粘胶短纤正处于第二生命周期的高速成长期,差别化率将迎来倍数级放大
发表时间:2018-03-02    作者:季柳炎  发表评论()

  1、研究背景

  习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会的报告中明确指出:我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期,建设现代化经济体系是跨越关口的迫切要求和我国发展的战略目标。

  2018年1月24日,中央政治局委员、中央财经领导小组办公室主任刘鹤在第48届达沃斯世界经济论坛的主旨演讲中进一步提出:高质量发展的主要内涵,就是从总量扩张向结构优化转变,就是从“有没有”向“好不好”转变。这是在开放状态下探索新的发展模式,将为诸多新产业的发展创造巨大的空间,比如与消费升级相关的制造业和服务业,与新型城市化相关的节能建筑、智能交通、新能源等诸多绿色低碳产业,不仅为中国,也为全球企业创造着新机会。

  2018年我国将释放77万吨的粘胶短纤新产能,这些产能释放后,我国的粘胶短纤总产能将达到481万吨。根据党中央以及政府高层提出的“产业要以高质量发展为主要内涵”这一要求,粘胶短纤将伴随着产能的提高而出现差别化率的提高,开启由“量变到质变”的转换之门。2018年1月4日,工信部公布符合《粘胶纤维行业规范条件》生产企业名单(第一批),从企业名单看,第一批符合规范条件的生产企业合计产能为270.9万吨,占全国产能的66%,见表1。这份名单的公布,意味着未列入这份名单的粘胶短纤生产企业需要对环保环节继续整改。

  工信部的介入,不仅使得行业内优胜劣汰进程加速,也使得粘胶短纤行业不得不加速提升粘胶短纤的差别化率。这主要体现在:

  1)没有能力整改的粘胶短纤工厂将可能退出产业圈,意味着我国的粘胶短纤生产工厂及生产过程将达到环境友好要求,不再以污染环境来谋求企业利润;

  2)本次公布的仅仅是第一批,后面应该还会有第二批企业名单,第二批名单公布后,预计符合规范条件的生产企业合计产能为380万吨;

  3)如果380万吨产能仍以目前的普通纤维领域市场为主体,那么2019年我国粘胶短纤产能达到481万吨时,将出现供过于求的格局;

  4)要摆脱供过于求的魔咒,只有提升粘胶短纤的差别化率,积极开发新市场。

  粘胶短纤作为最古老的人造纤维之一,拥有近120年的发展历史,早在20世纪70年代世界粘胶短纤处于粘胶短纤第一生命周期最高峰的时期,粘胶短纤的差别化率就已经很高,而且当时很多产品在现在看来仍不过时。后来因为可持续发展理念的提出,以及合成纤维作为化纤主体登上历史舞台,粘胶短纤开始走向落寞。

  但2000年以后,粘胶短纤在中国得到长足发展,开启其第二生命周期,至2018年,粘胶短纤正处于其第二生命周期里的高速成长期,粘胶短纤的差别化率在这一时期将迎来倍数级放大。


  2、差别化粘胶纤维现状评述

  笔者根据从业十多年的经验,将目前市面上能够见到的差别化粘胶短纤搜集罗列,按照粘胶短纤生产工艺流程在各个环节中不同的处理,按照溶剂介质的不同、纺前处理以及后处理三大块对其进行分类,见图1,其中纺前处理及后处理以普通粘胶短纤为主体。

  (1)莱赛尔(Lyocell)纤维

  以NMMO(全称:季胺类氧化物N-甲基吗啉-N-氧化物)为溶剂纺制纤维素纤维是英国考陶尔兹(Courtaulds)公司首先提出的开发理念,1980年荷兰Akzo Nokel公司首先取得发明专利,1989年布鲁塞尔国际人造丝及合成纤维标准局(BISFA)将其命名为Lyocell纤维,1992年美国联邦贸易委员会也确认其纤维分类名为Lyocell。
 
  Courtaulds公司与奥地利Lenzing公司分别于1993年和1997年实现工业化生产,2004年5月,Lenzing公司收购了Courtaulds公司的Lyocell纤维业务,至此Lenzing公司一统Lyocell纤维江湖,其商标名为Tencel,也就是我们常说的天丝。

  Tencel主要型号及分类

  Tencel主要有三种型号:第一种为标准型(G100),称为原纤化Tencel;第二种为A100型,称为非原纤化Tencel,也称交联型Tencel;第三种为Tencel LF,称为低原纤化Tencel,介于G100与A100之间。

  Tencel G100与Tencel A100两者的区别,从生产工艺看,Tencel G100:木浆→NMMO溶解→过滤→纺丝→凝固浴凝固→水洗→干燥→卷曲→切断成纤维;Tencel A100:未烘干的纤维丝束→交联剂处理→高温焙烘→水洗→烘干→卷曲。

  从加工的织物风格看,普通型Tencel G100纤维具有很高的吸湿膨润性,特别是径向。膨润率高达40%~70%。当纤维在水中膨润时,纤维轴向分子间的氢键等结合力被拆开,在受到机械作用时,纤维沿轴向分裂,形成较长的原纤。利用普通型Tencel G100纤维易于原纤的特性可将织物加工成桃皮绒风格。交联型Tencel A100纤维素分子中的羟基与含有三个活性基的交联剂反应,在纤维素分子间形成交联,可以减少Lyocell纤维的原纤化倾向,可以加工光洁风格的织物,而且在服用过程中不易起毛起球。

  Tencel纤维的主要性能

  天丝具有普通粘胶纤维的吸湿性、爽滑飘逸性、亲肤性等特点,同时克服了普通粘胶纤维强力低,尤其是湿强低的缺陷,其强力几乎与涤纶相近。具体表现在:

  高的干、湿强力,干湿强比85%;较高的溶胀性,干湿体积比1:1.4;独特的原纤化特性,即天丝纤维在湿态中经过机械摩擦作用,会沿纤维轴向分裂出原纤,通过处理后可获得独特的桃皮绒风格;良好的可纺性,可纯纺,也可与棉、毛、丝、麻、化纤、羊绒等纤维混纺交织,适用纺制各类机织、针织纱。

  Tencel纤维的应用情况

  天丝/真丝及天丝/绢丝等系列产品:采用天丝A100 60s以上高支纱以及天丝/绢混纺纱。

  天丝/麻类产品:有天丝/麻混纺及天丝与麻交织产品,如天丝14s×14s(亚麻)交织布及天丝45/亚麻55混纺布。

  天丝牛仔布产品:天丝G100主要用途之一,采用16s左右中支纱,织制中、轻磅优良牛仔布。

  天丝棉型机织产品:包括细支纱产品,如30s~40s天丝及棉、竹、粘、涤、混纺纱织制的平纹、夫绸、斜纹类产品;20s~30s中支纱织制的斜纹、卡其、灯芯绒、细帆布用作休闲服面料。

  天丝棉型针织产品:主要采用天丝A100型30s~40s纯纺或与棉、竹、涤、粘混纺,特别是天丝与竹纤维混纺,给竹纤维纱提供了强力,增加可纺性。

  天丝毛型针织产品:天丝在毛针织行业应用十分理想,包括天丝与羊绒及其他纤维的多种混纺高档针织纱;天丝与多种原料的交并纱,如天丝/绢/棉/醋酸、天丝/粘胶丝/醋酸丝、天丝/腈纶/醋酸交并纱,即用单根天丝纱与其他单根原料纱交并而成;采用天丝毛条和其他毛型原料如毛、绢、腈、麻等混纺而成的毛型针织纱;采用新型纺纱技术如喷气纺、赛络纺来加工纯天丝及其混纺纱。

  我国Lyocell纤维生产现状

  2004年上海纺织集团、北京高新公司和上海大盛公司共同出资1.4亿元组建上海里奥企业发展有限公司,启动产能1000 t/a 莱赛尔纤维产业化项目。2006年,第一束国产莱赛尔纤维在上海里奥企业发展有限公司顺利投产,标志着我国打破了原有的外企垄断格局,为我国莱赛尔纤维项目的产业化发展迈出了重要一步。

  2009年11月保定天鹅新型纤维制造有限公司成立Lyocell项目组,于2010年决定引进奥地利ONEA公司Lyocell生产技术,并于2012年顺利投产。该生产线产能为1.5万吨,标志着我国第一条万吨级Lyocell生产线顺利运营投产。时至今日,保定天鹅已经将发展目标定为6万吨/年的生产能力。

  2015年4月16日年产1.5万吨新溶剂法纤维素纤维生产线在山东英利实业有限公司顺利投产运营。该项目突破了多个关键技术:创造性集成了万吨级新溶剂法纤维素纤维生产装备,优化了生产工艺,首次实现了万吨级新溶剂法纤维素纤维的稳定达标生产;在万吨级新溶剂法纤维素纤维生产线上,首次完成纤维生产全过程计算机控制系统的设计、集成、软件开发,实现了纤维生产全过程自动化,掌握了核心控制技术;开展了系统的理论研究,获得了影响产品性能的生产实际规律,突破了纤维制备的理论瓶颈,同时攻克了溶剂净化回收、浓缩技术,整个生产技术拥有自主知识产权。正源于此,该项目于2016年荣获了中国纺织工业联合会“纺织之光”科学技术一等奖。

  2015年6月,中国纺织科学研究院和新乡化纤股份有限公司、甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司共同出资4亿元,组建中纺院绿色纤维股份有限公司。该公司年产1.5万吨Lyocell纤维产业化项目实现了国内首条全套装备国产化,拥有中纺院自主知识产权的生产线。自2016年12月23日项目投料开车成功,打通了整个工艺流程后,公司上下以及中纺院整个项目团队秉承精益求精的原则,对生产线设备及工艺进行了几十次的完善和优化,在实践中不断探索,反复印证,攻克了多个关键技术点,同时通过不断完善各项管理流程,提高生产管控能力,使设备连续运行的稳定性以及产品质量得到不断提升。 2017年7月17日,中纺院绿色纤维股份公司年产1.5万吨Lyocell纤维产业化项目实现全线开车达产。

  (2)高白粘胶纤维

  高白粘胶纤维全称为洁净高白度粘胶短纤维,其定义为白度高、残留量低、表面活性物少、水溶物含量低的粘胶短纤维。产品以消光程度分为有光、半消光以及全消光三类。生产工艺主要采用在常规粘胶短纤切断后进行后处理的方法,其工艺流程为:水洗→脱硫→水洗→漂白→水洗→酸洗→水洗→上油→烘干→打包。

  高白粘胶短纤维主要应用领域为水刺非织造布。由于高白粘胶短纤维具有良好的吸湿性、透气性、环保性、自然降解等性能,使用该原料做出的水刺非织造布被广泛应用于医疗、卫生等领域,如包洁布、纱布等专用材料,手术衣、防护服、海绵、婴儿尿不湿等产品。

  近几年,我国水刺非织造布行业发展较为迅速。据不完全统计,至2017年末,国内共有水刺企业约130余家,水刺非织造生产线270余条,总生产能力超过85万吨,实际产量约60万吨,开工率为70.59%。2018年国内预计新增水刺非织造布生产线20条以上,新增产能约8万吨~10万吨以上。2017年水刺卫生材料生产量约为60万吨,其主要原材为涤纶短纤与粘胶短纤。其中,涤纶短纤使用量约为38万吨,粘胶短纤使用量为25万吨。

  目前粘胶短纤供应商主要来源于:印尼兰精(SPV)、南京兰精、唐山三友、赛得利、印度博拉。其中兰精公司以及唐山三友为主流供应商角色,赛得利与印度博拉客户在革基布基材方面应用较多。

  随着近年来欧美以及日本等发达国家推行用可冲散型非织造布湿巾替代厕用纸的方法来响应环境友好政策,使得“散立冲”非织造布近几年销量走俏。

  “散立冲”水刺非织造布原料以0.9dtex~1.0dtex粘胶纤维为主体,再融入相关的粘胶纤维,采用水刺非织造技术形成产品。其具有良好的干态强力,与纸品相比,具有更加优异的湿态强力、柔软性和亲肤性。在冲散性能和生物降解性能方面,也优于纸品相关产品,同时由于其在水冲压力下分散为纤维状,不会造成下水道堵塞。预计,随着厕所无纸化的进一步推广,“散立冲”水刺非织造布将给超细旦高白粘胶短纤维带来广阔的发展空间。

  (3)有色粘胶纤维

  自从2014年史上最强环保法出台后,环保监管工作在中国越来越严格。2015-2017年,尤其是2016年1月4日中央环保督查组正式亮相后,我国的印染行业自此经历着史上最强的一次整顿以及行业整合。

  2016年春节后,绍兴将近100多家印染企业被迫停产整顿,在整个印染甚至纺织行业内引起了广泛关注。印染是白坯布到成品布之间不可缺少的一个环节,但由于大量印染厂被停车整顿,导致下游服装企业在选择面料时,面临巨大的挑战。自此,本来已经沉默的原液着色粘胶纤维又开始焕发青春。

  原液着色粘胶纤维主要是通过在纺前加入着色剂使粘胶纤维上色。目前生产工艺较为成熟的是印度博拉公司,其“彩虹纤维”系列有色粘胶纤维已经研发了将近1000种颜色,其研发的颜色种类可谓业内最全,而且因为其色差小,几乎被业内公认为标准色卡。

  国内有色粘胶纤维生产巨头主要为三友化纤,其有色粘胶纤维不仅仅实现量产,更主要的是已经开发出高湿模量的着色粘胶纤维,并且形成量产。目前国内的有色粘胶纤维主要以黑色系为主,多数企业均掌握着生产技术,按色浆以及工艺控制不同,目前业内的黑色粘胶纤维主要分为两类:一种是黑色发红光,另一种是黑色发青光(藏青)。
 
  (4)阻燃粘胶纤维

  阻燃粘胶纤维的生产工艺主要是在纺前加入阻燃的纳米级粉剂或溶剂生产的永久功能粘胶纤维。因为其具有粘胶纤维的吸湿性、透气性、良好的染色性能、衣着舒适性和可生物降解等特点,被广泛应用于服装面料,如部队作战服、装饰面料及床上用品。

  目前美国因为有相关法案规定,其床上用品、酒店地毯、窗帘等纺织品必须用阻燃纤维系列产品,以防大面积火灾发生的情况。而从出口数据看,目前我国的阻燃纤维主要出口国也是美国。

  但随着近些年世界各国大型火灾发生率的上升,预计在不久的将来,包括中国在内,多数国家或者组织将效仿美国出台相关的预防火灾方案,届时,阻燃粘胶纤维的用量将进一步增加。目前业内能够量产阻燃粘胶纤维的企业有:三友化工、山东海龙、阜宁澳洋科技等。

  (5)其他差别化粘胶纤维

  近年来,人们对衣着的需求不再是简单的解决保暖的问题,随着科技的发展,一些新材料也逐步被开发出来。由山东圣泉与青岛大学合作开发的石墨烯粘胶复合纤维正是在这一背景下的产物。其生产工艺主要是将石墨烯和粘胶纺丝液共混后制备出石墨烯粘胶复合纤维,具有优异的机械、阻燃、防紫外线等功能,由于其提升了粘胶纤维的附加值,其市场前景较为可观,但目前由于技术原因未能实现量产。

  相变保温粘胶纤维则是在纺前将微胶囊技术开发的具有储热、放热双向温度调节功能的材料与粘胶纺丝原液共混结合,生产的粘胶纤维。这种纤维将服装从传统的被动式防御保暖方式转变成主动的变热调温方式,其在军用纺织品、服装纺织品、家纺用品、医用纺织品领域均具备较广阔的市场前景。

  此外,通过微胶囊技术开发的差别化粘胶纤维产品还有:具备美容美白效果的芦荟粘胶纤维、珍珠粘胶纤维,具备保健效果的板蓝根粘胶纤维。但由于技术原因,这些纤维仅仅停留在概念型纤维上,没有被量产。

  3、未来展望

  差别化粘胶纤维如Lyocell纤维、高湿模量粘胶纤维、高白粘胶纤维、有色粘胶纤维、阻燃粘胶纤维等均达到了量产阶段,如果下游市场需求被打开,那么粘胶短纤的差别化率将会有较大的提高。

  尤其是Lyocell纤维,在2015-2017年普通粘胶短纤价格处于景气度较高的情况下,下游纱厂开始开发差别化类纱线的热情被激发。因为在普通粘胶短纤处于周期性价格上涨的时候,纱厂的利润会被压缩,从而致使一部分有能力开发新型纱厂以及新型面料的企业为了保证自己的盈利空间,不得不采用一些高附加值的纤维来开发自己的新品种。

  加上在2015-2017年兰精公司投放中国市场的天丝数量有限,国产Lyocell纤维在投产后就被下游客户一订而空。鉴于此,保定天鹅等企业规划的6万吨元丝项目被国家批建,预计该项目一期3万吨元丝投产后,市场上的Lyocell纤维仍会处于供不应求状态。

  而芦荟粘胶纤维、珍珠粘胶纤维、板蓝根粘胶纤维等添加微胶囊的纤维,需要攻克的技术难点在于微胶囊的制造工艺,一旦这个环节被攻克,以及人们对于健康、养身的需求日益提高,也会迎来可观的市场。

  石墨烯粘胶复合纤维,因为处于研发阶段,距离量产仍有较长的路要走,其可做的文章比较多。比如目前小米旗下公司紫米开发的一款石墨烯理疗发热腰带,采用的仅仅是石墨烯发热模块,来治疗腰椎盘疼痛等问题,如果能够制成导弱电型石墨烯粘胶纤维材料,那么不仅仅是做成腰带的问题,也可以制成衣服,具备全身或者关键穴位理疗功能。

  本文中未对细旦粘胶纤维、气流纺专用粘胶纤维等做点评,主要是因为通过10多年的变化,如今1.33dtex×38mm的细旦粘胶纤维在下游已经得到了广泛使用,其已经由差别化序列走入普通序列。

  这也标志着这10多年间,我国的纺纱行业得到了长足的发展,赛络纺、气流纺、涡流纺等纺纱设备在数量与质量上均得到了较大的提高,下游纺纱设备的更新换代以及工艺的变革也给粘胶短纤的发展提供了市场与平台。基于此,笔者预计10年后,Lyocell纤维、莫代尔纤维等也将逐步走出差别化粘胶纤维序列,变成普通纤维。 

稿件来源:纺织科学研究
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