一种PM2.5预警标及其应用 |
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| 申请号 | CN201710442713.7 | 申请日 | 2017-06-13 | 公开(公告)号 | CN107059441A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 安踏(中国)有限公司; | 发明人 | 赖宇坤; 汪荣华; 赖世贤; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种PM2.5预警标及其应用，该预警标包括显示区和对应印制的反应区，所述显示区为织物标示图案，所述反应区为添加不同浓度 吸附 变色材料的若干印花色 块 ，所述吸附变色材料包括 活性炭 和静电吸尘剂。外界环境中PM2.5颗粒浓度超过一定值后，通过本发明预警标中活性炭的 物理吸附 和静电吸尘剂的静电吸附，当PM2.5颗粒吸附上去，其会 覆盖 活性炭的黑色表面，从而变为白色。在本发明中，吸附变色材料含量不同，使得不同的色块根据PM2.5浓度而变色，再通过显示区对应不同PM2.5等级，可以读出环境中的PM2.5情况。穿戴本发明PM2.5预警标，可以显示所处小环境中的PM2.5，使用方便，易于携带。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种PM2.5预警标，其特征在于，包括显示区和对应所述显示区印制的反应区，所述显示区为织物标示图案，所述反应区为添加不同浓度吸附变色材料的若干印花色块，所述吸附变色材料包括活性炭和静电吸尘剂。 |
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| 说明书全文 | 一种PM2.5预警标及其应用技术领域[0001] 本发明涉及功能纺织品技术领域，尤其涉及一种PM2.5预警标及其应用。 背景技术[0002] 中国京津冀、长江三角洲、珠江三角洲以及各大省会城市等74个主要城市，其总面积约占国土面积9％而每年贡献63％GDP。但是随着经济的爆发，空气污染问题也紧跟而来。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20，对空气质量和能见度等有重要的影响。 [0003] 近期，南京大学环境学院进行的研究表明，2013年上述那些城市的居民有32％的死亡与PM2.5污染相关。PM2.5对人群健康的危害堪比烟草，甚至猛于烟草。研究显示，在2013年这74个城市共死亡303万人，其中PM2.5污染相关死亡人数占31.8％。在因心血管疾病、肺癌和呼吸系统疾病死亡人群中，与PM2.5污染相关的死亡人群分别占35.3％、46.0％和15.7％。在与PM2.5污染相关的全因死亡人群中，心血管疾病、肺癌和呼吸疾病分别占 47％、11％和6％。 [0004] 减少PM2.5对于人体健康的危害的措施之一是要提前发现、预警，比如及时获取PM2.5数据，在PM2.5浓度超标情况下，减少室外运动，出门在外戴口罩，平常多饮水。目前，PM2.5数据的获取方式主要有两种。第一种是通过官方发布的城市PM2.5预报来获取，这种方式主要存在两个缺陷，一方面城市PM2.5预报是基于这个城市整个区域来实现的，其无法反应当前所处小范围内PM2.5浓度。另一方面，城市PM2.5预报需要采集空气中PM2.5浓度，并且进行计算、分析之后才能完成，它存在时间的滞后性。 [0005] PM2.5数据的第二种获取方式是通过携带专业的PM2.5检测仪器设备来实现，这种设备可以实现实时、实地检测，但是缺点是设备体积过于庞大，携带不方便。 发明内容[0006] 有鉴于此，本申请提供一种PM2.5预警标及其应用，穿戴本发明提供的PM2.5预警标，可以显示所处小环境中的PM2.5，使用方便，易于携带。 [0007] 本发明提供一种PM2.5预警标，其包括显示区和对应所述显示区印制的反应区，所述显示区为织物标示图案，所述反应区为添加不同浓度吸附变色材料的若干印花色块，所述吸附变色材料包括活性炭和静电吸尘剂。 [0008] 优选地，所述活性炭和静电吸尘剂的质量比为(75～85)：(15～25)。 [0009] 优选地，所述若干印花色块的印花浆料包括吸附变色材料、增稠剂、乳化剂、柔软剂和色浆。 [0010] 优选地，所述反应区的吸附变色材料的浓度变化范围为色块印花浆料质量的5～20％。 [0011] 优选地，所述不同印花色块中添加的吸附变色材料浓度依次增大或减小。 [0012] 优选地，所述反应区包括吸附变色材料浓度逐级减小的第一印花色块、第二印花色块和第三印花色块。 [0013] 优选地，所述第一印花色块中吸附变色材料的浓度为15～20％，所述第二印花色块中吸附变色材料的浓度为10～15％，所述第三印花色块中吸附变色材料的浓度为5～10％。 [0014] 优选地，所述显示区的标示图案分别与第一印花色块、第二印花色块和第三印花色块对应，依次为良好等级图案、中度污染等级图案和重度污染等级图案。 [0015] 本发明还提供上文所述的PM2.5预警标在服装及面料上的应用。 [0016] 与现有技术相比，本发明提供的PM2.5预警标包括显示区，以及对应所述显示区印制的反应区，所述显示区为织物标示图案，所述反应区为添加不同浓度吸附变色材料的若干印花色块，所述吸附变色材料包括活性炭和静电吸尘剂。本发明所述PM2.5预警标属于功能纺织品，其中只有反应区区域印有对PM2.5起作用的吸附变色材料，该材料的主要成分是活性炭和静电吸尘剂，活性炭为对PM2.5颗粒具有超强吸附能力的黑色物质，而静电吸尘剂对PM2.5具有超强静电吸附能力。外界环境中PM2.5颗粒浓度超过一定值后，通过本发明PM2.5预警标中活性炭的物理吸附和静电吸尘剂的静电吸附，当PM2.5颗粒吸附上去，其会覆盖活性炭的黑色表面，从而发生颜色的变化，即从黑色变为白色。在本发明中，吸附变色材料含量不同，使得不同的色块根据PM2.5浓度而变色，再通过显示区域对应不同PM2.5程度等级，可以显示出环境中的PM2.5情况；变色材料浓度越低，其只有在PM2.5浓度较高的情况下才能发生激发而变色。因此，穿戴本发明提供的PM2.5预警标，可以定性地显示所处小环境中的PM2.5，具有使用方便，易于携带等特点。附图说明 [0017] 图1为本发明实施例提供的带有PM2.5预警标的服装示意图； [0018] 图2为本发明一些实施例提供的PM2.5预警标的结构示意图； [0019] 图3为本发明实施例1提供的带有PM2.5预警标的服装效果图(PM2.5为0-50)； [0020] 图4为本发明实施例1提供的带有PM2.5预警标的服装效果图(PM2.5为50-100)； [0021] 图5为本发明实施例1提供的带有PM2.5预警标的服装效果图(PM2.5为100-200)。 具体实施方式[0022] 下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0023] 本发明提供了一种PM2.5预警标，其包括显示区和对应所述显示区印制的反应区，所述显示区为织物标示图案，所述反应区为添加不同浓度吸附变色材料的若干印花色块，所述吸附变色材料包括活性炭和静电吸尘剂。 [0024] 穿戴本发明提供的PM2.5预警标，可以直接读出所处小环境中的PM2.5，从而可以指导使用者的外出、运动等行为，具有简便、快速、高效、易于携带等特点。 [0025] 本发明提供的PM2.5预警标包括显示区，该区域是在织物底布上用色浆印制的、不同刻度PM2.5值或等级的预警标示图案部分，即为织物标示图案。在本发明的实施例中，所述显示区的图案主要是由文字和/或数字组成，以显示不同的PM2.5污染程度。 [0026] 在本发明中，所述显示区的印花浆料优选的包括：染料或油墨、增稠剂、交联剂和分散剂。本发明对于所述显示区的印花浆料的组分种类及来源没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的组分进行选择即可。所述交联剂优选为异氰酸酯类化合物、聚亚胺酯和含有聚亚胺酯的复合物中的一种或几种的混合物。所述增稠剂优选为藻酸钠、瓜尔胶、聚丙烯酸盐分散液、聚氨酯类增稠剂中的一种或几种的混合物。并且，本发明可按照本领域常用的工艺印制预警标示图案。 [0027] 对应所述显示区，本发明PM2.5预警标包括印制的反应区。所述反应区为添加不同浓度吸附变色材料的若干印花色块，所述吸附变色材料包括活性炭和静电吸尘剂。 [0028] 在本发明中，只有反应区区域印有对PM2.5起作用的吸附变色材料，该材料的主要成分是活性炭和静电吸尘剂，活性炭为对PM2.5颗粒具有超强吸附能力的黑色物质，而静电吸尘剂对PM2.5具有超强静电吸附能力。外界环境中PM2.5颗粒浓度超过一定值后，通过本发明PM2.5预警标中活性炭的物理吸附和静电吸尘剂的静电吸附，当PM2.5颗粒吸附上去，其会覆盖活性炭的黑色表面，从而发生颜色的变化，即从黑色变为白色。 [0029] 在本发明的实施例中，所述吸附变色材料中，活性炭和静电吸尘剂的质量比为(75～85)：(15～25)，优选为80：20，吸附变色更灵敏。本发明对所述吸附变色材料的来源没有特殊限制，可以采用市售产品，如佛山变色龙材料科技有限公司提供的商品代码为NW的产品。 [0030] 本发明实施例在织物底布上，采用包括上述吸附变色材料的印花浆料印制PM2.5反应区图案，形成若干印花色块，即为反应区。作为优选，所述反应区的吸附变色材料的浓度变化范围为色块印花浆料质量的5～20％，浓度过低或过高，均不利于PM2.5吸附变色。在本发明中，吸附变色材料含量不同，使得不同的色块根据PM2.5浓度而变色，再通过显示区域对应不同PM2.5程度等级，可以显示出环境中的PM2.5情况；变色材料浓度越低，其只有在PM2.5浓度较高的情况下才能发生激发而变色。 [0031] 在本发明的实施例中，所述若干印花色块的印花浆料包括吸附变色材料、增稠剂、乳化剂、柔软剂和色浆。具体的组成可为：乳化剂1～5wt％、增稠剂1～5wt％、柔软剂10～25wt％、色浆3～9wt％，吸附变色材料5～20wt％，余量水。其中，乳化剂可选用脂肪族聚氧乙烯类；增稠剂优选为PEG-150二硬脂酸酯；柔软剂包括但不限于有机硅类；色浆优选为聚氨酯类色浆。本发明对浆料中各助剂的来源等没有特殊限制；可将吸附变色材料分散于上述助剂中，经过预乳化、搅拌，制成黑色印花浆料(可称为黑色涂层色浆)。 [0032] 本发明一些实施例制备PM2.5预警标的具体步骤如下： [0033] 第一步是PM2.5显示区印制：先在该区域织物底布上用色浆印制不同刻度PM2.5值的预警标图案，将图案烘干。 [0034] 第二步是PM2.5反应区印制：在该区域织物底布上用PM2.5可逆吸附变色材料印制PM2.5反应区图案，将图案烘干。 [0035] 其中，所述织物底布可以为机织布，也可以为针织布；所述织物底布可以为天然纤维织物，也可以为合成纤维织物，还可以为各种混纺织物，本发明对此没有特殊限制。具体的，本发明实施例优选以珠地布为织物底布，纤维成分可以是棉和/或涤纶。 [0036] 在本发明中，所述反应区各色块中吸附变色材料含量不同，使得不同的色块根据PM2.5浓度而变色，再通过显示区域对应不同PM2.5程度等级，可以显示出环境中的PM2.5情况；变色材料浓度越低，其只有在PM2.5浓度较高的情况下才能发生激发而变色。在本发明的实施例中，所述不同印花色块中添加的吸附变色材料浓度依次增大或减小。 [0037] 本发明优选地，所述反应区包括吸附变色材料浓度逐级减小的第一印花色块、第二印花色块和第三印花色块，通过三个不同等级区域配方中添加的吸附变色材料含量不同来实现PM2.5预警。 [0038] 具体来说，不同区域吸附变色材料浓度按照如下设置：所述第一印花色块中吸附变色材料的浓度为15～20％，所述第二印花色块中吸附变色材料的浓度为10～15％，所述第三印花色块中吸附变色材料的浓度为5～10％。 [0039] 相对应地，所述显示区的标示图案分别与第一印花色块、第二印花色块和第三印花色块对应，依次为良好等级图案、中度污染等级图案和重度污染等级图案。在PM2.5浓度变高的情况下，由于变色材料浓度从高到低变化，可以随着外界PM2.5浓度逐渐变高情况下，其逐级显色。本发明实施例反应灵敏，读取方便，可以清晰读出当前所处环境中的PM2.5值。 [0040] 在本发明一些具体实施例中，PM2.5预警标的反应区区域分为三个部分(对应三个3 不同等级)，其中等级1(等级一、第一印花色块)对应环境中PM2.5浓度为(0～50)μg/m ，当PM2.5等级一由黑色变为白色时，原理是通过黑色活性炭等吸附PM2.5，其可以从黑色变为白色。通过变色可知目前外界环境中的PM2.5对应数值为0-50，此时环境中PM2.5浓度为良好，可以进行户外运动。 [0041] 等级2(等级二、第二印花色块)对应环境中PM2.5浓度为(50～100)μg/m3，当PM2.5等级二由黑色变为白色时，其可以得知目前外界环境中的PM2.5对应数值为50-100，此时环境中PM2.5浓度为中度污染，户外运动要采取适当的防护措施，如采用口罩等防护设备。 [0042] 等级3(等级三、第三印花色块)对应环境中PM2.5浓度为(100～200)μg/m3，当PM2.5等级三由黑色变为白色时，其可以得知目前外界环境中的PM2.5对应数值为100-200，此时环境中PM2.5浓度为重度污染，应尽量减少或不进行户外运动。 [0043] 这些实施例的制备步骤具体如下： [0044] 第一步：先在织物底布上用色浆印制PM2.5预警标图案，其图案主要是由文字组成，其标明PM2.5的三个等级及对应的数值，待图案油墨烘干之后，再进行下一步。 [0045] 第二步：对于PM2.5预警标中PM2.5反应区印花，不同区域分为三步进行印花，其中可在底部采用添加15-20％的吸附变色材料做印花，中间区域采用添加10-15％的吸附变色材料做印花，顶部区域采用添加5-10％的吸附变色材料做印花。作为优选，印花工艺可包括：烘干为150℃、2～3分钟。 [0046] 本发明还提供上文所述的PM2.5预警标在服装及面料上的应用，可提供带有PM2.5预警标的服装及纺织面料。 [0047] 本发明一些实施例的PM2.5预警标可直接印在衣服的袖子上，其可以直接读出穿着者当前所处环境中的PM2.5，从而可以指导外出、运动等，具有简便、快速、高效、易于携带的特点。 [0048] 参见图1，图1为本发明实施例提供的带有PM2.5预警标的服装示意图。其中，袖子部位的黑色条状物为PM2.5预警标的反应区，显示区未在图1中示出。 [0049] 图2为本发明一些实施例提供的PM2.5预警标的结构示意图，其中，1为显示区，2为反应区。如图2所示，在本发明一些实施例中，PM2.5预警标的反应区的形状为三条柱状，对应显示区PM2.5的三个等级，每条柱状的长度为5-15cm，宽度为0.5-2cm；三条柱状可依次紧密相邻设置，也可平行间隔设置。 [0050] 本发明还提供了一种智能服装，其包括上文所述的PM2.5预警标。上文所述的PM2.5预警标主要运用于服装智能领域，可与服装浑然一体，反应灵敏，可清晰显示环境中的PM2.5数值，读取信息方便，便于使用。 [0051] 为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的PM2.5预警标及其应用进行具体地描述。 [0052] 以下实施例中，所用的乳化剂为上海德固赛化工公司的乳化剂WAP，增稠剂为广东德美精细化工公司的增稠剂PF5000，柔软剂为苏州柏杨化工公司的柔软剂DC，色浆为上海科创化工公司的色浆HAW，吸附变色材料为佛山变色龙材料科技有限公司提供的商品代码为NW的产品。 [0053] 实施例1 [0054] 面料：以珠地布(32S纯棉斜纹珠地染色布，由广东溢达纺织有限公司提供)为底布； [0055] 工艺：平网印花；目数：200目。 [0056] 生产工艺流程： [0057] (1)：先在织物底布上用色浆印制PM2.5预警标图案，即“等级一”、“等级二”、“等级三”的文字图案；印制工艺为：调制印花色浆—印花—烘干—水洗—成品。印花车速为15米/分钟；烘干温度为150℃，时间为3分钟。 [0058] 待图案油墨干透之后，再分别对底部区域、中间区域、顶部区域进行印花，得到PM2.5预警标。具体每个区域印花工序如下： [0060] 底部区域(等级一)的印花配方：乳化剂WAP(德固赛)1％、增稠剂PF5000(德美)2％、柔软剂DC(柏杨化工)10％、色浆HAW(科创化工)3％、吸附变色材料NW(变色龙)15％。 [0061] 印花工艺流程为：调制印花浆—印花—烘干—水洗—成品。印花车速为15米/分钟；烘干温度为150℃，时间为3分钟。 [0062] (3)：中间区域(等级二)印花：对于PM2.5预警标中中间区域(等级二)图案长度为5cm，宽度为0.5cm，采用开孔率为30％的平网印花。 [0063] 中间区域(等级二)的印花配方：乳化剂WAP(德固赛)1％、增稠剂PF5000(德美)2％、柔软剂DC(柏杨化工)10％、色浆HAW(科创化工)3％、吸附变色材料NW(变色龙)10％。 [0064] 印花工艺流程为：调制印花浆—印花—烘干—水洗—成品。印花车速为15米/分钟；烘干温度为150℃，时间为3分钟。 [0065] (4)：顶部区域(等级三)印花：对于PM2.5预警标中底部区域(等级三)图案长度为5cm，宽度为0.5cm，采用开孔率为30％的平网印花。 [0066] 顶部区域(等级三)的印花配方：乳化剂WAP(德固赛)1％、增稠剂PF5000(德美)2％、柔软剂DC(柏杨化工)10％、色浆HAW(科创化工)3％、吸附变色材料NW(变色龙)5％。 [0067] 印花工艺流程为：调制印花浆—印花—烘干—水洗—成品。印花车速为15米/分钟；烘干温度为150℃，时间为3分钟。 [0068] 该PM2.5预警标的反应区的形状为三条柱状，对应显示区PM2.5的三个等级；三条柱状平行间隔设置，间隔为0.618cm。 [0069] 将该PM2.5预警标直接用于衣服的袖子上，分别置于不同PM2.5环境下做测试，所测的数据与济南诺方公司电子激光PM2.5检测仪(SDL 301)所测的数据做对比，用以验证PM2.5预警标测试准确性。对比结果参见表1～3，带有PM2.5预警标的衣服的效果参见图3～5，图3为本发明实施例1提供的带有PM2.5预警标的服装效果图(PM2.5为0-50)；图4为本发明实施例1提供的带有PM2.5预警标的服装效果图(PM2.5为50-100)；图5为本发明实施例1提供的带有PM2.5预警标的服装效果图(PM2.5为100-200)。 [0070] 表1实施例1所得PM2.5预警标的性能测试(外界PM2.5为0-50时) [0071] [0072] 表2实施例1所得PM2.5预警标的性能测试(外界PM2.5为50-100时) [0073] [0074] 表3实施例1所得PM2.5预警标的性能测试(外界PM2.5为100-200时) [0075] [0076] 由以上实施例可知，本发明预警标中各等级的吸附变色材料含量不同，使得不同的色块根据PM2.5浓度而变色，再通过显示区域对应不同PM2.5程度等级，可以显示出环境中的PM2.5情况。穿戴本发明提供的PM2.5预警标，可以清晰分级、显示所处小环境中的PM2.5，使用方便，易于携带。 |
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