納米纖維的定義多種多樣,但大部分業(yè)界專家將直徑小于1微米的纖維就界定為納米纖維,專家們還認為根據(jù)不同的無紡布工業(yè)的生產工藝,這些纖維還可以更小。目前最先進的科技可以紡織出直徑接近10毫微米的纖維,但基本上最常見的是直徑位于75到100毫微米之間的纖維。
到目前為止,無紡布工業(yè)中納米纖維科技的應用范圍大部分局限于過濾材料和一些生物醫(yī)學、隔音材料以及能源儲備方面,但熟悉這一科技的研究人員認為該技術的應用具有無限可能性。
“我們目前正努力地帶動整個工業(yè)面向新的技術——例如納米纖維,將它們用在目前存在的各項應用中去,”NONWOVENSTECHNOLOGIES公司的總裁ANTHONYFABBRICANTE先生說道,“該項技術可以被用于任何無紡布應用領域,有太多太多的不同的區(qū)域了。我們不敢以專家自稱,但我們愿意提供基石。一旦我們將這項科技推出,其發(fā)展將會無限!
FABBRICANTE先生多年來一直潛心研究如何將納米纖維應用于熔噴無紡布,并且近期在如何以聚丙烯和聚酯生產出大量熔噴納米纖維這一技術上取得了重大突破。去年NTI和ARTHURG。RUSSELL(AGR)簽訂了一項有關使用其專利高速生產熔噴納米纖維科技的許可協(xié)議。據(jù)FABRICCANTE先生所說,NTI的高速生產熔噴納米纖維技術的突破和AGR六十多年從事自動機械生產的經驗兩者的結合使得他們在業(yè)界占據(jù)了一個非常獨特的位置。
這項新的生產技術可以使得無紡布在每標準商業(yè)噴絲孔的生產量高出20%左右。該纖維每線性英寸所含噴絲數(shù)量相比其它競爭性纖維要高,并且這些噴絲孔小到只有0.002英寸。決策人員希望能制造出一條一到三米,每分鐘500米的生產線來生產這種材料,這些材料將被應用于絕緣層、土工布以及熱熔等領域。其它應用領域還將包括生物纖維、雙組分纖維、紡粘技術和水力/空氣纏結等。
FABBRICANTE先生介紹說,最近田納西大學已經成功舉行了有關熔噴納米纖維的試驗,并且AGR目前也正在研發(fā)其四排噴絲板裝置,由每行15英寸寬組成。一旦完成,這項登峰造極的裝置的長度將會只有24英寸。
NTI公司的技術只是許多生產超細纖維無紡布工藝的一種,這些無紡布材料被廣泛應用于那些需要具備抗?jié)B性能和高效表面的領域,還包括特制熔噴、靜電紡紗、靜電鼓風和可分叉纖維生產。現(xiàn)在超細纖維在熔噴和濕法成網(wǎng)微玻璃科技中已處于穩(wěn)健的地位,下一步就是要將直徑更小的纖維甚至是納米纖維涵蓋進來。
捷克的ELMARCO是一家長期在納米科技工業(yè)中占據(jù)領先地位的公司,該公司提供的工業(yè)等級達標設備能從有機聚合物、生物聚合物和非有機材料中生產出大量高效可靠和低成本的納米纖維。“納米纖維是能給產品帶來明顯增值的發(fā)展最完善和定義最完整的納米材料!痹摴緢(zhí)行總裁LADISLAVMARES先生說道:“其中他們最完善的應用領域就是空氣過濾產品和用于傷口的生物醫(yī)學材料,但許多其它方面的應用也已經到了最后的試驗階段。”
ELMARCO已經和私有產業(yè)以及學術界都簽訂了合作協(xié)議,這樣他們就能將其技術向新的無紡布工業(yè)領域推廣!盎旧,無紡布工業(yè)在我們的商業(yè)計劃中占主導地位,”ELMARCO公司的決策和發(fā)展總裁STANISLAVPETRIK先生說,“市場對我們生產的設備的需求是十分巨大的!
性能為本
納米纖維的長處舉不勝舉。他們使得滾軸材料生產商能生產出輕質牢固的材料,并且這些材料還具備良好的透氣性、濕度芯、材料有懸垂度和不透明的性能。他們的局限性多跟成本需求和具備生產能力的生產商數(shù)目掛鉤,而非納米纖維無紡布材料本身。得益于日益增長的性能表現(xiàn),納米纖維無紡布材料已經被越來越多地用于替代傳統(tǒng)的紡織材料,盡管他們的價格并不一定便宜。
在過濾方面,超細纖維和納米纖維材料被用于在保障布料的高效流通性的同時捕捉良性微粒。不過除了他們的功能性長處以外,生產過程中簡易操作要求方面的表現(xiàn)他們并未能達到最佳。盡管是最早的無紡布工業(yè)技術之一,濕法成網(wǎng)工藝能提供生產含有微纖維材質的媒介材料所需的靈活性。
最近一個使用濕法成網(wǎng)工藝生產微纖維無紡布材料的例子是AHLSTROM公司的DISRUPTO技術,他們采用的是微玻璃和納米鋁土。該技術是INDEX08獎項獲得者,該公司納米纖維為基礎的過濾媒介材料將電子和機械捕捉這兩項方法合而為一。其主要優(yōu)點包括了低壓降,高裝載量和優(yōu)質的過濾效率。
AHLSTROM公司的液態(tài)過濾材料銷售副總裁JEROMEBARRILLON先生說,納米技術使得過濾媒介材質生產商得以革新長時間以來他們未能突破的技術。
“在過濾過程中,納米纖維材料的長處之一就是在效率、容量和壓降三方面可以同時提高,而在過去幾十年以來,這一狀況一直在原地踏步。這樣效率得到提高又不用犧牲別的方面!
除了DISRUPTOR技術以外,AHLSTROM公司在北美也具備生產靜電紡制納米纖維的能力。BARRILLON先生認為對于客戶來說,如何將納米科技很好地運用于產品之中的關鍵在于全面關注業(yè)內出現(xiàn)的各項知識產權。“從知識產業(yè)角度來說,我們公司是透明和自由的,但是要生產出這類產品,很多工藝現(xiàn)在都受到專利的嚴密保護。生產商們必須小心保持自由度和透明度,不要侵犯到其它公司的專利!
另外一個有趣的納米纖維是HOLLINGSWORTH&VOSE公司的采用HVISION平臺技術打造的納米纖維網(wǎng)。這些媒介材料是具備空前的可操控性和耐久性的多孔結構材質。憑借該技術,纖維的直徑和厚度可以進行調整從而在廣泛應用中達到高性能。多功能納米網(wǎng)媒介材料可以用于任何無紡布涂層,包括玻璃、纖維素、綜合纖維,也可以單獨用作基質。在空氣過濾媒介材質方面,納米網(wǎng)提高了媒介去除空氣蒸汽中顆粒的性能;在液體過濾媒介材質方面,納米網(wǎng)更為達到許多液體應用的嚴格標準而設計。除過濾以外,采用H&V公司的納米網(wǎng)技術而制造出的多孔結構非常輕質并有高性能的表面,所以是制作隔熱和隔音材料、防過敏床上用品、防水透氣布料和能源儲備的最佳選擇。