멜트블로운 부직포: 마스크의 "심장"이자 고효율 여과의 핵심

멜트블로운 부직포는 용융 압출 공정을 사용하여 고분자 원료로 생산되는 초미세 섬유 부직포의 일종입니다. 독특한 미세 구조와 뛰어난 여과 성능으로 인해 마스크의 "심장"으로 불리며 공기 여과, 액체 여과, 유흡착 재료 등에서 필수적인 역할을 합니다.

멜트블로운 공정 원리

멜트블로운 공정은 초미세 섬유 부직포를 생산하는 효율적인 방법입니다. 기본 원리는 다음과 같습니다:

• 고분자 용융: 고분자(가장 일반적으로 고용융 흐름 지수 폴리프로필렌, PP)를 압출기에 공급하여 가열하고 용융하여 균질한 용융물을 만듭니다.
• 고속 공기 스트레칭: 용융된 고분자는 스피너렛(수백에서 수천 개의 작은 구멍이 있는 장치)을 통해 압출되어 매우 미세한 고분자 스트림을 형성합니다.
• 섬유 형성 및 냉각: 스피너렛 아래에서 고속의 뜨거운 공기 흐름(일반적으로 고분자 스트림과 평행하거나 각도를 이룸)이 분사되어 새로 압출된 고분자 스트림을 강하게 늘리고 가늘게 만듭니다. 이 스트레칭 과정에서 고분자 스트림은 빠르게 얇아져 일반적으로 0.5~10 마이크로미터 사이의 직경을 가진 초미세 섬유를 형성합니다. 동시에 공기 흐름은 빠르게 냉각되어 고화됩니다.
• 무작위 웹 형성: 이 초미세 섬유는 공기 흐름에 의해 수집 스크린으로 불어 보내져 무작위로 축적되고 얽혀서 복잡한 다공성 구조를 가진 푹신하고 조밀한 웹을 형성합니다. 섬유가 극도로 미세하고 무작위로 배열되어 있기 때문에 멜트블로운 부직포는 내부적으로 방대한 수의 미세 기공을 형성하며, 이는 고효율 여과 성능에 매우 중요합니다.
• 자가 접착: 수집 스크린의 섬유는 잔열과 섬유 간의 자연적인 접착력으로 인해 자발적으로 결합하여 일반적으로 추가 바인더 없이 일정 정도의 강도를 가진 부직포를 형성합니다.

멜트블로운 부직포의 특징

• 초미세 섬유 직경: 섬유 직경은 일반적으로 0.5~10 마이크로미터 사이로, 사람의 머리카락보다 훨씬 가늘습니다. 이는 단위 면적당 섬유 수와 표면적을 크게 증가시킵니다.
• 높은 여과 효율: 미세 섬유와 조밀하고 복잡한 다공성 구조로 인해 멜트블로운 부직포는 미세 입자(세균, 바이러스 운반 비말, 먼지, PM2.5 등)에 대해 뛰어난 기계적 차단 및 흡착 여과 능력을 나타냅니다.
• 독특한 모세관 구조: 내부의 많은 수의 미세 기공과 모세관 구조는 특히 유성 물질에 대한 강한 흡착력을 포함하여 우수한 흡착 특성을 제공합니다.
• 우수한 균일성: 섬유의 무작위 배열은 직물의 모든 방향에서 비교적 균일한 특성을 나타냅니다.
• 부드러움과 부피감: 미세 섬유와 푹신한 구조는 직물을 부드럽게 만듭니다.
• 소수성/발수성: 대부분의 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌을 원료로 사용하며, 이는 본질적으로 소수성이며 수성 액체의 침투를 효과적으로 차단할 수 있습니다.
• 전기 처리로 여과 성능 향상: 정전기적 일렉트릿 기술로 처리된 멜트블로운 부직포는 정전하를 띠어 낮은 호흡 저항을 유지하면서 정전기적 흡착을 통해 초미세 입자의 여과 효율을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

기능 및 응용

뛰어난 여과 및 차단 특성으로 인해 멜트블로운 부직포는 높은 수준의 보호와 청결이 요구되는 다양한 분야에서 널리 사용됩니다:

• 의료 및 건강 보호:
  • 의료용 마스크(핵심 필터 층): 이는 멜트블로운 부직포의 가장 잘 알려진 응용 분야로, 특히 N95 및 수술용 마스크에서 멜트블로운 층은 높은 여과 효율을 달성하는 데 매우 중요합니다.
  • 의료용 보호복 및 격리 가운: 혈액, 체액, 세균 및 바이러스에 대한 효과적인 장벽을 제공합니다.
  • 수술용 드레이프, 멸균 랩: 멸균 환경을 보장하기 위해 수술실에서 사용됩니다.
• 여과 재료:
  • 공기 필터: 공기 중 입자, 세균 및 바이러스의 효율적인 여과를 위해 HVAC 시스템, 공기 청정기, 자동차 캐빈 에어 필터, HEPA 필터 등에 사용됩니다.
  • 액체 여과: 수처리, 음료 여과, 산업용 액체 여과 등에 사용됩니다.
• 유흡착 재료:
  • 오일 붐, 오일 흡착 패드: 강한 오일 흡착 능력을 가지고 있어 수면의 유출, 산업용 오일 누출 등을 청소하는 데 사용됩니다.
• 단열 재료:
  • 의류 안감, 충전재: 독특한 미세 기공 구조는 많은 양의 공기를 가두어 우수한 단열 특성을 제공합니다.
• 닦는 재료:
  • 정밀 기기 와이프, 산업용 와이프: 우수한 흡수성과 보푸라기 없는 특성으로 알려져 있습니다.

멜트블로운 부직포는 정밀한 미세 구조와 뛰어난 성능으로 공중 보건 문제 해결, 환경 품질 개선, 산업 생산 효율성 향상에 중요한 역할을 합니다.