自新冠病毒肺炎疫情发生以来,全国各地口罩等医疗防护用品供不应求。从口罩构成来看,医用外科口罩一般共有三层:(内层)吸湿层、(中层)核心过滤层、(外层)阻水层。
值得注意的是,熔喷布作为医用外科口罩与N95口罩的重要原材料,两者在用量上有区别,医用外科口罩一般为SMS结构(两层纺粘层一层熔喷层),而能过滤95%微细颗粒的N95口罩有时则需使用SMMMS无纺布(三层熔喷层)制作,熔喷布的用量大大高于普通口罩。
S层:聚丙烯专用树脂(中国石化)-无纺布厂-口罩厂
M层:高熔融指数的聚丙烯专用树脂(中国石化)-改性塑料厂(防疫期间,中国石化攻关生产熔喷布专用料)-熔喷无纺布厂-口罩厂。
下图是拍摄的熔喷布结构照片:
(飞纳台式扫描电镜拍摄)
看到图片你们是不是会担忧,熔喷布空隙这么大,是怎么过滤环境中的病毒的呢?虽然新型冠状病毒尺寸很小,在100纳米(0.1微米)左右,但是病毒无法独立存在,其传播途径主要有分泌物和打喷嚏时的飞沫,飞沫的大小在 5 微米左右,这是其一,第二,熔喷布本质上是一种纤维过滤器,含有病毒的飞沫靠近熔喷布后,也会被静电吸附在表面,无法透过。
纤维过滤机理示意图
熔喷布是“喷”出来的
熔喷布是采用高速热空气流对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,由此形成超细纤维并收集在凝网帘或滚筒上,同时自身粘合而成为熔喷法非织造布。
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从产业链来看,熔喷布主要以聚丙烯为主要原料,纤维直径可以达到1~5微米。由于熔喷布的原材料聚丙烯取自石油,因此石化企业在生产熔喷布上具有优势。熔喷布专用料就是高熔融指数的聚丙烯。聚丙烯熔融指数越高,熔喷出的纤维就越细,制成的熔喷布过滤性也越好。
资料来源:中商产业研究院整理
产业链中游熔喷布生产主要经过熔体准备-过滤-计量-熔体从喷丝孔挤出-熔体细流牵伸与冷却-成网等六道工序,其工艺过程如下所示:
资料来源:中商产业研究院整理
熔喷布市场产能现状
我国熔喷无纺布较为小众,主要用于生产口罩、环保材料、服装、电池隔膜等产品。其中,对医用口罩类更为重要的熔喷布,能够提供的企业较少,经营范围涉及熔喷布的企业主要集中在江苏(23.53%)、浙江(13.73%)和河南(11.76%)三省,其占比均在10%以上,占全国的49.02%。而湖北省拥有2465家无纺布企业,仅占到全国的4.03%。
熔喷布生产企业区域分布图
中国是全球最大的无纺布生产国,2018年的无纺布生产量约394万吨,但熔喷无纺布的产量很低。
2014-2018年中国无纺布产量及增长
资料来源:华经产业研究院整理
据中国产业用纺织品行业协会统计,中国非织造布行业的生产工艺中熔喷工艺占比仅为0.9%。这些熔喷布不仅用于口罩,还用于环境保护材料、服装材料、电池隔膜材料、擦拭材料等。
2018年我国非织造布行业生产工艺结构图
2018年中国熔喷法非织造布生产能力达到83240t/a,实际产量为53523t/a。除了出现突发公共卫生安全事件导致熔喷布市场火爆外,熔喷布市场长期以来不温不火。
目前生产熔喷无纺布的企业主要有恒天嘉华非织造有限公司、欣龙控股、中石化、山东东营俊富无纺布有限公司、量子金舟(天津)非织造布有限公司等。除了产量较大的企业外,还有一些日产量仅约1吨的熔喷无纺布小企业,比如大连华纶无纺设备工程有限公司、浙江嘉瑞过滤科技有限公司等。
熔喷无纺布的主要生产企业
资料来源:华经产业研究院整理
由于国内口罩尤其医用口罩需求仍较为旺盛,熔喷无纺布短期内存在供给缺口,但由于湖北省外疫情逐渐得到控制,口罩需求预计将逐渐下降。