La N en las mascarillas N95 significa que no son resistentes al aceite; este número representa la eficiencia de filtración al probarse con partículas de 0,3 micras, y 95 significa que puede filtrar al menos el 95 % de partículas pequeñas como el virus de la gripe, polvo, polen, neblina y humo. Al igual que las mascarillas quirúrgicas médicas, la estructura principal de las mascarillas N95 consta de tres partes: una capa superficial a prueba de humedad, una capa intermedia de filtrado y adsorción, y una capa interna de piel. La materia prima utilizada es polipropileno de alto peso molecular fundido por soplado. Dado que todas son telas fundidas por soplado, ¿cuáles son las razones por las que la eficiencia de filtración no cumple con la norma?
Razones de la deficiente eficiencia de filtración de las mascarillas de tela meltblown
El rendimiento de filtración de las telas no tejidas meltblown es, en realidad, tan solo inferior al 70 %. No basta con confiar únicamente en el efecto de barrera mecánica de los agregados tridimensionales de fibras ultrafinas meltblown, con fibras finas, pequeños huecos y alta porosidad. De lo contrario, simplemente aumentar el peso y el grosor del material incrementará considerablemente la resistencia a la filtración. Por ello, los materiales filtrantes meltblown generalmente añaden cargas electrostáticas a la tela mediante el proceso de polarización electrostática, utilizando métodos electrostáticos para mejorar la eficiencia de filtración, que puede alcanzar entre el 99,9 % y el 99,99 %. Es decir, alcanza el estándar N95 o superior.
Principio de filtración de fibras de tela fundidas por soplado
El tejido meltblown utilizado en las mascarillas estándar N95 captura partículas principalmente mediante un doble efecto: barrera mecánica y adsorción electrostática. El efecto de barrera mecánica está estrechamente relacionado con la estructura y las propiedades del material: cuando el tejido meltblown se carga mediante corona con un voltaje de varios cientos a miles de voltios, las fibras se difunden en una red de poros debido a la repulsión electrostática, y el tamaño entre las fibras es mucho mayor que el del polvo, formando así una estructura abierta. Cuando el polvo atraviesa el material filtrante meltblown, el efecto electrostático no solo atrae eficazmente las partículas de polvo cargadas, sino que también captura partículas neutras polarizadas mediante inducción electrostática. Cuanto mayor sea el potencial electrostático del material, mayor será su densidad de carga, mayor será el número de cargas puntuales que transporta y mayor será el efecto electrostático. La descarga de corona puede mejorar considerablemente el rendimiento de filtración del tejido meltblown de polipropileno. La adición de partículas de turmalina puede mejorar eficazmente la polarizabilidad, aumentar la eficiencia de filtración, reducir la resistencia a la filtración, aumentar la densidad de carga superficial de la fibra y mejorar la capacidad de almacenamiento de carga de la red de fibras.
Añadir un 6 % de turmalina al electrodo mejora el efecto general. Demasiados materiales polarizables pueden aumentar el movimiento y la neutralización de los portadores de carga. El masterbatch electrificado debe tener un tamaño y uniformidad a escala nanométrica o micronanométrica. Un masterbatch polar de buena calidad puede mejorar el rendimiento de hilado sin afectar la boquilla, mejorar la eficiencia de filtración, resistir la degradación electrostática, reducir la resistencia del aire, aumentar la densidad y la profundidad de captura de carga, aumentar la probabilidad de que más cargas queden atrapadas en los agregados de fibra y mantener las cargas capturadas en un estado de menor energía, lo que dificulta su escape de las trampas de portadores de carga o su neutralización, ralentizando así la degradación.
Proceso de polarización electrostática por soplado en fusión
El proceso de descarga electrostática por soplado en fusión implica la adición previa de materiales inorgánicos como turmalina, dióxido de silicio y fosfato de circonio al polímero de polipropileno PP. Posteriormente, antes de enrollar la tela, el material se carga mediante uno o más conjuntos de descargas corona utilizando un voltaje de electrodo en forma de aguja de 35-50 kV generado por un generador electrostático. Al aplicar alto voltaje, el aire bajo la punta de la aguja produce ionización corona, lo que resulta en una descarga de ruptura local. Los portadores de carga se depositan en la superficie de la tela por soplado en fusión mediante la acción del campo eléctrico, y algunos de ellos quedan atrapados por la trampa de partículas madre estacionarias, convirtiendo la tela por soplado en material de filtro para el electrodo. El voltaje durante este proceso corona es ligeramente inferior al de una descarga de alto voltaje de aproximadamente 200 kV, lo que resulta en una menor producción de ozono. El efecto de la distancia y el voltaje de carga es contraproducente. A medida que aumenta la distancia de carga, la cantidad de carga capturada por el material disminuye.
Se requiere tela fundida electrificada
1. Un conjunto de equipos de soplado en fusión
2. Masterbatch electrificado
3. Cuatro conjuntos de dispositivos de descarga electrostática de alto voltaje
4. Equipo de corte
La tela meltblown debe almacenarse a prueba de humedad e impermeable.
En condiciones normales de temperatura y humedad, los materiales polarizables de PP meltblown presentan una excelente estabilidad de carga durante el almacenamiento. Sin embargo, cuando la muestra se encuentra en un entorno de alta humedad, se produce una gran pérdida de carga debido al efecto de compensación de los grupos polares en las moléculas de agua y las partículas anisotrópicas de la atmósfera sobre las cargas de las fibras. La carga disminuye con el aumento de la humedad y se acelera. Por lo tanto, durante el transporte y el almacenamiento, el tejido meltblown debe mantenerse a prueba de humedad y evitar el contacto con ambientes de alta humedad. Si no se almacena correctamente, las mascarillas producidas seguirán teniendo dificultades para cumplir con los estándares.
Dongguan Liansheng Tecnología no tejida Co., Ltd.Se fundó en mayo de 2020. Es una empresa de producción de telas no tejidas a gran escala que integra investigación, desarrollo, producción y ventas. Produce telas no tejidas spunbond de PP de varios colores con un ancho inferior a 3,2 metros, desde 9 gramos hasta 300 gramos.
Hora de publicación: 27 de octubre de 2024