Center of Excellence for Protective Equipment and Materials (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Kanada
Brûk de link hjirûnder om de folsleine tekstferzje fan dit artikel te dielen mei jo freonen en kollega's.lear mear.
Ynstânsjes foar folkssûnens riede oan dat mienskippen maskers brûke om de fersprieding fan luchtsykten lykas COVID-19 te ferminderjen.As it masker fungearret as in filter mei hege effisjinsje, sil de fersprieding fan it firus wurde fermindere, dus it is wichtich om de partikelfiltraasje-effisjinsje (PFE) fan it masker te evaluearjen.De hege kosten en lange levertiden ferbûn mei it keapjen fan in turnkey PFE-systeem of it hieren fan in akkrediteare laboratoarium hinderje lykwols it testen fan filtermaterialen.Der is dúdlik ferlet fan in "oanpast" PFE test systeem;lykwols, de ferskate noarmen dy't foarskriuwe PFE testen fan (medyske) maskers (Bygelyks ASTM International, NIOSH) fariearje sterk yn 'e dúdlikens fan harren protokollen en rjochtlinen.Hjir wurdt de ûntwikkeling fan in "ynterne" PFE-systeem en metoade foar it testen fan maskers yn 'e kontekst fan hjoeddeistige noarmen foar medyske maskers beskreaun.Neffens ASTM ynternasjonale noarmen, it systeem brûkt lateks sfearen (0.1 µm nominale grutte) aerosolen en brûkt in laser dieltsje analysator om te mjitten de dieltsje konsintraasje streamop en streamôfwerts fan it masker materiaal.Utfiere PFE-mjittingen op ferskate mienskiplike stoffen en medyske maskers.De metoade beskreaun yn dit wurk foldocht oan de hjoeddeistige noarmen fan PFE-testen, wylst se fleksibiliteit leverje om oan te passen oan feroarjende behoeften en filterbetingsten.
Ynstânsjes foar folkssûnens riede oan dat de algemiene befolking maskers drage om de fersprieding fan COVID-19 en oare droplet- en aerosol-borne sykten te beheinen.[1] De eask om maskers te dragen is effektyf yn it ferminderjen fan oerdracht, en [2] jout oan dat net-teste mienskipsmaskers nuttige filtering leverje.Yn feite hawwe modellewurkstúdzjes oantoand dat de reduksje fan COVID-19-oerdracht hast evenredich is mei it kombineare produkt fan masker-effektiviteit en oannamesifers, en dizze en oare populaasje-basearre maatregels hawwe in synergistysk effekt by it ferminderjen fan sikehûzenissen en deaden.[3]
It oantal sertifisearre medyske maskers en respirators nedich troch sûnenssoarch en oare frontline-arbeiders is dramatysk tanommen, wat útdagings foar besteande fabrikaazje- en leveringsketens stelle, en wêrtroch nije fabrikanten nije materialen fluch testen en sertifisearje.Organisaasjes lykas ASTM International en it National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) hawwe standertisearre metoaden ûntwikkele foar it testen fan medyske maskers;lykwols, de details fan dizze metoaden fariearje breed, en elke organisaasje hat fêstige syn eigen prestaasje noarmen.
Partikulêre filtraasje-effisjinsje (PFE) is it wichtichste skaaimerk fan in masker, om't it is relatearre oan har fermogen om lytse dieltsjes lykas aerosolen te filterjen.Medyske maskers moatte foldwaan oan spesifike PFE-doelen [4-6] om sertifisearre te wurden troch regeljouwingsynstânsjes lykas ASTM International of NIOSH.Chirurgyske maskers binne sertifisearre troch ASTM, en N95-respirators binne sertifisearre troch NIOSH, mar beide maskers moatte spesifike PFE-cut-off-wearden passe.Bygelyks, N95-maskers moatte 95% filtraasje berikke foar aerosolen gearstald út sâltpartikels mei in gemiddelde gemiddelde diameter fan 0.075 µm, wylst ASTM 2100 L3 sjirurgyske maskers 98% filtraasje moatte berikke foar aerosolen gearstald út lateksballen mei in gemiddelde diameter fan 0.1 µm Filter .
De earste twa opsjes binne djoer (> $ 1,000 per testmonster, rûsd op > $ 150,000 foar spesifisearre apparatuer), en tidens de COVID-19-pandemy binne d'r fertragingen fanwege lange leveringstiden en leveringsproblemen.De hege kosten fan PFE-testen en beheinde tagongsrjochten - kombineare mei in gebrek oan gearhingjende begelieding oer standerdisearre prestaasjesevaluaasjes - hawwe ûndersikers laat om in ferskaat oan oanpaste testsystemen te brûken, dy't faak binne basearre op ien of mear noarmen foar sertifisearre medyske maskers.
De spesjale testapparatuer foar maskermateriaal fûn yn 'e besteande literatuer is normaal fergelykber mei de hjirboppe neamde NIOSH- as ASTM F2100 / F2299-standerts.Undersikers hawwe lykwols de kâns om it ûntwerp of bedriuwsparameters te kiezen of te feroarjen neffens har foarkar.Bygelyks, feroarings yn sample oerflak snelheid, lucht / aerosol flow rate, sample grutte (gebiet), en aerosol dieltsje gearstalling binne brûkt.In protte resinte stúdzjes hawwe oanpaste apparatuer brûkt om maskermaterialen te evaluearjen.Dizze apparatuer brûke natriumchloride-aerosolen en binne tichtby NIOSH-standerts.Bygelyks, Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Dronryp et al.(2020), Jo et al.(2021) Alle konstruearre apparatuer sil produsearje natrium chloride aerosol (ferskate maten), dat wurdt neutralisearre troch elektryske lading, verdund mei filtere lucht en stjoerd nei it materiaal stekproef, dêr't optyske particle sizer, kondensearre dieltsjes fan ferskate Kombinearre dieltsje konsintraasje mjitting [9, 14-16] Konda et al.(2020), Hao et al.(2020) In ferlykber apparaat waard boud, mar de ladingsneutralisator wie net opnommen.[8, 17] Yn dizze stúdzjes farieare de luchtsnelheid yn 'e stekproef tusken 1 en 90 L min-1 (soms om stream- / snelheidseffekten te detektearjen);lykwols, it oerflak snelheid wie tusken 5,3 en 25 sm s-1 tusken.De stekproefgrutte liket te fariearjen tusken ≈3,4 en 59 cm2.
Krektoarsom, d'r binne in pear stúdzjes oer de evaluaasje fan maskermaterialen fia apparatuer dy't lateksaerosol brûke, dy't tichtby de ASTM F2100 / F2299-standert is.Bygelyks, Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) en Lu et al.(2020) Konstruearre in apparaat foar it produsearjen fan polystyrene lateks aerosol, dy't waard verdund en stjoerd nei materiaalmonsters, wêrby't ferskate dieltsjeanalysatoren as analysatoren foar skennen fan mobiliteit foar partikelgrutte waarden brûkt om dieltsjekonsintraasje te mjitten.[18-20] Lu et al.In ladingneutralisator waard streamôfwerts fan har aerosolgenerator brûkt, en de auteurs fan 'e oare twa stúdzjes net.De luchtstreamsnelheid yn 'e stekproef feroare ek in bytsje - mar binnen de grinzen fan' e F2299-standert - fan ≈7.3 nei 19 L min-1.De lucht oerflak snelheid studearre troch Bagheri et al.is respektivelik 2 en 10 sm s-1 (binnen it standert berik).En Lu et al., Shakya et al.[18-20] Dêrneist, de skriuwer en Shakya et al.testen lateks sfearen fan ferskate grutte (dat wol sizze, algemien, 20 nm oan 2500 nm).En Lu et al.Teminsten yn guon fan har tests brûke se de opjûne 100 nm (0.1 µm) partikelgrutte.
Yn dit wurk beskriuwe wy de útdagings dy't wy tsjinkomme by it meitsjen fan in PFE-apparaat dat safolle mooglik foldocht oan de besteande ASTM F2100 / F2299 noarmen.Under de wichtichste populêre noarmen (dus NIOSH en ASTM F2100 / F2299), leveret de ASTM-standert gruttere fleksibiliteit yn parameters (lykas luchtstreamrate) om de filterprestaasjes te studearjen dy't PFE kinne beynfloedzje yn net-medyske maskers.As wy lykwols oantoand, biedt dizze fleksibiliteit in ekstra nivo fan kompleksiteit by it ûntwerpen fan sokke apparatuer.
De gemikaliën waarden kocht fan Sigma-Aldrich en brûkt sa't it is.Styrene monomer (≥99%) wurdt suvere troch in glêzen kolom dy't in alumina-inhibitor-ferwiderer befettet, dy't is ûntworpen om tert-butylcatechol te ferwiderjen.Deionisearre wetter (≈0.037 µS cm–1) komt fan it Sartorius Arium wettersuveringssysteem.
100% katoen plain weave (Muslin CT) mei in nominaal gewicht fan 147 gm-2 komt fan Veratex Lining Ltd., QC, en de bamboe / spandex blend komt fan D. Zinman Textiles, QC.Oare materialen foar kandidaatmaskers komme fan pleatslike stofhannelers (Fabricland).Dizze materialen omfetsje twa ferskillende 100% katoenen weefde stoffen (mei ferskate printsjes), ien katoen / spandex breide stof, twa katoen / polyester breide stoffen (ien "universele" en ien "sweaterstof") en in net-woven katoen / polypropyleen mingd katoen batting materiaal.Tabel 1 toant in gearfetting fan bekende stof eigenskippen.Om de nije apparatuer te benchmarken, waarden sertifisearre medyske maskers krigen fan pleatslike sikehûzen, ynklusyf ASTM 2100 Level 2 (L2) en Level 3 (L3; Halyard) sertifisearre medyske maskers en N95 respirators (3M).
In sirkulêre stekproef fan likernôch 85 mm diameter waard snije út elk materiaal wurde hifke;gjin fierdere wizigingen makke oan it materiaal (bygelyks waskjen).Klem de stoflus yn 'e stekproefhâlder fan it PFE-apparaat foar testen.De werklike diameter fan it stekproef yn kontakt mei de luchtstream is 73 mm, en de oerbleaune materialen wurde brûkt om strak fix it stekproef.Foar it gearstalde masker is de kant dy't it gesicht oanrekket fuort fan 'e aerosol fan it levere materiaal.
Synteze fan monodisperse anionyske polystyrene lateksbollen troch emulsiepolymerisaasje.Neffens de proseduere beskreaun yn 'e foarige stúdzje, de reaksje waard útfierd yn in semi-batch modus fan monomer honger.[21, 22] Foegje deionisearre wetter (160 mL) ta oan in 250 mL trije-hals rûne boaiemkolf en pleats it yn in roerend oaljebad.De flesse waard doe skjinmakke mei stikstof en inhibitorfrije styreenmonomeer (2.1 ml) waard tafoege oan de suvere, roerde flesse.Nei 10 minuten by 70 ° C, add sodium lauryl sulfate (0,235 g) oplost yn deionisearre wetter (8 mL).Nei in oare 5 minuten waard kaliumpersulfat (0,5 g) oplost yn deionisearre wetter (2 mL) tafoege.Brûk de folgjende 5 oeren in spuitpomp om stadichoan ekstra inhibitorfrij styreen (20 mL) yn 'e kolf te ynjeksje mei in snelheid fan 66 µL min-1.Nei't de styreeninfuzje foltôge wie, gie de reaksje noch 17 oeren troch.Dêrnei waard de flesse iepene en kuolle om de polymerisaasje te beëinigjen.De synthesized polystyrene lateks emulsie waard dialyzed tsjin deionized wetter yn in SnakeSkin dialysis buis (3500 Da molekulêre gewicht cut-off) foar fiif dagen, en de deionized wetter waard ferfongen alle dagen.Nim de emulsie út 'e dialysebuis en bewarje it yn in kuolkast op 4 ° C oant gebrûk.
Dynamic light scattering (DLS) waard útfierd mei Brookhaven 90Plus analysator, de laser golflingte wie 659 nm, en de detektor hoeke wie 90 °.Brûk de ynboude software foar partikeloplossing (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) om de gegevens te analysearjen.De latekssuspensie wurdt verdund mei deionisearre wetter oant it oantal dieltsjes sawat 500 tûzen tellen per sekonde (kcps) is.De partikelgrutte waard bepaald om 125 ± 3 nm te wêzen, en de rapportearre polydispersiteit wie 0.289 ± 0.006.
In ZetaPlus zeta potinsjele analyzer (Brookhaven Instruments Corp.) waard brûkt om te krijen de mjitten wearde fan de zeta potinsjeel yn de faze analyze ljocht ferstruit modus.It probleem waard taret troch in aliquot lateks ta te foegjen oan in 5 × 10-3m NaCl-oplossing en de latekssuspensje opnij te ferwetterjen om in dieltsjetelling fan sawat 500 kcps te berikken.Fiif werhelle mjittingen (elk besteande út 30 rinnen) waarden útfierd, wat resultearre yn in zeta potinsjele wearde fan -55.1 ± 2.8 mV, wêrby't de flater de standertdeviaasje fan 'e gemiddelde wearde fan' e fiif repetysjes stiet.Dizze mjittingen jouwe oan dat de dieltsjes negatyf opladen binne en in stabile ophinging foarmje.DLS en zeta potinsjele gegevens kinne fûn wurde yn de stypjende ynformaasje tabellen S2 en S3.
Wy bouden de apparatuer yn oerienstimming mei ASTM International noarmen, lykas beskreaun hjirûnder en werjûn yn figuer 1. De single-jet Blaustein atomization module (BLAM; CHTech) aerosol generator wurdt brûkt om te produsearjen aerosolen mei lateks ballen.De filtere luchtstream (ferkrigen fia de GE Healthcare Whatman 0.3 µm HEPA-CAP en 0.2 µm POLYCAP TF filters yn searje) komt de aerosolgenerator yn by in druk fan 20 psi (6.9 kPa) en atomiseart in diel fan 'e 5 mg L-1 suspension De flüssigens wurdt yn 'e lateksbal fan' e apparatuer ynjeksje troch in spuitpomp (KD Scientific Model 100).De aerosolisearre wiete dieltsjes wurde droege troch de loftstream te passearjen dy't de aerosolgenerator ferlitte troch in buisfoarmige waarmtewikseler.De waarmtewikseler bestiet út in 5/8" roestfrij stiel buis wûn mei in 8-foet lange ferwaarmingspul.De útfier is 216 W (BriskHeat).Neffens syn ferstelbere dial is de kachelútfier ynsteld op 40% fan 'e maksimale wearde fan it apparaat (≈86 W);dit produsearret in gemiddelde bûtenmuorre temperatuer fan 112 ° C (standertdeviaasje ≈1 ° C), dat wurdt bepaald troch in oerflak-fêstmakke thermocouple (Taylor USA) mjitting.Figure S4 yn 'e stypjende ynformaasje vat de kachelprestaasjes gear.
De droege atomisearre dieltsjes wurde dan mingd mei in grutter folume fan filtere lucht om in totale luchtstream fan 28,3 L min-1 te berikken (dat is 1 kubike foet per minút).Dizze wearde is keazen om't it de krekte trochstreaming is fan it sampling fan it laserpartikelanalysatorynstrumint streamôfwerts fan it systeem.De loftstream dy't de lateksdieltsjes drage wurdt stjoerd nei ien fan twa identike fertikale keamers (dat wol sizze glêdmuorre roestfrij stiel buizen): in "kontrôle" keamer sûnder masker materiaal, of in sirkulêre-cut "sample" keamer-gebrûk ôfnimbere De sample holder wurdt ynfoege bûten de stof.De binnendiameter fan 'e twa keamers is 73 mm, dy't oerienkomt mei de binnendiameter fan' e samplehâlder.De stekproef hâlder brûkt grooved ringen en ferburgen bouten foar in strak seal it masker materiaal, en dan ynfoegje de útnimbere beugel yn 'e gat fan' e sample keamer, en seal it strak yn it apparaat mei rubberen pakkingen en clamps (figuer S2, stipe ynformaasje).
De diameter fan it stofmonster yn kontakt mei de luchtstream is 73 mm (gebiet = 41,9 cm2);it wurdt fersegele yn 'e sample keamer tidens de test.De luchtstream dy't de "kontrôle" of "sample" keamer ferlit wurdt oerbrocht nei in laserpartikelanalysator (partikelmjittingsysteem LASAIR III 110) om it oantal en konsintraasje fan lateksdieltsjes te mjitten.De dieltsjeanalysator spesifisearret de legere en boppegrins fan dieltsjekonsintraasje, respektivelik 2 × 10-4 en ≈34 dieltsjes per kubike foet (7 en ≈950 000 dieltsjes per kubike foet).Foar it mjitten fan latekspartikelkonsintraasje wurdt de dieltsjekonsintraasje rapportearre yn in "doaze" mei in legere limyt en in boppegrins fan 0.10-0.15 µm, oerienkommende mei de ûngefear grutte fan singlet lateksdieltsjes yn 'e aerosol.Oare bakken kinne lykwols brûkt wurde, en meardere bakken kinne tagelyk wurde evaluearre, mei in maksimale partikelgrutte fan 5 µm.
De apparatuer omfettet ek oare apparatuer, lykas apparatuer foar it spoelen fan 'e keamer en dieltsjeanalysator mei skjinne filtere loft, lykas ek needsaaklike kleppen en ynstruminten (figuer 1).De folsleine piping- en ynstrumintaasjediagrammen wurde werjûn yn figuer S1 en Tabel S1 fan 'e stypjende ynformaasje.
Tidens it eksperimint waard de latekssuspensje yn 'e aerosolgenerator ynjeksje mei in streamsnelheid fan ≈60 oant 100 µL min-1 om in stabile dieltsjeútfier te behâlden, sawat 14-25 dieltsjes per kubike sintimeter (400 000-per kubike sintimeter) 700 000 dieltsjes).Feet) yn in bak mei in grutte fan 0,10-0,15 µm.Dit streamrateberik is fereaske fanwegen de waarnommen feroaringen yn 'e konsintraasje fan lateksdieltsjes streamôfwerts fan' e aerosolgenerator, dy't kinne wurde taskreaun oan feroaringen yn 'e hoemannichte latekssuspensie fongen troch de floeistoffal fan' e aerosolgenerator.
Om de PFE fan in opjûne stofmonster te mjitten, wurdt de aerosol fan lateksdieltsjes earst oerbrocht troch de kontrôlekeamer en dan rjochte nei de partikelanalysator.Mjit kontinu de konsintraasje fan trije dieltsjes yn rappe opienfolging, elk duorret ien minút.De dieltsjeanalysator rapporteart de tiidgemiddelde konsintraasje fan dieltsjes tidens de analyse, dat is de gemiddelde konsintraasje fan dieltsjes yn ien minút (28,3 L) fan it stekproef.Nei it nimmen fan dizze baseline-mjittingen om in stabile partikeltelling en gasstreamsnelheid te fêstigjen, wurdt de aerosol oerbrocht nei de samplekeamer.Sadree't it systeem lykwicht berikt (meastentiids 60-90 sekonden), wurde noch trije opienfolgjende mjittingen fan ien minút yn rappe opienfolging nommen.Dizze samplemjittingen fertsjintwurdigje de konsintraasje fan dieltsjes dy't troch it stofmonster passe.Ferfolgens, troch it spjalten fan de aerosolstream werom nei de kontrôlekeamer, waarden noch trije dieltsjekonsintraasjemjittingen nommen út 'e kontrôlekeamer om te ferifiearjen dat de streamopôfstreamende dieltsjekonsintraasje net substansjeel feroare tidens it heule monster-evaluaasjeproses.Sûnt it ûntwerp fan 'e twa keamers is itselde - útsein dat de stekproef keamer kin plak foar de stekproef hâlder - de stream betingsten yn 'e keamer kinne wurde beskôge itselde, sadat de konsintraasje fan dieltsjes yn it gas ferlit de kontrôle keamer en de sample keamer kin wurde ferlike.
Om it libben fan it partikelanalysatorynstrumint te behâlden en de aerosolpartikels yn it systeem tusken elke test te ferwiderjen, brûk in HEPA-filtere luchtstraal om de partikelanalysator nei elke mjitting skjin te meitsjen, en skjinje de monsterkeamer foardat jo samples feroarje.Graach ferwize nei figuer S1 yn de stipe ynformaasje foar in skematyske diagram fan de lucht Flushing systeem op de PFE apparaat.
Dizze berekkening fertsjintwurdiget in inkele "werhelle" PFE-mjitting foar ien materiaalmonster en is lykweardich oan de PFE-berekkening yn ASTM F2299 (fergeliking (2)).
De materialen beskreaun yn §2.1 waarden útdage mei lateksaerosolen mei de PFE-apparatuer beskreaun yn §2.3 om har gaadlikens as maskermaterialen te bepalen.Ofbylding 2 toant de lêzingen krigen fan 'e partikelkonsintraasjeanalysator, en de PFE-wearden fan sweaterstoffen en battingmaterialen wurde tagelyk mjitten.Trije sample analyzes waarden útfierd foar in totaal fan twa materialen en seis werhellings.Fansels is de earste lêzing yn in set fan trije lêzings (skaad mei in lichtere kleur) normaal oars as de oare twa lêzingen.Bygelyks, de earste lêzing ferskilt fan it gemiddelde fan 'e oare twa lêzingen yn' e 12-15 triples yn figuer 2 mei mear as 5%.Dizze observaasje is relatearre oan it lykwicht fan aerosol-befette lucht dy't troch de partikelanalysator streamt.Lykas besprutsen yn Materialen en metoaden, waarden de lykwichtlêzingen (twadde en tredde kontrôle en samplelêzingen) brûkt om de PFE te berekkenjen yn respektivelik donkere blauwe en reade skaden yn figuer 2.Oer it algemien is de gemiddelde PFE-wearde fan 'e trije replikaten 78% ± 2% foar sweaterstof en 74% ± 2% foar katoenbattingmateriaal.
Om de prestaasjes fan it systeem te benchmarken, waarden ASTM 2100 sertifisearre medyske maskers (L2, L3) en NIOSH respirators (N95) ek evaluearre.De ASTM F2100-standert stelt de effisjinsje fan sub-mikron dieltsjefiltraasje fan 0.1 µm dieltsjes fan nivo 2- en nivo 3-maskers yn op respektivelik ≥ 95% en ≥ 98%.[5] Lykas moatte NIOSH-sertifisearre N95-respirators in filtraasje-effisjinsje fan ≥95% toane foar atomisearre NaCl-nanopartikels mei in gemiddelde diameter fan 0.075 µm.[24] Rengasamy et al.Neffens rapporten litte ferlykbere N95-maskers in PFE-wearde fan 99.84% -99.98% sjen, [25] Zangmeister et al.Neffens rapporten produsearret har N95 in minimale filtraasje-effisjinsje fan grutter dan 99.9%, [14] wylst Joo et al.Neffens rapporten produsearren 3M N95-maskers 99% fan PFE (300 nm-dieltsjes), [16] en Hao et al.De rapportearre N95 PFE (300 nm dieltsjes) is 94,4%.[17] Foar de twa N95-maskers útdage troch Shakya et al.mei 0,1 µm lateksballen sakke de PFE rûchwei tusken 80% en 100%.[19] As Lu et al.It brûken fan lateksballen fan deselde grutte om N95-maskers te evaluearjen, wurdt rapportearre dat de gemiddelde PFE 93.8% is.[20] De resultaten krigen mei de yn dit wurk beskreaune apparatuer litte sjen dat de PFE fan it N95-masker 99.2 ± 0.1% is, wat yn goede oerienkomst is mei de measte eardere stúdzjes.
Chirurgyske maskers binne ek hifke yn ferskate stúdzjes.De sjirurgyske maskers fan Hao et al.toande in PFE (300 nm dieltsjes) fan 73.4%, [17] wylst de trije sjirurgyske maskers hifke troch Drewnick et al.De produsearre PFE rint fan likernôch 60% oant hast 100%.[15] (It lêste masker kin in sertifisearre model wêze.) Zangmeister et al.Neffens rapporten is de minimale filtraasje-effisjinsje fan 'e twa hifke sjirurgyske maskers mar wat heger dan 30%, [14] folle leger dan de sjirurgyske maskers testen yn dizze stúdzje.Lykas, it "blauwe sjirurgysk masker" testen troch Joo et al.Bewize dat PFE (300 nm dieltsjes) mar 22% is.[16] Shakya et al.rapportearre dat de PFE fan sjirurgyske maskers (mei 0,1 µm latekspartikels) rûchwei 60-80% fermindere.[19] Mei gebrûk fan lateksballen fan deselde grutte produsearre Lu et al.'s sjirurgyske masker in gemiddelde PFE-resultaat fan 80,2%.[20] Yn ferliking is de PFE fan ús L2-masker 94.2 ± 0.6%, en de PFE fan it L3-masker is 94.9 ± 0.3%.Hoewol dizze PFE's in protte PFE's yn 'e literatuer oertreffe, moatte wy konstatearje dat d'r hast gjin sertifikaasjenivo is neamd yn it foarige ûndersyk, en ús sjirurgyske maskers hawwe sertifikaasje fan nivo 2 en nivo 3 krigen.
Op deselde manier as de kandidaatmaskermaterialen yn figuer 2 waarden analysearre, waarden trije testen útfierd op 'e oare seis materialen om har gaadlikens yn' e masker te bepalen en de wurking fan it PFE-apparaat te demonstrearjen.Ofbylding 3 plot de PFE-wearden fan alle testen materialen en fergeliket se mei de PFE-wearden krigen troch it evaluearjen fan sertifisearre L3- en N95-maskermaterialen.Fan 'e 11 maskers / kandidaatmaskermaterialen selekteare foar dit wurk, kin in breed oanbod fan PFE-prestaasjes dúdlik wurde sjoen, fariearjend fan ≈10% oant tichtby 100%, yn oerienstimming mei oare stúdzjes, [8, 9, 15] en yndustrybeskriuwers D'r is gjin dúdlike relaasje tusken PFE en PFE.Bygelyks, materialen mei ferlykbere komposysje (twa 100% katoenmonsters en katoenen muslin) fertoane heul ferskillende PFE-wearden (resp. 14%, 54% en 13%).Mar it is essinsjeel dat lege prestaasjes (bygelyks, 100% katoen A; PFE ≈ 14%), medium prestaasjes (bygelyks, 70%/30% katoen / polyester blend; PFE ≈ 49%) en hege prestaasjes (bygelyks, sweater Stof; PFE ≈ 78%) De stof kin dúdlik identifisearre wurde mei de PFE-apparatuer beskreaun yn dit wurk.Benammen trui stoffen en katoen batting materialen prestearre hiel goed, mei PFEs fariearjend fan 70% oan 80%.Sokke materialen mei hege prestaasjes kinne wurde identifisearre en yn mear detail analysearre om de skaaimerken te begripen dy't bydrage oan har hege filtraasjeprestaasjes.Wy wolle lykwols betinke dat om't de PFE-resultaten fan materialen mei ferlykbere yndustrybeskriuwingen (dat wol sizze katoenmaterialen) heul ferskillend binne, dizze gegevens net oanjaan hokker materialen breed nuttich binne foar doekmaskers, en wy binne net fan doel de eigenskippen ôf te lieden- materiaal kategoryen.De prestaasjes relaasje.Wy jouwe spesifike foarbylden te demonstrearjen kalibraasje, lit sjen dat de mjitting beslacht it hiele oanbod fan mooglike filtration effisjinsje, en jouwe de grutte fan de mjitting flater.
Wy krigen dizze PFE-resultaten om te bewizen dat ús apparatuer in breed oanbod fan mjitmooglikheden hat, lege flater, en fergelike mei gegevens krigen yn 'e literatuer.Bygelyks, Zangmeister et al.De PFE-resultaten fan ferskate woven katoenen stoffen (bgl. "Katoen 1-11 ″) (89 oant 812 triedden per inch) wurde rapportearre.Yn 9 fan 'e 11 materialen rint de "minimale filtraasje-effisjinsje" fan 0% oant 25%;de PFE fan 'e oare twa materialen is sawat 32%.[14] Likegoed, Konda et al.De PFE-gegevens fan twa katoenen stoffen (80 en 600 TPI; 153 en 152 gm-2) wurde rapportearre.De PFE farieart fan respektivelik 7% oant 36% en 65% oant 85%.Yn 'e stúdzje fan Drewnick et al., Yn single-layer katoenen stoffen (dat wol sizze katoen, katoen breide, moleton; 139-265 TPI; 80-140 gm-2), is it berik fan materiaal PFE sa'n 10% oant 30%.Yn 'e stúdzje fan Joo et al., harren 100% katoen materiaal hat in PFE fan 8% (300 nm dieltsjes).Bagheri et al.brûkt polystyrene lateks dieltsjes fan 0,3 oant 0,5 µm.De PFE fan seis katoenmaterialen (120-200 TPI; 136-237 gm-2) waard mjitten, fariearjend fan 0% oant 20%.[18] Dêrom binne de measte fan dizze materialen yn goed oerienstimming mei de PFE-resultaten fan ús trije katoenen stoffen (ie Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A en B), en harren gemiddelde filtration effisjinsje is 13%, 14% en respektivelik.54%.Dizze resultaten jouwe oan dat der grutte ferskillen binne tusken katoenmaterialen en dat de materiaaleigenskippen dy't liede ta hege PFE (dus Konda et al.'s 600 TPI-katoen; ús katoen B) min begrepen wurde.
By it meitsjen fan dizze fergelikingen jouwe wy ta dat it lestich is om materialen te finen yn 'e literatuer dy't deselde skaaimerken hawwe (dws materiaal gearstalling, weven en breidzjen, TPI, gewicht, ensfh.) kin dêrom net direkt fergelike wurde.Dêrnjonken meitsje de ferskillen yn de troch de auteurs brûkte ynstruminten en it gebrek oan standerdisearring it dreech om goede fergelikingen te meitsjen.Dochs is it dúdlik dat de prestaasjes/prestaasjesrelaasje fan gewoane stoffen net goed begrepen wurdt.De materialen wurde fierder hifke mei standerdisearre, fleksibele en betroubere apparatuer (lykas de apparatuer beskreaun yn dit wurk) om dizze relaasjes te bepalen.
Hoewol is d'r in totale statistyske flater (0-5%) tusken in inkele replikaat (0-4%) en de samples analysearre yn triplicate, de apparatuer foarsteld yn dit wurk die bliken in effektyf ark te wêzen foar it testen fan PFE fan ferskate materialen.Gewoane stoffen oant sertifisearre medyske maskers.It is de muoite wurdich opskriuwen dat ûnder de 11 materialen hifke foar figuer 3, de fuortplanting flater σprop grutter is as de standert ôfwiking tusken de PFE mjittingen fan in inkele stekproef, dat is, de σsd fan 9 fan 11 materialen;dizze twa útsûnderings komme foar yn Tige hege PFE wearde (ie L2 en L3 masker).Hoewol de resultaten presintearre troch Rengasamy et al.Toant dat it ferskil tusken werhelle samples lyts is (dat wol sizze, fiif werhellingen <0,29%), [25] studearren se materialen mei hege bekende filtereigenskippen dy't spesifyk ûntworpen binne foar maskerproduksje: it materiaal sels kin mear unifoarm wêze, en de test is ek gebiet fan it PFE-berik kin konsekwinter wêze.Oer it algemien binne de resultaten krigen mei ús apparatuer yn oerienstimming mei de PFE-gegevens en sertifikaasjenoarmen krigen troch oare ûndersikers.
Hoewol PFE in wichtige yndikator is om de prestaasjes fan in masker te mjitten, moatte wy op dit punt lêzers herinnerje dat in wiidweidige analyze fan takomstige maskermaterialen oare faktoaren moat beskôgje, dat is materiaalpermeabiliteit (dat is troch drukfal as differinsjaaldruktest ).D'r binne regeljouwing yn ASTM F2100 en F3502.Akseptabel ademend fermogen is essensjeel foar it komfort fan 'e drager en it foarkommen fan lekkage fan' e maskerrâne by it sykheljen.Om't de PFE en luchtpermeabiliteit fan in protte mienskiplike materialen normaal omkeard evenredich binne, moat de mjitting fan drukfal tegearre mei de PFE-mjitting wurde útfierd om de prestaasjes fan it maskermateriaal folsleiner te evaluearjen.
Wy riede oan dat rjochtlinen foar it bouwen fan PFE-apparatuer yn oerienstimming mei ASTM F2299 essensjeel binne foar trochgeande ferbettering fan noarmen, generaasje fan ûndersyksgegevens dy't kinne wurde fergelike tusken ûndersykslaboratoaria, en ferbettering fan aerosolfiltraasje.Fertrouwe allinnich op de NIOSH (of F3502) standert, dy't spesifisearret in inkele apparaat (TSI 8130A) en beheint ûndersikers fan in oankeap turnkey apparaten (Bygelyks, TSI systemen).Fertrouwen op standerdisearre systemen lykas TSI 8130A is wichtich foar hjoeddeistige standertsertifikaasje, mar it beheint de ûntwikkeling fan maskers, respirators en oare technologyen foar aerosolfiltraasje dy't yn striid binne mei ûndersyksfoargong.It is de muoite wurdich op te merken dat de NIOSH-standert waard ûntwikkele as in metoade foar it testen fan respirators ûnder de drege omstannichheden dy't wurde ferwachte as dizze apparatuer nedich is, mar yn tsjinstelling, sjirurgyske maskers wurde hifke troch ASTM F2100 / F2299 metoaden.De foarm en styl fan mienskipsmaskers lykje mear op sjirurgyske maskers, wat net betsjuttet dat se poerbêste filtraasje-effisjinsjeprestaasjes hawwe lykas N95.As sjirurgyske maskers noch wurde evaluearre yn oerienstimming mei ASTM F2100 / F2299, moatte gewoane stoffen wurde analysearre mei in metoade tichter by ASTM F2100 / F2299.Derneist soarget ASTM F2299 foar ekstra fleksibiliteit yn ferskate parameters (lykas luchtstreamsnelheid en oerflaksnelheid yn filtraasje-effisjinsjestúdzjes), wat it in sawat superieure standert kin meitsje yn in ûndersyksomjouwing.
Post tiid: Aug-30-2021