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疫情當(dāng)前,一“罩”難求。如此局面之下,醫(yī)用防護(hù)口罩、醫(yī)用外科口罩、一次性醫(yī)用口罩、N95防護(hù)口罩等各類別的口罩紛紛成為緊俏物資。不同類別的口罩有什么區(qū)別?口罩的標(biāo)準(zhǔn)有哪些?應(yīng)該如何選擇?針織口罩算不算口罩?抗菌口罩真的抗菌嗎?日前,我們特別邀請(qǐng)到了北京服裝學(xué)院材料設(shè)計(jì)與工程學(xué)院龔龑教授給大家做詳細(xì)的解讀。
龔龑教授目前掛職新疆塔里木大學(xué)籌建紡織服裝學(xué)院,其團(tuán)隊(duì)參與多款口罩研發(fā),有國(guó)家專利多項(xiàng),榮獲過國(guó)家發(fā)明金獎(jiǎng)。龔老師所在的北京服裝學(xué)院團(tuán)隊(duì)目前正在致力于研究高性能復(fù)合材料纖維布開發(fā)及抗菌口罩技術(shù)及檢測(cè)評(píng)價(jià)研究,該項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容包括:高載電荷纖維膜的熔噴工藝優(yōu)化,復(fù)合纖維特性與空氣阻力及過濾效率關(guān)系,新型可再生復(fù)合纖維布性能評(píng)價(jià)、具有抗菌復(fù)合功能材料在口罩中應(yīng)用等。
一、口罩材料、結(jié)構(gòu)及工作原理
口罩材料:
醫(yī)用口罩一般是由三層無紡布制成,分別為:紡粘無紡布、熔噴無紡布、紡粘無紡布??谡滞鈱泳哂凶杷饔茫袑舆^濾,內(nèi)層吸濕。無紡布是一種不需要紡紗織布而形成的織物,它不是由一根一根的紗線交織、編結(jié)在一起的,而是將纖維直接通過物理的方法粘合在一起的。紡粘無紡布和熔噴無紡布都屬于“無紡布”的一種。熔噴無紡布的特點(diǎn)是纖維直徑細(xì)、比表面積大,能夠很好地過濾空氣中的微粒,但強(qiáng)力低,耐磨性差。紡粘布纖維線密度較大,纖網(wǎng)由連續(xù)長(zhǎng)絲組成,其強(qiáng)力高恰恰可以彌補(bǔ)熔噴布的不足。
工作原理:以醫(yī)用外科口罩(普通 3 層平面無紡布口罩)為例,結(jié)構(gòu)包括外層無紡布,防止飛濺的液體及大顆粒物;中層靜電熔噴無紡布(聚丙烯),即荷電層,利用靜電吸附作用有效阻隔微小顆粒,特別是攜帶納米級(jí)病毒的微?;蝻w沫,實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒等微粒的有效阻隔;內(nèi)層無紡布,用于阻隔呼出的水汽??谡诌^濾的原理主要是利用靜電吸附以及纖維排列后對(duì)微細(xì)顆粒和飛沫的阻隔,口罩中間的荷電層對(duì)于攜帶病毒細(xì)菌等微?;蝻w沫防護(hù)起到重要作用??谡质褂眠^程中,因細(xì)菌病毒和顆粒物在靜電層的沉積以及哈氣(水汽)等導(dǎo)致荷電層靜電消失而失去靜電吸附作用,顯著損傷其過濾效果,特別是對(duì)病毒等微粒的有效阻隔。應(yīng)急之下,若想重復(fù)使用口罩,需要重點(diǎn)考慮兩點(diǎn):一是如何殺死并去除沉積在口罩上的細(xì)菌病毒;二是如何為中間荷電層補(bǔ)充靜電。因此,口罩可重復(fù)使用的關(guān)鍵技術(shù)問題是:如何在不破壞口罩材料及微觀結(jié)構(gòu)的情況下,重新使中層無紡布荷電而再生靜電吸附效應(yīng)。
口罩設(shè)計(jì)示例:
氣密性設(shè)計(jì):口罩采用一圈大面積的藍(lán)色氣密鰭邊,這層看似輕薄的藍(lán)色材料是整只口罩中科技含量最高的部分,通過彈性橡膠及織物層結(jié)合具備了一定的彈性,極高的氣密性和厭水性。佩戴時(shí),無論口罩大小是否適合用戶臉型,這層藍(lán)色鰭邊都可以填補(bǔ)兩者間的縫隙。反折邊緣緊貼臉部曲線,將同樣的壓力分配到更大的接觸面積上,使壓強(qiáng)更小,實(shí)現(xiàn)更加舒適的佩戴體驗(yàn),同時(shí)極大地降低了面部曲面接觸造成的間隙引起的泄露風(fēng)險(xiǎn)。因此,這種款式的口罩原則上只需要一個(gè)尺碼。
口罩骨架設(shè)計(jì):PP材質(zhì)的骨架具備一定彈性,將口罩撐起后提供了較大的罩內(nèi)空間,使得呼吸緩沖區(qū)空間大增,同時(shí)口罩濾材也不會(huì)隨呼吸鼓起或癟下,更不會(huì)出現(xiàn)嘴巴或鼻梁碰到口罩內(nèi)側(cè)的情況。
多層濾料的使用:多層濾料設(shè)計(jì),四層復(fù)合結(jié)構(gòu)。最外層的兩層是沒有過濾能力、主要起保護(hù)內(nèi)層濾料作用的無紡布層。中間兩層則是白色的熔噴纖維層。熔噴纖維非常致密,通常廠家會(huì)在其中充入靜電電荷,通過物理阻攔和靜電吸附的方式過濾、容留細(xì)小顆粒物。相比常見的單層熔噴纖維層,如果采用粗細(xì)兩層熔噴纖維,過濾率相比單層應(yīng)該會(huì)更高。
鼻夾設(shè)計(jì):可以采用更適合亞洲人鼻梁的聚氨酯鼻夾。白色聚氨酯材質(zhì)鼻夾相比常見的大面積金屬鼻夾來說更為小巧的同時(shí)也屬于無毒環(huán)保材質(zhì),因此能夠更好的貼合亞洲人普遍不高的鼻梁并減少環(huán)境負(fù)擔(dān)。在鼻夾對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)位置,特意設(shè)置了兩塊與眾不同的海綿鼓包鼻墊,恰到好處的填補(bǔ)了佩戴口罩時(shí)鼻翼兩側(cè)最容易漏氣的位置。
頭繩設(shè)計(jì):常見的金屬釘固定式頭繩但有過敏風(fēng)險(xiǎn),超聲波焊接頭繩采用了上下連通式設(shè)計(jì),用戶可以通過上下同步調(diào)整更輕易地找到舒適的佩戴角度和拉力。同時(shí)這樣的設(shè)計(jì)也照顧到了戴眼鏡用戶的佩戴需求,避免了一般彈力皮筋式口罩在佩戴時(shí)被拉斷或彈到臉的尷尬。
二、不同口罩的區(qū)別在哪里?
醫(yī)用防護(hù)口罩和普通N95防護(hù)口罩有哪些區(qū)別?
醫(yī)用防護(hù)口罩是為在特定的醫(yī)療環(huán)境中保護(hù)醫(yī)護(hù)工作者而設(shè)計(jì)并得到政府批準(zhǔn)的防護(hù)口罩,醫(yī)用防護(hù)口罩和普通N95兩種防護(hù)口罩都具有對(duì)懸浮在空氣中的顆粒物進(jìn)行呼吸防護(hù)功能,然而,對(duì)在醫(yī)療環(huán)境中使用的防護(hù)口罩有額外的要求。一方面,當(dāng)醫(yī)護(hù)人員給患者手術(shù)或治療過程中,為防止感染病人,所佩戴的醫(yī)用口罩必須能夠阻擋佩戴者呼吸、說話所產(chǎn)生的飛沫和細(xì)菌進(jìn)入手術(shù)環(huán)境,而且口罩自身也必須是衛(wèi)生的,所以原本口罩上微生物的數(shù)量不能超標(biāo),口罩上也不允許設(shè)呼氣閥;另一方面,為防止手術(shù)或治療中產(chǎn)生的高壓傳染性體液噴濺到口罩上后滲透接觸到佩戴者的口鼻,導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員被傳染,醫(yī)用口罩要具備抵抗有壓力的血液和體液穿透的能力。這兩方面要求其實(shí)是對(duì)醫(yī)用外科口罩的主要要求。醫(yī)用防護(hù)口罩必須同時(shí)具備普通N95防護(hù)口罩和醫(yī)用外科口罩的功能,而普通N95防護(hù)口罩不需要具備醫(yī)用外科口罩和醫(yī)用防護(hù)口罩的防血液和體液穿透能力和對(duì)于微生物的控制要求。所以,以為只有醫(yī)用防護(hù)口罩才能防細(xì)菌病毒是誤解。除了醫(yī)療工作者用于防護(hù)高壓體液噴濺外,可以使用普通N95防護(hù)口罩或與之性能相當(dāng)?shù)目谡诌M(jìn)行防護(hù)。
KN95口罩、N95口罩
帶呼氣閥的防護(hù)口罩可選嗎?
呼氣閥的作用是降低防護(hù)口罩的呼氣阻力。醫(yī)用防護(hù)口罩不允許設(shè)呼氣閥是因?yàn)殚_啟的呼氣閥可能將口罩佩戴者產(chǎn)生的飛沫或細(xì)菌排出口罩,從而有可能威脅到接受手術(shù)的患者。所以,如果佩戴防護(hù)口罩是為了幫助自己預(yù)防病毒,選擇帶呼氣閥的比較舒適的防護(hù)口罩是沒有問題的;但如果一個(gè)人懷疑自己感染或已經(jīng)被某種病毒感染,就應(yīng)主動(dòng)佩戴沒有呼吸閥的口罩,這樣的好處是既保護(hù)了自己,也避免了感染他人。
針織口罩有防護(hù)效果嗎?
針織口罩顧名思義是針織工藝面料加工制造出來的口罩。目前市場(chǎng)上許多針織口罩,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為FZ/T 73049—2014,主要檢測(cè)類型及依據(jù)為:
GB/T 2910(所有部分)紡織品定量化學(xué)分析
GB/T 2912.1紡織品 甲醛的測(cè)定 第1部分:游離和水解的甲醛(水萃取法)
GB/T 3920紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味?/p>
GB/T 3921—2008紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味?/p>
GB 9994紡織材料公定回潮率
GB/T 17592紡織品禁用偶氮染料的測(cè)定
GB 18401國(guó)家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范
FZ/T 01057(所有部分)紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法
FZ/T 01095紡織品氨綸產(chǎn)品纖維含量的試驗(yàn)方法
GSB 16-2500針織物表面疵點(diǎn)彩色樣照 3規(guī)格
其主要檢測(cè)內(nèi)容包括內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量。內(nèi)在質(zhì)量包括pH值、甲醛含量、異味、可分解致癌芳香胺染料、纖維含量、耐皂洗色牢度、耐水色牢度、耐唾液色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗?jié)n色牢度、透氣率等項(xiàng)指標(biāo);外觀質(zhì)量包括表面疵點(diǎn)、縫制規(guī)定等項(xiàng)指標(biāo)。其內(nèi)在質(zhì)量要求如下表所示。
作為針織類的口罩,如果想起到較好的防護(hù)效果,那么建議除了參考通用的紡織品標(biāo)準(zhǔn)“FZ/T 73049-2014”以外,還要去選擇擁有國(guó)家口罩防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GB2626-2006檢測(cè)指標(biāo)測(cè)試。這樣測(cè)試評(píng)價(jià)合格的口罩才能起到防護(hù)效果。
抗菌口罩真的抗菌嗎?
醫(yī)用外科口罩的使用環(huán)境要求口罩具有阻隔細(xì)菌穿透的功能,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中要求口罩的細(xì)菌過濾效率達(dá)到95%以上。細(xì)菌過濾效率檢測(cè)方法:細(xì)菌過濾效率測(cè)試采用金黃色葡萄球菌制成菌懸液,利用氣溶膠發(fā)生器產(chǎn)生細(xì)菌氣溶膠,當(dāng)氣溶膠經(jīng)過口罩過濾后,用六級(jí)安德森采樣器采集過濾后的細(xì)菌,經(jīng)過培養(yǎng)、菌落計(jì)數(shù),得到透過口罩、未被阻隔的細(xì)菌數(shù)作為試驗(yàn)組數(shù)據(jù),將之與不經(jīng)過口罩過濾、直接由采樣器采集氣溶膠中細(xì)菌的陽(yáng)性對(duì)照組進(jìn)行比較,得到口罩的細(xì)菌過濾效率。在實(shí)際測(cè)試過程中,菌液濃度、氣溶膠流量、采樣時(shí)間等都有具體要求,并需要對(duì)菌落數(shù)進(jìn)行校正,從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)可靠。
新版YY 0469-2011標(biāo)準(zhǔn)中,采用了新型的細(xì)菌過濾效率實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在2004版?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn),采用雙氣路同時(shí)對(duì)比采樣方法,即試驗(yàn)組和陽(yáng)性對(duì)照組同時(shí)采集同一氣溶膠中的細(xì)菌數(shù),這種同步采樣的方式提高了采樣的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)效率,且新型測(cè)試系統(tǒng)整體采用負(fù)壓設(shè)計(jì),能夠保證操作人員安全。
YY 0469-2011《醫(yī)用外科口罩技術(shù)要求》新版行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中過濾效率技術(shù)要求是非油性顆粒過濾效率≥30%,細(xì)菌過濾效率≥95%,其中非油性顆粒過濾效率要求值較低,細(xì)菌過濾效率要求值較高。本試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)某一口罩同時(shí)滿足這兩項(xiàng)要求時(shí),往往非油性顆粒過濾效率值遠(yuǎn)高于30%,且試驗(yàn)結(jié)果呈明顯正相關(guān)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,可以考慮當(dāng)產(chǎn)品具有較高的非油性顆粒過濾效率時(shí),可以進(jìn)一步考慮作用顆粒過濾效率結(jié)果替代細(xì)菌過濾效率的可行性,即當(dāng)醫(yī)用外科口罩的顆粒過濾效率值(PFE)高于規(guī)定值,如85%時(shí)可不再行細(xì)菌過濾效率試驗(yàn),既可降低實(shí)驗(yàn)室使用病原性微生物的危害風(fēng)險(xiǎn),又可節(jié)約檢驗(yàn)資源,提高檢驗(yàn)效率。
三、口罩再生重復(fù)使用操作
熱水滅毒:將用過的一次性醫(yī)用無紡布口罩置于大于 56 ℃熱水中浸泡 30 分鐘(參考《新型冠狀病毒肺炎防控方案(第四版)》56 ℃ 30 分鐘可有效滅活病毒),滅活新冠病毒,水洗去塵埃。水洗后將口罩掛干或晾干?!就ǔ7兴c室溫水(按 20 ℃計(jì))1:1 體積比混合后約為 60 ℃,為提高滅毒殺菌效果,可適當(dāng)提高沸水比例。注意:熱水浸泡滅毒和水洗 過程中不要揉搓口罩,以免破壞其微觀結(jié)構(gòu);最好一人一鍋熱水泡,以免交叉污染?!?/p>
荷電再生:將掛干/晾干后的口罩平放在干燥、絕緣材質(zhì)表面,用電吹風(fēng)機(jī)吹風(fēng) 10-20 分鐘,出風(fēng)口與口罩距離約 10 厘米(注意吹風(fēng)機(jī)出口溫度,不要太高溫度以防止?fàn)C壞口罩纖維,可仿照洗發(fā)后吹干頭發(fā)的過程)?;蛘?,用普通電風(fēng)扇吹口罩約 20 分鐘,距離約 5 厘米。或用普通家用電子點(diǎn)火器等靜電發(fā)生器對(duì)口罩進(jìn)行全面覆蓋的“電擊”,使口罩重新荷電。
紙屑檢驗(yàn):在絕緣桌面上灑一些干燥的碎紙屑,將荷電再生后的口罩外層接近碎紙屑,距離大于 1 毫米但并未直接接觸時(shí),可觀察到口罩對(duì)碎紙屑的靜電吸附現(xiàn)象,則表明口罩荷 電量足夠,可以重復(fù)使用。【如靜電吸附現(xiàn)象不明顯,則延長(zhǎng)第二步荷電再生的處理時(shí)間,再次通過“紙屑吸附”檢驗(yàn)再生口罩荷電情況,至荷電量足夠,可以重復(fù)使用?!?/p>
轉(zhuǎn)載來源:【儀器信息網(wǎng)】
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