TWI837939B - 建築材料 - Google Patents
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Abstract
一種建築材料，其特徵在於，該建築材料係以混合一粉體及一溶液形成之一混合物製備而成；該粉體包含經煅燒之蛋殼粉，透過經煅燒之蛋殼粉具有吸附空氣中汙染物之特性，該建築材料能達淨化空氣品質之效果，當使用者將該建築材料應用於室內裝修時，該建築材料能有效吸附該室內空間中例如微生物及揮發性有機化合物等污染物，進而能以低耗能及低運作成本的方式達到淨化室內空氣之技術效果。
Description
本發明係與建築材料有關；特別是指一種包含蛋殼粉的建築材料。
根據研究指出，現代人每天平均約有80％~90％的時間處於室內環境中（包括在住家、辦公室或其他建築物內），因此室內環境的空氣品質，將直接影響人們的身體健康。其中，影響室內空氣品質的空氣汙染物可粗略區分為粒狀污染物、生物污染物、揮發性有機物及其他氣體污染物。
一般而言，是透過設置空氣淨化裝置以達成淨化空氣之效果，然而設置空氣淨化裝置，不僅需消耗運作能源，也須負擔空氣淨化裝置的運作成本，因此，如何提供一種低耗能及低運作成本的方式以淨化室內空氣，是亟待解決的問題。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種建築材料，能以一種低耗能及低運作成本的方式淨化室內空氣。
緣以達成上述目的，本發明提供的一種建築材料，其特徵在於，該建築材料係以混合一粉體及一溶液形成之一混合物製備而成；該粉體包含經煅燒之蛋殼粉。
本發明之效果在於，透過經煅燒之蛋殼粉由於具有孔隙能吸附空氣中汙染物之特性，包含經煅燒之蛋殼粉之該建築材料能達淨化空氣品質之效果，舉例來說，當將該建築材料應用於室內裝修時，該建築材料能有效吸附該室內空間中例如微生物及揮發性有機化合物等污染物，進而能以低耗能及低運作成本的方式達到淨化室內空氣之技術效果。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖所示，為本發明一較佳實施例之建築材料，其特徵在於，該建築材料係以混合一粉體及一溶液形成之一混合物製備而成；該粉體包含經煅燒之蛋殼粉。
已知蛋殼是一種高度結合的生物鈣，其構造是由蛋白質纖維所組成的基底與蛋白質上方的無機結晶物。詳言之，蛋殼的組成是以無機物為主之多孔性物質，氣孔總數約6000~8000個，在無機物中約有94%~98%的碳酸鈣、0.8％碳酸鎂以及0.7％磷酸鈣，並且具有微量之硫與鐵。除無機物外，蛋殼亦包含醣蛋白質及多醣類等有機物，其餘則為水分。蛋殼未煅燒前，主要成分為碳酸鈣（CaCO
3，約94%w/w），於600°C~700°C時煅燒反應開始，溫度到達800°C~900°C時煅燒完成，此時蛋殼中主要成分為氧化鈣（CaO，約95.91%w/w），次要成分為氧化鎂（MgO，約1.5%w/w）與碳（C，約2.5%w/w）。煅燒前之蛋殼結構為一般不規則頁岩片狀結晶結構且有極細微氣孔，蛋殼煅燒後，小晶粒燒結形成大晶粒，大晶粒聚集成為相互連結的骨架結構而造成多孔隙產生，進而能提供較佳的吸附效能。
其中，該蛋殼粉是於一高溫爐中以攝氏800~1000度的溫度煅燒而成之粉末，且煅燒時間至少1小時，較佳為經攝氏900度煅燒時間2小時之蛋殼粉。
於一實施例中，該建築材料為一水泥漆塗料，該溶液為一水泥漆，該建築材料係以混合經煅燒之蛋殼粉及水泥漆所形成之水泥漆塗料；該粉體與該溶液之重量比介於1:4~1:6，較佳為1:5；藉此，當使用者將該水泥漆塗料塗覆於室內的牆面時，該水泥漆塗料中之經煅燒之蛋殼粉由於具有孔隙，因而能吸附環境中之空氣汙染物以達到淨化空氣之效果，除此之外，當牆面由具有甲醛之建材製成時，將該水泥漆塗料塗覆於牆面上也能有效吸附牆面揮發之甲醛，達到抑制甲醛逸散於室內環境中之效果。
以下茲舉一實施例及數比較例進一步說明：
〔實施例1〕
於本實施例1中，該粉體是選用經攝氏900度煅燒時間2小時之蛋殼粉30g，經煅燒之蛋殼粉之平均孔徑 2.78nm、比表面積19.98m
2/g 及孔容 0.045cm
3/g；該溶液選用150g的水性水泥漆，將該粉體與該溶液混拌形成水泥漆塗料後，噴塗合計20g之水泥漆塗料於一板材上，並將該板材設置於一密閉空間中，隨後於該密閉空間中注入甲醛氣體，使該密閉空間中之甲醛濃度A達到5ppm，並於一小時後量測於該密閉空間中之甲醛濃度B。
〔比較例1~3〕
於比較例1~3中，溶液一樣是選用與實施例1相同之150g的水性水泥漆，後續混拌、噴塗及量測等步驟也與實施例1相同，不同之處在於，於比較例1~3中該粉體是選用不同的材料，於比較例1中，該粉體是選用未煅燒之蛋殼粉，其中碳酸鈣含量為 95 ％，鈣含量約為36~42％，顆粒粒徑為 5µm；於比較例2中，該粉體選用活性碳粉，其顆粒通過 ASTM 80mesh(0.177mm) 篩網，粒徑於 325mesh (0.043mm)佔 60~75% 的碳粉；於比較例3中，該粉體選用食用級矽藻土，矽結晶介於0.36~ 1.22%。再說明的是，實施例1及比較例1~3中塗覆水泥漆塗料後之板材是分別設置於相異的密閉空間中，且該些密閉空間具有相同的環境因素(例如空間大小、溫度、濕度、壓力等…)。
其中甲醛吸附率定義為：(甲醛濃度A-甲醛濃度B)/甲醛濃度A*100%，實施例1中之甲醛吸附率為比較例1之甲醛吸附率的5.3倍；實施例1中之甲醛吸附率為比較例2之甲醛吸附率的2.3倍；實施例1中之甲醛吸附率為比較例3之甲醛吸附率的1.2倍，也就是說，包含經煅燒之蛋殼粉的水泥漆塗料之相較於包含未煅燒之蛋殼粉、活性碳粉或矽藻土之水泥漆塗料具有較佳之甲醛吸附率表現。
於另一實施例中，該建築材料為一無機聚合物，舉例而言可以是一無機聚合物磁磚，其中該粉體包含經煅燒之蛋殼粉、水淬高爐石粉、矽灰石粉及硼砂，該溶液為氫氧化鈉(NaOH)鹼液，進一步說明的是，該粉體與該溶液之重量比例介於1:1~1.5:1，較佳為1.25:1；經煅燒之蛋殼粉與水淬高爐石粉之重量比例介於1:1~2:1，較佳為1.5:1；矽灰石粉之重量佔該粉體之重量介於4.5~5.5%，較佳為5%；硼砂之重量佔該粉體之重量1.8~2.2%，較佳為2%；該溶液為SiO
2/ Na
2O 莫耳比 1.28 及SiO
2/ Al
2O
3莫耳比50且濃度10M mol/L之NaOH 鹼液。其中該建築材料能吸附揮發性有機化合物，且吸附效率大於等於90%，揮發性有機化合物舉例來說可以是甲醛。
藉此，當使用者將使用前述粉體及前述溶液之混合物製成之無機聚合物磁磚設置於室內空間時，該無機聚合物磁磚中之經煅燒之蛋殼粉由於具有孔隙，而能吸附環境中之空氣汙染物以達到淨化空氣之效果，而該無機聚合物磁磚本身也具有孔隙，因此同樣具有吸附環境中之空氣汙染物以達到淨化空氣之效果，除此之外，於該混合物中添加經煅燒之蛋殼粉能在製造該無機聚合物磁磚過程中大量降低有害廢氣之排放量並有效降低碳排放量，經實驗，每生產 1 米平方鋪設面積之該無機聚合物磁磚會產出11.41kg 之二氧化碳(CO
2)，而比對習用之一般磁磚，每生產 1 米平方鋪設面積之磁磚會排放 14.86kg 之二氧化碳(CO
2)，由此可得減碳效益數值可達 23.22%。
以下茲舉一實施例及數比較例進一步說明：
〔實施例2〕
於本實施例2中，該粉體是選用經攝氏900度煅燒時間2小時之蛋殼粉、水淬高爐石粉、矽灰石粉及硼砂，該溶液選用NaOH 鹼液，其中先將經煅燒之蛋殼粉與水淬高爐石粉以重量比6：4之比例調製後，加入佔整體粉體重量5%之矽灰石與2%之硼砂後拌合，再加入 SiO
2/Na
2O 莫耳數比1.28 及SiO
2/Al
2O
3莫耳數比50之濃度10M( mol/L) 之NaOH 鹼液，並以液固重量比0.8:1之比例混拌均勻後，取混拌好之半成品，灌注至模具中，進行常溫養護7天後脫模，再以常溫下隔水養護7天後進行吸附性實驗。
〔比較例4~5〕
於比較例4~5中，該溶液一樣是選用與實施例2相同之NaOH 鹼液，後續之製程步驟也與實施例2相同，不同之處在於，於比較例4~5中，該粉體是選用不同的材料，於比較例4中，該粉體是選用未煅燒之蛋殼粉、水淬高爐石粉、矽灰石粉及硼砂，也就是用未煅燒之蛋殼粉取代經煅燒之蛋殼粉，其中未煅燒之蛋殼粉的碳酸鈣含量為 95 ％，鈣含量約為36~42％，顆粒粒徑為 5µm；於比較例5中，該粉體選用食用級矽藻土、水淬高爐石粉、矽灰石粉及硼砂，也就是用食用級矽藻土取代經煅燒之蛋殼粉，其中矽藻土矽的結晶介於0.36~ 1.22%。
進一步說明的是，所述吸附性實驗是於一實驗箱中注入甲醛氣體達平均散佈待測標準為10ppm濃度A後，再分別將於實施例2及比較例4~6中製成之磁磚置入該實驗箱中，並於置入10分鐘、30分鐘、60分鐘、100分鐘及150分鐘時，分別進行五次採樣，以檢測甲醛濃度B，其中實施例2及比較例4~5的吸附性實驗為各別獨自進行。請參下表1，為實施例2及比較例4~5的吸附性實驗結果，其中甲醛吸附率定義為：(甲醛濃度A-甲醛濃度B)/甲醛濃度A*100%。
由表1可見，實施例2之甲醛吸附率於30分鐘至150分鐘時明顯大於比較例4及比較例5之甲醛吸附率，且經最後第150分鐘檢測結果可得，實施例2之具有經煅燒之蛋殼粉之該無機聚合物磁磚具有較佳之甲醛吸附率，其效能高達92.7%。
綜上所述，本發明透過經煅燒之蛋殼粉具有優良的吸附能力之特點，將包含經煅燒之蛋殼粉之粉體與液體混合，使得由該混合物製備而成之建築材料具有空氣淨化性能與效能，藉此，該建築材料能達淨化空氣品質之效果，當將該建築材料應用於室內裝修時，該建築材料能有效吸附該室內空間中例如微生物及揮發性有機化合物等污染物，進而能以低耗能及低運作成本的方式達到淨化室內空氣之技術效果。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
無
圖1為實施例2及比較例4~5的甲醛吸附率隨時間變化之曲線圖。
Claims (6)
- 一種建築材料，其特徵在於，該建築材料係以混合一粉體及一溶液形成之一混合物製備而成；該粉體包含經煅燒之蛋殼粉；其中該粉體包含水淬高爐石粉、矽灰石粉及硼砂，該溶液為氫氧化鈉(NaOH)鹼液；其中蛋殼粉與水淬高爐石粉之重量比例介於1：1~2：1，矽灰石粉之重量佔該粉體之重量介於4.5~5.5%，硼砂之重量佔該粉體之重量1.8~2.2%，該溶液為濃度10M(mol/L)之氫氧化鈉(NaOH)鹼液；其中該建築材料為一無機聚合物磁磚。
- 如請求項1所述之建築材料，該蛋殼粉是於一高溫爐中以攝氏800~1000度的溫度煅燒而成之粉末，且煅燒時間至少1小時。
- 如請求項1所述之建築材料，其中該建築材料為一無機聚合物。
- 如請求項1所述之建築材料，其中該粉體與該溶液之重量比例介於1：1~1.5：1。
- 如請求項1所述之建築材料，其中該建築材料能吸附揮發性有機化合物，且吸附效率大於等於90%。
- 一種建築材料，其特徵在於，該建築材料係以混合一粉體及一溶液形成之一混合物製備而成；該粉體包含經煅燒之蛋殼粉；其中該溶液為一水泥漆，該建築材料為一水泥漆塗料；其中該粉體與該溶液之重量比介於1：4~1：6。
Publications (2)
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| Title |
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| 專書 楊立昌、鄭大偉 無機聚合綠色水泥收縮性與工作性改善之研究 經濟部工業局 102年11月15日 |
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