CN107441826A - 通风口纺织层压板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通风口纺织层压板，包含以有机聚合物制成的纳米纤维层(2)，借助粘合剂被覆在织物载体(1)上，其特征在于，纳米纤维层(2)可确保层压板的强度，并通过热熔网与单丝纤维制成层压板受冲击面的加强格栅(3)连接来确保层压板在极端气象条件下的机械耐磨损性，其所得到的过滤材质从受冲击面起按顺序为加强格栅(3)，热熔网，纳米纤维层(2)，粉末状热熔性粘合剂和织物载体(1)。所述通风口纺织层压板适用于在强制或自发地过滤建筑物内部的空气时，过滤存在于外部环境中的尘埃微粒、花粉、过敏原、气溶胶、细菌和真菌孢子。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含了纳米纤维层的纺织层压板，适用于通风口、或者其它建筑物的入口，以过滤进入到室内空间的外部空气。纺织层压板用于建筑物内部空间里自发或者强制地过滤存在于室外环境中的尘埃微粒以及花粉。此外，该过滤体能去除气溶胶以及气味的渗透。
背景技术
在世界上的某些地区(中国的工业城市地区，南美洲)，空气中混杂的污染物(尘埃微粒、灰尘)大幅度并且长久超限。空气污染可造成高度健康危害，于是人们面临选择各种不同手段和工具(脸部面具，室内空气净化器，等等)。开窗通风是一个过程，在这个过程中，与富含氧的空气一起进入居住空间的还有灰尘污染物，甚至还有过敏源(花粉、霉菌)。本过滤体无需强制通风就能交换空气，同时它对尘埃微粒的过滤可对居住空间的环境质量产生显著影响。
有很多已知的加有纳米纤维层的纺织层压板，它们带来了全新的实用特性，这是传统的纺织品或者无纺布都无法达到的。这些层压板利用了纳米纤维结构的物理特性，即纳米纤维结构的过滤性能、高孔隙度、高度透气性和高度透湿性。纳米纤维结构和其它纺织材料的结合可得到所得层压板的所需参数，例如：层压板的过滤效率和对它所要求的强度、耐磨损性、手感、外观、加工成最终产品的可操作性的结合。
多层纺织层压板已在大量文献和专利文件中被描述。例如在美国公开的专利申请书20110259813 A1中记录了加有纳米纤维层的过滤层压板结构，该过滤层压板以熔喷技术制造。然而，该纳米纤维层的纤维直径大约为1.0-1.5微米，该直径不适用于捕捉尘埃微粒和过敏原，因其体积都在1.0微米以下。
在美国的另一份专利申请书US 20080302242 A1中记录了加有纳米纤维层的双层过滤层压板的制作方法，在该项发明中用各种不同粘合剂将纳米纤维与载体相连接。该发明涉及表层过滤材质，完全和用来进行深度过滤的三层或者更多层的层压板无关。
美国专利申请书US 20110214570 A1中记录了含有纳米纤维的过滤材料，该材料用以在具有高浓度的水和水蒸气的环境下过滤微粒。该发明的一个重要特征是，该材料的表面张力和材料对水分子的阻力。
美国专利申请书US 20120076972 A1的内容涉及到一种含有纳米纤维层的复合材料与纺织纤维层相结合的制作方法，该发明不涉及层压板，制作方法中也没有使用任何层压方法。在美国的专利申请书US20140061139中记录了纳米过滤和它的制作方法，以及过滤方法。每一层之间的结合在这里是建立在垂直的纳米纤维和硅胶相结合的基础上。该发明不涉及层压技术。
在捷克共和国的实例27996中记录了一种多层纺织过滤层压板，用以建筑物内部空间的通风口，它包含了以聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯的防粘型或者水刺型无纺布制作的外部受冲击面，该材料的性能对紫外线照射非常稳定，在它的受冲击面被覆以溶剂、粉末或者熔融物形式的粘合剂，此粘合剂被覆以由有机聚合物制成的纳米纤维表层，该有机聚合物从包含有PA6、PVDF、PUR、PAN的直径在80到150纳米的纳米纤维中选取，使得此粘合剂带有静电作用。这种纳米纤维层可连接过滤材料的反面，来保护以聚丙烯、聚酰胺或者聚对苯二甲酸乙二酯的防粘型无纺布制作的纳米纤维层不受机械损伤。纳米纤维层的厚度，或者说它的单位面积重量，适于有效地捕获体积小于等于1.0微米的尘埃微粒以及过敏原。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于建筑物通风口的纺织多层过滤层压板之技术解决方案，该层压板包含纳米纤维层，而此纳米层被覆在纺织物载体上，适用于在强制或自发地过滤建筑物内部的空气时，过滤存在于外部环境中的尘埃微粒、花粉、过敏原、气溶胶、细菌和真菌孢子。
本发明的特征在于，上述纳米纤维层可确保层压板的强度，并通过热熔网和用单丝纤维制成层压板受冲击面的加强格栅连接来确保层压板在极端气象条件下的机械耐磨损性，其所得到的过滤材料结构从层压板受冲击面起按顺序为加强格栅，热熔网，纳米纤维层，粉末状热熔粘合剂以及织物载体。加强格栅总是被固定在层压板的外部受冲击面。
上述加强格栅以单丝纤维制成，选取自含有聚酰胺，聚酯，玻璃和陶瓷纤维，聚丙烯与聚乙烯的混合物的材质。
纳米纤维层可优选聚酰胺PA6或者聚偏氟乙烯PVDF，织物载体由无纺布制成，该无纺布选自以防粘工艺、水刺工艺和PE/PP双组分防粘长丝工艺制成的纺织品组，另外还可以是含碳的纺织品、经二氧化钛浸渍处理的纺织品，或是含有玻璃或者陶瓷纤维的无纺布。
各层过滤层压板可经过含有二氧化钛的光催化涂料溶液浸渍。
在本发明的一个实施例中，纳米纤维层以未经二氧化钛处理的那一面被覆在织物载体上，在该纳米纤维层上，被粘结上透光的聚酰胺针织固定层，其所得到的过滤材料结构按顺序为固定层，粉末状热熔粘合剂，加强格栅，热熔网，纳米纤维层和外部受冲击面经过二氧化钛处理的织物载体。
在本发明的另一个实施例中，纳米纤维层被覆在织物载体上，该纳米纤维层被覆以并粘结上一层织物覆盖层，该织物覆盖层为经过含有二氧化钛溶液浸渍的无纺布织物，其所得到的过滤材料结构按顺序为加强格栅，热熔网，外部受冲击面经过二氧化钛处理的覆盖层，粉末状热熔粘合剂，纳米纤维层，粉末状热熔粘合剂和织物载体。
在本发明的还有一个实施例中，纳米纤维层被覆在织物载体上，该纳米纤维层与其上的由单面经过二氧化钛溶液浸渍的无纺布制成的覆盖层相连接，并与加强格栅用超声波点或者线连接技术相连接，其所得到的过滤材料结构按顺序为加强格栅，外部受冲击面经过二氧化钛处理的覆盖层，纳米纤维层和织物载体。
该通风过滤口的纺织层压板适用于过滤体积大于等于2.5微米的尘埃微粒和过敏原。
附图说明
在附图上显示了本发明的实施例方式。
图1为微距摄影图，显示单丝纤维制成的加强格栅的结构，该加强格栅位于纺织层压板的受冲击面。
图2亦为加强格栅结构的微距摄影图，该加强格栅的纤维由经编针织物制成。
图3为双层层压板结构的微距摄影图。
图4为三层层压板结构的微距摄影图。
图5为双层层压板加载体、纳米纤维层，与加强格栅相连接的结构示意图。
图6显示双层层压板加载体、纳米纤维层，与加强格栅相连接的结构，该层压板被覆以透光的固定层。
图7显示三层层压板加载体、纳米纤维层和覆盖层，与加强格栅相连接的结构(适用于胶粘剂和非胶粘剂连接)。
图8为纳米纤维层的微距摄影图，该纳米纤维层由聚酰胺PA6制成。
具体实施方式
实施例1双层层压板与加强格栅连接
在图5上显示双层层压板加载体1和纳米纤维层2，与加强格栅3相连接的结构示意图。纳米纤维层2由聚酰胺6聚合物制成(PA6见图8，或者PVDF)，该纳米纤维层在空气流量85升/分钟的时候可捕获80％的体积为0.3微米的微粒。纳米纤维层2被粘结在由聚丙烯PP防粘无纺布制成的织物载体1上(防粘型，水刺型，PE/PP双组分防粘长丝无纺布，含碳无纺布)，该防粘无纺布的单位面积重量为30克/平方米，其上覆以加入粉末状粘合剂EVA T6的纳米纤维层2，粘合剂用量为3克/平方米。以单丝60克/平方米的单丝纤维PES(图1)制成的加强格栅3以单位面积重量为20克/平方米的热熔网(胶粘剂网)PA(共聚酰胺)与双层层压板(图3)相连接。层与层之间的连接通过层压设备传递的压力和温度来实现，例如层压设备的温度为125℃，压力为卷轴2+2条。机器吞吐速度为3-5米/分钟。
其所得到的过滤材料结构(图5)从受冲击面起按顺序为：加强格栅3，热熔网(胶粘剂)，纳米纤维层2，粉末状粘合剂，织物载体1。织物载体1可以是碳纤维制成的无纺布，或者是含有碳颗粒的无纺布。
实施例2双层层压板与加强格栅连接，覆以固定层，该层压板经过二氧化钛溶剂浸渍(图6)
纳米纤维层2，以聚酰胺6的聚合物制成(PA6–见图8)，该纳米纤维层在空气流量85升/分钟的时候可捕获80％的体积为0.3微米的微粒。纳米纤维层2被覆在由PP防粘无纺布制成的织物载体1上，该防粘无纺布的单位面积重量为30克/平方米，或者可使用其它类型的经过二氧化钛溶液浸渍的无纺布(防粘型，水刺型，PE/PP双组分防粘长丝无纺布，含碳无纺布，含有玻璃纤维或者陶瓷纤维的、经过二氧化钛溶液浸渍的无纺布)，在覆上纳米纤维层之前，先在该织物载体上覆以粉末状粘合剂EVA T6，粘合剂用量为3克/平方米。
纳米纤维层以未经二氧化钛溶液浸渍的表面覆盖织物载体。纳米纤维层被粘结到织物载体1上，中间使用的是热熔粘合剂，该粘合剂在覆盖纳米纤维层2之前被施加。
得益于热熔网(胶粘剂网)使得双层层压板和加强格栅3连接在一起，在加强格栅3上覆以织物载体1经过浸渍的那一面。由单位面积重量为60克/平方米(图1)的单丝纤维PES制成的加强格栅3与双层层压板载体1和纳米纤维层2相连接，连接处使用的是热熔网PA(共聚酰胺)，该热熔网的单位面积重量为20克/平方米。
纳米纤维层2上被覆以透光的固定层4，该固定层以薄纱类型的聚合物针织品制成。
将所有的层次连接起来是通过粘合剂，以层压设备吞吐时造成的压力和温度来实现的，温度为125摄氏度，压力为卷轴2+2条。机器吞吐速度为3-5米/分钟。
其所得到的过滤材料结构从受冲击面起按顺序为：固定层4，热熔网(胶粘剂)，加强格栅3，粉末状粘合剂，纳米纤维层2以及受冲击面经过二氧化钛处理的织物载体1。
实施例3三层层压板和加强格栅相连接(图7)
由聚酰胺6的聚合物(PA6)(图1)制成的纳米纤维层2在空气流量85升/分钟的时候可捕获80％的体积为0.3微米的微粒。纳米纤维层2被覆在由PP防粘无纺布制成的织物载体1上，该防粘无纺布的单位面积重量为20克/平方米，在覆上纳米纤维层2之前，织物载体上被覆以粉末状粘合剂EVA T6，该粘合剂用量为3克/平方米。纳米纤维层2上被覆以织物覆盖层5，该织物覆盖层可由例如含碳纤维的无纺布制成，并且外部表面经过二氧化钛溶液浸渍处理。为了确保纳米纤维层2和覆盖层5的凝聚，在它们之间被施以粉末状热熔性粘合剂EVAT6，该粘合剂用量为3-6克/平方米。
在下一个步骤中，将三层层压板与加强格栅3连接。将三层层压板(图4)和加强格栅3连接起来是通过粘合剂(热熔网–胶粘剂网)，以层压设备吞吐时造成的压力和温度来实现的，温度为110摄氏度，压力为卷轴3+3条。机器吞吐速度为5-10米/分钟。单位面积重量60-80克/平方米的以单丝纤维PES制成的加强格栅3(图1)以热熔网PA(共聚酰胺)和三层层压板连接在一起，该热熔网单位面积重量为20克/平方米。
将所有的层次连接起来是通过层压设备吞吐时造成的压力和温度来实现的，温度为125摄氏度，压力为卷轴2+2条。机器吞吐速度为3-5米/分钟。
其所得到的过滤材料结构(图7)从受冲击面起按顺序为：加强格栅3，热熔网(胶粘剂)，经二氧化钛溶液浸渍外部受冲击面的覆盖层5，粉末状粘结剂，纳米纤维层2，粉末状粘结剂，织物载体1。
实施例4四层层压板以超声波技术与加强格栅和经过二氧化钛处理的表层相连接(图7)
由聚酰胺6的聚合物(PA6)(图1)制成的纳米纤维层2在空气流量85升/分钟的时候可捕获80％的体积为0.3微米的微粒。纳米纤维层2被覆在由PP防粘无纺布制成的织物载体1上，该防粘无纺布的单位面积重量为20克/平方米。层压板的另一部分为含碳、含玻璃纤维或者陶瓷纤维、单面经过二氧化钛溶液浸渍的无纺布，以单丝纤维PES制成的加强格栅3，该单丝纤维的单位面积重量为60至80克/平方米(图1)。
以超声波原理一步到位连接各层：将载体1和纳米纤维层2，经二氧化钛溶液浸渍的织物以及加强格栅3连接成一个层压板。连接方式可以是在整个过滤体的表面进行定义网格的点连接，也可以是在整个过滤体的表面施行有规律的连续线连接(见图示)。
其所得到的过滤材料的结构(图7)从受冲击面起按顺序为：加强格栅3，外部受冲击面经过二氧化钛溶液浸渍的覆盖层5，纳米纤维层2，织物载体1。
1/带有加强格栅的双层层压板参数
组成：
PP防粘无纺布20克/平方米，性能对紫外线照射稳定，经二氧化钛溶液浸渍/粉末状粘合剂6克/平方米/聚酰胺6聚合物制成的纳米纤维层/热熔网(聚酰胺)20克/平方米/加强格栅PES 60克/平方米
参数：
在空气流量8.3厘米/秒的时候捕获体积为0.3微米微粒的过滤效率高于70％。
在空气流量8.3厘米/秒的时候捕获体积为2.5微米微粒的过滤效率高于90％。
透气性≥500升/平方米/秒，压力200帕斯卡。
2/与加强格栅连接，并覆以固定层的双层层压板参数
组成：
固定层，以聚酰胺6聚合物制成的纳米纤维层/粉末状粘合剂6克/平方米/PP防粘无纺布20克/平方米，性能对紫外线照射稳定，经二氧化碳溶液浸渍/热熔网(聚酰胺)20克/平方米/加强格栅PES60克/平方米
参数：
在空气流量8.3厘米/秒的时候捕获体积为0.3微米微粒的过滤效率高于70％。
在空气流量8.3厘米/秒的时候捕获体积为2.5微米微粒的过滤效率高于90％。
透气性≥450升/平方米/秒，压力200帕斯卡；光透射率≥45％
3/带有加强格栅的三层层压板参数
组成：
PP防粘无纺布20克/平方米，性能对紫外线照射稳定/粉末状粘合剂6克/平方米/以聚酰胺6聚合物制成的纳米纤维层/粉末状粘合剂6克/平方米/PP防粘无纺布20克/平方米，性能对紫外线照射稳定/热熔网(聚酰胺)20克/平方米/加强格栅PES 60克/平方米
参数：
在空气流量8.3厘米/秒的时候捕获体积为0.3微米微粒的过滤效率高于80％。
在空气流量8.3厘米/秒的时候捕获体积为2.5微米微粒的过滤效率高于95％。
透气性≥350升/平方米/秒，压力200帕斯卡；光透射率≥20％
工业实用性
纺织层压板允许在不进行强制通风的情况下交换空气，同时过滤尘埃污染物，对居住空间的环境质量有显著影响。
通过加强格栅来机械加固过滤体，确保了它的使用寿命和在极端气象条件下的耐磨损性。
将某些织物层经过二氧化钛溶液浸渍处理，可确保织物的光催化效果，其效果在于当有机污染物与含有二氧化钛涂层的纳米颗粒接触时会产生氧化。织物表层的光催化效果确保了表层的自动清洁功能，并延缓了过滤体堵塞的过程，确保了它更长的使用寿命。
附图标记列表
1…织物载体
2…纳米纤维层
3…加强格栅
4…固定层
5…覆盖层
Claims (6)
1.一种建筑物通风口的纺织过滤层压板，包含以有机聚合物制成的纳米纤维层(2)，借助粘合剂被覆在织物载体(1)上，其特征在于，纳米纤维层(2)可确保层压板的强度，并通过热熔网与单丝纤维制成层压板受冲击面的加强格栅(3)连接来确保层压板在极端气象条件下的机械耐磨损性，其所得到的过滤材质从受冲击面起按顺序为加强格栅(3)，热熔网，纳米纤维层(2)，粉末状热熔性粘合剂和织物载体(1)。
2.如权利要求1所述的纺织过滤层压板，其特征在于，从含有聚酰胺、聚酯、玻璃和陶瓷纤维、聚丙烯和聚乙烯混合物的材料中选取单丝纤维材质来制成加强格栅。
3.如权利要求1或者2所述的纺织过滤层压板，其特征在于，纳米纤维层(2)以聚酰胺PA6或者聚偏氟乙烯PVDF制成，而织物载体(1)无纺布以防粘、水刺、PE/PP双组分防粘长丝工艺制造，也可以为含碳无纺布，或者经过二氧化钛浸渍处理的织物，或者由含有玻璃或陶瓷纤维的织物制成。
4.如权利要求3所述的纺织过滤层压板，其特征在于，纳米纤维层(2)以未经二氧化钛处理的表面覆盖在织物载体(1)上，并在该纳米纤维层上覆以并粘结聚酰胺针织透光固定层(4)，其所得到的过滤材料结构按顺序为固定层(4)，粉末状热熔粘合剂，加强格栅(3)，热熔网，纳米纤维层(2)和外部受冲击面经过二氧化钛处理的织物载体(1)。
5.如权利要求3所述的纺织过滤层压板，其特征在于，纳米纤维层(2)被覆在织物载体(1)之上，该纳米纤维层被覆以并粘结织物覆盖层(5)，该织物覆盖层为经过二氧化钛溶液浸渍处理的无纺布，其所得到的过滤材料结构按顺序为加强格栅(3)，热熔网，外部受冲击面经过二氧化钛处理的覆盖层(5)，粉末状热熔性粘合剂，纳米纤维层(2)，粉末状热熔性粘合剂和织物载体(1)。
6.如权利要求3所述的纺织过滤层压板，其特征在于，纳米纤维层(2)被覆在织物载体(1)之上，和单面经过二氧化钛溶液浸渍处理的覆盖层(5)相连接，并和加强格栅(3)以超声波点或线连接技术相连接，其所得到的过滤材料结构按顺序为加强格栅(3)，外部受冲击面经过二氧化钛处理的覆盖层(5)，纳米纤维层(2)以及织物载体(1)。
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