专利名称：烟雾和微粒联合过滤器的制作方法
技术领域：
本申请涉及过滤材料并且涉及该材料的生产和应用。
根据本发明的一个方面，适用于微粒和烟雾过滤的过滤材料包括一种第一和第二组纤维的复合材料，第一组纤维具有相对大的直径，第二组纤维具有相对小的直径。
通常，第一组纤维的直径大约为7.0×10-6m，第二组纤维的直径大约为0.5×10-6m。
通常，复合材料包含70％(质量)的第一组纤维。
第一组纤维可以包括碳纤维，第二组纤维可以包括玻璃和/或碳纤维。
按照本发明的第二方面，制造适用于微粒和烟雾过滤的过滤复合材料的方法包括使用粘合剂混合第一和第二组纤维，第一组纤维有相对大的直径，第二组纤维有相对小的直径。
本发明还包括通过前述的方法制造的过滤材料。
本发明还包括一种防毒面具，它装有与新过滤材料结合的过滤单元。
图4、5和6说明过滤材料的不同形状。
按照本发明，滤毒罐4放置本发明的过滤材料6的相邻接的层5(图2)。
过滤材料6适用于微粒和烟雾两者的过滤，并且包括一种第一和第二组切短纤维10、11的复合材料，第一组纤维10具有相对大的直径(大约7.0×10-6m)，第二组纤维11具有相对小的直径(大约0.5×10-6m)。
优选的纤维直径范围是第一组 6.0～14×10-6m第二组 0.1～1.0×10-6m优选的纤维长度第一组 1.0mm～6.0mm第二组 100.0×10-6m～200.0×10-6m实施例中的第一组纤维10包括聚丙烯腈(PAN)或沥青碳纤，它们通过常用的气流或CO2活化方法被活化，以使它们产生多孔，由此产生吸附高沸点(假定＞50℃)烟雾的能力。这些纤维还通过浸渍剂进行化学处理，以使它们产生吸附低沸点(例如＜50℃)烟雾的能力。可以将纤维10看作长纤维，占复合材料的大约70％(质量)。纤维的配比范围可以改变，第一组纤维10的范围从60％～90％(质量)，第二组纤维11构成剩余的部分。
第二组纤维11可以被看作微纤维，包括蒸汽生长碳(或玻璃)纤维。
第一组纤维过滤烟雾，第二组纤维过滤微粒。通过组合两种纤维，就产生了一种联合的烟雾和微粒过滤材料。
由于对总的过滤介质更少的需求，过滤材料的双重作用导致减轻了重量(与通常使用的两个过滤单元相比)，又减少了呼吸的阻力。
图3举例说明怎样生产过滤材料。
所需要份数的第一和第二组纤维在混合容器15中与水、一种可溶解的粘合剂如羧甲基纤维素钠或丙烯酸基粘合剂和一种帮助分散的粘性改性剂例如甘油混合，得到一种充分均匀的混合物。然后混合物转到一个造纸工业上所使用的纸页成形器16，去生产测试样品。可以加入水溶性粘合剂(例如上面所记载的)以保证随后获得的复合材料有好的机械性能。
如果加入粘合剂，材料加热到130-150℃以固化粘合剂10-20分钟。
使用成型器16得到垫子状的过滤复合材料，然后使用切割机17将其切割成
图1的过滤器滤毒罐4中所结合的过滤层的尺寸。
复合材料可以制造成平的薄片状垫子，例如矩形(图4)或圆片(图5)。或者使垫子打褶(图6)。最终生产的形状应便于在防毒面具系统中的组装。
实施例1.微粒的脱除生产25g活性沥青碳纤维垫，在表面速度30cc/min测试时，可以除去99.5％的NaCl微粒(平均颗粒直径0.6×10-6m)，相关的压降低，为0.9mm水柱。
2.烟雾的脱除活性沥青碳纤维干燥试样在干燥条件(相对湿度＜5％)下，对已烷(浓度4000mg/m3@11/min)进行测试。在一个2.5cm黄铜试管中碳纤维的重量是0.8g。直到63分钟，没有显示出有任何己烷穿透活性碳纤维。
权利要求
1.适用于微粒和烟雾两者过滤的过滤材料，包括第一和第二组纤维的一种复合材料，第一组纤维具有相对大的直径，第二组纤维具有相对小的直径。
2.如权利要求1的过滤材料，其特征在于第一组纤维的直径为6.0～14.0×10-6m。
3.如权利要求1或2的过滤材料，其特征在于第二组纤维的直径为0.1～1.0×10-6m。
4.如权利要求1、2或3的过滤材料，其特征在于第一组纤维的长度为1.0mm～6.0mm。
5.如权利要求1-4任一项的过滤材料，其特征在于第二组纤维的长度为100.0～200.0×10-6m。
6.如权利要求1-5任一项的过滤材料，其特征在于第一组纤维的直径大约为7×10-6m。
7.如权利要求1-6任一项的过滤材料，其特征在于第二组纤维的直径大约为0.5×10-6m。
8.如权利要求1-7任一项的过滤材料，其特征在于第一组纤维的质量占60％～90％。
9.如权利要求8的过滤材料，其特征在于包含大约70％质量的第一组纤维。
10.如权利要求1-9任一项的过滤材料，其特征在于至少第一组纤维包含碳纤维。
11.如权利要求1-10任一项的过滤材料，其特征在于的第二组纤维包含玻璃纤维。
12.如权利要求1-11的任一过滤材料，其特征在于的第一组纤维被处理，使得它们具有吸附高沸点和低沸点烟雾的能力。
13.如权利要求12的过滤材料，其特征在于高沸点烟雾高于50℃，低沸点烟雾低于50℃。
14.制造适用于微粒和烟雾两者过滤的过滤复合材料的方法，包括混合粘合剂、第一和第二组纤维，第一组纤维具有相对大的直径，第二组纤维具有相对小的直径。
15.如权利要求14的方法，其特征在于的材料被制成薄片状，然后切割成作为过滤层与防毒面具系统相结合的尺寸。
16.一种带有过滤单元的过滤器，装配有权利要求1-15中的任一过滤材料。
全文摘要
参见图1和2，一个个人防毒面具(1)具有一个面罩(2)，并且具有一个过滤单元(3)，该单元包括一个滤毒罐(4)，其中装有新过滤材料(6)的相邻接的层(5)。过滤材料(6)适用于微粒和烟雾两者的过滤，并且包括一种第一和第二组切碎纤维(10，11)的复合材料，第一组纤维(10)具有相对大直径(大约7×10
文档编号B01D53/04GK1419468SQ0180599
公开日2003年5月21日 申请日期2001年2月28日 优先权日2000年3月3日
发明者M·J·钦, L·A·皮尔斯 申请人:英国国防部