Ett nödvändigt filter: Nonwovens Institute tar steg för att bekämpa covid-19
Publiceringsdatum:Nonwovens Institute ökar för att skapa maskfilter och masker för vårdpersonal i frontlinjen av coronavirusutbrottet.
Det finns ingen brist på NC State uppfinningsrikedom när det gäller att bekämpa brist på personlig skyddsutrustning som används av sjukvårdspersonal och första räddningspersonal.
NC State's Nonwovens Institute (NWI) använder sina två pilotproduktionslinjer för forskning och utbildning för att producera ansiktsmaskmaterial som kommer att användas för att skydda medicinsk personal i frontlinjen för att bekämpa effekterna av covid-19.
Kirurgiska ansiktsmasker är gjorda av ovävda material, säger Behnam Pourdeyhimi, verkställande direktör för NWI, Wilson College of Textiles biträdande dekan för industriforskning och förlängning och William A. Klopman Distinguished Professor.
N95-respiratorer och kirurgiska masker är i allmänhet en sandwich av ett eller två vanliga nonwoven-lager – så kallade spunbond-lager som ger maskform och skyddar det inre filtreringsskiktet – kombinerat med ett lager av nonwoven smältblåst material som fungerar som filtreringsskikt och fångar mikroskopiska oönskade partiklar som virus och bakterier.
Men på grund av det nuvarande kritiska behovet av masker orsakat av COVID-19, skapade Pourdeyhimi och hans NWI-team ett nytt spunbond-material som kan fungera som ett effektivt filter utan behov av ett smältblåst filtreringsskikt. Det unika tyget är sammansatt av två olika polymermaterial som kombineras för att göra en enda fiber med betydande styrka och bulk – och som visar effektivitet i filtrering som liknar nuvarande material som används.
"På grund av covid-19-krisen tog vi spunbond-tekniken och skapade en ny generation av unika filter som har utmärkt filtreringsförmåga och potentiellt kan återanvändas efter rengöring med peroxid, eller potentiellt alkohollösning," sa Pourdeyhimi. "Eftersom dessa material är starka, till skillnad från klassiska smältblåsta filter, kan de också skäras och sys med traditionella tekniker."
Vanligtvis ger en meter spunbond material tillräckligt med material för cirka 20 till 25 masker när man använder de nuvarande designerna, sa Pourdeyhimi. En av NWI:s produktionslinjer började producera 2 000 meter spunbond material per timme, med potential att skapa cirka 20 000 meter spunbond material på en dag. NWI har för närvarande ett avtal om att tillhandahålla stora mängder spunbond nonwoven-material till Brooks Brothers, som kommer att tillverka masker vid sina tillverkningsanläggningar.
NWIs andra produktionslinje är en toppmodern smältblåsningspilotlinje som kommer att göra det klassiska smältblåsta materialet för N95-masker och kirurgiska masker.
"Vi skapade ett recept för tillverkning av klassiska N95-respiratormaterial och kommer att skicka ut dessa material till industriella partners för att omvandla dessa till respiratorer," sa Pourdeyhimi.
Det smältblåsta materialet tar lite längre tid att producera; Pourdeyhimi uppskattar att hans produktionslinje kan tillverka cirka 12 000 meter material på ett arbetsskift.
Tack vare stöd från hela universitetet säger Pourdeyhimi att NC State har beställt maskiner som gör det möjligt för NWI att tillverka kirurgiska masker i sina Centennial Campus-anläggningar. Dessa maskiner bör anlända under nästa månad.
"Vi kommer att ställa in dessa maskiner och ta vårt eget material och omvandla dem till masker och tillhandahålla dem till lokala samhällen," sa Pourdeyhimi.
Pourdeyhimi sa att stödet som erbjuds internt av enheter som Office of Research and Innovation, Office of Finance and Administration, Office of the Provost, Wilson College of Textiles och The Kenan Institute, såväl som externt av industripartners, har varit överväldigande.
ExxonMobil erbjöd till exempel polymermaterial till universitetet utan kostnad. Maskmaterialproduktion äter upp cirka 25 000 pund polymer per vecka. Det kemiska tillverkningsföretaget NatureWorks har också erbjudit polymjölksyra (PLA) polymer för detta arbete. PLA är en bristvara, men NatureWorks har säkrat tillgången till NWI för att säkerställa kontinuerlig produktion.
"North Carolina har det största antalet nonwoven-företag i landet, så vi vänder oss till dem för att se om de också skulle investera i att konvertera maskiner (som skulle förvandla maskmaterial till masker)", sa Pourdeyhimi.
Han tillade att, för att öka kapaciteten hos smältblåsta tyger, "Vi tittar på att eventuellt ändra hur företag producerar saker så att vi kan producera filter som skulle vara användbara under denna kris. Vi sätter många partnerskap på plats för att kunna utöka mängden material som finns tillgängligt både lokalt och rikstäckande.
"Jag har aldrig sett samhället komma samman som det har gjort."
Ursprunglig artikelkälla: NC State University