ナノファイバー膜がメルトブロー不織布マスク素材に取って代わる

マスク用ろ過材 ナノファイバー膜

静電紡糸法で作製された機能性ナノファイバー膜は、直径が約100～300nmと小さく、軽量、表面積が大きい、細孔径が小さい、通気性が良いなどの特性を備えています。空気や水のろ過における特殊保護、医療用保護材、精密機器の無菌操作作業場などにおける精密フィルターの実現を目指しています。現在のフィルター材料では、その細孔径に匹敵するものはありません。

ナノファイバー膜は、膜分離分野において数多くの用途を持つ新しい材料として注目されています。すでに一部の空気ろ過用途で実用化されているナノファイバー材料は、その小さく均一な細孔径と、本来高い多孔性から生じる低い水力抵抗により、近年、液体分離、特に水処理への応用が検討されています。さらに、これらの材料は表面積が比較的大きいため、吸着用途にも利用可能です。

ナノファイバー膜の利点

現在のマスク市場は基本的に不織布とメルトブローコットンで、不織布は約20μm、 メルトブローコットンの粒径は約1～5μmです。 ナノファイバー膜の開口部は100～300ナノメートルである。

メルトブロー不織布やナノ材料と比較

メルトブロー不織布は現在の市場で広く使用されており、高温溶融によるPPポリマー繊維で、直径は約1～5μmです。

山東ブルーフューチャー社が製造するナノファイバー膜の直径は100～300nm（ナノメートル）です。

フィルタリング原理と安定性の持続性の比較

現在市販されているメルトブロー不織布は、より優れたろ過効果を得るために静電吸着を利用する必要があり、材料は静電エレクトレットによって分極され、安定した電荷を帯びます。これにより、高いろ過効率と低いろ過抵抗特性を実現しています。しかし、静電効果とろ過効率は、周囲の温度と湿度によって大きく影響を受けます。電荷は時間とともに減衰し、消失します。電荷が消失すると、メルトブロー不織布に吸着された粒子が不織布を通過してしまいます。そのため、保護性能は不安定で、持続時間も短くなります。

山東ブルーフューチャーのナノファイバー膜は物理的絶縁性があり、電荷や環境の影響を受けません。膜表面の汚染物質を隔離し、保護性能は安定しており、長期間持続します。

追加機能と漏洩率を比較

メルトブロー不織布は高温加工技術であるため、他の機能を付加することは難しく、後処理によって抗菌性を付与することも不可能です。また、抗菌剤を担持する際にメルトブロー不織布の静電特性が大幅に低下するため、吸着機能も持ちません。

市販のろ過材の抗菌・抗炎症機能は、他の担体に付加されたものです。これらの担体は開口部が大きく、細菌は衝撃によって死滅しますが、残りの汚染物質は静電気によってメルトブロー不織布に付着します。静電気は消失した後も細菌は生存し続け、メルトブロー不織布を通過するため、抗菌機能が大幅に低下し、汚染物質の漏出率が高くなっています。

ナノファイバー膜は穏やかな条件下で製造され、生物活性物質や抗菌剤の添加が容易です。また、漏洩率も低くなっています。

ナノマスクは、その高いろ過性能により、効果的な保護マスクとなっています。ナノ抗菌マークに加え、メルトブローコットンに加えて、100～300ナノファイバーの微細な層も追加されています。表面はクモの巣状の微細多孔質構造を持ち、ネットワーク接続、穴挿入、チャネル曲げなどの三次元構造が非常に複雑に変化するため、優れた表面ろ過機能を発揮します。この素材で作られたナノファイバーマスクは、高いバリア効率、長い耐用年数、薄型で通気性に優れ、より正確なろ過を実現し、現在のフィルター素材の欠点であるメルトブローコットンの電荷吸着が時間や環境によって変化し、ろ過機能が弱まるという問題を解決します。また、抗菌機能を直接付与できるため、現在の市場に出回っている抗菌素材の高い細菌ネット漏出率という欠点も解決します。

より効果的で、より長く保護効果が持続するマスクの開発は、今後のマスク開発の新たな方向性であり、同時に感染症予防の新たな方向性でもある。