Как повысить эффективность фильтрации мельтблауна?

Фильтрующая способность мельтблауна, основного материала медицинских масок, напрямую влияет на их защитный эффект. На фильтрующую способность мельтблауна влияет множество факторов, таких как плотность волокон, структура сетки волокон, толщина и плотность.

Однако, какматериал для фильтрации воздухачто касается масок, то если материал слишком плотный, поры слишком малы, а сопротивление дыханию слишком велико, пользователь не может свободно вдыхать воздух, и маска теряет свою ценность.

Это требует от фильтрующего материала не только повышения эффективности фильтрации, но и максимального снижения сопротивления дыханию, а сопротивление дыханию и эффективность фильтрации — это противоречивая пара. Процесс электростатической поляризации — лучший способ разрешить противоречие между сопротивлением дыханию и эффективностью фильтрации.

Механизм фильтрации мельтблаун-ткани

В механизме фильтрации фильтровальных материалов, полученных методом мелтблауна, обычно используются такие механизмы, как броуновская диффузия, перехват, инерционное столкновение, гравитационное осаждение и электростатическая адсорбция. Поскольку первые четыре принципа представляют собой механические барьеры, механизм фильтрации тканей, полученных методом мелтблауна, можно кратко описать как механические барьеры и электростатическую адсорбцию.

Механический барьер

Средний диаметр волокнаполипропиленовая ткань, полученная методом мелтблаунасоставляет 2–5 мкм, а капли с размером частиц более 5 мкм в воздухе могут быть заблокированы тканью, полученной методом мелтблауна.

При диаметре мелкой пыли менее 3 мкм волокна в ткани, полученной методом мелтблауна, расположены хаотично и переслаиваются, образуя фильтрующий слой из многоканальных изогнутых волокон. При прохождении частиц через различные типы изогнутых каналов или траекторий мелкая пыль адсорбируется на поверхности волокон под действием сил Ван-дер-Ваальса.

Если размер частиц и скорость воздушного потока велики, воздушный поток приближается к фильтрующему материалу и встречает на своем пути препятствие, заставляя его обтекать его, в то время как частицы под действием инерции отрываются от линии потока и сталкиваются непосредственно с волокнами, захватываясь ими.

Если размер частиц мал, а скорость потока низкая, частицы диффундируют вследствие броуновского движения и сталкиваются с волокнами, подлежащими захвату.

Электростатическая адсорбция

Электростатическая адсорбция – это процесс захвата частиц кулоновскими силами заряженных волокон (поляризаций), когда волокна фильтрующего материала заряжены. При прохождении пыли, бактерий, вирусов и других частиц через фильтрующий материал электростатические силы могут не только эффективно притягивать заряженные частицы, но и захватывать индуцированные поляризованные нейтральные частицы посредством эффекта электростатической индукции. С увеличением электростатического потенциала эффект электростатической адсорбции усиливается.

Введение в процесс электростатической электризации

Поскольку эффективность фильтрации обычных нетканых материалов, полученных методом мелтблауна, составляет менее 70%, полагаться исключительно на механический барьерный эффект трёхмерных агрегатов волокон с тонкими волокнами, малыми пустотами и высокой пористостью, создаваемых ультратонкими волокнами, полученными методом мелтблауна, недостаточно. Поэтому фильтрующие материалы, полученные методом мелтблауна, обычно добавляют электростатический заряд к ткани, полученной методом мелтблауна, с помощью технологии электростатической поляризации, используя электростатические методы для повышения эффективности фильтрации, что позволяет достичь эффективности фильтрации от 99,9% до 99,99%. Даже очень тонкий слой может соответствовать ожидаемым стандартам, при этом сопротивление дыханию также низкое.

В настоящее время основными методами электростатической поляризации являются электропрядение, коронный разряд, поляризация, вызванная трением, термическая поляризация и бомбардировка низкоэнергетическим электронным пучком. Среди них коронный разряд является наилучшим методом электростатической поляризации.

Метод коронного разряда представляет собой метод зарядки материала мелтблауна через один или несколько наборов игольчатых электродов (напряжение обычно составляет 5–10 кВ) электростатического генератора перед намоткой сетки из волокон мелтблауна. При подаче высокого напряжения воздух под остриём иглы производит коронную ионизацию, приводящую к локальному пробойному разряду. Носители заряда осаждаются на поверхности ткани мелтблауна под действием электрического поля, и некоторые из них захватываются ловушками неподвижных материнских частиц глубоко в поверхность, что делает ткань мелтблауна фильтрующим материалом для неподвижного тела.

Увеличить поверхностный заряд ткани, полученной методом мельтблауна, можно с помощью коронного разряда, используемого для обработки электростатическим разрядом. Однако для предотвращения разрушения электростатического заряда состав и структура электродного материала, полученного методом мельтблауна, должны способствовать его сохранению. Повышение способности электретных материалов накапливать заряд можно достичь путем введения добавок, обладающих свойствами накопления заряда, которые создают ловушки для заряда и захватывают заряд.

Таким образом, по сравнению с обычными производственными линиями по выдуву расплавленного материала, производство выдуваемых расплавленного материала для фильтрации воздуха требует добавления в производственную линию устройств высоковольтного электростатического разряда, а также добавления полярной мастербатчи, такой как частицы турмалина, к производственному сырью полипропилену (ПП).

Основные факторы, влияющие на эффект электропрядения на мельтблаун-ткани

1. Условия зарядки: время зарядки, расстояние зарядки, напряжение зарядки;

2. Толщина;

3. Электризованные материалы.

Dongguan Liansheng Нетканые технологии Co., Ltd.Основанная в мае 2020 года, компания представляет собой крупномасштабное предприятие по производству нетканых материалов, объединяющее научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, производство и продажи. Компания может производить полипропиленовые нетканые материалы спанбонд различных цветов шириной менее 3,2 метра плотностью от 9 до 300 граммов.