KR101146573B1 - 통합된 입자- 및/또는 연무질-여과 기능을 갖는 흡착 여과 재료 및 그것의 용도 - Google Patents

통합된 입자- 및/또는 연무질-여과 기능을 갖는 흡착 여과 재료 및 그것의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며 생물학적 및/또는 화학적 유해물, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료를 제공하며, 흡착 여과 재료는 다층 구조물을 갖고, 다층 구조물은 캐리어 층, 캐리어 층에 할당된, 바람직하게는 캐리어 층에 정착된 흡착 층, 선택적으로 캐리어 층으로부터 먼쪽에 있는 흡착 층 면에 배치된 커버 층을 포함하며, 여기서 흡착 여과 재료는 바람직하게는 흡착 층과 커버 층 사이에 배치되는 입자 및/또는 연무질 여과층을 추가로 구비하며, 여기서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1.1 ㎛ 범위의 섬유 직경을 가지며, 바람직하게는 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡, 더 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위의 면적 중량을 갖는 섬유로부터 형성된 공기 투과성 텍스타일 직물로서 구현된다. 흡착 여과 재료는 모든 종류의 NBC 방호 재료(예를 들면 NBC 방호 의류)에 그리고 필터의 제조를 위해 특히 유용하다.
여과, 방호복, 흡착, 필터, 텍스타일, 직물, 부직물, 화학전, 생물전, 기체 투과성, 공기 투과성, 수증기 투과성.

Description

통합된 입자- 및/또는 연무질-여과 기능을 갖는 흡착 여과 재료 및 그것의 용도{ADSORPTION FILTER MATERIAL WITH INTEGRATED PARTICLE- AND/OR AEROSOL-FILTERING FUNCTION AND ITS USE}

본 발명은 특허청구범위 제 1 항의 서문에서 분류되는 바와 같이, 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며 생물학적 및/또는 화학적 유해물(noxiants), 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료 및 그것의 용도, 특히 모든 종류의 방호 재료, 특히 NBC 방호 의류, 및 또한 모든 종류의 필터 및 여과 재료를 제조하기 위한 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 흡착 여과 재료를 사용하여 제조되는 방호 재료, 특히 방호 의류(예를 들면 NBC 방호 의복), 및 또한 필터 및 여과 재료 자체에 관련된다.

피부에 의해 흡수되어 심각한 신체 피해를 가져오는 다수의 실재물이 있다. 그 예로는 미란성 Hd (Yellow Cross 및 머스타드 가스로도 알려짐) 및 신경가스 사린을 포함한다. 이러한 독소와 접촉하기 쉬운 사람들은 적당한 방호복을 착용하거나, 또는 적당한 방호 재료에 의해 이들 독소로부터 보호되어야 한다.

원칙적으로 세가지 유형의 방호복이 있다. 즉, 생물학적 및 화학적 독소에 불침투성인 고무 층이 구비되어 있고, 착용자에게 열 축적을 매우 신속하게 가져오 는 공기 및 수증기 불침투성 방호복; 수증기는 투과하나 생물학적 및 화학적 독소는 투과하지 않는 막이 구비된 방호복; 그리고 최고의 착용감을 제안하는 공기 및 수증기 투과성 방호복이다.

NBC(화생방) 방호 의류는 따라서 종래에는 불침투성 시스템 (예를 들면 부틸 고무로 된 옷 또는 멤브레인을 갖는 옷)이거나 아니면 침투성의, 공기 투과성 흡착 여과 시스템, 특히 활성탄을 기재로 한 것들(예를 들면 가루 탄소, 활성탄 섬유 재료 또는 스페로카본, 등)이다.

공기 불침투성 멤브레인복은 한편으로는 전쟁 작용제 등과 같은 화학적 및 생물학적 독소에 대해 비교적 양호한 보호를 가져오고 다른 한편으로는, 멤브레인의 공기 불투과성 또는 불침투성 때문에 연무질 및 유해물 입자에 관하여 방호 성능을 또한 제안하는 한편, 침투성의, 공기 투과성 흡착 방호복은 화학적 독소에 관하여 매우 양호한 보호를 제안하나, 연무질 및 유해물 입자에 관하여 단지 부적당한 보호만을 제공한다.

생물학적 방호를 개선하기 위해, 투과성인 흡착 여과 시스템, 특히 활성탄을 기재로 한 것에는 특히 금속 또는 금속 화합물을 기재로 한 살균(biocidal) 또는 정균(biostatic) 촉매를 활성탄에 혼입시킴으로써 종종 촉매 활성 성분 또는 촉매를 부여한다. 그러나, 이것은 유해물 연무질 (예를 들면 미세하게 분산된 화학적 유해물, 특히 전쟁 작용제) 또는 유해물 입자(예를 들면 유해물 미생물 또는 캐리어 입자에 정착된 미생물, 예를 들면 생물학적 전쟁 작용제로서 사용된 바이러스 또는 박테리아)에 관하여 불량한 방호 성능의 문제를 해결하지 못한다.

그러므로, 본 발명은 그 목적이 종래 기술의 상기한 단점을 회피하거나 또는 적어도 경감하는 흡착 여과 재료, 또는 방호 재료를 제공하는 것이다. 특히, 이러한 흡착 여과 또는 방호 재료는 모든 종류의 NBC 방호 재료, 예를 들면 NBC 방호 의류, 및 또한 필터 및 여과 재료의 제조를 위해 특히 적합해야 한다.

본 발명은 또한 그 목적이 화학적 및/또는 생물학적 독소 또는 유해물, 특히 화학적 전쟁 작용제에 관해서뿐만 아니라 유해물 입자 및/또는 연무질에 관해서도 방호를 제공하는 침투성의, 특히 기체 또는 공기 투과성 흡착 여과 또는 방호 재료를 제공하는 것이다.

본 발명의 구체적인 목적은 2006년 5월 11일자 독일 특허 출원 DE 10 2006 021 905.8에 기술되어 있는 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며 생물학적 및/또는 화학적 유해물에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료를 개선하기 위한 것이다.

상기한 문제는 특허청구범위 제 1 항에 따르는 흡착 여과 재료에 의해 본 발명의 범위에서 해결된다. 또한, 본 발명의 흡착 여과 재료의 유리한 구체예는 각각의 종속항들의 주제를 형성한다.

본 발명은 또한 모든 종류의 방호 재료, 구체적으로 방호복, 방호 장갑, 방호 신발, 방호 양말, 머리 보호 장구 등과 같은, 특히 민간 지역 또는 군 작전지역을 위한 방호 의류, 그리고 바람직하게는 NBC 배치기간(deployment)을 위한 모든 종류의 방호 커버류의 방호 재료를 제조하기 위한 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료의 사용을 제공하며, 또한 이와 같이 제조된 상기한 종류의 방호 재료 자체를 제공한다.

본 발명은 최종적으로, NBC 호흡용 마스크 필터, 냄새 필터, 시트 필터, 공기 필터, 특히 실내 공기 클리닝, 흡착능 있는 지지 구조물을 위한 필터 및 의료 지역을 위한 필터와 같은, 특히 공기 및/또는 기체 흐름으로부터의 특히 모든 종류의 유해물, 취기제 및 독성물 실재물을 제거하기 위한 모든 종류의 필터 및 여과 재료를 제조하기 위한 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료의 사용을 제공하며, 또한 이와 같이 제조된 상기한 종류의 필터 및 여과 재료 자체를 제공한다.

본 발명은 따라서 - 본 발명의 제 1 양태에 따라 - 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며(즉, 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 여과 기능을 가짐) 생물학적 및/또는 화학적 유해물, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료를 제공하며, 흡착 여과 재료는 다층 구조물을 갖고, 다층 구조물은

- 캐리어 층,

- 캐리어 층에 할당된, 바람직하게는 캐리어 층에 정착된 흡착 층,

- 선택적으로 캐리어 층으로부터 먼쪽에 있는 흡착 층 면에 배치된 커버 층, 그리고

- 입자 및/또는 연무질 여과층, 바람직하게는 입자 및 연무질 여과층을 가지며,

여기서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1.1 ㎛ 범위의 섬유 직경을 가지며, 그리고 바람직하게는 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡ 그리고 더 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위의 면적 중량(areal weight)을 갖는 섬유로부터 형성된 공기 투과성 텍스타일 직물로서 구현된다.

환언하면, 본 발명은 본 발명의 이 양태에 따라, 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며 생물학적 및/또는 화학적 유해물, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료를 제공하는데, 이것은 2006년 5월 11일자 독일 특허 출원 DE 10 2006 021 905.8을 기초로 하여 본 발명의 더욱 개선점으로 구성되며, 여기서 입자 및/또는 연무질 여과층은 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1.1 ㎛의 범위의 섬유 직경을 가지며, 바람직하게는 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡ 그리고 더 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위의 면적 중량을 갖는 섬유로부터 형성된 공기 투과성 텍스타일 직물로서 구현된다.

본 발명의 기본 개념은 입자 및/또는 연무질 여과층으로서 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1.1 ㎛의 범위의 섬유 직경을 가지며, 바람직하게는 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡, 더 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위의 면적 중량을 갖는 섬유로부터 형성된 공기 투과성 텍스타일 직물을 사용함으로써 효율적으로 입자 및 연무질 방호성에 관하여 흡착 여과 재료 자체에 포함 또는 함침된, 입자 및/또는 연무질 여과층, 바람직하게는 입자 및 연무질 여과층에 기초하여 흡착 여과 재료에 추가의 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호 기능을 구비한 다층 구조물의 DE 10 2006 021 905.8 흡착 여과 재료를 개선하는 것이다. 이것은 본 출원인이 놀랍게도 이것이 연무질 및 입자 방호성을 개선/최적화하는 효과적인 방법이라는 것을 발견했기 때문이다.

이것은 흡착 여과 시스템, 특히 활성탄이 바람직하게는 입상 형태로 적용된 텍스타일 재료를 기재로 한 것들에 의해 제공된 연무질 및 입자 방호성의 효과적인 향상/개선을 달성하는 것을 가능하게 한다. 이하에 보다 구체적으로 기술되는 바와 같이, 이와 같이 구성된 여과 시스템/재료는 90% 이상, 바람직하게는 99% 이상의 효율을 가지고 예를 들면 오일, 염분, 분진 등의 연무질을 신뢰할 만하게 그리고 효율적으로 보유한다.

일반적으로 입자 및/또는 연무질 여과층은 흡착 층에 직접 배치되는데, 특히 흡착 층 위에 또는 흡착 층에 정착되며, 바람직하게는 그 위에 적층된다. 그러므로, 환언하면, 입자 및/또는 연무질 여과층은 일반적으로 흡착 층과 커버 층(즉, 사용 상태에서 외부 또는 바깥 층인 층, 예를 들면 겉옷 직물) 사이에 배치된다. 즉, 입자 및/또는 연무질 여과층은 일반적으로 캐리어 층으로부터 먼쪽에 있는 흡착 층 면에 배치되며, 여기서 입자 및/또는 연무질 여과층은 보통 흡착 층에/위에 (예를 들면 적층에 의해서 또는 바람직하게는 불연속 접착, 바람직하게는 적층에 의해서), 바람직하게는 적층에 의해서 직접 정착되며, 또는 다르게는 입자 및/또는 연무질 여과층은 커버 층에/위에 또는 달리 커버 층 및 흡착 층에/위에 (예를 들면 적층에 의해서 또는 바람직하게는 불연속 접착에 의해서, 바람직하게는 적층에 의해서) 정착된다. 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료의 사용 상태에서, 커버 층은 유해물 쪽에 면하는 바깥 층(예를 들면 겉옷 직물)이며, 따라서 오염제거할 예를 들면, 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제의 유해물 함유 흐름은 커버 층을 통과하고 그 다음 입자 및/또는 연무질 여과층에 충돌하여, 이로써 입자 및/또는 연무질이 보유되고 그 다음, 흐름에 여전히 남아있는 화학적 및/또는 생물학적 유해물, 특히 전쟁 작용제는 후속 흡착 층에 충돌하여 이로써 그것들이 흡착되고 무해하게 된다.

상기 기재한 바와 같이, 입자 및/또는 연무질 여과층은 유리하게는 흡착 층에 또는 위에 (예를 들면 적층에 의해서 또는 바람직하게는 불연속 접착에 의해서, 바람직하게는 적층에 의해서) 직접 정착된다. 다르게는, 입자 및/또는 연무질 여과층은 그러나, 또한 커버 층에 또는 위에 또는 달리 커버 층 및 흡착 층에 또는 위에 (예를 들면 적층에 의해서 또는 바람직하게는 불연속 접착에 의해서, 바람직하게는 적층에 의해서) 정착된다.

전술한 다층 구조 때문에, 본 발명의 흡착 여과 재료는 효율적인 입자 및/또는 연무질 방호성뿐만 아니라 생물학적 및/또는 화학적 유해물, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 효율적인 방호성을 단일 재료에 조합한다.

입자 및 연무질에 관하여 본 발명의 흡착 여과 재료에 의해 제안된 방호 성능은 종래의 멤브레인 시스템에 필적할만 하나, 본 발명의 흡착 여과 재료의 기체 투과성, 특히 공기 투과성 또는 침투성은 그것으로 만든 NBC 방호복의 착용감이 멤브레인복과 비교하여 뚜렷하게 향상되어 있다는 것을 의미한다.

입자 및/또는 연무질 여과층은 일반적으로 레이드 또는 본디드 직물, 특히 부직물을 기재로 한 공기 투과성 텍스타일 직물로서, 더 바람직하게는 부직물로서 구현된다. 본 발명에 따르면, 입자 및/또는 연무질 여과층이 전기방사, 멜트블로우 공정 또는 이들 두 공정의 조합에 의해 제조되는 것이 바람직하며, 이것은 예상외로, 이러한 재료가 양호한 공기 투과성 및 낮은 면적 중량과 결합된 연무질 및 입자 방호에 관하여 최상의 결과를 제공하기 때문이다.

본원에서 부직물 또는 부직포라는 용어는 본디드 직물로서 분류되는 가요성의 다공성 직물을 말하는데, 그것들은 경사 및 위사의 섞어짜기의 고전적 방법 또는 인터루핑에 의해서가 아니라, 텍스타일 섬유의 상호엉킴 및/또는 밀착성 및/또는 접착성 상호본딩에 의해서 제조되기 때문이다. 부직물은 밀착성이 일반적으로 섬유의 자동접착에 기인하는 스테이플 섬유 또는 필라멘트, 특히 합성(제조된) 섬유(예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 비스코스, 등)으로 구성되는 일반적으로 느슨한 재료들이다. 개개의 섬유들은 선호하는 방향(소위 배향 또는 크로스레이드 부직물)를 갖거나 또는 달리 비방향성(소위 랜덤 부직물)일 수 있다. 부직물은 물의 예리한 분사를 사용하여 니들링, 인터메싱 또는 엉킴에 의해 기계적으로 강고하게 할 수 있다(소위 스펀레이스드 부직물). 본 발명의 목적을 위해 특히 유용한 부직물은 예를 들면 스펀본딩, 멜트블로우 공정에 의해서 및 바람직하게는 전기방사에 의해서(예를 들면 US 6 641 773 B2 참조)에 의해서 제조될 수 있다. 접착에 의해 강고화된 부직물은 액체 바인더(예를 들면 아크릴레이트 폴리머, SBR/NBA, 폴리비닐에스테르 또는 폴리우레탄 분산물)로 섬유를 상호접착시킴으로써 또는 제조 과정에서 부직물에 혼합된 소위 바인더 섬유를 용융 또는 용해시킴으로써 형성된다. 밀착성 강고화에서는 섬유 표면을 적당한 화학물질로 가용화하고 압력에 의해 연접 또는 고온에서 함께 접합한다. 스펀본디드 부직물은 방사와 이어서 운반 벨트에 레이다운, 블로잉 또는 충적시킴으로써 형성된 직물이다. 추가의 사, 직물 또는 성형-루프 편물을 함유하는 부직물은 보강된 부직물로 간주된다. 이용가능한 원료의 다양성, 가능한 조합 및 개선 기술 때문에, 부직물 또는 부직포는 구체적인 목적에 특이적인 어떤 원하는 성질을 갖도록 하는 구체적인 방식으로 제조될 수 있다. 모든 텍스타일과 같이, 부직포 또는 부직물은 텍스타일 염색 및 마무리 조작을 받게 할 수 있다. 부직물 및 부직포의 개념에 관한 더욱 자세한 내용은 예를 들면 Rompp Chemielexikon, 10th edition, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York, Volume 6, 1999, 페이지 4889/4890, 표제: "Vliesstoffe"를 참고할 수 있고, 거기에 인용된 문헌을 포함하여 그 전체 명세서 내용이 본원에 참고로 포함된다.

본 발명에 따라 사용된 입자 및/또는 연무질 여과층의 면적 중량은 넓은 한계 내에서 다양할 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따라 사용된 입자 및/또는 연무질 여과층의 면적 중량은 일반적으로 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡ 그리고 더 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위이다. 그러나, 구체적인 계획된 용도 또는 개개의 경우에 따라 본 발명의 범위를 이탈하지 않고 상기한 값들로부터 벗어나는 것이 바람직할 수도 있고 또한 필요할 수도 있다.

특히 양호한 입자 및/또는 연무질 수집율은 사용된 입자 및/또는 연무질 여과층이 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1100 nm 그리고 더 바람직하게는 100 내지 1000 nm의 범위의 평균 직경을 갖는 직물 섬유로 구성되는 텍스타일 직물, 바람직하게는 부직물일 때 달성된다. 상기한 텍스타일 섬유 직경을 갖는 적합한 텍스타일 직물, 특히 부직물은 예를 들면 멜트블로우에서 또는 바람직하게는 전기방사 공정에서 얻어질 수 있다.

특히, 입자 및/또는 연무질 여과층은 텍스타일 섬유로 구성되고 텍스타일 섬유에 의해 경계를 이룬 기공들 또는 메시들을 갖는 텍스타일 직물로서 구성된다. 개개의 텍스타일 섬유들은 따라서 메시들(예를 들면 직물의 경우) 또는 기공들(예를 들면 부직물의 경우)과 경계를 접한다. 텍스타일 직물은 - 텍스타일 직물의 성질에 따라 - 200 ㎛ 이하, 특히 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 75 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 매우 특히 바람직하게는 40 ㎛ 이하 그리고 더욱더 바람직하게는 10 ㎛ 이하의 평균 기공 크기 또는 메시 크기를 가져야 한다. 이것은 무해하게 되어야 할 입자 및/또는 연무질과 관련하여 특히 양호한 수집율을 제공한다.

본 출원인은 놀랍게도 입자 및/또는 연무질 여과층이 텍스타일 섬유로 구성되고 텍스타일 섬유에 의해 경계를 이룬 기공들 또는 메시들을 갖는 상기한 종류의 텍스타일 직물일 때 입자 및/또는 연무질 여과층의 성능 용량은 텍스타일 섬유의 평균 직경에 대한 평균 기공 또는 메시 크기의 비율에 또한 결정적으로 의존한다는 것을 발견하였다. 일반적으로, 텍스타일 섬유의 평균 직경에 대한 평균 기공 또는 메시 크기의 비율은 0.1 내지 2000의 범위, 특히 1 내지 500의 범위, 바람직하게는 5 내지 350의 범위, 더 바람직하게는 10 내지 300의 범위 그리고 가장 바람직하게는 25 내지 250의 범위이어야 한다. 특히, 텍스타일 섬유의 평균 직경에 대한 평균 기공 또는 메시 크기의 비율은 2000 이하, 특히 500 이하, 바람직하게는 350 이하, 더 바람직하게는 300 이하 그리고 가장 바람직하게는 250 이하이어야 한다. 그러나, 텍스타일 섬유의 평균 직경에 대한 평균 기공 또는 메시 크기의 비율은 적어도 0.1, 특히 적어도 1, 바람직하게는 적어도 5, 더 바람직하게는 적어도 10, 더욱더 바람직하게는 적어도 25 그리고 한층 더 바람직하게는 적어도 40이어야 한다. 이것은 무해하게 되어야 할 입자 및 연무질과 관련하여 특히 효율적인 수집율을 제공한다.

상기 관찰한 바와 같이, 입자 및/또는 연무질 여과층은 일반적으로 텍스타일 섬유로 구성되는 텍스타일 직물이고 바람직하게는 부직물이다. 사용된 텍스타일 섬유는 합성 섬유(제조된 섬유의 동의어로 또한 언급됨), 특히 텍스타일 직물의 제조 공정의 맥락에서, 특히 멜트블로우 공정 또는 전기방사의 맥락에서 가공처리되거나 사용되는 이들 텍스타일 섬유이다. 입자 및/또는 연무질 여과층을 형성하는 텍스타일 직물을 구성하는 본 발명에 따라 적합한 텍스타일 섬유는 예를 들면 폴리에스테르(PES), 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌, 폴리비닐클로라이드(CLF), 폴리비닐리덴 클로라이드(CLF), 아세테이트(CA), 트리아세테이트(CTA), 폴리아크릴(PAN), 특히 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드(PA), 폴리비닐 알코올(PVAL), 폴리우레탄, 폴리비닐 에스테르, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDFs) 및 또한 그것들의 혼합물의 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 것은 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메트)아크릴레이트 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDFs) 및 또한 그것들의 혼합물이다. 앞서 언급한 텍스타일 섬유에 대한 코드는 독일 표준 명세서 DIN 60001-4(1991년 8월)로부터 유래한다.

텍스타일 섬유의 개념에 관하여 더 자세한 내용을 위해, Rompp Chemielexikon, loc. cit., 페이지 4477 내지 4479, 표제: "Textilfasern"을 들 수 있고, 그것 전체 개시 내용 및 그것에 인용되는 참고문헌들은, 참고문헌으로써 본원에 포함된다. 특히, 용어 텍스타일 섬유는 텍스타일 가공을 받을 수 있는 모든 섬유에 대해 총체적인 명칭으로서 이해되어야 하며; 텍스타일 섬유들에 공통의 특징은 그것의 단면에 대해 상당한 길이 및 또한 충분한 강도 및 가요성이지만, 텍스타일 섬유가 기원 및 재료 구성에 따라서 다른 군으로 지정될 수 있다. 본 발명의 범위에서, 용어 "텍스타일 섬유"는 매우 광범위하고 포괄적인 의미를 갖는 것으로 이해되어야 하며, 섬유 자체 만이 아니라, 섬유 유사 구조물, 예를 들면 필라멘트 등을 포함한다.

본 발명에 따라 바람직한 구체예에서, 본 발명의 흡착 여과 재료에서 커버 층은 텍스타일 직물, 그리고 바람직하게는 공기 투과성 텍스타일 재료, 바람직하게는 레이드 직물 또는 본디드 직물, 특히 부직물로서 구현되는데, 이것은 합성(제조된) 섬유로 구성되며, 여기서 합성(제조된) 섬유는 바람직하게는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 및/또는 폴리아크릴, 바람직하게는 폴리올레핀 (특히 폴리프로필렌) 및/또는 폴리에스테르의 군으로부터 선택될 수 있다. 커버 층에 대해서는 합성(제조된) 섬유로 구성되는 부직물로서, 특히 폴리올레핀 부직물(예를 들면 폴리프로필렌 부직물) 또는 폴리에스테르 부직물로서 구현되는 것이 특히 바람직하다.

특정 구체예에서, 본 발명은 본 발명의 이 양태에 따라 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며 생물학적 및/또는 화학적 유해물에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료를 제공하며, 흡착 여과 재료는 다층 구조물을 갖고, 다층 구조물은

- 캐리어 층,

- 캐리어 층에 할당된, 바람직하게는 캐리어 층에 정착된 흡착 층,

- 캐리어 층으로부터 먼쪽에 있는 흡착 층 면에 배치된 커버 층, 그리고

- 흡착 층과 커버 층 사이에 배치되고 바람직하게는 적층 또는 접착에 의해 커버 층 및/또는 흡착 층, 특히 흡착 층에 정착되는 입자 및/또는 연무질 여과층, 특히 입자 및 연무질 여과층을 포함하며,

여기서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1.1 ㎛ 범위의 섬유 직경을 가지며, 그리고 바람직하게는 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡ 그리고 더 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위의 면적 중량을 갖는 섬유로부터 형성된 공기 투과성 텍스타일 직물로서 구현되며, 여기서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 전기방사, 멜트블로우 공정 또는 이들 두 공정의 조합에 의해 제조되며, 여기서 커버 층은 텍스타일 직물, 바람직하게는 공기 투과성 텍스타일 재료, 바람직하게는 레이드 직물 또는 본디드 직물, 특히 부직물로서 구현되는데, 이것은 합성(제조된) 섬유로 구성되며, 여기서 커버 층을 형성하는 합성(제조된) 섬유는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 및/또는 폴리아크릴, 바람직하게는 폴리올레핀 및/또는 폴리에스테르의 군으로부터 선택된다.

무해하게 되어야 할 입자 및/또는 연무질과 관련하여 효율적인 수집율을 달성하기 위해, 입자 및/또는 연무질 여과층은 적어도 40%, 특히 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 70%, 더 바람직하게는 적어도 90% 그리고 가장 바람직하게는 적어도 95%의 DIN EN 779 (July 1993) 평균 자연 분진 효율 Em을 가져야 한다. 더 나아가서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 이 목적으로 적어도 50%, 특히 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 90%, 더 바람직하게는 적어도 95% 그리고 가장 바람직하게는 적어도 99%의 DIN EN 779 (July 1993) 평균 합성 분진 효율 Am을 가져야 한다.

DIN EN 779 표준(July 1993)은 일반적인 실내 공기에 대한 입자 공기 필터 기술의 요건, 시험 및 라벨링에 관여한다. 이 지침서에 따르면, 평균 합성 분진 효율 Am은 250 Pa의 최대 최종 압력 강하까지 흐르는 공기에서 기지량의 표준화된 인공 시험 분진을 갖는 견본의 반복된 분진 발생을 수반하는 중력 시험법에 의해 결정되며, 효율은 각 경우에 견본의 하류에 현수된 물질 필터를 칭량함으로써 질량 비율로부터 결정되며, 모든 개개 측정치들로부터 계산된 평균 합성 분진 효율 Am이 적용가능하며; 이 점에 관한 더 자세한 것은 DIN EN 779의 교본을 참고할 수 있다. 반대로, 평균 자연 분진 효율 Em은 공기 중의 자연 대기 분진에 관하여 효율의 반복된 측정에 의해 탈색 시험법에 의해 DIN 779에 따라 측정되며, 견본은 DIN EN 779에 따라 기지량의 표준화된 인공 시험 분진이 로딩된 최초 상태에서의 제 1 측정을 받게 하고, 그 후, 효율은 450 Pa의 최종 압력 강하에 이를 때까지 다시 결정되며, 효율의 측정은 견본의 상류 및 하류에서 이들이 동등하게 탈색되거나 흐릿해질 때까지 백색의 현수된 물질 필터 종이를 통해 흡인되어야 하는 그들 시험 공기 부피의 비교에 기초하며, 모든 개개 측정치들로부터 계산된 평균 자연 분진 효율 Em이 적용가능하며; 이 점에 관한 더 자세한 것은 DIN EN 779의 교본을 참고할 수 있다.

더욱이, 양호한 입자 및 연무질 수집을 달성하기 위해, 입자 및/또는 연무질 여과층의 DIN EN 1822 (April 1989; DEHS 연무질, MPPS = 0.1 내지 0.3 ㎛) 누적 초기 투과율 Di은 50% 이하, 특히 40% 이하, 바람직하게는 30% 이하, 더 바람직하게는 20% 이하 그리고 가장 바람직하게는 10% 이하이어야 한다. DIN EN 1822의 시험 방법은 각 경우에 대부분의 침투하는 입자 크기(most penetrating particle size: MPPS, 여기서는: 0.1 내지 0.3 ㎛)에 해당하는 입자 직경에 대한 측정치를 기준으로 액체 시험 연무질(DEHS = 디에틸헥실 세바세이트)을 가지고 오염되지 않은 견본에서 수행된다. 조사의 제 1 단계에서, MPPS는 여과 매질의 편평한 샘플에서 결정되고, 후속 평가 및 필터의 분급은 단지 MPPS를 기초로 하여 행해진다. 제 2 단계에서, 적분 투과성 Di 을 그때, 모두 공칭 부피 흐름에서 MPPS에 대한 블로우아웃 면적 및 필터의 압력 강하를 통해 결정한다. 이 점에 관한 더 자세한 것은 DIN EN 1822의 교본을 참고할 수 있다.

유리하게는, 입자 및/또는 연무질 여과층은 그것이 0.1 m/s의 유입 속도에서 0.1 내지 0.3 ㎛ 범위의 직경을 갖는 입자 및/또는 연무질에 관하여 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%의 평균 수집율을 갖도록 구성된다.

더 나아가서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 0.1 m/s의 유입 속도에서 직경 ≥2㎛, 특히 ≥1.5㎛ 그리고 바람직하게는 ≥1.0 ㎛를 갖는 입자 및/또는 연무질에 관하여 적어도 95%, 특히 적어도 98%, 바람직하게는 적어도 99%의 평균 수집율을 가져야 한다.

입자 및/또는 연무질 여과층의 두께는 0.001 내지 10 mm의 범위, 특히 0.1 내지 5 mm의 범위 그리고 바람직하게는 0.01 내지 1 mm의 범위이어야 한다.

특정 구체예에서, 입자 및/또는 연무질 여과층은 고효율 침투 또는 입상 공기(high efficiency penetration or particulate air: HEPA) 필터로서 또는 초저 침투 또는 입상 공기(ultra low penetration or particulate air: ULPA) 필터로서 구성될 수 있다.

본 발명의 흡착 여과 재료 전체에 대해 양호한 기체 투과성, 특히 공기 투과성을 보장하고 따라서 NBC 방호복으로 가공처리시에 높은 착용감을 보장하기 위해, 입자 및/또는 연무질 여과층은 양호한 기체 투과성, 특히 공기 투과성을 가져야 한다. 일반적으로 입자 및/또는 연무질 여과층의 기체 투과성, 특히 공기 투과성은 127 Pa의 흐름 저항에서 적어도 10 l?m-2?s-1, 특히 적어도 30 l?m-2?s-1, 바람직하게는 적어도 50 l?m-2?s-1, 더 바람직하게는 적어도 100 l?m-2?s-1 그리고 가장 바람직하게는 적어도 400 l?m-2?s-1 이상이어야 한다.

본 발명에 따라 고안된 흡착 층은 원칙적으로 본 발명의 흡착 여과 재료의 범위에서 적합한 어떤 원하는 흡착능 있는 재료로도 구성될 수 있다.

본 발명에 따라 바람직한 구체예에서, 흡착 층은 활성탄을 기재로 구성된다. 즉, 흡착능 있는 층은 활성탄을 포함하거나 또는 활성탄으로 구성된다. 활성탄은 활성탄 입자 및/또는 활성탄 섬유의 형태로 존재할 수 있다.

예를 들면, 흡착 층은 활성탄의 개별 입자를 포함하거나 또는 개별 입자로 구성되는데, 바람직하게는 그래뉼 형태("그래뉼로카본") 또는 구립 형태("스페로카본")이다. 특히, 이 경우에 활성탄 입자의 평균 직경은 <1.0mm, 바람직하게는 <0.8mm, 더 바람직하게는 <0.6mm이다. 활성탄 입자의 평균 직경은 특히 적어도 0.1mm이다. 이 구체예에서, 활성탄 입자는 10 내지 500g/㎡, 특히 25 내지 400g/㎡, 바람직하게는 50 내지 300g/㎡, 더 바람직하게는 75 내지 250g/㎡, 그리고 훨씬 더 바람직하게는 80 내지 200g/㎡의 양으로 사용될 수 있다. 특히, 활성탄, 특히 활성탄 그래뉼 또는 구립의 개개 입자 당 5 뉴톤, 특히 적어도 10 뉴톤 및/또는 20 뉴톤까지의 파열 압력을 가지는 이러한 활성탄 입자가 사용된다.

대안으로는, 그러나 흡착 층은 또한, 특히 활성탄 직물의 형태의 활성탄 섬유로 형성될 수 있거나, 또는 활성탄 섬유를 포함할 수 있다. 이 구체예는 특히 10 내지 300g/㎡의 범위, 특히 20 내지 200g/㎡의 범위, 그리고 바람직하게는 30 내지 150g/㎡의 범위의 면적 중량을 가지는 활성탄 직물을 이용한다. 본 발명의 목적을 위해 유용한 활성탄 섬유 직물은 예를 들면 직물, 루프-형성된 편물, 레이드 또는 본디드 활성탄 섬유 직물을 포함하며, 특히 탄화되고 활성화된 셀룰로스 및/또는 탄화되고 활성화된 아크릴로니트릴을 기재로 한다.

마찬가지로 한편으로는 활성탄 입자와, 다른 한편으로는 활성탄 섬유를 조합함으로써 흡착 층을 형성하는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면, 흡착 층을 형성하기 위하여 사용되는 활성탄(즉, 활성탄의 입자 또는 섬유)이 적어도 800㎡/g, 특히 적어도 900㎡/g, 바람직하게는 적어도 1000㎡/g, 그리고 더 바람직하게는 800 내지 2500 ㎡/g 범위의 내부 표면적(BET)을 갖는 것이 바람직하다.

흡착 효율 및 흡착 성능을 향상시키기 위해, 특히 생물학적 유해물, 특히 생물학적 전쟁 작용제에 관해서 또한 향상 또는 개선된 방호 성능을 얻기 위해, 흡착 층, 특히 활성탄 입자 및/또는 활성탄 섬유에 적어도 하나의 촉매를 혼입하도록 하는 것이 가능하다. 본 발명의 목적을 위해 유용한 촉매는 예를 들면 효소 및/또는 금속, 바람직하게는, 특히 구리, 은, 카드뮴, 백금, 팔라듐, 로듐, 아연, 수은, 티타늄, 지르코늄 및/또는 알루미늄의 군으로부터의 금속을, 바람직하게는 대응하는 금속 이온의 형태로 포함한다. 촉매의 양은 넓은 범위 내에서 다양하며, 일반적으로, 흡착 층의 중량을 기준으로 0.05중량% 내지 12중량%의 범위, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%의 범위 그리고 더 바람직하게는 2중량% 내지 8중량%의 범위이다. 연무질 및/또는 입자 여과층을 통해 침투된 어떤 생물학적 유해물도 이로써 효과적인 방식으로 무해하게 될 수 있다.

상기한 바와 같이, 흡착 층은 캐리어 층에 정착 또는 고정된다. 일반적으로, 흡착 층의 캐리어 층에의 고정은 접착제에 의해 실행되는데, 이것은 양호한 기체 투과성, 특히 공기 투과성이 캐리어 층에 보유되도록 하고 이로써 흡착 여과 재료 전체에 보유되도록 하기 위해 캐리어 층 위에 단지 불연속적으로 또는 점 형태로 도포하는 것이 유리하다. 접착제는 10 내지 80 g/㎡, 특히 20 내지 60 g/㎡ 그리고 바람직하게는 30 내지 50 g/㎡의 부가물로 도포되어야 한다. 유리하게는 접착제는 캐리어 층의 표면의 50% 이하, 바람직하게는 캐리어 층의 표면의 40% 이하, 더 바람직하게는 캐리어 층의 표면의 30% 이하 그리고 가장 바람직하게는 캐리어 층의 표면의 25% 이하가 접착제로 덮히도록 도포된다. 일반적으로, 접착제는 접착제의 점들의 형태로 규칙적 또는 불규칙적 그리드의 형태로 캐리어 층 위에 도포되거나, 또는 위에 프린트되고, 이어서 흡착 층(예를 들면 활성탄의 개별 입자들)이 그때 접착제의 점들에서 결합하도록 만들어진다.

캐리어 층은 원칙적으로 어떤 텍스타일 직물도 될 수 있고, 바람직하게는 어떤 공기 투과성 텍스타일 재료도 될 수 있다. 텍스타일 직물, 편물, 레이드 또는 본디드, 특히 부직물이 바람직하다. 일반적으로, 캐리어 층은 20 내지 200 g/㎡, 특히 30 내지 150 g/㎡ 그리고 바람직하게는 40 내지 120 g/㎡의 면적 중량을 갖는다.

본 발명의 흡착 여과 재료는 유리하게는 바깥 표면에서(즉, 흡착 층으로부터 먼쪽인 입자 및/또는 연무질 여과층의 쪽에) 커버 층을 구비하는데, 이것은 유리하게는 입자 및/또는 연무질 여과층에 (예를 들면 적어도 섹션 별로 적층 또는 접착에 의해) 정착/고정된다. 커버 층의 존재는 입자 및/또는 연무질 여과층에 관한 개선된 마모 및 인열 보호를 가져오고, 예를 들면 세척 내구성과, 또한 본 발명 재료의 착용 상태 내구성에 있어서도 개선을 가져온다.

본 발명에 따라 선택적으로 고안된 커버 층은 일반적으로 마찬가지로 텍스타일 직물, 바람직하게는 어떤 공기 투과성 텍스타일 재료로서, 예를 들면 직물, 편물, 레이드 또는 본디드 직물, 특히 부직물로서 구성된다. 일반적으로, 커버 층은 50 내지 300 g/㎡, 특히 75 내지 275 g/㎡, 바람직하게는 100 내지 250 g/㎡ 그리고 더 바람직하게는 120 내지 250 g/㎡의 면적 중량을 갖는다.

연무질 방호를 개선하기 위해 특히, 커버 층은 특히 그것의 바깥 표면에서 바람직하게는 적당한 혼입물에 의해 소유화(oleophobicized) 및/또는 소수화(hydrophobicized)될 수 있고, 바람직하게는 소유화 및 소수화될 수 있다. 비교적 큰 방울의 유해물 및 독성물이 커버 층 위에 앉게 되는 경우에, 커버 층의 표면의 소유화 및/또는 소수화가 그것들을 본 발명의 흡착 여과 재료의 표면 위로 분포되게 할 수 있다. 이 목적으로 적합한 소유 및 소수화제는 당업자에게 잘 공지되어 있다(예를 들면 플루오로카본 수지 등과 같은 플루오로폴리머).

특히 연무질 방호 및 생물학적 유해물에 관한 방호를 개선하기 위해, 커버 층 및/또는 캐리어 층, 바람직하게는 캐리어 층은 바람직하게는 촉매적 활성 성분에 기초한 항균 및/또는 정균 마무리를 구비할 수도 있고(공동 양도받은 독일 특허 출원 DE 10 2005 056 537 및 독일 실용신안 출원 DE 20 2005 018 547 참조, 이 점에 관한 그 전체 명세서 내용은 본원에 참고로 포함된다); 흡착 층에 대한 캐리어로서 역할을 하고 흐름 방향으로 커버 층 및 연무질/입자 여과층에 이어지는 캐리어 층을 항균 또는 정균 효과의 촉매 활성 성분으로 특별히 마무리하는 것은 유리하게 소유화 및/또는 소수화된 커버 층을 통해서 그리고 흐름 방향으로 이어지는 연무질 및/또는 입자 여과층을 통해서 침투하는데 성공한 어떤 생물학적 유해물도 무해하게 되게 하는 효과적인 방법을 제공한다. 예를 들면, 독성 포자들도 이런 식으로 무해하게 되게 하거나 죽일 수 있고, 어떤 가능한 재연무질화의 문제도 효율적으로 반작용시킬 수 있다. 항균 또는 정균 효과의 촉매 활성 성분은 각각 바람직하게는 텍스타일 직물로서 구성된 특히 커버 층 및/또는 캐리어 층에, 바람직하게는 단지 캐리어 층에만, 특히 직물을 형성하는 섬유, 사, 얀, 필라멘트 등에 구체적으로 포함시킬 수 있고, 포함시키는 방법의 예는 방사, 압출, 혼입, 화학적 및 플라즈마 화학적 처리 공정 등이다. 유용한 항균 또는 정균 효과의 촉매 활성 성분은 특히 구리, 은, 카드뮴, 백금, 팔라듐, 로듐, 아연, 수은, 티타늄, 지르코늄 및/또는 알루미늄 그리고 또한 그들의 이온 및/또는 염들의 군으로부터의 금속 또는 금속 화합물, 바람직하게는 구리 및 은 그리고 또한 그들의 이온 및/또는 염들, 더 바람직하게는 Ag, Ag2O, Cu, Cu2O 및 CuO의 군으로부터의 것들, 그리고 또한 그들의 혼합물을 포함한다. 전체 층을 기준으로 한 촉매 활성 성분의 양은 0.001중량% 내지 20중량%의 범위, 특히 0.005중량% 내지 10중량%의 범위 그리고 바람직하게는 0.01중량% 내지 5중량%의 범위로 다양할 수 있다. 정균 및 항균 작용을 갖는 촉매 활성의 성분을 도포한 것으로서 본 발명의 목적을 위해 유용한 텍스타일 직물은, 예를 들면 Cupron Corporation(미국 뉴욕), Foss Manufacturing Company Inc.(미국 뉴햄프셔 햄프톤) 또는 Noble Fiber Technologies(미국 펜실베니아 클라크 서밋)으로부터 상업적으로 이용가능하다.

마찬가지로, 특히 연무질 방호 및 생물학적 유해물에 관한 방호를 개선하기 위해 - 커버 층 및/또는 캐리어 층에 대안으로 또는 누적하여 - 연무질 및/또는 입자 여과층은 또한 바람직하게는 촉매 활성 성분에 기초하여 항균 및/또는 정균성 부가/부여를 구비할 수도 있고; 커버 층 및/또는 캐리어 층의 항균 및/또는 정균성 부가/부여에 관한 상기 열거내용은 필요한 변경을 가하여 적용한다(공동 양도받은 독일 특허 출원 DE 10 2005 056 537 및 독일 실용신안 출원 DE 20 2005 018 547 참조, 이 점에 관한 그 전체 명세서 내용은 본원에 참고로 포함된다). 항균/정균 효과의 촉매 활성 성분은 연무질 및/또는 입자 여과 층에, 특히, 더 구체적으로 연무질 및/또는 입자 여과 층을 형성하는 섬유, 사, 얀, 필라멘트 등에 , 예를 들어서 방사, 압출, 혼입 공정, 화학적 및 플라즈마 화학적 처리 공정 등에 의해 포함시킬 수 있다. 유용한 항균/정균 효과의 촉매 활성 성분은 특히 구리, 은, 카드뮴, 백금, 팔라듐, 로듐, 아연, 수은, 티타늄, 지르코늄 및/또는 알루미늄 그리고 또한 그들의 이온 및/또는 염들의 군으로부터의 금속 또는 금속 화합물, 바람직하게는 구리 및 은 그리고 또한 그들의 이온 및/또는 염들, 더 바람직하게는 Ag, Ag2O, Cu, Cu2O 및 CuO의 군으로부터의 것들, 그리고 또한 그들의 혼합물을 포함한다. 전체 층을 기준으로 한 촉매 활성 성분의 양은 0.001중량% 내지 20중량%의 범위, 특히 0.005중량% 내지 10중량%의 범위 그리고 바람직하게는 0.01중량% 내지 5중량%의 범위로 다양할 수 있다.

커버 층은 또한 (예를 들면 인산 에스테르 혼입에 의해) 난연성이 될 수도 있다. 커버 층은 또한 대전방지성이 되게 할 수도 있다. 더 이상의 구체예에서, 커버 층은 또한 적외선(IR) 반사성을 가질 수도 있다. 마지막으로, 커버 층은 또한, 특히 NBC 방호복을 제조하기 위해 사용될 때, 유해물이 면하는 쪽에(즉 사용 상태에서 바깥 표면에) 위장(camouflage) 프린트를 구비할 수도 있다.

일반적으로, 캐리어 층 및/또는 커버 층은 천연 및/또는 합성 섬유, 바람직하게는 합성(제조된) 섬유로 구성되는 텍스타일 직물일 수도 있다. 커버 층 및/또는 캐리어 층을 형성하기에 유용한 합성(제조된) 섬유는 예를 들면 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀(예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌), 폴리우레탄, 폴리비닐 및/또는 폴리아크릴의 군으로부터 선택된다.

본 발명에 따라 바람직한 구체예에서, 구체적으로 커버 층은 텍스타일 직물, 바람직하게는 공기 투과성 텍스타일 재료, 바람직하게는 레이드 직물 또는 본디드 직물, 특히 부직물로서 구현되는데, 이것은 합성(제조된) 섬유로 구성된다. 합성(제조된) 섬유는 구체적으로 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리비닐 및/또는 폴리아크릴, 바람직하게는 폴리올레핀 및/또는 폴리에스테르의 군으로부터 선택될 수 있다. 커버 층은 바람직하게는 합성(제조된) 섬유로 구성되는 부직물로서, 특히 폴리올레핀 부직물 또는 폴리에스테르 부직물로서 구현된다.

상기한 층들 뿐만 아니라, 본 발명의 흡착 여과 재료는 또한 다른 층들, 특히 텍스타일 겹들(plies)을 함유할 수도 있다. 이것들은 상기한 층들의 위에, 아래에 또는 사이에 배치될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 흡착 여과 재료는 기체 투과성, 특히 공기 투과성, 및/또는 물 투과성 및/또는 수증기 투과성이다. 이것은 NBC 방호복으로 가공처리시 우수한 착용감을 제공한다.

일반적으로, 본 발명의 흡착 여과 재료는 127 Pa의 흐름 저항에서 적어도 10 l?m-2?s-1, 특히 적어도 30 l?m-2?s-1, 바람직하게는 적어도 50 l?m-2?s-1, 더 바람직하게는 적어도 100 l?m-2?s-1 그리고 가장 바람직하게는 적어도 400 l?m-2?s-1 및/또는 10 000 l?m-2?s-1까지의 기체 또는 공기 투과 속도를 갖는다. 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료의 기체 또는 공기 투과성은 적어도 본질적으로 연무질 및/또는 입자 여과층에 의해 결정되거나 제한되기 때문에, 본 발명의 흡착 여과 재료 전체의 기체 또는 공기 투과성은 본질적으로 연무질 및/또는 입자 여과층의 기체 또는 공기 투과성에 해당한다.

일반적으로, 본 발명의 흡착 여과 재료는, 특히 본 발명의 흡착 여과 재료에 대해 0.1 내지 10 mm, 특히 0.2 내지 5 mm 그리고 바람직하게는 0.5 내지 3.0 mm의 전체 단면 두께와 결합했을 때, 200 내지 1000 g/㎡의 범위, 특히 225 내지 800 g/㎡의 범위, 바람직하게는 250 내지 600 g/㎡의 범위 그리고 더 바람직하게는 300 내지 500 g/㎡의 범위의 전체 면적 중량을 갖는다.

본 발명의 흡착 여과 재료의 NBC 방호 의류로의 가공처리시 착용감을 향상시키기 위해, 본 발명의 흡착 여과 재료는, 24 h 당 적어도 5 l/㎡, 특히 24 h 당 적어도 10 l/㎡, 바람직하게는 24 h 당 적어도 15 l/㎡, 더 바람직하게는 24 h 당 적어도 20 l/㎡ 그리고 가장 바람직하게는 24 h 당 적어도 25 l/㎡의 수증기 투과율을 가져야 한다. 수증기 투과율은 ASTM E 96의 Inverted Cup 방법에 의해 25℃에서 측정될 수 있다. 수증기 투과율(WVTR) 기준의 측정에 대해 더욱 자세한 내용에 대해서는, McCullough et al . "A Comparison of Standard Methods for Measuring Water Vapour Permeability of Fabrics" in Meas . Sci . Technol . [ Measurements Science and Technology], 14 , 1402-1408, August 2003을 참고할 수 있다. 이것은 양호한 착용감을 보장한다.

화학적 전쟁 작용제에 관하여 양호한 보호 효과를 보장하기 위해, 본 발명의 흡착 여과 재료는 일반적으로 CRDEC-SP-84010의 방법 2.2에 의해 측정된, 24 h 당 4 ㎍/c㎡ 이하, 특히 24 h 당 3.5 ㎍/c㎡ 이하, 바람직하게는 24 h 당 3.0 ㎍/c㎡ 이하 그리고 더 바람직하게는 24 h 당 2.5 ㎍/c㎡ 이하의 투과를 허용하는, 화학적 전쟁 작용제, 특히 비스[2-클로로에틸]술피드 (머스타드 가스, Hd 또는 Yellow Cross로도 알려짐)에 관한 장벽 효과를 갖는다.

본 발명의 추가 이점, 특성, 양태 및 특징은 도면에 도시되는 바람직한 구체예의 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 구체예에 따르는 본 발명의 흡착 여과 재료의 층 구조물을 통한 개략적인 단면도를 보여준다. 흡착 층이 개별 흡착제 입자, 특히 활성탄 입자로 형성되어 있다.

도 1은 본 발명의 특정 구체예에 해당하는 본 발명의 흡착 여과 재료(1)의 층 구조물(2)을 통한 개략적인 단면도를 보여준다. 본 발명에 따른 본 발명의 흡착 여과 재료(1)는 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호 기능과 또한 생물학적 및/또는 화학적 유해물에 관하여, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 보호 기능을 둘다 구비하는데, 캐리어 층(3), 캐리어 층(3)에 할당된, 바람직하게는 캐리어 층(3)에 정착된 흡착 층(4), 그리고 캐리어 층(3)으로부터 먼쪽에 있는 흡착 층(4) 면에 배치된 커버 층(5)을 포함하는 다층 구조물(2)을 갖는다. 게다가, 흡착 여과 재료(1)는 입자 및/또는 연무질 여과층(6), 바람직하게는, 조합된 입자 및 연무질 여과층(6)을 구비한다. 이러한 흡착 여과 재료(1)는 독일 특허 출원 DE 10 2006 021 905.8의 주제이다.

독일 특허 출원 DE 10 2006 021 905.8의 더욱 개선에 있어서, 본 발명 흡착 여과 재료(1)는 10 nm 내지 5 ㎛, 바람직하게는 100 nm 내지 1.1 ㎛ 범위의 섬유 직경을 가지며, 그리고 바람직하게는 1 내지 75 g/㎡, 특히 2 내지 50 g/㎡ 또는 바람직하게는 5 내지 15 g/㎡의 범위의 면적 중량을 갖는 섬유로부터 형성된 공기 투과성 텍스타일 직물로서 구현된 입자 및/또는 연무질 여과층(6)을 포함한다.

입자 및/또는 연무질 여과층(6)은 일반적으로 흡착 층(4)에 직접 배치되며, 특히 흡착 층(4)에 및/또는 위에 정착되고, 바람직하게는 그 위에 적층된다. 입자 및/또는 연무질 여과층(6)은 따라서 흡착 층(4)과 커버 층(5) 사이에 배치되고, 입자 및/또는 연무질 여과층(6)은 유리하게는 흡착 층(4)에 및/또는 위에 바람직하게는 적층에 의해 정착된다. 사용 상태에서, 초기에 무해화되게 할 연무질 및 입자를 포함하는 유해물은 외부 커버 층(5)을 통과한 후, 입자 및/또는 연무질 여과층(6) 에 충돌하는데, 여기서 문제의 유해물 입자 및 연무질을 무해화되게 하고, 입자 및 연무질이 없게된 후 화학적 및/또는 생물학적 유해물을 여전히 함유할 수도 있는 유해물 흐름은 그다음 최종적으로 흡착 층(4)에 충돌하고, 여기서 나머지 유해물이 흡착 과정에 의해 무해화되며, 촉매의 존재의 경우에는 추가로 또한 분해 과정에 의해 무해화된다.

일반적으로, 입자 및/또는 연무질 여과층(6)은 레이드 직물 또는 본디드 직물, 특히 부직물로서 구현되며 더 바람직하게는 부직물로서 구현된다. 입자 및/또는 연무질 여과층(6)은 전기방사, 멜트블로우 공정 또는 이들 두 공정의 조합에 의해 제조될 때 바람직하다.

도 1에 묘사된 예시 구체예에 따르는 본 발명 흡착 여과 재료(1)에 관한 이 점에 있어서 더욱 자세한 내용에 대해서는, 불필요한 반복을 피하기 위해, 일반적 설명의 부분에서 상기 관찰 내용을 참고할 수 있고, 이 관찰 내용은 따라서 도면의 묘사내용에 관해서 적용된다.

본 발명은 또한 모든 종류의 방호 재료(입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며, 또한 생물학적 및/또는 화학적 유해물, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 방호 성능을 둘다 갖는 방호 재료), 특히 방호 의류, 특히 방호복, 방호 장갑, 방호 신발, 방호 양말, 머리 보호 장구 등과 같은 민간 지역 또는 군 작전지역을 위한 방호 의류, 그리고 바람직하게는 NBC 배치기간을 위한 모든 종류의 방호 커버류의 방호 재료, 바람직하게는 모든 전술한 보호 재료를 제조하기 위한 앞서 기술된 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료의 사용을 제공한다.

본 발명은 또한, 모든 종류의 필터 및 여과 재료, 특히 공기 및/또는 기체 흐름으로부터의 특히 모든 종류의 유해물, 취기제 및 독성물 실재물을 제거하기 위한 필터 및 여과 재료, 예를 들면 NBC 호흡용 마스크 필터, 냄새 필터, 시트 필터, 공기 필터, 특히 실내 공기 클리닝을 위한 필터, 흡착능 있는 지지 구조물 및 의료 지역을 위한 필터를 제조하기 위한 앞서 기술된 바와 같은 본 발명의 흡착 여과 재료의 사용을 제공한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료를 사용하여 및/또는 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료를 포함하여 제조된, 전술한 모든 종류의 방호 재료 자체(즉, 입자 및/또는 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며, 또한 생물학적 및/또는 화학적 유해물, 특히 생물학적 및/또는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 방호 성능을 둘다 갖는 방호 재료), 특히 민간 지역 또는 군 작전지역을 위한, 특히 방호복, 방호 장갑, 방호 신발, 방호 양말, 머리 보호 장구 등과 같은 방호 의류 및 방호 커버류의 방호 재료 자체, 바람직하게는 NBC 배치기간을 위한 모든 전술한 방호 재료를 제공한다.

본 발명은 최종적으로, 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료를 사용하여 및/또는 본 발명에 따르는 흡착 여과 재료를 포함하여 제조된, 모든 종류의 필터 및 여과 재료, 특히 공기 및/또는 기체 흐름으로부터의 특히 모든 종류의 유해물, 취기제 및 독성물 작용제를 제거하기 위한 필터 및 여과 재료, 예를 들면 NBC 호흡용 마스크 필터, 냄새 필터, 시트 필터, 공기 필터, 특히 실내 공기 클리닝을 위한 필터, 흡착능 있는 지지 구조물 및 의료 지역을 위한 필터를 제공한다.

본 발명에 따른 상기한 사용에 관련하여서 및 본 발명에 따른 상기한 물품에 관련하여 더욱 자세한 내용에 대해서는, 본 발명에 따른 사용 및 본 발명에 따른 물품에 관하여 필요한 변경을 가하여 적용하는 본 발명의 흡착 여과 재료에 관련한 상기 관찰 내용을 참고할 수 있다.

본 발명의 더 이상의 구체예, 수정 및 변형은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상세한 설명을 읽을 때 당업자에게 쉽게 인식되며 실현가능하다.

본 발명을 이제 다음의 작업 실시예를 참고하여 예시하나 이것은 어떤 식으로든 본 발명을 제한하지 않을 것이다.

작업 실시예:

입자 및 연무질에 대한 통합된 여과층을 갖는 한가지 본 발명의 흡착 여과 재료를 부직포의 형태로 제조한다.

흡착 여과 재료를 약 95 g/㎡의 면적 중량을 갖는 텍스타일 캐리어 층을 점 그리드의 형태로 약 38 g/㎡의 접착제로 프린팅함으로써 제조하고, 여기에 약 0.4 mm의 평균 직경을 갖는 접착성 활성탄 구립을 이어서 약 165 g/㎡의 부가량으로 접착하도록 만든다. 접착제를 가교결합 및 경화시킨 후, 전기방사 공정으로 제조되는 약 125 nm의 섬유 직경을 갖는 폴리아미드 필라멘트 또는 섬유로 구성되는 부직물 형태의 입자 및 연무질 여과층(면적 중량: 약 15 g/㎡; 기공 직경: 약 25 ㎛; 공기 투과성: 127 Pa의 흐름 저항에서 약 380 l?m-2?s-1)을 흡착 층에 적층시 킨다. 부직물의 평균 기공도의 텍스타일 섬유 또는 필라멘트의 평균 직경에 대한 비율은 약 200이다.

공기 투과성 폴리올레핀(PO) 부직물(면적 중량: 약 38 g/㎡)을 이어서 핫멜트 접착제 웹에 의해 입자 및/또는 연무질 여과층에 고정시키는데, 이 커버 층은 외부 층으로서 기능하고 마모 및 인열 보호 역할을 한다.

이어서, 머스타드 가스에 관한 장벽 효과를 대류 흐름 시험의 일부로서 CRDEC-SP-84010의 방법 2.2에 의해 측정한다. 이 목적으로, 공기 흐름 함유 머스타드 가스를 흡착 여과 재료에 대해 약 0.45 cm/s의 유속으로 일정한 흐름 저항에서 흐르도록 허용하는 한편, 면적-특이적 돌파량을 16 시간 후 측정한다(80% 상대 습도, 32℃). 머스타드 가스에 대한 돌파량은 명백히 3 ㎍/c㎡ 미만이고, 따라서 흡착 여과 재료는 화학적 전쟁 작용제에 관하여 양호한 방호 성능을 나타낸다.

이어서, 흡착 여과 재료를 그것의 DIN EN 779 (July 1993) 평균 자연 분진 효율 Em 및 그것의 DIN EN 779 (July 1993) 평균 합성 분진 효율 Am에 대해 시험한다. DIN EN 779 평균 자연 분진 효율 Em은 약 95%이고, DIN EN 779 (July 1993) 평균 합성 분진 효율 Am은 약 98%이다. 이것은 본 발명의 흡착 여과 재료가 양호한 입자 및 연무질 방호성을 제공한다는 것을 나타낸다.

본 발명의 흡착 여과 재료를 또한 DIN EN 1822 (April 1998; DEHS 연무질, MPPS = 0.1 내지 0.3 ㎛) 누적 초기 투과율 Di에 대해 시험한다. 누적 초기 투과율 Di은 약 3%이다.

본 발명의 흡착 여과 재료는 더 나아가서 직경 ≥1 ㎛를 갖는 입자 및 연무질에 관하여 98% 이상의 수집율을 갖는다.

흡착 여과 재료를 이어서 5회의 세척 사이클을 받게 하고 이어서 전술한 측정을 반복한다. 유사한 결과들이 얻어진다. 즉, 본 발명의 흡착 여과 재료는 마모 및 인열에 내구적이며 세척에 의해서 효과를 손상시키지 않고 쉽게 재생된다.

Claims (28)

  1. 입자 및 연무질에 대한 통합된 방호성을 가지며 생물학적 및 화학적 유해물에 관하여 방호 성능을 갖는 흡착 여과 재료(1)로서, 흡착 여과 재료(1)는 다층 구조물(2)을 갖고, 다층 구조물(2)은
    - 캐리어 층(3),
    - 캐리어 층(3)에 할당되고 캐리어 층(3)에 정착된 흡착 층(4),
    - 흡착 층(4)의 면 중에서 캐리어 층(3)의 반대 면에 배치된 커버 층(5), 그리고
    - 입자 및 연무질 여과층(6)을 포함하는 흡착 여과 재료(1)에 있어서,
    입자 및 연무질 여과층(6)은 흡착 층(4)과 커버 층(5) 사이에 배치되고,
    입자 및 연무질의 여과층(6)은 10 nm 내지 1000 nm의 범위의 섬유 직경을 가지며, 1 내지 50 g/㎡의 범위의 면적 중량을 갖는 텍스타일 섬유로 구성되고 텍스타일 섬유에 의해 경계를 이루는 기공들 및 메시들을 갖는 공기 투과성 텍스타일 직물로서 구현되며,
    텍스타일 섬유의 평균 직경에 대한 평균 기공 크기 또는 메시 크기의 비율은 10 내지 500의 범위이고, 텍스타일 직물은 전기방사, 멜트블로우 공정 또는 이들 두 공정의 조합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 흡착 여과 재료(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 입자 및 연무질 여과층(6)은 레이드 직물 또는 본디드 직물로서 구현되는 것을 특징으로 하는 흡착 여과 재료.
  3. 제 1 항에 있어서, 텍스타일 직물은 200 ㎛ 이하의 평균 기공 또는 메시 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 흡착 여과 재료.
  4. 제 1 항에 있어서, 텍스타일 섬유의 평균 직경에 대한 평균 기공 또는 메시 크기의 비율은 10 내지 350의 범위인 것을 특징으로 하는 흡착 여과 재료.
  5. 제 1 항에 있어서, 사용된 텍스타일 섬유는 합성 섬유이고, 사용된 합성 섬유는 폴리에스테르(PES), 폴리올레핀, 폴리비닐클로라이드(CLF), 폴리비닐리덴 클로라이드(CLF), 아세테이트(CA), 트리아세테이트(CTA), 폴리아크릴(PAN), 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드(PA), 폴리비닐 알코올(PVAL), 폴리우레탄, 폴리비닐 에스테르, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDFs) 및 그것들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 흡착 여과 재료.
  6. 제 1 항에 있어서, 입자 및 연무질 여과층(6)은 0.1 m/s의 유입 속도에서 0.1 내지 0.3 ㎛ 범위의 직경을 갖는 입자 및 연무질에 관하여 적어도 95%의 평균 수집율을 가지며, 입자 및 연무질 여과층(6)은 0.1 m/s의 유입 속도에서 직경 ≥2㎛를 갖는 입자 및 연무질에 관하여 적어도 98%의 평균 수집율을 갖는 것을 특징으로 하는 흡착 여과 재료.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 흡착 여과 재료를 포함하는 방호 의류.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 흡착 여과 재료를 포함하는, 공기 및 기체 흐름으로부터의 유해물, 취기제 및 독성물 실재물을 제거하기 위한 여과 재료.
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