Derzeit,Schmelzgeblasenes VliesgewebeSie 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 wichtigsten Elektretverfahren zählen derzeit das Elektrospinnen, die Koronaaufladung, die Reibungselektrifizierung, die thermische Polarisation und der Beschuss mit niederenergetischen Elektronenstrahlen. Aufgrund der unterschiedlichen elektrostatischen Elektretverfahren weisen die entstehenden Elektretkörper auch deutliche Unterschiede in ihren Eigenschaften auf.
Tatsächlich liegt die Filtrationsleistung von Meltblown-Vliesstoffen bei unter 70 % und ist nicht ausreichend, um allein auf die mechanische Blockierungswirkung der dreidimensionalen Aggregation ultrafeiner Fasern mit feinen Fasern, kleinen Poren und hoher Porosität zu setzen. Eine einfache Erhöhung der Materialstärke (Grammgewicht) würde den Filtrationswiderstand erheblich steigern. Daher wird Schmelzblasfiltermaterialien üblicherweise durch elektrostatische Aufladung ein elektrostatischer Effekt verliehen. Mit diesem Verfahren lässt sich eine Filtrationseffizienz von 99,9 % bis 99,99 % erreichen (KN95-Standard).
Elektret-Luftfiltermaterial nutzt die Polarität der Fasern selbst, um Staub elektrostatisch zu adsorbieren und Bakterien sowie Viren einzufangen. Die hohe Porosität und die offenen elektrostatischen Eigenschaften der ultrafeinen Fasern gewährleisten eine hohe Filterleistung bei geringem Widerstand. Der extrem antibakterielle Wirkmechanismus des Elektret-Schmelzblasvlieses beruht darauf, dass es ein starkes elektrostatisches Feld erzeugt und die Bakterien mikroelektronisch stimuliert. Dies führt zu Protein- und Nukleinsäuremutationen, zerstört die Oberflächenstruktur der Bakterien und tötet sie ab. Gleichzeitig werden negative Ionen freigesetzt, die bestimmte Stoffwechselprozesse der Bakterien blockieren, darunter die Atmung, die Enzymaktivität und den Stofftransport aus der Zellwand. Dadurch wird das Bakterienwachstum gehemmt und eine antibakterielle Wirkung erzielt.
Die Schmelzstrahl-Elektretfiltermaterialien fangen Partikel hauptsächlich durch die kombinierte Wirkung von mechanischer Barriere und elektrostatischer Adsorption ab. Der mechanische Widerstand hängt eng mit der Struktur und den Eigenschaften der Materialien zusammen: Wird das Schmelzstrahl-Sprühgewebe mittels Koronaentladung mit einer Spannung von mehreren Hundert bis mehreren Kilovolt aufgeladen, diffundieren die Fasern aufgrund elektrostatischer Abstoßung in ein Netzwerk von Poren. Der Abstand zwischen den Fasern ist dabei deutlich größer als die Partikelgröße des Staubs, wodurch eine offene Struktur entsteht. Beim Durchdringen des Schmelzstrahl-Filtermaterials zieht der elektrostatische Effekt nicht nur geladene Staubpartikel effektiv an, sondern fängt auch polarisierte neutrale Partikel durch elektrostatische Induktion ab. Je höher das elektrostatische Potenzial des Materials, desto höher die Ladungsdichte, desto mehr Punktladungen und desto stärker der elektrostatische Effekt. Die Koronaentladung kann die Filtrationsleistung von Polypropylen-Schmelzstrahl-Sprühgewebe erheblich verbessern. Die Zugabe von Turmalinpartikeln kann die Elektret-Effizienz effektiv steigern, die Filtrationseffizienz erhöhen, den Filtrationswiderstand verringern, die Oberflächenladungsdichte der Fasern erhöhen und die Speicherkapazität des Fasernetzes verbessern. Der Gesamteffekt ist bei einem Turmalinanteil von 6 % am besten. Elektret wird hinzugefügt. Zu viel Elektretmaterial erhöht jedoch die Neutralisierung der Ladungsträgerbewegung.
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Veröffentlichungsdatum: 21. September 2020