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疫苗难以拯救全球疫情,Suntech熔喷机弥补熔喷布短板,助力口罩生产

疫苗难以拯救全球疫情,Suntech熔喷机弥补熔喷布短板,助力口罩生产

2021-04-15

近期,中国日新增确诊稳定在20例附近(全部为香港病例及境外输入病例),海外日新增确诊病例数在前期持续下降的基础上基本稳定在40万例附近。其中,美国、英国等疫苗接种率较高国家的疫情出现了明显好转,但意大利、法国等少数发达国家和巴西、印度等部分发展中国家的疫情又出现一定反弹迹象。


目前新冠疫苗接种仍在加速推进,当前全球已累计接种超3亿剂,日平均接种约600万剂。其中,以色列、英国、美国等接种率较高国家的日新增确诊病例数均出现了明显好转,但目前大多数国家疫苗接种的推进速度依旧较慢。

全球疫情何时得到真正控制仍需较长时间观察,一方面是因为新冠疫苗的产能和供应链在各国、尤其是发展中国家仍需持续完善,另一方面则是新冠病毒的变异具有较大的不确定性,但长期而言人类最终战胜疫情是确定性事件。


截至目前,海外日新增确诊病例约40万,较年初60-80万的峰值已出现非常明显的下滑,但近日也并未再延续1-2月的向下趋势,逐渐进入新的稳态。

全球日新增确诊病例仍在高位,不少国家在近日也出现了反弹迹象,且新冠病毒的变异也在持续发生,海内外疫情依然面临着较为严峻的压力。

目前海外新冠肺炎患者的死亡率基本保持在2%,而治愈率在逐步接近80%,基本在逐步接近“全球抗疫优等生”中国的情况。2%的死亡率和80%的治愈率基本说明目前海外的疫情整体并未造成严重的医疗资源挤兑,各国的医疗系统在过去一年的抗疫中积累的经验和资源储备基本已经能够较好地处置新冠确诊病例和疑似感染者。


目前全球新冠疫苗累计接种量已经超3亿剂,每百万人接种量也已超4剂。从每日接种量来看,目前全球平均每日接种新冠疫苗600万剂,整体仍在震荡向上,预计随着获批疫苗种类逐渐增多、疫苗产能逐步扩大,全球新冠疫苗的每日接种量仍会持续提高。

目前全球疫情逐步得到控制,但是部分地区由于新冠肺炎病患基数庞大,情况仍不容乐观,而且疫苗也未完全普及,由于病毒变异的问题,疫苗有效性也需进一步考察,未来较长一段时间内,依然需要佩戴口罩。

熔喷布是口罩生产关键

在疫情初期,全球陷入“一罩难求”的境地。口罩分为三层:内部吸水层、中间过滤层、外部防水层。内层为亲肤吸湿层(纺粘无纺布材质,主要作用为吸湿气),中层为隔离过滤层(经过驻极处理的熔喷布材质,主要作用为阻隔细菌、病毒及细小颗粒),外层为纺粘拒水层(纺粘无纺布材质,起到阻隔飞沫的作用)。通过三层材料的不同材质、性能,我们可以清晰了解到:对阻隔细菌、病毒及微小颗粒起决定性作用的就是中间的隔离过滤层,而隔离过滤层的材料即是熔喷布。

熔喷布,俗称口罩的“心脏”,是一种以高熔融指数的聚丙烯为材料,由许多纵横交错的纤维以随机方向层叠而成的膜,纤维直径范围0.5-10微米,其纤维直径大约有头发丝的三十分之一。虽然新冠病毒尺寸很小,在0.1微米左右,看似要比熔喷布的纤维直径还要小,但不要忘记病毒无法独立存在,其传播途径主要有分泌物和打喷嚏时的飞沫,飞沫的大小在5微米左右。熔喷布本质上是一种纤维过滤器,含有病毒的飞沫靠近熔喷布后,也会被静电吸附在表面,无法通过,从而起到隔离病毒的作用。

在疫情之初,口罩产量较低的主要原因就是熔喷布生产困难,熔喷布数量有限,符合医用标准的熔喷布更少,导致当前有熔喷布的商家奇货可居,哄抬物价,使得原本2万元左右/吨的价格,一路疯涨,甚至高达30万元/吨,涨幅15倍之多,还要靠多方抢购。这也成为口罩成品价格增长、且产能受限的关键因素。


熔喷布为何难以生产?

熔喷布生产遇到瓶颈不仅因为熔喷技术较为复杂,熔喷设备也相当短缺。受限于生产设备交货周期长、人员操作技术要求高等原因,熔喷布产能很难在短时间内快速提升。最早走出疫情的中国,虽然耗费大量人力物力投入口罩生产,但是能够生产熔喷布的大型厂家并不多,行业整体呈现小而散的局面。该行业此前缺少关注,一直呈现不温不火的态势。熔喷布生产的原理清晰,实际生产过程却较为复杂,涉及高分子学、流体力学、气流学、纺丝学等多门学科,对设备制造的要求也比较高。熔喷布的生产设备价格动辄超过百万元,且需要对工作人员进行专门培训,产业门槛较高。国外厂商供货周期长达八个月,国内厂商也超过半年,且关键零部件依赖进口,周期长、成本高、产业门槛高、收益风险大等诸多因素,成为制约熔喷布市场扩大的主要原因。

Suntech作为老牌机械企业,拥有50年技术沉淀和设备设计经验,深耕卫生健康领域50年,在疫情中,主动承担人类健康卫生防护责任,投身于口罩机、熔喷机、口罩材料生产,成为中国为数不多的熔喷机生产厂家之一。

熔喷布生产工艺

熔喷布从原料到成品的过程:


聚丙烯改性设备改性聚丙烯熔喷设备熔喷布驻极处理切割成卷


熔喷布做达标 (阻挡率90+95+99+),需要每个环节都符合要求。任何一个环节出问题都严重影响最终的成品。如何判断熔喷布质量是否达标?SUNTECH经验分享:可以从以下三个方面对熔喷布质量进行判断。

影响熔喷布等级的三大因素

1.聚丙烯原料

熔喷料并非一般聚丙烯,而是具有特定技术指标的改性聚丙烯。改性技术指标是否能达标将严重影响熔喷布的品质。

1)溶指程度

聚丙烯均聚物,纺丝用,溶指达到1500g/10min才能生产出纳米级纤维,有效阻挡病毒。

2)颗粒熔点要降低至150-170°C之间。

3)加入驻极母粒后,熔喷布经过驻极装置就会产生静电吸附性能。

4)聚丙烯颗粒改性后,经熔喷布机器高温高压喷出的纤维细且长。

5)原材料自熔喷头喷出的流体纤维柔、韧、牢固。

(6)高温杀菌消毒。

2.熔喷工艺和设备

根据示意图原料通过:挤出机→换网器(过滤器)→计量泵→模头→分配板(辅助热风)→喷丝板→成网装置形成熔喷布。


熔喷布主要由聚丙烯制成,其通过熔喷技术直接形成网,可以将其理解为高科技版本的棉花糖。熔融聚合物通过小狭的喷口被强制挤出,熔融的高温聚丙乙烯(230℃-390℃)在喷口两侧受到高速气流的冲击(480-800km/h),被拉伸或压缩成多个数量级的熔融聚合物,然后在输送机上缠绕成随机排列的不连续超细纤维网最后再在加热辊轴之间压缩成型。

挤出机的速度、计量泵的参数、模头的优劣、热风气流温度速度参数、模头角度、风刀角度、熔喷料接收距离、成网装置下吸附参数等共同决定溶喷布的品质。导致熔喷机无法生产出合格的熔喷布的原因主要有以下几点:

1)现场环境差,温度湿度、存在干扰气流等。

2)设备调试不到位

3)忽略驻极处理工序

4)原材料不合格


SUNTECH智能熔喷机采用高品质元件、精细装配,喷丝板选用日本领先技术,使用德国德玛吉数控加工中心和意大利菲迪亚龙门五轴高速铣,加流体抛光而成。喷丝板孔径可达0.25mm,空中拉丝1-4μm,喷丝细而均匀,足以保证材料的过滤性和透气性。最大程度地提高熔喷效率,提高熔喷布质量。

3.驻极处理

1)驻极处理的原理和影响因素:

主流应用的大多通过电晕充电法对熔喷布进行驻极处理,充电电压、充电时间、充电距离和环境湿度都对驻极处理的效果产生影响。其中,充电电压对驻极效果影响最明显,充电距离影响中等,充电时间影响最小。在调试机器时要引起重视。


环境湿度对静电的产生和流失都有影响,熔喷布生产企业要时刻监测车间内的温度和湿度。增加相应设备,使车间的温度和湿度保持在一定范围内。

2)熔喷原料对驻极处理的影响:

熔喷布必须具备接收电荷、保存电荷的特性,倘若没有,驻极处理根本没用。


机器设备的调试非常重要,调试机器一定要基于原料合适的情况下调试。熔喷布厂需对采购原料保持谨慎态度,不要盲目改变机器参数。

Suntech50年技术沉淀和设计经验,研发生产的智能熔喷机充分考虑熔喷布生产过程的各种问题,实现高效生产,保证熔喷布质量,欢迎详询。


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