CN1824885A - 具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，其中，具有保护膜的光触媒涂层纤维包括有：一纤维基材、一下层保护膜、一光催化剂涂层及一上层保护膜，而该保护膜为一醇类基底化合物的溶剂直接涂浸于纤维上，以形成一下层保护膜，之后再将光催化剂溶液涂敷至下层保护膜上，以形成一层光催化剂涂层，下层保护膜能防止纤维被光催化剂分解，最后再于光催化剂涂层涂布一上层保护膜，使光催化剂涂层赋予纤维光催化作用时，能大幅降低污垢的附着力。

Description

具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，特别是指一种纤维的基材表面与光催化剂涂层上，涂布有一醇类基底化合物的保护膜涂层纤维。

背景技术

目前，市场上已有的纤维、有机物或金属的光触媒披覆构造如台湾第091202434号专利案，其主要构成特征为：一种纤维、有机物或金属的光触媒披覆构造，在纤维、有机物或金属等物质的基材表面与光触媒溶凝胶层间，披覆间隔有一纳米(nm)级二氧化硅溶凝胶层；而其构成上的主要缺点为：该光触媒溶凝胶层在进行催化作用时会逐渐分解纤维、有机物等物质的基材表面。

关于具有紫外线遮蔽效果的纤维及其织物的先前技术，请另参考台湾专利第091110433号专利案，其构成特征为：一种具紫外线遮蔽效果的聚酯纤维，其特征在于聚酯纤维中添加有0.5～1.0重量％且平均粒径为1～100纳米(nm)的具紫外线反射效果的无机二氧化钛微粒子，其中所添加的无机二氧化钛微粒子以三聚磷酸钾为分散剂。上述的技术存在的问题仍然是光触媒在进行催化作用时会逐渐分解纤维、有机物等物质的基材表面。

发明内容

本发明的目的是提供一种能利用特定波长的光源能量来让光催化剂涂层产生催化作用的光触媒涂层纤维。

本发明的次一目的是提供一种具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，其光触媒在吸收光源能量后能产生氧化作用，这种氧化作用可将纤维材质外围的异味分解成二氧化碳分子及水分子，并可半永久性的持续着。

本发明的另一目的是提供一种光触媒涂层纤维在光源能量照射后能增强光触媒的亲水性，使附着于纤维上的水份能渗入污垢与光触媒的界面，以大幅降低污垢的附着力。

为实现上述目的，本发明采取技术方案：一种具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，包括下列步骤：

(A)至少一种移动性流体醇类基底化合物的溶剂，完整涂布于纤维基材表面；

(B)经加热于纤维基材，使纤维基材表面反应形成一二氧化硅为主的反应生成物；

(C)沉淀聚积至少一部份反应生成物于纤维基材表面上，以形成下层保护膜于其纤维基材上；

(D)至少一种流体光催化剂溶液，完整涂布于下层保护膜表面；

(E)沉淀聚积至少一部份光催化剂溶液，以使进行干燥，固结于下层保护膜表面上，以形成光催化剂涂层于下层保护膜上；

(F)至少一种移动性流体醇类基底化合物的溶剂，完整涂布于光催化剂涂层表面；

(G)经加热使光催化剂涂层表面反应形成一二氧化硅为主的反应生成物；

(H)沉淀聚积至少一部份反应生成物于光催化剂涂层表面上，以形成上层保护膜于光催化剂涂层上。

本发明由于采取以上设计，其具有以下优点：1、本发明中，由于在纤维基材和光催化剂涂层之间设置了下层保护膜，该下层保护膜能完全隔绝纤维基材与光催化剂的接触，并防止纤维基材被光催化剂分解氧化。2、本发明中，在光催化剂涂层表面上又设置了一上层保护膜，该上层保护膜不但可以保护光催化剂涂层，更可以提供污垢的附着力大幅降低的功能。3、本发明还可以半永久性的以氧化作用将纤维材质外围的异味持续分解成二氧化碳分子及水分子。

附图说明

图1为本发明中具有保护膜的光触媒涂层纤维的端面放大示意图；

图2为本发明纤维表面与光触媒保护薄膜的局部示意图；

图3为光线照射产生纤维表面氧化还原反应示意图；

图4为纤维涂布保护膜与光触媒涂层的外观示意图；

图5为本发明具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1～图5，本发明所提供的具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，其中，光催化剂3主要以5～30纳米二氧化钛(TiO₂)材料31，加铜颗粒32做光催化剂3涂布在人造纤维、天然纤维及合成纤维的基材表面，以增进纳米二氧化钛材料31光触媒催化能力，此负载在纳米二氧化钛材料31表面的铜颗粒32，可以引导电子6，大幅降低二氧化钛电子6及电洞7对的再结合，大大提升阳光中紫外线或强光或光源能量5吸收效率。

二氧化钛材料31利用所产生的电洞7的氧化力及电子6的还原力和表面接触的二氧化碳分子及水分子发生作用，产生氧化力极强的自由基，而进行杀菌、除臭、分解有机物等作用。再者，由于纳米二氧化钛材料31光触媒具备无色、无味及无毒的特性，此种光触媒本身并不参与反应，所以永不损耗，在光催化的物理反应中，效能特别突出，而且强力分解空气中各种有害物质与有机物。

然而，用合成方法制成的纤维或以天然聚合物为原料，或经化学处理和机械加工而制得的纤维，其纤维基材1本身也为有机物，故纳米二氧化钛材料31涂浸在纤维基材1表面后，该再生材质或合成材质的纤维基材1也将被其分解，本发明的关键在于为避免在光催化的物理反应中，该纤维基材1被氧化分解，因而在含二氧化钛材料31的光催化剂3涂布于纤维基材1前，先行在纤维基材1上涂布一移动性流体的醇类基底(base)化合物的保护膜，并经80～180℃加热以于纤维基材1表面反应形成一坚固不易脱落且以二氧化硅(SiO₂)为主的反应生成物，并使至少一部份反应生成物沉淀聚积于纤维基材1表面上以形成下层保护膜2，该下层保护膜2能完全隔绝纤维基材1与光催化剂3的接触，并防止纤维基材1被光催化剂3分解氧化。

本发明的保护膜为一醇类基底化合物的溶剂直接涂布或涂浸于纤维基材1上，并经80～180℃加热以于纤维基材1表面形成一坚固不易脱落的下层保护膜2，之后再将流体光催化剂3溶液，完整涂敷至下层保护膜2上，使至少一部份光催化剂3溶液沉淀聚积、干燥及固结于下层保护膜2表面上，以形成一光催化剂3涂层于下层保护膜2上，且光催化剂3涂层足以赋予纤维基材1光催化作用，最后再将一移动性流体的醇类基底化合物的溶剂再次涂布于光催化剂3涂层表面上，并再经80～180℃加热使光催化剂3涂层表面反应形成一二氧化硅为主的反应生成物，其使至少一部份反应生成物沉淀聚积于光催化剂3涂层表面上以形成一上层保护膜4，而上层保护膜提供污垢的附着力大幅降低的功能。

请参阅图5，为本发明的具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，其步骤如后：

(A)至少一种移动性流体醇类基底化合物的溶剂，完整涂布于纤维基材1表面；

(B)经80～180℃温度加热于纤维基材1，使纤维基材1表面反应形成一二氧化硅(SiO2)为主的反应生成物；

(C)沉淀聚积至少一部份反应生成物于纤维基材1表面上，以形成下层保护膜2于纤维基材1上；

(D)至少一种流体光催化剂3溶液，完整涂布于下层保护膜2表面；

(E)沉淀聚积至少一部份光催化剂3溶液，以使进行干燥，固结于下层保护膜2表面上，以形成光催化剂3涂层于下层保护膜2上；

(F)至少一种移动性流体醇类基底化合物的溶剂，完整涂布于光催化剂3涂层表面；

(G)经80～180℃温度加热，使光催化剂3涂层表面反应形成一二氧化硅为主的反应生成物；

(H)沉淀聚积至少一部份反应生成物于光催化剂3涂层表面上，以形成上层保护膜4于光催化剂3涂层上。

请参阅图3，为光线照射于产生纤维表面氧化还原反应示意图，当阳光或紫外线照射纤维表面时，被其吸收产生电子6及电洞7，而反应空气中水分、氧气成活性氧O₂-及氢氧自由基OH，如此不断的氧化还原反应，不断的吸收阳光、紫外线或光源能量5照射，反应空气中的水分、氧气。

综上所述，本发明较传统的物品具有如下的特点及功效：

1、可半永久性的以氧化作用将纤维材质外围的异味持续分解成二氧化碳分子及水分子。

2、可大幅降低纤维材质上污垢的附着力。

3、可防止纤维材质被光催化剂氧化。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，故举凡依据本发明权利要求范围所做的等效变化，理应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，包括下列步骤：

(A)至少一种移动性流体醇类基底化合物的溶剂，完整涂布于纤维基材表面；

(B)经加热于纤维基材，使纤维基材表面反应形成一二氧化硅为主的反应生成物；

(C)沉淀聚积至少一部份反应生成物于纤维基材表面上，以形成下层保护膜于其纤维基材上；

(D)至少一种流体光催化剂溶液，完整涂布于下层保护膜表面；

(E)沉淀聚积至少一部份光催化剂溶液，以使进行干燥，固结于下层保护膜表面上，以形成光催化剂涂层于下层保护膜上；

(F)至少一种移动性流体醇类基底化合物的溶剂，完整涂布于光催化剂涂层表面；

(G)经加热使光催化剂涂层表面反应形成一二氧化硅为主的反应生成物；

(H)沉淀聚积至少一部份反应生成物于光催化剂涂层表面上，以形成上层保护膜于光催化剂涂层上。

2、根据权利要求1所述的具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，其特征在于：所述醇类基底化合物涂布后，经80～180℃温度加热，以形成一反应生成物。

3、根据权利要求1所述的具有保护膜的光触媒涂层纤维的制造方法，其特征在于：所述光催化剂以5～30纳米二氧化钛材料与铜颗粒所形成。

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