第四章 結果與討論
4.3 奈米銀襪使用及清洗之逸散特性量測
4.3.2 奈米銀襪經轉動滾筒測試所逸散的氣懸微粒特性
圖4.47分為襪子A、襪子B以及襪子C(剛開封且未清洗的情況下)，在轉動時所 逸散的微粒數目濃度分布結果。根據APS與SMPS的數據結果，由APS得到的數據 為一常態分布曲線，但SMPS的數據則有較大的跳動幅度，導致無法呈現出一完美 的鐘型常態分布曲線。SMPS所測得的數據跳動較大，因其獲得一筆數據的時間至 少要兩分鐘以上，較無法呈現出即時的數據，所以在測試結果終沒辦法呈現出一 完整的分部曲線。但APS每一秒都可以得到一筆數據，所以可以量測到即時的數據。
本團隊經由圖4.47發現襪子A、襪子B及襪子C逸散出的氣懸微粒數目濃度分布 的主要小於530 nm(SMPS數據)，其微粒數目濃度約在8-64 #/cm3。APS量測到的峰 值(NMD, number median diameter)在800-900 nm附近，其值分別為888.36 nm、901.48 nm與838.78nm，dpa>530 nm的數目濃度約為1-10 #/cm3。三雙襪子中，以襪子B(具 有奈米標章)所逸散出氣懸微粒總的數目濃度最低，襪子C逸散出的微粒總數目濃 度最高。
159
同時，本團隊也列出了未經清洗的奈米銀襪在轉動滾筒測試10分鐘內的平均 微粒數目濃度與總數微粒數，並將微粒粒徑分別三個區間分別為dm<100 nm、
dm=100-530 nm以及dpa>530 nm，以了解三種市售奈米銀襪逸散出的微粒特性，結 果如表4.14所示。根據該表，襪子A、襪子B及襪子C所逸散出微粒的總數以襪子C 最高，10分鐘內逸散的總數高達2.10x107個，襪子A次之，值為6.40x106個，最低的 為襪子B為2.60x106個。三雙奈米銀襪逸散出的微粒尺寸分布有所差異，在dm<100 nm分別占總微粒逸散比例的75%、30%與12%，dm=100-530 nm分別占19%、46%
與74%，dpa>530 nm分別占6%、24%與14%。由上述結果可發現，在剛開封且未經 清洗的情況下，襪子A逸散出的微粒大部分都是dm<100 nm為主，占了整體逸散比 例的75%。襪子B逸散出的微粒粒徑則較廣，在三個粒徑區間內都有，各個區間大 約都佔25-45%。襪子C逸散出的微粒則以dm=100-530 nm占多數。
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
40 80 120 160
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks A 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=888.36 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks B 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=901.48 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks C 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=838.78 nm
160
襪子A 微粒數目濃度, #/cm3 17.28±2.92 4.49±0.92 1.42±0.19 23.19±4.03 總微粒數, # 4.89x106 1.27x106 3.96x105 6.43x106 襪子B 微粒數目濃度, #/cm3 3.78±0.22 4.27±0.44 2.18±0.29 9.23±0.95
總微粒數, # 1.07x106 1.21x106 6.08x105 2.87x106 襪子C 微粒數目濃度, #/cm3 8.59±0.72 55.07±6.59 10.78±2.65 74.44±9.96
總微粒數, # 2.43x106 1.56x107 3.05x106 2.17x107
圖4.48為三雙襪子在經過第1次清洗(自然風乾12小時)，進行轉動滾筒測試所量 測到的逸散微粒數目濃度分布結果。經過第1次清洗後，襪子A、襪子B及襪子C所 逸散出的數目濃度都明顯降低，總數目濃度降低至7-25 #/cm3。而APS量測到的 NMD依然維持在800 nm左右變化不大，分別為837.10 nm、867.91 nm與818.91 nm，
數目濃度為0.8-3 #/cm3不等。
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
40 80 120 160
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks A 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=837.10 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
40 80 120 160
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks B 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=867.91 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
40 80 120 160
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks C 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=818.91 nm
圖4.48 三種奈米銀襪子(清洗1次後)經轉動滾筒測試所逸散的氣懸微粒數目濃度分 布。
表4.15為以轉動滾筒測試平台測試三雙襪子(經1次清洗後)所逸散的微粒數目 濃度與微粒總數。在清洗第1次後，襪子A、襪子B及襪子C逸散於空氣的總微粒數 明顯降低，總微粒數分別將低至5.09x106個、2.21x106個與6.92x106個，各降低了
161
51%、 41%及77%。根據上述結果，襪子C逸散出的微粒數目濃度依然是最高，襪 子A次之，逸散量最少的襪子B。根據上述結果，以清水清洗便可以有效降低襪子 釋放在空氣中微粒的數目濃度與總數，其中又以具有奈米標章的襪子B逸散出的微 粒數目量最低。經過1次清洗後，三雙奈米銀襪逸散出的微粒尺寸分布的差異不 大，襪子A逸散出的微粒大部分都是dm<100 nm為主，襪子B逸散出的微粒粒徑則 較廣，在三個粒徑區間內都有，襪子C逸散出的微粒則以粒徑dm=100-530 nm占多 數。
表4.15 奈米銀襪(清洗1次後)逸散出的微粒數目特性。
SMPS APS
樣品名稱
10 分鐘平均 d
m<100 nm d
m=100-530 nm d
pa>530 nm total
襪子A 微粒數目濃度, #/cm3 12.64±1.72 4.33±2.19 0.797±0.12 17.96±4.03 總微粒數, # 3.58x106 1.26x106 2.26x105 5.09x106
襪子B 微粒數目濃度, #/cm3 2.98±0.22 3.42±1.24 1.45±0.41 7.85±1.87 總微粒數, # 8.21x105 9.68x105 4.10x105 2.21x106
襪子C 微粒數目濃度, #/cm3 9.76±0.72 11.09±3.59 3.62±1.15 24.57±5.46 總微粒數, # 2.76x106 3.14x106 1.02x106 6.92x106
圖4.49為三雙襪子在經過第3次清洗(自然風乾12小時)，以轉動滾筒測試所量測 到的逸散微粒數目濃度分布結果。經過第3次清洗後，三種襪子逸散出的數目濃度 持續降低，總數目濃度降低至5-17 #/cm3。而APS量測到的NMD依然維持在800-830 nm間變化不大，分別為801.20 nm、813.44 nm與828.37 nm，數目濃度為0.6-2.5 #/cm3 不等。表4.16為三種襪子(經3次清洗後)逸散出的微粒數目濃度與微粒總數，相較於 未清洗前的結果，在清洗第3次後，襪子A、襪子B及襪子C逸散於空氣的總微粒數 持續降低，總微粒數將低至3.23x 106個、1.32x106個與4.80x106個，相較於清洗前 已降低了63%、54%及85%。經過3次清洗後，三雙奈米銀襪逸散出的微粒尺寸分 布的差異不大，襪子A逸散出的微粒還是以dm<100 nm為主，襪子B逸散出的微粒 粒徑則集中在dm=100-530 nm較多，襪子C逸散出的微粒則以dm=100-530 nm占多 數。
162
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks A 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=801.20 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks B 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=813.44 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks C 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=828.37 nm 明顯降低，總數目濃度降低至4-12 #/cm3。而APS量測到的NMD依然維持在800-830 nm間變化不大，分別為793.54 nm、822.65 nm與841.21 nm，數目濃度為0.6-2.3 #/cm3 不等。表4.17為三種襪子(經5次清洗後)逸散出的微粒數目濃度與微粒總數，相較於 未清洗前的結果，在清洗第3次後，襪子A、襪子B及襪子C逸散於空氣的總微粒數 持續降低，總微粒數分別將低至2.42x106個、1.19x106個與3.35x106個，相較於清洗
163
前各降低了87%、75%及92%。三雙奈米銀襪逸散出的微粒尺寸分布，其中襪子A 逸散出的微粒還是以dm<100 nm為主，襪子B逸散出的微粒粒徑明顯在dm=100-530 nm，襪子C逸散出的微粒以dm=100-530 nm占多數。
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks A 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=793.54 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks B 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=822.65 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks C 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=841.21 nm 目濃度明顯降低至4-12 #/cm3。而APS量測到的NMD依然維持在770-820 nm間，分
164
別為772.35 nm、813.24 nm與791.54 nm，數目濃度為0.2-0.7 #/cm3。表4.18為三種 襪子(經10次清洗後)逸散出的微粒數目濃度與微粒總數，相較於未清洗前的結果，
在清洗第10次後，襪子A、襪子B及襪子C逸散於空氣的總微粒數持續降低，總微 粒數分別將低至8.72x106個、6.59x105個與1.63x106個，相較於清洗1次後各降低了 36%、30%及31%。三雙奈米銀襪逸散出的微粒尺寸分布，其中襪子A逸散出的微 粒還是以dm<100 nm為主，襪子B逸散出的微粒粒徑明顯在dm=100-530 nm，襪子C 逸散出的微粒以dm=100-530 nm占多數。
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
20 40 60
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks A 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=772.35 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
20 40 60
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks B 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=813.24 nm
10 100 1000 10000
particle diameter (nm) 0
20 40 60
dN/dlogDp (#/cm3)
Socks C 10 min, average
fitted cruve, APS data
NMD2=791.54 nm
165
圖4.52為三種奈米銀襪經不同次數的清洗所逸散出微粒的數目濃度與粒徑特 性。根據該圖，本研究發現三種奈米襪所逸散出的微粒數目濃度皆會隨著清洗次 數的增加而明顯下降，特別是在清洗3次後，三種襪子逸散出的微粒數目濃度皆低 於未清洗前的51%、41%與77%，其中總逸散量還是以襪子C逸散出的微粒濃度最 高。在清洗10次後，三種襪子經轉動所逸散出的微粒數目濃度則分別將低至原本 的87%、75%與92%。但本研究發現清洗次數增加對襪子逸散出的粒徑分布特性的 影響不顯著，在未清洗前到清洗10次之後，三種襪子逸散出的微粒分布特性變化 都不大，襪子A逸散出最多的為dm<100 nm為主，襪子B與襪子C則是以dm=100-530 nm占多數。
0 20 40 60 80
Particle Released from Socks (#/cm3) dm<100 nmd
m=100-530 nm dpa>530 nm
圖4.52 三種奈米銀襪子經清洗不同次數清洗後所逸散的氣懸微粒數目特性。
圖4.53分別為襪子經轉動後所逸散出的氣懸微粒TEM影相與EDS分析。本團隊 各別分析了三雙奈米銀襪逸散出的氣懸奈米微粒(每雙皆分析10-30顆不等)，結果 發現襪子A經轉動滾筒測試而逸散出的氣懸微粒，呈現不規則狀，並且由數十顆粒 徑約為5-30 nm不等的原始微粒所組成微粒徑約50-150 nm不等的團聚微粒，如圖 4.53(A)，其中EDX分析出微粒的主成分為鈦居多，但是也包含了一些矽的成分，
卻未發現銀成分(其中的碳、氧與銅元素為TEM鍍碳銅網所產生的背景值)。襪子B 經轉動滾筒所逸散出的氣懸微粒，其形貌非常接近橢圓狀，組成團粒的原始微粒 粒徑約為60-100 nm並且明顯大於襪子A之原始微粒如圖4.53(B)，EDS分析出的主 成分同樣含有鈦、矽，無銀成分。襪子C經轉動滾筒所逸散出的氣懸微粒，其團粒
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形貌也接近橢圓狀，組成團粒的原始微粒粒徑約為80-120 nm，原始微粒也明顯大 於襪子A與襪子B，如圖4.53(C)，主成分為鋅，未發現有銀成分。上述EDS所分析 的逸散微粒金屬成分，如鈦及鋅很有可能都是來自於襪子本身，在先前的酸消化 襪子中也有發現到含有鈦及鋅的成分。
圖4.53 襪子經轉動所逸散出的氣懸微粒TEM影相與EDS分析：(A)襪子A；(B)襪子 B；(C)襪子C。