JP2003525733A - 蒸気及び粒子フィルターの組合せ - Google Patents

蒸気及び粒子フィルターの組合せ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子及び蒸気の両者をろ過するのに適したフィルター材を提供すること。 【解決手段】 図１及び２を参照して、個人用防毒マスク（１）はフェイスマスク（２）を有し、かつフィルター材（６）の隣接する複数の層（５）を収容するキャニスター（４）を含むフィルターユニット（３）を備えている。フィルター材（６）は、粒子と蒸気の両者のろ過に適しており、かつ第１の群及び第２の群（１０、１１）のチョップド繊維より成る複合物を含み、該第１の群の繊維（１０）は相対的に大きい直径を有し（約７×１０-6ｍ）、かつ該第２の群の繊維は相対的に小さい直径（約０．５×１０-6ｍ）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルター材に関し、かつ該材の製造及び使用の両者に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に従う材は、粒子及び蒸気の両者をろ過するのに適している。 本明細書で使用する用語の“蒸気”は空気及び気体を含む。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの観点に従うと、粒子と蒸気の両者をろ過するのに適するフィル
ター材は、第１の群の繊維と第２の群の繊維の複合物を含み、ここで第１の群の
繊維は相対的に大きな直径を有し、第２の群の繊維は相対的に小さい直径を有す
る。
【０００４】
【発明の実施の形態】
典型的には、第１の群の繊維の直径は約７．０×１０-6mであり、第２の群の
繊維の直径は約０．５×１０-6mである。 さらに典型的には、複合材は約７０％（かさで）の第１の群の繊維を含む。 第１の群の繊維は炭素繊維を含むことができ、第２の群の繊維はガラス繊維及
び／又は炭素繊維を含むことができる。 本発明の第２の観点に従うと、粒子と蒸気の両者をろ過するのに適した複合物
の形態のフィルター材を製造する方法は、第１の群の繊維が相対的に大きい直径
を有し、かつ第２の群の繊維が相対的に小さい直径を有する第１及び第２の群の
繊維をバインダーと混合することを含む。 本発明はさらに、前記の方法で製造したフィルター材も含む。 本発明はさらに、新規なフィルター材を取り入れたフィルターユニットを備え
た防毒マスクを含む。 添付の図面を参照して本発明の種々の観点を記載するが、これは例としてのみ
記載するものである。
【０００５】 図１は、ＧＢ２，０８０，１２０（国防省）が開示する形態の個人用防毒マス
ク１を示しており、フェイスマスク２、フィルターユニット３及びキャニスター
４を有している。 本発明によって、キャニスター４は本発明に従うフィルター材６の隣接する複
数の層５を収容する（図２）。 フィルター材６は粒子と蒸気の両者のろ過に適しており、第１及び第２の群の
チョップド繊維１０、１１の複合物を含み、ここで第１の群の繊維１０は相対的
に大きな直径（約７．０×１０-6m）を有し、第２の群の繊維１１は相対的に小
さい直径（約０．５×１０-6m）を有する。 繊維の直径の好ましい範囲は： 第１の群 ６．０〜１４×１０-6m 第２の群 ０．１〜１．０×１０-6m 繊維の好ましい長さは： 第１の群 １．０mm〜６．０mm 第２の群 １００．０×１０-6m〜２００．０×１０-6m
【０００６】 本例の第１の群の繊維１０はポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）又はピッチ炭素
繊維を含み、これらは常用の蒸気又はＣＯ2活性化法により活性化されて多孔質
となっており、これによってこれらは高沸点（例えば＞５０℃）の蒸気を吸収す
ることができる。これらの繊維は含浸剤によって化学的にも処理されて、これに
よってこれらの繊維は低沸点（例えば＜５０℃）の蒸気を吸収することが可能で
ある。繊維１０は、これをマクロ繊維と呼んでもよく、複合材の約７０％（かさ
で）までを占める。繊維の混合範囲は、第１の群の繊維１０が６０％〜９０％（
かさで）の範囲、第２の群の繊維１１がかさの残りの範囲となるように変化する
ことができる。 第２の群の繊維１１は、これをミクロ繊維と呼んでもよく、蒸気で成長した炭
素（又はガラス）繊維を含む。 第１の群の繊維は蒸気をろ過し、第２の群の繊維は粒子をろ過する。二つの群
の繊維を組み合わせることによって、蒸気と粒子のフィルター材を組み合わせた
ものが得られる。
【０００７】 フィルター材の役割が二重であることによって、質量の減少（従来の二つのフ
ィルターユニットと比較した場合）が得られるのみならず、全ろ過に必要な媒体
が少ないので呼吸抵抗の低下も得られる。 図３はフィルター材の製造方法を示す。 第１及び第２の群の繊維の所望分を混合管１５で水、溶解性のバインダー、例
えばカルボキシメチルセルロースナトリウム又はアクリル系塩基バインダー及び
分散を目的としかつ実質的に均一な混合物を確保するための粘度調整剤、例えば
グリセリンと共に混合する。次いでこの混合物を、製紙工業で使用する型のシー
ト形成機１６に通過させて試験試料を製造する。水溶性バインダー（例えば上記
のもの）を添加して得られた複合物が良好な機械特性を有するようにすることが
できる。 バインダーを添加する場合、材を１３０℃〜１５０℃まで加熱して１０〜２０
分間でバインダーを硬化させる。 形成機１６を使用してマット型の複合フィルター材が得られ、次いでこれを、
図１のフィルターキャニスター４中に層状にして組み込む大きさにカッター１７
を使用して切断する。 複合材を平板シート形、例えば矩形（図４）又はディスク形（図５）のマット
に製造することができる。別の方法として、マットにひだを付けること（図６）
もできる。
【０００８】
【実施例】
１．粒子の除去 表面速度３０ml／分で試験した場合に９９．５％のＮａＣｌ粒子（平均粒径０
．６×１０-6m）を除去することができる２５gの活性化したピッチ炭素繊維マッ
トを製造した。これに伴う圧力低下は低く、０．９mmＨ2Ｏである。 ２．蒸気の除去 乾燥条件下（＜５％相対湿度）、かつ乾燥した試料でヘキサン（濃度４，００
０mg／m3＠１Ｌ／分）に対して活性化したピッチ炭素繊維を試験した。２．５cm
の真鍮試験管中での炭素繊維の質量は０．８gである。活性化した炭素繊維は６
３分までヘキサンの浸入を示さなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フィルターユニットを備えた防毒マスクの側面図である。
【図２】 フィルターユニットで使用するフィルター材の断面図である。
【図３】 フィルター材の製造で使用する製造工程を示すフローチャートである。
【図４】 フィルター材の形態を示す。
【図５】 フィルター材の形態を示す。
【図６】 フィルター材の形態を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 チン マスー ジョセフ イギリス ウィルシャー エスピー４ ０ ジェイキュー ソールズバリー ポートン ダウン ディーエスティーエル (72)発明者 ピアズ ローレンス アンソニー イギリス ウィルシャー エスピー４ ０ ジェイキュー ソールズバリー ポートン ダウン ディーエスティーエル Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA03 BA04 BB03 BC05 BD02 BD06 CB04 DA03 4G066 AA04B AA05B AA71C BA05 BA16 BA20 BA38 CA51 DA03 EA20 【要約の続き】

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１及び第２の群の繊維の複合物であって、該第１の群の繊
    維が相対的に大きい直径を有し、かつ該第２の群の繊維が相対的に小さい直径を
    有するものを含む、粒子と蒸気の両者をろ過するのに適するフィルター材。
  2. 【請求項２】 第１の群の繊維が６．０〜１４．０×１０-6mの範囲の直径
    を有する、請求項１に記載のフィルター材。
  3. 【請求項３】 第２の群の繊維が０．１〜１．０×１０-6mの範囲の直径を
    有する、請求項１又は２に記載のフィルター材。
  4. 【請求項４】 第１の群の繊維が１．０mm〜６．０mmの範囲の長さを有する
    、請求項１、２又は３に記載のフィルター材。
  5. 【請求項５】 第２の群の繊維が１００．０〜２００．０×１０-6mの範囲
    の長さを有する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフィルター材。
  6. 【請求項６】 第１の群の繊維が７×１０-6mの直径を有する、請求項１な
    いし５のいずれか１項に記載のフィルター材。
  7. 【請求項７】 第２の群の繊維が０．５×１０-6mの直径を有する、請求項
    １ないし６のいずれか１項に記載のフィルター材。
  8. 【請求項８】 第１の群の繊維がかさで６０％〜９０％の範囲にある、請求
    項１ないし７のいずれか１項に記載のフィルター材。
  9. 【請求項９】 第１の群の繊維をかさで約７０％含む、請求項８に記載のフ
    ィルター材。
  10. 【請求項１０】 少なくとも第１の群の繊維が炭素繊維を含む、請求項１な
    いし９のいずれか１項に記載のフィルター材。
  11. 【請求項１１】 第２の群の繊維がガラス繊維を含む、請求項１ないし１０
    のいずれか１項に記載のフィルター材。
  12. 【請求項１２】 第１の群の繊維を処理して高沸点及び低沸点蒸気の両者の
    吸収を可能にした、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のフィルター材。
  13. 【請求項１３】 高沸点蒸気が５０℃より高く、低沸点蒸気が５０℃より低
    い、請求項１２に記載のフィルター材。
  14. 【請求項１４】 バインダー、第１及び第２の群の繊維を共に混合すること
    を含む、粒子と蒸気の両者をろ過するのに適する複合物形態のフィルター材の製
    造方法であって、第１の群の繊維が相対的に大きい直径を有しかつ第２の群の繊
    維が相対的に小さい直径を有する方法。
  15. 【請求項１５】 材をシート状に製造し、次いで防毒マスク中に層状に組み
    込むための大きさに切断する、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のフィルター材
    を組み込んだフィルターユニットを備えた防毒マスク。
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