过滤介质结构的制作方法

本申请涉及具有生物减少性能的过滤介质结构，所述生物减少性能包括抗病毒、抗细菌、抗真菌和/或抗微生物性能。具体而言，本申请提供过滤介质结构的构造，其具有至少一个包含减少生物组分的层。

背景技术：

0、背景

1、常规的过滤方法从流体或液体料流去除颗粒，流体例如是空气料流或其它气态料流，液体料流例如是水力流体、润滑油、燃料、水料流或其它流体。过滤介质结构通常分为两个大类：表面型滤材，其使得污染物停止于表面上；以及深度型滤材，在其中捕捉污染物。与类别无关，过滤过程要求具有力学强度以及化学和物理稳定性。过滤介质可以暴露于宽范围的温度、湿度、机械振动和冲击条件，并暴露于被夹带在流动流体中的反应性和非反应性的、摩擦或非摩擦性的颗粒。可以在使用中取出滤材并在水性或非水性清洁组合物中进行清洁。这种过滤介质通常是通过使一个纤维层(细纤维)进行纺丝或熔喷加工、然后在多孔基材上形成另一个互锁网络(微纤维)而制备的。在熔喷法中，纤维可以形成在纤维之间的物理连接，由此将纤维垫互锁成整合层。这种材料可以然后制成所需的滤材形式，例如卡盒、平盘、小罐、平板、袋和囊。在这种结构内，介质可以大幅度打褶、卷曲或排布在载体结构上。

2、通常，从过滤介质通过的料流可以包含有害的生物组分，例如病毒、细菌、霉菌(mold)、霉(mildew)、孢子、真菌、微生物或其它微生物体。这种生物组分可以足够小以从高效滤材通过。现有技术的滤材能在过滤介质的表面上和/或在其纤维结构内捕捉这些病毒和/或其它微生物体。但是，这尚未完全解决过滤生物组分的问题，特别是对于需要具有牢固或耐久的去除生物组分性能的滤材而言。

3、为了实现这些性能，常规技术已经对纤维进行多种处理或涂覆以向滤材赋予抗微生物性能。已经在这些应用中使用含有铜、银、金或锌的化合物或其组合，以局部涂布处理的形式使用，从而有效地抵抗病原体。这些类型的抗微生物纤维可以用于许多不同类型的设置中。但是，这些经涂布的纤维尚未显示足够耐久的抗病毒性能。另外，这些经涂布的纤维仍需要满足这些过滤应用的许多其它要求。

4、美国专利no.4,701,518描述了在尼龙制备期间向尼龙赋予抗微生物活性，其中向用于形成单体的尼龙加入锌化合物(例如碳酸铵锌)和磷化合物(例如苯次膦酸)。这些化合物的添加量足以原地形成含有基于所得尼龙重量计的至少300ppm锌的反应产物。从所得尼龙制成的纤维包含均匀分散在其中的反应产物，并具有永久的抗微生物活性。

5、虽然一些文献公开了可以使用抗微生物/抗病毒性滤材，但是仍然需要过滤介质结构，其具有生物减少性能并且该性能是牢固的、耐久的和持久的。另外，过滤介质需要具有改进的保留率和/或抗提取性。

技术实现思路

0、概述

1、本文描述了过滤介质结构，其具有牢固的、耐久的和持久的生物减少性能。在一个实施方案中，本文所述的过滤介质结构可以显示大于90％的细菌过滤效率和/或大于90％的颗粒过滤效率。

2、一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：具有第一个表面和第二个表面的第一层，优选驻极网(electrets web)，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和任选地包含小于1重量％的磷化合物，并且其中至少一个第二层显示生物减少性能。

3、另一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含:第一层，其中第一层、优选驻极网包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；第二层，其包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和任选地包含小于1重量％的磷化合物；并且其中至少一个第二层显示生物减少性能；和第三层，优选稀松布，其具有第一个表面和第二个表面，其中第二层是与第三层的第一个表面相邻。

4、另一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：具有第一个表面和第二个表面的第一层，其是带电荷的非织造网，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，并且其中至少一个第二层显示生物减少性能。

5、另一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：具有第一个表面和第二个表面的第一层，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和与第一个表面相邻的第二层，其中第二层是纺粘层，其包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合；并且其中至少一个第二层显示生物减少性能。在一个实施方案中，第二层的聚合物纤维各自具有小于25微米的纤维直径，优选具有0.01微米至10微米的纤维直径。

技术特征：

1.一种用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：

2.权利要求1的过滤介质结构，其中第一层是带电荷的非织造网。

3.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第一层包含聚乙烯(pe)，聚丙烯(pp)，聚丁烯(pb)，聚-4-甲基戊烯(pmp)，聚对苯二甲酸乙二酯(pet)，聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(ptt)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(peva)，聚氯乙烯(pvc)，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，聚三氟一氯乙烯(pctfe)或其组合。

4.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的上游。

5.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的下游。

6.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层包含65至99.9重量％的聚酰胺纤维。

7.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化锌，己二酸铵锌，乙酸铵，碳酸铵锌，硬脂酸锌，苯基次膦酸锌，或2-巯基吡啶氧化锌，氧化铜，己二酸铵铜，乙酸铜，碳酸铵铜，硬脂酸铜，苯基次膦酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合，氧化银，己二酸银铵，乙酸银，碳酸银铵，硬脂酸银，苯基次膦酸银，或银2-巯基吡啶氧化，或其组合。

8.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于1微米。

9.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层包含小于1重量％的磷化合物。

10.权利要求11的过滤介质结构，其中磷化合物包含苯次膦酸，二苯基次膦酸，苯基次膦酸钠，亚磷酸，苯膦酸，苯基次膦酸钙，b-戊基次膦酸钾，甲基次膦酸，次磷酸锰，次磷酸钠，磷酸一钠，次磷酸，二甲基次膦酸，乙基次膦酸，二乙基次膦酸，乙基次膦酸镁，亚磷酸三苯基酯，亚磷酸二苯基甲基酯，亚磷酸二甲基苯基酯，亚磷酸乙基二苯基酯，苯基膦酸，甲基膦酸，乙基膦酸，苯基膦酸钾，甲基膦酸钠，乙基膦酸钙，或其组合。

11.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层具有小于90°的水接触角。

12.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层包含聚酰胺纤维，其中聚酰胺纤维包含pa-4t/4i，pa-4t/6i，pa-5t/5i，pa-6，pa-6,6，pa-6,6/6，pa-6,6/6t，pa-6t/6i，pa-6t/6i/6，pa-6t/6，pa-6t/6i/66，pa-6t/mpmdt，pa-6t/66，pa-6t/610，pa-10t/612，pa-10t/106，pa-6t/612，pa-6t/10t，pa-6t/10i，pa-9t，pa-10t,pa-12t，pa-10t/10i，pa-10t/12，pa-10t/11，pa-6t/9t，pa-6t/12t，pa-6t/10t/6i，pa-6t/6i/6，或pa-6t/61/12，或其共聚物，或它们的共混物、混合物或其组合。

13.前述权利要求中任一项1的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于90％的细菌过滤效率和/或大于90％的颗粒过滤效率。

14.前述权利要求中任一项1的过滤介质结构，其中第二层是纺粘层。

15.一种过滤器，其包含前述权利要求中任一项所述的过滤介质结构。

技术总结
本申请提供具有抗微生物和/或抗病毒性能的过滤介质结构。特别是，本申请描述了过滤介质结构，其具有作为驻极网的第一层和显示生物减少性能的第二层。在一些情况下，第一层是从聚丙烯形成的(例如纺粘型)，并且第二层是从聚酰胺组合物的多个纤维形成的(例如熔喷型)。

技术研发人员：V·戈帕尔,N·迪恩,A·奥尔特加,翁伟成,郝萍
受保护的技术使用者：奥升德功能材料运营有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12