НЕТКАНЫЙ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ БАКТЕРИАЛЬНО-ВИРУСНЫХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК D04H1/46 B01D39/16 A61M16/06 

Изобретение относится к области изготовления фильтровальных материалов для дыхательных фильтров и предназначено для использования в медицине, в частности в процессе анестезии и искусственной вентиляции легких.

Известен гидрофобный электростатический дыхательный фильтр, содержащий нетканый фильтровальный материал из полипропиленовых волокон (пат. US №6209541, МПК A61M 16/10, A62B 23/02, B01D 39/16, 03.04.2001).

Фильтровальный материал данного дыхательного фильтра представляет собой гидрофобный нетканый материал, обладающий электростатическим зарядом, который обеспечивает высокую эффективность очистки вдыхаемого воздуха от микроорганизмов, однако не обеспечивает увлажнение и согревание воздуха.

Наиболее близким к заявленному изобретению является нетканый материал фильтра для воздуха и жидкостей, выполненный из натурального материала, полученного с применением модифицированных натуральных полимерных химических волокон, например вискозных волокон; или синтетических полимерных химических волокон; или, например, полипропиленовых волокон; или бикомпонентных волокон; или из смеси указанных выше волокон, обработанных антибактериальными соединениями волокон (пат. RU №2350376, МПК 8 B01D 39/16, D04H 3/10, D06M 16/00, 27.03.2009).

Нетканый фильтровальный материал данного фильтра различного волокнистого состава содержит антибактериальные препараты и обеспечивает эффективную очистку жидкостей и воздуха от бактерий, но не может использоваться в дыхательных фильтрах в качестве тепловлагообменного фильтрматериала, так как не обеспечивает увлажнение и согревание вдыхаемого воздуха.

Техническим результатом при использовании данного изобретения является получение пористого гидрофильного фильтровального материала с высокой воздухопроницаемостью и формоустойчивостью, который обеспечивает увлажнение и согревание воздуха, поступающего в легкие пациента через дыхательный фильтр при эндотрахеальной анестезии и искусственной вентиляции легких.

Указанный технический результат достигается тем, что нетканый фильтровальный материал для бактериально-вирусных дыхательных фильтров содержит волокнистые слои из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, скрепленных с дублирующей подложкой; для придания материалу гидрофильных свойств дополнительно содержит хлористый кальций, причем вискозные волокна имеют линейную плотность (0,17-0,33) текс, полипропиленовые волокна имеют линейную плотность (0,33-0,67) текс и 1,7 текс, бикомпонентные волокна имеют структуру «ядро-оболочка» и линейную плотность (0,22-0,40) текс при следующем соотношении компонентов:

- вискозные волокна (0,17-0,33) текс (20-40) мас.% - полипропиленовые волокна (0,33-0,67) текс (30-45) мас.% - полипропиленовые волокна 1,7 текс (5-10) мас.% - бикомпонентные волокна (0,22-0,40) текс (20-30) мас.% - хлористый кальций (15-50) мас.%,

при этом поверхностная плотность фильтровального материала составляет (100-500) г/м², воздухопроницаемость (550-850) дм³/м²c, гигроскопичность (25,0-47,5)%.

Кроме того, для достижения технического результата нетканый фильтровальный материал содержит 20-40 волокнистых слоев; дублирующая подложка выполнена из термоскрепленного полипропилена поверхностной плотности (12-30) г/м²; волокнистые слои и дублирующая подложка скреплены путем иглопрокалывания, при этом плотность прокалывания как снизу, так и сверху материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания 6 мм и 8 мм соответственно; «ядро» в бикомпонентных волокнах выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена.

Для достижения технического результата в первом варианте способа изготовления нетканого фильтровального материала путем формирования и сложения слоев из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, последующего скрепления волокнистых слоев с дублирующей подложкой путем иглопрокалывания, термообработки горячим воздухом согласно изобретению вискозные и полипропиленовые волокна предварительно обрабатывают водным раствором хлористого кальция, сушат при температуре, не превышающей 80°C, и перед формированием слоев осуществляют взвешивание волокон каждого вида по отдельности и смешивание их при следующем соотношении: вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс - (20-40) мас.%, полипропиленовые волокна (0,33-0,67) текс - (30-45) мас.%, полипропиленовые волокна 1,7 текс - (5-10) мас.%, бикомпонентные волокна линейной плотности (0,22-0,40) текс - (20-30) мас.%, при этом массовая концентрация водного раствора хлористого кальция составляет (100-500) г/дм³ при модуле обработки (1:2÷1:5) весовых частей для вискозных волокон, при модуле обработки (1:1,5÷1:3) весовых частей для полипропиленовых волокон, причем термообработку полученного фильтровального материала горячим воздухом проводят при температуре 120-145°C.

Кроме того, для достижения технического результата в первом варианте заявленного способа изготовления нетканого фильтровального материала осуществляют сложение 20-40 волокнистых слоев; дублирующая подложка выполнена из термоскрепленного полипропилена поверхностной плотности (12-30) г/м²; скрепление волокнистых слоев с дублирующей подложкой проводят на иглопробивной машине, причем плотность прокалывания как снизу, так и сверху материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания 6 мм и 8 мм соответственно; «ядро» бикомпонентных волокон выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена; водный раствор хлористого кальция для обработки полипропиленового волокна дополнительно содержит клеящее вещество, например ПВА массовой концентрации (0,005-0,010) г/дм³; обработку вискозных и полипропиленовых волокон водным раствором хлористого кальция проводят путем пропитки или орошения.

Для достижения технического результата во втором варианте способа изготовления нетканого фильтровального материала путем формирования и сложения волокнистых слоев из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, скрепления волокнистых слоев с дублирующей подложкой путем иглопрокалывания, термообработки горячим воздухом согласно изобретению перед формированием слоев осуществляют взвешивание волокон каждого вида по отдельности, затем смешивание волокон при следующем соотношении: вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс - (20-40) мас.%, полипропиленовые волокна (0,33-0,67) текс - (30-45) мас.%, полипропиленовые волокна 1,7 текс - (5-10) мас.%, бикомпонентные волокна линейной плотности (0,22-0,40) текс - (20-30) мас.%, термообработку полученного фильтровального материала горячим воздухом проводят при температуре 120-145°C, взвешивание фильтровального материала, а затем обработку его раствором хлористого кальция с массовой концентрацией (100-500) г/дм³ при модуле отработки (1:1÷1:3) весовых частей, далее сушку при температуре, не превышающей 80°C.

Кроме того, для достижения технического результата в заявленном втором варианте способа изготовления нетканого фильтровального материала осуществляют сложение 20-40 волокнистых слоев; дублирующая подложка выполнена из термоскрепленного полипропилена поверхностной плотности (12-30) г/м²; скрепление волокнистых слоев с дублирующей подложкой проводят на иглопробивной машине, при этом плотность прокалывания как сверху, так и снизу материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания 6 мм и 8 мм соответственно; «ядро» бикомпонентных волокон выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена; обработку фильтровального материала водным раствором хлористого кальция проводят путем пропитки или орошения.

На чертеже представлено схематическое изображение нетканого фильтровального материала для бактериально-вирусных дыхательных фильтров.

Нетканый фильтровальный материал для бактериально-вирусных дыхательных фильтров содержит 20-40 волокнистых слоев 1 из смеси вискозных 2, пропиленовых 3 и бикомпонентных волокон 4. Волокнистые слои 1 скреплены с дублирующей подложкой 5 из термоскрепленного полипропилена. Дублирующая подложка 5 имеет поверхностную плотность (12-30) г/м² и скреплена с волокнистыми слоями 1 волокон на иглопробивной машине. Плотность прокалывания как сверху, так и снизу материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания с одной стороны, например снизу, составляет 6 мм, а с другой стороны, например сверху, - 8 мм. На чертеже позицией 6 обозначены пучки волокон, скрепляющие волокнистые слои между собой и с дублирующей подложкой 5 в результате прокалывания. Бикомпонентные волокна 4 имеют строение «ядро-оболочка», в котором «ядро» выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена. При термообработке фильтровального материла горячим воздухом при температуре 120-145°C происходит дополнительное термоскрепление волокон расплавом полиэтиленовой оболочки бикомпонентных волокон 4. После пропитки или орошения фильтровального материала водным раствором хлористого кальция между волокнами и на волокнах 2, 3, 4 расположены частицы хлористого кальция 7.

Для изготовления нетканого фильтровального материала использованы вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс производства фирмы «Lenzing Viscose», полипропиленовые волокна линейной плотности (0,33-0,67) текс и 1,7 текс, изготовленные по СТО 2272-001-78262563.003-2008, бикомпонентные волокна структуры «оболочка - ядро» линейной плотности (0,22-0,40) текс производства Южной Кореи или России по ТУ 2272-003-13429727-2006; термоскрепленный полипропилен поверхностной плотности (12-30) г/м² по ТУ 2282-001-72716572-08; хлористый кальций фармакопейный ФС 42-0006-56-75-04 Р.003964.01.

Полученный фильтровальный материал имеет поверхностную плотность (100-500) г/м², воздухопроницаемость (550-850) дм³/м²с, гигроскопичность (25,0-47,5)% и позволяет достичь увлажнения воздуха, поступающего в легкие пациента через дыхательный фильтр при эндотрахеальной анестезии и искусственной вентиляции легких, до (28-32) мг/дм³ и согревание его до (29-33)°C, при этом потеря влаги из организма пациента составляет (9,0-14,0) мг на 1 дм³ выдыхаемого воздуха в зависимости от поверхностной плотности, толщины и массовой концентрации хлористого кальция.

Заявленный нетканый фильтровальный материал для бактериально-вирусных дыхательных фильтров изготавливают следующим образом.

1 вариант

Вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс предварительно пропитывают или орошают водным раствором хлористого кальция с массовой концентрацией (100-500) г/дм³ при модуле обработки (1:2÷1:5) весовых частей для придания гидрофильных свойств.

Полипропиленовые волокна линейной плотности (0,33-0,67) текс пропитывают или орошают водным раствором хлористого кальция с массовой концентрацией (100-500) г/дм³ и массовой концентрацией клеящего вещества, в частности ПВА или другого аналогичного, (0,005-0,010) г/дм³ при модуле обработки (1:1,5÷1:3) весовых частей. Затем вискозные и полипропиленовые волокна сушат при температуре, не превышающей 80°C.

Перед формированием волокнистых слоев взвешивают волокна каждого вида по отдельности и смешивают их в следующем соотношении: вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс - (20-40) мас.%, полипропиленовые волокна (0,33-0,67) текс (30-45)мас.%, полипропиленовые волокна 1,7 текс - (5-10) мас.%, бикомпонентные волокна линейной плотности (0,22-0,40) текс - (20-30) мас.%.

На чесальной машине формируют волокнистые слои, затем осуществляют сложение 20-40 слоев и скрепление их между собой и с дублирующей подложкой из термоскрепленного полипропилена, имеющего поверхностную плотность (12-30) г/м², иглопробивным способом с плотностью прокалывания снизу и сверху материала по 90 проколов на 1 см² и глубиной прокалывания 6 мм с одной стороны, например снизу, и глубиной прокалывания 8 мм с другой стороны, например сверху.

В термоусадочной камере проводят термообработку полученного нетканого фильтровального материала горячим воздухом при температуре 120-145°C. При такой температуре в бикомпонентном волокне плавится «оболочка» из полиэтилена, дополнительно скрепляя волокнистые слои.

Полученный пористый фильтровальный материал обладает низкой объемной плотностью, высокой воздухопроницаемостью при одновременной высокой прочности и формоустойчивости.

Высокая пористость фильтровального материала обеспечивает удержание в объеме материала до 50% хлористого кальция без существенного снижения воздухопроницаемости. Фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 15,0-20,0 - поверхностная плотность, г/м² 100-500 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 1,5-6,0 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 550-850

2 вариант

Перед формированием волокнистых слоев из вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон взвешивают волокна каждого вида по отдельности и смешивают их в следующем соотношении: вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс - (20-40) мас.%, полипропиленовые волокна (0,33-0,67) текс (30-45) мас.%, полипропиленовые волокна 1,7 текс - (5-10) мас.%, бикомпонентные волокна линейной плотности (0,22-0,40) текс - (20-30) мас.%.

Затем из смеси волокон на чесальной машине формируют волокнистые слои, осуществляют сложение 20-40 слоев и скрепление их между собой и с дублирующей подложкой из термоскрепленного полипропилена, имеющего поверхностную плотность (12-30) г/м², иглопробивным способом с плотностью прокалывания снизу и сверху материала по 90 проколов на 1 см² и глубиной прокалывания 6 мм с одной стороны, например снизу, и глубиной прокалывания 8 мм с другой стороны, например сверху.

Полученное полотно нетканого фильтровального материала обрабатывают в термоусадочной камере горячим воздухом при температуре 120-145°C. При этом в бикомпонентном волокне при такой температуре плавится «оболочка» из полиэтилена, дополнительно скрепляя волокнистые слои. Затем фильтровальный материал взвешивают и обрабатывают раствором хлористого кальция с массовой концентрацией (100-500) г/дм³ при модуле обработки (1:1,5÷1:3) весовых частей для придания фильтровальному материалу гидрофильных свойств, то есть способности поглощать водяные пары из проходящего через него потока воздуха, затем сушат при температуре, не превышающей 80°C.

Таким образом получен фильтровальный материал с низкой объемной плотностью (пористый), высокой воздухопроницаемостью при одновременной высокой прочности и формоустойчивости.

Высокая пористость фильтровального материала обеспечивает возможность удерживать в объеме материала до 50% хлористого кальция без существенного снижения воздухопроницаемости. Полученный фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 15,0-50,0 - поверхностная плотность, г/м² 100-500 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 1,5-5,5 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 550-850 - гигроскопичность, % 25,0-47,5

Как видно из приведенных данных, полученный нетканый термоскрепленный фильтровальный материал обладает высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью. Толщина фильтровального материала обусловлена, с одной стороны, необходимой влагоемкостью, с другой стороны, воздухопроницаемостью, которая должна быть не менее 550 дм³/м²с, а также конструкцией дыхательного фильтра, а именно высотой внутренней полости, в которую укладывают фильтровальный материал.

Изобретение иллюстрируют следующими примерами.

Пример 1

Нетканый фильтровальный материал получают путем формирования и сложения на чесальной машине волокнистых слоев. Волокнистые слои скрепляют между собой и с дублирующей подложкой из термоскрепленного полипропилена на иглопробивной машине при плотности прокалывания снизу и сверху материала по 90 проколов на 1 см², глубине прокалывания 6 мм снизу и глубине прокалывания 8 мм сверху.

Термообработку фильтровального материала проводят горячим воздухом при температуре 120°C.

Состав фильтровального материала:

- вискозное волокно линейной плотности 0,33 текс, % 20 - полипропиленовое волокно линейной плотности 0,67 текс, % 45 - полипропиленовое волокно линейной плотности 1,7 текс, % 10 - бикомпонентное волокно линейной плотности 0,4 текс, % 25 - количество волокнистых слоев, шт. 30 - поверхностная плотность термоскрепленного   полипропилена, г/м² 12

Пропитку фильтровального материала проводят раствором хлористого кальция с концентрацией 100 г/дм³ при модуле 1:2. Сушат фильтрматериал при температуре 60°C.

Фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 20 - поверхностная плотность, г/м² 325 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 25 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 700 - гигроскопичность, % 30

Потеря влаги из контура увлажнения по результатам испытаний в составе бактериально-вирусного тепловлагообменного фильтра на стенде, изготовленного в соответствии с международным стандартом ISO 9360-1:2000 (Е), при расходе воздуха 450 дм³/ч составляет 13,0 мг/дм³; влажность воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 28,2 мг/дм³; температура воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 28,8°C.

Аэродинамическое сопротивление дыхательного фильтра (при расходе воздуха 30 дм³/мин и площади фильтрации 23 см²) - (12,5-13,5) мм вод.ст.

Пример 2

Нетканый фильтровальный материал получают аналогично примеру 1. Состав фильтровального материала:

- вискозное волокно линейной плотности 0,17 текс, % 30 - полипропиленовое волокно линейной плотности 0,33 текс, % 35 - полипропиленовое волокно линейной плотности 1,7 текс, % 5 - бикомпонентное волокно линейной плотности 0,4 текс, % 30 - количество волокнистых слоев, шт. 40

- поверхностная плотность термоскрепленного

полипропилена, г/м² 12

Пропитку фильтровального материала проводят раствором хлористого кальция с концентрацией 200 г/дм³ при модуле 1:2. Сушат фильтрматериал при температуре 80°C.

Фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 25 - поверхностная плотность, г/м² 420 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 3,9 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 620 - гигроскопичность, % 35,5

Потеря влаги из контура увлажнения по результатам испытаний в составе бактериально-вирусного тепловлагообменного фильтра на стенде, изготовленного в соответствии с международным стандартом ISO 9360-1:2000 (Е), при расходе воздуха 450 дм³/ч составляет 11,0 мг/дм³; влажность воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 31,12 мг/дм³; температура воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 30,18°С.

Аэродинамическое сопротивление дыхательного фильтра (при расходе воздуха 30 дм³/мин и площади фильтрации 23 см²) - (13,5-14,5) мм вод.ст.

Пример 3

Нетканый фильтровальный материал получают аналогично примеру 1.

Термообработку фильтровального материала проводят горячим воздухом при температуре 145°C.

Состав фильтровального материала:

- вискозное волокно линейной плотности 0,33 текс, % 35 - полипропиленовое волокно линейной плотности 0,67 текс, % 35 - полипропиленовое волокно линейной плотности 1,7 текс, % 5 - бикомпонентное волокно линейной плотности 0,22 текс, % 25 - количество волокнистых слоев, шт. 40 - поверхностная плотность термоскрепленного   полипропилена, г/м² 30

Пропитку фильтровального материала проводят раствором хлористого кальция с концентрацией 500 г/дм³ при модуле 1:2. Сушат фильтрматериал при температуре 80°C.

Фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 50 - поверхностная плотность, г/м² 500 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 4,5 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 550 - гигроскопичность, % 47,5

Потеря влаги из контура увлажнения по результатам испытаний в составе бактериально-вирусного тепловлагообменного фильтра на стенде, изготовленного в соответствии с международным стандартом ISO 9360-1:2000 (Е), при расходе воздуха 450 дм³/ч составляет 9,0 мг/дм; влажность воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 33,0 мг/дм³; температура воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 32,1°C.

Аэродинамическое сопротивление дыхательного фильтра (при расходе воздуха 30 дм³/мин и площади фильтрации 23 см²) - (15,5-16,0) мм вод.ст.

Пример 4

Для изготовления нетканого фильтровального материала вискозное волокно после взвешивания обрабатывают раствором хлористого кальция с массовой концентрацией 100 г/дм³ при модуле 1:5 с последующей сушкой при температуре 75°С, при этом массовая доля хлористого кальция в волокне составляет 40%; полипропиленовое волокно линейной плотности 0,67 текс после взвешивания обрабатывают раствором хлористого кальция с массовой концентрацией 300 г/дм³ и массовой концентрацией ПВА 0,005 г/дм³ при модуле 1:1,5 с последующей сушкой при температуре 75°С, при этом массовая доля хлористого кальция в волокне составляет 20%.

Нетканый фильтровальный материал получают путем формирования и сложения на чесальной машине волокнистых слоев.

Волокнистые слои скрепляют между собой и с дублирующей подложкой из термоскрепленного полипропилена на иглопробивной машине при плотности прокалывания снизу и сверху по 90 проколов на 1 см² и глубине прокалывания 6 мм снизу и 8 мм сверху.

Термообработку фильтровального материала проводят горячим воздухом при температуре 120°C.

Состав фильтровального материала:

- вискозное волокно линейной плотности 0,33 текс, % 40 (с массовой долей хлористого кальция 40%)   - полипропиленовое волокно линейной плотности 0,67 текс, %   с массовой долей хлористого кальция 20%) 30 - полипропиленовое волокно линейной плотности 1,7 текс, % 10 - бикомпонентное волокно линейной плотности 0,4 текс, % 20 - количество волокнистых слоев, шт. 40 - поверхностная плотность термоскрепленного полипропилена,   г/м² 12

Фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 20 - поверхностная плотность, г/м² 390 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 4,4 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 750 - гигроскопичность, % 34,5

Потеря влаги из контура увлажнения по результатам испытаний в составе бактериально-вирусного тепловлагообменного фильтра на стенде, изготовленного в соответствии с международным стандартом ISO 9360-1:2000 (Е), при расходе воздуха 450 дм³/ч составляет 12,5 мг/дм³; влажность воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 29,3 мг/дм³; температура воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 30,0°C.

Аэродинамическое сопротивление (при расходе воздуха 30 дм³/мин) - (13,0-14,0) мм вод.ст.

Пример 5

Нетканый фильтровальный материал получают аналогично примеру 4.

Для изготовления нетканого фильтровального материала вискозное волокно после взвешивания обрабатывают раствором хлористого кальция с массовой концентрацией 150 г/дм³ при модуле 1:3 с последующей сушкой при температуре 75°С, при этом массовая доля хлористого кальция в волокне составляет 30%; полипропиленовое волокно линейной плотности 0,67 текс после взвешивания обрабатывают раствором хлористого кальция с массовой концентрацией 200 г/дм³ и массовой концентрацией ПВА 0,010 г/дм³ при модуле 1:3 с последующей сушкой при температуре 75°С, при этом массовая доля хлористого кальция в волокне составляет 15%.

Состав фильтровального материала:

- вискозное волокно линейной плотности 0,33 текс, % 40 с массовой долей хлористого кальция 30%   - полипропиленовое волокно линейной плотности 0,67 текс, % 30 с массовой долей хлористого кальция 15%,   - полипропиленовое волокно линейной плотности 1,7 текс, % 10 - бикомпонентное волокно линейной плотности 0,4 текс, % 20 - количество волокнистых слоев, шт. 20 - поверхностная плотность термоскрепленного   полипропилена, г/м² 12

Фильтровальный материал имеет следующие характеристики:

- массовая доля хлористого кальция, % 15 - поверхностная плотность, г/м² 100 - толщина (при нагрузке 2,0 кПа), мм 1,5 - воздухопроницаемость, дм³/м²с 850 - гигроскопичность, % 25,0

Потеря влаги из контура увлажнения по результатам испытаний в составе бактериально-вирусного тепловлагообменного фильтра на стенде, изготовленного в соответствии с международным стандартом ISO 9360-1:2000 (Е), при расходе воздуха 450 дм³/ч составляет 14,0 мг/дм; влажность воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 28,0 мг/дм³; температура воздуха на выходе из дыхательного фильтра со стороны пациента - 29,0°С.

Аэродинамическое сопротивление (при расходе воздуха 30 дм³/мин) - (11,5-12,0) мм вод.ст.

Изобретение относится к области изготовления фильтровальных материалов для дыхательных фильтров и предназначено для использования в медицине, в частности в процессе анестезии и искусственной вентиляции легких. Материал содержит волокнистые слои из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, скрепленных с дублирующей подложкой, при следующем соотношении компонентов: вискозные волокна 0,17-0,33 текс - 20-40 мас.%, полипропиленовые волокна 0,33-0,67 текс - 30-45 мас.%, полипропиленовые волокна 1,7 текс - 5-10 мас.%, бикомпонентные волокна 0,22-0,40 текс - 20-30 мас.%, хлористый кальций 15-50 мас.%. Поверхностная плотность полученного фильтровального материала составляет 100-500 г/м², воздухопроницаемость 550-850 дм³/м²с, гигроскопичность 25,0-47,5%. Объектами изобретения также являются варианты способа изготовления нетканого фильтровального материала, первый из которых предусматривает обработку вискозных и полипропиленовых волокон водным раствором хлористого кальция с массовой концентрацией 100-500 г/дм³ при модуле обработки 1:2÷1:5 весовых частей для вискозных волокон, при модуле обработки 1:1,5÷1:3 весовых частей для полипропиленовых волокон. Вариант 2 заявленного способа предусматривает обработку всего фильтровального материала раствором хлористого кальция, массовая концентрация которого составляет 100-500 г/дм³ при модуле обработки 1:1,15÷1:3 весовых частей. В обоих вариантах сушку обработанных материалов проводят при температуре, не превышающей 80°C, и термообработку горячим воздухом при температуре 120-145°C. Технический результат - получение пористого гидрофильного фильтровального материала с высокой воздухопроницаемостью и формоустойчивостью, обеспечивающего увлажнение и согревание воздуха, поступающего в легкие пациента через дыхательный фильтр при эндотрахеальной анестезии и искусственной вентиляции легких. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

1. Нетканый фильтровальный материал для бактериально-вирусных дыхательных фильтров, содержащий волокнистые слои из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, скрепленных с дублирующей подложкой, отличающийся тем, что для придания материалу гидрофильных свойств дополнительно содержит хлористый кальций, причем вискозные волокна имеют линейную плотность (0,17-0,33) текс, полипропиленовые волокна имеют линейную плотность (0,33-0,67) текс и 1,7 текс, бикомпонентные волокна имеют структуру «ядро-оболочка» и линейную плотность (0,22-0,40) текс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
вискозные волокна (0,17-0,33) текс 20-40 мас.% полипропиленовые волокна (0,33-0,67) текс 30-45 мас.% полипропиленовые волокна 1,7 текс 5-10 мас.% бикомпонентные волокна (0,22-0,40) текс 20-30 мас.% хлористый кальций 15-50 мас.%,

при этом поверхностная плотность фильтровального материала составляет (100-500) г/м², воздухопроницаемость (550-850) дм³/м²·с, гигроскопичность (25,0-47,5)%.

2. Нетканый фильтровальный материал по п.1, отличающийся тем, что содержит 20-40 волокнистых слоев.

3. Нетканый фильтровальный материал по п.1, отличающийся тем, что дублирующая подложка выполнена из термоскрепленного полипропилена поверхностной плотности (12-30) г/м².

4. Нетканый фильтровальный материал по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что слои волокон и дублирующая подложка скреплены путем иглопрокалывания, при этом плотность прокалывания как снизу, так и сверху материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания составляет 6 мм и 8 мм соответственно.

5. Нетканый фильтровальный материал по п.1, отличающийся тем, что «ядро» бикомпонентных волокон выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена.

6. Способ изготовления нетканого фильтровального материала для бактериально-вирусных дыхательных фильтров путем формирования и сложения волокнистых слоев из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, скрепления волокнистых слоев с дублирующей подложкой путем иглопрокалывания, термообработки горячим воздухом, отличающийся тем, что проводят предварительную обработку вискозных и полипропиленовых волокон водным раствором хлористого кальция, затем сушку при температуре, не превышающей 80°C, а перед формированием волокнистых слоев осуществляют взвешивание волокон каждого вида по отдельности и смешивание их при следующем соотношении, мас.%:
вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс 20-40 полипропиленовые волокна линейной плотности   (0,33-0,67) текс 30-45 полипропиленовые волокна линейной плотности 1,7 текс 5-10 бикомпонентные волокна линейной плотности   (0,22-0,40) текс 20-30,

при этом массовая концентрация водного раствора хлористого кальция составляет (100-500) г/дм³ при модуле обработки (1:2÷1:5) весовых частей для вискозных волокон, при модуле обработки (1:1,5÷1:3) весовых частей для полипропиленовых волокон, причем термообработку полученного фильтровального материала горячим воздухом проводят при температуре 120-145°C.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что осуществляют сложение 20-40 волокнистых слоев.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что дублирующая подложка выполнена из термоскрепленного полипропилена поверхностной плотности (12-30) г/м².

9. Способ по п.6, или 7, или 8, отличающийся тем, что скрепление волокнистых слоев с дублирующей подложкой проводят на иглопробивной машине, при этом плотность прокалывания как снизу, так и сверху материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания составляет 6 мм и 8 мм соответственно.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что водный раствор хлористого кальция для обработки полипропиленового волокна дополнительно содержит клеящее вещество, например ПАВ, массовой концентрации (0,005-0,010) г/дм³.

11. Способ по п.6 или 10, отличающийся тем, что обработку вискозных и пропиленовых волокон водным раствором хлористого кальция проводят путем пропитки или орошения.

12. Способ по п.6, отличающийся тем, что «ядро» бикомпонентных волокон выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена.

13. Способ изготовления нетканого фильтровального материала для бактериально-вирусных дыхательных фильтров путем формирования и сложения волокнистых слоев из смеси вискозных, полипропиленовых и бикомпонентных волокон, скрепления волокнистых слоев с дублирующей подложкой путем иглопрокалывания, термообработки горячим воздухом, отличающийся тем, что перед формированием волокнистых слоев осуществляют взвешивание волокон каждого вида по отдельности, затем, смешивание волокон при следующем соотношении, мас.%:
вискозные волокна линейной плотности (0,17-0,33) текс 20-40 полипропиленовые волокна линейной плотности   (0,33-0,67) текс 30-45 полипропиленовые волокна линейной плотности 1,7 текс 5-10 бикомпонентные волокна линейной плотности   (0,22-0,40) текс 20-30,

и термообработку полученного фильтровального материала горячим воздухом при температуре 120-145°C, затем проводят взвешивание фильтровального материала и обработку его раствором хлористого кальция с массовой концентрацией (100-500) г/дм³ при модуле обработки (1:1,5÷1:3) весовых частей, далее сушку при температуре, не превышающей 80°C.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что осуществляют сложение 20-40 волокнистых слоев.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что дублирующая подложка выполнена из термоскрепленного полипропилена поверхностной плотности (12-30) г/м².

16. Способ по п.13, или 14, или 15, отличающийся тем, что скрепление волокнистых слоев с дублирующей подложкой проводят на иглопробивной машине, при этом плотность прокалывания как снизу, так и сверху материала составляет 90 проколов на 1 см², а глубина прокалывания составляет 6 мм и 8 мм соответственно.

17. Способ по п.13, отличающийся тем, что «ядро» бикомпонентных волокон выполнено из полиэфира, а «оболочка» - из полиэтилена.

18. Способ по п.13, отличающийся тем, что обработку фильтровального материала водным раствором хлористого кальция проводят путем пропитки или орошения.