去年疫情剛開始的時候，一“罩”難求。如此局面之下，醫用防護口罩、醫用外科口罩、一次性醫用口罩、N95防護口罩等各類別的口罩紛紛成為緊俏物資。不同類別的口罩有什么區別?口罩的標準有哪些?應該如何選擇?針織口罩算不算口罩?抗菌口罩真的抗菌嗎?日前，我們特別邀請到了北京服裝學院材料設計與工程學院龔龑教授給大家做詳細的解讀。
龔龑教授目前掛職新疆塔里木大學籌建紡織服裝學院，其團隊參與多款口罩研發，有國家專利多項，榮獲過國家發明金獎。龔老師所在的北京服裝學院團隊目前正在致力于研究高性能復合材料纖維布開發及抗菌口罩技術及檢測評價研究，該項目研究的主要內容包括：高載電荷纖維膜的熔噴工藝優化，復合纖維特性與空氣阻力及過濾效率關系，新型可再生復合纖維布性能評價、具有抗菌復合功能材料在口罩中應用等。
一、口罩材料、結構及工作原理
口罩材料：
醫用口罩一般是由三層無紡布制成，分別為：紡粘無紡布、熔噴無紡布、紡粘無紡布。口罩外層具有阻水作用，中層過濾，內層吸濕。無紡布是一種不需要紡紗織布而形成的織物，它不是由一根一根的紗線交織、編結在一起的，而是將纖維直接通過物理的方法粘合在一起的。紡粘無紡布和熔噴無紡布都屬于“無紡布”的一種。熔噴無紡布的特點是纖維直徑細、比表面積大，能夠很好地過濾空氣中的微粒，但強力低，耐磨性差。紡粘布纖維線密度較大，纖網由連續長絲組成，其強力高恰恰可以彌補熔噴布的不足。
工作原理：以醫用外科口罩(普通 3 層平面無紡布口罩)為例，結構包括外層無紡布，防止飛濺的液體及大顆粒物;中層靜電熔噴無紡布(聚丙烯)，即荷電層，利用靜電吸附作用有效阻隔微小顆粒，特別是攜帶納米級病毒的微粒或飛沫，實現對病毒等微粒的有效阻隔;內層無紡布，用于阻隔呼出的水汽。口罩過濾的原理主要是利用靜電吸附以及纖維排列后對微細顆粒和飛沫的阻隔，口罩中間的荷電層對于攜帶病毒細菌等微粒或飛沫防護起到重要作用。口罩使用過程中，因細菌病毒和顆粒物在靜電層的沉積以及哈氣(水汽)等導致荷電層靜電消失而失去靜電吸附作用，顯著損傷其過濾效果，特別是對病毒等微粒的有效阻隔。應急之下，若想重復使用口罩，需要重點考慮兩點：一是如何殺死并去除沉積在口罩上的細菌病毒;二是如何為中間荷電層補充靜電。因此，口罩可重復使用的關鍵技術問題是：如何在不破壞口罩材料及微觀結構的情況下，重新使中層無紡布荷電而再生靜電吸附效應。
口罩設計示例：
氣密性設計：口罩采用一圈大面積的藍色氣密鰭邊，這層看似輕薄的藍色材料是整只口罩中科技含量最高的部分，通過彈性橡膠及織物層結合具備了一定的彈性，極高的氣密性和厭水性。佩戴時，無論口罩大小是否適合用戶臉型，這層藍色鰭邊都可以填補兩者間的縫隙。反折邊緣緊貼臉部曲線，將同樣的壓力分配到更大的接觸面積上，使壓強更小，實現更加舒適的佩戴體驗，同時極大地降低了面部曲面接觸造成的間隙引起的泄露風險。因此，這種款式的口罩原則上只需要一個尺碼。
口罩骨架設計：PP材質的骨架具備一定彈性，將口罩撐起后提供了較大的罩內空間，使得呼吸緩沖區空間大增，同時口罩濾材也不會隨呼吸鼓起或癟下，更不會出現嘴巴或鼻梁碰到口罩內側的情況。
多層濾料的使用：多層濾料設計，四層復合結構。最外層的兩層是沒有過濾能力、主要起保護內層濾料作用的無紡布層。中間兩層則是白色的熔噴纖維層。熔噴纖維非常致密，通常廠家會在其中充入靜電電荷，通過物理阻攔和靜電吸附的方式過濾、容留細小顆粒物。相比常見的單層熔噴纖維層，如果采用粗細兩層熔噴纖維，過濾率相比單層應該會更高。
鼻夾設計：可以采用更適合亞洲人鼻梁的聚氨酯鼻夾。白色聚氨酯材質鼻夾相比常見的大面積金屬鼻夾來說更為小巧的同時也屬于無毒環保材質，因此能夠更好的貼合亞洲人普遍不高的鼻梁并減少環境負擔。在鼻夾對應的內側位置，特意設置了兩塊與眾不同的海綿鼓包鼻墊，恰到好處的填補了佩戴口罩時鼻翼兩側最容易漏氣的位置。
頭繩設計：常見的金屬釘固定式頭繩但有過敏風險，超聲波焊接頭繩采用了上下連通式設計，用戶可以通過上下同步調整更輕易地找到舒適的佩戴角度和拉力。同時這樣的設計也照顧到了戴眼鏡用戶的佩戴需求，避免了一般彈力皮筋式口罩在佩戴時被拉斷或彈到臉的尷尬。
二、不同口罩的區別在哪里?
醫用防護口罩和普通N95防護口罩有哪些區別?
醫用防護口罩是為在特定的醫療環境中保護醫護工作者而設計并得到政府批準的防護口罩，醫用防護口罩和普通N95兩種防護口罩都具有對懸浮在空氣中的顆粒物進行呼吸防護功能，然而，對在醫療環境中使用的防護口罩有額外的要求。一方面，當醫護人員給患者手術或治療過程中，為防止感染病人，所佩戴的醫用口罩必須能夠阻擋佩戴者呼吸、說話所產生的飛沫和細菌進入手術環境，而且口罩自身也必須是衛生的，所以原本口罩上微生物的數量不能超標，口罩上也不允許設呼氣閥;另一方面，為防止手術或治療中產生的高壓傳染性體液噴濺到口罩上后滲透接觸到佩戴者的口鼻，導致醫護人員被傳染，醫用口罩要具備抵抗有壓力的血液和體液穿透的能力。這兩方面要求其實是對醫用外科口罩的主要要求。醫用防護口罩必須同時具備普通N95防護口罩和醫用外科口罩的功能，而普通N95防護口罩不需要具備醫用外科口罩和醫用防護口罩的防血液和體液穿透能力和對于微生物的控制要求。所以，以為只有醫用防護口罩才能防細菌病毒是誤解。除了醫療工作者用于防護高壓體液噴濺外，可以使用普通N95防護口罩或與之性能相當的口罩進行防護。
帶呼氣閥的防護口罩可選嗎?
呼氣閥的作用是降低防護口罩的呼氣阻力。醫用防護口罩不允許設呼氣閥是因為開啟的呼氣閥可能將口罩佩戴者產生的飛沫或細菌排出口罩，從而有可能威脅到接受手術的患者。所以，如果佩戴防護口罩是為了幫助自己預防病毒，選擇帶呼氣閥的比較舒適的防護口罩是沒有問題的;但如果一個人懷疑自己感染或已經被某種病毒感染，就應主動佩戴沒有呼吸閥的口罩，這樣的好處是既保護了自己，也避免了感染他人。
針織口罩有防護效果嗎?
針織口罩顧名思義是針織工藝面料加工制造出來的口罩。目前市場上許多針織口罩，檢測標準為FZ/T 73049—2014，主要檢測類型及依據為：
GB/T 2910(所有部分)紡織品定量化學分析
GB/T 2912.1紡織品 甲醛的測定 第1部分:游離和水解的甲醛(水萃取法)
GB/T 3920紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度
GB/T 3921—2008紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度
GB 9994紡織材料公定回潮率
GB/T 17592紡織品禁用偶氮染料的測定
GB 18401國家紡織產品基本安全技術規范
FZ/T 01057(所有部分)紡織纖維鑒別試驗方法
FZ/T 01095紡織品氨綸產品纖維含量的試驗方法
GSB 16-2500針織物表面疵點彩色樣照 3規格
其主要檢測內容包括內在質量和外觀質量。內在質量包括pH值、甲醛含量、異味、可分解致癌芳香胺染料、纖維含量、耐皂洗色牢度、耐水色牢度、耐唾液色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗漬色牢度、透氣率等項指標;外觀質量包括表面疵點、縫制規定等項指標。其內在質量要求如下表所示。
|
項 目
|
合格品
|
|
pH值
|
按GB 18401 A類規定執行
|
|
甲醛含量/ (mg/kg)
|
|
異味
|
|
可分解致癌芳香胺染料/(mg/kg)
|
|
纖維含量/%
|
按GB/T 29862規定執行
|
|
耐皂洗色牢度/級²
|
變色
|
4
|
|
沾色
|
4
|
|
耐水色牢度/級²
|
變色
|
4
|
|
沾色
|
4
|
|
耐唾液色牢度/級²
|
變色
|
4
|
|
沾色
|
4
|
|
耐摩擦色牢度/級²
|
干摩
|
4
|
|
濕摩
|
3-4
|
|
耐汗漬色牢度/級²
|
變色
|
4
|
|
沾色
|
4
|
|
透氣率/(mm/s) >
|
250
|
作為針織類的口罩，如果想起到較好的防護效果，那么建議除了參考通用的紡織品標準“FZ/T 73049-2014”以外，還要去選擇擁有國家口罩防護標準GB2626-2006檢測指標測試。這樣測試評價合格的口罩才能起到防護效果。
抗菌口罩真的抗菌嗎?
醫用外科口罩的使用環境要求口罩具有阻隔細菌穿透的功能，行業標準中要求口罩的細菌過濾效率達到95%以上。細菌過濾效率檢測方法：細菌過濾效率測試采用金黃色葡萄球菌制成菌懸液，利用氣溶膠發生器產生細菌氣溶膠，當氣溶膠經過口罩過濾后，用六級安德森采樣器采集過濾后的細菌，經過培養、菌落計數，得到透過口罩、未被阻隔的細菌數作為試驗組數據，將之與不經過口罩過濾、直接由采樣器采集氣溶膠中細菌的陽性對照組進行比較，得到口罩的細菌過濾效率。在實際測試過程中，菌液濃度、氣溶膠流量、采樣時間等都有具體要求，并需要對菌落數進行校正，從而保證實驗結果的真實可靠。
新版YY 0469-2011標準中，采用了新型的細菌過濾效率實驗系統，在2004版傳統實驗系統的基礎上進行了創新性改進，采用雙氣路同時對比采樣方法，即試驗組和陽性對照組同時采集同一氣溶膠中的細菌數，這種同步采樣的方式提高了采樣的準確性和試驗效率，且新型測試系統整體采用負壓設計，能夠保證操作人員安全。
YY 0469-2011《醫用外科口罩技術要求》新版行業標準中過濾效率技術要求是非油性顆粒過濾效率≥30%，細菌過濾效率≥95%，其中非油性顆粒過濾效率要求值較低，細菌過濾效率要求值較高。本試驗結果表明，當某一口罩同時滿足這兩項要求時，往往非油性顆粒過濾效率值遠高于30%，且試驗結果呈明顯正相關。根據試驗結果，可以考慮當產品具有較高的非油性顆粒過濾效率時，可以進一步考慮作用顆粒過濾效率結果替代細菌過濾效率的可行性，即當醫用外科口罩的顆粒過濾效率值(PFE)高于規定值，如85%時可不再行細菌過濾效率試驗，既可降低實驗室使用病原性微生物的危害風險，又可節約檢驗資源，提高檢驗效率。
三、口罩再生重復使用操作
熱水滅毒：將用過的一次性醫用無紡布口罩置于大于 56 ℃熱水中浸泡 30 分鐘(參考《新型冠狀病毒肺炎防控方案(第四版)》56 ℃ 30 分鐘可有效滅活病毒)，滅活新冠病毒，水洗去塵埃。水洗后將口罩掛干或晾干。【通常沸水與室溫水(按 20 ℃計)1:1 體積比混合后約為 60 ℃，為提高滅毒殺菌效果，可適當提高沸水比例。注意：熱水浸泡滅毒和水洗 過程中不要揉搓口罩，以免破壞其微觀結構;最好一人一鍋熱水泡，以免交叉污染。】
荷電再生：將掛干/晾干后的口罩平放在干燥、絕緣材質表面，用電吹風機吹風 10-20 分鐘，出風口與口罩距離約 10 厘米(注意吹風機出口溫度，不要太高溫度以防止燙壞口罩纖維，可仿照洗發后吹干頭發的過程)。或者，用普通電風扇吹口罩約 20 分鐘，距離約 5 厘米。或用普通家用電子點火器等靜電發生器對口罩進行全面覆蓋的“電擊”，使口罩重新荷電。
紙屑檢驗：在絕緣桌面上灑一些干燥的碎紙屑，將荷電再生后的口罩外層接近碎紙屑，距離大于 1 毫米但并未直接接觸時，可觀察到口罩對碎紙屑的靜電吸附現象，則表明口罩荷 電量足夠，可以重復使用。【如靜電吸附現象不明顯，則延長第二步荷電再生的處理時間，再次通過“紙屑吸附”檢驗再生口罩荷電情況，至荷電量足夠，可以重復使用。】
