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        疫情考驗(yàn)美國(guó)醫(yī)用無紡品的研發(fā)

        2021-11-21 11:41:00牟汝佳
        中國(guó)纖檢 2021年10期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)

        文/牟汝佳

        美國(guó)食品和藥物管理局最近向溫斯頓-塞勒姆(Winston-Salem)公司授權(quán),生產(chǎn)一種名為哈尼斯的品牌口罩。這是一種專用外科口罩,供衛(wèi)生保健專業(yè)人員用作個(gè)人防護(hù)。其實(shí),這類口罩早就出現(xiàn)在市場(chǎng)上,只因它來自國(guó)外,美國(guó)政府有意為限制進(jìn)口而設(shè)置障礙。這給美國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)制造了不少麻煩。此后,北卡州立大學(xué)、北卡州立大學(xué)分校和其他相關(guān)機(jī)構(gòu)開始合作研發(fā)。這種兩層一次性外科手術(shù)口罩是由北卡州立大學(xué)無紡研究所設(shè)計(jì)的織物,與相關(guān)的細(xì)菌感染預(yù)防專家合作開發(fā)而成。

        新型口罩這樣研發(fā)出來

        該研究所(NWI)有著紡粘法無紡布微纖化技術(shù)的悠久研發(fā)歷史。2004年到2008年成為該所重點(diǎn)發(fā)展的階段。他們?cè)?018年和2019年間對(duì)研發(fā)的技術(shù)進(jìn)行了修改,使口罩形成了機(jī)械性的高效空氣(HEPA)過濾器,并在近期再次改造成為面罩過濾器的基礎(chǔ)層。這類口罩被稱為“哈尼斯口罩”,其特殊性在于:鴨嘴形、高透氣、高屏蔽。

        報(bào)告稱:這家無紡研究所研發(fā)的獨(dú)特織物是世界上第一個(gè)被認(rèn)可的工程織物,它消除了需要第三過濾層的成本并具備過濾效果。其海綿層由兩種不同的聚合物材料組成,使一種纖維具有顯著的強(qiáng)度和厚度,過濾效果超越市場(chǎng)上現(xiàn)有的口罩材料。該所的這項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目旨在確保疫情期間為一線衛(wèi)生工作人員提供高質(zhì)量和負(fù)擔(dān)得起的防護(hù)裝備。

        提及最近的無紡研發(fā)和哈尼斯品牌的兩層一次性手術(shù)口罩,美國(guó)這個(gè)部門從2021年3月初就全面開展工作,相關(guān)設(shè)施晝夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。那么他們?cè)趦蓪右淮涡允中g(shù)口罩的無紡布中使用了什么技術(shù)呢?其實(shí)只是結(jié)構(gòu)做了改變,即內(nèi)層形成了包括粗細(xì)纖維混合,之所以要用兩種不同的聚合物,是因?yàn)槿粢估w維更進(jìn)一步產(chǎn)生屏蔽性,就需要不相容的聚合物。例如,尼龍與聚酯、聚酯與聚丙烯或聚乙烯。而他們選擇的是聚乳酸(PLA)和PP材質(zhì)。

        為提高效率,他們采取多團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)。通過與客戶的大量溝通,傾聽客戶的聲音來獲得更多有開發(fā)價(jià)值的信息。因此他們花了很多時(shí)間進(jìn)行測(cè)試和重新調(diào)整材料,進(jìn)行材料組合和設(shè)計(jì),旨在想要迅速推出產(chǎn)品。他們認(rèn)為這是有價(jià)值的,因?yàn)槊绹?guó)FDA已向所有研發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)出緊急授權(quán)使用的測(cè)試指令。FDA原要求由經(jīng)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試,如納爾森和英特克實(shí)驗(yàn)室。但要完成這一點(diǎn)所需要時(shí)間實(shí)在太長(zhǎng)。幸運(yùn)的是,該研究所具備了進(jìn)行同樣測(cè)試的設(shè)施和專業(yè)知識(shí)。因此,在開發(fā)階段,所有的測(cè)試仍在該研究所進(jìn)行。只有在最后他們才一邊把樣品提交給經(jīng)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行最終測(cè)試,一邊提交給企業(yè)試產(chǎn)。

        限制進(jìn)口使美企面臨數(shù)不勝數(shù)的難題

        他們認(rèn)為,這類產(chǎn)品的快速開發(fā)要?dú)w功于合作。美國(guó)機(jī)構(gòu)對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)與外國(guó)的合作是嚴(yán)加管控的,但對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)機(jī)構(gòu)間的合作卻大開綠燈,旨在擺脫對(duì)外國(guó)個(gè)人防護(hù)用品的依賴。

        但他們卻面臨新的挑戰(zhàn),因?yàn)槊绹?guó)國(guó)內(nèi)很難有企業(yè)還生產(chǎn)他們需要的過濾介質(zhì)產(chǎn)品。這導(dǎo)致美國(guó)融合性的過濾介質(zhì)極度短缺,促使他們不得不改變基礎(chǔ)材料。美國(guó)業(yè)界可在幾個(gè)月內(nèi)建立口罩制造設(shè)備,許多公司也這樣做到了,但成熟的介質(zhì)產(chǎn)品仍然短缺,許多人正忙于尋找這類介質(zhì)。他們面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是,在生產(chǎn)高質(zhì)量的熔融結(jié)構(gòu)時(shí)缺乏專門的技術(shù)。不得已,該研究所開發(fā)出一種這類介質(zhì)的替代方案,以幫助緩解緊缺。該研究所還在測(cè)試和驗(yàn)證、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面幫助其他公司滿足需求,并向在線網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)提供關(guān)于系列PPE和熔噴紡粘工藝結(jié)合的全過程,因?yàn)樗c其他具備研發(fā)過濾品的企業(yè)有關(guān)。

        然而,這還不是關(guān)鍵所在。他們面臨的另一難題是,美國(guó)缺乏相關(guān)的人才。美國(guó)業(yè)界缺乏這方面的專業(yè)知識(shí)和專門技術(shù)。他們對(duì)這類挑戰(zhàn)深有所悟,自己不能簡(jiǎn)單地買一臺(tái)熔融機(jī),按下按鈕就開始生產(chǎn)。當(dāng)機(jī)械制造商正努力幫助他們開發(fā)設(shè)備并培訓(xùn)人才時(shí),他們又迫切需要建立質(zhì)量管理體系,培訓(xùn)維護(hù)和操作人員。為了幫助實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),該研究所為幾家有興趣購(gòu)買無紡設(shè)備的公司開發(fā)了培訓(xùn)項(xiàng)目。為了開發(fā)這類有效的外科手術(shù)口罩,他們不得不又去找投資商,原因只有一點(diǎn),他們還缺乏資金。

        要生產(chǎn)這類褶皺口罩還真的難住了他們。美國(guó)除了3M、摩爾德和霍尼韋爾是該行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者外,他們不得不尋找其他能生產(chǎn)模制杯款式無紡品的企業(yè)。這是因?yàn)樗麄円庾R(shí)到,若從歐洲引進(jìn)相關(guān)設(shè)備他們也需要10到16個(gè)月時(shí)間才能到貨;就是破例從中國(guó)引進(jìn)熔融生產(chǎn)設(shè)備也需要3周至3個(gè)月才到貨。更重要的是,該研究所幫助幾家公司重新調(diào)整了液體過濾器的生產(chǎn)方向,即使是這樣,他們也只能生產(chǎn)用于游泳池和水療中心的過濾器。他們這才意識(shí)到,改變進(jìn)口為自產(chǎn),他們面臨的問題遠(yuǎn)不止上述這些。要用自產(chǎn)替代進(jìn)口,不僅不能緩解短缺,還加劇了PPE的緊缺程度,并且他們發(fā)現(xiàn),自產(chǎn)遠(yuǎn)非政府說一句話就能完全替代進(jìn)口。

        使美企雪上加霜的單邊政策

        令這家無紡研究所難以應(yīng)對(duì)的還有,他們還需要開發(fā)生產(chǎn)測(cè)試手套的設(shè)施,并幫助幾家公司使用替代材料開發(fā)醫(yī)用防護(hù)袍。但不管怎么想方設(shè)法,要完全響應(yīng)政府的替代進(jìn)口政策根本不可能,這反而使美國(guó)的醫(yī)用無紡業(yè)面臨困境。此外,他們還絞盡腦汁,找到可支持通用的多功能面具的技術(shù)。他們突然想到,電紡紗可用作熔融吹制的替代品;然而,鑒于設(shè)施短缺和生產(chǎn)效率低下,他們不得不放棄這一想法。

        今天的世界,防護(hù)面具種類數(shù)不勝數(shù)。不幸的是,美國(guó)自產(chǎn)的很多產(chǎn)品遠(yuǎn)沒有那么有效,而許多產(chǎn)品的透氣性也很差。除了醫(yī)用口罩標(biāo)準(zhǔn)之外,他們還缺乏其他標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致美國(guó)的客戶索賠??谡譄o紡布的另一特征是具有1~2微米或更小厚度的超細(xì)纖維。而美國(guó)大多數(shù)紡織纖維的厚度都要大得多。迄今為止,美國(guó)只有艾福龍和麥德琳兩家公司可生產(chǎn)用來制造口罩的超細(xì)纖維無紡布。這類材料的屏蔽效果好,原因是纖維孔徑很小,屏蔽密度大。

        這家研究所近期開發(fā)的新型海綿口罩具有驚人的透氣性,其過濾效率在80%~95%以上。這是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)含有超細(xì)纖維,而且還帶靜電。該研究所之前的合作伙伴一直生產(chǎn)單層口罩。疫情給了美國(guó)人一個(gè)很好的教訓(xùn)。單邊政策給美國(guó)帶去的只能是雪上加霜。但美國(guó)政府對(duì)外解釋的理由是:這是個(gè)令人驚呆的困難時(shí)期,完全依賴進(jìn)口顯然不是明智之舉。而嚴(yán)峻的形勢(shì)又迫使美國(guó)政府不得不面對(duì)現(xiàn)實(shí),認(rèn)真對(duì)待外包項(xiàng)目。

        (據(jù)美國(guó)《紡織世界》https://www.textileworld.com/textile-world/2020/12/covid-19-tests-nonwovensdevelopments/近期資料)

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