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Patent Searching and Data


Title:
RESPIRATORY AIR FILTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/085426
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a respiratory air filter. Known filter devices have a half mask and a filter element. Filter devices of this type have a complex construction. The aim of the invention therefore is to provide a respiratory air filter, which has a simple construction and is inexpensive to produce. This is achieved by a respiratory air filter (10) comprising an air-permeable sleeve (11) and at least one filter layer (12, 12') that is located in said sleeve (11) and contains activated carbon.

Inventors:
LERSCH ULRICH (DE)
NICOLIS PETRO (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/001507
Publication Date:
October 31, 2002
Filing Date:
April 24, 2002
Export Citation:
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Assignee:
LERSCH ULRICH (DE)
NICOLIS PETRO (DE)
International Classes:
A41D13/11; A62B23/02; B01D39/14; B01D39/16; B01D39/20; (IPC1-7): A61M/
Foreign References:
US5656368A1997-08-12
GB2028664A1980-03-12
US4883052A1989-11-28
US5452712A1995-09-26
Attorney, Agent or Firm:
Bungartz, Klaus (Eupener Str. 161a, Köln, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Atemluftfilter (10), mit : einer luftdurchlässigen Hülle (11) ; und wenigstens einer Filterlage (12,12'), die in der Hülle (11) angeordnet ist und Aktivkohle enthält.
2. Atemluftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (11) aus Vliesstoff besteht.
3. Atemluftfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff aus PolypropylenFasern hergestellt ist.
4. Atemluftfilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff ein Spinnvliesstoff ist.
5. Atemluftfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff durch Schmelzblasen hergestellt wird.
6. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hülle (11) ein Flächengewicht von 30 bis 40 g/m, vorzugsweise von 35 g/m2 hat.
7. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hülle (11) elektrostatisch geladen ist.
8. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine Filterlage (12) aus Vliesstoff besteht.
9. Atemluftfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filterlage (12) aus Vliesstoff ein Flächengewicht von 170 bis 210 g/m2, vorzugsweise von 190 g/m2 hat.
10. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine Filterlage (12') Aktivkohlekörner aufweist, die un tereinander verbunden sind.
11. Atemluftfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkoh lekörner mit Hilfe eines Klebstoffes untereinander verbunden sind.
12. Atemluftfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein PolyurethanSchaum ist.
13. Atemiuftfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filterlage (12') mit untereinander verbundenen Aktivkohlekörnern ein Flä chengewicht von 250 bis 2700 g/m2, vorzugsweise von 1400 bis 1800 g/m2, vor zugsweise von 1500 bis 1700 g/m2 und vorzugsweise von 1600 g/m2 hat.
14. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Aktivkohle zwischen 70 und 90 Gew.%, vorzugsweise zwischen 75 und 85 Gew.%, vorzugsweise 80 Gew.% und der Anteil an Klebstoff zwischen 10 und 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.%, vorzugsweise 20 Gew.% beträgt.
15. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine Filterlage (12') ein Matrixmaterial und mit diesem verbundene Aktivkohlekörner aufweist.
16. Atemluftfilter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrix material ein PolyurethanSchaum ist.
17. Atemluftfilter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohlekörner mit Hilfe eines Klebstoffes mit dem Matrixmaterial verbunden sind.
18. Atemluftfilter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein AcrylatKlebstoff ist.
19. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filterlage (12') mit mit einem Matrixmaterial verbundenen Aktivkohlekör nern ein Flächengewicht von 250 bis 2700 g/m2, vorzugsweise von 1400 bis 1800 glu2, vorzugsweise von 1500 bis 1700 g/m2 und vorzugsweise von 1600 g/m2 hat.
20. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Aktivkohle zwischen 70 und 90 Gew.%, vorzugsweise zwischen 75 und 85 Gew.%, vorzugsweise 80 Gew.% und der Anteil an Matrixmaterial und Klebstoff zusammen zwischen 10 und 30 Gew.%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.%, vorzugsweise 20 Gew.% beträgt.
21. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner Granalien und/oder Kristalle sind.
22. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner eine Korngröße von 0,01 bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm haben.
23. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohle mit Sauerstoff und oder Ozon beladen ist.
24. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine Filterlage (12,12') ein Mittel zum Filtern von Koh lenmonoxid aufweist.
25. Atemluftfilter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ei ne Oxidation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid bewirkt.
26. Atemluftfilter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel wenigstens einen Hopcalit umfasst.
27. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens zwei Filterlagen (12,12') übereinander angeordnet sind und zwischen jeweils zwei benachbarten Filterlagen (12,12') eine luftdurchlässige Trennlage (13) liegt.
28. Atemluftfilter nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trenn lage (13) aus Vliesstoff besteht.
29. Atemluftfilter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff aus PolyesterFasern hergestellt ist.
30. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeich net, dass der Vliesstoff ein gelochter spunlaced Vliesstoff ist.
31. Atemluftfilter nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trennlage (13) ein Flächengewicht von 35 bis 65 g/m2, vorzugsweise von 50 g/m2 hat.
32. Atemluftfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hülle (11) in einer gasdichten Verpackung (14) eingeschlossen ist.
Description:
ATEMLUFTFILTER Die Erfindung betrifft einen Atemluftfilter.

Im Stand der Technik sind Filtergeräte bekannt, die eine Halbmaske und ein mit dieser verbundenes Filterelement aufweisen. Bei Bedarf setzt eine Person die Halbmaske derart auf Nase und Mund, dass sie nur noch Luft einatmen kann, die zuvor durch das Filterelement in die Maske geströmt ist. Derartige Filtergeräte sind verhältnismäßig aufwendig konstruiert und nicht für eine billige Massenherstellung geeignet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Atemluftfilter zu schaffen, der möglichst einfach aufgebaut und billig herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Atemluftfilter gelöst, mit : - einer luftdurchlässigen Hülle ; und - wenigstens einer Filterlage, die in der Hülle angeordnet ist und Aktivkohle ent- hält.

Dieser Atemluftfilter ist sehr einfach und aus billigen Materialien aufgebaut, so dass er für die Massenproduktion besonders geeignet ist. Da er zudem nur so groß sein muss, dass Nase und Mund der Person ausreichend abgedeckt sind, ist er sehr kompakt und handlich. Er kann wegen seines geringen Preises und seiner geringen Abmessungen ähnlich wie Papiertaschentücher oder Kaugummis von jedermann überall hin mitgenommen werden und ist somit jederzeit einsatzbereit. Er kann zum Beispiel problemlos im Handschuhfach eines Personenkraftwagens in ausreichen- der Anzahl für die Insassen mitgeführt werden, so dass diese im Falle eines Tun- nelbrandes eine Vergiftung um den möglicherweise entscheidenden Zeitraum hin- auszögern können.

Die in den Filterlagen enthaltene Aktivkohle dient als Gasfilter, der die Schadgase, die in der eingeatmeten Luft enthalten sind, durch Adsorption wenigstens zum Teil entfernt.

Weitere Merkmale und Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Es kann vorgesehen sein, dass die Hülle aus Vliesstoff besteht. Für die Hülle kön- nen zwar auch andere textile Flächengebilde, wie zum Beispiel Filze, Gestricke, Gewebe und Gewirke, verwendet werden, im Vergleich zu diesen sind jedoch Vlies- stoffe viel billiger herzustellen.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der Vliesstoff aus Polypropylen-Fasern hergestellt ist. Derartige Polypropylen-Fasern können besonders einfach und dau- erhaft elektrostatisch aufgeladen werden. Da dies im Stand der Technik allgemein bekannt, wird hier auf weitere Ausführungen verzichtet.

Außerdem kann dann vorgesehen sein, dass der Vliesstoff ein Spinnvliesstoff ist, der zum Beispiel durch Schmelzblasen, das im Stand der Technik auch als melt blown-Verfahren bezeichnet wird, hergestellt werden kann.

Des weiteren kann dann vorgesehen sein, dass die Hülle ein Flächengewicht, das auch als Flächendichte bezeichnet wird, von 30 bis 40 g/m2, vorzugsweise von 35 g/m2 hat.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Hülle elektrostatisch geladen ist. Da die Hül- le elektrostatisch geladen ist, kann sie besonders gut Partikel zurückhalten, wie zum Beispiel Rußpartikel, Staub, Rauch, Nebel und dergleichen. Die Hülle dient somit als Partikelfilter.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Filterlage aus Vliesstoff be- steht. Auch hier können andere textile Flächengebilde verwendet werden, allerdings werden Vliesstoffe wegen ihres niedrigeren Preises bevorzugt.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass jede Filterlage aus Vliesstoff ein Flä- chengewicht von 170 bis 210 g/m2, vorzugsweise von 190 g/m2 hat.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Filterlage Aktivkohlekörner aufweist, die untereinander verbunden sind.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Aktivkohlekörner mit Hilfe eines Klebstoffes untereinander verbunden sind. Eine derartige Filterlage kann dann leicht Aktivkohle mit einem Flächengewicht von 1000 bis 1300 g/m2, vorzugsweise 1265 g/m2 und Klebstoff mit einem Flächengewicht von nur 300 bis 400 g/m2, vor- zugsweise 335 g/m2 aufweisen, so dass der Anteil an Aktivkohle mit ungefähr 79 Gew.-% im vorzugsweisen Fall deutlich größer als bei den herkömmlichen Aktiv- kohlefiltermatten ist.

Der Klebstoff kann ein, vorzugsweise offenzelliger, Polyurethan-Schaum sein. Als Klebstoff können aber auch andere Materialien verwendet werden.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass jede Filterlage mit untereinander ver- bundenen Aktivkohlekörnern ein Flächengewicht von 250 bis 2700 g/m2, vorzugs- weise von 1400 bis 1800 g/m2, vorzugsweise von 1500 bis 1700 g/m2 und vor- zugsweise von 1600 g/m2 hat.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Anteil an Aktivkohle zwischen 70 und 90 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 75 und 85 Gew.-%, vorzugsweise 80 Gew.-% und der Anteil an Klebstoff zwischen 10 und 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-% beträgt.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Filterlage ein Matrixmateri- al und mit diesem verbundene Aktivkohlekörner aufweist.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass das Matrixmaterial ein, vorzugsweise of- fenzelliger und/oder retikulierter, Polyurethan-Schaum ist. Als Matrixmaterial können aber auch andere Materialien verwendet werden.

In diesem Fall kann weiter vorgesehen sein, dass die Aktivkohlekörner mit Hilfe ei- nes Klebstoffes mit dem Matrixmaterial verbunden sind. Der Klebstoff kann ein Acry- lat-Klebstoff sein. Als Klebstoff können aber auch andere Materialien verwendet werden. Eine derartige Filterlage kann dann leicht Aktivkohle mit einem Flächenge- wicht von 1000 bis 1300 g/m2, vorzugsweise 1265g/m2 und Matrixmaterial und Klebstoff zusammen mit einem Flächengewicht von nur 300 bis 400 git2, vorzugs-

weise 335 g/m2 aufweisen, so dass der Anteil an Aktivkohle mit ungefähr 79 Gew.- % im vorzugsweisen Fall deutlich größer als bei den herkömmlichen Aktivkohlefil- termatten ist.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass jede Filterlage mit mit einem Matrixma- terial verbundenen Aktivkohlekörnern ein Flächengewicht von 250 bis 2700 g/m2, vorzugsweise von 1400 bis 1800 git2, vorzugsweise von 1500 bis 1700 g/m2 und vorzugsweise von 1600 g/m2 hat.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Anteil an Aktivkohle zwischen 70 und 90 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 75 und 85 Gew.-%, vorzugsweise 80 Gew.-% und der Anteil an Matrixmaterial und Klebstoff zusammen zwischen 10 und 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-% beträgt.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Körner Granalien und/oder Kristalle sind. Die Granalien, die auch als Granulatkörner bezeichnet werden, sind dabei je- weils asymmetrische Aggregate aus Pulverpartikeln, wie zum Beispiel ganzen Kris- tallen oder Kristallbruchstücken.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Körner eine Korngröße von 0,01 bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm haben.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Aktivkohle mit Sauerstoff und/oder Ozon be- laden ist. Zu diesem Zweck wird die Aktivkohle, bevor der Atemluftfilter, vorzugswei- se gasdicht, verpackt wird, solange dem entsprechenden Gas ausgesetzt, bis es die gewünschte Gasmenge adsorbiert hat. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass der fertig zusammengefügte Atemluftfilter in einer entsprechenden Gasatmo- sphäre gelagert wird. Beim Gebrauch des Atemluftfilters gibt die mit Sauerstoff und/oder Ozon beladene Aktivkohle diesen an die durch die Filterlagen hindurch strömende Atemluft ab, so dass diese mit Sauerstoff und/oder Ozon angereichert wird, bevor sie eingeatmet wird. Der Atemluftfilter dient somit auch als Sauerstoff- quelle.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Filterlage ein Mittel zum Fil- tern von Kohlenmonoxid aufweist.

In diesem Fall kann weiter vorgesehen sein, dass das Mittel eine Oxidation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid bewirkt. Das Mittel kann wenigstens einen Hopcalit umfassen. Der Hopcalit kann zum Beispiel aus 60% MnO2 und 40% CuO oder aus 50% mon02, 30% CuO, 15% Kobaftoxid und 5% Ag2O bestehen.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Filterlagen übereinander angeordnet sind und zwischen jeweils zwei benachbarten Filterlagen eine luftdurch- lässige Trennlage liegt. Da das Filtervermögen mit der Anzahl der Filterlagen steigt, ist es wünschenswert, dass die zu reinigende Atemluft durch möglichst viele Filter- lagen hindurchströmen muss, bevor sie eingeatmet wird. Leider steigt mit zuneh- mender Anzahl an Filterlagen auch der Strömungswiderstand, der hier durch die Trennlagen im Vergleich zu einem Stapel von Filterlagen, in dem die Filterlagen di- rekt aufeinander gestapelt sind, deutlich gesenkt werden kann.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass jede Trennlage aus Vliesstoff besteht.

Auch hier können andere textile Flächengebilde verwendet werden, allerdings wer- den Vliesstoffe wegen ihres niedrigeren Preises bevorzugt.

Außerdem kann dann vorgesehen sein, dass der Vliesstoff aus Polyester-Fasern hergestellt ist.

Des weiteren kann dann vorgesehen sein, dass der Vliesstoff ein gelochter spunla- ced Vliesstoff ist, also ein Vliesstoff, der mechanisch, zum Beispiel durch Vernadeln, Vermaschen oder Verwirbeln mit Hilfe von Wasserstrahlen, verfestigt worden ist und ein Lochmuster aufweist. Die Herstellung derartiger gelochter spunlaced Vliesstoffe ist im Stand der Technik bekannt, so dass sie hier nicht weiter beschrieben wird.

Weiterhin kann dann vorgesehen sein, dass jede Trennlage ein Flächengewicht von 35 bis 65 git2, vorzugsweise von 50 g/m2 hat.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Hülle in einer gasdichten Verpackung ein- geschlossen ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

FIG. 1 ist ein Querschnitt eines Atemluftfilters in einer ersten Ausführungsform, der gasdicht verpackt ist ; FIG. 2 ist eine Draufsicht des Atemluftfilters der FIG. 1, der in der Handfläche gehalten wird ; und FIG. 3 ist ein Querschnitt eines Atemluftfilters in einer zweiten Ausführungs- form, der gasdicht verpackt ist.

In der FIG. 1 ist ein Atemluftfilter 10 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Er weist eine luftdurchlässige Hülle 11, vier Filterlagen 12 und drei luftdurchlässige Trennlagen 13 auf.

Die Hülle 11 besteht aus einem Spinnviiesstoff, der aus Polypropylen-Fasern durch Schmeizspinnen hergestellt ist. Der Vliesstoff ist dauerhaft elektrostatisch geladen und hat ein Flächengewicht von 30 bis 40 git2, vorzugsweise 35 g/m2.

Jede Filterlage 12 besteht aus einem rechteckigen Stück Vliesstoff, das eine Breite von 5 bis 9 cm, vorzugsweise 7 cm, eine Länge von 9 bis 13 cm, vorzugsweise 11 cm, eine Dicke von 1 bis 3 mm, vorzugsweise 2 mm und ein Flächengewicht von 170 bis 210 g/m2, vorzugsweise 190 g/m2 hat. Der Vliesstoff der Filterlagen 12 dient zum einen als Partikelfilter, zum anderen als Träger für Aktivkohle, die ihrerseits als Gasfilter dient. Die Herstellung derartiger Aktivkohlefiltermatten ist im Stand der Technik bekannt, so dass sie hier nicht weiter beschrieben wird.

Jede Trennlage 13 besteht aus einem rechteckigen Stück spunlaced Vliesstoff, das im wesentlichen die gleiche Breite und Länge wie die Filterlagen 12, eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm, vorzugsweise 1,0 mm und ein Flächengewicht von 35 bis 65 g/m2, vorzugsweise 50 g/m2 hat. Der Vliesstoff ist aus Polyester-Fasern hergestellt und weist ein Lochmuster auf.

Die vier Filterlagen 12 und die drei Trennlagen 13 sind abwechselnd derart überein- ander angeordnet, dass sie einen quaderförmigen Stapel bilden, in dem zwischen jeweils zwei benachbarten Filterlagen 12 eine Trennlage 13 liegt. Dieser Stapel wird von der Hülle 11 umschlossen, die ihrerseits in einer Verpackungsfolie 14 gasdicht eingeschlossen ist.

Bei Bedarf reißt die Person die Verpackungsfolie auf und entnimmt ihr den Atemluft- filter 10. Sie legt diesen in ihre Hand, wie in der FIG. 2 dargestellt ist, und drückt ihn an den Querseiten zwischen Fingern und Handballen leicht zusammen, so dass die von der Hand wegweisende Seite leicht konkav gewölbt ist. Die Person hält dann den Atemluftfilter 10 mit dieser konkaven Seite derart an ihr Gesicht gedrückt, dass er gleichzeitig Mund und Nase bedeckt. Wenn die Person dann einatmet, strömt die Luft zwischen den Fingern zu dem Atemluftfilter 10 und durch diesen hindurch wei- ter in Mund und/oder Nase.

In der FIG. 3 ist ein Atemluftfilter 10 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt.

Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der ersten Ausfüh- rungsform der FIG. 1, dass in der Hülle 11 an Stelle der vier Filterlagen 12 und drei Trennlagen 13 lediglich eine Filterlage 12'vorgesehen ist und dass diese Filterlage 12'in einer ersten Alternative aus Aktivkohlekörnern besteht, die mit Hilfe von Poly- urethan-Schaum untereinander verbunden sind.

In einer zweiten Alternative kann die Filterlage 12'auch aus einem Matrixmaterial, das beispielsweise offenporiger Polyurethan-Schaum sein kann, und aus Aktivkoh- lekörnern bestehen, die mit Hilfe eines Acrylat-Klebstoffes mit dem Matrixmaterial verbunden sind.

Der Atemluftfilter 10 gemäß dieser Erfindung ist preiswert, kompakt und einfach an- wendbar. Er kann daher wie eine Packung Papiertaschentücher problemlos von je- dem jederzeit überall hin mitgeführt und auch beispielsweise im Handschuhfach von Kraftfahrzeugen oder im Nachttisch von Hotelzimmern bereitgehalten werden.

BEZUGSZEICHENLISTE 10 Atemluftfilter 11 Hülle 12,12'Filterlage 13 Trennlage 14 Verpackungsfolie