Test d'efficacité de filtration des masques KN95 : méthodes de défi à l'aérosol de sel et d'huile

Test d’efficacité de filtration des masques KN95 : comprendre les méthodes de défi aérosol au sel et à l’huile

L’un des aspects les plus mal compris des respirateur KN95 tests de filtration est la distinction entre les méthodes de défi aérosol à base de sel et à base d’huile. Les acheteurs B2B qui se procurent des respirateurs pour différentes applications industrielles doivent comprendre cette distinction – elle détermine si le respirateur qu’ils achètent est réellement certifié pour les types de particules présents dans leur environnement cible.

Cet article explique le système de classification GB2626 (KN vs KP), la physique derrière les tests de défi aérosol au sel et à l’huile, et fournit des conseils pratiques pour faire correspondre la classification des respirateurs aux scénarios réels d’exposition aux particules dans le cadre des achats B2B.

Classification GB2626 : explication de KN vs KP

La norme GB2626 classe les respirateurs anti-particules en deux familles en fonction du type d’aérosol de défi utilisé lors des tests :

• Série KN (particules non huileuses): testé exclusivement avec un aérosol de chlorure de sodium (NaCl). Les respirateurs KN95, KN90 et KN100 sont conçus pour filtrer les particules solides et les brouillards aqueux – poussières, pollen, bactéries, virus, fumées de soudage et autres aérosols non huileux similaires.
• Série KP (particules huileuses): testé avec un aérosol d’huile de paraffine en plus ou à la place du NaCl. Les respirateurs KP95, KP90 et KP100 sont conçus pour les environnements où des particules huileuses sont présentes – brouillards d’usinage, aérosols de lubrifiants, pulvérisations de pesticides et certaines fumées chimiques.

Le suffixe numérique (90, 95, 100) indique l’efficacité de filtration minimale : le KN95 exige une efficacité ≥95 % contre l’aérosol de défi spécifié. Le point critique est qu’un respirateur KN95 n’a jamais été testé contre des particules huileuses – il peut ou non les filtrer efficacement, mais la certification ne le garantit pas.

La physique du test de défi aérosol au sel

Dans le test de défi NaCl, l’aérosol est généré en atomisant une solution de chlorure de sodium et en séchant les gouttelettes pour produire des cristaux de sel solides. Ces cristaux ont un diamètre médian en nombre (CMD) de 0,075 µm. Le test mesure combien de ces particules solides submicroniques pénètrent dans le matériau filtrant.

Le mécanisme de filtration des particules solides implique trois mécanismes principaux :

1. Interception: les particules suivant une ligne de courant de gaz s’approchent suffisamment d’une fibre filtrante pour être capturées. Plus efficace pour les particules de 0,1 à 1 µm.
2. Impact inertiel: les particules plus grandes ont suffisamment d’élan pour dévier de la ligne de courant et entrer en collision avec les fibres. Dominant pour les particules >1 µm.
3. Diffusion (mouvement brownien): les très petites particules (<0,1 µm) se déplacent aléatoirement en raison des collisions moléculaires, augmentant leur probabilité de contacter une fibre.

De plus, la charge électrostatique sur le polypropylène meltblown améliore la capture par attraction électrostatique. C’est pourquoi contrôle qualité du meltblown a un impact direct sur les performances de filtration – le processus de traitement de la charge électrostatique détermine l’efficacité avec laquelle le filtre capture les particules dans la plage de taille la plus pénétrante (MPPS) de 0,1 à 0,3 µm.

La physique du test de défi aérosol à l’huile

Dans le test de défi à l’huile, l’aérosol est généré en atomisant de l’huile de paraffine pour produire des gouttelettes liquides avec un CMD de 0,185 µm. Ces gouttelettes liquides se comportent fondamentalement différemment des cristaux de sel solides :

• Étalement du liquide: lorsqu’une gouttelette d’huile entre en contact avec une fibre filtrante, elle s’étale le long de la surface de la fibre plutôt que de rester une particule discrète. Cela peut obstruer la structure du filtre au fil du temps, augmentant la résistance respiratoire.
• Dégradation de la charge électrostatique: les gouttelettes d’huile peuvent dissoudre ou neutraliser la charge électrostatique sur les fibres meltblown. Un filtre qui atteint 96 % d’efficacité contre le NaCl peut chuter à 85 % ou moins contre l’aérosol d’huile car l’amélioration électrostatique est compromise.
• Comportement de chargement: le chargement d’aérosol d’huile est cumulatif et irréversible – le filtre devient progressivement plus chargé et plus résistant, contrairement au chargement de particules solides où certaines particules peuvent se détacher pendant l’expiration.

C’est pourquoi les respirateurs de la série KP utilisent généralement des médias filtrants différents ou un traitement supplémentaire pour résister à la dégradation par l’huile. Un respirateur KN95 utilisé dans un environnement huileux peut initialement filtrer correctement mais perdre rapidement de l’efficacité à mesure que la charge électrostatique est neutralisée par le dépôt d’huile.

Correspondance entre la classification des respirateurs et l’application : un guide d’achat B2B

Pour les équipes d’approvisionnement spécifiant des respirateurs pour différentes applications d’utilisateurs finaux, le tableau suivant fournit des conseils sur la classification appropriée :

Environnement d’application	Type de particules	Classe recommandée
Santé / contrôle des infections	Non huileux (bactéries, virus, gouttelettes)	KN95 ou équivalent
Construction / poussière de démolition	Non huileux (silice, poussière de béton)	KN95 ou équivalent
Soudage / travail des métaux	Non huileux (fumées métalliques, ozone)	KN95 (avec valve recommandée)
Usinage avec fluides de coupe	Huileux (brouillard de fluide de travail des métaux)	KP95 ou supérieur
Pulvérisation de pesticides / produits chimiques	Huileux (aérosols de pesticides)	KP95 ou supérieur
Fabrication pharmaceutique	Non huileux (poudre, poussière de comprimés)	KN95 ou équivalent
Raffinage du pétrole / pétrochimie	Huileux (brouillards d’hydrocarbures)	KP95 ou supérieur

Les acheteurs qui s’approvisionnent pour des applications de santé – où la préoccupation principale est les aérosols biologiques – peuvent spécifier en toute confiance le KN95. Cependant, les acheteurs qui s’approvisionnent pour des applications industrielles impliquant des brouillards d’huile doivent spécifier des respirateurs de la série KP ou risquer de fournir une protection inadéquate. Le guide technique de la norme GB2626 fournit des détails supplémentaires sur les exigences de classification.

Équivalents internationaux : comment KN/KP se mappe aux normes NIOSH et EN

Comprendre comment les classifications GB2626 se mappent aux normes internationales aide les acheteurs B2B à recouper les spécifications :

• Série N de NIOSH (N95, N99, N100) : non résistant à l’huile. Équivalent à la série KN de GB2626. Non adapté aux environnements huileux.
• Série R de NIOSH (R95, R99, R100) : résistant à l’huile jusqu’à 8 heures. Pas d’équivalent direct GB2626 mais plus proche de la série KP.
• Série P de NIOSH (P95, P99, P100) : étanche à l’huile. Équivalent à la série KP de GB2626.
• EN 149: FFP1, FFP2, FFP3 sont testés à la fois contre NaCl et l’huile de paraffine, ce qui les rend globalement équivalents à la classification de la série KP.

Cette correspondance explique pourquoi équivalence KN95 vs FFP2 n’est pas simple : FFP2 est testé contre les aérosols de sel et d’huile, tandis que KN95 est testé uniquement contre le sel. Dans les environnements non huileux, les deux offrent une protection équivalente. Dans les environnements huileux, FFP2 offre une protection que KN95 ne garantit pas.

Implications pour les spécifications d’achat B2B

Lors de la rédaction de spécifications d’achat pour les respirateurs KN95, incluez les clauses suivantes pour garantir que la méthodologie de test correspond à votre application :

1. Spécifiez le type de particules: indiquez explicitement si le respirateur doit filtrer uniquement les particules non huileuses (KN95 suffisant) ou doit également gérer les particules huileuses (KP95 requis).
2. Exigez des rapports de test indiquant l’aérosol de défi: le rapport doit préciser si du NaCl ou de l’huile de paraffine a été utilisé. Un rapport qui ne mentionne pas l’aérosol de défi est incomplet.
3. Pour une utilisation multi-environnements: Si les utilisateurs finaux peuvent être exposés à des particules huileuses et non huileuses, spécifiez FFP2 ou KP95 plutôt que KN95, ou fournissez des respirateurs séparés pour différentes zones de travail.
4. Inclure les tests de stabilité de la charge électrostatique: Pour KN95, demandez des données montrant l'efficacité de filtration après vieillissement simulé, car la dégradation de la charge électrostatique est le principal mode de défaillance des filtres à particules non huileuses. L' méthodes de test de durée de conservation article couvre ce sujet en détail.

Points clés

• KN95 = particules non huileuses uniquement: Testé avec un aérosol de NaCl. Convient aux applications de soins de santé, de construction et à la plupart des poussières industrielles.
• KP95 = particules huileuses et non huileuses: Testé avec un aérosol d'huile de paraffine. Requis pour l'usinage, le traitement chimique et les environnements pétrochimiques.
• L'huile dégrade les filtres électrostatiques: Un KN95 utilisé dans des environnements huileux perdra de son efficacité avec le temps, car l'huile neutralise la charge électrostatique.
• Les équivalents internationaux diffèrent: Le FFP2 est testé contre les deux types d'aérosols ; le N95 est non huileux uniquement comme le KN95 ; le P95 est résistant à l'huile comme le KP95.
• Les spécifications d'achat doivent indiquer l'application: Sans connaître l'environnement particulaire, la classification correcte du respirateur ne peut pas être déterminée.

En comprenant la distinction entre les tests de défi à l'aérosol de sel et d'huile, les équipes d'achat B2B peuvent spécifier la classification correcte du respirateur pour chaque application, s'assurer que la documentation de test correspond à l'utilisation prévue et éviter l'erreur coûteuse et dangereuse de déployer des respirateurs KN95 dans des environnements où seule une protection résistante à l'huile de type KP95 ou équivalente offrira une filtration adéquate.