包含含有金属的聚合物吸附剂的空气过滤器制造技术

本发明专利技术提供了一种空气过滤器，所述空气过滤器包括过滤器支撑体，所述过滤器支撑体支撑包含已浸渍其中的二价金属的多孔聚合物吸附剂颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含含有金属的聚合物吸附剂的空气过滤器
技术介绍
通常期望从空气中除去诸如例如氨等物质。
技术实现思路
概括地说，本文公开了包括过滤器支撑体的空气过滤器，该过滤器支撑体包含含有二价金属的多孔、聚合物吸附剂颗粒。在以下具体实施方式中，这些方面和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应当将此广泛的
技术实现思路
理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制，不论此类主题是在最初提交申请的权利要求书中呈现还是在修订申请的权利要求书中呈现，或者另外是在申请过程中呈现。附图说明图1示出了包括含有如本文所公开的吸附剂颗粒的过滤器支撑体的示例性空气过滤器的一部分。图2示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。图3示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。图4示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。图5示出了另一个示例性空气过滤器的一部分。图6示出了包括含有如本文所公开的吸附剂颗粒的过滤器支撑体的示例性呼吸器。图7公开了另一个示例性呼吸器。图8公开了包含含有如本文所公开的吸附剂颗粒的过滤器支撑体的框架式、折叠型空气过滤器。具体实施方式术语表术语“空气过滤器”表示其中含有本文所述聚合物吸附剂颗粒的任何设备或装置，所述吸附剂颗粒由过滤器支撑体支撑，接触空气(例如移动的气流)使得能够从空气中去除气载物质。术语“过滤器支撑体”表示可保留吸附剂颗粒并将它们呈现给例如移动空气流但是不一定从移动空气中进行任何微观颗粒的过滤的任何结构。术语“过滤介质”表示本身能够过滤微观颗粒的过滤支撑体。“微观”颗粒是具有小于100微米的平均直径(或等同直径，在非球形颗粒的情况下)的颗粒。“细小”颗粒为具有小于10微米的平均直径或等同直径的颗粒。术语“聚合物吸附剂”和“多孔聚合物吸附剂”可互换使用，是指多孔并且可吸附气载物质(例如气态或蒸汽态物质；具体地讲，碱性含氮化合物，以氨举例说明)的聚合物材料。多孔材料是指无论是否水解BET比表面积至少约50m2/克(在不存在二价金属的情况下，例如在浸渍本文所公开的二价金属之前测量的)的材料。此类材料通常基于例如其孔的尺寸来表征。术语“微孔”是指直径小于2纳米的孔。术语“中孔”是指直径在2至50纳米范围内的孔。术语“大孔”是指直径大于50纳米的孔。术语“上游”适用于其中过滤器暴露于移动空气的环境，并且是指移动空气遇到过滤器的方向；“下游”是指过滤空气离开过滤器的方向。术语“结网”是指由相对较少的层(五个或更少，通常一个)固体材料(例如长丝)构成的过滤器支撑体。术语“纤维幅材”是指由多个层(例如，多于五个)的纤维构成的过滤器支撑体。术语“熔喷”是指通过将熔融聚合物流挤出成通过位于挤出孔附近的吹气孔引入的会聚高速空气流而形成的纤维(和所得的纤维幅材)。本领域技术人员将理解，熔喷纤维和幅材将特征性地具有通过其这种纤维和幅材可被识别并区别于其它类型的幅材的特征和标记(例如，构成纤维的材料的分子的取向的差异，例如通过诸如双折射、熔化行为等的光学特性所反映的)。本文公开了一种如图1中的一般表示所示的空气过滤器1。空气过滤器1可为将本文公开的多孔聚合物吸附剂颗粒100暴露于空气，例如移动的气流(按照示例性实施方案中通过图1和其他附图中的方框箭头所示的气流的总体方向)使得能够从空气中至少部分地除去气载(例如气态的或蒸汽态的)碱性含氮材料的任何设备或装置。因此将空气过滤器1与处理液体的装置(例如离子交换膜和装置)区分开。空气过滤器1包括至少一个过滤器支撑体10。过滤器支撑体10可为以这样的方式支撑吸附剂颗粒100的任何结构：使它们暴露于空气中，同时保留吸附剂颗粒，使得如果空气移动，则吸附剂颗粒不会被移动空气分离。如果空气在移动，则在层流中或在湍流中可能遇到单独的吸附剂颗粒，或者可在例如通过一系列吸附剂颗粒的流动状态之间转变。在一种一般类型的实施方案中，如图1中的一般表示所示，过滤器支撑体10可采用其上设置有吸附剂颗粒100(例如，附接到其主表面)并且例如移动空气流可穿过其的基底的形式。在该类型的一些实施方案中，过滤器支撑体10可例如通过将吸附剂颗粒附接(例如，以粘接方式粘结)到过滤器支撑体上而保持吸附剂颗粒100。在另一一般类型的实施方案中，如图2中的一般表示所示，过滤器支撑体10可例如通过机械地将吸附剂颗粒机械的保持在过滤器支撑体内而保持吸附剂颗粒100。(换句话讲，在此类实施方案中，吸附剂颗粒可能不一定附接到过滤器支撑体上，但过滤器支撑体可物理地阻挡吸附剂颗粒从过滤器支撑体分离和移除)。在一些实施方案中，可采用机械保持和附接(例如粘结)的吸附颗粒与过滤器支撑体的组合。在一些实施方案中，空气过滤器1可为(例如，可基本上由其组成)包括吸附剂颗粒100的过滤器支撑体10(例如，可将此类过滤器支撑体的独立件安装到例如室内空气净化器中)。在其它实施方案中，空气过滤器1可包括(除了至少一个过滤器支撑体10之外)用于任何目的的其它层，并且/或者可另外包括任何其它辅助部件，诸如例如，周边框架，一个或多个加强构件或稳定构件，一个或多个外壳件，等。稍后在本文中详细讨论各种具体的示例性实施方案和布置。如参照图1所述，在一些实施方案中，过滤器支撑体可采用在其主表面上设置例如附着有吸附剂颗粒100的基底(该基底可为不透气的，或透气的)的形式。这种类型的空气过滤器可包括，例如，带有附接到其主表面的吸附剂颗粒的平面基底；中空管，其具有附接到其内部表面的吸附剂颗粒；或者，由堆叠或嵌套的微结构化基底(例如，授予Insley的美国专利7955570中描述的一般类型)提供的流通通道阵列，其中吸附剂颗粒附接到流通通道的内表面；等。在一些实施方案中，吸附剂颗粒100可至少基本上作为单层在基底表面上提供(例如，如图1所示)，除了可能在统计上例如在任何工业规模沉积过程中发生的此类偶尔的堆叠。参照图2，术语过滤器支撑体广泛地包括设计成将吸附剂颗粒100保持在其中并且包括至少一个用于允许空气进入容器内部13的空气入口11和允许处理过的空气离开容器的至少一个空气出口12的任何容器。这种一般类型的此类支撑体可包括众所周知的过滤器滤筒，其中吸附剂颗粒100保持在由例如一个或多个注塑外壳部件制成的滤筒外壳内。在此类过滤器滤筒中，可提供单个空气入口和/或出口；或者，可在过滤器滤筒外壳中设置多个通孔，以共同提供空气入口或出口。此类通孔可具有合适的尺寸以防止吸附剂颗粒穿过其中；并且/或者在一些实施方案中，可提供透气保护层(例如，筛网或网格)以确保吸附剂颗粒保持在滤筒外壳内。在一些实施方案中，如图1的设计中那样，过滤器支撑体可在支撑体的靠近(例如，支撑和保持)吸附剂颗粒的位置中对空气不可渗透(例如，可不包含通孔)。在其它实施方案中，如图2的设计中，过滤器支撑体可在支撑体的靠近吸附剂颗粒的位置中对空气可渗透(例如，可包括一个或多个通孔)。在一些实施方案中，容器形式的过滤器支撑体(例如，过滤器滤筒)可由组装在一起并且除了空气入口和出口之外可为不透气的一个或多个注塑成型的外壳部件组成。此类外壳部件可方便地由例如选自聚酰胺、聚苯乙烯、ABS聚合物、聚烯烃等的热塑性或热固性聚合物或共聚物制成。此类容器还可包括辅助部件，诸如例如，一个或多个弹性垫圈、闩锁、防溅板、连接器(例如，根据需要将滤筒连接到例如个人呼吸保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气过滤器，所述空气过滤器包括支撑吸附剂颗粒的过滤器支撑体，其中至少一些所述吸附剂颗粒为多孔的并且包含聚合物材料，所述聚合物材料包含：a)聚合物，包括：i)15重量％至65重量％的具有式(I)、式(II)或它们的混合的第一单体单元；

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 US 62/421,4381.一种空气过滤器，所述空气过滤器包括支撑吸附剂颗粒的过滤器支撑体，其中至少一些所述吸附剂颗粒为多孔的并且包含聚合物材料，所述聚合物材料包含：a)聚合物，包括：i)15重量％至65重量％的具有式(I)、式(II)或它们的混合的第一单体单元；ii)30重量％至85重量％的具有式(III)的第二单体单元；和iii)0重量％至40重量％(或5重量％至40重量％)的具有式(IV)的第三单体单元其中R1为氢或烷基；和b)二价金属，该二价金属以每克所述聚合物材料至少1.5mmol的量结合到所述聚合物材料中。2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有至少一个主表面的基底，在所述主表面上设置有至少一些多孔聚合物吸附剂颗粒。3.根据权利要求2所述的空气过滤器，其中所述多孔聚合物吸附剂颗粒在所述基底的主表面上基本上作为单层存在。4.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括多孔透气材料，所述多孔透气材料在其主表面上设置有多孔聚合物吸附剂颗粒，和/或在所述材料内部的至少在邻近所述材料的主表面的位置设置有多孔聚合物吸附剂颗粒。5.根据权利要求4所述的空气过滤器，其中多孔聚合物吸附剂颗粒设置在所述多孔透气材料的整个内部。6.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述空气过滤器基本上由所述过滤器支撑体组成。7.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括片状材料，所述片状材料具有主平面且厚度小于约3mm，并且被构造成允许气流至少在大致垂直于所述片状材料的主平面的方向上流过所述过滤器支撑体。8.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有主表面的结网，所述主表面上以粘接方式附接有至少一些多孔聚合物吸附剂颗粒。9.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体包括具有内部的纤维幅材，并且其中所述多孔聚合物吸附剂颗粒设置在所述幅材的内部的至少一部分内。10.根据权利要求9所述的空气过滤器，其中所述多孔聚合物吸附剂颗粒设置在所述纤维幅材的整个内部。11.根据权利要求9所述的空气过滤器，其中所述幅材为非织造纤维幅材。12.根据权利要求11所述的空气过滤器，其中所述非织造纤维幅材为熔喷幅材。13.根据权利要求9所述的空气过滤器，其中所述纤维幅材的至少一些纤维各自粘结到至少一种多孔聚合物吸附剂颗粒。14.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中所述过滤器支撑体为多层透气组件中的一层。15.根据权利要求14所述的空气过滤器，其中所述多层透气组件包括至少一层这样的层，该层与所述过滤器支撑体不是同一层并且为渗透百分比小于50的颗粒过滤层。16.根据权利要求15所述的空气过滤器，其中所述颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·S·文德兰，德里克·M·曼阿姆，迈克尔·W·科比，奥斯汀·D·格罗思，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US