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，出于動力能源對煤炭、石 油的嚴(yán)重依賴和汽車保有量的飛速增加，大氣的污染也越來越嚴(yán)重，霧霾天氣幾乎成了常 態(tài)化，對人類的健康已然形成了巨大的威脅?？諝赓|(zhì)量的優(yōu)劣概括地講取決于兩個主要指 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?？諝庵械奈廴?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 是對大氣中污染物的評價。
[0003] 按照目前常規(guī)建筑的設(shè)計，窗戶是室內(nèi)自然通風(fēng)的主要功能結(jié)構(gòu)，在開窗通風(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，如專利號為200520106751. 8名稱為靜電防塵窗紗 的中國專利涉及通過強(qiáng)化過濾提升通過的空氣質(zhì)量；專利號為200520010876. 0名稱為光 觸媒窗紗的中國專利涉及通過復(fù)合光觸媒來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，評價空氣質(zhì)量還有更重要的一個指標(biāo)即空氣中的 負(fù)離子含量。根據(jù)大地測量學(xué)和地理物理學(xué)國際聯(lián)盟大氣聯(lián)合委員會采用的理論，空氣負(fù) 離子的分子式是O 2- (H2O) n，或OH- (H2O) n，簡單的說是指帶負(fù)電荷的氧離子，無色無味。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，2004,4(18) :208-211.)。廣西巴馬世界長壽之鄉(xiāng)的 存在讓負(fù)離子對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，很重要的一個原因就是當(dāng)?shù)刎?fù)離子濃度高，可達(dá)3萬/cm 3。在巴馬，幾乎找不出一個糖 尿病、高血壓甚至癌癥患者，大部分老人無疾而終。因而，環(huán)境評價中，空氣負(fù)離子濃度被列 為衡量空氣質(zhì)量好壞的一個重要參數(shù)（參考文獻(xiàn)：邵海榮，杜建軍，單宏臣，等，用空氣負(fù)離 子濃度對北京地區(qū)空氣清潔度進(jìn)行初步評價【J】.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005， 27(4) :56-59.) 〇
[0004]日本學(xué)者安倍通過對城市居民生活區(qū)空氣離子的研宄，建立的安倍空氣離子評價 指數(shù)（參考文獻(xiàn)：余莊.利用再生能源的中國特色零能耗建筑：華中科技大學(xué)某教學(xué)樓改 造工程【J】·建筑學(xué)報，2010(S1) :124-126. )Cl = (n7l〇〇〇)x(l/q)，q = n7n_，其中，CI 為 空氣質(zhì)量評價指數(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)量評價指 數(shù)把空氣負(fù)離子作為指標(biāo)，同時又考慮了正負(fù)離子的構(gòu)成比，較為全面和客觀，因此，在國 外的城市空氣質(zhì)量評價中得到廣泛的應(yīng)用（參考文獻(xiàn)：覃羽喬，劉學(xué)峰，梁惠寧，等。空氣負(fù) 離子對服務(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，才有益于人體健康，但 經(jīng)過多次采樣檢測，城市多層居住區(qū)負(fù)離子數(shù)158個/cm 3，高層更低，僅為139個/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價【J】.生態(tài)環(huán)境 學(xué)報，2013, 22 (2) :298-303.)，而室內(nèi)更低。
[0006] 下表為臺灣科技大學(xué)葉正濤教授收集整理的負(fù)離子濃度對應(yīng)效果表，表中負(fù)離子 濃度單位：cnT3。
[0007]
【主權(quán)項】
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 窗紗還包括一級過濾層（2)，一級過濾層（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)置在一級過濾層（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 窗紗還包括二級過濾層（3)，二級過濾層（3)的下端面與一級過濾層（2)的上端面固定連 接，負(fù)離子功能膜層（4)設(shè)置在二級過濾層（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 一級過濾層（2)是由熱熔膠纖維在支撐層（1)表面形成的熱熔膠網(wǎng)膜，一級過濾層（2)的 厚度為5?20 y m，一級過濾層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 二級過濾層（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、制作一級過濾層：熱熔膠選用熱塑性聚氨酯彈性體橡膠TPU、聚醚砜樹脂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)上形成一級過濾層（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，此時的步驟B是在一級過濾層（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、制作二級過濾層：在一級過濾層（2)上制作二級過濾層（3); A3、熱壓成型：利用熱壓機(jī)將支撐層（1)、一級過濾層（2)、二級過濾層（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，此時的步驟B是 在二級過濾層（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，這就使得窗紗在過濾灰塵的同時具備釋放負(fù)離子的功能，可以增加通過窗紗的空氣中負(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人們室內(nèi)的工作和生活帶來的不利影響，保衛(wèi)人們的身體健康。另外，基于負(fù)離子對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濾層更易攔截的大顆粒的顆粒物，可以提高窗紗過濾層對微塵的攔截效率。
【IPC分類】B32B33-00, B32B9-00, E06B9-52, B32B38-00
【公開號】CN104612572
【申請?zhí)枴緾N201510037064
【發(fā)明人】方存仁
【申請人】方存仁
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月26日