¿Cómo mejorar la eficiencia de filtración de la tela meltblown?

Como material principal de las mascarillas médicas, la eficiencia de filtración del tejido meltblown afecta directamente su efecto protector. Existen numerosos factores que influyen en su rendimiento de filtración, como la densidad de las fibras, la estructura de la malla, el grosor y la densidad.

Sin embargo, comomaterial de filtración de aireEn el caso de las mascarillas, si el material es demasiado apretado, los poros son demasiado pequeños y la resistencia respiratoria es demasiado alta, el usuario no puede inhalar aire con suavidad y la mascarilla pierde su valor.

Esto requiere que el material filtrante no solo mejore su eficiencia de filtración, sino que también minimice al máximo su resistencia respiratoria, ya que la resistencia respiratoria y la eficiencia de filtración son contradictorias. El tratamiento de polarización electrostática es la mejor manera de resolver esta contradicción.

El mecanismo de filtración del tejido meltblown

En el mecanismo de filtración de materiales filtrantes meltblown, los mecanismos comúnmente reconocidos incluyen principalmente difusión browniana, intercepción, colisión inercial, sedimentación gravitacional y adsorción electrostática. Dado que los primeros cuatro principios son barreras mecánicas, el mecanismo de filtración de las telas meltblown puede resumirse simplemente en barreras mecánicas y adsorción electrostática.

Barrera mecánica

El diámetro medio de la fibra detejido de polipropileno fundido por sopladoes de 2-5 μm, y las gotas con un tamaño de partícula mayor a 5 μm en el aire pueden ser bloqueadas por la tela fundida.

Cuando el diámetro del polvo fino es inferior a 3 μm, las fibras del tejido meltblown se disponen aleatoriamente y se intercalan para formar una capa filtrante de fibra con canales multicurvos. Al pasar las partículas por diversos tipos de canales o trayectorias curvas, el polvo fino se adsorbe en la superficie de la fibra mediante la fuerza de Van der Waals de la filtración mecánica.

Cuando el tamaño de partícula y la velocidad del flujo de aire son ambos grandes, el flujo de aire se aproxima al material filtrante y se obstruye, provocando que fluya alrededor, mientras que las partículas se desprenden de la línea de corriente debido a la inercia y chocan directamente con las fibras, quedando capturadas.

Cuando el tamaño de partícula es pequeño y el caudal es bajo, las partículas se difunden debido al movimiento browniano y chocan con las fibras que se van a capturar.

Adsorción electrostática

La adsorción electrostática se refiere a la captura de partículas por la fuerza de Coulomb de las fibras cargadas (polarizaciones) cuando las fibras del material filtrante están cargadas. Cuando el polvo, las bacterias, los virus y otras partículas atraviesan el material filtrante, la fuerza electrostática no solo atrae eficazmente las partículas cargadas, sino que también captura partículas neutras polarizadas inducidas mediante el efecto de inducción electrostática. A medida que aumenta el potencial electrostático, el efecto de adsorción electrostática se intensifica.

Introducción al proceso de electrificación electrostática

Debido a que la eficiencia de filtración de las telas no tejidas meltblown convencionales es inferior al 70%, no basta con confiar únicamente en el efecto de barrera mecánica de los agregados tridimensionales de fibras finas, pequeños huecos y alta porosidad producidos por las fibras ultrafinas meltblown. Por lo tanto, los materiales de filtración meltblown generalmente incorporan carga electrostática mediante tecnología de polarización electrostática, utilizando métodos electrostáticos para mejorar la eficiencia de filtración, lo que permite alcanzar una eficiencia de filtración del 99,9% al 99,99%. Una capa muy fina cumple con los estándares esperados, y la resistencia respiratoria también es baja.

Actualmente, los principales métodos de polarización electrostática incluyen el electrohilado, la descarga de corona, la polarización inducida por fricción, la polarización térmica y el bombardeo con haces de electrones de baja energía. Entre ellos, la descarga de corona es actualmente el mejor método de polarización electrostática.

El método de descarga corona consiste en cargar el material meltblown mediante uno o más conjuntos de electrodos en forma de aguja (con un voltaje generalmente de 5-10 kV) de un generador electrostático antes de enrollar la malla de fibra meltblown. Al aplicar alto voltaje, el aire bajo la punta de la aguja produce ionización corona, lo que resulta en una descarga de ruptura local. Los portadores se depositan en la superficie del tejido meltblown bajo la acción del campo eléctrico, y algunos quedan atrapados por las trampas de las partículas madre estacionarias en la profundidad de la superficie, convirtiendo el tejido meltblown en un material de filtro para el cuerpo estacionario.

La carga superficial del tejido meltblown se puede aumentar mediante el método de descarga corona para el tratamiento de descarga electrostática. Sin embargo, para evitar la pérdida de esta capacidad de almacenamiento electrostático, la composición y la estructura del material del electrodo meltblown deben favorecer la retención de carga. La capacidad de almacenamiento de carga de los materiales electret se puede mejorar introduciendo aditivos con propiedades de almacenamiento de carga para generar trampas y capturar cargas.

Por lo tanto, en comparación con las líneas de producción de soplado en fusión comunes, la producción de materiales soplados en fusión para filtración de aire requiere la adición de dispositivos de descarga electrostática de alto voltaje en la línea de producción y la adición de un masterbatch polar, como partículas de turmalina, a la materia prima de producción de polipropileno (PP).

Los principales factores que afectan el efecto del tratamiento de electrohilado en tejidos meltblown

1. Condiciones de carga: tiempo de carga, distancia de carga, voltaje de carga;

2. Espesor;

3. Materiales electrificados.

Dongguan Liansheng Tecnología no tejida Co., Ltd.Se fundó en mayo de 2020. Es una empresa de producción de telas no tejidas a gran escala que integra investigación, desarrollo, producción y ventas. Produce telas no tejidas spunbond de PP de varios colores con un ancho inferior a 3,2 metros, desde 9 gramos hasta 300 gramos.