EP1513590B1 - Atemschutzfilter und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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EP1513590B1
EP1513590B1 EP03815530A EP03815530A EP1513590B1 EP 1513590 B1 EP1513590 B1 EP 1513590B1 EP 03815530 A EP03815530 A EP 03815530A EP 03815530 A EP03815530 A EP 03815530A EP 1513590 B1 EP1513590 B1 EP 1513590B1
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filter
filter housing
filter body
housing
respiratory
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Andreas Haeuser
Keith KRÜGEL
Wilfried Hoffmann
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MSA Auer GmbH
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MSA Auer GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators

Definitions

  • the invention relates to a respiratory protection filter according to claim 1.
  • the invention relates to a method for producing a respiratory filter according to claim 7.
  • a method for producing a respirator in which a fine-grained, sorptive or catalytically active material with a meltable polyethylene, which is wetted with an Oligokondensat intensively mixed, and the mixture at certain temperatures and pressures pressed into a shaped body, cooled in the mold and then removed from the mold.
  • the filter housing on its inside a taper having.
  • the filter body is slightly compressed, whereby the filter body assumes a tapered peripheral surface and an interference fit between the filter body and the filter housing is produced.
  • the serving as a press-fitting edge of the filter housing formed of elastic material is folded inwards until the folded edge fits snugly against the inlet surface of the filter body and keeps it in a press fit in the filter housing.
  • the disadvantage here is that when the filter body is consumed, the filter housing and the filter body must be disposed of together, since a loosening of the seated under interference fit in the filter housing filter body is not possible or only with destruction of the filter housing and the filter body.
  • the invention is therefore based on the object to provide a respirator filter of the type mentioned, which is cost-effective in terms of production, use, disposal and reuse.
  • the filter body is a separately produced in a mold, from the gas inlet to the gas outlet conically tapered filter shaped body, which is interchangeably housed in a conical conical filter housing; and that the press-in device comprises a threaded ring, which is screwed to the gas inlet side with the filter housing.
  • the filter body is a conical shaped, separate filter shaped body produced in a molding tool, which is interchangeably accommodated in a filter housing with the same conicity as that of the filter shaped body and held edge-tight in the housing with a press-in device connected to the filter housing becomes. That is, the filter body can easily removed from the mold and gently - without edge damage - placed in a reusable filter housing and temporarily, ie releasably fixed in this and thus be easily replaced after exhaustion of the filter performance. The cost is thereby significantly reduced.
  • a further important feature of the invention is moreover that the production of the shaped filter body in a pocket corresponding to its finished shape takes place from an air-permeable, thin-layered material, in particular a fleece.
  • the still free area can be covered with an air-permeable material, so that the filter body is completely surrounded by an air-permeable and tightly connected to the filter material enclosure.
  • the demolding is further facilitated and the surface of the molded part body additionally protected when introduced into the filter housing.
  • the lateral region of the air-permeable coating material is coated with an air-impermeable material. This allows the gas-tightness at the peripheral edge of the in the Filter housing introduced filter molding are guaranteed even at low pressure.
  • the press-in device is a screwed on the gas inlet side of the filter housing screw ring, which has a directed into the interior of the filter housing, which is supported on the filter body pressing ring.
  • a mixture of a fine-grained sorptive material and a finely divided meltable polymethylene is first prepared with the addition of an adhesion promoter based on oligocondensate.
  • pockets made of an air-permeable nonwoven material are also provided in a deep-drawing process.
  • the filter body Due to the nonwoven covering, which with the material of the filter molding enters an intimate connection, the filter body can be easily removed from the mold and transported without damaging its surface and mounted in a filter housing.
  • the demolding is further facilitated by the fact that the mold and the filter molding are conical.
  • the filter shaped body is then inserted into a likewise conically shaped filter housing with the same conicity as that of the filter molding and gradually pressed so far until by pressing and optionally compressing the nonwoven material in the contact region with the inner wall of the filter housing a gas-tight integration of the fleece-coated conical filter molding in the conical filter housing is guaranteed.
  • the mold filter body is releasably fixed to be able to be easily removed and disposed of with depleted filter capacity.
  • An important effect of the nonwoven wrap is to improve the lubricity of the molded filter body in the filter housing during both assembly and disassembly.
  • the drawing shows a sectional view of the respiratory filter 1 manufactured and constructed according to the method of the invention, comprising a reusable, conically tapered filter housing 2 and a filter shaped body 3, which has the shape of a circular truncated cone.
  • the filter housing 2 has at the air outlet side (suction side) on a connector 4, via which the respirator 1 is directly connected to a mouthpiece or a respirator or a blower filter device (not shown).
  • the filter shaped body 3 is completely surrounded by an envelope 5 consisting of a fleece.
  • an external thread 6 is formed, in which the thread of a Screw ring 7 engages.
  • the screw ring 7 has at a distance from the peripheral edge of a facing the interior of the filter housing 2 pressing ring 8, which is supported on the filter body 3 and this gas-tight when turning the screw ring 7 (edge-tight) in the filter housing 2 and with its lateral surface to the inner peripheral surface of the filter housing 2 presses.
  • the sealing effect of the coating 5 acting as a lubricant and sealant on the lateral peripheral surface of the filter article 3 can be improved by an air-impermeable impregnation (coating) applied in this region of the coating 5.
  • the screw ring 7 is unscrewed from the filter housing 2 and the filter body 3 is removed and replaced by a new one.

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Atemschutzfilter gemäß dem Anspruch 1.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Atemschutzfilters gemäß dem Anspruch 7.
  • Aus der DE 197 14 350 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Atemschutzfilters bekannt, bei dem ein feinkörniges, sorptiv oder katalytisch wirkendes Material mit einem schmelzbaren Polyethylen, das mit einem Oligokondensat intensiv benetzt ist, gemischt und die Mischung bei bestimmten Temperaturen und Drücken zu einem Formkörper verpresst, in der Form gekühlt und anschließend entformt wird. Abgesehen von dem aufwendigen Abkühl- und Entformungsvorgang bereitet die weitere Verwendung des so hergestellten Filterformkörpers insbesondere insofern Schwierigkeiten, als eine sichere Abdichtung zwischen der Innenwand eines Filtergehäuses, in das der Filterkörper eingelegt wird, und dem Filterkörper nicht gewährleistet ist bzw. die gasdichte Einbindung des Filterkörpers in das Filtergehäuse durch eine kraftschlüssige adhäsive Verbindung einen erheblichen technischen Aufwand erfordert und, sobald die Filterleistung erschöpft ist, der Filterkörper einschließlich des Filtergehäuse nebst Anschlüssen entsorgt werden muss. Die eingeschränkte mechanische Stabilität im Randbereich des Filterformkörpers steht einer einfachen Weiterverarbeitung des Filterformkörpers und der randdichten Einbindung in das Filtergehäuse zusätzlich im Wege.
  • Zur Lösung dieser Probleme wird in der DE 100 21 582 A1 vorgeschlagen, die Mischung aus dem sorptiven und dem schmelzbaren Material bei den für die Herstellung des Filterformkörpers erforderlichen Temperaturen und Drücken unmittelbar in einem ringförmigen Anschlussteil zu verpressen. Dabei entsteht eine randdichte Verbindung zwischen der Innenfläche des Anschlussteils und der Umfangsfläche des Filterformkörpers. Das Anschlussteil wird gasdicht mit einem Adapter verbunden und kann dann an eine Atemschutzmaske oder an ein Gebläsefiltergerät angeschlossen werden oder - mit einem Mundstück versehen - unmittelbar als Atemschutzfilter für einen Benutzer verwendet werden.
  • Der Nachteil dieses Verfahrens bzw. des danach hergestellten Atemschutzfilters besteht in dem Aufwand für die Bereitstellung des Anschlussteils, das, wenn der Filter verbraucht ist, mit entsorgt werden muss. Da der zum Anschluss an das Atemfiltergerät oder das Gebläsefiltergerät vorgesehene bzw. mit einem Mundstück versehene Adapter wegen der erforderlichen Dichtheit kraftschlüssig mit dem Anschlussteil verbunden werden muss und daher ebenfalls nicht wiederverwertbar ist, ist der Aufwand für die Herstellung und Entsorgung des Atemschutzfilters beträchtlich.
  • Aus der WO 96/22128 ist ein Atemschutzfilter bekannt, dessen Filtergehäuse auf seiner Innenseite eine Konizität aufweist. Wenn der zylindrisch vorgeformte Filterkörper in das sich konisch verjüngende Filtergehäuse gedrückt wird, wird der Filterkörper geringfügig zusammengedrückt, wodurch der Filterkörper eine sich verjüngende Umfangsfläche annimmt und ein Presssitz zwischen dem Filterkörper und dem Filtergehäuse erzeugt wird. Anschließend wird der als Einpressvorrichtung dienende Rand des aus elastischem Material gebildeten Filtergehäuses nach innen umgeklappt, bis der umgeklappte Rand an der Einlassfläche des Filterkörpers satt anliegt und diesen in einer Presspassung im Filtergehäuse hält. Nachteilig hierbei ist, dass, wenn der Filterkörper verbraucht ist, das Filtergehäuse und der Filterkörper gemeinsam entsorgt werden müssen, da ein Lösen des unter Presssitz im Filtergehäuse sitzenden Filterkörpers nicht oder nur unter Zerstörung des Filtergehäuses und des Filterkörpers möglich ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Atemschutzfilter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bezüglich der Herstellung, Anwendung, Entsorgung und Wiederverwendung kostengünstig ausgebildet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Filterkörper ein in einem Formwerkzeug separat hergestellter, sich vom Gaseintritt zum Gasaustritt hin konisch verjüngender Filterformkörper ist, der auswechselbar in dem eine übereinstimmende Konizität aufweisenden Filtergehäuse untergebracht ist; und dass die Einpressvorrichtung einen Schraubring umfasst, der an der Gaseintrittsseite mit dem Filtergehäuse verschraubbar ist.
  • Aus den Unteransprüche ergeben sich weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Atemschutzfilters ist im Anspruch 7 wiedergegeben.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass der Filterkörper ein in einem Formwerkzeug hergestellter, konisch geformter, separater Filterformkörper ist, der auswechselbar in einem Filtergehäuse mit gleicher Konizität wie die des Filterformkörpers untergebracht ist und mit einer mit dem Filtergehäuse verbundenen Einpressvorrichtung randdicht in dem Gehäuse gehalten wird. Das heißt, der Filterformkörper kann auf einfache Weise entformt und schonend - ohne Randbeschädigung - in ein wiederverwendbares Filtergehäuse eingebracht und in diesem vorübergehend, das heißt lösbar, fixiert werden und somit nach Erschöpfung der Filterleistung leicht ausgetauscht werden. Der Kostenaufwand wird dadurch erheblich reduziert.
  • Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darüber hinaus darin, dass die Herstellung des Filterformkörpers in einer dessen fertiger Form entsprechenden Tasche aus einem luftdurchlässigen dünnschichtigen Material, insbesondere einem Vlies, erfolgt. Vor dem Verpressen der in die Tasche eingebrachten Mischung aus sorptivem und schmelzbarem Material kann die noch freie Fläche mit einem luftdurchlässigen Material abgedeckt werden, so dass der Filterformkörper vollständig von einer luftdurchlässigen und mit dem Filtermaterial fest verbundenen Umhüllung umgeben ist. Dadurch wird die Entformung weiter erleichtert und die Oberfläche des Formteilkörpers beim Einbringen in das Filtergehäuse zusätzlich geschont.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der seitliche Bereich des luftdurchlässigen Beschichtungsmaterials mit einem luftundurchlässigen Stoff beschichtet. Dadurch kann die Gasdichtheit am Umfangsrand des in das Filtergehäuse eingebrachten Filterformkörpers schon bei geringem Einpressdruck gewährleistet werden.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Einpressvorrichtung ein an der Gaseintrittsseite des Filtergehäuses verschraubbarer Schraubring, der einen in das Innere der Filtergehäuses gerichteten, sich auf dem Filterformkörper abstützenden Pressring aufweist. Durch Drehen des Schraubringes kann die konische Umfangsfläche des Formfilterkörper schonend bis zur Erzielung der Randdichtheit an die konische Innenumfangsfläche des Filtergehäuses angelegt werden. Nach dem Entfernen des Schraubringes kann ein verbrauchter Formfilterkörper leicht aus dem Filtergehäuse entfernt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung, in deren einziger Figur eine Schnittansicht eines in einem wiederverwendbaren Filtergehäuse vorübergehend gasdicht fixierten Filterformkörpers wiedergegeben ist, näher erläutert.
  • Zur Herstellung des Filterformkörpers wird zunächst ein Gemisch aus einem feinkörnigen sorptiven Material und einem feinteiligen schmelzbaren Polymethylen unter Zusatz eines Haftvermittlers auf Oligokondensatbasis hergestellt. Entsprechend der erfindungsgemäß konischen Gestalt des Filterformkörpers werden außerdem in einem Tiefziehprozess gefertigte Taschen aus einem luftdurchlässigen Vliesmaterial bereitgestellt. Nachdem die Vliestasche in ein Formwerkzeug von gleicher Gestalt eingelegt wurde, wird die oben beschriebene Mischung in die Vliestasche eingefüllt und, nachdem eine Vliesabdeckung auf die verbleibende freie Oberfläche gelegt wurde, unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen in der von dem Formwerkzeug begrenzten Vliestasche verpresst. Aufgrund der Vliesumhüllung, die mit dem Material des Filterformkörpers eine innige Verbindung eingeht, kann der Filterformkörper leicht aus dem Werkzeug entformt und ohne Beschädigung seiner Oberfläche transportiert und in einem Filtergehäuse montiert werden. Die Entformung wird weiter dadurch erleichtert, dass das Formwerkzeug und der Filterformkörper konisch ausgebildet sind.
  • Der Filterformkörper wird nun in ein ebenfalls konisch ausgebildetes Filtergehäuse mit der gleichen Konizität wie die des Filterformkörpers eingelegt und allmählich soweit eingepresst, bis durch das Einpressen und gegebenenfalls das Verdichten des Vliesmaterials im Kontaktbereich mit der Innenwand des Filtergehäuses eine gasdichte Einbindung des vliesummantelten konischen Filterformkörpers in das konische Filtergehäuse gewährleistet ist. In dieser Lage wird der Formfilterkörper lösbar fixiert, um bei erschöpftem Filtervermögen auf einfache Weise entfernt und entsorgt werden zu können. Eine wichtige Wirkung der Vliesumhüllung besteht in der Verbesserung der Gleitfähigkeit des Formfilterkörpers in dem Filtergehäuse sowohl bei der Montage als auch bei der Demontage.
  • Die Zeichnung zeigt eine Schnittansicht des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten und ausgebildeten Atemschutzfilters 1, der ein wiederverwendbares, sich konisch verjüngendes Filtergehäuse 2 und einen Filterformkörper 3, der die Form eines Kreiskegelstumpfes hat, umfasst. Das Filtergehäuse 2 weist an der Luftaustrittsseite (Saugseite) ein Anschlussstück 4 auf, über das das Atemschutzfilter 1 unmittelbar an ein Mundstück oder an eine Atemschutzmaske oder ein Gebläsefiltergerät (jeweils nicht dargestellt) angeschlossen wird. Der Filterformkörper 3 ist vollständig von einer aus einem Vlies bestehenden Umhüllung 5 umgeben. Am oberen Rand des Filtergehäuses 2, das heißt, an der Lufteintrittsseite, ist ein Außengewinde 6 eingeformt, in das das Gewinde eines Schraubrings 7 eingreift. Der Schraubring 7 weist im Abstand von dessen Umfangsrand einen zum Inneren des Filtergehäuses 2 weisenden Pressring 8 auf, der sich auf dem Filterformkörper 3 abstützt und diesen beim Drehen des Schraubringes 7 gasdicht (randdicht) in das Filtergehäuse 2 bzw. mit seiner Mantelfläche an die Innenumfangsfläche des Filtergehäuses 2 drückt. Die Dichtwirkung der an der seitlichen Umfangsfläche des Filterformkörpers 3 als Gleit- und Dichtmittel wirkenden Umhüllung 5 kann durch eine in diesem Bereich der Umhüllung 5 aufgetragene luftundurchlässige Imprägnierung (Beschichtung) verbessert werden.
  • Wenn die Filterleistung nach der Benutzung des Atemschutzfilters nicht mehr ausreichend ist, wird der Schraubring 7 von dem Filtergehäuse 2 abgeschraubt und der Filterformkörper 3 entfernt sowie durch einen neuen ersetzt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Atemschutzfilter
    2
    Filtergehäuse
    3
    Filterformkörper
    4
    Anschlussstück
    5
    Umhüllung
    6
    Außengewinde
    7
    Schraubring
    8
    Pressring

Claims (7)

  1. Atemschutzfilter, bestehend aus einem unter Druck- und Wärmeeinwirkung aus einem sorptiven und einem schmelzbaren Material gebildeten festen Filterkörper, der randdicht in einem Filtergehäuse (2) fixiert ist, das an der Gasaustrittsseite einen Anschluss für eine Atemschutzmaske oder ein Gebläsefiltergerät oder ein Mundstück für einen Benutzer aufweist, wobei das Filtergehäuse (2) und der Filterkörper eine übereinstimmende Konizität aufweisen und das Filtergehäuse (2) an seiner Gaseintrittsseite eine Einpressvorrichtung zum randdichten Fixieren des Filterkörpers an der Innenwand des Filtergehäuses vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Filterkörper ein in einem Formwerkzeug separat hergestellter, sich vom Gaseintritt zum Gasaustritt hin konisch verjüngender Filterformkörper (3) ist, der auswechselbar in dem eine übereinstimmende Konizität aufweisenden Filtergehäuse (2) untergebracht ist, und
    dass die Einpressvorrichtung einen Schraubring (7) umfasst, der an der Gaseintrittsseite mit dem Filtergehäuse (2) verschraubbar ist.
  2. Atemschutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubring (7) einen in das Innere des Filtergehäuses (2) gerichteten, sich auf dem Filterformkörper (3) abstützenden Pressring (8) aufweist.
  3. Atemschutzfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterformkörper (3) eine dünnschichtige luftdurchlässige Umhüllung (5) aufweist.
  4. Atemschutzfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (5) im konischen Randbereich des Filterformkörpers (3) mit einem luftundurchlässigen Stoff beschichtet ist.
  5. Atemschutzfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (5) ein Vlies ist.
  6. Atemschutzfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (5) mit dem Filterformkörper (3) adhäsiv verbunden ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Atemschutzfilters, bestehend aus einem unter Druck- und Wärmeeinwirkung aus einem sorptiven und einem schmelzbaren Material gebildeten festen Filterkörper, der randdicht in einem Filtergehäuse fixiert ist, das an der Gasaustrittsseite einen Anschluss für eine Atemschutzmaske oder ein Gebläsefiltergerät oder ein Mundstück für einen Benutzer aufweist, wobei das Filtergehäuse und der Filterkörper eine übereinstimmende Konizität aufweisen und das Filtergehäuse an seiner Gaseintrittsseite eine Einpressvorrichtung zum randdichten Fixieren des Filterkörpers an der Innenwand des Filtergehäuses vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in ein Formwerkzeug eine entsprechend der Gestalt des Formwerkzeugs tiefgezogene Tasche aus einem luftdurchlässigen Umhüllungsmaterial eingelegt und mit einem Gemisch aus einem sorptiven und einem schmelzbaren Material gefüllt wird, das unter Wärmeeinwirkung zu einem Filterformkörper (3) mit adhäsiver Bindung an das Umhüllungsmaterial verpresst wird, und dass der so hergestellte Filterformkörper (3) als separates Bauteil lösbar und auswechselbar in ein wiederverwendbares Filtergehäuse (2) randdicht eingepresst wird.
EP03815530A 2003-01-30 2003-12-19 Atemschutzfilter und verfahren zu dessen herstellung Expired - Lifetime EP1513590B1 (de)

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