新型环保无缝壁布的制备方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种新型的基于离子束技术提高无缝壁布抗静电、自清洁能力以及具备净化室内空气能力的方法和设备，其中，该方法为在无缝壁布表面利用金属真空蒸汽离子源方法(MEVVA)，为其表面注入一层金属元素，注入的金属元素为Ti。设备包括真空系统、卷绕系统以及离子源系统。通过实施本发明专利技术，壁布具有较好的抗静电能力以及很好的自清洁能力，同时注入时产生的TiO2纳米微晶能够在太阳光照射下分解室内的有毒物质，起到净化室内空气的效果。

【技术实现步骤摘要】
新型环保无缝壁布的制备方法及设备
本专利技术涉及射线束材料表面改性
，特别涉及无缝壁布表面注入方法及设备.技术背景无缝壁布是墙布的一种，也称无缝墙布，是近几年来国内开发的一款新的墙布产品，它是根据室内墙面的高度设计的，可以按室内墙面的周长整体黏贴的墙布，一般幅宽在2.7米到3.10米的墙布都称为无缝壁布。″无缝″即整体施工，可根据居室周长定剪，墙布幅宽大于或等于房间高度，一个房间用一块布粘贴，无需拼接。无缝粘贴、立体感强、手感好、装饰效果呈现、防油、防污、防尘、抗墙裂，易打理等各项功能。但是现有无缝壁布前道工序虽然特别添加防污整理工艺，但整体防静电能力还是不佳，致使壁布在北方干燥天气表面吸附微尘而被污染，且随着人们对居家环境越来越重视，能够具备分解室内有毒有机物功能的产品成为现下壁布的发展趋势。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的之一是结合离子束技术中的金属真空蒸汽离子源(MEVVA)提出一种全新的提高无缝壁布抗静电、自清洁能力以及具备净化室内空气能力的方法和设备。本专利技术的有益效果是：通过在无缝壁布表面注入金属Ti元素，其表面不易粘附微颗粒、如有普通灰尘，可以用鸡毛掸子掸一下就可清除；轻度的脏，用白的湿毛巾擦洗即可除去；重度的脏，用白的湿毛巾沾一些中性洗洁剂擦洗，基本能清除干净，且保持面料原有状态.同时因为注入Ti元素，在壁布表层形成了锐钛矿TiO2纳米晶，能够在光照的作用下分解室内有毒有机物，起到净化室内空气的作用.在一些实施例中，所述无缝壁布注入技术包括：利用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)，向所述基材层注入Ti；其中，Ti的注入电压为4～80kV，束流强度为1～80mA，注入剂量为1×1015～5×1017/cm2，注入深度为70～420nm.在一些实施例中，所述装置包括：两套注入装置，用于利用金属蒸汽离子源(MEVVA)，对所述壁布基底层进行金属离子注入；其中，Ti的注入电压为4～80kV，束流强度为1～80mA，注入剂量为1×1015～5×1017/cm2，注入深度为70～420nm；相对于现有技术，本专利技术各实施例具有以下优势：1、本专利技术实施例提出的基于离子束技术提高无缝壁布抗静电、自清洁能力以及具备净化室内空气能力的方法和设备，通过对壁布进行高能量的金属元素注入，使基材亚表面原子与注入金属形成金属-基体原子混合的钉扎层结构，这样形成的″钉扎层″结构与基底层的结合力都非常好，使用寿命长；2、Ti离子注入无缝壁布的钉扎层结构内会形成TiO2纳米晶，其是很好的光触媒材料，在光照情况下能够迅速的分解室内的有机物，相比于现在通过化学方法添加光触媒材料，其这种方法是长在壁布体内的，使用效果和寿命能大大增强，同时，不影响壁布本身的外观效果。需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本专利技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本专利技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行.其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是所必需的。附图说明图1为本专利技术实施例基于离子束技术提高无缝壁布抗静电、自清洁能力以及具备净化室内空气能力的方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的无缝壁布结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的MEVVA注入系统的结构示意图；图4为无缝壁布处理前后表面电阻率的比较；图5Ti离子注入无缝壁布后XRD分析结果；图6无缝壁布处理前和处理后太阳光下降解甲基橙的结果。附图标记说明200无缝壁布基底210金属钉扎层301真空室302抽气口303收壁布旋转轴304真空室加热棒305放壁布旋转轴306冷却旋转轴3071号MEVVA离子源3082号MEVVA离子源309MEVVA离子源阴极具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围.需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本专利技术的各优选实施例作进一步说明：方法实施例1.前期处理：将无缝壁布基材置于真空炉中加热至150℃进行烘烤12h.2、金属注入层制备：将无缝壁布基材200固定于圆形转轴305，另一端固定于圆形转轴303，中间置于冷却轴306，开启离子源进行注入。注入离子源为纯度99.9％的纯Ti，注入条件为：真空度1×10-3～6×10-3Pa，注入弧压：50～70V.需要指出的是，S100中，金属元素采用的是Ti。注入电压为4～80kV，束流强度为1～80mA(含端值)，注入剂量为1×1015～5×1017/cm2(含端值)，注入深度为70～420nm(含端值)，注入时为两套MEVVA系统同时工作以保障纵向无缝壁布的处理高度。设备实施例为实现上述无缝壁布的制备方法，基于上述各实施例，本实施例提出一种离子无缝壁布离子注入设备，该设备包括如下装置：1、注入装置其中，注入装置用于利用MEVVA离子源(两套注入系统)，向所述壁布基底注入金属元素，形成钉扎层.需要说明的是，MEVVA离子源主要由等离子体产生区和离子束引出区组成，等离子体产生区也就是金属蒸汽真空弧放电区.MEVVA离子注入就是采用MEVVA离子源产生的载能离子束轰击材料表面，对基底表面进行离子注入，从而改变材料表面的物理、化学性能的过程.b)卷绕装置，配置为三根长为1.5米的不锈钢转轴，前后两根转轴为电机驱动，中间为冷却轴.为对处理无缝壁布的抗静电和光催化能力性能进行说明这里可参照图4、图5和图6.图4可以很清楚的看到，经离子束处理后的无缝壁布表面导电性能增强，这对无缝壁布的抗静电能力有着重要的影响，降低无缝壁布表面的带电荷数能够明显的减弱其对空气中微颗粒的的吸附能力，从而保持着壁布的整洁和干净。图5为壁布通过离子注入后的XRD谱图(5×1016/cm2)，谱图中明显的出现少量的二氧化钛锐钛矿峰如(101)和(200)面。锐钛矿的出现显示着无缝壁布具有光分解有毒有机物的能力，锐钛矿的禁带为3.2eV，能吸收388nm的光产生电子和空穴对，空穴具有强氧化性能氧化有机物使其变成二氧化碳和水，电子具有强还原性能还原一些有害离子.图6为离子注入前后无缝壁布降解甲基橙溶液的实验曲线，图中列举了三个注入剂量分别为0，1×1016以及5×1016/cm2，纵坐标为甲基橙的吸光度，横坐标为甲基橙的降解时间，很明显经Ti离子注入的无缝壁布具有明显的光氧化能力。很明显，无缝壁布经MEVVA离子注入系统处理后，壁布具备很好的抗静电能力，同时具备自清洁能力以及具备净化室内空气能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用离子注入技术来提高无缝壁布抗静电、自清洁能力以及具备净化室内空气能力的方法。

【技术特征摘要】
1.一种利用离子注入技术来提高无缝壁布抗静电、自清洁能力以及具备净化室内空气能力的方法。2.权利1所述的用于无缝壁布表面沉积疏水性膜层的离子注入设备。3.根据权利要求1所述的金属注入技术，其特征在于：所述基底层为无缝壁布。4.根据权利要求3所述的金属注入技术，其特征在于：所述金属元素为Ti，其注入电压为4～80kV，束流强度为1～80mA，注入剂量为1×1015～5×1017/cm2，注入深度为70～420nm。5.根据权利要求1所述的在壁布上进行离子注入的设备，其特征在于，包括：a)注入装置，配置为利用两套金属蒸汽真空弧(...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斌，王宇东，于晶晶，姜其立，张旭，吴先映，罗军，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11