TW589229B

TW589229B - Photocatalytic filter with fiber glass mat carrier

Info

Publication number: TW589229B
Application number: TW088118574A
Authority: TW
Inventors: Kami Lammon-Hilinski; Anastasia Morfesis; Thomas P Unites
Original assignee: Ppg Ind Ohio Inc
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2004-06-01
Also published as: WO2000025919A1; CA2349552A1; US6239050B1; MY117073A; AU1134200A; CA2349552C; JP3476774B2; JP2002528263A

Description

589229 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（1 ) 發明背i 本發明係涉及—種利用某些金屬氧化物（譬如二氧化鈥）之已知光催化作用之結構。更特定言之，其係涉及光催化性金屬氧化物在纖維玻璃之特定載體表面上之组合。利用金屬氧化物’譬如二氧化飲，以光催化方式分解有機物質’已廣泛地於先前技藝中進行處理。除了二氧化鈦以外，已報告光催化作用已使用#、鹤及錫之氧化物達成。預期本發明可使用任何可塗覆於纖維玻璃上之光觸媒。其亦可包括一些已知之光催化性非氧化物質，但藉目前已知之技術沈積金屬氧化物之簡易性，使其成爲與擴大表面積基材一起使用之較佳種類。光催化性化合物之利用性，大部份係依提供具有大表面積足固體載體而足，以增加與被處理之液體或氣體之接觸面積在美國專利5,045,288中，係使一層觸媒粒子鬆散地承載於濾器上或在粒狀床中。一種更實用之研究途徑，是以觸媒塗覆固態承載構件。例如，使用多孔性陶瓷基材以承載一氧化鈦塗·層’係揭示於美國專利5,〇35,784中。由於光催化作用需要使觸媒曝露至紫外線輻射，故已有人建議使用透明基材，譬如玻璃。特定言之，已在美國專利4,892,712 4,966,759及5,032,241 (全邵均頒予R〇binson等人）中察覺纖維玻璃結合透明性與高表面積，於是製自纖維玻璃基質之載體，係理想地適合供此項目的使用。R〇bins〇n等人之專利提及織造與非織造纖維玻璃基材，但織造網狀物係爲較佳的 ’且未提供關於非織造具體實施例之細節。 -4 - 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） .I. AWI ^ --------^--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589229 五、發明說明（2) 非織造纖維玻璃㈣優於織造網狀物，目爲實質上較大表面積可以非織造誉獲得。典型上係將上衆組合物塗纖維破璃上，以降低加工處理期、維玻璃製成勢時，一般係塗敷有機黏合劑，以對μ構ί 供=完整性。此等膠漿與黏合劑，雖然可被纖維玻璃塾足製造者使用，但其被光催化性基質製造者使用則有堂。 t聚與黏合劑之有機聚合體含量，會顯著地降低非聚:體塗層(譬如光催化性物質)對纖維玻璃墊之黏著性。企圖使用纖維玻璃塾作爲光催化應用之基材，係需要藉由孰清理以移除至少一部份有機物含量(意即，藉由燃燒或在高溫下揮發以移除有機物質）之外加步驟。再者，由於一般期望在加工處理期間，於使用者之設備中，保持墊之結構完整性，故熱清理步驟一般係在塗敷光催化性物質之前，立 :進仃。免除此步驟，對於期望使用纖維玻璃墊基材之光催化裝置製造者，係爲高度期望的。 s 一般亦期望光觸媒擔體材料對於穿過其間之流體（特別疋2氣）之流動，呈現相對較低壓降。爲達成使用非織造纖維玻璃墊時之低壓降，通常需要使墊之密度保持很低。、P牛低在度，亦會降低塾能夠在正常加工處理操作中處理所必須之強度’該操作係涉及使墊轉化成光催化性基質。可藉有機黏合劑對墊提供強度，但添加此種黏合劑會與使塾之有機物含量降至最低之目的不符。發明摘述目岫已發現一種獨特建構之纖維玻璃墊，可符合提供低本紙張尺度翻^^家鮮（CMSU4驗（21G X 297公爱丨丨· JI jup* 裝--------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 589229 五、發明說明（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 度與低有機物質含量之目的，這允許其直接用以製造光催化性基質。本發明之纖維破璃墊包含在層中無規則取向之玻璃纖維，其具有在平面中之主要尺寸，及垂直該平面之較〗厚度，大部份玻璃纖維係以個別纖絲存在，部份該纖絲係在大致上垂直於該主要尺寸平面之方向上延伸，以致把夠連鎖该墊結構。此墊含有低於1〇重量百分比量之有機物貝，譬如藉灼燒損失（”L〇r)度量，且在該層中之玻璃纖維與有機物質，具有密度爲每平方米15。至_克。較佳墊密度爲每平方米15〇至3〇〇克，且最佳爲每平方米 165至240克，當作爲催化性空氣清淨器使用時，其係提供所要之低壓降。LOI較佳係低於〇·5重量百分比，最佳係低於0.4重1百分比。此低有機物含量允許塗敷光催化性物質，而典需熱清理步驟。仍然可使用膠漿，且有一些膠漿存在係爲較佳的，但其性質係致使熱清理未必須獲得光催化質之良好黏著性。儘管此低墊密度與低黏合劑或膠漿 ‘里此塾逼疋具有足夠強度，以允許此整接受與塗敷催化性物質至基材有關聯之正常處理步驟。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製與習用上漿組合物比較，本發明光催化性基材之低有機物含量，不僅來自降低對於有機黏合劑與膠漿物質之依賴 I*生而且來自選擇具有極少或無成膜成份之上漿組合物。反而疋此等上漿組合物主要是包含傳統上被分類爲潤滑劑足組份，及/或上漿組合物之偶合劑成份。雖然一般認爲些成膜作用可能隨著一些潤滑劑及/或偶合劑物質而發生，但在較佳具體實施例中，此膠漿並未含有故意添加 -6 木纸張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（21G X 297公楚 589229 五、發明說明（4) 之主要充作成膜劑之成份。、：=墊之特徵爲，纖絲具有在大致上垂直於墊平面之 =向广伸〈邵份。此作用係藉由針刺操作產纖絲與股線之機械連銷。藉並化成黏μ，以摇很針刺而較不倚賴有機黏“〜供所需要之墊強度，包含在膠漿或黏合劑中之成膜取人础a 权乂、.工吊被一甲成膜永合體成份。針刺亦會造成增加（塾逢鬆性，此係由於纖維之穩狀物被拉取超過塾^ =面。本發明墊之特徵’相對於低密度，亦可爲相對較南蓬鬆性。本發明塾（另-個較佳特徵，在於其係經高度成絲，意即玻璃纖維之股線被分離成個別纖絲。這會改良特定塾密度ι表面積，且有助於機械性相互纏結，允許在本發明中使用低有機物含量。此玻璃纖維較佳係爲7〇百分比成絲，且最佳爲至少80百分比成絲。本發明之一方面係爲纖維玻璃墊基材，可於其上沈積光催化f生物^。本發明之塾可具有其他輔助設施，譬如補強用之熱塑性或熱固性聚合材料。本發明之另一方面爲一種基貝’其包括纖維玻璃墊基材，加上光催化性物質，其能夠以光催化方式使流體中之有機化合物分解。詳細説明本發明係採用一種纖維玻璃墊作爲基材，於其上承載光催化性物質。製造纖維玻璃及使其形成墊之方法，係爲此項技藝中所習知，故其本身並非本發明之一部份。因此，用以進行此等步驟之任何習用方式均可使用，且不必詳細 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵Q x 297公爱 ---Ί —------·-裝—— C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

J^T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589229 五、發明說明（5) 描述。此處説明之纖維形成與整形成步驟可使用方法之類型，而是僅爲實例而已，並非思欲限制 ——Ί1-----φά (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 進行本發明之最良好模式。若需發口入係馬揭示面I進-步細節，可參閲仏：白用万造技術，第3版，（溯）。，連績破瑪纖維之製此塾可包含已知玻璃组成之纖維，該组成使用其他氧化物及非氧化化合物改質之氧切爲基^ 使用之玻璃纖維，可製自熟請此藝者已知之任何开=、°可纖維化玻璃組成，且包括製自_般稱爲，,E_破璃,，、土之可 "、”C-玻璃丨|、"D_玻璃"、，丨R_玻璃，，、 -玻瑀叹；足可纖唯化玻璃組成。較佳玻璃纖維係製自私玻璃。、β 、 W % «組成及自並製造玻璃纖絲之方法，係爲熟諳此藝者所習知

Loewenstein (前文 X 第 30_44, 47_60, 115-122 及 126-135 頁所子，由，其係併於本文供參考。月者經濟部智慧財產局員工消費合作社印製玻璃纖維已使用約3.5至約35.0微米範圍之額定纖絲直巧製成，且任何纖絲直徑理論上均可使用於本發明中。又2 小纖絲直徑是可能的，特別是使用紡成纖維破璃，但較佳係使用高於3.5之纖絲，以避免可吸入纖維存在。再者，低於7微米之纖絲直徑不易市購取得。本發明之特殊具麵泰施例’已使用具有額定纖絲直徑爲1〇微米之纖维。幸六古亩徑，17微米之譜或較大，亦可被考慮使用於本發明中了 = 可具有容易操作之優點。但是，纖絲直徑對本發明並不重要。關於額定纖絲直徑及玻璃纖維名稱之進一步訊自，$ 參閱Loewenstein (前文）第25頁，其係併於本文供參考。通常 8- ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 589229 五、發明說明（6 係使個別纖絲聚集方_ ，以你+ ^ K术在起，以形成股線。每一股線之纖絲數目，其範圍可爲約100至約15，_，且典型i爲約至約 7_。關於破璃纖維股線名稱之更多訊息，可參閱 L〇eWenStdn(前文）第2?頁，其係併於本文供參考。 ’ 局防止加工處理期間於纖絲間之破壞性磨損，係在玻璃纖維之至少-部份表面上，以習用方式塗覆上漿組合物，其係用以潤滑纖維，及使纖絲結合成股線。習用上，大部份上漿組合物係含有可形成聚合薄膜之物質，作爲其最大有機成份。大部份習用上槳組合物亦含有偶合劑、潤滑劑及界面活性劑。其他較少量添加劑亦可存在，譬如抗靜電劑。爲使纖維坡璃之有機物含量降至最低，本發明係使用包含^少或無通常主要被視爲可形A薄膜物質之上漿組合物。這並非意謂使用其餘成份即無成膜作用發生。特別是偶合劑、’當存在時’咸認會產生某種程度之成膜作用，惟對万、所選擇〈習用薄膜形成劑而言，此成膜作用並非彈性 ^万、本發明中，相對較易碎薄膜並不被認爲是不利的，因爲此種薄膜有助於股線打開成個別纖絲，其將在後續之螯形成步驟中進行。成絲作用是有利的，因爲塾之表面積濟部智慧員 X 消費合作社印會增加’且提出較大機會供纖絲之機械纏結。於本發明中膠水成岛王要是針對其潤滑功能作選擇，因此較佳係勺含白用潤滑劑。偶合劑亦可充當潤滑功能，因此本發明之上水、，且口物可包含偶合劑，以替代習用潤滑劑或外加。此等玻璃纖維潤滑劑，其中至少一種係包含在本發明膠名中’係與習用上被視爲聚合體成膜物質者不目。此等破本紙張尺度·㈣_轉（cNS)a4 589229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7) 璃纖維潤滑劑可具有若干成膜能力，但並非另外選擇該項目的。可使用之玻璃纖維潤滑劑，包栝陽離子性、非離子性或陰離子性潤滑劑，及其混合物。此纖維潤滑劑可佔、上漿組合物之0至100重量百分比，以總固體爲基準。較佳係使用潤滑劑與偶合劑之組合，於此種情況中’潤滑劑可以 1至20重量百分比之量存在，以上漿組合物之總固體爲基準。許多已知纖維潤滑劑之一些實例，包括脂肪酸之胺鹽 (包括，例如具有12至22個碳原子之脂膀酸部份，及/或具有1至22個原子烷基之三級胺，連接至氮原子），烷基咪唑啉衍生物（譬如可藉由脂肪酸與聚次貌基多胺之反應而形成者），酸可溶之脂肪酸醯胺（例如，具有4至24個碳原子酸基團之飽和或不飽和脂肪酸醯胺，譬如硬脂酸醯胺），脂肪酸與聚乙烯亞胺及醯胺取代之聚乙烯亞胺之縮合物，譬如EMERY® 6717，其爲一種部份醯胺化之聚乙烯亞胺，可市購得自Henkel公司。可使用之燒基味峻琳衍生物’包括CATION X ’得自Rhone Poulenc (Princeton，New Jersey)，及 LUBRIL CAT-X/VC，得自 Rhodia (Cranbury，NewJersey)。其他可使用之潤滑劑包括RIM135B環氧化聚S旨，其可市購得自Borden化學公司（Louisville，Kentucky)， CIRRASOL 185A月旨肪酸g&胺，KETJENLUBE 522部份I基化聚酉旨，其可市購得自Akzo化學公司（Chicago, Illinois)，及PROTOLUBE HD高密度聚乙烯乳化液，其可市購得自Sybron化學公司 (Birmingham, New Jersey) 〇可包含在本發明上漿組合物中之偶合劑，可選自包括有_-一 -10- - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ϋ n in «1··· i In mmmeMm I ί I Iy^ · n n n 1 1__1 —ϋ n J ^ · §mmm ·ϋ I— 1 I— 11 n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 589229 五、發明說明（8) 、夕燒偶e d ’過渡金屬偶合劑（譬如鈥、錘及鉻偶合劑。胺基Wemer偶口劑及其混合物。此等偶合劑典型上且有雙官能基。各金屬或石夕原子已於其上連接一或多個基團 :其可與玻璃纖維表面反應，或者以化學方式被吸引(但未必結合）至玻璃纖維表面。習用上，被包含在偶合劑中 :、他g把基’係提供與成膜聚合體之反應性或相容性。於在本發明中並不倚賴常用成膜聚合體，故此官能基較 ^重要C疋，與_些偶合劑之一些自交聯能力，可藉由其他官能基提供。有機碎&化合物係爲本發明中之較佳偶合劑。適當有機 1夕烷偶合劑之實例，包括論〇，-縮水甘油氧基丙基三甲 Lfk ’可市講得自DQwQ)niing ’ A_i87 ^縮水甘油氧基丙基三甲氧基石夕貌，A_174r·甲基丙婦酿氧基丙基三甲氧基石夕貌及純00卜胺基丙基三乙氧基珍燒，其每一個均可 :購传自0S!特用品公司（Tanyt〇wn，NewY〇rk)。偶合劑之量可馬上漿組合物之0至80重量百分比，以總固體爲基準。在 t佳具體實施例中，偶合劑含量爲至少1G百分比，最佳爲至少30百分比。有機錢偶合劑可在塗敷至破璃纖維之前，以水至少部份水解。 . 此上漿組合物可包含一或多種界面活性劑，以使上喂组合物之其他成份在水性媒質中安定化，上漿組合物塗敷至破璃纖維上時，其較佳係以其重量數倍之水稀釋。適當界面活性劑之實例，包括聚氧化烯嵌段共錄： PUJRONICTMp^聚氧化丙烯-聚氧化乙烯共聚物，其^市 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ~ I * I------------I. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589229 A7 五、發明說明（9 ) 講得自BASF公司（Parsippany，New Jersey))，乙氧基化烷基酚（孽如IGEPALCA-630乙氧基化辛基苯氧乙醇，其可市購得^ GAF公司（Wayne，New Jersey))，聚氧化乙烯辛基苯基二醇醚，花楸醇酯之環氧乙烷衍生物及聚氧乙基化植物油（譬如 EMULPHOREL_719，其可市購得自GAF公司）。—般而古，界面活性劑之量可爲上漿組合物之〇至4〇重量百分比，以總固體爲基準。少量之各種添加劑亦可存在於膠漿中，譬如抗靜電劑、殺眞菌劑、殺細菌劑及消泡物質。有機及/或無機酸或鹼，其量足以提供含水上漿組合物具有適當pH値（典型上爲2 至10)，亦可包含在上漿組合物中。水（較佳爲去離子）係包含在上漿組合物中，其量足以幫助大致上均勻之塗層塗敷於纖維玻璃上。上漿組合物之固體重量百分比，大致範圍係從約5至約20重量百分比，但膠漿之稀釋可相當大地改變，依一些因素而定，譬如所使用塗液器之類型。使用於本發明較佳具體實施例中之上漿組合物，係按下述製成：成份 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝訂.-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 水 2 醋酸 3 矽燒1 4 陽離子性軟化劑2 5 溫水 6 界面活性劑3 7 溫水 1 A_1100 r胺基丙基」量 (重量份數） 3632.00 45.40 169.50 18.16 484.20 84.80 484.20 乙氧基矽烷，得自OSi特用品公司 -12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格咖χ 297公爱 589229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1Q) (Tarrytown, New York) 0 2LUBRILCAT-X/V，一種咪唑啉，得自 Rhodia 公司（Cranbury， New Jersey) ° 3IGEPAL CA-630，得自 GAF 公司（Wayne，New Jersey)。將成份4與5在添加至其他成份中之前，經由攪拌20分鐘進行預混合。將成份6與7在添加至其他成份中之前，經由攪拌20分鐘進行預混合。上述上漿組合物所有有機組份之全部總和，於本發明中係被降至最低，以避免必須進行熱清理步驟。一般而言，此玻璃纖維墊之L0I係低於1.0重量百分比，較佳係低於0.5 重量百分比，最佳係低於0.4重量百分比。一些膠漿較佳係存在，但如上述，其組份係經選擇，以使LOI降至最低。在其中存在一些膠漿之較佳具體實施例中，該墊之L0I係爲至少0.1重量百分比。可將膠漿藉任何各種此項技藝中已知之方式塗敷於纖絲上，例如經由使纖絲與靜態或動態塗液器接觸，譬如滚筒或皮帶塗液器，或藉由喷霧或藉其他方式。關於適當塗液器之討論，可參閱Loewenstein (前文）第165-172頁，其係併於本文供參考。經上漿之纖絲可聚集在一起而成爲股線。每一股線之纖絲數目，其範園可爲約100至約15,000，更典型上爲約200至約7000。關於玻璃纖雄股線名稱之更多訊息，可參閱Loewenstein (前文），第27頁，其係併於本文供參考。經上漿之股線可在室溫下或在高溫下乾燥，以移除水含量，及使任何可熟化之膠漿或可能存在之二次塗層組合物二 -13- · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ~ --^---------裝---------訂---------AWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 589229 A7 B7 五、發明說明（11 熟化。玻璃纖維形成之包裝物或餅狀物之乾燥，係爲此項技藝中所習用’其進_步細節可參閱叫前文）第 219-222頁’其係併於本文供參考。雖然對本發明並非較佳實作，但可將二次塗料塗敷至股線。一 /入塗料組合物較佳爲水系，並可包含類似上文所討論之上漿組合物之成份。可將二次塗料組合物塗敷到至少一邵份股線表面上，其量可有效塗覆或浸潰該股線部份。此一 /人塗料可以習用方式塗敷，例如經由將股線浸泡在含有孩組合物之浴液中，經由將組合物喷塗在股線上，或經由使股線與靜態或動態塗液器接觸，譬如滾筒或皮帶塗液為。可使已塗覆之股線通過孔模，以自股線移除過量塗料 ’及/或如上文所討論之方式乾燥一段時間，其足以使二次塗層至少郅份乾燥與熟化。若使用時，二次塗料係具有類似上文所揭示上漿組合物之組成。於乾燥後，一般實務是藉由將數條大致上平行之股線捲繞在一起，使欲供墊使用之股線聚集在一起，成爲粗纺包裝物。此等塾較佳係製自已藉切斷器切成不連續長度之股線。爲繁助製造此等墊及使纖絲連鎖，此等切短之長度大致上具有平均長度大於2公分，且通常不大於1〇公分。較小長度通常難以轉化成結構上完整之墊，而較長之長度難以在塾形成方法中處理。5公分之切短長度已成功地使用，而某種強度優點可以稍微較大之長度達成，在7至8公分之譜。市購可得之切斷器係爲適當的，譬如9〇型切斷器，得自 Finn與Fram公司。可用以形成一層切短股線之裝置與方法一一 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) ---Ί —-----— 裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n n ϋ n 一θ, > n n ϋ n n 1 n I , 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589229 A7 B7_____ 五、發明說明（12) ，係揭示於Loewenstein (前文）第293-303頁，其係併於本文供 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了在本發明之催化性基材中提供高表面積之故，此等纖維玻璃股線係經至少部份成絲，意即包含該股線之纖絲束係至少部份分離成個別纖絲。在本發明墊中之玻璃纖維，較佳係經至少70重量百分比成絲，更佳爲至少80百分比成絲，且最佳爲至少90百分比成絲。雖然1〇〇百分比成絲係爲最適宜的，但很少完全達成。成絲作用本質上爲此項技藝中已知的，並可藉機械或氣動方式達成，其典型上係與墊形成裝置有關聯。可有利地對股線賦予高度成絲作用之此種裝置，其實例爲RANDO-開鬆混纺器，其係爲B型 RAND〇-WEB®處理機之一部份，可市購得自Rando機械公司 (Macedon，New York)。或者，此股線開鬆機可爲秔毛機，譬如可市購得自 Hollingsworth on Wheels 公司（Greenville, South Carolina) 或 N. Schlumberger (USA)公司（Charlotte，North Carolina)。Rando 模式之開鬆作用，係爲經由使股線通過一系列以相反方向旋轉之滾筒所產生之攪動作用。股線成絲之百分比可經調整，其方式是調整股線開鬆機之相反滚筒間之間距，及滚筒之轉速。在開鬆程序之後，可將纖維玻璃輸送至墊形成裝置。一種較佳墊形成器爲RANDO-WEBBER®，其爲上文所討論之B 型RANDO-WEB®處理機之一部份。在Rando方法中，玻璃纖維係藉空氣流輸送。在此類型之墊形成器中，係將纖維沈積於旋轉圓柱形進料凝棉網之表面上，該凝棉網係保持在 ___^_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 589229 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明說明（13) 壓力低於大氣壓力下，以形成進料墊。使此進料墊自進料墊凝棉網落紗，並餵至刺輥，其係梳理來自進料墊之個別版線與單絲，然後藉另一空氣流運送，並在另一個旋轉圓柱形凝棉網之表面上沈積成墊，此凝棉網係保持在壓力低於大氣壓力下。將如此形成之墊，從墊形成器輸送至針刺站0 習用墊有時係與少量單向玻璃纖維、熱塑性纖維及/或織物合併。此等附加纖維之目的，係爲在製造期間，於層石之則，對墊提供暫時強度。可將此等補充股線及/或織物置於墊層之間，或在墊之一個側面上，然後使其接受針刺操作。雖然並不被本發明排除在外，但尚未發現此等補充層是本發明較佳具體實施例所必須的。値得注意的是，本發明墊足機械強度，無需此種補強股線或織物即可獲得〇此塾足玻璃纖絲與玻璃纖維股線（以及任何補充纖維）係相互纏結，其方式是使墊接受針刺程序。針刺可使用習用針刺裝置達成，如在纖維玻璃補強工業中使用者，其中係使墊通過間隔針刺板。此種裝置之一種實例，係揭示於讓受人之美國專利4,277,531 (Picone)中，其係併於本文供參考。一種適當針刺機之實例爲NL 9型，其可市購得自德國 Textilmaschinenfabrik Dr· Ernest Fehrer AG。在針刺操作中，係使用一障列倒刺針，以纏結或捻合墊之單絲與股線，以對塾賦予機械強度與完整性。針刺之作用係使一部份纖絲及/ 或股線位移離開墊之大致上平面狀陣列，並進入實質上垂二 -16· 本紙張尺度賴㈣S家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱）. " --— ---”--- ------AW I ^ --- C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 丨·訂· 589229 五、發明說明（14) 直於土平面之方向上。此移位發生之程度，係依一些因素而疋，s如所使用針之類型，針穿刺經過墊之深度，及釺刺之密度。 ^ 訂針刺操作可利用以倒刺構成之針，其角度係朝向針尖，於是當此針通入蟄時，在塾中之纖維係被纏結。在取出行程時’此針類錢常會釋放纖維。㈣具彳下指倒刺之針係爲較佳的，但使料刺針（意即，遠離針尖形成角度）並不排除在本發明之外。由於本發明整之低密度，故已發現 I有利地使用相對較薄之針。具有比25織針號較重織針號 I思即具有小織針號）之針，易使不#數目之纖絲斷裂，於是不能按所意欲之方式改良強度。對於本發明之低密度塾，係建議使用30織針號或較輕，且較佳爲32織針號及較輕之針。特別有用之市購可得針型爲"星"型針，其具有六支倒刺，以三角形排列間隔環繞針軸，丨中成對倒刺係呈垂直排列，高於彼此之上。由於亦已發現期望上係限制針刺深度，故"星•，型針係有利地設置倒刺接近針尖。此等針類型（供應商，包括Foster針公司_一，與美國

Groz-Becker (Charlotte，North Carolina) 〇當在本文針刺操作説明中使用時，"水平"或"以水平方式"術語係指一平面大致上平行於墊之主要平面，其典型上係平行於地面。於本文中使用之，，垂直"或"以垂直方式，，、”向下”及”向上，，等術言吾，係指大致上垂直於，，水平"之方向。應明瞭的是，此等特定方向術語，係爲便於用以描述針刺操作，反映出針刺裝置之一般取向，及用以界定相對... 17 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589229 五、發明說明（15) 於彼此之方向，但此等取向並非此方法之限制。在進入針刺行料，於針板上運送之針，係？入支撑此塾之背撑板中之大致上圓柱形孔口内。依針刺^ 度^益一或多階倒刺係完全穿過塾，並進入背撑板孔口。對本發明之目的而言，當使用兩階針設計時，較佳係使兩階倒刺穿過並超過塾。針穿越超過塾及進入背撑板中孔口〈距離’係稱爲”針刺深度·，。在較佳具體實施例中之刺深度，其範圍從〇·45至〇65英吋（1公分至17公分）。在取出行程期間，於針離開整之後，係使其通過多個大致上爲圓柱形足孔口，位在針刺程序期間與墊間隔之金屬剝棉板中。將纖絲與股線藉剥棉板，自倒刺中拉取，然後在插入與取出針之完整行程後，使塾前進。針板可以每分鐘約80至約3000次行程之頻率往復移動。針座典型上係具有滾筒，以在針刺期間，以水平方向推動墊。在較緩慢頻率下，前進係在針刺孔間之間隔下，間歇性地發生。在較快頻率下，前進係趨近連續運動。刺孔密度亦可改變，以影嚮墊之補強作用。針刺密度係依所使用之特定針類型，墊厚度及其他因素而定。在本文中所揭示之其他較佳針刺參數之内文中，針刺密度較佳範圍爲每平方英吋100至接近160個刺孔（每平方公分ls至25個刺孔）。較小刺孔密度是可能的，但在未使用黏合劑下可能不會獲得所要之墊強度。在一些點處之較大刺孔密度，易於產生減少之恢復，貫際上會降低塾強度。較佳具體實施例係採用每平方英吋約140個刺孔（每公分23個刺孔）。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---^--Ί-----裝--------，訂·.--------AWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 589229

五、發明說明（16) ---：--Ί-----* 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 針刺方法係更詳細描述於讓受人之美國專利4,335，176 (Bauman)中’其係併於本文供參考在-典型針刺方法中，進入針座之墊可具有整體平均厚一爲々至、’’々30鼋米。在通過針座後，此塾可具有廢縮平均厚度爲約2.5至約7毫米。塾之厚度或，，蓬鬆性，，係被纖維〜狀物由於針刺方法而自墊表面延伸之程度所影嚮。在本月之墊中，蓬鬆性對此低密度而言，係相對較高。在本發明墊之較佳具體實施例中之蓬鬆性，係超過❹义英吋（Ο 毫米），且較佳係超過〇·35英吋（8·9毫米）。使蓬鬆性達到最 =程度，，爲本發明一般所期望的，但對於此處所涉及類 ^爲達成蓬鬆性大於約0·5英吋，可能需要過度針刺，其對於抗張強度可能有不利作用。蓬鬆性係以下述方式度量，將一盎司之重量放置在一呎平方面積上， A,^ JLU . . /入玉✓土 ^墊I厚度。抗張強度係使用3英付（7.6公分）χ9英忖（22 9公分）整試樣二在^長尺寸上，以！nStron系列κ材料測試系統拉伸，進仃度里。本發明之較佳具體實施例，係顯示抗張強度爲每經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取線性呎寬度之墊，大於8·〇磅，及在最良好具體實施例中係大於10.0榜。有廣之又獻存在，描述光催化性物質塗敷至玻璃基材上。本發明不限於產生光催化性塗層之任何特定技術，但爲了浸潰高表面積基材（譬如纖維玻璃墊）之故，可有利地使用可自液體媒質塗敷之光催化性物質。經由使㈣泡在液體塗料組合物中，則可使大表面積塗覆光催化性 -19-

589229 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（17) 屬氧化物光觸媒適於浸塗方法，因爲金屬燒氧化物可溶於可將墊浸沒於其中足液體溶劑（通常爲醇）中。接著，可使已沈積之烷氧化物水解，以形成金屬氧化物薄膜，其會良好地黏結至玻璃基材。此類型之較佳方法係揭示於美二專利4,966,759 (Robertson等人）中。更明確言之，該專利之方法需要使用金屬貌氧化物作爲起始物質，其在二氧化歛光觸媒之較佳情況中，可爲例如乙氧化鈥。此乙氧化鈥係溶於有機落劑中，譬如無水乙醇，並與受控量之酸（譬如稍酸）及水反應，以形成塗料溶液。可將纖維玻璃墊浸泡在該塗料溶液中，於乾燥狀態下，歷經一段時間，在一分鐘之譜。接著使已塗覆之整，纟室溫空氣中乾燥，造成燒氧化: 水解，於是在墊上產生非晶質聚合體鈦酸鹽層。在使塗層乾燥一至二小時後，將已塗覆之墊加熱至足以使非晶質層轉化成具光催化活性結晶形式（在二氧化鈥之情沉中爲銳鈦礦）之溫度。產生銳鈦礦型二氧化鈦之加熱循環，可包括缓慢加熱期，在2至5小時之譜，在約4〇〇r下保持一小時，且冷卻期在5小時之譜或更多。應明瞭的是，塗覆與熱處理條件係依所使用之特定物質而改變，如熟諳此藝者所已知。亦已知使用水性媒質塗敷催化性金屬氧化物至基材。其可使用鈦酸鹽產物之水溶液或漿液，該產物可以TYZ〇R名稱得自DuPont，特別是其經螯合之變型，或得自以职娜之類似產物。被認爲可歸因於偶合劑在本發明較佳具體實施例中存在... 20- ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I J I I Ί-----AWI --------訂----I I---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 五、發明說明（18) 所致之另一項優點，係々，、璃基材上之經改良塗層 &件潮濕光催化性物質在纖維玻項優點係由於任何存：：凊理基材之習用實作中，此已知以其他全屬…合劑之熱分解而喪失。 ’、I至屬（譬如鉑、之光催化活性，且本發光^屬減•，以加強觸媒劑。光彳隹化性基質可加入此種添補爲提供本發明最良好模體實施例加以描述。應明瞭本發明已伴隨著特定具諳此藝者所已知，可：申土：其他變型與修正，如熟圍内採用。申叫專利範圍所界定之本發明範 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I,裝 n n «ϋ I 3 n n t— n n 1 一言經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

589229 A BCD χϊ/ 月 2 1 年案(92 請本申換利聲專圍號範 741 5專 118請 8申 08文第中 I *···^^4P 申請專利範圍，一 .、 ' · 1. 一種供使用於以光催化方式使流體中之有機化合物分解方法中之基質，其包含··纖維玻璃墊基材，其係由已至少部份成絲之無規則取向之玻璃纖維所製成，該基材包含大部份無規則位於大致上平面狀層上之纖絲’及其他具有在大致上垂直於該平面之方向上延伸部份之纖絲，以連鎖至少一部份纖絲；在至少一部份玻璃纖維上之有機物質，其量以灼燒損失來度量，係低於纖維破璃墊基材之1.0重量％ ;及在該基材上帶有 (光催化性物質，其量足以賦予基質具光催活性。 2·根據申請專利範圍第i項之基質，其中基材之有機物質含量，其特徵為不超過〇·5重量％灼燒損失。 3·根據申請專利範圍第！項之基質，其中基材之有機物質含里’其特徵為不超過q.4重量％灼燒損失β 4·根據申請專利範圍第丨項之基質，其中基材之有機物質含量’其特徵為至少0.1重量％灼燒損失。 5·根據申請專利範圍第丨項之基質，其中光催化性物質包含金屬氧化物。 6·根據申請專利範圍第5項之基質，其中光催化性物質包含二氧化鈦。 7. —種纖維玻璃墊，其包含：在層中無規則取向之破璃纖維，其具有主要尺寸在平面中，及垂直於該平面之較小厚度，大部份玻璃纖維係以個別纖絲存在，部份該纖絲係在大致上垂直於該主要尺寸平面之方向上延伸，以連鎖墊結構；有機物質，藉灼本紙張尺度適用中8 S家鮮(CNS) Α4規格⑽X咖公釐「 _：_____D8 六、申請專利範圍燒損失度量，其量低於L〇重量％ ;玻璃纖維與有機物質在該層中之量，係具有每平方米該平面15〇至6〇〇克之密度；及光催化性金屬氧化物之塗層。 8·根據申請專利範圍第7項之纖維玻璃塾，其中玻璃纖維與有機物質在該層中之量，係具有每平方米該平面15〇至300克之密度。 9·根據申請專利範圍第7項之纖維玻璃墊，其中玻璃纖維與有機物質在該層中之量，係具有每平方米該平面165 至240克之密度。其中至少70百其中至少80百其中有機物質其中有機物質其中有機物質 10·根據申請專利範圍第7項之纖維玻璃墊分比之玻璃纖維，係以個別纖絲存在。 11·根據申請專利範圍第7項之纖維玻璃墊分比之玻璃纖維，係以個別纖絲存在。 12·根據申請專利範圍第7項之纖維破璃塾含量係低於0.5重量％。 13.根據申請專利範圍第7項之纖維坡璃墊含量係低於0.4重量％。 14·根據申請專利範圍第7項之纖維破瑪塾含量為至少0.1重量％。 15·根據申請專利範圍第7項之纖維破璃包括經熟化之上漿組合物’其包含有機矽烷。機物質 16.根據申請專利範圍第7項之纖維破璃栽’ 強度為每呎寬度至少g磅。上、墊之抗張本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐)