形成抗霧覆膜的方法及組成物及應用其的纖維織物的製作方法

2023-11-04 13:43:02 4

專利名稱：：形成抗霧覆膜的方法及組成物及應用其的纖維織物的製作方法
技術領域：
：本發明是有關於一種可形成抗霧覆膜的組成物及應用其纖維織物及形成抗霧覆膜的方法，且特別是有關於一種可形成親水結構的抗霧覆膜的組成物及應用其纖維織物及形成抗霧覆膜的方法。
背景技術：
：當玻璃、鏡片等平滑的材質接觸到霧氣時，容易在表面凝結小霧滴(小水滴)，進而在表面形成一層霧氣薄膜。霧氣薄膜會造成光線穿透率降低或視覺清晰度下降等問題，除造成一般使用上的不便外，更進一步影響到行車、工作安全。例如安全帽鏡片或汽車擋風玻璃產生的霧氣影響駕駛人視線；工程人員的安全護目鏡起霧導致施工危險性大增；冷凍食品櫥窗、浴室鏡面起霧造成視線不清；甚至是農業溫室玻璃上的霧氣薄膜凝結成水滴，致使作物受潮影響產品質量等。因此，市場上一直存在著對於抗霧產品的殷切需求。為防止霧氣薄膜形成，目前業界常見的解決方法，例如是直接將產品表面進行加工，於製造過程中將產品表面鍍上一層抗霧膜。然而，此種方式增加了製備工藝步驟以及製造成本，特別是應用在材料成本低廉且面積小的產品上，更無法滿足有效降低成本的需求。此外，市場上亦出現許多抗霧噴劑或抗霧塗料等商品，利用具有親水基的成分塗布於欲抑制霧氣薄膜生成的表面上。然而此種具有親水基的成分容易被水衝洗掉，無法長久存在於表面上，具有有效期間短、抗霧效果有限等限制。使用者必須經常重複塗布抗霧噴劑或抗霧塗料，大大降低了使用上的便利性。
發明內容本發明的目的在於提供一種可形成抗霧覆膜的組成物及應用其纖維織物及形成抗霧覆膜的方法，其利用組成物乾燥後，組成物中的多個微細粒子堆棧的方式來形成抗霧覆膜。其至少具有使用方便、應用範圍廣以及持久抗霧等優點。為實現上述目的，本發明提供的可形成抗霧覆膜(antifoggingcoating)的組成物，包括實質上0.1至10重量份(partsbyweight)的複數個微細粒子(ultrafmeparticels);實質上0.1至10重量份的一高分子電解質(polymericelectrolyte);以及實質上80至100重量份的水；其中，當該組成物的塗層於一材料表面乾燥後，該些微細粒子於該材料表面上形成親水結構的該抗霧覆膜。所述的組成物，其中，該些微細粒子為平均粒徑小於等於50納米的粉體。所述的組成物，其中，該些微細粒子為氧化矽的粉體、氧化鋁的粉體或氧化鋅的粉體。所述的組成物，其中，該高分子電解質為羧基甲基纖維素(carboxymethylcellulose,CMC)、聚醯丙基胺鹽酸(polyallylaminehydrochloride)、多胺高分子(polyamine)或聚丙烯酸胺(polyacrylicamide)。所述的組成物，其中，該些微細粒子不溶於水，並且分散於水中，使該組成物呈懸浮液(suspension)狀態。所述的組成物，其中，當該組成物的塗層於該材料表面乾燥時，該高分子電解質用以維持該些微細粒子的分散狀態。所述的組成物，其中，該組成物還包括實質上1至20重量份的一揮發性溶劑。所述的組成物，其中，該揮發性溶劑為乙醇、異丙醇或丙酮。所述的組成物，其中，該抗霧覆膜由該些微細粒子堆棧而成，並且具有複數個孔洞。所述的組成物，其中，該組成物還包括實質上0.1至10重量份的一功能添加劑。所述的組成物，其中，該功能添加劑為香精(perfume)、抗菌劑(antibacterial)或清潔用溶齊U(sanitaryagent)。本發明提供的纖維織物(fabrictextile),包括一基材，具有複數個毛細孔洞(capillary-sizepore);以及一組成物，可形成一抗霧覆膜，該組成物由該些毛細孔洞潤溼(moisturize)該基材，該組成物包括實質上0.1至10重量份的複數個微細粒子；實質上O.l至IO重量份的一高分子電解質；及實質上80至100重量份的水；其中，當該組成物的塗層於一材料表面乾燥後，該些微細粒子於該材料表面上形成親水結構的該抗霧覆膜。所述的組成物，其中，該些微細粒子為平均粒徑小於等於50納米的粉體。所述的纖維織物，其中，該些微細粒子為氧化矽的粉體、氧化鋁的粉體或氧化鋅的粉體。所述的纖維織物，其中，該高分子電解質為羧基甲基纖維素、聚醯丙基胺鹽酸、多胺高分子或聚丙烯酸胺。所述的纖維織物，其中，該組成物還包括實質上1至20重量份的一揮發性溶劑。所述的纖維織物，其中，該揮發性溶劑為乙醇、異丙醇或丙酮。所述的纖維織物，其中，該抗霧覆膜由該些微細粒子堆棧而成，並且具有複數個孔洞。所述的纖維織物，其中，該組成物還包括實質上0.1至10重量份的一功能添加劑。所述的纖維織物，其中，該功能添加劑為香精、抗菌劑或清潔用溶劑。所述的纖維織物，其中，該基材為一軟質吸收性材料(softabsorbentmaterial)。所述的纖維織物，其中，該基材為一不織布(non-wovenfabric)、一編織布料(wovenfabric)或一紙巾(papertowel)。本發明提供的形成抗霧覆膜的方法，包括形成一組成物的塗層於一材料表面，該組成物包括實質上0.1至10重量份的複數個微細粒子、實質上0.1至10重量份的一高分子電解質及實質上80至100重量份的水；其中，當該組成物的塗層乾燥後，該些微細粒子堆棧於該材料表面上，以形成親水結構的該抗霧覆膜。所述的方法，其中，該些微細粒子分散於該組成物中，當該組成物的塗層乾燥時，該高分子電解質用以維持該些微細粒子的分散狀態。所述的方法，其中，該抗霧覆膜是以具有複數個孔洞的方式形成。本發明的可形成抗霧覆膜的組成物及應用其的纖維織物及形成抗霧覆膜的方法，是將包含有納米等級的微細粒子的組成物，塗布在欲形成抗霧覆膜的材料表面。由組成物乾燥時微細粒子堆棧於材料表面上，形成包含多個孔洞的親水結構的抗霧覆膜，達到拉平霧滴、降低霧滴接觸角的效果。應用於纖維織物中的組成物，例如由溼紙巾的型式，可增進攜帶及使用的方便性。再者，抗霧覆膜由納米等級的微細粒子堆棧而成，其不易被衝刷離開材料表面，具有良好的耐久性。另外，此組成物可廣泛地施用於需要抗霧的材料表面，具有良好地應用彈性。圖1顯示微細粒子堆棧於材料表面的示意圖。圖2顯示形成抗霧覆膜前，材料表面對於霧滴的接觸角的照片。圖3顯示形成抗霧覆膜後，材料表面對於霧滴的接觸角的照片。附圖中主要組件符號說明10:抗霧覆膜11:微細粒子13:材料表面C:孔洞具體實施例方式本發明提出的可形成抗霧覆膜的組成物，包括實質上O.l至IO重量份的多個微細粒子、實質上0.1至10重量份的一高分子電解質以及實質上80至100重量份的水。當組成物的塗層於一材料表面乾燥後，此些微細粒子於材料表面上形成親水結構的抗霧覆膜。本發明提出的纖維織物，包括具有一基材以及一組成物。基材具有多個毛細孔洞，組成物是由此些毛細孔洞潤溼基材。組成物可形成一抗霧覆膜，並且包括實質上0.1至10重量份的多個微細粒子、實質上0.1至10重量份的一高分子電解質及實質上80至100重量份的水。當組成物的塗層於一材料表面乾燥後，前述的微細粒子於材料表面上形成親水結構的抗本發明提出的形成抗霧覆膜的方法，包括形成一組成物的塗層於一材料表面的步驟。組成物包括實質上O.l至IO重量份的多個微細粒子、實質上0.1至10重量份的一高分子電解質及實質上80至100重量份的水。當組成物的塗層乾燥後，此些微細粒子堆棧於材料表面上，以形成親水結構的抗霧覆膜。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳的實施例，並配合附圖作詳細說明如下依照本發明較佳實施例的可形成抗霧覆膜的組成物，包括多個微細粒子(ultrafineparticles)、一高分子電角早質(polymericelectrolyte)以及水。當組成物以一塗層的方式塗布於一材料表面，並且經過乾燥後，此些微細粒子繫於材料表面上形成親水結構的抗霧覆膜。以下提出較佳的實施例作為本發明的詳細說明。然而，實施例只是用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護的範圍。組成物本實施例的可形成抗霧覆膜的組成物，其中的成分包括實質上0.1至10重量份的多個微細粒子；實質上0.1至10重量份的高分子電解質；以及，實質上80至100重量份的水。組成物中，此些微細粒子為不溶於水的納米粉體，例如氧化矽、氧化鋁或氧化鋅的納米粉體。此些微細粒子分散於水中，使得組成物呈現懸浮液(suspension)狀態。由於微細粒子的平均粒徑會影響懸浮液的混濁度，當平均粒徑過大時會造成組成物的透光度下降，特別是應用於透光材料表面時，會影響到光線的穿透率。因此，此些微細粒子的平均粒徑的範圍是以小於等於50納米(nanometer)為較佳，使得形成的抗霧覆膜具有良好的光線穿透率。高分子電解質是用以維持此些微細粒子於水中的分散狀態，當組成物的塗層於一材料表面進行乾燥時，該高分子電解質可避免微細粒子進一步聚合成長。如此可避免因微細粒子聚集，而於乾燥後致使抗霧覆膜出現斑紋、斑點的現象，可維持抗霧覆膜的均勻度，並且保持良好視覺外觀。可應用於此的高分子電解質，包括羧基甲基纖維素(carboxymethylcellulose,CMC)、聚醯丙基胺鹽酸(polyallylaminehydrochloride)、多胺高分子(polyamine)及聚丙烯酸胺(polyacrylicamide)。本實施例的組成物中，水的含量足以使得微細粒子平均散布於組成物中，並且使得組成物於塗布於材料表面上時，具有良好的作業性。組成物中較佳地可應用雜質含量低的水，例如去離子水(deionizedwater),避免一般水中較活躍且不穩定的離子(如鈣離子、鎂離子或鐵離子等)導致的沉澱或結塊現象，使得形成的抗霧覆膜具有良好的均勻性。另外，除前述微細粒子、高分子電解質及水之外，本實施例的組成物還可包括實質上1至20重量份的一揮發性溶劑。揮發性溶劑選用不與水產生相分離者為佳，例如乙醇、異丙醇或丙酮等，用以提高組成物於材料表面乾燥的效率，增進使用的方便性。再者，組成物中還可有益地包括一功能添加劑。其較佳地選用可溶於水，並且不與組成物中其它成分發生交互作用者，例如香精(perfUme)、抗菌劑(antibacterial)或清潔用溶劑(sanitaryagent)等。如此當施用組成物於材料表面時，可同時進行殺菌或清潔的動作，且使形成的抗霧覆膜具有芳香或抑菌的效果。當組成物的塗層於材料表面乾燥後，此些微細粒子於材料表面堆棧形成具有多個孔洞的親水結構的抗霧覆膜。此些孔洞可降低抗霧覆膜對霧滴的接觸角，達到抗霧的效果。纖維織物依照本發明較佳實施例的組成物，可應用於一纖維織物中。纖維織物包括一基材，其具有多個毛細孔洞(capillary-sizepore)，組成物經由此些毛細孔洞潤溼(moisturize)基材。基材為一軟質且具有吸收性的材料(softabsorbentmaterial),可應用於此的範例包括一不織布(non-wovenfabric)、一編織布料(wovenfabric)或一紙巾(papertowel)。以紙巾為例，其包括許多交錯的纖維，此些纖維間的空隙形成毛細孔洞。本實施例的懸浮液狀的組成物，由此些毛細孔洞吸附於紙巾中。使用者可利用被組成物潤溼後的溼紙巾，將組成物塗抹於欲形成抗霧覆膜的材料表面上，具有方便使用的優點。抗霧覆膜的形成方法本實施例的形成抗霧覆膜的方法，主要包括形成組成物的塗層於材料表面的步驟。舉例來說，組成物可利用前述的溼紙巾直接擦拭材料表面，以塗抹組成物於材料表面上。然而組成物亦可容置於一噴霧罐中，利用罐中的高壓氣體推送噴灑至材料表面上，抑或利用按壓式噴頭灑布至材料表面。然於本發明所屬
技術領域：
中具通常知識者可知，公知刷塗、浸漬、滾輥或其它均勻塗布液體至表面的方式均可應用於此。此外，依照本發明較佳實施例的組成物，可依照需求塗布於不同的材質表面，以發揮抗霧的功能。實際應用上，組成物可塗布於實質上為平滑並且未經過表面處理，使得微細粒子可附著於其表面的材質，例如眼鏡、玻璃窗、鏡子、桌面、壓克力板、PC塑料板、PET塑料板、食物包裝袋或陶瓷等。組成物的塗層形成於材料表面後，接著較佳地靜置材料表面，等待組成物的塗層乾燥。然而，亦可根據應用組成物的環境及時機，利用烘烤、風乾等方式乾燥組成物的塗層。當組成物的塗層乾燥時，即當水分或揮發性溶劑等物質蒸散時，此些微細粒子逐漸堆棧於材料表面上。請參照圖1，其顯示微細粒子堆棧於材料表面的示意圖。當水分蒸散時，此些微細粒子11由懸浮分散於水中的狀態逐漸累積堆棧至材料表面13上，以形成具有多個孔洞C的抗霧覆膜10。如此使得抗霧覆膜10具有超親水特性，可拉大霧滴於材料表面13的接觸面積，並減小霧滴對於材料表面13的接觸角。另外，由於依照本發明的實施例中，抗霧覆膜10是由納米等級的微細粒子11堆棧而成，相較於傳統利用親水基化學成分的抗霧覆膜，納米等級的微細粒子11於材料表面上13具有較佳地附著性，因此多孔結構的抗霧覆膜10不易被衝洗掉，系可達到長久抗霧的效果。再者，於形成組成物的塗層於材料表面13的前，較佳地可先清潔材料表面13，將材料表面13的油脂或灰塵等雜質去除。如此可增進微細粒子11於材料表面13堆棧的一致性，以提升抗霧覆膜10的質量，並增進抗霧效果。測試結果請參照圖2及圖3，其分別顯示形成抗霧覆膜前後，材料表面對於霧滴的接觸角的照片。此處材料表面是以一玻璃鏡面為例，並且藉由塗抹本發明較佳實施例的組成物於材料表面的方式形成抗霧覆膜。如圖2所示，在未形成抗霧覆膜前，材料表面對於霧滴的接觸角大約為69.58度；當材料表面形成有抗霧覆膜時，材料表面對於霧滴的接觸角大約為4.7度，如圖3所示。因此，由量測結果可知，當組成物的塗層於材料表面乾燥，以形成多孔親水結構的抗霧覆膜後，可有效降低霧滴的接觸角，達到抗霧效果。另一方面，將本發明較佳實施例的組成物，依照不同組成比例備制為組成物A及組成物B，並且利用組成物A及組成物B進行抗霧耐受性的測試。請參照表l，其顯示組成物A及組成物B的成分及比例。組成物A包括10重量份的納米粉體、IO重量份的高分子電解質、IO重量份的異丙醇(isopropanol，IPA)以及90重量份的去離子水；組成物B包括10重量份的納米粉體、10重量份的高分子電解質以及100重量份的去離子水。tableseeoriginaldocumentpage16抗霧耐受性的測試步驟，首先進行步驟l，將組成物A及組成物B分別塗抹於一2.5(cm"7.5(cm)的玻璃片上，並且靜置陰乾。接著進行步驟2，將具有乾燥後的組成物的兩玻璃片，放置在距離電熱水蒸氣機臺的蒸氣噴出口10公分處，使蒸氣噴灑於兩玻璃片上達IO分鐘，並用肉眼觀察玻璃片上霧氣生成的狀況。於此耐受性測試中，每日進行一次噴灑蒸氣於玻璃片上的動作(步驟2)。另外，於第8天時將已經過7天測試的兩玻璃片浸泡於IO(TC的熱水中達10分鐘，然後再進行如步驟2所述的噴灑蒸氣的動作。請參照表2，其顯示抗霧耐受性的測試結果。tableseeoriginaldocumentpage17由測試結果可知，不論組成物中是否包含加速組成物乾燥的揮發性溶劑，本發明的利用納米粉體堆棧形成多孔親水結構的抗霧覆膜，可維持大約8天的抗霧效果。由增加抗霧覆膜的耐受性，可大幅減少使用者重複塗布組成物的次數，提升了使用上的方便性，並且相對節省了組成物的用量。綜上所述，雖然本發明已以較佳的實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視申請的權利要求範圍所界定內容為準。權利要求1、一種可形成抗霧覆膜的組成物，包括實質上0.1至10重量份的複數個微細粒子；實質上0.1至10重量份的一高分子電解質；以及實質上80至100重量份的水；其中，當該組成物的塗層於一材料表面乾燥後，該些微細粒子於該材料表面上形成親水結構的該抗霧覆膜。2、如權利要求1所述的組成物，其中，該些微細粒子為平均粒徑小於等於50納米的粉體。3、如權利要求1所述的組成物，其中，該些微細粒子為氧化矽的粉體、氧化鋁的粉體或氧化鋅的粉體。4、如權利要求1所述的組成物，其中，該高分子電解質為羧基甲基纖維素、聚醯丙基胺鹽酸、多胺高分子(polyamine)或聚丙烯酸胺。5、如權利要求1所述的組成物，其中，該些微細粒子不溶於水，並且分散於水中，使該組成物呈懸浮液狀態。6、如權利要求5所述的組成物，其中，當該組成物的塗層於該材料表面乾燥時，該高分子電解質用以維持該些微細粒子的分散狀態。7、如權利要求1所述的組成物，其中，該組成物包括實質上1至20重量份的一揮發性溶劑。8、如權利要求7所述的組成物，其中，該揮發性溶劑為乙醇、異丙醇或丙酮。9、如權利要求1所述的組成物，其中，該抗霧覆膜由該些微細粒子堆棧而成，並且具有複數個孔洞。10、如權利要求1所述的組成物，其中，該組成物包括實質上0.1至10重量份的一功能添加劑。11、如權利要求10所述的組成物，其中，該功能添加劑為香精、抗菌劑或清潔用溶劑。12、一種纖維織物，包括一基材，具有複數個毛細孔洞；以及一組成物，可形成一抗霧覆膜，該組成物由該些毛細孔洞潤溼該基材，該組成物包括實質上0.1至10重量份的複數個微細粒子；實質上0.1至10重量份的一高分子電解質；及實質上80至100重量份的水；其中，當該組成物的塗層於一材料表面乾燥後，該些微細粒子於該材料表面上形成親水結構的該抗霧覆膜。13、如權利要求12所述的組成物，其中，該些微細粒子為平均粒徑小於等於50納米的粉體。14、如權利要求12所述的纖維織物，其中，該些微細粒子為氧化矽的粉體、氧化鋁的粉體或氧化鋅的粉體。15、如權利要求12所述的纖維織物，其中，該高分子電解質為羧基甲基纖維素、聚醯丙基胺鹽酸、多胺高分子或聚丙烯酸胺。16、如權利要求12所述的纖維織物，其中，該組成物包括實質上1至20重量份的一揮發性溶劑。17、如權利要求16所述的纖維織物，其中，該揮發性溶劑為乙醇、異丙醇或丙酮。18、如權利要求12所述的纖維織物，其中，該抗霧覆膜由該些微細粒子堆棧而成，並且具有複數個孔洞。19、如權利要求12所述的纖維織物，其中，該組成物包括實質上0.1至10重量份的一功能添加劑。20、如權利要求19所述的纖維織物，其中，該功能添加劑為香精、抗菌劑或清潔用溶劑。21、如權利要求12所述的纖維織物，其中，該基材為一軟質吸收性材料。22、如權利要求21所述的纖維織物，其中，該基材為一不織布、一編織布料或一紙巾。23、一種形成抗霧覆膜的方法，包括形成一組成物的塗層於一材料表面，該組成物包括實質上0.1至10重量份的複數個微細粒子、實質上0.1至10重量份的一高分子電解質及實質上80至100重量份的水；其中，當該組成物的塗層乾燥後，該些微細粒子堆棧於該材料表面上，以形成親水結構的該抗霧覆膜。24、如權利要求23所述的方法，其中，該些微細粒子分散於該組成物中，當該組成物的塗層乾燥時，該高分子電解質用以維持該些微細粒子的分散狀態。25、如權利要求23所述的方法，其中，該抗霧覆膜是以具有複數個孔洞的方式形成。全文摘要一種可形成抗霧覆膜(antifoggingcoating)的組成物，包括實質上0.1至10重量份的多個微細粒子(ultrafineparticles)、實質上0.1至10重量份的一高分子電解質(polymericelectrolyte)以及實質上80至100重量份的水。當組成物的塗層於一材料表面乾燥後，此些微細粒子於材料表面上形成親水結構的抗霧覆膜。文檔編號C09D5/16GK101445680SQ200710193460公開日2009年6月3日申請日期2007年11月27日優先權日2007年11月27日發明者周文漢,林雅惠,王裕銘,鄭鴻鉸,魏宇昆申請人:財團法人工業技術研究院