Suite à l'épidémie de coronavirus, de plus en plus de personnes ont pris conscience du rôle important des masques. Voici donc quelques informations scientifiques sur les masques. Les connaissez-vous ?
Comment choisir un masque ?
En termes de conception, si on les classe selon la priorité de la capacité de protection propre du porteur (de la plus élevée à la plus faible) : masques N95 > masques chirurgicaux > masques médicaux ordinaires > masques en coton ordinaires.
Pour la pneumonie infectée par le nouveau coronavirus, les masques chirurgicaux médicaux et les masques filtrant les particules non huileuses à 95 % ou plus, tels que les N95, KN95, DS2, FFP2, ont un effet de blocage évident.
Classification des masques médicaux
Actuellement, en Chine, les masques médicaux se divisent principalement en trois catégories : les masques de protection médicale offrant le plus haut niveau de protection, les masques chirurgicaux médicaux couramment utilisés dans les environnements opératoires invasifs tels que les salles d’opération, et les masques médicaux jetables de niveau ordinaire.
Le matériau des masques médicaux
On dit généralement que les masques sont fabriqués en tissu non tissé, contrairement aux tissus textiles. Ce matériau est composé de fibres orientées ou aléatoires. Dans le cas des masques, la matière première est le polypropylène (PP), et les masques médicaux possèdent généralement une structure multicouche, communément appelée structure SMS.
Connaissances chimiques
Le polypropylène, également appelé PP, est une substance solide incolore, inodore, non toxique et semi-transparente, obtenue par polymérisation du propylène. Sa formule moléculaire est [CH₂CH(CH₃)]ₙ. Le polypropylène est largement utilisé dans la fabrication de produits en fibres tels que les vêtements et les couvertures, le matériel médical, les automobiles, les vélos, les pièces détachées, les canalisations, les conteneurs de produits chimiques, ainsi que dans l'emballage des produits alimentaires et pharmaceutiques.
Du point de vue dematériaux pour masquesLe polypropylène, matériau spécial non tissé à point de fusion élevé, est devenu le meilleur choix, produisant des produits en polypropylène avec un débit massique de fusion de 33 à 41 g/min, répondant à la norme du tissu non tissé en polypropylène sanitaire.
Le tissu non tissé fabriqué à partir de polypropylène spécial peut être utilisé pour la confection de blouses chirurgicales jetables, de draps, de masques, de couvertures, de compresses absorbantes et d'autres produits médicaux et de santé. Parmi ceux-ci, les masques non tissés sont composés de deux couches de tissu non tissé en fibres spécialement conçues pour un usage médical et sanitaire, avec une couche supplémentaire de tissu filtrant à pulvérisation offrant une filtration et une action antibactérienne supérieures à 99,999 %, ajoutée au milieu et soudée par ultrasons.
Masque médical antivirus
Les masques offrant une protection contre les virus comprennent principalement les masques chirurgicaux et les masques N95. Selon la norme nationale YY 0469-2004 « Exigences techniques relatives aux masques chirurgicaux », les principaux indicateurs techniques auxquels doivent répondre ces masques sont l’efficacité de filtration, l’efficacité de filtration bactérienne et la résistance respiratoire.
Efficacité de filtration : Dans les conditions d'un débit d'air de (30 ± 2) L/min, l'efficacité de filtration de l'aérosol de chlorure de sodium avec un diamètre médian de (0,24 ± 0,06) μ m en aérodynamique n'est pas inférieure à 30 % ;
Efficacité de filtration bactérienne : Dans des conditions spécifiées, l'efficacité de filtration des aérosols de Staphylococcus aureus avec un diamètre moyen de particules de (3 ± 0,3) μ m ne doit pas être inférieure à 95 % ;
Résistance respiratoire : Dans les conditions d'efficacité de filtration, la résistance inspiratoire ne dépasse pas 49 Pa et la résistance expiratoire ne dépasse pas 29,4 Pa.
Le second critère garantissant l'efficacité de la filtration bactérienne est que l'efficacité de filtration des aérosols de Staphylococcus aureus ne doit pas être inférieure à 95 %, ce qui est à l'origine du concept N95. Par conséquent, bien que les masques N95 ne soient pas des masques médicaux, ils répondent à la norme d'efficacité de filtration de 95 % et épousent mieux la forme du visage, contribuant ainsi à la prévention des virus.
Tissu non tissé soufflé à l'état fondu
Le principal matériau qui confère à ces deux types de masques leur effet de filtration virale est le tissu filtrant interne extrêmement fin et électrostatique – un tissu non tissé soufflé à l'état fondu.
Le matériau principal du tissu non tissé soufflé à l'état fondu est le polypropylène, une fibre électrostatique ultrafine capable de capturer les poussières. Lorsque des gouttelettes contenant le virus de la pneumonie s'approchent du tissu non tissé soufflé à l'état fondu, elles sont adsorbées électrostatiquement à sa surface et ne peuvent le traverser.
Voici le principe de ce matériau pour isoler les bactéries. Une fois capturée par des fibres électrostatiques ultrafines, la poussière est extrêmement difficile à détacher lors du nettoyage, et le lavage à l'eau risque d'altérer son pouvoir d'aspiration. Par conséquent, ce type de masque est à usage unique. Les niveaux de filtration adaptés aux masques plats en tissu non tissé soufflé à l'état fondu sont les suivants : niveau standard, BFE95 (efficacité de filtration de 95 %), BFE99 (efficacité de filtration de 99 %), VFE95 (efficacité de filtration de 99 %), PFE95 (efficacité de filtration de 99 %) et KN90 (efficacité de filtration de 90 %).
composition spécifique
Les masques chirurgicaux médicaux sont généralement composés de trois couches de tissu non tissé. Le matériau est composé de tissu non tissé spunbond + tissu non tissé meltblown +tissu non tissé spunbondDes fibres courtes peuvent également être utilisées en une seule couche pour améliorer la texture de la peau, notamment un tissu non tissé laminé à chaud ES + un tissu non tissé meltblown + un tissu non tissé spunbond. La couche extérieure du masque est conçue pour bloquer les gouttelettes, la couche intermédiaire est filtrante et la couche à mémoire de forme absorbe l'humidité. Les tissus meltblown sont généralement sélectionnés pour un grammage de 20 grammes.
Le masque N95 en forme de coque est composé de coton aiguilleté, de tissu meltblown et de tissu non tissé. Le tissu meltblown pèse généralement 40 grammes, voire plus, et, associé à l'épaisseur du coton aiguilleté, il paraît plus épais qu'un masque plat. Son efficacité de protection peut atteindre au moins 95 %.
La norme nationale chinoise GB/T 32610 relative aux masques ne spécifie pas la présence de plusieurs couches. Un masque médical doit comporter au moins trois couches, soit la structure SMS (deux couches S et une couche M). Actuellement, en Chine, le nombre maximal de couches est de cinq, soit la structure SMMMS (deux couches S et trois couches M). Fabriquer des masques n'est pas complexe en soi, mais produire du tissu SMMMS l'est beaucoup moins. Le coût d'une machine d'importation pour la fabrication de tissu non tissé dépasse les 100 millions de yuans.
Le S représente ici la couche spunbond, dont le diamètre des fibres est relativement important, d'environ 20 micromètres (μm). La couche S est composée de deux couches.couche spunbondElle soutient principalement l'ensemble de la structure du tissu non tissé et n'a pas d'effet significatif sur les propriétés de barrière.
La couche la plus importante à l'intérieur d'un masque est la couche barrière, ou couche meltblown (M). Le diamètre des fibres de cette couche est relativement fin, environ 2 micromètres (µm), soit seulement un dixième du diamètre de la couche spunbond. Ceci joue un rôle crucial en empêchant la pénétration des bactéries et du sang.
Si le nombre de couches spunbond (S) est trop élevé, le masque devient plus rigide ; à l’inverse, un excès de couches meltblown (M) rend la respiration plus difficile. La difficulté à respirer avec un masque permet donc d’évaluer son efficacité d’isolation : plus la respiration est difficile, meilleure est l’isolation. Cependant, si la couche M se réduit à un film mince, le masque devient pratiquement opaque ; les virus sont bloqués, mais la respiration devient impossible. Il s’agit donc également d’un problème technique.
Pour mieux illustrer ce point, nous comparerons la fibre spunbond (couche S), la fibre meltblown (couche M) et les cheveux dans la figure suivante. Pour des cheveux d'un diamètre de 1/3, la fibre spunbond se rapproche de la fibre meltblown (couche M), tandis que pour des cheveux d'un diamètre de 1/30, elle se rapproche de la fibre meltblown (couche M). Bien entendu, les chercheurs travaillent toujours au développement de fibres plus fines afin d'obtenir de meilleures propriétés antibactériennes et de barrière.
Comme mentionné précédemment, plus la couche M est fine, plus elle bloque efficacement la pénétration de petites particules telles que les bactéries. Par exemple, la norme N95 désigne un masque capable de bloquer 95 % des particules de 0,3 micron dans des conditions normales. Conformément à la norme nationale GB/T 19083 relative aux masques de protection médicale, l'efficacité de filtration du masque pour les particules non huileuses répond aux exigences du tableau ci-dessous pour un débit de gaz de 85 L/min.
Tableau 1 : Niveaux de filtration des masques de protection médicale
D'après l'explication ci-dessus, le N95 est en fait un masque à 5 couches fabriqué en tissu non tissé de polypropylène SMMMS qui peut filtrer 95 % des particules fines.
Dongguan Liansheng Non tissé Technology Co., Ltd.Fondée en mai 2020, cette entreprise est spécialisée dans la production de non-tissés à grande échelle. Elle intègre la recherche et le développement, la production et la vente. Elle fabrique des non-tissés spunbond en polypropylène (PP) de différentes couleurs, d'une largeur inférieure à 3,2 mètres et d'un grammage allant de 9 à 300 grammes.
Date de publication : 18 octobre 2024