Comment améliorer l'efficacité de filtration des tissus meltblown ?

En tant que matériau principal des masques médicaux, l'efficacité de filtration du tissu meltblown influe directement sur la protection offerte par ces masques. De nombreux facteurs affectent les performances de filtration de ces tissus, tels que la densité des fibres, la structure du maillage, l'épaisseur et la densité.

Cependant, en tant quematériau de filtration d'airPour les masques, si le matériau est trop serré, les pores trop petits et la résistance respiratoire trop élevée, l'utilisateur ne peut pas inspirer l'air correctement et le masque perd de son utilité.

Cela exige que le matériau filtrant améliore non seulement son efficacité de filtration, mais aussi qu'il minimise autant que possible sa résistance respiratoire. Or, résistance respiratoire et efficacité de filtration sont deux notions contradictoires. Le traitement par polarisation électrostatique constitue la meilleure solution pour résoudre cette contradiction.

Le mécanisme de filtration du tissu meltblown

Dans le mécanisme de filtration des matériaux filtrants non tissés soufflés à l'état fondu, les mécanismes généralement reconnus comprennent la diffusion brownienne, l'interception, la collision inertielle, la sédimentation par gravité et l'adsorption électrostatique. Les quatre premiers principes étant tous des barrières mécaniques, le mécanisme de filtration des tissus non tissés soufflés à l'état fondu peut être résumé par la combinaison de barrières mécaniques et d'adsorption électrostatique.

Barrière mécanique

Le diamètre moyen des fibres detissu en polypropylène fondu-souffléest de 2 à 5 μm, et les gouttelettes dont la taille des particules est supérieure à 5 μm dans l'air peuvent être bloquées par le tissu fondu-soufflé.

Lorsque le diamètre des particules fines est inférieur à 3 μm, les fibres du tissu meltblown sont disposées aléatoirement et imbriquées pour former une couche filtrante à canaux multiples et incurvés. Lors de leur passage à travers ces différents canaux, les particules fines sont adsorbées à la surface des fibres par filtration mécanique, grâce aux forces de van der Waals.

Lorsque la taille des particules et la vitesse du flux d'air sont toutes deux importantes, le flux d'air s'approche du matériau filtrant et est obstrué, ce qui le fait contourner, tandis que les particules se détachent de la ligne de courant en raison de l'inertie et entrent en collision directement avec les fibres, étant capturées.

Lorsque la taille des particules est petite et le débit faible, les particules diffusent sous l'effet du mouvement brownien et entrent en collision avec les fibres pour être capturées.

Adsorption électrostatique

L'adsorption électrostatique désigne la capture de particules par la force de Coulomb des fibres chargées (polarisations) lorsque les fibres du matériau filtrant sont chargées. Lorsque de la poussière, des bactéries, des virus et d'autres particules traversent le matériau filtrant, la force électrostatique attire efficacement les particules chargées et capture également les particules neutres polarisées par induction électrostatique. Plus le potentiel électrostatique est élevé, plus l'adsorption électrostatique est importante.

Introduction au processus d'électrification électrostatique

L'efficacité de filtration des non-tissés meltblown ordinaires étant inférieure à 70 %, le seul effet de barrière mécanique des agrégats tridimensionnels de fibres ultrafines (fibres fines, petits vides et porosité élevée) est insuffisant. C'est pourquoi, pour les matériaux filtrants meltblown, on ajoute généralement des charges électrostatiques au tissu par polarisation électrostatique, ce qui améliore l'efficacité de filtration et permet d'atteindre 99,9 % à 99,99 %. Une couche très mince suffit à répondre aux exigences, tout en présentant une faible résistance respiratoire.

Actuellement, les principales méthodes de polarisation électrostatique comprennent l'électrofilage, l'effet corona, la polarisation induite par friction, la polarisation thermique et le bombardement par faisceau d'électrons de basse énergie. Parmi celles-ci, l'effet corona est actuellement la meilleure méthode de polarisation électrostatique.

La méthode de décharge corona consiste à charger le matériau meltblown à travers un ou plusieurs jeux d'électrodes en forme d'aiguille (tension généralement de 5 à 10 kV) d'un générateur électrostatique avant l'enroulement de la maille de fibres meltblown. Sous l'effet de la haute tension, l'air sous la pointe de l'aiguille produit une ionisation corona, provoquant une décharge de claquage locale. Les porteurs de charge se déposent à la surface du tissu meltblown sous l'action du champ électrique, et certains sont piégés par les particules mères stationnaires en profondeur, conférant ainsi au tissu meltblown des propriétés filtrantes pour le corps stationnaire.

L'augmentation de la charge superficielle du tissu meltblown peut être obtenue par traitement électrostatique par décharge corona. Cependant, pour éviter la dégradation de ce stockage électrostatique, la composition et la structure du matériau d'électrode meltblown doivent favoriser la rétention de charge. L'amélioration de la capacité de stockage de charge des matériaux électrets peut être réalisée par l'introduction d'additifs possédant des propriétés de stockage de charge, afin de créer des pièges à charge et de capturer les charges.

Par conséquent, par rapport aux lignes de production de matériaux soufflés fondus ordinaires, la production de matériaux soufflés fondus pour la filtration de l'air nécessite l'ajout de dispositifs de décharge électrostatique à haute tension dans la ligne de production, et l'ajout d'un mélange-maître polaire tel que des particules de tourmaline à la matière première de production, le polypropylène (PP).

Les principaux facteurs influençant l'effet du traitement d'électrofilage sur les tissus meltblown

1. Conditions de charge : temps de charge, distance de charge, tension de charge ;

2. Épaisseur ;

3. Matériaux électrifiés.

Dongguan Liansheng Non tissé Technology Co., Ltd.Fondée en mai 2020, cette entreprise est spécialisée dans la production de non-tissés à grande échelle. Elle intègre la recherche et le développement, la production et la vente. Elle fabrique des non-tissés spunbond en polypropylène (PP) de différentes couleurs, d'une largeur inférieure à 3,2 mètres et d'un grammage allant de 9 à 300 grammes.