FFR でのフィルターメディアの仕組み

Jun 19, 2023

回答するのは、ミシガン州プリマス タウンシップの Shawmut Corp. の製品マーケティング マネージャー、ナンシー セービンです。

フィルターメディアがどのように機能するかを理解するには、まずフィルターメディアが何であるかを知る必要があります。

N95 フィルター面体マスクの場合、フィルター媒体は、スパンボンド素材の外層とユーザーの顔に密閉される内殻の間に挟まれた素材の中間層です。 通常、内層は FFR の形状またはサポートを提供し、外層はフィルター媒体の保護に役立ちます。

材料に関して言えば、フィルターメディアは「メルトブローン」という用語と同義です。 メルトブローンは、ポリマーを固体物質からマイクロフィラメントに変化させることによって製造される不織布材料です。 これは、熱を使用してポリマーの粉末を平らな固体の塊に変換することによって実現されます。 このプロセス中に、繊維がランダムに絡み合い、結合してフィルター媒体が作成されます。 その結果、FFR の使用時に空気が通過できる多孔質の材料が得られます。

粒子は、拡散、遮断、衝突のプロセスによりフィルター媒体によって捕捉されます。 小さな粒子はランダムな動き (拡散) で移動し、繊維に捕捉される確率が高くなります。 より大きな粒子は、空気流路を乗り越えてより直線的な経路をたどり、繊維と衝突する（衝突）のに十分な慣性を持っています。 最も浸透力の高い粒子（サイズ 0.1 ～ 0.3 ミクロン）は、インターセプトおよびインパクションによって捕捉されます。 このサイズ範囲の粒子は、繊維の周囲の空気の流れに従う可能性が最も高くなります。

拡散、遮断、衝突によって粒子を捕捉することに加えて、メルトブローンは電磁的に帯電します。 製造プロセスでは、フィルター媒体に静電気がかかります。 この処理により、材料に電荷が生じ、塵などの帯電微粒子に対する静電引力が形成されます。

FFR の機能は、中和された最も浸透性の高い粒子の少なくとも 95% を濾過して除去することです。 これにより、ほこり、花粉、煙、細菌、ウイルスなどの粒子が確実に除去されます。 基本的に、この材料の役割は、95% の効率評価を維持するために、FFR の外側にできるだけ多くの粒子を保持することです。

微粒子が FFR に向かって引き寄せられると、ユーザーが息を吸い込むときに微粒子が素材に付着します。微粒子は外層に付着するだけでなく、メルトブローン製造プロセスで生じる小さな隙間にも閉じ込められます。 ユーザーが息を吐き出すと、正に帯電した粒子が FFR に付着したままになります。 FFR のフィルター媒体は磁石のように機能するため、微粒子がくっついて離れません。

FFR を着用するときは、呼吸時に制限がなく、快適であることが望まれます。 FFR ユーザーが息を吸い込むと、空気が素材の中を流れます。 ユーザーが息を吐き出すと、息が簡単に逆流するはずです。 素材を通して吸ったり吐いたりする動作を通気性といいます。 素材の通気性が高いほど、FFR の使用中はより快適になります。

最終的に、フィルター媒体の目標は、FFR が設計どおりに機能できるようにすることです。 FFR は空気を濾過し、ユーザーの呼吸を妨げないようにする必要があります。 空気の流れを妨げることなく、汚染物質からユーザーを保護する必要があります。 N95 が効率的に機能するためには、ユーザーを保護するために必要なたびに、適切にフィットして着用する必要もあります。

編集者注: この記事は著者の独立した見解を表すものであり、国家安全評議会の支持として解釈されるべきではありません。

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