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濕法非織造濾紙的現狀及發展趨勢

雖然濕法篩分技術在造紙工業的研究中取得了很大的進展
長期以來,各種高性能合成纖維和生產工藝已應用于特種紙的開發和實際生產,而關于濕網成型和合成纖維在非織造工業濕制品中的應用的研究還處于初級階段。2006年,工業生產中的產品份額僅為1.07,大多數產品為紙巾、皮革和壁紙。物種豐富度遠低于造紙工業,濕網優勢未得到有效利用。從濕網的發展和應用現狀來看,合成纖維濕非織造布的未來發展和應用趨勢如下。
1) 利用纖維加工技術開發更輕、更薄的特色非織造布。濕網法在纖維加工中比其他無紡布法有一定的優勢。纖維加工長度為1-30mm,適合加工超細纖維。與空氣網、梳棉網相比,更適合生產輕薄材料。纖維尺寸越短越細,纖維網絡結構越致密。這兩個優點的結合可以降低過濾領域的過濾阻力,降低產品厚度,使厚度接近紙張厚度。濕非織造布在電池隔膜中的應用可以提高電池的比能量,逐漸成為電池隔膜領域的研究熱點。
2) 開發網目均勻、纖維性能優良的特殊產品。在合成纖維均勻分散的情況下,纖維的隨機分布效應明顯。通過濕網,其縱橫比接近各向同性,并且產品的強度在各個方向上都是均勻的。與芳綸纖維等高的強度、高模量纖維相結合,可進一步提高產品的強度和穩定性,減少產品的厚度。這種各向同性非織造布將很好地應用于要求均勻強度的產品,如汽車工業中的剎車片、涂層基材和紡織復合材料增強材料。研究實例表明,其力學和尺寸穩定性能顯著提高產品各項物理力學指標的CV值。
3) 選擇合理的固網模式,拓展產品類型。雖然濕網在造紙工業中的研究和開發已有多年的歷史,但固定網法仍局限于傳統的造紙方法。由于濕網產品輕薄,大部分為低面積密度產品,無法用無紡布刺穿。目前固定網的方法主要有膠粘固定網和水刺固定網。由于添加了化學試劑,膠網固定的應用范圍較小。比較成熟的生產工藝主要是濕法和水刺法相結合。但由于水刺工藝和產品應用工藝的要求,主要使用中長天然纖維,合成纖維主要以填料的形式添加,大部分產品為耐洗紙巾和皮革。在目前濕法非織造布的生產和研究中,熱粘合固定網法所占比例較小。這種固定網法不使用化學試劑鍵合,滿足衛生產品的需要。熱軋后的纖維網更薄更強。根據濕網的特點和產品應用要求,后續產品應用的關鍵是合理選擇固網模式,研究固網模式對濕網的影響。
4) 開發符合濕非織造布生產特點的合成纖維產品。雖然造紙、紡織和非織造布行業也使用纖維作為主要生產原料,但對合成纖維的要求不同。合成纖維主要用于造紙。紡織品要求合成纖維具有較強的抓地性和易成紗性,而濕非織造布要求合成纖維不宜過長,否則不易分散,但過短會影響纖維網的性能,并具有一定的剛度。此外,濕非織造布的成網速度大多在300m/min以上。為了滿足高速、大規模生產的需要,對合成纖維進行親水處理,以減少分散劑的消耗和溶解時間。同時,為了配合后續的格柵固定,合成纖維還有其他性能要求,如熱粘合,這也要求纖維具有低熔點性能。可以看出,濕非織造布比紡織品和紙張生產需要更多的合成纖維。在紡織生產中,僅使用合成纖維很難獲得性能優異的產品。目前,中國的生產和研究只考慮合成纖維分散的難度,過度采用非切割纖維或添加過多的分散劑,忽視了滿足濕法非織造布要求的纖維的發展,忽視了產品的應用和推廣效益。這也是一個亟待解決的問題。
5) 研究了合成纖維在實際漿料體系中的分散機理。不同種類的合成纖維在水介質中的懸浮分散是一個非常復雜的運動,涉及多學科的研究。然而,合成纖維的結構和運動狀態對纖維均勻成網具有決定性影響。合成纖維在非織造漿料加工過程中的湍流效應直接決定了纖維的分散效果,從而影響到濕非織造布的實際性能。因此,對分散機理的研究顯得尤為重要。

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