虽然滤料纤维的材质并不决定过滤效率的高低,但会决定滤料制造工艺,最终影响滤料过滤效率和对气流的阻力。棉布仅能过滤粗颗粒,对气流的阻力也会比较低;玻璃纤维可以制成高效的过滤材料,经常用做布袋除尘器的滤袋,气流阻力比较高,需要借助大的过滤面积来使阻力降低;用作颗粒物防护口罩的滤料需兼顾高的过滤效率和低的气流阻力,受口罩过滤面积小的限制,大多数颗粒物防护口罩会使用以聚丙烯等物质为原料的熔喷纤维为滤料。
许多因素都会影响滤料的过滤效率。为确保颗粒物防护口罩具有足够的防护效果,标准会使用以下最苛刻的测试条件:
气流量:使用人呼吸的峰值流量。在单位过滤面积下,气流量越大,过滤效率越低。人在中等劳动强度下的平均呼吸量为30升/分钟,呼吸流量实际上呈正弦波样的变化,峰值水平是平均流量的3倍左右。我国和美国标准使用85升/分钟,欧洲标准使用95升/分钟。颗粒物粒径:用最具穿透性的颗粒物粒径(Most Penetrating Particle Size,MPPS),如果滤料对MPPS具有95%的效率,就能确保对比它大和小的颗粒物的过滤效率都不会低于95%。加载状态下的过滤效率:在加载状态下过滤效率需持续满足标准的要求。在长时间使用状态下(即加载),有些滤料的过滤效率会持续升高 ,有些会持续下降,还有一些则在开始时下降,随后再持续升高。我国标准和美国标准都要求加载量至少要达到200mg,欧洲标准为115mg。考虑颗粒物是否具有油性:颗粒物含油会使过滤效率下降 ,我国标准和美国标准按滤料是否适合防油性颗粒物将滤料分类,如GB2626-2006规定,用氯化钠颗粒物测试合格的滤料属于KN类,用二辛酯颗粒物测试合格的滤料属于KP类。欧洲标准对滤料不分类,同时用氯化钠和石蜡油测试过滤效率。颗粒物是否带静电:标准对是否需要消除测试用颗粒物的静电有明确规定,例如带静电的氯化钠颗粒会使过滤效率提高。预先在高温、高湿度条件下做预处理:在测试过滤效率之前,先将口罩做高温和高湿度预处理(如处理24小时)。在使用状态下,口罩持续暴露在高湿度的气息中,而在运输中,口罩也可能处于短暂高温的环境(如夏季用集装箱运输),这些条件有可能影响滤料的过滤效率。如果预处理不完全,使用中就会出现口罩过滤效率下降的现象。在我国,纱布口罩有很长的使用历史,2003年非典爆发期间,纱布口罩曾被用作医护人员的专用防护口罩,当时还制订了为纱布口罩国家标准,由于后期发生大量医护人员受到感染的事件,证明纱布口罩不能防SARS,最后被N95口罩所替代,纱布口罩的国家标准也被废止。从2013年开始,环保部门开始公布我国各大城市的PM2.5的24小时监测浓度,提高了公众对空气污染的重视程度。在PM2.5浓度超标的日子里,仍会看到很多人外出戴纱布口罩,或各式各样的布口罩及一些一次性口罩来保护自己。这些口罩都不符合专业用防护口罩的标准,使用者对实际应用条件下的过滤效率也不清楚,下面介绍一种简便直观的方法来帮助大家了解。
超声波加湿器产生的水雾粒度在1至5微米范围,用一根粗的软管把普通家用加湿器产生的水雾气流导出来,将纱布口罩包在管子的出口,马上就会看到大量水雾透过口罩(参见图7),说明纱布口罩对PM2.5,即粒径为2.5微米的细颗粒物的过滤效能很低,不足以提供防护。同样方法也可以用于其他的布口罩和一次性口罩等非专业用防护口罩。应注意,这一方法只用于鉴别低效的口罩,不能用于评判专业用防护口罩的过滤效率。