專利名稱：煙霧和微粒聯(lián)合過濾器的制作方法
技術領域：
本申請涉及過濾材料并且涉及該材料的生產(chǎn)和應用。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，適用于微粒和煙霧過濾的過濾材料包括一種第一和第二組纖維的復合材料，第一組纖維具有相對大的直徑，第二組纖維具有相對小的直徑。
通常，第一組纖維的直徑大約為7.0×10-6m，第二組纖維的直徑大約為0.5×10-6m。
通常，復合材料包含70％(質(zhì)量)的第一組纖維。
第一組纖維可以包括碳纖維，第二組纖維可以包括玻璃和/或碳纖維。
按照本發(fā)明的第二方面，制造適用于微粒和煙霧過濾的過濾復合材料的方法包括使用粘合劑混合第一和第二組纖維，第一組纖維有相對大的直徑，第二組纖維有相對小的直徑。
本發(fā)明還包括通過前述的方法制造的過濾材料。
本發(fā)明還包括一種防毒面具，它裝有與新過濾材料結(jié)合的過濾單元。
圖4、5和6說明過濾材料的不同形狀。
按照本發(fā)明，濾毒罐4放置本發(fā)明的過濾材料6的相鄰接的層5(圖2)。
過濾材料6適用于微粒和煙霧兩者的過濾，并且包括一種第一和第二組切短纖維10、11的復合材料，第一組纖維10具有相對大的直徑(大約7.0×10-6m)，第二組纖維11具有相對小的直徑(大約0.5×10-6m)。
優(yōu)選的纖維直徑范圍是第一組 6.0～14×10-6m第二組 0.1～1.0×10-6m優(yōu)選的纖維長度第一組 1.0mm～6.0mm第二組 100.0×10-6m～200.0×10-6m實施例中的第一組纖維10包括聚丙烯腈(PAN)或瀝青碳纖，它們通過常用的氣流或CO2活化方法被活化，以使它們產(chǎn)生多孔，由此產(chǎn)生吸附高沸點(假定＞50℃)煙霧的能力。這些纖維還通過浸漬劑進行化學處理，以使它們產(chǎn)生吸附低沸點(例如＜50℃)煙霧的能力?？梢詫⒗w維10看作長纖維，占復合材料的大約70％(質(zhì)量)。纖維的配比范圍可以改變，第一組纖維10的范圍從60％～90％(質(zhì)量)，第二組纖維11構(gòu)成剩余的部分。
第二組纖維11可以被看作微纖維，包括蒸汽生長碳(或玻璃)纖維。
第一組纖維過濾煙霧，第二組纖維過濾微粒。通過組合兩種纖維，就產(chǎn)生了一種聯(lián)合的煙霧和微粒過濾材料。
由于對總的過濾介質(zhì)更少的需求，過濾材料的雙重作用導致減輕了重量(與通常使用的兩個過濾單元相比)，又減少了呼吸的阻力。
圖3舉例說明怎樣生產(chǎn)過濾材料。
所需要份數(shù)的第一和第二組纖維在混合容器15中與水、一種可溶解的粘合劑如羧甲基纖維素鈉或丙烯酸基粘合劑和一種幫助分散的粘性改性劑例如甘油混合，得到一種充分均勻的混合物。然后混合物轉(zhuǎn)到一個造紙工業(yè)上所使用的紙頁成形器16，去生產(chǎn)測試樣品?？梢约尤胨苄哉澈蟿?例如上面所記載的)以保證隨后獲得的復合材料有好的機械性能。
如果加入粘合劑，材料加熱到130-150℃以固化粘合劑10-20分鐘。
使用成型器16得到墊子狀的過濾復合材料，然后使用切割機17將其切割成

圖1的過濾器濾毒罐4中所結(jié)合的過濾層的尺寸。
復合材料可以制造成平的薄片狀墊子，例如矩形(圖4)或圓片(圖5)?；蛘呤箟|子打褶(圖6)。最終生產(chǎn)的形狀應便于在防毒面具系統(tǒng)中的組裝。
實施例1.微粒的脫除生產(chǎn)25g活性瀝青碳纖維墊，在表面速度30cc/min測試時，可以除去99.5％的NaCl微粒(平均顆粒直徑0.6×10-6m)，相關的壓降低，為0.9mm水柱。
2.煙霧的脫除活性瀝青碳纖維干燥試樣在干燥條件(相對濕度＜5％)下，對已烷(濃度4000mg/m3@11/min)進行測試。在一個2.5cm黃銅試管中碳纖維的重量是0.8g。直到63分鐘，沒有顯示出有任何己烷穿透活性碳纖維。
權(quán)利要求
1.適用于微粒和煙霧兩者過濾的過濾材料，包括第一和第二組纖維的一種復合材料，第一組纖維具有相對大的直徑，第二組纖維具有相對小的直徑。
2.如權(quán)利要求1的過濾材料，其特征在于第一組纖維的直徑為6.0～14.0×10-6m。
3.如權(quán)利要求1或2的過濾材料，其特征在于第二組纖維的直徑為0.1～1.0×10-6m。
4.如權(quán)利要求1、2或3的過濾材料，其特征在于第一組纖維的長度為1.0mm～6.0mm。
5.如權(quán)利要求1-4任一項的過濾材料，其特征在于第二組纖維的長度為100.0～200.0×10-6m。
6.如權(quán)利要求1-5任一項的過濾材料，其特征在于第一組纖維的直徑大約為7×10-6m。
7.如權(quán)利要求1-6任一項的過濾材料，其特征在于第二組纖維的直徑大約為0.5×10-6m。
8.如權(quán)利要求1-7任一項的過濾材料，其特征在于第一組纖維的質(zhì)量占60％～90％。
9.如權(quán)利要求8的過濾材料，其特征在于包含大約70％質(zhì)量的第一組纖維。
10.如權(quán)利要求1-9任一項的過濾材料，其特征在于至少第一組纖維包含碳纖維。
11.如權(quán)利要求1-10任一項的過濾材料，其特征在于的第二組纖維包含玻璃纖維。
12.如權(quán)利要求1-11的任一過濾材料，其特征在于的第一組纖維被處理，使得它們具有吸附高沸點和低沸點煙霧的能力。
13.如權(quán)利要求12的過濾材料，其特征在于高沸點煙霧高于50℃，低沸點煙霧低于50℃。
14.制造適用于微粒和煙霧兩者過濾的過濾復合材料的方法，包括混合粘合劑、第一和第二組纖維，第一組纖維具有相對大的直徑，第二組纖維具有相對小的直徑。
15.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于的材料被制成薄片狀，然后切割成作為過濾層與防毒面具系統(tǒng)相結(jié)合的尺寸。
16.一種帶有過濾單元的過濾器，裝配有權(quán)利要求1-15中的任一過濾材料。
全文摘要
參見圖1和2，一個個人防毒面具(1)具有一個面罩(2)，并且具有一個過濾單元(3)，該單元包括一個濾毒罐(4)，其中裝有新過濾材料(6)的相鄰接的層(5)。過濾材料(6)適用于微粒和煙霧兩者的過濾，并且包括一種第一和第二組切碎纖維(10，11)的復合材料，第一組纖維(10)具有相對大直徑(大約7×10
文檔編號B01D53/04GK1419468SQ0180599
公開日2003年5月21日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月3日
發(fā)明者M·J·欽, L·A·皮爾斯 申請人:英國國防部