CN111187029A - 具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，包含：将多个无机纤维薄片堆叠成为一无机纤维基材；将该无机纤维基材，经喷涂、涂布或含浸无机溶胶处理；将该无机纤维基材予以加工成型为平整状或波浪状的无机纤维片材，然后对该无机纤维片材进行干燥处理；将完成干燥处理后的无机纤维片材，在200～700℃的温度下烘烤2～6小时，以除去该无机纤维片材中的杂质及有机物。藉此，本发明可具有优良的亲水性，无需耗费大量能源将水雾化即能提供高液气比，并可于制程中去除细菌等有机物，以制成全无机无菌的片材，从而可具有良好的耐水性并大幅提高产品使用寿命。

Description

具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法
技术领域
本发明是关于一种亲水性无机片材，特别是关于一种具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法。
背景技术
在许多产业如半导体业中，其对于各种(例如于制程中所产生的)气状分子污染物(Airborne Molecular Contamination，AMC)通常皆有较高的去除需求，对此，现有或已知的AMC去除或处理方式中，其中之一是采用化学滤网，但化学滤网具有成本较高且使用寿命较短的问题；另外，也有利用水雾喷头产生水雾化的方式来处理，然此种方式对于具有高AMC去除需求的公司而言，为了提高液气比，就需要用到较大的水泵，如此一来，就会造成难以忽视的耗能问题，此外，此种水雾喷头亦需定期保养，以避免阻塞。
此外，业界也有采用非雾化的水洗设备来去除AMC，此种设备通常是使用由有机材或纸质所制成的水帘片来作为淋水板，但是，此种水帘片的耐水性不佳，在一段时间的淋水使用后，即容易造成释气(outgassing)及滋生细菌等问题，降低了产品的寿命(约仅有1～2年)，因此，如何针对上述问题加以改进，即为本案创作人欲解决的技术困难点所在。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明的目的在于发展一种具有良好亲水性与耐水性的无机片材的制造方法。
为达成以上的目的，本发明是提供一种具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，包含：无机纤维基材堆叠步骤，是将多个无机纤维薄片堆叠成为一无机纤维基材；无机纤维上浆步骤，是将该无机纤维基材，经喷涂、涂布或含浸无机溶胶处理，使该无机纤维基材完全湿润并软化；成型及干燥步骤，是将完成无机纤维上浆步骤之后的无机纤维基材予以加工成型为平整状或波浪状的无机纤维片材，然后对该无机纤维片材进行干燥处理，以去除该无机纤维片材中的水分，进而使该无机纤维片材固化定型；高温处理步骤，是将完成成型及干燥步骤后的无机纤维片材，在200～700℃的温度下烘烤2～6小时，以除去该无机纤维片材中的杂质及有机物。
其中，该无机纤维薄片中的纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维或上述的组合。
其中，该无机纤维薄片的厚度为0.1～1mm，且该无机纤维薄片中的纤维的平均直径是介于1～50μm，又该堆叠后的无机纤维基材的厚度为0.3～1.5mm。
其中，该无机溶胶为二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、氧化铝溶胶、磷酸盐溶胶、水玻璃、硅酸胶或上述的组合。
其中，该无机溶胶的浓度为5～20wt％。
其中，在高温处理步骤中，进行烘烤之前，先对该无机纤维片材进行裁切作业。
藉此，本发明的无机片材具有优良的亲水性，无需耗费大量能源将水雾化即能提供高液气比，从而能有效地去除AMC等污染物；又通过高温处理程序，而可于制程中去除细菌等有机物，以制成全无机无菌的片材，从而可具有良好的耐水性并大幅提高产品使用寿命。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1本发明的一实施例的步骤流程方块示意图。
具体实施方式
在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。
请参阅图1所示，本发明是提供一种具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其步骤包含：
无机纤维基材堆叠步骤S1：是将多个无机纤维薄片堆叠成为一无机纤维基材，其中，该无机纤维薄片中的纤维可以是玻璃纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维或上述的组合，该无机纤维薄片的厚度是控制在0.1～1mm，且该无机纤维薄片中的纤维的平均直径是介于1～50μm，又该堆叠后的无机纤维基材的厚度是控制在0.3～1.5mm(因实际上每一片无机纤维薄片的厚度不一定是相同的，而本发明并不限定只能堆叠具有相同厚度的无机纤维薄片)，在此，该无机纤维基材的厚度须适当地设计，若太薄，则成型后的成品其强度不足，不仅容易损坏，且吸水量也较少而会导致加湿功能减弱，反之，若太厚，则成品在弯折处容易出现断裂或者使上、下纤维层变形，因而，本发明在经过多次实验后，方能找出如上面所限定的该无机纤维基材的最佳厚度范围。
此外，可以一提的是，本发明通过将多个无机纤维薄片堆叠起来以形成该无机纤维基材，而非仅使用单一个无机纤维薄片，如此可增加该无机纤维基材的网状结构，从而提升成品的吸水量。
无机纤维上浆步骤S2：是将该无机纤维基材，经喷涂、涂布或含浸无机溶胶处理。
其中，该无机溶胶可为二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、氧化铝溶胶、磷酸盐溶胶、水玻璃、硅酸胶或上述的组合，该无机溶胶的浓度可为5～20wt％(其余成分为水)，以在无机纤维基材的纤维孔隙与固化定型效果等考虑因素之间取得较佳的平衡。
此外，在进行此一步骤时，应令该无机纤维基材的纤维被无机溶胶完全湿润，以使纤维软化，如此可有利于后续的成型，并利于在后续的干燥过程中确保每层纤维都被无机黏着剂(即无机溶胶)固定，具体而言，此步骤中使纤维接触溶胶而达完全湿润软化所需的时间约在1～300秒，其实际所需时间以前述能够满足使纤维完全湿润的需求为准，其中，可以一提的是，在无机纤维薄片的制造过程中，为了使纤维不松散，有时会在作为原料的纤维表面沾有有机黏着剂(该有机黏着剂的含量通常不会超过原料总重量的20wt％)，这样一来，会使该无机纤维表面形成疏水性质，对此，可以适度增加无机黏着剂与无机纤维的接触(湿润)时间，以确保无机溶胶可充分地浸润于无机纤维的表面，当然，在本发明的至少一些实施态样中，也可进一步于该无机溶胶内添加湿润剂，以减少或节省所需的湿润时间。
接下来，成型及干燥步骤S3：是将经过无机溶胶处理后的无机纤维基材予以加工成型为平整状或波浪状的无机纤维片材，然后对该无机纤维片材进行干燥处理，以去除该无机纤维片材中的水分，进而使该无机纤维片材固化定型。
其中，相较于平整状的无机纤维片材，波浪状的无机纤维片材可增加片材的表面积，从而可有效增加液气比，上述无机纤维片材的加工成型可利用模具或瓦楞辘等工具或设备来实现，相关工艺均属本领域的公知常识，于此不再赘述，此外，有关干燥的具体操作方式或工艺参数也可采用本领域的常规方法来实施，举例而言，在本发明的一个实施例中，可以使用在85℃下静置一段时间的方式来干燥，然而实际上并不以此为限，例如也可以采用在其它的温度条件下静置或是常温自然风干等方式，只要能达到将无机纤维片材中的水分去除并使其定型或成型的程度即可。
接下来，高温处理步骤S4：是将经过干燥处理后的无机纤维片材，在200～700℃的温度下烘烤2～6小时(一般而言，温度越高时，烘烤时间可缩短)，以加强无机黏着剂的耐水性及附着力，并除去该无机纤维片材中的杂质及有机物(如有机黏着剂)，如此即可得到本发明的亲水性无机片材。
其中，可以一提的是，在进行高温处理步骤S4时，对于在原料阶段即含有有机黏着剂的无机纤维片材，应将烘烤的温度设定在可以使该有机黏着剂氧化分解的温度以上，以确保该有机成分可于高温处理后被去除，藉此，利用无机黏着剂与无机纤维的亲和力较佳，且与有机物的亲和力较弱的特性，而可使覆盖在无机纤维表面的无机黏着剂在有机物被去除后仍可维持纤维不松散，同时，还可利用无机黏着剂与水分具有良好亲和力的特性，来提高本发明的无机片材的亲水性或吸水性。
另外，可以一提的是，在本发明的一个实施例中，在高温处理步骤S4中，进行烘烤之前，可以视情况或需要而先对该无机纤维片材(不论此时该无机纤维片材是平整状或波浪状)进行裁切作业，以将该无机纤维片材裁切成适当或所需的尺寸，利于后续的烘烤作业。
通过上述工艺步骤，本发明的无机片材可具有优良的亲水性，当应用于如外气空调箱(Make-up Air Unit，MAU)、空气微污处理设备或空气加湿机等设备时，无需耗费大量能源将水雾化，即能提供高液气比，从而能有效地去除AMC等污染物；此外，又通过高温处理程序，本发明可于制程中去除细菌等有机物，而成为全无机无菌材料所制成的片材，不利于细菌或霉菌生长，从而可具有良好的耐水性并大幅提高产品使用寿命，进而可大幅提高本发明的实用性。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (6)

1.一种具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其特征在于，包含：
无机纤维基材堆叠步骤，是将多个无机纤维薄片堆叠成为一无机纤维基材；
无机纤维上浆步骤，是将该无机纤维基材，经喷涂、涂布或含浸无机溶胶处理，使该无机纤维基材完全湿润并软化；
成型及干燥步骤，是将完成无机纤维上浆步骤之后的无机纤维基材予以加工成型为平整状或波浪状的无机纤维片材，然后对该无机纤维片材进行干燥处理，以去除该无机纤维片材中的水分，进而使该无机纤维片材固化定型；
高温处理步骤，是将完成成型及干燥步骤后的无机纤维片材，在200～700℃的温度下烘烤2～6小时，以除去该无机纤维片材中的杂质及有机物。
2.如权利要求1所述的具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其特征在于，该无机纤维薄片中的纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维或上述的组合。
3.如权利要求1所述的具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其特征在于，该无机纤维薄片的厚度为0.1～1mm，且该无机纤维薄片中的纤维的平均直径是介于1～50μm，又该堆叠后的无机纤维基材的厚度为0.3～1.5mm。
4.如权利要求1所述的具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其特征在于，该无机溶胶为二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、氧化铝溶胶、磷酸盐溶胶、水玻璃、硅酸胶或上述的组合。
5.如权利要求1所述的具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其特征在于，该无机溶胶的浓度为5～20wt％。
6.如权利要求1所述的具加湿功能的亲水性无机片材的制造方法，其特征在于，在高温处理步骤中，进行烘烤之前，先对该无机纤维片材进行裁切作业。
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