瘋狂的納米纖維

　　納米纖維的定義多種多樣，但大部分業(yè)界專(zhuān)家將直徑小于1微米的纖維就界定為納米纖維，專(zhuān)家們還認(rèn)為根據(jù)不同的無(wú)紡布工業(yè)的生產(chǎn)工藝，這些纖維還可以更小。目前{zxj}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(jiàn)的是直徑位于75到100毫微米之間的纖維。

　　到目前為止，無(wú)紡布工業(yè)中納米纖維科技的應(yīng)用范圍大部分局限于過(guò)濾材料和一些生物醫(yī)學(xué)、隔音材料以及能源儲(chǔ)備方面，但熟悉這一科技的研究人員認(rèn)為該技術(shù)的應(yīng)用具有無(wú)限可能性。

　　“我們目前正努力地帶動(dòng)整個(gè)工業(yè)面向新的技術(shù)——例如納米纖維，將它們用在目前存在的各項(xiàng)應(yīng)用中去，”NONWOVENSTECHNOLOGIES公司的總裁ANTHONYFABBRICANTE先生說(shuō)道，“該項(xiàng)技術(shù)可以被用于任何無(wú)紡布應(yīng)用領(lǐng)域，有太多太多的不同的區(qū)域了。我們不敢以專(zhuān)家自稱(chēng)，但我們?cè)敢馓峁┗?。一旦我們將這項(xiàng)科技推出，其發(fā)展將會(huì)無(wú)限?！?/P>

　　FABBRICANTE先生多年來(lái)一直潛心研究如何將納米纖維應(yīng)用于熔噴無(wú)紡布，并且近期在如何以聚丙烯和聚酯生產(chǎn)出大量熔噴納米纖維這一技術(shù)上取得了重大突破。去年NTI和ARTHURG。RUSSELL(AGR)簽訂了一項(xiàng)有關(guān)使用其專(zhuān)利高速生產(chǎn)熔噴納米纖維科技的許可協(xié)議。據(jù)FABRICCANTE先生所說(shuō)，NTI的高速生產(chǎn)熔噴納米纖維技術(shù)的突破和AGR六十多年從事自動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)兩者的結(jié)合使得他們?cè)跇I(yè)界占據(jù)了一個(gè)非常獨(dú)特的位置。

　　這項(xiàng)新的生產(chǎn)技術(shù)可以使得無(wú)紡布在每標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)噴絲孔的生產(chǎn)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)這種材料，這些材料將被應(yīng)用于絕緣層、土工布以及熱熔等領(lǐng)域。其它應(yīng)用領(lǐng)域還將包括生物纖維、雙組分纖維、紡粘技術(shù)和水力/空氣纏結(jié)等。

　　FABBRICANTE先生介紹說(shuō)，最近田納西大學(xué)已經(jīng)成功舉行了有關(guān)熔噴納米纖維的試驗(yàn)，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(xiàng)登峰造極的裝置的長(zhǎng)度將會(huì)只有24英寸。

　　NTI公司的技術(shù)只是許多生產(chǎn)超細(xì)纖維無(wú)紡布工藝的一種，這些無(wú)紡布材料被廣泛應(yīng)用于那些需要具備抗?jié)B性能和高效表面的領(lǐng)域，還包括特制熔噴、靜電紡紗、靜電鼓風(fēng)和可分叉纖維生產(chǎn)?，F(xiàn)在超細(xì)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(jìn)來(lái)。

　　捷克的ELMARCO是一家長(zhǎng)期在納米科技工業(yè)中占據(jù){lx1}地位的公司，該公司提供的工業(yè)等級(jí)達(dá)標(biāo)設(shè)備能從有機(jī)聚合物、生物聚合物和非有機(jī)材料中生產(chǎn)出大量高效可靠和低成本的納米纖維?！凹{米纖維是能給產(chǎn)品帶來(lái)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(shuō)道：“其中他們最完善的應(yīng)用領(lǐng)域就是空氣過(guò)濾產(chǎn)品和用于傷口的生物醫(yī)學(xué)材料，但許多其它方面的應(yīng)用也已經(jīng)到了{(lán)zh1}的試驗(yàn)階段?！?/P>

　　ELMARCO已經(jīng)和私有產(chǎn)業(yè)以及學(xué)術(shù)界都簽訂了合作協(xié)議，這樣他們就能將其技術(shù)向新的無(wú)紡布工業(yè)領(lǐng)域推廣?！盎旧?，無(wú)紡布工業(yè)在我們的商業(yè)計(jì)劃中占主導(dǎo)地位，”ELMARCO公司的決策和發(fā)展總裁STANISLAVPETRIK先生說(shuō)，“市場(chǎng)對(duì)我們生產(chǎn)的設(shè)備的需求是十分巨大的?！?/P>

　　性能為本

　　納米纖維的長(zhǎng)處舉不勝舉。他們使得滾軸材料生產(chǎn)商能生產(chǎn)出輕質(zhì)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(chǎn)能力的生產(chǎn)商數(shù)目掛鉤，而非納米纖維無(wú)紡布材料本身。得益于日益增長(zhǎng)的性能表現(xiàn)，納米纖維無(wú)紡布材料已經(jīng)被越來(lái)越多地用于替代傳統(tǒng)的紡織材料，盡管他們的價(jià)格并不一定便宜。

　　在過(guò)濾方面，超細(xì)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(shí)捕捉良性微粒。不過(guò)除了他們的功能性長(zhǎng)處以外，生產(chǎn)過(guò)程中簡(jiǎn)易操作要求方面的表現(xiàn)他們并未能達(dá)到{zj0}。盡管是最早的無(wú)紡布工業(yè)技術(shù)之一，濕法成網(wǎng)工藝能提供生產(chǎn)含有微纖維材質(zhì)的媒介材料所需的靈活性。

　　最近一個(gè)使用濕法成網(wǎng)工藝生產(chǎn)微纖維無(wú)紡布材料的例子是AHLSTROM公司的DISRUPTO技術(shù)，他們采用的是微玻璃和納米鋁土。該技術(shù)是INDEX08獎(jiǎng)項(xiàng)獲得者，該公司納米纖維為基礎(chǔ)的過(guò)濾媒介材料將電子和機(jī)械捕捉這兩項(xiàng)方法合而為一。其主要優(yōu)點(diǎn)包括了低壓降，高裝載量和優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾效率。

　　AHLSTROM公司的液態(tài)過(guò)濾材料銷(xiāo)售副總裁JEROMEBARRILLON先生說(shuō)，納米技術(shù)使得過(guò)濾媒介材質(zhì)生產(chǎn)商得以革新長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)他們未能突破的技術(shù)。

　　“在過(guò)濾過(guò)程中，納米纖維材料的長(zhǎng)處之一就是在效率、容量和壓降三方面可以同時(shí)提高，而在過(guò)去幾十年以來(lái)，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?！?/P>

　　除了DISRUPTOR技術(shù)以外，AHLSTROM公司在北美也具備生產(chǎn)靜電紡制納米纖維的能力。BARRILLON先生認(rèn)為對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，如何將納米科技很好地運(yùn)用于產(chǎn)品之中的關(guān)鍵在于全面關(guān)注業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的各項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)?！皬闹R(shí)產(chǎn)業(yè)角度來(lái)說(shuō)，我們公司是透明和自由的，但是要生產(chǎn)出這類(lèi)產(chǎn)品，很多工藝現(xiàn)在都受到專(zhuān)利的嚴(yán)密保護(hù)。生產(chǎn)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(zhuān)利?！?/P>

　　另外一個(gè)有趣的納米纖維是HOLLINGSWORTH&VOSE公司的采用HVISION平臺(tái)技術(shù)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(jié)構(gòu)材質(zhì)。憑借該技術(shù)，纖維的直徑和厚度可以進(jìn)行調(diào)整從而在廣泛應(yīng)用中達(dá)到高性能。多功能納米網(wǎng)媒介材料可以用于任何無(wú)紡布涂層，包括玻璃、纖維素、綜合纖維，也可以單獨(dú)用作基質(zhì)。在空氣過(guò)濾媒介材質(zhì)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(guò)濾媒介材質(zhì)方面，納米網(wǎng)更為達(dá)到許多液體應(yīng)用的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)。除過(guò)濾以外，采用H&V公司的納米網(wǎng)技術(shù)而制造出的多孔結(jié)構(gòu)非常輕質(zhì)并有高性能的表面，所以是制作隔熱和隔音材料、防過(guò)敏床上用品、防水透氣布料和能源儲(chǔ)備的{zj0}選擇。

　　合作共贏

　　另外一個(gè)將目光展望于納米技術(shù)在過(guò)濾材料應(yīng)用之外的是OERLIKON公司。這家機(jī)械設(shè)備供應(yīng)商的梳毛機(jī)分部?jī)赡昵芭cELMARCO公司達(dá)成了合作協(xié)議，兩家將梳織無(wú)紡布和制造隔音材料的納米纖維結(jié)合在了一起。這種新產(chǎn)品是一種聯(lián)機(jī)生產(chǎn)的有五層結(jié)構(gòu)為梳織-納米-梳織-納米-梳織的材料。

　　“這種材料不能脫機(jī)生產(chǎn)，原因在于梳織無(wú)紡布需要某種粘合材料，所以ELMARCO公司決定和我們OERLIKON合作將其紡織與我們現(xiàn)有的梳毛生產(chǎn)線結(jié)合起來(lái)。”O(jiān)ERLIKON公司的梳毛機(jī)分部總監(jiān)STEFANSCHLICHTER先生介紹道，“梳織材料層必須要包圍住納米材料層，原因在于納米層非常粘也十分易斷。梳織材料層起到了很好的保護(hù)作用。”

　　ELMARCO公司還發(fā)展了靜電紡紗技術(shù)用于生產(chǎn)高質(zhì)的納米纖維，并且已經(jīng)同熔紡無(wú)紡布生產(chǎn)商AVGOL公司達(dá)成了合作，采用該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展過(guò)濾媒介材質(zhì)。在紡粘應(yīng)用方面，ELMARCO公司的生產(chǎn)原理則由于生產(chǎn)速度原因需要脫機(jī)合并。先生產(chǎn)紡粘法無(wú)紡布，然后再加蓋納米纖維。相反的，在梳織過(guò)程中，納米纖維則因?yàn)檎澈系牟襟E原因需要聯(lián)機(jī)生產(chǎn)。OERLIKON之所以是ELMARCO發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)的良好拍檔，是因?yàn)樗麄儞碛幸粭l三層落紗生產(chǎn)線，加上在梳織材料層中再各加入一層納米纖維，就制造出了總共五層的材料。

　　SCHLICHTER先生說(shuō)這種五層結(jié)構(gòu)是制造隔音材料的{zj0}選擇，因?yàn)樗韧?lèi)產(chǎn)品具備更優(yōu)秀的阻隔效果，阻隔低音的時(shí)候頻率也較高，并且重量也更輕?！叭绻捎闷渌a(chǎn)品，墊子厚度必須要很厚，而使用了這種合成材料就能節(jié)約用料。其次，該材料可以用于一些對(duì)材料重量和尺寸有一定限制的應(yīng)用，如洗碗機(jī)內(nèi)部。目前市場(chǎng)上對(duì)降低洗碗機(jī)工作時(shí)噪音的需求普遍存在，但洗碗機(jī)的設(shè)計(jì)是比較標(biāo)準(zhǔn)的，因此只能在內(nèi)部添加一定數(shù)目的隔音料?！?/P>

　　很好的學(xué)術(shù)嘗試

　　目前許多包含納米纖維的研究項(xiàng)目，至少在無(wú)紡布工業(yè)領(lǐng)域正在學(xué)術(shù)界開(kāi)展。大學(xué)的研究人員正在研究如何能將該科技更好地運(yùn)用于無(wú)紡布工業(yè)當(dāng)中，其中田納西大學(xué)是lty。早在幾年前，那里的實(shí)驗(yàn)室就將研究重點(diǎn)放在了納米科技上，目前他們正在測(cè)試一條采用NTI和HILLS納米纖維模科技的融噴試驗(yàn)生產(chǎn)線。據(jù)該校材料科學(xué)和工程系的主任兼無(wú)紡布材料研究實(shí)驗(yàn)室(UTNRL)總監(jiān)GAJANANBHAT教授介紹，實(shí)驗(yàn)室的研究人員除了進(jìn)行獨(dú)立研究以外，同時(shí)還幫助合作公司更多地了解這一科技。

　　他說(shuō)道：“目前我們的生產(chǎn)線是{wy}同時(shí)擁有兩種競(jìng)爭(zhēng)性納米纖維模的地方。這兩種模都已經(jīng)到位，我們也已經(jīng)在從事納米纖維的生產(chǎn)。跟傳統(tǒng)的靜電紡織不同，這是一種速度大大加快，持續(xù)不斷的成網(wǎng)方式。”

　　在幫助中小型生產(chǎn)商發(fā)展更多高效過(guò)濾產(chǎn)品的同時(shí)，生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用也是非常重要的一環(huán)。事實(shí)上，BHAT博士目前正與其他研究人員一起研發(fā)一種小型的模用以生產(chǎn)生物醫(yī)學(xué)方面的材料。機(jī)械商貿(mào)網(wǎng)

　　另外，AKRON大學(xué)也與ELMARCO公司合作以擴(kuò)展其納米科技研究范圍。作為過(guò)濾納米材料聯(lián)合會(huì)(CFNC)的新成員之一，ELMARCO公司的首項(xiàng)貢獻(xiàn)就是為納米纖維生產(chǎn)提供了獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)設(shè)備——納米蜘蛛實(shí)驗(yàn)機(jī)械。ELAMRCO私有的技術(shù)輕易就升級(jí)到工業(yè)水平，從而為將該聯(lián)合會(huì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果投入到商用中帶來(lái)巨大的機(jī)會(huì)。ELMARCO也是業(yè)內(nèi)能提供工業(yè)生產(chǎn)納米纖維材料機(jī)械的首席供應(yīng)商。

　　AKRON大學(xué)在此類(lèi)研究上有著長(zhǎng)期成功的研究傳統(tǒng)，同時(shí)還發(fā)展了生產(chǎn)納米纖維和應(yīng)用的靜電紡紗工藝。DARRELLRENEKER教授和GEORGECHASE教授是這一領(lǐng)域的專(zhuān)家。他們?cè)缇鸵庾R(shí)到納米纖維在實(shí)用領(lǐng)域的巨大潛力，并于1998年成立過(guò)濾納米材料聯(lián)合會(huì)(CFNC)，從而與業(yè)內(nèi)具備創(chuàng)新意識(shí)的聯(lián)合會(huì)各成員間進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，以更好地推廣創(chuàng)意。

　　CFNC的任務(wù)包括對(duì)綜合功能過(guò)濾材料的基礎(chǔ)研究和設(shè)計(jì)過(guò)濾媒介，納米纖維的發(fā)展和應(yīng)用。研究的范圍包括理論階段、制模以及如何在以微米和納米纖維制造的無(wú)紡布過(guò)濾媒介產(chǎn)品中捕捉及結(jié)合微米和納米尺寸的滴落物和微粒;納米纖維的形成方法和含有納米纖維的無(wú)紡布媒介材料的結(jié)構(gòu);液體與液體和氣體與液體的結(jié)合等。

　　納米纖維在無(wú)紡工業(yè)的應(yīng)用在持續(xù)發(fā)展。不論是基于速度較慢但成本較低的靜電紡絲，還是產(chǎn)量較高的熔噴工藝，該技術(shù)必然會(huì)為無(wú)紡工業(yè)帶來(lái)有趣的新產(chǎn)品?！斑@是一項(xiàng)新興的令人激動(dòng)的新科技，將會(huì)帶來(lái)一系列新產(chǎn)品?！盕ABBRICANTE先生預(yù)測(cè)道。

　　ELMARCO公司剛剛投入一條新型有機(jī)納米科技生產(chǎn)線，并為保護(hù)環(huán)境作出貢獻(xiàn)，ELMARCO的決策層也同意并預(yù)測(cè)說(shuō)目前的“綠色浪潮”一樣會(huì)席卷納米科技。

　　“納米科技，即納米纖維幾乎在其每一個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)都對(duì)保護(hù)環(huán)境作出貢獻(xiàn)，”ELMARCO公司的MARES先生說(shuō)，“其高效高滲透性的過(guò)濾性減少了污染，而其使液態(tài)內(nèi)空氣強(qiáng)制通過(guò)的特性則使得能源消耗大大降低。催化劑、微粒過(guò)濾網(wǎng)還有車(chē)用燃料和油過(guò)濾網(wǎng)提高了燃油效率，同時(shí)降低了放射率。總之采用納米纖維材料對(duì)生產(chǎn)出更綠色環(huán)保產(chǎn)品的好處不勝枚舉。