Mizutex.com – Saat ini, perangkat Ultrasonic Welding dianggap sebagai teknologi yang sangat penting dalam produksi missal masker medis dan alat pelindung diri (APD) berbahan dasar kain non-woven.

Pada awal tahun 2020 yang lalu, permintaan global untuk masker wajah, APD dan masker N95 melonjak tinggi, bersamaan dengan adanya COVID-19. Diperkirakan secara global, bahwa sekitar 89 juta masker medis dibutuhkan pada setiap bulannya. Hal ini pun jika dihitung untuk penyedia layanan medis.

Dengan cepat, peristiwa pandemic yang begitu hebat hampir memutus mata rantai suplai peralatan medis penting seperti APD dan masker wajah.

Dikarenakan peningkatan tajam terhadap kebutuhan pada hal-hal tersebut, menyebabkan kelangkaan pada berbagai jenis APD dimulai dari rentang harga berapa pun.

Keadaan ini, telah memaksa tim medis di seluruh dunia untuk melakukan evaluasi bagaimana menjaga stok APD dan melakukan proses produksi. Tanpa terkecuali, dalam hal ini adalah masker medis yang berkualitas tinggi, untuk dijadikan sebagai bahan persediaan disaat-saat yang tidak terduga.

Menurut perkiraan, permintaan masker wajah akan terus meningkat hingga 5 sampai 7 tahun mendatang.

Bahan kain non-woven seperti apa?

Kain non-woven adalah bahan yang mirip seperti kain dan terbuat dari serat non alami. Istilah ini digunakan dalam industri manufaktur tekstil untuk menunjukkan jenis-jenis produk kain tertentu, seperti felt, yang tidak ditenun atau dirajut. Bahan kain non-woven biasanya tidak memiliki kekuatan yang lebih kecuali setelah dipadatkan atau diperkuat dengan bahan penopang yang lain.

Kain non-woven secara umum didefinisikan sebagai lembaran atau struktur jaringan yang dirangkai bersama dengan melibatkan serat atau filamen secara mekanis, termal atau kimia. Jenis kain ini biasanya berbentuk lembaran berpori atau memiki serabut-serabut yang halus di permukaan kainnya. Jenis kain ini adalah tidak ditenun atau dirajut sebagai jenis kain lainnya yang terbuat dari perpaduan serat alami atau polyester. (Baca: 29+ jenis kain dalam industri tekstil dan gambarnya yang wajib diketahui).

Kain non-woven memiliki nilai ekonomis dan fungsi yang tinggi

Berkenaan dengan bahan kain non-woven sebagai bahan dasar masker medis dan APD, rupanya baru disadari bahwa bahan kain ini sangat efisien. Baik ditinjau dari segi harga, maupun fungsinya untuk melindungi diri dari penyebaran virus.

Bersamaan dengan hal itu, harga yang murah merupakan nilai yang penting untuk menghadapi situasi darurat pada saat pandemi global, Corona (COVID-19).

Ketika digunakan sebagai APD, masker medis, perlengkapan pelindung, penutup kaki atau scrub, maka kain non-woven sekali pakai dapat memberikan perlindungan yang efektif terhadap mikroorganisme.

Namun, harus diketahui, kunci efektivitasnya adalah pada konstruksi multilayer yang dimilikinya. Yaitu dengan melakukan kombinasi lapisan dalam seberat 10 hingga 25 gram per meter persegi (g/m2), lapisan luar Spunbond Polypropylene (PP) dengan berat 25 hingga 40g/m2 dan untuk lapisan tengah biasanya berkisar antara 25g/m2 berbahan serat PP melt-blown.

Lapisan PP spunbond untuk sisi dalam dan luar pada masker mampu memberikan perlindungan yang baik dan memiliki struktur yang baik pula. Akan tetapi, hal ini dipengaruhi oleh seberapa efektif penerapan lapisan tengah PP melt-blown ketika masker medis dibuat.

Karena ini adalah kunci penting, seberapa bagus fungsi masker untuk menyaring patogen atau partikel-partikel halus. (Baca: Mau membuat masker kain? Yuk ketahui jenis bahan yang paling disarankan).

Jika serat melt-blown di lapisan ini bermuatan negatif ketika proses produksinya, maka serat tersebut dapat menghisab dan menahan partikel yang sangat kecil.

Proses pembuatan ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi yang sudah ada pada saat ini, yaitu dengan menggunakan Ultrasonic Welding. Tentu saja, terlebih dahulu harus melibatkan kerjasama yang baik antara tim medis dan perusahaan manufaktur. Sehingga, produki masker medis dan masker N95 bisa terlaksana.

Diketahui pula, bahwa hingga saat ini masker medis yang paling efektif untuk melindungi tenaga medis dalam menangani pasien Corona adalah masker respirator N95. Masker ini adalah jenis masker yang sangat rapat dan dapat memfilter partikel-partikel patogen yang sangat halus.

Teknologi Ultrasonic Welding dapat digunakan untuk proses pembuatan masker medis dan APD dengan biaya yang lebih murah dan efisien.
Teknologi Ultrasonic Welding dapat mengikat dengan kuat elemen-elemen kecil seperti pada masker medis sekali pakai dengan biaya yang lebih murah dan efisien.

Ultrasonic Welding dalam proses pembuatan masker wajah

Perangkat Ultrasonic Welding sangat penting dalam proses produksi masker medis atau respirator N95. Dalam proses pembuatannya, alat ini membutuhkan 2-3 roll bahan kain non-woven yang terdiri dari bakal bahan lapisan dalam, tengah dan luar.

Peralatan Ultrasonic Welding dapat merubah energi listrik menjadi getaran mekanis dengan frekuensi tinggi. Kemudian getaran tersebut akan disalurkan ke material termoplastik menggunakan mekanisme khusus.

Getaran yang dihasilkan oleh gelombang ultrasonic dapat menghasilkan panas yang akan membuat plastik akan meleleh dan merekat.

Oleh karena itu, perangkat Ultrasonic Welding dimanfaatkan untuk hal-hal sebagaimana berikut:

  1. Untuk memotong rollan kain yang sangat besar yang berbahan dasar non-woven. Fungsinya adalah untuk memotong dan/atau membuat lipatan pada tepi kain yang kemudian akan direkatkan dengan menggunakan suhu tinggi atau panas.
  2. Membuat lapisan multi-layer pada bahan kain non-woven menjadi produk berlaminasi, seperti yang kita temui pada masker medis, masker bedah atau masker wajah berlapis.
  3. Mengikat beberapa lapis kain non-woven dengan menggunakan jahitan tipe perekat (tanpa melibatkan cairan adhesive atau lem). Biasanya akan ditemukan pada sisi tepi masker wajah atau pada bagian tali pengikatnya yang akan disimpulkan pada telinga atau kepala.

Secara garis besar, perangkat Ultrasonic Welding memiliki cara kerja seperti mesin jahit konvensional.

Pertama-tama, bahan kain non-woven harus melewati permukaan yang akan melakukan proses seperti “menjahit” kain. Namun, kali ini bukan dengan benang dan jarum, melainkan dengan melakukan pres dan dengan menggunakan daya panas.

Jika kita melihat pada bagian masker wajah, maka dapat diketahui bahwa ada dua jenis jahitan yang akan direkatkan atau dipres.

Pertama, pada sisi atas dan bawah, serta sisi kanan dan kiri.

Kedua, pada tali masker medis.

Pada peralatan otomatis untuk membuat masker medis, biasanya tidak hanya menggunakan 1 perangkat ultrasonik. Melainkan, setidaknya harus melibatkan beberapa spot Ultrasonic Welding selama proses pembuatan masker berjalan. Mengingat, ada dua jenis “jahitan” yang harus dikerjakan oleh perangkat ini, sebagaimana yang telah disebutkan diatas.

Perlu diketahui, bahwa teknologi Ultrasonic Welding harus dirangkai secara baik dengan mesin otomatis lainnya, sehingga dapat bekerja secara cepat dan efisien. Akan tetapi, tantangannya adalah, akan dibutuhkan lebih banyak system yang harus terintegrasi dengan baik dan dibutuhkan pula tenaga terampil yang teliti untuk merancang semua system ini. Sehingga, semuanya dapat berjalan dengan baik dan lancer.

Perangkat Ultrasonic Welding adalah perangkat yang memiliki efektifitas dan nilai presisi yang tinggi ketika memotong, merajut dan mengikat bahan non-woven. Khususnya jika memang diperuntukkan untuk perlengkapan medis dan untuk mencapai standar mutu yang diinginkan.

Manfaat lain teknologi Ultrasonic Welding dalam dunia medis

Teknologi Ultrasonic Welding sangat penting bagi dunia medis dan untuk produksi secara massal dan global. Dengan asumsi bahan baku seluruhnya adalah kain non-woven sekali pakai untuk perlengkapan dan peralatan perlindungan diri serta pengendalian infeksi, termasuk sebagaimana berikut:

  1. Masker wajah dan respirator medis
  2. APD untuk bedah dan medis, termasuk penutup kepala, tudung, celemek, baju atasan, celana dan penutup kaki
  3. Tirai dan kain penutup bedah
  4. X-Ray dan pakaian untuk pasien
  5. Pembukus dan paket film atau kertas film yang dapat disterilkan
  6. Pengganti kain linen untuk: sprei, sarung bantal, kain lap dan tirai
  7. Popok dan produk inkontinensia.

Efisiensi produksi dengan menggunakan perangkat Ultrasonic Welding

Teknologi Ultrasonic Welding mungkin masih menjadi bahan perdebatan dalam proses pembuatan masker wajah, respirator N95, APD atau peralatan medis lainnya. Pasalnya, masih ada cara lain dalam melakukan produksi terhadap peralatan-peralatan tersebut.

Namun demikian, teknologi Ultrasonic Welding adalah teknologi yang penting untuk menghadapi situasi darurat saat pendemi Corona saat ini. Disamping itu, teknologi Ultrasonic Welding juga memiliki manfaat dan keunggulan lain yang perlu untuk dipertimbangkan:

Kecepatan produksi

Teknologi Ultrasonic Welding dapat memotong, menyambung dan mengikat bahan kain non-woven dengan kecepatan tinggi. Dalam proses produksinya, teknologi ini dapat melekatkan lapisan non-woven dalam waktu beberapa milidetik dengan membuat ikatan yang sangat kuat.

Mampu membuat lapisan multi-layer dengan kuat dan kontinyu

Dibandingkan dengan menggunakan metode menjahit secara konvensional, teknologi ultrasonik menawarkan manfaat yang jauh lebih besar. Karena dapat menghasilkan sambungan dan ikatan dengan kekuatan tinggi dan integritas tinggi.

Hal ini dapat dilakukan meskipun tidak menggunakan satu helai benang sekalipun dan tanpa membuat lubang mekanis pada kain. Mekanisme ini, pada akhirnya dapat menyumbang system filter yang baik terhadap mikroorganisme, partikel-partikel halus atau patogen yang tidak kasat mata.

Lebih efisien dan lebih steril

Dibandingkan dengan produk yang menggunakan perekat atau lem, teknologi ultrasonik dapat memangkas biaya tambahan untuk bahan habis pakai. Teknologi ini juga dapat memangkas aplikasi tambahan dan memberikan efektifitas waktu.

Misalnya, pada metode produksi yang lain harus ada beberapa penyesuaian agar produk masker terlihat bagus dan kadang-kadang tidak bisa segera digunakan karena harus mengunggu perekat (lem) mengering dengan sempurna.

Dengan menggunakan teknologi ultrasonik, maka produk masker akan bebas dari kontaminasi zat kimia yang mungkin bisa ditemui pada produk masker atau APD yang menggunakan zat perekat atau lem. Disamping itu, produk masker atau APD yang menggunakan teknologi ultrasonik dapat dipakai segera setelah produksi selesai.

Efisiensi energi

Teknologi ultrasonik hanya mengonsumsi daya saat digunakan untuk memotong atau mengikat material. Selebihnya tidak sama sekali. Hal ini dikarenakan proses memotong atau mengikat material hanya menggunakan daya panas dan gesekan dari getaran. Oleh karena itu, tidak akan ada konsumsi energi tambahan atau limbah lain yang terkait dengan teknologi ini.

Demikianlah beberapa hal yang bisa dijadikan sebagai wawasan atau wacana pengembangan untuk alat produksi bagi masker medis atau APD dengan produksi berkecepatan tinggi dan mampu menghasilkan volume yang besar.

Memang betul, modal adalah kendala utama yang sering membuat dilema. Namun, jika ditinjau dari segi efektifitasnya, teknologi ultrasonik sangat-sangat bisa diandalkan untuk situasi sekarang ini.

Bahkan, disamping memiliki berbagai keunggulan dari sisi kecepatan dan efektifitas, teknologi ini rupanya juga menyuguhkan mutu dan nilai presisi yang tinggi. Terlebih, produk medis yang dihasilkannya dapat lebih steril, dibandingkan dengan metode yang lain. Semua ini, tentu merupakan syarat-syarat wajib bagi setiap produk medis dan merupakan taraf mutu yang harus dipenuhi. [Rizal]

Diolah dari berbagai sumber.