用以产生具有消毒特性的含水溶液和气体从而实质上消除杂质的系统和方法
专利名称：用以产生具有消毒特性的含水溶液和气体从而实质上消除杂质的系统和方法
技术领域：
本发明主要涉及用以产生消毒剂且实质上消除杂质系统和方法， 具体的说涉及在暴露于水或环境湿气时产生消毒剂的系统。
背景技术：
二氧化氯(C102)是一种相对较小的、挥发性的多用途自由基分子， 具有漂白、氧化和祛臭特性以及抗微生物特性，抗微生物特性即杀细 菌、杀病毒、杀孢子、杀藻类和杀真菌特性。二氧化氯常用于控制食 品上或食品周围的微生物，因为它能破坏微生物，而所产生的副产物 的浓度又不会对人体健康造成显著不利风险。可由其它类型的氧化剂 产生的这些不利副产物的实例包括氯胺和氯化有机化合物。已将二氧 化氯破坏微生物的生理模式归结为破坏细胞壁和细胞膜及破坏营养 物质从外界环境向微生物中的传输。
二氧化氯长久以来还被确认可用于处理和减少由化合物和微生 物通过氧化过程产生的臭味。产生臭味的化合物的实例包括含硫化 合物(硫化氬、硫醇式硫化物(mercaptan sulfide)、有机二碌b化物、亚砜 等)、含氧化合物(苯酚、醛、脂肪醇等)和一些含氮化合物(叔胺和仲胺 等)。低浓度的二氧化氯，无论是气态还是液态形式，对于大多数抗微 生物和祛臭应用来说都能有效。除了二氧化氯外，其它化合物如过氧
乙酸、溴、二氧化硫和二氧化碳也显示抗微生物和消毒特性。
二氧化氯作为氧化性杀生物剂在水处理系统中也可用作消毒剂 或用作氧化剂。它可在处理的氧化前阶段和氧化后阶段用作初级氧化 剂或者用作初级或二级消毒剂。在地表水的纯化的氧化前阶段加入二 氧化氯，可使随后的各处理阶段中细菌和藻类的生长得到控制。二氧 化氯也可充当胶体物质的氧化剂，帮助凝结过程和改进浊度的消除。
气态状态下的二氧化氯在储藏过程中不稳定，在千空气中浓度超 过约10。/。时具有爆炸性。在-40。C以下的温度下，二氧化氯蒸气可被压
缩成液态，以减少爆炸的风险；但是在该温度以上时，高度浓缩的液 态二氧化氯也具有爆炸性。因此，二氧化氯蒸汽或液体往往不在加压 下生产和运输。相反，通常是在使用场所通过常规的二氧化氯产生器 或其它手段产生二氧化氯。常规的二氧化氯生产可以通过使亚氯酸钠 或氯酸钠溶液与酸如硫酸、盐酸或还原剂反应，以能有效进行二氧化 氯的大规模生产操作的方式来进行。二氧化氯也可通过以下反应中的 一种来产生将亚氯酸钠溶液与强氯溶液在低pH下混合，将亚氯酸 钠溶液与氯气在接近中性pH下真空下混合，或者使固体亚氯酸钠在 密闭的反应器中与流动通过它的加湿氯气反应。所有上述方法都需要 昂贵的发生设备、高维护费用，还需要受过训练的高技能工人来安全 操作设备。因此，这种产生器的使用局限于禽类加工、纸浆和纸张漂 白及水处理设施的场合，这些场合需要消耗大量的二氧化氯，有理由 使用高投入和高操作成本的产生器。
除了上述方法外，二氧化氯也可通过电解亚氯酸钠溶液来产生。 这个方法需要电力来操作电解设备，并需要很多维护工作来确保设备 的效率。与常规的产生器相比，电解方法不仅产生二氧化氯较少，而 且还需要特殊的亚氯酸钠溶液以减少会使电解池堵塞的悬浮固形物 和结垢的水平。此外，在电解反应过程中随着二氧化氯的产生，会有 成比例数量的废物如氢氧化钠溶液产生。
pH维持在8或以上的金属亚氯酸盐和水的溶液，有时称为"稳定
化二氧化氯"溶液。需要少量的二氧化氯的应用其实现方式是使用"稳 定化二氧化氯"，后者通常指亚氯酸钠这种产生二氧化氯的反应物。亚 氯酸钠本身只具有抑细菌特性(抑制而不是杀灭细菌)，并不能提供完 全的消毒作用。已经对于亚氯酸钠在细菌能提供产生二氧化氯的"活 化"步骤所需的酸性的场合中作为杀细菌剂的用途提出了 一些权利要 求。在任何情形中，在这些条件下所产生的二氧化氯的量是微不足道 的。在大多数情形中，"稳定化二氧化氯"仍需要使亚氯酸钠溶液与酸 反应的这个活化步骤。反应溶液的pH必须降低到5以下，通常降低
到约2至约3的pH范围，以按以下方程式产生二氧化氯 5 C1(V + 5 f — 4 C102 + HC1 + 2H20
这个方法或任何其它类型的"两部分系统(two-part system)，，常常 在应用现场进行，需要有经过训练的人员来正确地使产物活化。另外， "稳定化二氧化氯"的使用需要混合设备和对潜在危险的酸进行操作， 因此使得使用者无意中暴露于对酸蒸气的皮肤接触和吸入。"稳定化二 氧化氯"的运输还需要大量的水，导致远途和/或灾难恢复用途的运行 费用高且困难。
已尝试制造能用固体亚氯酸钠和固体形式的酸化剂(例如柠檬酸、 硫酸氢钠、有机酸酐等)的混合物来生产二氧化氯的装置。这些装置通 常需要复杂的配制过程，其中一个配制过程涉及到将各个反应物干燥 以降低它们的含水量，将干燥的各反应物在干燥材料(例如氯化钙)的 存在下混合以防止大气湿气引起的二氯化氯过早产生。这种过程必须 在特别设计的环境中进行，该环境能使配制/包装过程中湿气与混合反 应物的接触减至最低。另外，在使用前需要有保护屏障来防止大气湿 气与混合反应物的接触。在水/湿气的存在下，这些装置产生二氧化氯 溶液或二氧化氯蒸气。由于制造方法的性质，这些装置往往需要很高 的制造成本。
本领域公知有许多用以产生二氧化氯溶液的组合物和方法。例 如，美国专利2，022,262公开了从水溶性石咸性亚氯酸盐、草酸盐和酸
的干混合物制备的稳定的除污渍组合物。美国专利2,071,091公开了 亚氯酸和亚氯酸盐用于杀灭真菌和细菌的用途，用法是使这些^(敖生物 在pH约7以下暴露于这些化合物。该专利还公开了使用亚氯酸盐和 酸的干混合物来产生可用作漂白剂的稳定水溶液。美国专利2,482,891 公开了包含碱性亚氯酸盐和有机酸酐的稳定、固态、实质上无水的组 合物，其当与水接触时会释放出二氧化氯。美国专利2，071,094公开 了干块(dry briquette)形式的祛臭组合物，其由可溶性亚氯酸盐、酸化 剂和溶解性相对较低的填充剂的混合物形成。该干块当与水接触时就 产生二氧化氯。美国专利4,585,482公开了包含亚氯酸盐和酸的微胶 嚢化混合物(microencapsulated mixture)的长效杀生物组合物，其当力口 入到水中时会释放出二氧化氯。微胶嚢的主要目的是提供在操作时能 自由流动的硬颗粒。微胶嚢化组合物还能保护水分免于从微胶嚢内部 损失。微胶嚢当浸入水中时会产生二氧化氯。微胶嚢释放二氧化氯相 对较1曼，因此不适合于需要相对较快地制备二氧化氯的应用。美国专 利6,063,425 乂>开了 一种对畜体肉(meat carcass)进4亍消毒的方法，该法 是喷施含有约0.05-0.12%的金属亚氯酸盐和足量的pKa约2.0-4.4的酸 的水溶液，所述酸用以将水溶液的pH调节至约2.2-4.5。该pH调节 有助于使亚氯酸形式的亚氯酸盐离子浓度保持至不超过水溶液的约 35% (重量)，该酸与金属亚氯酸盐的摩尔比至少等于该酸的第一pKa 乘以该金属亚氯酸盐在水溶液中的克/升浓度。
本领域还已知有许多用以产生二氧化氯溶液的装置和方法。例 如，加拿大专利959,238公开了使用两个水溶性封套(envelope)来产生 二氧化氯溶液，其中一个装有亚氯酸钠，另一个装有酸。将这两个封 套》文入水中，亚氯酸钠和酸溶于水中并发生反应产生二氧化氯溶液。 PCT申请PCT/US98/22564 (WO 99/24356)公开了用以产生二氧化氯溶 液的方法和装置，该方法是将亚氯酸钠和酸混合并封装在半透膜装置 中。当将该装置放入水中时，水会透过膜。酸和亚氯酸钠溶于水中并 发生反应产生二氧化氯。二氧化氯通过膜离开该装置进入浸没该装置
的水中，产生可用作抗微生物溶液或用作其它目的的二氧化氯溶液。 所公开的装置和方法的主要缺点是环境湿气会渗入半透膜而过早引 发反应。
一般来说，上述现有技术下的使用膜的装置和方法易发生水或水 蒸气引起的过早活化，因此其货架期缩短，除非采取了充分的步骤来 保护该装置免于暴露于环境湿气或水。另外，这种装置和方法与水发 生相互作用并产生所需的二氧化氯的速度通常较慢。
美国专利6,764,661公开了当放入水中时能产生二氧化氯水溶液 的装置，该装置解决了上述问题。这个装置的一个优点是它不易受环 境湿气的活化。该装置包括膜壳(membmne shell),该膜壳界定出区室 (compartment),其中包含一种或多种当暴露于水时能够产生二氧化氯 的干反应物(例如金属亚氯酸盐和酸)。该装置提供有芯件(wick means, wick member)，该芯件在夕卜膜(outer membrane)之间延伸，产生两个内 区室(imicr compartment)。芯件能通过毛细作用吸水并将水传输到内区 室。 一旦水进入了内区室，区室中的反应物溶于水中，产生二氧化氯 水溶液。这个装置通常用来在暴露于水时产生具有抗微生物和消毒特 性的水溶液。它并不是设计来产生具有抗微生物和消毒特性的蒸气。
在一些水处理操作中，采用凝结过程使悬浮的固形物与水分离开 来。 一般来说，水中悬浮的微细分散固形物(胶体)通过其表面上的负 电荷得到稳定化，从而使它们互相排斥。这一排斥作用防止胶体发生 碰撞而形成较大的称为"絮凝物"的物质。凝结作用通过使这些胶体颗 粒的表面电荷去稳定化来促进它们的聚集，从而形成絮凝物。例如， 阳离子凝结剂结合带负电荷的颗粒，从而降低使胶体颗粒发生接触所 需电荷和能量。结果，颗粒发生碰撞而形成絮凝物。
絮凝是一种在絮凝物之间形成桥架而将絮凝物结合成大的附聚 物或团块的作用。当絮凝物的高分子链的各区段吸附到不同的颗粒上 时发生桥架作用，从而造成絮凝物发生聚集。阴离子絮凝剂会通过桥 架作用或电荷中和与带正电荷的悬浮物发生反应，从而吸附在颗粒
上，造成去稳定化。 一旦悬浮的絮凝物絮凝成较大的絮凝物，它们通 常可通过沉淀作用从液体中除去，前提是悬浮絮凝物和液体之间存在
着足够的密度差。絮凝物还可通过介质过滤(media filtmtion)、粗滤 (straining)、沉淀或浮选来除去或分离。絮凝作用不但能增加絮凝颗粒 的大小，而且还能影响絮凝物的物理性质，使得这些颗粒胶粘性较低， 从而更容易除去。
美国专利5,023,012公开了一种用于水的纯化的组合物，它包含 适合于使分散在水中的固体杂质凝结形成絮凝物的凝结剂，和当分散 在水中时能够吸收大量的水形成可使絮凝物聚集的溶胶的有机亲水
干扰絮凝物的形成。
上述的凝结和纯化发明使用氯作为消毒剂。最近，对氯的消毒副 产物的担忧导致能产生更安全的副产物的替代性消毒剂得到更多的 使用。氯会与水中的有机物质反应形成已发现能致癌的三卤甲烷 (THM)和卤代乙酸(HAA)。
本发明提供克服了上述缺点和问题的用于消毒和纯化的系统和 方法。
发明概述
本发明提供用以在暴露于水或湿气时产生消毒剂从而实质上消 除杂质的系统。在一个实施方案中，本发明系统提供有装着消毒剂产 生装置和至少一种无机凝结剂的保护性外袋(pouch),该消毒剂产生装
置用以将水或水溶液消毒从而实质上消除微生物污染物，该无机凝结 剂用以实质上除去水或水溶液中的杂质。该消毒剂产生装置包含至少 两种"粉末"形式或"片剂"形式的干反应物，它们在该装置暴露于水或 环境湿气时能够发生反应而产生消毒剂。"粉末"形式的实例包括但不 限于粉末、颗粒、丸粒、片剂、附聚物等。该无机凝结剂通常储藏在 该外袋当中，且位于消毒剂产生装置的外部并与该装置分开。或者， 该无机凝结剂可储藏在该消毒剂产生装置当中。
除了外袋、消毒剂产生装置和无极凝结剂外，本发明系统另外还 包括至少一种有助于水或水溶液中的杂质发生絮凝的高分子凝结剂。 或者，本发明系统可包括外袋、消毒剂产生装置、至少一种无机凝结 剂和至少 一种帮助杂质絮凝的有机亲水性胶体。在又一个实施方案 中，本发明系统可包括外袋、消毒剂产生装置、至少一种无机凝结剂、 至少一种高分子凝结剂和至少一种有机亲水性胶体。在再一个实施方 案中，本发明系统可包括外袋、消毒剂产生装置、至少一种无机凝结 剂和任选至少 一种高分子凝结剂、至少 一种有机亲水性胶体或者高分 子凝结剂和亲水性胶体的组合，所述消毒剂产生装置装有至少两种干 反应物、至少一种表面活性剂、至少一种芳香材料、至少一种添加剂
或者它们的组合。或者，所述至少一种表面活性剂、至少一种芳香材 料和至少一种添加剂可储藏在消毒剂产生装置的外部并与该装置分开。
该消毒剂产生装置包括膜壳，该膜壳界定出至少两个区室，每个 区室包含至少一种当该装置暴露于水或环境湿气时能够发生反应而
产生消毒剂的干反应物。每个区室提供有外膜和芯件或内膜(inner membrane),该外膜界定出该装置的壁，该芯件或内膜使各干反应物 得以物理隔离。所述至少两个区室中的每一个可另外包含至少 一种无 机凝结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水性胶体或它们 的组合。芯件或内膜与膜壳连接，并延伸入一个或两个区室，以吸收 水或湿气并将水或湿气传输到至少一个区室中，从而在区室中促进反 应和产生消毒剂，所产生的消毒剂通过膜壳离开区室。
在消毒剂产生装置的另一个实施方案中，该装置可另外提供有至 少一个水溶性膜。该水溶性膜例如用机械热封接方法使它实质上连续 地沿着边缘封接到该装置的一个外膜，形成该装置的第三区室。或者， 该装置可另外提供有至少两个水溶性膜，该至少两个水溶性膜中的每
一个实质上连续地沿着边缘封接到该装置的 一个外膜，形成该装置的 第三区室和第四区室。该第三区室和第四区室各自可装有至少一种无 机凝结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水性胶体、至少 一种表面活性剂、至少一种芳香材料、至少一种添加剂或者它们的组 合。
该至少两种干反应物在反应条件下会产生诸如二氧化氯、过氧乙 酸、溴、二氧化硫、二氧化碳等的消毒剂。在其中该装置中所产生的 消毒剂是二氧化氯的一个实施方案中，该装置的第一区室包括金属亚 氯酸盐成分，第二区室包括酸成分。
在本发明系统的另选的实施方案中，该系统提供有包装，该包装 包括保护性外袋和至少 一个储藏在该外袋当中的具有消毒特性的片 剂。该至少一个消毒片剂可含有至少两种干反应物、至少一种无机凝 结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水性胶体或者该高分 子凝结剂和该有机亲水性胶体的组合。该消毒片剂可另外含有至少一 种表面活性剂、至少一种芳香材料、添加剂或者它们的组合。使用时， 可将消毒片剂从外袋中取出并浸入水或水溶液中，以在水或水溶液中 产生消毒剂从而实质上消除杂质。或者，该外袋可由水溶性材料制作 而成，在使用时可将整个包装浸入水或水溶液中。
为对水和水溶液进行消毒和除杂，将本发明系统的各组件浸入和 加到水或水溶液中，将水或水溶液搅拌后让其沉淀。消毒剂产生装置
和消毒片剂起到实质上消除水或水溶液中的微生物污染物的作用；无 机凝结剂促进固体杂质发生聚集形成絮凝物；高分子凝结剂和有机亲 水性胶体帮助待处理溶液的絮凝和澄清；而表面活性剂有助于从待处
在其中本发明系统提供有消毒剂产生装置或者含有第 一和第二 反应物、无机凝结剂并任选含有高分子凝结剂、有机亲水性胶体、表 面活性剂、芳香材料、添加剂或它们的组合的消毒片剂的实施方案中， 消毒和纯化过程这样开始操作打开该系统的外袋，将消毒剂产生装
置或消毒片剂放入装有预定量的水或水溶液的容器等之中。为促进消 毒剂和各凝结剂的分散，将水溶液搅拌后让其沉淀，之后可将溶液倾 析，然后过滤除去杂质。
在其中无机凝结剂、高分子凝结剂、有机亲水性胶体、表面活性 剂、芳香材料、添加剂或它们的组合与消毒剂产生装置或消毒片剂分 开独立储藏的另一个实施方案中，将无机凝结剂、高分子凝结剂、有 机亲水性胶体、表面活性剂、芳香材料、添加剂或它们的组合首先加 入到装着水或水溶液的容器中。接着将水溶液搅拌，让絮凝物形成。 然后让溶液沉淀，之后将消毒剂产生装置或消毒片剂放入水溶液中。
为产生具有消毒特性的蒸气或气体，本发明系统包括消毒蒸气产 生装置，用以在该装置暴露于环境湿气时产生具有消毒特性的蒸气。 该装置能够长时间(数周至数月)持续产生具有消毒特性的蒸气。该装 置提供有内膜，该内膜通过机械热封接方法连续或非连续地沿着该装 置的边缘封接到至少外膜，形成该装置的至少两个区室，该至少两个 区室中的每一个装有至少一种干反应物和任选至少一种潮解性材料
(deliquescent material)。该内膜物理上隔开各干反应物，且能够将少量 的一种部分溶解的反应物吸收和传输穿过内膜，以与另一个区室中的 另一种反应物反应。当该装置暴露于环境时，环境湿气会渗透外膜。 然后干反应物发生水化而'l"曼慢溶解。部分溶解的反应物穿过内膜发生 相互接触，产生消毒蒸气。最终，所产生的消毒蒸气慢慢扩散出外膜 进入周围环境。
在另一个实施方案中，消毒蒸气产生装置包括内膜和两个外膜， 它们沿着该装置的边缘非连续地封接在 一起，形成沿着该装置的边缘 具有多个小开口的袋，以促进湿气通入该装置中。可将这些小开口或 裂口进行机械压缩，以防止反应物从该装置掉出。这些小开口能增加 湿气向该装置的转移速度、反应物的溶解速度、消毒蒸气的产生速度 以及对消毒蒸气排出该装置的促进速度。附图筒述
本发明的优选实施方案在下文中结合附图进行详细的描述，各附
图说明如下
图l显示本发明系统的一个具有装着消毒产生装置的外袋的实施 方案的前透视图2显示本发明系统的另一个实施方案的截面图，该图示出外袋， 该外袋装有消毒剂产生装置和储藏在该外袋中的该消毒剂产生装置 外部的无机凝结剂；
图3显示本发明系统的又一个实施方案的截面图，该图示出外袋， 该外袋装有消毒剂产生装置和储藏在该外袋中的该消毒剂产生装置 外部的无机凝结剂、高分子凝结剂和有机亲水性胶体；
图4显示本发明系统的再一个实施方案的截面图，该图示出外袋， 该外袋装有消毒剂产生装置和储藏在该消毒剂产生装置内部的无机 凑是结剂；
图5显示本发明系统的一个另选实施方案的截面图，该图示出外 袋，该外袋提供有装着两个反应物片剂的消毒剂产生装置；
图6显示本发明系统的另一个另选实施方案的截面图，该图示出 外袋，该外袋提供有装着两个反应物片剂的消毒剂产生装置和储藏在 该外袋中的该装置的外部的无机凝结剂；
图7显示本发明系统的又一个另选实施方案的截面图，该图示出 外袋，该外袋提供有无机凝结剂、高分子凝结剂、有机亲水性胶体和 装着两个反应物片剂的消毒剂产生装置；
图8显示本发明系统的一个另外实施方案的截面图，该图示出外 袋，该外袋提供有反应物片剂、无机凝结剂、高分子凝结剂和亲水性 胶体；
图9显示本发明系统的另一个实施方案的截面图，该图示出一外 袋，该外袋提供有反应物片剂、无机凝结剂、高分子凝结剂、亲水性 胶体、表面活性剂、芳香材料和添加剂；
图10显示本发明系统的又一个实施方案的截面图，该图示出提
供有反应物片剂的外袋；
图11显示本发明系统的再一个实施方案的截面图，该图示出外 袋，该外袋提供有无机凝结剂、高分子凝结剂、亲水性胶体和消毒剂 产生装置，该装置装有两种干反应物并提供有两个封接到其外膜的水
溶性膜，所述封接形成装有表面活性剂、芳香材料和添加剂的外区室； 图12显示图11所示装置的截面图，该图示出提供有无机凝结剂、 高分子凝结剂、亲水性胶体、表面活性剂、芳香材料和添加剂的外区 室；
图13显示消毒蒸气产生装置的前视图，该装置沿着其边缘具有 多个小开口，以促进湿气通入该装置中。
发明详述
本发明提供用以在暴露于水或湿气时产生消毒剂，从而实质上消 除微生物污染物如细菌、病毒和寄生虫以及除去杂质的系统。在一个 实施方案中，本发明系统提供有保护性外袋、包括至少两种用于产生 消毒剂的千反应物的消毒剂产生装置和至少 一种用以除去水或其它 水溶液中的杂质的无机凝结剂。除了消毒剂产生装置和无机凝结剂 外，该系统可任选提供有至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水 性胶体或者该至少 一种高分子凝结剂和至少 一种有机亲水性胶体的 组合，以帮助水或水溶液中的杂质的絮凝。本发明系统可另外提供有 至少一种表面活性剂、芳香材料、添加剂或它们的组合。下文将作更 详细的描述的该消毒剂产生装置，可以为由至少两个区室界定出的构 造，每个区室包括至少一种用以产生消毒剂的干反应物。该消毒剂产 生装置可进一步提供有至少一个水溶性膜，该膜连续地沿着该装置的 边缘封接到其外膜，形成其第三区室。该干反应物、无机凝结剂、高
分子凝结剂、有机亲水性胶体、表面活性剂、芳香材料、添加剂和它 们的組合可为"粉末"形式或"片剂"形式。本文中和权利要求书中所用
的术语"粉末形式"是指为稳定、固态、实质上无水的形式的成分，其 包括但不限于粉末、颗粒、丸粒、片剂、附聚物等。本发明系统所产 生的消毒剂可包括但不限于二氧化氯、过氧乙酸、亚氯酸、溴等。
在本发明系统的另 一个实施方案中，该系统提供有外袋和至少一 个用以产生消毒剂的消毒剂产生片剂。该片剂可含有至少两种干反应 物、至少一种无机凝结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲 水性胶体、至少一种表面活性剂、至少一种芳香材料、添加剂或它们 的组合。
图1显示本发明系统100，其包括具有已封接或可封接的外袋105 的包装，该外袋105装着消毒剂产生装置102。外袋105可由重量轻、 强度大、不透蒸气、水溶性和耐撕耐磨的材料构成，所述材料例如但 不限于铝、铝箔、聚乙烯、聚乙烯醇等和它们的组合。
在图2所示的本发明系统100的一个实施方案中，消毒剂产生装 置102和至少一种无机凝结剂304储藏在系统100的外袋105中。消 毒剂产生装置102例如提供有至少两个区室30A、30B，每个区室30A、 30B装有粉末形式的第一干反应物40A和第二干反应物40B，反应物 40A、 40B当与水或湿气反应时能够产生杀生物剂或消毒剂。无机凝 结剂304可包括但不限于硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合 氯4b4吕(polyaluminum chloride) 、 4吕酸#)、 氯4b4同(chlorinated copper) 等。在图2所示的实施方案中，无机凝结剂304可储藏在外袋105中， 但在消毒剂产生装置102的外部而与装置102分开。或者如图4所示， 无机凝结剂304可储藏在消毒剂产生装置102的区室30A、 30B的内 部。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约0-90% (质量)的第 一千反应物40A、大约0-90% (质量)的第二干反应物40B和大约0-40% (质量)的无机凝结剂304。在另一个实施方案中，系统100装有各自大 约10-50% (质量)的第一和第二干反应物40A、 40B和大约0-40% (质 量)的无机凝结剂304。
图3显示本发明系统100的另 一 个实施方案，其提供有装着消毒
剂产生装置102及至少一种无机凝结剂304和至少一种高分子凝结剂 310的混合物的外袋105，装置102包含第一干反应物40A和第二干 反应物40B，该混合物储藏在装置102的外部而与其分开。或者，无 机凝结剂304和高分子凝结剂310的混合物可储藏在消毒剂产生装置 102的区室30A、 30B的内部。在另一个另选实施方案中，无机凝结 剂304可储藏在装置102的内部，高分子凝结剂310可储藏在装置102 的外部。在又一个另选实施方案中，高分子凝结剂310可储藏在装置 102的内部，无机凝结剂304可储藏在装置102的外部。高分子凝结 剂310可包括但不限于阳离子聚电解质、polyDADMAC、 epiDMA及 阴离子和非离子聚电解质如聚丙烯酰胺聚合物、共聚物和三元共聚 物。有机聚合物如水提取物、辣木(A/on'"ga 。/e;/era)和壳多糖也可用 作高分子凝结剂310。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约 0-90%(质量)的第一干反应物40A、大约0-90%(质量)的第二干反应物 40B、大约0-40% (质量)的无机凝结剂304和大约0-40%的高分子凝结 剂310。在另一个实施方案中，系统100装有各自大约10-50%(质量) 的第一和第二干反应物40A、 40B、大约0-40% (质量)的无机凝结剂 和大约0-40%(质量)的高分子凝结剂310。
如图3所示，在另一个实施方案中，系统100的外袋105装有消 毒剂产生装置102及至少一种无机凝结剂304和至少一种有机亲水性 胶体312的混合物，装置102具有第一干反应物40A和第二干反应物 40B，该混合物储藏在装置102的外部而与其分开。或者，无机凝结 剂304和有机亲水性胶体312的混合物可储藏在装置102的内部。在 另一个另选实施方案中，无机凝结剂304可储藏在装置102的内部， 有机亲水性胶体312可储藏在装置102的外部。在又一个另选实施方 案中，有机亲水性胶体312可储藏在装置102的内部，无机凝结剂304 可储藏在装置102的外部。亲水性胶体312可包括但不限于活化硅石 和膨润土。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约0-90% (质 量)的第一干反应物40A、大约0-90。/。(质量)的笫二干反应物40B、大
约0-40% (质量)的无机凝结剂304和大约0-40%质量的有机亲水性胶 体312。在另一个实施方案中，系统100装有各自大约10-50% (质量) 的第一和第二干反应物40A、 40B、大约0-40% (质量)的无机凝结剂 304和大约0_40% (质量)的有机亲水性胶体312。
在又一个实施方案中，系统100的外袋105装有消毒剂产生装置 102及至少一种无机凝结剂304、至少一种高分子凝结剂310和至少 一种有机亲水性胶体312的混合物，装置102具有第一干反应物和第 二干反应物40A、 40B,该混合物储藏在装置102的外部而与其分开。 或者，无机凝结剂304、高分子凝结剂310和有机亲水性胶体312的 混合物可储藏在装置102的区室30A、 30B的内部。在另一个另选实 施方案中，无机凝结剂304、高分子凝结剂310和亲水性胶体312中 的任何两个可储藏在装置102的内部，无机凝结剂304、高分子凝结 剂310和亲水性胶体312中的任何一个可储藏在装置102的外部。在 又一个另选实施方案中，无机凝结剂304、高分子凝结剂310和亲水 性胶体312中的任何一个可储藏在装置102的内部，无机凝结剂304、 高分子凝结剂310和亲水性胶体312中的任何两个可储藏在装置102 的外部。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约0-90% (质量) 的第一干反应物40A、大约0-90% (质量)的第二干反应物40B、大约 0-50% (质量)的无机凝结剂304、大约0-40% (质量)的高分子凝结剂 310和大约0-40%(质量)的有机亲水性胶体312。在另一个实施方案中， 系统100装有各自大约10-50% (质量)的第一和第二干反应物、大约 0-40% (质量)的无机凝结剂304、大约0-30% (质量)的高分子凝结剂 310和大约0-30% (质量)的有机亲水性胶体312。
图5显示本发明系统100的另一个实施方案，其提供有外袋105 和消毒剂产生装置102,装置102包括片剂形式的第一干反应物和第 二干反应物44A、 44B。每个片剂44A、 44B可包括至少一种无机凝 结剂。或者，粉末形式的无机凝结剂可储藏在消毒剂产生装置102的 区室30A、 30B的内部，但与片剂44A和44B分开。还或者，如图6
所示，粉末形式的无机凝结剂304可储藏在外袋105中，但在消毒剂 产生装置102的外部而与其分开。
图7显示本发明系统100的另一个实施方案，其提供有外袋105、 消毒剂产生装置102及粉末形式的至少一种无机凝结剂304、至少一 种高分子凝结剂310、至少一种亲水性胶体312或它们的任何组合， 装置102包括片剂形式的第一干反应物44A和第二干反应物44B，所 述304、 310、 312或它们的任何组合储藏在装置102的外部而与其分 开。或者，粉末形式的无机凝结剂304、高分子凝结剂310、亲水性 胶体312或它们的任何组合可储藏在消毒剂产生装置102的区室30A、 30B内部，但与反应物片剂44A和44B分开。在另一个另选实施方案 中，含有第一干反应物、第二干反应物、无机凝结剂304、高分子凝 结剂310和亲水性胶体312的片剂44A和44B储藏在装置102的区室 30A和30B的内部。在又一个另选实施方案中，含有第一干反应物、 第二干反应物和无机凝结剂304的片剂44A和44B可储藏在装置的内 部，而粉末形式的高分子凝结剂310、亲水性胶体312或者它们的组 合可储藏在装置102的外部。在再一个另选实施方案中，含有第一干 反应物、第二干反应物和高分子凝结剂310的片剂44A和44B可储藏 在装置的内部，而粉末形式的无机凝结剂304、亲水性胶体312或者 它们的组合可储藏在装置102的外部。在一个另外另选的实施方案中， 含有第一干反应物、笫二千反应物和亲水性胶体312的片剂44A和 44B可储藏在装置的内部，而粉末形式的无机凝结剂304、高分子凝 结剂310或它们的组合可储藏在装置102的外部。
在又一个另外另选的实施方案中，含有第一干反应物、第二干反 应物及无机凝结剂304、高分子凝结剂310和亲水性胶体312中的任 何一个、两个或组合的片剂44 A和44B可储藏在装置102的区室30A 和30B的内部，而粉末形式的无机凝结剂304、高分子凝结剂310和 亲水性胶体312中的任何一个、两个或组合可储藏在装置102的外部 而与该装置分开。
消毒剂产生装置102可包括不同的外形，例如圓形、三角形、长 方形、平行四边形、梯形、菱形、八边形、六边形、椭圓形和它们的
组合，以适应不同的应用。消毒剂产生装置102在暴露于水和其它水
溶液时能够产生具有抗微生物和消毒特性的水溶液。抗微生物剂和消 毒剂的一些实例包括但不限于二氧化氯、过氧乙酸、亚氯酸、过氧化 氢、溴、二氧化硫和二氧化碳。
如图1-7所示，消毒剂产生装置102包括膜壳22，其界定出至少 两个区室30A、 30B。每个区室30A、 30B提供有外膜22A和22B， 其界定出装置102的壁。芯件24与膜壳22相连，延伸到区室30A和 30B中的一个或同时延伸到区室30A和30B。每个区室含有稳定、固 态和实质上无水粉末形式40A、 40B或者片剂形式44A、 44B的至少 一种干反应物。当装置102暴露于水或湿气时，这些反应物能够产生 消毒剂。装置102优选通过将其放入或浸入含水容器中来暴露于水。
参考图1-7，芯件24与外膜22 A和22B成封接连接，将消毒剂 产生装置102分隔成两个区室30A和30B。由于所采用的膜的性质， 芯件24通过毛细作用发挥功能，从装置102外部快速吸水并将所吸 收的水传输到区室30A和30B中。当储藏在区室30A和30B中的干 反应物40A、 40B溶解于所吸收的水并反应产生消毒剂时，该消毒剂 通过外膜22 A和22B，或者通过22A、 22B和24这三层的封口中的 间隙，还也许在一定程度上通过芯件24，有效地离开区室30A和30B。
芯件24可通过直接或间接紧固(fasten)到外膜22A和22B的一部 分或全部来连接到外膜22A和22B。 一旦浸入水中，芯件24通过毛 细作用将水或溶液传输到内区室30A和30B。同时，消毒剂产生装置 102内部和外部之间的压差4足-使水通过封口 50A、 50B、 50C和50D 中的间隙进入装置102。随着反应的进行，装置I02的内部和外部之 间的压差达到平衡，因此水和溶液的交换减慢并最终达到平衡。
如图1-7所示，消毒剂产生装置102可由两个外膜22A和22B界 定出，它们封接在一起，使得在膜板(panel)之间形成区室30A和30B。
外膜22A和22B可沿着这样一条线封接在一起，该线正好在装置102 的外边缘的内侧围绕着外膜22A和22B的周缘延伸。具体的说，封口 沿着装置102的靠近顶部边缘的线50A、沿着靠近侧面边缘的线50B、 沿着靠近底部边缘的线50C和沿着靠近对侧边缘的线50D延伸。外膜 22A和22B可通过多种本领域公知的方法封接在一起，包括但不限于 热封接(heat sealing)、缝接、加热(heating)和胶合。例如，外膜22A和 22B可通过本领域公知的热封接装置，沿着线50B、 50C、 50D以固 定间隔并沿着线50A连续地封接在一起。
可在区室30A和30B中插入重物70,以确保在将装置102》文入 一定量(abody of )水或水溶液中时，装置102能下沉或者4^浸没。重 物70可通过其它方式连接到装置102。例如，可使重物70连接到膜 壳22和/或芯件24或者构成它们的一部分。重物70的大小和形状可 根据装置102整体的大小、预定的应用以及制造和包装上的考虑而变。 重物70可由多种材料形成，如不锈钢。但是，重要的是所用的具体 材料对装置中的化学物质应是惰性的。另 一种确保装置102保持浸没 在水或水溶液中的方法，是将装置102放在加重的支架里。
为了减少区室30A和30B中储藏的第一干反应物40A、第二干反 应物40B和其它化学物质过早暴露于水或湿气的机会，可任选将封接 的外膜22A和22B及芯件24封装在抗水包装或保护性外袋105中。
月莫丰反22A、 22B和24和相应的区室30A和30B的形状和大小， 可主要根据具体应用情况所需的化学物质的量而变。用以计算为产生 特定体积和浓度的具有消毒特性的溶液所需的干反应物的方法，是本 领域技术人员公知的。另外的影响膜板22A和22B及消毒剂产生装置 102整体的大小和形状的因素，包括用以形成膜板的材料类型、预定 的应用、包装上的考虑和材料相容性。膜板22A和22B的形状优选是 正方形或长方形，以便于进行将膜板紧固(例如封接)在一起的步骤。
外膜22A和22B由某种材料形成并组合在一起，从而起到半透膜 的作用。外膜22A和22B必须能透过消毒剂。在一个实施方案中，外
膜22A和22B实质上不透过(最优选完全不透过)液体(例如水)。不透 性外膜22A和22B还能保护区室30A和30B中的干反应物，使得万 一少量的水无意中进入封接的外袋105并遇到装置102，不透性膜壳 22不会让水进入区室30A或30B而造成其中所含的反应物过早发生 反应。
芯件24还提供防止内区室30A和30B的内容物40A和40B混合 在一起的物理屏障。但是，由于芯件24是亲水性的，反应物一旦处 于溶解形式，可以穿过这个屏障。
在使用中，水或别的含水溶液通过芯件24的毛细作用或者通过 紧固的膜壳22的各侧边中的间隙进入装置102，该紧固的膜壳22是 通过断续紧固(优选沿着膜壳22的边缘处的线50B、 50C和50D以固 定间隔进行断续热封接)形成的。水或溶液进入内区室30A和30B并 溶解其中所含的干反应物40A和40B 。内区室30A和30B中所含的 反应物40A和40B —旦溶解而处于含水形式，则可穿过亲水性芯件 24而相互接触。当反应物40A和40B接触在一起时，它们反应形成 消毒剂。在区室30A和30B中产生的消毒剂通过外膜22A和22B、 通过紧固的各侧边中可能存在的间隙和可能在一定程度上通过芯件 24离开装置102。
消毒剂产生装置102提供了小的封闭空间，在其中该反应的转化 率得到提高。外膜22A和22B优选不透过水，以使溶解的未反应化学 物质在装置102内保持于溶液中。消毒剂离开区室30A和30B所需的 压力，能减少溶解的未反应化学物质在被转化成消毒剂前离开装置 102的量。但是，气态消毒剂如二氧化氯能容易地通过装置102各侧 边上的间隙离开装置。小体积的区室30A和30B产生出溶解的反应物 40A和40B的浓度都很高的环境，从而提高两种分子能发生接触、反 应和产生所需的消毒剂的机会。这种设置在所产生的消毒剂的量很重 要和需要进行精确控制的应用中是合乎需要的。
在另一个实施方案中，外膜22A和22B能透过液体和气体。在这
个实施方案中，水能通过外膜22A和22B进入装置102，装置中形成 的消毒剂水溶液能通过外膜22 A和22B离开装置102。这减少了为产 生所需的消毒剂而要花费的时间，在活化水平低和需要立即使用溶液 的应用中是合乎需要的。
取决于装置102的所需的功能，外膜22A和22B对气体和/或水 的渗透性可相同或不同。例如，外膜22A能让水通过进入一个区室 30A，而外膜22B却不让水通过进入区室30B。
外膜22A和22B对气体和液体的选择透过性本身随材料复合物 (material composite)而变，可通过在机械上、化学上和/或结构上改变 材料来更改。例如如下所述，可在外膜22A和22B中的一个膜或者同 时在这两个膜中形成多个小开口 ，以便于液体流入和流出区室30A和 30B。同样，可给外膜22A和22B中的一个膜或者同时给这两个膜涂 覆上各种材料，以改变它们的透过性。
外膜22A和22B可由任何能让外膜如上所述发挥作用的膜材料， 例如能让膜壳实质上不透过水但能透过气体的膜材料制作而成。例 如，外膜22 A和22B可由纤维制作而成。纤维可以是亲水性纤维、 疏水性纤维或者它们的任何组合。纤维可以是天然纤维和/或合成纤 维，且可以是织造纤维或非织造纤维。另外，纤维可以是涂层纤维或 非涂层纤维。例如，可给纤维施加涂层，以将纤维封接在一起或者封
接到其它材料，如在层合复合材料中。
适用于消毒剂产生装置102的外膜22A和22B的合成纤维可包括 但不限于聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯 酸类物(polyacrylics)如Orioi^聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙基乙烯酯 (polyethylvinyl acetate)、不溶性或可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯 和聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯如Dacron⑧或Kodef聚氨酯、聚苯乙 烯等。
芯件24的形状和大小可根据区室30A和30B的大小、所需的吸 水速度、用以形成芯件的材料的类型、预定的应用、包装上的考虑和
材料相容性而变。在图1-7所示的优选实施方案中，芯件24同样宽(as wide),延伸到区室30的底部，在膜壳的整个长度和宽度上形成两个 区室30A和30B。这些特征能让芯件24以相对较快的速度吸收和传 输相对较大量的水。为了更进一步地增加芯件24暴露于水的表面积， 芯件的底端和顶端例如还可延伸超出消毒剂产生装置102的外边缘 40。芯件24沿其所有边缘封接到膜板22A和22B，以防止化学物质 的摻合。
在需要消毒剂相对较慢地释放的应用中，芯件24可由芯吸速度 相对较慢的材料形成，使得水更慢地传输到区室30。
芯件24可从多种多样的材料制作而成。例如，芯件可由几乎任 何当接触液体时能显示毛细作用特征的材料制作而成。芯材料因此必 须能够快速吸水并将所吸的水传输到装置中。例如，用以形成芯件24 的材料可由合成纤维、天然纤维(改性和未改性)制作而成，或者同时 由这两种纤维制作而成。纤维可包括亲水性纤维、疏水性纤维或者亲 水性纤维和疏水性纤维的组合。
适用于芯件24的天然纤维的实例包括棉花、茅草(Esparto grass)、 甘蔗渣、大麻、亚麻、丝(silk)、羊毛、木浆、化学改性木浆、黄麻、 嫘萦(rayon)、乙基纤维素和乙酸纤维素。合适的合成纤维可从以下材 料制备而成聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚 丙烯酸类物如Orion 、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙基乙烯酯、不溶性和 可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯如 Dacroif和Kodef、聚氨酯、聚苯乙烯等。天然纤维和合成纤维的组 合也可用于芯件24,如801^[email protected]。为起到芯件的作用，某些合成纤维 可能需要进行一 定的改变(例如形成层合物等)。所需的芯吸作用可由 水的吸收、毛细作用和/或其它机制产生。
如图11和12所示，本发明系统100可提供有外袋105和消毒剂 产生装置102，而装置102另外还提供有至少一个水溶性膜？0A、？0B, 该水溶性膜是本领域公知的，可包括但不限于聚乙烯醇、微孔非织造
疏水聚合物片材如非织造聚乙烯(例如E丄Du Pont de Nemours &Co. 出售的Tyvel^材料)、微孔非织造聚丙烯材料、膨体聚四氟乙烯(例如 W.L. Gore出售的GoreTex⑧)和牛皮纸(例如Oliver Products Co.出售的 X-Crepe-N Grade 4502)、明胶、纤维素和纤维素衍生物如羟丙基甲基 纤维素。
水溶性膜70A、 70B可例如使用机械热封接方法，沿着装置102 的边缘实质上连续封接到外膜22A、 22B，以形成装置102的第三区 室72A。或者，装置102可另外提供有至少两个水溶性膜70A、 70B, 该至少两个水溶性膜70A、 70B中的每一个膜沿着该装置的边缘实质 上连续封接到该装置外膜22A、 22B中的一个膜，以形成装置102的 第三区室72A和第四区室72B。第三区室72 A和第四区室72B可各 自含有至少一种无机凝结剂304、至少一种高分子凝结剂310、至少 一种有机亲水性胶体312、至少一种表面活性剂80、至少一种芳香材 料84 、至少 一种添加剂86或它们的组合。
本发明系统100的表面活性剂80能够从表面或水溶液清洗或除 去污渍，还能减少经本发明系统处理的具有消毒特性的水溶液的表面 张力。表面张力的降低能让经本发明系统处理的具有消毒特性的水溶 液进入到表面的裂缝或孔隙中，这些裂缝或孔隙中可能集聚污垢颗 粒。表面活性剂80可包括但不限于阴离子型表面活性剂如线性烷基 苯磺酸盐、醇乙氧基硫酸盐(alcohol ethyoxysulfate)、烷基硫酸盐，非 离子型表面活性剂如醇乙氧基化物(alcohol ethoxylate),阳离子型表面 活性剂如季铵化合物，两性表面活性剂如咪唑啉和甜菜碱。
芳香材料84可为晶体形式，可包括但不限于甲酸芳樟酯和乙酸 异戊酯。
能有助于经本发明系统处理的具有消毒特性的水溶液的稳定性 的添加剂86,可包括但不限于泡沫稳定剂如烷基胺氧化物，泡沫抑制 剂如烷基磷酸盐，抗再沉积剂如聚碳酸酯和聚乙烯，着色剂如颜料和 染料，阻蚀剂如硅酸钠，遮光剂如二氧化钬和聚合物，加工助剂如粘
土和聚合物，沉淀剂如碳酸钠和硅酸钠，离子交换助洗剂(ionexchange builder)如沸石，及多价螯合剂(sequestrant)和螯合剂(chelating agent)如 才宁4彖S菱钠(sodium citrate)、 轻乙石岸f臾四4内(tetrasodium editronate)、 EDTA，无机磷酸盐如磷酸三钠，去污剂和软水剂，六偏磷酸钠，稳 定剂，多价螯合剂(sequestrant)，阻蚀剂，阻垢剂，焦磷酸钠，緩冲剂， 去污剂和阻垢剂，及具有阻垢、螯合、抗絮凝和悬浮固体分散特性的 有机磷酸酯如1-羟基亚乙基U-二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸 (ATMP)、己二胺四亚曱基膦酸、二亚乙基三胺五亚曱基膦酸、双1,6-亚己基三胺五亚甲基膦酸、2-磷丁烷-1,2,4-三甲酸 (2-phosphobutane-l,2,4-tricarboxylicacid)、马来酸的均聚物、羧甲基菊 粉和2-羟乙基亚氨基双亚甲基膦酸。
在图11和12所示的本发明系统的各实施方案中，外袋105可提 供有这样的消毒剂产生装置102，在其区室30A和30B中储藏有粉末 形式40A、 40B或者片剂形式44A、 44B的第一干反应物和第二干反 应物。粉末或片剂形式的至少一种无机凝结剂304、至少一种高分子 凝结剂310、至少一种有机亲水性胶体312、至少一种表面活性剂80、 至少一种芳香材料84、至少一种添加剂86或它们的任何组合可储藏 在装置102的外部而与该装置分开。另外，粉末形式或片剂形式的无 机凝结剂304、高分子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活性剂 80、芳香材料84、添加剂86或它们的任何组合可储藏在消毒剂产生 装置102的区室72 A和72B的内部。在另 一个另选的实施方案中、 粉末形式或片剂形式的无机凝结剂304、高分子凝结剂310、有机亲 水性胶体312或它们的任何组合可储藏在区室30A和30B中，粉末形 式或片剂形式的表面活性剂80、芳香材料84、添加剂86或它们的任 何组合可储藏在区室72A和72B的内部或者装置102的外部而与该装 置分开。在又一个另选的实施方案中，粉末形式或片剂形式的无机凝 结剂304、高分子凝结剂310、有机亲水性胶体312或它们的任何组 合可储藏在区室72A和72B中，粉末形式或片剂形式的表面活性剂
80、芳香材料84、添加剂86或它们的任何组合可储藏在装置102的 外部。在再一个另选的实施方案中，粉末形式或片剂形式的无机凝结 剂304、高分子凝结剂310或有机亲水性胶体312中的任何一个、两 个或组合可储藏在区室30A和30B中，而粉末形式或片剂形式的无机 凝结剂304、高分子凝结剂310和有机亲水性胶体312中的任何一个、 两个或组合，以及粉末形式或片剂形式的表面活性剂80、芳香材料 84、添力卩剂86或它们的任何组合的组合混合物(combination mixture) 可储藏在装置102的外部或者区室72A和72B的内部。
如图8-10所示，本发明系统100可提供有包装，该包装包含保护 性外袋105和储藏在外袋105中的至少一个具有消毒特性的片剂48。 在一个实施方案中，本发明系统100可提供有包含消毒片剂48的外 袋105,该消毒片剂48含有至少两种干反应物和至少一种无机凝结剂 304。在另一个实施方案中，本发明系统100可提供有包含消毒片剂 48的外袋105,该消毒片剂48含有至少两种干反应物和至少一种无 机凝结剂304，且另外含有至少一种高分子凝结剂310、至少一种有 机亲水性胶体312、至少一种表面活性剂80、至少一种芳香材料84、 至少一种添加剂86或它们的任何组合。另外，无机凝结剂304、高分 子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活性剂80、芳香材料84和 添加剂86中的任何一个或任何组合可以以粉末形式储藏在外袋105 中，与包括至少两种干反应物的片剂48分开。片剂48在使用时可从 外袋105取出并浸入水或水溶液中，以产生消毒剂和实质上消除水或 水溶液中的杂质。或者，外袋可由水溶性材料制作而成，整个包装在 使用时可浸入水或水溶液中。
在本发明系统的另一个实施方案中，本发明系统100的外袋105 可包括至少两个能产生消毒剂的片剂48,每个片剂48含有至少一种 如上所述的用于产生消毒剂的干反应物。在一个另选实施方案中，每 个片剂48还包括至少一种无机凝结剂304。在另 一个另选实施方案中， 每个片剂48包括至少一种干反应物和至少一种无机凝结剂304,且另
外包括至少一种高分子凝结剂310、至少一种有机亲水性胶体312、 至少一种表面活性剂80、至少一种芳香材料84、至少一种添加剂86 或它们的组合。
在操作中，将本发明系统100的各组件浸入和加到水或水溶液中， 以对溶液消毒并除去固体杂质。如上所述，消毒剂产生装置102起到 实质上消除溶液中的微生物污染物的作用；无机凝结剂304促进固体 杂质的聚集而形成絮凝物；高分子凝结剂310和有机亲水性胶体312 帮助溶液的絮凝和澄清；表面活性剂帮助除去溶液中或表面上的污渍 和减少清洁用溶液的表面张力。 一般来说，高分子凝结剂的分子量越 大，絮凝能力越大。高分子凝结剂较长的链长能让絮凝物发生桥接。 亲水性胶体对水分子具有亲和力，能增加水溶液的粘度，从而改进溶 液的稳定性。
在含有笫一和第二反应物的消毒剂产生装置102或片剂48还含 有无机凝结剂304、高分子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活 性剂80、芳香材料84或添加剂86的实施方案中，消毒和纯化过程可 这样开始打开系统100的外袋105,将包含无机凝结剂304、高分 子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活性剂80、芳香材料84或 添加剂86的消毒剂产生装置102或片剂48放入装有预定体积的水或 水溶液的容器或类似器具中。取决于所要处理的水或水溶液的体积的 多少，可对消毒剂产生装置进行适当配置(formulated)。例如，将消毒 剂产生装置102中所含的第一和笫二反应物的量预定至能在所需体积 的水(从1升到3800升)中达到大约l-5ppm二氧化氯的剂量。但是， 凝结剂在产品中的存在意味着水或其它水溶液的体积宜较少，因为需 要将凝结剂搅拌到水中。为促进消毒剂和凝结剂的分散，将水溶液以 约30秒为间隔搅拌约30分钟。然后让溶液沉淀约30分钟，之后可 将溶液倾析，然后用过滤装置、毛巾或T恤衫过滤到清洁的储藏容器 等中。
在无机凝结剂304、高分子凝结剂310、有4/L亲水性月交体312、表
面活性剂80、芳香材料84或添加剂86独立于消毒剂产生装置102或 片剂48储藏的实施方案中，可首先将无机凝结剂304、高分子凝结剂 310、有机亲水性力交体312、表面活性剂80、芳香材料84或添加剂86 加入到水或水溶液的容器中。将溶液以约30秒为间隔搅拌约30分钟， 以让絮凝物形成。然后让溶液沉淀约30分钟，之后将消毒剂产生装 置102或片剂48 ^L入溶液中。然后将溶液倾析，并类似采用上述方 法进4于过滤。
本发明系统可与其它装置如但不限于储存容器(如尺寸适当、有明 显体积标线的容器)和过滤装置一起使用。
如图13所示，在本发明系统的另一个实施方案中，提供消毒蒸 气产生装置200用以在暴露于环境湿气时产生具有消毒特性的蒸气。 装置200能够以延时释放方式产生消毒蒸气。换句话说，消毒蒸气的 产生可以在相对较长的一段时间里(数周至数月)慢慢释放，或者取决 于装置的构造和各组件的安排，可提供加速释放。随着时间的推移， 消毒蒸气的释放达到最大释放量，然后释放水平变小并最终降至零。
装置200提供有界定出和隔开第一和第二区室的内膜。这些区室 装着一种或多种当暴露于环境湿气时能够产生消毒蒸气的干反应物。 提供了至少两个区室，每个区室具有界定出装置200的壁的外膜。外 膜可透过湿气和气体，但不能透过液体水和反应物粉末。内膜可以沿 着装置200的边缘连续或非连续地封接到外膜。
装置200的消毒蒸气产生量显然随相对湿度而变。装置200当放 在高湿度的环境中时能以较高的产生速度产生较大量的消毒蒸气。在 低湿度环境中，装置200以较低的产生速度产生较少的消毒蒸气。
装置200的内膜能够将少量的部分溶解反应物吸收并传输穿过所 述膜进入含有其它反应物的区室。内膜还起到促进湿气从一个区室向 另一个区室转移的作用。这个内膜的结构具有独特的物理特性。内膜 在水、油和溶剂中具有高吸收容量和吸收速度。内膜优选是亲水性的， 能够传输空气或气体(例如Frazier孔隙度> 10 ft3/ft2 min)。内膜优选
还强度超高、耐久、耐磨(例如能够经受15-30 lbs的拉伸强度)和具有
化学抗性。重要的是内膜在干和/或湿的条件下在酸性和/或氧化性环 境存在下具有化学抗性，使得它在放置或操作过程中不会降解或破
裂。内膜通常由非织造材料制成，优选由从射流喷网(spunlacing)方法 (例如水刺(hydroentangling)方法)产生的材料制成。这个方法产生的材 料在水、油和溶剂中具有高吸收容量和吸收速度。另外，该材料强度 超高、耐久和耐磨。
在装置200的一个实施方案中，外膜和内膜连续地沿着装置的四 个边缘封接在一起，形成具有第一内区室和第二内区室的袋。所述区 室提供有当接触到环境湿气时能够产生消毒蒸气的干反应物成分。所 述区室可任选提供有添加剂86如芳香材料、催化剂、胶粘剂、增稠 剂、渗透剂、稳定剂、表面活性剂、粘合剂、有机固体、无机固体、 催化剂、干燥剂、潮解性材料如硫酸钾、硫酸4丐、硫酸铵、无水硫酸 钠、磷酸钠、硝酸镁、硝酸钙、乙酸镁、氯化钡、氯化镁、氯化铝、 氯化钓、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钾、碳酸钾、碳酸 钠、亚硝酸钠和它们的混合物。
潮解性材料对湿气具有强亲和力，可用来促进湿气向装置200中 的转移。例如，除了第一和第二干反应物外，装置200的第一区室、 第二区室或者第一和第二区室还可提供有如上所述的潮解性材料，以 促进湿气向装置200中的转移来产生消毒蒸气。
当装置200暴露于环境时，空气中的湿气自然会渗透两个外膜。 随着湿气到达区室，反应物在靠近内膜处发生水化而慢慢发生部分溶 解。部分溶解的各反应物然后通过内膜相互发生接触，产生消毒蒸气。 最终，所产生的消毒蒸气慢慢扩散出外膜进入周围环境。
装置200的外膜可由任何能让膜充当将干反应物与环境隔开的物 理屏障，但又能透过环境湿气的膜材料制作而成。外膜实质上不透过 水和反应物粉末，但能透过环境湿气和消毒蒸气。外膜材料可以是天 然的、合成的、织造的、非织造的或疏水的材料。另外，所述材料可以涂层的或非涂层的，且可以是多层的。重要的是，外膜的平均流孔 尺寸和泡点小(例如<10微米)，透水性低，使得它不能透过水但能让
湿气、空气和气体通过(例如Gurley Hill孔隙率为22秒/100cc)。另外， 外膜优选具有高拉伸强度和压力，且具有化学抗性。适用于外膜的合 成材料的一些实例可包括但不限于聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氯乙 烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸类物如Orion 、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙 基乙烯酯、不溶性或可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚 酰胺如尼龙、聚酯如Dacroi^或Kodel 、聚氨酯、聚苯乙烯等。外膜 也可从以下材料制作而成微孔非织造聚乙烯聚合物片材(例如Dupont 出售的Tyvel^牌材料)、微孔非织造聚丙烯材料、膨体聚四氟乙烯(例 如W.L. Gore出售的Gore-Tex⑧牌)和牛皮纸(例如Oliver Products Co. 出售的X-Crepe-N Grade 4502)等。
内膜的材料可包含亲水性材料或者能显示亲水特性的亲水性材 料和疏水性材料组合。例如，内膜可从几乎任何能够吸收湿气/水和将 所吸收的湿气/水从一个区室传输到另 一个区室的材料制作而成。适用 于内膜的天然材料的实例包括但不限于棉花、茅草、甘蔗渣、大麻、 亚麻、丝、羊毛、木浆、反应性改'ti木^良(reactantly modified wood pulp)、 黄麻、嫘萦、乙基纤维素和乙酸纤维素等。适用于内膜的合成材料可 包括但不限于聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚 丙烯酸类物如Orior^、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙基乙烯酯、不溶性和 可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯如 Dacroi^或Kodef、聚氨酯、聚苯乙烯等。另外，所述材料可从天然 材料和得自非织造技术的合成材料的组合制作而成。 一个优选的生产 非织造材料的方法是射流喷网方法(水刺方法)。通过这个方法产生的 材料不含粘合剂或胶水，掉毛少，在水、油和溶剂中具有高质地样 (texture-like)和高吸收容量和吸收速度。另外，它们强度超高、耐久和 耐磨。这些材料的实例有Dupont⑧生产的Sontara⑧工程改造抹布 (engineered-cloth wiper) (Sontara ACTM、 Sontara SPSTM、 Sontara FSTM、 Sontara ECTM、 Sontara ERCTM、 Sontara PCTM)。
如图13所示，在装置200的另一个实施方案中，两个外膜和内 膜可非连续地沿着装置200的三个边缘机械热封接在一起，形成具有 多个沿着该三个边缘分布以促进湿气进入装置200的小开口 240的 袋。沿着装置200的一个边缘，各膜连续地封接在一起，没有小开口 240。如图13所示，区域220是各膜机械热封接在一起的区域，而区 域240是各膜未机械热封接在一起而是机械压缩的区域。小开口 240 以能使干反应物成分可保持在装置200的内部的方式密封。这些小开 口 240能增加湿气向装置200中的转移速度、反应物溶解速度、消毒 剂产生速度和对消毒蒸气排出装置200的促进速度。装置200可以以 能使装置边缘上的小开口数量可根据所需的消毒蒸气产生速度加以 改变的方式进行设计。
在图13所示的实施方案中，当装置200的内膜由能够吸收水和 湿气的材料制作而成时，装置200能够通过内膜的芯吸作用将水传输 到其中。少量的水通过装置200边缘上的压缩区域240向装置200中 的传输，能显著地缩短要产生消毒蒸气所需的时间，这可充当快速释 放消毒蒸气的装置。
本发明系统所用的第 一 和第二干反应物可以为任何干的物理形 式。千的物理形式的实例包括但不限于粉末、颗粒、丸粒、片剂、附 聚物等。优选地，各成分为粉末形式，因为粉末与大颗粒如丸粒或附 聚物相比具有较大的表面积，易溶于水中和反应更快。
当暴露于水或湿气时能够产生消毒剂的笫一干反应物40A和第 二干反应物40B，可以是金属亚氯酸盐成分和酸成分。随着水或湿气 通过毛细作用^t芯吸到膜壳中并达到例如金属亚氯酸盐成分40A和 酸成分40B,成分40A和40B在区室30A和30B中靠近芯件24的地 方发生水化并慢慢发生部分溶解。部分溶解的反应物40A和40B然后 可穿过亲水性芯件24而互相接触，按以下反应物反应在袋内部产生 二氧化氯5 CKV + 5 H" — 4 C102 + HC1 + 2H20。最终，所产生的二
氧化氯慢慢扩散出膜壳22进入周围环境中。
对于二氧化氯的产生，金属亚氯酸盐成分可包含亚氯酸钠，特别
是干的技术级亚氯酸钠(含有约80% (重量)的亚氯酸钠和20% (重量)
的氯化钠、氯酸钠及其它)、亚氯酸钙、亚氯酸钾、亚氯酸钡、亚氯酸 镁、碱金属亚氯酸盐、碱土金属亚氯酸盐和它们的混合物。
通常使用干的固体亲水性酸成分，它直到各反应物发生部分溶解
并穿过亲水性芯件24发生接触时才会实质上与金属亚氯酸盐成分反
应。可用于产生二氧化氯的酸成分的实例包括但不限于硫酸氢钠
(sodium bisulphate)、柠檬酸、扁桃酸、硼酸、乳酸、酒石酸、马来酸、 苹果酸、戊二酸、己二酸、乙酸、甲酸、氨基磺酸、硫酸、盐酸、磷 酸、磷酸酐、硫酸酐、水溶性有机酸酐如马来酸酐和水溶性酸盐如氯 化4丐、氯化镁、硝酸镁、氯化鋰、硫酸镁、硫酸铝、硫酸氢钠(sodium acidsulfate)、磷酸二氢钠、硫酸氢钾、磷酸二氢钾和它们的混合物。
如果消毒剂产生装置102含有亚氯酸钠作为金属亚氯酸盐成分和 过硫酸钠作为第二干反应物时，装置102当暴露于水或湿气时，能够 按以下反应由过硫酸钠对亚氯酸钠的氧化作用产生二氧化氯2 NaC102 + Na2S2Os ~> 2 C102 + 2 Na2S04。
如果消毒剂产生装置102含有亚氯酸钠作为金属亚氯酸盐成分和 能释放氯的化合物作为酸成分，装置102当暴露于水或湿气时，能够 例如按以下反应由能释放氯的化合物对亚氯酸钠的氧化作用产生二 氧化氯2 NaC102 + NaOCl + HC1 — 2 C102 + 2 NaCl + NaOH。
如果消毒剂产生装置102含有氯酸钠作为金属亚氯酸盐成分和草 酸作为酸成分，装置102当暴露于水时，能够按以下反应由草酸对氯 酸钠的还原作用产生二氧化氯2 NaC103 + H2C204 — 2 C102 + 2 C02 +2 H20。
除了二氧化氯外，本发明装置102还可用来在暴露于水或湿气时 产生其它消毒剂。例如，如果第一和第二千反应物40A和40B是四乙 酰乙二胺(TAED)和过氧化合物，装置102可产生过氧乙酸。过氧化合
物能释;改出过氧化氢，后者如下与TAED反应产生过氧乙酸和二乙酰 乙二胺(DAED): TAED + 2 H202 — 2 CH3COOH + DAED。 TAED和 DAED都无毒和无致敏性，在环境中容易生物降解。过氧化合物的实 例包括但不限于过碳酸钠、过硼S吏钠和脲过氧化氢。
如果第 一和第二干反应物40A和40B是溴化钠和过硫酸氬钾化合 物，装置102还可产生渙。溴如下通过过^J臾氬钾化合物对溴化钠的 氧化作用产生NaBr+过辟Ji交氢钾—次溴酸。
如果第一和第二干反应物40A和40B是亚硫酸氢钠和酸成分，装 置102可产生二氧化硫。二氧化硫通过酸对亚硫酸氬钠的活化产生 NaHS03 + H" — S02 + Na+ + H20。酸成分的实例包括但不限于柠檬酸 和富马酸。
如果第一和第二干反应物40A和40B是碳酸钠和酸成分，装置 102可产生二氧化碳。二氧化碳通过酸对碳酸钠的活化产生CaC03 + 2— C02 + H20 + Ca+ 。酸成分可以是例如柠檬酸。
此夕卜，反应物40A和40B可各自浸渍(impregnated on)在与反应物 40A和40B在反应上相容(reactantly compatible)的惰性载体上。凝结 剂、胶体、表面活性剂、芳香材料和添加剂也可浸渍在惰性载体上。 载体可用于控制反应物40A和40B的释放，因此反应还可进一步得到 控制。载体的实例包括但不限于沸石、高岭土、云母、膨润土、海泡 石、硅藻土、合成硅石等。
以下实施例提供来进 一 步说明本发明消毒剂产生装置的效果。
实施例1
将两层微孔疏水性非织造聚乙烯片材(E.I. Du Pont de Nemours & Co.以Tyvek ttjf，型号1073B)断续热封接到由非织造天然纤维和合 成纤维构成的亲水性材料(Dupont以801^『&0出售)。将801^『[email protected]放在 两层Tyvel^之间，将底部和侧边封接，.形成分成两半的袋，从而产生 两个区室。该袋为2.5英寸x2.5英寸。该袋的一个区室装有0.4g80%
纯度的技术级亚氯酸钠，另一个区室装有0.4g硫酸氪钠。将袋放入5 加仑的20。C自来水中。用分光光度计在360 nm波长处测量溶液的吸 光度，然后换算成二氧化氯的mg/1浓度。
表1
时间 浓度 0 min. 15 min 30 min 45 min 60 min
这个3.8 mg/1的最终浓度接近于消毒不清洁的水所需要的二氧化 氯的上界量。市政水处理厂通常使用1-2.5 ppm的二氧化氯进行消毒， 消毒往往是在澄清和沉淀过程后进行。通过改变用以制造袋的反应物 的质量，可容易地按需降低或增加在这个体积的水中产生的二氧化氯 的浓度。
应认识到，前文对本发明系统和方法的各个实施方案的描述仅是 示例说明本发明及其各种不同的实施方案。对本发明系统和方法的各 个方面的修改，对于本领域技术人员来说是显而易见的，这些修改规 定落入本公开说明书和随附的权利要求书的范围和界限内。
Omg/1 2.5 mg/1 3.5 mg/1 3.8 mg/1 3.8 mg/权利要求
1.一种用以产生消毒剂的系统，所述系统包括外袋；储藏在外袋当中的消毒剂产生装置；和至少一种储藏在外袋当中的无机凝结剂，其中所述消毒剂产生装置包括界定出至少两个区室的膜壳，该区室含有第一干反应物和第二干反应物，其中每个区室提供有界定该装置的壁的外膜和将第一和第二干反应物物理隔开的芯件，由此当将该装置暴露于水或湿气时第一和第二干反应物互相反应产生消毒剂，从而消毒剂通过该装置的膜壳离开区室。
2. 权利要求1的系统，其中所述至少一种无机凝结剂可储藏在消 毒剂产生装置的外部而与该装置分开，或者储藏在该装置当中，该无 机凝结剂选自硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝、铝 酸钠、氯化铜和它们的混合物。
3. 权利要求l-2任一项的系统，所述系统进一步包括至少一种高 分子凝结剂，其中所述至少一种高分子凝结剂储藏在消毒剂产生装置 的外部而与该装置分开，或者储藏在该装置当中，该高分子凝结剂选 自阳离子聚电解质、polyDADMAC、 epiDMA、阴离子聚电解质、 非离子聚电解质、聚丙烯酰胺聚合物、共聚物、三元共聚物、有机聚 合物、水提取物、辣木、壳多糖和它们的混合物。
4. 权利要求l-3任一项的系统，其中所述至少一种高分子凝结剂储藏在消毒剂产生装置当中。
5. 权利要求l-4任一项的系统，所述系统进一步包括至少一种储 藏在外袋当中的亲水性胶体，其中所述至少一种亲水性胶体储藏在消 毒剂产生装置的外部而与该装置分开，或者储藏在该装置当中，且其 中所述至少一种亲水性胶体选自活化硅石、膨润土和它们的混合物。
6. 权利要求l-5任一项的系统，其中所述消毒剂产生装置进一步 包括至少一个水溶性膜，该膜封接到该装置的外膜，形成第三区室。
7. 权利要求l-6任一项的系统，其中至少一种表面活性剂储藏在所述消毒剂产生装置的第三区室当中。
8. 权利要求l-7任一项的系统，其中所述至少一种表面活性剂选 自阴离子型表面活性剂、线性烷基苯磺酸盐、醇乙氧基硫酸盐、烷基 硫酸盐、非离子型表面活性剂、醇乙氧基化物、阳离子型表面活性剂、 季铵化合物、两性表面活性剂、咪唑啉、甜菜碱和它们的混合物。
9. 权利要求l-8任一项的系统，其中至少一种芳香材料储藏在所 述消毒剂产生装置的第三区室当中。
10. 权利要求l-9任一项的系统，其中所述至少一种芳香材料选 自甲酸芳樟酯、乙酸异戊酯和它们的混合物。
11. 权利要求l-10任一项的系统，其中至少一种添加剂储藏在所 述消毒剂产生装置的第三区室当中。
12. 权利要求1-11任一项的系统，其中至少一种添加剂选自泡沫 稳定剂、烷基胺氧化物、泡沫抑制剂、烷基磷酸盐、抗再沉积剂、聚 碳酸酯、聚乙烯、着色剂、颜料、染料、阻蚀剂、硅酸钠、遮光剂、 二氧化钛和聚合物、加工助剂、粘土和聚合物、沉淀剂、碳酸钠、硅 酸钠、离子交换助洗剂、沸石、多价螯合剂、螯合剂、柠檬酸钠、羟 乙裤酸四钠、EDTA、无机磷酸盐、磷酸三钠、去污剂和软水剂、六 偏石粦酸钠、稳定剂、阻垢剂、焦^畴酸钠、緩冲剂、去污剂、有枳v畴酸 酯、1-羟基亚乙基l，l-二膦酸(HEDP)、氨基三亚曱基膦酸(ATMP)、己 二胺四亚曱基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、双l,6-亚己基三胺 五亚曱基膦酸、2-磷丁烷-l,2，4-三曱酸、马来酸的均聚物、羧曱基菊 粉、2-羟乙基亚氨基双亚曱基膦酸和它们的组合。
13. 权利要求l-12任一项的系统，其中所述第一干反应物和第二 干反应物为选自以下的形式粉末、颗粒、丸粒、片剂、附聚物和它 们的混合物。
14. 权利要求l-13任一项的系统，其中所述第一干反应物和第二干反应物为片剂的形式。
15. 权利要求l-14任一项的系统，其中所述第一干反应物选自亚氯酸钠、亚氯酸钙、亚氯酸钾、亚氯酸钡、亚氯酸镁、碱金属亚氯酸盐、碱土金属亚氯酸盐、氯酸钠、四乙酰乙二胺(TAED)、溴化钠、亚 硫酸氢钠、碱金属亚氯酸盐、碱土金属亚氯酸盐和它们的混合物。
16. 权利要求l-15任一项的系统，其中所述第二干反应物选自 硫酸氢钠、柠檬酸、扁桃酸、硼酸、乳酸、酒石酸、马来酸、苹果酸、 戊二酸、己二酸、乙酸、甲酸、氨基磺酸、硫酸、盐酸、磷酸、富马 酸、磷酸酐、硫酸酐、水溶性有机酸酐、马来酸酐、水溶性酸盐、氯 化锅、氯化镁、硝酸镁、氯化锂、硫酸镁、硫酸铝、硫酸氢钠、磷酸 二氢钠、^硫酸氢钾、；粦酸二氢钾、过》克酸钠、草酸、过氧化合物、过 碳酸钠、过硼酸钠、脲过氧化氢、过硫酸氢钾和它们的混合物。
17. 权利要求l-16任一项的系统，其中所述消毒剂选自二氧化 氯、过氧乙酸、亚氯酸、过氧化氢、溴、二氧化硫、二氧化碳和它们 的混合物。
18. —种用以产生消毒剂的片剂，所述片剂包括第一干反应物、 第二干反应物和无机凝结剂，由此在该片剂暴露于水或水溶液时该片 剂的第一和第二干反应物在溶液中互相反应产生消毒剂。
19. 一种用以在暴露于环境湿气时产生具有消毒特性的蒸气的装 置，所述装置包括至少两个能透过湿气和蒸气的外膜；和至少一个沿着该装置的至少两个边缘封接到该至少两个外膜的 内膜，其中该外膜和该内膜一起形成被该内膜隔开的第一区室和第二 区室，其中第一区室提供有第一干反应物，第二区室提供有第二干反 应物，由此当第一区室中的第一干反应物被渗透外膜的湿气水化，而 水化的第 一干反应物被传输穿过该内膜接触到第二区室中的第二干 反应物以产生具有消毒特性的蒸气时，具有消毒特性的蒸气得以产生并从该装置释放到大气中。
20. 权利要求19的装置，所述装置进一步包括至少一种潮解性材 料，该材料储藏在该装置的第一区室或第二区室当中。
21. —种用以产生选自过氧乙酸、亚氯酸、过氧化氢、溴、二氧 化硫和二氧化碳的消毒剂的系统，所述系统包括包含界定出至少两个区室的膜壳的消毒剂产生装置； 选自四乙酰乙二胺(TAED)、溴化钠、亚石危酸氢钠、 >谈酸钠和亚氯酸盐化合物的第一反应物；和选自过氧化合物、过碳酸钠、过硼酸钠、脲过氧化氢、过硫酸氢钾化合物、柠檬酸、富马酸和其它酸化合物的第二反应物。
全文摘要
一种用以消毒和纯化水溶液和饮用水的系统(100)，其包括外袋(105)、消毒剂产生装置(102)和无机凝结剂(304)。消毒剂产生装置(102)提供有界定出至少两个区室(30A和30B)的膜壳(22)，所述区室装有第一反应物(40A)、第二反应物(40B)和无机凝结剂(304)。该消毒剂产生装置在暴露于水或湿气时能够产生消毒剂，该消毒剂通过膜壳(22)离开区室。无机凝结剂能帮助水溶液中的悬浮分散颗粒形成絮凝物。
文档编号A62B7/08GK101360518SQ200680043194
公开日2009年2月4日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年9月19日
发明者B·N·里科, J·L·-H·蔡, M·E·威廉斯 申请人:阿万特克科技公司
技术领域：
本发明主要涉及用以产生消毒剂且实质上消除杂质系统和方法， 具体的说涉及在暴露于水或环境湿气时产生消毒剂的系统。
背景技术：
二氧化氯(C102)是一种相对较小的、挥发性的多用途自由基分子， 具有漂白、氧化和祛臭特性以及抗微生物特性，抗微生物特性即杀细 菌、杀病毒、杀孢子、杀藻类和杀真菌特性。二氧化氯常用于控制食 品上或食品周围的微生物，因为它能破坏微生物，而所产生的副产物 的浓度又不会对人体健康造成显著不利风险。可由其它类型的氧化剂 产生的这些不利副产物的实例包括氯胺和氯化有机化合物。已将二氧 化氯破坏微生物的生理模式归结为破坏细胞壁和细胞膜及破坏营养 物质从外界环境向微生物中的传输。
二氧化氯长久以来还被确认可用于处理和减少由化合物和微生 物通过氧化过程产生的臭味。产生臭味的化合物的实例包括含硫化 合物(硫化氬、硫醇式硫化物(mercaptan sulfide)、有机二碌b化物、亚砜 等)、含氧化合物(苯酚、醛、脂肪醇等)和一些含氮化合物(叔胺和仲胺 等)。低浓度的二氧化氯，无论是气态还是液态形式，对于大多数抗微 生物和祛臭应用来说都能有效。除了二氧化氯外，其它化合物如过氧
乙酸、溴、二氧化硫和二氧化碳也显示抗微生物和消毒特性。
二氧化氯作为氧化性杀生物剂在水处理系统中也可用作消毒剂 或用作氧化剂。它可在处理的氧化前阶段和氧化后阶段用作初级氧化 剂或者用作初级或二级消毒剂。在地表水的纯化的氧化前阶段加入二 氧化氯，可使随后的各处理阶段中细菌和藻类的生长得到控制。二氧 化氯也可充当胶体物质的氧化剂，帮助凝结过程和改进浊度的消除。
气态状态下的二氧化氯在储藏过程中不稳定，在千空气中浓度超 过约10。/。时具有爆炸性。在-40。C以下的温度下，二氧化氯蒸气可被压
缩成液态，以减少爆炸的风险；但是在该温度以上时，高度浓缩的液 态二氧化氯也具有爆炸性。因此，二氧化氯蒸汽或液体往往不在加压 下生产和运输。相反，通常是在使用场所通过常规的二氧化氯产生器 或其它手段产生二氧化氯。常规的二氧化氯生产可以通过使亚氯酸钠 或氯酸钠溶液与酸如硫酸、盐酸或还原剂反应，以能有效进行二氧化 氯的大规模生产操作的方式来进行。二氧化氯也可通过以下反应中的 一种来产生将亚氯酸钠溶液与强氯溶液在低pH下混合，将亚氯酸 钠溶液与氯气在接近中性pH下真空下混合，或者使固体亚氯酸钠在 密闭的反应器中与流动通过它的加湿氯气反应。所有上述方法都需要 昂贵的发生设备、高维护费用，还需要受过训练的高技能工人来安全 操作设备。因此，这种产生器的使用局限于禽类加工、纸浆和纸张漂 白及水处理设施的场合，这些场合需要消耗大量的二氧化氯，有理由 使用高投入和高操作成本的产生器。
除了上述方法外，二氧化氯也可通过电解亚氯酸钠溶液来产生。 这个方法需要电力来操作电解设备，并需要很多维护工作来确保设备 的效率。与常规的产生器相比，电解方法不仅产生二氧化氯较少，而 且还需要特殊的亚氯酸钠溶液以减少会使电解池堵塞的悬浮固形物 和结垢的水平。此外，在电解反应过程中随着二氧化氯的产生，会有 成比例数量的废物如氢氧化钠溶液产生。
pH维持在8或以上的金属亚氯酸盐和水的溶液，有时称为"稳定
化二氧化氯"溶液。需要少量的二氧化氯的应用其实现方式是使用"稳 定化二氧化氯"，后者通常指亚氯酸钠这种产生二氧化氯的反应物。亚 氯酸钠本身只具有抑细菌特性(抑制而不是杀灭细菌)，并不能提供完 全的消毒作用。已经对于亚氯酸钠在细菌能提供产生二氧化氯的"活 化"步骤所需的酸性的场合中作为杀细菌剂的用途提出了 一些权利要 求。在任何情形中，在这些条件下所产生的二氧化氯的量是微不足道 的。在大多数情形中，"稳定化二氧化氯"仍需要使亚氯酸钠溶液与酸 反应的这个活化步骤。反应溶液的pH必须降低到5以下，通常降低
到约2至约3的pH范围，以按以下方程式产生二氧化氯 5 C1(V + 5 f — 4 C102 + HC1 + 2H20
这个方法或任何其它类型的"两部分系统(two-part system)，，常常 在应用现场进行，需要有经过训练的人员来正确地使产物活化。另外， "稳定化二氧化氯"的使用需要混合设备和对潜在危险的酸进行操作， 因此使得使用者无意中暴露于对酸蒸气的皮肤接触和吸入。"稳定化二 氧化氯"的运输还需要大量的水，导致远途和/或灾难恢复用途的运行 费用高且困难。
已尝试制造能用固体亚氯酸钠和固体形式的酸化剂(例如柠檬酸、 硫酸氢钠、有机酸酐等)的混合物来生产二氧化氯的装置。这些装置通 常需要复杂的配制过程，其中一个配制过程涉及到将各个反应物干燥 以降低它们的含水量，将干燥的各反应物在干燥材料(例如氯化钙)的 存在下混合以防止大气湿气引起的二氯化氯过早产生。这种过程必须 在特别设计的环境中进行，该环境能使配制/包装过程中湿气与混合反 应物的接触减至最低。另外，在使用前需要有保护屏障来防止大气湿 气与混合反应物的接触。在水/湿气的存在下，这些装置产生二氧化氯 溶液或二氧化氯蒸气。由于制造方法的性质，这些装置往往需要很高 的制造成本。
本领域公知有许多用以产生二氧化氯溶液的组合物和方法。例 如，美国专利2，022,262公开了从水溶性石咸性亚氯酸盐、草酸盐和酸
的干混合物制备的稳定的除污渍组合物。美国专利2,071,091公开了 亚氯酸和亚氯酸盐用于杀灭真菌和细菌的用途，用法是使这些^(敖生物 在pH约7以下暴露于这些化合物。该专利还公开了使用亚氯酸盐和 酸的干混合物来产生可用作漂白剂的稳定水溶液。美国专利2,482,891 公开了包含碱性亚氯酸盐和有机酸酐的稳定、固态、实质上无水的组 合物，其当与水接触时会释放出二氧化氯。美国专利2，071,094公开 了干块(dry briquette)形式的祛臭组合物，其由可溶性亚氯酸盐、酸化 剂和溶解性相对较低的填充剂的混合物形成。该干块当与水接触时就 产生二氧化氯。美国专利4,585,482公开了包含亚氯酸盐和酸的微胶 嚢化混合物(microencapsulated mixture)的长效杀生物组合物，其当力口 入到水中时会释放出二氧化氯。微胶嚢的主要目的是提供在操作时能 自由流动的硬颗粒。微胶嚢化组合物还能保护水分免于从微胶嚢内部 损失。微胶嚢当浸入水中时会产生二氧化氯。微胶嚢释放二氧化氯相 对较1曼，因此不适合于需要相对较快地制备二氧化氯的应用。美国专 利6,063,425 乂>开了 一种对畜体肉(meat carcass)进4亍消毒的方法，该法 是喷施含有约0.05-0.12%的金属亚氯酸盐和足量的pKa约2.0-4.4的酸 的水溶液，所述酸用以将水溶液的pH调节至约2.2-4.5。该pH调节 有助于使亚氯酸形式的亚氯酸盐离子浓度保持至不超过水溶液的约 35% (重量)，该酸与金属亚氯酸盐的摩尔比至少等于该酸的第一pKa 乘以该金属亚氯酸盐在水溶液中的克/升浓度。
本领域还已知有许多用以产生二氧化氯溶液的装置和方法。例 如，加拿大专利959,238公开了使用两个水溶性封套(envelope)来产生 二氧化氯溶液，其中一个装有亚氯酸钠，另一个装有酸。将这两个封 套》文入水中，亚氯酸钠和酸溶于水中并发生反应产生二氧化氯溶液。 PCT申请PCT/US98/22564 (WO 99/24356)公开了用以产生二氧化氯溶 液的方法和装置，该方法是将亚氯酸钠和酸混合并封装在半透膜装置 中。当将该装置放入水中时，水会透过膜。酸和亚氯酸钠溶于水中并 发生反应产生二氧化氯。二氧化氯通过膜离开该装置进入浸没该装置
的水中，产生可用作抗微生物溶液或用作其它目的的二氧化氯溶液。 所公开的装置和方法的主要缺点是环境湿气会渗入半透膜而过早引 发反应。
一般来说，上述现有技术下的使用膜的装置和方法易发生水或水 蒸气引起的过早活化，因此其货架期缩短，除非采取了充分的步骤来 保护该装置免于暴露于环境湿气或水。另外，这种装置和方法与水发 生相互作用并产生所需的二氧化氯的速度通常较慢。
美国专利6,764,661公开了当放入水中时能产生二氧化氯水溶液 的装置，该装置解决了上述问题。这个装置的一个优点是它不易受环 境湿气的活化。该装置包括膜壳(membmne shell),该膜壳界定出区室 (compartment),其中包含一种或多种当暴露于水时能够产生二氧化氯 的干反应物(例如金属亚氯酸盐和酸)。该装置提供有芯件(wick means, wick member)，该芯件在夕卜膜(outer membrane)之间延伸，产生两个内 区室(imicr compartment)。芯件能通过毛细作用吸水并将水传输到内区 室。 一旦水进入了内区室，区室中的反应物溶于水中，产生二氧化氯 水溶液。这个装置通常用来在暴露于水时产生具有抗微生物和消毒特 性的水溶液。它并不是设计来产生具有抗微生物和消毒特性的蒸气。
在一些水处理操作中，采用凝结过程使悬浮的固形物与水分离开 来。 一般来说，水中悬浮的微细分散固形物(胶体)通过其表面上的负 电荷得到稳定化，从而使它们互相排斥。这一排斥作用防止胶体发生 碰撞而形成较大的称为"絮凝物"的物质。凝结作用通过使这些胶体颗 粒的表面电荷去稳定化来促进它们的聚集，从而形成絮凝物。例如， 阳离子凝结剂结合带负电荷的颗粒，从而降低使胶体颗粒发生接触所 需电荷和能量。结果，颗粒发生碰撞而形成絮凝物。
絮凝是一种在絮凝物之间形成桥架而将絮凝物结合成大的附聚 物或团块的作用。当絮凝物的高分子链的各区段吸附到不同的颗粒上 时发生桥架作用，从而造成絮凝物发生聚集。阴离子絮凝剂会通过桥 架作用或电荷中和与带正电荷的悬浮物发生反应，从而吸附在颗粒
上，造成去稳定化。 一旦悬浮的絮凝物絮凝成较大的絮凝物，它们通 常可通过沉淀作用从液体中除去，前提是悬浮絮凝物和液体之间存在
着足够的密度差。絮凝物还可通过介质过滤(media filtmtion)、粗滤 (straining)、沉淀或浮选来除去或分离。絮凝作用不但能增加絮凝颗粒 的大小，而且还能影响絮凝物的物理性质，使得这些颗粒胶粘性较低， 从而更容易除去。
美国专利5,023,012公开了一种用于水的纯化的组合物，它包含 适合于使分散在水中的固体杂质凝结形成絮凝物的凝结剂，和当分散 在水中时能够吸收大量的水形成可使絮凝物聚集的溶胶的有机亲水
干扰絮凝物的形成。
上述的凝结和纯化发明使用氯作为消毒剂。最近，对氯的消毒副 产物的担忧导致能产生更安全的副产物的替代性消毒剂得到更多的 使用。氯会与水中的有机物质反应形成已发现能致癌的三卤甲烷 (THM)和卤代乙酸(HAA)。
本发明提供克服了上述缺点和问题的用于消毒和纯化的系统和 方法。
发明概述
本发明提供用以在暴露于水或湿气时产生消毒剂从而实质上消 除杂质的系统。在一个实施方案中，本发明系统提供有装着消毒剂产 生装置和至少一种无机凝结剂的保护性外袋(pouch),该消毒剂产生装
置用以将水或水溶液消毒从而实质上消除微生物污染物，该无机凝结 剂用以实质上除去水或水溶液中的杂质。该消毒剂产生装置包含至少 两种"粉末"形式或"片剂"形式的干反应物，它们在该装置暴露于水或 环境湿气时能够发生反应而产生消毒剂。"粉末"形式的实例包括但不 限于粉末、颗粒、丸粒、片剂、附聚物等。该无机凝结剂通常储藏在 该外袋当中，且位于消毒剂产生装置的外部并与该装置分开。或者， 该无机凝结剂可储藏在该消毒剂产生装置当中。
除了外袋、消毒剂产生装置和无极凝结剂外，本发明系统另外还 包括至少一种有助于水或水溶液中的杂质发生絮凝的高分子凝结剂。 或者，本发明系统可包括外袋、消毒剂产生装置、至少一种无机凝结 剂和至少 一种帮助杂质絮凝的有机亲水性胶体。在又一个实施方案 中，本发明系统可包括外袋、消毒剂产生装置、至少一种无机凝结剂、 至少一种高分子凝结剂和至少一种有机亲水性胶体。在再一个实施方 案中，本发明系统可包括外袋、消毒剂产生装置、至少一种无机凝结 剂和任选至少 一种高分子凝结剂、至少 一种有机亲水性胶体或者高分 子凝结剂和亲水性胶体的组合，所述消毒剂产生装置装有至少两种干 反应物、至少一种表面活性剂、至少一种芳香材料、至少一种添加剂
或者它们的组合。或者，所述至少一种表面活性剂、至少一种芳香材 料和至少一种添加剂可储藏在消毒剂产生装置的外部并与该装置分开。
该消毒剂产生装置包括膜壳，该膜壳界定出至少两个区室，每个 区室包含至少一种当该装置暴露于水或环境湿气时能够发生反应而
产生消毒剂的干反应物。每个区室提供有外膜和芯件或内膜(inner membrane),该外膜界定出该装置的壁，该芯件或内膜使各干反应物 得以物理隔离。所述至少两个区室中的每一个可另外包含至少 一种无 机凝结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水性胶体或它们 的组合。芯件或内膜与膜壳连接，并延伸入一个或两个区室，以吸收 水或湿气并将水或湿气传输到至少一个区室中，从而在区室中促进反 应和产生消毒剂，所产生的消毒剂通过膜壳离开区室。
在消毒剂产生装置的另一个实施方案中，该装置可另外提供有至 少一个水溶性膜。该水溶性膜例如用机械热封接方法使它实质上连续 地沿着边缘封接到该装置的一个外膜，形成该装置的第三区室。或者， 该装置可另外提供有至少两个水溶性膜，该至少两个水溶性膜中的每
一个实质上连续地沿着边缘封接到该装置的 一个外膜，形成该装置的 第三区室和第四区室。该第三区室和第四区室各自可装有至少一种无 机凝结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水性胶体、至少 一种表面活性剂、至少一种芳香材料、至少一种添加剂或者它们的组 合。
该至少两种干反应物在反应条件下会产生诸如二氧化氯、过氧乙 酸、溴、二氧化硫、二氧化碳等的消毒剂。在其中该装置中所产生的 消毒剂是二氧化氯的一个实施方案中，该装置的第一区室包括金属亚 氯酸盐成分，第二区室包括酸成分。
在本发明系统的另选的实施方案中，该系统提供有包装，该包装 包括保护性外袋和至少 一个储藏在该外袋当中的具有消毒特性的片 剂。该至少一个消毒片剂可含有至少两种干反应物、至少一种无机凝 结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水性胶体或者该高分 子凝结剂和该有机亲水性胶体的组合。该消毒片剂可另外含有至少一 种表面活性剂、至少一种芳香材料、添加剂或者它们的组合。使用时， 可将消毒片剂从外袋中取出并浸入水或水溶液中，以在水或水溶液中 产生消毒剂从而实质上消除杂质。或者，该外袋可由水溶性材料制作 而成，在使用时可将整个包装浸入水或水溶液中。
为对水和水溶液进行消毒和除杂，将本发明系统的各组件浸入和 加到水或水溶液中，将水或水溶液搅拌后让其沉淀。消毒剂产生装置
和消毒片剂起到实质上消除水或水溶液中的微生物污染物的作用；无 机凝结剂促进固体杂质发生聚集形成絮凝物；高分子凝结剂和有机亲 水性胶体帮助待处理溶液的絮凝和澄清；而表面活性剂有助于从待处
在其中本发明系统提供有消毒剂产生装置或者含有第 一和第二 反应物、无机凝结剂并任选含有高分子凝结剂、有机亲水性胶体、表 面活性剂、芳香材料、添加剂或它们的组合的消毒片剂的实施方案中， 消毒和纯化过程这样开始操作打开该系统的外袋，将消毒剂产生装
置或消毒片剂放入装有预定量的水或水溶液的容器等之中。为促进消 毒剂和各凝结剂的分散，将水溶液搅拌后让其沉淀，之后可将溶液倾 析，然后过滤除去杂质。
在其中无机凝结剂、高分子凝结剂、有机亲水性胶体、表面活性 剂、芳香材料、添加剂或它们的组合与消毒剂产生装置或消毒片剂分 开独立储藏的另一个实施方案中，将无机凝结剂、高分子凝结剂、有 机亲水性胶体、表面活性剂、芳香材料、添加剂或它们的组合首先加 入到装着水或水溶液的容器中。接着将水溶液搅拌，让絮凝物形成。 然后让溶液沉淀，之后将消毒剂产生装置或消毒片剂放入水溶液中。
为产生具有消毒特性的蒸气或气体，本发明系统包括消毒蒸气产 生装置，用以在该装置暴露于环境湿气时产生具有消毒特性的蒸气。 该装置能够长时间(数周至数月)持续产生具有消毒特性的蒸气。该装 置提供有内膜，该内膜通过机械热封接方法连续或非连续地沿着该装 置的边缘封接到至少外膜，形成该装置的至少两个区室，该至少两个 区室中的每一个装有至少一种干反应物和任选至少一种潮解性材料
(deliquescent material)。该内膜物理上隔开各干反应物，且能够将少量 的一种部分溶解的反应物吸收和传输穿过内膜，以与另一个区室中的 另一种反应物反应。当该装置暴露于环境时，环境湿气会渗透外膜。 然后干反应物发生水化而'l"曼慢溶解。部分溶解的反应物穿过内膜发生 相互接触，产生消毒蒸气。最终，所产生的消毒蒸气慢慢扩散出外膜 进入周围环境。
在另一个实施方案中，消毒蒸气产生装置包括内膜和两个外膜， 它们沿着该装置的边缘非连续地封接在 一起，形成沿着该装置的边缘 具有多个小开口的袋，以促进湿气通入该装置中。可将这些小开口或 裂口进行机械压缩，以防止反应物从该装置掉出。这些小开口能增加 湿气向该装置的转移速度、反应物的溶解速度、消毒蒸气的产生速度 以及对消毒蒸气排出该装置的促进速度。附图筒述
本发明的优选实施方案在下文中结合附图进行详细的描述，各附
图说明如下
图l显示本发明系统的一个具有装着消毒产生装置的外袋的实施 方案的前透视图2显示本发明系统的另一个实施方案的截面图，该图示出外袋， 该外袋装有消毒剂产生装置和储藏在该外袋中的该消毒剂产生装置 外部的无机凝结剂；
图3显示本发明系统的又一个实施方案的截面图，该图示出外袋， 该外袋装有消毒剂产生装置和储藏在该外袋中的该消毒剂产生装置 外部的无机凝结剂、高分子凝结剂和有机亲水性胶体；
图4显示本发明系统的再一个实施方案的截面图，该图示出外袋， 该外袋装有消毒剂产生装置和储藏在该消毒剂产生装置内部的无机 凑是结剂；
图5显示本发明系统的一个另选实施方案的截面图，该图示出外 袋，该外袋提供有装着两个反应物片剂的消毒剂产生装置；
图6显示本发明系统的另一个另选实施方案的截面图，该图示出 外袋，该外袋提供有装着两个反应物片剂的消毒剂产生装置和储藏在 该外袋中的该装置的外部的无机凝结剂；
图7显示本发明系统的又一个另选实施方案的截面图，该图示出 外袋，该外袋提供有无机凝结剂、高分子凝结剂、有机亲水性胶体和 装着两个反应物片剂的消毒剂产生装置；
图8显示本发明系统的一个另外实施方案的截面图，该图示出外 袋，该外袋提供有反应物片剂、无机凝结剂、高分子凝结剂和亲水性 胶体；
图9显示本发明系统的另一个实施方案的截面图，该图示出一外 袋，该外袋提供有反应物片剂、无机凝结剂、高分子凝结剂、亲水性 胶体、表面活性剂、芳香材料和添加剂；
图10显示本发明系统的又一个实施方案的截面图，该图示出提
供有反应物片剂的外袋；
图11显示本发明系统的再一个实施方案的截面图，该图示出外 袋，该外袋提供有无机凝结剂、高分子凝结剂、亲水性胶体和消毒剂 产生装置，该装置装有两种干反应物并提供有两个封接到其外膜的水
溶性膜，所述封接形成装有表面活性剂、芳香材料和添加剂的外区室； 图12显示图11所示装置的截面图，该图示出提供有无机凝结剂、 高分子凝结剂、亲水性胶体、表面活性剂、芳香材料和添加剂的外区 室；
图13显示消毒蒸气产生装置的前视图，该装置沿着其边缘具有 多个小开口，以促进湿气通入该装置中。
发明详述
本发明提供用以在暴露于水或湿气时产生消毒剂，从而实质上消 除微生物污染物如细菌、病毒和寄生虫以及除去杂质的系统。在一个 实施方案中，本发明系统提供有保护性外袋、包括至少两种用于产生 消毒剂的千反应物的消毒剂产生装置和至少 一种用以除去水或其它 水溶液中的杂质的无机凝结剂。除了消毒剂产生装置和无机凝结剂 外，该系统可任选提供有至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲水 性胶体或者该至少 一种高分子凝结剂和至少 一种有机亲水性胶体的 组合，以帮助水或水溶液中的杂质的絮凝。本发明系统可另外提供有 至少一种表面活性剂、芳香材料、添加剂或它们的组合。下文将作更 详细的描述的该消毒剂产生装置，可以为由至少两个区室界定出的构 造，每个区室包括至少一种用以产生消毒剂的干反应物。该消毒剂产 生装置可进一步提供有至少一个水溶性膜，该膜连续地沿着该装置的 边缘封接到其外膜，形成其第三区室。该干反应物、无机凝结剂、高
分子凝结剂、有机亲水性胶体、表面活性剂、芳香材料、添加剂和它 们的組合可为"粉末"形式或"片剂"形式。本文中和权利要求书中所用
的术语"粉末形式"是指为稳定、固态、实质上无水的形式的成分，其 包括但不限于粉末、颗粒、丸粒、片剂、附聚物等。本发明系统所产 生的消毒剂可包括但不限于二氧化氯、过氧乙酸、亚氯酸、溴等。
在本发明系统的另 一个实施方案中，该系统提供有外袋和至少一 个用以产生消毒剂的消毒剂产生片剂。该片剂可含有至少两种干反应 物、至少一种无机凝结剂、至少一种高分子凝结剂、至少一种有机亲 水性胶体、至少一种表面活性剂、至少一种芳香材料、添加剂或它们 的组合。
图1显示本发明系统100，其包括具有已封接或可封接的外袋105 的包装，该外袋105装着消毒剂产生装置102。外袋105可由重量轻、 强度大、不透蒸气、水溶性和耐撕耐磨的材料构成，所述材料例如但 不限于铝、铝箔、聚乙烯、聚乙烯醇等和它们的组合。
在图2所示的本发明系统100的一个实施方案中，消毒剂产生装 置102和至少一种无机凝结剂304储藏在系统100的外袋105中。消 毒剂产生装置102例如提供有至少两个区室30A、30B，每个区室30A、 30B装有粉末形式的第一干反应物40A和第二干反应物40B，反应物 40A、 40B当与水或湿气反应时能够产生杀生物剂或消毒剂。无机凝 结剂304可包括但不限于硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合 氯4b4吕(polyaluminum chloride) 、 4吕酸#)、 氯4b4同(chlorinated copper) 等。在图2所示的实施方案中，无机凝结剂304可储藏在外袋105中， 但在消毒剂产生装置102的外部而与装置102分开。或者如图4所示， 无机凝结剂304可储藏在消毒剂产生装置102的区室30A、 30B的内 部。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约0-90% (质量)的第 一千反应物40A、大约0-90% (质量)的第二干反应物40B和大约0-40% (质量)的无机凝结剂304。在另一个实施方案中，系统100装有各自大 约10-50% (质量)的第一和第二干反应物40A、 40B和大约0-40% (质 量)的无机凝结剂304。
图3显示本发明系统100的另 一 个实施方案，其提供有装着消毒
剂产生装置102及至少一种无机凝结剂304和至少一种高分子凝结剂 310的混合物的外袋105，装置102包含第一干反应物40A和第二干 反应物40B，该混合物储藏在装置102的外部而与其分开。或者，无 机凝结剂304和高分子凝结剂310的混合物可储藏在消毒剂产生装置 102的区室30A、 30B的内部。在另一个另选实施方案中，无机凝结 剂304可储藏在装置102的内部，高分子凝结剂310可储藏在装置102 的外部。在又一个另选实施方案中，高分子凝结剂310可储藏在装置 102的内部，无机凝结剂304可储藏在装置102的外部。高分子凝结 剂310可包括但不限于阳离子聚电解质、polyDADMAC、 epiDMA及 阴离子和非离子聚电解质如聚丙烯酰胺聚合物、共聚物和三元共聚 物。有机聚合物如水提取物、辣木(A/on'"ga 。/e;/era)和壳多糖也可用 作高分子凝结剂310。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约 0-90%(质量)的第一干反应物40A、大约0-90%(质量)的第二干反应物 40B、大约0-40% (质量)的无机凝结剂304和大约0-40%的高分子凝结 剂310。在另一个实施方案中，系统100装有各自大约10-50%(质量) 的第一和第二干反应物40A、 40B、大约0-40% (质量)的无机凝结剂 和大约0-40%(质量)的高分子凝结剂310。
如图3所示，在另一个实施方案中，系统100的外袋105装有消 毒剂产生装置102及至少一种无机凝结剂304和至少一种有机亲水性 胶体312的混合物，装置102具有第一干反应物40A和第二干反应物 40B，该混合物储藏在装置102的外部而与其分开。或者，无机凝结 剂304和有机亲水性胶体312的混合物可储藏在装置102的内部。在 另一个另选实施方案中，无机凝结剂304可储藏在装置102的内部， 有机亲水性胶体312可储藏在装置102的外部。在又一个另选实施方 案中，有机亲水性胶体312可储藏在装置102的内部，无机凝结剂304 可储藏在装置102的外部。亲水性胶体312可包括但不限于活化硅石 和膨润土。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约0-90% (质 量)的第一干反应物40A、大约0-90。/。(质量)的笫二干反应物40B、大
约0-40% (质量)的无机凝结剂304和大约0-40%质量的有机亲水性胶 体312。在另一个实施方案中，系统100装有各自大约10-50% (质量) 的第一和第二干反应物40A、 40B、大约0-40% (质量)的无机凝结剂 304和大约0_40% (质量)的有机亲水性胶体312。
在又一个实施方案中，系统100的外袋105装有消毒剂产生装置 102及至少一种无机凝结剂304、至少一种高分子凝结剂310和至少 一种有机亲水性胶体312的混合物，装置102具有第一干反应物和第 二干反应物40A、 40B,该混合物储藏在装置102的外部而与其分开。 或者，无机凝结剂304、高分子凝结剂310和有机亲水性胶体312的 混合物可储藏在装置102的区室30A、 30B的内部。在另一个另选实 施方案中，无机凝结剂304、高分子凝结剂310和亲水性胶体312中 的任何两个可储藏在装置102的内部，无机凝结剂304、高分子凝结 剂310和亲水性胶体312中的任何一个可储藏在装置102的外部。在 又一个另选实施方案中，无机凝结剂304、高分子凝结剂310和亲水 性胶体312中的任何一个可储藏在装置102的内部，无机凝结剂304、 高分子凝结剂310和亲水性胶体312中的任何两个可储藏在装置102 的外部。在一个实施方案中，本发明系统100装有大约0-90% (质量) 的第一干反应物40A、大约0-90% (质量)的第二干反应物40B、大约 0-50% (质量)的无机凝结剂304、大约0-40% (质量)的高分子凝结剂 310和大约0-40%(质量)的有机亲水性胶体312。在另一个实施方案中， 系统100装有各自大约10-50% (质量)的第一和第二干反应物、大约 0-40% (质量)的无机凝结剂304、大约0-30% (质量)的高分子凝结剂 310和大约0-30% (质量)的有机亲水性胶体312。
图5显示本发明系统100的另一个实施方案，其提供有外袋105 和消毒剂产生装置102,装置102包括片剂形式的第一干反应物和第 二干反应物44A、 44B。每个片剂44A、 44B可包括至少一种无机凝 结剂。或者，粉末形式的无机凝结剂可储藏在消毒剂产生装置102的 区室30A、 30B的内部，但与片剂44A和44B分开。还或者，如图6
所示，粉末形式的无机凝结剂304可储藏在外袋105中，但在消毒剂 产生装置102的外部而与其分开。
图7显示本发明系统100的另一个实施方案，其提供有外袋105、 消毒剂产生装置102及粉末形式的至少一种无机凝结剂304、至少一 种高分子凝结剂310、至少一种亲水性胶体312或它们的任何组合， 装置102包括片剂形式的第一干反应物44A和第二干反应物44B，所 述304、 310、 312或它们的任何组合储藏在装置102的外部而与其分 开。或者，粉末形式的无机凝结剂304、高分子凝结剂310、亲水性 胶体312或它们的任何组合可储藏在消毒剂产生装置102的区室30A、 30B内部，但与反应物片剂44A和44B分开。在另一个另选实施方案 中，含有第一干反应物、第二干反应物、无机凝结剂304、高分子凝 结剂310和亲水性胶体312的片剂44A和44B储藏在装置102的区室 30A和30B的内部。在又一个另选实施方案中，含有第一干反应物、 第二干反应物和无机凝结剂304的片剂44A和44B可储藏在装置的内 部，而粉末形式的高分子凝结剂310、亲水性胶体312或者它们的组 合可储藏在装置102的外部。在再一个另选实施方案中，含有第一干 反应物、第二干反应物和高分子凝结剂310的片剂44A和44B可储藏 在装置的内部，而粉末形式的无机凝结剂304、亲水性胶体312或者 它们的组合可储藏在装置102的外部。在一个另外另选的实施方案中， 含有第一干反应物、笫二千反应物和亲水性胶体312的片剂44A和 44B可储藏在装置的内部，而粉末形式的无机凝结剂304、高分子凝 结剂310或它们的组合可储藏在装置102的外部。
在又一个另外另选的实施方案中，含有第一干反应物、第二干反 应物及无机凝结剂304、高分子凝结剂310和亲水性胶体312中的任 何一个、两个或组合的片剂44 A和44B可储藏在装置102的区室30A 和30B的内部，而粉末形式的无机凝结剂304、高分子凝结剂310和 亲水性胶体312中的任何一个、两个或组合可储藏在装置102的外部 而与该装置分开。
消毒剂产生装置102可包括不同的外形，例如圓形、三角形、长 方形、平行四边形、梯形、菱形、八边形、六边形、椭圓形和它们的
组合，以适应不同的应用。消毒剂产生装置102在暴露于水和其它水
溶液时能够产生具有抗微生物和消毒特性的水溶液。抗微生物剂和消 毒剂的一些实例包括但不限于二氧化氯、过氧乙酸、亚氯酸、过氧化 氢、溴、二氧化硫和二氧化碳。
如图1-7所示，消毒剂产生装置102包括膜壳22，其界定出至少 两个区室30A、 30B。每个区室30A、 30B提供有外膜22A和22B， 其界定出装置102的壁。芯件24与膜壳22相连，延伸到区室30A和 30B中的一个或同时延伸到区室30A和30B。每个区室含有稳定、固 态和实质上无水粉末形式40A、 40B或者片剂形式44A、 44B的至少 一种干反应物。当装置102暴露于水或湿气时，这些反应物能够产生 消毒剂。装置102优选通过将其放入或浸入含水容器中来暴露于水。
参考图1-7，芯件24与外膜22 A和22B成封接连接，将消毒剂 产生装置102分隔成两个区室30A和30B。由于所采用的膜的性质， 芯件24通过毛细作用发挥功能，从装置102外部快速吸水并将所吸 收的水传输到区室30A和30B中。当储藏在区室30A和30B中的干 反应物40A、 40B溶解于所吸收的水并反应产生消毒剂时，该消毒剂 通过外膜22 A和22B，或者通过22A、 22B和24这三层的封口中的 间隙，还也许在一定程度上通过芯件24，有效地离开区室30A和30B。
芯件24可通过直接或间接紧固(fasten)到外膜22A和22B的一部 分或全部来连接到外膜22A和22B。 一旦浸入水中，芯件24通过毛 细作用将水或溶液传输到内区室30A和30B。同时，消毒剂产生装置 102内部和外部之间的压差4足-使水通过封口 50A、 50B、 50C和50D 中的间隙进入装置102。随着反应的进行，装置I02的内部和外部之 间的压差达到平衡，因此水和溶液的交换减慢并最终达到平衡。
如图1-7所示，消毒剂产生装置102可由两个外膜22A和22B界 定出，它们封接在一起，使得在膜板(panel)之间形成区室30A和30B。
外膜22A和22B可沿着这样一条线封接在一起，该线正好在装置102 的外边缘的内侧围绕着外膜22A和22B的周缘延伸。具体的说，封口 沿着装置102的靠近顶部边缘的线50A、沿着靠近侧面边缘的线50B、 沿着靠近底部边缘的线50C和沿着靠近对侧边缘的线50D延伸。外膜 22A和22B可通过多种本领域公知的方法封接在一起，包括但不限于 热封接(heat sealing)、缝接、加热(heating)和胶合。例如，外膜22A和 22B可通过本领域公知的热封接装置，沿着线50B、 50C、 50D以固 定间隔并沿着线50A连续地封接在一起。
可在区室30A和30B中插入重物70,以确保在将装置102》文入 一定量(abody of )水或水溶液中时，装置102能下沉或者4^浸没。重 物70可通过其它方式连接到装置102。例如，可使重物70连接到膜 壳22和/或芯件24或者构成它们的一部分。重物70的大小和形状可 根据装置102整体的大小、预定的应用以及制造和包装上的考虑而变。 重物70可由多种材料形成，如不锈钢。但是，重要的是所用的具体 材料对装置中的化学物质应是惰性的。另 一种确保装置102保持浸没 在水或水溶液中的方法，是将装置102放在加重的支架里。
为了减少区室30A和30B中储藏的第一干反应物40A、第二干反 应物40B和其它化学物质过早暴露于水或湿气的机会，可任选将封接 的外膜22A和22B及芯件24封装在抗水包装或保护性外袋105中。
月莫丰反22A、 22B和24和相应的区室30A和30B的形状和大小， 可主要根据具体应用情况所需的化学物质的量而变。用以计算为产生 特定体积和浓度的具有消毒特性的溶液所需的干反应物的方法，是本 领域技术人员公知的。另外的影响膜板22A和22B及消毒剂产生装置 102整体的大小和形状的因素，包括用以形成膜板的材料类型、预定 的应用、包装上的考虑和材料相容性。膜板22A和22B的形状优选是 正方形或长方形，以便于进行将膜板紧固(例如封接)在一起的步骤。
外膜22A和22B由某种材料形成并组合在一起，从而起到半透膜 的作用。外膜22A和22B必须能透过消毒剂。在一个实施方案中，外
膜22A和22B实质上不透过(最优选完全不透过)液体(例如水)。不透 性外膜22A和22B还能保护区室30A和30B中的干反应物，使得万 一少量的水无意中进入封接的外袋105并遇到装置102，不透性膜壳 22不会让水进入区室30A或30B而造成其中所含的反应物过早发生 反应。
芯件24还提供防止内区室30A和30B的内容物40A和40B混合 在一起的物理屏障。但是，由于芯件24是亲水性的，反应物一旦处 于溶解形式，可以穿过这个屏障。
在使用中，水或别的含水溶液通过芯件24的毛细作用或者通过 紧固的膜壳22的各侧边中的间隙进入装置102，该紧固的膜壳22是 通过断续紧固(优选沿着膜壳22的边缘处的线50B、 50C和50D以固 定间隔进行断续热封接)形成的。水或溶液进入内区室30A和30B并 溶解其中所含的干反应物40A和40B 。内区室30A和30B中所含的 反应物40A和40B —旦溶解而处于含水形式，则可穿过亲水性芯件 24而相互接触。当反应物40A和40B接触在一起时，它们反应形成 消毒剂。在区室30A和30B中产生的消毒剂通过外膜22A和22B、 通过紧固的各侧边中可能存在的间隙和可能在一定程度上通过芯件 24离开装置102。
消毒剂产生装置102提供了小的封闭空间，在其中该反应的转化 率得到提高。外膜22A和22B优选不透过水，以使溶解的未反应化学 物质在装置102内保持于溶液中。消毒剂离开区室30A和30B所需的 压力，能减少溶解的未反应化学物质在被转化成消毒剂前离开装置 102的量。但是，气态消毒剂如二氧化氯能容易地通过装置102各侧 边上的间隙离开装置。小体积的区室30A和30B产生出溶解的反应物 40A和40B的浓度都很高的环境，从而提高两种分子能发生接触、反 应和产生所需的消毒剂的机会。这种设置在所产生的消毒剂的量很重 要和需要进行精确控制的应用中是合乎需要的。
在另一个实施方案中，外膜22A和22B能透过液体和气体。在这
个实施方案中，水能通过外膜22A和22B进入装置102，装置中形成 的消毒剂水溶液能通过外膜22 A和22B离开装置102。这减少了为产 生所需的消毒剂而要花费的时间，在活化水平低和需要立即使用溶液 的应用中是合乎需要的。
取决于装置102的所需的功能，外膜22A和22B对气体和/或水 的渗透性可相同或不同。例如，外膜22A能让水通过进入一个区室 30A，而外膜22B却不让水通过进入区室30B。
外膜22A和22B对气体和液体的选择透过性本身随材料复合物 (material composite)而变，可通过在机械上、化学上和/或结构上改变 材料来更改。例如如下所述，可在外膜22A和22B中的一个膜或者同 时在这两个膜中形成多个小开口 ，以便于液体流入和流出区室30A和 30B。同样，可给外膜22A和22B中的一个膜或者同时给这两个膜涂 覆上各种材料，以改变它们的透过性。
外膜22A和22B可由任何能让外膜如上所述发挥作用的膜材料， 例如能让膜壳实质上不透过水但能透过气体的膜材料制作而成。例 如，外膜22 A和22B可由纤维制作而成。纤维可以是亲水性纤维、 疏水性纤维或者它们的任何组合。纤维可以是天然纤维和/或合成纤 维，且可以是织造纤维或非织造纤维。另外，纤维可以是涂层纤维或 非涂层纤维。例如，可给纤维施加涂层，以将纤维封接在一起或者封
接到其它材料，如在层合复合材料中。
适用于消毒剂产生装置102的外膜22A和22B的合成纤维可包括 但不限于聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯 酸类物(polyacrylics)如Orioi^聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙基乙烯酯 (polyethylvinyl acetate)、不溶性或可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯 和聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯如Dacron⑧或Kodef聚氨酯、聚苯乙 烯等。
芯件24的形状和大小可根据区室30A和30B的大小、所需的吸 水速度、用以形成芯件的材料的类型、预定的应用、包装上的考虑和
材料相容性而变。在图1-7所示的优选实施方案中，芯件24同样宽(as wide),延伸到区室30的底部，在膜壳的整个长度和宽度上形成两个 区室30A和30B。这些特征能让芯件24以相对较快的速度吸收和传 输相对较大量的水。为了更进一步地增加芯件24暴露于水的表面积， 芯件的底端和顶端例如还可延伸超出消毒剂产生装置102的外边缘 40。芯件24沿其所有边缘封接到膜板22A和22B，以防止化学物质 的摻合。
在需要消毒剂相对较慢地释放的应用中，芯件24可由芯吸速度 相对较慢的材料形成，使得水更慢地传输到区室30。
芯件24可从多种多样的材料制作而成。例如，芯件可由几乎任 何当接触液体时能显示毛细作用特征的材料制作而成。芯材料因此必 须能够快速吸水并将所吸的水传输到装置中。例如，用以形成芯件24 的材料可由合成纤维、天然纤维(改性和未改性)制作而成，或者同时 由这两种纤维制作而成。纤维可包括亲水性纤维、疏水性纤维或者亲 水性纤维和疏水性纤维的组合。
适用于芯件24的天然纤维的实例包括棉花、茅草(Esparto grass)、 甘蔗渣、大麻、亚麻、丝(silk)、羊毛、木浆、化学改性木浆、黄麻、 嫘萦(rayon)、乙基纤维素和乙酸纤维素。合适的合成纤维可从以下材 料制备而成聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚 丙烯酸类物如Orion 、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙基乙烯酯、不溶性和 可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯如 Dacroif和Kodef、聚氨酯、聚苯乙烯等。天然纤维和合成纤维的组 合也可用于芯件24,如801^[email protected]。为起到芯件的作用，某些合成纤维 可能需要进行一 定的改变(例如形成层合物等)。所需的芯吸作用可由 水的吸收、毛细作用和/或其它机制产生。
如图11和12所示，本发明系统100可提供有外袋105和消毒剂 产生装置102，而装置102另外还提供有至少一个水溶性膜？0A、？0B, 该水溶性膜是本领域公知的，可包括但不限于聚乙烯醇、微孔非织造
疏水聚合物片材如非织造聚乙烯(例如E丄Du Pont de Nemours &Co. 出售的Tyvel^材料)、微孔非织造聚丙烯材料、膨体聚四氟乙烯(例如 W.L. Gore出售的GoreTex⑧)和牛皮纸(例如Oliver Products Co.出售的 X-Crepe-N Grade 4502)、明胶、纤维素和纤维素衍生物如羟丙基甲基 纤维素。
水溶性膜70A、 70B可例如使用机械热封接方法，沿着装置102 的边缘实质上连续封接到外膜22A、 22B，以形成装置102的第三区 室72A。或者，装置102可另外提供有至少两个水溶性膜70A、 70B, 该至少两个水溶性膜70A、 70B中的每一个膜沿着该装置的边缘实质 上连续封接到该装置外膜22A、 22B中的一个膜，以形成装置102的 第三区室72A和第四区室72B。第三区室72 A和第四区室72B可各 自含有至少一种无机凝结剂304、至少一种高分子凝结剂310、至少 一种有机亲水性胶体312、至少一种表面活性剂80、至少一种芳香材 料84 、至少 一种添加剂86或它们的组合。
本发明系统100的表面活性剂80能够从表面或水溶液清洗或除 去污渍，还能减少经本发明系统处理的具有消毒特性的水溶液的表面 张力。表面张力的降低能让经本发明系统处理的具有消毒特性的水溶 液进入到表面的裂缝或孔隙中，这些裂缝或孔隙中可能集聚污垢颗 粒。表面活性剂80可包括但不限于阴离子型表面活性剂如线性烷基 苯磺酸盐、醇乙氧基硫酸盐(alcohol ethyoxysulfate)、烷基硫酸盐，非 离子型表面活性剂如醇乙氧基化物(alcohol ethoxylate),阳离子型表面 活性剂如季铵化合物，两性表面活性剂如咪唑啉和甜菜碱。
芳香材料84可为晶体形式，可包括但不限于甲酸芳樟酯和乙酸 异戊酯。
能有助于经本发明系统处理的具有消毒特性的水溶液的稳定性 的添加剂86,可包括但不限于泡沫稳定剂如烷基胺氧化物，泡沫抑制 剂如烷基磷酸盐，抗再沉积剂如聚碳酸酯和聚乙烯，着色剂如颜料和 染料，阻蚀剂如硅酸钠，遮光剂如二氧化钬和聚合物，加工助剂如粘
土和聚合物，沉淀剂如碳酸钠和硅酸钠，离子交换助洗剂(ionexchange builder)如沸石，及多价螯合剂(sequestrant)和螯合剂(chelating agent)如 才宁4彖S菱钠(sodium citrate)、 轻乙石岸f臾四4内(tetrasodium editronate)、 EDTA，无机磷酸盐如磷酸三钠，去污剂和软水剂，六偏磷酸钠，稳 定剂，多价螯合剂(sequestrant)，阻蚀剂，阻垢剂，焦磷酸钠，緩冲剂， 去污剂和阻垢剂，及具有阻垢、螯合、抗絮凝和悬浮固体分散特性的 有机磷酸酯如1-羟基亚乙基U-二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸 (ATMP)、己二胺四亚曱基膦酸、二亚乙基三胺五亚曱基膦酸、双1,6-亚己基三胺五亚甲基膦酸、2-磷丁烷-1,2,4-三甲酸 (2-phosphobutane-l,2,4-tricarboxylicacid)、马来酸的均聚物、羧甲基菊 粉和2-羟乙基亚氨基双亚甲基膦酸。
在图11和12所示的本发明系统的各实施方案中，外袋105可提 供有这样的消毒剂产生装置102，在其区室30A和30B中储藏有粉末 形式40A、 40B或者片剂形式44A、 44B的第一干反应物和第二干反 应物。粉末或片剂形式的至少一种无机凝结剂304、至少一种高分子 凝结剂310、至少一种有机亲水性胶体312、至少一种表面活性剂80、 至少一种芳香材料84、至少一种添加剂86或它们的任何组合可储藏 在装置102的外部而与该装置分开。另外，粉末形式或片剂形式的无 机凝结剂304、高分子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活性剂 80、芳香材料84、添加剂86或它们的任何组合可储藏在消毒剂产生 装置102的区室72 A和72B的内部。在另 一个另选的实施方案中、 粉末形式或片剂形式的无机凝结剂304、高分子凝结剂310、有机亲 水性胶体312或它们的任何组合可储藏在区室30A和30B中，粉末形 式或片剂形式的表面活性剂80、芳香材料84、添加剂86或它们的任 何组合可储藏在区室72A和72B的内部或者装置102的外部而与该装 置分开。在又一个另选的实施方案中，粉末形式或片剂形式的无机凝 结剂304、高分子凝结剂310、有机亲水性胶体312或它们的任何组 合可储藏在区室72A和72B中，粉末形式或片剂形式的表面活性剂
80、芳香材料84、添加剂86或它们的任何组合可储藏在装置102的 外部。在再一个另选的实施方案中，粉末形式或片剂形式的无机凝结 剂304、高分子凝结剂310或有机亲水性胶体312中的任何一个、两 个或组合可储藏在区室30A和30B中，而粉末形式或片剂形式的无机 凝结剂304、高分子凝结剂310和有机亲水性胶体312中的任何一个、 两个或组合，以及粉末形式或片剂形式的表面活性剂80、芳香材料 84、添力卩剂86或它们的任何组合的组合混合物(combination mixture) 可储藏在装置102的外部或者区室72A和72B的内部。
如图8-10所示，本发明系统100可提供有包装，该包装包含保护 性外袋105和储藏在外袋105中的至少一个具有消毒特性的片剂48。 在一个实施方案中，本发明系统100可提供有包含消毒片剂48的外 袋105,该消毒片剂48含有至少两种干反应物和至少一种无机凝结剂 304。在另一个实施方案中，本发明系统100可提供有包含消毒片剂 48的外袋105,该消毒片剂48含有至少两种干反应物和至少一种无 机凝结剂304，且另外含有至少一种高分子凝结剂310、至少一种有 机亲水性胶体312、至少一种表面活性剂80、至少一种芳香材料84、 至少一种添加剂86或它们的任何组合。另外，无机凝结剂304、高分 子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活性剂80、芳香材料84和 添加剂86中的任何一个或任何组合可以以粉末形式储藏在外袋105 中，与包括至少两种干反应物的片剂48分开。片剂48在使用时可从 外袋105取出并浸入水或水溶液中，以产生消毒剂和实质上消除水或 水溶液中的杂质。或者，外袋可由水溶性材料制作而成，整个包装在 使用时可浸入水或水溶液中。
在本发明系统的另一个实施方案中，本发明系统100的外袋105 可包括至少两个能产生消毒剂的片剂48,每个片剂48含有至少一种 如上所述的用于产生消毒剂的干反应物。在一个另选实施方案中，每 个片剂48还包括至少一种无机凝结剂304。在另 一个另选实施方案中， 每个片剂48包括至少一种干反应物和至少一种无机凝结剂304,且另
外包括至少一种高分子凝结剂310、至少一种有机亲水性胶体312、 至少一种表面活性剂80、至少一种芳香材料84、至少一种添加剂86 或它们的组合。
在操作中，将本发明系统100的各组件浸入和加到水或水溶液中， 以对溶液消毒并除去固体杂质。如上所述，消毒剂产生装置102起到 实质上消除溶液中的微生物污染物的作用；无机凝结剂304促进固体 杂质的聚集而形成絮凝物；高分子凝结剂310和有机亲水性胶体312 帮助溶液的絮凝和澄清；表面活性剂帮助除去溶液中或表面上的污渍 和减少清洁用溶液的表面张力。 一般来说，高分子凝结剂的分子量越 大，絮凝能力越大。高分子凝结剂较长的链长能让絮凝物发生桥接。 亲水性胶体对水分子具有亲和力，能增加水溶液的粘度，从而改进溶 液的稳定性。
在含有笫一和第二反应物的消毒剂产生装置102或片剂48还含 有无机凝结剂304、高分子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活 性剂80、芳香材料84或添加剂86的实施方案中，消毒和纯化过程可 这样开始打开系统100的外袋105,将包含无机凝结剂304、高分 子凝结剂310、有机亲水性胶体312、表面活性剂80、芳香材料84或 添加剂86的消毒剂产生装置102或片剂48放入装有预定体积的水或 水溶液的容器或类似器具中。取决于所要处理的水或水溶液的体积的 多少，可对消毒剂产生装置进行适当配置(formulated)。例如，将消毒 剂产生装置102中所含的第一和笫二反应物的量预定至能在所需体积 的水(从1升到3800升)中达到大约l-5ppm二氧化氯的剂量。但是， 凝结剂在产品中的存在意味着水或其它水溶液的体积宜较少，因为需 要将凝结剂搅拌到水中。为促进消毒剂和凝结剂的分散，将水溶液以 约30秒为间隔搅拌约30分钟。然后让溶液沉淀约30分钟，之后可 将溶液倾析，然后用过滤装置、毛巾或T恤衫过滤到清洁的储藏容器 等中。
在无机凝结剂304、高分子凝结剂310、有4/L亲水性月交体312、表
面活性剂80、芳香材料84或添加剂86独立于消毒剂产生装置102或 片剂48储藏的实施方案中，可首先将无机凝结剂304、高分子凝结剂 310、有机亲水性力交体312、表面活性剂80、芳香材料84或添加剂86 加入到水或水溶液的容器中。将溶液以约30秒为间隔搅拌约30分钟， 以让絮凝物形成。然后让溶液沉淀约30分钟，之后将消毒剂产生装 置102或片剂48 ^L入溶液中。然后将溶液倾析，并类似采用上述方 法进4于过滤。
本发明系统可与其它装置如但不限于储存容器(如尺寸适当、有明 显体积标线的容器)和过滤装置一起使用。
如图13所示，在本发明系统的另一个实施方案中，提供消毒蒸 气产生装置200用以在暴露于环境湿气时产生具有消毒特性的蒸气。 装置200能够以延时释放方式产生消毒蒸气。换句话说，消毒蒸气的 产生可以在相对较长的一段时间里(数周至数月)慢慢释放，或者取决 于装置的构造和各组件的安排，可提供加速释放。随着时间的推移， 消毒蒸气的释放达到最大释放量，然后释放水平变小并最终降至零。
装置200提供有界定出和隔开第一和第二区室的内膜。这些区室 装着一种或多种当暴露于环境湿气时能够产生消毒蒸气的干反应物。 提供了至少两个区室，每个区室具有界定出装置200的壁的外膜。外 膜可透过湿气和气体，但不能透过液体水和反应物粉末。内膜可以沿 着装置200的边缘连续或非连续地封接到外膜。
装置200的消毒蒸气产生量显然随相对湿度而变。装置200当放 在高湿度的环境中时能以较高的产生速度产生较大量的消毒蒸气。在 低湿度环境中，装置200以较低的产生速度产生较少的消毒蒸气。
装置200的内膜能够将少量的部分溶解反应物吸收并传输穿过所 述膜进入含有其它反应物的区室。内膜还起到促进湿气从一个区室向 另一个区室转移的作用。这个内膜的结构具有独特的物理特性。内膜 在水、油和溶剂中具有高吸收容量和吸收速度。内膜优选是亲水性的， 能够传输空气或气体(例如Frazier孔隙度> 10 ft3/ft2 min)。内膜优选
还强度超高、耐久、耐磨(例如能够经受15-30 lbs的拉伸强度)和具有
化学抗性。重要的是内膜在干和/或湿的条件下在酸性和/或氧化性环 境存在下具有化学抗性，使得它在放置或操作过程中不会降解或破
裂。内膜通常由非织造材料制成，优选由从射流喷网(spunlacing)方法 (例如水刺(hydroentangling)方法)产生的材料制成。这个方法产生的材 料在水、油和溶剂中具有高吸收容量和吸收速度。另外，该材料强度 超高、耐久和耐磨。
在装置200的一个实施方案中，外膜和内膜连续地沿着装置的四 个边缘封接在一起，形成具有第一内区室和第二内区室的袋。所述区 室提供有当接触到环境湿气时能够产生消毒蒸气的干反应物成分。所 述区室可任选提供有添加剂86如芳香材料、催化剂、胶粘剂、增稠 剂、渗透剂、稳定剂、表面活性剂、粘合剂、有机固体、无机固体、 催化剂、干燥剂、潮解性材料如硫酸钾、硫酸4丐、硫酸铵、无水硫酸 钠、磷酸钠、硝酸镁、硝酸钙、乙酸镁、氯化钡、氯化镁、氯化铝、 氯化钓、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钾、碳酸钾、碳酸 钠、亚硝酸钠和它们的混合物。
潮解性材料对湿气具有强亲和力，可用来促进湿气向装置200中 的转移。例如，除了第一和第二干反应物外，装置200的第一区室、 第二区室或者第一和第二区室还可提供有如上所述的潮解性材料，以 促进湿气向装置200中的转移来产生消毒蒸气。
当装置200暴露于环境时，空气中的湿气自然会渗透两个外膜。 随着湿气到达区室，反应物在靠近内膜处发生水化而慢慢发生部分溶 解。部分溶解的各反应物然后通过内膜相互发生接触，产生消毒蒸气。 最终，所产生的消毒蒸气慢慢扩散出外膜进入周围环境。
装置200的外膜可由任何能让膜充当将干反应物与环境隔开的物 理屏障，但又能透过环境湿气的膜材料制作而成。外膜实质上不透过 水和反应物粉末，但能透过环境湿气和消毒蒸气。外膜材料可以是天 然的、合成的、织造的、非织造的或疏水的材料。另外，所述材料可以涂层的或非涂层的，且可以是多层的。重要的是，外膜的平均流孔 尺寸和泡点小(例如<10微米)，透水性低，使得它不能透过水但能让
湿气、空气和气体通过(例如Gurley Hill孔隙率为22秒/100cc)。另外， 外膜优选具有高拉伸强度和压力，且具有化学抗性。适用于外膜的合 成材料的一些实例可包括但不限于聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氯乙 烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸类物如Orion 、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙 基乙烯酯、不溶性或可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚 酰胺如尼龙、聚酯如Dacroi^或Kodel 、聚氨酯、聚苯乙烯等。外膜 也可从以下材料制作而成微孔非织造聚乙烯聚合物片材(例如Dupont 出售的Tyvel^牌材料)、微孔非织造聚丙烯材料、膨体聚四氟乙烯(例 如W.L. Gore出售的Gore-Tex⑧牌)和牛皮纸(例如Oliver Products Co. 出售的X-Crepe-N Grade 4502)等。
内膜的材料可包含亲水性材料或者能显示亲水特性的亲水性材 料和疏水性材料组合。例如，内膜可从几乎任何能够吸收湿气/水和将 所吸收的湿气/水从一个区室传输到另 一个区室的材料制作而成。适用 于内膜的天然材料的实例包括但不限于棉花、茅草、甘蔗渣、大麻、 亚麻、丝、羊毛、木浆、反应性改'ti木^良(reactantly modified wood pulp)、 黄麻、嫘萦、乙基纤维素和乙酸纤维素等。适用于内膜的合成材料可 包括但不限于聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚 丙烯酸类物如Orior^、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙基乙烯酯、不溶性和 可溶性聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯如 Dacroi^或Kodef、聚氨酯、聚苯乙烯等。另外，所述材料可从天然 材料和得自非织造技术的合成材料的组合制作而成。 一个优选的生产 非织造材料的方法是射流喷网方法(水刺方法)。通过这个方法产生的 材料不含粘合剂或胶水，掉毛少，在水、油和溶剂中具有高质地样 (texture-like)和高吸收容量和吸收速度。另外，它们强度超高、耐久和 耐磨。这些材料的实例有Dupont⑧生产的Sontara⑧工程改造抹布 (engineered-cloth wiper) (Sontara ACTM、 Sontara SPSTM、 Sontara FSTM、 Sontara ECTM、 Sontara ERCTM、 Sontara PCTM)。
如图13所示，在装置200的另一个实施方案中，两个外膜和内 膜可非连续地沿着装置200的三个边缘机械热封接在一起，形成具有 多个沿着该三个边缘分布以促进湿气进入装置200的小开口 240的 袋。沿着装置200的一个边缘，各膜连续地封接在一起，没有小开口 240。如图13所示，区域220是各膜机械热封接在一起的区域，而区 域240是各膜未机械热封接在一起而是机械压缩的区域。小开口 240 以能使干反应物成分可保持在装置200的内部的方式密封。这些小开 口 240能增加湿气向装置200中的转移速度、反应物溶解速度、消毒 剂产生速度和对消毒蒸气排出装置200的促进速度。装置200可以以 能使装置边缘上的小开口数量可根据所需的消毒蒸气产生速度加以 改变的方式进行设计。
在图13所示的实施方案中，当装置200的内膜由能够吸收水和 湿气的材料制作而成时，装置200能够通过内膜的芯吸作用将水传输 到其中。少量的水通过装置200边缘上的压缩区域240向装置200中 的传输，能显著地缩短要产生消毒蒸气所需的时间，这可充当快速释 放消毒蒸气的装置。
本发明系统所用的第 一 和第二干反应物可以为任何干的物理形 式。千的物理形式的实例包括但不限于粉末、颗粒、丸粒、片剂、附 聚物等。优选地，各成分为粉末形式，因为粉末与大颗粒如丸粒或附 聚物相比具有较大的表面积，易溶于水中和反应更快。
当暴露于水或湿气时能够产生消毒剂的笫一干反应物40A和第 二干反应物40B，可以是金属亚氯酸盐成分和酸成分。随着水或湿气 通过毛细作用^t芯吸到膜壳中并达到例如金属亚氯酸盐成分40A和 酸成分40B,成分40A和40B在区室30A和30B中靠近芯件24的地 方发生水化并慢慢发生部分溶解。部分溶解的反应物40A和40B然后 可穿过亲水性芯件24而互相接触，按以下反应物反应在袋内部产生 二氧化氯5 CKV + 5 H" — 4 C102 + HC1 + 2H20。最终，所产生的二
氧化氯慢慢扩散出膜壳22进入周围环境中。
对于二氧化氯的产生，金属亚氯酸盐成分可包含亚氯酸钠，特别
是干的技术级亚氯酸钠(含有约80% (重量)的亚氯酸钠和20% (重量)
的氯化钠、氯酸钠及其它)、亚氯酸钙、亚氯酸钾、亚氯酸钡、亚氯酸 镁、碱金属亚氯酸盐、碱土金属亚氯酸盐和它们的混合物。
通常使用干的固体亲水性酸成分，它直到各反应物发生部分溶解
并穿过亲水性芯件24发生接触时才会实质上与金属亚氯酸盐成分反
应。可用于产生二氧化氯的酸成分的实例包括但不限于硫酸氢钠
(sodium bisulphate)、柠檬酸、扁桃酸、硼酸、乳酸、酒石酸、马来酸、 苹果酸、戊二酸、己二酸、乙酸、甲酸、氨基磺酸、硫酸、盐酸、磷 酸、磷酸酐、硫酸酐、水溶性有机酸酐如马来酸酐和水溶性酸盐如氯 化4丐、氯化镁、硝酸镁、氯化鋰、硫酸镁、硫酸铝、硫酸氢钠(sodium acidsulfate)、磷酸二氢钠、硫酸氢钾、磷酸二氢钾和它们的混合物。
如果消毒剂产生装置102含有亚氯酸钠作为金属亚氯酸盐成分和 过硫酸钠作为第二干反应物时，装置102当暴露于水或湿气时，能够 按以下反应由过硫酸钠对亚氯酸钠的氧化作用产生二氧化氯2 NaC102 + Na2S2Os ~> 2 C102 + 2 Na2S04。
如果消毒剂产生装置102含有亚氯酸钠作为金属亚氯酸盐成分和 能释放氯的化合物作为酸成分，装置102当暴露于水或湿气时，能够 例如按以下反应由能释放氯的化合物对亚氯酸钠的氧化作用产生二 氧化氯2 NaC102 + NaOCl + HC1 — 2 C102 + 2 NaCl + NaOH。
如果消毒剂产生装置102含有氯酸钠作为金属亚氯酸盐成分和草 酸作为酸成分，装置102当暴露于水时，能够按以下反应由草酸对氯 酸钠的还原作用产生二氧化氯2 NaC103 + H2C204 — 2 C102 + 2 C02 +2 H20。
除了二氧化氯外，本发明装置102还可用来在暴露于水或湿气时 产生其它消毒剂。例如，如果第一和第二千反应物40A和40B是四乙 酰乙二胺(TAED)和过氧化合物，装置102可产生过氧乙酸。过氧化合
物能释;改出过氧化氢，后者如下与TAED反应产生过氧乙酸和二乙酰 乙二胺(DAED): TAED + 2 H202 — 2 CH3COOH + DAED。 TAED和 DAED都无毒和无致敏性，在环境中容易生物降解。过氧化合物的实 例包括但不限于过碳酸钠、过硼S吏钠和脲过氧化氢。
如果第 一和第二干反应物40A和40B是溴化钠和过硫酸氬钾化合 物，装置102还可产生渙。溴如下通过过^J臾氬钾化合物对溴化钠的 氧化作用产生NaBr+过辟Ji交氢钾—次溴酸。
如果第一和第二干反应物40A和40B是亚硫酸氢钠和酸成分，装 置102可产生二氧化硫。二氧化硫通过酸对亚硫酸氬钠的活化产生 NaHS03 + H" — S02 + Na+ + H20。酸成分的实例包括但不限于柠檬酸 和富马酸。
如果第一和第二干反应物40A和40B是碳酸钠和酸成分，装置 102可产生二氧化碳。二氧化碳通过酸对碳酸钠的活化产生CaC03 + 2— C02 + H20 + Ca+ 。酸成分可以是例如柠檬酸。
此夕卜，反应物40A和40B可各自浸渍(impregnated on)在与反应物 40A和40B在反应上相容(reactantly compatible)的惰性载体上。凝结 剂、胶体、表面活性剂、芳香材料和添加剂也可浸渍在惰性载体上。 载体可用于控制反应物40A和40B的释放，因此反应还可进一步得到 控制。载体的实例包括但不限于沸石、高岭土、云母、膨润土、海泡 石、硅藻土、合成硅石等。
以下实施例提供来进 一 步说明本发明消毒剂产生装置的效果。
实施例1
将两层微孔疏水性非织造聚乙烯片材(E.I. Du Pont de Nemours & Co.以Tyvek ttjf，型号1073B)断续热封接到由非织造天然纤维和合 成纤维构成的亲水性材料(Dupont以801^『&0出售)。将801^『[email protected]放在 两层Tyvel^之间，将底部和侧边封接，.形成分成两半的袋，从而产生 两个区室。该袋为2.5英寸x2.5英寸。该袋的一个区室装有0.4g80%
纯度的技术级亚氯酸钠，另一个区室装有0.4g硫酸氪钠。将袋放入5 加仑的20。C自来水中。用分光光度计在360 nm波长处测量溶液的吸 光度，然后换算成二氧化氯的mg/1浓度。
表1
时间 浓度 0 min. 15 min 30 min 45 min 60 min
这个3.8 mg/1的最终浓度接近于消毒不清洁的水所需要的二氧化 氯的上界量。市政水处理厂通常使用1-2.5 ppm的二氧化氯进行消毒， 消毒往往是在澄清和沉淀过程后进行。通过改变用以制造袋的反应物 的质量，可容易地按需降低或增加在这个体积的水中产生的二氧化氯 的浓度。
应认识到，前文对本发明系统和方法的各个实施方案的描述仅是 示例说明本发明及其各种不同的实施方案。对本发明系统和方法的各 个方面的修改，对于本领域技术人员来说是显而易见的，这些修改规 定落入本公开说明书和随附的权利要求书的范围和界限内。
Omg/1 2.5 mg/1 3.5 mg/1 3.8 mg/1 3.8 mg/权利要求
1.一种用以产生消毒剂的系统，所述系统包括外袋；储藏在外袋当中的消毒剂产生装置；和至少一种储藏在外袋当中的无机凝结剂，其中所述消毒剂产生装置包括界定出至少两个区室的膜壳，该区室含有第一干反应物和第二干反应物，其中每个区室提供有界定该装置的壁的外膜和将第一和第二干反应物物理隔开的芯件，由此当将该装置暴露于水或湿气时第一和第二干反应物互相反应产生消毒剂，从而消毒剂通过该装置的膜壳离开区室。
2. 权利要求1的系统，其中所述至少一种无机凝结剂可储藏在消 毒剂产生装置的外部而与该装置分开，或者储藏在该装置当中，该无 机凝结剂选自硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝、铝 酸钠、氯化铜和它们的混合物。
3. 权利要求l-2任一项的系统，所述系统进一步包括至少一种高 分子凝结剂，其中所述至少一种高分子凝结剂储藏在消毒剂产生装置 的外部而与该装置分开，或者储藏在该装置当中，该高分子凝结剂选 自阳离子聚电解质、polyDADMAC、 epiDMA、阴离子聚电解质、 非离子聚电解质、聚丙烯酰胺聚合物、共聚物、三元共聚物、有机聚 合物、水提取物、辣木、壳多糖和它们的混合物。
4. 权利要求l-3任一项的系统，其中所述至少一种高分子凝结剂储藏在消毒剂产生装置当中。
5. 权利要求l-4任一项的系统，所述系统进一步包括至少一种储 藏在外袋当中的亲水性胶体，其中所述至少一种亲水性胶体储藏在消 毒剂产生装置的外部而与该装置分开，或者储藏在该装置当中，且其 中所述至少一种亲水性胶体选自活化硅石、膨润土和它们的混合物。
6. 权利要求l-5任一项的系统，其中所述消毒剂产生装置进一步 包括至少一个水溶性膜，该膜封接到该装置的外膜，形成第三区室。
7. 权利要求l-6任一项的系统，其中至少一种表面活性剂储藏在所述消毒剂产生装置的第三区室当中。
8. 权利要求l-7任一项的系统，其中所述至少一种表面活性剂选 自阴离子型表面活性剂、线性烷基苯磺酸盐、醇乙氧基硫酸盐、烷基 硫酸盐、非离子型表面活性剂、醇乙氧基化物、阳离子型表面活性剂、 季铵化合物、两性表面活性剂、咪唑啉、甜菜碱和它们的混合物。
9. 权利要求l-8任一项的系统，其中至少一种芳香材料储藏在所 述消毒剂产生装置的第三区室当中。
10. 权利要求l-9任一项的系统，其中所述至少一种芳香材料选 自甲酸芳樟酯、乙酸异戊酯和它们的混合物。
11. 权利要求l-10任一项的系统，其中至少一种添加剂储藏在所 述消毒剂产生装置的第三区室当中。
12. 权利要求1-11任一项的系统，其中至少一种添加剂选自泡沫 稳定剂、烷基胺氧化物、泡沫抑制剂、烷基磷酸盐、抗再沉积剂、聚 碳酸酯、聚乙烯、着色剂、颜料、染料、阻蚀剂、硅酸钠、遮光剂、 二氧化钛和聚合物、加工助剂、粘土和聚合物、沉淀剂、碳酸钠、硅 酸钠、离子交换助洗剂、沸石、多价螯合剂、螯合剂、柠檬酸钠、羟 乙裤酸四钠、EDTA、无机磷酸盐、磷酸三钠、去污剂和软水剂、六 偏石粦酸钠、稳定剂、阻垢剂、焦^畴酸钠、緩冲剂、去污剂、有枳v畴酸 酯、1-羟基亚乙基l，l-二膦酸(HEDP)、氨基三亚曱基膦酸(ATMP)、己 二胺四亚曱基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、双l,6-亚己基三胺 五亚曱基膦酸、2-磷丁烷-l,2，4-三曱酸、马来酸的均聚物、羧曱基菊 粉、2-羟乙基亚氨基双亚曱基膦酸和它们的组合。
13. 权利要求l-12任一项的系统，其中所述第一干反应物和第二 干反应物为选自以下的形式粉末、颗粒、丸粒、片剂、附聚物和它 们的混合物。
14. 权利要求l-13任一项的系统，其中所述第一干反应物和第二干反应物为片剂的形式。
15. 权利要求l-14任一项的系统，其中所述第一干反应物选自亚氯酸钠、亚氯酸钙、亚氯酸钾、亚氯酸钡、亚氯酸镁、碱金属亚氯酸盐、碱土金属亚氯酸盐、氯酸钠、四乙酰乙二胺(TAED)、溴化钠、亚 硫酸氢钠、碱金属亚氯酸盐、碱土金属亚氯酸盐和它们的混合物。
16. 权利要求l-15任一项的系统，其中所述第二干反应物选自 硫酸氢钠、柠檬酸、扁桃酸、硼酸、乳酸、酒石酸、马来酸、苹果酸、 戊二酸、己二酸、乙酸、甲酸、氨基磺酸、硫酸、盐酸、磷酸、富马 酸、磷酸酐、硫酸酐、水溶性有机酸酐、马来酸酐、水溶性酸盐、氯 化锅、氯化镁、硝酸镁、氯化锂、硫酸镁、硫酸铝、硫酸氢钠、磷酸 二氢钠、^硫酸氢钾、；粦酸二氢钾、过》克酸钠、草酸、过氧化合物、过 碳酸钠、过硼酸钠、脲过氧化氢、过硫酸氢钾和它们的混合物。
17. 权利要求l-16任一项的系统，其中所述消毒剂选自二氧化 氯、过氧乙酸、亚氯酸、过氧化氢、溴、二氧化硫、二氧化碳和它们 的混合物。
18. —种用以产生消毒剂的片剂，所述片剂包括第一干反应物、 第二干反应物和无机凝结剂，由此在该片剂暴露于水或水溶液时该片 剂的第一和第二干反应物在溶液中互相反应产生消毒剂。
19. 一种用以在暴露于环境湿气时产生具有消毒特性的蒸气的装 置，所述装置包括至少两个能透过湿气和蒸气的外膜；和至少一个沿着该装置的至少两个边缘封接到该至少两个外膜的 内膜，其中该外膜和该内膜一起形成被该内膜隔开的第一区室和第二 区室，其中第一区室提供有第一干反应物，第二区室提供有第二干反 应物，由此当第一区室中的第一干反应物被渗透外膜的湿气水化，而 水化的第 一干反应物被传输穿过该内膜接触到第二区室中的第二干 反应物以产生具有消毒特性的蒸气时，具有消毒特性的蒸气得以产生并从该装置释放到大气中。
20. 权利要求19的装置，所述装置进一步包括至少一种潮解性材 料，该材料储藏在该装置的第一区室或第二区室当中。
21. —种用以产生选自过氧乙酸、亚氯酸、过氧化氢、溴、二氧 化硫和二氧化碳的消毒剂的系统，所述系统包括包含界定出至少两个区室的膜壳的消毒剂产生装置； 选自四乙酰乙二胺(TAED)、溴化钠、亚石危酸氢钠、 >谈酸钠和亚氯酸盐化合物的第一反应物；和选自过氧化合物、过碳酸钠、过硼酸钠、脲过氧化氢、过硫酸氢钾化合物、柠檬酸、富马酸和其它酸化合物的第二反应物。
全文摘要
一种用以消毒和纯化水溶液和饮用水的系统(100)，其包括外袋(105)、消毒剂产生装置(102)和无机凝结剂(304)。消毒剂产生装置(102)提供有界定出至少两个区室(30A和30B)的膜壳(22)，所述区室装有第一反应物(40A)、第二反应物(40B)和无机凝结剂(304)。该消毒剂产生装置在暴露于水或湿气时能够产生消毒剂，该消毒剂通过膜壳(22)离开区室。无机凝结剂能帮助水溶液中的悬浮分散颗粒形成絮凝物。
文档编号A62B7/08GK101360518SQ200680043194
公开日2009年2月4日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年9月19日
发明者B·N·里科, J·L·-H·蔡, M·E·威廉斯 申请人:阿万特克科技公司
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