СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ И РЕСПИРАТОР НА ЕГО ОСНОВЕ Российский патент 2002 года по МПК B01D39/16 A62B23/02 

Изобретение относится к области получения волокнистых фильтрующих материалов, используемых для защиты окружающей среды и органов дыхания от токсичных аэрозолей.

Широкое распространение получил метод электростатического формования нетканых волокнистых материалов из полимерных растворов, с помощью которого можно получить большой ассортимент фильтрующих материалов, фильтров-сорбентов, фильтров-хемосорбентов и фильтров-ионообменников.

Известны, например, фильтрующие волокнистые материалы и способ их получения из политрифторстирола или полисульфона, сформованные из раствора на основе дихлорэтана или циклогексанола или метилэтилкетона при динамической вязкости раствора 0,1-30 Пз, электропроводности 10^-4-10^-7 Ом^-1см^-1 и объемной скорости подачи раствора 10^-5-10^-1 см³/с на один капилляр (RU 2055632, B 01 D 39/16, 1996).

Известный способ пригоден для полимеров, растворимых в заявленных растворителях. Для получения материалов из других типов полимеров, например полиимидных, он не пригоден.

Известен фильтрующий материал и способ его получения, в котором проводят электроформование волокон из раствора полигетероарилена в диметилформамиде или смеси диметилформамида и ацетона при их объемном отношении 1:(0,1-1) (RU 2123374, B 01 D 39/16, 1998).

Наиболее близким к предложенному способу получения фильтрующего материала является способ электростатического формования из раствора перхлорвинила в дихлорэтане при динамической вязкости раствора 0,5-35 Пз, электропроводности 10^-4-10^-7 Ом^-1см^-1 и объемной скорости подачи раствора 10^-4-10^-2 см³/с (RU 2042393, B 01 D 39/16, 1995).

Наиболее близким к предложенному является волокнистый фильтрующий материал, содержащий подложку и волокна из перхлорвинила с диаметром 1-10 мкм, имеющий аэродинамическое сопротивление 1-25 Па при скорости потока воздуха 1 см/с и поверхностную плотность 10-50 г/м², и также респиратор, содержащий рабочий слой из описанного выше материала, резиновый шнур, алюминиевую пластину, фигурную распорку, обтюратор и оголовье (RU 2042394, B 01 D 39/16, 1995).

Недостатком известного материала является низкая его механическая прочность, а именно относительное удлинение при разрыве менее 40%, что ухудшает технологичность сборки респираторов типа "Лепесток".

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения фильтрующего материала, позволяющего повысить его относительное удлинение при разрыве до 50% и более, что способствует улучшению механической прочности респираторов типа "Лепесток", а соответственно их эксплуатационных характеристик.

Поставленная задача решается описываемым способом получения фильтрующего материала, включающим электростатическое формование волокна из раствора, содержащего (мас.%):
Перхлорвинил - 10 - 20
Дихлорэтан - 60 - 75
Ацетон, или метилэтилкетон, или этилацетат, или бутилацетат - 5 - 29,9
Электролитические добавки из ряда: бромистый или йодистый тетраэтиламмоний или тетрабутиламмоний - 0,01 - 0,1
Поставленная задача решается также фильтрующим материалом, содержащим слой из волокон сформованных из прядильного раствора описанного выше состава и имеющих диаметр волокон 1-10 мкм, поверхностную плотность 20-50 г/м², аэродинамическое сопротивление 3-50 Па при скорости потока воздуха 1 см/с.

Поставленная задача решается также респиратором, содержащим фильтрующий материал из волокон перхлорвинила, защитный слой из аппретированной марли, резиновый шнур, алюминиевую пластину, фигурную распорку, обтюратор и оголовье, причем фильтрующий материал имеет волокна диаметром 1-10 мкм, поверхностную плотность 20-50 г/м², аэродинамическое сопротивление 3-50 Па при скорости потока воздуха 1 см/с, при этом волокна получены путем электростатического формования из раствора состава (мас.%)
Перхлорвинил - 10 - 20
Дихлорэтан - 60 - 75
Ацетон, или метилэтилкетон, или этилацетат, или бутилацетат - 5 - 29,9
Электролитические добавки из ряда: бромистый или йодистый тетраэтиламмоний или тетрабутиламмоний - 0,01 - 0,1
Ниже приведены примеры получения заявленного материала.

Пример 1
Приготавливают 14% прядильный раствор перхлорвинила в смеси дихлорэтана с ацетоном в процентном отношении 80/5,98 с динамической вязкостью 5,2 Пз; доводят электропроводность раствора до 5•10^-6 Ом^-1см^-1, вводят электролитическую добавку - 0,02 мас. % бромистого тетрабутиламмония (ТБАВr). Затем проводят формование в электростатическом поле при разности потенциалов 40 кВ и объемным расходом раствора 6•10^-3 см³/с на одну форсунку.

На металлическом заземленном электроде получают волокнистый слой из ультратонких волокон со средним диаметром 2 мкм.

Полученный таким образом фильтрующий материал проходит лабораторные испытания.

Составы растворов для получения других материалов приведены в табл.1, а характеристики материалов приведены в табл.2.

Из данных таблиц видно, что фильтрующие материалы, полученные в соответствии с изобретением, имеют повышенное относительное удлинение при разрыве.

Из фильтрующего материала, полученного способом, описанным в примере 1, сформирован рабочий слой волокон. Рабочий слой нанесен на слой аппретированной марли и использован для сборки респиратора типа "Лепесток", представленного на чертеже.

Респиратор содержит следующие элементы.

1. Рабочий слой фильтрующего материала с каркасным слоем из аппретированной марли
2. Резиновый шнур
3. Алюминиевая пластинка (внутри)
4. Фигурная распорка
5. Обтюратор с точечным швом
6. Оголовье
Таким образом, получен новый фильтрующий материал предложенным способом, отличающийся лучшими эксплуатационными характеристиками. При этом экономические показатели нового способа не отличаются от известного, используемого в промышленности.

Изобретение относится к получению нетканых волокнистых фильтрующих материалов и изделиям на их основе. Предложен способ получения фильтрующего материала 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". Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики изделий из полученных материалов. 3 с. п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ получения фильтрующего материала, включающий электростатическое формование волокна из раствора перхлорвинила в растворителе, содержащего дихлорэтан, отличающийся тем, что формование ведут из раствора, содержащего, мас. %:
Перхлорвинил - 10-20
Дихлорэтан - 60-75
Ацетон, или метилэтилкетон, или этилацетат, или бутилацетат - 5-29,9
Электролитические добавки из ряда: бромистый или йодистый тетраэтиламмоний или тетрабутиламмоний - 0,01-0,1
2. Фильтрующий материал, содержащий рабочий слой из волокон перхлорвинила с диаметром 1-10 мкм, полученный электростатическим формованием волокна из раствора, отличающийся тем, что он сформован из раствора, охарактеризованного в п. 1, при этом материал имеет поверхностную плотность 20-50 г/м² и аэродинамическое сопротивление 3 - 50 Па при скорости потока воздуха 1 см/с. 3. Респиратор, содержащий рабочий слой фильтрующего материала из волокон перхлорвинила диаметром 1-10 мкм, каркасный слой из аппретированной марли, резиновый шнур, алюминиевую пластину, фигурную распорку, обтюратор, оголовье, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала он содержит материал, охарактеризованный в п. 2.