Paljud inimesed teavad, et kirurgiliste maskide ja N95 maskide tuumaks on keskmine kiht – sulatatud puuvill.
Kui te ikka veel ei tea, siis vaatame selle kõigepealt lühidalt üle. Kirurgilised maskid jagunevad kolmeks kihiks, kusjuures kaks välimist kihti on kedratud lausriidest ja keskmine kiht on sulatatud puuvillast. Olenemata sellest, kas tegemist on kedratud lausriidega või sulatatud puuvillaga, ei ole need valmistatud puuvillast, vaid plastpolüpropüleenist (PP).
Põhja-Carolina osariigi ülikooli lausmaterjalide instituudi direktori asetäitja ja materjaliteaduse professor Behnam Pourdeyhimi selgitas, et kirurgiliste maskide lausriide esi- ja tagakihil ei ole võimet mikroorganisme filtreerida. Need suudavad blokeerida ainult vedelikupiisku ja ainult sulatatud puuvillast keskmisel kihil on bakterite filtreerimise funktsioon.
Sulatatud puhutud lausriide filtreerimisfunktsioon.
Tegelikult määrab kiudude filtreerimise efektiivsus (FE) nende keskmise läbimõõdu ja pakkimistiheduse. Mida väiksem on kiudude läbimõõt, seda suurem on filtreerimise efektiivsus.
Sulatatud puuvillast viimistletud kiudude läbimõõt on umbes 0,5–10 mikronit, samas kui kedratud kihi kiudude läbimõõt on umbes 20 mikronit. Tänu ülipeentele kiududele on sulatatud puuvillal suur pindala ja see suudab adsorbeerida mitmesuguseid mikroosakesi. Veelgi muljetavaldavam on see, et sulatatud puuvill on suhteliselt hingav, mis teeb sellest hea materjali maskifiltrite valmistamiseks, samas kui kedratud lausriie seda ei ole.
Vaatleme nende kahe tüübi tootmisprotsessi.lausriided.
Spunbond-lausriide valmistamisel sulatatakse polüpropüleen ja tõmmatakse siidiks, mis seejärel moodustab võrgu. Võrreldes spunbond-lausriidega on sulatatud puuvillal palju arenenum tehnoloogia ja tegelikult on sulatatud puuvilla tehnoloogia praegu ainus tehnoloogia, mida kasutatakse mikronisuuruste kiudude suuremahuliseks tootmiseks.
Sulatatud puuvilla tootmisprotsess
Masin suudab tekitada kiire kuuma õhuvoolu, mis pihustab äärmiselt väikese avaga sulatuspihustist sula polüpropüleeni, saavutades sama efekti nagu pihustamisel.
Udused ülipeened kiud kogunevad rullidele või plaatidele, moodustades sulatatud lausriideid – tegelikult pärineb sulatatud lausriide tehnoloogia inspiratsioon loodusest. Te ilmselt ei tea, et ka loodus toodab sulatatud lausriideid. Vulkaanikraatrite lähedal on sageli imeliku välimusega parukaid, mis on Pele juuksed, mis on valmistatud vulkaani kuuma tuule poolt puhutud basaltsest magmast.
1950. aastatel kasutas USA mereväe uurimislabor (NRL) esmakordselt sulatuspuhumise tehnoloogiat radioaktiivsete materjalide filtreerimiseks mõeldud kiudude tootmiseks. Tänapäeval ei kasutata sulatuspuhumise tehnoloogiat mitte ainult vee ja gaasi filtreerimiseks mõeldud filtermaterjalide tootmiseks, vaid ka tööstuslike isolatsioonimaterjalide, näiteks mineraalvilla, tootmiseks. Sulatuspuhumise teel valmistatud puuvilla enda filtreerimise efektiivsus on aga vaid umbes 25%. Kuidas saavutati N95 maskide 95% filtreerimise efektiivsus?
See on meditsiinilise sulatatud puuvilla tootmisprotsessi oluline samm – elektrostaatiline polarisatsioontöötlus.
Nagu me just mainisime, on maskide filtreerimise efektiivsus seotud nende läbimõõdu ja täitetihedusega. Liiga tihedalt kootud mask ei ole hingav ja kandja tunneb end ebamugavalt. Kui elektrostaatilist polarisatsioonitöötlust ei tehta, on sulatatud puhutud kanga filtreerimise efektiivsus, mis võib inimestel lämbumistunnet vähendada, vaid 25%.
Kuidas saame parandada hingavust, tagades samal ajal filtreerimise efektiivsuse?
1995. aastal tuli Tennessee Ülikooli inseneriteadlane Peter P. Tsai välja idee elektrostaatilise sadestamise tehnoloogiast, mida kasutatakse tööstuslikus filtreerimises.
Tööstuses (näiteks tehasekorstnates) kasutavad insenerid osakeste laadimiseks elektrivälja ja seejärel imevad need elektrivõrgu kaudu kokku, et välja filtreerida äärmiselt väikesed osakesed.
Elektrostaatilise filtri tehnoloogia kasutamine õhu filtreerimiseks
Sellest tehnoloogiast inspireerituna on paljud inimesed proovinud plastkiude elektrifitseerida, kuid edutult. Kuid Cai Bingyi tegi seda. Ta leiutas meetodi plasti laadimiseks, ioniseerides õhku ja laadides elektrostaatiliselt sulatatud kangast, muutes selle elektretiks – püsivalt laetud materjaliks, mis sarnaneb Pikachuga.
Pärast Pikachuks muundumist suudab Pikachu sulatatud puhutud riide kiht ilma elektrita mitte ainult ulatuda 10 kihini, vaid meelitada ligi ka umbes 100 nm läbimõõduga osakesi, näiteks COVID-19.
Võib öelda, et Cai Bingyi tehnoloogia abil loodi N95 maskid. See tehnoloogia kaitseb miljardite inimeste elusid kogu maailmas.
Juhuslikult nimetatakse Cai Bingyi elektrostaatilise laadimise tehnikat koroona elektrostaatiliseks laadimiseks, mis on sama tüüpi koroona mis koroonaviirus, aga siin tähendab koroona koroonat.
Pärast meditsiinilise kvaliteediga sulatatud puuvilla tootmisprotsessi jälgimist saate aru selle tehnilistest keerukustest. Tegelikult võib sulatatud puuvilla tootmisprotsessi kõige keerulisem osa olla sulatatud puuvilla mehaaniline tootmine.
Selle aasta märtsis väitis Saksamaa sulatuspuhumismasinate tarnija Reicoli müügidirektor Markus Müller NPR-ile antud intervjuus, et peene ja stabiilse kvaliteediga kiudude tagamiseks vajavad sulatuspuhumismasinad suurt täpsust ja neid on keeruline toota. Masina tootmis- ja kokkupanekuaeg on vähemalt 5-6 kuud ning iga masina hind võib ulatuda 4 miljoni dollarini. Paljudel turul olevatel masinatel on aga ebaühtlane kvaliteet.
Floridas asuv Hills, Inc. on üks väheseid tootjaid maailmas, mis suudab toota sulatatud puuvilla tootmise seadmete otsikuid. Ettevõtte teadus- ja arendusjuht Timothy Robson märkis samuti, et sulatatud puuvilla tootmise seadmetel on kõrge tehnoloogiline sisu.
Kuigi Hiina maskide aastane toodang moodustab umbes 50% maailma kogutoodangust, mis teeb riigist suurima maskide tootja ja eksportija, on Hiina Tööstusliku Tekstiilitööstuse Assotsiatsiooni veebruarikuu andmete kohaselt sulatatud lausriide riiklik toodang alla 100 000 tonni aastas, mis näitab sulatatud lausriide märkimisväärset puudust.
Arvestades sulatatud kanga tootmismasinate hinda ja tarneaega, ei ole tõenäoline, et väikeettevõtted toodaksid lühikese aja jooksul suuri koguseid kvalifitseeritud sulatatud puuvilla.
Kuidas teha kindlaks, kas ostetud mask on kvalifitseeritud ja valmistatud sulatatud puuvillast?
Meetod on tegelikult väga lihtne, tehke kolm sammu.
Esiteks, kuna võileivaküpsiste spunbond-kootud kanga välimine kiht on veekindlate omadustega, peaksid kvalifitseeritud meditsiinimaskid olema veekindlad. Kui need pole veekindlad, kuidas nad suudavad suust pihustatud piisku filtreerida? Võite proovida sellele vett peale valada, nagu see suur vend.
Teiseks, polüpropüleen ei sütti kergesti ja kuumusega kokkupuutel sulab see kergesti, seega sulatatud puuvill ei põle. Tulemasinaga küpsetamisel läheb sulatatud puuvill rulli ja kukub maha, kuid see ei sütti. Teisisõnu, kui ostetud maski keskmine kiht süütamisel süttib, on see kindlasti võltsing.
Kolmandaks, meditsiiniline sulatatud puuvill on Pikachu, millel on staatiline elekter, nii et see suudab korjata väikeseid paberitükke.
Muidugi, kui teil on vaja sama maski mitu korda kasutada, on N95 leiutajal Cai Bingyil ka desinfitseerimissoovitused.
Selle aasta 25. märtsil väitis Cai Bingyi Tennessee ülikooli veebisaidil, et meditsiiniliste maskide ja N95 maskide elektrostaatiline polarisatsiooniefekt on väga stabiilne. Isegi kui maske desinfitseerida kuuma õhuga temperatuuril 70 kraadi Celsiuse järgi 30 minutit, ei mõjuta see maskide polarisatsiooniomadusi. Alkohol aga kannab sulatatud kanga laengu ära, seega ärge desinfitseerige maski alkoholiga.
Muide, tänu sulatatud puuvilla tugevale imavus-, barjääri-, filtreerimis- ja lekke vältimise võimele valmistatakse sellest ka palju naistetooteid ja mähkmeid. Kimberly Clark oli esimene, kes taotles asjakohaseid patente.
Dongguan Liansheng mittekootud Technology Co., Ltd.asutati 2020. aasta mais. See on suuremahuline lausriide tootmise ettevõte, mis ühendab teadus- ja arendustegevuse, tootmise ja müügi. See suudab toota erinevat värvi PP spunbond-lausriideid laiusega alla 3,2 meetri, kaaluga 9 grammist kuni 300 grammini.
Postituse aeg: 26. okt 2024