CN105177861A - 一种制造防pm2.5纳米纱窗材料的专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备；所述设备包括醋酯纤维存储钢瓶、固体胶高压喷洒装置以及依次相连的第一动轴、第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊、第二过渡辊和第二动轴，所述固体胶高压喷洒装置的喷洒头设于第一过渡辊进料端口上方，所述醋酯纤维存储钢瓶中的纳米醋酯纤维短丝经管道输送至所述高压滚筒进行喷洒。本发明的专用设备实现了用碎纳米醋酯纤维短切丝和强力固化胶粘在夹碳无纺布上形成错落有致的纳米微孔，纳米孔直径为150～200nm，孔隙率为90％～98％，能够隔离空气中空气动力学直径大于2.5μm的颗粒物颗粒，同时保持良好的采光、通气效果。
Description
技术领域
本发明涉及大气净化产品，具体涉及一种制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备。
背景技术
近年来，工业技术不断发展，大气污染也越来越严重，空气质量不断下降，严重影响人们的正常生活，尤其是雾霾天气愈发频繁。引起雾霾天气的罪魁祸首就是大气中的颗粒物不断增多。
PM，英文全称是ParticulateMatter，即为颗粒物。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
在大气空气质量短时间难以明显提高的情况下，采取一定措施对进入室内空气进行净化，以保证室内空气质量是十分必要的。建筑物室内与外部环境的空气交换大多通过窗户完成，而目前市面上的净化设备多为室内空气净化器，无法从源头上将从窗户进入的空气进行净化，难以满足使用要求。
市场上现有纱窗的孔径都非常大，虽然透气率很高，但是空气中的尘埃及小颗粒有害物质也随着空气从大孔径的纱窗飘进了室内，严重时导致室内也沉浸在雾霾空气中，使得家人身体健康深受影响。
对此，发明人经过长期的研究，开发出了一种防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)。防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)包括窗框、纳米过滤膜和膜载体，即纳米过滤膜通过强力固化胶粘连在膜载体表面；纳米过滤膜以纳米醋酯纤维为原料，膜载体选取夹碳无纺布。纳米过滤膜和膜载体通过窗条上的弹性卡口和磁条的磁力固定在窗框上。能够阻截室外的PM2.5颗粒物，保证室内的空气质量，且不影响正常的通风和采光效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)材料的专用设备，它能将碎纳米醋酯纤维短切丝和强力固化胶粘在夹碳无纺布上形成错落有致的纳米微孔，纳米孔直径为150～200nm，孔隙率为90％～98％，从而形成纳米过滤膜。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，所述设备包括醋酯纤维存储钢瓶、固体胶高压喷洒装置以及依次相连的第一动轴、第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊、第二过渡辊和第二动轴，所述固体胶高压喷洒装置的喷洒头设于第一过渡辊进料端口上方，所述醋酯纤维存储钢瓶中的纳米醋酯纤维短丝经管道输送至所述高压滚筒进行喷洒。
第一动轴通过变频驱动装置驱动下放(夹碳)无纺布，通过第一过渡辊进行转向，同时强力液体固化胶从固体胶高压喷洒装置的喷洒头喷洒在(夹碳)无纺布上；然后经过高压滚筒将纳米醋酯纤维短丝喷洒在粘有强力液体固化胶的(夹碳)无纺布上，接着到达真空滚筒，负压反向吸丝加固，强化纳米醋酯纤维短丝和强力固化胶的咬合程度，然后通过热压实辊，再次压实纳米醋酯纤维短丝和(夹碳)无纺布紧密程度；最后通过第二过渡辊和第二动轴卷起制备好的成品。
优选的，所述高压滚筒表面均布微孔喷丝头，所述高压滚筒的进料口通过PVC管与所述醋酯纤维存储钢瓶相连。
优选的，所述醋酯纤维存储钢瓶中的纳米醋酯纤维短丝的直径为5～50nm，长度为500～1000nm。
优选的，第一动轴下放无纺布至第一过渡辊时，强力液体固化胶从固体胶高压喷洒装置的喷洒头喷洒到无纺布上；所述喷洒宽度与无纺布的宽度相适配。
优选的，所述无纺布为夹碳无纺布；所述强力液体固化胶选用纤维布粘木板胶水K-7007。
优选的，所述第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊以及第二过渡辊的外表面均采用陶瓷材质，所述陶瓷材质的导热系数为20～30W/M.K；耐压为10KV；耐温为1000度。
优选的，所述第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊和第二过渡辊的外表面温度分别控制在150～350℃；所述温度控制是通过电加热设备来实现的。不断的加温是为了强化(夹碳)无纺布、强力固化胶和纳米醋酯纤维的粘连程度。
优选的，所述热压实辊为两轧辊式或两平板式；所述热压实辊的热轧处理温度为60～300℃，压力为0.1～10MPa。
优选的，所述高压滚筒上安装有滤布转向外轴。其作用是使夹碳无纺布在传送的过程正反方向转换；高压滚筒将纳米醋酯纤维短丝喷洒在粘有强力液体固化胶的(夹碳)无纺布上后，通过该滤布转向外轴到达真空滚筒。
优选的，所述真空滚筒上设有滤布转向外轴。其作用是使夹碳无纺布在传送的过程正反方向转换。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明的专用设备实现了用碎纳米醋酯纤维短切丝和强力固化胶粘在夹碳无纺布上形成错落有致的纳米微孔，纳米孔直径为150～200nm，孔隙率为90％～98％，从而形成纳米过滤膜，采用该纳米过滤膜制得的防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)不仅能够阻碍大气中的颗粒物，还能够阻挡紫外线和花粉的话，而且生产方便，便于工业化生产及运输。
2、本发明的设备组装方便、造价低，进而降低了防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)的生产成本，进而易于实现防PM2.5纳米纱窗的市场推广应用。此外，本发明的专用设备制得的防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)是软性纱布可以圈起来放置，易洗易干，不霉不蛀。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为制造防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)材料的专用设备结构示意图；
图2为防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)醋酯纤维短丝高压滚筒结构图；
图3为防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)主视图(a)和左视图(b)；
其中，1为第一动轴，2为第一过渡辊，3为高压滚筒，4为进料口，5为真空滚筒，6为滤布转向外轴，7为热压实辊，8为第二过渡辊，9为(夹碳)无纺布，10为微孔喷丝头，11为PVC管，12为醋酯纤维存储钢瓶，13为窗条，14为窗框，15为纳米过滤膜，16为圆形凹槽，17为膜载体，18为磁条，19为弹性卡口，20为凸形槽，21为高压喷洒头，22为第二动轴。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例涉及一种制造PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，如图1、2所示，所述设备包括醋酯纤维存储钢瓶12、固体胶高压喷洒装置和依次相连的第一动轴1、第一过渡辊2、高压滚筒3、真空滚筒5、热压实辊7、第二过渡辊8和第二动轴22，所述固体胶高压喷洒装置的高压喷洒头21设于第一过渡辊2进料端口上方，所述高压滚筒3表面均布微孔喷丝头10，所述高压滚筒3的进料口4通过PVC管11与所述醋酯纤维存储钢瓶12相连，所述醋酯纤维存储钢瓶12中的碎醋酯纤维短丝经管道(PVC管11)输送至所述高压滚筒3进行喷洒。
第一动轴1通过变频驱动装置驱动下放(夹碳)无纺布9，通过第一过渡辊2进行转向，同时强力液体固化胶从固体胶高压喷洒装置的高压喷洒头21喷洒在(夹碳)无纺布9上；然后经过高压滚筒3将纳米醋酯纤维短丝喷洒在粘有强力液体固化胶的(夹碳)无纺布9上，接着再通过高压滚筒3上安装的滤布转向外轴6到达真空滚筒5，负压反向吸丝加固，强化纳米醋酯纤维短丝和强力固化胶的咬合程度，然后经真空滚筒5上安装的滤布转向外轴到达热压实辊7(可为两轧辊或两平板形式)，通过热辊压再次压实纳米醋酯纤维短丝和(夹碳)无纺布紧密程度；最后通过第二过渡辊8和第二动轴22卷起制备好的成品，即纳米纱窗材料。
本实施例中，所述强力液体固化胶选用纤维布粘木板胶水K-7007。为了提高喷洒的均匀度以及实现碎纳米醋酯纤维短切丝和强力固化胶粘在夹碳无纺布上形成错落有致的纳米微孔，在强力液体固化胶从高压喷洒头喷洒到无纺布上时，所述喷洒宽度应当与无纺布的宽度相适配，且选用的纳米醋酯纤维短丝的直径为5～50nm，长度为500～1000nm；喷洒厚度为10～80μm，且纤维间有交融重叠。
为了强化夹碳无纺布、强力固化胶和纳米醋酯纤维的粘连程度，作为本实施例的优选实施方案，所述第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊以及第二过渡辊的外表面均采用陶瓷材质，所述陶瓷材质的导热系数为20～30W/M.K；耐压为10KV；耐温为1000度。且所述第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊和第二过渡辊的外表面温度分别通过电加热控制在150～350℃。
为了更好地压实纳米醋酯纤维短丝和(夹碳)无纺布紧密程度，作为本实施例的优选实施方案，所述热压实辊的热轧处理温度为60～300℃，压力为0.1～10MPa。
进一步将本实施例制得的纳米纱窗材料组装成防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)，防PM2.5纳米纱窗的结构示意图如图3所示，该防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)包括窗框14、纳米过滤膜15和膜载体17；该纳米过滤膜15是由分散的纳米醋酯纤维短丝固化胶粘在膜载体17表面而形成的，该膜载体17即本实施例中的夹碳无纺布，纳米过滤膜15和膜载体17的组合即为本实施例制得的纳米纱窗材料。该纳米纱窗还包括可拆卸的设置在窗框14四周的窗条13，所述窗条13上设有若干圆形凹槽16，所述窗框14上设有若干与所述圆形凹槽16相适配的凸形槽20。
组装时，将本实施例制得的纳米纱窗材料放置在窗框14和窗条13之间，在纳米纱窗层材料与窗框14上的凸形槽20相对应的位置设置圆形通孔，所述凸形槽20一一对应地通过上述圆形通孔，凸形槽20的顶部还设有弹性卡口19，进而使得凸形槽20通过该弹性卡口19卡合在窗条13上的圆形凹槽16内，完成了防PM2.5纳米纱窗的组装。
为了更好的将制得的纳米纱窗材料固定在窗框14和窗条13之间，还可在窗条13的四周通过高强度磁铁胶水JK-1498粘上磁条18，由于窗框14选用磁性金属材质，因而在窗框和窗条原有的弹性卡合固定的基础上增加了磁力相吸固定。
制成的防PM2.5纳米纱窗孔径165nm，孔隙率为96％。经检测，本实施中的一种防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)透气率为120mm/s，采光率为68％。
在雾霾天气时，通过PM2.5测试仪器对室外(R0)、安装了普通纱窗的居室(R1)和安装了一种防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)的居室(R2)进行了对比测试，测量PM2.5的值。实验结果如下表1：
表1
通过以上的数据可知，安装了普通纱窗的居室(R1)PM2.5的拦截率7％-15％，而安装一种防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)的居室(R2)PM2.5的拦截率高达74％-83％。充分说明一种防PM2.5纳米纱窗(NSW-2.5)能够有效的拦截PM2.5，保证室内空气的质量。同时采光、通风效果不受干扰，而且生产简单、成本低廉，易于被市场接受。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述设备包括醋酯纤维存储钢瓶、固体胶高压喷洒装置以及依次相连的第一动轴、第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊、第二过渡辊和第二动轴，所述固体胶高压喷洒装置的喷洒头设于第一过渡辊进料端口上方，所述醋酯纤维存储钢瓶中的纳米醋酯纤维短丝经管道输送至所述高压滚筒进行喷洒。
2.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述高压滚筒表面均布微孔喷丝头，所述高压滚筒的进料口通过PVC管与所述醋酯纤维存储钢瓶相连。
3.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述醋酯纤维存储钢瓶中的纳米醋酯纤维短丝的直径为5～50nm，长度为500～1000nm。
4.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，第一动轴下放无纺布至第一过渡辊时，强力液体固化胶从固体胶高压喷洒装置的喷洒头喷洒到无纺布上；所述喷洒宽度与无纺布的宽度相适配。
5.根据权利要求4所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述无纺布为夹碳无纺布；所述强力液体固化胶选用纤维布粘木板胶水K-7007。
6.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊和第二过渡辊的外表面均采用陶瓷材质，所述陶瓷材质的导热系数为20～30W/M.K；耐压为10KV；耐温为1000度。
7.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述第一过渡辊、高压滚筒、真空滚筒、热压实辊和第二过渡辊的外表面温度分别控制在150～350℃；所述温度控制是通过电加热来实现的。
8.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述热压实辊为两轧辊式或两平板式；所述热压实辊的热轧处理温度为60～300℃，压力为0.1～10MPa。
9.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述高压滚筒上安装有滤布转向外轴。
10.根据权利要求1所述的制造防PM2.5纳米纱窗材料的专用设备，其特征在于，所述真空滚筒上设有滤布转向外轴。
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