Како се прават заштитни маски со филтер

Таму каде се собираат повеќе луѓе во време на пандемија на коронавирус, мора да се носат заштитни маски. Медицинските заштити за устата и носот и високо квалитетните заштитни маски мораат да имаат вграден и одреден специјален филтер. Тој се произведува низ т.н. мелтблоун-постапка. Фамилијарното претпријатие Рајфенхојзер со фирмата -ќерка Рејкофил во Троисдорф кај Бон е еден од водечките светски производители за машини за изработка на вакви посебни филтери.

Детлеф Фреј е раководител на одделот за истражување и развој во Рајкофил. Тој нѐ води во техничкиот центар во кој со своите колеги врши истражувања за производство на т.н. неткаени материјали, составени од пластични влакна, кои не мора прво да бидат ткаени.

Исфрлање штетни материи од воздухот

„Овде имаме 2.000 квадратни метри и три производни погони. Сѐ што имаме изградено овде, одговара на погоните во кои произведуваат нашите клиенти", вели Фреј. „Ние обично овде развиваме системи за да им помогнеме на купувачите во развој на производи.  Сѐ што овде работиме со рецептури, нашите купувачи можат веднаш да го користат кај себе. Меѓутоа, поради пандемијата на коронавирус, решивме сега лабораториските постројки да ги користиме за производство на материјали за филтрирање кои се вградуваат во маските."

Тоа би значело исфрлање на сите штетни материи од воздухот: освен вируси и бактерии, тука се и честички прашина, ситни капки – аеросоли или азбестни влакна. За филтрирањето да успее, материјалот мора да биде исклучително фино структуиран.

Повеќе:

Колку помагаат заштитните маски за одбрана од коронавирусот

Со хартиени брисачи и метални монети против коронавирус

Од каде потекнува коронавирусот? Колку останува на површините? Одговори на Вашите прашања

Коронавирус: Парадокс со заштитните маски

Во текот на производството прво се топи пластичен полипропилен додека не добие конзистенција на течен мед. Потоа се пробива низ минијатурни млазници и под нив се формира исклучително тенок конец. Но, тој уште не е толку тенок како што би требало да биде на крајот. Значи, мора да се направи уште потенок. За таа цел растопениот конец се дува, затоа постапката се нарекува „meltblown".

Нанометар тенки, но исклучително издржливи нитки

„Нашиот полипропилен има точка на топење на 60 степени Целзиусови. Температурата на воздухот е околу 250 степени. Така врелиот воздух и топлата стопена смеса се среќаваат и се врши екстремно силно забрзување."

Воздухот ги фаќа пластичните нитки со брзина од околу 300 метри во секунда. Тоа би била речиси брзина на звукот во нормалната атмосфера. Меѓутоа, бидејќи протокот на воздухот удира во пластичните нитки од две страни и уште притоа на многу мала површина, настанува состојба на вртлог, релативната  брзина која дејствува на течните пластични нитки повеќекратно се зголемува. За кратко време доаѓа до забрзување од речиси 40.000 километри на час, што е поголема од брзината во орбитата на Меѓународната вселенска станица. Преку овој процес нитките стануваат незамисливо тенки. Оваа брзина додуша не може да се измери, но со оглед на подоцнежната јачина на нитките, може теоретски да се пресмета.

„Иствовремено, мораме да спречиме пукање на влакната", вели инженерот Фреј. „Фасцинирачка е помислата што оваа пластика тоа може да го издржи и што успеваме да добиеме производ со таков доследен квалитет", вели тој.

Контрола на квалитетот во лабораторија и на машина

Тоа не е едноставно, вели Александер Клајн, кој работи во техничкиот центар како инженер за развој. „Поставките мора да ги извршите на таков начин за да има хомоген талог од флис без оштетувања, непрекинати нитки, неискинати, за на крајот да постои хомоген производ со фини нитки."

Поради тоа е многу важна контрола на производниот процес. „Користиме инспекциски системи кои пронаоѓаат оптички недостатоци во производите", вели Клајн. „Од друга страна, редовно земаме примероци од материјалот за тестирање во лабораторија: пропустливост на воздухот, брзина на одвојување на филтерот, за ги задоволиме соодветните спецификации. "

Покрај тоа, сензорите исто така автоматски ја мерат пропустливоста на воздухот кај готовиот филтерски материјал. „Благодарение на проверката, можеме да откриеме ако нешто се промени и укажува дека нешто во процесот не оди како треба", вели инженерот Клајн.

А тоа може лесно да се случи, зашто нитките, кога ги обвива врел воздух, уште се во течна состојба и прилично лепливи.

Елементите од кои се состои мрежата се тенки само половина микрон. Со еден единствен седум грама тежок конец може да се обвие на пример целата земја. Од друга страна, таквиот конец би бил доволен за отприлика две до четири заштитни маски за лице, зависно од квалитетот на маската.

Вирусите се уште многу, многу помали

Иако е веќе многу тенка, неткаената мрежа уште ни оддалеку не е доволна за да ги отстрани вирусите од воздухот, со оглед на нивната големина. Отворите во филтрирачкиот материјал се повеќекратно поголеми од вирусот со неговите 0,12 микрони. Инженерите затоа мора да користат низа трикови од физиката за да ги задржат вирусите на површината.

Меѓудругото, за најситните честички како вирусите да останат на површината, улога играат силите на триење и интермолекуларните сили. На инженерите им оди во прилог и тоа што најчесто вирусите имаат масни површини, а полипропиленот привлекува маснотија. Понатаму, се користи и електростатичката сила за селекција и привлекување на вирусите. Електростатичкото дејство ни е познато од праксата - на тој принцип на пример функционираат посебните брисачи за прашина во домаќинството кои едноставно ја привлекуваат прашината и ги задржуваат ситните честички на влакната од брисачите.