非织造防护纤维材料的应用及评价

非织造防护纤维材料的应用及评价主讲人：靳向煜主讲人单位：东华大学

国内外发展现状分析防护用非织造布发展前景看好；防护用品是非织造布支柱产品之一；2000年，北美一次性医疗防护用非织造布用量为16.94亿m2，占医用纺织品市场90%以上；2000年欧洲医用非织造布用量为70.73亿m2

；2000年日本医疗卫生用非织造布用量为7.2万吨；据报道，未来几年医用防护用品市场呈持续增长态势；世界年平均增长率为4~5%。

原因分析大量的市场需求医疗用品：医院,医疗生物中心，血液中心，急救中心，疗养院，敬老院助残所；工业用品：化工厂,化工实验室,微生物实验室,制药喷漆,石化，以及所有浓烟，粉尘环境；其它用品：食品加工，环保等。原因分析优良的阻隔过滤性能传统机织20层纱布口罩的阻隔过滤效率为50~60%；超细纤维非织造布口罩的阻隔过滤效率达95%以上；传统棉机织手术衣血液穿透的概率为90%；水刺非织造布（无木浆）和SMS非织造手术衣的血液渗透感染率为9%；增强型非织造手术衣血液渗透感染率为5%；非织造材料与膜（透气）复合手术衣血液渗透率为2%。CMS/SMSPP纺粘SMS

国内发展现状

非织造布生产技术已经成熟医疗用品仍然以棉机织物为主采用非织造布作为防护材料于我国具有特殊意义主要防护产品简介医用产品护理用品：失禁垫片,成人尿布,病床用品，母婴护理非织造制造方法：纺粘法,水刺法,热风热轧法及复膜工艺主要防护产品简介病人外伤用品：纱布,敷料,绷带,垫布,橡皮膏带等非织造制造方法：水刺法,化学粘合法,湿法，热轧法及涂层工艺主要防护产品简介手术用品:消毒包布,无菌外科手术服,手术帘和口罩,帽子等非织造制造方法：纺粘法,熔喷法,纺粘+熔喷法,水刺法,化学粘合法水刺手术帘主要防护产品简介疾病传染防护用品：防护服,口罩,帽子或者连体式防护服；非织造制造方法：纺粘法，纺粘+熔喷法，水刺法和涂层复合法。

工业用安全防护产品化学防护用品：防护服，手套，帽子；非织造制造方法:纺粘，水刺，熔喷或它的叠合防御颗粒物质；纺粘复合膜，水刺复合膜材料防御气体和液体。纺粘复合膜工业用安全防护产品生物防护用品：防护服，手套，帽子；非织造制造方法:纺粘，熔喷，水刺，叠层，复合，涂层，后整理。其它防护产品其它防护用品：粉尘，饮食，清洁等防护服，手套，帽子，靴子；非织造制造方法:纺粘，熔喷，水刺，叠层，复合，涂层，后整理。其它防护用品其它防护用品其它防护用品

医用防护产品的性能评价防护性沾湿性力学性能舒适性消毒稳定性服用性

防护性能评价建立正确的防护性能概念：对医用防护产品的防护性能要求随可致病微生物的传播途径，使用的环境条件，潜在的危险程度的不同而有所区别。血液传染病防护与空气传染病防护防止艾滋病，肝炎等传染病的手术服，口罩，手套等用品；防止肺结核和“SARS”等传染病的防护用品。部分防护与全部防护某些传染病只需要部分防护即可，例如防止血液传染病的手术服的关键部位有腕关节至肘部与前胸至膝盖，而其它部分在手术中被血液喷溅的可能性很小；某些传染病必须全身防护，例如“SARS”。建立同一防护产品的不同防护等级主刀医生的手术服与手术室其它人员护士等人员穿着的隔离服；手术服的防护性能要求随手术类型和时间，血液，体液量的不同而不同；普通手术服与防传染病手术服。国内外评价体系分析

欧洲对医用防护用品进行分类评价

测试标准：EN13795：Characteristicstobeevaluatedforsurgicalgowns,surgicaldrapes,cleanairsuitscharacteristicsurgicalgownssurgicaldrapescleanairsuitsResistancetomicrobialpenetration-dry***Resistancetomicrobialpenetration-dry**国内外评价体系分析

美国对医用防护用品进行分级评价

levelTestResultAQLRequirement1AATCC42--1985≤4.5g4%2AATCC42--1985AATCC127--1985≤1.0g≥20cm(H2o)4%4%3AATCC42--1985AATCC127--1985≤1.0g≥50cm(H2o)4%4%4ASTMF1671-1997b(surgicalgownsandotherprotectiveapparel)ASTMF1670-98(surgicaldrapesanddrapeaccessories)Passpass4%4%Classificationofbarrierperformanceofsurgicalgowns,otherprotectiveapparel,surgicaldrapes,anddrapeaccessories

细菌过滤效率ASTMF1671-1997bPhi-X174(模拟可致病微生物)表面张力：0042~0060N/m，取0042+0002N/m直径：27nm，模拟粒子大小与形状类似于HCV，同时可作为HBV与HIV的替代粒子测试样品：75mm×75mm60mL实验液在0kPa下施加于测试样品,静止5min;空气以不超过3.5kPa/s的速度加压至13.8kPa，静置1min;释放空气压力，观察测试样品，如果液体没有穿透，则将试样静置54min，再观察一次。

ASTMF1670-98合成血液：红色染料，增厚剂，蒸馏水表面张力：0.042~0.060N/m，取0.042+0.002N/m测试样品：75mm×75mm60mL实验液在0kPa下施加于测试样品，静止5min；

空气以不超过3.5kPa/s的速度加压至13.8kPa，静置1min；释放空气压力，观察测试样品，如果液体没有穿透，则将试样静置54min，再观察一次。液体阻隔性能

GB19083-2003合成血液：Tween-80(60mL)表面张力：0.042~0.060N/m测试样品：75mm×75mm60mL实验液在0kPa下施加于测试样品，静止5min；以13.8kPa的压力持续加压1min；释放空气压力，5min后观察样品。液体阻隔性能美国对手术衣，手术帘，隔离服的防护性能优化设计手术衣手术帘隔离服据国外资料介绍，手术时容易沾污的身体部位：手术时，感染速度最快的部位为：前手臂胸部脚部上臂手腕大腿其它26%26%24%15%5%2%2%手腕大腿上臂脚部胸部46%30%29%22%20%

中国评价标准分析《医用一次性防护服技术要求》防水：GB/T12704-1991，静水压1.67KPa(17cmH2o)耐合成血液穿透：不穿透过滤效率：>=70%;模拟粒子中位径(CDM)75nm透湿性：2500g/m2·d沾水等级：不低于GB3水平断裂强力：≥45N断裂伸长：≥30%过滤效率：≥70%阻燃性能：符合GB17591中的B2级(损毁长度≤200mm；续燃时间≤15s；阴燃时间≤10s)抗静电性：≤0.6µC；≤7µC/m2皮肤刺激性：无沾湿性拒水，拒油，拒酒精测试方法：GB/T4745-1997ISO4920-19815级(如右图)GB1=ISO1=AATCC50，全部上层表面有完全润湿GB2=ISO2=AATCC70，全部上层表面有部分润湿GB3=ISO3=AATCC80，上层表面受淋处有润湿GB4=ISO4=AATCC90，上层表面有少量的不规则的沾水或润湿GB5=ISO5=AATCC100，上层表面没有沾水或润湿

力学性能欧洲标准干湿拉伸强力20N/5cm干湿抗胀强度40kPa中国标准测试方法：GB/T3923.1-1997拉伸断裂强力45N拉伸断裂伸长30%

舒适性国外中国--透湿性GB/T4744-19972500g/m2·d--皮肤刺激性GB/T1688.10-2000中5.2无皮肤刺激性--抗静电性GB/T12703--19910.6µC7µC/m2--活动方便性主观测评结构合理，穿脱方便，不阻碍工作者

对舒适性的几点思考透气性与静水压透湿性与过滤效率透湿性与耐合成血液性舒适性与成本

消毒稳定性主要测试方法蒸汽法环氧乙烷气体法放射线灭菌法：PP与PE中国标准：GB/T15980-1995

废弃产品的可处理性可生物降解的医用非织造材料水溶纤维非织造医用手术衣纤维素纤维（粘胶，木浆）非织造产品可降解的聚丙烯材料聚乳酸纤维医用非织造产品美国PGI公司手术衣典型物理性质产品：50g/m2SMS液体阻隔等级：酒精：10；血液：pass；油：pass性质单位平均值最小值最大值测试方法基本重量g/m250.8647.9453.93ASTMD3776拉伸强力MDN/5cm125.77114.12139.55ASTMD5034拉伸强力CDN/5cm82.5666.5793.08ASTMD5034伸长MD%66.3347.6684.48ASTMD5034伸长CD%68.2343.8587.27ASTMD5034表面抗静电GΩ-1.0010.00INDA透气性L/m2/s361257733-耐静水压cmH2o45.6040.0052.00IST80.6美国PGI公司手术衣典型物理性质膜复合非织造布：膜，多微孔PE；纤维，100%PP性质测试方法单位测试值基重ASTMD3776g/m268拉伸强力ASTMD5034N/mm-MDN/mm-CD1.92.3伸长ASTMD5034%MD%CD12093撕裂强力ASTMD5733N/mm-MDN/mm-CD1.11.0胀破强力ASTMD3786-87kPa172.4美国PGI公司手术衣典型物理性质静水压AATCC127cm＞100透湿(50%RH·90℉)ASTME96g/m2·d3000静电衰退NFPA99＜0.5secpass血液穿透ASTMF1670过程Bpass病毒穿透ASTMF1671过程BN/A绒屑(＞0.5µm)HelmkeDrumIES-RP-CC-003.2粒子/ft3/min181化学防护服基本防护性能降解：暴漏于化学品环境，非织造布材料的重量，强度，伸长，尺寸，溶胀，开裂，变质等物理性能变化渗透：颗粒，液体，气体化学品穿透防护材料以及拉练，针孔等薄弱环节穿透时间：材料外表面吸收化学品分子过程化学品分子扩散进入防护材料材料内表面解吸化学品分子进入收集介质主要测试方法ISO6530：Protectiveclothing-Protectionagainstliquidchemicals-DeterminationofresistanceofmaterialstopenetrationbyliquidsISO13994:Clothingforprotectionagainstliquidchemicals–DeterminationoftheresistanceofprotectiveclothingmaterialstopenetrationbyliquidsunderpressureISO17491:Protectiveclothing–Protectionagainstgaseousandliquidchemicals–Determinationofresistanceofprotectiveclothingtopenetrationbyliquidsandgases

ASTM标准F793-99a:StandardTestMethodforResistanceofProtectiveClothingMaterialstoPermeationbyLiquidsorGasesUnderContinuousContactF903-99a:StandardTestMethodforResistanceofMaterialsUsedinProtectiveClothingtoPermeationbyLiquidsF1383-99a:StandardTestMethodforResistanceofProtectiveClothingMaterialstoPermeationbyLiquidsorGasesUnderContinuousofIntermittentcontactF1407-99a:StandardTestMethodforResistanceofchemicalProtectiveClothingMaterialstoLiquidPermeation-PermeationCupMethodF1359-99a:StandardTestMethodforLiquidsPenetrationResistanceofProtectiveClothingorProtectiveEnsemblesUnderashowerSprayWhileonaMannequinTyvek材料对化学气体液体的防护能力防液体渗透（EN369渗透时间：1µg/cm2）化学物质Tyvek(1422A)Tyvek“C”Tyvek“F”盐酸(30%)3086＞480苯NTNT＞480氰酸盐NTNT＞480磷酸(16%)＞480＞480＞480硫酸(16%)＞480＞480＞480硫酸(30%)＞480＞480＞480硫酸(50%)140NTNTTyvek材料对化学气体液体的防护能力氢氧化钾＞480＞480＞480氢氧化钠＞480＞480＞480重铬酸钾*＞480＞480＞480氰化钾*＞480＞480＞480醋酸钠*＞480＞480＞480氟化钠*＞480＞480＞480丙三醇＞480＞480＞480次氯酸钠（12%氯）＞480＞480＞480*饱和盐溶液，NT=未测Tyvek材料的整体性能性能测试方法Tyvek(1422A)Tyvek“C”Tyvek“F”基重(g/m2)ISO5364183118厚度(m)EN20534130170206不规则撕裂强度(轴向/横向)NISO9073-426.1/30.637.9/54.537.2/47.5耐冲击强度kPaISO2960108145227耐穿刺强度NPrEN86310.822.930.9液体静压(cmH2o)ISO811120300300透气性sISO5636-520不透气不透气水汽渗透性(g/m2·d)ASTME3981700不渗透不渗透纺粘烯烃TYVEK的典型性能1422A/R1443R1445A1622E测试方法克重（g/m2）39.037.3-40.742.440.7-44.145.844.1-47.539.037.3-40.7ASTMD3776条拉伸MD（N/µm）1.30.9-1.71.51.0-1.92.01.6-2.51.30.9-1.7ASTMD1117条拉伸XD（N/mm）1.61.2-2.01.81.4-2.32.52.0-2.91.61.2-2.0ASTMD1117舌形撕破强度N10.76.2-15.112.07.6-16.511.16.7-15.68.04.5-11.6ASTMD2261透气率(m³/m²)------12.29.0-17.7ASTMD737抗静水压，（cm/H2o）102(A);25(R)--7966-91--AATCC127电阻率7.87.0-8.67.87.0-8.67.87.0-8.67.87.0-8.6AATCC76Tyvek(1422A)材料对粉尘的防护能力测试方法：CEN/TC162WG3N263颗粒尺寸（微粒）粉尘浓度（个/升）穿透情况（个/min/m2;1000个/升）1.0-1.54704211.5-2.0103842＞2.070540口罩的防护性能工业防尘半面式杯状或壳状根据人体面部轮廓设计有较大的过滤面积和防漏结构口罩的防护性能：工业防尘防尘口罩常用的规格：美规，欧规美规：N类：无抗油性，仅在无油环境下使用；有N95，N99，

N100(99.97%）

R类：有抗油性，可在油性环境下使用一段指定时间；有R95，R99，R100（99.97%）

P类：有绝对的抗油能力，可在油性环境下使用一段很长时间有P95，P99，P100（99.97%）欧规：FFP1，过滤效率为80%FFP2，过滤效率为94%FFP3，过滤效率为99%口罩的防护性能：工业防尘美规N类口罩测试：粉尘模拟粒子：食盐气溶胶：算术平均粒径：75nm；几何标准差＜1.6

气胶浓度：100mg/m3气胶流速：85L/min=成人呼吸量吸气阻力：＜35cmH2O呼气阻力：＜25cmH2O测试结束：口罩上气胶累积量达到200mg为止或测试25min。测试结果：任何一次测试结果不得低于所规定的过滤效率。口罩的防护性能：工业防尘美规R类口罩测试：粉尘模拟粒子：DOP油性雾尘

气胶浓度：100mg/m3气胶流速：85L/min=成人呼吸量吸气阻力：＜35cmH2O呼气阻力：＜25cmH2O测试结束：口罩上气胶累积量达到200mg为止或测试25min。测试结果：任何一次测试结果不得低于所规定的过滤效率。口罩的防护性能：工业防尘美规P类口罩测试粉尘模拟粒子：DOP油性雾尘气胶浓度：100mg/m3气胶流速：85L/min吸气阻力：＜35cmH2O呼气阻力：＜25cmH2O测试结束：口罩上气胶累积量达到200mg为止或测试25min测试结果：任何一次测试结果不得低于所规定的过滤效率。在25min中，过滤效果不能呈下降趋势。口罩的防护性能：医用防菌医用防菌：半面式，平面状；通常没有特殊的防漏结构一般细菌粒径：＞3µm常用规格：N95；N99医用防菌口罩测试：细菌模拟粒子：葡萄球菌气溶胶平均粒径：3µm气胶浓度：41个/L气胶流速：10.34cm/