نظرًا لكونه المادة الأساسية للكمامات الطبية، فإن كفاءة ترشيح القماش المنفوخ بالذوبان تؤثر بشكل مباشر على فعالية الكمامة الوقائية. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على أداء ترشيح القماش المنفوخ بالذوبان، مثل كثافة خطوط الألياف، وبنية شبكة الألياف، وسمكها، وكثافتها.
ومع ذلك، كـمادة ترشيح الهواءبالنسبة للأقنعة، إذا كانت المادة ضيقة للغاية، والمسام صغيرة للغاية، ومقاومة التنفس عالية للغاية، لا يستطيع المستخدم استنشاق الهواء بسلاسة، ويفقد القناع قيمته.
هذا يتطلب من مادة المرشح ليس فقط تحسين كفاءة الترشيح، بل أيضًا تقليل مقاومتها التنفسية قدر الإمكان. مقاومة التنفس وكفاءة الترشيح متناقضان. تُعد عملية المعالجة بالاستقطاب الكهروستاتيكي أفضل طريقة لحل هذا التناقض.
آلية الترشيح للنسيج المنفوخ بالذوبان
في آلية ترشيح مواد الترشيح المنفوخة بالذوبان، تشمل الآليات المتعارف عليها بشكل عام الانتشار البراوني، والاعتراض، والتصادم بالقصور الذاتي، والترسيب بالجاذبية، والامتصاص الكهروستاتيكي. ونظرًا لأن المبادئ الأربعة الأولى جميعها حواجز ميكانيكية، يمكن تلخيص آلية ترشيح الأقمشة المنفوخة بالذوبان ببساطة في الحواجز الميكانيكية والامتصاص الكهروستاتيكي.
حاجز ميكانيكي
متوسط قطر الأليافنسيج البولي بروبيلين المنفوخ بالذوبانيبلغ حجم الجسيمات من 2 إلى 5 ميكرومتر، ويمكن حجب القطرات التي يزيد حجم جسيماتها عن 5 ميكرومتر في الهواء بواسطة القماش المنفوخ بالذوبان.
عندما يكون قطر الغبار الناعم أقل من 3 ميكرومتر، تُرتَّب ألياف النسيج المنفوخ بالذوبان عشوائيًا وتُربَط بين طبقاتها لتكوين طبقة ترشيح ألياف متعددة القنوات المنحنية. عندما تمر الجسيمات عبر أنواع مختلفة من القنوات أو المسارات المنحنية، يُمتَص الغبار الناعم على سطح الألياف بواسطة قوة فان دير فالس للترشيح الميكانيكي.
عندما يكون حجم الجسيمات وسرعة تدفق الهواء كبيرين، يقترب تدفق الهواء من مادة الفلتر ويتم إعاقته، مما يتسبب في تدفقه حولها، بينما تنفصل الجسيمات عن الخط الانسيابي بسبب القصور الذاتي وتتصادم مباشرة مع الألياف، ويتم التقاطها.
عندما يكون حجم الجسيمات صغيرًا ومعدل التدفق منخفضًا، تنتشر الجسيمات بسبب الحركة البراونية وتصطدم بالألياف المراد التقاطها.
الامتزاز الكهروستاتيكي
الامتزاز الكهروستاتيكي هو التقاط الجسيمات بواسطة قوة كولومب للألياف المشحونة (الاستقطاب) عند شحن ألياف مادة المرشح. عند مرور الغبار والبكتيريا والفيروسات والجسيمات الأخرى عبر مادة المرشح، لا تقتصر قوة الامتزاز الكهروستاتيكي على جذب الجسيمات المشحونة بفعالية فحسب، بل تلتقط أيضًا الجسيمات المحايدة المستقطبة المستحثة من خلال تأثير الحث الكهروستاتيكي. مع زيادة الجهد الكهروستاتيكي، يزداد تأثير الامتزاز الكهروستاتيكي قوة.
مقدمة لعملية الكهربة الكهروستاتيكية
نظرًا لانخفاض كفاءة ترشيح الأقمشة غير المنسوجة العادية المنفوخة بالذوبان عن 70%، فإن الاعتماد فقط على تأثير الحاجز الميكانيكي للتجمعات ثلاثية الأبعاد للألياف ذات الألياف الدقيقة والفراغات الصغيرة والمسامية العالية الناتجة عن الألياف فائقة الدقة المنفوخة بالذوبان لا يكفي. لذلك، تُضيف مواد الترشيح المنفوخة بالذوبان عادةً تأثيرات شحنة كهروستاتيكية إلى القماش المنفوخ بالذوبان من خلال تقنية الاستقطاب الكهروستاتيكي، باستخدام طرق كهروستاتيكية لتحسين كفاءة الترشيح، مما يُتيح تحقيق كفاءة ترشيح تتراوح بين 99.9% و99.99%. تُلبي الطبقة الرقيقة جدًا المعايير المتوقعة، كما أن مقاومتها التنفسية منخفضة.
حاليًا، تشمل الطرق الرئيسية للاستقطاب الكهروستاتيكي الغزل الكهربائي، والتفريغ الإكليلي، والاستقطاب المُستحث بالاحتكاك، والاستقطاب الحراري، وقصف شعاع الإلكترونات منخفض الطاقة. ومن بينها، يُعد التفريغ الإكليلي أفضل طرق الاستقطاب الكهروستاتيكي حاليًا.
طريقة التفريغ الإكليلي هي طريقة لشحن المادة المنفوخة بالصهر عبر مجموعة أو أكثر من الأقطاب الكهربائية الإبرية (بجهد يتراوح عادةً بين 5 و10 كيلو فولت) لمولد كهروستاتيكي قبل لف شبكة الألياف المنفوخة بالصهر. عند تطبيق جهد عالٍ، يُنتج الهواء الموجود أسفل طرف الإبرة تأينًا إكليليًا، مما يؤدي إلى تفريغ انهيار موضعي. تترسب الناقلات على سطح النسيج المنفوخ بالصهر تحت تأثير المجال الكهربائي، وتُحاصر بعضها بواسطة مصائد الجسيمات الأم الثابتة في عمق السطح، مما يجعل النسيج المنفوخ بالصهر مادة مُرشِّحة للجسم الثابت.
يمكن زيادة شحنة سطح القماش المنفوخ بالصهر من خلال معالجة التفريغ الكهروستاتيكي بطريقة التفريغ الإكليلي، ولكن لمنع تآكل هذا التخزين الكهروستاتيكي، يجب أن يكون تركيب وبنية مادة القطب المنفوخ بالصهر مناسبين لاحتجاز الشحنة. يمكن تحسين سعة تخزين الشحنة في مواد الإلكتريت عن طريق إضافة مواد ذات خصائص تخزين شحنة لتوليد مصائد شحنة والتقاطها.
لذلك، بالمقارنة مع خطوط إنتاج النفخ المنصهر العادية، فإن إنتاج مواد النفخ المنصهر لترشيح الهواء يتطلب إضافة أجهزة تفريغ كهروستاتيكي عالية الجهد في خط الإنتاج، وإضافة ماسترباتش قطبي مثل جزيئات التورمالين إلى مادة الإنتاج الخام البولي بروبيلين (PP).
العوامل الرئيسية المؤثرة على تأثير معالجة الغزل الكهربائي على الأقمشة المنفوخة بالذوبان
1. شروط الشحن: وقت الشحن، مسافة الشحن، جهد الشحن؛
2. السُمك؛
3. المواد المكهربة.
شركة دونغقوان ليان شنغ للتكنولوجيا غير المنسوجة المحدودةتأسست شركة "هونغتشينغ يانكي" في مايو 2020. وهي شركة رائدة في إنتاج الأقمشة غير المنسوجة، تجمع بين البحث والتطوير والإنتاج والمبيعات. تنتج الشركة ألوانًا مختلفة من أقمشة البولي بروبيلين غير المنسوجة، بعرض أقل من 3.2 متر، بوزن يتراوح بين 9 غرامات و300 غرام.
وقت النشر: ٢٦ أكتوبر ٢٠٢٤