Parechje persone sanu chì u core di e maschere chirurgiche è di e maschere N95 hè u stratu mediu - u cotone fusu.
Sè vo ùn sapete ancu micca, rivedemu prima brevemente. E maschere chirurgiche sò divise in trè strati, cù i dui strati esterni chì sò di tela non tessuta spunbond è u stratu mediu hè di cuttone meltblown. Ch'ellu sia di tela non tessuta spunbond o di cuttone meltblown, ùn sò micca fatte di cuttone, ma di polipropilene plasticu (PP).
Behnam Pourdeyhimi, direttore aghjuntu di l'Istitutu di Materiali Non Tessuti à l'Università Statale di Carolina di u Nordu è prufessore di scienza di i materiali, hà spiegatu chì i strati anteriori è posteriori di tela non tessuta nantu à e maschere chirurgiche ùn anu micca a capacità di filtrà i microorganismi. Puderanu solu bluccà e gocce di liquidu, è solu u stratu mediu di cuttone fusu hà a funzione di filtrà i batteri.
A funzione di filtrazione di u tessutu non tissutu soffiatu à fusione.
In fatti, l'efficienza di filtrazione (FE) di e fibre hè determinata da u so diametru mediu è da a so densità d'imballaggio. Più chjucu hè u diametru di a fibra, più alta hè l'efficienza di filtrazione.
U diametru di e fibre finite di cuttone soffiatu à fusione hè apprussimatamente trà 0,5-10 micron, mentre chì u diametru di e fibre di stratu spunbond hè intornu à 20 micron. A causa di e fibre ultrafine, u cuttone soffiatu à fusione hà una grande superficia è pò adsorbe diverse microparticelle. Ciò chì hè ancu più impressiunante hè chì u cuttone soffiatu à fusione hè relativamente traspirante, ciò chì ne face un bon materiale per fà filtri per maschere, mentre chì u tessutu non tissutu spunbond ùn l'hè micca.
Demu un'ochjata à u prucessu di fabricazione di sti dui tipi ditessuti non tessuti.
Quandu si fabrica u tessutu non tissutu spunbond, u polipropilene hè scioltu è tiratu in seta, chì poi forma una maglia - Paragunatu à i tessuti non tissuti spunbond, u cotone meltblown hà una tecnulugia assai più avanzata, è in fatti, a tecnulugia meltblown hè attualmente l'unica tecnulugia aduprata per a pruduzzione à grande scala di fibre di dimensioni micron.
U prucessu di fabricazione di u cotone soffiatu à fusione
A macchina pò generà un flussu d'aria calda à alta velocità, chì spruzzerà polipropilene fusu da l'ugellu di getto di fusione à apertura estremamente chjuca, cù u listessu effettu cum'è a spruzzatura.
E fibre ultrafine nebulose si riuniscenu nantu à rulli o piastre per furmà tessuti non tessuti soffiati à fusione - in fatti, l'ispirazione per a tecnulugia di fusione soffiata vene da a natura. Probabilmente ùn sapete micca chì a natura produce ancu materiali soffiati à fusione. Ci sò spessu alcune parrucche strane vicinu à i crateri vulcanichi, chì sò i capelli di Pele, chì sò fatti di magma basalticu soffiatu da u ventu caldu di u vulcanu.
In l'anni 1950, u Laboratoriu di Ricerca Navale di i Stati Uniti (NRL) hà utilizatu per a prima volta a tecnulugia di fusione soffiata per fabricà fibre per filtrà materiali radioattivi. Oghje, a tecnulugia di fusione soffiata ùn hè micca solu aduprata per fabricà materiali filtranti per filtrà l'acqua è u gasu, ma ancu per fabricà materiali d'isolamentu industriale cum'è a lana minerale. Tuttavia, l'efficienza di filtrazione di u cuttone fusionatu soffiatu stessu hè solu di circa u 25%. Cumu hè nata l'efficienza di filtrazione di 95% di e maschere N95?
Questu hè un passu cruciale in u prucessu di fabricazione di cotone medicale fusu - trattamentu di polarizazione elettrostatica.
Hè cusì, cum'è l'avemu appena mintuvatu, l'efficienza di filtrazione di e maschere hè ligata à u so diametru è à a so densità di riempimentu. Tuttavia, se tessuta troppu strettamente, a maschera ùn serà micca traspirante è quellu chì a porta si sentirà scomodu. Se u trattamentu di polarizazione elettrostatica ùn hè micca fattu, l'efficienza di filtrazione di u tessutu soffiatu à fusione chì pò fà chì e persone si sentinu menu suffucate hè solu di 25%.
Cumu pudemu migliurà a traspirabilità mentre assicurendu l'efficienza di filtrazione?
In u 1995, u scientistu di l'ingegneria Peter P. Tsai di l'Università di Tennessee hà avutu l'idea di a tecnulugia di precipitazione elettrostatica aduprata in a filtrazione industriale.
In l'industria (cum'è e camini di fabbrica), l'ingegneri utilizanu un campu elettricu per caricà e particelle è dopu utilizanu a rete elettrica per aspirarle per filtrà e particelle estremamente chjuche.
Usendu a tecnulugia di precipitatori elettrostatici per filtrà l'aria
Ispirati da sta tecnulugia, assai persone anu pruvatu à elettrificà e fibre di plastica, ma ùn anu micca avutu successu. Ma Cai Bingyi l'hà fattu. Hà inventatu un metudu per caricare a plastica, ionizendu l'aria è carichendu elettrostaticamente u tessutu fusu, trasfurmendulu in un elettretu, un materiale caricatu permanentemente simile à Pikachu.
Dopu esse statu trasfurmatu in Pikachu, un stratu di tela fusa di Pikachu pò micca solu ghjunghje à 10 strati senza elettricità, ma ancu attirà particelle cù un diametru di circa 100 nm, cum'è COVID-19.
Si pò dì chì cù a tecnulugia di Cai Bingyi, sò state create maschere N95. A vita di miliardi di persone in u mondu hè prutetta da sta tecnulugia.
Cuincidenza, a tecnica di carica elettrostatica di Cai Bingyi hè chjamata carica elettrostatica corona, chì hè u listessu tipu di corona cum'è u coronavirus, ma quì corona significa corona.
Dopu avè vistu u prucessu di fabricazione di u cuttone fusu soffiatu di qualità medica, capirete a so difficultà tecnica. In fatti, a parte più difficiule di u prucessu di fabricazione di u cuttone fusu soffiatu pò esse a fabricazione meccanica di u cuttone fusu soffiatu.
In marzu di quest'annu, Markus Müller, u direttore di vendita di Reicol, un fornitore tedescu di macchine per fusione soffiata, hà dichjaratu in una entrevista cù NPR chì per assicurà chì e fibre sianu fini è di qualità stabile, e macchine per fusione soffiata necessitanu una alta precisione è sò difficiuli da fabricà. U tempu di pruduzzione è di assemblaggio di una macchina hè di almenu 5-6 mesi, è u prezzu di ogni macchina pò ghjunghje à 4 milioni di dollari. Tuttavia, parechje macchine nantu à u mercatu anu livelli di qualità irregulari.
Hills, Inc. in Florida hè unu di i pochi pruduttori in u mondu chì ponu fabricà ugelli per apparecchi di cuttone fusu. Timothy Robson, u direttore di R&D di a cumpagnia, hà ancu dichjaratu chì l'apparecchi di cuttone fusu anu un altu livellu di cuntenutu tecnologicu.
Ancu s'è a pruduzzione annuale di maschere in Cina rapprisenta circa u 50% di u totale mundiale, ciò chì ne face u più grande produttore è esportatore di maschere, secondu i dati di l'Associazione di l'Industria Tessile Industriale Cinese in ferraghju, a pruduzzione naziunale di tessuti non tessuti fusi hè menu di 100 000 tunnellate à l'annu, ciò chì indica una carenza significativa di tessuti non tessuti fusi.
Cunsiderendu u prezzu è u tempu di consegna di e macchine per a fabricazione di tessuti fusi, hè improbabile chì e piccule imprese pruducinu grandi quantità di cuttone fusu qualificatu in un cortu periodu di tempu.
Cumu determinà se a maschera acquistata hè qualificata è fatta di cuttone fusu soffiatu?
U metudu hè in realtà assai simplice, pigliate trè passi.
Prima di tuttu, postu chì u stratu esternu di tela non tessuta spunbond in i biscotti sandwich hà proprietà impermeabili, e maschere mediche qualificate devenu esse impermeabili. S'elle ùn sò micca impermeabili, cumu ponu filtrà e gocce spruzzate da a bocca? Pudete pruvà à versà un pocu d'acqua cum'è questu fratellu maiò.
Siconda, u polipropilene ùn hè micca faciule da piglià focu è hè propensu à scioglie quandu hè espostu à u calore, dunque u cuttone fusu ùn brusgiarà micca. Sè cottu cù un accendinu, u cuttone fusu s'arrotularà è cascherà, ma ùn piglierà focu. In altre parolle, sè u stratu mediu di a maschera chì cumprate piglia focu quandu hè cottu cù un accendinu, hè sicuramente un falsu.
In terzu locu, u cuttone medicale fusu hè Pikachu, chì hà elettricità statica, dunque pò piglià picculi pezzi di carta.
Benintesa, sè avete bisognu di utilizà a listessa maschera parechje volte, l'inventore di N95, Cai Bingyi, hà ancu suggerimenti di disinfezione.
U 25 di marzu di questu annu, Cai Bingyi hà dichjaratu nant'à u situ web di l'Università di Tennessee chì l'effettu di polarizazione elettrostatica di e maschere mediche è di e maschere N95 hè assai stabile. Ancu s'è e maschere sò disinfettate cù aria calda à 70 gradi Celsius per 30 minuti, questu ùn affetta micca e proprietà di polarizazione di e maschere. Tuttavia, l'alcol purterà via a carica di u tessutu fusu, dunque ùn disinfettate micca a maschera cù l'alcol.
À propositu, per via di e forti capacità d'assorbimentu, di barriera, di filtrazione è di prevenzione di e perdite di u cuttone fusu, parechji prudutti è pannolini femminili sò ancu fatti cun ellu. Kimberly Clark hè stata a prima à dumandà brevetti pertinenti.
Dongguan Liansheng Non Woven Technology Co., Ltd.hè stata creata in maghju 2020. Hè una impresa di pruduzzione di tessuti non tessuti à grande scala chì integra ricerca è sviluppu, pruduzzione è vendita. Pò pruduce diversi culori di tessuti non tessuti PP spunbond cù una larghezza inferiore à 3,2 metri da 9 grammi à 300 grammi.
Data di publicazione: 26 d'ottobre di u 2024