GB/T 38413-2019 纺织品 细颗粒物过滤性能试验方法

　　ICS 59 . 080 . 30 w 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 38413—2019

　　纺织品 细颗粒物过滤性能试验方法

　　Textiles—Testmethodsforfiltrationofparticulatematter

　　2019-12-31 发布 2020-07-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 38413—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国纺织工业联合会提出。

　　本标准由全国纺织品标准化技术委员会(SAC/TC 209)归口 。

　　本标准起草单位：中纺标检验认证股份有限公司、佛山市南海必得福无纺布有限公司、上海兴诺康纶纤维科技股份有限公司、东华大学、浙江严牌过滤技术股份有限公司、广州检验检测认证集团有限公司、晋江中纺标检测有限公司、天津泰达洁净材料有限公司、中纺院(天津)科技发展有限公司、江苏省纺织产品质量监督检验研究院、福建万家丽科技实业有限公司、中科纺织研究院(青岛)有限公司、深圳市捷顺通检测技术有限公司、东莞市正大纺织科技有限公司、中国产业用纺织品行业协会。

　　本标准主要起草人：刘飞飞、章辉、王洪、徐路、罗俊、王向钦、张复全、裘春湖、邓伟雄、陈祥基、黄效华、成松涛、谢敬伟、陈昊、赵丹青、吴刚、徐少兵、赵瑾瑜。

　　GB/T 38413—2019

　　纺织品 细颗粒物过滤性能试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了测定纺织品细颗粒物过滤性能的试验方法。

　　本标准适用于空气过滤用织物及口罩等制品。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 6529 纺织品 调湿和试验用标准大气

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 8629—2017 纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序

　　GB/T 10586 湿热试验箱技术条件

　　GB/T 10589 低温试验箱技术条件

　　GB/T 11158 高温试验箱技术条件

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　细颗粒物 particulatematter

　　PM2.5

　　环境空气中空气动力学当量直径小于或等于 2.5 μm 的颗粒状物质。

　　3.2

　　过滤效率 filtrationefficiency

　　在规定条件下，纺织品过滤前后细颗粒物浓度的差值与过滤前细颗粒物浓度之比。

　　3.3

　　过滤阻力 filtrationresistance

　　在规定条件下，纺织品过滤前后的静压差。

　　3.4

　　初阻力 initialpressuredrop

　　在规定条件下，纺织品过滤前洁净状态时的阻力值。

　　3.5

　　终阻力 finalpressuredrop

　　在规定条件下，纺织品过滤容尘后需要更换或再生时的阻力值。

　　3.6

　　容尘量 dust-holdcapacity

　　在规定条件下，纺织品过滤容尘后单位面积织物捕集细颗粒物的质量。

　　3.7

　　容尘时间 filtertime

　　在规定条件下，纺织品经过滤达到一定容尘量或一定过滤阻力时所需的测试时间。

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　　4 原理

　　通过气溶胶发生系统产出一定粒径的气溶胶，以气溶胶作为模拟环境中细颗粒物的试验尘源。 在规定试验条件下使气溶胶通过试样，气溶胶在试样表面不断积累，当试样上达到一定气溶胶加载质量时或当过滤阻力达到一定值时，计算过滤效率、初阻力、终阻力、容尘时间或容尘量，以此来表示样品的过滤性能。

　　5 试验设备

　　5 . 1 过滤测试装置

　　5 . 1 . 1 概述

　　主要包括气溶胶发生系统和测试系统。 过滤测试装置示意图见图 1 。

　　说明：

　　1 — 流量调节阀;

　　2 — 加热器;

　　3 — 气溶胶中和器;

　　4 — 气溶胶发生器;

　　5 — 混合腔;

　　6 — 开关阀;

　　7 — 气压缸;

　　8 — 试样;

　　9 — 压力计;

　　10 — 上游光度计;

　　11 — 下游光度计;

　　12 — 流量计;

　　13 — 滤料;

　　14— 真空泵。

　　图 1 过滤测试装置示意图

　　GB/T 38413—2019

　　5 . 1 . 2 气溶胶发生系统

　　5 . 1 . 2 . 1 总体要求

　　应能生成满足试验要求的非油性颗粒物和油性颗粒物，应能对生成的颗粒物的荷电进行中和，并保证颗粒物在过滤前取样口处分布均匀。

　　5 . 1 . 2 . 2 非油性颗粒物

　　氯化钠(NaCl)颗粒物。 颗粒物的计数中位径(CMD) 为 0.075 μm±0.020 μm,粒度分布的几何标

　　准偏差不大于 1 . 86 。

　　非油性颗粒物的浓度根据产品使用环境不同进行设置，一般工业用产品的浓度为不超过 200 mg/m3 ,民用产品的浓度为不超过 30 mg/m3 。根据产品需要，也可设置其他测试浓度。

　　5 . 1 . 2 . 3 油性颗粒物

　　癸二酸二异辛酯(DEHS)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 或其他适用油类(如石蜡油)颗粒物。 颗粒物

　　的计数中位径(CMD)为 0.185 μm±0.020 μm,粒度分布的几何标准偏差不大于 1.60。

　　油性颗粒物的浓度根据产 品 使 用 环 境 不 同 进 行 设 置，一 般 工 业 用 产 品的 浓 度 为 50 mg/m3 ~ 200 mg/m3 ,民用产品的浓度为不超过 30 mg/m3 。根据产品需要，也可设置其他测试浓度。

　　5 . 1 . 3 测试系统

　　5 . 1 . 3 . 1 总体要求

　　应包括试样夹具、光度计、压力计和流量计，采样频率 ≥1 次/min, 过滤效率的检测范围为 0% ~

　　99.999%, 分辨率至少为 0.003%。

　　5 . 1 . 3 . 2 试样夹具

　　应采用耐腐蚀金属材料制成，并由上、下夹持器构成。 夹具应保证试样有 100 cm2 ± 1 cm2 的圆形被测面积，除非另有规定。 试样夹紧后边缘不应有泄漏，所采用的密封圈不应改变试样的被测面积。 与试验气溶胶相接触夹具的表面都应保持清洁、易于保洁、耐腐蚀、导电并且接地。

　　5 . 1 . 3 . 3 光度计

　　两台带鞘气保护功能的光度计，分别安装在过滤测试装置的上、下游。 如果上游的颗粒物浓度超过了光度计的测量范围，应在采样点与光度计之间设置稀释系统。 光度计浓度测量范围为 0 . 001 mg/m3 ~

　　200 mg/m3 ,精度为 1%。

　　5 . 1 . 3 . 4 电子压力传感器或压力计

　　压力范围为 0 Pa~1 500 Pa,精度为满量程的 2%。

　　5 . 1 . 3 . 5 流量计

　　流量范围为 15 L/min~100 L/min,精度为满量程的 2%。

　　5 . 2 天平

　　精确至 0 . 1 mg。

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　　5 . 3 计时器

　　精确至 0 . 1 s。

　　6 材料和试剂

　　6 . 1 氯化钠(NaCl) ：分析纯。

　　6 . 2 癸二酸二异辛酯(DEHS)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP) ：分析纯。

　　6 . 3 二级水：符合 GB/T 6682 的要求。

　　6 . 4 非油性气溶胶发生器溶液：采用质量分数为 2%的 NaCl 溶液，由氯化钠(NaCl) (6 . 1) 和二级水(6 . 3)进行配制。

　　6 . 5 油性气溶胶发生器溶液：采用癸二酸二异辛酯(DEHS)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP)(6 . 2) 。

　　7 样品

　　7 . 1 总则

　　根据产品测试需要，可以按 7 . 2 或 7 . 3 对样品进行预处理。 未进行预处理的样品或按 7 . 3 洗涤预处理后的样品应在符合 GB/T 6529 规定的标准大气环境下调湿平衡后再进行过滤性能测试。

　　7 . 2 温度湿度预处理

　　7 . 2 . 1 设备

　　样品温湿度预处理设备要求如下：

　　a) 湿热试验箱技术性能应符合 GB/T 10586 的要求;

　　b ) 高温试验箱技术性能应符合 GB/T 11158 的要求;

　　c) 低温试验箱技术性能应符合 GB/T 10589 的要求。

　　7 . 2 . 2 方法

　　将样品从原包装中取出，按下列步骤处理：

　　a) 在 38.0 ℃ ±2.5 ℃和(85±5) %相对湿度环境下放置 24 h±1 h;

　　b) 在 70 ℃ ±3 ℃干燥环境下放置 24 h±1 h;

　　c) 在 -30 ℃ ±3 ℃环境下放置 24 h±1 h。

　　在进行上述 b)和 c)处理步骤前，应使样品温度恢复室温后至少 4 h,再进行后续步骤。 c)步骤结束后样品应放置在气密性容器中，并在 10 h 内进行测试。

　　7 . 3 洗涤预处理

　　将样品按照 GB/T 8629—2017 中的 A 型标准洗衣机，洗涤程序 4H,使用标准洗涤剂 3 连续洗涤3 次，洗涤后悬挂晾干。

　　根据产品标准或利益相关方协商确定，洗涤次数也可另行规定，需在试验报告中说明。

　　7 . 4 取样要求

　　7 . 4 . 1 取样

　　从过滤用织物上均匀裁剪圆形试样，直径至少为 150 mm,或者方形试样，边长至少为 150 mm,试

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　　样上不应出现折痕、褶皱、孔洞、污物或者其他异常。

　　口罩等制品可直接作为试样，试样应包装完整，无损坏、无污染或其他异常。

　　7 . 4 . 2 数量

　　针对每种气溶胶，在每个检测气流量条件下需要 3 块试样，按照需要测试的气溶胶种类、气流量、预处理等条件相应增加试样数量。

　　注：如果仅测量非油性气溶胶在 85 L/min气流量条件下的过滤性能，样品要求测试原样和温度湿度预处理后的过滤性能，则准备 6 块试样;如果测量非油性和油性两种气溶胶在 40 L/ min 和 85 L/min两个气流量条件下的过滤性能，样品要求测试原样、温度湿度预处理后和洗涤预处理后的过滤性能，则准备 36 块试样。

　　8 试验条件

　　在温度为 25 ℃ ± 5 ℃、相对湿度为(30±10) %的大气环境中进行试验。

　　9 试验步骤

　　9 . 1 仪器准备

　　9 . 1 . 1 检查气溶胶发生器中溶液量，量不足时应及时添加。

　　9 . 1 . 2 打开外部气源，打开仪器电源，根据采用油性气溶胶发生器或非油性气溶胶发生器情况，调节夹具压力阀、气溶胶发生器压力阀等参数，使设备进入测试状态。

　　9 . 1 . 3 当进行非油性气溶胶测试时，开启气溶胶中和器，消除颗粒所带的静电。 当进行油性气溶胶测试时，则不需要开启中和器。

　　9 . 1 . 4 当进行非油性气溶胶测试时，开启加热器，对气溶胶进行干燥形成 NaCl 颗粒物。 当进行油性气溶胶测试时，则不需要开启加热器。

　　9 . 1 . 5 仪器开启后，需要至少 30 min 的时间使仪器处于稳定状态。

　　9 . 2 设置气流量

　　气流量设置范围应为 0 L/min~100 L/ min。 一般情况下，口罩气流量为 85 L/min(如采用多重过滤元件，应平分流量，如双过滤元件，每个过滤元件的检测气流量应为 42 . 5 L/min;若多重过滤元件有可能单独使用，应按单一过滤元件的检测条件检测)，空气过滤器用过滤织物气流量为 32 L/ min。 也可按照产品标准要求或者客户要求设置气流量，需在试验报告中给出。

　　9 . 3 启动测试

　　9 . 3 . 1 口罩

　　9 . 3 . 1 . 1 将试样放置在试样夹具上并固定，使试样的迎尘面朝向气流来的方向，并防止测试过程中试样扭曲或边缘气体泄漏。

　　注 1 ：口罩整体进行测试，无需破坏。

　　注 2：可使用热熔胶枪将口罩呼吸阀盖完全密封，以防呼吸器阀边缘气体泄漏。

　　9 . 3 . 1 . 2 启动测试按钮，气体将流过试样，观察并记录试样的预试验过滤效率 E，结果精确至0 . 1%。 电

　　子压力传感器或压力计(5 . 1 . 3 . 4) 测量试样两侧的压差，测试得出试样的初阻力值并记录，结果精确

　　至0.1 Pa。

　　注：约 15 s 可测出预试验过滤效率 E 和初阻力值。

　　9 . 3 . 1 . 3 按公式(1)计算预估容尘时间，实际测试时间达到预估容尘时间 T 后，立即停止测试。 在整个

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　　容尘时间 T 过程中所获得的过滤效率最小值作为试样的过滤效率，结果精确至 0 . 1%。

　　T …………………………( 1 )

　　式中：

　　T —预估容尘时间，单位为分(min) ;

　　M —相关产品所要求加载质量，单位为毫克(mg) ;

　　注：GB 2626—2006 中加载质量为 200 mg;GB/T 32610—2016 中加载质量为 30 mg。

　　ρ —非油性或油性颗粒物浓度，单位为毫克每立方米(mg/m3 ) ;

　　QV—气流量，单位为升每分(L/min) ;

　　E —预试验所得过滤效率，% 。

　　9.3. 1 .4 按照 9.3.1.1~9.3.1.3 的要求依次测试剩余试样。

　　9 . 3 . 2 过滤用织物

　　9 . 3 . 2 . 1 取一块试样并称其质量，记录为初始质量，结果精确至 0 . 1 mg。 将试样安装在试样夹具上并固定，使试样的迎尘面朝向气流来的方向，并防止测试过程中试样扭曲或边缘气体泄漏。

　　9 . 3 . 2 . 2 启动测试按钮，气体将流过试样，开始持续观察并记录试样的过滤效率，电子压力传感器或压力计(5 . 1 . 3 . 4)测量试样两侧的压差。 测试试样的初阻力值，并记录，结果精确至 0 . 1 Pa。

　　注：约 15 s 可测出初阻力值。

　　9 . 3 . 2 . 3 持续观察过滤阻力，当过滤阻力达到初阻力值的 2 倍或达到终阻力值时，立即停止测试，并记录容尘时间 T，结果精确至 0 . 1 min。 在整个容尘时间 T 过程中所获得的过滤效率最小值作为试样的过滤效率，结果精确至 0 . 1%。 将试样从夹具上卸载下来，卸载过程应非常小心避免已捕集粉尘的掉落而影响测试结果。 称取试样的质量，记录为最终质量，结果精确至 0 . 1 mg。

　　注：根据产品标准或利益相关方协商确定终阻力值。

　　9.3.2.4 按照 9.3.2.1~9.3.2.3 的要求依次测试剩余试样。

　　10 试验数据处理

　　10 . 1 过滤效率

　　以 3 块试样过滤效率的平均值作为该样品过滤效率的测试结果，以百分数(%)表示。 当平均值低于 90%,结果保留一位小数;当平均值为 90%~99%,结果保留两位小数;当平均值大于或等于 99% ,结果保留三位小数。

　　10 . 2 初阻力值

　　以 3 块试样初阻力的平均值作为该样品初阻力的测试结果，单位为帕(Pa),结果保留一位小数。

　　10 . 3 容尘时间

　　对于过滤用织物，以 3 块 试 样 容 尘 时 间 的 平 均 值 作 为 该 样 品 容 尘 时 间的 测 试 结 果，单 位 为 分(min),结果保留一位小数。

　　10 . 4 终阻力值

　　对于过滤用织物，如果终阻力值选取等于初阻力值的 2 倍，则直接计算 10 . 2 初阻力值的 2 倍即为该样品终阻力的测试结果，单位为帕(Pa),结果保留一位小数;如果终阻力值是产品标准或利益相关方协商确定，则以该值作为测试结果，单位为帕(Pa),结果保留一位小数。

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　　10 . 5 容尘量

　　对于过滤用织物，按公式(2)分别计算每块试样的容尘量，以 3 块试样容尘量的平均值作为该样品容尘量的测试结果，结果保留一位小数。

　　C= …………………………( 2 )

　　式中：

　　C —容尘量，单位为毫克每平方厘米(mg/cm2 ) ;

　　ΔW —试样最终质量和初始质量的差值，单位为毫克(mg) ;

　　S —有效过滤面积，单位为平方厘米(cm2 ),一般为 100 cm2 。

　　1 1 试验报告

　　试验报告应包括以下内容：

　　a) 试验是按本标准进行的;

　　b) 样品的描述;

　　c) 试验时的环境温湿度;

　　d) 非油性颗粒物或油性颗粒物测试浓度;

　　e) 对于口罩，说明所选取气溶胶种类、气流量、预处理等测试条件，并对应给出每种规定测试条件下样品过滤效率和初阻力的测试结果，如果需要给出每块试样的实测值;

　　f) 对于口罩，需要给出测试过程中的加载质量;

　　g) 对于过滤用织物，说明所选取气溶胶种类、气流量、预处理等测试条件，并对应给出每种规定测试条件下样品过滤效率、初阻力、容尘时间、终阻力和容尘量的测试结果，如果需要给出每块试样的实测值;

　　h) 试验日期及试验人员;

　　i) 任何偏离本标准的情况。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB 2626—2006 呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器

　　[2] GB/T 32610—2016 日常防护型口罩技术规范