CN101445680A - 形成抗雾覆膜的方法及组成物及应用其的纤维织物 - Google Patents
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Abstract
一种可形成抗雾覆膜(antifogging coating)的组成物，包括实质上0.1至10重量份的多个微细粒子(ultrafine particles)、实质上0.1至10重量份的一高分子电解质(polymeric electrolyte)以及实质上80至100重量份的水。当组成物的涂层于一材料表面干燥后，此些微细粒子于材料表面上形成亲水结构的抗雾覆膜。
Description
技术领域
本发明是有关于一种可形成抗雾覆膜的组成物及应用其纤维织物及形成抗雾覆膜的方法，且特别是有关于一种可形成亲水结构的抗雾覆膜的组成物及应用其纤维织物及形成抗雾覆膜的方法。
背景技术
当玻璃、镜片等平滑的材质接触到雾气时，容易在表面凝结小雾滴(小水滴)，进而在表面形成一层雾气薄膜。雾气薄膜会造成光线穿透率降低或视觉清晰度下降等问题，除造成一般使用上的不便外，更进一步影响到行车、工作安全。例如安全帽镜片或汽车挡风玻璃产生的雾气影响驾驶人视线；工程人员的安全护目镜起雾导致施工危险性大增；冷冻食品橱窗、浴室镜面起雾造成视线不清；甚至是农业温室玻璃上的雾气薄膜凝结成水滴，致使作物受潮影响产品质量等。因此，市场上一直存在着对于抗雾产品的殷切需求。
为防止雾气薄膜形成，目前业界常见的解决方法，例如是直接将产品表面进行加工，于制造过程中将产品表面镀上一层抗雾膜。然而，此种方式增加了制备工艺步骤以及制造成本，特别是应用在材料成本低廉且面积小的产品上，更无法满足有效降低成本的需求。此外，市场上亦出现许多抗雾喷剂或抗雾涂料等商品，利用具有亲水基的成分涂布于欲抑制雾气薄膜生成的表面上。然而此种具有亲水基的成分容易被水冲洗掉，无法长久存在于表面上，具有有效期间短、抗雾效果有限等限制。使用者必须经常重复涂布抗雾喷剂或抗雾涂料，大大降低了使用上的便利性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可形成抗雾覆膜的组成物及应用其纤维织物及形成抗雾覆膜的方法，其利用组成物干燥后，组成物中的多个微细粒子堆栈的方式来形成抗雾覆膜。其至少具有使用方便、应用范围广以及持久抗雾等优点。
为实现上述目的，本发明提供的可形成抗雾覆膜(antifogging coating)的组成物，包括：
实质上0.1至10重量份(parts by weight)的复数个微细粒子(ultrafineparticels)；
实质上0.1至10重量份的一高分子电解质(polymeric electrolyte)；以及
实质上80至100重量份的水；
其中，当该组成物的涂层于一材料表面干燥后，该些微细粒子于该材料表面上形成亲水结构的该抗雾覆膜。
所述的组成物，其中，该些微细粒子为平均粒径小于等于50纳米的粉体。
所述的组成物，其中，该些微细粒子为氧化硅的粉体、氧化铝的粉体或氧化锌的粉体。
所述的组成物，其中，该高分子电解质为羧基甲基纤维素(carboxymethyl cellulose，CMC)、聚酰丙基胺盐酸(polyallylaminehydrochloride)、多胺高分子(polyamine)或聚丙烯酸胺(polyacrylic amide)。
所述的组成物，其中，该些微细粒子不溶于水，并且分散于水中，使该组成物呈悬浮液(suspension)状态。
所述的组成物，其中，当该组成物的涂层于该材料表面干燥时，该高分子电解质用以维持该些微细粒子的分散状态。
所述的组成物，其中，该组成物还包括：
实质上1至20重量份的一挥发性溶剂。
所述的组成物，其中，该挥发性溶剂为乙醇、异丙醇或丙酮。
所述的组成物，其中，该抗雾覆膜由该些微细粒子堆栈而成，并且具有复数个孔洞。
所述的组成物，其中，该组成物还包括：
实质上0.1至10重量份的一功能添加剂。
所述的组成物，其中，该功能添加剂为香精(perfume)、抗菌剂(antibacterial)或清洁用溶剂(sanitary agent)。
本发明提供的纤维织物(fabric textile)，包括：
一基材，具有复数个毛细孔洞(capillary-size pore)；以及
一组成物，可形成一抗雾覆膜，该组成物由该些毛细孔洞润湿(moisturize)该基材，该组成物包括：
实质上0.1至10重量份的复数个微细粒子；
实质上0.1至10重量份的一高分子电解质；及
实质上80至100重量份的水；
其中，当该组成物的涂层于一材料表面干燥后，该些微细粒子于该材料表面上形成亲水结构的该抗雾覆膜。
所述的组成物，其中，该些微细粒子为平均粒径小于等于50纳米的粉体。
所述的纤维织物，其中，该些微细粒子为氧化硅的粉体、氧化铝的粉体或氧化锌的粉体。
所述的纤维织物，其中，该高分子电解质为羧基甲基纤维素、聚酰丙基胺盐酸、多胺高分子或聚丙烯酸胺。
所述的纤维织物，其中，该组成物还包括：
实质上1至20重量份的一挥发性溶剂。
所述的纤维织物，其中，该挥发性溶剂为乙醇、异丙醇或丙酮。
所述的纤维织物，其中，该抗雾覆膜由该些微细粒子堆栈而成，并且具有复数个孔洞。
所述的纤维织物，其中，该组成物还包括：
实质上0.1至10重量份的一功能添加剂。
所述的纤维织物，其中，该功能添加剂为香精、抗菌剂或清洁用溶剂。
所述的纤维织物，其中，该基材为一软质吸收性材料(soft absorbentmaterial)。
所述的纤维织物，其中，该基材为一不织布(non-woven fabric)、一编织布料(woven fabric)或一纸巾(paper towel)。
本发明提供的形成抗雾覆膜的方法，包括：
形成一组成物的涂层于一材料表面，该组成物包括实质上0.1至10重量份的复数个微细粒子、实质上0.1至10重量份的一高分子电解质及实质上80至100重量份的水；
其中，当该组成物的涂层干燥后，该些微细粒子堆栈于该材料表面上，以形成亲水结构的该抗雾覆膜。
所述的方法，其中，该些微细粒子分散于该组成物中，当该组成物的涂层干燥时，该高分子电解质用以维持该些微细粒子的分散状态。
所述的方法，其中，该抗雾覆膜是以具有复数个孔洞的方式形成。
本发明的可形成抗雾覆膜的组成物及应用其的纤维织物及形成抗雾覆膜的方法，是将包含有纳米等级的微细粒子的组成物，涂布在欲形成抗雾覆膜的材料表面。由组成物干燥时微细粒子堆栈于材料表面上，形成包含多个孔洞的亲水结构的抗雾覆膜，达到拉平雾滴、降低雾滴接触角的效果。应用于纤维织物中的组成物，例如由湿纸巾的型式，可增进携带及使用的方便性。再者，抗雾覆膜由纳米等级的微细粒子堆栈而成，其不易被冲刷离开材料表面，具有良好的耐久性。另外，此组成物可广泛地施用于需要抗雾的材料表面，具有良好地应用弹性。
附图说明
图1显示微细粒子堆栈于材料表面的示意图。
图2显示形成抗雾覆膜前，材料表面对于雾滴的接触角的照片。
图3显示形成抗雾覆膜后，材料表面对于雾滴的接触角的照片。
附图中主要组件符号说明：
10：抗雾覆膜
11：微细粒子
13：材料表面
C：孔洞
具体实施方式
本发明提出的可形成抗雾覆膜的组成物，包括实质上0.1至10重量份的多个微细粒子、实质上0.1至10重量份的一高分子电解质以及实质上80至100重量份的水。当组成物的涂层于一材料表面干燥后，此些微细粒子于材料表面上形成亲水结构的抗雾覆膜。
本发明提出的纤维织物，包括具有一基材以及一组成物。基材具有多个毛细孔洞，组成物是由此些毛细孔洞润湿基材。组成物可形成一抗雾覆膜，并且包括实质上0.1至10重量份的多个微细粒子、实质上0.1至10重量份的一高分子电解质及实质上80至100重量份的水。当组成物的涂层于一材料表面干燥后，前述的微细粒子于材料表面上形成亲水结构的抗雾覆膜。
本发明提出的形成抗雾覆膜的方法，包括形成一组成物的涂层于一材料表面的步骤。组成物包括实质上0.1至10重量份的多个微细粒子、实质上0.1至10重量份的一高分子电解质及实质上80至100重量份的水。当组成物的涂层干燥后，此些微细粒子堆栈于材料表面上，以形成亲水结构的抗雾覆膜。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳的实施例，并配合附图作详细说明如下：
依照本发明较佳实施例的可形成抗雾覆膜的组成物，包括多个微细粒子(ultrafine particles)、一高分子电解质(polymeric electrolyte)以及水。当组成物以一涂层的方式涂布于一材料表面，并且经过干燥后，此些微细粒子系于材料表面上形成亲水结构的抗雾覆膜。以下提出较佳的实施例作为本发明的详细说明。然而，实施例只是用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。
组成物
本实施例的可形成抗雾覆膜的组成物，其中的成分包括：实质上0.1至10重量份的多个微细粒子；实质上0.1至10重量份的高分子电解质；以及，实质上80至100重量份的水。组成物中，此些微细粒子为不溶于水的纳米粉体，例如氧化硅、氧化铝或氧化锌的纳米粉体。此些微细粒子分散于水中，使得组成物呈现悬浮液(suspension)状态。由于微细粒子的平均粒径会影响悬浮液的混浊度，当平均粒径过大时会造成组成物的透光度下降，特别是应用于透光材料表面时，会影响到光线的穿透率。因此，此些微细粒子的平均粒径的范围是以小于等于50纳米(nanometer)为较佳，使得形成的抗雾覆膜具有良好的光线穿透率。
高分子电解质是用以维持此些微细粒子于水中的分散状态，当组成物的涂层于一材料表面进行干燥时，该高分子电解质可避免微细粒子进一步聚合成长。如此可避免因微细粒子聚集，而于干燥后致使抗雾覆膜出现斑纹、斑点的现象，可维持抗雾覆膜的均匀度，并且保持良好视觉外观。可应用于此的高分子电解质，包括羧基甲基纤维素(carboxymethyl cellulose，CMC)、聚酰丙基胺盐酸(polyallylamine hydrochloride)、多胺高分子(polyamine)及聚丙烯酸胺(polyacrylic amide)。
本实施例的组成物中，水的含量足以使得微细粒子平均散布于组成物中，并且使得组成物于涂布于材料表面上时，具有良好的作业性。组成物中较佳地可应用杂质含量低的水，例如去离子水(deionized water)，避免一般水中较活跃且不稳定的离子(如钙离子、镁离子或铁离子等)导致的沉淀或结块现象，使得形成的抗雾覆膜具有良好的均匀性。
另外，除前述微细粒子、高分子电解质及水之外，本实施例的组成物还可包括实质上1至20重量份的一挥发性溶剂。挥发性溶剂选用不与水产生相分离者为佳，例如乙醇、异丙醇或丙酮等，用以提高组成物于材料表面干燥的效率，增进使用的方便性。再者，组成物中还可有益地包括一功能添加剂。其较佳地选用可溶于水，并且不与组成物中其它成分发生交互作用者，例如香精(perfume)、抗菌剂(antibacterial)或清洁用溶剂(sanitary agent)等。如此当施用组成物于材料表面时，可同时进行杀菌或清洁的动作，且使形成的抗雾覆膜具有芳香或抑菌的效果。
当组成物的涂层于材料表面干燥后，此些微细粒子于材料表面堆栈形成具有多个孔洞的亲水结构的抗雾覆膜。此些孔洞可降低抗雾覆膜对雾滴的接触角，达到抗雾的效果。
纤维织物
依照本发明较佳实施例的组成物，可应用于一纤维织物中。纤维织物包括一基材，其具有多个毛细孔洞(capillary-size pore)，组成物经由此些毛细孔洞润湿(moisturize)基材。基材为一软质且具有吸收性的材料(softabsorbent material)，可应用于此的范例包括一不织布(non-woven fabric)、一编织布料(woven fabric)或一纸巾(paper towel)。以纸巾为例，其包括许多交错的纤维，此些纤维间的空隙形成毛细孔洞。本实施例的悬浮液状的组成物，由此些毛细孔洞吸附于纸巾中。使用者可利用被组成物润湿后的湿纸巾，将组成物涂抹于欲形成抗雾覆膜的材料表面上，具有方便使用的优点。
抗雾覆膜的形成方法
本实施例的形成抗雾覆膜的方法，主要包括形成组成物的涂层于材料表面的步骤。举例来说，组成物可利用前述的湿纸巾直接擦拭材料表面，以涂抹组成物于材料表面上。然而组成物亦可容置于一喷雾罐中，利用罐中的高压气体推送喷洒至材料表面上，抑或利用按压式喷头洒布至材料表面。然于本发明所属技术领域中具通常知识者可知，公知刷涂、浸渍、滚辊或其它均匀涂布液体至表面的方式均可应用于此。此外，依照本发明较佳实施例的组成物，可依照需求涂布于不同的材质表面，以发挥抗雾的功能。实际应用上，组成物可涂布于实质上为平滑并且未经过表面处理，使得微细粒子可附着于其表面的材质，例如眼镜、玻璃窗、镜子、桌面、压克力板、PC塑料板、PET塑料板、食物包装袋或陶瓷等。
组成物的涂层形成于材料表面后，接着较佳地静置材料表面，等待组成物的涂层干燥。然而，亦可根据应用组成物的环境及时机，利用烘烤、风干等方式干燥组成物的涂层。当组成物的涂层干燥时，即当水分或挥发性溶剂等物质蒸散时，此些微细粒子逐渐堆栈于材料表面上。请参照图1，其显示微细粒子堆栈于材料表面的示意图。当水分蒸散时，此些微细粒子11由悬浮分散于水中的状态逐渐累积堆栈至材料表面13上，以形成具有多个孔洞C的抗雾覆膜10。如此使得抗雾覆膜10具有超亲水特性，可拉大雾滴于材料表面13的接触面积，并减小雾滴对于材料表面13的接触角。
另外，由于依照本发明的实施例中，抗雾覆膜10是由纳米等级的微细粒子11堆栈而成，相较于传统利用亲水基化学成分的抗雾覆膜，纳米等级的微细粒子11于材料表面上13具有较佳地附着性，因此多孔结构的抗雾覆膜10不易被冲洗掉，系可达到长久抗雾的效果。再者，于形成组成物的涂层于材料表面13的前，较佳地可先清洁材料表面13，将材料表面13的油脂或灰尘等杂质去除。如此可增进微细粒子11于材料表面13堆栈的一致性，以提升抗雾覆膜10的质量，并增进抗雾效果。
测试结果
请参照图2及图3，其分别显示形成抗雾覆膜前后，材料表面对于雾滴的接触角的照片。此处材料表面是以一玻璃镜面为例，并且藉由涂抹本发明较佳实施例的组成物于材料表面的方式形成抗雾覆膜。如图2所示，在未形成抗雾覆膜前，材料表面对于雾滴的接触角大约为69.58度；当材料表面形成有抗雾覆膜时，材料表面对于雾滴的接触角大约为4.7度，如图3所示。因此，由量测结果可知，当组成物的涂层于材料表面干燥，以形成多孔亲水结构的抗雾覆膜后，可有效降低雾滴的接触角，达到抗雾效果。
另一方面，将本发明较佳实施例的组成物，依照不同组成比例备制为组成物A及组成物B，并且利用组成物A及组成物B进行抗雾耐受性的测试。请参照表1，其显示组成物A及组成物B的成分及比例。组成物A包括10重量份的纳米粉体、10重量份的高分子电解质、10重量份的异丙醇(isopropanol，IPA)以及90重量份的去离子水；组成物B包括10重量份的纳米粉体、10重量份的高分子电解质以及100重量份的去离子水。
表1：
| 组成物A | 组成物B | |
| 纳米粉体(重量份) | 10 | 10 |
| 电解质(重量份) | 10 | 10 |
| 挥发性溶剂(重量份) | 10 | 0 |
| 水(重量份) | 90 | 100 |
抗雾耐受性的测试步骤，首先进行步骤1，将组成物A及组成物B分别涂抹于一2.5(cm)*7.5(cm)的玻璃片上，并且静置阴干。接着进行步骤2，将具有干燥后的组成物的两玻璃片，放置在距离电热水蒸气机台的蒸气喷出口10公分处，使蒸气喷洒于两玻璃片上达10分钟，并用肉眼观察玻璃片上雾气生成的状况。于此耐受性测试中，每日进行一次喷洒蒸气于玻璃片上的动作(步骤2)。另外，于第8天时将已经过7天测试的两玻璃片浸泡于100℃的热水中达10分钟，然后再进行如步骤2所述的喷洒蒸气的动作。请参照表2，其显示抗雾耐受性的测试结果。
表2：
| 天数 | 测试方式 | 组成物A的测试结果 | 组成物B的测试结果 |
| 1 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 2 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 3 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 4 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 5 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 6 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 7 | 水蒸气测试 | OK | OK |
| 8 | 热水浸泡及水蒸气测试 | OK | OK |
| 9 | 水蒸气测试 | Fail | Fail |
由测试结果可知，不论组成物中是否包含加速组成物干燥的挥发性溶剂，本发明的利用纳米粉体堆栈形成多孔亲水结构的抗雾覆膜，可维持大约8天的抗雾效果。由增加抗雾覆膜的耐受性，可大幅减少使用者重复涂布组成物的次数，提升了使用上的方便性，并且相对节省了组成物的用量。
综上所述，虽然本发明已以较佳的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视申请的权利要求范围所界定内容为准。
Claims (25)
1、一种可形成抗雾覆膜的组成物，包括：
实质上0.1至10重量份的复数个微细粒子；
实质上0.1至10重量份的一高分子电解质；以及
实质上80至100重量份的水；
其中，当该组成物的涂层于一材料表面干燥后，该些微细粒子于该材料表面上形成亲水结构的该抗雾覆膜。
2、如权利要求1所述的组成物，其中，该些微细粒子为平均粒径小于等于50纳米的粉体。
3、如权利要求1所述的组成物，其中，该些微细粒子为氧化硅的粉体、氧化铝的粉体或氧化锌的粉体。
4、如权利要求1所述的组成物，其中，该高分子电解质为羧基甲基纤维素、聚酰丙基胺盐酸、多胺高分子(polyamine)或聚丙烯酸胺。
5、如权利要求1所述的组成物，其中，该些微细粒子不溶于水，并且分散于水中，使该组成物呈悬浮液状态。
6、如权利要求5所述的组成物，其中，当该组成物的涂层于该材料表面干燥时，该高分子电解质用以维持该些微细粒子的分散状态。
7、如权利要求1所述的组成物，其中，该组成物包括：
实质上1至20重量份的一挥发性溶剂。
8、如权利要求7所述的组成物，其中，该挥发性溶剂为乙醇、异丙醇或丙酮。
9、如权利要求1所述的组成物，其中，该抗雾覆膜由该些微细粒子堆栈而成，并且具有复数个孔洞。
10、如权利要求1所述的组成物，其中，该组成物包括：
实质上0.1至10重量份的一功能添加剂。
11、如权利要求10所述的组成物，其中，该功能添加剂为香精、抗菌剂或清洁用溶剂。
12、一种纤维织物，包括：
一基材，具有复数个毛细孔洞；以及
一组成物，可形成一抗雾覆膜，该组成物由该些毛细孔洞润湿该基材，该组成物包括：
实质上0.1至10重量份的复数个微细粒子；
实质上0.1至10重量份的一高分子电解质；及
实质上80至100重量份的水；
其中，当该组成物的涂层于一材料表面干燥后，该些微细粒子于该材料表面上形成亲水结构的该抗雾覆膜。
13、如权利要求12所述的组成物，其中，该些微细粒子为平均粒径小于等于50纳米的粉体。
14、如权利要求12所述的纤维织物，其中，该些微细粒子为氧化硅的粉体、氧化铝的粉体或氧化锌的粉体。
15、如权利要求12所述的纤维织物，其中，该高分子电解质为羧基甲基纤维素、聚酰丙基胺盐酸、多胺高分子或聚丙烯酸胺。
16、如权利要求12所述的纤维织物，其中，该组成物包括：
实质上1至20重量份的一挥发性溶剂。
17、如权利要求16所述的纤维织物，其中，该挥发性溶剂为乙醇、异丙醇或丙酮。
18、如权利要求12所述的纤维织物，其中，该抗雾覆膜由该些微细粒子堆栈而成，并且具有复数个孔洞。
19、如权利要求12所述的纤维织物，其中，该组成物包括：
实质上0.1至10重量份的一功能添加剂。
20、如权利要求19所述的纤维织物，其中，该功能添加剂为香精、抗菌剂或清洁用溶剂。
21、如权利要求12所述的纤维织物，其中，该基材为一软质吸收性材料。
22、如权利要求21所述的纤维织物，其中，该基材为一不织布、一编织布料或一纸巾。
23、一种形成抗雾覆膜的方法，包括：
形成一组成物的涂层于一材料表面，该组成物包括实质上0.1至10重量份的复数个微细粒子、实质上0.1至10重量份的一高分子电解质及实质上80至100重量份的水；
其中，当该组成物的涂层干燥后，该些微细粒子堆栈于该材料表面上，以形成亲水结构的该抗雾覆膜。
24、如权利要求23所述的方法，其中，该些微细粒子分散于该组成物中，当该组成物的涂层干燥时，该高分子电解质用以维持该些微细粒子的分散状态。
25、如权利要求23所述的方法，其中，该抗雾覆膜是以具有复数个孔洞的方式形成。
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- 2007-11-27 CN CNA2007101934600A patent/CN101445680A/zh active Pending
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