CN215505938U - 过滤结构与过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种过滤结构与过滤装置。过滤结构包括过滤本体、多个石墨烯微片以及多个活性碳粒子。过滤本体由多条纤维交错而成。多个石墨烯微片设置于多条纤维之间，且多个石墨烯微片的至少部分附着于多条纤维。多个活性碳粒子设置于多条纤维之间，且多个活性碳粒子的至少部分附着于多条纤维。本实用新型可有效过滤灰尘、悬浮微粒、有机污染物和异味或臭味，还具有防止细菌入侵的效果。

Description

过滤结构与过滤装置

技术领域

本实用新型涉及一种过滤结构，特别地，涉及一种过滤结构与应用过滤结构的过滤装置。

背景技术

广泛的空气污染包括灰尘、悬浮微粒(特别是细悬浮微粒)、有机污染物和异味或臭味污染。如果空气中的灰尘、悬浮微粒、或有机污染物的平均浓度越高，将导致肺癌、中风、缺血性心脏病、或慢性肺病的风险也上升；而空气中如果有异味或臭味，也让人感到不舒服。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种过滤结构与应用过滤结构的过滤装置，其可有效过滤悬浮微粒、有机污染物和异味或臭味，同时还具有防止细菌入侵(抑菌)的效果。

为达上述目的，根据本实用新型的一种过滤结构，包括过滤本体、多个石墨烯微片以及多个活性碳粒子。过滤本体由多条纤维交错而成。多个石墨烯微片设置于多条纤维之间，且多个石墨烯微片的至少部分附着于多条纤维。多个活性碳粒子设置于多条纤维之间，且多个活性碳粒子的至少部分附着于多条纤维。

为达上述目的，根据本实用新型的一种过滤装置，包括过滤结构，过滤结构包括过滤本体、多个石墨烯微片以及多个活性碳粒子。过滤本体由多条纤维交错而成。多个石墨烯微片设置于多条纤维之间，且多个石墨烯微片的至少部分附着于多条纤维。多个活性碳粒子设置于多条纤维之间，且多个活性碳粒子的至少部分附着于多条纤维。

在一个实施例中，过滤本体为不织布。

在一个实施例中，石墨烯微片的片径大于0.001微米、小于或等于50微米。

在一个实施例中，石墨烯微片的厚度大于或等于0.3纳米、小于或等于 30纳米。

在一个实施例中，多条纤维之间具有间隙，多个石墨烯微片和多个活性碳粒子填满间隙。

在一个实施例中，过滤结构还包括金属化合物，其设置于多条纤维之间，且至少部分的金属化合物附着于多条纤维。

在一个实施例中，金属化合物为银化合物或锌化合物。

在一个实施例中，过滤结构为柔性结构。

承上所述，在本实用新型的过滤结构与过滤装置中，通过多个石墨烯微片设置于过滤本体的纤维之间，且多个石墨烯微片的至少部分附着于多条纤维，以及多个活性碳粒子设置于过滤本体的纤维之间，且多个活性碳粒子的至少部分附着于多条纤维的结构设计，除了可对悬浮微粒、有机污染物和细菌显示岀优异的吸附能力，从而能够有效过滤悬浮微粒和有机污染物，并防止细菌的入侵(抑菌)外，还可吸附异味或臭味，从而达到过滤且净化空气的目的。

在一些实施例中，还可在过滤结构中添加银化合物或锌化合物，使本实用新型的过滤结构与过滤装置同时具有优异的杀菌、抗菌效果。

附图说明

图1A为本实用新型的一个实施例的一种过滤结构的示意图。

图1B为图1A所示的过滤结构中，区域1B的放大示意图。

图2A为本实用新型的另一个实施例的一种过滤结构的示意图。

图2B为图2A所示的过滤结构中，区域2B的放大示意图。

图3为本实用新型的一个实施例的一种过滤装置的示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明根据本实用新型的优选实施例的过滤结构与过滤装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。以下实施例出现的材料、元件或单元只是示意，不代表真实的比例或尺寸。

本实用新型的过滤结构可以过滤空气或气味，例如但不限于应用于制作成口罩、尿布、卫生棉、或滤网，除了可有效吸附或过滤悬浮微粒(特别是细悬浮微粒)、有机气体和异味或臭味，同时具有抑菌效果。

图1A为本实用新型的一个实施例的一种过滤结构的示意图，而图1B为图1A所示的过滤结构中，区域1B的放大示意图。

如图1A与图1B所示，过滤结构1包括过滤本体11、多个石墨烯微片12 以及多个活性碳粒子13。

过滤本体11为不织布。换句话说，过滤本体11是由不织布(Non-woven) 纤维(不织布又可称为非织造布或无纺布)构成，其具有柔软、可挠曲性、质轻、耐用和不容易断裂的特性。其中，过滤本体11是由多条纤维111交错而成，多条纤维111包括不织布材料，例如可包括天然纤维、人造纤维、或合成纤维、或其组合。不织布材料的种类可为棉(Cotton)、羊毛(Wool)、麻(Flax)、蚕丝(Silky)、聚酯(Polyester)、尼龙(Nylon)、压克力(Acrylic)、嫘萦(Rayon，人造丝)、开司米纶(Cashmilon)、奥纶(Orlon)、压克力朗(Acrylan)、土拉纶(Toraylon)、艾克朗(Exlan)、代尼耳(Dynel)、弗雷耳(Veral)、聚丙烯(Polypropylene)等。本实施例的过滤本体11是以例如但不限于溶喷不织布为例。

多个石墨烯微片12设置于多条纤维111之间，且多个石墨烯微片12的至少部分附着于多条纤维111。本实施例的各石墨烯微片12的片径例如可大于0.001微米且小于等于50微米，且各石墨烯微片12的厚度可大于等于0.3 纳米且小于等于30纳米。由于石墨烯具有相当大的比表面积，能够与灰尘、悬浮微粒(例如PM 2.5)和有机污染物发生强络合反应而产生极强的吸附作用，可以对各种细菌、灰尘、悬浮微粒和有机污染物显示岀优异的吸附性能，从而能够有效地过滤灰尘、悬浮微粒和有机污染物，并防止细菌的入侵。

多个活性碳粒子13设置于多条纤维111之间，且多个活性碳粒子13的至少部分附着于多条纤维111。利用活性碳粒子13可吸附异味或臭味，从而达到过滤且净化空气的目的。

在本实施例中，如图1B所示，过滤本体11的多条纤维111之间具有间隙112，而至少部分的石墨烯微片12和活性碳粒子13是附着于多条纤维111 上，且多个石墨烯微片12和多个活性碳粒子13是以填满纤维111之间的间隙112为例。本文中所指的“填满”纤维111的间隙112，并不是指在放大的情况下，纤维111之间的间隙112完全被石墨烯微片12和活性碳粒子13填满而没有任何空间，只要石墨烯微片12和活性碳粒子13占有间隙112的例如85％以上空间，即为本实用新型所称的“填满”。

在一些实施例中，可将石墨烯微片12、活性碳粒子13、黏结剂(Binder) 和溶剂混合均匀以形成浆料后，通过例如浸润、喷涂、或印刷等方式设置于过滤本体11的多条纤维111之间，待固化干燥以去除溶剂后，使至少部分的石墨烯微片12和活性碳粒子13附着于多条纤维111，且使部分的石墨烯微片 12和活性碳粒子13位于多条纤维111之间的间隙112，以得到本实施例的过滤结构1。上述的黏结剂具有黏性，例如但不限于高分子树脂、或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。利用黏结剂可增加石墨烯微片12、活性碳粒子13与过滤本体11 的结合强度，不易从过滤本体11中脱落。另外，上述的溶剂可包括例如丁酮 (Methyl EthylKetone,MEK)、水、丙酮(Acetone)、乙酸乙酯、或酒精、或其组合等。此外，上述的喷涂工艺可例如但不限于为喷射涂布(spray coating)或旋转涂布(spin coating)，而印刷工艺可例如但不限于为喷墨打印(inkjet printing) 或网版印刷(screen printing)。

承上，在本实施例的过滤结构1中，通过石墨烯微片12设置于过滤本体 11的纤维111之间，且至少部分的石墨烯微片12附着于多条纤维111的结构设计，可对各种细菌、灰尘、悬浮微粒(特别是细悬浮微粒)和有机污染物显示岀优异的吸附能力，从而能够有效过滤灰尘、悬浮微粒和有机污染物，并防止细菌的入侵；除此之外，本实施例的过滤结构1还通过活性碳粒子13设置于过滤本体11的纤维111之间，且至少部分的活性碳粒子13附着于多条纤维 111的结构设计，可吸附异味或臭味，从而达到过滤且净化空气的目的。

特别值得一提的是，相较于包括多膜层材料重叠设置的现有过滤结构来说 (例如活性碳层与不织布层的重叠结构)，本实施例的过滤结构1将石墨烯微片 12和活性碳粒子13填充于过滤本体11的纤维111之间，因此，结构上更简单，而且对于悬浮微粒、有机污染物、细菌、异味或臭味的吸附能力更好，可以更有效过滤空气，从而达到比现有过滤结构更好的过滤和净化空气效果。

图2A为本实用新型的另一个实施例的一种过滤结构的示意图，而图2B 为图2A所示的过滤结构中，区域2B的放大示意图。

如图2A和图2B所示，本实施例的过滤结构1a与前述实施例的过滤结构 1的元件组成以及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施例的过滤结构1a中，还包括金属化合物14，金属化合物14设置于过滤本体11的多条纤维111之间，且至少部分的金属化合物14附着于多条纤维111。在一些实施例中，金属化合物14可例如为银化合物，由于银离子具有极强的杀菌、抗菌作用，可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基，迅速与其结合，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。在另一些实施例中，金属化合物14可例如为锌化合物，锌离子是锌原子失去一个以上的电子后以离子状态存在，具有氧化作用，通过正负相吸的物理现象，造成电荷不平均，使得细菌外层结构被破坏，因而也可用于杀菌、消毒。其中，锌离子是一种无机的金属元素，也是微量元素，相较于银离子来说，对于人体肌肤更安全、更不易使人产生过敏反应。在一些实施例中，金属化合物14也可以为银化合物和锌化合物的组合。因此，在添加了金属化合物14(如银化合物或锌化合物)之后，可使本实施例的过滤结构1a除了具有过滤结构1的功效外，同时还具有优异的杀菌、抗菌效果。

前述实施例的过滤结构1、1a为柔性结构，制作完成后可卷曲收纳，减少储存及搬运空间，有利于过滤装置的制作。要制成过滤装置时，可将卷曲的过滤结构1、1a摊开后即可进行裁减和制作。

图3为本实用新型的一个实施例的一种过滤装置的示意图。请参照图3 所示，过滤装置2包括过滤结构3，过滤结构3可包括过滤本体、多个石墨烯微片和多个活性碳粒子；过滤本体由多条纤维交错而成；多个石墨烯微片设置于多条纤维之间，且多个石墨烯微片的至少部分附着于多条纤维；多个活性碳粒子设置于多条纤维之间，且多个活性碳粒子的至少部分附着于多条纤维。在一些实施例中，过滤结构3还可包括金属化合物，金属化合物设置于过滤本体的多条纤维之间，且至少部分的金属化合物附着于多条纤维。其中，金属化合物可例如为银化合物或锌化合物。在此，过滤结构3可为上述实施例的过滤结构1或1a，或其变化形式，具体技术内容已于上述中详述，在此不再多作说明。

本实施例的过滤装置2是以口罩为例，然并不以此为限，在不同的实施例中，过滤装置2也可以是尿布、卫生棉、或滤网等，并不限制。可以理解的是，当过滤装置2为口罩时，除了包括有过滤结构3以吸附污染物、异味或臭味，同时具有抑菌或杀菌效果外，过滤装置2还可顺应需求而包括其他的膜层，例如包括聚丙烯或其他防水材质，用以阻挡飞沫、水滴、灰尘和血液等物质的“防水层”；和/或包括具有细菌或病毒过滤功能的“过滤层”；和/ 或包括具有吸水功能且与配戴舒适度有关的“亲肤层”吸水材料，用以吸附水分；当过滤装置2为尿布或卫生棉时，除了包括有过滤结构3以吸附污染物、异味或臭味，同时具有抑菌或杀菌效果外，过滤装置2例如还可包括吸水材料，用以吸附水分，或包括其他膜层。此外，过滤装置2的其他膜层需求，视实际使用需要而定。

综上所述，在本实用新型的过滤结构与过滤装置中，通过多个石墨烯微片设置于过滤本体的纤维之间，且多个石墨烯微片的至少部分附着于多条纤维，以及多个活性碳粒子设置于过滤本体的纤维之间，且多个活性碳粒子的至少部分附着于多条纤维的结构设计，除了可对悬浮微粒、有机污染物和细菌显示岀优异的吸附能力，从而能够有效过滤悬浮微粒和有机污染物，并防止细菌的入侵(抑菌)外，还可吸附异味或臭味，从而达到过滤且净化空气的目的。

在一些实施例中，还可在过滤结构中添加银化合物或锌化合物，使本实用新型的过滤结构与过滤装置同时具有优异的杀菌、抗菌效果。

以上所述仅是举例性的，而不是限制性的。任何未脱离本实用新型的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在本申请的权利要求书中。

Claims (10)

1.一种过滤结构，其特征在于，包括：

过滤本体，其由多条纤维交错而成；

多个石墨烯微片，其设置于所述多条纤维之间，且所述多个石墨烯微片的至少部分附着于所述多条纤维；以及

多个活性碳粒子，其设置于所述多条纤维之间，且所述多个活性碳粒子的至少部分附着于所述多条纤维。

2.根据权利要求1所述的过滤结构，其特征在于，所述过滤本体为不织布。

3.根据权利要求1所述的过滤结构，其特征在于，所述石墨烯微片的片径大于0.001微米、小于或等于50微米。

4.根据权利要求1所述的过滤结构，其特征在于，所述石墨烯微片的厚度大于或等于0.3纳米、小于或等于30纳米。

5.根据权利要求1所述的过滤结构，其特征在于，所述多条纤维之间具有间隙，所述多个石墨烯微片和所述多个活性碳粒子填满所述间隙。

6.根据权利要求1所述的过滤结构，其特征在于，还包括：

金属化合物，其设置于所述多条纤维之间，且至少部分的所述金属化合物附着于所述多条纤维。

7.根据权利要求6所述的过滤结构，其特征在于，所述金属化合物为银化合物或锌化合物。

8.根据权利要求1所述的过滤结构，其特征在于，其为柔性结构。

9.一种过滤装置，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的过滤结构。

10.根据权利要求9所述的过滤装置，其特征在于，其为口罩、尿布、卫生棉、或滤网。

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