แผ่นเมมเบรนนาโนไฟเบอร์ใช้แทนวัสดุทำหน้ากากผ้าแบบเป่าละลาย

วัสดุกรองหน้ากากอนามัย เมมเบรนนาโนไฟเบอร์

เยื่อนาโนไฟเบอร์แบบปั่นด้วยไฟฟ้าสถิตมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กประมาณ 100-300 นาโนเมตร มีคุณสมบัติเด่นคือ น้ำหนักเบา พื้นที่ผิวมาก รูพรุนเล็ก และระบายอากาศได้ดี ทำให้สามารถนำไปใช้ในการผลิตตัวกรองความแม่นยำสูงในงานกรองอากาศและน้ำ การป้องกันพิเศษทางการแพทย์ วัสดุป้องกัน เครื่องมือผ่าตัดปลอดเชื้อ และอื่นๆ ซึ่งวัสดุกรองในปัจจุบันไม่สามารถเทียบได้ในเรื่องขนาดรูพรุนที่เล็ก

เยื่อนาโนไฟเบอร์ได้กลายเป็นวัสดุใหม่ที่มีศักยภาพในการใช้งานหลากหลายด้านในสาขาการแยกสารด้วยเยื่อ ปัจจุบันวัสดุนาโนไฟเบอร์ได้ถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์แล้วในงานกรองอากาศบางประเภท และเมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการพิจารณานำมาใช้ในการแยกของเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบำบัดน้ำ เนื่องจากมีขนาดรูพรุนเล็กและสม่ำเสมอ รวมถึงมีความต้านทานต่อแรงดันน้ำต่ำอันเนื่องมาจากความพรุนสูงโดยธรรมชาติ ยิ่งไปกว่านั้น พื้นผิวที่ค่อนข้างสูงของวัสดุเหล่านี้ยังช่วยให้สามารถนำไปใช้ในงานดูดซับได้อีกด้วย

ข้อดีของเยื่อนาโนไฟเบอร์

ตลาดหน้ากากอนามัยในปัจจุบันส่วนใหญ่ผลิตจากวัสดุไม่ทอและผ้าฝ้ายแบบเป่าละลาย โดยวัสดุไม่ทอมีความหนาประมาณ 20 ไมครอน เส้นใยฝ้ายแบบเป่าละลายมีขนาดประมาณ 1-5 ไมโครเมตร รูพรุนของเยื่อนาโนไฟเบอร์มีขนาดตั้งแต่ 100-300 นาโนเมตร

เมื่อเปรียบเทียบกับผ้าที่ผลิตด้วยกระบวนการเป่าละลาย (melt-blown fabric) และวัสดุนาโน

ผ้าเมลต์บลown (Melt-blown fabric) เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดปัจจุบัน โดยผลิตจากเส้นใยพอลิเมอร์ PP ผ่านการหลอมที่อุณหภูมิสูง มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1-5 ไมโครเมตร

เยื่อนาโนไฟเบอร์ที่ผลิตโดยบริษัท Shandong Blue Future มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100-300 นาโนเมตร

การเปรียบเทียบหลักการกรองและความคงทนของเสถียรภาพ

ผ้าเมลต์บลown ในท้องตลาดปัจจุบัน เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการกรองที่ดีขึ้น จำเป็นต้องใช้การดูดซับด้วยไฟฟ้าสถิต โดยวัสดุจะถูกทำให้มีขั้วด้วยไฟฟ้าสถิต ทำให้เกิดประจุที่เสถียร เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการกรองสูงและคุณสมบัติความต้านทานการกรองต่ำ แต่ผลของไฟฟ้าสถิตและประสิทธิภาพการกรองจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิและความชื้นในสิ่งแวดล้อม ประจุจะอ่อนลงและหายไปตามเวลา การหายไปของประจุทำให้อนุภาคที่ถูกดูดซับโดยผ้าเมลต์บลown สามารถผ่านผ้าเมลต์บลown ไปได้ ประสิทธิภาพการกรองจึงไม่เสถียรและมีอายุการใช้งานสั้น

แผ่นเมมเบรนนาโนไฟเบอร์ของ Shandong Blue Future เป็นฉนวนทางกายภาพ ไม่ได้รับผลกระทบจากประจุและสิ่งแวดล้อม สามารถแยกสารปนเปื้อนไว้บนพื้นผิวของเมมเบรนได้ ประสิทธิภาพการป้องกันมีความเสถียรและใช้งานได้ยาวนาน

เปรียบเทียบกับคุณสมบัติเพิ่มเติมและอัตราการรั่วไหล

เนื่องจากผ้าเมลต์บลownเป็นเทคโนโลยีการผลิตที่อุณหภูมิสูง จึงยากที่จะเพิ่มคุณสมบัติอื่นๆ ให้กับผ้าเมลต์บลown และไม่สามารถเพิ่มคุณสมบัติต้านจุลชีพผ่านกระบวนการหลังการผลิตได้ นอกจากนี้ คุณสมบัติทางไฟฟ้าสถิตของผ้าเมลต์บลownจะลดลงอย่างมากในระหว่างการเติมสารต้านจุลชีพ ทำให้ผ้าไม่มีคุณสมบัติในการดูดซับ

วัสดุกรองที่มีจำหน่ายในท้องตลาดมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านการอักเสบ โดยคุณสมบัติเหล่านี้ถูกเพิ่มเข้าไปในวัสดุตัวกลางอื่นๆ วัสดุตัวกลางเหล่านี้มีรูพรุนขนาดใหญ่ แบคทีเรียจะถูกทำลายด้วยแรงกระแทก ส่วนสารปนเปื้อนที่หลงเหลืออยู่จะเกาะติดกับผ้าเมลต์บลownด้วยประจุไฟฟ้าสถิต แบคทีเรียจะยังคงมีชีวิตอยู่ได้แม้ประจุไฟฟ้าสถิตจะหายไป และจะผ่านผ้าเมลต์บลownไปได้ ทำให้คุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียลดลงอย่างมาก และอัตราการรั่วซึมของสารปนเปื้อนก็สูงขึ้น

เยื่อนาโนไฟเบอร์ผลิตภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง สามารถเติมสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและสารต้านแบคทีเรียได้ง่าย อัตราการรั่วไหลต่ำ

หน้ากากนาโนกลายเป็นหน้ากากป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากมีประสิทธิภาพในการกรองสูง นอกจากการเพิ่มใยฝ้ายแบบเป่าละลายแล้ว หน้ากากนาโนต้านเชื้อแบคทีเรียยังเพิ่มชั้นเมมเบรนนาโนไฟเบอร์ที่มีรูพรุนขนาดเล็ก 100-300 นาโนเมตร พื้นผิวมีโครงสร้างไมโครพรุนคล้ายใยแมงมุม ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสามมิติที่ซับซ้อนมาก เช่น การเชื่อมต่อแบบเครือข่าย การแทรกรู และการโค้งงอของช่อง ทำให้มีฟังก์ชันการกรองพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม หน้ากากนาโนไฟเบอร์ที่ทำจากวัสดุนี้มีคุณสมบัติเด่นคือ ประสิทธิภาพการกั้นสูง อายุการใช้งานยาวนาน บางและระบายอากาศได้ดี และมีการกรองที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยแก้ปัญหาข้อเสียของวัสดุกรองในปัจจุบัน: การดูดซับประจุของใยฝ้ายแบบเป่าละลายเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาและสภาพแวดล้อม และฟังก์ชันการกรองลดลง และสามารถเพิ่มฟังก์ชันต้านเชื้อแบคทีเรียได้โดยตรง ซึ่งแก้ปัญหาข้อเสียของอัตราการรั่วไหลของแบคทีเรียสูงของวัสดุต้านเชื้อแบคทีเรียในตลาดปัจจุบัน

หน้ากากอนามัยที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและปกป้องได้นานขึ้น คือทิศทางใหม่ของการพัฒนาหน้ากากอนามัยในอนาคต และยังเป็นทิศทางใหม่ของการป้องกันโรคระบาดอีกด้วย