關于負離子功能材料的評價,目前尚未有國際通用的技術標準和測試方法。但在各個國家和地區(qū),從事負離子功能材料研究的學者都在努力探討,并已逐漸達成共識。日本工業(yè)標準《空葜肖違ぅン密度y定方法》(JIS B 9929:2006)已于2006年11月20日制定公布。我國建材行業(yè)負離子功能粉體及建材制品測試方法的行業(yè)標準也在討論制訂之中。
因為不同國家、不同行業(yè)的研究方法不同,參照的標準和采用的檢測儀器差異很大。正如中國建筑材料科學研究院編寫的《產生負離子功能粉體及相關建材制品測試方法》編制說明中所指出的那樣:“不同儀器,不同測試方法,即使是在同一種料所測出的負離子數差別很大,沒有可比性。”同時也指出:“靜態(tài)法能夠準確測試出不同的粉體和制品產生負離子數的差別,對同一種粉體進行重復測量,產生負離子量基本在同一數量級,準確度、重復性較好。”
目前我國建材行業(yè)制定的“負離子測試方法”行業(yè)標準采用了“空氣離子靜態(tài)測定法”和“空氣離子動態(tài)測定法”兩種測試方法進行綜合評價。
在國際通用的專業(yè)技術標準公布實施之前,亞太地區(qū)業(yè)內人士多以美國和日本一些企業(yè)生產的測試儀器作為約定的參照標準。目前我國研制生產負離子功能材料企業(yè)的海外客戶多數采用日本機能性離子協(xié)會開發(fā)制造的“協(xié)會標準器”作為評價負離子功能材料品質的參照基準。
桂林新竹公司銷往海外的負離子材料均以日本同行業(yè)內流行的ECO-HOLISTIC INC.礦物材料負離子測試儀和空氣負離子測試儀的檢測數據作為產品的主要技術指標。此外,日本客戶還要求對產品的空氣負離子數值、遠紅外輻射率、波動數值、放射線量、礦物元素溶出量、吸附性能等輔助指標進行檢測,然后綜合評價負離子功能材料的品質。
接觸式礦物材料負離子測試儀實際上是一種半導體探測頭的脈沖計數器,它綜合檢測激勵空氣中的水分子釋放出負離子的外界激活能量,經過運算轉換為每立方厘米的負離子數顯示出來。儀器的設計考慮了不同種類、不同能級的激活能量與激發(fā)的負離子數的對應關系。這種儀器直接探測到的物理量不是負離子數值,但是經過傳感器取樣、模/數轉換、運算放大之后,以負離子數值的計量單位顯示出來。這是常用的非電量的電氣測量方法之一。
值得注意的是,這種負離子測試儀所檢測到的物理量,也可能包含放射線和正離子的影響,因此不能以儀器的讀數作為評價負離子材料功能的唯一依據。也就是在本文前面提出負離子材料同時也具有遠紅外輻射和波動功能以及微量放射線的道理,要進行綜合的檢測和分析,才能得出正確品質評價結果。
如下所示圖表,即是桂林新竹公司使用日本制造的多種儀器對本公司的GB-1型負離子功能材料進行綜合測試取得的數據。概括地說,要檢測到負離子、遠紅外、波動數值高,放射線量低的材料,才是品質良好的負離子功能材料。
1、靜置負離子值
2、マイナスイオン生成量及び量當量
Y方法 | マイナスイオンy定 | 量當量(μSv/h) | |
自然放射量 | Y體放射量 | ||
桂寶石k石 (直接感知) | 715/cc | 0.13 | 0.58 |
y定裝置 :ION TESTER COM-3010ガイガ`カウンタ`放射y定器
INSPECTOR(美國S.E.International社)
3、h赤外放射率y定Y
Y方法 | h赤外放射率 |
桂寶石k石 | 92% |
y定鏊 : h赤外曖醚芯炕
Y番號 : 第205752
y定裝置 : JIR-E500、フ`リ? 交Q型赤外分光光度(FTIR)
4、波釉Y
Y 目 | 波 |
桂寶石k石 | +45,000 |
Y鏊: h赤外曖醚芯炕
Y番號: 第205D-141
y定裝置: 量子醫(yī)學研究庋u QRS(磁薟y定器)
應該指出,有些用戶對負離子功能材料的應用原理還不甚了解,在選購材料時往往片面地追求負離子數“越高越好”,很容易進入只顧有益作用而不顧有害作用的誤區(qū)。如果片面地追求較大激活力,就會忽視了“在有害劑量以下的有害作用原引起生物體的刺激性反應”的基本原則。在這里要提示:使用接觸式礦物材料負離子測試儀來檢測材料的靜態(tài)負離子數值很高的礦物材料,再檢測它的放射線量以及正離子數值也可能比較高,以至有益和有害的兩種效果互相抵消,有時甚至會出現相反的效果。如果我們在材料的選擇和配伍的時候很夠兼顧這兩方面的影響,才能得到比較理想的負離子功能產品。
桂林新竹公司根據使用日本制造的礦物材料靜態(tài)負離子測試儀(M)和中國建筑材料科學研究院使用美國制造的動態(tài)空氣負離子測試儀(A)、中國研制的靜態(tài)空氣負離子測試儀(C)分別檢測本公司多種規(guī)格的負離子粉體料得到的數據,對不同成分和不同激活程度所產生的負離子效果進行分析比較:
表1:不同激活力的電氣石基材復合負離子粉檢測數據比較
材料編號 | A1 | A2 | A3 | A4 |
M測試法負離子數 | 100 | 500 | 3000 | 5500 |
A測試法負離子數 | 600 | 435 | 9600 | 9300 |
表2:不同激活力的其他基材復合負離子粉檢測數據比較
材料編號 | B1 | B2 | B3 |
M測試法負離子數 | 2000 | 2800 | 5500 |
A測試法負離子數 | 340 | 2800 | 4400 |
表3:相同激活力的幾種復合負離子粉檢測數據比較
材料編號 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 |
M測試法負離子數 | 2800 | 3000 | 2800 | 3300 | 3000 |
A測試法負離子數 | 2800 | 5550 | 6250 | 8500 | 9600 |
C測試法負離子數 | ―― | ―― | 1.70×105 | 3.32×105 | ―― |
注:(1)表中數據單位:M、A測試法的負離子單位為ions/cm3、C測試法的負離子單位為ions/s.g)。
(2)編號A3、C5為電氣石基材復合負離子粉。
(3)C測試法為中國建筑材料科學研究院編寫《產生負離子功能粉體及相關建材制品測試方法》研究和驗證報告使用的空氣離子靜態(tài)測試法。
根據檢測結果,我們研究探索到這樣的規(guī)律:電氣石等天然負離子功能礦物在宇宙射線的激勵之下,具有一定的負離子激發(fā)能力;在具有激活力的天然礦物添加劑的激勵之下,使用靜態(tài)和動態(tài)方法測量負離子數值都會大幅度增加,以電氣石為基材的負離子材料增加的幅度較大;在激活力增加到理想程度時,復合負離子材料的空氣負離子數值增加的幅度小于激活力增加的幅度。
通過使用不同種類的測試儀器進行各個項目的綜合測試和分析比較,可以歸納出幾條負離子功能材料的評價方法和使用經驗:
1、使用接觸式礦物材料負離子測試儀來檢測材料的靜態(tài)負離子功能,是一種直觀簡便的檢測方法。但是要配合檢測空氣負離子、遠紅外線輻射、波動和放射線量等數值綜合分析,才能正確評價材料的負離子功能。不能片面地以測試儀顯示數值的高低來判斷材料的優(yōu)劣。
2、在天然礦物材料或復合材料的放射線量不超過國家標準規(guī)定的安全劑量的前提下,材料的負離子數值、遠紅外線輻射率、波動數值越高,材料的負離子的性能越好。
3、對于在室內使用或者直接與人體接觸的負離子材料制品,使用礦物材料負離子測試儀來檢測材料的靜態(tài)負離子數值時,建議負離子數值在500~800ions/cm3為適合范圍。
4、對于作為其他復合材料的添加劑使用的負離子粉體材料,使用礦物材料負離子測試儀來檢測材料的靜態(tài)負離子數值時,建議負離子數值在2000~5000ions/cm3為適合范圍。
5、建議要求使用礦物材料負離子測試儀檢測靜態(tài)負離子數在2000ions/cm3以上的負離子材料作為添加劑的用戶,應該控制終端產品的負離子數在800ions/cm3以下,以保障負離子材料制品的放射線量在安全劑量限度之內。