마스크 필터 플리스는 어떻게 만들어지나요?

Jun 19, 2023

코로나바이러스는 다른 바이러스와 마찬가지로 아주 작습니다. 대부분의 직물에 감염되기에는 너무 작습니다. 마스크 필터를 통과하는 것을 방지하기 위해 엔지니어는 다양한 물리적 트릭을 사용해야 합니다.

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코로나 시대에 여러 사람이 모일 때마다 마스크를 착용합니다. 의료용 입-코 보호 마스크 및 기타 고품질 보호 마스크에는 항상 특수 필터 플리스가 내장되어 있습니다. 이 플리스는 소위 멜트블로운 공정을 사용하여 생산됩니다.

Reifenhäuser 가족 회사는 이전 독일 수도인 본 근처 Troisdorf에 자회사 Reicofil을 두고 있으며 이러한 특수 부직포를 제조할 수 있는 기계 분야의 세계 시장 리더 중 하나입니다.

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Detlef Frey는 Reicofil의 연구 개발 책임자입니다. 그는 그와 그의 동료들이 소위 부직포, 즉 먼저 방적하고 직조할 필요가 없는 합성 섬유로 만든 직물의 생산을 연구하고 있는 기술 센터의 문을 열어주었습니다.

위기 모드의 파일럿 플랜트

"여기에는 2,000평방미터(21,528평방피트)의 면적과 3개의 생산 시설이 있습니다. 여기에 우리가 건설한 모든 것은 고객 구내에서 외부에서 생산하는 공장에 해당합니다"라고 Frey는 말합니다.

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"우리는 실제로 고객이 제품을 개발할 수 있도록 돕기 위해 여기에 시설을 설치했습니다. 우리 고객은 이미 우리가 여기서 하는 모든 제조 공정을 현장에서 사용할 수 있습니다. 그러나 코로나바이러스 대유행으로 인해 우리는 이제 이 시설을 사용하기로 결정했습니다. 마스크 필터 소재를 생산하는 실험실 시설입니다."

그리고 그 소재는 사람들이 숨쉬는 공기에서 바이러스와 박테리아뿐만 아니라 연마재나 기타 먼지, 작은 에어로졸 방울이나 석면 섬유 등 모든 종류의 오염 물질을 제거할 수 있도록 고안되었습니다. 이것이 작동하려면 플리스가 매우 미세한 구조를 가져야 합니다.

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생산 과정에서 플라스틱 폴리프로필렌(PP)은 액체 꿀 정도의 농도가 될 때까지 먼저 녹입니다. 그런 다음 작은 노즐을 통해 흐르고 그 아래에 매우 얇은 실을 형성합니다. 그러나 나중만큼 얇아지기는 아직 멀었습니다. 이러한 최종 가느다란 정도를 달성하기 위해 용융된 실을 블로우하는데, 이를 종종 멜트블로운 공정이라고 합니다.

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나노미터 단위의 얇은 실이지만 내구성이 매우 뛰어납니다.

"우리의 폴리프로필렌은 섭씨 160도의 융점을 가지고 있습니다. 공기는 약 250도입니다. 뜨거운 공기와 뜨거운 용융물은 극도의 가속도 하에서 그곳에서 만납니다."라고 Frey는 말합니다.

공기는 초당 약 300미터(980피트)의 속도로 플라스틱 나사산에 닿습니다. 일반적인 대기에서는 거의 음속과 비슷합니다. 그러나 공기 흐름이 양쪽에서 플라스틱 실에 부딪히고 매우 작은 영역에서 혼란스러운 소용돌이 상태가 발생하기 때문에 끝없는 액체 플라스틱 실에 작용하는 상대 속도가 배가됩니다.

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짧은 시간 동안 그들은 국제 우주 정거장(ISS)의 궤도 속도보다 빠른 시속 40,000km(시속 24,855마일)까지 가속됩니다. 이로 인해 필라멘트라고도 알려진 실이 엄청나게 얇아집니다.

"동시에 필라멘트가 끊어지는 것을 방지해야 합니다"라고 엔지니어 Frey는 말합니다. "이 플라스틱이 이러한 조건을 견딜 수 있고 우리가 일관된 품질로 그러한 제품을 제조할 수 있다고 생각하면 정말 놀랍습니다."

실험실과 기계의 품질 관리