CN116480267A - 一种防雾霾纱窗及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种防雾霾纱窗及其使用方法，包括至少一纱窗框架，至少一张铺于纱窗框架内的纱网，其特征在于：所述纱网局部或全部粘附有具有可撕性的纳米纤维膜，所述纳米纤维膜拥有70％以上的开孔率、800nm以下的孔径，且纳米纤维膜厚度在2um以下。所述具有可撕性的纳米纤维膜通过喷涂的方式直接喷附于纱网表面。本专利直接喷涂，无需对喷涂的膜进行复合、焊接、夹层等操作，工艺简单、成本低廉，极大的降低了生产成本；直接在纱窗上进行纺丝覆膜，操作便捷，撕扯更换十分方便，成本低；对0.7um粉尘粒子拦截率高达99％，对PM2.5粒子拦截100％，且拥有长效性，同时可针对室内环境杀菌、除味、除醛，保持室内环境高品质的空气。

Description

一种防雾霾纱窗及其使用方法

技术领域

本发明涉及环保家居行业，尤其适用于一种防雾霾纱窗及其使用方法。

背景技术

经济的发展，工厂、道路施工等使得城市的飞灰一直存在，房屋的门窗如长时间不关闭，屋外的飞灰极易飘进屋内，积在屋内各个角落。针对此情况，一般离屋会关闭窗户，如屋内有人，才会开窗通风透气，当屋内有人开窗通风情况下，屋外的粉尘就会持续飘入，如当屋外PM2.5含量较高时，对屋内人员产生较大的伤害。若长时间关闭窗户，室内的木制家具、木质地板、粉刷的白墙等等产生的甲醛不易散开，会随着关闭时间越长，累积越高的浓度，也产生一定的异味。

新风系统在此情况下应运而生，家用新风系统常用荷电的无纺布作为过滤材料，荷电无纺布在初始过滤效率高，当荷电的电荷衰减时，过滤效率随着降低，温湿度等对电荷衰减影响极大，当湿度大于70％以上，电荷衰减急剧下降，如沿海城市或者雨季湿度较大情况下，荷电的无纺布因电荷衰减，过滤效率降到较低水平，且是不可逆的。细粉尘在无纺布的低过滤效率状态下穿透无纺布，进入到内部管道，长此以往，管道以积灰及细菌。另一方面，荷电无纺布是通过静电吸附方式对粉尘进行拦截，实现过滤，吸附的粉尘在潮湿环境下极易滋生细菌，以上两种情况对屋内人员的身心健康都有一定影响。

近几年受大众欢迎的空气净化器，过滤原理与新风系统一样，而空气净化器更局限，只针对屋内环境的粉尘净化，无屋内外空气对流作用。其他一些方案中，如防雾霾纱窗方案，大多是将无纺布夹层静电纺丝膜固定在纱窗上(下文称之为夹层式纺丝膜)，由于是多层复合，透气性小，夹层表面无纺布极易积灰，容尘量小，且影响光照，成本高，又极其不易更换。

综上，当下能够保持室内外空气流通，对光照影响小，可持续高效拦截PM2.5粉尘颗粒进入屋内的方案还未有有效方案，本发明针对该现象提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是开发一种极为便利的、易于更替防霾纳米纤维膜的、透光性较好的防雾霾纱窗以及该纱窗的使用方法。

为了实现上述目的，具体方案为，一种防雾霾纱窗，包括至少一纱窗框架，至少一张铺于纱窗框架内的纱网，所述纱网局部或全部粘附有具有可撕性的纳米纤维膜，所述纳米纤维膜拥有70％以上的开孔率、800nm以下的孔径，且纳米纤维膜厚度在2um以下。

进一步，所述具有可撕性的纳米纤维膜通过喷涂的方式直接喷附于纱网表面。

进一步，所述可撕性纳米纤维膜的喷涂于纱网上的过程为：

步骤一：配置纺丝液，所述纺丝液中包含纺丝材料、溶剂以及电气石；其中纺丝材料为8％～20％重量比浓度，所述纺丝材料为聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚乳酸其中的一种或多种混合；所述纺丝液的溶剂为79％～91.9％重量比浓度，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合；所述电气石为0.1％～1％重量比浓度，所述电气石尺寸为1000～4000目；将上述组分在25～80℃水浴温度下搅拌4～8小时获得纺丝液；

步骤二：将步骤一所得纺丝液利用纺丝喷涂设备进行纺丝，纺丝后喷涂于纱窗的纱网指定区域上，与纱网纵横纱线之间形成勾芡作用，进而形成可撕性纳米纤维膜黏附于纱网表面；所述纺丝喷涂设备的纺丝工艺参数为：纺丝间距为5～20cm，纺丝电压为10～30kv；纺丝喷涂时的喷涂速度0.3～10m/min。

进一步，步骤二纺丝后喷涂时，将纺丝液喷涂于纱网的迎风面处，形成的可撕性纳米纤维膜在使用过程中持续受到风向推力，与纱网形成进一步的黏附效果。

进一步，所述步骤二中，纺丝喷涂时的喷涂速度为2～6m/min。

进一步，所述纺丝喷涂设备为静电纺丝设备、手持式静电纺丝设备、手持式纺丝设备其中一种。

进一步，所述纱网的纱线采用201不锈钢、304不锈钢或316不锈钢其中的一种，所述纱线直径为5～25丝，纱网的网孔尺寸为5～30目。

进一步，所述纱网的纱窗材料采用PVC、PP、亚克力其中一种。

进一步，所述纳米纤维膜在纱网上的黏附强度为4～17N/mm。

如上所述的一种防雾霾纱窗的使用方法：所述纳米纤维膜使用一段时间后表面黏附较多粉尘，取下纱窗，撕下旧的纳米纤维膜，重新喷涂新的一层纳米纤维膜。

进一步，所述一段时间为7～25天。

本专利具有以下优点：

1.本专利优选材料与纱网纱线直径、纱网目数，使得直接喷涂在纱窗表面的膜有足够的黏附强度及支撑，无需对喷涂的膜进行复合、焊接、夹层等操作，工艺简单、成本低廉，极大的降低了生产成本；

2.本发明专利产品操作简单，直接在纱窗上进行纺丝覆膜，操作便捷，撕扯更换十分方便，成本低；

3.本发明专利产品在对0.7um粉尘粒子拦截率高达99％，对PM2.5粒子拦截100％，且拥有长效性，优于新风系统采用的荷电滤芯过滤效率实时衰减；

4.本发明专利产品拥有高过滤效率同时，保持高的透气性与高透光性，保持室内环境与室外的的空气对流，优于现有的多层复合静电纺布料；

5.本发明专利产品除以上功能外，还可释放负离子，可针对室内环境杀菌、除味、除醛，保持室内环境高品质的空气。

附图说明

作为非限制性例子给出的具体说明更好地解释本发明包括什么以及其可被实施，此外，该说明参考附图，在附图中：

图1是本发明实施过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。

实施例1

配置纺丝液，取500ml烧杯，加入纺丝材料为55g的200目聚氨酯树脂粉末(在本专利中50～400目皆为合适的尺寸),加入2000目5g的电气石，再加入纺丝液溶剂为440g的N～甲基吡咯烷酮，将上述组分在70℃水浴温度下按400转/分钟下搅拌5小时，获得纺丝液。本实施例中所述纺丝喷涂设备采用静电纺丝设备，首先用5ml针筒抽取纺丝液，针头垂直朝上，推动活塞排除针筒内气体，将针筒固定到纺丝设备备用。

如图1所示，本实施例采用可取式纱窗1，所述纱窗1的纱窗框架2为PVC树脂，所述纱网3的纱线为10丝的304不锈钢，纱网3的网孔尺寸为10目。

先判断室内外风向，判断风是由室外朝屋内吹后，将可取式纱窗1取下，将纺丝设备针头垂直于纱窗，按针头与纱窗朝外的纱网面间距为15±2cm，纺丝电压为25kv，以5m/min喷涂速度在纱窗的纱网上沿着横向匀速喷涂，横向喷满后沿垂直方向下移到临近的未喷涂部位，依此喷涂完整面纱网，以形成具有可撕性的纳米纤维膜4，将喷涂面的纱网朝屋外，安装好纱窗。

将余下的纺丝液于500ml带盖容量瓶保存起来，以备下次使用。当需要更换时，取下纱窗，将纳米纤维膜撕下，使用留下的纺丝液按上面步骤重复喷涂，即可重复使用。

以实施例1与使用新风系统、使用夹层式纺丝膜以及使用空气净化器作为对比例进行下述实验观察：

1、使用甲醛检测仪、粉尘浓度检测仪进行室内PM2.5含量以及甲醛含量的检测；

2、观察使用后的室内气味。

具体实验观察情况如表一所示：

表一实施例1与各对比例的实验观察表

表格中第0天表示什么都没有用的情况下测试所得。

由表一可看出，本案产品与夹层式纺丝膜初始使用后，室内PM2.5浓度逐渐降低，但是由于本案产品带有净醛功能，且每20天更换一次，使得室内甲醛浓度也可以净化到较低水平，且保持无气味环境。而夹层式纺丝膜，在使用一段时间后，通量已足够低，已经无法完成流畅的室内外换气，由于夹层式纺丝膜其结构设置无法轻易更换，要么就要更换整个纱窗，因此没有更换纱窗的情况下室内外无法换气，使得室内气味明显，甲醛浓度也上升到较高水平；对于新风系统在使用后，室内粉尘浓度下降较明显，但是当使用一段时间后，滤芯荷电衰减明显，对粉尘拦截能力开始大幅减弱，过滤效果变差，室内PM2.5浓度变高，使用较长时间后，滤芯易发霉，粉尘、细菌发酵产生的气味被带到室内循环，导致室内会有轻微气味；对于空气净化器使用初期，室内粉尘浓度去除效果很高，随着使用时间越长，与新风系统类似，荷电衰减导致过滤效果下降明显，空气净化器需密闭环境使用，导致屋内异味明显，甲醛浓度高。

实施例2

配置纺丝液，取500ml烧杯，加入纺丝材料为40g的200目聚偏氟乙烯树脂粉末,加入1000目0.5g的电气石，再加入纺丝液溶剂为459.5g的N-甲基吡咯烷酮，将上述组分在80℃水浴温度下按400转/分钟下搅拌6小时，获得纺丝液。

将可取式纱窗取下，所述纱窗的纱窗框架为PVC树脂，所述纱网的纱线为5丝的201不锈钢，纱网的网孔尺寸为30目。

先判断室内外风向，判断风是由室外朝屋内吹后，将纺丝设备针头垂直于纱窗，采用实施例1相同的纺丝喷涂设备进行喷涂，按针头与纱窗朝外的纱网面间距为11±2cm，纺丝电压为15kv，以10m/min喷涂速度在纱窗的纱网上沿着横向匀速喷涂，横向喷满后沿垂直方向下移到临近的未喷涂部位，依此喷涂完整面纱网，以形成具有可撕性的纳米纤维膜。将喷涂面的纱网朝屋外，安装好纱窗。

实施例3

配置纺丝液，取500ml烧杯，加入纺丝材料为100g的200目聚乳酸树脂粉末,加入4000目5g的电气石，再加入纺丝液溶剂为395g的氯仿，将上述组分在80℃水浴温度下按400转/分钟下搅拌8小时，获得纺丝液。用5ml针筒抽取纺丝液，针头垂直朝上，推动活塞排除针筒内气体，将针筒固定到纺丝设备备用。

将可取式纱窗取下，所述纱窗的纱窗框架为PVC树脂，所述纱网的纱线为10丝的304不锈钢，纱网的网孔尺寸为10目。

先判断室内外风向，判断风是由室外朝屋内吹后，将纺丝设备针头垂直于纱窗，采用实施例1相同的纺丝喷涂设备进行喷涂，按针头与纱窗朝外的纱网面间距为15±2cm，纺丝电压为25kv，以5m/min喷涂速度在纱窗的纱网上沿着横向匀速喷涂，横向喷满后沿垂直方向下移到临近的未喷涂部位，依此喷涂完整面纱网，以形成具有可撕性的纳米纤维膜。将喷涂面的纱网朝屋外，安装好纱窗。

实施例4

配置纺丝液，取500ml烧杯，加入纺丝材料为600g的200目聚乳酸树脂粉末,加入3000目2.5g的电气石，再加入纺丝液溶剂为437.5g的丙酮，将上述组分在550℃水浴温度下按400转/分钟下搅拌4小时，获得纺丝液。用5ml针筒抽取纺丝液，针头垂直朝上，推动活塞排除针筒内气体，将针筒固定到纺丝设备备用。

将可取式纱窗取下，所述纱窗的纱窗框架为PVC树脂，所述纱网的纱线为15丝的316不锈钢，纱网的网孔尺寸为5目。

先判断室内外风向，判断风是由室外朝屋内吹后，将纺丝设备针头垂直于纱窗，采用实施例1相同的纺丝喷涂设备进行喷涂，按针头与纱窗朝外的纱网面间距为8±2cm，纺丝电压为25kv，以10m/min喷涂速度在纱窗的纱网上沿着横向匀速喷涂，横向喷满后沿垂直方向下移到临近的未喷涂部位，依此喷涂完整面纱网，以形成具有可撕性的纳米纤维膜。将喷涂面的纱网朝屋外，安装好纱窗。

实施例5

配置纺丝液，取500ml烧杯，加入纺丝材料为90g的200目聚偏氟乙烯树脂粉末,加入4000目5g的电气石，再加入纺丝液溶剂为405g的N-甲基吡咯烷酮，将上述组分在80℃水浴温度下按400转/分钟下搅拌8小时，获得纺丝液。用5ml针筒抽取纺丝液，针头垂直朝上，推动活塞排除针筒内气体，将针筒固定到纺丝设备备用。

将可取式纱窗取下，所述纱窗的纱窗框架为PVC树脂，所述纱网的纱线为10丝的304不锈钢，纱网的网孔尺寸为10目。

先判断室内外风向，判断风是由室外朝屋内吹后，将纺丝设备针头垂直于纱窗，采用实施例1相同的纺丝喷涂设备进行喷涂，按针头与纱窗朝外的纱网面间距为15±2cm，纺丝电压为25kv，以5m/min喷涂速度在纱窗的纱网上沿着横向匀速喷涂，横向喷满后沿垂直方向下移到临近的未喷涂部位，依此喷涂完整面纱网，以形成具有可撕性的纳米纤维膜。将喷涂面的纱网朝屋外，安装好纱窗。

将实施例2～5同时进行实施例1中的实验观察，得到下表二：

表二我方实施例2～5的实验观察表

从表二可以看出，本专利范围内的实施例2～5在使用后，室内PM2.5浓度逐渐降低，室内甲醛浓度也可以净化到较低水平，且保持无气味环境。均比使用新风系统、使用夹层式纺丝膜以及使用空气净化器的效果好，屋内空气质量好。

使用粘附力检测仪对实施例1～5的纳米纤维膜在纱网上的粘附力进行检测；检测数据如下表三：

表三实施例1～5在不同风力等级下的粘附力数据

由表三可以看出，在风力越大的时候，本专利的粘附力越强，由于本专利是利用纳米纤维膜自身的粘附力、静电力以及迎风面的风压三者使得其有效的黏附于纱网(纱窗)上，因此，在实际使用时，迎风面的风压越大，其黏附效果越好，一般窗户的风都在0～4级的风力效果，在常规范围内，合理的粘附力既可以满足黏附效果，又可以在需要更替使用的时候，较容易的取下纳米纤维膜。

以下进一步记录施例1～5的纳米纤维膜取下的过程，将实施例1～5的可取式纱窗取下，从纱网边缘抠取进而撕扯纳米纤维膜记录过程如下：

表四纳米纤维膜撕扯过程观测

由上述表四可以看出，在使用20天后，需要更替时，只需要手动撕扯，即可较为便利撕下整张的纳米纤维膜，使用极其方便。

本专利将纳米纤维均匀喷涂在迎风面的纱窗纱网上，本专利纳米纤维膜优选强极性静电纺丝材料与配方、工艺，使膜拥有较大的静电吸附力，结合纳米纤维与纱窗横纵纱线之间的勾芡作用，使膜可直接黏附在纱窗表面。选择窗户内外由风穿透纱窗前的那侧作为喷涂面，由于与风向相同，纳米纤维膜在使用过程中持续受到朝纱窗的推力，使得纳米纤维膜可长期黏附在纱窗上。

本专利的纳米纤维膜拥有70％以上的开孔率，800nm以下的孔径，控制纳米纤维膜厚度在2um以内，即拥有非常高的过滤效率，对粒径2.5um以上的粉尘拦截率可达100％，对0.7um以上的粉尘颗粒实现99％以上的拦截，拥有非常高的表面积，使得纳米纤维膜的容尘量大，可使用较长时间后才更换。

纳米纤维膜厚度不超过2um，加上高开孔率，使得纳米纤维膜的透光性好，与纱窗结合后对透光性影响较小，也使得纳米纤维膜拥有较高的透气性能，可保持屋内外气流的持续交换。

当纳米纤维膜使用一段时间后表面黏附较多粉尘，可取下纱窗，撕下纳米纤维膜，朝迎风面重新喷涂新的一层纳米纤维膜。由于粉尘都被拦截在纳米纤维膜上，纱窗可长期保持洁净状态，一般情况下在7～25天更换较佳。

负载电气石的纳米纤维膜喷涂在纱窗后，会持续性的释放低浓度的负离子，负离子通过屋内外的气流交流进入到屋内，与屋内木制家具、木质地板、粉刷的白墙等等反应，降低屋内甲醛浓度，一定程度上消除屋内异味。

通过以上方案，负载后的纳米纤维膜可保持屋内外空气持续流通，对PM2.5粉尘拦截效果好，定期更换方便，可降低室内甲醛浓度，消除异味，对采光影响小。

上述实施例和图示并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化和修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (11)

1.一种防雾霾纱窗，包括至少一纱窗框架，至少一张铺于纱窗框架内的纱网，其特征在于：所述纱网局部或全部粘附有具有可撕性的纳米纤维膜，所述纳米纤维膜拥有70%以上的开孔率、800nm以下的孔径，且纳米纤维膜厚度在2um以下。

2.如权利要求1所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：所述具有可撕性的纳米纤维膜通过喷涂的方式直接喷附于纱网表面。

3.如权利要求2所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：所述可撕性纳米纤维膜的喷涂于纱网上的过程为：

步骤一：配置纺丝液，所述纺丝液中包含纺丝材料、溶剂以及电气石；其中纺丝材料为8%～20%重量比浓度，所述纺丝材料为聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚乳酸其中的一种或多种混合；所述纺丝液的溶剂为79%～91.9%重量比浓度，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合；所述电气石为0.1%～1%重量比浓度，所述电气石尺寸为1000～4000目；将上述组分在25～80℃水浴温度下搅拌4～8小时获得纺丝液；

步骤二：将步骤一所得纺丝液利用纺丝喷涂设备进行纺丝，纺丝后喷涂于纱窗的纱网指定区域上，与纱网纵横纱线之间形成勾芡作用，进而形成可撕性纳米纤维膜黏附于纱网表面；所述纺丝喷涂设备的纺丝工艺参数为：纺丝间距为5～20cm，纺丝电压为10～30kv；纺丝喷涂时的喷涂速度0.3～10m/min。

4.如权利要求3所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：步骤二纺丝后喷涂时，将纺丝液喷涂于纱网的迎风面处，形成的可撕性纳米纤维膜在使用过程中持续受到风向推力，与纱网形成进一步的黏附效果。

5.如权利要求3所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：所述步骤二中，纺丝喷涂时的喷涂速度为2～6m/min。

6.如权利要求3所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：所述纺丝喷涂设备为静电纺丝设备、手持式静电纺丝设备、手持式纺丝设备其中一种。

7.如权利要求1所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：所述纱网的纱线采用201不锈钢、304不锈钢或316不锈钢其中的一种，所述纱线直径为5～25丝，纱网的网孔尺寸为5～30目。

8.如权利要求1所述的一种防雾霾纱窗，其特征在于：所述纱网的纱窗材料采用PVC、PP、亚克力其中一种。

9.如权利要求1所述的一种防雾霾纱窗的使用方法，其特征在于：所述纳米纤维膜在纱网上的黏附强度为4～17N/mm。

10.如权利要求1所述的一种防雾霾纱窗的使用方法，其特征在于：所述纳米纤维膜使用一段时间后表面黏附较多粉尘，取下纱窗，撕下旧的纳米纤维膜，重新喷涂新的一层纳米纤维膜。

11.如权利要求10所述的一种防雾霾纱窗的使用方法，其特征在于：所述一段时间为7～25天。