Многія ведаюць, што асновай хірургічных масак і масак N95 з'яўляецца сярэдні пласт — бавоўна, выдзіманая метадам расплаву.
Калі вы ўсё яшчэ не ведаеце, давайце спачатку коратка разгледзім гэта. Хірургічныя маскі падзяляюцца на тры пласты, прычым два знешнія пласты — гэта нетканы матэрыял тыпу спанбонд, а сярэдні пласт — бавоўна, выцісканая метадам расплаву. Незалежна ад таго, ці гэта нетканы матэрыял тыпу спанбонд, ці бавоўна, выцісканая метадам расплаву, яны вырабляюцца не з бавоўны, а з пластыкавага поліпрапілену (ПП).
Бехнам Пурдэйхімі, намеснік дырэктара Інстытута нетканых матэрыялаў пры Універсітэце штата Паўночная Караліна і прафесар матэрыялазнаўства, растлумачыў, што пярэдні і задні пласты нетканага матэрыялу на хірургічных масках не маюць здольнасці фільтраваць мікраарганізмы. Яны могуць блакаваць толькі кроплі вадкасці, і толькі сярэдні пласт бавоўны, выдзіманай метадам расплаву, мае функцыю фільтрацыі бактэрый.
Фільтруючая функцыя нетканага матэрыялу, атрыманага метадам выдзімання з расплаву.
Фактычна, эфектыўнасць фільтрацыі (КФ) валокнаў вызначаецца іх сярэднім дыяметрам і шчыльнасцю ўпакоўкі. Чым меншы дыяметр валокнаў, тым вышэй эфектыўнасць фільтрацыі.
Дыяметр валокнаў бавоўны, апрацаваных метадам расплаўленага выдзімання, складае прыблізна ад 0,5 да 10 мікрон, у той час як дыяметр валокнаў пласта спанбонд складае каля 20 мікрон. Дзякуючы ультратонкім валокнам, бавоўна, атрыманая метадам расплаўленага выдзімання, мае вялікую плошчу паверхні і можа паглынаць розныя мікрачасціцы. Яшчэ больш уражвае тое, што бавоўна, атрыманая метадам расплаўленага выдзімання, адносна добра прапускае паветра, што робіць яе добрым матэрыялам для вырабу фільтраў для масак, у той час як нетканы матэрыял спанбонд такім не з'яўляецца.
Давайце разгледзім працэс вытворчасці гэтых двух тыпаўнетканыя тканіны.
Пры вырабе нетканага матэрыялу тыпу спанбонд поліпрапілен плавяць і выцягваюць у шоўк, які затым утварае сетку. — У параўнанні з нетканым матэрыялам тыпу спанбонд, бавоўна, выдзіманая метадам расплаву, мае значна больш перадавую тэхналогію, і фактычна, тэхналогія расплаву ў цяперашні час з'яўляецца адзінай тэхналогіяй, якая выкарыстоўваецца для буйнамаштабнай вытворчасці валокнаў мікроннага памеру.
Працэс вытворчасці бавоўны, выдзіманай метадам расплаву
Машына можа генераваць хуткасны паток гарачага паветра, які будзе распыляць расплаўлены поліпрапілен з надзвычай малой адтуліны сопла расплаву, з такім жа эфектам, як і распыленне.
Туманныя ультратонкія валокны збіраюцца на роліках або пласцінах, утвараючы нетканыя матэрыялы, выдзіманыя метадам расплаву — на самой справе, натхненне для тэхналогіі выдзіманага метадам расплаву прыходзіць з прыроды. Вы, напэўна, не ведаеце, што прырода таксама вырабляе матэрыялы, выдзіманыя метадам расплаву. Каля вулканічных кратараў часта можна ўбачыць дзіўныя парыкі, якія з'яўляюцца валасамі Пеле, што складаюцца з базальтавай магмы, выветранай гарачым ветрам вулкана.
У 1950-х гадах Ваенна-даследчая лабараторыя ЗША (NRL) упершыню выкарыстала тэхналогію расплаву для вытворчасці валокнаў для фільтрацыі радыеактыўных матэрыялаў. У наш час тэхналогія расплаву выкарыстоўваецца не толькі для вытворчасці фільтруючых матэрыялаў для фільтрацыі вады і газу, але і для вытворчасці прамысловых ізаляцыйных матэрыялаў, такіх як мінеральная вата. Аднак эфектыўнасць фільтрацыі самой бавоўны, атрыманай метадам расплаву, складае ўсяго каля 25%. Як жа атрымалася дасягнуць эфектыўнасці фільтрацыі масак N95 у 95%?
Гэта найважнейшы этап у працэсе вытворчасці медыцынскай бавоўны, выдзіманай метадам расплаву, — электрастатычная палярызацыя.
Як мы толькі што згадвалі, эфектыўнасць фільтрацыі масак залежыць ад іх дыяметра і шчыльнасці напаўнення. Аднак, калі маска занадта шчыльна сплецена, яна не будзе дыхаць, і чалавек будзе адчуваць дыскамфорт. Калі не правесці апрацоўку электрастатычнай палярызацыі, эфектыўнасць фільтрацыі тканіны, атрыманай метадам выдзімання з расплаву, якая можа паменшыць адчуванне ўдушша, складае ўсяго 25%.
Як можна палепшыць паветрапранікальнасць, забяспечваючы пры гэтым эфектыўнасць фільтрацыі?
У 1995 годзе навуковец-інжынер Пітэр П. Цай з Універсітэта Тэнэсі прапанаваў ідэю тэхналогіі электрастатычнага асаджэння, якая выкарыстоўваецца ў прамысловай фільтрацыі.
У прамысловасці (напрыклад, у фабрычных комінах) інжынеры выкарыстоўваюць электрычнае поле для зарадкі часціц, а затым выкарыстоўваюць электрасетку для іх паглынання, каб адфільтраваць надзвычай дробныя часціцы.
Выкарыстанне тэхналогіі электрастатычных фільтраў для фільтрацыі паветра
Натхнёныя гэтай тэхналогіяй, многія людзі спрабавалі электрызаваць пластыкавыя валокны, але без поспеху. Але Цай Біньі зрабіў гэта. Ён вынайшаў метад зарадкі пластыка, іянізуючы паветра і электрастатычна зараджаючы тканіну, атрыманую метадам расплаву, ператвараючы яе ў электрэт, пастаянна зараджаны матэрыял, падобны да Пікачу.
Пасля пераўтварэння ў Пікачу, пласт тканіны, атрыманай метадам расплаву, можа не толькі дасягнуць 10 слаёў без электрычнасці, але і прыцягваць часціцы дыяметрам каля 100 нм, такія як COVID-19.
Можна сказаць, што з дапамогай тэхналогіі Цай Біньі былі створаны маскі N95. Гэтая тэхналогія абараняе жыцці мільярдаў людзей па ўсім свеце.
Дарэчы, тэхніка электрастатычнага зарада Цай Бінгі называецца каронным электрастатычным зарадам, які з'яўляецца тым жа тыпам кароны, што і каранавірус, але тут «карона» азначае «карона».
Пасля таго, як вы паглядзіце на працэс вытворчасці медыцынскай бавоўны, выпраменьванай метадам расплаву, вы зразумееце яго тэхнічную складанасць. Фактычна, самай складанай часткай працэсу вытворчасці бавоўны, выпраменьванай метадам расплаву, можа быць механічная вытворчасць бавоўны, выпраменьванай метадам расплаву.
У сакавіку гэтага года Маркус Мюлер, дырэктар па продажах кампаніі Reicol, нямецкага пастаўшчыка абсталявання для выдзімання з расплаву, заявіў у інтэрв'ю NPR, што для забеспячэння тонкасці і стабільнай якасці валокнаў машыны для выдзімання з расплаву патрабуюць высокай дакладнасці і складанасці ў вытворчасці. Час вытворчасці і зборкі машыны складае не менш за 5-6 месяцаў, а кошт кожнай машыны можа дасягаць 4 мільёнаў долараў. Аднак многія машыны на рынку маюць неаднолькавы ўзровень якасці.
Кампанія Hills, Inc. у Фларыдзе — адзін з нямногіх вытворцаў у свеце, які можа вырабляць фарсункі для абсталявання для выдзімання бавоўны з расплаву. Цімаці Робсан, менеджэр па даследаваннях і распрацоўках кампаніі, таксама заявіў, што абсталяванне для выдзімання бавоўны з расплаву мае высокі ўзровень тэхналагічнага насычэння.
Нягледзячы на тое, што штогадовая вытворчасць масак у Кітаі складае каля 50% ад агульнасусветнага аб'ёму, што робіць яго найбуйнейшым вытворцам і экспарцёрам масак, паводле дадзеных Кітайскай асацыяцыі прамысловай тэкстыльнай прамысловасці за люты, нацыянальная вытворчасць нетканых матэрыялаў, вырабленых метадам расплаву, складае менш за 100 000 тон у год, што сведчыць аб значным дэфіцыце нетканых матэрыялаў, вырабленых метадам расплаву.
Улічваючы кошт і тэрміны пастаўкі абсталявання для вытворчасці тканіны метадам расплаву, малы бізнес наўрад ці зможа вырабляць вялікую колькасць якаснай бавоўны, выдзіманай метадам расплаву, за кароткі прамежак часу.
Як вызначыць, ці з'яўляецца набытая маска якаснай і выраблена з бавоўны, выдзіманай метадам расплаву?
Метад насамрэч вельмі просты, трэба зрабіць тры крокі.
Па-першае, паколькі вонкавы пласт нетканага матэрыялу спанбонд у печыве-сэндвічы мае воданепранікальныя ўласцівасці, кваліфікаваныя медыцынскія маскі павінны быць воданепранікальнымі. Калі яны не воданепранікальныя, як яны могуць фільтраваць кроплі, якія распыляюцца з рота? Можна паспрабаваць паліць іх вадой, як гэты старэйшы брат.
Па-другое, поліпрапілен не так лёгка загарэцца і схільны да плаўлення пры ўздзеянні цяпла, таму бавоўна, выпраменьванае метадам расплаву, не гарыць. Пры запяканні запальнічкай бавоўна, выпраменьванае метадам расплаву, згорнецца і ападзе, але не загарыць. Іншымі словамі, калі сярэдні пласт маскі, якую вы купляеце, загарэцца пры запяканні запальнічкай, гэта адназначна падробка.
Па-трэцяе, медыцынская бавоўна, атрыманая метадам расплаву, — гэта Пікачу, які мае статычную электрычнасць, таму можа збіраць дробныя кавалачкі паперы.
Вядома, калі вам трэба выкарыстоўваць адну і тую ж маску некалькі разоў, вынаходнік N95, Цай Біньі, таксама мае парады па дэзінфекцыі.
25 сакавіка гэтага года Цай Біньі заявіў на сайце Тэнэсійскага ўніверсітэта, што эфект электрастатычнай палярызацыі медыцынскіх масак і масак N95 вельмі стабільны. Нават калі маскі дэзінфікаваць гарачым паветрам пры тэмпературы 70 градусаў Цэльсія на працягу 30 хвілін, гэта не ўплывае на палярызацыйныя ўласцівасці масак. Аднак спірт будзе выводзіць зарад з тканіны, вырабленай метадам расплаву, таму не дэзінфікуйце маску спіртам.
Дарэчы, дзякуючы моцным уласцівасцям мелтблакіраванай бавоўны, яе паглынанню, бар'еру, фільтрацыі і прадухіленню працёкаў, з яе вырабляюць шмат жаночых вырабаў і падгузнікаў. Кімберлі Кларк першай падала заяўку на адпаведныя патэнты.
Dongguan Liansheng Non Woven Technology Co., Ltd.была заснавана ў маі 2020 года. Гэта буйное прадпрыемства па вытворчасці нетканых матэрыялаў, якое аб'ядноўвае даследаванні і распрацоўкі, вытворчасць і продаж. Яно можа вырабляць нетканыя матэрыялы з поліпрапілену спанбонд розных колераў шырынёй менш за 3,2 метра і вагой ад 9 да 300 грамаў.
Час публікацыі: 26 кастрычніка 2024 г.