Comment est fabriqué le non-tissé filtrant du masque

Jun 19, 2023

Les coronavirus, comme les autres virus, sont minuscules – bien trop petits pour être capturés dans la plupart des textiles. Pour les empêcher de pénétrer dans le filtre d’un masque, les ingénieurs doivent recourir à diverses astuces physiques.

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Chaque fois que plusieurs personnes se réunissent en cette période de coronavirus, elles portent des masques. Les masques médicaux de protection bucco-nasale et autres masques de protection de haute qualité sont toujours équipés d'un non-tissé filtrant spécial. Ce non-tissé est produit selon le procédé dit de fusion-soufflage.

L'entreprise familiale Reifenhäuser, avec sa filiale Reicofil à Troisdorf, près de l'ancienne capitale allemande de Bonn, est l'un des leaders mondiaux du marché des machines capables de fabriquer de tels non-tissés spéciaux.

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Detlef Frey est responsable de la recherche et du développement chez Reicofil. Il nous ouvre la porte du centre technique où lui et ses collègues étudient la production de textiles dits non tissés, c'est-à-dire des tissus constitués de fibres synthétiques qui ne doivent pas être filées et tissées au préalable.

Usine pilote en mode crise

"Nous disposons ici de 2 000 mètres carrés (21 528 pieds carrés) et de trois installations de production. Tout ce que nous avons construit ici correspond aux usines qui produisent à l'extérieur, chez les clients", explique Frey.

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"Nous avons en fait installé les installations ici pour pouvoir aider les clients à développer des produits. Nos clients peuvent déjà utiliser sur place tout ce que nous faisons ici avec les processus de fabrication. Cependant, en raison de la pandémie de coronavirus, nous avons décidé d'utiliser désormais le installations de laboratoire pour produire du matériau filtrant pour masques.

Et ce matériau est censé pouvoir éliminer toutes sortes de polluants de l’air que les gens respirent – ​​pas seulement les virus et les bactéries, mais aussi les abrasifs ou autres poussières, les minuscules gouttelettes d’aérosol ou les fibres d’amiante. Pour que cela fonctionne, la toison doit avoir une structure extrêmement fine.

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Lors de la production, le plastique polypropylène (PP) est d'abord fondu jusqu'à ce qu'il ait approximativement la consistance du miel liquide. Ensuite, il s'écoule à travers de minuscules buses et forme en dessous un fil très fin. Mais il est encore loin d’être aussi mince qu’il le sera plus tard. Pour atteindre ce degré final d'élancement, le fil fondu est soufflé, dans ce qu'on appelle souvent le procédé meltblown.

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Fils nanométriques mais extrêmement durables

"Notre polypropylène a un point de fusion de 160 degrés Celsius. L'air est à environ 250 degrés. L'air chaud et le thermofusible s'y rencontrent sous une accélération extrême", explique Frey.

L'air frappe les fils en plastique à une vitesse d'environ 300 mètres (980 pieds) par seconde. Dans une atmosphère normale, c'est presque la vitesse du son. Cependant, étant donné que le flux d'air frappe les fils en plastique des deux côtés et que des états de vortex chaotiques se produisent dans une très petite zone, la vitesse relative agissant sur les fils en plastique liquide sans fin est multipliée.

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Pendant une courte période, ils sont accélérés à près de 40 000 kilomètres par heure (24 855 miles par heure), soit plus rapidement que la vitesse orbitale de la Station spatiale internationale (ISS). Cela rend les fils – également appelés filaments – incroyablement fins.

"En même temps, il faut éviter que les filaments ne se cassent", explique l'ingénieur Frey. "C'est fascinant quand on pense que ce plastique peut résister à ces conditions et que nous sommes capables de fabriquer un tel produit avec une qualité constante."

Contrôle qualité en laboratoire et sur les machines