熔噴布模具 | 如何提高熔噴布的過(guò)濾效率？

熔噴布作為醫(yī)用口罩的核心材料，其過(guò)濾效率直接影響口罩的防護(hù)效果。影響熔噴布過(guò)濾性能的因素很多，如纖維線(xiàn)密度，纖網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、厚度和密度等。

但是，作為口罩的空氣過(guò)濾材料，如果材料太緊密，孔隙太小，呼吸阻力太大，使用者無(wú)法順利吸入空氣，口罩也就失去了使用價(jià)值。

這就要求過(guò)濾材料不僅要提高其過(guò)濾效率，還要盡可能地降低其呼吸阻力，而呼吸阻力和過(guò)濾效率是一對(duì)矛盾體。靜電駐極處理工藝就是解決呼吸阻力和過(guò)濾效率這對(duì)矛盾體的最好辦法。

一、熔噴布的過(guò)濾機(jī)理

在熔噴過(guò)濾材料的過(guò)濾機(jī)理中，普遍認(rèn)可的機(jī)理主要有布朗擴(kuò)散、截留、慣性碰撞、重力沉降和靜電吸附五種過(guò)濾機(jī)理。由于前四種原理都是機(jī)械阻隔，因此熔噴布的過(guò)濾機(jī)理可簡(jiǎn)單歸納為機(jī)械阻隔和靜電吸附。

二、機(jī)械阻隔

聚丙烯熔噴布的纖維直徑平均為2～5μm，空氣中粒徑大于5μm的飛沫可以被熔噴布阻隔在外。

當(dāng)微塵直徑小于3μm時(shí)，由于熔噴布中的纖維隨機(jī)和隔層交叉排列成型，構(gòu)成多彎曲通道的纖維過(guò)濾層，當(dāng)微粒經(jīng)過(guò)各種類(lèi)型的彎曲通道或路徑時(shí)，微塵便被機(jī)械過(guò)濾式的范德華力吸附在纖維表面。

當(dāng)顆粒粒徑與氣流速度都較大時(shí)，氣流接近過(guò)濾材料因受阻而繞流，而顆粒由于慣性作用脫離流線(xiàn)直接與纖維碰撞被捕獲。

當(dāng)顆粒粒徑很小且流速很低時(shí)，顆粒因布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生擴(kuò)散而撞擊到纖維上被捕獲。

三、靜電吸附

靜電吸靜電吸附是指當(dāng)過(guò)濾材料的纖維帶電時(shí)，通過(guò)荷電纖維(駐極體)的庫(kù)侖力去實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒的捕獲。當(dāng)粉塵、細(xì)菌、病毒等微粒經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料時(shí)，靜電力不僅能有效地吸引帶電微粒，而且以靜電感應(yīng)效應(yīng)捕獲感應(yīng)極化的中性粒子，隨著靜電勢(shì)提高，靜電吸附作用越強(qiáng)。

四、靜電駐極工藝介紹

由于普通熔噴無(wú)紡布的過(guò)濾效率不到70%，純粹靠熔噴超細(xì)纖維的纖維細(xì)、空隙小、孔隙率高的纖維三維集合體的機(jī)械阻擋作用是不夠的，所以熔噴過(guò)濾材料普遍都是會(huì)通過(guò)靜電駐極工藝對(duì)熔噴布添加靜電電荷效應(yīng)，利用靜電的方法提升過(guò)濾效率，使其過(guò)濾效率可以達(dá)到99.9%到99.99%，很薄的一層就能達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，呼吸阻力還小。

目前的靜電駐極方法主要有靜電紡絲法、電暈放電法、摩擦起電法、熱極化法、低能電子束轟擊法等，其中電暈放電法是目前最佳的靜電駐極方法。

電暈放電法是熔噴纖網(wǎng)在收卷前通過(guò)靜電發(fā)生器針狀電極(電壓一般為5-10KV)一組或多組電暈放電的方式使熔噴材料帶上電荷，施加高壓時(shí)針尖下方的空氣產(chǎn)生電暈電離，產(chǎn)生局部擊穿放電，載流子受到電場(chǎng)的作用而沉積到熔噴布表面，一部分載流子會(huì)深入表層被駐極母粒的陷阱捕獲，從而使熔噴布成為駐極體過(guò)濾材料。

增加熔噴布表面的電荷可以通過(guò)電暈放電法駐極處理工藝獲得，但是要讓這個(gè)靜電儲(chǔ)存不衰減，那就需熔噴駐極體材料的成分和結(jié)構(gòu)有利于電荷保持。提高駐極體材料電荷儲(chǔ)存能力的途徑可通過(guò)引入具有電荷存儲(chǔ)性能的添加劑來(lái)產(chǎn)生電荷陷阱捕獲電荷。

因此，生產(chǎn)用于空氣過(guò)濾材料的熔噴生產(chǎn)線(xiàn)與普通熔噴生產(chǎn)線(xiàn)相比，需要在生產(chǎn)線(xiàn)中增加高壓靜電放電裝置，并且需要在生產(chǎn)原料聚丙烯(PP)中加入駐極母粒，如電氣石微粒。

影響熔噴布駐極處理效果的主要因素

1、充電條件：充電時(shí)間、充電距離、充電電壓；

2、厚度；

3、駐極材料。