СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, АНАЛИТИЧЕСКАЯ СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩАЯ ЛЕНТА И ФИЛЬТРУЮЩАЯ ПОЛУМАСКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ Российский патент 2002 года по МПК B01D39/16 A62B23/02 

Изобретение относится к области сорбционно-фильтрующих материалов и изделий на их основе, которые могут использоваться в различных областях народного хозяйства.

Среди многочисленных фильтрующих материалов, которые могут использоваться в различных изделиях, связанных с экологической безопасностью, на одно из главных мест по потреблению, вышли тонковолокнистые материалы, полученные методом электроформования, с использованием в качестве исходных полимеров перхлорвинила, полистирола, полиметилматокрилата, полиакрилнитрила, полисульфона, политрифторстирола и др.

Известен, например, фильтрующий материал, содержащий два слоя ультратонких полимерных волокон, в первом слое волокна диаметром 4-9 мкм с плотностью упаковки 6-8%, во втором слое волокна диаметром 1-3 мкм с плотностью упаковки 3-5% (RU 2017514, 1994).

Известный материал может быть использован в фильтрах для очистки газов.

Известен также фильтрующий материал, содержащий смесь ультратонких волокон из сополимера стирола с метилметакрилатом и акрилнитрилом с различным диаметром, который также может быть использован в фильтрах для очистки газов (RU 2049525, 1995).

Известен фильтрующий материал для респираторов на основе ультратонких волокон из полистирола и/или перхлорвинила (RU 2042394, 1995).

Для защитных масок от ядерной, биологической и химической опасности известен материал, содержащий внешний слой из полиолефиновой пленки и рабочий слой из гидролизованного сополимера этилена и винилацетата с 20-40% этилена или полиэтилтерефталата с покрытием из поливинилиденхлорида (ЕР 0434572, 1991).

Недостатком описанных выше материалов и изделий на их основе является невысокая сорбционная емкость материала, а значит невысокая степень очистки от токсичных веществ изделий на их основе.

Для устранения указанного недостатка предложены материалы, состоящие из нескольких слоев, один из которых содержит твердые частицы, которые адсорбируют, обеззараживают или вступают в химическую реакцию с ядовитыми газами (ЕР 465817, 1992).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сорбционно-фильтрующий волокнистый материал, содержащий в пространстве между волокнами частицы углеродного сорбента в высокодисперсном состоянии (Ю. Н. Филатов. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс), М., 1997, с.248-249).

Наиболее близким к предложенному фильтру для очистки газов от радиоактивного йода является рамочный фильтр с параллельной разверткой перхлорвинилового волокнистого материала, описанный в том же источнике информации на с. 257.

Материалы, используемые для аналитических фильтрующих лент также описаны в данном источнике информации. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является аналитическая сорбционно-фильтрующая лента, содержащая полимерные ультратонкие волокна с добавками активированного угля (с. 266, того же источника информации).

Прототипом предложенной полумаски для защиты органов дыхания является респиратор, содержащий рабочий слой из перхлорвиниловых водокон (RU 2042394, 1995).

Технической задачей настоящего изобретения является создание материала, обладающего хорошими фильтрующими свойствами и высокой сорбционной емкостью, в частности, в отношении радиоактивного малекулярного йода.

Другой задачей является создание изделий на основе этого материала.

Поставленная задача решается описываемым сорбционно-фильтрующим трехслойным волокнистым материалом, средний слой которого выполнен из ультратонких перхлорвиниловых волокон, содержащих частицы активированного угля, обработанного азотнокислым серебром или из активированных углеродных волокон, обработанных азотнокислым серебром, а внешние слои выполнены из смеси перхлорвиниловых проклеенных между собой ультратонких волокон с диаметром 5-9 мкм и диаметром 0,5-1,2 мкм.

Поставленная задача решается также рамочным фильтром для очистки газов от радиоактивного молекулярного йода с параллельной разверткой сорбционно-фильтрующего трехслойного волокнистого материала со слоями, описанными выше.

Поставленная задача решается также аналитической сорбционно-фильтрующей лентой, выполненной из заявленного материала.

Поставленная задача решается предложенной фильтрующей полумаской для защиты органов дыхания, содержащей рабочий слой на основе волокнистого перхлорвинилового материала, описанного выше.

Ниже приведены примеры на получение заявленного материала и изделий на его основе
Пример 1.

Получение материала
Берется перхлорвинил, растворяется в дихлорэтане, а затем из полученного раствора методом электроформования получают тонковолокнистый материал, сотоящий из смеси волокон, причем тонкие волокна (0,5 мкм) получают с одних формующих гребенок, более толстые волокна (7 мкм) получают с других, при этом их проклеивают за счет приближения гребенок к осадительному электроду. Затем получают пушистый волокнистый материал этим же методом с диаметром волокон около 7 мкм и набивают его частицами активированного угля в высокодисперсном состоянии, предварительно обработанного азотнокислым серебром. Потом волокнистый материал с активированным углем размещают между проклеенными материалами.

Пример 2
Получение материала
В соответствии с примером 1, получены внешние слои проклеенных между собой волокон с диаметром около 7 мкм и диаметром около 1 мкм. Между указанными слоями размещают слой активированного углеродного волокнистого материала, модифицированного азотнокислым серебром.

Полученный по примерам 1 и 2 трехслойный волокнистый материал характеризуется следующими основными показателями, приведенными в таблице.

Пример 3
Изготовление фильтра
Из материала, полученного в примере 1, изготовлен рамочный фильтр для очистки газов от радиоактивного молекулярного йода с параллельной разверткой фильтрующего материала (фиг.1).

На фиг. 2 показано движение очищаемого потока газа при параллельной развертке фильтрующего материала в рамочной конструкции фильтра.

Пример 4
Изготовление аналитической ленты
Из материала, полученного по примеру 1, вырезается лента общей шириной 50 мм, и края ленты герметично скрепляются тепловой сваркой на лентопротяжной установке. После сварки ширина рабочей части ленты составляет 40 мм. Масса единицы площади ленты составила 15 мг/см², а прочность на разрыв 5,5 кгс. Лента наматывается на втулку в рулон до 50 п.м и упаковывается в полиэтиленовый пакет, содержащий силикагель.

Пример 5
Изготовление фильтрующей полумаски
Из материала, полученного по примеру 2, вырезается фильтрующий элемент (1) диаметром 220 мм и собирается вместе с наружным кругом из аппретированной медицинской марли, полипропиленовой распоркой (5), резинкой (2) со стангулятором (3), обтюратором (6) и оголовьем (4). Затем полученный полуфабрикат скрепляется с помощью поливинилацетатного бисера на полуавтомате тепловой сваркой.

На фиг.3 представлен собранный респиратор "Лепесток", в котором рабочий слой выполнен из материала, полученного по примеру 2.

Таким образом заявленное изобретение позволяет обеспечить защиту окружающей среды от выбросов радиоактивного молекулярного йода в случае аварийной ситуации на атомных станциях, защитить обслуживающий персонал атомных станций и население прилегающих территорий от поражения радиоактивным молекулярным йодом, а также определить содержание радиоактивного молекулярного йода в воздухе.

Предложен сорбционно-фильтрующий трехслойный волокнистый материал, средний слой которого выполнен из ультратонких перхлорвиниловых волокон, содержащих частицы активного угля, обработанного азотнокислым серебром, или из активированных углеродных волокон, обработанных азотно-кислым серебром, а внешние слои, выполненные из смеси перхлорвиниловых проклеенных между собой ультратонких волокон, с диаметром 5-9 и диаметром 0,5-1,2 мкм. На основе данного материала предложены изделия: фильтры для очистки газов, аналитическая лента и фильтрующая полумаска. Изобретение обеспечивает высокие эксплуатационные и защитные характеристики (фильтрующие и сорбционные) материала и изделий на его основе, в частности, от радиоактивного молекулярного йода. 4 с.п. ф-лы, 1 табл, 3 ил.

1. Сорбционно-фильтрующий композиционный материал на основе полимерных волокон и углерода, отличающийся тем, что он выполнен трехслойным, при этом средний слой выполнен из ультратонких перхлорвиниловых волокон, содержащих частицы активированного угля, обработанного азотно-кислым серебром, или из активированных углеродных волокон, обработанных азотнокислым серебром, а внешние слои выполнены из смеси перхлорвиниловых проклеенных между собой ультратонких волокон, с диаметром 5-9 и диаметром 0,5-1,2 мкм. 2. Рамочный фильтр для очистки газов от радиоактивного йода с параллельной разверткой фильтрующего волокнистого материала, отличающийся тем, что он содержит материал по п. 1. 3. Аналитическая сорбционно-фильтрующая лента на основе волокнистого сорбционно-фильтрующего материала, с добавкой активированного угля, отличающаяся тем, что она выполнена из материала по п. 1. 4. Фильтрующая полумаска для защиты органов дыхания, содержащая рабочий слой на основе волокнистого перхлорвинилового материала, отличающаяся тем, что рабочий слой полумаски выполнен из материала по п. 1.