防尘口罩的过滤效率探析

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1、防尘口罩的过滤效率探析UnderstandingtheFilteringEfficiencyofParticleRespirator姚红3M中国冇限公司技术部［关键词］防尘口罩过滤效率粒度流量particlerespiratorfilteringefficiencyparticlesizeflowrate［摘要］木文对防尘口罩过滤效率的检测技术条件做了介绍，分析了检测用颗粒物粒度、检测流量对过滤效率评价结果的影响，通过实例揭示了将初始过滤效率作为过滤效率评价指标的局限性，同时介绍了国外评价口罩结构密合性及与使用者适合性的方

2、法，指出了目前国内检测方法中的不足。Thefilteringefficiencyevaluationmethodofparticlerespiratorwasintroducedinthisarticle.Itwaspointedoutthatthechallengeparticlesizeandflowratearethemostimportantfactorswhichcouldbringremarkableinfluencetotheevaluationresult.Itwasalsoinvestigatedthat

3、loadingtestisnecessaryforefficiencyevaluationandwassupportedbytestingdata.Theevaluationmethodsoffitbetweenmaskandusersusedinothercountrieswerealsointroduced・Theproblemexistsincurrentparticlerespiratorperformancestandardwerepointedout.过滤效率是评价防尘口罩性能的首要参数。防尘口罩的功能是将空气

4、中的粉尘、烟和雾等颗粒状物质（简称颗粒物）阻隔在使用者呼吸区之外，预防因吸入颗粒物而导致的各种呼吸道疾病，包括尘肺病。除了要借助过滤材料将粉尘从吸入空气中过滤掉外，自吸过滤式口罩还必须有密合的结构，简易防尘口罩（如图1）的整个罩体就是过滤材料，通过立体结构和鼻夹密合；复式防尘口罩有可更换的过滤部件（如图2）,靠立体结构和弹性面罩材料密合。图1简易防尘口罩图2复式防尘口罩检测过滤效率的方法是，在一定空气流量下，用规定浓度和粒度分布的颗粒物穿透过滤材料，测定过滤前后颗粒物浓度，计算得岀过滤效率。1.检测用颗粒物粒度是首要参数导

5、致尘肺病的呼吸性粉尘粒度在7nm以下，实际遇到的产尘方式不同，产生的颗粒物粒度也会不同（参见表1）。对于职业防护，检测每个作业场所的颗粒物粒度是非常困难的，也是不现实的。但为保证合格的防尘口罩在任何场合使用都具备合格的过滤效率，检测用的颗粒物应该是最难过滤的，通过控制住这类颗粒物的过滤效率保证实际应用的性能。表1.某些产尘作业产生的颗粒物粒度作业种类空气动力学质量中位径MMAD（um）喷漆2.9-9.7采煤4.6-17.0木材加工1.3-33.1焊接0.37-0.48电池生产>10铜铸造、浇铸2.1为找出最难过滤的颗粒物粒

6、径，需借助能够产生单一粒径颗粒物的设备，分别发生粒径均匀的各种粒径的颗粒物，检测各种过滤材料的过滤效率，最终发现0.3um颗粒物所对应的过滤效率总是最低的，无论是机械过滤的拦截、碰撞、沉降和扩散机理，还是静电过滤的静电吸附机理，0.3um永远是最难捕捉的（参见图3）。因此，0.3um通常作为检测过滤效率的颗粒物粒度指标，如果将过滤效率控制在95%以上，实际遇到的其它颗粒物的过滤效率肯定比95%高（参见表2）。mU-/V度粒图3.最难过滤的颗粒物表2.过滤0.3um颗粒物效率为95%的滤料的实际过滤效率作业种类空气动力学质量

7、中位径MMAD(mm)实际过滤效率(%)铅冶炼2.9-9.7100铜铸造(浇注)4.6-17.099.7铜铸造(打潇)1.3-33.199.7木材加工0.37-0.4899.7木材加工>10100一般情况下，检测的过滤效率是初始效率，但初始效率合格并不意味着过滤效率随使用时间的延长也继续保持合格。图4是不同口罩样品过滤效率随时间变化的情况。需要说明的是，该4个样品都通过了国内的检测认证，过滤效率达到95%以上。承载(mg)图4是不同口罩样品过滤效率随时间变化的情况由图4可见，样品1和样品4的穿透率随吋间延长很快降低，过滤效

8、率很快就接近100%；样品2初始阶段穿透率略有升高，维持在15%上下(过滤效率85%),随后逐渐降低；而样品3过滤效率持续下降到60%以下。为避免样品3这种情况发生，美国在防尘口罩的检测方法中不检测初始效率，而检测在口罩上加200mp颗粒物过程中的过滤效率的变化，规定在这个过程中过滤效率不得低于95%。