复合抗菌空气过滤滤芯、纱窗、空气净化装置及口罩的制作方法

文档序号:9071294阅读:412来源:国知局
复合抗菌空气过滤滤芯、纱窗、空气净化装置及口罩的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及空气过滤滤芯技术领域,特别涉及一种复合抗菌空气过滤滤芯。
【背景技术】
[0002] 当前,中国大气污染形势严峻。据环保部今年1月公布的城市空气质量日报, API (Air Pollution Index)污染指数最高的前10位城市是:石家庄、邯郸、保定、唐山、天 津、郑州、济南、秦皇岛、济宁、乌鲁木齐和武汉(并列)。有两种形式的空气污染被美国肺脏 协会(ALA)确认为对人类是最有害的,它包括:(1)气体污染物,如臭氧、雾、挥发性有机化 合物(VOC)等;(2)颗粒物污染,如烟及灰尘。
[0003] 上述排名还不包括PM2. 5和臭氧污染指数。颗粒污染物在各类污染中占有一席之 地,它严重危害着人们的身体健康。它的重要来源是电厂等煤炭燃烧、车辆和重型设备等油 料燃烧产生的颗粒物。此外木材、秸杆的燃烧也会产生颗粒物污染。
[0004] 其中北京、河北、山东等地空气质量达严重污染,PM2. 5指数直逼最大值,如石家 庄、邯郸、邢台、衡水的空气质量指数甚至"爆表",数值已达到或超过500的测量上限,首要 污染物多为PM2. 5、PM10,北京的PM2. 5值突破900。
[0005] 空气污染不仅能通过物理、化学、生物的侵蚀作用,对周围物体产生破坏性影响; 而且污染气体也会经呼吸系统(肺部)、皮肤表皮等部位,对呼吸道系统、神经系统、免疫能 力、皮肤、肝脏、内分泌系统等产生毒害作用。且能影响人的精神状态,易出现疲劳、紧张等 不良反应,降低工作、学习效率。长期在空气质量较差的环境中生活和工作,不仅会引起呼 吸功能下降、呼吸道症状加重,还会导致慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病,严重的 还会导致肺癌、鼻咽癌患病率的增加。因此,以可吸入颗粒物(PMlO)、细颗粒物(PM2. 5)为 特征污染物的区域性大气环境问题日益突出,损害人民群众身体健康,影响社会和谐稳定, 中国大气污染治理已刻不容缓。
[0006] 为保证个人健康和工作环境的清洁,空气过滤材料广泛用于半导体行业、制药与 食品行业、汽车工业、核工业、建筑行业等各个领域。随着科技的发展和人们防护意识的增 强,市场对过滤材料的需求也越来越大。
[0007] 评价空气过滤材料质量的性能指标主要有效率、阻力、容尘量与通量四个方面。纤 维类过滤材料的类型对空气过滤材料的性能起着决定性作用。CN103706182A采用静电纺 丝制备的球线组合型复合纤维空气过滤材料。Leung发现在纳米纤维毡表面层合微米纤维 毡,可以增加过滤效率,且压降小于纯纳米纤维毡。Wang等先电纺出聚丙烯腈(PAN)纤维 层,再将聚乙烯醇(PVA)纳米纤维覆盖在上面形成复合过滤材料。
[0008] 上述研究都是采用静电纺丝的办法来提高过滤效率,但是压降却也随之增加,难 以达到高效率、低压降的效果。而且,静电纺丝的工业化艰难,难以形成规模性的产品。即 使有产品出来,成本也较高。如何通过简单的方式制备出高效低阻的过滤材料,已成为空气 过滤材料领域中关注的焦点之一。 【实用新型内容】
[0009] 本实用新型旨在提供一种过滤效率高,压力降小,且具有抗菌性能的复合空气过 滤材料。
[0010] 为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0011] -方面,提供一种复合抗菌空气过滤滤芯,包括依次粘结的驻极织物层、静电纺纤 维膜层和基材无纺布层,其中,所述静电纺纤维膜层和基材无纺布层的表面负载有壳聚糖 和纳米1102光触媒。
[0012] -些实施例中,所述驻极织物层还粘结有初效过滤层,所述初效过滤层为透光的 无纺布或编织物,所述初效过滤层的材料包括聚乙烯、丙纶、涤纶、尼龙、聚四氟乙烯、聚偏 氟乙烯、聚苯硫醚和玻璃纤维中的至少一种。
[0013] -些实施例中,所述驻极织物层的材料为聚丙烯、聚四氟乙烯、六氟乙烯/聚四氟 乙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚丙烯及聚酯中的至少一种。
[0014] -些实施例中,所述静电纺纤维膜层的材料包括熔融静电纺或溶液静电纺,所述 熔融静电纺包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙二酸乙二醇酯或聚己二酰己二胺中的至少一种,所述 溶液静电纺包括聚醚砜、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乳酸、聚丙烯腈、聚氨酯、聚偏氟乙 烯、聚酰胺和聚苯乙烯中的至少一种。
[0015] -些实施例中,所述基材无纺布选自:纺粘无纺布、恪喷无纺布、针刺无纺布、水刺 无纺布、竹炭纤维无纺布、负离子纳米无纺布、纳米银离子无纺布中的至少一种,所述基材 无纺布的重量为15_30g/m2。
[0016] -些实施例中,所述壳聚糖包括羧化壳聚糖、壳聚糖盐类、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖 寡糖或类透明质酸壳聚糖中的至少一种,所述壳聚糖盐类为壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、 壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷氨酸盐中的至少一种。
[0017] 另一方面,本实用新型还提供了一种窗帘,包括所述的复合抗菌空气过滤滤芯。
[0018] 另一方面,本实用新型还提供了一种纱窗,包括所述的复合抗菌空气过滤滤芯。
[0019] 另一方面,本实用新型还提供了一种空气净化装置,包括所述的复合抗菌空气过 滤滤芯。
[0020] 另一方面,本实用新型还提供了一种口罩,包括所述的复合抗菌空气过滤滤芯。
[0021] 本实用新型的有益效果在于:本实用新型将驻极织物层、静电纺纤维膜层、壳聚糖 和纳米TiO2光触媒相结合,在有效去除PM2. 5的同时,能够使过滤材料具有抗菌、消毒和除 异味的功能;进一步地将这种过滤材料应用于窗布、纱窗滤料领域,以扩散风代替自然风, 同时,将这种过滤材料应用于空调、空气净化器和口罩领域,达到对室内和个人呼吸空气的 全面净化。
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型一实施例提供的复合抗菌空气过滤滤芯的结构示意图。
[0023] 图2为本实用新型另一实施例提供的复合抗菌空气过滤滤芯的结构示意图。
[0024] 图3为本发明一实施例提供的制备复合抗菌空气过滤滤芯的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0025] 纤维素纳米纤维的直径通常在几个纳米的范围内,因极小的尺寸,使其具有极大 的比表面积;而且它的化学稳定性、力学性能、热稳定性和环境友好的性能,使得这种材料 可以应用于纳米复合物、纳米纸和组织工程等领域。
[0026] 壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性,能抑制一些真菌、细菌、和病毒的生长繁 殖。截止到2013年认为其可能的机制有三:一是由于壳聚糖的多聚阳离子,易与真菌细胞 表面带负电荷的基团作用,从而改变病原菌细胞膜的流动性和通透性;二是干扰DNA的复 制与转录;三是阻断病原菌代谢。
[0027] 2010年以来,有许多研究者提出壳聚糖通过诱导病程相关蛋白,积累次生代谢产 物和信号传导等方式来达到抗菌的目的的观点。Papineau等认为,由于壳聚糖分子的正电 荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用,使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏,从而达到抗菌、 杀菌作用。Sudharshan等指出,由于壳聚糖可渗入细菌的核中并和DNA结合,抑制mRNA的 合成,从而阻碍了 mRNA与蛋白质的合成,达到抗菌作用。
[0028] 纳米二氧化钛(TiO2)光催化材料是目前最有发展前景的消除有害气体的过滤材 料。1102在吸收紫外线后,在紫外线能量的激发下发生氧化还原反应,其表面形成强氧化性 的氢氧自由基和超氧阴离子自由基,能有效地将NH3、N0x、S02、CO及VOC等有害气体降解为 C02、H20和相应的无机离子,并在常温常压下就能反应,从而达到净化空气和杀菌等目的,无 二次污染的优点,并且不同的材料复合在一起会进一步提高室内空气的净化效果。
[0029] 本实用新型将驻极无纺布、静电纺纤维膜层、壳聚糖和纳米TiO2光触媒相结合,在 有效去除PM2. 5的同时,能够使过滤材料具有抗菌、消毒和除异味的功能;进一步地将这种 过滤材料应用于窗布、纱窗滤料领域,以扩散风代替自然风,同时,将这种过滤材料应用于 空调、空气净化器和口罩领域,达到对室内和个人呼吸空气的全面净化。
[0030] 请参阅图1,为本实用新型一实施例提供的复合抗菌空气过滤滤芯100 :包括依次 粘结的驻极织物层110、静电纺纤维膜层120和基材无纺布层130,其中,所述静电纺纤维膜 层120和基材无纺布层130的表面负载有壳聚糖和纳米1102光触媒。
[0031] 所述驻极织物层110的材料为聚丙烯、聚四氟乙烯、六氟乙烯/聚四氟乙烯共聚 物、聚三氟乙烯、聚丙烯及聚酯中的至少一种。
[0032] 优选地,所述静电纺纤维膜层120的材料包括熔融静电纺或溶液静电纺,所述熔 融静电纺包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙二酸乙二醇酯或聚己二酰己二胺中的至少一种,所述 溶液静电纺包括聚醚砜、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乳酸、聚丙烯腈、聚氨酯、聚偏氟乙 烯、聚酰胺和聚苯乙烯中的至少一种。
[0033] 优选地,所述基材无纺布层130选自:纺粘无纺布、恪喷无纺布、针
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