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口罩的技术含量
内容来源:前瞻网    浏览次数:75    更新时间:2020/3/9 9:19:05

2020最受关注和畅销的网红产品,毫无疑问是口罩。新冠肺炎疫情的蔓延,让口罩从一个渗透率并不高的产品变成了一货难求的“硬通货”。

中国作为世界最大口罩生产及出口国,都遭到了强烈冲击,口罩一货难求持续,成为阻碍很多企业复工的头等因素。

在这种情况下,提高口罩产能自然成为当务之急。前阵子,很多以前不生产口罩的企业都在加码生产,3000多家企业悄悄搞起硬核“跨界”做口罩。

弄得很多网友一头雾水——三枪内衣、爹地宝贝纸尿裤临时转行做口罩稍微能理解,但中石化、比亚迪、上汽通用五菱汽车、富士康等也加进来是什么鬼?

以前不生产口罩的企业都在加码生产,让不少人觉得做一个口罩很容易,不过是在几块布中间加点过滤物质而已。但做一个好口罩真的这么容易吗?

口罩起源于中国,传染病的爆发促使改良与普及

有史记载以来,世界上最先使用口罩的是中国。13世纪初,口罩只出现于中国宫廷。侍者为防止气息传到皇帝的食物上使用了一种蚕丝与黄金线织成的巾做成口罩。在马克·波罗游记中就有记载:在元朝的宫殿里,“献食的人,皆用绢布蒙口鼻,俾其气息不触饮食之物”。

19世纪末,口罩开始应用于医护领域。德国病理学专家莱德奇开始建议医护人员使用纱布罩具以防止细菌感染。

20世纪初,口罩首次成为大众生活必备品。席卷全球的西班牙流感夺走了约5000万人的生命,普通人群被要求用口罩抵御病毒。

20世纪中后期,口罩的大规模使用次数明显频繁。载入史册的历次大流感中口罩在预防和阻断病菌传播方面数度扮演重要角色。

1897年,德国人莱德奇介绍给大家一种用纱布包口鼻以防止细菌侵入的方法。以后,又有人做了一种六层纱布的口罩,缝在衣领上。用时一翻过来罩住口鼻就可以了。可是,这种口罩一直要用手按住,极不方便。后来又有人想出了用带子系在耳上,这就成了今天人们经常使用的口罩。

仅医用口罩和N95口罩能够在此次抗疫中起到防护作用

作为大众防护类产品,口罩发展到现在已主要应用于劳动防护和医用防护两大专业领域。按用途可将口罩分为普通纱布口罩、医用口罩、日用防护型口罩和工业防尘口罩四大类。

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(来源:前瞻产业研究院)

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(来源:前瞻产业研究院)

其中仅医用口罩和N95口罩能够在此次抗疫中起到防护作用,这两类口罩在整个口罩行业产能中占比又非常有限,因此“口罩荒”局面愈演愈烈。

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三种认证标准口罩分类

(来源:SIFIC 感染官微)

在国内,医用口罩往往被分成普通医用口罩(一次性医用口罩)、医用外科口罩和医用防护口罩三个级别。

医用外科口罩对防血透能力的要求高,医用防护口罩则是过滤效果好,两者侧重点有不同,但防护能力都要强于一次性医用口罩。这三种不同口罩,对应的也是三种不同的技术标准。

1(来源:小文探索生命公众号)

常见的医用口罩主要由三层无纺布组成,内层是普通无纺布,外层是做了防水处理的无纺布,主要用于隔绝患者喷出的液体,中间一层是主体过滤材料,常用聚丙烯熔喷布材料。口罩生产用到的其他材料还包括,金属(用于鼻夹)、弹性材料(用于口罩带)等。

大多数的防护口罩,包括N95口罩在内是鸭嘴形的,而一次性口罩和外科口罩多是长方形的,这也和两种口罩功能定位上的不同有关。

产能恢复仍买不到口罩?生产完需解析14天

医用防护口罩生产工艺流程一般为:口罩成型→压合→切边→呼吸阀焊接→耳带点焊→鼻梁条线贴合→呼吸阀冲孔→包装→灭菌→解析(EO灭菌)→成品。

医用防护口罩的生产一般是全自动或者半自动设备。

半自动的设备包括口罩成型机、口罩压合机、口罩切边机、呼吸阀冲孔机(若有呼吸阀)、鼻梁条线贴合机、耳带点焊机、呼吸阀焊接机(若有呼吸阀);全自动设备包括全自动平面口罩机、全自动折叠口罩机等,费用较高但省时高效。

全自动化机器相对来说省时高效,原材料挂于料架上,机台自动送料,由1台本体机拖2到3台耳带机进行自动生产。

生产无菌医用口罩,涉及到灭菌工序。目前绝大部分企业选择的是环氧乙烷(EO)灭菌设备。

环氧乙烷灭菌的口罩需要进行解析。根据宁波市市场监管局的介绍:“医用口罩通常采用环氧乙烷灭菌,灭菌后口罩上会有环氧乙烷残留,而环氧乙烷是一种有毒的致癌物质,长期吸入不但刺激呼吸道,还会有强烈的致癌可能性。所以必须通过解析的方式使得口罩上残留的环氧乙烷释放,从而达到安全含量标准。”

经过验证的环氧乙烷解析时间约为14天,可确保口罩中残留的环氧乙烷含量低于10ug/g的安全标准。

根据发改委消息,截至2月11日,全国口罩产能恢复率已达94%,医用N95口罩产能已达128%。但是目前很多人依然反映口罩买不到,这个时间差正是口罩供应依然紧张的原因之一。

另外,环氧乙烷灭菌的口罩应选用透气的内包装材料。否则环氧乙烷难以穿透,难以达到灭菌效果。

最后,口罩的生产商还需要把口罩送到质量监督局送检,符合国标GB18279.1-2015,国际标准ISO11135:2014的要求,经检测合格才能出厂上市。

口罩生产企业对厂房洁净度要求较高,生产口罩的净化需要在10万级净化车间完成,并非随意拉一条生产线便能完成。

3M、霍尼韦尔等外国品牌占领中国口罩市场

从2003年的SARS,到2013年的雾霾,再到2020年初的新型冠状病毒,3M口罩在每次风口都引领群雄,17年过去了,国内至今仍无口罩超越其“首选”地位。从工用到民用,为什么3M口罩能一直占据中国市场榜首?

凭借胶带发家的3M,实际业务非常广泛,是个典型的多元化公司,产品几乎涵盖了各个层面,口罩顶多算是其工业产品的配套小“周边”而已。

它多元的业务可能跟鼓励员工创新有关:员工可以利用15%的上班时间做自己的事(这项制度后来被谷歌借鉴)。因为员工的“不务正业”,3M 获得了其公司史上最畅销的产品之一Scotch胶带。目前为止,该公司涉及基础设施、工业制造、安全防护、个人消费品、健康医疗等领域的产品就有11.8万个专利。

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(来源:3M官网)

和许多古老庞大的公司容易陷入“创新者困境”不同,3M以市场为导向:当它发现一项业务前景黯淡,会及时剥离业务,哪怕这项业务在当下还能赚钱。

虽然3M的产品乍一看并不高科技,但是这是一家重视研发的公司。它约有7%的成本用于研发;2019年前三季度就是13.84亿美元。2019年,它在世界500强中排名第95位,市值超过1000亿美元,年销售额在328亿美元左右。

要知道,3M生产口罩已经有50多年的历史。上世纪60年代,基于无纺布和静电纤维滤棉的专有技术,最初设计的防尘口罩,是想要帮助采矿、冶炼和炉窑等工人应对恶劣的职业环境所用。其高效过滤的防护口罩核心技术,以及贴合人脸部曲线的设计,不管是专业防护级产品,还是民用防护级产品,都赢得了消费者的追捧。

早在1990年,3M就已进入中国市场,销售工业用安全防护口罩,彼时它的客户全是矿产、钢铁、造船厂等重工业企业。最常见的3M口罩,通常是白色或是灰色的无纺布制成;口罩上最显著的位置都留给了大字体的警示语,较少考虑用户体验,而这种粗犷风格延续至今。

2012年末到2014年初,雾霾改变了3M口罩的“命运”,它开始变成一款to C的消费品。2013年3M的主打“防霾”的口罩(包括KN95 KN90等口罩)在中国卖了超1亿美元,而当年3M中国公司的年销售额为30亿美元。3M销售部署也改变了:本来口罩在3M属于安全与标识事业部,后来它被调整至消费品事业部。

与3M同样“不务正业”的美国口罩生产商霍尼韦尔,是一家市值达到1000多亿美元的世界500强公司,其业务涉及到航空产品,工业制造技术,汽车产品等,除此之外,还有工业自动化以及特殊材料两大核心业务。如今我们乘坐的很多波音飞机上,有30%的零部件都来自霍尼韦尔航天航空部门,很多飞机上的黑匣子都是霍尼韦尔的。

尽管霍尼韦尔的口罩在全球范围内,不管是质量还是销售都名列前茅,但与3M公司一样,它的口罩业务也只是公司诸多领域中的冰山一角。

霍尼韦尔的个人防护起步较晚,而且也是通过收购的方法来得到一些优势企业的专利和技术。

霍尼韦尔主要生产的防尘口罩,是在中国爆发雾霾时进入中国市场的。它的口罩主要是防尘,防花粉,大多数口罩都带有呼吸阀,并在还拥有口罩呼吸阀的外观专利。

了解了这些,再回头看看中石化、比亚迪、上汽通用五菱、广汽部件、富士康等都加入口罩生产大军就不足为奇了。

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(来源:投中网 根据公开资料整理)

本土品牌KN95口罩难撼动3M、霍尼韦尔地位

当然,为何中国作为世界上产能第一的口罩大国以及口罩“起源地”,这么多年都没有一个品牌能打出像3M、霍尼韦尔一样响亮的名号呢?

和3M和霍尼韦尔相比,同为淘宝热搜的本土品牌“稳健”近期才为人所知,这可能跟它主要生产医用口罩有关。口罩只是稳健医疗集团的业务之一,它的主业是医用敷料,如水凝胶敷料、泡沫敷料等。

据企业信息查询平台“企查猫”显示,稳健医疗于1991年在珠海成立,2018年其医用敷料的出口额就超过9.5亿元。它旗下还有一个更广为人知的消费品品牌“全棉时代”。

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(来源:企查猫)

根据稳健2017年的招股书,全棉时代当年已达到30亿元的销售额。不过,在消费者中有一定认知度的全棉时代选择了主攻母婴领域,生产棉柔巾、婴儿毛巾等产品,口罩没有成为它的重要战略产品。而其母公司品牌稳健口罩主要在医院或药店等渠道销售。

能隔离PM2.5的KN95口罩市场的巨大需求曾经引得众多厂商纷纷入局,除了稳健,还有绿盾等品牌。但产品质量一直参差不齐,这或与缺乏行业标准有关。国内首个民用《PM2.5防护口罩》团体标准在2016年1月才正式出台,《日常防护型口罩技术规范》也于同年4月由国家质检总局国家标准化管理委员会发布。

跟3M、霍尼韦尔相比,中国口罩的新兴品牌——尤其是同时具备防雾霾和病毒能力的KN95还比较“幼小”,在具有强大品牌力、渠道力的3M和霍尼韦尔前,竞争力还不足,因此存在感缺失。

国产口罩有待在技术、渠道方面继续发力才有可能在未来撼动3M等国际大品牌的地位,中国高端制造业任重道远。


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