非织造布在环保领域的应用.doc

非织造布在环保领域的应用第12卷第4期2004年l2月非织造布NonwovensVo1.12.No.4牛海涛,周华,郭秉臣(天津工业大学,天津300160)摘要:介绍了非织造布在环保领域的应用以及利用非织造布开发出来的用于环保的产品,说明了随着我国各个行业的不断发展,非织造布在环保领域中的应用将继续扩大.关键词:非织造布;环保;产品;应用中图分类号:TS176文献标识码:A文章编号:10052054(2004)040026041前言非织造布是一种由纤维层构成的片状纺织产品.这种纤维层可以是呈杂乱或定向铺置的纤维网或者纱线,也可以与其它纺织品或非纺织品材料结合,纤维层再经过化学粘合固结,热熔固结或机械固结而形成纺织品.非织造布是综合了纺织,化工,造纸,塑料等工业技术和现代化学,物理学知识而发展起来的一门较新的工业,它具有工艺流程短,产量高,原料应JiJ范围广,工艺手段以及可以实现生产连续化,自动化等待点.非织造布作为一种较新型的纺织产品,已在各个领域得到了广泛应用,如产业用,医疗卫生用,服装用,家庭装饰用等.我国非织造布发展起步较晚,但通过十几年的发展,已初具规模,年增长率达25%,成为我国具有成就的新兴行业之一.随着我国改革开放的深入,人民生活水平的不断提高和改善,我困非织造布工业前景将会十分广阔.2非织造布的环保特色目前,纺织品的生产,纺织品对人类的影响以及纺织品处理的生态概念已逐步成为学科新热点.非织造布技术作为一种高速发展的纺织类新技术,具有工艺流程短,原料来源广泛,生产方式与产品品种多样,产量高,产品应用范围广等优点,从生产到产品应用等各个方而都体现了环保持色.非织造布不同于传统的机织物和针织物,它是以纤维网为基础,通过固结而形成的纺织品.因而,纤维作为非织造布的基本原料,其选择应用极其重收稿日期:20041007作者简介:牛海涛(1978一),男,山东青岛人,天滓工业大学硕士研究生在读.要.非织造布产品使用范围广泛,相对应的原料种类也很多,除了可应用与传统纺织品相同的纤维原料外,还可使用一些传统纺织业难以应用的纤维以及专为非织造布工业生产的纤维,体现出非织造布在原料应用上的环保持色.它的生产过程具有环保特色,甚至可达到绿色生产.非织造布生产操作较简单,加工安全性较高,生产巾材料使用安全性较好,批量大,自动化程度高,品种变化少,系统稳定,因而体现环保持点.其较少地消耗各类自然资源,如电,水,煤,石油和人力资源;较少的空气污染和噪声污染,使生产环境较传统纺织品生产为好;较少的占地面积,使土地资源利用率更高;废料较少,对环境破坏更少;较少的化学品加工处理,对环境和人类具有环保意义.3非织造布在环保领域的应用3.1非织造布过滤材料的应用过滤材料在纺织,化工,医药,食品,电子,机械,矿业,汽车工业及环保等领域有着广泛的应用,非织造布作为一种新型的纺织过滤材料,以其独特的三维立体网状结构,孔隙分布均匀,过滤性能好,产量高,成本低以及品种多等持点,正逐步取代传统的机织和针织过滤材料.因为非织造布过滤材料既可制成蓬松型的产品,又可制成紧密型产品;即可加工成普通的薄型制品,又可加工成特殊需要的超厚型制品.机织过滤材料由于具有经纬向的交叉结构和纱线之问的较大空隙,致使其过滤效率低,有时甚至达不到过滤标准.而非织造布过滤材料纤维间相互缠结,纤维之间空隙小,滤阻低,滤效高.3.1.1汽车用非织造过滤材料非织造过滤材料应用于汽车工业虽然时间很短,但是其用途广泛,用量相当可观.利用各种工艺2004年(总第48期)牛海涛等:非织造布在环保领域的应用27方法和复合加工技术生产的非织造过滤材料满足了各汽车厂及配套生产厂家的需要,其中有浸渍粘合法,针刺法,熔喷法,纺粘法以及热风法非织造布,它不仅应用于汽车的内部构造,而且还应用于汽车生产加工过程中.在国际市场上,非织造布空气过滤器,过滤袋已在汽车制造行业得到普遍使用.例如,汽车客舱内存在着各种对人体产生危害的微细粒子,烟尘,细菌,霉菌和粉尘,将非织造布空气过滤器用于汽车客舱内,可以有效地排除有害气体,净化车内空气.应用于汽车制造行业的非织造过滤材料主要有汽车发动机过滤介质,空调用热熔非织造布滤网,滤清器用针刺过滤毡,熔喷非织造布滤,复合非织造布过滤袋,面漆生产线用针刺非织造布过滤毡,浸渍粘合法除砂过滤布,喷漆房用层压复合非织造过滤材料,汽车尾气排放针刺过滤毡或熔喷非织造布,还有轿车变速杆,方向盘,油门等处与机器联接部分的隔离层用经活性炭处理的非织造布过滤毡等等.3.1.2空气过滤用非织造过滤材料空气过滤材料约占过滤材料市场的1/3,是过滤材料领域中增长最快的用途之一.过滤就是一种分离,捕集分散于气体或液体中颗粒状物质的过程.一般说来,较大粒子的物质是靠非织造布的筛分作用而分离过滤的,而粒径较小的物质是靠纤维的捕集作用.新型非织造布过滤介质,采用较大的比表面积及截面有较深纹理和沟槽的纤维为原料,使过滤介质有更大的粒子捕集性,从?而可以提高过滤性能.非织造布过滤介质的质量可靠性与易于成型性等因素使其在许多应用方面,尤其是空气过滤领域的应用取得了引人注目的发展,并扩展应用刘航空,航天,防治建筑综合症及婴幼儿卧房的装修等领域.美国的9.1l恐怖袭击事件也可以使我们预见到非织造布在空气过滤领域的发展趋势.为防止生化武器的威胁,美国许多城市将会更新商业,政府办公楼及邮政中心等公共场所的空气过滤系统,用于住宅和商业房屋用的高效空气过滤材料的需求量将不断增长.高效粒子空气过滤材料将能够从空气中去除炭疽疱子,较老式的滤料达不到该功能,而经过特殊处理的熔喷,纺粘非织造布过滤介质可以满足此项要求.3.1,3医用非织造过滤材料在医疗过程中,要经常给病人或伤员输血.现在有大量的资料表明,在输血过程中由于白细胞抗体可引起非溶血性热反应,成人呼吸窘迫症等,同时还会引发一些与白细胞相关的病毒传染,如巨细胞病毒,人体免疫缺乏症等,因此在医学中常采用在输血过程中去除白细胞的办法来减少这些副反应.非织造布本身就是一种具有三维杂乱分布的多孔介质材料,而熔喷非织造材料在此基础上又有超细纤维结构,其三维杂乱纤网可以通过拦截,惯性沉积,重力沉降,扩散沉积等机理分离液流中的固相杂质,因而近年来被国际上认为是一种优异的液固相分离材料.由熔喷工艺开发的聚丙烯非织造材料,不但具有聚丙烯纤维的所有特点,而且具有超细纤维结构和微细的尖锐边缘,能够在纤维之间形成许多微小孔隙,且孔隙分布均匀,纤维的比表面积大,同时具有生物特异性,不感染,无毒,无副作用,因而是血液过滤用滤材的一个很好的选择.国内外的研究资料表明,经过采用等离子体,射流刻蚀,电晕放电等方法进行表面接枝改性的聚丙烯熔喷非织造布,其亲水性大大提高,对白细胞的选择吸附性增加,过滤效率和过滤效果有很大的改进.因此,采用对熔喷非织造布表面改性的方法提高其亲水性,缩短过滤时间,对于血液过滤的临床应用具有重要的意义.3.2非织造吸油材料在石油,化工,能源,交通等工业生产领域和日常生活中,难免会出现各种形式的溢油,渗漏和生活油污等事故和危害,特别是严重的溢油和渗漏事故,若不能及时采取有效措施,会对生态,自然环境和人们的生命财产安全造成严重的危害.目前,我国的经济正在迅速发展,工业化进程在不断加快,油料的加工,生产和运输,应用也在不断扩大,自然油料的溢漏事故也会经常发生.目前我国对溢油,漏油等事故的处理大多采用化学处理法,即消油剂处理.这种方法虽然能在一定程度上减少事故的危害,但却容易形成新的二次污染.熔喷聚丙烯非织造布是近年来发展起来的一种新型高效无污染吸油材料,目前已受到工业发达国家的广泛重视和开发应用.由于熔喷聚丙烯非织造布具有优越的吸油性能,使其在吸油材料的开发应用方面有着极高的经济价值和环保价值.熔喷聚丙烯非织造布具有疏水亲油的特性,原材料的密度小(0.91g/cm0),比水轻,几乎不吸水,也不溶于油类和强酸强碱.其吸油量能超过自身重量的十几倍,且吸油速度快,吸油后能浮于水面而不下沉.水油置换性能好,能反复使用和长期存放,无毒,无二次污染,不会对人畜和环境造成危害,使用方便,处理28非织造布第l2卷第4期方便,是理想的吸油材料.聚丙烯熔喷非织造布可开发的吸油产品主要有下列品种(见图1所示).(1)吸油片:可用于家庭和一些小范围的油污处理和清洁;(2)吸油毡:适用于较大范围漏油;(3)吸油卷:可迅速展开,适于水面和陆地较大的溢油和漏油事故的处理,也可弯曲成特殊形状以满足特殊空间的处理要求;(4)吸油索:吸油索中间填充的是聚丙烯熔喷非织造布的切碎片(吸油棉),外面由网套拢住,两端有金属钩可用于相互之间的连接使用.其对处理大面积的水面或陆上的溢油事故作用很大,能及时有效地阻止溢油的扩散;(5)吸油枕:结构类似于吸油索.但吸油量更大,适用于地域狭小的场合,如下水道,阴沟等;(6)吸油棉:吸油棉是碎片状的熔喷非织造布产品,可作填充料.也可用于地面,家庭等零星的漏油处理和开阔水面的吸油处理.图1各类熔喷吸油产品3.3生物可降解非织造布的应用生物可降解非织造布代替某些不可分解的通用塑料制品,防止白色污染,显示出越来越重要的作用,同时还间接地减少石油化工对大气的污染及其废弃物对环境的破坏.生物可降解非织造布产品主要有以下几方面的应用.3.3.1在农,林,园艺方面,生物可降解非织造布应用十分广泛.用量巨大的农用地膜,防草膜,防霜膜,植物,果树与林木上常用的雨披,育种用苗床,种子田等,这些非织造布保护了农作物的生长,给农民带来了丰盛的收获,更诱人的是用后不会污染环境,安全可靠,是理想的新一代农,林用产品.3.3.2在卫生与医药方面,因卫生与医药用品特别强调卫生,舒适,安全等,其中许多用品都是一次性的,生物可降解非织造布符合这一要求,大有用武之地,如尿布,医用纱布,手术服,床单,罩单,人造皮肤等,也可用妇女卫生巾的面料及其他生理卫生用品.3.3.3在日常用品方面,一次性食品袋,包装袋,抹布,餐巾等纺织品用量很大,用生物可降解非织造布加工这些用即弃生活用品可避免对环境的危害.3.3.4在建筑和土工用织物方面,日本Asahi,SokoSeiren两公司用一种不溶性薄膜复合到粘胶非织造布上的方法生产一种生物可降解的土工布,这种_十工布用于帮助种子发芽,然后会逐渐分解到土壤中.据报道该材料用于高尔夫球场,体育场及公园也甚为理想.3.3.5生物可降解非织造布还可用于家具织物,装饰织物,亦可用于工作服,防护服等.3.4非织造材料在无土栽培中的应用上海市农业科学院环境科学研究所的科技人.员,采用非织造布作为无土栽培基质进行种植试验取得了成功,为非织造布开辟了一条新的使用途径.利用非织造布生产出一种名叫鲜草装饰毯的鲜草地毯,这种鲜草地毯及其生产方法已经获得两项国家专利.这种草坪地毯是在两层非织造布上长出活体鲜草组成的.非织造布是一种完全现代工业化生产的产品,整块连片,清洁卫生,将其作为无土栽培基质,扩大了无土栽培种植基质材料的来源.利用非织造布作为无土栽培基质,完全脱离了土壤概念.现在采用的无土栽培基质,大多数没有脱离土壤的概念.总以为植物是长在土壤上的,而土壤是松散的物质,所以大多数无土栽培基质都是松散型的.例如珍珠岩,砂,陶粒,煤渣,椰壳纤维,锯末等都是松散的物质,就是能够整块生产的花泥,岩棉等使用时也都弄成小块状.虽是无土栽培,但仍摆脱不了万物土中生的形式.中国国家专利鲜草2004年(总第48期)牛海涛等:非织造布在环保领域的应用29装饰毯技术证明,利用非织造布能够在一大整块的工业化产品上种植作物.在非织造布上种植作物的主要有以下几种.(1)利用非织造布轻,=F净的优点生产国家专利产品鲜草装饰毯.(2)利用非织造布生产地毯式草坪苗,可缩短生产周期,提高了草坪质量.(3)利用非织造布可生产出清洁卫生的蔬菜.4结束语非织造布可用于改善环境,减少三废的环保领域,使其环保持色更为鲜明.其产品广泛应用于大气排放,水域排放,废物管理和土地污染治理等方面.如非织造布过滤材料因具有三维结构,空隙小,分布均匀,总空隙率大,可满足于多种粒尘过滤要求,滤尘效率高,优点较传统纺织品更为突出.按功能可分为以下几种.(1)常温过滤材料,广泛应用于冶金,化工,建筑材料,机械等行业的空气净化和通风除尘等各类过滤设备;(2)高温过滤材料,用于过滤经降温的高温窑炉尾气,温度在170250;(3)防静电过滤材料,基布中含有导电纤维,用于过滤煤粉,火药等领域;(4)捕集微细粉尘的过滤材料,用于过滤含粉尘量很少的场合,捕集微细粉尘,细菌,发射性粒子,用在电子,精密仪表,电力等人口处的空气净化;(5)防毒过滤材料,活性炭毡,熔喷超细纤维毡用于防毒领域等.非织造布还广泛用在治理废水领域,民用饮用水过滤和汽车蓄电池隔板;非织造土工布用于植草,护坡;不渗透土工布用于防渗透垃圾堆埋分离层;医疗,卫生用即弃非织造布用于防污与预防交叉感染等.环境保护的基本方针是坚持环境保护基本国策,实施可持续发展战略.环保是摆在我们面前的一个深远性问题.环保既是我们的远虑,也是我们的近忧.绿色呼唤着我们!参考文献:1王延熹.中国非织造过滤材料生产的现状和未来J.产业用纺织品,2002,(5).2刘王月.应用于汽车工业的纺织品及其发展趋势J.汽车工艺与材料,2002,(9).3张浩胜等.新型环保用耐高温过滤材料的研究J.非织造布,1999,(3).4姜秀溪.新型过滤材料的开发研究J.济南纺织化纤科技,2002,(1).5KaneboCo.,Ltd.Lactron.ANEX2000非织造布展技术资料,2000.6许元巨译.世界产业用纺织品的发展趋势J.产业用纺织品,1998,(6).7JanHSchut.Secretsuccessinwirechop.PlsticsWorld,1996,548魏取福.熔喷非织造布吸