CN1166290C - 吸附杀菌剂及制法,应用该杀菌剂的表面装饰材料与制法 - Google Patents

Abstract

由天然多孔性材料获得能够用于不使化学物质挥散的用途和进行杀菌用途的材料，使之无损于健康或致病，同时能够有效利用过去作为废物加以处置的天然多孔性材料。对贝壳等含钙的天然多孔性材料进行煅烧和粉碎而得到吸附杀菌剂。混合碳酸钙粉末和氧化钙粉末可以获得吸附杀菌剂：使至少主要部分具有碳酸钙方解石型结构的晶体结构的贝壳经日晒干燥硬化，并将该贝壳煅烧后，粉碎成多孔性粉末状碳酸钙粉末；在大约1000℃温度下加热该粉末而制成氧化钙粉末。

Description

吸附杀菌剂及制法、 应用该杀菌剂的表面装饰材料与制法

本发明涉及使用贝壳等含有大量钙的天然多孔材料的吸附杀菌剂及其制造方法，以及使用该吸附杀菌剂的表面装饰材料和表面装饰材料的制造方法。

在新建或改建的一般住宅和办公楼、公共建筑物等内部进行装修作业时，迄今大都采用墙壁装修板材和横板(クロスシ—ト)等新建材。这种新建材是工厂生产的合格品，据认为能够有效地提高内部装修的操作性。

但是，制造上述新建材时使用许多化学物质。而且，在安装这种新建材使用的粘合剂中含有许多挥发性化学物质，以便提高施工性能。因此，从使用上述新建材形成的天井和墙壁以及家俱等向空气中挥发出挥发性有机化合物(VOC)和甲醛之类物质。于是，以这些物质为主要诱因的眩晕和头痛等损害健康和致病的事件频频发生，而且从火灾时保护人命的角度来看，要使这些建材难于燃烧和抑制有毒气体产生还需要进行特殊加工处理。

此外，上述建材中，在没有透气性的表面装修一侧(即居室空间侧)容易结露。因此，表面上容易孳生细菌和霉菌，这些菌类繁殖时产生恶臭，同时成为居室空间空气污染的主要原因。这些建材的原料是由资源有限的石油制成的，存在使石油资源加快枯竭的问题。

鉴于上述情况，人们要求从容易接触空气的天井表面和墙壁表面以及家俱外表面等装修表面不再挥发有害化学物质。而且人们越来越要求使用一种与以石油为原料的物质不同，难于燃烧，能够抑制细菌和霉菌繁殖的材料。

另一方面，现在中小学校的食堂使用次锌酸钠洗涤蔬菜等，而且一般家庭使用合成洗涤剂洗涤蔬菜等。这些物质都是化学制品，由于担心摄入人体，所以洗涤后需要用水充分将其洗净。因此人们还希望使用一种对人体无害，在洗涤蔬菜时还能杀菌的物质，来代替次锌酸钠和合成洗涤剂。

针对上述问题，本发明人等鉴于从自然界能够得到的天然材料，特别是取出食用贝类中的肉体后作为废物被废弃的贝壳等含有大量钙的天然多孔材料，将其煅烧和粉碎后，以粉碎得到的物质粉末可以作为制造表面装饰材料的原材料加以利用，而且上述物质能够吸附有损健康和致病的化学物质且不使所说的化学物质挥发，具有抑制细菌和霉菌繁殖的效果。

鉴于上述情况，本发明的课题是要从贝壳等天然多孔性材料，获得一种不仅能够用作建材等表面上的表面装饰材料，而且还能在使化学物质不挥发和进行杀菌的用途上使用的原材料，目的在于不产生上述有损于健康的致病的条件下有效利用废物。

本发明考虑到上述课题，提供一种吸附杀菌剂，其特征在于所说的杀菌剂是将贝壳等含有大量钙的天然多孔性材料煅烧粉碎制成的物质，因而完成了上述课题。

本发明中，上述物质是具有由碳酸钙的方解石结构形成的晶体结构的贝壳粉末，优选由粒径约200μm的多孔性粉末组成的碳酸钙粉末和将该碳酸钙粉末煅烧形成的氧化钙粉末混合而成的粉末。

而且，另一发明是一种吸附杀菌剂的制造方法，其特征在于在200℃以上温度下对贝壳等含钙的天然多孔性材料进行煅烧并粉碎，通过提供这种吸附杀菌剂的制造方法来解决上述课题。

此外，其他发明是一种吸附杀菌剂的制造方法，其特征在于是将碳酸钙粉末和氧化钙粉末进行混合；碳酸钙粉末是使至少贝壳的主要部分具有碳酸钙方解石型结构的晶体结构的贝壳经日晒干燥硬化，并将该日晒干燥硬化的贝壳于大约120℃温度下煅烧后，粉碎成粒径约200μm，制成多孔性粉末状碳酸钙粉末；氧化钙粉末是使至少贝壳的主要部分具有碳酸钙方解石型结构的晶体结构的贝壳经日晒干燥硬化，并将该日晒干燥硬化的贝壳于大约120℃温度下煅烧后，粉碎成粒径约200μm制成由多孔性粉末组成的碳酸钙粉末，在大约1000℃温度下加热该碳酸钙粉末而形成的氧化钙粉末；提供这种吸附杀菌剂的制造方法以解决上述课题。

另外，另一发明是一种表面装饰材料，其特征在于是由上述吸附抗菌剂作为主要成分的。提供该表面装饰材料以解决上述课题。

另外，另一发明是一种表面装饰材料的制造方法，其特征在于在上述吸附杀菌剂中混合水与具有粘接性的高分子化合物，提供这种表面装饰材料的制造方法以解决上述课题。

将以本发明的这种吸附杀菌剂为主要成分的表面装饰材料施于墙壁和天井表面上等，能够防止这些表面上细菌和霉菌的产生和繁殖。而且，由于吸附杀菌剂是多孔性物质，所以形成一种还具有通气性的表面装饰材料，在涂敷表面上具有抑制结露的功能。由这一点来看也能够防止上述细菌和霉菌的产生。

此外，施于新建材上的情况下，能够吸附甲醛和挥发性有机化合物并使之不挥发，而且还能够对漂浮在空气中的成分具有吸附作用，使因挥发的化学物质而有害健康的致病的现象不至于发生。

由于以钙为主要成分而成为不燃性的，所以能够获得一种即使加热的情况下也不挥发有毒气体的粉末。

不仅如此，如果将吸附杀菌粉末用于洗涤食品的用途，则能够洗除附着在蔬菜等上的农药之类成分。而且，因其高杀菌性而能进行杀菌，所以即使残留对于人体也无害。从这一点来看也是有利的。

另外，因为是以贝壳作原料，所以能够有效利用迄今作为废物处理的大量贝壳，可以大量减少垃圾。而且，制造方法不经复杂的工序，能够以低成本提供有用的吸附杀菌剂，具有实用性优良的效果。

根据以下所示的实施方式详细说明本发明。

本发明的吸附杀菌剂是将含钙的天然多孔性材料煅烧粉碎而成的。而且，以这种吸附杀菌剂为主要成分，通过在其中混合水与具有粘接性的水溶性高分子化合物，可以得到一种表面装饰材料。

使用贝壳作为所说的表面装饰材料中吸附杀菌剂原料的上述天然多孔性材料。例如，可以使用将食用贝中的肉取出后迄今以废物废弃的海扇贝壳贝壳、牡蛎贝壳、姥蛤贝壳和海松贝壳等，但是也可以使用其他贝壳。因此，由于使用了按废物处理的贝壳，所以在有效利用废物的同时，还能够有效地减少垃圾量。

上述表面装饰材料中的吸附杀菌剂，如上所述，呈粉碎物状态。对于其粒径虽然没有特别限制，但是粒径优选处于0.001～0.2mm范围内。而且，通过改变粉碎时的粒度，或者将粒度不同的物质混合，还可以调整施加表面装饰材料表面的质感和风格。

上述吸附杀菌剂可以起颜料的作用。也就是说，通过粉碎特定种类的贝壳和稻壳等天然材料，可以得到产生具有天然材料色调的表面装饰材料，作为吸附杀菌剂的原料。例如，由粉碎稻壳形成的稻壳粉末制成的吸附杀菌剂，能起茶色颜料的作用。而且，由粉碎海扇贝壳贝壳形成的贝壳粉末制成的吸附杀菌剂，能起淡茶色颜料的作用。当然，也可以在粉碎混合数种天然材料的状态下起颜料的作用。而且，由于作为天然材料的纤维素是具有杀菌性的物质，所以优选适当混合一些这种纤维素粉末。

上述水溶性高分子化合物，是为将以表面装饰材料形式形成的上述吸附杀菌剂固定在施工表面而使用的物质。而水的用途是溶解上述水溶性高分子化合物，有助于上述粉碎物质的固定，同时也便于进行施工。具有粘接性的水溶性高分子化合物优选天然品。例如，可以选择酪蛋白、植物蛋白、胶、明胶、黄蓍胶、阿拉伯树胶、淀粉、糊精等。而且，也可以采用具有粘接性的水溶性合成高分子化合物，例如醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇和聚乙烯基醚等。

对于表面装饰材料而言，首先将上述天然多孔性材料在电炉和煤气炉中于200℃以上煅烧，并粉碎成所需的粒度。这样粉碎得到的产物是适用于表面装饰材料的吸附杀菌剂。之后，可以在上述吸附杀菌剂中混合水与具有粘接性的水溶性高分子化合物。

除了作为主要成分的上述吸附杀菌剂、水和上述高分子化合物之外，也可以将木材、树叶、杂草等干燥后粉碎成粉末状的物质混入其中。可以在这种情况下采用的木材有松、杉、桧、花柏、枞、铁杉(つが)、榉、枹、楝(せん)、青冈栎、柳安木、罗汉柏、桐等。除此之外，也可以采用例如亚麻、大麻、中国苎麻、黄麻、苇、兰、井草、纸草、洋麻、红麻、茅草、葺蒿、葡蟠、结香等低矮草木类。而且，也可以从上述木材、树叶、低矮草木类和杂草等原料的天然浆液中提取出纤维素，将此纤维素原料经发泡制成的纤维素膨松物粉碎后使用。此外，也可以使用果皮、杂草、种子、珍贵木材废料(锯末)、种皮(稻糠)、造纸工序排放的废料等植物性材料经干燥和粉碎，或者直接粉碎制成的粉末。

在施工对象表面上施加上述表面装饰材料的方法，并没有特别限制。作为施工方法的一个实例是喷吹法。用各种方法施加表面装饰材料之后，既可以利用自然干燥法硬化，也可以利用喷吹热风的强制干燥法固定。而且，施加表面装饰材料的表面并不限于墙壁表面，可以对各种表面进行加工。

贝壳等含钙的天然多孔性材料本身具有杀菌性。将这种天然多孔性材料煅烧粉碎得到的吸附杀菌剂也变成具有杀菌性的物质。因此，以上述吸附杀菌剂为主要成分的表面装饰材料施加在墙壁表面上后，能够防止墙壁表面上孳生细菌和霉菌。而且，从微观上观察一粒一粒的吸附杀菌剂是多孔性的，所以形成具有透气性的表面装饰材料，能够有效地抑制墙壁等表面上结露，从这一点来看也能防止上述细菌和霉菌产生。

而且，也不会从表面装饰材料中挥发出使用新建材时出现的那种甲醛和挥发性有机化合物挥发的问题。由于吸附杀菌剂颗粒具有多孔性结构，具有上述的透气性，所以空气气流能够畅通无阻地通过本表面装饰材料周围和本表面装饰材料。对于气味成分也有吸附作用。因此，在新建材和化学涂料等之上涂敷这种表面装饰材料后，能够吸附从该新建材和化学涂料中挥发出的化学物质，因而使源于这些化学物质的健康损害和疾病不会发生。此外，由于是以贝壳等天然多孔性材料为原材料，所以能够有效利用迄今只能以废物形式处置的天然多孔性材料，因而有望减少垃圾数量。

此外，因为这种表面装饰材料是以天然多孔性材料粉碎物为主要成分，本身是不燃性的，所以即使在加热的情况下也不会产生有毒气体。而且施工表面的色调也极容易变成天然材料所固有的色调。

在上述的吸附杀菌剂中，虽然是以将含钙的天然多孔性材料煅烧粉碎后，作为表面装饰材料的主要成分使用的实例加以说明的，但是本发明的吸附杀菌剂并不限于此。也就是说，吸附杀菌剂也可以按照以下方法制成：将由本身是具有碳酸钙方解石结构晶体结构的贝壳粉末且粒径约200μm的多孔性粉末形成的碳酸钙粉末，与将该碳酸钙粉末煅烧制成的氧化钙粉末加以混合。

制取这种吸附杀菌剂时，首先应当使用至少贝壳主要部分处于具有碳酸钙方解石结构的晶体结构形式下的贝壳。这种贝壳是海扇的贝壳，从贝壳大部分为这种晶体结构的观点来看，海扇贝壳与其他贝壳不同。也就是说，海扇在其生态下通过开闭贝壳使海水迅速排放到外部，能够迅速移动得像在“海中游泳”，逃避捕食者(海星等)的动作是其特长。具有能够进行此动作的巨大贝柱，同时贝壳本身轻而薄，而且兼备具有强度的条件。在这种贝壳中，碳酸钙方解石结构的晶体结构可以形成呈现叶状结构的贝壳内侧面；而在内层(沿贝壳厚度方向的芯层)，碳酸钙方解石结构的晶体结构呈板状结构。这种贝壳的内侧面和内层构成贝壳的主要部分(除表层和合页之外的部分)，所以既薄而轻，又有强度。

因此，在海扇贝壳的主要部分，由于内侧面上碳酸钙方解石结构的晶体结构呈叶状结构(针状结晶密集堆积排列的状态)，同时贝壳内层碳酸钙方解石结构的晶体结构呈板状结构(像胶合板那样，针状结晶沿同一方向排列形成的层数层重叠，针状结晶方向各层不同的状态)，所以如后述那样，粉碎这种贝壳得到的粉末一个一个颗粒之间残留方解石结构，变成具有多孔性的物质。

与此相比，在其他贝壳中碳酸钙的结晶处于面状展开互相重叠的结构下，因而形成呈现珠光光泽的物质。但是，制成颗粒状时呈现多孔性的程度较少。

如上所述，制取吸附杀菌剂虽然以海扇贝壳作为原料，但是仍然可以利用除去海扇贝壳的柱贝后当作废物处理的物质，能够利用废弃物。首先将收集到的贝壳进行3～5年日照使之干燥硬化。然后在大约120℃温度下，将经日照干燥硬化的贝壳煅烧20～30分钟。此加热目的在于将贝壳上附着的杂质烧掉，如果不除去杂质则得到的粉末中混有许多杂质。接着将烧掉杂质的贝壳粉碎到粒度达到200μm。关于粉碎方法本身并没有特别限制，可以利用现有的粉碎装置。这样就得到的碳酸钙粉末，是具有多孔性的粉末。

然后使用一部分由上述多孔性粉末形成的碳酸钙粉末，将其放入陶瓷容器中，于大约1050℃温度下加热3小时，制成氧化钙粉末。

进而将这样得到的氧化钙粉末与上述碳酸钙粉末混合后，得到了吸附杀菌剂。

在上述吸附杀菌剂中，碳酸钙粉末成分，如上所述，由于是由海扇贝壳粉末这种具有独特多孔性的粉末形成的，因而具有吸附除臭效果。而且，因为氧化钙粉末呈碱性的，是显示高杀菌性的物质。所以，这种吸附杀菌剂具有吸附挥发性有机化合物和甲醛等挥发性化学物质的效果，对于形成墙壁表面的建材而言，可以作为表面装饰材料使用。也就是说，表面装饰材料也能使用这种吸附杀菌剂来代替以前说明的吸附杀菌剂。将这种表面装饰材料施于建材上的情况下，从这种建材中挥发的挥发性有机化合物和甲醛等物质，能够被施加在该建材上的表面装饰材料中的上述吸附杀菌剂所吸附，使之不再挥发到空气之中。当然，不仅对挥发性有机化合物和甲醛具有吸附性，当空气中漂浮的气味成分和农药成分等与吸附杀菌剂接触时也能被吸附，因而不再漂浮在空气之中。而且，因呈碱性而显示杀菌性，所以当墙壁、天井、家俱等涂有表面装饰材料的情况下，能够抑制细菌和霉菌之类的繁殖。综上所述，甲醛和挥发性有机化合物等因被吸附而不再飞散，而且对于漂浮在空气中的气味成分也能发挥吸附作用，所以起源于释放的化学物质等的健康损害和疾病不再发生。此外，由于以钙为主要成分而成为不燃性的，所以即使加热的情况下也不会产生有毒气体。

另外，也可以将上述吸附杀菌剂添加到，例如天然洗涤剂中，将其用于洗涤用途上。这种情况下，与洗涤用途过去使用的化学制品相比，是一种具有高抗菌性和杀菌性的杀菌洗涤剂。而且使用这种杀菌洗涤剂后，即使残留一些氧化钙粉末，由于其转变成碳酸钙而对人体无毒。此外，还能预期钙离子在人体内的摄入。

在吸附杀菌剂中，可以改适当改变上述碳酸钙粉末与上述氧化钙粉末之间的比例。通过改变该比例，可以提高除臭吸附效果或抗菌效果，所以可以根据用途改变所说的比例。

Claims (4)

1、吸附杀菌剂，其特征在于是由作为具有碳酸钙方解石结构的晶体结构的海扇贝壳粉末，即粒径约200μm的多孔性粉末形成的碳酸钙粉末，与由该碳酸钙粉末经煅烧而成的氧化钙粉末互相混合而成的。

2、一种吸附杀菌剂的制造方法，其特征在于对碳酸钙粉末和氧化钙粉末进行混合：使至少贝壳的主要部分具有碳酸钙方解石型结构的晶体结构的海扇贝壳经日晒干燥硬化，并将该日晒干燥硬化的海扇贝壳于大约120℃温度下煅烧后，粉碎成粒径约200μm，制成所述的多孔性粉末状碳酸钙粉末；使至少海扇贝壳的主要部分具有碳酸钙方解石型结构的晶体结构的海扇贝壳经日晒干燥硬化，并将该日晒干燥硬化的贝壳于大约120℃温度下煅烧后，粉碎成粒径约200μm，形成由多孔性粉末组成的碳酸钙粉末，在大约1000℃温度下加热该碳酸钙粉末而制成所述的氧化钙粉末。

3、一种表面装饰材料，其特征在于以权利要求1所述的吸附杀菌剂作为主要成分。

4、一种表面装饰材料的制造方法，其特征在于在权利要求1所述的吸附杀菌剂中混合水与具有粘接性的高分子化合物。