TWI819850B - 電負度網格結構 - Google Patents
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Abstract
一種電負度網格結構，包括由具有電負度的至少一線材編織而成的網格狀織物，其中所述至少一線材的所述電負度大於玻璃的電負度。由於所述網格結構本身由高電負度線材編織而成，因此無須外部供電即可除塵。
Description
本發明是有關於一種網格結構，且特別是有關於一種具有自供電特性且具有防塵效果的電負度網格結構。
隨著工業發展、全球暖化、交通運輸量增加等各種因素，導致環境中的灰塵或空氣中微小粒子(PM2.5、PM10)不斷增加。
市售紗窗以及織物為了達到排除灰塵的效果，目前僅透過纖維密度調整，無法高效率排除有害物質。另外，若是使用空氣濾清器或空氣淨化器，則需要額外供電，造成耗能的缺點。
本發明提供一種電負度網格結構，不需外部供電即可具有除塵效果。
本發明另提供一種電負度網格結構，經由纖維網格電負度差異設計，能成功誘導靜電場生成，提高排除有害物質效能。
本發明的一種電負度網格結構，包括由具有電負度的至少一線材編織而成的網格狀織物，其中所述至少一線材的所述電負度大於玻璃的電負度。
在本發明的一實施例中，上述網格狀織物是由多個線材編織而成，且每個線材的細度不同。
在本發明的一實施例中，上述網格狀織物的網格包括方型網格、六角網格、三角網格或其組合。
在本發明的一實施例中，上述線材是摩擦序列為負值的材料。
在本發明的一實施例中，上述線材包括多種線材，且所述多種線材具有不同的電負度。
在本發明的一實施例中，上述網格狀織物是由不同網格排列而成的織物。
在本發明的一實施例中，上述網格狀織物是由不織布所製成之過濾網，且所述過濾網的孔徑介於1nm~2mm之間。
本發明的另一種電負度網格結構，包括第一線材與第二線材，且第二線材與第一線材交織成網格狀織物。所述第一線材具有第一電負度，所述第二線材具有第二電負度，且所述第一電負度不同於所述第二電負度。
在本發明的另一實施例中，上述第一線材的第一電負度與上述第二線材的所述第二電負度之間的差異在0.1以上。
在本發明的另一實施例中，上述第一線材是摩擦序列為正值的材料，上述第二線材是摩擦序列為負值的材料。
在本發明的另一實施例中，上述網格狀織物是由不同網格排列而成的織物，且上述網格狀織物具有多個結點，每個結點包含第一線材與第二線材。
在本發明的另一實施例中，上述網格狀織物的網格包括方型網格、六角網格、三角網格或其組合，且所述網格的邊長介於0.01mm~5mm之間。
在本發明的另一實施例中，上述第一線材與上述第二線材分別為同質材料之聚合物，所述同質材料是電負度大於0.1的原料，所述原料包括聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、橡膠、尼龍（Nylon）或其組合。
基於上述，本發明利用高電負度的線材編織而成的網格狀織物，可使空氣中帶正電的粉塵被其吸附，因此不需改變織物密度，也不需要額外供電，即可達到過濾粉塵的效果。而且，本發明的另一概念是利用具有不同電負度的兩種以上線材，並將其交織成網格狀織物，透過空氣流體使線材相互感應出靜電場並誘發自由基生成，此自供電特性能輕易吸引病毒、細菌與灰塵等，所以能成功達成空氣淨化與抗菌的功效，並對於織物的應用具有強大潛力。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下實施例中所附的圖式是為了能更完整地描述本發明的實施例，然而本發明仍可使用許多不同的形式來實施，不限於所記載的實施例。此外，為了清楚起見，各個線材的相對距離、尺寸及位置未按比例繪製。
圖1是依照本發明的第一實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
請參照圖1，第一實施例的電負度網格結構10包括由具有電負度的至少一線材102、104編織而成的網格狀織物100，其中線材102代表經線、線材104代表緯線，且線材102、104的電負度（electronegativity）大於玻璃的電負度，此處的玻璃是指一般由二氧化矽為主材料的玻璃。在一實施例中，線材102、104的電負度可更進一步大於金屬的電負度，此處的金屬泛指一般常見的金屬線材，如不銹鋼線、鐵線等。因此，若是以鐵（電負度為1.83）為例，本實施例的線材102、104的電負度可大於1.83。在一實施例中，線材102的電負度與線材104的電負度之間的差異例如在0.1以上。此外，即使線材102、104是相同的材料（同質材料），也可通過線材細度的不同，使材料與空氣摩擦電負度差異在0.1以上，從而增進電負度網格結構10過濾粉塵的效果。然而本發明並不限於此，線材102、104還可以是高電負度的材料，如電負度大於0.1。此外，線材102、104可以各自獨立為單絲或複絲（＞兩條以上）。在另一實施例中，網格狀織物100也可以是由不織布所製成之過濾網，且所述過濾網的孔徑例如介於1nm~2mm之間。由於第一實施例的電負度網格結構10是利用高電負度的線材102、104編織成吸附空氣中帶正電的粉塵的網格狀織物100，因此線材102、104的電負度愈大愈好。
而在摩擦序列上，空氣處於最正端易帶正電，表面電荷密度為正且絕對值最大，因此為了加強粉塵過濾效果，線材102、104還可進一步選擇摩擦序列為負值的材料，如聚乙烯（PE）或聚對苯二甲酸乙二酯（PET），其中PE的絕對值較PET大，所以線材102、104較佳是採用聚乙烯；依此類推。
在圖1中，網格狀織物100的網格是方型網格，且網格狀織物100可以是機織物或針織物。然而，本發明並不限於此；網格狀織物100也可由不同網格排列而成；或者採用不同編織法製作，來調整網格大小產生電負度差＞0.1以上的效果。
舉例來說，在圖2的第二實施例中，電負度網格結構20是由線材202編織而成的網格狀織物200，且網格狀織物200的網格是六角網格；而在圖3的第三實施例中，電負度網格結構30是由線材302、304、306編織而成的網格狀織物300，且網格狀織物300的網格是類似三角網格，其中兩條沿相同方向延伸的線材302、兩條沿相同方向延伸的線材304以及兩條沿相同方向延伸的線材306交織成三向織物，且線材302、304、306的粗細可相同或不同，增加網格狀織物300的網格變化，並有利於空氣流通。
圖4是依照本發明的第四實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
請參照圖4，第四實施例的電負度網格結構40包括第一線材402與第二線材404，且由第二線材404與第一線材402交織成網格狀織物400，其中第一線材402（作為經線）具有第一電負度，第二線材404（作為緯線）具有第二電負度，且第一電負度不同於第二電負度，且第一電負度與第二電負度之間的差異例如在0.1以上。在一實施例中，經緯（第一線材402與第二線材404）可以具有不同的粗度。由於不同電負度的線材在交織成網格結構後，勢必會有多個結點（tie points），如第四實施例中的每個結點T包含第一線材402與第二線材404，所以與空氣接觸時會因為摩擦起電效應（triboelectric effect）而形成電位差，並產生電子、電洞。因摩擦起電效應所產生的電子與空氣中的氧會生成強氧化性自由基O
2 -，因摩擦起電效應所產生的電洞則會與空氣中的水分生成強氧化性自由基OH·。這些強氧化性自由基會攻擊有機分子、病毒、細菌等，而使電負度網格結構40具有殺菌、抗病毒效果，且前述強氧化性自由基也可防蟎。此外，第一線材402與第二線材404可以各自獨立為單絲或複絲（＞兩條以上）。
請繼續參照圖4，為了加強以上功效，第四實施例的第一線材402可選擇摩擦序列為正值的材料，第二線材404可選擇摩擦序列為負值的材料，藉由第一線材402與第二線材404在摩擦序列中的差距，增加摩擦起電的效果。舉例來說，第一線材402例如摩擦序列為正值的尼龍（Nylon），第二線材404例如摩擦序列為負值的聚乙烯（PE）或聚對苯二甲酸乙二酯（PET）。在較佳實施例中，因為PE的絕對值較PET大，所以在第一線材402使用Nylon的例子中，第二線材404使用PE的效果較好；依此類推。
然而，本發明並不限於此，第一線材402與第二線材404也可使用高電負度的材料，如電負度大於0.1。在另一實施例中，第一線材402與第二線材404可分別為同質材料之聚合物，前述同質材料例如電負度大於0.1的原料，其中所述原料可列舉但不限於，PE、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、橡膠、Nylon或其組合。
而且，由於第一線材402與第二線材404具有電負度，所以與第一實施例的原理一樣，能吸附空氣中帶正電的粉塵，而具有過濾灰塵或空氣中微小粒子(PM2.5、PM10)的效果。
此外，在第四實施例中，通過增加結點T的密度也能增加摩擦起電的效果，譬如採用如圖2的六角網格或者圖3的三角網格，都能增加結點的數量，使強氧化性自由基的生成量增加，進而強化殺菌、抗病毒等效果。
在本發明的以上實施例中，網格狀織物100、200、300、400的網格也可以是方型網格、六角網格、三角網格等的組合，且所述網格的邊長例如介於0.01mm~5mm之間。然而，本發明的網格狀織物不侷限於圖式中有顯示的結構，其餘織物或不織物如符合本發明的概念也可行。
此外，本發明的電負度網格結構也可以是利用長方形針織編法製作的網格結構，如圖5所示的電負度網格結構50。
在圖5中，經線與緯線同樣可以利用不同細度或不同電負度差異在0.1以上之線料交織而成，線材可以為單絲或複絲（＞兩條以上），或兩線材具相同電負度，但與空氣電負度差異在0.1以上。而且，可根據不同的編法調整網格狀織物500的網格大小，因此能產生電負度差＞0.1以上的效果。
綜上所述，本發明利用高電負度的線材編織而成的網格狀織物因為帶負電，所以能吸附空氣中帶正電的粉塵，不需改變織物密度，也不需要額外供電，即可達到過濾粉塵的效果。此外，本發明的另一種網格狀織物是採用具有不同電負度的兩種線材編織而成，因此不需外部供電，本發明的電負度網格結構就可因為摩擦起電效應生成強氧化性自由基，並達到空氣淨化與抗菌的功效。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30、40、50:電負度網格結構
100、200、300、400、500:網格狀織物
102、104、202、302、304、306:線材
402:第一線材
404:第二線材
T:結點
圖1是依照本發明的第一實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
圖2是依照本發明的第二實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
圖3是依照本發明的第三實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
圖4是依照本發明的第四實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
圖5是依照本發明的第五實施例的一種電負度網格結構的示意圖。
10:電負度網格結構
100:網格狀織物
102、104:線材
Claims (11)
- 一種電負度網格結構，包括：由具有不同電負度的多種線材編織而成的網格狀織物，其中所述多種線材的所述電負度大於玻璃的電負度，且所述多種線材間的電負度差異在0.1以上。
- 如請求項1所述的電負度網格結構，其中所述多種線材的細度不同。
- 如請求項1所述的電負度網格結構，其中所述網格狀織物的網格包括方型網格、六角網格、三角網格或其組合。
- 如請求項1所述的電負度網格結構，其中所述多種線材中的至少一線材是摩擦序列為負值的材料。
- 如請求項1所述的電負度網格結構，其中所述網格狀織物是由不同網格排列而成的織物。
- 如請求項1所述的電負度網格結構，其中所述網格狀織物是由不織布所製成之過濾網，且所述過濾網的孔徑介於1nm~2mm之間。
- 一種電負度網格結構，包括：第一線材，具有第一電負度；以及第二線材，其與所述第一線材交織成網格狀織物，其中所述第二線材具有第二電負度，且所述第一電負度不同於所述第二電負度，其中所述第一線材的所述第一電負度與所述第二線材的所述第二電負度之間的差異在0.1以上。
- 如請求項7所述的電負度網格結構，其中所述第一線材是摩擦序列為正值的材料，所述第二線材是摩擦序列為負值的材料。
- 如請求項7所述的電負度網格結構，其中所述網格狀織物的網格包括方型網格、六角網格、三角網格或其組合，且所述網格的邊長介於0.01mm~5mm之間。
- 如請求項7所述的電負度網格結構，其中所述網格狀織物是由不同網格排列而成的織物，且所述網格狀織物具有多個結點，每個所述結點包含所述第一線材與所述第二線材。
- 如請求項7所述的電負度網格結構，其中所述第一線材與所述第二線材分別為同質材料之聚合物，所述同質材料是電負度大於0.1的原料，所述原料包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、橡膠、尼龍(Nylon)或其組合。
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