细说一次性抗病毒防护服

文/冯宪 编辑/丙丁

冯宪

教授级高级工程师，曾任上海市服装研究所总工程师，参与过《学会修饰打扮》《生态纺织的构建与评价》《智能纺织品开发与应用》等10余部专著的编撰工作，并发表过60余篇专业论文和100多篇科普文章。现为上海市科普作家协会会员、上海市老科技工作者协会科普讲师团讲师、上海市科技项目奖励评审专家（纺织专业）。

此次抗击新冠肺炎疫情，广大医护工作者和防疫人员“白衣执甲”，实施救治和开展防控的情景让人印象深刻。所谓“白衣执甲”是指身穿抗病毒防护服的广大医护工作者和防疫人员，犹如戴盔披甲的战士冲向战场一般，在抗“疫”战线上舍生忘死、辛勤忙碌，他们的身影鼓舞了人民群众战胜疫魔的信心。从中也让人看到，一次性抗病毒防护服在辅助专业人员救治病人、控制疫情蔓延方面成效明显，为广大医护工作者和防疫人员自身的安全健康起到了保驾护航的关键性作用。

一、研发依据和基础

医学研究表明：此次流行的新冠肺炎病毒具有一定隐蔽性和极强的传染性。它通过飞沫在空气中传播，并具有一定的依附性，通过呼吸道和黏膜部位接触后，特别容易对健康人群造成感染。医护工作者在进行医疗救护工作时，因长时间与新冠病毒肺炎患者近距离接触，被传染的几率增大。出于保护白衣天使自身安全健康的需要，不断提高防范能力，杜绝被新冠肺炎病毒感染的危险，需要穿着与使用专门的抗病毒防护服装。一次性抗病毒防护服与其他防护用品配合使用，如口罩、护目镜、面罩、手套、专用鞋等，成为广大医护工作者和卫生防疫人员战“疫”的贴身卫士。

医用防护服种类多样，有日常工作服（俗称白大褂）、护士服、手术衣等，一次性抗病毒防护服属于其中比较特殊的一种。其他医用防护服选用的面料均为机织物，虽然有一般机织物和高密织物（多用于手术衣）的区分，但均属于采用传统纺织技术加工而成，具有一定的透气排湿性能，穿着比较舒适，也能适应洗涤维护处理，消毒后可重复使用。但这些用机织物制成的医用防护服，因纱线经纬交织，表面会存在许多孔隙，对病毒的阻隔性较差，抗病毒的安全性自然难以保证。

▲ MS复合无纺布构成及功能示意图

鉴于新冠病毒直径仅为100纳米，飞沫直径为1微米至5微米，气溶胶直径在0.01微米至10微米之间。故抗病毒防护服面料表面不能存在过大的孔隙，这是传统纺纱织布技术所难以做到的。相对于那些可重复性使用的医用防护服而言，一次性抗病毒防护服应用材料及构成方法比较特殊，主要体现为密闭性能更加突出，能够有效起到阻隔病毒接触人体的作用。

▲ 复合无纺布热轧设备

二、主要原材料应用及加工制作方式

抗病毒防护服所用面料需要依靠可以构成亚微米或纳米级别新材料的非织造技术来实现。非织造技术又称为无纺技术，是现代纺织工业发展进程中一项年轻且应用前景广泛的新技术，它诞生于二十世纪初。通过非织造技术形成的非织造布（亦称无纺布）是一种柔软、透气的平面片状材料，它采用高分子聚合物切片、短纤维或长丝等原料，运用现代物理学、化学等学科原理，综合实施纺织、化工、塑料及造纸等行业加工技术，通过各种纤网成形方法和固结技术加工而成，具有工艺流程短、生产速度快、产量高、成本低、用途广、原料来源多等优势。由于“重量轻、切口完整性佳”和“保型性能好、回弹性优良、洗后不回缩、保暖透气性好、使用无方向性要求、价格低廉”等优势，它在各种非织造布应用领域非常广，仅在医疗卫生领域就可用于手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、妇女卫生巾等诸多品种。

一次性抗病毒防护服面料由复合型非织造布构成，使用的原材料主要为聚丙烯（丙纶），它是一种石油精炼的副产物，再经过聚合形成的高分子化合物。复合型非织造布的构成方式有多种，如热轧、针刺、热风黏合等，而一次性抗病毒防护服面料主要是采用热轧技术，实现纺黏/熔喷/纺黏（SMS）或纺黏/熔喷/熔喷/纺黏（SMMS）等材料的组合（层压），再加覆（涂层）微孔薄膜，并作拒水、拒血液、拒酒精，抗静电的“三拒一抗”功能化整理后，才能成为安全系数高的一次性抗病毒防护服的用料。相比一般医用防护服的机织物，一次性抗病毒防护服面料更具阻挡各类液体和微小颗粒物渗入的功能，防病毒的性能显著提高。用于一次性抗病毒防护服面料的克重一般应达到60～100g/m2，厚度应达到中型以上。

现在，一种更先进的，可制备亚微米-纳米级非织造过滤或防护材料的技术也得到了市场化应用，那便是静电纺丝成网技术。静电纺丝成网生成的纳米级成品具有很好的生物相容性及可降解性，并存在大的比表面积和孔径小、孔隙率高、纤维均匀性好等优良特性，主要应用于生物医学领域的药物控释、创伤修复、生物组织工程等方面，它在气体、液体过滤及个体防护等领域也得到很好应用。静电纺丝成网技术因为制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物种繁多、工艺可控等优点获得了快速发展，并已成为有效制备医用纳米纤维材料的主要途径之一。据悉，国外已经能够生产幅宽为1 200mm，克重为0.25 g/m2的轻薄型产品，扩大了非织造布在医疗卫生、过滤行业的应用范围。

三、款式设计特点及成衣功能

▲ 纺黏布（左）、熔喷布（右）

一次性抗病毒防护服借鉴了宇航服、飞行服、潜水服和防化服等功能性服装的某些结构式样和护体性能，在阻止病毒与人体接触方面具备了特殊的功效。它通常采取连衣裤结构，在袖口、裤脚口处收紧，有的款式则与袜、帽浑为一体，尽量减少拼缝部位，增强密闭性，并尽可能多地覆盖人体，减少暴露在外的部位，降低病毒接触感染的机会。从具体款式结构上看，它一般为带有防护帽的上下装连体式造型，并且在相关拼缝、拼接部位加装热塑黏合型的密封隔离带，帽子外口也采取收紧式，穿着后可包覆住额头，收紧下巴及以下颈部部位，尽量减少脸部外露的面积，以此提高人体防护功效。这种抗病毒防护服与长筒防护靴、可过滤空气有害成分及病毒的专用口罩、密封型防护眼镜，以及束紧式橡胶手套配套使用，就能够有效地发挥防止病毒侵入人体的功能。当然，一次性抗病毒防护服因为突出了阻隔病毒功能，所以透气排湿性能会受到制约，穿着舒适度要比那些用机织物制成的医用防护服降低不少。

一次性抗病毒防护服应具备下列特性与功能：⑴液体阻隔性——能够有效阻挡各类液体性物质，如血液、药液、病人体内各种排出液以及其他各种液体性物质的渗透；⑵过滤作用——能够有效阻拦空气中飘浮的各类有害物质进入防护服内层；⑶具有一定的抗撕扯与耐磨擦牢度——所用材质必须具有一定的断裂强力、断裂伸长率和耐磨擦性，防止在使用过程中出现破损现象；⑷具有一定的阻燃和抗静电性能；⑸具有一定的舒适性——所用材质为无毒类物质，穿着后对人体皮肤和器官无不良刺激，在确保阻挡病毒、病菌侵入的前提下适当体现透气透湿性能；⑹使用后易于消毒灭菌，作便捷化处理。由于目前应用的一次性抗新冠肺炎病毒医用防护服主要选用非织造材料（复合无纺布）制成，具有产量高、造价低、易处理等特点，穿脱也比较方便，所以医护工作者脱离救治现场后，通常经过消毒即作废弃处理。

行文至此，眼前浮现出一些抗“疫”初期的画面：脱下抗病毒防护服的医生护士内衣被汗水湿 透；某街道防疫干部抗病毒防护服撕破了，临时只能用封箱胶带黏合一下……这表明，现有一次性抗病毒防护服在透气透湿性能、使用牢度等方面，还需要进一步加以改进与完善。

当前，抗击新冠肺炎“疫”情的斗争正在世界各国全面铺开，一次性抗病毒防护服的需求量也在不断增长，通过对材料应用、构成加工技术及功能等相关内容的了解，可以进一步加深对它的认识。相信随着科技创新力度的不断加大，今后还会有功能更加完备、穿着更加舒适的抗病毒防护服问世，给白衣天使和其他防疫人员带来更加贴心、更加安心的呵护，让他们能够全身心、义无反顾地投入到救治与预防工作中去，为取得这场抗击新冠肺炎疫情的最后胜利，提供更加强大、有效的安全物质保障。

▲ 造型结构示意图