从技术上看,报告指出,医用口罩一般由三层组成,上下两面都是PP无纺布,中间一层一般选用20克重的熔喷布,起主要防护作用。而医用口罩防护等级高低的核心取决于熔喷布。
据悉,熔喷布以聚丙烯为主要原料,纤维直径可以达到1-5微米,这些具有独特毛细结构的超细纤维可以增加单位面积纤维的数量和表面积,从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性,可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料及擦拭布等领域。
熔喷法(Melt Blowing)属于聚合物挤压法非织造工艺,是1954年美国海军为了收集核试验产生的放射性微粒研制的超细过滤效果的过滤材料,然后1965年前后,埃克森、3M等公司制造了第一代熔喷非织造设备。
工艺原理就是用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上,依靠自身粘合成为非织造布,喷丝的原理如下图:
口罩的过滤机制
1. 扩散沉积:粒子布朗运动扩散位移到过滤纤维,受分子引力作用而被吸附。最易捕捉小尺度粒子、细纤维和低速运动的粒子。
2. 截留沉积:随气流运动的较大粒子被过滤材料的机械筛滤作用截留。粒子直径与滤膜纤维的直径的比率影响拦截效率。
3. 惯性沉积:粒子通过过滤材料弯曲的网状通道时,粒子由于惯性作用脱离气流撞击过滤纤维,并受分子引力作用被截留。大粒子、高密度、速度快时截留效果好。
4. 静电吸引沉积:粒子被过滤纤维的静电作用产生的沉积。颗粒越小时,1、4沉积效应越强,颗粒越大时,2、3效果越好,所以并非越小的颗粒越难被过滤。综合4种过滤机制的协同作用,普通机械性滤料最易穿透粒径的范围是0.1µm~0.3µm(见滤料穿透率和粒径关系图)。
医用口罩的过滤机制是布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降和静电吸附。前四种都是物理因素,就是熔喷法生产的无纺布自然具有的特性,过滤性约为35%;这是达不到医用口罩要求的,我们需要对材料进行驻极处理,让纤维带上电荷,用静电捕获新冠病毒所在的气溶胶。
驻极处理
静电吸附就是通过荷电纤维的库仑力实现对新冠病毒飞沫(气溶胶)的捕获。原理就是让过滤材料表面更开阔,对微粒的捕获能力能抢,而电荷密度增加,对颗粒的吸附和极化效应更强,所以,过滤层的熔喷无纺布过滤材料,必须要经过驻极处理,才能在不改变呼吸阻力的前提下,实现95%的过滤性,才能有效防病毒。
口罩要在到达阻隔效果的同时保证舒适通气性,医用口罩吸气阻力一般不超过343.2帕斯卡(Pa),民用口罩吸气阻力小于135帕斯卡(Pa)。
驻极处理能够大幅提高过滤效率,不改变呼吸阻力,而且驻极电压越高,材料过滤效率越高。一般需要驻极电压在30Kv-60kv,驻极时间要在20秒以上。
最后生产出来的医用高熔指熔喷无纺布原料,大概是这个样子的,20000元/吨
口罩生产线
解决了原材料的问题,口罩生产不过就是堆工、堆料,维持生产线产能的问题了。这个就特别快,都是自动化生产线,给大家看个视频就好。18万5一台的口罩姬(机),每分钟可以生产100个口罩,24小时不停工每天的产能就是14.4万个口罩。
环氧乙烷消毒
如果是普通口罩,其实是不需要消毒的,但是医用就需要生产厂家用环氧乙烷(EO)消毒柜进行消毒了。把口罩放在400mg/L的环氧乙烷环境中,利用烷基化作用于羟基,使微生物大分子失去活性,达到*菌目的。
但是环氧乙烷不但易燃易爆,对人体还有毒,所以*毒之后需要静置7天用于解析,在EO残留量低于要求值之后,才能包装出厂,供给医护人员使用。
所以生产医用口罩的单位,才需要具有《医疗器械经营企业许可证》啊!
所以口罩的生产商需要把口罩送到质量监督局送检,符合国标GB18279.1-2015,国际标准ISO11135:2014的要求,因为环氧乙烷也是致癌物质啊!