(转载)口罩选择攻略:什么样的口罩适合你?——口罩及相关检测技术“全解读”

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疫情当前,一“罩”难求。如此局面之下,医用防护口罩、医用外科口罩、一次性医用口罩、N95防护口罩等各类别的口罩纷纷成为紧俏物资。不同类别的口罩有什么区别?口罩的标准有哪些?应该如何选择?针织口罩算不算口罩?抗菌口罩真的抗菌吗?日前,我们特别邀请到了北京服装学院材料设计与工程学院龚龑教授给大家做详细的解读。

  龚龑教授目前挂职新疆塔里木大学筹建纺织服装学院,其团队参与多款口罩研发,有国家专利多项,荣获过国家发明金奖。龚老师所在的北京服装学院团队目前正在致力于研究高性能复合材料纤维布开发及抗菌口罩技术及检测评价研究,该项目研究的主要内容包括:高载电荷纤维膜的熔喷工艺优化,复合纤维特性与空气阻力及过滤效率关系,新型可再生复合纤维布性能评价、具有抗菌复合功能材料在口罩中应用等。

  一、口罩材料、结构及工作原理

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  口罩材料:

  医用口罩一般是由三层无纺布制成,分别为:纺粘无纺布、熔喷无纺布、纺粘无纺布。口罩外层具有阻水作用,中层过滤,内层吸湿。无纺布是一种不需要纺纱织布而形成的织物,它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的,而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的。纺粘无纺布和熔喷无纺布都属于“无纺布”的一种。熔喷无纺布的特点是纤维直径细、比表面积大,能够很好地过滤空气中的微粒,但强力低,耐磨性差。纺粘布纤维线密度较大,纤网由连续长丝组成,其强力高恰恰可以弥补熔喷布的不足。

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  工作原理:以医用外科口罩(普通 3 层平面无纺布口罩)为例,结构包括外层无纺布,防止飞溅的液体及大颗粒物;中层静电熔喷无纺布(聚丙烯),即荷电层,利用静电吸附作用有效阻隔微小颗粒,特别是携带纳米级病毒的微粒或飞沫,实现对病毒等微粒的有效阻隔;内层无纺布,用于阻隔呼出的水汽。口罩过滤的原理主要是利用静电吸附以及纤维排列后对微细颗粒和飞沫的阻隔,口罩中间的荷电层对于携带病毒细菌等微粒或飞沫防护起到重要作用。口罩使用过程中,因细菌病毒和颗粒物在静电层的沉积以及哈气(水汽)等导致荷电层静电消失而失去静电吸附作用,显著损伤其过滤效果,特别是对病毒等微粒的有效阻隔。应急之下,若想重复使用口罩,需要重点考虑两点:一是如何杀死并去除沉积在口罩上的细菌病毒;二是如何为中间荷电层补充静电。因此,口罩可重复使用的关键技术问题是:如何在不破坏口罩材料及微观结构的情况下,重新使中层无纺布荷电而再生静电吸附效应。

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  口罩设计示例:

  气密性设计:口罩采用一圈大面积的蓝色气密鳍边,这层看似轻薄的蓝色材料是整只口罩中科技含量最高的部分,通过弹性橡胶及织物层结合具备了一定的弹性,极高的气密性和厌水性。佩戴时,无论口罩大小是否适合用户脸型,这层蓝色鳍边都可以填补两者间的缝隙。反折边缘紧贴脸部曲线,将同样的压力分配到更大的接触面积上,使压强更小,实现更加舒适的佩戴体验,同时极大地降低了面部曲面接触造成的间隙引起的泄露风险。因此,这种款式的口罩原则上只需要一个尺码。

  口罩骨架设计:PP材质的骨架具备一定弹性,将口罩撑起后提供了较大的罩内空间,使得呼吸缓冲区空间大增,同时口罩滤材也不会随呼吸鼓起或瘪下,更不会出现嘴巴或鼻梁碰到口罩内侧的情况。

  多层滤料的使用:多层滤料设计,四层复合结构。最外层的两层是没有过滤能力、主要起保护内层滤料作用的无纺布层。中间两层则是白色的熔喷纤维层。熔喷纤维非常致密,通常厂家会在其中充入静电电荷,通过物理阻拦和静电吸附的方式过滤、容留细小颗粒物。相比常见的单层熔喷纤维层,如果采用粗细两层熔喷纤维,过滤率相比单层应该会更高。

  鼻夹设计:可以采用更适合亚洲人鼻梁的聚氨酯鼻夹。白色聚氨酯材质鼻夹相比常见的大面积金属鼻夹来说更为小巧的同时也属于无毒环保材质,因此能够更好的贴合亚洲人普遍不高的鼻梁并减少环境负担。在鼻夹对应的内侧位置,特意设置了两块与众不同的海绵鼓包鼻垫,恰到好处的填补了佩戴口罩时鼻翼两侧最容易漏气的位置。

  头绳设计:常见的金属钉固定式头绳但有过敏风险,超声波焊接头绳采用了上下连通式设计,用户可以通过上下同步调整更轻易地找到舒适的佩戴角度和拉力。同时这样的设计也照顾到了戴眼镜用户的佩戴需求,避免了一般弹力皮筋式口罩在佩戴时被拉断或弹到脸的尴尬。

  二、不同口罩的区别在哪里?

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  医用防护口罩和普通N95防护口罩有哪些区别?

  医用防护口罩是为在特定的医疗环境中保护医护工作者而设计并得到政府批准的防护口罩,医用防护口罩和普通N95两种防护口罩都具有对悬浮在空气中的颗粒物进行呼吸防护功能,然而,对在医疗环境中使用的防护口罩有额外的要求。一方面,当医护人员给患者手术或治疗过程中,为防止感染病人,所佩戴的医用口罩必须能够阻挡佩戴者呼吸、说话所产生的飞沫和细菌进入手术环境,而且口罩自身也必须是卫生的,所以原本口罩上微生物的数量不能超标,口罩上也不允许设呼气阀;另一方面,为防止手术或治疗中产生的高压传染性体液喷溅到口罩上后渗透接触到佩戴者的口鼻,导致医护人员被传染,医用口罩要具备抵抗有压力的血液和体液穿透的能力。这两方面要求其实是对医用外科口罩的主要要求。医用防护口罩必须同时具备普通N95防护口罩和医用外科口罩的功能,而普通N95防护口罩不需要具备医用外科口罩和医用防护口罩的防血液和体液穿透能力和对于微生物的控制要求。所以,以为只有医用防护口罩才能防细菌病毒是误解。除了医疗工作者用于防护高压体液喷溅外,可以使用普通N95防护口罩或与之性能相当的口罩进行防护。

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KN95口罩、N95口罩

  带呼气阀的防护口罩可选吗?

  呼气阀的作用是降低防护口罩的呼气阻力。医用防护口罩不允许设呼气阀是因为开启的呼气阀可能将口罩佩戴者产生的飞沫或细菌排出口罩,从而有可能威胁到接受手术的患者。所以,如果佩戴防护口罩是为了帮助自己预防病毒,选择带呼气阀的比较舒适的防护口罩是没有问题的;但如果一个人怀疑自己感染或已经被某种病毒感染,就应主动佩戴没有呼吸阀的口罩,这样的好处是既保护了自己,也避免了感染他人。

  针织口罩有防护效果吗?

  针织口罩顾名思义是针织工艺面料加工制造出来的口罩。目前市场上许多针织口罩,检测标准为FZ/T 73049—2014,主要检测类型及依据为:

  GB/T 2910(所有部分)纺织品定量化学分析

  GB/T 2912.1纺织品 甲醛的测定 第1部分:游离和水解的甲醛(水萃取法)

  GB/T 3920纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度

  GB/T 3921—2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度

  GB 9994纺织材料公定回潮率

  GB/T 17592纺织品禁用偶氮染料的测定

  GB 18401国家纺织产品基本安全技术规范

  FZ/T 01057(所有部分)纺织纤维鉴别试验方法

  FZ/T 01095纺织品氨纶产品纤维含量的试验方法

  GSB 16-2500针织物表面疵点彩色样照 3规格

  其主要检测内容包括内在质量和外观质量。内在质量包括pH值、甲醛含量、异味、可分解致癌芳香胺染料、纤维含量、耐皂洗色牢度、耐水色牢度、耐唾液色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度、透气率等项指标;外观质量包括表面疵点、缝制规定等项指标。其内在质量要求如下表所示。

项  目

合格品

pH值

按GB 18401 A类规定执行

甲醛含量/ (mg/kg)

异味

可分解致癌芳香胺染料/(mg/kg)

纤维含量/%

按GB/T 29862规定执行

耐皂洗色牢度/级    2

变色

4

沾色

4

耐水色牢度/级  2

变色

4

沾色

4

耐唾液色牢度/级    2

变色

4

沾色

4

耐摩擦色牢度/级    2

干摩

4

湿摩

3-4

耐汗渍色牢度/级    2

变色

4

沾色

4

透气率/(mm/s)     >

250

  作为针织类的口罩,如果想起到较好的防护效果,那么建议除了参考通用的纺织品标准“FZ/T 73049-2014”以外,还要去选择拥有国家口罩防护标准GB2626-2006检测指标测试。这样测试评价合格的口罩才能起到防护效果。

  抗菌口罩真的抗菌吗?

  医用外科口罩的使用环境要求口罩具有阻隔细菌穿透的功能,行业标准中要求口罩的细菌过滤效率达到95%以上。细菌过滤效率检测方法:细菌过滤效率测试采用金黄色葡萄球菌制成菌悬液,利用气溶胶发生器产生细菌气溶胶,当气溶胶经过口罩过滤后,用六级安德森采样器采集过滤后的细菌,经过培养、菌落计数,得到透过口罩、未被阻隔的细菌数作为试验组数据,将之与不经过口罩过滤、直接由采样器采集气溶胶中细菌的阳性对照组进行比较,得到口罩的细菌过滤效率。在实际测试过程中,菌液浓度、气溶胶流量、采样时间等都有具体要求,并需要对菌落数进行校正,从而保证实验结果的真实可靠。

  新版YY 0469-2011标准中,采用了新型的细菌过滤效率实验系统,在2004版传统实验系统的基础上进行了创新性改进,采用双气路同时对比采样方法,即试验组和阳性对照组同时采集同一气溶胶中的细菌数,这种同步采样的方式提高了采样的准确性和试验效率,且新型测试系统整体采用负压设计,能够保证操作人员安全。

  YY 0469-2011《医用外科口罩技术要求》新版行业标准中过滤效率技术要求是非油性颗粒过滤效率≥30%,细菌过滤效率≥95%,其中非油性颗粒过滤效率要求值较低,细菌过滤效率要求值较高。本试验结果表明,当某一口罩同时满足这两项要求时,往往非油性颗粒过滤效率值远高于30%,且试验结果呈明显正相关。根据试验结果,可以考虑当产品具有较高的非油性颗粒过滤效率时,可以进一步考虑作用颗粒过滤效率结果替代细菌过滤效率的可行性,即当医用外科口罩的颗粒过滤效率值(PFE)高于规定值,如85%时可不再行细菌过滤效率试验,既可降低实验室使用病原性微生物的危害风险,又可节约检验资源,提高检验效率。

  三、口罩再生重复使用操作

  热水灭毒:将用过的一次性医用无纺布口罩置于大于 56 ℃热水中浸泡 30 分钟(参考《新型冠状病毒肺炎防控方案(第四版)》56 ℃ 30 分钟可有效灭活病毒),灭活新冠病毒,水洗去尘埃。水洗后将口罩挂干或晾干。【通常沸水与室温水(按 20 ℃计)1:1 体积比混合后约为 60 ℃,为提高灭毒杀菌效果,可适当提高沸水比例。注意:热水浸泡灭毒和水洗 过程中不要揉搓口罩,以免破坏其微观结构;最好一人一锅热水泡,以免交叉污染。】

  荷电再生:将挂干/晾干后的口罩平放在干燥、绝缘材质表面,用电吹风机吹风 10-20 分钟,出风口与口罩距离约 10 厘米(注意吹风机出口温度,不要太高温度以防止烫坏口罩纤维,可仿照洗发后吹干头发的过程)。或者,用普通电风扇吹口罩约 20 分钟,距离约 5 厘米。或用普通家用电子点火器等静电发生器对口罩进行全面覆盖的“电击”,使口罩重新荷电。

  纸屑检验:在绝缘桌面上洒一些干燥的碎纸屑,将荷电再生后的口罩外层接近碎纸屑,距离大于 1 毫米但并未直接接触时,可观察到口罩对碎纸屑的静电吸附现象,则表明口罩荷 电量足够,可以重复使用。【如静电吸附现象不明显,则延长第二步荷电再生的处理时间,再次通过“纸屑吸附”检验再生口罩荷电情况,至荷电量足够,可以重复使用。】

转载来源:【仪器信息网】

更新时间:2020/03/10
来源:济南盛泰电子科技有限公司
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