一种可释放负离子的高效防微尘窗纱及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于具有特殊功能的建材技术领域，涉及到一种窗纱，特别是一种可释放 负离子的高效防微尘窗纱及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 在当今现代工业快速发展、生态环境不断恶化的情况下，出于动力能源对煤炭、石 油的严重依赖和汽车保有量的飞速增加，大气的污染也越来越严重，雾霾天气几乎成了常 态化，对人类的健康已然形成了巨大的威胁。空气质量的优劣概括地讲取决于两个主要指 标，即空气中污染物的浓度和空气中负离子的浓度，其中污染物浓度越高、负离子浓度越低 则空气质量越差；反之，污染物浓度越低而负离子浓度越高，空气质量越好。空气中的污染 物包括烟尘、总悬浮颗粒物、细颗粒物（PMlO)、可吸入颗粒物（PM2. 5)等尘埃，以及二氧化 氮、二氧化碳、一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等有害成分，空气污染指数API、AQI等都 是对大气中污染物的评价。
[0003] 按照目前常规建筑的设计，窗户是室内自然通风的主要功能结构，在开窗通风的 情况下窗纱成为唯一的必经屏障，为改善室内空气质量，抵制室外日趋严重的大气污染，也 相继出现了一些强化窗纱功能的设计，如专利号为200520106751. 8名称为静电防尘窗纱 的中国专利涉及通过强化过滤提升通过的空气质量；专利号为200520010876. 0名称为光 触媒窗纱的中国专利涉及通过复合光触媒来去除一部分有害有机气体，这些技术的核心功 能就是降低空气中的污染物浓度。但是，评价空气质量还有更重要的一个指标即空气中的 负离子含量。根据大地测量学和地理物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论，空气负 离子的分子式是O 2- (H2O) n，或OH- (H2O) n，简单的说是指带负电荷的氧离子，无色无味。空气 负离子具有杀菌、降尘、清洁空气、提高免疫力、调节机能平衡的功效，因而被誉为"空气维 生素"（参考文献：倪军，徐琼，石登荣，等，城市绿地空气负离子研宄：以上海公园为例【J】. 城市林业，2004, 2 (3) :30-33.)。空气中负离子浓度越高，空气越清洁，感觉就越舒服；空气 负尚子含量少，且正负尚子浓度比例大，空气就越差（参考文献：黄彦柳，陈东辉，陆丹，等， 空气负离子与城市环境干旱环境监测，2004,4(18) :208-211.)。广西巴马世界长寿之乡的 存在让负离子对人体的有益作用得到了最好证明，研宄发现，巴马地区人口百岁率之所以 高，很重要的一个原因就是当地负离子浓度高，可达3万/cm 3。在巴马，几乎找不出一个糖 尿病、高血压甚至癌症患者，大部分老人无疾而终。因而，环境评价中，空气负离子浓度被列 为衡量空气质量好坏的一个重要参数（参考文献：邵海荣，杜建军，单宏臣，等，用空气负离 子浓度对北京地区空气清洁度进行初步评价【J】.北京林业大学学报：自然科学版，2005， 27(4) :56-59.) 〇
[0004]日本学者安倍通过对城市居民生活区空气离子的研宄，建立的安倍空气离子评价 指数（参考文献：余庄.利用再生能源的中国特色零能耗建筑：华中科技大学某教学楼改 造工程【J】·建筑学报，2010(S1) :124-126. )Cl = (n7l〇〇〇)x(l/q)，q = n7n_，其中，CI 为 空气质量评价指数，n+为空气中正离子浓度（cnT3)，rT为空气中负离子浓度（cnT 3)，q为单 级系数，1000为满足人体生物学效应最低需求的空气负离子浓度（cnT3)。空气质量评价指 数把空气负离子作为指标，同时又考虑了正负离子的构成比，较为全面和客观，因此，在国 外的城市空气质量评价中得到广泛的应用（参考文献：覃羽乔，刘学峰，梁惠宁，等。空气负 离子对服务员神经行为及身体影响的观察【J】.环境与健康杂志，1993，10(3) :114-116.)。 [0005] 根据研宄表明，空气中负离子至少达到400?1000以上时，才有益于人体健康，但 经过多次采样检测，城市多层居住区负离子数158个/cm 3，高层更低，仅为139个/cm3(参 考文献：王薇，余庄，冀凤全.基于空气负离子浓度的城市空气清洁度评价【J】.生态环境 学报，2013, 22 (2) :298-303.)，而室内更低。
[0006] 下表为台湾科技大学叶正涛教授收集整理的负离子浓度对应效果表，表中负离子 浓度单位：cnT3。
[0007]
【主权项】
1. 一种可释放负离子的高效防微尘窗纱，包括支撑层（1)，其特征在于：所述的窗纱还 包括负离子功能膜层（4)，负离子功能膜层（4)设置在窗纱的表面支撑层（1)上，负离子功 能膜层（4)是由负离子粉与有粘合功能的高分子材料喷涂所形成的可释放负离子的膜层。
2. 根据权利要求1所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱，其特征在于：所述的 窗纱还包括一级过滤层（2)，一级过滤层（2)的下端面与支撑层（1)的上端面固定连接，负 离子功能膜层（4)设置在一级过滤层（2)上。
3. 根据权利要求2所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱，其特征在于：所述的 窗纱还包括二级过滤层（3)，二级过滤层（3)的下端面与一级过滤层（2)的上端面固定连 接，负离子功能膜层（4)设置在二级过滤层（3)的上端面上，负离子功能膜层（4)的厚度 为5?100 ym，负离子粉是具备释放负离子功能的天然矿物质的纳米粉，负离子粉的粒径 为10?300nm，有粘合功能的高分子材料为硅胶粘结剂、聚氨酯胶黏剂或丙烯酸胶黏剂中 的任意一种，粒径为20?lOOOnm。
4. 根据权利要求1所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱，其特征在于：所述的 支撑层（1)是由不锈钢、尼龙、玻璃纤维、聚乙烯、或聚酯材料中任意一种的细丝编制成的 网状结构，细丝的直径为〇. 02?0. 1mm，网状结构的孔径为10?100目。
5. 根据权利要求2所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱，其特征在于：所述的 一级过滤层（2)是由热熔胶纤维在支撑层（1)表面形成的热熔胶网膜，一级过滤层（2)的 厚度为5?20 y m，一级过滤层⑵的孔径为10?50 y m。
6. 根据权利要求3所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱，其特征在于：所述的 二级过滤层（3)的厚度为5?20 ym，是由高聚物聚丙烯PP材料制成的孔径为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 径为0. 01?5 y m的微孔膜。
7. -种如权利要求1所述的可释放负离子的高效防微尘窗纱的制作方法，包括以下步 骤： A、 制作支撑层：利用不锈钢、尼龙、玻璃纤维、聚乙烯、或聚酯材料的细丝编制成网状结 构的支撑层（1)备用， 其特征在于：所述的方法还包括： B、 喷涂负离子功能膜层：利用自动往复喷涂机在窗纱的表面支撑层（1)上喷涂厚度为 5?100 y m的负离子功能膜层（4)。
8. 根据权利要求7所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱的制作方法，其特征在 于：所述的方法还包括： A1、制作一级过滤层：热熔胶选用热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU、聚醚砜树脂PES、聚酰 胺PA、或乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中的任意一种，利用热熔胶纤维喷涂机将熔融状态的热 熔胶纤维状高压喷出，在支撑层（1)上形成一级过滤层（2)，其中，纤维的熔体温度为160? 200°C，辅助空气温度为常温，空气压力为0. 3?0. 6MPa，接收距离为2?20cm，热熔胶的流 量为50?500ml/min，此时的步骤B是在一级过滤层（2)上喷涂负离子功能膜层（4)。
9. 根据权利要求8所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱的制作方法，其特征在 于：所述的方法还包括： A2、制作二级过滤层：在一级过滤层（2)上制作二级过滤层（3); A3、热压成型：利用热压机将支撑层（1)、一级过滤层（2)、二级过滤层（3)在160? 200°C的环境中，利用0. 1?IMPa的压力压制1?5min，热压固定在一起，此时的步骤B是 在二级过滤层（3)上喷涂负离子功能膜层（4)。
10.根据权利要求9所述的一种可释放负离子的高效防微尘窗纱的制作方法，其特征 在于：步骤A2是采用高聚物聚丙烯PP材料用熔喷工艺制成孔径为2?20 ym的通透微孔 膜，其中，高聚物聚丙烯PP的熔体温度为280?320°C，热空气温度为200?300°C，空气压 力为0? 6?1. OMPa，接收距离为15?25cm，高聚物聚丙烯PP的流量为200?1000ml/min ; 或者步骤A2是用疏水性高分子薄膜聚四氟乙烯PTFE或聚偏氟乙烯PVDF经加速器重离子 束流辐照后再经化学蚀刻处理制备出孔径为0. 01?5 y m的微孔膜。
【专利摘要】一种可释放负离子的高效防微尘窗纱及其制作方法，在窗纱上附着负离子功能膜层，负离子功能膜层是由负离子粉与有粘合功能的高分子材料喷涂所形成的可释放负离子的膜层，这就使得窗纱在过滤灰尘的同时具备释放负离子的功能，可以增加通过窗纱的空气中负离子的含量，提高进入室内的空气的品质，减少室外大气污染对人们室内的工作和生活带来的不利影响，保卫人们的身体健康。另外，基于负离子对微尘有着特殊的聚并作用，因尘埃带有正电荷，所以空气中的负离子可以使这些微尘聚并成为可以沉降为窗纱过滤层更易拦截的大颗粒的颗粒物，可以提高窗纱过滤层对微尘的拦截效率。
【IPC分类】B32B33-00, B32B9-00, E06B9-52, B32B38-00
【公开号】CN104612572
【申请号】CN201510037064
【发明人】方存仁
【申请人】方存仁
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月26日