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寒潮和疫情双双升级,目前口罩产能如何?

寒潮和疫情双双升级,目前口罩产能如何?

2021-01-08

16日—7日正式开启此次寒潮最冷时段,全国各地寒冷升级,10省区气温冻到低谷。华北、黄淮等地的低温程度具有一定的极端性,多地气温之低或为历史同期少见。


黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等地最低体感温度可达-25℃以下;北京、天津、河北、山东、山西、陕西以及甘肃、青海等地实际体感温度低于-15℃;江苏、浙江、上海、安徽、贵州、湖南、湖北等多地最高温仅有个位数;广东、广西、福建、云南东部也将感受到巨大温差。

目前全国有1个高风险地区,在河北;55个中风险地区,其中7个在北京、8个在河北、33个在辽宁、7个在黑龙江。


其中,河北疫情较为严重,5天新增234例感染者,现有本地确诊病例90例(重型5例、普通型84例、轻型1例),尚在医学观察本地无症状感染者144例。

最可怕的是,目前还没有搞清楚河北的传染源,无法从根源上防控。石家庄首例确诊者儿子发声:怎么感染的是个谜。而且,河北多个确诊病例曾参加婚葬礼,其中一名患者4天内参加了3次婚礼。虽然目前可以接种疫苗,但效果还有待观察。


在摸清病毒传播的来龙去脉之前,防控无从下手,最好的防御措施就是佩戴口罩。全国各地疫情防控较之前又变严格了,乘坐公共交通工具、出入公共场所必须佩戴口罩、出示健康码,最近就有新闻爆出,一位老人因为没有健康码而被驱逐下车,健康码没有温度,但是疫情之下,病毒如此冷漠,疫情防控也不得不严格。


中国口罩产能如何?口罩供应能否跟上疫情脚步?

根据官方公布的数据,中国2020年初口罩日产量仅为800万只。随着相关企业紧急复产复工、大量新工厂和新的生产线紧急启动,到229日,中国口罩日产量已达1.16亿只。2020年,从口罩、防护服、护目镜,到洗手液、检测试剂盒,作为“世界工厂”的中国源源不断地为全球200多个国家和地区“输血”2000多亿只口罩、20亿件防护服、8亿份检测试剂盒。

2020年上半年,中国是世界上最大的口罩供应国,占世界总出口额的56%WTO的数据显示,中国口罩占美国和意大利进口口罩总量的近四分之三,在日本更是占到80%

31日至1018日,中国对美累计出口口罩377亿只,平均每个美国人100多只口罩。

智能化生产扩大产能

由此可见,中国口罩产能相当大,而且生产效率特别高。尤其是一体化全自动智能口罩生产线诞生后,生产速度更是大幅提升可达160/分钟,日产达23万片,月产近700万片,一年产量近1亿片,而且全程只需一个操作工人(参见Suntech高速1+2口罩机),总成本控制在10万以内。


对比先前的传统口罩生产线,最少需要配置10个工人,外加口罩成型机、口罩压合机、口罩切边机、鼻梁条线贴合机、耳带点焊机等设备,总投资约50万,但因为产能有限,备货期非常长。


口罩生产过程繁琐么?生产关键是什么?


口罩生产说简单也简单,说难也难。但是自制的简易口罩多半无法发挥隔菌作用,因为缺少关键层——熔喷布。


口罩构成:

常见的医用口罩,主要由三层无纺布组成。内层是普通无纺布;外层是做了防水处理的无纺布,主要用于隔绝患者喷出的液体;中间的过滤层用的是经过驻极处理的聚丙烯熔喷无纺布;最后生产完毕后要经过杀菌消毒和视觉检验,筛除不合格口罩后密封包装,装箱运走。

医用口罩的核心材料,就是驻极处理之后的聚丙烯熔喷无纺布,这是过滤新冠病毒气溶胶的关键。


口罩生产过程

1.原材料:聚丙烯(PP)颗粒

从化工厂生产出来的聚丙烯颗粒就长这样,塑料水壶、餐具大部分都是聚丙烯做的。

聚丙烯多少钱呢?目前的期货价格是7000/吨。一辆大货车大概能拉30吨(还记得压塌无锡国道的那辆百吨钢卷车不?),所以通过物流提一车聚丙烯,成本大概是20万左右。


2.聚丙烯纤维生产

就像纺织需要植物纤维一样,无纺布的生产同样需要纤维料。聚丙烯颗粒融化塑形,成为聚丙烯纤维料,才是生产口罩的核心原料,下图就是聚丙烯纤维。

2019年国内聚丙烯纤维的产量约为170万吨,其中能用于口罩的高熔聚丙烯纤维约为95万吨。生产单位包括石化的镇海炼化、上海赛科、荆门石化、海南炼化、茂名石化、石家庄炼化、广州石化等。聚丙烯纤维多少钱呢?零售价大约10000/吨,数量级不会差。


3.熔喷无纺布生产

熔喷法属于聚合物挤压法非织造工艺,是1954年美国海军为了收集核试验产生的放射性微粒研制的超细过滤效果的过滤材料,然后1965年前后,埃克森、3M等公司制造了第一代熔喷非织造设备。


工艺原理就是用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上,依靠自身粘合成为非织造布,喷丝的原理如下图:


熔喷材料是靠自身纤维热熔而成,厚度更厚熔喷法生产的无纺布,纤维的随机和隔层交叉排列,形成了熔喷材料多弯曲通道结构,这样颗粒物(新冠病毒气溶胶)才会与纤维产生碰撞而被滞留。


画重点:医用口罩的过滤机制是布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降和静电吸附。前四种都是物理因素,就是熔喷法生产的无纺布自然具有的特性,过滤性约为35%,这达不到医用口罩要求,我们需要对材料进行驻极处理,让纤维带上电荷, 用静电捕获新冠病毒所在的气溶胶。于是,有了下一个步骤——驻极体处理。

4.驻极处理

静电吸附就是通过荷电纤维的库仑力实现对新冠病毒飞沫(气溶胶)的捕获。原理就是让过滤材料表面更开阔,对微粒的捕获能力能抢,而电荷密度增加,对颗粒的吸附和极化效应更强,所以,过滤层的熔喷无纺布过滤材料,必须要经过驻极处理,才能在不改变呼吸阻力的前提下,实现95%的过滤性,才能有效防病毒。

口罩要在到达阻隔效果的同时保证舒适通气性,医用口罩吸气阻力一般不超过343.2帕斯卡(Pa),民用口罩吸气阻力小于135帕斯卡(Pa)。


驻极处理能够大幅提高过滤效率,不改变呼吸阻力,而且驻极电压越高,材料过滤效率越高。一般需要驻极电压在30Kv-60kv,驻极时间要在20秒以上。


最后生产出来的医用高熔指熔喷无纺布原料,大概是这个样子的,20000/吨。

5.口罩生产线

原材料都备齐后,将原材料放入一体化智能口罩生产线,自动生产成品口罩。

平面口罩机生产流程如下(1+1生产速度达120/分钟,1+2生产速度达160/分钟):

N95口罩机生产流程(耳带式生产速度达70-80/分钟,头戴式生产速度达45-50/分钟):

6.杀菌消毒、筛查、包装

普通口罩可以不消毒,但是医用口罩必须进行消毒。传统的口罩消毒方式是将口罩放置在400mg/L的环氧乙烷环境中,利用烷基化作用于羟基,使微生物大分子失去活性,达到杀菌目的。


但是环氧乙烷不但易燃易爆,对人体还有毒,所以杀毒之后需要静置7天用于解析,在EO残留量低于要求值之后,才能包装出厂。因此,所有生产医用口罩的单位,都要具有《医疗器械经营企业许可证》。

由于环氧乙烷也是致癌物质,还要把口罩送到质量监督局送检,符合国标GB18279.1-2015,国际标准ISO11135:2014要求才能上市出售。

由此可见,传统的环氧乙烷消毒方式不仅可能残留有害物质、过程复杂,而且耗费时间和人力。目前,Suntech在一体化智能口罩机中植入“UV杀菌消毒”功能,在口罩生产过程中直接进行杀菌消毒,不仅省去人工、节约时间,而且UV杀菌无残留,非常安全,口罩成品能轻松过检。

由此可见,目前中国口罩生产较为成熟,从原材料、工艺技术到产品把关都相当到位,智能化口罩机面世后,更是大幅提升口罩生产速度,产能不仅能自给自足,而且还能供应给全球各地需要口罩的人们。

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