CZ295546B6 - Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem a zařízení k jeho provádění Download PDF

Info

Publication number
CZ295546B6
CZ295546B6 CZ2001378A CZ2001378A CZ295546B6 CZ 295546 B6 CZ295546 B6 CZ 295546B6 CZ 2001378 A CZ2001378 A CZ 2001378A CZ 2001378 A CZ2001378 A CZ 2001378A CZ 295546 B6 CZ295546 B6 CZ 295546B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
substrate
heating
metal oxide
photocatalytic
photocatalyst
Prior art date
Application number
CZ2001378A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2001378A3 (cs
Inventor
Hideki Kobayashi
Yoshimitsu Saeki
Shinji Tanaka
Yasushi Nakashima
Yoshitaka Mayumi
Original Assignee
Toto Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd. filed Critical Toto Ltd.
Publication of CZ2001378A3 publication Critical patent/CZ2001378A3/cs
Publication of CZ295546B6 publication Critical patent/CZ295546B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/34—Mechanical properties
    • B01J35/36—Mechanical strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
    • B01J35/395—Thickness of the active catalytic layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/70—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their crystalline properties, e.g. semi-crystalline
    • B01J35/77—Compounds characterised by their crystallite size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5041—Titanium oxide or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87—Ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/34—Mechanical properties
    • B01J35/38—Abrasion or attrition resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/212—TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/229—Non-specific enumeration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/71—Photocatalytic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2038—Resistance against physical degradation
    • C04B2111/2061—Materials containing photocatalysts, e.g. TiO2, for avoiding staining by air pollutants or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem, spočívá v tom, že se na povrch substrátu nanese přípravek k povlékání s obsahem fotokatalyzátoru ve formě fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu, načež se povrch povlečeného substrátu rychle zahřeje k fixaci fotokatalytického oxidu kovu na povrch substrátu. Povrch substrátu se rychle zahřeje na teplotu 100 až 800 .degree.C pomocí vyhřívacích prvků s přívodem tepla na jednotku plochy alespoň 120 MJ/m.sup.2.n..h při vzdálenosti mezi vyhřívacím prvkem a povrchem substrátu 5 až 300 mm a při době rychlého zahřívání 2 až 60 s. Zařízení obsahuje alespoň povlékací ústrojí (8) pro nanesení povlaku fotokatalyzátoru na povrch substrátu a zahřívací zařízení (9) pro rychlé zahřátí povrchu substrátu (23), opatřeného povlakem fotokatalyzátoru k fixaci fotokatalytického oxidu kovu na povrch substrátu (23). Zahřívací zařízení (9) pro rychlé zahřátí je tvořeno alespoň vyhřívacím prvkem (21) s přívodem tepla na jednotku plochy alespoň 120 MJ/m.sup.2.n..h při vzdálenosti mezi vyhřívacím prvkem (21) a povrchem substrátu (23) 5 až 300 mm, dále zahřívací zařízení (9) obsahuje materiál (22), odolný proti působení tepla, který obklopuje vyhřívací prvek (21) za vzniku vyhřívaného prostoru, přídržné prostředky pro udržení substrátu (23) ve vyhřívaném prostoru po dobu 2 až 60 sekund, vstup (24) pro přívod substrátu (23) do vyhřívaného prostoru a výstup (25) pro odstranění substrátu (23) z tohoto prostoru.ŕ

Description

Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Předložené řešení se týká způsobu výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem, například s antimikrobiální nebo baktericidní účinností, dezodorační účinností a podobně pro použití ke zpracování odpadních vod, čištění škodlivých plynů a podobně. Vynález se rovněž týká zařízení k provádění uvedeného způsobu.
Dosavadní stav techniky
V posledních letech se stává sociálním problémem znečištění životního prostředí, například znečištění vod odpadními vodami z domácností, průmyslovými odpadními vodami a podobně. Tyto vody se obvykle projevují nepříjemným zápachem nebo jsou kontaminovány bakteriemi a také množství plísní v životním a pracovním prostředí se v posledních letech podstatně zvýšilo.
Vzhledem k tomu se zvýšil také zájem o fotokatalyzátory jako o materiály, které po osvětlení vyvolávají adsorpci molekul kyslíku na bakterie, plísně a organické sloučeniny, například sloučeniny s nepříjemným zápachem nebo mohou vyvolat desorpci molekul kyslíku a urychlit rozklad organických látek, převážně oxidací. Byla prováděna řada pokusů fixovat fotokatalyzátor na povrchu substrátu tak, aby bylo tento povrch možno udržet bez kontaminace bakteriemi nebo škodlivými látkami.
Mezinárodní přihláška WO 96/29375 uvádí, že povrch vrstvy s obsahem fotokatalyzátoru na povrchu substrátu je vysoce hydrofílní, úhel styku s vodou je například nejvýš 10° při fotoexcitaci fotokatalyzátoru. Tuto vlastnost je možno využít při zábraně zamlžení průhledných materiálů, jako je sklo, čočky a zrcadla, ke zlepšení čištění vodou včetně deště na povrchu různých předmětů a k dalším účelům.
Funkční materiály s využitím funkce fotokatalyzátoru byly až dosud vyráběny tak, že byla vytvořena kapalina, obsahující fotokatalytický oxid kovu nebo prekurzor fotokatalytického oxidu kovu, tato tekutina byla nanesena ve formě povlaku, který byl pak usušen nebo sintrován. Například je možno sol oxidu titaničitého, připravený z alkoxidu titaničitého a alkoholaminu nebo sol, připravený dispergováním částic TiO2, ZnO, SrTiO3 a podobně ve vodném rozpouštědle nanášet na povrch substrátu s následným sušením nebo sintrováním. Jak je uvedeno v japonském patentovém spisu JP 2517874, spočívá způsob výroby funkčních materiálů vtom, že se na substrát nanese sol oxidu titaničitého ve formě povlaku, povlečený substrát se zahřívá tak, že se teplota postupně zvyšuje od teploty místnosti až do konečné teploty 600 až 700 °C k vypálení, čímž je fotokatalyzátor fixován na substrát.
Podobný postup je popsán v dokumentu US 5 658 841, který odpovídá dokumentům JP ΙΟΙ 80118 a JP 08-318166, v tomto případě se na substrát rovněž nanese sol oxidu titaničitého, zinečnatého, zirkoničitého nebo wolframového a substrát se zahřívá na teplotu 250 až 800 °C po poměrně dlouhou dobu až 30 minut.
Podle dokumentu JP 09-040872 se při podobném postupu nanáší prostředek, obsahující A) oxid titaničitý, B) organokovovou sloučeninu, C) organické vodné rozpouštědlo, D) sloučeninu kovu nebo halogenidový ion a E) dispergační činidlo.
Dokument JP 10-1879 popisuje tkaninu, s výhodou polyesterovou, která je impregnována v roztoku zesítěné silikonové pryskyřice ve směsi s oxidem titaničitým. Získá se tkanina s deodoračními, antimikrobiálními a protiplísňovými vlastnostmi.
-1 CZ 295546 B6
Podle JP 08-131841 uvádí, že na povrchu substrátu je možno jako fotokatalyzátor použít částice kovu ze skupiny Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Co nebo Fe, vázané na fotokatalytické částice.
V dokumentu JP 09-56792 se popisuje reakční produkt křemičitanu alkalického kovu a soli Ba, Ca, Al, Mg. Zn, Ti nebo Zr ve vodném roztoku jako pojivo ve fotoreaktivním granulátu, vytvořeném z fotoreaktivního polovodiče a nosiče.
Podstata vynálezu
Nyní bylo zjištěno, že funkční materiály s uspokojivým fotokatalytickým účinkem je možno účinně získat rychlým zahříváním. Dále bylo zjištěno, že rychlé zahřívání bezprostředně po výrobě substrátu může vést k získání funkčních materiálů s dokonalejším fotokatalytickým účinkem.
Vynález si tedy klade za úkol navrhnout způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem s dostatečnou fotokatalytickou účinností. Cílem vynálezu je rovněž navrhnout zařízení k provádění tohoto způsobu.
Podstatu vynálezu tvoří způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem, při němž se na povrch substrátu nanese přípravek k povlékání s obsahem fotokatalyzátoru ve formě fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu, načež se povrch povlečeného substrátu rychle zahřeje k fixaci fotokatalytického oxidu kovu na povrch substrátu, postup spočívá v tom, že se povrch substrátu rychle zahřeje na teplotu 100 až 800 °C pomocí vyhřívacích prvků s přívodem tepla na jednotku plochy alespoň 120MJ/m2.h při vzdálenosti mezi vyhřívacím prvkem a povrchem substrátu 5 až 300 mm a při době rychlého zahřívání 2 až 60 s.
Součást podstaty vynálezu tvoří také zařízení k provádění uvedeného způsobu, obsahující alespoň povlékací ústrojí pro nanesení povlaku fotokatalyzátoru s obsahem oxidu fotokatalytického kovu a/nebo prekurzoru oxidu fotokatalytického kovu na povrch substrátu a zahřívací zařízení pro rychlé zahřátí povrchu substrátu, opatřeného povlakem fotokatalyzátoru k fixaci fotokatalytického oxidu kovu na povrch substrátu, přičemž zahřívací zařízení pro lychlé zahřátí je tvořeno alespoň vyhřívacím prvkem s přívodem tepla na jednotku plochy alespoň 120 MJ/m2.h při vzdálenosti mezi vyhřívacím prvkem a povrchem substrátu 5 až 300 mm, přičemž tato vzdálenost je pevná nebo měnitelná, dále zahřívací zařízení obsahuje materiál, odolný proti působení tepla, který obklopuje vyhřívací prvek za vzniku vyhřívaného prostoru, přídržné prostředky pro udržení substrátu ve vyhřívaném prostoru po dobu 2 až 60 sekund, vstup pro přívod substrátu do vyhřívaného prostoru a výstup pro odstranění substrátu z tohoto prostoru.
Způsobem podle vynálezu a při použití zařízení podle vynálezu je možno bezpečně fixovat fotokatalytický oxid kovu v krátké době na povrch substrátu a současně je možno získat funkční materiál, jehož povrch je velmi hladký, má vysokou fotokatalytickou účinnost, dobrou odolnost proti otěru a odolnost proti působení chemických látek. Mimo to je možno způsobem podle vynálezu při použití zařízení podle vynálezu snížit rozměry celého zařízení a zjednodušit celý postup za současné úspory místa. Vzhledem ke zkrácení doby zahřívání je také možno snížit náklady na celý postup a také snížit množství odpadních plynů.
Vynález bude dále popsán v souvislosti s přiloženými výkresy.
Přehled obrázků na výkresech
Na obr. l(a) a l(b) jsou znázorněny diagramy, týkající se jednoho z provedení způsobu pro výrobu funkčních materiálů s fotokatalytickým účinkem podle vynálezu. Vrstva 2a povlaku
-2CZ 295546 B6 s obsahem fotokatalyzátoru na substrátu 1 se rychle zahřeje za vzniku tenké vrstvy 2b. která dodává substrátu 1 fotokatalytickou účinnost.
Na obr. 2(a) a 2(b) jsou znázorněny diagramy jiného provedení způsobu podle vynálezu pro výrobu funkčního materiálu s fotokatalytickou účinností. Po rychlém zahřátí vrstvy 2a povlékacího materiálu s obsahem fotokatalyzátoru a vrstvy 4a pojivá a rozpouštědla, nanesené na substrát 1 se převede vrstva 2a na tenkou vrstvu 2b, která dodává substrátu 1 fotokatalytickou účinnost, kdežto vrstva 4a je převedena na vrstvu 4b, obsahující nezesítěný kyslík a přispívající khydrofilní povaze povrchu.
Na obr. 3 je znázorněn diagram pro další provedení způsobu výroby funkčního materiálu podle vynálezu. Jde o zařízení pro výrobu keramiky jako substrátu. Toto zařízení je tvořeno tvarovacím prvkem 5, prvkem 6 pro nanesení polevy a vypalovacím zařízením 7. Zařízení podle vynálezu je zařazeno za zařízení pro přípravu substrátu tak, aby bylo možno celý postup provádět kontinuálně. Zařízení podle vynálezu je tvořeno povlékacím ústrojím 8 pro nanesení kapalného prostředku s obsahem fotokatalyzátoru, zahřívacím zařízením 9 pro rychlé zahřátí substrátu a chladicím zařízením 10 pro chlazení substrátu pro zahřátí, mimo to je zařízení opatřeno transportním zařízením 16, upraveným tak, zeje možno substrát kontinuálně přepravovat všemi částmi popsaného zařízení.
Na obr. 4 je znázorněn schematicky diagram struktury zahřívacího zařízení 9, znázorněného jako součást zařízení z obr. 3. Zahřívací zařízení 9 je tvořeno vyhřívacím prvkem 21, materiálem 22, odolným proti působení tepla a překrývajícím vyhřívací prvek 21 za vzniku prostoru se zvýšenou teplotou, dále je znázorněno transportní zařízení 16, na němž je uložen substrát 23, který má být zahříván a je prostorem posunován ve směru šipky A. Znázorněn je vstup 24 pro přívod substrátu 23 do vyhřívaného prostoru a výstup 25 pro odvádění substrátu 23 z uvedeného prostoru.
Na obr. 5 je znázorněn diagram dalšího provedení zařízení podle vynálezu. Toto zařízení má obdobnou konstrukci jako zařízení z obr. 3 s tím rozdílem, že obsahuje předehřívač 11 pro předehřátí povrchu substrátu před nanesením povlaku s obsahem fotokatalyzátoru a sušicí zařízení 12 pro sušení povlečeného substrátu s naneseným povlakem s obsahem fotokatalyzátoru.
Způsob výroby funkčního materiálu (a) Substrát
Jak již bylo uvedeno, týká se vynález způsobu výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem. V důsledku fotokatalytického účinku mohou různé substráty nabývat různé funkce. Jde například o hydrofílnost, antimikrobiální účinnost, zábranu znečištění, účinnost proti řasám, zábranu zamlžení, schopnost převádět NOx a antistatické vlastnosti. To znamená, že „funkční materiál“, získaný způsobem podle vynálezu je materiál, který byl v důsledku fotokatalytického účinku pozměněn tak, že nabývá alespoň jednu další funkci ze svrchu uvedených funkcí. Substráty, které je možno způsobem podle vynálezu modifikovat, zahrnují kovy, anorganické materiály, organické materiály a různé složené materiály z těchto materiálů. Může jít o materiály pro použití v místnostech, vně budov, dlaždice, nádobí, sanitární potřeby, desky z křemičitanu vápenatého, cementové desky a další stavební materiály, keramické desky, polovodiče a jiné nové keramické materiály, izolační materiály, sklo, zrcadla, dřevěné výrobky a výrobky z pryskyřice.
(b) Prostředky pro nanášení fotokatalyzátoru
Při provádění způsobu podle vynálezu se prostředky pro nanášení fotokatalyzátoru nejprve nanesou na substrát. Uvedené prostředky obsahují fotokatalytický oxid kovu a/nebo prekurzor fotokatalytického oxidu kovu.
-3CZ 295546 B6
Pod pojmem „fotokatalytický oxid kovu“ se v průběhu přihlášky rozumí takový materiál, který po expozici světlu nebo po excitaci světla s vysokou energií, například při krátkých vlnových délkách s vyšší energií, než je štěrbina mezi vodivým pásem a valenčním pásem krystalu, může vyvolat excitaci elektronů ve valenčním pásu za vzniku vodivých elektronů a děr. Fotokatalytický oxid kovu rozkládá organické sloučeniny pomocí redox reakce nebo může být příčinou velmi vysokého stupně hydrofilnosti v důsledku adsorpce molekul vody s atmosféry. Podle výhodného provedení vynálezu se fotokatalytický oxid kovu volí ze skupiny TiO2, ZnO, SnO2, SrTiO2, WO3, BÍ2O3, Fe2O3 a V2O5.
Podle vynálezu může prostředek k povlékání s obsahem fotokatalyzátoru obsahovat prekurzor fotokatalytického oxidu kovu. Pod pojmem „prekurzor fotokatalytického oxidu kovu“ se v průběhu přihlášky rozumí sloučenina, kterou je možno převést na fotokatalytický oxid kovu dále uvedeným rychlým zahřátím. Podle výhodného provedení vynálezu je možno použít prekurzory fotokatalytického oxidu kovu ze sloučenin, které obsahují alespoň jeden kov ze skupiny titan, zinek, cín, stroncium, wolfram, bizmut, železo a vanad, tyto sloučeniny je možno rychlým zahřátím převést na odpovídající fotokatalytické oxidy kovů.
Podle výhodného provedení vynálezu obsahuje prostředek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru také pojivo. Přidávání pojívaje výhodné z toho důvodu, že fotokatalytický oxid kovu může být pevněji fixován na povrch substrátu. Jako specifický příklad výhodných pojiv, použitelných při provádění způsobu podle vynálezu je směs alespoň jedné látky ze skupiny anorganických oxidů, prekurzorů filmu ze silikonové pryskyřice, schopných vytvořit takový film a prekurzorů filmu oxidu křemičitého, schopných vytvořit takové filmy, spolu s rozpouštědlem. Jako další příklady výhodných pojiv je možno uvést křemičitany alkalických kovů, které je možno vyjádřit obecným vzorcem Me2O.nSiO2, kde Me znamená alkalický kov, může jít například o vodní sklo, křemičitan draselný, lithný nebo sodný a oxid křemičitý. Dále je možno použít směsi takových pojiv s křemíkem, hliníkem, draslíkem, lithiem, sodíkem, ceziem, vápníkem, hořčíkem, titanem, fosforem, borem, zirkonem nebo lanthanidy, například cer. Sloučeniny křemíku, hliníku, draslíku, lithia, sodíku, cezia, vápníku, hořčíku, fosforu, boru, zirkonu a ceru jsou například sloučeniny typu MO, MOH, MX nebo MOR, kde M znamená některý ze svrchu uvedených prvků, X znamená atom halogenu a R znamená alkylovou skupinu. Jako specifické příklady těchto sloučenin je možno uvést SiO2, SiO3, Si(OH), A1(OH)3, T1CI4 a Ti(OC3H7)4. Při použití těchto směsí jako pojiv je možno připravit funkční materiály s dobrým fotokatalytickým účinkem. Zejména je možno připravit materiály s vysokou úrovní hydrofilnosti i ve tmavých prostorech, takže je možno například odstranit olejové skvrny snadno při použití vody. Dále je možno připravit funkční materiály s negativně nabitým povrchem. Dalšími funkčními materiály, které je možno získat, jsou materiály s malým poločasem povrchového náboje, s výhodou nejvýš 10 s. Mimo to jsou takto zpracované povrchy velmi pevné, takže mají ve výhodném provedení tvrdost nejméně 2H, uvedeno ve stupnici, používané pro tužky a také funkční materiály, které jsou velmi odolné proti působení fyzikálních i chemických vlivů.
Prekurzor křemičitanu alkalického kovu je možno použít spolu s křemičitanem alkalického kovu nebo místo něj. Prekurzorem křemičitanu alkalického kovu může být například hydroxid lithný, draselný, sodný a křemičitý.
Podle výhodného provedení vynálezu se koncentrace fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzorů fotokatalytického oxidu kovu v prostředku pro nanášení povlaku s výhodou pohybuje v rozmezí 0,001 až 35 % hmotnostních, zvláště 0,1 až 10 % hmotnostních, vztaženo na podíl pevných látek. Při použití vyšší koncentrace v uvedeném rozmezí se zejména získají fotokatalytické povrchy s vysokou pevností při zachování fotokatalytického účinku. Mimo to jsou takto zpracované povrchy hladké a lesklé.
Fotokatalytický povlak může vytvořit na povrchu funkčního materiálu velké množství nezesítěného kyslíku, jak bude dále podrobněji popsáno. Pod pojmem „nezesítěný kyslík“ se rozumí dále uvedené podmínky. Ve velké části pojivá je sloučenina M-OH, kde M znamená kov, jako
-4CZ 295546 B6 křemík, titan, hliník, zirkon, cín, tantal a bizmut, zesítěná rychlým zahříváním za vzniku vazeb M-O-M. Tím dochází ke vzestupu molekulové hmotnosti a pojivo je spolu s fotokatalytickým oxidem kovu fixováno na povrch substrátu. V tomto případě je část sloučeniny typu M-OH zařazena do molekul výsledného polymeru, aniž by došlo ke vzniku vazeb M-O-M. Tato část sloučenin M-OH je iontově vázána na další ionty, například na ionty sodíku, přítomné ve fotokatalytickém povlaku za vzniku vazeb typu M-CTX+, kde X znamená kation, například kation sodíku, tuto vazbu je možno reverzibilně převést zpět na M-OH. Mimo to bylo zjištěno, že po rychlém zahřátí, které bude dále popsáno, dochází při styku s molekulami vody ze vzduchu k rychlé disociaci vazeb M-O-M na vazby M-OH. V průběhu přihlášky se pod vazbami M-OH a M-O“X+ rozumí nezesítěný kyslík. Nezesítěný kyslík má vysokou afinitu pro molekuly vody a je dokonce schopen zařadit molekuly vody ze vzduchu do povrchu substrátu. Mimo to po styku povrchu substrátu s vodou se nezesítěný kyslík přednostně váže na molekuly vody ve srovnání s vazbou na molekuly, přítomné na povrchu substrátu před stykem s vodou. Tím dochází k náhradě molekul, přítomných na povrchu substrátu před stykem s vodou za molekuly vody.
V důsledku toho jsou molekuly, které byly přítomny na povrchu před stykem s vodou z povrchu substrátu odstraněny. Tímto způsobem přítomnost nezesítěného kyslíku na povrchu substrátu přispívá k velmi vysokému stupni hydrofilnosti povrchu substrátu spolu s hydrofilností, vytvořenou působením fotokatalytického oxidu kovu. Tento vysoký stupeň hydrofilnosti poskytuje tu výhodu, že je z povrchu substrátu možno odstranit snadno vodou nejen hydrofílní skvrny nebo nečistoty, nýbrž také lipofílní skvrny nebo nečistoty.
Podle výhodného provedení vynálezu obsahuje prostředek pro nanášení fotokatalytického povlaku pojivo v množství 0,001 až 100 hmotnostních dílů, zvláště 0,1 až 5 hmotnostních dílů, vztaženo na 1 hmotnostní díl fotokatalytického oxidu kovu a prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu.
V případě, že množství pojivá a množství fotokatalytického oxidu kovu splňuje svrchu uvedené vztahy, není teplota, nezbytná pro rychlé zahřívání příliš vysoká. Mimo to mají takto připravené funkční materiály velmi dobré vlastnosti.
Podle výhodného provedení vynálezu mohou prostředky pro nanášení fotokatalytických povlaků dále obsahovat kov a/nebo oxid kovu, například alespoň jeden kov ze skupiny měď, stříbro, nikl, železo, zinek, platina, zlato, rhodium, vanad, chrom, kobalt, mangan, wolfram, niob, antimon, kovy platinové skupiny a oxidy svrchu uvedených kovů. Výhodným příkladem kovu a oxidu kovu může být alespoň jeden člen ze skupiny měď, stříbro, platina, kobalt, železo, nikl, oxid měďný, oxid stříbrný, zlato, zinek, chrom, mangan a molybden. Přidáním kovu nebo oxidu kovu k prostředku pro nanášení fotokatalytických povlaků vede k vytvoření filmu, který může ničit bakterie a plísně, uložené na povrch substrátu, a to i v tmavém prostředí. Mimo to je výhodné také přidávání kovu ze skupiny platiny, jako platiny, palladia, ruthenia, rhodia nebo iridia a osmia nebo oxidů těchto kovů vzhledem k tomu, že tyto kovy mohou zvýšit redox účinnost fotokatalyzátoru a v důsledku toho mohou také zlepšit rozklad organických skvrn nebo nečistot a rozklad škodlivých plynů nebo nepříjemných pachů. Dalším výhodným příkladem oxidu kovu může být alespoň jeden člen ze skupiny oxidů křemíku, hliníku, draslíku, lithia, sodíku, cezia, rubidia a francia. Při přidávání těchto oxidů kovů je možno získat film se zvýšenou hydrofilností. V tomto případě může mít přidaný oxid kovu také funkci pojivá.
Podle výhodného provedení vynálezu se kovy a oxidy kovů ukládají na povrch fotokatalytického oxidu kovu. Kovy a oxidy kovů mohou být ukládány na povrch fotokatalytického oxidu kovu například tak, že se sůl kovu, jako dusičnan stříbrný nebo octan měďnatý přidá k sólu částic fotokatalyzátoru a směs se ozáří ultrafialovým světlem nebo podobným zářením k předběžnému fotoreduktivnímu fixování kovu na povrch částic fotokatalyzátoru. Je také možno použít fixace částic fotokatalyzátoru na povrch substrátu s následným vytvořením povlaku soli kovu, například dusičnanu stříbrného nebo octanu měďnatého, vytvořený povlak se pak ozáří ultrafialovým světlem nebo podobným zářením, čímž se kov uloží na povrch fotokatalyzátoru v pozdějším stupni, neboje také možno dopovat fotokatalyzátor některým z uvedených kovů.
-5CZ 295546 B6
Podle výhodného provedení vynálezu obsahuje prostředek pro nanášení povlaku fotokatalyzátoru také smáčedlo. Přidávání smáčedla dovoluje rovnoměrně rozprostřít prostředek pro ukládání povlaku fotokatalyzátoru na povrch substrátu.
Podle velmi výhodného provedení vynálezu obsahuje prostředek pro ukládání povlaku fotokatalyzátoru na povrch substrátu (1) fotokatalytický oxid kovu, (2) alespoň jednu látku ze skupiny, tvořené částicemi anorganických oxidů, prekurzory filmu ze silikonové pryskyřice, schopnými vytvořit takový film a prekurzory filmu oxidu křemičitého, schopnými vytvořit tento film a (3) rozpouštědla.
Střední průměr krystalitů fotokatalytického oxidu kovu je s výhodou nejvýš 100 nm. Horní hranice středního průměru krystalitu je s výhodou přibližně 20 nm a zvláště 10 nm. Spodní hranice středního průměru krystalitu je přibližně s výhodou 1 nm a zvláště přibližně 3 nm. Střední průměr krystalitů fotokatalytických částic ve svrchu uvedeném rozmezí umožňuje dosáhnout dostatečnou hydrofilnost zpracovávaného povrchu a současně umožní zabránit ztrátě průhlednosti povrchu, na nějž je prostředek nanesen, rozptylem viditelného světa na částicích.
Jako například částic anorganických oxidů, použitelných v prostředku podle vynálezu je možno uvést jednotlivé oxidy, například oxid křemičitý, hlinitý, zirkoničitý, oxid ceru, yttria nebo boru, oxid hořečnatý, vápenatý, železitý, amorfní oxid titaničitý a oxid hafnia a také složené oxidy, jako titanát barnatý, křemičitan vápenatý, vodní sklo, aluminokřemičitany a fosfát vápenatý.
Podle výhodného provedení vynálezu se anorganický oxid s výhodou nachází ve formě vodného koloidu při použití vody jako dispergačního prostředí, nebo ve formě organosolu, připraveného dispergováním anorganického oxidu v koloidní formě v hydrofilním rozpouštědle, například ethylalkoholu, izopropylalkoholu nebo ethylenglykolu. Výhodné je zejména použití koloidního oxidu křemičitého.
Průměr částic anorganického oxidu není nijak zvláště omezen. Jsou však výhodné částice s průměrem v rozmezí 5 až 50 nm ve formě vodného koloidu nebo organosolu z hlediska lesku, odrazu světla, průhlednosti výsledného fotokatalytického povlaku a podobně.
Jako výhodný příklad prekurzoru silikonového povlaku, schopného vytvořit silikonový povlak a vhodného pro použití v prostředku pro nanášení fotokatalytického povlaku podle vynálezu je možno uvést siloxan s následujícím průměrným vzorcem
RpS iXqO(4_p_ q)/2 kde R znamená atom vodíku nebo jednu nebo větší počet organických skupin,
X znamená alkoxyskupinu nebo atom halogenu a p je číslo, vyhovující vztahu 0<p<2a q je číslo, vyhovující vztahu 0<q<4.
Jako další výhodný příklad prekurzoru silikonového povlaku, schopného vytvořit silikonový povlak a použitelného v prostředku pro ukládání fotokatalytického oxidu kovu podle vynálezu je možno uvést hydrolyzovatelný silanový derivát vzorce
-6CZ 295546 B6
RpSiX4„p kde R má svrchu uvedený význam,
X znamená alkoxyskupinu nebo atom halogenu a p znamená 1 nebo 2.
V tomto případě je organickou skupinou ve významu symbolu R s výhodou alkyl a zvláště nesubstituovaný alkyl o 1 až 18 atomech uhlíku a zvláště o 3 až 18 atomech uhlíku nebo aryl, s výhodou fenyl.
Jako specifické příklady výhodných hydrolyzovatelných silanových derivátů lze uvést methyltrimethoxysilan, methyltriethoxysilan, methyltripropoxysilan, methyltributoxysilan, ethyltrimethoxysilan, ethyltriethoxysilan, ethyltripropoxysilan, ethyltributoxysilan, fenyltrimethoxysilan, fenyltriethoxysilan, fenyltripropoxysilan, fenyltributoxysilan, dimethyldimethoxysilan, dimethyldiethoxysilan, dimethyldipropoxysilan, dimethyldibutoxysilan, diethyldimethoxysilan, diethyldiethoxysilan, diethyldipropoxysilan, diethyldibutoxysilan, fenylmethyldimethoxysilan, fenylmethyldiethoxysilan, fenylmethyldipropoxysilan, fenylmethyldibutoxysilan, n-propyltrimethoxysilan, n-propyltriethoxysilan, n-propyltripropoxysilan, n-propyltributoxysilan, gama-glykosidoxypropyltrimethoxysilan a gama-akryloxypropyltrimethoxysilan.
Siloxan je možno připravit částečnou hydrolýzou a dehydropolykondenzací hydrolyzovatelného silanového derivátu nebo dehydropolykondenzací částečného hydrolyzátu hydrolyzovatelného silanového derivátu s částečným hydrolyzátem tetramethoxysilanu, tetraethoxysilanu, tetrapropoxysilanu, tetrabutoxysilanu, diethoxydimethoxysilanu nebo podobně.
Silikonová pryskyřice, připravená částečnou hydrolýzou nebo dehydropolykondenzací uvedeného prekurzoru může být vyjádřena následujícím průměrným vzorcem
RpSiO(4_p)/2 kde R má svrchu uvedený význam,
X znamená alkoxyskupinu nebo atom halogenu a p znamená číslo, vyhovující vztahu 0 < p < 2.
Obsah prekurzoru v prostředku, používaném k ukládání povlaků je možno vhodným způsobem stanovit. Například pokud jde o obsah oxidu křemičitého, vztaženo na jeden hmotnostní díl fotokatalytických částic, je horní mez obsahu prekurzoru s výhodou 10 hmotnostních dílů a zvláště 5 hmotnostních dílů, nej výhodnějším množstvím je 1 hmotnostní díl. Spodní hranice obsahu prekurzoru je s výhodou 0,05, zvláště 0,1 hmotnostního dílu, nejvýhodnější množství je 0,2 hmotnostního dílu.
Množství rozpouštědla, obsaženého v prostředku není žádným zvláštním způsobem omezeno, pokud je rozpouštědlo schopno dispergovat částice fotokatalytického materiálu a prekurzoru tak, aby výsledkem byl hydrofílní povrch. Jako příklady použitelných rozpouštědel je možno uvést vodu, organická rozpouštědla a směsi vody a organických rozpouštědel. Zvláště výhodnými rozpouštědly jsou voda, alkohol, nebo směs vody a alkoholu.
Podle výhodného provedení vynálezu se užívá alkohol s molekulovou hmotností 60 až 300, s výhodou 60 až 100, přičemž jde o alkohol, kapalný při teplotě místnosti.
-7CZ 295546 B6
Jako specifické příklady výhodných alkoholů lze uvést methanol, ethanol, n-propanol, izopropanol, terč.butanol, izobutanol, n-butanol, 2-methylpropanol, pentanol, ethylenglykol, monoacetonalkohol, diacetonalkohol, ethylenglakolmonomethylether, 4-hydroxy-4-methyl-2pentanon, dipropylenglykol, propylenglykol, tripropylenglykol, l-ethoxy-2-propanol, 1butoxy-2-propanol, l-propoxy-2-propanol, propylenglykolmonomethylether, dipropylenglykolmonomethylether, dipropylenglykolmonoethylether, tripropylenglykolmonomethylether a 2butoxyethanol.
Výhodným příkladem prekurzoru oxidu křemičitého může být sloučenina s průměrným vzorcem
SÍXqO(4_q)/2 kde X znamená alkoxyskupinu nebo atom halogenu a q znamená číslo, vyhovující vztahu 0 < q < 4.
Dalším výhodným příkladem prekurzoru oxidu křemičitého může být tetrafunkční hydrolyzovatelný silanový derivát obecného vzorce
SiX4 kde R má svrchu uvedený význam a
X znamená alkoxyskupinu nebo atom halogenu.
Specifickými příklady tetrafunkčních hydrolyzovatelných silanových derivátů, použitelných při provádění způsobu podle vynálezu mohou být tetramethoxysilan, tetraethoxysilan, tetrapropoxysilan, tetrabutoxysilan a diethoxydimethoxysilan.
Specifickými příklady výhodných křemičitanů, použitelných při provádění způsobu podle vynálezu mohou být parciální hydrolyzáty a produkty dehydropolykondenzace tetrafunkčních hydrolyzovatelných silanových derivátů.
Jako rozpouštědlo pro uvedený prostředek je možno použít vodu, alkohol a podobně. Zvláště výhodné jsou kapalné alkoholy smolekulovou hmotností 60 až 300. Vzhledem ktomu, že rychlost odpařování těchto alkoholů je poměrně pomalá při nanášení povlaku, je možno zabránit změnám dispergovatelnosti prostředku v důsledku odpařování rozpouštědla, takže je možno vytvořit průhledný, rovnoměrný povlak.
Jako příklad vhodného kapalného alkoholu s molekulovou hmotností 60 až 300 použitelného k uvedenému účelu lze uvést n-propanol, izopropanol, terc.butanol, izobutanol, n-butanol, 2-methylpropanol, ethylenglykol, monoacetonalkohol, diacetonalkohol, ethylengylkolmonomethylether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanon, dipropylenglykol, propylenglykol, tripropylenglykol, l-ethoxy-2-propanol, l-butoxy-2-propanol, l-propoxy-2-propanol, propylenglykolmonoethylether, dipropylenglykolmonoethylether, dipropylenglykolmonoethylether a tripropylenglykolmonomethylether.
Kromě svrchu uvedených složek může prostředek pro nanášení povlaku obsahovat smáčedlo, katalyzátor pro vytvrzení při polymeraci, katalyzátor hydrolýzy, činidlo pro vytvoření rovnoměrně silného povlaku, kov s antimikrobiálním účinkem, látku pro úpravu pH, parfém konzervační prostředek a podobně.
Z katalyzátorů polymerace je možno uvést sloučeniny hliníku, například cheláty tohoto kovu, aluminiumacetylacetonát, aluminumperchlorát, aluminiumchlorid, aluminiumizobutoxid a aluminiumizopropoxid, sloučeniny titanu, jako tetraizopropyltitanát a tetrabutoxytitanát, alkalické
-8CZ 295546 B6 sloučeniny, jako hydroxid sodný, hydroxid lithný, hydroxid draselný, methoxid sodíku, acetát sodíku, formiát sodný, acetát draselný, formiát draselný, propionát draselný a tetramethylamoniumhydroxid, dále může jít o sloučeniny typu aminů, jako n-hexylamin, tributy lamin, diazabicykloundecen, ethylendiamin, hexandiamin, diethylentriamin, tetraethylenpentamin, triethylentetramin, ethanolaminy, gama-aminopropyltrimethoxysilan, gama-aminopropylmethyldimethoxysilan, gama-(2-aminomethyl)-aminopropylmethyldimethoxysilan, sloučeniny cínu, jako acetylacetonát cínu a oktylát dibutylcínu, sloučeniny s obsahem kovů, jako oktylát kobaltu, acetylacetonát kobaltu a acetylacetonát železa a také kyseliny, jako jsou kyselina fosforečná, dusičná, ftalová, p-toluensulfonová nebo trichloroctová.
Vhodné použitelné katalyzátory hydrolýzy zahrnují kyselinu dusičnou, chlorovodíkovou, octovou, sírovou, sulfonovou, maleinovou, propionovou, adipovou, fumarovou, ftalovou, valerovou, mléčnou, máselnou, citrónovou, jablečnou, pikrovou, mravenčí, uhličitou a také fenoly, svrchu uvedené katalyzátory mají pH v rozmezí 2 až 5.
Jako činidla pro tvorbu povlaku s rovnoměrnou tloušťkou je možno uvést diacetonalkohol, ethylenglykolmonomethylether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanon, dipropylenglykol, tripropylenglykol, l-ethoxy-2-propanol, l-butoxy-2-propanol, propylenglykolmonomethylether, l-propoxy-2-propanol, dipropylenglykolmonomethylether, dipropylenglykolmonoethylether a tripropylenglykolmonoethylether.
(c) Nanášení prostředku pro nanesení fotokatalyzátoru na substrát
Při provádění způsobu podle vynálezu se na povrch substrátu nanáší prostředek s obsahem fotokatalyzátoru. Jako příklady vhodných způsobů povlékání je možno uvést postřikování, ponoření substrátu, polévání, nanášení pomocí válce nebo odstředivky, štětce nebo houby. Ve výhodném provedení vynálezu se prostředek pro nanášení fotokatalyzátoru nanáší na substrát postřikem.
Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se povrch substrátu před nanášením uvedeného prostředku předehřívá. Předehřátí substrátu je možno uskutečnit zahřátím jeho povrchu na teplotu 20 až 400 °C. Předehřátí povrchu substrátu je výhodné z toho důvodu, že po nanesení prostředku na povrch předehřátého substrátu dojde k rovnoměrnému rozprostření tohoto prostředku a tím i k dosažení rovnoměrného povlaku.
Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu je možno povrch substrátu, povlečený prostředek pro nanesení fotokatalyzátoru před rychlým zahříváním usušit. Rychlé zahřívání, které bude dále popsáno, způsobí přívod velkého množství tepla k substrátu. Přítomnost přebytku vody nebo rozpouštědla na substrátu by mohla porušit hladkost povrchu substrátu v důsledku rychlého odpařování vody nebo rozpouštědla při rychlé změně teploty. Z těchto důvodů je v některých případech výhodné předběžně odstranit přebytek vody nebo rozpouštědla sušením. Toto sušení je možno uskutečnit přívodem proudu vzduchu nebo zahříváním.
Na obr. 1 (a) je znázorněn schematický diagram, na němž je znázorněna vrstva 2a prostředku pro nanesení fotokatalyzátoru, uložená na substrátu 1- Po svrchu uvedeném rychlém zahřátí se vrstva 2a prostředku transformuje na tenkou vrstvu 2b s fotokatalytickým účinkem na substrátu L Tímto způsobem se získá materiál 3 s fotokatalytickým účinkem, tak jak je znázorněn na obr. l(b).
Podle výhodného provedení způsobu vynálezu je možno nanášet prostředek pro vytvoření fotokatalytického povlaku na povrchu substrátu tak, aby byl povlak nanesen ve větším počtu vrstev. Postup může probíhat tak, že se na substrát postupně nanese několikrát po sobě prostředek s obsahem téhož fotokatalyzátoru. Je také možno postupovat tak, že se nanese řada vrstev, obsahujících různé fotokatalyzátory na povrch substrátu. V případě, že se opakovaně nanese prostředek s obsahem téhož fotokatalyzátoru, dojde k vytvoření vícevrstvého povlaku. V tomto případě je možno dosáhnout výsledného povlaku se zvláště rovnoměrnou tloušťkou.
-9CZ 295546 B6
Podle jiného provedení způsobu podle vynálezu se nejprve nanese prostředek, tvořený pojivém a rozpouštědlem, v podstatě prostým fotokatalytického oxidu kovu i prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu a pak se nanese prostředek s obsahem fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu nebo prostředek, obsahující tyto látky ve směsi s pojivém. V případě, že je zapotřebí dosáhnout dostatečného množství nezesítěného kyslíku, postupuje se s výhodou tak, že se nejprve nanese prostředek s obsahem fotokatalyzátoru a pak se nanese prostředek s obsahem fotokatalyzátoru a pak se nanese povlak s obsahem pojivá a rozpouštědla za vzniku vícevrstevné struktury povlaku. Na obr. 2 je schematicky znázorněn diagram funkčního substrátu podle tohoto provedení. V tomto případě se na substrát 1 uloží vrstva 2a prostředku s obsahem fotokatalyzátoru a na ni se uloží vrstva 4a, obsahující pojivo a rozpouštědlo (obr. 2a). Po rychlém nanesení se vrstva 2a transformuje na tenkou vrstvu 2d s fotokatalytickým účinkem na substrát 1, kdežto vrstva 4a se stransformuje na vrstvu 4b, která obsahuje nezesítěný kyslík a přispívá k hydrofilní povaze povrchu materiálu. Tímto způsobem se získá funkční materiál 3 s fotokatalytickými vlastnostmi (obr. 2b).
(d) Rychlé zahřívání
Povrch substrátu, opatřeného povlakem fotokatalyzátoru se pak rychle zahřeje. Pod pojmem „rychlé zahřívání“ se rozumí zahřívání po takové časové období, že přestože je teplo rovnoměrně rozprostřeno po povlaku fotokatalyzátoru na substrátu, substrát nedosáhne teploty povlaku. Z toho důvodu se rychlé zahřívání s výhodou uskuteční intenzivním přívodem tepla pouze k povrchu substrátu.
Podle výhodného provedení vynálezu se postupuje tak, že se povrch rychle zahřeje na teplotu 100 až 800, s výhodou 150 až 600 °C. Mimo to, jak již bylo svrchu popsáno, se doba zahřívání řídí tak, aby teplota celého substrátu nedosáhla svrchu uvedených hodnot. Rychlé zahřívání se s výhodou provádí po dobu 2 až 60 a zvláště 5 až 30 sekund. Při rychlém zahřívání povrchu substrátu na svrchu uvedenou teplotu je možno dosáhnout funkčního materiálu s uspokojivou fotokatalytickou účinností. K tomu dochází zvláště proto, že zahřívání na svrchu uvedené teplotní rozmezí vede ke vzniku nezesítěného kyslíku, který je velmi výhodný z hlediska možnosti dosáhnout vysoké hydrofílnosti povrchu substrátu. Mimo to vzhledem k tomu, že celý substrát dosáhne uvedené vysoké teploty, je možno účinně zabránit porušení nebo praskání povlaku vzhledem k příliš rychlému zvyšování teploty. Stejnému jevu je možno zabránit také v průběhu následného chlazení substrátu.
Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se v průběhu zahřívání teplota udržuje na stejné hodnotě. Podle jednoho z dalších výhodných provedení způsobu podle vynálezu se teplota substrátu udržuje na rozmezí 100 až 1000 °C.
Podle jednoho z dalších výhodných provedení způsobu podle vynálezu se rychlé zahřívání uskutečňuje při použití zahřívacích prvků shodnotou alespoň 120 MJ/m2.h, svýhodou alespoň 400 MJ/m2.h.
Rychle zahřátý substrát se pak zchladí za vzniku výsledného funkčního materiálu. Podle výhodného provedení se také chlazení provádí rychle.
Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu
Součást podstaty vynálezu tvoří také zařízení pro výrobu materiálu s fotokatalytickým účinkem.
Na obr. 3 je znázorněn schematický pohled na zařízení pro výrobu funkčního materiálu podle vynálezu. Ve znázorněném provedení je zařízení podle vynálezu zařazeno bezprostředně za zařízením pro výrobu substrátu, aby byl celý postup prováděn kontinuálně. Zařízení pro výrobu substrátu, obvykle keramické povahy, je tvořeno tvarovacím prvkem 5, prvkem 6 pro nanesení
-10CZ 295546 B6 polevy a vypalovacím zařízením 7. Zařízení podle vynálezu je tvořeno povlékacím ústrojím 8 pro nanesení prostředku s obsahem fotokatalyzátoru, zahřívacím zařízením 9 pro rychlé zahřátí substrátu a chladicím zařízením 10. Zařízení pro výrobu substrátu je zařazeno tak, že je propojeno se zařízením podle vynálezu. Mimo to je zařízení opatřeno transportním zařízením 16, upraveným tak, že je možno substrát kontinuálně přepravovat všemi částmi popsaného zařízení. Je třeba uvést, že zařízení pro výrobu substrátu, obsahující tvarovací prvek 5, prvek 6 pro nanesení polevy a vypalovací zařízení 7 může mít i jinou konstrukci v závislosti na substrátu, na nějž má být nanesen fotokatalyzátor způsobem podle vynálezu. Zařízení podle vynálezu pak není omezeno na zařízení, tvořené povlékacím ústrojím 8 pro nanesení povlaku fotokatalyzátoru, zahřívacím zařízením 9 pro rychlé zahřátí substrátu a chladicím zařízením 10, tak jak je znázorněno na obr. 3. Může jít o zařízení, v němž je povlékací ústrojí 8 pro nanesení prostředku s obsahem fotokatalyzátoru, zahřívací zařízení 9 a chladicí zařízení 10 uloženo těsně za zařízením pro výrobu substrátu.
Substrát je tvořen ve tvarovacím prvku 5, znázorněném ve výkrese. Pak je substrát opatřen polevou v prvku 6, načež se dostává do vypalovacího zařízení 7, kde dochází k jeho vypálení. Na výstupu z vypalovacího zařízení 7 má substrát stále ještě poměrně vysokou teplotu. Podle výhodného provedení vynálezu se materiál s obsahem fotokatalyzátoru nanáší na substrát v době, kdy substrát si ještě uchovává určitou vyšší úroveň teploty.
Konstrukce povlékacího ústrojí 8, znázorněného na výkresech, může být závislá na zvoleném způsobu povlékání. Například v případě, že se zvolí povlékání pomocí postřiku je povlékací ústrojí 8 tvořeno zařízením pro postřikování substrátu prostředkem s obsahem fotokatalyzátoru.
Na obr. 4 je schematicky znázorněn diagram struktury zahřívacího zařízení 9 pro rychlé zahřátí povrchu substrátu. Zahřívací zařízení 9 je zásadně tvořeno vyhřívacím prvkem 21, materiálem
22, odolným proti působení tepla a překrývajícím vyhřívací prvek 21 za vzniku prostoru se zvýšenou teplotou, dále je zahřívací zařízení 9 vybaveno transportním zařízením 16 pro substrát
23, který má být zahříván a posunován svrchu uvedeným prostorem ve směru šipky A. Na obr. 4 je rovněž znázorněn vstup 24 pro přívod substrátu 23 do prostoru se zvýšenou teplotou a výstup 25 pro odvádění substrátu 23 z uvedeného prostoru.
Vyhřívací prvek 21 nemá zvláště vymezenou konstrukci, pokud může rychle zahřát substrát. K tomuto účelu je možno použít jakékoliv prvky včetně elektrických prvků nebo prvků, v nichž je spalován plyn nebo jiné palivo za vzniku tepla. Jak již bylo svrchu uvedeno, s výhodou se užívá prvků, v nichž schopnost vyhřívání na jednotku plochy je alespoň 120 MJ/m2.h a s výhodou alespoň 400 MJ/m2.h. Výhodnější jsou prvky s vyšší hodnotou. Vzdálenost povrchu substrátu od uvedeného prvku je možno správným způsobem upravovat tak, aby došlo k dostatečně rychlému zahřátí povrchu substrátu. Uvedená vzdálenost se obvykle bude pohybovat v rozmezí 5 až 300 mm. Pak je možno vytvořit vyhřívací prvek takovým způsobem, aby vzdálenost mezi tímto prvkem a substrátem byla pevná nebo měnitelná ve svrchu uvedeném rozmezí.
Jak již bylo svrchu uvedeno, teplota při zahřívání se udržuje v průběhu tohoto zahřívání na v podstatě stálé úrovni. Z tohoto důvodu je zahřívací prostor s výhodou dostatečně izolován materiálem 22, takže nedochází k podstatnějším ztrátám tepla ani na vstupu 24 nebo na výstupu 25 pro substrát 23. Vstup 24 a výstup 25 mohou být trvale otevřené, jak je znázorněno na obr. 4. Je také možno zařízení upravit tak, že vstup 24 zatímco se otevírá v případě přívodu substrátu 23 do zařízení. Stejným způsobem může být výstup 25 konstruován tak, že je obvykle uzavřen a otevírá se pouze při výstupu substrátu 23 ze zařízení. Délka oblasti, v níž se teplota při zahřívání udržuje na stálé hodnotě, se obecně může pohybovat v rozmezí 5 cm až 30 m.
Konstrukce transportního zařízení 16 není nijak zvláště omezena, pokud toto zařízení je schopno substrát 23 pronášet zahřívacím prostorem. Transportním zařízením 16 je s výhodou dopravníkový pás nebo dopravník, tvořený válečky. Ve výhodném provedení vynálezu a pro dosažení dobré tepelné vodivosti ve vyhřívacím prostoru je transportní zařízení 16 zkonstruováno tak, že
-11 CZ 295546 B6 vyhřívací prostor není příliš tepelně rozdělen. Nosným prvkem může být například dopravníkový pás nebo porézní pás z materiálu, odolného proti působením tepla, tento pás má obvykle otvory, které tvoří alespoň 20 % jeho povrchu. Může také jít o válečkový dopravník s válečky, odolnými proti působení tepla. Ve výhodném provedení vynálezu může být transportním zařízením 16 pásový dopravník nebo síť z matriálu, odolného proti působení tepla s otvory až 50 x 40 mm, nebo může jít o válečkový dopravník z válečků s odstupem 1 až 300 mm.
Povrch rychle zahřívaného substrátu 23 se pak chladí na teplotu místnosti chladicím zařízením 10. V chladicím zařízení 10 se substrát dostává do prostředí s teplotou místnosti a jeho povrch je chlazen na teplotu místnosti. Pokud je možno zajistit pokles teploty povrchu na teplotu místnosti, může být chladicí zařízení 10 zkonstruováno jednoduchým způsobem tak, že se substrát dostává do styku se vzduchem s teplotou místnosti, čímž dochází k postupnému poklesu teploty na povrchu substrátu. Chladicí zařízení může být zkonstruováno tak, že vzduch s teplotou místnosti nebo vzduch s teplotou mírně vyšší nebo nižší než je teplota místnosti, je vháněn do zařízení opačným směrem vzhledem k substrátu ke snížení teploty povrchu substrátu. V této souvislosti je nutno uvést, že při příliš rychlém chlazení může dojít k prasklinám na povrchu funkčního materiálu. Z tohoto důvodu se chlazení s výhodou provádí co nej rychleji, avšak dostatečně pomalu tak, aby nevznikly praskliny nebo jiné nepříznivé jevy.
Na obr. 5 je znázorněno zařízení, opatřené předehřívačem 11 pro předehřátí povrchu substrátu před nanesením prostředku s obsahem fotokatalyzátoru. Tento předehřívač 11 může zahřát povrch substrátu a zvýšit teplotu tohoto povrchu na teplotu, dostatečně vysokou pro rovnoměrné nanesení prostředku s obsahem fotokatalyzátoru. V zařízení, znázorněném na obr. 5, je předehřívač 11 zařazen před povlékací ústrojí 8. Jak již bylo svrchu uvedeno, dochází k předehřátí povrchu substrátu v uvedeném zařízení na teplotu 20 až 400 °C. Je samozřejmé, že za předehřívač li může být zařazeno zařízení, které je znázorněno na obr. 3 a je tvořeno tvarovacím prvkem 5, prvkem 6 pro nanesení polevy a vypalovacím zařízením 7. V této souvislosti je však nutno uvést, že substrát, zahřátý ve vypalovacím zařízení 7, má stále ještě vysokou teplotu v době, kdy je kontinuálně nanášen materiál s obsahem fotokatalyzátoru, takže zařazení předehřívače 11 obvykle není nezbytné. Toto zařazení je vhodné zejména v těch případech, kdy substrát byl vyroben zcela odděleně a při povlékání tedy nemá dostatečnou teplotu.
V zařízení, znázorněném na obr. 5 je dále zařazeno také sušicí zařízení 12 pro sušení substrátu, opatřeného povlakem fotokatalyzátoru pomocí povlékacího ústrojí 8 a zahřívacího zařízení 9. Sušicí zařízení 12 je obvykle tvořeno zařízením pro přívod vzduchu nebo zahřívacím zařízením a slouží k odstranění přebytku vody nebo rozpouštědla z povrchu substrátu. V zařízení, které je znázorněno na obr. 5 mohou být zahřívací zařízení 9 a chladicí zařízení 10 stejná jako na obr. 3.
Praktické provedení vynálezu bude osvětleno následujícími příklady, které však nemají sloužit k omezení rozsahu vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1 (a) Příprava prostředku pro povlékání
Smísí se sol oxidu titaničitého (obchodní název STS-21, Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.), sol oxidu křemičitého (obchodní název Snowtex S, Nissan Chemical Industry Ltd.) a křemičitan lithný (obchodní název Lithium Silicate 35, Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.). Ke směsi se přidá 1% vodný roztok dusičnanu stříbrného v množství 1 hmotnostní díl na 1 hmotnostní díl oxidu titaničitého a 0,3% vodný roztok octanu měďnatého v množství 2 hmotnostní díly na 1 hmotnostní díl oxidu titaničitého, načež byla směs ozářena 4 hodiny ultrafialovým světlem s intenzitou
-12CZ 295546 B6 mW/cm2, v průběhu této doby byl roztok míchán tak, aby došlo k homogennímu ozáření. Tímto způsobem byl připraven prostředek s obsahem fotokatalyzátoru, který obsahoval jako fotokatalyzátor oxid titaničitý se stříbrem a mědí ve formě sólu. Konečná koncentrace výsledného sólu byla 0,2 % hmotnostní oxidu titaničitého (pevný podíl 0,1 %), 0,3 % hmotnostní sólu oxidu křemičitého a 0,4 % hmotnostní křemičitanů lithného.
(b) Příprava substrátu
V zařízení, znázorněném na obr. 3 byl materiál pro výrobu keramiky slisován ve tvarovacím prvku 5 za vzniku tělesa, na něž byla prvkem 6 nanesena poleva. Těleso s polevou prošlo pecí jako vypalovacím zařízením 7, při vypalovací teplotě 1150 °C po dobu 40 minut. Tímto způsobem byla připravena dlaždice.
(c) Výroba funkčního materiálu
V zařízení, znázorněném na obr. 4 se při poklesu teploty dlaždice na 150 °C na výstupu z pece nanese postřikem prostředek s obsahem fotokatalyzátoru, připravený svrchu uvedeným způsobem, postřikem z povlékacího ústrojí 8 na povrch dlaždice. Nanesené množství odpovídalo 15 g/m2. Vzhledem ktomu, že teplota dlaždice byla 150 °C, došlo k okamžitému odpaření přebytečné vody. V důsledku toho byl na povrchu dlaždice zachycen pouze pevný podíl prostředku a vytvořila se tenká vrstva s tloušťkou přibližně 0,1 mikrometru.
Pak byla dlaždice přenesena do pece, zařazené jako zahřívací zařízení. V této peci byly vyhřívací prvky upraveny blízko sebe v její horní části. Teplota vzduchu v peci se pohybovala v rozmezí 800 až 1000 °C při hodnotě tepla na jednotku plochy 1600 MJ/m2.h, vyhřívaná plocha byla 30x 150 cm. Doba pobytu dlaždice v peci byla přibližně 30 sekund a doba, po kterou byla dlaždice uložena pod vyhřívacími prvky, byla 10 sekund. Rychlým zahřátím se na povrchu dlaždice vytvořila tenká vrstva, pevně fixovaná k povrchu dlaždice.
Povrch dlaždice na výstupu z pece měl teplotu 300 až 350 °C. Pak byla dlaždice přenesena do chladicího zařízení do proudu chladného vzduchu, přiváděného nad dlaždici i pod ni. Dlaždice byla zchlazena na teplotu 100 až 150 °C v průběhu času, při kterém přenesl dopravník dlaždici na vzdálenost 3 m v chladicím zařízení.
Dlaždice jako funkční materiál měla fotokatalytickou účinnost a vysokou schopnost rozkladu různých látek a také antimikrobiální účinnost, deodorační účinnost a mimo to byla hydrofílní. Tenká vrstva, vytvořená na povrchu dlaždice, byla pevná a měla tvrdost alespoň 4 v Mohsově stupnici tvrdosti při vysoké odolnosti proti otěru a proti působení chemických látek.
Teplo smáčení tenké vrstvy vodou bylo 500 erg/cm3, takže tenká vrstva byla dostatečně hydrofílní. Teplo smáčení je mírou smáčivosti rozpouštědlem, přičemž vyšší teplo smáčení znamená, že smáčitelnost použitým rozpouštědlem je vysoká.
Příklad 2 (a) Příprava prostředku pro povlékání
Prostředek pro povlékání byl připraven stejným způsobem jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že byl použit 1 hmotnostní díl 3% vodného roztoku octanu měďnatého místo 1 hmotnostního dílu 1% vodného roztoku dusičnanu stříbrného a 2 hmotnostních dílů 0,3 % vodného roztoku octanu měďnatého.
-13 CZ 295546 B6 (b) Příprava substrátu
Velká dlaždice s rozměrem 0,9 x 1,8 m byla připravena stejným způsobem jako v příkladu 1. Výchozí materiál pro keramické výrobky byl vytlačován tvarovacím prvkem 5 v zařízení z obr. 3 Na povrch dlaždice byla nanesena poleva při použití prvku 6 pro nanesení polevy. Povlečená dlaždice byla dopravena na válečcích do pece jako vypalovacího zařízení 7 při teplotě 1150 °C v průběhu 3 hodin k vytvoření sintru. Tímto způsobem byla vyrobena výsledná polévaná dlaždice.
(c) Příprava funkčního materiálu
Bylo použito zařízení z obr. 3. Jakmile dosáhla teplota dlaždice 80 °C, byl ve formě postřiku nanesen prostředek s obsahem fotokatalyzátoru na povrch dlaždice při použití povlékacího ústrojí
8. Množství naneseného prostředku s obsahem fotokatalyzátoru bylo 15 g/m2. Vzhledem k teplotě dlaždice 80 °C se okamžitě odpařil přebytek vody. V důsledku toho byl pevně zachycen na povrchu dlaždice pouze pevný podíl prostředku a vytvořila se tenká vrstva s tloušťkou 0,1 mikrometru.
Pak byla dlaždice přenesena do pece k rychlému zahřátí. V peci byly upraveny v její horní části hustě vedle sebe vyhřívací prvky. Teplota v peci byla v rozmezí 800 až 1000 °C a hodnota zahřívání na jednotku plochy byla 1600 MJ/m2.h, zahřívaná plocha byla 1,5 x 28 m. Doba pobytu dlaždice v peci byla 60 sekund a doba pobytu dlaždice pod vyhřívacími prvky byla přibližně 50 sekund. V důsledku rychlého zahřátí došlo k pevné fixaci vytvořené tenké vrstvy na povrchu dlaždice.
Povrch dlaždice po výstupu z pece měl teplotu, zvýšenou na 200 až 250 °C. Pak byla dlaždice přivedena do chladicího zařízení, kde byla postřikována vodou. V chladicím zařízení byla dlaždice zchlazena na teplotu 100 až 150 °C v průběhu doby, po kterou byla vedena do vzdálenosti 10 m chladicím zařízením.
Takto připravená dlaždice jako funkční materiál měla fotokatalytickou účinnost a vysokou schopnost rozkladu, například antimikrobiální účinnost, odpuzovači účinnost pro nečistoty, deodorační účinek a mimo to byla hydrofílní. Tenká vrstva, vytvořená na povrchu dlaždice, byla pevná a její tvrdost byla alespoň 4 vMohsově stupnici při současné vysoké odolnosti proti otěru a proti působení chemických látek.
Příklad 3 (a) Příprava prostředku pro povlékání
Byl užit alkoxid titanu (tetraizopropoxid titanu) a tetraethylorthokřemičitan, které byly zředěny izopropylalkoholem k přípravě prostředku pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru při koncentraci alkoxidu titanu 5 % hmotnostních a koncentraci tetraethylorthokřemičitanu 1 % hmotnostní.
(b) Substrát
Jako substrát byla použita skleněná deska s rozměry 1 m x 1 m.
(c) Příprava funkčního materiálu
Funkční materiál byl připraven při použití téhož zařízení jako na obr. 5 s tím rozdílem, že místo dvojice povlékacího ústrojí 8 a sušicího zařízení 12 byly zařazeny 3 dvojice povlékacího ústrojí 8 a sušicího zařízení 12. Skleněná deska zahřáta na povrchovou teplotu 40 °C v předehřívači, udržovaném na teplotě 40 °C. Prostředek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru byl na
- 14CZ 295546 B6 povrch skleněné desky nanášen ve formě postřiku. Použité množství bylo 5 g/m2. Vzhledem k teplotě skleněného substrátu 40 °C se voda a alkohol odpařovaly pomalu. Z tohoto důvodu bylo po vytvoření povlaku nutno desku sušit při teplotě 100 °C. Povlékání s následným usušením povlaku bylo 3x opakováno. Tímto způsobem bylo možno zachytit na povrchu skleněné desky pouze pevný materiál a vytvořit tenkou vrstvu s tloušťkou 0,1 mikrometru.
Skleněná deska s vytvořenou tenkou vrstvou pak byla přenesena do pece, zařazené jako zahřívací zařízení 9, a to po výstupu z posledního sušicího zařízení 12. V peci byly vyhřívací prvky upraveny hustě vedle sebe v horní části vnitřního prostoru pece. Teplota v peci byla přibližně 550 °C. Doba pobytu skleněné desky v peci byla přibližně 2 sekundy. Rychlé zahřívání upevnilo tenkou vrstvu na skleněný substrát.
Povrch skleněné desky při výstupu z pece měl teplotu v rozmezí 250 až 350 °C. Pak byla skleněná deska s pevně uchycenou tenkou vrstvou přiváděna do chladicího zařízení, do nějž byl přiváděn proud vzduchu v opačném směru. V chladicím zařízení byla skleněná deska zchlazena na teplotu 50 až 150 °C za dobu, v níž byla posunuta chladicím zařízením o přibližně 3 m.
Takto získaný funkční materiál měl velmi hladký povrch, fotokatalytickou účinnost, vysokou degradační schopnost a vysokou hydrofílnost.
Tenká vrstva, vytvořená na povrchu skleněné desky, byla pevná a její tvrdost v Mohsově stupnici byla alespoň 4 při velmi dobré odolnosti proti oděru a proti působení chemických látek.
Příklad 4 (a) Příprava prostředku pro povlékání
Byl použit tentýž prostředek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru jako v příkladu 1.
(b) Substrát
Jako substrát byla použita dekorační deska z anorganického materiálu, opatřená akrylovaným urethanem jako povlakem a mimo to povlakem z fluorované pryskyřice.
(c) Příprava funkčního materiálu
Funkční materiál byl připraven při použití zařízení z obr. 5. Povrch substrátu byl zahřát na teplotu 60 °C v předehřívači, nastaveném na teplotu 60 °C. Prostředek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru byl nanesen postřikem na substrát v množství 20 g/m2.
Substrát, opatřený povlakem byl pak přenesen do zahřívacího zařízení 9, zařazeného kontinuálně za sušicím zařízením 12. Zařízením pro rychlé zahřívání byla válečková pec RHK s teplotou 250 °C. Doba substrátu, opatřeného povlakem v této peci byla 45 sekund. Rychlým zahřátím došlo k pevné fixaci povlaku s obsahem fotokatalyzátoru na povrch dekorační desky jako substrátu.
Takto připravený fotokatalytický povrch funkčního materiálu byl velmi hladký, měl vysokou schopnost rozkládat chemické látky a odpuzovat olej. Tenká vrstva na povrchu substrátu byla velmi pevná a měla vysokou odolnost proti otěru a proti působení chemických látek.
- 15 CZ 295546 B6
Příklad 5 (a) Příprava prostředku pro povlékání
Byla vytvořena směs sólu oxidu titaničitého (STS-21) sólu oxidu křemičitého (SnowtexO, Nissan Chemical Industry Ltd.), křemičitanu lithného (Lithium Silicate 35, Nissan Chemical Industry Ltd.), a smáčedla (Kao Emulgen 707). Ke směsi byl přidán 1% vodný roztok dusičnanu stříbrného v množství 1 hmotnostní díl na 1 hmotnostní díl oxidu titaničitého a 0,3% vodný roztok octanu měďnatého v množství 2 hmotnostní díly, vztaženo na 1 hmotnostní díl oxidu titaničitého, načež byla směs ozářena ultrafialovým světlem s intenzitou přibližně 1 mW/cm2 po dobu 4 hodiny, v průběhu této doby byl roztok míchán tak, aby bylo dosaženo homogenního ozáření roztoku ultrafialovým světlem. Tímto způsobem byl připraven prostředek s obsahem fotokatalyzátoru jako směsný sol, který byl tvořen sólem oxidu titaničitého s stříbrem a mědí na oxidu titaničitého jako na fotokatalytickém nosiči, sólem oxidu křemičitého, křemičitanem lithným a smáčedlem. Konečná koncentrace ve směsi byla 0,1 % hmotnostní sólu oxidu titaničitého, 0,1 % hmotnostní sólu oxidu křemičitého, 0,5 % hmotnostních křemičitanu lithného a 0,001 % hmotnostní smáčedla.
(b) Substrát
Jako substrát bylo použité porcelánové stolní nádobí.
(c) Příprava funkčního materiálu
Funkční materiál byl připraven v zařízení z obr. 5. Nejprve bylo nádobí zahřáto v předehřívači, nastaveném na teplotu 100 °C. Pak byl nanesen prostředek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru pomocí postřiku. Použité množství bylo 40 g/m2. Vzhledem k teplotě nádobí 100 °C došlo okamžitě k odpaření vody. V důsledku toho došlo pouze k zachycení pevného materiálu na povrchu nádobí za vzniku tenké vrstvy s tloušťkou přibližně 0,4 mikrometru.
Nádobí s vytvořenou tenkou vrstvou pak bylo přeneseno do pece jako zahřívacího zařízení 9 kontinuálně ze sušicího zařízení 12. V peci byly vyhřívací prvky upraveny v horní části vnitřního prostoru hustě vedle sebe. Teplota vnitřního prostoru pece byla v rozmezí 800 až 1000 °C a přívod tepla na jednotku plochy v peci byl přibližně 1600MJ/m2.h při zahřívané ploše 30 x 150 cm. Doba pobytu nádobí v peci byla přibližně 10 sekund. Rychlé zahřátí způsobilo pevné zachycení tenké vrstvy na povrchu nádobí.
Povrch nádobí na výstupu z pece měl teplotu v rozmezí 250 až 300 °C. Nádobí bylo přiváděno do chladicího zařízení, do něhož byl současně přiváděn vzduch. V tomto zařízení došlo ke zchlazení na 50 až 150 °C v průběhu doby, v níž bylo nádobí přeneseno v chladicím zařízení do vzdálenosti 3 m.
Nádobí s vytvořenou tenkou vrstvou bylo funkčním materiálem s fotokatalytickým účinkem a velmi dobrým antimikrobiálním účinkem. Při nanesení salátového oleje na tento materiál bylo možno olej s povrchu odstranit velmi snadno pouhým omytím vodou. Tenká vrstva, vytvořená na povrchu nádobí byla pevná a měla tvrdost alespoň 4 v Mohsově stupnici tvrdosti při vysoké odolnosti proti otěru a proti působení chemických látek.
Příklad 6
Funkční materiál byl připraven při použití zařízení z obr. 5. Dlaždice byla zahřáta na teplotu povrchu 100 °C v předehřívači, nastaveném na 100 °C. Pak byl na povrch dlaždice jako substrátu nanesen postřikem prostředek s obsahem 0,05 % chelátu titanu jako fotokatalyzátoru. Voda se
-16CZ 295546 B6 okamžitě odpařila a pevný materiál byl fixován na povrch dlaždice za vzniku tenké vrstvy s tloušťkou 0,2 mikrometru.
Dlaždice s vytvořenou tenkou vrstvou byla přenesena do pece jako zahřívacího zařízení 9, zařazeného kontinuálně za sušicím zařízením 12. Pec byla opatřena v horní části svého vnitřního prostoru vyhřívacími prvky, uloženými hustě vedle sebe. Teplota vnitřního prostoru pece byla přibližně 800 až 1000 °C při množství tepla na jednotku plochy 1600 MJ/m2.h, zahřívaná plocha byla 30 x 150 cm. Doba pobytu dlaždice v peci byla přibližně 10 s. Rychlé zahřívání vytvořilo na povrchu dlaždice tenkou vrstvu, pevně fixovanou k povrchu dlaždice.
Povrch dlaždice na výstupu z pece měl teplotu 250 až 300 °C. Dlaždice pak byly přiváděny do chladicího zařízení, do něhož byl současně přiváděn proud vzduchu. Dlaždice byly zchlazeny na 50 až 150 °C v průběhu doby, do níž byla dlaždice přenesena v chladicím zařízení na vzdálenost 3 m.
Takto vytvořená dlaždice, opatřena tenkou vrstvou jako funkčním materiálem, měla fotokatalytickou účinnost a velmi dobrou hydrofilnost a antimikrobiální účinnost.
Tenká vrstva, vytvořená na povrchu dlaždice byla pevná a její tvrdost byla alespoň 4 v Mohsově stupnici při velmi dobré odolnosti proti otěru a proti působení chemických látek.
Příklad 7
Byl připraven funkční materiál při použití zařízení z obr. 5. Dlaždice byla zahřáta na povrchovou teplotu 100 až 300 °C v předehřívači. Na povrch dlaždice byla postřikem nanesena kapalina, připravená smísením předem určeného množství sólu oxidu titaničitého, předem určeného množství křemičitanu alkalického kovu a předem určeného množství sólu oxidu hlinitého, množství oxidu titaničitého bylo upraveno na koncentraci 0,2 %, koncentrace oxidu křemičitého 0,1 %, koncentrace oxidu lithného na 0,008 %, koncentrace Na2O na 0,012 %, koncentrace B2O3 na 0,0015 % a koncentrace oxidu hlinitého na 0,005 %. Bylo užito množství 2 až 3 mikrogramy/cm2 tohoto prostředku na povrchu dlaždice. Okamžitě došlo k odpaření vody a pevný podíl byl fixován na povrch dlaždice. Pak byla dlaždice s fixovaným pevným materiálem vypálena v zahřívacím zařízení 9, zařazeném kontinuálně za sušicím zařízením 12 při teplotě uvnitř pece 850 °C, přívodu tepla 1200 MJ/m2.h a zahřívané ploše 0,6 m2. V tomto případě byla nejvyšší teplota na povrchu dlaždice 480 °C. Doba pobytu dlaždice v peci byla přibližně 15 sekund. V důsledku zahřátí se na povrchu dlaždice vytvořila tenká vrstva. Fotokatalytická účinnost takto připraveného funkčního materiálu byla stanovena následujícím způsobem. Na povrch vzorku byl nanesen 1% roztok dusičnanu stříbrného jako povlak. Povlečený vzorek byl ponechán 5 minut pod lampou BLB. Pak byl zaměřen rozdíl v barvě deltaE a bylo prokázáno, že hodnota tohoto rozdílu je 18. Pak byl vzorek materiálu ponechán pod uvedenou lampou 24 hodin. Pak byl měřen úhel styku materiálu s vodou a bylo prokázáno, že tento úhel je 5°.
Příklad 8
Funkční materiál byl připraven při použití zařízení z obr. 5. Dlaždice byla zahřáta na povrchovou teplotu 200 °C v předehřívači. Na povrchu substrátu byl nanesen postřikem vodný roztok, připravený smísením sólu oxidu titaničitého, dopovaného mědí a křemičitanu alkalického kovu, směs byla upravena na koncentraci oxidu titaničitého 0,08 %, koncentraci oxidu měďnatého 0,004 %, koncentraci oxidu křemičitého 0,3 % a koncentraci oxidu lithného 0,025 %, koncentraci Na2O 0,04 % a koncentraci oxidu boritého 0,005 %, celkem bylo použito 2 až 3 mikrogramy/cm2 pevného podílu materiálu. Voda se okamžitě odpařila a pevný materiál byl fixován na povrch dlaždice. Pak byla dlaždice s fixovaným pevným materiálem vypálena v zahřívacím zařízení 9, zařazeným kontinuálně za sušicím zařízením 12 při teplotě vnitřního prostoru pece přibližně
-17CZ 295546 B6
750 °C, při přívodu tepla 1200 MJ/m2.h a při zahřívané ploše 0,6 m2. V tomto případě byla nejvyšší teplota povrchu dlaždice jako substrátu v průběhu vypalování 350 °C. Doba pobytu dlaždice v peci byla přibližně 10 sekund. V důsledku zahřátí se na povrchu dlaždice vytvořila tenká vrstva. Fotokatalytická účinnost takto připraveného vzorku funkčního materiálu byla stanovena následujícím způsobem. Na povrch vzorku byl nanesen jako povlak 1% roztok dusičnanu stříbrného. Povlečený vzorek byl ponechán 5 minut pod lampou BLB. Pak byl měřen rozdíl v barvě deltaE, který byl změřen jako hodnota 18. Mimo to měl povrch vzorku vysokou antimikrobiální účinnost.

Claims (36)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem, při němž se na povrch substrátu nanese přípravek k povlékání s obsahem fotokatalyzátoru ve formě fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu, načež se povrch povlečeného substrátu rychle zahřeje k fixaci fotokatalytického oxidu kovu na povrch substrátu, vyznačující se tím, že se povrch substrátu rychle zahřeje na teplotu 100 až 800 °C pomocí vyhřívacích prvků s přívodem tepla na jednotku plochy alespoň 120MJ/m2.h při vzdálenosti mezi vyhřívacím prvkem a povrchem substrátu 5 až 300 mm a při době rychlého zahřívání 2 až 60 s.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se rychlé zahřátí uskuteční zahřátím povrchu substrátu na teplotu 150 až 600 °C.
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se v průběhu rychlého zahřívání substrátu uloží do atmosféry s teplotou 100 až 1000 °C.
  4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3,vyznačující se tím, že se před nanesením přípravku pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru povrch substrátu předehřívá.
  5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se při předehřívání povrch substrátu zahřeje na 20 až 400 °C.
  6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se t í m , že se rychlé zahřátí uskuteční rychlým přívodem tepelné energie pouze na povrch substrátu.
  7. 7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se před rychlým zahříváním povrchu substrátu, opatřený vrstvou přípravku s obsahem fotokatalyzátoru, suší.
  8. 8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se povrch rychle zahřátého substrátu rychle zchladí.
  9. 9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se fotokatalytický oxid kovu volí ze skupiny zahrnující TiO2, ZnO, SnO2, SrTiO2, WO3, Bi2O3, Fe2O3 a V2O5.
  10. 10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že prekurzor fotokatalytického oxidu kovu je sloučenina, která obsahuje nejméně jeden kov ze skupiny titan, zinek, cín, stroncium, wolfram, bizmut, železo a vanad a při rychlém zahřátí je tato sloučenina převedena na fotokatalytický oxid kovu.
  11. 11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, v y z n a č u j í c í se t í m , že přípravek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru dále obsahuje pojivo.
  12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že pojivo obsahuje alespoň jednu složku ze skupiny zahrnující částice anorganického oxidu, prekurzoru filmu ze silikonové
    -18CZ 295546 B6 pryskyřice, schopné vytvořit takový film, a prekurzory filmu oxidu křemičitého, schopné vytvořit takový film spolu s rozpouštědlem.
  13. 13. Způsob podle nároku 11,vyznačuj ící se tím, že pojivo obsahuje prvek ze skupiny zahrnující křemík, hliník, draslík, lithium, sodík, cezium, vápník, hořčík, titan, fosfor, bor, zirkon, rubidium, francium, yttrium, hafnium, lanthanidy a sloučeniny uvedených prvků a křemičitan alkalického kovu vzorce Me2O.nSiO2, kde Me znamená alkalický kov.
  14. 14. Způsob podle některého z nároků 1 až 13,vyznačující se tím, že se na povrch substrátu opakovaně nanáší povlak přípravku s obsahem stejného fotokatalyzátoru za vzniku vícevrstevného povlaku nebo se nanáší několik povlaků s obsahem odlišného fotokatalyzátoru na povrch substrátu za vzniku vícevrstevného povlaku.
  15. 15. Způsob podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že se připraví alespoň jeden přípravek pro povlékání, obsahující pojivo a v podstatě prostý fotokatalytického oxidu kovu a prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu a přípravek s obsahem fotokatalyzátoru, který obsahuje fotokatalytický oxid kovu a/nebo prekurzor fotokatalytického oxidu kovu nebo přípravek pro povlékání s obsahem fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu a pojivá, tyto přípravky se nanesou na povrch substrátu za vzniku vícevrstevného povlaku a celý substrát s nanesenými povlaky se rychle zahřeje.
  16. 16. Způsob podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že přípravek pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru dále obsahuje kov a/nebo oxid kovu ze skupiny stříbro, měď, zinek, kovy platinové skupiny a oxidy těchto kovů.
  17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že kov a oxid kovu jsou přítomny na povrchu fotokatalytického oxidu kovu na nosiči.
  18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že kov a oxid kovu jsou uloženy na povrchu fotokatalytického oxidu kovu fixací pomocí fotoredukce při použití ozáření ultrafialovým světlem.
  19. 19. Způsob podle některého z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že koncentrace fotokatalytického oxidu kovu a/nebo prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu v přípravku pro povlékání s obsahem fotokatalyzátoru je 0,001 až 35 % hmotnostních, vztaženo na pevný podíl.
  20. 20. Způsob podle některého z nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že přípravek k povlékání s obsahem fotokatalyzátoru obsahuje pojivo v množství 0,001 až 100 hmotnostních dílů, vztaženo na 1 hmotnostní díl fotokatalytického oxidu kovu a prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu.
  21. 21. Způsob podle některého z nároků 1 až 20, vyznačující se tím, že přípravek k povlékání s obsahem fotokatalyzátoru obsahuje pojivo v množství 0,1 až 5 hmotnostních dílů, vztaženo na 1 hmotnostní díl fotokatalytického oxidu kovu a prekurzoru fotokatalytického oxidu kovu.
  22. 22. Způsob podle některého z nároků 1 až 21, vyznačující se tím, že substrát je vyroben z kovu, anorganického materiálu, organického materiálu nebo kompozitního materiálu.
  23. 23. Způsob podle některého z nároků 1 až 22, vyznačující se tím, že funkční materiál s obsahem materiálu s fotokatalytickou účinností je určen pro vnitřní nebo vnější použití.
  24. 24. Způsob podle některého z nároků 1 až 22, v y z n a č u j í c í se t í m , že funkční materiál s fotokatalytickým účinkem je dlaždice, sanitární materiál, stolní nádobí, desky křemičitanu
    -19CZ 295546 B6 vápenatého, stavební materiály, keramické substráty, polovodičové materiály, izolátory, sklo nebo zrcadla.
  25. 25. Zařízení k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 24, obsahující alespoň povlékací ústrojí (8) pro nanesení povlaku fotokatalyzátoru s obsahem oxidu fotokatalytického kovu a/nebo prekurzoru oxidu fotokatalytického kovu na povrch substrátu (23) a zahřívací zařízení (9) pro rychlé zahřátí povrchu substrátu (23), opatřeného povlakem fotokatalyzátoru k fixaci fotokatalytického oxidu kovu na povrchu substrátu (23), vyznačující se tím, že zahřívací zařízení (9) pro rychlé zahřátí je tvořeno alespoň vyhřívacím prvkem (21) s přívodem tepla na jednotku plochy alespoň 120 MJ/m2.h při vzdálenosti mezi vyhřívacím prvkem (21) a povrchem substrátu (23) 5 až 300 mm, přičemž tato vzdálenost je pevná nebo měnitelná, dále zahřívací zařízení (9) obsahuje materiál (22) odolný proti působení tepla, který obklopuje vyhřívací prvek (21) na vzniku vyhřívaného prostoru, přídržné prostředky pro udržení substrátu (23) ve vyhřívaném prostoru po dobu 2 až 60 sekund, vstup (24) pro přívod substrátu (23) do vyhřívaného prostoru a výstup (25) pro odstranění substrátu (23) z tohoto prostoru.
  26. 26. Zařízení podle nároku 25, vyznačující se tím, že dále obsahuje předehřívač (11) pro předehřátí povrchu substrátu (23) před nanesením přípravku s obsahem fotokatalyzátoru.
  27. 27. Zařízení podle některé z nároků 25 a 26, vyznačující se tím, že dále obsahuje sušicí zařízení (12) pro sušení substrátu (23), opatřeného povlakem s obsahem fotokatalyzátoru.
  28. 28. Zařízení podle některého z nároků 25 až 27, vyznačující se tím, že dále obsahuje chladicí zařízení (10) pro rychlé zchlazení povrchu substrátu (23) zahřátého vyhřívacími prvky (21).
  29. 29. Zařízení podle některého z nároků 25 až 28, vyznačující se tím, že obsahuje transportní zařízení (16) pro kontinuální pohyb substrátu (23) zařízením.
  30. 30. Zařízení podle některého z nároků 25 až 29, vyznačující se tím, že zahřívací zařízení (9) pro rychlé zahřátí substrátu (23) je uloženo bezprostředně za povlékacím ústrojím (8).
  31. 31. Zařízení podle některého z nároků 25 až 30, vyznačující se tím, že je uloženo bezprostředně za zařízením pro výrobu substrátu (23).
  32. 32. Zařízení podle nároku 29, vyznačující se tím, že transportním zařízením (16) je dopravníkový pás nebo válečkový dopravník.
  33. 33. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že transportním zařízením (16) je dopravníkový pás nebo pás, odolný proti působení tepla s otvory v rozsahu alespoň 20 % povrchu pásu, nebo válečkový dopravník tvořený skupinou válečků.
  34. 34. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že dopravníkový pás je tvořen sítí odolnou proti působení tepla s oky o velikosti až 50 x 50 mm.
  35. 35. Zařízení podle nároku 32, v y z n a č u j í c í se t í m, že válečkový dopravník je tvořen válečky s odstupem 1 až 300 mm.
  36. 36. Zařízení podle některého z nároků 25 až 35, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředky pro nanesení přípravku s obsahem fotokatalyzátoru obsahujícího fotokatalytický oxid kovu a/nebo prekurzor fotokatalytického oxidu kovu na povrch substrátu (23).
CZ2001378A 1998-07-30 1999-07-30 Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem a zařízení k jeho provádění CZ295546B6 (cs)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23012098 1998-07-30
JP31684798 1998-10-19
JP1486899 1999-01-22
JP16436499 1999-06-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2001378A3 CZ2001378A3 (cs) 2001-11-14
CZ295546B6 true CZ295546B6 (cs) 2005-08-17

Family

ID=27456292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2001378A CZ295546B6 (cs) 1998-07-30 1999-07-30 Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem a zařízení k jeho provádění

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6368668B1 (cs)
EP (1) EP1118385B1 (cs)
JP (1) JP3852284B2 (cs)
AU (1) AU4931999A (cs)
CZ (1) CZ295546B6 (cs)
ES (1) ES2534892T3 (cs)
TW (1) TWI229617B (cs)
WO (1) WO2000006300A1 (cs)

Families Citing this family (105)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1136527A4 (en) * 1998-10-19 2003-07-09 Toto Ltd Stain-resistant material and method for producing the same, coating composition and device therefor
EP1174479A4 (en) * 1999-03-09 2009-08-19 Toto Ltd HYDROPHILIC ELEMENT, PROCESS FOR PREPARING THE SAME, COATING AGENT AND PREPARATION APPARATUS
JP2001240960A (ja) * 1999-12-21 2001-09-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光触媒膜が被覆された物品、その物品の製造方法及びその膜を被覆するために用いるスパッタリングターゲット
US6569520B1 (en) * 2000-03-21 2003-05-27 3M Innovative Properties Company Photocatalytic composition and method for preventing algae growth on building materials
AU2001241144A1 (en) * 2000-03-22 2001-10-03 Nippon Sheet Glass Co. Ltd. Substrate with photocatalytic film and method for producing the same
FR2812825B1 (fr) * 2000-08-14 2003-04-18 Ahlstrom Paper Group Res And C Media filtrant a base d'agent photocatalyseurs et de charbon actif
JP2002080829A (ja) * 2000-09-07 2002-03-22 Toto Ltd 親水性部材、その製造方法、およびその製造のためのコーティング剤
JP3802335B2 (ja) * 2000-11-24 2006-07-26 株式会社村上開明堂 複合素子およびその製造方法
JP3949055B2 (ja) * 2000-12-28 2007-07-25 昭和電工株式会社 高活性光触媒
CN1326617C (zh) * 2000-12-28 2007-07-18 昭和电工株式会社 光功能性粉体及其用途
US7060643B2 (en) 2000-12-28 2006-06-13 Showa Denko Kabushiki Kaisha Photo-functional powder and applications thereof
US6887816B2 (en) 2000-12-28 2005-05-03 Showa Denko K.K. Photocatalyst
US6649561B2 (en) * 2001-02-26 2003-11-18 United Technologies Corporation Titania-coated honeycomb catalyst matrix for UV-photocatalytic oxidation of organic pollutants, and process for making
KR100403275B1 (ko) * 2001-03-30 2003-10-30 주식회사 매그린 광촉매 코팅 조성물, 그 제조방법 및 이를 사용하여제조된 코팅체
JP2002301378A (ja) * 2001-04-04 2002-10-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 光触媒モジュール、その製造方法、光触媒反応装置
US20050126428A1 (en) * 2001-04-25 2005-06-16 Tai-Kyu Lee Photocatalytic coating material having photocatalytic activity and adsorption property and method for preparing the same
JP2002336769A (ja) * 2001-05-11 2002-11-26 Inax Corp 防汚層の形成方法
JP2002338943A (ja) * 2001-05-11 2002-11-27 Inax Corp 防汚層、その形成方法及び塗布液
US6508959B1 (en) * 2001-05-29 2003-01-21 The Regents Of The University Of California Preparation of energy storage materials
JP4107815B2 (ja) * 2001-07-12 2008-06-25 独立行政法人科学技術振興機構 ｄ１０あるいはｄ０電子状態の金属イオンを含むリン酸塩光触媒
US6884399B2 (en) 2001-07-30 2005-04-26 Carrier Corporation Modular photocatalytic air purifier
JP2003126702A (ja) * 2001-10-25 2003-05-07 Yamaha Corp 光触媒顆粒体、その機能回復方法、およびこれらを用いた有害有機物の分解除去装置
WO2003053576A1 (fr) * 2001-12-21 2003-07-03 Showa Denko K.K. Particule photocatalytique hautement active, procede de production et utilisation d'une telle particule
US20030230477A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-18 Fink Ronald G. Environmental air sterilization system
DE10258373A1 (de) * 2002-12-12 2004-07-08 Henkel Kgaa Herstellung magnetischer Titandioxidpartikel
JP3944094B2 (ja) * 2003-02-24 2007-07-11 株式会社サンデコール 光触媒の製造方法、光触媒および気体浄化装置
JP4629997B2 (ja) * 2003-06-02 2011-02-09 株式会社リコー 薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタアレイ
US20040258581A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Di Wei Bifunctional manganese oxide/titanium dioxide photocatalyst/thermocatalyst for improving indoor air quality
US7052587B2 (en) * 2003-06-27 2006-05-30 General Motors Corporation Photoelectrochemical device and electrode
DE10330114A1 (de) * 2003-07-03 2005-01-20 Schröder, Werner Vorrichtung zur Reinigung schadstoffhaltiger Abluft
US20050059186A1 (en) * 2003-09-15 2005-03-17 Kelly Nelson A. Photoelectrochemical device and method of making
US20050069464A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 Obee Timothy N. Photocatalytic oxidation of contaminants through selective desorption of water utilizing microwaves
US7767169B2 (en) * 2003-12-11 2010-08-03 Sharper Image Acquisition Llc Electro-kinetic air transporter-conditioner system and method to oxidize volatile organic compounds
US20050154030A1 (en) * 2003-12-12 2005-07-14 Microban Products Company Antimicrobial composition
US20050129589A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Di Wei Multi-layered photocatalyst/thermocatalyst for improving indoor air quality
US20050129591A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Di Wei Bifunctional layered photocatalyst/thermocatalyst for improving indoor air quality
EP1553068A1 (en) * 2004-01-10 2005-07-13 Nanogate Coating Systems GmbH Inorganic coating for ceramic ware
JP4576556B2 (ja) * 2004-01-13 2010-11-10 独立行政法人物質・材料研究機構 可視光応答型複合酸化物系光触媒
US8906460B2 (en) 2004-01-30 2014-12-09 Cristal Usa Inc. Composition for use as NOx removing translucent coating
ES2459197T3 (es) * 2004-01-30 2014-05-08 Millennium Inorganic Chemicals Uk Holdings Limited Composición para utilizar un revestimiento translúcido que elimina NOx
US7988923B2 (en) * 2004-02-23 2011-08-02 Rgf Environmental Group, Inc. Device, system and method for an advanced oxidation process using photohydroionization
KR100581133B1 (ko) * 2004-04-16 2006-05-16 자동차부품연구원 자동차 사이드 미러용 광촉매 산화물과 그의 제조방법
US7959980B2 (en) * 2004-05-28 2011-06-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Hydrophilic compositions, methods for their production, and substrates coated with such compositions
US7354624B2 (en) * 2004-05-28 2008-04-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Multi-layer coatings and related methods
US7354650B2 (en) * 2004-05-28 2008-04-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Multi-layer coatings with an inorganic oxide network containing layer and methods for their application
US20060008589A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Li Lin Method of coating a photo-catalysis on a surface of a coated substrate
JP2008505842A (ja) 2004-07-12 2008-02-28 日本板硝子株式会社 低保守コーティング
EP1652827A1 (fr) * 2004-10-27 2006-05-03 Eurovia Système dépolluant pour espaces confinés
DE102004063428B4 (de) * 2004-11-17 2015-12-10 Erlus Aktiengesellschaft Keramischer Formkörper mit photokatalytisch-aktiver Beschichtung und Verfahren zur Herstellung desselben
KR20060089916A (ko) * 2005-02-03 2006-08-10 아키라 히라이 산화동피막 항균 소재의 제조방법
CN1309684C (zh) * 2005-04-07 2007-04-11 福州大学 防污闪高压陶瓷绝缘子和玻璃绝缘子及其制备方法
JP2007027312A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Fujifilm Holdings Corp 配線基板の製造方法および配線基板
JP4625742B2 (ja) * 2005-09-26 2011-02-02 太平洋セメント株式会社 光触媒体の製造方法
US7651559B2 (en) * 2005-11-04 2010-01-26 Franklin Industrial Minerals Mineral composition
WO2007097284A1 (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Tama Chemicals Co., Ltd. 均一分散性光触媒コーティング液及びその製造方法並びにこれを用いて得られる光触媒活性複合材
US7922950B2 (en) * 2006-03-14 2011-04-12 3M Innovative Properties Company Monolithic building element with photocatalytic material
JP4800813B2 (ja) 2006-03-29 2011-10-26 富士通株式会社 光触媒アパタイト組成物及びその製造方法ならびに物品
WO2007121215A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-25 Cardinal Cg Company Photocatalytic coatings having improved low-maintenance properties
JP2008006420A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd セメント系化粧板の塗装方法
US20080011599A1 (en) 2006-07-12 2008-01-17 Brabender Dennis M Sputtering apparatus including novel target mounting and/or control
JP4880410B2 (ja) * 2006-09-28 2012-02-22 多木化学株式会社 光触媒コーティング組成物が被覆された部材
US20080097018A1 (en) 2006-10-18 2008-04-24 John Stratton Depolluting coating composition
EP2104555A4 (en) * 2006-12-22 2012-09-19 3M Innovative Properties Co PHOTOCATALYTIC COATING
US20110251051A1 (en) * 2006-12-22 2011-10-13 Feng Bai Photocatalytic coating
BRPI0719415B1 (pt) 2006-12-22 2018-08-28 3M Innovative Properties Co artigo revestido e métodos para fabricação de um artigo revestido e de um grânulo revestido para telhado
TWI497019B (zh) * 2007-01-30 2015-08-21 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 烹調器具及其製造方法
MX2009008853A (es) 2007-02-20 2009-08-28 Microban Products Vidriado ceramico que tiene propiedades anti-microbianas.
US8017247B2 (en) * 2007-03-30 2011-09-13 Alcoa Inc. Self cleaning aluminum alloy substrates
JP2008307526A (ja) * 2007-03-30 2008-12-25 Toto Ltd 光触媒塗装体およびそのための光触媒コーティング液
CN101679134A (zh) * 2007-05-31 2010-03-24 住友大阪水泥股份有限公司 卫生陶器及其制造方法
US7910220B2 (en) * 2007-07-25 2011-03-22 Alcoa Inc. Surfaces and coatings for the removal of carbon dioxide
WO2009017480A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Carrier Corporation Siloxane removal via silicate formation for lifetime extension of photocatalytic devices
WO2009021292A1 (en) 2007-08-16 2009-02-19 The University Of Queensland Titanate photocatalyst
US9358502B2 (en) 2007-08-31 2016-06-07 Cristal Usa Inc. Photocatalytic coating
WO2009036263A2 (en) 2007-09-14 2009-03-19 Cardinal Cg Company Low-maintenance coating technology
US8491681B2 (en) 2007-09-24 2013-07-23 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products including active fillers
JP5164542B2 (ja) 2007-12-04 2013-03-21 ニチハ株式会社 建材の塗装方法
US10159255B2 (en) 2008-02-16 2018-12-25 Microban Products Company Biocidal glazing composition, method, and article
JP2009263651A (ja) * 2008-04-01 2009-11-12 Toto Ltd 光触媒コーティング組成物
EP2281684A4 (en) * 2008-05-27 2011-11-16 Toto Ltd OBJECT WITH PHOTO CATALYST COATING
WO2010032445A1 (ja) * 2008-09-16 2010-03-25 株式会社 東芝 親水性フィルムとそれを用いた部材および構造物
US20100178556A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 Veselin Manev Negative electrode for lithium ion battery
US8617665B2 (en) * 2009-08-03 2013-12-31 Alcoa, Inc. Self-cleaning substrates and methods for making the same
JP2011056418A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Toto Ltd 外構、および外構用コーティング液
JP5636705B2 (ja) * 2010-03-16 2014-12-10 株式会社Ｌｉｘｉｌ 抗菌機能材
MX2013001100A (es) 2010-07-29 2013-10-03 Toto Ltd Material inorganico que comprende una capa de fotocatalizador, método para producir el mismo y liquido de recubrimiento de fotocatalizador para material inorgánico.
WO2012023612A1 (ja) * 2010-08-20 2012-02-23 株式会社フジコー 光触媒皮膜の製造方法及び光触媒皮膜
US20120060559A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for coating glass onto a flexible stainless steel substrate
WO2013003418A1 (en) * 2011-06-27 2013-01-03 The Research Foundation Of State University Of New York Fiber mats coated with nanogrid visible spectrum photocatalysts
JP2013075974A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 防汚性薄膜形成用塗布液と防汚性製品及び防汚性薄膜形成用塗布液の製造方法並びに防汚性製品の製造方法
JP5898944B2 (ja) * 2011-12-15 2016-04-06 Toto株式会社 光触媒コーティング液および光触媒機能を有する無機材料
US9056794B2 (en) * 2012-04-20 2015-06-16 Ivar Reimanis Near zero coefficient of thermal expansion of beta-eucryptite without microcracking
TWI547315B (zh) * 2014-10-17 2016-09-01 睿澤企業股份有限公司 光觸媒基材之製作方法及製作機台
CN105618020A (zh) * 2014-10-28 2016-06-01 睿泽企业股份有限公司 光催化剂基材的制作方法及制作设备
US9884312B2 (en) 2014-11-14 2018-02-06 Rgf Environmental Group, Inc. Device, system, and method for producing advanced oxidation products
CN106135114B (zh) * 2015-04-24 2019-11-08 维妙实业有限公司 水洁净装置
RU2719471C2 (ru) * 2015-06-24 2020-04-17 ЭйЭм ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД Фотокаталитическая композиция на основе воздушного связующего и ее применение для получения красок на водной основе, в частности, для внутренних работ
US9974310B2 (en) 2016-03-09 2018-05-22 Microban Products Company Ceramic additive formulation and method of making
US10899657B1 (en) 2016-03-09 2021-01-26 Microban Products Company Ceramic additive formulation and method of making
EP3491078B1 (en) * 2016-07-29 2023-08-30 University of Florida Research Foundation, Inc. Contaminant-activated photocatalysis
US11844351B2 (en) 2016-10-31 2023-12-19 Microban Products Company Method of treating a glazed ceramic article
EP3541762B1 (en) 2016-11-17 2022-03-02 Cardinal CG Company Static-dissipative coating technology
DE102016225106A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-21 Lynatox Gmbh Verfahren zum bindemittelfreien Aufbringen photokatalytischer Beschichtungen
CN109225785A (zh) * 2018-08-24 2019-01-18 金华市东瑞新材料有限公司 一种保温杯
KR102455126B1 (ko) * 2020-12-10 2022-10-17 주식회사 에어크린 향균성을 갖는 광촉매 복합 입자, 이를 이용한 덕트, 및 이들의 제조 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2248714A (en) * 1937-12-18 1941-07-08 Pittsburgh Plate Glass Co Method of treating colored glass sheets
US4022601A (en) * 1975-06-02 1977-05-10 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for coating a glass substrate
US5603983A (en) * 1986-03-24 1997-02-18 Ensci Inc Process for the production of conductive and magnetic transitin metal oxide coated three dimensional substrates
JPH0372297A (ja) 1989-08-14 1991-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 加圧器の気相消滅制御装置
JPH0410554Y2 (cs) * 1989-11-13 1992-03-16
JP3309591B2 (ja) * 1993-12-28 2002-07-29 東陶機器株式会社 光触媒機能を有する多機能材
KR100357482B1 (ko) * 1993-12-10 2003-03-10 도토기키 가부시키가이샤 광촉매기능을갖는다기능재료및그의제조방법
JP3250394B2 (ja) * 1994-11-10 2002-01-28 東陶機器株式会社 光触媒作用を有する部材、光触媒薄膜形成用組成物、及び光触媒作用を有する部材の製造方法
JPH08318166A (ja) * 1995-05-25 1996-12-03 Agency Of Ind Science & Technol 固定化光触媒及び光触媒の固定化方法
JPH0940872A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Nippon Kayaku Co Ltd 光触媒含有組成物
JPH0956792A (ja) * 1995-08-18 1997-03-04 Mitsubishi Paper Mills Ltd 光反応性造粒物の製造方法
WO1997023572A1 (fr) * 1995-12-22 1997-07-03 Toto Ltd. Procede photocatalytique pour rendre une surface hydrophile et materiau composite ayant une surface rendue hydrophile par un processus photocatalytique
JPH09248468A (ja) * 1996-03-18 1997-09-22 Toto Ltd 光触媒材及び光触媒材を用いた多機能材並びにその製造方法
JP3761248B2 (ja) * 1996-06-13 2006-03-29 小松精練株式会社 消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛
JP3567693B2 (ja) * 1996-10-22 2004-09-22 住友金属工業株式会社 固定化光触媒の製造方法および有害物質の分解・除去方法
JPH10237416A (ja) * 1996-12-10 1998-09-08 Toto Ltd 親水性付与材と親水性発揮材およびその製造方法
JPH10180113A (ja) * 1996-12-26 1998-07-07 Hino Motors Ltd 排ガス浄化触媒及びその製造方法
JPH11169726A (ja) * 1997-08-28 1999-06-29 Toto Ltd 光触媒作用を有する機能材及び複合機能材とそれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6368668B1 (en) 2002-04-09
EP1118385A4 (en) 2003-07-02
EP1118385A1 (en) 2001-07-25
JP3852284B2 (ja) 2006-11-29
WO2000006300A1 (en) 2000-02-10
ES2534892T3 (es) 2015-04-30
AU4931999A (en) 2000-02-21
EP1118385B1 (en) 2015-01-21
TWI229617B (en) 2005-03-21
CZ2001378A3 (cs) 2001-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ295546B6 (cs) Způsob výroby materiálu s fotokatalytickým účinkem a zařízení k jeho provádění
US6429169B1 (en) Photocatalytic body and method for making same
KR100361564B1 (ko) 광촉매기능을 갖는 다기능 재료 및 그의 제조방법
US6191062B1 (en) Photocatalytic functional material and method for producing the same
EP0870530B1 (en) Photocatalyst and process for the preparation thereof
JP4803180B2 (ja) 酸化チタン系光触媒とその製造方法及び用途
CN1263695C (zh) 光活性涂层,涂覆制品,和其制备方法
JP5708805B2 (ja) 親水性部材およびその製造方法
KR101014734B1 (ko) 광촉매체의 제조 장치
CZ305891B6 (cs) Substrát s fotokatalytickým povlakem
JP2002346393A (ja) 光触媒体およびその製造方法
JPH10212809A (ja) 外壁用建材
JP3246235B2 (ja) 光触媒機能を有する多機能材及びその製造方法
JP3748978B2 (ja) 吸着機能体
JP3885248B2 (ja) 光触媒組成物
JPH07222928A (ja) 金属微粒子を含む触媒を有する部材の作製方法
CN109836050B (zh) 一种串联型TiN/TiO2复合薄膜及其制备方法和应用
KR100308818B1 (ko) 다공성 ＴｉＯ₂박막이 코팅된 친수성 코팅 유리
KR100631104B1 (ko) 금속산화물이 코팅된 친수성 유리 및 그 제조방법
JP2003010696A (ja) 光触媒体およびその製造方法
TW406031B (en) Multi-functional material having photo-catalytic function and production method therefor
JP2003105262A (ja) 光触媒性薄膜
JP2003284959A (ja) 光触媒性部材
JPH10226765A (ja) 航空機
JPH10227532A (ja) 太陽熱集熱器の透明カバ−

Legal Events

Date Code Title Description
MK4A Patent expired

Effective date: 20190730