Sokan tudják, hogy a sebészeti maszkok és az N95 maszkok magját a középső réteg – az olvadt fúvott pamut – alkotja.
Ha még mindig nem tudod, először röviden nézzük át. A sebészeti maszkok három rétegre oszlanak, a külső két réteg fonott nemszőtt anyag, a középső réteg pedig olvadt fúvott pamut. Akár fonott nemszőtt anyagról, akár olvadt fúvott pamutról van szó, nem pamutból, hanem műanyag polipropilénből (PP) készülnek.
Behnam Pourdeyhimi, az Észak-Karolinai Állami Egyetem Nemszőtt Anyagok Intézetének igazgatóhelyettese és anyagtudományi professzor elmondta, hogy a sebészeti maszkok nemszőtt anyagának elülső és hátsó rétege nem képes szűrni a mikroorganizmusokat. Csak a folyadékcseppeket tudják blokkolni, és csak az olvadt fúvott pamut középső rétege szűri a baktériumokat.
Az olvadt fúvott nemszőtt szövet szűrőfunkciója.
Valójában a szálak szűrési hatékonyságát (FE) az átlagos átmérőjük és a csomagolási sűrűségük határozza meg. Minél kisebb a szál átmérője, annál nagyobb a szűrési hatékonyság.
Az olvadt fúvással előállított pamut szálak átmérője körülbelül 0,5-10 mikron között van, míg a fonott kötésű rétegű szálak átmérője körülbelül 20 mikron. Az ultrafinom szálaknak köszönhetően az olvadt fúvással előállított pamut nagy felülettel rendelkezik, és képes különféle mikrorészecskéket adszorbeálni. Ami még lenyűgözőbb, hogy az olvadt fúvással előállított pamut viszonylag légáteresztő, így jó anyag maszkszűrők készítéséhez, míg a fonott kötésű nem szőtt szövet nem az.
Vessünk egy pillantást e két típus gyártási folyamatára.nem szőtt szövetek.
Spunbond nemszőtt szövet gyártásakor a polipropilént megolvasztják és selyemmé húzzák, amely ezután hálót képez. A spunbond nemszőtt szövetekhez képest az olvadékfúvásos pamut sokkal fejlettebb technológiával rendelkezik, sőt, az olvadékfúvásos technológia jelenleg az egyetlen technológia, amelyet mikron méretű szálak nagyméretű előállítására használnak.
Az olvadt fúvott pamut gyártási folyamata
A gép nagy sebességű forró levegőáramlást képes előállítani, amely a rendkívül kis nyílású olvadék fúvókából olvadt polipropilént permetez, ugyanolyan hatással, mint a szórófej.
A ködös, ultrafinom szálak hengereken vagy lemezeken gyűlnek össze, és olvadékfúvott nem szőtt szövetet alkotnak – valójában az olvadékfúvott technológia ihletője a természetből származik. Valószínűleg nem tudja, hogy a természet is termel olvadékfúvott anyagokat. A vulkáni kráterek közelében gyakran látni furcsa kinézetű parókákat, amelyek Pelé haja, amelyet a vulkán forró szele által fújt bazaltos magmából készítenek.
Az 1950-es években az Egyesült Államok Haditengerészeti Kutatólaboratóriuma (NRL) először alkalmazott olvadékfúvásos technológiát radioaktív anyagok szűrésére szolgáló szálak gyártására. Manapság az olvadékfúvásos technológiát nemcsak víz- és gázszűrésre szolgáló szűrőanyagok gyártására használják, hanem ipari szigetelőanyagok, például ásványgyapot gyártására is. Magának az olvadékfúvásos pamutnak a szűrési hatékonysága azonban csak körülbelül 25%. Hogyan jött létre az N95 maszkok 95%-os szűrési hatékonysága?
Ez egy kulcsfontosságú lépés az orvosi olvadtfúvott pamut gyártási folyamatában – elektrosztatikus polarizációs kezelés.
Így van ez, ahogy az imént említettük, a maszkok szűrési hatékonysága az átmérőjüktől és a töltési sűrűségüktől függ. Ha azonban túl szorosan szövik, a maszk nem lesz lélegző, és a viselője kényelmetlenül fogja érezni magát. Ha nem végeznek elektrosztatikus polarizációs kezelést, az olvadékfúvott szövet szűrési hatékonysága, amely csökkenti a fulladásérzetet, mindössze 25%.
Hogyan javíthatjuk a légáteresztő képességet, miközben biztosítjuk a szűrés hatékonyságát?
1995-ben Peter P. Tsai mérnöktudós, a Tennessee Egyetemről, előállt az elektrosztatikus kicsapási technológia ötletével, amelyet az ipari szűrésben alkalmaznak.
Az iparban (például gyárkéményekben) a mérnökök elektromos mezőt használnak a részecskék feltöltésére, majd az elektromos hálózat segítségével elszívják azokat, hogy kiszűrjék a rendkívül apró részecskéket.
Elektrosztatikus leválasztó technológia használata a levegő szűrésére
Ez a technológia ihlette sokan próbálták már elektromossá tenni a műanyag szálakat, de eddig nem jártak sikerrel. Cai Bingyi azonban megcsinálta. Feltalált egy módszert a műanyag töltésére: ionizálta a levegőt, és elektrosztatikusan töltötte fel az olvadt fúvott anyagot, elektretté, egy Pikachuhoz hasonló, állandóan töltött anyaggá alakítva azt.
Miután Pikachuvá alakul, egy réteg Pikachu olvadt fúvott szövet nemcsak 10 réteget képes elérni elektromosság nélkül, hanem körülbelül 100 nm átmérőjű részecskéket is vonzani tud, például a COVID-19-et.
Elmondható, hogy Cai Bingyi technológiájának köszönhetően N95-ös maszkokat hoztak létre. Emberek milliárdjainak életét védi világszerte ez a technológia.
Véletlenül Cai Bingyi elektrosztatikus töltési technikáját koronás elektrosztatikus töltésnek nevezik, ami ugyanolyan típusú korona, mint a koronavírus, de itt a koronás szó koronát jelent.
Miután megfigyelte az orvosi minőségű olvadt fúvott pamut gyártási folyamatát, megérti annak technikai nehézségeit. Valójában az olvadt fúvott pamut gyártási folyamatának legnehezebb része talán a mechanikai előállítása.
Idén márciusban Markus Müller, a Reicol, egy német olvadékfúvó gépeket beszállító cég értékesítési igazgatója az NPR-nek adott interjújában kijelentette, hogy a finomszálú és stabil minőségű szálak biztosítása érdekében az olvadékfúvó gépek nagy pontosságot igényelnek, és nehezen gyárthatók. Egy gép gyártási és összeszerelési ideje legalább 5-6 hónap, és az egyes gépek ára elérheti a 4 millió dollárt. A piacon lévő gépek közül azonban soknak egyenetlen a minősége.
A floridai Hills, Inc. egyike azon kevés gyártónak a világon, amely képes olvadékfúvott pamut berendezésekhez fúvókákat gyártani. Timothy Robson, a cég kutatás-fejlesztési vezetője azt is kijelentette, hogy az olvadékfúvott pamut berendezések magas szintű technológiai tartalommal rendelkeznek.
Bár Kína éves maszkgyártása a világ teljes termelésének mintegy 50%-át teszi ki, ezzel a legnagyobb maszkgyártó és -exportőr országos szinten a Kínai Ipari Textilipari Szövetség februári adatai szerint az olvadékfúvott nemszőtt szövetek országos termelése kevesebb, mint 100 000 tonna évente, ami jelentős hiányt jelez az olvadékfúvott nemszőtt szövetekből.
Figyelembe véve az olvadtfúvott szövetgyártó gépek árát és szállítási idejét, a kisvállalkozások valószínűleg nem fognak rövid idő alatt nagy mennyiségű, minősített olvadtfúvott pamutot előállítani.
Hogyan állapítható meg, hogy a megvásárolt maszk megfelelő-e és olvadt fúvott pamutból készült-e?
A módszer valójában nagyon egyszerű, három lépésből áll.
Először is, mivel a szendvicskekszekben található fonott, nem szőtt külső réteg vízálló tulajdonságokkal rendelkezik, a minősített orvosi maszkoknak vízállóaknak kell lenniük. Ha nem vízállóak, hogyan tudják kiszűrni a szájból permetező cseppeket? Megpróbálhatsz egy kis vizet önteni rá, mint erre a nagy testvérre.
Másodszor, a polipropilén nem könnyen gyullad meg, és hő hatására hajlamos megolvadni, így az olvadt fúvott pamut nem ég meg. Ha öngyújtóval sütik, az olvadt fúvott pamut feltekeredik és leesik, de nem fog lángra kapni. Más szóval, ha a megvásárolt maszk középső rétege kigyullad az öngyújtóval sütve, az mindenképpen hamisítvány.
Harmadszor, az orvosi olvadtfúvott pamut Pikachu, amely statikus elektromossággal rendelkezik, így képes apró papírdarabokat felszedni.
Természetesen, ha ugyanazt a maszkot többször kell használni, az N95 feltalálója, Cai Bingyi fertőtlenítési javaslatokkal is rendelkezik.
Idén március 25-én Cai Bingyi a Tennessee Egyetem weboldalán kijelentette, hogy az orvosi maszkok és az N95 maszkok elektrosztatikus polarizációs hatása nagyon stabil. Még ha a maszkokat 70 Celsius-fokos forró levegővel 30 percig fertőtlenítik is, az nem befolyásolja a maszkok polarizációs tulajdonságait. Az alkohol azonban elveszi az olvadt fúvott anyag töltését, ezért ne fertőtlenítse a maszkot alkohollal.
Egyébként az olvadt fúvott pamut erős nedvszívó, védő, szűrési és szivárgásgátló képessége miatt számos női terméket és pelenkát is készítenek belőle. Kimberly Clark volt az első, aki szabadalmakat nyújtott be erre a célra.
Dongguan Liansheng nem szőtt Technology Co., Ltd.A vállalatot 2020 májusában alapították. Nagyméretű nemszőtt szövet gyártó vállalatként működik, amely integrálja a kutatás-fejlesztést, a termelést és az értékesítést. Különböző színű, 3,2 méternél kisebb szélességű, 9 grammtól 300 grammig terjedő PP sodort kötésű nemszőtt szöveteket tud előállítani.
Közzététel ideje: 2024. október 26.