CN112495067A - 空调新风过滤网及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了空调新风过滤网及其制备方法和空调器,其中,空调新风过滤网包括过滤主体和用于固定过滤主体的边框,所述过滤主体是由抗菌抗病毒无纺布和驻极体熔喷无纺布重叠复合并打褶而成。由此,本发明实施例的空调新风过滤网兼具抗菌抗病毒性能和细微颗粒物过滤性能,不仅可以显著提高空气过滤质量,同时还可以有效避免微生物在滤网上的滋生繁殖,进而提高滤网的使用寿命,避免对室内空气造成二次污染,破坏室内空气质量,影响人体健康。
Description
技术领域
本发明属于空气净化技术领域,具体而言,本发明涉及空调新风过滤网及其制备方法和应用。
背景技术
随着科技和工业的发展,空气质量越来越差,随之而来的是空气中细菌和病毒的大量繁殖,导致近年来不断的重大疫情发生,如非典、禽流感、甲流、新冠等等。
高效空气过滤网是阻止污染物进入空气循环的重要屏障,可以有效地拦截和去除空气中的灰尘、颗粒物和微生物气溶胶。但是随着致病性微生物在滤网上滋生繁殖,将大大降低滤网的使用寿命,并不可避免地对室内空气造成二次污染,破坏室内空气质量,影响人体健康。
普通的高效空气过滤网采用无纺布或滤纸作为滤芯,无纺布和滤纸只能去除空气中的灰尘和颗粒物。然而,高效空气过滤器使用一段时间后,上面会附着和滋生大量的致病性微生物,这些致病性微生物会随着气流传播,影响人体健康,而无纺布和滤纸均不具有杀菌效果,解决不了微生物污染的问题。
因此,迫切需要既能去除灰尘和颗粒物,又能解决细菌、霉菌、病毒等致病微生物问题的高效空气过滤网。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种兼具除尘除颗粒物和抗菌抑菌效果的高效空气新风过滤网。
根据本发明的一个方面,本发明提出了空调新风过滤网,包括过滤主体和用于固定过滤主体的边框,根据本发明的具体实施例,所述过滤主体是由抗菌抗病毒无纺布和驻极体熔喷无纺布重叠复合并打褶而成,所述抗菌抗病毒无纺布通过下列步骤制备得到:
将无纺布在含有所述天然水果提取物的混合溶液中进行浸渍处理,以便在无纺布纤维的表面覆盖天然水果提取物,其中,所述天然水果提取物中含有非挥发性有机酸。
由此,本发明实施例的空调新风过滤网中的抗菌抗病毒无纺布能够有效拦截并杀灭流经空气中的细菌、病毒等致病微生物,同时也能抑制滤网上微生物的生长;而驻极体熔喷无纺布则能够过滤掉空气中包括PM10、PM2.5和PM0.3在内的颗粒物,包括公路扬尘、工业粉尘、花粉、霉菌孢子及附着有细菌、病毒的飞沫核等可吸入颗粒物和潜在过敏原。因此,本发明实施例的空调新风过滤网兼具抗菌抗病毒性能和细微颗粒物过滤性能,不仅可以显著提高空气过滤质量,同时还可以有效避免微生物在滤网上的滋生繁殖,进而提高滤网的使用寿命,避免对室内空气造成二次污染,破坏室内空气质量,影响人体健康。
另外,根据本发明上述实施例的空调新风过滤网还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述非挥发性有机酸为选自柠檬酸、苹果酸和酒石酸中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述天然水果提取物为选自柠檬、苹果、柑橘、菠萝、葡萄、蓝莓和诺丽果的提取物中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述混合溶液包括:
0.1~50%的天然水果提取物;
0~3%色精或色粉;
0~30%无水乙醇;
其余成分为水。
在本发明的一些实施例中,所述无纺布与所述混合溶液的浴比为1:1~1:50。
在本发明的一些实施例中,在所述浸渍处理之前,预先对所述无纺布在进行预处理以便提高纤维表面的粗糙度和活性官能团数量,所述预处理为酸碱处理或者紫外线辐照处理。
在本发明的一些实施例中,所述酸碱处理包括:
将无纺布放入质量分数为0.01%~50%的酸溶液或碱溶液中,在0℃~200℃下进行浸泡处理,然后水洗、烘干。
在本发明的一些实施例中,所述紫外线辐照处理包括:
在常温空气下,用波长为180~330nm的紫外线照射所述无纺布,辐照剂量为1~500J/cm2。
在本发明的一些实施例中,所述无纺布为涤纶无纺布、丙纶无纺布和尼龙无纺布中的一种。
在本发明的一些实施例中,所述无纺布为涤纶无纺布,克重为30~120g/m2。
根据本发明的第二方面,本发明提出了制备前面实施例的空调新风过滤网的方法,根据本发明的具体实施例,该方法包括:
(1)制备抗菌抗病毒无纺布,;
(2)将所述抗菌抗病毒无纺布和所述驻极体熔喷无纺布进行重叠复合,并打褶形成所述过滤主体;
(3)将所述过滤主题固定在边框内,以便获得所述空调新风过滤网。
根据本发明的第三方面,本发明提出了空调器,根据本发明的实施例,该空调器包括前面实施例所述的空调新风过滤网或者前面实施例所述方法制备得到的空调新风过滤网。
由此该空调器将具有良好的空气过滤效果,同时还具有优异的抗菌除菌抗病毒效果,进而有效避免空调器长期使用滋生细菌对室内空气造成二次污染,破坏室内空气质量,影响人体健康。显著提高空调器使用寿命和产品品质,为用户提供健康优质的空调器产品。
附图说明
图1是本发明一个实施例的空调新风滤网的主视图。
图2是图1中沿剖切线A-A位置截取截面图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,下面描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面,本发明提出了空调新风过滤网,包括过滤主体和用于固定过滤主体的边框,根据本发明的具体实施例,所述过滤主体是由抗菌抗病毒无纺布和驻极体熔喷无纺布重叠复合并打褶而成。
由此,本发明实施例的空调新风过滤网中的抗菌抗病毒无纺布能够有效拦截并杀灭流经空气中的细菌、病毒等致病微生物,同时也能抑制滤网上微生物的生长;而驻极体熔喷无纺布则能够过滤掉空气中包括PM10、PM2.5和PM0.3在内的颗粒物,包括公路扬尘、工业粉尘、花粉、霉菌孢子及附着有细菌、病毒的飞沫核等可吸入颗粒物和潜在过敏原。因此,本发明实施例的空调新风过滤网兼具抗菌抗病毒性能和细微颗粒物过滤性能,不仅可以显著提高空气过滤质量,同时还可以有效避免微生物在过滤网上滋生繁殖,进而提高滤网的使用寿命,避免对室内空气造成二次污染,破坏室内空气质量,影响人体健康。
根据本发明的具体实施例,所述抗菌抗病毒无纺布通过下列步骤制备得到:将无纺布在含有所述天然水果提取物的混合溶液中进行浸渍处理,以便在无纺布纤维的表面覆盖天然水果提取物,其中,所述天然水果提取物中含有非挥发性有机酸。发明人发现,由天然水果提取物中含有非挥发性有机酸,而有机酸分子可经自由扩散穿过细菌细胞的包膜进入细胞内,并解离生成酸根离子(RCOO-)和质子(H+),导致胞内液Ph下降、渗透压升高,从而抑制细菌正常生长代谢。此外有机酸具有不同程度的脂溶性,可与细胞膜中磷脂分子和脂多糖等成分作用,破坏膜的稳定性。因此,将天然水果提取物中含有非挥发性有机酸负载在无纺布上,可以使得无纺布具有抗菌抗病毒的效果。另外,相对于挥发性酸,非挥发性有机酸不容易挥发消失,能保持更长久的抗菌抗病毒效果,且具有良好的生物安全性。
根据本发明的具体实施例,天然水果提取物中含有非挥发性有机酸包括选自柠檬酸、苹果酸和酒石酸中的至少一种。发明人发现,上述几种非挥发性有机酸具有良好的抗菌抗病毒效果。而且利用天然水果提取物中的柠檬酸、苹果酸和/或者酒石酸作为抗菌抗病毒活性成分,具有良好的生物安全性。
根据本发明的具体实施例,所述天然水果提取物为选自柠檬、苹果、柑橘、菠萝、葡萄、蓝莓和诺丽果的提取物中的至少一种。其中富含柠檬酸、苹果酸和/或酒石酸等非挥发性有机酸,具有优异的抗菌抗病毒活性,且不容易挥发消失,能保持更长久的抗菌抗病毒效果。
根据本发明的具体实施例,将无纺布在含有天然水果提取物的混合溶液中进行浸渍处理。根据本发明的具体示例,混合溶液中具体可以含有:0.1~50%的天然水果提取物;0~3%色精或色粉;0~30%无水乙醇;以及其余成分为水。其中,色精或色粉可以根据无纺布颜色需要选择性添加,而选择添加适量的无水乙醇可以帮助色精的分散溶解。
根据本发明的具体实施例,上述混合溶液中天然水果提取物的添加量优选为25%~50%。发明人发现,若混合溶液中天然水果提取物的添加量过小,导致浸渍一次的负载量过低,需要进行多次浸渍,浸渍时间过长,不利于提高制备效率。
根据本发明的具体实施例,上述浸出处理过程中,无纺布与混合溶液的浴比可以为1:1~1:50。优选为1:20~1:50,该浴比有利于充分浸润无纺布。
根据本发明的具体实施例,在所述浸渍处理之前,预先对所述无纺布在进行预处理以便提高纤维表面的粗糙度和活性官能团数量,所述预处理为酸碱处理或者紫外线辐照处理。由此,通过对纤维表面进行酸碱处理或者紫外线辐照处理,可以增大纤维表面的粗糙度和极性,进而能够有效能增强无纺布与天然水果提取物的结合力。
根据本发明的具体实施例,上述酸碱处理包括:将无纺布放入质量分数为0.01%~50%的酸溶液或碱溶液中,在0℃~200℃下进行浸泡处理,然后水洗、烘干。发明人发现,通过对无纺布进行酸碱溶液处理,可以使得纤维表面发生部分水解反应,进而增加表面粗糙度,提高纤维材料的亲水性、吸湿性和抗静电性。从而更有利于天然水果提取物在纤维表面上的负载以及提高负载量和负载牢固程度。
根据本发明的具体实施例,上述紫外线辐照处理包括:在常温空气下,用波长为180~330nm的紫外线照射所述无纺布,辐照剂量为1~500J/cm2。发明人发现,经过上述条件的紫外线处理,可以在高分子纤维材料上引入丰富的极性基团,如-OH、-NH2等,从而可以提高高分子纤维材料的亲水性、吸湿性和抗静电性。更有利于天然水果提取物在纤维表面上的负载。同时辐照剂量过低,不利于极性基团引入;若辐照剂量过高,则会导致纤维力学性能下降。
根据本发明的具体实施例,所述无纺布为涤纶无纺布、丙纶无纺布和尼龙无纺布中的一种。优选采用涤纶无纺布,克重为30~120g/m2。由于涤纶无纺布具有高透气性、低风阻、高抗拉强度和良好硬挺度的特点,不会影响原有的过滤底层的特性,如风阻、灰尘吸附性能、寿命,同时耐风压,不易变形。
根据本发明实施例的空调新风过滤网的过滤主体为双层复合结构,一层为抗菌抗病毒无纺布,第二层为驻极体熔喷无纺布。其中,驻极体熔喷布无纺布可以采用过滤级别为F8、F9、H10、H11、H12、H13或者H14的熔喷无纺布。根据本发明的具体示例,可以优选采用H11级的熔喷无纺布。由此可以保证具有较低风阻的同时,有效地过滤空气中包括PM10、PM2.5和PM0.3在内的颗粒物,包括公路扬尘、工业粉尘、花粉、霉菌孢子及附着有细菌、病毒的飞沫核等可吸入颗粒物和潜在过敏原。
根据本发明上述实施例的空调新风过滤网具有优异的抗菌除菌和抗病毒性能和颗粒物过滤性能。具体地,对金黄色葡萄球菌的抗菌率不低于95%,最高可以达到99.9%,对大肠杆菌的抗菌率不低于95%,最高可以达到99.9%,对H1N1的抗病毒率不低于97%,最高可以达到99.99%,PM2.5过滤效率不低于95%。
根据本发明的第二方面,本发明提出了制备前面实施例的空调新风过滤网的方法,根据本发明的具体实施例,该方法包括:(1)制备抗菌抗病毒无纺布;(2)将所述抗菌抗病毒无纺布和所述驻极体熔喷无纺布进行重叠复合,并打褶形成所述过滤主体;(3)将所述过滤主体固定在边框内,以便获得所述空调新风过滤网。
根据本发明的具体实施例,步骤(1)中,抗菌抗病毒无纺布的制备方法如前面实施例中所阐述,在此不再赘述。
根据本发明的具体实施例,步骤(2)-(3)具体可以按照下列步骤进行:首先,上述抗菌抗病毒无纺布和驻极体熔喷无纺布通过叠加复合并打褶而成空调新风过滤网的过滤主体。根据本发明的具体实施例,上述两层无纺布复合的工艺可以选择热熔胶复合、压敏胶复合或超声波复合。进而可以降低对无纺布过滤效果的影响。其次,将上述叠加复合并打褶形成的过滤主体固定在边框内,以便获得所述空调新风过滤网。根据本发明的具体示例,空调新风过滤网的边框的材料可以纸、塑料、金属和水刺棉中的一种或者组合。具体的,上述过滤主体与上述边框可以通过热熔胶粘接固定。图1显示了本发明实施例的空调新风过滤网包括过滤主体2和边框3,图2显示了图1中空调新风过滤网A-A位置的截面图,可以看到抗菌抗病毒无纺布4和驻极体熔喷无纺布5通过叠加复合并打褶而成。
根据本发明的第三方面,本发明提出了空调器,根据本发明的实施例,该空调器包括前面实施例所述的空调新风过滤网或者前面实施例所述方法制备得到的空调新风过滤网。由此该空调器将具有良好的空气过滤效果,同时还具有优异的抗菌除菌抗病毒效果,进而有效避免空调器长期使用滋生细菌对室内空气造成二次污染,破坏室内空气质量,影响人体健康。显著提高空调器使用寿命和产品品质,为用户提供健康优质的空调器产品。
实施例1
一种空调新风过滤网(如图1和图2所示),包括波浪形的过滤主体和用于固定过滤主体的边框。过滤主体通过热溶胶与边框粘接固定。过滤主体由抗菌抗病毒无纺布与H11级驻极体熔喷无纺布通过超声波复合制得的滤布经打褶加工而成,边框为水刺棉边框。其中,抗菌抗病毒无纺布为纤维表面覆盖有天然水果提取物,它的制备步骤如下:
1)浸渍液配制:将柠檬提取物用水稀释溶解,蓝色精用无水乙醇稀释溶解,然后将蓝色精溶液加入柠檬提取物溶液中,混合均匀,各成分占比:柠檬提取物25%,蓝色精0.2%,无水乙醇10%,水64.8%。
2)将涤纶无纺布置于步骤1)制得的浸渍液里室温下浸泡30min,然后烘干。涤纶无纺布与浸渍液的浴比为1:30。
实施例2
与实施例1不同之处在于,涤纶无纺布在浸渍前先进行预处理,预处理工艺为将涤纶无纺布置于70℃的浓度为5%的NaOH溶液中浸泡30min,然后水洗至pH接近中性后烘干。
实施例3
与实施例1不同之处在于,涤纶无纺布在浸渍前先进行预处理,预处理工艺为将涤纶无纺置于280nm紫外光下照射,直到紫外剂量达到4.5J/cm2。
实施例4
与实施例2不同之处在于,采用苹果提取物代替柠檬提取物。
测试:
下面分别对实施例1-4的空调新风过滤网的抗菌率、抗病毒率和PM2.5过滤效率进行测定。
抗菌率:依据AATCC 100-2012的试验方法进行测试;
抗病毒率:依据ISO 18184-2019和《消毒技术规范》2002版的试验方法进行测试;
PM2.5过滤效率:将过滤网安装至空调器上,并依据GB/T 34012-2017的试验方法进行测试。
表1
上述测试结果表明:
1)采用包括负载有天然水果提取物的无纺布和驻极体熔喷无纺布经打褶加工形成的空调新风滤网具有优异的抗菌抗病毒性能和细微颗粒物过滤性能;
2)在采用天然水果提取物混合溶液浸渍前对无纺布进行预处理,可以提高滤网的抗菌抗病毒性能,这可能是因为经预处理后的无纺布纤维表面具有更大的粗糙度和更多的活性官能团,能提高天然水果提取物的负载量和结合力。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种空调新风过滤网,包括过滤主体和用于固定过滤主体的边框,其特征在于,所述过滤主体是由抗菌抗病毒无纺布和驻极体熔喷无纺布重叠复合并打褶而成,所述抗菌抗病毒无纺布通过下列步骤制备得到:
将无纺布在含有所述天然水果提取物的混合溶液中进行浸渍处理,以便在无纺布纤维的表面覆盖天然水果提取物,其中,所述天然水果提取物中含有非挥发性有机酸。
2.根据权利要求1所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述非挥发性有机酸为选自柠檬酸、苹果酸和酒石酸中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述天然水果提取物为选自柠檬、苹果、柑橘、菠萝、葡萄、蓝莓和诺丽果的提取物中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述混合溶液包括:
0.1~50%的天然水果提取物;
0~3%色精或色粉;
0~30%无水乙醇;
其余成分为水。
5.根据权利要求4所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述无纺布与所述混合溶液的浴比为1:1~1:50。
6.根据权利要求1所述的空调新风过滤网,其特征在于,在所述浸渍处理之前,预先对所述无纺布进行预处理以便提高纤维表面的粗糙度和活性官能团数量,所述预处理为酸碱处理或者紫外线辐照处理。
7.根据权利要求6所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述酸碱处理包括:
将无纺布放入质量分数为0.01%~50%的酸溶液或碱溶液中,在0℃~200℃下进行浸泡处理,然后水洗、烘干。
8.根据权利要求6所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述紫外线辐照处理包括:
在常温空气下,用波长为180~330nm的紫外线照射所述无纺布,辐照剂量为1~500J/cm2。
9.根据权利要求7或8所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述无纺布为涤纶无纺布、丙纶无纺布和尼龙无纺布中的一种。
10.根据权利要求9所述的空调新风过滤网,其特征在于,所述无纺布为涤纶无纺布,克重为30~120g/m2。
11.一种制备权利要求1-10任一项所述空调新风过滤网的方法,其特征在于,包括:
(1)制备抗菌抗病毒无纺布;
(2)将所述抗菌抗病毒无纺布和所述驻极体熔喷无纺布进行重叠复合,并打褶形成所述过滤主体;
(3)将所述过滤主题固定在边框内,以便获得所述空调新风过滤网。
12.一种空调器,其特征在于,所述空调器包括权利要求1-10中任一项所述空调新风过滤网或者权利要求11所述方法制备得到的空调新风过滤网。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210316 |
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