过滤组件及其制造方法技术

一种过滤组件，包括多孔膜及金属玻璃材料。多孔膜是以高分子材料制成。金属玻璃材料形成于多孔膜的两个相对的表面，使得多孔膜的多个纤维结构被金属玻璃材料包覆，以改善多孔膜的强度及特性。

Filter assembly and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
过滤组件及其制造方法
本专利技术有关于一种过滤组件，尤指一种应用金属玻璃材料的过滤组件。本专利技术还包括该过滤组件的制造方法。
技术介绍
许多工业在制造或处理过程中会产生大量的含油废水。由于油会浮在水上且会干扰光的反向散射，若前述含油废水直接排放至环境中，将会严重影响水中生物的生态。因此，在排放含油废水之前，必须先针对含油废水执行过滤及净化处理，尽可能使油水分离，以降低含油废水对环境的影响。传统废水处理方式是利用表面活性剂促使油水初步分离，再通过各种物理化学或生物处理将油过滤或吸收，以便将剩余水排放或回收再利用，然而前述方式仍容易对环境造成影响。随着科技进步，近年来有厂商开始研发膜过滤技术，利用具有不同孔径的薄膜以物理方式处理含油废水，相较于传统废水处理方式更为环保。然而，前述薄膜为了配合具有特定成分的废水处理需求，必须先经过部分辅助处理改变其性质，且前述薄膜在废水处理过程中容易结垢或产生衰变，进而影响废水处理的效率并增加处理成本。因此，如何能研发出能提升过滤效果且耐用的过滤组件，实为一值得研究的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结合金属玻璃材料的过滤组件。为达上述目的，本专利技术的过滤组件包括多孔膜及金属玻璃材料。多孔膜以高分子材料制成。金属玻璃材料形成于多孔膜的两个相对的表面。在本专利技术的一实施例中，多孔膜包括多个纤维结构，通过多个纤维结构形成多个孔，且金属玻璃材料覆盖多个纤维结构的外表面。在本专利技术的一实施例中，于金属玻璃材料已覆盖多个纤维结构的外表面后，各纤维结构的直径介于160nm及550nm之间。在本专利技术的一实施例中，于金属玻璃材料已覆盖多个纤维结构的外表面后，各孔的孔径介于0.34μm至1.56μm之间。在本专利技术的一实施例中，金属玻璃材料的厚度介于20nm及65nm之间。在本专利技术的一实施例中，过滤组件的水接触角在大气环境中为100°至140°。在本专利技术的一实施例中，多孔膜通过静电纺丝方式制成。在本专利技术的一实施例中，金属玻璃材料包括锆基金属玻璃材料。在本专利技术的一实施例中，锆基金属玻璃材料为ZraCubAlcNid合金，a为55±10at％、b为25±5at％、c为15±5at％及d为1～10at％，a、b、c与d均为≥1的整数，且a+b+c+d＝100。在本专利技术的一实施例中，通过射频磁控溅镀制程以沉积金属玻璃材料于多孔膜的两个相对的表面。在本专利技术的一实施例中，将过滤组件置于环境温度以20℃/min的加热速率自室温升至800℃的条件下执行热重分析，当环境温度自295℃至412℃时，测量到过滤组件的重量减少10％至20％。在本专利技术的一实施例中，将过滤组件置于环境温度以20℃/min的加热速率自室温升至800℃的条件下执行热重分析，当环境温度自412℃至514℃时，测量到过滤组件的重量增加自大于0％至1％。在本专利技术的一实施例中，将过滤组件置于环境温度以20℃/min的加热速率自室温升至800℃的条件下执行热重分析，当环境温度自633℃至800℃时，测量到过滤组件的重量减少49％至59％。在本专利技术的一实施例中，过滤组件的油接触角在水中经过一段时间后自111±5°降至0°。在本专利技术的一实施例中，于油水混合溶液中加入表面活性剂后，过滤组件对油水混合溶液的油阻率为95％至100％。本专利技术的另一目的在于提供一种制造前述过滤组件的方法，包括以下步骤：提供以高分子材料制成的多孔膜；以及通过使用射频磁控溅镀制程以沉积金属玻璃材料于多孔膜的两个相对的表面。在本专利技术的一实施例中，多孔膜包括多个纤维结构，且金属玻璃材料覆盖多个纤维结构的外表面。在本专利技术的一实施例中，于沉积金属玻璃材料于多孔膜的过程中，通过旋转多孔膜使得金属玻璃材料均匀覆盖多个纤维结构的外表面。附图说明图1为本专利技术的过滤组件的结构概略示意图。图2为本专利技术的过滤组件的多孔膜的单一纤维结构的剖视图。图3为本专利技术的过滤组件制造方法的流程图。图4为本专利技术的过滤组件的实验组B1-B3与对照组A的多个纤维结构的直径分布示意图。图5为本专利技术的过滤组件的实验组B3与对照组A的多个孔的孔径分布示意图。图6为本专利技术的过滤组件的实验组B1-B3与对照组A分别于大气环境中测量水接触角的示意图。图7为本专利技术的过滤组件的实验组B1-B3与对照组A的水接触角、表面粗糙度及金属玻璃材料的厚度的关系示意图。图8为本专利技术的过滤组件的实验组B3与对照组A分别于水环境中测量油接触角的示意图。图9为本专利技术的过滤组件的实验组B3与对照组A的热重分析曲线示意图。附图标记1过滤组件10多孔膜11纤维结构12孔20金属玻璃材料S1、S2步骤A对照组B1、B2、B3实验组具体实施方式由于各种态样与实施例仅为例示性且非限制性，故在阅读本说明书后，本领域技术人员在不偏离本专利技术的范畴下，亦可能有其他态样与实施例。根据下述的详细说明与权利要求的范围，将可使这些实施例的特征及优点更加彰显。于本文中，使用「一」或「一个」来描述本文所述的组件和组件。此举只是为了方便说明，并且对本专利技术的保护范围提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个或至少一个，且单个也同时包括多个。于本文中，用语「包括」、「具有」或其他任何类似用语意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有多个要件的组件或结构不仅限于本文所列出的这些要件而已，而是可以包括未明确列出但却是该组件或结构通常固有的其他要件。请参考图1为本专利技术的过滤组件的结构概略示意图。本专利技术的过滤组件1大致上可视为一个层状结构。如图1所示，本专利技术的过滤组件1包括多孔膜10及金属玻璃材料20。多孔膜10主要作为本专利技术的过滤组件1的主要结构，且多孔膜10是以高分子材料所制成。在本专利技术的一实施例中，多孔膜10可采用通过静电纺丝(electrospun)方式制成的奈米纤维薄膜基材，例如聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)膜，但本专利技术不以此为限，多孔膜10也可采用具有类似强度的其他单一材料或多个材料组合制成的奈米纤维薄膜基材。此外，多孔膜10可视使用需求不同而调整其形状及尺寸。通过静电纺丝方式制成的多孔膜10包括多个纤维结构11，由于多个纤维结构11以不规则状交错排列，使得多孔膜10通过多个纤维结构11形成多个孔12，且多个孔12具有不规则的孔径。金属玻璃材料20大致上形成于多孔膜10的两个相对的表面。实际上，金属玻璃材料20会覆盖多个纤维结构11的外表面(请参考图2)。金属玻璃材料20主要作为本专利技术的过滤组件1的结构强化件，用以增强多孔膜10的强度并改变过滤组件1的特性。此处金属玻璃材料20是以射频磁控溅镀方式将金属玻璃靶材沉积于多孔膜10的两个相对的表面所形成。请一并参考图1及图2，其中图2为本专利技术的过滤组件的多孔膜的单一纤维结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤组件，包括：/n一多孔膜，以一高分子材料制成；以及/n一金属玻璃材料，形成于该多孔膜的两个相对的表面。/n

【技术特征摘要】
20180919 US 62/733,2621.一种过滤组件，包括：
一多孔膜，以一高分子材料制成；以及
一金属玻璃材料，形成于该多孔膜的两个相对的表面。


2.根据权利要求1所述的过滤组件，其中该多孔膜包括多个纤维结构，通过该多个纤维结构形成多个孔，且该金属玻璃材料覆盖该多个纤维结构的外表面。


3.根据权利要求2所述的过滤组件，其中于该金属玻璃材料已覆盖该多个纤维结构的外表面后，各该纤维结构的一直径介于160nm及550nm之间。


4.根据权利要求3所述的过滤组件，其中于该金属玻璃材料已覆盖该多个纤维结构的外表面后，各该孔的一孔径介于0.34μm至1.56μm之间。


5.根据权利要求2所述的过滤组件，其中该金属玻璃材料的一厚度介于20nm及65nm之间。


6.根据权利要求5所述的过滤组件，其中该过滤组件的一水接触角在大气环境中为100°至140°。


7.根据权利要求1所述的过滤组件，其中该多孔膜通过静电纺丝方式制成。


8.根据权利要求1所述的过滤组件，其中该金属玻璃材料包括一锆基金属玻璃材料。


9.根据权利要求8所述的过滤组件，其中该锆基金属玻璃材料为一ZraCubAlcNid合金，a为55±10at％、b为25±5at％、c为15±5at％及d为1～10at％，a、b、c与d均为≥1的整数，且a+b+c+d＝100。


10.根据权利要求1所述的过滤组件，其中通过一射频磁控溅镀制程以沉积该金属玻璃材料于该多孔膜的两个相对的表面。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑾，台默史根·卡萨夏薇，胡蒨杰，赖君义，陈建光，
申请(专利权)人：朱瑾，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71