防霧霾通風(fēng)透明窗紗及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗及其制作方法，本發(fā)明公開的防霧霾通風(fēng)透明窗紗由5層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，包括孔徑和目數(shù)在一定范圍內(nèi)的金屬絲網(wǎng)，在金屬絲網(wǎng)上負(fù)載的納米二氧化鈦，作為初效過濾層和后置過濾層的微孔透明塑料軟板以及作為中高效過濾層的核孔膜。金屬絲網(wǎng)和其緊鄰的初效過濾層用膠粘合，初效過濾層、中高效過濾層和后置過濾層可用高頻熱合、熱壓軋或粘合的方式制作。本發(fā)明具有高效防止室外霧霾污染空氣進(jìn)入室內(nèi)，且具備高通風(fēng)性和高透明性，不影響人們對(duì)窗戶透明采光，對(duì)外開闊視野的正常需求。
【專利說明】防霧霾通風(fēng)透明窗紗及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于家裝建材領(lǐng)域和環(huán)保領(lǐng)域，尤其涉及一種窗紗，具體是一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)近年來霧霾污染嚴(yán)重，2013年全國(guó)大范圍霧霾污染斷斷續(xù)續(xù)地幾乎持續(xù)了一年，尤其以京津冀及周邊和中東部城市更為嚴(yán)重；2014年2月?lián)氯A社報(bào)道稱，我國(guó)灰霾影響的面積達(dá)到了 143萬(wàn)平方公里，重霾面積超過了 56%。
[0003]霧霾對(duì)其影響區(qū)域的大氣環(huán)境、交通安全帶來了嚴(yán)重影響，尤其對(duì)居民身體健康危害較大。有專家指出，嚴(yán)重霧霾天活動(dòng)，等于處在不停吸煙狀態(tài)。在嚴(yán)重霧霾天活動(dòng)，等于處在不停吸煙的狀態(tài)。2012年12月18日，環(huán)保組織“綠色和平”和北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院共同發(fā)布一份研究報(bào)告指出，如果2012年北京、上海、廣州、西安四城市空氣質(zhì)量相對(duì)于2010年沒有改善，因PM2.5污染造成的“早死”人數(shù)將達(dá)8572人，因“早死”而致的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)68億元人民幣。
[0004]霧霾污染對(duì)人體健康的危害如此之大，因此專家建議在霧霾天氣情況下盡量不要開窗。目前生活實(shí)際中人們也只能是關(guān)閉窗戶防止霧霾進(jìn)入室內(nèi)，由于室外霧霾、灰塵、以及各種空氣污染物的污染嚴(yán)重，人們開窗次數(shù)越來越少，以至于養(yǎng)成了常年不開窗的習(xí)慣。
[0005]但是為了避免霧霾污染，住宅或其它室內(nèi)環(huán)境不開窗戶，會(huì)造成新風(fēng)量不足，二氧化碳(CO2)濃度升高。根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18883-2002確定每人每小時(shí)新風(fēng)量(從室外引入的新鮮空氣)不應(yīng)小于30m3。這是根據(jù)人體生理需求量設(shè)定的，如要保證二氧化碳(CO2)的濃度不超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的0.1%，則必須保證新風(fēng)量30m3/h。新風(fēng)量不足，給人身體健康帶來的危害非常多。一個(gè)人每天呼吸的空氣約為I萬(wàn)升，長(zhǎng)期處于新風(fēng)量不足的室內(nèi)易患“室內(nèi)綜合癥”，因?yàn)樵谑覂?nèi)新風(fēng)量不足時(shí)，會(huì)使二氧化碳(CO2)濃度升高，過多吸入會(huì)造成二氧化碳中毒。表現(xiàn)為胸悶、頭痛頭暈、渾身無(wú)力、精神萎靡，睡眠不足，免疫力下降等。
[0006]為了滿足人們霧霾天氣室內(nèi)清潔空氣新風(fēng)量的要求，確保室內(nèi)氧氣充足，二氧化碳(CO2)濃度不升高，迫切需要解決在霧霾天既能通風(fēng)換氣，又能避免帶入室外霧霾污染的方法，同時(shí)不要影響人們對(duì)窗戶透明采光，對(duì)外開闊視野的正常需求。
[0007]目前，關(guān)于防霧霾窗紗的資料中，尚未見到能同時(shí)具有:滿足通風(fēng)量；阻擋室外霧霾、灰塵，清潔空氣；透明，不影響對(duì)外視線這三項(xiàng)功能的窗紗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗及其制作方法，能夠?qū)崿F(xiàn)窗紗的透光、通風(fēng)和防霧霾,滿足人們?cè)陟F霾污染或其他室外粉塵污染時(shí)開窗安全通風(fēng)。
[0009]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗，其特征在于:包括前置過濾層、初效過濾層、中高效過濾層以及后置過濾層，所述中高效過濾層壓制在初效過濾層和后置過濾層之間，所述前置過濾層上負(fù)載有納米二氧化鈦，所述初效過濾層和所述前置過濾層粘合。
[0010]所述前置過濾層優(yōu)選金屬絲網(wǎng)。
[0011 ] 所述中高效過濾層優(yōu)選透明的核孔膜濾網(wǎng)。
[0012]所述初效過濾層和后置過濾層優(yōu)選微孔塑料軟板。
[0013]一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，其特征在于:包括如下步驟:
首先，制作前置過濾層，選擇加工金屬絲網(wǎng)，并在金屬絲網(wǎng)上負(fù)載納米二氧化鈦。
[0014]其次，制作初效過濾層和后置過濾層，選擇光學(xué)透明好的塑料軟板，運(yùn)用激光微孔加工技術(shù)加工出微孔塑料軟板。
[0015]然后，用光學(xué)透明材料制成薄膜，所述薄膜經(jīng)過核反應(yīng)堆中的熱中子裂變產(chǎn)生碎片穿透成孔，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)蝕刻，制成核孔膜濾網(wǎng)。
[0016]之后，將核孔膜濾網(wǎng)高頻熱合、熱壓軋或粘合在初效過濾層和后置過濾層之間。
[0017]最后，將初效過濾層和前置過濾層粘合在一起。
[0018]所述金屬絲網(wǎng)孔徑為0.3臟?2臟，絲徑為0.10臟?0.65臟，目數(shù)為30\30目?4\4目，開孔率為6(Γ75。
[0019]所述初效過濾層的濾網(wǎng)孔徑為5ιιπΓ20μπι，網(wǎng)孔目數(shù)為100(Γ3000個(gè)，濾網(wǎng)厚度為
0.0Γ0.3mm ;所述后置過濾層濾網(wǎng)孔徑為10unT30 μ m，網(wǎng)孔目數(shù)為1000?2000個(gè)，濾網(wǎng)厚度為 0.1?0.3mm。
[0020]所述核孔膜選用的光學(xué)透明材料優(yōu)選聚碳酸脂或者光學(xué)級(jí)高透明聚對(duì)苯二甲酸類塑料。
[0021]所述核孔膜的微孔直徑在0.8?5 μ m，孔密度為3X 17?4X 105，膜厚度為10 ?15 μ m。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
1.空氣流通阻力<25Pa，初阻力<15Pa，理論空氣通風(fēng)量為200mVm2*mirT500m3/m2*min，滿足室內(nèi)新風(fēng)量需求；
2.阻擋最小粉塵顆粒的平均粒徑在0.8 μ m，有效阻擋室外霧霾等污染物質(zhì)進(jìn)入室內(nèi)。
[0023]3.窗紗透光率在6(Γ90%，不影響室內(nèi)采光和人員對(duì)外清晰視野的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中1、前置過濾層負(fù)載的納米二氧化鈦；2、前置過濾層；3、初效過濾層；4、中高效過濾層；5、后置過濾層。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡釋:
防霧霾通風(fēng)透明窗紗，如圖1所示，包括前置過濾層2、初效過濾層3、中高效過濾層4以及后置過濾層5，中高效過濾層4壓制在初效過濾層3和后置過濾層5之間，前置過濾層2上負(fù)載有納米二氧化鈦I，初效過濾層3和前置過濾層2粘合在一起。
[0027]這種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，包括如下步驟: 首先，制作前置過濾層，選擇加工金屬絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)可以為不銹鋼材質(zhì)、銅質(zhì)或其他金屬材質(zhì)；優(yōu)選不銹鋼材質(zhì)，可選用304、316、316L、321、310S等材質(zhì)；金屬絲網(wǎng)可以是平織或斜織的金屬絲網(wǎng)，也可以是激光打孔加工的微孔不銹鋼板；金屬絲網(wǎng)孔徑為0.3mnT2mm，絲徑為目數(shù)為0.lOmnT0.65mm，目數(shù)為30 X 30目?4 X 4目，開孔率為60?75%。如果孔徑過小、目數(shù)過小，會(huì)使金屬絲網(wǎng)嚴(yán)密而影響透光透明性，如果孔徑過大、目數(shù)過大，會(huì)使其支撐作用減弱；前置過濾層可以阻擋1_以上的大顆粒，同時(shí)起支撐本窗紗的作用，維持其一定的強(qiáng)度和韌性；
同時(shí)，在金屬絲網(wǎng)上負(fù)載納米二氧化鈦薄膜，納米二氧化鈦膜層在光照下具有超親水性和超永久性，因此金屬絲網(wǎng)負(fù)載納米二氧化鈦后具有防霧和自清潔功能。納米二氧化鈦膜層在光線中紫外線的作用下具有長(zhǎng)久殺菌性能。在日光或紫外線的作用下使T12激活并生成具有高催化活性的游離基，能產(chǎn)生很強(qiáng)的光氧化及還原能力，可催化、光解附著于其表面的各種有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)物，能夠?qū)Υ┻^該層進(jìn)入室內(nèi)的空氣起到凈化的功能，同時(shí)對(duì)沉積在其表面的污染物起到催化降解凈化作用。納米二氧化鈦既能反射、散射紫外線，還能透過可見光，是性能優(yōu)越、極有發(fā)展前途的物理屏蔽型的紫外線防護(hù)劑，因此窗紗在金屬絲網(wǎng)負(fù)載納米二氧化鈦后能起到一定的防紫外線的功能。
[0028]其次，制作初效過濾層和后置過濾層，選用透明性較好的光學(xué)透明材料，可以是高透明EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄片，透明PVC (聚氯乙烯)軟板、透明TPU膜(聚氨酯薄膜)、光學(xué)級(jí)高透明PET (聚對(duì)苯二甲酸類塑料)片材，用先進(jìn)的激光微孔加工技術(shù)將上述材料加工成微孔濾網(wǎng)；初效過濾層的濾網(wǎng)孔徑為5ιιπΓ20μπι，網(wǎng)孔目數(shù)為100(Γ3000個(gè)，濾網(wǎng)厚度為0.01"?.3mm ;后置過濾層濾網(wǎng)孔徑為10unT30 μ m,網(wǎng)孔目數(shù)為100(Γ2000個(gè),濾網(wǎng)厚度為0.1、.3mm。優(yōu)先選擇使用透明PVC (聚氯乙烯)軟板，該材料是一種阻燃，化學(xué)穩(wěn)定性好，只產(chǎn)生低張裂內(nèi)力的材料，同時(shí)其材料特性還包括高強(qiáng)度和高剛度，工作溫度范圍從零下15度到60度，可粘接，可焊接。
[0029]然后，制作中高效過濾層，用光學(xué)透明材料PC (聚碳酸脂)或者光學(xué)級(jí)高透明PET(聚對(duì)苯二甲酸類塑料)的薄膜經(jīng)過核反應(yīng)堆中的熱中子裂變產(chǎn)生碎片穿透成孔再進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)蝕刻，加工成的核孔膜，微孔直徑在0.8飛μ m,孔密度為3 X 107?4X 105，膜厚度為10?15 μ m。該濾膜理論空氣流量為200m3/m2*min?500m3/m2*min。
[0030]之后，將中高效過濾層即核孔膜濾網(wǎng)高頻熱合、熱壓軋或者粘合在初效過濾層和后置過濾層之間；初效過濾層和中高效過濾層是霧霾和其它污染物微粒的主要過濾層，后置過濾層起保護(hù)中高效過濾層核孔膜和進(jìn)一步強(qiáng)化過濾效果的作用。
[0031]最后，將初效過濾層未熱合中高效過濾層核孔膜的一側(cè)和前置過濾層一側(cè)粘合在一起。
[0032]本發(fā)明在實(shí)際實(shí)施中，還可以根據(jù)室外污染情況，對(duì)本工藝步驟進(jìn)行簡(jiǎn)化，S卩:省去金屬絲網(wǎng)負(fù)載二氧化鈦；或者金屬絲網(wǎng)換成尼龍絲網(wǎng)或塑料網(wǎng)；或者省去2、3、4、5過濾層中的一層或幾層。
[0033]下面是本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例:
實(shí)施例1
前置過濾層2選擇的金屬絲網(wǎng)為304不銹鋼材質(zhì)平織，孔徑為1.0mm，金屬絲網(wǎng)上負(fù)載納米二氧化鈦I ;初效過濾層3選透明PVC軟板，厚度0.2mm,用激光加工微孔，網(wǎng)孔目數(shù)為150(Γ2000，濾網(wǎng)孔徑為8 μ m ;中效過濾層4選用光學(xué)透明材料PC核孔膜，微孔平均直徑在
2μ m，孔密度為5 X 16?5 X 15,膜厚度為15 μ m ;后置過濾層5選透明PVC軟板，厚度0.3mm,用激光加工微孔，網(wǎng)孔目數(shù)為150(Γ1800，濾網(wǎng)孔徑平均為10 μ m。前置過濾層2和初效過濾層3用膠粘合，初效過濾層3、中高效過濾層4和后置過濾層5選用高頻熱合。
[0034]將按上述方法制成的窗紗制成紗窗，置于室內(nèi)環(huán)境模擬系統(tǒng)中進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)。紗窗面積長(zhǎng)30cm寬30cm，單面通風(fēng)。檢測(cè)室內(nèi)通風(fēng)量為33m3/ min，可以阻擋粉塵顆粒最小顆粒平均粒徑為2 μ m，窗紗透光率為82%。模擬系統(tǒng)外環(huán)境PM2.5濃度680 μ g/m3,模擬系統(tǒng)的封閉室內(nèi)環(huán)境初始PM2.5濃度初值為48 μ g/m3，采用本實(shí)施例制作的窗紗封口，通風(fēng)30分鐘后封閉室內(nèi)環(huán)境PM2.5濃度平均值維持在56 μ g/m3。去掉本發(fā)明紗窗通風(fēng)2分鐘后封閉室內(nèi)環(huán)境PM2.5濃度升至470 μ g/m3, 5分鐘后升至678 μ g/m3。
[0035]將按上述方法制成的窗紗制成紗窗，安裝在住宅樓房間的窗戶上。紗窗面積長(zhǎng)98cm寬45cm，室內(nèi)單面通風(fēng)，室內(nèi)面積15m2，緊緊關(guān)閉其他門窗。
[0036]在霧霾天做下述檢測(cè):檢測(cè)室外PM2.5濃度425 μ g/m3，室內(nèi)開窗通風(fēng)前PM2.5濃度初值為118“/1113，開窗半小時(shí)后室內(nèi)？12.5濃度為126 μ g/m3。相同條件，去掉本發(fā)明紗窗通風(fēng)2分鐘后室內(nèi)PM2.5濃度升至390 μ g/m3, 3分鐘后升至412 μ g/m3。檢測(cè)室內(nèi)通風(fēng)量為78m3/ min，紗窗透明性較好，對(duì)外視視野清楚。
[0037]實(shí)施例2
前置過濾層2選擇的金屬絲網(wǎng)為304不銹鋼材質(zhì)平織，孔徑為0.8mm,金屬絲網(wǎng)未負(fù)載納米二氧化鈦層，初效過濾層3、中高效過濾層4和后置過濾層5中只選用中高效過濾層4，與前置過濾層2用膠粘合。中高效過濾層4選用光學(xué)透明材料PET膜，微孔平均直徑在
3μ m，孔密度為6 X 106，膜厚度為15 μ m。
[0038]將上述方法制成的窗紗制成紗窗，安裝在住宅樓房間的窗戶上，紗窗長(zhǎng)98cm寬45cm，室內(nèi)單面通風(fēng)，室內(nèi)面積15m2，緊緊關(guān)閉其他門窗。
[0039]在霧霾天做下述檢測(cè):檢測(cè)室外PM2.5濃度343 μ g/m3，室內(nèi)開窗通風(fēng)前PM2.5濃度初值為88 μ g/m3，開窗半小時(shí)后室內(nèi)PM2.5濃度為127 μ g/m3。相同條件，去掉本發(fā)明窗紗通風(fēng)2分鐘后室內(nèi)PM2.5濃度升至314 μ g/m3，3分鐘后升至338 μ g/m3。檢測(cè)室內(nèi)通風(fēng)量為92m3/ min，紗窗透明性較好，對(duì)外視視野清楚。
【權(quán)利要求】
1.一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗，其特征在于:包括前置過濾層、初效過濾層、中高效過濾層以及后置過濾層，所述中高效過濾層熱合或粘合在初效過濾層和后置過濾層之間，所述前置過濾層上負(fù)載有納米二氧化鈦，所述初效過濾層和所述前置過濾層粘合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗，其特征在于:所述前置過濾層為金屬絲網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗，其特征在于:所述中高效過濾層為透明的核孔膜濾網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗，其特征在于:所述初效過濾層和后置過濾層為微孔塑料軟板。
5.一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)制作前置過濾層，選擇加工金屬絲網(wǎng)，并在金屬絲網(wǎng)上負(fù)載納米二氧化鈦； (2)制作初效過濾層和后置過濾層，選擇透光性好的塑料軟板，運(yùn)用激光微孔加工技術(shù)加工出微孔塑料軟板； (3)用光學(xué)透明材料制成薄膜，所述薄膜經(jīng)過核反應(yīng)堆中的熱中子裂變產(chǎn)生碎片穿透成孔，再進(jìn)行化學(xué)蝕刻，制成核孔膜濾網(wǎng)； (4)將核孔膜濾網(wǎng)高頻熱合、熱壓軋或粘合在初效過濾層和后置過濾層之間； (5)將初效過濾層和前置過濾層粘合在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，其特征在于:所述金屬絲網(wǎng)孔徑為0.3mm?2臟，絲徑為0.1Omm^0.65臟，目數(shù)為30X 30目?4X4目，開孔率為60?75%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，其特征在于:所述初效過濾層的濾網(wǎng)孔徑為5ιιπΓ20μπι，網(wǎng)孔目數(shù)為1000?3000個(gè)，濾網(wǎng)厚度為0.θΓθ.3mm ;所述后置過濾層濾網(wǎng)孔徑為10ιιπΓ30μηι,網(wǎng)孔目數(shù)為100(Γ2000個(gè),濾網(wǎng)厚度為0.1 "0.3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，其特征在于:所述核孔膜選用的光學(xué)透明材料，優(yōu)選聚碳酸脂或者光學(xué)級(jí)高透明聚對(duì)苯二甲酸類塑料。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，其特征在于:所述核孔膜的微孔直徑在0.8?5 μ m,孔密度為3 X 17?4 X 15,膜厚度為10?15 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧霾通風(fēng)透明窗紗的制作方法，在實(shí)際實(shí)施中，還可以根據(jù)室外污染情況，對(duì)本工藝步驟進(jìn)行簡(jiǎn)化，即:省去金屬絲網(wǎng)負(fù)載二氧化鈦；或者金屬絲網(wǎng)換成尼龍絲網(wǎng)或塑料網(wǎng)；或者省去2、3、4、5過濾層中的一層或幾層。
【文檔編號(hào)】E06B9/52GK104153701SQ201410117219
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】趙光明, 李娜 申請(qǐng)人:中北大學(xué)