PL105354B1 - Sposob wytwarzania wlokniny warstwowej zwlaszcza filtracyjnej do masek ochronnych i wloknina warstwowa do masek ochronnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wlók¬ niny warstwowej, zwlaszcza filtracyjnej do masek ochron¬ nych i wlóknina warstwowa do masek np. respiratorów.

Znana jest maska ochronna dla usuwania szkodliwych -par z powietrza, zawierajaca porowata wlóknine, w której sa rozproszone czasteczki tlenku glinu. Czasteczki tlenku glinu sa nasypywane kaskadowo na puszysta warstwe wlókniny z wlókien cietych, uzyskana przez splatanie wlókien, która jest nastepnie rozcinana na arkusze o zada¬ nym ksztalcie, a brzegi cietych arkuszy sa nastepnie zgrze¬ wane. Maski tego rodzaju skutecznie usuwaja szkodliwe pary ale ich zywotnosc jest krótsza od wymaganej.

Krótka zywotnosc tego rodzaju masek ochronnych jest zwiazana z trudnosciami w uzyskaniu i utrzymaniu równo¬ miernego rozmieszczenia czastek we wlókninie. W czasie nasypywania czasteczek na warstwe wlókniny z wlókien cietych trudno jest uzyskac ich równomierne rozmieszcze¬ nie. Sadzi sie równiez, ze czasteczki znajdujace sie w goto¬ wym arkuszu migruja poprzez szczeliny wlóknistego ma¬ terialu w wyniku normalnego uzytkowania lub drgan a takze wskutek przeplywu powietrza przez maske. Migraqa czasteczek prowadzi do powstania oslabionych miejsc, przez które moga sie „przebic" szkodliwe pary co jest równoznaczne z zakonczeniem skutecznego dzialania maski.

Jakkolwiek przedluzenie zywotnosci maski mozna uzyskac na drodze zwiekszenia ilosci czasteczek tlenku glinu to jest to zwiazane ze zwiekszeniem cisnienia statycznego maski (to znaczy spadku cisnienia na masce), co utrudnia oddychanie poprzez maske. 2f Sposób podtrzymywania czasteczek w tkaninie dla umoz¬ liwienia im wspólreagowania z -osrodkiem jest jednym z wielu znanych sposobów np. z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 328 947 i 3 158 532, przy czym nie daja one zadawalajacych wyników w zakresie wlasnosci maski. Niektóre 2 nich powoduja powstawanie wielkiego cisnienia statycznego lub spadku cisnienia, co ma miejsce w przypadku gdy czasteczki tworza zageszczone warstwy o mozliwie najwiekszych powierzchniach czynnych lub gdy czasteczki sa wprowadzane do lub na warstwy wlók¬ nistych papierów.

Niektóre np. opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 369 462 i 3 745 060 podaja wymagania sto¬ sowania poza samymi czasteczkami zbyt wielu dodatków takich jak srodki wiazace, srodki kalibrujace wldRna i inne, które ze wzgledu na swe chemiczne lub inne wlasciwosci ograniczaja uzytecznosc tkaniny, W innych opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki 3 801 400; 3 745 060; 3 615 995; 2 988 465 i 3 474 600, podaja wymagania pokrycia czesci czynnej po¬ wierzchni czasteczek co zmniejsza ich skutecznosc, na przyklad wówczas gdy dla przytrzymywania czasteczek miedzy soba lub na powierzchni materialu stosowane jest lepiszcze.

Niektóre wreszcie wymagaja stosowania rozbudowanej i kosztownej struktury podtrzymujacej jak na przyklad w przypadku gdy czasteczki tworza zgeszczone warstwy lub gdy sa stosowane niektóre mieszanki wlókien i czaste¬ czek przedstawione w opisie patentowym Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki 3 083 157. 105 354105 354 3 Kazdy ze wzmiankowanych sposobów ma swe wlasne zastosowanie i zalety, ale ich wymienione nieadekwatnosci zmuszaja do szukania lepszej techniki podtrzymywania czasteczek w tkaninie.

Celem wynalazku jest opracowanie wlókniny, w której podtrzymywanie czasteczek nie wymagaloby stosowania jakichkolwiek dodatkowych srodków wiazacych. Lepkosc wlókien nie jest czynnikiem powodujacym przyleganie czasteczek.

W sposobie wytwarzania wlókniny warstwowej zwlaszcza filtracyjnej do masek ochronnych wedlug wynalazku po¬ przez formowanie runa w postaci warstwy splatanych wlókien, bezposrednio ze stopionego polimeru wlókno- twórczego wytlaczanego pod cisnieniem, poprzez filiery i zestalanego w strumieniu gazu o wysokiej temperaturze poprzez wprowadzenie czasteczek srodka adsorpcyjnego do tworzonej wlókniny, strumien czasteczek srodka adsorp¬ cyjnego wprowadza sie do strumienia gazu unoszacego mikrowlókienka w miejscu oddalonym od dyszy, w którym mikrowlókienka nie sa juz lepkie.

Wlóknina warstwowa zwlaszcza filtracyjna stosowana np. do respiratorów wedlug wynalazku, w postaci warstw splatanych mikrowlókienek uformowanych bezposrednio ze stopionego polimeru, wewnatrz których rozproszone sa czasteczki srodka adsorpcyjnego, ma czasteczki srodka adsorpcyjnego podtrzymywane przez mikrowlókienka, po¬ zostajace w styku punktowym z wlóknami i miedzy soba, a rozmieszczenie ich w warstwie jest równomierne.

Srodek adsorpcyjny stanowi tlenek glinu lub wegiel aktywowany. Wlóknina wedlug wynalazku Sklada sie tylko z mikrowlókien i srodka adsorpcyjnego. Wlóknina wedlug wynalazku zawiera co najmniej dwa rodzaje wlókien o róz¬ nym skladzie chemicznym, a srodek adsorpcyjny obejmuje co najmniej dwa rodzaje czasteczek o róznym skladzie chemicznym. Stosunek przecietnej srednicy czasteczek do przecietnej srednicy mikrowlókien wynosi co najmniej doi.

Respirator wykonany z wlókniny warstwowej w postaci warstw splatanych mikrowlókien z czasteczkami srodka adsorpcyjnego stalymi rozproszonymi w wlókninie i pod¬ trzymywanymi w niej jedyniew styku punktowym pomiedzy mikrowlóknami i miedzy soba, ma ksztalt kubka obejmu¬ jacego nos i usta uzytkownika.

W czasie przygotowywania wlókniny warstwowej czas¬ teczki srodka adsorpcyjnego sa wprowadzane do strumie¬ nia gazu unoszacego mikrowlókna, z którymi zostaja wy¬ mieszane. Mieszanie dokonuje sie w miejscu oddalonym od dyszy, w którym mikrowlókna przestaja byc lepkie.

Mieszanina jest zbierana na sicie zbiorczym gdzie mikro¬ wlókna tworza wlóknine, w której sa rozproszone czasteczki.

Czasteczki sa przytrzymywane w materiale jedynie punktowo pomimo tego, ze wytlaczane w stanie cieklym mikrowlókna stykaja sie z nimi: „Styk punktowy" ma miejsce wówczas gdy stykaja sie z soba juz uksztaltowane ciala i rózni sie od styku powierzchniowego uzyskiwanego wówczas gdy ciekly material jest utwardzany po osadzeniu lub rozlaniu na podloze.

Mechanizm przytrzymywania czasteczek nie jest w pelni znany. Jednym z czynników jest to, ze czasteczki w wlókni¬ nie wedlug wynalazku sa zwykle wystarczajaco wielkie by osadzic sie w jej miedzysciegach. Czasteczki zostaja dobrze pochwycone przez mikrowlókna dzieki temu, ze mikro¬ wlókna tworza male miedzysciegi a czasteczki sa wprowa¬ dzane do wlókniny juz podczas jej tworzenia. 4 Równiez i te czasteczki, które nie sa w sensie fizycznym, pochwycone w miedzysciegach wlókniny sa solidnie umiej¬ scowione, a co prawdopodobnie jest zwiazane ze specyficz¬ na budowa mikrowlókien formowanych w stanie cieklym..

Male rozmiary tych wlókien powoduja, ze nawet ich nie¬ wielka ilosc moze sie w wielu punktach stykac z czasteczka¬ mi. Gietkosc mikrowlókien ulatwia równiez tego rodzaju stykanie co prowadzi do powstania duzych powierzchnio¬ wych sil przyciagajacych.

Niezaleznie od sposobu tlumaczenia, uzyskuje sie zdu¬ miewajace rezultaty. Wedlug wynalazku mozna otrzymac wlóknine warstwowa, w której ponad 99 objetosciowych procent stalej zawartosci wlókniny stanowia czasteczki srodka adsorpcyjnego (pod okresleniem „stala zawartosc" rozumie sie te czesc wlókniny, która jest fizycznie zajmowa¬ na przez rzeczywiste czasteczki takie jak mikrowlókna lub- czasteczki, a wiec nieobejmujaca wolnych przestrzeni pomiedzy czasteczkami lub wlóknami). Pomimo duzego wypelnienia wlóknina warstwowa odznacza sie malym. spadkiem cisnienia i innymi korzystnymi cechami, a w tym równiez i duza trwaloscia.

Zadne ze znanych rozwiazan nie wykazalo potrzeby poprawienia przestrzennego rozstawienia czasteczek dla usuniecia niedomagan wystepujacych w tych rozwiazaniach, Do chwili obecnej nie stwierdzono nigdzie, ze do materialu z mikrowlókien formowanych w stanie cieklym mozna wprowadzac znaczne ilosci czasteczek trwale i równomier- - nie rozmieszczonych, bez potrzeby przyczepiania czaste¬ czek do mikrowlókien przy pomocy materialu wiazacego so lub przez wykorzystanie lepkosci wlókien; bez istotnego* powiekszania spadku cisnienia wywolanego obecnoscia, czasteczek i przy zachowaniu innych pozytecznych wlasci¬ wosci materialu. Równomiernosc rozmieszczenia czaste¬ czek moze byc zachowana nawet wówczas gdy czasteczki te maja male wymiary co prowadzi do uzyskania duzych, powierzchni czynnych. Trwalosc tego rozmieszczenia powoduje to, ze nawet cienkie wlókniny warstwowe wedlug: wynalazku posiadaja duza zywotnosc.

Równomiernosc rozmieszczenia czastek jest wykazy- 40 wana przez próbe usuwania szkodliwych par. „Równo¬ miernosc" jest w tym przypadku rozumiana przez to, ze: jakkolwiek rozklad czasteczek nie odpowiada regularnosci struktury krysztalu, to jednak w sasiadujacych z soba centymetrach szesciennych wlókniny zawarta jest zasad- 4S niczo taka sama liczba czasteczek.

I tak na przyklad, jezeli próba wlókniny warstwowej: o powierzchni 171 centymetrów kwadratowych skladajaca sie z materialu zawierajacego 0,004 g/m2 formowanych w stanie cieklym wlókien polipropylenowych, przecietnie 50 o srednicy 5 mikronów, oraz czasteczek tlenku glinowego,, przecietnie o srednicy 120 mikronów, w ilosci stanowiacej okolo 25 objetosciowych procentów materialu jest przed¬ muchiwana suchym powietrzem, zawierajacym 33 czesci kwasu fluorowodorowego na milion czesci powietrza* 55 z wydatkiem 16 litrów na minute, wówczas dla prze¬ dostania sie 5 czesci kwasu fluorowodorowego na milion, czesci powietrza potrzeba przynajmniej 4 godzin.

Dla uzyskania podobnych rezultatów, przy zastosowaniu^ opisanych poprzednio masek znajdujacych sie w sprzedazy 60 i w których zloze czasteczek tlenku glinowego jest umiesz¬ czone w nietkanej warstwie, nalezy z reguly zwiekszyc co* najmniej dwukrotnie ilosc czasteczek co prowadzi da zwiekszenia kosztu maski, do mniej skutecznego wykorzys¬ tania czasteczek i do zwiekszenia spadku cisnienia na. masce.105 354 Uzyskiwana w wlókninach warstwowych wedlug wy- malazku jednorodnosc, w polaczeniu z innymi jeszcze zaletami powoduja, ze zakres ich stosowalnosci siega poza oczyszczanie powietrza. Zadne ze znanych rozwiazan nie -pozwalalo w równym co wynalazek stopniu zwiekszac uzytecznosci podtrzymywanego przestrzennego rozmiesz¬ czenia czastek.

Na zalaczonym rysunku, fig. 1 przedstawia schematycz¬ nie urzadzenie stosowane do wytwarzania wlókniny war¬ stwowej, fig. 2 — fragment wlókniny warstwowej w po- wie&zeniu, a fig. 3 — wykres przedstawiajacy wyniki T>rób wlókniny warstwowej, przy czym jednostka na osi rzednych jest liczba czesci par toluenu na milion czesci powietrza a jednostka na osi odcietych minuty.

Urzadzenie stosowane do wytwarzania wlókniny poka- *zane schematycznie na fig. 1, odpowiada zasadniczo temu, Trtóre zostalo opisane przez Wente, Van A. w artykule „Supercienkie wlókna termoplastyczne" w Industral IZngineering Chemlstry, Vol. 48, str. 1342 i dalsze (1956) lub w raporcie nr 4364 Naval Research Laborato¬ ries, opublikowanym przez Wente, V. A.: Boone, C. D.: d Fluharty E. L. w dniu 25 maja 1954 pod tytulem „Wy¬ twarzanie supercienkich wlókien organicznych".

Przedstawione urzadzenie zawiera dwie dysze 10 i 11, ¦w których-obok równolegle przebiegajacych otworów 12, przez które jest wytlaczany polimer, znajduja sie otwory 13, przez które z bardzo wielka szybkoscia przetlaczane jest nagrzewane powietrze. Powietrze wyciaga i wyrównuje ^wytlaczany material polimerowy, który po krótkim prze¬ biegu w strumieniu gazu zestala sie w postaci mikrowlókien.

"W urzadzeniu stosowane sa korzystnie dwie dysze tak ustawione by wyplywajace z nich strumienie mikrowlókien 14 i 15 laczyly sie w jeden strumien 16. siegajacy az do kolektora 17, którym moze byc sito cylindryczne, beben lub poruszajacy sie f>as. Warstwa mikrowlókien 1% jest zbierana z kolektora i nawijana na rolke magazynujaca.

Do strumienia mikrowlókien przed ich zebraniem na kolektorze jest wprowadzany strumien rozdrobnionej materii. Korzystnie pojedynczy strumien czasteczek. 20 znajduje sie pomiedzy obydwiema dyszami 10 i 11 tak jak to pokazano na fig. 1, a strumien czastek 20 wpada w stru¬ mienie mikrowlókien w miejscu, w którym sie one lacza.

Przypuszcza sie, ze ten wlasnie uklad zapewnia najwieksze naladowanie warstwy mikrowlókien czasteczkami.

W innym rozwiazaniu moze byc stosowana jedna dysza, przy czym wówczas ze strumienia mikrowlókien uzyskiwa¬ nym z dyszy laczy sie jeden lub kilka strumieni czasteczek.

Strumienie mikrowlókien i rozdrobnionej materii moga przebiegac po torach poziomych tak jak to pokazano na fig. 1 ale moga przebiegac równiez i pionowo zgodnie x kierunkiem dzialania sily ciezkosci.

Proces wytwarzania wlókniny wedlug wynalazku prze¬ biega po umieszczeniu czastek w strumieniach mikrowló¬ kien zasadniczo tak samo jak procesy wytwarzania innych materialów mikrowlóknistych. Kolektory, sposoby zbiera nia i dalszej obróbki zebranych wlókien sa takie same jak przy wytwarzaniu niewypelnionych czasteczkami ma¬ terialów z mikrowlókien formowanych w stanie cieklym.

Zarówno wielkosc jak i równomiernosc napelnienia "wlókniny czasteczkami uzyskuja swoje maksimum wów¬ czas, gdy stosuje sie nakladanie wielowarstwowe, a szcze¬ gólnie gdy warstwy sa poprzesuwane wzgledem siebie na boki. Dysze 10 i 11 t)raz dysza 27 moga poruszac sie wzdluz szerokosci bebna zbierajacego, tak by osadzenie materialu ma bebnie odbywalo sie wzdluz linii spiralnej. Ruch po- 6 przeczny jest wystarczajaco wolny, tak by kolejne warstwy wlókien i czasteczek'osadzane w czasie nastepujacych po sobie obrotów bebna czesciowo zachodzily na siebie.

Poszczególne warstwy wlókien i czasteczek tworzone s podczas kazdego z obrotów oraz gotowa wlóknina warstwo¬ wa józnia sie znacznie gruboscia. Dla wiekszosci zastoso¬ wan wlókniny, grubosc ta zawarta jest pomiedzy 0,05 a 3 cm. W respiratorach wynosi ona z reguly 0,05 do 1,5 cm a w przypadkach gdy szczególnie istotnym jest maly spadek cisnienia, korzystnie nie przekracza 0,3 cm.

W niektórych zastosowaniach, dla uzyskania grubszego materialu warstwowego sklada sie razem dwie lub wiecej uksztaltowanych osobno warstw wlókniny wypelnionej czasteczkami.

W rozwiazaniu pokazanym na fig. 1, urzadzenie do wpro- ' wadzania czasteczek w strumien mikrowlókien zawiera zbiornik zasypowy 22 dla przechowywania czasteczek; urzadzenie dozujace 23 takie jak zawór elektromagnetyczny czy inne urzadzenie które wprowadza czasteczki z okreslo- na wydajnoscia do przelotu 24; dmuchawe 25 która prze¬ pycha powietrze przez drugi przelot 26 i które pociaga czasteczki z przelotu 24 do drugiego przelotu 26; oraz dysze 27, przez która czasteczki sa wyrzucane w postaci strumienia czastek 20. Dysza 27 moze byc na przyklad utworzona przez takie splaszczenie okraglej rury by stwo¬ rzyc waski plaski otwór. Liczba czasteczek zawartych w strumieniu 20 jest zalezna od ilosci powietrza przeplywa¬ jacego przez przelot 26 i od szybkosci z jaka urzadzenie dozujace 23 dostarcza czasteczki. so Wynalazkiem moze byc wykorzystywany przy dowolnego rodzaju czasteczkach stalych zdolnych do rozproszenia w strumieniu powietrza (w tym przypadku „stalymi"' czasteczkami sa takie, których co najmniej zewnetrzna powloka jest stala a nie ciekla czy tez gazowa). W prze- strzennych ukladach moga byc rozmieszczane róznego rodzaju czastki, które wspólpracuja (na przyklad reaguja na drodze fizycznej czy chemicznej, zmieniaja sie lub powoduja zmiany po zetknieciu z osrodkiem dzialajacym na te czastki). 40 W niektórych' wlókninach warstwowych stosowanych jest kilka rodzaji czastek badz w postaci mieszaniny badz tez umieszczanych w róznych warstwach.

Urzadzenie do oczyszczania powietrza takie jak respi¬ ratory, w których zadaniem cz4steczek jest filtrowanie 45 lub oczyszczanie stanowia powazna domene zastosowan wlóknin warstwowych.

Typowymi dla urzadzen filtrujacych lub oczyszczajacych czasteczkami sa czasteczki wegla aktywowego, tlenku glinu, dwuweglanu sodu i srebra, które usuwaja z osrodka sklad- 50 niki na drodze adsorbcji, reakcji chemicznej czy tez amal¬ gamacji: wzglednie takie rozdrobnione czynniki katali¬ zujace jak hopkalit, który katalizuje przemiane szkodliwe¬ go gazu w postaci nieszkodliwa i w ten sposób powoduje usuniecie niebezpiecznych skladników. W innych rozwia- 55 zaniach czasteczki nie usuwaja, a dodaja skladniki do osrodka oddzialywujacego na czasteczki.

Przecietna srednica czasteczek zawarta jest w granicach od 5 mikronów do 5 milimikronów a najczesciej w grani¬ cach od 50 mikronów do 2 milimikronów. W respiratorach 60 przecietna srednica czasteczek jest mniejsza od jednego milimetra. Jezeli przecietna srednica czasteczek zawartych w wlókninie warstwowej jest co najmniej równa wymiarom przestrzeni pomiedzy mikrowlóknami tworzacymi wlóknine (w niewypelnionej wlókninie wymiary te przecietnie sa 65 równe 4 do 5 przecietnych srednic mikrowlókien), wówczas165 354 7 wlóknina zostaje „otwarta" przez czasteczki co zwieksza przestrzen pomiedzy wlóknami. W konsekwencji zwieksza sie ilosc mozliwych do uzyskania punktów styku pomiedzy czasteczkami a wlóknami a tym samym mozliwosc umiesz¬ czenia w materiale wiekszej liczby czasteczek. Ponadto, równorzednosc wymiarów przecietnych czasteczek z wy¬ miarami przestrzeni miedzy wlóknami przyczynia sie do lepszego przytrzymywania czasteczek. W wiekszosci wlók¬ nin, przecietne srednice czasteczek jest co najmniej 5-krot- nie wieksza od przecietnej srednicy mikrowlókien a ko¬ rzystnie jest od niej 10-krotnie wieksza.

Drobne czastki, których przecietna srednica jest mniej¬ sza od przecietnej odleglosci miedzy mikrowlóknami oraz ultradrobne czastki, których przecietna srednica jest mniej¬ sza od przecietnej srednicy mikrowlókien, równiez moga byc umieszczane w wlókninach warstwowych. Mniejsze czastki z reguly w mniejszym stopniu otwieraja material, w którym sa wprowadzane niz cza6tki wieksze a czastki drobne i ultradrobne z reguly sa wprowadzane w mniej¬ szych ilosciach do materialu niz czastki wieksze. Czasteczki drobne i ultradrobne znajduja sie niekiedy w partiach czastek wiekszych, badz bedac celowo wprowadzonymi dla uzyskania zadanej mieszanki czasteczek o róznych roz¬ miarach, badz na skutek zjawisk zachodzacych pomiedzy czasteczkami.

Na mikrofotografiach niektórych wlóknin warstwowych wedlug wynalazku mozna zobaczyc ultradrobne czastki osadzone na rnikrowlóknach. Czasteczki przylegaja do mikrowlókien na skutek wystepowania sil Van der Waalsa lub podobnych. Po rozstrzasnieciu produktu warstwowego i intensywnym przemyciu wlókien czasteczki te zostaja usuniete, przy czym na wlóknach nie sa zauwazalne wgnie¬ cenia wskazujace na zwilzanie czastek przez wlókna.

Jak jpz poprzednio wspomniano, istotna zaleta wyna¬ lazku jest mozliwosc takiego ustawiania czasteczek nie¬ wielkich ale o duzej powierzchni, by uzyskac duza sku¬ tecznosc reakcji pomiedzy czasteczkami a osrodkiem na nie oddzialywujacym. Z reguly, w wlókninie warstwowej wedlug wynalazku przypada co najmniej 2, a korzystnie co najmniej 10 cm3 powierzchni czynnej czasteczek na kazdy cm2 powierzchni i na kazdy centymetr grubosci wlókniny. Powyzsze wskazniki wzrostu powierzchni czyn¬ nej zostaly wyliczone w zalozeniu, ze czasteczki sa doklad¬ nie kulkami a przyczyn* wzrostu powierzchni czynnej sa wylacznie niewielkie rozmiary czasteczek; w rzeczywistosci powierzchnia czynna zwieksza sie równiez wskutek nie¬ regularnych ksztaltów czasteczek i ich powierzchni.

Mikrowlókna wlókniny moga miec rózne rozmiary.

Przewaznie ich przecietna srednica zawarta jest pomiedzy 1 a 25 mikronami i korzystnie jest mniejsza od 10 mikronów.

Dlugosci wlókien równiez moga byc rózne i wynosza 10 i wiecej centymetrów. Na wlókna moga byc uzywane rózne materialy polimerowe takie jak polipropylen, polietylen, poliamidy lub inne polimery.

W rozwiazaniu wedlug wynalazku w jednej wlókninie warstwowej moga byc uzywane wlókna z róznych poli- rnierów, przy czym sa one stosowane albo lacznie w jednej warstwie w postaci mieszanki, albo rozdzielnie w kilku warstwach. Wraz z mikrowlóknami moga byc równiez mieszane przygotowane wstepnie wlókna -ciete.

W wiekszosci wlókien warstwowych wedlug wynalazku, mikrowlókna sa zasadniczo obojetne wzgledem osrodka oddzialywujacego na czasteczki; które sa jedynym czynnym skladnikiem wlókniny. Tym niemniej, w niektórych roz¬ wiazaniach wynalazku, mikrowlókna poza podtrzymywa- 8 niem czasteczek spelniaja jeszcze i inne funkcje na przyklad dzialaja jako filtr czy tez sorbent.

Jak juz wspomniano, w wlóknienie warstwowej wedlug: wynalazku, czasteczki moga byc osadzane w duzych ilosciach siegajacych na przyklad do co najmniej 20 objetosciowych procent zawartosci stalych skladników materialu.

W przypadku uzycia wlókniny warstwowej do oczysz¬ czania powietrza lub plynu, zawartosc czasteczek moze \>y& mniejsza od 20 objetosciowych procent ilosci stalych sfclad- ników, ale i w tym przypadku czasteczki stanowia co naj¬ mniej 20, a korzystnie co najmniej 30 objetosciowych pro¬ cent zawartosci stalych skladników wlókniny. W wielu zastosowaniach konieczna jest wieksza zawartosc czasteczek siegajaca 50 procent objetosciowych.

Specyficzny sposób- przytrzymywania, czastek w wlók- ninach-warstwowych wedlug wynalazku moze byc wykazany przez analize mozliwosci stopnia wypelnienia produktui czasteczkami. Jezeli 75 objetosciowych procentów materialu: stanowia czasteczki to wówczas objetosc czasteczek jest trzykrotnie wieksza od objetosci wlókien: przy 95 objeto¬ sciowych procentach jest ona 20-krotnie wieksza: przy 99^ objetosciowych procentach az 100-krotnie wieksza a przy 99,5 objetosciowych procentach 200-krotnie wieksza.

Wszystkie wypelnienia zostaly uzyskane bez zuycia jakiego- kolwiek lepiszcza lub materialu klejacego powodujacego przytwierdzenie czastek do wlókien i bez jakiegokolwiek, zwilzania czastek przez roztopione czy lepkie wlókna.

Inna istotna zaleta jest to, ze spadek cisnienia na wlókni¬ nie warstwowej wedlug wynalazku jest nieznacznie wiekszy od spadku cisnienia na porównywalnej nie wypelnionej * wlókninie mikrowlókien formowanych bezposrednio ze Stopionego polimeru (w tym przypadku okreslenie „po¬ równywalny" oznacza, ze wlóknina sklada sie z takich samych mikrowlókien zbieranych w takich samych warun- kach a rózni sie tylko tym, ze do strumienia powietrznego nie sa wprowadzane czasteczki.

W wielu przypadkach, spadek cisnienia na wypelnionej czasteczkami wlókninie warstpwej jest mniejszy niz na • porównywalnej niewypelnionej wlókninie, prawdopodobnie^ 40 wskutek tego, ze obecnosc czasteczek powoduje pewne „otwieranie" materialu.

W innych przypadkach spadek cisnienia na wlókninie warstwowej wedlug wynalazku jest nieco wiekszy niz w po¬ równywalnym materiale mikrowlóknistym ale z reguly nie 45 przekracza on 200 a przewaznie 125 procent spadku cisnie¬ nia na materiale porównywalnym.

Wlókniny warstwowe wedlug wynalazku moga byc stosowane w respiratorach w taki sam sposób jak znane materialy wypelnione czasteczkami. 50 Przedmiot wynalazku zostanie dodatkowo objasniony na. kilku przykladach (wszystkie spadki cisnienia w tych przy¬ padkach zostaly pomierzone przy szybkosci czolowej przeplywu wynoszacej 17 centymetrów na sekunde),.

Przyklad I-VIII. Przygotowano szereg wlóknia 55 warstwowych wedlug wynalazku uzywajac mikrowlókien polipropylenowych, których przecietna srednica wynosila mikronów oraz róznych ilosci czasteczek wegla aktywo¬ wanego o róznych rozmiarach. Wlókniny warstwowe byly przygotowane za pomoca urzadzenia takiego jak pokazano 60 na fig. 1, przy czym otwory dysz byly oddalone od siebie- o 15 cm a same dysze tak ustawione by wyrzucac strumienie: wlókien pod katem 20° wzgledem poziomu, przy czym. strumienie te przecinaly sie w odleglosci okolo 20 cm od otworów dysz i wspólnie dobiegaly do powierzchni zbiera- 65 jacej umieszczonej w odleglosci 30 cm od otworów dysz*105 354 Polimer byl wytlaczany z szybkoscia 0,07 kg/godzine/cen¬ tymetr szerokosci dyszy a poprzez otwory powietrzne dyszy przetlaczano powietrze nagrzane do temperatury 415° z szybkoscia 1980 litrów na minute.

W przykladach uzyto trzech róznych rodzaji czastek wegla aktywowanego. Rodzajem „A" byly czasteczki wegla aktywowanego firmy „Witco" typu 249 o wielkos¬ ciach uzyskanych na sitach o srednicy oczka 37 do 177 mikronów. Rodzajem „B" czasteczki wegla aktywowanego firmy „Witco" typu 235 o wielkosciach uzyskanych na sitach o srednicy oczek 105 do 297 mikronów, a rodzajem „C" czasteczki wegla aktywowanego firmy „Witco" typu 360 a wielkosciach uzyskanych na sitach o srednicy oczek 595 do 2000 mikronów. Czasteczki wegla byly jednostajnie wprowadzane do dmuchawy w ilosci dochodzacej do 0,45 kilograma na minute. Dla uzyskania dobrego wymieszania czasteczek z wlóknami przed ich zebraniem ustalono szybkosc powietrza w przelocie 26 na okolo 1500 metrów na minute.

Charakterystyczne cechy róznych wlóknin warstwowych stosowanych w tych przykladach zestawiono w tablicy I.

Wyniki badan dwóch próbek a mianowicie próbek 6 i 7 pokazano na fig. 3. Z wykresów tych wynika, ze jakkolwiek zawartosc wegla w wlókninach byla niewielka (1,9 wzglednie 3,5 grama na 81 centymetrów kwadratowych tkEniny war¬ stwowej) to jednak nastepowalo calkowite usuwanie par- toluenu az do momentu przebicia. Silne nachylenie krzy* wych wskazuje na brak „cienkich" plam w materiale i na to ze zasadniczo caly wegiel byl przed przebiciem nasycany.

Przyklady IX-X. Przygotowano inny szereg tkanin warstwowych wedlug wynalazku uzywajac urzadzenia opisanego w przykladach I-VIII. Polimer byl wytlaczany z szybkoscia 0,1 kg/godzine/centymetr szerokosci dyszy a poprzez otwory powietrzne przetlaczano powietrze pod¬ grzane do temperatury 440 °C z szybkoscia 1700 litrów na minute. Wegiel aktywowany firmy „Witce" typu 337 uzyskany na sitach o srednicy oczek 105 do 297 mikronów byl doprowadzany z róznymi, dla róznych próbek, pred¬ kosciami przy czym predkosc powietrza dostarczajacego czasteczki wynosily 5400 metrów na minute. Przecietna srednica mikrowlókien wynosila 5 mikronów. Wyniki przedstawiono w tablicy II.

Nr próbki otrzy¬ manej wlókniny 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 1 8 1 1 próbka 1 (po¬ rów¬ nawcza) 1 1 Cieózar mikro¬ wlókien w mg/cm2 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 1 Tab i ca I Zawartosc wegla ciezar w mg/ /cm2 0,32 1,61 2,58 3,87 6,13 23,9 \ 43,5 77,4 | 0 | 1 w pro¬ centach objetos¬ ciowych czesci stalych 2,5 11,7 14,9 24,2 33,5 | 66,3 78,2 | 86,5 | o 1 Spadek cisnie¬ nia na próbce w mm slupa wody 1 10 | 10 13 | 1 8,5 12 1 Ro¬ dzaj wegla A [ A | A 1 A | A 1 A 1 B 1 c 1 Jak widac .z powyzszych przykladów mozna uzyskiwac wlókniny warstwowe wedlug wynalazku zarówno z bardzo malym jak i bardzo wielkim wypelnieniem czasteczkami.

Spadek cisnienia na wypelnionych czasteczkami wlókninach warstwowych jest w tym szerokim zakresie wypelnien równy w przyblizeniu spadkowi cisnienia na porównywal¬ nej nie wypelnionej wlókninie mikrowlóknistej.

Wlókniny warstwowe byly sprawdzone na równomier¬ nosc rozmieszczenia czasteczek wegla przez poddawanie próbek dzialaniu suchego powietrza, dostarczanego w ilosci odpowiadajacej 32 litrom/minute na 81 centymetrów kwadratowych powierzchni, zawierajacego 90 czesci par toluenu na milion czesci powietrza, a nastepnie na pomiarze stezenia toluenu w strumieniu wyjsciowym przy pomocy plomieniowego detektora jonizacyjnego. 40 50 55 60 I Nr próbki 1 próbka (porów¬ nawcza) 2 1 9 1 10/ Ta Ciezar mikro¬ wlókien w mg/cm2 6,45 6,45 6,45 | blica II 1 Zawartosc wegla ciezar w mg/cm2 0 24,5 53,5 | w pro¬ centach obj. czesci stalych 0 66 81 Spadek. cisnienia na*próbce w mm Slupa wody 12 11,8 7,9 t Na próbce nr 9 sprawdzono zdolnosc sorbeji par toluenu przepuszczajac przez próbke o powierzchni 81 centymetrów kwadratowych suche powietrze zawierajace 330 czesci par toluenu na milion czesci powietrza przy wydatku 14 litrów na minute. Na poczatku próby odfiltrowane powietrze za¬ wieralo 5 czesci par toluenu na milion. Stan ten utrzymywal sie przez pierwsze 10 minut próby po czym próbka szybko zaczela tracic zdolnosc filtracji. Po 17 minutach odfiltro¬ wane powietrze zawieralo 90 czesci par toluenu na milion.

Przyklady XI-XIV. Przygotowano szereg wlóknin warstwowych przy tych samych parametrach jak w przykla¬ dach IX i X z tym, ze wydatek goracego powietrza zostal zmniejszony do 1130 litrów na minute w wyniku czego uzyskano mikrowlókno o srednicy 10 mikronów. Dla uzyskania róznych wypelnien wprowadzono do wlókniny ten sam rodzaj wegla co w przykladach IX i X ale z róznymi predkosciami. Szybkosc powietrza dostarczajacego czastecz¬ ki wegla obnizono do 2400 metrów na minute. Wlasciwosci materialów zestawiono w tablicy III.

Porowatosc i wielkosc por wlóknin warstwowych okreslono metoda intruzji rteci. Wyniki wraz z dodatko¬ wymi danymi produktów warstwowych zestawiono w ta¬ blicy IV.105 354 11 Tablica III 12 1 Nr próbki J f (porów- 1 nawcza) 3 11 12 (porów¬ nawcza) 4 13 14. | Ciezar mikro- wlókien w mg/cm2 ,15 ,15 ,15 i 3,87 3,87 3,87 1 Zawartosc wegla ciezar w mg/cm2 0 16,2 28,4 0 ' 30,3 22,6 | objetos¬ ciowa zawartosc czesci stalych w pro¬ centach 0 61,2 73,6 0 79,8 74,7 | Spadek cisnienia w mm slupa wódy 4,5 3,8 4 2,5 3,5 3,0 | Jak widac porowatosc wzrasta dla danej wlókniny war¬ stwowej wraz ze zwiekszeniem wypelnienia czasteczkami.

Pozorna gestosc zwieksza sie wraz ze zwiekszeniem wypel¬ nienia czasteczkami poniewaz ciezar wlasciwy wegla jest w przyblizeniu dwukrotnie wiekszy od ciezaru wlasciwego wlókniny polipropylenowej.

Z przeliczenia wlasciwosci próbki nr XIII wynika, ze zbliza sie ona swymi wlasciwosciami do warstwy zlozonej z czasteczek wegla. Jak nalezy sadzic przyczyna tego po¬ dobienstwa jest to, ze w tym przypadku wlóknina warstwo¬ wa zawiera mniejsza liczbe mikfowlókien nawet jezeli utrzymany jest staly stosunek ilosciowy pomiedzy czastecz¬ kami a mikrowlóknami. rodzaj 1, o srednicy 840 do 1680 mikronów, rodzaj 2, o srednicy 208 do 840 mikronów, rodzaj 3, o srednicy 104 do 208 mikronów, rodzaj 4, o srednicy 37 do 53 mikronów.

Wyniki zestawiono w tablicy V, Próbka nr | 1 16 17 18 (po¬ rów¬ nawcza) | Ciezar mikro- wlókien w mg/cm2 2 3,87 4,0 4,2 4,35 4,50 Tablica V Zawartosc | wegla ciezar w mg/cm2, 3 43,2 39,2 ,0 6,65 0 w pro¬ centach objetos¬ ciowych skladni¬ ków stalych 4 85 83,2 54,5 43,3 .0 Spadek cisnienia 1 w próbce w mm slupa wody 2,5 2,8 3,3 4,9 3 Ro¬ dzaj wegla 6 | 1 2 3 4 — Z przedstawionych wyników mozna wyciagnac wniosek ze wraz ze zmniejszaniem wymiarów czasteczek zmniejsza sie ilosc czasteczek umieszczonych w wlókninie, przy za¬ chowaniu tego samego rozmiaru i ciezaru wlókien.

Nalezy pamietac, ze przedstawione rezultaty nie obej muja jednak tych przypadków, w których przy opisywanych 1 Numer próbki j (porównawcza) 2 9 I (porównawcza) 3 U (porównawcza) 4 1 13 Ogólna porowatosc w procentch 85,3 70,6 61,5 78 55,8 50 41 Pozorna gestosc wlókniny warstwowej w g/cm3 0,14 0,27 0,38 0,19 0,42 0,44 0,58 Tablica IV Przecietne wymiary w mikronach por w wlókni¬ nie warstwowej 27 50 59 52 59 60 49 wlókien 4,6 4,6 4,6 11 11 • ( 1 Ciezary wlókniny w mg/cm2 6,45 6,45 6,45 ,15 ,15 3,87 3,87 wegla 0 24,5 53,5 0 164 0 ,3 Spadek cisnienia na próbce w mm slupa wody 12 11,8 7,9 4,5 3,8 2,5 3>5 | Przyklady XV-XVIII. Dalszy szereg wlóknin warstwowych przygotowano uzywajac czasteczek o róznych wymiarach. Urzadzenia stosowane i parametry byly takie jak w przykladach XI-XIV z tym, ze uklad dostarczajacy czasteczki zostal tak ustawiony by szybkosc dostarczenia czasteczek wynosila 1500 metrów na minute. Szybkosc z jaka wprowadzano czasteczki byla zalezna od próbki.

Przecietna srednica mikrowlókien wynosila 10 mikronów.

Stosowano wegiel firmy „Witce" typu 337 przesiany na sicie o srednicy oczek 840 do 1680 mikronów mielono do¬ datkowo tak,- by wreszcie otrzymac nastepujace cztery rodzaje czasteczek: 55 60 czasteczkach i wlóknach uzyskiwanoby najwieksze mozliwo do osiagniecia napelnienie wlókniny czasteczkami. Dla osiagniecia tego celu nalezy dla kazdego rozmiaru czastek optymalizowac warunki wprowadzania czasteczek do ma¬ terialu (takie jak szybkosc powietrza unoszacego czastKi i szybkosc z jaka sa dostarczane czastki).

Spadek cisnienia na próbce nr 18 jest znacznie wicKSzy niz na porównawczej próbce nr 5, prawdopodobnie'wskutek tego, ze wegiel przesiany na sicie o srednicy oczek 37—53 mikronów ma wymiary zblizone do wymiaru por w ma¬ teriale i zamyka wiecej por niz ich otwiera.W próbie na absorpcje por toluenu uzyskano na omawia¬ nych próbkach podobne wyniki jak na próbkach z przy¬ kladu IX, oczywiscie po uwzglednieniu róznic w ilosci wegla wprowadzonego do wlókniny warstwowej.

Przyklady XIX-XX. Jakkolwiek wynalazek przed¬ stawia soba szczególne zalety przy pokrywaniu okreslonego obszaru cienka, jednorodna i stawiajaca,maly opór, warstwe czasteczek, to jest równiez uzyteczny przy uzyskiwaniu grubszych warstw. Siedem warstw wlókniny warstwowej z przykladu nr XIII zostalo zlozonych razem tworzac próbke dla przykladu nr XIX, w której ciezar wegla wyniósl 0,215 grama/centymetr kwadratowy i która przy przedmu¬ chiwaniu z szybkoscia 17,5 centymetra na sekunde wyka¬ zala spadek cisnienia równy 20,8 milimetra slupa wody.

Powiekszenie ciezaru wegla uzyskane przez zlozenie kilku warstw moze byc otrzymane równiez bezposrednio w czasie produkcji przez wytwarzanie grubszych warstw.

W drugim przykladzie zlozono cztery warstwy z przykladu nr XV i dwie warstwy z przykladu nr XIII uzyskujac próbke nr 20, w której ciezar wegla wyniósl 0,235 grama na centymetr kwadratowy a spadek cisnienia mierzony przy takim samym przeplywie jak poprzednio wyniósl 14 mili¬ metrów slupa wody.

W tablicy VI zestawiono wyniki prób, którym poddano wlókniny warstwowe przepuszczajac przez nie powietrze w ilosci odpowiadajacej 14 litrów/minute/81 centymetrów kwadratowych, przy czym powietrze to zawieralo w przy¬ kladzie XIX, 250 a w przykladzie XX, 350 czesci par toluenu na milion czesci powietrza.

Tablica VI 1 Próbka nr Czas w minutach 0 50 100 110 120 130 | 140 XIX •Stezenie na wylocie 0 0 0 2 8 55 XX (czesci na milion) 0 0 0 32 | Podobne wyniki uzyskuje sie przy przeplywie powietrza ^—przez zageszczone zloze weglowe, ale wówczas spadki cisnienia sa znacznie wieksze niz przy przeplywie powietrza przez wlókniny warstwowe wedlug wynalazku, które moga byc latwo przystosowane do zwiekszenia czynnej powierz¬ chni i ciezaru czastek reagujacych przypadajacych na jed¬ nostke powierzchni przekroju, na przyklad przez skladanie wlóknin warstwowych w harmonijke.

Przyklad XXI. W przykladzie tym porównano ilosciowo rozklad wymiarów czastek wegla w postaci, - w której tak jak w przykladzie X, byl on umieszczony w zbiorniku zasypowym 22 po przesianiu na sicie o sred¬ nicy oczek 105 do 297 mikronów z czastkami wegla pozys¬ kanego z próbki gotowej wlókninie warstwowej. Wegiel z próbki pozyskiwano przez rozdarcie wlókniny, przemycie jej i wystawienie na dzialanie ultradzwieków w kapieli wodnej zawierajacej srodek zwilzajacy. Czastki liczono w polu mikroskopu optycznego. Rezultaty, przedstawiono w tablicy VII. 3S4 14 Tablica VII Procentowa zawar¬ tosc czastek wiek¬ szych od danego wymiaru (%) 40 50 60 70 80 90 1 ** Wymiar czasteczek w mikronach 1 w wlókninie 235 215 188 170 160 148 135 121 108 85 w postaci wyjsciowej 1 248 230 203 188 175 159 140 128 110 85 1 Przyklad XXII, Pomierzono wytrzymalosc na roz¬ ciaganie kilku wlóknin warstwowych z poprzednich przy¬ kladów i porównano z wytrzymaloscia na rozciaganie, porównawczych wlóknin z mikrowlóknami niewypelnio¬ nymi. Wyniki przedstawiono w tablicy VIII.

Tablica VIII Próbka nr 1 (porównawcza) 2 9 (porównawcza) 4 13 (porównawcza) 5 Wytrzymalosc na rozciaganie w kg/cm szerokosci 1 0,9 0,5 0,36 0,44 0,5 Stosunek 1 wagowy wegla do wlókien 1 [ "~ 3,8:1 ~~ 8:1 11:1 — 1 Jak widac, nawet wówczas gdy ponad 90 procent ciezaru gotowego produktu stanowia czasteczki to spadek wytrzy¬ malosci na rozciaganie nie przekracza 25 procent.

Przyklad XXIII. Kilka warstw produktu warstwo- 45 wego wedlug wynalazku przygotowanych jak w przykla¬ dzie XIII, zostalo zlozonych razem dla utworzenia jednego grubszego produktu warstwowego, który zostal porównany z warstwami weglowymi umieszczonymi w pochlaniaczu, a zawierajacymi taka sama ilosc i ten sam rodzaj czasteczek 50 wegla, które zastosowano w produkcie warstwowym.

Czasteczki byly przesiane na sicie 50 na 40 (297 do 105 mikronów srednicy); grubosc warstw weglowych wynosila 0,75 centymetrów, a grubosc zlozonego produktu warstwo¬ wego 1,75 centymetrów; zarówno warstwy weglowe jak 55 i produkt warstwowy posiadaly powierzchnie czolowa 81 centymetrów kwadratowych i zawieraly po 25,5 grama wegla aktywowanego.

Wytwarzanie i przechowywanie tego rodzaju cienkich warstw weglowych jest trudne i przyklady wykazuja wyz- 60 szosc wlóknin warstwowych w stosunku do tych warstw.

Pierwsze dwie próby sprawdzenia cienkich warstw weglo¬ wych zakonczyly sie niepowodzeniem poniewaz warstwy od razu przepuszczaly znaczne ilosci par toluenu. Prawdo- po4obnie szybkie uszkodzenie bylo wynikiem przesuniecia 65 czasteczek w warstwie w czasie obu prób, a takze, przy*105 354 najmniej w czasie pierwszej próby, w której warstwa byla scisnieta pomiedzy 'dwiema warstwami gumy gabczastej, tego ze czasteczki migrowaly do wewnatrz gumy gabczastej (w czasie drugiej i trzeciej próby pomiedzy warstwa weglo¬ wa a warstwami gumy gabczastej umieszczono maty z mi- krowlókienJ. W czasie trzeciej próby warstwa weglowa po jej wykonaniu nie byla poruszana.

Przez warstwy weglowe i przez wlóknine warstwowa przepuszczano w ciagu minuty 32 litry suchego powietrza zawierajecego 400 czesci par toluenu na milion. W czasie trzeciej próby, w czasie pierwszych 40 minut warstwy we¬ glowe przepuszczaly 1 do 2 czesci par toluenu na milion po czym ilosc ta zaczela szybko wzrastac i po 70 minutach osiagnela 10 czesci na milion, po 90 minutach 30 czesci na milion i po 100 minutach 65 czesci,na milion. Wlóknina warstwowa wedlug wynalazku przez pierwsze 70 minut próby w ogóle nie przepuszczala toluenu, po 87 minutach przepuszczala 8 czesci na milion a po 100 minutach 60 czesci na milion. W przypadku wszystkich trzech warstw weglowych spadek cisnienia przy przeplywie powietrza z wydatkiem 42 litrów* na minute byl ponad dwukrotnie wiekszy od spadku cisnienia na wlókninie warstwowej wedlug wynalazku.

Przyklady XXIV-XXVIII. Wlóknine warstwowa zawierajaca czasteczki tlenku glinowego odsiane na sicie o srednicy oczek 37—149 mikronów porównywano na zdolnosc usuwania par fluorowodoru ze* znanym ze stanu techniki materialem nietkanym zawierajacym takie same czasteczki tlenku glinowego. Nietkany material zawieral mieszanine wlókien 16-, 8-, 6 denier z tereftalanu poli¬ etylen*. Tlenek glinowy byl roztrzasany na puszysty ma¬ teria} po „bezladnym utkaniu" wlókien, nastepnie material byl sciskany a jego krawedzie byly zgrzewane* Wlóknina warstwowa wedlug wynalazku byla przygoto¬ wywana za pomoca urzadzenia pokazanego na fig. 1, z tym ze byla stosowana tylko jedna dysza. Zawartosc czasteczek wynosila 0,008 grama na centymetr kwadratowy nietkanego materialu poliestrowego i 0,004 grama na centymetr kwa¬ dratowy w przypadku tkaniny warstwowej wedlug wyna¬ lazku. Przez próbki materialu poliestrowego i tkaniny warstwowej, z których kazda posiadala powierzchnie czo¬ lowa równa 171 centymetrom kwadratowym przepuszczano w ciagu minuty 16 htrów suchego powietrza zawierajacego pary fluorowodoru o stezeniu podanym w tablkry. Stezenia te byly mierzone powyzej i ponizej próbki przez przepusz¬ czenie czesci strumienia powietrza poprzez wode i okresle* nie stezenia fluorowodoru elektroda jonowa wlasciwa dla F-*. Przy malych stezeniach (ponizej 100 czesci na milion) napiecie wyjsciowe elektrody jonowej jest wprost propor- qonalne do stezenia. Próby byly prowadzone az do mo¬ mentu, w którym stezenie na wylocie przekraczalo 5 czesci na milion. Wyniki przedstawiono w tabbcy IX.

Wypelniona denkiem glinu wlóknina warstwowa wedlug wynalazku opisywana w tym przykladzie zostala umiesz¬ czona w respiratorze i sprowadzona na zdolnosc do usuwa¬ nia par fluorowodoru. Respirator' skutecznie zmniejszal stezenie fluorowodoru we wdychiwanym powietrzu do fizjologicznie bezpiecznego poziomu.

Przyklad XXIX. Wlóknina warstwowa wedlug wynalazku, taka jak opisano w przykladzie XVI, byla porównywana z handlowo dostepnym papierem impregno¬ wanym weglem (zawierajacym wagowo 55 procent wegla od&ianego nr sicie o srednicy oesek 4© mikronów) i roa> proszonego^wzmoczonym papierze iwlóknachwiskozowycii. 1*1obli, 2'których kazda mialapowierzchnieW. centymetrów 16 Tablica IX Nr próbki f 24 26 27 28 1 Przecietne stezenie fluorowodoru na wlocie w czesc na | milion 17,5 17,5 22,4 22,4 33,1 Znane materialy poliestrowe A B C 1 D 32,4 32,4 i 31,2 31,2 * Czas do uszkodzenia W godzinach 7 1 7 4,5 4,5 4,25 1,5 1 1,75 1,75 / 2,25 Czesci na milion 1 X godz. 1224 122,5 100,8 100,8 140,7 48,6 56,7 54,6 70,2 | kwadratowych byly sprawdzane na spadek cisnienia wy¬ stepujacy przy przeplywie powietrza z szybkoscia 17,5 centymetra na sekunde i na skutecznosc usuwania par to¬ luenu przy przeplywie suchego powietrza z wydatkiem 14 litrów na minute, przy czym powietrze zawieralo w przy¬ padku papieru 40 czesci par toluenu na milion a w przy¬ padku wlókniny warstwowej 360 czesci par.toluenu na milion. Wyniki przedstawiono w tablicy X.

Tablica X Próbr 1 kanr I papier 1 7 Napel¬ nienie w mg/cm2 14 38,8 Spadek cisnienia w mm slupa wody ,5 Ilosc par toluenu (ppm) 1 przepuszczana w róznych 1 okresach (minut) 1 1 3 4 10 15 20 1 100 250 — — — | 0 0 0 30 100 200 | Przyklady XXX-XXXIV. Przygotowano szereg 'X 45 wlóknin warstwowych wedlug wynalazku stosujac mikre- wlókna polipropylenowe o przecietnej srednicy okolo mikronów i czasteczki wegla aktywowanego wybrane przez odsianie na sitach o srednicy oczek 800 do 1500 mikronów. Uzywano urzadzenia podobnego do pokazanego 50 na fig. I, z tym ze dysze i doprowadzenia czasteczek byly umieszczone ponad powierzchnie zbierajaca w taki sposób by czasteczki spadaly pionowo na powierzchnie zbierajaca.' Dysze byly oddalone od siebie o 15 cm a strumienie wMkien przecinaly sie pod katem 45° w odleglosci okolo 20 cm od 95 otworów dysz. Polimer byl wytlaczany? szybkoscia okolo 1,2 grama na minute i na centymetr szerokosci dyszy a poprzez otwory powietrzne przetlaczano powietrze na¬ grzane do temperatury 510°C z wydatkiem 2250 litrów na mmnte. Czasteczki wegla byly wprowadzane do strefy 80 mieszania z szybkoscia od 100 do 300 gramów na minute i na centymetrszerokosci dyszy.Szybkosckolcktoia w przy¬ kladach XXX i XXXI wynosila 7 metrów na minute a. w przykladach XXXH-XXXIV — 9 metrów aa rnuwte.

Przygotowano gnane samopodtrzymujace sie tkaniny warstwowe, które wypelniono w od 98 do p^ntfd 99 gjo-105 354 17 centach objetosciowych czasteczkami co pokazano w ta¬ blicy XI.

Tablica XI Nu¬ mer próbki 31 ,32 33 • 34 Ciezar mikro¬ wlókien w mg/cm2 1,9 1,9 1,4 1,4 1.4 Ciezar w mg/cm2 380 146 298 197 135 Wegiel zawartosc w procen¬ tach obj. skladników stalych 99 97,5 99,1 98,6 98,0 Stosunek objetosciowy wegla do mikro- wlókien 111 43 118 78 53 | Tablica XII Nu¬ mer próbki 36 37 .38 Ciezar mikro- wlókien w mg/cm2 1,8 1,8 1,36 1,36 Ciezar w mg/cm2 481 426 364 339 Czasteczki zawartosc w procen¬ tach obje¬ tosc, sklad¬ ników stalych 99,6 99,5 99,6 99,5 Stosunek obj. czaste¬ czek do mikro- wlókien 267 237 268 249 | Jakkolwiek niedelikatne obchodzenie sie z wlókninami warstwowymi spowodowalo usuniecie niektórych czaste¬ czek z ich brzegów, to jednak wlókniny warstwowe ogólnie rzecz biorac dobrze utrzymywaly czasteczki.

Przyklady XXV-XXXVIII. Przygotowano szereg *° wlóknin warstwowych zawierajacych mikrowlókna poli¬ propylenowe i granulki polipropylenowe. Stosowano urzadzenie i parametry procesu takie jak w przykladach XXX-XXXIV (szybkosc kolektora wynosila w przykla¬ dach XXXV i XXXVI 7 metrów na minute, a w przykla- 45 dach XXXVII i XXXVIII — 9 metrów na minute); Gra- 18 nulki polipropylenowe mialy ksztalt splaszczonych cylin¬ drów o orientacyjnych wymiarach: dlugosc 0,2 cm, sze¬ rokosc 0,3 cm, grubosc 0,2 cm. Granulki wprowadzono z szybkoscia od 200 do 300 gramów na minute na centy¬ metr szerokosci dyszy. Uzyskano zadowalajace samopod- trzymujace wlókniny przedstawione w tablicy XII.

Claims (8)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania wlókniny warstwowej zwlaszcza filtracyjnej do masek ochronnych, poprzez formowanie runa w postaci warstwy splatanych wlókien, bezposrednio ze stopionego polimeru wlóknotwórczego wytlaczanego pod cisnieniem, poprzez filiery i zestalanego w strumienu gazu o wysokiej temperaturze i wprowadzenie czasteczek srodka adsorpcyjnego do tworzonej wlókniny, znamienny tym, ze strumien czasteczek srodka adsorpcyjnego wpro¬ wadza sie do strumienia gazu unoszacego mikrowlókienka w miejscu oddalonym od dyszy, w którym mikrowlókienka nie sa juz lepkie.

2. Wlóknina warstwowa zwlaszcza filtracyjna w postaci warstw splatanych mikrowlókienek uformowanych bez¬ posrednio ze stopionego polimeru, wewnatrz których roz¬ proszone sa czasteczki srodka adsorpcyjnego, znamienna tym, ze czasteczki srodka adsorpcyjnego sa podtrzymywane przez mikrowlókienka, pozostajace w styku punktowym z wlóknami i miedzy soba, a rozmieszczenie ich w warstwie jest równomierne.

3. Wlóknina wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze srodek adsorpcyjny stanowi tlenek glinu.

4. Wlóknina wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze srodek adsorpcyjny stanowi wegiel aktywowany.

5. Wlóknina wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze sklada sie tylko z mikrowlókien i srodka adsorpcyjnego

6. Wlóknina wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze zawiera co najmniej dwa rodzaje wlókien o róznym skladzie chemicznym. %

7. Wlóknina wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze srodek adsorpcyjny obejmuje co najmniej dwa rodzaje czasteczek o róznym skladzie chemicznym.

8. Wlóknina wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze stosunek przecietnej srednicy . czasteczek do przecietnej srednicy mikrowlókien wynosi co najmniej 5 do 1.105 354 /v /O ZO 30 40 SO 'óJ 70 LZG Z-d 3 w Pab., zam. 1412-79, nakl. 110+20 egz. Cena 45 zl