WO2021206586A1 - Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе - Google Patents
Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021206586A1 WO2021206586A1 PCT/RU2021/000130 RU2021000130W WO2021206586A1 WO 2021206586 A1 WO2021206586 A1 WO 2021206586A1 RU 2021000130 W RU2021000130 W RU 2021000130W WO 2021206586 A1 WO2021206586 A1 WO 2021206586A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- filter
- layer
- liquid
- filtering
- purifying
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 139
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 84
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 54
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 16
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 15
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 14
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- -1 polyoxyethylenes Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000021056 liquid food Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 33
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 4
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 2
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 description 2
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000011086 high cleaning Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011169 microbiological contamination Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
- A62B18/04—Gas helmets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
- B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
- A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B7/00—Respiratory apparatus
- A62B7/10—Respiratory apparatus with filter elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0442—Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
- B01D2239/0618—Non-woven
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0604—Arrangement of the fibres in the filtering material
- B01D2239/0636—Two or more types of fibres present in the filter material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/0645—Arrangement of the particles in the filtering material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1233—Fibre diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1241—Particle diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1291—Other parameters
Definitions
- the group of inventions relates to multilayer filtering materials for liquid or gas purification that can be used in liquid purification systems, for example, water from various sources, including drinking water, ventilation or air purification systems, or for the manufacture of personal and collective protective equipment, and means personal protection, including personal protective equipment of the respiratory system, made on the basis of filter materials.
- Filter materials for the purification of various liquids, for example water or oil, and / or gases, for example air, as well as personal protective equipment based on them, are known from the prior art.
- the main requirements for filtering materials are high efficiency (the material must absorb the maximum amount of impurities) and a long service life (resource).
- the prior art discloses filter media with a long service life at low efficiency and high performance media, the service life of which is limited because the material becomes clogged with impurities relatively quickly and stops working.
- a multilayer filtering material for liquid purification is known from the prior art according to US Pat. No. 3,780,872 (applicant Pall Sogr, priority 27.05.1968, IPC VOY 27/06).
- the material of US Pat. No. 3,780,872 is a web of several layers, where each layer is made of rows of fibers intertwined with each other. The fiber of each subsequent row in the fabric is caught on the fiber of the previous row, while the patent declares two types of weaving - overlapping and in girth, the latter is 4 times stronger than overlapping weaving.
- the layers are stacked on top of each other, alternating layers with different weaving, and placed under a press, while the layers are displaced relative to each other.
- the layers are porous, the channels inside them are also displaced, forming winding paths for the passage of liquid. At the same time, their size decreases upon compression and becomes equal to about 50 ⁇ m.
- a wire made of metals that are resistant to corrosion and inert for the medium being filtered can be used as a material for obtaining the fiber.
- the material according to the patent works as follows: the liquid to be cleaned sequentially passes the layers of the material, while the liquids are cleaned from mechanical impurities, the size of which is larger than the pores of the layers.
- a filter material for air purification is known from the prior art according to the patent US 7691168 (applicant ⁇ innovative Properties Company, priority 10.10.2006, IPC B01D 24/00, D01D 5/20, ⁇ 05 ⁇ 1/26, ⁇ 62 ⁇ 7/10, ⁇ 03 ⁇ 3/00 ).
- the filtering material consists of two layers - a thin-filtering hydro-charged fibrous layer capable of capturing particles up to several microns in size, and a coarse filtering substrate made of a coarse-porous material.
- the thin-filtering hydrocharged fibrous layer consists of intertwined fibers ranging in size from 12 to 300 microns, from 25 to 200 microns, from 50 to 150 microns, which are preliminarily placed in a polar liquid, for example, water, alcohols, ketones or their mixtures, and dried under conditions that provide charging the surface of the fibers.
- a polar liquid for example, water, alcohols, ketones or their mixtures
- the filter material according to US patent 7691168 can be used for the manufacture of personal respiratory protection, for example, in respirators.
- the filter material of US Pat. No. 7691168 has a disadvantage, namely a charged surface, since over time the charge can lose its strength and the filter material loses its effectiveness. Also, a significant disadvantage of this material is that it is ineffective against small impurities that do not have a surface charge. Thus, the main disadvantage of this material is its low efficiency.
- a filter material Ahlstrom Disruptor 5283 manufactured by Ahlstrom-Munksj schreib, Sweden, https://www.wasser-primus.com/wp-content / uploads / Grayl-Filtration-Alstrom-Disruptor-Presentation-2011-1.
- This filter material consists of macrofibers, for example glass, coated with a layer of boehmite (aluminum oxyhydroxide), which are introduced into the fibrous material composition during the production of nonwoven fabric. The resulting material is sandwiched between layers of spunbond to increase strength.
- the length of the boehmite-coated macrofibers varies from 2 to 250 nm.
- the crystal structure of boehmite creates an electrokinetic potential on the surface of the fibers.
- Ahlstrom Disruptor 5283 is a multilayer porous structure. Within the framework of the claimed features, the specified filter material works as follows: the liquid to be purified passes through the layer of material, while the liquid is purified from impurities.
- the main disadvantage of this material is that the efficiency of the material is associated with the electrokinetic potential on the surface of the fibers; in the process of sorption of impurities on the material, the potential changes, that is, the material ceases to sorb impurities, thus, this material has a low service life.
- a filter material according to US patent 4976858 is known from the prior art (applicant Toyo Roki Kabushiki Kaisha, priority 01.02.1990, IPC B01D39 / 14), chosen by the applicant as the closest analogue of the filter material.
- the filter material of US Pat. No. 4,976,858 consists of at least two layers of different density fused to each other, which the liquid or gas pass in succession.
- the first layer is made of non-woven fibrous material and is coarser and more dense than the second.
- the second layer is made of filter paper and is thin-filtering. Additional layers of different density can be located between the layers.
- the filter material is intended for mechanical filtration of liquids, within the framework of the distinctive features, the specified multilayer filter material works as follows: the liquid to be purified sequentially passes through the indicated layers, while passing through the first layer, coarse impurities are mechanically removed, and when passing through the second layer, small impurities.
- the filter material according to US patent 4976858 has a significant drawback, since it can only to mechanically purify the liquid, the specified material does not remove dissolved impurities.
- the disadvantage of this material is that there is no possibility of filling such layers with any sorbents; since the sorbent can be fixed on the layers only due to mechanical forces (roughness of the surface of the sorbent and layers), during filtration the sorbent will be washed out by the liquid flow.
- the main disadvantage of this material is its low efficiency.
- Personal protective equipment is a helmet, consisting of a body made of a predominantly transparent polymer material and a skirt, hermetically attached by its upper edge to the edge of the helmet neckline. In the area of the user's respiratory organs, an opening is made in the skirt, in which the exhalation valve is installed.
- the skirt can be made of fibrous polymer filtering material or fibrous polymer filtering material such as a Petryanov filter filled with powdered sorbents, as well as ion-exchange fibrous filtering material or activated carbon fibrous material with sorbing properties.
- personal protective equipment can be equipped with a protective half mask made of sorption-filtering material, attached to the skirt by means of an exhalation valve. Within the framework of the distinctive features, the specified personal protective equipment works as follows. While doing The exhalation valve is closed by the inhalation user and a vacuum is generated in the space under the protective hood.
- the first of them is that during the filtration process, moisture droplets containing microorganisms are mechanically retained by the filtering material, and then microorganisms can exist and develop inside the material, in this case, personal protective equipment becomes a potential source of infection for the user.
- the filter material has a low service life, that is, frequent replacement of filter elements and personal protective equipment is required.
- the disadvantage of the closest analogue is that the exhaled air is returned to the environment without cleaning, that is, if the user can be a source of microbiological contamination, then the personal protective equipment does not prevent this contamination from entering the environment from the user.
- personal protective equipment according to patent US 4620538 is known (applicant The United States of America as represented by Secretary of Air Force, priority 19.03.1985, MCP A61H 31/00), selected by the applicant as the closest analogue for personal protective equipment.
- Personal protective equipment according to US patent 4620538 is made in the form of a helmet, consisting of a body made of a predominantly transparent polymer material with openings for oxygen inlet and outlet for blown out air, an elastic inflated collar and two adjusting rings. The air outlet is equipped with a non-return valve that protects the interior of the helmet from ambient air.
- the specified personal protective equipment works as follows: the user puts on a helmet and adjusts the size of the inflatable collar, ensuring a tight fit of the collar to the neck. At the moment of inhalation, oxygen enters the inside of the helmet through the inlet opening, and the exhaled air is removed from the interior of the helmet through the outlet valve into the environment.
- the main disadvantages of this invention are the lack of filter materials and the dependence of the invention, and therefore the user on the availability of access to oxygen sources.
- the present invention does not purify the air exhaled by the user before returning to the environment.
- the task of the group of inventions and the technical result achieved by solving the problem is the development of a new filter material for the purification of liquid and gas, which has a high efficiency of absorption of impurities and at the same time a long service life, and personal protective equipment based on it, which simultaneously protects both the user from the environment and the environment from the user.
- the filter material for cleaning a liquid or gas consisting of at least two layers, which the liquid or gas pass sequentially, where the first coarse-filamentous layer is made on the basis of non-woven fibrous material, and the second is a thin-filtering layer made on the basis of filter paper and / or filter cardboard, is made with the possibility of sorption purification of a liquid or gas, while the first coarse-filleting layer contains particles with a size from 2 to 500 microns, preferably from 5 to 200 microns, of at least one type of sorbent, held in the structure of the nonwoven fibrous material mainly due to mechanical forces, and the second thin-filtering layer contains particles with a size from 0.05 to 20 ⁇ m, preferably from 0.2 to 5 ⁇ m, of at least one finely dispersed sorbent, held in the structure of filter paper and / or filter cardboard mainly due to adhesive systems l.
- activated carbons, activated carbon fibers, fibrous ion exchangers for example, based on polyacrylonitrile, natural fossil coals, silica gels, aluminum gels, aluminosilicates, diatomite, ion exchange resins, are used, for example, but not limited to the listed options, chitin, chitosan, sorbents based on metal oxides and hydroxides or a mixture of these sorbents
- fine sorbents for of the second thin filament layer are used, for example, but not limited to the listed options, activated carbons, activated carbon fibers, fibrous ion exchangers, for example, based on polyacrylonitrile, natural fossil coals, silica gels, alumina gels, aluminosilicates, diatomite, sorbents based on metal oxides and hydroxides or mixtures the specified sorbents.
- the filter paper and / or filter paper of the second thin-filament layer is a composite containing preferably up to 50% of cellulose-based fibers, may additionally contain up to 30% of selective fibrous ion exchanger and from 0.001 to 2%, preferably from 0.004 to 0.1 %, a flocculant, which can be neutral, cationic, anionic or cationic-anionic, for example, but not limited to the listed options, polyvinyl alcohol, polyoxyethylenes, polyacrylamides, polyacrylates, polymethacrylates, partially hydrolyzed polyacrylamides.
- the second thin-filtering layer has an increased absorbing capacity for retaining dusty sorbent particles washed out or eroded from the first layer at the beginning of the filtration process, and the surface of the first coarse filtering layer is rougher than the surface of the second thin-filtering layer, while providing mainly uniform spreading of liquid when leaving the first coarse filtration layer and the entrance to the second fine filtration layer.
- At least one of the layers can be corrugated, and the material can additionally contain one or more filter layers located before or after the first layer, or after the second layer, made of, for example, but not limited to the listed options, spunbond , carbon non-woven fiber, reticulated polymer material, for example, separating porous polymer network or fibrillated porous film, graphene network.
- filter layers located before or after the first layer, or after the second layer, made of, for example, but not limited to the listed options, spunbond , carbon non-woven fiber, reticulated polymer material, for example, separating porous polymer network or fibrillated porous film, graphene network.
- the filter material for purifying liquid or gas can be used for the manufacture of personal protective equipment, including, but not limited to the listed options, masks for respiratory protection of various configurations, and personal protective equipment based on it, it is made in the form of a helmet, consisting of a body made of a predominantly transparent polymer material with openings for air inlet and outlet, a collar made of an elastic polymer material, and contains at least one circulation means air, while the openings for the inlet and outlet of air are equipped with filters made of the claimed filtering material, while the inlet filter is directed into the environment by the first coarse-filtration layer of the filtering material, and the outlet filter - with the second thin-filtering layer of the filtering material.
- a helmet consisting of a body made of a predominantly transparent polymer material with openings for air inlet and outlet, a collar made of an elastic polymer material, and contains at least one circulation means air, while the openings for the inlet and outlet of air are equipped with filters made of the claimed filtering material, while the inlet filter is directed into
- the air cycling means is made in the form, for example, but not limited to the listed options, a compressor, a pump or a fan.
- the personal protective equipment may further comprise a membrane valve configured to consume water and liquid food without removing the personal protective equipment, and the collar made of an elastic polymer material is configured to adjust its size by supplying air to the inner cavity of the said collar.
- Figure 1 shows a schematic representation of the structure of the filter material.
- Figures 2-4 show an example of the appearance of personal protective equipment from different angles.
- Figure 5 shows a photograph of the appearance of the coarse filtering and thin filtering layers after testing for filtration of an iron colloid.
- FIG. 6-1, 6-2 presents experimental data, where 6-1 is a graph of the dependence of the pressure drop on the mass of absorbed colloidal iron per unit area of the material; 6-2 is a graph of the dependence of the efficiency of cutting off colloidal iron on the volume of the passed model solution per unit area of the material.
- the filter material for purifying a liquid or gas consists, preferably, of two obligatory layers, which successively pass the liquid or gas to be purified.
- at least one of the layers can be corrugated.
- the first layer - coarse filtration - is made on the basis of a nonwoven fibrous material, for example, hydrophobic polyolefin fibers with a fiber diameter of 5 to 30 ⁇ m, and is filled with particles of 2 to 500 ⁇ m, preferably 5 to 200 ⁇ m, of at least one type of sorbent.
- the material of the first layer is obtained by the method of aeroforming from fibers obtained by extrusion through a die of a polymer melt into a stream of transported gas at simultaneous feeding of granular or powdery sorbent. In this case, the sorbent particles not only cling to the surface of the fibers, but also partially fuse with the fibers under the action of high temperatures and thus mechanically attach to them.
- sorbents for the first coarse filtering layer are used, for example, but not limited to the listed options, activated carbons, activated carbon fibers, fibrous ion exchangers, for example, based on polyacrylonitrile, natural fossil coals, silica gels, alumina gels, aluminosilicates, diatomite, ion exchange resins, chitin, chitosan, sorbents based on metal oxides and hydroxides, or mixtures of these sorbents. These sorbents can be further treated with a bactericidal additive, for example, but not limited to the listed options, silver compounds.
- the second layer - fine filtering - is a composite material, up to 50% consisting of cellulose fibers with a fiber length of 0.5 to 3 mm, a diameter of 5 to 30 microns, preferably from 5 to 25 microns, of a selective fibrous sorbent (fraction of not more 30% of the total mass), ultrafine sorbent particles with a size of 1 to 25 ⁇ m, preferably 2 to 20 ⁇ m, as well as a flocculant in an amount of 0.001 to 2%, preferably 0.004 to 0.1%.
- ultrafine sorbent particles for the second thin-filtering layer are used, for example, but not limited to the listed options, activated carbons, activated carbon fibers, fibrous ion exchangers, for example, based on polyacrylonitrile, natural fossil coals, silica gels, aluminum gels, aluminosilicates, diatomite, sorbents based on metal oxides and hydroxides or mixtures of these sorbents. These sorbents can be further treated with a bactericidal additive, for example, but not limited to the listed options, silver compounds.
- the flocculant can be neutral, cationic, anionic or cationic-anionic, for example, but not limited to the listed options, polyvinyl alcohol, polyoxyethylenes, polyacrylamides, polyacrylates, polymethacrylates, partially hydrolyzed polyacrylamides.
- the material of the second layer consists mostly of cellulosic fibers, it is obtained by casting, followed by drying and pressing. The ultrafine particles are attached to the fibers by mostly adhesive forces.
- the material of the second layer is capable of absorbing dusty sorbent particles, washed out or eroded from the first layer during filtration.
- the resulting filter material has hydrophilic-hydrophobic properties. Basically, these properties are provided by different types of fibers. In the first layer, hydrophobic fibers predominate, in the second layer, hydrophilic ones.
- the hydrophilic-hydrophobic properties of the sorbent provide increased efficiency in cleaning from hydrophilic-hydrophobic impurities, such as viruses, while the claimed material is preferably bacteriostatic.
- the first layer has a rougher surface than the second layer.
- the roughness of the layer surface is determined by the ratio of the fiber diameter and the size of the sorbent particles.
- the fiber diameter is 5 to 30 ⁇ m and the particle size is 2 to 500 ⁇ m, preferably 5 to 200 ⁇ m.
- the fiber diameter is from 5 to 30 ⁇ m, preferably from 5 to 25 ⁇ m, and the sorbent particle size is from 1 to 25 ⁇ m, preferably 2 to 20 ⁇ m.
- the roughness of the surface of the first layer is at least an order of magnitude greater than the roughness of the second layer, which ensures the distribution of the liquid flow after leaving the first layer before entering the second, thus, even in the case when large mechanical impurities clog part of the pores of the first layer, the second layer is fully involved in the filtration process. If part of the material of the first layer is blocked by impurities, all channels of the second layer remain open for the passage of liquid or gas. Thus, during the purification process, the volume of the first layer and the entire volume of the second layer of filtering material work partially or completely, increasing the degree and speed of liquid purification.
- the filter material for liquid or gas purification may additionally contain one or more auxiliary filter layers located before or after the first layer, or after the second layer, made of, for example, but not limited to only the listed options, spunbond, carbon nonwoven fibers, reticulated polymer material, for example, separating porous polymer network or fibrillated porous film, graphene network.
- auxiliary filter layers located before or after the first layer, or after the second layer, made of, for example, but not limited to only the listed options, spunbond, carbon nonwoven fibers, reticulated polymer material, for example, separating porous polymer network or fibrillated porous film, graphene network.
- the specified filter material works as follows.
- the liquid or gas to be cleaned enters the first layer, where the first stage of cleaning takes place. Since the average particle size of the sorbent of the first layer is preferably larger than the average fiber diameter of the first layer, then the first layer has a developed surface (a large number of pores) and has a high dirt holding capacity and the ability to slowly sorb dissolved impurities.
- the liquid or gas to be cleaned flows into the second layer, and in the case of liquid cleaning, when the liquid leaves the first layer and enters the second, the liquid spreads evenly.
- the second stage of liquid or gas purification takes place.
- the second layer also has a developed surface (a large number of pores) and, at the same time, the sorbent particles of the second layer have a high kinetic ability to adsorb dissolved impurities.
- the second layer blocks the passage of these particles further to the user. From the second layer, the user receives a purified liquid or purified gas.
- Figure 5 shows a photograph of the appearance of the layers of the material after tests for filtration of an iron colloid. After the end of the test, the filtering material was divided into layers and photographed layer by layer, while in the photograph (figure 5) the coarse filtering layer is located on top, and the fine filtering layer is at the bottom. The photograph (figure 5) shows that the prevailing amount of iron hydroxide particles was absorbed by the first coarse filtering layer, while the second coarse filtering layer retained the smallest particles that passed the first coarse filtering layer.
- the second layer of material traps dusty sorbent particles washed out from the first layer is an advantage of the material over the option of using the material of the closest analogue filled with a sorbent known from the prior art.
- the sorbent will be retained only due to mechanical forces, and the sorbent will be washed out during filtration, which, firstly, will reduce the effectiveness of such a combination, and secondly, it will worsen consumer properties, since the purified liquid or gas will contain sorbent particles.
- Table 1 The tests were carried out on a test bench with an automatic supply of a model solution of colloidal iron hydroxide with a concentration of 60 ⁇ 10 mg / dm 3 (in terms of iron) and a constant volumetric flow rate of 1000 cm 3 / min.
- the absorption efficiency of the iron colloid was carried out according to the formula: where E,% is the absorption efficiency of the iron colloid,%; ⁇ th ⁇ - concentration of the model solution of colloidal iron; Filter - the concentration of iron in the filtrate after cleaning.
- test results are shown in Table 1 and Figure 6, where 6-1 is a graph of the pressure drop versus the mass of absorbed colloidal iron per unit area of the material, 6-2 is a graph of the dependence of the efficiency of cutting off colloidal iron on the volume of the passed model solution per unit area of the material.
- the claimed filter material can be used in personal protective equipment.
- Personal protective equipment (figure 2 - 4) is made in the form of a helmet and consists of a body (1) made of a predominantly transparent polymer material, with openings for air inlet (2) and outlet (3), collar (4) made of elastic polymer material, air circulation means (6). Additionally, personal protective equipment may contain a power supply unit (not shown in the figures) and a control unit (5). Filters (7 and 8) made of the inventive filtering material are placed in the openings for the inlet (2) and outlet (3) of air. The inlet filter (7) is directed into the environment by the first coarse-filtration layer of filtering material, and the outlet filter (8) - by the second fine-filtering layer of filtering material.
- the means for circulating air (6) can be made in the form, for example, but not limited to the listed options, a compressor, a pump or a fan.
- the size of the collar (4), made of elastic polymer material, is regulated by supplying air into the inner cavity of the said collar (4).
- Respiratory protection means works as follows. The user puts the product over the head and inflates the collar (4) to the desired size, sealing the product around the neck.
- the air circulation means (6) begins to supply air through the inlet filter (7).
- the filter material works as follows. The air passes successively the first and then the second layers of material, being cleaned of mechanical and other impurities.
- air which is an aerosol
- aerosol particles get inside the material and, due to its hydrophobic-hydrophilic properties, are retained in it. In this case, the moisture is dried due to the operation of the air circulation means, and the pollutants remain on the surface of the sorbent granules.
- the purification of a liquid or, in the described case, a gas occurs faster and more efficiently than in the filter material of the closest analogue.
- the exhaust air is discharged through the outlet (3) equipped with an outlet filter (8) into the environment.
- the filter material is highly effective and is capable of absorbing viruses, among other things.
- the inventive filter material is preferably bacteriostatic, which means that the risk of developing microorganisms and viruses on the surface of the filter material is reduced, thus, personal protective equipment based on the specified filtering material is safe to maintain (there is no danger of bacteriological contamination when replacing the filtering material in personal protective equipment).
- the claimed protective equipment has both an inlet and an outlet filter, and the air circulation means provides an unambiguous movement of flows, the air exhaled by the user must pass through the outlet filter in order, that is, the personal protective equipment protects not only the user from the environment, but also the surrounding environment from the user, thus, the achievement of the technical result is ensured.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа, состоит из двух слоев. Первый грубофильтрующий слой изготовлен на основе нетканого волокнистого материала, а второй тонкофильтрующий слой изготовлен на основе фильтровальной бумаги и/или фильтровального картона и выполнен с возможностью сорбционной очистки жидкости или газа. Первый грубофильтрующий слой содержит частицы, удерживаемые в структуре нетканого волокнистого материала преимущественно за счет механических сил, а второй тонкофильтрующий слой содержит частицы в структуре фильтровальной бумаги и/или фильтровального картона преимущественно за счет адгезионных сил. Средство индивидуальной защиты, выполнено в виде шлема, имеющего корпус из прозрачного полимерного материала с отверстиями для входа и выхода воздуха, и воротника из эластичного полимерного материала. Содержит по меньшей мере одно средство циркуляции воздуха. Отверстия для входа и выхода воздуха снабжены фильтрами, при этом входной фильтр направлен в окружающую среду первым грубофильтрационным слоем фильтрующего материала, а выходной фильтр - вторым тонкофильтрующим слоем фильтрующего материала.
Description
Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе.
Группа изобретений относится к многослойным фильтрующим материалам для очистки жидкости или газа, которые могут применяться в системах очистки жидкости, например воды из различных источников, в том числе питьевой воды, системах вентиляции или очистки воздуха или для изготовления средств индивидуальной и коллективной защиты, и к средствам индивидуальной защиты, в том числе средствам индивидуальной защиты органов дыхания, изготовленным на основе фильтрующих материалов.
Фильтрующие материалы для очистки различных жидкостей, например воды или масла, и/или газов, например воздуха, а также средства индивидуальной защиты на основе их известны из уровня техники. Основными требованиями к фильтрующим материалам являются высокая эффективность (материал должен сорбировать максимальное количество примесей) и длительный срок службы (ресурс). Из уровня техники известны фильтрующие материалы с длительным сроком службы при низкой эффективности и высокоэффективные материалы, срок службы которых ограничен, так как материал относительно быстро забивается примесями и перестает работать.
Из уровня техники известен многослойный фильтрующий материал для очистки жидкости по патенту US 3780872 (заявитель Pall Согр, приоритет 27.05.1968, МПК ВОЮ 27/06). Материал по патенту US 3780872 представляет собой полотно из нескольких слоев, где каждый слой выполнен из рядов волокон, переплетенных между собой. Волокно каждого последующего ряда в полотне зацепляется за волокно предыдущего ряда, при этом в патенте заявлены два вида переплетения - внахлест и в обхват, последнее крепче плетения внахлест в 4 раза. Для получения фильтрующего материала слои укладывают друг на друга, чередуя слои с разным плетением, и помещают под пресс, при этом происходит смещение слоев друг относительно друга. Поскольку слои пористые, то и каналы внутри них смещаются также, формируя извилистые пути для прохождения жидкости. При этом их размеры при сжатии уменьшаются и становятся равными примерно 50 мкм. В качестве материала для получения волокна может быть использована проволока из металлов, устойчивых к коррозии и инертных для фильтруемой среды. В рамках отличительных признаков материал по патенту работает следующим образом: очищаемая жидкость последовательно проходит слои материала, при этом происходит очистка жидкостей от
механических примесей, размер которых больше, чем поры слоев. Недостатком материала по патенту US 3780872 является высокая себестоимость (так как использованы металлические волокна) при низкой эффективности очистки (материал позволяет удалять только относительно крупные механические примеси, сорбированные примеси указанный материал не удаляет). Кроме этого, отсутствует возможность наполнения таких слоев сорбентами, так как при прессовании их структура будет повреждена, а поскольку металлическая проволока инертна, то крепление к волокнам сорбента практически невозможно и будет происходить вымывание сорбента в процессе фильтрации.
Из уровня техники известен фильтрующий материал для очистки воздуха по патенту US 7691168 (заявитель ЗМ Innovative Properties Company, приоритет 10.10.2006, МПК B01D 24/00, D01D 5/20, Н05Н 1/26, А62В 7/10, В03С 3/00). Фильтрующий материал состоит из двух слоев - тонкофильтрующего гидрозаряженного волокнистого слоя, способного улавливать частицы размерами до нескольких мкм, и грубофильтрующей подложки из крупнопористого материала. Тонкофильтрующий гидрозаряженный волокнистый слой состоит из переплетенных волокон размером от 12 до 300 мкм, от 25 до 200 мкм, от 50 до 150 мкм, которые предварительно помещают в полярную жидкость, например воду, спирты, кетоны или их смеси, и высушивают в условиях, обеспечивающих зарядку поверхности волокон. В рамках отличительных признаков фильтрующий материал работает следующим образом: воздух последовательно проходит через подложку, которая механически удаляет крупные примеси, после чего воздух проходит через тонкофильтрующий гидрозаряженный волокнистый материал, который механически и за счет электростатических сил удаляет мелкие примеси из воздуха. Фильтрующий материал по патенту US 7691168 может быть использован для изготовления средств индивидуальной защиты органов дыхания, например в респираторах. Фильтрующий материал по патенту US 7691168 имеет недостаток, а именно заряженную поверхность, так как с течением времени заряд может утратить свою силу и фильтрующий материал потеряет свою эффективность. Также существенным недостатком указанного материала является то, что он неэффективен в отношении мелких примесей, которые не имеют поверхностного заряда. Таким образом, основным недостатком данного материала является низкая эффективность.
Из уровня техники известен фильтрующий материал Ahlstrom Disruptor 5283 (производитель Ahlstrom-Munksj о , Швеция, https://www.wasser-primus.com/wp- content/uploads/Grayl-Filtration- Alstrom-Disruptor-Presentation-2011-1.pdf), выбранный заявителем в качестве наиболее близкого аналога для фильтрующего материала. Этот фильтрующий материал состоит из макроволокон, например стеклянных, покрытых слоем бемита (оксогидроксида алюминия), которые вводят в композицию волокнистого материала при изготовлении нетканого полотна. Полученный материал прокладывают между слоями спанбонда для увеличения прочности. Длина макроволокон, покрытых бемитом, варьируется от 2 до 250 нм. Кристаллическая структура бемита создает элекгрокинетический потенциал на поверхности волокон. Материал Ahlstrom Disruptor 5283 представляет собой многослойную пористую структуру. В рамках заявляемых признаков указанный фильтрующий материал работает следующим образом: очищаемая жидкость проходит через слой материала, при этом происходит очистка жидкости от примесей. Основным недостатком указанного материала является то, что эффективность материала связана с электрокинетическим потенциалом на поверхности волокон, в процессе сорбции примесей на материале потенциал меняется, то есть материал перестает сорбировать примеси, таким образом, указанный материал имеет низкий срок службы.
Из уровня техники известен фильтрующий материал по патенту US 4976858 (заявитель Toyo Roki Kabushiki Kaisha, приоритет 01.02.1990, МПК B01D39/14), выбранный заявителем в качестве наиболее близкого аналога фильтрующего материала. Фильтрующий материал по патенту US 4976858 состоит из по меньше мере двух приплавленных друг к другу слоев различной плотности, которые жидкость или газ проходят последовательно. Первый слой изготовлен из нетканого волокнистого материала и является грубофильтрующим и более плотным, чем второй. Второй слой изготовлен из фильтровальной бумаги и является тонкофильтрующим . Между слоями могут дополнительно располагаться вспомогательные слои различной плотности. Фильтрующий материал предназначен для механической фильтрации жидкостей, в рамках отличительных признаков указанный многослойный фильтрующий материал работает следующим образом: очищаемая жидкость последовательно проходит указанные слои, при этом при прохождении первого слоя механически удаляются крупные примеси, а при прохождении второго слоя - мелкие примеси. Фильтрующий материал по патенту US 4976858 имеет существенный недостаток, так как может только
механически очищать жидкость, растворенные примеси указанный материал не удаляет. Кроме этого, недостатком указанного материала является то, что отсутствует возможность наполнения таких слоев какими-либо сорбентами; так как сорбент может быть закреплен на слоях только за счет механических сил (шероховатости поверхности сорбента и слоев), то в процессе фильтрации сорбент будет вымываться потоком жидкости. Таким образом, основным недостатком данного материала является низкая эффективность.
Из уровня техники известно средство индивидуальной защиты по патенту ЕР 2376168 (заявитель Intersurgical S.P.A., приоритет 03.12.2008, МПК А61М 16/06, А 62В 17/04), которое выполнено в виде шлема, состоящего из корпуса из преимущественно прозрачного полимерного материала с отверстиями для входа и выхода воздуха, воротника из эластичного полимерного материала и жесткого воротника - подложки. Вход для воздуха может быть подключен к стационарному или переносному источнику кислорода, что является недостатком данного средства индивидуальной защиты, так как существенно органичивает область его применения.
Из уровня техники известно средство индивидуальной за иты по патенту на полезную модель RU65385 (заявитель Закрытое акционерное общество "Северо- Западный научно-технический центр "Портативные средства индивидуальной защиты" имени А. А. Гуняева", приоритет 28.03.2007, МПК А62В 15/00, А62В 17/04). Средство индивидуальной защиты представляет собой шлем, состоящий из корпуса из преимущественно прозрачного полимерного материала и юбки, герметично присоединенной своей верхней кромкой к кромке горловины шлема. В области расположения органов дыхания пользователя в юбке выполнено отверстие, в котором установлен клапан выдоха. Юбка может быть выполнена из волокнистого полимерного фильтрующего материала или из волокнистого полимерного фильтрующего материала типа фильтра Петрянова, наполненного порошкообразными сорбентами, а также из ионообменного волокнистого фильтрующего материала или из активированного углеродного волокнистого материала, обладающего сорбирующими свойствами. Дополнительно средство индивидуальной защиты может быть снабжено защитной полумаской из сорбционно-фильтрующего материала, присоединенной к юбке с помощью клапана выдоха. В рамках отличительных признаков указанное средство индивидуальной защиты работает следующим образом. При выполнении
пользователем вдоха клапан выдоха закрыт и в пространстве под защитным капюшоном возникает разрежение. Под действием разрежения под юбкой загрязненный воздух проходит через фильтрующий материал юбки, очищаясь в нем только от аэрозолей или от аэрозолей и газов и паров, и попадает в пространство под юбкой. Под действием разрежения под полумаской воздух, предварительно очищенный материалом юбки, проходит через фильтрующий материал полумаски, дополнительно очищаясь, попадает в пространство под полумаской и поступает к органам дыхания пользователя. При выполнении пользователем выдоха под действием избыточного давления в пространстве под полумаской открывается клапан выдоха, и выдыхаемый воздух через клапан выдоха удаляется наружу. Средство индивидуальной защиты по патенту на полезную модель RU65385 имеет следующие недостатки. Первый из них то, что в процессе фильтрации капли влаги, содержащие микроорганизмы, механически удерживаются фильтрующим материалом, и далее микроорганизмы могут существовать и развиваться внутри материала, в этом случае, средство индивидуальной защиты становиться потенциальным источником заражения для пользователя. Во-вторых, фильтрующий материал имеет низкий срок службы, то есть требуется частая замена фильтрующих элементов средства индивидуальной защиты. Также недостатком наиболее близкого аналога является то, что выдыхаемый воздух возвращается в окружающую среду без очистки, то есть если пользователь может быть источником микробиологического загрязнения, то средство индивидуальной защиты не препятствует попаданию этого загрязнения от пользователя в окружающую среду.
Из уровня техники известно средство индивидуальной защиты по патенту US 4620538 (заявитель The United States of America as represented by Secretary of Air Force, приоритет 19.03.1985, МКП A61H 31/00), выбранное заявителем в качестве наиболее близкого аналога для средства индивидуальной защиты. Средство индивидуальной защиты по патенту US 4620538 выполнено в виде шлема, состоящего из корпуса из преимущественно прозрачного полимерного материала с отверстиями для входа кислорода и выхода для выдуваемого воздуха, эластичного раздуваемого воротника и двух регулировочных колец. Выход воздуха снабжен невозвратным клапаном, который предохраняет внутреннее пространство шлема от попадания туда воздуха из окружающей среды. В рамках отличительных признаков указанное средство индивидуальной защиты работает следующим образом: пользователь надевает шлем и
регулирует размер раздувного воротника, обеспечивая герметичное прилегание воротника к шее. В момент вдоха кислород поступает внутрь шлема через отверстие для входа, а выдыхаемый воздух выводится из внутреннего пространства шлема через клапан выходного отверстия в окружающую среду. Основными недостатками данного изобретения являются отсутствие фильтрующих материалов и зависимость изобретения, а значит, и пользователя от наличия доступа к источникам кислорода. Кроме того, данное изобретение не очищает выдыхаемый пользователем воздух, перед возвратом в окружающую среду.
Задачей группы изобретений и техническим результатом, достигаемым за счет решения задачи, является разработка нового фильтрующего материала для очистки жидкости и газа, обладающего высокой эффективностью поглощения примесей и одновременно длительным сроком службы, и средства индивидуальной защиты на его основе, одновременно защищающего как пользователя от окружающей среды, так и окружающую среду от пользователя.
Поставленная задача и технический результат достигаются за счет того, что фильтрующий материал для очистки жидкости или газа, состоящий из по меньшей мере двух слоев, которые жидкость или газ последовательно проходят, где первый грубофилырующий слой изготовлен на основе нетканого волокнистого материала, а второй - тонкофильтрующий слой изготовлен на основе фильтровальной бумаги и/или фильтровального картона, выполнен с возможностью сорбционной очистки жидкости или газа, при этом первый грубофилырующий слой содержит частицы размером от 2 до 500 мкм, предпочтительно от 5 до 200 мкм, по меньшей мере одного вида сорбента, удерживаемые в структуре нетканого волокнистого материала преимущественно за счет механических сил, а второй тонкофильтрующий слой содержит частицы размером от 0,05 до 20 мкм, предпочтительно от 0,2 до 5 мкм, по меньшей мере одного мелкодисперсного сорбента, удерживаемые в структуре фильтровальной бумаги и/или фильтровального картона преимущественно за счет адгезионных сил. При этом в качестве сорбентов для первого грубофильтрующего слоя применяются, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, активированные угли, активированные угольные волокна, волокнистые иониты, например, на основе полиакрилонитрила, природные ископаемые угли, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты, диатомит, ионообменные смолы, хитин, хитозан, сорбенты на основе оксидов и гидроксидов металлов или смеси указанных сорбентов, а в качестве мелкодисперсных сорбентов для
второго тонкофилырующего слоя применяются, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, активированные угли, активированные угольные волокна, волокнистые иониты, например, на основе полиакрилонитрила, природные ископаемые угли, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты, диатомит, сорбенты на основе оксидов и гидроксидов металлов или смеси указанных сорбентов. Кроме того, фильтровальная бумага и/или фильтровальный картон второго тонкофилырующего слоя представляет собой композит, содержащий предпочтительно до 50% волокон на основе целлюлозы, может дополнительно содержать до 30% селективного волокнистого ионита и от 0,001 до 2%, предпочтительно от 0,004 до 0,1%, флокулянта, который может быть нейтральный, катионный, анионный или катионно-анионный, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, поливиниловый спирт, полиоксиэтилены, полиакриламиды, полиакрилаты, полиметакрилаты, частично гидролизованные полиакриламиды. При этом второй тонкофильтрующий слой имеет увеличенную поглощающую способность для удержания пылеобразных частиц сорбента, вымываемых или выветриваемых из первого слоя в начале процесса фильтрации, а поверхность первого грубофильтрующего слоя более шероховатая, чем поверхность второго тонкофильтрующего слоя, при этом обеспечивается преимущественно равномерное растекание жидкости при выходе из первого грубофильтрующего слоя и входе на второй тонкофильтрующий слой. Кроме того, по меньшей мере один из слоев может быть гофрированным, а также материал может дополнительно содержать один и более фильтрующих слоев, расположенных до или после первого слоя, или после второго слоя, выполненных из, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, спанбонда, углеродного нетканого волокна, сетчатого полимерного материала, например разделительной пористой полимерной сетки или фибрилированной пористой пленки, графеновой сетки. Также поставленная задача и технический результат достигаются за счет того, что фильтрующий материал для очистки жидкости или газа может применяться для изготовления средств индивидуальной защиты, в том числе, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, масок для защиты органов дыхания различной конфигурации, а средство индивидуальной защиты на его основе выполнено в виде шлема, состоящего из корпуса из преимущественно прозрачного полимерного материала с отверстиями для входа и выхода воздуха, воротника из эластичного полимерного материала, и содержит по меньшей мере одно средство циркуляции
воздуха, при этом отверстия для входа и выхода воздуха снабжены фильтрами, выполненными из заявленного фильтрующего материала, при этом входной фильтр направлен в окружающую среду первым грубофильтрационным слоем фильтрующего материала, а выходной фильтр - вторым тонкофильтрующим слоем фильтрующего материала. При этом средство цикруляции воздуха выполнено в виде, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, компрессора, насоса или вентилятора. Кроме того, средство индивидуальной защиты может дополнительно содержать мембранный клапан, выполненный с возможностью потребления воды и жидкой пищи без снятия средства индивидуальной защиты, а воротник из эластичного полимерного материала выполнен с возможностью регулировки размера путем подачи воздуха во внутреннюю полость указанного воротника.
Раскрытие сущности группы изобретения поясняется чертежами:
На фигуре 1 представлено схематичное изображение структуры фильтрующего материала.
На фигурах 2-4 представлен пример внешнего вида средства индивидуальной защиты с разных ракурсов.
На фигуре 5 представлена фотография внешнего вида грубофильтрующего и тонкофильтрующего слоев после испытаний по фильтрации коллоида железа.
На фигуре 6 (6-1, 6-2) представлены экспериментальные данные, где 6-1 - график зависимости перепада давления от массы поглощенного коллоидного железа на единицу площади материала; 6-2 - график зависимости эффективности отсечения коллоидного железа от объема пропущенного модельного раствора на единицу площади материала.
Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа состоит, предпочтительно, из двух обязательных слоев, которые последовательно проходят очищаемые жидкость или газ. При этом по меньшей мере один из слоев может быть гофрированным.
Первый слой - грубофильтрационный - изготовлен на основе нетканого волокнистого материала, например гидрофобных полиолефиновых волокон с диаметром волокна от 5 до 30 мкм, и наполнен частицами размером от 2 до 500 мкм, предпочтительно от 5 до 200 мкм, по меньшей мере одного вида сорбента. Материал первого слоя получают методом аэроформования из волокон, полученных выдавливанием через фильеру расплава полимера в поток транспортируемого газа при
одновременной подаче гранулированного или порошкообразного сорбента. При этом частицы сорбента не только цепляются за поверхность волокон, но и под действием высоких температур частично сплавляются с волокнами и таким образом механически прикрепляются к ним. В качестве сорбентов для первого грубофильтрующего слоя применяются, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, активированные угли, активированные угольные волокна, волокнистые иониты, например, на основе полиакрилонитрила, природные ископаемые угли, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты, диатомит, ионообменные смолы, хитин, хитозан, сорбенты на основе оксидов и гидроксидов металлов или смеси указанных сорбентов. Указанные сорбенты могут быть дополнительно обработаны бактерицидной добавкой, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, соединения серебра.
Второй слой - тонкофильтрующий - представляет собой композитный материал, до 50% состоящий из целлюлозных волокон с длиной волокна от 0,5 до 3 мм, диаметром от 5 до 30 мкм, предпочтительно от 5 до 25 мкм, из селективного волокнистого сорбента (доля не более 30% от общей массы), ультрадисперсных частиц сорбента размером от 1 до 25 мкм, предпочтительно 2 до 20 мкм, а также флокулянта в количестве от 0,001 до 2%, предпочтительно от 0,004 до 0,1 %. В качестве ультрадисперсных частиц сорбента для второго тонкофильтрующего слоя применяются, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, активированные угли, активированные угольные волокна, волокнистые иониты, например, на основе полиакрилонитрила, природные ископаемые угли, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты, диатомит, сорбенты на основе оксидов и гидроксидов металлов или смеси указанных сорбентов. Указанные сорбенты могут быть дополнительно обработаны бактерицидной добавкой, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, соединения серебра. Флокулянт может быть нейтральный, катионный, анионный или катионно-анионный, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, поливиниловый спирт, полиоксиэтилены, полиакриламиды, полиакрилаты, полиметакрилаты, частично гидролизованные полиакриламиды. Поскольку материал второго слоя состоит по большей части из целлюлозных волокон, то его получают методом отливки с последующей сушкой и прессованием. Ультрадисперсные частицы закрепляются на волокнах за счет по большей части адгезионных сил. Помимо всего вышеперечисленного, материал второго
слоя способен сорбировать пылеобразные частицы сорбента, вымывающиеся или выветривающиеся из первого слоя в процессе фильтрации.
Полученный фильтрующий материал обладает гидрофильно-гидрофобными свойствами. В основном эти свойства обеспечиваются за счет волокон разного типа. В первом слое преобладают гидрофобные волокна, во втором слое - гидрофильные. Гидрофильно-гидрофобные свойства сорбента обеспечивают повышенную эффективность при очистке от гидрофильно-гидрофобных примесей, например вирусов, при этом заявляемый материал является предпочтительно бактериостатичным.
Первый слой имеет более шероховатую поверхность, чем второй слой. Степень шероховатости поверхности слоя определяется соотношением диаметра волокон и размера частиц сорбента. В первом слое диаметр волокон составляет от 5 до 30 мкм, а размер частиц от 2 до 500 мкм, предпочтительно от 5 до 200 мкм. Для второго слоя диаметр волокон от 5 до 30 мкм, предпочтительно от 5 до 25 мкм, а размер частиц сорбента от 1 до 25 мкм, предпочтительно 2 до 20 мкм. Таким образом, шероховатость поверхности первого слоя по меньше мере на порядок больше, чем шероховатость второго слоя, что обеспечивает распределение потока жидкости после выхода из первого слоя перед входом во второй, таким образом, даже в случае, когда крупными механическими загрязняющими примесями забита часть пор первого слоя, второй слой полностью участвует в процессе фильтрации. В случае блокирования части материала первого слоя примесями все каналы второго слоя остаются открытыми для прохождения жидкости или газа. Таким образом, во время процесса очистки частично или полностью работает объем первого слоя и весь объем второго слоя фильтрующего материала, повышая степень и скорость очистки жидкости.
Кроме указанных двух обязательных слоев фильтрующий материал для очистки жидкости или газа может дополнительно содержать один и более вспомогательных фильтрующих слоев, расположенных до или после первого слоя, или после второго слоя, выполненных из, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, спанбонда, углеродного нетканого волокна, сетчатого полимерного материала, например разделительной пористой полимерной сетки или фибрилированной пористой пленки, графеновой сетки.
В рамках отличительных признаков указанный фильтрующий материал работает следующим образом. Очищаемые жидкость или газ поступают в первый слой, где происходит первая стадия очистки. Так как средний размер частиц сорбента первого
слоя предпочтительно больше среднего диаметра волокон первого слоя, то первый слой имеет развитую поверхность (большое количество пор) и обладает высокой грязеемкостью и способностью медленно сорбировать растворенные примеси. После прохождения первого слоя очищаемые жидкость или газ перетекают во второй слой, при этом в случае очистки жидкости при выходе из первого слоя и входе во второй происходит равномерное растекание жидкости. Во втором слое происходит вторая стадия очистки жидкости или газа. Второй слой также имеет развитую поверхность (большое количество пор) и одновременно частицы сорбента второго слоя обладают высокой кинетической способностью сорбировать растворенные примеси. Кроме того, в случае, если потоком очищаемой жидкости или газа из первого слоя вымываются или выветриваются пылеобразные частички сорбента, второй слой блокирует прохождение этих частиц дальше к пользователю. Из второго слоя пользователю поступает очищенная жидкость или очищенный газ.
Указанная выше схема работы материала подтверждена в том числе экспериментальными данными. На фигуре 5 представлена фотография внешнего вида слоев материала после испытаний по фильтрации коллоида железа. Фильтрующий материал после окончания испытания был разделен на слои и сфотографирован послойно, при этом на фотографии (фигура 5) грубофильтрующий слой расположен сверху, а тонкофильтрующий снизу. На фотографии (фигура 5) видно, что превалирующее количество частиц гидроксида железа было поглощено первым грубофильтрующим слоем, в то время как вторым тонкофильтрующим слоем были задержаны самые мелкие частицы, миновавшие первый грубофильтрующий слой.
То, что второй слой материала улавливает пылеобразные частицы сорбента, вымываемые из первого слоя, является преимуществом материала по сравнению с вариантом использования материала наиболее близкого аналога, наполненного известным из уровня техники сорбентом. В случае наиболее близкого аналога удержание сорбента будет осуществляться только за счет механических сил, и сорбент будет вымываться в процессе фильтрации, что, во-первых, снизит эффективность такой комбинации, а во-вторых, ухудшит потребительские свойства, так как очищенные жидкость или газ будут содержать частички сорбента. В случае фильтрации газа наличие частичек сорбента в очищенном газе ограничивает применение материала в средствах индивидуальной защиты, таким образом, подтверждается, что указанный
материал является именно новым материалом, а не комбинацией аналога с известными в уровне техники сорбентами.
Эффективность заявляемого фильтрующего материала при очистке жидкости подтверждена сравнительными испытаниями по отсечению коллоидного железа на экспериментальных модулях высотой 100 мм, выполненных в виде радиально фильтрующего модуля со стандартным карбонблоком в центре и гофрированной обмоткой из различных вариантов фильтрующих материалов, а именно: спанбонда с поверхностной плотностью 100 г/м2 (материал полипропилен, производитель ООО "Конгломерат", Россия) (указанный материал выбран в качестве известного из уровня техники и распространенного на рынке фильтрующего материала с длительным сроком службы), материал Ahlstrom Disruptor 5283 (производитель Ahlstrom-Munksjo, Швеция) (указанный материал выбран в качестве известного из уровня техники и распространенного на рынке фильтрующего материала с высокой эффективностью очистки), первый грубофильтрующий слой отдельно, второй тонкофильтрующий слой отдельно, заявляемый композиционный фильтрующий материал. Список протестированных образцов представлен в таблице 1.
Поскольку материал по патенту US 4976858 на рынке не представлен, то для подтверждения достижения технического результата заявленный фильтрующий материал был сопоставлен с известными из уровня техники материалами с высокой эффективностью очистки и длительным сроком службы.
Таблица 1
Испытания проводились на испытательном стенде с автоматической подачей модельного раствора коллоидного гидроксида железа концентрации 60 ± 10 мг/дм3 (в пересчете на железо) и постоянным объемным расходом 1000 см3/мин.
В ходе тестирования фиксировались перепад давления (до величины 400 кПа) и эффективность отсечения коллоидного железа. Определение общего железа производили спектрофотометрическим методом.
Для сравнительной оценки нарастания перепада давления для материалов, имеющих различную геометрию, производился пересчет в единицы объема пропущенного модельного раствора на единицу площади материала.
Эффективность поглощения коллоида железа проводили по формуле:
где Е,% - эффективность поглощения коллоида железа, %; Сисх - концентрация модельного раствора коллоидного железа; Сфильтр - концентрация железа в фильтрате после очистки.
Результаты тестирования приведены в таблице 1 и на фигуре 6, где 6-1 - график зависимости перепада давления от массы поглощенного коллоидного железа на единицу площади материала, 6-2 - график зависимости эффективности отсечения коллоидного железа от объема пропущенного модельного раствора на единицу площади материала.
Сравнительные испытания продемонстрировали, что фильтрующий материал, состоящий из сочетания последовательных грубофильтрующего и тонкофильтрующего слоев, обладает по сравнению с традиционными предфильтрующими материалами и отдельными слоями сочетанием высокой эффективности отсечения примесей и низкого сопротивления потоку. Низкое сопротивление потоку жидкости означает, что фильтрующий материал забивается медленно, а значит, имеет длительный срок службы. Таким образом, заявленный материал одновременно обладает высокой эффективностью и длительным сроком службы, то есть экспериментальные данные подтверждают достижение технического результата.
Как было сказано ранее, заявляемый фильтрующий материал может быть использован в средствах индивидуальной защиты.
Средство индивидуальной защиты (фигура 2 - 4) выполнено в виде шлема и состоит из корпуса (1), изготовленного из преимущественно прозрачного полимерного
материала, с отверстиями для входа (2) и выхода (3) воздуха, воротника (4) из эластичного полимерного материала, средства циркуляции воздуха (6). Дополнительно средство индивидуальной защиты может содержать блок питания (на фигурах не представлен) и блок управления (5). В отверстиях для входа (2) и выхода (3) воздуха размещены фильтры (7 и 8), выполненные из заявляемого фильтрующего материала. Входной фильтр (7) направлен в окружающую среду первым грубофильтрационным слоем фильтрующего материала, а выходной фильтр (8) - вторым тонкофильтрующим слоем фильтрующего материала. Средство циркуляции воздуха (6) может быть выполнено в виде, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, компрессора, насоса или вентилятора.
Размер воротника (4), изготовленного из эластичного полимерного материала, регулируется путем подачи воздуха во внутреннюю полость указанного воротника (4).
Средство индивидуальной защиты органов дыхания работает следующим образом. Пользователь надевает средство на голову и накачивает воротник (4) до нужного размера, герметично закрепляя средство вокруг шеи. При включении пользователем заявляемого устройства средство циркуляции воздуха (6) начинает подавать воздух через входной фильтр (7). Фильтрующий материал при этом работает следующим образом. Воздух проходит последовательно первый, а затем второй слои материала, очищаясь от механических и других примесей. При вдыхании/выдыхании пользователем воздуха, который представляет собой аэрозоль, частицы аэрозоля попадают внутрь материала и благодаря его гидрофобно-гидрофильным свойствам удерживаются в нем. При этом влага высушивается за счет работы средства циркуляции воздуха, а загрязняющие вещества остаются на поверхности гранул сорбента. За счет перечисленных выше свойств фильтрующего материала очистка жидкости или, в описываемом случае, газа происходит быстрее и эффективнее, чем в фильтрующем материале ближайшего аналога. В процессе работы средства отработанный воздух выводится через выходное отверстие (3), оснащенное выходным фильтром (8) в окружающую среду.
Преимуществом заявляемого средства индивидуальной защиты является то, что фильтрующий материал обладает высокой эффективностью и способен сорбировать в том числе вирусы. Как было сказано ранее, заявляемый фильтрующий материал предпочтительно бактериостатичен, а значит, снижается риск развития микроорганизмов и вирусов на поверхности фильтрующего материала, таким образом,
средство индивидуальной защиты на основе указанного фильтрующего материала является безопасным в обслуживании (нет опасности бактериологического заражения при замене фильтрующего материала в средстве индивидуальной защиты).
Поскольку заявленное средство защиты имеет как входной, так и выходной фильтр, а средство циркуляции воздуха обеспечивает однозначное движение потоков, то выдыхаемый пользователем воздух в обязательно порядке проходит через выходной фильтр, то есть средство индивидуальной защиты защищает не только пользователя от окружающей среды, но и окружающую среду от пользователя, таким образом, обеспечено достижение технического результата.
В настоящем описании изобретения представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения. В нем могут быть сделаны изменения в пределах заявляемой формулы, что дает возможность его широкого использования.
Claims
1. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа, состоящий из по меньшей мере двух слоев, которые жидкость или газ последовательно проходят, где первый грубофилырующий слой изготовлен на основе нетканого волокнистого материала, а второй тонкофильтрующий слой изготовлен на основе фильтровальной бумаги и/или фильтровального картона, отличающийся тем, что выполнен с возможностью сорбционной очистки жидкости или газа, при этом первый грубофилырующий слой содержит частицы размером от 2 до 500 мкм, предпочтительно от 5 до 200 мкм, по меньшей мере одного вида сорбента, удерживаемые в структуре нетканого волокнистого материала преимущественно за счет механических сил, а второй тонкофильтрующий слой содержит частицы размером от 0,05 до 20 мкм, предпочтительно от 0,2 до 5 мкм, по меньшей мере одного мелкодисперсного сорбента, удерживаемые в структуре фильтровальной бумаги и/или фильтровального картона преимущественно за счет адгезионных сил.
2. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбентов для первого грубофильтрующего слоя применяются, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, активированные угли, активированные угольные волокна, волокнистые иониты, например, на основе полиакрилонитрила, природные ископаемые угли, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты, диатомит, ионообменные смолы, хитин, хитозан, сорбенты на основе оксидов и гидроксидов металлов или смеси указанных сорбентов.
3. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсных сорбентов для второго тонкофильтрующего слоя применяются, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, активированные угли, активированные угольные волокна, волокнистые иониты, например, на основе полиакрилонитрила, природные ископаемые угли, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты, диатомит, сорбенты на основе оксидов и гидроксидов металлов или смеси указанных сорбентов.
4. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1, отличающийся тем, что фильтровальная бумага и/или фильтровальный картон второго тонкофильтрующего слоя представляет собой композит, содержащий предпочтительно до 50% волокон на основе целлюлозы.
5. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п.1, отличающийся тем, что фильтровальная бумага и/или фильтровальный картон второго тонкофильтрующего слоя может дополнительно содержать до 30% селективного волокнистого ионита.
6. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п.1, отличающийся тем, что фильтровальная бумага и/или фильтровальный картон второго тонкофильтрующего слоя может дополнительно содержать от 0,001 до 2%, предпочтительно от 0,004 до 0,1%, флокулянта.
7. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п.6, отличающийся тем, что флокулянт может быть нейтральный, катионный, анионный или катионно- анионный, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, поливиниловый спирт, полиоксиэтилены, полиакриламиды, полиакрилаты, полиметакрилаты, частично гидролизованные полиакриламиды.
8. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1 , отличающийся тем, что второй тонкофильтрующий слой имеет увеличенную поглощающую способность для удержания пылеобразных частиц сорбента, вымываемых или выветриваемых из первого слоя в начале процесса фильтрации.
9. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п.1 , отличающийся тем, что поверхность первого грубофильтрующего слоя более шероховатая, чем поверхность второго тонкофильтрующего слоя, при этом обеспечивается преимущественно равномерное растекание жидкости при выходе из первого грубофильтрующего слоя и входе на второй тонкофильтрующий слой.
10. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из слоев может быть гофрированным.
11. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1, отличающийся тем, что может дополнительно содержать один и более фильтрующих слоев, расположенных до или после первого слоя, или после второго слоя, выполненных из, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, спанбонда, углеродного нетканого волокна, сетчатого полимерного материала, например разделительной пористой полимерной сетки или фибрилированной пористой пленки, графеновой сетки.
12. Фильтрующий материал для очистки жидкости или газа по п. 1, отличающийся тем, что может применяться для изготовления средств индивидуальной защиты, в том числе, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, масок для защиты органов дыхания различной конфигурации.
13. Средство индивидуальной защиты, выполненное в виде шлема, состоящего из корпуса из преимущественно прозрачного полимерного материала с отверстиями для входа и выхода воздуха, воротника из эластичного полимерного материала, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере одно средство циркуляции воздуха, а отверстия для входа и выхода воздуха снабжены фильтрами, выполненными из фильтрующего материала по п.1 , при этом входной фильтр направлен в окружающую среду первым грубофильтрационным слоем фильтрующего материала, а выходной фильтр - вторым тонкофильтрующим слоем фильтрующего материала.
14. Средство индивидуальной защиты по п. 13, отличающееся тем, что средство циркуляции воздуха выполнено в виде, например, но не ограничиваясь только перечисленными вариантами, компрессора, насоса или вентилятора.
15. Средство индивидуальной защиты по п. 13, отличающееся тем, что может дополнительно содержать мембранный клапан, выполненный с возможностью потребления воды и жидкой пищи без снятия средства индивидуальной защиты.
16. Средство индивидуальной защиты по п. 13, отличающееся тем, что воротник из эластичного полимерного материала выполнен с возможностью регулировки размера путем подачи воздуха во внутреннюю полость указанного воротника.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21783839.0A EP4134148A4 (en) | 2020-04-06 | 2021-03-26 | FILTERING MATERIAL AND MEANS OF PERSONAL PROTECTION USING IT |
| US17/918,272 US20230166134A1 (en) | 2020-04-06 | 2021-03-26 | Filter material and personal protective means based thereon |
| CN202180038671.5A CN115697520A (zh) | 2020-04-06 | 2021-03-26 | 过滤材料和基于其的个人防护设备 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112991 | 2020-04-06 | ||
| RU2020112991A RU2782467C2 (ru) | 2020-04-06 | Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021206586A1 true WO2021206586A1 (ru) | 2021-10-14 |
Family
ID=77999478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/000130 WO2021206586A1 (ru) | 2020-04-06 | 2021-03-26 | Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230166134A1 (ru) |
| EP (1) | EP4134148A4 (ru) |
| CN (1) | CN115697520A (ru) |
| WO (1) | WO2021206586A1 (ru) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3780872A (en) | 1968-05-27 | 1973-12-25 | Pall Corp | Filters comprising anisometric compressed and bonded multilayer knitted wire mesh composites |
| JPS60225619A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Yoshimi Oshitari | 液体濾過材 |
| US4620538A (en) | 1985-03-19 | 1986-11-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Light-weight oxygen delivery hood assembly for hyperbaric chamber |
| US4976858A (en) | 1987-08-12 | 1990-12-11 | Toyo Roki Seizo Kabushiki Kaisha | Multi-layer filter medium |
| RU2185877C2 (ru) * | 2000-06-06 | 2002-07-27 | Константинов Александр Павлович | Фильтрующий материал и способ его изготовления |
| RU65385U1 (ru) | 2007-03-28 | 2007-08-10 | Закрытое акционерное общество "Северо-Западный научно-технический центр "Портативные средства индивидуальной защиты" имени А.А. Гуняева" | Защитный капюшон |
| BY11680C1 (ru) * | 2006-10-27 | 2009-08-28 | ||
| US7691168B2 (en) | 2005-10-19 | 2010-04-06 | 3M Innovative Properties Company | Highly charged, charge stable nanofiber web |
| EP2376168A1 (en) | 2008-12-03 | 2011-10-19 | Starmed S.p.A. | Hood for non-invasive ventilation of patients |
| US8556089B2 (en) * | 2007-03-15 | 2013-10-15 | Donaldson Company, Inc. | Super absorbent containing web that can act as a filter, absorbent, reactive layer or fuel fuse |
| RU2505325C1 (ru) * | 2012-07-02 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Устройство для защиты органов дыхания |
| RU2704211C1 (ru) * | 2016-03-14 | 2019-10-24 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Воздушные фильтры, содержащие полимерные сорбенты для химически активных газов |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101577840B1 (ko) * | 2007-09-28 | 2015-12-15 | 도레이 카부시키가이샤 | 여과재 및 필터 유닛 |
| US20100083958A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-08 | Ilc Dover Lp | Personal protective hood having thermoplastic neckdam |
| US8984753B2 (en) * | 2010-05-20 | 2015-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Method of making filter cartridge having roll-based housing sidewall |
| US11273399B2 (en) * | 2016-04-29 | 2022-03-15 | Ahlstrom-Munksjö Oyj | Filter medium, method of manufacturing the same and uses thereof |
-
2021
- 2021-03-26 EP EP21783839.0A patent/EP4134148A4/en active Pending
- 2021-03-26 WO PCT/RU2021/000130 patent/WO2021206586A1/ru unknown
- 2021-03-26 US US17/918,272 patent/US20230166134A1/en active Pending
- 2021-03-26 CN CN202180038671.5A patent/CN115697520A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3780872A (en) | 1968-05-27 | 1973-12-25 | Pall Corp | Filters comprising anisometric compressed and bonded multilayer knitted wire mesh composites |
| JPS60225619A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Yoshimi Oshitari | 液体濾過材 |
| US4620538A (en) | 1985-03-19 | 1986-11-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Light-weight oxygen delivery hood assembly for hyperbaric chamber |
| US4976858A (en) | 1987-08-12 | 1990-12-11 | Toyo Roki Seizo Kabushiki Kaisha | Multi-layer filter medium |
| RU2185877C2 (ru) * | 2000-06-06 | 2002-07-27 | Константинов Александр Павлович | Фильтрующий материал и способ его изготовления |
| US7691168B2 (en) | 2005-10-19 | 2010-04-06 | 3M Innovative Properties Company | Highly charged, charge stable nanofiber web |
| BY11680C1 (ru) * | 2006-10-27 | 2009-08-28 | ||
| US8556089B2 (en) * | 2007-03-15 | 2013-10-15 | Donaldson Company, Inc. | Super absorbent containing web that can act as a filter, absorbent, reactive layer or fuel fuse |
| RU65385U1 (ru) | 2007-03-28 | 2007-08-10 | Закрытое акционерное общество "Северо-Западный научно-технический центр "Портативные средства индивидуальной защиты" имени А.А. Гуняева" | Защитный капюшон |
| EP2376168A1 (en) | 2008-12-03 | 2011-10-19 | Starmed S.p.A. | Hood for non-invasive ventilation of patients |
| RU2505325C1 (ru) * | 2012-07-02 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Устройство для защиты органов дыхания |
| RU2704211C1 (ru) * | 2016-03-14 | 2019-10-24 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Воздушные фильтры, содержащие полимерные сорбенты для химически активных газов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP4134148A4 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115697520A (zh) | 2023-02-03 |
| RU2020112991A3 (ru) | 2021-10-06 |
| EP4134148A4 (en) | 2024-04-17 |
| EP4134148A1 (en) | 2023-02-15 |
| US20230166134A1 (en) | 2023-06-01 |
| RU2020112991A (ru) | 2021-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101039734B (zh) | 褶式多层过滤介质及滤筒 | |
| AU2009330550B2 (en) | Compact multigas filter | |
| RU2394627C1 (ru) | Нетканый материал, включающий ультрамелкие или наноразмерные порошки | |
| KR101846583B1 (ko) | 모놀리스 일차 필터 및 폴리싱 필터를 구비한 활성-미립자 공기 필터 | |
| RU99123711A (ru) | Фильтрующий патрон для устройств обработки воды с гравитационной подачей | |
| JP2003103136A (ja) | 一体型の中空糸膜ガス乾燥機及びろ過装置 | |
| JP2016534825A (ja) | 積層又は混合吸着剤床の保護濾過装置 | |
| JPS6111062A (ja) | 濾過器キヤニスタ | |
| JP2016533260A (ja) | 積層又は混合吸着剤床の保護濾過装置 | |
| KR20160074461A (ko) | 층상형 또는 혼합형 수착 베드 방호 여과 장치 | |
| KR20160012011A (ko) | 필터 시스템 | |
| RU2782467C2 (ru) | Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе | |
| EP0159698A2 (en) | Gas mask canister | |
| WO2021206586A1 (ru) | Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе | |
| KR20050026065A (ko) | 필터용 소자, 필터 및 그 사용 방법 그리고 정화 방법 | |
| CN107321112A (zh) | 空压机油雾过滤净化装置 | |
| KR102090654B1 (ko) | 필터 시스템 | |
| CN207307503U (zh) | 空压机油雾过滤净化装置 | |
| JPH10230117A (ja) | ケミカルフィルタ装置及びその制御方法 | |
| JPH0515716A (ja) | 海塩粒子除去用エレクトレツトエアフイルター | |
| KR20210025382A (ko) | 다층 여과 시스템 및 이를 포함하는 필터 유닛 | |
| US20220339471A1 (en) | Multi-layer filtration system and filter unit comprising same | |
| KR102090659B1 (ko) | 복합 필터 및 이를 포함하는 필터 시스템 | |
| KR102090669B1 (ko) | 필터 시스템 | |
| KR102090664B1 (ko) | 필터 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21783839 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2021783839 Country of ref document: EP Effective date: 20221107 |