功能紙在各個領域的發展現狀綜述
時間:2005-09-07
高速運輸機械領域:①同航天有關的火箭噴嘴用紙;②蜂窩結構用紙;③加強強度紙。
通信信息領域:①各種記錄用紙和包裝材料,如靜電記錄紙、磁性紙、高靈敏度傳真紙、熱敏和壓敏記錄紙、硬拷貝用的標準紙;②搬動時不會臟手的新聞紙。
電子設備領域:①尺寸穩定性好的印刷底板紙、柔性印刷底板紙;②電磁波屏蔽紙、防靜電紙;③不吸潮的絕緣紙、高功能的電池用紙(如塑料電池的隔層等);紙電池(一種可貯藏并釋出能量的紙)。
醫藥、化學藥品領域:①觸媒、殺蟲劑、殺菌劑等用的載體,殺藻劑及藻類繁殖抑制劑的載體;②皮膚保護紙,伸縮性繃帶,伸縮性膏藥紙,有消毒殺菌功能的被覆材料;③細菌過濾紙、有殺菌功能的過濾紙。
生物技術有關領域:①固有氧用的載體;②微生物培養紙;③分離微生物的精密過濾紙,無菌室用的過濾紙。
金屬材料領域:①導電紙;②防銹紙。
高分子化學領域:①塑料、金屬箱、金屬蒸淀復合材料的基板;②具有某種功能的纖維素、木質素等的衍生物;③各種塑料的填料、導電性樹脂的強化劑;④廚房用品(去油)、衛生材料(尿布紙);⑤含防蚊、防蟻、防蠅等藥劑的防蟲紙。
陶瓷領域:①含有不燃、耐熱功能填料的紙,用以取代石棉的不燃紙、耐熱紙;②精細陶瓷母材,陶瓷紙、蜂窩狀陶瓷;③由無機纖維混抄紙燒結而成的耐熱結構材料、建筑材料。
新玻璃領域:①房頂蓋板;②玻璃同玻璃之間的隔紙。
雜用領域:①各種用了就扔的物品,如旅行拖鞋、野營用鍋等;③各種裝飾材料,難燃壁紙等。
超功能材料領域:①燃料電池原料;②酶和微生物固定劑;③超導材料印刷電路紙;④身體遮蔽防護紙。
其他:①其燒灰可以取代水泥的紙;②比重輕的紙;③取代石棉的紙。
3.各種功能紙的應用和開發各種功能紙的誕生同社會需要密切相關。下面簡要介紹各類功能紙的應用和開發。
首先,1類和8類紙的共同點作為包裝材料有密切的關系。日本包裝材料的市場金額紙占其總金額的44%、重量的55%。紙大量用作隔框箱,而隔框箱的50%用于鮮果和加工食品。用隔框箱運輸、保存食品時,可以保持長達一天以上的新鮮度,對防止腐爛極為有效。現在已經出現了用于這種隔框箱的具有保冷、保鮮功能的包裝紙和隔板紙。在研究這種紙的過程中開發出來的各種吸附劑,也被用于室內壁紙和防臭紙。
在2類醫療領域中用了就扔的床單和手術服等,由非紡織的特殊紙制成。有的紙可吸收相當于自重500倍的水。這些都大大改善了醫療工作的條件。美國醫療用的非紡織布的市場規模已達10億美元左右,而日本則不及其1/10,估計不久的將來,日本非紡織布也會有巨大的發展。
在3類空調和生活環境領域中,典型的用途是用作各種過濾器和熱交換器。紙的特征是,具有幾微米孔徑的無數細孔,因此,具有吸水、過濾特性。最近陸續開發出直徑不到1um的玻璃纖維、聚合物纖維等,出現了利用這些原料用抄紙技術制成的過濾器。將它用于食品加工的無菌室和半導體加工的無塵室中,具有比以前過濾器高出一個數量級的優越過濾性能。此外,以陶瓷纖維為主的一些過濾器,不僅可以進行空調器的熱交換,還可以進行濕度交換,同時,這種新式熱交換器還可以節能。
在4類計算機有關領域,曾被認為將出現無紙時代,但現在正好與之相反。特別在信息記錄紙領域,各種功能紙成為搶手貨。隨著信息化社會的進展,將會有一個龐大的市暢據日本估計,這種紙將要占其紙產品的10%(約100萬t/a)。
在5類土木領域,利用新的聚合物可使紙的吸水功能提高,并將其用于干燥地區促進綠化。此外,利用紙的毛細管吸收性,使其把地下水提引到地表上的紙,也已達到實用化。
在6類農業領域,早就采用了用于溫床的紙,以及可吸收從地表夜間釋出的特定紅外線而具有保溫效果的紙。纖維素纖維的特點是,在土壤細菌作用下,隨著時間進行而腐爛掉。如果經過一定的控制腐爛速度的加工。則可持續使用一定時間后廢棄而不會造成公害。進而,通過賦予植物育成功能,可以得到不造成環境污染的材料。
在7類水產領域;已使用防水隔框、箱或耐水隔框箱來包裝水產品,在前面7類中提到的各種用途,也將陸續實用。
在9類、10類運輸機械領域,紙被用作結構材料如蜂窩結構和托板等,要求強度和耐磨性。而在紙漿中加入玻璃、碳素、陶瓷纖維和各種纖維素纖維,使紙的強度會成倍地增加。
在11類通信領域和12類電子設備領域,同前面計算機領域類似。各種磁卡、信用卡、POS(使用紙的自動結算機)用紙的用途在擴大。此外,以聚合物纖維和無機纖維作為原料的高性能電絕緣紙也得到使用。
在13類藥品領域和14類生物領域,除了現在已被廣泛使用的過濾紙之外,最近引人矚目的是以甲殼類作為原料的紙,它可以用作人工腎臟膜,還可用以加快傷口愈合。此外,還有具有臟器功能的人工肝臟紙和人工腎臟紙,把若干種酶固定在紙上而產生特殊功能的紙,以及蛋白質纖維化、藻酸纖維紙等。
在15類金屬領域,早就使用了防銹紙。由于國際貿易的擴大,運輸中的產品防銹問題就更顯得重 要了,對防銹紙的需要太大增加。不久前。出現了萬能防銹紙,以及可以貼在隔框箱里外的防銹紙。
在16類高分子領域,為了克服紙遇水易破的弱點,將紙和塑料薄膜復合在一起,目前得到了廣泛的應用。最近,由于真空蒸淀技術的進步,正發展在塑料層壓紙上蒸淀金屬以制造類似金屬箔的各種紙。有的紙外觀做成像鋁箔,由于使用方便,正在許多領域被推廣。例如蒸淀鋁的紙,可以像金絲線、銀絲線一樣,織在布中作為高級衣料。
在17類陶瓷領域和1、8類新玻璃領域,過去主要使用以石棉、玻璃纖維、碳素纖維為原料的無機纖維紙,現在正陸續開發以各種纖維為原料的新無機纖維紙。這些纖維原料有石墨、硅酸鹽、氧化鋁、多鋁紅柱石、碳化硅、鈦酸鉀纖維等。這些新無機纖維正在各方面被使用。
在19類雜用領域中,反映時代氣息的方便紙制品正在涌現,例如,出現了代替純棉的紙背心。這些將會給社會生活方式帶來影響。
在20類超功能領域,還處在研究開發之中,不久將會出現下一代的功能紙。最后,要提一下金屬纖維紙。近來,由于技術的進步,已不難獲得直徑2—31Lm的極細纖維。因此,可用鋁、鋼、鎢、銅、不銹鋼等纖維來造紙。這些紙可用作平面電阻發熱器、電磁波屏蔽紙、墊圈、喇叭、過濾材料等。鋁纖維紙的熱傳導率大而且可獲取大的表面積,作為裝飾板可以提高耐香煙性。總之,各種功能紙正方興未艾,它將會給我們社會帶來巨大影響。