Пандемия коронавируса подчеркнула важность средств индивидуальной защиты (СИЗ) не только для здоровья отдельно взятых людей, но и для нормального функционирования целых систем здравоохранения. Государства столкнулись с острой нехваткой средств СИЗ, в частности одноразовых масок. Сегодня их собственное производство — первостепенная задача для многих стран, включая Россию.
Мировой рынок одноразовых нетканых изделий, в частности гигиенических и медицинских масок, в обычное время растет на 3–5% в год. С началом «коронакризиса» спрос возрос необычайно. Можно с уверенностью прогнозировать, что он останется на высоком уровне и в долгосрочной перспективе, а практика сезонной защиты, наблюдающаяся в Азии на протяжении последних 10 лет, широко распространится во всем мире.
Некоторым игрокам рынка уже удалось более чем удвоить свои производственные мощности, были ускорены инвестиции в новое оборудование, его ввод в эксплуатацию, имеющиеся линии были частично переоборудованы под новые потребности.
Для производства стандартной медицинской маски понадобится три слоя нетканого материала. Два внешних слоя идентичны и состоят из синтетических волокон, изготовленных по технологии спанбонд. Сырье (обычно полипропилен) расплавляют и продавливают через фильеру — металлическую пластину, испещренную мельчайшими отверстиями. Получившиеся в результате нити слегка остывают на воздухе и попадают на движущуюся конвейерную ленту, образуя плотную сетку. При этом нити не скрепляют между собой узлами. Слои спанбонда отвечают за механические свойства маски и формируют ее структурный слой.
Однако защитную функцию масок обеспечивают не внешние слои, а внутренний, фильтрующий. Именно этот функциональный слой не дает бактериям и вирусам проникнуть в дыхательные пути, не мешая при этом дыханию. Данная технология производства нетканого материала из особых марок полипропилена называется мелтблаун. Сырье также расплавляют и пропускают через фильеру, но для этой технологии отверстия в ней должны быть еще меньше. Полученные волокна укладываются в полотно под действием горячего воздуха, что позволяет замедлить и проконтролировать процесс снижения их температуры.
Сразу после выхода из тесных каналов фильеры струя полипропиленового расплава самопроизвольно расширяется, снижая прочность расплава и утолщая получаемые волокна. Этот эффект менее выражен у полимеров с узким молекулярно-массовым распределением (ММР), поэтому именно они предпочтительны для производства мелтблауна.
Функциональные слои из мелтблауна необходимы, чтобы обеспечить соответствие европейским нормам защиты EN 14683, проверяемое с помощью тестов на эффективность бактериальной фильтрации (так называемые тесты BFE). Например, хирургические маски второго типа по BFE уменьшают число проникающих к пользователю колониеобразующих единиц на 98% и более. Для сравнения, другие текстильные материалы сокращают число колониеобразующих единиц менее чем на 80% и обеспечивают значительно менее надежную защиту.
Однако в России нет собственного производства специальных марок полипропилена, подходящих для технологии мелтблаун. Сложность в том, что нужен полипропилен с высоким (1200–1500) показателем текучести расплава термопластов (ПТР). ПТР показывает количество материала, которое продавливается через отверстия фильеры за определенное время. Для сравнения, для производства спанбонда достаточно полипропилена с ПТР 25–35.
Химический концерн BASF (Германия) производит добавку Irgatec® CR 76 IC, которая позволяет избежать необходимости импортировать марки полипропилена с высоким ПТР (MFI). Добавка способствует более узкому молекулярно-массовому распределению материала. Как было упомянуто выше, чем уже распределение, тем более предсказуемо и стабильно ведет себя материал при изготовлении изделий и тем лучше его механические свойства. К тому же отказ от использования пероксидов при работе с Irgatec® CR 76 IC повышает безопасность работы производственных линий.
Технология BASF Irgatec® позволяет формировать очень тонкие волокна, что обеспечивает превосходные барьерные свойства в сочетании с воздухопроницаемостью. Кроме того, чем тоньше волокно, тем более итоговый материал похож на натуральный. Неудивительно, что сейчас спрос на материалы Irgatec® достиг беспрецедентного пика во всем мире. Например, данная технология используется в производстве мелтблауна для хирургических масок с маркировкой CE, а также для респираторов класса защиты FFP2 (Европа) и N95 (США).
Irgatec® CR 76 IC в сочетании с марками полипропилена даже с низким ПТР позволяет добиться нужных свойств полипропилена. Добавка обеспечивает повышение ПТР с 25 до 1200–1500 непосредственно в экструдере. При этом используется беспероксидная технология, гарантирующая такие преимущества, как значительно более легкая и безопасная переработка, а также лучшие органолептические свойства конечных материалов (например, в такой важной части, как запах).
Готовый нетканый материал обладает улучшенными барьерными свойствами, повышенной прочностью и дольше сохраняет термостойкость. Сама добавка безопасна и удобна в использовании благодаря низкому содержанию летучих веществ и однородному распределению в процессе производства, достигаемому за счет поставки в виде предварительно диспергированного концентрата.
Производители масок больше могут не импортировать специальные марки полипропилена, достаточно использовать те, что доступны в России. Это, в свою очередь, упростит процесс собственного производства масок, и не только их, ведь технологию мелтблаун используют при изготовлении многих изделий — средств гигиены, медицинских респираторов, воздушных фильтров, сорбирующих салфеток и других товаров.
