Film polimérico de recubrimiento descontaminante y electrocrómico.

Film polimérico de naturaleza semirrígida y baja opacidad que contribuye a descontaminar el ambiente a través de la inclusión de partículas de Dióxido de Titanio

, presentando propiedades fotocatalizadoras en el espectro de la luz visible. Permite recubrir superficies como ventanas, fijando el film a éstas, pudiendo ser retirado fácilmente. El film incorpora al menos una capa con propiedades electrocrómicas. Destinado al sector químico y la construcción.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400355.

Solicitante: CAMARERO CERDÁN, Richard.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CAMARERO CERDÁN,Richard.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej.,... > C03C17/22 (con otras materias inorgánicas (C03C 17/34, C03C 17/44 tienen prioridad))

PDF original: ES-2469770_A1.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

FILM POLlMïRICO DE RECUBRIMIENTO DESCONTAMINANTE y ELECTROCRïMICO

Sector de la tïcnica La presente invenciïn se encuentra comprendida dentro del sector quïmico y la construcciïn, especialmente en las ïreas vinculadas al cuidado del medioambiente, mïs concretamente, al destinado a la mejora de la detoxificaciïn ambiental y la eficiencia energïtica mediante el desarrollo de nuevos polïmeros funcionales.

Antecedentes de la invenciïn En el estado del arte existen gran variedad de invenciones orientadas a ofrecer soluciones encaminadas a reducir el grado de contaminaciïn ambiental, y otras encaminadas a controlar el paso a travïs de un cristal de la radiaciïn solar, de esta forma, son conocidos cementos diseïados para atrapar la contaminaciïn al incorporar en su composiciïn diïxido de titanio, el resultado es un hormigïn con actividad fotocatalïtica descontaminante como el desarrollado a travïs del Programa marco, bajo la denominaciïn "Visible LlGHT Active PhotoCA Talytic Concretes for Air pollution Treatment" "Light2CAT".

Tambiïn son conocidas otras aplicaciones sobre un vidrio o cristal en donde se busca hacer a estos ultrahidrïfilos mediante un efecto fotocatalïtico, al objeto de lavar los contaminantes y depïsitos adheridos a la superficie, para esto, se emplean preferentemente ïxidos de titanio, este es el caso de la patente Japonesa JP-799425 del titular Toto Ud. Se busca pues una protecciïn de los rayos Ultravioleta evitando ademïs que los cristales se ensucien, no se persigue que el biïxido de titanio actïe como fotocatalizador para descontaminar y este tendrïa un escaso efecto al no estar dopado, ya que solo serïa activo en el espectro ultravioleta, difiriendo de la invenciïn preconizada cuyo objeto es el de ejercer una acciïn descontaminante eficiente siendo ademïs este recubrimiento un film sencillo de colocar sobre una superficie transparente y de carïcter removible.

Son conocidos mïtodos para reducir la transmisiïn de la radiaciïn solar en un acristalamiento como el descrito en la patente ES2010917 del titular Roy Gerald Gordon, si bien ïste se basa en la integraciïn al cristal con carïcter permanente de una capa de siliciuro de titanio. Difiriendo de la invenciïn preconizada en la que la atenuaciïn de la radiaciïn solar se efectïa en la nuestra mediante la intervenciïn de materias primas de comportamiento electrocrïmico.

Es conocido la deposiciïn sobre un sustrato transparente de vidrio de mïltiples capas de diïxido de titanio, nitruro de silicio y diïxido de silicio al objeto de crear una barrera que actïe sobre la radiaciïn solar como la patente FR0552387 del titular Saint-Gobain Glass France, esta patente difiere claramente de la reivindicada puesto que el bloqueo de la radiaciïn se realiza mediante materiales electrocrïmicos y ademïs en esta deposiciïn se realiza mediante una pulverizaciïn por magnetrïn, siendo pues no removible del cristal.

No son conocidos en el estado del arte ningïn film de naturaleza removible que incorpore tanto medios para producir una detoxificaciïn o descontaminaciïn del ambiente, ni capacidad de atenuar la trasmisiïn de la radiaciïn solar de modo regulable sin impedir el efecto de los medios detoxificantes, como el preconizado en esta invenciïn.

Objeto de la invenciïn Dotar a la industria de un film polimïrico flexible que permita ser adaptado a cualquier superficie plana transparente, como cristal o cualquier plïstico transparente, como el polimetilmetacrilato entre otros, este film presenta capacidad tanto de ser detoxificante como de poseer una regulaciïn del paso de la radiaciïn luminosa.

Descripciïn de la invenciïn La presente invenciïn ofrece soluciones en el acristalamiento de diferentes superficies transparentes como cristales o plïsticos. El film de recubrimiento tiene propiedades que contribuyen a la descontaminaciïn ambiental y de otro puede actuar regulando el paso de la luz sin impedir la actuaciïn de la capa exterior detoxificante.

Una gran ventaja que ofrece esta invenciïn es su posibilidad de recubrir cristales y otros elementos transparentes que ya se encuentran fabricados e instalados como, por ejemplo, las superficies acristaladas de un edificio, pues su instalaciïn se realiza con la sencilla adhesiïn del film sobre estos.

La presente invenciïn preconiza un film formado por al menos dos capas con el que

recubrir las superficies descritas, de una parte, este film presenta una primera capa

expuesta al exterior del recinto donde se aplica el film que presenta propiedades

fotocatalizadoras mediante la incorporaciïn de Ti02 en su fase anatasa con un

S tamaïo de partïculas entre 10 a 100nm y cuya activaciïn se realiza con el dopado de

3+ 5+ 3+ 3+. A+ .elementos del grupo de 105 metales como Fe 'Mo , 05 , Ru , V con niveles

comprendidos desde un 0, 1 % al 1% . Este dopado tambiïn es posible con el empleo

de Nitrïgeno o colorantes como rosa de bengala, clorofila, porfirinas o ftalocianinas a

fin de disminuir con ellos su banda GAP y que el Diïxido de Titanio se active dentro

10 del espectro de luz visible y no tan 5010 en el ultravioleta. Este dopaje se realiza

mediante tïcnicas convencionales como Sol-gel, amonïlisis o PLD. La deposiciïn

de la pelïcula del Ti02 sobre la siguiente capa se realiza con tïcnicas

convencionales como sinterizado, dip-coating, spin-coating, sputtering o

pulverizaciïn.

lS Presenta una segunda capa que actïa como soporte estructural que contiene el

Diïxido de Titanio en forma de pelïcula o disperso en ïsta, el material constitutivo

presenta transparencia y flexibilidad pudiendo emplearse plïsticos convencionales

como PMMA, PET, PEDOT o PANI el espesor de esta segunda capa se encuentra

entre 100 Y 800 micras. Su otra cara se fija al elemento a recubrir mediante las

20 fuerzas de atracciïn electrostïticas entre el soporte estructural y el elemento a

recubrir o mediante el empleo de adhesivos convencionales. Esto permite ser

instalado fïcilmente sobre el elemento a recubrir, como por ejemplo, en el

acristalamiento de un edificio sin necesidad de instalar un vidrio tratado en el

momento de su fabricaciïn, bastando con adherir el film siendo ademïs por tanto

2S sencillo retirarlo si se precisa.

Se han previsto versiones en las que el film incorpora otras capas adicionales con

propiedades electrocrïmicas, esto le permite ademïs de ofrecer confort o privacidad

en donde se halla instalado, actuar como bloqueante de la radiaciïn solar dentro de

la estancia sin impedir que siga actuando la capa fotocatalizadora descrita. Esto es

30 posible al incorporar tras el soporte estructural descrito al menos cinco capas que

constituyen un film electrocrïmico econïmico de nueva generaciïn comprendiendo

una capa que actïa de electrodo de activaciïn y que presenta transparencia ïptica

empleando ïxidos como el ITO, Sn03-F o polïmeros como PEDT/PSS, una capa

formada por un polïmero electrocrïmico optando por los que se basan en los politiofenos como el PEDOT (poli (3, 4-etilendioxitiofenoï, PProDOT-Me2 (poli (3, 4propilendioxitiofeno ) o basados en las polianilinas como el PoAnis-TSA (poli 0metioxanilina) dopado con ïcido p-tolueno sulfïnico al objeto de realizar las reacciones redox. Una capa formada por un lïquido iïnico responsable del transporte de las cargas compuesta por sales de litio como el LiCI04 o polïmeros electrolitos como PVDF, PEO o PMMA que contienen iones Litio. Una capa que actïa como segundo electrodo de naturaleza anïloga al primero y por ïltimo una capa de soporte cuyo material constitutivo presenta transparencia y flexibilidad pudiendo emplearse plïsticos convencionales como PMMA, PET, PEDOT o PANI el espesor de esta segunda... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Recubrimiento de los destinados a la descontaminaciïn ambiental caracterizado por constituir un film removible de naturaleza semirrïgida y baja opacidad que dispone de al menos dos capas, donde la primera capa (1) se encuentra expuesta frente al medio que se pretende descontaminar, presenta propiedades fotocatalizadoras en el espectro de la luz visible al estar compuesta por Diïxido de Titanio en su fase anatasa con un tamaïo de partïculas entre 10 a 100nm cuya activaciïn se realiza al estar dopado con elementos del grupo de los metales como Fe3+, M05+, Os3+, Ru3+, V4+ con niveles comprendidos desde un 0, 1 % al 1% ; el dopaje se realiza mediante tïcnicas convencionales como Sol-gel, amonïlisis o PLD; la deposiciïn de la pelïcula del Ti02 sobre la siguiente capa se realiza con tïcnicas convencionales como sinterizado, dip-coating, spin-coating, sputtering o pulverizaciïn; una segunda capa (2) que actïa como soporte estructural que contiene el Diïxido de Titanio en forma de pelïcula o disperso en ïsta, el material constitutivo presenta transparencia y flexibilidad pudiendo emplearse plïsticos convencionales como PMMA, PET, PEDOT o PANI el espesor de esta segunda capa se encuentra entre 100 Y 800 micras; su otra cara se fija al elemento a recubrir mediante las fuerzas de atracciïn electrostïticas entre el soporte estructural y el elemento a recubrir o mediante el empleo de adhesivos convencionales.

2. Recubrimiento de acuerdo a la reivindicaciïn 1 caracterizado por que el dopado del Diïxido de Titanio se realiza mediante colorantes como rosa de bengala, clorofila, porfirinas o ftalocianinas.

3. Recubrimiento de acuerdo a la reivindicaciïn 1 caracterizado por que el dopado del Diïxido de Titanio se realiza mediante Nitrïgeno para disminuir su banda GAP.

4. Recubrimiento de acuerdo a las reivindicaciones de la 1 a la 3 caracterizado por disponer de medios para limitar o impedir el paso de la radiaciïn luminosa al interior del recinto a recubrir sin impedir el normal funcionamiento del film descontaminante al incorporar tras el soporte

estructural del Diïxido de Titanio al menos 5 capas que constituyen un film electrocrïmico convencional comprendiendo una capa que actïa de electrodo de activaciïn (3) y que presenta transparencia ïptica empleando ïxidos como el ITO, Sn03-F o polïmeros como PEDT/PSS, una capa formada por un polïmero electrocrïmico (4) optando por los que se basan en los politiofenos como el PEDOT (poli (3, 4-etilendioxitiofeno) ) , PProDOT-Me2 (poli (3, 4-propilendioxitiofeno ) o basados en las polianilinas como el PoAnisTSA (poli o-metioxanilina) dopado con ïcido p-tolueno sulfïnico al objeto de realizar las reacciones redox; una capa formada por un lïquido iïnico (5) responsable del transporte de las cargas compuesta por sales de litio como el LiCI04 o polïmeros electrolitos como PVDF, PEO o PMMA que contienen iones litio ; una capa que actïa como segundo electrodo (6) de naturaleza anïloga al primero ; una capa de soporte (7) cuyo material constitutivo presenta transparencia y flexibilidad pudiendo emplearse plïsticos convencionales como PMMA, PET, PEDOT o PANI el espesor de esta segunda capa se encuentra entre 100 Y 800 micras que se fija al elemento a recubrir mediante las fuerzas de atracciïn electrostïticas entre el soporte estructural y el elemento a recubrir o mediante el empleo de adhesivos convencionales.

5. Recubrimiento de acuerdo a la reivindicaciïn 4 caracterizado por disponer de una capa adicional constituida por un polïmero electrocrïmico (8) , esta capa es homïloga a la capa del primer polïmero (4) que forma el film, estï formada por polïmeros complementarios a los anteriores, es decir, si uno es transparente en el estado oxidado el otro lo serï en el estado reducido, los polïmeros complementarios son de uso convencional como Poli (ET2) , PBEDOT-N-MeCz (poli (3, 6-bis[2-[3, 4-etilendioxi]tenil]-N-metil carbazole) o Poli (NNDMBP) .

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Figura 1

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4 5

Figura 2

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Figura 3