BR102014011747B1

BR102014011747B1 - Método para preparar um meio filtrante, meio filtrante, e, cartucho de purificação de água

Info

Publication number: BR102014011747B1
Application number: BR102014011747-4A
Authority: BR
Inventors: Jin Hu
Original assignee: Goodrich Corporation
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2021-11-09
Also published as: BR102014011747A2; EP2803405B1; CN104162311B; US20140339148A1; CA2851889C; CN104162311A; CA2851889A1; EP2803405A1

Abstract

método para preparar uma mídia de filtro, mídia de filtro,e, cartucho de purificação de água a invencão fornece um novo método para preparar uma mídia de filtro ligando termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata a uma membrana de retenção de sujeira, uma membrana de retenção de produto químico, uma membrana de retenção de patógeno ou uma combinação das mesmas. a invenção também se refere ao uso de camada de tecido de nanofibra revestido com prata como um componente de uma membrana de matança de micro-organismos na mídia de filtro para um sistema de filtração de líquido ou ar. a mídia de filtro da invenção oferece efeitos de desinfecção eficientes, mantendo uma queda de pressão baixa e uma taxa de fluxo alta quando em uso. além disso, a mídia de filtro é livre de camada de adesivo e contém e contém pelo menos uma camada de ligação térmica feita de tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação. a invenção também apresenta um cartucho de purificação de água e um sistema de água portátil do mesmo.

Description

FUNDAMENTOS

[0001] Em uma aeronave, um sistema de água potável é geralmente usado para abastecer instalações de saída de cabine (por exemplo, pias de lavagem de mãos em banheiros e pias em cozinhas a bordo) com água doce. Tal sistema de água potável pode usar um meio filtrante de água (por exemplo, um meio filtrante de retenção de patógeno) combinado com tecidos de nanofibra contendo biocidas para matar patógenos contidos na água ou no ar (ver pedido de patente US 2011/0297609 A1).

[0002] No entanto, quando o sistema de água potável usa tecidos de nanofibras contendo biocidas ligados vias camadas de adesivo ao meio filtrante para desinfestação, concluiu-se que a incorporação dos tecidos de nanofibra e das camadas de adesivo, não importa o quanto finas elas sejam, geralmente causa uma queda significativa na taxa de fluxo de água e também uma queda de pressão de água. Assim, há uma necessidade para o desenvolvimento de um novo tipo de sistema de filtração que possa ser usado em um sistema de água potável no campo da aviação. É desejado que esse sistema de filtração ofereça efeitos de desinfecção eficientes, embora atingindo uma queda de pressão baixa e uma taxa de fluxo alta quando em uso.

SUMÁRIO

[0003] A invenção proporciona um novo tipo de meio filtrante que oferece efeitos de desinfecção eficientes, o que também atinge uma queda de pressão baixa e uma taxa de fluxo de água alta quando em uso. Especificamente, o meio filtrante da invenção inclui uma membrana de matança de micro-organismos que contém uma camada de ligação térmica e tecidos de nanofibras eletrofiados que são revestidos com um filme de prata, em que os tecidos de nanofibras eletrofiados são termicamente ligados à camada de ligação térmica.

[0004] Em certas modalidades, o meio filtrante da invenção é livre de adesivo (isto é, não contém camadas ou pastas de adesivo).

[0005] Em uma modalidade, os tecidos de nanofibras eletrofiados são tecidos termoplásticos os quais podem ser tecidos de poliuretano incluindo tecidos elastoméricos de poliuretano de alta temperatura, tecidos de acetatos de celulose ou tecidos de poliamidas, ou uma combinação dos mesmos.

[0006] Em outra modalidade, a camada de ligante térmico compreende tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação, tal como, tecidos de poliéster, tecidos de polipropileno, tecidos de poliuretano, tecidos de poli-imida e tecidos de poliuretano ou uma combinação dos mesmos. Em certos exemplos, os tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação são tecidos de poliéster, tal como, tecidos não tecidos de poliéster retos ligados em fiação Reemay® (por exemplo, Reemay® 2004 e Reemay® 2250).

[0007] Em um aspecto separado, a invenção fornece um método para preparar um meio filtrante compreendendo uma etapa de ligar termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata a pelo menos uma membrana selecionada do grupo de uma membrana de retenção de sujeira, uma membrana de retenção de produto químico e uma membrana de retenção de patógeno, ou uma combinação das mesmas, em que os ditos tecidos de nanofibras revestidos com prata são preparados depositando um filme de prata em tecidos de nanofibras (por exemplo, tecidos de nanofibras eletrofiados).

[0008] Em certas modalidades, poros dos tecidos de nanofibras revestidos com prata resultantes são essencialmente livres de bloqueio pelo filme de prata depositado.

[0009] Em modalidades separadas, o filme de prata pode ser depositado nos tecidos de nanofibras por meio de uma deposição de vapor químico, uma deposição de vapor físico ou uma deposição sol gel, ou uma combinação dos mesmos. Deposição de vapor químico exemplar inclui, mas não se limita a, uma deposição de vapor a vácuo e uma deposição de vapor químico de combustão.

[00010] A invenção também fornece um novo método para ligar termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata a uma membrana selecionada do grupo de uma membrana de retenção de sujeira, uma membrana de retenção de produto químico e uma membrana de retenção de patógeno, ou uma combinação das mesmas.

[00011] Outro aspecto da invenção fornece um cartucho de purificação de água que contém o meio filtrante da invenção.

[00012] A invenção também apresenta um sistema de água portátil contendo o cartucho de purificação de água da invenção.

[00013] Quando em uso, o meio filtrante de acordo com a invenção oferece vantagens, tal como, manutenção de uma alta taxa de fluxo de água e uma baixa queda de pressão de água. O meio filtrante da invenção também é altamente eficiente na obtenção de bons efeitos de desinfecção. Assim, o meio filtrante da invenção pode ser usado como um componente de acréscimo para cartucho de filtro de sujeira/químico concomitantemente usado em sistemas de água potável de aeronave para atender requisitos de desinfecção sem desacelerar a taxa de fluxo de água e aumentar a queda de pressão de água.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00014] FIG. 1 mostra um processo para produzir um filme SN/SR depositando um revestimento de prata fino em um filme N/R que contém tecidos de nanofibras (“N”) e tecidos não tecidos ligados em fiação Reemay® (“R”).

[00015] FIG. 2 demonstra um processo para fazer um filme SN/SR/R/P laminando termicamente um filme N/R em meio de retenção de patógeno via uma camada separada de tecidos não tecidos ligados em fiação Reemay®; o conjunto resultante (“SN/SR/R/P”) é capeado de ambos os lados com tecidos não tecidos não tecidos ligados em fiação Reemay® para proteção.

[00016] FIG. 3 demonstra um processo para produzir um filme D/R/SN/SR/R/P laminando termicamente um filme SN/SR/R/P em meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico via uma camada separada de Reemay® 2250; o conjunto resultante (“D/R/SN/SR/R/P”) é, então, capeado com camadas de Reemay® 2250 adicionais para proteção.

[00017] FIG. 4 mostra um processo para produzir um filme SN/SR/R/SR/SN ligando termicamente dois filmes SN/SR juntos via outra camada de Reemay® 2250; e o conjunto resultante (“SN/SR/R/SR/SN”) é capeado com camadas de Reemay® 2250 adicionais para proteção.

[00018] FIG. 5 mostra um processo para produzir um filme SN/R/P depositando um revestimento de prata fino somente no lado do tecido de nanofibra para obter um filme SN/R, seguido por laminação térmica dos filmes SN/R via a camada R (isto é, camada de Reemay® 2250) no meio de retenção de patógeno; o conjunto resultante (“SN/R/P”) é capeado com camadas de Reemay® 2250 para proteção.

[00019] FIG. 6 mostra um processo para produzir um filme D/R/SN/R/P laminando termicamente um filme SN/R via a camada R (isto é, a camada de Reemay® 2250) no meio de retenção de patógeno e laminando termicamente o filme SN/R via outra camada de Reemay® 2250 no meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico; e o conjunto resultante (“D/R/SN/R/P”) é, então, capeado com camadas de Reemay® 2250 adicionais para proteção.

[00020] FIG. 7 mostra um processo para produzir um filme SN/R/SN laminando termicamente dois filmes SN/R juntos via uma das camadas R (isto é, as camadas Reemay® 2250 incorporadas); e o conjunto resultante (“SN/R/SN”) é capeado com outra camada de Reemay® 2250 para proteção.

[00021] FIG. 8 mostra uma estrutura tendo rolos de múltiplas voltas de tecidos biocidas incorporados por dentro de um cartucho de filtro de sujeira/retenção de produto químico.

[00022] FIG. 9 mostra uma estrutura tendo rolos de múltiplas voltas de tecidos biocidas incorporados por fora de um cartucho de filtro de sujeira/retenção de produto químico.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00023] Tecidos de nanofibras eletrofiados contendo biocida(s) podem ser ligados ao meio filtrante de água de retenção de patógeno (tal como meio NanoCeram-PACTM) para matar patógenos que ela contata (ver US 2011/0297609). Entretanto, há um desafio para ligar tecidos de nanofibras ao meio filtrante sem usar pastas ou camadas adesivas. Entretanto, quando usadas, pastas ou camadas adesivas podem bloquear poros de nanofibras e sítios biocidas ou trazer contaminantes químicos dos adesivos para sistemas de água.

[00024] A invenção fornece um novo método para preparar um meio filtrante compreendendo uma etapa de ligar termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata a pelo menos uma membrana selecionada do grupo de uma membrana de retenção de sujeira, uma membrana de retenção de produto químico e uma membrana de retenção de patógeno, ou uma combinação das mesmas, em que os ditos tecidos de nanofibras revestidos com prata são preparados depositando um filme de prata em tecidos de nanofibras (por exemplo, tecidos de nanofibras eletrofiados).

[00025] Em certas modalidades, poros dos tecidos de nanofibras revestidos com prata resultantes são essencialmente livres de bloqueio pelo filme de prata depositado.

[00026] Em modalidades separadas, o filme de prata pode ser depositado nos tecidos de nanofibras por meio de uma deposição de vapor químico, uma deposição de vapor físico ou uma deposição sol gel, ou uma combinação dos mesmos.

[00027] Deposição de vapor químico inclui métodos tais como deposição de vapor a vácuo tradicional (CVD) e deposição de vapor químico de combustão (CCVD) por nGima company (www.nGimat.com). Deposição de vapor físico (PVD) é realizada, por exemplo, por evaporação de magnetron ou feixe de elétrons.

[00028] Em certas modalidades, a deposição de vapor químico usada neste documento é uma deposição de vapor a vácuo ou uma deposição de vapor químico de combustão.

[00029] É contemplado que outros materiais biocidas podem ser depositados nos tecidos de nanofibras. Os tecidos de nanofibras revestidos com biocidas resultantes podem substituir os tecidos de nanofibras revestidos com prata usados neste documento. A deposição de biocida pode ser obtida, por exemplo, por uma deposição de vapor químico, uma deposição de vapor físico ou uma deposição sol gel ou uma combinação das mesmas.

[00030] A espessura do revestimento de prata pode estar em uma faixa nano. Ao revestir as nanofibras com um filme de prata, o uso de nanopartículas de prata pode ser evitado. Por conseguinte, a invenção fornece um método livre de lixiviação de nanopartículas.

[00031] A utilidade dos tecidos revestidos com prata, como acima delineado, é que evita o uso de nanopartículas ou produtos químicos aditivos biocidas os quais requerem uma lixiviação subsequente de nanopartículas ou produtos químicos aditivos biocidas. Geralmente, os revestimentos de prata usados neste documento não são solúveis. Assim, a possibilidade de ter questões de lixiviação no processo é baixa.

[00032] Além disso, a grande superfície oferecida pelos tecidos de nanofibras fornece uma imensa área de revestimento de prata. Por conseguinte, os tecidos biocidas usados neste documento oferecem efeitos biocidas significativamente intensificados. Além disso, a combinação de tecidos de nanofibras revestidos com prata e meio filtrante de retenção de patógeno ou de sujeira/produto químico oferece várias funções incluindo, mas não se limitando a, controle de patógeno, controle de produto químico e controle de sujeira, embora mantendo uma queda de pressão baixa e uma taxa de fluxo de água alta quando em uso.

[00033] Em um aspecto separado, a invenção fornece um método para preparar um meio filtrante. O método compreende uma etapa de ligar termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata a pelo menos uma membrana, tal como, uma membrana de retenção de sujeira, uma membrana de retenção de produto químico e uma membrana de retenção de patógeno, ou uma combinação das mesmas. Os tecidos de nanofibras revestidos com prata usados neste documento são preparados depositando um filme de prata em tecidos de nanofibras.

[00034] A invenção se refere a um método para ligar termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata a uma membrana selecionada do grupo de uma membrana de retenção de sujeira, uma membrana de retenção de produto químico e uma membrana de retenção de patógeno, ou uma combinação das mesmas.

[00035] Os tecidos de nanofibras que podem ser revestidos pelo método da invenção incluem, por exemplo, tecidos de nanofibras eletrofiados.

[00036] Além disso, a invenção se refere ao uso de tecidos de nanofibras eletrofiados que são revestidos com um filme de prata (ou outro material biocida), os quais são ou diretamente termicamente ligados no meio filtrante de retenção de patógeno ou via um ligante térmico no meio filtrante de retenção de patógeno, para fornecer ao meio filtrante eficácia de matança de patógeno intensificada. Alternativamente, a invenção fornece meio filtrante compreendendo múltiplas voltas de tecidos de nanofibras eletrofiados revestidos com prata (ou juntos com uma camada de ligação térmica revestida com prata) para fornecer eficácia de matança de patógeno. Em certas modalidades, os tecidos de nanofibras eletrofiados são tecidos muito finos.

[00037] Por conseguinte, a invenção fornece meio filtrante compreendendo uma membrana de matança de micro-organismo. A membrana de matança de micro-organismo inclui uma camada de ligação térmica (também denominada como um ligante térmico) e tecidos de nanofibras eletrofiados revestidos com um filme de prata. De acordo com a invenção, o meio filtrante não contém uma camada de adesivo ou pastas adesivas. Em certas modalidades, a camada de ligação térmica também é revestida com um filme de prata. Em outras modalidades, a camada de ligação térmica não é revestida com um filme de prata.

[00038] De acordo com a invenção, os tecidos de nanofibras eletrofiados podem ser tecidos termoplástico incluindo, por exemplo, tecidos de poliuretano, tecidos de acetatos de celulose, tecidos elastoméricos de poliuretano de alta temperatura e tecidos de poliamidas, ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade, os tecidos de nanofibras eletrofiados são tecidos elastoméricos de poliuretano de alta temperatura.

[00039] A camada de ligante térmico da invenção pode ser feita de tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação. Vários tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação podem ser usados incluindo, por exemplo, tecidos de poliéster, tecidos de polipropileno, tecidos de poliuretano, tecidos de poli-imida e tecidos de poliuretano ou uma combinação dos mesmos. Outros polímeros ou combinações dos mesmos que têm alta permeabilidade Fraizer ou alta permeabilidade Textest também podem ser usados.

[00040] Por exemplo, os tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação para uso na camada de ligação térmica são tecidos de poliéster. Tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação exemplares que podem ser usados na invenção incluem, por exemplo, tecidos de poliéster ligados em fiação Reemay®.

[00041] Poliéster ligado em fiação Reemay® é uma estrutura em folha de fibras de poliéster de filamento contínuo que são dispostas aleatoriamente, altamente dispersas e ligadas nas junções de filamento. As propriedades químicas e térmicas de Reemay®são essencialmente aquelas de fibra de poliéster. A estrutura ligada em fiação das fibras oferece uma combinação de propriedades físicas, tal como, alta resistência a tração e rasgamento, bordas não esfiapantes, excelente estabilidade dimensional, nenhuma migração do meio, boa resistência química e retenção e permeabilidade controladas. Tecidos Reemay®são usados em várias indústrias como capas (por exemplo, mantas de jardins) ou materiais de suporte.

[00042] Tecidos de poliéster ligados em fiação Reemay® incluem fibras de poliéster retas ou onduladas as quais dão aos tecidos diferentes propriedades de filtração e outras propriedades de desempenho geral. Acredita-se que fibras onduladas oferecem propriedades de suavidade, conformabilidade e maior porosidade, embora fibras retas rendam rigidez, estrutura mais apertada e retenção mais fina.

[00043] Em certas modalidades da invenção, os tecidos de poliéster ligados em fiação Reemay® usados neste documento são tecidos de poliéster retos. Tecidos de poliéster ligados em fiação Reemay® exemplares incluem, por exemplo, não tecidos de poliéster ligados em fiação Reemay® 2004 (ou “Reemay® 2004”), e não tecidos de poliéster ligados em fiação Reemay® 2250 (ou “Reemay® 2250”). Estes tecidos Reemay® são tecidos de poliéster ligados em fiação de grau de filtração: por Reemay® 2004, espessura de 5,0 mil, Frazer 1400 cfm/ft2; por Reemay® 2250, espessura de 5,0 mil, Friazer 1080 cfm/ft2.

[00044] De acordo com a presente invenção, o meio filtrante pode ainda incluir meio filtrante de retenção de patógeno, meio filtrante de retenção de sujeira ou meio filtrante de retenção de produto químico, ou uma combinação dos mesmas.

[00045] Em certas modalidades, o meio filtrante da invenção inclui meio de retenção de patógeno. A membrana de matança de micro-organismos é termicamente ligada ao meio de retenção de patógeno via a mesma camada de ligante térmico ou via outra camada de ligante térmico.

[00046] Em outras modalidades da invenção, o meio filtrante inclui meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico e, opcionalmente, uma ou mais camadas de ligação térmica adicionais. Quando meio de retenção de patógeno também é incluído, a membrana de matança de micro-organismos via as camadas de ligação térmica, é termicamente ligada a ambos o meio de retenção de patógeno e o meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico via superfícies diferentes.

[00047] A invenção também contempla o uso de meio filtrante contendo pelo menos duas das membranas de matança de micro-organismos acima discutidas. Se a camada de ligação térmica em cada uma das membranas de matança de micro-organismos é revestida com um filme de prata, as membranas de matança de micro-organismos são ligadas entre si por meio de uma camada de ligação térmica adicional. Alternativamente, as membranas de matança de micro-organismo podem ser ligadas entre si por meio das camadas de ligação térmica contidas nas mesmas.

[00048] Como é conhecido na técnica, adesivos bloqueiam alguns poros do meio e sítios de biocida, causando ainda taxa de fluxo reduzida e altas quedas de pressão em um sistema de filtração. Ao usar tecidos Reemay® finos como ligantes no meio filtrante, o uso de adesivos químicos pode ser eliminado. Além disso, tecidos de nanofibras biocidas podem formar meio filtrante de múltiplas camadas ou ser acoplados com outras membranas de meio filtrante, tal como, NanoCeram-PACTM, para atingir uma alta taxa de fluxo e baixa queda de pressão quando em uso. O uso de tecidos Reemay® também torna possível fabricar os tecidos contidos no meio filtrante.

[00049] De acordo com a invenção, uma membrana de matança de micro-organismos que contém tecidos revestidos com prata (tal como, SN/SR ou SN/R) pode ser laminada por múltiplas voltas em um rolo de tela o qual é, então, colado internamente a um meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico (ou cartucho). Alternativamente, a membrana de matança de micro-organismos da invenção pode ser laminada e colocada fora do meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico (ou cartucho). O projeto específico das formas de laminação dependente da direção de fluxo de água em um sistema de água portátil específico.

[00050] Além disso, tecidos revestidos com prata laminados podem conter múltiplas membranas de matança de micro-organismos da invenção. Os tecidos carregados de biocida laminados podem ser colocados internamente a um meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico (ou cartucho) ou externamente ao meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico (ou cartucho), dependendo da direção de fluxo de água.

[00051] A invenção também fornece um cartucho de purificação de água contendo o meio filtrante da invenção.

[00052] Também é fornecido um sistema de água portátil contendo o cartucho de purificação de água da invenção. Geralmente, um sistema de água portátil inclui componentes tais como um tanque de armazenamento de água, uma bomba, uma linha de abastecimento, um dispositivo de purificação de água (tal como, um cartucho de purificação de água). Para uma descrição detalhada sobre sistemas de água portáteis e funções dos mesmos, por favor, consultem US 2011/0297609.

[00053] Uma variedade de configurações de acordo com a invenção é apresentada nos desenhos, onde tecidos de nanofibras são pré-carregados com biocida(s). Nestes desenhos, Reemay® 2250 é fornecido com um exemplo de tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação que são usados para uma camada de ligante térmico (um ligante térmico). A invenção cobre o uso de outros tipos de tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação como uma camada de ligação térmica e o uso de outros tipos de biocidas.

[00054] FIG. 1 mostra que um filme N/R é revestido com um filme de prata fino de ambos os lados via deposição de vapor químico de combustão (CCVP). A prata reveste o filme N/R adequadamente sem bloquear os poros dos tecidos de fibra. O filme N/R revestido com prata resultante é designado como um filme SN/SR.

[00055] Em um processo CCVD, compostos precursores de prata são adicionados a um gás queimando. A chama é movida proximamente acima da superfície a ser revestida. A alta energia dentro da chama converte os compostos precursores em partículas de prata as quais prontamente interagem com o tecido formando um depósito de prata aderindo firmemente. A micro/nano estrutura resultante e a espessura da camada de prata depositada podem ser controladas variando parâmetros de processo, tal como, velocidade do substrato ou da chama, número de passes, temperatura do substrato e distância entre chama e substrato.

[00056] O filme N/R pode ser obtido por eletrofiação de tecidos de nanofibras em tecidos não tecidos ligados em fiação Reemay®.

[00057] Como é conhecido na técnica, a eletrofiação geralmente usa uma carga elétrica para puxar fibras muito finas (tipicamente na escala micro ou nano) de um líquido. A eletrofiação compartilha características de ambas eletropulverização e fiação seca de solução convencional de fibras (A. Ziabicki, Fundamentals of fiber formation, John Wiley and Sons, London, 1976, ISBN 0-471-98220-2). O processo é não invasivo e não requer o uso de química de coagulação ou altas temperaturas para produzir fios sólidos da solução. Além disso, eletrofiação de precursores fundidos também tem sido praticada nesta técnica, o que assegura que nenhum solvente pode ser transportado para o produto final.

[00058] Um sistema para realizar eletrofiação geralmente inclui uma fieira que é conectada a uma fonte de alimentação de corrente contínua de alta voltagem, uma bomba de seringa e um coletor aterrado. O projeto de um processo de eletrofiação aplicável depende de muitos fatores incluindo, por exemplo, peso molecular, distribuição de peso molecular e arquitetura (por exemplo, ramificada, linear, etc.) das fibras, propriedades da solução (por exemplo, viscosidade, condutividade e tensão superficial), potencial elétrico, taxa de fluxo e concentração, distância entre o capilar e a tela de coleta, parâmetros ambientais (por exemplo, temperatura, umidade e velocidade do ar na câmara) e movimento da tela alvo (coletor) (ver, por exemplo, http://en.wikipedia.org/wiki/Electrospinning).

[00059] Son et al. (Macromol. Rapid Commun. 2004, 25, 1632-1637) fornece um método de eletrofiação para preparação de fibras finas antimicrobianas com nanopartículas de prata. As fibras finas com nanopartículas de prata foram preparadas por eletrofiação direta de uma solução de acetato de celulose contendo nitrato de prata, seguida por fotorredução.

[00060] FIG. 2 mostra que um filme SN/SR é termicamente ligado em meio de retenção de patógeno (tal como, NanoCeram® ou meio NanoCeram- PACTM) via uma camada de Reemay® adicional. O conjunto resultante é designado como um filme SN/SR/R/P. As camadas SN/SR podem prontamente matar patógenos retidos no meio de retenção de patógeno para evitar bioincrustação.

[00061] Como usada neste documento, bioincrustação (ou “incrustação biológica”) significa acúmulo de micro-organismos em superfícies ou poros do meio filtrante.

[00062] FIG. 3 mostra que um conjunto SN/SR/R/P é termicamente laminado com meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico via tecidos Reemay®. O filtro de sujeira/produto químico pode ser meio NanoCeram-PACTM ou outros filtros de carbono. O conjunto resultante é designado como um filme D/R/SN/SR/R/P. O uso do filtro de sujeira/produto químico impede as camadas SN/SR/R/P de perderem prematuramente propriedades de desinfecção devido a bloqueio de superfície por sujeira e/ou produtos químicos.

[00063] FIG. 4 mostra que dois filmes SN/SR são termicamente laminados via tecidos Reemay®. O conjunto resultante é designado como um filme SN/SR/R/SR/SN. Mais de dois filmes SN/SR podem ser laminados termicamente se um melhor desempenho de desinfecção e filtração for necessário.

[00064] FIG. 5 diferente do processo mostrado na FIG. 1, apenas o lado de tecido de nanofibra no filme N/R é revestido com prata. Isto é obtido mascarando o lado de Reemay® seguido de depósito de prata do lado de nanofibra. O filme SN/R resultante pode substituir o filme SN/SR/R como mostrado na FIG. 2. Além disso, o filme SN/R também pode substituir filmes SN/SR/R mostrados nas FIGS. 3 e 4.

[00065] FIG. 6 mostra um processo para produzir um filme D/R/SN/R/P laminando termicamente um filme SN/R no meio de retenção de patógeno via uma camada de Reemay® 2250 (por exemplo, a camada R no filme SN/R), e também laminando termicamente o filme SN/R via outra camada Reemay® 2250 no meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico. Além disso, cada lado do conjunto resultante (“D/R/SN/R/P”) é capeado com duas camadas de Reemay® 2250 para proteção.

[00066] As duas etapas de laminação térmica podem ser realizadas simultaneamente ou sequencialmente. Em uma modalidade, o filme SN/R é laminado ao mesmo tempo via camadas de Reemay® 2250 em meio de retenção de patógeno e em meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico de lados diferentes. Em outra modalidade, o filme SN/R é primeiramente laminado via uma camada de Reemay® 2250 em meio de retenção de patógeno e, então, em meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico via outra camada de Reemay® 2250. Alternativamente, o filme SN/R é laminado via uma camada de Reemay® 2250 em meio filtrante de sujeira/retenção de produto químico antes de sua laminação em meio de retenção de patógeno via outra camada de Reemay® 2250.

[00067] Como é bem entendido por um técnico no assunto, a camada de Reemay® 2250 usada para laminar um filme biocida pode ser a camada de Reemay® (“R”) (se incluída no filme biocida) ou uma camada separada de Reemay®.

[00068] FIG. 7 mostra um processo para produzir um filme SN/R/SN laminando termicamente dois filmes SN/R juntos via uma das camadas de Reemay® 2250 incluídas nos filmes SN/R. Além disso, o conjunto resultante é capeado com uma camada separada de Reemay® 2250 para proteção.

[00069] FIG. 8 mostra que tecidos biocidas são laminados em um rolo de tela rígida múltiplas vezes para proporcionar uma eficiência de matança de patógeno intensificada. Os tecidos biocidas que podem ser usados neste documento incluem, mas não se limitam a, um filme SN/SR, um filme SN/R, um conjunto SN/SR/R/SN/SR (mostrado na FIG. 4) e um conjunto SN/R/SN (mostrado na FIG. 7).

[00070] Em certos casos, os tecidos biocidas são compostos de tecidos de nanofibras muito finos e/ou tecidos Reemay® f finos, de modo que a espessura total de múltiplas camadas dos tecidos biocidas ainda seja fina. O uso dessa estrutura de laminação não causa uma taxa de fluxo de água reduzida ou uma queda significativa na pressão de água. Neste desenho, a direção de fluxo da água é para fora do centro do anel de meio filtrante.

[00071] FIG. 9 é similar à FIG. 8. Neste caso, os tecidos biocidas são laminados no anel de filtro de sujeira e retenção de produtos químicos. A direção direta de fluxo de água é interna em direção ao centro. Do mesmo modo, os tecidos biocidas usados neste documento incluem, por exemplo, um filme SN/SR, um filme SN/R, um conjunto SN/SR/R/SN/SR (mostrado na FIG. 4) e um conjunto SN/R/SN (mostrado na FIG. 7).

[00072] Além disso, os tecidos Reemay® 2250 podem ser termicamente ligados a uma membrana ou outros tecidos Reemay® a uma temperatura relativa baixa, por exemplo, 100 a 130oC com uma pressão apropriada. É apreciado que a essa baixa temperatura, a maioria dos tecidos ou meios não será termicamente danificada.

[00073] Também é divulgado um método para revestir tecidos de nanofibras com um fino revestimento biocida. O método inclui uma etapa para depositar um material biocida (por exemplo, um filme de prata) nos tecidos de nanofibras, resultando em tecidos de nanofibras revestidos com prata com poros essencialmente livres de bloqueio do filme de prata depositado.

[00074] Como discutido acima, o uso de tecidos de nanofibras revestidos com prata evita o uso de nanopartículas de prata. Ele elimina preocupações com lixiviação de partícula de prata e aumenta a eficiência de desinfecção devido a maiores superfícies de prata.

[00075] A invenção ainda se refere ao uso de tecidos de nanofibras revestidos com prata os quais são ligados a uma camada de ligação térmica para proporcionar eficiência de matança de patógenos. Ao usar tecidos de nanofibras finos, uma alta taxa de fluxo de água e baixa queda de pressão de água podem ser atingidas.

[00076] Embora o pedido focalize um sistema de filtração de água, acredita-se que o meio filtrante da invenção trabalhe igualmente bem em um sistema de filtração de ar ou outros tipos de sistemas de filtração de líquido.

[00077] Por conseguinte, a invenção fornece meio filtrante de desinfecção mais eficiente para filtração de ar ou líquido, o que oferece propriedades desejadas, tal como, uma baixa queda de pressão e uma alta taxa de fluxo quando em uso. Especificamente, tecidos de nanofibras poliméricas não tecidos eletrofiados finos da invenção são revestidos com um material biocida o qual é, então, ou diretamente termicamente ligado em meio filtrante de retenção de patógeno ou via um ligante térmico em meio filtrante de retenção de patógeno, para proporcionar uma eficácia de matança de patógeno intensificada. Alternativamente, o meio filtrante contendo múltiplos rolos de tecidos biocidas também fornece boas propriedades de matança de patógeno.

[00078] Mais ainda, a invenção se refere a um método para preparar meio filtrante para uso em um sistema de água potável ou um sistema de filtração de ar. O método compreende ligar termicamente tecidos de nanofibras revestidos com prata com uma camada de ligação térmica, opcionalmente ainda com meio de retenção de patógeno. A etapa de ligação térmica pode ser conduzida por meio de um processo incluindo, por exemplo, calandragem a quente, calandragem de correia, ligação térmica através de ar, ligação ultrassônica, ligação por calor radiante, laminadores a quente, saco de vácuo com calor e autoclave com pressão e calor, ou uma combinação dos mesmos. Especificamente, a etapa de ligação térmica é projetada para evitar ou minimizar fundir fibras contidas nos tecidos de nanofibras e/ou na camada de ligação térmica.

[00079] Por exemplo, o método de autoclave pode ser realizado por um processo compreendendo as seguintes etapas: 1). Dispor tecidos e membranas; 2). Ensacar os tecidos e as membranas em um metal plano de suporte; 3). Aplicar vácuo ao saco; 4). Colocar o conjunto em uma autoclave; 5). Aplicar pressão e calor por um período de tempo; 6). Resfriar o conjunto até uma temperatura ambiente e liberar o vácuo; e 7). Verificar para assegurar que a ligação térmica está concluída.

INCORPORAÇÃO POR REFERÊNCIA

[00080] O conteúdo inteiro de todas as patentes/pedidos de patente e as referências de literatura citadas neste documento são por meio deste expressamente incorporadas neste documento em suas totalidades por referência.

EQUIVALENTES

[00081] Aqueles versados na técnica reconhecerão, ou serão capazes de confirmar usando não mais que experimentação de rotina, numerosos equivalentes aos procedimentos específicos descritos neste documento. Esses equivalentes são considerados estarem dentro do escopo desta invenção e são cobertos pelas seguintes reivindicações.

Claims

1. Método para preparar um meio filtrante, caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de: fazer um conjunto de tecido ao: depositar um revestimento de prata sobre um filme composto por uma camada de tecido de nanofibra e um primeiro tecido não tecido ligado em fiação para produzir um filme SN/SR com uma camada de tecido de nanofibra revestido com prata (SN) e uma primeira camada de tecido polimérico não tecido ligado em fiação revestido com prata (SR), laminar termicamente o filme SN/SR, por meio de uma segunda camada de tecido polimérico não tecido ligado em fiação (R), sobre uma membrana de retenção de patógeno (P) para produzir um filme SN/SR/R/P de tecido de nanofibra revestido com prata/primeiro tecido polimérico não tecido ligado em fiação revestido em prata/segunda camada de tecido polimérico não tecido ligado em fiação/membrana de retenção de patógeno; e capear o filme SN/SR/R/P em ambos os lados com tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o filme de prata é depositado por meio de uma deposição de vapor químico, uma deposição de vapor físico ou uma deposição sol gel ou uma combinação das mesmas.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a deposição de vapor químico é uma deposição de vapor a vácuo ou uma deposição de vapor químico de combustão.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os tecidos de nanofibras são tecidos de nanofibras eletrofiados.

5. Meio filtrante preparado pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato de que compreende um tecido de nanofibra revestido com prata/filme SN/SR de primeiro tecido polimérico não tecido ligado em fiação revestido com prata, em que o filme SN/SR foi laminado termicamente, por meio de uma camada de tecido polimérico não tecido em fiação (R), sobre a membrana de retenção de patógeno (P), para produzir um filme SN/SR/R/P de tecido de nanofibra revestido com prata/primeiro tecido não tecido em fiação revestido com prata/camada de tecido não tecido em fiação/membrana de retenção de patógeno, em que o filme SN/SR/R/P foi capeado em ambos os lados com os tecidos poliméricos não tecidos em fiação, e em que o meio filtrante não contém uma camada de adesivo.

6. Meio filtrante de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os tecidos de nanofibras eletrofiados são tecidos termoplásticos de nanofibras eletrofiados.

7. Meio filtrante de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os tecidos termoplásticos são selecionados do grupo de tecidos de poliuretano, tecidos elastoméricos de poliuretano de alta temperatura, tecidos de acetatos de celulose e tecidos de poliamidas, ou uma combinação dos mesmos.

8. Meio filtrante de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os tecidos poliméricos não tecidos ligados em fiação são selecionados do grupo de tecidos de poliéster, tecidos de polipropileno, tecidos de poliuretano, tecidos de poli-imida e tecidos de poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

9. Meio filtrante de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o meio filtrante está em uma forma laminada de múltiplas voltas.

10. Meio filtrante de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende meio filtrante de sujeira ou meio filtrante de retenção de produto químico.

11. Meio filtrante de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o meio filtrante é colocado internamente ao meio filtrante de sujeira ou meio filtrante de retenção de produto químico; ou o meio de laminada é colocado fora do meio filtrante de sujeira ou meio filtrante de retenção de produto químico.

12. Cartucho de purificação de água, caracterizado pelo fato de que compreende o meio filtrante como definido na reivindicação 5.