撰文/记者 赵天宇

审读专家/王建明(北京服装学院材料设计与工程学院教授、副院长)

随着新冠肺炎疫情的发展,口罩作为防护生命安全的必需品,一时间全国多地出现了供不应求的局面。作为当代纺织工业的代表产品,口罩并非三层纱布这样简单,其生产过程尽管不算复杂,但对于原材料要求较高,对于卫生条件的要求也比较严苛,需要一定的时间。真正缓解口罩供需矛盾,依然需要全社会合力共谋,提高产能,科学使用。

材料关:熔喷布是关键

在很多普通公众看来,口罩只是三层聚合在一起的三层纱布,外加简单的缝合制作而成。但实际上,一只小小防护口罩的结构并不是这样简单,对于制作的要求也比较严格。尽管我国是口罩生产大国,但在快速发展的疫情面前,又面临春节停工等现实问题,真正实现口罩供求平衡,并非一件易事。

据了解,医用外科口罩一般是由三层无纺布制成的,即纺粘无纺布S、熔喷无纺布M、纺粘无纺布S,也称作SMS;N95杯型口罩则由针刺棉、熔喷布及无纺布组成,最高可达5层,即SMMMS,防护效果更佳。

所谓无纺布,就是由定向的或随机的纤维构成,但又具有布制品外观和功能的产品,需要化学材料进行纺丝生产加工,属于产业用纺织品的一种。

聚丙烯纤维是制造口罩无纺布的主要材料,聚丙烯由石油炼制而成,我们平时购买的塑料产品,原料中就有这种聚丙烯;将聚丙烯颗粒融化纺丝以后,就形成了聚丙烯纤维料,其功能类似于常见的纤维,2019年国内用于口罩的高熔聚丙烯纤维约为95万吨,此次为了应对疫情,不少石化炼造厂已经开始提高产品产量,确保原材料供应充足。

但一只防护口罩当中,最重要的部分是M层熔喷层,也就是聚丙烯熔喷经静电驻极处理之后的无纺布,起到决定性的防护和过滤作用。北京服装学院材料工程系教授王建明告诉记者,生产方法上,将聚丙烯经过高压气流喷射成网,然后热轧加固,最后经过后整理,即可形成无编织的布料。

“为了提高过滤效果,有时需要对M层进行驻极处理,让纤维带上电荷,而电荷密度增加,对颗粒的吸附和阻隔效应更强,在不改变呼吸阻力的前提下,提高防护性和过滤性。据了解,驻极电压在30KV~60KV,驻极时间要在20秒以上。”王建明说。

制造关:需解析静止7天以上

有了成型的无纺布以后,口罩就可以进行加工制作了,与无纺布制作工艺相比,口罩的生产就简单多了。工信部官微就曾表示,在自动化机械的操作下,工厂流水线生产一只口罩只需要0.5秒左右。

操作过程中,先将无纺布分切成小卷,放上生产线,机械设定好小斜角,由左到右逐渐变窄归拢出来,然后用压片把口罩表面压平整,然后进行截断、封边压合,经过整理检查后人工装袋,最后经过灭菌消毒,才能进入市场销售。

医用口罩与普通口罩不同之处就在于,它的生产过程对于卫生条件要求极为严苛,尤其是在防控疫情的关键时期,一线生产员工进入最终生产区,需经过防护门、测量体温、消毒双手、戴口罩、换鞋等十余个流程。口罩生产成型以后, 要放置在环氧乙烷中消毒16小时左右。

环氧乙烷(C2H4O)是一种有机化合物,被广泛地应用于洗涤、制药、印染等行业,也是清洁剂的原始材料,但环氧乙烷同样也是一种致癌物。王建明表示,用环氧乙烷消毒后的口罩,必须静止解析7天左右,在EO残留量低于要求值之后,才能包装出厂,供给医护人员使用,真正确保口罩的安全性。

自新冠肺炎疫情发生以来,各地警方依法严厉打击制售假劣药品、医疗器械、医用卫生材料等涉及疫情的违法犯罪活动,其中就有不少假冒伪劣口罩产品。这些假冒口罩大多为仿制品,为了谋取暴利,生产商操作不按流程,不少都是过期产品,严重危害身体健康。

这样看来,生产一只合格耐用安全的口罩,需要的是“慢工出细活”,从原材料生产再到口罩的加工包装,不考虑物流的时间,一只小小的口罩最快生产时间也在7天以上,慢的则需要14天甚至更长时间。元宵节前后佩戴的口罩,实际上大年初一左右就开始生产了。

流通关:合力缓解供需矛盾

数据显示,中国目前已经是世界上最大的口罩生产和出口国,2019年,口罩产值约102.35亿元,换算成商品总量约等于50亿只口罩,最高产能每天在2000万只左右。但实际上,50亿只口罩当中,只有54%为医用口罩,总量只有20多亿只。

在当下疫情爆发时期,有人做过计算,以口罩需要每4小时更换一次的规律来使用,3个口罩只能供每人最多维持1天。中国医务人员数量在1100万左右,2000万只口罩分配给1100万医务人员,人均只有2个,根本达不到4小时更换的标准。

这还没有计算病患者、普通公众、保障服务人员的使用量。统计显示,2019年末,全国就业人员7.7亿人,其中城镇就业人员4.4亿人,比整个南美洲的人口还多6000多万。再加上春节期间工人返乡、原料停供、物流停运,出现“一罩难求”的现象也就不足为奇了。

广东、浙江夏履、湖北仙桃、福建是我国四大无纺布生产基地,其中湖北仙桃彭阳镇更是有“无纺布之都”的称号,是中国最大的无纺布制品加工出口基地,年产值占据中国市场的60%,世界总产值的25%,但此次疫情仙桃也是疫区之一,工厂停工,道路封闭,严重影响了口罩原材料的供给。

增加产能是缓解需求的最有效办法,在严峻的疫情面前,不少从事医疗器械、防护产品的企业加班加点生产、投入到紧急扩产当中。甚至连比亚迪、上汽五菱、富士康这些原本的车企与电子产品企业,也利用成熟生产线的优势,生产口罩、消毒液等产品,缓解社会需求困难。

在全社会企业的共同努力下,随着工人2月中旬前后大规模复工、原料供应和物流逐步恢复,加上新口罩自动化生产线不断投产,业内人士认为,我国到2月底每天能生产各类口罩1.8亿只,其中N95口罩约3500万只左右,将极大缓解供需矛盾。■

TIPS:一只口罩的“诞生”

· 正规的一次性医用口罩是三层无纺布原料,经生产机叠合在一起

· 口罩上部可弯折的金属丝需沿着无纺布的一侧匹配输送,然后按结构卷边,后面再缝合

· 口罩主体层叠结构是机械设定好小斜角,由左到右逐渐变窄归拢出来的,然后用压片把口罩表面压平整

· 还要经历裁断、补边压合、消毒灭菌环节。

来源:2020年2月17日北京科技报《战“疫”》应急科普特刊

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