从百年发展史看粘胶纤维之未来

文/阜宁澳洋科技有限责任公司 季柳炎

从百年发展史看粘胶纤维之未来

文/阜宁澳洋科技有限责任公司 季柳炎

在112年的历史中，世界粘胶纤维从起源、发展到衰退然后再发展，经历过两次周期循环

粘胶纤维为什么叫粘胶纤维或者人造纤维？为何二战中粘胶纤维产量在增长，而结束时却发生了剧减？

国外粘胶纤维为何在1996年后走向衰减？

今天，国外的粘胶纤维状况如何？下一个热点区域又在哪里？本文逐一为您解密！

粘胶纤维是最古老的人造纤维品种之一，其被发明仅迟于纤维素硝酸酯纤维。粘胶纤维是以溶解浆或者棉浆为基本原料，经过纤维素磺酸酯溶液纺制而成的再生纤维素纤维。自1905年工业化生产至今已经经历了112年的历史，故其是一种历史悠久，工艺成熟，用途广泛的化学纤维。根据其结构以及性能的不同，可以分为普通粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维，莱赛尔纤维、粘胶帘子线、特种纤维等。

在112年的历史中，粘胶纤维从起源、发展到衰退然后再发展，经历过两次的周期循环。根据产量减半原则划分周期，我们可以将国外粘胶纤维发展分为两个大周期：1900-2000年为第一周期，2000年-至今为正在经历的第二周期。

其中第一周期中，如果站在1945年附近，可以认为一个小周期的结束，但因为当时的产量骤降，主要原因是1944-1945年，二战战败国德国、意大利、日本三个国家的减产所引起，随后在1946年就开始复产。故从现在的视角看待这两年的减产，不将1944-1945年独立当作一个周期，仍将其纳入1900-2000年的第一大周期中。

在20世纪70年代也就是第一周期顶峰时国外粘胶纤维产能曾经达到354万吨，但从1993年以后，尤其是1996年后，国外的粘胶纤维走向衰落，出现了大规模的减产，这标志国外粘胶纤维第一生命周期的终结。2000年以后，如果不是因为中国粘胶纤维产业，尤其是粘胶短纤产业的蓬勃发展给粘胶纤维带来了第二生命周期，那么粘胶纤维这个工业化品种可能早已淡出我们的视野。（图1）

本文主要以国外粘胶纤维第一生命周期为研究对象，对国外粘胶纤维的发展历史和现状进行了详细的阐述和分析，进而总结了一些发展过程中的经验教训，从而为我国及国外的粘胶纤维产业实现平稳有序，健康合理和可持续的发展提供一些参考。

图1 1900-2017年国外粘胶纤维产量变化趋势（万吨）

1.国外粘胶纤维的起源（1891-1935年）

1891年，美国人Cross、Beavan和Beadle等人在实验室发现经碱处理后的纤维素能够与二硫化碳反应，生产纤维素黄原酸酯，它能溶于稀碱液中。由于这种溶液的粘度很大，因此被命名为“粘胶”。粘胶遇酸后，纤维素又重新析出，根据这个原理，在1893年发展成为一种制备化学纤维的方法，这种纤维叫做“粘胶纤维”。到1905年，米勒尔等发明了一种稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴，实现了粘胶长丝的工业化生产。

粘胶长丝在生头（始纺）和落丝时产生一定数量的废丝，人们把其切成与棉纤维长短相近的短纤维，再作为纺织纤维原料，称其为人造短纤维，或者粘胶短纤维。这种情况下得到的粘胶短纤，无论从产量还是质量上，均不稳定，于是1920年开始，实验室开始研究直接制造粘胶短纤的系统试验。至1933年附近，终于有粘胶短纤维产品面市。从此，粘胶短纤维工厂不断在世界各地涌现。

1900-1935年，处于起步阶段的粘胶纤维就开始了差异化发展。这段时间内，涌现出的品种除了我们现在还能广泛使用的粘胶长丝与粘胶短纤外，还有大家熟悉的“铜氨纤维”、“蛋白质纤维”等。

此后，尽管粘胶纤维的生产工艺不断被改进，甚至出现了变革，但是“粘胶纤维”作为人造纤维工业化生产较早的纤维之一，其名字一直被延续保留至今。由于尼龙66（合成纤维）在1939年才被杜邦公司工业化生产，合成纤维这一名词才被使用，所以“粘胶纤维”在其被发明后的35年间一直被称作“人造纤维”，并且延续至今。这也是如今很多人在问“人造丝”（粘胶长丝）、“人造棉”（粘胶短纤）为何单指“粘胶纤维”的原因。

英国Courtaulds公司在粘胶纤维发展史上具有举足轻重的地位，Courtaulds公司创建于1794年，1905年前，主要以面料和服装作为主产业。其从1905年8月开始生产粘胶纤维后，粘胶纤维也变成了其支柱产业之一。其先后在英国（Courtaulds公司）、美国（A.V.C 1909-1941）、德国（前西德）、法国、意大利等国家建厂或参股投资粘胶纤维，一直至20世纪70年代，Courtaulds公司及其粘胶纤维项目均处于蓬勃发展时期。（表1）

2.国外粘胶纤维的发展时期（1935-1945年）

在1935-1945年这段时间内，粘胶纤维主要经历了粘胶长丝与短纤规模化生产，人造纤维的出现，客观上解决了当时棉型、毛型等天然纤维供应不足的现状。众所周知，1939-1945年二次世界大战时期，如果单纯的依靠天然纤维来解决当时的纺织品与服装的需求基本不可能，同时，由于合成纤维在这一时期还处于实验室研发阶段，粘胶纤维被世界各国广泛生产，以解决市场对于纺服需求的问题。所以，战争期间，粘胶纤维并没有因为战争而产能减少，反而因为战争对农业生产的破坏性，拓宽了市场空间。至1940年，粘胶纤维产量就已经突破100万吨，1944-1945年间，德国、意大利、日本等国变成战败国，其粘胶纤维工厂生产停摆，故这两年粘胶纤维的产量出现了骤降。

二战期间，因为运输兵源以及武器的需要，汽车工业得到了发展。由于棉花在战争期间短缺，棉帘子线的需求量又大，科学家开始研究高强力的粘胶纤维，以替代棉帘子线。1935年粘胶帘子线的被研制并规模化生产，解决了当时蓬勃发展的汽车行业的轮胎帘子线问题。粘胶帘子线以其强力、耐热性以及对于橡胶的附着力比较好，部分替代了棉帘子线。

3.国外粘胶纤维的辉煌阶段（1946-1993年）

二战结束后，世界各国的工业百废待兴，粘胶纤维在这一阶段迎来了其第一周期内的辉煌发展期。这一时期，西欧、东欧、前苏联、美国、日本作为粘胶纤维生产主要基地，涌现出一批优秀的粘胶纤维生产企业。 最高峰时，全球生产粘胶纤维曾达到180多家，产能在1973年附近，曾经达到350万吨之多。（表2）

表1 1905-1990年Courtaulds公司开发的粘胶纤维品种

表2 20世纪70年代主要粘胶纤维（不含中国）生产企业产能

这一阶段，粘胶纤维品种不断被丰富，1950-1970年是粘胶帘子线发展史上全盛时期。从1935年至1950年，经过十五年的技术升级，粘胶帘子线生产工业已经较为成熟，质量完全优于棉帘子线。在西德、法国、前南斯拉夫、前苏联等国家基本用粘胶帘子线替代了棉帘子线。但1970年后，因为尼龙工业丝的兴起，粘胶帘子线逐渐开始走向衰落。

1962-1970年，人们开始研制高湿模量粘胶短纤维。该纤维除具有高强度、低拉伸度和低膨胀化度外，其主要特定是具有高的湿模量，故称为高湿模量粘胶纤维。这种纤维主要分为两类：一类是波里诺西克纤维，另一类是变化型高湿模量纤维。BISFA（国际人造纤维标准化局）把高湿模量粘胶纤维统称为Modal纤维。

同期内，为了将粘胶纤维做出毛感，研制了永久卷曲型粘胶短纤维。这种纤维的优点在于具有保暖性及类毛性；缺点在于断裂强度较低，断裂伸长率较高，湿模量较低。因此，在较高张力的作用下，卷曲容易消失。为了客服这种缺点，20世纪70年代，又研发出高湿模量永久卷曲粘胶短纤（简称HWM卷曲纤维）。HWM卷曲纤维是在HWM纤维和永久卷曲粘胶短纤成型基础上发展起来的一个新品种。用其制成的织物既有高强度、高模量，又有优良的弹性和良好的手感。

Lyocell纤维是用N-甲基吗啉氧化物-水这一新型有机溶剂溶解纤维素，进行特殊纺丝得到的一种新型再生纤维素纤维。其是荷兰Akzo公司、英国Courtaulds公司和奥地利Lenzing公司在20世纪80年代开发的新型纤维素纤维。Lenzing公司的Lyocell注册商标为“Tencel”，这也是我们将Lyocell纤维称为“天丝”的原因。

1976年，荷兰的Akzo公司与Enka公司率先研究生产出Lyocell纤维，其于1980年首先申请了Lyocell纤维的工艺与产品专利；1984年英国Courtaulds公司在Grimsby建成中试车间，1987年Courtaulds公司从Akzo公司购进Lyocell纤维生产的专利许可证，其后建成了2000吨/年的半工业化装置，1992年Courtaulds公司在美国Alabama州的Mobile建成第一条1.8万吨/年的生产线，于1994年正式投产；奥地利Lenzing公司与1986年从Akzo公司买下5项基本NMMO专利，并于1990年建成Lenzing试验工厂。

Lyocell纤维就这样在英国Courtaulds公司走向落寞以及Lenzing公司走向崛起的时间点上登上了历史舞台。Lyocell纤维因为生产过程中比起粘胶纤维对环境的友好程度高，并且无污染，三家公司在1990-2000年这十年间，不断的投入资金进行溶剂的回收方面的研发，这场竞争中，最终导致了英国Courtaulds公司不复存在，以Lenzing公司最终收购了Akzo公司与Courtaulds公司的所有Lyocell纤维产权，一统Lyocell纤维生产的天下为终结。

1991-1992年间，前南斯拉夫以及前苏联解体。解体后的前南斯拉夫忙着新政权的交接，前南斯拉夫的粘胶纤维设备开始停摆。前苏联也一样在解体后各国忙着政权更替，前苏联的粘胶纤维生产工厂开始停摆。这些粘胶纤维产能的停摆，标志着国外粘胶纤维的辉煌期结束，衰退期开启。

表3 主要国家与地区粘胶纤维产量变化

4.国外粘胶纤维的衰退（1994-2000年）

1992年6月，联合国在里约热内卢召开了“环境与发展大会”，通过了可持续发展为核心的《里约环境与发展宣言》、《21实际议程》等文件。随后，世界各国开始将“可持续发展”观点具体落实，由此开始，粘胶纤维因为其生产过程中有硫化氢、二硫化碳析出，对工厂周边的环境以及空气污染较为严重（当时废气、废水之类处理技术不成熟），加上1994-1996年这段时期溶解浆工厂关停也比较多，造成了溶解浆价格过高，最终粘胶纤维工厂于1994年开始在西方国家以及日本陆续关停，国外粘胶纤维的产能全面出现衰退。

与此同时，随着20世纪90年中国改革开放政策的不断推进，国际上的服装制造业开始向中国与东南亚以及印度等地转移，粘胶纤维生产聚集地逐步由前苏联、美国、欧洲、日本等地转移至中国、印度与印尼。

至2000年，表2中所列举的生产企业，已经大多数不复存在，西欧中，仅奥地利Lenzing公司继续生产粘胶纤维；印度的两家公司中的印度博拉公司在这段时间内继续做大做强，成为印度最大的粘胶纤维公司；这标志着粘胶纤维的第一生命周期结束。第一生命周期中，主要国家与地区的粘胶纤维产量变化见表3。

5.粘胶纤维在涅槃后第二周期开启（2000至今）

2000年后，随着中国2001年加入WTO，中国的纺织业再次发力。在这一过程中，中国的粘胶纤维产能也如雨后春笋般发力，在2006年附近已经达到165万吨，至2016年底，中国的粘胶纤维产能达到385万吨附近，比起国外粘胶纤维产能全盛时期还要多出30多万吨。

在西方世界与东方世界的产能此消彼长中，粘胶纤维迎来了其第二生命周期。粘胶纤维的“规模化不断加强”与“产地越发集中化”是粘胶纤维进入第二周期的主要表现：西欧以Lenzing公司为代表，其生产基地集中在奥地利、英国、美国、印尼与中国，其总产能在77万吨；印度以博拉公司为主，生产基地集中在印度、印尼、泰国与中国，其总产能在80万吨；中国自1996年后，逐渐成为粘胶纤维生产大国，2016年中国的粘胶纤维产量与1996年相比，翻了将近8倍（详细数据见表3）。2016年全球粘胶纤维产量为385万吨，中国占了世界总产量的65%（见图2）。

至2016年，印尼拥有粘胶纤维生产能力约50万吨；2017年，中国恒天集团与印尼Sritex纺织公司联合投资的8万吨/年的粘胶短纤项目开始投产；同时金鹰国际24万吨的印尼粘胶短纤项目也将于2018年投产。这也意味着印尼在2018年以后，将拥有82万吨的粘胶纤维产能，印尼在森林资源方面拥有天然优势，且拥有溶解浆工厂，故未来的印尼将有可能成为继中国之后的另一个粘胶纤维生产大国。

2016年，Lenzing公司宣布在泰国曼谷投资10万吨/年的Lyocell纤维生产线。而泰国现有印度博拉公司投产的18万吨粘胶短纤生产线。随着中国“一带一路”战略的推进，预计未来的泰国也将成为粘胶纤维生产公司投资的热土。

图2 2016年世界粘胶纤维产量分布图年国外粘胶纤维产量变化趋势（万吨）

6.国外粘胶纤维变迁史的启示录

纵观国外粘胶纤维发展的变迁史，不难发现，粘胶纤维的兴衰，主要离不开以下几点：

一是稳定的社会发展环境是粘胶纤维产业扩张的前提。除了在粘胶纤维发展初期，因为战争导致了物资紧缺，粘胶纤维表现出旺盛的生命力之外，在二战结束后的政权不稳定期，以及20世纪90年代初期原苏联解体的国家政权更迭期，粘胶纤维表现出生产停摆，产量下降明显。而对比与20世纪90年代中国，积极的改革开放政策以及稳定的社会环境为粘胶纤维的大规模扩张提供了良好的基础，所以，稳定的社会环境是粘胶纤维正常生产与产能发展的前提。

二是技术研发是双刃剑。从Lyocell纤维的竞争看，Lenzing公司最后击败Akzo公司以及Courtaulds公司一统Lyocell纤维江湖，说明技术研发需要借力打力，同时需要有雄厚的资金作为储备，最终才能变成该领域的强者。但如果不进行技术研发，如粘胶帘子线一样，一旦出现了尼龙工业丝替代品，那么也只能走向消亡。

三是环保是制约粘胶纤维发展的瓶颈。从粘胶纤维第一周期的衰退期看，环保成为西方国家最终放弃粘胶纤维生产的主要因素。这主要因为当时的废气以及废水处理技术不成熟所致。而Lenzing最终生存下来，主要靠其高端的Lyocell纤维以及Modal纤维。并且通过技改，控制自己的碳排放量，尽量让自己不购买碳税。

四是寻求“全球化”政策红利。随着中国政府的“一带一路”的推进，粘胶纤维已经在东南亚地区开始发展，印尼、泰国等国家的粘胶纤维产业正在逐步崛起，预计未来十年内，这些地方有可能成为粘胶纤维上下游产业集群地。

五是粘胶纤维尤其是粘胶短纤作为最接近棉的古老人造纤维，不会消亡，但是行业的高低潮仍会不断出现。原油毕竟是不可再生资源，合成纤维终究有消亡的一天。而粘胶纤维原料是木片，属于可再生资源，用之不尽取之不竭。只是粘胶纤维的生产工艺需要不断寻求创新，尤其是普通粘胶短纤维、高白度粘胶短纤维、Lyocell纤维的生产工艺创新，以减少环境公害，那么粘胶纤维有望续写辉煌。

季柳炎，阜宁澳洋科技有限责任公司综合信息中心主任工程师，2007年至今从事溶解浆与粘胶纤维市场与技术调研及贸易工作。