作者：Aaron 2020-02-16 14:33
由于近期新冠肺炎比較嚴(yán)重，下面介紹一下通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)3d打印口罩架的方法，外科口罩、防護(hù)口罩、普通口罩的區(qū)別，口罩佩戴方法，NIOSH口罩分類方法。
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設(shè)計(jì)分享：可反復(fù)使用的 3d 打印口罩架 為應(yīng)對(duì)新型肺炎疫情，解決企業(yè)開(kāi)工后口罩短缺問(wèn)題，我司再此分享一款可替換濾棉、貼合 人臉的 3d 打印口罩架的設(shè)計(jì)思路。歡迎大家下載、修改完善、打印、試用、調(diào)整再完善。
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口罩結(jié)構(gòu)組成 打印部分為：口罩外殼及濾棉隨形固定器。 配件為：松緊帶、可替換濾棉及 4MM 直徑圓柱形硅膠條。
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口罩特點(diǎn) 1、 可重復(fù)使用 口罩在初次使用后，可將濾棉取下，對(duì)口罩其余部分進(jìn)行整體消毒；然后替換新的濾棉， 即可重新使用。如此反復(fù)多次，極大的提高了口罩的利用效率，緩解口罩緊缺的現(xiàn)狀。 2、 與人臉貼合度高、密封性好 口罩外殼上有 4MM 直徑圓柱形硅膠條卡槽，方面固定膠條；并利用圓柱形硅膠條的良 好的彈性，與人臉實(shí)現(xiàn)貼合。
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3、 可選擇兩種固定扣形式：
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4、可打印不同顏色：可以選擇不同的顏色
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5、最后一步，可以為口罩架模型定制自己的名字，避免拿錯(cuò)口罩交叉感染
本設(shè)計(jì)由安世亞太發(fā)布：為應(yīng)對(duì)新型肺炎疫情期間口罩短缺的問(wèn)題，特分享一款利用可替換濾棉為材料的、貼合人臉的3D打印口罩的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)此種方法打印出的口罩可反復(fù)使用。【打印部分】口罩外殼及濾棉隨形固定器。【配件】松緊帶、可替換濾棉及4MM直徑圓柱形硅膠條。口罩可重復(fù)使用，與人臉貼合度高、密封性好。
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外科口罩、防護(hù)口罩、普通口罩的區(qū)別
外科口罩
防護(hù)口罩
普通口罩
用途
臨床醫(yī)務(wù)人員在有創(chuàng)操作等過(guò)程中佩戴，為防止病原體微生物、體液、顆粒物等的直接透過(guò)提供物理屏障
醫(yī)療工作環(huán)境下佩戴，用于過(guò)濾空氣中的顆粒物、阻隔飛沫、血液、體液、分泌物等
普通醫(yī)療環(huán)境中佩戴，覆蓋使用者的口、鼻及下顎，阻隔口腔和鼻腔呼出或噴出的污染物
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
YY-0469-2011
GB-10983-2010
YY/T0969-2013
結(jié)構(gòu)
罩住使用者的口、鼻至下顎
覆蓋使用者的口鼻部
罩住佩戴者的口、鼻至下顎
鼻夾
由可塑性材料制成，長(zhǎng)度不小于8.0cm
具有可調(diào)節(jié)性
由可塑性材料制成，長(zhǎng)度不小于8.0cm
口罩帶
口罩帶應(yīng)戴取方便，每根口罩帶與口罩體連接處的斷裂強(qiáng)力應(yīng)不小于10N
血液合成穿透
2ml合成血液以16.0KPa壓力噴向口罩外側(cè)面后，口罩內(nèi)側(cè)面不應(yīng)出現(xiàn)滲透
2ml合成血液以10.7KPa壓力噴向口罩，口罩內(nèi)側(cè)不應(yīng)出現(xiàn)滲透
細(xì)菌過(guò)濾效率（BFE）
不小于95%
不小于95%
顆粒過(guò)濾效率（PFE）
不小于30%
不小于95%
通氣阻力
不大于49Pa
氣體流量為85L/min情況下，口罩的吸氣阻力不超過(guò)343.2KPa
不大于49Pa
阻燃性能
應(yīng)采用不易燃材料，口罩離開(kāi)火焰后燃燒不大于5s
應(yīng)采用不易燃材料，口罩離開(kāi)火焰后燃燒不大于5s
微生物指標(biāo)
細(xì)菌菌落總數(shù)≤100CFU/g；真菌不得檢出
細(xì)菌菌落總數(shù)≤200CFU/g；真菌菌落總數(shù)≤100CFU/g
細(xì)菌菌落總數(shù)≤100CFU/g；真菌不得檢出
皮膚刺激性
口罩材料原發(fā)性刺激指數(shù)應(yīng)不超過(guò)0.4
口罩材料原發(fā)性刺激記分應(yīng)不超過(guò)1
原發(fā)刺激記分應(yīng)不超過(guò)0.4
環(huán)氧乙烷殘留量
≤10μg
口罩正確佩戴圖解：
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NIOSH口罩分類方法：
一、美國(guó) NIOSH（National Institute of Occupational Safety and Health）機(jī)構(gòu)按材料的親油性將口罩濾材區(qū)分為下列三種：
1. N 系列：N 代表 Not resistant to oil，可用來(lái)防護(hù)非油性懸浮顆粒, 無(wú)時(shí)限。
2. R 系列：R 代表 Resistant to oil，可用來(lái)防護(hù)非油性懸浮顆粒及汗油性懸浮顆粒,時(shí)限八小時(shí)。
3. P 系列：P 代表 oil Proof，可用來(lái)防護(hù)非油性懸浮顆粒及汗油性懸浮顆粒,無(wú)時(shí)限。 有些顆粒物的載體是有油性時(shí)，而這些物質(zhì)附在靜電無(wú)紡布上會(huì)降低電性，使細(xì)小粉塵穿透，因此對(duì)于防含油氣溶膠的濾料要經(jīng)過(guò)特殊的靜電處理，以達(dá)到防細(xì)小粉塵的目的。
另外，NIOSH又將每一類濾材按過(guò)濾效能分為95(95%)、99(99%)、100(99.97%)三種，這樣三類材料各有三種過(guò)濾效能，因此共九種等級(jí)的口罩。
過(guò)濾效能95% 的N95口罩①， R95口罩， P95口罩；
過(guò)濾效能99% N99口罩，R99口罩， P99口罩；
過(guò)濾效能99.97% N100口罩，R100口罩， P100口罩。
上述口罩說(shuō)法由美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全衛(wèi)生總署（National Institute for Occupational Safety and Health）制定。
由于生物性微粒多屬非油性顆粒，因此我們?nèi)粘７兰?xì)菌，防流感病毒使用N級(jí)即可。而 N95口罩級(jí)即表示可防護(hù)非油性顆粒在85L/Min流量下過(guò)濾效能為95%，而N95口罩是所有認(rèn)證等級(jí)中最基本的一個(gè)等級(jí)。
其他國(guó)家類N95口罩等級(jí)過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)：
1.歐盟EN149 標(biāo)準(zhǔn)
FFP1: 最低過(guò)濾效果>80%
FFP2: 最低過(guò)濾效果>94%
FFP2: 最低過(guò)濾效果>97%
歐標(biāo)由歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（Comité Européen de Normalisation, CEN）呼吸防護(hù)裝具認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是將粒狀物防護(hù)濾材分為固態(tài)粒子防護(hù)與液態(tài)粒子防護(hù)兩種，分別以NaCL（氯化鈉）與DOP（石蠟油）氣溶膠測(cè)試并分級(jí)。合格的固態(tài)粒子防護(hù)濾材根據(jù)測(cè)試的粒子穿透率分為P1 (FFP1)、P2 (FFP2) 與P3 (FFP3) 三級(jí)，其中以P3 防護(hù)性能最佳，而P1 防護(hù)性能最低。液態(tài)粒子防護(hù)濾材分為P2 與P3 兩級(jí)，P3 的防護(hù)性能高于P2。與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不同的是它的檢測(cè)流量采用95L/min，用DOP油發(fā)塵。
以上所說(shuō)的非油性顆粒現(xiàn)多指NaCL（氯化鈉）顆粒，我國(guó)行業(yè)內(nèi)人員有時(shí)簡(jiǎn)單得將N級(jí)口罩稱為是通過(guò)鹽檢測(cè)，P級(jí)口罩是通過(guò)油檢測(cè)。
【N級(jí)、P級(jí)口罩結(jié)構(gòu)分析：一般都是三層或多層，最內(nèi)層一般為滌綸針刺布（好似經(jīng)過(guò)光棍熱軋，一面較光。），中間層是熔噴濾材，外層一般為PP紡粘布，有時(shí)還多加一層活性炭。
在其三層結(jié)構(gòu)中，針刺布一般其支撐口罩形狀的左右，一般也稱支撐層；熔噴層是最為關(guān)鍵的一層，因?yàn)檎麄€(gè)口罩?jǐn)?shù)據(jù)的指標(biāo)基本全部都是由熔噴材料的性能決定的；最外層一般為PP紡粘布。
另外有些口罩有一個(gè)塑料閥門(mén)，有些則沒(méi)有，根據(jù)客戶的要求，但主要的不是結(jié)構(gòu)的不同，而應(yīng)該是熔噴層材料應(yīng)該達(dá)到的數(shù)據(jù)指標(biāo)，這才是問(wèn)題的關(guān)鍵。】
N級(jí)產(chǎn)品多為美標(biāo)，N95使用的熔噴布一般為40～50g/m2，N99使用的為70～80g/m2或80g以上產(chǎn)品。
P級(jí)產(chǎn)品為歐標(biāo)，P1使用的熔噴布一般為30～35g，P2為40～50g，P3為80g左右。
一般可以簡(jiǎn)單得理解為N95和P2近似，具體到數(shù)據(jù)要求上，N95產(chǎn)品要求阻力高、效率低；P2產(chǎn)品要求效率高、阻力低。
無(wú)論是歐洲標(biāo)準(zhǔn)還是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，均指定用美國(guó)TSI-8130 Automated Filter Testers儀器進(jìn)行檢測(cè)。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)N類用NaCl法，R類用DOP法，歐洲標(biāo)準(zhǔn)用DOP法。TSI-8130儀器用NaCl法：儀器可以自動(dòng)產(chǎn)生鹽粒子，粒子的平均直徑為0.2μm（聚集平均直徑0.26μm，算術(shù)平均直徑0.07μm）經(jīng)設(shè)定在一定流量下通過(guò)試樣，儀器自動(dòng)打印出流量、阻力、透過(guò)率。
DOP法，使用DOP油發(fā)塵，DOP油粒子直徑為聚集平均粒徑0.33μm，計(jì)數(shù)平均直徑0.20μm。
另有BFE和PFE叫法是我公司口罩濾材在美國(guó)Nelson（尼爾森）實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試取得的過(guò)濾效果。BFE它是美國(guó)Nelson實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試方法，是在32LPM流量下取用3.0微米的微粒對(duì)濾料進(jìn)行檢測(cè)≥95%。 BFE指的是細(xì)菌過(guò)濾效率；PFE是比BFE級(jí)別還高的過(guò)濾效果，P可以簡(jiǎn)單的理解為顆粒（粒徑大小在0.1微米的顆粒）。
2.澳洲AS1716標(biāo)準(zhǔn)
P1: 最低過(guò)濾效果>80%
P2: 最低過(guò)濾效果>94%
P2: 最低過(guò)濾效果>99%
3.日本MOL標(biāo)準(zhǔn)
DS1:
DS2: 最低過(guò)濾效果>99%
DS3: 最低過(guò)濾效果>99.9%
二、臺(tái)灣地區(qū)CNS標(biāo)準(zhǔn)；
三、韓國(guó)CS29標(biāo)準(zhǔn)②；
四、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6223-86 UDC 614.894：分為四類
以上檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均以0.3微米的粒徑做測(cè)試，歐盟標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)流量為95L/min，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為85L/min。我國(guó)國(guó)標(biāo)用懸浮粒徑<5微米的 90%以上，<2微米的70%以上，流量值為42. 5L/min。在濾料的檢測(cè)認(rèn)證上則采取了“最壞個(gè)案”的思想，即在實(shí)驗(yàn)室做檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)的條件設(shè)立為最惡劣條件。如做效率實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的氨化鈉鹽或DOP油霧的粉塵粒徑為0.3微米的氣體動(dòng)力學(xué)計(jì)算直徑，它代表了極細(xì)小的且最易穿透濾料的顆粒的大小、代表了從事強(qiáng)體力勞動(dòng)時(shí)的呼吸量，實(shí)驗(yàn)前還要對(duì)濾料進(jìn)行高溫高濕的預(yù)處理，代表了惡劣的工作環(huán)境，所有這些的目的是檢驗(yàn)在如此苛刻的條件下，如果濾料能通過(guò)檢測(cè)而達(dá)到相應(yīng)的效率水平，那么在實(shí)際應(yīng)用中定能更有效地保護(hù)工人的健康了。防毒濾料一般都采用活性炭或經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的活性炭作為材料，通過(guò)吸附或化學(xué)反應(yīng)將毒氣或毒蒸氣過(guò)濾而不被人吸入。活性炭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有很多微孔能構(gòu)成極大的比表面積，這些微孔能將分子大小不同的毒蒸氣和毒氣分子吸入其中而不會(huì)逃脫。活性炭的處理及安裝要求是很高的，若處理不當(dāng)或活性炭顆粒很粗，而造成粒間縫隙，那么毒氣就會(huì)從縫隙問(wèn)穿透進(jìn)入呼吸道，而不會(huì)被吸附了。因此，自己更換袋裝活性炭的做法是非常不科學(xué)的。好的化學(xué)濾毒盒里的活性碳應(yīng)添裝密實(shí)，粒徑小，比表面積大，這樣防毒時(shí)間才會(huì)長(zhǎng)，同時(shí)還要考慮呼吸阻力小，配戴舒適。一般來(lái)說(shuō)，不同類型的化學(xué)過(guò)濾盒可以防不同類型的化學(xué)物質(zhì)，如有機(jī)、酸性、綜合防毒、氨氣等。
我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB19083-2003原則采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。只是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)只采用一個(gè)等級(jí)即N95，氣溶膠采用NaCl非油性顆粒，流速為85L/min，顆粒平均粒徑0.26μ，計(jì)數(shù)粒徑0.07μ，要求過(guò)濾效率滿足95％時(shí)，氣流阻力不大于35mm水柱。
所以，無(wú)論是N95口罩、還是R95、P95 以及濾菌功能更高的 N99、R99、P99，甚至 N100、R100 及 P100 等類型口罩，都能有效過(guò)濾懸浮微粒或病菌。此外，通過(guò)歐盟標(biāo)準(zhǔn)的 FFP1、FFP2 及 FFP3 工業(yè)用口罩也都能有效濾除微粒或病菌。
注：①N95口罩是指由NIOSH（美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生研究所）認(rèn)證的9種防塵口罩中的一種，其中“N”代表其材質(zhì)僅適用于過(guò)濾非油性顆粒，而“95”則代表其過(guò)濾效能達(dá)至少達(dá)95%。N95口罩隔濾的微粒，直徑可小至0.3微米。在測(cè)試中，隔阻直徑0.075微米的微粒，成功率有95%。冠狀病毒肺炎（非典型肺炎）病毒的直徑約0.1至0.12微米。
②CS29是韓國(guó)呼吸防護(hù)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)要求至少等同于歐洲呼吸防護(hù)FFP2標(biāo)準(zhǔn)，與呼吸防護(hù)N95標(biāo)準(zhǔn)等同。
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