Derzeit,Schmelzgeblasenes VliesTextilien finden breite Anwendung im Bereich der Filtrationsmaterialien. Seit den 1970er Jahren wurden verschiedene Aufladungstechnologien und einzigartige Filter mit elektrostatischer Aufladung durch Mischen unterschiedlicher Fasern entwickelt und eingesetzt. Daraus resultierte das heutige elektrostatische Elektretverfahren. Zu den gängigen Elektretverfahren zählen derzeit das Elektrospinnen, die Koronaentladung, die Reibungselektrifizierung, die thermische Polarisation, der Beschuss mit niederenergetischen Elektronenstrahlen und der Reinstwasserstrahl. Aufgrund der unterschiedlichen elektrostatischen Elektretverfahren weisen die entstehenden Elektretkörper sehr unterschiedliche Eigenschaften auf, was sich auch in der Verbesserung der Filtrationsleistung und der elektrostatischen Beständigkeit zeigt.
Tatsächlich liegt die Filtrationsleistung von Meltblown-Vliesstoffen bei unter 70 %. Es reicht nicht aus, sich allein auf den mechanischen Blockierungseffekt der dreidimensionalen Aggregation ultrafeiner Fasern mit feinen Fasern, kleinen Poren und hoher Porosität zu verlassen. Eine einfache Erhöhung der Materialstärke (Grammgewicht) würde den Filtrationswiderstand erheblich steigern. Daher wird bei Schmelz- und Sprühfiltermaterialien üblicherweise eine elektrostatische Aufladung des Gewebes mittels eines elektrostatischen Elektrodenverfahrens vorgenommen. Durch dieses Verfahren lässt sich die Filtrationseffizienz auf Werte von bis zu 100 % verbessern, wodurch die KN95-Norm oder höher erfüllt wird.
Elektret-Luftfiltermaterial nutzt die Polarität der Faser selbst, um Staub elektrostatisch zu adsorbieren und Bakterien und Viren einzufangen. Die elektrische Ladung des Elektrets aus Polypropylen-Schmelzstrahlfasern unterscheidet sich von der Reibungsladung herkömmlicher Materialien. Es ist nicht wissenschaftlich fundiert, anhand von Papierfragmenten zu beurteilen, ob der Schmelzstrahl geladen ist oder ob die Maske durch Reibungselektrisierung eine Filterleistung erbringt. Reibungselektrisierung ist eine temporäre Ladung, ein Phänomen der vorübergehenden Oberflächenladung. Reibungsladung ist die positiv und negativ polarisierte Oberflächenladung, während die Ladung der Elektretfaser eine zusätzliche interne Ladung ist, die durch Anlegen einer Hochspannung während des Elektretprozesses hinzugefügt wird. Diese Ladungen verteilen sich in Form von Elektret-Master-Nanopartikeln im porösen Inneren der geschmolzenen Ultrafeinfaser. Die Wasserbeständigkeit des Schmelzstrahlmaterials und die Barrierewirkung der Ultrafeinfaser sorgen dafür, dass diese Ladungen im Inneren fest eingeschlossen werden. Erst wenn feine Partikel in das Innere der Schmelzstrahlschicht eindringen, wirken der elektrostatische Effekt und die Struktur der Ultrafeinfaser.
Die sogenannte statische Elektrizität entsteht dadurch, dass das Polypropylen-Schmelzblasmaterial selbst isolierend und ein elektrostatisches Material ist. Daher wird die Ladung nicht zufällig neutralisiert, sondern abgeleitet. Die Hochspannungsentladung wird in der Faser über einen längeren Zeitraum mit ausreichender elektrischer Ladung gespeichert. Es handelt sich dabei um das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer Ladungen, nicht um eine durch Reibung erzeugte Ladung. Daher kann die makroskopische Adsorption die mikroskopische Ladungsleistung nicht direkt widerspiegeln. Die hohe Porosität und die offenen elektrostatischen Elektret-Eigenschaften der ultrafeinen Fasern werden genutzt, um eine hohe Filtrationseffizienz und einen geringen Widerstand zu gewährleisten. Der extrem antibakterielle Wirkmechanismus des Elektret-Schmelzblasvlieses besteht darin, dass es ein starkes elektrostatisches Feld und einen mikroelektronischen Fluss in den Bakterien stimuliert. Dies führt zu Protein- und Nukleinsäuremutationen, zerstört die Oberflächenstruktur der Bakterien und tötet sie ab. Die Freisetzung negativer Ionen durch Turmalin blockiert einige mikrobielle Stoffwechselprozesse der Bakterien, darunter die Atmung, die Enzymaktivität und den Stofftransport aus der Zellwand. Dadurch wird das Bakterienwachstum gehemmt und eine antibakterielle Wirkung erzielt.
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Veröffentlichungsdatum: 30. Juli 2020