自去年疫情发生后,口罩已成为日常生活中必不可少的防护用品。但随着市场上口罩种类与数量的增多,在各地市场监督抽查中,不合格口罩被频繁检出,而口罩检出的不合格项又相对较为集中。3月2日,在我要测网办的第二届“防护用品检测验证及品质管控”主题网络研讨会上,天纺标检测认证股份有限公司高级工程师葛晓青,针对市场上口罩检测出现的不合格项进行了分析,并对如何提高口罩生产质量提出了建议。
据介绍,近年来市场上口罩检测不合格项主要集中在口罩的颗粒过滤效率、口罩带断裂强力、标识、防护效果、泄漏性、细菌过滤效率、通气阻力、呼吸阻力、密合性这些项目上。葛晓青透露,此次口罩的不合格项分析,是以2020年送检天纺标的口罩检测报告为基础进行的统计。在统计结果中,口罩检测的不合格项里,口罩的颗粒过滤效率不合格概率最高,高达55%。
口罩的过滤效率可分为颗粒过滤效率和细菌过滤效率,其中,颗粒过滤效率又分盐性和油性两种。不过,我国颗粒过滤效率标准考核指标还分医用和民用,其中医用标准主要考核盐性过滤效率。可关注的标准是GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》,虽然此标准油性和盐性都会考核,却是分别考核。如果是KN类口罩,只考核盐性过滤效率;如果是KP类口罩,只考核油性过滤效率。但GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》标准却不同,需要盐性和油性指标都要满足。
再有,口罩的过滤效率还与口罩结构有关。口罩可分外层、中间层和内层。外层是防水层,主要防液体飞溅;中间层是过滤层,大多采用熔喷布,主要阻挡细菌、病毒、粉尘等颗粒物;内层为吸湿层,主要吸收呼吸释放的湿气和水分。
熔喷布的过滤机理是:当颗粒越小时,扩散沉积和静电吸附作用越强;当颗粒越大时,截留沉积和惯性沉积效果越好。过滤机理分4种:一是扩散沉积,它最易捕捉小尺度粒子、细纤维和低速运动粒子;二是截留沉积,它会捕捉较大粒子;三是惯性沉积,也会捕捉大粒子,尤其在高密度、速度快时截留效果更好;四是静电吸附,静电吸附对微粒捕获效果最好。在以上4种过滤机理中,前3种属于机械阻隔。
如果把熔喷布的盐性过滤效率与油性过滤效率进行比较,在执行GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》标准,并同时考核盐性和油性过滤效率时,统计数据显示:其油性过滤效率数值则会略低于盐性过滤效率,主要原因是油性颗粒比较难过滤。
葛晓青称,虽然口罩的过滤效率越高效果越好,但却会影响口罩的呼吸阻力。因为过滤效率和呼吸阻力是一对矛盾体,尤其在执行GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》标准时,熔喷布在增加厚度后虽能提升过滤效率,却会导致呼吸阻力增大。不过,也可以在二者之间找到一个平衡点,使两者均能满足要求。也就是说,在过滤效率较高时,其阻力依然能较低。
此外,在不合格项中,细菌过滤效率也占了一大部分。细菌过滤效率主要考核医用口罩,其原理是检测阻隔含有细菌气溶胶颗粒的有效性。不过,除医用口罩标准之外,GB/T 38880—2020《儿童口罩技术规范》也会考核细菌过滤效率。再有,如果细菌过滤效率与颗粒过滤效率相比较,在执行YY0469—2011《医用外科口罩技术要求》标准时,从统计数据来看,当颗粒过滤效率>85%时,细菌过滤效率可以达到97%及以上;但反过来却不成立。
关于口罩过滤效率的建议:一是提高过滤效率应从滤料自身因素出发。二是在口罩内部结构设计时,要更关注口罩中间滤料过滤效率的检测。三是覆膜处理虽能显著提高口罩过滤效率,但要考虑覆膜的透气性,并注意与阻力指标协调问题。
在我国常用国行标指标中,GB 19083—2010《医用防护口罩技术要求》、GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》、GB 2626—2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》、YY 0469—2011《医用外科口罩技术要求》、YY/T 0969—2013《一次性使用医用口罩技术要求》这5项标准,都规定了口罩带及口罩带与口罩体的连接处断裂强力试验方法,且都基本要求每根口罩带与口罩体连接点的断裂强力应不小于10N。
关于口罩带断裂强力的建议:一是口罩带本身的断裂强力要保证合格。二是要控制焊接工艺,这也是比较容易发生断裂的地方。三是企业也可以采用静拉力的方法进行简单测试。
此外,在口罩检测不合格项中,标识不合格情况也时有发生。葛晓青称,对于不同标准,口罩的标识要求并不一致。以GB 2626—2006《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》标准的标识举例:分为产品上的标识和包装上的标识,且二者需一致。关于口罩标识的建议:一是制造商应按照产品标准中对标识的要求正确标注,可以多标、但不能漏标;二是所有标识内容应清晰易读;三是产品与包装上的标识要一致。
再有,口罩的合体性指标也会影响检测合格率,但与合体性指标相关的通常是立体型口罩。合体性指标有:一是防护效果,考核标准是GB/T 32610—2016《日常防护型口罩技术规范》,主要考核在规定条件下口罩阻隔颗粒物的能力,并用百分数表示。另外,口罩的防护效果由高到低可分为A级、B级、C级、D级,分别防护不同程度的环境污染。需要注意的是,防护效果还与过滤效率相关。当防护级别是A级时,过滤效率应达到二级及以上;当防护级别为B、C、D级时,过滤效率应达到三级及以上。二是泄漏性,国内考核标准有GB 2626—2006《呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器》和GB 2626—2019《呼吸防护 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》,不过根据滤料级别,泄漏性要求并不相同。三是密合性,考核标准是GB 19083—2010《医用防护口罩技术要求》,这也是此标准独有的考核项目。
关于口罩合体性指标的建议:一是形状,防护型口罩的形状决定其性能,因此是多为立体型,这样与脸部密合性更好。二是规格和版型,建议口罩可设计成多种规格,更要注意版型与脸型的匹配。三是口罩带,建议口罩带设计成可调大小。四是注意鼻夹的可塑性和保形性。五是过滤效率仍不能忽视。
另外,口罩如果佩戴不舒适,就会产生勒痕、闷热潮湿、耳朵红肿疼痛、头晕及呼吸困难等情况,因此口罩的舒适性指标同样会影响检测合格率。主要为:一是口罩的阻力与口罩材料有关。葛晓青强调,熔喷布是口罩的关键材料,高质量的熔喷布既能满足过滤效率要求也能满足阻力要求,佩戴也非常舒适。还有口罩中间层材料,单层或多层阻力都不相同,层数越多阻力越大。二是口罩的阻力与过滤效率有关,之前提到过滤效率和阻力是一对矛盾点,需要注意平衡。但也有制造商因采用廉价滤材而非熔喷布,导致口罩阻力不合格。所以高质量滤材既能满足过滤效率要求,又能保证口罩舒适性。
关于口罩的质量控制,葛晓青建议:一是生产商要注重口罩原材料检测。二是加强口罩出厂前质检、关注不合格项目,对不合格项目重点检测。三是根据成品用途合理选用产品标准。四是对佩戴者来说,应选择适合自己的口罩,不应盲目追求防护效果。