疯狂的纳米纤维
合作共赢
另外一个将目光展望于纳米技术在过滤材料应用之外的是OERLIKON公司。这家机械设备供应商的梳毛机分部两年前与ELMARCO公司达成了合作协议,两家将梳织无纺布和制造隔音材料的纳米纤维结合在了一起。这种新产品是一种联机生产的有五层结构为梳织-纳米-梳织-纳米-梳织的材料。
“这种材料不能脱机生产,原因在于梳织无纺布需要某种粘合材料,所以ELMARCO公司决定和我们OERLIKON合作将其纺织与我们现有的梳毛生产线结合起来。”OERLIKON公司的梳毛机分部总监STEFANSCHLICHTER先生介绍道,“梳织材料层必须要包围住纳米材料层,原因在于纳米层非常粘也十分易断。梳织材料层起到了很好的保护作用。”
ELMARCO公司还发展了静电纺纱技术用于生产高质的纳米纤维,并且已经同熔纺无纺布生产商AVGOL公司达成了合作,采用该项技术发展过滤媒介材质。在纺粘应用方面,ELMARCO公司的生产原理则由于生产速度原因需要脱机合并。先生产纺粘法无纺布,然后再加盖纳米纤维。相反的,在梳织过程中,纳米纤维则因为粘合的步骤原因需要联机生产。OERLIKON之所以是ELMARCO发展这项技术的良好拍档,是因为他们拥有一条三层落纱生产线,加上在梳织材料层中再各加入一层纳米纤维,就制造出了总共五层的材料。
SCHLICHTER先生说这种五层结构是制造隔音材料的最佳选择,因为它比同类产品具备更优秀的阻隔效果,阻隔低音的时候频率也较高,并且重量也更轻。“如果采用其它产品,垫子厚度必须要很厚,而使用了这种合成材料就能节约用料。其次,该材料可以用于一些对材料重量和尺寸有一定限制的应用,如洗碗机内部。目前市场上对降低洗碗机工作时噪音的需求普遍存在,但洗碗机的设计是比较标准的,因此只能在内部添加一定数目的隔音料。”
很好的学术尝试
目前许多包含纳米纤维的研究项目,至少在无纺布工业领域正在学术界开展。大学的研究人员正在研究如何能将该科技更好地运用于无纺布工业当中,其中田纳西大学是领头羊。早在几年前,那里的实验室就将研究重点放在了纳米科技上,目前他们正在测试一条采用NTI和HILLS纳米纤维模科技的融喷试验生产线。据该校材料科学和工程系的主任兼无纺布材料研究实验室(UTNRL)总监GAJANANBHAT教授介绍,实验室的研究人员除了进行独立研究以外,同时还帮助合作公司更多地了解这一科技。
他说道:“目前我们的生产线是唯一同时拥有两种竞争性纳米纤维模的地方。这两种模都已经到位,我们也已经在从事纳米纤维的生产。跟传统的静电纺织不同,这是一种速度大大加快,持续不断的成网方式。”
在帮助中小型生产商发展更多高效过滤产品的同时,生物医学方面的应用也是非常重要的一环。事实上,BHAT博士目前正与其他研究人员一起研发一种小型的模用以生产生物医学方面的材料。
另外,AKRON大学也与ELMARCO公司合作以扩展其纳米科技研究范围。作为过滤纳米材料联合会(CFNC)的新成员之一,ELMARCO公司的首项贡献就是为纳米纤维生产提供了独特的实验设备——纳米蜘蛛实验机械。ELAMRCO私有的技术轻易就升级到工业水平,从而为将该联合会的实验项目结果投入到商用中带来巨大的机会。ELMARCO也是业内能提供工业生产纳米纤维材料机械的首席供应商。
AKRON大学在此类研究上有着长期成功的研究传统,同时还发展了生产纳米纤维和应用的静电纺纱工艺。DARRELLRENEKER教授和GEORGECHASE教授是这一领域的专家。他们早就意识到纳米纤维在实用领域的巨大潜力,并于1998年成立过滤纳米材料联合会(CFNC),从而与业内具备创新意识的联合会各成员间进行学术交流,以更好地推广创意。
CFNC的任务包括对综合功能过滤材料的基础研究和设计过滤媒介,纳米纤维的发展和应用。研究的范围包括理论阶段、制模以及如何在以微米和纳米纤维制造的无纺布过滤媒介产品中捕捉及结合微米和纳米尺寸的滴落物和微粒;纳米纤维的形成方法和含有纳米纤维的无纺布媒介材料的结构;液体与液体和气体与液体的结合等。
纳米纤维在无纺工业的应用在持续发展。不论是基于速度较慢但成本较低的静电纺丝,还是产量较高的熔喷工艺,该技术必然会为无纺工业带来有趣的新产品。“这是一项新兴的令人激动的新科技,将会带来一系列新产品。”FABBRICANTE先生预测道。
ELMARCO公司刚刚投入一条新型有机纳米科技生产线,并为保护环境作出贡献,ELMARCO的决策层也同意并预测说目前的“绿色浪潮”一样会席卷纳米科技。
“纳米科技,即纳米纤维几乎在其每一个应用环节都对保护环境作出贡献,”ELMARCO公司的MARES先生说,“其高效高渗透性的过滤性减少了污染,而其使液态内空气强制通过的特性则使得能源消耗大大降低。催化剂、微粒过滤网还有车用燃料和油过滤网提高了燃油效率,同时降低了放射率。总之采用纳米纤维材料对生产出更绿色环保产品的好处不胜枚举。