TWM446021U - 氣體過濾材結構 - Google Patents

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K J Filtration Technologies Ltd
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Description

氣體過濾材結構
本新型是有關於一種過濾材結構，且特別是有關於一種氣體過濾材結構。
在密閉建築空間裡，容易引發各種呼吸系統與過敏疾病，更會直接影響居家品質與工作效率，所以維持純淨的室內空氣品質就更顯重要。於是，越來越多人使用空氣濾淨機，以濾除或殺滅空氣污染物、有效提高空氣清潔度。除了家用的空氣濾淨機之外，在高科技廠房中，因應空氣潔淨度的要求，商用的空氣濾淨機也有著極高的需求。
氣體過濾材結構有使用熔噴不織布者，然而，受限於材料本身，不織布的氣體過濾材結構在一般基重下無法滿足濾效99.97%的要求，若是要滿足濾效的要求，便需要增加基重，但是如此一來，壓損又會過高而無法滿足歐美的國家標準。
高效能的氣體過濾材結構亦有使用超細玻璃纖維者，然而，此種材料價格昂貴，難以降低生產成本。除此之外，由於玻璃纖維是無機材料，若是吸入人體則無法被人體分解亦不易排出，若是拋棄亦會造成環境污染。
亦有使用複合材料作為氣體過濾材結構，但是一般的複合材料多是利用黏著劑以塗佈貼合的方式結合兩種以上的材料，因此氣體過濾材結構上的孔隙容易被黏著劑堵塞而降低原本的濾效與提高壓損。
因此本新型的目的就是在提供一種採用電紡絲技術的高效能氣體過濾材結構，用以節省生產成本與提高濾效。
依照本新型一實施例，提出一種氣體過濾材結構，包含一不織布基材以及一奈米纖維層，奈米纖維層設置於不織布基材之表面，其中奈米纖維層之纖維直徑約為100奈米至400奈米。奈米纖維層可以設置於不織布基材之單一表面或是相對兩表面。奈米纖維層之纖維直徑可以為一致。或者，奈米纖維層之纖維直徑可以從接近不織布基材起向遠離不織布基材的方向遞增。不織布基材與奈米纖維層之間不具有黏著劑。奈米纖維層直接接觸不織布基材。
由於電紡絲的纖維直徑非常的細，因此，可以滿足奈米等級的纖維粗細需求。在不增加氣體過濾材結構之基重或是壓損的情形下，提升氣體過濾材結構的濾效。由於電紡絲為直接附著在不織布基材上形成奈米纖維層，無需使用黏著劑黏附。因此，亦不會出現孔隙被黏著劑堵塞的情形。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本新型之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本新型之較佳實施例後，當可由本新型所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本新型之精神與範圍。
參照第1圖，其繪示本新型之氣體過濾材結構一實施 例的示意圖。氣體過濾材結構100包含有不織布基材110以及奈米纖維層120，奈米纖維層120設置於不織布基材110之表面上。本新型利用電紡絲的技術，將奈米纖維層120直接形成在不織布基材110上。換言之，不需要使用黏著劑黏合，即可將奈米纖維層120直接接觸並附著於不織布基材110上。由於電紡絲出來的奈米纖維直徑極細，因此，氣體過濾材結構100之孔隙亦會隨之變小。如此一來，可以明顯地提升氣體過濾材結構100之濾效。根據實驗結果，氣體過濾材結構100之濾效可達99.97%以上，可以應用於HEPA及P3等級的口罩。
不織布基材110之材料可以為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)或嫘縈(rayon)纖維素。奈米纖維層120之纖維直徑約在100奈米至400奈米之間。奈米纖維層120之材料可以為水溶性高分子材料，如聚乙烯醇polyvinyl alcohol；PVA)。此種高分子材料已經是相當成熟的電紡絲纖維原料，故成本較超細玻璃纖維為低。又，聚乙烯醇為有機高分子材料，因此，奈米纖維層120可以被回收再利用，降低環境污染。
本實施例中，奈米纖維層120為設置在不織布基材110的單一表面上。奈米纖維層120之纖維直徑可以透過高分子溶液的配方，或是施加的電場強度調整。奈米纖維層120之纖維直徑可以從接近不織布基材110起向遠離不織布基材110的方向遞增。在使用氣體過濾材結構100時，不織布基材110作為支撐材，為背對外界的一面，即空氣從遠離不織布基材110的一側進入。由於遠離不織布基材110 之一側的奈米纖維較靠近不織布基材110之一側的奈米纖維為粗，因此奈米纖維層120在遠離不織布基材110之一側的孔隙會較其另一側的孔隙為大。因此，在進行空氣過濾時，空氣中較粗的雜質會先被攔截，藉以減少孔隙一次性地被空氣中較粗的雜質堵塞的情形。
當然，在其他實施例中，奈米纖維層120的纖維直徑可以是一致的。
參照第2圖，其繪示本新型之氣體過濾材結構另一實施例的示意圖。本實施例中之氣體過濾材結構100與前一實施例之差別僅在於，本實施例中的奈米纖維層120為設置於不織布基材110的相對兩表面。不織布基材110與奈米纖維層120之材料如前所述，奈米纖維層120之纖維直徑可以為一致，或是從接近不織布基材110起向遠離不織布基材110的方向遞增。
參照第3圖，其繪示製作本新型之氣體過濾材結構之電紡設備的示意圖。電紡設備200包含有原料槽210、發射電極220、接收電極230以及高壓電源240。原料槽210用以提供高分子材料溶液，高分子材料溶液提供至發射電極220，高壓電源240至少連接發射電極220，以使高分子材料溶液因靜電力而散開呈纖維狀電紡絲。電紡絲纖維受牽引而向接收電極230的方向移動。不織布基材110通過接收電極230與發射電極220之間，使得電紡絲附著於不織布基材110的面而形成奈米纖維層120。須注意的是，為清楚表示本新型之特徵，第3圖未依照實際比例繪示，合先敘明。
若是欲改變奈米纖維層120的纖維粗細，可以藉由調整不同原料槽210中的高分子材料配方，或是調整高壓電源240所施加的電壓。使得接近不織布基材110入口端的發射電極220射出較細的電紡絲，而接近不織布基材110出口端的發射電極220射出較粗的電紡絲。
由於電紡絲的纖維直徑非常的細，因此，可以滿足奈米等級的纖維粗細需求。而在不增加氣體過濾材結構100之基重或是壓損的情形下提升氣體過濾材結構100的濾效。由於電紡絲為直接附著在不織布基材110上形成奈米纖維層120，無需使用黏著劑黏附。因此，亦不會出現孔隙被黏著劑堵塞的情形。
如前所述，氣體過濾材結構100是採用電紡絲技術製備而成。因此，可以在不增加氣體過濾材結構100之基重或是壓損的情形下提升氣體過濾材結構100的濾效。由於電紡絲為直接附著在不織布基材，無需使用黏著劑黏附，因此，亦不會出現孔隙被黏著劑堵塞的情形。
雖然本新型已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧氣體過濾材結構
110‧‧‧不織布基材
120‧‧‧奈米纖維層
200‧‧‧電紡設備
210‧‧‧原料槽
220‧‧‧發射電極
230‧‧‧接收電極
240‧‧‧高壓電源
為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖繪示本新型之氣體過濾材結構一實施例的示意圖。
第2圖繪示本新型之氣體過濾材結構另一實施例的示意圖。
第3圖繪示製作本新型之氣體過濾材結構之電紡設備的示意圖。
100‧‧‧氣體過濾材結構
110‧‧‧不織布基材
120‧‧‧奈米纖維層

Claims (7)

  1. 一種氣體過濾材結構，包含：一不織布基材；以及一奈米纖維層，設置於該不織布基材之表面，其中該奈米纖維層之一纖維直徑為100奈米至400奈米。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之氣體過濾材結構，其中該奈米纖維層為設置於該不織布基材之單一表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之氣體過濾材結構，其中該奈米纖維層為設置於該不織布基材之相對兩表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之氣體過濾材結構，其中該奈米纖維層之該纖維直徑為一致。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之氣體過濾材結構，其中該奈米纖維層之該纖維直徑從接近該不織布基材起向遠離該不織布基材的方向遞增。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之氣體過濾材結構，其中該不織布基材與該奈米纖維層之間不具有黏著劑。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之氣體過濾材結構，其 中該奈米纖維層直接接觸該不織布基材。
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