一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于具有特殊功能的建材技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種窗紗，特別是一種可釋放 負(fù)離子的高效防微塵窗紗及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)今現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展、生態(tài)環(huán)境不斷惡化的情況下，出于動(dòng)力能源對(duì)煤炭、石 油的嚴(yán)重依賴和汽車(chē)保有量的飛速增加，大氣的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，霧霾天氣幾乎成了常 態(tài)化，對(duì)人類的健康已然形成了巨大的威脅。空氣質(zhì)量的優(yōu)劣概括地講取決于兩個(gè)主要指 標(biāo)，即空氣中污染物的濃度和空氣中負(fù)離子的濃度，其中污染物濃度越高、負(fù)離子濃度越低 則空氣質(zhì)量越差；反之，污染物濃度越低而負(fù)離子濃度越高，空氣質(zhì)量越好。空氣中的污染 物包括煙塵、總懸浮顆粒物、細(xì)顆粒物（PMlO)、可吸入顆粒物（PM2. 5)等塵埃，以及二氧化 氮、二氧化碳、一氧化碳、臭氧、揮發(fā)性有機(jī)化合物等有害成分，空氣污染指數(shù)API、AQI等都 是對(duì)大氣中污染物的評(píng)價(jià)。
[0003] 按照目前常規(guī)建筑的設(shè)計(jì)，窗戶是室內(nèi)自然通風(fēng)的主要功能結(jié)構(gòu)，在開(kāi)窗通風(fēng)的 情況下窗紗成為唯一的必經(jīng)屏障，為改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，抵制室外日趨嚴(yán)重的大氣污染，也 相繼出現(xiàn)了一些強(qiáng)化窗紗功能的設(shè)計(jì)，如專利號(hào)為200520106751. 8名稱為靜電防塵窗紗 的中國(guó)專利涉及通過(guò)強(qiáng)化過(guò)濾提升通過(guò)的空氣質(zhì)量；專利號(hào)為200520010876. 0名稱為光 觸媒窗紗的中國(guó)專利涉及通過(guò)復(fù)合光觸媒來(lái)去除一部分有害有機(jī)氣體，這些技術(shù)的核心功 能就是降低空氣中的污染物濃度。但是，評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量還有更重要的一個(gè)指標(biāo)即空氣中的 負(fù)離子含量。根據(jù)大地測(cè)量學(xué)和地理物理學(xué)國(guó)際聯(lián)盟大氣聯(lián)合委員會(huì)采用的理論，空氣負(fù) 離子的分子式是O 2- (H2O) n，或OH- (H2O) n，簡(jiǎn)單的說(shuō)是指帶負(fù)電荷的氧離子，無(wú)色無(wú)味。空氣 負(fù)離子具有殺菌、降塵、清潔空氣、提高免疫力、調(diào)節(jié)機(jī)能平衡的功效，因而被譽(yù)為"空氣維 生素"（參考文獻(xiàn)：倪軍，徐瓊，石登榮，等，城市綠地空氣負(fù)離子研宄：以上海公園為例【J】. 城市林業(yè)，2004, 2 (3) :30-33.)?？諝庵胸?fù)離子濃度越高，空氣越清潔，感覺(jué)就越舒服；空氣 負(fù)尚子含量少，且正負(fù)尚子濃度比例大，空氣就越差（參考文獻(xiàn)：黃彥柳，陳東輝，陸丹，等， 空氣負(fù)離子與城市環(huán)境干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，2004,4(18) :208-211.)。廣西巴馬世界長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)的 存在讓負(fù)離子對(duì)人體的有益作用得到了最好證明，研宄發(fā)現(xiàn)，巴馬地區(qū)人口百歲率之所以 高，很重要的一個(gè)原因就是當(dāng)?shù)刎?fù)離子濃度高，可達(dá)3萬(wàn)/cm 3。在巴馬，幾乎找不出一個(gè)糖 尿病、高血壓甚至癌癥患者，大部分老人無(wú)疾而終。因而，環(huán)境評(píng)價(jià)中，空氣負(fù)離子濃度被列 為衡量空氣質(zhì)量好壞的一個(gè)重要參數(shù)（參考文獻(xiàn)：邵海榮，杜建軍，單宏臣，等，用空氣負(fù)離 子濃度對(duì)北京地區(qū)空氣清潔度進(jìn)行初步評(píng)價(jià)【J】.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005， 27(4) :56-59.) 〇
[0004]日本學(xué)者安倍通過(guò)對(duì)城市居民生活區(qū)空氣離子的研宄，建立的安倍空氣離子評(píng)價(jià) 指數(shù)（參考文獻(xiàn)：余莊.利用再生能源的中國(guó)特色零能耗建筑：華中科技大學(xué)某教學(xué)樓改 造工程【J】·建筑學(xué)報(bào)，2010(S1) :124-126. )Cl = (n7l〇〇〇)x(l/q)，q = n7n_，其中，CI 為 空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)，n+為空氣中正離子濃度（cnT3)，rT為空氣中負(fù)離子濃度（cnT 3)，q為單 級(jí)系數(shù)，1000為滿足人體生物學(xué)效應(yīng)最低需求的空氣負(fù)離子濃度（cnT3)?？諝赓|(zhì)量評(píng)價(jià)指 數(shù)把空氣負(fù)離子作為指標(biāo)，同時(shí)又考慮了正負(fù)離子的構(gòu)成比，較為全面和客觀，因此，在國(guó) 外的城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中得到廣泛的應(yīng)用（參考文獻(xiàn)：覃羽喬，劉學(xué)峰，梁惠寧，等?？諝庳?fù) 離子對(duì)服務(wù)員神經(jīng)行為及身體影響的觀察【J】.環(huán)境與健康雜志，1993，10(3) :114-116.)。 [0005] 根據(jù)研宄表明，空氣中負(fù)離子至少達(dá)到400?1000以上時(shí)，才有益于人體健康，但 經(jīng)過(guò)多次采樣檢測(cè)，城市多層居住區(qū)負(fù)離子數(shù)158個(gè)/cm 3，高層更低，僅為139個(gè)/cm3(參 考文獻(xiàn)：王薇，余莊，冀鳳全.基于空氣負(fù)離子濃度的城市空氣清潔度評(píng)價(jià)【J】.生態(tài)環(huán)境 學(xué)報(bào)，2013, 22 (2) :298-303.)，而室內(nèi)更低。
[0006] 下表為臺(tái)灣科技大學(xué)葉正濤教授收集整理的負(fù)離子濃度對(duì)應(yīng)效果表，表中負(fù)離子 濃度單位：cnT3。
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗，包括支撐層（1)，其特征在于：所述的窗紗還 包括負(fù)離子功能膜層（4)，負(fù)離子功能膜層（4)設(shè)置在窗紗的表面支撐層（1)上，負(fù)離子功 能膜層（4)是由負(fù)離子粉與有粘合功能的高分子材料噴涂所形成的可釋放負(fù)離子的膜層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗，其特征在于：所述的 窗紗還包括一級(jí)過(guò)濾層（2)，一級(jí)過(guò)濾層（2)的下端面與支撐層（1)的上端面固定連接，負(fù) 離子功能膜層（4)設(shè)置在一級(jí)過(guò)濾層（2)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗，其特征在于：所述的 窗紗還包括二級(jí)過(guò)濾層（3)，二級(jí)過(guò)濾層（3)的下端面與一級(jí)過(guò)濾層（2)的上端面固定連 接，負(fù)離子功能膜層（4)設(shè)置在二級(jí)過(guò)濾層（3)的上端面上，負(fù)離子功能膜層（4)的厚度 為5?100 ym，負(fù)離子粉是具備釋放負(fù)離子功能的天然礦物質(zhì)的納米粉，負(fù)離子粉的粒徑 為10?300nm，有粘合功能的高分子材料為硅膠粘結(jié)劑、聚氨酯膠黏劑或丙烯酸膠黏劑中 的任意一種，粒徑為20?lOOOnm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗，其特征在于：所述的 支撐層（1)是由不銹鋼、尼龍、玻璃纖維、聚乙烯、或聚酯材料中任意一種的細(xì)絲編制成的 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，細(xì)絲的直徑為〇. 02?0. 1mm，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔徑為10?100目。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗，其特征在于：所述的 一級(jí)過(guò)濾層（2)是由熱熔膠纖維在支撐層（1)表面形成的熱熔膠網(wǎng)膜，一級(jí)過(guò)濾層（2)的 厚度為5?20 y m，一級(jí)過(guò)濾層⑵的孔徑為10?50 y m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗，其特征在于：所述的 二級(jí)過(guò)濾層（3)的厚度為5?20 ym，是由高聚物聚丙烯PP材料制成的孔徑為2?20 ym 的通透微孔膜，或者是由疏水性高分子薄膜聚四氟乙烯PTFE、或聚偏氟乙烯PVDF制成的孔 徑為0. 01?5 y m的微孔膜。
7. -種如權(quán)利要求1所述的可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗的制作方法，包括以下步 驟： A、 制作支撐層：利用不銹鋼、尼龍、玻璃纖維、聚乙烯、或聚酯材料的細(xì)絲編制成網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)的支撐層（1)備用， 其特征在于：所述的方法還包括： B、 噴涂負(fù)離子功能膜層：利用自動(dòng)往復(fù)噴涂機(jī)在窗紗的表面支撐層（1)上噴涂厚度為 5?100 y m的負(fù)離子功能膜層（4)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗的制作方法，其特征在 于：所述的方法還包括： A1、制作一級(jí)過(guò)濾層：熱熔膠選用熱塑性聚氨酯彈性體橡膠TPU、聚醚砜樹(shù)脂PES、聚酰 胺PA、或乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中的任意一種，利用熱熔膠纖維噴涂機(jī)將熔融狀態(tài)的熱 熔膠纖維狀高壓噴出，在支撐層（1)上形成一級(jí)過(guò)濾層（2)，其中，纖維的熔體溫度為160? 200°C，輔助空氣溫度為常溫，空氣壓力為0. 3?0. 6MPa，接收距離為2?20cm，熱熔膠的流 量為50?500ml/min，此時(shí)的步驟B是在一級(jí)過(guò)濾層（2)上噴涂負(fù)離子功能膜層（4)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗的制作方法，其特征在 于：所述的方法還包括： A2、制作二級(jí)過(guò)濾層：在一級(jí)過(guò)濾層（2)上制作二級(jí)過(guò)濾層（3); A3、熱壓成型：利用熱壓機(jī)將支撐層（1)、一級(jí)過(guò)濾層（2)、二級(jí)過(guò)濾層（3)在160? 200°C的環(huán)境中，利用0. 1?IMPa的壓力壓制1?5min，熱壓固定在一起，此時(shí)的步驟B是 在二級(jí)過(guò)濾層（3)上噴涂負(fù)離子功能膜層（4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗的制作方法，其特征 在于：步驟A2是采用高聚物聚丙烯PP材料用熔噴工藝制成孔徑為2?20 ym的通透微孔 膜，其中，高聚物聚丙烯PP的熔體溫度為280?320°C，熱空氣溫度為200?300°C，空氣壓 力為0? 6?1. OMPa，接收距離為15?25cm，高聚物聚丙烯PP的流量為200?1000ml/min ; 或者步驟A2是用疏水性高分子薄膜聚四氟乙烯PTFE或聚偏氟乙烯PVDF經(jīng)加速器重離子 束流輻照后再經(jīng)化學(xué)蝕刻處理制備出孔徑為0. 01?5 y m的微孔膜。
【專利摘要】一種可釋放負(fù)離子的高效防微塵窗紗及其制作方法，在窗紗上附著負(fù)離子功能膜層，負(fù)離子功能膜層是由負(fù)離子粉與有粘合功能的高分子材料噴涂所形成的可釋放負(fù)離子的膜層，這就使得窗紗在過(guò)濾灰塵的同時(shí)具備釋放負(fù)離子的功能，可以增加通過(guò)窗紗的空氣中負(fù)離子的含量，提高進(jìn)入室內(nèi)的空氣的品質(zhì)，減少室外大氣污染對(duì)人們室內(nèi)的工作和生活帶來(lái)的不利影響，保衛(wèi)人們的身體健康。另外，基于負(fù)離子對(duì)微塵有著特殊的聚并作用，因塵埃帶有正電荷，所以空氣中的負(fù)離子可以使這些微塵聚并成為可以沉降為窗紗過(guò)濾層更易攔截的大顆粒的顆粒物，可以提高窗紗過(guò)濾層對(duì)微塵的攔截效率。
【IPC分類】B32B33-00, B32B9-00, E06B9-52, B32B38-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104612572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510037064
【發(fā)明人】方存仁
【申請(qǐng)人】方存仁
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日