口罩呼吸阻力與顆粒物過濾效率關(guān)聯(lián)性研究

口罩呼吸阻力與顆粒物過濾效率關(guān)聯(lián)性研究

1總結(jié)隨著新冠肺炎的發(fā)生，口罩已成為疫情期間極其稀缺的保護(hù)材料。如今，在口罩供給逐漸滿足市場需求后，口罩產(chǎn)品質(zhì)量也成為人們密切關(guān)注的新熱點(diǎn)2測試2.1試驗(yàn)的基礎(chǔ)GB2626—2019《呼吸防護(hù)自吸過濾式防顆粒物呼吸器》中6.3、6.5和6.6條款。2.2儀器和測試儀器呼吸阻力測試裝置：DR246S口罩呼吸阻力測試儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）；顆粒物過濾效率測試裝置：DR251XL2顆粒物過濾效率測試儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）。2.3試驗(yàn)條件和方法2.3.1加強(qiáng)呼吸溫度和通氣量的選擇，確保呼吸系統(tǒng)可靠性(1）檢測條件：通氣量為（85±5)L/min。(2）檢測方法：檢查檢測裝置的氣密性及工作狀態(tài)。將通氣量調(diào)節(jié)至（85±1)L/min，并將檢測裝置的系統(tǒng)阻力設(shè)定為0。采取適當(dāng)?shù)拇胧瑢⒈粶y樣品以氣密的方式佩戴在匹配的試驗(yàn)頭模上，確保面罩佩戴位置正確，固定方式不應(yīng)影響過濾元件的有效通氣面積，也不應(yīng)使面罩變形。測定并記錄最大的吸氣/呼氣阻力。2.3.2顆粒物過濾效率測試(1）檢測條件：檢測溫度條件為（25±5）℃，相對濕度為（30±10)%,NaCl顆粒物濃度不應(yīng)超過200mg/m(2）檢測方法：將過濾效率檢測系統(tǒng)調(diào)整到檢測狀態(tài)，并調(diào)整相關(guān)測試參數(shù)。用適當(dāng)?shù)膴A具將過濾元件以氣密的方式連接在檢測裝置上。檢測開始后，應(yīng)連續(xù)記錄過濾效率結(jié)果。2.4口罩生產(chǎn)和認(rèn)證試驗(yàn)樣品均為呼吸防護(hù)自吸過濾式類型口罩，如圖1所示。其中1#～6#樣品為疫情期間境外國家向我國捐贈(zèng)口罩；7#和8#樣品為國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)口罩。1#、4#和6#樣品來自沙特阿拉伯、法國等國家捐贈(zèng)FFP2系列口罩，均執(zhí)行歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN149:2001;2#和5#樣品為韓國KF94口罩，均執(zhí)行韓國標(biāo)準(zhǔn)KSM6673-2008;3#樣品為美國N95口罩，屬于NIOSH認(rèn)證產(chǎn)品；7#和8#樣品為國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)，均執(zhí)行GB2626—2019。羅勝利等3試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果分析3.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。3.2結(jié)果分析3.2.1呼吸阻力偏低通過表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出，當(dāng)口罩過濾效率偏低時(shí)，意味著其對顆粒物濾除的性能較差，而過濾性能較差的原因往往是因?yàn)榭谡置媪蠈訑?shù)較少或材質(zhì)較差，造成口罩透氣性較好，從而導(dǎo)致口罩呼吸阻力偏低。3.2.2過濾效率性能分析通過表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出，口罩呼吸阻力偏大時(shí)，其過濾效率性能相對較好?？谡忠蛏a(chǎn)工藝、面料材質(zhì)等問題造成呼吸阻力較大時(shí)，意味著口罩透氣性及舒適性較差時(shí)，同時(shí)也增強(qiáng)了口罩對顆粒物濾除的性能。4影響呼吸阻力和顆粒過濾效率性能的因素分析4.1口罩材質(zhì)質(zhì)量口罩面料層數(shù)方面：圖2中展示1#和8#試樣有5層，7#試樣有4層，而2#和5#試樣均為3層，4#試樣只有2層?？谡植馁|(zhì)質(zhì)量方面：圖2中展示6#試樣雖然有4層，但除熔噴布外，其他3層材質(zhì)都過于單薄，且密度結(jié)合表1數(shù)據(jù)分析：一是1#、7#和8#試樣呼吸阻力均高于其他試樣；二是4#和6#試樣的過濾效率和呼吸阻力均低于其他試樣。所以，口罩層數(shù)偏少或材質(zhì)質(zhì)量較差會(huì)直接影響口罩過濾效率和呼吸阻力偏低。4.2熔噴布的種類圖2中展示1#、7#和8#試樣熔噴布均有兩層，2#、5#和6#試樣熔噴布均只有一層。對照表1可以看到，擁有兩層熔噴布的1#、7#、8#3個(gè)試樣呼吸阻力比擁有一層熔噴布的2#、5#、6#試樣高出許多。4.3呼吸阻力比較圖3中展示只有1#、3#、7#、8#等4個(gè)試樣擁有兩層熔噴布。但1#、7#、8#3個(gè)試樣的呼吸阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于3#試樣。通過對熔噴布處理工藝分析4.4提高口罩防護(hù)性能口罩佩戴者面部因人而異，且口罩設(shè)計(jì)尺寸和造型繁多，當(dāng)選擇適合自己臉型的口罩時(shí)，能提高口罩與面部的密合性，從而提高口罩防護(hù)效果，充分發(fā)揮口罩顆粒物過濾效率性能；相反，佩戴不合適面部的口罩，容易產(chǎn)生漏氣，導(dǎo)致口罩顆粒物過濾效率性能降低。5提高楚呼吸阻力和顆粒過濾效率的對策5.1合理設(shè)計(jì)口罩材料的數(shù)量建議口罩面料層數(shù)設(shè)計(jì)為3層或4層，3層以下可能會(huì)導(dǎo)致過濾效率性能降低，而設(shè)計(jì)5層及以上可能造成呼吸阻力偏大。5.2確保堅(jiān)果原材料的高質(zhì)量無論是熔噴布還是其他材料，必須取用質(zhì)量合格的原材料，這樣才能確保最終生產(chǎn)出來的口罩產(chǎn)品質(zhì)量合格。5.3多層熔噴布疊加工藝3#試樣為美國生產(chǎn)N95型口罩，口罩有5層面料，其中包含2層熔噴布，過濾效率不低于99%，但與其他同樣層數(shù)甚至更少