Tarvittava suodatin: Kuitukankaiden instituutti astuu taisteluun COVID-19:ää vastaan
Julkaisupäivä:Kuitukankaiden instituutti ryhtyy luomaan maskisuodattimia ja naamioita koronaviruksen puhkeamisen etulinjassa oleville terveydenhuollon työntekijöille.
NC Staten kekseliäisyydestä ei ole pulaa, kun on kyse terveydenhuollon työntekijöiden ja ensiapuhenkilöstön käyttämien henkilökohtaisten suojavarusteiden puutteesta.
NC State's Nonwovens Institute (NWI) käyttää kahta tutkimus- ja koulutuspilottituotantolinjaansa tuottaakseen kasvomaskimateriaaleja, joita käytetään suojelemaan lääkintätyöntekijöitä COVID-19:n vaikutusten torjunnassa.
Kirurgiset kasvonaamarit on valmistettu kuitukangasmateriaaleista, sanoo Behnam Pourdeyhimi, NWI:n toiminnanjohtaja, Wilson College of Textilesin apulaisdekaani teollisuuden tutkimuksesta ja laajentamisesta sekä William A. Klopman Distinguished Professor.
N95-hengityssuojaimet ja kirurgiset maskit ovat yleensä kerros, joka koostuu yhdestä tai kahdesta tavallisesta kuitukangaskerroksesta – niin sanotuista spunbond-kerroksista, jotka antavat maskin muodon ja suojaavat sisäistä suodatuskerrosta – yhdistettynä kuitukangasta valmistettuun sulapuhalletun materiaalin kerrokseen, joka toimii suodatuskerroksena ja vangitsee mikroskooppisia. ei-toivottuja hiukkasia, kuten viruksia ja bakteereja.
Mutta koska COVID-19:n aiheuttama nykyinen kriittinen maskien tarve, Pourdeyhimi ja hänen NWI-tiiminsä loivat uuden spunbond-materiaalin, joka voi toimia tehokkaana suodattimena ilman sulapuhallettua suodatinkerrosta. Ainutlaatuinen kangas koostuu kahdesta erilaisesta polymeerimateriaalista, jotka yhdistetään yhdeksi kuiduksi, jolla on merkittävä lujuus ja bulkki – ja joka osoittaa suodatuksen tehokkuutta, joka on samanlainen kuin nykyisin käytetyt materiaalit.
"COVID-19-kriisin vuoksi otimme käyttöön spunbond-teknologian ja loimme uuden sukupolven ainutlaatuisia suodattimia, joilla on erinomainen suodatuskyky ja joita voidaan mahdollisesti käyttää uudelleen peroksidilla tai mahdollisesti alkoholiliuoksella puhdistuksen jälkeen", Pourdeyhimi sanoi. "Koska nämä materiaalit ovat vahvoja, toisin kuin klassiset sulapuhalletut suodattimet, niitä voidaan myös leikata ja ommella perinteisillä tekniikoilla."
Tyypillisesti yksi metri spunbond-materiaalia tarjoaa tarpeeksi materiaalia noin 20-25 maskiin nykyisten mallien avulla, Pourdeyhimi sanoi. Yksi NWI:n tuotantolinjoista alkoi tuottaa 2 000 metriä kehrättyä materiaalia tunnissa, jolloin voidaan tuottaa noin 20 000 metriä kehrätty materiaalia päivässä. NWI:llä on tällä hetkellä sopimus suurten spunbond-kuitukangasmateriaalien toimittamisesta Brooks Brothersille, joka valmistaa naamioita tuotantolaitoksissaan.
NWI:n toinen tuotantolinja on huippuluokan sulapuhalluspilottilinja, joka valmistaa klassista sulapuhallettua materiaalia N95-maskeihin ja kirurgisiin maskeihin.
"Loimme reseptin klassisten N95-hengitysmateriaalien tuotantoon ja toimitamme materiaalit teollisuuskumppaneille, jotta ne muunnetaan hengityssuojaimiksi", Pourdeyhimi sanoi.
Sulapuhalletun materiaalin valmistus vie hieman enemmän aikaa; Pourdeyhimi arvioi, että hänen tuotantolinjansa pystyy valmistamaan noin 12 000 metriä materiaalia yhdessä työvuorossa.
Yliopiston tuen ansiosta Pourdeyhimi kertoo, että NC State on tilannut koneita, joiden avulla NWI voi valmistaa kirurgisia maskeja Centennial Campus -tiloissaan. Koneiden pitäisi saapua ensi kuussa.
"Asennamme nämä koneet ja otamme omat materiaalimme ja muunnamme ne maskeiksi ja toimitamme ne paikallisille yhteisöille", Pourdeyhimi sanoi.
Pourdeyhimi sanoi, että yksiköiden, kuten Research and Innovation, Office of Finance and Administration, Office of Provost, Wilson College of Textiles ja The Kenan Institute, sekä ulkopuolisten alan kumppanien tarjoaman tuen vuodattaminen ulos on ollut ylivoimaista.
Esimerkiksi ExxonMobil tarjosi polymeerimateriaaleja yliopistolle veloituksetta. Maskimateriaalin tuotanto kuluttaa noin 25 000 kiloa polymeeriä viikossa. Kemikaaleja valmistava yritys NatureWorks on tarjonnut myös polymaitohappopolymeeriä (PLA) tätä työtä varten. PLA:sta on pulaa, mutta NatureWorks on varmistanut toimitukset NWI:lle jatkuvan tuotannon varmistamiseksi.
"Pohjois-Carolinassa on maan eniten kuitukankaita valmistavia yrityksiä, joten otamme heihin yhteyttä selvittääksemme, investoisivatko he myös koneiden muuntamiseen (jotka muuttaisivat maskimateriaalit maskeiksi), Pourdeyhimi sanoi.
Hän lisäsi, että sulapuhallettujen kankaiden kapasiteetin lisäämiseksi "Katsomme mahdollisuutta muuttaa yritysten tuotantotapoja, jotta voimme valmistaa suodattimia, joista olisi hyötyä tämän kriisin aikana. Teemme paljon kumppanuuksia, jotta voimme laajentaa saatavilla olevien materiaalien määrää sekä paikallisesti että valtakunnallisesti.
"En ole koskaan nähnyt yhteisön kokoontuvan yhteen niin kuin se on."
Alkuperäinen artikkelin lähde: NC State University