WO2009012752A1 - Filter element that can be treated by uv radiation, and filter device, protective breathing mask, and protective breathing kit comprising such a filter element - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a filter element with a flow-through zone for a fluid, wherein the filter element comprises a filter material.
- the invention further relates to a filter device with such a filter element and a UV radiation source.
- the invention relates to a respirator with such a filter device.
- the invention also relates to a respirator set comprising a respirator and a UV base station.
- Filter elements of the type mentioned are known from virtually every field of the art. Such filters are generally used for cleaning fluids, such as air. The air flows through the flow zone from the inlet to the outlet of the filter. Such a filter generally has a predetermined transmission characteristic. Depending on this transmission characteristic, the filter retains impurities of the fluid flowing through, which exceed a predetermined size or have specific electrostatic properties.
- the impurities mentioned may have dirt particles or the like.
- Foreign body These foreign bodies should be retained in the filter, so that at the outlet of the filter, a fluid freed from certain ingredients can be obtained.
- the filter should also retain microorganisms, in particular bacterial cell agglomerates which adhere to dust or water droplets, but also spores, individual bacteria, viruses and the like.
- Such a cleaning effect is expected in particular in filters which are designed for the purification of breathing air, for example in respirators.
- filter elements comprising a conventional filter material
- the cleaning effect of filter elements comprising a conventional filter material is limited, in particular with regard to protection against microorganisms.
- microorganisms may settle in the filter material and even form cultures that can re-contaminate the effluent air. On the surface of the filter material, it can lead to the formation of a so-called. Biofilm.
- filter elements with a conventional filter material can only achieve a satisfactory separation efficiency for microorganisms by reducing the pore size, i. the diameter of the flow paths for the fluid to be cleaned, is reduced to a very low value (generally less than 1 micron). With such a small pore diameter, however, the flow rate of the filter element decreases rapidly, which must be compensated by a very large pressure difference between inlet and outlet.
- a filter element which has a filter material that is permeable or conductive for UV radiation in a limited wavelength range.
- microorganisms present in the filter material can be killed by exposure to UV radiation.
- the generic filter element is disadvantageous in that it is not permeable to a large part of the wavelength spectrum of the incident light. This hinders optimal antimicrobial treatment of the filter material. on the other hand is disadvantageous that the applied UV radiation in the generic filter element does not reach into the interior of the filter material. Therefore, in the generic filter element, a UV radiation source must either be positioned within the filter material, or it must be a small size filter element, so that irradiated UV light can penetrate into all areas of the filter element.
- the present invention is therefore based on the object to design a filter element of the type mentioned and further, that a simplified and improved antimicrobial treatment of the filter material and an improved separation efficiency of the filter element for microorganisms is achieved during exposure to UV radiation. Furthermore, the present invention has for its object to provide a filter device, a respirator and a respirator with such a filter element.
- a generic filter element is characterized in that the filter material for UV radiation having a wavelength of about 450 nm or less is permeable and / or conductive.
- the filter element according to the invention has a filter material which is permeable and / or conductive for radiation in this wavelength range.
- a combination of transmissivity and conductivity of the incoming UV light filtering material allows a UV radiation source to be positioned outside the filter element.
- the filter element according to the invention it is still possible to reach each point of the filter material with irradiated UV light. Regions of the filter material located near the UV radiation source are achieved because the filter material is transparent to UV radiation. However, further spaced areas of the filter material are also achieved, since the filter material at the same time - A -
- UV radiation can penetrate the surface of the filter material and is passed through the material to shaded areas of the filter element.
- filter element according to the invention even large-volume or large-area filter materials with a UV radiation source positioned outside the filter element can be treated simply and safely antimicrobially.
- an improved separation performance of the filter element for microorganisms is achieved during exposure to UV radiation.
- the filter material for UV radiation having a wavelength of about 380 nm to about 420 nm, in particular for UV radiation having a wavelength of about 400 nm to about 420 nm, permeable and / or conductive. In these wavelength ranges, a particularly effective antimicrobial effect of UV radiation has been found.
- the pore diameter within the flow-through zone is approximately 1 ⁇ m to approximately 10 ⁇ m, and in a particularly preferred manner is approximately 1 ⁇ m to approximately 2 ⁇ m.
- a conventional filter which is suitable for the deposition of microorganisms, in particular of viruses, must have a pore diameter of about 1 ⁇ m or less.
- the pore diameter within the flow-through zone indicates the diameter of the flow path for the fluid to be filtered.
- the filter material preferably has a defined pore size, wherein the size of the pores varies only slightly compared to adjacent pores.
- the antimicrobial treatment by UV radiation is made possible.
- the fluid flowing through the filter occurs as in a conventional one Filter through the pores of the flow zone. Larger particles are retained mechanically. Although smaller microorganisms can theoretically pass through the filter, they are killed during passage through the penetrating UV light. The same applies to the mechanically retained larger microorganisms. In other words, microorganisms of any size are inactivated even if the smallest pore diameter of the flow area of the filter element is larger than the diameter of the smallest microorganism found in the fluid to be treated.
- the filter material has photoconductive properties. This means that conduction paths for the irradiated light are formed within the filter material, for example by means of light conductors arranged in the filter material or in that the filter material has light-conducting particles. These may in particular be elongated elements, for example fibers.
- the filter material comprises a polymer or a polymer mixture.
- a material is easy to manufacture and handle.
- the pores of the flow-through zone or the flow paths for the fluid can be formed by foaming the polymer.
- a porous polymer may be used.
- the pore diameter can generally be adjusted well and shows only slight fluctuations over the entire filter material.
- the filter material comprises fibers. These may be polymer fibers. Furthermore, the filter material may consist of a polymer in which fibers are dispersed. The fibers preferably have photoconductive properties. The fibers can form a plurality of points of contact with each other. Irradiated UV light can then pass from fiber to fiber at the interfaces between individual fibers as the fibers pass UV radiation. At the points of contact, the direct transfer of UV radiation from one fiber to the next takes place. As a result, the UV radiation can also reach areas which have a greater distance from the surface of the filter element.
- the UV radiation can enter the fibers at the surface of the filter element according to the invention as a result, the available filter cross-sectional area can be made large without fear that the deactivating effect of the filter device will be at a greater distance from the UV radiation source falls below a minimum value.
- optical fibers having a diameter of about 0.5 ⁇ m to about 500 ⁇ m are preferred. Such fibers are particularly suitable for forming the filter material for the filter element according to the invention. The pores for the fluid flowing through form between the fibers lying close together.
- the filter material comprises a nonwoven material, in particular a nonwoven.
- a nonwoven material is particularly suitable for simultaneously providing a transmittance of irradiated UV light and also a certain optical conductivity.
- a nonwoven material is preferably used which comprises the aforementioned fibers. Accordingly, emitted light from an adjacent UV radiation source may penetrate into the translucent structure of the nonwoven material, whereby antimicrobially treatable adjacent portions of the filter material to the UV radiation source.
- the UV radiation can be transmitted to remote areas which are actually located in the shadow of the UV radiation source.
- the filter material according to the invention comprises a semiconductor material, in particular a photosemiconductor material.
- the semiconductor material causes a further inactivation of microorganisms.
- the semiconductor material is excited, that is photoactivated.
- Photo activation means here that the light absorption in the semiconductor material raises electrons from the valence band into the conduction band. This results in a redox potential, which leads to the destruction of microorganisms or to the hindrance of their multiplication via the formation of radicals.
- unwanted oxidizable ingredients of the fluid to be purified can also be broken down, such as, for example, nicotine, solvents, formaldehyde and the like.
- the proportion of the semiconductor material to the filter material may be about 0.5 wt .-% to about 2 wt .-%, and may be in particular about 1 wt .-%. Consequently, the semiconductor material can already develop a beneficial effect at low concentration.
- the semiconductor material may be distributed on the surface of the filter material and / or dispersed in filter material.
- the flow paths or pores for the fluid can be treated, whereby an economical use of semiconductor material is possible.
- the semiconductor material can already be dispersed therein during the production of the filter material. Accordingly, the semiconductor material is found both in and on the particles which form the filter material. These particles are in particular polymer fibers.
- the semiconductor material can be added before an injection molding process, so that polymer fibers containing semiconductor material are produced from the outset.
- the semiconductor material is present in a thin layer whose thickness may be a few molecules. It may also be sufficient to attach the semiconductor material only in certain areas of the filter material, as long as it is ensured that all portions of the fluid to be cleaned come into contact with the semiconductor material when passing through the filter element.
- the semiconductor material comprises titanium dioxide.
- Titanium dioxide is thermally stable and extremely inert chemically. It is also lightfast, inexpensive and completely non-toxic, making it ideal for use in filters suitable for breathing air.
- the effect of titanium dioxide as a photo semiconductor material can be significantly enhanced by an oxidizing agent such as, for example, hydrogen peroxide.
- the proportion of the modification of anatase on the titanium dioxide is about 75% by weight to about 95% by weight, in particular about 85% by weight.
- Titanium dioxide occurs in nature in three modifications. The most common modifications are anatase and rutile. It has been found that titanium dioxide with the above-mentioned content of anatase provides surprisingly good results in the above-described antimicrobial treatment with the aid of UV radiation. Accordingly, the semiconductor material of a particularly preferred embodiment contains about 85% by weight of anatase and about 15% by weight of rutile. However, the exact composition may vary, so that a particularly effective formulation may also contain a small proportion of the third modification brookite.
- a filter device comprises a filter element according to the invention and a UV radiation source, wherein the UV radiation source is arranged so that the filter element can be acted upon by UV radiation.
- a ready-to-use device is specified in which a filter element according to the invention can be treated antimicrobially with the intended UV radiation source.
- fluids flowing through can be treated antimicrobially. These can be both gases and liquids.
- the UV radiation source emits UV radiation having a wavelength of about 253 nm to about 450 nm, and in particular emits UV radiation having a wavelength of about 380 nm to about 420 nm , larger range is advantageous in that the inactivation effect is enhanced. It has been found that the wavelength range around 254 nm has its own biocidal effect and thus can inactivate germs in addition to the longer waves. To realize this wavelength spectrum can also several UV radiation sources are used. Said narrower wavelength range is preferred in view of a particularly defined inactivation effect as well as with regard to a defined passage of the light and a defined light conduction within the filter material. This range corresponds approximately to that emitted by available UV light emitting diodes (LED).
- LED ultraviolet light emitting diodes
- the UV radiation source may comprise one or more mercury (Hg) low pressure radiators and / or one or more UV light emitting diodes (LED).
- Hg mercury
- LED UV light emitting diodes
- the UV radiation source is arranged outside the filter element. Reference is made to avoid repetition on the comments in relation to the filter element.
- the UV radiation source may be arranged adjacent to the filter element.
- light in the manner according to the invention is shaded areas. Since at the same time there is a permeability to UV radiation, the UV radiation can at the same time penetrate directly into the filter material. As a result, enforcement of the entire filter element with UV light can be achieved.
- the UV radiation source can also be arranged so that it touches the surface of the filter element at least partially, whereby a particularly effective coupling of UV radiation is made possible in the filter material.
- the UV radiation source is arranged at a distance from the filter element, with a light guide extending between the UV radiation source and the filter element being provided.
- a light guide extending between the UV radiation source and the filter element being provided.
- a respirator with a housing and a holding device which is characterized by a filter device according to the invention.
- the housing is to be understood as meaning that part of a respiratory mask which on the one hand holds the filter device and on the other hand encloses at least the mouth and nose region of the user.
- a holding device is provided, which encloses the back of the head of the user and is connected to the housing, that the housing is pressed onto the oral or facial area.
- the proposed respirator mask comprises both a filter element according to the invention and a UV radiation source, so that a mobile use of the filter device is made possible.
- the filter element contained in the respirator mask can be applied periodically or continuously with UV radiation, in one of the aforementioned types. Due to the particularly advantageous passage characteristic of the filter element according to the invention, breathing is significantly easier than with a conventional respirator mask. At the same time, the possibility of UV irradiation of the filter element ensures reliable protection of the user from contamination by microorganisms.
- the UV radiation source may include one or more UV LEDs.
- UV LEDs are particularly small and can be easily placed in a housing. In addition, the power consumption of these LEDs is relatively low, creating a mobile use is possible.
- the one or more UV LEDs can be arranged, for example, in the transition between the housing and the filter element and act on the filter element in one of the aforementioned types with UV radiation. If several UV LEDs are provided, they can completely surround the filter element at a certain distance from each other, so that a particularly effective irradiation can be realized.
- the UV radiation source of the respirator mask is powered by an accumulator or by a battery. As a result, the greatest possible mobility when wearing the respirator according to the invention is achieved.
- the accumulator or the battery can be arranged in the housing of the respiratory mask, for example below the filter element.
- the respirator may have a charge indicator for the accumulator or a voltage indicator for the battery. This reliably prevents the device from being unnoticed by the user due to a too low voltage.
- an acoustic signal can be provided which warns the user when a predetermined minimum value of the supply voltage is undershot.
- the UV radiation source of the respiratory mask can have one or more mercury (Hg) low-pressure lamps.
- Hg mercury
- these radiators require more space than the LED and have a higher power consumption, but also have a higher radiation power and emit a broader wavelength spectrum of UV radiation.
- the use of Hg low-pressure jet in the respirator according to the invention is particularly advantageous if the surrounding air is contaminated with particularly dangerous germs and necessarily a complete inactivation of these germs must be ensured. Therefore, in particular, the use in safety laboratories, where the respirator may possibly be equipped with a power cable to supply the Hg low-pressure lamps and can be worn by the user without major restrictions on his mobility is particularly suitable.
- a connection for the power supply of the UV radiation source is formed.
- this can be the connection for a power cable.
- a connection for a charger can be provided with which an accumulator arranged in the respiratory mask can be recharged after use, without having to remove the accumulator from the respiratory mask.
- the respiratory protection set it is possible to treat a respiratory mask periodically with UV radiation in order to inactivate microorganisms contained in the filter element.
- the respirator can be used in a conventional manner, for example to protect against microbial contamination in a laboratory. After a certain useful life has elapsed, the respirator can now be placed on or in the UV base station and treated with UV radiation. This prevents the growth of mechanically retained microorganisms in the filter.
- the mask is always germ-free for reuse. An accumulation or even a breakthrough of microorganisms due to a long life in the contaminated state is excluded.
- the UV radiation source of the respiratory protection set according to the invention may comprise one or more low-pressure mercury radiators and / or one or more UV LEDs.
- the UV base station of the respirator kit has a housing shielding the UV radiation source. This protects the environment from UV rays. Furthermore, the largest possible proportion of the emitted radiation is available for the treatment of the filter element.
- the respirator can be received in the housing.
- the housing is possible in which the filter element of the respiratory mask can be treated by applying or placing the mask on or on the housing.
- the housing may, for example, have a transparent pane onto which the respiratory mask can be placed.
- the housing expediently has a power connection or an internal power supply of the UV radiation source via an accumulator or a battery.
- the UV base station of the respirator set has means for automatically carrying out a predetermined treatment cycle for the filter element.
- the housing may have an electronic component in which such a treatment cycle is stored and started at the user's option and then runs automatically.
- Definable parameters for such a treatment cycle are, for example, the treatment duration and the irradiation intensity. It may appear advantageous to vary the irradiation intensity during the treatment cycle.
- FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the filter device according to the invention.
- Fig. 2 is a side schematic sectional view of an embodiment of the respirator according to the invention.
- FIG. 3 is a frontal schematic sectional view of the respirator of FIG. 2.
- Fig. 1 shows a schematic sectional view of a preferred embodiment of the filter device according to the invention.
- a filter element 1 according to the invention which has a filter material 2, is arranged in a housing 3. Between the upper and the lower part of the housing 3, flow paths or pores for the fluid to be cleaned are formed in the filter material 2.
- the fluid to be cleaned flows through the filter material 2 from left to right, which is indicated by the thick black arrows. Accordingly, the left edge of the filter element 1 serves as inlet 4 and the right edge of the filter element 1 as outlet 5 for the fluid. Between the upper and the lower part of the housing 3, the filter element 1 has a flow-through zone for the fluid.
- the fluid to be cleaned is air which is to be freed from microorganisms in particular.
- a UV radiation source 6 is arranged outside of the filter element 1, namely in the housing 3. With the UV radiation source 6, the filter material 2 can be acted upon by UV light.
- the filter element 1 has a predetermined transmission characteristic.
- the pores or the flow paths for the fluid have a precisely defined maximum size, so that particles which exceed this maximum size are retained in the filter material 2.
- Other particles whose size is less than the pore diameter can pass through the filter, but are exposed to the UV radiation during this time and can thus be inactivated.
- larger particles are inactivated, which are mechanically retained in the filter. As a result, an increase or culture formation of microorganisms in the filter and ultimately a "breakthrough" of microbes through the filter material 2 is prevented.
- the UV radiation source 6 is supplied with electrical energy via an electrical connection, through an accumulator or through a battery (not shown).
- the filter material 2 is transparent and / or conductive to ultraviolet radiation having a wavelength of about 450 nm or less.
- the filter material 2 consists of polymer fibers, which are additionally provided on the surface with the photo semiconductor titanium dioxide. The fibers of the filter material 2 are close to each other and form a nonwoven material, namely a nonwoven.
- the light emitted by the UV radiation source 6 can penetrate areas of the filter material 2 near the edge and thus kill microorganisms directly or by means of the photoactivation of the titanium dioxide.
- the fibers of the filter material 2 have light-conducting properties, the UV radiation is simultaneously "coupled” into the filter element 1 on the surface of the filter material 2 and thereby transported into all regions of the filter element 1.
- the fibers scatter a portion of the UV radiation so that some of the light also exits the fiber surface. There, the scattered UV light can impinge on the photo-semiconductor titania and activate it.
- the oxidizing effect of the photoactivated semiconductor is not limited to microorganisms.
- Other contaminants such as nicotine, formaldehyde, aromatic solvents (in particular PCBs) and the like can thus be oxidized in such a way that they are no longer present in the outlet 5 or in a concentration which is no longer harmful.
- the UV radiation source 6 can also be arranged in a (not shown) side wall of the housing 3.
- the UV radiation source 6 can also be arranged outside the housing 3, and it can be provided between the UV radiation source 6 and the filter element 1, a light guide with which the filter material 2 is still acted upon by the UV radiation.
- Fig. 2 shows a lateral schematic sectional view of a preferred embodiment of the respirator according to the invention.
- the respirator has a filter element 1, which is fixed in a housing 3 ' .
- the housing 3 ' serves on the one hand for holding the filter element 1 and on the other hand for shielding at least the mouth and nose of the user from uncleaned ambient air.
- the filter material 2 of the filter element 1 the ambient air of dirt, especially microorganisms, free.
- the filter material 2 is designed in such a way as has been described with reference to the filter device according to the invention in Fig. 1.
- the filter material 2 can be designed according to any of the embodiments described above for the filter element 1 according to the invention.
- the flow of supplied or discharged breathing air into the housing 3 ' or out of the housing 3 ' is clarified by the broad arrows.
- the left edge of the filter element 1 is formed as an inlet 4 and the right edge as an outlet 5 for the supplied breathable air.
- a UV radiation source 6 is arranged in the housing 3 ' , namely below the filter element 1.
- This UV radiation source 6 has a UV LED 7.
- the UV LED 7 is powered by the further below, but also in the housing 3 ' arranged battery 8 with power.
- an accumulator may be provided instead of the battery 8, instead of the battery 8, an accumulator may be provided.
- the respirator can be connected directly to a power supply with a power cable.
- UV-LED 7 both in the filter material 2 retained and the filter element 1 passing microorganisms can be exposed to UV radiation and destroyed, namely as described above.
- the entire filter material 2 is achieved by the emitted UV radiation, namely on the one hand due to the permeability and on the other hand due to the conductivity of the filter material 2 for the irradiated UV light.
- Fig. 3 shows a frontal schematic sectional view of the respirator according to the invention.
- a holding device 9 is arranged, with which the respirator can be positioned and held in front of the mouth or nose area of the user.
- the black arrows show particularly clearly how, due to the special design of the filter material 2 used, the irradiated UV light is distributed throughout the filter element 1.
- the directly illuminated surface of the filter material 2 can be small, due to the Penetration and passage of the UV light in the filter material 2, however, each point of the filter element 1 is achieved, with an immediate inactivation or an indirect inactivation of microorganisms via the action of the existing photo semiconductor material takes place.
- the pore width of the filter material 2 can be increased, whereby the breathing is significantly facilitated. It is achieved despite the larger pore size safe inactivation of microorganisms.
- UV light emitting diode UV LED
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Abstract
A filter element (1) with a through-flow area for a fluid is proposed, which filter element (1) comprises a filter material (2). With a view to easier and improved antimicrobial treatment of the filter material (2), and with a view to improved deposition of microorganisms, this filter element (1) is configured such that the filter material (2) transmits and/or conducts UV radiation with a wavelength of ca. 450 nm or less. A filter device, a protective breathing mask and a protective breathing kit are also proposed on the basis of the filter element (1) according to the invention.
Description
MIT UV-STRAHLUNG BEHANDELBARES FILTERELEMENT SOWIE FILTEREINRICHTUNG, ATEMSCHUTZMASKE UND UV-RADIATION TREATABLE FILTER ELEMENT AND FILTER EQUIPMENT, RESISTANCE MASK AND
ATEMSCHUTZSET MIT SOLCHEM FILTERELEMENTAIR PROTECTION SET WITH SUCH FILTER ELEMENT
Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit einer Durchströmungszone für ein Fluid, wobei das Filterelement ein Filtermaterial aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement und einer UV-Strahlungsquelle. Außerdem betrifft die Erfindung eine Atemschutzmaske mit einer solchen Filtereinrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung noch ein Atemschutzset, das eine Atemschutzmaske und eine UV-Basisstation aufweist.The invention relates to a filter element with a flow-through zone for a fluid, wherein the filter element comprises a filter material. The invention further relates to a filter device with such a filter element and a UV radiation source. Moreover, the invention relates to a respirator with such a filter device. Finally, the invention also relates to a respirator set comprising a respirator and a UV base station.
Filterelemente der eingangs genannten Art sind aus praktisch jedem Gebiet der Technik bekannt. Solche Filter werden im Allgemeinen zur Reinigung von Fluiden, bspw. von Luft, verwendet. Die Luft durchströmt dabei die Durchströmungszone vom Eintritt bis zum Austritt des Filters. Solch ein Filter weist im Allgemeinen eine vorher festgelegte bzw. gewünschte Durchlasscharakteristik auf. Abhängig von dieser Durchlasscharakteristik hält der Filter Verunreinigungen des durchströmenden Fluids zurück, welche eine vorbestimmte Größe überschreiten oder spezielle elektrostatische Eigenschaften aufweisen.Filter elements of the type mentioned are known from virtually every field of the art. Such filters are generally used for cleaning fluids, such as air. The air flows through the flow zone from the inlet to the outlet of the filter. Such a filter generally has a predetermined transmission characteristic. Depending on this transmission characteristic, the filter retains impurities of the fluid flowing through, which exceed a predetermined size or have specific electrostatic properties.
Die genannten Verunreinigungen können Schmutzteilchen oder dgl. Fremdkörper aufweisen. Diese Fremdkörper sollen in dem Filter zurückgehalten werden, so dass am Auslass des Filters ein von bestimmten Inhaltsstoffen befreites Fluid erhalten werden kann. In manchen Anwendungsfällen soll der Filter dabei auch Mikroorganismen zurückgehalten, insbesondere bakterielle Zellaglomerate, die an Staub oder Wassertröpfchen anhaften, aber auch Sporen, einzelne Bakterien, Viren und dergleichen.The impurities mentioned may have dirt particles or the like. Foreign body. These foreign bodies should be retained in the filter, so that at the outlet of the filter, a fluid freed from certain ingredients can be obtained. In some applications, the filter should also retain microorganisms, in particular bacterial cell agglomerates which adhere to dust or water droplets, but also spores, individual bacteria, viruses and the like.
Solch eine Reinigungswirkung wird insbesondere bei Filtern erwartet, die zur Reinigung von Atemluft ausgelegt sind, bspw. in Atemschutzmasken.
In der Praxis ist allerdings festgestellt worden, dass die Reinigungswirkung von Filterelementen, die ein herkömmliches Filtermaterial aufweisen, insbesondere in Bezug auf den Schutz vor Mikroorganismen begrenzt ist. Bspw. können sich Mikroorganismen in dem Filtermaterial ansiedeln und sogar Kulturen bilden, die die ausströmende Luft erneut kontaminieren können. Auf der Oberfläche des Filtermaterials kann es zur Entstehung eines sog. Biofilms kommen. Im ungünstigsten Fall kommt es schlussendlich zu einem sog. „Durchbruch" der Mikroorganismen durch das Filterelement. Des Weiteren können solche Filter bei diskontinuierlicher Belastung nach einem besonders großen Belastungsschub über längere Zeit Mikroorganismen abgeben. Die vorgenannten Phänomene können dazu führen, dass die den Auslass des Filters verlassende Luft sogar stärker belastet ist als die zuströmende, zu reinigende Luft.Such a cleaning effect is expected in particular in filters which are designed for the purification of breathing air, for example in respirators. In practice, however, it has been found that the cleaning effect of filter elements comprising a conventional filter material is limited, in particular with regard to protection against microorganisms. For example. For example, microorganisms may settle in the filter material and even form cultures that can re-contaminate the effluent air. On the surface of the filter material, it can lead to the formation of a so-called. Biofilm. In the worst case, a so-called "breakthrough" of the microorganisms through the filter element finally occurs.Furthermore, such filters can release microorganisms for a long time after discontinuous loading after a particularly large load thrust Filter leaving air is even more heavily loaded than the incoming, to be cleaned air.
Im Allgemeinen ist bei Filterelementen mit einem konventionellen Filtermaterial eine befriedigende Abscheideleistung für Mikroorganismen nur erreichbar, indem die Porengröße, d.h. der Durchmesser der Strömungspfade für das zu reinigende Fluid, auf einen sehr geringen Wert (im Allgemeinen kleiner als 1 μm) reduziert wird. Bei einem solch geringen Porendurchmesser sinkt die Durchflussleistung des Filterelements jedoch rapide ab, was durch einen sehr großen Druckunterschied zwischen Ein- und Auslass ausgeglichen werden muss.In general, filter elements with a conventional filter material can only achieve a satisfactory separation efficiency for microorganisms by reducing the pore size, i. the diameter of the flow paths for the fluid to be cleaned, is reduced to a very low value (generally less than 1 micron). With such a small pore diameter, however, the flow rate of the filter element decreases rapidly, which must be compensated by a very large pressure difference between inlet and outlet.
Des Weiteren besteht bei der manuellen Wartung von mit Mikroorganismen belasteten Filtern aus herkömmlichem Filtermaterial eine erhöhte Infektionsgefahr für das Wartungspersonal sowie die gesamte Umgebung, was insbesondere im Gesundheitswesen höchst unerwünscht ist.Furthermore, the manual maintenance of microorganism-loaded filters of conventional filter material poses an increased risk of infection for the maintenance personnel as well as the entire environment, which is highly undesirable, especially in the healthcare sector.
Aus der DE 197 16 277 A1 ist ein Filterelement bekannt, welches ein Filtermaterial aufweist, das für UV-Strahlung in einem begrenzten Wellenlängenbereich durchlässig oder leitfähig ist. Dabei lassen sich im Filtermaterial befindliche Mikroorganismen durch das Beaufschlagen mit UV-Strahlung abtöten.From DE 197 16 277 A1 a filter element is known, which has a filter material that is permeable or conductive for UV radiation in a limited wavelength range. In the process, microorganisms present in the filter material can be killed by exposure to UV radiation.
Beim gattungsbildenden Filterelement ist nachteilig, dass es für einen Großteil des Wellenlängenspektrums des eingestrahlten Lichts nicht durchlässig ist. Dadurch ist eine optimale antimikrobielle Behandlung des Filtermaterials behindert. Andererseits
ist nachteilig, dass die beaufschlagte UV-Strahlung beim gattungsbildenden Filterelement nicht bis in die Innenbereiche des Filtermaterials gelangt. Daher muss beim gattungsgemäßen Filterelement eine UV-Strahlungsquelle entweder innerhalb des Filtermaterials positioniert werden, oder es muss sich um ein Filterelement geringer Größe handeln, so dass eingestrahltes UV-Licht in alle Bereiche des Filterelements vordringen kann.The generic filter element is disadvantageous in that it is not permeable to a large part of the wavelength spectrum of the incident light. This hinders optimal antimicrobial treatment of the filter material. on the other hand is disadvantageous that the applied UV radiation in the generic filter element does not reach into the interior of the filter material. Therefore, in the generic filter element, a UV radiation source must either be positioned within the filter material, or it must be a small size filter element, so that irradiated UV light can penetrate into all areas of the filter element.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine vereinfachte und verbesserte antimikrobielle Behandlung des Filtermaterials sowie eine verbesserte Abscheideleistung des Filterelements für Mikroorganismen während der Beaufschlagung mit UV-Strahlung erreicht ist. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung, eine Atemschutzmaske sowie ein Atemschutzset mit einem solchen Filterelement anzugeben.The present invention is therefore based on the object to design a filter element of the type mentioned and further, that a simplified and improved antimicrobial treatment of the filter material and an improved separation efficiency of the filter element for microorganisms is achieved during exposure to UV radiation. Furthermore, the present invention has for its object to provide a filter device, a respirator and a respirator with such a filter element.
Die vorgenannte Aufgabe ist in Bezug auf ein Filterelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist ein gattungsgemäßes Filterelement dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 450 nm oder weniger durchlässig und/oder leitfähig ist.The above object is achieved with respect to a filter element having the features of claim 1. Thereafter, a generic filter element is characterized in that the filter material for UV radiation having a wavelength of about 450 nm or less is permeable and / or conductive.
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 450 nm oder weniger einen besonders vorteilhaften Effekt bei der Behandlung von mikrobiellen Verunreinigungen bereitstellt. Demzufolge weist das erfindungsgemäße Filterelement ein Filtermaterial auf, das für Strahlung in diesem Wellenlängenbereich durchlässig und/oder leitfähig ist.According to the invention, it has first been recognized that UV radiation having a wavelength of about 450 nm or less provides a particularly advantageous effect in the treatment of microbial contaminants. Consequently, the filter element according to the invention has a filter material which is permeable and / or conductive for radiation in this wavelength range.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass eine Kombination von Durchlässigkeit und Leitfähigkeit des Filtermaterials für eingestrahltes UV-Licht es erlaubt, eine UV-Strahlungsquelle außerhalb des Filterelements zu positionieren. Bei dem erfindungsgemäßen Filterelement ist es trotzdem möglich, jeden Punkt des Filtermaterials mit eingestrahltem UV-Licht zu erreichen. Nahe an der UV-Strahlungsquelle angeordnete Bereiche des Filtermaterials werden erreicht, da das Filtermaterial für UV-Strahlung durchlässig ist. Weiter beabstandete Bereiche des Filtermaterials werden jedoch ebenfalls erreicht, da das Filtermaterial gleichzeitig
- A -Furthermore, it has been recognized in the present invention that a combination of transmissivity and conductivity of the incoming UV light filtering material allows a UV radiation source to be positioned outside the filter element. In the filter element according to the invention, it is still possible to reach each point of the filter material with irradiated UV light. Regions of the filter material located near the UV radiation source are achieved because the filter material is transparent to UV radiation. However, further spaced areas of the filter material are also achieved, since the filter material at the same time - A -
lichtleitende Eigenschaften aufweist, wodurch die UV-Strahlung an der Oberfläche des Filtermaterials eindringen kann und durch das Material zu abgeschatteten Bereichen des Filterelements geleitet wird.having photoconductive properties, whereby the UV radiation can penetrate the surface of the filter material and is passed through the material to shaded areas of the filter element.
Die erfindungsgemäße Kombination von Strahlungsdurchlässigkeit und Strahlungsleitfähigkeit stellt dabei eine Abkehr vom gattungsbildenden Stand der Technik dar, der lediglich jeweils eine Durchlässigkeit oder Leitfähigkeit vorsieht.The inventive combination of radiation transmission and radiation conductivity represents a departure from the generic state of the art, which only provides a respective permeability or conductivity.
Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement können auch großvolumige bzw. großflächige Filtermaterialien mit einer außerhalb des Filterelements positionierten UV- Strahlungsquelle einfach und sicher antimikrobiell behandelt werden. Somit ist auch eine verbesserte Abscheideleistung des Filterelements für Mikroorganismen während der Beaufschlagung mit UV-Strahlung erreicht.With the filter element according to the invention, even large-volume or large-area filter materials with a UV radiation source positioned outside the filter element can be treated simply and safely antimicrobially. Thus, an improved separation performance of the filter element for microorganisms is achieved during exposure to UV radiation.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Filtermaterial für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 380 nm bis ca. 420 nm, insbesondere für UV- Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 400 nm bis ca. 420 nm, durchlässig und/oder leitfähig. In diesen Wellenlängenbereichen ist eine besonders wirksame antimikrobielle Wirkung der UV-Strahlung festgestellt worden.In a first embodiment of the invention, the filter material for UV radiation having a wavelength of about 380 nm to about 420 nm, in particular for UV radiation having a wavelength of about 400 nm to about 420 nm, permeable and / or conductive. In these wavelength ranges, a particularly effective antimicrobial effect of UV radiation has been found.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens beträgt der Porendurchmesser innerhalb der Durchströmungszone ca. 1 μm bis ca. 10 μm, und beträgt in besonders bevorzugter Weise ca. 1 μm bis ca. 2 μm. Wie bereits erwähnt, muss ein konventioneller Filter, der zur Abscheidung von Mikroorganismen, insbesondere von Viren geeignet ist, einen Porendurchmesser von ca. 1 μm oder weniger aufweisen. Der Porendurchmesser innerhalb der Durchströmungszone gibt dabei den Durchmesser des Strömungspfads für das zu filternde Fluid an. Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement ist es nun möglich, diesen Durchmesser deutlich zu vergrößern, wodurch die Durchflussleistung ansteigt und der Druckverlust über den Filter gesehen deutlich sinkt. Dabei weist das Filtermaterial bevorzugt eine definierte Porengröße auf, wobei die Größe der Poren im Vergleich zu benachbarten Poren nur wenig schwankt. Beim erfindungsgemäßen Filterelement ist neben der konventionellen mechanischen Filterwirkung die antimikrobielle Behandlung durch UV-Strahlung ermöglicht. Das durch den Filter strömende Fluid tritt wie bei einem herkömmlichen
Filter durch die Poren der Strömungszone. Größere Partikel werden dabei mechanisch zurückgehalten. Kleinere Mikroorganismen können zwar theoretisch durch den Filter hindurchtreten, werden aber während des Durchtritts durch das eindringende UV-Licht abgetötet. Dasselbe gilt für die mechanisch zurückgehaltenen größeren Mikroorganismen. Mit anderen Worten werden Mikroorganismen jeder beliebigen Größe inaktiviert, selbst wenn der kleinste Porendurchmesser der Durchströmungszone des Filterelements größer ist als der Durchmesser des kleinsten Mikroorganismus, der sich im zu behandelnden Fluid findet.In a further development of the inventive concept, the pore diameter within the flow-through zone is approximately 1 μm to approximately 10 μm, and in a particularly preferred manner is approximately 1 μm to approximately 2 μm. As already mentioned, a conventional filter which is suitable for the deposition of microorganisms, in particular of viruses, must have a pore diameter of about 1 μm or less. The pore diameter within the flow-through zone indicates the diameter of the flow path for the fluid to be filtered. With the filter element according to the invention it is now possible to increase this diameter significantly, whereby the flow rate increases and the pressure drop across the filter seen decreases significantly. In this case, the filter material preferably has a defined pore size, wherein the size of the pores varies only slightly compared to adjacent pores. In the case of the filter element according to the invention, in addition to the conventional mechanical filtering effect, the antimicrobial treatment by UV radiation is made possible. The fluid flowing through the filter occurs as in a conventional one Filter through the pores of the flow zone. Larger particles are retained mechanically. Although smaller microorganisms can theoretically pass through the filter, they are killed during passage through the penetrating UV light. The same applies to the mechanically retained larger microorganisms. In other words, microorganisms of any size are inactivated even if the smallest pore diameter of the flow area of the filter element is larger than the diameter of the smallest microorganism found in the fluid to be treated.
In besonders bevorzugter Weise weist das Filtermaterial lichtleitende Eigenschaften auf. Dies bedeutet, dass innerhalb des Filtermaterials Leitungspfade für das eingestrahlte Licht ausgebildet sind, bspw. durch im Filtermaterial angeordnete Lichtleiter oder dadurch, dass das Filtermaterial lichtleitende Teilchen aufweist. Dabei kann es sich insbesondere um langgestreckte Elemente, bspw. Fasern handeln.In a particularly preferred manner, the filter material has photoconductive properties. This means that conduction paths for the irradiated light are formed within the filter material, for example by means of light conductors arranged in the filter material or in that the filter material has light-conducting particles. These may in particular be elongated elements, for example fibers.
Vorzugsweise weist das Filtermaterial ein Polymer oder eine Polymermischung auf. Solch ein Material lässt sich leicht herstellen und handhaben. Die Poren der Durchströmungszone bzw. die Strömungspfade für das Fluid können durch Schäumen des Polymers gebildet werden. Alternativ kann ein poröses Polymer verwendet werden. Bei den genannten Materialien lässt sich der Porendurchmesser im Allgemeinen gut einstellen und weist über das gesamte Filtermaterial gesehen nur geringe Schwankungen auf.Preferably, the filter material comprises a polymer or a polymer mixture. Such a material is easy to manufacture and handle. The pores of the flow-through zone or the flow paths for the fluid can be formed by foaming the polymer. Alternatively, a porous polymer may be used. In the case of the materials mentioned, the pore diameter can generally be adjusted well and shows only slight fluctuations over the entire filter material.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filtermaterial Fasern auf. Dabei kann es sich um Polymerfasern handeln. Des Weiteren kann das Filtermaterial aus einem Polymer bestehen, in dem Fasern dispergiert sind. Die Fasern weisen dabei in bevorzugter Weise lichtleitende Eigenschaften auf. Die Fasern können untereinander eine Vielzahl von Berührungsstellen bilden. Eingestrahltes UV-Licht kann dann an den Berührungsflächen zwischen einzelnen Fasern von einer Faser zur nächsten übertreten, da die Fasern die UV-Strahlung weiterleiten. An den Berührungsstellen findet der direkte Übergang der UV-Strahlung von einer Faser zur nächsten statt. Dadurch kann die UV-Strahlung auch in Bereiche gelangen, die eine größere Entfernung von der Oberfläche des Filterelements aufweisen. Die UV-Strahlung kann an der Oberfläche des erfindungsgemäßen Filterelements in die Fasern
„eingekoppelt" werden, bspw. indem eine UV-Strahlungsquelle benachbart zum Filterelement positioniert wird. Im Ergebnis kann die zur Verfügung stehende Filterquerschnittsfläche groß gewählt werden, ohne dass zu befürchten ist, dass die Inaktivierungswirkung der Filtereinrichtung in einer größeren Entfernung von der UV- Strahlungsquelle unter einen Mindestwert abfällt.In a preferred embodiment, the filter material comprises fibers. These may be polymer fibers. Furthermore, the filter material may consist of a polymer in which fibers are dispersed. The fibers preferably have photoconductive properties. The fibers can form a plurality of points of contact with each other. Irradiated UV light can then pass from fiber to fiber at the interfaces between individual fibers as the fibers pass UV radiation. At the points of contact, the direct transfer of UV radiation from one fiber to the next takes place. As a result, the UV radiation can also reach areas which have a greater distance from the surface of the filter element. The UV radiation can enter the fibers at the surface of the filter element according to the invention As a result, the available filter cross-sectional area can be made large without fear that the deactivating effect of the filter device will be at a greater distance from the UV radiation source falls below a minimum value.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform werden als Lichtleiter Fasern mit einem Durchmesser von ca. 0,5 μm bis ca. 500 μm bevorzugt. Solche Fasern eignen sich besonders dazu, das Filtermaterial für das erfindungsgemäße Filterelement zu bilden. Die Poren für das durchströmende Fluid bilden sich dabei zwischen den eng aneinander liegenden Fasern aus.With respect to the aforementioned embodiment, as the optical fiber, fibers having a diameter of about 0.5 μm to about 500 μm are preferred. Such fibers are particularly suitable for forming the filter material for the filter element according to the invention. The pores for the fluid flowing through form between the fibers lying close together.
Im Allgemeinen wird eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei der das Filtermaterial ein Nonwoven-Material, insbesondere ein Vlies, aufweist. Ein solches Nonwoven-Material ist ganz besonders dazu geeignet, gleichzeitig eine Durchlässigkeit von eingestrahltem UV-Licht und auch eine gewisse Lichtleitfähigkeit bereitzustellen. Dabei wird in bevorzugter Weise ein Nonwoven-Material verwendet, das die vorgenannten Fasern aufweist. Demgemäß kann emittiertes Licht einer benachbarten UV-Strahlungsquelle in die lichtdurchlässige Struktur des Nonwoven-Materials eindringen, wodurch der UV-Strahlungsquelle benachbarte Bereiche des Filtermaterials antimikrobiell behandelbar sind. Andererseits kann innerhalb des Nonwoven- Materials eine Weiterleitung der UV-Strahlung an entfernte, eigentlich im Schatten der UV-Strahlungsquelle liegende Bereiche stattfinden.In general, an embodiment of the invention is preferred in which the filter material comprises a nonwoven material, in particular a nonwoven. Such a nonwoven material is particularly suitable for simultaneously providing a transmittance of irradiated UV light and also a certain optical conductivity. In this case, a nonwoven material is preferably used which comprises the aforementioned fibers. Accordingly, emitted light from an adjacent UV radiation source may penetrate into the translucent structure of the nonwoven material, whereby antimicrobially treatable adjacent portions of the filter material to the UV radiation source. On the other hand, within the nonwoven material, the UV radiation can be transmitted to remote areas which are actually located in the shadow of the UV radiation source.
In einer ganz besonders bevorzugten Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Filtermaterial ein Halbleitermaterial, insbesondere ein Fotohalbleitermaterial, auf. Neben der mechanischen Filterwirkung des Filtermaterials und einer ggf. vorhandenen direkten Einstrahlung von UV-Licht bewirkt das Halbleitermaterial eine weitere Inaktivierung von Mikroorganismen. Durch auftreffende UV-Strahlung wird das Halbleitermaterial angeregt, also fotoaktiviert. Fotoaktivierung bedeutet hier, dass durch die Lichtabsorption im Halbleitermaterial Elektronen vom Valenzband in das Leitungsband angehoben werden. Hierdurch entsteht ein Redoxpotential, das über die Bildung von Radikalen zur Abtötung von Mikroorganismen bzw. zu der Behinderung ihrer Vermehrung führt. Der Halbleiter verändert sich hierbei in chemischer
Hinsicht nicht, wirkt dementsprechend als Katalysator. Zusätzlich oder alternativ zur Inaktivierung der Mikroorganismen lassen sich ebenfalls unerwünschte oxidierbare Inhaltsstoffe des zu reinigenden Fluids abbauen, wie bspw. Nikotin, Lösungsmittel, Formaldehyd und dergleichen.In a very particularly preferred development, the filter material according to the invention comprises a semiconductor material, in particular a photosemiconductor material. In addition to the mechanical filtering effect of the filter material and any existing direct irradiation of UV light, the semiconductor material causes a further inactivation of microorganisms. By incident UV radiation, the semiconductor material is excited, that is photoactivated. Photo activation means here that the light absorption in the semiconductor material raises electrons from the valence band into the conduction band. This results in a redox potential, which leads to the destruction of microorganisms or to the hindrance of their multiplication via the formation of radicals. The semiconductor changes in chemical terms Not, therefore acts as a catalyst. In addition or as an alternative to inactivating the microorganisms, unwanted oxidizable ingredients of the fluid to be purified can also be broken down, such as, for example, nicotine, solvents, formaldehyde and the like.
Der Anteil des Halbleitermaterials an dem Filtermaterial kann ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 2 Gew.-% betragen, und kann insbesondere ca. 1 Gew.-% betragen. Demzufolge kann das Halbleitermaterial bereits bei geringer Konzentration eine vorteilhafte Wirkung entfalten.The proportion of the semiconductor material to the filter material may be about 0.5 wt .-% to about 2 wt .-%, and may be in particular about 1 wt .-%. Consequently, the semiconductor material can already develop a beneficial effect at low concentration.
Das Halbleitermaterial kann auf der Oberfläche des Filtermaterials verteilt sein und/oder in Filtermaterial dispergiert sein. Mit anderen Worten ist es möglich, dass einsatzfähige Filtermaterial nachträglich mit dem Halbleitermaterial zu behandeln, so dass sich die Halbleitermoleküle an der Oberfläche von Fasern des Filtermaterials ablagern. Dabei können speziell die Strömungspfade bzw. Poren für das Fluid behandelt werden, wodurch eine sparsame Verwendung von Halbleitermaterial möglich ist. Des Weiteren tritt so eine geringstmögliche Beeinflussung der Durchlässigkeit und der Leitfähigkeit des Filtermaterials in Bezug auf eingestrahltes UV- Licht ein. Alternativ kann das Halbleitermaterial bereits während der Herstellung des Filtermaterials in diesem dispergiert werden. Dementsprechend findet sich das Halbleitermaterial sowohl in als auch auf den Partikeln, die das Filtermaterial bilden. Bei diesen Partikeln handelt es sich insbesondere um Polymerfasern. Demzufolge kann das Halbleitermaterial bereits vor einem Spritzgussvorgang zugegeben werden, so dass von Anfang an Halbleitermaterial enthaltende Polymerfasern hergestellt werden. Im Allgemeinen ist es ausreichend, wenn das Halbleitermaterial in einer dünnen Schicht vorhanden ist, deren Stärke wenige Moleküle betragen kann. Auch kann es ausreichend sein, das Halbleitermaterial nur in bestimmten Bereichen des Filtermaterials anzubringen, solange sichergestellt ist, dass sämtliche Anteile des zu reinigenden Fluids beim Durchtritt durch das Filterelement mit dem Halbleitermaterial in Berührung kommen.The semiconductor material may be distributed on the surface of the filter material and / or dispersed in filter material. In other words, it is possible to subsequently treat the usable filter material with the semiconductor material so that the semiconductor molecules deposit on the surface of fibers of the filter material. In particular, the flow paths or pores for the fluid can be treated, whereby an economical use of semiconductor material is possible. Furthermore, there is the least possible effect on the permeability and conductivity of the filter material with respect to incident UV light. Alternatively, the semiconductor material can already be dispersed therein during the production of the filter material. Accordingly, the semiconductor material is found both in and on the particles which form the filter material. These particles are in particular polymer fibers. Consequently, the semiconductor material can be added before an injection molding process, so that polymer fibers containing semiconductor material are produced from the outset. In general, it is sufficient if the semiconductor material is present in a thin layer whose thickness may be a few molecules. It may also be sufficient to attach the semiconductor material only in certain areas of the filter material, as long as it is ensured that all portions of the fluid to be cleaned come into contact with the semiconductor material when passing through the filter element.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Halbleitermaterial Titandioxid auf. Titandioxid ist thermisch stabil und chemisch äußerst inert. Es ist außerdem lichtbeständig, preiswert und völlig ungiftig und ist daher besonders zum Einsatz in Filtern
für Atemluft geeignet. Die Wirkung von Titandioxid als Fotohalbleitermaterial kann durch ein Oxidationsmittel wie bspw. Wasserstoffperoxid noch erheblich verstärkt werden.In a preferred embodiment, the semiconductor material comprises titanium dioxide. Titanium dioxide is thermally stable and extremely inert chemically. It is also lightfast, inexpensive and completely non-toxic, making it ideal for use in filters suitable for breathing air. The effect of titanium dioxide as a photo semiconductor material can be significantly enhanced by an oxidizing agent such as, for example, hydrogen peroxide.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform wird eine Weiterbildung bevorzugt, bei der der Anteil der Modifikation Anatas an dem Titandioxid ca. 75 Gew.-% bis ca. 95 Gew.-%, insbesondere ca. 85 Gew.-%, beträgt. Titandioxid tritt in der Natur in drei Modifikationen auf. Die am häufigsten vorkommenden Modifikationen sind dabei Anatas und Rutil. Es ist festgestellt worden, dass Titandioxid mit dem oben genannten Anteil an Anatas überraschend gute Ergebnisse bei der wie vorgenannt beschriebenen antimikrobiellen Behandlung mit Hilfe von UV-Strahlung bereitstellt. Dementsprechend enthält das Halbleitermaterial einer besonders bevorzugten Ausführungsform ca. 85 Gew.-% Anatas und ca. 15 Gew.-% Rutil. Dabei kann die genaue Zusammensetzung jedoch variieren, so dass eine besonders wirksame Formulierung auch einen geringen Anteil der dritten Modifikation Brookit enthalten kann.With regard to the aforementioned embodiment, a development is preferred in which the proportion of the modification of anatase on the titanium dioxide is about 75% by weight to about 95% by weight, in particular about 85% by weight. Titanium dioxide occurs in nature in three modifications. The most common modifications are anatase and rutile. It has been found that titanium dioxide with the above-mentioned content of anatase provides surprisingly good results in the above-described antimicrobial treatment with the aid of UV radiation. Accordingly, the semiconductor material of a particularly preferred embodiment contains about 85% by weight of anatase and about 15% by weight of rutile. However, the exact composition may vary, so that a particularly effective formulation may also contain a small proportion of the third modification brookite.
In Bezug auf eine Filtereinrichtung ist die oben aufgezeigte Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Danach weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung ein erfindungsgemäßes Filterelement und eine UV-Strahlungsquelle auf, wobei die UV-Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass das Filterelement mit UV- Strahlung beaufschlagbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung wird eine gebrauchsfertige Einrichtung angegeben, in der ein erfindungsgemäßes Filterelement mit der vorgesehenen UV-Strahlungsquelle antimikrobiell behandelbar ist. Des Weiteren können durchströmende Fluide antimikrobiell behandelt werden. Dabei kann es sich sowohl um Gase als auch um Flüssigkeiten handeln.With regard to a filter device, the above-indicated object is achieved with the features of patent claim 14. Thereafter, a filter device according to the invention comprises a filter element according to the invention and a UV radiation source, wherein the UV radiation source is arranged so that the filter element can be acted upon by UV radiation. With the filter device according to the invention, a ready-to-use device is specified in which a filter element according to the invention can be treated antimicrobially with the intended UV radiation source. Furthermore, fluids flowing through can be treated antimicrobially. These can be both gases and liquids.
In einer ersten Ausführungsform emittiert die UV-Strahlungsquelle UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 253 nm bis ca. 450 nm, und emittiert insbesondere UV- Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 380 nm bis ca. 420 nm. Dabei ist der erstgenannte, größere Bereich dahingehend vorteilhaft, dass die Inaktivierungswirkung verstärkt ist. Es ist festgestellt worden, dass der Wellenlängenbereich um 254 nm eine eigene biozide Wirkung entfaltet und so zusätzlich zu den längeren Wellen Keime inaktivieren kann. Zur Realisierung dieses Wellenlängenspektrums können
auch mehrere UV-Strahlungsquellen verwendet werden. Der genannte engere Wellenlängenbereich ist im Hinblick auf eine besonders definierte Inaktivierungswir- kung sowie im Hinblick auf einen definierten Durchtritt des Lichts und eine definierte Lichtleitung innerhalb des Filtermaterials bevorzugt. Dieser Bereich entspricht dabei in etwa demjenigen, der von erhältlichen UV-Leuchtdioden (LED) emittiert wird.In a first embodiment, the UV radiation source emits UV radiation having a wavelength of about 253 nm to about 450 nm, and in particular emits UV radiation having a wavelength of about 380 nm to about 420 nm , larger range is advantageous in that the inactivation effect is enhanced. It has been found that the wavelength range around 254 nm has its own biocidal effect and thus can inactivate germs in addition to the longer waves. To realize this wavelength spectrum can also several UV radiation sources are used. Said narrower wavelength range is preferred in view of a particularly defined inactivation effect as well as with regard to a defined passage of the light and a defined light conduction within the filter material. This range corresponds approximately to that emitted by available UV light emitting diodes (LED).
Demgemäß kann die UV-Strahlungsquelle einen oder mehrere Quecksilber(Hg)- Niederdruckstrahler und/oder eine oder mehrere UV-Leuchtdioden (LED) aufweisen. Mit einem Hg-Niederdruckstrahler sind dabei kürzere Wellenlängen und ein breiteres Wellenlängenspektrum realisierbar. UV-LED sind im Hinblick auf eine kleinere Baugröße und einen geringeren Stromverbrauch bevorzugt.Accordingly, the UV radiation source may comprise one or more mercury (Hg) low pressure radiators and / or one or more UV light emitting diodes (LED). With a Hg low-pressure radiator shorter wavelengths and a wider wavelength spectrum can be realized. UV LEDs are preferred for smaller size and lower power consumption.
Nach einer besonders favorisierten Weiterbildung der Filtereinrichtung ist die UV- Strahlungsquelle außerhalb des Filterelements angeordnet. Hierbei wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen in Bezug auf das Filterelement verwiesen.According to a particularly preferred development of the filter device, the UV radiation source is arranged outside the filter element. Reference is made to avoid repetition on the comments in relation to the filter element.
Die UV-Strahlungsquelle kann benachbart zum Filterelement angeordnet sein. Dabei kann von dem direkt mit UV-Strahlung beaufschlagten Bereich des Filtermaterials Licht in erfindungsgemäßer Weise ist abgeschattete Bereiche abgeleitet werden. Da gleichzeitig eine Durchlässigkeit für UV-Strahlung gegeben ist, kann die UV- Strahlung gleichzeitig direkt in das Filtermaterial eindringen. Im Ergebnis ist eine Durchsetzung des gesamten Filterelements mit UV-Licht erreichbar. Die UV-Strahlungsquelle kann auch so angeordnet sein, dass sie die Oberfläche des Filterelements zumindest bereichsweise berührt, wodurch eine besonders effektive Ein- kopplung von UV-Strahlung in das Filtermaterial ermöglicht ist.The UV radiation source may be arranged adjacent to the filter element. In this case, in the area of the filter material which is directly exposed to UV radiation, light in the manner according to the invention is shaded areas. Since at the same time there is a permeability to UV radiation, the UV radiation can at the same time penetrate directly into the filter material. As a result, enforcement of the entire filter element with UV light can be achieved. The UV radiation source can also be arranged so that it touches the surface of the filter element at least partially, whereby a particularly effective coupling of UV radiation is made possible in the filter material.
In einer alternativen Ausführungsform ist die UV-Strahlungsquelle vom Filterelement beabstandet angeordnet, wobei ein zwischen der UV-Strahlungsquelle und dem Filterelement verlaufender Lichtleiter vorgesehen ist. Auf diese Weise kann bspw. für mikrobiell besonders stark belastete Bereiche eine Entkopplung der UV-Strahlungsquelle und des eigentlichen Filterelements stattfinden. Das Filterelement kann abgekapselt werden, so dass keine mikrobielle Verunreinigung der Umgebung zu befürchten ist. Gleichzeitig bleibt die UV-Strahlungsquelle für das Bedienpersonal
zugänglich. Des Weiteren ist erreicht, dass von der UV-Strahlungsquelle abgestrahlte Wärme nicht auf das Filterelement einwirkt.In an alternative embodiment, the UV radiation source is arranged at a distance from the filter element, with a light guide extending between the UV radiation source and the filter element being provided. In this way, it is possible, for example for microbially particularly heavily loaded areas, to decouple the UV radiation source and the actual filter element. The filter element can be encapsulated so that no microbial contamination of the environment is to be feared. At the same time, the UV radiation source remains for the operating personnel accessible. Furthermore, it is achieved that heat radiated from the UV radiation source does not act on the filter element.
Die oben angeführte Aufgabe ist bezüglich einer Atemschutzmaske mit den Merkmalen des Patentanspruchs 20 gelöst. Danach ist eine Atemschutzmaske mit einem Gehäuse und einer Halteeinrichtung angegeben, die durch eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung gekennzeichnet ist. Als Gehäuse ist dabei jener Teil einer Atemschutzmaske zu verstehen, der einerseits die Filtereinrichtung hält und andererseits zumindest den Mund- und Nasenbereich des Benutzers umschließt. Des Weiteren ist üblicherweise eine Halteeinrichtung vorgesehen, die den Hinterkopf des Benutzers umschließt und so mit dem Gehäuse verbunden ist, dass das Gehäuse auf den Mund- bzw. Gesichtsbereich gedrückt wird.The above object is achieved with respect to a respirator with the features of claim 20. Thereafter, a respirator with a housing and a holding device is specified, which is characterized by a filter device according to the invention. The housing is to be understood as meaning that part of a respiratory mask which on the one hand holds the filter device and on the other hand encloses at least the mouth and nose region of the user. Furthermore, usually a holding device is provided, which encloses the back of the head of the user and is connected to the housing, that the housing is pressed onto the oral or facial area.
Die vorgeschlagene Atemschutzmaske umfasst sowohl ein erfindungsgemäßes Filterelement als auch eine UV-Strahlungsquelle, so dass ein mobiler Einsatz der Filtereinrichtung ermöglicht ist. So kann das in der Atemschutzmaske enthaltende Filterelement periodisch oder fortlaufend mit UV-Strahlung beaufschlagt werden, und zwar in einer der vorgenannten Arten. Aufgrund der besonders vorteilhaften Durchlasscharakteristik des erfindungsgemäßen Filterelements ist das Atmen dabei gegenüber einer herkömmlichen Atemschutzmaske deutlich erleichtert. Gleichzeitig wird durch die Möglichkeit einer UV-Bestrahlung des Filterelements ein sicherer Schutz des Benutzers vor einer Kontamination mit Mikroorganismen sichergestellt.The proposed respirator mask comprises both a filter element according to the invention and a UV radiation source, so that a mobile use of the filter device is made possible. Thus, the filter element contained in the respirator mask can be applied periodically or continuously with UV radiation, in one of the aforementioned types. Due to the particularly advantageous passage characteristic of the filter element according to the invention, breathing is significantly easier than with a conventional respirator mask. At the same time, the possibility of UV irradiation of the filter element ensures reliable protection of the user from contamination by microorganisms.
Die UV-Strahlungsquelle kann eine oder mehrere UV-LED aufweisen. UV-LED sind dabei besonders klein und lassen sich einfach in einem Gehäuse platzieren. Außerdem ist der Stromverbrauch dieser Leuchtdioden verhältnismäßig gering, wodurch ein mobiler Einsatz ermöglicht ist. Die eine oder mehreren UV-LED können bspw. im Übergang zwischen dem Gehäuse und dem Filterelement angeordnet sein und das Filterelement auf eine der bereits genannten Arten mit UV-Strahlung beaufschlagen. Falls mehrere UV-LED vorgesehen sind, können diese das Filterelement in gewissem Abstand voneinander vollständig umgeben, so dass eine besonders wirksame Bestrahlung realisierbar ist.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung wird die UV-Strahlungsquelle der Atemschutzmaske durch einen Akkumulator oder durch eine Batterie gespeist. Dadurch ist eine größtmögliche Mobilität beim Tragen der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske erreicht. Der Akkumulator oder die Batterie kann im Gehäuse der Atemschutzmaske, bspw. unterhalb des Filterelements, angeordnet sein. Des Weiteren kann die Atemschutzmaske über eine Ladeanzeige für den Akkumulator bzw. eine Spannungsanzeige für die Batterie verfügen. Dadurch ist sicher verhinderbar, dass die Vorrichtung vom Benutzer unbemerkt aufgrund einer zu geringen Stromspannung ausfällt. Des Weiteren kann ein akustisches Signal vorgesehen werden, das den Benutzer bei Unterschreiten eines vorher festgelegten Mindestwertes der Versorgungsspannung warnt.The UV radiation source may include one or more UV LEDs. UV LEDs are particularly small and can be easily placed in a housing. In addition, the power consumption of these LEDs is relatively low, creating a mobile use is possible. The one or more UV LEDs can be arranged, for example, in the transition between the housing and the filter element and act on the filter element in one of the aforementioned types with UV radiation. If several UV LEDs are provided, they can completely surround the filter element at a certain distance from each other, so that a particularly effective irradiation can be realized. According to a particularly preferred development, the UV radiation source of the respirator mask is powered by an accumulator or by a battery. As a result, the greatest possible mobility when wearing the respirator according to the invention is achieved. The accumulator or the battery can be arranged in the housing of the respiratory mask, for example below the filter element. Furthermore, the respirator may have a charge indicator for the accumulator or a voltage indicator for the battery. This reliably prevents the device from being unnoticed by the user due to a too low voltage. Furthermore, an acoustic signal can be provided which warns the user when a predetermined minimum value of the supply voltage is undershot.
Alternativ oder zusätzlich zu den vorgeschlagenen UV-LED kann die UV-Strahlungsquelle der Atemschutzmaske einen oder mehrere Quecksilber(Hg)-Nieder- druckstrahler aufweisen. Diese Strahler benötigen zwar mehr Bauraum als die LED und weisen einen höheren Stromverbrauch auf, verfügen jedoch auch über eine höhere Strahlungsleistung und emittieren ein breiteres Wellenlängenspektrum der UV-Strahlung. Die Verwendung von Hg-Niederdruckstrahlem in der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske ist besonders vorteilhaft, falls die umgebende Luft mit besonders gefährlichen Keimen kontaminiert ist und unbedingt eine vollständige Inaktivierung dieser Keime sichergestellt werden muss. Daher bietet sich insbesondere die Verwendung in Sicherheitslaboren an, wo die Atemschutzmaske ggf. mit einem Stromkabel zur Versorgung der Hg-Niederdruckstrahler ausgestattet sein kann und vom Benutzer ohne größere Einschränkungen seiner Mobilität getragen werden kann.As an alternative or in addition to the proposed UV LED, the UV radiation source of the respiratory mask can have one or more mercury (Hg) low-pressure lamps. Although these radiators require more space than the LED and have a higher power consumption, but also have a higher radiation power and emit a broader wavelength spectrum of UV radiation. The use of Hg low-pressure jet in the respirator according to the invention is particularly advantageous if the surrounding air is contaminated with particularly dangerous germs and necessarily a complete inactivation of these germs must be ensured. Therefore, in particular, the use in safety laboratories, where the respirator may possibly be equipped with a power cable to supply the Hg low-pressure lamps and can be worn by the user without major restrictions on his mobility is particularly suitable.
Demgemäß wird eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der in der Atemschutzmaske, insbesondere im Gehäuse, ein Anschluss für die Stromversorgung der UV-Strahlungsquelle ausgebildet ist. Dabei kann es sich einerseits um den Anschluss für ein Stromkabel handeln. Andererseits kann ein Anschluss für ein Ladegerät vorgesehen werden, mit dem sich ein in der Atemschutzmaske angeordneter Akkumulator nach dem Gebrauch wieder aufladen lässt, und zwar ohne den Akkumulator aus der Atemschutzmaske entfernen zu müssen.
Schließlich ist die oben angeführte Aufgabe in Bezug auf ein Atemschutzset mit den Merkmalen des Patentanspruchs 25 gelöst. Danach umfasst ein Atemschutzset eine Atemschutzmaske mit einem erfindungsgemäßen Filterelement und eine UV- Basisstation, welche zumindest eine UV-Strahlungsquelle aufweist, wobei die Atemschutzmaske so an bzw. in die UV-Basisstation positionierbar ist, dass das Filterelement mit UV-Strahlung beaufschlagbar ist.Accordingly, an embodiment is preferred in which in the respirator, in particular in the housing, a connection for the power supply of the UV radiation source is formed. On the one hand, this can be the connection for a power cable. On the other hand, a connection for a charger can be provided with which an accumulator arranged in the respiratory mask can be recharged after use, without having to remove the accumulator from the respiratory mask. Finally, the above-mentioned object with respect to a breathing protection set with the features of claim 25 is achieved. Thereafter, a respiratory protective set comprises a respiratory mask with a filter element according to the invention and a UV base station which has at least one UV radiation source, wherein the respirator can be positioned on or in the UV base station so that the filter element can be exposed to UV radiation.
Mit dem erfindungsgemäßen Atemschutzset ist es möglich, eine Atemschutzmaske periodisch mit UV-Strahlung zu behandeln, um im Filterelement enthaltende Mikroorganismen zu inaktivieren. Die Atemschutzmaske kann in herkömmlicher Weise verwendet werden, bspw. zum Schutz vor mikrobieller Kontamination in einem Labor. Nachdem eine gewisse Nutzungsdauer verstrichen ist, kann die Atemschutzmaske nun an bzw. in die UV-Basisstation angeordnet und mit UV-Strahlung behandelt werden. Dadurch wird verhindert, dass sich im Filter mechanisch zurückgehaltene Mikroorganismen vermehren. Die Maske ist für die erneute Verwendung stets keimfrei. Eine Ansammlung oder sogar ein Durchbruch von Mikroorganismen aufgrund einer langen Standzeit im kontaminierten Zustand ist dabei ausgeschlossen.With the respiratory protection set according to the invention, it is possible to treat a respiratory mask periodically with UV radiation in order to inactivate microorganisms contained in the filter element. The respirator can be used in a conventional manner, for example to protect against microbial contamination in a laboratory. After a certain useful life has elapsed, the respirator can now be placed on or in the UV base station and treated with UV radiation. This prevents the growth of mechanically retained microorganisms in the filter. The mask is always germ-free for reuse. An accumulation or even a breakthrough of microorganisms due to a long life in the contaminated state is excluded.
Die UV-Strahlungsquelle des erfindungsgemäßen Atemschutzsets kann einen oder mehrere Hg-Niederdruckstrahler und/oder eine oder mehrere UV-LED aufweisen. In Bezug auf die Merkmale und Vorteile der jeweiligen Strahlungsquellen wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.The UV radiation source of the respiratory protection set according to the invention may comprise one or more low-pressure mercury radiators and / or one or more UV LEDs. With respect to the features and advantages of the respective radiation sources, reference is made to the above statements.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die UV-Basisstation des Atemschutzsets ein die UV-Strahlungsquelle abschirmendes Gehäuse auf. Dadurch wird die Umgebung vor UV-Strahlen geschützt. Des Weiteren steht ein größtmöglicher Anteil der emittierten Strahlung für die Behandlung des Filterelements zur Verfügung.In a preferred embodiment, the UV base station of the respirator kit has a housing shielding the UV radiation source. This protects the environment from UV rays. Furthermore, the largest possible proportion of the emitted radiation is available for the treatment of the filter element.
Dabei ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der die Atemschutzmaske in dem Gehäuse aufnehmbar ist. Alternativ ist eine Ausgestaltung des Gehäuses möglich, bei der das Filterelement der Atemschutzmaske durch An- bzw. Auflegen der Maske an bzw. auf das Gehäuse behandelbar ist. Dazu kann das Gehäuse bspw. eine transparente Scheibe aufweisen, auf die die Atemschutzmaske auflegbar ist.
Das Gehäuse verfügt zweckmäßigerweise über einen Stromanschluss oder über eine interne Stromversorgung der UV-Strahlungsquelle über einen Akkumulator oder eine Batterie.In this case, an embodiment is preferred in which the respirator can be received in the housing. Alternatively, an embodiment of the housing is possible in which the filter element of the respiratory mask can be treated by applying or placing the mask on or on the housing. For this purpose, the housing may, for example, have a transparent pane onto which the respiratory mask can be placed. The housing expediently has a power connection or an internal power supply of the UV radiation source via an accumulator or a battery.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist die UV-Basisstation des Atemschutzsets Mittel zur automatischen Durchführung eines vorher festgelegten Behandlungszyklus für das Filterelement auf. Hierzu kann das Gehäuse über ein elektronisches Bauteil verfügen, in dem ein derartiger Behandlungszyklus abgespeichert ist und nach Wahl des Benutzers gestartet wird und danach automatisch abläuft. Festlegbare Parameter für einen solchen Behandlungszyklus sind bspw. die Behandlungsdauer und die Bestrahlungsintensität. Dabei kann es vorteilhaft erscheinen, die Bestrahlungsintensität während des Behandlungszyklus zu variieren.According to a preferred development, the UV base station of the respirator set has means for automatically carrying out a predetermined treatment cycle for the filter element. For this purpose, the housing may have an electronic component in which such a treatment cycle is stored and started at the user's option and then runs automatically. Definable parameters for such a treatment cycle are, for example, the treatment duration and the irradiation intensity. It may appear advantageous to vary the irradiation intensity during the treatment cycle.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung jeweils eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sowie der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenThere are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to refer to the subordinate claims and on the other hand to the following explanation in each case a preferred embodiment of the filter device according to the invention and the respirator according to the invention. In conjunction with the explanation of the preferred embodiments with reference to the drawings, generally preferred embodiments and developments of the teaching are explained. In the drawing show
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung,1 is a schematic sectional view of an embodiment of the filter device according to the invention,
Fig. 2 eine seitliche schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske, undFig. 2 is a side schematic sectional view of an embodiment of the respirator according to the invention, and
Fig. 3 eine frontale schematische Schnittdarstellung der Atemschutzmaske aus Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung. Ein erfindungsgemäßes Filterelement 1 , das ein Filtermaterial 2 aufweist, ist in einem Gehäuse 3 angeordnet. Zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Gehäuses 3 sind im Filtermaterial 2 Strömungspfade bzw. Poren für das zu reinigende Fluid ausgebildet.3 is a frontal schematic sectional view of the respirator of FIG. 2. Fig. 1 shows a schematic sectional view of a preferred embodiment of the filter device according to the invention. A filter element 1 according to the invention, which has a filter material 2, is arranged in a housing 3. Between the upper and the lower part of the housing 3, flow paths or pores for the fluid to be cleaned are formed in the filter material 2.
In diesem Fall durchströmt das zu reinigende Fluid das Filtermaterial 2 von links nach rechts, was durch die dicken schwarzen Pfeile angedeutet wird. Dementsprechend dient der linke Rand des Filterelements 1 als Einlass 4 und der rechte Rand des Filterelements 1 als Auslass 5 für das Fluid. Zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Gehäuses 3 weist das Filterelement 1 eine Durchströmungszone für das Fluid auf. In diesem speziellen Fall ist das zu reinigende Fluid Luft, die insbesondere von Mikroorganismen befreit werden soll.In this case, the fluid to be cleaned flows through the filter material 2 from left to right, which is indicated by the thick black arrows. Accordingly, the left edge of the filter element 1 serves as inlet 4 and the right edge of the filter element 1 as outlet 5 for the fluid. Between the upper and the lower part of the housing 3, the filter element 1 has a flow-through zone for the fluid. In this particular case, the fluid to be cleaned is air which is to be freed from microorganisms in particular.
In erfindungsgemäßer Weise ist außerhalb des Filterelements 1 , nämlich im Gehäuse 3, eine UV-Strahlungsquelle 6 angeordnet. Mit der UV-Strahlungsquelle 6 ist das Filtermaterial 2 mit UV-Licht beaufschlagbar.In accordance with the invention, a UV radiation source 6 is arranged outside of the filter element 1, namely in the housing 3. With the UV radiation source 6, the filter material 2 can be acted upon by UV light.
Das Filterelement 1 weist eine vorbestimmte Durchlasscharakteristik auf. Mit anderen Worten weisen die Poren bzw. die Strömungspfade für das Fluid eine genau definierte Maximalgröße auf, so dass Partikel, die diese Maximalgröße überschreiten, im Filtermaterial 2 zurückgehalten werden. Andere Partikel, deren Größe den Porendurchmesser unterschreitet, können zwar durch den Filter hindurchtreten, sind jedoch währenddessen der UV-Strahlung ausgesetzt und können so inaktiviert werden. In entsprechender Weise werden größere Partikel inaktiviert, die mechanisch im Filter zurückgehalten werden. Dadurch wird eine Vermehrung bzw. Kulturbildung von Mikroorganismen im Filter und letztlich ein „Durchbruch" der Mikroben durch das Filtermaterial 2 verhindert.The filter element 1 has a predetermined transmission characteristic. In other words, the pores or the flow paths for the fluid have a precisely defined maximum size, so that particles which exceed this maximum size are retained in the filter material 2. Other particles whose size is less than the pore diameter can pass through the filter, but are exposed to the UV radiation during this time and can thus be inactivated. Similarly, larger particles are inactivated, which are mechanically retained in the filter. As a result, an increase or culture formation of microorganisms in the filter and ultimately a "breakthrough" of microbes through the filter material 2 is prevented.
Die UV-Strahlungsquelle 6 wird über einen elektrischen Anschluss, durch einen Akkumulator oder durch eine Batterie (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt.
Das Filtermaterial 2 ist für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 450 nm oder weniger durchlässig und/oder leitfähig. Dazu besteht das Filtermaterial 2 aus Polymerfasern, die an der Oberfläche zusätzlich mit dem Fotohalbleiter Titandioxid versehen sind. Die Fasern des Filtermaterials 2 liegen dicht an dicht und bilden ein Nonwoven-Material, nämlich ein Vlies.The UV radiation source 6 is supplied with electrical energy via an electrical connection, through an accumulator or through a battery (not shown). The filter material 2 is transparent and / or conductive to ultraviolet radiation having a wavelength of about 450 nm or less. For this purpose, the filter material 2 consists of polymer fibers, which are additionally provided on the surface with the photo semiconductor titanium dioxide. The fibers of the filter material 2 are close to each other and form a nonwoven material, namely a nonwoven.
Das von der UV-Strahlungsquelle 6 abgestrahlte Licht kann randnahe Bereiche des Filtermaterials 2 durchdringen und so unmittelbar oder mittels der Fotoaktivierung des Titandioxids Mikroorganismen abtöten. Da die Fasern des Filtermaterials 2 darüber hinaus lichtleitende Eigenschaften aufweisen, wird die UV-Strahlung gleichzeitig an der Oberfläche des Filtermaterials 2 in das Filterelement 1 „eingekoppelt" und dadurch in alle Bereiche des Filterelements 1 transportiert.The light emitted by the UV radiation source 6 can penetrate areas of the filter material 2 near the edge and thus kill microorganisms directly or by means of the photoactivation of the titanium dioxide. In addition, since the fibers of the filter material 2 have light-conducting properties, the UV radiation is simultaneously "coupled" into the filter element 1 on the surface of the filter material 2 and thereby transported into all regions of the filter element 1.
Darüber hinaus streuen die Fasern einen Teil der UV-Strahlung, so dass ein gewisser Anteil des Lichts auch an der Faseroberfläche austritt. Dort kann das gestreute UV-Licht auf den Fotohalbleiter Titandioxid auftreffen und ihn aktivieren.In addition, the fibers scatter a portion of the UV radiation so that some of the light also exits the fiber surface. There, the scattered UV light can impinge on the photo-semiconductor titania and activate it.
Die oxidierende Wirkung des fotoaktivierten Halbleiters ist dabei nicht auf Mikroorganismen beschränkt. Es lassen sich damit auch andere Verunreinigungen wie Nikotin, Formaldehyd, aromatische Lösungsmittel (insbesondere PCB) und dgl. so oxidieren, dass sie am Auslass 5 nicht mehr oder in einer nicht mehr schädlichen Konzentration vorhanden sind.The oxidizing effect of the photoactivated semiconductor is not limited to microorganisms. Other contaminants such as nicotine, formaldehyde, aromatic solvents (in particular PCBs) and the like can thus be oxidized in such a way that they are no longer present in the outlet 5 or in a concentration which is no longer harmful.
Mit der vorgeschlagenen Filtereinrichtung lassen sich hervorragende Ergebnisse in der Entkeimung von Gasen erzielen. Dabei kann die UV-Strahlungsquelle 6 auch in einer (nicht dargestellten) Seitenwand des Gehäuses 3 angeordnet sein. Alternativ kann die UV-Strahlungsquelle 6 auch außerhalb des Gehäuses 3 angeordnet sein, und es kann zwischen der UV-Strahlungsquelle 6 und dem Filterelement 1 ein Lichtleiter vorgesehen werden, mit der das Filtermaterial 2 dennoch mit der UV- Strahlung beaufschlagbar ist.With the proposed filter device can be achieved excellent results in the sterilization of gases. In this case, the UV radiation source 6 can also be arranged in a (not shown) side wall of the housing 3. Alternatively, the UV radiation source 6 can also be arranged outside the housing 3, and it can be provided between the UV radiation source 6 and the filter element 1, a light guide with which the filter material 2 is still acted upon by the UV radiation.
Fig. 2 zeigt eine seitliche schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske. Die Atemschutzmaske weist ein Filterelement 1 auf, das in einem Gehäuse 3' festgelegt ist. Das Gehäuse
3' dient dabei einerseits zum Halten des Filterelements 1 und andererseits zum Abschirmen zumindest der Mund- und Nasenpartie des Benutzers vor ungereinigter Umgebungsluft. Durch das Filtermaterial 2 des Filterelements 1 wird die Umgebungsluft von Verschmutzungen, insbesondere von Mikroorganismen, befreit. Das Filtermaterial 2 ist dabei derart ausgestaltet, wie anhand der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung in Fig. 1 beschrieben worden ist. Alternativ kann das Filtermaterial 2 nach jeder der vorstehend für das erfindungsgemäße Filterelement 1 beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein. Der Strom von zu- bzw. abgeführter Atemluft in das Gehäuse 3' bzw. aus dem Gehäuse 3' heraus wird durch die breiten Pfeile verdeutlicht. Dabei ist der linke Rand des Filterelements 1 als Einlass 4 und der rechte Rand als Auslass 5 für die zuzuführende Atemluft ausgebildet.Fig. 2 shows a lateral schematic sectional view of a preferred embodiment of the respirator according to the invention. The respirator has a filter element 1, which is fixed in a housing 3 ' . The housing 3 ' serves on the one hand for holding the filter element 1 and on the other hand for shielding at least the mouth and nose of the user from uncleaned ambient air. By the filter material 2 of the filter element 1, the ambient air of dirt, especially microorganisms, free. The filter material 2 is designed in such a way as has been described with reference to the filter device according to the invention in Fig. 1. Alternatively, the filter material 2 can be designed according to any of the embodiments described above for the filter element 1 according to the invention. The flow of supplied or discharged breathing air into the housing 3 ' or out of the housing 3 ' is clarified by the broad arrows. Here, the left edge of the filter element 1 is formed as an inlet 4 and the right edge as an outlet 5 for the supplied breathable air.
In erfindungsgemäßer Weise ist im Gehäuse 3', nämlich unterhalb des Filterelements 1 , eine UV-Strahlungsquelle 6 angeordnet. Diese UV-Strahlungsquelle 6 weist eine UV-LED 7 auf. Die UV-LED 7 wird von der weiter unterhalb, aber ebenfalls im Gehäuse 3' angeordneten Batterie 8 mit Strom versorgt. Alternativ kann statt der Batterie 8 ein Akkumulator vorgesehen werden. Des Weiteren kann die Atemschutzmaske mit einem Stromkabel direkt an eine Spannungsversorgung angeschlossen sein.In accordance with the invention, a UV radiation source 6 is arranged in the housing 3 ' , namely below the filter element 1. This UV radiation source 6 has a UV LED 7. The UV LED 7 is powered by the further below, but also in the housing 3 ' arranged battery 8 with power. Alternatively, instead of the battery 8, an accumulator may be provided. Furthermore, the respirator can be connected directly to a power supply with a power cable.
Durch die UV-LED 7 können sowohl im Filtermaterial 2 zurückgehaltene als auch das Filterelement 1 passierende Mikroorganismen mit UV-Strahlung beaufschlagt und vernichtet werden, nämlich wie obenstehend beschrieben. Dabei wird das gesamte Filtermaterial 2 von der emittierten UV-Strahlung erreicht, nämlich einerseits aufgrund der Durchlässigkeit und andererseits aufgrund der Leitfähigkeit des Filtermaterials 2 für das eingestrahlte UV-Licht.By UV-LED 7 both in the filter material 2 retained and the filter element 1 passing microorganisms can be exposed to UV radiation and destroyed, namely as described above. In this case, the entire filter material 2 is achieved by the emitted UV radiation, namely on the one hand due to the permeability and on the other hand due to the conductivity of the filter material 2 for the irradiated UV light.
Fig. 3 zeigt eine frontale schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske. Am Gehäuse 3' ist eine Halteeinrichtung 9 angeordnet, mit der die Atemschutzmaske vor dem Mund- bzw. Nasenbereich des Benutzers positioniert und gehalten werden kann. In dieser Figur ist durch die schwarzen Pfeile besonders deutlich gezeigt, wie sich aufgrund der speziellen Ausgestaltung des verwendeten Filtermaterials 2 das eingestrahlte UV-Licht im gesamten Filterelement 1 verteilt. Die direkt angestrahlte Fläche des Filtermaterials 2 kann dabei klein sein, aufgrund der
Durchdringung und Durchleitung des UV-Lichts im Filtermaterial 2 wird dennoch jeder Punkt des Filterelements 1 erreicht, wobei eine unmittelbare Inaktivierung oder eine mittelbare Inaktivierung von Mikroorganismen über die Wirkung des vorhandenen Fotohalbleitermaterials stattfindet.Fig. 3 shows a frontal schematic sectional view of the respirator according to the invention. On the housing 3 ' , a holding device 9 is arranged, with which the respirator can be positioned and held in front of the mouth or nose area of the user. In this figure, the black arrows show particularly clearly how, due to the special design of the filter material 2 used, the irradiated UV light is distributed throughout the filter element 1. The directly illuminated surface of the filter material 2 can be small, due to the Penetration and passage of the UV light in the filter material 2, however, each point of the filter element 1 is achieved, with an immediate inactivation or an indirect inactivation of microorganisms via the action of the existing photo semiconductor material takes place.
Aus diesem Grund kann bei der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske die Porenweite des Filtermaterials 2 vergrößert werden, wodurch das Atmen deutlich erleichtert wird. Es wird trotz der größeren Porenweite eine sichere Inaktivierung von Mikroorganismen erreicht.For this reason, in the respiratory mask according to the invention, the pore width of the filter material 2 can be increased, whereby the breathing is significantly facilitated. It is achieved despite the larger pore size safe inactivation of microorganisms.
Abschließend sei hervorgehoben, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele die beanspruchte Lehre erörtern, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Finally, it should be emphasized that the embodiments described above discuss the claimed teaching, but do not limit it to the exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Filterelement1 filter element
2 Filtermaterial2 filter material
3 Gehäuse (Filtereinrichtung)3 housing (filter device)
3' Gehäuse (Atemschutzmaske)3 ' housing (respirator)
4 Einlass4 inlet
5 Auslass5 outlet
6 UV-Strahlungsquelle6 UV radiation source
7 UV-Leuchtdiode (UV-LED)7 UV light emitting diode (UV LED)
8 Batterie8 battery
9 Halteeinrichtung
9 holding device
Claims
1. Filterelement (1) mit einer Durchströmungszone für ein Fluid, wobei das Filterelement (1) ein Filtermaterial (2) aufweist, dad u rch gekennzeich net, dass das Filtermaterial (2) für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca.450 nm oder weniger durchlässig und/oder leitfähig ist.1. Filter element (1) with a flow-through zone for a fluid, wherein the filter element (1) has a filter material (2), characterized in net that the filter material (2) for UV radiation having a wavelength of about 450 nm or less permeable and / or conductive.
2. Filterelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca.380 nm bis ca.420 nm, insbesondere für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca.400 nm bis ca.420 nm, durchlässig und/oder leitfähig ist.2. Filter element (1) according to claim 1, characterized in that the filter material (2) for UV radiation having a wavelength of about 380 nm to about 420 nm, in particular for UV radiation having a wavelength of about 400 nm to about 420 nm, is permeable and / or conductive.
3. Filterelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Porendurchmesser innerhalb der Durchströmungszone ca.1 μm bis ca.10 μm, insbesondere ca.1 μm bis ca.2 μm, beträgt.3. Filter element (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the pore diameter within the flow zone about 1 .mu.m to about 10 .mu.m, in particular about 1 .mu.m to about 2 microns, is.
4. Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) lichtleitende Eigenschaften aufweist.4. Filter element (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the filter material (2) has light-conducting properties.
5. Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) ein Polymer oder eine Polymermischung aufweist.5. Filter element (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the filter material (2) comprises a polymer or a polymer mixture.
6. Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) Fasern aufweist.6. Filter element (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the filter material (2) comprises fibers.
7. Filterelement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern einen Durchmesser von ca.0,5 μm bis ca.500 μm aufweisen.7. Filter element (1) according to claim 6, characterized in that the fibers have a diameter of about 0.5 microns to about 500 microns.
8. Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) ein Nonwoven-Material, insbesondere ein Vlies, aufweist. 8. Filter element (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filter material (2) comprises a nonwoven material, in particular a nonwoven.
9. Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (2) ein Halbleitermaterial, insbesondere ein Fotohalbleitermaterial, aufweist.9. Filter element (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the filter material (2) comprises a semiconductor material, in particular a photo semiconductor material.
10. Filterelement (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Halbleitermaterials an dem Filtermaterial (2) ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 2 Gew.-%, insbesondere ca. 1 Gew.-%, beträgt.10. Filter element (1) according to claim 9, characterized in that the proportion of the semiconductor material to the filter material (2) about 0.5 wt .-% to about 2 wt .-%, in particular about 1 wt .-% , is.
11. Filterelement (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial auf der Oberfläche des Filtermaterials (2) verteilt und/oder oder im Filtermaterial (2) dispergiert ist.11. Filter element (1) according to claim 9 or 10, characterized in that the semiconductor material on the surface of the filter material (2) distributed and / or dispersed in the filter material (2).
12. Filterelement (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial Titandioxid aufweist.12. Filter element (1) according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the semiconductor material comprises titanium dioxide.
13. Filterelement (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Modifikation Anatas an dem Titandioxid ca. 75 Gew.-% bis ca. 95 Gew.-%, insbesondere ca. 85 Gew.-%, beträgt.13. Filter element (1) according to claim 12, characterized in that the proportion of the modification anatase in the titanium dioxide about 75 wt .-% to about 95 wt .-%, in particular about 85 wt .-%, is.
14. Filtereinrichtung mit einem Filterelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und einer UV-Strahlungsquelle (6), wobei die UV-Strahlungsquelle (6) so angeordnet ist, dass das Filterelement (1 ) mit UV-Strahlung beaufschlagbar ist.14. Filter device with a filter element (1) according to one of claims 1 to 13 and a UV radiation source (6), wherein the UV radiation source (6) is arranged so that the filter element (1) can be acted upon by UV radiation.
15. Filtereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die UV- Strahlungsquelle (6) UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 253 nm bis ca. 450 nm, insbesondere von ca. 380 nm bis ca. 420 nm, emittiert.15. Filter device according to claim 14, characterized in that the UV radiation source (6) emits UV radiation having a wavelength of about 253 nm to about 450 nm, in particular from about 380 nm to about 420 nm.
16. Filtereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlungsquelle (6) einen oder mehrere Hg-Niederdruckstrahler und/oder eine oder mehrere UV-LED (7) aufweist.16. Filter device according to claim 14 or 15, characterized in that the UV radiation source (6) has one or more Hg low-pressure radiators and / or one or more UV LEDs (7).
17. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlungsquelle (6) außerhalb des Filterelements (1 ) angeordnet ist. 17. Filter device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the UV radiation source (6) outside of the filter element (1) is arranged.
18. Filtereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die UV- Strahlungsquelle (6) benachbart zum Filterelement (1 ) angeordnet ist.18. Filter device according to claim 17, characterized in that the UV radiation source (6) is arranged adjacent to the filter element (1).
19. Filtereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die UV- Strahlungsquelle (6) vom Filterelement (1 ) beabstandet angeordnet ist, und dass ein Lichtleiter zwischen der UV-Strahlungsquelle (6) und dem Filterelement (1 ) vorgesehen ist.19. Filter device according to claim 17, characterized in that the UV radiation source (6) from the filter element (1) is arranged at a distance, and that a light guide between the UV radiation source (6) and the filter element (1) is provided.
20. Atemschutzmaske mit einem Gehäuse (3') und einer Halteeinrichtung (9), gekennzeichnet durch eine Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19.20. A respirator with a housing (3 ' ) and a holding device (9), characterized by a filter device according to one of claims 14 to 19.
21. Atemschutzmaske nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die UV- Strahlungsquelle (6) eine oder mehrere UV-LED (7) aufweist.21. Respiratory mask according to claim 20, characterized in that the UV radiation source (6) has one or more UV LEDs (7).
22. Atemschutzmaske nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlungsquelle (6) durch einen Akkumulator oder eine Batterie (8) gespeist wird.22. Respiratory mask according to claim 20 or 21, characterized in that the UV radiation source (6) by an accumulator or a battery (8) is fed.
23. Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlungsquelle (6) einen oder mehrere Hg-Nieder- druckstrahler aufweist.23. A respirator according to any one of claims 20 to 22, characterized in that the UV radiation source (6) has one or more Hg low-pressure lamps.
24. Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der Atemschutzmaske, insbesondere im Gehäuse (3'), ein Anschluss für die Stromversorgung der UV-Strahlungsquelle (6) ausgebildet ist.24. Respiratory mask according to one of claims 20 to 23, characterized in that in the respirator, in particular in the housing (3 ' ), a connection for the power supply of the UV radiation source (6) is formed.
25. Atemschutzset, umfassend eine Atemschutzmaske mit einem Filterelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und eine UV-Basisstation, welche zumindest eine UV-Strahlungsquelle (6) aufweist, wobei die Atemschutzmaske so an bzw. in die UV-Basisstation positionierbar ist, dass das Filterelement (1 ) mit UV-Strahlung beaufschlagbar ist. 25. A respiratory protective set comprising a respiratory mask with a filter element (1) according to one of claims 1 to 13 and a UV base station, which has at least one UV radiation source (6), wherein the respirator can be positioned on or in the UV base station is that the filter element (1) can be acted upon by UV radiation.
26. Atemschutzset nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die UV- Strahlungsquelle (6) einen oder mehrere Hg-Niederdruckstrahler und/oder eine oder mehrere UV-LED (7) aufweist.26. Respiratory protection set according to claim 25, characterized in that the UV radiation source (6) has one or more Hg low-pressure radiators and / or one or more UV LEDs (7).
27. Atemschutzset nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Basisstation ein die UV-Strahlungsquelle (6) abschirmendes Gehäuse aufweist.27. Respiratory protection set according to claim 25 or 26, characterized in that the UV base station has a UV radiation source (6) shielding housing.
28. Atemschutzset nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemschutzmaske in dem Gehäuse aufnehmbar ist.28. Respiratory protection set according to claim 27, characterized in that the respirator can be received in the housing.
29. Atemschutzset nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Basisstation Mittel zur automatischen Durchführung eines vorher festgelegten Behandlungszyklus für das Filterelement (1 ) aufweist. 29. Breathing protector set according to one of claims 25 to 28, characterized in that the UV base station comprises means for automatically carrying out a predetermined treatment cycle for the filter element (1).
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10180248B2 (en) | 2015-09-02 | 2019-01-15 | ProPhotonix Limited | LED lamp with sensing capabilities |
CN111330030A (en) * | 2020-02-03 | 2020-06-26 | 深圳市沃尔核材股份有限公司 | Sterilization system for antibacterial materials and mask production method using sterilization system |
WO2021219166A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | Fritz Schmitt | Respirator mask having a filter |
WO2022129833A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Dyson Technology Limited | Head wearable air purifier |
DE102022100232A1 (en) | 2021-01-07 | 2022-07-07 | Michaela Braun | Breathing air disinfection device and respirator |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020106235B3 (en) * | 2020-03-08 | 2020-11-26 | Berthold W. Seemann | RESPIRATORY MASK |
DE102020109465B4 (en) | 2020-04-03 | 2024-01-04 | Pierre Birger Boris Wunderlich | Protective suit with integrated actinic radiation |
DE102020003915A1 (en) | 2020-06-30 | 2021-12-30 | Alfred Trzmiel | Device for disinfecting air currents in filters |
WO2022053093A2 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | Mestemacher Soenke | Gas purification unit |
DE102020130494B4 (en) | 2020-11-18 | 2023-04-06 | Stefanie Wagner | Mask for filtering breathing air |
CN112587819A (en) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 安徽工业大学 | Personal portable air disinfection device and disinfection method based on refrigeration semiconductor |
DE102021105603B3 (en) | 2021-03-09 | 2022-04-28 | Technische Universität Ilmenau, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Face mask to protect against viral or bacterial infection |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5054480A (en) * | 1990-06-14 | 1991-10-08 | Bio Medical Devices, Inc. | Personal air filtration and control system |
WO1996037440A1 (en) * | 1995-05-22 | 1996-11-28 | Wastech International, Incorporated | Waste water purification system |
EP0806526A2 (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-12 | Karl F. Dr. Massholder | Device for the delivery of water |
WO1998027891A1 (en) * | 1996-12-23 | 1998-07-02 | Karl Massholder | Cleaning system and surface cleaning method |
US5919422A (en) * | 1995-07-28 | 1999-07-06 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Titanium dioxide photo-catalyzer |
WO2003037389A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Remotelight, Inc. | Air uv disinfection device and method |
WO2003051460A1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-26 | Wen Sheree H | Antiviral and antibacterial respirator mask |
US20050211415A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Arts Theodore A M | Integrated air processing devices and isolation containment systems using such devices |
US20060182670A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-17 | Allen Susan D | Light-mediated air purification system and method |
WO2008097379A2 (en) * | 2006-10-06 | 2008-08-14 | Steven Lyon Guth | Self-sterilizing particulate respirator facepiece and method for using same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716277A1 (en) | 1997-04-18 | 1998-10-22 | Massholder Karl F Dr | Liquid or gas filtering and cleaning unit |
-
2007
- 2007-07-24 DE DE102007034879A patent/DE102007034879A1/en not_active Ceased
-
2008
- 2008-07-18 WO PCT/DE2008/001159 patent/WO2009012752A1/en active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5054480A (en) * | 1990-06-14 | 1991-10-08 | Bio Medical Devices, Inc. | Personal air filtration and control system |
WO1996037440A1 (en) * | 1995-05-22 | 1996-11-28 | Wastech International, Incorporated | Waste water purification system |
US5919422A (en) * | 1995-07-28 | 1999-07-06 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Titanium dioxide photo-catalyzer |
EP0806526A2 (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-12 | Karl F. Dr. Massholder | Device for the delivery of water |
WO1998027891A1 (en) * | 1996-12-23 | 1998-07-02 | Karl Massholder | Cleaning system and surface cleaning method |
WO2003037389A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Remotelight, Inc. | Air uv disinfection device and method |
WO2003051460A1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-26 | Wen Sheree H | Antiviral and antibacterial respirator mask |
US20050211415A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Arts Theodore A M | Integrated air processing devices and isolation containment systems using such devices |
US20060182670A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-17 | Allen Susan D | Light-mediated air purification system and method |
WO2008097379A2 (en) * | 2006-10-06 | 2008-08-14 | Steven Lyon Guth | Self-sterilizing particulate respirator facepiece and method for using same |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10180248B2 (en) | 2015-09-02 | 2019-01-15 | ProPhotonix Limited | LED lamp with sensing capabilities |
CN111330030A (en) * | 2020-02-03 | 2020-06-26 | 深圳市沃尔核材股份有限公司 | Sterilization system for antibacterial materials and mask production method using sterilization system |
WO2021219166A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | Fritz Schmitt | Respirator mask having a filter |
CN115989064A (en) * | 2020-04-27 | 2023-04-18 | 沃克工业技术有限公司 | Respirator mask with filter |
WO2022129833A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Dyson Technology Limited | Head wearable air purifier |
GB2602112B (en) * | 2020-12-18 | 2024-04-10 | Dyson Technology Ltd | Head wearable air purifier |
DE102022100232A1 (en) | 2021-01-07 | 2022-07-07 | Michaela Braun | Breathing air disinfection device and respirator |
DE102022100232B4 (en) | 2021-01-07 | 2024-02-29 | Michaela Braun | Breathing air disinfection device and respirator mask |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102007034879A1 (en) | 2009-01-29 |
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