可重复使用警用防疫防护服的研制

王怀颖 王劲 何湘

1.公安部第一研究所 2.北京中天锋安全防护技术有限公司

引言

新型冠状病毒感染的肺炎疫情爆发以来，广大一线民警和辅警身处抗疫一线，工作强度高，环境危险，公安抗疫防护形势危急。国内公安疾控防护装备的研发处于空白状态，除部分特殊警种配备有专用防毒面具外，大部分公安民警均未配备专用防疫装备。目前使用的医用一次性防护服不能完全满足疫情下公安人员所处的复杂执法环境和执法内容的要求，存在耐久性差、不能重复使用、穿脱不便、灵巧性差、影响通讯、长期穿戴后闷热、与单警装备集成度低等问题[1]。结合一线民警勤务工作和应对疫情防疫的紧迫需要，研究新型警用综合防护服的功能定位，并采用先进的防护材料和结构设计理念，综合考虑防护服的防护性能和勤务性能，研发疫情环境下可重复使用警用防疫防护服（以下简称警用防疫服）及洗消配套设备，有效保障抗疫工作中民警的人身安全。

一、警用防疫服性能要求

自2019年爆发新型冠状病毒疫情以来，给世界人民造成了非常严重的困扰和灾难。如图1所示，新冠病毒直径为50~200nm，具有四种结构蛋白，分别为S刺突蛋白、E包膜蛋白、M膜蛋白和N核衣壳蛋白，N核衣壳蛋白保存着RNA基因组，而S、E和M蛋白共同形成病毒包膜。因此，根据新冠病毒的结构特点，在选择防护服材料时，过滤层材料的孔径应小于新冠病毒最小尺寸（≤50nm）；在选择消杀方案时，应使用经证明具有针对包膜病毒活性的适当消毒剂，如次氯酸盐（漂白剂）、酒精、过氧化氢、季铵盐化合物和酚类化合物等[2]。

目前，境外输入性风险较大，国内疫情受到国际疫情防控成效的高度影响。根据国家卫生健康委发布的《新型冠状病毒肺炎防控方案（第七版）》，新型冠状病毒肺炎的主要传播途径为经呼吸道飞沫和密切接触传播，但是特定条件下接触病毒污染的物品和暴露于病毒污染的环境可造成接触传播或气溶胶传播。

在进行人体防护时，首先应当使病毒或飞沫不易沾附在防护服装表面，沾附的病毒可通过洗涤、消毒或杀菌等方法去除；其次应能防止病毒穿透织物，同时防护服还应能保持足够的耐用性和力学性能。根据上述要求，警用防疫服应采用高性能隔离层，并结合相应的功能整理，再采用适当的复合工艺，以达到过滤阻隔、防油拒水、抗血污渗透、耐洗消、透气舒适等功能。

在进行警用个体防护装备设计时，需考虑以下五个方面的质量要求：一是防护性要求，其防护面积和防护能力应达到相应标准的要求；二是舒适性要求，穿戴在身体上应透气、柔软、质轻、薄而不臃肿；三是便利性要求，要容易穿脱、移动灵活；四是环境适应性要求；五是适用各警种的特殊需求。除此之外，警用防疫服还应采用机械性能、透湿性、耐温性等相对较高的面料，以达到结实、耐用、长久穿着等综合要求。

二、警用防疫服研制过程

（一）外观和结构设计

警用防疫服以满足特殊疫情地区执勤时使用，保护公安民警在特殊环境中免受疫情和恶劣天气的伤害，以达到执行防疫任务时的穿着需要。在公安疾控防疫防护服的设计过程中，先后完成了分体式风衣款、分体式夹克款、连体式普通款和连体式手足防护款等四款设计方案，通过广泛征求一线民警建议，充分考虑警用装备的特点和公安勤务使用的一线实战需求，最终采纳了图2的连体式设计方案。

警用防疫防护服实物如图3所示，主要外观和结构特点如下：

（1）外观设计简洁、大方、美观，彰显警察威严。

（2）采用警蓝色和橘黄色两种配色方案，警蓝色为警服颜色，在普通场合使用；橘黄色在环境复杂场合使用，更为显眼，易于辨识。

（3）结构采用三维立体连体式设计，魔术贴加密封拉链，摒弃常规防护服厚重、肥大的不足，更加突出轻便灵活、舒适的要求；肩部挂袢设计，便于携带单警执勤装备；内层腰部位增加防风、防滑结构设计，内有抽绳可调节腰围；帽檐设计可降低雨水对视线的阻挡，也可有效减少阳光直射对视线的影响及紫外线对面部的伤害。

（4）在前胸、后背、手臂等部位增加了警用标识和反光条，起到警示作用，标识尺寸符合相关警用标准；前胸和后背相关位置设置身份识别标识，便于在全防护的情况下辨识警员身份。

（二）材料设计

一次性使用的防护服通常由非织造布或非织造布通过覆膜工艺形成的复合材料制成，多以涤纶、粘胶等纤维为原料，采用浸渍粘合法、泡沫浸渍法、热轧法、水刺法和闪蒸法等工艺生产，特点是手感柔软、透气性好，属于即弃型，无法重复使用[5]。

重复性使用的防护服通常采用多层复合膜材料，同时能满足阻隔病毒和血液透过，又能透湿的材料只有聚氨酯膜和聚四氟乙烯膜[6]。如图4所示，TPU膜的表面结构致密无孔，耐静水压高，对直径为50~200nm新冠病毒具有优异的阻隔性能。PTFE膜为微孔薄膜，孔径（0.1~0.3μm），介于水蒸气（0.0004μm）和水滴（≥20μm）直径之间，具有蜘蛛网状的微孔结构表面形态，此结构决定了膜的防水透湿性能的好坏。由于其孔径略大于新冠病毒最小直径，单纯的PTFE膜无法阻隔新冠病毒穿透，通常需增加PU/TPU涂层形成复合膜或共同拉伸膜使用[7]。两者相比，TPU膜具有良好的拉伸性能、优异的防水性，且成本低、技术成熟，但透湿性能较差[8]。

通过综合考虑防护性能、舒适性和材料成本，研制的警用防疫服面料具有良好的变形舒适性；采用超强防泼水面料和TPU覆膜，耐水洗性强，无氟、绿色环保。采用的TPU膜成熟环保，弹性好、物性佳，具有高张力、高拉力、强韧和耐老化、耐低温等卓越特性。

（三）消杀流程与设备

可重复使用警用防疫服解决了一次性防护服的力学性能差和不能重复利用等问题，但也存在重复消杀使用的难题。通过合理调配洗消剂组份，根据不同的应用场景需要设计不同的移动载体和喷淋结构，采用专用智能消毒方舱和消毒衣柜，结合科学的洗消流程（如图5所示），达到对警用防疫服消杀重复使用的目的。

供穿防护服的工作人员进出消杀用的智能消毒方舱应设立在场所或单位的出入口。消毒方舱具备两种不同形式的消毒功能，一是雾化消毒，能够依附到人体或衣物外表，对病菌进行消杀而不会弄湿衣物；二是喷淋消毒，针对穿防护服的工作人员，通过喷嘴喷射出大量消毒液，对工作人员进行360度立体全方位无死角消杀。消毒液采用对人体无毒无刺激的复合双链季铵盐，具备快速高效杀菌效果。

消毒衣柜应放在缓冲区，脱下防护装备后及时放入消毒衣柜消杀烘干。消毒柜能够雾化消毒液，使防护装备长期沉浸在消毒雾气中，达到消毒杀菌的效果，同时通过热风对防护服进行烘干。防护装备消毒柜的消杀方式取代了传统的洗涤式消杀，避免了洗衣机滚动时产生的拉扯力对防护服造成的伤害，使防护服更加经久耐用。

（四）防护产品创造的经济价值

1.直接经济效益

使用一次性防疫服：以一件医用一次性防疫服100元计算，一个小区卡口至少20人，每天需要更换一件防疫服需要花费2000元，按照疫情防控30天封闭计算，共需支付防疫服采购费用60000元。

多次重复使用的防疫服：按一件500元计算，20人卡口30天防疫封闭期共需10000元费用，比穿着一次性防疫服降低50000元的采购经费。

2.间接经济效益

防疫服配套使用的消毒方舱和消毒柜作为可移动的消毒器材对防疫服实施全方位无死角消毒和存放，保证防疫服使用的时时高效性。作为应急储备物资相对其他厂商消杀率可高达99.00%。

3.社会效益

一次性防疫服使用后不能及时得到回收和降解，作为医用废弃污染物对环境影响巨大。多次重复使用的防疫服减少了环境的污染更加环保，满足了构建节约型社会的需求。

（五）检测及性能指标

国内还没有适用可重复使用防护服的国家和行业标准，主要参考了GB 19082《医用一次性防护服技术要求》，以及美国国家防火协会NFPA 1999 《Standard on Protective Clothing and Ensembles for Emergency Medical Operations》和欧盟EN 14126 《Protective Cothing-Performance Requirements and Tests Methods for Protective Clothing Against Infective Agents》，根据可重复使用防护服性能的有关规定，制定了企标，以此为检验/判定依据，对洗消前和经过30次洗消循环处理后的警用防疫服样品分别进行了试验。

利用智能消毒方舱和防护装备消毒柜，同时也设计消毒液喷淋烘干消杀流程后，防护服结构均无明显变化，拉链、魔术贴等部件功能正常；面料无明显分层、起泡、破损等现象；粘合或热合等加工处理后的部位，平整、密封、无气泡、表面无脱落等情况。

样品经过第三方检测机构检测，结果表明洗消处理前后断裂强力、撕破强力、耐磨性等力学性能以及色牢度无明显变化，关键部位抗渗水性能、过滤效率有所下降，抗合成血液穿透性能由6级下降至3级，但仍高于GB 19082对一次性防护服规定的性能指标。

三、总结和展望

可重复使用警用防疫防护服的研发是针对抗疫一线公安民警勤务工作迫切需求，通过开展防疫和洗消技术研究而迅速完成，现已进入批量化生产、小范围应用阶段。北京市新发地聚集性疫情爆发期间，在丰台分局进行了小规模试用，装备的防护性能和服用性能受到一线民警的高度好评。

下一步工作展望：（1）加强对舒适性的研究，进一步提高透湿性和耐久性；（2）扩展装备的多功能性，如结合抗菌、阻燃等功能整理；（3）尽快形成行业技术标准和配备标准，使警用防疫服等疾控防护装备和其他防护装备一样，成为民警的必备装备；（4）完善产品系列，形成集化学、生物、放射、核（CBRN）防护为一体的执法套装，确保对涉及CBRN潜在威胁的犯罪事件做出反应的执法人员能配备上相应的防护装备。