口罩泄漏性影響因素的探討

何惠燕

（佛山中紡聯檢驗技術服務有限公司，廣東 佛山 528211）

由于2020年新型冠狀病毒感染疫情的突襲，人們佩戴口罩以防病毒、細菌、塵埃等入侵的意識驟然增強。隨著病毒的不斷變異，傳染力不斷增強，口罩成為人們防御病毒的護身符，已成為日常生活中不可缺少的一部分。

口罩的防護效果不僅取決于口罩的過濾效率，更與口罩和佩戴者面部的貼合性有關，如果貼合性較差，那么即使戴上口罩也無法抵擋沾染上病毒的氣溶膠顆粒。基于此，本研究針對影響口罩泄漏性的因素進行探討。

1 泄漏性的原理

泄漏性是指在規定的試驗室檢測環境下，受試者吸氣時從除過濾元件以外的面罩的其他部件泄漏入面罩內的模擬劑濃度與呼吸器面罩外測試環境中模擬劑濃度的比值。

2 試驗方法

佩戴者在潔凈空氣區域佩戴好被測樣品，并按照使用方法檢查佩戴氣密性，然后連接采樣管至顆粒物檢測器，測定受試者在檢測倉外呼吸時面罩內的本底濃度，測定5個數據，取算術平均值作為本底濃度[1-2]。

讓受試者進入檢測室，并在避免顆粒物污染的情況下將采樣管連接至顆粒物檢測器，然后受試者根據時間要求，按順序完成以下動作：首先，頭部靜止、不說話（2 min）；其次，左右轉動頭部看檢測倉墻壁（約15次，2 min）；再次，抬頭和低頭看檢測倉頂和地面（約15次，2 min）；從次，大聲閱讀一段文字（如數數字）或大聲說話（2 min）；最后，頭部靜止、不說話（2 min）。

在做每個動作時，應同時檢測檢測倉和面罩內的顆粒濃度，一般只測定該動作的最后100 s時間段，避免檢測動作的交叉區段。對于每個動作，應檢測5個數據，并計算算術平均值作為該動作的結果。

3 試驗方案

分別對所有有可能影響泄漏性結果的相關因素逐一進行試驗驗證。

3.1 口罩過濾效率對泄漏性的影響

泄漏性試驗條件：相同類型口罩（折疊式口罩）、不同過濾效率以及同一人員嚴格按照佩戴要求，如表1所示。

表1 同類型口罩下同一人員的過濾效率

由表1可知，在相同條件下，過濾效率與泄漏率成正比，過濾效率越高，表明口罩面體阻隔病毒的能力越強，泄漏概率則越低。若想提高口罩的防護效果，可以選擇過濾效率較高的口罩，否則病毒、細菌、塵埃就會通過口罩罩體入侵人體。但是在提高口罩過濾效率的同時，也要考慮口罩的呼吸阻力是否適宜，如果呼吸阻力過高，佩戴者就會感覺呼吸不暢，感到不適。

3.2 口罩形狀對泄漏性的影響

泄漏性試驗條件：5款不同形狀的口罩、過濾效率為95.0%以及同一人員嚴格按照佩戴要求進行佩戴，如表2所示。

表2 不同口罩下同一人員的泄漏性

由表2可知，平面口罩的泄漏率最高，泄漏的部位主要是鼻梁處和臉部兩側。折疊形和杯形口罩由于與人的臉型比較貼合，泄漏率相對較低。對于帶呼吸閥的折疊形和杯狀口罩，只要呼吸閥沒有破損或松動，防泄漏性能較好，能真正起到防護作用。在環境惡劣的情況下，建議選擇防護效果比較好的折疊形口罩和杯狀口罩，因為這類口罩的形狀與人的臉型比較貼合，密合性相對于平面口罩高得多。如果鼻梁處漏氣，可通過加裝柔軟度好以及與鼻子貼合性好的鼻夾條，以填補鼻梁處的空隙，減少泄漏。

3.3 口罩設計對泄漏性的影響

泄漏性試驗條件：5個口罩帶略長的折疊形口罩，相同人員以不加頭帶扣和加頭帶扣兩種佩戴方式進行佩戴，如表3所示。

表3 口罩帶略長情況下同一人員的泄漏性

由表3可知，因頭帶過松導致泄漏率提高的可能性較高，不加頭帶扣的泄漏率全部超標；添加了頭帶扣之后，將口罩帶調整到合適的尺寸，確保口罩與人臉良好地貼合，泄漏率明顯降低。

如果一款口罩大多數人戴著都漏氣，那么無論如何調整口罩帶的長度或者采取添加鼻夾條等措施都無法保證口罩與面部的密合性，可見必定是口罩在設計上存在缺陷，表明這類口罩不適合普通人群佩戴，需重新設計。口罩帶長短要合適，過長會發生泄漏，過短會引起佩戴者的不適。如果生產出的口罩帶過長，佩戴時可在外加頭帶扣，佩戴者可以根據臉型調整。另外，口罩的形狀和整體尺寸要根據佩戴者的臉部特征進行設計，例如亞洲人和歐洲人的臉型及鼻梁的高度都不一樣，那么設計的口罩也應該有所區別。

3.4 用戶臉型對泄漏性的影響

選取10個不同臉型的試驗員佩戴同一批次的KN95口罩進行泄漏性試驗[2]，如表4所示。

表4 使用同一類型口罩時不同人員的泄漏性

由表4可知，不同面長、面寬的試驗員佩戴的口罩的泄漏率存在較大差異，如果口罩的密合性較好，那么防泄漏性好；反之面部某處有泄漏，則整體泄漏率較高，防護效果差。佩戴者需根據自己的臉型選擇合適的口罩。需要注意的是，選擇的試驗員的臉型要有代表性，如果試驗員的臉型與大多數人的差異較大（下巴過長、鼻子過高或過低），都不適合作為試驗對象。

4 結論

影響口罩泄漏性的因素較多，主要有口罩自身濾材的滲透、呼氣閥的泄漏（如果裝有呼氣閥）、口罩帶的設計、口罩的形狀和口罩面部的貼合度，當口罩存在某一方面的缺陷時，會直接影響口罩整體的防護效果。因此，要想佩戴的口罩具備良好的防護效果，必須要求各方面指標都符合要求。