TENCEL®纤维在高性能过滤中的应用

Andy Slater

(兰精纤维公司，奥地利)

TENCEL®纤维在高性能过滤中的应用

Andy Slater

(兰精纤维公司，奥地利)

兰精公司生产的商品名为TENCEL®的可溶性纤维，可用于制造过滤用干法、湿法非织造布以及一些特殊用滤纸。对不同等级Tencel纤维的特性进行介绍，并与过滤中常用的其他天然和人造纤维滤材进行了比较。此外，对碳化Tencel纤维在过滤过程中的应用也进行了讨论。

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可溶性纤维是通过提纯的木浆溶纺而成的，是100%纤维素纤维。TENCEL®可溶性纤维作为原材料，进行商业化生产非织造布已经有15年之久，它广泛用于饮料、工业气体、液体、汽车燃料及油品的过滤，也可作为香烟用滤纸。

可持续性是Tencel可溶性纤维研究开发的重点，在非粮食作物用地上种植树木来制造可溶性纤维，可再生且对环境影响很小。目前，美国、英国和奥地利等国家的纤维生产厂家已开始了大规模的商品化生产。可溶性纤维生产流程如图1所示。

图1 可溶性纤维生产流程图

Tencel可溶性纤维截面呈圆形，它具有光滑、韧性好、模量高、结晶度高、有序的微观结构等优良特性，如图2所示。

图2 Tencel纤维的微观结构(Courtesy Dr K C Schuster)

1 Tencel过滤用纸

造纸用Tencel纤维长度通常为2～6 mm，这些纤维主要取材于树干加工而成，见图3。

Tencel纤维的纤丝化率不仅与纤维的等级有关，还与匀浆机圆盘的几何形状有关。高匀浆度(高SR值或低CSF值)、低比边缘载荷有利于减小纤维的尺寸，充分利用原料纤维。最佳的低比边缘载荷(SEL)接近0.2 Ws/m，见图4。研究表明，在低比边缘载荷条件下加工的纯Tencel滤纸性能得到了大大改进。

图3 Tencel纤维制品的原纤维

图4 不同SEL值条件下滤纸的拉伸和撕扯指数

高匀浆度的纤维具有更细小的孔结构，可略微减小实际滤纸的体积。此外，100%Tencel滤纸具有良好的孔隙性，在一定的压差下其过滤效率远远优于传统的木浆纸，见图5。

图5 Tencel纤维滤纸和超细玻璃及木浆滤纸过滤性能比较

具有小孔结构的Tencel滤纸也可用作低焦油香烟的高效过滤材料(图6)。在一定的压差下，它具有很高的过滤效率。此外，Tencel滤纸改善了过滤性能，在相对低的压力差下，可对气体和液体进行高效率的过滤。

根据粘胶丝脱水、碳化、定型的机理，Tencel纤维在提高温度条件下可进行碳化。碳化纤维在800～1 000℃条件下，可将潜在的纤维内部孔隙暴露出来，从而提高了内部微观孔容积，见图7。

图6 平面微观结构图

图7 碳化，BET ～30 m2·g－1

图8 碳化加活化，BET～1 900 m2·g－1

在这种情况下，可获得200 m2/g的比表面积。活化的碳纤维(图8)与其他一些纤维，如PAN和粘胶丝相比，在较高的孔隙容积下其微孔的宽度更小，这一特性使得活化的Tencel碳纤维能更有效地吸收VOC和其他一些小分子。

2 结语

Tencel纤维细小的纤维微观结构，有利于超细纤维的加工，可制造具有微小孔隙结构的Tencel滤纸。与其他纤维混合或不混合时，Tencel纤维在低压差下能提供高效的过滤特性，同时低毒害、不粘结、可生物降解。

经过碳化的Tencel纤维的微观结构具有高孔隙容积、低小孔宽度，能更有效地吸收VOC和其他小分子。

［1］MORGAN P.Carbon fibres and their composites［J］.Taylor＆ Francis，2005.

［2］RAMOS M E，BONELLI P R，CUKIERMAN A L.M M L ribeiro carrott and P J M carrott［J］.Matls Chem＆ Phys，2009，116:310-314.

TENCEL®in high performance filtration applications

Andy Slater
(Technical Customer Service Manager，Lenzing Fibers，Austria)

Lyocell fibres，commercially supplied by Lenzing Fibers under the trade name TENCEL® are used in the manufacture of drylaid and wet laid nonwovens as well as speciality papers for high performance filtration applications.This paper reviews the fibre characteristics of Tencel fibre grades，fibrillation behaviour and the properties of the resulting papers in comparison to other natural and man-made fibre used in filtration sector were presented.The use of carbonised Tencel fibres in filtration applications is also discussed.

lyocell fiber，TENCEL® ，fiber characteristic，filtration

TS102.5

A

1004－7093(2011)03－0039－03

2010－12－28