СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И ФИЛЬТРУЮЩИЙ ВОЛОКНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2006 года по МПК B01D39/16 B32B5/26 D04H1/56 

Описание патента на изобретение RU2267347C1

Изобретение относится к способам получения фильтрующего материала, к фильтрующим волокнистым материалам, которые могут быть использованы в средствах защиты органов дыхания.

Известен способ получения фильтрующего материала, включающий электростатическое формование нетканого волокнистого материала из рабочего полимерного волокнообразующего раствора с динамической вязкостью 1-30 П, электропроводностью 10-4-10-7 Ом-1 см-1 в электростатическом поле при разности потенциалов от 10 до 150 кВ (см. патент РФ №2135263, МПК В 01 D 39/16, 1999 г.).

Однако известный способ при своем использовании имеет следующие недостатки:

- полученный фильтрующий материал обладает недостаточным качеством при фильтрации воздуха с ультратонкими частицами производственной пыли;

- при изготовлении материала использован токсичный растворитель дихлорэтан.

Задачей изобретения является разработка способа получения фильтрующего материала.

Технический результат состоит в повышении качества полученного предлагаемым способом фильтрующего материала за счет получения ультратонких полимерных волокон заданных диаметров из выбранного полимера, которые при использовании в фильтрующем материале обеспечивают 95% эффективность, по наиболее проникающим частицам диаметром 0,3 мкм, при стандартном сопротивлении 1,0 мм вод.ст. (10 Па).

Технический результат при осуществлении изобретения достигается использованием нового, рабочего полимерного волокнообразующего раствора и технологических параметров предложенного способа получения фильтрующего материала.

Среди существенных признаков, характеризующих способ получения фильтрующего материала, отличительными являются:

- содержание в рабочем полимерном волокнообразующем растворе в качестве полимера от 8,9 до 24,6 мас.% сополимера стирола с акрилонитрилом при содержании от 5,2 до 30,4 мас.% акрилонитрила или тройного сополимера стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом при содержании от 5,2 до 30,4 мас.% акрилонитрила и от 3,7 до 42,1 мас.% метилметакрилата,

- содержание в рабочем полимерном волокнообразующем растворе в качестве растворителя этилацетата, или бутилацетата, или их смеси,

- дополнительное введение в рабочий полимерный волокнообразующий раствор высокомолекулярного полиметилметакрилата, дистиллированной воды, низшего спирта, выбранного из группы этиловый, метиловый или изопропиловый,

- содержание компонентов полимерного волокнообразующего раствора, мас.%:

сополимер стирола с акрилонитрилом или сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом8,9-24,6высокомолекулярный полиметилметакрилат0,011-0,02вода дистиллированная0,01-0,1этиловый, метиловый или изопропиловый спирт17-28этилацетат, бутилацетат или их смесьостальное до 100%

- осуществление истечения рабочего полимерного волокнообразующего раствора с объемной скоростью от 0,1 до 6 см3/мин,

- проведение подачи рабочего полимерного волокнообразующего раствора с расстояния 12-42 см от его выхода из дозирующего устройства до осадительной поверхности,

- содержание этилацетата в его смеси с бутилацетатом выбрано от 0,5 до 99,5 мас.%.

Экспериментальные исследования предложенного способа получения фильтрующего материала показали его высокую эффективность. С использованием всех отличительных признаков предложенного технического решения достигнуто повышение качества полученного предложенным способом фильтрующего материала.

Известен фильтрующий волокнистый материал, содержащий технологический и рабочий слои, выполненные из полимерного волокнистого материала (см. патент РФ №2135263, МПК В 01 D 39/16, 1999 г.).

Однако известный фильтрующий волокнистый материал при своем использовании имеет следующие недостатки:

- фильтрующий материал обладает недостаточным качеством при фильтрации воздуха с ультратонкими частицами производственной пыли;

- при изготовлении материала использован токсичный растворитель дихлорэтан.

Задачей изобретения является разработка фильтрующего волокнистого материала.

Технический результат состоит в повышении качества фильтрующего материала за счет использования ультратонких полимерных волокон заданных диаметров, которые при использовании в фильтрующем материале обеспечат его стандартное сопротивление и высокий коэффициент проскока при фильтрации ультратонких частиц.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается использованием нового рабочего полимерного волокнообразующего раствора и сочетанием параметров технологического и рабочего слоев фильтрующего материала.

Среди существенных признаков, характеризующих фильтрующий волокнистый материал, отличительными являются:

- материал технологического слоя имеет поверхностную плотность 1-3 г/м2 и выполнен из полимерных волокон диаметром 3-5 мкм,

- материал рабочего слоя выполнен из полимерных волокон диаметром 1,5-3 мкм, двухслойный материал имеет поверхностную плотность 32-38 г/м2,

- стандартное сопротивление фильтрующего материала составляет 0,8-1,2 мм вод.ст. (8-12 П) и коэффициент проскока не менее 95%,

- технологический и рабочий слои фильтрующего материала получены по способу, охарактеризованному в пунктах 1 и 2 формулы изобретения на способ получения.

Экспериментальные исследования предложенного фильтрующего волокнистого материала показали его высокую эффективность. С использованием всех отличительных признаков предложенного технического решения достигнуто повышение качества фильтрующего материала.

Предложенное изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1. Приготавливают рабочий полимерный волокнообразующий раствор, содержащий в качестве полимера 8,9 мас.% сополимера стирола с акрилонитрилом при его содержании 30,4 мас.%, высокомолекулярный полиметилметакрилат в количестве 0,011 мас.%, дистиллированную воду в количестве 0,1 мас.%, в качестве низшего спирта этиловый спирт в количестве 17 мас.% и в качестве растворителя смесь этилацетата с 99,5 мас.% бутилацетата - остальное до 100%. Рабочий полимерный волокнообразующий раствор имеет динамическую вязкость 1 П, электропроводность 10-4 Ом-1 см-1. Проводят формование материала в электростатическом поле при разности потенциалов 150 кВ при его истечении с расстояния 42 см от его выхода из дозирующего устройства до осадительной поверхности с объемной скоростью 6,0 см3/мин. На металлическом заземленном электроде получают волокнистый слой ультратонких волокон с заданным диаметром. Технологический слой фильтрующего материала имеет поверхностную плотность 1 г/м2 и выполнен из полимерных волокон диаметром 3 мкм, рабочий слой фильтрующего материала выполнен из полимерных волокон диаметром 1,5 мкм, при этом двухслойный материал имеет поверхностную плотность 38 г/м2, его стандартное сопротивление составляет 1,2 мм вод.ст. (12 Па) и коэффициент проскока 96%.

Пример 2. Приготавливают рабочий полимерный волокнообразующий раствор, содержащий в качестве полимера 24,6 мас.% тройного сополимера стирола с акрилонитрилом при его содержании 5,2 мас.% и с метилметакрилатом при его содержании 42,1 мас.%, высокомолекулярный полиметилметакрилат в количестве 0,02 мас.%, дистиллированную воду в количестве 0,01 мас.%, в качестве низшего спирта метиловый спирт в количестве 28 мас.% и в качестве растворителя бутилацетат - остальное до 100%. Рабочий полимерный волокнообразующий раствор имеет динамическую вязкость 30 П, электропроводность 10-7 Ом-1 см-1. Проводят формование материала в электростатическом поле при разности потенциалов 10 кВ при его истечении с расстояния 12 см от его выхода из дозирующего устройства до осадительной поверхности с объемной скоростью 0,1 см3/мин. На металлическом заземленном электроде получают волокнистый слой ультратонких волокон с заданным диаметром. Технологический слой фильтрующего материала имеет поверхностную плотность 3 г/м2 и выполнен из полимерных волокон диаметром 5 мкм, рабочий слой фильтрующего материала выполнен из полимерных волокон диаметром 3 мкм, при этом двухслойный материал имеет поверхностную плотность 32 г/м2, его стандартное сопротивление составляет 0,8 мм вод.ст. (8 Па) и коэффициент проскока 95%.

Таким образом, по предложенному способу получен новый фильтрующий волокнистый материал, отличающийся лучшими эксплуатационными характеристиками. В производстве этого материала не используются вещества, выделяющие при сжигании токсичные соединения, что упрощает процесс его утилизации. При этом экономические показатели нового фильтрующего материала и предложенного способа не отличаются от известных, использующихся в промышленности.

Похожие патенты RU2267347C1

название год авторы номер документа
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И РЕСПИРАТОР 2005
  • Филатов Юрий Николаевич
  • Будыка Александр Константинович
  • Мамагулашвили Виссарион Георгиевич
  • Филатов Иван Юрьевич
RU2283164C1
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ИЗДЕЛИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ 2008
  • Филатов Юрий Николаевич
  • Филатов Иван Юрьевич
  • Небратенко Марианна Юрьевна
RU2357785C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ И СРЕДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 2001
  • Филатов Ю.Н.
  • Галкин Е.А.
RU2182511C1
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ 1993
  • Баташова Л.И.
  • Дюдяков В.М.
  • Пестун А.Ф.
  • Сидоров Г.М.
  • Солдатенко Л.А.
  • Чебыкин В.В.
  • Швайченко Ю.П.
  • Щербакова О.А.
RU2049525C1
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И РЕСПИРАТОР 2008
  • Филатов Юрий Николаевич
  • Филатов Иван Юрьевич
  • Заболоцкая Раиса Дмитриевна
RU2376053C1
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ 1998
  • Филатов Ю.Н.
  • Соловьев С.Н.
  • Васильев Н.П.
  • Галкин Е.А.
  • Лейф В.Э.
RU2135263C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 2003
  • Филатов Ю.Н.
  • Будыка А.К.
  • Шепелев А.Д.
  • Саакян С.Г.
RU2248838C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА И ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ 2011
  • Мамагулашвили Виссарион Георгиевич
  • Негин Андрей Евгеньевич
  • Луканина Ксения Игоревна
  • Шепелев Алексей Дмитриевич
  • Голуб Юрий Михайлович
  • Ворожцов Георгий Николаевич
  • Калия Олег Леонидович
RU2492912C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ И СРЕДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 2008
  • Зорина Евгения Ивановна
  • Оборин Геннадий Анатольевич
  • Заболотская Раиса Дмитриевна
RU2385177C1
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ И РЕСПИРАТОР 2008
  • Пестун Анатолий Федорович
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Филатов Юрий Николаевич
  • Филатов Иван Юрьевич
  • Щербакова Ольга Анатольевна
RU2363519C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И ФИЛЬТРУЮЩИЙ ВОЛОКНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к технологии получения фильтрующего материала, в частности к способу получения фильтрующих волокнистых материалов, которые могут быть использованы в средствах индивидуальной защиты. Фильтрующий волокнистый материал получают электростатическим формованием нетканого волокнистого материала из рабочего полимерного волокнообразующего раствора с динамической вязкостью 1-30 П, электропроводностью 10-4-10-7 Ом-1 см-1 в электростатическом поле при разности потенциалов от 10 до 150 кВ. Раствор содержит в качестве полимера от 8,9 до 24,6 мас.% сополимера стирола с 5,2-30,4 мас.% акрилонитрила или тройного сополимера стирола с 5,2-30,4 мас.% акрилонитрила и 3,7-42,1 мас.% метилметакрилата. Растворитель - этилацетат, или бутилацетат, или их смесь. Раствор дополнительно содержит высокомолекулярный полиметилметакрилат, дистиллированную воду, низший спирт, выбранный из группы этиловый, метиловый или изопропиловый, при следующем содержании компонентов полимерного волокнообразующего раствора, мас.%: полимер 8,9-24,6; высокомолекулярный полиметилметакрилат 0,011-0,02; вода дистиллированная 0,01-0,1; низший спирт 17-28; растворитель остальное - до 100%. Истечение рабочего полимерного волокнообразующего раствора осуществляют с объемной скоростью от 0,1 до 6 см3/мин. Подачу рабочего полимерного волокнообразующего раствора проводят с расстояния 12-42 см от его выхода из дозирующего устройства до осадительной поверхности. Полученный фильтрующий волокнистый материал содержит технологический и рабочий слои, выполненные из полимерного волокнистого материала, полученного по вышеописанному способу. Материал технологического слоя имеет поверхностную плотность 1-3 г/м2 и выполнен из волокон диаметром 3-5 мкм. Материал рабочего слоя выполнен из волокон диаметром 1,5-3 мкм. Двухслойный материал имеет поверхностную плотность 32-38 г/м2, стандартное сопротивление 0,8-1,2 мм вод.ст. и коэффициент проскока не менее 95%. Изобретение обеспечивает повышение качества фильтровального материала за счет увеличения эффективности проникания частиц диаметром 0,3 мкм при стандартном сопротивлении 1,0 мм вод.ст. до 95%. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 267 347 C1

1. Способ получения фильтрующего материала, включающий электростатическое формование нетканого волокнистого материала из рабочего полимерного волокнообразующего раствора с динамической вязкостью 1-30 П, электропроводностью 10-4-10-7 Ом-1 см-1 в электростатическом поле при разности потенциалов от 10 до 150 кВ, отличающийся тем, что рабочий полимерный волокнообразующий раствор содержит в качестве полимера от 8,9 до 24,6 мас.% сополимера стирола с акрилонитрилом при содержании от 5,2 до 30,4 мас.% акрилонитрила или тройного сополимера стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом при содержании от 5,2 до 30,4 мас.% акрилонитрила и от 3,7 до 42,1 мас.% метилметакрилата, в качестве растворителя - этилацетат, или бутилацетат, или их смесь, а также дополнительно содержит высокомолекулярный полиметилметакрилат, дистиллированную воду, низший спирт, выбранный из группы этиловый, метиловый или изопропиловый, при следующем содержании компонентов полимерного волокнообразующего раствора, мас.%:

Сополимер стирола с акрилонитрилом илисополимер стирола с акрилонитрилом иметилметакрилатом8,9-24,6Высокомолекулярный полиметилметакрилат0,011-0,02Вода дистиллированная0,01-0,1Этиловый, метиловый или изопропиловый спирт17-28Этилацетат, бутилацетат или их смесь Остальное до 100%

при этом истечение рабочего полимерного волокнообразующего раствора осуществляют с объемной скоростью от 0,1 до 6 см3/мин, а подачу рабочего полимерного волокнообразующего раствора проводят с расстояния 12-42 см от его выхода из дозирующего устройства до осадительной поверхности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание этилацетата в его смеси с бутилацетатом выбрано от 0,5 до 99,5 мас.%.3. Фильтрующий волокнистый материал, содержащий технологический и рабочий слои, выполненные из полимерного волокнистого материала, отличающийся тем, что его технологический и рабочий слои получены по способу п.1, при этом материал технологического слоя имеет поверхностную плотность 1-3 г/м2 и выполнен из волокон диаметром 3-5 мкм, материал рабочего слоя выполнен из волокон диаметром 1,5-3 мкм, двухслойный материал имеет поверхностную плотность 32-38 г/м2, стандартное сопротивление 0,8-1,2 мм вод.ст. и коэффициент проскока не менее 95%.4. Фильтрующий волокнистый материал по п.3, отличающийся тем, что его технологический и рабочий слои получены по способу п.2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2267347C1

ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ 1998
  • Филатов Ю.Н.
  • Соловьев С.Н.
  • Васильев Н.П.
  • Галкин Е.А.
  • Лейф В.Э.
RU2135263C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ 1993
  • Филатов Ю.Н.
  • Антонов В.И.
  • Белонин А.Г.
  • Кривощеков А.П.
  • Прибытков С.П.
RU2042393C1
ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ 2000
  • Филатов Ю.Н.
  • Зимин Н.А.
  • Лейф В.Э.
  • Астахов В.С.
RU2170607C1
СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА НИКЕЛЬ—КОБАЛЬТ—ФОСФОР 0
SU341874A1
US 4375718 A, 08.03.1983.

RU 2 267 347 C1

Авторы

Брук Лев Григорьевич

Будыка Александр Константинович

Буланов Геннадий Анатольевич

Ворожцов Георгий Николаевич

Голуб Юрий Михайлович

Калия Олег Леонидович

Куликов Николай Константинович

Лужков Юрий Михайлович

Мамагулашвили Виссарион Георгиевич

Ошанина Ирина Валерьевна

Темкин Олег Наумович

Филатов Юрий Николаевич

Шеляпин Игорь Павлович

Шепелев Алексей Дмитриевич

Даты

2006-01-10Публикация

2004-08-27Подача