TWI630949B - 濾材 - Google Patents
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Abstract
一種濾材，包括相互貼附之第一纖維層與第二纖維層；第一纖維層由複數第一纖維構成，具有：第一直徑，為第一纖維之直徑，介於5至30微米間；第一密度，其介於10至100公克/平方公尺間；第一厚度，其介於0.1至2.0公釐間；第一壓損，其介於1.0至50帕間；第一電荷位準，其介於25至200微庫倫/平方公尺間；第二纖維層由複數第二纖維構成，具有：第二直徑，為第二纖維之直徑，介於0.1至1.0微米間；第二密度，其介於5至100公克/平方公尺間；第二厚度，其介於0.01至0.3公釐間；第二壓損，其介於1.0至50帕間；第二電荷位準，其介於0至25微庫倫/平方公尺間。
Description
本發明有關於一種濾材，尤指一種對於不同粒徑之流體雜質皆具有高過濾效率之濾材。
關於用以過濾流體雜質之濾材，例如空氣清淨機中的濾網，可概分為帶電荷及不帶電荷兩大類。然而上述二類濾材對於某些粒徑範圍的雜質過濾效果不佳。
請參閱圖3所示對於以5公分/秒(cm/s)之速度行進之流體雜質之過濾效果。其中，曲線L2代表帶電荷之習知濾材，曲線L3代表不帶電荷之習知濾材。就曲線L2而言，當雜質粒徑約20至30奈米(nm)時，帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.72，亦即僅能捕捉到72%的雜質；就曲線L3而言，當雜質粒徑約150至200奈米(nm)時，不帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.75，亦即僅能捕捉到75%的雜質。
此外，請參閱圖4所示對於以25公分/秒(cm/s)之速度行進之流體雜質之過濾效果。其中，曲線L5代表帶電荷之習知濾材，曲線L6代表不帶電荷之習知濾材。就曲線L5而言，當雜質粒徑約20奈米(nm)時，帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.48，亦即僅能捕捉到48%的雜質；就曲線L6而言，當雜質粒徑約100
奈米(nm)時，不帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.5，亦即僅能捕捉到50%的雜質。
據此，如何能有一種對於不同粒徑之流體雜質皆具有高過濾效率之『濾材』，是相關技術領域人士亟待解決之課題。
於一實施例中，本發明提出一種濾材，包括：一第一纖維層，由複數第一纖維構成，第一纖維層具有：一第一直徑，其為第一纖維之直徑，第一直徑介於5至30微米之間；一第一密度，其介於10至100公克/平方公尺之間；一第一厚度，其介於0.1至2.0公釐之間；一第一壓損，其介於1.0至50帕之間；一第一電荷位準，其介於25至200微庫倫/平方公尺之間；以及一第二纖維層，由複數第二纖維構成，第二纖維層與第一纖維層相互貼附，其具有：一第二直徑，其為第二纖維之直徑，第二直徑介於0.1至1.0微米之間；一第二密度，其介於5至100公克/平方公尺之間；一第二厚度，其介於0.01至0.3公釐之間；一第二壓損，其介於1.0至50帕之間；一第二電荷位準，其介於0至25微庫倫/平方公尺之間。
100‧‧‧濾材
10‧‧‧第一纖維層
11‧‧‧第一纖維
20‧‧‧第二纖維層
21‧‧‧第二纖維
30‧‧‧吸附性材料或觸媒材料
40‧‧‧第三纖維層
50‧‧‧不織布纖維
D1‧‧‧第一直徑
D2‧‧‧第二直徑
L1~L6‧‧‧曲線
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
圖1為本發明實施例之結構示意圖。
圖2為圖1之A部放大結構示意圖。
圖3為本發明與習知濾材之一雜質過濾效率曲線圖。
圖4為本發明與習知濾材另一雜質過濾效率曲線圖。
圖5為本發明於第一纖維層與第二纖維層之間設置吸附性材料或觸媒材料之結構示意圖。
圖6為本發明於第一纖維層與第二纖維層之間設置第三纖維層之結構示意圖。
圖7為本發明於第一纖維層與第二纖維層外部設有不織布纖維之結構示意圖。
請參閱圖1所示一種濾材100，其包含一相互貼附之一帶電荷之第一纖維層10與一不帶電荷(或自然帶有微電荷)之第二纖維層20。濾材100用以過濾例如空氣等之流體，以捕捉流體中所含之雜質。第一纖維層10與第二纖維層20之間可以具黏性之物質相黏貼，或藉由其他物質或工具使第一纖維層10與第二纖維層20相互貼附，然除此之外，亦可不使用任何外物而使第一纖維層10與第二纖維層20自然貼附。
請參閱圖1及圖2所示，第一纖維層10由複數第一纖維11構成，第一纖維11具有一第一直徑D1，第一直徑D1介於5至30微米(μm)之間。第一纖維11之材質不限，例如可為塑膠材質，包括：聚氯乙烯(PolyVinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET，Polyethylene Terephthalate)。
第一纖維層10具有一第一密度，其介於10至100公克/平方
公尺(g/m2)之間；第一纖維層10具有一第一厚度T1，其介於0.1至2.0公釐(mm)之間；當流體以5公分/秒(cm/s)之速度通過濾材100時，第一纖維層10具有一第一壓損，其介於1.0至50帕(Pa)之間；第一纖維層10一第一電荷位準，其介於25至200微庫倫/平方公尺(μC/m2)之間。
請參閱圖1及圖2所示，第二纖維層20由複數第二纖維21構成，第二纖維21具有一第二直徑D2，第二直徑D2介於0.1至1.0微米(μm)之間。第二纖維21之材質不限，例如可為塑膠材質，包括：聚氯乙烯(PolyVinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET，Polyethylene Terephthalate)。
第二纖維層20具有一第二密度，其介於1.0至50公克/平方公尺(g/m2)之間；第二纖維層20具有一第二厚度T2，其介於0.01至0.3公釐(mm)之間；流體以5公分/秒(cm/s)之速度通過濾材100時，第二纖維層20具有一第二壓損，其介於1.0至50帕(Pa)之間；第二纖維層20具有一第二電荷位準，其介於0至25微庫倫/平方公尺(μC/m2)之間。
請參閱圖1及圖2所示，第一纖維層10與第二纖維層20具有以下關係：第一直徑D1與第二直徑D2之關係為：(第一直徑D1/第二
直徑D2)=介於20至300之間。
第一密度與第二密度之關係為：(第一密度/第二密度)=介於1.5至10之間。
第一厚度與第二厚度之關係為：(第一厚度T1/第二厚度T2)=介於5至50之間。
第一壓損與第二壓損之關係為：(第二壓損/第一壓損)=介於1至10之間。
請參閱圖3所示，當流體以5公分/秒(cm/s)之速度通過本發明之濾材、帶電荷之習知濾材及不帶電荷之習知濾材時，其分別對於流體中之粒徑為5至1000奈米(nm)之雜質之過濾效率(C/Co，C代表濃度，Co代表初始濃度)，其中，曲線L1代表本發明，曲線L2代表帶電荷之習知濾材，曲線L3代表不帶電荷之習知濾材。就曲線L2而言，當雜質粒徑約20至30奈米(nm)時，帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.72，亦即僅能捕捉到72%的雜質；就曲線L3而言，當雜質粒徑約150至200奈米(nm)時，不帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.75，亦即僅能捕捉到75%的雜質；然而，利用本發明之濾材，如曲線L1所示，雖然當雜質粒徑約40奈米(nm)時的過濾效率略有下降，但是對於粒徑5至1000奈米(nm)之雜質均能維持高於0.95的過濾效率，亦即能捕捉到流體中超過95%的雜質，相當於N95等級濾材的過濾效率。
請參閱圖4所示，當流體以25公分/秒(cm/s)之速度通過本發明之濾材、帶電荷之習知濾材及不帶電荷之習知濾材時，其分別對於流體中之粒徑為5至1000奈米(nm)之雜質之過濾效率，其中，曲線L4代表本發明，曲線L5代表帶電荷之習知濾材，曲線L6代
表不帶電荷之習知濾材。就曲線L5而言，當雜質粒徑約20奈米(nm)時，帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.48，亦即僅能捕捉到48%的雜質；就曲線L6而言，當雜質粒徑約100奈米(nm)時，不帶電荷之習知濾材的過濾效率最差，約僅0.5，亦即僅能捕捉到50%的雜質；然而，利用本發明之濾材，如曲線L4所示，雖然當雜質粒徑約50奈米(nm)時過濾效率略有下降，但是對於粒徑5至1000奈米(nm)之雜質均能維持高於0.8的過濾效率，亦即能捕捉到流體中超過80%的雜質。
請參閱圖5所示，於第一纖維層10與第二纖維層20之間可加入吸附性材料或觸媒材料30，以增加對臭味或揮發性污染物等去除效果；吸附性材料可採用例如：活性碳纖維、活性碳顆粒、沸石，觸媒材料可採用例如：金(Au)、銀(Ag)、光觸媒(TiO2)。
請參閱圖6所示，於第一纖維層10與第二纖維層20之間可設置一網狀、纖維或不織布之第三纖維層40，先以塗佈、含浸或黏著方式將圖5所示吸附性材料或觸媒材料30附著於第三纖維層40上，再將第三纖維層40設置於第一纖維層10與第二纖維層20之間，並與第一纖維層10及第二纖維層20結合。
請參閱圖7所示，於第一纖維層10與第二纖維層20之外部可各設有一層不織布纖維50，用以保護濾材100本身。
綜上所述，本發明所提供之濾材，藉由相互貼附之一帶電荷之第一纖維層與一不帶電荷(或自然帶有微電荷)之第二纖維層構成，且第一纖維層與第二纖維層之直徑、密度、厚度、壓損及電荷位準具有特殊的設計值，使得本發明對於不同粒徑之流體雜質皆具有高過濾效率。
惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
Claims (13)
- 一種濾材，用以過濾流體，該濾材包括：一第一纖維層，由複數第一纖維構成，該第一纖維層具有：一第一直徑，其為該第一纖維之直徑，該第一直徑介於5至30微米之間；一第一密度，其介於10至100公克/平方公尺之間；一第一厚度，其介於0.1至2.0公釐之間；一第一壓損，其介於1.0至50帕之間；一第一電荷位準，其介於25至200微庫倫/平方公尺之間；以及一第二纖維層，由複數第二纖維構成，該第二纖維層與該第一纖維層相互貼附，其具有：一第二直徑，其為該第二纖維之直徑，該第二直徑介於0.1至1.0微米之間；一第二密度，其介於5至100公克/平方公尺之間；一第二厚度，其介於0.01至0.3公釐之間；一第二壓損，其介於1.0至50帕之間；一第二電荷位準，其介於0至25微庫倫/平方公尺之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一直徑與該第二直徑之關係為：(第一直徑/第二直徑)=介於20至300之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一密度與該第二密度之關係為：(第一密度/第二密度)=介於1.5至10之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一厚度與該第二厚度之關係為：(第一厚度/第二厚度)=介於5至50之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一壓損與該第二壓損之關係為：(第二壓損/第一壓損)=介於1至10之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一壓損與該第二壓損係指該流體以5公分/秒(cm/s)之速度通過該濾材時。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一纖維與該第二纖維之材質為塑膠材質，包括：聚氯乙烯(PolyVinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET，Polyethylene Terephthalate)等高分子聚合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一纖維層與該第二纖維層之間加入包括活性碳纖維、活性碳顆粒、沸石等吸附性材料。
- 如申請專利範圍第8項所述之濾材，其中該吸附性材料係先以塗佈、含浸或黏著方式附著於一網狀、纖維或不織布之第三纖維層上，再將該第三纖維層設置於該第一纖維層與該第二纖維層之間，並與該第一纖維層及該第二纖維層結合。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一纖維層與該第二纖維層之間加入金(Au)、銀(Ag)、光觸媒(TiO2)等觸媒材料。
- 如申請專利範圍第10項所述之濾材，其中該觸媒材料係先以塗佈、含浸或黏著方式附著於一網狀、纖維或不織布之第三纖維層上，再將該第三纖維層設置於該第一纖維層與該第二纖維層之間，並與該第一纖維層及該第二纖維層結合。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一纖維層與該第二纖維層之間以具黏性之物質相黏貼。
- 如申請專利範圍第1項所述之濾材，其中該第一纖維層與該第二纖維層之外部各設有一層不織布纖維。
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2017
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- 2017-03-03 CN CN201710123444.8A patent/CN108355400A/zh active Pending
Patent Citations (1)
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| TW201440883A (zh) * | 2013-04-25 | 2014-11-01 | Ind Tech Res Inst | 過濾材料及其製造方法 |
Also Published As
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