マスクフィルターフリースの作り方

Jun 19, 2023

コロナウイルスは、他のウイルスと同様に非常に小さく、ほとんどの繊維製品に引っかかるには小さすぎます。 マスクフィルターの侵入を防ぐために、エンジニアはさまざまな物理的トリックを使用する必要があります。

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このコロナウイルスの時代に数人が集まるときは常にマスクを着用します。 医療用口鼻保護マスクやその他の高品質の保護マスクには、必ず特殊なフィルター フリースが組み込まれています。このフリースは、いわゆるメルトブローン プロセスを使用して製造されます。

ライフェンホイザーのファミリー企業は、ドイツの旧首都ボン近郊のトロイスドルフに子会社ライコフィルを有し、このような特殊な不織布を製造できる機械の世界市場リーダーの 1 つです。

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デトレフ・フライは、Reicofil の研究開発責任者です。 彼はテクニカルセンターへの扉を私たちに開いてくれました。そこで彼と彼の同僚は、いわゆる不織布、つまり最初に紡いで織る必要のない合成繊維で作られた生地の製造を研究しています。

パイロットプラントは危機モードにある

「ここには 2,000 平方メートル (21,528 平方フィート) の敷地と 3 つの生産施設があります。私たちがここに建設したものはすべて、顧客の敷地内で屋外で生産するプラントに相当します」と Frey 氏は言います。

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「実際にここに施設を設置したのは、お客様の製品開発を支援できるためです。お客様はすでに、私たちがここで行う製造プロセスのすべてを現場で使用できます。しかし、コロナウイルスのパンデミックのため、現在はマスクフィルター素材を製造するための実験施設。」

そしてその素材は、ウイルスや細菌だけでなく、研磨剤やその他の粉塵、小さなエアロゾル飛沫やアスベスト繊維など、人々が呼吸する空気からあらゆる種類の汚染物質を除去できることを目的としています。 これが機能するには、フリースが非常に微細な構造を持っている必要があります。

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製造中、最初にプラスチックのポリプロピレン (PP) がほぼ液体蜂蜜の粘稠度になるまで溶解されます。 次に、小さなノズルを通って流れ、その下に非常に細い糸が形成されます。 しかし、今後のような薄さにはまだ程遠いです。 この最終的な細さを実現するには、メルトブローンプロセスと呼ばれることが多い、溶けた糸を吹き飛ばします。

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ナノメートルの細い糸ですが、非常に耐久性があります

「私たちのポリプロピレンの融点は摂氏 160 度です。空気の温度は約 250 度です。そこで熱風とホットメルトが極度の加速下で接触します」とフレイ氏は言います。

空気は毎秒約 300 メートル (980 フィート) の速度でプラスチックの糸に当たります。 通常の大気では、これはほぼ音速です。 しかし、気流が両側からプラスチックの糸に当たり、非常に狭い領域で無秩序な渦状態が発生するため、無限の液体プラスチックの糸に作用する相対速度は倍増します。

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短時間であれば、時速約 40,000 キロメートル (時速 24,855 マイル) まで加速されます。これは、国際宇宙ステーション (ISS) の軌道速度よりも速いです。 これにより、フィラメントとも呼ばれる糸が信じられないほど細くなります。

「同時に、フィラメントが切れるのを防ぐ必要があります」とエンジニアのフレイ氏は言います。 「このプラスチックがこれらの条件に耐えることができ、このような製品を安定した品質で製造できると考えると興味深いですね。」

研究室と機械の品質管理