医疗、卫生、土木、过滤、绿色节能......盘点中国非织造布创新产品和技术

随着全球经济逐步复苏和国内市场需求的稳步增长，产业用纺织品行业展现出新的活力。面对国际竞争挑战，行业积极拓展海外市场，加强与沿线国家的经贸合作。研发取得显著进展，特别是在环保型非织造材料、高性能纤维复合材料等领域，多项技术成果达到国际先进水平，尤其是在纳米纤维加工技术、环境保护、复合材料制备等领域进一步深化研究，实现了一系列技术突破和应用转化。近日， 中国产业用纺织品行业协会发布了中国产业用纺织品行业科技发展报告，我们来看看其中和非织造布相关的创新产品和技术。

 

 

医疗卫生领域

由东华大学牵头的“纺织基高端敷料功能化成型技术及其在复杂创面上的应用”获得了中国纺联科技进步一等奖，项目研发了雾化增柔前处理、多线程并行铺网技术与装备和分级梯度针刺结构成型技术，突破了现有针刺工艺限制，制备了海藻酸盐、壳聚糖等高吸收性生物质敷料。

 

该技术探明了纤维异相成核技术对发泡可控性的影响机制，研发了具有超快响应形状自适应的泡沫敷料；研发了同轴纤维的调控成型技术，开发出能够负载抗菌等药物的功能纤维集合体，并攻克了高稳定性超分子纺丝液复配技术以及静电射流微尺度偏移技术，实现了胶原类纤维在三维空间的高精度成型。

 

天津工业大学、石狮豪宝染织有限公司和闽江学院共同完成的“日光驱动抗菌抗病毒多功能防护面料的关键技术研发及产业化”项目设计合成了日光驱动可储存活性氧的双二苯甲酮光敏剂，通过光敏剂和抗菌剂的复合协同作用，解决光动力抗菌技术在无光条件下活性氧含量低难以储存的难题；发明了光动力型抗菌透气透湿膜制备方法，开发了抗菌、抗病毒的高透气透湿复合面料关键制备技术；基于人体工学设计，研发出一体式抗菌、抗病毒防护服。该项目获得了中国纺联科技进步二等奖。

 

天津工业大学、北京清河三羊毛纺织集团有限公司和北京京兰非织造布有限公司共同承担的“新型卫生用热风非织造材料关键技术研究及产业化”项目获得2023年度中国纺联科技进步二等奖，该项目设计了低卷曲ES纤维热风加工技术，开发的仿3S新型面层用热风卫生材料蓬松、柔软，且兼具滑爽风格。开发了快速冷却热风加工技术，基于同芯/偏芯ES纤维皮芯层热收缩性差异，原位制备出纤维“皱皮”状态的热风非织造材料，提高了卫材透气性、扩散面积、下渗速度和抗反渗性能。

 

中原工学院、瑞法诺（苏州）机械科技有限公司、上海盈兹无纺布有限公司和河南逸祥卫生科技有限公司共同承担的“高品质医卫用热风非织造布生产关键技术及核心装备产业化”项目，明确了热风穿透式粘结机的宽幅、低耗设计原则及基本结构，开发了封闭式负压热风穿透粘结技术及双层密封烘房，设计了基于倾角传感的宽幅高速纠偏系统，研发了智能温控系统和双工位大卷径中心卷取卷绕机，实现了多品种高品质热风非织造布高速、宽幅和低耗生产。

 

该项目设计构建了“黄金分割多层结构”和“仿生树形结构”，为提升热风非织造布的液态水管理能力提供了理论基础；项目开发了高品质热风非织造布复合材料在隔液用柔薄型吸湿芯体、槽型导流面层和高导液特性的柔性贴肤层中的产业化应用，实现了产品的性能升级。

 

福建福能南纺卫生材料有限公司、东华大学和金华市东方线业股份有限公司共同完成的“定向导流水刺非织造卫材关键技术及产业化项目”，攻克了纯物理法定向导流非织造材料结构设计与成形技术：在不涉及化学整理前提下，依据非织造结构与液体选择性流动的构效关系理论指导结构设计，开发亲水与疏水纤维分步梳理成网、同步水刺固结成形工艺，构建亲/疏渐变非织造结构，实现了非织造材料水平与垂直方向的可控共同定向导流。

 

该项目发明了多层纤网高效铺网与节水水刺装置：发明了铺网机前置加热组件，水刺专用进水口阀芯，以及水处理过滤器自动更换、储存和防堵装置，纤网不匀率降低至1.3%，水循环利用率提高至97.7%，滤网更换频率和单次更换时间分别减少50%和75%，实现了定向导流水刺非织造材料的高效复合与节水生产。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。

 

土工建筑领域

天鼎丰控股有限公司和东华大学等单位共同承担的“高强粗旦聚丙烯纺粘针刺土工布制备关键技术及产业化”项目，研发了均匀缓冷固化侧吹风装置和复合牵伸系统，解决了粗旦聚丙烯长丝强度低的难题；研发了原料抗老化改性技术，改善了聚丙烯材料的服役寿命；研发了高效低损加固技术，提高了粗旦聚丙烯纺粘针刺土工布的力学性能；开发了聚丙烯纺粘土工布拉伸热定型技术，解决了拉伸热定型后土工布性能离散性大的难题。

 

该项目建成了年产8000吨的高强粗旦聚丙烯纺粘针刺土工布生产线，产品已应用于北京大兴国际机场、引江济淮工程、南水北调、新疆高速公路、雅万高铁等国内外重点工程，经济与社会效益显著。

 

 

工业过滤领域

浙江朝晖过滤公司、东华大学、中原工学院等单位完成的“功能性无静电微纳米非织造空气滤材制备关键技术及产业化项目”，针对实现非织造空气滤材无静电长寿命这一关键需求，开展了滤材三维结构正向设计，研究了依据滤材结构预测性能的方法，建立了滤材结构与过滤性能的量化关系，实现了结构优化的非织造空气滤材制备，攻克了滤材设计严重依赖实践经验的难题。

 

该项目针对现有人居环境用空气滤材健康功能缺失的问题，研发了具有抗菌、芳香、除甲醛功能的自成形胶囊及微纳米纤维，通过静电纺技术直接植入非织造空气滤材，解决传统熔融纺丝制备的微纳米滤材难以实现健康功能化的问题。

 

针对原有空气滤材复合加工过程中工序多、易分层、品控难等问题，他们开发了多层微纳米梯度结构滤材“多层在线溅射”制备关键技术：首先，在无静电超低阻熔喷基材表 面溅射具有抗菌芳香功能和界面粘结作用的静电纺微纳胶囊层（第一层）；再溅射高孔隙小孔径结构的聚丙烯腈纳米纤维层（第二层）；最后溅射两亲性玉米蛋白微纳螺旋纤维除甲醛层（第三层）。开发了接收距离可调的熔喷装备，并与多模块高曲率静电纺设备一体集成，实现了功 能性无静电微纳米非织造空气滤材的产业化，形成了系列高品质空气过滤产品。该项目获得了2023年度中国纺联科技进步二等奖。

 

南京玻璃纤维研究设计院有限公司、东华大学、浙江朝晖过滤公司等单位完成的“多元结构非织造空气滤材系列产品制备技术及产业化项目”，提出了非织造材料空气过滤的新模型，建立了滤材结构与过滤性能的量化方法，为不同场景应用需求设计滤材三维结构提供理论指导。针对低粉尘、耐久工况应用需求，设计了超薄微孔层与中孔主体层复合的孔隙三维梯度结构，制备出高滤效、长效、无静电驻极非织造滤材，应用于个人健康防护场景。针对高容尘量、低滤阻应用需求，设计并制备了粗细纤维跨尺度混杂的微纳结构低阻力、高通量、高容尘量的非织造滤材，应用于洁净室空气过滤等场景。针对高粉尘、长寿命的应用需求，设计并制备了高效、低阻、高剥离率的结构化梯度针刺基材覆膜滤料，应用于燃煤电厂、钢铁、水泥等工业除尘场景。

 

绿色低碳发展

中国工程院开展了《纺织产业减污降碳协同增效实施路径研究》项目，中产协承担了产业用纺织品领域工作，重点研究了水刺非织造布减污降碳、产业链协同减污降碳技术及应用情况。

 

水刺非织造布减污降碳情况水刺非织造布工艺是通过高压水流对纤网进行连续喷射，在水力作用下使纤网中纤维运动、位移而重新排列和相互缠结，使纤网得以加固而获得一定的力学性能。水刺非织造布加工过程能耗情况以及污染物来源下图所示。

 

水刺非织造布工艺能耗和污染物简况图

 

在水刺非织造布的加固过程中，会产生一定量的废水，一般含有纤维、油脂、颜料等有机物质。传统的废水处理方法主要是采用化学药剂处理，这种方式不仅处理成本高，而且对环境也有一定的影响。

 

目前，水刺非织造布废水处理技术取得一定进展。通过生物膜技术、超滤技术等方法进行废水处理，可以将废水中的有机物质和固体颗粒物有效地去除，使得废水经过处理后可以直接排放或者回用，实现了资源的回收利用。这种高效、环保的废水处理技术受到了广泛关注和认可。

 

与此同时，某企业对水循环工序进行技术改造，利用木浆回收装置，使流失的木浆重新回到备浆系统中，从而降低木浆流失率，实现了每吨产品的原材料消耗量减少30千克。在减少污染物排放的同时，减少了原料的消耗。

 

经水刺缠结形成的非织造布含水率非常高，要先经过轧辊尽可能的降低水刺非织造布的含水量，再经过烘干系统进行烘干处理。目前，水刺非织造布生产线通常有直燃式烘干和间接式烘干两种，间接式烘干又分为导热油和蒸汽不同的介质，通过导热油锅炉或蒸汽锅炉供热则会对空气环境造成污染。直燃式烘干采用天然气直燃所产生的热能，环保且受到国家及各级政府的支持。间接式烘干在有集中供热条件的地区，节能环保。某水刺非织造布生产企业，将烘干模式从间接式烘干改成天然气直燃烘干，生产过程中不再继续使用煤炭，也不再产生炉渣，同时实现了每吨产品减少二氧化碳排放0.29吨。

 

此外，烘干系统的节能潜力还在于二次能源发掘和利用。烘干过程中产生的烟气余热，温度高达170℃，烟气直接排放到空中是热锅炉的主要热损失之一。这些烟气余热可以通过换热器将烟气的热量转换成烘干系统所需要的热量，达到挖掘节能潜力的目的。

 

烘干系统的另一节能方法就是对现有烘干排气管进行改道。通过风机驱使原外排热风流向固定预烘抽吸装置，抽吸装置装在箱体顶部，及时进行空气置换，布面进入预烘抽吸装置时，热风由下向上均匀吹向布面，保持预烘温度的稳定性。这种利用回流余热而形成的渐进式烘干，不仅达到一定的节能效果，也有利于产品质量的提升。某水刺企业经过上述技改之后，实现了每吨产品减少天然气消耗17.6m³。