TWI477302B - A filter structure with a close surface - Google Patents

Description

具有密合面的過濾結構

本發明係有關一種過濾結構，尤指一種具有密合面的過濾結構，其兼具可與不同臉部輪廓密合、靜電吸附微細份子效果佳、可重覆水洗與可變成口罩等功效。

口罩可以算是防止人體吸入有害人體之微粒、細菌或是病毒最基本的裝置之一，尤其是在嚴重急性呼吸道症候群(Severe Acute Respiratory Syndrome，簡稱SARS)流行期間，口罩幾乎可以講是有錢買不到。

參閱第十四圖，傳統之口罩50係設束帶51配戴於使用者之臉部92，而這樣的設計，造成口罩50會與鼻樑間產生一鼻樑透空間隙D4(參閱第十五圖)，並會與臉頰間產生一臉頰透空間隙D5(參閱第十六圖)，無法與臉部密合，造成氣流911與微細份子91A可能由該鼻樑透空間隙D4與該臉頰透空間隙D5滲進，口罩50失去過濾效果。

有鑑於此，必需研發出可密合於臉部而可有效過濾之裝置。

本發明之目的，在於提供一種具有密合面的過濾結構，其兼具可與不同臉部輪廓密合、靜電吸附微細份子效果佳、可重覆水洗與可變成口罩之優點。特別是，本發明所欲解決之問題包括：傳統之口罩無法與臉部密合而無法產生有效的過濾效果等問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種具有密合面的過濾結構，其包括：一過濾袋體，係具有一過濾面、一密合面及一位於其間之過濾空間，該過濾面用以朝向外界，該密合面用以朝向一使用者之臉部；複數個過濾體，係填裝於該過濾空間內，並具有可水洗且易帶靜電之特性，該複數個過濾體係選自矽膠粒、塑膠粒、保麗龍粒的至少其中之一種；當外力從該過濾面壓迫該複數個過濾體，該複數個過濾體係於該過濾空間內自由移動，而可透過該密合面壓迫臉部，使該密合面隨臉部變形，並與臉部之輪廓相互密合，且相鄰之該複數個過濾體之間具有可產生靜電吸引效應之縫隙，當外界之氣流從該過濾面流經縫隙時，氣流中夾帶的微細份子即被該過濾面過濾，且被該複數個過濾體靜電吸引，使該過濾面及該複數個過濾體產生過濾效果。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

本發明係為一種具有密合面的過濾結構，參閱第一、第二、第三及第四圖，其第一實施例包括：一過濾袋體10，係具有一過濾面11、一密合面12及一位於其間之過濾空間13，該過濾面11用以朝向外界91(參閱第五圖)，該密合面12用以朝向一使用者之臉部92；複數個過濾體20，係填裝於該過濾空間13內，並具有可水洗且易帶靜電之特性，該複數個過濾體20係選自矽膠粒、塑膠粒、保麗龍粒的至少其中之一種；當外力P(參閱第六圖)從該過濾面11壓迫該複數個過濾體20，該複數個過濾體20係於該過濾空間13內自由移動，而可透過該密合面12壓迫臉部92，使該密合面12隨臉部92變形，並與臉部92之輪廓相互密合，且相鄰之該複數個過濾體20之間具有可產生靜電吸引效應之縫隙，當外界91之氣流911從該過濾面11流經縫隙時，氣流911中夾帶的微細份子91A即被該過濾面11過濾，且被該複數個過濾體20靜電吸引，使該過濾面11及該複數個過濾體20產生過濾效果。

實務上，該過濾面11係為可過濾除菌的過濾結構。

本發明之第一實施例又包括：兩固定部30，係連結於該過濾袋體10的兩側，用以由該過濾面11朝該密合面12的方向產生該外力P，將該過濾袋體10壓迫配戴於該使用者之臉部92。

參閱第十一圖，係本發明之第二實施例，其與第一實施的差異僅在於又包括一外部過濾結構40，其設有一對外部固定結構41，用以供該外部過濾結構40緊迫(也可以是直接結合)該過濾袋體10，使該密合面12與臉部92之輪廓相互密合。

本發明特別要陳明的，是以過濾理論而言，主要有五種機制(公知原理，僅作簡述)：

[a]攔截。基本原理是依據被攔截粒子的粒徑大小做有效的分離，亦即粒子的粒徑大於濾材的孔洞，就會被阻絕於濾材表面。

[b]慣性撞擊。慣性是粒子本身運動的持續性質，當氣體與懸浮其中的粒子以相同的速度撞擊濾材，則氣體會隨濾材上之孔洞改變其流動方向，而較大的粒子因慣性導致其依然維持在原本的流動方向，因而撞擊到濾材上，達到過濾的功能。

[c]引力吸引。粒子的引力吸引效應與萬有引力同理。

[d]靜電吸引。亦即氣體中的粒子與過濾體間的靜電吸引力，對越小越輕的粒子越明顯，對於細小粒子的收集效果可達到90%，對於極小的微粒在氣體中甚至不需要靠布朗運動來增加撞擊到濾材的機會，就可以被靜電力所吸引，這也增加了濾材對於微小顆粒的過濾能力。

參閱第十二圖，由其中的保麗龍粒阻抗曲線L4與N95過濾件阻抗曲線L5兩曲線可明確比較出，本發明之過濾體20(亦即保麗龍粒)比一般N95過濾件阻抗低。

另外，由第十三圖之保麗龍粒過濾效率曲線L6與N95過濾件過濾效率曲線L7兩曲線可明確比較出，本發明之過濾體20(亦即保麗龍粒)與一般N95過濾件之過濾效率相當接近。

而本發明將該過濾面11設為可過濾除菌的過濾結構，使 外界91之氣流911吹向該過濾面11時，氣流911中夾帶的微細份子91A(如第五圖所示，其可能包括灰塵、細菌或是病毒)大約有60%會被阻擋於該過濾面11，至於穿過過濾面11的部份微細份子91A(假設是帶正電荷)，則會被帶靜電(假設是帶負電荷)之該複數個過濾體20吸附，達到相當理想的過濾效果。

參閱第六圖，當將本發明拉緊配戴於臉部92時，該過濾面11產生的外力P會從不同方向推頂該複數個過濾體20，使其於該過濾空間13內任意移動，並壓迫該密合面12，使該密合面12隨不同使用者(例如幼童、成年人、有戽斗的人)之臉部92的鼻樑頂端至下巴間的距離(參閱第三、第七及第九圖，分別為最短距離L1、中等距離L2與最長距離L3)，或是不同胖瘦的臉部92其兩頰間距(參閱第四、第八及第十圖，分別為最短間距D1、中等間距D2與最長間距D3)的變化，而隨著變形，而可與不同臉部92之輪廓相互密合，確實達到過濾微細份子91A的功效，當然，前述臉部形態只是舉例，其餘不同臉部輪廓皆可依此類推而產生密合功效。

本發明之優點及功效可歸納如下：

[1]可與不同臉部輪廓密合。本發明於過濾袋體之過濾空間內設有可任意移動的複數個過濾體，當將本發明之具有密合面的過濾結構迫緊於臉部時，過濾面會從不同方向擠壓複數個過濾體，使其於過濾空間內移動且壓迫密合面，讓密合面可密合於不同臉部之輪廓。

[2]靜電吸附微細份子效果佳。本發明設置帶有靜電的過濾體，當微細份子經過(不需直接撞擊，只要接近即可)過濾體時，即被其靜電吸附，比其一般的過濾元件必需要直接接觸才能吸附過濾的特性，可發揮較佳之過濾效果。

[3]可重覆水洗。本發明可產生靜電吸附微細份子之過濾體係具可水洗特性，故，當使用一段時間後，可水洗潔淨，重覆使用。

[4]可變成口罩。本發明之具有密合面的過濾結構可搭配 固定部或是外部過濾結構變成口罩，達到便於配戴的功效。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。

10‧‧‧過濾袋體

11‧‧‧過濾面

12‧‧‧密合面

13‧‧‧過濾空間

20‧‧‧過濾體

30‧‧‧固定部

40‧‧‧外部過濾結構

41‧‧‧外部固定結構

50‧‧‧口罩

51‧‧‧束帶

91‧‧‧外界

911‧‧‧氣流

91A‧‧‧微細份子

92‧‧‧臉部

P‧‧‧外力

L1‧‧‧最短距離

L2‧‧‧中等距離

L3‧‧‧最長距離

L4‧‧‧保麗龍粒阻抗曲線

L5‧‧‧N95過濾件阻抗曲線

L6‧‧‧保麗龍粒過濾效率曲線

L7‧‧‧N95過濾件過濾效率曲線

D1‧‧‧最短間距

D2‧‧‧中等間距

D3‧‧‧最長間距

D4‧‧‧鼻樑透空間隙

D5‧‧‧臉頰透空間隙

第一圖係本發明之第一實施例之示意圖

第二圖係本發明之配戴之示意圖

第三圖係本發明之密合於鼻樑頂端至下巴間為最短距離之臉部輪廓之示意圖

第四圖係本發明之密合於兩頰間距為最短間距之臉部輪廓之示意圖

第五圖係本發明之過濾面與過濾體分別阻擋與吸附微細份子之示意圖

第六圖係本發明之過濾面壓迫過濾體使密合面與臉部輪廓密合之示意圖

第七圖係本發明之密合於鼻樑頂端至下巴間為中等距離之臉部輪廓之示意圖

第八圖係本發明之密合於兩頰間距為中等間距之臉部輪廓之示意圖

第九圖係本發明之密合於鼻樑頂端至下巴間為最長距離之臉部輪廓之示意圖

第十圖係本發明之密合於兩頰間距為最長間距之臉部輪廓之示意圖

第十一圖係本發明之第二實施例之示意圖

第十二圖係本發明之保麗龍粒製成之過濾體比一般N95過濾件阻抗低之曲線示意圖

第十三圖係本發明之保麗龍粒製成之過濾體與一般N95過濾件之過濾效率接近之曲線示意圖

第十四圖係傳統口罩之示意圖

第十五圖係傳統口罩會與鼻樑間產生一鼻樑透空間隙之示意圖

第十六圖係傳統口罩會與臉頰間產生一臉頰透空間隙之示意圖

10．．．過濾袋體

11．．．過濾面

12．．．密合面

13．．．過濾空間

20．．．過濾體

30．．．固定部

Claims (3)

1. 一種具有密合面的過濾結構，係包括：一過濾袋體，係具有一過濾面、一密合面及一位於其間之過濾空間，該過濾面用以朝向外界，該密合面用以朝向一使用者之臉部；複數個過濾體，係填裝於該過濾空間內，並具有可水洗且易帶靜電之特性，該複數個過濾體係選自矽膠粒、塑膠粒、保麗龍粒的至少其中之一種；當外力從該過濾面壓迫該複數個過濾體，該複數個過濾體係於該過濾空間內自由移動，而可透過該密合面壓迫臉部，使該密合面隨臉部變形，並與臉部之輪廓相互密合，且相鄰之該複數個過濾體之間具有可產生靜電吸引效應之縫隙，當外界之氣流從該過濾面流經縫隙時，氣流中夾帶的微細份子即被該過濾面過濾，且被該複數個過濾體靜電吸引，使該過濾面及該複數個過濾體產生過濾效果；兩固定部，係連結於該過濾袋體的兩側，用以由該過濾面朝該密合面的方向產生該外力，將該過濾袋體壓迫配戴於該使用者之臉部；其中，該過濾面係為可過濾除菌的過濾結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有密合面的過濾結構，其又包括一外部過濾結構，其設有一對外部固定結構，用以供該外部過濾結構緊迫該過濾袋體，使該密合面與該使用者之臉部相互密合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有密合面的過濾結構，其又包括一外部過濾結構，其設有一對外部固定結構，用以供該外部過濾結構緊迫該過濾袋體，使該密合面與該使用者之臉部相互密合。