CN107921337B - 便携式净水袋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供便携式净水袋。本发明的一实施例的便携式净水袋包括：袋式本体，包括被处理水流入的流入部及用于排出由上述被处理水过滤而成的饮用水的排出部；以及袋式过滤介质，设置于上述本体的内部，包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层，用于收容及过滤向上述本体内部流入的被处理水。据此，仅通过自重或用手对被处理水轻轻地施加压力来以显著优秀的效率过滤被处理水中所包含的细菌、有害细菌等异物，而无需设置用于过滤被处理水的额外的加压单元，同时可在短时间内获得大流量的饮用水。并且，本发明的一实施例的包含由纳米纤维形成的过滤介质的净水袋因机械强度、耐化学性优秀，亲水性高，从而可获得更多量的饮用水。进而，因呈袋状而在携带时厚度很薄且重量轻，因而便携性非常好。

Description

便携式净水袋
技术领域
本发明涉及便携式净水袋，更详细地，涉及无需额外的用于过滤被处理水的加压单元，并且仅利用自重的对被处理水中的细菌、有害细菌等异物的过滤效率优异的同时透水性显著优秀，从而可在短时间内获得大流量的饮用水，因呈袋状而便携性非常优秀的便携式净水袋。
背景技术
净水器是指通过过滤水中所包含的各种异物来过滤水的装置，近年来，随着人口增加和环境污染问题，在全球范围内出现了饮用水缺乏的现象，从而对获得优质的水的净水技术的关注日益增加。尤其，在非洲或东南亚等第三世界国家，因严重缺乏饮用水而破坏人类生活，周边河流或水库的污水不经过净化过程就被用作饮用水或生活用水。并且，在发达国家，随着对健康的关注日益增加，净水器不仅在普通家庭，而且在餐厅等均成为了必需品。
另一方面，便携式水瓶为用于携带一定量的水的容器。由于便携式水瓶没有场所限制地容易储存水，从而被广泛使用。随着工业化的发展，环境污染日益严重，水质污染成为了社会问题。因此，为了储存并引用干净的水，对水瓶的关注日益增加。
并且，近年来，随着钓鱼和登山的户外休闲活动人口的增加，在户外对净化的饮用水的需求显著增加，已超过了简单储存干净的水的水瓶的功能。
进而，当军队的户外作战或偏远地区探险时，获得优质的饮用水是非常重要的，因体积或重量而预先携带净化的水的量存在局限性，由于环境污染的加深、细菌等各种有害细菌的繁殖，可在户外得到的水不能用作饮用水的情况多，因此将其直接用作饮用水存在局限性。
近年来，根据如上所述的需要开发了各种便携式净化装置，但上述便携式净化装置包括需要额外的能量源的用于过滤被处理水的额外的加压单元，因此便携性显著降低并且在净水过程中产生费用。
因此，迫切需要开发通过可在户外获得的水来在短时间内容易净化大量的饮用水并无需额外的能量的加压单元，并且便携性优异的便携式净水装置。
发明内容
技术问题
鉴于如上所述的问题而提出本发明，本发明的目的在于，提供便携式净水袋，上述便携式净水袋无需额外的用于过滤被处理水的加压单元，并且仅利用自重的对被处理水中的细菌、有害细菌等异物的过滤效率优异的同时透水性显著优秀，从而可在短时间内获得大流量的饮用水，因呈袋状而便携性非常优秀。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供的便携式净水袋包括：袋式本体，包括被处理水流入的流入部及用于排出由上述被处理水过滤而成的饮用水的排出部；以及袋式过滤介质，设置于上述本体的内部，包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层，用于收容及过滤向上述本体内部流入的被处理水。
并且，上述袋式过滤介质的外部面中的至少一个开放的末端部的外部面可固定于本体的内部面。
并且，上述袋式过滤介质还可包括支撑层，上述支撑层通过至少一部分在包含纳米纤维的纤维网层的一面或两面熔融并热熔敷而成。
并且，上述袋式过滤介质还可包括支撑层，在上述支撑层的两面设置有纤维网层，上述支撑层的至少一部分熔融并与上述纤维网层进行热熔敷。
并且，上述支撑层可包括无纺布、编织物及纺织物中的一种以上。
并且，上述无纺布、编织物及纺织物中的一种以上可包括聚烯烃类低熔点复合纤维或聚酯类低熔点复合纤维。
并且，在与上述支撑层相接触的纤维网层的一个区域中可包括熔敷部，上述熔敷部通过上述支撑层的至少一部分在熔融后渗透到包含于上述纤维网层的一个区域中的气孔中而形成，以纤维网层的厚度方向为基准，上述熔敷部的平均高度可以为纤维网层厚度的1/50以上。
并且，以上述纤维网层的厚度方向为基准，上述熔敷部的平均高度可以为纤维网层厚度的1/50～1/25。
并且，上述过滤介质的截面厚度可以为10～300μm。
并且，上述纤维网层厚度可以为5～20μm，克重可以为1～10g/m2。
并且，上述纤维网层的气孔度可以为70～90％，平均孔径可以为0.2～0.5μm。
并且，上述纳米纤维的直径可以为0.3～0.7μm。
并且，上述纳米纤维可包含纤维形成成分及非离子型乳化剂，上述纤维形成成分包含聚丙烯腈(PAN)及聚偏二氟乙烯(PVDF)，上述非离子型乳化剂用于改善上述纤维形成成分的混溶性及制丝性。
并且，上述便携式净水袋还可包括碳过滤部，上述碳过滤部包括多孔性碳填充剂及封装材料，上述多孔性碳填充剂用于去除通过过滤介质过滤的饮用水的臭味及吸附异物，上述封装材料用于封装上述多孔性碳填充剂。
并且，上述便携式净水袋还可包括内置碳过滤部或外置碳过滤部，上述内置碳过滤部设置于本体内部及排出部的内部中的至少一处，上述外置碳过滤部通过连接部件与上述排出部相连接来设置于本体外部。
并且，设置于上述本体外部的上述碳过滤部还可包括用于排出经再次过滤的饮用水的排出部。
并且，本发明还可包括饮用管，与上述排出部的一侧相结合，以便能够吸入通过上述过滤介质过滤的饮用水。
并且，本发明还可包括碳过滤部，上述碳过滤部设置于上述饮用管的一端及另一端之间，包括多孔性碳填充剂及封装材料，上述多孔性碳填充剂用于去除通过上述饮用管吸入的饮用水的臭味及吸附异物，上述封装材料用于封装上述多孔性碳填充剂。
并且，上述流入部能够以本体一侧的至少一部分开放的方式形成。
本发明的再一方面提供便携式净水袋。上述便携式净水袋包括：袋式本体，一侧的至少一部分开放，使得被处理水流入，上述袋式本体包括第一区域及第二区域，上述第一区域用于收容被处理水，上述第二区域包括用于收容由上述被处理水过滤而成的饮用水并排出由上述被处理水过滤而成的饮用水的排出部；以及袋式过滤介质，设置于上述本体的内部，用于划分上述第一区域及第二区域，包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层。
本发明的另一方面提供便携式净水组件。上述便携式净水组件包括：本发明的便携式净水袋、饮用管；以及饮料储存容器，包括容器及盖，上述容器用于在内部设置上述便携式净水袋及饮用管。
并且，上述饮用管的一端及另一端之间还可包括碳过滤部。
并且，本发明还可包括碳过滤部，上述碳过滤部的一端与上述便携式净水袋相结合，上述碳过滤部的另一端与上述饮用管相结合。
发明的效果
根据本发明，仅通过自重或用手对被处理水轻轻地施加压力来以显著优秀的效率过滤被处理水中所包含的细菌、有害细菌等异物，而无需设置用于过滤被处理水的额外的加压单元，同时可在短时间内获得大流量的饮用水。并且，本发明的一实施例的包含由纳米纤维形成的过滤介质的净水袋因机械强度、耐化学性优秀，亲水性高，从而可获得更多量的饮用水。进而，因呈袋状而在携带时厚度很薄且重量轻，因而便携性非常好。
附图说明
图1为本发明的一实施例的便携式净水袋的立体图。
图2a至图2c为本发明的一实施例中所包含的袋式过滤介质的立体图及放大截面图，图2a为示出在支撑层的一面形成纤维网层，上述纤维网层设置于袋的内部的情况的图，图2b为示出在纤维网层的两面形成支撑层的情况的图，图2c为在支撑层的两面形成纤维网层的情况的图。
图3为本发明的一实施例中所包含的袋式过滤介质的纤维网层的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图4为可通过连续工艺制备本发明的一实施例中所包含的过滤介质的电子纺丝装置的示意图。
图5a至图5c为示出本发明的一实施例中所包含的碳过滤部的图，图5a为示出碳过滤部设置于本体内部以使碳过滤部与过滤介质的外部接触的图，图5b为示出碳过滤部设置于过滤介质的下方的本体内部的图，图5c为示出碳过滤部设置在设置于本体的排出部内部的图。
图6为本发明的一实施例的净水袋的立体图。
图7为本发明的一实施例的饮用管的立体图。
图8为本发明的一实施例中所包含的碳过滤部的截面图。
图9为本发明的一实施例的碳过滤部的照片。
而且，图10为本发明的一实施例的便携式净水袋的照片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明，使得本发明所属领域普通技术人员容易实施。本发明能够以多种不同的形态体现，但不限定于所说明的实施例。为了在附图中明确说明本发明而省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对于相同或类似的结构要素赋予了相同的附图标记。
如图1及图9所示，本发明的一实施例的便携式净水袋100包括袋式本体110及设置于上述本体110内部的过滤介质120。上述袋式本体110的一侧完全开放，包括被处理水流入的流入部130及用于排出由被处理水过滤而成的饮用水的排出部140。并且，上述过滤介质120为除了一侧以外的所有侧面被接合的袋状，以使从上述流入部130流入的被处理水收容，在本体110的内部可设置过滤介质120，以使开放的过滤介质120的一侧与上述本体的流入部130相通。
首先，详细说明袋式本体110。
在公知的储水容器的材质的情况下，可无限制地使用上述袋式本体110，优选地，考虑到便携性，在由轻质且可容易折叠的材质的同时向饮用水不排放环境激素等有害物质的材质的情况下，可无限制地使用上述袋式本体110。作为与此有关的例，上述本体可以由选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、尼龙组成的组中的一种以上材质形成。
本发明的一实施例的上述本体110的一端面的厚度可以为100～500μm，内部体积可以为500～5000cm3，但不限定于此，根据目的可变得更小或更大。并且，只要可以制造为袋状，上述本体的形状可以为任何形状。上述本体110被挤压为所需的袋状或被挤压为片状后，除了流入部130将被定位的一侧以外，通过以热、压力和/或粘合剂密封开放的边缘的方法制造而成，但不限定于此。
并且，本发明的一实施例的上述本体110包括被处理水流入的流入部130。上述流入部130可无限制地使用在公知的便携式净水装置设置的流入部的结构，本发明不限定于此，然而，优选地，为了增加通过本体的折叠性、轻量性等的便携性，本体110一侧的至少一部分可开放而成，更优选地，一侧可完全开放而成。(参照图1)。
并且，如图1所示，本体110一侧的至少一部分开放而成的流入部可包括如插入结合式塑料部件等粘连部件131，上述粘连部件131用于隔离本体内部和外部，以便在被处理水流入本体内部后，在过滤过程中防止向本体外部泄漏并且防止异物进入本体内部。
并且，本发明的一实施例的上述本体110包括用于排出由被处理水过滤而成的饮用水的排出部140。在可设置于普通的便携式净水装置或便携式水瓶等的排出部结构的情况下，可无限制地使用上述排出部140，本发明不特别限定于此。但是，如图1所示，优选地，上述排出部140可包含开闭部件，上述开闭部件将在本体内部的一端面储存的饮用水向外部排出，在没有杯子等容器的情况下，上述开闭部件能够以突出的方式形成，以便可容易饮用饮用水。
并且，本发明的一实施例的上述本体110可包括挂部件(未图示)或挂钩用开口部150，上述挂部件受到在后述的过滤介质120收容的被处理水的自重的影响，在过滤过程中，将便携式净水袋在移动时固定于携带包或可容易固定于树木、建筑物的墙壁等固定物，上述挂钩用开口部150如图1或图9所示。
接着，对设置于上述本体110的内部的过滤介质120进行说明。
如图2a至图2c所示，上述过滤介质120呈一末端开放的袋状，具体的形状没有限制，但优选地，可以与上述本体110的袋状相同。例如，为了增加本体内部的收容空间，在具有本体的两侧面向本体的内部弯曲的结构的情况下，与本体的形状相同地，过滤介质也可具有未开口的相对的两侧面向内部弯曲的结构，因此随着有效过滤面积的增加，可确保更多的流量。
参照图1，上述袋式过滤介质120的外部面中的至少一个开放的末端部的外部面A1可固定于本体的内部面，或者开放的一末端部的外部面A1及两侧的外部面A2、A3均可固定于本体的内部面。将上述过滤介质120固定在本体110的内部的方法可以包括通过不溶性粘合剂或热和/或压力来对所需固定的过滤介质120的外部面和本体110的内部面进行熔敷，但不限定于此。
如图2a所示，上述袋式过滤介质120可包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层120a，还可包括形成于上述纤维网层的一面的支撑层120b，或者如图2b所示，上述袋式过滤介质120可包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层121a，还可包括形成于上述纤维网层的两面的支撑层121b、121b'。或者如图2c所以，过滤介质120还可包括支撑层122b，并且可以为在上述支撑层122b的两面设置有纤维网层122a、122a'的结构。并且，如图2a所示，当支撑层以单层设置在纤维网层的一面时，纤维网层120a与被处理水直接接触，支撑层120b可设置于本体内部以与饮用水接触，随着纤维网层在储存被处理水的区域暴露可容易地进行清洗，并且使用人员可清洗并再使用便携式净水袋。
如图2a及图3所示，上述纤维网层120a、121a、122a、122a'具有纳米纤维形成三维网状结构的结构。参照图3，纳米纤维垂直层叠于纺丝面，由于纺丝溶液中所包含的残留溶剂在纺丝过程中的未蒸发到空气中，因此可在被层叠的纳米纤维中的与纤维表面之间接触的部分发生熔敷A来形成三维网状结构，通过后述的制造方法的一次压延，可进一步加深上述结构。当提供具有三维网状结构的纤维网层作为过滤介质时，与包括其他形状或其他种类的如包括中空纤维膜等的分离膜相比，在不使用额外的加压单元或能量源的情况下，仅通过自重进行过滤，由于透水性优秀，因此可确保更多的流量。
并且，本发明的一实施例所包含的上述纤维网层120a、121a、122a、122a'的厚度可以为0.5～100μm，气孔度可以为40～90％，平均孔径可以为0.1～0.5μm。若平均孔径大于0.5μm，则无法过滤细菌或有害细菌，若平均孔径小于0.1μm，则难以仅由自重获得所需水平的流量。并且，上述纤维网层120a、121a、122a、122a'的克重可以为0.5～50g/m2，但不限定于此，并且鉴于透水性及过滤效率，可适当地进行变更。并且，形成上述纤维网层的纳米纤维的直径可以为0.05～2μm，纵横比可以为1000～100000，但不限定于此。
并且，上述纤维网层120a、121a、122a、122a'还能够以一层以上形成于过滤介质，此时，各纤维网层的气孔度、孔径、克重和/或厚度等可以不同。
并且，形成上述纤维网层120a、121a、122a、122a'的纳米纤维可以由纤维形成，并且在作为适用于常规的纳米纤维的制造方法的纤维形成成分的情况下可没有限制地使用，本发明不特别限定于此。作为与此有关的非限制性例，上述纤维形成成分包括聚偏二氟乙烯、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、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。
但是，本发明的一实施例中所包含的纳米纤维可包含聚丙烯腈及聚偏二氟乙烯作为上述纤维形成成分，并且还可包含用于改善上述纤维形成成分的混溶性及制丝性的非离子型乳化剂。由于材质的性质，上述聚偏二氟乙烯可确保纳米纤维的机械强度、耐化学性，上述聚丙烯腈具有高亲水性，因此可防止因上述聚偏二氟乙烯引起的纳米纤维的疏水性，并且改善纳米纤维的亲水性，因此当水处理分离膜具有纳米纤维时可表达改善的透水性。
可以从公知的材料中选择上述聚偏二氟乙烯并且在本发明中对此不进行特别限制。上述聚偏二氟乙烯的重量平均分子量可以为10000～1000000，优选地，可以为20000～800000。
并且，上述聚丙烯腈可选自由丙烯腈和共聚单体聚合而成的公知的聚合物，本发明中它们的共聚物内的摩尔百分比、共聚单体的种类等没有特别的限制。作为与上述共聚单体有关的非限制性例，可使用选自由丙烯酸甲酯(Methylacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(Methylmethacrlyate)、乙酸乙烯酯(Vinylacetate)、衣康酸(Itaconic acid)、丙烯酸(Acrylic acid)及甲基丙烯酸(Methacrylic acid)等组成的组中的一种以上。并且，作为与上述丙烯腈和共聚单体含量有关的非限制性例，重量比可以为60～99.9：40～0.01。并且，为了在纳米纤维中表达改善的亲水性和/或柔韧性，上述聚丙烯腈可在上述乙烯(ethylene)骨架和侧链包括烷氧羰基(alkoxycarbonyl)或链烷酰氧基(alkanoyloxy)。
上述聚丙烯腈的重量平均分子量可以为3000～500000，优选地，可以为5000～100000。若重量平均分子量小于3000，则在纳米纤维中难以表达所需程度的亲水性，若重量平均分子量大于500000，则存在纺丝性显著降低的问题。
在上述聚偏二氟乙烯及聚丙烯腈中，相对于100重量份的聚偏二氟乙烯，可在纤维形成成分中包含5～20重量份的聚丙烯腈。若包含小于5重量份的聚丙烯腈，则当纳米纤维无法表达所需水平的亲水性来制造为分离膜时，分离膜的透水性显著降低，若包含大于20重量份的聚丙烯腈，则随着亲水性的提高分离膜的透水性增加，但是纳米纤维的机械强度、耐化学性显著降低，并且制丝性降低，从而可在批量生产中出现问题。
并且，上述非离子型乳化剂起到提高上述纤维形成成分的混溶性及制丝性，同时进一步提高纳米纤维的亲水性的作用。尽管作为上述纤维形成成分的偏二氟乙烯及聚丙烯腈全部溶解于特定的溶剂，但由于两种成分的性质不同，无法均匀地混合在溶解液中，即使通过搅拌等方法进行混合，也只是暂时混合，随着时间的流逝，溶解液中容易发生两种成分的分离，在使用这种溶液作为纺丝溶液的情况下，电纺丝纳米纤维处于两种成分未混合的状态，具体地，纳米纤维可以为重复如下的结构的纳米纤维，即，其中，基于一种成分，稀疏地布置其他组分，或者一个成分连续之后另一个成分连续的结构，因此无法同时表达所需的亲水性和机械强度及耐化学性，聚丙烯腈集中的纳米纤维部分容易断裂，因此通过该方法制造的分离膜的耐久性也显著降低。因此，需要混溶性质不同的两种成分，以使两种成分均匀地分散在纳米纤维中，从而形成纤维，为此，非离子型乳化剂必需的。若不使用非离子型乳化剂而仅使用如阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂等其他性质，则纺丝性显著降低或不能实现纺丝。
在公知的非离子型乳化剂的情况下，可无限制地使用上述非离子型乳化剂，作为与此有关的非限制性例，可使用通过在如直链脂肪族烃等疏水性化合物中加成环氧乙烷来合成的乙氧基化合物(例如，烷基酚聚氧化乙烯缩合物)、具有多官能性羟基的化合物的酯化物或在上述酯化物中加成环氧乙烷的加成物、通过在脂肪酸中加成环氧乙烷而得到的加成物等。具体地，作为上述非离子型乳化剂，可并用山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯等多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基醚共聚物、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯硬化蓖麻油等醚型或酯型的表面活性剂、月桂酸二乙醇酰胺等脂肪酸烷醇酰胺等的一种以上。
并且，本发明的一实施例的纳米纤维中所包含的非离子型乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB，hydrophile-lipophile balance)可以为10～18，优选地，可以为12～19，更优选地，可以为13～17，更加优选地，可以为14～16。若亲水亲油平衡值小于10，则通过所需非离子型乳化剂的亲水性提高不明显，聚偏二氟乙烯及聚丙烯腈的混溶性显著降低，并且非离子型乳化剂可位于未混合的聚偏二氟乙烯侧。并且，若上述亲水亲油平衡值大于18，则聚偏二氟乙烯及聚丙烯腈的混溶性显著降低，并且存在非离子型乳化剂可位于混合的聚丙烯腈侧的问题。上述非离子型乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB，hydrophile-lipophile balance)可以为在包含一种非离子型乳化剂的情况下的上述成分的亲水亲油平衡值，也可以为鉴于在混合两种以上的非离子型乳化剂的情况下的上述多个成分的各自的含量和各自的亲水亲油平衡值来最终计算出的亲水亲油平衡值。
并且，在本发明的一实施例的纳米纤维中所包含的非离子型乳化剂中，相对于100重量份的纤维形成成分，可包含0.5～8重量份的非离子型乳化剂。若包含小于0.5重量份的非离子型乳化剂，则聚偏二氟乙烯及聚丙烯腈混溶性显著降低，从而在纺丝的纳米纤维的表面上微珠显著增加，若包含大于8重量份的非离子型乳化剂，则纤维的直径增加，从而存在难以实现所需的气孔大小的问题。另一方面，为了提高聚偏二氟乙烯及聚丙烯腈的混溶性，可进一步包括阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂和/或两性离子型乳化剂，但从纺丝性方面考虑，优选地，将含量进行最小化。
接着，上述支撑层120b、121b、121b'、122b通常只要起到分离膜的支撑体作用并无特别的限制，优选地，该形状可以为纺织物、编织物或无纺布。上述纺织物是指纺织物中所包含的纤维具有纵横的方向性，具体的结构可以为平纹、斜纹等，不特别限定经纱和纬纱的密度。并且，上述编织物可以为公知的编织物，也可以为纬编物、经编物等，并不限定于此。并且，上述无纺布可使用化学粘合无纺布、热粘合无纺布、气流成网无纺布等干式无纺布或湿式无纺布、弹力无纺布、针刺无纺布或熔喷等公知的无纺布，无纺布的孔径、气孔率、克重等可根据所需的透水性、过滤效率、机械强度变化，因此本发明不特别限定于此。
上述支撑层120b、121b、121b'、122b的材质不受限制。作为与此有关的非限制性例，优选地，可使用选自由聚酯、聚丙烯、尼龙及聚乙烯组成的组中的合成纤维；或者可使用包含纤维素类的天然纤维。然而，通过提高上述纤维网层120a、121a、122a、122a'的结合力，可防止在被处理水的过滤过程中的支撑层和纤维网层之间的分离，也可防止因使用额的粘合成分而导致的透水性降低等问题，并且为了可与上述本体110的内部表面热粘合，优选地，上述支撑层的材料为可进行热熔敷的公知的低熔点聚酯、低熔点聚乙烯等低熔点高分子化合物，更优选地，可以为以低熔点聚酯作为初始部分并以聚乙二醇对苯二甲酸酯作为核心部分的聚酯类低熔点复合纤维和/或以低熔点聚乙烯作为初始部分，以聚丙烯作为核心部分的聚烯烃类低熔点复合纤维。上述低熔点高分子化合物的熔点可以为60～180。
并且，上述支撑层120b、121b、121b'、122b的厚度可以为10～200μm，但不限定于此，鉴于上述纤维网层120a、121a、122a、122a'及上述支撑层120b、121b、121b'、122b的厚度，过滤介质的总厚度可以为10～300μm。
此时，与上述支撑层120b、121b、121b'、122b接触的纤维网层120a、121a、122a、122a'的一个区域可包括熔敷部，上述熔敷部形成于上述支撑层120b、121b、121b'、122b的至少一部分在熔融后渗透到上述纤维网层的一个区域中所包含的气孔中。
如图2a所示，当支撑层120b设置于上述纤维网层120a的一面时，上述熔敷部能够以上述纤维网层120a及支撑层120b接触的界面为基准向纤维网层120a方向形成。或者，如图2b所示，当支撑层121b、121b'设置于纤维网层121a的两面时，能够以各自的支撑层121b、121b'与纤维网层121a接触的各界面为基准向纤维网层方向形成，在此情况下，可在一个纤维网121a的内部形成两个熔敷部。或者，如图2c所示，当纤维网层122a、122a'设置于上述支撑层122b的两面时，熔敷部向与支撑层122b的两面接触的各自的纤维网层122a、122a'方向形成，从而可在各纤维网层122a、122a'形成一个熔敷部。在此情况下，无需额外的粘合剂也可附着支撑层122b及纤维网层122a、122a'，因此可预先防止在过滤水的过滤过程中因粘合剂溶解而产生的污染饮用水的问题。
另一方面，在纤维网层的垂直截面上，以厚度方向为基准的上述熔敷部的平均高度可以为上述纤维网层厚度的1/50以上。上述熔敷部的平均高度是指在纤维网层的垂直截面上以纤维网层与支撑层接触的一个界面为基准测定的熔敷部高度的平均，如图2b所示，当纤维网层具有两个熔敷部时，熔敷部的平均高度是指纤维网层121a与两个支撑层121b、121b'中的一支撑层之间的接触的界面为基准形成的任一熔敷部的平均高度。当上述熔敷部的平均高度小于上述纤维网层厚度的1/50时，上述支撑层及纤维网层的结合力减弱，并且随着上述支撑层及纤维网层分离，过滤效率可能降低。
并且，优选地，上述熔敷部的平均高度可以为上述纤维网层厚度的1/50～1/25。此时，在上述熔敷部的平均高度大于上述纤维网层厚度的1/25的情况下，通过过滤介质的水的背面透水率降低。
可通过公知的方法制造上述纤维网层及包含其的过滤介质，因此本发明对与此有关的制造方法，不进行特别限定。然而，本发明的一实施例的过滤介质120可以在额外制造纳米纤维后由其制造纤维网层，并且可通过不连续工艺来制造过滤介质120，或者可通过连续的从纳米纤维的制造工艺到过滤介质120的制造工艺来制造过滤介质120。
此时，在通过连续工艺制造过滤介质120的情况下，储存有如图4所示的纺丝溶液的溶液罐1与高压发生器(未图示)相连接的多个纺丝喷嘴11～14可通过包括以多列/多行排列的纺丝组件10的电子纺丝装置进行电纺丝。
另一方面，如图5a至图5c所示，本发明的一实施例的便携式净水袋还可包括碳过滤部160，上述碳过滤部160包括用于去除通过过滤介质120过滤的饮用水的臭味及吸附异物的多孔性碳填充剂161及用于封装上述多孔性碳填充剂161的封装材料162。
通过上述过滤介质120初次由被处理水过滤而成的饮用水中可包含未被上述过滤介质120过滤而通过的异物，或者可具有难以用作饮用水饮用的令人反感的味道，因此可通过上述碳过滤部160来解决这些问题。
上述碳过滤部160可通过便携式净水袋的本体内部、设置于本体的排出部的内部或连接部件与上述排出部相连接来设置于本体外部。
首先，当碳过滤部160设置于便携式净水袋的本体内部时，如图5a所示，上述碳过滤部160能够以将碳填充剂161装于规定空间内的方式被封装材料162封装，以使过滤介质120的外部面与碳填充剂161直接接触。或者如图5b所示，上述碳过滤部160'能够以过滤介质120的下端部与本体110所接触的外部面C被粘合的状态形成，被处理水A0由过滤介质120过滤的第一次过滤水A1通过碳过滤部160'被净化为饮用水A2。
并且，如图5c所示，上述碳过滤部160”可设置于本体的排出部140的内部，由过滤介质120过滤的第一次过滤水通过碳过滤部160”的同时成为饮用水。
在常规的多孔性碳素体的情况下，可无限制地使用上述碳过滤部160、160'、160"、1600中所包括的碳填充剂161、161'、161"、1610，优选地，可使用除臭及过滤能力优异的活性炭。并且，收容上述碳填充剂161、161'、161"、1610的封装材料162、162'、162"、1620防止碳填充剂泄漏，在具有对由过滤介质过滤的第一次过滤水的流入及碳填充剂过滤的过滤水的渗透不进行干预程度的孔径的多孔性部件的情况下，可无限制地使用，因此，本发明并不限定于此。
另一方面，如图6所示，本发明的一实施例的便携式净水组件可以为在包括容器及盖的饮料储存容器200内部内置有上述便携式净水袋100及饮用管180的形态。由此，可将从上述便携式净水袋100净化的饮用水储存在上述饮料储存容器200并饮用，或者将上述饮用管180直接与便携式净水袋100进行连接以饮用饮用水。
上述饮用管180可具有液体向内部通过的规定的长度。上述饮用管200的一端与上述排出部140相连接，并且用户可响应于饮用人员的吸入并从上述排出部140饮用液体。上述饮用管180可以由柔性材质制成。当饮用管180由柔性材料制成时，饮用管180的便携性得到提高。由此，当以与上述排出部140相连接的状态携带上述饮用管180时，不需要将上述便携式净水袋从如携带包等额外的收纳空间取出，仅取出上述饮用管180便可进行饮用。
上述便携式净水组件还可包括碳过滤部。如图7所示，上述碳过滤部可设置于饮用管180的一端及另一端之间。此时，从便携式净水袋100的排出部流入的液体通过上述碳过滤部161”被第二次过滤。由此，饮用人员可饮用进一步得到净化的液体。
或者，如图8所示，本发明的一实施例中所包括的碳过滤部可具有能够与便携式净水袋100本体110的排出部140相结合的结合部件，可包括储存本体1000，上述储存本体1000包括由过滤介质120过滤的第一次过滤水流入的第一次过滤水流入部1110及由碳过滤部1600过滤的第二次过滤水排出的排出部1200，上述碳过滤部1600可设置于上述储存本体1000内部。此时，上述饮用管180可与上述排出部1200相结合，使得饮用人员从上述碳过滤部1600直接饮用第二次过滤的液体。
并且，如图10所示，本发明的一实施例的便携式净水袋可从左侧开始依次包括储存容器200、可内置上述储存容器200的净水袋100、碳过滤部160及饮用管180。此时，碳过滤部160的一端与上述净水袋100的排出部140相结合，另一端与上述饮用管180的一端相连接，从而可第二次过滤从上述排出部140排出的液体。此时，上述碳过滤部160和上述排出部140或上述饮用管180可通过强行扣入相结合，但不限定于此，并且在过滤的液体不泄漏的情况下，可通过多种方式结合。
下面，对优选实施例(example)进行说明以便理解本发明。但是，下述实施例仅是为了帮助理解本发明的目的，本发明不限定于下述实施例。
实施例1
首先，为了制备纺丝溶液，混合100重量份的作为纤维形成成分的聚偏二氟乙烯(阿科玛(Arkema)公司，Kynar761)、10重量份的聚丙烯腈(N-PAN，多纶(Dolan)公司，Mw：85000)，使用磁棒将12g的上述纤维形成成分在80的温度下溶解于88g的二甲基乙酰胺中6小时并制备了混合溶液。之后，将上述混合溶液冷却至常温，并向100重量份的上述纤维形成成分中加入3重量份的非离子型乳化剂(大精化金，Tween80，亲水亲油平衡值：15)来制备了纺丝溶液。将上述纺丝溶液投入到电子纺丝装置的溶液罐中，以15μl/min/孔的速度进行了排出。此时，纺丝区间的温度为28，湿度保持在40％，收集器与纺丝喷嘴之间的距离为18cm，作为上述收集器上部的支撑层，形成熔点为125的聚乙烯为初始部分，并且熔点为155的聚丙烯为核心部分的低熔点复合纤维，设置厚度为190μm、克重为40g/m2的无纺布(南阳无纺布，CCP40)后，使用高压发生器将40kV电压施加到纺丝喷嘴组件(Spin Nozzle Pack)上，并向每个纺丝喷嘴组件施加0.03Mpa的空气压力，从而制备形成于无纺布的一面，并以聚丙烯腈及聚偏二氟乙烯纳米纤维制备的纤度为0.4μm，气孔度为87％，孔径为0.4μm，克重为6g/m2及厚度为10μm的纤维网。接着，为了对残留于上述纤维网的溶剂、水分进行干燥，以160的温度进行热处理后，在上述无纺布及纳米网施加185的温度及1kgf/cm2的压力以实施压延工艺，从而制备无纺布及纳米网贴合的过滤介质。
实施例2～5
以与上述实施例1相同的方式，利用纳米网及无纺布的克重、厚度、密度等如下列表1的无纺布来制造过滤介质。
比较例1～2
以与上述实施例1相同的方式，利用纳米网及无纺布的克重、厚度、密度等如下列表1的无纺布来制造过滤介质。
实验例-过滤效率
通过大肠杆菌(2百万基准)试验来测定过滤效率。
表1
Figure BDA0001579040340000161
可以看出，本发明的实施例1～4的水处理过滤器呈现出优秀的过滤效率及背面透水率。
以上对本发明的一实施例进行了说明，但本发明的主旨并非限定于此，本发明所属领域的技术人员可在相同的主旨的范围内，通过附加、变更、删除、添加等来提出另一实施例，但这也在本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种便携式净水袋，其特征在于，包括：
袋式本体，包括被处理水流入的流入部及用于排出由上述被处理水过滤而成的饮用水的排出部；以及
袋式过滤介质，设置于上述本体的内部，包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层，用于收容及过滤向上述本体内部流入的被处理水，
其中，每个上述纳米纤维包含纤维形成成分及非离子型乳化剂，上述纤维形成成分包含聚丙烯腈及聚偏二氟乙烯，上述非离子型乳化剂用于改善聚丙烯腈及聚偏二氟乙烯的混溶性及制丝性并且具有为10至18的亲水亲油平衡值，以及
其中，相对于100重量份的纤维形成成分，上述纳米纤维包含0.5～8重量份的乳化剂。
2.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，上述袋式过滤介质的外部面中的至少一个开放的末端部的外部面固定于本体的内部面。
3.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，
上述袋式过滤介质还包括支撑层，
上述支撑层配置于纤维网层的一面或两面，或者上述纤维网层配置于上述支撑层的两面，
上述支撑层的至少一部分熔融并与上述纤维网层热熔敷。
4.根据权利要求3所述的便携式净水袋，其特征在于，上述支撑层包括无纺布、编织物及纺织物中的一种以上，上述无纺布、编织物及纺织物中的一种以上包括聚烯烃类低熔点复合纤维或聚酯类低熔点复合纤维。
5.根据权利要求3所述的便携式净水袋，其特征在于，
在与上述支撑层相接触的纤维网层的一个区域中包括熔敷部，上述熔敷部通过上述支撑层的至少一部分在熔融后渗透到包含于上述纤维网层的一个区域中的气孔中而形成，
以纤维网层的厚度方向为基准，上述熔敷部的平均高度为纤维网层厚度的1/50以上。
6.根据权利要求5所述的便携式净水袋，其特征在于，以上述纤维网层的厚度方向为基准，上述熔敷部的平均高度为纤维网层的厚度的1/50～1/25。
7.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，上述过滤介质的截面厚度为10～300μm。
8.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，上述纤维网层厚度为5～20μm，克重为1～10g/m2，上述纤维网层的气孔度为70～90％，平均孔径为0.2～0.5μm。
9.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，上述纳米纤维的直径为0.3～0.7μm。
10.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，上述便携式净水袋还包括碳过滤部，上述碳过滤部包括用于去除通过过滤介质过滤的饮用水的臭味及吸附异物的多孔性碳填充剂及用于封装上述多孔性碳填充剂的封装材料。
11.根据权利要求10所述的便携式净水袋，其特征在于，上述便携式净水袋还包括内置碳过滤部或外置碳过滤部，上述内置碳过滤部设置于本体内部及排出部的内部中的至少一处，上述外置碳过滤部通过连接部件与上述排出部相连接来设置于本体外部。
12.根据权利要求11所述的便携式净水袋，其特征在于，设置于上述本体外部的上述碳过滤部还包括用于排出经再次过滤的饮用水的排出部。
13.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，还包括饮用管，与上述排出部的一侧相结合，以便能够吸入通过上述过滤介质过滤的饮用水。
14.根据权利要求13所述的便携式净水袋，其特征在于，还包括碳过滤部，上述碳过滤部设置于上述饮用管的一端及另一端之间，包括多孔性碳填充剂及封装材料，上述多孔性碳填充剂用于去除通过上述饮用管吸入的饮用水的臭味及吸附异物，上述封装材料用于封装上述多孔性碳填充剂。
15.根据权利要求1所述的便携式净水袋，其特征在于，上述流入部以本体一侧的至少一部分开放的方式形成。
16.一种便携式净水袋，其特征在于，包括：
袋式本体，一侧的至少一部分开放，使得被处理水流入，上述袋式本体包括第一区域及第二区域，上述第一区域用于收容被处理水，上述第二区域包括用于收容由上述被处理水过滤而成的饮用水并排出由上述被处理水过滤而成的饮用水的排出部；以及
袋式过滤介质，设置于上述本体的内部，用于划分上述第一区域及第二区域，包括由纳米纤维形成的三维网状结构的纤维网层，
其中，每个上述纳米纤维包含纤维形成成分及非离子型乳化剂，上述纤维形成成分包含聚丙烯腈及聚偏二氟乙烯，上述非离子型乳化剂用于改善聚丙烯腈及聚偏二氟乙烯的混溶性及制丝性并且具有为10至18的亲水亲油平衡值，以及
其中，相对于100重量份的纤维形成成分，上述纳米纤维包含0.5～8重量份的乳化剂。
17.一种便携式净水组件，其特征在于，包括：
权利要求1或16所述的便携式净水袋；
饮用管；以及
饮料储存容器，包括容器及盖，上述容器用于在内部设置上述便携式净水袋及饮用管。
18.根据权利要求17所述的便携式净水组件，其特征在于，在上述饮用管的一端及另一端之间还包括碳过滤部。
19.根据权利要求17所述的便携式净水组件，其特征在于，还包括碳过滤部，上述碳过滤部的一端与上述便携式净水袋相结合，上述碳过滤部的另一端与上述饮用管相结合。
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