CN116171192A - 过滤介质结构 - Google Patents

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Abstract

本申请提供具有抗微生物和/或抗病毒性能的过滤介质结构。特别是，本申请描述了过滤介质结构，其具有作为驻极网的第一层和显示生物减少性能的第二层。在一些情况下，第一层是从聚丙烯形成的(例如纺粘型)，并且第二层是从聚酰胺组合物的多个纤维形成的(例如熔喷型)。

Description

过滤介质结构
对相关申请的交叉引用
本申请要求2020年8月21日提交的美国临时申请No.63/068,692的优先权，其经此引用并入本文。
技术领域
本申请涉及具有生物减少性能的过滤介质结构，所述生物减少性能包括抗病毒、抗细菌、抗真菌和/或抗微生物性能。具体而言，本申请提供过滤介质结构的构造，其具有至少一个包含减少生物组分的层。
背景
常规的过滤方法从流体或液体料流去除颗粒，流体例如是空气料流或其它气态料流，液体料流例如是水力流体、润滑油、燃料、水料流或其它流体。过滤介质结构通常分为两个大类：表面型滤材，其使得污染物停止于表面上；以及深度型滤材，在其中捕捉污染物。与类别无关，过滤过程要求具有力学强度以及化学和物理稳定性。过滤介质可以暴露于宽范围的温度、湿度、机械振动和冲击条件，并暴露于被夹带在流动流体中的反应性和非反应性的、摩擦或非摩擦性的颗粒。可以在使用中取出滤材并在水性或非水性清洁组合物中进行清洁。这种过滤介质通常是通过使一个纤维层(细纤维)进行纺丝或熔喷加工、然后在多孔基材上形成另一个互锁网络(微纤维)而制备的。在熔喷法中，纤维可以形成在纤维之间的物理连接，由此将纤维垫互锁成整合层。这种材料可以然后制成所需的滤材形式，例如卡盒、平盘、小罐、平板、袋和囊。在这种结构内，介质可以大幅度打褶、卷曲或排布在载体结构上。
通常，从过滤介质通过的料流可以包含有害的生物组分，例如病毒、细菌、霉菌(mold)、霉(mildew)、孢子、真菌、微生物或其它微生物体。这种生物组分可以足够小以从高效滤材通过。现有技术的滤材能在过滤介质的表面上和/或在其纤维结构内捕捉这些病毒和/或其它微生物体。但是，这尚未完全解决过滤生物组分的问题，特别是对于需要具有牢固或耐久的去除生物组分性能的滤材而言。
为了实现这些性能，常规技术已经对纤维进行多种处理或涂覆以向滤材赋予抗微生物性能。已经在这些应用中使用含有铜、银、金或锌的化合物或其组合，以局部涂布处理的形式使用，从而有效地抵抗病原体。这些类型的抗微生物纤维可以用于许多不同类型的设置中。但是，这些经涂布的纤维尚未显示足够耐久的抗病毒性能。另外，这些经涂布的纤维仍需要满足这些过滤应用的许多其它要求。
美国专利No.4,701,518描述了在尼龙制备期间向尼龙赋予抗微生物活性，其中向用于形成单体的尼龙加入锌化合物(例如碳酸铵锌)和磷化合物(例如苯次膦酸)。这些化合物的添加量足以原地形成含有基于所得尼龙重量计的至少300ppm锌的反应产物。从所得尼龙制成的纤维包含均匀分散在其中的反应产物，并具有永久的抗微生物活性。
虽然一些文献公开了可以使用抗微生物/抗病毒性滤材，但是仍然需要过滤介质结构，其具有生物减少性能并且该性能是牢固的、耐久的和持久的。另外，过滤介质需要具有改进的保留率和/或抗提取性。
概述
本文描述了过滤介质结构，其具有牢固的、耐久的和持久的生物减少性能。在一个实施方案中，本文所述的过滤介质结构可以显示大于90％的细菌过滤效率和/或大于90％的颗粒过滤效率。
一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：具有第一个表面和第二个表面的第一层，优选驻极网(electrets web)，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和任选地包含小于1重量％的磷化合物，并且其中至少一个第二层显示生物减少性能。
另一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含:第一层，其中第一层、优选驻极网包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；第二层，其包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和任选地包含小于1重量％的磷化合物；并且其中至少一个第二层显示生物减少性能；和第三层，优选稀松布，其具有第一个表面和第二个表面，其中第二层是与第三层的第一个表面相邻。
另一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：具有第一个表面和第二个表面的第一层，其是带电荷的非织造网，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，并且其中至少一个第二层显示生物减少性能。
另一方面，本文描述用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：具有第一个表面和第二个表面的第一层，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和与第一个表面相邻的第二层，其中第二层是纺粘层，其包含基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，和包含1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合；并且其中至少一个第二层显示生物减少性能。在一个实施方案中，第二层的聚合物纤维各自具有小于25微米的纤维直径，优选具有0.01微米至10微米的纤维直径。
附图简述
下面参考附图详细地描述本申请，其中相似的数字代表相似的部件。
图1A和1B显示根据本发明具有两层的过滤介质结构的构造。
图2A-2D显示根据本发明具有三层的过滤介质结构的构造。
详述
简介
由纤维和/或多孔材料组成的过滤介质结构是设计为用于防止或减少在料流中的一些颗粒通过。例如，过滤介质结构可以设计为用于从料流去除固体颗粒，例如灰尘、花粉或霉菌。过滤介质结构也可以设计为以机械方式从料流去除病原体，例如细菌、病毒或微生物，例如基于孔径。过滤介质结构的材料和构造可以宽泛地变化，和在许多情况下，过滤介质结构可以专门设计以特定去除一种或多种特定颗粒。许多应用使用过滤介质结构。例如，过滤介质结构可以用作空气过滤器，例如用于高效颗粒空气(HEPA)过滤器，供热、排风和空气调节(HVAC)过滤器，或汽车舱室过滤器中。
但是，常规的过滤介质结构依赖物理和机械过滤，例如具有孔和/或通道的结构/构造，其以物理方式禁止一些粒子通过且同时允许其它粒子通过。
本文所述的过滤介质结构有利地使用一个或多个层，其中除了依赖物理过滤性能之外，还提供生物减少性能，这可以包括生物破坏性能。生物减少性能包括、但不限于抗微生物和/或抗病毒(AM/AV)性能，以及抗真菌、抗霉菌或抗霉性能。换言之，本文所述的过滤介质结构不仅通过物理或机械方式限制病原体吸入而起保护作用，而且也经由在病原体可以通过之前与AM/AV层接触来破坏病原体。AM/AV性能是至少部分地通过在过滤介质结构中的至少一层中的纤维组成而成为可能。所述层含有聚合物组分以及AM/AV化合物，AM/AV化合物在一些情况下被包埋在聚合物结构中。术语“AM/AV化合物”并不意味着将其特性仅仅限制为包括AM和AV性能，而是也考虑其它性能，例如抗真菌或抗霉菌性能。在纤维聚合物中的AM/AV化合物的存在提供了破坏病原体的性能。所以，本发明防止病原体的接触传播，这种接触将允许病原体扩散。重要的是，因为AM/AV化合物可以被包埋在聚合物结构中，所以AM/AV性能是耐久的，且不容易磨损或被洗掉。由此，过滤介质结构可以长期用于过滤并减少替换。在下文中将更详细地描述纤维和层的组成。在下文中将更详细地描述制备纤维和层的方法，例如尤其纺粘法、熔喷法、电纺丝法。也考虑其它制备方法，包括纺织纺丝和编织。
如上所述，本发明提供用于过滤介质结构的新型组合物和构造。特别是，过滤装置可以使用包含以下多个层的过滤介质结构：第一层、第二层和任选地第三层。至少一个所述层显示AM/AV性能(或其它有益的性能)。也就是说，至少一个所述层具有减少、防止、抑制和/或破坏与该层接触的病原体的能力。结果，AM/AV过滤介质结构提供上述益处。如下文详述，过滤介质结构的生物破坏性能可以归因于使用具有抗微生物和/或抗病毒性能的聚合物组合物。
本发明包括过滤介质结构的几种构造。除了AM/AV性能之外，所述构造还显示不同水平的物理过滤性能特性(例如抗流体性、颗粒过滤效率、细菌过滤效率、透气性和可燃性)。因此，本文所述的过滤介质结构可以设计为满足各种NIOSH和/或ASTM标准。在一些实施方案中，过滤介质结构满足ASTM等级I、等级II和/或等级III标准。在一些实施方案中，例如，本文所述的过滤介质结构满足HEPA或MERV标准。
在一些情况下，本发明涉及用于形成层的材料，例如涉及纤维或滤材层。纤维或滤材层可以如本文所述制备，并被整体、例如大量收集到卷筒上。卷绕的滤材层可以然后进一步加工以制备所述过滤介质结构。
过滤介质结构
本文所述的过滤介质结构包括多个层。特别是，过滤介质结构包含第一层和第二层。在一些实施方案中，第一层是驻极网，并且第二层显示生物减少性能。在一些实施方案中，过滤介质结构包括额外的第三层，其可以是稀松布(scrim)层或支撑层。通常优选的是，稀松布提供高流动性，且同时提供足够的强度。在一些实施方案中，过滤介质结构的各层的排布使得第一层的至少一个表面是与处于下游或上游位置的第二层相邻。在一些实施方案中，过滤介质结构的各层的排布使得第二层的至少一部分是与第三层相邻。在一些情况下，过滤介质结构的各层的排布使得第二层位于第一层和第三层之间，例如第二层夹在第一层和第三层之间。
在一些实施方案中，过滤介质结构可以包含额外层，其可以是与各自第一层、第二层和第三层相似的或不同的。换言之，在一些情况下，其它层也可以包括在过滤介质结构中。在包含额外层的实施方案中，第二层可以不是必须与其它层接触。也就是说，“位于...之间”(例如第二层位于第一层和第三层之间)不是必须表示“与...接触”。在一些情况下，所述层可以由子层组成，例如多个子层可以组合以形成一个主层。下文将详细描述子层。
重要的是，至少一个所述层可以由本文所述的具有生物减少性能(AM/AV性能)的纤维组成。为了本发明的目的，至少第二层显示生物减少性能。因此，这些层具有杀死、破坏、中和或抑制与该层接触的病原体的能力。例如，所述层可以由AM/AV纤维构成，并且此层可以破坏从中通过的病原体，由此提供优异的AM/AV性能。当位于上游时，由AM/AV纤维构成的层可以在病原体从其它层通过之前与料流中的病原体相互作用。这可以减少在其它层中捕捉病原体。
在一些情况下，第一层、第二层和第三层是共同扩展的。本文使用的术语“共同扩展的”表示在两层或更多层之间的关系使得这些层的相邻或平行面的表面区域互相对齐，且没有或只有极少的伸出(至少一个区域或层)。在一些情况下，这些区域或表面的扩展程度是在彼此的90％内。例如，如果两层或更多层的相邻或平行面的表面区域是在彼此的90％内、92％内、94％内、96％内或98％内，则所述两层或更多层是共同扩展的。术语“共同扩展的”也可以表示在两层或更多层之间的关系使得这些层的长度是在彼此的90％内。例如，如果两层或更多层的长度是在彼此的90％内、92％内、94％内、96％内或98％内，则所述两层或更多层是共同扩展的。术语“共同扩展的”也可以表示在两层或更多层之间的关系使得这些层的宽度是在彼此的90％内。例如，如果两层或更多层的宽度是在彼此的90％内、92％内、94％内、96％内或98％内，则所述两层或更多层是共同扩展的。
第一层、第二层和第三层各自具有相对的表面。各个层可以相邻或沿着表面互相接触。过滤介质结构的构造是基于第二层的位置，其可以处于第一层的上游或下游。其它层也可以存在于这些层之间。
在一些实施方案中，在第一层上直接形成第二层。例如，第一层可以包含聚烯烃、聚酯或聚苯乙烯，且第二层可以包含聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，其被直接喷射到第一层的表面上。以此方式，第一层和第二层可以是(基本上)相邻的。
在一些实施方案中，过滤介质结构中的多层是可分开和/或可去除的。例如，第二层是可以从过滤介质结构去除的。这可以允许各个组分被洗涤和/或替代。例如在一些情况下，第一层和/或第三层形成围绕第二层的封套，其可以被去除或替代。
在一些实施方案中，过滤介质结构的一层或多层可以设计成在使用期间围绕常规的过滤介质结构。例如，可以将第一层和/或第二层施加到现有(例如常规)介质的任一侧上。结果，过滤介质结构可以向现有的滤材赋予生物减少性能(AM/AV性能)，而现有的滤材先前不具有这种能力。
在一些实施方案中，本文公开的过滤介质结构可以与呼吸装置一起使用。在一些情况下，过滤介质结构可以替代方式用于呼吸装置中，例如互相替代或代替初始的过滤介质。
第一层
通常，第一层设计为用于过滤从过滤介质结构通过的料流(空气和/或液体)。第一层能分离、捕捉和/或去除颗粒(例如灰尘、花粉、霉菌、真菌或病原体)。因此，第一层提纯从过滤介质结构通过的料流。
在一些情况下，本文公开的滤材结构包括第一层，其是带电荷的非织造网，这称为驻极网。电荷提高了第一层捕捉悬浮于料流中的粒子的能力。电荷可以在第一层的纤维上存在比过渡期更长的时间以确保稳定性(准永久电荷)，并且为了本发明目的，此电荷不会由于具有生物减少性能的第二层的存在而减少。
第一层的静电荷可以至多为-20kV。第一层可以通常具有在网内的均匀电荷分布。在一些实施方案中，第一层可以包含广泛使用的电荷添加剂，例如含有二价金属的盐或三嗪化合物。
第一层的组成可以变化，包括合适的(热塑性)聚合物。适用于第一层的聚合物可以包括聚烯烃，聚酯，聚氨酯，聚碳酸酯，聚苯乙烯，含氟聚合物，或其共聚物或共混物。在一个实施方案中，用于第一层的聚合物可以包含聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚三氟一氯乙烯(PCTFE)，或其组合。在一些实施方案中，第一层可以包含两种或更多种的这些聚合物，其是共混物或作为多个层一起堆叠(双股)，这是在过滤介质的制备中常见的。例如，第一层可以包含PE、PP或PB，其与PET、PBT或PTT堆叠在一起。第一层是非织造层，例如纺粘型非织造层、熔喷型非织造层、粘合剂结合型(adhesive bonded)非织造层或针刺毡型非织造层。可以采用任何合适的技术将电荷施加至第一层，例如电晕带电、摩擦带电或氢化带电(hydrocharging)。
在一些实施方案中，第一层可以包含常产纤维以提供更蓬松的、不太紧密的网。在第一层中的常产纤维的量可以通常是基于第一层总重量计的不大于约90重量％，不大于约80重量％，不大于约75重量％，不大于约70重量％，不大于约50重量％，不大于约25重量％，不大于约10重量％，不大于约5重量％，不大于约1重量％，或不大于约0.5重量％。
为了用作驻极网，在第一层中的热塑性聚合物可以具有约1至100微米的平均纤维直径，例如约1至75微米，约1至50微米，约1至40微米，约1至35微米，约1至30微米，约1至25微米，约1至20微米，或约1至15微米。较低的范围可以是约1微米或更大，例如约1.5微米或更大，约2微米或更大，约5微米或更大，约7微米或更大，或约10微米或更大。
在一些实施方案中，第一层可以包含吸附剂颗粒材料，例如活性炭或氧化铝。吸附剂颗粒材料的存在量可以是基于第一层总含量计的至多约80体积％，例如至多为约70％，至多为约60％，至多为约50％，至多为约40％，至多为约30％，至多为约20％，至多为约10％，至多为约5％，或至多为约1％。
另外，第一层也可以包含各种任选的添加剂，包括例如颜料、光稳定剂、主要和辅助抗氧化剂、金属钝化剂、含氟化合物和其组合。这些添加剂可以与第一层的热塑性聚合物共混。
第一层的基本重量可以通过加工技术来控制，例如改变收集器速度或模口产量。在一些实施方案中，第一层通常具有约10至500g/m2的基本重量(按单位面积计的质量)，和在一些实施方案中为约10至100g/m2。由此，第一层的基本重量可以宽泛地变化。在一个实施方案中，第一层具有10g/m2至495g/m2的基本重量，例如10g/m2至450g/m2，10g/m2至400g/m2，10g/m2至350g/m2，10g/m2至300g/m2,10g/m2至250g/m2，10g/m2至200g/m2，10g/m2至175g/m2，10g/m2至150g/m2。就下限而言，第一层的基本重量可以大于或等于10g/m2，例如大于或等于15g/m2，大于或等于20g/m2，大于或等于25g/m2，大于或等于30g/m2。在一些实施方案中，当第一层包含堆叠在一起的多个聚合物层时，全部层的合并基本重量是大于或等于10g/m2，但各个层可以小于10g/m2。
第一层的固体率通常是约1％至65％，例如约1％至50％，约1％至40％，约1％至35％，约1％至25％，约1％至20％，或更通常是约3％至10％。固体率是无量纲参数，其用于限定第一层的固体比例。
在一些实施方案中，在平面构造中测得的第一层的厚度通常大于第二层的厚度，例如是第二层厚度的至少两倍或至少三倍。第一层的厚度可以根据预期用途而变化，在许多过滤应用中优选采用低厚度。第一层的厚度可以是约0.1至20毫米，例如约0.25至20毫米，约0.25至15毫米，约0.25至10毫米，约0.25至5毫米，约0.25至2.5毫米，约0.5至2毫米。
在一些实施方案中，第一层可以具有平的、波浪形的或打褶的网状结构。第一层以及整个过滤介质结构可以折叠或成型为圆形体。第一层可以成型，例如打褶，且不会损失其结构整体性或过滤性能。
第一层能从料流去除颗粒和/或污染物。特别是，第一层能去除直径小于2.5微米(PM2.5)的粒子，也称为细粒。污染物可以来自许多来源，包括挥发性有机化合物(“VOC”)，例如甲醛。
在过滤工业中使用最低效率报告值(MERV)评级来区分用于不同预期用途的过滤性能，包括从料流去除颗粒的能力。MERV评级是源自滤材对于在各种尺寸范围内的粒子的效率，并且根据ASHRAE 52.2详述的方法来计算。在一些实施方案中，第一层单独具有在约7至15范围内的初始MERV评级，例如10至15，12至15或13至15。如下文所讨论，具有生物减少性能的第二层有利于提高初始MERV评级。
第二层
本文公开的过滤介质结构包括第二层，其可以包含非织造层。与第一层相似，第二层能过滤从过滤介质结构通过的料流(空气和/或液体)。另外，第二层显示生物减少(AM/AV)性能，且不会损害第一层的功能。结果，第二层可以通过从料流去除细菌、微生物、病毒、病原体、真菌和其它生物组分来防止这些组分的传递。
第二层的聚合物组成可以宽泛地变化。在一个实施方案中，用于第二层的聚合物可以包含聚酰胺(PA)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，或聚三氟一氯乙烯(PCTFE)，或其组合。在一个实施方案中，第二层可以是非织造层，例如纺粘层、熔喷型非织造层、粘合剂结合型非织造层或针刺毡型非织造层。
在一些实施方案中，第二层和/或其纤维是从本文所述的聚酰胺组合物制备，和/或包含本文所述的聚酰胺组合物。在一些情况下，第二层包含从本文所述的聚酰胺组合物制备的聚酰胺聚合物。第二层可以是非织造层。而且由于在这些聚合物组合物中的AM/AV化合物，第二层可以具有AM/AV性能。
在一些实施方案中，第二层的聚酰胺包含多种聚酰胺的组合。通过组合各种聚酰胺，第二层和过滤介质结构能并入每种聚酰胺成分的所需性能，例如力学性能。在一个实施方案中，第二层包含主要由六亚甲基二胺和己二酸组成的聚酰胺，称为聚[亚氨基(1,6-二氧六亚甲基)亚氨基六亚甲基]或聚酰胺66(PA66)。在一个实施方案中，第二层包含大于75重量％的PA66，例如大于80重量％，大于85重量％，大于87重量％，大于90重量％，大于91重量％，大于95重量％，或大于97重量％。就范围而言，第二层含有75至99.5重量％的PA66，例如75至98.5重量％，75至97.5重量％，75至95重量％，75至90重量％，或75至87重量％。
在一些实施方案中，第二层包含含有己内酰胺的聚酰胺，优选主要含有己内酰胺和含有大于90％的己内酰胺，例如大于95％或大于97％。优选的含有己内酰胺的聚酰胺是聚己内酰胺，也称为聚酰胺6(PA6)。其它环状、芳族和长链烷基聚酰胺也可以用于本发明.实施方案中。因此，在一些实施方案中，第二层的聚酰胺包含PA-4T/4I，PA-4T/6I，PA-5T/5I，PA-6，PA-6,6，PA-6,6/6，PA-6,6/6T，PA-6T/6I，PA-6T/6I/6，PA-6T/6，PA-6T/6I/66，PA-6T/MPMDT，PA-6T/66，PA-6T/610，PA-10T/612，PA-10T/106，PA-6T/612，PA-6T/10T，PA-6T/10I，PA-9T，PA-10T，PA-12T，PA-10T/10I，PA-10T/12，PA-10T/11，PA-6T/9T，PA-6T/12T，PA-6T/10T/6I，PA-6T/6I/6，或PA-6T/61/12，或其共聚物，或它们的共混物、混合物或组合。可以使用这些聚酰胺的组合，例如但不限于PA6/66、PA66/6T、PA66/6I。在这些实施方案中，聚酰胺可以包含1重量％至99重量％的PA-6、30重量％至99重量％的PA-6,6和1重量％至99重量％的PA-6,6/6T。在一些实施方案中，聚酰胺包含PA-6、PA-6,6和PA-6,6/6T中的一种或多种。在一些方面，聚合物组合物包含6重量％的PA-6和94重量％的PA-6,6。在一些方面，聚合物组合物包含任何所述聚酰胺的共聚物或共混物。
第二层也可以包含通过内酰胺的开环聚合或缩聚反应制备的聚酰胺，包括共聚和/或共缩聚反应。不受限于任何理论，这些聚酰胺可以包括例如从丙内酰胺、丁内酰胺、戊内酰胺和己内酰胺制备的那些。例如，在一些实施方案中，聚酰胺是从己内酰胺的聚合衍生的聚合物。在这些实施方案中，聚合物包含至少10重量％的己内酰胺，例如至少15重量％，至少20重量％，至少25重量％，至少30重量％，至少35重量％，至少40重量％，至少45重量％，至少50重量％，至少55重量％，或至少60重量％。在一些实施方案中，聚合物包含10重量％至60重量％的己内酰胺，例如15重量％至55重量％，20重量％至50重量％，25重量％至45重量％，或30重量％至40重量％。在一些实施方案中，聚合物包含小于60重量％的己内酰胺，例如小于55重量％，小于50重量％，小于45重量％，小于40重量％，小于35重量％，小于30重量％，小于25重量％，小于20重量％，或小于15重量％。另外，聚合物组合物可以包含通过内酰胺与尼龙的共聚反应制备的聚酰胺，例如己内酰胺与PA-6,6的共聚产物。
在一些方面，聚酰胺可以通过聚合物组合物的常规聚合形成，其中将至少一种二胺-羧酸盐的水溶液加热以去除水，并进行聚合以形成抗病毒尼龙。这种水溶液优选是混合物，其包含至少一种用于形成聚酰胺的盐和本文所述的特定量的锌化合物、铜化合物和/或任选的磷化合物，由此制备聚合物组合物。常规的聚酰胺盐是通过二胺与二羧酸的反应制得，所得的盐提供单体。在一些实施方案中，优选的用于形成聚酰胺的盐是通过等摩尔量的六亚甲基二胺和己二酸反应形成的己二酰己二胺(尼龙6,6盐)。
在一个实施方案中，第二层可以比第一层更薄，优选是第一层的二分子一或三分之一或更薄。由于第二层是更薄的，所以第二层特别适合用于提供生物减少(AM/AV)性能，且不会损害第一层的过滤作用。在一个实施方案中，第二层具有小于或等于10mm的厚度，例如小于或等于9mm，小于或等于8mm，小于或等于7mm，小于或等于6mm，小于或等于5mm，小于或等于4mm，小于或等于3mm，小于或等于2.5mm，小于或等于2mm，或小于或等于1mm。第二层厚度的示例性范围可以是0.03至10mm，例如0.03至7mm，0.05至7mm，0.05至5mm，0.05至2.5mm，或0.05至1mm。
第二层可以是由多个纤维组成的非织造物。第二层的纤维可以具有适用于其预期用途的平均纤维直径。在一些实施方案中，第二层包含多个微纤维(例如具有大于或等于1微米的直径的纤维)。在一些实施方案中，第二层包含多个纳米纤维(例如具有小于1微米的直径的纤维)。在一些实施方案中，第二层同时包含微纤维和纳米纤维。在一些实施方案中，第二层包含具有小于1微米的平均纤维直径的多个纤维，例如小于0.9微米，小于0.8微米，小于0.7微米，小于0.6微米，小于0.5微米，小于0.4微米，小于0.3微米，小于0.2微米，小于0.1微米，小于0.05微米，小于0.04微米，或小于0.3微米。就下限而言，多个纤维的平均纤维直径可以大于1纳米，例如大于10纳米，大于25纳米，大于50纳米，大于100纳米，大于150纳米，大于200纳米或大于250纳米。就范围而言，多个纤维的平均纤维直径可以是1纳米至1000纳米，例如100纳米至950纳米，100纳米至900纳米，100纳米至850纳米，100纳米至800纳米，100纳米至750纳米，100纳米至700纳米，100纳米至650纳米，200纳米至650纳米，250纳米至600纳米，250纳米至550纳米，或300纳米至550纳米。
在一些实施方案中，第二层包含具有小于25微米的平均纤维直径的多个纤维，例如小于20微米，小于15微米，小于10微米，或小于5微米。就下限而言，多个纤维可以具有大于1微米的平均纤维直径，例如大于1.5微米，大于2微米，或大于2.5微米。就范围而言，多个纤维可以具有1微米至25微米的平均纤维直径，例如1微米至20微米，1微米至15微米，1微米至10微米，1微米至5微米，1.5微米至25微米，1.5微米至20微米，1.5微米至15微米，1.5微米至10微米，1.5微米至5微米，1.5微米至2微米，2微米至25微米，2微米至20微米，2微米至15微米，2微米至10微米，2微米至5微米，2.5微米至25微米，2.5微米至20微米，2.5微米至15微米，2.5微米至10微米，或2.5微米至5微米。
第二层的基本重量可以宽泛地变化。在一个实施方案中，第二层具有4.5g/m2至50g/m2的基本重量，例如5g/m2至50g/m2,10g/m2至50g/m2，10g/m2至48g/m2，10g/m2至46g/m2，10g/m2至44g/m2，10g/m2至42g/m2,11g/m2至50g/m2，11g/m2至48g/m2，11g/m2至46g/m2，11g/m2至44g/m2，11g/m2至42g/m2,12g/m2至50g/m2，12g/m2至48g/m2，12g/m2至46g/m2，12g/m2至44g/m2，12g/m2至42g/m2,13g/m2至50g/m2，13g/m2至48g/m2，13g/m2至46g/m2，13g/m2至44g/m2，13g/m2至42g/m2，14g/m2至50g/m2，14g/m2至48g/m2，14g/m2至46g/m2，14g/m2至44g/m2，14g/m2至42g/m2，或15g/m2至40g/m2。
就下限而言，第二层(例如聚酰胺)的基本重量可以大于4.5g/m2，例如大于5g/m2，大于10g/m2，大于11g/m2，大于12g/m2，大于13g/m2，大于14g/m2，或大于15g/m2。就上限而言，第二层的基本重量可以小于50g/m2，例如小于48g/m2，小于46g/m2，小于44g/m2，小于42g/m2，或小于40g/m2。在一些情况下，第二层的基本重量可以是约15g/m2，约16g/m2，约17g/m2，约18g/m2，约19g/m2，约20g/m2，约21g/m2，约22g/m2，约22g/m2，约23g/m2，约24g/m2，约25g/m2，约26g/m2，约27g/m2，约28g/m2，29g/m2，约30g/m2，约31g/m2，约32g/m2，约33g/m2，约34g/m2，约35g/m2，约36g/m2，约37g/m2，约38g/m2，约39g/m2，约40g/m2，约41g/m2，约42g/m2，约43g/m2，约44g/m2，或约45g/m2。
在一些实施方案中，第二层的基本重量可以是5g/m2至35g/m2，例如5g/m2至30g/m2，5g/m2至25g/m2,6g/m2至35g/m2，6g/m2至30g/m2，6g/m2至25g/m2，7g/m2至35g/m2，7g/m2至30g/m2，7g/m2至25g/m2，8g/m2至35g/m2，8g/m2至30g/m2，8g/m2至25g/m2，9g/m2至35g/m2，9g/m2至30g/m2，9g/m2至25g/m2，或10g/m2至20g/m2。
在一些情况下，第二层(和/或第一层)包含两个或更多个子层或分股(plys)。每个子层可以包含本文所述的聚合物(例如上文所述的组成、纤维直径和基本重量)。在一些情况下，这些子层包含相同的聚酰胺。在一些情况下，这些子层包含不同的聚酰胺。在一个实施方案中，第二层包含多个子层，例如熔喷层和/或纺粘层的组合。
如上所述，第二层能分离、捕捉和/或去除颗粒和生物组分。在一些情况下，第二层也可以抑制生物组分的活性。例如，第二层可以显示抗微生物/抗病毒性能，这可以包括减少、杀死等作用。在一些实施方案中，例如，第二层限制、减少或抑制微生物、例如一种或多种细菌的传染。在一些实施方案中，第二层分离和/或捕捉微生物，并且也限制、减少或抑制微生物的生长和/或杀死微生物。结果，过滤介质结构在整体上可以显示抗微生物性能，并且限制、减少或抑制生物组分从其通过。
被第二层抑制的病原活性可以是病毒的活性。换言之，第二层可以显示抗病毒性能，这可以包括任何抗病毒效果。在一些实施方案中，例如，第二层限制、减少或抑制病毒的传染和/或发病。在一些实施方案中，第二层分离和/或捕捉病毒，并且也限制、减少或抑制病毒的传染和/或发病。结果，过滤介质结构在整体上可以显示抗病毒性能，并且限制、减少或抑制进一步的病毒传染。其它层可以具有相似的AM/AV性能。
在一些情况下，第二层具有极少的电荷或不带电荷。在一些情况下，第二层的抗微生物和/或抗病毒活性是纤维的静电荷所带来的结果。例如，多个纤维可以具有电荷(例如正电荷和/或负电荷)和/或偶极极化(例如一个或多个纤维可以是驻极体)。
在一些情况下，第二层的抗微生物和/或抗病毒活性是由纤维的组成带来的结果。例如，第二层的多个纤维可以由本文所述的抗微生物和/或抗病毒的聚合物组合物组成。
如上所述，第二层是设计为用于过滤从其通过的料流(空气和/或液体)。特别是，第二层的多个纤维(以及第一层和/或第三层)可以显示抗微生物和/或抗病毒活性。使用亲水性和/或吸湿性聚合物可以提高或支持第二层(或其它层)的抗微生物和/或抗病毒性能。理论上认为，具有提高的亲水性和/或吸湿性的聚合物可以更好地吸引携带微生物和/或病毒的液体介质，例如唾液或粘液，并且也可以吸收更多的水分(例如空气或呼吸)，这种增加的水分含量允许聚合物组合物和抗微生物/抗病毒试剂更好地限制、减少或抑制微生物或病毒的传染或发病。例如，水分可以溶解病毒的外层(例如衣壳)，暴露病毒的基因物质(例如DNA或RNA)。
所以，期望第二层是由具有相对亲水性和/或吸湿性的材料组成。具有提高的亲水性和/或吸湿性的聚合物可以更好地将水分吸引和保留到所暴露的过滤介质结构。如下文所述，改进的(例如提高的)亲水性和/或吸湿性可以通过使用本文所述的聚合物组合物实现。因此，特别有益的是从本文公开的聚合物组合物形成第二层。
在一些情况下，第二层是具有生物减少性能的聚合物，例如聚酰胺。虽然过滤介质结构中的一层具有生物减少性能，但是优选至少第二层具有生物减少性能。第一层和任何任选的层也可以具有生物减少性能。在一些实施方案中，通过包含至少一个具有生物减少性能的层，整个过滤介质结构显示AM/AV性能。
抗微生物活性；抗病毒活性
在一些实施方案中，AM/AV活性可以是聚合物组合物带来的结果，从所述聚合物组合物形成过滤介质结构或其层或其纤维。例如，AM/AV活性可以是从本文所述的聚合物组合物形成过滤介质结构的结果。
在一些实施方案中，过滤介质结构显示牢固、耐久和/或持久的生物减少性能(AM/AV性能)。这允许过滤介质具有优异的磨损特性。这种有利的能力提供过滤介质结构以使聚合物组合物的AM/AV性能保持持续长时间，例如比一天或多天更长的时间，比一个或多个星期更长的时间，比一个月或多个月更长的时间，或者比一年或多年更长的时间。这允许过滤介质结构在使用之前储存并且延长作为过滤器的使用时间。另外，过滤介质可以重复使用，这是因为生物减少性能不会被洗掉。
AM/AV性能可以包括任何抗微生物作用。在一些实施方案中，例如，过滤介质结构的抗微生物性能包括限制、减少或抑制微生物例如一种或多种细菌的传染。在一些实施方案中，过滤介质结构的抗微生物性能包括限制、减少或抑制细菌的生长和/或杀死细菌。在一些情况下，过滤介质结构可以限制、减少或抑制细菌的传染和生长。
对于受过滤介质结构的抗微生物性能影响的一种或多种细菌没有特别的限制。在一些实施方案中，例如，细菌是链球菌属(例如肺炎链球菌(Streptococcus pneumonia)、化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes))，葡萄球菌属(例如金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA))，消化链球菌属(例如厌氧消化链球菌(Peptostreptococcus anaerobius)，不解糖消化链球菌(Peptostreptococcusasaccharolyticus))，或分歧杆菌属(例如结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis))，支原体细菌(例如阿德勒支原体(Mycoplasma adleri)，无乳支原体(Mycoplasma agalactiae)，阿加西斯支原体(Mycoplasma agassizii)，酒罐状支原体(Mycoplasma amphoriforme)，发酵支原体(Mycoplasma fermentans)，生殖支原体(Mycoplasma genitalium)，猫血支原体(Mycoplasma haemofelis)，人型支原体(Mycoplasma hominis)，猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae)，猪鼻支原体(Mycoplasma hyorhinis)，肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae))。在一些实施方案中，抗微生物性能包括限制、减少或抑制多种细菌的传染或发病，例如上述所列的两种或更多种细菌的组合。
过滤介质结构的抗微生物活性可以通过按照ISO 20743：2013所定义的标准工序来检测。此工序是通过确定被所测纤维抑制的一种或多种给定细菌的百分比来测定抗微生物活性，细菌例如是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。在一个实施方案中，过滤介质结构抑制60％至100％的金黄色葡萄球菌的生长(生长减少)，例如60％至99.999999％，60％至99.99999％，60％至99.9999％，60％至99.999％，60％至99.99％，60％至99.9％，60％至99％，60％至98％，60％至95％，65％至99.999999％，65％至99.99999％，65％至99.9999％，65％至99.999％，65％至100％，65％至99.99％，65％至99.9％，65％至99％，65％至98％，65％至95％，70％至100％，70％至99.999999％，70％至99.99999％，70％至99.9999％，70％至99.999％，70％至99.99％，70％至99.9％，70％至99％，70％至98％，70％至95％，75％至100％，75％至99.99％，75％至99.9％，75％至99.999999％，75％至99.99999％，75％至99.9999％，75％至99.999％，75％至99％，75％至98％，75％至95％，％，80％至99.999999％，80％至99.99999％，80％至99.9999％，80％至99.999％，80％至100％，80％至99.99％，80％至99.9％，80％至99％，80％至98％，或80％至95％。就下限而言，过滤介质结构可以抑制大于60％的金黄色葡萄球菌的生长，例如大于65％，大于70％，大于75％，大于80％，大于85％，大于90％，大于95％，大于98％，大于99％，大于99.9％，大于99.99％，大于99.999％，大于99.9999％，大于99.99999％，或大于99.999999％。
过滤介质结构的抗微生物活性也可以通过确定被所测纤维抑制的一种或多种其它细菌的百分比来测定，例如克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)。在一个实施方案中，过滤介质结构抑制60％至100％的克雷伯氏肺炎菌的生长(生长减少)，例如60％至99.999999％，60％至99.99999％，60％至99.9999％，60％至99.999％，60％至99.99％，60％至99.9％，60％至99％，60％至98％，60％至95％，65％至100％，65％至99.999999％，65％至99.99999％，65％至99.9999％，65％至99.999％，65％至99.99％，65％至99.9％，65％至99％，65％至98％，65％至95％，70％至100％，70％至99.999999％，70％至99.99999％，70％至99.9999％，70％至99.999％，70％至99.99％，70％至99.9％，70％至99％，70％至98％，70％至95％，75％至100％，75％至99.999999％，75％至99.99999％，75％至99.9999％，75％至99.999％，75％至99.99％，75％至99.9％，75％至99％，75％至98％，75％至95％，％，80％至100％，80％至99.999999％，80％至99.99999％，80％至99.9999％，80％至99.999％，80％至99.99％，80％至99.9％，80％至99％，80％至98％，或80％至95％。就上限而言，过滤介质结构可以抑制小于100％的克雷伯氏肺炎菌的生长，例如小于99.99％，小于99.9％，小于99％，小于98％，或小于95％。就下限而言，过滤介质结构可以抑制大于60％的克雷伯氏肺炎菌的生长，例如大于65％，大于70％，大于75％，或大于80％，大于85％，大于90％，大于95％，大于99％，大于99.9％，大于99.99％，大于99.999％，大于99.9999％，大于99.99999％，或大于99.999999％。
AM/AV性能可以包括任何抗病毒作用。在一些实施方案中，例如，过滤介质结构的抗病毒性能包括限制、减少或抑制病毒的传染。在一些实施方案中，过滤介质结构的抗病毒性能包括限制、减少或抑制病毒的发病。在一些情况下，聚合物组合物可以限制、减少或抑制病毒的传染和发病。
对于受过滤介质结构的抗病毒性能影响的病毒没有特别的限制。在一些实施方案中，病毒例如是腺病毒，疱疹病毒，埃博拉病毒，痘病毒，鼻病毒，柯萨基病毒，动脉炎病毒，肠道病毒，麻疹病毒，冠状病毒，A型流感病毒，禽流感病毒，猪源性流感病毒，或马流感病毒。在一些实施方案中，抗病毒性能包括限制、减少或抑制一种病毒的传染或发病，例如上述所列的病毒之一。在一些实施方案中，抗病毒性能包括限制、减少或抑制多种病毒的传染或发病，例如上述所列的两种或更多种病毒的组合。
在一些情况下，病毒是冠状病毒，例如严重急性呼吸道综合症冠状病毒(SARS-CoV)，中东呼吸道综合症冠状病毒(MERS-CoV)，或严重急性呼吸道综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)(例如引起COVID-19的冠状病毒)。在一些情况下，病毒是在结构上与冠状病毒相关的。
在一些情况下，病毒是流感病毒，例如A型流感病毒，B型流感病毒，C型流感病毒，或D型流感病毒，或结构上相关的病毒。在一些情况下，病毒是由A型流感病毒的亚型识别的，例如H1N1、H1N2、H2N2、H2N3、H3N1、H3N2、H3N8、H5N1、H5N2、H5N3、H5N6、H5N8、H5N9、H6N1、H7N1、H7N4、H7N7、H7N9、H9N2或H10N7。
在一些情况下，病毒是一种噬菌体类型的病毒，例如线形或环状的单链DNA病毒(例如phi X 174(有时称为ΦX174))，线形或环状的双链DNA，线形或环状的单链RNA，或线形或环状的双链RNA。在一些情况下，聚合物组合物的抗病毒性能可以通过使用噬菌体、例如phi X 174的试验进行检测。
在一些情况下，病毒是埃博拉病毒，例如本迪布焦型埃博拉病毒(Bundibugyoebolavirus)(BDBV)，雷斯顿埃博拉病毒(Reston ebolavirus)(RESTV)，苏丹埃博拉病毒(Sudan ebolavirus)(SUDV)，塔伊森林埃博拉病毒(
Figure BDA0004113740440000201
Forest ebolavirus)(TAFV)，或扎伊尔埃博拉病毒(Zaire ebolavirus)(EBOV)。在一些情况下，病毒是在结构上与埃博拉病毒相关的。
抗病毒活性可以通过各种常规方法检测。例如，AATCC TM100可以用于评估抗病毒活性。在一个实施方案中，过滤介质结构能抑制60％至100％的病毒发病(例如生长)，例如60％至99.999999％，60％至99.99999％，60％至99.9999％，60％至99.999％，60％至99.99％，60％至99.9％，60％至99％，60％至98％，60％至95％，65％至99.999999％，65％至99.99999％，65％至99.9999％，65％至99.999％，65％至100％，65％至99.99％，65％至99.9％，65％至99％，65％至98％，65％至95％，70％至100％，70％至99.999999％，70％至99.99999％，70％至99.9999％，70％至99.999％，70％至99.99％，70％至99.9％，70％至99％，70％至98％，70％至95％，75％至100％，75％至99.99％，75％至99.9％，75％至99.999999％，75％至99.99999％，75％至99.9999％，75％至99.999％，75％至99％，75％至98％，75％至95％，％，80％至99.999999％，80％至99.99999％，80％至99.9999％，80％至99.999％，80％至100％，80％至99.99％，80％至99.9％，80％至99％，80％至98％，或80％至95％。就下限而言，过滤介质结构可以抑制大于60％的病毒发病，例如大于65％，大于70％，大于75％，大于80％，大于85％，大于90％，大于95％，大于98％，大于99％，大于99.9％，大于99.99％，大于99.999％，大于99.9999％，大于99.99999％，或大于99.999999％。
抗微生物和/或抗病毒性聚合物组合物
如上所述，本文公开的过滤介质结构可以包含至少一个有益地显示生物减少性能(抗微生物和/或抗病毒性能)的层。例如，第一层、第二层和/或第三层可以从本文所述的抗微生物/抗病毒性聚合物组合物制备，和/或可以包含本文所述的抗微生物/抗病毒性聚合物组合物。为了方便起见，在本文中，第二层具有生物减少性能并且可以位于第一层的上游或下游。
过滤介质结构中的至少一层、优选第二层显示生物减少性能，其可以包含聚合物和一种或多种AM/AV化合物，例如金属(例如金属化合物)。金属化合物包含铜、锌或银。在一些实施方案中，过滤介质结构的至少一层、优选第二层包含聚合物纤维(优选聚酰胺纤维)、锌(经由锌化合物向组合物提供)和/或任选地磷(经由磷化合物向组合物提供)。在一些实施方案中，过滤介质结构的至少一层包含聚合物、铜(经由铜化合物向组合物提供)和任选地磷(经由磷化合物向组合物提供)。在一些实施方案中，金属化合物可以包埋在第二层中。在其它实施方案中，金属化合物可以作为一部分局部处理施加到第二层的表面。金属化合物可以进行喷洒、涂覆或沉积。
如下文所述，本文所述的聚合物组合物显示抗病毒性能。另外，本文公开的组合物可以用于制备各种产品。例如，本文所述的聚合物组合物可以成型为高度接触型产品(例如由使用者操作的产品)。由所述聚合物组合物制成的产品相似地显示抗病毒性能。因此，本文公开的组合物可以用于制备各种抗病毒产品。
在一个实施方案中，过滤介质结构中的至少一层、优选第二层包含聚合物纤维例如聚酰胺纤维、金属化合物和任选地磷化合物。聚酰胺纤维可以是非织造层或纺粘层。在一个实施方案中，第二层包含50重量％至100重量％的聚酰胺纤维，例如50重量％至99.99重量％，50重量％至99.9重量％，50重量％至99重量％，55重量％至100重量％，55重量％至99.99重量％，55重量％至99.9重量％，55重量％至99重量％，60重量％至100重量％，60重量％至99.99重量％，60重量％至99.9重量％，60重量％至99重量％，65重量％至100重量％，65重量％至99.99重量％，65重量％至99.9重量％，或65重量％至99重量％。就上限而言，第二层可以包含小于100重量％的聚酰胺纤维，例如小于99.99重量％，小于99.9重量％，或小于99重量％。就下限而言，第二层可以包含大于50重量％的聚酰胺纤维，例如大于55重量％，大于60重量％，或大于65重量％。
金属化合物
如上所述，过滤介质结构中的至少一层可以包含一种或多种AM/AV化合物，其可以是金属化合物的形式。为了讨论，第二层将作为具有一种或多种AM/AV化合物来描述，但应当理解的是，过滤介质结构中的任何其它层也可以具有一种或多种AM/AV化合物。在一些实施方案中，第二层包含锌(例如在锌化合物中)，磷(例如在磷化合物中)，铜(例如在铜化合物中)，银(例如在银化合物中)，或其组合。在本文中，金属化合物表示具有至少一个金属分子或离子的化合物(例如“锌化合物”表示具有至少一个锌分子或离子的化合物)。
在一些常规的聚合物组合物中，纤维层使用AM/AV化合物以抑制病毒和其它病原体。例如，一些纤维层可以包含抗微生物添加剂，例如银，其被涂覆或作为膜施用到外表面上。但是，发现这些处理或涂层通常存在许多问题。例如，被涂覆的添加剂可能在染色或洗涤过程中从纤维/层被提取出去，这不利地影响抗微生物和/或抗病毒性能。与常规配制剂相比，本文公开的聚合物组合物包含AM/AV化合物(例如金属化合物)的独特组合，而不是简单地将AM/AV化合物涂覆到表面上。这可以提供具有特定量的被包埋在聚合物基质中的金属化合物的聚合物组合物，使得聚合物组合物在染色和/或洗涤期间和之后保留AM/AV性能，并对改进的牢固性和耐久性做出贡献。
在一个实施方案中，AM/AV化合物可以作为母料加入。母料可以包含聚酰胺，例如尼龙6或尼龙6,6。可以考虑其它母料组合物。
第二层可以包含金属化合物，例如分散在聚酰胺组合物中的金属或金属化合物。在一个实施方案中，金属化合物可以均匀地分散在聚酰胺组合物中。在一个实施方案中，聚酰胺组合物包含1wppm至30,000wppm的金属化合物，例如5wppm至20,000wppm，5wppm至17,500wppm，5wppm至17,000wppm，5wppm至16,500wppm，5wppm至16,000wppm，5wppm至15,500wppm，5wppm至15,000wppm，5wppm至12,500wppm，5wppm至10,000wppm，5wppm至5000wppm，5wppm至4000wppm，例如5wppm至3000wppm，5wppm至2000wppm，5wppm至1000wppm，5wppm至500wppm，10wppm至20,000wppm，10wppm至17,500wppm，10wppm至17,000wppm，10wppm至16,500wppm，10wppm至16,000wppm，10wppm至15,500wppm，10wppm至15,000wppm，10wppm至12,500wppm，10wppm至10,000wppm，10wppm至5000wppm，10wppm至4000wppm，10wppm至3000wppm，10wppm至2000wppm，10wppm至1000wppm，10wppm至500wppm，50wppm至20,000wppm，50wppm至17,500wppm，50wppm至17,000wppm，50wppm至16,500wppm，50wppm至16,000wppm，50wppm至15,500wppm，50wppm至15,000wppm，50wppm至12,500wppm，50wppm至10,000wppm，50wppm至5000wppm，50wppm至4000wppm，50wppm至3000wppm，50wppm至2000wppm，50wppm至1000wppm，50wppm至500wppm，100wppm至20,000wppm，100wppm至17,500wppm，100wppm至17,000wppm，100wppm至16,500wppm，100wppm至16,000wppm，100wppm至15,500wppm，100wppm至15,000wppm，100wppm至12,500wppm，100wppm至10,000wppm，100wppm至5000wppm，100wppm至4000wppm，100wppm至3000wppm，100wppm至2000wppm，100wppm至1000wppm，100wppm至500wppm，200wppm至20,000wppm，200wppm至17,500wppm，200wppm至17,000wppm，200wppm至16,500wppm，200wppm至16,000wppm，200wppm至15,500wppm，200wppm至15,000wppm，200wppm至12,500wppm，200wppm至10,000wppm，200wppm至5000wppm，200wppm至4000wppm，200wppm至3000wppm，200wppm至2000wppm，200wppm至1000wppm，或200wppm至500wppm。
就下限而言，第二层的聚酰胺组合物可以包含大于5wppm的金属化合物，例如大于10wppm，大于50wppm，大于100wppm，大于200wppm，或大于300wppm。就上限而言，聚合物组合物可以包含小于20,000wppm的金属化合物，例如小于17,500wppm，小于17,000wppm，小于16,500wppm，小于16,000wppm，小于15,500wppm，小于15,000wppm，小于12,500wppm，小于10,000wppm，小于5000wppm，小于4000wppm，小于3000wppm，小于2000wppm，小于1000wppm，或小于500wppm。如上所述，金属化合物优选被包埋在从聚合物组合物形成的聚合物中。
过滤介质结构中的至少一层、优选第二层中的聚酰胺组合物可以包含锌(例如在锌化合物中)，例如分散在其中的锌或锌化合物，包括均匀地分散。在一个实施方案中，聚酰胺组合物包含1wppm至30,000wppm的锌，例如5wppm至20,000wppm，5wppm至17,500wppm，5wppm至17,000wppm，5wppm至16,500wppm，5wppm至16,000wppm，5wppm至15,500wppm，5wppm至15,000wppm，5wppm至12,500wppm，5wppm至10,000wppm，5wppm至5000wppm，5wppm至4000wppm，例如5wppm至3000wppm，5wppm至2000wppm，5wppm至1000wppm，5wppm至500wppm，10wppm至20,000wppm，10wppm至17,500wppm，10wppm至17,000wppm，10wppm至16,500wppm，10wppm至16,000wppm，10wppm至15,500wppm，10wppm至15,000wppm，10wppm至12,500wppm，10wppm至10,000wppm，10wppm至5000wppm，10wppm至4000wppm，10wppm至3000wppm，10wppm至2000wppm，10wppm至1000wppm，10wppm至500wppm，50wppm至20,000wppm，50wppm至17,500wppm，50wppm至17,000wppm，50wppm至16,500wppm，50wppm至16,000wppm，50wppm至15,500wppm，50wppm至15,000wppm，50wppm至12,500wppm，50wppm至10,000wppm，50wppm至5000wppm，50wppm至4000wppm，50wppm至3000wppm，50wppm至2000wppm，50wppm至1000wppm，50wppm至500wppm，100wppm至20,000wppm，100wppm至17,500wppm，100wppm至17,000wppm，100wppm至16,500wppm，100wppm至16,000wppm，100wppm至15,500wppm，100wppm至15,000wppm，100wppm至12,500wppm，100wppm至10,000wppm，100wppm至5000wppm，100wppm至4000wppm，100wppm至3000wppm，100wppm至2000wppm，100wppm至1000wppm，100wppm至500wppm，200wppm至20,000wppm，200wppm至17,500wppm，200wppm至17,000wppm，200wppm至16,500wppm，200wppm至16,000wppm，200wppm至15,500wppm，200wppm至15,000wppm，200wppm至12,500wppm，200wppm至10,000wppm，200wppm至5000wppm，200wppm至4000wppm，200wppm至3000wppm，200wppm至2000wppm，200wppm至1000wppm，或200wppm至500wppm。
就下限而言，聚酰胺组合物可以包含大于5wppm的锌，例如大于10wppm，大于50wppm，大于100wppm，大于200wppm，或大于300wppm。就上限而言，聚合物组合物可以包含小于20,000wppm的锌，例如小于17,500wppm，小于17,000wppm，小于16,500wppm，小于16,000wppm，小于15,500wppm，小于15,000wppm，小于12,500wppm，小于10,000wppm，小于5000wppm，小于4000wppm，小于3000wppm，小于2000wppm，小于1000wppm，或小于500wppm。在一些方面，锌化合物被包埋在从聚合物组合物形成的聚合物中。
在聚酰胺组合物中的锌化合物的存在量可以与离子锌的含量相关讨论。在一个实施方案中，在过滤介质结构的至少一层、优选第二层中的聚酰胺组合物包含按重量计1ppm至30,000ppm的离子锌，例如Zn2+，例如1ppm至25,000ppm，1ppm至20,000ppm，1ppm至15,000ppm，1ppm至10,000ppm，1ppm至5,000ppm，1ppm至2,500ppm，50ppm至30,000ppm，50ppm至25,000ppm，50ppm至20,000ppm，50ppm至15,000ppm，50ppm至10,000ppm，50ppm至5,000ppm，50ppm至2,500ppm，100ppm至30,000ppm，100ppm至25,000ppm，100ppm至20,000ppm，100ppm至15,000ppm，100ppm至10,000ppm，100ppm至5,000ppm，100ppm至2,500ppm，150ppm至30,000ppm，150ppm至25,000ppm，150ppm至20,000ppm，150ppm至15,000ppm，150ppm至10,000ppm，150ppm至5,000ppm，150ppm至2,500ppm，250ppm至30,000ppm，250ppm至25,000ppm，250ppm至20,000ppm，250ppm至15,000ppm，250ppm至10,000ppm，250ppm至5,000ppm，或250ppm至2,500ppm。在一些情况下，上文关于锌所述的范围和限值也可以适用于离子锌的含量。
聚酰胺组合物中的锌是存在于锌化合物中或经由锌化合物提供的，锌化合物可以宽泛地变化。锌化合物可以包含氧化锌，己二酸铵锌，乙酸锌，碳酸铵锌，硬脂酸锌，苯基次膦酸锌，或2-巯基吡啶氧化锌，或其组合。在一些实施方案中，锌化合物包含氧化锌，己二酸铵锌，乙酸锌，或2-巯基吡啶氧化锌，或其组合。在一些实施方案中，锌化合物包含氧化锌，硬脂酸锌，或己二酸铵锌，或其组合。在一些方面，锌是以氧化锌的形式提供。在一些方面，锌不是经由苯基次膦酸锌和/或苯基膦酸锌提供。在一些方面，锌是通过使一种或多种锌化合物溶解在己二酸铵中提供的。
本发明人也发现在过滤介质结构的至少一层、优选第二层中的聚酰胺组合物令人惊奇地可以从使用特定的锌化合物受益。特别是，使用易于形成离子锌(例如Zn2+)的锌化合物可以提高第二层和整个过滤介质结构的抗病毒性能。在理论上认为，离子锌会干扰病毒的复制循环。例如离子锌可以干扰(例如抑制)病毒的蛋白酶或聚合酶的活性。关于离子锌对病毒活性影响的其它讨论可以参见Velthuis等人，Zn Inhibits Coronavirus andArterivirus RNA Polymerase Activity In Vitro and Zinc Ionophores Block theReplication of These Viruses in Cell Culture,PLoS Pathogens(2010年11月)，将此文献的内容引入本文以供参考。另外，被包埋在第二层中的锌离子可以以极性端基为目标和/或阻断的糖蛋白通道。这导致破坏病毒保护壁并使病毒失效。另外，被包埋在第二层中的锌离子可以破坏和/或阻断细菌的细胞通道，由此减少细菌的生长。
在过滤介质结构的至少一层、优选第二层中的聚酰胺组合物可以包含铜(例如在铜化合物中)，例如分散在聚合物组合物内的铜或铜化合物。在一个实施方案中，聚酰胺组合物包含5wppm至20,000wppm的铜，例如5wppm至17,500wppm，5wppm至17,000wppm，5wppm至16,500wppm，5wppm至16,000wppm，5wppm至15,500wppm，5wppm至15,000wppm，5wppm至12,500wppm，5wppm至10,000wppm，5wppm至5000wppm，5wppm至4000wppm，例如5wppm至3000wppm，5wppm至2000wppm，5wppm至1000wppm，5wppm至500wppm，10wppm至20,000wppm，10wppm至17,500wppm，10wppm至17,000wppm，10wppm至16,500wppm，10wppm至16,000wppm，10wppm至15,500wppm，10wppm至15,000wppm，10wppm至12,500wppm，10wppm至10,000wppm，10wppm至5000wppm，10wppm至4000wppm，10wppm至3000wppm，10wppm至2000wppm，10wppm至1000wppm，10wppm至500wppm，50wppm至20,000wppm，50wppm至17,500wppm，50wppm至17,000wppm，50wppm至16,500wppm，50wppm至16,000wppm，50wppm至15,500wppm，50wppm至15,000wppm，50wppm至12,500wppm，50wppm至10,000wppm，50wppm至5000wppm，50wppm至4000wppm，50wppm至3000wppm，50wppm至2000wppm，50wppm至1000wppm，50wppm至500wppm，100wppm至20,000wppm，100wppm至17,500wppm，100wppm至17,000wppm，100wppm至16,500wppm，100wppm至16,000wppm，100wppm至15,500wppm，100wppm至15,000wppm，100wppm至12,500wppm，100wppm至10,000wppm，100wppm至5000wppm，100wppm至4000wppm，100wppm至3000wppm，100wppm至2000wppm，100wppm至1000wppm，100wppm至500wppm，200wppm至20,000wppm，200wppm至17,500wppm，200wppm至17,000wppm，200wppm至16,500wppm，200wppm至16,000wppm，200wppm至15,500wppm，200wppm至15,000wppm，200wppm至12,500wppm，200wppm至10,000wppm，200wppm至5000wppm，200wppm至4000wppm，200wppm至3000wppm，200wppm至2000wppm，200wppm至1000wppm，或200wppm至500wppm。
就下限而言，聚酰胺组合物可以包含大于5wppm的铜，例如大于10wppm，大于50wppm，大于100wppm，大于200wppm，或大于300wppm。就上限而言，聚合物组合物可以包含小于20,000wppm的铜，例如小于17,500wppm，小于17,000wppm，小于16,500wppm，小于16,000wppm，小于15,500wppm，小于15,000wppm，小于12,500wppm，小于10,000wppm，小于5000wppm，小于4000wppm，小于3000wppm，小于2000wppm，小于1000wppm，或小于500wppm。在一些方面，铜化合物被包埋在从聚合物组合物形成的聚合物中。
对于铜化合物的类型没有特别的限制。合适的铜化合物包括碘化铜，溴化铜，氯化铜，氟化铜，氧化铜，硬脂酸铜，己二酸铵铜，乙酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合。铜化合物可以包含氧化铜，己二酸铵铜，乙酸铜，碳酸铵铜，硬脂酸铜，苯基次膦酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合。在一些实施方案中，铜化合物包含氧化铜，己二酸铵铜，乙酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合。在一些实施方案中，铜化合物包含氧化铜，硬脂酸铜，或己二酸铵铜，或其组合。在一些方面，铜是以氧化铜的形式提供。在一些方面，铜不是经由苯基次膦酸铜和/或苯基膦酸铜提供。在一些方面，铜是通过使一种或多种铜化合物溶解在己二酸铵中提供的。
在过滤介质结构的至少一层、优选第二层中的聚酰胺组合物可以包含银(例如在银化合物中)，例如分散在聚合物组合物内的银或银化合物。在一个实施方案中，聚合物组合物包含5wppm至20,000wppm的银，例如5wppm至17,500wppm，5wppm至17,000wppm，5wppm至16,500wppm，5wppm至16,000wppm，5wppm至15,500wppm，5wppm至15,000wppm，5wppm至12,500wppm，5wppm至10,000wppm，5wppm至5000wppm，5wppm至4000wppm，例如5wppm至3000wppm，5wppm至2000wppm，5wppm至1000wppm，5wppm至500wppm，10wppm至20,000wppm，10wppm至17,500wppm，10wppm至17,000wppm，10wppm至16,500wppm，10wppm至16,000wppm，10wppm至15,500wppm，10wppm至15,000wppm，10wppm至12,500wppm，10wppm至10,000wppm，10wppm至5000wppm，10wppm至4000wppm，10wppm至3000wppm，10wppm至2000wppm，10wppm至1000wppm，10wppm至500wppm，50wppm至20,000wppm，50wppm至17,500wppm，50wppm至17,000wppm，50wppm至16,500wppm，50wppm至16,000wppm，50wppm至15,500wppm，50wppm至15,000wppm，50wppm至12,500wppm，50wppm至10,000wppm，50wppm至5000wppm，50wppm至4000wppm，50wppm至3000wppm，50wppm至2000wppm，50wppm至1000wppm，50wppm至500wppm，100wppm至20,000wppm，100wppm至17,500wppm，100wppm至17,000wppm，100wppm至16,500wppm，100wppm至16,000wppm，100wppm至15,500wppm，100wppm至15,000wppm，100wppm至12,500wppm，100wppm至10,000wppm，100wppm至5000wppm，100wppm至4000wppm，100wppm至3000wppm，100wppm至2000wppm，100wppm至1000wppm，100wppm至500wppm，200wppm至20,000wppm，200wppm至17,500wppm，200wppm至17,000wppm，200wppm至16,500wppm，200wppm至16,000wppm，200wppm至15,500wppm，200wppm至15,000wppm，200wppm至12,500wppm，200wppm至10,000wppm，200wppm至5000wppm，200wppm至4000wppm，200wppm至3000wppm，200wppm至2000wppm，200wppm至1000wppm，或200wppm至500wppm。
就下限而言，聚酰胺组合物可以包含大于5wppm的银，例如大于10wppm，大于50wppm，大于100wppm，大于200wppm，或大于300wppm。就上限而言，聚酰胺组合物可以包含小于20,000wppm的银，例如小于17,500wppm，小于17,000wppm，小于16,500wppm，小于16,000wppm，小于15,500wppm，小于15,000wppm，小于12,500wppm，小于10,000wppm，小于5000wppm，小于4000wppm，小于3000wppm，小于2000wppm，小于1000wppm，或小于500wppm。在一些方面，银化合物被包埋在从聚合物组合物形成的聚合物中。
对于银化合物的类型没有特别的限制。合适的银化合物包括碘化银，溴化银，氯化银，氟化银，氧化银，硬脂酸银，己二酸铵银，乙酸银，或2-巯基吡啶氧化银，或其组合。银化合物可以包含氧化银，己二酸铵银，乙酸银，碳酸铵银，硬脂酸银，苯基次膦酸银，或2-巯基吡啶氧化银，或其组合。在一些实施方案中，银化合物包含氧化银，己二酸铵银，乙酸银，或2-巯基吡啶氧化银，或其组合。在一些实施方案中，银化合物包含氧化银，硬脂酸银，或己二酸铵银，或其组合。在一些方面，银是以氧化银的形式提供。在一些方面，银不是经由苯基次膦酸银和/或苯基膦酸银提供。在一些方面，银是通过使一种或多种银化合物溶解在己二酸铵中提供的。
在过滤介质结构的至少一层、优选第二层中的聚酰胺组合物可以包含磷(在磷化合物中)，例如分散在聚合物组合物中的磷或磷化合物。在一个实施方案中，聚酰胺组合物包含小于或等于1重量％的磷。磷化合物的各种范围是如本文所述，和可以在50wppm至10,000wppm的范围内，例如50wppm至5000wppm，50wppm至2500wppm，50wppm至2000wppm，50wppm至800wppm,100wppm至750wppm,100wppm至1800wppm，100wppm至10,000wppm，100wppm至5000wppm，100wppm至2500wppm，100wppm至1000wppm，100wppm至800wppm，200wppm至10,000wppm,200wppm至5000wppm，200wppm至2500wppm，200wppm至800wppm，300wppm至10,000wppm，300wppm至5000wppm，300wppm至2500wppm，300wppm至500wppm，500wppm至10,000wppm，500wppm至5000wppm，或500wppm至2500wppm。就下限而言，聚合物组合物可以包含大于50wppm的磷，例如大于75wppm，大于100wppm，大于150wppm，大于200wppm大于300wppm或大于500wppm。就上限而言，聚合物组合物可以包含小于10000wppm(或1重量％)的磷，例如小于5000wppm，小于2500wppm，小于2000wppm，小于1800wppm，小于1500wppm，小于1000wppm，小于800wppm，小于750wppm，小于500wppm，小于475wppm，小于450wppm，或小于400wppm。在一些方面，磷或磷化合物被包埋在从聚合物组合物形成的聚合物中。
在聚酰胺组合物中的磷是存在于合适的磷化合物中，或经由合适的磷化合物提供，磷化合物可以宽泛地变化。磷化合物可以包含苯次膦酸，二苯基次膦酸，苯基次膦酸钠，亚磷酸，苯膦酸，苯基次膦酸钙，B-戊基次膦酸钾，甲基次膦酸，次磷酸锰，次磷酸钠，磷酸一钠，次磷酸，二甲基次膦酸，乙基次膦酸，二乙基次膦酸，乙基次膦酸镁，亚磷酸三苯基酯，亚磷酸二苯基甲基酯，亚磷酸二甲基苯基酯，亚磷酸乙基二苯基酯，苯基膦酸，甲基膦酸，乙基膦酸，苯基膦酸钾，甲基膦酸钠，乙基膦酸钙，和其组合。在一些实施方案中，磷化合物包含磷酸，苯次膦酸，或苯膦酸，或其组合。在一些实施方案中，磷化合物包含苯次膦酸，亚磷酸，或次磷酸锰，或其组合。在一些方面，磷化合物可以包含苯次膦酸。
其它层
本文所述的过滤介质结构可以包括一个或多个其它层。所述其它层可以包括稀松布、基材、保护层或外层。这些任选的层包括织造层、针织层或非织造层。其它层也可以是线网。对于所述其它层的结构没有特别的限制。在一些实施方案中，其它层是织造层、非织造层或针织层。应当理解的是，所述其它层各自可以是不同的，和可以有多种类型的其它层。
其它层的组成取决于过滤介质结构。在一些实施方案中，其它层包含下文所述的聚合物组合物。虽然优选在第二层中包含AM/AV化合物，但是在一些实施方案中，其它层可以包含AM/AV化合物，和在一些情况下，AM/AV化合物提供AM/AV益处。
用于其它层的热塑性材料可以包括、但不限于：聚酯，尼龙，人造丝，聚酰胺6，聚酰胺6,6，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)，co-PET，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)聚乳酸(PLA),和聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)。例如，这些其它层可以包含纺粘型聚酰胺,电纺丝型聚酰胺，熔喷型聚酰胺或闪纺型聚酰胺。在一些情况下，其它层包含聚酰胺纤维，例如聚酰胺微纤维或聚酰胺纳米纤维。
在一个实施方案中，其它层包括稀松布层，例如增强层，其可以连接到第二层的一个表面。在一些方面，选择稀松布层以具有可测量的过滤能力和效率。但是在其它方面，稀松布层可以具有极小的过滤能力或效率，或不具有过滤能力或效率。稀松布层可以具有0.1至5mm的厚度，例如0.1至2.5mm，0.1mm至2mm，0.1mm至1.5mm，0.1mm至1mm，或在上述值之间的任何子范围或数值。在一个实施方案中，具有小于0.25mm的厚度的稀松布足以提供充足的强度。稀松布的基本重量可以是5至250gsm，例如5至200gsm，5至150gsm，5至100gsm，5至60gsm，15至45gsm，或在上述值之间的任何数值。当稀松布是由热塑性材料构成时，稀松布的纤维可以具有1至1000微米的中值纤维直径，例如1至500微米，1至100微米，或在上述值之间的任何子范围或数值。厚度、基本重量和中值纤维直径可以根据其中使用稀松布的过滤结构介质来选择。通常，稀松布可以具有在0.5英寸水的分压下的Frazier空气渗透性是在111CFM和1675CFM之间，例如450至650CFM，500至600CFM，550至1675，或在上述值之间的任何数值。稀松布层的过滤效率可以通过使用PALAS MFP-2000(德国)装置检测位于稀松布上侧和下侧的具有0.3-10μm粒径的灰尘颗粒的数目并进行比较来表征。在一个实施方案中，用于稀松布层的稀松布的过滤效率是使用具有70mg/m3灰尘浓度的ISO Fine灰尘检测，其中样品的测试尺寸为1002cm，并且面速度为20cm/s。合适的稀松布可以选自常规可商购的稀松布，或经由纺粘法、梳理法或弹絮法或使用合适聚合物的其它方法形成。适用于稀松布的聚合物包括但不限于聚酯、聚丙烯、聚乙烯和聚酰胺，例如尼龙，或两种或更多种这些聚合物的组合。例如，适用于稀松布层的稀松布可以从供应商以各种厚度获得，包括BerryPlastics formerly Fiberweb Inc(Old Hickory,Tennessee)或Cerex AdvancedFabrics,Inc.(Cantonment,Florida)。多于一个稀松布层可以被引入过滤介质中。
在过滤介质中的额外层是聚酰胺纳米纤维层。在一些方面，该层是直接纺丝或熔喷到一个或多个稀松布层上。在一些实施方案中，聚酰胺纳米纤维层具有至少1mm的厚度，通常是1.0mm至6.0mm，优选0.07mm至3mm，和在一个实施方案中是约0.13mm；并且具有小于150g/m2的基本重量，例如基本重量小于120g/m2，或基本重量小于100g/m2。就范围而言，基本重量可以是5至150g/m2，例如10至150g/m2，10至120g/m2或10至100g/m2。稀松布的厚度可以在0.05mm至5mm的范围内，例如0.05mm至2.5mm，0.05mm至1mm，0.5mm至1mm，0.5mm至0.9mm。稀松布层的纤维可以具有1微米至50微米的中值纤维直径，例如5微米至30微米，5微米至25微米，10微米至20微米。
除了稀松布之外，所述其它层也可以包括常规的层。在一些方面，额外层可以包含聚合物，例如聚氯乙烯(PVC)，聚烯烃，聚缩醛，聚酯，纤维素醚，聚亚烷基硫醚，聚亚芳基醚，聚砜，改性的聚砜聚合物和聚乙烯醇，聚酰胺，聚苯乙烯，聚丙烯腈,聚偏二氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，以及聚偏二氟乙烯。
在其它实施方案中，其它层可以是另一个具有5g/m2至50g/m2的基本重量的过滤层，例如5g/m2至48g/m2，5g/m2至45g/m2，5g/m2至42g/m2，5g/m2至40g/m2,8g/m2至50g/m2，8g/m2至48g/m2，8g/m2至45g/m2，8g/m2至42g/m2，8g/m2至40g/m2,10g/m2至50g/m2，10g/m2至48g/m2，10g/m2至45g/m2，10g/m2至42g/m2，10g/m2至40g/m2,12g/m2至50g/m2，12g/m2至48g/m2，12g/m2至45g/m2，12g/m2至42g/m2，12g/m2至40g/m2,14g/m2至50g/m2，14g/m2至48g/m2，14g/m2至45g/m2，14g/m2至42g/m2，14g/m2至40g/m2，或15g/m2至38g/m2。
就下限而言，用于过滤的其它层的基本重量可以大于5g/m2，例如大于8g/m2，大于10g/m2，大于12g/m2，大于14g/m2，或大于15g/m2。就上限而言，所述其它层的基本重量可以小于50g/m2，例如小于48g/m2，小于45g/m2，小于42g/m2，小于40g/m2，或小于38g/m2。在一些情况下，所述其它层的基本重量可以是约10g/m2，约11g/m2，约12g/m2，约13g/m2，约14g/m2，约15g/m2，约16g/m2，约18g/m2，约19g/m2，约20g/m2，约21g/m2，约22g/m2，约23g/m2，约24g/m2，约25g/m2，约26g/m2，约27g/m2，约28g/m2，约29g/m2，约30g/m2，约31g/m2，约32g/m2，约33g/m2，约34g/m2，约35g/m2，约36g/m2，约37g/m2，约38g/m2，约39g/m2，或约40g/m2，或在上述值之间的基本重量。
在一些实施方案中，其它层包含具有小于50微米的平均纤维直径的多个纤维，例如小于45微米，小于40微米，小于35微米，小于30微米，小于25微米，小于20微米，小于15微米，小于10微米，或小于5微米。就下限而言，多个纤维可以具有大于1微米的平均纤维直径，例如大于1.5微米，大于2微米，大于2.5微米，大于5微米，或大于10微米。就范围而言，多个纤维可以具有1微米至50微米的平均纤维直径，例如1微米至45微米，1微米至40微米，1微米至35微米，1微米至30微米，1微米至20微米，1微米至15微米，1微米至10微米，1微米至5微米，1.5微米至25微米，1.5微米至20微米，1.5微米至15微米，1.5微米至10微米，1.5微米至5微米，2微米至25微米，2微米至20微米，2微米至15微米，2微米至10微米，2微米至5微米，2.5微米至25微米，2.5微米至20微米，2.5微米至15微米，2.5微米至10微米，2.5微米至5微米，5微米至45微米，5微米至40微米，5微米至35微米，5微米至30微米，10微米至45微米，10微米至40微米，10微米至35微米，10微米至30微米。
在一些实施方案中，其它层包含具有小于1微米的平均纤维直径多个纤维，例如小于0.9微米，小于0.8微米，小于0.7微米，小于0.6微米，小于0.5微米，小于0.4微米，小于0.3微米，小于0.2微米，小于0.1微米，小于0.05微米，小于0.04微米，或小于0.3微米。就下限而言，多个纤维的平均纤维直径可以大于1纳米，例如大于10纳米，大于25纳米，或大于50纳米。就范围而言，多个纤维的平均纤维直径可以是1纳米至1微米，例如1纳米至0.9微米，1纳米至0.8微米，1纳米至0.7微米，1纳米至0.6微米，1纳米至0.5微米，1纳米至0.4微米，1纳米至0.3微米，1纳米至0.2微米，1纳米至0.1微米，1纳米至0.05微米，1纳米至0.04微米，1纳米至0.3微米，10纳米至1微米，10纳米至0.9微米，10纳米至0.8微米，10纳米至0.7微米，10纳米至0.6微米，10纳米至0.5微米，10纳米至0.4微米，10纳米至0.3微米，10纳米至0.2微米，10纳米至0.1微米，10纳米至0.05微米，10纳米至0.04微米，10纳米至0.3微米，25纳米至1微米，25纳米至0.9微米，25纳米至0.8微米，25纳米至0.7微米，25纳米至0.6微米，25纳米至0.5微米，25纳米至0.4微米，25纳米至0.3微米，25纳米至0.2微米，25纳米至0.1微米，25纳米至0.05微米，25纳米至0.04微米，25纳米至0.3微米，50纳米至1微米，50纳米至0.9微米，50纳米至0.8微米，50纳米至0.7微米，50纳米至0.6微米，50纳米至0.5微米，50纳米至0.4微米，50纳米至0.3微米，50纳米至0.2微米，50纳米至0.1微米，50纳米至0.05微米，50纳米至0.04微米，或50纳米至0.3微米。
在一些情况下，所述其它层是从本文所述聚合物组合物制得的聚合物层，例如聚酰胺层。
如上所述，其它层可以设计为用于分离经过滤的区域，这可以要求暴露于水分。所以期望所述其它层由具有相对亲水性和/或吸湿性的材料组成。具有提高的亲水性和/或吸湿性的聚合物可以更好地吸引暴露于过滤介质结构的水分并保持水分。如下文详述，改进的(例如提高的)亲水性和/或吸湿性可以通过使用本文所述的聚合物组合物来实现。因此，特别有益的是从本文所述的聚合物组合物形成第三层。
另外，因为其它层可以设计用于分离经过滤的区域，所以期望第三层显示AM/AV性能。在使用期间，所述其它层可以是暴露于环境的最外层。另外，其它层可以在使用之前或之后暴露于微生物和/或病毒(例如在表面或其它物品上)。因此，特别有益的是从本文所述的AM/AV聚合物组合物形成所述其它层。
本文所述过滤介质结构的一些实施方案可以包括额外层。在一些情况下，加入一个或多个额外层以改进过滤介质结构的一种或多种性能特性(例如过滤效率)。在一些情况下，加入一个或多个额外层以改进针对最终用途的适用性。
在一些实施方案中，过滤介质结构包含与过滤介质结构的第二层相邻的一个或多个额外过滤层。在一些实施方案中，一个或多个额外过滤层是基本上与过滤介质结构的第二层相邻的。对于额外过滤层的组成没有特别的限制，可以使用上文关于第二层所述的任何组成和结构。
在一些情况下，一个或多个所述层包含两个或更多个子层。每个子层可以包含对于层一般描述的热塑性材料(例如上述组成、纤维直径和基本重量)。在一些情况下，子层包含相同的热塑性材料。在一些情况下，子层包含不同的热塑性材料。在一个实施方案中，第二层包含多个子层，例如熔喷层和/或纺粘层的组合。
在一些情况下，第二层是双股型，因为其包含两个层(例如至少两层)。这两层各自可以由上述构成和/或组成。双股型第二层的每个层可以是在结构和/或组成上相同的，或这些层可以是在结构和/或组成上不同的。
换句话说，在一些实施方案中，过滤介质结构包含四层：第一层(例如带电荷的网)，第二层(例如具有生物减少性能的层)；以及两个第三层，即稀松布和外层。在一些实施方案中，每个相邻层可以通过合适的粘合剂来连接。
在一些实施方案中，过滤介质结构包含额外的稀松布层。稀松布层可以是在过滤介质结构的外表面和/或内表面上相邻的织造物、非织造织物或针织物。对于额外稀松布层的组成没有特别的限制，可以使用上文关于第一层所述的任何组成和结构。在一些情况下，过滤介质结构可以包含在与第二层相对的第一层表面上的额外稀松布层(例如第一层可以夹在稀松布层和第二层之间)。在一些情况下，过滤介质结构可以包含在与第二层相对的第三层表面上的额外稀松布层(例如第三层可以夹在第二层和稀松布层之间)。在一些情况下，过滤介质结构可以包含同时在与第二层相对的第一层表面上的和在与第二层相对的第三层表面上的额外稀松布层。
在一些情况下，过滤介质结构可以包含指示剂。指示剂可以用于指示呼吸、温度暴露和/或无菌性。当发生触发情况时，指示剂可以改变外观。指示剂的机理可以宽泛地变化。示例性的机理包括染料扩散、颜色变化、化学反应(CO2或氧化还原)和/或电化学。在一些实施方案中，指示剂可以是标贴的形式。在一些实施方案中，指示剂可以是标志、视觉信号、徽章的形式。此列表不是穷举性的，可以考虑其它指示剂。
物理特性
如上所述，过滤介质结构的每个层可以从提高的亲水性和/或吸湿性受益。特别是，使用亲水性和/或吸湿性聚合物可以促进过滤介质结构发挥作用，并可以提高聚合物组合物的抗微生物和/或抗病毒性能。具有提高的亲水性和/或吸湿性的聚合物可以更好地吸引携带微生物和/或病毒的液体介质，例如唾液或粘液，并且也可以吸收更多的水分(例如来自空气或呼吸)，这种增加的水分含量允许聚合物组合物和抗微生物/抗病毒试剂更好地限制、减少或抑制微生物或病毒的传染和/或发病。例如，水分可以溶解病毒的外层(例如衣壳)，暴露病毒的基因物质(例如DNA或RNA)。因此，第一层、第二层和第三层中的每个层可以从提高的亲水性和/或吸湿性受益。在优选实施方案中，第一层、第二层和/或第三层显示较高的亲水性和/或吸湿性。
在一些情况下，过滤介质结构的给定层(例如第一层、第二层和/或第三层)的亲水性和/或吸湿性可以通过饱和法检测。
在一些情况下，过滤介质结构的给定层(例如第一层、第二层和/或第三层)的亲水性和/或吸湿性可以通过能被吸收的水的量来检测(作为基于总重量计的百分比)。在一些实施方案中，所述层能吸收基于聚合物总重量计的大于1.5重量％的水，例如大于2.0重量％，大于3.0％，大于5.0重量％，或大于7.0重量％。就范围而言，亲水性和/或吸湿性聚合物能吸收1.5重量％至10.0重量％的水，例如1.5重量％至9.0重量％，2.0重量％至8重量％，2.0重量％至7w％，或2.5重量％至7重量％。
在一些情况下，过滤介质结构的给定层(例如第一层、第二层和/或第三层)的亲水性和/或吸湿性可以通过所述层的水接触角来检测。水接触角是由层(例如第一层、第二层或第三层)表面的界面形成的角。优选，当层是扁平的(例如基本上平的)时，检测层的接触角。
在一些实施方案中，过滤介质结构的层(例如第一层、第二层和/或第三层)显示小于90°的水接触角，例如小于85°，小于80°，或小于75°。就下限而言，过滤介质结构的层的水接触角可以大于10°，例如大于20°，大于30°，或大于40°。就范围而言，过滤介质结构的层的水接触角可以是10°至90°，例如10°至85°，10°至80°，10°至75°，20°至90°，20°至85°，20°至80°，20°至75°，30°至90°，30°至85°，30°至80°，30°至75°，40°至90°，40°至85°，40°至80°，或40°至75°。
如上文所述，过滤介质结构(例如聚合物结构的给定层)的提高的亲水性和/或吸湿性可以是由用于形成层的聚合物组合物带来的结果。本文所述的聚合物组合物例如显示提高的亲水性和/或吸湿性，所以特别适合用于本文公开的过滤介质结构。
在一些实施方案中，聚合物可以专门制备以赋予提高的亲水性和/或吸湿性。例如，吸湿性的提高可以通过选择和/或改性聚合物来实现。在一些实施方案中，聚合物可以是常规聚合物，例如常规聚酰胺，其已经改性以提高吸湿性。在这些实施方案中，在聚合物上的官能端基改性可以提高吸湿性。例如，聚合物可以是PA6,6，其已经改性以包含能提高吸湿性的官能端基。
性能特性
本文所述的过滤介质结构的性能可以使用各种常规方法来评估。例如，过滤介质结构的性能特性可以参考颗粒过滤效率和/或细菌过滤效率来描述。如上所述，这些特性通常用于对过滤介质结构的有效性评级，例如根据NIOSH和ASTM International。
颗粒过滤效率(或“PFE”)检测过滤介质结构如何良好地捕捉或分离亚微米粒子。通常，认为PFE与过滤介质结构在捕捉或分离病毒方面的有效性有关。特别是，PFE检测被过滤介质结构捕捉或分离的粒子的百分比。ASTM International规定使用0.1微米的粒径。
在一些实施方案中，过滤介质结构显示大于90％的PFE，例如大于92％，大于93％，大于94％，大于95％，大于97％，大于98％，大于99％，大于99.5％，大于99.9％，或大于99.99％。就上限而言，过滤介质结构可以显示小于100％的PFE，例如小于99.999％，小于99.995％，小于99.99％，或小于99.95％。
在一些实施方案中，过滤介质结构的PFE是约90％，约91％，约92％，约93％，约94％，约95％，约95.5％，约96％，约96.5％，约97％，约97.5％，约98％，约98.5％，约99％，约99.2％，约99.3％，约99.4％，约99.5％，约99.8％，约99.9％，约99.95％，或约99.99％，或在上述值之间的任何百分比。
细菌过滤效率(或“BFE”)检测过滤介质结构在暴露于含细菌的气溶胶时如何良好地捕捉或分离细菌。像PFE那样，BFE检测被过滤介质结构捕捉或分离的细菌的百分比。ASTMInternational规定使用尺寸为3.0微米的含有金黄色葡萄球菌(Staph.Aureus)的液滴(平均粒度为0.6-0.8微米)进行检测。为了用于手术或医用装置中，过滤介质结构通常必须显示至少95％的BFE。
在一些实施方案中，过滤介质结构显示大于90％的BFE，例如大于92％，大于93％，大于94％，大于95％，大于97％，大于98％，大于99％，大于99.5％，大于99.9％，或大于99.99％。就上限而言，过滤介质结构可以显示小于100％的BFE，例如小于99.999％，小于99.995％，小于99.99％，或小于99.95％。
在一些实施方案中，过滤介质结构的BFE是约90％，约91％，约92％，约93％，约94％，约95％，约95.5％，约96％，约96.5％，约97％，约97.5％，约98％，约98.5％，约99％，约99.2％，约99.3％，约99.4％，约99.5％，约99.8％，约99.9％，约99.95％，或约99.99％，或在上述值之间的任何百分比。
额外组分
在一些实施方案中，过滤介质结构的任何层可以包含额外的添加剂。所述添加剂包括颜料，亲水性或疏水性添加剂，除味添加剂，额外抗病毒剂，以及抗微生物/抗真菌的无机化合物，例如铜、锌、锡和银。
在一些实施方案中，聚合物组合物可以与用于着色的着色颜料组合。在一些方面，聚合物组合物可以与UV添加剂组合以耐受在暴露于明显UV光的滤材中的褪色和降解。在一些方面，聚合物组合物可以与添加剂组合以使纤维表面呈亲水性或疏水性。在一些方面，聚合物组合物可以例如与吸湿性材料组合，使得由其形成的纤维、滤材或其它产品具有更高的吸湿性。在一些方面，聚合物组合物可以与添加剂组合以使过滤介质结构具有耐热性，例如具有阻燃性能。在一些方面，聚合物组合物可以与添加剂组合以使滤材具有抗污染性。在一些方面，聚合物组合物可以与颜料和抗微生物化合物组合，从而避免常规染色和处置染料的要求。
在一些实施方案中，聚合物组合物可以还包含额外的添加剂。例如，聚合物组合物可以包含消光剂。消光剂添加剂可以改进由聚合物组合物制成的合成纤维和滤材的外观和/或纹理。在一些实施方案中，无机颜料类材料可以用作消光剂。消光剂可以包括一种或多种以下材料：二氧化钛，硫酸钡，钛酸钡，钛酸锌，钛酸镁，钛酸钙，氧化锌，硫化锌，锌钡白，二氧化锆，硫酸钙，硫酸钡，氧化铝，氧化钍，氧化镁，二氧化硅，滑石，云母等等。在优选实施方案中，消光剂包含二氧化钛。发现包含含有二氧化钛的消光剂的聚合物组合物获得与天然纤维十分相似的合成纤维和滤材，例如具有改进的优美外观和/或纹理。认为二氧化钛通过与锌化合物、任选的磷化合物和/或在聚合物内的官能团发生相互作用，改进了外观和/或纹理。
在一个实施方案中，聚合物组合物包含0.0001重量％至3重量％的消光剂，例如0.0001重量％至2重量％，0.0001至1.75重量％，0.001重量％至3重量％，0.001重量％至2重量％，0.001重量％至1.75重量％，0.002重量％至3重量％，0.002重量％至2重量％，0.002重量％至1.75重量％，0.005重量％至3重量％，0.005重量％至2重量％，0.005重量％至1.75重量％。就上限而言，聚合物组合物可以包含小于3重量％的消光剂，例如小于2.5重量％，小于2重量％或小于1.75重量％。就下限而言，聚合物组合物可以包含大于0.0001重量％的消光剂，例如大于0.001重量％，大于0.002重量％，或大于0.005重量％。
在一些实施方案中，聚合物组合物可以还包含着色材料，例如炭黑、铜酞菁颜料、铬酸铅、氧化铁、氧化铬以及群青蓝。
在一些实施方案中，聚合物组合物可以包含与锌不同的额外抗病毒剂。额外抗微生物剂可以是任何合适的抗病毒剂。常规的抗病毒剂是本领域公知的，和可以作为一种或多种额外抗病毒剂引入聚合物组合物中。例如，额外抗病毒剂可以是进入抑制剂，逆转录酶抑制剂，DNA聚合酶抑制剂，m-RNA合成抑制剂，蛋白酶抑制剂，整合酶抑制剂，或免疫调节剂，或其组合。在一些方面，将一种或多种额外抗微生物剂加入聚合物组合物中。
在一些实施方案中，聚合物组合物可以包括与锌不同的额外抗微生物剂。额外抗微生物剂可以是任何合适的抗微生物剂，例如以下形式的银、铜和/或金：金属形式(例如颗粒、合金和氧化物)，盐(例如硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐和氯化物)和/或离子形式。在一些方面，将其它添加剂、例如额外抗微生物剂加入聚合物组合物中。
在一些实施方案中，聚合物组合物(以及由其形成的纤维或滤材)可以还包含抗微生物或抗病毒涂料。例如，从聚合物组合物形成的纤维或滤材可以包括锌纳米粒子的涂料(例如氧化锌、己二酸铵锌、乙酸锌、碳酸铵锌、硬脂酸锌、苯基次膦酸锌或2-巯基吡啶氧化锌的纳米粒子，或其组合)。为了制备这种涂层，聚合物组合物的表面(例如由其形成的纤维和/或滤材的表面)可以被阳离子化、并通过将聚合物组合物逐步滴入阴离子聚电解质溶液(例如包含聚4-苯乙烯磺酸)和含锌纳米粒子的溶液中进行逐层涂布。任选地，经涂覆的聚合物组合物可以在NH4OH的溶液中在9℃下水热处理24小时以固定锌纳米粒子。
在一些情况下，本文所述的过滤介质结构不需要使用或包含酸例如柠檬酸和/或进行酸处理来起效。已知这些处理会产生静电荷/静态衰减问题。有利的是，不需要使用酸处理，进而消除了与常规构造相关的静电荷/静态衰减问题。
金属保留率
如上文所述，本文所述的过滤介质结构具有牢固、耐久和/或持久的抗微生物和/或抗病毒性能。这可以向过滤介质结构提供永久的(例如接近永久的)抗微生物和/或抗病毒性能。这些性能允许过滤介质结构延长过滤装置的使用寿命。
评价过滤介质结构的抗微生物和/或抗病毒性能的持久(例如接近永久)性能的一个参数是金属保留率。如上文所述，过滤介质结构可以从本文公开的聚合物组合物制备，所述聚合物组合物可以包含各种金属化合物(例如锌化合物、磷、铜化合物和/或银化合物)。聚合物组合物中的金属化合物可以向由其制成的过滤介质结构提供抗微生物和/或抗病毒性能。因此，金属化合物的保留率，例如在一个或多个洗涤周期之后的保留率，可以提供永久的(例如接近永久的)抗微生物和/或抗病毒性能。
有益的是，从本文所述聚合物组合物形成的过滤介质结构显示较高的金属保留率。金属保留率可以涉及在聚合物组合物中的特定金属的保留率(例如锌保留率，铜保留率)，或涉及在聚合物组合物中的全部金属的保留率(例如总金属保留率)。
在一些实施方案中，通过染料浴试验检测，从本文所述聚合物组合物形成的过滤介质结构具有大于65％的金属保留率，例如大于75％，大于80％，大于90％，大于95％，大于97％，大于98％，大于99％，大于99.9％，大于99.99％，大于99.999％，大于99.9999％，大于99.99999％或大于99.999999％。就上限而言，过滤介质结构可以具有小于100％的金属保留率，例如小于99.9％，小于98％，或小于95％。就范围而言，过滤介质结构可以具有60％至100％的金属保留率，例如60％至99.999999％，60％至99.99999％，60％至99.9999％，60％至99.999％，60％至99.99％，60％至99.9％，60％至99％，60％至98％，60％至95％，65％至99.999999％，65％至99.99999％，65％至99.9999％，65％至99.999％，65％至100％，65％至99.99％，65％至99.9％，65％至99％，65％至98％，65％至95％，70％至100％，70％至99.999999％，70％至99.99999％，70％至99.9999％，70％至99.999％，70％至99.99％，70％至99.9％，70％至99％，70％至98％，70％至95％，75％至100％，75％至99.99％，75％至99.9％，75％至99.999999％，75％至99.99999％，75％至99.9999％，75％至99.999％，75％至99％，75％至98％，75％至95％，％，80％至99.999999％，80％至99.99999％，80％至99.9999％，80％至99.999％，80％至100％，80％至99.99％，80％至99.9％，80％至99％，80％至98％，或80％至95％。在一些情况下，所述范围和限值涉及具有较低pH值的染料配方，例如小于(和/或包括)5.0，小于4.7，小于4.6，或小于4.5。在一些情况下，范围和限值涉及具有较高pH值的染料配方，例如大于(和/或包括)4.0，大于4.2，大于4.5，大于4.7，大于5.0，或大于5.0。
在一些实施方案中，从本文所述聚合物组合物形成的过滤介质结构在染料浴之后具有大于40％的金属保留率，例如大于44％，大于45％，大于50％，大于55％，大于60％，大于65％，大于70％，大于75％，大于80％，大于90％，大于95％，或大于99％。就上限而言，过滤介质结构可以具有小于100％的金属保留率，例如小于99.9％，小于98％，小于95％或小于90％。就范围而言，过滤介质结构可以具有40％至100％的金属保留率，例如45％至99.9％，50％至99.9％，75％至99.9％，80％至99％，或90％至98％。在一些情况下，范围和限值涉及具有较高pH值的染料配方，例如大于(和/或包括)4.0，大于4.2，大于4.5，大于4.7，大于5.0，或大于5.0。
在一些实施方案中，从所述聚合物组合物形成的过滤介质结构具有大于20％的金属保留率，例如大于24％，大于25％，大于30％，大于35％，大于40％，大于45％，大于50％，大于55％，或大于60％。就上限而言，过滤介质结构可以具有小于80％的金属保留率，例如小于77％，小于75％，小于70％，小于68％，或小于65％。就范围而言，过滤介质结构可以具有20％至80％的金属保留率，例如25％至77％，30％至75％，或35％至70％。在一些情况下，范围和限值涉及具有较低pH值的染料配方，例如小于(和/或包括)5.0，小于4.7，小于4.6，或小于4.5。
换言之，在一些实施方案中，通过染料浴试验检测，从所述聚合物组合物形成的过滤介质结构显示金属化合物的提取率为小于35％，例如小于25％，小于20％，小于10％，或小于5％。就上限而言，过滤介质结构可以显示金属化合物的提取率为大于0％，例如大于0.1％，大于2％或大于5％。就范围而言，过滤介质结构可以显示金属化合物的提取率为0％至35％，例如0％至25％，0％至20％，0％至10％，0％至5％，0.1％至35％，0.1％至25％，0.1％至20％，0.2％至10％，0.1％至5％，2％至35％，2％至25％，2％至20％，2％至10％，2％至5％，5％至35％，5％至25％，5％至20％，或5％至10％。
从所述聚合物组合物形成的过滤介质结构的金属保留率可以通过染料浴试验按照以下标准工序检测。通过洗涤工艺清洁样品(去除所有的油)。洗涤工艺可以使用加热浴进行，例如在71℃下进行15分钟。可以使用洗涤溶液，其含有基于纤维重量计(“owf”)的0.25％的Sterox(723Soap)非离子性表面活性剂和0.25％owf的TSP(磷酸三钠)。这些样品然后用冷水清洗。
经清洁的样品可以根据化学染料级别工序进行试验。在此工序中，可以将样品置于染料浴中，染料浴含有1.0％owf的C.I.酸性蓝45、4.0％owf的MSP(磷酸一钠盐)和足够％owf的磷酸二钠盐或TSP，从而达到6.0的pH值，其中液体与样品之比是28:1。例如，如果希望pH值小于6，则可以使用滴管加入所需酸的10％溶液，直至达到所需的pH。染料浴可以预先设置成使得此染料浴于100℃达到沸腾。将样品在此浴中放置1.5小时。作为一个例子，可以需要约30分钟以达到沸腾，并在沸腾后在此温度下保持1小时。然后从该浴取出样品，并清洗。然后，将样品转移到离心机中以去除水。在去除水之后，将样品静置风干。然后，记录各组分的量。
在一些实施方案中，由聚合物组合物形成的纤维的金属保留率可以通过检测在染料浴操作之前和之后的金属含量来计算。在染料浴操作之后保留的金属量可以通过公知的方法检测。关于染料浴，可以使用Ahiba染色机(来自Datacolor)。在一种具体情况下，可以将20克的未染色纤维层和200ml的染料液置于不锈钢罐中，可以将pH调节到所需的水平，可以将不锈钢罐装入染色机中；可以将样品加热到40℃，随后加热到100℃(任选地按照1.5℃/分钟)。在一些情况下，可以采用温度分布，例如按照1.5℃/分钟加热到60℃，按照1℃/分钟加热到80℃，和按照1.5℃/分钟加热到100℃。样品可以于100℃保持45分钟，然后按照2℃/分钟冷却到40℃，随后清洗并干燥，由此得到经染色的产品。
在一些实施方案中，过滤介质结构(例如过滤介质结构中的一层或多层)在一个或多个洗涤周期之后保留AM/AV性能。在一些情况下，这种洗涤牢固性可以是源于使用上述AM/AV配制剂来制备纤维，例如AM/AV化合物可以被包埋在聚合物结构中。在一个实施方案中，过滤介质结构在多于一个洗涤周期之后保留AM/AV性能，例如多于2个洗涤周期，多于5个洗涤周期，多于10个洗涤周期，或多于20个洗涤周期。本文公开的滤材、包括其各层的耐久性也经由在染色操作之后的保留性来证明。
洗涤牢固性也可以由在多个洗涤周期之后的金属保留率(例如锌保留率)来表示。在一些实施方案中，例如，过滤介质结构在5个洗涤周期之后保留大于95％的金属化合物(例如锌化合物)，例如大于96％，大于97％，或大于98％。在一些实施方案中，过滤介质结构在10个洗涤周期之后保留大于85％的金属化合物(例如锌化合物)，例如大于86％，大于87％，大于88％，大于89％，或大于90％。
在一些情况下，过滤介质结构可以用于损伤护理，例如过滤介质结构可以用作包裹物、(可透气的)纱布、绷带和/或其它敷料。过滤介质结构的AM/AV性能使得它们在这些应用中是特别有益的。在一些情况下，过滤介质结构用作水分阻隔和/或用于促进氧气传递平衡。
形成纤维和非织造层的方法
如本文所述，过滤介质结构的纤维或非织造层是通过使AM/AV聚合物组合物成型为纤维制备的，这些纤维排布形成过滤介质结构。
在一些方面，纤维、例如聚酰胺纤维是通过将在熔体聚合中形成的聚酰胺组合物纺丝来制备。在聚酰胺组合物的熔体聚合期间，单体水溶液、例如盐溶液在受控的温度、时间和压力条件下加热以蒸发水，并进行单体的聚合反应，得到聚合物熔体。在熔体聚合期间，在单体水溶液中使用足量的锌和任选的磷，由此在聚合反应之前形成聚酰胺混合物。单体的选择是基于所需的聚酰胺组合物。在锌和磷存在于单体水溶液中之后，聚酰胺组合物可以进行聚合。聚合所得的聚酰胺可以随后纺丝成纤维，例如通过熔体纺丝法、溶液纺丝法、离心法或电纺丝法。
在一些实施方案中，从聚酰胺组合物制备具有永久AM/AV性能的纤维的方法包括制备单体水溶液，加入分散在单体水溶液中的小于20,000wppm的一种或多种金属化合物，例如小于17,500wppm，小于17,000wppm，小于16,500wppm，小于16,000wppm，小于15,500wppm，小于15,000wppm，小于12,500wppm，小于10,000wppm，小于5000wppm，小于4000wppm，小于3000wppm，小于2000wppm，小于1000wppm，或小于500wppm；使该单体水溶液聚合以形成聚合物熔体，并将聚合物熔体纺丝以形成AM/AV纤维。在此实施方案中，聚酰胺组合物包含在加入一种或多种金属化合物之后所得的单体水溶液。
在一些实施方案中，此方法包括制备单体水溶液。单体水溶液可以包含酰胺单体。在一些实施方案中，在单体水溶液中的单体的浓度是小于60重量％，例如小于58重量％，小于56.5重量％，小于55重量％，小于50重量％，小于45重量％，小于40重量％，小于35重量％，或小于30重量％。在一些实施方案中，在单体水溶液中的单体的浓度是大于20重量％，例如大于25重量％，大于30重量％，大于35重量％，大于40重量％，大于45重量％，大于50重量％，大于55重量％，或大于58重量％。在一些实施方案中，在单体水溶液中的单体的浓度是20重量％至60重量％，例如25重量％至58重量％，30重量％至56.5重量％，35重量％至55重量％，40重量％至50重量％，或45重量％至55重量％。单体水溶液的余量可以包含水和/或额外的添加剂。在一些实施方案中，单体包含包括二酸和二胺的酰胺单体，即尼龙盐。
在一些实施方案中，单体水溶液是尼龙盐溶液。尼龙盐溶液可以通过混合二胺和二酸与水来制备。例如，水、二胺和二羧酸单体进行混合以形成盐溶液，例如己二酸和六亚甲基二胺与水混合。在一些实施方案中，二酸可以是二羧酸，和可以选自草酸，丙二酸，琥珀酸，戊二酸，庚二酸，己二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，十一烷二酸，十二烷二酸，马来酸，戊烯二酸，愈伤酸，粘糠酸，1,2-或1,3-环己烷二羧酸，1,2-或1,3-亚苯基二乙酸，1,2-或1,3-环己烷二乙酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，4,4'-氧基双苯甲酸，4,4-二苯酮二羧酸，2,6-萘二羧酸，对-叔丁基间苯二甲酸和2,5-呋喃二羧酸，和它们的混合物。在一些实施方案中，二胺可以选自乙醇二胺，三亚甲基二胺，腐胺，尸胺，六亚甲基二胺，2-甲基五亚甲基二胺，七亚甲基二胺，2-甲基六亚甲基二胺，3-甲基六亚甲基二胺，2,2-二甲基五亚甲基二胺，八亚甲基二胺，2,5-二甲基六亚甲基二胺，九亚甲基二胺，2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺，十亚甲基二胺，5-甲基壬二胺，异佛尔酮二胺，十一亚甲基二胺，十二亚甲基二胺，2,2,7,7-四甲基八亚甲基二胺，二(对-氨基环己基)甲烷，二(氨基甲基)降冰片烷，任选被一个或多个C1-C4烷基取代的C2-C16脂族二胺，脂族聚醚二胺和呋喃二胺，例如2,5-二(氨基甲基)呋喃，和它们的混合物。在优选实施方案中，二酸是己二酸，二胺是六亚甲基二胺，它们聚合形成PA6,6。
应当理解的是，从二胺和二酸制备聚酰胺的概念也包括其它合适的单体，例如氨基酸或内酰胺。不限制本发明的范围，氨基酸的例子可以包括6-氨基己酸，7-氨基庚酸，11-氨基十一烷酸，12-氨基十二烷酸，或其组合。不限制本发明的范围，内酰胺的例子可以包括己内酰胺，庚内酰胺，月桂内酰胺，或其组合。适合用于所述方法的进料可以包括二胺、二酸、氨基酸和内酰胺的混合物。
在制得单体水溶液之后，将金属化合物(例如锌化合物、铜化合物和/或银化合物)加入单体水溶液中以形成聚酰胺组合物。在一些实施方案中，按重量计小于20,000ppm的金属化合物分散在单体水溶液中。在一些方面，将其它添加剂、例如额外AM/AV剂加入单体水溶液中。任选地，将磷(例如磷化合物)加入单体水溶液中。
在一些情况下，聚酰胺组合物按照常规熔体聚合方法进行聚合。一方面，单体水溶液在受控的时间、温度和压力条件下加热以蒸发水，进行单体的聚合反应，并提供聚合物熔体。在一些方面，特定的锌与磷之间的重量比率可以有利地促进锌在聚合物内的结合，减少聚合物的热降解，并改进其可染色性。
在一个实施方案中，尼龙是通过尼龙盐的常规熔体聚合反应制备。通常，将尼龙盐溶液在压力下(例如250psig/1825×103n/m2)加热到例如约245℃的温度。然后，通过将压力降低到大气压来排出水蒸气，同时温度升高到例如约270℃。在聚合反应之前，向尼龙盐溶液加入锌和任选地加入磷。所得的熔融的尼龙在此温度下保持一段时间以在挤出成纤维之前达到平衡。在一些方面，此方法可以按照间歇或连续方法进行。
在一些实施方案中，在熔体聚合期间，向单体水溶液加入锌，例如氧化锌。AM/AV纤维可以包含聚酰胺，其是在熔体聚合工艺中制备的，而不是在母料间歇方法中制备的。在一些方面，所得的纤维具有永久的AM/AV性能。所得的纤维可以用于过滤介质结构的第一层、第二层和/或第三层中。
在熔体聚合期间可以将AM/AV试剂加入聚酰胺中，例如可以作为母料或作为粉末加入聚酰胺粒料中，然后可以通过纺丝形成纤维。然后，纤维可以成型为非织造物。
在一些方面，AM/AV非织造结构是熔喷型的。熔喷法有利地比电纺丝法更便宜。熔喷法是一种开发用于形成微纤维和非织造网的工艺类型。直到近期，微纤维是通过熔喷法制备的。现在，纳米纤维也可以通过熔喷法形成。纳米纤维是通过将熔融的热塑性聚合物材料或聚酰胺经由多个小孔挤出形成的。所得的熔融线或单丝通入会聚的高速气流中，这使得熔融聚酰胺的单丝减小或拉伸以减少其直径。然后，熔喷的纳米纤维被高速气流携带并沉积到收集表面上，或形成线，由此形成无规分布的熔喷型纳米纤维的非织造网。通过熔喷法形成纳米纤维和非织造网的方法是本领域公知的。例如，可以参见美国专利Nos.3,704,198；3,755,527；3,849,241；3,978,185；4,100,324；和4,663,220。
一种选择是“海岛型”，其表示通过将至少两种聚合物组分从一个纺丝模口挤出以形成纤维，也称为共轭纺丝。
如所公知的那样，电纺丝法具有许多工艺参数，其可以限定纺丝特定的材料。这些参数包括：纺丝材料和纺丝材料溶液的电荷；溶液输送(通常是从注射器喷出的材料流)；射流电荷(charge at jet)；纤维膜在收集器处的放电；在纺丝射流上的来自电场的外力；排出的射流的密度；以及电极的(高)电压和收集器的几何形状。相比之下，上述纳米纤维和产品有利地是在不使用在电纺丝法中必需的施加电场作为主要驱动力的情况下形成。因此，聚酰胺既不带电荷，也不含纺丝方法的任何组分。重要的是，在本文所述的方法/产品中不需要使用在电纺丝法中必需的危险高电压。在一些实施方案中，此方法是非电纺丝的方法，所得的产品是通过非电纺丝方法制备的非电纺丝产品。
制备纳米纤维非织造物的另一个实施方案是通过用推进剂气体经过纺丝通道进行两相纺丝或熔体喷射，通常如美国专利No.8,668,854中所述。此方法包括聚合物或聚合物溶液和加压的推进剂气体(通常是空气)的两相料流，流到细的、优选会聚型的通道。此通道通常和优选是环形的。认为聚合物在这种细的、优选会聚型的通道内被气流剪切，在通道的两侧上产生聚合物膜层。这些聚合物膜层进一步被推进剂气流剪切成纳米纤维。在这里，同样可以使用移动的收集带，并且通过调节收集带的速度来控制纳米纤维非织造织物的基本重量。收集器的距离也可以用于控制纳米纤维非织造物的细度。
有益的是，在熔体纺丝方法中使用上述聚酰胺前体能提供在生产率方面的显著优点，例如高出至少5％，高出至少10％，高出至少20％，高出至少30％，高出至少40％。这种改进可以作为与常规方法相比在面积/小时方面的改进观察到，常规方法例如是不使用本发明特征的另一种方法。在一些情况下，在恒定时间内的生产增加得到改进。例如，在给定的生产时间内，例如在1小时内，本文所述的方法生产出比常规方法或电纺丝法多出至少5％的产品，例如多出至少10％，多出至少20％，多出至少30％，或多出至少40％。
另一种可用的方法是熔喷法。熔喷法涉及将聚酰胺挤出成较高速度的、通常热的气流。为了生产合适的纳米纤维，小心地选择所需的孔板和毛细管几何形状以及温度，例如参见Hassan等，J Membrane Sci.,427,336-344,2013；Ellison等，Polymers，48(11),3306-3316,2007；以及International Nonwoven Journal,Summer 2003,第21-28页。
美国专利7,300,272(引入本文以供参考)公开了用于将熔融材料挤出形成纳米纤维陈列的纤维挤出组件，其包括按照叠层排布的多个分配板，使得每个分配板形成在纤维挤出组件内的层，并且在分配板上的特征形成分配网络，其将熔融材料输送到在纤维挤出组件内的孔中。每个分配板包括一组的多个板段，并具有位于相邻板段之间的间隙。这些板段的相邻边缘成型以形成沿着间隙的储室，并且使多个密封塞置于储室中以防止熔融材料从这些间隙泄漏。这些密封塞可以通过使泄漏入间隙的熔融材料收集在储室中并固化来形成，或通过在组件中将阻塞材料置于储室中形成。这种组件可以用于采用上述专利中的熔喷体系制备纳米纤维。另一个例子是使用美国专利No.10,041,188所述的体系和方法(引入本文以供参考)。
在一个实施方案中，描述了制备AM/AV非织造聚酰胺结构(例如用于第一层、第二层和/或第三层中)的方法。此方法包括形成聚酰胺(前体)的步骤(单体溶液的制备方法是公知的)，例如通过制备单体水溶液。在制备前体期间，加入金属化合物(如本文所述)。在一些情况下，将金属化合物加入(并分散在)单体水溶液中。也可以加入磷。在一些情况下，前体进行聚合以形成聚酰胺组合物。此方法还包括形成聚酰胺纤维的步骤和使AM/AV聚酰胺纤维成型为结构体的步骤。在一些情况下，聚酰胺组合物进行熔体纺丝、纺粘纺丝、电纺丝、溶液纺丝或离心纺丝。
可以将本文所述的过滤介质结构引入各种应用中，同时包括用于表面型过滤和深度型过滤的液体和空气过滤应用。示例性的用途包括HVAC过滤器，家用炉具过滤器，舱室空气过滤器，汽车入风过滤器，呼吸机过滤器，袋式过滤器，灰尘袋式家用过滤器，喷漆室过滤器，外科口罩，工业口罩，汽车燃料过滤器，汽车润滑油过滤器，室内空气清新机过滤器，真空清洁机排气过滤器，以及其它商业过滤器用途。
示例性构造
本文所述的过滤介质结构可以包括以下层的任何组合：第一层是驻极网，第二层具有生物减少性能，和(任选地)其它层。在一些实施方案中，第二层可以位于第一层的上游或下游。作为示例且不限制本发明的范围，本文描述数种构造。作为进一步的示例，下表中显示数种构造，其中其它层是稀松布。
Figure BDA0004113740440000521
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Figure BDA0004113740440000531
作为其它示例，附图中显示几种构造。图1A和1B显示过滤介质结构100的构造，其具有第一层102，以及具有本文所述AV/AM化合物的第二层104，所述AV/AM化合物优选是锌。第一层102是驻极网。在图1A中，第二层104是在第一个表面108上且位于料流110的上游。图1B显示下游构造。应当理解的是，第一层可以包含多个层。图2A-2D显示过滤介质结构100的构造，其具有第一层102、第二层104和第三层112，第三层优选是稀松布。在图2A-2C中，第二层104与第一层102相邻；而在图2D中，第三层112位于第一层102和第二层104之间。在一些实施方案中，可以具有多个第三层。虽然为了说明目的显示这些构造，但是在本发明实施方案中也可以考虑这些层的其它构造。其它层或粘合剂可以按照合适的方式用于这些构造中。
下面通过非限制性实施例进一步理解本发明。
实施例
使用TSI 8130试验检测纺粘型聚丙烯和熔喷型聚酰胺的各自效率，并与过滤介质结构比较。效率(NaCl渗透性)是使用TSI 8130试验仪测定的。2重量％的氯化钠水溶液用于产生平均直径为约0.3微米的细小气溶胶。空气流速是86升/分钟。
MERV(最低效率报告值)等级用于描述滤材从空气去除颗粒的能力。MERV等级是源于滤材对于具有各种尺寸范围的粒子而言的效率；并按照所述ASHRAE 52.2：E1(0.3-1.0微米)，E2(1.0-3.0微米)和E3(3.0-10.0微米)的方法计算。较高的MERV等级意味着更好的过滤和更高的性能。
实施例1
过滤介质结构是使用77.2g/m2纺粘型聚丙烯(SBPP)带电荷的双层非织造层制备的，其具有13微米的平均纤维直径、厚度为0.65mm；在该层上以上游方式布置具有平均纤维直径为约1.5至2微米的17g/m2熔喷型聚酰胺(MBPA)。熔喷型聚酰胺包含按重量计500ppm的锌(wppm)。聚酰胺稀松布进一步位于聚酰胺层的上游。
实施例2
重复进行实施例1的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于纺粘型聚丙烯的下游。
实施例3
重复进行实施例1的工序，不同的是具有平均纤维直径为约400至500纳米的10g/m2熔喷型聚酰胺位于纺粘型聚丙烯的上游。这种熔喷型聚酰胺包含按重量计500ppm的锌(wppm)。
实施例4
重复进行实施例3的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于纺粘型聚丙烯的下游。
对比例A–C
对比例A–C具有单层构造。
检测实施例1–4的和对比例A–C的过滤介质结构的效率和生物减少性能。也进行MERV试验。结果如表2所示。重要的是，通过改进的效率观察到过滤介质保持其电荷，这也在表2中报告。为了比较，也检测各个层。
Figure BDA0004113740440000551
实施例5
过滤介质结构是使用具有纺粘型聚丙烯(平均纤维直径为28.3微米)和针刺毡型聚丙烯(NFPP)(平均纤维直径为16.9微米)的非织造层制备的，其具有92.4g/m2的基本重量和1.07mm的厚度13微米；在该层上具有如实施例1所述的17g/m2熔喷型聚酰胺。聚酰胺稀松布进一步位于熔喷型聚酰胺层的上游。
实施例6
重复进行实施例5的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于非织造层的下游。
实施例7
重复进行实施例5的工序，不同的是如实施例3所述的10g/m2熔喷型聚酰胺位于非织造层上。
实施例8
重复进行实施例7的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于非织造层的下游。
实施例5-8的过滤介质结构显示生物减少性能，并且过滤介质保持电荷和效率，如表3所示。也检测对比例B和C以及对比例D(SBPP/NFPP构造，且不含AM/AV化合物)。对各层以及实施例6和8进行MERV检测。
Figure BDA0004113740440000561
实施例9
过滤介质结构是使用具有2.3g/m2熔喷型聚丙烯和36.4g/m2粘合剂结合型聚对苯二甲酸乙二酯(ABPET)的非织造层制备的，其具有0.71mm的厚度；在该层上以上游方式布置如实施例1所述的17g/m2熔喷型聚酰胺。聚酰胺稀松布进一步位于熔喷型聚酰胺层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.94％，这高于单独的非织造层或单独的熔喷型聚酰胺的效率，参见表4和5。
实施例10
重复进行实施例9的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于非织造层的下游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.85％。
实施例11
重复进行实施例9的工序，不同的是来自实施例3的10g/m2熔喷型聚酰胺位于非织造层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.92％。
实施例12
重复进行实施例11的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于非织造层的下游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.82％。
实施例13
过滤介质结构是使用具有粘合剂结合型聚对苯二甲酸乙二酯(ABPET)(平均纤维直径为2.6微米)和熔喷型聚丙烯(MBPP)(平均纤维直径为14.9微米)的非织造层制备的，其具有158.3g/m2的基本重量和1.27mm的厚度；在该层上以上游方式布置如实施例1所述的17g/m2熔喷型聚酰胺。聚酰胺稀松布进一步位于熔喷型聚酰胺层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.96％，这高于单独的非织造层或单独的熔喷型聚酰胺的效率，参见表4和5。
实施例14
重复进行实施例13的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于非织造层的下游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.91％。
实施例15
重复进行实施例13的工序，不同的是如实施例3所述的10g/m2熔喷型聚酰胺位于非织造层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.95％。
实施例16
重复进行实施例15的工序，不同的是熔喷型聚酰胺位于非织造层的下游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为99.96％。
实施例17
过滤介质结构是使用具有17.7g/m2熔喷型聚丙烯的非织造层制备的，其具有2-7微米的平均纤维直径和0.15mm的厚度；在该层上以下游方式布置如实施例1所述的17g/m2熔喷型聚酰胺。聚酰胺稀松布进一步位于熔喷型聚酰胺层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为86.3％。
实施例18
重复进行实施例17的工序，不同的是使用如实施例3所述的10g/m2熔喷型聚酰胺。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为87.5％。
实施例19
过滤介质结构是使用具有19.7g/m2熔喷型聚丙烯的非织造层制备的，其具有2-7微米的平均纤维直径和0.18mm的厚度；在该层上以下游方式布置来自实施例1的17g/m2熔喷型聚酰胺。聚酰胺稀松布进一步位于熔喷型聚酰胺层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为95.3％。
实施例20
重复进行实施例19的工序，不同的是如实施例3所述的10g/m2熔喷型聚酰胺以上游方式位于非织造层上。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为95.3％。
实施例21
过滤介质结构是使用具有28.9g/m2熔喷型聚丙烯的非织造层制备的，其具有2-7微米的平均纤维直径和0.25mm的厚度；在该层上以下游方式布置如实施例1所述的17g/m2熔喷型聚酰胺。熔喷型聚酰胺包含500wppm的锌。聚酰胺稀松布进一步位于熔喷型聚酰胺层的上游。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为95％。
实施例22
重复进行实施例21的工序，不同的是如实施例3所述的10g/m2熔喷型聚酰胺以上游方式位于非织造层上。此过滤介质结构显示改进的效率(TSI 8130)为95.4％，并且压降为5.04mm H2O。
表4显示实施例9-18的比较结果。另外，观察到通过使用具有生物减少性能的聚酰胺层，过滤介质结构具有改进的效率。
Figure BDA0004113740440000591
表5显示在这些实施例中用于过滤介质中的各个层。如该表所示，当按照实施例9-16构造这些层时，测得在表4中实施例的效率通常显著高于在表5中所示对比例A–H的效率。即使实施例17-22也显示比各层更好的效率。
Figure BDA0004113740440000601
实施方案
在下文中，对于一系列实施方案的任何引用应当理解为独立地引用这些实施方案的每一项(例如“实施方案1-4”应当理解为“实施方案1、2、3或4”)。
实施方案1是用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：
具有第一个表面和第二个表面的第一层，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和
与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含：
基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，优选聚酰胺纤维，其优选各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和
1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和
其中至少一个第二层显示生物减少性能。
实施方案2是根据实施方案1所述的过滤介质结构，其中第一层具有不小于10g/m2的基本重量。
实施方案3是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第一层是带电荷的非织造网。
实施方案4是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第一层包含聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚三氟一氯乙烯(PCTFE)或其组合。
实施方案5是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第一层的平均纤维直径是1至100微米。
实施方案6是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的上游。
实施方案7是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的下游。
实施方案8是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含65至99.9重量％的聚合物纤维，优选包含65至99.9重量％的聚酰胺纤维。
实施方案9是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含5wppm至20,000wppm的金属化合物。
实施方案10是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含200wppm至500wppm的金属化合物。
实施方案11是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化锌，己二酸铵锌，乙酸铵，碳酸铵锌，硬脂酸锌，苯基次膦酸锌，或2-巯基吡啶氧化锌，或其组合。
实施方案12是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化铜，己二酸铵铜，乙酸铜，碳酸铵铜，硬脂酸铜，苯基次膦酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合。
实施方案13是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化银，己二酸银铵，乙酸银，碳酸银铵，硬脂酸银，苯基次膦酸银，或银2-巯基吡啶氧化，或其组合。
实施方案14是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是小于1微米。
实施方案15是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含小于1重量％的磷化合物。
实施方案16是根据实施方案15所述的过滤介质结构，其中第二层包含50wppm至10,000wppm的磷化合物。
实施方案17是根据实施方案15所述的过滤介质结构，其中磷化合物包含苯次膦酸，二苯基次膦酸，苯基次膦酸钠，亚磷酸，苯膦酸，苯基次膦酸钙，B-戊基次膦酸钾，甲基次膦酸，次磷酸锰，次磷酸钠，磷酸一钠，次磷酸，二甲基次膦酸，乙基次膦酸，二乙基次膦酸，乙基次膦酸镁，亚磷酸三苯基酯，亚磷酸二苯基甲基酯，亚磷酸二甲基苯基酯，亚磷酸乙基二苯基酯，苯基膦酸，甲基膦酸，乙基膦酸，苯基膦酸钾，甲基膦酸钠，乙基膦酸钙，或其组合。
实施方案18是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于0.9微米。
实施方案19是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于0.8微米。
实施方案20是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于0.7微米。
实施方案21是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是1纳米至1000纳米。
实施方案22是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是200纳米至700纳米。
实施方案23是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于25微米。
实施方案24是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于5微米。
实施方案25是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是1微米至25微米。
实施方案26是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层具有10g/m2至50g/m2的基本重量。
实施方案27是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层是可去除的。
实施方案28是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层具有小于90°的水接触角。
实施方案29是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含聚酰胺(PA)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚三氟一氯乙烯(PCTFE)或其组合。
实施方案30是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含聚酰胺纤维，其可以包含PA-4T/4I,PA-4T/6I,PA-5T/5I,PA-6,PA-6,6,PA-6,6/6,PA-6,6/6T,PA-6T/6I,PA-6T/6I/6,PA-6T/6,PA-6T/6I/66,PA-6T/MPMDT,PA-6T/66,PA-6T/610,PA-10T/612,PA-10T/106,PA-6T/612,PA-6T/10T,PA-6T/10I,PA-9T,PA-10T,PA-12T,PA-10T/10I,PA-10T/12,PA-10T/11,PA-6T/9T,PA-6T/12T,PA-6T/10T/6I,PA-6T/6I/6，或PA-6T/61/12，或其共聚物，或其共混物、混合物或其组合。
实施方案31是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于90％的细菌过滤效率。
实施方案32是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于95％的细菌过滤效率。
实施方案33是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于98％的细菌过滤效率。
实施方案34是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于90％的颗粒过滤效率。
实施方案35是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于95％的颗粒过滤效率。
实施方案36是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于98％的颗粒过滤效率。
实施方案37是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构具有7至15的最低效率报告值。
实施方案38是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其还包含一个或多个第三层。
实施方案39是根据实施方案38所述的过滤介质结构，其中至少一个第三层是织造层、非织造层和/或针织层。
实施方案40是根据实施方案38所述的过滤介质结构，其中一个或多个第三层包含热塑性材料，其包括：聚酯，尼龙，人造丝，聚酰胺6，聚酰胺6,6，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)，co-PET，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)聚乳酸(PLA)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，或其组合。
实施方案41是根据实施方案38所述的过滤介质结构，其中一个或多个第三层各自具有5至250gsm的基本重量。
实施方案42是过滤器，其包含根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构。
实施方案43是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层比第一层更薄。
实施方案44是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层具有0.03至10mm的厚度。
实施方案45是根据前述实施方案中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层是纺粘层。
实施方案46是用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：
第一层，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和
第二层，其中第二层包含：
基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维、优选聚酰胺纤维，其优选各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和
1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和
其中至少一个第二层显示生物减少性能；和
具有第一个和第二个表面的第三层，其中第二层是与第三层的第一个表面相邻。
实施方案47是根据实施方案46所述的过滤介质结构，其中第一层具有不小于10g/m2的基本重量。
实施方案48是根据实施方案46-47中任一项所述的过滤介质结构，其中第一层是带电荷的非织造网，即驻极网。
实施方案49是根据实施方案46-48中任一项所述的过滤介质结构，其中第一层包含聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚三对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚三氟一氯乙烯(PCTFE)或其组合。
实施方案50是根据实施方案46-49中任一项所述的过滤介质结构，其中第一层的平均纤维直径是1至100微米。
实施方案51是根据实施方案46-50中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的上游。
实施方案52是根据实施方案46-51中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的下游。
实施方案53是根据实施方案46-52中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含65至99.9重量％的聚酰胺纤维.
实施方案54是根据实施方案46-53中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含5wppm至20,000wppm的金属化合物。
实施方案55是根据实施方案46-54中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含200wppm至500wppm的金属化合物。
实施方案56是根据实施方案46-55中任一项所述的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化锌，己二酸铵锌，乙酸铵，碳酸铵锌，硬脂酸锌，苯基次膦酸锌，或2-巯基吡啶氧化锌，或其组合。
实施方案57是根据实施方案46-56中任一项所述的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化铜，己二酸铵铜，乙酸铜，碳酸铵铜，硬脂酸铜，苯基次膦酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合。
实施方案58是根据实施方案46-57中任一项所述的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化银，己二酸银铵，乙酸银，碳酸银铵，硬脂酸银，苯基次膦酸银，或银2-巯基吡啶氧化，或其组合。
实施方案59是根据实施方案46-58中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于1微米。
实施方案60是根据实施方案46-59中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含小于1重量％的磷化合物。
实施方案61是根据实施方案60所述的过滤介质结构，其中第二层包含50wppm至10,000wppm的磷化合物。
实施方案62是根据实施方案60所述的过滤介质结构，其中磷化合物包含苯次膦酸，二苯基次膦酸，苯基次膦酸钠，亚磷酸，苯膦酸，苯基次膦酸钙，B-戊基次膦酸钾，甲基次膦酸，次磷酸锰，次磷酸钠，磷酸一钠，次磷酸，二甲基次膦酸，乙基次膦酸，二乙基次膦酸，乙基次膦酸镁，亚磷酸三苯基酯，亚磷酸二苯基甲基酯，亚磷酸二甲基苯基酯，亚磷酸乙基二苯基酯，苯基膦酸，甲基膦酸，乙基膦酸，苯基膦酸钾，甲基膦酸钠，乙基膦酸钙，或其组合。
实施方案63是根据实施方案46-62中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于0.9微米。
实施方案64是根据实施方案46-63中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于0.8微米。
实施方案65是根据实施方案46-64中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于0.7微米。
实施方案66是根据实施方案46-65中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是1纳米至1000纳米。
实施方案67是根据实施方案46-66中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是200纳米至700纳米。
实施方案68是根据实施方案46-67中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于25微米。
实施方案69是根据实施方案46-68中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于5微米。
实施方案70是根据实施方案46-69中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径是1微米至25微米。
实施方案71是根据实施方案46-70中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层具有10g/m2至50g/m2的基本重量。
实施方案72是根据实施方案46-71中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层是可去除的。
实施方案73是根据实施方案46-72中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层具有小于90°的水接触角。
实施方案74是根据实施方案46-73中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层包含聚酰胺(PA)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚三氟一氯乙烯(PCTFE)或其组合。
实施方案75是根据实施方案46-74中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层的聚酰胺纤维包含PA-4T/4I,PA-4T/6I,PA-5T/5I,PA-6,PA-6,6,PA-6,6/6,PA-6,6/6T,PA-6T/6I,PA-6T/6I/6,PA-6T/6,PA-6T/6I/66,PA-6T/MPMDT,PA-6T/66,PA-6T/610,PA-10T/612,PA-10T/106,PA-6T/612,PA-6T/10T,PA-6T/10I,PA-9T,PA-10T,PA-12T,PA-10T/10I,PA-10T/12,PA-10T/11,PA-6T/9T,PA-6T/12T,PA-6T/10T/6I,PA-6T/6I/6，或PA-6T/61/12，或其共聚物，或其共混物、混合物或其组合。
实施方案76是根据实施方案46-75中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于90％的细菌过滤效率。
实施方案77是根据实施方案46-76中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于95％的细菌过滤效率。
实施方案78是根据实施方案46-77中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于98％的细菌过滤效率。
实施方案79是根据实施方案46-78中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于90％的颗粒过滤效率。
实施方案80是根据实施方案46-79中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于95％的颗粒过滤效率。
实施方案81是根据实施方案46-80中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于98％的颗粒过滤效率。
实施方案82是根据实施方案46-81中任一项所述的过滤介质结构，其中过滤介质结构具有7至15的最低效率报告值。
实施方案83是根据实施方案46-82中任一项所述的过滤介质结构，其中至少一个第三层是织造层、非织造层和/或针织层。
实施方案84是根据实施方案46-83中任一项所述的过滤介质结构，其中一个或多个第三层包含热塑性材料，其包含：聚酯，尼龙，人造丝，聚酰胺6，聚酰胺6,6，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)，co-PET，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚乳酸(PLA)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，或其组合。
实施方案85是根据实施方案46-84中任一项所述的过滤介质结构，其中一个或多个第三层各自具有5至250gsm的基本重量。
实施方案86是过滤器，其包含根据实施方案46-85中任一项所述的过滤介质结构。
实施方案87是根据实施方案46-86中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层比第一层更薄。
实施方案88是根据实施方案46-87中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层具有0.03至10mm的厚度。
实施方案89是根据实施方案46-88中任一项所述的过滤介质结构，其中第二层是纺粘层。
实施方案90是用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：
具有第一个表面和第二个表面的第一层，其是带电荷的非织造网，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和
与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含：
基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，其各自具有0.01微米至10微米的纤维直径，和
1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和
其中至少一个第二层显示生物减少性能。
实施方案91是用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：
具有第一个表面和第二个表面的第一层，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和
与第一个表面相邻的第二层，其中第二层是包含以下组分的纺粘层：
基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，和
1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和
其中至少一个第二层显示生物减少性能。

Claims (15)

1.一种用于提纯料流的过滤介质结构，其包含：
具有第一个表面和第二个表面的第一层，其中第一层包含聚合物，优选聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、含氟聚合物或者它们的共聚物或共混物；和
与第一个表面相邻的第二层，其中第二层包含：
基于第二层总重量计的50至99.9重量％的聚合物纤维，且任选地聚合物纤维具有小于25微米的纤维直径，优选具有0.01微米至10微米的纤维直径，和
1wppm至30,000wppm的含有铜、锌或银的金属化合物或其组合，和
其中至少一个第二层显示生物减少性能。
2.权利要求1的过滤介质结构，其中第一层是带电荷的非织造网。
3.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第一层包含聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯(PB)，聚-4-甲基戊烯(PMP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(PEVA)，聚氯乙烯(PVC)，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚三氟一氯乙烯(PCTFE)或其组合。
4.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的上游。
5.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层位于第一层的下游。
6.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层包含65至99.9重量％的聚酰胺纤维。
7.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中金属化合物包含氧化锌，己二酸铵锌，乙酸铵，碳酸铵锌，硬脂酸锌，苯基次膦酸锌，或2-巯基吡啶氧化锌，氧化铜，己二酸铵铜，乙酸铜，碳酸铵铜，硬脂酸铜，苯基次膦酸铜，或2-巯基吡啶氧化铜，或其组合，氧化银，己二酸银铵，乙酸银，碳酸银铵，硬脂酸银，苯基次膦酸银，或银2-巯基吡啶氧化，或其组合。
8.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层的平均纤维直径小于1微米。
9.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层包含小于1重量％的磷化合物。
10.权利要求11的过滤介质结构，其中磷化合物包含苯次膦酸，二苯基次膦酸，苯基次膦酸钠，亚磷酸，苯膦酸，苯基次膦酸钙，B-戊基次膦酸钾，甲基次膦酸，次磷酸锰，次磷酸钠，磷酸一钠，次磷酸，二甲基次膦酸，乙基次膦酸，二乙基次膦酸，乙基次膦酸镁，亚磷酸三苯基酯，亚磷酸二苯基甲基酯，亚磷酸二甲基苯基酯，亚磷酸乙基二苯基酯，苯基膦酸，甲基膦酸，乙基膦酸，苯基膦酸钾，甲基膦酸钠，乙基膦酸钙，或其组合。
11.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层具有小于90°的水接触角。
12.前述权利要求中任一项的过滤介质结构，其中第二层包含聚酰胺纤维，其中聚酰胺纤维包含PA-4T/4I，PA-4T/6I，PA-5T/5I，PA-6，PA-6,6，PA-6,6/6，PA-6,6/6T，PA-6T/6I，PA-6T/6I/6，PA-6T/6，PA-6T/6I/66，PA-6T/MPMDT，PA-6T/66，PA-6T/610，PA-10T/612，PA-10T/106，PA-6T/612，PA-6T/10T，PA-6T/10I，PA-9T，PA-10T,PA-12T，PA-10T/10I，PA-10T/12，PA-10T/11，PA-6T/9T，PA-6T/12T，PA-6T/10T/6I，PA-6T/6I/6，或PA-6T/61/12，或其共聚物，或它们的共混物、混合物或其组合。
13.前述权利要求中任一项1的过滤介质结构，其中过滤介质结构显示大于90％的细菌过滤效率和/或大于90％的颗粒过滤效率。
14.前述权利要求中任一项1的过滤介质结构，其中第二层是纺粘层。
15.一种过滤器，其包含前述权利要求中任一项所述的过滤介质结构。
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