具有病原体监测和灭活功能的空气过滤器的制作方法

本发明总体上涉及病原体灭活剂，更具体地涉及以使得额外的病原体灭活材料周期性地或间歇性地暴露于环境的方式注入聚合物内的病原体灭活剂。

背景技术：

0、背景

1、用于hvac系统的空气过滤器提供了优异的颗粒过滤效果。根据过滤器的等级，越来越小的颗粒可以被从空气中过滤出去。一种特殊类型的过滤器即高效微粒空气(hepa)过滤器被用于过滤空气中的微米和亚微米颗粒。

2、虽然非常细的颗粒过滤器可以捕获过敏原和其它问题材料如细尘，但所有这些被动式空气过滤器都不允许灭活空气流经hvac系统时其可能携带的病原体。hepa过滤器还可能导致过滤器上的高压降，导致通过hvac系统的气流不畅。

3、因此，需要用于hvac系统的持久的、病原体灭活的和高百分比捕获的空气过滤器。

技术实现思路

0、概述

1、一个实施方案是一个或多个包含纸、织造玻璃纤维、非织造玻璃纤维、非织造聚合物等的空气过滤器的用途，其中所述一个或多个空气过滤器还包括通过使用注入或者涂布在所述空气过滤器内或者所述空气过滤器上的一种或多种化合物将病原体灭活的方法。

2、所述一个或多个空气过滤器还包含注入有化合物如抗微生物剂或者杀病毒剂或者与化合物如抗微生物剂或者杀病毒剂混合的聚合物，所述化合物将使病原体如病毒和细菌失活。所述聚合物还可以具有消融或者牺牲特性，其中所述聚合物的表面可以随着时间的流逝而被磨去，暴露出所述聚合物的新鲜表面。

3、所述消融或者牺牲聚合物可以是包含聚醋酸乙烯酯和丙烯酸酯主链的乳液聚合物，其中所述聚合物的外表面将随着时间的流逝而被磨去，使新表面暴露于环境。

4、所述牺牲聚合物还可以选自下组：聚乳酸(pla)，聚己内酯(pcl)，乳酸-乙醇酸共聚物(plga)，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(pgma)，明胶，多糖，乙酸纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，和聚乙酸乙烯酯共聚物。这些聚合物在标准温度和压力(stp)条件下例如办公楼、学校或者住宅的环境中将容易降解。在住宅的情况下，所述住宅可以是临时的，例如酒店或者汽车旅馆，或者可以是永久的，例如房屋或者公寓。

5、所述杀病毒剂或者抗微生物剂注入的聚合物还可以被复合，使得当被涂覆到过滤器基材上时向流过所述过滤器的空气提供杀病毒剂或杀病毒剂的连续供应。实现这一点的一种方法是将大大过量的杀病毒剂或抗微生物剂引入聚合物混合物中，使得所述杀病毒剂或抗微生物剂通过表面能、扩散、毛细作用或其它被动传输机制到达聚合物的表面。

6、被涂覆在过滤器系统上的聚合物也可以具有与抗微生物剂或杀病毒剂不相容的性质，使得所述抗微生物剂或杀病毒剂或任何其它使病原体失活的材料被允许渗出或流出聚合物基质。这类似于永久涂油轴承，其中将油注入烧结的轴承，因此随着油从烧结的轴承渗出而具有长寿命润滑。所述聚合物基质可以是固体、溶液或乳液类型。所述聚合物可以通过有机溶剂携带，或者可以是水性的，或者可以是100％固体。

7、所述杀病毒剂或抗微生物剂可以是各自具有不同的病原体靶区的杀病毒剂或抗微生物剂的混合物。

8、滤纸被用于许多类型的应用，包括用于hvac装置和汽车的空气过滤器、咖啡过滤器、燃料过滤器、色谱分离、实验室过滤器和茶袋等等。可以以允许捕获不同大小的颗粒而其它尺寸的颗粒可以通过过滤器的方式制造hvac系统中的多孔空气过滤器。

9、这些滤纸得益于不断的改进和工程设计以为各种材料提供持续和精确的过滤方法。

10、采用许多不同类型的滤纸都可以进行微米和亚微米过滤。所述滤纸还可以用抗微生物剂和杀病毒剂处理，以改善对可能在空气中循环的传染性颗粒的防护。

11、过滤器基材的涂覆可以通过喷涂、浸渍、辊涂、印刷或其它转移工艺来完成，由此将消融或牺牲聚合物转移到特种纸的表面。所述消融或牺牲聚合物可以含有病原体灭活材料，例如抗微生物剂或杀病毒剂。辊涂工艺可以是迈尔棒工艺(mayer rod process)或凹版印刷工艺。

12、玻璃纤维基础材料可以用于hvac过滤器。在这里，含有抗微生物剂或杀病毒剂或者任何其它可以灭活病原体的材料的消融或牺牲聚合物被转移到玻璃纤维基材上。所述玻璃纤维基材可以是织造的或非织造的。在被涂覆在玻璃纤维基材上时，所述消融或牺牲聚合物会随着时间的推移而磨损并将新的表面暴露于环境。

13、所述空气过滤器的分级可以是各种等级的。美国供暖、制冷和空调工程师协会(the american society of heat ing，refr igerat ing and air-condi t ioningengineers,ashrae)使用ansi/ashrae 52.2为最低效率报告值(merv)规定的标准。疾病控制中心(cdc)规定了merv13或更高的标准。

14、市场上有多种抗微生物剂和杀病毒剂可用于灭活包括导致covid-19疫情的sars-cov-2病毒在内的病原体。所述抗微生物剂和杀病毒剂包括结合有氯化分子如附有氯分子的季铵盐的材料。苯扎氯铵是具有季铵组分和氯组分的材料的一个例子。许多其它类型的抗微生物剂和杀病毒剂都是可获得的，例如次氯酸钠(通常称为漂白剂)、过氧化氢和异丙醇。其它分子包括含硼、含碘和其它含氯分子。

技术特征：

1.一种用于使环境中的病原体失活的设备，该设备包含：

2.权利要求1所述的设备，其中所述基材包含玻璃纤维材料。

3.权利要求1所述的设备，其中所述基材包含纸材料。

4.权利要求1所述的设备，其中所述基材包含织造材料.

5.权利要求1所述的设备，其中所述基材包含非织造材料。

6.权利要求1所述的设备，其中所述聚合物包含消融聚合物。

7.权利要求1所述的设备，其中所述聚合物包含牺牲聚合物。

8.权利要求1所述的设备，其中所述聚合物包含共聚物。

9.权利要求1所述的设备，其中所述病原体灭活材料包含杀病毒剂和抗微生物剂中的至少一种。

10.权利要求9所述的设备，其中所述病原体灭活材料包含杀病毒剂，该杀病毒剂包含下列中的至少一种：苯扎氯铵，季铵盐，和标靶是病毒的酶。

11.权利要求1所述的设备，其中所述病原体灭活材料的量使得它通过被动传输机制来到所述聚合物的表面。

12.权利要求11所述的设备，其中所述被动传输机制包含下列中的至少一种：表面能，扩散，和毛细作用。

13.权利要求1所述的设备，其中所述设备包含空气过滤器。

14.权利要求1所述的设备，其中所述聚合物包含下列中的至少一种：聚乳酸，聚己内酯，乳酸-乙醇酸共聚物，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，明胶，多糖，乙酸纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，和聚乙酸乙烯酯共聚物。

15.权利要求14所述的设备，其中所述病原体灭活材料使所述病原体的蛋白质成分变性，从而使得其失活。

16.权利要求14所述的设备，其中所述病原体灭活材料氧化所述病原体，从而使得其失活。

17.权利要求14所述的设备，其中所述病原体灭活材料利用酶促过程来使所述病原体失活。

18.用于使环境中的病原体失活的方法，该方法包括：

19.权利要求18所述的方法，其中所述聚合物是共聚物。

20.权利要求18所述的方法，其中所述病原体灭活材料包含杀病毒剂，该杀病毒剂包含下列中的至少一种：苯扎氯铵，季铵盐，和标靶为病毒的酶。

技术总结
本公开描述了用于使病毒如导致Covid–19疫情的SARS‑CoV‑2病毒失活的改进技术。所述技术可以包括一种设备，该设备包括在注入了病原体灭活材料的聚合物中涂覆的基材。在各种实施方案中，在给定时间内，一部分所述病原体灭活材料暴露于所述环境，并且所述设备被构建成周期性地或者间歇性地使另外的病原体灭活材料暴露于环境。例如，所述聚合物可以是消融的或者牺牲的。

技术研发人员：T·J·肯尼迪三世,R·G·小达西
受保护的技术使用者：工业聚合物和化学品股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15