Molta gent sap que el nucli de les mascaretes quirúrgiques i les mascaretes N95 és la capa intermèdia: cotó fos i bufat.
Si encara no ho sabeu, primer ho repassem breument. Les mascaretes quirúrgiques es divideixen en tres capes, les dues capes exteriors són de tela no teixida spunbond i la capa mitjana de cotó fos i bufat. Tant si es tracta de tela no teixida spunbond com de cotó fos i bufat, no estan fetes de cotó, sinó de polipropilè plàstic (PP).
Behnam Pourdeyhimi, subdirector de l'Institut de Materials No Teixits de la Universitat Estatal de Carolina del Nord i professor de ciència de materials, va explicar que les capes frontal i posterior de tela no teixida de les mascaretes quirúrgiques no tenen la capacitat de filtrar microorganismes. Només poden bloquejar les gotes de líquid, i només la capa mitjana de cotó fos té la funció de filtrar bacteris.
La funció de filtratge del teixit no teixit bufat per fusió.
De fet, l'eficiència de filtració (FE) de les fibres està determinada pel seu diàmetre mitjà i la densitat d'empaquetament. Com més petit sigui el diàmetre de la fibra, més alta serà l'eficiència de filtració.
El diàmetre de les fibres acabades de cotó bufat per fusió és aproximadament d'entre 0,5 i 10 micres, mentre que el diàmetre de les fibres de capa spunbond és d'unes 20 micres. A causa de les fibres ultrafines, el cotó bufat per fusió té una gran superfície i pot adsorbir diverses micropartícules. El que és encara més impressionant és que el cotó bufat per fusió és relativament transpirable, cosa que el converteix en un bon material per fabricar filtres de màscares, mentre que el teixit no teixit spunbond no ho és.
Vegem el procés de fabricació d'aquests dos tipus deteixits no teixits.
Quan es fabrica tela no teixida spunbond, el polipropilè es fon i es converteix en seda, que després forma una malla. En comparació amb les teles no teixides spunbond, el cotó bufat per fusió té una tecnologia molt més avançada i, de fet, la tecnologia bufat per fusió és actualment l'única tecnologia utilitzada per a la producció a gran escala de fibres de mida micrònica.
El procés de fabricació del cotó bufat per fusió
La màquina pot generar un flux d'aire calent d'alta velocitat, que ruixarà polipropilè fos des de la boquilla de fusió extremadament petita, amb el mateix efecte que la polvorització.
Les fibres ultrafines i boiroses s'acumulen en corrons o plaques per formar teixits no teixits bufats per fusió; de fet, la inspiració per a la tecnologia de bufat per fusió prové de la natura. Probablement no sabeu que la natura també produeix materials bufats per fusió. Sovint hi ha algunes perruques d'aspecte estrany a prop dels cràters volcànics, que són els cabells de Pelé, que estan fets de magma basàltic bufat pel vent calent del volcà.
A la dècada del 1950, el Laboratori de Recerca Naval dels Estats Units (NRL) va utilitzar per primera vegada la tecnologia de fusió-bufat per fabricar fibres per filtrar materials radioactius. Avui dia, la tecnologia de fusió-bufat no només s'utilitza per fabricar materials filtrants per filtrar aigua i gas, sinó també per fabricar materials d'aïllament industrial com la llana mineral. Tanmateix, l'eficiència de filtració del cotó fusió-bufat en si és només d'un 25%. Com s'ha aconseguit l'eficiència de filtració del 95% de les mascaretes N95?
Aquest és un pas crucial en el procés de fabricació de cotó bufat per fusió mèdica: tractament de polarització electrostàtica.
És així, com acabem d'esmentar, l'eficiència de filtració de les màscares està relacionada amb el seu diàmetre i la densitat d'ompliment. Tanmateix, si es teixeixen massa ajustadament, la màscara no serà transpirable i la persona que la porta se sentirà incòmoda. Si no es fa un tractament de polarització electrostàtica, l'eficiència de filtració del teixit fos i bufat que pot fer que les persones se sentin menys ofegades és només del 25%.
Com podem millorar la transpirabilitat i alhora garantir l'eficiència de la filtració?
El 1995, el científic d'enginyeria Peter P. Tsai de la Universitat de Tennessee va proposar la idea de la tecnologia de precipitació electrostàtica utilitzada en la filtració industrial.
A la indústria (com ara les xemeneies de les fàbriques), els enginyers utilitzen un camp elèctric per carregar partícules i després utilitzen la xarxa elèctrica per aspirar-les per tal de filtrar les partícules extremadament petites.
Ús de la tecnologia de precipitadors electrostàtics per filtrar l'aire
Inspirats per aquesta tecnologia, molta gent ha intentat electrificar fibres de plàstic, però no ho ha aconseguit. Però Cai Bingyi ho va aconseguir. Va inventar un mètode per carregar plàstic, ionitzant l'aire i carregant electrostàticament el teixit fos i bufat, convertint-lo en un electret, un material carregat permanentment similar a Pikachu.
Després de transformar-se en Pikachu, una capa de tela fosa i bufada de Pikachu no només pot arribar a 10 capes sense electricitat, sinó que també pot atraure partícules amb un diàmetre d'uns 100 nm, com ara la COVID-19.
Es pot dir que amb la tecnologia de Cai Bingyi es van crear les mascaretes N95. Milers de milions de persones arreu del món estan protegides per aquesta tecnologia.
Casualment, la tècnica de càrrega electrostàtica de Cai Bingyi s'anomena càrrega electrostàtica corona, que és el mateix tipus de corona que el coronavirus, però aquí corona significa corona.
Després d'observar el procés de fabricació del cotó bufat per fusió de grau mèdic, entendreu la seva dificultat tècnica. De fet, la part més difícil del procés de fabricació del cotó bufat per fusió pot ser la fabricació mecànica del cotó bufat per fusió.
El març d'aquest any, Markus Müller, director de vendes de Reicol, un proveïdor alemany de maquinària de fusió-bufat, va declarar en una entrevista amb NPR que, per garantir que les fibres siguin fines i de qualitat estable, les màquines de fusió-bufat requereixen una alta precisió i són difícils de fabricar. El temps de producció i muntatge d'una màquina és d'almenys 5-6 mesos, i el preu de cada màquina pot arribar als 4 milions de dòlars. Tanmateix, moltes màquines del mercat tenen nivells de qualitat desiguals.
Hills, Inc. a Florida és un dels pocs fabricants del món que pot fabricar broquets per a equips de cotó fos i bufat. Timothy Robson, gerent d'R+D de l'empresa, també va afirmar que els equips de cotó fos i bufat tenen un alt nivell de contingut tecnològic.
Tot i que la producció anual de mascaretes a la Xina representa aproximadament el 50% del total mundial, cosa que la converteix en el major productor i exportador de mascaretes, segons dades de l'Associació de la Indústria Tèxtil Industrial de la Xina al febrer, la producció nacional de teixits no teixits fosos i bufats és inferior a 100.000 tones anuals, cosa que indica una escassetat important de teixits no teixits fosos i bufats.
Tenint en compte el preu i el termini de lliurament de la maquinària de fabricació de teixits fosos, és poc probable que les petites empreses produeixin grans quantitats de cotó fosos qualificat en un curt període de temps.
Com puc determinar si la mascareta comprada és qualificada i està feta de cotó fos i bufat?
El mètode és realment molt senzill, feu tres passos.
En primer lloc, com que la capa exterior de teixit no teixit spunbond de les galetes sandvitx té propietats impermeables, les mascaretes mèdiques qualificades han de ser impermeables. Si no són impermeables, com poden filtrar les gotes que surten de la boca? Podeu provar d'abocar-hi una mica d'aigua com aquest germà gran.
En segon lloc, el polipropilè no s'encén fàcilment i és propens a fondre's quan s'exposa a la calor, de manera que el cotó fos i bufat no es cremarà. Si es cou amb un encenedor, el cotó fos i bufat s'enrotllarà i caurà, però no s'encén. En altres paraules, si la capa central de la màscara que compres s'encén quan es cou amb un encenedor, definitivament és falsa.
En tercer lloc, el cotó medicinal fos és Pikachu, que té electricitat estàtica, de manera que pot recollir petits trossos de paper.
Per descomptat, si necessiteu utilitzar la mateixa mascareta diverses vegades, l'inventor de la N95, Cai Bingyi, també té suggeriments de desinfecció.
El 25 de març d'aquest any, Cai Bingyi va declarar al lloc web de la Universitat de Tennessee que l'efecte de polarització electrostàtica de les mascaretes mèdiques i les mascaretes N95 és molt estable. Fins i tot si les mascaretes es desinfecten amb aire calent a 70 graus Celsius durant 30 minuts, això no afecta les propietats de polarització de les mascaretes. Tanmateix, l'alcohol eliminarà la càrrega del teixit fos, per la qual cosa no s'ha de desinfectar la mascareta amb alcohol.
Per cert, a causa de les fortes capacitats d'absorció, barrera, filtració i prevenció de fuites del cotó fos, molts productes i bolquers femenins també es fabriquen amb ell. Kimberly Clark va ser la primera a sol·licitar les patents pertinents.
Dongguan Liansheng no teixit Technology Co., Ltd.es va establir el maig de 2020. És una empresa de producció de teixits no teixits a gran escala que integra recerca i desenvolupament, producció i vendes. Pot produir diversos colors de teixits no teixits de PP spunbond amb una amplada inferior a 3,2 metres, des de 9 grams fins a 300 grams.
Data de publicació: 26 d'octubre de 2024