Патент на изобретение №2363519

(54) ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ И РЕСПИРАТОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к области волокнистых фильтрующих материалов. Предложен фильтрующий материал для респираторов, содержащий рабочий слой волокон с диаметром 1-10 мкм, полученный методом электростатического формования из раствора, содержащего 6-16 мас.% поликарбоната в смеси растворителей, состоящей из дихлорэтана и хлористого метилена при их массовом соотношении (1-5):(9-5), соответственно, и имеющий поверхностную плотность 30-60 г/м². Изготовлен респиратор с использованием полученного материала. Изобретение позволяет повысить механическую прочность материала и изделий на его основе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области получения фильтрующих волокнистых материалов, которые могут быть использованы, в частности, для изготовления респираторов.

Наиболее эффективными материалами для этих целей являются волокнистые фильтрующие материалы ФП (Фильтры Петрянова^®), получаемые методом электростатического формования волокон из растворов полимеров (Ю.Н.Филатов «Электроформование волокнистых материалов», М.: Нефть и газ, 1997, стр.270-271).

Известен волокнистый фильтрующий материал для респираторов, полученный из сополимера стирола с акрилонитрилом с диаметром волокон 1-10 мкм из прядильного раствора, содержащего дихлорэтан, электролитические добавки и растворители из ряда: ацетон, или метил этилкетон, или этилацетат, или бутил ацетат. Фильтрующий материал имеет поверхностную плотность 20-80 г/м² и аэродинамическое сопротивление 3-60 Па при скорости потока воздуха 1 см/с. Из фильтрующего материала выполнен респиратор типа “Лепесток”. (RU 2182511, 2002).

Недостатком известного материала является низкие физико-механические показатели, которые существенно ухудшают технологичность сборки респираторов.

Наиболее близким к предложенному материалу является фильтрующий материал для респираторов, полученный из волокон перхлорвинила с диаметром 1-10 мкм из прядильного раствора, содержащего дихлорэтан, электролитические добавки и растворители из ряда: ацетон, или метилэтилкетон, или этилацетат, или бутилацетат. Фильтрующий материал имеет поверхностную плотность 20-50 г/м² и аэродинамическое сопротивление 3-50 Па при скорости потока воздуха 1 см/с. Из фильтрующего материала выполнен респиратор типа “Лепесток” (RU 2182510, 2002).

Недостатком этого технического решения является отсутствие в настоящее время на рынке перхлорвиниловой смолы, удовлетворяющей санитарным нормам на респираторный фильтрующий материал.

Задачей настоящего изобретения является разработка фильтрующего материала для респираторов с улучшенными физико-механическими показателями и удовлетворяющего санитарным нормам на респираторный фильтрующий материал.

Поставленная задача решается описываемым фильтрующим материалом для респираторов, содержащим рабочий слой волокон с диаметром 1-10 мкм, полученный методом электростатического формования из раствора, содержащего 6-16 мас.% поликарбоната в смеси растворителей, состоящей из дихлорэтана и хлористого метилена при их массовом соотношении (1-5):(9-5), соответственно, и имеющий поверхностную плотность 30-60 г/м².

Предпочтительно исходный поликарбонат выбирают с молекулярной массой от 25000 до 150000.

Предпочтительно фильтрующий материал имеет аэродинамическое сопротивление 3-20 Па при скорости потока воздуха 1 см/с.

Поставленная задача решается также описываемым респиратором, содержащим волокнистый фильтрующий материал, подложку и защитный слой, причем в качестве фильтрующего материала он содержит материал, охарактеризованный выше.

Из уровня техники известна возможность электростатического формования волокон из раствора поликарбоната в дихлорметане (Ю.Н.Филатов «Электроформование волокнистых материалов», М.: Нефть и газ, 1997, стр.181. 191, 201).

Однако фильтрующие материалы, получаемые из поликарбоната в дихлорметане, обладают эксплуатационными характеристиками, не позволяющими использовать их в респираторах из-за высоких значений аэродинамического сопротивления и поверхностной плотности.

Состав растворителя для формования волокнистого материала и концентрация полимера в растворе были подобраны экспериментально. При этом обнаружено, что волокнистый материал, сформованный из заявленного раствора, обладает повышенными физико-механическими характеристиками, и высокой эффективностью фильтрации при поверхностной плотности материала 30-60 г/м².

Ниже приведены примеры получения заявленного материала и изготовления респиратора на его основе.

Пример 1

Приготавливают 8% прядильный раствор поликарбоната (ПК) с молекулярной массой (М) 120000 в смеси дихлорэтана (ДХЭ) и хлористого метилена (ХМ) при их массовом соотношении 1:1 с динамической вязкостью () 5,1 пуаз; доводят удельную электропроводность раствора () до 6·10^-6 См/см, вводя 0,2% тетрабутиламмония йодида (ТБАI).

Затем проводят формование волокнистого материла электрокапиллярным методом при разности потенциалов 50 кВ и объемном расходе раствора 3·10^-3 см³/с на один капилляр.

На металлическом заземленном электроде получают волокнистый слой из смеси микроволокон с диаметром 5-7 мкм, массой единицы площади 40 г/м² и аэродинамическим сопротивлением 5 Па.

Из полученного материала изготавливается респиратор на полуавтомате КГ-1 следующим образом:

Пример 2

Фильтрующий материал на подложке из медицинской марли (1) нарезается в виде заготовок круглой формы (см. чертеж). На фильтрующий материал накладывается защитный каркасный круг из аппретированной марли (1). Дополнительно вставляются резинка в оплетке (2) с алюминиевой пластинкой (3), фигурная распорка (4) и оголовье (6). Собранный полуфабрикат заправляется в полуавтомат КГ-1, в котором происходит термосшивание поливинилацетатным бисером по контуру респиратора – обтюратору (5).

Данные по составам прядильных растворов, эксплуатационным свойствам фильтрующих материалов сведены в таблицы 1, 2.

Таблица 1
	Состав раствора, мас.%	Характеристики раствора
ПК(М)	ХМ	ДХЭ	ТБАI	, пуаз	, См/см
1	15 (50 000)	70,7	14,1	0,20	8,9	6·10-6
2	10 (80 000)	53,9	35,9	0,20	7,3	6·10-6
3	8 (120 000)	45,9	45,9	0,20	5,1	6·10-6

Таблица 2
Характеристика материала	материала по табл.1
1	2	3
Диаметр волокон, мкм	7-9	2-4	5-7
Масса ед. площади г/м2	55	30	40
Аэродинамическое сопротивление при 1 см/с, Па	4	15	5
Коэффициент проскока, %	0,01	0,008	0,005
Относительное удлинение при разрыве	0,8	0,5	0,6

Из таблицы видно, что фильтрующие свойства заявленных материалов находятся на одном уровне с материалом-прототипом, однако их физико-механические характеристики выше.

Из полученного фильтрующего материала изготовлен респиратор типа «Лепесток», изображенный на чертеже.

Формула изобретения

1. Фильтрующий материал для респираторов, содержащий рабочий слой волокон с диаметром 1-10 мкм, полученный методом электростатического формования из раствора полимера в органическом растворителе, отличающийся тем, что волокна сформованы из раствора, содержащего 6-16 мас.% поликарбоната в смеси растворителей, состоящей из дихлорэтана и хлористого метилена при их массовом соотношении (1-5):(9-5) соответственно, и имеющий поверхностную плотность 30-60 г/м².

2. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что исходный поликарбонат выбирают с молекулярной массой от 25000 до 150000.

3. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что он имеет аэродинамическое сопротивление 3-20 Па при скорости потока воздуха 1 см/с.

4. Респиратор, содержащий волокнистый фильтрующий материал, подложку и защитный слой, отличающийся тем, что он содержит материал, охарактеризованный в пп.1-3.

РИСУНКИ