멜트블로운 원단의 여과 효율을 높이는 방법은?

의료용 마스크의 핵심 소재인 멜트블로운 원단의 여과 효율은 마스크의 보호 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. 멜트블로운 원단의 여과 성능에는 섬유 밀도, 섬유 망사 구조, 두께, 밀도 등 여러 요소가 영향을 미칩니다.

그러나,공기 여과재마스크의 경우, 소재가 너무 꽉 끼거나, 기공이 너무 작거나, 호흡 저항이 너무 높으면 사용자가 공기를 원활하게 흡입할 수 없어 마스크의 가치가 떨어집니다.

이를 위해서는 필터 소재의 여과 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 호흡 저항을 최소화해야 합니다. 호흡 저항과 여과 효율은 상반되는 개념입니다. 정전기 분극 처리 공정은 호흡 저항과 여과 효율 사이의 모순을 해결하는 가장 효과적인 방법입니다.

멜트블로운 원단의 여과 메커니즘

멜트블로운 필터 소재의 여과 메커니즘에서 일반적으로 알려진 메커니즘은 주로 브라운 확산, 차단, 관성 충돌, 중력 침강, 그리고 정전기 흡착입니다. 처음 네 가지 원리는 모두 기계적 장벽이기 때문에, 멜트블로운 직물의 여과 메커니즘은 기계적 장벽과 정전기 흡착으로 간단히 요약할 수 있습니다.

기계적 장벽

평균 섬유 직경폴리프로필렌 멜트블로운 원단멜트블로운 원단은 공기 중에 있는 입자 크기가 2~5μm이고, 입자 크기가 5μm 이상인 물방울을 차단할 수 있습니다.

미세먼지의 직경이 3μm 미만인 경우, 멜트블로운 직물의 섬유는 무작위로 배열되고 층층이 겹치면서 다중 곡면 채널 섬유 필터층을 형성합니다. 입자가 다양한 유형의 곡면 채널이나 경로를 통과할 때, 미세먼지는 기계적 여과 반데르발스 힘에 의해 섬유 표면에 흡착됩니다.

입자의 크기와 공기 흐름 속도가 모두 클 경우, 공기 흐름은 필터 재료에 접근하여 방해를 받아 필터 재료가 주변으로 흐르게 되고, 입자는 관성에 의해 유선에서 분리되어 섬유와 직접 충돌하여 포집됩니다.

입자의 크기가 작고 유속이 느릴 경우, 입자는 브라운 운동에 의해 확산되어 포집하고자 하는 섬유와 충돌하게 됩니다.

정전기 흡착

정전기 흡착은 필터 소재의 섬유가 대전되었을 때 대전된 섬유(편극)의 쿨롱 힘에 의해 입자가 포집되는 현상을 말합니다. 먼지, 박테리아, 바이러스 및 기타 입자가 필터 소재를 통과할 때, 정전기력은 대전된 입자를 효과적으로 끌어당길 뿐만 아니라, 정전 유도 효과를 통해 유도 분극된 중성 입자를 포집합니다. 정전기 전위가 증가할수록 정전기 흡착 효과는 더욱 강해집니다.

정전기 전기화 공정 소개

일반 멜트블로운 부직포의 여과 효율은 70% 미만이므로, 멜트블로운 초극세 섬유가 생성하는 미세 섬유, 작은 공극, 높은 기공률을 가진 3차원 섬유 응집체의 기계적 차단 효과에만 의존하는 것은 충분하지 않습니다. 따라서 멜트블로운 여과재는 일반적으로 정전분극 기술을 통해 멜트블로운 직물에 정전하 효과를 부여하고, 정전 방식을 사용하여 여과 효율을 향상시켜 99.9%~99.99%의 여과 효율을 달성합니다. 매우 얇은 막으로도 기대 기준을 충족할 수 있으며, 호흡 저항 또한 낮습니다.

현재 정전기 분극의 주요 방법으로는 전기방사, 코로나 방전, 마찰 유도 분극, 열 분극, 그리고 저에너지 전자빔 충격 등이 있습니다. 그중에서도 코로나 방전이 현재 가장 우수한 정전기 분극 방법입니다.

코로나 방전법은 멜트블로운 섬유 메시를 감기 전에 정전기 발생기의 바늘 모양 전극(일반적으로 5~10KV) 한 세트 이상을 통해 멜트블로운 소재를 대전시키는 방법입니다. 고전압이 인가되면 바늘 끝 아래의 공기가 코로나 이온화를 일으켜 국소적인 절연파괴 방전을 일으킵니다. 전기장의 작용으로 멜트블로운 직물 표면에 캐리어가 증착되고, 일부 캐리어는 고정된 모 입자의 트랩에 의해 표면 깊숙이 포집되어 멜트블로운 직물이 고정된 본체의 필터 소재가 됩니다.

멜트블로운 직물의 표면 전하 증가는 코로나 방전법을 이용한 정전 방전 처리를 통해 얻을 수 있지만, 이러한 정전하 저장의 붕괴를 방지하기 위해서는 멜트블로운 전극 재료의 조성과 구조가 전하 유지에 유리해야 합니다. 일렉트릿 재료의 전하 저장 용량을 향상시키는 방법은 전하 저장 특성을 가진 첨가제를 도입하여 전하 트랩을 생성하고 전하를 포획하는 것입니다.

따라서 일반적인 멜트블로운 생산라인에 비해 공기여과용 멜트블로운 소재를 생산하려면 생산라인에 고전압 정전 방전 장치를 추가해야 하며, 생산 원료인 폴리프로필렌(PP)에 토르말린 입자와 같은 극성 마스터배치를 첨가해야 합니다.

멜트블로운 직물에 대한 전기방사 처리 효과에 영향을 미치는 주요 요인

1. 충전 조건: 충전 시간, 충전 거리, 충전 전압;

2. 두께;

3. 전기화된 재료.

동관 Liansheng 부직포 기술 유한 회사2020년 5월에 설립된 이 회사는 연구개발, 생산, 판매를 통합한 대규모 부직포 생산 기업입니다. 3.2m 미만의 폭에 9g부터 300g까지 다양한 색상의 PP 스펀본드 부직포를 생산할 수 있습니다.