新型医用防护服改良设计研究

新型医用防护服改良设计研究

高屹然,王立慧（通讯作者）,王朝颐,张诗婷,沙士航,陈柳含

大连工业大学 辽宁省大连市 116000 

摘要：随着近年来我国医疗卫生行业迅速发展，传统医用防护服的缺点也变得不可忽视。医用防护服通常是医务人员在进入特定区域所用到的防护性物品，它具有很好的隔离细菌的作用，但传统医用防护服往往因为加强防护，从而导致不透气，而且没有口袋，在工作中，医护人员无法随身携带常用的笔、手电筒、胶带、手机等工具，增加工作量。这个项目我们通过增加吸热面料，增加一些便利的设计，使医用防护服有更好的使用体验。

【关键字】防护服 细菌 病毒 医用

一、防护服的分类

医用防护服包括医疗环境下专门穿戴的各类服装，因此分类方法很多  。

1. 按照用途分

按照用途和使用场合可以分为：日常工作服、外科手术服和防护服。

日常工作服是指医护人员日常工作中穿着的白大衣，又称白大褂。

外科手术服是指在手术室内穿着的专门设计的服装。

防护服是指医疗急救、进入传染病区、电磁辐射区等特殊区域的人员穿着的服装。

2. 按照使用寿命分

按照通常使用的次数医用防护服一般可以分为一次性防护服和重复使用型防护服。

国内医用一次性手术衣遵守的标准为国家食品药品监督管理总局颁布的2017年1月1日起实施的行业标准YY/T 0506-2016《病人、医护人员和器械用手术单、手术衣和洁净服》。医用一次性防护服遵守的标准为中国国家标准化管理委员会指定的2010年03月01日起实施的医用一次性防护服技术要求:GB19082-2009。

一次性防护服使用方便，可以避免交叉感染，而且无需再次消毒处理，但是这种一次性防护服对环境不是很友好，容易污染环境。通常外科手术服等对于防护性要求高的医疗防护服多使用一次性防护服。

重复使用型防护服在使用后要经过多次多种消毒措施，在消毒过程中会消耗大量人力以及水资源成本，而且防护效果比较差，但是这种医用防护服使用的材料舒适性要更好，所以医护人员的日常工作服通常为这种类型的防护服。

3. 按照材料分

按照材料的加工工艺不同，医用防护服又分为机织类和非织造布类防护服。

机织类材料主要用于加工重复使用的医用防护服，包括传统机织物、高密织物、涂层织物（织物涂层工艺是用有机溶剂或水将涂层胶颗粒溶解成流体状态，然后用刮刀或滚筒均匀涂抹在普通织物上，经过自然蒸发或烘烤，使涂层中的水或有机溶剂溶解的树胶颗粒蒸发掉，使织物表面也形成一层涂膜）和层压织物（又称粘合织物、叠层织物。 是以 高分子 黏合的双层或多层 织物 结构，被应用于雨衣、汽车等等）。涂层和层压织物是为了增强材料的防渗透性能，用于使用环境较苛刻的防护服材料。涂层织物经过涂层加工，表面被涂层剂封闭，具有防渗透性，涂层中的亲水基团或经特殊方法形成微孔结构保证织物的透湿性。层压织物是将织物与一层特殊薄膜(例如微孔薄膜、聚氨醋透湿膜等)通过层压工艺复合在一起，例如聚四氟乙烯超级防水透湿复合面料。由于该织物主体膜的微孔孔径远小于水滴直径，可防止血液、体液等的渗透，微孔的孔隙率高孔径大于水蒸汽分子直径，水蒸汽分子可自由通过，因此透湿性能较好。

非织造布类防护服材料基本都是一次性的，使用较多的有纺粘非织造布、水刺非织造布、SMS(纺粘-熔喷-纺粘)复合非织造布、闪蒸法非织造布和纺粘布复膜产品等。通常非织造布类防护服比机制类材料具有更好的防护性。

二、医用防护服未来发展前景

在新冠疫情爆发之前，我国医用防护服行业供需基本平衡，整体发展缓慢。随着新冠疫情的爆发，行业迎来了快速发展时期。虽然国内新冠疫情已经基本结束，但是国外由于各国政府的控制不力，以及文化环境等因素，使得新冠疫情愈演愈烈，在短期内，全球新冠疫情没有结束的可能，而医用防护服作为重要的医疗资源，疫情期间需求量会处于持续上升的趋势。

同时，在新冠疫情爆发时，各国政府对于医疗资源的储备不足也暴露无遗。由于无法给所有的前线医护人员提供完善的防护措施，使得各国政府饱受诟病。从长期来看，即使新冠疫情结束，各国政府也会继续采购医疗用品，以应对未来有可能出现的威胁。因此，医用防护服未来需求量巨大。

三、防护服创新方向及特点

在防护服的改良中，我们希望将防护服做的将所有的性能都充分体现，防护服要具有防护性、液体阻隔性、微生物阻隔性、颗粒物质阻隔性、舒适性、透气、透湿性、物理机械性、除了前面所了解的性能外，还需要具有消毒耐受性、具有良好的水洗牢度、防止缩水、不助燃、五毒无刺激、对皮肤无害、穿脱更方便等一些性能。

  首先在面料方面，通过添加易于吸汗的面料，增加防护服整体散热效果，解决部分防护服闷热的问题。

我们了解了很多面料、希望将不同面料结合、不同性能的面料放在不同位置上以便于更好的发挥性能。

在上半身我们选择的是冰瓷棉面料优点：1.冰瓷棉就面料成分来说属于纯棉面料，因此该款面料具有纯棉的优秀特性亲肤透气吸汗。2.冰瓷棉是由棉纱和氨纶混纺而成的，因此冰瓷棉也继承了氨纶的特性，干燥凉爽特性，因此冰瓷棉面料在夏天穿的时候有一种冰凉陶瓷的感觉，而且非常的光滑亲肤!3.冰瓷棉面料纺织表面整齐，没有粗糙感，特别适合加工婴幼儿服装。3.冰瓷棉继承了氨纶的优秀特点，和传统的纯棉面料相比弹性会更强一些。冰瓷棉是由95%的棉纱和5%氨纶混纺而成一种面料，面料表面整洁度高，手感光滑凉爽。

冰丝面料也极其受大众的喜爱，贴身穿着十分舒适顺滑，甚至有一丝丝清凉的感觉。所带来的清凉感觉更多是由于其面料内部的“大空间”，相应的内部空气流通好。结果就是依靠汗水会发带走热量，转换成直观感受就是清凉了。由凉感丝织成的面料统称为凉感面料，具有散热快、易降温的性能。由于凉感面料各家的编织工艺各不同，但原理上大致类似——使面料迅速扩散热量、加速汗水排散与降低体表温度。

因为我们添加了前的背包，夏天无疑会热，所以我们在贴身的地方加入特殊的面料，这种面料内的化学材料会与我们人体的汗液产生化学反应，从而得到凉感。不同纤维的独特组合与相互作用，使得蒸发时产生的水分流失会被抑制，并长时间保留在纤维内部。「凉感」的服饰一般会在凉感面料中掺入/嵌入一些吸热的材质，例如有公司在冰丝面料中添加蓝田玉粉末，来加快吸热的过程。现如今市面上具备「凉感」的服饰从面料成分上来区分，一般有2种——

1.加入矿石粉末

2.加入木糖醇

其原理便是利用矿石的比热容较小、热平衡快。（*比热容越小，物体的吸热或散热能力越强；热平衡越快，与外界达到相似的温度时间越短。）2XU 在夏季较受欢迎的 ICE-X 冰爽系列 就是在 PWX ICE-X 面料中结合冷玉嵌入式纱线，来达到凉感的目的。当面料在接触水（汗水）时，能够降低高达2.5℃左右的温度，大概就是我们在炎热天气下走进一片树荫下所带来的感受。此外，冷玉的加入有助于抑制红外线的穿透，起到防晒以及降低热量吸收的作用。再加上压缩裤本身优秀的透气排汗性能，能够进一步增加保持「凉感」的时间。

接下来说说第二种面料中加入「木糖醇」的服饰。我们熟知的木糖醇多见于食品中，例如口香糖、甜食等，我们也可以在一些牙膏的成分表中见到，多被人们用于甜味剂。不过这里说的并不是其作为甜味剂的作用，而是要说说它与水接触后发生的反应——

木糖醇与水分结合后，会引起吸水吸热反应，产生凉爽感。

木糖醇遇水发生的反应。我们常吃的木糖醇口香糖，在嚼开后会有股清凉感，原因便在于此。这个特性很快被人们发现并应用于服装业，值得一提的是2016年里约奥运会中国队所穿着的领奖服「冠军龙服」，内层里料便含有木糖醇。起初木糖醇面料大多采用表面涂层的方法制备成服饰，但是问题也接踵而至——木糖醇溶于水（汗水）后，越变越少，也就意味着冷感越来越弱。于是，通过在面料纤维中嵌入木糖醇的”进阶版“面料出现了，耐洗性也大大提升。除了嵌入方式不同，不同编织方法也影响着「凉感」。2XU 的另外一个 X-VENT系列 便是采用嵌入木糖醇的 ICE-XP 面料。

总结来说，「凉感」服饰除了面料本身的吸汗透气性较好（快速吸收汗水并蒸发的能力），并在面料中加入一些能够加快这一反应过程的材质。

在整体的设计着衣方面我们有以下几点创新，通过这些设计，可以增加医护人员穿戴的舒适感。

在医护服前方添加大口袋，解决原有防护服没有口袋，医护人员个人物品不方便携带的问题。

设计肩带防止口袋滑落。

我们着重在面部防护中进行了创新，通过加装松紧带，卡扣等设计争取让医务人员尽可能地在保护自己的同时又能更加舒适。

最后，我们在小腿做了方便穿脱的拉链和魔术贴，在脚底做了防滑的魔术贴。

本项目通过创新设计，改良结构，使防护服更加便于更换，更舒适。给医护工作者一个更人性化的穿着感受。在当前新冠肺炎仍旧肆虐的形势下，医用防护服是为保证医护人员进入感染区域人员安全而必备的防护性服装，我们希望医用防护服在我们设计改良之下，提供给医护人员更好的工作环境。