Dopo l'epidemia del nuovo coronavirus, sempre più persone hanno compreso l'importanza delle mascherine. Ecco le conoscenze scientifiche sulle mascherine. Lo sapevate?
Come scegliere una maschera?
In termini di design, classificate in base alla priorità della capacità protettiva di chi le indossa (da alta a bassa): mascherine N95 > mascherine chirurgiche > mascherine mediche ordinarie > mascherine di cotone ordinarie.
Per la polmonite infetta da nuovo coronavirus, le mascherine chirurgiche mediche e le mascherine con filtrazione di particelle non oleose maggiore o uguale al 95%, come N95, KN95, DS2, FFP2, hanno un evidente effetto bloccante.
Classificazione delle mascherine mediche
Attualmente, le mascherine mediche in Cina si dividono principalmente in tre tipologie: mascherine protettive mediche con il livello di protezione più elevato, mascherine chirurgiche mediche comunemente utilizzate in ambienti operatori invasivi come le sale operatorie e mascherine mediche monouso di livello ordinario.
Il materiale delle mascherine mediche
Di solito diciamo che le mascherine sono realizzate in tessuto non tessuto, un tessuto non tessuto a differenza del tessuto tessile. È composto da fibre orientate o casuali. Nello specifico, per le mascherine, tutte le materie prime sono in polipropilene (PP) e le mascherine mediche hanno generalmente una struttura multistrato, comunemente nota come struttura SMS.
Conoscenza chimica
Il polipropilene, noto anche come PP, è una sostanza solida incolore, inodore, atossica e semitrasparente, formata dalla polimerizzazione del propilene. La formula molecolare è – [CH2CH(CH3)]n-. Il polipropilene è ampiamente utilizzato nella produzione di prodotti in fibra come indumenti e coperte, apparecchiature mediche, automobili, biciclette, componenti, condotte di trasporto, contenitori chimici e viene utilizzato anche nel confezionamento di alimenti e farmaci.
Dal punto di vista dimateriali per maschere, il materiale speciale in tessuto non tessuto di polipropilene ad alto punto di fusione è diventato la scelta migliore, producendo prodotti in polipropilene con una portata di massa fusa di 33-41 g/min, soddisfacendo gli standard del tessuto non tessuto di polipropilene sanitario.
Il tessuto non tessuto prodotto con uno speciale materiale in polipropilene può essere utilizzato per camici chirurgici monouso, lenzuola, mascherine, coperture, assorbenti liquidi e altri prodotti medicali e sanitari. Tra questi, le mascherine in tessuto non tessuto sono costituite da due strati di tessuto non tessuto in fibra, appositamente utilizzati per scopi medicali e sanitari, con uno strato aggiuntivo di tessuto filtrante spray con un effetto filtrante e antibatterico superiore al 99,999% aggiunto al centro, saldato tramite onde ultrasoniche.
Mascherina medica antivirale
Le mascherine che possono fornire protezione dai virus includono principalmente le mascherine chirurgiche mediche e le mascherine N95. Secondo la norma nazionale YY 0469-2004 "Requisiti tecnici per le mascherine chirurgiche mediche", gli indicatori tecnici importanti che le mascherine chirurgiche mediche devono soddisfare includono l'efficienza di filtrazione, l'efficienza di filtrazione batterica e la resistenza respiratoria:
Efficienza di filtrazione: in condizioni di portata d'aria (30 ± 2) L/min, l'efficienza di filtrazione dell'aerosol di cloruro di sodio con un diametro mediano di (0,24 ± 0,06) μ m in aerodinamica non è inferiore al 30%;
Efficienza di filtrazione batterica: in condizioni specificate, l'efficienza di filtrazione per gli aerosol di Staphylococcus aureus con un diametro medio delle particelle di (3 ± 0,3) μ m non deve essere inferiore al 95%;
Resistenza respiratoria: in condizioni di efficienza di filtrazione, la resistenza inspiratoria non supera i 49 Pa e la resistenza espiratoria non supera i 29,4 Pa.
Il secondo criterio per garantire l'efficienza di filtrazione batterica è che l'efficienza di filtrazione degli aerosol batterici di Staphylococcus aureus non sia inferiore al 95%, da cui il concetto di N95. Pertanto, sebbene le mascherine N95 non siano mascherine mediche, soddisfano lo standard di efficienza di filtrazione del 95% e possono adattarsi meglio al viso umano, quindi possono anche svolgere un ruolo positivo nella prevenzione dei virus.
Tessuto non tessuto soffiato a fusione
Il materiale principale che conferisce a questi due tipi di mascherine l'effetto filtrante dei virus è il tessuto filtrante interno estremamente sottile ed elettrostatico, ovvero il tessuto non tessuto meltblown.
Il materiale principale del tessuto non tessuto meltblown è il polipropilene, un tessuto in fibra elettrostatica ultrafine in grado di catturare la polvere. Quando le goccioline contenenti il virus della polmonite si avvicinano al tessuto non tessuto meltblown, vengono adsorbite elettrostaticamente sulla superficie del tessuto non tessuto e non riescono a penetrare.
Questo è il principio di questo materiale che isola i batteri. Dopo essere stata catturata dalle fibre elettrostatiche ultrafini, la polvere è estremamente difficile da staccare a causa della pulizia, e il lavaggio con acqua può anche danneggiare la capacità di aspirazione elettrostatica. Pertanto, questo tipo di maschera può essere utilizzato una sola volta. I livelli idonei per la filtrazione melt blown delle maschere piatte includono: livello ordinario, BFE95 (efficienza di filtrazione del 95%), BFE99 (efficienza di filtrazione del 99%), VFE95 (efficienza di filtrazione del 99%), PFE95 (efficienza di filtrazione del 99%), KN90 (efficienza di filtrazione del 90%).
Composizione specifica
Le mascherine chirurgiche sono generalmente realizzate con tre strati di tessuto non tessuto. Il materiale è tessuto non tessuto spunbond + tessuto non tessuto meltblown +tessuto non tessuto spunbond. Le fibre corte possono anche essere utilizzate in un unico strato per migliorare la consistenza della pelle, in particolare tessuto non tessuto laminato a caldo ES + tessuto non tessuto meltblown + tessuto non tessuto spunbond. Lo strato esterno della maschera è progettato per prevenire la formazione di goccioline, lo strato intermedio è filtrante e il memory assorbe l'umidità. I tessuti meltblown sono generalmente selezionati per pesare 20 grammi.
La mascherina N95 a coppa è composta da cotone agugliato, tessuto meltblown e tessuto non tessuto. Il tessuto meltblown pesa solitamente 40 grammi o anche di più e, grazie allo spessore del cotone agugliato, appare più spessa delle mascherine piatte e il suo effetto protettivo può raggiungere almeno il 95%.
La norma nazionale GB/T 32610 per le mascherine non specifica che le mascherine debbano avere più strati. Se si tratta di una mascherina medica, dovrebbe avere almeno 3 strati, ovvero il cosiddetto SMS (2 strati di strato S e 1 strato di strato M). Attualmente, il numero più alto di strati in Cina è 5, ovvero SMMMS (2 strati di strato S e 3 strati di strato M). Non è difficile produrre mascherine, ma è difficile produrre tessuto SMMMS. Il prezzo di un'attrezzatura importata in tessuto non tessuto supera i 100 milioni di yuan.
La S qui rappresenta lo strato spunbond, che ha un diametro della fibra relativamente grossolano di circa 20 micrometri (μm). La S a due stratistrato spunbondsupporta principalmente l'intera struttura del tessuto non tessuto e non ha un effetto significativo sulle proprietà barriera.
Lo strato più importante all'interno di una mascherina è lo strato barriera o strato meltblown M. Il diametro delle fibre dello strato meltblown è relativamente sottile, circa 2 micrometri (μm), quindi è solo un decimo del diametro dello strato spunbond. Questo svolge un ruolo cruciale nel prevenire la penetrazione di batteri e sangue.
Se ci sono troppi strati di spunbond S, la mascherina diventerà più rigida, mentre se ci sono troppi strati di meltblown M, la respirazione sarà più difficoltosa. Pertanto, la difficoltà respiratoria all'interno della mascherina può essere utilizzata per valutare il suo effetto isolante. Più è difficile respirare, migliore è l'effetto isolante. Tuttavia, se lo strato M diventa una pellicola sottile, non è sostanzialmente traspirante e i virus vengono bloccati, ma le persone non riescono a respirare. Quindi, anche questo è un problema tecnico.
Per illustrare meglio il problema, confronteremo la fibra S dello strato spunbond, la fibra M dello strato meltblown e i capelli nella figura seguente. Per i capelli con un diametro di 1/3, si avvicinano alla fibra dello strato spunbond, mentre per i capelli con un diametro di 1/30, si avvicinano alla fibra M dello strato meltblown. Naturalmente, i ricercatori stanno ancora sviluppando fibre più sottili per garantire migliori proprietà antibatteriche e di barriera.
Come accennato in precedenza, più sottile è lo strato M, maggiore è la sua capacità di bloccare l'ingresso di piccole particelle come i batteri. Ad esempio, N95 si riferisce alla capacità di bloccare il 95% delle piccole particelle (0,3 micron) in condizioni normali. Secondo lo standard nazionale GB/T 19083 per le mascherine protettive mediche, l'efficienza di filtrazione della mascherina per particelle non oleose soddisfa i requisiti indicati nella tabella seguente a una portata di gas di 85 l/min.
Tabella 1: Livelli di filtraggio delle mascherine protettive mediche
Da quanto sopra esposto, si può affermare che la N95 è in realtà una mascherina a 5 strati realizzata in tessuto non tessuto di polipropilene SMMMS, in grado di filtrare il 95% delle particelle fini.
Dongguan Liansheng Non tessuto Technology Co., Ltd.Fondata nel maggio 2020, è un'azienda di produzione di tessuti non tessuti su larga scala che integra ricerca e sviluppo, produzione e vendita. È in grado di produrre tessuti non tessuti spunbond in PP di vari colori, con una larghezza inferiore a 3,2 metri, da 9 a 300 grammi.
Data di pubblicazione: 18-10-2024