Современное состояние и тенденции развития производства нетканых фильтровальных материалов

Тенденции развития ассортимента фильтровальных нетканых материалов

Рост объемов потребления фильтровальных нетканых материалов обусловлен глобальными мировыми тенденциями. Важным аспектом нашей повседневной жизни является потребность в чистой воде и чистом воздухе. Многочисленные современные директивы и инициативы нацелены на обеспечение надлежащего качества воздуха внутри помещений и за их пределами, а также на пробуждение нового самосознания у потребителей. С этой точки зрения фильтрация приобретает все более важное значение для обеспечения чистоты воды и воздуха.

Развитие в секторе «сухой» фильтрации обусловлено главным образом возрастающими требованиями к здравоохранению, охране окружающей среды и безопасности. Росту спроса на фильтровальные материалы (табл. 1) способствует увеличение объемов реализации одноразовых средств для защиты органов дыхания, а также расширение ассортимента продукции для медицины, производства продуктов питания и очистки промышленных сточных вод. Важной и быстро развивающейся сферой применения нетканых материалов является очистка всевозможных жидкостей. Повышается спрос на текстильные материалы, способные эффективно задерживать вирусы, бактерии и частицы тяжелых металлов при одновременном обеспечении высокой производительности фильтрующих установок и минимизации гидравлического сопротивления. В этой области большие успехи могут быть достигнуты благодаря использованию нановолокнистых нетканых материалов.

Текстильные фильтры в настоящее время применяются для очистки крови, обеспыливания горячих газов, очистки топлива и воды. Их можно найти в установках для очистки отработанного воздуха, в сооружениях, связанных с подземными разработками, транспортным и гидротехническим строительством, в сигаретах и масках, в машинах и устройствах для химической и фармацевтической промышленности, в оборудовании для производства продуктов питания.

Оглядываясь назад, можно констатировать, что многообразие специальных фильтровальных материалов обусловлено с одной стороны быстрым развитием промышленности нетканых материалов, а с другой стороны – совершенствованием систем для защиты окружающей среды от загрязняющих воздушное пространство выбросов посторонних вредных веществ.

Широкое распространение получили технологии обеспыливания воздуха с помощью выработанных из синтетических волокон иглопробивных нетканых материалов, которые благодаря своей трехмерной структуре имеют увеличенную по сравнению с тканями фильтрующую поверхность, характеризуются более высокой эффективностью очистки, высокой воздухопроницаемостью и пылеемкостью, а также низким гидравлическим сопротивлением и продолжительными сроками службы.

В настоящее время фильтровальные нетканые материалы вырабатываются с применением всех существующих технологий формирования и скрепления волокнистых холстов, с использованием традиционных и специальных видов волокон, а также различных способов отделки и дополнительной обработки, позволяющих значительно расширить возможности их практического применения.

Если взять за основу традиционную классификацию ассортимента нетканых материалов, то можно утверждать, что фильтровальные материалы представлены в самых различных группах, включая продукцию для транспортного строительства, геотекстиль, агротекстиль, изделия медицинского, защитного и промышленного назначения.

Основные тенденции в области развития производства фильтровальных нетканых материалов:

• постоянное увеличение на рынке доли нетканых фильтровальных материалов, вырабатываемых из синтетических волокон;


• возрастающее значение эффективного использования энергии и повышения срока службы фильтрующих систем, необходимое для обеспечения высоких технико-экономических показателей в процессе их эксплуатации;


• изготовление компактных размещаемых в стесненных условиях фильтров (прежде всего, для автомобилестроения) с применением гофрируемых микропористых нетканых материалов, вырабатываемых из штапельных или бесконечных волокон, а также на основе микро(нано)волокнистых холстов, формируемых мокрым способом, характеризующихся высокой пылеемкостью и низким гидравлическим сопротивлением;


• улучшение функциональных свойств текстильных фильтровальных материалов, в частности, повышение эффективности очистки, уменьшение перепада давления и увеличение фильтрующей поверхности;


• разработка многослойных нетканых материалоы, способных эффективно задерживать мельчайшие частицы посторонних примесей за счет введения в их структуру нановолокнистых слоев с поверхностной плотностью ниже 5 г/м², а также выработанных по технологии мелтблаун нетканых материалов с равномерно распределенными по всему их объему нано- и микроволокнами;


• разработка фильтров с целенаправленно регулируемыми размерами пор путем комбинирования традиционных нетканых материалов (например, иглопробивных или вязально-прошивных) с легкими тонковолокнистыми неткаными материалами, изготавливаемыми по технологии мелтблаун, или со скрепленными гидроструйным способом слоями расщепляемых волокон;


• разработка фильтровальных материалов, в которых высокая эффективность улавливания мелкодисперсных примесей достигается за счет использования электростатического эффекта, обеспечиваемого в результате специальной поверхностной обработки текстильных материалов;


• расширение использования нановолокнистых нетканых материалов с высокой эффективностью очистки для фильтрации жидкостей, в частности для улавливания бактерий, вирусов и частиц тяжелых металлов.

Широкие потенциальные возможности для развития в секторе нетканых материалов на основе формируемых фильерным способом холстов

Как и для других видов технического текстиля в секторе фильтровальных нетканых материалов прогнозируется увеличение рыночной доли продукции, вырабатываемой по фильерной технологии. В качестве их основных преимуществ по сравнению с неткаными материалами из штапельных волокон можно назвать возможности:

• экономичного изготовления нетканых материалов из филаментов, не имеющих авиважных препаратов на своей поверхности;


• варьирования диаметра филаментов в пределах от 10 до 30 мкм;


• использования комбинаций различных полимеров;


• введения функциональных добавок в процессе формования филаментов;


• придания специальных свойств по отношению к влаге и другим веществам: гидрофильности, гидрофобности, маслоотталкивания, электростатических;


• целенаправленного изменения поверхностной структуры нетканых материалов: от гладкой до открытой пористой;


• изготовления трехмерных многокомпонентных материалов.

В рамках симпозиума были в частности продемонстрированы изготовленные фильерным способом плиссированные фильтровальные материалы, предназначенные для очистки воздуха во внутреннем пространстве автомобиля. Применение бикомпонентных филаментов с полиэфирным сердечником и плавящейся при низкой температуре оболочкой обеспечивает возможность образования четко выраженных складок при гофрировании материала, уменьшения перепада давления и прочного соединения с другими слоями фильтра.

Новые достижения в области производства нетканых материалов по технологии мелтблаун. Технология мелтблаун позволяет производить нетканые материалы, состоящие из волокон очень малого диаметра, находящегося в микро- или даже нанометровом диапазоне. Кроме того, использование этой технологии допускает возможность комбинирования различных видов полимерных материалов и введения в структуру формуемых волокон (или нанесения на поверхность волокон) специальных добавок. Важными преимуществами фильтровальных материалов, изготовленных по технологии мелтблаун, являются:

• высокая эффективность очистки по частицам малых размеров;


• более высокая эффективности очистки при более низкой (по сравнению с материалами, изготовленными другими способами) поверхностной плотности;


• высокая производительность фильтров при низком перепаде давления.

С целью замены фильтров из стеклянных микроволокон проводятся разработки в области создания усовершенствованного оборудования, которое позволило бы при достаточно высоких техническо-экономических показателях производить способом мелтблаун нетканые материалы, состоящие из термопластичных волокон с диаметром меньше 500 нм.