CN114588711A - 用于将病原体和/或过敏原去活的过滤介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过滤介质，一种包含此类过滤介质的用于过滤气体‑颗粒体系的过滤组件，一种用于借助于此类过滤介质从空气和其他气体中贫化病原体和/或过敏原的方法，以及所述过滤介质用于从空气和其他气体中贫化病原体和/或过敏原的用途。

Description

用于将病原体和/或过敏原去活的过滤介质
技术领域
本发明涉及一种过滤介质，一种包含此类过滤介质的用于过滤气体-颗粒体系的过滤组件，一种用于借助于此类过滤介质从空气和其他气体中贫化病原体和/或过敏原的方法，以及所述过滤介质用于从空气和其他气体中贫化病原体和/或过敏原的用途。
背景技术
已知的是，在例如建筑物或运输工具的空气技术设备中使用过滤系统，以便降低空气中不希望的颗粒状组分(如引发过敏的成分和病原体微生物)的含量。
过敏原是被免疫系统识别是“体外性”并且因此为了防止可能的疾病而与之对抗的物质。如果免疫系统的某些调节机制失效，则对实际上无危险的过敏原产生过度反应，伴有典型的过敏综合征，如过敏性鼻炎或过敏性支气管哮喘。统计显示，与由于过敏原触发的过敏性反应相关的人数逐年上升。许多过敏原通过空气传播并且通过呼吸被吸收。此类的吸入性过敏原(空气过敏原)可能是植物、动物或人为(例如化学)起源的。这包括例如花粉、真菌孢子、粉末、木屑、生活粉尘、动物螨虫排泄物、动物毛发等。重要的过敏致病因素是草花粉和桦树花粉。与大规模过敏反应相关的人数且特别是哮喘患者人数逐渐增加，使得对从房间空气中可靠地去除过敏原或减少其触发过敏的作用的过滤系统存在持续的需求。
在实践中将例如用多酚处理的过滤介质用于减少沉积在过滤介质上的物质触发过敏的潜在可能性。例如，从EP2879776已知一种过敏原去活剂的用途，所述过敏原去活剂包括过滤基底，所述过滤基底包含来自单宁族的多酚、尤其有机单宁酸作为抗过敏原剂。然而多酚具有以下缺点：它们例如在过滤器上在较长时间段上具有相对较低的抗过敏原潜能。即，多酚作为二次植物物质主要具有亲水特征并且因此可能由于在过滤器的使用寿命期间的老化过程(例如较大的温度波动和湿度波动)而被分解或被洗出。另外，过滤基底可包含氧化锌作为抗细菌剂。
EP 3 162 425描述了一种用于从空气中去除过敏原的过滤材料。所述过滤材料包括酸功能化的层，所述层包括果酸和脂肪酸。已经发现，通过脂肪酸减少了果酸的洗出。
病原体是在其他生物体中导致损害健康的过程的微生物或亚细胞刺激体。在此尤其可以涉及细菌、病毒或真菌。
病毒是可以在细胞的外部(细胞外)作为病毒粒子通过传播扩散、但是只能在适合的宿主细胞的内部(细胞内)作为病毒增殖的感染性有机结构。病毒自身不是由一个或多个细胞组成的。所有病毒都包含关于其增殖和传播的程序(某些病毒还有其他辅助组分)，但是既不具有独立的复制作用，也不具有自身的新陈代谢，并且因此依赖于宿主细胞的新陈代谢。病毒结合到宿主细胞的表面分子处并且将其遗传物质渗透到其中。遗传物质前进直到细胞核中并且改变细胞自身的DNA。在某些情况下，通过所存在的细胞器，在受感染细胞中进行病毒体(基因组和蛋白质)的大规模复制。
细胞外部的病毒颗粒被称为病毒粒子。病毒粒子是包含核酸(脱氧核糖核酸(DNA)或者核糖核酸(RNA))并且大多数情况下具有包裹的蛋白质外壳(衣壳)的颗粒。然而例如在流感病毒中缺少外壳，取而代之，流感病毒具有核糖核蛋白。一些病毒粒子另外具有由生物隔膜形成的包膜，生物隔膜的脂质双层散布有病毒隔膜蛋白质。这被称为病毒壳。基本上直到复制阶段开始时为止除了衣壳之外还具有病毒壳的病毒被称为外壳型，没有此类壳的病毒被称为无壳型。
病毒粒子的直径为约15nm(例如圆环病毒科)至440nm(智利巨型病毒(Megaviruschilensis))。病毒粒子明显小于细菌，然而略大于既不具有衣壳也不具有病毒壳的类病毒。
冠状病毒(CoV)是“外壳型病毒”，属于冠状病毒科中的冠状病毒亚科。它们可以导致从感冒直至如中东呼吸综合征(MERS-CoV)或重症急性呼吸综合征(SARS-CoV)的严重疾病。新型冠状病毒SARS-CoV-2是一种以往没有在人类身上发现的新毒株。
细菌以不同的外部形式存在。其大小差异非常大。其直径介于约0.1与700μm之间，其中大多数已知种类直径为约0.6至1.0μm。其长度处于更大的范围内。单个细胞的长度介于约0.6μm至700μm之间。细菌可以主动或被动地进入人类或动物宿主中并在那里增殖。许多细菌感染是无害的，但是根据病原菌且尤其还根据定位和免疫情况，细菌感染也可能是非常危险的。在潜伏期结束之后，人体机体以生病做出反应。细菌可能是从环境中(例如通过呼吸或饮食)吸入的。许多病原性细菌通过空气传播并且可以主要通过呼吸道的粘膜被人类或动物吸入。
现有技术中已知不仅用于净化空气以除去过敏原而且还除去病原体的过滤材料。
DE 10 2016 212 056描述了一种基于阳离子型离子交换剂的过滤介质以及一种抗病原物质，例如多酚。离子交换剂与水一起形成了酸性环境，与抗病原物质相结合，这种组合对于一些微生物是有害的。在此明确提出的是，酸性质子降低或停止了细菌、病原菌、真菌和藻类(而非病毒)的生物活性。由此，据称解决了特别在运输工具空调系统中的过滤介质中出现的问题：这些特殊的微生物可能在过滤材料自身中增殖。这是与病毒性病原体的区别，病毒性病原体仅在宿主细胞存在下才是生物学上活性的并且才可以增殖。
为了净化空气以除去病毒性病原体，对于简单的呼吸防护应用领域而言已知的是使用过滤面罩。从现有技术还已知在静止和移动的空气处理系统中(例如用于房间空气净化或用于运输工具空气调节的过滤系统)用于净化空气的单独的过滤材料。
DE 10 2013 021 071 A1描述了一种过滤介质，尤其用于过滤用于机动车辆内部空间的空气，所述过滤介质包括抗微生物物质和抗过敏物质。抗微生物物质选自许多不同的化合物，如金属和金属化合物等。过滤介质应能够杀死微生物、尤其真菌和真菌孢子并且同时有效地防止过滤介质生长细菌、真菌和其他微生物。
US 5,888,527描述了一种抗真菌、抗细菌且抗病毒的过滤器，所述过滤器包括带有由茶提取物形成的装备品的集尘过滤无纺布。这种过滤器应适合用于将病毒结合、去活并且防止重新扩散。
DE 10 2015 103 284描述了一种吸尘器过滤袋，所述吸尘器过滤袋具有一个或多个过滤无纺布层作为壁部。所述吸尘器过滤袋此外具有抗微生物材料，所述材料例如可以被加工到过滤无纺布层之一中或者在所述吸尘器过滤袋的内部中位于构成一类小袋、存储器或袋囊的附加单层中。抗微生物材料选自乳酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、水杨酸或其衍生物。然而没有给出有关所述抗微生物材料的用量的数据。这篇文件的教导的核心是，在启动吸尘器时在吸尘器袋中所加入的抗微生物材料所处的单层或过滤无纺布层裂开并且因此所述材料分布在所述吸尘器袋的内部中。
US 2013/0183879描述了一种用于使过敏原去活的组合物，包含式I的化合物二苯醚二磺酸盐作为过敏原去活剂，
Figure BDA0003361235890000041
其中R代表C1-C30烷基。另外，所述组合物可以包含另外的助剂，如有机酸、EDTA和C1-C6醇。有机酸用于通过降低pH值来增强抗过敏原效果。这进而应有助于式(I)的化合物的过敏原去活效率。用于将过敏原去活的物质可以用在填料、纺织物、无纺布或纤维(也就是说载体材料)中或其上，其中具体地提及了喷涂施加到空调系统的过滤器上以及用于机动车辆的内部空间。酸以相对于所述组合物计0.5至50重量％的量使用。没有提及酸相对于载体材料的量。在实施例部分、尤其对比实施例1(表1)中显示，单独使用酸(以及EDTA和醇)而没有式(I)的化合物导致非常差的过敏原去除作用。因此这个实施例与本发明的教导相反，本发明在载体材料中仅使用酸。此外，实施例1至6(表1)表明去除过敏原的效率一方面取决于基团R的碳数并且另一方面取决于侧链R是以支链还是以直链形式存在。
DE 683115描述了一种吸尘器过滤器，所述吸尘器过滤器用水杨酸浸渍或者散布有水杨酸晶体。
实际中对适合用于从空气或其他气体中有效去除病原体和过敏原的过滤介质有非常大的需求。这尤其适用于如下过滤介质：所述过滤介质适合于有效降低空气的病原性病毒、尤其冠状病毒如SARS-CoV-2或MERS-CoV以及流感病毒如流感A变体H1N1的含量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种过滤介质，所述过滤介质可以用于从空气和气体中贫化病原体和过敏原。在此，病原体和过敏原尤其应不仅被沉积在所述过滤介质上和/或其中，而且另外还应被去活。一方面这具有的优点是，即使当从所述过滤介质中出来的空气仍包含病原性/过敏性物质时，所述物质已经被去活并且不再是病原性/过敏性的。另外，经加载的过滤介质基本上也不再具有病原性/过敏性物质。此外，所述过滤介质应具有特别的杀菌效果并且由此在长时间段上保持卫生且无味。
这个目的通过本发明的过滤介质以及本发明的用于净化空气的方法实现，所述过滤介质具有至少一个特殊的酸功能化的层。
本发明的用途特别具有如下优点，即所述过滤介质针对各种不同病毒毒株(例如H1N1和HCoV229E)的抗病毒效果。
发明概述
本发明的第一个主题为一种过滤介质，包括至少一个酸功能化的层或由其组成，所述层包括至少一种载体材料以及至少一种具有0至7的pks1值的果酸，其中所述至少一个酸功能化的层不含添加的C8至C18脂肪酸、其酯和酰胺。
本发明的另一个主题为一种过滤介质，包括至少一个酸功能化的层或由其组成，所述层包括至少一种载体材料以及至少一种具有0至7的pks1值的果酸，其中所述至少一个酸功能化的层不含添加的C8至C18脂肪酸、其酯和酰胺，其中所述酸功能化的层包含相对于所述酸功能化的层的总重量计5重量％至30重量％的量的所述果酸。
本发明的另一个主题是一种用于过滤气体-颗粒体系的过滤组件，包括：
A)过滤颗粒的区域，所述区域包括
-颗粒过滤载体层，以及
-布置在所述颗粒过滤载体层上的微纤维层和/或隔膜过滤层，
-任选地布置在所述微纤维层和/或隔膜过滤层的背向所述颗粒过滤载体层的侧面上的覆盖层；和/或
B)吸收性区域，所述吸收性区域包括
-吸附层，以及
-布置在所述吸附层上的吸附载体层，
其中选自所述颗粒过滤载体层、微纤维层、隔膜过滤层、覆盖层、吸附层和吸附载体层中的至少一个层由根据本发明的过滤介质构成。
另一个主题是一种用于从空气或其他气体中贫化病原体和/或过敏原的方法，包括以下步骤：
i)将富集有病原体和/或过敏原的空气或气体导入到过滤设备中，所述过滤设备包括至少一个根据本发明的过滤介质，
ii)引导所述空气或气体穿过所述过滤介质或者使所述空气或气体与所述过滤介质接触，从而获得贫化病原体和/或过敏原的空气或者贫化病原体和/或过敏原的气体，
iii)将所述贫化病原体和/或过敏原的空气或者贫化病原体和/或过敏原的气体从所述过滤设备中导出。
本发明的另一个主题是根据本发明的过滤介质的用途，用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的空气中贫化病原体和/或过敏原，优选用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的送入空气和/或循环空气和/或排出空气中贫化病毒，尤其用于从交通设施如道路行驶车辆、轨道车辆、水上运输工具或空中运输工具的内部空间中贫化病原体和/或过敏原。
发明详述
在本发明的意义上，贫化病原体和过敏原还理解为将其去活。将包含病原体和/或过敏原的空气或其他气体引导通过本发明的过滤介质。在此，包含在空气或气体中的病原体/过敏原的至少一部分被所述过滤介质结合并且由此通过物理沉积降低了病原体浓度/过敏原浓度。另外，包含在空气或气体中的病原体/过敏原的至少一部分通过与酸功能化的层接触而被去活(化学去活)，使得其不再有过敏原或病原体作用。即使当这部分经去活的病原体/过敏原没有完全被保留在过滤介质中时，通过去活也可以降低空气或气体中病原体/过敏原的浓度。通过本发明的过滤介质可以获得如下空气或气体：所述空气或气体不含病原体和过敏原或者以如此低的浓度包含病原体和过敏原，从而排除掉在接触、特别是吸入这种空气或气体之后或者还有在长时间驻留在包含这种空气或气体的空间中之后人类的过敏反应或感染。通过本发明的过滤介质基本上完全去除了病原体和过敏原。
在负载有病原性病毒的空气或气体的情况下，优选通过与所述过滤介质接触来实现优选>3.0log级、特别优选>5.0log级的病毒性病原体降低系数。致病性的这种降低是基于通过酸功能化层实现的病毒去活。抗病毒特性的测定可以根据用于测定纺织品产品的抗病毒活性的ISO18184:2019-06或类似方法进行。本发明过滤介质针对某些过敏原的去活能力的测量可以通过ELISA(酶联免疫吸附测定)测试来进行，其中可以通过基于抗原-抗体反应的颜色变化测量来测量过敏原浓度。本发明过滤介质针对某些细菌的去活能力的测量可以根据标准ISO20743:2013来进行。
本发明的过滤介质非常普遍性适合于从气体或由两种或更多种不同气体形成的混合物中贫化病原体、尤其病毒和细菌以及过敏原。优选的气体混合物为空气。本发明的过滤介质还有利地适合于从空气形式的其他可呼吸的气体混合物中贫化病原体、尤其病毒和细菌以及过敏原。此类可呼吸的气体混合物优选包含氧气和至少一种惰性气体，所述惰性气体不参与新陈代谢过程并且用于稀释氧气。适合的惰性气体为氮气、氦气、氖气和氢气。
根据本发明已经发现，包括具有0至7的pks1值的至少一种果酸的至少一个酸功能化的层可以使过滤介质具备高的用于对病原体和过敏原去活的能力，其中所述至少一个酸功能化的层不含添加的C8至C18脂肪酸、其酯和酰胺。所假定的是，通过C8至C18脂肪酸减少了果酸的洗出。现在在实际实验中已经发现，本发明的过滤介质在没有添加脂肪酸的情况下已经显示出了对病毒的突出的去活作用并且仅出现少量的洗出。这与针对其他微生物的杀生物效果以及抗过敏效果相结合。
在本发明的意义上，病原体尤其为病毒、细菌、真菌和藻类。本发明的过滤介质特别适合于贫化病原性病毒和细菌。
在本发明的意义上，病毒为外壳型病毒和无壳型病毒。
外壳型病毒优选地选自冠状病毒科(Coronaviridae)、正粘病毒科(Orthomyxoviridae)和肺病毒科(Pneumoviridae)。
冠状病毒科优选地选自冠状病毒229E(HCoV-229E)、冠状病毒NL63(HCoV-NL63)、冠状病毒OC43(HCoV-OC43)、冠状病毒HKU1(HCoV-HKU1)、MERS-CoV(中东呼吸综合征相关的冠状病毒)和SARS相关的冠状病毒(SARS-CoV)，包括SARS-CoV-2亚型，特别是COVID-19。
正粘病毒科优选地选自流感病毒A、流感病毒B、流感病毒C和流感病毒D。
流感病毒A特别是流感病毒A变体H1N1、流感病毒A变体H3N2、流感病毒A变体H5N1。
流感病毒B特别是流感病毒B/维多利亚(Victoria)系和流感病毒B/山形(Yamagata)系。
肺病毒科特别是呼吸道合胞病毒(Respiratorisches Synzytial-Virus，HRSV)(类型A、B)和偏肺病毒(Metapneumovirus，HMPV)(类型A1至2、B1至2)。
无壳型病毒特别地选自小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)。
小核糖核酸病毒科特别地选自科萨奇病毒(Coxsackievirus)A/B、科萨奇病毒B1(CVB-1)、埃可病毒(Echovirus)、肠道病毒(Enterovirus)和鼻病毒(Rhinovirus)。
鼻病毒特别是鼻病毒-1A(HRV-1A)、1B至100。
一种优选的实施方式是使用如上且在下文中定义的过滤介质的用途，用于从空气和气体中贫化新冠病毒科和正粘病毒科，尤其用于从空气和气体中贫化SARS相关的冠状病毒、中东呼吸综合征相关的冠状病毒(MERS-CoV)和流感病毒A，特别用于贫化SARS-CoV-2、MERS-CoV和流感病毒A变体H1N1。
细菌可以通过各种感染路径到达宿主。在本发明的意义上细菌型病原体特别通过呼吸空气作为液滴感染到达宿主。本发明的过滤介质有利地适合于贫化空气和其他气体中的细菌。在此所述过滤介质尤其还具有高的用于使有病原作用的细菌去活的能力。
因此，本发明的另一个主题是根据本发明的过滤介质的用途，用于贫化优选地选自肺炎球菌(Pneumokokken)、溶血性链球菌(
Figure BDA0003361235890000091
Streptokokken)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、莫拉菌属物种(Moraxella spp.)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)等的细菌。这特别包括致热β-溶血性链球菌(
Figure BDA0003361235890000092
Streptococcus pyrogenes，A群链球菌)、白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheriae)、b型流感嗜血杆菌(Haemophilusinfluenzae)、百日咳杆菌(Bordetella pertussis)、化脓性链球菌(Streptococcuspyogenes，兰斯菲尔德A群链球菌)。
在本申请的意义上的过敏原最一般地是可以通过免疫系统的介导触发过敏反应(过敏性反应)的物质。本发明的另一个主题是根据本发明的过滤介质用于贫化空气和其他气体中的过敏原的用途。通过空气传播并且通过呼吸吸入的过敏原被称为吸入性过敏原或空气过敏原。在此根据本发明的过滤介质尤其还具有高的用于使此类吸入性过敏原去活的能力。这些过敏原可能是植物、动物或人为起源的。这包括例如花粉、真菌孢子、粉末、木屑、生活粉尘、动物螨虫排泄物、动物毛发等。根据本发明的过滤介质特别用于贫化花粉，如草花粉和桦树花粉。
根据本发明使用的过滤介质包括至少一个酸功能化的层，所述层包括具有0至7的pks1值的果酸。
pKs值(酸常数)是酸强度的量度。酸度越高，其pKs值越小。
pKs值可以通过酸碱滴定和在半等量点测定pH值来测定。此时所述酸及其对应的碱以相同浓度存在。在这个点，从亨德森-哈塞尔巴尔赫方程得到：pH＝pKs。
所述果酸优选具有1.0至5.0、尤其2.0至4.0且特别2.5至4.0的pks1值。
果酸是有机的羟基羧酸、二羧酸和三羧酸，其中有些果酸既可以归为羟基羧酸也可以归为二羧酸或三羧酸。
适合的羟基酸选自富马酸、葡萄糖酸、乙醇酸、扁桃酸、乳酸、水杨酸、α-羟基辛酸及其混合物。
适合的二羧酸选自苹果酸、草酸、酒石酸及其混合物。
优选的三羧酸是柠檬酸。
在一个优选的实施方式中，所述果酸选自苹果酸、柠檬酸、富马酸、葡萄糖酸、乙醇酸、扁桃酸、乳酸、草酸、水杨酸、α-羟基辛酸、酒石酸及其混合物。所述果酸特别优选地包括柠檬酸或由柠檬酸组成。
根据本发明，所述至少一个酸功能化的层不含添加的C8至C18脂肪酸、其酯和酰胺。
在本发明的意义上，“不含添加的C8至C18脂肪酸、其酯和酰胺”是指，在制备所述至少一个酸功能化的层时不添加所提及的脂肪酸及其衍生物。但是完全可能的是，所提及的脂肪酸及其衍生物已经存在于根据本发明的过滤介质的原料中。于是还优选的是，所述至少一个酸功能化的层基本上或完全不含C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺。因此，所述酸功能化的层优选相对于所述酸功能化的层的总重量计以0至0.00005重量％、特别优选相对于所述酸功能化的层的总重量计以0至0.00001重量％范围内的量、尤其相对于所述酸功能化的层的总重量计以0重量％包含C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺。
脂肪酸是具有大体上不支化的碳链的饱和的或单不饱和的或多不饱和的脂肪族单羧酸。在根据本发明的过滤介质中不包含或仅以先前所述的非常小量包含的脂肪酸例如为具有基本上直链的烷基残基或基本上直链的烯基残基的C8至C18脂肪酸，如也在天然或合成脂肪酸中存在的那样，所述残基可以为饱和的或具有一、二、三、四、五或六个不饱和度。这特别还包括选自C8至C18脂肪酸及其混合物的脂肪酸。在一个特别的实施方式中，其涉及饱和的直链C12至C14脂肪酸及其混合物。在另一个特别的实施方式中，其涉及饱和的直链C8、C10和C12脂肪酸及其混合物。例如所述脂肪酸选自辛酸、天竺葵酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸及其混合物。脂肪酸衍生物例如为包含羟基作为官能残基的脂肪酸，以及脂肪酸酯、脂肪酸酰胺(如油酸酰胺和硬脂酸酰胺)和/或其混合物。
根据本发明的过滤介质优选具有至少10000:1、特别优选至少50000:1、尤其至少100000:1、特别是至少500000:1的果酸与C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺的重量比。
果酸在所述酸功能化的层中的比例可以取决于所希望的过滤介质的性能来设定。果酸在所述酸功能化的层中的比例优选为2重量％至30重量％、优选5重量％至30重量％、优选2重量％至24重量％、更优选6重量％至18重量％、更优选7重量％至15重量％且尤其8重量％至12重量％，分别相对于所述酸功能化的层的总重量计。所述酸功能化的层的总重量在此包括果酸、C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺、载体材料以及(如果存在)粘结剂、润湿剂和其他添加剂。
根据本发明的过滤介质包括至少一个酸功能化的层或者由至少一个酸功能化的层组成。为了制备所述酸功能化的层，可以用至少一种果酸浸渍和/或涂覆载体材料。使待功能化的层配备果酸的过程可以以本领域技术人员已知的各种方式来进行，如借助于浸渍和/或涂覆，例如浸轧(Pflatschen)、轧染(Foulardieren)、喷涂和/或浸涂。例如可以以简单的方式用包含果酸的溶液和/或悬浮液来浸渍和/或涂覆待功能化的层。同样可想到的是，用由包含果酸的粘结剂(例如热塑性粘结剂)混合物来浸渍和/或涂覆所述层。
在另一个实施方式中，所述果酸以可倾倒或自由流动的固体形式被用于制备所述酸功能化的层。在此，所述果酸可以干燥地被撒入所述载体材料中。如此获得的过滤介质具有生产简单的优点，因为可倾倒或自由流动的固体可以简单地操作。
自由流动的果酸尤其为粒料。适合的粒料以粉末、球、晶粒、颗粒的形式、作为尘粒或其混合物存在。粒料优选具有200至700μm的直径。这个直径也被称为粒度。在使用具有>700μm粒度的粒料时，一般实现了酸在所述过滤介质的面积上的均匀分布。所述酸尤其以2-250g/m2、特别优选20-25g/m2的浓度存在。
在一个优选的实施方式中，所述酸功能化的层包括：
-至少一种具有0至7的pks1值的果酸，
-至少一种载体材料，
-任选地至少一种粘结剂，
-任选地至少一种润湿剂，
-任选地至少一种另外的添加剂，例如选自消灭过敏原的化合物、杀真菌剂等，
-其中所述至少一个酸功能化的层不含添加的C8至C18脂肪酸、其酯和酰胺。
作为用于所述酸功能化的层的载体材料优选可以使用无纺布、纺织织物、针织物和/或纸质材料。根据本发明特别优选的实施方式因此包括所述酸功能化的层作为经浸渍和/或经涂覆的无纺布、作为经浸渍和/或经涂覆的纺织织物、针织物和/或纸质材料的设计方案。在此，使用无纺布是根据本发明特别优选的。
根据本发明的过滤介质包括至少一个酸功能化的层或者由至少一个酸功能化的层组成。所述过滤介质可以单层或多层地构造。在第一实施方式中，所述过滤介质由如上所述的至少一个酸功能化的层组成。在另一个实施方式中，所述过滤介质由如上所述的至少一个酸功能化的层和至少一个与之不同的层组成。所述至少一个与所述酸功能化的层不同的层优选同样不含添加的C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺。在一个适合的实施方式中，所述过滤介质作为双层或更多层的平面结构存在。这种平面结构于是例如具有至少一个酸功能化的层和至少一个另外的层，所述另外的层例如选自无纺布、铺网(Gelegen)、纺织织物、钩织物、针织物、纸质材料及其组合。
在本发明的意义上，无纺布是指由任何类型和任何来源的具有限定长度的纤维、连续纤维(单丝)或短切纱线形成的构造，所述纤维或纱线以任何方式已经被组装成纤维层或纤维绒并且已经以任何方式被彼此连接；其中不包括纱线的交叉或缠结，如在纺织、钩织、针织、蕾丝工艺(Spitzenherstellung)、编织和制备植绒产品时进行的那样。无纺布也不包括薄膜和纸。
在本发明的一个特别优选的实施方式中，在制备过滤介质时，用界面活性物质作为润湿剂、优选一种或多种非离子型表面活性剂作为润湿剂、更优选用乙氧基化的山梨聚糖脂肪酸酯(聚山梨酯)来处理所述待功能化的层。特别优选的是基于欧洲议会和理事会在2008年12月16日的第1333/2008号法规(EG)允许作为欧盟食品添加剂的聚山梨酯，例如E432、E 434、E 435和E 436。
根据本发明的过滤介质尤其不含聚氧乙烯(20)-山梨聚糖-单油酸酯(聚山梨酯80，E433)。
在本发明的意义上，“不含聚氧乙烯(20)-山梨聚糖-单油酸酯(聚山梨酯80，E433)”是指所述至少一种酸功能化的层基本上或完全不含聚氧乙烯(20)-山梨聚糖-单油酸酯。因此，所述酸功能化的层优选相对于所述酸功能化的层的总重量以0至0.00005重量％范围内的量、特别优选相对于所述酸功能化的层的总重量以0至0.00001重量％范围内的量、尤其相对于所述酸功能化的层的总重量以0重量％包含聚氧乙烯(20)-山梨聚糖-单油酸酯。
在使用润湿剂时有利的是，所述果酸可以特别好地锚固在待功能化的层上。这能够实现对病原体和/或过敏原的良好的固定和去活。关于使用气味浓烈的有效物质，表面活性物质提供了附加的优点，即，通过固定这些物质还可以减少气味释放。
过滤介质此外还可以包含另外的消灭过敏原的化合物，如多酚，尤其类黄酮、酚酸、多羟基酚、花青素、原花青素、苯甲酸衍生物和茋衍生物，优选天然来源的，例如在石榴、银杏或葡萄籽粉中存在的植物性二次材料和/或其混合物。在此，这些化合物优选以分别相对于所述过滤介质的总重量计2％至20％的量存在。
所述过滤介质还可以包含杀真菌的有效物质。为此可以用杀真菌物质、优选用三唑如尤其是2-辛基-2H-异噻唑-3-酮和/或金属及其化合物例如吡啶硫酮锌处理所述酸功能化的层。
在另一个实施方式中，根据本发明的过滤介质不含添加的二苯醚二磺酸盐衍生物，尤其不含式(I)的化合物
Figure BDA0003361235890000141
其中
R代表直链或支化的C1-C30烷基，
X代表H、Na、K、Mg或Ca。
R优选代表直链或支化的C10-C25烷基、尤其直链的C10-C25烷基。
在一个优选的实施方式中，根据本发明的过滤介质不含式(I)的化合物，其中R代表直链的C6烷基、直链的C10烷基、直链的C12烷基、支化的C12烷基、直链的C16烷基或支化的C22烷基，并且X代表H、Na、K、Mg或Ca。
在一个优选的实施方式中，根据本发明的过滤介质不含十六烷基二苯醚二磺酸二钠。
在本发明的意义上，“不含式(I)的化合物”是指所述至少一种酸功能化的层基本上或完全不含式(I)的化合物。因此，所述酸功能化的层优选相对于所述酸功能化的层的总重量以0至0.00005重量％、特别优选相对于所述酸功能化的层的总重量以0至0.00001重量％范围内的量、尤其相对于所述酸功能化的层的总重量以0重量％包含式(I)的化合物。
根据本发明的过滤介质突出地适合用作为用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的空气中贫化病原体和/或过敏原、尤其病毒的过滤介质。一方面这包括在建筑物、建筑物的一部分或移动设施与外界交换的空气、特别是送入的新鲜空气(外部空气)和送出的排出空气(排气)。为了保护位于建筑物、建筑物的一部分或移动设施中的人员，一般将新鲜空气过滤，以便降低病毒相对于外部空气的比例。这另外包括在建筑物、建筑物的一部分或移动设施中循环的空气(循环空气)。为了降低病原体和/或过敏原、尤其病毒在房间空气中的比例，一般还将循环空气过滤。为了保护位于建筑物、建筑物的一部分或移动设施外部的人员，还可能有意义的是，还过滤送出的排出空气。在一个优选的实施方式中，所述过滤介质用在房间空气技术设备中。这包括没有通风功能的设备，如循环空气设备和循环空气调节设备，以及具有通风功能的设备，如通风设备和空调设备。在另一个优选的实施方式中，将过滤介质用在交通设施如道路行驶车辆、轨道车辆、水上运输工具或空中运输工具的空气技术设备中。交通设施优选地选自乘用车辆、公共汽车、载重车辆、火车、船舶和飞机。所述过滤介质的根据本发明的用途优选用于贫化病原体和/或过敏原、尤其用于从交通设施如道路行驶车辆、轨道车辆、水上运输工具或空中运输工具的内部空间中贫化病毒。所述过滤介质的根据本发明的用途特别优选用于贫化在机动车辆的乘员内室中贫化病原体和/或过敏原、尤其病毒。
经加载的过滤介质有利地基本上也不再具有病原性/过敏性物质。所使用的过滤材料由此可以毫无问题地根据常用的方法处置，例如以热方式。
病毒和细菌可以以气溶胶(颗粒状悬浮微粒)的形式存在于空气中和其他气体中，其中病毒和细菌自身可以构成气溶胶微粒或者可以沉积在其他颗粒状气溶胶成分如粉尘、小水滴等上。空气技术设备中的过滤器一般以过滤组件的形式存在，所述过滤组件包括多个过滤器部件并且经常除了吸收性区域之外还具有过滤颗粒的区域。由此可能的是，还有效地净化复杂的气体-颗粒体系。根据本发明的平面基底以有利的方式适合作为用在此类过滤组件中的过滤介质。
本发明的另一个主题是一种包括上述过滤介质的过滤组件。在本发明的一个优选的实施方式中，所述过滤组件具有过滤颗粒的区域和/或吸收性区域，其中所述过滤介质可以被这些区域中的一个或两个区域包围。
在本发明的一个特别优选的设计方案中，所述过滤组件具有以下的组成部分：
A)过滤颗粒的区域，所述区域包括
-颗粒过滤载体层，以及
-布置在所述颗粒过滤载体层上的微纤维层和/或隔膜过滤层，
-任选地，布置在所述微纤维层和/或隔膜过滤层的背向所述颗粒过滤载体层的侧面上的覆盖层；和/或
B)吸收性区域，所述吸收性区域包括
-吸附层，以及
-布置在所述吸附层上的吸附载体层，其中选自所述颗粒过滤载体层、微纤维层、隔膜过滤层、覆盖层、吸附层和吸附载体层中的至少一个层由如上所述的过滤介质构成。
“颗粒过滤载体层”根据本发明应理解为可以用作微纤维层和/或隔膜过滤层的载体层的层。
“隔膜过滤层”根据本发明应理解为形成透过性隔膜的层。
“覆盖层”根据本发明应理解为可以用于覆盖和保护微纤维层和/或隔膜过滤层的层。
吸附层根据本发明应理解为具有吸附剂的层。吸附剂优选地选自由活性炭颗粒、沸石、离子交换剂及其混合物组成的组。吸附剂在吸附层中的布置有利地作为吸附载体层上的可流过的散装层以统计无规方式进行。
吸附载体层根据本发明应理解为可以用作吸附层的载体层的层。
过滤组件的吸附性区域还可以由吸附剂的几何形状确定的布置组成，例如作为具有限定的单元几何形状的可流过的蜂窝体，和/或使用几何形状限定的载体结构用于将吸附层机械稳定化。
可以想到的是，所述过滤组件仅包括所述过滤颗粒的区域或所述吸收性区域。然而所述过滤组件有利地不仅具有所述过滤颗粒的区域而且还具有所述吸收性区域，因为由此获得了特别有效的过滤组件。在这种情况下，这两个区域优选地被布置为，使得所述吸附层布置在所述微纤维层、隔膜过滤层或覆盖层的背向所述颗粒过滤载体层的侧面上。此外，所述过滤组件在使用中优选被布置为，使得所述过滤颗粒的区域关于流动方向连接在所述吸收性区域的上游。由此，可以防止在所述吸收性区域中存在的有效物质，例如果酸被来自送入空气的外来颗粒覆盖。
根据本发明，选自所述颗粒过滤载体层、微纤维层、隔膜过滤层、覆盖层、吸附层和吸附载体层中的至少一个层由如上所述的过滤介质构成并且因此具有根据本发明的果酸。所述过滤介质的上文描述的特定设计方案在此可以转移到过滤组件的分别对应的层上。原则上所述过滤组件的仅单一的层或还有不同的层可以具有根据本发明的果酸。
在将果酸引入所述颗粒过滤载体层时有利的是，这个颗粒过滤载体层通常作为所述过滤组件的第一层面向空气流并且由此可以在进入到所述过滤组件的位于深处的层中之前将空气流的含过敏原的颗粒和灰尘去活。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述果酸被包含在所述覆盖层中。在这个实施方式中有利的是，在所述过滤组件中连接在上游的层在其过滤技术特性方面不受影响。此外，在此还可以防止所述果酸被来自送入空气的外来颗粒覆盖。当所述果酸既不存在于颗粒过滤载体层中也不存在于微纤维层或隔膜过滤层中时，这个组件可以更有利。
在将果酸引入所述吸附层时有利的是，吸附层提供一般较高的比表面积(在使用活性炭时约1000m2/g)并且因此为病原体/过敏原去活提供较大的反应表面。此外，在此还可以防止所述果酸被通过所述过滤颗粒的区域或通过所述吸附载体层的来自送入空气的外来颗粒覆盖。
在将果酸引入所述吸附层时有利的是，在所述过滤组件中连接在上游的层在其过滤技术特性方面不受将果酸引入到吸附载体层中的影响。此外，可以防止所述果酸被通过所述过滤颗粒的区域的来自送入空气的外来颗粒覆盖。
在根据本发明的特别优选的实施方式中，所述过滤组件关于流动方向具有以下构造：颗粒过滤载体层、微纤维层、吸附层和吸附载体层。在此，颗粒过滤载体层在使用中有利地布置在流入侧。
如上文已经阐释的，用于颗粒过滤载体层、微纤维层、隔膜过滤层、覆盖层和吸附载体层的载体材料有利地可以为无纺布、纺织织物、针织物和/或纸质材料。
还已经证实为适合的是，所述果酸在所述过滤组件中的比例为分别相对于所述过滤组件的总重量计5重量％至30重量％、优选5重量％至24重量％、更优选5重量％至18重量％、更优选5重量％至15重量％且尤其5重量％至12重量％。
在本发明的优选设计方案中，所述吸附载体层和/或颗粒过滤载体层具有无纺布，优选地选自具有在20至70μm、优选20至50μm、尤其20至50μm范围内的平均纤维直径的纺粘型无纺布和/或具有在5至60μm、优选10至50μm、尤其10至35μm的平均纤维直径和/或10至100mm、优选30至80mm的平均纤维长度的短切纤维无纺布。另外有利地，所述微纤维层和/或隔膜过滤层具有无纺布、优选地选自具有1μm至10μm的平均纤维直径的熔喷纤维无纺布。另外有利地，所述覆盖层具有无纺布、优选地选自具有在20至60μm范围内的平均纤维直径的纺粘无纺布和/或具有10至50μm的平均纤维直径的短切纤维无纺布。
根据本发明特别优选的实施方式包括所述吸附载体层、颗粒过滤载体层、微纤维层、隔膜过滤层和/或覆盖层作为如上所述用果酸浸渍和/或涂覆的无纺布形式的设计。
本发明的另一个主题是一种用于从空气或其他气体中贫化病原体和/或过敏原的方法，包括以下步骤：
i)将富集有病原体和/或过敏原的空气或气体导入到过滤设备中，所述过滤设备包括至少一个如先前定义的过滤介质，
ii)引导所述空气或气体穿过所述过滤介质或者使所述空气或气体与所述过滤介质接触，从而获得贫化病原体和/或过敏原的空气或者贫化病原体和/或过敏原的气体，
iii)将所述贫化病原体和/或过敏原的空气或者贫化病原体和/或过敏原的气体从所述过滤设备中导出。
尤其贫化所述空气或其他气体中的病原体和/或过敏原的过程通过循环式空气环流来进行。
本发明的另一个主题是根据本发明的过滤介质的用途，用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的空气中贫化病原体和/或过敏原，优选用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的送入空气和/或循环空气和/或排出空气中贫化病毒，尤其用于从交通设施如道路行驶车辆、轨道车辆、水上运输工具或空中运输工具的内部空间中贫化病原体和/或过敏原。
根据本发明的过滤介质尤其可以用于从空气和其他气体中贫化重症急性呼吸综合征(SARS)相关的冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和流感病毒A，尤其是用于从空气和其他气体中贫化SARS-CoV-2、MERS-CoV和流感病毒A变体H1N1。
根据本发明的过滤介质尤其可以用于贫化选自肺炎球菌、溶血性链球菌、流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌、莫拉菌属物种、绿脓杆菌等的细菌，特别是致热β-溶血性链球菌(A群链球菌)、白喉棒状杆菌、b型流感嗜血杆菌、百日咳杆菌和化脓性链球菌(兰斯菲尔德A群链球菌)。
根据本发明的过滤介质尤其可以用于贫化选自花粉、真菌孢子、粉末、木屑、生活粉尘、动物螨虫排泄物和动物毛发的过敏原。
本发明将借助于不应理解为限制性的以下实施例来阐释。
具体实施方式
实施例
为由聚酯纺粘无纺布构成的载体无纺布(单位面积重量60g/m2)以抗病毒方式配备柠檬酸。载体无纺布的抗病毒计量添加在此通过将有效物质的水溶液施加到载体无纺布上并且随后将已经配备好的无纺布干燥来进行，以便由此获得用于分析的样品。如此配备好的无纺布包含相对于100mg无纺布计10mg的重量用量的柠檬酸。
在测试中使用的样品的大小为20mm x 20mm。类似于ISO 18184:2019-06分别在三个样品上进行抗病毒活性的测试。将被切割成20mm x 20mm大小的块的每个样品在25℃下浸泡入病毒毒株A/PR8/34H1N1和HCoV229E的已知初始病毒浓度的溶液中。在两小时的浸泡之后，将上清液用吸管吸出，测定每个样品中的病毒浓度并且由此测定以Log值计的平均病毒病原体降低系数和以百分比计的抗病毒有效性。
对于A/PR8/34H1N1，获得了5.89的Log值，对应于>99.99％的抗病毒有效性。
对于HCoV-229E，获得了5.33的Log值。

Claims (17)

1.一种过滤介质，包括至少一个酸功能化的层或由其组成，所述层包括至少一种载体材料以及至少一种具有0至7的pks1值的果酸，其中所述至少一个酸功能化的层不含添加的C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺，其中所述酸功能化的层包含相对于所述酸功能化的层的总重量计2重量％至30重量％的量的所述果酸。
2.根据权利要求1所述的过滤介质，其中所述酸功能化的层包含相对于所述酸功能化的层的总重量计0至0.00005重量％、优选0至0.00001重量％、尤其0重量％的量的C8至C18脂肪酸及其酯和酰胺。
3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质不含聚氧乙烯(20)-山梨聚糖-单油酸酯(聚山梨酯80)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质不含式(I)的化合物
Figure FDA0003361235880000011
其中，
R代表直链或支化的C1-C30烷基，
X代表H、Na、K、Mg或Ca。
5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述果酸选自苹果酸、富马酸、葡萄糖酸、乙醇酸、扁桃酸、乳酸、草酸、水杨酸、α-羟基辛酸、酒石酸、柠檬酸及其混合物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述酸功能化的层包含相对于所述酸功能化的层的总重量计5重量％至30重量％的量的所述果酸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述酸功能化的层另外包含至少一种与所述果酸不同的杀真菌物质。
8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述酸功能化的层包括至少一种载体材料，所述载体材料选自无纺布、纺织织物、针织物、纸质材料及其组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述酸功能化的层被设计为经浸渍和/或经涂覆的无纺布。
10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中所述果酸以可倾倒或自由流动的固体形式被引入到所述酸功能化的层上和/或其中。
11.一种用于过滤气体-颗粒体系的过滤组件，包括：
A)过滤颗粒的区域，所述区域包括
-颗粒过滤载体层，以及
-布置在所述颗粒过滤载体层上的微纤维层和/或隔膜过滤层，
-任选地，布置在所述微纤维层和/或隔膜过滤层的背向所述颗粒过滤载体层的侧面上的覆盖层；和/或
B)吸收性区域，所述吸收性区域包括
-吸附层，以及
-布置在所述吸附层上的吸附载体层，
其中选自所述颗粒过滤载体层、微纤维层、隔膜过滤层、覆盖层、吸附层和吸附载体层中的至少一个层由根据权利要求1至10中一项或多项所述的过滤介质构成。
12.一种用于从空气或其他气体中贫化病原体和/或过敏原的方法，包括以下步骤：
i)将富集有病原体和/或过敏原的空气或气体导入到过滤设备中，所述过滤设备包括至少一个如在权利要求1至10中任一项中定义的过滤介质，
ii)引导所述空气或气体穿过所述过滤介质或者使所述空气或气体与所述过滤介质接触，从而获得贫化了病原体和/或过敏原的空气或者贫化了病原体和/或过敏原的气体，
iii)将所述贫化了病原体和/或过敏原的空气或者贫化了病原体和/或过敏原的气体从所述过滤设备中导出。
13.根据权利要求12所述的方法，其中贫化所述空气或其他气体中的病原体和/或过敏原的过程通过循环式空气环流来进行。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的过滤介质的用途，用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的空气中贫化病原体和/或过敏原，优选用于从建筑物、建筑物的一部分和移动设施的送入空气和/或循环空气和/或排出空气中贫化病原体和/或过敏原，尤其用于从交通设施如道路行驶车辆、轨道车辆、水上运输工具或空中运输工具的内部空间中贫化病原体和/或过敏原。
15.根据权利要求1至10中任一项所述的过滤介质的用途，用于从空气和其他气体中贫化重症急性呼吸综合征(SARS)相关的冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和流感病毒A，具体地用于从空气和其他气体中贫化SARS-CoV-2、MERS-CoV和流感病毒A变体H1N1。
16.根据权利要求1至10中任一项所述的过滤介质的用途，用于贫化选自肺炎球菌、溶血性链球菌、流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌、莫拉菌属物种、绿脓杆菌的细菌。
17.根据权利要求1至10中任一项所述的过滤介质的用途，用于贫化选自花粉、真菌孢子、粉末、木屑、生活粉尘、动物螨虫排泄物和动物毛发的过敏原。
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