신종 코로나바이러스 팬데믹 이후, 점점 더 많은 사람들이 마스크의 중요성을 깨달았습니다. 마스크에 대한 과학적 지식이 얼마나 중요한지 아시나요?
마스크는 어떻게 선택하나요?
디자인 측면에서 착용자 본인의 보호 능력에 따른 우선순위를 정하면(높은 것부터 낮은 것까지): N95 마스크 > 수술용 마스크 > 일반 의료용 마스크 > 일반 면 마스크.
신종 코로나바이러스 감염 폐렴의 경우, 의료용 수술용 마스크와 N95, KN95, DS2, FFP2 등 비유성 입자를 95% 이상 여과하는 마스크는 뚜렷한 차단 효과가 있습니다.
의료용 마스크의 분류
현재 중국의 의료용 마스크는 주로 보호 수준이 가장 높은 의료용 보호 마스크, 수술실 등 침습적 수술 환경에서 일반적으로 사용되는 의료용 수술용 마스크, 그리고 일반 수준의 일회용 의료용 마스크의 세 가지 유형으로 나뉩니다.
의료용 마스크의 소재
마스크는 일반적으로 섬유 직물과 달리 부직포 소재로 만들어진다고 합니다. 부직포는 배향성 또는 무작위 섬유로 구성됩니다. 특히 마스크의 경우 모든 원료는 폴리프로필렌(PP)이며, 의료용 마스크는 일반적으로 SMS 구조라고 하는 다층 구조를 가지고 있습니다.
화학적 지식
폴리프로필렌(PP)은 프로필렌의 중합으로 형성되는 무색, 무취, 무독성, 반투명 고체 물질입니다. 분자식은 [CH2CH(CH3)]n-입니다. 폴리프로필렌은 의류, 담요, 의료 장비, 자동차, 자전거, 부품, 수송 파이프라인, 화학 용기와 같은 섬유 제품 생산에 널리 사용되며, 식품 및 의약품 포장에도 사용됩니다.
의 관점에서마스크 소재, 폴리프로필렌 고융점 부직포 특수 소재는 최상의 선택이 되었으며, 용융 질량 흐름 속도가 33-41g/min인 폴리프로필렌 제품을 생산하여 위생 폴리프로필렌 부직포 표준을 충족합니다.
폴리프로필렌 부직포 특수 소재로 제작된 부직포는 일회용 수술 가운, 시트, 마스크, 커버, 액체 흡수 패드 등 의료 및 건강 제품에 사용할 수 있습니다. 그중 부직포 마스크는 의료 및 건강 용도로 특수 제작된 섬유 부직포 두 겹으로 제작되며, 중간에 99.999% 이상의 여과 및 항균 효과를 가진 필터 스프레이 천을 추가 층으로 덧대어 초음파로 융착시킨 제품입니다.
항바이러스 의료용 마스크
바이러스 차단 기능을 제공하는 마스크에는 주로 의료용 수술용 마스크와 N95 마스크가 포함됩니다. 국가 표준 YY 0469-2004 "의료용 수술용 마스크 기술 요건"에 따르면, 의료용 수술용 마스크가 충족해야 하는 주요 기술 지표에는 여과 효율, 박테리아 여과 효율, 호흡 저항이 포함됩니다.
여과효율 : 공기유량(30±2)L/min 조건에서 공기역학적으로 중앙직경이 (0.24±0.06)μm인 염화나트륨 에어로졸의 여과효율은 30% 이상이다.
세균 여과 효율: 지정된 조건 하에서 평균 입자 직경이 (3 ± 0.3) μm인 황색포도상구균 에어로졸의 여과 효율은 95% 이상이어야 합니다.
호흡 저항: 여과 효율 유량 조건 하에서 흡입 저항은 49Pa를 초과하지 않고 호기 저항은 29.4Pa를 초과하지 않습니다.
박테리아 여과 효율을 보장하는 두 번째 기준은 황색포도상구균 박테리아 에어로졸의 여과 효율이 95% 이상이어야 한다는 것입니다. 이는 N95 개념의 기원입니다. 따라서 N95 마스크는 의료용 마스크는 아니지만 95% 여과 효율 기준을 충족하고 사람의 얼굴에 더 잘 맞기 때문에 바이러스 예방에도 효과적인 역할을 할 수 있습니다.
멜트블로운 부직포
이 두 가지 유형의 마스크에 바이러스 여과 효과를 제공하는 주요 소재는 매우 얇고 정전기가 발생하는 내부 층 필터 천인 멜트블로운 부직포입니다.
멜트블로운 부직포의 주요 소재는 폴리프로필렌으로, 먼지를 포집할 수 있는 초미세 정전기 섬유 천입니다. 폐렴 바이러스가 포함된 비말이 멜트블로운 부직포에 접근하면 부직포 표면에 정전기적으로 흡착되어 통과할 수 없게 됩니다.
이것이 이 소재가 박테리아를 분리하는 원리입니다. 초미세 정전기 섬유에 포집된 먼지는 세척으로 인해 분리가 매우 어렵고, 물로 세척하면 정전기 흡입력이 손상될 수 있습니다. 따라서 이 유형의 마스크는 한 번만 사용할 수 있습니다. 평면 마스크의 멜트블로운 여과에 적합한 등급은 다음과 같습니다: 일반 등급, BFE95(95% 여과 효율), BFE99(99% 여과 효율), VFE95(99% 여과 효율), PFE95(99% 여과 효율), KN90(90% 여과 효율).
특정 구성
의료용 수술용 마스크는 일반적으로 3겹의 부직포로 만들어집니다. 소재는 스펀본드 부직포 + 멜트블로운 부직포 +스펀본드 부직포단섬유는 피부 질감 개선을 위해 한 겹으로 사용할 수도 있습니다. 즉, ES 열간압연 부직포+멜트블로운 부직포+스펀본드 부직포입니다. 마스크의 바깥층은 비말을 차단하도록 설계되었고, 중간층은 여과 기능을 하며, 메모리층은 수분을 흡수합니다. 멜트블로운 부직포는 일반적으로 20g으로 선택됩니다.
N95 컵형 마스크는 니들펀칭 면, 멜트블로운 원단, 그리고 부직포로 구성됩니다. 멜트블로운 원단은 보통 40g 이상의 무게를 가지고 있으며, 니들펀칭 면의 두께로 인해 일반 마스크보다 두꺼워 보이지만, 보호 효과는 최소 95%에 달합니다.
마스크 국가 표준 GB/T 32610에는 여러 겹의 마스크가 명시되어 있지 않습니다. 의료용 마스크의 경우 최소 3겹으로 구성되어야 하며, 이를 SMS(S층 2겹, M층 1겹)라고 합니다. 현재 중국에서 가장 많은 겹은 5겹으로, SMMMS(S층 2겹, M층 3겹)입니다. 마스크 제작은 어렵지 않지만, SMMMS 원단 제작은 어렵습니다. 수입 부직포 장비 가격은 1억 위안이 넘습니다.
여기서 S는 스펀본드 층을 나타내며, 약 20 마이크로미터(μm)의 비교적 굵은 섬유 직경을 갖습니다. 두 겹의 S스펀본드 층주로 부직포 구조 전체를 지지하며, 차단성에는 큰 영향을 미치지 않습니다.
마스크 내부에서 가장 중요한 층은 차단층 또는 멜트블로운층(M)입니다. 멜트블로운층의 섬유 직경은 약 2마이크로미터(μm)로 비교적 얇아 스펀본드층 직경의 10분의 1에 불과합니다. 이는 박테리아와 혈액의 침투를 방지하는 데 중요한 역할을 합니다.
S 스펀본드 층이 너무 많으면 마스크가 딱딱해지고, M 멜트블로운 층이 너무 많으면 호흡이 더 어려워집니다. 따라서 마스크의 호흡 곤란도를 통해 마스크의 차단 효과를 판단할 수 있습니다. 호흡이 어려울수록 차단 효과가 더 좋습니다. 그러나 M 층이 얇은 막으로 변하면 기본적으로 호흡이 불가능해져 바이러스는 차단되지만, 사람도 숨을 쉴 수 없게 됩니다. 따라서 이 또한 기술적인 문제입니다.
이 문제를 더 잘 설명하기 위해 아래 그림에서 스펀본드 층 S 섬유, 멜트블로운 층 M 섬유, 그리고 모발을 비교해 보겠습니다. 직경이 1/3인 모발의 경우, 스펀본드 층 섬유에 가깝고, 직경이 1/30인 모발의 경우 멜트블로운 층 M 섬유에 가깝습니다. 물론, 연구자들은 더 나은 항균 및 차단 특성을 보장하기 위해 더 미세한 섬유를 계속 개발하고 있습니다.
앞서 언급했듯이 M층이 얇을수록 박테리아와 같은 작은 입자의 유입을 더 잘 차단할 수 있습니다. 예를 들어, N95는 정상적인 조건에서 0.3마이크론 크기의 작은 입자를 95% 차단할 수 있음을 의미합니다. 의료용 보호 마스크에 대한 국가 표준 GB/T 19083에 따르면, 마스크의 비기름성 입자 여과 효율은 85L/min의 가스 유량에서 아래 표의 요건을 충족합니다.
표 1: 의료용 보호 마스크의 필터링 수준
위의 설명에 따르면 N95는 실제로 폴리프로필렌 부직포 SMMMS로 만든 5겹 마스크로 미세 입자의 95%를 걸러낼 수 있습니다.
동관 Liansheng 부직포 기술 유한 회사2020년 5월에 설립된 이 회사는 연구개발, 생산, 판매를 통합한 대규모 부직포 생산 기업입니다. 3.2m 미만의 폭에 9g부터 300g까지 다양한 색상의 PP 스펀본드 부직포를 생산할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 10월 18일