專利名稱：具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，特別是指一種纖維的基材表面與光催化劑涂層上，涂布有一醇類基底化合物的保護(hù)膜涂層纖維。
背景技術(shù)：
目前，市場上已有的纖維、有機(jī)物或金屬的光觸媒披覆構(gòu)造如臺灣第091202434號專利案，其主要構(gòu)成特征為一種纖維、有機(jī)物或金屬的光觸媒披覆構(gòu)造，在纖維、有機(jī)物或金屬等物質(zhì)的基材表面與光觸媒溶凝膠層間，披覆間隔有一納米(nm)級二氧化硅溶凝膠層；而其構(gòu)成上的主要缺點(diǎn)為該光觸媒溶凝膠層在進(jìn)行催化作用時會逐漸分解纖維、有機(jī)物等物質(zhì)的基材表面。
關(guān)于具有紫外線遮蔽效果的纖維及其織物的先前技術(shù)，請另參考臺灣專利第091110433號專利案，其構(gòu)成特征為一種具紫外線遮蔽效果的聚酯纖維，其特征在于聚酯纖維中添加有0.5～1.0重量％且平均粒徑為1～100納米(nm)的具紫外線反射效果的無機(jī)二氧化鈦微粒子，其中所添加的無機(jī)二氧化鈦微粒子以三聚磷酸鉀為分散劑。上述的技術(shù)存在的問題仍然是光觸媒在進(jìn)行催化作用時會逐漸分解纖維、有機(jī)物等物質(zhì)的基材表面。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能利用特定波長的光源能量來讓光催化劑涂層產(chǎn)生催化作用的光觸媒涂層纖維。
本實(shí)用新型的次一目的是提供一種具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，其光觸媒在吸收光源能量后能產(chǎn)生氧化作用，這種氧化作用可將纖維材質(zhì)外圍的異味分解成二氧化碳分子及水分子，并可半永久性的持續(xù)著。
本實(shí)用新型的另一目的是提供一種光觸媒涂層纖維在光源能量照射后能增強(qiáng)光觸媒的親水性，使附著于纖維上的水份能滲入污垢與光觸媒的界面，以大幅降低污垢的附著力。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取技術(shù)方案一種具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，它包括有纖維基材和光催化劑涂層，其特征在于，由里至外依次緊密結(jié)合有纖維基材、下層保護(hù)膜、光催化劑涂層、和上層保護(hù)膜；本實(shí)用新型具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，在纖維基材表面與光催化劑涂層上，涂布有一保護(hù)膜，該保護(hù)膜為一醇類基底化合物的溶劑直接涂布或涂浸于纖維基材上，并經(jīng)80～180℃加熱以于基材表面形成一堅固不易脫落的下層保護(hù)膜，該下層保護(hù)膜能防止纖維基材被光催化劑分解，之后再將光催化劑溶液涂敷至下層保護(hù)膜上，以形成一層光催化劑涂層，且其光催化劑涂層足以賦予纖維基材具光催化作用，最后再將醇類基底化合物的溶劑涂布于光催化劑涂層上，并再經(jīng)80～180℃加熱使之形成一上層保護(hù)膜。
本實(shí)用新型由于采取以上設(shè)計，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型中，由于在纖維基材和光催化劑涂層之間設(shè)置了下層保護(hù)膜，該下層保護(hù)膜能完全隔絕纖維基材與光催化劑的接觸，并防止纖維基材被光催化劑分解氧化。2、本實(shí)用新型中，在光催化劑涂層表面上又設(shè)置了一上層保護(hù)膜，該上層保護(hù)膜不但可以保護(hù)光催化劑涂層，更可以提供污垢的附著力大幅降低的功能。3、本實(shí)用新型還可以半永久性的以氧化作用將纖維材質(zhì)外圍的異味持續(xù)分解成二氧化碳分子及水分子。4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于批量生產(chǎn)。
圖1為本實(shí)用新型具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維的端面放大示意圖；圖2為本實(shí)用新型纖維表面與光觸媒保護(hù)薄膜的局部示意圖；圖3為光線照射產(chǎn)生纖維表面氧化還原反應(yīng)示意圖；圖4為纖維涂布保護(hù)膜與光觸媒涂層的外觀示意圖；圖5為本實(shí)用新型具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維的制造方法流程圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1～圖4，本實(shí)用新型所提供的具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，其光催化劑3主要以5～30納米二氧化鈦(TiO2)材料31，加銅顆粒32做光催化劑3涂布在人造纖維、天然纖維及合成纖維的基材表面，以增進(jìn)納米二氧化鈦材料31光觸媒催化能力，此負(fù)載在納米二氧化鈦材料31表面的銅顆粒32，可以引導(dǎo)電子6，大幅降低二氧化鈦電子6及電洞7對的再結(jié)合，大大提升陽光中紫外線或強(qiáng)光或光源能量5吸收效率。
二氧化鈦材料31利用所產(chǎn)生的電洞7的氧化力及電子6的還原力和表面接觸的二氧化碳分子及水分子發(fā)生作用，產(chǎn)生氧化力極強(qiáng)的自由基，而進(jìn)行殺菌、除臭、分解有機(jī)物等作用。再者，由于納米二氧化鈦材料31光觸媒具備無色、無味及無毒的特性，此種光觸媒本身并不參與反應(yīng)，所以永不損耗，在光催化的物理反應(yīng)中，效能特別突出，而且強(qiáng)力分解空氣中各種有害物質(zhì)與有機(jī)物。
然而，用合成方法制成的纖維或以天然聚合物為原料，或經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而制得的纖維，其纖維基材1本身也為有機(jī)物，故納米二氧化鈦材料31涂浸在纖維基材1表面后，該再生材質(zhì)或合成材質(zhì)的纖維基材1也將被其分解，本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于為避免在光催化的物理反應(yīng)中，該纖維基材1被氧化分解，因而在含二氧化鈦材料31的光催化劑3涂布于纖維基材1前，先行在纖維基材1上涂布一移動性流體的醇類基底(base)化合物的保護(hù)膜，并經(jīng)80～180℃加熱以于纖維基材1表面反應(yīng)形成一堅固不易脫落且以二氧化硅(SiO2)為主的反應(yīng)生成物，并使至少一部份反應(yīng)生成物沉淀聚積于纖維基材1表面上以形成下層保護(hù)膜2，該下層保護(hù)膜2能完全隔絕纖維基材1與光催化劑3的接觸，并防止纖維基材1被光催化劑3分解氧化。
本實(shí)用新型的保護(hù)膜為一醇類基底化合物的溶劑直接涂布或涂浸于纖維基材1上，并經(jīng)80～180℃加熱以于纖維基材1表面形成一堅固不易脫落的下層保護(hù)膜2，之后再將流體光催化劑3溶液，完整涂敷至下層保護(hù)膜2上，使至少一部份光催化劑3溶液沉淀聚積、干燥及固結(jié)于下層保護(hù)膜2表面上，以形成一光催化劑3涂層于下層保護(hù)膜2上，且光催化劑3涂層足以賦予纖維基材1光催化作用，最后再將一移動性流體的醇類基底化合物的溶劑再次涂布于光催化劑3涂層表面上，并再經(jīng)80～180℃加熱使光催化劑3涂層表面反應(yīng)形成一二氧化硅為主的反應(yīng)生成物，其使至少一部份反應(yīng)生成物沉淀聚積于光催化劑3涂層表面上以形成一上層保護(hù)膜4，而上層保護(hù)膜提供污垢的附著力大幅降低的功能。
請參閱圖5為本實(shí)用新型的具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維的制造方法，其步驟如后(A)至少一種移動性流體醇類基底化合物的溶劑，完整涂布于纖維基材1表面；(B)經(jīng)80～180℃溫度加熱于纖維基材1，使纖維基材1表面反應(yīng)形成一二氧化硅(SiO2)為主的反應(yīng)生成物；(C)沉淀聚積至少一部份反應(yīng)生成物于纖維基材1表面上，以形成下層保護(hù)膜2于纖維基材1上；(D)至少一種流體光催化劑3溶液，完整涂布于下層保護(hù)膜2表面；(E)沉淀聚積至少一部份光催化劑3溶液，以使進(jìn)行干燥，固結(jié)于下層保護(hù)膜2表面上，以形成光催化劑3涂層于下層保護(hù)膜2上；(F)至少一種移動性流體醇類基底化合物的溶劑，完整涂布于光催化劑3涂層表面；
(G)經(jīng)80～180℃溫度加熱，使光催化劑3涂層表面反應(yīng)形成一二氧化硅為主的反應(yīng)生成物；(H)沉淀聚積至少一部份反應(yīng)生成物于光催化劑3涂層表面上，以形成上層保護(hù)膜4于光催化劑3涂層上。
請參閱圖3，為光線照射于產(chǎn)生纖維表面氧化還原反應(yīng)示意圖，當(dāng)陽光或紫外線照射纖維表面時，被其吸收產(chǎn)生電子6及電洞7，而反應(yīng)空氣中水分、氧氣成活性氧O2-及氫氧自由基OH，如此不斷的氧化還原反應(yīng)，不斷的吸收陽光、紫外線或光源能量5照射，反應(yīng)空氣中的水分、氧氣。
綜上所述，本實(shí)用新型較傳統(tǒng)的物品具有如下的特點(diǎn)及功效1、可半永久性的以氧化作用將纖維材質(zhì)外圍的異味持續(xù)分解成二氧化碳分子及水分子。
2、可大幅降低纖維材質(zhì)上污垢的附著力。
3、可防止纖維材質(zhì)被光催化劑氧化。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例而已，故舉凡依據(jù)本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的等效變化，理應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，它包括有纖維基材和光催化劑涂層，其特征在于，由里至外依次緊密結(jié)合有纖維基材、下層保護(hù)膜、光催化劑涂層、和上層保護(hù)膜；在所述纖維基材和光催化劑涂層之間設(shè)置有一醇類基底化合物的溶劑直接涂布并經(jīng)加熱而形成的堅固不易脫落的下層保護(hù)膜，并所述光催化劑涂層外還設(shè)置有一醇類基底化合物的溶劑涂布并經(jīng)加熱而形成的上層保護(hù)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，其特征在于所述光催化劑涂層以5～30納米二氧化鈦材料與銅顆粒所形成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有保護(hù)膜的光觸媒涂層纖維，其包括有一纖維基材、一下層保護(hù)膜、一光催化劑涂層及一上層保護(hù)膜，而該保護(hù)膜為一醇類基底化合物的溶劑直接涂浸于纖維上，以形成一下層保護(hù)膜，之后再將光催化劑溶液涂敷至下層保護(hù)膜上，以形成一層光催化劑涂層，下層保護(hù)膜能防止纖維被光催化劑分解，最后再于光催化劑涂層涂布一上層保護(hù)膜，使光催化劑涂層賦予纖維光催化作用時，能大幅降低污垢的附著力。
文檔編號D06M11/00GK2782740SQ20052000514
公開日2006年5月24日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者鄭孟松 申請人:鄭孟松, 郭明政