ماسک نوعی پوشش بر روی دهان و بینی است که با هدف محافظت افراد از تنفس ریزگردها و مواد سمی استفاده میشود. ماسک ها گاهی با توجه به کاربردشان ممکن است چشم و دیگر بافت های نرم صورت را نیز بپوشانند. طول عمر ماسک ها معمولا بین چند ساعت تا چند روز است که به نوع فیلتر موجود در ماسک وابسته است.
فیلترها به دو دسته فیلترهای فیزیکی (جلوگیری از ریزگرد ها) و شیمیایی (جذب گاز های سمی ، ویروس ها باکتری ها و…) تقسیم بندی می شوند. در بسیاری از موارد، مواد شیمیایی که به صورت قطره های ریز یا رطوبت در هوا موجود است قبل از رسیدن به فیلتراسیون شیمیایی توسط فیلتر فیزیکی جذب میشوند.
انواع ماسک
ماسک ها با توجه به کاربردشان انواع مختلفی دارند. میتوان به طور کلی ماسک ها را به صورت زیر طبقه بندی کرد:
- غیر پزشکی
- دستگاه تنفس فشار منفی_ با استفاده از فیلترهای مکانیکی و مواد شیمیایی
- دستگاه تنفس فشار مثبت_ با تصفیه هوا موتور دار
- دستگاه تنفس مخزن دار که تنها برای استفاده عموم مردم در حوادث تروریستی شیمیایی ، بیولوژیکی ، رادیولوژی و هسته ای به کار می رود
- پزشکی
- فیلتر دار
- بدون فیلتر
- ماسک جراحی
انواع فیلتراسیون:
ماسک های N و P و R که با استاندارد امریکایی NIOSH طبقه بندی شده اند :
|
توضیحات |
|
برابر روغن مقاوم نیست
|
N95 |
حداقل ۹۵٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند. |
N99 |
حداقل ۹۹٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
|
N100 |
حداقل ۹۹٫۹۷٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند. |
|
تا حدودی در برابر روغن مقاوم است
|
R95 |
حداقل ۹۵٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند. |
R99 |
حداقل ۹۹٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
|
R100 |
حداقل ۹۹٫۹۷٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند. |
|
در برابر روغن مقاوم است. |
P95 |
حداقل ۹۹٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
P99 |
حداقل ۹۹٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند. |
|
P100 |
حداقل ۹۹٫۹۷٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند. |
استاندارد اروپایی EN 143 برای فیلتر های ذرات که به ماسک صورت متصل می شوند.
حد نفوذ فیلتر (با جریان ۹۵ لیتر بر دقیقه) |
|
P1 |
حداقل ۸۰٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
P2 |
حداقل ۹۴٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
P3 |
حداقل ۹۹٫۹۵٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
استاندارد اروپایی EN 149 برای ماسک هایی که نیمی از صورت را میپوشانند و کاملا از فیلتر ساخته شده اند.
کلاس |
حد نفوذ فیلتر (با جریان ۹۵ لیتر بر دقیقه) |
نشت درونی |
FFP1 |
حداقل ۸۰٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
<22% |
FFP2 |
حداقل ۹۴٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
<8% |
FFP3 |
حداقل ۹۹٪ از ذرات موجود در هوا را فیلتر می کند |
<2% |
کربن فعال:
کربن فعال شکلی از کربن است که دارای حفره های کم حجم است، این حفره ها باعث افزایش سطح تماس و در نتیجه باعث افزایش واکنش های شیمیایی می شوند. کربن فعال در صنایع مختلف برا ی تصفیه آب و هوا استفاده می شود و از موادی که پایه کربنی دارند مثل چوب، ذغال، پیت، پوست نارگیل و… تهیه می شود.
ماسک فیلتردار کربن اکتیو یا کربن دار :
در این نوع ماسک ها لایه هایی از کربن فعال شده به منظور حفاظت در مقابل گاز ها و بخار های سمی در نظر گرفته می شوند. ماسک های کربن فعال جهت فیلتراسیون و تصفیه کامل آلودگی هوا شهری و ریزگرد های موجود در هوا، حذف بوی آلودگی استفاده می شوند.
کاربرد پرینت سه بعدی در طراحی و ساخت ماسک
پرینت سه بعدی یکی از روش های ساخت و تولید است که میتواند برای تولید انواع مختلف ماسک استفاده شود. با این روش ساخت میتوان ماسک های سبک، با دوام و انعطاف پذیر تولید کرد. به علت سرعت بالا در فرایند نمونه سازی میتوان برای هر ماسک تغییرات منحصر به فردی را اعمال کرد. همچنین با کمک پرینتر های سه بعدی محدودیت در طراحی به حداقل میرسد و میتوان به راحتی شکل های پیچیده و متخلخل را تولید نمود.
a mask is a sealed cover over the nose and mouth, used to protect the wearer from inhaling airborne pollutants and toxic gases. a mask may also cover the eyes and other vulnerable soft tissues of the face depending on its application. The lifespan of a mask is usually between a few hours to a few days depending on the type of the used filter.
There are two categories for filters: physical (preventing airborne particles) and chemical (absorbing toxic gases, viruses, bacteria, etc.). in many cases, the hazardous materials are in the form of mist, which is captured by the particle filter before entering the chemical adsorber.
Types of masks
There are different types of masks depending on their application. The masks can generally be classified as follows:
- non-medical
- negative-pressure respirators using mechanical filters and chemical media
- positive-pressure units such as powered air-purifying respirators (PAPRs)
- Escape Only respirators or hoods such as Air-Purifying Escape Respirators for use by the general public for chemical, biological, radiological, and nuclear (CBRN) terrorism incidents.
- Medical
- Filtered
- No filter
- Surgical mask
Types of filtration
In the United States, the National Institute for Occupational Safety and Health defines the following categories of particulate filters:
Oil resistance |
Rating |
Description |
Not oil resistant |
N95 |
Filters at least 95% of airborne particles |
N99 |
Filters at least 99% of airborne particles |
|
N100 |
Filters at least 99.97% of airborne particles |
|
Oil resistant |
R95 |
Filters at least 95% of airborne particles |
R99 |
Filters at least 99% of airborne particles |
|
R100 |
Filters at least 99.97% of airborne particles |
|
Oil proof |
P95 |
Filters at least 95% of airborne particles |
P99 |
Filters at least 99% of airborne particles |
|
P100 |
Filters at least 99.97% of airborne particles |
European standard EN 143 defines the following classes of particle filters that can be attached to a face mask.
|
Filter penetration limit (at 95 L/min air flow) |
class |
|
Filters at least 80% of airborne particles |
P1 |
|
Filters at least 94% of airborne particles |
P2 |
|
Filters at least 99% of airborne particles |
P3 |
European standard EN 149 defines the following classes of “filtering half masks” or “filtering face pieces” (FFP), that is respirators that are entirely or substantially constructed of filtering material:
Class |
Filter penetration limit (at 95 L/min air flow) |
Inward leakage |
FFP1 |
Filters at least 80% of airborne particles |
<22% |
FFP2 |
Filters at least 94% of airborne particles |
<8% |
FFP3 |
Filters at least 99% of airborne particles |
<2% |
Activated carbon
Activated carbon is a form of carbon processed to have small, low-volume pores. These pores increase the surface area available for adsorption or chemical reactions. Activated carbon is used to purify liquids and gases in a variety of applications. And, it is produced from carbonaceous source materials, such as coconuts, nutshells, coal, peat, and wood.
Activated Carbon Filter Mask
In this type of masks, layers of activated carbon are intended to protect against gases and toxic vapors. Activated carbon masks are used to filter and purify urban air pollution and eliminating airborne particles and odor.
۳d printer’s application in design and manufacturing of face masks
۳D printing is one of the manufacturing methods that can be used to produce different types of masks. Using this method, you can make light-weighted, durable and flexible masks. Due to the high speed of the prototyping process, individual changes can be made for each mask. Also thanks to 3D printers, design constraints are minimized and complex and porous shapes can be easily produced.
negative-pressure respirators
Self-contained breathing apparatus (SCBA)
Powered air-purifying respirators