ES短纖市場研究報告
一、雙組份短纖概述
為迎合消費市場對高感性化、高功能化紡織品的需求，必須對傳統的纖維制造進行變革，開發出高功能纖維、高感性纖維、智能纖維以及可降解纖維等。雙組分纖維的開發則是實現纖維高感性化、高功能化的一個重要手段。它可以通過噴絲板形狀設計、聚合物的配方設計以及紡絲纖維的截面設計等多種形式，獲得各種性能、風格的新型紡織材料。
雙組分纖維大體分為皮芯型、并列型、基質- 原纖型纖維，高分子材料的兩組分體積比可以在（30 : 70) ~ (70 :30)調整，纖維纖度可以在2?6 旦選擇，長度可以是4, 6, 8, 12, 38, 51，65 mm等。皮芯型雙組分纖維優點：1)溫和的黏合條件。皮層材料有較低的熔點，在非織造布生產過 程中作為黏合劑使用。2)節約成本。表層聚合物 提供光澤、可染性或穩定性等特性，芯層聚合物提供材料的強度，同時能夠降低成本。3)兩種材料性能組合。4)對一些難以紡絲的材料可以同易紡材料組合實現紡絲，以生產具有不同性能的產品。目前，國內市場以v(PE)/v(PP)的PE/PP皮芯型復合纖維（ES纖維）為主。并列型雙組分纖維中兩個組分的分布呈并列狀態，兩組分可以是完全不同的聚合物，如PET/聚酰胺（PA)6,也可以是熔體流動速率(MfR)不同的同種聚合物（如間規PP/等規PP)，并列型纖維也可做成體積比為50 : 50與20 : 80等。基質-原纖型纖維大多用于生產微纖維，包括 橘瓣形和海島形，用于合成仿麂皮、人造革、揩布、超細過濾介質、人造動脈和其他特殊應用。其具有的優點：橘瓣型常用針刺機械力或水刺噴射力使橘瓣剝離，纖維比表面積增加，手感更好，以此制造具有異性截面的超細纖維，可應用于人造麂皮和過濾材料。海島型的“島”通常是溶紡聚合物（如PA，PET或PP)，“海”則為聚苯乙稀、塑化體或皂化聚乙烯醇等，多用于合成皮革、揩布等。
下表為ES纖維種類總覽表：
二、ES纖維的應用及市場
ES 纖維的ES,是英文“Ethylene-Propylene Side By Side”的縮寫，是日本智索公司開發出來的引人注目的聚烯烴系纖維的一種。作為一種新型的熱接合型復合纖維，ES纖維在世界上獲得了很高的評價。
ES纖維，即低熔點雙組分復合纖維，由兩種具有不同低熔點的切片通過雙螺桿紡絲機擠壓擠出，采用復合紡絲方法而制成（聚丙烯PP/聚乙烯PE 復合)，兩種成分構成，截面形式為“皮芯型”、“并列 型”。由于兩組分的熔點不同，其纖維在一定加熱溫度下表面熔融而芯層不熔，如皮芯型PP/PE復合纖維，皮層PE熔點為130℃左右，芯層PP為165℃-170℃。
國內最早研制出ES纖維的是上海合成纖維研究所，當時只有1條實驗生產線，后在浙江設立了實驗分廠，目前在廣東、浙江、江蘇等地均有ES纖維生產。ES纖維屬于我國紡織工業重點發展品種，ES纖維突出的優點和品質已逐步被人們所認識，其應用領域和市場發展前景是不可估量的。
ES纖維經過熱處理后，纖維與纖維互相粘結，便可形成不用粘合劑的非織造布。選擇不同的熱處理方式,可獲得不同效果的非織造布。例如，采用熱 風粘合式可生產出蓬松性非織造布，采用熱軋粘合式可生產出高強度的非織造布。
ES纖維系列具有廣泛的加工適合性，現存的主要非織造布加工法都可以使用ES纖維，例如熱乳法、熱風法、針刺法、濕法、水刺法等。ES纖維的問 世，大大豐富和優化了非織造布領域的產品品種和質量，從而推動非織造布檔次邁上了一個新的臺階。大力發展ES纖維，以進一步推動非織造布的技術進步，這對迅速改變我國產業用紡織品的現狀和提高產品檔次具有重大的意義。
ES纖維非織造布領域的應用：
1、ES纖維是一種最理想的熱粘纖維，它主要 用于非織造布熱粘法加工。當梳理后的纖維網通過熱軋式或熱風貫通式進行熱粘合時，低熔點組分在纖 維的交叉點上形成熔融粘著，而冷卻后，非交叉點的纖維仍保持原來的狀態，這是一種“點狀粘合”而不是 “區粘合”的形式，因而產品具有蓬松性、柔軟性、高強度、吸油、吸血等特點。近年來，熱粘合法應用之所以發展迅速，完全有賴于這些新型的合成纖維材料。
2、ES纖維與PP纖維混合后進行針刺或熱粘合處理，使ES纖維相互交聯并粘合,這種方法具有 不需使用粘合劑和襯底布的優點。
3、ES纖維與天然纖維、人造纖維、紙漿等混合后，通過濕法非織造布加工工藝，可以大大提高非織造布的強力。
4、ES纖維還可以應用到水刺法上，纖維網經過水力穿刺加工相互交纏,干燥時，纖維的卷曲使之相互絞合而不是熔融粘合，形成具有伸縮性能的非織造布。
5、ES纖維具有廣闊的用途，它應用最多的領 域是衛生用品的覆面材料，因為ES纖維的柔軟性、 低溫加工性、無毒無刺激性及輕量化，所以是制造高檔婦女衛生巾和嬰兒尿不濕等系列衛生用品的理想材料。美國、西歐、日本這三大市場的一個共同特點就是衛生用非織造布是所有非織造布用途的最大領域。在曰本由于他們對品質的重視，復合纖維使用的比率 是非常高的,ES纖維在衛生材料的用量就占其總量 的70%。隨著我國的二胎政策進一步開放和人民生活條件 的提高，逐漸提高衛生用品的檔次，釆用高比例ES纖維的非織造布，是今后該市場發展的必然趨勢。
6、ES纖維還可應用于地毯、汽車用壁材和墊 材、棉胎、保健墊褥、過濾材料、絕緣材料、園藝家用材料、硬質纖維板、吸附材料及包裝材料等。
目前，國際上雙組分纖維的生產公司主要為 日本Chisso公司、韓國Huvis公司和臺灣遠東公司，其中，日本雙組分纖維水平處于世界領先地位。丹麥Fiber Vision公司是全球最大的一次性衛生用 品纖維生產商,也開發出了雙組分纖維。
據日本Chisso公司的統計,2018年，世界雙組分纖維的產量為330 kt。其中，亞洲225 kt,美國 56 kt,歐洲49 kt。日本的年產量為112 kt，占世界首位。雙組分纖維的主要用途是衛生領域所用的熱黏合非織造布。
目前，國內雙組分纖維領域主要使用復合短纖維熱乳或熱風工藝生產非織造布，其中，采用3, 4,5mm的ES超短纖維 得到了市場的青睞，其產品要比單組分的手感更 柔軟、強度更高、延伸更大，具有良好的透氣性， 是衛生用品表層無紡布的生產原料。預計我國ES纖維需求量2020年將達到1050 kt, 年增長率約為16% ;同時，ES纖維作為熱黏合物質取代黏合膠來生產無塵紙，市場的需求量也不斷增長。
國內ES纖維生產主要集中在江浙 地區，我國雙組分纖 維生產企業的生產情況見下表：
注：其中ES纖維約占30%-40%
目前國內ES纖維缺口很大，國外一些纖維生產企業在國內投資呈增長趨勢，美國hill公司，日本尤尼佳可等公司在華都有投資。
三、ES纖維生產技術
1、原料
1）、ES用PP
ES纖維中，PP在雙組分纖維芯層，對專用PP 樹脂質量指標的要求主要是MFR高且波動小、等規指數高和灰分小等，這些性能直接影響紡絲性 能和成品絲的質量，一般MfR控制在20~35 g/10 min,等規指數大于95%。國內企業生產ES纖維所用PP主要來自：中國石油天然氣股份有限公司 (簡稱中國石油）遼陽石化分公司（簡稱遼陽石化公司）生產的PP 71735, PP 70318;中國石油化工 股份有限公司（中國石化）鎮海煉化公司生產的MFR2~12 g/10 min的PP，經降溫母粒調整MFR在25g/10 min左右；南京金陵石化公司生產的PP 225和上海金山石油化工公司PP 2600。
2）、ES用PE
目前，國內雙組分 HDPE原料以進口為主，如卡塔爾的M200056、馬來西亞的HI1600J、美國 的8920等。中國石油撫順石化公司生產的HDPE 2911，熔點134丈左右，因熔點較高不能滿足高檔無紡布生產要求；中國石化北京燕山分公司（簡稱燕山石化公司）生產的HDPE 1508S,是1-丁烯作共聚單體，熔點較低，可紡性好，滿足高檔衛生材料對原料性能要求。在江南高纖股份有限公司、嘉興特種纖維廠等應用表明，在雙組分PE/PP 短纖維的生產中，燕山石化公司的HDPE 1508S無飄絲、并絲、斷頭絲的情況，卷繞情況良好，在針 刺、水刺、熱黏合無紡布的加工中，纖維的梳理過 程正常,熱黏合性能佳，使用情況良好。
目前，國內使用的雙組分纖維用HDPE生產工藝主要有溶液法、氣相法、漿液法，18?22 g/10 min,密度0.950~0.960 g/cm3,溶點130 ℃右。
ES纖維用作生產熱風無紡布或熱軋無紡布， 對聚乙烯的要求不同。在熱風無紡布的生產中，纖維網面和熱風是區域內的面接觸，選擇熔程較窄的聚乙烯有助于改善無紡布的手感和強度。熱軋的粘合過程是靠一對加熱輥擠壓粘合，出來的無紡布是點粘合，選擇熔程較寬的聚乙烯增加熱軋點之間的網狀粘合，有助于提髙熱乳無紡布縱向、橫向的強力。
2）設備
ES短纖維設備采用復合紡絲機生產ES皮芯復合纖維，其核心是紡絲箱體、組件的設計和加工。
除紡絲組件和冷卻吹風設計與所需的纖維截 面相關之外，紡絲線的設計通常與纖維截面不相 關。盡管冷卻吹風的設計對某種纖維品種是非常專業化的，但冷卻設備還是適于大多數纖維品種的生 產。不同纖維截面的紡絲組件的設計有幾種技術。在這個領域已經發表了許多專利。最常采用的一種技術 是疊板技術。在這種技術中，兩種聚合物熔體細流通過雙組分纖維專用組件疊板被導入，在進入噴絲板之前形成共軛（雙組分）熔體流。噴絲板排布的主要設計標準是每種聚合物熔體細流的壓力降。
兩步法生產ES短纖維和目前常規短纖的加工設備相差不大。主要在于產量的
選擇。
目前國內主要的ES短纖設備進口設備以法國歐瑞康紐馬格公司雙組分短纖維生產線的產能所占比例最大，運轉中的產能已達450 t/d。國產設備張家港永興機械設備制造有限公司可以提供成套生產設備。
3）生產工藝
ES短纖維無紡布目前主要有2種方法生產（1)熱風生產線。也就是2步法生產無紡布。該無紡布具有蓬松度高，彈性好，手感柔軟，保暖性強，透氣透水性好等特點，但其強 度較低，易變形。生產出來的熱風棉現已廣泛利用于KN95口罩的生產。（2)熱軋生產線。也就是一步法生產ES纖維無紡布（其中以德國德國萊芬豪舍公司雙組分紡絲成網技術為代表，恒天嘉華無紡布公司采用此法生產無紡布）在產品質量上2步法產品質量優于一步法。
2步法生產工藝流程如下：
前紡工藝：
紡絲溫度根據2種原料的MFR來定，如果PE和 PP的MfR之比接近1.0,纖維截面為皮芯型，如果MfR之比大于1.5,則纖維截面呈偏皮芯型，一般為紡絲箱溫度為250?270℃，側吹風濕度為85%± 5%,側吹風溫度為(20 ± 2)側吹風速率為1.0~1.6m/s,。
雙組份比例關系一般為50：50，同時根據性能要求可以調整，PE和PP比例關系可以由30：70到70：30
后紡工藝：
1、后紡拉伸速度對纖維的卷曲率影響顯著，降低拉伸速度，由于纖維在卷曲箱內的停留時間延長， 纖維卷曲后在擠壓狀態下卷曲波形未伸展開便得到充分的定型，纖維卷曲率提髙。低速拉伸有利于提髙無紡布的生產穩定性，減少無紡布生產時的熱收縮。
2 、ES纖維大多采用兩級拉伸，主拉伸在第一級拉伸，作用是將原絲拉細，使大分子取向，提髙強度。拉伸倍數一般在3.5 -4. 5比較合適。第二級拉伸是輔助拉伸,主要作用是使大分子進一步取向、結晶，還有緊張熱定型的作用，減少纖維在生產無紡布中的熱收縮。生產ES纖維第二拉伸倍率為1.1較適宜。總的拉伸倍數宜高不宜低，髙拉伸倍數生產的纖維大分子取向充分，剛性好，生產的無紡布蓬松，柔軟。
3、ES纖維的卷曲效果關系到無紡布的開松、成網、布面強力和手感。卷曲波形小，纖維抱合力小，容易飛花,開松效果不好，無紡布強力不足，布面板結不飽滿不蓬松。卷曲波形較大的纖維，占據的二維空間較大,成網后纖維和 纖維的接觸點多，粘合點多,無紡布的強力上升。
4、松弛熱定型時間、溫度，對成品纖維的蓬松度、飽合性等指標產生影響。松弛熱定型溫度一般設定在70-120℃。
四、投資估算和效益
兩步法ES短纖維生產線大部分采用進口裝置，目前國內有采用國產設備的，上海太平洋紡織設備成套有限公司和上海合成纖維研究所通過技術合作可以提供成套設備及開車工藝。但和進口設備相比產品質量的檔次及質量穩定性差距較大。進口設備投資較大，可能是進口設備的幾倍,按1萬噸產能計算，國產設備（一套包括公用工程等輔助設施）約需2000萬，進口大約需要10000萬。
目前ES短纖維屬于高新技術產品，其應用市場處于上升階段，因此高品質產品毛利較高，ES短纖維單位成本大約為11000元，目前高品質的產品售價在17000元。毛利大約在30%以上。
五、結語
本文對ES纖維的應用及生產進行了初步論述，對ES短纖的品種、生產工藝以及質量指標以及具體的市場應用還需要進一步探討。同時對產品的市場情況（包括客戶需求）需要進一步了解。項目投資數目及技術要點需要和設備生產廠家進行溝通。
