N95 maske üretim aşamaları
Temelde herkesin zihninde COVID-19 varken, mühendislik topluluğunun bir bütün olarak N95 maskelerinin arkasındaki üretim ve tasarım süreci hakkında bilgi sahibi olmasının yararlı olabileceğini düşünüyoruz. N95 maskesinin grip benzeri hastalıkları filtrelemek ve etkisiz hale getirmek için nasıl çalıştığını belgeleyen makul miktarda malzeme var. Bu maskelerin üretimi, tanımlanması ve sertifikalandırılmasıyla ilgili bilgilere yer vermeye çalışacağız.
İki temel solunum cihazı türü vardır: hava filtreleme ve hava sağlama. Hava filtreli solunum maskeleri (bir N95 maske veya solunum cihazı gibi) kirletici maddelerin, bakterilerin ve diğer maddelerin burnunuza ve ağzınıza ulaşmasını engeller. Hava beslemeli respiratörler, kullanıcıya bir tanktan veya diğer kirlenmemiş kaynaklardan (örneğin bir SCBA) temiz hava sağlar. N95 maskeleri, Türkiye’deki sağlık çalışanları COVID-19 ile enfekte hastaları tedavi ederken en çok talep gören ürünlerden biridir.
Bu makalede, N95 maskelerinin ne için kullanıldıkları, nasıl üretildikleri ve bunlarda hangi test yöntemlerinin kullanıldığı dâhil olmak üzere üretimiyle ilgili temel bilgileri ele alacağız. Cerrahi maskelerin üretimi ve test edilmesiyle daha fazla ilgileniyorsanız, cerrahi maskelerin nasıl yapıldığına ilişkin kılavuzumuza da göz atabilirsiniz.
N95 Maskeleri Nasıl Çalışır?
N95 maske üretim aşamaları, nonwoven materyalinin yapısı sayesinde partikülleri filtreleyerek çalışır. Parçacıklar, tek bir mikron kadar ince olan malzemenin liflerinin yoğun ağında bükülmeye ve dönmeye zorlandıkça sıkışır. Maskeler ayrıca parçacıkları daha fazla çekmek için elektrostatik olarak yüklenmiş malzemeye sahiptir. Parçacıklar biriktikçe maske daha verimli bir filtre haline gelir. Bununla birlikte, birikme ayrıca maskenin nefes almasını zorlaştırır, bu nedenle maskeler ve filtreler tek kullanımlık hale getirilir.
N95 Maskeleri Nasıl Yapılır?
Tıbbi bir N95 solunum cihazı, genellikle polipropilenden yapılan çok sayıda dokunmamış kumaş katmanından oluşur. Maskenin içini ve dışını kaplayan iki dışa doğru koruyucu kumaş tabakası, eğrilerek bağlanma kullanılarak oluşturulur. Eğrilerek bağlama, bir konveyör bandı üzerinde 15-35 mikrometre arasındaki iplikleri katmanlamak için termoplastik bir polimerden (genellikle polipropilen) erimiş iplikler üfleyen nozulları kullanır; bu, kayış hat boyunca ilerledikçe kumaş haline gelir. Lifler daha sonra termal, mekanik veya kimyasal teknikler kullanılarak bağlanır. Solunum cihazının 20 ila 50 g / m2 yoğunluktaki iki dış tabakası, dış ortama karşı koruma ve aynı zamanda kullanıcının ekshalasyonundaki her şeye karşı bir bariyer görevi görür.
Eğrilmiş bağ tabakaları arasında 250 g / m2 kadar yoğun olabilen bir ön filtreleme tabakası ve filtrasyon tabakası vardır. Ön filtreleme tabakası genellikle iğneli bir dokunmamış malzemedir. Dokunmamış malzeme, yapışkanlığını artırmak için iğneyle delinir ve bu, elyafları birbirine kancalamak için kumaştan tekrar tekrar dikenli iğneler göndererek gerçekleştirilir. Ön filtreleme tabakası daha sonra sıcak kalenderleme işleminden geçirilir, burada plastik elyaflar yüksek basınçlı ısıtılmış silindirlerden geçirilerek termal olarak birleştirilir. Bu, ön filtreleme katmanını daha kalın ve daha sert hale getirir, böylece istenen şekli oluşturmak ve maske kullanılırken bu şekilde kalmak için kalıplanabilir.
Son katman, filtrasyon verimliliğini belirleyen, yüksek verimli eritilerek şişirilmiş elektret (veya polarize) dokunmamış malzemedir. Meltblowing, birden fazla makine nozülünün erimiş sentetik polimer ipliklerini bir konveyör üzerine püskürtmek için hava kullandığı, eğrilerek birleştirmeye benzer bir işlemdir. Bununla birlikte, bu lifler, bir mikrondan daha küçük olduğundan çok daha küçüktür. Konveyör devam ederken, iplikler soğudukça kendiliğinden oluşur ve bağlanarak kumaşı oluşturur. Bununla birlikte, malzeme daha sonra bazı kumaş özelliklerini kaybetmeye başlasa da, bazen eritilerek şişirilmiş kumaş, mukavemet ve aşınma direnci eklemek için termal olarak da bağlanır.
Tam maskeler, katmanları ultrasonik kaynakla birleştiren ve maskeyi kullanıcının burnunun üzerine ayarlamak için kayışlar ve metal şeritler ekleyen dönüştürme makinelerinden yapılır. Solunum maskeleri daha sonra sevk edilmeden önce son adım olarak sterilize edilir.
