JP2003519002A

Fiber glass carrier having increased surface area and photo-active matrices formed therefrom

Abstract

(57) [Summary] Fiberglass carriers with high surface areas for use as carriers for photoactive materials (eg, photocatalytic and photoelectrostatic materials) are disclosed. This fiberglass carrier is formed by conventional fiberglass processing techniques (eg, air raid matte process and wet raid matte process) and then further processed to provide increased surface area for deposition of photoactive material on it. To do. Treatments for increasing the surface area of fiberglass carriers include etching with an acid solution and coating the fibers with high surface area silica. Further disclosed is a method of incorporating a photoactive material into a carrier during carrier formation.

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    【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数のガラスファイバーを備えるファイバーガラスキャリアであって、ここで、該複数のガラスファイバーの少なくとも一部は、窒素を用いるBET表面積分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約10平方メートルの表面積を有する、ファイバーガラスキャリア。 【請求項2】 前記表面積が、窒素を用いるBET表面積分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約100平方メートルである、請求項1に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項3】 前記表面積が、窒素を用いるBET表面積分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約250平方メートルである、請求項2に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項4】 請求項1に記載のファイバーガラスキャリアであって、ここで、該ファイバーガラスキャリアは、ファイバーガラスマットの約1.0重量%以下の強熱減量を有する、ファイバーガラスキャリア。 【請求項5】 前記複数のガラスファイバーの大部分のガラスファイバーが、少なくとも約1.0ミクロンの見かけ上のフィラメント直径を有する、請求項4に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項6】 前記見かけ上のフィラメント直径が、少なくとも約3.5ミクロンである、請求項5に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項7】 不織キャリアである、請求項6に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項8】 前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部に適用される光活性材料を含むコーティングをさらに含む、請求項7に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項9】 前記光活性材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二硫化モリブデンからなる群より選択される光触媒材料である、請求項8に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項10】 前記光活性材料が、光起電性材料である、請求項8に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項11】 前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部と前記光起電性材料を含むコーティングとの間に挿入される伝導性層をさらに含む、請求項10に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項12】 光電池を形成するために前記光起電性材料を含む前記コーティングの少なくとも一部上に位置付けられた第2の伝導性層をさらに含む、請求項11に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項13】 前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部に適用された高表面積シリカ材料をさらに含む、請求項1に記載のファイバーガラスキャリア。 【請求項14】 複数のガラスファイバーを備える不織ファイバーガラスキャリアであって、該複数のガラスファイバーの少なくとも一部は、その上に位置付けられた高表面積シリカ材料を有する、不織ファイバーガラスキャリア。 【請求項15】 請求項14に記載の不織ファイバーガラスキャリアであって、ここで、前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部の少なくとも1つは、窒素を用いるBET表面分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約10平方メートルの表面積を有する、不織ファイバーガラスキャリア。 【請求項16】 前記高表面積シリカ材料の少なくとも一部上に位置付けられた光活性材料をさらに含む、請求項14に記載の不織ファイバーガラスキャリア。 【請求項17】 前記光活性材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二硫化モリブデンからなる群より選択される光触媒材料である、請求項16に記載の不織ファイバーガラスキャリア。 【請求項18】 前記光活性材料が、光起電性材料である、請求項16に記載の不織ファイバーガラスキャリア。 【請求項19】 高表面積ファイバーガラスキャリアを形成する方法であって、該方法は、以下の工程:A.複数のガラスファイバーを備えるファイバーガラスキャリアを形成する工程、および B.該複数のガラスファイバーの少なくとも一部が、窒素を用いるBET表面分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約10平方メートルである表面積を有するように、該複数のガラスファイバーの少なくとも一部を修飾する工程、 を包含する、方法。 【請求項20】 前記修飾工程が、前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部に高表面積シリカ材料を適用する工程を包含する、請求項19に記載の方法。 【請求項21】 前記修飾工程が、前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部をエッチングする工程を包含する、請求項19に記載の方法。 【請求項22】 高表面積シリカ材料が、前記複数のガラスファイバーの少なくとも一部に適用される、請求項21に記載の方法。 【請求項23】 前記表面積が、窒素を用いるBET表面分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約100平方メートルである、請求項21に記載の方法。 【請求項24】 前記表面積が、窒素を用いるBET表面分析によって測定される場合、グラムあたり少なくとも約250平方メートルである、請求項23に記載の方法。 【請求項25】 前記ガラスファイバーの少なくとも一部に光触媒材料を適用する工程をさらに包含する、請求項19に記載の方法。 【請求項26】 前記光触媒材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二硫化モリブデンからなる群より選択される、請求項25に記載の方法。 【請求項27】 高表面積ファイバーガラスキャリアを形成する方法であって、該方法は、以下の工程: A.不織ファイバーガラスキャリアを形成する工程;および B.該不織ファイバーガラスキャリアの表面の少なくとも一部に高表面積シリカ材料を適用する工程、 を包含する、方法。 【請求項28】 前記高表面積シリカ材料が、複数の高表面積シリカ粒子を含み、そしてここで、該高表面積シリカ粒子の少なくとも1つは、光活性材料の少なくとも一部分のコーティングを含む、請求項27に記載の方法。 【請求項29】 前記光活性材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二硫化モリブデンからなる群より選択される光触媒材料である、請求項28に記載の方法。 【請求項30】 前記光活性材料が、光起電材料である、請求項28に記載の方法。 【請求項31】 光触媒性マトリックスを形成する方法であって、該方法は、以下の工程: A.複数のチョップガラスファイバーおよび発泡剤を含む水性分散物を形成する工程;B.該分散物を撹拌して発泡スラリーを形成する工程;C.該発泡スラリーをキャストしてシートを形成する工程;D.該シートから該泡の少なくとも一部を除去する工程;E.該シートを少なくとも部分的に乾燥してファイバーガラスキャリアを形成する工程;および F.光触媒材料を該ファイバーガラスキャリアに組み込んで光触媒性マトリックスを形成する工程、 を包含する、方法。 【請求項32】 前記組み込み工程が、前記シートを少なくとも部分的に乾燥した後、前記ファイバーガラスキャリアに前記光触媒材料を適用する工程を包含する、請求項31に記載の方法。 【請求項33】 前記組み込み工程が、前記水性分散物に前記光触媒材料を添加する工程を包含する、請求項31に記載の方法。 【請求項34】 前記光触媒材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二硫化モリブデンからなる群より選択される、請求項31に記載の方法。 【請求項35】 前記光触媒性マトリックスは、銅、鉄、モリブデン、バナジウム、およびタングステンの酸化物からなる群より選択される材料を本質的に含まない、請求項31に記載の方法。 【請求項36】 前記キャリアに前記光触媒材料を適用する工程の前に、前記ファイバガラスキャリアの前記複数のチョップガラスファイバーの少なくとも一部を修飾する工程をさらに包含する、請求項31に記載の方法。 【請求項37】 前記修飾する工程が、前記複数のチョップガラスファイバーの少なくとも一部をエッチングする工程を包含する、請求項36に記載の方法。 【請求項38】 前記修飾する工程が、前記複数のチョップガラスファイバーの少なくとも一部に高表面積シリカ材料を適用する工程を包含する、請求項36に記載の方法。 【請求項39】 光触媒性マトリックスを形成する方法であって、該方法は、以下の工程: A.複数のチョップガラスファイバーおよび高表面積シリカ材料を含む水性分散物を形成する工程;B.該分散物をキャストしてシートを形成する工程;C.該シートを少なくとも部分的に乾燥してファイバーガラスキャリアを形成する工程;および D.光触媒材料を該ファイバーガラスキャリアに組み込んで光触媒性マトリックスを形成する工程、 を包含する、方法。 【請求項40】 前記組み込み工程が、前記シートを少なくとも部分的に乾燥した後に、前記ファイバーガラスキャリアの少なくとも一部に前記光触媒材料を適用する工程を包含する、請求項39に記載の方法。 【請求項41】 前記組み込み工程が、キャストの前に前記光触媒材料で前記高表面積シリカ材料の少なくとも一部をコーティングする工程を包含する、請求項39に記載の方法。 【請求項42】 前記組み込み工程が、前記水性分散物に前記光触媒材料を添加する工程を包含する、請求項39に記載の方法。 【請求項43】 前記光触媒材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二硫化モリブデンからなる群より選択される、請求項39に記載の方法。