CN104994928B - 过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置，过滤介质包括：多孔性基材；具有多个微细气孔的纳米纤维网，层叠于上述多孔性基材的两侧，利用高分子物质进行电纺丝而成；以及粘结单元，用于使上述多孔性基材和上述纳米纤维网粘结为一体，通过施加低于上述多孔性基材的熔点且高于上述纳米纤维网的熔点的热量来形成上述粘结单元。

Description

过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置

技术领域

本发明涉及水处理过滤器，更详细地，涉及采用通过电纺丝来制备的纳米纤维网的过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置。

背景技术

最近，随着产业的高度发展，需求高纯度、高品质的产品，因此，分离膜(membrane)技术被公认为非常重要的技术领域。尤其，在环境领域中，随着对清水的需求和对缺水的意识增加，作为解决这种问题的方案，利用分离膜的技术备受瞩目。

利用分离膜的净水、污水、废水、淡水化等工序已经正逐渐扩散并普及。并且，已脱离对分离膜本身的技术开发而将分离膜利用于应用产品，并与基于应用的分离膜性能的提高一同，扩大向周边技术的开发。

分离膜作为存在于互不相同的物质之间的具有选择功能的物质，意味着用于使有些物质选择性地通过或排除有些物质的原材料。分离膜的结构或材料及通过分离膜的物质的状态或移动原理等并不受限，只要相互隔离两个物质之间，并使物质通过它们之间的膜来产生物质的选择性移动，就可以将其原材料称为分离膜。

分离膜的种类非常多，并以多种基准来分类。

首先，基于分离操作的分类作为根据所要分离的对象物质的状态的分类法，被分为液体分离、气液分离及气体分离等。并且，根据过滤对象的大小，液体分离被分为精密过滤(micro filtration)、超滤(ultra filtration)、纳米过滤(nano filtration)、逆渗透过滤(reverse osmosi s filtration)等。

气体分离可以根据所要分离的气体的种类来进行具体分离，而在用于分离氧气的情况下是富氧，在用于分离氮的情况下是氮氧、氢分、除湿膜等。

基于膜的形状的分类可分为平膜(flat membrane)、中空纤维膜(h ollow fibermembrane)、管状膜(tubular membrane)，并且根据过滤器模块形态，它们被分为板型、螺旋缠绕型、筒型、平膜单元型、沉积型、管型等。

基于材料的分类包括无机膜和具有高分子的有机膜。最近，无机膜基于耐热性、耐久性等的优点逐渐扩大其用途，但在当前实现产品化的大部分被高分子分离膜所占据。

通常，过滤(filtration)意味着从流体分离两种以上的成分，即，分离未溶解的粒子(固体)。在固体的分离方面，过滤机理可以以网过滤、吸附、溶解、扩散机理来说明，若去除气体分离膜、逆渗透膜等一部分分离膜，则大部分完全依赖于网过滤机理。

因此，只要是具有气孔的材料，不管是任何材料，都可用作过滤介质，作为代表性的过滤介质有无纺布(nonwovens)、织物(fabric)、网(mesh)、多孔性膜(porous membrane)等。

无纺布、织物、网等因难以制备1μm以下的气孔而局限于粒子过滤(particlefiltration)领域，因此，使用为预处理过滤器的概念。相反，多孔性膜可制备精密且小的气孔，从而使用于精密过滤(micro filtrati on)、超滤(ultra filtration)、纳米过滤(nanofiltration)、逆渗透过滤(reverse osmosis filtration)等广泛的过滤领域和需要最高精密度的工序中。

无纺布、网及织物由数微米至数百微米粗度的纤维形成，从而难以制备1微米以下的微细气孔。尤其，在无纺布的情况下，通过纤维的随机排列来形成网，因而在事实上不可能制备均匀的气孔。在熔喷(melt-blown)的情况下，可以被称为具有由1～5μm范围的线径形成的无纺布，但在热压延之前的气孔的大小为6微米以上，且压延之后的气孔的大小仅为3微米，而以基准点为中心，产生±20％以上的平均气孔大小的偏差，具有相当大的气孔共存的结构。

由此，无纺布、网及织物难以阻挡污染物质通过相对大的气孔流出，从而只能降低过滤效率。因此，上述的多个过滤介质在不精密的过滤工序或在精密过滤工序中作为预处理概念来使用。

另一方面，多孔性膜通过非溶剂致相分离法(NIPS)、热致相分离法(TIPS)、延伸法(stretching process)、径迹蚀刻法(track etchin g)、溶胶凝胶法(sol-gel)等方法制备，其材质大部分为有机高分子，代表性的有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙稀(PVDF)、尼龙(Nylo n6、Nylon66)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、硝化纤维(NC)等。这种以往的多孔性膜可制备精密且小的气孔，相反，在制备工序上，不可避免地产生闭口气孔(closed pore)或盲孔(blinded pore)，从而具有过滤流量少，需要多的运行压力，过滤寿命短的问题，因此，高的运行费用及频繁更换过滤器成为问题。

韩国公开特许公报第2013-0011192号公开了氧化铝复合无纺布的制备方法，上述氧化铝复合无纺布的制备方法包括：第一步骤，对热可塑性高分子纤维无纺布进行等离子处理来对表面进行改性；以及第二步骤，在进行表面处理后的上述无纺布上蒸镀氧化铝。但是，虽然利用这种氧化铝复合无纺布的过滤介质既没有由纤维的切割导致的损伤，又具有优秀的去除病毒的性能，但因无纺布的气孔的大小大而具有过滤效率低的缺点。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供可以利用通过电纺丝来形成的纳米纤维网制备过滤介质，从而可提高耐久性，可自由调节气孔大小，因而可根据使用目的来制备多种产品的过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置。

本发明的再一目的在于，提供利用通过电纺丝来形成的纳米纤维网制备过滤介质，从而可制备厚度薄的过滤介质，由此可制备厚度薄的过滤板，从而可以在小的空间层叠多的过滤板来减少过滤***的尺寸的过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置。

本发明的另一目的在于，提供可以层叠具有三维微细气孔的微细气孔纳米纤维网和无纺布，来提高处理性和强度，并提高过滤器效率的过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置。

解决问题的手段

用于实现上述目的的本发明一实施例的过滤介质的特征在于，包括：多孔性基材；具有多个微细气孔的纳米纤维网，层叠于上述多孔性基材的两侧，利用高分子物质进行电纺丝而成；以及粘结单元，用于使上述多孔性基材和上述纳米纤维网粘结为一体，上述粘结单元为施加低于上述多孔性基材的熔点且高于上述纳米纤维网的熔点的热量来形成的热熔敷结构。

代替性地，上述粘结单元可以为施加高于上述多孔性基材的熔点且低于上述纳米纤维网的熔点的热量来形成的热熔敷结构。

并且，上述粘结单元可以为热熔粉或热熔网。在热熔粉的情况下，可以以点阵列的形态配置，来确保粘结后的通气性，并且，在热熔网的情况下，由于具有多个微细气孔，因而可确保粘结后的通气性。

其中，上述多孔性基材可以为聚酯系列、尼龙系列、聚烯烃系列及纤维素系列中的一种系列的无纺布，形成上述纳米纤维网的高分子物质可包含聚偏氟乙烯。

并且，上述高分子物质为可以以5:5或6:4的比例混合聚偏氟乙烯和聚丙烯腈的高分子物质。

并且，上述热熔敷结构可以为上述纳米纤维网的1/5至1/2厚度部分向上述无纺布渗透来粘结的结构，或者可以为上述无纺布的1/5至1/2厚度部分向上述无纺布渗透来粘结的结构。

并且，本发明可以为上述纳米纤维网层叠于上述无纺布的除上部面之外的整个表面的结构。

根据用于实现上述目的的本发明的优选实施例，本发明的特征在于，过滤介质包括：多孔性基材；以及具有多个微细气孔的纳米纤维网，在上述多孔性基材的两侧利用高分子物质直接进行电纺丝而成，上述纳米纤维网包括：第一纳米纤维层，由低浓度的高分子物质混合溶液进行电纺丝或者涂敷或者溅射而成；以及第二纳米纤维层，由高浓度的高分子物质混合溶液进行电纺丝而成。

其中，上述低浓度的高分子物质混合溶液可以包含8～10重量百分比的高分子物质，上述高浓度高分子物质混合溶液可以包含15～17重量百分比的高分子物质。

并且，用于实现本发明的目的的过滤介质的制备方法包括：准备无妨布的步骤；在离型纸利用高分子物质进行电纺丝来形成纳米纤维网的步骤；以及在上述无纺布的双面贴合上述纳米纤维网，并以低于上述无纺布的熔点且高于上述纳米纤维网的熔点的温度进行加热，来对无纺布和纳米纤维网进行热熔敷接合的步骤。

代替性地，还可以以高于上述无纺布的熔点且低于上述纳米纤维网的熔点的温度进行加热来对无纺布和纳米纤维网进行热熔敷贴合的方法进行上述热熔敷接合步骤。

根据再一实施例，过滤介质的制备方法包括：准备无纺布的步骤；在上述无纺布的一面利用包含8～10重量百分比的高分子物质的低浓度高分子物质混合溶液和包含15～17重量百分比的高分子物质的高浓度高分子物质混合溶液依次进行电纺丝来形成纳米纤维网的步骤；以及在上述无纺布的另一面利用包含8～10重量百分比的高分子物质的低浓度高分子物质混合溶液和包含15～17重量百分比的高分子物质的高浓度高分子物质混合溶液依次进行电纺丝来形成纳米纤维网的步骤。

根据本发明的另一实施例，过滤介质的制备方法包括：准备无纺布的步骤；在离型纸利用高分子物质进行电纺丝来形成纳米纤维网的步骤；以及在上述无纺布的双面隔着热熔粉或热熔网来贴合上述纳米纤维网，并进行热压接的步骤。

另一方面，用于实现本发明的目的的过滤装置包括：外壳，具有污水流入口及排出口；上述结构的多个过滤介质以留有规定间隔的方式排列于上述外壳内，用于过滤储存于外壳内的污水；以及泵，与上述排出口相连接，用于抽吸上述外壳的内部的水或向外壳的内部供给洗涤水。

根据本发明的优选的实施例，过滤装置可包括气泡发生用喷嘴，上述气泡发生用喷嘴设置于上述外壳的一侧，用于洗涤过滤介质。

发明的效果

如上所述，在本发明中，利用热熔敷结构或热熔粘结剂来在无纺布的双面接合通过电纺丝形成的纳米纤维网，来制备过滤介质，从而具有可提高耐久性，可自由调节气孔大小，因而可根据使用目的来制备多种产品的优点。

并且，在本发明中，利用通过电纺丝来形成的纳米纤维网制备过滤介质，从而具有可制备厚度薄的过滤介质，由此可制备厚度薄的过滤板，从而可以在小的空间层叠多的过滤板来减少过滤***的大小的优点。

并且，本发明可提供层叠具有三维微细气孔的纳米纤维网和无纺布来构成过滤介质，从而可提高处理性和强度，并提高过滤器效率的过滤装置。

附图说明

图1为本发明一实施例的过滤装置的剖视图。

图2为本发明一实施例的过滤介质的俯视图。

图3为本发明一实施例的过滤介质的剖视图。

图4为本发明一实施例的纳米纤维网的放大照片。

图5为本发明一实施例的用于形成过滤介质的纳米纤维网的电纺丝装置的结构图。

图6为本发明一实施例的用于说明过滤介质的一部分剖视图。

图7为本发明一实施例的适用于过滤介质的纳米纤维网的放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行详细说明。在这过程中，附图所示的结构要素的大小或形状等可以为了说明的明了性和便利性而以夸张的方式示出。并且，考虑到本发明的结构及作用来特别定义的各术语可以根据管理人员的意图或惯例而变得不同。对这种术语的定义应基于说明书全文来定。

图1为本发明一实施例的过滤装置的剖视图。

一实施例的过滤装置包括：外壳10，从外部流入污水或废水来储存；过滤介质20，以规定的间隔多个排列于上述外壳10内，用于过滤外壳内的污水及废水等处理水；以及多个气泡发生用喷嘴30，设置于外壳10的下侧，用于洗涤过滤介质20。

在外壳10的一侧形成有流入口12，用于进行净水的水(例如污水、废水等污水)向上述流入口12流入，在上述外壳10的上侧形成有排出口14，上述排出口14用于排出在外壳10的内部进行净水的水。

如图2及图3所示，过滤介质20包括：无纺布22，具有可使水通过的多个气孔；第一纳米纤维网24，层叠于无纺布22的一面，具有可过滤水的微细多孔；以及第二纳米纤维网26，层叠于无纺布22的另一面，具有可过滤水的微细多孔。

并且，多个过滤介质20以规定间隔配置于外壳10内，用于过滤储存于外壳10内的污水。

其中，可使用的无纺布可使用例如熔喷(melt-blown)无纺布、纺粘(spun bond)无纺布、热结合无纺布、化学键无纺布及湿式(wet-l aid)无纺布中的一种作为支撑体。无纺布可使用纤维的直径为30-60μm，气孔为50至200μm左右的无纺布。

无纺布22具有多个气孔来起到可使水通过的通路作用，并起到支撑层作用，用于使第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26维持平板形态。

在本发明中，作为可使水通过的具有多个气孔的多孔性基材，可在无纺布的两侧层叠利用高分子物质进行电纺丝而成的具有多个微细气孔的纳米纤维网来实现过滤介质。此时，过滤介质可包括粘结单元，上述粘结单元用于使上述无纺布和上述纳米纤维网粘结为一体。

上述粘结单元可以为施加低于上述多孔性基材的熔点且高于上述纳米纤维网的熔点的热量来形成的热熔敷结构。

上述多孔性基材可以为聚酯系列、尼龙系列及纤维素系列中的一种系列的无纺布，形成上述纳米纤维网的高分子物质可包含聚偏氟乙烯。

并且，在本发明中，为了形成纳米纤维网而进行电纺丝的高分子物质可以为以5:5或6:4的比例混合聚偏氟乙烯和聚丙烯腈的高分子物质，上述热熔敷结构可以为上述纳米纤维网的1/5至1/2厚度部分向上述无纺布渗透来粘结的结构。

如上所述，若施加低于多孔性基材的熔点且高于纳米纤维网的熔点的热量来进行热压接，则纳米纤维网的规定部分，即，纳米纤维网的1/5至1/2厚度部分熔化并向多孔性基材(例如，无纺布)渗透来牢固地粘结。

代替性地，上述热熔敷结构可施加高于多孔性基材的熔点且低于纳米纤维网的熔点的热量来使两个部件，即，热压接多孔性基材和纳米纤维网相粘结，而在这种情况下，多孔性基材的1/5至1/2厚度部分熔化并向无纺布渗透来牢固地粘结。

在具有如上所述的热熔敷结构的过滤介质中，上述纳米纤维网可采取层叠于多孔性基材的除上部面之外的整个表面的结构。

另一方面，根据本发明的另一实施例，过滤介质可构成由第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26在多孔性基材即无纺布直接进行电纺丝来牢固地粘结的形态。

即，第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26以如下方式形成，按规定比率混合可进行电纺丝的高分子物质和溶剂，来制备纺丝溶液，而若通过电纺丝来纺丝上述纺丝溶液，则形成纳米纤维112、114，纳米纤维堆积于无纺布22的表面来形成可过滤水的微细气孔110。

其中，优选地，上述纳米纤维112、114的直径在0.1～3.0μm范围。

根据在电纺丝装置中纺丝的时间，可自由地调节第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26的厚度，根据纳米纤维网的厚度来决定气孔110的大小。

因此，在本实施例中，可自由地调节第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26的气孔尺寸，从而可根据过滤种类来制备多种气孔尺寸。

像这样，在无纺布的两侧利用高分子物质直接进行电纺丝来形成纳米纤维网的过滤介质包括：多孔性基材；以及具有多个微细气孔的纳米纤维网，在上述多孔性基材两侧利用高分子物质直接进行电纺丝而成。

此时，上述纳米纤维网可由第一纳米纤维层和第二纳米纤维层来体现，上述第一纳米纤维层由低浓度的高分子物质混合溶液进行电纺丝而成，上述第二纳米纤维层由高浓度的高分子物质混合溶液进行电纺丝而成。其中，上述第1纳米纤维网层不仅可以通过电纺丝来形成，而且可以通过涂敷或溅射方法来形成。

并且，优选地，低浓度的高分子物质混合溶液包含8～10重量百分比的高分子物质，高浓度高分子物质混合溶液包含15～17重量百分比的高分子物质。

在本发明中所使用的高分子物质作为可进行电放丝的高分子物质，例如，可例举亲水性高分子和疏水性高分子等，这种多个高分子可混合一种或两种以上来使用。

作为可在本发明中使用的高分子物质，只要是可以为了进行电纺丝而溶解于有机溶剂，并通过电纺丝来形成纳米纤维的树脂，就不受特别限制。例如，可以举出聚偏氟乙烯(PVdF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、全氟聚合物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯或它们的共聚物、包含聚乙二醇二烷基醚及聚乙二醇二烷基酯的聚乙二醇衍生物，聚(甲醛-低聚-氧乙烯)、包含聚氧化乙烯及聚氧化丙烯的聚氧化物、聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯)、聚苯乙烯及聚苯乙烯丙烯腈共聚物、聚丙烯腈(PAN)、包含聚丙烯腈甲基丙烯酸甲酯共聚物的聚丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物或它们的混合物。

并且，作为可使用的高分子物质，具有如聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚砜、聚醚酮、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等芳香族聚酯、如聚四氟乙烯、聚二苯氧基磷腈、聚{双[2-(2-甲氧基乙氧基)磷腈]}之类的聚磷腈类、包含聚氨酯及聚醚氨酯的聚氨酯共聚物、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素等。

在上述高分子物质中，尤其优选地，可单独使用聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚酯砜(PES：Polyester Sulfone)、聚苯乙烯(PS)，或者将聚偏氟乙烯和聚丙烯腈相混合，或者将聚偏氟乙烯、聚酯砜、聚偏氟乙烯及热可塑性聚氨酯(TPU：Thermoplastic Polyurethane)混合来作为本发明的过滤器材料物质。

过滤介质20在无纺布22的双面层叠有第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26，无纺布22的除上部面之外的剩余的三面边缘通过热压接等方法进行压接，使得第一纳米纤维网24和第二纳米纤维网26包围无纺布22的侧面部分，而与第一纳米纤维网24及第二纳米纤维网26相比，无纺布22的上部面更突出，并且无纺布22的突出的部分32与排出管50相连接，上述排出管50用于排出通过无纺布22来净化的水。

其中，排出管50包括：固定部52，以包围的方式固定于无纺布22的突出部分32，用于只排出通过无纺布22的水；以及连接管54，与固定部52相连接，并与形成在外壳10的排出口14相连接。

配置于外壳10的下侧的气泡发生用喷嘴30与可从外部注入空气的压缩机等相连接，并在外壳10的底面排列多个。

其中，气泡发生用喷嘴30起到用于向外壳10的内部排出空气来产生气泡及水流的作用，并起到去除附着于过滤介质20的表面的附着物质的作用。

这种气泡发生用喷嘴30的结构可适用可产生水流及气泡的任何形态的喷嘴。并且，在外壳10的下部面形成有排出通路(未图示)，上述排出通路(未图示)通过过滤介质20的洗涤作用来向外部排出沉积于底面的异物。

以下，对本发明的过滤介质的制备方法进行详细的说明。

图5为本发明一实施例的制备过滤介质的电纺丝装置的结构图。

本发明一实施例的电纺丝装置包括：第一收集器110，用于移送无纺布22；第一纺丝喷嘴120，配置于第一收集器110的上部面，并与高电压发生器相连接，来在无纺布22的一面形成第一纳米纤维网24；第二收集器130，以使形成有第一纳米纤维网24的无纺布22的另一面朝向上部面的方式进行移送；以及第二纺丝喷嘴140，配置于第二收集器130的上部面，并与高电压发生器相连接来在无纺布22的另一面形成第二纳米纤维网26。

第一纺丝喷嘴120及第二纺丝喷嘴140对混合有可进行电纺丝的高分子物质和溶剂的纺丝溶液进行纺丝，来起到制备超细纳米纤维的作用。

在第一收集器110的前方配置卷绕有无纺布22的无纺布辊100，在第二收集器130的后方配置过滤介质辊190，层叠有第一纳米纤维网24及第二纳米纤维网26的过滤介质20卷绕于上述过滤介质辊190。

并且，随着向第一收集器110和第一纺丝喷嘴120之间及第二收集器130和第二纺丝喷嘴140之间施加90～120Kv的高电压静电，由超细纤维束112、114进行纺丝来形成纳米纤维网。

在第一纺丝喷嘴120、第二纺丝喷嘴140分别设有喷射装置70、72，来防止从第一纺丝喷嘴120及第二纺丝喷嘴140中纺丝的纤维束112、114无法被捕集于第一收集器110及第二收集器130而飞扬。

本发明的多孔旋装喷嘴(Spin pack nozzle)以0.1～0.6MPa范围设定空气喷射的气压。此时，在气压小于0.1MPa的情况下，无法贡献于捕集/堆积，在气压大于0.6MPa的情况下，使纺丝喷嘴的圆锥体***，发生喷针堵塞现象，引起纺丝故障。

以下，对利用以这种方式构成的电纺丝装置来制备过滤介质的工序进行说明。

首先，若驱动第一收集器110，则卷绕于无纺布辊100的无纺布22沿着第一收集器110的上部面移动。

并且，通过向第一收集器110和第一纺丝喷嘴120之间施加高电压静电，第一纺丝喷嘴120将纺丝溶液制成多个纤维束112来在无纺布22的一面进行纺丝。由此，在无纺布22的一面堆积多个超细纤维束来形成具有微细多孔的第一纳米纤维网24。

并且，若结束第一纳米网24的制备，则实施在无纺布22的另一面层叠第二纳米纤维网26的工序。

即，层叠有第一纳米纤维网24的无纺布22向第二收集器130移动，此时，第二收集器130配置于第一收集器110的下侧，因此，无纺布22以翻转180度的状态向第二收集器130移动。由此，无纺布22的另一面朝向上方。

并且，通过向第二收集器130和第二纺丝喷嘴140施加高电压静电，第二纺丝喷嘴140将纺丝溶液制成多个超细纤维束来在无纺布22的另一面进行纺丝。由此，在无纺布22的另一面堆积多个超细纤维束来形成具有微细多孔的第二纳米纤维网26。

通过这种工序制备的过滤介质20一边经由加压辊180，一边以规定厚度进行加压后，卷绕于过滤介质辊190。

在此，本发明中，可以准备无纺布，并在上述无纺布的一面利用包含8～10重量百分比的高分子物质的低浓度高分子物质混合溶液和包含15～17重量百分比的高分子物质的高浓度高分子物质混合溶液依次进行电纺丝来形成纳米纤维网后，向上述无纺布的另一面利用包含8～10重量百分比的高分子物质的低浓度高分子物质混合溶液和包含15～17重量百分比的高分子物质的高浓度高分子物质混合溶液依次进行电纺丝来形成纳米纤维网，从而制备过滤介质。

并且，本发明还可实现如下过滤介质的制备方法：在准备无纺布之后，在离型纸利用高分子物质进行电纺丝来形成纳米纤维网，之后在上述无纺布的双面贴合上述纳米纤维网来以低于上述无纺布的熔点且高于上述纳米纤维网的熔点的温度进行加热，使得无纺布和纳米纤维网热熔敷接合。

并且，根据本发明的再一实施例，可利用热熔粉或热熔网来使无纺布和纳米纤维网相粘结来制备过滤介质。

以下，对具有如上所述的过滤介质的过滤装置的作用进行说明。

若向外壳10的内部流入用于进行过滤的水，则因与排出口14相连接的泵16的动作而使水一边经过过滤介质20，一边进行过滤，并通过排出口来排出。

并且，在实施去除附着于过滤介质20的表面的附着物质的洗涤工序的情况下，泵16向逆向驱动，使得洗涤水通过排出口14来流入。此时，洗涤水可使用投入有洗涤所需的药品的洗涤水。

其中，泵16与排出口14相连接，来执行抽吸外壳10的内部的水或向外壳10的内部供给洗涤水的功能。

若通过排出口14来作为洗涤水而流入，则通过无纺布22流入的洗涤水向第一纳米网24和第二纳米网26排出，并去除附着于第一纳米网24和第二纳米网26的表面的物质。

并且，在气泡发生用喷嘴30中发生的气泡向第一纳米网24和第二纳米网26的表面供给，起到去除附着于第一纳米网和第二纳米网的附着物质的作用。即，气泡发生用喷嘴30设置于外壳10的一侧，用于洗涤过滤介质20。

图6为本发明一实施例的用于说明过滤介质的一部分剖视图，图7为本发明的适用于一实施例的纳米纤维网的纳米纤维剖视图。

上述的过滤介质具有在无纺布层叠有纳米纤维网的结构。纳米纤维网可体现为层叠于无纺布的一面的第一纳米纤维网及层叠于无纺布的另一面的第二纳米纤维网结构或在无纺布的除上部面之外的所有面层叠有纳米纤维网的结构。

此时，优选地，无纺布和纳米纤维网可通过热压接来熔敷，并将纳米纤维网的熔点以低于无纺布的熔点的方式设计，使得纳米纤维网借助热压接时所施加的热量来熔化并熔敷于无纺布。例如，在适用聚偏氟乙烯作为用于形成纳米纤维网的高分子物质的情况下，聚偏氟乙烯的熔点(melting point)为155℃，因此，无纺布适用具有高于155℃的熔点的由聚酯系列、尼龙系列及纤维素系列中的一种组成的无纺布。

因而，当进行热压接时，与无纺布相接触的纳米纤维网区域熔化来与无纺布相熔敷。其中，无纺布的气孔的大小明显大于纳米纤维网的气孔的大小，因此，熔化后的纳米纤维网的一部分向无纺布的气孔内部渗透。即，如图6所示，以进行热压接之前的无纺布和纳米纤维网的界面29为基准，在进行热压接之后，在上述界面29中向纳米纤维网方向A及无纺布方向B熔化的纳米纤维网扩散并分布。若基于这种技术特征来调节纳米纤维网的熔化量的程度，则纳米纤维网可向无纺布的气孔熔化并进入，而向无纺布气孔渗入的纳米纤维网可执行锁定(Locking)的作用，来提高纳米纤维网和无纺布的粘结力。

在本发明中，作为形成纳米纤维网的高分子物质，可适用以5:5或6:4的比例混合聚偏氟乙烯和聚丙烯腈的高分子物质。此时，如图7所示，进行电纺丝的纳米纤维形成为包括芯片27a及外皮部27b的结构，上述芯片27a由聚丙烯腈组成，上述外皮部27b由聚偏氟乙烯组成，用于包围上述芯片27a的外周面，并且，这种结构的纳米纤维通过层叠来形成纳米网。若由包括芯片27a及外皮部27b的纳米纤维层叠而成的纳米纤维网和无纺布进行热压接，则外皮部27b的聚偏氟乙烯熔化并向无纺布渗透并进行熔敷。

在本发明中，作为其他方法，可在纳米纤维网和无纺布之间隔着熔敷加强材料(未图示)。熔敷加强材料需要具有分别与纳米纤维网及无纺布优秀的粘结力。即，熔敷加强材料的一面与纳米纤维网相熔敷，熔敷加强材料的另一面与无纺布相熔敷，从而在使用熔敷加强材料来熔敷纳米纤维网和无纺布的情况下，与通过热压接来熔敷纳米纤维网和无纺布相比，可更加增加粘结强度。因此，这种过滤介质结构可在过滤装置内反复执行过滤器功能及洗涤功能的期间内显著减少纳米纤维网和无纺布的剥离现象。此时，熔敷工序可以为通过热压接来分别熔化纳米纤维网和无纺布并熔敷于熔敷加强材料的工序。

并且，需要在熔敷加强材料形成有可使水通过的多个开口。这种开口可以连接纳米纤维网的气孔和无纺布的气孔，使水在纳米纤维网和无纺布之间顺畅地通过。并且，熔敷加强材料可由具有加强过滤介质的强度的功能的材质体现。

作为如上所述的熔敷加强材料，可举出热熔粉或热熔网。

以上，例举出特定的优选实施例来示出和说明了本发明，但本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的思想的范围内，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行多种变更和修改。

产业上的可利用性

本发明提供采用通过电纺丝来制备的纳米纤维网的过滤介质。

Claims (5)

1.一种过滤介质，其特征在于，

包括：

多孔性基材；以及

具有多个微细气孔的纳米纤维网，层叠于上述多孔性基材的两侧，利用高分子物质直接进行电纺丝而成，

上述多孔性基材为选自聚酯系列、尼龙系列及纤维素系列中的一种系列的无纺布，

上述纳米纤维网层叠于上述无纺布的除了比上述纳米纤维网更突出的上部面之外的整个表面，上述无纺布的突出的部分与排出管相连接，上述排出管用于排出通过上述无纺布来净化的水，

上述纳米纤维网包括：

第一纳米纤维层，由低浓度的高分子物质混合溶液进行电纺丝而成；以及

第二纳米纤维层，由高浓度的高分子物质混合溶液进行电纺丝而成，

上述低浓度的高分子物质混合溶液包含8～10重量百分比的高分子物质，上述高浓度的高分子物质混合溶液包含15～17重量百分比的高分子物质。

2.根据权利要求1所述的过滤介质，其特征在于，形成上述纳米纤维网的高分子物质包含聚偏氟乙烯。

3.根据权利要求2所述的过滤介质，其特征在于，上述高分子物质为以5:5至6:4的比例混合聚偏氟乙烯和聚丙烯腈的高分子物质。

4.一种过滤装置，其特征在于，包括：

外壳，具有污水流入口及排出口；

权利要求1至3中任一项所述的多个过滤介质，以留有规定间隔的方式排列于上述外壳的内部，用于过滤储存于外壳的内部的污水，以及

泵，与上述排出口相连接，用于抽吸上述外壳的内部的水或向外壳的内部供给洗涤水。

5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，包括气泡发生用喷嘴，上述气泡发生用喷嘴设置于上述外壳的一侧，用于洗涤过滤介质。