无纺布纤维走向天然

在全球范围内针对限塑制定法规、强烈的消费者偏好以及主要品牌和生产商以及零售商制定的可持续发展目标的共同推动下，天然纤维（包括棉、粘胶、亚麻和大麻纤维）市场将在未来十年快速增长。

 

合成纤维的总体减少将导致天然和纤维素纤维的使用增加，这些纤维具有可生物降解和可堆肥等优点，有助于实现循环经济目标。更加青睐天然产品的消费者也推动了对更天然的材料的需求。

 

 

“人们进一步加深了对可持续性问题和不可生物降解废物对环境影响的认识，这促使越来越多的公司及其供应链采取行动。”Cotton Incorporated非织造布市场总监Janet O’ Regan说，“这并不新鲜，已经建设了很多年，而现在变得越来越明显和重要。”

 

这种增长也是由品牌商和零售商推动的，他们将可持续发展目标作为其标准业务报告的一部分，从而向供应商提出了更多关于可持续材料的挑战。更重要的是，欧盟的限塑令于2021年7月生效，这给湿巾和女性卫生用品制造商带来了压力，这些产品是受法规和标签要求约束的第一批产品。

 

“我们的客户对可持续解决方案越来越感兴趣，”Leigh Fibers的客户主管Bryan Tickle说，“由于公众要求在他们购买的产品中含有更多可回收成分，客户因而正在向我们寻求解决方案。”

 

 

对健康和安全的担忧也促进了棉和其他天然纤维的使用。这在女性卫生和婴儿纸尿裤等领域很明显，因为消费者出于健康和安全担忧而希望皮肤接触的产品使用更多天然材料。这种纤维不仅已成为天然品牌的首选，也是希望吸引新消费者的全球生产商的首选。

 

据Birla Cellulose公司非织造布全球业务发展负责人Rahul Bansal称，成本和性能已被可持续性、性能和成本的组合所取代，成为纤维选择的关键驱动因素。“现在，原材料的选择主要取决于可持续性，”他说，“当我们说到可持续时，它意味着原材料采购、制造、产品及其生命周期结束时不会影响环境，接下来就是原材料是否适用于当前的非织造技术。”

棉的价值

 

棉纤维的知名度——消费者了解并喜爱它，让其进一步扩大了在湿巾和卫生用品等消费品领域的影响力。此外，棉对皮肤来说极其安全和健康，因为它是天然的、低过敏性的。这对于皮肤敏感的人以及产品会接触敏感的身体部位的产品（如婴儿纸尿裤、女性卫生用品和成人护理产品）尤为重要。

 

“我们将继续看到更多含棉成分的产品的推出，当然希望这种趋势能够继续下去。”WildWood Cotton Technologies（原来的TJ Beall）首席执行官 Lawson Gary 表示，“传统上，棉只被认为是婴儿湿巾的吸水成分，但有了我们的疏水性的TruCotton纤维后，棉现在可以用作聚酯或聚丙烯的替代品。”

 

与此同时，在卫生用品方面，人们对接触皮肤的含棉面层的兴趣激增。在女性护理产品中尤其如此。“我们的纤维拥有独特的表面化学特性，因而可提供可预测且持续的流体管理特性，使其成为这些应用的理想选择。”Gary补充道。

 

除了柔软度和手感之外，由于政府强制要求限制塑料原料在一次性用品中的使用，因此棉的使用也在增加，这也使得制造商需要考虑在一次性湿巾和卫生用品等产品中使用新材料。

 

“我们相信棉作为一种可再生、可生物降解和可堆肥的纤维，在扩大其市场份额方面处于有利地位，”Gary说，“棉是地球上最古老、最值得信赖的纤维。漂白棉也适用于许多传统的吸水纤维应用。我们的TruCotton产品能克服许多品牌和制造商过去在棉纤维使用方面遇到的成本、产量和流体管理问题。”

 

WildWood最近的创新包括与Cotton Incorporated和Lenzing合作的梳理/木浆/梳理水刺材料。他们也正在试生产用于湿法成网和气流成网应用的短切TruCotton。

 

Barnhardt Manufacturing总裁Lewis Barnhardt称，随着成分透明度变得越来越重要，特别是对于女性消费者，棉纤维在卫生领域的使用变得更加突出。“女性卫生用品在成分透明度方面处于领先地位，这也正在延续到更大的品牌中。”他说。

 

为了满足非织造产品对替代纤维日益增长的需求，Barnhardt也在探索棉以外的材料，这些材料可能能够替代湿巾等一次性产品中的合成材料。

 

Barnhardt使用EVOC（Enhanced Visual Opening and Cleaning System的简写）精心去除每块棉花上的所有异物，以生产出消费者对女性护理和婴儿护理产品所期望的干净、白色的纯棉纤维。即使是最严苛的100%纯棉非织造布应用（包括用于卫生领域的超轻质非织造布），EVOC也能用棉代替合成纤维和其他不太可持续的材料。

 

棉花种植者也在努力提高产量并改善纤维的可持续性。在过去的20年里，棉花种植者一直在努力以更少的花费做更多的事情。它们在不增加用水量的情况下提高了产量，全球的棉花种植仅使用了农业用水总量的 3%。
“棉花在大约80个国家种植，仅使用世界农业用地的0.6%。其天然的耐旱性、最低的灌溉需求以及在干旱气候中茁壮成长的能力使其成为地球上用途最广的作物之一，既生产纤维又生产食物（棉籽和棉籽油）。”O’ Regan说。在接下来的10年里，棉花种植者的目标是增加土地使用效率，减少土壤流失、水和能源的使用。
更具体地说，对于非织造布，像Barnhardt这样的制造商依靠在线视觉系统来帮助消除农业污染和机械清洁，以保持棉花的纯净。“我们正在努力使我们的棉尽可能干净，”他说，“这就是我们所关注的——使其尽可能纯净。”与更可控的合成材料相比，这些努力帮助非织造布生产商消除了与加工棉和其他天然纤维相关的某些障碍。

 

“非织造布行业已经成长起来，这推动了设备和加工的工程设计，”O’ Regan说，“棉是大自然的产物。它天然就是多变的，长度也比我们行业中使用的合成纤维更短。这些都是已经克服的问题。在过去20年中，非织造布生产商对更多天然和可生物降解材料的需求在不断增长，相关的技术和专业知识也在不断发展。”

韧皮纤维的进步

 

虽然大麻和亚麻等纤维（被称为韧皮纤维）已有 3万多年的历史，但它们在非织造布行业中扮演的角色很小。然而，Bast Fiber Tech (BFT) 的最新进展正在为用于一次性擦拭巾和卫生产品等应用的无纺布材料铺平道路。
Bast Fiber Tech成立于2016年，致力于开发高价值的、受专利技术保护的大麻、亚麻及其他韧皮纤维，这些纤维为非织造布制造商及其客户提供了可持续的选择。“从清洁到婴儿再到工业领域，这些纤维可以用于许多领域，而且还有很多卫生客户希望开始转向更可持续的解决方案。”公司总裁Jim Posa说。

 

含有粘合胶、人造丝和聚酯纤维的一次性塑料或再生纤维产品是导致土壤和水域微塑料污染的主要原因，而经过BFT专利处理技术制造的韧皮纤维可以在保证舒适度、吸收性、拉伸性的同时，还能被土壤中的微生物降解，对环境不会产生任何负面影响。

 

韧皮纤维通常提取自韧皮植物（如大麻）的茎，这种纤维不仅能够在植物成长过程中起到支撑和输送养分的作用，还能在潮湿环境下体现出强大的吸水能力，是制作无纺布产品（如清洁湿巾、纸尿裤、卸妆棉、医用口罩等）的理想材料。

 

由于一致性和清洁度问题，来自大麻和亚麻植物的纤维传统上很难用于非织造布应用，但BFT在过去18个月内一直致力于控制纤维长度、微米尺寸、清洁度等，并针对各种非织造布工艺进行试验，包括湿法成网和水刺法。“我们与许多大型非织造布公司进行了试验，并与直接与我们联系的消费品公司进行了合作。”Posa说。
这些纤维可以在高速梳理机上运行，该梳理机运行60%左右的混合合成材料，以保持均匀性和强度。在用于运行棉或其他天然纤维的系统中，这些材料的加工率最高可达100%。

 

“我们正在与制造商合作以提高百分比，并且在明年，我们预计即使使用新的高速梳理机，也会超过 60%。”Posa补充道。

 

与棉和粘胶纤维等其他天然纤维相比，大麻和亚麻在生长时使用的水或杀虫剂很少，并且作为一年生作物，每年都会得到补充。此外，这种纤维只有90天的生长周期，实际上很快就让营养物质回归土壤中，为未来的作物做好准备。“它实际上改善了下一季作物的土壤，因此是一种很好的轮作作物。”

 

根据Posa的说法，在非织造布中使用替代纤维材料的趋势已经酝酿了很长时间。“随着欧盟针对一次性塑料特别是湿巾的立法，这一趋势正在加速，”他补充道，“将一次性塑料产品排放到环境中的公司将受到处罚。”

粘胶发挥重要作用

 

由于吸收性、柔软性和亲肤性等天然特性，粘胶纤维多年来一直在卫生用品领域发挥着重要作用，随着对环保解决方案的需求不断增加，这使得它们的作用变得更加突显。

 

Kelheim Fibres商业总监Matthew North表示：“到目前为止，大多数卫生用品都是用合成纤维制成的，专为方便的一次性使用而设计。但是伴随这种便利而来的缺点就是大量浪费。不幸的是，这些废物的很大一部分最终进入了我们的水域，进入了海洋，造成了我们这个时代最严重的环境危害之一。我们造成的海洋塑料污染不仅威胁着众多动物的栖息地，微塑料还进入我们的食物链，带来前所未有的后果。”

 

与石化来源的纤维不同，粘胶纤维由可再生原料制成，使用后可生物降解。用可生物降解的纤维代替卫生应用中的合成纤维意味着更为环保。“虽然越来越多的客户看到粘胶纤维在产品的可持续性和性能方面的益处，但一些公司正在妖魔化所有人造纤维——通常是因为缺乏信息。他们对原材料、生产工艺和应用方面的差异知之甚少。”

 

“我们首先尝试通过不断改进我们的产品来提供更多功能，让它们完美适应客户的工艺，”North说，“我们坚信，我们的粘胶纤维可以成为解决塑料废物问题的一部分。”

 

除了天然特性之外，粘胶纤维还可以灵活地根据最终产品或非织造布的特定要求进行定制。Kelheim的特种纤维包括短切纤维，非常适用于生产可冲散湿巾，还有一系列可以满足吸收性卫生产品中各层材料的不同需求的纤维。

 

“特别是在吸收性卫生产品领域，用户不会在性能上妥协，并且还要求产品必须绝对可靠。”North说。
为了有效地发展专业化纤维，Kelheim依靠开放式创新方法，该方法基于三个关键因素——跟踪大趋势、与客户对话以及在创新网络中积极工作。该公司新业务发展总监Marina Crnoja-Cosic表示，这种方法的核心是聚焦于客户“未满足的需求”，并将其转化为对应的纤维解决方案。

 

这使Kelheim能够为客户提供量身定制的纤维，每一种纤维都考虑了生产工艺和最终产品的要求。“我们的重点是让生产技术具有灵活性和可调节性。在过去十年中，我们提高了短切纤维（例如用于可冲散湿巾）的产能，并且总体上提高了用于非织造布的纤维的比例。除此之外，提升我们的技术和产品也是一个持续的过程。我们在每一次挑战中都迎来更大的进步。”

 

由于这些纤维生产商的创新，从粘胶到亚麻，甚至是塑料合成纤维，非织造布将继续涉足新的领域。“对于其他纤维，我的立场一直是，我们都生活在一个非常大的全球市场中，拥有无数的细分市场和产品开发机会，”O’ Regan说，“许多纤维都有着自己的发展空间，即使是市场份额较小的纤维，也可以做出贡献。”

可生物降解的聚烯烃

 

纤维生产商FiberVisions和纺熔无纺布制造商Avgol都是全球化学品生产商Indorama Ventures Public Company Limited (IVL)的一部分，他们与Polymateria的科学家密切合作，以将创新的“生物转化”技术商业化。该专利技术改变了聚烯烃的特性，使其在自然过程中可生物降解。

 

该生物转化技术能进一步扩展这两家公司的纤维和纺熔产品目录。这些努力的重点将是推出用于个人防护口罩、卫生、农业、工业和家庭护理应用的非氧化降解成分。

 

该生物转化技术的使用将支持非原生树脂回收的应用，同时为使用过的物品提供解决方案，包括那些没有被正确回收或处置的物品。该过程涉及材料分解成蜡，其中蜡通过环境细菌作用进一步降解为二氧化碳、水和生物质。

 

两家公司一直在开发纤维和非织造布产品的原型。他们合作开发的第一个原型已经通过测试，符合英国标准协会 (BSI) 生物降解标准中定义的严格生物降解性测试。

本文选自Nonwovens Industry杂志

 

来源：荣格-《国际非织造工业》