纳米非织造布报告！2030年，需求预计将会增长到一万吨！

非织造布行业对纳米纤维的需求正蓄势待发。根据Allied Market Research的数据，2020年全球对非织造纳米纤维的需求超过2500千吨。展望未来，2030年全球对非织布纳米纤维的需求预计将略高于1万吨，整个预测期间的复合年增长率将低于两位数。

Allied Market Research分析师Prakhar Jain表示，最初，直径小于100纳米的纤维被认为是纳米纤维，但最近范围有所扩大，所有直径小于500纳米的纤维都被认为是纳米纤维。此外，纳米纤维的直径取决于所用聚合物的类型和生产方法。与超细纤维相比，纳米纤维的独特之处在于其大的表面积/体积比、高孔隙率、可观的机械强度和功能化方面的灵活性。

据市场研究人员称，纳米纤维可以由天然聚合物和合成聚合物组成。天然聚合物包括胶原蛋白、纤维素、丝素、角蛋白、明胶和多糖(如壳聚糖和海藻酸盐)。合成聚合物包括聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚氨酯(PU)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚3-羟基丁酸-共-3-羟基戊酸酯(PHBV)和聚乙烯-共-醋酸乙烯酯(PEVA)。

与传统纤维相比，纳米纤维具有更高的初始和持续效率，在清洁时，纳米纤维网络比没有细纤维层的清洁过滤器更能捕获灰尘和其他有害颗粒。它们能够通过拦截、扩散和撞击等过滤方法实现这些高水平的过滤。

纳米纤维的另一个优点是纳米纤维层比其他纤维持久。纳米纤维可以将这些颗粒吸附在纤维表面，并帮助防止它们堵塞纤维中的其他材料层纤维寿命的延长意味着终端用户将不再需要经常购买纤维。因此，尽管许多细纤维的前期成本较高，但从长远来看，它们可以帮助节省大量的资金。

在纳米纤维非织造布生产中，静电纺丝占据了主导地位，静电纺丝工艺由于对电压要求高、生产速度低和对聚合物性能的高度依赖而存在很大的局限性，其他纺丝微纳米纤维的方法包括溶液吹制或喷气纺丝、离心纺丝、相变冷冻干燥和模板合成。

溶液吹制似乎是最有前途的替代方法之一，因为它不需要高压，可以取代静电纺丝，产量也很高。研究表明，溶液吹制的微纳米纤维结构与静电纺丝得到的纤维具有几乎相同的形态和结构。然而，与静电纺丝相比，溶液吹制的生产速度可以提高一个数量级。

离心纺丝被认为是取代静电纺丝的一个很好的候选，与溶液吹制技术相似，离心纺丝具有较高的生产能力，在工业应用方面具有广阔的前景。

其他一些非静电纺丝技术，如模板合成、相变、冷冻干燥和基于喷丝板的拉伸技术，适用于特定的用途，如电子、光电、传感器和电池应用。与溶液吹制和离心纺丝相比，这些替代技术的生产能力较低，但它们形成三维结构的能力使它们在生物医学应用、组织工程、增强材料、智能纺织品、驱动器或传感器等领域具有很大的潜力。”与此同时，熔喷技术最近被认为是一种可能的技术，尽管据报道它只能生产纳米纤维范围的细端附近的纤维直径。

Hifyber专注于过滤介质

土耳其丹尼兹利的Hifyber公司加工的纳米纤维比人的头发还要细500倍。鉴于其结构，纳米纤维层具有高比表面积、高孔隙率和小孔径等独特性能。纳米纤维层的小孔隙允许机械过滤非常小的粉尘和生物杂质，高孔隙率确保高气流(更低的压降)，从而降低成本和节约能源。纳米纤维的这些独特特性，结合材料本身的功能，已经导致了新的多样化的现实世界应用的发展。

聚合物基Hifyber纳米层由致密的纳米纤维网组成，平均纤维厚度为100-300纳米。为了制造先进和坚固的材料，Hifyber采用了开创性的静电纺丝技术。Hifyber最近开发了一种纳米纤维涂层的抗菌抗病毒暖通空调过滤介质，以防止微生物在空气过滤器中生长。这种过滤介质通过破坏细菌细胞和病毒的重要功能，对细菌和病毒的生长非常有效。Hifyber提供高效抗菌抗病毒的HVAC过滤介质，符合ASHRAE 52.2, en779:2012, ISO 16890和EN1822空气过滤测试标准。Hifyber还开发了一种可生物降解的纳米纤维滤料，旨在产生环境效益，并为子孙后代留下一个绿色、健康和更宜居的世界。此外，Hifyber纳米纤维滤料，通过在HVAC系统中提供高过滤效率，满足了生活空间对新鲜和清洁空气的需求，并以其阻燃性能确保了安全的工作条件。

由于其独特的结构和材料组成，Hifyber纳米纤维介质可以使用更长的时间，不像传统的静电增强熔喷，静电纺丝技术可以生产非常薄的连续纤维，这种技术在提高过滤效率方面起着关键作用。Hifyber过滤介质只依赖于机械过滤，并在过滤器的整个使用寿命内提供持续的过滤效率。

，Hifyber纳米纤维介质采用全合成环保材料制造，与玻璃纤维过滤介质不同，这种技术消除了纤维脱落的担忧。科学研究表明，吸入由玻璃纤维制成的过滤器提供的空气中的纤维碎片，会对接触者的喉咙和肺部造成刺激，长期持续接触还会导致永久性疾病。”

高纤纳米纤维滤料辊既可在标准叶片上加工，也可在旋转折页上加工，性能无损失。而且，由于过滤器的长寿命，它有助于减少用户的能源消耗和减少他们的碳足迹。Hifyber产品符合国际测试标准，其商用MERV等级达到MERV 16。

Matregenix扩展

今年6月，总部位于加州的科技公司Matregenix Inc.宣布将在加州欧文市(Irvine)建立一个新的制造工厂，并在那里安装了一条新的纳米纤维生产线。目前，Matregenix正在运营一条卷对卷生产线和两台“大机器”。这条装配线是最近新增的，它使公司的生产能力增加了一倍多，其运行速度是一台大型机器的三倍。该公司的目标是在生物医学和过滤市场之间的几个应用。在生物医学方面，主要关注的是伤口愈合和组织工程支架。在过滤方面，到目前为止，两个主要的重点是口罩滤料和开发用于暖通空调过滤器的滤料。

口罩过滤介质是取得最大进展的地方，同样，过滤介质(非织造布)行业已经充斥着纳米纤维产品。Matregenix一直在投资研发以纳米纤维为基础的产品，以满足许多未满足的医疗需求。该公司专注于产品开发，并积极寻求战略合作伙伴共同开发这些产品，并将其商业化。在过滤方面，Matregenix最近开发了一种新的抗病毒和抗菌过滤技术，可以消除包括人类冠状病毒在内的99%的空气病毒。“值得注意的是，产生抗病毒活性的活性成分不是金属氧化物，而是一种无毒的天然草药提取物，”索利曼博士说。“第三方检测实验室显示，99%以上的抗病毒和减少细菌生长的功效。”

推动纳米技术在非织造布行业增长的主要因素是该技术本身的价值主张。例如，在过滤应用中，在保持高过滤效率的同时，低压降是目前任何其他非织造材料无法比拟的。它的独特特性可以彻底颠覆整个行业，这两个因素都是非常理想的，但对于其他非织造布来说，它们通常是无法实现的。

在保持高过滤效率的同时，低压降使得口罩具有更好的透气性，或者在HVAC系统中使用更薄的过滤器。口罩的透气性对于从事特定工作的人来说极其重要，比如医生或教师，他们每周至少有五天要整天戴口罩。纳米纤维滤料的另一个显著优势是，与传统的熔喷滤料不同，纳米纤维的过滤机制不依赖于静电荷，完全依赖于纳米纤维的孔径、孔径分布和形态。这种机械过滤机制允许在一个时间内无限的保质期，大多数政府都在寻求储备口罩，以防另一场流行病爆发。

尽管有这些优点，纳米纤维在产品一致性和可重复性方面名声不好。静电纺丝的过程非常精细，需要控制很多变量，需要对材料科学和化学有深刻的科学理解，才能很好地控制静电纺丝的过程。此外，静电纺丝并不是一种‘即插即用’的生产工艺，它需要对不同的产品进行高度定制，这意味着大多数公司都不愿意投入长期的研发工作。”

Matregenix与众不同之处在于它的“专有技术”和它的纳米纤维科学家专家团队，他们在纳米纤维研究及其应用方面拥有超过30年的实践经验。多年来，开发了多种专利配方，涵盖了广泛的特性，这使他们能够快速地重新利用这些配方，建立标准操作程序(sop)，以开发不同的产品。这意味着可以在很短的时间内将概念验证转化为产品。他们还实施了一个非常严格的质量控制系统，以确保产品在纤维形态和微观结构特征方面符合其目标型材。”

NXTNano安装新线

今年早些时候，NXTNano宣布，它正在安装另外三条HYPR-Spun纳米纤维生产线。新的生产线使得Claremore公司的生产线总数达到了6条，与现有的生产线类似，最新的设备促进了高产量的纳米纤维生产，最大辊宽为2.15米。

公司决定增加生产线是受产品需求的驱使。据麦克道尔说，公司决定在一些内部修改的基础上增加两条生产线。额外的改造需要更多的空气处理，但在不做改变的情况下，两条生产线的产量将超过三条。与此同时，NXTNano的第四行已经启动并运行，第五行已经就位，但还需要等待一些控制组件。该公司最初的3号线得到了一些升级，进一步提高了运力。

其核心是，NXTNano是纳米纤维材料的大批量生产商，专门将这些产品以商业规模交付给尚未采用它们的市场。它的生产线是自己开发的，使用一种叫做HYPR纺丝的工艺。HYPR纺丝是静电纺丝的一种衍生产品，与传统的静电纺丝相比，HYPR纺丝具有一些独特的捻度和额外的力，使公司能够以更高的速度生产，并具有更大的控制范围。

目前纳米纤维的最大市场是过滤;它也是纳米材料最成熟、历史最悠久的现存市场，然而，即使在纳米技术已经商用了30年的市场上，它的应用仍然处于初级阶段。相对简单和明显的应用，如工业空气过滤，或汽车进气过滤，得到了很好的解决，尽管可能没有优化。通过使用合成材料或进一步提高载体介质的渗透性，在减少限制方面还有很多性能有待提高。

NXTNano在室内空气质量市场中也大量采用了纳米纤维介质，并预计这一趋势将持续下去。消费者从来没有如此关注他们呼吸的空气质量，而纳米纤维提供了所需的高性能。

自新冠疫情早期以来，该公司还专门致力于确保其合作伙伴始终能够使用纳米纤维生产N95口罩。NXTNano甚至将这种材料提供给公众，这样他们就可以切割样本，并将它们缝成布面具，以提高性能。

在其他市场，如微排气和微过滤，需要更大基重的纳米纤维膜，是NXTNano一直关注的领域，它没有看到其他生产技术能够制造这种膜。