CN1173825C - 建材及房屋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过对表面施釉可提高外表美观性，同时还可改善耐污性，且具有吸附有害物质功能的建材。该建材通过烧结而得，对建材本体表面进行了施釉，建材本体的比表面积在10m2/g以上。施釉面积占建材本体表面的90%以下，且最大厚度在300μm以下。该建材用于房屋墙壁的下部和地板。

Description

建材及房屋
技术领域
本发明涉及具有吸附有害物质功能的建材，特别涉及通过在表面施釉美化外观，同时还可改善耐污性的建材。
背景技术
以往，由于东亚等湿度较高的地区的房屋都是土木结构的建筑，所以，调湿性和防露性良好，但近年，建筑物呈现高度气密化的趋势，大多使用耐火性和气密性良好的合成树脂覆盖板。这样就存在合成树脂覆盖板产生甲醛等有害物质的问题。
为了解决上述问题，考虑设置空气净化装置，但这种装置需要动力驱动，这样不仅需要设备费用，还需要运转费用，所以并不理想。
因此，希望开发出建材本体具备净化功能、不需要空气净化装置和动力等就可净化空气的建材。日本专利公开公报平9-151544号揭示了这样一个例子，即在建筑物外壁使用混合了沸石的有气泡的混凝土建材，利用此沸石的离子交换作用和吸附作用使空气净化并除臭。
由于在上述有气泡的混凝土建材上不能够施釉，所以，对装饰性有一定限制，这样就不达到美化建筑物外观的目的。此外，还存在容易附着手上的污垢等，且污垢一旦附着就不容易清除的缺陷。
发明内容
本发明解决了上述问题，其目的是提供具有吸附有害物质的功能、且通过对表面施釉美化外观、并可改善耐污性的建材。另外，本发明还提供了由这种经过改良的建材建起的房屋。
即，本发明提供这样一种建材：它通过烧结而得，其本体表面进行了施釉，本体的比表面积在10m2/g以上，本体表面的90％以下的面积区域内因涂布釉彩而形成了玻璃层或釉彩形成的玻璃层的最大厚度在300μm以下。本发明还提供其墙壁下部或地板使用了这样的建材的房屋。
具体实施方式
本发明的建材的比表面积较大，具有吸附有害物质的功能。此外，由于在其表面施釉，所以，利用釉彩可进行各种装饰，这样就能够广范围地美化建筑物外观。而且，施釉面不易附着手上的污垢等，即使附着了污垢也容易清除，所以，能够保持表面的清洁。
另外，通过在建材本体表面施釉，虽然会使有害物质的吸附速度减慢，但吸附容量几乎没有改变，这样就对作为可吸附有害物质的建材的功能无太大影响。
施釉后釉彩形成的玻璃层最好占据建材本体表面的90％以下的面积。此外，玻璃层的最大厚度最好在300μm以下。
用本发明的建材对房屋墙壁的下部或地板进行施工，可吸附除去房屋空气中、特别是房屋下部空气中的有害物质。墙壁上部和房顶可以用本发明的建材，也可不用，该建材还可同时用于墙壁下部和地板的施工。这里所谓的“房屋”是指除了卧室之外，还包括厨房、储藏室、卫生间、走廊、台阶等建筑物内的所有空间。
本发明要求建材的贴面面积A(m2)除以房屋容积B(m3)的房屋的实际容积比R(m2/m3)在0.1以上。即，要求R＝A/B的值大于0.1，使建材可充分吸附有害物质而进行施工。
图1是作为本发明的建材施工例的房屋的墙壁下部和地板的纵截面图。
本发明的建材是通过烧结而制得的。施釉前的建材本体可以是经过烧结的，也可以是未经过烧结的。
制造本发明的建材时，较好的是按照以下配比在包含水铝英石和轻量玻璃质火山石的鹿沼土和大泽土，以及胶质土、沼泽土、被称为豆浆土(泥沼)的各地火山轻石层和硅藻土、酸性白土、活性白土、沸石、多水的高岭土、海泡石等多孔性原料中，混合加入赋予成型性的造型肥粘土、陶土等粘土，以及为提高烧结性的硅石、陶石、蜡石(滑石)、长石等其他玻璃质组分等，挤压成型或加压成型后，对所得板状或块状成型体进行烧结。
鹿沼土等多孔性原料：100重量份
粘土：10～1000重量份
玻璃质组分：0～500重量份
对以上制得的成型体施釉后进行烧结，或对成型体进行煅烧后施釉、再烧结就可制得本发明的建材。构成该建材的建材本体的比表面积在10m2/g以上，较好是在15m2/g以上，更好是在20m2/g以上。这样的高比表面积是上述鹿沼土等多孔性原料带来的。
本发明中，还可在建材里面形成沟槽(基底，sole)。用这种里面有沟槽的建材对壁面等进行施工时，可确保壁面等和建材里面间的通气，提高了吸附有害物质的功能。
在本发明的建材本体表面施釉后，仍可将建材本体的吸附有害物质的功能维持在较高水平是至关重要的。较好的是施釉后的建材具有80％以上施釉前的建材本体吸附有害物质的功能。
要在施釉后将建材吸附有害物质的功能维持在较高水平，关键是控制施釉面积和施釉厚度。对建材本体表面进行施釉时最好满足以下(i)和(ii)的至少1个条件。施釉可采用喷涂法、幕涂法、印刷法等方法。
(i)由釉彩制得的玻璃层占建材本体表面面积的90％以下(以下称为“施釉面积比例”)；
(ii)由釉彩制得的玻璃层的最大厚度(以下，简单地称为“最大厚度”)在300μm以下。
如果上述施釉面积比例超过90％，则吸附有害物质的功能显著降低，对作为吸附有害物质的建材的功能有一定影响。但是，如果施釉面积比例小于10％，则施釉面过少，不能够充分提高装饰性、耐污性效果。因此，施釉面积比例一般为10～90％，特别好为30～85％。
如以下的实施例所述，此施釉面积比例可通过油墨的擦拭试验等确定。
施釉面积比例在90％以下时，对最大厚度无特别限定，最好在500μm以下。
如果最大厚度超过300μm，则施釉面积比例超过90％时，吸附有害物质的性能大幅度下降，所以，最大厚度最好在300μm以下。但是，如果最大厚度过小，则施釉后，不能够获得理想的装饰性、耐污性效果。施釉面积比例为95～100％时，最大厚度最好为10～100μm，为90～95％时，最大厚度最好为20～200μm。
玻璃层薄到这样，对整个建材表面进行施釉仍能够将吸附有害物质的性能维持在较高水平的理由是，形成较薄的玻璃层时，由于底子的缺陷和烧结过程中产生的气体等，容易在玻璃层形成贯通建材本体的透气性微细孔。
为达到上述施釉面积比例和最大厚度，在进行施釉时可对施釉方法、施釉时所用的釉彩量或釉彩比重等作适当调整。
例如，以常用的喷涂法进行施釉时，通过减少单位面积的施釉量，可将施釉面积比例控制在90％以下。此外，即使通过幕涂法等进行全面施釉，如果减少单位面积的施釉量，也能够控制最大厚度。
施釉时，当然适应于烧结条件的玻料是很重要的，用滚柱炉膛式窖快速进行烧结时，最好选用玻料的软化点低于烧结温度100～400℃、且具有适当的熔融粘性的材料。如果粘性过小，则发挥吸附有害物质效果的建材本体的微细气孔会被施釉而形成的玻璃堵塞，这样吸附有害物质的功能就受到很大影响。
因此，为了不影响吸附有害物质的功能，要对施釉量和釉彩的熔融粘性(玻料的软化点)进行适当调整。
另外，不进行全面施釉，还可采用以斑点状、线状和格子状进行部分施釉的装饰施釉法。例如，采用印刷法时，使建材本体具有以网眼为间隔附着的釉彩，所以，能够减小施釉面积的比例。此外，采用离心法时，由于形成了比其他施釉法更大的斑点状附着釉彩，所以，也能够减小施釉面积，在有效保持吸附有害物质功能的同时，还可提高因施釉而带来的外表美观性。
施釉所用的釉彩可以是简单地混合玻料和水而制得的比重为1.01～1.90左右的淤浆，也可进一步在其中混合入粘土和颜料。混合入颜料可进一步提高外表美观性。
本发明的建材除了可除去甲醛之外，还可除去与甲醛具有同样发挥性的有机化合物，如甲苯、二甲苯、苯乙烯、苯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲苯、毒死蜱(含氯农药，chloropyrifos)、腈肟磷。
如图1所示，将本发明的建材用于房屋墙壁1的下部(例如，从地板开始高1.5m的范围内)和地板2的施工，可吸附除去房屋内，特别是下部空气中的有害物质。另外，建材3还可用于壁1的上部的施工。建材3还可用于房顶，但要采取不使它落下的对策。象上述将建材用于房屋施工的情况下，前述实际容积比R，即A/B(m2/m3)的值一般要求在0.1以上，最好在0.2以上。
以下，列举实施例和比较例对本发明进行更为具体的说明。
1.除去甲醛的性能试验：实验室测试
实施例1
用磨机仔细研磨以下比例的成型原料，并喷雾造粒后，用挤压成形模型挤压成型，制得板状成型体。
[成型原料的配比(重量份)]
鹿沼土：20
粘土：60
陶石：20
按照单位面积(1m2)100g的施釉量，用喷雾管对所得成型体进行施釉，所用釉彩淤浆由碱性硼硅酸铝系玻料(软化点约为600℃)和水混合制得，然后，在滚柱炉膛式窖中以850℃的温度进行烧结。
接着，根据以下方法对所得烧结体的施釉面积比例、施釉层最大厚度、建材本体的比表面积、建材的甲醛吸附性能进行评估。其结果是，施釉面积比例为80％、施釉层的最大厚度为170μm、比表面积为25m2/g。对甲醛的吸附性能结果列于表1。
(施釉面积比例)
在表面涂布水性油墨，用含水的布等迅速擦拭后，通过显微镜观察、画像处理等求得油墨所占的面积比例。
(最大厚度)
用显微镜观察切断面求得。
(建材本体的比表面积测定方法)
将实施例和比较例所得建材除去釉彩部分作为测定试样。用BET一点法进行测定。测定时使用MONOSORB(QUANTA CHROME公司)。
(甲醛的吸附性能)
从建材切出100mm的四方形作为试样，将它们分别装入香味袋中，再封入包含甲醛的空气(约20ppm、3L)，10分钟后，用气体检测管(Gastech公司制)测定袋内的气体浓度。再用下式求出除去率。
除去率＝(初期浓度-10分钟后的气体浓度)/初期浓度×100(％)
实施例2
除了建材本体的原料配比为粘土60重量份、长石10重量份、硅藻土30重量份，再加水挤压成型之外，其他操作都与实施例1相同制得建材，并进行同样的检测，结果如表1所示。
实施例3
除了烧结温度为750℃之外，其他操作都与实施例2相同制得建材，并进行同样的检测，结果也示于表1。
实施例4
建材本体的原料配比为粘土40重量份、玻璃20重量份、海泡石40重量份，对原料进行粉碎、混合和造粒后挤压成型，然后，以单位面积(1m2)200g的施釉量，通过幕涂法对所得成型体进行施釉，所用淤浆由碱性硼硅酸铝系玻料(软化点约为600℃)和水混合制得，接着在滚柱炉膛式窖中以800℃的温度进行烧结。除此之外，其他操作都与实施例1相同制得建材，并进行同样的检测，结果示于表1。
比较例1
将与实施例1同样配比的原料粉碎、混合和造粒后，以单位面积(1m2)100g的施釉量，用喷雾管对挤压成型获得的成型体进行施釉，所用淤浆由碱性硼硅酸铝系玻料(软化点约为700℃)和水混合制得，然后在滚柱炉膛式窖中以950℃的温度进行烧结。除此之外，其他操作都相同制得建材，并进行同样的检测，结果如表1所示。
比较例2
原料配比是粘土50重量份、长石30重量份、硅藻土20重量份。将原料粉碎、混合和造粒后，以单位面积(1m2)100g的施釉量，用喷涂管对挤压成型获得的成型体进行施釉，所用淤浆由碱性硼硅酸铝系玻料(软化点约为700℃)和水混合制得，然后，在滚柱炉膛式窖中以1000℃的温度进行烧结。除此之外，其他操作都相同制得建材，并进行同样的检测，结果如表1所示。
比较例3
除了单位面积(1m2)的施釉量为300g之外，其他操作与比较例1相同制得建材，并进行同样的检测，结果如表1所示。
                                      表1
    No.  施釉面积比例(％)  釉彩层的最大厚度(μm)    比表面积(m2/g)     气体浓度(ppm)    除去率(％)
  初期  10分钟后
  实施例1     85     170     25    20     3.5     82.5
  实施例2     85     170     35    20     2     90
  实施例3     80     150     70    20     1     95
  实施例4     90     300     50    20     3     87.5
  比较例1     85     200     7    20     15     25
  比较例2     90     200     2    20     17     15
  比较例3     95     400     7    20     18     10
从表1可明显看出，如果建材本体的比表面积在10m2/g以上，则可有效地除去甲醛。
2.甲醛除去性能试验：实际容器试验
在10m3的试验室(试验容器)中导入0.2g福尔马林溶液(甲醛含量为37％)，24小时后在30分钟的时间内用泵捕集室内空气，再通过DNPH-HPLC法测定甲醛。最后用下式求得除去率。
除去率＝(初期浓度-24小时后的气体浓度)/初期浓度×100
实施例5
在上述试验室中贴布2m2(实际容积比为0.2)实施例3制得的建材，对除去性能进行评估，结果如表2所示。
实施例6
在上述试验室中贴布5m2(实际容积比为0.5)实施例3制得的建材，对除去性能进行评估，结果如表2所示。
实施例7
在上述试验室的地面(底部)使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室内空气质量功能的实施例1的建材，评估除去性能，其结果如表2所示。
实施例8
在上述试验室的墙壁下部使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室内空气质量功能的实施例1的建材，评估除去性能，其结果如表2所示。
比较例4
在上述试验室中贴布0.5m2(实际容积比为0.05)实施例3制得的建材，对除去性能进行评估，结果如表2所示。
比较例5
在上述试验室的顶部使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室内空气质量功能的实施例1的建材，评估除去性能，其结果如表2所示。
比较例6
在上述试验室的墙壁上部使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室内空气质量功能的实施例1的建材，评估除去性能，其结果如表2所示。
                             表2
    No.  初期气体浓度(ppm)  24小时后的气体浓度(ppm)   除去率(％)
  实施例5     0.80       0.04     95
  实施例6     0.80       0.02     97.5
  实施例7     0.80       0.14     82.5
  实施例8     0.80       0.20     75
  比较例4     0.80       0.4     50
  比较例5     0.80       0.50     37.5
  比较例6     0.80       0.36     55
如上所述，本发明提供了通过对表面施釉可提高外表美观性，同时还可改善耐污性的商品价值较高的可吸附有害物质的建材。此外，本发明还提供了具有良好除去有害气体组分功能的房屋。

Claims (7)

1.一种建材，所述建材通过烧结而得，建材本体表面进行了施釉，其特征在于，所述建材本体的比表面积在10m2/g以上，所述建材本体表面的90％以下的面积区域内因涂布釉彩而形成了玻璃层。
2.如权利要求1所述的建材，其特征在于，釉彩形成的玻璃层的最大厚度在300μm以下。
3.一种建材，所述建材通过烧结而得，建材本体表面进行了施釉，其特征在于，所述建材本体的比表面积在10m2/g以上，釉彩形成的玻璃层的最大厚度在300μm以下。
4.一种房屋，其特征在于，所述房屋的墙壁下部或地板使用了下述建材：它通过烧结而得，其本体表面进行了施釉，本体的比表面积在10m2/g以上，本体表面的90％以下的面积区域内因涂布釉彩而形成了玻璃层。
5.如权利要求4所述的房屋，其特征在于，所述建材施工时的实际容积比在0.1m2/m3以上。
6.一种房屋，其特征在于，所述房屋的墙壁下部或地板使用了下述建材：它通过烧结而得，其本体表面进行了施釉，本体的比表面积在10m2/g以上，釉彩形成的玻璃层的最大厚度在300μm以下。
7.如权利要求6所述的房屋，其特征在于，所述建材施工时的实际容积比在0.1m2/m3以上。
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