由用于过滤移除病原体的无粘着剂薄织物支撑的杀生物剂负载静电纺丝纳米纤维制造技术

本发明专利技术提供新颖类型的过滤介质，其在使用时提供有效杀菌效果，同时实现较低水压降和较高水流速。具体来说，本发明专利技术的过滤介质包括微生物杀灭膜，这种膜含有负载杀生物纳米颗粒的静电纺丝纳米纤维织物。本发明专利技术的过滤介质无粘着剂层并且含有由纺粘型非织造聚合物织物制成的至少一个热结合层。本发明专利技术还提供水纯化滤筒和其便携式供水系统。

【技术实现步骤摘要】
由用于过滤移除病原体的无粘着剂薄织物支撑的杀生物剂负载静电纺丝纳米纤维专利技术背景在飞机中，饮用水系统总体上用于以淡水来供应机舱出水口设施(例如，厕所中的洗手盆和机载厨房中的水槽)。这类饮用水系统可使用水过滤介质(例如，保留病原体的过滤介质)结合含有杀生物剂的纳米纤维织物来杀灭水或空气中所包含的病原体(参见美国专利申请US2011/0297609A1)。然而，在饮用水系统使用经由粘着剂层来结合至过滤介质的含有杀生物剂的纳米纤维织物以便灭病时，已经发现不管并入多么薄的纳米纤维织物和粘着剂层，通常都会导致水流速的显著降低和水压降的增加。因此，存在对于研发可用于航空领域的饮用水系统的新型过滤系统的需求。需要这类过滤系统在使用时提供有效杀菌效果，同时实现低压降和高流速。专利技术概述本专利技术提供新颖类型的过滤介质，其在使用时提供有效杀菌效果，同时实现较低水压降和较高水流速。具体来说，本专利技术的过滤介质包括微生物杀灭膜，这种膜含有负载杀生物剂(例如，杀生物纳米颗粒)的静电纺丝纳米纤维织物。本专利技术的过滤介质无粘着剂层(即，不含有粘着剂层)并且含有至少一个热结合层(也称为热结合剂)。在一个实施方案中，杀生物剂是杀生物纳米颗粒(如银纳米颗粒)。在一个单独实施方案中，静电纺丝纳米纤维织物是热塑性织物，其可为聚氨酯织物包括高温聚氨酯弹性体织物、醋酸纤维素织物或聚酰胺织物或其组合。在另一个实施方案中，本文使用的热结合剂包括纺粘型非织造聚合物织物，如聚酯织物、聚丙烯织物、聚氨酯织物、聚酰亚胺织物和聚氨酯织物，或其组合。在某些情况下，纺粘型非织造聚合物织物是聚酯织物，如Reemay®纺粘直聚酯非织造织物(例如，Reemay®2004和Reemay®2250)。本专利技术的另一个方面提供含有本专利技术的过滤介质的水纯化滤筒。本专利技术还提供含有本专利技术的水纯化滤筒的便携式供水系统。在使用时，根据本专利技术的过滤介质提供优势，如较高水流速和较低水压降。过滤介质还高效用于实现良好杀菌效果。因此，本专利技术的过滤介质可用作同时用于飞机饮用水系统的污垢/化学物过滤筒的附加部件，以满足在不减慢水流速和增加水压降的情况下杀菌的需求。附图简述图1展示通过将纳米纤维织物静电纺丝至Reemay®纺粘非织造织物上来产生N/R层状结构(或薄膜)的过程。图2-1和2-2展现产生N/R/P层状结构的过程：2-1)示出通过将N/R薄膜热层叠于保留病原体的介质上来制造N/R/P层状结构的过程；和2-2)示出通过将N/R薄膜热粘合于保留病原体的介质上来制造N/R/P层状结构的过程，其中Reemay®纺粘非织造织物预粘合至保留病原体的介质；所得组装物在两种情况下在两侧用Reemay®纺粘非织造织物覆盖以用于保护。图3展示通过热层叠两个N/R薄膜来制造N/R/N/R层状结构的过程，并且所得组装物在顶部用Reemay®纺粘非织造织物封端以用于保护。图4展示通过经由Reemay®纺粘非织造织物将N/R薄膜与保持污垢/化学物的过滤介质和保留病原体的过滤介质热层叠来产生D/R/N/R/PN/R层状结构的过程，并且所得组装物在顶部用Reemay®纺粘非织造织物覆盖以用于保护。图5展示具有杀生物N/R织物的多匝滚筒的结构，其在内部并入污垢/化学物保留过滤筒。图6展示具有杀生物N/R织物的多匝滚筒的结构，其在外部并入污垢/化学物保留过滤筒。专利技术详述含有杀生物剂的静电纺丝纳米纤维织物可结合至保留病原体的水过滤介质如NanoCeram-PACTM介质以杀灭它接触的病原体(参见US2011/0297609)。然而，在不使用粘着剂膏或层的情况下使纳米纤维织物结合至过滤介质是一个挑战。当使用时，粘着剂膏或层可阻塞纳米纤维孔和杀生物部位，或将来自粘着剂的化学污染物引入水系统中。本专利技术涉及杀生物剂负载静电纺丝非织造聚合物纳米纤维织物用于提供饮用水系统的具有增强病原体杀灭功效的过滤介质的用途，所述织物直接热结合至保留病原体的过滤介质或经由热结合剂来结合至保留病原体的过滤介质。或者，本专利技术提供包括多个纳米纤维织物的过滤介质，这些织物结合在一起以提供病原体杀灭功效。预期静电纺丝非织造聚合物纳米纤维织物是非常薄的织物。因此，本专利技术提供包括微生物杀灭膜的过滤介质。微生物杀灭膜包括静电纺丝纳米纤维织物，这些织物预负载有杀生物剂。在某些实施方案中，杀生物剂是杀生物纳米颗粒。本专利技术的过滤介质还包括至少一种热结合剂。根据本专利技术，过滤介质不含有粘着剂层或粘着剂膏。本文使用的术语“杀生物剂”是指可通过化学或生物手段来阻止任何有害生物体、使得这些生物体无害，或对于这些生物体发挥控制作用的化学物质或微生物。杀生物剂可添加至液体以保护其抵御生物侵染和生长。根据本专利技术，杀生物剂可为各种杀生物化学品。可实体上保留于纤维中或化学结合至纤维的所有已知杀生物化学品可用于本专利技术，其包括杀生物纳米颗粒、杀生物剂添加剂，或由杀生物剂聚合物制成的材料。例示杀生物化学品为但是不限于钠二氯-s-三嗪三酮(二水合物或无水；“二氯”)、三氯-s-三嗪三酮(“三氯”)、卤化乙内酰脲化合物、季铵化合物、铜和其合金(例如，黄铜、青铜、铜镍合金、铜-镍-锌等)，和银和其衍生物。在本专利技术的一个实施方案中，杀生物剂呈纳米颗粒形式。本专利技术还涵盖使用可转化成纳米颗粒的化学前体。根据本专利技术的某些实施方案，杀生物剂预负载至静电纺丝纳米纤维织物中。杀生物纳米颗粒可为例如银纳米颗粒，或与硅烷季胺化学结合的二氧化硅纳米颗粒。在一个实施方案中，本文使用的杀生物纳米颗粒是银纳米颗粒。在一个单独实施方案中，本文使用的杀生物剂是化学前体，如硝酸银。虽然水溶性化学物，硝酸银可在热还原/分解后或经由光还原来转化成银纳米颗粒。这类转化可原位执行。根据本专利技术，静电纺丝纳米纤维织物可为热塑性织物，包括如聚氨酯织物(例如，高温聚氨酯弹性体织物)、醋酸纤维素织物和聚酰胺织物或其组合。在一个实施方案中，静电纺丝纳米纤维织物是高温聚氨酯弹性体织物。本专利技术的热结合剂可由纺粘型非织造聚合物织物制成。可使用各种纺粘型非织造聚合物织物，包括如聚酯织物、聚丙烯织物、聚氨酯织物、聚酰亚胺织物和聚氨酯织物或其组合。举例来说，本文使用的纺粘型非织造聚合物织物是聚酯织物。在某些实施方案中，本文使用的聚酯织物是直的聚酯织物。可用于本专利技术的例示纺粘型非织造聚合物织物包括，例如，Reemay®纺粘聚酯织物。Reemay®纺粘聚酯是随机排列、高度分散以及在细丝结处粘合的连续细丝聚酯纤维的片状结构。Reemay®的化学和热性质基本上是聚酯纤维的那些性质，并且这些纤维的纺粘结构提供物理性质的组合，包括如较高拉伸强度和撕裂强度、非脱散边缘、极好尺寸稳定性、无介质迁移、良好耐化学性和受控捕获效率和渗透率。Reemay®织物用于各种行业如覆盖物(例如，花园铺面)或支撑材料。Reemay®纺粘聚酯织物包括直的或卷曲聚酯纤维，其给予织物不同过滤和其它一般性能性质。据信卷曲纤维提供柔软性、一致性和更大孔隙率，而直的纤维产生硬度、更紧密的结构，和更精细的捕获效率。在本专利技术的某些实施方案中，本文使用的Reemay®纺粘聚酯织物是直的聚酯织物。例示Reemay®纺粘聚酯织物包括如Reemay®纺粘聚酯非织造物2004(或“Reemay®2004”)，和Reema本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括微生物杀灭膜的过滤介质，其中所述微生物杀灭膜包括负载杀生物剂的静电纺丝纳米纤维织物，并且所述过滤介质包括至少一个热结合剂，并且其中所述过滤介质不含有粘着剂层。

【技术特征摘要】
2013.05.10 US 13/891,7431.一种包括微生物杀灭膜的过滤介质，其中所述微生物杀灭膜包括负载杀生物剂的静电纺丝纳米纤维织物，并且所述过滤介质包括至少一个热结合剂，并且其中所述过滤介质不含有粘着剂层。2.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述杀生物剂是银纳米颗粒，或与硅烷季胺化学结合的二氧化硅纳米颗粒。3.如权利要求2所述的过滤介质，其中所述杀生物银纳米颗粒由硝酸银添加剂来原位形成，所述添加剂热还原或光还原成银纳米颗粒。4.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述静电纺丝纳米纤维织物是热塑性织物。5.如权利要求4所述的过滤介质，其中所述热塑性织物选自聚氨酯织物、醋酸纤维素织物和聚酰胺织物或其组合的组。6.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述热结合剂包括纺粘型非织造聚合物织物。7.如权利要求6所述的过滤介质，其中所述纺粘型非织造聚合物织物选自聚酯织物、聚丙烯织物、聚氨酯织物和聚酰亚胺织物或其组合的组。8.如权利要求6所述的过滤介质，其中所述纺粘型非织造聚合物织物包括直的聚酯织物。9.如权利要求8所述的过滤介质，其中所述纺粘型非织造聚合物织物是Reemay®纺粘聚酯非织造物2004或Reemay®纺粘聚酯非织造物2250。10.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述过滤介质进一步包括保留病原体的过滤介质、保持污垢的过滤介质或保持化学物的过滤介质或其组合。11.如权利要求1所述的过滤介质，其中所述微生物杀灭膜包括层状结构，所述层状结构具有所述静...

【专利技术属性】
技术研发人员：J胡，
申请(专利权)人：古德里奇公司，
类型：发明
国别省市：美国;US