聚合物空气过滤器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及通过蚀刻工艺在由聚合物材料制成的过滤膜形成具有预定图案的微孔的聚合物空气过滤器及其制造方法，根据本发明专利技术，带负电荷的灰尘与带相同负电荷的聚合物薄膜碰撞，通过静电排斥力推开并被过滤，从而可以有效去除细小灰尘，此外，通过改变聚合物薄膜中形成的微孔图案的形状来在保持微孔的最小宽度的同时加长该微孔的长度，并加长孔之间的间隔长度，从而过滤比微孔的最小宽度更大的颗粒，以能够在保持过滤性能的同时提高透气度。能够在保持过滤性能的同时提高透气度。能够在保持过滤性能的同时提高透气度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物空气过滤器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种空气过滤器及其制造方法，更具体而言，通过蚀刻在由聚合物材料制成的过滤膜形成具有预定图案的微孔来使比微孔更大的颗粒不通过，同时提高透气度的空气过滤器及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着现代人在为了制冷、制热、隔音等的高效率和节能等而与外界空气隔绝且密闭性增加的室内生活的时间更长，人们暴露在与室内生活环境密切相关的各种污染物，因此出现头痛、眼病、注意力不集中、头晕和恶心等室内空气污染引起的症状。
[0003]此外，随着工业的发展，不仅工业区的污染程度严重，而且由于城市集中和汽车的快速普及，住宅区的大气的污染程度也逐渐变得严重。如此细小灰尘会导致呼吸道和皮肤相关疾病。
[0004]因此，用于净化各种大型建筑物、工业场所以及一般家庭中的空气的各种空气净化器正在迅速普及，并且为了防止外出时吸入微尘而提供各种类型的口罩。
[0005]如上所述的空气净化器或口罩必须包括用于过滤细小灰尘的空气过滤器。一般来说，过滤空气中污染物的空气过滤器的实例包括用于去除相对较大的灰尘、污垢和毛发等的由金属丝网或薄无纺布制成的简单过滤器、用于去除60％以上的异味、挥发性有机化合物、甲醛等有害物质的除臭过滤器、用于去除细小灰尘、香烟烟雾、细菌、霉菌、花粉等的高性能HEPA过滤器(HEPA filter)等。
[0006]图1为示意性示出现有的空气过滤器的一截面的图，图2为沿图1的A
‑
A线观察的平面图。
[0007]如图1和图2所示，现有的空气过滤器100被简单地制造成形成有微孔120的薄膜110的形式。微孔120具有预定的横宽y和纵宽x，并且在水平方向和垂直方向上与相邻的微孔120间隔开预定距离z、w。
[0008]这种现有的空气过滤器100被配置成允许空气通过，但使一定大小以上的灰尘不能通过，透气度与微孔的孔隙率成正比，阻止细小灰尘通过的过滤器的性能与微孔的尺寸成反比。在这种空气过滤器的情况下，微孔120的尺寸越小，能够过滤的细小灰尘的大小就越小。
[0009]然而，为了制造如上所述微孔尺寸小的空气过滤器，不仅制造难度高，还存在技术限制，因此导致制造成本非常高。此外，当空气过滤器的微孔尺寸小时，过滤灰尘的过滤性能增加，但透气度降低，导致使用性差。例如，在使用微孔尺寸非常小的空气过滤器制造口罩时，压力损失高，使得佩戴口罩的使用者呼吸非常困难，无法长时间佩戴口罩。
[0010]此外，为了在保持孔径不变的同时增加透气度，如图3所示，应当减小微孔之间的距离z'、w'。然而，为了减小微孔之间的距离，需要精细图案工艺。在这种精细图案工艺中，为了蚀刻厚度为10μm以上的过滤膜，需要厚度为20μm以上的光刻胶，因此需要花费高费用。此外，即使采用这种结构，仍然难以确保足够的孔隙率。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本专利技术所要解决的技术问题在于提供如下的聚合物空气过滤器及其制造方法，其通过干法工艺在聚合物薄膜上形成微孔，并通过改变微孔图案的形状，在保持微孔的最小宽度的同时加长其长度，还加长微孔之间的间隔长度，从而过滤比微孔的最小宽度更大的颗粒，以能够在保持过滤性能的同时提高透气度。
[0013]解决问题的方案
[0014]用于解决上述技术问题的根据本专利技术的聚合物空气过滤器包括由聚合物材料制成的过滤膜，上述过滤膜上沿水平方向和垂直方向形成有呈矩形的多个微孔，上述微孔的短边与长边之比为1:1至1:10。
[0015]用于解决上述技术问题的根据本专利技术的聚合物空气过滤器包括：金属板，形成有多个微孔；及过滤膜，形成在上述金属板上部，且由聚合物材料制成。
[0016]用于解决上述技术问题的根据本专利技术的聚合物空气过滤器的制造方法包括：聚合物薄膜贴附步骤，将聚合物薄膜贴附于基板上；光刻胶涂布步骤，在上述聚合物薄膜上涂布光刻胶；曝光步骤，将光照射到上述光刻胶上以在上述聚合物薄膜上形成图案；及刻蚀步骤，刻蚀形成有上述图案的聚合物薄膜，以形成微孔。
[0017]专利技术的效果
[0018]根据本专利技术的聚合物空气过滤器，通过使用形成有具有预定图案的微孔的聚合物薄膜过滤器，带负电荷的灰尘与带相同负电荷的聚合物薄膜碰撞，通过静电排斥力推开并被过滤，从而具有有效去除细小灰尘的优点。
[0019]此外，根据本专利技术的聚合物空气过滤器，通过改变聚合物薄膜中形成的微孔图案的形状来在保持微孔的最小宽度的同时加长微孔的长度，并加长微孔之间的间隔长度，从而过滤比微孔的最小宽度更大的颗粒，以在保持过滤性能的同时提高透气度。
[0020]另一方面，根据本专利技术的聚合物空气过滤器，通过在带正电荷的金属板的上部形成由带负电荷的聚合物材料制成的过滤膜以加强静电，从而在阻挡同时带有正电荷和负电荷的水分方面呈现更高效果。
附图说明
[0021]图1为示意性示出现有的空气过滤器的一截面的图。
[0022]图2为沿图1的A
‑
A线观察的平面图。
[0023]图3为示出与图2相比微孔之间的距离变小的状态的图。
[0024]图4为示意性示出根据本专利技术的聚合物空气过滤器的一截面的图。
[0025]图5为示意性示出沿图4的B
‑
B线观察的根据本专利技术的一实施例的聚合物空气过滤器的平面的图。
[0026]图6为示意性示出沿图4的B
‑
B线观察的根据本专利技术的另一实施例的聚合物空气过滤器的平面的图。
[0027]图7为示意性示出沿图4的B
‑
B线观察的根据本专利技术的再一实施例的聚合物空气过滤器的平面的图。
[0028]图8为示出根据本专利技术的另一实施例的聚合物空气过滤器的概略构成的图。
[0029]图9为根据本专利技术的聚合物空气过滤器的制造方法的流程图。
[0030]图10为用于说明根据本专利技术的聚合物空气过滤器的制造方法的工艺步骤的图。
具体实施方式
[0031]下面将参照附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。
[0032]图4为示意性示出根据本专利技术的聚合物空气过滤器的一截面的图，图5至图7为示意性示出沿图4的B
‑
B线观察的根据本专利技术的一实施例的聚合物空气过滤器的平面的图。
[0033]参照图4和图5，可知根据本专利技术的聚合物空气过滤器400包括由聚合物材料制成的过滤膜410，并且在上述过滤膜410上沿水平方向和垂直方向形成有呈矩形的多个微孔420。
[0034]上述过滤膜410可以为使用选自聚酰亚胺(polyimide)、聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯(polyethylene)、聚四氟乙烯(polytetrafluorehylene)、聚氯乙烯(PVC)等合成树脂材料中的任一种聚合物或它们的混合物作为原料制备的薄膜。
[0035]由于上述聚合物材料的特性，静电性能优异，并由于过滤膜带负电而可以将空气中含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚合物空气过滤器，其特征在于，包括由聚合物材料制成的过滤膜，上述过滤膜上沿水平方向和垂直方向形成有呈矩形的多个微孔，上述微孔的短边与长边之比为1:1至1:10。2.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述微孔的短边长度为1μm至10μm。3.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述多个微孔中沿上述水平方向布置的一个微孔和相邻的另一微孔之间的最短距离为3μm至20μm。4.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述多个微孔中沿上述垂直方向布置的一个微孔和相邻的另一微孔之间的最短距离为3μm至20μm。5.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，在上述多个微孔中沿上述垂直方向布置的一个微孔和相邻的另一微孔布置在彼此对应的位置，上述多个微孔中沿上述水平方向布置的一个微孔和相邻的另一微孔布置在彼此对应的位置。6.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述多个微孔中沿上述垂直方向布置的一个微孔和相邻的另一微孔彼此错开布置。7.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述多个微孔中沿上述水平方向布置的一个微孔和相邻的另一微孔彼此错开布置。8.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述聚合物空气过滤器带有负电荷静电。9.根据权利要求1所述的聚合物空气过滤器，其特征在于，上述聚合物空气过滤器的透气度为25...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔相俊，
申请(专利权)人：库库创作股份有限公司，
类型：发明
国别省市：