Banyak orang tahu bahwa inti dari masker bedah dan masker N95 adalah lapisan tengah – katun meltblown.
Jika Anda masih belum tahu, mari kita tinjau sekilas terlebih dahulu. Masker bedah terbagi menjadi tiga lapisan, dengan dua lapisan luar berupa kain spunbond non-woven dan lapisan tengah berupa katun meltblown. Baik kain spunbond non-woven maupun katun meltblown, keduanya bukan terbuat dari katun, melainkan dari plastik polipropilena (PP).
Behnam Pourdeyhimi, wakil direktur Institute of Non-woven Materials di North Carolina State University dan seorang profesor ilmu material, menjelaskan bahwa lapisan depan dan belakang kain non-woven pada masker bedah tidak memiliki kemampuan untuk menyaring mikroorganisme. Lapisan tersebut hanya dapat menghalangi tetesan cairan, dan hanya lapisan tengah katun meltblown yang berfungsi untuk menyaring bakteri.
Fungsi penyaringan dari kain non-woven melt blown.
Faktanya, efisiensi filtrasi (FE) serat ditentukan oleh diameter rata-rata dan kerapatan kemasannya. Semakin kecil diameter serat, semakin tinggi efisiensi filtrasinya.
Diameter serat katun meltblown yang sudah jadi sekitar 0,5-10 mikron, sedangkan diameter serat spunbond sekitar 20 mikron. Berkat seratnya yang sangat halus, katun meltblown memiliki luas permukaan yang besar dan dapat menyerap berbagai partikel mikro. Yang lebih mengesankan lagi, katun meltblown relatif mudah menyerap udara, sehingga cocok untuk membuat filter masker, sementara kain non-woven spunbond tidak demikian.
Mari kita lihat proses pembuatan kedua jenis inikain bukan tenunan.
Saat membuat kain spunbond non-woven, polipropilena dilelehkan dan ditarik menjadi sutra, yang kemudian membentuk jaring——Dibandingkan dengan kain spunbond non-woven, katun meltblown memiliki teknologi yang jauh lebih maju, dan faktanya, teknologi meltblown saat ini merupakan satu-satunya teknologi yang digunakan untuk produksi serat berukuran mikron dalam skala besar.
Proses pembuatan kapas melt blown
Mesin ini dapat menghasilkan aliran udara panas berkecepatan tinggi, yang akan menyemprotkan polipropilena cair dari nosel jet leleh bukaan sangat kecil, dengan efek yang sama seperti semprotan
Serat-serat halus yang halus berkumpul di atas rol atau pelat untuk membentuk kain non-woven melt blown – faktanya, inspirasi untuk teknologi melt blown berasal dari alam. Anda mungkin tidak tahu bahwa alam juga menghasilkan material meltblown. Seringkali terdapat wig yang tampak aneh di dekat kawah gunung berapi, yang merupakan rambut Pele, yang terbuat dari magma basaltik yang tertiup angin panas gunung berapi.
Pada tahun 1950-an, Laboratorium Penelitian Angkatan Laut AS (NRL) pertama kali menggunakan teknologi meltblown untuk memproduksi serat penyaring bahan radioaktif. Kini, teknologi meltblown tidak hanya digunakan untuk memproduksi bahan penyaring air dan gas, tetapi juga untuk memproduksi bahan insulasi industri seperti wol mineral. Namun, efisiensi penyaringan kapas meltblown sendiri hanya sekitar 25%. Bagaimana efisiensi penyaringan masker N95 yang mencapai 95% ini muncul?
Ini adalah langkah penting dalam proses pembuatan kapas meltblown medis – perlakuan polarisasi elektrostatik.
Seperti yang baru saja kami sebutkan, efisiensi filtrasi masker berkaitan dengan diameter dan kepadatan isinya. Namun, jika ditenun terlalu ketat, masker tidak akan bernapas dan pemakainya akan merasa tidak nyaman. Jika tidak dilakukan proses polarisasi elektrostatik, efisiensi filtrasi kain meltblown yang dapat mengurangi rasa sesak hanya 25%.
Bagaimana kita dapat meningkatkan kemampuan bernapas sekaligus memastikan efisiensi penyaringan?
Pada tahun 1995, ilmuwan teknik Peter P. Tsai dari Universitas Tennessee mengemukakan ide teknologi presipitasi elektrostatik yang digunakan dalam penyaringan industri.
Dalam industri (seperti cerobong asap pabrik), teknisi menggunakan medan listrik untuk mengisi partikel dan kemudian menggunakan jaringan listrik untuk menyedotnya guna menyaring partikel yang sangat kecil.
Menggunakan teknologi presipitator elektrostatik untuk menyaring udara
Terinspirasi oleh teknologi ini, banyak orang telah mencoba mengelektrifikasi serat plastik, tetapi belum berhasil. Namun Cai Bingyi berhasil. Ia menemukan metode untuk mengisi daya plastik, mengionisasi udara, dan mengisi daya elektrostatik kain meltblown, mengubahnya menjadi elektret, material bermuatan permanen yang mirip dengan Pikachu.
Setelah diubah menjadi Pikachu, lapisan kain tiup leleh Pikachu tidak hanya dapat mencapai 10 lapisan tanpa listrik, tetapi juga menarik partikel dengan diameter sekitar 100 nm, seperti COVID-19.
Dapat dikatakan bahwa dengan teknologi Cai Bingyi, masker N95 telah tercipta. Miliaran nyawa orang di seluruh dunia terlindungi oleh teknologi ini.
Secara kebetulan, teknik pengisian daya elektrostatik Cai Bingyi disebut pengisian daya elektrostatik korona, yang merupakan jenis korona yang sama dengan virus korona, tetapi di sini korona berarti korona.
Setelah mengamati proses pembuatan kapas meltblown kelas medis, Anda akan memahami kesulitan teknisnya. Faktanya, bagian tersulit dari proses pembuatan kapas meltblown mungkin adalah proses pembuatan mekanisnya.
Pada bulan Maret tahun ini, Markus Müller, direktur penjualan Reicol, pemasok mesin meltblown asal Jerman, menyatakan dalam sebuah wawancara dengan NPR bahwa untuk memastikan serat yang dihasilkan halus dan berkualitas stabil, mesin meltblown membutuhkan presisi tinggi dan sulit diproduksi. Waktu produksi dan perakitan satu mesin setidaknya 5-6 bulan, dan harga setiap mesin dapat mencapai $4 juta. Namun, banyak mesin di pasaran memiliki tingkat kualitas yang tidak merata.
Hills, Inc. di Florida adalah salah satu dari sedikit produsen di dunia yang mampu memproduksi nozel peralatan katun meltblown. Timothy Robson, manajer R&D perusahaan, juga menyatakan bahwa peralatan katun meltblown memiliki tingkat kandungan teknologi yang tinggi.
Meskipun produksi masker tahunan Tiongkok sekitar 50% dari total produksi dunia, yang menjadikannya produsen dan eksportir masker terbesar, menurut data dari Asosiasi Industri Tekstil Industri Tiongkok pada bulan Februari, produksi nasional kain non-woven meltblown kurang dari 100.000 ton per tahun, yang menunjukkan kekurangan kain non-woven meltblown yang signifikan.
Mengingat harga dan waktu pengiriman mesin produksi kain meltblown, usaha kecil tidak mungkin memproduksi kain katun meltblown berkualitas dalam jumlah besar dalam waktu singkat.
Bagaimana cara menentukan apakah masker yang dibeli memenuhi syarat dan terbuat dari bahan katun melt blown?
Caranya sebenarnya sangat sederhana, lakukan tiga langkah.
Pertama, karena lapisan luar kain spunbond non-woven pada kue kering memiliki sifat kedap air, masker medis yang berkualitas seharusnya kedap air. Jika tidak kedap air, bagaimana masker tersebut dapat menyaring droplet yang keluar dari mulut? Anda bisa mencoba menuangkan air ke atasnya seperti masker kain ini.
Kedua, polipropilena tidak mudah terbakar dan mudah meleleh jika terkena panas, sehingga kapas meltblown tidak akan terbakar. Jika dibakar dengan korek api, kapas meltblown akan menggulung dan terlepas, tetapi tidak akan terbakar. Dengan kata lain, jika lapisan tengah masker yang Anda beli terbakar saat dibakar dengan korek api, masker tersebut pasti palsu.
Ketiga, kapas meltblown medis adalah Pikachu, yang memiliki listrik statis, sehingga dapat mengambil potongan kertas kecil.
Tentu saja, jika Anda perlu menggunakan masker yang sama beberapa kali, penemu N95, Cai Bingyi, juga memiliki saran disinfeksi.
Pada tanggal 25 Maret tahun ini, Cai Bingyi menyatakan di situs web Universitas Tennessee bahwa efek polarisasi elektrostatik masker medis dan masker N95 sangat stabil. Meskipun masker didesinfeksi dengan udara panas bersuhu 70 derajat Celcius selama 30 menit, hal tersebut tidak memengaruhi sifat polarisasi masker. Namun, alkohol akan menghilangkan muatan kain meltblown, jadi jangan desinfeksi masker dengan alkohol.
Omong-omong, karena kemampuan penyerapan, penghalang, penyaringan, dan pencegahan kebocoran yang kuat dari katun meltblown, banyak produk dan popok wanita juga dibuat dengannya. Kimberly Clark adalah orang pertama yang mengajukan paten terkait.
Dongguan Liansheng bukan tenunan Technology Co, Ltd.Didirikan pada Mei 2020, perusahaan ini merupakan perusahaan produksi kain non-woven berskala besar yang mengintegrasikan penelitian dan pengembangan, produksi, dan penjualan. Perusahaan ini dapat memproduksi kain non-woven PP spunbond berbagai warna dengan lebar kurang dari 3,2 meter, mulai dari 9 gram hingga 300 gram.
Waktu posting: 26-Okt-2024