專利名稱：具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法，尤指是一種能使 氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)被燒結(jié)固定在一瓷材物品的釉料表面上，均勻地形成一 層氧化鋅納米粒子(及貴金屬納米粒子)膜，使釉料表面保持平整光滑，且具備長效型抗 菌、防霉及催化等效果的制作方法。
背景技術(shù)：
近年來，納米科技已廣泛地被應(yīng)用至各領(lǐng)域，從民生消費性產(chǎn)業(yè)乃至尖端高科技 領(lǐng)域，均可見其蹤跡，已被公認(rèn)為二十一世紀(jì)最重要的產(chǎn)業(yè)之一，尤其是，利用納米科技將 貴金屬(如金、銀、鈀、鉬、銠及釕等)，或其它金屬氧化物(如氧化鋅、二氧化硅、二氧化 錳、四氧化三鐵等)，應(yīng)用至日常必需品上，已成為目前最熱門的趨勢。以金納米粒子為例，金納米粒子具有很好的生物兼容性，是人體內(nèi)可存在的一種 微量細(xì)胞調(diào)節(jié)輔助酶，能促進(jìn)多種細(xì)胞生長、分化、促進(jìn)血管及內(nèi)皮細(xì)胞增殖，且在進(jìn)入細(xì) 胞后，能調(diào)節(jié)細(xì)胞功能，和刺激成纖維細(xì)胞分泌表皮生長因子，應(yīng)用濃度適當(dāng)?shù)慕鸺{米粒 子，還可抵抗皮層細(xì)胞受UV光照射的損傷，達(dá)到抗衰老的效果，故將其應(yīng)用于制作機能性 服飾材料及觸媒催化材料，可藉其所具備的高含氧量特性，幫助人體血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代 謝，并產(chǎn)生活絡(luò)細(xì)胞的作用。此外，金納米粒子具有很高的催化活性，故作為選擇性氫化反 應(yīng)催化劑，可迅速地將一氧化碳氧化成二氧化碳，或?qū)⒌趸镞€原，也可催化不同類型的 加氫反應(yīng)，如一氧化碳的加氫，和一丁二烯的加氫反應(yīng)，也可將酸及醇迅速地催化成酯類， 以有效減少酒類產(chǎn)品中有毒醇類的含量，且增加酯類的含量，使酒類產(chǎn)品更為香醇，另外， 鉬納米粒子及銀納米粒子亦能分別地釋放出遠(yuǎn)紅線及催化出茶汁中的茶胺酸及兒茶素等 成分，且能降低咖啡因及單寧等物質(zhì)，使茶的營養(yǎng)及風(fēng)味更佳。再以銀納米粒子為例，由于顆粒變細(xì)，導(dǎo)致整體表面積大幅增加，活性變大，使得 所釋放出的銀離子，具有更顯著的殺菌效果，一般而言，銀納米粒子在多倍水溶液稀釋的情 況下，對于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏桿菌及綠膿桿菌等，均有99%以上的抑制功 效，主要是因為銀納米粒子所釋出的活性銀離子，能吸引細(xì)菌體內(nèi)酶蛋白上的硫氫基，并與 其迅速地結(jié)合在一起，使含硫氫基的酵素失去活性，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，尤其是，銀在納米化后， 將會成為帶正電荷的銀納米粒子，接觸到帶負(fù)電荷的微生物細(xì)胞后便相互吸附，穿刺細(xì)胞 外壁，使其內(nèi)部變性，降低生長能力，讓細(xì)胞無法代謝及繁殖，直至死亡，故具有絕佳的抗菌 及滅菌效果。在此需特別一提者，乃當(dāng)細(xì)菌被銀離子殺死后，銀離子又會從死去的細(xì)菌上 游離出來，持續(xù)對活細(xì)菌做重復(fù)的動作，直到所有細(xì)菌被消滅為止，因此，銀納米粒子具有 長效型抗菌、不會產(chǎn)生抗藥性、無毒性、無刺激過敏性、無須光照活化及不受酸堿值影響等 諸多優(yōu)點，更可抑制霉菌生長，有效達(dá)到防腐功能，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用至各式日常生活用品 中，如含銀納米粒子的抗菌香皂、抗菌濾網(wǎng)及抗菌涂料等。至于，其它貴金屬納米粒子，如 釕納米粒子及鉬納米粒子，其中釕納米粒子能將苯氫化成環(huán)己烯，而不會繼續(xù)氫化成環(huán)己 烷，因此，已被廣泛地應(yīng)用至燃料電池中，作為重要的電極觸媒，鉬納米粒子亦因具有良好的觸媒反應(yīng)，能應(yīng)用在乙烯的氫化反應(yīng)，且經(jīng)納米化后，能大幅增加反應(yīng)面積，使得反應(yīng)溫 度由攝氏六百度降至室溫，燃料電池中的鉬黑電極，即為鉬納米粒子。另，氧化鋅納米粒子是一種多功能性的新型無機材料，其顆粒大小約在1-100納 米，由于晶粒的細(xì)微化，其表面電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了宏觀物體所不具有的 表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，及高透明度與高分散性等特點。近年來，科學(xué)家亦發(fā) 現(xiàn)鋅納米粒子在催化、光學(xué)、磁學(xué)及力學(xué)等方面所展現(xiàn)的特殊功能，使其能被應(yīng)用在陶瓷、 化工、電子、光學(xué)、生物及醫(yī)藥等許多領(lǐng)域。一般而言，金屬氧化物粉末，如氧化鋅、二氧化 鈦、二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化錳及氧化鎂等，被制作成納米級粉末時，由于微粒尺寸與 光波相當(dāng)或更小，其尺寸效應(yīng)將導(dǎo)致導(dǎo)帶及價帶的間隔增加，使得光吸收能力顯著增強，各 種粉末對光線有不同的遮蔽及反射效率，以氧化鋅與二氧化鈦相較，光線波長小于350納 米(UVB)時，兩者的遮蔽效率相近，但光線波長在350-400nm(UVA)時，氧化鋅的遮蔽效率顯 然高于二氧化鈦，氧化鋅(η = 1. 9)的折射率則小于二氧化鈦(η = 2. 6)，意即氧化鋅對光 的漫反射率較低。此外，由于氧化鋅是一種半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu)，在光照射下，當(dāng)一個 具有一定能量的光子，或具有超過半導(dǎo)體帶隙能量的光子，射入半導(dǎo)體時，一個電子會從價 帶激發(fā)到導(dǎo)帶，而留下一個空穴，價帶的孔穴把周圍環(huán)境中的羥基電子搶奪過來使羥基變 成自由基，故能作為強氧化劑，實現(xiàn)對病菌和病毒等有機物的降解，以殺死病菌和病毒。有鑒于前述貴金屬納米粒子及氧化鋅納米粒子所具備的保健、抗菌、防霉、除臭及 催化等功能，近年來，許多制作瓷材物品(或稱陶瓷物品、陶瓷材質(zhì)物品)(如瓷磚、瓷匙、 瓷杯、瓷碗、瓷壺及衛(wèi)浴瓷器等)的業(yè)者，亦試圖將貴金屬納米粒子或氧化鋅納米粒子應(yīng)用 至該等瓷材物品的制作上，以提升該等瓷材物品的效能及附加價值，令其具備抗菌、防霉、 脫臭及催化食物香味的效果，請參閱圖1所示，傳統(tǒng)作法是先將一土坯10，依所需的形狀， 制作成一物品(如壁磚)，然后，在該物品的表面上涂布一層釉料11，待釉料11陰干后，在 釉料11表面上涂布一層含貴金屬納米離子或氧化鋅納米粒子的混合溶液12，經(jīng)高溫?zé)Y(jié) 而成一瓷材物品16。然而，在前述傳統(tǒng)的作法中，請參閱圖2所示，當(dāng)混合溶液12被涂布 至釉料11表面后，混合溶液12會透過釉料11表面不同的毛細(xì)孔，滲入釉料11表層，同時， 混合溶液12中部分的貴金屬納米離子或氧化鋅納米粒子14，亦會隨著混合溶液12，滲入釉 料11表層，此時，由于不同毛細(xì)孔與混合溶液12間的毛細(xì)作用并不相同，混合溶液12滲入 釉料11表層的深度121亦不均勻，因此，導(dǎo)致釉料11層的密度發(fā)生分布不均勻的現(xiàn)象，故， 當(dāng)對該物品進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)時，將因釉料11層的密度分布不均勻，且部分貴金屬納米粒子或 氧化鋅納米粒子14已滲入釉料11表層，導(dǎo)致經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的瓷材物品16的釉料11表 面會產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面15，請參閱圖3所示，且滲入釉料11表層的部分貴金屬納米離 子或氧化鋅納米粒子14被高溫?zé)Y(jié)的釉料11完全包覆，故前述傳統(tǒng)作法雖亦能在瓷材物 品16的釉料11表面上形成一貴金屬納米粒子膜或氧化鋅納米粒子膜，但此一薄膜中的貴 金屬納米粒子或氧化鋅納米粒子13分布極不均勻，并無法全面發(fā)揮其應(yīng)有的抗菌、防霉、 除臭及催化作用，此外，前述傳統(tǒng)作法最為人詬病的問題，是該瓷材物品16的釉料11表面 會因釉料層的密度不均勻，而在高溫?zé)Y(jié)時，使釉料表面的熱應(yīng)力分布不均勻，而在釉料表 面產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面15，不僅嚴(yán)重破壞瓷材物品16的外觀美感，亦極易因該等粗糙面 15，而藏污納垢。因此，如何設(shè)計出一種瓷材物品的制作方法，使得貴金屬納米粒子或氧化鋅納米粒子能被均勻地?zé)Y(jié)固定在瓷材物品的釉料表面上，形成一層氧化鋅納米粒子膜或同時形 成一層貴金屬納米粒子及氧化鋅納米粒子的復(fù)合膜，除使釉料表面能仍保持平整光滑外， 亦使其具備長效型抗菌、防霉及催化等效果，即成為各業(yè)者亟欲解決的一重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述傳統(tǒng)作法的諸多缺點，發(fā)明人經(jīng)過長久努力研究與實驗，終于開發(fā)設(shè) 計出本發(fā)明的一種具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法，以期在瓷材物品的釉料 表面上形成一層具長效型抗菌、防霉及催化效果的氧化鋅納米粒子膜，或同時形成一層貴 金屬納米粒子及氧化鋅納米粒子的復(fù)合膜。本發(fā)明提供了一種具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法，該方法是將一 土坯，依所需的形狀，制作成一物品(如壁磚、地磚、衛(wèi)浴瓷器、匙、杯、碗、壺等)，然后，在 該物品的表面上涂布一層釉料，待釉料陰干后，在釉料表面上均勻地涂布一層含氧化鋅納 米粒子的混合溶液，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，形成一具納米抗菌及催化效果的瓷材物品，即該方法包括 以下步驟將一土坯按照所需的形狀制成一物品，然后在該物品的表面上涂布一層釉料，待 釉料陰干后，在釉料表面均勻涂布一層含氧化鋅納米粒子的混合溶液，經(jīng)燒結(jié)形成一具納 米抗菌及催化效果的瓷材物品；其中該混合溶液是由水、水溶性壓克力(亞克力)粉末、界 面添加劑、水性黏著劑(水溶性黏著劑)及氧化鋅納米粒子等成分，依預(yù)定的重量百分比， 均勻混合而成；該水溶性壓克力粉末為一水溶性分散劑，其作用是在溶解于水中后，能使 氧化鋅納米粒子均勻且分散地懸浮在混合溶液中，該界面添加劑為一去除表面張力的水溶 劑，其作用是在去除混合溶液的表面張力，使得混合溶液被涂布至釉料表面上后，能均勻地 滲入釉料表層，以確保釉料層密度的均勻一致性，該水溶性黏著劑是在混合溶液被涂布至 釉料，且均勻地滲入釉料表層后，能防止混合溶液中均勻分散的氧化鋅納米粒子滲入釉料 表層，且使氧化鋅納米粒子能附著在釉料表面上，如此，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，除使釉料表面仍能 保持平整光滑，不致產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面外，亦能使氧化鋅納米粒子被燒結(jié)固定在釉料 表面上，而在該瓷材物品的釉料表面上均勻地形成一層氧化鋅納米粒子膜，使得該瓷材物 品具備長效型抗菌、防霉及光觸媒等效果。本發(fā)明的另一目的，是在該混合溶液中，依預(yù)定的重量百分比，均勻混入水溶性貴 金屬鹽，由于該貴金屬鹽具有可完全溶解于水溶液，并在水溶液中釋放出貴金屬離子，使得 貴金屬離子能與氧化鋅納米粒子上的氧鍵結(jié)，而在該混合溶液的調(diào)制過程中，均勻且穩(wěn)固 地附著在氧化鋅納米粒子的表面，如此，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，將使氧化鋅納米粒子及貴金屬離子 被燒結(jié)固定在釉料表面上，而在該瓷材物品的釉料表面上同時均勻地形成一層氧化鋅納米 粒子及貴金納米粒子的復(fù)合膜，以加強該瓷材物品的抗菌、防霉、催化及光觸媒等效果；即 本發(fā)明所提供的具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法中，所采用的混合溶液還可 以包括貴金屬鹽。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，所采用的水溶性壓克力粉末為一聚丙烯酸 衍生物(Polyacrylic acid derivative)，用以使氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)能均勻 地分散在混合溶液中，而不致發(fā)生沉淀或淤積結(jié)塊的現(xiàn)象，如此，該等氧化鋅納米粒子(及 貴金屬離子)始能被均勻地涂布至該釉料的表面上。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，所采用的界面添加劑為以聚醚改質(zhì)的聚二甲基娃氧燒(Polyether modified acryl functionalpolydimethylsiloxane),用以去除 混合溶液的表面張力，使混合溶液具備均勻的浸潤性，以在被涂布至釉料表面上后，能均勻 地滲入釉料表層，以確保釉料表層的密度均勻一致，且在高溫?zé)Y(jié)后，能使釉料表面因熱應(yīng) 力分布均勻，而始終保持平整光滑的表面，而不致在釉料表面產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，所采用的水溶性黏著劑包含聚尿酯 樹月旨(Urethane polymer)、N-甲基吡咯酮(N-Methyl Pyrrolidinone)及三乙胺 (Triethylamine)等成分，用以使該氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)能均勻地附著在釉料 表面，而不致隨混合溶液更加滲入釉料表層，除能在高溫?zé)Y(jié)后，使釉料表面保持平整光滑 外，還能在釉料表面上均勻地形成一層氧化鋅及貴金屬納米粒子膜，以全面發(fā)揮其應(yīng)有的 抗菌、防霉、除臭、催化及光觸媒作用。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述混合溶液中，以混合溶液的總重量計， 水的重量百分比為30% -70%。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述混合溶液中，以混合溶液的總重量計， 氧化鋅納米粒子的重量百分比為0. 2% -10%。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述混合溶液中，以混合溶液的總重量計， 水溶性壓克力粉末的重量百分比為2% -30%。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述混合溶液中，以混合溶液的總重量計， 界面添加劑的重量百分比為0. 05% -5%。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述混合溶液中，以混合溶液的總重量計， 水溶性黏著劑的重量百分比為0. 2% -10%。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，當(dāng)上述混合溶液還包括貴金屬鹽時，以混合 溶液的總重量計，貴金屬鹽的重量百分比為0. 001 % -5%。更優(yōu)選地，上述貴金屬鹽為氯化 金、醋酸金、硝酸銀、氫氯鉬酸、氯鉬化鉀、氯亞鉬化鉀、氯化釕或氯化銠等。


圖1是傳統(tǒng)納米抗菌瓷材物品的工藝示意圖；圖2是傳統(tǒng)納米抗菌瓷材物品高溫?zé)Y(jié)前的剖面示意圖；圖3是傳統(tǒng)納米抗菌瓷材物品經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后的剖面示意圖；圖4是本發(fā)明的具納米抗菌及催化效果的瓷材物品高溫?zé)Y(jié)前的剖面示意圖；圖5是本發(fā)明的具納米抗菌及催化效果的瓷材物品經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后的剖面示意圖。主要組件符號說明土坯10 釉料11，21混合溶液12，22滲入釉料表層的深度121，221 納米粒子13，23滲入釉料表層的納米粒子14 粗糙面15 瓷材物品16，2具體實施例方式為清楚地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)特征及其功效，茲特舉若干實施例，并配合圖 式，詳細(xì)說明如下，但不能理解對本發(fā)明的可實施范圍的限定本發(fā)明涉及一種具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法，該方法是使用土坯，依所需的形狀，制作出一物品(如壁磚、地磚、衛(wèi)浴瓷器、匙、杯、碗、壺等)，然后，在該 物品表面上涂布一層釉料，待釉料陰干后，在該釉料上均勻地涂布一層含氧化鋅納米粒子 (及貴金屬離子)的混合溶液，并于8小時內(nèi)，由常溫升溫至攝氏1000-1400度，對該物品進(jìn) 行高溫?zé)Y(jié)，即制成本發(fā)明的“具納米抗菌及催化效果的瓷材物品”。在本發(fā)明中，為了能使 氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)被燒結(jié)固定在瓷材物品的釉料表面上，均勻地形成一層 氧化鋅納米粒子膜(或同時形成一層貴金屬納米粒及氧化鋅納米粒子膜)，且能使釉料表 面保持平整光滑，并具備長效型抗菌、防霉及催化等效果，該混合溶液的成分必需具備下列 三大特性(1)必需能使氧化鋅的納米粒子(及貴金屬離子)，均勻地分散在混合溶液中，而 不致發(fā)生沉淀或淤積結(jié)塊的現(xiàn)象，如此，該等氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)始能被均勻 地涂布至該釉料的表面上；(2)必需具備均勻的浸潤性，以在被涂布至釉料表面上后，能均勻地滲入釉料表 層，以確保釉料表層的密度均勻一致，使得在高溫?zé)Y(jié)后，釉料表面能因熱應(yīng)力分布均勻， 而始終保持平整光滑，而不致產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面；及(3)必需能在完成高溫?zé)Y(jié)過程后，使氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)均勻分布 且附著在該釉料表面，以全面發(fā)揮其應(yīng)有的功能，并能因可見光或紫外光激發(fā)光觸媒作用， 而產(chǎn)生極佳的長效型抗菌、防霉、除臭及催化效果。在本發(fā)明之一最佳實施例中，該混合溶液是由水、氧化鋅納米粒子、水溶性壓克力 粉末、界面添加劑及水性黏著劑等成分，依下列的重量百分比(以混合溶液的總重量計，各 成分的重量百分比之和為100% )，均勻混合而成(1)水其重量百分比為30% -70% ；(2)氧化鋅的納米粒子其重量百分比為0.2%-10%，在該實施例中，是先將氧化 鋅研磨成納米(nanometer)大小的粒子，1納米等于十億分之一米(10_9meter)，或納米級大 小的粒子，即約為1-100納米，介于分子和次微米間的納米粒子；(3)水溶性壓克力粉末其重量百分比為2% -30%，其中該水溶性壓克力粉末為 一水溶性分散劑，其作用是在溶解于水中后，能使氧化鋅納米粒子均勻且分散地懸浮在混 合溶液中，在該實施例中，該水溶性壓克力粉末為一聚丙烯酸衍生物(Polyacrylic acid derivative)，能使氧化鋅納米粒子均勻分散在混合溶液中，而不致發(fā)生沉淀或淤積結(jié)塊的 現(xiàn)象，如此，該等氧化鋅納米粒子始能隨混合溶液被均勻地涂布至該釉料表面上；(4)界面添加劑其重量百分比為0.05% _5%，該界面添加劑為一去除表面張 力的水溶劑，其作用是在去除混合溶液的表面張力，參閱圖4所示，使得混合溶液22被 涂布至釉料21表面上后，能均勻地滲入釉料21表層，使得混合溶液22滲入釉料21表 層的深度221幾乎一致，以確保釉料21層密度的均勻一致性，在該實施例中，該界面 添加劑為一以聚醚改質(zhì)的聚二甲基硅氧烷(Polyether modified acryl functional polydimethylsiloxane)，能去除混合溶液22的表面張力，使混合溶液22具備均勻的浸潤 性，以在被涂布至釉料21表面上后，能均勻地滲入釉料21表層，確保釉料21表層的密度均 勻一致，以在高溫?zé)Y(jié)后，能使釉料21表面因熱應(yīng)力分布均勻，而始終保持平整光滑，而不 致產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面；及(5)水性黏著劑其重量百分比為0. 2% -10%，該水溶性黏著劑是用以包覆在混合溶液中均勻且分散的氧化鋅納米粒子的表面，在該實施例中，該水溶性黏著劑包含 聚尿酯樹脂(Urethane polymer)、N-甲基吡咯酮(N-Methyl Pyrrolidinone)及三乙胺 (Triethylamine)等成分，能在混合溶液被涂布至釉料，且均勻地滲入釉料表層時，復(fù)參閱 圖4所示，防止氧化鋅納米粒子23隨混合溶液22滲入釉料21表層，且使氧化鋅納米粒子 23能附著在釉料表面上，如此，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，參閱圖5所示，除使釉料21表面仍能保持平 整光滑，不致產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面外，亦能使氧化鋅納米粒子23與熔融的釉料21結(jié)合在 一起，而被燒結(jié)固定在釉料21表面上，而在瓷材物品26的釉料21表面上均勻地形成一層 氧化鋅納米粒子膜。本發(fā)明亦能視實際的需要，在該混合溶液的調(diào)制過程中，依預(yù)定的重量百分比，加 入水溶性的貴金屬鹽，均勻混合制成所需的混合溶液，以強化該瓷材物品的抗菌、防霉、催 化及光觸媒等效果。在本發(fā)明的另一最佳實施例中，該混合溶液是由水、氧化鋅的納米粒 子、水溶性的貴金屬鹽、水溶性壓克力粉末、界面添加劑及水性黏著劑等成分，依下列的重 量百分比(以混合溶液的總重量計，各成分的重量百分比之和為100% )，均勻混合而成(1)水其重量百分比為30% -70% ；(2)氧化鋅的納米粒子其重量百分比為0. 2% -10% ；(3)水溶性的貴金屬鹽其重量百分比為0.001% -5%，該貴金屬鹽可為氯化 金(AuCl3 · XH2O)、醋酸金((CH3COO)3Au)、硝酸銀(AgNO3)、氫氯鉬酸(H2PtCl6)、氯鉬化鉀 (K2PtCl6)、氯亞鉬化鉀(K2PtCl4)、氯化釕(RuCl3 · XH2O)或氯化銠(RhCl3 ·χΗ20)等，由于各 該貴金屬鹽具有可完全溶解于水溶液，并在水溶液中釋放出各該貴金屬離子的特性，且因 貴金屬離子又具有親氧的特性，故極易與氧化鋅納米粒子上的氧鍵結(jié)，而在該混合溶液的 調(diào)制過程中，均勻且穩(wěn)固地附著在氧化鋅納米粒子的表面；(4)水溶性壓克力粉末其重量百分比為2% -30%，其作用是在溶解于水中后，能 使氧化鋅納米粒子及貴金屬離子均勻且分散地懸浮在混合溶液中，而不致發(fā)生沉淀或淤積 結(jié)塊的現(xiàn)象，如此，該等氧化鋅納米粒子及貴金屬納米粒子始能被均勻地涂布至該釉料表 面上；(5)界面添加劑其重量百分比為0. 05% _5%，其作用是在去除混合溶液的表面 張力，使得混合溶液被涂布至釉料表面上后，能均勻地滲入釉料表層，以確保釉料層密度的 均勻一致性，且在高溫?zé)Y(jié)后，能使釉料表面因熱應(yīng)力分布均勻，而始終保持平整光滑，而 不致產(chǎn)生凹凸不平的粗糙面；及(6)水性黏著劑其重量百分比為0. 2% -10%，該水溶性黏著劑是用以包覆在混 合溶液中均勻分散的氧化鋅納米粒子及貴金屬離子的表面，以在混合溶液被涂布至釉料， 且均勻地滲入釉料表層時，防止氧化鋅納米粒子及貴金屬離子隨混合溶液滲入釉料表層， 且使氧化鋅納米粒子及貴金屬離子能附著在釉料表面上，如此，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，氧化鋅納米 粒子及貴金屬納米粒子即會與熔融的釉料21結(jié)合在一起，而被燒結(jié)固定在釉料表面上，同 時均勻地形成一層氧化鋅納米粒子及貴金屬納米粒子復(fù)合膜。由于，在前述實施例中，參閱圖5所示，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)處理后，氧化鋅納米粒子(及貴 金屬離子)23將被燒結(jié)固定在釉料21表面上，且能與釉料21表面永久結(jié)合成一體，故所形 成的氧化鋅納米粒子(及貴金屬納米粒子)復(fù)合膜是屬于一種長效型的納米膜，不僅具有 顯著的抑菌及殺菌效果，且可有效抑制霉菌生長，達(dá)到令釉料表面產(chǎn)生防霉的功能，并達(dá)成
8可去除異味、催化及光觸媒等效果。在本發(fā)明的實施例中，如將本發(fā)明的方法應(yīng)用至制作瓷 材酒器(如調(diào)酒棒、酒杯或酒壺)，貴金屬納米粒子(如金納米粒子)能使瓷材酒器中盛 裝的酒類迅速催化成酯類，有效減少其中的有毒醇類，進(jìn)而增加酯類的含量，使酒類產(chǎn)品更 為香醇，另，如將本發(fā)明的方法應(yīng)用至制作茶器(如茶匙、茶杯或茶壺)，貴金屬納米粒子 (如鉬納米粒子及銀納米粒子)亦能分別地釋放出遠(yuǎn)紅線及催化出茶汁中的茶胺酸及兒 茶素等成分，且降低咖啡因及單寧，使茶汁的營養(yǎng)及風(fēng)味更佳。 按，以上所述，僅為本發(fā)明的一最佳具體實施例，惟本發(fā)明的特征并不局限于此， 任何熟悉該項技藝者在本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾，皆應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán) 利要求保護(hù)范圍中。
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權(quán)利要求
一種具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法，該方法是將一土坯，依所需的形狀，制作成一物品，然后，在該物品的表面上涂布一層釉料，待釉料陰干后，在釉料表面上均勻地涂布一層含氧化鋅納米粒子的混合溶液，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，形成一具納米抗菌及催化效果的瓷材物品，其中該混合溶液包括水；氧化鋅納米粒子，粒徑為1 100納米；水溶性壓克力粉末；界面添加劑；水溶性黏著劑。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水溶性壓克力粉末為聚丙烯酸衍生物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述界面添加劑為以聚醚改質(zhì)的聚二甲基硅氧烷。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水溶性黏著劑包含聚尿酯樹脂、N-甲基吡咯酮及三乙胺。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以混合溶液的總重量計，所述水的重量百分比為 30% -70%。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以混合溶液的總重量計，所述氧化鋅納米粒子的重 量百分比為0. 2% -10%。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，以混合溶液的總重量計，所述水溶性壓克力粉 末的重量百分比為2% -30%。
8.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其中，以混合溶液的總重量計，所述界面添加劑的重 量百分比為0. 05% -5%0
9.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，以混合溶液的總重量計，所述水溶性黏著劑的 重量百分比為0.2% -10%。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以混合溶液的總重量計，所述混合溶液還包括 0. 001% -5%重量百分比的貴金屬鹽。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述貴金屬鹽為氯化金、醋酸金、硝酸銀、氫氯鉬 酸、氯鉬化鉀、氯亞鉬化鉀、氯化釕或氯化銠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具納米抗菌及催化效果的瓷材物品的制作方法，該方法是將一土坯，依所需的形狀，制作成一物品，然后，在該物品的表面上涂布一層釉料，待釉料陰干后，在釉料表面上均勻地涂布一層含氧化鋅納米粒子(及貴金屬離子)的混合溶液，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，即形成一具納米抗菌及催化效果的瓷材物品，其中該混合溶液是由水、水溶性壓克力粉末、界面添加劑、水性黏著劑及氧化鋅納米粒子(及水溶性貴金屬鹽)等成分，依預(yù)定的重量百分比，均勻混合而成。高溫?zé)Y(jié)得到的瓷材物品的釉料表面上均勻地形成一層氧化鋅納米粒子(及貴金屬納米粒子)膜，使得該瓷材物品具備長效型抗菌、防霉及催化等效果。
文檔編號A61L2/232GK101905966SQ20091014654
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者張文禮 申請人:郭春櫻;張文禮