Ein notwendiger Filter: Das Nonwovens Institute verstärkt seine Bemühungen zur Bekämpfung von COVID-19
Veröffentlichungsdatum:Das Nonwovens Institute steigert seine Produktion um Maskenfilter und Masken für das medizinische Personal, das an vorderster Front gegen den Coronavirus-Ausbruch kämpft.
Wenn es darum geht, den Mangel an persönlicher Schutzausrüstung für medizinisches Personal und Ersthelfer zu bekämpfen, mangelt es dem Staat North Carolina nicht an Einfallsreichtum.
Das Nonwovens Institute (NWI) der North Carolina State University nutzt seine beiden Pilotproduktionslinien für Forschung und Ausbildung, um Materialien für Gesichtsmasken herzustellen, die zum Schutz des medizinischen Personals an vorderster Front im Kampf gegen die Auswirkungen von COVID-19 eingesetzt werden.
„Chirurgische Gesichtsmasken werden aus Vliesstoffen hergestellt“, sagt Behnam Pourdeyhimi, Geschäftsführer des NWI, stellvertretender Dekan für Industrieforschung und -erweiterung am Wilson College of Textiles und William A. Klopman Distinguished Professor.
N95-Atemschutzmasken und OP-Masken bestehen im Allgemeinen aus einer Sandwich-Konstruktion aus einer oder zwei herkömmlichen Vliesschichten – sogenannten Spinnvliesschichten, die der Maske ihre Form geben und die innere Filterschicht schützen – kombiniert mit einer Schicht aus schmelzgeblasenem Vliesmaterial, das als Filterschicht dient und mikroskopisch kleine, unerwünschte Partikel wie Viren und Bakterien auffängt.
Da COVID-19 derzeit einen großen Bedarf an Masken birgt, haben Pourdeyhimi und sein NWI-Team ein neues Spinnvliesmaterial entwickelt, das als wirksamer Filter dienen kann, ohne dass eine schmelzgeblasene Filterschicht erforderlich ist. Das einzigartige Gewebe besteht aus zwei verschiedenen Polymermaterialien, die zu einer einzigen Faser mit erheblicher Festigkeit und Masse kombiniert werden – und die eine ähnliche Wirksamkeit bei der Filterung wie derzeit verwendete Materialien aufweist.
„Aufgrund der COVID-19-Krise haben wir die Spinnvliestechnologie genutzt und eine neue Generation einzigartiger Filter entwickelt, die über eine hervorragende Filterleistung verfügen und nach der Reinigung mit Peroxid oder möglicherweise einer Alkohollösung möglicherweise wiederverwendet werden können“, sagte Pourdeyhimi. „Da diese Materialien im Gegensatz zu klassischen Meltblown-Filtern stark sind, können sie auch mit herkömmlichen Techniken geschnitten und genäht werden.“
Normalerweise reicht ein Meter Spinnvlies bei den aktuellen Designs für etwa 20 bis 25 Masken, sagte Pourdeyhimi. Eine der Produktionslinien von NWI begann mit der Produktion von 2.000 Metern Spinnvlies pro Stunde, mit dem Potenzial, etwa 20.000 Meter Spinnvlies pro Tag herzustellen. NWI hat derzeit eine Vereinbarung zur Lieferung großer Mengen Spinnvliesmaterial an Brooks Brothers, das in seinen Produktionsanlagen Masken herstellen wird.
Die andere Produktionslinie von NWI ist eine hochmoderne Meltblown-Pilotlinie, die das klassische Meltblown-Material für N95-Masken und OP-Masken herstellen wird.
„Wir haben ein Rezept für die Herstellung klassischer N95-Atemschutzmaskenmaterialien entwickelt und werden diese Materialien an Industriepartner versenden, die daraus Atemschutzmasken herstellen“, sagte Pourdeyhimi.
Die Herstellung des Meltblown-Materials nimmt etwas mehr Zeit in Anspruch; Pourdeyhimi schätzt, dass seine Produktionslinie in einer Arbeitsschicht etwa 12.000 Meter Material herstellen kann.
Dank der Unterstützung aus der gesamten Universität hat NC State laut Pourdeyhimi Maschinen bestellt, mit denen das NWI in seinen Einrichtungen auf dem Centennial Campus chirurgische Masken herstellen kann. Diese Maschinen sollten im nächsten Monat eintreffen.
„Wir werden diese Maschinen aufstellen und unsere eigenen Materialien in Masken umwandeln und sie den Gemeinden vor Ort zur Verfügung stellen“, sagte Pourdeyhimi.
Pourdeyhimi sagte, die Unterstützung, die intern von Einheiten wie dem Büro für Forschung und Innovation, dem Büro für Finanzen und Verwaltung, dem Büro des Provost, dem Wilson College of Textiles und dem Kenan Institute sowie extern von Industriepartnern angeboten wurde, sei überwältigend gewesen.
ExxonMobil beispielsweise bot der Universität kostenlos Polymermaterialien an. Die Produktion von Maskenmaterial verbraucht etwa 25.000 Pfund Polymer pro Woche. Der Chemiehersteller NatureWorks hat für diesen Einsatz auch Polymilchsäurepolymer (PLA) angeboten. PLA ist knapp, aber NatureWorks hat die Versorgung für NWI gesichert, um eine kontinuierliche Produktion zu gewährleisten.
„North Carolina hat die größte Anzahl an Vliesstoffunternehmen im Land, also wenden wir uns an sie, um zu sehen, ob sie auch in Verarbeitungsmaschinen investieren würden (die Maskenmaterialien in Masken verwandeln)“, sagte Pourdeyhimi.
Er fügte hinzu, dass wir, um die Kapazität von Meltblown-Stoffen zu erhöhen, „möglicherweise die Art und Weise ändern möchten, wie Unternehmen Dinge produzieren, damit wir möglicherweise Filter herstellen können, die während dieser Krise nützlich wären. Wir bauen viele Partnerschaften auf, um die Menge der Materialien, die sowohl lokal als auch landesweit verfügbar sind, erhöhen zu können.“
„Ich habe noch nie erlebt, dass die Gemeinschaft so zusammenwächst.“
Originalquelle des Artikels: NC State University