Двошаровий нетканинний сорбційно-фільтруючий матеріал респіраторного призначення

Корисна модель відноситься до сорбційно-фільтруючих матеріалів і дозволяє розширити асортимент ефективних нетканинних голкопробивних сорбційно-фільтруючих матеріалів, з яких виготовляються протигазові фільтри для пристроїв санітарного очищення повітря від токсичних кислих газів, зокрема, засобів індивідуального захисту органів дихання (ЗІЗОД) - респіраторів. Відомий нетканинний сорбційно-фільтруючий матеріал на основі модифікованого поліакрілонітріла, що містить суміш з 75-95% аніонообмінних волокон і 5-25% неіонообмінних волокон [див. А.с. СРСР №581973, опубл. 30.11.77, бюл.№44]. Недоліком цього матеріалу є недостатня міцність іонообмінних волокон, що приводить до часткового їх висипання і попаданню до органів дихання при експлуатації ЗІЗОД. Найближчим до запропонованого по технічній суті і результату, що досягається, є нетканинний голкопробивний сорбційно-фільтруючий матеріал, що містить сорбційно-фільтруючий шар з суміші іонообмінних і неіонообмінних волокон, призначений для уловлювання газоподібних токсичних речовин, і дублюючий- гігієнічний шар з неіонообмінних волокон для виключення контакту іонообмінного шару з обличчям людини і попадання іонообмінного волокна в органи дихання при їх ваговому співвідношенні 4-6:1, відповідно. В якості іонообмінних використовуються волокна прищепленого сополімера целюлози з поліметілвінілпірідіном, алкілированого епіхлоргідріном або діметілсульфатом, в якості неіонообмінних - волокна з віскози, лавсану, нітрону або поліпропілену [див. А.с. СРСР №897259, oп. 15.01.82, бюл. №2]. Даний сорбційно-фільтруючий нетканинний матеріал вибраний прототипом. Прототип і матеріал, що заявляється, мають такі спільні ознаки: містять два шари - сорбційно-фільтруючий, виготовлений з використанням іонообмінних волокон і дублюючий - з неіонообмінних волокон. Проте відомий фільтруючий матеріал - прототип не відповідає в повній мірі вимогам, що пред'являються до фільтрів, які використовують для спорядження установок санітарної газоочистки і ЗІЗОД, оскільки має наступні недоліки: недостатні механічну міцність, статичну обмінну ємність (СОЄ) і час захисної дії від токсичних кислих газів внаслідок блокування частини іоногенних центрів - третичних атомів азоту при алкілировані сорбенту. В основу корисної моделі поставлено задачу створити двошаровий сорбційно-фільтруючий матеріал (СФМ) респіраторного призначення з поліпшеними сорбційними і експлуатаційними властивостями. Поставлена задача досягається двошаровим нетканинним голкопробивним сорбційно-фільтруючим матеріалом респіраторного призначення, що містить сорбційно-фільтруючий шар з іонообмінних волокон та дублюючий гігієнічний шар з неіонообмінних волокон, тим, що сорбційно-фільтруючий шар містить аніонообмінне волокно (прищеплений сополімер полікапроамідного волокна з полідіметіламіноетілметакрілатом (ПДМАЕМА), що містить 15¸30мас.% ПДМАЕМА), а дублюючий - гігієнічний шар містить віскозне волокно при ваговому співвідношенні шарів 4:1, відповідно. Технічний результат, що досягається, полягає у тому, що в порівнянні з прототипом, матеріал, що заявляється, має більші сорбційну ємність і механічну міцність при значно меншій поверхневій густині і товщині матеріалу. Вартість нетканинного сорбційно-фільтруючого матеріалу (товщиною 3,5±0,5мм і поверхневою густиною 380±20г/м2), що заявляється, нижча у порівняні з прототипом, оскільки при його виробництві виключається стадія змішування аніонообмінного волокна з неіонообмінним, використовується прогресивна голкопробивна технологія з'єднання сорбційно-фільтруючого і дублюючого шарів між собою за допомогою голкопробивного агрегату. Виготовлення двошарового нетканинного голкопробивного сорбційно-фільтруючого матеріалу респіраторного призначення для очищення повітря від токсичних кислих газів здійснюють таким чином (див. приклади №1-5): Приклад 1 800г аніонообмінних волокон (прищеплений сополімер полікапро-амідного волокна з ПДМАЕМА, що містить 12мас.% ПДМАЕМА) формують в сорбційно-фільтруючій шар на чесальній машині і проколюють на голкопробивному агрегаті. Окремо формують шар з 200г віскозного волокна, дублюють його з сорбційно-фільтруючім шаром і проколюють обидва шари з боку віскозного шару на голкопробивному агрегаті. Приклад 2 Матеріал, що заявляється, виготовляють, як наведено у прикладі 1, з використанням прищепленного сополімера полікапроамідного волокна з ПДМАЕМА, що містить 15мас. % ПДМАЕМА. Приклад 3 Матеріал, що заявляється, виготовляють, як наведено у прикладі 1, з використанням прищепленного сополімера полікапроамідного волокна з ПДМАЕМА, що містить 20мас. % ПДМАЕМА. Приклад 4 Матеріал, що заявляється, виготовляють, як наведено у прикладі 1, з використанням прищепленного сополімера полікапроамідного волокна з ПДМАЕМА, що містить 31мас. % ПДМАЕМА Приклад 5 Матеріал, що заявляється, виготовляють, як наведено у прикладі 1, використанням прищепленного сополімера полікапроамідного волокна з ПДМАЕМА, що містить 43мас. %. Основні сорбційні і физико-механічні характеристики зразків нетканинного сорбційно-фільтруючого матеріалу, що заявляється, наведені в табл.1. Таблиця 1 Сорбційні та фізико-механічні характеристики зразків СФМ Кількість прищепленого ПДМАЕМА, мас. % 12 15 20 31 СОЄ мг-экв/г 1,14 1,96 2,38 2,66 Питомий об'ємний електричний опір, ОМ·СМ 5,8·1011 3,9·1011 1,7·1011 7,3·1011 Стійкість до стирання, тис. циклів 26,8 25,7 24,1 19,5 43 7,5·1011 2,71 18,3 Як видно з табл.1, із зростанням кількості прищепленного ПДМАЕМА СОЄ збільшується, але міцність і електрізуємость матеріалу зменшуються. Останнє слід враховувати при виготовлені СФМ, оскільки при зменшенні питомого об'ємного електричного опору спрощується процес розчісування іонообмінного волокна при формуванні сорбційно-фільтруючого шару. Матеріал із характеристиками, що виходять за верхні і нижні межі, не відповідає вимогам що до СФМ респіраторного призначення. Так, аніонообмінне полікапроамідне волокно, що містить менш, ніж 15% прищепленого ПДМАЕМА, має невелику сорбційну ємність, а СФМ, що містить більше 30% прищепленого ПДМАЕМА - не відповідає вимогам по міцності. В табл.2 приведені сорбційні і фізико-механічні характеристики СФМ, що містить 20мас. % прищепленого ПДМАЕМА, у порівнянні з прототипом. Таблиця 2 Сорбційні і фізико-механічні характеристики зразків СФМ Матеріал СОЄ, мг-экв/г сухого волокна Поверхнева густина, г/м2 Товщина, м Що заявляється Прототип 2,38 1,36 365 550 3,6 4,5 Стійкість до стирання, тис. циклів 24,1 15,3 Час* захисної дії по HF, год. 12,5 1,08 * - випробування проведені при швидкості газо-повітряної суміші - 30л/м, відносної вологості повітря 75%, концентрації HF - 2,5мг/м3. Двошаровий нетканинний голкопробивний сорбційно-фільтруючий матеріал респіраторного призначення, що заявляється, є ефективним сорбентом кислих газів з поліпшеними міцностними і гігієнічними властивостями, з якого можуть виготовлятися протигазові фільтри для пристроїв санітарного очищення повітря від токсичних кислих газів, зокрема, респіраторів.