Chữ N trong khẩu trang N95 biểu thị không kháng dầu, tức là không kháng dầu; con số này biểu thị hiệu suất lọc khi thử nghiệm với các hạt có kích thước 0,3 micron, và 95 nghĩa là khẩu trang có thể lọc được ít nhất 95% các hạt nhỏ như virus cúm, bụi, phấn hoa, khói mù và khói. Tương tự như khẩu trang y tế, cấu trúc chính của khẩu trang N95 bao gồm ba phần: lớp chống ẩm bề mặt, lớp lọc và hấp phụ ở giữa, và lớp da bên trong. Nguyên liệu thô được sử dụng là vải polypropylene meltblown trọng lượng phân tử cao. Vì tất cả đều là vải meltblown, vậy lý do gì khiến hiệu suất lọc không đạt tiêu chuẩn?
Nguyên nhân khiến hiệu quả lọc của vải meltblown khẩu trang không đạt chuẩn
Hiệu suất lọc của vải không dệt thổi tan chảy thực tế chỉ dưới 70%. Chỉ dựa vào hiệu ứng rào cản cơ học của các sợi ba chiều siêu mịn thổi tan chảy với các sợi mịn, lỗ rỗng nhỏ và độ xốp cao là chưa đủ. Nếu không, chỉ cần tăng trọng lượng và độ dày của vật liệu cũng sẽ làm tăng đáng kể khả năng lọc. Vì vậy, vật liệu lọc thổi tan chảy thường bổ sung điện tích tĩnh điện vào vải thổi tan chảy thông qua quá trình phân cực tĩnh điện, sử dụng phương pháp tĩnh điện để cải thiện hiệu suất lọc, có thể đạt 99,9% đến 99,99%, tức là đạt tiêu chuẩn N95 hoặc cao hơn.
Nguyên lý lọc sợi vải thổi nóng chảy
Vải thổi tan chảy dùng cho khẩu trang tiêu chuẩn N95 chủ yếu bắt giữ các hạt bụi thông qua hiệu ứng kép của rào cản cơ học và hấp phụ tĩnh điện. Hiệu ứng rào cản cơ học liên quan chặt chẽ đến cấu trúc và tính chất của vật liệu: khi vải thổi tan chảy được tích điện corona với điện áp từ vài trăm đến vài nghìn vôn, các sợi khuếch tán vào mạng lưới lỗ rỗng do lực đẩy tĩnh điện, và kích thước giữa các sợi lớn hơn nhiều so với bụi, tạo thành một cấu trúc mở. Khi bụi đi qua vật liệu lọc thổi tan chảy, hiệu ứng tĩnh điện không chỉ thu hút hiệu quả các hạt bụi tích điện mà còn bắt giữ các hạt trung tính phân cực thông qua hiệu ứng cảm ứng tĩnh điện. Điện thế tĩnh điện của vật liệu càng cao, mật độ điện tích của vật liệu càng cao, càng nhiều điện tích điểm mà nó mang theo và hiệu ứng tĩnh điện càng mạnh. Phóng điện corona có thể cải thiện đáng kể hiệu suất lọc của vải thổi tan chảy polypropylene. Việc bổ sung các hạt tourmaline có thể cải thiện hiệu quả độ phân cực, tăng hiệu quả lọc, giảm điện trở lọc, tăng mật độ điện tích bề mặt sợi và tăng khả năng lưu trữ điện tích của lưới sợi.
Việc bổ sung 6% tourmaline vào điện cực mang lại hiệu quả tổng thể tốt hơn. Quá nhiều vật liệu phân cực thực sự có thể làm tăng chuyển động và trung hòa các hạt mang điện. Hạt masterbatch điện hóa nên có kích thước và độ đồng đều ở mức nanomet hoặc micro nanomet. Hạt masterbatch phân cực tốt có thể cải thiện hiệu suất kéo sợi mà không ảnh hưởng đến vòi phun, nâng cao hiệu quả lọc, chống lại sự phân hủy tĩnh điện, giảm sức cản không khí, tăng mật độ và độ sâu thu giữ điện tích, tăng khả năng giữ lại nhiều điện tích hơn trong các sợi tổng hợp và giữ các điện tích thu được ở trạng thái năng lượng thấp hơn, khiến chúng khó thoát khỏi bẫy điện tích hoặc bị trung hòa, do đó làm chậm quá trình phân hủy.
Quá trình phân cực tĩnh điện thổi nóng chảy
Quá trình phóng tĩnh điện thổi nóng chảy bao gồm việc thêm các vật liệu vô cơ như tourmaline, silicon dioxide và zirconium phosphate vào polyme polypropylene PP trước. Sau đó, trước khi cán vải, vật liệu thổi nóng chảy được tích điện bằng một hoặc nhiều bộ phóng điện corona sử dụng điện áp điện cực hình kim từ 35-50KV do máy phát tĩnh điện tạo ra. Khi điện áp cao được áp dụng, không khí bên dưới đầu kim tạo ra ion hóa corona, dẫn đến phóng điện đánh thủng cục bộ. Các hạt mang điện được lắng đọng trên bề mặt vải thổi nóng chảy thông qua tác động của điện trường và một số trong số chúng sẽ bị bẫy bởi bẫy của các hạt mẹ đứng yên, khiến vải thổi nóng chảy trở thành vật liệu lọc cho điện cực. Điện áp trong quá trình corona này thấp hơn một chút so với quá trình phóng điện có điện áp cao khoảng 200Kv, dẫn đến sản xuất ít ozone hơn. Tác động của khoảng cách sạc và điện áp sạc là phản tác dụng. Khi khoảng cách sạc tăng lên, lượng điện tích mà vật liệu thu được sẽ giảm xuống.
Vải meltblown điện hóa là bắt buộc
1. Một bộ thiết bị thổi nóng chảy
2. Hạt nhựa tổng hợp điện hóa
3. Bốn bộ thiết bị phóng tĩnh điện cao áp
4. Thiết bị cắt
Vải Meltblown phải được bảo quản chống ẩm và chống thấm nước
Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm bình thường, vật liệu phân cực thổi nóng chảy PP có độ ổn định lưu trữ điện tích tuyệt vời. Tuy nhiên, khi mẫu ở trong môi trường có độ ẩm cao, lượng điện tích bị mất đi đáng kể do hiệu ứng bù trừ của các nhóm phân cực trong phân tử nước và các hạt dị hướng trong khí quyển lên điện tích trên sợi vải. Điện tích giảm dần khi độ ẩm tăng và diễn ra nhanh hơn. Do đó, trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, vải thổi nóng chảy phải được giữ ẩm và tránh tiếp xúc với môi trường có độ ẩm cao. Nếu không được bảo quản đúng cách, khẩu trang sản xuất ra vẫn khó đạt tiêu chuẩn.
Công ty TNHH Công nghệ vải không dệt Đông Quan LianshengĐược thành lập vào tháng 5 năm 2020, đây là doanh nghiệp sản xuất vải không dệt quy mô lớn, tích hợp nghiên cứu phát triển, sản xuất và kinh doanh. Công ty có thể sản xuất vải không dệt PP spunbond nhiều màu sắc, khổ rộng dưới 3,2 mét, định lượng từ 9g đến 300g.
Thời gian đăng: 27-10-2024