Mnogi ljudi znaju da je jezgra kirurških maski i N95 maski srednji sloj – pamuk dobiven postupkom puhanja iz meltblowna.
Ako još uvijek ne znate, prvo ćemo to ukratko pregledati. Kirurške maske podijeljene su u tri sloja, pri čemu su vanjska dva sloja netkana tkanina spunbond, a srednji sloj je pamuk dobiven metodom taljenja. Bilo da se radi o netkanoj tkanini spunbond ili pamuku dobivenom metodom taljenja, one nisu izrađene od pamuka, već od plastičnog polipropilena (PP).
Behnam Pourdeyhimi, zamjenik direktora Instituta za netkane materijale na Državnom sveučilištu Sjeverne Karoline i profesor znanosti o materijalima, objasnio je da prednji i stražnji sloj netkanog materijala na kirurškim maskama nemaju sposobnost filtriranja mikroorganizama. Mogu blokirati samo kapljice tekućine, a samo srednji sloj pamuka dobivenog metodom taljenja ima funkciju filtriranja bakterija.
Funkcija filtriranja netkane tkanine dobivene puhanjem od taline.
Zapravo, učinkovitost filtracije (FE) vlakana određena je njihovim prosječnim promjerom i gustoćom pakiranja. Što je manji promjer vlakana, to je veća učinkovitost filtracije.
Promjer vlakana pamuka dobivenih metodom blown melt je otprilike između 0,5-10 mikrona, dok je promjer vlakana spunbond sloja oko 20 mikrona. Zbog ultrafinih vlakana, pamuk blown melt ima veliku površinu i može apsorbirati razne mikročestice. Još impresivnije je da je pamuk blown melt relativno prozračan, što ga čini dobrim materijalom za izradu filtera za maske, dok spunbond netkani materijal nije.
Pogledajmo proces proizvodnje ove dvije vrstenetkane tkanine.
Prilikom izrade spunbond netkanog materijala, polipropilen se topi i razvlači u svilu, koja zatim tvori mrežu. U usporedbi sa spunbond netkanim materijalima, meltblown pamuk ima mnogo napredniju tehnologiju i zapravo je meltblown tehnologija trenutno jedina tehnologija koja se koristi za proizvodnju vlakana mikronske veličine u velikim razmjerima.
Proces proizvodnje pamuka dobivenog topljenjem
Stroj može generirati protok vrućeg zraka velikom brzinom, koji će prskati rastaljeni polipropilen iz izuzetno malog otvora mlaznice za taljenje, s istim učinkom kao i prskanje
Maglovita ultrafina vlakna skupljaju se na valjcima ili pločama kako bi formirala netkane tkanine dobivene blown tehnikom iz taline – zapravo, inspiracija za tehnologiju blown tehnikom iz taline dolazi iz prirode. Vjerojatno ne znate da priroda također proizvodi materijale dobivene blown tehnikom iz taline. Često se u blizini vulkanskih kratera nalaze neke čudne perike, koje su zapravo Peleova kosa, napravljena od bazaltne magme koju nosi vrući vjetar vulkana.
Pedesetih godina prošlog stoljeća, Američki pomorski istraživački laboratorij (NRL) prvi je put koristio tehnologiju taljenja vlakana za proizvodnju vlakana za filtriranje radioaktivnih materijala. Danas se tehnologija taljenja vlakana ne koristi samo za proizvodnju filterskih materijala za filtriranje vode i plina, već i za proizvodnju industrijskih izolacijskih materijala poput mineralne vune. Međutim, učinkovitost filtracije pamuka taljenja vlakana iznosi samo oko 25%. Kako je došlo do učinkovitosti filtracije od 95% kod N95 maski?
Ovo je ključni korak u procesu proizvodnje medicinskog pamuka dobivenog metodom taljenja – elektrostatski polarizacijski tretman.
Kao što smo upravo spomenuli, učinkovitost filtracije maski povezana je s njihovim promjerom i gustoćom punjenja. Međutim, ako su prečvrsto tkane, maska neće biti prozračna i korisnik će se osjećati neugodno. Ako se ne provede elektrostatski polarizacijski tretman, učinkovitost filtracije tkanine dobivene puhanjem iz taline, koja može smanjiti osjećaj gušenja, iznosi samo 25%.
Kako možemo poboljšati prozračnost uz osiguranje učinkovitosti filtracije?
Godine 1995., inženjerski znanstvenik Peter P. Tsai sa Sveučilišta Tennessee došao je na ideju o tehnologiji elektrostatskog taloženja koja se koristi u industrijskoj filtraciji.
U industriji (poput tvorničkih dimnjaka), inženjeri koriste električno polje za nabijanje čestica, a zatim koriste električnu mrežu za njihovo usisavanje kako bi filtrirali izuzetno male čestice.
Korištenje tehnologije elektrostatičkog precipitatora za filtriranje zraka
Inspirirani ovom tehnologijom, mnogi su ljudi pokušali elektrificirati plastična vlakna, ali nisu bili uspješni. Ali Cai Bingyi je to učinio. Izumio je metodu punjenja plastike, ionizirajući zrak i elektrostatički puneći tkaninu dobivenu metodom meltblown, pretvarajući je u elektret, trajno nabijeni materijal sličan Pikachuu.
Nakon što se transformira u Pikachua, sloj Pikachuove tkanine dobivene metodom blown-a ne samo da može dosegnuti 10 slojeva bez struje, već i privući čestice promjera oko 100 nm, poput COVID-19.
Može se reći da su Cai Bingyijevom tehnologijom stvorene N95 maske. Milijarde ljudskih života diljem svijeta zaštićene su ovom tehnologijom.
Slučajno, Cai Bingyijeva tehnika elektrostatičkog punjenja naziva se korona elektrostatičko punjenje, što je ista vrsta korone kao i koronavirus, ali ovdje korona znači korona.
Nakon što pogledate proces proizvodnje medicinskog pamuka od taline, shvatit ćete njegovu tehničku složenost. Zapravo, najteži dio procesa proizvodnje pamuka od taline može biti mehanička proizvodnja pamuka od taline.
U ožujku ove godine, Markus Müller, direktor prodaje tvrtke Reicol, njemačkog dobavljača strojeva za meltblown, u intervjuu za NPR izjavio je da kako bi se osigurala fina i stabilna kvaliteta vlakana, strojevi za meltblown zahtijevaju visoku preciznost i teško ih je proizvesti. Vrijeme proizvodnje i montaže stroja je najmanje 5-6 mjeseci, a cijena svakog stroja može doseći 4 milijuna dolara. Međutim, mnogi strojevi na tržištu imaju neujednačene razine kvalitete.
Hills, Inc. na Floridi jedan je od rijetkih proizvođača na svijetu koji može proizvoditi mlaznice za opremu za taljenje pamuka. Timothy Robson, voditelj istraživanja i razvoja tvrtke, također je izjavio da oprema za taljenje pamuka ima visoku razinu tehnološkog sadržaja.
Iako godišnja proizvodnja maski u Kini čini oko 50% svjetske proizvodnje, što je čini najvećim proizvođačem i izvoznikom maski, prema podacima Kineskog udruženja industrijske tekstilne industrije u veljači, nacionalna proizvodnja netkanih tkanina dobivenih metodom puhanja od taline manja je od 100 000 tona godišnje, što ukazuje na značajan nedostatak netkanih tkanina dobivenih metodom puhanja od taline.
S obzirom na cijenu i vrijeme isporuke strojeva za proizvodnju tkanina dobivenih metodom meltblown, malo je vjerojatno da će mala poduzeća proizvoditi velike količine kvalificiranog pamuka dobivenog metodom meltblown u kratkom vremenskom razdoblju.
Kako utvrditi je li kupljena maska kvalificirana i izrađena od pamuka dobivenog metodom puhanja?
Metoda je zapravo vrlo jednostavna, potrebno je napraviti tri koraka.
Prvo, budući da vanjski sloj netkane tkanine spunbond u sendvič keksima ima vodootporna svojstva, kvalificirane medicinske maske trebaju biti vodootporne. Ako nisu vodootporne, kako mogu filtrirati kapljice koje se prskaju iz usta? Možete pokušati politi malo vode po njima kao ovaj veliki brat.
Drugo, polipropilen se ne zapali lako i sklon je taljenju kada je izložen toplini, pa pamuk dobiven blown tehnikom neće gorjeti. Ako se peče upaljačem, pamuk dobiven blown tehnikom će se smotati i otpasti, ali se neće zapaliti. Drugim riječima, ako se srednji sloj maske koju kupujete zapali kada se peče upaljačem, to je definitivno krivotvorina.
Treće, medicinski pamuk dobiven metodom taljenja je Pikachu, koji ima statički elektricitet, pa može skupljati male komadiće papira.
Naravno, ako istu masku trebate koristiti više puta, izumitelj N95, Cai Bingyi, također ima prijedloge za dezinfekciju.
Dana 25. ožujka ove godine, Cai Bingyi je na web stranici Sveučilišta Tennessee izjavio da je učinak elektrostatskog polariziranja medicinskih maski i N95 maski vrlo stabilan. Čak i ako se maske dezinficiraju vrućim zrakom na 70 stupnjeva Celzija tijekom 30 minuta, to ne utječe na polarizacijska svojstva maski. Međutim, alkohol će odnijeti naboj tkanine dobivene metodom taljenja, stoga nemojte dezinficirati masku alkoholom.
Usput, zbog snažnih svojstava apsorpcije, barijere, filtracije i sprječavanja propuštanja pamuka dobivenog metodom meltblown, mnogi ženski proizvodi i pelene također se izrađuju od njega. Kimberly Clark je prva podnijela zahtjev za relevantne patente.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.osnovano je u svibnju 2020. To je veliko poduzeće za proizvodnju netkanih tkanina koje integrira istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju. Može proizvoditi PP spunbond netkane tkanine različitih boja širine manje od 3,2 metra, od 9 grama do 300 grama.
Vrijeme objave: 26. listopada 2024.