防污复合材料 【技术领域】
本发明涉及防污复合材料，包括诸如土尘、沙尘或花粉的细颗粒的悬浮粒状物质或者诸如酱油、咖啡或果汁的液态物质在该防污复合材料上很难沉积，或者即使当悬浮粒状物质或液态物质沉积到其上时，悬浮粒状物质或液态物质也容易除去。
背景技术
最近几年，由诸如雪松花粉、死蛆、真菌孢子或居室尘土的悬浮物质引起的过敏性疾病已经成为重要的社会问题。悬浮粒状物质易于沉积在服装或空调过滤器上。这样，沉积在服装和过滤器上的悬浮粒状物质又可以从其上离开并污染室内环境。而且，悬浮粒状物质降低了吸尘器或通风扇内的过滤器的吸力或通风能力。
悬浮粒状物质倾向于沉积到具有粗糙表面和孔隙的复杂结构的纤维结构上。而且，因为雪松花粉具有突起，所以雪松花粉易于沉积到纤维结构上。因此，雪松花粉能够易于进入居室。包括塑模成型构件的空调的过滤器和其壳、通风扇或吸尘器因摩擦而带电。因而，悬浮粒状物质沉积到这些产品上并成为污染这些产品并使其功能退化的主要原因是众所周知的。
而且，诸如酱油、咖啡或果汁的液态物质沉积到服装、壁纸或地毯上可以造成污迹或发霉，而发霉又生成真菌孢子。此外，在液态物质干燥后，液态物质内包含的组分可以悬浮在空气中，由此污染室内环境。
作为用于防止诸如尘埃或尘土的“固体灰尘”沉积的一种防污(下文也称为防尘)技术，最近已经提出了防止雪松花粉沉积的纤维和处理，雪松花粉在该纤维上难以沉积。纤维的示例包括用含有非离子抗静电剂的加工助剂、含有用铝硅酸盐改性的胶态二氧化硅的二氧化硅溶胶和含水的聚乙烯乳剂处理的织物(如参见专利文献1)；其上沉积了具有1.0μm或更小粒度的细的氧化铝颗粒的基于纤维素的纤维或者充满了细的氧化铝颗粒的基于纤维素的纤维(如参见专利文献2)；以及用胶态二氧化硅和含有基于乙二醛的树脂或有机硅树脂的加工液体处理的纤维结构(如参见专利文献3)。
用抗水剂处理服装、壁纸或地毯通常做为一种防污技术进行，该技术用于防止诸如“酱油、咖啡、果汁、油、污水或血”的“液态污迹”以及诸如尘埃或尘土的“固体灰尘”沉积。抗水剂的示例包括含有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的含水溶液，每一种具有氟烷基和烷氧基硅烷偶联剂(如参见专利文献4)；含有分散在有机溶剂中的烷氧基硅烷和烷基改性的硅油的加工液体(如参见专利文献5)；以及包括具有全氟代烷基和热塑性树脂或热固性树脂的磷酸化合物的组合物(如参见专利文献6)。这些组合物施用到诸如服装或地毯的纤维的表面以提供防污性能。
[专利文献1]日本未审专利申请公布号No.2004-270039
[专利文献2]日本未审专利申请公布号No.2005-163236
[专利文献3]日本未审专利申请公布号No.2004-003046
[专利文献4]日本未审专利申请公布号No.9-241622
[专利文献5]日本未审专利申请公布号No.11-092714
[专利文献6]日本未审专利申请公布号No.2003-096311
发明公开内容
本发明待解决的问题
然而，上述织物和纤维结构存在下述问题。
例如，在专利文献1所述的织物中，抗沉积功能由非离子抗静电剂，即洗涤剂赋予。该洗涤剂可以通过洗涤或淋雨而被冲洗掉。对花粉的抗沉积作用难以维持长的时间段。进一步，在专利文献2所述的纤维产品中，细的氧化铝颗粒固定在基于纤维素的纤维上。这不利地限制了纤维材料的种类。在专利文献3所述的纤维结构中，用基于乙二醛的树脂粘合剂将胶态二氧化硅固定在纤维上。由于树脂粘合剂中的一些组分，所以纤维结构可能变得容易带电。因此，悬浮粒状物质能够易于沉积在纤维结构上，且沉积的悬浮粒状物质难以除去。
在专利文献4和5中，由于抗水剂化合物被洗涤或淋雨冲洗掉，所以防污性能难以维持长的时间段。在专利文献6中，热塑性树脂或热固性树脂的粘合剂变得容易带电。因而，虽然达到了防污效果，但是没有观察到防尘效果。而且，沉积的悬浮粒状物质难以除去。
为了解决这些已知的问题，本发明人通过固定在衬底上的涂布了硅烷单体的无机细颗粒来防止摩擦生电可以提供一种极佳的防污复合材料的发现结果完善了本发明。无机细颗粒可以防止悬浮粒状物质或液态物质沉积。即使当悬浮粒状物质或液态物质沉积到该复合材料上，也可以容易除去该悬浮粒状物质或液态物质。
解决问题的方法
本发明的第一个方面提供了一种防污复合材料，其包括衬底和沉积到衬底表面上的无机细颗粒层，无机细颗粒层包括无机细颗粒和粘合剂组分，无机细颗粒涂布有硅烷单体，每一个硅烷单体具有不饱和键，其中粘合剂组分的含量相对于无机细颗粒的含量在按质量计0.1％到按质量计40％的范围。根据本发明，粘合剂组分进入涂布有硅烷单体的无机细颗粒之间的间隙并将各硅烷单体结合起来，该硅烷单体不参与各细颗粒之间的键合。这增大了各细颗粒之间的键合强度，从而提供了具有高强度和多种实际用途的防污复合材料。
在根据本发明第一个方面的防污复合材料中，粘合剂组分可以含有抗水性物质或抗油性物质。根据本发明，抗水性物质或抗油性物质定位在涂布有硅烷单体的无机细颗粒之间的间隙中且以任意的间隔定位在无机细颗粒层的表面上，从而以低浓度有效地呈现出抗水性或抗油性。电子可以穿过存在的非常小体积的空间使摩擦生电变得困难，从而防止诸如土尘或花粉的悬浮粒状物质或诸如酱油、咖啡或果汁的液态物质沉积。
而且，在根据本发明第一个方面的防污复合材料中，粘合剂组分可以含有氟化化合物。根据本发明，包括氟化化合物的粘合剂组分以任意的间隔有规律地定位在细颗粒的表面上，从而以低浓度有效地呈现出抗水性或抗油性。电子可以穿过存在的非常小体积的空间使摩擦生电变得困难，从而防止诸如土尘或花粉的悬浮粒状物质或诸如酱油、咖啡或果汁的液态物质沉积。
而且，在根据本发明第一个方面的防污复合材料中，布置在无机细颗粒层内的无机细颗粒上的硅烷单体的不饱和的键可以形成化学键，由此形成无机细颗粒层，且布置在无机细颗粒层内的无机细颗粒上的硅烷单体的不饱和的键可以通过化学键被键合到衬底的表面，由此将无机细颗粒层固定到衬底上。
在根据本发明第四个方面的防污复合材料中，化学键可以通过接枝聚合形成。
在根据本发明第五个方面的防污复合材料中，接枝聚合可以是辐射接枝聚合。
在根据本发明第一个方面的防污复合材料中，衬底的至少表面可以由树脂形成。
在根据本发明第一个方面的防污复合材料中，衬底可以由树脂形成。
在根据本发明第一个方面的防污复合材料中，衬底可以具有纤维结构。
本发明还提供了由根据本发明第八个方面的防污复合材料形成的服装。
本发明还提供了由根据本发明第八个方面的防污复合材料形成的过滤器。
本发明还提供了由根据本发明第八个方面的防污复合材料形成的蚊帐。
本发明还提供了由根据本发明第七个方面的防污复合材料形成的建筑材料。
本发明还提供了由根据本发明第八个方面的防污复合材料形成的内饰材料。
附图简述
图1是根据本发明实施方案的防污复合材料的局部放大的示意图。
图2A是根据本发明实施方案的防污服装和未处理服装的比较照片的其中一副，且显示了防污服装的照片。
图2B是根据本发明实施方案的防污服装和未处理服装的比较照片的其中一副，且显示了未处理服装的照片。
图3A是根据本发明实施方案的防污过滤器和未处理过滤器的比较照片的其中一副，且显示了防污过滤器的照片。
图3B是根据本发明实施方案的防污过滤器和未处理过滤器的比较照片的其中一副，且显示了未处理过滤器的照片。
图4A是根据本发明实施方案的防污蚊帐和未处理蚊帐的比较照片的其中一副，且显示了防污蚊帐的照片。
图4B是根据本发明实施方案的防污蚊帐和未处理蚊帐的比较照片的其中一副，且显示了未处理蚊帐的照片。
图5A是根据本发明实施方案的防污建筑材料和未处理建筑材料的比较照片的其中一副，且显示了防污建筑材料的照片。
图5B是根据本发明实施方案的防污建筑材料和未处理建筑材料的比较照片的其中一副，且显示了未处理建筑材料的照片。
图6A是根据本发明实施方案的防污内饰材料和未处理内饰材料的比较照片的其中一副，且显示了防污内饰材料的照片。
图6B是根据本发明实施方案的防污内饰材料和未处理内饰材料的比较照片的其中一副，且显示了未处理内饰材料的照片。
参考数字
100防污复合材料
1衬底
2无机细颗粒
3硅烷单体
4粘合剂组分
5化学键
10无机细颗粒层
本发明的最佳实施方式
现在将详细描述根据本发明的实施方案的防污复合材料。
图1是根据本发明实施方案的防污复合材料100的局部放大的横截面图。根据本发明实施方案的防污复合材料100由固定在衬底1上的无机细颗粒层10组成。无机细颗粒层10包括无机细颗粒2和粘合剂组分4。
在图1中，虽然为了澄清本发明实施方案的目的，无机细颗粒层10含有一种类型的细颗粒，但是无机细颗粒层10可以含有两种或多种类型的细颗粒。而且，无机细颗粒层10可以包括细颗粒单层或细颗粒多层。
根据本发明实施方案的无机细颗粒2的表面被键合到具有不饱和键的向外定位的硅烷单体3。不饱和键从无机细颗粒2的表面面朝外。无机细颗粒2的表面涂布有硅烷单体3。硅烷单体3的亲水性硅烷醇端基在一端被吸引到无机细颗粒2的亲水性表面。硅烷单体3的疏水性不饱和键在另一端远离无机细颗粒2的表面设置。硅烷单体3的硅烷醇基经由脱水缩合键合到无机细颗粒2的表面。因而，硅烷单体3利用不饱和键面朝外定位。
例如，在具体的处理中，将硅烷单体3添加到含有分散在有机溶剂中的无机细颗粒2的溶液中并被粉碎成细颗粒。分散体溶液经过固-液分离以收集无机细颗粒2。在100℃到180℃范围的温度下加热无机细颗粒2以将硅烷单体3与无机细颗粒2结合。可替代地，例如，硅烷单体3被添加到含有分散在有机溶剂中的无机细颗粒2的溶液中并被粉碎成细颗粒。然后，将分散体溶液转移到配置有冷凝管的烧瓶中且在油浴中加热以将硅烷单体3结合到无机细颗粒2的表面。
经由缩合反应引入到无机细颗粒2的表面上的硅烷单体3的量可以使硅烷单体3覆盖0.5％到100％的无机细颗粒2的表面。
上述材料中的无机细颗粒和其他细颗粒的直径并不受到限制，条件是这些细颗粒是通过根据本发明实施方案的方法形成的。然而，无机细颗粒的平均粒度优选是300nm或更小以合适地进行下述的接枝聚合。而且，在100nm或更小的平均粒度下，可以实现无机细颗粒和衬底1之间更强的键合。因此，就耐久性而言，此范围是更优选的。
使用在根据本发明实施方案的防污复合材料100中的衬底1的材料可以是能够与具有不饱和键的硅烷单体3形成化学键5的任何材料。这种材料的示例包括树脂、合成纤维和天然纤维。使用在根据本发明实施方案的防污复合材料100中的衬底1的至少表面由树脂形成。
衬底1的表面或整个衬底1可以由合成树脂或天然树脂形成。合成树脂和天然树脂的示例包括诸如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、ABS树脂、AS树脂、EVA树脂、聚甲基戊烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚缩醛树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚砜树脂、聚偏二氟乙烯树脂、Vectran(注册商标)和PTFE的热塑性树脂；诸如聚乳酸树脂、聚羟基丁酸酯树脂、改性的淀粉树脂、聚己内酯树脂、聚琥珀酸丁二酯树脂、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(polybutylene adipate terephthalate)树脂、聚对苯二甲酸琥珀酸丁二酯树脂和聚琥珀酸乙二酯树脂的可生物降解的树脂；诸如酚醛树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、环氧树脂、环氧丙烯酸酯树脂、硅树脂、丙烯酸聚氨酯树脂和聚氨酯树脂的热固性树脂；诸如有机硅树脂、聚苯乙烯弹性体、聚乙烯弹性体、聚丙烯弹性体和聚氨酯弹性体的弹性体；以及诸如日本漆的天然树脂。
形成根据本发明实施方案的衬底1的树脂可以具有各种形状和尺寸，这取决于使用的目的且可以是，但不限于，板、膜、由包括纤维、针织纤维或非机织纤维的纤维材料形成的纤维结构、卷状物、网状物、蜂窝状物。
当衬底1的主要部分由诸如铝、镁或铁的金属材料或者诸如玻璃或陶瓷的无机材料形成时，形成衬底1的树脂可以在金属材料或无机材料上成层状。形成衬底1的树脂可以通过诸如喷涂、浸涂或静电涂布的涂布方式或者诸如丝网涂刷或胶印涂刷的涂刷方式在金属材料或无机材料上形成薄膜。
而且，形成衬底1的树脂可以用颜料或染料上色。形成衬底1的树脂可以含有无机材料，如二氧化硅、氧化铝、硅藻土或云母。
衬底1可以由合成树脂纤维(合成纤维或化学纤维)形成。形成衬底1的合成纤维的示例包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、丙烯酸纤维、聚氯乙烯纤维、聚偏二氯乙烯纤维、聚烯烃纤维、聚碳酸酯纤维、碳氟纤维、聚脲纤维、弹性体纤维、Vecry(注册商标)、由这些纤维构成的材料和上述树脂材料的复合纤维。
如上所述，因为根据本发明实施方案的衬底1的至少表面由树脂形成，所以当衬底1的材料由不同于合成树脂的纤维形成时，可以通过上述涂布方法将纤维涂布以树脂以在纤维上形成树脂薄膜。因而，衬底1的材料可以由诸如棉、大麻纤维或丝或由天然纤维制成的日本纸的天然纤维形成。
使用在根据本发明实施方案的防污复合材料100中的无机细颗粒2可以包括非金属氧化物、金属氧化物或复合金属氧化物。无机细颗粒2可以是晶体或不定形。非金属氧化物的示例包括氧化硅。金属氧化物的示例包括氧化镁、氧化钡、过氧化钡、氧化铝、氧化锡、氧化钛、氧化锌、过氧化钛、氧化锆、氧化铁、氢氧化铁、氧化钨、氧化铋和氧化铟。复合金属氧化物的示例包括钡钛氧化物、钴铝氧化物、锆酸铅、铌酸铅、TiO2-WO3、AlO3-SiO3、WO3-ZrO2和WO3-SnO2。
无机细颗粒2的表面可以具有诸如Au、Pt、Pd、Rh和/或Ru的贵金属的催化剂细颗粒或者具有包括Ni、Co、Mo、W、Mn、Cu、V和/或Se的氧化物细颗粒的催化剂细颗粒。
由一种类型的无机细颗粒2形成的细颗粒层可以覆盖有由一种或多种类型的无机细颗粒形成的另一细颗粒层。无机细颗粒2可以与光催化材料、抗微生物材料、负离子释放材料、发射远红外线的材料、抗反射材料或吸收近红外线的材料结合形成细颗粒层。
当光催化剂细颗粒用作无机细颗粒2或当细颗粒层含有光催化剂细颗粒时，光催化剂细颗粒的亲水性提供了允许沉积的污染物易于冲洗掉的另一种作用，以及有机物质依靠光催化剂细颗粒的光解作用又提供了分解并消除沉积的污染物的另一种作用。因此，不但可以对悬浮粒状物质，而且还可以对液态、焦油状、雾状、烟雾状或气态污染物或吸附物质获得极佳的防尘和防污效果。
此处使用的术语“光催化剂颗粒”意指当用具有相应于至少其带隙能量的波长的光辐射颗粒时，该颗粒表现出光催化功能。光催化剂颗粒可以包括诸如单独的氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化铁、钛酸锶、硫化镉或硒化镉或者其组合的已知金属化合物半导体。优选地，光催化剂颗粒包括二氧化钛，这是因为二氧化钛的高透明度、高耐久性和无害性。
二氧化钛的晶体结构可以是金红石型、锐钛矿型、板钛矿型或者甚至是无定型。光催化剂颗粒可以包括TiO2-XNX或TiO2-X，在TiO2-XNX中，二氧化钛的部分氧原子被阴离子氮原子取代，而TiO2-X缺少氧原子且明显偏出化学计量的比(X是1.0或更小)。
光催化剂颗粒可以在其内或其上含有诸如钒、铜、镍、钴、铬、钯、银、铂或金的金属或金属化合物以增强光催化的功能。
抗微生物无机细颗粒2可以减少污染物，尤其是因霉菌、细菌或微生物的繁殖而产生的污染物。无机抗微生物材料的典型示例包括银、铜、锌、锡、铅及其化合物。特别地，选自由银、铜、锌及其化合物组成的组中的至少一种抗微生物材料用在各种应用中，这是因为其抗微生物性能或对人体无有害作用。
这些金属及其化合物可以单独使用。然而，因为这些金属及其化合物中的一些改变了抗微生物产品的颜色或使其褪色，所以将它们装填到无机材料的细颗粒上以载体形式使用。无机材料的示例包括诸如高二氧化硅沸石的沸石、方钠石、发光沸石、方沸石、翠绿砷铜矿和诸如羟基磷灰石的磷灰石。这些无机材料具有离子交换性能。无机材料的其他典型示例包括二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、碳酸钙、硫酸钡、氧化锆、钛酸钡和磷酸锆。
例如来自Toagosei Co.，Ltd.的“Novaron”、来自Sinanen Zeomic Co.，Ltd.的“Zeomic”、来自Sangi Co.，Ltd.的“Apatizer A”、来自Dainichiseika Color& Chemicals Mfg.Co.，Ltd.的“Daikiller”、来自Matsushita Electric IndustrialCo.，Ltd.的“Amenitop”、来自Catalysts & Chemicals Industries Co.，Ltd.的“Atomy Ball”以及来自Kanebo Chemical Industries LTD.的“Bactekiller”的商业上可利用抗微生物的细颗粒可以单独使用或一起使用。
在根据本发明实施方案的防污复合材料中，通过化学键5(图1中填充的圆)，用具有不饱和键的硅烷单体3将含有无机细颗粒2的无机细颗粒层10固定到衬底1上。
硅烷单体3的不饱和键的具体示例包括乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基和异氰酸酯基。
在根据本发明实施方案的防污复合材料中，反应性硅烷单体3通过硅烷单体3的硅烷醇基的脱水缩合反应产生的化学键将无机细颗粒2结合在一起，还通过硅烷单体3的官能团接枝聚合到衬底1的树脂表面产生的化学键5将无机细颗粒2与衬底1结合起来，这将在下面描述。
使用在根据本发明实施方案的防污复合材料100中的硅烷单体3的示例包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、2-(3，4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷。
这些硅烷单体3可以单独使用或一起使用。硅烷单体3作为含有在诸如甲醇、乙醇、丙酮、甲苯或二甲苯的有机溶剂中所需量的硅烷单体3的溶液使用。诸如盐酸或硝酸的矿物酸可以添加到溶液中用于改善可分散性。
溶剂的示例包括诸如乙醇、甲醇、丙醇和丁醇的低级醇类；诸如甲酸和丙酸的低级烷基羧酸类；诸如甲苯和二甲苯的芳香族化合物；诸如乙酸乙酯和乙酸丁酯的酯类；诸如甲基溶纤剂和乙基溶纤剂的溶纤剂。这些溶纤剂可以单独使用或一起使用。
使用在根据本发明实施方案的防污复合材料100中的无机细颗粒2用于制造成硅烷单体3的溶液中的分散体。可以通过利用均质机(homomixer)或磁力搅拌器搅拌，通过利用球磨机、砂磨机、滚磨机或气流磨或通过利用超声波粉碎来分散无机细颗粒2。
在防污复合材料100的制造中，可以将无机细颗粒2作为通过将无机细颗粒2粉碎成细颗粒而制备的胶态分散体或分散体液体使用。无机细颗粒2的分散体液体可以按如下方式使用：将硅烷单体3添加到通过粉碎制备的胶态分散体或分散体液体中，且被回流加热以将硅烷单体3与无机细颗粒2通过脱水缩合反应结合起来，从而使无机细颗粒2涂布有硅烷单体3。可替代地，在硅烷单体3添加到通过将无机细颗粒2粉碎成细颗粒而制备的分散体液体中之后，或者在将硅烷单体3添加到分散体液体中并粉碎成细颗粒之后，分散体溶液经过固液分离，且在100℃到180℃范围的温度下加热以将硅烷单体3与无机细颗粒2通过脱水缩合反应结合起来，以及通过粉碎被重新分散。
在硅烷单体3添加到通过将无机细颗粒2粉碎成细颗粒而制备的分散体液体中之后，或者在将硅烷单体3添加到分散体液体中并粉碎成细颗粒之后，分散体溶液经过固液分离，且在100℃到180℃范围的温度下加热以将硅烷单体3与无机细颗粒2化学结合起来的情形时，当无机细颗粒2的表面的硅烷单体的覆盖率在0.5％到100％的范围时，无机细颗粒2与具有树脂表面的衬底1之间的键合强度足够用于实际的应用。
当包括无机细颗粒2的无机细颗粒层10具有增大的厚度时，无机细颗粒层10因粘合力失效可能变得恶化，这取决于无机细颗粒层10的应力和工作环境。因而，在无机细颗粒2被涂布硅烷单体3后，接着添加粘合剂组分4。粘合剂组分4将涂布有硅烷单体3的无机细颗粒2结合在一起且还将无机细颗粒2与衬底1结合，由此防止因包括粘合力失效的恶化造成的无机细颗粒层10脱离。粘合剂组分4优选具有诸如乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或异氰酸酯基或烷氧基的不饱和基团，这些不饱和基团作为反应位置可以化学方式被键合到布置到无机细颗粒2上的硅烷单体3的反应基。
粘合剂组分4的具体示例包括单官能的、双官能的和多官能的具有不饱和键的乙烯基单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸二甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、乙酸乙烯酯、苯乙烯、衣康酸、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯。
粘合剂组分4的另外的示例包括具有不饱和键的硅烷单体，如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和N-β-(N-乙烯基苄基氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
粘合剂组分4的另外的示例包括以Si(OR1)4表示的烷氧基硅烷化合物(其中R1表示具有一到四个碳原子的烷基)，诸如四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷；和以R2nSi(OR3)4n表示的烷氧基硅烷化合物(其中R2表示具有一到六个碳原子的烃基，R3表示具有一到四个碳原子的烷基，以及n为整数1、2或3)，诸如甲基甲苯基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和己基三甲氧基硅烷。
粘合剂组分4的另外的示例包括抗水性物质和抗油性物质，如硬脂酸丙烯酸酯和反应性硅油。
粘合剂组分4的另外的示例包括抗水性物质和抗油性物质，诸如反应性硅氧烷低聚物，如来自Matsushita Electric Industrial Co.，Ltd的布鲁氏菌(Brucella D)。
粘合剂组分4的另外的示例包括抗水性物质和抗油性物质，诸如具有全氟代烷基的丙烯酰基单体，如2-(全氟代丙基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代丁基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代戊基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代己基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代庚基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代辛基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代壬基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟代癸基)乙基丙烯酸酯、3-全氟代己基-2-羟丙基丙烯酸酯、全氟代辛基乙基甲基丙烯酸酯、3-全氟代辛基-2-羟丙基丙烯酸酯和3-全氟代癸基-2-羟丙基丙烯酸酯。
粘合剂组分4的另外的示例包括抗水性物质和抗油性物质，诸如其他氟化合物，如2-全氟代辛基乙醇、2-全氟代癸基乙醇、2-全氟代烷基乙醇、全氟代(丙基乙烯基醚)、全氟代烷基碘化物、全氟代辛基乙烯和2-全氟代辛基乙基磷酸。
粘合剂组分4的另外的示例包括抗水性物质和抗油性物质，诸如具有全氟代烷基的硅烷偶联剂，如CF3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)11(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)15(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)2(CH2)2SiCH3(OCH3)3、CF3(CF2)5(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3、CH3(CF2)9(CH2)8Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7CONH(CH2)3Si(OCH3)3和CF3(CF2)7CONH(CH2)2SiCH3(OCH3)2，以及具有全氟代烷基和硅烷醇基的低聚物，如KP-801M(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)和X-24-7890(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)。
粘合剂组分4的另外的示例包括不饱和聚酯、不饱和丙烯酰基、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、硅氧烷丙烯酸酯、马来酰亚胺、低聚物和预聚物，如多烯/多硫醇和烷氧基低聚物。粘合剂组分4可以单独使用或可以一起使用。
特别地，当具有全氟代烷基或硅烷偶联剂的丙烯酰基单体用作粘合剂组分4时，防污复合材料100的表面变成抗水性的或抗油性的且是抗摩擦生电的。这避免了诸如土尘或花粉的悬浮粒状物质，或者诸如酱油、咖啡或果汁的液态物质沉积到防污复合材料100上。因此，可以提供多种实际用途的防污复合材料。
粘合剂组分4可以被添加以使无机细颗粒层10中的粘合剂组分4的含量相对于无机细颗粒2的含量是按质量计至少0.1％。粘合剂组分4的含量的增大可以造成无机细颗粒层10的较高的强度和较高的耐久性。然而，当粘合剂组分4的含量相对于无机细颗粒2的含量按质量计大于40％时，无机细颗粒2的覆盖率的增大促进了表面起电，其中所述粘合剂组分4诸如具有不饱和键的乙烯基单体、具有不饱和键的硅烷单体、具有全氟代烷基的丙烯酰基单体、具有全氟代烷基的硅烷偶联剂、不饱和聚酯、不饱和丙烯酰基、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、硅氧烷丙烯酸酯、马来酰亚胺或诸如多烯/多硫醇之类的低聚物。
起电削弱了对沉积的悬浮粒状物质的防尘性能和脱离能力并使无机细颗粒2凝结。无机细颗粒2的凝结造成了许多缺陷，如无机细颗粒层10内的小孔。当粘合剂组分4的含量相对于无机细颗粒2的含量按质量计小于0.1％时，无机细颗粒层不能牢固地固定到衬底1上，导致不足够的耐久性。因此，粘合剂组分4的含量相对于无机细颗粒2的含量优选在按质量计0.1％到按质量计40％的范围以提高耐久性，同时维持防尘性能和尘埃的脱离能力。
本发明的实施方案提供了一种防污复合材料，其包括作为至少一部分粘合剂组分的诸如氟化化合物的抗水性物质或抗油性物质。包括氟化化合物的粘合剂组分随意地定位在细颗粒的表面上，从而以低浓度有效地呈现出抗水性或抗油性。而且，电子可以穿过存在的非常小体积的空间使摩擦生电变得困难，从而防止诸如土尘或花粉的悬浮粒状物质或诸如酱油、咖啡或果汁的液态物质沉积。因此，可以提供多种实际用途的防污复合材料。
根据本发明的实施方案，粘合剂组分4以自组织的方式按任意的间隔定位在涂布有硅烷单体3的无机细颗粒2的表面上。因此，可以减少粘合剂组分4的量。而且，粘合剂组分4可以有效地呈现出抗水性或抗油性。通过用具有抗微生物性、抗病毒、抗过敏性和/或抗血栓形成性能的物质替代部分粘合剂组分4，可以提供具有各种功能的防污复合材料而不会削弱防尘性能、尘埃的脱离能力和诸如抗水性和抗油性的防污性能。
下面描述用化学方式将衬底1与含有其上具有硅烷单体的无机细颗粒2和粘合剂组分4的溶液结合的方法。在本发明的实施方案中，化学键优选通过接枝聚合形成。
根据本发明实施方案的防污复合材料100中的接枝聚合的示例包括在过氧化物催化剂存在下的接枝聚合、利用热或光能量的接枝聚合和利用辐射的接枝聚合(辐射接枝聚合)。
在这些接枝聚合中，就聚合过程的简便和生产率而言，辐射接枝聚合特别适合。使用在接枝聚合中的辐射射线的示例包括α射线、β射线、γ射线、电子束和紫外线。γ射线、电子束和紫外线特别适合在本发明的实施方案中。
根据本发明实施方案的防污复合材料100按照下面的方式通过接枝聚合被合适地生产。
下面描述本发明实施方案中的第一优选的方法。首先，将粘合剂组分4添加到以化学方式键合到硅烷单体3的无机细颗粒2的分散体溶液中。在充分搅拌该溶液后，将此溶液施用到衬底1的期望表面(树脂表面)。如果需要的话，如通过加热去除溶剂。接着，用诸如γ射线、电子束或紫外线的辐射射线来辐射以化学方式键合到硅烷单体3的无机细颗粒2所施用到的衬底1的表面，从而既将硅烷单体3接枝聚合到衬底1的表面，又进行无机细颗粒2之间的键合，也就是说，同时的辐射接枝聚合。
下面描述本发明实施方案中的第二优选的方法。用诸如γ射线、电子束或紫外线的辐射射线先辐射衬底1的表面。然后，将粘合剂组分4添加到以化学方式键合到硅烷单体3的无机细颗粒2的分散体溶液中。充分混合的溶液施用到衬底1的表面以便既进行硅烷单体3和衬底1之间的反应，又进行无机细颗粒2之间的键合，也就是说，同时的预辐射接枝聚合。
如上所述，在本发明的实施方案中，通过将粘合剂组分4添加到无机细颗粒2的分散体溶液中，然后将充分混合的溶液施用到衬底1的表面上来生产防污复合材料。
可以通过常用的旋涂、浸涂、喷涂、铸涂、刮条涂布(bar coating)、微凹面涂布或凹面涂布来施用无机细颗粒2的分散体液体。可以通过丝网涂刷、移印涂刷(pad printing)、胶印涂刷、干胶印涂刷、苯胺涂刷、喷墨涂刷或任何合适的方法部分施用无机细颗粒2的分散体液体。
为了有效并均匀地接枝聚合硅烷单体3，衬底1的表面可以先经受诸如电晕放电处理、等离子体放电处理、火焰处理的亲水性处理或用诸如铬酸或高氯酸的氧化性酸的含水溶液、或者含有氢氧化钠的含水碱性溶液进行化学处理。
如上所述，根据本发明实施方案的防污复合材料100包括具有树脂表面的衬底1和固定到衬底1上的无机细颗粒层10。无机细颗粒层10包括粘合剂组分4和涂布有具有不饱和键的硅烷单体3的无机细颗粒2。粘合剂组分4的含量相对于无机细颗粒2的含量在按质量计0.1％到接质量计40％的范围。粘合剂组分4按任意的间隔有规律地定位在涂布有硅烷单体3的细颗粒2的表面上。因此，根据本发明实施方案的防污复合材料100可以防止诸如土尘、沙尘或花粉的悬浮粒状物质或者诸如酱油、咖啡、果汁或色拉油的液态物质沉积到其上。即使当悬浮粒状物质沉积到其上时，根据本发明实施方案的防污复合材料100表现出极佳的脱离能力，从而易于从其除去悬浮粒状物质。
而且，具有对衬底1是反应性的不饱和键的硅烷单体3通过脱水缩合反应以化学方式键合到无机细颗粒2的表面。通过将键合到无机细颗粒2的表面的不饱和键结合在一起或者使键合到无机细颗粒2的表面的不饱和键与衬底1的树脂表面反应来将无机细颗粒2固定到衬底1。还包括粘合剂组分。因而，在根据本发明实施方案的防污复合材料100中，涂布有硅烷单体3的无机细颗粒2被牢固地键合在一起，且无机细颗粒2和衬底1也牢固地键合在一起。因此，防污复合材料100可以表现出用于长时间段的极佳的防尘效果和极佳的防污效果。
而且，根据本发明的实施方案，通过用具有抗微生物性、抗病毒、抗过敏性和/或抗血栓形成性能的物质替代定位在涂布有硅烷单体3的无机细颗粒2的表面上的部分粘合剂组分4，此防污复合材料可以容易地具有这些功能而不会削弱防尘性能、尘埃的脱离能力以及诸如抗水性和抗油性的防污性能。
而且，根据本发明的实施方案，无机细颗粒2可以通过化学键5牢固地固定到衬底1上。因而，在通过纺织(spining)或制造过程中给定产品形式之后，可以将无机细颗粒2固定到衬底1上。因此，具有各种功能的无机细颗粒2的存在并不会损害纺织。
而且，无机细颗粒2可以在由膜、树脂板、纤维或布形成的衬底上形成为颗粒单层或颗粒多层。因而，此无机细颗粒2不会损害衬底的质地。因此，根据本发明实施方案的防污复合材料可以发现使用在多种应用中。
在本发明的实施方案中，衬底可以具有合适的形式(形状、尺寸等)，如膜、纤维、布、网或蜂窝状。因而，具有不同形式的这些衬底可以具有防尘功能。
本发明的实施方案可以应用到各种产品：例如，诸如温室膜和隧道式温室膜的农业材料；诸如外墙材料、窗框、门和遮阳物的建筑材料；诸如壁纸、地毯和塑料瓷砖的内饰材料；诸如内衣、袜类、手套的服装以及诸如鞋的鞋类；诸如睡衣、床席、床单、枕头、枕头套、毯子、毛巾被、被子和被罩的床上用品；帽子和帽状物；手帕；毛巾；地毯；窗帘；用于空气净化器、空调、通风扇、真空吸尘器和风扇的过滤器；用于燃料电池的电极和隔膜；蚊帐；丝网涂刷的网丝；以及其内往往发生生物致污的部件，如轮船、海岸结构、鱼保护物(fish preserves)、鱼网、浮标、进水口、水处理过滤器。根据本发明实施方案的防尘和防污复合材料在提供多种应用中的各种极佳的产品方面是有用的。
实施例
参考下面的实施例将具体地描述本发明。然而，本发明并不限于这些实施例。
通过用由Iwasaki Electric Co.，Ltd制造的电屏蔽电子束辐射装置CB250/15/180L电子束接枝聚合来制造根据实施例1-8的细颗粒复合材料。
实施例1
将按质量计10％的商业上可获得的二氧化钛颗粒(Ishihara SangyoKaisha，Ltd.，TTO-S-1)的无机细颗粒分散在甲醇中。用盐酸将分散体溶液的pH调整到4.0。在珠磨机中粉碎二氧化钛颗粒。粉碎的颗粒具有15nm的平均粒度。以按质量计相对于无机细颗粒的3.0％的量将具有不饱和键的硅烷单体3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.，KBM-503)的添加到所得到的分散体溶液中。
将分散体溶液转移到配置有冷凝管的烧瓶中并在油浴中回流加热4小时。硅烷单体通过脱水缩合反应以化学方式键合到二氧化钛细颗粒。以按质量计相对于涂布有硅烷单体的无机细颗粒的15％的量将粘合剂组分4，(1)四甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.，KBM-04)、(2)丙烯酸羟乙酯(Kyoeisha Chemical Co.，Ltd.)、(3)季戊四醇三丙烯酸酯(KyoeishaChemical Co.，Ltd.)或(4)含有硅氧烷丙烯酸酯的粘合剂(GE ToshibaSilicones Co.，Ltd.，UVHC8558)添加到分散体溶液中。二氧化钛颗粒在珠磨机中重新分散。分散体溶液中二氧化钛细颗粒的平均粒度是14nm。此处使用的术语“平均粒度”指体积平均粒度。
用刮条涂布机将还包括粘合剂组分的分散体溶液施用到125μm的聚酯膜(Toray Industries，Inc.，Lumirror)并在110℃下干燥一分钟。在200kV的加速电压下，用5毫拉德(Mrad)的电子束辐射被施用了含有二氧化钛细颗粒的分散体液体的聚酯膜。通过硅烷单体的接枝聚合将二氧化钛细颗粒键合到聚酯膜，从而制造了防尘的复合材料。
实施例2
除了以按质量计相对于涂布有硅烷单体的无机细颗粒的15％的量添加抗水性物质，(1)作为丙烯酰基单体的丙烯酸十八酯(Kyoeisha ChemicalCo.，Ltd.)或(2)硅氧烷低聚物(Matsushita Electric Industrial Co.，Ltd.，Frescera D)作为分散体溶液中的粘合剂组分之外，实施例2与实施例1相同。
实施例3
添加按质量计甲醇的10.0％的量的商业上可获得的二氧化钛细颗粒(Tayca Corporation，MT-100HD)的无机细颗粒、按质量计相对于细颗粒的3.0％的量的硅烷单体3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.，KBM-503)。用盐酸将所得到的混合物的pH调整到3.0。在珠磨机中粉碎二氧化钛细颗粒。粉碎的颗粒具有18nm的平均粒度。分散体溶液在冷冻干燥机中经过固液分离并在120℃下加热以便经脱水缩合反应而以化学方式将硅烷单体与二氧化钛细颗粒结合。将按质量计10％的所得到的表面处理过的二氧化钛细颗粒添加到甲醇中。以按质量计相对于涂布有硅烷单体的无机细颗粒的(1)1％、(2)5％或(3)10％的量将粘合剂组分——具有全氟代烷基和硅烷醇基的低聚物(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.，KP-801M)添加到甲醇中。其他过程与实施例1相同。
实施例4
除了无机细颗粒层形成在所使用的80目的聚酯上，而不是聚酯膜衬底上之外，实施例4与实施例1相同。
实施例5
除了无机细颗粒层形成在所使用的80目的聚酯上，而不是聚酯膜衬底上之外，实施例5与实施例3相同。
实施例6
除了无机细颗粒层形成在所使用的具有70g/m2的每单位面积质量的聚酯非机织织物(Asahi Kasei Corporation，Eltas E01070)上，而不是聚酯膜衬底上之外，实施例6与实施例3相同。
实施例7
除了将(1)按质量计0.1％或(2)按质量计40％的粘合剂组分添加到分散体溶液中之外，实施例6与实施例3相同。
实施例8
除了未用电子束辐射聚酯膜之外，也就是说省去了通过接枝聚合硅烷单体将二氧化钛细颗粒与聚酯膜结合的过程之外，实施例8与实施7相同。
比较实施例1
除了将(1)没有或(2)按质量计0.05％的粘合剂组分添加到分散体溶液中之外，比较实施例1与实施例3相同。
比较实施例2
除了将按质量计50％的粘合剂组分季戊四醇三丙烯酸酯(KyoeishaChemical Co.，Ltd.)添加到分散体溶液中以及使用80目的聚酯代替聚酯膜衬底之外，比较实施例2与实施例3相同。
比较实施例3
评价了未处理的80目聚酯的性能。
比较实施例4
将商业上可获得的抗水性和抗油性物质(Sumitomo 3M Ltd.，SCOTCHGARD)喷涂到实施例5中使用的80目的聚酯上。在室温下将80目的聚酯放置2小时后，评价了聚酯的性能。
比较实施例5
评价了未进行任何处理的具有70g/m2的每单位面积质量的商业上可获得的氟化非机织织物(Nitto Denko Corporation，NTF9307)。
表1总结了实施例1到8以及比较实施例1到3的条件。粘合剂的含量以按质量计％表示。
表1
(性能评价)
防尘性能：将样品切割成10cm×10cm的试验件。将分别符合JIS Z8901的KANTO壤土、石英砂或混合尘土均匀地撒在件上。在尘土沉积前和沉积后测量试验件的质量。
润湿性：表面润湿性是防污性能的度量。将两微升的蒸馏水滴到复合材料上。用Kyowa Interface Science Co.，Ltd制造的固液界面测定仪DropMaster 300测量液滴的接触角。一般而言，较大的接触角表示较高的对液体的“防污性能”(斥液体或抗液体污迹)。
由摩擦产生的静电电势：通过羽毛掸摩擦使试验件(10cm×10cm)带电。用Nippon Static Co.，Ltd制造的静电仪(SV-73A)测量静电电势。
防尘性能的耐久性：在100g的负载下，用商业海绵来回移动10次来洗涤试验件。防尘性能的变化确定为耐久性的量度。为了比较实施例2、3、4和5，并未进行耐久性试验，这是因为它们的初始防尘性能差。
表2
防尘性能 (mg/dm2) 接触角 (°) 通过摩擦产生的静电电势 (kV) 耐久性 (mg/dm2) 实施例1 (1) 0 17.9 -0.4 0 (2) 0 16.3 -0.1 0 (3) 1 36.2 -0.6 0 (4) 0 37.6 -07 1 实施例2 (1) 1 106.8 -0.6 0 (2) 0 100.9 -0.8 0 实施例3 (1) 0 95.1 -0.1 0 (2) 0 126.4 -0.3 1 (3) 0 132.1 -1.0 0 实施例4 (1) 0 80＞ -0.1 0 (2) 1 80＞ -0.1 0 (3) 1 80＞ -0.5 1 (4) 1 80＞ -0.5 1 实施例5 (1) 0 105.3 -0.1 0 (2) 0 123.8 -0.4 1 (3) 1 132.2 -0.8 0 实施例6 (1) 2 129.0 -0.1 1 (2) 4 136.3 -0.1 3 (3) 3 141.7 -0.3 3 实施例7 (1) 0 78.3 -0.1 1 (2) 0 138.6 -1.5 0 实施例8 (1) 0 75.4 -0.2 4 (2) 0 133.5 -1.7 5 比较实施例1 (1) 0 17.7 -02 4 (2) 0 36.7 -0.3 2 比较实施例2 18 80＞ -6.0 - 比较实施例3 58 80＞ -6.0 - 比较实施例4 38 130.4 -4.0 - 比较实施例5 113 131.2 -5.0 -
表2中的“80＞”意指接触角约小于80°。
表2显示了在含有粘合剂组分4的实施例1中，沉积到试验件上的混合尘土的质量在耐久性试验中几乎未变，这表明维持了防尘性能。在比较实施例1中，观察到了沉积到试验件上的混合尘土的质量的大的变化，这表明防尘性能的恶化。此结果验证了通过添加粘合剂组分4改善了耐久性。
在包括了按质量计50％的粘合剂组分4的比较实施例2中，由于摩擦生电，所以既没有表现防尘性能，也没有表现尘埃的脱离能力。粘合剂组分4的含量在按质量计0.1％到按质量计40％的范围内的实施例1到8具有防尘性能。此结果显示了当粘合剂组分4的含量相对于所述无机细颗粒2在按质量计0.1％到按质量计40％的范围内时，防污复合材料100可以具有用于实际应用的极佳的防尘性能，极佳的尘埃脱离能力和足够的耐久性。
实施例2、3、5、6、7和8包括作为粘合剂组分4的抗水性物质或抗油性物质。这些实施例显示了即使当粘合剂组分4的含量小到约15％时，试验件具有100°或更大的水接触角且因而表现高的抗水性，这意味着试验件具有防止诸如果汁或酱油的液态物质在其上沉积的防污性能。而且，摩擦并不会引起带电，这表明试验件具有防尘性能。
相比之下，比较实施例4的PET非机织织物和比较实施例5的PTFE非机织织物是抗水性的，但通过摩擦会带电。而且，它们并不具有防尘性能。
而且，在实施例2、3、5、6和7中，沉积到试验件上的混合尘土的质量(其是耐久性的量度)的变化略微不同于初始性能(防尘性能)。因而，在粘合剂组分4中使用抗水性物质或抗油性物质可以提供高耐久性的防污复合材料。即使当悬浮粒状物质或液态物质沉积到防污复合材料上时，悬浮粒状物质或液态物质也容易从其除去。
而且，实施例7和实施例8之间的耐久性的差异验证了经由接枝聚合的无机细颗粒的固定改善了耐久性。
正如实施例中有关耐久性的结果所显示的，由于粘结剂组分4具有诸如乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或异氰酸酯基，或烷氧基的不饱和基团，所述不饱和基团作为反应位置可以化学方式键合到布置到无机细颗粒2上的硅烷单体3的反应基，所以复合材料具有用于实际应用的极佳的防尘性能，极佳的尘埃脱离能力和足够的耐久性。
通常用在服装或围裙中的65％的聚酯和35％的棉共混物的布料用作商业产品的示例。将酱油滴落到按实施例3(2)处理的布料上，如图2A所示。液滴立即分布在未处理的布料上(图2B)并留下污迹。相比之下，液滴在处理过的布料上维持其形状(图2A)且当立即除去液滴时，其几乎不留下污迹。
作为商业过滤器产品的其中一种，使用在磨面机中的筛按照本发明处理。小麦粉通过此筛被筛分，如图3A所示。按照实施例4(1)处理由62μm的尼龙66的经纱和80μm的尼龙66的纬纱编织的网(NBC Inc.，NXX7)。此网连接到具有200mm×200mm内部尺寸的方形框架以形成筛。此筛安装到振动筛分机上。在筛分600g的小麦粉之后，移去此筛并轻打以除去留在筛上的小麦粉(图3A)。对包括未处理网的筛来说，在筛分500g小麦粉之后，很少有小麦粉能够穿过筛。在轻打筛之后，孔的前面几乎被小麦粉堵塞(图3B)。
按照实施例4(4)处理由100μm的聚酯纤维编织的50目的蚊帐。将棉短绒撒在蚊帐上，如图4A所示。在棉短绒撒在水平放置的蚊帐上之后，蚊帐被竖直放置并轻打以除去棉短绒(图4A)。对未处理的蚊帐来说，棉短绒难以除去而仍被保留在蚊帐中(图4B)。
诸如金属、木材、陶瓷和树脂的建筑材料可以用作单独的物品。建筑材料的表面通常被涂刷、涂布树脂，或覆盖诸如树脂膜的薄片。作为建筑材料的示例，按照实施例1(3)处理具有50μm厚度的氟碳树脂膜(AsahiGlass Co.，Ltd.，ETFE膜，Aflex 50N)。将混合尘土撒在膜上，如图5A所示。在将符合JIS Z 8901的混合尘土撒在水平放置的ETFE膜上之后，将ETFE膜竖直放置并轻打以除去混合尘土(图5A)。对未处理的ETFE膜来说，混合尘土难以除去，而留在ETFE膜上(图5B)。
作为内饰材料的示例，按照实施例1(3)处理商业聚酯窗帘织物。将混合尘土撒在窗帘织物上，如图6A所示。在将符合JIS Z 8901的混合尘土撒在水平放置的窗帘织物上之后，拣选窗帘织物并轻打以除去混合尘土(图6A)。对未处理的窗帘织物来说，混合尘土难以除去，而留在窗帘织物上(图6B)。
本发明的实施方案并不限于上述的产品示例。例如，衬底可以具有合适的形式(形状、尺寸等)，如膜、纤维、布、网或蜂窝状。设想了包括这些具有防尘功能的各种形式的衬底的产品。