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熔噴布小知識(shí)過(guò)濾率、克重、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀、靜電問(wèn)
作者：admin日期：2021-08-30閱讀
目前熔噴布主要數(shù)據(jù)是指熔噴布的過(guò)濾率，主要分為80%顆粒物過(guò)濾率（以下的工業(yè)熔噴布，此熔噴布的用途主要用于工業(yè)用途，做過(guò)濾、保暖、隔離等工業(yè)用途，也可以用此材料生產(chǎn)用于伐木場(chǎng)、家俱廠、面粉廠等有顆粒物擴(kuò)散的渠道使用場(chǎng)景的防塵口罩的生產(chǎn)。
過(guò)濾率在80%-90%的熔噴布可以用來(lái)生產(chǎn)防護(hù)型口罩，這類(lèi)熔噴布已經(jīng)從工業(yè)級(jí)過(guò)度到民用級(jí)了，在這個(gè)過(guò)濾范圍的熔噴布一般只是提升了過(guò)濾效率，對(duì)特殊的場(chǎng)景起不到防護(hù)作用，比如血液紅細(xì)胞，白細(xì)胞等分子的過(guò)濾不起作用，同時(shí)對(duì)油性顆粒物的過(guò)濾效果也不是非常理想。
過(guò)濾率在90%-95%的是目前市場(chǎng)上生產(chǎn)一般防護(hù)口罩所使用的熔噴布，這個(gè)級(jí)別的熔噴布基本已經(jīng)處于民用級(jí)熔噴布的入門(mén)級(jí)材料。此段過(guò)濾率的熔噴布對(duì)于油性物過(guò)濾效果逐漸體現(xiàn)，但是依然非常低。
過(guò)濾率在95%-98%的是目前市場(chǎng)上生產(chǎn)KN95防護(hù)口罩所使用的熔噴布，這個(gè)級(jí)別的熔噴布基本已經(jīng)處于民用級(jí)熔噴布的中級(jí)材料。此段過(guò)濾率的熔噴布對(duì)于油性物過(guò)濾效果逐漸增強(qiáng)，其中熔噴布克重高的對(duì)油性物以及歐洲標(biāo)準(zhǔn)的FFP1，F(xiàn)FP2已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，但是由于產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題95熔噴布的過(guò)濾效果要是完全按歐洲標(biāo)準(zhǔn)的話(huà)是達(dá)不到的，因?yàn)閷?duì)油性顆粒物的過(guò)濾還無(wú)法達(dá)到95%的阻隔效果。
過(guò)濾率在99%的是目前市場(chǎng)上生產(chǎn)高質(zhì)量出口型KN95防護(hù)口罩所使用的熔噴布，這個(gè)級(jí)別的熔噴布基本已經(jīng)處于民用級(jí)熔噴布的高級(jí)材料。此段過(guò)濾率的熔噴布對(duì)于油性物過(guò)濾效果對(duì)油性物以及歐洲標(biāo)準(zhǔn)的FFP1，F(xiàn)FP2已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，對(duì)油性顆粒物的過(guò)濾可以達(dá)到95%的阻隔效果。同時(shí)這個(gè)級(jí)別的熔噴布可以對(duì)血液透析率能夠達(dá)到30%以上。
過(guò)濾率在99.5%以上的是目前市場(chǎng)上生產(chǎn)高質(zhì)量出口型KN95防護(hù)口罩，以及醫(yī)用外科口罩所使用的熔噴布，這個(gè)級(jí)別的熔噴布基本已經(jīng)處于醫(yī)用級(jí)熔噴布的高端材料。此段過(guò)濾率的熔噴布對(duì)于油性物過(guò)濾效果對(duì)油性物以及歐洲標(biāo)準(zhǔn)的FFP1，F(xiàn)FP2已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，甚至FFP3都可以達(dá)到，其中最重要的指標(biāo)是對(duì)油性顆粒過(guò)濾效果可以達(dá)到99%以上。
熔噴布的克重
熔噴布的克重一方面可以認(rèn)為是熔噴布的質(zhì)量或品質(zhì)，但是這里的質(zhì)量并不能單純用克重來(lái)表達(dá)。
25克克重的熔噴布目前市場(chǎng)比較普遍，主要用于生產(chǎn)3層一次性防護(hù)口罩，一次性醫(yī)用口罩，一次性醫(yī)用外科口罩。
35克克重的熔噴布，主要用于生產(chǎn)高品質(zhì)的3層一次性防護(hù)口罩，一次性醫(yī)用口罩，一次性醫(yī)用外科口罩，和普通KN95級(jí)別的防護(hù)口罩具體標(biāo)準(zhǔn)是GB2626-2006。
45克克重的熔噴布目前市場(chǎng)比較普遍，主要用于生產(chǎn)超高品質(zhì)的3層一次性防護(hù)口罩，一次性醫(yī)用口罩，一次性醫(yī)用外科口罩，和高品質(zhì)的KN95級(jí)別的防護(hù)性口罩，以及可以用于生產(chǎn)KN95醫(yī)用型口罩，標(biāo)準(zhǔn)是GB19683-2010。
50克克重的熔噴布是政府管控物資，主要用于生產(chǎn)超高品質(zhì)的3層一次性醫(yī)用外科口罩，和高品質(zhì)的KN95醫(yī)療級(jí)防護(hù)口罩，標(biāo)準(zhǔn)是GB19683-2010。
熔噴布的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)熔噴布的原材料是聚丙烯。聚丙烯是丙烯加聚反應(yīng)而成的聚合物。是石油化工的產(chǎn)物，系白色蠟狀材料，外觀透明而輕。密度為0.89～0.91g/cm3，小于水的密度，易燃，熔點(diǎn)165℃，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30～140℃ 。在80℃以下能耐酸、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕，能在高溫和氧化作用下分解。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械、食品、藥品包裝，總之聚丙烯應(yīng)用十分廣泛。熔噴布就是屬于纖維制品，由于生產(chǎn)工藝的不同，被稱(chēng)為熔噴布，其生產(chǎn)過(guò)程就是利用熔噴機(jī)噴射聚乙烯纖維而產(chǎn)生的一種纖維材料符復(fù)合疊加類(lèi)似布匹的一種材料。其特點(diǎn)是具有靜電，能夠吸附通過(guò)熔噴布的顆粒物，細(xì)菌等物質(zhì)。其吸附的特性根據(jù)它的靜電容量以及厚度來(lái)決定。
然而這里有個(gè)矛盾的東西，就是熔噴布越厚，靜電吸附物質(zhì)能力越強(qiáng)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣密性增加，氣阻率增加，這個(gè)數(shù)據(jù)如果不是應(yīng)用在生物上沒(méi)有關(guān)系，但是一旦用在口罩原料上，必須平衡整個(gè)過(guò)程。按照GB2626-2006的規(guī)定，在其指定的檢測(cè)環(huán)境及檢測(cè)條件下，總吸氣阻力不可大于350帕，總呼氣阻率不大于250帕。這對(duì)熔噴布的要求立刻提到了一個(gè)屬于材料科學(xué)的尖端科技水平。
首先，熔噴布所噴射的料具有良好的過(guò)濾性，那么本可以通過(guò)增加熔噴布的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而由于阻力的限制，導(dǎo)致熔噴布太厚又要兼顧呼吸阻力，那么這將是一個(gè)無(wú)解的難題。解決這個(gè)難題的方式是減少熔噴布的克重，用厚度的減小來(lái)符合呼吸阻力的要求。按這個(gè)方向走的話(huà)，目前市場(chǎng)上需求的都是以25克克重為主體的原材料。
其次，在考慮呼吸阻力的前提下，那么克重越重其難度就越高，但是這里同時(shí)對(duì)過(guò)濾率來(lái)講其實(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)是有效和有益的。因?yàn)殡S著克重的增加，過(guò)濾通道就會(huì)加厚加長(zhǎng)（過(guò)濾通道我在這里講的是濾材的厚度，即細(xì)菌顆粒物通過(guò)濾材所用的時(shí)間），通道加厚加長(zhǎng)，會(huì)增加它的過(guò)濾效率，因此在這個(gè)方向上應(yīng)該是注重呼吸阻力問(wèn)題，在呼吸阻力相同的情況下，能夠做到最大的克重材料才是最牛的材料。相反在過(guò)濾性保持穩(wěn)定的情況下，克重越小的熔噴布其技術(shù)含量就越高。
再次，熔噴布的靜電吸附能力是如何產(chǎn)生的？即靜電的產(chǎn)生，就是普通的摩擦生電。那么摩擦生電的技術(shù)要求又是那幾點(diǎn)呢？
1）摩擦生電要產(chǎn)生電的效果越好就需要增加接觸面積，接觸面積越大，它產(chǎn)生的電能就越大。（這個(gè)原理是生產(chǎn)熔噴布最關(guān)鍵的一點(diǎn)）
2）摩擦生電需要有強(qiáng)大的能量輸入來(lái)激活材料本身電子的活性，即在總能量保持不變的情況下，輸入的能量越大，產(chǎn)生的摩擦電力就越大。（這是對(duì)熔噴布設(shè)備提出的能量輸入要求，即在一定條件下，提高能量輸入就可以解決摩擦生電的電能問(wèn)題）
3）摩擦生電的電能如何維系？一般情況下，電能的維持如電池，電容等原理來(lái)保持電能的維系。從這個(gè)角度來(lái)講，保持纖維之間的空隙，有利于提高電容，增加電力的維持.當(dāng)然對(duì)生產(chǎn)環(huán)境，倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境的要求以及濕度，溫度等方面也需要一定的配合，才能保持更長(zhǎng)時(shí)間的電能存儲(chǔ)。
4）另外我們有人用電極母粒的說(shuō)法來(lái)增加電容以及電容保持的時(shí)間，其原理也是類(lèi)似的，由此可以得出，增加電量和電容就是增加纖維質(zhì)之間的空隙或者使纖維內(nèi)部形成空腔產(chǎn)生電容器的效果來(lái)保存電能。
熔噴布生產(chǎn)的關(guān)鍵
熔噴頭是目前國(guó)內(nèi)技術(shù)的薄弱點(diǎn)，在一般情況下，對(duì)于噴出要求速率低，壓力小的情況下，對(duì)熔噴頭的材質(zhì)要求相對(duì)要低。而在口罩熔噴布的要求下，需要過(guò)濾的BFE是指2.5UM（微米）的細(xì)菌的估算直徑，以及PFE是指0.3UM（微米）的顆粒物過(guò)濾。因此需要產(chǎn)生微米級(jí)甚至納米級(jí)的纖維即聚丙烯纖維，這對(duì)熔噴頭的熔噴孔大小的加工提出了技術(shù)難點(diǎn)。同時(shí)由于是噴射，對(duì)于噴射的方式的設(shè)計(jì)又是一個(gè)技術(shù)難題，這里的技術(shù)方向有幾種：
1）采用密集多噴孔設(shè)計(jì)，提高噴射效率，減少?lài)娚鋲毫?，通過(guò)位移編織來(lái)實(shí)現(xiàn)熔噴布的形成。其優(yōu)點(diǎn)是壓力減小，對(duì)材料剛度要求降低；其缺點(diǎn)是對(duì)于步進(jìn)，位移的控制符合熔噴密度的要求這個(gè)符合成功度會(huì)降低，也就是編織難度增加。
2）采用密集多噴孔設(shè)計(jì)，孔距間減小，直接噴利用重力原理進(jìn)行自我非規(guī)律分布，形成熔噴布。這個(gè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是干預(yù)度小，產(chǎn)品品質(zhì)的一致性會(huì)較高，缺點(diǎn)是對(duì)熔噴頭的材質(zhì)以及剛度的要求大幅度提高，需要高強(qiáng)度的材料來(lái)做熔噴頭，這將轉(zhuǎn)變?yōu)槭遣牧峡茖W(xué)的頂級(jí)最求。
3）采用多點(diǎn)式面積型噴射，對(duì)于噴射點(diǎn)的要求加工工藝增加，但是實(shí)現(xiàn)方式相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是噴射的熔噴布的均勻程度降低。
4）采用多點(diǎn)式面積型噴射，加位移編織，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)熔噴布的均勻分布可以解決到相應(yīng)的程度，熔噴布質(zhì)量提高，缺點(diǎn)是步進(jìn)協(xié)調(diào)的難度增加。
解決噴射方式的問(wèn)題后我們還需要解決靜電問(wèn)題：
1）能量輸入的大小和噴射速度有很大關(guān)系，噴射速度快，設(shè)備消耗能量大即熔噴布的摩擦產(chǎn)生的電能也會(huì)相應(yīng)增加，即運(yùn)動(dòng)增加聚丙烯顆粒的外圍電子的活性，產(chǎn)生電能。
2）維持靜電的能力是保持一定的電容間距，將電能存儲(chǔ)在一定的空間中。
總之在解決了熔噴布的纖維直徑，排列方式，間距以及靜電的產(chǎn)生和維持后，才能生產(chǎn)出高品質(zhì)的熔噴布。當(dāng)然還需要對(duì)熔噴布的老化問(wèn)題提到一定的高度。這個(gè)老化問(wèn)題和原材料的使用以及存儲(chǔ)環(huán)境的要求有著苛刻的要求。
