N95規格とPFE規格の違いとは？物理学における空気動力学的粒径と数量中位径に基づく粒子の大きさの定義の違い

ウイルス粒子を含む微粒子物質の吸入防止のために用いられるマスクの規格としては、N95規格やPFE規格といった基準が有名だが、

こうしたマスクにおけるN95規格とPFE規格と呼ばれる二つの規格には、具体的にどのような違いがあると考えられることになるのだろうか。

N95規格の具体的な定義と物理学における空気動力学的粒径と数量中位径に基づく粒子の大きさの違い

そうすると、まず、

前者のN95規格とは、アメリカのCDC（疾病対策予防センター）の管轄下にある組織であるアメリカ合衆国労働安全衛生研究所（NIOSH）によって認可された微粒子用マスクに対して与えられる規格であり、

N95という規格の名称におけるNというアルファベットは、Not resistant to oil（耐油性なし）、すなわち、有機溶剤などの油状物質に対する防護性能を持たないということを意味するのに対して、

95という数字は、直径0.3マイクロメートルの微粒子を95%以上除去できる性能を持つということを意味している。

ちなみに、

N95規格において微粒子の除去性能の基準となっている直径0.3マイクロメートルの微粒子の大きさというのは、空気動力学的粒径と呼ばれる粒子の密度などの特性を考慮した特殊な概念によって定義されていて、

数量中位径と呼ばれる実際の粒子としての平均的な大きさに直すと、直径0.075マイクロメートルに相当する微粒子に対する除去性能を持っていることを意味することになる。

したがって、

こうしたN95規格を満たしているマスクは、フィルターそのものの性能としては、

インフルエンザウイルスやコロナウイルスといった直径0.1～0.2マイクロメートルくらいの一般的な呼吸器系ウイルスの粒子に対する除去性能も十分に持ち合わせていると評価することができると考えられるのである。

PFE規格の具体的な定義とポリスチレン製ラテックス球形粒子の捕集試験

そして、それに対して、

後者のPFE規格とは、Particle Filtration Efficiency（パーティクル・フィルトレーション・エフィシエンシー）、

すなわち、微粒子の捕集試験によって実際に確認された微粒子フィルターの捕集効率のことを意味していて、

より具体的には、

粒子の平均的な大きさが直径0.1マイクロメートルにあたるポリスチレン製ラテックス球形粒子のマスクのフィルターによる捕集率のことを意味することになる。

つまり、例えば、

PFE95％のマスクであれば直径0.1マイクロメートルの粒子が95％、
PFE98％のマスクであれば直径0.1マイクロメートルの粒子が98％、
PFE99％のマスクであれば直径0.1マイクロメートルの粒子が99％

以上の割合で実際の試験においてはマスクのフィルターによって除去されたことを意味することになると考えられるのである。

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以上のように、

こうしたN95規格とPFE規格と呼ばれるマスクにおけるウイルスを含む微粒子物質の除去性能を示す二つの規格における具体的な意味の違いについて、

一言でまとめると、

N95規格は、アメリカのCDCの管轄下にあるアメリカ合衆国労働安全衛生研究所によって認可された微粒子用マスクに対して与えられる規格であり、

空気動力学的粒径としては直径0.3マイクロメートル、実際の粒子としての平均的な大きさに直すと直径0.075マイクロメートルに相当する微粒子を95%以上除去できる性能を持っている耐油性を持たないマスクのことを意味するのに対して、

PFE規格は、粒子の平均的な大きさが直径0.1マイクロメートルにあたるポリスチレン製ラテックス球形粒子の捕集試験によって実際に確認されたマスクのフィルターによる捕集率のことを意味していて、

PFE95％のマスクであれば直径0.1マイクロメートルの粒子を95％以上の割合で、PFE99％のマスクであれば直径0.1マイクロメートルの粒子を99％以上の割合で除去できる性能を持っているということを意味することになるといった点に、

両者における主要な特徴の違いがあると考えられることになるのである。

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