刘姗姗 李学洋 冯智劼 李涛 王静 张闯 张婧 王芷若

Abstract Based on the national mandatory standard GB 19082—2009 Technical Requirements for Disposable Protective Clothing for Medical Use, this paper carries out a technical analysis on the water vapour transmission detection of protective clothing. By combing the domestic and international testing standards and evaluation methods, and comparing the technical contents of GB/T 12704—1991 Fabrics-Determination of Water Vapour Transmission Rate-Dish Method and GB/T 12704.1—2009 Textiles-Test Method for Water Vapour Transmission of Fabrics-Part 1: Desiccant Method, the paper focuses on the impact of factors such as experimental operation and numerical calculation on water vapour transmission test results. The research results show that in actual testing operations, attention should be paid to the uniformity of moisture absorbent particles, the hygroscopic particles filled according to the fixed height-mass method, moisture-permeable cups placed near the non-air outlet and return air outlet of the constant temperature and humidity test chamber, and the water vapour transmission calculated according to the area of 0.00283 m². This can reduce measurement errors of moisture permeability, improve the precision of detection, and thereby play a certain technical support role in the comprehensive quality evaluation of disposable protective clothing for medical use.

Keywords protective clothing for medical use; water vapour transmission; testing; medical supplies for epidemic prevention & control; medical devices

新冠疫情、埃博拉病毒病等重大突发公共卫生事件的发生使医用一次性防护服成为不可或缺的防疫物资之一^[1-3]。医用防护服一般采用纺粘-熔喷-纺粘复合面料制成，具有阻隔性高、抗静水压能力高、防血液穿透等特点^[4-5]。GB 19082—2009《医用一次性防护服技术要求》中，透湿量作为疏导人体汗液蒸发释放能力的评价指标，高透湿量有利于热蒸汽和汗液快速透过防护服排出^[6-7]。

近年来，海关不断加强对进出口防疫物资的监管^[8]，对医用一次性防护服实施出口商品检验。依据GB 19082—2009第1部分“范围”对医用一次性防护服的定义：为医务人员在工作时接触具有潜在感染性的患者血液、体液、分泌物、空气中的颗粒物等提供阻隔、防护作用^[9]。其中，对透湿量这一强制性项目的判定标准为不小于2500 g/(m²·24 h)。本文重点分析吸湿剂的使用，为现有标准方法提供技术补充，供医用一次性防护服透湿量检测参考。

1 材料与方法

1.1 检测方法

织物透湿量的检测方法一般分为测定水汽传递速率和蒸发热转移的阻抗能力两类^[10-13]。在GB 19082—2009中规定防护服的透湿量按照GB/T 12704—1991《织物透湿量测定方法 透湿杯法 》方法A吸湿法进行试验。GB/T 12704.1—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第1部分：吸湿法》已于2009年代替GB/T 12704—1991。新版标准删除了透湿量的定义，增加了透湿率、透湿度和透湿系数的术语定义及后两者的计算公式；对组合体平衡时间增加1倍、称量时间要求减少了50%；增加了空白试验及试样的调湿等内容。但对于标准GB 19082—2009中凡是注明日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于该标准^[9]。因此，对于执行标准为GB 19082—2009的医用一次性防护服产品，建议按照引用的GB/T 12704—1991标准检测透湿量。本研究考察吸湿剂的粒径、吸湿剂的装填量、透湿杯在试验箱放置的位置，以及有效试验面积计算值4个因素对医用一次性防护服透湿量检测结果产生的影响，为了降低相对误差，本研究的每组试样不少于3块。

1.2 试验设备

温湿度控制试验箱（ESPEC SETH-Z-041L：温度控制精度±0.5℃，相对湿度控制精度为＋2%～-3%RH）；精密天平（METTLER TOLEDO PL203-IC，精度0.001 g）；透湿杯（常州纺仪设备厂）；标准筛（孔经为0.63 mm、1.6 mm、2.5 mm各1个）；无水氯化钙（化学纯，天津市登峰化学试剂厂）。

3 影响检测结果的因素分析

3.1 吸湿剂粒径

GB/T 12704—1991规定使用粒径为0.63～2.5 mm的无水氯化钙（化学纯）作为吸湿剂装填透湿杯。试验发现，由于先装填的透湿杯是取上层无水氯化钙颗粒，粒径较大，其透湿量普遍略大于后装填的，因此设计分组试验，将粒径为0.63～2.5 mm的无水氯化钙再过筛（1.6 mm）一次，按照粒径分为A组0.63～1.6 mm和B组1.6～2.5 mm，分别测定透湿量，试验结果见表1。

本组试验完成后，取下透湿杯中的防护服试样，可发现A组透湿杯中的无水氯化钙结块程度高于B组。2组试验透湿量测试结果A组小于B组，由于A组装填的无水氯化钙颗粒粒径较小，颗粒间空隙较小，无水氯化钙吸湿后颗粒容易结块，并且吸湿潮解后易形成致密的六水氯化钙层，阻碍了内部氯化钙吸湿，导致吸湿能力降低，透湿量检测结果偏小。因此，建议试验前准备大量粒径为0.63～2.5 mm无水氯化钙，以保证无水氯化钙颗粒的均匀性，避免最后装填的透湿杯中吸湿剂颗粒较小，降低透湿量检测结果数值波动。

表1 不同粒径的吸湿剂防护服透湿量测试结果

Table 1 Test results of water vapour transmission of protective clothing with moisture absorbents of different particle sizes

3.2 吸湿剂装填方式

GB/T 12704—1991规定吸湿剂无水氯化钙（化学纯）的装填高度为距试样下表面位置3～4 mm，并使吸湿剂处于同一平面，用于吸收透过测试样品的水汽。由于氯化钙颗粒间存在缝隙，相同的装填高度下其装填质量略有不同。吸湿剂的质量越大，吸湿能力越强，试验组合体的质量变化越大，透湿量数值越高。本节试验将C组吸湿剂震荡均匀，将对照组D组吸湿剂轻轻压实减小氯化钙颗粒空隙，保证2组透湿杯中吸湿剂的装填高度距下表面位置为3～4 mm。同时进行透湿量检测，试验结果见表2。

结果发现，依据标准GB/T 12704—1991控制吸湿剂装填高度，吸湿剂质量平均值相差达到12.5%，导致透湿量结果偏差超过16.3%。氯化钙通过吸收与试样下表面间空气层的水分，使空气层与外界环境形成水蒸气压差。由于透湿杯直径为60 mm固定值，试样下表面的氯化钙吸收能力和其与表层之间的高度决定了空气层中水分的总量。空气层中水分总量越少，氯化钙越快完成吸收，越易与外界环境形成水蒸气压差，促进外界水蒸气穿透样品，引起测试结果偏高。C组3#和D组2#取样量相近（均采用35 g为宜），相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）为0.25%，较2组数据的总RSD（11.28%）降低了44.6倍，优于完全依靠控制装填高度的测试结果。因此，本试验应关注吸湿剂装填方式，建议装填吸湿剂高度为距试样下表面位置3～4 mm后，30 s内称重并记录质量，使同组其他样杯装载量保持一致，更有利于结果一致性。

表2 不同质量的吸湿剂防护服透湿量测试结果

Table 2 Test results of water vapour transmission of protective clothing with moisture absorbents of different qualities

3.3 透湿杯在试验箱的位置

GB/T 12704—1991标准对试验箱要求为温度控制精度±0.5℃，相对湿度控制精度为±2%，循环气流速度为0.3～0.5 m/s，但未明确设备出风口的位置和回风方式。试验时，透湿杯放置距离风口的远近不同，导致试样周围风速产生差异，且运行状态中设备内的实际风速无法监控，无法判断实际风速是否符合标准要求。本节试验将9个透湿杯分为E组、F组、G 组，每组3个。3组分别放置在恒温恒湿箱的出风口位置、中层中间位置、回风口位置，测定透湿量，试验结果见表3。

表3 透湿杯不同位置的防护服透湿量测试结果

Table 3 Test results of water vapour transmission of protective clothing with moisture-permeable cups in different positions

结果发现，E组、G组透湿量试验结果大于F组。因为出风口和回风口附近的循环气流速度较高，促进了更多的高湿蒸汽透过防护服试样，导致吸湿剂增重更多，测试结果偏大。因此，为了减小设备出风和回风对测试结果的影响，检测时将3个透湿杯放置位置尽量集中，且远离出风口、回风口，以保证测试结果稳定且准确。

3.4 试验面积计算值

在标准GB/T 12704—1991试验结果的计算过程中，试验面积S未规定保留小数位数。根据面积公式S = πr²，π取3.14，试验面积值S = 0.002826 m²，保留小数点后4位则为S’ = 0.0028 m²。透湿量计算公式：

WVT = 24·Δm/(S·t)

其中，WVT为每平方米每天的透湿量[g/(m²·24 h)]；Δm为同一试验组合体2次称量之差（g）；S为试样试验面积（m²）；t为试验时间（h）。

将上述试验得出的Δm分别带入公式S和S’计算，修约到10 g/(m²·d)后，WVT与WVT’结果相差70～80 g/(m²·d)。因此，若检测结果靠近GB 19082—2009中规定的限量值2500 g/(m²·24 h)时，应格外注意试验面积S的取值问题。在GB/T 12704.1—2009 的9.1章节中，有效试验面积A规定为0.00283 m²，避免了上述问题发生。建议计算时，面积取小数点后5位，减小π对数据修约的影响。

4 结论及建议

试验数据显示，在实际检测操作中应注意吸湿剂颗粒的均一性，按照固定高度-质量法装填吸湿剂，将透湿杯放置在恒温恒湿试验箱的非出风口和回风口附近，并按照面积为0.00283 m²计算透湿量，得出的结果最真实稳定。此外，为了获取相对准确且重复性高的测试结果，试验人员还需注意保持测试环境的温度稳定^[14]，保证透湿杯杯体边缘密封，将每个组合样的称量时间控制在30 s内完成，移动时需保持水平，避免晃动导致样品与吸湿剂接触。本研究可用于优化医用一次性防护服透湿量检测，为现行方法标准提供技术补充，对医用一次性防护服的综合质量评价起到一定的技术支撑作用。

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