原标题：小材大用：两位清华教授不用熔喷布造出超级过滤的复用口罩

00

作者语

许国军

投资总监，与本基金负责新材料、新能源和环保方向的投资。

2月27日，钟南山院士在广州市政府新闻办举行的通气会上表示，预计我国新冠肺炎疫情在四月底可基本控制。这对于饱受新型肺炎影响的中国人民来说，真是一个大好消息。进入3月以来的第一个星期就看到每天新增的由上个月的千例下降到现在的百例。

疫情期间一罩难求，口罩的缺口，困扰着全国人民，尤其是疫情严重的湖北省。那么为什么我们买不到口罩呢？事实上，中国是一个口罩产业大国，生产了全球约50%的口罩。在疫情发生之前，中国口罩最高日产为2000多万只。所以当14亿中国人都需要口罩的时候，这时候口罩就显得杯水车薪了。

今天， 就给大家讲解一下，生产一个口罩需要哪些原材料。如果您对任何新材料领域有兴趣，在创业途中，或有兴趣投资，欢迎与我们联系。

01

口罩都知道

本视频由明照资本投资者关系总监-何悦录制。

02

口罩材料

根据用途，口罩一般可分为普通纱布口罩、医用口罩、日用防护型口罩和工业防尘口罩四大类。

但是不论是什么类型，结构上口罩基本上可以分为三层，内层和外层的无纺布和中间的过滤层熔喷布。我们以一次性医用口罩为例，生产口罩的材料一共有5个：

• 外层深色无纺布（蓝色或者绿色）阻挡外部大飞沫颗粒物

• 中间层过滤层熔喷布起过滤作用

• 内层浅色无纺布吸湿作用

• 鼻梁条

• 松紧耳带

所以不论是我们见到的3M的口罩，各种N95的口罩，基本上跟厚薄没有关系，有关系的就是这中间层起到过滤作用的熔喷无纺布。其中核心主体是纺粘层（Spunbond）-熔喷层（Meltbond）-纺粘层（Spunbond） 构成的类汉堡包结构，纺粘层、熔喷层均由聚丙烯纤维生产的无纺布构成。最内层是纺粘无纺布；中间过滤层使用驻极处理的聚丙烯熔喷无纺布，是口罩的核心；最外层是进行了防水处理的无纺布，主要用于隔绝喷出的飞沫。

医用口罩至少为三层结构，即SMS（1层纺粘层 Spunbond+1层熔喷层Meltbond+1层纺粘层Spunbond），市面上销售的最多为五层， 即 SMMMS（1层纺粘层Spunbond+3层熔喷层Meltbond+1层纺粘层Spunbond）。这种熔喷层无纺布是用打火机烧不着的，前段时间有报道市面上卖的假的口罩，就是不良商家用卫生纸填充中间层。大家可以将自己手里买过的口罩拿来拆解一下，用打火机点燃中间层试试。

这种熔喷无纺布就是高熔融指数的聚丙烯。聚丙烯熔融指数越高，熔喷出的纤维就越细，制成的熔喷布过滤性也越好。目前在材料端困扰企业的，也就是中间层过滤层熔喷布。因为工艺上要比普通无纺布难，一时半会产能也上不来，在需求激增强刺激下市场上熔喷布价格已经由2万元/吨涨到30多万元/吨。

03

口罩生产流程

那么在材料准备完善以后，口罩的生产流程如何呢，我们以医用口罩为例：

医用口罩生产一般需经过口罩成型、压合、切边、呼吸阀焊接（如有）、耳带点焊、鼻梁条线贴合、呼吸阀冲孔（如有）、灭菌、 解析（EO环氧乙烷灭菌）、包装等制造流程。其中，核心环节是口罩中间过滤层的无纺布的生产，即医用高熔脂 熔喷无纺布（医用无纺布）。

医用高熔脂 熔喷无纺布的生产具体分为四个步骤：一是原油炼制成聚丙烯；二是聚丙烯融化塑形为高熔脂 聚丙烯纤维料；三是将高熔脂 聚丙烯纤维料使用熔喷产线加工成熔喷无纺布；四是驻极处理，让纤维带上电荷，对粉尘静电吸附，捕获细菌和病毒。

这里注意两点

第一，在中间层熔喷无纺布生产完了以后，还需要对其加上电荷就是驻极处理，通过静电作用捕捉病毒颗粒，从而实现防护的目的。

第二，口罩的生产完成之后，要对口罩做消毒处理，用的是一种叫做环氧乙烷的东西，这种化学物质，对人体有害，所以在消毒完成后要解析，就是让这些环氧乙烷散去。本来正常的工厂可以放到通风橱解析，但是厂家为节省成本和大批量处理，就直接放在敞开的地方自然解析，这个周期是7-15天，这也是造成疫情发生以后，2月初生产的口罩，中旬才可以出厂，也是整个2月口罩难以供应市场需求的重要原因。

在这种情况下，会看到缺少口罩的农村或者城镇居民，常常把用过的口罩水洗或者直接晾晒以后再次使用。很显然， 这里要更正的是不能这么做！！

04

口罩新材早知道

口罩的这个中间层就靠静电和自身结构，拦截了带有病毒颗粒。但是随着使用时间增加，人口呼出的气体含有大量水蒸气，中间过滤层失去静电，口罩的过滤效果也就大打折扣，所以被称之为一次性口罩，也就是不能水洗和多次重复利用。

那么能不能制作出可水洗多次重复利用的口罩呢？

答案是——可以的！

清华大学国际研究生院李勃研究员团队与清华大学材料学院伍晖副教授团队经过多年潜心研究，合作开发纳米纤维类材料，用气纺方法，制备的高分子基PAN（聚乙烯晴纤维）系列、高分子基PVDF（聚偏氟乙烯）系列、陶瓷基Al2O3/ZrO2系列纳米纤维基材，纳米纤维直径500nm以下，孔径在900nm以下，目前比市场上基材质量最高的3M（美国）的过滤效率在更低颗粒度（≤100nm）显著提高，同时通过纳米基材本征特性，可以实现抗菌效果。

制作出的这种纳米纤维超细的直径和高的纤维密度，因为不需要做驻极处理，本身又足够细，所以可以实现 非静电方式的 物理过滤方式，反而效果出众。在重复蒸气消毒后仍能维持高的过滤效率和低的气阻，可以满足民众在口罩短缺情况下的应急重复使用需求，实实在在的解决了一罩难求的问题。

要想验证是否达到最高级别的医用外科口罩的标准，两位教授找到了深圳市计量质量检测研究院，在3月5日终于做完了所有的报告认证，好消息是，目前所有的指标均达到医用外科级别口罩的要求，替代3M是没有问题的，下图是深圳市计量质量检测研究院的2月底出具的检验报告。

05

结语

尽管短短一个月内，我国口罩的紧缺程度已大大缓解，但随着疫情的进一步发酵，美国、韩国、日本、意大利等诸多海外国家的口罩也陆续陷入紧缺状态。

• 在3月3日美国参议院健康委员会听证会上，美国卫生与公共服务部卡德莱克称，如果疫情在美国爆发，目前美国医务人员需要35亿个口罩，现在约有3500万只口罩，他表示仅占10%。但按此计算库存口罩只占所需1%；

• 近日，韩国通过设在全国各邑、面的邮局一共售出了70万个口罩，购买者每人只能一次购买一套5个口罩，而口罩分配偏向于确诊人数激增的大邱和清道地区；

• 2月28日，日本护理人员工会NCCU开始调查全国4043家看护单位时发现，在“口罩库存还能维持几天”这一问题的回答中，“已经没有口罩了”占18.8%；“1～3天以内”占7.3%；超半数的单位其回答都是库存只能维持2周以内......

可见，口罩正成为“全球硬通货”。

所以说，科技改变生活，这句话不无道理，希望在接下来的时间里，清华大学的这两位教授，真正能够解决熔喷布的缺口，让大家都有口罩可以买到，更希望这场疫情早日散去，社会恢复正常。

责任编辑：