Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Химические волокна и нити, композиты


Тенденции/Химические волокна и нити, композиты/Химические волокна – сырье для нетканых материалов

Химические волокна – сырье для нетканых материалов

24 августа 2001
Технический текстиль №1, 2001

Айзенштейн Эмиль Михайлович


Перспективы развития рынка текстильного сырья 


В настоящее время, по данным за 2000 г., в мире ежегодно потребляется около 48 млн. т текстильных волокон,  к 2003 г. объем их потребления возрастет до 50 млн. т, в том числе химических - до 28,7 млн. т (из них синтетических - 26,4 млн. т) (табл. 1).

Мировое производство химических волокон в 2000 г. составило около 28,0 млн. т, в том числе синтетических - 25,3 млн. т. В дальнейшем намечается неуклонный подъем производства химических волокон соответственно до 37,8 (2003 г.) и 49,5 млн. т (2008 г.). В денежном выражении это составляет соответственно  116,3 и 171,0 млрд. USD. Правда, цены на продукцию возрастут в среднем с 3,08 до 3,45  USD/кг.

Говоря о будущем, посмотрим, что ожидает мировой текстильный рынок в 2010 г. Потребление всех видов волокон приблизится к 80 млн. т, химических - к 50 млн. т. Следует обратить также внимание на прогнозируемое снижение доли потребления хлопка в 2000-2010 гг. с 38 до 32%, а также снижение доли шерсти, целлюлозных волокон и нитей в потреблении на душу населения. В 2010 г. мировой спрос на текстильные волокна в целом достигнет 9,0 кг/чел.

В сегменте гидрофильных волокон (хлопка, вискозы, ацетата) к 2050 г., когда, вероятно, начнет ощущаться дефицит в продукции нефтехимии, возрастет доля гидратцеллюлозных волокон. Главным образом, это произойдет, благодаря развитию лиоцелла, получаемого, как известно, по экологически чистому «безсероуглеродному» способу. Примерно на одном уровне останется удельное потребление полиакрилонитрильных волокон, Заметно снизится этот показатель у полиамидных волокон и немного у полиамидных нитей. Зато он резко возрастет у полиэфирных и полипропиленовых волокон и нитей: уже к 2010 г. они приобретут «контрольный пакет» (52%) в мировом потреблении всех видов текстильного сырья на душу населения.

Чтобы снять лишние опасения в связи с предполагаемым исчезновением в ХХI веке нефтехимического сырья и тем самым возможным упадком производства синтетических волокон, заглянем еще дальше, вплоть до 2050 г. И здесь складывается любопытная ситуация: мировое потребление всех видов волокон к этому году прогнозируется примерно в 140 млн. т - примерно втрое больше, чем в 2000 г. При этом потребление синтетических волокон и нитей увеличится в 4 раза, целлюлозных, (преимущественно типа лиоцелл) в 3 раза, а хлопка и шерсти на 10%. Доля синтетических волокон к этому времени оценивается в 68%, целлюлозных - 10%, хлопка и шерсти - 17%, остальных - около 5%.

Триумфальное шествие полиэфирных

На протяжении последних трех десятилетий  лидирующее место, как по абсолютному объему производства, так и по среднегодовым темпам прироста, сохраняется за полиэфирными (ПЭФ) волокнами и нитями. Начиная с 2000 г. по годовому объему производства (более 18 млн. т) они вышли на ведущие позиции не только среди химических волокон (доля - около 60%), но и всех видов текстильного сырья (доля - около 35%), включая хлопок.

К 2007 г. выпуск полиэфирных волокон и нитей должен превысить 26 млн. т. Таким образом, в этом году их будет на 1 млн. т больше, чем сегодня производится всех видов синтетических волокон, вместе взятых, и в 1,5 раза больше нынешнего мирового сбора хлопка-сырца.

Бурный рост производства и потребления полиэфирных волокон и нитей в настоящем и будущем невозможен без совершенствования существующих технологий и качества готовой продукции, расширения и обновления ассортимента.

Магистральным направлением в улучшении потребительских свойств полиэфирных, преимущественно штапельных, волокон остается химическая модификация полимера. В промышленном масштабе освоено производство волокон на основе новых полиэфиров - политриметилентерефталата (ПТТ) и полибутилентерефталата (ПБТ). По сравнению с обычным полиэфирным волокном из ПЭТ, волокна из указанных полимеров имеют ряд важных преимуществ (правда, кроме цены): в частности, по эластичности, тактильной мягкости, объемности, интенсивности крашения.

В Могилевском ПО Химволокно в ближайшее время будут выпущены опытно-промышленные партии модифицированного полиэфирного волокна.

Модифицированное ПЭТ-волокно способно легко окрашиваться дисперсными красителями без применения давления и переносчиков.  Кроме того, оно хорошо окрашивается катионными красителями; при этом  достигается конечный эффект окраски полиакрилонитрильного (ПАН) волокна.

Как видно из табл. 2 интенсивность крашения модифицированного волокна дисперсными красителями превосходит показатели для серийного волокна соответственно в 4, 10 и 8 раз (!), сохраняя при этом высокую устойчивость окраски. При катионном крашении уровень окраски в черный, синий и красный цвета соответствует стандартным эталонам, принятым для ПАН волокон, по глубине и устойчивости окраски.

Полиамидные (ПА) волокна и нити 


Их производство не отличается стабильностью, как в мировом, так и в региональном масштабе. Этот некогда самый популярный вид синтетических волокон уступил первенство полиэфирным и полиолефиновым волокнам. Судя по наметившейся тенденции, производство ПА-нитей будет умеренно расти в азиатских странах и США, а производство штапельного волокна, если рассматривать стандартную продукцию, постепенно идет на спад.

Спандекс

Перспективным сырьем для текстильной промышленности  по-прежнему является полиуретановая высокоэластическая нить спандекс, мощности по которой в 2000 г. в мире установлены на уровне 180,0 тыс. т. Наиболее крупные из них сосредоточены в США (только на фирме DuPont - торговая марка «лайкра» (lycra®) - общей мощностью 66 тыс. т/год), в Южной Корее, а также в Западной Европе, где фирма Byer реализовала высокоэффективную технологию формования эластичной нити типа «дорластан» из расплава полиуретана.

Полипропиленовые волокна

Особое место в мировом балансе текстильного сырья сегодня занимают полиолефиновые волокна, из которых более 85% получают из полипропилена (ПП). Суммарные мощности по ним в 2001 г. оцениваются около 7 млн. тонн. Наиболее распространенный ассортимент в основных странах-производителях (табл. 3): нити (включая текстурированные, жгут BCF, мульти- и микрофиламенты), спанбонд/мелтбон, волокна, расщепленные пленки/ленты. Из богатого перечня областей применения ПП волокнистых материалов следует выделить ковровую пряжу, обивочные ткани, медицинские и гигиенические изделия, геотекстиль, канаты, на этих рынках сырья у них практически нет конкурентов.

Широкое применение ПП волокон и нитей во многом обусловлено доступностью, сравнительной низкой стоимостью сырья, а также их прекрасными технологическими свойствами (табл. 4).

Соотношение в использовании ПП волокон и нитей для разных регионов неодинаково. В Японии, например, выпуск нитей, включая спанбонд/мелтбон, в 2000 г. был преобладающим по сравнению со штапельным волокном, несмотря на то, что из последнего там изготавливают такие распространенные товары, как ковры и нетканые материалы. 

В Западной Европе имеет место значительное потребление мультифиламентной и пленочной нитей, спанбонд/мелтбон и др. В США в 1999 г. более 42% пряжи было выпущено на основе ПП в виде волокна, жгута BCF и нити для непосредственного применения в лицевой и грунтовой частях ковров. В этом секторе внедрение полипропиленовых материалов идет заметно интенсивнее по сравнению с полиамидом и полиэфиром.

На рынке нетканых материалов

Похожая ситуация складывается и в производстве нетканых материалов (НМ), где ПП начинает активно вытеснять другие волокна, в частности полиэфирные и вискозные (график 1). И это нельзя выпускать из виду, ибо создание нетканых материалов становится, пожалуй, самым перспективным направлением в текстильной технологии. Объемы их производства и потребления растут несоизмеримо быстрее, чем, например, тканей и трикотажа. Именно в этом секторе рынка заложен самый короткий и дешевый путь при получении широкого ассортимента изделий повышенного спроса (геотекстиля, термо-звукоизоляционных материалов, кровельных покрытий, бытовой продукции, спецодежды).

В Западной Европе, в частности, производство нетканых материалов увеличилось за последнее десятилетие почти в 1,5 раза (график 2). 
Мировое производство НМ, которое в 1998 г. составило около 2,5 млн. т, в основном сосредоточено в экономически развитых странах (диаграмма 1). Области  применения НМ достаточно широки, преобладающими являются медицина и общественная гигиена (37%), строительство (18%), протирочные материалы (11%), мебель и изделия домашнего обихода (9%), различные фильтры (4%) и др.

Традиционные методы получения НМ - сухой и мокрый - постепенно уступают место более эффективным процессам, принятым в технологии формования синтетических волокон из расплава (спанбонд/мелтбон). Их доля в Западной Европе за последние 15 лет увеличилась на 8% за счет сокращения объемов производства НМ по «сухому» методу. В этом же регионе выпуск НМ, полученных аэродинамическим методом, составил в 2000 г. около 1 млн. т.

Бикомпонентные волокна

 
Заметному росту производства НМ способствует не только создание новых, но также совершенствование существующих технологий получения и свойств объемных НМ. 

В частности, традиционный синтепон, при производстве которого используются низкоэкологичные и дорогостоящие латексы и эмульсии, уступает  свою рыночную нишу утеплителей для одежды материалам нового поколения - на основе бикомпонентных волокон, способных к термосклеиванию (см. справку). Они отличаются устойчивостью к многократному сжатию, возможностью стирки, мягким грифом и лучшей драпируемостью. Принципиально новое холстообразование (рандомизация) позволяет выпускать равномерные, пушистые, с преимущественно вертикально расположенными волокнами утеплители, что также выгодно отличает их от синтепона.

Бикомпонентные волокна (их доля в составе НМ - 20-30%) получают чаще всего формованием из расплавов 2-х или 3-х термопластичных полимеров, например, ПЭФ, ПП, ПА, подаваемых вместе к каждому отверстию фильеры и образующих структуру в каждой элементарной нити. Такая структура может быть, в частности, полисегментной, «бок-о-бок», «оболочка-ядро».

Когда речь идет о привлечении бикомпонентных волокон к созданию новых типов НМ, интерес, естественно, проявляется к структуре «оболочка-ядро», где толщина оболочки, например для волокна 0,12 текс (диаметром 12 мкм),  составляет 0,7 мкм. Но и этого достаточно, чтобы низкоплавкий полимер, например, полиэфир с температурой плавления не более 160°С, обеспечил прочное склеивание волокнистой основы НМ.

Использование бикомпонентных волокон - очень перспективное направление и при соответствующей заинтересованности текстильщиков можно «реанимировать» отечественные разработки в области технологии и оборудования для БКВ, выполненные еще 30 лет назад и не потерявшие свою актуальность.

Лигноцеллюлозные волокна 


При полном (или даже частичном) использовании первичного сырья для их получения - агромассы и древесной массы, регулярно воспроизводимых природой, нетканые материалы из этих волокон в сотни раз могут перекрыть все существующие ныне и прогнозируемые объемы производства натуральных и химических волокон, равно как и текстильных материалов на их основе. Мировой ежегодный объем производства лигноцеллюлозных волокон из природных сельскохозяйственных культур оценивается экспертами в 4 млрд. т (табл. 5).

Уже сегодня эти волокна, в особенности древесины, используются, помимо производства целлюлозы, бумаги, фибрового картона и ДСП, при изготовлении внутренних панелей для автомобилей, а в последнее время  начаты работы по созданию нетканых материалов из растительного сырья для геотекстиля, фильтров и композиционных материалов конструкционного назначения. Это - реальное и недалекое будущее.

Вспомним слова Д.И. Менделеева, сказанные еще в 1900 г.: «...наша страна изобилует всякими растительными продуктами, не находящими себе применение. При этом клетка не истощает почвы и для питания непригодна... Если бы мы отбросы превратили в изделия из вискозы, особенно в волокна, то разбогатели бы побольше, чем от всей нашей торговли».

Российские реалии

Анализ развития рынка химических волокон в России и странах ближнего зарубежья достаточно полно отражен в целом ряде статей автора в специальных изданиях (см. справку). Остановим свое внимание на наиболее применимых в отрасли НМ полипропиленовых волокна.

Ассортимент выпускаемой в настоящее время в России продукции из полипропилена (ПП) достаточно широк, хотя заметное развитие в основном получили волокна и пленочные нити. Производство из ПП технической нити (ОАО  Курскхимволокно), коврового жгутика и волокнистого материала (ОАО Каменскхимволокно) ограничивается несколько десятками тонн в год при загрузке установленной мощности в пределах 3-10%.  

Правда,  надо отметить успешный старт в 2000 г. ООО Сибур-Геотекстиль (Сургут), выпустившего 2300 т ПП волокнистого материала типа спанбонд при довольно высокой на сегодняшний день загрузке установленной мощности (77%).      
         
Наиболее крупные производства у нас созданы по ПП штапельным волокнам и пленочным нитям, главным образом, в ОАО  Московский НПЗ, ОАО  Полипропилен (Балаково) и ОАО Каменскхимволокно. В целом,  производство штапельного  волокна в 2000 г.  возросло на 50,7% при рекордной загрузке мощности  - 103,1% (!), а пленочной нити - на 63,3%. 

Выпуск ПП пленочных нитей на всех перечисленных выше предприятиях по сравнению с 1999 г. возрос в среднем на 30-35%, а в ОАО Каменскхимволокно - в 4 раза, достигнув более 5000 т при загрузке установленной мощности около 40%. Пока можно констатировать, что развитие волокон и нитей из ПП идет у нас не  в противоречии с мировой тенденцией за исключением тех «провалов», о которых несколько ниже.

Особо хочется сказать, не возвращаясь к тому, о чем мы уже много раз писали в цитированных выше журналах, о положении в России с производством полиэфирных волокон и нитей, занимающих сегодня лидирующие позиции в мире среди всех видов химических и натуральных волокон, включая хлопок.
На фоне отмеченных выше мировых достижений, ситуация с производством полиэфирных волокон и нитей в России выглядит крайне неблагополучно. По фактическому производству их на душу населения мы уступаем среднемировому показателю (около 3 кг) более чем в 100 раз, а Белоруссии - в 500 (!). 

Даже те старые мощности, что имеются в Курске, используются на минимальном уровне. Практически можно говорить о существовании в России лишь производства полиэфирных пневмотекстурированных нитей в  ОАО ТХВ-Полиэфир (Тверь). К чести этого предприятия, несмотря на трудности с обеспечением сырьем и реализацией готовой продукции, оно целеустремленно из года в год увеличивает производство нитей. В 2000 г. их выпущено 5169 т (на 43,3% больше, чем в 1999 г.) при этом загружено 84,9% мощностей. Гамма выпускаемых нитей, окрашенных в массе по методу «мастер-батч», необычайно широка - более 30 цветов. Эта продукция предназначена в первую очередь для изготовления мебельных и автомобильных тканей, декоративных материалов.

В заключение несколько слов о Могилевском ПО Химволокно - крупнейшем производителе полиэфирных волокон и нитей в Европе, основном поставщике этой продукции в Россию. В настоящее время в Могилеве, помимо исходного сырья - диметилтерефталата (ДМТ), производится около 180 тыс. т различной полиэфирной продукции, в том числе штапельное волокно и жгут (39,4%), нити технические (6,6%), текстильные (6,6%), товарный полиэтилентерефталат - ПЭТ (47,4%). 

Последнее несколько неожиданно, поскольку ранее автономный выпуск гранулята ПЭТ был предназначен в объеме 28 тыс. т/год только для Светлогорского ПО Химволокно. Сокращение объемов выпуска волокон и нитей и увеличение объемов товарного ПЭТ почти в 3 раза обусловлены нерентабельным использованием устаревшего прядильно-текстильного оборудования, снижением спроса на волокна и нити, с одной стороны, и растущей потребностью гранулята, особенно для производства бутылок, с другой стороны. Чтобы удержаться на плаву, предприятие нуждается в серьезной реконструкции, освоении новых ассортиментов волокон и нитей, хотя в этом направлении в меру имеющихся ресурсов и нынче делается немало.

В частности, предприятием освоен выпуск полиэфирных волокон широкого ассортимента для производства нетканых материалов, в том числе волокна высокоизвитые, окрашенные в массе, высоких титров (от 1,2 до 1,7 текс), волокна полые, профилированные и др., которые должны заинтересовать потребителей нетканой продукции с новыми свойствами.

СПРАВКА

Об утеплителях нового поколения - см.  Рынок легкой промышленности  № 14.

О состоянии производства и применения химических волокон в России и странах бывшего Союза см. публикации автора в журналах:  Химические волокна, №5, 1998 г.; №5, 1999 г.; №4, 2000 г., Текстильная промышленность, №4, 1998 г.; №7-8, №11-12, 1999 г.; №1, №3 и №6, 2000 г.,  Химия и бизнес, №29, 1998 г.; №39-40, 2000 г., В зеркале текстильной и легкой промышленности, №4, 2000 г.,  Химия и рынок,№4, 1999 г., Рынок легкой промышленности, №12, №14, 2001 г..

Использованная литература: 1) Nonwovens World, okt.-nov.2000; 2) Chem.Fibers Int. 2000, 50, № 1-6; 3) Chem. Fibers Int. 2000, 51, № 7.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ