专利名称：呼吸用的纳米级滤材结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种滤材结构及其制造方法，特别涉及一种于呼吸时用来过滤空气 的纳米级滤材结构及其制造方法。
背景技术：
随着工商业的发达，人口密集的都市日益增加，人为活动所造成的空气污染也 逐日恶化。且近年来汽机车的废气排放、石化燃料的大量使用与各种危害性空气污染物 的逸散等所产生的空气污染，更是对空气污染的室内外环境中的人员，长时间造成健康 上的危害。因此，空气质量的重要性更受到大众的关心与重视。另一方面，直接影响人体健康的病毒、细菌及有毒粉尘更是受到大众的关 心与重视，人们利用过滤材料来隔绝病毒与细菌，使之不会进入人体的呼吸系统而 造成感染。目前使用的过滤材料多半是采用纤维堆栈而成的过滤网，如以聚丙烯 (Polypropylene,简称PP)为基材制成的多层过滤网，此种过滤网层被应用于口罩、面 罩、过滤鼻垫(nose filter)或呼吸器的过滤件上。以应用于口罩的方面来说，口罩一般可分为防尘口罩、活性碳口罩及经由美国 国家职业安全及健康协会(National Institute for OccupationalSafe ty and Hea lth, NI OSH)
认可的医疗级口罩-N95 口罩。N95规格的口罩其纤维构造十分紧密，可阻隔95%的大 小在0.3微米(μιη)以上的微粒，因此Ν95规格的口罩所带来的防护效果优于防尘口罩及
活性碳口罩。然而，如表一所示，对于一般细菌来说，其直径皆为0.3微米(μ m)以上而容易 被N95 口罩阻隔；但是对于病毒来说，其直径大小系为纳米等级而远小于细菌的微米等 级，如严重急性呼吸道症候群(Severe Acute RespiratorySyndrome，SARS)的病毒直径仅 为100-120纳米(nm)，此时，N95 口罩即无法有效地阻隔病毒的通过。表一
权利要求
1.一种呼吸用的纳米级滤材结构，其特征在于，包含 一顶闸门，具有复数个顶部开口 ；一底闸门，平行于该顶闸门且具有复数个底部开口，该些底部开口与该些顶部开口 互相错开；复数个侧壁闸，位于该顶闸门与该底闸门之间且相邻于一顶部开口及一底部开口， 每一侧壁间具有平行于该顶间门及该底间门的复数个过滤栅栏并形成复数个过滤通道； 及复数个支撑体，位于该顶闸门与该底闸门之间且位于二侧壁闸的交会处； 其中，该些过滤通道具有300纳米以下的通道高度。
2.如权利要求1所述的纳米级滤材结构，其特征在于，该些顶部开口及该些底部开口 的边长具有微米尺度的长度。
3.如权利要求1所述的纳米级滤材结构，其特征在于，该些侧壁闸位于该些顶部开口 及该些底部开口的周围。
4.如权利要求1所述的纳米级滤材结构，其特征在于，该顶闸门的顶面更包含用以分 解有机物的一薄膜。
5.如权利要求1所述的纳米级滤材结构，其特征在于，每一支撑体中包含一填充体。
6.如权利要求5所述的纳米级滤材结构，其特征在于，该填充体的材料为聚合物。
7.—种呼吸用的纳米级滤材结构的制造方法，其特征在于，该纳米级滤材结构包含 复数个顶部开口区、复数个底部开口区、复数个侧壁闸区及复数个支撑体区，每一侧壁 闸区相邻一顶部开口区及一底部开口区，该些支撑体区位于二侧壁闸区的交会处，其包 含下列步骤(Al)于一基底上形成图案化的一提升层；(A2)于部分的该提升层及部分的该基底上形成图案化的一第一支撑体层，使该些底 部开口区不具有该第一支撑体层；(A3)于该些底部开口区的该提升层上，以及于该些顶部开口区及该些侧壁闸区的该 第一支撑体层上形成图案化的一第一牺牲层；(A4)于该些侧壁间区及该些支撑体区形成图案化的一第二支撑体层；(A5)于该些顶部开口区、该些底部开口区及该些侧壁闸区形成图案化的一第二牺牲层；(A6)于该些底部开口区及该些侧壁闸区的最顶层的牺牲层上，以及于该些支撑体区 的最顶层的支撑体层上形成一顶间门层； (A7)去除该提升层及所有的牺牲层；及 (A8)移除该基底；其中，前述每一牺牲层被形成小于或等于300纳米的厚度。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，于步骤(A2)中借由该第一支撑体层 的图案化使该些顶部开口区及该些底部开口区的边长具有微米尺度的长度。
9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，于步骤(A4)中更包含将该些顶部开 口区及该些底部开口区的周围皆定义有该些侧壁闸区。
10.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，于步骤(A5)后更包含一步骤(A5-1)依序重复步骤(A4)及(A5)，以形成复数层的支撑体层及复数层的牺牲层。
11.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，于步骤(A6)后更包含一步骤 (A6-1)于该顶闸门层上形成用以分解有机物的一薄膜。
12.—种呼吸用的纳米级滤材结构的制造方法，其特征在于，该纳米级滤材结构包含 复数个顶部开口区、复数个底部开口区、复数个侧壁闸区及复数个支撑体区，每一侧壁 闸区相邻一顶部开口区及一底部开口区，该些支撑体区位于二侧壁闸区的交会处，其包 含下列步骤(Bi)于一基底上形成图案化的一提升层；(B2)于部分的该提升层及部分的该基底上形成图案化的一第一支撑体层，使该些底 部开口区不具有该第一支撑体层；(B3)于该些底部开口区、该些顶部开口区及该些侧壁闸区形成图案化的一第一牺牲层；(B4)于该些侧壁间区及该些支撑体区形成图案化的一第二支撑体层； (B5)于该些顶部开口区、该些底部开口区、该些侧壁闸区及该些支撑体区形成一第 二牺牲层；(B6)于该些顶部开口区、该些底部开口区、该些侧壁闸区及该些支撑体区形成一第 三支撑体层；(B7)于该些顶部开口区、该些底部开口区、该些侧壁闸区及该些支撑体区形成一保 护层；(B8)对该些支撑体区进行蚀刻并至少移除该第三支撑体层以各形成一支撑体凹槽； (B9)于该些支撑体凹槽中进行侧向蚀刻并移除部分的牺牲层以形成复数个支撑体侧 翼凹槽；(BlO)于该些支撑体凹槽及该些支撑体侧翼凹槽中进行填充以形成复数个填充体； (Bll)对该些顶部开口区及该些底部开口区进行蚀刻并至少移除该第三支撑体层； (B12)于该些顶部开口区、该些底部开口区、该些侧壁闸区及部分的该些支撑体区 形成图案化的一第一通道牺牲层；(B13)于该些底部开口区、该些侧壁闸区及该些支撑体区形成一顶闸门层； (B14)去除该提升层及所有的牺牲层；及 (B 15)移除该基底；其中，前述每一牺牲层被形成小于或等于300纳米的厚度。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，于步骤(B2)中借由该第一支撑体 层的图案化使该些顶部开口区及该些底部开口区的边长具有微米尺度的长度。
14.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，于步骤(B4)中更包含将该些顶部 开口区及该些底部开口区的周围皆定义有该些侧壁闸区。
15.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，于步骤(B6)后更包含一步骤 (B6-1)依序重复步骤(B5)及(B6)，以形成复数层的支撑体层及复数层的牺牲层。
16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于步骤(B6-1)中，最后形成的层 为牺牲层。
17.如权利要求12述的制造方法，其特征在于，于步骤(B12)后更包含(B12-1)于该些侧壁间区及该些支撑体区形成图案化的一第一通道支撑体层；及 (B12-2)依序重复步骤(B12)及(B12-1)，以形成复数层的通道支撑体层及复数层的 通道牺牲层，并使最后形成的层为通道牺牲层。
18.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，于步骤(B13)后更包含一步骤 (B13-1)于该顶闸门层上形成用以分解有机物的一薄膜。
全文摘要
本发明涉及一种用于呼吸用的纳米级滤材结构及其制造方法，其利用半导体制程技术来制作此纳米级滤材结构，其包含一顶闸门、一底闸门、复数个侧壁闸及复数个支撑体，其中，该些侧壁闸内形成有复数层的过滤栅栏，该些过滤栅栏系由半导体制程技术来精确控制至纳米等级。由此，纳米尺度的过滤栅栏的制作可轻易且快速，多重层叠的过滤栅栏的设计更可提升滤材的开口率，让使用者能轻松地隔着滤材进行吸气或吐气。
文档编号B01D39/14GK102019114SQ200910177810
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者庄淑媛 申请人:庄淑媛