כיצד לשפר את יעילות הסינון של בד מפוח נמס?

כחומר הליבה של מסכות רפואיות, יעילות הסינון של בד מותך משפיעה ישירות על האפקט המגן של המסכות. ישנם גורמים רבים המשפיעים על ביצועי הסינון של בדים מותכים, כגון צפיפות קווי הסיבים, מבנה רשת הסיבים, עובי וצפיפות.

עם זאת, בתורחומר סינון אווירעבור מסכות, אם החומר הדוק מדי, הנקבוביות קטנות מדי והתנגדות הנשימה גבוהה מדי, המשתמש לא יכול לשאוף אוויר בצורה חלקה והמסכה מאבדת מערכה.

זה דורש מחומר המסנן לא רק לשפר את יעילות הסינון שלו, אלא גם למזער את התנגדות הנשימה שלו ככל האפשר, והתנגדות הנשימה ויעילות הסינון הן זוג סותר. תהליך טיפול הקיטוב האלקטרוסטטי הוא הדרך הטובה ביותר לפתור את הסתירה בין התנגדות הנשימה ליעילות הסינון.

מנגנון הסינון של בד מפוח נמס

במנגנון הסינון של חומרי סינון מותכים, המנגנונים המוכרים כוללים בעיקר דיפוזיה בראונית, יירוט, התנגשות אינרציאלית, שקיעת כוח משיכה וספיחה אלקטרוסטטית. בשל העובדה שארבעת העקרונות הראשונים הם כולם מחסומים מכניים, ניתן לסכם את מנגנון הסינון של בדים מותכים בפשטות כמחסומים מכניים וספיחה אלקטרוסטטית.

מחסום מכני

קוטר הסיבים הממוצע שלבד פוליפרופילן מפוחהוא 2-5 מיקרומטר, וטיפות עם גודל חלקיקים גדול מ-5 מיקרומטר באוויר יכולות להיחסם על ידי הבד המנופח.

כאשר קוטר האבק הדק קטן מ-3 מיקרומטר, הסיבים בבד המנופח מסודרים באופן אקראי ומשולבים זה בזה ליצירת שכבת סינון סיבים מרובת ערוצים מעוקלים. כאשר החלקיקים עוברים דרך סוגים שונים של ערוצים או נתיבים מעוקלים, האבק הדק נספג על פני הסיבים על ידי כוח סינון מכני של ואן דר ואלס.

כאשר גודל החלקיקים ומהירות זרימת האוויר גדולים, זרימת האוויר מתקרבת לחומר המסנן ונחסמת, מה שגורם לו לזרום מסביב, בעוד שהחלקיקים מתנתקים מהזרם עקב אינרציה ומתנגשים ישירות בסיבים, ונלכדים.

כאשר גודל החלקיקים קטן וקצב הזרימה נמוך, החלקיקים מתפזרים עקב תנועה בראונית ומתנגשים בסיבים המיועדים ללכוד.

ספיחה אלקטרוסטטית

ספיחה אלקטרוסטטית מתייחסת ללכידת חלקיקים על ידי כוח קולומב של סיבים טעונים (קיטוב) כאשר סיבי חומר המסנן טעונים. כאשר אבק, חיידקים, וירוסים וחלקיקים אחרים עוברים דרך חומר המסנן, כוח אלקטרוסטטי יכול לא רק למשוך ביעילות חלקיקים טעונים, אלא גם ללכוד חלקיקים ניטרליים מקוטבים המושרים באמצעות אפקט אינדוקציה אלקטרוסטטית. ככל שהפוטנציאל האלקטרוסטטי עולה, אפקט הספיחה האלקטרוסטטית מתחזק.

מבוא לתהליך חשמול אלקטרוסטטי

עקב יעילות הסינון של בדים לא ארוגים רגילים המותכים פחות מ-70%, הסתמכות בלבד על אפקט המכשול המכני של אגרגטים תלת-ממדיים של סיבים בעלי סיבים דקים, חללים קטנים ונקבוביות גבוהה המיוצרים על ידי סיבים דקים במיוחד המותכים אינה מספיקה. לכן, חומרי סינון המותכים מוסיפים בדרך כלל אפקטים של מטען אלקטרוסטטי לבד המותך באמצעות טכנולוגיית קיטוב אלקטרוסטטי, תוך שימוש בשיטות אלקטרוסטטיות כדי לשפר את יעילות הסינון, מה שמאפשר להשיג יעילות סינון של 99.9% עד 99.99%. שכבה דקה מאוד יכולה לעמוד בסטנדרטים הצפויים, וגם התנגדות הנשימה נמוכה.

כיום, השיטות העיקריות לקיטוב אלקטרוסטטי כוללות אלקטרוספין, פריקת קורונה, קיטוב מושרה על ידי חיכוך, קיטוב תרמי והפגזת קרן אלקטרונים באנרגיה נמוכה. ביניהן, פריקת קורונה היא כיום שיטת הקיטוב האלקטרוסטטי הטובה ביותר.

שיטת פריקת קורונה היא שיטה לטעינת חומר המותך באמצעות סט אחד או יותר של אלקטרודות בצורת מחט (מתח בדרך כלל 5-10 קילו-וולט) של גנרטור אלקטרוסטטי לפני ליפוף רשת הסיבים המותכים. כאשר מופעל מתח גבוה, האוויר מתחת לקצה המחט מייצר יינון קורונה, וכתוצאה מכך לפריקת פירוק מקומית. נושאי חומר מושקעים על פני השטח של הבד המותך תחת פעולת השדה החשמלי, וחלק מהנושאים ילכדו על ידי מלכודות חלקיקי האם הנייחים עמוק לתוך פני השטח, מה שהופך את הבד המותך לחומר מסנן עבור הגוף הנייח.

ניתן להשיג הגדלת מטען פני השטח של הבד המותך באמצעות שיטת פריקת קורונה לטיפול בפריקה אלקטרוסטטית, אך על מנת למנוע דעיכה של אחסון אלקטרוסטטי זה, ההרכב והמבנה של חומר האלקטרודה המותך צריכים להיות תורמים לשמירת מטען. הדרך לשיפור קיבולת אחסון המטען של חומרי אלקטרט יכולה להיות מושגת על ידי הכנסת תוספים בעלי תכונות אחסון מטען ליצירת מלכודות מטען ולכידת מטענים.

לכן, בהשוואה לקווי ייצור רגילים של חומרים מותכים, ייצור חומרים מותכים לסינון אוויר דורש הוספת התקני פריקה אלקטרוסטטית במתח גבוה בקו הייצור, והוספת אבבאץ' פולארי כגון חלקיקי טורמלין לחומר הגלם של פוליפרופילן (PP).

הגורמים העיקריים המשפיעים על השפעת טיפול אלקטרוספינינג על בדים מפוחים בהתכה

1. תנאי טעינה: זמן טעינה, מרחק טעינה, מתח טעינה;

2. עובי;

3. חומרים מחושמלים.

Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.הוקמה במאי 2020. זהו מפעל ייצור בקנה מידה גדול של בדים לא ארוגים המשלב מחקר ופיתוח, ייצור ומכירות. הוא יכול לייצר צבעים שונים של בדים לא ארוגים מצופים PP spunbond ברוחב של פחות מ-3.2 מטרים, החל מ-9 גרם ועד 300 גרם.