ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РЕСПИРАТОРОВ И РЕСПИРАТОР
FILTERING MATERIAL FOR RESPIRATORS AND RESPIRATOR

Изобретение относится к области получения фильтрующих волокнистых материалов, которые могут быть использованы, в частности, для изготовления респираторов.

Наиболее эффективными материалами для этих целей являются волокнистые фильтрующие материалы ФП (Фильтры Петрянова), получаемые методом электростатического формования волокон из растворов полимеров (Ю.Н.Филатов «Электроформование волокнистых материалов», М.: Нефть и газ, 1997, стр.270-271).
2
Известен волокнистый фильтрующий материал для респираторов, полученный из сополимера стирола с акрилонитрилом с диаметром волокон 1-10 мкм из прядильного раствора, содержащего дихлорэтан, электролитические добавки и растворители из ряда: ацетон, или метил этилкетон, или этилацетат, или бутил ацетат. Фильтрующий материал имеет поверхностную плотность 20-80 г/м и аэродинамическое сопротивление 3-60 Па при скорости потока воздуха 1 см/с. Из фильтрующего материала выполнен респиратор типа "Лепесток". (RU 2182511, 2002).
Недостатком известного материала является низкие физико-механические показатели, которые существенно ухудшают технологичность сборки респираторов.
2
Наиболее близким к предложенному материалу является фильтрующий материал для респираторов, полученный 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/м и аэродинамическое сопротивление 3-50 Па при скорости потока воздуха 1 см/с. Из фильтрующего материала выполнен респиратор типа "Лепесток" (RU 2182510, 2002).
Недостатком этого технического решения является отсутствие в настоящее время на рынке перхлорвиниловой смолы, удовлетворяющей санитарным нормам на респираторный фильтрующий материал.
Задачей настоящего изобретения является разработка фильтрующего материала для респираторов с улучшенными физико-механическими показателями и удовлетворяющего санитарным нормам на респираторный фильтрующий материал.
2
Поставленная задача решается описываемым фильтрующим материалом для респираторов, содержащим рабочий слой волокон с диаметром 1-10 мкм, полученный методом электростатического формования из раствора, содержащего 6-16 мас.% поликарбоната в смеси растворителей, состоящей из дихлорэтана и хлористого метилена при их массовом соотношении (1-5):(9-5), соответственно, и имеющий поверхностную плотность 30-60 г/м.
Предпочтительно исходный поликарбонат выбирают с молекулярной массой от 25000 до 150000.
Предпочтительно фильтрующий материал имеет аэродинамическое сопротивление 3-20 Па при скорости потока воздуха 1 см/с.
Поставленная задача решается также описываемым респиратором, содержащим волокнистый фильтрующий материал, подложку и защитный слой, причем в качестве фильтрующего материала он содержит материал, охарактеризованный выше.
Из уровня техники известна возможность электростатического формования волокон из раствора поликарбоната в дихлорметане (Ю.Н.Филатов «Электроформование волокнистых материалов», М.: Нефть и газ, 1997, стр.181. 191, 201).
Однако фильтрующие материалы, получаемые из поликарбоната в дихлорметане, обладают эксплуатационными характеристиками, не позволяющими использовать их в респираторах из-за высоких значений аэродинамического сопротивления и поверхностной плотности.
2
Состав растворителя для формования волокнистого материала и концентрация полимера в растворе были подобраны экспериментально. При этом обнаружено, что волокнистый материал, сформованный из заявленного раствора, обладает повышенными физико-механическими характеристиками, и высокой эффективностью фильтрации при поверхностной плотности материала 30-60 г/м.
Ниже приведены примеры получения заявленного материала и изготовления респиратора на его основе.
Пример 1
-6
Приготавливают 8% прядильный раствор поликарбоната (ПК) с молекулярной массой (М) 120000 в смеси дихлорэтана (ДХЭ) и хлористого метилена (ХМ) при их массовом соотношении 1:1 с динамической вязкостью (η) 5,1 пуаз; доводят удельную электропроводность раствора (λ) до 6·10 См/см, вводя 0,2% тетрабутиламмония йодида (ТБАI).
-3
3
Затем проводят формование волокнистого материла электрокапиллярным методом при разности потенциалов 50 кВ и объемном расходе раствора 3·10 см/с на один капилляр.
2
На металлическом заземленном электроде получают волокнистый слой из смеси микроволокон с диаметром 5-7 мкм, массой единицы площади 40 г/м и аэродинамическим сопротивлением 5 Па.
Из полученного материала изготавливается респиратор на полуавтомате КГ-1 следующим образом:
Пример 2
Фильтрующий материал на подложке из медицинской марли (1) нарезается в виде заготовок круглой формы (см. чертеж). На фильтрующий материал накладывается защитный каркасный круг из аппретированной марли (1). Дополнительно вставляются резинка в оплетке (2) с алюминиевой пластинкой (3), фигурная распорка (4) и оголовье (6). Собранный полуфабрикат заправляется в полуавтомат КГ-1, в котором происходит термосшивание поливинилацетатным бисером по контуру респиратора - обтюратору (5).
Данные по составам прядильных растворов, эксплуатационным свойствам фильтрующих материалов сведены в таблицы 1, 2.
Таблица 1
№
Состав раствора, мас.%
Характеристики раствора
ПК(М)
ХМ
ДХЭ
ТБАI
η, пуаз
λ, См/см
1
15 (50 000)
70,7
14,1
0,20
8,9
6·10<sup>-6</sup>
2
10 (80 000)
53,9
35,9
0,20
7,3
6·10<sup>-6</sup>
3
8 (120 000)
45,9
45,9
0,20
5,1
6·10<sup>-6</sup>
Таблица 2
Характеристика материала
№ материала по табл.1
1
2
3
Диаметр волокон, мкм
7-9
2-4
5-7
Масса ед. площади г/м<sup>2</sup>
55
30
40
Аэродинамическое сопротивление при 1 см/с, Па
4
15
5
Коэффициент проскока, %
0,01
0,008
0,005
Относительное удлинение при разрыве
0,8
0,5
0,6
Из таблицы видно, что фильтрующие свойства заявленных материалов находятся на одном уровне с материалом-прототипом, однако их физико-механические характеристики выше.
Из полученного фильтрующего материала изготовлен респиратор типа «Лепесток», изображенный на чертеже.