Mulți oameni știu că stratul central al măștilor chirurgicale și al măștilor N95 este bumbacul topit și suflat.
Dacă încă nu știți, haideți să trecem mai întâi în revistă pe scurt. Măștile chirurgicale sunt împărțite în trei straturi, cele două straturi exterioare fiind din material nețesut spunbond, iar stratul din mijloc din bumbac topit-blown. Fie că este vorba de material nețesut spunbond sau bumbac topit-blown, acestea nu sunt fabricate din bumbac, ci din polipropilenă plastică (PP).
Behnam Pourdeyhimi, director adjunct al Institutului de Materiale Nețesute de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord și profesor de știința materialelor, a explicat că straturile frontale și posterioare ale materialului nețesut de pe măștile chirurgicale nu au capacitatea de a filtra microorganismele. Acestea pot bloca doar picăturile de lichid, iar doar stratul din mijloc al bumbacului topit are funcția de a filtra bacteriile.
Funcția de filtrare a țesăturii nețesute prin suflare prin topire.
De fapt, eficiența de filtrare (FE) a fibrelor este determinată de diametrul mediu și densitatea lor de compactare. Cu cât diametrul fibrei este mai mic, cu atât eficiența de filtrare este mai mare.
Diametrul fibrelor de bumbac topit-blown finisate este de aproximativ între 0,5-10 microni, în timp ce diametrul fibrelor stratificate prin spunbond este de aproximativ 20 de microni. Datorită fibrelor ultrafine, bumbacul topit-blown are o suprafață mare și poate adsorbi diverse microparticule. Și mai impresionant este faptul că bumbacul topit-blown este relativ respirabil, ceea ce îl face un material bun pentru fabricarea filtrelor pentru măști, în timp ce materialul nețesut spunbond nu este.
Să aruncăm o privire asupra procesului de fabricație al acestor două tipuri dețesături nețesute.
La fabricarea țesăturilor nețesute spunbond, polipropilena este topită și trasă în mătase, care apoi formează o plasă. Comparativ cu țesăturile nețesute spunbond, bumbacul topit-suflat are o tehnologie mult mai avansată și, de fapt, tehnologia topit-suflat este în prezent singura tehnologie utilizată pentru producția la scară largă de fibre de dimensiuni micronice.
Procesul de fabricație a bumbacului topit și suflat
Mașina poate genera un flux de aer cald de mare viteză, care va pulveriza polipropilenă topită prin duza de topire cu deschidere extrem de mică, cu același efect ca și pulverizarea.
Fibrele ultrafine, cețoase, se adună pe role sau plăci pentru a forma țesături nețesute prin suflare prin topire – de fapt, inspirația pentru tehnologia de suflare prin topire vine din natură. Probabil nu știți că și natura produce materiale prin suflare prin topire. Adesea există niște peruci cu aspect ciudat lângă craterele vulcanice, care sunt părul lui Pele, care este format din magmă bazaltică suflată de vântul fierbinte al vulcanului.
În anii 1950, Laboratorul de Cercetare Navală al SUA (NRL) a folosit pentru prima dată tehnologia de topire prin suflare pentru a fabrica fibre destinate filtrării materialelor radioactive. În zilele noastre, tehnologia de topire prin suflare nu este utilizată doar pentru fabricarea materialelor filtrante pentru filtrarea apei și gazelor, ci și pentru fabricarea materialelor izolatoare industriale, cum ar fi vata minerală. Cu toate acestea, eficiența de filtrare a bumbacului topit prin suflare în sine este de doar aproximativ 25%. Cum s-a obținut eficiența de filtrare de 95% a măștilor N95?
Aceasta este o etapă crucială în procesul de fabricație a bumbacului topit prin suflare medicală – tratament de polarizare electrostatică.
Așa cum tocmai am menționat, eficiența de filtrare a măștilor este legată de diametrul și densitatea de umplere a acestora. Cu toate acestea, dacă sunt țesute prea strâns, masca nu va fi respirabilă, iar purtătorul se va simți inconfortabil. Dacă nu se efectuează un tratament de polarizare electrostatică, eficiența de filtrare a țesăturii topite prin suflare, care poate face ca oamenii să se simtă mai puțin sufocați, este de doar 25%.
Cum putem îmbunătăți respirabilitatea, asigurând în același timp eficiența filtrării?
În 1995, inginerul Peter P. Tsai de la Universitatea din Tennessee a venit cu ideea tehnologiei de precipitare electrostatică utilizată în filtrarea industrială.
În industrie (cum ar fi coșurile de fum ale fabricilor), inginerii folosesc un câmp electric pentru a încărca particulele și apoi folosesc rețeaua electrică pentru a le aspira, cu scopul de a filtra particulele extrem de mici.
Folosind tehnologia precipitatorului electrostatic pentru filtrarea aerului
Inspirați de această tehnologie, mulți oameni au încercat să electrizeze fibrele de plastic, dar nu au avut succes. Însă Cai Bingyi a reușit. El a inventat o metodă de încărcare a plasticului, ionizând aerul și încărcând electrostatic materialul topit-suflat, transformându-l într-un electret, un material încărcat permanent, similar cu Pikachu.
După ce este transformat în Pikachu, un strat de pânză topită și suflată din materialul Pikachu nu numai că poate ajunge la 10 straturi fără electricitate, dar poate atrage și particule cu un diametru de aproximativ 100 nm, cum ar fi COVID-19.
Se poate spune că, datorită tehnologiei lui Cai Bingyi, au fost create măștile N95. Viețile a miliarde de oameni din întreaga lume sunt protejate de această tehnologie.
Întâmplător, tehnica de încărcare electrostatică a lui Cai Bingyi se numește încărcare electrostatică corona, care este același tip de corona ca și coronavirusul, dar aici corona înseamnă corona.
După ce veți urmări procesul de fabricație a bumbacului topit-blown de calitate medicală, veți înțelege dificultatea sa tehnică. De fapt, cea mai dificilă parte a procesului de fabricație a bumbacului topit-blown poate fi fabricarea mecanică a acestuia.
În luna martie a acestui an, Markus Müller, directorul de vânzări al Reicol, un furnizor german de utilaje de topire-suflare, a declarat într-un interviu acordat NPR că, pentru a se asigura că fibrele sunt fine și de o calitate stabilă, utilajele de topire-suflare necesită o precizie ridicată și sunt dificil de fabricat. Timpul de producție și asamblare al unei utilaje este de cel puțin 5-6 luni, iar prețul fiecărei utilaje poate ajunge la 4 milioane de dolari. Cu toate acestea, multe utilaje de pe piață au niveluri de calitate inegale.
Hills, Inc. din Florida este unul dintre puținii producători din lume care pot fabrica duze pentru echipamente de suflare a bumbacului topit. Timothy Robson, managerul de cercetare și dezvoltare al companiei, a declarat, de asemenea, că echipamentele de suflare a bumbacului topit au un nivel ridicat de conținut tehnologic.
Deși producția anuală de măști a Chinei reprezintă aproximativ 50% din totalul mondial, ceea ce o face cel mai mare producător și exportator de măști, conform datelor furnizate de Asociația Industriei Textile Industriale din China din februarie, producția națională de țesături nețesute topite prin suflare este mai mică de 100.000 de tone pe an, ceea ce indică o lipsă semnificativă de țesături nețesute topite prin suflare.
Având în vedere prețul și timpul de livrare al utilajelor de fabricare a țesăturilor topite, este puțin probabil ca întreprinderile mici să producă cantități mari de bumbac topit-blown calificat într-o perioadă scurtă de timp.
Cum se stabilește dacă masca achiziționată este eligibilă și fabricată din bumbac topit și suflat?
Metoda este de fapt foarte simplă, urmați trei pași.
În primul rând, deoarece stratul exterior de material nețesut spunbond din biscuiții tip sandwich are proprietăți impermeabile, măștile medicale calificate ar trebui să fie impermeabile. Dacă nu sunt impermeabile, cum pot filtra picăturile pulverizate din gură? Puteți încerca să turnați puțină apă pe el, ca acest frate mai mare.
În al doilea rând, polipropilena nu se aprinde ușor și este predispusă la topire atunci când este expusă la căldură, așa că bumbacul topit nu va arde. Dacă este copt cu o brichetă, bumbacul topit se va rula și va cădea, dar nu va lua foc. Cu alte cuvinte, dacă stratul din mijloc al măștii pe care o cumpărați ia foc atunci când este copt cu o brichetă, este cu siguranță o contrafăcătură.
În al treilea rând, bumbacul topit medical este Pikachu, care are electricitate statică, deci poate ridica bucăți mici de hârtie.
Desigur, dacă trebuie să folosiți aceeași mască de mai multe ori, inventatorul N95, Cai Bingyi, are și sugestii de dezinfectare.
Pe 25 martie a acestui an, Cai Bingyi a declarat pe site-ul Universității din Tennessee că efectul de polarizare electrostatică al măștilor medicale și al măștilor N95 este foarte stabil. Chiar dacă măștile sunt dezinfectate cu aer cald la 70 de grade Celsius timp de 30 de minute, acest lucru nu afectează proprietățile de polarizare ale măștilor. Cu toate acestea, alcoolul va îndepărta sarcina materialului topit prin suflare, așa că nu dezinfectați masca cu alcool.
Apropo, datorită capacităților puternice de absorbție, barieră, filtrare și prevenire a scurgerilor ale bumbacului topit, multe produse și scutece pentru femei sunt fabricate și din acesta. Kimberly Clark a fost prima care a solicitat brevete relevante.
Dongguan Liansheng nețesute Technology Co., Ltd.a fost înființată în mai 2020. Este o întreprindere de producție de țesături nețesute la scară largă, care integrează cercetarea și dezvoltarea, producția și vânzările. Poate produce țesături nețesute PP spunbond de diferite culori, cu o lățime mai mică de 3,2 metri, de la 9 grame la 300 de grame.
Data publicării: 26 oct. 2024