自去年疫情發生后,口罩已成為日常生活中必不可少的防護用品。但隨著市場上口罩種類與數量的增多,在各地市場監督抽查中,不合格口罩被頻繁檢出,而口罩檢出的不合格項又相對較為集中。3月2日,在我要測網辦的第二屆“防護用品檢測驗證及品質管控”主題網絡研討會上,天紡標檢測認證股份有限公司高級工程師葛曉青,針對市場上口罩檢測出現的不合格項進行了分析,并對如何提高口罩生產質量提出了建議。
據介紹,近年來市場上口罩檢測不合格項主要集中在口罩的顆粒過濾效率、口罩帶斷裂強力、標識、防護效果、泄漏性、細菌過濾效率、通氣阻力、呼吸阻力、密合性這些項目上。葛曉青透露,此次口罩的不合格項分析,是以2020年送檢天紡標的口罩檢測報告為基礎進行的統計。在統計結果中,口罩檢測的不合格項里,口罩的顆粒過濾效率不合格概率最高,高達55%。
口罩的過濾效率可分為顆粒過濾效率和細菌過濾效率,其中,顆粒過濾效率又分鹽性和油性兩種。不過,我國顆粒過濾效率標準考核指標還分醫用和民用,其中醫用標準主要考核鹽性過濾效率。可關注的標準是GB 2626—2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》,雖然此標準油性和鹽性都會考核,卻是分別考核。如果是KN類口罩,只考核鹽性過濾效率;如果是KP類口罩,只考核油性過濾效率。但GB/T 32610—2016《日常防護型口罩技術規范》標準卻不同,需要鹽性和油性指標都要滿足。
再有,口罩的過濾效率還與口罩結構有關。口罩可分外層、中間層和內層。外層是防水層,主要防液體飛濺;中間層是過濾層,大多采用熔噴布,主要阻擋細菌、病毒、粉塵等顆粒物;內層為吸濕層,主要吸收呼吸釋放的濕氣和水分。
熔噴布的過濾機理是:當顆粒越小時,擴散沉積和靜電吸附作用越強;當顆粒越大時,截留沉積和慣性沉積效果越好。過濾機理分4種:一是擴散沉積,它最易捕捉小尺度粒子、細纖維和低速運動粒子;二是截留沉積,它會捕捉較大粒子;三是慣性沉積,也會捕捉大粒子,尤其在高密度、速度快時截留效果更好;四是靜電吸附,靜電吸附對微粒捕獲效果最好。在以上4種過濾機理中,前3種屬于機械阻隔。
如果把熔噴布的鹽性過濾效率與油性過濾效率進行比較,在執行GB/T 32610—2016《日常防護型口罩技術規范》標準,并同時考核鹽性和油性過濾效率時,統計數據顯示:其油性過濾效率數值則會略低于鹽性過濾效率,主要原因是油性顆粒比較難過濾。
葛曉青稱,雖然口罩的過濾效率越高效果越好,但卻會影響口罩的呼吸阻力。因為過濾效率和呼吸阻力是一對矛盾體,尤其在執行GB 2626—2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》標準時,熔噴布在增加厚度后雖能提升過濾效率,卻會導致呼吸阻力增大。不過,也可以在二者之間找到一個平衡點,使兩者均能滿足要求。也就是說,在過濾效率較高時,其阻力依然能較低。
此外,在不合格項中,細菌過濾效率也占了一大部分。細菌過濾效率主要考核醫用口罩,其原理是檢測阻隔含有細菌氣溶膠顆粒的有效性。不過,除醫用口罩標準之外,GB/T 38880—2020《兒童口罩技術規范》也會考核細菌過濾效率。再有,如果細菌過濾效率與顆粒過濾效率相比較,在執行YY0469—2011《醫用外科口罩技術要求》標準時,從統計數據來看,當顆粒過濾效率>85%時,細菌過濾效率可以達到97%及以上;但反過來卻不成立。
關于口罩過濾效率的建議:一是提高過濾效率應從濾料自身因素出發。二是在口罩內部結構設計時,要更關注口罩中間濾料過濾效率的檢測。三是覆膜處理雖能顯著提高口罩過濾效率,但要考慮覆膜的透氣性,并注意與阻力指標協調問題。
在我國常用國行標指標中,GB 19083—2010《醫用防護口罩技術要求》、GB 2626—2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》、GB 2626—2019《呼吸防護自吸過濾式防顆粒物呼吸器》、YY 0469—2011《醫用外科口罩技術要求》、YY/T 0969—2013《一次性使用醫用口罩技術要求》這5項標準,都規定了口罩帶及口罩帶與口罩體的連接處斷裂強力試驗方法,且都基本要求每根口罩帶與口罩體連接點的斷裂強力應不小于10N。
關于口罩帶斷裂強力的建議:一是口罩帶本身的斷裂強力要保證合格。二是要控制焊接工藝,這也是比較容易發生斷裂的地方。三是企業也可以采用靜拉力的方法進行簡單測試。
此外,在口罩檢測不合格項中,標識不合格情況也時有發生。葛曉青稱,對于不同標準,口罩的標識要求并不一致。以GB 2626—2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》標準的標識舉例:分為產品上的標識和包裝上的標識,且二者需一致。關于口罩標識的建議:一是制造商應按照產品標準中對標識的要求正確標注,可以多標、但不能漏標;二是所有標識內容應清晰易讀;三是產品與包裝上的標識要一致。
再有,口罩的合體性指標也會影響檢測合格率,但與合體性指標相關的通常是立體型口罩。合體性指標有:一是防護效果,考核標準是GB/T 32610—2016《日常防護型口罩技術規范》,主要考核在規定條件下口罩阻隔顆粒物的能力,并用百分數表示。另外,口罩的防護效果由高到低可分為A級、B級、C級、D級,分別防護不同程度的環境污染。需要注意的是,防護效果還與過濾效率相關。當防護級別是A級時,過濾效率應達到二級及以上;當防護級別為B、C、D級時,過濾效率應達到三級及以上。二是泄漏性,國內考核標準有GB 2626—2006《呼吸防護用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器》和GB 2626—2019《呼吸防護 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》,不過根據濾料級別,泄漏性要求并不相同。三是密合性,考核標準是GB 19083—2010《醫用防護口罩技術要求》,這也是此標準獨有的考核項目。
關于口罩合體性指標的建議:一是形狀,防護型口罩的形狀決定其性能,因此是多為立體型,這樣與臉部密合性更好。二是規格和版型,建議口罩可設計成多種規格,更要注意版型與臉型的匹配。三是口罩帶,建議口罩帶設計成可調大小。四是注意鼻夾的可塑性和保形性。五是過濾效率仍不能忽視。
另外,口罩如果佩戴不舒適,就會產生勒痕、悶熱潮濕、耳朵紅腫疼痛、頭暈及呼吸困難等情況,因此口罩的舒適性指標同樣會影響檢測合格率。主要為:一是口罩的阻力與口罩材料有關。葛曉青強調,熔噴布是口罩的關鍵材料,高質量的熔噴布既能滿足過濾效率要求也能滿足阻力要求,佩戴也非常舒適。還有口罩中間層材料,單層或多層阻力都不相同,層數越多阻力越大。二是口罩的阻力與過濾效率有關,之前提到過濾效率和阻力是一對矛盾點,需要注意平衡。但也有制造商因采用廉價濾材而非熔噴布,導致口罩阻力不合格。所以高質量濾材既能滿足過濾效率要求,又能保證口罩舒適性。
關于口罩的質量控制,葛曉青建議:一是生產商要注重口罩原材料檢測。二是加強口罩出廠前質檢、關注不合格項目,對不合格項目重點檢測。三是根據成品用途合理選用產品標準。四是對佩戴者來說,應選擇適合自己的口罩,不應盲目追求防護效果。
