CN113750649A - 铜涂覆的抗微生物过滤材料 - Google Patents

铜涂覆的抗微生物过滤材料 Download PDF

Info

Publication number
CN113750649A
CN113750649A CN202010486898.3A CN202010486898A CN113750649A CN 113750649 A CN113750649 A CN 113750649A CN 202010486898 A CN202010486898 A CN 202010486898A CN 113750649 A CN113750649 A CN 113750649A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter
filter material
coating
copper
filter core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010486898.3A
Other languages
English (en)
Inventor
丁浩旻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dingwei Jingyan Chuangli Beijing Technology Service Co ltd
Original Assignee
Nanjing Dingwei Air Purification Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Dingwei Air Purification Co ltd filed Critical Nanjing Dingwei Air Purification Co ltd
Priority to CN202010486898.3A priority Critical patent/CN113750649A/zh
Priority to PCT/CN2021/097293 priority patent/WO2021244477A1/zh
Publication of CN113750649A publication Critical patent/CN113750649A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1214—Chemically bonded layers, e.g. cross-linking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0028—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions provided with antibacterial or antifungal means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/30—Particle separators, e.g. dust precipitators, using loose filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0442—Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种过滤材料，所述过滤材料包括内部的过滤芯材和包覆在所述过滤芯材外层的包覆层，其中所述包覆层选自以下的一种或多种：铜、银、锌、金以及他们中一种或多种的合金。本发明还涉及包括此过滤材料的过滤制品。本发明的过滤材料具有快速、高效和持久杀灭微生物，以及抗微生物谱广泛的效果。

Description

铜涂覆的抗微生物过滤材料
技术领域
本发明涉及过滤材料，具体涉及具有复合滤丝结构的铜涂覆的过滤材 料。
背景技术
随着当代人们对大气和室内空气质量的日益重视，空气过滤材料的技 术提高要求不断增加。1940年玻璃纤维空气材料获得美国专利。之后随着 非织造工业的发展，出现了各种化纤材料做成的空气过滤材料，如聚酯 (PET)，聚酰胺，聚丙烯(PP)，聚苯硫醚(PPS)，聚四氟乙烯(PTFE) 等等，无机纤维有玻璃纤维，陶瓷纤维等等。
当前对于空气过滤材料的要求越来越高，越来越多样化。空气过滤材 料不仅需要有很高的过滤效能，长的使用寿命；同时针对于呼吸空气的过 滤，过滤材料要求无毒，无健康风险，更重要的是要在使用寿命期限内有 很好的杀菌杀病毒，杀灭微生物的能力。随着这些要求的出现，复合滤料 成为发展的趋势。早期的复合滤料为简单的叠制复合，如将不同的非织造 布在一定温度和压力的作用下热粘合而成。
然而，随着人们对呼吸空气质量的要求越来越高，现在对于空气过滤 材料的要求已经不满足于对于颗粒的拦截和对有害气体的去除。更加重要 的是对细菌病毒等有害微生物的去除，阻隔疾病的传播。因此产生了多种 形式的复合滤材。
专利US20150258480A1描述了在空气滤材中，叠加了含锌的抗菌化合 物的复合滤材。专利US20080302713A1也描述了一种叠加了抗微生物层的 空气滤材结构。还有文献将TiO2光催化剂膜叠加复合在空气滤材上面，或 者将纳米银颗粒添加到滤材表面达到杀灭微生物的功效。
但是，现有的空气滤材往往存在杀灭微生物需要较长时间，和/或杀灭 微生物效果不足等缺陷。因此，依旧需要开发新型过滤材料，以盼实现快 速、高效和长效持久杀灭微生物，以及抗微生物谱广泛的效果。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明开发了一种可以实现快速、 高效、持久且抗微生物谱广泛的过滤材料。
一方面，本发明提供了一种过滤材料，其特征在于所述过滤材料包括 内部的过滤芯材和包覆在所述过滤芯材外层的包覆层，其中所述包覆层选 自以下的一种或多种：铜、银、锌、金以及他们中一种或多种的合金。
在一个实施方式中，所述包覆层为铜。
在一个实施方式中，所述包覆层均匀分布或非均匀分布在所述过滤芯 材外层。
在一个实施方式中，所述包覆层的厚度为0.001μm-500μm，优选0.001 μm-300μm，优选0.001-100μm，优选0.1-1μm。
在一个实施方式中，本发明的过滤材料具有由多根过滤芯材相互交错 所编织成的网状结构。
在一个实施方式中，所述过滤芯材选自包括以下的一种或多种：聚酯、 聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)、 混合纤维素酯(MCE)、硝酸纤维素(NC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙 (NV)、膨体聚四氟乙烯(EPTEF)、有玻璃纤维和陶瓷纤维。
在一个实施方式中，所述过滤芯材为滤丝形状。
在一个实施方式中，所述滤丝的直径的范围为0.05μm-500μm，优选 0.05μm-300μm，优选0.05μm-100μm，优选0.05μm-50μm，优选0.01 μm-30μm，优选0.01μm-10μm，优选0.1μm-1μm。
在一个实施方式中，所述包覆层为铜，且所述包覆层的平均含铜量在 300mg/m2以上，优选300mg/m2-1000mg/m2，优选300mg/m2-700mg/m2， 优选300mg/m2-500mg/m2，优选300mg/m2-400mg/m2，优选300mg/m2 -350mg/m2，优选300mg/m2-320mg/m2，优选300mg/m2。
在一个实施方式中，所述包覆层通过化学键与所述过滤芯材外层连接， 例如通过配位键与所述过滤芯材外层连接。
另一方面，本发明提供本发明的过滤材料在制备杀灭微生物的过滤制 品中的用途。
又一方面，本发明提供了包含本发明过滤材料的过滤制品。
在一个实施方式中，所述微生物为细菌，例如大肠杆菌和金黄色葡萄 球菌；和病毒，例如肠道病毒EV71、柯萨奇病毒CA16和冠状病毒。
在一个实施方式中，所述过滤制品包括口罩滤芯、净化器滤芯、空调 滤芯和通风口滤芯。
在一个实施方式中，所述过滤制品可以进一步包括其它过滤材料，例 如活性炭、银基过滤材料、锌基过滤材料和TiO2基过滤材料。
本发明的过滤材料对于微生物可以实现低至5分钟的快速杀灭效果， 并可保持长效保持很久。而且本发明的过滤材料对于微生物的消灭效率可 以达到99％以上。此外，本发明的过滤材料适用于包括细菌和病毒在内的 多种微生物，具有广泛的抗微生物谱。
附图说明
图1：本发明过滤材料的结构示意图。
附图标记：数字①代表过滤芯材，数字②为包覆在所述过滤芯材外层 的包覆层。
图2A-2B：本发明过滤材料的截面图。
图2A：包覆层均匀分布在过滤芯材外层；和图2B：包覆层非均匀分布 在过滤芯材外层。
附图标记：数字①代表过滤芯材，数字②为包覆在所述过滤芯材外层 的包覆层。
图3：本发明300mg/m2铜涂覆量的滤材样品的显微镜镜检结果。如图 所示，本发明的铜十分均匀且连续地包覆在过滤芯材外层。
具体实施方式
一方面，本发明提供了一种过滤材料。图1是本发明过滤材料的结构 示意图。
如图1所示，本发明的过滤材料由多根过滤芯材相互交错编制制成。 在一个实施方式中，本发明的过滤材料具有由多根过滤芯材相互交错所编 织成的网状结构。在一个实施方式中，本发明过滤材料包括由多根过滤芯 材相互交错所编织成的网状结构，以及包覆在过滤芯材外层的包覆层。本 发明的过滤材料可以非常好地将过滤芯材和具有杀灭微生物效果的材料的 功能相结合。过滤芯材在产生拦截功能的同时，也可以高效快速的杀灭所拦截的微生物，有效防止微生物在空气过滤器中的滋生繁殖，并随着气流 进入到清洁空气中，而造成疾病的传播。
如图1所示，本发明的过滤材料包括内部的过滤芯材(1)和包覆在过滤 芯材(1)外层的包覆层(2)。所述过滤芯材可以为本领域常用的过滤材料。在 一个实施方式中，所述过滤芯材选自包括以下的一种或多种：聚酯、聚酰 胺、聚丙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)、 混合纤维素酯(MCE)、硝酸纤维素(NC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙 (NV)、膨体聚四氟乙烯(EPTEF)、有玻璃纤维和陶瓷纤维。所述包覆层可 以为金属层，特别是本领域已知的具有杀灭微生物效果的金属。在一个实 施方式中，所述包覆层选自以下的一种或多种：铜、银、锌、金以及他们 中一种或多种的合金。在一个实施方式中，所述包覆层为铜。不受限于任 何理论，铜的存在可以使得包括细菌和病毒在内的微生物的蛋白质发生变 性。因此，通过采用单质形式的铜作为包覆材料，本发明的过滤材料可以 实现对于微生物的杀灭。
图2A-2B是本发明过滤材料中过滤芯材的截面图。本发明的过滤芯材 可以为滤丝形状，且所述滤丝的截面可以为任何形状，包括但不限于圆形、 椭圆形、矩形、菱形、梯形等。在一个实施方式中，本发明的过滤芯材为 滤丝形状。在一个实施方式中，本发明的过滤芯材为具有圆形截面的滤丝 形状。
如图2A所示，包覆层(2)可以均匀分布在过滤芯材(1)外层，或者包覆 层(2)可以非均匀分布在过滤芯材(1)外层。在一个实施方式中，所述包覆层 均匀分布或非均匀分布在所述过滤芯材外层。在一个实施方式中，所述包 覆层通过化学键与所述过滤芯材外层连接。在一个实施方式中，所述包覆 层通过配位键与所述过滤芯材外层连接。在一个实施方式中，所述包覆层 通过气相蒸镀的方法被沉积到所述过滤芯材外层。
不受限于任何理论，本发明发明人认为通过采用与过滤芯材连接的包 覆层，而非将具有杀灭微生物效果的材料例如金属与过滤芯材混合或浸泡， 可以将包覆层牢固固定在过滤芯材表面，并使其能够与目标微生物充分接 触，由此极大地提高杀灭微生物的效果。在一个实施方式中，可以采用磁 控溅射的方法将包覆层与过滤芯材连接。在一个实施方式中，可以采用化 学配位的方法将包覆层与过滤芯材连接。在一个实施方式中，可以采用气 相蒸镀法的方法将包覆层与过滤芯材连接。在一个实施方式中，可以采用 液相涂附的方法将包覆层与过滤芯材连接。此外，相比于将金属与过滤芯 材混合或浸泡等方式，本发明通过将过滤芯材与包覆层连接，也可以降低 生产过程的有害化学物的残留。
在一个实施方式中，所述滤丝的直径的范围为0.05μm-500μm，优选 0.05μm-300μm，优选0.05μm-100μm，优选0.05μm-50μm，优选0.01 μm-30μm，优选0.01μm-10μm，优选0.1μm-1μm。在一个实施方式中， 所述包覆层的厚度为0.001μm-500μm，优选0.001μm-300μm，优选 0.001-100μm，优选0.1-1μm。
本发明的发明人还发现，当包覆层的所含的杀灭微生物效果的材料例 如金属的平均含量到达一定数值后，杀灭微生物的多方面效果可以得到极 大的改善。在一个实施方式中，所述包覆层的所含的杀灭微生物效果的材 料为金属，且所述金属的平均含量至少为300mg/m2，优选300mg/m2-1000 mg/m2，优选300mg/m2-700mg/m2，优选300mg/m2-500mg/m2，优选300 mg/m2-400mg/m2，优选300mg/m2-350mg/m2，优选300mg/m2-320 mg/m2，优选300mg/m2。在一个实施方式中，所述金属为选自以下的一种 或多种：铜、银、锌、金以及他们中一种或多种的合金。在一个实施方式 中，所述金属为铜。
在一个实施方式中，本发明包覆层为铜，且所述包覆层的平均含铜量 为至少为300mg/m2，优选300mg/m2-1000mg/m2，优选300mg/m2-700 mg/m2，优选300mg/m2-500mg/m2，优选300mg/m2-400mg/m2，优选300 mg/m2-350mg/m2，优选300mg/m2-320mg/m2，优选300mg/m2。本发明 证实，当包覆层的平均含铜量大于300mg/m2时，本发明过滤材料对于微生 物可以实现低至5分钟的快速杀灭效果，与微生物接触长达18小时也仍然 具有优异的杀菌效果，而且杀灭效率高达99％以上。
此外，本发明还证实本发明滤材可以实现长效性杀菌，3个月的杀菌效 果依旧在90％以上。
在一个实施方式中，本发明滤材具有5min内的快速杀灭微生物的效果。 在一个实施方式中，本发明滤材具有大于99％的杀灭微生物的效果。在一 个实施方式中，本发明滤材具有可持续长达3个月，且3个月后依旧至少 具有大于90％的杀灭微生物例如细菌的效果。
实验还证实本发明的过滤材料对于包括细菌和病毒在内的微生物均可 以起到很好的杀灭效果，因此具有广泛的抗微生物谱。因此，另一方面， 本发明提供本发明的过滤材料在制备杀灭微生物的过滤制品中的用途。
在一个实施方式中，所述微生物包括细菌、真菌和病毒。在一个实施 方式中，所述细菌包括但不限于葡萄球菌属(Staphylococcus)、脓杆菌属 (Pseudobacterium)、埃希菌属(Escherichia)、念珠球菌属(Candida)、沙门氏 菌(Salmonella)、链球菌属(Streptococcus)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、双球 菌属(Neisseria)等。在一个实施方式中，所述细菌选自以下一种或多种：金 黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、 大肠杆菌(E.coli)、白色念珠球菌(Candida albicans)、肠炎沙门氏菌 (Salmonella enteritidis)、沙门氏伤寒菌(Salmonella typhi)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、流感杆菌(Haemophilus influenzae)和淋病双球菌(Neisseria gonorrheoeae)。
在一个实施方式中，所述真菌包括但不限于霉菌和酵母菌。在一个实 施方式中，所述真菌为曲霉菌属(Aspergillus)或青霉菌属(Penicillium)。在一 个实施方式中，所述病毒包括但不限于流感病毒、肝炎病毒、冠状病毒、 腺病毒、鼻病毒、肠道病毒等。在一个实施方式中，所述微生物为细菌， 例如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌；和病毒，例如肠道病毒EV71、柯萨奇病 毒CA16和冠状病毒如新型冠状病毒。
又一方面，本发明提供了一种包含本发明过滤材料的过滤制品。可以 使用本发明过滤材料的过滤制品包括但不限于个人防护用品，例如口罩等； 以及空气过滤装置，例如交通工具的空调滤芯，例如汽车空调滤芯、火车 空调滤芯、飞机空调滤芯，以及家用空调滤芯、公共场所如建筑物，例如 医院的空调滤芯等，公共场所如建筑物的空气出风口滤芯。在一个实施方 式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为汽车空调滤芯。在一个实施方式 中，包含本发明过滤材料的过滤制品为建筑物的空气出风口滤芯。在一个 实施方式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为新风系统。在一个实施方 式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为汽车空调滤芯或汽车空气滤芯。 在一个实施方式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为医用防护服面料。 在一个实施方式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为急救呼吸面罩。在 一个实施方式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为裹尸布/裹尸袋。在一 个实施方式中，包含本发明过滤材料的过滤制品为医院层流室所用空气进 化系统。
在一个实施方式中，本发明的过滤制品可以包含一层或多种本发明的 过滤材料。在一个实施方式中，本发明的过滤制品可以进一步包括其它过 滤材料，例如活性炭、银基过滤材料、锌基过滤材料、纳米阴离子和纳米 光触媒如纳米TiO2基过滤材料。
再一方面，本发明还涉及制备本发明过滤材料的方法，包括将过滤芯 材与包覆层连接。在一个实施方式中，所述包覆层选自以下的一种或多种： 铜、银、锌、金以及他们中一种或多种的合金。在一个实施方式中，所述 过滤芯材选自包括以下的一种或多种：聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚、 聚四氟乙烯、聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)、混合纤维素酯(MCE)、 硝酸纤维素(NC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙(NV)、膨体聚四氟乙烯 (EPTEF)、有机玻璃纤维和陶瓷纤维。在一个实施方式中，所述包覆层通过 化学键与所述过滤芯材外层连接。在一个实施方式中，所述包覆层通过配 位键与所述过滤芯材外层连接。
再一方面，本发明还涉及制备包含本发明过滤材料的过滤制品的方法， 包括将本发明的过滤材料置于过滤制品中。在一个实施方式中，本发明的 制备包含本发明过滤材料的过滤制品的方法包括将本发明的过滤材料置于 过滤制品内部或外部。在一个实施方式中，本发明包括将本发明的过滤材 料置于建筑物的空气出风口或汽车空调滤芯的内部。在一个实施方式中， 本发明包括将本发明的过滤材料置于汽车空调出风口或者建筑物的空气出 风口外侧。因此，本发明的过滤材料具有十分广泛的应用范围。
本发明的特定实施方案现在将通过以下非限制性实施例进行描述。
实施例
实施例1 250mg/m2铜涂覆量的滤材的制备(样品1-2)
采用滤丝直径10微米的聚丙烯PP材料作为滤材基材，涂覆材料为铜， 采用磁控溅射方式将铜涂覆到滤材基材上。
首先，将滤材基材放置入真空腔，设置传动速度为5m/min。此步骤中， 传动速度可以因靶材损耗不同而有调整。随后，将铜靶材入位，置入腔中。 将真空腔抽真空到10-4Pa后，充入1Pa的惰性气体Ar，以作为气体放电的 载体。
设置磁控溅射仪器的膜厚仪参数。将膜厚仪参数设定为对应于铜当量 为250mg/m2铜涂覆厚度。开启仪器，进行聚丙烯PP基材上铜的涂覆，使 得铜与基材以化学键相连接。显微镜镜检观察以确保涂覆均匀。最终获得 涂覆有250mg/m2铜涂覆层的聚丙烯PP基材(样品1)。
同时，使用滤丝直径10微米的聚酯PE材料作为滤材基材，涂覆材料 为铜，采用磁控溅射方式将铜涂覆到滤材基材上。
方法步骤如上所述，制备涂覆有250mg/m2铜涂覆层的聚酯PE基材(样 品2)。
实施例2 300mg/m2铜涂覆量的滤材的制备(样品3-5)
采用滤丝直径10微米的聚丙烯PP材料作为滤材基材，涂覆材料为铜， 采用磁控溅射方式将铜涂覆到滤材基材上。
方法步骤如上所述，区别在于将膜厚仪参数设定为对应于铜当量为300 mg/m2铜涂覆厚度。开启仪器，进行聚丙烯PP基材上铜的涂覆。显微镜镜 检观察以确保涂覆均匀。以获得涂覆有300mg/m2铜涂覆层的聚丙烯PP基 材(样品3)。
使用同样方法，将滤材基材更换为滤丝直径10微米的聚酯PE材料。 同样将膜厚仪参数设定为对应于铜当量为300mg/m2铜涂覆厚度。开启仪 器，进行聚丙烯PP基材上铜的涂覆，以获得涂覆有300mg/m2铜涂覆层的 聚酯PE基材(样品4)。
在另一方法中，使用化学配位法来涂覆铜。同样采用滤丝直径10微米 的聚丙烯PP材料作为滤材基材。首先，对聚丙烯PP材料进行改性，改性 方法可以参见(Steigerung der
Figure BDA0002519468890000091
von isotaktischem Polypropylen durch Kontrolle der Morphologiemittels 1,3,5-Benzoltrisamiden；
Figure BDA0002519468890000092
Michaela. Universitaet Bayreuth(Germany),ProQuest Dissertations Publishing,2018. 27600475；Otto Schwarz:Kunststoffkunde.Vogel,
Figure BDA0002519468890000093
rzburg 2002(7.Aufl.). ISBN 3802319176 3；HansDomininghaus:Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften.Springer,Berlin-Heidelberg 2005(6.Aufl.).ISBN 3-540-21410-0)。随后加入涂覆材料为铜使结合到其与改性的聚丙烯PP材 料的表面，使得铜与基材以配位键相连接。控制涂覆材料铜的加入量，以 确保获得涂覆有300mg/m2铜涂覆层的聚丙烯PP基材(样品5)。
实施例3样品3-5的抗菌效果的检测-1
对样品3-5的抗菌效果进行测试。测试单位为中国科学院理化技术研究 所抗菌材料检测中心。
测试微生物采用大肠杆菌(Escherichia coli；ATCC 25922)和金黄色葡萄 球菌(Staphylococcus aureus；ATCC6538)。
抗菌效果测试方法如下：
送检样品剪裁为18mm x 18mm大小。
1中和剂鉴定试验
依据中国人民共和国卫生部GB15979-2002标准，进行杀菌性能测试必 须通过以下中和剂鉴定试验。
1.1试验分组
1)染菌样片+5mL PBS
2)染菌样片+5mL中和剂(生理盐水)
3)染菌对照片+5mL中和剂
4)样片+5mL中和剂+染菌对照片
5)染菌对照片+5mL PBS
6)同批次PBS
7)同批次中和剂
8)同批次培养基
1.2评价规定
1)第1组无试验菌，或仅有极少数试验菌菌落生长。
2)第2组有较第1组为多，但较第3、4、5组为少的试验菌落生长， 并符合要求。
3)第3、4、5组有相似量试验菌生长，并在1 x 104-9 x 104cfu/片之间， 其组间菌落数误差率应不超过15％。
4)第6-8组无菌生长。
5)连续3次试验取得合格评价。
3.2杀菌试验
3.2.1操作步骤
将试验菌斜面培养物用PBS冼下，制成菌悬液(要求的浓度为：用100 μL滴于对照样片上，回收菌数为1 x 104-9 x 104cfu/片)。
取被试样片2.0cm x 3.0cm)和对照样片(与试样同质材料，同等大小， 但不含抗菌材料，且经灭菌处理)各4片，分成4组置于4个灭菌平皿内。
取上述菌悬液，分别在每个被试样片和对照样片上滴加100μL均匀涂 布，开始计时，作用5min，用无菌镊分別将样片投入含5mL相应中和剂 的试管内，充分混匀，作适当稀释，然后取其中2-3个稀释度，分别吸取 0.5mL，置于两个平皿，用凉至40-45℃的营养琼脂培养基15mL作倾注， 转动平皿，使其充分均匀，琼脂凝固后翻转平板，35±2℃培养48h，作活 菌菌落计数。试验重复3次，按下式计算杀菌率：
X3＝(A-B)/A x 100％
X3＝杀菌率％；A＝对照样品平均菌落数；B＝被试样品平均菌落数。
检测数据如下：
表1
Figure BDA0002519468890000101
表2
Figure BDA0002519468890000111
基于上述结果可知，本发明的300mg/m2铜涂覆量的滤材可以实 现>99％的抗菌/杀菌效果，此效果远超过GB15979-2002标准中规定的≥90％ 的杀菌率要求。而且，本发明的300mg/m2铜涂覆量的滤材可以快速地实现 此高抗菌/杀菌率，所需的时间短至仅需5min。
实施例4样品1-2的抗菌效果的检测-2
采用与实施例3同样的方法，对样品1-2的抗菌效果进行测试。测试单 位为中国科学院理化技术研究所抗菌材料检测中心。
检测数据如下：
表3
Figure BDA0002519468890000112
基于上述结果可知，当使用250mg/m2铜涂覆量的滤材时，依旧可以达 到99％抑菌率。但是，与使用300mg/m2铜涂覆量的滤材相比，使用250 mg/m2铜涂覆量的滤材达到99％抑菌率所需的时间大大增加。
实施例5本发明滤材的抗病毒效果
对样品3的抗病毒效果进行测试。测试单位为广州呼研所医药科技有 限公司。抗病毒效果测试方法如下：
1.试验用品
1)毒株：肠道病毒EV71和柯萨奇病毒CA16
2)细胞：Vero细胞
2.测试条件
1)温度：23-25℃
2)相对湿度:50-60％
3)试验时间：18小时
3.测试步骤
细胞毒性实验
参考标准ISO18184-2014及《消毒技术规范》2002版，裁剪测试样品 备用，分别评价测试样品对细胞的毒性。
病毒杀灭实验
参考标准ISO18184-2014及《消毒技术规范》2002版，测试样品与病 毒悬液作用18小时，回收样品检测病度，实验设置空白对照。
试验结果如下：
1.测试样对Vero细胞无毒性作用，细胞生长良好。
2.在本测试设置的实验条件下，测试样品与肠道病毒EV71和柯萨奇 病毒CA16悬液作用18小时，测试样品对肠道病毒EV71和柯萨奇病毒 CA16有一定的杀灭作用(表4)。
表4
Figure BDA0002519468890000121
基于上述结果可知，本发明滤材对于病毒也有很好的杀灭效果，18小 时的病毒杀灭率达到99％以上。
实施例6本发明滤材与其他滤材的抗菌和抗病毒效果的比较
本发明滤材选用样品3进行实验。对照滤材分别采用可商购的用含铜 丝滤材和含纳米银滤材。分别测试上述滤材对于大肠杆菌(Escherichia coli) 和冠状病毒GX_P2V在5分钟和18小时的抗菌和抗病毒效果。测试方法参 考前述实施例3-5。
试验结果如下：
表5
Figure BDA0002519468890000131
基于上述结果可知，相比于含铜丝滤材和含纳米银滤材，本发明的滤 材对于细菌和病毒均呈现优异的杀灭效果。而且，本发明的滤材不但可以 实现快速的抗菌效果，而且此抗菌效果可以持续较长时间。
上述实验在18小时后并未结束。将样品3转移贴附在写字楼空气过滤 器的出风口处，保持3个月，随后测定其杀菌的效果。平行对照使用未包 含本发明铜涂覆层的普通PP材料作为滤材。测定方法参照实施例3。
表6
大肠杆菌的杀菌率
处理时间 3个月之后
样品3 90.04％
普通PP材料 大量菌生长，基本失效
由此可知，本发明滤材可以实现长效性杀菌，杀菌效果可以保持至少3 个月，3个月的杀菌效果依旧在90％以上，符合国家GB15979-2002标准中 ≥90％的要求。

Claims (10)

1.一种过滤材料，其特征在于所述过滤材料包括内部的过滤芯材和包覆在所述过滤芯材外层的包覆层，其中所述包覆层选自以下的一种或多种：铜、银、锌、金以及他们中一种或多种的合金。
2.如权利要求1的过滤材料，其特征在于所述包覆层均匀分布或非均匀分布在所述过滤芯材外层。
3.如权利要求1-2中任一项的过滤材料，其特征在于所述包覆层的厚度为0.001μm-500nm，优选0.001μm-300nm，优选0.001μm-100μm，优选0.1μm-1μm。
4.如权利要求1-3中任一项的过滤材料，其特征在于所述过滤芯材为滤丝形状。
5.如权利要求1-4中任一项的过滤材料，其特征在于所述滤丝的直径的范围为0.05μm-500μm，优选0.05μm-300μm，优选0.05μm-100μm，优选0.05μm-50μm，优选0.01μm-30μm，优选0.01μm-10μm，优选0.1μm-1μm。
6.如权利要求1-5中任一项的过滤材料，其特征在于所述过滤芯材选自包括以下的一种或多种：聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)、混合纤维素酯(MCE)、硝酸纤维素(NC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙(NV)、膨体聚四氟乙烯(EPTEF)、有玻璃纤维和陶瓷纤维。
7.如权利要求1-6中任一项的过滤材料在制备杀灭微生物，优选细菌和病毒的过滤制品中的用途。
8.一种过滤制品，其特征在于其包含如权利要求1-6中任一项所述的过滤材料。
9.如权利要求8的过滤制品，其特征在于其选自口罩滤芯、净化器滤芯、空调滤芯和通风口滤芯。
10.如权利要求8-9中任一项的过滤制品，其特征在于所述过滤制品可以进一步包括其它过滤材料，例如活性炭。
CN202010486898.3A 2020-06-01 2020-06-01 铜涂覆的抗微生物过滤材料 Pending CN113750649A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010486898.3A CN113750649A (zh) 2020-06-01 2020-06-01 铜涂覆的抗微生物过滤材料
PCT/CN2021/097293 WO2021244477A1 (zh) 2020-06-01 2021-05-31 铜涂覆的抗微生物过滤材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010486898.3A CN113750649A (zh) 2020-06-01 2020-06-01 铜涂覆的抗微生物过滤材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113750649A true CN113750649A (zh) 2021-12-07

Family

ID=78782265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010486898.3A Pending CN113750649A (zh) 2020-06-01 2020-06-01 铜涂覆的抗微生物过滤材料

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113750649A (zh)
WO (1) WO2021244477A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04317728A (ja) * 1991-04-18 1992-11-09 Fuji Photo Film Co Ltd 複合濾過膜
CN103381316B (zh) * 2012-05-04 2015-05-13 东莞市导谷电子材料科技有限公司 一种具有杀菌抑菌作用的空气过滤网及制备方法
CN103935081A (zh) * 2014-02-26 2014-07-23 东莞市万丰纳米材料有限公司 一种具有无机杀菌抑菌作用的透气性材料及其制备方法
CN104831528B (zh) * 2015-03-31 2017-10-13 嘉兴中科奥度新材料有限公司 高效空气粒子过滤无纺布复合离子镀纳米金属工艺及其制品
CN212818617U (zh) * 2020-06-01 2021-03-30 南京鼎卫空气净化有限公司 具有涂层的气体过滤结构和气体过滤制品

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021244477A1 (zh) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6851648B2 (ja) 表面の長期殺菌のための抗菌コーティング
JP5457504B2 (ja) 抗菌性および抗ウィルス性のポリマー材料
US20080085326A1 (en) Antimicrobial material compositions enriched with different active oxygen species
WO2018029365A1 (en) Filtration device
EP3094762A1 (en) Method for production of antimicrobial coating in low temperatures, and metallic material, natural or artificial, coated with metal oxide nanolayers of disinfecting action and neutral to mucous membranes
TW201607597A (zh) 抗微生物空氣過濾器
WO2010143901A2 (en) Method for preparing an antimicrobial cotton of cellulose matrix having chemically and/or physically bonded silver and antimicrobial cotton prepared therefrom
CN212818617U (zh) 具有涂层的气体过滤结构和气体过滤制品
CN113750649A (zh) 铜涂覆的抗微生物过滤材料
US9421293B2 (en) Filtration medium with electrospun metal oxide nanofiber layer
Liu et al. Ag-decorated electrospun polymer/GO fibrous membranes for simultaneous bacterial filtration and termination
EP2470286B1 (en) Air cleaning filter comprising kimchi lactic acid bacteria and disinfectant and process for producing the same
CN111733596A (zh) 贵金属抗菌消毒液及其贵金属负载抑菌口罩与制备方法
Lin et al. One-pot fabrication and antimicrobial properties of novel PET nonwoven fabrics
Sonar et al. Mycosynthesized silver nanoparticles as potent growth inhibitory agents against selected waterborne human pathogens
AU2006347612A1 (en) Chlorine-loaded carbide-derived carbon with bactericidal properties
CN218389867U (zh) 一种抗病毒口罩
KR102515884B1 (ko) 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법
Yin et al. Preparation of Ag@ CNT nanohybrids and investigations on their antibacterial and cytotoxicological effects
CN115300482B (zh) 一种牛血清蛋白包覆的氯己定负载磷化镍纳米胶囊及其制备方法与抗菌应用
WO2011054153A1 (zh) 银离子制备
CN114680128B (zh) 一种抗微生物水溶液及其制备方法和应用
KR102565924B1 (ko) 항균활성을 가지는 합금, 합금분말 및 합금코팅체
CN113087949B (zh) 一种用于口罩的氟化物改性纤维素膜的制备方法
Falcó Ferrando et al. Antimicrobial Bilayer Nanocomposites Based on the Incorporation of As-Synthetized Hollow Zinc Oxide Nanotubes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20231218

Address after: Room 1208, 12th Floor, Building 3, Yard 8, Dongqiao Road, Chaoyang District, Beijing, 100000

Applicant after: Dingwei Jingyan Chuangli (Beijing) Technology Service Co.,Ltd.

Address before: 211100 second floor, unit B, 300 Zhihui Road, Qilin science and Technology Innovation Institute, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province

Applicant before: Nanjing Dingwei air purification Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right