CN109183276B - 一种高透光高透气微纳米防霾纱窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，包括基材层和覆盖于基材层上的纤维过滤层，纤维过滤层为微纳米纤维混合层，或者包括至少一层相互叠设的纳米纤维层和微米粘性纤维层；微纳米纤维混合层中包括纳米纤维和微米粘性纤维。本发明的高透光高透气微纳米防霾纱窗，不需要附加保护层，外观与普通纱窗几乎一样；具有良好的透光性、通风性和防水性，以及防尘、防花粉、防雾霾功能；且使用和安装方式跟普通纱窗完全一样，使用起来方便快捷。

Description

一种高透光高透气微纳米防霾纱窗

本申请要求申请日为2017年9月29日、申请号为2017212695180的中国专利，以及申请日为2017年11月21日、申请号为2017215632408的中国专利的优先权。

技术领域

本发明涉及防霾纱窗技术领域，具体涉及一种高透光高透气微纳米防霾纱窗。

背景技术

随着经济的快速发展，工业化和城市化进程的不断加快，大气污染也日益严重。雾霾是近些年来人们广泛关注的关键词，其是大气受到污染的一种表现，雾霾包含大气中的尘埃、氮氧化物、硫化物、碳氢化合物等物质。这些微小颗粒或者有害物质被吸入后，会对人体健康产生极大的危害。长期生活在雾霾天气下，会诱发各种呼吸系统病症。

在雾霾天气下，室内空气和室外空气的雾霾指数几乎相当。为了防止雾霾，近些年来人们广泛使用空气净化器来净化室内的空气。但空气净化器开启时必须关闭门窗，且只能在一个密闭环境下实现空气的循环净化。但是如果长期处于密闭的环境中，没有新鲜空气引入，无法实现室内污浊空气和室外新鲜空气的交换，会让人感觉压抑，不利于身心健康，尤其是在室内有由装修和装饰产生的有毒有害气体(如甲醛)的情况下。

开窗通风是实现室内外空气交换的最方便有效的方式，可以有效降低有害气体的浓度。普通纱窗因孔径较大，仅能够阻挡蚊子等飞虫进入室内，对微小粉尘(如尘土、花粉)和雾霾的拦截作用微乎其微。纳米纤维因具有直径小、比表面积大等特点，对超细颗粒和雾霾有着非常好的拦截效率，在工业上常被用来过滤超细粉尘。

纳米纤维覆膜的普通纱窗将是解决雾霾天室内通风透气的最佳方案。纳米纤维既能有效拦截雾霾，又能透气，实现室内外空气的流通交换。此外，由超细纤维组成的过滤膜还具有良好的透光性，不影响室内采光。纳米纤维覆膜的普通纱窗的安装跟普通纱窗完全一样，使用和维护非常方便。

近几年涌现出大量防雾霾纱窗的专利，如CN105888516A《一种多功能碳纤维防雾霾纱窗》，CN106368594A《一种有源静电防雾霾纱窗》，CN205135365U《一种利用水雾除尘装置的防雾霾纱窗》，CN104863488A《一种纳米防雾霾纱窗》，CN205936343U《一种防雾霾纱窗》等等。现有的防雾霾纱窗涉及静电除霾、水雾除霾、吸附剂除霾、过滤层或者过滤膜除霾等技术。静电除霾可分为有源和无源，有源静电需要外加的产生静电的装置。无源静电通过材料自身带的静电除霾，不需要外置的静电装置，但其静电效果会随着时间递减直至完全消失。水雾除霾也需要附加供水装置和水雾发生装置。吸附剂除霾的原理类似静电吸附，单独使用时过滤效果和使用寿命有待提高。目前应用比较成熟的是过滤层或者过滤膜技术，利用超细纤维层或者微孔膜作为过滤介质将空气中的细微颗粒去除。CN106639844A公开了一种防霾窗纱及其制备方法，在金属丝网、无纺布或织造布的基材上进行纳米纤维覆膜，达到了较好的防霾效果。该专利需要在接收层和纳米纤维层间加入胶层，胶层在复合的过程中很容易堵塞基材和纳米纤维膜中的孔洞，降低纱窗的透光性和透风性。其次，为了保护强度较差的纳米纤维层，该专利中必须在纱窗的外层贴合一层保护层。保护层的加入不但增加了工艺的复杂性，也大大降低了纱窗的透气性和透光性。

综上所述，现有的防雾霾纱窗技术所需设备复杂，制作出来的纱窗透光性差、阻力大。简单采用纳米纤维层与纱窗复合的技术中，纳米过滤层的强度低、易破损、层与层间易脱落，很难在实际环境中应用。此外，大部分防雾霾纱窗的安装和更换需要专业人员才能完成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，该防霾纱窗不需要附加保护层，外观与普通纱窗几乎一样，具有良好的透光性、通风性和防水性，以及防尘、防花粉、防雾霾功能，在一定程度上还能防止雨水进入室内；且使用和安装方式跟普通纱窗完全一样，使用起来方便快捷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，包括基材层和覆盖于基材层上的纤维过滤层，所述纤维过滤层为微纳米纤维混合层，或者包括至少一层相互叠设的纳米纤维层和微米粘性纤维层；所述微纳米纤维混合层中包括纳米纤维和微米粘性纤维。所述纳米纤维可为粘性纤维或非粘性纤维。

进一步的，所述微米粘性纤维层覆盖于纳米纤维层的上方或者下方。

进一步的，所述纳米纤维层是由静电纺丝技术制备的纳米纤维组成的。

进一步的，所述纳米纤维层是采用所述基材层作为接收器接收静电纺丝制备的纳米纤维而得到的。

进一步的，所述纳米纤维中含有聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚氨酯接枝改性丙烯酸树脂、环氧树脂共混改性材料中的一种或多种。

进一步的，所述微米粘性纤维层是由微米级粘性纤维组成的，粘性纤维在粘结固化后失去粘性。

进一步的，所述微米粘性纤维层是采用微米粘性纤维网膜热压复合于纳米纤维层上得到的微米粘性纤维层。

进一步的，所述微米级粘性纤维中含有共聚酰胺、共聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚氨酯接枝改性丙烯酸树脂、环氧树脂共混改性等材料中的一种或多种。

进一步的，所述微纳米纤维混合层是采用所述基材层作为接收器接收静电纺丝制备的纳米纤维，同时采用喷枪或喷丝头在线喷涂微米级粘性纤维于基材层上而得到的微纳米纤维混合层，粘性纤维与其他纤维或者基材的接触处形成粘合点。

进一步的，所述纤维过滤层上还包括支撑层，纤维过滤层可经热轧或者超声波与支撑层进行复合。

进一步的，所述基材层和支撑层均为织造材料所构成的，如纱窗、纱网、筛网、无纺布、多孔膜等。在安装的时候，基材层朝向室外，支撑层朝向室内。优选的，支撑层中网孔的目数大于基材层中网孔的目数。

进一步的，所述微米粘性纤维的直径为20-100μm。

进一步的，所述微米粘性纤维的直径为0.5-10μm，其对纱窗的透光性的影响较小，又能作为骨架材料提高纤维过滤层的强度。

本发明还具有以下功效：

第一、本发明的防霾纱窗，在市面上常见的普通纱窗上进行纤维过滤层的覆膜，由于微米纤维具有粘性，从而在纤维之间或者纤维与基材层之间形成粘合点，使得纤维网具有良好的强度，同时还能牢固的附着在基材上，不需要其它粘结剂和保护层。

第二、本发明的防霾纱窗，力学强度好、耐水浸、过滤效率高、通风透光性好，且纤维层不脱落，不易被外力破坏，具有广泛应用的潜力。

第三、本发明的防霾纱窗外观与普通纱窗几乎一样，且结构简单，性能优异，制作成本低，易于批量化生产；安装维护方式也与普通纱窗相同，使用起来非常方便。

附图说明

图1是本发明实施例1的防霾纱窗的结构示意图；

图2是本发明实施例1的防霾纱窗的光学显微镜放大图；

图3是本发明实施例2的防霾纱窗的结构示意图；

图4是本发明实施例2的防霾纱窗(左)和现有的防霾纱窗(右)在水浸后的光学显微放大图；

图5是本发明实施例3的防霾纱窗的结构示意图；

其中：1、基材层；2、纳米纤维层；3、微米粘性纤维层；4、微纳米纤维混合层；5、支撑层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

请参见图1，本实施例的一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，包括基材层1和覆盖于基材层1上的纤维过滤层，其中纤维过滤层包括纳米纤维层2和微米粘性纤维层3。其中，基材层1优选为纱窗，如合成纤维纱窗，玻璃纤维纱窗、金属纤维纱窗等；在可选的实施方式中，基材层1还可为纱网、筛网、无纺布或多孔膜。

本实施例中，纳米纤维层2是采用纱窗作为接收器接收静电纺丝制备的纳米纤维而得到的，纳米纤维具有直径小、比表面积大等特点，对超细颗粒和雾霾有着非常好的拦截效率。纳米纤维优选为聚合物纳米纤维或其混合物，如聚乙烯纳米纤维、聚丙烯纳米纤维、聚酯纳米纤维、聚醚砜纳米纤维、聚丙烯腈纳米纤维、聚酰胺纳米纤维、聚偏氟乙烯纳米纤维等。

微米粘性纤维层3是一种具有良好力学强度的粘性纤维纤维膜，其优选的覆盖于纳米纤维层2的上方，从而起到了粘合和保护纳米纤维层2的作用。在可选的实施方式中，微米粘性纤维层3还可设于纳米纤维层2的下方。微米粘性纤维层3中的粘性纤维直径为20-100μm，在热熔条件下具有一定的粘性，能够有效地将纳米纤维、微米纤维和纱窗粘合在一起。粘性纤维在加热条件下既能让纳米纤维层2牢固地附着在纱窗上，冷却固结后也能让纤维过滤层具有一定的抗摩擦性，不会被外部的轻微剐蹭破坏。粘性纤维优选为热熔胶纤维或其混合物，如共聚酰胺纤维、共聚酯纤维、乙烯-醋酸乙烯共聚物纤维、聚氨酯纤维等。本实施例中，微米粘性纤维层3为热熔胶纤维网膜，其通过热压复合于纳米纤维层2上。

本实施例制备的防霾纱窗的光学显微图片如图2所示，其中，最粗的正方形交织结构为PVC涂层的玻璃纤维纱网，较粗的纤维为热熔胶纤维，较细的为纳米纤维。

实施例2

请参见图3，本实施例的一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，其与实施例1的区别仅在于：纤维过滤层为微纳米纤维混合层4，其中，微纳米纤维混合层4中包括纳米纤维和微米粘性纤维。

本实施例中，微纳米纤维混合层4是采用纱窗作为接收器接收静电纺丝制备的纳米纤维，同时采用喷枪或喷丝头在线喷涂微米级粘性纤维于基材层上而得到的微纳米纤维混合层4,微米粘性纤维的直径为0.5-10μm。

图4示出了本实施例的防霾纱窗和现有的防霾纱窗(无微米纤维骨架)在水浸后的光学显微图片。从图中可以看出，现有的防霾纱窗，其中的纳米纤维纱网在水浸后容易大面积坍塌或从基材上脱落(右图)，而本实施例的纤维过滤层中采用微米纤维作为骨架，具有良好的强度，不易被水浸破坏(左图)。

本实施例的防霾纱窗在安装时，基材层1朝向室外。基材层1为初滤层，能过滤尺寸较大的粉尘、柳絮等颗粒或者絮状物，大部分颗粒物在基材层1的表面形成尘饼，便于纱网的清理，同时对纤维过滤层起到一定的保护作用，纤维过滤层主要对PM2.5起拦截作用。

实施例3

请参见图5，本实施例的一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，其与实施例2的区别仅在于：在微纳米纤维混合层4上还设置了支撑层5，支撑层5优选为纱窗，如合成纤维纱窗，玻璃纤维纱窗、金属纤维纱窗等；在可选的实施方式中，支撑层5还可为纱网、筛网、无纺布或多孔膜。

本实施例的防霾纱窗在安装时，基材层1朝向室外，支撑层5朝向室内。其中支撑层5能为纱网提供足够的强度，防止纱网被外力破坏。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种高透光高透气微纳米防霾纱窗，包括基材层和覆盖于基材层上的纤维过滤层，其特征在于，所述纤维过滤层为微纳米纤维混合层，所述微纳米纤维混合层中包括纳米纤维和微米粘性纤维；所述微纳米纤维混合层是采用所述基材层作为接收器接收静电纺丝制备的纳米纤维，同时采用喷枪或喷丝头在线喷涂微米级粘性纤维于基材层上而得到的微纳米纤维混合层；所述微纳米纤维混合层中，微米粘性纤维与纳米纤维或基材层的接触处形成粘合点，从而将纤维粘合在一起形成纤维网，并附着在基材层上；所述微米粘性纤维在粘结固化后失去粘性；

所述微米粘性纤维的原料包括共聚酰胺、共聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂、聚氨酯接枝改性丙烯酸树脂、环氧树脂共混改性材料中的一种或多种；所述微米粘性纤维的直径为0.5-10μm或20-100μm。

2.如权利要求1所述的高透光高透气微纳米防霾纱窗，其特征在于，所述纳米纤维的原料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚氨酯接枝改性丙烯酸树脂、环氧树脂共混改性材料中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的高透光高透气微纳米防霾纱窗,其特征在于，所述纤维过滤层上还包括支撑层，所述纤维过滤层经热轧或者超声波与支撑层进行复合。

4.如权利要求3所述的高透光高透气微纳米防霾纱窗,其特征在于，所述支撑层为纱窗、纱网、筛网、无纺布或多孔膜，所述支撑层中网孔的目数大于基材层中网孔的目数。

5.如权利要求1-4任一项所述的高透光高透气微纳米防霾纱窗，其特征在于，所述基材层为纱窗、纱网、筛网、无纺布或多孔膜。

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