本發(fā)明涉及門窗紗生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于門窗空氣過濾的有色平面式骨架材料。
背景技術(shù)：
隨著我們快速的城鎮(zhèn)化進程、工業(yè)及經(jīng)濟的發(fā)展，大氣污染也日趨嚴重（特別是PM2.5等細顆粒物污染），尤其是進入2013年以來，主要由PM2.5污染導致的霧霾天氣侵襲我國東部大部分地區(qū)，北京、上海等重要城市深受其害，人民身體健康受到嚴重影響。室外嚴重的霧霾天氣使普通百姓無法開窗換氣，而室內(nèi)不流通的空氣會使人身體不舒適，長期會對人的身體造成嚴重影響。
現(xiàn)有的紗窗、紗門，紗按材質(zhì)分有棉紗布、滌綸布等，通常具有細密的網(wǎng)孔，能阻擋蚊蟲、蒼蠅等昆蟲的進入。常規(guī)的紗不影響空氣流通，但是由于網(wǎng)孔較大，其無法將PM2.5等細顆粒物隔離在外，在環(huán)境日益惡化的今天，霧霾天氣還是只能依靠關(guān)閉門窗來防護，無法開窗換氣，如果要將能把PM2.5等細顆粒物隔離在外的類似口罩材料做紗，空氣阻力過大，無法達到換氣效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于門窗空氣過濾的有色平面式骨架材料，為無紡布材料，用于紗窗、紗門的制作，具有高強度、高硬挺度、高柔韌性，高透氣量，空氣阻力小，進一步與高效低阻的空氣過濾材料復合后，空氣過濾效率高，能對PM2.5等細顆粒物高效攔截，又不影響空氣流通，具有節(jié)能、防噪音、隔熱、凈化、防蚊蟲等多種功能，可替代傳統(tǒng)的紗窗、紗門紗材料等，將室外污染的空氣過濾后引入室內(nèi)，保持室內(nèi)空氣流通。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，按質(zhì)量百分比計，由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖10-20%，7D滌綸短纖40-50%，4D低熔點滌綸短纖30-50%。
本發(fā)明采用特定細度的滌綸短纖（15D、7D和4D）組合及控制各細度纖維的配比，能保證產(chǎn)品具有很好地強度、透氣性、透光率。
4D低熔點滌綸短纖，外層熔點低，在加工時，外層熔化，其它不熔化，起到粘結(jié)劑的作用，能將其它纖維牢固結(jié)合在一起。
本發(fā)明的原料滌綸短纖的常規(guī)規(guī)格選自32mm、48mm 、51mm、64mm、76mm、102mm。
作為優(yōu)選，15D滌綸短纖熔點為256℃；7D滌綸短纖熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為110-180℃，芯層熔點為256℃。15D滌綸短纖、7D滌綸短纖為常規(guī)的短纖熔點256℃。
一種用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，原料由主原料纖維和有色添加料纖維組成，所述有色添加料纖維為有色滌綸短纖維或有色丙綸短纖維，有色添加料纖維的用量為主原料總重量的1-3%；按質(zhì)量百分比計，主原料纖維由以下組分混合組成：15D滌綸短纖10-20%，7D滌綸短纖40-50%，4D低熔點滌綸短纖30-50%。本發(fā)明在原色骨架材料的基礎上，再加入有色纖維調(diào)色，形成有色的用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，豐富產(chǎn)品樣式。
作為優(yōu)選，有色添加料纖維的細度為10-20D，長度為38-102mm。
一種用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）環(huán)境控制：生產(chǎn)車間濕度控制在40-70%；濕度不在40-70%范圍內(nèi)，則產(chǎn)品無法生產(chǎn)。
（2）原料準備：將原料在濕度40-70%的生產(chǎn)車間中預先放置10-15h；原料預先放置一段時間，以適應生產(chǎn)環(huán)境，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
（3）開松混合：按配比，將原料各組分粗開松至開松度10-20%，然后通過風機輸送到混料倉內(nèi)充分混合均勻，然后進入精開機進行精開松至開松度20-40%；
（4）梳理成網(wǎng)：步驟（3）開松后的原料進入梳理機的棉箱，對梳理機進行定量喂棉，獲得克重20-60g/m2的棉網(wǎng)；
（5）熱軋預定型：棉網(wǎng)通過熱軋機的軋輥預定型，預定型溫度控制在135-165℃，壓力控制在12-16bar；預定型的軋輥表面光滑，預定型的溫度及壓力控制非常關(guān)鍵，通過預定型能使棉網(wǎng)有少量張力，同時纖維結(jié)構(gòu)不受影響。
（6）烘干定型：棉網(wǎng)進入烘道內(nèi)烘干定型，烘道溫度控制在160-170℃，棉網(wǎng)烘至含水率在3%以內(nèi)；烘干定型的溫度非常關(guān)鍵，烘干定型的溫度能使得4D低熔點滌綸短纖外層熔化粘結(jié)，內(nèi)層及其它纖維不受影響，使得產(chǎn)品具有較高的強度和硬挺度。另一方面，在浸膠步驟步驟存在下，能使膠（乳液）在高溫下充分發(fā)生化學反應，使其與纖維之間粘結(jié)，提高產(chǎn)品的強度以及硬挺度。
（7）厚度修正：將棉網(wǎng)的厚度修正到0.2-0.4mm，檢驗合格后得產(chǎn)品。
本發(fā)明首次開發(fā)了采用熱軋工藝生產(chǎn)用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，所得骨架材料產(chǎn)品具有具有高強度、高硬挺度、高柔韌性，高透氣量的特點，對灰塵、粉塵、揚塵、柳絮、花粉的過濾效率大于50%，對蚊蟲能有效阻截，易于清洗。進一步與高效低阻的空氣過濾材料復合后，空氣過濾效率高，能對PM2.5等細顆粒物高效攔截，又不影響空氣流通，具有節(jié)能、防噪音、隔熱、凈化、防蚊蟲等多種功能，可替代傳統(tǒng)的紗窗、紗門紗材料等，將室外污染的空氣過濾后引入室內(nèi)，保持室內(nèi)空氣流通。
作為優(yōu)選，步驟（5）和步驟（6）之間還包括浸膠步驟，浸膠步驟為：將棉網(wǎng)浸膠，使得棉網(wǎng)上膠量以干膠量計為3-10g/m2。浸膠能提高產(chǎn)品的強度以及硬挺度，降低空氣阻力。
作為優(yōu)選，所述浸膠的膠原料為聚丙烯酸酯乳液、酚醛樹脂乳液、丁苯乳液或聚醋酸乙烯酯乳液。聚丙烯酸酯乳液、酚醛樹脂乳液、丁苯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液均為市售產(chǎn)品。
作為優(yōu)選，步驟（4）中所得棉網(wǎng)的雜亂比為3-5：1。雜亂比即縱向拉伸強度與橫向拉伸強度的比值，控制雜亂比，產(chǎn)品的強度、透氣性等好。
作為優(yōu)選，步驟（5）和步驟（6）棉網(wǎng)的走速為10-30m/min。
作為優(yōu)選，步驟（7）檢驗合格的產(chǎn)品橫向拉伸強度大于10N/5cm，縱向拉伸強度大于30N/5cm；透光率在50%以上，透氣量在4000-8000L/m2s。
本發(fā)明的有益效果是：具有高強度、高硬挺度、高柔韌性，高透氣量的特點，對灰塵、粉塵、揚塵、柳絮、花粉的過濾效率大于50%，對蚊蟲能有效阻截，易于清洗。進一步與高效低阻的空氣過濾材料復合后，空氣過濾效率高，能對PM2.5等細顆粒物高效攔截，又不影響空氣流通，可替代傳統(tǒng)的紗窗、紗門紗材料等，將室外污染的空氣過濾后引入室內(nèi)，保持室內(nèi)空氣流通。
具體實施方式
下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。
本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設備等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
本發(fā)明的原料滌綸短纖的長度規(guī)格可選自32mm、48mm 、51mm、64mm、76mm、102mm等。
15D滌綸短纖、7D滌綸短纖、4D低熔點滌綸短纖均購自匯維仕（Huvis）公司。
有色滌綸短纖維（市售，江陰協(xié)達特種化纖有限公司）、有色丙綸短纖維（市售，泰州市海侖化纖有限公司）的顏色可選金色、銀色、紅色、藍色等。
實施例1：
一種用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，按質(zhì)量百分比計，由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖10%，7D滌綸短纖40%，4D低熔點滌綸短纖50%。
15D滌綸短纖（32mm）熔點為256℃；7D滌綸短纖（32mm）熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖（51mm）具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為110℃，芯層熔點為256℃。
制備方法包括如下步驟：
（1）環(huán)境控制：生產(chǎn)車間濕度控制在70%。
（2）原料準備：將原料在濕度70%的生產(chǎn)車間中預先放置10h。
（3）開松混合：按配比，將原料各組分粗開松至開松度10%，然后通過風機輸送到混料倉內(nèi)充分混合均勻，然后進入精開機進行精開松至開松度20%。
（4）梳理成網(wǎng)：步驟（3）開松后的原料進入梳理機的棉箱，對梳理機進行定量喂棉，獲得克重20g/m2的棉網(wǎng)，棉網(wǎng)的雜亂比為3：1。
（5）熱軋預定型：棉網(wǎng)通過熱軋機的軋輥預定型，預定型溫度控制在135℃，壓力控制在12bar。
（6）烘干定型：棉網(wǎng)進入烘道內(nèi)烘干定型，烘道溫度控制在160℃，棉網(wǎng)烘至含水率在3%以內(nèi)。
（7）厚度修正：將棉網(wǎng)的厚度修正到0.2mm，檢驗合格后得產(chǎn)品。
整個生產(chǎn)線棉網(wǎng)的走速為10m/min。
實施例2：
一種用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，按質(zhì)量百分比計，由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖20%，7D滌綸短纖50%，4D低熔點滌綸短纖30%。
15D滌綸短纖（64mm）熔點為256℃；7D滌綸短纖（64mm）熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖（51mm）具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為180℃，芯層熔點為256℃。
制備方法包括如下步驟：
（1）環(huán)境控制：生產(chǎn)車間濕度控制在40%。
（2）原料準備：將原料在濕度40%的生產(chǎn)車間中預先放置15h。
（3）開松混合：按配比，將原料各組分粗開松至開松度20%，然后通過風機輸送到混料倉內(nèi)充分混合均勻，然后進入精開機進行精開松至開松度40%。
（4）梳理成網(wǎng)：步驟（3）開松后的原料進入梳理機的棉箱，對梳理機進行定量喂棉，獲得克重60g/m2的棉網(wǎng)，棉網(wǎng)的雜亂比為5：1。
（5）熱軋預定型：棉網(wǎng)通過熱軋機的軋輥預定型，預定型溫度控制在165℃，壓力控制在16bar。
（6）烘干定型：棉網(wǎng)進入烘道內(nèi)烘干定型，烘道溫度控制在170℃，棉網(wǎng)烘至含水率在3%以內(nèi)。
（7）厚度修正：將棉網(wǎng)的厚度修正到0.4mm，檢驗合格后得產(chǎn)品。
整個生產(chǎn)線棉網(wǎng)的走速為30m/min。
實施例3：
一種用于門窗空氣過濾的平面式骨架材料，按質(zhì)量百分比計，由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖15%，7D滌綸短纖45%，4D低熔點滌綸短纖40%。
15D滌綸短纖（51mm）熔點為256℃；7D滌綸短纖（51mm）熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖（51mm）具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為180℃，芯層熔點為256℃。
制備方法包括如下步驟：
（1）環(huán)境控制：生產(chǎn)車間濕度控制在60%。
（2）原料準備：將原料在濕度60%的生產(chǎn)車間中預先放置12h。
（3）開松混合：按配比，將原料各組分粗開松至開松度15%，然后通過風機輸送到混料倉內(nèi)充分混合均勻，然后進入精開機進行精開松至開松度30%。
（4）梳理成網(wǎng)：步驟（3）開松后的原料進入梳理機的棉箱，對梳理機進行定量喂棉，獲得克重40g/m2的棉網(wǎng)，棉網(wǎng)的雜亂比為4：1。
（5）熱軋預定型：棉網(wǎng)通過熱軋機的軋輥預定型，預定型溫度控制在150℃，壓力控制在15bar。
（6）烘干定型：棉網(wǎng)進入烘道內(nèi)烘干定型，烘道溫度控制在165℃，棉網(wǎng)烘至含水率在3%以內(nèi)。
（7）厚度修正：將棉網(wǎng)的厚度修正到0.3mm，檢驗合格后得產(chǎn)品。
整個生產(chǎn)線棉網(wǎng)的走速為20m/min。
實施例4：
本實施例與實施例3不同之處在于步驟（5）和步驟（6）之間還包括浸膠步驟，具體為：
（5）熱軋預定型：棉網(wǎng)通過熱軋機的軋輥預定型，預定型溫度控制在150℃，壓力控制在15bar。
（6）浸膠：將棉網(wǎng)浸膠，使得棉網(wǎng)上膠量以干膠量計為3g/m2，浸膠的膠原料為聚丙烯酸酯乳液（市售）。
（7）烘干定型：棉網(wǎng)進入烘道內(nèi)烘干定型，烘道溫度控制在165℃，棉網(wǎng)烘至含水率在3%以內(nèi)。
（8）厚度修正：將棉網(wǎng)的厚度修正到0.3mm，檢驗合格后得產(chǎn)品。
其它同實施例3。
實施例5：
本實施例與實施例3不同之處在于步驟（5）和步驟（6）之間還包括浸膠步驟，具體為：
（5）熱軋預定型：棉網(wǎng)通過熱軋機的軋輥預定型，預定型溫度控制在150℃，壓力控制在15bar。
（6）浸膠：將棉網(wǎng)浸膠，使得棉網(wǎng)上膠量以干膠量計為10g/m2，浸膠的膠原料為丁苯乳液（市售）。
（7）烘干定型：棉網(wǎng)進入烘道內(nèi)烘干定型，烘道溫度控制在165℃，棉網(wǎng)烘至含水率在3%以內(nèi)。
（8）厚度修正：將棉網(wǎng)的厚度修正到0.3mm，檢驗合格后得產(chǎn)品。
其它同實施例3。
實施例6：
一種用于門窗空氣過濾的有色平面式骨架材料，原料由主原料纖維和有色添加料纖維組成，所述有色添加料纖維為有色滌綸短纖維（細度為10D，長度為38mm），有色添加料纖維的用量為主原料總重量的3%；按質(zhì)量百分比計，主原料纖維由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖10%，7D滌綸短纖40%，4D低熔點滌綸短纖50%。
15D滌綸短纖（32mm）熔點為256℃；7D滌綸短纖（32mm）熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖（51mm）具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為110℃，芯層熔點為256℃。
制備方法同實施例1。
實施例7：
一種用于門窗空氣過濾的有色平面式骨架材料，原料由主原料纖維和有色添加料纖維組成，所述有色添加料纖維為有色滌綸短纖維（細度為20D，長度為102mm），有色添加料纖維的用量為主原料總重量的1%；按質(zhì)量百分比計，主原料纖維由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖20%，7D滌綸短纖50%，4D低熔點滌綸短纖30%。
15D滌綸短纖（64mm）熔點為256℃；7D滌綸短纖（64mm）熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖（51mm）具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為180℃，芯層熔點為256℃。
制備方法同實施例2。
實施例8：
一種用于門窗空氣過濾的有色平面式骨架材料，原料由主原料纖維和有色添加料纖維組成，所述有色添加料纖維為有色丙綸短纖維（細度為15D，長度為64mm），有色添加料纖維的用量為主原料總重量的1-3%；按質(zhì)量百分比計，主原料纖維由以下原料組分混合制成：15D滌綸短纖15%，7D滌綸短纖45%，4D低熔點滌綸短纖40%。
15D滌綸短纖（51mm）熔點為256℃；7D滌綸短纖（51mm）熔點為256℃；4D低熔點滌綸短纖（51mm）具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層和芯層各占50%，皮層熔點為180℃，芯層熔點為256℃。
制備方法同實施例3。
經(jīng)檢測，產(chǎn)品橫向拉伸強度大于10N/5cm，縱向拉伸強度大于30N/5cm；透光率在50%以上，透氣量在4000-8000L/m2s，空氣阻力小于20Pa對灰塵、粉塵、揚塵、柳絮、花粉等的過濾效率大于50%，對蚊蟲能有效阻截，易于清洗。
將本發(fā)明的骨架材料與市售與高效低阻的空氣過濾材料復合后（如3M公司的BMF-Merv14），其效果可以達到空氣阻力小于30Pa，過濾效率大于95%（測試條件：TSI-8130檢測儀，平均粒徑0.3微米的NaCl顆粒，風速5.3cm/s）。
以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。