CN103747844A - 抗微生物的过滤介质和过滤模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有抗微生物作用的过滤介质，所述过滤介质尤其是用于过滤机动车室内空间的空气，由至少一层拦截污物的第一过滤层和与所述第一过滤层相邻的第二过滤层组成。所述第二过滤层安装在第一过滤层的流入侧，并包含抗微生物物质。

Description

抗微生物的过滤介质和过滤模块

技术领域

本发明总体上涉及过滤介质。尤其涉及具有抗微生物作用的过滤介质。非常具体地，其涉及用于过滤机动车内部空间的空气的过滤介质和包含这种过滤介质的过滤元件，即机动车内部空间过滤器。此外，本发明涉及过滤模块。

现有技术

由过滤介质制成的过滤元件用于过滤流体流或气态介质，例如过滤送入到机动车的汽车内部空间的空气流。尽管可以用于任何过滤元件，但在下文中，本发明及其所要解决的问题却针对用于过滤机动车内部空间的空气的过滤介质或过滤元件进行描述。这样的过滤器以下简称为Kfz-内部空间过滤器。

日益严重的空气污染，特别是在大城市中，结合现代空气调节装置的使用，使得希望并且也需要借助合适的过滤器过滤从外界供入机动车内部空间的并经处理或经空调器调节的空气。为此，可以考虑例如颗粒过滤器或者气味过滤器或替代性地也可以是它们的结合，其可以尽可能好地过滤掉含于空气中的颗粒以及环境空气中的固有气味或者吸附环境空气中所含有的物质。这样的用于过滤机动车内部空间空气的过滤器在大量的实施方式和方案中普遍已知，因此在下文中仅简短地介绍其结构和作用方式。

因为过滤器的效果尤其取决于空气流过的过滤器表面大小，所以对于Kfz-内部空间过滤器而言主要使用锯齿状折叠的过滤介质，这样的过滤介质也经常称被为打褶的过滤介质。通过折叠所使用的过滤介质，取决于过滤介质的不同折叠部分的折叠高度和折叠间距，可以以这样的方式实现空气流流过的过滤器面积的有效扩大。

如已提及的，由于日益严重的空气污染，在机动车周围存在越来越多的有害物质，因此KFZ-内部空间过滤器曝露在越来越多的负荷下。这些有害物质例如可以是灰尘和煤烟，以及花粉、细菌孢子和真菌孢子、细菌和真菌。已知微生物的某些代谢产物是人类呼吸系统的过敏原。在一些个体情况中，其可以引起哮喘发作，并且已经证实其可以引起免疫防御反应。

US 2003/0 116 2022 A1描述了一种用于空气调节装置的空气过滤器，如将其用在医疗保健事业，例如医院和疗养院的办公室、住宅和建筑物中。该过滤器包含一种含有杀生物剂的组合物，该杀生物剂并非结合在过滤器表面，而是被如此调节，以至于其可以通过聚集在过滤器上的细粉尘迁移，从而使有害物质颗粒被杀生物剂涂覆。合适的杀生物剂例如是2-溴-2-硝基丙-1,3-二醇、异噻唑啉类化合物、苯甲酸、二甲基苄基烷基卤化铵等。

由US 2006/0021302 A1已知一种抗微生物的空气过滤器，其过滤介质具有“预防性”化合物，可将其用于减少微生物的数量。将所述“预防性”化合物以单独的层施加在打褶的过滤介质旁边。所述“预防性”化合物可以是水溶性辅酶、油溶性辅酶、植物提取物、抗生素、杀生物金属、脂族和芳族脂肪酸等。

W0 2006/003515 A1公开了一种用于车辆的空气调节装置的颗粒过滤器的空气处理装置。该装置由含有易挥发处理剂的渗透性容器组成。所述容器固定在颗粒过滤器上。

由US 2005/0079379 A1已知具有至少一织物门幅的包含带电熔喷-无纺织物纤维-绒毛（Flor）的覆盖织物，将该织物用含有弱阳离子乳化剂的含氟化学品处理，以减小纤维的表面能，从而以这样的方式使得油性雾的透过和润湿最小化并且因此保持施加在纤维上的电荷的作用。所述纤维可以含有聚乙烯基-N-溴化吡啶嗡。将所述织物用于面具和防护服。未提出将其用于Kfz-内部空间过滤器的用途。

最后，EP 1 882 511 A1公开了一种具有杀细菌作用的过滤介质，特别是用于过滤机动车内部空间的空气，其由至少一层可以拦截污物的过滤层和位于该过滤层下游的杀细菌过滤层构成，该杀菌过滤层安装在所述至少一个过滤层的洁净空气侧并且通过间隔层与所述至少一个过滤层间隔开。

在现有技术中所描述的解决方案的缺点在于，一方面其不能简单地转用在KFZ-内部空间过滤器上，另一方面其不能极为有效地阻止微生物长满过滤介质和特别是透过生长（Durchwachsen）。此外，通过所示的解决方案没有或仅仅在很小的程度上阻止特别是长满真菌或真菌孢子。一些所描述的杀生物剂表现出仅对特定的微生物，例如细菌有效，但对霉菌无效；对于其它的微生物，基于施加所述杀生物剂和所述过滤介质的结构，不能确保极为有效地抑制微生物的生长。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供具有抗微生物作用的过滤介质，其避免了现有技术中的所述缺陷。此外，本发明提供了可以给已经存在的过滤介质配备附加的抗微生物层，而不会改变过滤效率的可能性。

该目的和进一步的目的通过具有抗微生物作用的过滤介质得以实现，该过滤介质包括可以拦截污物的第一过滤层和与所述第一过滤层相邻的第二过滤层，所述第二过滤层含有抗微生物物质并且在所述第一过滤层的流入侧上。

所述第一过滤层可以是无纺织物，特别是熔喷无纺织物。

这样的过滤介质尤其可以用于过滤机动车内部空间的空气。但是，也可以设想其它的应用领域，例如在建筑设备的空气调节装置中或一般性地在过滤系统中，例如在该过滤系统中应当要保护颗粒过滤层或者第二过滤层，更确切地说尤其是防御微生物例如真菌或真菌孢子，特别是霉菌或霉菌孢子，细菌或藻类，更确切地说以有生命的、能够繁殖或能够传播的形式的那些。

特别是吡啶硫酮锌可以起到抗微生物物质的作用。替代性地或额外地，可以将八-异噻唑酮用作抗微生物物质。所述第二过滤层可以另外含有基于纳米银的抗微生物物质。所述第二过滤层也可以另外含有抗微生物的金属和金属化合物，特别是银、铜和铝化合物和/或2-溴-2-硝基丙-1,3-二醇、其它异噻唑啉类化合物、苯甲酸及其衍生物、二甲基苄基烷基卤化铵、水溶性辅酶、油溶性辅酶、植物提取物、抗生素、杀生物金属、脂族和/或芳族的脂肪酸和/或季盐类表面活性剂作为抗微生物物质。

所述抗微生物物质和/或另外的杀生物剂可优选通过喷涂施加、浸轧或借助浸轧机施加。

所述过滤介质本身可以以双层或三层的形式构成。在流通顺序方面，例如在抗微生物层之后可以接着是颗粒过滤层和含有活性炭的气味过滤层。或者，在抗微生物层之后可以接着是气味过滤层和然后是颗粒过滤层。

在制备第二过滤层时可以直接加入所述抗微生物物质或所述另外的杀细菌剂。替代性地或可组合地，所述抗微生物物质或另外的杀细菌剂可以事后施加到第二过滤层中。

这种过滤介质特别适用于机动车内部空间过滤器。这里，优选将所述过滤介质折叠或使其成波浪形，从而增加表面积。在不同的实施方式中，所述折叠的或成波浪形的过滤介质可以至少在一侧具有无纺织物的侧边带或者将所述过滤介质注射到塑料框架中。所述折叠的或成波浪形的过滤介质可在其至少一个端边上具有边带，特别是无纺织物的边带，所述端边是过滤介质的具有锯齿-或波浪形状的边。

具有所述介质的机动车内部空间过滤器可用作具有过滤器容纳结构或过滤器外壳的过滤模块，特别是机动车空气调节装置的过滤模块中可替换的过滤元件。

附图说明

下面借助附图进一步说明本发明。其中：

图1示意性示出本发明过滤介质的双层结构；和

图2示意性示出本发明过滤介质的三层结构。

具体实施方式

本发明的介质例如可以用于机动车的内部空间过滤器。其它的应用领域是吸尘器过滤器、建筑物-或固定式空气调节装置的过滤元件、空气净化器的过滤元件、呼吸过滤器等等。

在下文中，将以机动车内部空间-空气过滤元件的实例描述本发明。然而，本领域的技术人员清楚，本发明不限于此，而是如上面已经提到地也可以广泛应用。

本发明的过滤介质能够杀死微生物，特别是真菌或真菌孢子，并且同时极为有效地阻止细菌、真菌和其它微生物长满过滤介质和特别是透过生长。透过生长可以理解为形成菌丝的微生物透过屏障层例如杀生物层扩散开来。这也能通过透过该层扩散的细菌发生。

本发明建议，如此构成具有抗微生物作用的过滤介质，将含有抗微生物物质的第二过滤层安装在与第二过滤层相邻的可以拦截污物的第一过滤层的流入侧上。由此也可以极为有效地阻止形成菌丝的微生物的透过生长。霉菌孢子由于其大小（2-100μm，通常2-10μm）部分被抗微生物层拦截，或者遇到具有抗微生物活性物质的过滤层并且可以由此被灭活或抑制生长。相对于设置在下游的抗微生物过滤层，这是很大的优点，因为在那里，来自环境空气的孢子大部分会被拦截在上游的颗粒层中并在那里萌发。

通常如此构建本发明的过滤介质，即将抗微生物层，即具有抗微生物物质的第二过滤层作为另外的层（介质层）施加在介质上。所述抗微生物层也具有过滤作用，并且也可以任选用作单层变体。在此，所述介质可以构建为双层或三层的。图1示出了一种双层结构，其由颗粒过滤介质2（第一过滤层）和安装于其上的含有抗微生物活性物质的第二过滤层4构成。所述第一过滤层2可以任选具有梯度结构，即在沿流通方向的横截面中具有递减的或递增的纤维直径，和/或含有主要改善细颗粒的分离效率的纳米纤维。图2示出了一种三层结构，其由细纤维层6（例如根据熔喷方法制成的）、和另一过滤层8（由于其机械强度也被称为载体）、和施加在其上的第二抗微生物过滤层4构成。

抗微生物载体可以配备有不同的微生物活性物质，例如银、铜、铝化合物。特别有利的微生物物质是吡啶硫酮锌，因为其具有显著的真菌抑制效果和非常低的在水中的溶解性。另一特别有利的物质是八-异噻唑酮。此外，可以配备基于纳米银和起酶促作用、化学作用的物质，例如2-溴-2-硝基丙-1,3-二醇、异噻唑啉类化合物、苯甲酸和苯甲酸衍生物、二甲基苄基烷基卤化铵、水溶性和油溶性辅酶、植物提取物、其它杀生物金属、脂族和芳族脂肪酸，以及季盐类表面活性剂，其中所述活性物质可以作为另外的选择或者组合吡啶硫酮锌来使用。对于第二过滤层可以使用不同的克重。

可以借助不同的方法给第二过滤层配备所述抗微生物物质或杀生物剂，例如通过喷涂、浸轧或借助浸轧机。由此，将抗微生物层有利地施加在流入侧。通过上述的三层结构可以由此避免活性物质和功能性颗粒纤维层之间不利的相互作用。通过这种特殊的三层夹层结构可以保护真正的颗粒过滤层并因此确保高的过滤效率。此外，所述夹层结构的优点在于，可以以这种方式给用于Kfz-内部空间过滤器中的不同过滤介质配备额外的抗微生物层，该层可以作为额外的选项提供给已有的过滤器（在Kfz-内部空间过滤器中使用了大量不同的过滤介质，其为了区域性的要求和制造商特定的要求而设置）。此外，可以通过额外的抗微生物层实现针对不同应用领域的量身定制的解决方案。例如，在不同的气候条件下，不同的微生物参与了在过滤介质上的生长，因此可以相应地选择施加在第二过滤层上的不同的抗微生物物质并且另外可以改变克重。

此外，决定着过滤效率的层（熔喷）可以通过母料配备抗微生物物质，或者所述介质可以通过额外引入用母料制备的抗微生物纤维而具有提高的抗微生物效果。

相比于在制造纤维时（母料）直接添加，事后施加活性物质的优点在于，较低的活性物质浓度就已经足够，因为活性物质在纤维的外部并因此与微生物直接接触。在母料-制备的情况中或在添加得自母料方法的纤维的情况中的优点在于，抗微生物活性物质特别牢固地被纤维固定。

由本发明的过滤介质可以制备具有过滤外壳的过滤模块，特别是颗粒过滤器和/或气味过滤器，其中将过滤介质嵌入在所述过滤外壳中。

Claims (16)

1.具有抗微生物作用的过滤介质，其特别是用于过滤机动车内部空间的空气，所述过滤介质包括可以拦截污物的第一过滤层，和第二过滤层，其特征在于，所述第二过滤层安装在第一过滤层的流入侧并且含有抗微生物物质。

2.根据权利要求1的过滤介质，其中所述第二过滤层没有中间层地直接与第一过滤层相邻。

3.根据权利要求1或2的过滤介质，其特征在于，所述抗微生物物质是吡啶硫酮锌和/或八-异噻唑酮。

4.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，所述第二过滤层另外含有基于纳米银的抗微生物物质。

5.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，所述第二过滤层另外含有选自下列的抗微生物物质：抗微生物的金属和金属化合物，特别是银、铜和铝化合物。

6.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，所述第二过滤层另外含有选自下列的物质：2-溴-2-硝基丙-1,3-二醇、异噻唑啉类化合物、苯甲酸及其衍生物、二甲基苄基烷基卤化铵、水溶性辅酶、油溶性辅酶、植物提取物、抗生素、杀生物金属、脂族和芳族脂肪酸和季盐类表面活性剂。

7.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，能够通过喷涂、浸轧或借助浸轧机来施加所述抗微生物物质和/或另外的杀生物物质。

8.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，所述过滤介质构建为双层的。

9.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，所述过滤介质构建为三层的。

10.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，可在制备所述第二过滤层时直接添加所述抗微生物物质或另外的杀细菌物质。

11.根据前述权利要求之一的过滤介质，其特征在于，可在事后将所述抗微生物物质或另外的杀细菌物质引入到所述第二过滤层中。

12.包含根据前述权利要求之一的过滤介质的机动车内部空间过滤器。

13.根据权利要求12的机动车内部空间过滤器，其中所述过滤介质是折叠的或成波浪形的。

14.根据权利要求12或13之一的机动车内部空间过滤器，其中所述过滤介质至少在一侧具有无纺织物的侧边带或者所述过滤介质被注射到塑料框架中。

15.根据权利要求13的机动车内部空间过滤器，其中所述折叠的或成波浪形的过滤介质在其至少一个端边上具有边带，特别是无纺织物的边带。

16.过滤模块，特别是机动车空气调节装置的过滤模块，其具有包含根据权利要求12至15之一的机动车内部空间过滤器的过滤器容纳结构或过滤器外壳。

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