带光催化和/或亲水涂层的基材制造技术

本发明专利技术涉及基材（１），用具有光催化和／或亲水性能的涂层涂覆至少部分的基材表面，该基材与能分配水到所说的涂布后的表面的设备（２）相结合。本发明专利技术还涉及实现这种结合的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂覆了光催化涂层和/或亲水涂层的基材，和它们的各种应用。本专利技术更具体涉及包括基于金属氧化物的半导体材料，特别是基于氧化钛的半导体材料的光催化涂层，它们能在合适波长辐射的作用下，引发导致有机产品氧化的自由基反应。于是，这些涂层能够赋予它们所覆盖的材料新的性能，特别是防污、杀菌或杀真菌性能。同时，它们通常具有亲水性能。本分明也涉及纯粹亲水性和本质上光催化性的涂层。无论涂层是什么，都能想到许多基材。特别是包括用于建筑构造的材料，有关建筑的材料，如墙、包层、屋顶、平屋顶或釉料(glazingmaterial)。非限制性地，可以提及的是下列材料玻璃、金属、玻璃-陶瓷、陶瓷、水泥、砖块、木材等，或由这些天然材料、有机聚合物特别是透明的有机聚合物如聚碳酸酯，组合的任何一种材料。含有具有光催化性能的结晶的锐钛矿TiO2的涂层见于国际专利申请WO97/10186、WO97/10185和WO99/44954，这些涂层由适合的有机金属前体和/或包埋在无机或有机粘合剂的“预结晶”的TiO2颗粒的热降解获得。基于至少部分氧化的硅衍生物，如氧化硅(氧为化学计量的或亚化学计量的)或碳氧化物和/或氧氮化物的，具有亲水性能的层也见于申请日为1999，11，5的法国专利申请FR99/13937，等价于申请日为2000，10，31的申请PCT/FR00/03037。这些层可以通过溶胶-凝胶方法，化学汽相沉积，或通过喷射的方式沉积。因此，本专利技术的目的是改进各种类型涂层的效能，特别是它们的性能(光催化和/或亲水性能)于是随时间延续。本专利技术的主题首先是一种基材，用具有光催化和/或亲水性能的涂层涂覆至少部分的基材表面，该基材与能将水分配到所说的涂布后的表面的设备相连。本专利技术中，术语“水”指基本上为水性的溶液，其可以含有一定量的可溶解的添加剂，表面活性剂或清洗剂类型的添加剂。术语“基材”指所有上述的材料，特别是那些用于建筑的类型。更特别的是，本专利技术特别是关于用作釉面(glazing)的透明的基材，用来装备建筑、显示屏和家具。它们通常基于玻璃或聚合物制成的刚性基材。它们也可以包括由聚合物制成的挠性基材，其连接到刚性基材上。更特别提到的光催化涂层是上述所提到的，其包括至少部分结晶的锐钛矿形式的氧化钛。而且，该涂层可以包括其它类型的材料，通常为至少一种氧化物的形式，特别是无定性的或部分结晶的氧化物。可以包括氧化硅、氧化钛、氧化锡、氧化锆或氧化铝类型的氧化物。官能化的基材以这种方式同水分配器结合是无法预料的，但是提供了真正的改进。这是因为，当污垢可被氧化时，也就是说当污垢本质上是有机物时，光催化涂层能直接裂解污垢。于是它可以包括手印或油垢。然而，这些涂层不能裂解无机污垢。无机污垢趋向逐步覆盖该涂层，一段时间后，在某种程度上，有使涂层失活的危险。因为这些涂层的表面粗糙度趋于增加涂层活性表面的面积，更容易发生这种情况。然而，这种凸起(relief)也利于不能被氧化反应降解的污垢的拥塞(Clogging up)。本专利技术因此计划以预定的周期在这些涂层的表面上喷水，得到双重结果 一方面，水带走无机污垢，当涂层是亲水的时候，这种带走是很容易的。部分污垢于是从釉面上移去； 另一方面，水通过从涂层上除去无机污垢，使得降解有机污垢更有效(光催化釉面的情况下)。这种双重作用有助于获得这样的釉面，所述釉面随着时间推移，它比不具备水分配器的光催化/亲水釉面或比标准釉面，整体更少被污染。于是，能令使用清洁剂的人工“侵略性的”清洗间隔拉长。这一体系保证雨量不充足或基材安置在没有暴露在雨中时，效果获得补偿。于是，当釉面从建筑物的墙轻微收进或在不是很合适的结构中的时候，可能它从不暴露在雨中。根据本专利技术的水分配器，可以再建立以雨水带走污垢的效应，但是均匀得多，而不会在釉面上留下条纹，且没有因地点或季节而致的不确定性。于是本专利技术特别有用于三种情形(它们是可以累加的) 当釉面暴露在特别严重/大量的无机污垢中。无机污垢可以包括，例如，混凝土或铝的滴，或经常聚集在城市大气中的硫酸钠颗粒，它们使釉面变脏， 当涂层从一开始即为中度光催化/亲水型时(或通过逐渐堵塞，特别是无机污垢的逐渐堵塞)， 当釉面上有一点或没有雨水时，其原因为气候条件，或是因为釉面所安装处的构造，(例如，当釉面安装在与内墙齐平的建筑墙上，很少有雨在釉面上，至少在它的上部)。无论无机污垢是否透明，它通过钝化或“屏蔽”的方式，降低涂层的光催化/亲水性能。涂层效率变低，重新需要清洗，即使比清洗没有涂层的釉面次数少，当釉面难以接近(特别时房顶釉面)时，也成为问题。本专利技术的焦点因此在于，和没有处理过的釉面或没有水分配器的釉面相比，使所需要的、保持釉面干净的“传统”清洗的频率降低。利用本专利技术的喷水的方法，恢复了涂层的效力，通过简单措施的方式改进“自清洗”的能力，这些使利用涂层的亲水性成为可能，也就是说，根据本专利技术，水带走在涂层表面上的过多的无机污垢。从根据本专利技术的方法中，可以看出两个辅助的优势 第一，它使传统清洗的间隔拉长成为可能，因此用更少的清洗剂，这样对环境有好处， 第二，涂层很少被机械施压(很少布料、刮刀等方式的摩擦)，因此磨损小。本专利技术能很简单地实施。水分配器可以包括简单的水喷洒管路，沿基材涂布的表面的方向，既能放出一系列不连续的水流，又能放出水层。该分配器可包括几套喷洒管路。最简单的方式是利用重力的作用，也就是说当涂布的基材一旦被安装，是垂直的或倾斜的，但不是水平的，那它就足以使水管路沿涂布的表面的顶部的方向分配水，于是经过它表面的水流通过重力流到底部。当基材为装在外侧的釉，特别是装在建筑墙上时，可以将水喷洒管路设在釉面配设的卷升百叶窗的壳体里或接近。也可以用安装在釉面的横向竖直面(如果釉面在垂直面里，它是垂直的)上或接近釉面的横向竖直面的喷洒管路或其它喷洒系统，水可以被喷洒，例如，通过两个彼此正对的管路，并将水喷向釉面的表面。也可以将本专利技术的被涂布的基材和一旦水流过基材表面，能收集水的设备结合，例如简单的明沟。可以规定水分配设备，至少在喷洒管型的末端部分，通过机械方法固定到基材上，且可能同水收集设备在一起。优选的是，当水分配器失效时，这些机械方法使一个管路用另一个管路很容易的替换。水的分配可以以各种方式控制该控制可以完全是人工的，釉面一出现轻微的脏就配水。也可以选择自动配水，其在设定的时间间隔里被单独触发。装置也可以被制成适用更复杂的规则，包括电子或计算机方法，并考虑，例如，环境雨量测定(例如用湿度感应器)或涂层的污垢程度(光学上的改变)。也可以根据釉面的模糊程度进行(在可视区域，釉面的漫射传输)调节，通过选择临界点，超过该点喷洒将自动被触发。可以控制水配发的频率、它的持续时间和水流动速率。根据本专利技术喷在基材上的水可以是无添加剂的水，例如自来水。水分配器然后可以用普通的水管路加料，没有必须储存一定量的液体。也可以加入一种或多种添加剂到水中这可以包括表面活性剂或脱脂剂，通常以少量加入。基材然后可以在一步中承受不止一种喷洒液，而是是一个接另一个的至少两种喷洒液的循环。在这种方式里，可以是有三种步骤的循环用无添加剂的水的喷洒，然后用带有添加剂的水喷洒，最后作为清洗步骤再用无添加剂的水喷洒。也可以是只有两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
基材（１），用具有光催化和／或亲水性能的涂层覆盖至少部分的基材表面，其特征在于它同用于分配水到所说的涂布后的表面上的设备（２）相结合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：X塔尔佩尔特，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：FR[法国]