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大隔距經編間隔織物的應用與發展前景
發布者:產業用及無紡布展 | 發布日期:2019/11/4 9:29:18


  一、產業狀況
  
  “紡織工業十三五發展規劃”對紡織產業定位做出了新的表述:“紡織工業是我國傳統支柱產業、重要的民生產業和創造國際化新優勢的產業,是科技和時尚融合、衣著消費與產業用并舉的產業,在美化人民生活、帶動相關產業、拉動內需增長、建設生態文明、增強文化自信、促進社會和諧等方面發揮著重要作用”。其中“創造國際化新優勢、科技和時尚融合、衣著消費和產業用并舉”這三點新表述,充分體現出中國紡織工業轉型升級走向高端的必然要求和必經過程。


  
  (一)產業用紡織品基本情況
  
  產業用紡織品通常指區別于一般服裝用紡織品和家用紡織品,經專門設計的具有工程結構特點、特定應用領域和特定功能的紡織品。產業用紡織品主要應用于工業、農牧漁業、土木工程、建筑、交通運輸、醫療衛生、文體休閑、環境保護、新能源、航空航天、國防軍工等領域。
  
  產業用紡織品具有科技含量高、應用范圍廣等特點,是歐美日等發達國家重點發展的重要領域,也是紡織行業對接國家重大需求的重要部門,是我國紡織行業近幾年發展快、發展質量優的產業。
  
  當前,我國正處于從紡織大國向紡織強國邁進的進程。在這個進程中,產業用紡織品扮演者十分重要的角色。近年來,產業用紡織品的工業增加值增速高于整個紡織行業的工業增加值增速,也高于全國規模以上工業增加值增速。


  
  (二)柔性復合材料基本情況
  
  隨著新材料的研發和技術的更新,我國產業用紡織品的種類和質量得到了高速發展,其中紡織結構柔性復合材料是其中一個大類。紡織結構柔性復合材料基本生產工藝流程為:高性能纖維→紡織增強織物→涂層、貼合等后整理加工→產品應用服役。紡織結構柔性復合材料占產業用紡織品的份額為20-25%,我國是紡織結構柔性復合材料的生產大國,產品為人們所熟悉的有燈箱廣告布、篷蓋布、游樂充氣材料等。高性能紡織結構柔性材料的發展趨勢為輕質高強、功能化、集成化、智能化,具有廣闊的市場前景。
  
  (三)大隔距經編間隔織物基本情況
  
  大隔距經編間隔復合材料具有優異的性能和獨特的結構,是紡織領域相對較新的一個發展方向,用于代替傳統的氣墊材料。傳統氣墊材料主要是由橡膠、樹脂制備,用于帳篷、鞋底、游艇等。隨著科學技術的不斷進步,近十年來我國氣墊材料的開發應用處在發展階段,所采用的纖維原料、基布的組織結構和整理加工工藝技術不斷地更新,傳統的氣墊材料正向新一代技術型過渡,不斷向新的市場領域擴展。
  
  (1)國外研究現狀
  
  在國外,氣墊材料的性能已被廣泛發展,為了提高氣墊材料的強度,一般都要經過涂層及層壓工藝處理。用合成纖維制作的紡織品經過涂層層壓處理后,各方面的性能都大大改善。目前國外使用的氣墊材料,從經濟效果及實用價值角度考慮,仍然是以化纖材料涂覆聚氯乙烯或聚乙烯的涂層織物為主,其用途包括遮陽篷帳篷、游艇、沖浪板底面、減震鞋等。國外在氣墊材料應用上發展很快,市場比較穩定,且品種多樣,能適應各方面需求。
  
  (2)國內研究現狀
  
  目前氣墊最常使用的材料有聚氨酯、聚氯乙烯、熱塑性聚氨酯等,用作沖浪板、充氣游艇的材料大都為聚氯乙烯。與聚氨酯、熱塑性聚氨酯相比,聚氯乙烯原料來源廣、成本低、生產技術成熟,并且根據加入助劑的不同和助劑用量的不同,可以生產出透明和不透明的產品以及軟硬不同的制品等,但是聚氯乙烯沖擊強度低,熱變形大,因此用聚氯乙烯做氣墊材料時,需要貼合高強拉絲基布,添加增塑劑、穩定劑、抗稀出劑等來改善材料本身的不足,提高產品各項性能。基布種類多樣,目前滌綸基布占主導地位,滌綸涂塑布具有更大的發展潛力,這是因為滌綸纖維柔性好、強度高、耐熱性好、耐磨性好、吸濕性低,這種纖維通常織成經編間隔織物或機織物,其經緯纖維不易滑動,拉伸時只產生極小的伸長和變形。
  
  二、經編間隔織物的定義、歷史和分類
  
  經編與緯編是紡織品的一種成型工藝,同屬于針織技術。經編間隔織物是經編織物的一種,由2個系統的表層紗線和1個系統的間隔紗線編織而成,織物分成3層結構,即上表面層、間隔層和里表面層。間隔紗(絲)按一定規律貫穿于2個表面層之間,在織物兩表層之間形成具有一定厚度和空間結構的間隔層。經編間隔織物是由雙針床拉舍爾經編機生產的經編雙面結構。最初,雙針床拉舍爾經編機被廣泛用于剖幅毛絨的生產(如拉舍爾毛毯、珊瑚絨);后來,人們將剖幅毛絨的連接紗換成單絲,且不再將其剖開使用,這便得到了經編間隔織物。經編間隔織物的間隔空間不同于海綿或泡沫材料中的微小空隙,它是由眾多紗線(或單絲)在沿垂直于織物的方向上按一定規律支撐起來的大空間。其多層結構也不同于普通用粘合劑粘合在一起的復合織物,間隔織物的層與層之間由紗線(或單絲)連接在一起的。傳統經編間隔織物的隔距是在織造過程中因單絲的支撐作用而直接形成的,這種特殊的空間結構使其成為一種多功能性織物。因此,傳統經編間隔織物具有良好的透氣性、抗壓性、回彈性等物理性能,可用于繃帶、服裝里襯、文胸罩杯材料、運動鞋面料以及座椅面料等。


  
  三、大隔距經編間隔織物的發展歷程和技術進步
  
  隨著生產技術的發展,目前在傳統設備上可生產出隔距在0.3~65.0mm的經編間隔織物。成品厚度在150 mm 以上的經編間隔織物被稱為超大隔距經編間隔織物,是一種間隔距離很大的新型三維立體結構織物,也稱經編3D結構織物或拉絲布。其隔距與傳統經編間隔織物存在一定的差別,是在織造完成后進行充氣,間隔紗(絲)被撐開后形成的,其隔距能在150~650 mm 之間變化,可在更大范圍內滿足不同織物的厚度要求。故超大隔距經編間隔織物在傳統經編間隔織物的性能基礎上,強化了回彈性、抗壓性、抗震性、吸聲隔聲性、保暖性、透氣透濕性及過濾性,因此,對加長的間隔絲材料的抗倒伏性提出了更高的要求。超大隔距經編間隔織物具有極好的物理性能,其在農用、防護用、醫用等領域有著極廣泛的應用,它還是制備軍用浮橋、氣墊船、無支架帳篷等的理想材料。


  
  超大隔距經編間隔織物的特點有
  
  第一,超大隔距經編間隔織物的間隔距離很大,其距離也可以根據不同結構性能的要求進行生產。目前常見的織物厚度有70、80、100、150、200、250、300mm等,有時甚至高達650mm。織物表面層的厚度約1~2mm,涂層后通常為2.1~3.0mm。
  
  第二,織物的間隔絲排列密度較小,且采用高強度長絲。一般情況下,如果間隔絲密度太大則會導致產品的壓縮厚度變大而不易收納存放,并且也會造成多余間隔絲的浪費。如果間隔絲密度過小則不能保證間隔層的強度,所以要根據織物的具體應用設計間隔絲密度。
  
  第三,織物的表層結構一般采用平紋組織,以適應涂層使用的需要。普通經編間隔織物為避免間隔絲的彎曲和倒伏,一般采用高模量的滌綸單絲或丙綸單絲。然而超大隔距經編間隔織物間隔絲長度大、剛性小且排列密度小,織物不能單純依靠間隔絲的支撐作用來達到抗壓性能,所以必須經過表面涂層包覆處理和填充之后才能更好地發揮其性能。
  
  四、大隔距經編間隔織物的應用領域
  
  1.體育用品:超大隔距經編間隔織物充氣墊也叫充氣拉絲氣墊,可以應用在體育用品方面,比如體操、武術訓練氣墊、健身墊、瑜伽墊等。充氣墊可以在訓練時減少運動員與地面的碰撞,吸收人體過大的沖擊力,起到緩沖保護的作用。


  
  2.水上用品:用超大隔距經編間隔織物制作的船艇和滑水板,質量輕、充氣方便,折疊后易于收納攜帶。織物還可以用做充氣船上的座椅,輕質的座椅不會給氣船艇帶來重量上的負擔,并且人體坐在這種充氣座椅之上也不會像泡沫類產品有局部發熱的感覺。


  
  3.家居用品:充氣拉絲氣墊可以用作充氣坐墊和臥室床墊。這類床墊可以通過調節內部氣壓的大小來調節床墊的軟硬程度,即根據個人的喜好選擇合適的軟硬舒適度。這類床墊還可以用作野營帳篷墊,其收納方便易攜帶,并且織物底部的涂層還具有良好的防潮作用。
  
  4.醫療衛生領域:經編間隔織物耐久性好、可循環使用、結構穩定、厚度調節范圍廣,其相較普通間隔織物,舒適性、透氣性、透濕性和彈性等得到了進一步提高,可用作醫用氣墊床、輪椅坐墊、包扎固定和功能康復用品等。如用作手術臺墊和病床墊時,超大隔距經編間隔織物能在厚度上適應不同患者的需求,透氣透濕性好,能調節體周圍微環境的溫濕度平衡,使病人呼吸順暢、身體舒適,還能防止褥瘡、減輕截癱病人的壓痛。此外,相較于傳統經編間隔織物與泡沫坐墊,超大隔距經編間織物坐墊可避免人體因久坐而造成的局部發熱,減緩潮濕的感覺。


  
  5.運動及娛樂用品:超大隔距經編間隔織物因具有良好的抗壓性,以及易于充氣、便于攜帶等特點,加之輕量化和三維立體結構便于安裝等優勢,其在運動和娛樂項目中應用前景廣闊,如充氣沖浪板、無支架帳篷、帳篷用床墊等。使用時,只需向夾層中充氣便可使其膨脹到所需的厚度;不使用時,放出夾層中的氣體便可易于存放和攜帶。
  
  6.農業綠化用品:上下表面層分別采用密實和網眼結構的超大隔距經編間隔織物可制成墊子,在地勢復雜區域或屋頂供綠化使用。密實結構可保持土壤的溫濕度,防止水土流失;網眼結構可使苗木接受到充足的陽光,減小苗木的橫向生長范圍,同時又不限制苗木的枝葉高度。利用超大隔距經編間隔織物制成的農業灌溉水箱,質量輕,攜帶和存放方便,且水箱體積可隨水量的增減而變化,這降低了運輸過程中因質量和體積而增加的成本。


  
  7.救護用品。超大隔距經編間隔織物可用作意外事故如火災等跳樓用救護墊。隔層中的空氣和間隔紗可對高空墜落起到很大的緩沖作用,能在意外發生時及時有效地減輕撞擊力度,減少人員傷亡。此外,超大隔距經編間隔織物還可用于制作大型輪船上的救生艇。快速充氣后能立即使用,空氣釋放后可折疊存放,這有利于增加輪船上攜帶救生艇的數量,提升危急時刻的獲救率。


  
  8.國防軍事用品。輕質高強的超大隔距經編間織物可用于制作軍用沖鋒舟和水路兩用浮橋。
  
  超大隔距經編間隔織物具有良好的抗壓性和回彈性,用其制作的軍沖鋒舟在充氣后,夾層中的間隔紗和空氣便組成集合體,使沖鋒舟的性能在原有基礎上得到了優化,并強化了抗壓性和回彈性。軍用浮橋在未充氣時可壓成一平面織物,間隔紗在間隔層不含空氣的情況下柔軟、彎曲,織物厚度可降到最低值,可卷成布卷狀便于軍方攜帶;在遇到河流或沼澤等難以跨越的障礙時,通過充氣可獲得中空的立體結構,使間隔紗直立,此時鋪于河流或沼澤之上可方便車輛或軍隊通過。
  
  超大隔距經編間隔織物間隔層中的間隔紗和空氣可令沖鋒舟和浮橋承受較大的壓力,且結構穩定,可滿足對平穩的要求;同時,表面層選用強度和耐磨性能較好的材料,可延長沖鋒舟和浮橋的使用壽命。
  
  五、大隔距經編間隔織物的市場規模
  
  經編間隔織物存在還不到三十年,但在層壓制品的替代品、汽車內裝飾、土木建筑、服裝、醫療衛生、安全防護、鞋和箱包等領域,間隔織物在很短的時間內成功地取得了較大的市場份額。由于它特殊的結構和性能,被廣泛應用于產業、服裝和裝飾等領域。此外,作為聚氨酯泡沫材料的替代產品,盡管經編間隔織物價格偏高,但其生產過程無污染、牢度好、不分層,且具有良好的抗壓回彈性、舒適性、透氣透濕性、原料適應性,經編間隔織物在現代產業中具有極的使用價值,已成為技術和日常生活中重要的一個組成部分。超大隔距經編間隔織物承載能力大、氣密性強,且是輕便易于攜帶、儲藏的材料,可廣泛用于各種氣墊、充氣游艇等領域,產地集中在浙江、江蘇、廣東等地區。2014-2018年,我國大隔距經編間隔織物年復合增長率在30%以上,今后將以每年15%以上的速度增長,市場前景廣闊,預計到2025年全球的市場容量在10億美元左右。
  
  近年來,得益于下游行業的快速發展,國內大隔距經編間隔織物生產企業的產能持續擴大,市場競爭一定程度上加劇,導致材料的價格總體呈下降趨勢,但未來將會繼續保持在較高的水平以確保企業能獲得較高的毛利。未來伴隨著市場的進一步拓展、成熟,對相關材料的需求將趨于增加,預計市場價格將達到新的均衡。
  
  與傳統經編間隔織物相比,超大隔距經編間隔織物厚度可調范圍更廣,性能優異,能滿足更多方面的要求;采用樹脂浸漬、涂層、層合等復合工藝,可增強超大隔距經編間隔織物的性能;此外,超大隔距經編間隔織物生產工藝高效,織物可循環使用,廢棄后可降解,低碳環保;但超大隔距經編間隔織物在成形性能等方面還與傳統產品存在一定的差距。相信隨著編織技術的成熟和間隔織物模壓成型技術的完善,超大隔距經編間隔織物的應用前景會越來越廣闊。



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