不同脸型对普通医用口罩密闭性影响的测试与分析

陈奕桥 田 宏

（辽东学院，辽宁丹东118000）

1 研究背景

2020年初始，一种新的病毒在全球内肆虐——新型冠状病毒，该病毒可通过唾液、飞沫等途径在人群中传播，击溃人体的免疫系统，因此，口罩已成为防止新型冠状病毒快速传播的有力武器。

目前世界所处的大环境是病毒蔓延，而有效应对这种情况的措施就是佩戴口罩，用口罩将病毒隔离在外。在疫情爆发初期，医生和护士将口罩紧勒于面部，加大口罩与面部的密闭程度，以防病毒侵入。倘若口罩不能够与面部完全贴合，则病毒就会从空隙中进入到人体，从而危害人体健康。

2 研究目的

从目前市场上口罩的使用情况来看，人们在佩戴口罩的过程中，由于人们面部形态的不同，使口罩的密闭性能也大有不同，阻隔病毒和粉尘的效果也随之有较大差异。因此，研究口罩的功能性设计是为了能够更好地提高口罩的密闭性，为口罩的精细化设计提供参考。张俊梓曾在《医用防护口罩形状对其密合性的影响》文章中指出，密闭性反映的是口罩周边与具体使用者面部的密闭程度。外界空气可以不通过口罩滤材，直接从密闭不好的周边进入，所以密闭性的好坏直接影响到使用者的安全。[1]

3 密闭性实验内容

3.1 实验原理

在实验温度为25℃，湿度为55%的室内环境中，用电风扇营造风力为2 级的伪室外环境，向空气中匀速挥洒500g 的面粉，让五个不同脸型的实验者佩戴平面形医用外科口罩，在室内任意活动，分别取15min、40min、90min、3h、5h 五个时间段内实验者的面部图片，观察面粉在面部的运动痕迹。

3.2 实验材料

平面形医用外科口罩（尺寸：17.3cm×9.7cm、三层防护、细菌过滤效率≥95%、通气阻力≤49Pa/cm2、弹性耳带长度为17cm，伸缩率为41%、可塑鼻梁条、材质相同均为固定因素）、面粉、黑色面膜、电风扇、五个脸型不同的实验者。

在不同的时间段内的实验结果，详见表1。以平面形医用外科口罩为例，探究不同脸型对口罩密闭性的影响，详见表2。

图1 脸型分类图示

4 实验结果与分析

如表1 可知，在佩戴同一口罩的前提下，不同实验者由于脸型的差异性，口罩的密闭性也有很大的不同，随着时间段的增加，面粉渗入量逐渐增多，且在鼻骨处以及脸颊两侧渗入情况较为明显，密闭性较差。因此，面部形态与口罩的密闭性有重要相关性。

如表2 可知，脸型分为圆形脸、三角形脸、方形脸、长形脸等，圆脸的脸形圆润饱满可以与口罩充分贴合，密闭性良好。下颌与脸颊饱满均可以提高口罩的密闭性。反之，倒三角脸型，由于下颌窄且下巴尖，口罩边缘难以与面部高度贴合，有较大的空隙，密闭性较差。口罩的密闭性与面部圆润程度、下颌、鼻骨均有较大相关性。

表1 医用防护口罩测试结果

表2 不同脸型对医用外科口罩密闭性的影响

5 结论

通过实验研究得出，平面形医用外科口罩的密闭性与人体面部形态特征有密切联系，且圆形脸等面部圆润饱满的脸型更容易与口罩贴合，满足密闭性的要求。在探究过程中还发现，口罩的挂耳也可调节口罩的密闭性程度，可将挂耳设计成可随意伸缩的抽绳设计。在关于脸型方面，可以根据脸部尺寸的大小，将口罩设计成大、中、小三个号码以供人们选择，并将口罩外轮廓设计成与人脸相符合的形态，在口罩内侧边缘处加上一圈海绵条，减少了空隙，增加了口罩与面部的贴合度。因此建议企业在设计开发阶段充分考虑口罩的挂耳设计、材质、与面部服贴程度等因素。