自吸過濾式呼吸器
自吸過濾式呼吸器，也叫機械過濾式呼吸器（英語：mechanical filter respirator），是一類使用機械過濾的方式從空氣中清除顆粒物，阻止其到達佩戴者的鼻子和嘴巴的口罩。這類過濾器用於木工、五金等行業的勞動保護。
運行機制
當被污染的空氣通過口罩時，其中的灰塵會被過濾器材料捕捉。過濾材料有羊毛、塑料、玻璃、纖維素等，可以組合使用。由於濾材無法清洗再用、壽命有限，便宜和容易處置是選擇材料的關鍵。現在有一次性、可丟棄、可更換的幾種濾材。[來源請求]
機械濾材可通過以下方式清除空氣中的污染物：[1]
- 攔截：氣流中沿着流線運動的粒子進入纖維半徑範圍並附着在纖維上。
- 衝擊：較大的顆粒不能順着氣流彎曲的輪廓被迫直接嵌入其中一根纖維。減小纖維間距和提高氣流速度都可以增加頻率。
- 擴散：氣體分子會和極小顆粒（<100 nm）碰撞，降低其通過速度。這種效應類似於布朗運動，增加了粒子被上述兩種機制阻止的可能性。在流速較低時，這種效應佔主導地位。
- 電荷：在過濾材料上使用某些樹脂、蠟和塑料作為塗層，以靜電荷吸引粒子，將粒子固定在過濾表面上。[來源請求]
- 利用重力使顆粒沉降到過濾材料中（這種影響通常可以忽略不計）。[來源請求]
- 在過濾器用過之後，使用被捕捉的粒子本身作為其他粒子的過濾介質。[來源請求]
對於纖維過濾網，擴散主要影響直徑小於0.1μm的顆粒。 超過0.4μm時，撞擊和攔截佔主導地位。 在這兩者之間，最能穿透的顆粒尺寸接近為0.3μm，受擴散和攔截的混合影響。[1]為了最大程度地去除顆粒，並降低對通過過濾器的氣流的阻力，微粒過濾器的設計應使通過過濾器的氣流速度儘可能低。可以通過控制過濾器的斜率和形狀以提供更大的表面積來實現這一目標。[來源請求]
HEPA過濾器是機械過濾技術的重大進步。 HEPA過濾器可以去除空氣動力學直徑為0.3μm的所有空氣中顆粒的99.97％，對較小和較大的顆粒去除效率更高。 [2]
形狀分類
過濾式面罩呼吸器在不適合進一步使用時將被丟棄。這可以是出於衛生考慮，由於呼吸阻力過大，或因為物理損壞。 [3]
彈性呼吸器可以重複使用。面罩部分可以清潔復用，濾芯則丟棄更換。 [3]
過濾標準
美國標準（N95等）
在美國 ，美國國家職業安全與健康研究所根據NIOSH空氣過濾等級，將顆粒過濾器分為以下幾類： [4]
| 耐油性 | 評分 | 描述 |
|---|---|---|
| 不耐油 | N95 | 過濾至少95％的空氣顆粒 |
| N99 | 過濾至少99％的空氣顆粒 | |
| N100 | 過濾至少99.97％的空氣顆粒 | |
| 耐油 | R95 | 過濾至少95％的空氣顆粒 |
| R99 | 過濾至少99％的空氣顆粒 | |
| R100 | 過濾至少99.97％的空氣顆粒 | |
| 防油 | P95 | 過濾至少95％的空氣顆粒 |
| P99 | 過濾至少99％的空氣顆粒 | |
| P100 | 過濾至少99.97％的空氣顆粒 |
歐洲標準（FFP2等）
歐洲標準EN 143定義P類濾芯。EN 149定義「過濾半面罩」或「過濾面罩」（FFP），即全部或基本由過濾材料製成的口罩：[5]
| 等級 | 過濾器類型 | 過濾能力（空氣流量為95 L / min時） | 內漏 | 一般鬆緊帶顏色 |
|---|---|---|---|---|
| FFP1 | 口罩 | 過濾至少80％的空氣顆粒 | <22％ | 黃色 |
| FFP2 | 過濾至少94％的空氣顆粒 | <8％ | 藍色或白色 | |
| FFP3 | 過濾至少99％的空氣顆粒 | <2％ | 紅色 | |
| P1 | 濾芯 | 過濾至少80％的空氣顆粒 | 不適用 | 不適用 |
| P2 | 過濾至少94％的空氣顆粒 | |||
| P3 | 過濾至少99.95％的空氣顆粒 |
歐洲標準EN 143和EN 149是用乾燥的氯化鈉和石蠟油氣霧劑測試過濾器的滲透性，在70°C和-30°C各測試一次，每次24小時。標準包括測試機械強度，呼吸阻力和堵塞。測試臉部和口罩間的內漏是通過人類測試，找10人進行5次運動，去除最大和最小值後的8人平均值不可超過以上列出的限制。[6]（§ 8.5）
其他標準（KN95等）
世界各地的呼吸器等級標準大致可以分成類似於美國和歐盟的兩種。3M公司稱，按照以下標準製造的呼吸器，用於過濾非油基顆粒，如由野火、PM 2.5空氣污染、火山噴發、生物氣溶膠（如病毒）產生的顆粒時，「等同於美國N95或歐盟FFP2呼吸器」：[7]
- 中國KN95（GB2626-2019）：與NIOSH不帶「K」的版本類似。 有KN和KP，90(GB2626-2006)/95/99/100。
- 澳大利亞/新西蘭P2（AS / NZ 1716：2012）：歐盟式等級。
- 韓國一等艙（KMOEL-2017-64），也稱為「KF94」：歐盟等級，二級/一級/特級為KF 80/94/99。[8]
- 日語DS（厚勞省發214，2018）：參見下文。
美國NPPTL還發佈了在COVID-19響應中使用非NIOSH口罩代替N95的指南。 OSHA也發佈了類似的文件。 美國官方認為以下呼吸器標準與N95相似：[9][10]
- 墨西哥N95（NOM-116-2009）：與NIOSH相同的等級。
- 巴西PFF2（ABNT / NBR 13698：2011）：歐盟式等級。
- 日本DS2 / RS2：歐盟式等級，加兩字母前綴——首字母D / R表示一次性或可替換；第二個字母 S/L 代表乾燥（NaCl）或油性（DOP油）顆粒[11]
參考資料
- ^ 1.0 1.1 TSI Incorporated. Mechanisms of Filtration for High Efficiency Fibrous Filters - Application Note ITI-041 (PDF). [29 April 2020]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-05-16）.
- ^ Guidance for Filtration and Air-Cleaning Systems to Protect Building Environments from Airborne Chemical, Biological, or Radiological Attacks (PDF). Cincinnati, OH: National Institute for Occupational Safety and Health. April 2003: 8–12 [February 9, 2020]. doi:10.26616/NIOSHPUB2003136. （原始內容存檔 (PDF)於2020-02-10）.
- ^ 3.0 3.1 Respirator Trusted-Source Information: What are they?. U.S. National Institute for Occupational Safety and Health. 2018-01-29 [2020-03-27]. （原始內容存檔於2018-10-01） （美國英語）.
- ^ Metzler, R; Szalajda, J. NIOSH Fact Sheet: NIOSH Approval Labels - Key Information to Protect Yourself (PDF). DHHS (NIOSH) Publication No. 2011-179. 2011 [2020-04-29]. ISSN 0343-6993. （原始內容存檔 (PDF)於2018-07-20）.
- ^ Fiche pratique de sécurité ED 105. Appareils de protection respiratoire et métiers de la santé (PDF). inrs.fr. INRS. [7 April 2020]. （原始內容 (pdf)存檔於2018-04-17）.
- ^ NF EN 149+A1. www.boutique.afnor.org. Septembre 2009 [2020-04-29]. （原始內容存檔於2020-05-15）. alternative source （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- ^ Technical Bulletin: Comparison of FFP2, KN95, and N95 and Other Filtering Facepiece Respirator Classes (PDF). 3M Personal Safety Division. January 2020. （原始內容 (PDF)存檔於2020-04-14）.
- ^ Jung, Hyejung; Kim, Jongbo; Lee, Seungju; Lee, Jinho; Kim, Jooyoun; Tsai, Perngjy; Yoon, Chungsik. Comparison of Filtration Efficiency and Pressure Drop in Anti-Yellow Sand Masks, Quarantine Masks, Medical Masks, General Masks, and Handkerchiefs. Aerosol and Air Quality Research. 2014, 14 (3): 991–1002. doi:10.4209/aaqr.2013.06.0201.
- ^ NPPTL Respirator Assessments to Support the COVID-19 Response, International Respirator Assessment Request. NPPTL | NIOSH | CDC. 24 April 2020 [2020-04-29]. （原始內容存檔於2021-04-30） （美國英語）.
- ^ Enforcement Guidance for Use of Respiratory Protection Equipment Certified under Standards of Other Countries or Jurisdictions During the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Pandemic. Occupational Safety and Health Administration. [2020-04-29]. （原始內容存檔於2021-04-28）.
- ^ Standard for Dust Mask. JICOSH Home. [2020-04-29]. （原始內容存檔於2020-05-25）.