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「防病毒口罩」

病毒并不会单独存在,而是存在飞沫和气溶胶状态飞沫核中。口罩、防毒面具、防护服,之所以有过滤效果,就是中间的过滤层——熔喷无纺布。

熔喷无纺布是一种带静电的非织造布。熔喷,是微米和纳米纤维的常规制造方法,聚丙烯聚合物溶液被高速小喷嘴,挤出直径0.5-1.0微米的超细聚丙烯短纤维,无规则相互交织沾结在一起。

熔喷无纺布独特的密集细旦纤维结构,增加了单位面积纤维的数量和表面积,空隙极细。通过高压驻极静电处理,使纤维负带有静电吸附能力,从而具有很好空气过滤性。


▲图片来源:截取自回形针视频

熔喷无纺布的过滤效果是个“微笑曲线”,小颗粒物和大颗粒物都容易被过滤。直径小于0.1微米纳米级非油性颗粒物,可通过静电吸附,过滤效果高达99% 。直径大于10微米的颗粒物,可通过交织纱线的物理结构吸附,即便最烂的纱布口罩,也能做到接近80%的防护率。

最难过滤的,是直径在0.3微米范围的颗粒物。因此,我国对口罩的检测标准,就使用0.3微米的氯化钠颗粒物作为检测指标。厚度不足0.1毫米的熔喷无纺布,可对0.3微米的氯化钠颗粒物过滤效果大于70%。

病毒以飞沫和气溶胶状态飞沫核存在,其中82%的飞沫核,直径在0.74~2.12微米范围。因此熔喷无纺布成为口罩、HEPA滤纸等核心材料,能有效防病毒,在医疗、卫生领域发挥着不可替代的作用。


▲一次性使用医用口罩为SMS结构

医用护理口罩一般采用SMS(纺粘-熔喷-纺粘)复合多层结构,里外的S为纺粘无纺布,英文为Spunbond;中间M为熔喷无纺布,英文为Melt blowing。

医用外科口罩和医用N95口罩的外层,需要使用做了防水处理的无纺布,主要用于隔绝患者的飞沫、血液;医用N95口罩中间是更厚些的熔喷无纺布,具有很好的过滤性,里层则是普通无纺布。

工业防尘口罩的过滤层,也多为熔喷无纺布,或以熔喷无纺布为材料的HEPA滤纸。

防毒面具的滤棉、静电棉,也使用熔喷无纺布,高端滤尘盒使用HEPA滤芯。

熔喷无纺布克重范围一般在15-500克/平方米,口罩使用的熔喷无纺布面料轻薄。作为对比,我们夏天穿的T恤大约在150克重。不同过滤等级的口罩,熔喷无纺布的厚度都很重要。

20~25克重:BFE≥95,医用外科口罩标准为BFE≥95%(防细菌)、PFE≥30%(防病毒)
40~45克重:国标KN90口罩
50~55克重:国标KN95、美标N95口罩
75~90克重:国标KN100、美标N99口罩


▲据钟南山院士说,一般口罩(这里指医用外科口罩)能阻挡大部分病毒进入呼吸道


▲不同标准口罩过滤效果对比,钟南山院士推荐的医用外科口罩,如果放在上表中,过滤效果大约为30%。

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