一個3M防霧霾口罩是如何生產出來的呢?
好奇3M防霧霾口罩的生產過程,它本身的材質是怎樣達到防霾效果的。
任何纖維材料對顆粒物或多或少都有一定的過濾效果,低效的過濾材料可以通過增加層數來提高效率,但氣流阻力勢必成倍提高。有很高的顆粒物過濾效率,同時又足夠透氣的過濾材料,能用來做體積小、重量輕的防護口罩,確實是近幾十年發展起來的技術。
目前,用來做防護口罩的原料基本都是無紡的合成材料(如聚丙烯),纖維很細,通過特殊處理,纖維表面載入一些靜電電荷,這是一種可以在不增加氣流阻力前提下提高顆粒物過濾效率的技術。過濾材料過濾顆粒物,和用篩子篩砂子完全不同。過濾材料並非是一層濾網,而是一個立體結構。最需要防護的細顆粒物不是被收集在濾料的表面。過濾發生在濾料內部,依靠顆粒物與濾料纖維的相互作用實現,這包括攔截、撞擊、沉降、布朗運動,再加上靜電的吸引,可以實現對各種顆粒物的高效過濾。滿足防霾口罩過濾效率要求的材料並不少見,但要做到品質優良,要求靜電是比較持久的,不會因為潮濕、高溫或長期存放而降低或消失,阻力應相對較低,質地要均勻,質量可靠。3M在研製高效、低阻的顆粒物過濾材料方面有長期技術積累,一直處於領先地位。
然而,光靠高效過濾材料是無法防霾的,因為戴在臉上的口罩如果與臉部貼合處有泄漏,霧霾顆粒就會乘虛而入,過濾材料就成了擺設。
設計防霾口罩,口罩本體必須完全用防顆粒物的過濾材料來製成,口罩本體即過濾元件。如果想把過濾材料設計成可更換的,那麼面罩就必須用不透氣的材料(如橡膠)來做,與可更換的過濾材料之間的介面必須氣密,否則,顆粒物還是會從透氣且低效的面罩(如布等織物)和連接處漏進來,很不可靠。
無論用什麼材料,防護口罩的面罩除了要立體,更要符合使用人群的臉型特徵,並在人戴口罩說話、轉頭活動的典型使用情況下始終保持足夠的密合度。這就要求產品設計者對此有深入的研究和了解,並能通過面罩形狀設計和對鼻夾、頭帶長度、鬆緊度的恰當選擇來實現,而且最好在設計階段就對真人佩戴防護口罩的防護效果進行過評估。3M在這方面要求一直很高。
防霾口罩只有在選材優良,設計中充分考慮使用人群特徵和佩戴狀態下的密合,在生產階段有嚴格質量控制的前提下,在得到正確選用時,使用者才有可能佩戴密合,才有可能有足夠的防護效果。
生產過程比較複雜, 要是有興趣可以搜索一下「口罩機」的視頻,有很多不同類型的口罩機,生產不同的口罩。用文字表達是很困難的,你最好還是看視頻。
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