Hoe lang gaat een filter mee?

aat e e n f i lt e r m
g
g
n
a
l
ee?
Hoe
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
2
www.imbemacleton.nl
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
Inleiding
Filtermaskers worden toegepast om de gebruiker te beschermen tegen het inademen van schadelijke of giftig
fijnstof, nevel, gas en damp. Veruit de meest voorkomende bescherming is een gelaatsmasker met filter. Dit
kan een halfmasker of een volgelaatmasker met vervangbaar filterpatroon, of een wegwerpmasker zijn.
Hoe lang gaat een filterpatroon of wegwerpmasker mee? Dat is één van de meest gestelde vragen door
gebruikers van adembescherming. Een vraag waar vaak niet direct antwoord op te geven is. De gebruiksduur
van het filter is afhankelijk van verschillende factoren, die voor elke gebruiker en situatie verschillend zijn.
In deze brochure wordt uitgelegd hoe deze factoren elkaar beïnvloeden. Met deze kennis wordt u middelen
aangeboden om bewuster om te gaan met uw maskers, wat u helpt efficiënter en veiliger te werken.
www.imbemacleton.nl
3
Mechanische deeltjesfilters voor fijnstof/nevel
Voor mechanische deeltjesfilters (geen
elektrostatische) geldt dat er geen vaste grens
is aan hoeveel deeltjes deze kunnen filteren.
Het mechanische filter wordt namelijk beter, naar
mate het langer gebruikt wordt. Dat komt omdat
microscopisch kleine mazen in het filter steeds kleiner
worden naarmate het meer deeltjes opvangt, waarmee de
effectiviteit zelf toeneemt. Comfort is dan ook de voornaamste
reden om een mechanisch filter te vervangen. Hoe meer deeltjes
in het filter worden gevangen, des te hoger de inademweerstand
wordt. Wanneer de inademweerstand te hoog is om het filter nog te
gebruiken, is een gevoelskwestie. De ene gebruiker zal sneller ongemak hebben van
een hoge inademweerstand dan de andere.
Een andere reden om een fijnstoffilter te vervangen is beschadiging of overmatige vervuiling. Zelfs door
kleine beschadigingen is het mogelijk dat het filter niet meer afdoende werkt, en dus teveel gevaarlijke of
giftige deeltjes doorlaat. Een fijnstoffilter moet dus worden vervangen als het niet langer comfortabel is om
te gebruiken, als het filter beschadigd is, of als u merkt dat u verontreinigende stoffen uit de omgevingslucht
inademt.
Als optie zijn voor sommige fijnstoffilters, voorfilters of pre-filters beschikbaar. Dergelijke voorfilters vangen
grovere deeltjes op, wat voorkomt dat deze in het hoofdfilter terechtkomen. Door gebruik te maken van
een voorfilter en deze frequent te vervangen, zal de levensduur van het fijnstoffilter aanzienlijk toenemen.
Voorfilters werken dus kostenbesparend.
Elektrostatische deeltjesfilters voor fijnstof/nevel
Deze filters werken op basis van statische lading van het filtermateriaal, waarmee deeltjes worden
aangetrokken en vastgehouden. Hoe hoger de lading, des te sterker het filterend vermogen. De statische
lading neemt af als filtermateriaal:
• verzadigd raakt
• verontreinigd raakt
• in opslag ligt
• aan hoge temperaturen of luchtvochtigheid wordt blootgesteld
Bij snelle luchtstromen kan de statische lading in het filtermateriaal ook niet voldoende zijn om snel
bewegende stofdeeltjes af te vangen.
Franse autoriteiten deden onderzoek naar de levensduur van dit materiaal en kwamen tot de onthutsende
conclusie dat veel fabricaten binnen één werkdag al niet meer voldoende filtering boden om nog aan de norm
te kunnen voldoen. Naar aanleiding van dit onderzoek is de norm vernieuwd en moet de producent aangeven
of een filter herbruikbaar is (R = reusable) of niet herbruikbaar (NR = non reusable). Deeltjesfilters die
herbruikbaar zijn, zijn meestal mechanisch of hebben naast een elektrostatisch deel ook een mechanisch deel.
4
www.imbemacleton.nl
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
Gas-/dampfilters (EN141)
Het is noodzakelijk om een gas-/dampfilter op het juiste moment te vervangen. Als dit filter namelijk
verzadigd is, stopt de filterfunctie en wordt de gebruiker blootgesteld aan de verontreinigingen in de lucht.
Wanneer een gas-/dampfilter moet worden vervangen is vooraf niet eenvoudig te bepalen. De belangrijkste
factoren welke de levensduur van een gas-/dampfilter bepalen worden hieronder verder beschreven.
Type filter
Gas-/dampfilters zijn opgebouwd uit kleine deeltjes koolstof, opgesloten in een metalen of kunststof
houder of patroon. Het gas of damp wordt door deze kooldeeltjes geadsorbeerd. Het soort kooldeeltjes is
afhankelijk van welk type gas/damp het moet adsorberen:
A: Organische gassen en dampen
B: Anorganische gassen en dampen
E: Gassen en dampen van bepaalde zuren
K: Ammoniakdampen
Koolstoffilters kunnen worden ingedeeld in twee groepen, gebaseerd op de inhoud:
1. Zuiver actieve kooldeeltjes (type A filter)
2. Geïmpregneerd actieve kooldeeltjes (type B, E en K filters of combinaties hiervan)
Koolstoffilters kunnen ook gassen en dampen filteren die niet tot de bewuste groep van het filter horen.
Zo kan een BE filter ook organische gassen en dampen (normaliter A filter) filteren. De hoeveelheid
varieert tussen de verschillende fabrikaten. Dit is belangrijk om in gedachte te houden bij mengsels van
verschillende soorten gassen/dampen.
Grootte van het filter
Gasfilters kunnen in drie klassen worden onderverdeeld, afhankelijk van de toepassing.
Twee klassen komen in combinatie met maskers het meeste voor:
Klasse 1 (voornamelijk voor halfmaskers) en klasse 2 (voornamelijk voor volgelaatsmaskers).
Een klasse 2 filter bevat meer kooldeeltjes en heeft in vergelijking tot een klasse 1 filter:
• 2 tot 5 maal meer filtercapaciteit
• 2 tot 5 maal langere gebruiksduur
• hoger gewicht
• hogere inademweerstand
Klasse 3 filters worden toegepast in filterunits (AFU) voor het filteren van compressorlucht tot schone
ademlucht.
www.imbemacleton.nl
5
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
Luchtvochtigheid en temperatuur
Koolstof heeft de eigenschap om naast gassen en dampen ook waterdamp
te adsorberen. Hoe meer waterdamp een koolstoffilter opneemt,
des te minder gas en damp het adsorbeerd. Hoe hoger de relatieve
luchtvochtigheid, des te korter de levensduur van het filter. Zelfs als het
filter niet in gebruik is, zullen kooldeeltjes vocht uit de lucht opnemen
waardoor de filtercapaciteit afneemt. Het luchtdicht opslaan van A-filters
komt de levensduur ten goede.
Fig. 1. Capaciteit van een type A filter voor
hexaan bij verschillende omgevingstemperaturen
en relatieve luchtvochtigheid (%RH). Testen
uitgevoerd bij een constante luchtstroom van 30
l/min en een hexaan concentratie van 1000 ppm.
Geïmpregneerde koolstoffilters (B, E, K filters) zijn een stuk minder
gevoelig voor luchtvochtigheid. K-filters hebben een bijzondere
eigenschap; hoe hoger de relatieve luchtvochtigheid, des te meer
ammoniakdamp deze opnemen. Als dit K-filter wordt gebruikt in droge
lucht, is de filtercapaciteit dus lager.
Temperatuur is ook van invloed op de levensduur van het filter. Dat heeft
te maken met de hoeveelheid vocht die lucht bij een bepaalde temperatuur
kan bevatten. Lucht van 20°C met een relatieve luchtvochtigheid van 80%
bevat veel meer vocht, in gram per m³, dan lucht van 5°C met dezelfde
relatieve luchtvochtigheid. Als een A-filter dus een bepaalde filtercapaciteit
heeft bij een temperatuur 5°C en een relatieve luchtvochtigheid van 80%,
dan is de capaciteit bij 20°C nog maar de helft. De factoren temperatuur en
luchtvochtigheid zijn altijd en overal aanwezig!
De levensduur van een type A filter kan voor steeds terugkerende
werkzaamheden redelijk goed binnen een bepaalde marge worden
vastgesteld. Als deze werkzaamheden in een koude en droge winter
binnenshuis bij 20°C gedaan worden, dan is de relatieve luchtvochtigheid
met ca. 30% laag, en de filtercapaciteit dus hoog. Worden dezelfde
werkzaamheden op een warmere vochtige zomerdag gedaan, met een
binnentemperatuur van 20°C en een relatieve luchtvochtigheid van 80%,
dan is de filtercapaciteit en dus levensduur ruim ⅔e korter (zie fig. 1.).
6
www.imbemacleton.nl
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
Intensiteit van de werkzaamheden
Een andere factor die de levensduur van een gas-/dampfilter beïnvloedt
is de intensiteit van de werkzaamheden. Bij fysiek zware werkzaamheden
ligt het ademhalingstempo hoog en worden er relatief grote volumes lucht
per minuut in- en uitgeademd. Dieper en sneller ademhalen betekent
meer luchtstroom door het gas-/dampfilter. Een grotere volume aan lucht
betekent ook een grotere volume aan gas of damp, waarmee het filter dus
zwaarder belast wordt en sneller verzadigt.
Bij een relatieve vochtigheid van 70% en een omgevingstemperatuur
van 20°C zal de levensduur meer dan halveren als de luchtstroom wordt
verdubbeld van 30 l/min naar 60 l/min (zie fig.2).
Neemt de luchtvochtigheid toe tot bijvoorbeeld 80% dan wordt het effect
van een verdubbeling van de luchtstroom nog groter en zal de capaciteit
zelfs meer dan halveren (zie fig. 3).
Over het algemeen ligt de omgevingstemperatuur waarin gas-/dampfilters
worden gebruikt rond 20°C. Onder die omstandigheden is het interessant
om te zien hoe de capaciteit varieert als de luchtstroom en de relatieve
luchtvochtigheid veranderen (zie fig. 4).
Twee personen die dezelfde werkzaamheden uitvoeren kunnen grote
verschillen vertonen in ingeademd volume. We kunnen de conclusie
trekken dat de levensduur van koolstoffilters varieert per gebruiker.
Fig. 2 Capaciteit van een type A filter voor
hexaan bij verschillende omgevingstemperaturen
en luchtstromen. Testen uitgevoerd bij een
relatieve luchtvochtigheid van 70% en een
hexaan concentratie van 1000 ppm.
Fig. 3 Capaciteit van een type A filter voor
hexaan bij verschillende omgevingstemperaturen
en luchtstromen. Testen uitgevoerd bij een
relatieve luchtvochtigheid van 80% en een
hexaan concentratie van 1000 ppm.
Fig. 4 Capaciteit van een type A filter voor
hexaan bij verschillende luchtstromen en
relatieve luchtvochtigheden. Testen uitgevoerd
bij een omgevingstemperatuur van 20°C en een
hexaan concentratie van 1000 ppm.
www.imbemacleton.nl
7
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
De concentratie van een verontreinigende stof
De invloed van deze variabele is eenvoudig, aangezien de verhouding
tussen de levensduur en de concentratie waaraan men wordt blootgesteld
vrijwel lineair is. Als de concentratie wordt verdubbeld zal de levensduur
van het filter halveren (zie ook fig. 5).
Fig. 5. Capaciteit bij een concentratie van 500
ppm, 1000 ppm, 5000 ppm en 10000 ppm
hexaan en methyleenchloride. Tests uitgevoerd
bij 20°C, 70% relatieve luchtvochtigheid en een
luchtstroom van 30 l/min. Als de concentratie
is verdubbeld, zal de capaciteit grofweg
gehalveerd worden.
Het vaststellen van de concentratie van gas of damp in de lucht is
een complexe zaak. Hiervoor moeten nauwkeurige metingen moeten
worden verricht. Om de juiste concentratie vast te kunnen stellen,
moeten metingen gedaan worden over lange periode. Daarmee wordt
voorkomen dat men in een piek of dal meet en is een goede meetwaarde
gegarandeerd.
Type verontreiniging
Om er zeker van te zijn dat een filter geschikt is voor een bepaalde
verontreinigende stof, moet het worden getest. Er bestaan namelijk
duizenden soorten chemicaliën met verschillende eigenschappen. De
werking van een koolstoffilter is maar voor een deel voor deze chemicaliën
vastgesteld en dus bekend.
Fig. 6 Vergelijking tussen de capaciteit van een
type A filter voor hexaan en methyleenchloride
bij verschillende relatieve luchtvochtigheden.
De tests werden uitgevoerd bij 20°C, een
luchtstroom van 30 l/min en een concentratie
van 1000 ppm.
Uitzondering is de groep organische oplosmiddelen, omdat de
testresultaten van koolstoffilters op meer dan honderden verschillende
soorten oplosmiddelen zijn gepubliceerd.
Testen tonen aan dat de capaciteit van een actief koolfilters voor het
adsorberen van oplosmiddelen over het algemeen toeneemt, als het
kookpunt van het oplosmiddel hoger ligt. Die capaciteitstoename neemt
af bij kookpunten tussen 100°C en 150°C, afhankelijk van het soort
oplosmiddel. In bepaalde gevallen neemt de capaciteit bij een toenemend
kookpunt zelfs af.
Bij bescherming tegen vluchtige stoffen met een laag kookpunt en
mengsels van verschillende oplosmiddelen, heeft de keuze van het filter
extra aandacht nodig.
Voor stoffen met een laag kookpunt (<65°C), zijn speciale filters type AX
met speciale regels van toepassing.
Fig. 7. Capaciteit als functie van het kookpunt
van een aantal alcoholen en monochlorides.
Tests uitgevoerd bij 22°C, relatieve
luchtvochtigheid en een debiet van 53,3 l/min
bij een concentratie van 1000 ppm.
8
www.imbemacleton.nl
Mengsels van verschillende oplosmiddelen vormen een ware uitdaging.
Stoffen kunnen zich namelijk in het koolstoffilter scheiden, waarbij de ene
stof de andere vervangt of waarbij de ene stof de andere verdringt. Een
snellere doorbraak van oplosmiddelen is dan goed mogelijk.
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
Samenvatting
De vraag hoe lang een filter mee gaat is voor filters op basis van actief koolstof niet eenvoudig te
beantwoorden. Tenzij zeer uitvoerig wordt getest in uiteenlopende omstandigheden. Iets wat in de praktijk
zelden tot niet haalbaar is.
De bovenstaande problemen en het gebruik van een filtermasker zouden wel de indruk kunnen geven dat
een masker met koolstoffilter in het slechte geval zo’n slechte bescherming biedt dat het beter niet kan
worden gebruikt. Maar dat is zeker niet het geval. Een masker met koolstoffilter biedt in heel veel situaties
een uitstekende bescherming en is in de praktijk vaak de enige bescherming denkbaar. Wat met deze
brochure geprobeerd is, is duidelijk te maken is dat er geen eenvoudig antwoord is op de vraag hoe lang
een koolstoffilter zal meegaan.
Dus wat kan worden gedaan?
De meest gebruikte manier in de praktijk om te beslissen wanneer het tijd is om het filter te wisselen, is
om gebruik te maken van de waarschuwende eigenschappen van de meeste stoffen. Een waarschuwende
eigenschap houdt in dat een stof te ruiken en/of te proeven is en dat het irriterend kan zijn voor de
slijmvliezen. De meeste stoffen hebben goede bruikbare waarschuwende eigenschappen. Denk aan
oplosmiddelen zoals thinner of terpentine.
www.imbemacleton.nl
9
Filtermaskers
Hoe lang gaat een filter mee?
Stoffen met lage of zonder waarschuwende eigenschappen
Bepaalde stoffen hebben goede waarschuwende eigenschappen, zoals geur. Echter verliest de reukzin
zijn scherpte bij bepaalde stoffen, na langere blootstelling of een hoge concentratie. De gebruiker zal
dus wennen aan de in de lucht aanwezige stof en de waarschuwende eigenschap dus niet snel genoeg
waarnemen. Er zijn ook stoffen die geen waarschuwende eigenschappen hebben, zoals bepaalde
isocyanaten (bv. TDI) die vrijkomen bij het werken met polyurethaan producten. Of waarbij de concentratie
waarbij het wordt waargenomen dusdanig hoog is, dat het al gevaarlijk is om in te ademen, bijvoorbeeld
chloorgas of ammoniakdamp.
Als een filtermasker voor zulke stoffen wordt gebruikt, dan moeten de concentraties en de andere
omstandigheden bekend zijn, zodat de levensduur van het filter kan worden ingeschat en het filter binnen
een goede veiligheidsmarge kan worden vervangen. Een nog betere aanpak is het opzetten van een filter
testopstelling op de werkplek. Pomp lucht met een bepaalde stroom verontreinigde lucht door het filter
en voer metingen uit aan de achterzijde van het filter om te bepalen wanneer het filter is verzadigt. Als
er beschikking is over geschikte meetapparatuur en kennis, geeft deze methode de meest betrouwbare
resultaten. Ook in dit geval zal de levensduur worden bepaald door een veiligheidsmarge en de
atmosferische omstandigheden (vocht en temperatuur) welke men dient te observeren zodat ze niet teveel
veranderen.
Alternatieve oplossing
Uiteindelijk is de beste oplossing het verbeteren van de werkomgeving, zodat er geen adembescherming
nodig is. Maar dit wordt niet bedoeld met “een alternatieve oplossing”, aangezien een wereld waarin
geen adembescherming nodig is, nog ver van ons verwijderd is. Wat bedoeld wordt met een alternatieve
oplossing, is als het moeilijk of onmogelijk is om een filtermasker op betrouwbare wijze te gebruiken, men
moet overwegen een masker met onafhankelijke ademlucht in te zetten. Dit voorkomt alle problemen bij het
selecteren van het juiste filter en het tijdig vervangen daarvan.
Opmerking
Alle gerapporteerde metingen hierboven zijn uitgevoerd met speciaal gefabriceerde laboratorium filters. De
waarden in minuten zijn dus niet direct van toepassing op filters beschikbaar op de markt. De verschillen
veroorzaakt door variaties in temperatuur, vochtigheid, enz. zijn geheel relevant voor de in de handel
verkrijgbare filters.
10
www.imbemacleton.nl
Auteur: Lennart Bäckman, Sundstrom Safety AB.
Aanvullingen door Jan Willem de Winter, Imbema Cleton BV.
Bronnen: De gerapporteerde gemeten waarden zijn verkregen uit een project geïnitieerd en gefinancieerd door de
Nationale Zweedse Raad voor beroeps veiligheid en gezondheid, en uitgevoerd door de Nationale Zweedse Defensie
Onderzoeks Instelling.
(Het inschatten van de levensduur van A filters onder verschillende militaire omstandigheden - in het Zweeds) en uit
de American Industrial Hygiene Journal, juli 1974 (Effecten van dampen van oplosmiddelen, G. O. Nelson en C.A.
Harder).
Niets uit deze publicatie mag gereproduceerd worden zonder uitdrukkelijke toestemming van Sundström Safety AB.
Imbema Cleton B.V.
Van Beethovensingel 130-132
Postbus 54
NL-3130 AB Vlaardingen
Tel.: +31 (0)10 - 434 59 22
Fax: +31 (0)10 - 460 19 04
E-mail: [email protected]
Internet: www.imbemacleton.nl
Een onderneming van de Imbema Groep.
Sun_001_1301