현재,멜트블로운 부직포섬유는 여과 재료 분야에서 널리 사용됩니다. 1970년대 이후, 다양한 섬유를 혼합하여 정전하를 부여하는 다양한 기술과 독특한 필터가 개발 및 활용되어 왔으며, 그 직접적인 결과물이 현재의 정전기 일렉트릿 공정입니다. 현재 일렉트릿 제조 방법에는 주로 정전기 방사, 코로나 대전, 마찰 대전, 열 분극, 저에너지 전자빔 조사, 순수 물 분사 등이 있습니다. 재료의 정전기 일렉트릿 제조 공정이 다르기 때문에 형성되는 일렉트릿체의 특성도 매우 다르며, 여과 성능 향상 및 정전기 지속성에도 차이가 있습니다.
실제로 멜트블로운 부직포의 여과 성능은 70% 미만에 불과하며, 미세 섬유, 작은 기공, 높은 다공성을 가진 초미세 섬유의 3차원 응집에 의한 기계적 차단 효과에만 의존해서는 충분하지 않습니다. 단순히 소재의 중량과 두께를 늘리면 여과 저항이 크게 증가하기 때문입니다. 따라서 멜트블로운 필터 소재는 일반적으로 정전기 전극 공정을 통해 멜트블로운 스프레이 직물에 정전기 효과를 부여하고 정전기 방식을 이용하여 여과 효율을 향상시켜 %에서 %에 이르는 KN95 기준 이상의 여과 성능을 달성합니다.
일렉트릿 공기 필터 소재는 섬유 자체의 극성을 이용하여 먼지를 정전기적으로 흡착하고 세균과 바이러스를 포집합니다. 폴리프로필렌 용융 제트 섬유의 일렉트릿 전하는 일반 소재의 마찰 벨트 전하와 다릅니다. 용융 스프레이가 대전되었는지 또는 마스크가 마찰 대전을 통해 여과 성능을 발휘하는지 여부를 종이 조각을 그려서 판단하는 것은 과학적이지 않습니다. 마찰 대전은 일시적인 대전으로, 표면 전하가 일시적으로 모이는 현상입니다. 마찰 대전은 양전하와 음전하로 표면이 편극된 전하인 반면, 일렉트릿 섬유의 전하는 일렉트릿 공정 중 고전압을 가하여 추가된 내부 전하입니다. 이러한 전하는 용융된 초미세 섬유의 다공성 내부에 일렉트릿 마스터 나노 입자 형태로 분산됩니다. 용융 제트 소재의 내수성과 초미세 섬유의 차단막은 이러한 전하를 내부에 단단히 가두어 둡니다. 미세 입자만 용융 제트 층 내부로 들어갈 때 비로소 정전기 효과와 초미세 섬유 구조가 작용하기 시작합니다.
소위 정전기란 폴리프로필렌 용융 제트 소재 자체가 절연체이면서 동시에 일종의 극성 물질이기 때문에 전하가 무작위로 중화되거나 소산되지 않고, 고전압 방전으로 생성된 전하가 섬유 내에 오랜 시간 동안 충분한 양으로 축적되는 현상을 말합니다. 더욱이 이는 마찰에 의해 발생하는 전하가 아니라 여러 전하가 공존하는 현상입니다. 따라서 거시적인 흡착 특성만으로는 미시적인 전하 특성을 직접적으로 반영할 수 없습니다. 초극세 섬유의 높은 다공성과 개방형 정전기적 일렉트릿 특성은 고효율 저저항 여과 품질을 제공하는 데 활용됩니다. 탁월한 항균 작용 메커니즘은 일렉트릿 용융 부직포가 세균의 강력한 정전기장과 미세 전자 흐름을 자극하여 세균의 단백질과 핵산 변이를 유발하고, 세균 표면 구조를 파괴하여 사멸시키는 것입니다. 또한, 방출되는 음이온인 전기석은 세균의 호흡계, 효소 활성, 세포벽으로부터의 물질 전달 등 일부 미생물 대사 과정을 차단하여 세균 세포의 성장을 억제하고 항균 효과를 나타냅니다.
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게시 시간: 2020년 7월 30일