1 司徒元舜欣欣向荣的中国SMS非织造布产业Microsoft Office Word 文档.docx

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欣欣向荣的中国SMS非织造布产业

广东省佛山市南海必得福无纺布有限公司

司徒元舜李孙辉刘志贵

一、我国SMS非织造布装备概况

1.SMS型非织造布生产设备发展历程

2000年，广东南海从德国引进的一条SMXS型非织造布生产线投入运行，竖立了中国“一步法”SMS技术发展的第一个里程碑。

但当时高昂的设备购置价格及尚未显露的市场需求，并没有引起投资者对SMS技术及产品的关注，SMS技术在此后多年未得到进一步的发展。

直至2004年，我国（未含台湾）仍然只有这一条3.2m幅宽的SMMS型非织造布生产线。

在2003年抗击“非典”的斗争中，包括SMS在内的非织造布材料在医疗、防护领域彰显的巨大作用，使国内一些企业领悟到这个市场的巨大商机，但由于SMS技术积淀浅薄、缺乏对各品牌设备进行比较的能力，只好根据自身投资能力和认识选购、引进各种品牌的生产线。

如：

德国莱芬豪舍（Reifenhauser）公司，日本NKK公司，意大利STP公司，美国诺信（Nordson）公司等制造的五条生产线，并分别在2005～2007年间形成了生产能力,形成了我国SMS产业蓬勃发展的第二波。

这批引进机型的幅宽均为3.2m，机型为SMXS型，其中有两条可用PP、PET原料，另外三条仅能生产PP非织造布。

这些生产线投产后使我国SMS产品的生产能力增加6倍，产量增长3.9倍，既孕育、拓展了产品市场，加快了SMS技术的普及和推广，同时也推动了国内SMS装备的研发工作。

2005年，中国制造的第一条幅宽为1.6m的SMS生产线投入了生产运行，虽然速度和产能都较低，但这毕竟是中国人冲破SMS装备技术垄断大门的成功尝试，开创了国内SMS产业的先河。

随着国内纺粘法、熔喷法非织造生产技术的发展，及基于SMS生产经验的积累，我国已具备研发、制造SMS装备的实力。

到了2009年初，至少已有三家企业的5条国产SMS型生产线投入了运行，并使SMS技术快速扩散，诱人的市场前景也使众多设备制造商跻身SMS产业。

进入2010年后，国内很多企业参与了SMS设备制造，大量的装备投放市场后，使SMS设备在非织造布行业得到迅速推广、应用，推动市场快速拓展、并呈现爆发式的增长，形成了SMS产业如火如荼发展的第三波。

表1中国SMS产业发展概况产能：

万t/a

年份

数量

主要机型

幅宽规格（m）

使用原料

产能

2000

1

SMXS

3.2

PP

1.0

2001

1

SMXS

3.2

PP

1.0

2002

1

SMXS

3.2

PP

1.0

2003

1

SMMS

3.2

PP

1.3

2004

4

增SMXS,

3.2

PP，PET

4.6

2005

5

增SMS

1.6,3.2

同上

5.45

2006

8

增SMMMS

同上

同上

6.65

2007

9

SMS,SMXS,SMMMS

同上

同上

6.9

2008

13

同上

增2.4

同上

9.55

2009

14

同上

1.6,2.4,3.2

同上

11.7

2010

29

增SSMMXS,SMMMXS,SSMMMS

增4.2

同上

25.9

2011

40

增SSMMS

1.6,2.4,3.2,4.2

同上

24.5

2012

53

同上

同上

同上

32.8

2013

62

增SSMMMMS

同上

增PET/PA

41.4

2014

～71

同上

同上

增PP/PE

～48.0

至2009年年底，国内还仅有7条国产SMS型生产线，到2011年中期，已投入运行或在建的国产SMS生产线总数逾31条。

在2009—2013四年间，设备总数以145%的平均复合增长率发展（表1,2）。

目前国内已在运行的机型有：

SMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSM-MS，SSMMXS，SMMMS，SMMM-S，SMMMXS，SSMMMS，SSMMMMS等；基本都是以PP为原料的单组分设备，只有两条商业化生产线可生产双组分产品；产品名义幅宽有：

1.6m，2.4m，3.2m，4.2m或者相近的规格（表3）。

表22006—2013年中国SMS装备产能与产量统计

年份

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

总拥有量（条）

8

9

13

14

29

40

53

62

产能（千吨/年）

67

69

96

117

191

245

328

414

平均产能（千吨/条）

8.38

7.67

7.38

8.36

6.59

6.13

6.19

6.68

产量（千吨/年）

20

46

67

71

91

164

215

324

产能利用率（%）

30

67

70

61

48

67

66

78

注：

统计方法与行业协会略有差异。

引进设备的主流机型均采用“RECOFIL”纺丝工艺，并与世界最新水平保持同步。

目前已形成了全球设备数量最多、机型最多样化的SMS产业群。

根据2013年统计，国内曾涉足SMS设备制造的企业有十多家，除了满足国内迅速增长的市场需求，并促进了下游制品产业的蓬勃发展外，还推动了大量性价比适宜的SMS装备进入世界各地市场。

表3按纺丝系统数量分类统计的各种SMS型生产线

纺丝系统数量

三个

四个

五个或更多

合计数

生产线数量（条）

37

12

13

62

占比（%）

59.7

19.3

21

100

2.SMS型非织造布生产工艺

SMS型生产线的基础技术是纺粘法、熔喷法非织造布技术，国产的SMS设备绝大部分都是采用大板、宽狭缝、低压力（﹤4～6kPa）的纺丝牵伸工艺，仅有少量采用管式牵伸工艺；而配套的熔喷系统均是采用单排喷丝孔、低压力（﹤0.13MPa）的Exxon工艺，高孔密度喷丝板得到应用，牵伸动力也实现了从空气压缩机—罗茨、或螺旋风机的转型。

在国产的SMS生产线中，除了个别生产线的纺粘系统曾试纺过PET，PLA原料外，仅有一条商业化双组份生产线，其余均使用PP材料；国产的SMS型生产线主要有SMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSM-MS五种基本配置形式；产品幅宽有1.6m，2.4m，3.2m三种规格。

图1一次成网工艺SMS生产线示意图

目前国内已投入运行的SMS型生产线中，基本上都是采用传统的一次成网工艺（图1）。

在2009年引进了“二次成网”SMMM—S型生产线后，至2014年底将有两条采用相似工艺的国产SSM—MS型生产线投入运行（图2）。

所谓“二次成网”工艺，就是在一条多纺丝系统的生产线中配置两台成网机，布置有较多纺丝系统的成网机称为主成网机,而将布置较少纺丝系统的称第二成网机，两台成网机的纤网在主成网机叠层成为复合纤网。

图2二次成网工艺SMS生产线示意图

3.国产SMS非织造布装备的发展成果

近年来SMS设备市场有较大的增量，为设备制造商提供了不少改进的机会，虽然在工艺原理方面没有创新性的突破，但国内的市场竞争、经验积累、相互模仿、比对也使设备结构和性能得到优化，使生产线的水平得到了明显的提高。

纺粘系统的结构特征已逐渐趋同，纺丝通道的长度增加、冷却侧吹风出风面变矮,温度趋高，有较高牵伸速度。

产品的纤维直径较细，强力增大，断裂伸长率缩小。

布面的均匀性相对较好，已缩短了与国外主流机型产品的差异。

至2013年年底，已有62条SMS生产线投入运行，其中有国产线44条，占总数的71.0%，引进线18条，占总数的29.0%。

部分国产线与原型设备比较，总体性能差距已缩小，仅用四、五年的时间就取得这种进步，凸显了“中国制造”的力量，其中部分机型的产品质量已超越国外二线设备的水平。

因此，自2005年以来，除德国品牌的设备外，其他国家品牌的SMS生产线已无法再进入中国市场。

（1）纺丝稳定性提高

通过优化设备配置和熔体分配流道、纺丝牵伸通道的设计，纺丝熔体的压力稳定，分布均匀；冷却牵伸气流的可控性加强，纺丝过程日趋稳定。

有的机型从开始调试直到试生产的几十小时内，出现熔体滴落污染网带的现象极少，这在几年前是难以想象的。

从已投入运行的纺丝系统来看，纺粘系统喷丝板的连续使用时间超过一个月甚至更长时间也不是罕见现象了。

（2）牵伸速度得到稳步提高

在市场拥有量相对较多的几个国产机型中，纺粘纤维细度普遍都呈现下降趋势，原来纤维细度在2.5dtex～3.0dtex的机型，其纤维细度已下降至2.0dtex～2.2dtex；有的机型已稳定下降至1.6～1.8dtex，虽然与国外产品的差异还较明显，但差距已明显缩小，各项性能指标也有所提高。

（3）运行速度提高

在2005年，国产SMS生产线的运行速度仅有150m/min,直至2010年还有生产线难于逾越200m/min这条红线，即使是技术水平较高的设备，仍将300m/min作为运行速度“门槛”。

虽然早期国产设备的运行速度与国外主流设备仍有较大差距，但近年制造的大部分生产线已跨越了300m/min，少数达到甚至超越了350m/min，运行速度的提高意味着总体水平的进步。

生产线的运行速度是牵涉到系统设计，工艺技术，机械加工、装配精度，控制技术，配套设备性能，操作技能等方面的系统工程，缺一不可。

近年来生产线的运行速度虽然没有较大的飞跃，但这种循序渐进的变化，展示出了国产设备正稳步前进的发展势头。

（4）核心设备的性能和自给率上升

从国家的层面来看，我国目前已具备了设计、制造SMS生产线全套装备的能力。

主要设备的性能能与生产线的水平同步发展。

除了广泛使用的“管道分流式”纺丝箱体外、“对分式管道分流型”纺丝箱体也进入了实用阶段。

国内已具备了设计、制造“衣架分流式”纺丝箱体的能力，并已成功配套在各种幅宽的生产线中使用。

我国独立设计、制造的纺粘法纺丝组件已在生产线使用多年；在设计、制造宽幅熔喷法纺丝系统方面，已填补了国内空白，但在加工工艺、加工精度等方面仍有待改进，以减少对国外产品的依赖。

实际运行速度可达400m/min的成网机，已配套在多条3.2m幅宽的生产线上使用。

应用“均匀辊”自动补偿轧辊挠曲变形技术的3.2m国产热轧机，其运行速度已达400m/min，能满足生产13～80g/m2SMS产品的工艺要求；

应用恒张力控制原理的3.2m幅宽国产卷绕机，使用锯齿刀横切断，提高了可靠性，实际运行速度可达450m/min，产品布卷最大直径为2000mm；

近年来，采用主动退卷、恒张力高速卷绕技术的大卷径非织造布分切机得到了快速发展，分切速度在600～800m/min的分切机已成功运行多年，速度在1000m/min的分切机也投入了运行。

国产分切机加工的母卷最大直径与卷绕机对应，为2000mm，子卷的最大直径一般在800～1000mm。

这些主流程设备的技术进步，为提高国产装备的成套性夯实了基础。

（5）新生产线的安装、调试时间缩短

以往，无论国产设备还是引进设备，从设备安装到生产线“交钥匙”耗用的时间，动辄要七、八个月的周期，少数甚至跨年度。

特别是一些早期国产或引进的设备，由于设备不成熟，买方成了试验场，调试工作变成了设备的现场改造过程，调试阶段要消耗数以百吨的原料。

进入2012年下半年后，各制造商的设备调试效率明显提高，时间缩短，一般的多纺丝系统生产线，安装调试时间在4～5个月左右。

即使在国外环境条件不理想的状态下，一条3.2mSMMS生产线从开始“上电”调试,到正式移交客户使用，实际耗用的时间仅为两个多月。

调试时间的缩减意味着设备制造商在设计、制造、安装、调试、工艺技术等方面水平的进步，特别是将设备的安装方式由在买方采购原料、“发外”包工、现场制作,变成工厂制造、现场装配后，设备的质量可控性大为改善，缩短了安装、调试时间，为供需双方都创造了可观的经济效益。

（6）优化配置，为全球的非织造布产业发展做贡献

目前，国内的设备制造商能根据用户的投资能力及产品应用领域的要求，灵活配置、组合设备，制造了适应市场要求的各种SMS生产线，加快了技术创新的步伐。

目前既有引进的成套纺丝系统在国产生产线使用，也有成套的国产纺丝系统嫁接到引进的生产线上；有的生产线集成了当今世界先进水平的设备，如德国的热轧机，意大利的卷绕机，日本、德国的熔喷箱体、纺丝组件等，使生产线有较高性价比和较强的竞争能力。

由于中国的设备制造商比国外同行更为灵活，为用户提供了更多不拘一格的个性化选项，而产品的质量又能满足处于起步阶段的市场需要，良好的性价比使非织造布装备从传统的“第三世界”市场进入了欧洲市场。

目前已有大量中国制造的SMS生产线出口到印度、泰国、印度尼西亚、土耳其、沙特，智利、巴西、阿根廷，俄罗斯、波兰等国家和地区，打破了外国品牌的垄断，为推动全球非织造布产业的发展做出了重要贡献。

（7）培养、造就了一支熟悉SMS技术的队伍

经过近三年多的实践，大部分设备制造商已从制造试验型SMS生产线中积累了经验，造就了一支初步掌握SMS技术的队伍，并将成为发展产业的中坚力量。

而在优胜劣汰的洗牌过程，使原来近二十家SMS设备制造商中近一半业绩不佳的企业淡出了市场。

目前人才、技术、市场资源向少数技术过硬、产品口碑好的企业集聚，市场竞争也促进了技术进步，开发创新的步伐加快，设备和工艺已逐渐得到优化、提升，技术含量增加，这是我国SMS装备制造业的发展主流。

二、国产SMS非织造布生产线存在的差距

虽然近年来在生产线的制造质量、非织造布产品的质量方面都有了较明显的进步，但实际产量的增幅一直小于产能增幅，如2010年度SMS的产能增幅为62.8%，而产量增幅仅为28.6%；2012年的产能利用率为65.8%，与当年行业的平均产能利用率持平，作为一个新兴的朝阳产业，并未显露出比其他非织造产品更加蓬勃发展的势头。

这种现象表明：

大部分生产线还未形成、或无法达到设计的生产能力。

除了受市场因素影响以外，与生产线仍存在技术障碍这一原因是分不开的。

生产线存在的差距主要体现在产品性能和经济技术指标两方面。

1.产品的质量

（1）产品的均匀度

均匀度是非织造布产品的一个重要指标，常用定量（g/m2）的变异系数CV值表示，以常见的15g/m2卫材产品为例，有多个企业使用国产设备生产的产品，其“表观”均匀度甚至达到了比国外主流产品（CV＜3）更佳的水平,有很强的竞争优势。

但仍有不少产品的CV值处于≥3，表面仍存在“大云斑”及条形的“稀网”缺陷。

（2）产品的拉伸断裂强力和伸长率

目前，国产设备生产的非织造布，其断裂强力与国外产品的差异不大，MD/CD强力比普遍可以控制在＜2的范围。

虽然有的国产产品在MD方向的强力很大，但MD/CD强力比会达到≥3，市场的认同度较低。

在实际应用中，产品的断裂伸长率不能太大。

目前，国外主流产品的断裂伸长率约在40%～60%（未经后整理），而用国产设备生产的产品难以达到这个水平，绝大多数产品的断裂伸长率都≥100%，只有少数几个机型的产品可接近60%，因而较难进入高端市场。

（3）产品的胀破强力

胀破强力是医疗制品材料的一个特定要求，如用于制作手术衣、铺单等制品的材料，相关标准（EN13795、YY/T0506）要求胀破强力≥40kPa。

以较为常用的40g/m2材料为例，国产材料尚不容易稳定达到这个要求，但国外相同规格的主流产品一般可大幅度超越。

由于国产设备制造的材料胀破强力偏小，尚不能使下游高端用户放心采购、使用，从而影响了SMS材料在医疗制品领域的市场拓展。

（4）产品的阻隔性能

用作卫生或医疗制品材料的SMS产品，常用“静水压”来衡量材料抵抗液体渗透的能力，就静水压的平均值来看，国内、外产品的差距不大，个别机型甚至比国外更高。

但若用离散性来考核，国外SMS产品静水压的CV值一般＜10，而国产SMS产品则在10～20之间。

虽然国内已出现静水压较高的机型和产品，但在正常生产状态的产品质量仍有待考验。

卫生、医疗产品关注产品静水压的最低值，这是产品阻隔性能最差的部位，也是发生事故概率最高的部位。

CV值大，表明产品的静水压波动大，出现较低静水压的概率和范围也大；医疗产品的材料必须有超额的静水压储备，用以弥补经后整理造成的静水压损失，否则产品的质量风险较大。

目前，国内、外的SMS型医疗类材料多由有两个、三个，甚至四个熔喷系统的生产线制造，在定量规格相同的条件下，这种产品的静水压肯定优于纺丝系统较少的生产线，但时今日，我国仍停留在制造只有两个熔喷系统的状态。

（6）纤维的细度

由于提高牵伸速度会增加能耗，牵伸气流会干扰成网，影响成网的质量，加上片面追求低成本，国产设备的牵伸速度普遍较低，与一些纤维较细的机型比较，牵伸风机功率相差可达60%。

目前不少机型的纤维细度仍处于≥2.5dtex的状态，与国外主流产品的1dtex差距悬殊。

3.经济技术指标

（1）运行速度偏低

目前，国内的SMS生产线除了少量可生产医疗制品材料外，大部分仍以生产轻薄型的小定量产品为主，这就使“速度”成了评价设备最直观的经济、技术指标。

没有高速度就没有高产量，虽然用低速度生产的产品质量较好，但生产成本也较高，既没有经济效益、也没有代表性。

我国引进生产线的运行速度普遍在400～600m/min，如本世纪初引进的3.2m幅宽SMS生产线，可以在用近500m/min速度生产10g/m2产品时，挤出量仍可保持在1000kg/h。

近年引进的多纺丝系统生产线，其实用速度基本在600～800m/min，国外最新型生产线的设计速度已高于1000m/min。

随着配套设备、工艺技术的提高，一些新的国产SMS型生产线运行速度虽然跨越了300m/min这个门槛，国产档次最高的SSMMS机型，能稳定运行的速度仍在350m/min左右，仅相当于国外设备的一半，差异显而易见。

（2）稳定性差，工艺重现性差

纺丝系统不稳定，故障点多，故障率高，无故障连续运行时间短仍是国产设备要面对的问题。

这除了与配套设备及管理水平有关外，还与生产线的设计、制造质量有直接关系。

国产设备大多使用导热油加热的纺丝箱体,难于调控局部区域的熔体温度,而纺丝泵又处于小挤出量的低速状态运行，纺丝系统容易产生断丝、滴熔体的现象，进而污染网带，缩短了成网机网带的使用周期。

不少生产线熔喷系统仍有待改善，存在熔体泄漏、喷丝板使用周期偏短的问题，影响了生产线的利用率；由于设备配置偏低，容易发生飞花，网带容易发生堵塞、透气性能变小，影响了产品的质量。

（3）生产能力偏低

以单个纺丝系统每一米幅宽一个小时的设备能力计算，国外PP纺粘系统的最大产能为240kg，熔喷系统为60kg；国产纺粘系统最大产能为180kg，熔喷系统为50kg。

若按纺丝系统之间的挤出量匹配关系分析，在SMS产品中熔喷层占比为20%时，国外的SMS产能为300kg，SMMS产能为600kg，国产的SMS产能为250kg，SMMS产能为450kg，产能偏小。

由于国产生产线的运行速度偏低，实际差距要比上述数值大很多。

如3.2m的SMS生产线，国产设备的产能约5000～6000吨/年，而国外设备的产能约为10000吨/年；国产SSMMS生产线的产能仅有9000吨，近期引进的多纺丝系统生产线产能≥15000吨/年。

较高的产能有利于降低产品成本，有长期效益，这是评价引进设备价格时容易忽视的比对条件。

生产线的运行速度偏低，是导致产能偏低的最重要原因。

（4）安全运行未得到应有关注

SMS生产线纺丝系统多、运行速度越来越高，危险源分散，人员素质参差不齐,安全问题突出。

近年来在成网机、热轧机、卷绕机、分切机等工位出现的安全事故就是一个预警信号,应引起设备制造商及使用方的关注。

除了少数机型的成网机、热轧机、卷绕机配置制动系统外，目前投入运行的国产生产线基本没有紧急制动功能；有些控制系统甚至缺乏连锁保护功能，容易因为误操作而引发事故；生产线中大量使用的导热油炉配置简单，功率密度偏高，大部分缺失低流量保护，存在安全隐患。

（5）配置简单

国产生产线的总体设计方案及主要设备配置与国外上世纪九十年代中期的水平相似，但更加“简单”，如：

配料系统仅计量用量少的添加剂，主要原料却没有计量，而且都是用精度较低的体积式计量；熔体通道普遍不设静态混合器；卷绕、分切设备简陋，仍使用简单的、使用寿命较短的刀具；没有配置后整理系统，在线检测系统等。

（6）小幅宽线偏多，总体水平低

据2013年统计（表4.5），在44条投入运行的国产SMS非织造布生产线中，幅宽≤2.4m的生产线共有28条，占国产设备总数的63.6%，占全国设备的45.2%。

也许小产能生产线更能适应国内小订单市场的特点，但小订单并不是企业的期望。

小幅宽生产线并不等同技术含量低，但运行成本高，原料利用率和劳动效率低，缺乏规模效应和竞争优势却是明显的。

表4按产品名义幅宽和产地分类统计的SMS生产线（至2013年）

名义幅宽（mm）

1600

2400

3200

4200

合计

生产线数量（条）

21

7

30

4

62

产地

国产

引进

国产

引进

国产

引进

国产

引进

国产

引进

数量（条）

21

0

7

0

16

14

0

4

44

18

占比（%）

33.9

0

11.3

0

25.8

22.6

0

6.4

71.0

29.0

总占比（%）

33.9

11.3

48.4

6.4

100

据统计，国产平均单线产能约为3500吨，仅相当于国外一个3.2米纺粘系统的产能，引进设备则在一万吨以上。

国产设备的数量是总量的71%，但总产能的占比仅有37.7%，也就是说我国SMS的产能和产量主要还是由引进设备形成的，必须看到在技术、效率等方面存在的巨大差距。

表5各种幅宽规格的SMS型生产线拥有量

年份

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

现拥有合计（条）

1.6m幅宽

1

1

2

2

7

13

18

21

21（其中引进0）

2.4m幅宽

0

0

1

1

3

5

5

7

7（其中引进0）

3.2m幅宽

7

8

10

11

18

20

26

30

30（其中引进14）

4.2m幅宽

0

0

0

0

1

2

4

4

4（其中引进4）

合计（条）

8

9

13

14

29

40

53

62

62（其中引进18）

三、国产SMS非织造布生产线的发展方向

1.提高保护知识产权力度，加强技术创新的实用性

我国SMS产业拥有自主知识产权的技术很少，在核心工艺原理、系统设备配置、关键结构等方面都有似曾相识的印象，鲜见有重大突破。

由于知识产权没有得到有效保护，跳槽者可以毫无顾忌地带走手中掌握的技术、或“借用”他人的技术成果。

一些企业为了防止技术扩散，在“交钥匙”时，不但无图纸、文件资料交付，甚至连验收结论都没有，制造商只要完成设备的安装、调试工作，能生产出布就算项目竣工了。

以仿制为主要手段的设备制造方法无需风险较大的前期投入，因此有的设备制造商只乐于仿制，而缺乏开发创新的热情。

这就催生了一些既无设计能力，又没有加工资源，也没有技术队伍的企业，