口罩的透气性应用解析

    口罩覆盖了人的口、鼻、下巴，形成了医用口罩和面部密封的空间。人们通过吸气迫使空气在通过口罩时过滤掉有害物质，以达到保护效果。伴随着科技的不断发展，人们生活水平的不断提高，环境污染的日益严重，人们对自我保护的认识也越来越强烈，无纺布口罩作为保护用品的应用尤为普遍。目前商场流通的口罩类型一般分为空气过滤口罩和供气口罩，多用于空气过滤口罩，如防尘口罩、防雾口罩、医用防护口罩等。

 

    国内实施的防护过滤口罩多为强制性产品标准，检测项目较多。织物的透气性是织物本身的特性，与织物结构和织物组合方法密切相关。口罩的主要成分是纺织纤维数据，透气性也是口罩的必要特征。标准集团(香港)有限公司是一家开发和生产纺织试验仪器的制造商。口罩透气性测试仪已经开发和生产了近20年。其技术工程师表示，口罩的透气性也在一定程度上决定了口罩的舒适性、过滤功率等其他保护特性。目前，口罩透气检测尚未出台对比检测标准，主要参考织物透气检测方法，如GB/T5453-1997纺织透气检测、ASTMD737-1996纺织透气检测方法、ISO9237-1995纺织透气检测。

 

   一、 口罩透气性与织物结构的关系。

 

    所有织物结构都是多孔的。有关研究表明，孔径与织物的透气性密切相关。一般类似织物的平均孔径越大，透气性越好。不同类型织物的孔径和透气率有明显差异。同类织物的透气率因纤维原料、纱线密度、织物组织、织物经纬密度、织物厚度而异。由于双面针织物的透气性远低于单面针织物，双面针织物的有害物质具有良好的阻隔性。由于非织造布一般采用单纤维网状结构，具有较大的透气性和有害物质透气性，网状非织造布纤维具有较大的接触面积，因此具有较强的吸附性。

 

    相关研究表明，随着层数的增加，织物的透气性明显下降。以棉织物为例，从单层到双层，透气性会降低50%左右；然而，不断添加织物的层数会降低陡度；当织物层数增加到6层时，透气性只有单层织物的20%。因此，织物孔径和层数与透气性的关系在保护口罩的设计中尤为重要。当口罩透气性差时，人们呼出的气体无法与外界很好地沟通，导致口罩内废气堆积，呼吸困难，令人不舒服。当口罩透气性好时，人们呼出的气体可以与外界很好地沟通，人们会感到呼吸疏通。

 

    二、面罩透气性与过滤能力有关。

 

    口罩的保护效果主要是基于口罩对有害物质的过滤效果。口罩对有害物质的过滤功率高，可以净化空气。人体吸入的空气越健康，口罩的保护效果越好，反之亦然。国家标准对不同类型口罩的过滤效率有明确规定。举例来说，根据GB19083-2010医疗防护口罩的技术要求，医疗环境中所用口罩的过滤功率主要是指过滤空气中漂浮的非油性颗粒，包括病毒性血液，飞沫，分泌物等。该面罩的过滤元件通过截取效应、扩散效应、重力效应、惯性效应和静电效应来分离和阻隔不同粒径的颗粒。然而，总会有一种粒径物质无法完全过滤。因此，医用口罩的过滤效率主要是测试这种难以过滤的粒径颗粒，得有用的测试结果。

 

    口罩必须具有一定的舒适性和透气功能。理论上，口罩透气功能的差异与口罩的过滤功率有关。当口罩透气性差时，口罩本身会阻止外界物质进入口罩，从而起到保护作用，不取决于口罩的过滤功率，但舒适度低，不适合人体佩戴。当口罩透气性好，口罩表面的物质交流频繁时，对口罩的过滤效率要求较高，以满足高频物质交流中口罩可以极大地过滤掉空气中的有害物质进入人体，从而起到保护作用。面罩的透气性与过滤功率要有很好的匹配度，才能起到很好的保护作用，特别是要建立面罩的透气性与过滤功率的模型，找出两者的关系。

 

    三、口罩透气性与密封性的关系。

 

    具有良好的过滤功率是保证口罩保护效果的基础。当口罩与人脸密封不良时，会出现缝隙，其气流阻力远小于过滤材料。根据流体力学于气流优先通过流向阻力小的地方，无论口罩过滤效果有多好，口罩的保护效果都不会很高。因此，防尘口罩的密封性是保证口罩保护效果的重要条件。口罩的密封性一般以总泄漏率表示，即在实验室规则的检查条件下，受试者吸气时，从包括过滤部件在内的所有口罩部件泄漏到口罩的模仿浓度和吸入空气的模仿浓度的比例。总泄漏率越低，密封性越高。因此，口罩的密封性越好，口罩的透气透气性越好，这样才能保证空气通过口罩满足人们的呼吸需求。相反，密封性越差，对口罩的透气性没有必要要求。透气性好的口罩在一定程度上要求口罩具有良好的密封性，以保证口罩具有较高的保护效果。

 

    四、透气功能对口罩质量的影响。

 

    口罩的重要质量是对有害物质的保护作用，其质量主要表现在有害物质的过滤功率、与人脸的密度和佩戴舒适性上。从口罩的透气性、过滤功率和密封性的联系可以推断，其透气性会在一定程度上影响口罩的保护性能，即质量。戴口罩的舒适度主要表现为呼吸阻力小、重量轻、不刺激皮肤、清洁等。这取决于织物材料的通气性和口罩的通气功能。如果透气功能更好，口罩的舒适度会更高，过滤功率和密封性也会更高，以保证其质量。相反，当透气功能差时，为了保证口罩的保护效果，其舒适度会降低，即质量差。因此，口罩的透气性直接影响口罩的舒适性，间接影响过滤功率和密封性，进而影响口罩的质量。

 

    五、应用意义。

 

    透气性是口罩的特点，主要取决于织物材料的结构和组合。同时，透气性也影响口罩的舒适性、过滤效率和密封性，从而影响口罩的质量。因此，建立有针对性的口罩透气性能检测标准，有利于完善中国口罩的标准体系，保护中国口罩商场的秩序，从而保证中国口罩用户的健康。