天津工業(yè)大學紡織學院,天津 300387

1 發(fā)展背景

我國是發(fā)展中的大國，人口的持續(xù)擴張、經(jīng)濟的飛速發(fā)展及城市化進程的迅速推進，為建筑及建材市場的發(fā)展提供了廣闊空間。從十六大提出的“走中國特色城鎮(zhèn)化道路”，再到十八大提出的“新型城鎮(zhèn)化”的發(fā)展主張，我國在城鎮(zhèn)化建設(shè)的道路上正不斷地向前邁進。截至2016年末，我國城市數(shù)量達到657個，建制鎮(zhèn)數(shù)量達到20 883個，城鎮(zhèn)化率從2001年的37.7%增長到57.3%，16年增長了19.6%，平均年增長1.2%[1]。據(jù)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》提出的目標，到2020年常駐人口城鎮(zhèn)化率將達到60.0%左右。持續(xù)的城鎮(zhèn)化發(fā)展使得建筑物的需求量不斷增大，建材市場蓬勃發(fā)展。其中，建筑領(lǐng)域用紡織品是建筑材料的重要門類。

《產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)“十三五”發(fā)展指導意見》中明確指出：到2020年，產(chǎn)業(yè)用紡織品纖維加工量在紡織工業(yè)纖維加工總量中的占比將提高到33%，土工建筑用紡織品主要技術(shù)達到世界先進水平，并將基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配套產(chǎn)業(yè)用紡織品列為六大重點發(fā)展方向之一[2]。城鎮(zhèn)化的發(fā)展和政策的不斷推進，為建筑領(lǐng)域用紡織品創(chuàng)造了一個前所未有的市場環(huán)境。其中，作為建筑領(lǐng)域用紡織品中發(fā)展最為迅速、創(chuàng)新最為活躍的產(chǎn)品類別之一——以針刺、紡黏、水刺工藝為代表的非織造布，已逐漸成為建筑領(lǐng)域中必不可少的新型材料。

2 發(fā)展概況

在我國，非織造布在建筑領(lǐng)域最早用于建筑屋頂?shù)姆浪幚?。建筑屋頂防水是房屋建筑工程中十分重要的一項。防水工程質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著建筑物的使用壽命，更直接影響著人們的正常生活。為避免雨水對建筑屋頂保溫材料的腐蝕，通常采取在保溫層之上鋪設(shè)一層防水材料作為防水層的措施。我國最早用于建筑屋頂?shù)姆浪牧隙酁榧執(zhí)セ虿＠w胎油氈等材料。20世紀80年代初，復合了聚酯非織造布的SBS、 APP等改性瀝青防水卷材得到了大力推廣，逐漸取代了傳統(tǒng)防水材料，并由單一的防水功能卷材發(fā)展為熱反射型、阻燃型等多功能型防水材料，其產(chǎn)量如今已占據(jù)防水材料市場近一半的份額[3]。

在國外，非織造布也被廣泛用作建筑屋頂?shù)姆浪牧希皇瞧渲谱鞣椒ㄅc我國不同。國外，尤其是歐美地區(qū)，建筑防水材料多采用閃蒸法非織布。這種利用干法紡絲技術(shù)而非一般的熔融紡絲技術(shù)生產(chǎn)的非織造布，其因纖維直徑極小而擁有一種獨特的性能——防水透氣性，即能在防止液態(tài)水透過的同時又可確保水氣和空氣透過[4]。因此，將它用作建筑防水材料可以有效地排出室內(nèi)濕氣，解決了傳統(tǒng)建筑防水材料使用過程中建筑物內(nèi)部濕氣易凝結(jié)在防水層之下而腐蝕保溫層的問題[5]。早在20世紀70年代中期，美國杜邦公司便將這種“可呼吸式”建筑防水新材料應用于建筑屋頂防水中，20世紀80年代末該材料已在歐美發(fā)達國家得到大力推廣，并廣泛應用于屋頂及墻面的防水工程中[6-7]。到目前為止，屋頂及墻面防水工程是非織造布在建筑物中應用最廣泛的場合。

近年來，我國對這種防水透氣非織造材料也展開了探究。不同的是，國外廣泛使用的Tyvek(特衛(wèi)強)系列防水透氣非織造產(chǎn)品(美國杜邦公司生產(chǎn))，采用其特有的閃蒸法生產(chǎn)，而我國并沒有該項技術(shù)。因此，利用現(xiàn)有的技術(shù)實現(xiàn)對防水透氣非織造布的復制與提升，是我國正在努力解決的問題。防水透氣非織造布對建筑保溫層的防護，以及建筑物節(jié)能，都有著十分重要的意義。隨著相關(guān)技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標準的陸續(xù)出臺，我國將加強建筑領(lǐng)域用防水透氣非織造布的研究及應用推廣。

3 新應用

非織造工藝以技術(shù)含量高、工藝簡單、產(chǎn)品經(jīng)濟耐用等特點而發(fā)展迅猛。如今，非織造布在建筑領(lǐng)域已逐漸展現(xiàn)出其優(yōu)越性，建筑領(lǐng)域也涌現(xiàn)出了許多高品質(zhì)、高科技的創(chuàng)新非織造布產(chǎn)品。

3.1 地板

將非織造布與導體或其他傳導性材料融合形成智能非織造布，再結(jié)合到地板的設(shè)計中，便可獲得“智能地板”。該地板基于其中的傳感器可自動控制電燈、空調(diào)等電器的開與關(guān)，還可基于感知并分析其表面速度的變化來監(jiān)測獨自在家的老年人是否有摔倒的情況。如有摔倒則會在第一時間通知其家人或醫(yī)院，以便獲得及時的救護，避免更嚴重的后果[8-10]。

除了智能地板外，隔聲阻燃非織造布地板也在推廣之中。美國Johns Manville推出了能增強地板彈性性能的一款非織造布材料，其將非織造布與玻纖聚合物結(jié)合，采用特殊的浸漬工藝加工，制得的地板彈性性能指標提高，隔聲、隔熱性能優(yōu)異，還能滿足A2級防火材料的要求，可應用于地板、門面板等[11-12]。

3.2 吊頂

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)吊頂材料質(zhì)量一般都很大，而非織造布的運用使得這一問題得到了有效解決。日本帝人公司將滌綸非織造布成功用于吊頂材料。該產(chǎn)品采用滌綸垂直排列成網(wǎng)，并進行了阻燃處理，所得產(chǎn)品柔軟，且質(zhì)量僅為傳統(tǒng)吊頂材料的10%。這便保證了當意外發(fā)生時，即使吊頂不慎墜落也能夠確保室內(nèi)人及物品的安全。該產(chǎn)品再匹配上阻燃性能，可降低地震、火災等災害發(fā)生時體育館、車站、商場等大型公共建筑物的附加風險，極大地提高建筑物的安全系數(shù)[13-14]。

3.3 屋頂

美國杜邦公司的防水透氣非織造布Tyvek系列也在不斷地推出新產(chǎn)品。例如，采用非織造閃蒸布制成的保護性蒸汽開放膜用于建筑屋頂，可減少熱量損失，控制建筑物的二氧化碳排放并避免冷凝。其與傳統(tǒng)通風屋頂用材料相比，強度高、耐用性強，能顯著降低屋頂?shù)慕ㄔ斐杀?，?jié)能效率可達25%，為綠色建筑的發(fā)展做出了積極貢獻。目前，該產(chǎn)品在英國已取得成功應用。

美國RKW公司也研制出了屋頂用多功能非織造防水透氣布，即反射型非織造布Aptra Elements。該非織造布表層覆有一層強度高、柔韌性好且高反射、低輻射的金屬鍍層，可顯著增強建筑物外層的隔熱性能，避免夏季建筑物外部高溫傳導進內(nèi)部，冬季建筑物內(nèi)部熱量流失，從而有效地控制建筑物的能耗。其特殊處理的鍍層可有效避免金屬的氧化剝落。Roof Top Guard Craftsman產(chǎn)品則是采用了RKW公司獨特的技術(shù)，在輕量化方面十分卓越，質(zhì)量比傳統(tǒng)的紙氈輕40%，安裝簡便[15]。

3.4 墻面

反射型鍍膜非織造布產(chǎn)品可用于墻面外部。例如，美國杜邦公司推出的Tyvek系列新品Therma Wrap，其與屋頂用反射型防水透氣布類似，通過在非織造閃蒸布上涂覆金屬鍍層和LOW-E膜獲得透氣和隔熱功能，可維持建筑物室內(nèi)溫度，避免因室內(nèi)熱量流失而增加空調(diào)能耗，這有利于建筑物在不同的季節(jié)維持舒適與節(jié)能，降低運營成本[11]。

此外，利用離子交換和TiO2光催化劑對天然沸石粉體進行改性，制成多功能粉體，再涂覆到聚丙烯非織造布上制成墻面內(nèi)部用壁紙，可有效吸附并分解室內(nèi)空氣污染物，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量[16]。

4 前沿研究

除上述應用外，非織造布在建筑領(lǐng)域的應用空間還很大，且隨著研究的不斷推進，更多的非織造布產(chǎn)品有望應用于建筑領(lǐng)域。

EYUPOGLU等[17]研究了珍珠巖涂覆滌綸非織造布的保暖性，發(fā)現(xiàn)非織造布的導熱系數(shù)隨著涂覆的珍珠巖顆粒尺寸的增加而減小。該項研究成果有望用于建筑物的隔熱。

COLINART等[18]將亞麻纖維和黏膠纖維制成5種不同面密度的水刺非織造布，并研究了其在紫外光、可見光和紅外光條件下的輻射性能即透射率、反射率和吸收率，以及其濕熱性能即耐熱性、比熱容和耐水蒸氣性能等。結(jié)果顯示：這些非織造布的輻射性能主要受非織造布的厚度、孔隙率及相對濕度的影響，其透射率低；濕熱性能主要受其孔隙率的影響[18]。這種非織造布用于太陽能管理，將有益于減少建筑物的能源消耗。

WAZNA等[19]認為非織造布廢料可作為建筑絕熱新材料。他們研究了4種丙烯酸纖維/羊毛針刺非織造布廢料的物理性能和微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們的透氣性均不錯，絕緣性能也十分優(yōu)異，且導熱性和透氣性隨孔隙率的增加而降低，隨密度的增加而增加。

KIM[20]利用人造絲/PET非織造布制成了新型噴霧型加濕元件，用于建筑物的濕度控制。研究發(fā)現(xiàn)，表面粗糙度增加，則人造絲/PET非織造布的壓降相對增大；人造絲含量降低，則人造絲/PET非織造布的濕氣傳遞性變差。其中，質(zhì)量分數(shù)各占50%的人造絲/PET非織造布的濕氣傳遞性能優(yōu)秀。

李婷婷等[21]基于熱塑性聚氨酯蜂窩結(jié)構(gòu)制備了一種新型吸聲緩沖復合非織造材料，其由不同層數(shù)的滌綸/丙綸非織造布和滌綸非織造布組成。蜂窩結(jié)構(gòu)擴大了材料的吸聲頻率，提高了新型吸聲緩沖復合非織造布的中高頻吸聲系數(shù)和緩沖性能。該復合非織造布是幼兒園、敬老院用防護墻和其他建筑領(lǐng)域用隔間墻的絕佳選擇。

5 展望

非織造布優(yōu)點鮮明、發(fā)展快速，既可單獨使用，又可與其他材料進行復合，在建筑物中應用越來越多，并已成為建筑領(lǐng)域不可或缺的新型材料。如今，對建筑領(lǐng)域用非織造布的要求也朝著高科技、多功能和綠色節(jié)能的方向發(fā)展。我國是非織造布生產(chǎn)大國但非生產(chǎn)強國，非織造布在高性能和高技術(shù)含量等方面與發(fā)達國家差距很大，在建筑領(lǐng)域的應用與研究尚處在初始階段，還有很大的空間尚待發(fā)展。相信隨著我國對建筑舒適度與綠色環(huán)保要求的不斷提高，非織造布的市場需求將不斷擴大，建筑領(lǐng)域用非織造布的發(fā)展未來可期。