毛雙成，許文菊，曹秀明，何 良，陶瑞亮

(江蘇陽光集團有限公司，江蘇 無錫 214426)

2019年底新型冠狀病毒肺炎疫情爆發(fā)，醫(yī)用個體防護裝備嚴重緊缺，各國政府和相關(guān)機構(gòu)采用緊急采購、行政調(diào)用和個人、集體捐贈等方式征集國內(nèi)外的個體防護裝備。2020年2月初，李克強赴疫情防控國家重點醫(yī)療物資保障調(diào)度平臺考察時指出：加快醫(yī)療防控物資生產(chǎn)，增加供應保障能力，是降低疫情感染患者死亡率、提高治愈率和做好防控工作的必要條件。眾多紡織服裝企業(yè)應政府要求轉(zhuǎn)產(chǎn)醫(yī)用防護服[1-2]，實現(xiàn)了快速響應。江蘇陽光集團有限公司也積極響應政府要求，快速轉(zhuǎn)產(chǎn)一次性醫(yī)用防護服。

目前一次性醫(yī)用防護服大多數(shù)仍以聚烯烴非織造布或其復合布為主要面料，如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等。PP紡粘非織造布經(jīng)過簡單處理之后具有防菌、防靜電性能，可作為一次性手術(shù)服，但該類產(chǎn)品的抗?jié)B水性(靜水壓)比較低，阻隔細菌、病毒顆粒的過濾效率也不高，從而限制了在防護服上的應用。目前應用較廣的是聚丙烯紡粘-熔噴-紡粘復合非織造布(SMS或SMMS)，這種材料制成的醫(yī)用防護服不僅具有良好的抵抗病菌入侵能力，還兼具一定的力學性能。根據(jù)應用環(huán)境的要求不同，可以對 SMS 材料進行抗菌后整理、抗靜電處理等。但是在傳染性特別強的手術(shù)室內(nèi)，SMS防護服的防護性能仍然不足以完全保證防護性能，這有待相關(guān)研究人員進一步研究改進。現(xiàn)有醫(yī)護資源緊張且大量一次性醫(yī)用防護服廢棄后會產(chǎn)生較大環(huán)境壓力[3]，可見醫(yī)用防護服的設(shè)計和生產(chǎn)還需考慮其重復利用性。常用于制備醫(yī)用防護服的PP材料耐光照性較差，長時間在強光的照射下會發(fā)生降解，使得力學性能下降[4-5]，所以由其制成的防護服僅適合一次性使用，開發(fā)可重復使用的醫(yī)用防護服具有重要意義[6]。閆鈞等[7]對目前可重復用醫(yī)用防護服的研究進展作了綜述，將可重復用防護服按照材料加工方式分為高密織物、涂層織物和層壓織物3類。郝新敏等[8]以聚四氟乙烯(PTFE)復合膜作為隔離層制備了防護服，洗滌10～15次仍然具有良好的防護性能，但PTFE材料加工成形困難，成本高昂。聚酯材料(PET)是服裝常用的原料，其耐老化性比PP材料好很多，作為土工布使用時自然老化時間達到5 a以上，且PET非織造布的成本雖然比PP非織造布高一些，卻比PTFE材料低得多。

本文選擇一種特殊的聚酯非織造布作為可重復用醫(yī)用防護服的原料，通過防水后整理、裁剪、縫合與壓膠等工藝過程，生產(chǎn)出各項指標均符合GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》的可重復用醫(yī)用防護服，其中面料強度和透濕量遠高于標準要求，形成了一套有關(guān)高透濕可重復用防護服的生產(chǎn)工藝，為企業(yè)生產(chǎn)、銷售新產(chǎn)品提供技術(shù)支持。

1 面料性能與后整理

考慮到可重復用防護服需要有足夠的力學強度以避免在洗滌和消毒過程中破損，選擇某公司生產(chǎn)的聚酯超細纖維非織造布進行基本性能測試。

參考GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》設(shè)定研發(fā)可重復用醫(yī)用防護服的技術(shù)要求。所選非織造布面料面密度為120 g/m2，經(jīng)向強力為368 N，脹破強力為580 kPa，均符合國標中斷裂強力不小于45 N的要求。

非織造布面料不具有防水性能，因此需進行防水后整理，設(shè)備使用MONFORTS(TEX-3)熱定型機(德國門富士數(shù)控加工技術(shù)有限責任公司)，工藝采用毛紡面料的常規(guī)浸軋工藝[9]，后整理結(jié)果如表1所示。GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》規(guī)定防護服外側(cè)面沾水等級應不低于3級?？紤]到洗滌后防水性能可能出現(xiàn)下降，本文對所開發(fā)的可重復用防護服面料防水性能指標設(shè)定為洗滌前和10次洗滌后均不低于3級。

表1 防水后整理配方及效果Tab.2 Formula and performance of waterproof after finish

如表1所示，3#、4#和5#都滿足洗滌前后的防水要求(不低于3級)，但4#和5#的洗滌前防水等級比3#稍高，4#和5#之間，考慮成本和防水后整理后非織造布的手感(防水劑添加量越高，非織造布手感越硬)，最終優(yōu)選4#工藝進行200 m非織造布防水后整理處理。

2 可重復用防護服的設(shè)計與裁剪縫制

可重復用防護服為連身式，由連帽上衣和褲子組成。防護服的結(jié)構(gòu)設(shè)計參照GB 19082—2009，即“穿脫方便，結(jié)合部位嚴密；袖口、腳踝口采用彈性收口，帽子面部收口采用彈性收口、拉繩收口或搭扣”?？芍貜陀梅雷o服結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 連體式可重復用防護服的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of one-piece reusable protective clothing.(a)Front;(b)Back

防護服的接縫越多越容易出現(xiàn)漏洞，所以醫(yī)用防護服的款式應該盡量減少面料的裁切來提高防護服的保護作用。本文可重復用防護服分為8個裁片，如圖2所示，包括上衣、下衣和帽側(cè)片各2個，帽中1個，以及前中門牌1個。劉壯洪等[10]報道的一次性醫(yī)用防護服生產(chǎn)工藝中，防護服的裁片為11個?？梢姳疚脑O(shè)計的工藝減少了服裝的分割和縫合工序，優(yōu)化了裁剪工藝。

圖2 可重復用防護服的裁片F(xiàn)ig.2 Pieces of reusable protective clothing

如圖2所示，上衣前中與后中之間為肩部，未裁切開，下衣外側(cè)縫同樣未裁切開，屬于無縫一體設(shè)計，這樣可以減少4條接縫，降低病毒侵入的概率，從而提高防護性。此外，為考慮實際使用情況，增加了防護服的領(lǐng)口與帽口的尺寸(高度和寬度)，對穿著人員的脖子和口鼻部位增加了防護；帽子面部采用彈性收口增加貼合度，減少穿著人員的面部暴露程度，袖口、腳口同樣采用彈性收口；在前中拉鏈處增設(shè)了一塊前中門牌，并粘上雙面粘加強拉鏈外的密閉性；上下衣之間加上松緊帶進行縫合，為提高穿著活動性，對防護服腰部做了一定程度的收腰。

3 生產(chǎn)工藝研究

可重復用防護服生產(chǎn)工藝主要包括裁片的縫制和縫合部位的熱合壓膠2個工序。

3.1 縫制工藝

縫制，即把各裁片縫合成整體的一件服裝，工廠生產(chǎn)一般采用縫紉機常規(guī)縫制工藝。本文采用JUKI(DDL-8000A)型平縫機(重機(上海)工業(yè)有限公司)和JUKI(MO-6814S)型包縫機(重機(上海)工業(yè)有限公司)進行縫制。根據(jù)防護服不同的縫制部位不同的需求，形成如下具體工藝。

3.1.1 袖底縫和襠縫的縫制工藝

可重復用防護服需要耐洗滌，為避免縫合毛邊在洗滌過程中脫絲，將袖底縫和襠縫等部位的縫合毛邊設(shè)置在服裝正面。為保證壓合的膠條能完全壓住毛邊，需要將縫頭控制在0.4 cm。由于所用非織造布比一次性防護服的非織造布面料厚實，縫頭很難貼合在縫的2側(cè)，需要增加一道熨斗熨燙壓縫頭的工序。將縫頭燙倒在大身上，然后在防護服的正面壓耐高溫膠條?？芍貜陀梅雷o服的縫合、壓膠外觀如圖3所示，防護服縫合部位反面平整無毛邊見圖3(a)，正面壓膠后可以看到縫頭略微凸起見圖3(b)。用以上工序處理縫頭，可以使可重復用防護服的反面平滑、干凈，經(jīng)過多次水洗不會出現(xiàn)縫頭在洗滌過程中脫毛、脫漏的問題，滿足防護服耐多次洗滌的要求。

圖3 可重復用防護服的縫合部位Fig.3 Stiching parts of reusable protective clothing. (a) Reverse side; (b) Right side (rough edge covered by tape)

3.1.2 中腰與腳口的松緊帶縫合工藝

考慮到穿著舒適性，中腰部位采用內(nèi)襯松緊帶工藝，上身與下身結(jié)合部位為中腰結(jié)合縫，縫頭設(shè)置在防護服里部，把中腰松緊帶縫合在中腰縫頭上，使縫頭蓋住松緊帶，避免松緊帶外露，并且縫頭不起翹。

袖口、腳口、帽口松緊沒有采用常見的直接鎖邊松緊工藝，而是采用特殊的3卷邊工藝，圖4示出了袖口的3卷邊鎖邊照片。將面料毛邊藏在里面，在洗滌的過程中面料不容易脫絲，耐久性更好，更耐洗滌。

圖4 袖口的3卷邊鎖邊照片F(xiàn)ig.4 Three-fold image of the elastic cuff

3.1.3 拉鏈選擇和小襠部位縫合工藝

為方便服裝穿脫，防護服開口設(shè)在前門襟處,前中拉鏈采用進口防水拉鏈(3號閉尾防水拉鏈)，上面的防水涂層可以更進一步增強防護隔離等級。相比較普通防護服采用的普通樹脂拉鏈，防護效果更佳。

在拉鏈的尾部即小襠部位的縫制時，在拉鏈尾部和面料拼接的拐彎處打2個三角剪口，便于拼接縫處拐彎。同時為了封閉此處的針孔，在縫制門襟門牌時門牌長度要比拉鏈尾部長3 cm，最后在門牌底部進行壓膠密封處理，確保拉鏈處的密封效果。

3.2 熱合工藝

醫(yī)用防護服的各個裁片經(jīng)過縫紉機縫合，形成的線跡部位會出現(xiàn)大量針孔，這些針孔的孔徑遠遠大于細菌和病毒的尺寸，無法有效隔絕細菌、病毒的侵入。為了解決針孔造成的問題，采用YX(HT6)型熱風壓膠機(東莞易效智能科技有限公司)對縫合產(chǎn)生的線跡部位用無孔的柔性膠條進行熱合密封。

可重復用防護服所用非織造布厚度與一次性防護服所用原料不同，且可重復用防護服進行膠條熱壓后必須經(jīng)過多次洗滌保證膠條不脫落，因此選用3種不同的膠條進行測試。膠條J-A為一次性防護服所用藍色膠條，膠條J-B為藍色聚氨酯膠條，膠條J-C為灰色耐高溫聚氨酯膠條，膠條的篩選實驗結(jié)果見表2。

表2 膠條的篩選實驗Tab.2 Selection experiments of tapes

如表2所示，經(jīng)過多次實驗后，選擇膠條J-C作為可重復用醫(yī)用防護服的膠條，壓膠溫度設(shè)定為413 ℃，壓膠速度設(shè)定為10 m/min。按照這組壓膠工藝參數(shù)熱壓后，膠條J-C與面料之間的黏合牢度最高，經(jīng)10次洗滌后不會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。

3.2.1 普通平縫部位的熱壓工藝

對于防護服上大部分平縫的普通部位，一般把縫頭毛邊壓燙平整后再壓制膠條。具體工藝為：把防護服縫合縫的待壓部位放置在壓膠機的下導輪上，右腳踩踏板使上下導輪運動，膠條即隨著上導輪運動，工人雙手平穩(wěn)向前，把防護服縫合部位送到整條縫合縫結(jié)束，略微超出縫合縫尾部后左腳踩腳踏板，牽動切斷裝置運動，刀口快速切斷膠條。這一熱壓過程盡量避免中途停頓，以免膠條形成褶皺影響美觀(注：左右腳踏板的具體功能隨壓膠機型號的區(qū)別而有所不同)。

3.2.2 前中門牌的熱壓工藝

防護服前門襟有拉鏈頭阻擋，因此前中門牌的正面壓膠要分成2次熱合。制作時工人需要在中下段抬起上導輪，把拉鏈頭拉到底，再下壓上導輪對上段膠條進行熱壓。這種熱壓工藝對工人的熟練度有一定要求，但壓出的前中門牌與大身之間的膠條不需要拼接，能進一步提高防護服的密封效果和耐洗滌性能。前中門牌與大身結(jié)合部位的壓膠效果如圖5所示。

圖5 門牌與大身的結(jié)合Fig.5 Combination of front center and clothing body

3.2.3 門襟門牌魔術(shù)貼工藝

普通防護服門襟門牌和大身結(jié)合采用的是雙面粘黏合的方式，并且只能一次性使用。雙面粘經(jīng)水洗后會脫落并且失去黏性，針對可洗滌防護服特點，選擇熱熔的魔術(shù)貼用于門牌和大身的反復結(jié)合，提高了拉鏈處的密封效果，使得所制成的防護服可耐多次洗滌。

4 可重復用防護服成品檢測結(jié)果

根據(jù)以上生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出的可重復用防護服檢測結(jié)果如表3所示，所有檢測結(jié)果均符合GB 19082—2009要求。本文所研制的可重復用防護服面料采用紡粘水刺的特殊加工工藝，使得面料在具有良好強度的同時，又具有非常高的透濕量，其透濕量遠遠大于標準所要求的不小于2 500 g/(m2·24 h)。經(jīng)過防水處理的可重復用防護服，表面抗?jié)裥?～5級，抗合成血液穿透性5級，過濾效率75%，護服面料和腰十字位置隨機檢測抗?jié)B水性符合上述標準要求。將防護服成品進行10次水洗后，表面抗?jié)裥韵陆档?級，抗合成血液穿透性下降到4級，過濾效率基本不變，防護服面料和腰十字位置隨機檢測抗?jié)B水性均合格。

表3 防護服成品檢測結(jié)果(指標要求按照GB 19082—2009規(guī)定)Tab.3 Test results of protective clothing products (requirements according to Standard GB 19082—2009)

5 結(jié)束語

本文通過選擇具有良好強度、高透濕量并且耐老化的聚酯紡粘非織造布并進行防水后整理工藝研究，獲得了用于可重復用醫(yī)用防護服的非織造布面料，并對防護服裁剪與縫制工藝進行了優(yōu)化改進，解決了面料較厚導致壓膠困難、毛邊經(jīng)多次洗滌容易脫絲、膠條經(jīng)多次洗滌容易脫落等具體工藝問題，保證了可重復用防護服經(jīng)過多次洗滌后仍具有良好的防護性能。所制得的可重復用醫(yī)用防護服測試指標符合GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》，其中強力和透濕量遠高于標準要求，可耐10次洗滌?？芍貜陀冕t(yī)用防護服的開發(fā)可以減少資源浪費，有利于長效的公共安全防護。