Miðstöð öndvegis fyrir hlífðarbúnað og efni (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Kanada
Notaðu hlekkinn hér að neðan til að deila fullri textaútgáfu þessarar greinar með vinum þínum og samstarfsmönnum.læra meira.
Lýðheilsustofnanir mæla með því að samfélög noti grímur til að draga úr útbreiðslu loftbornra sjúkdóma eins og COVID-19.Þegar gríman virkar sem afkastamikil sía mun útbreiðsla veirunnar minnka og því er mikilvægt að meta agnastíunarvirkni (PFE) grímunnar.Hins vegar hindrar hár kostnaður og langur afgreiðslutími sem fylgir því að kaupa turnkey PFE kerfi eða ráða viðurkennda rannsóknarstofu prófun á síuefni.Það er greinilega þörf fyrir „sérsniðið“ PFE prófunarkerfi;Hins vegar eru hinir ýmsu staðlar sem mæla fyrir um PFE prófun á (læknisfræðilegum) grímum (til dæmis ASTM International, NIOSH) mjög mismunandi hvað varðar skýrleika samskiptareglur þeirra og leiðbeiningar.Hér er þróun á „innri“ PFE kerfi og aðferð til að prófa grímur í samhengi við núverandi læknisgrímustaðla lýst.Samkvæmt ASTM alþjóðlegum stöðlum notar kerfið latex kúlur (0,1 µm nafnstærð) úðabrúsa og notar leysikornagreiningartæki til að mæla styrk agna fyrir og niður grímuefnið.Framkvæma PFE mælingar á ýmsum algengum efnum og lækningagrímum.Aðferðin sem lýst er í þessari vinnu uppfyllir núverandi staðla PFE prófunar, en veitir um leið sveigjanleika til að laga sig að breyttum þörfum og síunaraðstæðum.
Lýðheilsustofnanir mæla með því að almenningur klæðist grímum til að takmarka útbreiðslu COVID-19 og annarra dropa- og úðasjúkdóma.[1] Krafan um að vera með grímur er áhrifarík til að draga úr smiti og [2] gefur til kynna að óprófaðar samfélagsgrímur veiti gagnlega síun.Reyndar hafa líkanarannsóknir sýnt að minnkun á COVID-19 smiti er næstum í réttu hlutfalli við samanlagða afurð virkni grímunnar og ættleiðingartíðni, og þessar og aðrar íbúabyggðar ráðstafanir hafa samverkandi áhrif til að fækka sjúkrahúsinnlögnum og dauðsföllum.[3]
Fjöldi vottaðra lækningagríma og öndunargríma sem krafist er af heilbrigðisstarfsmönnum og öðrum framlínustarfsmönnum hefur stóraukist, sem veldur áskorunum fyrir núverandi framleiðslu- og aðfangakeðjur og hefur valdið því að nýir framleiðendur prófa og votta ný efni fljótt.Stofnanir eins og ASTM International og National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) hafa þróað staðlaðar aðferðir til að prófa læknisgrímur;Hins vegar eru upplýsingar um þessar aðferðir mjög mismunandi og hver stofnun hefur sett sér eigin frammistöðustaðla.
Agnasíunarvirkni (PFE) er mikilvægasti eiginleiki grímu vegna þess að hún tengist getu hennar til að sía litlar agnir eins og úðabrúsa.Læknisgrímur verða að uppfylla sérstök PFE markmið [4-6] til að vera vottuð af eftirlitsstofnunum eins og ASTM International eða NIOSH.Skurðaðgerðagrímur eru vottaðar af ASTM og N95 öndunargrímur eru vottaðar af NIOSH, en báðar grímurnar verða að standast ákveðin PFE-viðmiðunarmörk.Til dæmis verða N95 grímur að ná 95% síun fyrir úðabrúsa sem samanstendur af saltögnum með meðaltalsþvermál 0,075 µm, en ASTM 2100 L3 skurðaðgerðargrímur verða að ná 98% síun fyrir úðabrúsa sem samanstendur af latexkúlum með meðalþvermál 0,1 µm síu .
Fyrstu tveir valkostirnir eru dýrir (>$1.000 á hvert prófunarsýni, áætlað að vera >$150.000 fyrir tilgreindan búnað), og meðan á COVID-19 heimsfaraldrinum stendur eru tafir vegna langrar afhendingartíma og birgðavandamála.Mikill kostnaður við PFE-prófanir og takmarkaður aðgangsréttur - ásamt skorti á samræmdum leiðbeiningum um staðlað árangursmat - hefur leitt til þess að vísindamenn hafa notað margvísleg sérsniðin prófunarkerfi, sem oft eru byggð á einum eða fleiri stöðlum fyrir vottaðar læknisgrímur.
Sérstakur grímuprófunarbúnaður sem finnast í núverandi bókmenntum er venjulega svipaður ofangreindum NIOSH eða ASTM F2100/F2299 stöðlum.Hins vegar hafa vísindamenn tækifæri til að velja eða breyta hönnun eða rekstrarbreytum í samræmi við óskir þeirra.Til dæmis hafa breytingar á yfirborðshraða sýnis, flæðishraða lofts/úðabrús, sýnisstærð (flatarmál) og samsetningu úðakorna verið notaðar.Margar nýlegar rannsóknir hafa notað sérsniðinn búnað til að meta grímuefni.Þessi búnaður notar natríumklóríð úðabrúsa og er nálægt NIOSH stöðlum.Til dæmis, Rogak o.fl.(2020), Zangmeister o.fl.(2020), Drunic o.fl.(2020) og Joo o.fl.(2021) Allur smíðaður búnaður mun framleiða natríumklóríð úðabrúsa (í ýmsum stærðum), sem er hlutleyst með rafhleðslu, þynnt með síuðu lofti og sendur til efnissýnisins, þar sem ljósagnamælir, þéttar agnir af ýmsum efnum Samsett agnastyrksmæling [9, 14-16] Konda o.fl.(2020) og Hao o.fl.(2020) Sambærilegt tæki var smíðað en hleðsluhlutleysirinn fylgdi ekki með.[8, 17] Í þessum rannsóknum var lofthraðinn í sýninu breytilegur á milli 1 og 90 L mín-1 (stundum til að greina flæði/hraðaáhrif);hins vegar var yfirborðshraði á milli 5,3 og 25 cm s-1 á milli.Sýnistærðin virðist vera breytileg á milli ≈3,4 og 59 cm2.
Þvert á móti eru fáar rannsóknir til um mat á grímuefnum með búnaði sem notar latex úðabrúsa, sem er nálægt ASTM F2100/F2299 staðlinum.Til dæmis, Bagheri o.fl.(2021), Shakya o.fl.(2016) og Lu o.fl.(2020) Smíðaði tæki til að framleiða pólýstýren latex úðabrúsa, sem var þynnt og sent í efnissýni, þar sem notaðir voru ýmsir agnagreiningartæki eða skannahreyfanleikakornastærðargreiningartæki til að mæla styrk agna.[18-20] Og Lu o.fl.Hleðsluhlutleysari var notaður aftan við úðabrúsa þeirra og höfundar hinna rannsóknanna tveggja gerðu það ekki.Loftflæðishraðinn í sýninu breyttist einnig lítillega — en innan marka F2299 staðalsins — úr ≈7,3 í 19 L mín-1.Loftyfirborðshraði rannsakaður af Bagheri o.fl.er 2 og 10 cm s–1 (innan staðalbilsins), í sömu röð.Og Lu o.fl., og Shakya o.fl.[18-20] Auk þess hafa höfundurinn og Shakya o.fl.prófaðar latexkúlur af ýmsum stærðum (þ.e. í heildina 20 nm til 2500 nm).Og Lu o.fl.Að minnsta kosti í sumum prófunum þeirra nota þeir tilgreinda 100 nm (0,1 µm) kornastærð.
Í þessari vinnu lýsum við þeim áskorunum sem við stöndum frammi fyrir við að búa til PFE tæki sem uppfyllir núverandi ASTM F2100/F2299 staðla eins mikið og mögulegt er.Meðal helstu vinsælustu staðla (þ.e. NIOSH og ASTM F2100/F2299), veitir ASTM staðallinn meiri sveigjanleika í breytum (eins og loftflæðishraða) til að rannsaka síunarárangur sem getur haft áhrif á PFE í grímum sem ekki eru læknisfræðilegar.Hins vegar, eins og við sýndum, veitir þessi sveigjanleiki aukið flókið stig við hönnun slíks búnaðar.
Efnin voru keypt frá Sigma-Aldrich og notuð eins og þau eru.Stýren einliða (≥99%) er hreinsað í gegnum glersúlu sem inniheldur súrálshemlaeyðir, sem er hannaður til að fjarlægja tert-bútýlkatekól.Afjónað vatn (≈0,037 µS cm–1) kemur frá Sartorius Arium vatnshreinsikerfinu.
100% slétt vefnaður úr bómull (Muslin CT) með nafnþyngd 147 gm-2 kemur frá Veratex Lining Ltd., QC, og bambus/spandex blandan kemur frá D. Zinman Textiles, QC.Önnur umsækjenda grímuefni koma frá staðbundnum dúkasölum (Fabricland).Þessi efni innihalda tvö mismunandi 100% bómull ofinn dúkur (með mismunandi prentun), eitt bómullar/spandex prjónað efni, tvö bómullar/pólýester prjónað efni (eitt "alhliða" og eitt "peysuefni") og óofið bómull/pólýprópýlen blandað. bómullar batting efni.Tafla 1 sýnir samantekt á þekktum eiginleikum efnis.Til að mæla nýja búnaðinn voru fengnar vottaðar lækningagrímur frá staðbundnum sjúkrahúsum, þar á meðal ASTM 2100 Level 2 (L2) og Level 3 (L3; Halyard) vottaðar læknisgrímur og N95 öndunargrímur (3M).
Hringlaga sýni með um það bil 85 mm þvermál var skorið úr hverju efni sem á að prófa;engar frekari breytingar voru gerðar á efninu (til dæmis þvott).Klemdu efnislykkjuna í sýnishöldur PFE tækisins til að prófa.Raunverulegt þvermál sýnisins í snertingu við loftflæðið er 73 mm og efnin sem eftir eru eru notuð til að festa sýnið þétt.Fyrir samsetta grímuna er hliðin sem snertir andlitið frá úðabrúsa efnisins sem fylgir með.
Nýmyndun eindreifðra anjónískra pólýstýren latex kúla með fleytifjölliðun.Samkvæmt aðferðinni sem lýst er í fyrri rannsókninni, var hvarfið framkvæmt í hálflotu svelti.[21, 22] Bætið afjónuðu vatni (160 ml) í 250 ml þriggja hálsa hringbotna kolbu og settu hana í hrært olíubað.Flaskan var síðan hreinsuð með köfnunarefni og hindrunarlausri stýren einliða (2,1 ml) var bætt við hreinsaða, hrærða flöskuna.Eftir 10 mínútur við 70 °C, bætið við natríumlárýlsúlfati (0,235 g) uppleyst í afjónuðu vatni (8 ml).Eftir aðrar 5 mínútur var kalíumpersúlfati (0,5 g) uppleyst í afjónuðu vatni (2 ml) bætt við.Á næstu 5 klukkustundum, notaðu sprautudælu til að sprauta hægt og bítandi stýreni sem er laust við hemil (20 ml) í flöskuna með hraðanum 66 µL mín-1.Eftir að stýreninnrennsli var lokið hélt hvarfið áfram í 17 klukkustundir í viðbót.Síðan var flöskan opnuð og kæld til að binda enda á fjölliðunina.Tilbúið pólýstýren latex fleyti var skilað gegn afjónuðu vatni í SnakeSkin skilunarrör (3500 Da mólþungaskerðing) í fimm daga og skipt var um afjónaða vatnið á hverjum degi.Fjarlægðu fleytið úr skilunarrörinu og geymdu það í kæli við 4°C fram að notkun.
Kvik ljósdreifing (DLS) var framkvæmd með Brookhaven 90Plus greiningartæki, leysibylgjulengdin var 659 nm og skynjarahornið var 90°.Notaðu innbyggða agnalausnarhugbúnaðinn (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) til að greina gögnin.Latex sviflausnin er þynnt með afjónuðu vatni þar til agnafjöldi er um það bil 500 þúsund talningar á sekúndu (kcps).Kornastærðin var ákvörðuð 125 ± 3 nm og fjöldreifingin sem tilkynnt var um var 0,289 ± 0,006.
ZetaPlus zeta-möguleikagreiningartæki (Brookhaven Instruments Corp.) var notað til að fá mælt gildi zeta-getu í fasagreiningu ljósdreifingarhamsins.Sýnið var útbúið með því að bæta skammti af latexi við 5 × 10-3m NaCl lausn og þynna latexsviflausnina aftur til að ná agnafjölda um það bil 500 kcps.Gerðar voru fimm endurteknar mælingar (sem hver samanstendur af 30 keyrslum) sem leiddu til -55,1 ± 2,8 mV, þar sem skekkjan táknar staðalfrávik meðalgildis endurtekninganna fimm.Þessar mælingar benda til þess að agnirnar séu neikvætt hlaðnar og mynda stöðuga sviflausn.DLS og zeta hugsanleg gögn er að finna í stuðningsupplýsingatöflunum S2 og S3.
Við smíðuðum búnaðinn í samræmi við ASTM alþjóðlega staðla, eins og lýst er hér að neðan og sýnt á mynd 1. Blaustein úðabrúsaeiningin (BLAM; CHTech) er notuð til að framleiða úðabrúsa sem innihalda latexkúlur.Síaði loftstraumurinn (sem fæst í gegnum GE Healthcare Whatman 0,3 µm HEPA-CAP og 0,2 µm POLYCAP TF síurnar í röð) fer inn í úðabrúsa við þrýstinginn 20 psi (6,9 kPa) og úðar hluta af 5 mg L-1 dreifa Vökvanum er sprautað í latexkúlu búnaðarins í gegnum sprautudælu (KD Scientific Model 100).Loftúðuðu blautu agnirnar eru þurrkaðar með því að láta loftstrauminn sem fer úr úðabrúsa í gegnum pípulaga varmaskipti.Varmaskiptirinn samanstendur af 5/8” ryðfríu stáli röri sem er vafið með 8 feta langri hitaspólu.Framleiðsla er 216 W (BriskHeat).Samkvæmt stillanlegu skífunni er hitaraafköst stillt á 40% af hámarksgildi tækisins (≈86 W);þetta gefur að meðaltali ytri vegghitastig upp á 112 °C (staðalfrávik ≈1 °C), sem ákvarðast með yfirborðsfestri hitaeiningu (Taylor USA) mælingu.Mynd S4 í stuðningsupplýsingunum tekur saman afköst hitarans.
Þurrkuðum atomized agnunum er síðan blandað saman við stærra rúmmál af síuðu lofti til að ná heildarloftflæðishraða upp á 28,3 L mín-1 (það er 1 rúmfót á mínútu).Þetta gildi var valið vegna þess að það er nákvæmur flæðihraði sýnistaka leysikornagreiningartækisins neðan við kerfið.Loftstraumurinn sem ber latexagnirnar er sendur í annað af tveimur eins lóðréttum hólfum (þ.e. sléttveggja ryðfríu stálrörum): „stýringar“ hólf án grímuefnis, eða hringlaga „sýnishorn“ sem hægt er að fjarlægja. Sýnahaldarinn er sett utan á efnið.Innra þvermál hólfanna tveggja er 73 mm, sem passar við innra þvermál sýnishaldara.Sýnahaldarinn notar rifa hringa og innfellda bolta til að innsigla grímuefnið þétt, og stingið síðan losanlegu festingunni í bilið á sýnahólfinu og innsiglið það þétt í tækinu með gúmmíþéttingum og klemmum (Mynd S2, stuðningsupplýsingar).
Þvermál efnissýnisins í snertingu við loftflæðið er 73 mm (flatarmál = 41,9 cm2);það er innsiglað í sýnishólfinu meðan á prófuninni stendur.Loftflæðið sem fer úr „stjórn“ eða „sýni“ hólfinu er flutt yfir í leysikornagreiningartæki (agnamælingarkerfi LASAIR III 110) til að mæla fjölda og styrk latexagna.Agnagreiningartækið tilgreinir neðri og efri mörk agnastyrks, í sömu röð 2 × 10-4 og ≈34 agnir á rúmfet (7 og ≈950.000 agnir á rúmfet).Til að mæla styrk latexagna er agnastyrkurinn gefinn upp í „kassa“ með neðri mörkum og efri mörkum 0,10–0,15 µm, sem samsvarar áætlaðri stærð singlet latexagna í úðanum.Hins vegar er hægt að nota aðrar tunnustærðir og hægt er að meta margar tunnur á sama tíma, með hámarks kornastærð 5 µm.
Í búnaðinum er einnig annar búnaður, svo sem búnaður til að skola hólf og agnagreiningartæki með hreinu síuðu lofti, auk nauðsynlegra loka og tækja (mynd 1).Heildar skýringarmyndir um leiðslur og tækjabúnað eru sýndar á mynd S1 og töflu S1 með stuðningsupplýsingunum.
Meðan á tilrauninni stóð var latexsviflausninni sprautað inn í úðabrúsa með flæðihraða ≈60 til 100 µL mín-1 til að viðhalda stöðugu agnaframleiðsla, um það bil 14-25 agnir á rúmsentimetra (400.000-á hvern rúmsentimetra) 700 000 agnir).Fætur) í tunnu með stærðinni 0,10–0,15 µm.Þetta flæðihraðasvið er nauðsynlegt vegna breytinga á styrk latexagna aftan við úðabrúsinn, sem má rekja til breytinga á magni latexsviflausnar sem vökvagildra úðabrúsans fangar.
Til að mæla PFE tiltekins efnissýnis er úðabrúsa úr latexögnum fyrst flutt í gegnum stjórnherbergið og síðan beint að agnagreiningartækinu.Mældu stöðugt styrk þriggja agna í hröðum röð, hver um sig í eina mínútu.Agnagreiningartækið gefur upp tímameðalstyrk agna meðan á greiningu stendur, það er meðalstyrkur agna á einni mínútu (28,3 L) af sýninu.Eftir að þessar grunnlínumælingar hafa verið teknar til að koma á stöðugum agnafjölda og gasflæðishraða er úðinn fluttur í sýnahólfið.Þegar kerfið hefur náð jafnvægi (venjulega 60-90 sekúndur) eru aðrar þrjár eina mínútu mælingar teknar í röð.Þessar sýnismælingar tákna styrk agna sem fara í gegnum efnissýnið.Í kjölfarið, með því að kljúfa úðaflæðið aftur í stjórnklefann, voru teknar aðrar þrjár agnastyrksmælingar úr stjórnklefanum til að sannreyna að styrkur andstraums agna breyttist ekki verulega á öllu sýnismatsferlinu.Þar sem hönnun hólfanna tveggja er sú sama - nema að sýnishólfið getur hýst sýnishólfið - má líta á flæðisskilyrði í hólfinu eins, þannig að styrkur agna í gasinu sem fer úr stjórnhólfinu og sýnishólfinu hægt að bera saman.
Til þess að viðhalda endingu agnagreiningartækisins og fjarlægja úðaagnirnar í kerfinu á milli hverrar prófunar, notaðu HEPA síaðan loftstraum til að þrífa agnagreiningartækið eftir hverja mælingu og hreinsaðu sýnahólfið áður en skipt er um sýni.Vinsamlegast skoðaðu mynd S1 í stuðningsupplýsingunum fyrir skýringarmynd af loftskolunarkerfinu á PFE tækinu.
Þessi útreikningur táknar eina „endurtekna“ PFE mælingu fyrir eitt efnissýni og jafngildir PFE útreikningi í ASTM F2299 (jöfnu (2)).
Efnin sem lýst er í §2.1 voru prófuð með latex úðabrúsum með því að nota PFE búnaðinn sem lýst er í §2.3 til að ákvarða hæfi þeirra sem grímuefni.Mynd 2 sýnir álestur sem fæst úr agnastyrksgreiningartækinu og PFE gildi peysuefna og battaefna eru mæld á sama tíma.Þrjár sýnisgreiningar voru gerðar fyrir alls tvö efni og sex endurtekningar.Augljóslega er fyrsti lesturinn í setti þriggja lestra (skyggður með ljósari lit) venjulega frábrugðinn hinum lestunum tveimur.Sem dæmi má nefna að fyrsta lestur er meira en 5% frábrugðinn meðaltali hinna tveggja álestra í 12-15 þreföldunum á mynd 2.Þessi athugun tengist jafnvægi lofts sem inniheldur úðabrúsa sem streymir í gegnum agnagreiningartækið.Eins og fjallað er um í Efni og aðferðum voru jafnvægismælingar (annar og þriðji viðmiðunar- og úrtaksmælingar) notaðar til að reikna út PFE í dökkbláum og rauðum litbrigðum á mynd 2, í sömu röð.Á heildina litið er meðaltal PFE gildi þessara þriggja endurtekninga 78% ± 2% fyrir peysuefni og 74% ± 2% fyrir bómullarefni.
Til að mæla frammistöðu kerfisins voru ASTM 2100 vottaðar lækningagrímur (L2, L3) og NIOSH öndunargrímur (N95) einnig metnar.ASTM F2100 staðallinn setur síunarvirkni undir míkróna 0,1 µm agna af stigs 2 og 3 stigs grímum að vera ≥ 95% og ≥ 98%, í sömu röð.[5] Á sama hátt verða NIOSH-vottaðar N95 öndunargrímur að sýna síunarnýtni sem er ≥95% fyrir úðaðar NaCl nanóagnir með meðalþvermál 0,075 µm.[24] Rengasamy o.fl.Samkvæmt skýrslum sýna svipaðar N95 grímur PFE gildi 99,84%–99,98%, [25] Zangmeister o.fl.Samkvæmt skýrslum framleiðir N95 þeirra lágmarks síunarnýtni sem er meira en 99,9%, [14] á meðan Joo o.fl.Samkvæmt skýrslum framleiddu 3M N95 grímur 99% af PFE (300 nm agnir), [16] og Hao et al.Uppgefið N95 PFE (300 nm agnir) er 94,4%.[17] Fyrir N95 grímurnar tvær sem Shakya o.fl.með 0,1 µm latex kúlur lækkaði PFE um það bil á milli 80% og 100%.[19] Þegar Lu o.fl.Með því að nota latex kúlur af sömu stærð til að meta N95 grímur er greint frá því að meðaltal PFE sé 93,8%.[20] Niðurstöðurnar sem fengust með því að nota búnaðinn sem lýst er í þessari vinnu sýna að PFE á N95 grímunni er 99,2 ± 0,1%, sem er í góðu samræmi við flestar fyrri rannsóknir.
Skurðaðgerðargrímur hafa einnig verið prófaðar í nokkrum rannsóknum.Skurðaðgerðargrímur Hao o.fl.sýndu PFE (300 nm agnir) 73,4%, [17] á meðan skurðaðgerðargrímurnar þrjár sem Drewnick o.fl.Framleitt PFE er á bilinu um það bil 60% til næstum 100%.[15] (Síðarnefnda gríman getur verið vottuð fyrirmynd.) Hins vegar, Zangmeister o.fl.Samkvæmt skýrslum er lágmarkssíunvirkni tveggja skurðaðgerðagrímanna sem prófuð voru aðeins örlítið hærri en 30%, [14] mun lægri en skurðaðgerðagrímanna sem prófuð voru í þessari rannsókn.Á sama hátt, „blái skurðaðgerðargríman“ sem Joo o.fl.Sannaðu að PFE (300 nm agnir) er aðeins 22%.[16] Shakya o.fl.greint frá því að PFE í skurðgrímum (með því að nota 0,1 µm latex agnir) lækkaði um það bil 60-80%.[19] Með því að nota latex kúlur af sömu stærð gaf skurðaðgerðargríma Lu o.fl. að meðaltali 80,2% PFE niðurstöðu.[20] Til samanburðar er PFE L2 grímunnar okkar 94,2 ± 0,6% og PFE L3 grímunnar er 94,9 ± 0,3%.Þrátt fyrir að þessar PFEs fari fram úr mörgum PFEs í bókmenntum, verðum við að hafa í huga að það er nánast ekkert vottunarstig sem nefnt er í fyrri rannsóknum og skurðaðgerðargrímurnar okkar hafa fengið stig 2 og stig 3 vottun.
Á sama hátt og umsækjenda grímuefnin á mynd 2 voru greind voru þrjár prófanir gerðar á hinum sex efnunum til að ákvarða hæfi þeirra í grímunni og sýna fram á virkni PFE tækisins.Mynd 3 sýnir PFE gildi allra prófaðra efna og ber þau saman við PFE gildin sem fæst með því að meta vottað L3 og N95 grímuefni.Af 11 grímum/umsækjendum grímuefnum sem valin voru fyrir þessa vinnu má greinilega sjá breitt úrval af PFE frammistöðu, allt frá ≈10% til nálægt 100%, í samræmi við aðrar rannsóknir, [8, 9, 15] og iðnaðarlýsingar Það er engin skýr tengsl á milli PFE og PFE.Til dæmis, efni með svipaða samsetningu (tvö 100% bómullarsýni og bómullarmúslín) sýna mjög mismunandi PFE gildi (14%, 54% og 13%, í sömu röð).En það er nauðsynlegt að lítil frammistaða (til dæmis 100% bómull A; PFE ≈ 14%), miðlungs afköst (til dæmis 70%/30% bómull/pólýester blanda; PFE ≈ 49%) og mikil afköst (til dæmis, peysa Efni; PFE ≈ 78%) Hægt er að bera kennsl á efnið með því að nota PFE búnaðinn sem lýst er í þessu verki.Sérstaklega peysuefni og bómullarhlífarefni stóðu sig mjög vel, með PFE á bilinu 70% til 80%.Slík afkastamikil efni er hægt að bera kennsl á og greina nánar til að skilja eiginleikana sem stuðla að mikilli síunarafköstum þeirra.Hins vegar viljum við minna á að vegna þess að PFE niðurstöður efna með svipaðar iðnaðarlýsingar (þ.e. bómullarefni) eru mjög mismunandi, gefa þessi gögn ekki til kynna hvaða efni eru mjög gagnleg fyrir taugrímur og við ætlum ekki að álykta um eiginleika- efnisflokkar.Frammistöðusambandið.Við gefum sérstök dæmi til að sýna fram á kvörðun, sýna að mælingin nær yfir allt svið mögulegrar síunarvirkni og gefur upp stærð mælingarvillunnar.
Við fengum þessar PFE niðurstöður til að sanna að búnaður okkar hefur breitt úrval af mæligetu, litla skekkju og borið saman við gögn sem fengin eru í bókmenntum.Til dæmis, Zangmeister o.fl.Greint er frá PFE niðurstöðum nokkurra ofinna bómullarefna (td „Cotton 1-11″) (89 til 812 þræðir á tommu).Í 9 af 11 efnum er „lágmarks síunarvirkni“ á bilinu 0% til 25%;PFE hinna tveggja efnanna er um 32%.[14] Á sama hátt, Konda o.fl.Greint er frá PFE gögnum tveggja bómullarefna (80 og 600 TPI; 153 og 152 gm-2).PFE er á bilinu 7% til 36% og 65% til 85%, í sömu röð.Í rannsókn Drewnick o.fl., í einslags bómullarefnum (þ.e. bómull, bómullarprjóni, móleton; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), er efnissviðið PFE um 10% til 30%.Í rannsókn Joo o.fl., hefur 100% bómullarefni þeirra PFE 8% (300 nm agnir).Bagheri o.fl.notaðar pólýstýren latex agnir af 0,3 til 0,5 µm.PFE sex bómullarefna (120-200 TPI; 136-237 gm-2) var mæld, á bilinu 0% til 20%.[18] Þess vegna eru flest þessara efna í góðu samræmi við PFE niðurstöður þriggja bómullarefna okkar (þ.e. Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A og B), og meðalsíunarvirkni þeirra er 13%, 14% og í sömu röð.54%.Þessar niðurstöður benda til þess að mikill munur sé á bómullarefnum og að efniseiginleikar sem leiða til mikils PFE (þ.e. 600 TPI bómull Konda o.fl.; bómull okkar B) séu illa skildir.
Þegar við gerum þennan samanburð viðurkennum við að það er erfitt að finna efni prófuð í bókmenntum sem hafa sömu eiginleika (þ.e. efnissamsetningu, vefnaður og prjón, TPI, þyngd osfrv.) með efnum sem prófuð eru í þessari rannsókn og því ekki hægt að bera beint saman.Að auki gerir munur á tækjum sem höfundar nota og skortur á stöðlun erfitt að gera góðan samanburð.Engu að síður er ljóst að tengsl frammistöðu/frammistöðu venjulegra efna eru ekki vel skilin.Efnin verða prófuð frekar með stöðluðum, sveigjanlegum og áreiðanlegum búnaði (eins og búnaðinum sem lýst er í þessari vinnu) til að ákvarða þessi tengsl.
Þrátt fyrir að heildartölfræðileg skekkja (0-5%) sé á milli einnar endurtekningar (0-4%) og sýnanna sem voru greind í þríriti, reyndist búnaðurinn sem lagt var upp með í þessari vinnu vera áhrifaríkt tæki til að prófa PFE úr ýmsum efnum.Venjulegt efni til vottunarhæfra lækningagríma.Það er athyglisvert að meðal 11 efnanna sem prófuð eru fyrir mynd 3, er útbreiðsluvillan σprop meiri en staðalfrávikið milli PFE mælinga á einu sýni, það er σsd af 9 af 11 efnum;þessar tvær undantekningar eiga sér stað í Mjög hátt PFE gildi (þ.e. L2 og L3 gríma).Þó að niðurstöður sem Rengasamy o.fl.Þeir sýndu að munurinn á endurteknum sýnum er lítill (þ.e. fimm endurtekningar <0,29%), [25] rannsökuðu þeir efni með mikla þekkta síunareiginleika sem eru sérstaklega hönnuð fyrir grímuframleiðslu: efnið sjálft gæti verið einsleitara og prófið er einnig Þetta svæði PFE sviðsins gæti verið stöðugra.Á heildina litið eru niðurstöðurnar sem fást með búnaði okkar í samræmi við PFE gögn og vottunarstaðla sem aðrir vísindamenn hafa fengið.
Þrátt fyrir að PFE sé mikilvægur mælikvarði til að mæla frammistöðu grímu, verðum við á þessum tímapunkti að minna lesendur á að ítarleg greining á grímuefnum í framtíðinni verður að taka tillit til annarra þátta, það er gegndræpi efnis (þ.e. með þrýstingsfalli eða mismunaþrýstingsprófi ).Það eru reglur í ASTM F2100 og F3502.Viðunandi öndun er nauðsynleg fyrir þægindi notandans og koma í veg fyrir leka á brún grímunnar við öndun.Þar sem PFE og loftgegndræpi margra algengra efna eru venjulega í öfugu hlutfalli, ætti að framkvæma þrýstingsfallsmælinguna ásamt PFE mælingunni til að meta afkastagetu grímuefnisins betur.
Við mælum með því að leiðbeiningar um smíði PFE búnaðar í samræmi við ASTM F2299 séu nauðsynlegar fyrir stöðugar endurbætur á stöðlum, myndun rannsóknargagna sem hægt er að bera saman milli rannsóknarstofa og auka síun úðabrúsa.Treystu aðeins á NIOSH (eða F3502) staðalinn, sem tilgreinir eitt tæki (TSI 8130A) og takmarkar rannsakendur frá því að kaupa turnkey tæki (til dæmis TSI kerfi).Að treysta á staðlað kerfi eins og TSI 8130A er mikilvægt fyrir núverandi staðlaða vottun, en það takmarkar þróun gríma, öndunargríma og annarrar úðasíunartækni sem gengur þvert á framfarir í rannsóknum.Þess má geta að NIOSH staðallinn var þróaður sem aðferð til að prófa öndunargrímur við þær erfiðu aðstæður sem búast má við þegar þörf er á þessum búnaði, en hins vegar eru skurðaðgerðargrímur prófaðar með ASTM F2100/F2299 aðferðum.Lögun og stíll samfélagsgríma er meira eins og skurðaðgerðargrímur, sem þýðir ekki að þær hafi framúrskarandi síunarvirkni eins og N95.Ef skurðaðgerðargrímur eru enn metnar í samræmi við ASTM F2100/F2299, ætti að greina venjulegt efni með aðferð sem er nær ASTM F2100/F2299.Að auki, ASTM F2299 gerir ráð fyrir frekari sveigjanleika í mismunandi breytum (svo sem loftflæðishraða og yfirborðshraða í rannsóknum á síunarnýtni), sem getur gert það að áætluðum yfirburðastaðli í rannsóknarumhverfi.
Birtingartími: 30. ágúst 2021