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[儿童口罩核心材料-高效低阻熔喷布]
发布日期:[2020/6/9] 共阅[115]次

口罩的核心过滤材料是熔喷法非织造布,它位于口罩罩体的内外层之间。无论是它所处的位置还是所起到的作用,熔喷布都当之无愧被称作为口罩的“心脏”。


口罩滤材属于空气过滤材料的细分。自2003年非典开始,配有以熔喷技术为核心的过滤材料的口罩由于其明显的防护作用而迅速取代了纱布口罩的主流地位。


熔喷布的核心技术原理是超细纤维和静电驻极,过滤机理主要依靠拦截、重力沉降、惯性碰撞、布朗运动、静电吸附。空气中的微粒随着空气通过滤层时,熔喷纤维所形成的立体网状结构会阻碍气流前进,使得气流无数次改变运动速度和行进方向而绕过纤维前行。纤维直径越细,由于机械原因就会加大微粒与纤维碰撞的概率,使更多的微粒滞留于纤维表面,从而起到更好的过滤效果,也就是过滤效率越高。熔喷纤维的平均纤径在2~5微米,新的技术可以使其达到0.5~3微米,也就是通常所说的纳微米级别,因此高品质的熔喷滤材特征之一是超细纤维,且排列是随机分布的、比表面积大、空隙小、空隙率高。但是机械阻挡作用对于粒径小于1um以下的粒子过滤效果比较差,而小颗粒物易于入肺,对人体的伤害更大,因此小颗粒物的过滤不容忽视。通过利用静电吸附的方式提高滤料过滤效率是很好的方法。目前,实现静电吸附常见的的方法就是采用高压电晕充电法对熔喷布进行静电驻极。通常情况,没有驻极过的产品,它的过滤效率只有30%左右,那么我们驻极之后,效率可以达到90%以上。与此同时,驻极所产生的电场的持久性、稳定性,主要取决驻极技术的水平高低。兼顾过滤效率高和阻力低本身是矛盾的,因为纤维直径细机械过滤效果好的同时带来的是阻力的上升,因此完成熔喷超细纤维制备技术的同时,实现长效驻极制备技术是生产优质熔喷布的关键,也就是高效低阻熔喷技术。


基于高效低阻熔喷技术的发展,口罩的技术进步也愈加显著。美国的NIOSH 42 CFR84中N95要求口罩过滤效率≥95.0%,吸气阻力≤350Pa,呼气阻力≤250Pa;而我国于2016年发布的GB/T 32610《日常防护型口罩技术规范》,过滤效率≥95.0%时要求吸气阻力≤175Pa,呼气阻力≤145Pa;2020年5月6日发布的GB/T 38880《儿童口罩技术规范》中规定过滤效率≥95.0%时,根据儿童呼吸特点,阻力采用45L/min进行测试,要求吸气阻力及呼气阻力均≤45Pa。由标准变迁可以看出我国口罩及熔喷制备技术的技术进步水平迅猛发展。


儿童的代谢旺盛,其代谢水平和需氧量接近成人。由于其生理特点,儿童肺容量及潮气量都比成人小。为适应代谢的需要,身体只有采取增加呼吸频率来得到满足,所以年龄愈小,呼吸频率愈快。而且儿童的呼吸内阻本就比成人大,那么在确保具有防护效果的前提下,为使儿童佩戴口罩时享有相对的舒适性,降低吸气阻力就是儿童口罩重要的需求。正是高效低阻熔喷技术的发展,使得符合儿童国标的口罩可以在确保高效率的同时,透气性能大幅度优于成人口罩,使得儿童佩戴起来呼吸感觉更加通畅。


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