Po epidemii koronawirusa coraz więcej osób zdaje sobie sprawę z ważnej roli maseczek. Oto naukowa wiedza na temat maseczek. Czy wiesz?
Jak wybrać maskę?
Jeśli chodzi o konstrukcję, a uszeregowano je według priorytetu zdolności ochronnych użytkownika (od najwyższego do najniższego): maski N95 > maski chirurgiczne > zwykłe maski medyczne > zwykłe maski bawełniane.
W przypadku zapalenia płuc wywołanego nowym koronawirusem, maski chirurgiczne i maski z filtracją cząstek nieolejowych większą lub równą 95%, takie jak N95, KN95, DS2, FFP2, mają wyraźny efekt blokujący.
Klasyfikacja masek medycznych
Obecnie w Chinach maski medyczne dzieli się na trzy główne rodzaje: maski ochronne o najwyższym poziomie ochrony, maski chirurgiczne powszechnie stosowane w inwazyjnych środowiskach operacyjnych, takich jak sale operacyjne, oraz zwykłe jednorazowe maski medyczne.
Materiał masek medycznych
Zwykle mówimy, że maseczki są wykonane z włókniny, która jest materiałem włókninowym w porównaniu do materiału tekstylnego. Składa się z włókien zorientowanych lub losowych. W przypadku maseczek, wszystkie ich surowce to polipropylen (PP), a maseczki medyczne mają zazwyczaj strukturę wielowarstwową, powszechnie nazywaną strukturą SMS.
Wiedza chemiczna
Polipropylen, znany również jako PP, to bezbarwna, bezwonna, nietoksyczna i półprzezroczysta substancja stała powstająca w wyniku polimeryzacji propylenu. Wzór sumaryczny to – [CH2CH(CH3)]n-. Polipropylen jest szeroko stosowany w produkcji wyrobów włókienniczych, takich jak odzież i koce, sprzęt medyczny, samochody, rowery, części, rurociągi transportowe, pojemniki na chemikalia, a także w opakowaniach żywności i leków.
Z perspektywymateriały na maski, specjalny materiał w postaci włókniny polipropylenowej o wysokiej temperaturze topnienia stał się najlepszym wyborem, wytwarzając produkty polipropylenowe o wskaźniku przepływu masy stopu 33-41 g/min, spełniając standardy sanitarnej włókniny polipropylenowej.
Włóknina produkowana ze specjalnego materiału włókninowego polipropylenowego może być stosowana do produkcji jednorazowych fartuchów chirurgicznych, prześcieradeł, maseczek, pokrowców, wkładów chłonnych i innych produktów medycznych i zdrowotnych. Wśród nich, maseczki włókninowe składają się z dwóch warstw włókniny włókninowej, specjalnie stosowanej w medycynie i ochronie zdrowia, z dodatkową warstwą tkaniny filtracyjnej o skuteczności filtracji i antybakteryjności ponad 99,999%, zgrzewanej za pomocą fal ultradźwiękowych.
Maska medyczna antywirusowa
Maski zapewniające ochronę przed wirusami to głównie medyczne maski chirurgiczne i maski N95. Zgodnie z krajową normą YY 0469-2004 „Wymagania techniczne dla medycznych masek chirurgicznych”, do najważniejszych parametrów technicznych, które muszą spełniać medyczne maski chirurgiczne, należą: skuteczność filtracji, skuteczność filtracji bakteryjnej oraz opór oddechowy:
Skuteczność filtracji: Przy przepływie powietrza na poziomie (30 ± 2) l/min skuteczność filtracji aerozolu chlorku sodu o średnicy mediany (0,24 ± 0,06) μm w aerodynamice nie jest mniejsza niż 30%;
Skuteczność filtracji bakteryjnej: W określonych warunkach skuteczność filtracji aerozoli Staphylococcus aureus o średniej średnicy cząstek wynoszącej (3 ± 0,3) μm nie powinna być mniejsza niż 95%;
Opór oddechowy: Przy założeniu wydajności przepływu filtracji opór wdechowy nie przekracza 49 Pa, a opór wydechowy nie przekracza 29,4 Pa.
Drugim kryterium zapewniającym skuteczność filtracji bakterii jest to, że skuteczność filtracji aerozoli bakterii Staphylococcus aureus nie powinna być niższa niż 95%, co stanowi podstawę koncepcji maski N95. Dlatego, chociaż maski N95 nie są maskami medycznymi, spełniają one standard 95% skuteczności filtracji i lepiej dopasowują się do twarzy, dzięki czemu mogą również odgrywać istotną rolę w profilaktyce wirusowej.
Tkanina włókninowa typu melt blown
Głównym materiałem zapewniającym filtrowanie wirusów w tych dwóch typach masek jest niezwykle cienka i elektrostatyczna warstwa wewnętrzna z tkaniny filtracyjnej – włókniny typu meltblown.
Głównym materiałem włókniny meltblown jest polipropylen, czyli ultracienka tkanina z włókien elektrostatycznych, która wychwytuje kurz. Gdy kropelki zawierające wirusa zapalenia płuc zetkną się z włókniną meltblown, zostaną one zaadsorbowane elektrostatycznie na jej powierzchni i nie będą mogły przez nią przejść.
Zasada działania tego materiału polega na izolowaniu bakterii. Po wchłonięciu przez ultracienkie włókna elektrostatyczne, kurz jest niezwykle trudny do usunięcia podczas czyszczenia, a mycie wodą może również osłabić zdolność ssania elektrostatycznego. Dlatego tego typu maski nadają się tylko do jednorazowego użytku. Odpowiednie poziomy filtracji metodą melt-blown masek płaskich to: poziom zwykły, BFE95 (95% skuteczności filtracji), BFE99 (99% skuteczności filtracji), VFE95 (99% skuteczności filtracji), PFE95 (99% skuteczności filtracji), KN90 (90% skuteczności filtracji).
Konkretny skład
Medyczne maski chirurgiczne są zazwyczaj wykonane z trzech warstw włókniny. Materiał to włóknina typu spunbond + włóknina meltblown +tkanina włókninowa typu spunbondKrótkie włókna można również stosować w jednej warstwie, aby poprawić teksturę skóry, a mianowicie: włókninę ES walcowaną na gorąco + włókninę meltblown + włókninę spunbond. Zewnętrzna warstwa maski zapobiega przedostawaniu się kropel, warstwa środkowa jest filtrowana, a materiał memory absorbuje wilgoć. Tkaniny meltblown są zazwyczaj dobierane do wagi 20 gramów.
Maska typu N95 typu cup składa się z igłowanej bawełny, materiału meltblown i włókniny. Materiał meltblown zazwyczaj waży 40 gramów lub więcej, a dzięki grubości igłowanej bawełny wygląda na grubszy niż płaskie maski, a jego skuteczność ochronna może sięgać co najmniej 95%.
Norma krajowa GB/T 32610 dotycząca masek nie określa wymagań dotyczących kilku warstw. Jeśli jest to maska medyczna, powinna mieć co najmniej 3 warstwy, czyli tzw. SMS (2 warstwy warstwy S i 1 warstwa warstwy M). Obecnie w Chinach najwięcej warstw masek ma 5, czyli SMMMS (2 warstwy warstwy S i 3 warstwy warstwy M). Produkcja masek nie jest trudna, ale produkcja materiału SMMMS jest trudna. Cena importowanego sprzętu do produkcji włókniny przekracza 100 milionów juanów.
Litera S w tym przypadku oznacza warstwę spunbond, która ma stosunkowo grubą średnicę włókien wynoszącą około 20 mikrometrów (μm). Dwuwarstwowa warstwa Swarstwa spunbonduw większości wspiera całą strukturę włókniny i nie ma znaczącego wpływu na właściwości barierowe.
Najważniejszą warstwą wewnątrz maski jest warstwa barierowa, zwana również warstwą meltblown M. Średnica włókien warstwy meltblown jest stosunkowo cienka, około 2 mikrometrów (μm), co stanowi zaledwie jedną dziesiątą średnicy warstwy spunbond. Odgrywa to kluczową rolę w zapobieganiu przenikaniu bakterii i krwi.
Zbyt wiele warstw S spunbond (włókna typu S) spowoduje twardnienie maski, natomiast zbyt wiele warstw M meltblown (włókna typu M) utrudni oddychanie. Dlatego trudność oddychania w masce może być wykorzystana do oceny jej skuteczności izolacyjnej. Im trudniej oddychać, tym lepsza skuteczność izolacji. Jeśli jednak warstwa M stanie się cienką warstwą, maska zasadniczo nie będzie oddychać, a wirusy będą blokowane, ale ludzie nie będą mogli oddychać. Jest to zatem również problem techniczny.
Aby lepiej zilustrować problem, porównamy włókno S z warstwy spunbond, włókno M z warstwy meltblown oraz włosy na poniższym rysunku. Dla włosów o średnicy 1/3 średnicy, jest ona zbliżona do włókna warstwy spunbond, natomiast dla włosów o średnicy 1/30 średnicy, jest ona zbliżona do włókna M z warstwy meltblown. Oczywiście, naukowcy wciąż opracowują cieńsze włókna, aby zapewnić lepsze właściwości antybakteryjne i barierowe.
Jak wspomniano wcześniej, im drobniejsza warstwa M, tym skuteczniej blokuje ona wnikanie małych cząstek, takich jak bakterie. Na przykład, N95 oznacza zdolność do blokowania 95% małych cząstek (0,3 mikrona) w normalnych warunkach. Zgodnie z krajową normą GB/T 19083 dla medycznych masek ochronnych, skuteczność filtracji maski dla cząstek nieoleistych spełnia wymagania podane w poniższej tabeli przy przepływie gazu 85 l/min.
Tabela 1: Poziomy filtracji masek ochronnych
Z powyższego wyjaśnienia wynika, że N95 to w rzeczywistości maska składająca się z 5 warstw, wykonana z włókniny polipropylenowej SMMMS, która może filtrować 95% drobnych cząstek.
Dongguan Liansheng Non tkane Technology Co., Ltd.Firma została założona w maju 2020 roku. Jest to przedsiębiorstwo zajmujące się produkcją włóknin na dużą skalę, integrujące badania i rozwój, produkcję oraz sprzedaż. Może produkować włókniny PP typu spunbond w różnych kolorach o szerokości poniżej 3,2 metra i gramaturze od 9 do 300 gramów.
Czas publikacji: 18-10-2024