CN107666949B - 气体过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体过滤器，气体过滤器的特征在于，由用于吸附气体中所包含的异物的吸附膜形成，上述吸附膜为被折叠多次的皱褶形结构或形成有多个突起的结构，用于增加与每单位面积的气体相接触的面积，上述吸附膜包括：支撑部件，具有多个第一气孔；以及第一吸附部件，层叠于上述支撑部件，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成。

Description

气体过滤器
技术领域
本发明涉及气体过滤器，更详细地，涉及可使气体的流通量最大化，并且可防止吸附膜的变形及受损，提高吸附效率，获得优秀的可靠性的气体过滤器。
背景技术
最近，随着产业的发展，由经济快速增长、人口增加及城镇化等原因所产生的污染源造成了各种环境问题。
即，各种产业的制备工厂、产业设施、生活设施、汽车、摩托车排放污水、重金属、粉尘及有害气体等污染源，从而污染大气和水质。
这种污染源作为干扰向往愉快和健康生活的人类的要素，正在探索用于净化污染源的多种方法的解决方案，并且正在努力进行多方面的研究及开发。
作为用于净化污染源的一例技术，有如下的技术，即，使被污染的气体通过膜(Membrane)来进行过滤。
膜在气体、液体、固体或它们的混合物中仅分离特定的成分，利用膜的物理化学特性来过滤混合物。
利用这种膜来过滤污染源的过滤器广泛地用于多种产业领域，尤其，用于净化被污染的空气的气体过滤器种类繁多，为了具有更加改善的功能，迄今为止，持续地进行与气体过滤器相关的研究。
另一方面，可适用于气体过滤器的膜的高分子膜可通过对高分子溶液进行浇铸来形成薄片后以固相沉积的方式制备。高分子膜的使用范围广范。
在韩国公开专利公报第2011-85096号中公开了活性炭纤维及离子交换纤维在外壳的侧壁层叠的复合过滤器，但是复合过滤器存在过滤器的大小大的缺点。
在韩国授权专利公报第507969号中公开了如下的技术，即，利用粒子交换纤维在离子交换无纺布上形成网，在其上喷射离子交换树脂后，将离子交换无纺布放置在其上，利用针刺工序由无纺布形态的复合离子交换过滤器来去除在半导体制备工序的洁净室存在的酸性、碱性等离子气体，但存在如下问题：由于无纺布的气孔大，无法过滤超微细的有害粉尘，因此喷射于离子交换无纺布的离子交换树脂流动，从而可成为额外的污染源。
在韩国公开专利公报第1491994号中公开了气体过滤器用膜，上述气体过滤器用膜通过喷嘴前端之间的距离与喷嘴中心之间的距离之比为1.01至1.1的喷嘴进行电纺丝来制备而成，并包括聚酰亚胺纳米纤维以包括多个气孔的无纺布形态相结合而形成的多孔性支撑体，但存在如下问题：在通过单独的上述气体过滤器用膜来实现气体过滤器的情况下，当气体以高速穿过气体过滤器时，膜发生受损及变形，从而降低可靠性。
发明内容
技术问题
鉴于如上所述的问题而提出本发明，其目的在于提供气体过滤器，上述气体过滤器可使气体的流通量最大化，并且可提高异物的吸附性能。
本发明的再一目的在于提供即使气体高速及大流量地穿过也可防止吸附膜的变形及受损的气体过滤器。
本发明的另一目的在于提供气体过滤器，上述气体过滤器包括由含有抗菌物质的纳米纤维堆积而成的吸附部件，或者可在膜上进行银丝缝入来获得优秀的抗菌特性。
解决问题的方案
用于实现上述目的的本发明的一实施例的气体过滤器的特征在于，由用于吸附气体中所包含的异物的吸附膜形成，上述吸附膜为被折叠多次的皱褶形结构或形成有多个突起的结构，用于增加与每单位面积的气体相接触的面积，上述吸附膜包括：支撑部件，具有多个第一气孔；以及第一吸附部件，层叠于上述支撑部件，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，还可包括强度加强部件，上述强度加强部件固定于上述吸附膜的一面或两面，设有使上述气体所穿过的通道。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，在上述强度加强部件可有规则地排列有起到上述通道功能的多个贯通孔，或者上述强度加强部件可为网状结构。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，上述强度加强部件可由金属材料或非金属材料形成。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，上述强度加强部件可以为与上述吸附膜的被折叠多次的皱褶形结构或形成有多个突起的结构类似的形状。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，上述支撑部件可以为无纺布或织物。
本发明的一实施例的气体过滤器中，上述第一气孔的大小可大于上述第二气孔的大小。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，上述离子交换纳米纤维可以为阳离子交换纳米纤维或阴离子交换纳米纤维。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，上述离子交换纳米纤维为阳离子交换纳米纤维或阴离子交换纳米纤维，还可包括第三吸附部件，上述第三吸附部件层叠于上述第一吸附部件，形成有多个第三气孔，由用于交换与上述离子交换纳米纤维极性相反的离子的离子交换纳米纤维堆积而成。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，还可包括纳米纤维网，上述纳米纤维网层叠于上述第一吸附部件，形成有多个气孔，由包含附着有用于吸附异物的官能团的多巴胺的纳米纤维堆积而成。
其中，上述纳米纤维网的特征在于，通过利用由混合有上述多巴胺、溶剂及高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝而成的网进行紫外线(UV)照射、等离子处理、酸处理及碱处理中的一种，使官能团附着于上述多巴胺。在此情况下，上述官能团可以为负电荷官能团或正电荷官能团。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，在上述离子交换纳米纤维可涂敷有油。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，可将上述第一吸附部件的厚度设计为小于上述支撑部件的厚度。
在本发明的一实施例的气体过滤器中，还可包括在上述支撑部件及第一吸附部件中的一种或两种上缝入的银丝。
用于实现本发明的另一目的的气体过滤器的特征在于，由用于吸附气体中所包含的异物的吸附膜形成，上述吸附膜为被折叠多次的皱褶形结构或形成有多个突起的结构，用于增加与每单位面积的气体相接触的面积，上述吸附膜包括：支撑部件，具有多个第一气孔；第一吸附部件，层叠于上述支撑部件的上部面，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成；以及第二吸附部件，层叠于上述第一吸附部件的上部面，形成有多个第三气孔，由含有抗菌物质的纳米纤维堆积而成。
其中，可将上述第二气孔及第三气孔的大小设计为小于第一气孔的大小，上述抗菌物质可以为银纳米物质，上述第二吸附部件可以为利用纺丝溶液进行电纺丝而成的纳米纤维网结构，上述纺丝溶液通过将上述银纳米物质与纤维成型性高分子物质一同溶解于有机溶剂中来制备而成。
并且，在本发明的一实施例的气体过滤器中，还可包括强度加强部件，上述强度加强部件固定于上述吸附膜的一面或两面，设有使上述气体所穿过的通道，在上述强度加强部件可有规则地排列有起到上述通道功能的多个贯通孔，或者上述强度加强部件可为网状结构。
并且，在本发明的一实施例的气体过滤器中，上述强度加强部件可由金属材料或非金属材料形成，上述强度加强部件可以为与上述吸附膜的被折叠多次的皱褶形结构或形成有多个突起的结构类似的形状。
发明的效果
本发明具有如下的优点，即，气体过滤器为皱褶形结构或形成有多个突起的结构，从而增加与每单位面积的气体相接触的面积，由此可使气体的流通量最大化，并且可提高异物的吸附性能。
根据本发明，在强度加强部件固定吸附膜，从而即使气体高速及大流量地穿过，也可防止吸附膜的变形及受损，由此提高气体过滤器的可靠性。
本发明具有如下的优点，即，在吸附部件的离子交换纳米纤维吸附离子性异物，并且对在支撑部件的气孔及吸附部件的气孔中大于气孔的大小的异物进行物理过滤，从而可提高异物的吸附效率。
根据本发明，将具有由纳米纤维形成的多个气孔的吸附部件层叠于具有多个气孔的支撑部件来实现膜，从而不仅可维持流通量，而且可提高吸附性能。
根据本发明，层叠吸附部件和支撑部件，以使其具有优秀的处理性及强度，并且能够以低费用制备气体过滤器。
本发明具有如下的优点，即，可通过包含在膜中的纳米纤维网来吸附所穿过的气体中所包含的重金属、细菌及病毒，上述纳米纤维网由包含附着有官能团的多巴胺的纳米纤维堆积而成。
根据本发明，膜包括形成有多个气孔并由含有抗菌物质的纳米纤维堆积而成的吸附部件，或者在膜上进行银丝缝入，从而可提高抗菌特性。
附图说明
图1为利用本发明的吸附膜的气体过滤器的简要立体图。
图2为示出利用本发明的吸附膜的气体过滤器的另一结构的简要立体图。
图3a及图3b为示出在本发明的吸附膜形成有多个突起的状态的部分剖视图。
图4a及图4b为根据本发明包括强度加强部件的气体过滤器的部分剖视图。
图5a及图5b为用于说明根据本发明适用的强度加强部件的多个变形例的俯视图。
图6为适用于本发明的气体过滤器的第一实施例的吸附膜的剖视图。
图7为说明适用于本发明的气体过滤器的吸附膜的吸附部件吸附异物的原理的示意图。
图8为示意性地示出根据本发明在支撑部件进行电纺丝来堆积离子交换纳米纤维的状态的图。
图9为适用于本发明的气体过滤器的第二实施例的吸附膜的剖视图。
图10为适用于本发明的气体过滤器的第三实施例的吸附膜的剖视图。
图11为适用于本发明的气体过滤器的第四实施例的吸附膜的剖视图。
图12为适用于本发明的气体过滤器的第五实施例的吸附膜的剖视图。
图13为说明在适用于本发明的气体过滤器的吸附膜上进行银丝缝入的状态的示意性俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明用于实施本发明的具体内容。
本发明的气体过滤器具有用于吸附所穿过的气体中所包含的异物的吸附膜，上述吸附膜包括由离子交换纳米纤维堆积而成的吸附部件，从而可吸附离子性异物，因具有多个气孔而对大于气孔的大小的异物进行物理过滤，从而可约束在吸附膜的内部来进行吸附。
本发明的气体过滤器包括后述的实施例的吸附膜，为了使气体的流通量最大化，可通过向吸附膜赋予结构性特征来制备具有规定形状的气体过滤器，或者可在具有可维持气体的流通量的形状的外壳部件固定吸附膜，从而制备气体过滤器。
即，如图1所示，作为增加与每单位面积的气体相接触的面积以使流通量最大化的一例的形状，气体过滤器1000为皱褶形结构。
通过对平板形状的吸附膜100进行成型来实现皱褶形结构的上述气体过滤器1000，其特征在于，具有平板结构的吸附膜100被折叠多次的形状。
因此，大小大的平板吸附膜100可借助皱褶形结构实现为大小小的气体过滤器1000，位于以小面积吸入的气体的流路，因此气体过滤器1000可使与每单位面积的气体相接触并穿过的面积增加，从而提高在吸附膜100中以吸附原理净化气体的性能，并且可增加流通量。
其中，吸附膜100包括基本的层叠结构，上述吸附膜100包括：支撑部件110，具有多个第一气孔；以及吸附部件120，层叠于上述支撑部件110，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成。
参照图2，在本发明中，可通过在平板形吸附膜形成多个突起101来实现气体过滤器。上述多个突起101用于增加与气体的接触面积。
如图3a所示，优选地，气体过滤器的突起101a呈下部的宽度W1大于上部的宽度W2的形状，上述突起101a可以为沿着垂直方向切割的剖面形状的三角形(图3b的突起101b)、四边形、半圆中的一种。
如上所述，若以单独的吸附膜来实现气体过滤器，则吸附膜的强度弱，因此在气体高速及大流量地向吸附膜传递的情况下，吸附膜发生变形或受损，从而可存在可靠性降低的可能性。
因此，在本发明中，可包括强度加强部件来实现气体过滤器。即，如图4a所示，可在吸附膜100的一面固定强度加强部件1100，或者如图4b所示，可在吸附膜100一面及另一面均固定强度加强部件1101、强度加强部件1102。
在此情况下，强度加强部件1100、强度加强部件1101、强度加强部件1102优选为与吸附膜100相同的形状的皱褶形结构或形成有多个突起的平板结构，在强度加强部件1100、强度加强部件1101、强度加强部件1102设有可使气体穿过的通道。
这种强度加强部件1100、强度加强部件1101、强度加强部件1102可由金属材料或非金属材料形成。其中，作为非金属材料，可使用如可以进行成型的塑料的非金属材料。
参照图5a及图5b，可实现有规则地排列有作为用于使气体穿过的通道的多个贯通孔1101a1的强度加强部件1100a(图5a)，或者如图5b所示，可实现使气体的穿过顺畅的网状结构的强度加强部件1100b来实现。其中，可将贯通孔1101a1设计成多种形状。
参照图6，适用于本发明的气体过滤器的第一实施例的吸附膜100的特征在于，包括：支撑部件110，具有多个第一气孔；以及吸附部件120，层叠于上述支撑部件110，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成。
这种吸附膜100中，在吸附部件120的离子交换纳米纤维吸附离子性异物，对在支撑部件110的第一气孔及吸附部件120的第二气孔中大于气孔的大小的异物(灰尘、粉尘、颗粒、粒子等)进行物理过滤，从而提高异物的去除效率。
即，如图7所示，当气体穿过吸附膜100时，在吸附部件120的离子交换纳米纤维121吸附气体中所包含的离子性异物A，因气体中所包含的大小大的异物B无法穿过吸附部件120的第二气孔122而被困在吸附部件120的内部，以使异物A、异物B以吸附状态(异物无法脱离并附着于内部的状态)被困在吸附膜100的内部，因此可提高本发明的吸附膜100的过滤性能。
其中，吸附部件120的第二气孔122可通过微细气孔来吸附并过滤气体中所包含的纳米级的微细污染物。即，由纳米纤维形成的吸附部件120进行如下的吸附，即，在表面层进行的基于表面过滤的吸附及在内层进行的基于深层过滤的吸附。
因此，适用于本发明的适用于气体过滤器的吸附膜并不是无气孔性的膜结构，而是将具有由纳米纤维形成的多个气孔的吸附部件层叠于具有多个气孔的支撑部件，从而具有可维持流通量的同时提高过滤性能的优点。
并且，在本发明中，气体所包含的大小大的异物B也无法穿过支撑部件110的第一气孔并被过滤。在此情况下，优选地，支撑部件110的第一气孔的大小大于吸附部件120的第二气孔122的大小。
这种支撑部件110起到使气体穿过多个第一气孔的通道作用，并且起到用于支撑吸附部件120以维持平板形状的支撑层作用。其中，支撑部件110优选为无纺布或织物。
作为无纺布，可使用熔喷(melt-blown)无纺布、纺粘(spun bond)无纺布、热粘合无纺布、化学粘合无纺布、湿法(wet-laid)无纺布中的任一种，无纺布的纤维直径可以为40～50μm，气孔的大小可以为100μm以上。
并且，在本发明中，由离子交换纳米纤维堆积而成的吸附部件120的处理性和强度差，因此可层叠吸附部件120和支撑部件110来实现具有优秀的处理性和强度的吸附膜。
另一方面，由离子交换纳米纤维堆积而成的吸附部件120昂贵，因此当本发明的吸附膜仅由单独的吸附部件120实现时，需要大量的制备费用。因此，在本发明中，将与由离子交换纳米纤维堆积而成的吸附部件120相比相当低廉的支撑部件和吸附部件120进行层叠，从而可减少制备费用。在此情况下，能够以使昂贵的吸附部件120的厚度薄、低廉的支撑部件110的厚度厚的方式设计来优化制备费用，从而实现低费用。
在本发明中，利用离子交换溶液进行电纺丝来使离子交换纳米纤维向支撑部件排出，并且可将被排出的离子交换纳米纤维堆积在支撑部件110来制备吸附部件120。
可将离子交换溶液定义为高分子、溶剂和离子交换官能团通过如块状聚合等合成工序合成的溶液。
离子交换官能团包含在离子交换纳米纤维，因此穿过吸附膜100的气体中所包含的如重金属等离子性异物以取代的方式吸附于离子交换官能团。最终，离子性异物通过离子交换官能团来吸附于离子交换纳米纤维。
例如，当离子交换官能团为SO3H、NH4CH3时，水分中所包含的离子性异物(离子状态的重金属阳离子或重金属阴离子)被H+、CH3 +取代并吸附于离子交换官能团。
其中，离子交换官能团为选自磺酸基、磷酸基、膦基、次膦基、羧酸基、胂基(arsonic group)、硒基(selenonic group)、亚氨基二乙酸基及磷酸酯基中的阳离子交换官能团；或选自季铵基、叔氨基、伯氨基、亚胺基、叔锍基、鏻基、吡啶基、咔唑基及咪唑基中的阴离子交换官能团。
其中，高分子可进行电纺丝，为了电纺丝可溶解于有机溶剂，并且可借助电纺丝形成纳米纤维树脂，但不做特别限制。例如，聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、全氟聚合物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯或它们的共聚物、包括聚乙二醇二烷基醚及聚乙二醇二烷基酯的聚乙二醇衍生物、包括聚(甲醛-低聚-氧乙烯)、聚环氧乙烷及聚环氧丙烷的多氧化物、包括聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯)、聚苯乙烯及聚苯乙烯丙烯腈共聚物、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈甲基丙烯酸甲酯共聚物的聚丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物或它们的混合物。
并且，作为可使用的高分子有如聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚(间苯二甲酰间苯二胺)、聚砜、聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等芳香族聚酯、如聚四氟乙烯、聚二苯氧基磷腈、聚{二[2-(2-甲氧基乙氧基)磷腈]}的聚磷腈类、包括聚氨酯及聚醚聚氨酯的聚氨酯共聚物、醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素等。
在本发明中，作为吸附部件的优选的高分子，可单独使用聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚酯砜(PES：Polyester Sulfone)、聚苯乙烯(PS)，或者可混合聚偏二氟乙烯和聚丙烯腈来使用，或者混合聚偏二氟乙烯和聚酯砜、聚偏二氟乙烯和热塑性聚氨酯(TPU：ThermoplasticPolyurethane)来使用。
作为溶剂，可使用如二甲基甲酰胺(DMF，dimethylformamide)的单组分溶剂，然而，当使用双组分溶剂时，优选地，使用混合高沸点(BP，boiling point)溶剂和低沸点溶剂的双组分溶剂。
如上所述，在支撑部件110堆积有离子交换纳米纤维的吸附部件120在无规律地堆积的离子交换纳米纤维之间形成多个超微气孔(即，第二气孔)。上述超微气孔的大小优选为3μm以下。
并且，离子交换纳米纤维的直径优选在0.1～3.0um范围内，根据在电纺丝装置进行纺丝的时间自由调节吸附部件120的厚度，根据吸附部件120的厚度确定第二气孔的大小。
并且，可将离子交换纳米纤维定义为在表面具有离子交换能力的离子交换官能团，根据在离子交换官能团进行交换的离子，离子交换纳米纤维可以为阳离子交换纳米纤维或阴离子交换纳米纤维。
由离子交换纳米纤维堆积而成的吸附部件120形成离子交换纳米纤维的网状结构，上述网为超薄膜且超轻，具有大比表面积。
并且，本发明具有如下的优点，即，通过电纺丝将离子交换纳米纤维堆积在支撑部件110来形成吸附部件120，从而增加支撑部件110和吸附部件120的结合力来防止吸附部件120因外力从支撑部件110剥离。
即，如图8所示，从电纺丝装置的纺丝喷嘴210排出的离子交换纳米纤维121层叠于支撑部件110，通过堆积所层叠的上述离子交换纳米纤维121来形成网状的吸附部件120。
图9至图12为适用于本发明的气体过滤器的第二实施例至第五实施例的吸附膜的剖视图。
参照图9，适用于本发明的气体过滤器的第二实施例的吸附膜的特征在于，包括：支撑部件110，具有多个第一气孔；第一吸附部件120a，层叠于上述支撑部件110的上部面，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成；以及第二吸附部件120b，层叠于上述支撑部件110的下部面，形成有多个第三气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成。
在第二实施例的吸附膜中，支撑部件110的两面层叠有第一吸附部件120a及第二吸附部件120b，从而可在第二吸附部件120b吸附未在第一吸附部件120a吸附的离子性异物及大于第三气孔的大小的异物，因此可提高异物的吸附效率。
其中，可将第一气孔的大小设计为最大的大小，可将第二气孔的大小设计为中间大小，可将第三气孔的大小设计为最小的大小。
参照图10，适用于本发明的气体过滤器的第三实施例的吸附膜的特征在于，包括：支撑部件110，具有多个第一气孔；第一吸附部件120c，层叠于上述支撑部件110的上部面，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的第一离子交换纳米纤维堆积而成；以及第二吸附部件120d，层叠于上述第一吸附部件120c的上部面，形成有多个第三气孔，由用于吸附异物的第二离子交换纳米纤维堆积而成。
第一吸附部件120c的第一离子交换纳米纤维可以为阳离子交换纳米纤维或阴离子交换纳米纤维，第二吸附部件120d的第二离子交换纳米纤维可以为用于交换与第一离子交换纳米纤维极性相反的离子的纳米纤维。即，当第一离子交换纳米纤维为阳离子交换纳米纤维时，第二离子交换纳米纤维为阴离子交换纳米纤维。
因此，第三实施例的吸附膜具有如下的优点，即，在第一吸附部件120c、第二吸附部件120d均可吸附在所穿过的气体中所包含的阳离子重金属及阴离子重金属。
参照图11，适用于本发明的气体过滤器的第四实施例的吸附膜的特征在于，包括：支撑部件110，具有多个第一气孔；第一吸附部件120，层叠于上述支撑部件110的上部面，形成有多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成；以及第二吸附部件130，层叠于上述第一吸附部件120的上部面，形成有多个第三气孔，由含有抗菌物质的纳米纤维堆积而成。
第四实施例的吸附膜可在第一吸附部件120的离子交换纳米纤维吸附离子性异物，并且可在含有第二吸附部件130的抗菌物质的纳米纤维呈现抗菌特性。
其中，优选地，将第二气孔及第三气孔的大小设计为小于第一气孔的大小。
并且，上述吸附膜也可对在第一气孔至第三气孔中大于气孔的大小的大小大的异物进行物理过滤，并使其吸附于内部。
其中，抗菌物质优选为银纳米物质。其中，银纳米物质为如硝酸银(AgNO3)、硫酸银(Ag2SO4)、氯化银(AgCl)等银(Ag，silver)金属盐。
在本发明中，将银纳米物质与纤维成型性高分子物质一同溶解于有机溶剂中来制备纺丝溶液，并且可利用上述纺丝溶液进行电纺丝来实现由含有抗菌物质的纳米纤维堆积而成的纳米纤维网结构的第二吸附部件130。
适用于本发明的气体过滤器的第五实施例的吸附膜还可包括纳米纤维网，在前述的本发明的多个实施例的吸附膜中，上述纳米纤维网形成有多个气孔，由包含附着有用于吸附异物的官能团的多巴胺的纳米纤维堆积而成。其中，优选地，含有多巴胺的纳米纤维网层叠于吸附部件。
例如，如图12所示，在吸附膜中，纳米纤维网150可介于第一吸附部件120a及第二吸附部件120b之间，上述纳米纤维网150形成有多个气孔，由包含附着有用于吸附异物的官能团的多巴胺的纳米纤维堆积而成。
其中，在第一吸附部件120a及第二吸附部件120b形成有多个气孔并由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成的吸附部件，纳米纤维网150为利用混合有多巴胺单体或共聚物、溶剂及高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝而成的纳米纤维网。
多巴胺(DOPAMINE，3，4-dihydroxyphenylalamine)具有苯环与-NH2及-OH相结合的结构。
附着在纳米纤维中所包含的多巴胺的官能团在形成含有多巴胺单体或共聚物的纳米纤维网后，可通过紫外线照射、等离子处理、酸处理及碱处理等后处理工序形成，最后，包含多巴胺的纳米纤维网形成为官能团附着于纳米纤维的状态。
其中，官能团作为如SO3H-的负电荷官能团或如NH4 +的正电荷官能团，可起到吸附重金属、细菌及病毒的功能，从而本发明的第五实施例的吸附膜可过滤所穿过的气体中所包含的重金属、细菌及病毒并使其吸附于吸附膜的内部。
图13为说明在适用于本发明的气体过滤器的吸附膜上进行银丝缝入的状态的示意性俯视图。
在本发明中，在包括支撑部件的多个实施例的吸附膜上进行银丝缝入，可通过缝入的银丝来实现具有抗菌特性的吸附膜。其中，银丝可在吸附膜的支撑部件及吸附部件中的一种或两种上缝入。
在此情况下，吸附膜的吸附部件与支撑部件相比具有相当低的强度，因此若在吸附部件缝入银丝，则可由被缝入的银丝导致吸附部件受损。
相反，支撑部件具有可接受银丝缝入的强度，如图13所示，在支撑部件110缝入银丝310。在此情况下，优选地，以格子图案缝入银丝310，但并非限定于此。
银丝为由银制成的线，在支撑部件110缝入的银丝可灭绝所穿过的气体中所包含的细菌，因此吸附膜具有强烈的抗菌特性。
另一方面，在本发明中，在前述的多个实施例的吸附膜的吸附部件的纳米纤维可涂敷有如甘油等油。
吸附部件为由离子交换纳米纤维堆积的网形状，因此为了活化在离子交换纳米纤维的表面存在的离子交换官能团的吸附，在纳米纤维涂敷油以使离子性异物吸附于油，从而吸附于离子交换官能团。
以上，通过例举特定的优选实施例来示出并说明了本发明，但是本发明并不限定于上述实施例，在不超出本发明的主旨的范围内，本发明所属领域的普通技术人员可进行多种变更和修改。
产业上的可利用性
本发明可使气体的流通量最大化，并且防止吸附膜的变形或受损，提高吸附效率，从而可适用于可获得优秀的可靠性的气体过滤器。

Claims (10)

1.一种气体过滤器，其特征在于，
包括用于吸附气体中所包含的异物的吸附膜，
上述吸附膜为形成有多个突起的平板结构，以增加与每单位面积的气体相接触的面积，
上述吸附膜包括：
支撑部件，具有多个第一气孔，由无纺布形成，起到提高上述吸附膜的处理性及维持强度的功能；以及
第一吸附部件，以比上述支撑部件薄的厚度层叠于上述支撑部件，形成有大小小于上述多个第一气孔的多个第二气孔，由用于吸附异物的离子交换纳米纤维堆积而成，
上述第一吸附部件由通过离子交换溶液的电纺丝来获得的离子交换纳米纤维堆积而成，上述离子交换溶液由能够进行电纺丝的高分子、溶剂和离子交换官能团通过合成工序合成，
上述气体过滤器还包括强度加强部件，上述强度加强部件固定于上述吸附膜的一面或两面，设有使上述气体穿过的通道，
上述强度加强部件以与形成于上述吸附膜的上述多个突起相对应的方式呈与上述吸附膜相同的形状，由能够进行成型的塑料材料形成。
2.根据权利要求1所述的气体过滤器，其特征在于，上述离子交换纳米纤维为阳离子交换纳米纤维或阴离子交换纳米纤维。
3.根据权利要求1所述的气体过滤器，其特征在于，
上述离子交换纳米纤维为阳离子交换纳米纤维或阴离子交换纳米纤维，
还包括第三吸附部件，上述第三吸附部件层叠于上述第一吸附部件，形成有多个第三气孔，由用于交换与上述离子交换纳米纤维极性相反的离子的离子交换纳米纤维堆积而成。
4.根据权利要求1所述的气体过滤器，其特征在于，还包括纳米纤维网，上述纳米纤维网层叠于上述第一吸附部件，形成有多个气孔，由包含附着有用于吸附异物的官能团的多巴胺的纳米纤维堆积而成。
5.根据权利要求1所述的气体过滤器，其特征在于，还包括在上述支撑部件及第一吸附部件中的一种或两种上缝入的银丝。
6.根据权利要求1所述的气体过滤器，其特征在于，在上述离子交换纳米纤维涂敷有油。
7.根据权利要求1所述的气体过滤器，其特征在于，还包括第二吸附部件，上述第二吸附部件层叠于上述第一吸附部件，形成有多个第三气孔，由含有抗菌物质的纳米纤维堆积而成。
8.根据权利要求7所述的气体过滤器，其特征在于，上述第二气孔及第三气孔的大小小于第一气孔的大小。
9.根据权利要求7所述的气体过滤器，其特征在于，上述抗菌物质为银纳米物质。
10.根据权利要求9所述的气体过滤器，其特征在于，上述第二吸附部件由利用纺丝溶液进行电纺丝而成的纳米纤维网形成，上述纺丝溶液通过将上述银纳米物质与纤维成型性高分子物质一同溶解于有机溶剂中来制备而成。
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