从Mask到Respirator,口罩认知的演变 - 知乎
从Mask到Respirator,口罩认知的演变

从Mask到Respirator,口罩认知的演变

如果我们把 20世纪初出现的棉纱布口罩视为口罩的1.0,那么无纺布+熔喷布制成的N95级口罩即是2.0。而当我们理解了3M以及众多国际品牌把“口罩”产品名称从“Mask”转换为“Respirator(呼吸器)”的原因,即可从中感知创新方向的未来。

人类在采矿、冶炼或窑炉作坊等空气恶劣环境中劳作时,用布蒙在脸上以减少吸入有毒粉尘、降低致病率,已有数百年历史。但直到18世纪末,才开始有人用棉布来设计制造防尘的口罩。下图即是一位普鲁士矿业工程师设计的简易口罩。此后,欧美陆续出现了一系列用棉纤维、活性炭、石灰等过滤材料来抵挡粉尘和一些有毒有害气体的呼吸防护用品专利。


Alexander von Humboldt 设计的口罩(图源:网络)

1967年,3M公司基于无纺布和静电纤维滤棉专利技术,开始设计和生产防尘口罩,成为用无纺布材料制造防颗粒物口罩的发明者。恰逢美颁布《职业安全健康法(1970)》和职业安全健康管理局(OSHA)成立,有力推动了防尘口罩被广泛应用在打磨、清扫和处理矿物、面粉及其它物料生产与的粉尘场所工作人员的呼吸防护。经过半个多世纪持续创新,不断深入研究颗粒物防护技术,3M设计生产了不同防护级别、不同式样、不同佩戴方式与舒适性和便利性的各种防护口罩。

后来,因用作工业防尘的“N95口罩”能有效过滤和净化吸入的异常气味、降低某些可吸入微生物颗粒物(如霉菌、炭疽杆菌、结核杆菌等)暴露水平的特性被发现,所以被美劳工部推荐给医护人员,用于预防流感、结核等微生物空气传播性疾病的防护用品。

在常人看来,口罩是个挺小的物品,但内里玄机很大。过滤效率、人脸密合度和舒适性,是3M提出的N95防颗粒物口罩解决的三大核心问题。提高对颗粒物的过滤效率和降低滤料对气流的阻力是一对天然矛盾,所以3M采用的是高效静电滤棉专利技术,在不提高呼吸阻力前提下提高过滤颗粒物的效率,并在材料贴合性、阻抗性与生产模具的精密性上都有很高的要求。同时,针对人脸密合度和舒适性问题,3M研发部门对世界各地不同种族人群的脸型差异进行了深入研究,通过设计式样各异的口罩,来满足不同人的适配性需求。从3M官网可了解到,其“口罩(Mask)”品类下有覆盖ToB、ToC 两大领域的17个子类总计882种产品及配件。

纵观所有这些应用于矿山开采、冶炼、焊接、喷涂等工业生产与医疗、交通、出行等个人安全防护场景中的产品,有一个突出共性,就是几乎99% 都采用“呼吸器(Respirator)”命名或者“呼吸器与口罩(Respirator and Mask)”命名,只有1% 还单独称为“Mask”。在“健康保护(Health Care)”类43个SKU产品中,只有1820、1840两款4个SKU还叫“口罩”。

3M “健康保护”品类43个SKU部分产品(图源:3M官网)
3M “健康保护”中只有4 个SKU保持叫“口罩”(图源:3M官网)

Mask与Respirator 有何不同?3M用视频将两者的防护特性与效能做了清晰比较,并由同一人分别佩戴两种产品、用专业仪器实测防颗粒物的数据,阐述了“呼吸器”优于“口罩”的优势所在:

口罩与呼吸器有什么不同?https://www.zhihu.com/video/1231527457088053248

外观为平整四边形、带有双向褶折和水平绑带的 “外科手术口罩”,虽能在一定程度上阻挡大粒颗粒物与血液喷溅,但因有皱褶的口罩4 角与面部贴合不严,对佩戴者的防护效果并不好,所以仅适用于在无污染或低污染区域内保护患者免受医护人员呼出的微生物侵害。

而3M旗下拥有NIOSH N95与FDA双认证的 1860,是一款具有绿色罩杯状防变形外观设计的经典产品,它有着舒适、弹性的编织物头带,可调式铝制鼻夹与罩内的缓冲泡沫鼻梁垫,提供了人脸与呼吸器之间牢固的密封,大大降低了佩戴者受空气中颗粒物的侵害,有助于防止空气传播的生物颗粒、液体喷溅,更适用于在病毒污染区内双向保护医护人员自己与病患不被感染。

我们无法获知 3M 1820、1840 两个型号产品的生产与销售数据,但从大量3M “健康保护”类产品的全球使用场景中可以获得一个基本判断:这两种产品已供货极少甚至停产,3M的产能应已绝大部分或全部转向生产N95级别的产品。

从名称含义来分析,用Respirator 取代Mask远不止是简单的产品命名变化,而是一个极其重要的认知进化。它把人们从数十年的“罩在口上的一块布片、两条耳带绳”传统形式与材料认知中解放出来,引导产品创新的思维从单纯、被动地考虑防护向融入更多技术,多维度、更主动地优化用户穿戴体验,创造更高质量的“新呼吸方式”产品上来。

我们可从3M的4个系列产品1860、1870+/9210+、1804、9105 这4款产品的设计特性上明显感受到这种认知进化带来的设计创新推进。它们在型制上属于两类:1860是固态的壳形罩杯状,其他3款则是可平折的菱形或V形,更有利于携带、存储与大量运输,而且上市时间都晚于1860。只是有些遗憾:除1860外,另外3款系列产品均未见在中国市场销售过。

1870+/9210+在耐流体效能上达到了160 mmHg,超越1860系列的120 mmHg,对诸如炭疽杆菌、结核分枝杆菌、霉菌和引起各种严重急性呼吸系统综合症的病毒和流感都具有更优防护效果。此外,它还有诸多基于用户体验的创新亮点:以3片面板的平折结构设计,优化了存储和便携性,为护目镜留出更多空间的护鼻板、有助于降低护目镜起雾率的压花顶部面板、轻松快速的下巴卡位、更柔软的鼻垫泡沫和更光滑的内部材料,全面提升了更舒适的穿戴体验。而且与1860不同,这个系列每件产品都有独立包装,避免了取用时的污染。


3M N95 1870+ 一次性医用呼吸器与外科口罩(图源:3M官网)

1804/1804S 是3M旗下的子品牌VFlex产品,也有两个尺寸,明显看到其在1870+基础上有更好的存储和便携特性,与人面接触的周边贴合更密封,而且融入了医用外科口罩的“褶皱”特点,会随佩戴者说话时的嘴巴运动而弯曲,为口部提供了更大的空间。而且,这款产品在平折结构设计上也与1870+不同,更突出了菱形的角部,并将两条无需辨别上、下关系的弹性头带安装在此角处,方便用户任意选择上、下关系。对这款产品可通过以下视频了解:

https://www.zhihu.com/video/1231566408519528448

在VFlex 品牌下,3M还有一款为大众消费打造的防可致病颗粒物的产品“N95 VFlex 9105颗粒呼吸器”,延续了1804系列的穿戴体验,在V形褶基础的正表面附加了由4个A形组合出的X状压痕,强化了正表面的挺刮与立体感,有独特的视觉效果。

3M N95 VFlex 9105一次性医用呼吸器与外科口罩(图源:3M官网)

除3M外,我们还可看到西方国家一些医疗与工业防护著名品牌也都普遍使用Respirator来命名产品。

Halyard,是一家总部佐治亚州阿尔法利塔(Alpharetta)的专业医疗用品上市公司,市值12亿美元,专注于手术及预防感染领域的医疗器材及用品研发、设计与制造,有雇员12,000人,在全球设有11家制造工厂,产品销往全球100多个国家。其在N95医用防护呼吸器等领域的多项产品在美国市场享有与3M同等重要的领先地位。

Halyard N95 颗粒过滤呼吸器与外科口罩(图源:Halyard官网)

其“N95颗粒过滤呼吸器与外科口罩”与专注于防护液体飞溅的子品牌“流体盾牌(FLUIDSHIELD)”旗下的“流体盾牌N95颗粒过滤呼吸器与外科口罩”都是近年来流感大流行中医护人员大量使用的“网红”产品。两款产品共有的“鸭嘴式”外形令人印象深刻,而且“流体盾牌”柔软的材料与粉色调,更受女性医护人员的喜爱。

Halyard 流体盾牌N95颗粒过滤呼吸器与外科口罩(图源:Halyard官网)

Dpi di Roma,是一家意大利领先的个人防护用品研发与制造公司,致力于以最具创新性的解决方案,满足用户提出的任何最高层级的保护要求。Dpi的品类结构非常清晰,由呼吸保护、头部保护、眼部保护、手部保护与仪器设备 5 大类组成,每款产品的设计与制造都非常精良。旗下的子品牌“MANDIL一次性呼吸器”在疫情前即是意大利医院、企业、军警的主要供应商之一。


Dpi di Roma 五大品类(图源:Dpi di Roma官网)


Dpi di Roma MANDIL 一次性呼吸器(图源:Dpi di Roma官网)

上述品牌均在科技与设计创新上形成了各自的鲜明特色,产品具有很强的识别度并拥有自己的知识产权,这都是中国口罩行业在未来发展中应特别学习的。

发布于 2020-04-09 13:03