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雖然濕法篩分技術(shù)在造紙工業(yè)的研究中取得了很大的進(jìn)展
長期以來,各種高性能合成纖維和生產(chǎn)工藝已應(yīng)用于特種紙的開發(fā)和實際生產(chǎn),而關(guān)于濕網(wǎng)成型和合成纖維在非織造工業(yè)濕制品中的應(yīng)用的研究還處于初級階段。2006年,工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品份額僅為1.07,大多數(shù)產(chǎn)品為紙巾、皮革和壁紙。物種豐富度遠(yuǎn)低于造紙工業(yè),濕網(wǎng)優(yōu)勢未得到有效利用。從濕網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀來看,合成纖維濕非織造布的未來發(fā)展和應(yīng)用趨勢如下。
1) 利用纖維加工技術(shù)開發(fā)更輕、更薄的特色非織造布。濕網(wǎng)法在纖維加工中比其他無紡布法有一定的優(yōu)勢。纖維加工長度為1-30mm,適合加工超細(xì)纖維。與空氣網(wǎng)、梳棉網(wǎng)相比,更適合生產(chǎn)輕薄材料。纖維尺寸越短越細(xì),纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密。這兩個優(yōu)點的結(jié)合可以降低過濾領(lǐng)域的過濾阻力,降低產(chǎn)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(yīng)用可以提高電池的比能量,逐漸成為電池隔膜領(lǐng)域的研究熱點。
2) 開發(fā)網(wǎng)目均勻、纖維性能優(yōu)良的特殊產(chǎn)品。在合成纖維均勻分散的情況下,纖維的隨機分布效應(yīng)明顯。通過濕網(wǎng),其縱橫比接近各向同性,并且產(chǎn)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(jié)合,可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的強度和穩(wěn)定性,減少產(chǎn)品的厚度。這種各向同性非織造布將很好地應(yīng)用于要求均勻強度的產(chǎn)品,如汽車工業(yè)中的剎車片、涂層基材和紡織復(fù)合材料增強材料。研究實例表明,其力學(xué)和尺寸穩(wěn)定性能顯著提高產(chǎn)品各項物理力學(xué)指標(biāo)的CV值。
3) 選擇合理的固網(wǎng)模式,拓展產(chǎn)品類型。雖然濕網(wǎng)在造紙工業(yè)中的研究和開發(fā)已有多年的歷史,但固定網(wǎng)法仍局限于傳統(tǒng)的造紙方法。由于濕網(wǎng)產(chǎn)品輕薄,大部分為低面積密度產(chǎn)品,無法用無紡布刺穿。目前固定網(wǎng)的方法主要有膠粘固定網(wǎng)和水刺固定網(wǎng)。由于添加了化學(xué)試劑,膠網(wǎng)固定的應(yīng)用范圍較小。比較成熟的生產(chǎn)工藝主要是濕法和水刺法相結(jié)合。但由于水刺工藝和產(chǎn)品應(yīng)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(chǎn)品為耐洗紙巾和皮革。在目前濕法非織造布的生產(chǎn)和研究中,熱粘合固定網(wǎng)法所占比例較小。這種固定網(wǎng)法不使用化學(xué)試劑鍵合,滿足衛(wèi)生產(chǎn)品的需要。熱軋后的纖維網(wǎng)更薄更強。根據(jù)濕網(wǎng)的特點和產(chǎn)品應(yīng)用要求,后續(xù)產(chǎn)品應(yīng)用的關(guān)鍵是合理選擇固網(wǎng)模式,研究固網(wǎng)模式對濕網(wǎng)的影響。
4) 開發(fā)符合濕非織造布生產(chǎn)特點的合成纖維產(chǎn)品。雖然造紙、紡織和非織造布行業(yè)也使用纖維作為主要生產(chǎn)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(wǎng)的性能,并具有一定的剛度。此外,濕非織造布的成網(wǎng)速度大多在300m/min以上。為了滿足高速、大規(guī)模生產(chǎn)的需要,對合成纖維進(jìn)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(xù)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??梢钥闯?,濕非織造布比紡織品和紙張生產(chǎn)需要更多的合成纖維。在紡織生產(chǎn)中,僅使用合成纖維很難獲得性能優(yōu)異的產(chǎn)品。目前,中國的生產(chǎn)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(fā)展,忽視了產(chǎn)品的應(yīng)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(zhì)中的懸浮分散是一個非常復(fù)雜的運動,涉及多學(xué)科的研究。然而,合成纖維的結(jié)構(gòu)和運動狀態(tài)對纖維均勻成網(wǎng)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(yīng)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。