قماش غير منسوج منفوخ بالذوبان: "قلب" الأقنعة ومفتاح الترشيح عالي الكفاءة

قماش غير منسوج منفوخ بالذوبانهو نوع من الأقمشة غير المنسوجة فائقة النعومة المصنوعة من المواد الخام البوليمرية باستخدام عملية النفخ بالذوبان. نظرًا لبنيته الدقيقة الفريدة وأدائه المتميز في الترشيح، فقد أُطلق عليه لقب "قلب" أقنعة الوجه ويلعب دورًا لا غنى عنه في ترشيح الهواء، وترشيح السوائل، ومواد امتصاص الزيت، وغير ذلك.

مبدأ عملية النفخ بالذوبان

عملية النفخ بالذوبان هي طريقة فعالة لإنتاج أقمشة غير منسوجة من الألياف فائقة النعومة. مبدأها الأساسي هو:

• إذابة البوليمر: يتم تغذية البوليمر (عادةً ما يكون البولي بروبيلين ذو مؤشر تدفق ذوبان مرتفع، PP) في الطارد، حيث يتم تسخينه وإذابته في ذوبان متجانس.
• تمدد الهواء عالي السرعة: يتم بث البوليمر المنصهر من خلال مرشة (جهاز به مئات إلى آلاف الفتحات الصغيرة)، مما يشكل تيارات بوليمر دقيقة جدًا.
• تشكيل الألياف والتبريد: أسفل المرشة، يتم طرد تيار هواء ساخن عالي السرعة (عادةً ما يكون موازيًا لتيارات البوليمر أو بزاوية عليها)، مما يؤدي إلى تمدد هذه التيارات البوليمرية التي تم بثها حديثًا وتقليلها بشكل مكثف. أثناء هذا التمدد، تترقق تيارات البوليمر بسرعة، وتشكل أليافًا فائقة النعومة بأقطار تتراوح عادةً بين 0.5 و 10 ميكرومتر. في الوقت نفسه، يبرد تيار الهواء ويصلبها بسرعة.
• تشكيل الويب العشوائي: يتم نفخ هذه الألياف فائقة النعومة على شاشة تجميع بواسطة تيار الهواء، حيث تتراكم وتتشابك بشكل عشوائي، وتشكل شبكة رقيقة وكثيفة ذات هيكل مسامي معقد. نظرًا لأن الألياف دقيقة للغاية ومرتبة بشكل عشوائي، فإن القماش غير المنسوج المنفوخ بالذوبان يشكل عددًا كبيرًا من المسام الدقيقة داخليًا، وهو أمر بالغ الأهمية لأداء الترشيح عالي الكفاءة.
• الترابط الذاتي: تترابط الألياف الموجودة على شاشة التجميع تلقائيًا بسبب حرارتها المتبقية والالتصاق الطبيعي بين الألياف، مما يشكل قماشًا غير منسوج بدرجة معينة من القوة، وعادةً ما يكون ذلك دون الحاجة إلى مواد رابطة إضافية.

خصائص القماش غير المنسوج المنفوخ بالذوبان

• قطر الألياف فائقة النعومة: تتراوح أقطار الألياف عادةً بين 0.5 و 10 ميكرومتر، وهي أدق بكثير من شعر الإنسان. وهذا يزيد بشكل كبير من عدد الألياف والمساحة السطحية لكل وحدة مساحة.
• كفاءة الترشيح العالية: نظرًا لأليافه الدقيقة وهيكله المسامي الكثيف والمعقد، يُظهر القماش غير المنسوج المنفوخ بالذوبان قدرات حجب ميكانيكية ممتازة وقدرات ترشيح امتصاصية ضد الجسيمات الصغيرة (مثل البكتيريا والقطرات الحاملة للفيروسات والغبار و PM2.5).
• هيكل شعري فريد: يمنحه العدد الكبير من المسام الدقيقة والهياكل الشعرية بالداخل خصائص امتصاص جيدة، وخاصة قدرة الامتصاص القوية للمواد الزيتية.
• توحيد جيد: يؤدي الترتيب العشوائي للألياف إلى خصائص موحدة نسبيًا في جميع اتجاهات القماش.
• النعومة والضخامة: الألياف الدقيقة والبنية الرقيقة تجعل القماش ناعمًا الملمس.
• طارد للماء/طارد للماء: تستخدم معظم الأقمشة غير المنسوجة المنفوخة بالذوبان البولي بروبيلين كمادة خام، وهو بطبيعته مسعور ويمكنه منع اختراق السوائل المائية بشكل فعال.
• تعزيز الترشيح من خلال معالجة الإليكترات: يمكن للقماش المنفوخ بالذوبان المعالج بتقنية الإليكترات الكهروستاتيكية أن يحمل شحنات كهروستاتيكية، مما يزيد من تحسين كفاءة ترشيح الجسيمات فائقة النعومة من خلال الامتصاص الكهروستاتيكي مع الحفاظ على مقاومة تنفس منخفضة.

الوظائف والتطبيقات

نظرًا لخصائصه الاستثنائية في الترشيح والحاجز، يستخدم القماش غير المنسوج المنفوخ بالذوبان على نطاق واسع في مختلف المجالات التي تتطلب مستويات عالية من الحماية والنظافة:

• الحماية الطبية والصحية:
  • أقنعة الوجه الطبية (طبقة المرشح الأساسية): هذا هو التطبيق الأكثر شهرة للقماش غير المنسوج المنفوخ بالذوبان، وخاصة في أقنعة N95 والجراحية، حيث تكون الطبقة المنفوخة بالذوبان ضرورية لتحقيق كفاءة ترشيح عالية.
  • ملابس الوقاية الطبية وأردية العزل: يوفر حاجزًا فعالًا ضد الدم وسوائل الجسم والبكتيريا والفيروسات.
  • الستائر الجراحية، لفائف التعقيم: تستخدم في غرف العمليات لضمان بيئة معقمة.
• مواد الترشيح:
  • مرشحات الهواء: تستخدم في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وأجهزة تنقية الهواء، ومرشحات هواء مقصورة السيارة، ومرشحات HEPA، وما إلى ذلك، للترشيح الفعال للجسيمات المحمولة بالهواء والبكتيريا والفيروسات.
  • ترشيح السوائل: تستخدم في معالجة المياه، وترشيح المشروبات، وترشيح السوائل الصناعية، وما إلى ذلك.
• مواد امتصاص الزيت:
  • أذرع الزيت، وسادات امتصاص الزيت: تمتلك قدرة امتصاص زيت قوية، وتستخدم لتنظيف الانسكابات النفطية على أسطح المياه، وتسربات الزيت الصناعية، وما إلى ذلك.
• مواد العزل الحراري:
  • بطانات الملابس، الحشوات: يمكن لهيكلها المسامي الدقيق الفريد أن يحبس كمية كبيرة من الهواء، مما يوفر خصائص عزل حراري ممتازة.
• مواد المسح:
  • مناديل الأدوات الدقيقة، مناديل صناعية: معروفة بامتصاصها الجيد وخصائصها الخالية من الوبر.

يلعب القماش غير المنسوج المنفوخ بالذوبان، ببنيته الدقيقة الدقيقة وأدائه الممتاز، دورًا حاسمًا في مواجهة تحديات الصحة العامة، وتحسين الجودة البيئية، وتعزيز كفاءة الإنتاج الصناعي.