一项负离子陶瓷墨水数码技术的研究成果简析

    负离子陶瓷墨水数码技术是将负离子材料研制成陶瓷墨水并应用陶瓷喷墨机打印在陶瓷砖表面，经烧成后能够永久产生负离子的技术。具有成本低廉，不影响砖面图案效果，负离子发生量高，放射性达到A类合格水平，应用方便等优点。经建筑材料工业环境监测中心按照负离子陶瓷砖的检测标准检测得到的报告，空白样品负离子浓度（本底负离子浓度）平均值为230个/s.cm2，而负离子砖的负离子浓度平均值为2022个/s.cm2，负离子增量为1792个/s.cm2。

    本文将从负离子墨水的性能，负离子产生原理，负离子墨水的应用，负离子砖的作用，负离子的检测，负离子砖的应用几个方面介绍本团队的技术研究成果。

    一、负离子墨水的性能与指标

    负离子墨水是将负离子材料与溶剂、分散剂、助剂等原料按照一定的配比，经研磨成达到合适性能的墨水。前期经过长达六个月的上机测试，以及现在几大陶瓷厂的上机应用表明，负离子陶瓷墨水能够兼容不同型号的打印机与喷头，不会影响釉的性能，不影响烧成，烧出来后无色无痕，不影响其他颜色发色，不影响设计图案，使用过程不堵喷头，负压稳定，不滴墨，不渗墨，不挂墨，不飞墨等。

表一 负离子墨水的技术指标

    二、负离子的产生原理

    什么叫负离子？原子失去或获得电子后所形成的带电粒子叫离子，而负离子就是带一个或多个负电荷的离子，例如氧的离子状态一般就为阴离子，也叫负氧离子。

    负离子产生原理？自然状态下，空气分子的极性呈中性，即不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电、放电、光合作用的光电效应等作用下，空气分子会失去部分围绕原子核旋转的最外层电子，使空气发生电离，逃逸原子核束缚的电子称为自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。

    负离子砖产生负离子原理？负离子砖是使用数码喷墨打印技术将负离子材料打印在砖面上，再经烧成得到的功能陶瓷砖，砖面上的负离子材料通过微元素的辐射和放电作用，使得空气发生电离产生自由离子，自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。砖面上的负离子材料通过高温熔入到砖面的技术处理后，不会被磨掉，并且具有永久激发空气产生负离子的功效。空白样品也能检测到能释放一些负离子的原因就是陶瓷砖配方本身就有一些能够释放负离子的材料。

    三、负离子墨水的上机应用

    由于负离子墨水的特色之一就在于打印在砖的表面上，才能够达到负离子高发生量且能有效降低成本。所以，负离子墨水要在瓷砖上完图案后才喷印，有六通道以上的可以直接在最后一个通道上墨水，如果只有4通道的，现在也有把不常用的粉色通道或者黑色通道让出来上负离子墨水。负离子墨水不一定要用在喷墨砖上，滚筒或者网版印花的砖，也可以用喷墨机把负离子墨水喷上去。

    现在负离子墨水已经在赛尔喷头、柯尼卡喷头、北极星、精工、东芝、星光等类型的喷头打印，效果不受影响，用Kerajet、System、希望、泰威、精陶、新景泰、美嘉等机器上打印效果也不受影响。

    目前，负离子墨水已在瓷片、木纹砖等类型的瓷砖装饰上得到大规模应用，技术已经成熟如下是负离子墨水数码喷印的一些参数。

    喷头负压：60-85

    喷印方式：全喷

    喷印数量：3-5g/m2

    喷印灰度：20-40

    四、负离子砖的检测

    目前，已经有负离子的检测标准（GB/T28628-2012），然而，负离子的标准检测方法相对复杂，在环境湿度和环境温度等方面都有要求，一般的生产厂家和销售终端没有必要应用这种方法。现在日本有一款专门用来检测负离子发生量的仪器，这款仪器使用便捷，在测量准确度和重复性上都有一定的保障，针对这两种方法，我们做了对比研究，研究成果如下：

表二 权威检测与使用简便测试数

备注：以上测试数据是在同一片砖的不同点进行测试

    从以上数据来看，权威机构检测的数据相对稳定，数据重复性很好，能够说明负离子砖的功能。而用便捷仪器检测的结果来看，数据有一定的波动，为了排除数据波动带来的影响，我们使用多次测量取平均值的方法来表示数据。

    五、负离子砖的作用

    负离子砖顾名思义，就是能够产生负离子的砖，那么，它就具有以下作用：

    首先是能够补充人们每天所需要的负离子数量。人们为什么需要负离子？据科学家研究结论，人每天需要约130亿个负离子，而我们的居室，办公室，娱乐场所等环境，只能提供约1-20亿个。而铺贴了负离子瓷砖的空间，每天能够多释放30-70亿个负离子。

    其次，负离子砖释放的负离子能让人精力充沛，提高人们的工作效率。在不同地区，空气中存在的负离子数目相当大，经研究工作者测定，按每立方厘米空气中所含负离子的个数计算，在农村有1000个左右，海滨有4000个，喷泉、瀑布附近则可达5000以上。由于这些地方空气中负离子的含量较高，所以使人感到精力充沛。可是在一些人口稠密的大城市，由于空气污染比较严重，负离子浓度就比较低。也有环境部门进行过检测，在城市中，每立方厘米含有的负离子在室外也有几百个，室内就更少了，不超过1000个。特别是在电视机和计算机旁边几乎没有什么负离子，长期在这种环境中学习和工作，往往比较疲劳，不利于健康。

    第三，负离子砖产生的负离子还可以改善神经衰弱、失眠，通畅心脑血管，降低血液粘稠度，提高人体免疫力，对改善失眠、哮喘，缓解高血压、糖尿病等顽疾具有显著疗效，相关研究在陈景藻主编的《现代物理治疗学》以及清华大学林金明教授主编的《环境、健康与负氧离子》等著作中都有详细阐释。

    第四，负离子砖产生的负离子还可以净化空气，它通过还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧（氧自由基）、减少过多活性氧对人体的危害；中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降，使空气得到净化。

    六、负离子砖的应用场所简析

    负离子砖具有改善人体健康和净化空气等作用，那么，它在以下一些场所将能发挥良好的功效。

    首先是一些公共场所，比如学校、医院、办公楼、养老院、娱乐场所等，将能发挥很好的作用，有利于改善人们的健康，让人精力充沛，提高学习、工作效率。

    其次是在一些家庭空间，特别是城市地区，本来负离子浓度就低，如果能够铺上能够激发空气产生负离子的瓷砖，那么将能够回归自然，净化空气，让人生活得更健康，精神充沛，家庭美好。