एकदा तुम्हाला मास्क बनवण्याचे मुख्य साहित्य किती कठीण आहे हे समजले की, तुम्हाला बनावट मास्क कसे ओळखायचे ते कळेल.

अनेकांना माहित आहे की सर्जिकल मास्क आणि N95 मास्कचा गाभा हा मधला थर असतो - वितळलेला कापूस.

जर तुम्हाला अजूनही माहित नसेल, तर प्रथम थोडक्यात त्याचा आढावा घेऊया. सर्जिकल मास्क तीन थरांमध्ये विभागलेले आहेत, बाहेरील दोन थर स्पनबॉन्ड नॉन-वोव्हन फॅब्रिकचे आहेत आणि मधला थर मेल्टब्लोन कॉटनचा आहे. स्पनबॉन्ड नॉन-वोव्हन फॅब्रिक असो किंवा मेल्टब्लोन कॉटन असो, ते कापसाचे नसून प्लास्टिक पॉलीप्रोपीलीन (पीपी) चे बनलेले असतात.

नॉर्थ कॅरोलिना स्टेट युनिव्हर्सिटीमधील इन्स्टिट्यूट ऑफ नॉन विणलेल्या मटेरियल्सच्या उपसंचालक आणि मटेरियल सायन्सच्या प्राध्यापक बेहनम पौरदेहिमी यांनी स्पष्ट केले की सर्जिकल मास्कवरील नॉन विणलेल्या कापडाच्या पुढील आणि मागील थरांमध्ये सूक्ष्मजीव फिल्टर करण्याची क्षमता नसते. ते फक्त द्रव थेंब रोखू शकतात आणि वितळलेल्या कापसाच्या फक्त मधल्या थरात बॅक्टेरिया फिल्टर करण्याचे काम असते.

वितळलेल्या नॉन-वोव्हन फॅब्रिकचे फिल्टरिंग फंक्शन.

खरं तर, तंतूंची गाळण्याची कार्यक्षमता (FE) त्यांच्या सरासरी व्यास आणि पॅकिंग घनतेनुसार निश्चित केली जाते. फायबरचा व्यास जितका लहान असेल तितकी गाळण्याची कार्यक्षमता जास्त असते.

वितळलेल्या कापसाच्या फिनिश केलेल्या तंतूंचा व्यास अंदाजे ०.५-१० मायक्रॉन असतो, तर स्पनबॉन्ड लेयर फायबरचा व्यास सुमारे २० मायक्रॉन असतो. अतिसूक्ष्म तंतूंमुळे, वितळलेल्या कापसाचे पृष्ठभाग मोठे असते आणि ते विविध सूक्ष्म कण शोषू शकते. आणखी प्रभावी गोष्ट म्हणजे वितळलेल्या कापसाचे पृष्ठभाग तुलनेने श्वास घेण्यासारखे असते, ज्यामुळे ते मास्क फिल्टर बनवण्यासाठी एक चांगले साहित्य बनते, तर स्पनबॉन्ड नॉन-वोव्हन फॅब्रिक नाही.

चला या दोन प्रकारच्या उत्पादन प्रक्रियेवर एक नजर टाकूयान विणलेले कापड.

स्पनबॉन्ड नॉन-विणलेले कापड बनवताना, पॉलीप्रोपीलीन वितळवून रेशीममध्ये ओढले जाते, जे नंतर एक जाळी बनवते——स्पनबॉन्ड नॉन-विणलेल्या कापडांच्या तुलनेत, मेल्टब्लोन कापसात बरेच प्रगत तंत्रज्ञान आहे आणि खरं तर, मेल्टब्लोन तंत्रज्ञान हे सध्या मायक्रॉन आकाराच्या तंतूंच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी वापरले जाणारे एकमेव तंत्रज्ञान आहे.

वितळलेल्या कापसाची उत्पादन प्रक्रिया

हे मशीन उच्च-गती गरम हवेचा प्रवाह निर्माण करू शकते, जे अत्यंत लहान उघडणाऱ्या मेल्ट जेट नोझलमधून वितळलेल्या पॉलीप्रोपायलीनचे स्प्रे करेल, ज्याचा परिणाम स्प्रे प्रमाणेच होईल.

धुक्याचे अतिसूक्ष्म तंतू रोलर्स किंवा प्लेट्सवर एकत्र होऊन वितळलेले नॉन-वोव्हन फॅब्रिक्स तयार होतात - खरं तर, वितळलेले तंत्रज्ञानाची प्रेरणा निसर्गाकडून येते. तुम्हाला कदाचित माहित नसेल की निसर्ग देखील वितळलेले साहित्य तयार करतो. ज्वालामुखीच्या खड्ड्यांजवळ अनेकदा काही विचित्र दिसणारे विग असतात, जे पेलेचे केस असतात, जे ज्वालामुखीच्या उष्ण वाऱ्याने उडवलेल्या बेसाल्टिक मॅग्मापासून बनलेले असतात.

१९५० च्या दशकात, यूएस नेव्हल रिसर्च लॅबोरेटरी (NRL) ने प्रथम रेडिओएक्टिव्ह पदार्थ फिल्टर करण्यासाठी तंतू तयार करण्यासाठी मेल्टब्लोन तंत्रज्ञानाचा वापर केला. आजकाल, मेल्टब्लोन तंत्रज्ञानाचा वापर केवळ पाणी आणि वायू फिल्टर करण्यासाठी फिल्टर मटेरियल तयार करण्यासाठीच केला जात नाही तर खनिज लोकर सारख्या औद्योगिक इन्सुलेशन मटेरियलच्या निर्मितीसाठी देखील केला जातो. तथापि, मेल्टब्लोन कापसाची गाळण्याची कार्यक्षमता फक्त २५% आहे. N95 मास्कची ९५% गाळण्याची कार्यक्षमता कशी आली?

वैद्यकीय वितळलेल्या कापसाच्या उत्पादन प्रक्रियेतील हे एक महत्त्वाचे पाऊल आहे - इलेक्ट्रोस्टॅटिक ध्रुवीकरण उपचार.

हे असे आहे, जसे आपण आत्ताच नमूद केले आहे, मास्कची गाळण्याची कार्यक्षमता त्यांच्या व्यास आणि भरण्याच्या घनतेशी संबंधित आहे. तथापि, जर ते खूप घट्ट विणले गेले तर मास्क श्वास घेण्यायोग्य राहणार नाही आणि परिधान करणाऱ्याला अस्वस्थ वाटेल. जर इलेक्ट्रोस्टॅटिक ध्रुवीकरण उपचार केले नाहीत, तर वितळलेल्या ब्लोइंग फॅब्रिकची गाळण्याची कार्यक्षमता ज्यामुळे लोकांना गुदमरल्यासारखे वाटू शकते ते फक्त २५% आहे.

गाळण्याची कार्यक्षमता सुनिश्चित करताना आपण श्वास घेण्याची क्षमता कशी सुधारू शकतो?

१९९५ मध्ये, टेनेसी विद्यापीठातील अभियांत्रिकी शास्त्रज्ञ पीटर पी. त्साई यांनी औद्योगिक गाळणीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक पर्जन्य तंत्रज्ञानाची कल्पना मांडली.

उद्योगात (जसे की कारखान्याच्या चिमणी), अभियंते कण चार्ज करण्यासाठी विद्युत क्षेत्राचा वापर करतात आणि नंतर अत्यंत लहान कण फिल्टर करण्यासाठी त्यांना शोषण्यासाठी पॉवर ग्रिडचा वापर करतात.

हवा फिल्टर करण्यासाठी इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटर तंत्रज्ञानाचा वापर

या तंत्रज्ञानाने प्रेरित होऊन, अनेक लोकांनी प्लास्टिक तंतूंचे विद्युतीकरण करण्याचा प्रयत्न केला आहे, परंतु त्यांना यश आले नाही. पण कै बिंगी यांनी ते केले. त्यांनी प्लास्टिक चार्ज करण्याची पद्धत शोधून काढली, हवेचे आयनीकरण केले आणि वितळलेल्या कापडाचे इलेक्ट्रोस्टॅटिकली चार्जिंग केले, ज्यामुळे ते पिकाचूसारखे कायमचे चार्ज केलेले पदार्थ इलेक्ट्रेटमध्ये बदलले.

पिकाचूमध्ये रूपांतरित झाल्यानंतर, पिकाचू वितळलेल्या कापडाचा एक थर विजेशिवाय केवळ १० थरांपर्यंत पोहोचू शकत नाही, तर COVID-19 सारखे सुमारे १०० नॅनोमीटर व्यासाचे कण देखील आकर्षित करू शकतो.

असे म्हणता येईल की कै बिंगी यांच्या तंत्रज्ञानाने N95 मास्क तयार केले गेले. जगभरातील अब्जावधी लोकांचे जीवन या तंत्रज्ञानाद्वारे संरक्षित आहे.
योगायोगाने, कै बिंगीच्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक चार्जिंग तंत्राला कोरोना इलेक्ट्रोस्टॅटिक चार्जिंग म्हणतात, जे कोरोना विषाणूसारखेच आहे, परंतु येथे कोरोना म्हणजे कोरोना.

मेडिकल ग्रेड मेल्ट ब्लोन कापसाची उत्पादन प्रक्रिया पाहिल्यानंतर, तुम्हाला त्याची तांत्रिक अडचण समजेल. खरं तर, मेल्ट ब्लोन कापसाच्या उत्पादन प्रक्रियेतील सर्वात कठीण भाग म्हणजे मेल्ट ब्लोन कापसाचे यांत्रिक उत्पादन असू शकते.

या वर्षी मार्चमध्ये, मेल्टब्लोन मशिनरीचा जर्मन पुरवठादार असलेल्या रीकॉलचे विक्री संचालक मार्कस मुलर यांनी एनपीआरला दिलेल्या मुलाखतीत सांगितले की, मेल्टब्लोन मशिनरीचे तंतू बारीक आणि स्थिर दर्जाचे आहेत याची खात्री करण्यासाठी, मेल्टब्लोन मशिनरना उच्च अचूकता आवश्यक असते आणि ते तयार करणे कठीण असते. मशीनचे उत्पादन आणि असेंब्ली वेळ किमान ५-६ महिने असतो आणि प्रत्येक मशीनची किंमत ४ दशलक्ष डॉलर्सपर्यंत पोहोचू शकते. तथापि, बाजारात उपलब्ध असलेल्या अनेक मशीन्समध्ये असमान दर्जाची पातळी असते.

फ्लोरिडामधील हिल्स, इंक. हे जगातील काही मोजक्या उत्पादकांपैकी एक आहे जे वितळलेल्या कापसाच्या उपकरणांचे नोझल तयार करू शकते. कंपनीचे संशोधन आणि विकास व्यवस्थापक टिमोथी रॉबसन यांनी असेही सांगितले की वितळलेल्या कापसाच्या उपकरणांमध्ये उच्च पातळीची तांत्रिक सामग्री असते.

चीनमधील मास्कचे वार्षिक उत्पादन जगाच्या एकूण उत्पादनाच्या सुमारे ५०% आहे, ज्यामुळे ते मास्कचे सर्वात मोठे उत्पादक आणि निर्यातदार बनले आहे, परंतु फेब्रुवारीमध्ये चीन इंडस्ट्रियल टेक्सटाइल इंडस्ट्री असोसिएशनच्या आकडेवारीनुसार, वितळलेल्या नॉन-विणलेल्या कापडांचे राष्ट्रीय उत्पादन दरवर्षी १००००० टनांपेक्षा कमी आहे, जे वितळलेल्या नॉन-विणलेल्या कापडांची लक्षणीय कमतरता दर्शवते.

मेल्टब्लोन फॅब्रिक मॅन्युफॅक्चरिंग मशिनरीची किंमत आणि डिलिव्हरी वेळ लक्षात घेता, लहान व्यवसाय कमी कालावधीत मोठ्या प्रमाणात पात्र मेल्टब्लोन कापसाचे उत्पादन करण्याची शक्यता कमी आहे.

खरेदी केलेला मास्क योग्य आहे आणि वितळलेल्या कापसापासून बनलेला आहे की नाही हे कसे ठरवायचे?

ही पद्धत प्रत्यक्षात खूप सोपी आहे, तीन पावले उचला.

पहिले म्हणजे, सँडविच कुकीजमधील स्पनबॉन्ड नॉन-वोव्हन फॅब्रिकच्या बाहेरील थरात वॉटरप्रूफ गुणधर्म असल्याने, पात्र वैद्यकीय मास्क वॉटरप्रूफ असले पाहिजेत. जर ते वॉटरप्रूफ नसतील, तर ते तोंडातून फवारलेले थेंब कसे फिल्टर करू शकतील? तुम्ही या मोठ्या भावासारखे त्यावर थोडे पाणी ओतण्याचा प्रयत्न करू शकता.

दुसरे म्हणजे, पॉलीप्रोपायलीनला आग लागणे सोपे नसते आणि उष्णतेच्या संपर्कात आल्यावर ते वितळण्याची शक्यता असते, त्यामुळे वितळलेला कापूस जळत नाही. जर लाईटरने बेक केले तर वितळलेला कापूस गुंडाळेल आणि पडेल, परंतु तो आग पकडणार नाही. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर, जर तुम्ही खरेदी केलेल्या मास्कच्या मधल्या थराला लाईटरने बेक केल्यावर आग लागली तर ते निश्चितच बनावट आहे.

तिसरे म्हणजे, वैद्यकीयदृष्ट्या वितळलेला कापूस म्हणजे पिकाचू, ज्यामध्ये स्थिर वीज असते, त्यामुळे ते कागदाचे छोटे तुकडे उचलू शकते.

अर्थात, जर तुम्हाला एकच मास्क अनेक वेळा वापरायचा असेल, तर N95 चे शोधक, कै बिंगी, यांनी देखील निर्जंतुकीकरणाच्या सूचना दिल्या आहेत.

या वर्षी २५ मार्च रोजी, काई बिंगी यांनी टेनेसी विद्यापीठाच्या वेबसाइटवर सांगितले की वैद्यकीय मास्क आणि N95 मास्कचा इलेक्ट्रोस्टॅटिक ध्रुवीकरण प्रभाव खूप स्थिर आहे. जरी मास्क ७० अंश सेल्सिअस तापमानात ३० मिनिटे गरम हवेने निर्जंतुक केले तरी त्याचा मास्कच्या ध्रुवीकरण गुणधर्मांवर परिणाम होत नाही. तथापि, अल्कोहोल वितळलेल्या कापडाचा भार वाहून नेईल, म्हणून अल्कोहोलने मास्क निर्जंतुक करू नका.

तसे, वितळलेल्या कापसाच्या मजबूत शोषण, अडथळा, गाळण्याची प्रक्रिया आणि गळती प्रतिबंधक कौशल्यांमुळे, अनेक महिला उत्पादने आणि डायपर देखील त्यापासून बनवले जातात. किम्बर्ली क्लार्क ही संबंधित पेटंटसाठी अर्ज करणारी पहिली होती.

डोंगगुआन लियानशेंग नॉन विणलेले तंत्रज्ञान कं, लि.मे २०२० मध्ये स्थापन करण्यात आले. हे संशोधन आणि विकास, उत्पादन आणि विक्री एकत्रित करणारे एक मोठ्या प्रमाणात नॉन-विणलेले कापड उत्पादन उपक्रम आहे. ते ९ ग्रॅम ते ३०० ग्रॅम पर्यंत ३.२ मीटरपेक्षा कमी रुंदीचे पीपी स्पनबॉन्ड नॉन-विणलेले कापडांचे विविध रंग तयार करू शकते.