过滤用纤维、纺织品和非织造布

您是否想知道某些材料是如何用于过滤的?

据《纺织世界》报道:

技术纺织品在过滤介质中起着重要的和有利可图的作用。过滤应用中使用多种纤维、dref纱、非织造织物、复丝和单丝织物,在某些情况下还使用以上一种以上的混纺或组合。在本文中,美元数额是针对北美特定的纤维、纺织和无纺布过滤介质的整体市场近20亿美元。过滤介质满足了大量的特定用途以及大量的较小的细分市场,当这些细分市场结合在一起时,提供了比许多发达国家的国内生产总值(GDP)增长率更高的总体增长率。

增长是由许多因素推动的,往往由全球、国家、州、地区和地方政府及机构为实现更清洁环境而采取的立法行动和法律所主导。说到底,立法一直是过滤公司最好的朋友。同样重要的是,过滤广泛用于确保从化学品到药品和许多其他制成品的产品质量。

非织造织物
非织造过滤织物是非织造布行业最大的细分市场之一,可以说是利润最高的细分市场之一。位于北卡罗来纳州卡里的非织造布行业协会(INDA)的市场研究和统计主管布拉德·卡利尔(Brad Kalil)说:“过滤行业在各个层面都有相当数量的整合,在过去几年中有大量的并购活动。”。

这部分使用人造聚合物和无机纤维来生产过滤器。聚酯和聚丙烯为主;与尼龙、玻璃纤维、超聚芳纶、含氟聚合物和聚苯硫醚(PPS)以及其他聚合物一起使用,因为它们的特殊性能。除了这些纤维,明尼苏达州Minnetonka生产的一种可持续的、可再生的聚合物。总部位于美国的NatureWorks LLC正开始寻找进入过滤市场的途径。NatureWorks纤维与无纺布全球业务总监Robert Green报告称:“可再生Ingeo™PLA[聚乳酸]纤维被越来越多地用于一次性过滤器,如真空吸尘器袋中的纺粘和熔喷织物,以及广泛的性能应用,包括咖啡和茶袋过滤器。”“其他非织造布,如聚乳酸纳米纤维,表现出非凡的加工一致性,一系列充电能力,以及更好的非织造布结构发展,提供更低的压降。”

使用最广泛的四种非织造布是:

短纤维制成的针毡;
由短切纤维制成的湿铺;
纺粘型织物;和
meltblown面料。

在后两种形式中,纤维是在不使用现有纤维的情况下,直接由聚合物熔体原位形成非织造布。气铺非织造布是由短纤维和/或木浆制成的。虽然不是一种真正的无纺布,Dref纺丝“纱线”是一种特殊的介质类型,绕过了辊式货物格式。粗大的Dref纱直接缠绕在筒管的中心,形成所谓的线绕筒管。“我们已经生产了超过25年的绕线筒纱线,为大量用户提供了重要的纤维介质,”总部位于北卡罗来纳州Kings Mountain的大型dref纱线供应商Patrick yarns的总裁Gilbert Patrick说。

从销售收入来看,使用最多的非织造布是针毡织物,通常由聚酯制成,但有时也会使用聚丙烯和其他聚合物纤维,包括异位芳纶和PPS。每平方码14至22盎司的重型无纺布被用于袋式过滤器,用于捕获燃煤电厂排放的颗粒物和工业设施中的多种污染物,然后再逃逸到大气或工作环境中。由毛毡制成的液体布袋通常在8 oz/yd2范围内,可以从液体流中去除颗粒,并多次在各种工业中作为预过滤器,包括化学加工和金属加工过程。

纺粘面料的重量更轻,在0.5到4盎司/yd2范围。一般来说,这些非织造布是用聚酯、聚丙烯和尼龙制成的;在许多常见的应用中,包括微孔膜盒的褶支撑分离器,冷却剂系统,游泳池和水疗过滤器。Spunbonds有很多供应商,包括新泽西州Cranbury的Avanti,印第安纳州Evansville的Berry Plastics和佛罗里达州Cantonment的Cerex Advanced Fabrics Inc.。

“Cerex Advanced Fabrics的纺粘尼龙织物为过滤器生产商提供了更薄、更强、更均匀的背衬基材,能够承受高温、系统脉动和化学侵蚀,”Cerex总裁兼首席执行官吉姆·沃克(Jim Walker)说。“尼龙使过滤器设计具有更多褶皱,从而提供更多的过滤器表面积,从而减少压降,增加灰尘承载能力,并为今天更长的维修间隔提供出色的耐久性。”

熔喷织物以卷料的形式大量生产,由于其较高的持污能力,可在空气和几种液体过滤产品中找到。在过去的25年中,熔喷式液体筒(也称为喷纺筒)已变得越来越普遍,其中纤维沉积在类似于车床的旋转心轴上,并在单步工艺中加工成直径为3英寸、长度为10英寸的筒体。熔喷筒绕过了卷料的使用,由于其高效的制造工艺,成本较低。

总部位于休斯顿的过滤技术公司(FTC)生产的铂过滤器能够使用非织造布容纳极其大量的污染物。联邦贸易委员会副主席Chris Wallace表示:“联邦贸易委员会提供多种配置的液体过滤器,但没有一种能与我们的铂系列过滤器相比,它可以保留高达数百磅的污染物。”“我们的专利铂技术中的独特褶皱图案最大限度地扩大了压力容器中的介质表面积,从而降低了通量率,提高了每个滤芯的污染物装载能力。铂金技术为我们的客户提供了更长的在线寿命,转化为更低的直接过滤成本,更低的维护成本和最小的停机时间。这项技术的另一个特点是灵活性,可以为广泛的应用和市场提供该技术,因为我们可以使用任何非织造布或湿布在这种独特的褶皱模式。”

纳米纤维非织造布
纳米纤维非织造布是过滤介质最新发展的技术之一。纳米尺寸的细纤维以每平方码1至2克的重量添加到重湿法和纺粘非织造布的表面。褶皱过滤器用于收集复合介质上游表面的细颗粒。到目前为止,这项技术在很大程度上仅限于汽车和卡车用的集尘盒或发动机进气过滤器中的空气过滤。“像克拉柯这样的大型、高度多样化的过滤产品供应商几乎使用所有可以想象到的织物,特别是合成纤维和/或纤维素混纺非织造布,用于从发电到运输、石油和天然气、住宅空气、以及水和污水处理等广泛的产品。”田纳西州富兰克林市的总工程师Leonard Castellano说。克拉柯创新中心。“几乎所有我们涉足的行业都在使用纺织品、非织造布,从某种形式的超细纤维到纳米纤维。”有趣的是,Parker filtering最近出价收购Clarcor——Clarcor在今年早些时候成为了FibeRio Technologies的新所有者,这是一家纳米纤维设备生产商。

湿铺非织造布
湿式过滤介质是在标准造纸设备上制成的。该工艺通常使用人造纤维、玻璃纤维和/或纤维素纤维,包括汽车和卡车车辆中常见的润滑剂、机油和发动机进气过滤器中的混合物。HEPA/ULPA空气和许多实验室使用的过滤器是由潮湿的微和宏玻璃纤维介质制成的,液压过滤器也是如此,通常与纺粘无纺布载体织物结合。

在反渗透(RO)、纳滤和超滤(UF)工艺和螺旋缠绕模块设计中,湿法聚酯纤维和聚酯粘结纤维被用作膜的支撑-背衬织物。领先的基材供应商包括日本的AWA Paper和Alpharetta, Ga。基于Neenah纸。膜支架是高度专业化的,必须承受高系统压力,在织物宽度上完全平坦,没有站立的纤维可能穿透涂层膜,从而覆盖基板的表面。

精密机织单丝织物
单丝织物主要是由聚酯或尼龙和其他聚合物组成,体积较小。纱线的直径从细的20微米到粗的1000微米不等,这取决于应用程序。织物成本与纱线的大小和每平方英尺的纱线数有关。织物往往用于表面过滤器,并能够筛出或筛出一定尺寸的颗粒。应用范围包括用于心脏手术的医疗过滤器,汽车传动过滤器,空调和燃油喷射过滤器,在面粉和小麦加工中用作筛网的过滤器,以及用作污泥脱水带的重型织物。北美市场规模接近8000万美元,全球市场规模接近2亿美元。全球领先的单丝过滤织物供应商包括瑞士的Sefar AG和意大利的Saati s.p.a.。

丝布
纺织行业通常不考虑钢丝布等传统意义上的金属介质纺织品,但该产品与传统纺织品密切相关,被用作过滤介质的替代,特别是在应用中被使用的是精密编织的单丝织物。精密钢丝布主要由欧洲的供应商编织,包括瑞士的G. Bopp & Co. AG和德国的Haver & Boecker OHG。不精确的结构往往来自亚洲。亚洲采购的金属丝布通常用于液体流动压力高到足以要求介质刚性的地方,在三明治结构中封装非刚性非织造布和/或湿布。北美的产量相对较少,主要集中在使用高合金金属制成的特种织物。钢丝布通常用于聚合物过滤生产纺织纤维、薄膜、航空航天过滤器,并广泛用于筛分和筛选。在北美,卷货市场规模总计1亿美元。

复丝织物
总的来说,复长丝人造过滤织物在板材和框架应用中并不特别常见,或者是由德国C. Cramer GmbH & Co. KG, Sefar, Dodenhoff Industrial Textiles Inc., Westlake, Ohio等制造商生产的复长丝和单丝纱混纺而成。

机织和非织造玻璃织物
玻璃编织织物用于高温最终用途,主要用于袋式建筑。著名的北美机织织物生产商包括北卡罗来纳州格林斯伯勒的BGF工业公司,得克萨斯州阿比林的安德森,南卡罗来纳州的JPS复合材料和过滤专业公司。湿玻璃生产商包括康涅狄格州曼彻斯特市的Lydall Inc.,马萨诸塞州东沃波尔市。美国霍林斯沃斯律师事务所(Hollingsworth & Vose)和法国大仲马(Bernard Dumas)。应用包括HEPA/UPLA,聚结,实验室和液压过滤介质。编织和湿玻璃织物的全球过滤介质市场总额超过3亿美元。

针织物
拉舍尔、圆针织物和经编针织物被用于过滤介质,尽管用量非常有限。然而,某些经编在UF/NF和RO中使用的螺旋缠绕模组中具有广泛的特点,这种模组由双组份纱线构成,通过热粘合来稳定织物,同时作为间隔网允许液体流动(通量)到模组的中心芯。体积很大,每年增长超过10%。用户包括密歇根州的米德兰(Midland)。-based The Dow Chemical Co., Wilmington, Mass.-based Koch Membrane Systems Inc. and Hydranautics, Oceanside, Calif.

市场趋势
在许多发达国家,所有形式的过滤介质的年复合增长率通常高于GDP的2%至5%。前面提到的立法授权在这一增长中占有很大份额。扩大新技术的使用——如除尘筒和发动机进气过滤器中的纳米纤维,以及RO/UF螺旋缠绕模块中采用双组分纱线的经编织间隔织物——也有助于该细分市场的增长。还有大量未满足的行业需求,包括延长介质过滤器使用寿命和改善非织造布中的纤维分布,仅举两种需求。最终,正如美国过滤与分离协会最近的一份“观点”文件所述,“几乎没有任何污染、污染或环境问题无法通过使用过滤与分离技术来预防或补救。”

值得注意的行业特点:

使用多种类型的空气/液体过滤介质的主要过滤市场细分约有20个,包括航空航天、交通运输-汽车、卡车和越野车辆过滤器-化学加工、食品和饮料、实验室,其规模超过了大多数行业人士的认识、医疗、制药、半导体、,聚合物过滤、石油和天然气、发电和其他市场。

过滤在很大程度上仍然是一个剃须刀片市场,有很多一次性使用的过滤器,但有一个新的趋势,即可重复使用和延长使用寿命的介质过滤器,以及带有可重复使用或现场可清洁介质的封闭系统,以改变这种模式。

尽管用于空气过滤的纺织和非织造布介质(例如暖通空调)的总体体积至少是液体过滤介质体积的两倍,但液体过滤应用提供的介质比空气过滤具有更多的利基和更高的利润机会。

产品周期持续数年,甚至数十年,尽管行业始终愿意接受破坏现有技术的竞争性新媒体结构。

有相当多的上游产品开发与客户。为了最大限度地增长,媒体公司与过滤器/系统生产商建立了密切的关系。

该行业欢迎创新的想法,聚合物和过滤介质,以满足日益增长的市场细分需求。例如,纺织和无纺布过滤介质具有更窄的孔径分布,更高的流速和/或比现有结构更大的污垢保持能力,总是确保赢得客户的关注。

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