医用防护服材料的发展及应用

来源：东饰资讯网

2004年第6期　　　　　　　　　　　　产业用纺织品1

医用防护服材料的发展及应用

陈康振　　(PGI南海南新无纺布有限公司,南海,528200)

摘　要:简述医用防护服的性能要求,分析了不同防护服材料的性能、特点和应用。关键词:医用纺织品,防护服,性能要求,材料,发展,应用

中图分类号:TS106167　　　文献标识码:A　　　文章编号:1004-7093(2004)06-0001-04非织造布技术,开发出外观、性能接近传统纺织品

0　前言

突如其来的“非典”灾难,给我们国家带来了很大的损失,同时也使人们不得不警醒。经历了这场没有硝烟的战争,人们的保护意识大大提高,防止交叉感染的意识进一步加强,防护用品的使用也得到进一步重视。医用防护服作为医院防止交叉感染的主要用品,其选材和制作都十分重要。

现代医疗卫生事业的进步对促进医用防护用品材料的发展起到了极大的推动和促进作用,不但对其防护阻隔性能提出了越来越高的要求,而且对其舒适性、卫生及生物性能也有定性定量的标准要求。

纯棉机织布作为外科手术衣的面料已有上百年的历史。传统医用手术服是纯棉织物经后整理加工制成,一般为非一次性用品,高温灭菌消毒后重复使用。然而棉织物提供的仅是一种假性防护,不但不能阻隔病毒粒子侵入,而且浸湿后的棉织物细菌可以自由进入,并发生游离移动,从而造成污染。另外经反复洗涤的棉织物布面绒毛脱落成为细菌粒子的传播载体,成为伤口的另一感染源。

上世纪90年代,欧美发达国家利用其先进的

且成本价格较低的非织造布医用防护服面料,制成一次性使用的手术服、隔离服、手术洞巾等防护用品,现在欧美市场基本普及应用,其性能已经为临床外科所接受。国内由于消费水平、法律法规以及观念上的种种原因,医用棉织物一直在医疗护理过程中被广泛使用,用即弃型医用防护用品只是少量使用。

1　医用防护服的性能要求

现代医疗系统对医用防护服的性能研究着重于提高防护服的屏蔽性、舒适性和生物性能等方面内容。

目前国际上较为通用的标准是美国NIOSH标准和欧盟的EN标准。美国的医用防护服标准是由NFPA(美国国家防火协会)指定的NFPA1999医用防护服标准,适用于医疗急救,规定了

为人员提供阻隔血液和体液的最低防护标准。欧

盟的标准则是由CEN(欧洲标准委员会)制定的。澳洲等地区都有自己的医用防护服标准。

我国在2003年4月29日颁布了GB1908222003《医用一次性防护服技术要求》,规定医用防

护服必须具有多功能性,即具有液体阻隔性能,包括防水性、透湿量、合成血液穿透和沾水等级;断裂强力和断裂伸长率;过滤效率;阻燃性能、抗静电性等。

虽然不同国家的标准对医用防护服的要求稍

收稿日期:2003-12-05

作者简介:陈康振,男,1971年生,技术部经理。主要从事聚丙烯纺粘非织造布生产线的管理、工艺技术和产品开发等工作。

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体透过实验,即喷淋试验。喷淋试验对评价防护服的锁扣、接缝性能和防护服设计的完整性是一个行之有效的方法。112.2　对微粒的过滤效率

有不同,但因其目的的一致性,所规定的项目都十分类似,基本上都有以下几个方面。111　强力和伸长

为了确保防护服有足够的强度抵抗物理性的损坏,所用材料必须保证具有一定的断裂强度和断裂伸长率。考虑到防护服在使用时可能会受到不同的力,材料的强度又分为拉伸断裂强度、顶破强度、抗穿刺强度、撕裂强度、接缝及封闭处断裂强度等,有些标准还分别对干强和湿强作出规定。112　阻隔性能

过滤效率是指在规定条件下,防护服将空气中的颗粒物滤除的百分数。测定的是防护服对气溶胶的阻隔能力。之所以制定这一要求,是因为考虑到携带有病毒的飞沫有可能在空气中形成气溶胶,进入人体。GB1908222003规定,在0.075μm,15L/min的NaCl气溶胶流量下,防护服对非油性颗粒的过滤效率应不小于70%。这是因为考虑到SARS病毒的大小约为0.08～0.14μm,呈非油性。欧标中的EN1398222规定了防护服对固体颗粒过滤效率的测试方法。112.3　对细菌的过滤效率(BFE)

医用防护服的阻隔性能与生命安全、健康直接相关,是评价其性能优劣的关键指标。欧洲标准包括对液体阻隔性能测试与对细菌、微细粉尘粒子的过滤效率测试。美国国家标准将防护服的液体阻隔能力划分为4级,作为不同水平生物阻隔保护的参照体系。我国参照欧美国家相对成熟的标准,从防水性、透湿量、合成血液穿透和沾水等级几个方面来评价防护服的液体阻隔性能。112.1　防液体透过性能

这是衡量防护服材料对细菌的过滤效率的指标,病毒并不是细菌,因此,欧标、美标和澳标中,对防护服的BFE都有规定。澳标中,防护服分为基本型、中型和高级防护服3种,这3种防护服要求BFE必须分别达到86%、93%和95%。113　抗静电性

防护服最主要的用途就是用来防止水、有害的化学物质、可能携带有病原体的血液或体液的渗透,因此要求其有良好的阻隔性能。112.1.1防水性

医院的手术室一般都为低温、低湿度的空调环境,当医护人员的皮肤和体毛跟防护服摩擦时,容易产生静电,因此医用的防护服对抗静电都有要求。GB1908222003规定了防护服的带电量应不大于0.6μC,防护服材料的电荷密度不大于7μC/m2。114　皮肤刺激性

防水性以静水压(hydrostatichead,简称

HSH)来表示。HSH越高,表明产品防水能力越强,喷溅的水珠就越不容易透过去。112.1.2防酒精

酒精是医院常用的消毒液,也是渗透性很强的溶剂,ISO和CEN标准中对材料都有防酒精要求,最高为10级(防100%酒精)。112.1.3　防血液、细菌或病毒的渗透

防护服应对皮肤无刺激性。115　舒适性

医疗人员在医疗急救时,经常会接触携带着传染性病原体的血液和体液,因此医用防护服必须具备防血功能。美国材料试验协会(ASTM)规定了材料防血液、细菌或病毒的试验方法(ASTMF1670和F1671),欧标中的prEN13034规定了材料防化学液体的测试方法。112.1.4　沾水等级

舒适性是指防护服穿着时的舒适程度,通常用防护服材料的柔软度和透气度或透湿量来表示。医护人员穿上防护服后,身体产生的热量应容易散发出去。如果热量积聚过多,人会感到不舒服,影响工作效率和质量。GB1908222003对柔软度没提要求,主要评价透湿量,用透湿杯法测定,要求防护服的透湿量应不小于2500g/(m2·d)。

这是衡量防护服材料拒水性能的又一个指标,GB1908222003规定最高为5级,一般医用服要求高于4级。欧标则要求对防护服进行全面液

美国ASTMD1388296则规定了柔软度的测试方法,通常要求是弯曲长度小于3cm。

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2　医用防护服材料的分类及性能比

较

　　医用防护服的作用是产生细菌阻隔层,以防止细菌泳移,减少交叉感染。近年来一些科研单位和企业已经开发出不少医用防护服,大多以非织造布为主要面料。医用防护服按面料的组织结构可分为机织、非织造布和复合材料;按使用期限分为用即弃型(一次性使用)、限次型和可重复使用型;按加工复合技术来说有整理加工、涂层和覆膜三大类方法。

防护服因其所使用的原材料不同而具有不同的性能,下面列举目前国内市场上正在销售和研发的几种医用防护服所用的非织造材料。211　聚丙烯纺粘布图1　纺粘层与熔喷层的比较

　　SMS产品既有纺粘层固有的高强耐磨性,中间熔喷层又提高了产品的过滤效率、阻隔性能、抗粒子穿透性、抗静水压、屏蔽性以及外观均匀性,从而实现了良好的过滤性、阻液性和不透明性。

这种材料有如下的优异特性:①均匀美观的外观;②高抗静水压能力;③柔软的手感;④良好的透气性;⑤良好的过滤效果;⑥耐酸、耐碱能力

强。另外,还可以对SMS非织造布进行三抗(抗酒精、抗血、抗油)和抗静电、抗菌、抗老化等处理,以适应不同用途的需要。

因此,SMS非织造布在国内外都得到广泛的应用,用来制作高档的手术衣。但是,它对固体颗粒的过滤效率还不够理想,最多只能达到60%左右。所以,在传染力比较强的病区,单是SMS非织造布制成的防护服还不能满足要求。214　杜邦公司持有专利的闪蒸法一次性成型非

这种材料可经抗菌、抗静电等处理,制成抗菌防护服、抗静电防护服等。聚丙烯纺粘布能代替传统的棉布。相对于传统的棉布防护服,聚丙烯纺粘布防护服无疑是一大进步。因其价格较低,而且是一次性使用,可以大大减少交叉感染率,在刚推出的相当长时期内,在国外得到大量推广。但是,这种材料的抗静水压比较低,对病毒粒子阻隔效率也比较差,只能作为无菌外科手术服、消毒包布等普通防护用品。

212　聚酯纤维与木浆复合的水刺布

这种材料手感柔软,接近传统的纺织品,而且

可以经三抗(抗酒精、抗血、抗油)和抗静电、抗菌等处理,可以用γ射线进行消毒,是一种比较好的医用防护服材料。但它的抗静水压也相对较低,对病毒粒子阻隔效率也比较差,因此也不是理想的防护服材料。

213　聚丙烯纺粘—熔喷—纺粘复合非织造布,即

SMS或SMMS

织造布

这种材料以高密度聚乙烯为原料,其特点是质轻,拒水透湿,能够有效地阻抗干性颗粒物质。但闪蒸法成型布面屏蔽性能不够均匀,对血液、体液的阻隔性也不理想。215　高聚物涂层织物

熔喷布的特点是纤维直径细、表面积大、蓬松、柔软、悬垂性好、过滤阻力小、过滤效率高、抗静水压能力强,但强力低,耐磨性差,在相当程度上限制了其应用领域的发展。而纺粘布纤维线密度较大,纤网又是由连续长丝组成,其断裂强力和伸长比熔喷布大得多,恰恰可以弥补熔喷布的不足。纺粘层与熔喷层的比较见图1,图中表层为纺粘层,底层为熔喷层。

用于防护织物的涂层种类很多,有聚氯乙烯、聚乙烯、聚氯丁橡胶和其他各种合成橡胶,该种防护服的防水性、阻隔细菌粒子的性能非常好,可重复使用,但透湿性能差,人体的大量汗液无法排出,穿着舒适性能差,非典时期使用橡胶涂层织物的防护服实在是不得已之举。国内外最新进展是采用微孔聚四氟乙烯薄膜与织物复合获得防水透气功能,但作为一次性用品价格昂贵。

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这是最近研发出来并在市场上热销的产品。去。因此,用于与透气膜复合的非织造布,本身就应该具有良好的阻隔性能。如前面所述,经过整

理的SMS非织造布具有三抗(抗酒精、抗血、抗油)和抗静电效果,这就增强了SMS非织造布的防护性能,SMS非织造布再与聚乙烯透气膜复合,综合这两种材料的特性,复合的材料便可成为医用防护服最理想的材料。当然,经过处理的水刺布也可用于与聚乙烯透气膜复合,性能也很好,但价格相比之下就贵得多。

另外,复合的工艺也很重要,复合产品的剥离强度及其均匀度、断裂强度和伸长率、透湿量及其均匀性、抗静水压能力等决定了复合产品的质量的好坏。

因此,在选择复膜产品时,一定要综合各方面情况考虑。

216　聚乙烯透气膜/非织造布复合布

根据防护等级的不同要求,所采用的非织造布与薄膜也有不同。聚乙烯透气膜/非织造布复合材料,对于阻隔细菌粒子穿透和液体渗透有优良的效果,且手感可通过改变复合面料的柔软度来调整,其抗拉强力强,透气性好,舒适性能大大提高,能经受消毒处理,不含有毒成分,面密度60～100g/m2,有良好的性价比,用它制成的医用一次性防

护服可保护医务人员免遭污染源污染,克服交叉感染,起到有效防护的作用。

用于复合的非织造布可以是聚丙烯纺粘布、SMS、水刺布等。复合的方式也有多种,可以根据

需要生产非织造布和透气膜的复合产品,也可以生产非织造布—透气膜—非织造布复合产品。只要透气膜选用适当,复合产品的阻隔性能都比较好,其对非油性颗粒的过滤效率一般都可以达到99%以上。

但是,若进一步分析,透气膜对酒精的阻隔性还不够理想。因透气膜透气的原因是在纺薄膜前将碳酸钙粉末加到聚乙烯原料中,薄膜纺出来后经拉伸产生微孔而透气。在电子显微镜下可清晰地看到透气膜的微孔,如图2。

3　结束语

一次性多功能医用防护服的进一步推广是社会发展的必然趋势,是防止污染、防止交叉感染必须采用的手段。在国外,一次性医用防护服的使用已经十分普遍,但由于传统观念和消费水平的影响,一次性防护服在我国尚未得到大范围的推广和使用。

经过非典之役,广大群众对健康防护都有了一定的认识,但是仍然存在一些问题,如哪些人需要防护服,要求怎样的防护水平,防护服的使用培训等。目前医用防护服市场虽然出现销路火爆的场景,但是产品质量良莠不齐,甚至有假冒伪劣产

图2　聚乙烯透气膜微孔

品鱼目混珠。医用防护服质量关系到广大医护人员和群众的生命安全和健康,必须严格谨慎执行标准。

酒精是一种渗透性很强的化学溶剂,很容易渗透到微孔中,薄膜受压时,酒精就比较容易渗过

TheDevelopmentandApplicationofMaterials

forMedicalProtectiveGowns

(PGINanHaiNanXinNon2wovenCo.,Ltd.)ChenKangzhen　　

Abstract:Thispaperbrieflydescribedthepropertiesrequestofmedicalprotectivegownsandanalyzedtheproper2

ties,characteristicandapplicationofdifferentmaterialsforprotectivegowns.

Keywords:medicaltextile,protectivegown,propertiesrequest,material,developmentapplication

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