После эпидемии нового коронавируса всё больше людей осознают важность масок. Итак, вот эти научные знания о масках. Знаете ли вы?
Как выбрать маску?
С точки зрения конструкции, если ранжировать их по приоритету собственной защитной способности пользователя (от большей к меньшей): маски N95 > хирургические маски > обычные медицинские маски > обычные хлопковые маски.
При пневмонии, вызванной новым коронавирусом, очевидный блокирующий эффект оказывают медицинские хирургические маски и маски с фильтрацией немасляных частиц более 95%, такие как N95, KN95, DS2, FFP2.
Классификация медицинских масок
В настоящее время медицинские маски в Китае в основном делятся на три типа: медицинские защитные маски с наивысшим уровнем защиты, медицинские хирургические маски, обычно используемые в инвазивных операционных, таких как операционные, и одноразовые медицинские маски обычного уровня.
Материал медицинских масок
Обычно мы говорим, что маски изготовлены из нетканого материала, который, в отличие от текстильного, является нетканым материалом. Он состоит из ориентированных или случайных волокон. В частности, для производства масок всё сырье – полипропилен (ПП), а медицинские маски, как правило, имеют многослойную структуру, обычно называемую СМС-структурой.
Химические знания
Полипропилен, также известный как ПП (PP), — бесцветное, нетоксичное, полупрозрачное, не имеющее запаха, твёрдое вещество, образующееся путём полимеризации пропилена. Молекулярная формула: [CH₂CH(CH₂)]₂n-. Полипропилен широко используется в производстве волокнистых изделий, таких как одежда и одеяла, медицинское оборудование, автомобили, велосипеды, детали, трубопроводы, химические контейнеры, а также для упаковки пищевых продуктов и лекарств.
С точки зренияматериалы маскиСпециальный материал из полипропиленового нетканого материала с высокой температурой плавления стал лучшим выбором, позволяя производить полипропиленовые изделия с массовым расходом расплава 33-41 г/мин, соответствующие стандарту санитарно-гигиенического полипропиленового нетканого материала.
Нетканый материал, изготовленный из полипропиленового нетканого материала специального назначения, может использоваться для изготовления одноразовых хирургических халатов, простыней, масок, чехлов, впитывающих влагу прокладок и других медицинских изделий. В частности, нетканые маски состоят из двух слоев волокнистого нетканого материала, специально предназначенного для медицинских и оздоровительных целей, с дополнительным слоем фильтрующей ткани с антибактериальным эффектом более 99,999%, сваренным ультразвуковой сваркой.
Антивирусная медицинская маска
К маскам, обеспечивающим защиту от вирусов, относятся, главным образом, медицинские хирургические маски и маски N95. Согласно национальному стандарту YY 0469-2004 «Технические требования к медицинским хирургическим маскам», к важным техническим показателям, которым должны соответствовать медицинские хирургические маски, относятся эффективность фильтрации, эффективность бактериальной фильтрации и сопротивление дыханию:
Эффективность фильтрации: При расходе воздуха (30 ± 2) л/мин эффективность фильтрации аэрозоля хлорида натрия со срединным диаметром (0,24 ± 0,06) мкм в аэродинамике составляет не менее 30%;
Эффективность фильтрации бактерий: При заданных условиях эффективность фильтрации аэрозолей золотистого стафилококка со средним диаметром частиц (3 ± 0,3) мкм должна быть не менее 95%;
Сопротивление дыханию: при условии эффективной скорости потока фильтрации сопротивление вдоху не превышает 49 Па, а сопротивление выдоху не превышает 29,4 Па.
Вторым критерием обеспечения эффективности бактериальной фильтрации является то, что эффективность фильтрации аэрозолей золотистого стафилококка должна быть не менее 95%, что и послужило основой для концепции N95. Таким образом, хотя маски N95 не являются медицинскими, они соответствуют стандарту 95% эффективности фильтрации и лучше прилегают к лицу, что также может играть важную роль в профилактике вирусов.
Нетканый материал, полученный методом выдува расплавленного материала
Основным материалом, обеспечивающим эффект фильтрации вирусов в этих двух типах масок, является чрезвычайно тонкая и электростатическая фильтрующая ткань внутреннего слоя – нетканый материал, полученный методом мелтблауна.
Основным материалом нетканого материала, полученного методом мельтблауна, является полипропилен – ультратонкое электростатическое волокно, способное улавливать пыль. Когда капли вируса пневмонии попадают на нетканый материал, полученный методом мельтблауна, они электростатически адсорбируются на его поверхности и не могут проникнуть внутрь.
Именно по этому принципу этот материал изолирует бактерии. После захвата ультратонкими электростатическими волокнами пыль крайне трудно отделить при чистке, а промывание водой может также снизить электростатическую всасывающую способность. Поэтому этот тип маски можно использовать только один раз. Подходящие уровни фильтрации для плоских масок, изготовленных методом мелтблауна, включают: обычный уровень, BFE95 (эффективность фильтрации 95%), BFE99 (эффективность фильтрации 99%), VFE95 (эффективность фильтрации 99%), PFE95 (эффективность фильтрации 99%), KN90 (эффективность фильтрации 90%).
Конкретный состав
Медицинские хирургические маски обычно изготавливаются из трёх слоёв нетканого материала: спанбонд, мельтблаун, нетканый материал.нетканый материал спанбондКороткие волокна также можно использовать в одном слое для улучшения текстуры кожи, например, горячекатаный нетканый материал ES + нетканый материал, полученный методом мельтблауна + нетканый материал, полученный методом спанбонда. Внешний слой маски предназначен для предотвращения капель, средний слой фильтрует, а материал с эффектом памяти впитывает влагу. Ткани, полученные методом мельтблауна, обычно выбираются весом 20 граммов.
Маска-чашка N95 изготовлена из иглопробивного хлопка, ткани, полученной методом мельтблауна, и нетканого материала. Ткань, полученная методом мельтблауна, обычно весит 40 граммов или даже больше, а благодаря толщине иглопробивного хлопка, она выглядит плотнее, чем плоские маски, а её защитный эффект может достигать не менее 95%.
В национальном стандарте GB/T 32610 для масок не указано несколько слоёв. Медицинская маска должна иметь не менее трёх слоёв, что называется SMS (2 слоя S и 1 слой M). В настоящее время в Китае максимальное количество слоёв составляет 5, что соответствует SMMMS (2 слоя S и 3 слоя M). Изготовление масок несложно, но изготовление ткани SMMMS – задача не из лёгких. Стоимость импортного оборудования для производства нетканого материала превышает 100 миллионов юаней.
Буква S здесь обозначает слой спанбонда, имеющий относительно крупный диаметр волокна, около 20 микрометров (мкм). Двухслойный Sслой спанбондав основном поддерживает всю структуру нетканого материала и не оказывает существенного влияния на барьерные свойства.
Самый важный слой внутри маски — барьерный слой, или слой мелтблауна M. Диаметр волокон слоя мелтблауна относительно тонкий, около 2 микрометров (мкм), что составляет всего одну десятую диаметра слоя спанбонда. Это играет решающую роль в предотвращении проникновения бактерий и крови.
Если слоев спанбонда S слишком много, маска станет жёстче, а если слоёв мельтблауна M слишком много, дыхание будет затруднено. Таким образом, по степени трудности дыхания в маске можно судить о её изолирующем эффекте. Чем труднее дышать, тем лучше изолирующий эффект. Однако если слой M становится тонкой плёнкой, он практически не пропускает воздух, блокируя вирусы, но при этом не даёт дышать. Таким образом, это также техническая проблема.
Чтобы лучше проиллюстрировать этот вопрос, сравним волокна типа S из спанбонда, волокна типа M из мелтблауна и волосы на следующем рисунке. Для волос диаметром 1/3 диаметр близок к волокну типа спанбонда, а для волос диаметром 1/30 диаметр близок к волокну типа M из мелтблауна. Конечно, исследователи продолжают разрабатывать более тонкие волокна для обеспечения улучшенных антибактериальных и барьерных свойств.
Как уже упоминалось, чем тоньше слой M, тем лучше он может блокировать проникновение мелких частиц, таких как бактерии. Например, N95 означает способность блокировать 95% мелких частиц (0,3 мкм) в нормальных условиях. Согласно национальному стандарту GB/T 19083 для медицинских защитных масок, эффективность фильтрации маски для немасляных частиц соответствует требованиям, указанным в таблице ниже, при расходе газа 85 л/мин.
Таблица 1: Уровни фильтрации медицинских защитных масок
Из вышеизложенного следует, что N95 на самом деле представляет собой 5-слойную маску из полипропиленового нетканого материала SMMMS, способную фильтровать 95% мелких частиц.
Dongguan Liansheng Нетканые технологии Co., Ltd.Основанная в мае 2020 года, компания представляет собой крупномасштабное предприятие по производству нетканых материалов, объединяющее научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, производство и продажи. Компания может производить полипропиленовые нетканые материалы спанбонд различных цветов шириной менее 3,2 метра плотностью от 9 до 300 граммов.
Время публикации: 18 октября 2024 г.