本发明专利技术提供了一种含纤维底物的抗致病性空气过滤介质，其中的纤维被含有聚合物的涂层涂覆。所述涂层提供了破坏气载病原体的环境。所述过滤介质尤其可用于建筑的空气处理体系，该体系既过滤空气又消除病原体。所述过滤介质还可用于产生一种新型的防毒面具，其不仅提供了对于化学战试剂的防护，而且提供了对于生物病原体的防护。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗致病性空气过滤介质和使用空气过滤器的空气处理体系和专用装置。
技术介绍
现代的加热、通风和空气调节(HVAC)体系将大部分调节后的空气循环，使得能效改善。但不幸的是，空气循环使得病原体在人群聚集的封闭区域，象家庭、办公楼和医院中浓缩。这加重了在所述封闭区域中生活和工作的人的免疫系统的负担，并增加了感染气载传染病的危险。对于微生物来说，空气处理设备也是一个庇护所。风管中很黑，并且屏蔽了在室外环境中能够抑制许多类型细菌生长的外界UV光。在体系进行冷却操作的同时发生的冷凝所提供的水分维持了微生物的生长。沉积在管道和空气过滤器表面上的灰尘颗粒为微生物提供了养分。所述养分在每日处理数千立方英尺含尘空气的空气过滤器上尤其丰富。现已认清，用于HVAC体系的颗粒过滤器是气载细菌的增殖器，并且至少是结核病、军团菌病和narcosomal infection在保健设备中传播的部分原因。高效颗粒性空气(“HEPA”)空气过滤器的发展并未消除这一问题。与常规过滤器相比，HEPA过滤器能够捕获更小的颗粒，象一些气载微生物，并将其固定，但它们不能捕获所有的气载微生物，并且未装备杀死其捕获的微生物的设备。人们已经尝试研发微生物增殖趋势降低的HVAC体系，重点放在发展高效、耐用的抗微生物空气过滤器。1962年公开的美国专利3017329描述了一种杀细菌和杀真菌的过滤器，据称其降低了过滤器放出由细菌或真菌群产生的令人不快的臭气或者可生存的病菌和孢子的可能性。该过滤器含有常规非织造过滤介质，所述介质带有通过喷射或浸浴而施加的杀细菌和杀真菌活性剂的涂层。活性剂选自pH中性并且对哺乳动物毒性很大的有机银化合物和有机锡化合物。活性剂也可以在常规生产过滤器的工艺过程中施加于非织造纤维，在所述工艺中，将非织造纤维浸渍在含有粘合剂和任选的阻燃剂的水浴中。将处理后的纤维加热，除去水、固化粘合剂并且根据’329专利，将杀菌剂固定在过滤介质上。美国专利3116969描述了一种具有烷基芳基氯化季铵防腐化合物的过滤器，所述化合物是通过含吸湿剂、增稠剂和成膜剂的粘性组合物固定在过滤器纤维上的。美国专利3820308描述了一种带有湿性含油涂层的杀菌性空气过滤器，所述涂层含有季铵盐作为杀菌剂。Dever，M.等人，Tappi Journal 1997，80(3)，157，报道了通过将抗菌剂掺入熔体喷射聚丙烯空气过滤器的纤维而实现抗菌效力的研究成果。分别测试了三种不同的杀菌剂。将每种试剂都与聚丙烯相混合，随后将其熔体喷射，形成抗菌过滤介质。在过滤介质中，只有两种抗菌剂在操作后可通过FTIR检测。对照常规革兰氏阳性和革兰氏阴性的细菌菌株测试掺杂后的过滤介质。含两种可检测试剂的过滤介质具有抗菌特性，但试剂作为成核剂起作用，也影响了聚丙烯的物理性质。因此，与由未掺杂聚丙烯制成的过滤器相比，聚丙烯掺杂导致过滤器的收集效率降低且纤维较厚。Foard，K.K.和Hanley，J.T.，ASHRAE Trans.2001，107，156，报道了用三种不同抗菌剂中的一种处理后的过滤器抗菌效力的现场测试结果。在现场测试中，在未经处理的有灰尘的过滤介质上观察到微生物生长，在处理过的对照部分上也观察到生长。已知的抗菌过滤器处理在其使用条件下产生的作用很少。Kanazawa，A.等人，J.Applied Polymer Sci.1994，54，1305描述了一种通过将抗菌氯化鏻部分共价地固定在纤维素底物上而制备的抗菌过滤介质。过滤器是通过三烷基-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氯化鏻与纤维素的羟基反应而制成的。研究人员发现，亚磷上的烷基链长度影响了过滤器的效力，但不影响填充密度。根据其测量，在得到的过滤器中，氯化鏻的密度过量于预期的单层密度，由此表明，鏻盐被堆积。更为亲脂的鏻盐，即那些烷基链更长的鏻盐趋向于具有更高的细菌捕获能力。Okamoto，M.Proceeding of the Institute of EnvironmentalSciences and Technology，1998，122论述了银沸石作为抗菌剂在空气处理过滤器中的用途。根据研究人员的结论，银沸石通过特殊的粘合剂连接至过滤器的一侧。美国专利公开2001/0045398描述了一种通过将材料与预定尺寸的颗粒的悬浮液接触，并将悬浮液推动通过材料，使得颗粒夹带于材料的孔隙中而制备出颗粒固定在其孔隙中的非织造多孔材料的方法。处理后的材料据称可用作抗菌阻挡层。根据其英文摘要，国际公开WO00/64264描述了一种用于过滤器的杀菌有机聚合材料，其由含骨架和键连于其上的聚合性侧基的聚合物基质制成，所述侧基含有由N-烷基-N-乙烯基烷基酰胺和固定于聚合材料的三碘离子衍生的单元。国际公开WO02/058812描述了一种含定时释放抗菌剂微胶囊的过滤介质。微胶囊含有悬浮于粘性溶剂中的试剂，其从微胶囊的多孔外壳中缓慢扩散出来。可以使用粘性基质，诸如阿拉伯树胶，将微胶囊粘附在纤维底物上。其它除去传染性气载微生物的方法已经得以发展。一种方法是使用将受污染空气吸入封闭腔室的装置，空气在腔室中渗过液体，这样微生物被封闭到液体中。该装置有一些缺点。必须将受污染空气与液体完全混合，以便病原体被捕获和消除。这种设计并不能很好地适合于HVAC体系的高流速，并且安装和操作不便且不实用。另一种方法使用了静电沉淀为含微生物的空气流消毒，其中静电沉淀与美国专利5993738中所述的光催化氧化结合。该类型的体系为空气流中的颗粒物质充电，并使用一个反向接地收集板收集带电颗粒，其中光催化剂和UV光破坏了收集板上聚集的病原体。但是，最广泛用于市场或住宅的抗菌过滤器体系是使用紫外光结合过滤器。例如，在美国专利5523075中描述了一种具有一系列紫外灯的过滤罐，其产生特定波长的UV光以破坏气载细菌。这些过滤体系的一个缺点在于其驱动UV灯的能量需求大，因此非常昂贵。例如，医院中的市售HVAC和一些家用空气净化器(例如，Sharper Image生产的Ionic Breeze)使用了这种过滤技术。抗菌空气过滤器仍有进一步改善的需要。本专利技术的一个目的在于提供一种抗致病性空气过滤介质，用于空气处理体系，象通常在商用和住宅的封闭空间，诸如家庭、医院、工厂、办公楼等中使用的HVAC。当然，本专利技术的过滤介质还可用于对抗由战斗人员或恐怖分子有意释放的微生物。防毒面具通常提供抵御化学试剂的保护，但不能对抗生物性病原体，诸如炭疽、天花等。本专利技术的过滤介质在掺入防毒面具的可替换过滤吸收盒时能够提供这样的保护。美国专利6435184提供了常规防毒面具结构的说明，此处引作参考。专利技术概述一方面，本专利技术提供了一种抗致病性空气过滤介质，其包含含有大量掺杂纤维和分别环绕着大部分所述大量纤维的抗致病性涂层的纤维底物，所述涂层含有聚合物网络。聚合物网络可以是无规交联聚合物、共价交联线性聚物、通过离子键或氢键的相互作用而交联的线性聚合物的流延混合物(cast mixture)、交联的聚硅氧烷聚合物或杂化无机-有机溶胶材料。聚合物网络可以是抗致病性的，因为其含有的侧官能团或在聚合物骨架中含有的官能团破坏了微生物的生物活性。所述基团包括酸性基团，诸如磺酸基；季铵基，诸如烷基吡啶鎓基；以及氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗致病性空气过滤介质，其包含ａ）含大量掺混纤维的纤维底物，和ｂ）环绕大部分所述大量纤维的每一个的含聚合物网络的抗致病性涂层。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：DS索亚内，CD塔格，
申请(专利权)人：创新建筑及建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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