Nano - PTFE Media

    ในปัจจุบัน เทคโนโลยีด้านการกรองอากาศได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในด้านต่างๆ ซึ่งองค์ประกอบที่ถือเป็นหัวใจสำคัญในแผ่นกรองอากาศนั้นคือ เนื้อใยกรอง (Media) เนื้อใยกรองที่นิยมใช้ในระบบกรองอากาศนั้นมีทั้งเส้นใยสังเคราะห์ (Synthetic Fiber) และใยแก้วสังเคราะห์ (Glass Fiber)โดยปัจจุบันเนื้อใยกรองประสิทธิภาพสูงจำพวก HEPA และ ULPA จำนวนหนึ่งทำจากเส้นใยสังเคราะห์ชนิด Polytetrafluoroethylene (PTFE) หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ “เทฟล่อน”โดยคุณสมบัติเด่นของเส้นใยสังเคราะห์ PTFE นั้นคือความสามารถในการกันน้ำ (Hydrophobic) และทนต่อกรด,เบส และสารเคมีตารางที่ 1 แสดงรูปจากเครื่อง Scanning Electron Microscope (SEM) และข้อมูลด้านโครงสร้างระหว่างใยแก้วสังเคราะห์และเส้นใยสังเคราะห์ PTFE
 
 
ตารางที่ 1 แสดงข้อมูลด้านโครงสร้างระหว่างใยแก้วสังเคราะห์และเส้นใยสังเคราะห์ PTFE

 

เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลทางด้านโครงสร้างระหว่างใยแก้วสังเคราะห์และเส้นใยสังเคราะห์ PTFE
ตามตารางที่ 1พบว่าเส้นใยสังเคราะห์ PTFE มีขนาดของเส้นใยอยู่ในระดับนาโนเมตรซึ่งเป็นเส้นใยขนาดเล็ก 
ซึ่งส่งผลทำให้โมเลกุลของอากาศไม่เกิดระบบ Colloid กับเส้นใย อากาศจึงไหลผ่านได้ง่าย ส่งผลให้ความต้านทานการไหลของอากาศต่ำ (Lower Pressure Drop) นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ Slip-Flow ยังทำให้อนุภาคของฝุ่นเคลื่อนที่ใกล้ชิดกับพื้นผิวของเส้นใยมากกว่า เพราะอากาศสามารถเคลื่อนที่และนำพาอนุภาคของฝุ่นมาได้ง่าย ส่งผลให้อนุภาคเหล่านี้ถูกดักจับโดยเส้นใยได้ดีขึ้น มีผลทำให้ประสิทธิภาพการกรองเพิ่มมากขึ้น (Higher Efficiency) 
 

 

รูปที่ 1 แสดงกราฟ MPPS ที่ได้จากการทดสอบเนื้อใยกรองที่ความเร็มลม 5.3 เซนติเมตรต่อวินาที

 

 
ผลการทดสอบแผ่นใยกรองที่ความเร็มลม5.3 เซนติเมตรต่อวินาทีตามรูปที่ 1 พบว่าเนื้อใยกรอง
ที่ HEPA เดียวกันนั้น เส้นใยสังเคราะห์ PTFE มีความต้านทานการไหลของอากาศต่ำกว่า ใยแก้วสังเคราะห์ 50%(A) ในขณะที่เส้นใยสังเคราะห์ PTFE ในคลาส ULPA มีความต้านทานการไหลของอากาศต่ำกว่า ใยแก้วสังเคราะห์ในคลาส HEPA33%(B)
 
 
รูปที่ 2 แสดงภาพจำลองของอนุภาคอากาศเมื่อเข้าใกล้เส้นใยขนาด 50 นาโนเมตรและ 50 ไมโครเมตร
 
รูปที่ 2 อธิบายปรากฏการณ์ Slip-Flow ที่เกิดขึ้นกับอนุภาคของอากาศ ดังจะเห็นว่าอนุภาคของอากาศเมื่อเคลื่อนที่ผ่านเส้นใยขนาด 50 ไมโครเมตรอนุภาคของอากาศจะติดอยู่ที่พื้นผิวของเส้นใย ทำให้ความเร็วของอนุภาคอากาศเท่ากับศูนย์ แต่ในทางตรงกันข้าม เมื่ออนุภาคของอากาศเคลื่อนที่ผ่านเส้นใยขนาด 50 นาโนเมตรอนุภาคของอากาศจะไม่ติดอยู่ที่พื้นผิวของเส้นใย ทำให้ความเร็วของอนุภาคอากาศไม่เท่ากับศูนย์ โดยอนุภาคเหล่านั้นจึงคลื่อนที่ผ่านพื้นผิวเส้นใยได้และเกิดเป็นปรากฏการณ์ Slip-Flow แต่ในทางปฏิบัตินั้น เส้นใยระดับนาโนจะไม่ถูกใช้เป็นเนื้อใยกรองเพียงอย่างเดียว อาจจะมีการนำเส้นใยระดับนาโนมาผสมกับเส้นใยระดับ
ไมโคร หรือเพิ่มชั้นของเส้นใยระดับนาโนบนพื้นผิวเส้นใยของตัวกรองระดับไมโคร แต่อย่างไรก็ตามชั้นของเส้นใยระดับนาโนนี้อาจจะประพฤติตัวเป็นเยื้อหุ้มบางๆที่ประกอบด้วยรูขนาดเล็กซึ่งจะไปขัดขวางการไหลของ
อากาศ ซึ่งจะทำให้ความต้านทานการไหลของอากาศเพิ่มขึ้น