След епидемията от новия коронавирус, все повече хора осъзнават важната роля на маските. И така, тези научни знания за маските... Знаете ли?
Как да изберем маска?
По отношение на дизайна, ако се класират според приоритета на собствените защитни способности на потребителя (от висок към нисък): маски N95 > хирургически маски > обикновени медицински маски > обикновени памучни маски.
За пневмония, причинена от новия коронавирус, медицинските хирургически маски и маските с филтрация на немастни частици по-голяма или равна на 95%, като N95, KN95, DS2, FFP2, имат очевиден блокиращ ефект.
Класификация на медицинските маски
В момента медицинските маски в Китай се разделят основно на три вида: медицински защитни маски с най-високо ниво на защита, медицински хирургически маски, често използвани в инвазивни операционни среди като операционни зали, и медицински маски за еднократна употреба с обикновено ниво.
Материалът на медицинските маски
Обикновено казваме, че маските са изработени от нетъкан текстилен материал, който е нетъкан текстил в сравнение с текстилната тъкан. Състои се от ориентирани или произволно разположени влакна. По-специално за маските, всички техни суровини са полипропилен (PP), а медицинските маски обикновено имат многослойна структура, обикновено наричана SMS структура.
Химически познания
Полипропиленът, известен още като PP, е безцветно, без мирис, нетоксично и полупрозрачно твърдо вещество, образувано чрез полимеризация на пропилена. Молекулната формула е – [CH2CH (CH3)]n-. Полипропиленът се използва широко в производството на влакнести продукти като дрехи и одеяла, медицинско оборудване, автомобили, велосипеди, части, тръбопроводи, контейнери за химикали, а също така се използва в опаковки за храни и лекарства.
От гледна точка наматериали за маски, специален материал от полипропиленов нетъкан текстил с висока точка на топене се е превърнал в най-добрия избор, произвеждайки полипропиленови продукти с дебит на стопилката от 33-41 г/мин, отговарящи на стандарта за санитарен полипропиленов нетъкан текстил.
Нетъканият текстил, произведен от специален полипропиленов нетъкан текстил, може да се използва за еднократни хирургически престилки, чаршафи, маски, покривала, абсорбиращи течности подложки и други медицински и здравни продукти. Сред тях нетъканите маски са изработени от два слоя нетъкан текстил, специално използван за медицински и здравни цели, с допълнителен слой филтърна спрей кърпа с филтриращ и антибактериален ефект над 99,999%, добавен в средата, който е заварен с ултразвукови вълни.
Медицинска маска против вируси
Маските, които могат да осигурят защита от вируси, включват главно медицински хирургически маски и маски N95. Съгласно националния стандарт YY 0469-2004 „Технически изисквания за медицински хирургически маски“, важните технически показатели, на които медицинските хирургически маски трябва да отговарят, включват ефективност на филтриране, ефективност на бактериална филтрация и респираторна устойчивост:
Ефективност на филтрация: При условие на дебит на въздуха (30 ± 2) L/min, ефективността на филтрация на аерозол от натриев хлорид със среден диаметър (0,24 ± 0,06) μm в аеродинамиката е не по-малка от 30%;
Ефективност на бактериална филтрация: При определени условия ефективността на филтрация за аерозоли от Staphylococcus aureus със среден диаметър на частиците (3 ± 0,3) μm не трябва да бъде по-малка от 95%;
Дихателно съпротивление: При условие на ефективност на филтрацията, дебитът, съпротивлението при вдишване не надвишава 49Pa, а съпротивлението при издишване не надвишава 29,4Pa.
Вторият критерий за осигуряване на ефективност на бактериална филтрация е ефективността на филтриране на бактериалните аерозоли от Staphylococcus aureus да не бъде по-малка от 95%, което е произходът на концепцията N95. Следователно, въпреки че маските N95 не са медицински маски, те отговарят на стандарта за 95% ефективност на филтриране и могат по-добре да паснат на човешкото лице, така че могат да играят добра роля и в превенцията на вируси.
Нетъкан текстил, раздут чрез разтопяване
Основният материал, който осигурява ефект на филтриране на вируси при тези два вида маски, е изключително финият и електростатичен вътрешен слой филтърна тъкан – нетъкан текстил, получен чрез разтопяване.
Основният материал на нетъкания текстил, произведен чрез разтопяване, е полипропиленът, който представлява ултрафин електростатичен влакнест плат, способен да улавя прах. Когато капчици, съдържащи вируса на пневмония, се доближат до нетъкания текстил, произведен чрез разтопяване, те се адсорбират електростатично върху повърхността му и не могат да преминат през него.
Това е принципът на изолиране на бактериите от този материал. След като бъде уловен от ултрафини електростатични влакна, прахът е изключително труден за отделяне поради почистване, а измиването с вода също може да увреди способността за електростатично засмукване. Следователно, този тип маска може да се използва само веднъж. Подходящите нива за филтриране чрез разтопяване на плоски маски включват: обикновено ниво, BFE95 (95% ефективност на филтриране), BFE99 (99% ефективност на филтриране), VFE95 (99% ефективност на филтриране), PFE95 (99% ефективност на филтриране), KN90 (90% ефективност на филтриране).
Специфичен състав
Медицинските хирургически маски обикновено са изработени от три слоя нетъкан текстил. Материалът е нетъкан текстил тип „spunbond“ + нетъкан текстил тип „meltblown“ +нетъкан плат от спанбондКъсите влакна могат да се използват и в един слой за подобряване на текстурата на кожата, а именно ES горещовалцуван нетъкан текстил + разтопен нетъкан текстил + нетъкан текстил, направен чрез спанбонд. Външният слой на маската е проектиран да предотвратява образуването на капчици, средният слой е филтриран, а паметта абсорбира влагата. Разтопените тъкани обикновено се избират с тегло 20 грама.
Маската тип N95 с чашка е съставена от иглонабит памук, разтопена тъкан и нетъкан текстил. Разтопената тъкан обикновено тежи 40 грама или дори повече и с дебелината на иглонабития памук изглежда по-дебела от плоските маски, а защитният ѝ ефект може да достигне поне 95%.
В националния стандарт GB/T 32610 за маски не са посочени няколко слоя маски. Ако става въпрос за медицинска маска, тя трябва да има поне 3 слоя, което наричаме SMS (2 слоя S слой и 1 слой M слой). В момента най-големият брой слоеве в Китай е 5, което е SMMMS (2 слоя S слой и 3 слоя M слой). Не е трудно да се направят маски, но е трудно да се направи SMMMS плат. Цената на вносно оборудване за нетъкан текстил е над 100 милиона юана.
S тук представлява слоят от спанбонд, който има относително едър диаметър на влакната от около 20 микрометра (μm). Двуслойният Sслой от спанбондосновно поддържа цялата структура на нетъкания текстил и няма съществено влияние върху бариерните свойства.
Най-важният слой вътре в маската е бариерният слой или разтопеният слой M. Диаметърът на влакната на разтопения слой е сравнително тънък, около 2 микрометра (μm), така че е само една десета от диаметъра на слоя от спанбонд. Това играе решаваща роля за предотвратяване на проникването на бактерии и кръв.
Ако има твърде много S слоеве от спанбонд, маската ще стане по-твърда, докато ако има твърде много M слоеве от разтопено синтетично вещество, дишането ще бъде по-трудно. Следователно, трудността на дишане в маската може да се използва за оценка на нейния изолационен ефект. Колкото по-трудно е дишането, толкова по-добър е изолационният ефект. Ако обаче M слоят се превърне в тънък филм, той по същество не е дишащ и вирусите са блокирани, но хората също не могат да дишат. Така че това е и технически проблем.
За да илюстрираме по-добре проблема, ще сравним влакната от слой S, разтопено-издухан слой M и косата на следващата фигура. За коса с диаметър 1/3, той е близък до влакната от слой Spunbond, докато за коса с диаметър 1/30, той е близък до влакната от слой M, разтопено-издухан слой. Разбира се, изследователите все още разработват по-фини влакна, за да осигурят по-добри антибактериални и бариерни свойства.
Както бе споменато по-рано, колкото по-фин е M слоят, толкова повече той може да блокира навлизането на малки частици, като бактерии. Например, N95 се отнася до способността за блокиране на 95% от малките частици (0,3 микрона) при нормални условия. Съгласно националния стандарт GB/T 19083 за медицински защитни маски, ефективността на филтриране на маската за немастни частици отговаря на изискванията в таблицата по-долу при дебит на газа от 85 л/мин.
Таблица 1: Нива на филтриране на медицински защитни маски
От горното обяснение, N95 всъщност е 5-слойна маска, изработена от полипропиленов нетъкан текстил SMMMS, която може да филтрира 95% от фините частици.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.е основана през май 2020 г. Това е мащабно предприятие за производство на нетъкан текстил, интегриращо научноизследователска и развойна дейност, производство и продажби. Може да произвежда различни цветове PP spunbond нетъкан текстил с ширина по-малка от 3,2 метра, от 9 грама до 300 грама.
Време на публикуване: 18 октомври 2024 г.