CN101437679B

CN101437679B - 包含粒子的纤维网

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Publication number: CN101437679B
Application number: CN2007800165214A
Authority: CN
Inventors: 约翰·E·特伦德; 菲利普·G·马丁; 拉里·A·布雷; 马尔文·E·琼斯; 拉里·A·舒曼; 杜安·D·范斯勒; 布里顿·G·比林斯利; 托马斯·I·英斯利
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: CA2650177A1; AU2007249618B2; WO2007133903A2; US20060254427A1; PL2015936T3; CA2650177C; JP5469452B2; EP2015936A4; CN101437679A; WO2007133903A3; JP2009536697A; EP2015936B1; KR101379171B1; KR20090025202A; AU2007249618A1; BRPI0710429A2; EP2015936A2

Abstract

本发明涉及一种多孔薄片制品，其包含自支承型的非织造纤维网，该非织造纤维网由少于20重量％的聚合物纤维和至少80重量％的嵌入到所述纤维网中的吸附剂粒子形成，所述聚合物纤维具有不超过约1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率；所述吸附剂粒子充分均匀地分布到所述纤维网中且所述纤维聚合物使得所述纤维网具有至少1.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A。所述制品具有低的压力降，并可提供这样一种过滤器元件和其他的个人或公共防护装置，所述过滤器元件和防护装置使用寿命长，并且其吸附系数接近于炭填充床的吸附系数，并在某些情况下超过炭填充床的吸附系数。

Description

包含粒子的纤维网

相关专利申请的交叉引用

本专利申请是2004年11月8日提交的待审的专利申请No.10/983,770的部分继续申请，该待审的专利申请的整个公开内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及包含粒子的纤维网以及过滤装置。

背景技术

在存在溶剂和其它危险性的气源物质的情况下使用的呼吸装置有时采用包含吸附剂粒子的过滤元件。所述过滤元件可以是滤筒，其包含吸附剂粒子床、或浸渍或涂覆吸附剂粒子的过滤材料层或插件。过滤元件的设计会涉及到平衡有时是相互抵触的因素，所述因素诸如为压力降、冲击电阻、整体使用寿命、重量、厚度、总体尺寸、对潜在的损害力(如振动或磨损)的抵抗力以及样品之间的差异性。

吸附剂粒子填充床通常以最小的总体积提供最长的使用寿命。填充床通常通过下述步骤形成：在刚性壳体内的稀松布薄层间放置吸附剂粒子，并压缩所得的组件以使得吸附剂粒子形成有良好填充的床。压缩步骤有助于防止目标气体组分或蒸气组分绕开(“避开”)填充床，但是，刚性壳体增加了所述过滤元件的重量，而且一些吸附剂(如炭粒)的易碎性可以引起细小粒子的形成，而形成的细小粒子在制造、储存或使用过程中会意外地从床中脱落。刚性壳体、稀松布层和压缩步骤也可以增加通过床的压力降，从而增加呼吸阻力。填塞吸附剂粒子的纤维网的压力降通常比填充床的压力降要低，但前者的使用寿命也可能较短，堆积体积较大或样品之间的差异性较大。

与包含粒子的纤维网相关的参考文献包括美国专利No.2,988,469(Watson)、3,971,373(Braun)、4,429,001(Kolpin等人)、4,681,801(Eian等人)、4,741,949(Morman等人)、4,797,318(Brooker等人`318)、4,948,639(Brooker等人`639)、5,035,240(Braun等人`240)、5,328,758(Markell等人)、5,720,832(Minto等人)、5,972,427(Mühlfeld等人)、5,885,696(Groeger)、5,952,092(Groeger等人`092)、5,972,808(Groeger等人`808)、6,024,782(Freund等人)、6,024,813(Groeger等人`813)、6,077,588(Koslow等人‘588)、6,102,039(Springett等人)和已公布的PCT专利申请No.WO00/39379和WO00/39380。与其他包含粒子的过滤器结构相关的参考文献包括美国专利No.3,217,715(Berger等人)、3,474,600(Tobias)、3,538,020(Heskett等人)、3,919,369(Holden)、4,665,050(Degen等人)、4,790,306(Braun等人‘306)、5,033,465(Braun等人`465)、5,078,132(Braun等人‘132)、5,147,722(Koslow)、5,332,426(Tang等人)、5,665,148(Mühlfeld等人)、6,391,429(Senkus等人)和6,840,986B1(Koslow)。其他与纤维网相关的参考文献包括美国专利No.4,657,802(Morman)。

发明内容

尽管包含活性炭粒子的熔喷非织造纤维网可用于从空气中移除气体和蒸气，但在用于气体和蒸气呼吸器的可置换式过滤筒中使用这样的纤维网可能是困难的。例如，当纤维网由熔喷聚丙烯和活性炭粒子形成时，易于达到的炭填塞含量通常约为100至200g/m²。如果这样的纤维网被切割成适当的形状并被插入可置换式滤筒的外壳中，则滤筒包含的活性炭可能不足以满足由应用标准制订协会(applicable standards-making bodies)所规定的容量要求。尽管可以尝试达到较高的炭填塞含量，但是炭粒会从纤维网中掉出，因此使得难以在生产环境中处理纤维网，且难以可靠地获得拟定的最终容量。也可以采用后成形操作(如真空成形)来使纤维网变密，但这需要附加的生产设备和额外的纤维网处理操作。

我们以上提到的专利申请No.10/983,770介绍一种包含高填充量的粒子的非织造纤维网，该非织造纤维网由具有足够的弹性或足够的收缩趋势的聚合物纤维和在纤维网内充分均匀地分布的吸附剂粒子加工而成，结果使得该纤维网具有至少1.6×10⁴/mm水柱(即至少1.6×10⁴(mm水柱)^-1)的吸附系数A。该发明所公开的纤维网可加工成多孔薄片制品(如用于气体和蒸气呼吸器的可置换式过滤器元件)，这些制品具有使用寿命长、压力降较低以及炭脱落倾向相对较低的非常理想的性能组合。该发明所公开的过滤器元件尤其可用于采用自动化设备大规模制备的可置换式过滤筒。

吸附系数A受以下详细介绍的几种因素的影响。一般来讲，对于给定的蒸气吸收性过滤材料，较大的吸附系数A对应于有利的环己烷蒸气吸附动力学、在透过到令人不适的蒸气含量之前使用寿命长以及过滤器压力降较低的理想性能组合。我们特别观察到由热塑性聚氨酯和约86重量％或更高的炭粒制成的纤维网具有较大的吸附系数A值。一些这种纤维网的吸附系数A意外地呈现出大于优质炭填充床的吸附系数A(即大于约3.16×10⁴/mm水柱)的吸附系数A。

通过利用环己烷来完成我们的吸附系数A的测量。我们还制备了由热塑性聚氨酯纤维和约86至91重量％的炭粒制成的吸附剂过滤纤维网，将其暴露于多种其他有机材料中并获得了一般说来有利的结果。该过滤纤维网还有效地吸附了一种称为甲基膦酸二甲酯(“DMMP”)的有机材料。然而，不仅炭粒会吸附DMMP，聚氨酯纤维网的纤维似乎也吸附DMMP。这样的纤维吸附可能会引起纤维网结构的弱化或其他降解。

以前一直认为聚丙烯是制备填塞炭的纤维网的特别好的材料。DMMP不能被聚丙烯纤维网的纤维大量吸附，以前即使在炭填塞含量高的条件下，DMMP在这种纤维网中也不是个问题。

在一个方面，本发明提供多孔薄片制品，这种制品包含自支承型的非织造纤维网，该非织造纤维网由小于20重量％的聚合物纤维和嵌入到纤维网中的至少80重量％的吸附剂粒子形成，所述聚合物纤维的甲基膦酸二甲酯吸收率不超过约1重量％，所述吸附剂粒子足够均匀地分布于纤维网中，且所述纤维聚合物使得纤维网的吸附系数A至少为1.6×10⁴/mm水柱。

在另一方面，本发明提供制备多孔薄片制品的方法，所述制品包含由聚合物纤维和吸附剂粒子形成的自支承型的非织造纤维网，所述方法包括：

a)使熔融的聚合物流过多个孔以形成原丝；

b)将所述原丝细化成纤维；

c)将吸附剂粒子流引入所述原丝或纤维中；以及

d)收集纤维和吸附剂粒子成为非织造纤维网，这种非织造纤维网包含小于20重量％的聚合物纤维以及嵌入到纤维网中的至少80重量％的吸附剂粒子，所述聚合物纤维具有不超过约1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率；

其中，吸附剂粒子充分均匀地分布于纤维网中，且聚合物使得纤维网的吸附系数A至少为1.6×10⁴/mm水柱。

在另一方面，本发明提供呼吸装置。该呼吸装置具有通常至少罩住佩戴者的口鼻的内部部分；用于向内部部分提供环境空气的进气通道；以及横过进气通道设置的、以过滤供入的气体的多孔薄片制品，所述多孔薄片制品包含自支承型的聚合物纤维网，该非织造纤维网由小于20重量％的聚合物纤维(其具有不超过约1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率)以及嵌入到该纤维网中的至少80重量％的吸附剂粒子形成。吸附剂粒子充分均匀地分布于纤维网中，且纤维聚合物使得所述制品的吸附系数A至少为1.6×10⁴/mm水柱。

在又一方面，本发明提供用于呼吸装置的可置换式过滤器元件，所述过滤器元件包括：支承结构，用来将过滤器元件安装到所述装置上；外壳和多孔薄片制品，其被设置在外壳中，以使得所述过滤器元件可以过滤通过所述装置的空气；所述制品包含自支承型的非织造纤维网，该非织造纤维网由小于20重量％的聚合物纤维(其具有不超过约1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率)以及嵌入到纤维网中的至少80重量％的吸附剂粒子形成；所述吸附剂粒子充分均匀地分布于纤维网中，且纤维聚合物使得所述过滤器元件的吸附系数A至少为1.6×10⁴/mm水柱。

在以下具体实施方式中，本发明的这些方面和其它方面将是显而易见的。然而，在任何情况下，以上概述部分内容都不应理解为是对本发明要求保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，在专利申请过程中可以对其进行修改。

附图说明

图1是本发明所公开的多孔薄片制品的示意性剖视图；

图2是本发明所公开的多层多孔薄片制品的示意性剖视图；

图3是本发明所公开的可置换式过滤器元件的示意性局部剖视图；

图4是本发明所公开的利用图3所示元件的呼吸装置的透视图；

图5是本发明所公开的利用图1所示多孔薄片制品的一次性呼吸装置在部分切除之后的透视图；

图6是制备多孔薄片制品的熔喷装置的示意性剖视图。

图7是制备多孔薄片制品的纺粘加工装置的示意性剖视图。

图8是制备多孔薄片制品的另一种熔喷装置的示意性剖视图。

图9和图10是示出使用寿命比较关系的图。

在附图的多张图中，相似的参考符号表明类似的元件。图中所述元件未按比例绘制。

具体实施方式

如本说明书所用，相对于薄片制品的单词“多孔”是指该制品可充分地使气体透过，以便可以用于个人呼吸装置的过滤器元件中。

短语“非织造纤维网”是指具有纤维缠结或纤维以点粘合特征的纤维网。

术语“自支承”是指纤维网具有足够的抱合力和强度，以便可以在基本上不会被撕裂或破裂的情况下被悬挂和进行处理。

短语“将原丝细化为纤维”是指将原丝片段转化为长度较长和直径较小的片段。

单词“熔喷”是指一种通过下列方式形成非织造纤维网的方法：将纤维形成材料挤压穿过多个孔，以形成原丝，同时使原丝和空气或其他细化用流体接触，以便将原丝细化成纤维，随后收集成为细化的纤维层。

短语“熔喷纤维”是指利用熔喷法制成的纤维。虽然据报道熔喷纤维是不连续的，但是熔喷纤维的长径比(长度与直径之比)基本上是极大的(如一般来讲至少约为10,000或更大)。所述纤维较长且充分缠结，因此通常不能从一团这样的纤维中移除一根完整的熔喷纤维或不能从开始到结尾地理清一根熔喷纤维。

短语“纺粘方法”是指一种通过下列方式形成非织造纤维网的方法：将低粘度的熔体穿过多个孔挤出，以形成原丝，用空气或其他流体将原丝骤冷，从而至少使原丝的表面固化，将至少部分固化的原丝与用空气或其他流体接触，以将原丝细化成纤维，并收集成为细化纤维层，以及对其可选地进行轧光。

短语“纺粘纤维”是指利用纺粘方法制成的纤维。这样的纤维一般是连续的且充分缠结或以点粘合，因此，通常不能从一团这样的纤维中移除一根完整的纺粘纤维。

短语“非织造用模具”是指在熔喷或纺粘方法中使用的模具。

单词“嵌入”在相对于非织造纤维网中的粒子而使用时是指：该粒子充分粘合在网中或陷入网中，从而使得当所述纤维网经受温和的处理(如将纤维网悬垂在水平杆上)时，所述粒子仍保持在纤维网之内或纤维网之上。

短语“具有不超过约1重量％的DMMP吸收率”在相对于聚合物纤维而使用时是指将未装填的纤维网放置在室温下的用DMMP蒸气饱和的空气中六天以后，这种纤维的未装填纤维网(即由其他类似的聚合物纤维制成的无吸附剂的纤维网)的重量变化。这可以通过将未装填的纤维网放入到包含液态DMMP的密封干燥器中来进行。不允许将所述纤维网与液态DMMP接触。

短语“弹性极限”在相对于聚合物而使用时是指：由这种聚合物形成的物体可以经受的、并当从应力状态释放时可恢复其原状时的最大变形。

单词“弹性的”或“弹性”在相对于聚合物而使用时是指：利用ASTMD638-03(塑料拉伸特性的标准测试方法)进行测量，材料在处于其弹性极限的情况时的伸长率大于约10％。

短语“结晶收缩性”是指：当所述不受约束的纤维从有序性较低、结晶较少的状态转变到有序性较高、结晶较多的状态(如由于聚合物链折叠或聚合物链重排所致)时，该不受约束的纤维可以发生的不可逆转的改变。

参见图1，该图示意性地示出本发明所公开的多孔薄片制品10的横截面。制品10具有厚度T以及任何所需维度的长度及宽度。制品10是这样一种非织造纤维网，其包含缠结的聚合物纤维12和嵌入到纤维网中的吸附剂炭粒14。制品10中的连通的小孔(图1中未标示)使得环境空气或其他流体通过(如流动)制品10的厚度维度。炭粒14吸附这种流体中存在的溶剂和其他潜在的危害性物质。有利的是，纤维12不吸收、吸附、溶剂化该物质或以其他方式不呈现出对该物质的吸收。

图2示出本发明所公开的具有两个非织造层22和24的多层制品20的剖视图。层22以及24每个都包含纤维和吸附剂粒子(图2中未标示)。层22和24可以彼此相同或彼此不同，并可以与图1中的制品10相同或不同。例如，当层22和24中的吸附剂粒子由不同的物质制成时，则不同的潜在危害性物质可以从通过制品20的流体中被移除。当层22和24中的吸附剂粒子由相同的物质制成时，则与具有相同总体组成和厚度的单层制品相比，其可以更有效地或以更长的使用期从通过制品20的厚度维度的流体中移除潜在的危害性物质。如果需要，多层制品(诸如制品20)可以包含两层以上的非织造层，如三层或更多层、四层或更多层、五层或更多层或甚至10层或更多层。

图3示出本发明所公开的过滤器元件30的剖视图。可用多孔薄片制品31(如图1或图2所示的制品)填充过滤器元件30的内部。外壳32和打孔的覆盖件33围绕薄片制品31。环境空气通过开口36进入过滤器元件30中，通过薄片制品31(这种环境空气中潜在的危害性物质在此被薄片制品31中的粒子所吸附)并通过安装在支撑件37上的进气阀35离开元件30。龙头38和卡口凸缘39使得过滤器元件30可以以可替代方式附接到呼吸装置(如图4中本发明所公开的装置40)上。装置40是如美国专利No.5,062,421(Burns等人)示出的所谓半面罩状装置。装置40包括柔软、适形的面罩42，该面罩可以在较薄、刚性结构部件或插件44周围进行嵌件成型。插件44包括呼气阀45和用于将过滤器元件30可拆卸地附接在装置40的面颊区中的凹形卡口-螺纹开口(图4中未示出)。通过可调式头带46和颈带48可将装置40牢固戴在佩戴者的口鼻上。有关这种装置构造的进一步详情是本领域技术人员所熟悉的。

图5示出本发明所公开的呼吸装置50的部分横截面。装置50如美国专利No.6,234,171B1(Springett等人)中示出的一次性面罩。装置50一般具有杯状外壳或呼吸器本体51，该外壳或呼吸器本体由外覆纤维网52、包含吸附剂粒子(如图1或图2中示出的那些)的非织造纤维网53以及内覆纤维网54制成。焊接边缘55将这些层保持在一起并形成面部密封区，以减少通过装置50的边缘处的渗漏。装置50包括：可调式头带和颈带56(通过调整片57扣紧到装置50上)、易弯的特柔的金属鼻带58(由如铝之类的金属构成)和呼气阀59。有关这种装置构造的进一步详情是本领域技术人员所熟悉的。

图6示出本发明所公开的设备60，该设备利用熔喷方法来制备装填粒子的非织造纤维网。熔喷的纤维形成聚合物材料通过入口63进入非织造工艺用模具62，流过模具腔体66中的狭槽64(均以虚线显示)、并离开模腔66通过孔(如孔67)而成为一系列原丝68。通过进气歧管70引入的细化用流体(通常是空气)将原丝68细化成纤维98。同时，吸附剂粒子74通过料斗76经过进料辊78和刮刀80。电动的刷辊82带动进料辊78旋转。可以移动带螺纹的调节器84以改进横维均匀性和粒子通过进料辊78漏下的速度。可通过改变进料辊78的旋转速度来调节总的粒子流速。可以更改进料辊78的表面以优化不同粒子的进料性能。吸附剂粒子74形成的料流86从进料辊78落下并通过斜槽88。空气或其他流体流过歧管90和腔体92，并引导下落的粒子74通过管道94形成流体96，将其导入原丝68和纤维98中。粒子74和纤维98混合物落入多孔收集器100上并形成装填有粒子的自支承型非织造熔喷纤维网102。有关利用该设备进行熔喷操作的详细信息是本领域内的技术人员熟悉的。

图7示出本发明所公开的设备106，该设备用于利用纺粘方法来制备装填粒子的非织造纤维网。熔融的纤维形成聚合物材料通过入口111进入一般垂直的非织造工艺用模具110，向下流过模腔114中的歧管112和模槽113(均以虚线示出)并离开模腔114通过孔(如位于喷丝头117中的孔118)而成为一系列向下延伸的原丝140。通过管道130和132导入的淬火用流体(一般是空气)至少固化原丝140的表面。将至少部分固化的原丝140拉向收集器142，同时通过大致相对设置的细化用流体(一般是空气)流将其细化成纤维141，其中细化用流体通过导管134和136供入。同时，采用如图6中通过元件76至94示出的设备，吸附剂粒子74通过料斗76流经进料辊78和刮刀80。由粒子74形成的料流96通过喷嘴94被引导到纤维141中。粒子74和纤维141的混合物落入在辊143和144承载的多孔收集器142上，并形成装填粒子的自支承型非织造纺粘纤维网146。与辊144相对设置的轧光辊148压缩纤维网146中的纤维，并使其以点粘合，从而制备装填粒子的轧光的纺粘非织造纤维网150。有关利用该设备实施纺粘操作的详细信息是本领域内的技术人员熟悉的。

图8示出本发明所公开的设备160，该设备用于利用熔喷法来制备装填粒子的非织造纤维网。所述设备采用两个一般为纵向的、倾斜设置的非织造工艺用模具66，这两个非织造工艺用模具66向收集器100射出大致相对的原丝流162和164。同时，吸附剂粒子74通过料斗166并进入导管168。气动涡轮170推动空气流过第二导管172，从而将粒子从导管168抽入第二导管172中。所述粒子通过喷嘴174喷出而成为粒子流176，由此使粒子流与原丝流162和164混合，或与所得的细化纤维178混合。粒子74和纤维178的混合物落在多孔收集器100上，并形成装填粒子的自支承型非织造纤维网180。有关利用图8设备进行熔喷操作的详细信息是本领域内的技术人员熟悉的。

可采用多种纤维形成聚合物材料，这些材料包括热塑性塑料，特别是可延展的热塑性塑料，如线性低密度聚乙烯(如可以商品名DOWLEX^TM得自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的那些)；聚烯烃弹性体(如可以商品名ENGAGE^TM得自陶氏化学公司的那些和以商品名VISTAMAXX^TM得自埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical Company)的那些)；乙烯-α-烯烃共聚物(如可以商品名EXACT^TM得自埃克森美孚化工公司和以商品名ENGAGE^TM得自陶氏化学公司的乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物)；乙烯-醋酸乙烯聚合物(如可以商品名ELVAX^TM得自杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours&Co.)的那些)；聚丁烯弹性体(如可以商品名CRASTIN^TM得自杜邦公司的那些和以商品名POLYBUTENE-1^TM得自巴赛尔聚烯烃公司(Basell Polyolefins)的那些)；弹性体苯乙烯嵌段共聚物(如可以商品名KRATON^TM得自科腾聚合物公司(Kraton Polymers)的那些和以商品名SOLPRENE^TM得自Dynasol Elastomers公司的那些)以及聚醚嵌段共聚酰胺弹性材料(如可以商品名PEBAX ^TM得自阿托菲纳化学品公司(Atofina Chemicals，Inc.)的那些)。尤其优选的是聚烯烃弹性体。如果需要，所述聚合物材料可以由共聚单体制成或用能改变聚合物材料主链的活性物质改性而成。然而，有利的是，所述聚合物材料不用这样的活性物质改性，因为该活性物质使本发明所公开的纤维网呈现出不可接受的DMMP吸收率或呈现出低的吸附系数A值。例如，基于EVA聚合物ELVAX3174的未装填纤维网具有小于1重量％的DMMP吸收率。然而，通过使酸酐改性的EVA聚合物BYNEL3022的实心盘暴露到用DMMP蒸气饱和的空气中进行的测试表明，由BYNEL3022EVA制成的未装填纤维网可能吸收相当大量的DMMP。

所述本发明所公开的纤维网可以由聚合物材料共混物(如聚烯烃弹性体和弹性苯乙烯嵌段共聚物的共混物)制成。如果需要，部分本发明所公开的纤维网可以代表这样的聚合物或其他纤维或纤维形成材料，这些材料自身不能呈现出对DMMP吸收具有足够的耐抗性或自身不能提供具有理想吸附系数A的纤维网。例如，以下示出的由直链低密度聚乙烯DOWLEX2517制成的适当装填的纤维网具有约2.1×10⁴/mm水柱的吸附系数A，而以下示出的由直链低密度聚乙烯DOWLEX2503制成的类似装填的纤维网具有约1.0×10⁴/mm水柱的吸附系数A。此外，以下示出的由聚烯烃弹性体ENGAGE8402和苯乙烯嵌段共聚物KRATON G1657的90:10和50:50共混物制成的未装填纤维网具有极低的DMMP吸收率；以下示出的装填有91重量％炭的纤维网(其中所述聚合物材料只有ENGAGE8402)具有约2.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A，而以下示出的装填有88重量％炭的纤维网(其中所述聚合物材料只有KRATON G1657)具有约1.4×10⁴/mm水柱的吸附系数A。

本发明所公开的纤维网还可以由或另外由多组分纤维(例如皮芯型纤维、开裂型或并列型双组分纤维或所谓的“海岛型”纤维)制成，其中一种或多种(但并非必须所有的)聚合物组分为诸如上述那些材料。另外，本发明所公开的纤维网可以用其他聚合物材料作为一种或多种组分而制成，或通过增加其他纤维或纤维形成材料等而制成，所述纤维包括人造短纤维(如天然或合成材料)等。然而，优选的是，本发明所公开的纤维网中采用相对少量的这种其他纤维或纤维形成材料，以便不会不当地降低希望的吸附剂粒子填塞含量和成品纤维网的特性。

如上所述，该纤维的未装填纤维网在室温下暴露到用DMMP蒸气饱和的空气中六天后，所述聚合物纤维具有不超过约1重量％的DMMP吸收率。所述聚合物纤维可以在此条件下具有不超过约0.5重量％的DMMP吸收率、不超过约0.3重量％的DMMP吸收率、或不超过约0.2重量％的DMMP吸收率。更精确的DMMP吸收测量值可以采用较大的样品来获得，因此，希望采用的未装填纤维网的样品的重量为至少0.4g，更优选为至少0.5g，甚至更优选为至少1g或甚至10g。

所述聚合物可以是比类似厚度的聚丙烯纤维具有(但非必须具有)更大的弹性的纤维形式。所述聚合物还可以是、但并非必须是弹性的，即这种材料可以被拉伸到至少其初始松弛长度的125％，且在偏置力释放时，其可以基本上恢复到初始松弛长度。所述聚合物也可以是比类似厚度的聚丙烯纤维具有(但非必须具有)更大的结晶收缩性的纤维形式。不受理论的限制，我们认为，具有这样弹性或结晶收缩特性的纤维可以促进：本发明所公开的纤维网的自固结或致密化作用，缩小纤维网的孔体积或缩小气体可在不遇到可用的吸附剂粒子的情况下通过其中的这种通道。在某些情况下，可通过使用(例如)喷水或喷其他冷却流体来强制冷却纤维网、或者通过对收集的纤维网以受限制或不受限制的方式进行退火，来促进致密化。优选的退火时间和温度将取决于多种因素，这些因素包括采用的聚合物纤维和吸附剂粒子装填量。

可采用多种吸附剂粒子。有利的是，吸附剂粒子能够吸收或吸附预计在拟定使用条件下出现的气体、气雾胶或液体。吸附剂粒子可呈任何可使用的形式，包括小珠、薄片、粒子或聚集物。优选的吸附剂粒子包括：活性炭；氧化铝和其他金属氧化物；碳酸氢钠；可通过吸附、化学反应或汞齐化从流体中移除组分的金属粒子(如银粒子)；粒状催化剂，如霍加拉特(可催化一氧化碳的氧化反应)；用酸性溶液(如乙酸)或碱性溶液(如氢氧化钠水溶液)处理过的粘土和其他矿物质；离子交换树脂；分子筛和其他沸石；二氧化硅；杀菌剂；杀真菌剂和杀病毒剂。活性炭和氧化铝是尤其优选的吸附剂粒子。尽管可以采用吸附剂粒子的混合物(例如)以吸收气体混合物，但在实践中，对于处理气体混合物来说，制备一种在各层中分别采用不同的吸附剂粒子的多层薄片制品可以更好。希望的吸附剂粒度可能变化很大，且通常部分地根据拟定使用条件来选择吸附剂粒度。作为一般指导，所述吸附剂粒子的尺寸可以在约5至3000微米的平均直径范围内变化。优选的是所述吸附剂粒子的平均直径小于约1500微米，更优选地平均直径在约30和约800微米之间，而最优选地平均直径在约100和约300微米之间。也可以采用由具有不同尺寸范围的吸附剂粒子形成的混合物(如双峰式混合物)，但在实际中，制备在上游层采用较大的吸附剂粒子而在下游层采用较小的吸附剂粒子的多层薄片制品可以更好。将至少80重量％的吸附剂粒子、更优选为至少84重量％以及最优选为至少90重量％的吸附剂粒子嵌入到纤维网中。用纤维网基重的形式来表示，例如，吸附剂粒子装填量可以至少是约500g/m²(gsm)(对于相对细小(即小直径)的吸附剂粒子而言)，以及至少是约2,000g/m²(对于相对粗糙的吸附剂粒子而言)。

在一些实施例中，使用寿命可能受本发明所公开的纤维网的收集器侧相对于希望的流体流动方向是定位于上游还是下游的影响。有时根据采用的具体吸附剂粒子，利用两种定位方式都会观察到使用寿命得到改善。如上面所提到的，使用寿命也可以受采用包含不同尺寸的吸附剂粒子的纤维网的层的影响。

本发明所公开的非织造纤维网或过滤器元件具有至少1.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A。可利用类似于Wood(伍德)的《美国工业卫生协会杂志》，55(1):11-15(1994)中所介绍的参数或测量结果来计算吸附系数A，其中：

k_v＝根据下式的吸附剂捕获C₆H₁₂蒸气的有效吸附速度系数(min^-1)，

所述式子为：

C₆H₁₂蒸气→吸附剂上吸附的C₆H₁₂。

W_e＝吸附剂填充床或吸附剂装填纤维网的有效吸附容量(gC₆H₁₂/g_吸附 _剂)，其中该吸附剂填充床或吸附剂装填纤维网暴露于在标准温度和标准压力下以30L/min的流速(面速度4.9cm/s)流动的1000ppm C₆H₁₂蒸气中，该有效吸附容量是对0至50ppm(5％)的C₆H₁₂透过量而绘制的吸附曲线进行迭代曲线拟合而确定的。

SL＝吸附剂填充床或吸附剂装填纤维网的使用寿命(min)，其中该吸附剂填充床或吸附剂装填纤维网暴露于在标准温度和标准压力下以30L/min的流速(面速度4.9cm/s)流动的1000ppmC₆H₁₂蒸气中，该使用寿命基于C₆H₁₂透过量达到10ppm(1％)需要的时间。

ΔP＝吸附剂填充床或吸附剂装填纤维网在暴露于在标准温度和压力下以85L/min(面速度13.8cm/s)流动的空气中时的压力降(mm水柱)。

参数k_v通常不是直接测量的。相反，是通过利用多变量曲线拟合和下式来求解k_v而确定：

\frac{Cx}{Co} = {(1 + \exp [\frac{kv \times W}{ρβ \times Q} - \frac{kv \times Co \times t}{We \times ρβ \times 10^{3}}])}^{- 1}

其中

Q＝测试用流速(L/min)；

Cx＝C₆H₁₂出口浓度(g/L)；

Co＝C₆H₁₂入口浓度(g/L)；

W＝吸附剂重量(g)；

t＝暴露时间；

ρ_β＝吸附剂填充床的密度或吸附剂装填纤维网的有效密度，此处g_吸附剂是吸附剂材料的重量(纤维网重量除外，如果存在的话)，cm³ _吸附剂是吸附剂的总体积，cm³ _纤维网是吸附剂装填纤维网的总体积，而ρ_β具有的单位为g_吸附剂/cm³ _吸附剂(对于填充床而言)或g_吸附剂/cm³ _纤维网(对于吸附剂装填纤维网而言)。

可以利用以下公式来确定所述吸附系数A：

A＝(k_v X SL)/ΔP.

例如，所述吸附系数可以至少是2×10⁴/mm水柱、至少3×10⁴/mm水柱、至少4×10⁴/mm水柱或至少5×10⁴/mm水柱。令人惊讶的是，本发明的一些实施例中的吸附系数大于已知的优质炭填充床的吸附系数(如下面的比较实施例1示出的约为3.16×10⁴/mm水柱)。

也可以计算另一个系数A_vol，该系数将吸附系数A与总产品体积关联起来。A_vol的单位为g_吸附剂/cm³ _纤维网-mm水柱，可利用以下公式来计算：

A_vol＝AX_ρβ

优选的A_vol至少约为3×10³g_吸附剂/cm³ _纤维网-mm水柱，更优选地至少约为6×10³g_吸附剂/cm³ _纤维网-mm水柱，而最优选地至少约为9×10³g_吸附剂/cm³ _纤维网-mm水柱。

本发明所公开的多孔薄片材料可以用于捕获或吸附各种化学材料，所述化学材料包括有机溶剂、无机蒸气以及本领域内的技术人员所熟悉的其他材料。正如本领域内的技术人员所熟知，也可以采用一个或多个附加的层，如覆盖纤维网、加强层、粒状过滤层(如带电的非织造纤维网或其他功能层或装饰层)。本发明所公开的多孔薄片材料特别适用于制造旨在用于含溶剂的气氛中的个人呼吸器的可置换式过滤筒。然而，本发明所公开的多孔薄片材料具有多种另外的用途。例如，这些材料可以用于个人或公共防护装置，如化学防护套装、罩子、独立的封闭结构(如隔绝室)、掩蔽结构(如帐篷或其他便携式或永久式结构)以及其他的空气被所述多孔薄片制品过滤后进入其中的个人或公共防护设备。本发明所公开的多孔薄片材料也可以受适当的外壳所支承，以形成过滤器，该过滤器用于调节进入或在封闭区(如建筑物或车辆)内循环的气体。本发明所公开的多孔薄片材料也可与另外的(如现有的)过滤器结构组合起来，用于形成预过滤器或后过滤器。其他用途是本领域内的技术人员所熟知的。

现在结合以下非限制性实例描述本发明，除非另外指明，否则其中所有份数和百分比均按重量计。

实例1

利用具有单股的水平原丝流的熔喷设备(如图6所示)、在230-300℃的聚合物熔融温度(根据所述聚合物和希望的纤维规格)、钻有孔的模具和模具到收集器之间距离为32cm的条件下，使用在约300g/小时/cm的模具宽度(对于试验编号2中采用的热塑性聚氨酯而言，参见表1，如下所示)和约230g/小时/cm的模具宽度(对于剩余的聚合材料而言，如表1所示)下挤出的各种纤维形成聚合物材料，来制备一系列装填炭的熔喷非织造纤维网。调整所述挤出机的温度和空气速度(并且按照需要，调整其他加工参数)，以获得具有约16至29微米的有效纤维直径(“EFD”)的纤维网，大多数纤维网具有约20至29微米的EFD。根据位于伦敦的英国机械工程师学会的Davies，C.N.于1952年在第1B号公报的“空气传播尘埃和粒子的分离”一文中阐述的方法，通过检查在允许吸附剂粒子从进料辊78(参见图6)落入纤维网之前制备的未装填纤维网的样品，利用32L/min的空气流速(对应于5.3cm/秒的面速度)来确定EFD值。一些纤维网按如下所示的方式进行退火。评价已完成的纤维网来确定炭装填量和参数EFD、k_v、SL、ΔP、ρ_β、A和A_vol。对于一些纤维网来说，利用2-4个纤维网的层叠件来获得数据。对于这些纤维网，所述比值SL/ΔP可提供比单个的SL和ΔP值多少更可用的量度。对于其他纤维网，可利用单层纤维网和记录SL、ΔP和SL/ΔP来获得数据。对于由Kuraray型GG12×20活性炭制成的104cm³的炭填充床和由聚丙烯制成的纤维网，收集它们的比较数据。以下表1列出的是试验编号、聚合物材料、炭筛目、炭装填量、有效纤维直径(EFD)以及参数EFD、SL(注明处)、k_v、SL/ΔP、ρ_β、A和A_vol。表1中的条目按吸附系数A值降序排列。

表1中的数据示出可获得很高的吸附系数A值。令人惊讶地是，试验编号1的纤维网具有比试验编号2的炭填充床的吸附系数A更大的吸附系数A。试验编号2的纤维网也具有比试验编号2的炭填充床的吸附系数A更大的吸附系数A，但如下所示，由相同热塑性聚氨酯制成的未装填纤维网不具有耐DMMP性。由聚丙烯(试验编号17、19、20、23、24、26和27)制成的纤维网具有耐DMMP性，但如上所示，其吸附系数A值不大于1.5×10⁴/mm水柱。

利用如图6所示的设备制备由试验编号1、2、4、5、8、10和14的聚合物材料制成的无吸附剂粒子(即未装填吸附剂)型纤维网，其中，不允许吸附剂粒子74从进料辊78落入纤维网中。利用试验编号2的聚合物材料从96g/m²的未装填双层纤维网形成192g/m²的未装填纤维网。利用其他聚合物材料(即试验编号1、2、4、5、8、10和14中的那些)形成具有约200g/m²基重的单层纤维网。从所得的未装填纤维网切下样品，称重，将其暴露于用DMMP蒸气饱和的空气中持续6天(大多数情况下持续23天)，再称重以确定样品的质量和DMMP吸收率百分数(用最初样品的质量百分数表示)。在暴露6天后，由试验编号2的热塑性聚氨酯制成的所述未装填纤维网(参见下面的试验编号33)充分降解，从而防止进一步的重量增加测量。以下表2中列出的是每个样品的试验编号、聚合物材料、未装填纤维网的基重、最初样品的质量以及各样品在暴露6天或23天后的质量和DMMP吸收率百分数(用最初样品的质量百分数表示)。表2中的条目是采用最长量度周期后按照DMMP吸收率百分数升序排列。

表2

试验编号	聚合物材料	基重，gsm	最初样品的质量，g	6天后的质量，g	6天后的DMMP吸收率％	23天后的质量，g	23天后的DMMP吸收率％
								28	EXACT3040	202	0.402	0.403	0.25	0.402	0
29	DOWLEX2517	205	0.430	0.431	0.23	0.431	0.23
								30	VISTAMAXXVM2125	198	0.416	0.417	0.24	0.417	0.24
31	ENGAGE8402	208	0.453	0.454	0.22	0.455	0.44
								32	VISTAMAXXVM2330	203	0.377	0.378	0.27	0.379	0.53
33	PS440-200	192	0.373	0.454	21.7	-	-

表2中的数据示出，由表1中具有很高吸附系数A值的几种聚合物制成的未装填纤维网，在暴露到DMMP蒸气中时还具有耐抗性。由热塑性聚氨酯(试验编号33)制成的未装填纤维网未能经受住暴露到DMMP蒸气中的测试，其暴露测试在6天后中断。

利用表2中采用的方法和聚合物材料共混物，制备两种另外的未装填纤维网。所述纤维网是利用以下方法制得的：将聚烯烃弹性体ENGAGE8402(参见表1中的试验编号5)和苯乙烯嵌段共聚物KRATON G1657(参见表1中的试验编号21)以90:10或50:50的比例在挤出机中混合，然后对挤出的混合物进行熔喷，从而形成未装填的单层纤维网。将未装填纤维网样品的小样片称重，暴露到DMMP蒸气中持续11天，然后再称重。以下表3中列出的是试验编号、聚合物材料共混物、未装填纤维网的基重、最初的样品质量和11天后的样品质量和DMMP吸收率百分数(用最初样品质量的百分数来表示)。

表3

试验编号	聚合物材料	基重，gsm	最初的样品质量，g	11天后的质量，g	11天后的DMMP吸收率％
						34	90％ENGAGE8402+10％KRATON G1657	112	0.214	0.217	1.40
35	50％ENGAGE8402+50％KRATON G1657	118	0.269	0.274	1.86

表3中的数据示出由共混聚合物制成的未装填纤维网具有相当好的耐DMMP性。暴露纤维网11天的测试比暴露6天的测试更严格，而样品尺寸比表2中使用的样品尺寸更小，因此，会出现更大的称重误差。将试验编号35的共混物只暴露6天(或略微调整共混物比例或聚合物的组分)，其可以具有不超过约1重量％的DMMP吸收率。在暴露超过11天期间，采用较大的采样样品也是这种做法。

实例2

通过在加热的实验室用液压机(可得自卡弗公司)内按压从聚合物制造厂获得的挤出等级粒子，将多种热塑性聚合物压成圆盘。所述压机配备有不锈钢钢板，钢板上覆盖聚四氟乙烯衬片。采用由0.5mm测隙规规格的原料(feeler gauge stock)制成的缓冲限止器(bump stop)来调整圆盘的厚度。所述压机的温度视被按压的具体聚合物而定，但该温度一般被设置为约200-250℃。采用约207kPa的压力和约15秒的按压时间。将所得的树脂试样块折叠起来并重新按压，直至移除空气间隙和其他瑕疵为止，从而形成具有约50mm直径和0.5mm厚度的目标尺寸的圆盘。将所述圆盘置于干燥器中并布置为均匀地暴露到干燥器的内部空气中。用来提供饱和的内部气氛的足够量的DMMP也被置于干燥器中。在最初和隔一定时间间隔进行圆盘称重，以确定圆盘质量和DMMP吸收率百分数(用初始圆盘的质量百分数表示)。也要注意每个圆盘的物理状态和出现的可见降解。下列表4中列出的是试验编号、聚合物材料、初始的圆盘质量和经过13个小时和4天之后的DMMP吸收率百分数。表4中的条目按13个小时后的DMMP吸收率百分数降序排列。

表4

试验编号	聚合物材料	初始的圆盘质量，g	13个小时后的DMMP吸收率％	4天后的DMMP吸收率％
					1	PS455-20A⁽¹⁾	0.765	3.92	22.2⁽¹⁶⁾
2	PS440-200⁽²⁾	0.701	3.57	18.8⁽¹⁷⁾
					3	PS164-400⁽³⁾	0.736	3.13	21.9⁽¹⁸⁾
4	聚烯烃合金⁽⁴⁾	0.600	2.83	13.5⁽¹⁷⁾
					5	HYTREL4556⁽⁵⁾			10.6
6	CA100-200⁽⁶⁾	0.815	1.47	9.94⁽¹⁸⁾
					7	BYNEL3022⁽⁷⁾	0.499	1.40	8.82
8	PE90-208⁽⁸⁾	0.815	1.35	13.9
					9	THV220G⁽⁹⁾	1.177	0.93	4.25
10	SOLTEX PVDF⁽¹⁰⁾	1.228	0.57	4.32
					11	ELVAX3174⁽¹¹⁾	0.607	0.49	0.66
12	THV500G⁽¹²⁾	1.155	0.26	0.61
					13	ENGAGE8401⁽¹³⁾	0.538	0.19	0.37
14	VI STAMAXX VM3000⁽¹⁴⁾	0.507	0.0	0.2
					15	ENGAGE8411⁽¹⁵⁾	0.516	0.0	0.2

(1)PS455-20A是得自亨斯迈公司的热塑性聚氨酯弹性体，商品名为IROGRAN ^TM。

(2)PS440-200是得自亨斯迈公司的热塑性聚氨酯弹性体，商品名为IROGRAN^TM。

(3)PS164-400是得自亨斯迈公司的热塑性聚氨酯弹性体，商品名为IROGRAN^TM。

(4)聚烯烃合金得自诺誉公司(Noveon Inc.)，产品编号是FM060105-4。

(5)HYTREL4556是得自杜邦公司的热塑性聚酯，商品名为HYTREL^TM。

(6)CA100-200是得自亨斯迈公司的热塑性聚氨酯弹性体，商品名为IROGRAN^TM。

(7)BYNEL3022是得自杜邦公司的酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯聚酯，商品名为HYTREL^TM。

(8)PE90-208是得自亨斯迈公司的热塑性聚氨酯弹性体，商品名为IROGRAN^TM。

(9)THV220G是得自泰良公司(Dyneon，LLC)的含氟热塑性三元共聚物，商品名为THV^TM。

(10)SOLTEX PVDF是得自苏威苏莱克斯公司(Solvay Solexis)的热塑性聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂，商品名为SOLTEX^TM。

(11)ELVAX3174是得自杜邦公司的乙烯-醋酸乙烯聚合物，商品名为ELVAX^TM。

(12)THV500G是得自泰良公司的含氟热塑性三元共聚物，商品名为THV^TM。

(13)ENGAGE8401是得自陶氏化学公司的聚烯烃弹性体，商品名为ENGAGE^TM。

(14)VISTAMAXX VM3000是得自埃克森美孚化工公司的聚烯烃弹性体，商品名为VISTAMAXX^TM。

(15)ENGAGE8411是得自陶氏化学公司的聚烯烃弹性体，商品名为ENGAGE^TM。

(16)样品松软，且被DMMP饱和。

(17)样品呈现严重的变形且翘曲。

(18)样品呈现适度变形。

表4中的数据示出由多种聚合物材料制成的圆盘的相对的耐DMMP吸收性。与将由相同聚合物制成的未装填纤维网暴露到DMMP蒸气中6天的测试相比，将圆盘暴露到DMMP蒸气中几个小时、或甚至几天可以表示比较不严格的测试。然而，制备聚合物圆盘样品比制备纤维网更容易且成本更低，而且可以为由相同或类似聚合物材料制成的纤维网的耐DMMP吸收性提供有用的预测值。

比较例

采用实例1的一般方法，利用IROGRAN PS440-200热塑性聚氨酯和40×140的炭粒子制成单层纤维网。制成的纤维网包含0.202g/cm²的炭(91重量％的炭)并具有15微米的有效纤维直径。将包含16.4g总炭量的纤维网的81cm²的样品暴露到相对湿度<35％、流速为14L/min且包含250ppm的甲苯蒸气的空气流中。图9示出该纤维网的下游甲苯浓度的图(曲线B)和根据美国专利No.3,971,373(Braun)中实例19制备的纤维网的下游甲苯浓度的图(曲线A)。Braun的实例19的纤维网包含聚丙烯纤维和17.4g的总炭量(89重量％的炭)。如图9所示，虽然上述的基于聚氨酯的纤维网包含较少的炭，但是Braun的实例19制备的纤维网仍然呈现出明显较小的吸附容量。据信所述基于聚氨酯的纤维网具有改善的性能是由于其具有更大的吸附系数A所致。

根据实例1的一般方法，采用IROGRAN PS440-200热塑性聚氨酯制备基于聚氨酯的两层纤维网，其中第一层采用12×20的炭粒子，和第二层采用40×140的炭粒子。第一层包含0.154g/cm²的炭(91重量％的炭)且具有26微米的有效纤维直径。第二层包含0.051g/cm²的炭(91重量％的炭)且具有15微米的有效纤维直径。将包含16.6g总炭量的基于聚氨酯的该两层纤维网的81cm²的样品暴露到相对湿度<35％、流速为14L/min且包含350ppm甲苯蒸气的空气流中。图10示出该基于聚氨酯的两层纤维网的下游甲苯浓度的图(曲线B)和根据Braun的实例20制备的纤维网的下游甲苯浓度的图(曲线A)。Braun的实例20的纤维网包含聚丙烯纤维和18.9g的总炭量(85重量％的炭)。如图10所示，虽然上述的基于聚氨酯的两层纤维网包含较少的炭，但是Braun的实例20的纤维网仍然呈现出明显较小的吸附容量。仍然据信，所述基于聚氨酯的两层纤维网具有改善的性能是由于其具有更大的吸附系数A所致。

对本领域内的技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明的情况下对本发明进行各种修改和更改。本发明不应限于本文所列出的内容，这些内容仅用于示例性目的。

Claims

1.一种多孔薄片制品，其包含自支承型的非织造纤维网，该非织造纤维网由小于20重量％的聚合物纤维和至少80重量％的嵌入到所述纤维网中的吸附剂粒子形成，所述聚合物纤维具有不超过1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率，所述吸附剂粒子充分均匀地分布到所述纤维网中，且所述聚合物纤维使得所述纤维网具有至少为1.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A。

2.根据权利要求1所述的制品，其包含多个非织造纤维网层，其中所述纤维包括热塑性乙烯-己烯共聚物或热塑性乙烯-辛烯共聚物，所述吸附剂粒子包括活性炭或氧化铝，并且其中至少84重量％的吸附剂粒子嵌入到所述纤维网中。

3.根据权利要求2所述的制品，其具有至少2×10⁴/mm水柱的吸附系数A。

4.根据权利要求1所述的制品，其包括过滤器，所述过滤器包括支承所述多孔薄片制品的外壳。

5.根据权利要求1所述的制品，其包括化学保护套装、罩子、独立的封闭结构或其他的空气被所述多孔薄片制品过滤后进入其中的个人防护用设备或装置，或者其包括掩蔽结构或其他的空气被所述多孔薄片制品过滤后进入其中的公共防护用设备或装置。

6.一种制备多孔薄片制品的方法，所述制品包含由聚合物纤维和吸附剂粒子形成的自支承型的非织造纤维网，所述方法包括：

a)使熔融聚合物流过多个孔以形成原丝；

b)将所述原丝细化为纤维；将吸附剂粒子流引入到所述原丝或纤维中；以及

c)收集所述纤维和所述吸附剂粒子成为非织造纤维网，所述非织造纤维网包含小于20重量％的聚合物纤维和至少80重量％的嵌入到所述纤维网中的吸附剂粒子，所述聚合物纤维具有不超过1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率；

其中所述吸附剂粒子充分均匀地分布于所述纤维网中，且所述聚合物使得所述纤维网具有至少1.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A。

7.根据权利要求6所述的方法，其包括熔喷所述原丝，其中所述熔融聚合物包括热塑性乙烯-己烯共聚物或热塑性乙烯-辛烯共聚物，并且其中所述吸附剂粒子包括活性炭或氧化铝。

8.一种呼吸装置，其具有至少罩住佩戴者口鼻的内部部分、用于供应环境空气到所述内部部分的进气通道和被设置成横过所述进气通道以过滤所供应的空气的多孔薄片制品；所述多孔薄片制品包含自支承型的非织造纤维网，该非织造纤维网由少于20重量％的聚合物纤维和至少80重量％的嵌入在所述纤维网中的吸附剂粒子形成，所述聚合物纤维具有不超过1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率；所述吸附剂粒子充分均匀地分布于所述纤维网中，且所述聚合物纤维使得所述制品具有至少1.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A。

9.一种用于呼吸装置的可置换式过滤器元件，所述元件包括：用于将所述元件安装到所述装置上的支承结构、外壳和设置在所述外壳中以使得所述元件可以过滤进入所述装置的空气的多孔薄片制品；所述制品包含自支承型的非织造纤维网，该非织造纤维网由小于20重量％的聚合物纤维和至少80重量％的嵌入在所述纤维网中的吸附剂粒子形成，所述聚合物纤维具有不超过1重量％的甲基膦酸二甲酯吸收率；所述吸附剂粒子充分均匀地分布在所述纤维网中，且所述聚合物纤维使得所述元件具有至少1.6×10⁴/mm水柱的吸附系数A。

10.根据权利要求9所述的过滤器元件，其中所述聚合物纤维包括热塑性乙烯-己烯共聚物或热塑性乙烯-辛烯共聚物，所述吸附剂粒子包括活性炭或氧化铝，至少84重量％的吸附剂粒子嵌入到所述纤维网中，并且其中所述纤维网具有至少2×10⁴/mm水柱的吸附系数A。