Brevet FR2728476A1 — publié le 19960628

L'invention a pour objet des remplissages pour filtres à grains de charbon actif imprégnés pour la protection des voies respiratoires. Elle vise aussi les filtres comportant ces remplissages. On connaît des filtres pour la protection des voies respiratoires destinés à un usage civil. Ces filtres sont normalisés et leurs spécifications de performance sont décrites dans la norme européenne NF EN 141 du 4/91. I1 existe quatre catégories principales de nitres à usage civil: - les filtres de type A qui protègent contre les vapeurs organiques. - les filtres de type B qui protègent contre les gaz inorganiques (HCN. H2S ou Cl2). - les filtres de type E qui protègent contre les gaz acides. en particulier SO2 et, - les filtres de type K qui protègent contre l'ammoniac et certains de ses dérivés. Par ailleurs. on connaît des filtres pour la protection des voies respiratoires destinés à un usage militaire. Ces filtres sont conçus pour protéger contre les gaz de combat. en particulier contre l'acide cyanhydrique. le chlorure de cyanogène et les gaz organo-phosphorés. Par contre, on ne connaît pas des filtres protégeant de manière satisfaisante à la fois contre les produits industriels de type A B E K et contre les gaz toxiques militaires. Afin de réaliser de tels filtres, on pourrait penser qu'il suffit de juxtaposer un filtre de type A B E K destiné à un usage civil et un filtre destiné à un usage militaire. I1 est vrai qu'une telle combinaison permettrait bien de filtrer à la fois des produits de type A B E K et des gaz toxiques militaires, cependant les filtres ainsi obtenus présenteraient un volume beaucoup trop important pour pouvoir être utilisés de manière pratique. De plus. ce volume occasionnerait une perte de charge excessive qui rendrait la respiration difficile pour l'utilisateur. L'invention a pour but de fournir un filtre pour la protection des voies respiratoires. ce filtre assurant le rôle des filtres de type A B E K et celui des filtres militaires et présentant cependant un encombrement minime. On y parvient, selon l'invention, en filtrant l'air inspiré au moyen de grains de charbon actif (I) imprégnés d'un sulfate ou d'un carbonate de zinc avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 4 % et 12% et des grains de charbon actif (Il) imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 3 % et 8 %. et d'oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 1 % et 3 % et, éventuellement d'autres imprégnations, le rapportez masse entre les grains de charbon actif (I) et les grains de charbon actif (II) étant compris entre 0,25 et 0,75 et le rapport V/D où V est le volume de charbon actif dans le filtre (en m3) et D. le débit d'air à travers le filtre (en m3 par seconde) étant plus grand ou égal à 0,3 seconde et plus petit ou égal à 1 seconde. Selon un mode de réalisation avantageux du remplissage pour filtre selon Invention les grains de charbon actif (I) sont imprégnés d'un sulfate ou d'un carbonate de zinc avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 8 et 10 % et de préférence voisin de 9 %. Selon un autre mode de réalisation avantageux du remplissage pour filtre selon l'invention, les grains de charbon actif (II) sont imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 5 et 7 % de préférence voisin de 6 %. Parmi les imprégnations éventuelles des grains de charbon actif (Il). on citera une imprégnation à la triéthylène diamine, avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de triéthylène diamine par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 1 et 3 % et de préférence voisin de 2 % et / ou une imprégnation à l'argent sous forme d'oxyde avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse d'argent par rapport à la masse du charbon actif compris entre 0,05 et 0,15 % de préférence voisin de 0,1 %. Selon encore un autre mode de réalisation avantageux du remplissage pour filtre selon l'invention, les grains de charbon actif (il) sont imprégnés d'oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, voisin de 2 %. Le remplissage pour filtre selon Invention peut être constitué par au moins une couche de grains de charbon actif (I) et au moins une couche de grains de charbon actif(lI), ou par un mélange de ces grains. De préférence, les grains de charbon actif présentent une granulométrie comprise entre 8 et 30 mesh., et encore mieux entre 12 et 20 mesh. Le remplissage pour filtre peut être introduit dans une cartouche ou tout autre support afin de constituer un nitre. La figure 1 montre. à titre d'illustration donnée uniquement à titre d'exemple, un schéma de principe d'un filtre. Sur cette figure. le remplissage pour filtre est constitué par une couche de charbon actif (I) et une couche de charbon actif (II) introduites entre une grille métallique (1) et une grille en matériau synthétique (2). L'invention convient à tous les filtres comportant un remplissage à base de charbon actif. Selon un mode de réalisation avantageux du filtre selon l'invention, celui-ci comprend un remplissage constitué par une couche de grains de charbon actif (I) et une couche de grains de charbon actif (Il). la couche (I) étant située en amont de la couche (II) par rapport à la direction de rair inspiré. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide de l'exemple non limitatif qui suit et qui constitue un mode de réalisation avantageux du filtre selon l'invention. EXEMPLE On réalise un remplissage pour filtre conforme à l'invention constitué par une couche de grains de charbon actif (I) et une couche de grains de charbon actif (II). La couche de grains de charbon actif (I) est constituée par 100 g. de charbon actif imprégné de sulfate de zinc. avec un taux d'imprégnation de 9 %, exprimé en masse de zinc par rapport à la masse de charbon actif. La couche de grains de charbon actif (11) est constituée par 150 g. de charbon actif imprégné des substances suivantes: - oxyde de cuivre, avec un taux d'imprégnation de 6 %, exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, - oxyde de chrome, avec un taux d'imprégnation de 2 %, exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, - oxyde d'argent, avec un taux d'imprégnation de 0,1 %, exprimé en masse d'argent par rapport à la masse du charbon actif, - triéthylène diamine, avec un taux d'imprégnation de 2 %, exprimé en masse de triéthylène diamine par rapport à lamasse du charbon actif. Le rapport en masse entre la couche de grains de charbon actif (I) et la couche de grains de charbon actif (II) est de 0.66 ; les grains de charbon actif présentent une granulométrie de 12 x 20 mesh. On réalise un filtre conforme à l'invention comportant ce remplissage. On utilise ce nitre avec un débit de gaz de 30 1/ min (normes NF EN 141 des filtres pour masques à gaz), ce qui correspond à un rapport V/D de 0.8 seconde. On indique dans les tableaux 1 et 2 suivants les performances de ce filtre: Tableau 1: EFFICACITE AU GAZ SUIVANT LA NORME EN 141 Durée de l'efficacité (minutes) Toxique Concentration Exigences de Valeurs amont la norme obtenues min. CCI4 0,5% 40 # 70 H2S 0,5% 40 > # 150 HCN 0,5 % 25 # 40 C12 0,5 % 20 # 50 SO2 0,5 % 20 # 30 3 0,5% 40 # 45 Tableau 2: EFFICACITE AUX TOXIQUES MILITAIRES Durée Cie l efficacité (minutes) Toxique Concentration Exigences de la Valeurs amont norme obtenues min. HCN 2g/m3 60 # 200 CNCl 2 g / m3 60 # 200 Chloropicrine 5 g / m3 25 # 200 On observe que le filtre selon l'invention répond, pour tous les gaz, aux exigences de la norme NF EN 141 et que sa durée d'efficacité est nettement supérieure pour tous les gaz, à celle exigée par cette norme. REVENDICATIONS 1. Remplissage pour filtre pour la protection des voies respiratoires. comportant des grains de charbon actif imprégnés, caractérisé en ce qu'il comprend des grains de charbon actif (I) imprégnés d'un sulfate ou d'un carbonate de zinc avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 4 % et 12 % et des grains de charbon actif (II) imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 3 % et 8 %, et d'oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 1 % et 3 % et, éventuellement d'autres imprégnations. le rapport en masse entre les grains de charbon actif (I) et les grains de charbon actif (II) étant compris entre 0,25 et 0,75 et le rapport VID où V est le volume de charbon actif dans le filtre (en m3) et D. le débit d'air à travers le filtre (en m3 par seconde) étant plus grand ou égal à 0,3 seconde et plus petit ou égal à 1 seconde. 2. Remplissage pour filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grains de charbon actif (I) sont imprégnés d'un sulfate ou d'un carbonate de zinc avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 8 et 10 6 et de préférence voisin de 9 %. 3. Remplissage pour filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que les grains de charbon actif (II) sont imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 5 et 7 % et de préférence voisin de 6%. 4. Remplissage pour filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que les autres imprégnations des grains de charbon actif (Il) sont une imprégnation à la triéthylène diamine avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de triéthylène diamine par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 1 et 3 % et de préférence voisin de 2 % et / ou une imprégnation à l'argent sous forme d'oxyde avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse d'argent par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 0,05 et 0,15 % et de préférence voisin de 0.1 %. 5. Remplissage pour filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les grains de charbon actif (11) sont imprégnés d'oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de chrome par rapport à la masse de charbon actif voisin de 2 %. 6. Remplissage pour filtre selon l'une -quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins une couche de grains de charbon actif (I) et au moins une couche de grains de charbon actif (II). 7. Remplissage pour filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué par un mélange des grains de charbon actif (I) et des grains de charbon actif (Il). 8. Remplissage pour filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les grains de charbon actif présentent une granulométrie comprise entre 8 et 30 mesh et de préférence. entre 12 et 20 mesh. 9. Remplissage pour filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce qu'il comprend une couche de grains de charbon actif (I) imprégnés de sulfate de zinc avec un taux d'imprégnation compris entre 8 et 10 % et de préférence de 9 %, exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, et une couche de grains de charbon actif (II) imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation compris entre 5 et 7 % et de préférence de 6 %, exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, et d' oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation compris entre 1 et 3 % et de préférence de 2 %, exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, d'oxyde d'argent avec un taux d'imprégnation compris entre 0,05 et 0,15 % et de préférence de 0,1 %, exprimé en masse d'argent par rapport à la masse du charbon actif, et de triéthylène diamine avec un taux d'imprégnation compris entre 1 et 3 % et de préférence de 2 %, exprimé en masse de triéthylène diamine par rapport à la masse du charbon actif, le rapport en masse entre les grains de charbon actif (I) et les grains de charbon actif (II) étant de 0,66 et le rapport VI D étant de 0,8 seconde, la granulométrie des grains de charbon actif étant de 12 x 20 mesh. 10. Filtre comportant un remplissage pour filtre, caractérisé par le fait que ce remplissage est l'un de ceux déterminés par l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Filtre selon la revendication 10, caractérise par le fait que le remplissage est constitué par une couche de grains de charbon actif (I) et une couche de grains de charbon actif (II). la couche (I) étant située en amont de la couche (II) par rapport à la direction de l'air inspiré.