具有自潔能力的紗網及其製造方法
2023-04-29 02:41:21
專利名稱：具有自潔能力的紗網及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種紗網。具體地說，涉及一種具有自潔能力的紗網。本發明還涉及此紗網的製造方法。
背景技術：
門窗上一般都設有紗網。紗網具有複數網眼，其優點是能透光、能讓空氣流通，並且適當地控制網眼的大小可以阻擋蚊蟲等不受歡迎的外來物。但是紗網使用過一段時間後，灰塵或不乾淨的雜質容易堆積在其網眼周圍，因此每隔一段時間就必須清洗一次，清洗過程十分麻煩。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有自潔能力的紗網，這種紗網在使用的過程中能自我清潔，因而不需要額外的清潔手續。
本發明的另一目的是提供此紗網的製造方法。
根據本發明所提供的具有自潔能力的紗網，其包含網狀基材；以及具有光催化活性的光觸媒。
由於具有光催化活性的光觸媒被特定波長的光線激發之後，會產生催化作用，將其周圍的氧氣以及水分子激發成極具活性的·OH及·O2-自由基，這些氧化力極強的自由配位基可分解許多有機物質以及部分無機物質。本發明提供的紗網包含了這種具有光催化活性的光觸媒，因此可將附著於紗網上的灰塵或是雜質加以分解，達到清潔的目的。
根據本發明一具體的實施方案，該紗網主要包含網狀基材以及塗層於該網狀基材上的一層具有光催化活性的光觸媒，由於該塗層的光催化活性而使該紗網具有自潔能力。優選地，該塗層是包含具有光催化活性且為納米尺寸的顆粒的氧化鋅或是二氧化鈦。
根據本發明另一具體實施方案，該紗網的網狀基材中含有具有光催化活性的光觸媒(例如氧化鋅或是二氧化鈦)，從而使該紗網具有自潔能力。
該網狀基材可由金屬、陶瓷材質或是聚合物材料形成。可用作本發明網狀基材的聚合物材料包含聚乙烯(PE)、尼龍、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丁烯對苯二酸酯(PBT)等。
該具有光催化活性的光觸媒塗層可包含銳鈦礦(Anatase)結晶的二氧化鈦顆粒或銳鈦礦與金紅石(Rut ile)的混合結晶的二氧化鈦顆粒。銳鈦礦與金紅石的混合結晶之中混合比例優選為銳鈦礦∶金紅石分子數比為80∶20。
根據本發明的目的所提供的具有自潔能力的紗網的製造方法，包括以下步驟首先，將複數條聚合物的線織成一網狀基材；然後，將該網狀基材含浸於一樹脂中藉此定型該網狀基材；最後以噴塗、刷塗或是含浸的方式塗布具有光催化性質的光觸媒塗層於該網狀基材上。
此外，亦可直接將具有光催化性質的光觸媒添加於定型步驟所使用的樹脂中或是添加到網狀基材中，從而可將塗布光觸媒的步驟合併到定型或是製造網狀基材的步驟中。
具體實施例方式
根據本發明的具體實施方案，所提供的紗網中具有可催化並實現光催化反應的光觸媒。優選地，該紗網包含網狀基材以及覆蓋於該網狀基材上的具有光催化活性的光觸媒塗層，其中該具有光催化活性的光觸媒(一種依靠光進行催化作用的媒介物質)塗層能進行光催化反應。「光催化反應」由字面上可了解其是利用光提供能量來進行的催化作用，進一步使觸媒周圍的氧氣或水分子轉換成極具活性的·OH及·O2-等自由配位基(freeradicals)，通過這些自由基分解對人體或環境有害或是造成汙染的的有機物質和無機物質。
一般而言，太陽光在300-800nm波長範圍間的能量較強且較不易受到地球溫室效應及大氣層汙染影響，因此可利用太陽光所提供的光化學能作為激發光觸媒的來源。
要成為光觸媒材料的條件，首先是此化合物需具有半導體的特性且其價電帶(valence band)和導電帶(conductive band)的能量距(bandgap)要適當。這樣，在光的照射下，其電子可以被激發由價電帶躍遷至導電帶，所產生的電位能足以提供水電解產生H2和O2。根據本發明優選的實施方案，可使用的光觸媒包括二氧化鈦或是氧化鋅。就本發明使用的二氧化鈦而言，激發二氧化鈦所需的能量距為3.2eV，相對所需光能量的波長相當於380nm。而本發明使用二氧化鈦為光觸媒材料的原因在於二氧化鈦具有強大的氧化還原能力、高化學穩定度及無毒的特性。
當波長小於400nm的紫外光照射在二氧化鈦時，二氧化鈦在價電帶的電子被紫外線的能量激發而跳升至導電帶，同時在價電帶產生帶正電的電洞，而形成一組電子-電穴偶(electron-hole pair)，其反應時間僅數微秒(μsec)。在二氧化鈦表面進行光催化反應可分為下列幾個步驟1.反應物、氧氣及水分子吸附於二氧化鈦表面；2.經紫外線光照射後，二氧化鈦產生電子及電穴；3.電子和電穴被捕捉而分別存在二氧化鈦表面4.電子電穴與氧及水分子形成氫氧自由基；5.氫氧自由基與反應物進行氧化反應；6.產物再由二氧化鈦表面脫離。
根據本發明所使用的二氧化鈦，優選地，其包含銳鈦礦(Anatase)結晶的二氧化鈦顆粒或銳鈦礦與金紅石(Rutile)的混合結晶(其混合比例優選為銳鈦礦∶金紅石分子數比為80∶20)的二氧化鈦顆粒。更優選地，二氧化鈦顆粒為納米尺寸的超微粒二氧化鈦顆粒，利用量子尺寸效應使得能量距增加，以提高電子-電穴的反應性，使光催化反應的效率大幅提高。
適用於本發明的網狀基材是由金屬材料、陶瓷材料或是聚合物材料形成。適用的聚合物村料優選包含聚乙烯(PE)、尼龍、聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)或是聚丁烯對苯二酸酯(PBT)......等。
根據本發明的另一具體實施方案，該紗網的網狀基材本身便添加有具有光催化活性的光觸媒(例如二氧化鈦或是氧化鋅)。
本發明還提供製造所述紗網的方法。首先，將線狀金屬或是聚合物織成網狀基材，或是利用陶瓷材料製造網狀基材。若是經過紡織步驟所得到的網狀基材，需要利用樹脂含浸過後加以定型。然後，再將含有適當光觸媒的塗料以刷塗、噴塗或是含浸的方式塗布在該網狀基材上。另外，也可直接將光觸媒添加入用以定型網狀基材的樹脂中，直接將塗布光觸媒塗層步驟合併到定型步驟中。
本發明還提供另外一種製造方法，在製造網狀基材的材料時，添加光觸媒，優選二氧化鈦，使得網狀基材本身便具有光觸媒。
由於一般紗網的網狀基材多為有機聚合物材質，可能會被光觸媒分解，因此根據本發明的具體實施方案，該含有適當光觸媒的塗料可以包含一含矽樹脂用以形成一粘接層將光觸媒粘接於該網狀基材上，使光觸媒的光催化活性不至於因其粘附於該網狀基材上而下降，並且也不會使光觸媒的光催化活性部分解或破壞該網狀基材。所述含矽樹脂可以是包含2-60wt％的矽的矽修飾樹脂(silicon modified resin)例如丙烯醯基矽樹脂(acrylsilicon resin)或是環氧矽樹脂(epoxy silicon resin)，包含5-40wt％的膠狀矽(colloidal silicon)的樹脂，以及包含3-60wt％的聚矽烷樹脂。該矽烷樹脂為SiCln1(OH)n2R1n3(OR2)n4的聚合反應產物，其中R1是具有或沒有以胺基、羧基(carboxyl)或是氯原子取代的具有一至八個碳的烷基，R2是具有一至八個碳的烷基或是具有一烷基取代基的具有一至八個碳的烷基，n1為0、1或2，n2以及n3為各自無關的0或是1至3的整數，n4為2至4的任何整數，而n1、n2、n3、n4的總和為4。
本發明所提及的納米尺寸顆粒，應理解為本領域公認的粒徑為納米級的粉體材料，例如在200nm以下，尤其是0.1-100nm。
本發明所提供的紗網適用於紗窗、紗門或是捲軸式紗簾、摺疊式紗簾或是汽車紗簾等設備上，由於其表面的塗層或紗網本身具有光催化活性，能分解紗網表面大部分有機物以及部分無機物，因此不但具有自我清除灰塵或雜質的功能，還能在空氣通過紗網時能分解空氣中的臭氣或是破壞空氣中挾帶的細菌，因此具有自潔、除臭含殺菌等功能。
以上優選實施例旨在更加清楚地解釋本發明的實施方案，並非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可以作各種的更動與修改。本發明的保護範圍應以權利要求書為準。
權利要求
1.一種具有自潔能力的紗網，其包含網狀基材；以及具有光催化活性的光觸媒。
2.如權利要求1所述的具有自潔能力的紗網，其中該光觸媒是塗布於網狀基材上。
3.如權利要求1所述的具有自潔能力的紗網，其中該光觸媒是摻雜在網狀基材中。
4.如權利要求1所述的具有自潔能力的紗網，其中該光觸媒為納米尺寸顆粒。
5.如權利要求1所述的具有自潔能力的紗網，其中該光觸媒是從氧化鋅、二氧化鈦、銳鈦礦結晶的二氧化鈦顆粒以及銳鈦礦與金紅石的混合結晶的二氧化鈦顆粒所組成的群組中選出。
6.如權利要求5所述的具有自潔能力的紗網，其中該二氧化鈦顆粒為銳鈦礦∶金紅石分子數比為80∶20的混合結晶。
7.如權利要求1所述的具有自潔能力的紗網，其中該網狀基材是由聚合物材料形成，該聚合物材料是由聚乙烯、尼龍、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯以及聚丁烯對苯二酸酯所組成的群組選出。
8.一種具有自潔能力的紗網的製造方法，其包括下列步驟將複數條線織成網狀基材；將該網狀基材含浸於樹脂中定型；以及於該網狀基材上塗布具有光催化性質的光觸媒塗層。
9.如權利要求8所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該塗布步驟是以噴塗、刷塗或含浸的方式達成。
10.如權利要求8所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該光觸媒為納米尺寸顆粒。
11.如權利要求8所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該光觸媒是從氧化鋅、二氧化鈦、銳鈦礦結晶的二氧化鈦顆粒以及銳鈦礦與金紅石的混合結晶的二氧化鈦顆粒所組成的群組中選出。
12.如權利要求11所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該二氧化鈦顆粒為銳鈦礦∶金紅石分子數比為80∶20的混合結晶。
13.如權利要求8所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該線是由聚合物材料形成，該聚合物材料是由聚乙烯、尼龍、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯以及聚丁烯對苯二酸酯所組成的群組選出。
14.一種具有自潔能力的紗網的製造方法，其包括下列步驟將複數條線織成網狀基材；以及將該網狀基材含浸於樹脂中定型，其中該樹脂包含具有光催化性質的光觸媒。
15.如權利要求14所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該光觸媒為納米尺寸顆粒。
16.如權利要求14所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該光觸媒是從氧化鋅、二氧化鈦、銳鈦礦結晶的二氧化鈦顆粒以及銳鈦礦與金紅石的混合結晶的二氧化鈦顆粒所組成的群組中選出。
17.如權利要求16所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該二氧化鈦顆粒為銳鈦礦∶金紅石分子數比為80∶20的混合結晶。
18.如權利要求14所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該線是由聚合物材料形成，該聚合物材料是由聚乙烯、尼龍、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯以及聚丁烯對苯二酸酯所組成的群組選出。
19.一種具有自潔能力的紗網的製造方法，其包括下列步驟將複數條含有具有光催化性質的光觸媒顆粒的線織成網狀基材。
20.如權利要求19所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該光觸媒顆粒為納米尺寸。
21.如權利要求19所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該光觸媒是從氧化鋅、二氧化鈦、銳鈦礦結晶的二氧化鈦顆粒以及銳鈦礦與金紅石的混合結晶的二氧化鈦顆粒所組成的群組中選出。
22.如權利要求21所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該二氧化鈦顆粒為銳鈦礦∶金紅石分子數比為80∶20的混合結晶。
23.如權利要求19所述的具有自潔能力的紗網的製造方法，其中該線是由聚合物材料形成，該聚合物材料是由聚乙烯、尼龍、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯以及聚丁烯對苯二酸酯所組成的群組選出。
全文摘要
本發明提供了一種具有自潔能力的紗網，其網狀基材含有具有光催化活性的光觸媒，或是該網狀基材上塗覆有一層具有光催化活性的光觸媒塗層。本發明還提供該紗網的製造方法。
文檔編號D06M11/00GK1541598SQ03124179
公開日2004年11月3日 申請日期2003年4月29日 優先權日2003年4月29日
發明者周國忠 申請人:清展塑膠股份有限公司