口罩泄漏性影响因素的探讨

2023-10-25何惠燕

纺织报告 2023年8期

关键词：面罩口罩受试者

何惠燕

（佛山中纺联检验技术服务有限公司，广东佛山 528211）

由于2020年新型冠状病毒感染疫情的突袭，人们佩戴口罩以防病毒、细菌、尘埃等入侵的意识骤然增强。随着病毒的不断变异，传染力不断增强，口罩成为人们防御病毒的护身符，已成为日常生活中不可缺少的一部分。

口罩的防护效果不仅取决于口罩的过滤效率，更与口罩和佩戴者面部的贴合性有关，如果贴合性较差，那么即使戴上口罩也无法抵挡沾染上病毒的气溶胶颗粒。基于此，本研究针对影响口罩泄漏性的因素进行探讨。

1 泄漏性的原理

泄漏性是指在规定的试验室检测环境下，受试者吸气时从除过滤元件以外的面罩的其他部件泄漏入面罩内的模拟剂浓度与呼吸器面罩外测试环境中模拟剂浓度的比值。

2 试验方法

佩戴者在洁净空气区域佩戴好被测样品，并按照使用方法检查佩戴气密性，然后连接采样管至颗粒物检测器，测定受试者在检测仓外呼吸时面罩内的本底浓度，测定5个数据，取算术平均值作为本底浓度[1-2]。

让受试者进入检测室，并在避免颗粒物污染的情况下将采样管连接至颗粒物检测器，然后受试者根据时间要求，按顺序完成以下动作：首先，头部静止、不说话（2 min）；其次，左右转动头部看检测仓墙壁（约15次，2 min）；再次，抬头和低头看检测仓顶和地面（约15次，2 min）；从次，大声阅读一段文字（如数数字）或大声说话（2 min）；最后，头部静止、不说话（2 min）。

在做每个动作时，应同时检测检测仓和面罩内的颗粒浓度，一般只测定该动作的最后100 s时间段，避免检测动作的交叉区段。对于每个动作，应检测5个数据，并计算算术平均值作为该动作的结果。

3 试验方案

分别对所有有可能影响泄漏性结果的相关因素逐一进行试验验证。

3.1 口罩过滤效率对泄漏性的影响

泄漏性试验条件：相同类型口罩（折叠式口罩）、不同过滤效率以及同一人员严格按照佩戴要求，如表1所示。

表1 同类型口罩下同一人员的过滤效率

由表1可知，在相同条件下，过滤效率与泄漏率成正比，过滤效率越高，表明口罩面体阻隔病毒的能力越强，泄漏概率则越低。若想提高口罩的防护效果，可以选择过滤效率较高的口罩，否则病毒、细菌、尘埃就会通过口罩罩体入侵人体。但是在提高口罩过滤效率的同时，也要考虑口罩的呼吸阻力是否适宜，如果呼吸阻力过高，佩戴者就会感觉呼吸不畅，感到不适。

3.2 口罩形状对泄漏性的影响

泄漏性试验条件：5款不同形状的口罩、过滤效率为95.0%以及同一人员严格按照佩戴要求进行佩戴，如表2所示。

表2 不同口罩下同一人员的泄漏性

由表2可知，平面口罩的泄漏率最高，泄漏的部位主要是鼻梁处和脸部两侧。折叠形和杯形口罩由于与人的脸型比较贴合，泄漏率相对较低。对于带呼吸阀的折叠形和杯状口罩，只要呼吸阀没有破损或松动，防泄漏性能较好，能真正起到防护作用。在环境恶劣的情况下，建议选择防护效果比较好的折叠形口罩和杯状口罩，因为这类口罩的形状与人的脸型比较贴合，密合性相对于平面口罩高得多。如果鼻梁处漏气，可通过加装柔软度好以及与鼻子贴合性好的鼻夹条，以填补鼻梁处的空隙，减少泄漏。

3.3 口罩设计对泄漏性的影响

泄漏性试验条件：5个口罩带略长的折叠形口罩，相同人员以不加头带扣和加头带扣两种佩戴方式进行佩戴，如表3所示。

表3 口罩带略长情况下同一人员的泄漏性

由表3可知，因头带过松导致泄漏率提高的可能性较高，不加头带扣的泄漏率全部超标；添加了头带扣之后，将口罩带调整到合适的尺寸，确保口罩与人脸良好地贴合，泄漏率明显降低。

如果一款口罩大多数人戴着都漏气，那么无论如何调整口罩带的长度或者采取添加鼻夹条等措施都无法保证口罩与面部的密合性，可见必定是口罩在设计上存在缺陷，表明这类口罩不适合普通人群佩戴，需重新设计。口罩带长短要合适，过长会发生泄漏，过短会引起佩戴者的不适。如果生产出的口罩带过长，佩戴时可在外加头带扣，佩戴者可以根据脸型调整。另外，口罩的形状和整体尺寸要根据佩戴者的脸部特征进行设计，例如亚洲人和欧洲人的脸型及鼻梁的高度都不一样，那么设计的口罩也应该有所区别。

3.4 用户脸型对泄漏性的影响

选取10个不同脸型的试验员佩戴同一批次的KN95口罩进行泄漏性试验[2]，如表4所示。

表4 使用同一类型口罩时不同人员的泄漏性

由表4可知，不同面长、面宽的试验员佩戴的口罩的泄漏率存在较大差异，如果口罩的密合性较好，那么防泄漏性好；反之面部某处有泄漏，则整体泄漏率较高，防护效果差。佩戴者需根据自己的脸型选择合适的口罩。需要注意的是，选择的试验员的脸型要有代表性，如果试验员的脸型与大多数人的差异较大（下巴过长、鼻子过高或过低），都不适合作为试验对象。