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如何正确选择口罩及口罩滤材?
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如何正确选择口罩及口罩滤材?

  • 来源:原创
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  • 日期:2020-06-08 15:31

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如何正确选择口罩及口罩滤材?

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自2019年年底,新冠病毒爆发,口罩等防疫物资成了全民疯抢的物品,甚至出现了一罩难求的局面,口罩价格一路飙升,甚至出现了平面口罩售价超过6元的情况。

在国家的大力号召下,许多工厂发挥了国内制造业的优势,快速采购口罩机进行口罩生产。但随着口罩机设备的增加,另一个产业面临的问题,即传统口罩的核心滤膜:熔喷布成了抢手的材料,熔喷布材料的价格也一路飙升,甚至出现了一吨50多万的市场现象级的价格。

针对整个口罩市场的乱象,今天通过这个帖子给大家理理整个口罩市场的标准。大家一说买口罩,就说要医用口罩,但真实情况,医用口罩是否是最佳的防护产品呢?下面我们来对比一下,市面上流通口罩的国家及团体标准以及海外标准。

一、口罩过滤性能标准对比

国内口罩过滤性能标准:

众所周知,新冠病毒的一个重要传播途径是气溶胶传播,因此民众在选择口罩的同时,除了要关注BFE的过滤效率外,更应该关注PFE的过滤性能,这直接决定着整个口罩的防护性能。

通过上面的执行标准对比,我们可以清晰地发现,普通民众的防护口罩的气溶胶滤性能是远高于医用外科口罩标准和一次性使用医用口罩的,因此普通民众在选择口罩时,不需要一味追求医用口罩,医用口罩更加强调细菌过滤效率,但病毒的尺寸远远小于细菌的尺寸,因此PFE的过滤性能越高,才能起到越好的病毒防护效果。

民用口罩

国际标准/海外标准:

1.美国标准

NIOSH 42 -84《NIOSH Guide to the Selection and Use of Particulate Respirators》(NIOSH颗粒物防护口罩的选择和使用指南)

由NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)发布,是美国联邦法规CFR的技术性法规,类似于我国的强制标准,CFR中指定的相关标准(或部分章节)和相关指南(或部分章节),即成为美国的强制性技术规范。对标技术方案见表2。

2.日本标准

JIS T 8151:2018《Particulate respirators》(颗粒呼吸器)

JIST8151:2018为日本国家标准,由日本工业标准委员会(JISC)发布。对标技术方案见表3。

3.澳大利亚、新西兰标准

AS/NZS 1716-2012 《Respiratory protective devices》(呼吸保护装置)

本标准是澳大利亚和新西兰共同使用的国家标准。对标技术方案见表4。

医用口罩

医用口罩主要作用是过滤空气中的微粒,阻隔飞沫、血液、体液、分泌物微滴等,在医用口罩中起着防护性能的关键技术指标是颗粒物和细菌的过滤效率,以及血液穿透阻力。

1.欧洲标准

EN 14683-2019 《Medical face masks - Requirements and test methods》(医用口罩 要求和试验方法)

本标准是欧洲标准,欧洲标准化委员会CEN制定并发布,在34个欧盟国家中实施,标准本身不具备强制性,但可能被欧盟各国的法律法规引用变成各国家内部的技术法规(强制性标准)。对标技术方案见表5。

2.美国标准

ASTM F2100-2019《Standard Specification for Performance of Materials Used in Medical Face Masks》(医用口罩材料的性能的标准规范)

本标准属于美国材料与试验协会的标准,该协会有120年的历史,超过140个国家、3万多成员参与制定了12500余项ASTM标准,ASTM的各项标准广泛应用于全球各地,成为各行业的事实“国际标准”。技术方案见表6。

二、 口罩过滤材料选择

许多厂商采购口罩机设备后,真是经历了一波三折,首先是采购的口罩机因各种问题,迟迟不能交付,其次是等待口罩机到厂了,各种设备问题,没法真正开展生产,接着是面临口罩滤膜紧缺,甚至一度炒到了50+万/吨。

有些厂商兴高采烈地买到熔喷布开启生产后,拿去送检,结果很多口罩都不过关,特别是送检GB2626以及GB32610这两个标准的样品,过检率非常低。特别是对于N95口罩,非常多不合格的产品,要么是呼吸阻力太大,要么是过滤效率不过关,出现这问题的主因是过滤膜性能不合格。

01 熔喷材料

熔喷材料通过加热熔融挤出的方式,再通过喷头的细孔经过热风喷出,在热风的牵引拉伸下形成微米甚至亚微米级别的纤维,纤维的堆积即可形成过滤膜,一般用于平面口罩的熔喷滤膜是25g的熔喷材料。熔喷材料再未经过静电驻极处理之前,熔喷材料的过滤效率是相对比较低的,大概在30%-40%左右的气溶胶过滤性能。

如果在纺丝的PP母粒中添加驻极母粒,做出来的熔喷布材料经过静电处理后,熔喷材料的过滤性能可以大幅提高,甚至单层熔喷材料即可达到95%以上的粒子过滤性能,但静电驻极的工艺各个厂商有所不一样,因此,熔喷布的静电存留能力也不一样,大部分驻极材料在经过驻极处理后,过滤性能会快速衰减。 因此,国内大部分的熔喷材料的过滤性能稳定性极差,90%以上的熔喷布的过滤性能在30%-90%的过滤效率,因此质量参差不齐,口罩生产厂商很容易因为不了解技术而买到假口罩滤膜。这也是为什么国内出口的许多口罩均不达标。很大的原因在于核心滤膜材料性能不稳定。

另外一种水驻极工艺,可以保证聚丙烯上的驻极体是永久性的,电场分布均匀,捕获能力强,是目前制备高效低阻熔喷材料的比较成熟的技术。水驻极工艺可以在较低的克重下,实现稳定的N95材料性能,但国内的水驻极设备不多,产能也比较低,此外设备的运营成本也比较高,因此国内满足N95性能的熔喷材料是有限的。市场上许多拿BFE达到95%的熔喷材料当做N95材料销售,导致许多不懂行情的口罩厂商受骗。

02 纳米纤维材料 

纳米纤维材料是一种新兴滤膜材料,纳米纤维的过滤效率主要靠物理拦截以及纳米材料的范德华力去过滤更加细微的颗粒物,可以对PM2.5甚至PM1.0均具有较高的过滤效率,特别是对于纳米级的病毒等传染性微生物具有很好的隔离效果。

在疫情之前,主要是结合传统滤膜实现高效低阻的性能,疫情发生后,熔喷材料大量短缺,熔喷材料价格一路飙升,质量参差不齐,因此催生了纯纳米纤维滤膜口罩。

佛山轻子精密测控技术有限公司在熔喷布短缺之际,迅速推出纯纳米纤维的滤膜及生产设备,可以生产颗粒物过滤效率>80%(医用外科是>30%),BFE过滤效率大于98%(医用外科是大于95%),成品口罩的空气阻力25Pa(医用外科<49Pa),此纳米纤维滤膜性能优越,单台设备可满足10万-12万个医用口罩的滤膜生产需求,所研发纳米纤维口罩经广东省医疗器械研究所检验,均达到医用外科口罩的过滤性能标准。此纳米纤维滤膜比市面上90%的熔喷滤膜材料均要优异。可用于《医用外科口罩》YY0469-2011;《一次性医用口罩》YY0969-2013;《普通防护口罩》(T/CTCA7-2019);《一次性使用儿童口罩》(T/GDMDMA 0005—2020);《日常防护口罩》T/GDBX 025-2020 A级;CE标准医用口罩(EN 14683-2019)等口罩应用标准。避免因熔喷材料滤膜质量差异太大而造成的口罩品质不稳定问题。

此外,纳米纤维生产过程中还可以添加抗菌材料,起到有效的抗菌杀菌杀死病毒的效果,抗菌杀菌效率可达99.95%以上。是功能性口罩的重要选择(如杀菌、除甲醛、具有香味、提神等),可以实现多种功能同时并存,为疫情后市场提供更多选择。

03 纳米纤维驻极熔喷材料 

前面讲到,国内的N95口罩滤膜合格率不高,在制作N95口罩的时候,需要2层熔喷布叠加,方可稳定达到N95的效果,但这势必会导致呼吸阻力大,呼吸困难等问题。

为了改变此现象,佛山轻子精密测控技术有限公司联合多家单位,开发出纳米纤维复合熔喷材料的高效低阻滤膜,可以选择一层75%-95%的熔喷布复合一层纳米纤维,即可将熔喷布的过滤性能提升到98%以上的过滤效率,但其空气阻力不超过35Pa,通过调控结构,甚至可以实现25-30Pa的低阻力滤膜性能。这于儿童、老人、运动爱好者来说,是非常棒的一组参数。这种组合技术的产能远远超过水驻极技术的产能,能耗还远远低于水驻极设备。此外还可以实现纳米纤维口罩的功能化。

三、 口罩识别篇

前段时间,因为口罩供不应求,很多人买到假口罩,因此,网上流传了很多辨别真伪口罩的方法,有的说,不能燃烧的是真口罩;有的说不漏水的是真口罩;有人说呼吸困难的是真口罩。但真实的辨别口罩真假是这样的吗?答案是上述方法是不科学的,真正辨别一种口罩产品是否有防护性能,主要还是要去验证该口罩的过滤性能。现在教大家一些比较科学的甄别口罩性能的方法。

1.让吸烟的朋友先吸一口烟,然后在嘴巴里面含着,快速将口罩覆盖嘴巴密封,然后把烟吹出来,口罩外层冒出的烟越少,口罩的过滤性能最好。当然同时还要评判呼吸阻力,如果口罩冒出的烟越少,呼吸越顺畅,说明这个口罩的过滤性能是非常好的。但如果虽然冒出的烟很少,但呼吸很困难,说明这个口罩的呼吸阻力太大,并不是很好的口罩。

2. 有些口罩虽然很薄,看起来很像假口罩,但它的过滤性能却可以比大部分口罩都要好。所以不能单纯从外观去评价一个口罩的好坏。

3. 对比执行标准,由前面的口罩标准可知,并非医用口罩的防护效果是最好的,还是要看执行的标准,做好性能对比。但并不是说,口罩包装盒上标识的执行标准就是最好的参考,需要看检测报告的对比。当然这些都不是万能的,毕竟现在整个滤膜市场那么乱,口罩厂商没有稳定的供应货源,生产出来的口罩质量差异也比较大,甚至会出现虽然所有的资质都齐全,但因供应的材料问题,导致实际生产的口罩质量差异大,会存在许多不合格的产品混在其中。所以消费者可以通过第1条中的建议去做个主观评价。

4. 建议生产厂商,严格把控好口罩的产品质量,包括滤膜等原材料的供应质量,毕竟口罩的性能直接关乎着消费者的健康,品质越好,企业就越长久。建议口罩厂商配置相应的检测仪器,用于来料检测,包括:自动滤料仪、拉力测试仪等。

 

 
 

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