高性能与可持续，纤维素纤维如何赋能非织造过滤材料？

现代工业的发展使得无论是消费者还是制造业，对于洁净空气和水的需求持续增长。更进一步的是，环境保护条例的日趋严格，以及公众环保意识的不断提高，促进了行业对于更高效的过滤方式的追求。无论是空气过滤还是液体过滤，滤材都是过滤产品的核心，因而制造商们积极寻求拥有更高过滤效率的高性能滤材，以期满足日益增长的用户需求。

 

非织造材料应用于过滤领域具有很多优良特性，包括过滤效率高、易生产、成本小、价格低、寿命长，易与其他种类的材料复合，且容易在生产线上深加工处理，从而获得了更大的竞争力。随着纤维技术和卷材生产工艺的不断开发和进步，非织造材料在过滤中的应用也愈加广泛，未来有望逐步取代传统的过滤材料，用量预计将获得更多增长。

 

以液体过滤为例，作为过滤行业中一个高速成长的领域，它不仅涉及到污水处理或是饮用水净化的庞大市场，同时在化工、食品、医疗等领域都有着关键应用。液体过滤是利用过滤介质的特殊结构，使液体中的杂质在被截留在介质的表面或内部而除去。构成非织造材料的纤维所具备的性质以及形成的结构，在决定过滤介质性能上扮演了关键角色。纤维超细化、结构复杂化以提升滤材性能，也成为行业的一个发展方向。

 

与此同时，在全球加速向可持续发展转型的背景下，伴随着不断增大的来自消费者和监管机构的压力，过滤行业也在主动采用更加环保可持续的过滤材料。在解决重要过滤挑战的同时提供更可持续替代方案的创新解决方案，将更有可能得到广泛采用。如何通过创新来赋能过滤行业的可持续发展，这离不开上游纤维供应商和滤材生产商的合作与努力。

 

蔡孟远先生，精集团非织造业务亚太区高级商务总监

 

Nick Edwards博士，兰精集团非织造业务全球业务拓展

 

作为纤维素纤维材料的领导者，奥地利兰精集团（Lenzing AG）致力于为全球客户提供创新和可持续的纤维解决方案，推动工业和制造业整个价值链的可持续发展。近期，荣格工业传媒旗下《国际非织造工业商情》采访了兰精集团非织造业务亚太区高级商务总监蔡孟远先生和兰精集团非织造业务全球业务拓展Nick Edwards博士，就以上问题进行了交流与探讨。

 

如何通过微原纤化、可持续的纤维增强滤材性能，提供附加价值？

据兰精集团非织造业务全球业务拓展Nick Edwards博士介绍，兰精纤维工业应用一直在推动可持续的纤维素纤维材料在过滤介质中的广泛采用，使其取代以前使用的基于化石燃料的合成材料。其中，取自可再生木材的兰精™莱赛尔短切纤维在液体过滤中的应用就是一个典型代表。

 

 

凭借高纯度及环保的循环利用的特性、优异的纤维性能、以及丰富的敏感应用成功经验，兰精™莱赛尔短切纤维已成为众多过滤应用的首选。无论是用于茶包和咖啡过滤的轻质纸，用于工业过滤的褶皱滤材，还是用于食品、饮料和药品过滤的厚重深层滤板，它都能在各种气候条件下提供稳定的纤维质量、一致的性能及可用性。

 

 

众所周知，当以高效过滤细小颗粒物作为目标时，更细的纤维更有优势。兰精™莱赛尔纤维具有高度有序且排列整齐的内部结构，仿佛一根纤丝内包含了许多大的原纤维（图1）。

图1：兰精™莱赛尔纤维原纤维微观结构示意图。

 

兰精™莱赛尔纤维具有的这种微原纤化结构（微原纤化的结构，孔径越小，做成非织造布的精度更高），能够提供良好的热稳定性和耐化学性，非常适用于各类过滤介质。兰精公司所生产的兰精™莱赛尔特种短切级纤维，更是针对湿法非织造布工艺进行了优化。

 

兰精™莱赛尔纤维可以在造纸工艺开始之前通过单独的湿态研磨步骤进行原纤化。这些原纤化纤维是亚微米直径原纤维的一个独特来源。兰精™莱赛尔原纤化纤维（图2）可以直接掺入过滤介质配方中，提高湿网强度和片材抗撕裂性，或提升细颗粒过滤效率。

 

图2：兰精™莱赛尔纤维的高度定向微原纤维内部结构有助于在湿态研磨过程中释放亚微米直径的纤维素原纤维。

 

“除了高效过滤的优势，兰精™莱赛尔在一些要求严格的应用市场，还能提供附加价值。比如针对慢性伤口或难以愈合的伤口护理领域，采用莱赛尔纤维制成的敷料、伤口清创用品及清洁产品，在与伤口渗出的液体接触时能形成一层亲水凝胶，为伤口愈合提供一个湿润的环境，帮助伤口更快愈合，提升患者生活质量。这项商业应用也获得了美国食品药品监督管理局（FDA）510（k）认证的上市前批准，证明了其安全有效性。”Nick Edwards博士补充道。

 

更加值得称道的是，兰精™莱赛尔短切纤维的纤维素成分使其能与天然纤维素、合成纤维和粘合剂兼容。这意味着这些纤维完全可生物降解，也可以在产品生命周期结束时通过焚烧转化成能源进行回收。

 

如何通过创新纤维技术提升过滤效率，应对多种过滤挑战？

对于液体过滤和空气过滤中被反复提及的过滤效率问题，Nick Edwards博士还与我们分享了兰精纤维工业应用研发团队进行的一系列创新。

 

兰精™莱赛尔原纤化纤维的掺入显著提高了片材的性能属性，特别是孔隙结构、渗透性、过滤性能、机械性能、耐化学性和成形性。最近，兰精还通过优化工艺，成功研发出兰精™莱赛尔增强原纤化（EF）纤维，其达到指定原纤化程度所需的时间和能源更少，有利于节省成本，节约资源。

 

商业级莱赛尔纤维的直径通常在10-20 µm范围内，这种纤维可用于制造过滤介质，但当以高效过滤细小颗粒物为目标时，更细的纤维更有优势。“原纤化莱赛尔纤维的原纤维和纤维直径分布范围为100 nm至10 µm；ISO标准（19438、5011和16890）对过滤器性能进行的评估表明，在分层过滤介质中添加莱赛尔原纤化纤维能有效提高细小颗粒物的过滤效率，特别是在液体过滤体系中。” Nick Edwards博士说。

 

尤其是在湿法成网工艺中，将莱赛尔原纤化纤维与其他纤维混合使用，或全部使用原纤化莱赛尔纤维，可以形成孔隙率高、纤丝和原纤直径分布广泛的过滤介质片材结构。这种片材结构兼具高过滤效率和相对较低的压降，有利于制造高性能液体过滤介质。

 

除了液体过滤的应用，莱赛尔原纤化纤维应用于空气过滤也能显著提高过滤效率。与未采用莱赛尔原纤化纤维的对照介质相比，采用兰精™莱赛尔原纤化纤维的过滤介质在过滤测试中可将1.3µm以上颗粒的过滤比（β）提升3个数量级以上。

 

开拓中国过滤市场，兰精有何规划？

如今，特种（过滤）纸制造商和垂直整合的滤材制造商，以及更广泛的终端用户，都在追求可持续发展及更高效的工艺，希望在其所使用的产品中引入可持续的纤维素纤维替代品，这将会催生并创造更多下游需求。

 

采访的最后，蔡孟远先生表示：“当下，中国市场在广泛的领域都处于研究和产品开发的前沿，也是过滤技术和应用的前沿市场。兰精将持续为本地客户提供高质量、可持续的纤维材料，并致力与更多过滤行业的主要参与者紧密合作，通过强大的创新平台来开发新的可持续纤维解决方案，以满足严苛的航天航空和工业过滤行业中未满足的需求，支持太空探索、工业过滤、绿色能源革命的发展。”