Come è realizzato il vello filtrante della maschera

Jun 19, 2023

I coronavirus, come altri virus, sono piccoli, troppo piccoli per rimanere intrappolati nella maggior parte dei tessuti. Per evitare che penetrino nel filtro della maschera, gli ingegneri devono utilizzare vari trucchi fisici.

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Ogni volta che più persone si riuniscono in questi tempi di coronavirus, indossano maschere. Le maschere mediche di protezione bocca-naso e altre maschere protettive di alta qualità hanno sempre uno speciale tessuto filtrante integrato. Questo tessuto non tessuto viene prodotto utilizzando il cosiddetto processo meltblown.

L'azienda della famiglia Reifenhäuser, con la sua filiale Reicofil a Troisdorf, vicino all'ex capitale tedesca Bonn, è uno dei leader del mercato mondiale per macchine in grado di produrre tessuti non tessuti così speciali.

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Detlef Frey è responsabile della ricerca e sviluppo presso Reicofil. Ci apre la porta del centro tecnico dove lui e i suoi colleghi stanno studiando la produzione dei cosiddetti tessuti non tessuti, cioè tessuti realizzati con fibre sintetiche che non devono essere prima filati e tessuti.

Impianto pilota in modalità di crisi

"Qui abbiamo 2.000 metri quadrati e tre impianti di produzione. Tutto ciò che abbiamo costruito qui corrisponde agli impianti che producono all'esterno, presso i clienti", afferma Frey.

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"In realtà abbiamo allestito qui le strutture in modo da poter aiutare i clienti a sviluppare prodotti. I nostri clienti possono già utilizzare in loco tutto ciò che facciamo qui con i processi di produzione. Tuttavia, a causa della pandemia di coronavirus, abbiamo deciso che ora utilizzeremo il strutture di laboratorio per produrre materiale filtrante per maschere."

E quel materiale è pensato per essere in grado di rimuovere tutti i tipi di inquinanti dall’aria che le persone respirano – non solo virus e batteri, ma anche abrasivi o altre polveri, minuscole goccioline di aerosol o fibre di amianto. Affinché ciò funzioni, il vello deve avere una struttura estremamente fine.

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Durante la produzione, il polipropilene plastico (PP) viene prima fuso fino a raggiungere la consistenza del miele liquido. Quindi scorre attraverso minuscoli ugelli e forma un filo sottilissimo al di sotto. Ma è ancora lungi dall’essere così sottile come lo sarà in seguito. Per raggiungere questo grado finale di sottigliezza, il filo fuso viene soffiato, in quello che viene spesso chiamato processo meltblown.

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Fili sottilissimi, ma estremamente resistenti

"Il nostro polipropilene ha un punto di fusione di 160 gradi Celsius. L'aria è a circa 250 gradi. L'aria calda e l'hot melt si incontrano lì con un'accelerazione estrema", afferma Frey.

L'aria colpisce i fili di plastica a una velocità di circa 300 metri (980 piedi) al secondo. In un'atmosfera normale, è quasi la velocità del suono. Tuttavia, poiché il flusso d'aria colpisce i fili di plastica da due lati e in un'area molto piccola si verificano stati di vortice caotici, la velocità relativa che agisce sui fili infiniti di plastica liquida viene moltiplicata.

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Per un breve periodo vengono accelerati fino a quasi 40.000 chilometri orari (24.855 miglia orarie), più veloci della velocità orbitale della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Ciò rende i fili, noti anche come filamenti, incredibilmente sottili.

"Allo stesso tempo dobbiamo evitare che i filamenti si rompano", spiega l'ingegnere Frey. "È affascinante pensare che questa plastica può resistere a queste condizioni e che siamo in grado di realizzare un prodotto del genere con una qualità costante."

Controllo qualità in laboratorio e sulle macchine