Come migliorare l'efficienza di filtrazione del tessuto meltblown?

Essendo il materiale principale delle mascherine mediche, l'efficienza di filtrazione del tessuto meltblown influisce direttamente sull'effetto protettivo delle mascherine stesse. Sono molti i fattori che influenzano le prestazioni di filtrazione dei tessuti meltblown, come la densità delle fibre, la struttura della maglia delle fibre, lo spessore e la densità.

Tuttavia, come unmateriale di filtrazione dell'ariaper le maschere, se il materiale è troppo stretto, i pori sono troppo piccoli e la resistenza respiratoria è troppo elevata, l'utente non riesce a inalare aria senza problemi e la maschera perde il suo valore.

Ciò richiede che il materiale filtrante non solo migliori la sua efficienza di filtrazione, ma anche che ne minimizzi il più possibile la resistenza respiratoria, e resistenza respiratoria ed efficienza di filtrazione sono una coppia contraddittoria. Il processo di trattamento con polarizzazione elettrostatica è il modo migliore per risolvere la contraddizione tra resistenza respiratoria ed efficienza di filtrazione.

Il meccanismo di filtrazione del tessuto meltblown

Nel meccanismo di filtrazione dei materiali filtranti meltblown, i meccanismi comunemente riconosciuti includono principalmente la diffusione browniana, l'intercettazione, la collisione inerziale, la sedimentazione gravitazionale e l'adsorbimento elettrostatico. Poiché i primi quattro principi sono tutti barriere meccaniche, il meccanismo di filtrazione dei tessuti meltblown può essere semplicemente riassunto in barriere meccaniche e adsorbimento elettrostatico.

Barriera meccanica

Il diametro medio della fibra ditessuto meltblown in polipropileneè di 2-5 μm e le goccioline con una dimensione delle particelle superiore a 5 μm nell'aria possono essere bloccate dal tessuto meltblown.

Quando il diametro della polvere fine è inferiore a 3 μm, le fibre del tessuto meltblown vengono disposte casualmente e interstratificate per formare uno strato filtrante in fibra a canali multicurvi. Quando le particelle attraversano vari tipi di canali o percorsi curvi, la polvere fine viene adsorbita sulla superficie della fibra dalla forza di van der Waals della filtrazione meccanica.

Quando sia la dimensione delle particelle che la velocità del flusso d'aria sono grandi, il flusso d'aria si avvicina al materiale filtrante e viene ostruito, facendolo scorrere intorno, mentre le particelle si staccano dalla linea di flusso per inerzia e collidono direttamente con le fibre, venendo catturate.

Quando le dimensioni delle particelle sono piccole e la portata è bassa, le particelle si diffondono a causa del moto browniano e collidono con le fibre da catturare.

Adsorbimento elettrostatico

L'adsorbimento elettrostatico si riferisce alla cattura di particelle tramite la forza di Coulomb delle fibre cariche (polarizzazioni) quando le fibre del materiale filtrante sono cariche. Quando polvere, batteri, virus e altre particelle attraversano il materiale filtrante, la forza elettrostatica non solo attrae efficacemente le particelle cariche, ma cattura anche le particelle neutre polarizzate indotte attraverso l'effetto di induzione elettrostatica. All'aumentare del potenziale elettrostatico, l'effetto di adsorbimento elettrostatico diventa più forte.

Introduzione al processo di elettrificazione elettrostatica

Poiché l'efficienza di filtrazione dei normali tessuti non tessuti meltblown è inferiore al 70%, affidarsi esclusivamente all'effetto barriera meccanico degli aggregati tridimensionali di fibre con fibre fini, piccoli vuoti ed elevata porosità prodotti dalle fibre ultrafini meltblown non è sufficiente. Pertanto, i materiali filtranti meltblown generalmente aggiungono effetti di carica elettrostatica al tessuto meltblown attraverso la tecnologia di polarizzazione elettrostatica, utilizzando metodi elettrostatici per migliorare l'efficienza di filtrazione, consentendo di raggiungere un'efficienza di filtrazione dal 99,9% al 99,99%. Uno strato molto sottile può soddisfare gli standard previsti e anche la resistenza respiratoria è bassa.

Attualmente, i principali metodi di polarizzazione elettrostatica includono l'elettrofilatura, la scarica a corona, la polarizzazione indotta da attrito, la polarizzazione termica e il bombardamento con fascio di elettroni a bassa energia. Tra questi, la scarica a corona è attualmente il miglior metodo di polarizzazione elettrostatica.

Il metodo di scarica a corona è un metodo di carica del materiale meltblown attraverso uno o più set di elettrodi a forma di ago (tensione generalmente 5-10 kV) di un generatore elettrostatico prima di avvolgere la rete di fibre meltblown. Quando viene applicata alta tensione, l'aria sotto la punta dell'ago produce ionizzazione a corona, con conseguente scarica di rottura locale. I portatori vengono depositati sulla superficie del tessuto meltblown sotto l'azione del campo elettrico e alcuni portatori vengono intrappolati dalle trappole delle particelle madri stazionarie in profondità nella superficie, trasformando il tessuto meltblown in un materiale filtrante per il corpo stazionario.

L'aumento della carica superficiale del tessuto meltblown può essere ottenuto attraverso il metodo di scarica corona per il trattamento delle scariche elettrostatiche, ma per prevenire il decadimento di questo accumulo elettrostatico, la composizione e la struttura del materiale dell'elettrodo meltblown devono favorire la ritenzione di carica. Un modo per migliorare la capacità di accumulo di carica dei materiali elettrete può essere ottenuto introducendo additivi con proprietà di accumulo di carica per generare trappole di carica e cariche di cattura.

Pertanto, rispetto alle normali linee di produzione melt blown, la produzione di materiali melt blown per la filtrazione dell'aria richiede l'aggiunta di dispositivi di scarica elettrostatica ad alta tensione nella linea di produzione e l'aggiunta di masterbatch polare come particelle di tormalina alla materia prima di produzione, il polipropilene (PP).

I principali fattori che influenzano l'effetto del trattamento di elettrofilatura sui tessuti meltblown

1. Condizioni di carica: tempo di carica, distanza di carica, tensione di carica;

2. Spessore;

3. Materiali elettrificati.

Dongguan Liansheng Non tessuto Technology Co., Ltd.Fondata nel maggio 2020, è un'azienda di produzione di tessuti non tessuti su larga scala che integra ricerca e sviluppo, produzione e vendita. È in grado di produrre tessuti non tessuti spunbond in PP di vari colori, con una larghezza inferiore a 3,2 metri, da 9 a 300 grammi.