用于预防感染传播的空气过滤器和方法与流程

本发明涉及预防感染传播。具体地，本发明涉及出于该目的空气过滤。

背景技术：

1、各种感染，如细菌或病毒感染，至少在其传播路径的某些部分遵循空中路线。存在各种灭活引起感染的任何微生物的方法，但这些方法的效率各不相同，因此可能仅适用于某些应用。

2、早些时候，人们发现过滤空气是防止此类感染传播的有效方法。但是，预防效率因过滤器而异。

3、发明目的

4、一个目的是有助于改善对感染传播的预防。这可通过改进的空气过滤来进行。

5、特别是，目的是为一种或多种类型的感染提供改进预防效率的过滤。

6、此外，一个目的是提供过滤，其可以结合各种过滤结构提高粗滤效率。

7、另一个目的是提供成本有效的解决方案。

8、最后一个目的是提供不受合成产品风险影响的解决方案。

技术实现思路

1、根据本发明，发现特定的活性成分可用于预防感染传播。这种活性成分对于空气过滤可能特别有效，因为它被发现可以在相对较短的时间内灭活传播感染的微生物。这对于空气过滤尤其重要，因为传播感染的微生物沿着气流移动。此外，已经发现了如何将这种活性成分嵌入空气过滤器中以有效防止传播的各种方法。这不仅包括通过使用改进效率的活性成分来减少灭活微生物所需的时间，而且还增加了微生物与活性成分相互作用的可能性。所公开的解决方案可用于过滤呼吸空气，包括直接从呼气中排出的空气和/或用于吸入的空气。这包括环境空气过滤，例如房间或车辆等密闭空间。

2、活性成分允许灭活传播感染的微生物，例如病毒和/或细菌。灭活可能包括杀死微生物或改变它们以消除其传播感染的能力。特别地，活性成分可用于具有此目的的粗滤。根据本公开，因此可以通过灭活传播感染的微生物(例如病毒和/或细菌)来预防感染的传播。对于涉及通过空气传播的传播感染的微生物的各种类型的传播，例如空气传播和/或飞沫传播感染，可以这样做。

3、所讨论的微生物可以是任何微生物，包括真菌如霉菌和/或细菌，但已经发现一种特别有利的实际用途是当微生物是病毒(如呼吸道病毒)时的情况。特别是，已经发现本公开可用于预防冠状病毒的传播，包括sars-cov-1和/或sars-cov-2。

4、根据第一方面，公开了用于预防感染传播的空气过滤器。该过滤器是空气可渗透的过滤器，因此包括空气可渗透的过滤器主体。该过滤器进一步包含活性成分，所述活性成分包含多个具有金属铜芯的颗粒或由多个具有金属铜芯的颗粒组成，所述颗粒具有导电涂层，所述导电涂层包含银或由银组成。重要的是，多个颗粒因此可以导电。该过滤器还包括用于将活性成分结合到透气过滤器主体的粘合剂。这允许包含金属颗粒或由金属颗粒组成的活性成分嵌入到过滤器主体中。

5、已发现该活性成分可改善细菌和病毒的灭活。例如，已经观察到对冠状病毒等呼吸道病毒，特别是sars-cov-2的显著效果。此外，这些杂化颗粒中的银可以减缓甚至防止铜的氧化，从而在较长时间内保持结构的开放和高效。

6、空气过滤器的结构可以允许携带传播感染的微生物的流体(例如空气)渗透到过滤器主体中。所述流体可包含携带微生物的液体，例如液滴。值得注意的是，气流与空气中的任何水分一起可以促进静电的产生，静电可以有效地与导电活性成分一起用于灭活传播感染的微生物。空气中的任何液体都可能凝结在过滤器主体中，从而减慢微生物通过滤器主体的传播速度。

7、根据本公开，“过滤平面”指垂直于过滤气流方向的平面。因此，气流方向可以对应于过滤器主体的深度尺寸，从而也对应于空气过滤器的深度尺寸。过滤平面可以沿过滤器主体的整个宽度和/或高度，即空气过滤器的横向尺寸延伸。过滤平面可以沿过滤器的全部或部分深度在空气过滤器的深度尺寸内延伸。相应地，“通过”过滤器可以指沿气流方向并通过过滤平面从过滤器的一侧到另一侧。

8、活性成分可以嵌入过滤器主体中，同时保持过滤器主体透气。这是因为活性成分可与其接触的任何传播感染的微生物快速相互作用，因此将活性成分涂抹在过滤器主体的内表面和/或外表面上就足够了。因此，活性成分可用作过滤器主体的内涂层和/或外涂层，因为它可以覆盖过滤器主体的任何内表面和/或外表面。当然，活性成分仍然可以应用于整个过滤器主体。特别是，活性成分可以施加在整个过滤平面上，从而提供一个平面，其中过滤器主体的所有表面都涂有活性成分，并且任何传播感染的微生物都需要通过该平面才能通过过滤器主体。活性成分也可以因此以透气的方式填充过滤平面，同时减轻微生物通过过滤平面的传播。活性成分还可以应用于过滤器主体的整个深度尺寸，这不仅允许活性成分与传播感染的微生物之间相互作用的可能性显著增加，而且还允许过滤器以有效的方式，例如通过浸入(例如在液体浴中浸入)制造。

9、在一个实施方式中，过滤器主体包括螺纹网或由螺纹网组成，其可以延伸穿过过滤器主体。这不仅允许空气通过过滤器主体，而且已经发现它可以在支持活性成分的同时提供特别有效的平衡，同时允许活性成分轻松而广泛地扩散到过滤器主体中。为了提供螺纹网，过滤器主体可以单独或组合形式包括以下组件中的任一种，或由以下组件中的任一种组成：玻璃纤维过滤器，开孔网和布过滤器。

10、通常，已经发现包含金属颗粒(包括所述多个颗粒)或由金属颗粒组成的活性成分，可用于提供特别改进的灭活。金属颗粒的电导率至少部分促进这一点。除了多个颗粒外，活性成分还可以包括其它金属颗粒。特别是那些银和/或金颗粒被发现为各种应用提供特别改善的灭活。所述金属颗粒可以作为颜料提供，例如作为涂料颜料提供。例如，已经提供了用于表面涂层的此类颜料。

11、在一个实施方式中，活性成分包含至少90重量％的多个颗粒。这被发现对空气过滤应用特别有效，其中快速灭活传播感染的微生物提供了提高过滤效率的一种方法。减少微生物灭活所需的时间可以增加灭活概率，甚至在不增加微生物与活性成分相互作用的时间的情况下也是如此。这减轻了减慢或重新定向空气流动或微生物流动的需要。

12、在一个实施方式中，活性成分包括额外的金属颗粒，它们是银颗粒和/或金属金颗粒。在进一步的实施方式中，活性成分包含1-10重量％的额外颗粒。具体地，已发现包括银颗粒对某些细菌和病毒(包括sars-cov-2)提供特别有效的灭活。另一方面，已经发现包括金颗粒允许导电性增加，这可能在各种应用中提供特别的有效性。金颗粒的加入也可用于确保活性成分的电力分配能力。

13、一般来说，活性成分可以是导电的，无论它是否包含额外的金属颗粒，例如金颗粒和/或银颗粒。然而，银和/或金颗粒的加入允许容易地对活性成分的灭活性质进行轻微的改变，从而允许例如针对特定应用和/或微生物调整活性成分的灭活。在所有情况下，活性成分都可以嵌入过滤器主体中，从而可以在过滤平面甚至整个过滤器主体上形成导电连接。

14、在一个实施方式中，所述多个颗粒是微粒。已经发现使用微粒不仅对灭活有效，而且还可以有效地嵌入过滤器主体中。作为示例，所述多个颗粒的芯可具有1-100微米的直径。在各种优选的实施方式中，特别是涉及灭活呼吸道病毒的实施方式中，芯可具有5-50微米的直径。这些相同的值可以应用于活性成分中包含的任何或所有其他金属颗粒，特别是银和/或金颗粒。另一方面，用于多个颗粒的涂层可以基本上更薄并且可以形成覆盖芯的薄膜。

15、当活性成分包含如上所述的银和/或金颗粒时，这些也可以是如上所述的微粒。因此，活性成分可以由微粒组成。在一些实例中，任何这样的颗粒可以具有1-100微米的直径。

16、在一个实施方式中，涂层的厚度小于一微米，例如10-100纳米甚至更小。因此，涂层可以作为芯顶部的薄膜发挥作用。

17、在一个实施方式中，空气过滤器包括用于将电流引导至活性成分的电连接。可利用这一点使过滤器的灭活效率增加。该解决方案特别可用于通风和/或空调设备的空气过滤器，例如换气装置的空气过滤器。

18、在一个实施方式中，粘合剂包括一种或多种选自下组的粘合剂：醇酸树脂、环氧树脂、胶乳、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和聚氨酯。特别地，粘合剂可以选自该组。已经发现特定的粘合剂具有特定于应用的优势。例如，醇酸树脂可用于充当具有成本效益的温和粘合剂。pmma可用于提高在磨损和紫外光下的耐用性，使其特别有利于户外使用。聚氨酯可用于提高在磨损、紫外光、化学品和湿度下的耐久性，使其不仅特别适用于户外使用，还特别适用于更苛刻的应用，如沐浴场所和医疗场所。通过浸渍涂覆将活性成分涂覆在过滤器主体的任何内表面上，醇酸树脂和/或环氧树脂特别有利于空气过滤器的制造。在一个实施方式中，空气过滤器包括靠着过滤器主体放置的第一透气后置过滤器，用于减轻传播感染的微生物从过滤器主体逸出。这允许微生物在过滤器主体内长时间保持，从而与活性成分的相互作用增加，从而显著增加灭活。后置过滤器还可以通过增加过滤器主体内携带微生物的任何流体的冷凝来减缓微生物通过过滤器主体的传播。此外，后置过滤器可用于保护过滤器的使用者不与活性成分接触，这对于个人使用的过滤器可能特别有利。

19、在一个实施方式中，空气过滤器包括靠着过滤器主体放置的第二透气后置过滤器，用于减轻传播感染的微生物从过滤器主体逸出。过滤器主体夹在第一和第二后置过滤器之间，允许将被捕获的微生物在过滤器主体内的气流方向上停留更长时间。

20、在一个实施方式中，活性成分被设置在过滤器主体的一个或多个外表面上，例如前表面和/或后表面(在气流方向上)，作为表面应用。因此，空气过滤器可以在一定的深度范围内不含活性成分。该区域可能延伸到空气过滤器的大部分深度尺寸。它可以包括空气过滤器的前表面或后表面。这允许为各种应用提供特别有效的过滤器，例如hepa过滤器和/或非循环空气过滤器。

21、根据第二方面，面罩以单独或组合形式包括根据第一方面或其任何实施方式的空气过滤器，用于过滤呼吸空气。

22、根据第三方面，通风和/或空气调节装置以单独或组合形式包括根据第一方面或其任何实施方式的空气过滤器，用于过滤通过该设备的空气。

23、根据第四方面，公开了用于防止感染传播的方法。所述方法包括通过包含多个具有金属铜芯的颗粒的活性成分对空气进行过滤，所述颗粒具有导电涂层，所述导电涂层包含银或由银组成。与任何其他方面或其实施方式相关的所公开的特征也可以应用于该方法。

24、根据第五方面，使用包含多个具有金属铜芯的颗粒的活性成分，该颗粒具有包含银或由银组成的导电涂层，用于灭活传播感染的微生物。具体地，这可用于过滤呼吸空气。

25、根据第六方面，制造用于灭活传播感染的微生物的装置的方法可以包括用本文公开的活性成分涂覆该装置的一个或多个内表面和/或外表面。该装置可以是空气过滤装置，特别是用于过滤本文所公开的呼吸空气。此外，涂层可以通过浸涂和/或喷涂进行。

26、根据第七方面，公开了一种滤辊。所述滤辊以单独或任意组合方式包括根据第一方面或其任何实施方式的多个空气过滤器。多个空气过滤器可以像链条一样连接在一起，其中后续的空气过滤器可以彼此拆卸。

27、在一个实施方式中，多个空气过滤器是hepa过滤器。

28、根据第八方面，以单独或任意组合方式，公开了制备根据第一方面或其任何实施方式的空气过滤器的方法。所述方法包括用活性成分喷涂所述过滤器主体的一个或多个外表面。这可以通过自动喷涂设备如喷涂机器人来实现。

29、应当理解，上述方面和实施方式可以彼此任意组合使用。几个方面和实施方式可以组合在一起以形成本发明进一步的实施方式。当在不同的方面或实施方式的上下文中使用相同的表达方式时，相应的特征可以应用于所有方面和实施方式中。

30、所公开的解决方案可能提供的一些重要的进一步效果包括各种应用的多样性。空气过滤器可以相对轻松快速地投入使用，并且可以轻松安排其维护。它可以作为粗滤器提供，是可更换的。过滤器的结构使其可以各种尺寸提供，包括适用于面罩、空调或换气装置的尺寸。对过滤器可以成形或其形状可匹配任何表面形状。为此，过滤器主体可以是柔性材料，并且活性成分可以以保持柔韧性的方式结合到其中。在典型应用中，过滤器主体可以基本上成形为平面，其可以是弯曲的或平坦的。

31、在过滤器主体处，活性成分可以被设置为与传播感染的微生物直接接触，从而允许过滤器使微生物失活。利用活性成分的天然材料铜和银，以及任选的金，可以减轻或去除合成材料的任何风险。在简单形式中，活性成分可以仅由金属颗粒组成，其可以包含银覆盖的铜颗粒或由银覆盖的铜颗粒组成。