Daugelis žmonių žino, kad chirurginių kaukių ir N95 kaukių pagrindą sudaro vidurinysis sluoksnis – išlydyta medvilnė.
Jei vis dar nežinote, pirmiausia trumpai apžvelkime. Chirurginės kaukės yra padalintos į tris sluoksnius: du išoriniai sluoksniai yra iš susukto neaustinio audinio, o vidurinis – iš lydyto pūtimo būdu pagaminto medvilnės. Nesvarbu, ar tai susuktas neaustinis audinys, ar lydyto pūtimo būdu pagamintas medvilnės audinys, jos pagamintos ne iš medvilnės, o iš plastiko polipropileno (PP).
Šiaurės Karolinos valstijos universiteto Neaustinių medžiagų instituto direktoriaus pavaduotojas ir medžiagų mokslo profesorius Behnamas Pourdeyhimi paaiškino, kad chirurginių kaukių neaustinio audinio priekinis ir galinis sluoksniai neturi galimybės filtruoti mikroorganizmų. Jie gali blokuoti tik skysčio lašelius, o tik vidurinis išlydytos medvilnės sluoksnis atlieka bakterijų filtravimo funkciją.
Išlydyto pūsto neaustinio audinio filtravimo funkcija.
Iš tiesų, pluoštų filtravimo efektyvumas (FE) priklauso nuo jų vidutinio skersmens ir pakavimo tankio. Kuo mažesnis pluošto skersmuo, tuo didesnis filtravimo efektyvumas.
Lydyto pūtimo būdu apdorotos medvilnės pluošto skersmuo yra maždaug nuo 0,5 iki 10 mikronų, o susukto rišimo būdu apdoroto sluoksnio pluošto skersmuo – apie 20 mikronų. Dėl itin smulkių pluoštų lydyto pūtimo būdu apdorota medvilnė turi didelį paviršiaus plotą ir gali adsorbuoti įvairias mikrodaleles. Dar įspūdingiau yra tai, kad lydyto pūtimo būdu apdorota medvilnė yra gana pralaidi orui, todėl ji yra gera medžiaga kaukių filtrams gaminti, o susukto rišimo būdu apdorotas neaustinis audinys – ne.
Pažvelkime į šių dviejų tipų gamybos procesą.neaustiniai audiniai.
Gaminant neaustinį audinį iš susuktų pluoštų, polipropilenas išlydomas ir ištraukiamas į šilką, kuris vėliau sudaro tinklelį. Palyginti su susuktais neaustiniais audiniais, lydyto pūtimo technologija yra daug pažangesnė, ir iš tikrųjų lydyto pūtimo technologija šiuo metu yra vienintelė technologija, naudojama didelio masto mikronų dydžio pluoštų gamybai.
Lydytos pūstos medvilnės gamybos procesas
Mašina gali generuoti didelės spartos karšto oro srautą, kuris išpurškia išlydytą polipropileną iš itin mažos angos lydalo purkštuko, pasiekdamas tokį patį efektą kaip ir purškiant.
Migloti itin smulkūs pluoštai susirenka ant volelių arba plokštelių ir sudaro lydalo pūtimo neaustinius audinius – iš tiesų, lydalo pūtimo technologijos įkvėpimas kyla iš gamtos. Tikriausiai nežinote, kad gamta taip pat gamina lydalo pūtimo medžiagas. Šalia ugnikalnių kraterių dažnai galima pamatyti keistai atrodančių perukų – Pele plaukų, pagamintų iš karšto ugnikalnio vėjo supūstos bazaltinės magmos.
Šeštajame dešimtmetyje JAV karinio jūrų laivyno tyrimų laboratorija (NRL) pirmą kartą panaudojo lydalo pūtimo technologiją pluoštams, skirtiems radioaktyviosioms medžiagoms filtruoti, gaminti. Šiais laikais lydalo pūtimo technologija naudojama ne tik filtrų medžiagoms, skirtoms vandeniui ir dujoms filtruoti, gaminti, bet ir pramoninėms izoliacinėms medžiagoms, tokioms kaip mineralinė vata. Tačiau pačios lydalo pūtimo būdu pagamintos medvilnės filtravimo efektyvumas yra tik apie 25 %. Kaip atsirado N95 kaukių 95 % filtravimo efektyvumas?
Tai yra labai svarbus medicininės lydytos medvilnės gamybos proceso žingsnis – elektrostatinės poliarizacijos apdorojimas.
Kaip jau minėjome, kaukių filtravimo efektyvumas yra susijęs su jų skersmeniu ir užpildymo tankiu. Tačiau jei kaukė bus per tankiai austa, ji nebus pralaidi orui ir dėvėtojas jausis nepatogiai. Jei nebus atliktas elektrostatinės poliarizacijos apdorojimas, išlydyto pūtimo audinio filtravimo efektyvumas, dėl kurio žmonės gali jaustis mažiau uždusę, yra tik 25 %.
Kaip galime pagerinti kvėpavimą, kartu užtikrinant filtravimo efektyvumą?
1995 m. inžinerijos mokslininkas Peteris P. Tsai iš Tenesio universiteto sugalvojo elektrostatinio nusodinimo technologijos, naudojamos pramoniniame filtravime, idėją.
Pramonėje (pvz., gamyklų kaminuose) inžinieriai naudoja elektrinį lauką dalelėms įkrauti, o tada, naudodami elektros tinklą, jas susiurbia, kad išfiltruotų itin mažas daleles.
Naudojant elektrostatinio filtro technologiją orui filtruoti
Įkvėpti šios technologijos, daugelis žmonių bandė elektrifikuoti plastikinius pluoštus, tačiau nesėkmingai. Tačiau Cai Bingyi tai padarė. Jis išrado metodą, kaip įkrauti plastiką, jonizuodamas orą ir elektrostatiniu būdu įkraudamas išlydytą audinį, paversdamas jį elektretu – nuolat įkrauta medžiaga, panašia į Pikachu.
Po transformacijos į Pikachu, Pikachu išlydyto pūsto audinio sluoksnis gali ne tik pasiekti 10 sluoksnių be elektros, bet ir pritraukti maždaug 100 nm skersmens daleles, tokias kaip COVID-19.
Galima sakyti, kad Cai Bingyi technologijos dėka buvo sukurtos N95 kaukės. Ši technologija apsaugo milijardų žmonių gyvybių visame pasaulyje.
Atsitiktinai Cai Bingyi elektrostatinio įkrovimo technika vadinama koronos elektrostatiniu įkrovimu, kuris yra toks pat koronaviruso tipas, bet čia „corona“ reiškia koroną.
Stebėję medicininės kokybės lydyto pūtimo medvilnės gamybos procesą, suprasite jo techninius sudėtingumus. Tiesą sakant, sunkiausia lydyto pūtimo medvilnės gamybos proceso dalis gali būti mechaninė lydyto pūtimo medvilnės gamyba.
Šių metų kovą Markus Müller, Vokietijos lydyto pūtimo mašinų tiekėjos „Reicol“ pardavimų direktorius, interviu NPR teigė, kad norint užtikrinti ploną ir stabilią pluošto kokybę, lydyto pūtimo mašinoms reikalingas didelis tikslumas ir jas sunku pagaminti. Mašinos gamybos ir surinkimo laikas yra mažiausiai 5–6 mėnesiai, o kiekvienos mašinos kaina gali siekti 4 mln. USD. Tačiau daugelio rinkoje esančių mašinų kokybė yra nevienoda.
Floridoje įsikūrusi bendrovė „Hills, Inc.“ yra viena iš nedaugelio gamintojų pasaulyje, galinčių gaminti medvilnės pūtimo įrangos antgalius. Bendrovės tyrimų ir plėtros vadovas Timothy Robsonas taip pat teigė, kad medvilnės pūtimo įranga pasižymi aukštu technologiniu turiniu.
Nors Kinijos metinė kaukių gamyba sudaro apie 50 % visos pasaulio gamybos, todėl ji yra didžiausia kaukių gamintoja ir eksportuotoja, remiantis vasario mėnesio Kinijos pramoninės tekstilės pramonės asociacijos duomenimis, nacionalinė lydyto pūtimo neaustinių audinių gamyba yra mažesnė nei 100 000 tonų per metus, o tai rodo didelį lydyto pūtimo neaustinių audinių trūkumą.
Atsižvelgiant į lydyto pūtimo audinių gamybos mašinų kainą ir pristatymo laiką, mažai tikėtina, kad mažos įmonės per trumpą laiką pagamins didelius kiekius kvalifikuotos lydyto pūtimo medvilnės.
Kaip nustatyti, ar įsigyta kaukė yra tinkama ir pagaminta iš lydytos medvilnės?
Metodas iš tikrųjų yra labai paprastas, atlikite tris veiksmus.
Pirma, kadangi išorinis sumuštinių sausainių neaustinio audinio sluoksnis yra atsparus vandeniui, kvalifikuotos medicininės kaukės turėtų būti atsparios vandeniui. Jei jos nėra atsparios vandeniui, kaip jos gali filtruoti iš burnos purškiamus lašelius? Galite pabandyti užpilti ant jo šiek tiek vandens, kaip šis vyresnysis brolis.
Antra, polipropilenas sunkiai užsidega ir yra linkęs lydytis veikiamas karščio, todėl išlydyta medvilnė nedegs. Jei kepama žiebtuvėliu, išlydyta medvilnė susisuks ir nukris, bet neužsidegs. Kitaip tariant, jei vidurinis įsigytos kaukės sluoksnis užsidega kepant žiebtuvėliu, tai tikrai klastotė.
Trečia, medicininė išlydyta medvilnė yra Pikachu, kuri turi statinę elektrą, todėl gali paimti mažus popieriaus gabalėlius.
Žinoma, jei tą pačią kaukę reikia naudoti kelis kartus, N95 išradėjas Cai Bingyi taip pat turi dezinfekavimo pasiūlymų.
Šių metų kovo 25 d. Cai Bingyi Tenesio universiteto svetainėje teigė, kad medicininių kaukių ir N95 kaukių elektrostatinės poliarizacijos efektas yra labai stabilus. Net jei kaukės 30 minučių dezinfekuojamos karštu 70 laipsnių Celsijaus oru, tai neturi įtakos kaukių poliarizacijos savybėms. Tačiau alkoholis pašalins išlydyto audinio krūvį, todėl kaukės nedezinfekuokite alkoholiu.
Beje, dėl stiprių lydytos medvilnės sugerties, barjerinių, filtravimo ir pratekėjimo prevencijos savybių, iš jos gaminama daug moteriškų gaminių ir sauskelnių. Kimberly Clark pirmoji pateikė paraiškas dėl atitinkamų patentų.
Dongguan Liansheng Neaustinės technologijos Co., Ltd.buvo įkurta 2020 m. gegužės mėn. Tai didelio masto neaustinių audinių gamybos įmonė, integruojanti mokslinius tyrimus ir plėtrą, gamybą ir pardavimus. Ji gali gaminti įvairių spalvų PP neaustinius audinius, kurių plotis mažesnis nei 3,2 metro, nuo 9 gramų iki 300 gramų.
Įrašo laikas: 2024 m. spalio 26 d.