南新非織造布有限公司一家企業(yè)擁有在線SMS復合非織造布生產(chǎn)線;2004年以后國內(nèi)其他企業(yè)也陸續(xù)引進了SMMS、SXMMS等復合生產(chǎn)線，如張家港的駿馬、蘇州普杰(PGI)等公司。

宏大研究院承擔的寬幅(3.2 m)熔噴和寬幅(3.2 m)紡熔復合非織造工藝和技術等兩個國家“紡織專項”項目的實施，大大促進了我國紡熔復合非織造設備和工藝技術的進步，使國產(chǎn)SMS生產(chǎn)線的工藝速度提高到300 m/min以上，年產(chǎn)能達到8 000 t。與國內(nèi)同類型的生產(chǎn)線相比較，具有高速度、高產(chǎn)量、高穩(wěn)定性、高自動化、低面密度、低線密度和低能耗等優(yōu)點，處于國內(nèi)領先地位。但到目前為止，國內(nèi)在運行的十幾條生產(chǎn)線中，除了山東華業(yè)、深圳國橋、溫州昌隆、廣州穩(wěn)得福、福建晉江等采用國產(chǎn)設備連續(xù)生產(chǎn)外，其余的大部分生產(chǎn)線仍是進口的成套設備。

2 現(xiàn)存問題

雖然中國的紡熔非織造技術有了飛速的發(fā)展，但是與國際先進的紡熔技術相比尚有不小的差距。國際上先進的紡熔技術的特點可以歸納為五多、四低，三高。五多為噴絲板多孔、紡熔機多頭、產(chǎn)品多品種、多層復合和多種原料;四低是低消耗、低線密度、低價原料、低面密度;三高為高速、高產(chǎn)、高幅寬。

要實現(xiàn)我國紡熔復合非織造產(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展，縮小與國外的差距，提升行業(yè)的國際競爭力，仍然存在著許多亟待解決的問題。

2.1 非織造產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)量高、數(shù)量大、規(guī)模小、企業(yè)散

2008年我國紡粘生產(chǎn)線的產(chǎn)能約112.5萬t，實際產(chǎn)量約78萬t，生產(chǎn)線數(shù)量533條，平均每條生產(chǎn)線年產(chǎn)能約2 000 t。而美國非織造布生產(chǎn)線的年產(chǎn)能超過70萬t，平均每條生產(chǎn)線年產(chǎn)能是8 700 t，是我國平均單線產(chǎn)能的4倍多。

2008年我國紡熔復合(SMS)非織造布生產(chǎn)線的產(chǎn)能9.6萬t，實際產(chǎn)量6.6萬t，生產(chǎn)線數(shù)量12條，企業(yè)10家;熔噴生產(chǎn)線的產(chǎn)能 4.2萬t，產(chǎn)量2.38 萬t，生產(chǎn)線數(shù)量90 條(連續(xù))，企業(yè)29 家［2］。

2009年我國紡粘生產(chǎn)線產(chǎn)能約152萬t，總的實際產(chǎn)量約105萬t;熔噴生產(chǎn)線產(chǎn)能為5.8萬t，實際產(chǎn)量4萬t。截止到2009年底，我國共有紡粘生產(chǎn)線678條，比上年增加133條，連續(xù)式熔噴生產(chǎn)線102條，在線復合SMS非織造生產(chǎn)線14條［3］。

2010年中國紡粘生產(chǎn)線的產(chǎn)能和實際產(chǎn)量分別為208萬和132萬t，比上年分別增長了36.45%和25.19%;熔噴生產(chǎn)線的產(chǎn)能和實際產(chǎn)量分別為5.76萬和約 3萬 t，比上年分別下降了 1%和23.23%。截止到2010年底，中國共有紡粘生產(chǎn)線881條，SMS生產(chǎn)線40條，企業(yè)22家［4］。

從上面數(shù)據(jù)來看，中國紡粘和熔噴非織造行業(yè)的發(fā)展勢頭不減，全行業(yè)處于鞏固、提高和發(fā)展的階段。

2.2 重復多，創(chuàng)新少，同質化及低水平重復建設嚴重

從生產(chǎn)線類型看:單一品種聚丙烯紡粘生產(chǎn)線的數(shù)量約占生產(chǎn)線總數(shù)的93%，而產(chǎn)量約占非織造布總產(chǎn)量的83.7%;聚酯紡粘生產(chǎn)線、紡熔復合生產(chǎn)線和熔噴生產(chǎn)線的產(chǎn)量分別占非織造布總產(chǎn)量的 6%、7.6%和 2.7%。

從生產(chǎn)線技術含量看:具有或達到國際先進水平的非織造布生產(chǎn)線不足20條，僅占3%左右;生產(chǎn)線速度大多在150 m/min，紡熔復合生產(chǎn)線速度大部分小于300 m/min，而國外則高達900 m/min。

從產(chǎn)品的加工工藝看:產(chǎn)品品種單一，絕大部分都是單組分產(chǎn)品，而國外對雙組分和多組分產(chǎn)品的研究和應用已經(jīng)比較普遍;生產(chǎn)線的生產(chǎn)模式單一，基本都是紡熔兩種工藝不同模頭數(shù)量(1～3個)的組合，4個及以上的模頭組合以及紡粘、熔噴、水刺、針刺、梳理、靜電紡等多種工藝的復合國內(nèi)幾乎空白，制約了產(chǎn)品的生產(chǎn)和開發(fā)。

從產(chǎn)品的質量看:大多數(shù)產(chǎn)品都定位于低端的環(huán)保袋、包覆材料、普通的隔離服及口罩用材料，而高端的應用于衛(wèi)生、環(huán)保、過濾及醫(yī)療領域的產(chǎn)品還一直為國外公司及國外設備生產(chǎn)的產(chǎn)品壟斷。產(chǎn)品的低端定位帶來了低附加值。一方面產(chǎn)量全球最大，每年大量產(chǎn)品出口;另一方面國內(nèi)需要的高端產(chǎn)品大部分依賴進口。據(jù)統(tǒng)計［5］，2010年我國進口的非織造布約16.2萬t，進口額約8.4億美元，平均5 185美元/t;而出口約37.3萬t，出口額約10.8億美元，平均只有2 895美元/t，進口均價是出口均價的1.79倍。產(chǎn)品的質量穩(wěn)定性、可靠性及產(chǎn)品的生產(chǎn)和應用標準仍然滯后于市場需求。

2.3 企業(yè)上線的盲目性強，計劃性弱，短期行為嚴重

(1)大部分企業(yè)缺乏對市場和企業(yè)自身發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，跟風上線，低價競爭，盲目建設，導致企業(yè)開工之日就是企業(yè)虧損之時。

(2)上線企業(yè)的技術儲備、人才儲備和市場儲備不足，導致新裝備、新技術在生產(chǎn)過程中不能充分體現(xiàn)和發(fā)揮其應有的先進性能。

(3)企業(yè)過多地注重短期行為，產(chǎn)品研發(fā)、品牌建設和企業(yè)競爭力培育意識淡薄。

3 發(fā)展趨勢

應用波特“競爭優(yōu)勢”學說和資源稟賦理論［6］，結合目前非織造布生產(chǎn)和市場需求的現(xiàn)狀進行分析，我國紡熔復合非織造布將會呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。

3.1 產(chǎn)業(yè)區(qū)域化和集群化

根據(jù)產(chǎn)品的應用功能劃分，醫(yī)療、防護產(chǎn)品將會以廣東珠三角地區(qū)為重點，衛(wèi)生、鞋材等產(chǎn)品將以福建海西地區(qū)為核心，口罩、過濾材料等將以湖北仙桃地區(qū)為主，箱包、包覆材料等將以河北香河地區(qū)等為中心，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的配套全面發(fā)展。

3.2 企業(yè)規(guī)?；图苫?/h3>

企業(yè)通過挖潛改造及新上復合集成生產(chǎn)線等方式，擴大規(guī)模，實現(xiàn)規(guī)模效益。在現(xiàn)有的600多家企業(yè)中，萬噸以上規(guī)模企業(yè)只有20余家，僅占3%。多種原料、多種生產(chǎn)及后整理工藝的模塊化組合集成將是未來的發(fā)展趨勢。

3.3 技術自動化和高效化

生產(chǎn)線的“多頭、高速、高產(chǎn)(HPI)、低面密度、低線密度、低能耗”必須要求自動化(自動控制、監(jiān)測及檢測等技術)和高效化(減少停機、換板、保養(yǎng)等的時間)的穩(wěn)定生產(chǎn)。

3.4 產(chǎn)品差異化和柔性化

企業(yè)必須要根據(jù)市場細分的原則，找準產(chǎn)品市場定位，走低成本、差異化發(fā)展之路;同時還要根據(jù)自身的發(fā)展戰(zhàn)略，從原料的選擇和使用、生產(chǎn)工藝復合等方面研究“柔性生產(chǎn)、敏捷響應”戰(zhàn)略。

4 最新紡熔柔性復合非織造布生產(chǎn)線(SMMS)設備和工藝介紹

4.1 工藝流程(圖1)

圖1 SMMS生產(chǎn)線流程簡圖

4.2 生產(chǎn)線的主要特點及創(chuàng)新

(1)穩(wěn)定性好，生產(chǎn)速度高，可以在350 m/min的速度下穩(wěn)定運行。

(2)專利快裝式紡絲組件，可節(jié)省換板時間60%以上，效率高。

(3)在線復合與離線生產(chǎn)并行，柔性化程度高。

(4)主部件精密加工(圖2)，可靠性高。采用四坐標加工中心，紡絲流道一次裝夾定位，同時加工，保障精度。

圖2 精密加工的單衣架紡絲流道

(5)全生產(chǎn)過程在線檢測，閉環(huán)控制，自動化程度高。

(6)專利紡絲牽伸系統(tǒng)，纖維線密度低，紡粘產(chǎn)品纖維的線密度小于2.0 dtex，熔噴產(chǎn)品纖維直徑可以達到1～2 μm。

(7)專有低壓紡絲技術，生產(chǎn)線能耗低于國內(nèi)平均水平20%～30%以上。

(8)高產(chǎn)能。當生產(chǎn) 15 g/m2產(chǎn)品(速度350 m/min)時，產(chǎn)量為8 000 t/a。

(9)穩(wěn)定的高速生產(chǎn)工藝，恒定的紡絲泵泵供量，相對恒定的紡絲冷卻牽伸和擴散工藝，可通過調整成網(wǎng)速度生產(chǎn)不同品種的產(chǎn)品。

5 結語

《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》提出:新材料技術將向材料的結構功能復合化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備和使用過程綠色化發(fā)展。紡熔復合技術充分利用兩種不同技術的優(yōu)勢，互相彌補消除缺點，使產(chǎn)品性能得以提高，因而大大拓展了紡粘和熔噴非織造布的應用領域。

在我國的《紡織工業(yè)調整與振興規(guī)劃》中，提出了要提高自主創(chuàng)新能力，加快推進產(chǎn)業(yè)用紡織品新產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，以滿足水利、交通、建筑、新能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)保和醫(yī)療等新領域的需求;將加快手術衣、隔離服、仿生器官等醫(yī)用紡織材料及制品的開發(fā)和應用，推廣紡粘、熔噴、水刺及其復合非織造工藝技術，突破“三抗”手術衣、隔離服等科技攻關項目的產(chǎn)業(yè)化難題等列為紡織工業(yè)調整與振興的重點。宏大研究院研制開發(fā)成功的先進紡熔復合非織造布生產(chǎn)線設備和工藝技術，恰好滿足了我國紡織工業(yè)調整振興的要求。相信在國家宏觀政策的鼓勵下，我國的高檔復合非織造布生產(chǎn)線裝備和工藝技術必將得到迅猛發(fā)展，對于提高人民的生活水平，滿足我國產(chǎn)業(yè)用紡織品發(fā)展的需求，提升行業(yè)的國際競爭力都具有深遠的意義。

(1)通過紡熔復合非織造布生產(chǎn)線設備和工藝技術的自主研發(fā)，鍛煉和培養(yǎng)了一批紡熔復合(SXMMS)非織造布技術人才，有利于推動我國非織造工業(yè)的產(chǎn)業(yè)調整，帶動我國非織造行業(yè)整體技術水平的提升。

(2)國產(chǎn)先進紡熔非織造布生產(chǎn)線設備和工藝技術的研發(fā)成功，將有利于帶動我國醫(yī)療和衛(wèi)生材料領域技術的提升、成本的降低以及產(chǎn)品質量的提高，從而對提高人們的生活水平和質量、全面建設小康社會具有積極的推動作用。

(3)企業(yè)通過集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新等實踐，大大提升了企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，但由于企業(yè)自有資源的有限性，在原始創(chuàng)新及引進消化吸收等方面的工作仍有差距，制約了企業(yè)的跨越式發(fā)展。因此，走企業(yè)為主體，官產(chǎn)學研用相結合的上下游一體化創(chuàng)新發(fā)展之路是建設創(chuàng)新型企業(yè)和創(chuàng)新型國家的必由之路。

［1］郭秉臣.非織造布學［M］.上海:中國紡織大學出版社，1998.

［2］中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會紡粘法非織造布分會.2008年中國紡絲成網(wǎng)非織造布生產(chǎn)統(tǒng)計公報.

［3］中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會紡粘法非織造布分會.2009年中國紡絲成網(wǎng)非織造布生產(chǎn)統(tǒng)計公報.

［4］中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會紡粘法非織造布分會.2010年中國紡絲成網(wǎng)非織造布生產(chǎn)統(tǒng)計公報.

［5］中國紡織工業(yè)協(xié)會.2010/2011年中國紡織工業(yè)發(fā)展報告.

［6］MICHEAL E.P.Competitive advantage［M］.American:Simon ＆ Schuster，2004.

The present and development of Chinese spunmelt nonwoven industry

Liu Yujun，Zhang Jinqiu
(Hongda Research Institute Co.，Ltd.)

Based on the analysis of the spunmelt nonwoven technology and machinery parameters home and abroad，three kinds of typical problems existing in the development of nonwoven industry were presented，and the development trend of nonwoven industry and spunlaid process on four sectors involving textile，enterprise，technique and product were put forwarded.The key technology and innovation of the most advanced processing SMXS line domesticly was introduced.It was pointed out the importance of accelerate establishment of technological innovation system，the enterprise as the main body，the upstream and downstream of the industrial chain be with integrated innovation.

spunmelt nonwoven process，present situation，innovation，development trend

TS174.8

A

1004-7093(2011)11-0001-04

2011-10-17

劉玉軍，男，1969年生，教授級高工/總經(jīng)理。主要從事非織造設備的研發(fā)。