在空气净化、口罩以及汽车空调滤芯等领域,HEPA熔喷复合滤材已经成为高效过滤的核心材料。
常规的复合结构通常是:HEPA熔喷层 + PET骨架层(通过喷胶或超声波复合)。
lHEPA熔喷层:负责真正过滤空气中的颗粒物、细菌和病毒;
lPET骨架层:提供强度和支撑性能。
在市场上,抗菌、抗病毒、防霉功能主要有两种实现方式:
1.在PET骨架上进行浸渍处理;
2.在HEPA熔喷纤维本体上实现抗菌功能(纤维级抗菌)。
从空气过滤的工作机理来看,真正承担拦截细菌、病毒的始终是HEPA熔喷层,而非PET骨架。因此,若希望获得真实有效的抗菌抗病毒效果,应将抗菌功能直接做到熔喷层上,而不是仅处理骨架层。
一、抗菌测试该用吸收法还是震荡法?
根据 GB/T 20944.2-2007 纺织品抗菌性能评价标准,常用的测试方法有两种:吸收法与震荡法。
两者模拟的使用场景完全不同,适用材料也不同。
1.吸收法:更符合空气过滤材料的实际使用场景
测试原理:
样品贴附在琼脂表面,菌液通过接触被“吸收”,模拟静态、潮湿条件下微生物在材料表面的接触式生长行为。
适用场景:
l医疗敷料
l需要模拟“静态接触灭菌”的材料
为何适用于空气过滤材料?
空气净化类滤网的实际情况是:
带细菌的颗粒物被过滤并沉积在熔喷层表面 → 与纤维发生接触灭菌。
这与吸收法的逻辑高度一致,因此吸收法更能反映过滤材料的真实抗菌性能。
2.震荡法:不适用于HEPA熔喷复合滤材
测试原理:
样品被剪碎后浸入菌液,通过剧烈震荡使菌液与样品充分接触,模拟纺织品在摩擦、搓洗中的动态杀菌场景。
适用场景:
l杀菌剂
l消毒液
l可洗涤纺织品
不适用于滤材的原因:
l不符合空气过滤的使用场景
l要求将样品剪碎并混合测试,会混入骨架层、胶水等非抗菌成分
l难以保证熔喷层取样量的准确性
因此,震荡法不适合作为HEPA熔喷复合滤材的抗菌性能评价方法。
二、测试取样差异对结果的影响
吸收法:
使用完整试样(如圆形裁片),测试面明确,结构保持完整。
震荡法:
要求剪碎样品(0.5 g ± 0.05 g),并浸入菌液。
对于复合结构滤材,这会带来严重问题:
l取样中不可避免混入 PET骨架 + 胶水 + 熔喷布
l熔喷层重量占比仅约 20-30%,极难保证同等比例
l不同区域的纤维数量、直径、抗菌剂分布均不一致
这也是震荡法测试结果常出现波动、不稳定的原因。
三、金发抗菌抗病毒熔喷滤材:从纤维级构筑持久抗菌力
金发的抗菌抗病毒防霉熔喷布采用:
PP熔喷料 + 无机抗菌剂 + 助剂 → 双螺杆造粒 → 熔喷纺丝制备。
选用的是化学性质稳定的无机抗菌剂,与市场上常见的“溶出型抗菌剂”有本质差异:
抗菌剂类型 | 特性 | 问题点 |
溶出型金属离子 | 依靠释放金属离子杀菌 | 随时间衰减,抗菌力逐渐下降 |
有机抗菌剂 | 初期效果明显 | 易迁移、挥发,受环境影响大,易失效 |
无机抗菌剂(金发使用) | 化学结构稳定,不溶出 | 长效、耐高温、耐环境变化 |
无机抗菌剂化学结构稳定,不挥发、不析出、长期稳定,不会失效,更适合空气过滤材料的使用环境。
四、为何有些震荡法测试数据重现性差?
造成震荡法不稳定的原因可能包括:
1.取样比例不可控
复合结构中熔喷布占比约 21%,裁取 0.5 g 样品时熔喷量仅约 0.1 g,随机性极大,影响抗菌成分含量。
2.不同人员裁样差异大
裁样区域不同 → PET / 熔喷布比例不同 → 测试结果差异大。
3.菌种代次不同
若菌种代次>5,有可能改变其对抗菌剂的敏感性。
4.菌液浓度不稳
依赖比浊法易出现误差,应使用 OD 值校准并结合平板计数。
5.菌液放置时间过长
超过2小时或温度管理不当,会导致菌活性下降。
6.接菌操作差异
锥形瓶加液体积不准、挂壁、转移方式不同,都会造成最终结果偏差。
结论:空气过滤材料的抗菌测试,应优先选择吸收法
综合分析材料结构、使用场景与测试原理,HEPA熔喷复合滤材的抗菌性能评价,吸收法是更科学、更合理、更接近真实使用条件的测试方法。震荡法不仅不符合空气过滤场景,也容易因取样误差造成数据不稳定。