DE10053229A1 - Gewebe- oder gewirkartiger Pollenschutz für Fenster und Türen - Google Patents

Abstract

Verwendung von Geweben oder Gewirken zur Anbringung vor Fenstern oder Türen zum Schutz vor staubförmigen Allergenen wie Pollen oder Hausstaub, wobei dieser Pollenschutz durch das Erzeugen einer elektrostatischen Aufladung eine ausreichende Filterwirkung gegen Pollen besitzt und gleichzeitig die Eigenschaften der ausreichenden visuellen Transparenz und ausreichenden Luftdurchlässigkeit erfüllt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gewebe- oder gewirkartige Vorrichtung zum Schutz vor dem Eindringen staubförmiger, durch die Atmosphärenluft transportierter Allergene wie z. B. Pollenstaub und Pilzsporen in Wohn- und Arbeitsräume durch die vollflächige Anbringung vor Fenstern und Türen.

Seit mehreren Jahren wird in der Bundesrepublik das Auftreten von Pollinose (Heuschnup­ fen), also der allergischen Reaktion der Schleimhäute des Auges sowie der oberen und unte­ ren Atemwege mit Blütenpollen und anderen durch die Luft transportierten Allergenen, in der Bevölkerung verfolgt. Dabei wurde ermittelt, dass in Deutschland in den letzten Jahren der Bevölkerungsanteil bei etwa 11-15% liegt. Die allergische Reaktion einer Pollenallergie äu­ ßert sich meist durch Rötungen und Tränenfluss der Augen (Konjunktivitis), Niesattacken (Rhinitis) sowie Reizhusten (Asthma bronchiale) als Frühreaktionen. Als Spätreaktion auf die Pollenallergie sind z. B. Neurodermitis oder Ekzeme an der Haut bekannt. Als weitreichen­ dere Konsequenzen neben den persönlichen Beschwerden der Betroffenen lassen sich Ver­ dienstausfall bzw. Arbeitsunfähigkeit während der Pollenflugperiode oder Anstieg von ärztli­ chen Behandlungskosten leicht ableiten, so dass für ein Pollenschutzgitter im Sinne der Er­ findung zur Anbringung vor Fenster und Türen von Wohn- und Arbeitsräumen ein großer Bedarf besteht. Weiteres über Pollinose lässt sich im Ratgeber Pollenallergie, Ute Künkele, München 1992 recherchieren.

Ein Pollenschutz für Fenster und Türen muss dem Anwender als wesentlichste Eigenschaften eine ausreichende Belüftbarkeit der Räumlichkeiten bieten, eine genügende Transparenz für den Lichteinfall bzw. den Blick nach draußen und eine lindernde Wirkung bezüglich der Pollenallergie. Die wichtigsten Parameter zur Beschreibung eines Pollenschutzes sind demnach die Luftdurchlässigkeit, die optische Transparenz sowie die Filterwirkung gegenüber Pollen.

Vollflächig vor Fenstern und Türen angebrachte Schutzsysteme, die das Eindringen von größeren Objekten wie z. B. Insekten in Wohnräume verhindern sollen, sind bekannt (= Fliegengitter). In DE 30 45 723 werden z. B. Gardinen, Netze, Filter oder Siebe für einen solchen Zweck beschrieben, die mittels Druckknöpfen an Fenster- oder Türrahmen ange­ bracht werden. Aufgrund ihrer relativ großen Maschenweiten von 1-2 mm besitzen diese eine gute visuelle Transparenz und erlauben eine ausreichende Belüftung der Wohnräume, der ausreichende Schutz vor Pollenstaub (Größe etwa 10-50 µm) und Pilzsporen (Größe etwa 200 µm) ist aufgrund der höheren Maschenweite nicht möglich.

Filtrationseinrichtungen, die Luft völlig von Pollen, Keimen und Sporen befreien, finden Ein­ satz in der Klimatechnik und im Automobil. Die hohe Filterwirkung wird in DE 39 04 623 z. B. dadurch erreicht, dass Filtermatten, auch oft mehrlagig, aus Vliesstoffen eingesetzt werden, die durch ihre Faserigkeit die Filterstufe unpassierbar für o. a. Allergene machen. Zur Erhö­ hung des Kontaktes der partikelbeladenen Luft mit dem Filter wird das Laminat aus Filter­ matten zusätzlich zickzackgefaltet. Solche Filtermatten besitzen jedoch aufgrund ihrer nicht vorhandenen visuellen Transparenz keine Eignung als Schutzvorrichtung im Sinne der vor­ geschlagenen Erfindung.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, mit einem Gewebe oder Gewirk einzig durch das Einstel­ len der Maschenweite die in eine Räumlichkeit einströmende Luft von Pollen zu reinigen. Die Größen der meisten in Europa vorkommenden, allergieauslösenden Pollen, im wesentlichen Birke, Süßgräser, Gänse- und Beifuß, Wegerich, Hasel, liegen in der Region von 20-40 µm. Die für eine rein mechanische Filterung notwendige Maschenweite beträgt daher we­ nigstens 20 µm und lässt somit keine ausreichende visuelle Transparenz mehr zu.

Eine weitere vor Fenstern angebrachte Schutzvorrichtung gegen Pollen, Keime und Sporen wird z. B. in DE 43 00 422 angegeben. Hier erfolgt die Anbringung eines Stoffmaterials als Schutzvorrichtung jedoch nicht vollflächig vor der Fensterscheibe, sondern in den beiden keilartigen Zwischenräumen sowie der rechteckigen Öffnung an der Oberseite eines in Kipp­ stellung stehenden Fensters. Das Problem der nicht vorhandenen, visuellen Transparenz des Schutzes wird durch diese Art der Anbringung umgangen, jedoch muss der Schutz für eine völlige Öffnung des Fensters zu Lüftungszwecken durch Aufschwenken entfernt wer­ den, so dass keine Schutzwirkung mehr existent ist.

Bei keinem der zitierten Beispiele konnten bisher die Eigenschaften der ausreichenden visu­ ellen Transparenz, Luftdurchlässigkeit und Filterwirkung in einem Schutzsystem realisiert werden.

Aufgabe der vorgeschlagenen Erfindung ist es, die Eigenschaften Luftdurchlässigkeit, visu­ elle Transparenz und genügende Filterwirkung gegen Pollen in einem Schutzsystem zu ver­ wirklichen. Kennzeichnend ist dabei, dass der Pollenschutz bei ausreichender Filterwirkung von 70-80% Abscheidegrad gegen Pollenstaub u. ä. im Größenbereich von etwa 20-40 µm noch eine ausreichende Erneuerung der Raumluft sowie eine ausreichende visuelle Trans­ parenz zulässt. Besonders für Wohn- und Arbeitsräume sind die Merkmale Luftdurchlässigkeit und visuelle Transparenz wichtig, da einerseits ausreichende Luftwechseleigenschaften, andererseits der Blick aus dem Fenster hinaus und das Eintreten von Tageslicht ermöglicht werden müssen. Gute Werte für Luftdurchlässigkeiten, die eine akzeptable Belüftung eines Raumes erlauben, liegen im Größenbereich von größer als 20000 m³/m²/h bei einem Differenzdruck von 300 Pa. Eine ausreichende Transparenz im Sinne der Erfindung liegt zwischen 20 und 100% Transmission. Erreicht werden die Eigenschaften ausreichender visueller Transparenz und Luftdurchlässigkeit durch die Verwendung eines Gewebes oder Gewirks mit ausreichend großer Maschenweite. Die sich dazu gegenläufig verhaltende Eigenschaft der genügenden Filterwirkung wird mit Hilfe des Aufbringens einer triboelektrischen Aufladung zur Unterstützung der rein mechanischen Filterwirkung nach dem Anbringen des Schutzgewirks vor der Fenster- oder Türöffnung erzielt. Ein ähnlicher Angang an diese Thematik wird auch in DE 44 14 728 angegeben. Darin wird beschrieben, durch die Aufladung von netzförmigen Geweben aus synthetischen hochpolymeren Fasern ein elektrisches Feld zwischen dem Allergen und dem Gewebe auszubilden, welches zur Filtration genutzt werden soll. Auf die Art der Aufbringung der elektrostatischen Aufladung wird jedoch nicht näher eingegangen, ebenso bleiben die sich gegenläufig verhaltenden Eigenschaften der Luftdurchlässigkeit und visueller Transparenz zur Filtrationswirkung undiskutiert.

Das Prinzip des Aufbringens einer triboelektrischen Aufladung basiert auf der Trennung von Ladungen, die makroskopisch durch Reib- oder Trennvorgänge von mindestens zwei Mate­ rialien geschieht. Ausschlaggebend für das Vorzeichen und die Höhe der Aufladung sind dabei zunächst die Austrittsenergien W_a der oberflächennahen Elektronen der Materialien, da oberflächennahe Elektronen aus der Oberfläche des einen Materials austreten und in die des anderen übergehen. Folglich entsteht in der Oberfläche des einen Materials ein Elektro­ nenmangel, der zu einer positiven Aufladung der Oberfläche führt, während die andere Oberfläche durch den Elektronenüberschu eine negative Aufladung erfährt. Aus Lütt­ gens/Glor: Elektrostatische Aufladungen begreifen und sicher beherrschen; 2. Auflage, lässt sich ableiten, dass für eine möglichst rasche und hohe Aufladung der Materialien, wie bei der Erfindung vorgesehen, die Differenz ihrer Elektronenaustrittsenergien einen möglichst gro­ ßen Betrag besitzen muss.

Neben den Elektronenaustrittsenergien gehen auch Parameter wie Temperatur, Rauhigkeit und Verschmutzungsgrad der Oberflächen sowie Reib- bzw. Trenngeschwindigkeit und Luftfeuchte in einen triboelektrischen Aufladungsvorgang ein.

Das Unterbinden der Ableitung der elektrostatischen Aufladung wird dadurch erzielt, dass der Durchgangswiderstand sowie der Oberflächenwiderstand der Materialien der Größenord­ nung von 10¹²-10¹⁵ Ω liegt. Für das Gewebe oder Gewirk werden deshalb bevorzugt Fa­ sern bzw. auf dem Gewirk oder Gewebe aufgebrachte Beschichtungen mit Oberflächenwi­ derständen von 10¹²-10¹⁵ Ω eingesetzt.

Elektrostatische Aufladungen durch Ladungstrennung können beispielsweise durch das ra­ sche Entfernen einer vollflächig ein- oder beidseitig, ohne Lufteinschlüsse an das Gewirk angebrachten Polymerfolie geschehen. Ebenfalls ist eine Aufladung durch die Reibung von partikelbeladener Luft an dem Schutzgewirk möglich, indem das Schutzgewirk intensiv mit Hilfe eines Haushalts- oder Industriefönes, Gebläses, Ventilators oder einer sonstigen Art eines Lüfters mit hohen Volumenströmen durchströmt wird.

Die bevorzugte Möglichkeit im erfinderischen Sinne ist das manuelle Reiben eines polyme­ ren oder natürlichen Stoffes an dem applizierten Schutzgewirk nach der Anbringung vor dem Fenster.

Das Aufbringen einer elektrostatischen Aufladung geschieht bei der vorliegenden Erfindung nicht durch das Anlegen einer Fremdspannung. Auch das Aufrechterhalten der Aufladung wird nicht durch das äußere Anlegen eines Potentials erzielt, sondern einzig durch die tri­ boelektrische Aufladung und das Einstellen der Polymereigenschaften. Im Falle der Ableitung z. B. durch ein Ansteigen der Luftfeuchte oder Regen kann die Aufladung nach dem Niederschlag durch Trocknung und anschließender Reibung mit dem passenden Polymer­ werkstoff wiederhergestellt werden. Denkbar ist auch eine Trocknung und Wiederaufladung in einem Arbeitsgang allein durch das intensives Durchströmen des Schutzsystems mit parti­ kelbeladener Luft bei Anwenden eines Haushaltsfönes.

Claims (8)

1. Verwendung von Geweben oder Gewirken zur Anbringung vor Fenstern oder Türen zum Schutz vor staubförmigen Allergenen wie Pollen oder Hausstaub, wobei dieser Pollen­ schutz durch das Erzeugen einer elektrostatischen Aufladung eine ausreichende Filter­ wirkung gegen Pollen besitzt und gleichzeitig die Eigenschaften der ausreichenden visu­ ellen Transparenz und ausreichender Luftdurchlässigkeit erfüllt.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der elektrostatischen Aufladung durch Reibung eines Werkstoffs an dem Gewebe oder Gewirk erfolgt.

3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der elektrostatischen Aufladung durch das intensives Durchströmen des Gewebes oder Gewirkes mit Luft unter Zuhilfe­ nahme von Industrie- oder Haushaltsfönen, Gebläsen, Ventilatoren oder Lüftern erfolgt.

4. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der elektrostatischen Aufladung durch das Entfernen einer vollflächig an das Gewebe oder Gewirk angebrachten Poly­ merfolie erfolgt.

5. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Fasern des Pollenschutzes aus einem oder mehreren reinen oder heteroatomhaltigen Kohlenwasserstoffen bestehen und einen Oberflächenwiderstand zwischen 10¹² und 10¹⁵ Ω besitzen.

6. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung des Gewebes oder Gewirks aus einem oder mehreren reinen oder heteroatomhaltigen Kohlenwasserstoffen besteht und einen Oberflächenwiderstand zwischen 10¹² und 10¹⁵ Ω besitzt.

7. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Fäden des Pollenschutzes zwischen 50 und 1000 µm beträgt.

8. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die freie Fläche einer Masche zwischen 300 und 90000 µm² beträgt.