Como melhorar a eficiência de filtragem do tecido meltblown?

Como material principal das máscaras médicas, a eficiência de filtragem do tecido meltblown afeta diretamente o efeito protetor das máscaras. Muitos fatores influenciam o desempenho de filtragem dos tecidos meltblown, como a densidade das fibras, a estrutura da malha, a espessura e a densidade.

No entanto, como ummaterial de filtragem de arNo caso das máscaras, se o material for muito apertado, os poros muito pequenos e a resistência à respiração muito alta, o usuário não conseguirá inalar o ar suavemente e a máscara perderá sua eficácia.

Isso exige que o material filtrante não apenas melhore sua eficiência de filtração, mas também minimize ao máximo sua resistência respiratória, sendo que resistência respiratória e eficiência de filtração formam um par contraditório. O processo de tratamento por polarização eletrostática é a melhor maneira de resolver essa contradição.

O mecanismo de filtração do tecido meltblown

No mecanismo de filtração de materiais filtrantes produzidos por sopro de fusão, os mecanismos mais reconhecidos incluem difusão browniana, interceptação, colisão inercial, sedimentação por gravidade e adsorção eletrostática. Como os quatro primeiros princípios são barreiras mecânicas, o mecanismo de filtração de tecidos produzidos por sopro de fusão pode ser resumido, de forma simplificada, em barreiras mecânicas e adsorção eletrostática.

Barreira mecânica

O diâmetro médio da fibra detecido meltblown de polipropilenotem entre 2 e 5 μm, e gotículas com tamanho de partícula superior a 5 μm no ar podem ser bloqueadas pelo tecido meltblown.

Quando o diâmetro das partículas finas de poeira é inferior a 3 μm, as fibras do tecido meltblown se organizam aleatoriamente e se intercalam, formando uma camada filtrante de fibras com múltiplos canais curvos. Ao passarem por esses canais ou caminhos curvos, as partículas finas de poeira são adsorvidas na superfície da fibra pela força de van der Waals, que atua como um mecanismo de filtração mecânica.

Quando o tamanho das partículas e a velocidade do fluxo de ar são ambos grandes, o fluxo de ar se aproxima do material filtrante e é obstruído, fazendo com que ele contorne o material, enquanto as partículas se desprendem da linha de fluxo devido à inércia e colidem diretamente com as fibras, sendo capturadas.

Quando o tamanho das partículas é pequeno e a taxa de fluxo é baixa, as partículas se difundem devido ao movimento browniano e colidem com as fibras para serem capturadas.

Adsorção eletrostática

A adsorção eletrostática refere-se à captura de partículas pela força de Coulomb das fibras carregadas (polarizações) quando as fibras do material filtrante estão carregadas. Quando poeira, bactérias, vírus e outras partículas passam pelo material filtrante, a força eletrostática não só atrai eficazmente as partículas carregadas, como também captura partículas neutras polarizadas por meio do efeito de indução eletrostática. À medida que o potencial eletrostático aumenta, o efeito de adsorção eletrostática torna-se mais forte.

Introdução ao processo de eletrificação eletrostática

Devido à eficiência de filtração dos tecidos não tecidos meltblown comuns ser inferior a 70%, depender exclusivamente do efeito de barreira mecânica dos agregados tridimensionais de fibras finas, com pequenos vazios e alta porosidade, produzidos pelas fibras ultrafinas meltblown, não é suficiente. Portanto, os materiais de filtração meltblown geralmente incorporam efeitos de carga eletrostática ao tecido meltblown por meio da tecnologia de polarização eletrostática, utilizando métodos eletrostáticos para melhorar a eficiência de filtração, possibilitando atingir uma eficiência de filtração de 99,9% a 99,99%. Uma camada muito fina pode atender aos padrões esperados, e a resistência respiratória também é baixa.

Atualmente, os principais métodos de polarização eletrostática incluem eletrofiação, descarga corona, polarização induzida por fricção, polarização térmica e bombardeio com feixe de elétrons de baixa energia. Dentre eles, a descarga corona é atualmente o melhor método de polarização eletrostática.

O método de descarga corona consiste em carregar o material meltblown através de um ou mais conjuntos de eletrodos em forma de agulha (tensão geralmente de 5 a 10 kV) de um gerador eletrostático, antes do enrolamento da malha de fibra meltblown. Quando uma alta tensão é aplicada, o ar abaixo da ponta da agulha produz ionização corona, resultando em descarga localizada. Os portadores de carga são depositados na superfície do tecido meltblown sob a ação do campo elétrico, e alguns desses portadores ficam retidos pelas armadilhas das partículas-mãe estacionárias em profundidade na superfície, tornando o tecido meltblown um material filtrante para o corpo estacionário.

O aumento da carga superficial do tecido meltblown pode ser obtido através do método de descarga corona para tratamento de descarga eletrostática, mas, para evitar a perda dessa carga eletrostática, a composição e a estrutura do material do eletrodo meltblown precisam ser favoráveis ​​à retenção de carga. Uma maneira de melhorar a capacidade de armazenamento de carga de materiais eletretos é introduzir aditivos com propriedades de armazenamento de carga para gerar armadilhas de carga e capturar cargas.

Portanto, em comparação com as linhas de produção de meltblown comuns, a produção de materiais meltblown para filtragem de ar requer a adição de dispositivos de descarga eletrostática de alta tensão na linha de produção, bem como a adição de masterbatch polar, como partículas de turmalina, à matéria-prima de produção, o polipropileno (PP).

Os principais fatores que afetam o efeito do tratamento de eletrofiação em tecidos meltblown

1. Condições de carregamento: tempo de carregamento, distância de carregamento, tensão de carregamento;

2. Espessura;

3. Materiais eletrificados.

Tecnologia não tecida Co. de Dongguan Liansheng, Ltd.Foi fundada em maio de 2020. É uma empresa de produção de tecido não tecido em larga escala, integrando pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas. Ela pode produzir tecidos não tecidos spunbond de PP em diversas cores, com largura inferior a 3,2 metros e gramaturas de 9 a 300 gramas.