新型コロナ狂想曲(2)・・・布マスク

投稿日:2020/04/09 更新日:

ウイルスのサイズと繊維の隙間

まずはウイルスのサイズと繊維の隙間について。



マスクの種類と捕捉粒子より
製品捕捉粒子の大きさ捕捉可能粒子
不織布製(市販製品の主流)5ミクロン以上飛沫
N95(医療用)0.3ミクロン以上飛沫核
ナノフィルター(市販されている)0.03ミクロン以上ウイルス
飛沫などの大きさより
インフルエンザウイルス粒子の大きさ(A、B、C型)直径0.08~0.12ミクロン
ウイルスを含む気道からの飛沫5ミクロン以上
ウイルスを含む気道からの飛沫核0.3ミクロン以上
  • 1ミクロンは1mmの1000分の1、インフルエンザウイルスは約0.1ミクロン(執筆者補足:1ミクロン=1マイクロメートル)
  • 飛沫核物質:ウイルスを含む飛沫粒子が直径2ミクロン以下になると、空気中で水分が蒸発し、乾燥縮小した飛沫核になり、長時間空気中に浮遊し、これが吸入される(=空気感染)
「マスクの目的や種類/鳥取県のインフルエンザ対策」
https://www.pref.tottori.lg.jp/39478.htm より抜粋



新型コロナウイルスのサイズはWikipedia によると「50~200 nm(ナノメートル)」。
つまり0.05~0.2マイクロメートルである。
※1µm(マイクロメートル) = 1000nm(ナノメートル)

この情報に間違いが無いなら、単純に「ウイルスのサイズ」と「マスクの捕捉粒子の大きさ」だけを比較すると、医療用のN95でも新型コロナウイルスは防げない事になってしまう。

しかし医療の現場からは、「もっと捕捉性能を上げてくれ。もっと隙間を小さくしてくれ」という要望はあがってきてはいないようである。

その理由は、補足説明を見ると理解できる。

通常、ウイルスは単体そのものがふらふらと空気中を漂うものではないらしい。

余分な物質を纏っているのか複数の塊になっているのかは不明だが、要するにウイルスそのものは 0.1µmだとしても、外気中にあるときは小さくても飛沫核状態(0.3µm以上)にある。

以上のことから、仮にフィルター効果を決定する要素が繊維の隙間の大きさだけと考えてみても、N95で効果ありなのは間違いないところであろう。


ではそれよりも隙間が大きければ「効果無し」なのだろうか?

もしそうであれば、布マスクはおろか一般的な不織布製マスクも飛沫核状態のウイルスには全く効果が期待できないことになるのだが・・・・・。


「小さな世界」の常識

ミクロの世界においては、物のふるまいが人間サイズのそれとは大きく異なる。

これを冒頭に出した「先日、目撃したある事」を例に説明してみよう。


某の職場には、静電気が極めて発生しやすい機械が置いてある。

先月末ごろ某がこの機械を操作している最中に、一匹のコバエが作業室に侵入。
機械の周囲をふらふらと飛び回るのが目に付いた。

静電気が最も強力に発生する部分に近づいていくところを、作業を続けながら見るともなしに見ていると、急に軌道が変わりスッ!ピタッ!という感じで機械にくっつく瞬間を目の当たりに

人間ならせいぜい軽い電気ショック程度の静電気が、小さな生物にとっては近くを通っただけで、強引に軌道を変え吸着してしまうほどの恐るべき力を発揮するのだ。

そして例えばこのコバエがもっともっと小さければ、吸着に必要な電気量ももっともっと少なくですむはずである。

とするならば、ウイルスレベルの非常に小さい(=非常に軽い)物質は、ほんの僅かな静電気でも吸着することが可能なのではないだろうか?


それがどこかで証明されていないか調べてみると・・・・・。


日本エアゾル学界
https://www.jaast.jp/new/home-j.html

日本エアゾル学会 トップページ


おおまかに言うと、0.1 μm程度ないしそれより小さい粒子では、多くの方の想像とは逆に、粒子が小さくなるほどフィルターに捕集されやすくなります。
(中略)
「ウイルスやアレルゲンは小さいので、マスク繊維の隙間を通り抜ける」という説明は根本的に間違っています。

新型コロナウイルスや花粉症でのマスク装着に関する日本エアロゾル学会の見解https://www.jaast.jp/new/covid-19_seimei_JAAST_20200327.pdf

本文中に記載された空気中の粒子がフィルターに捕集される仕組みは『「①慣性衝突、②さえぎり、③ブラウン拡散」の3つによるもの』と図解入りで説明されています。(3ページ目の「フィルター繊維を横断面方向から見た図」)

静電気も利用されていないではないようですが、あまり一般的ではないようです。

が、いずれにしろ極小の物体が対象であるなら、「隙間が大きい事がイコールフィルター効果が期待できないという事ではない」というのは。


安心はできないけれど

布マスクはどのくらいまでのサイズなら捕捉できるのか?

今回具体的な数値を探し出すことはできなかったわけだが、少なくとも不織布製の 5µm より小さいという事は無いだろう。

しかし、隙間の大きさがそのまま効果の有無になるというわけでは無いし、また、咳・くしゃみで生じる飛沫もµm単位の極小物ばかりでは無いはずである。

大きな飛沫を受ける、あるいは飛ばす事を防ぐことができるのであれば、それは少なからぬ感染の抑止につながるのではないだろうか?

「完全に防げない」は「=安心できない」なのかもしれないが、少なくとも「全く効果が無い」とは違うはずである。

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