專利名稱：建材及房屋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有吸附有害物質(zhì)功能的建材，特別涉及通過在表面施釉美化外觀，同時還可改善耐污性的建材。
以往，由于東亞等濕度較高的地區(qū)的房屋都是土木結(jié)構(gòu)的建筑，所以，調(diào)濕性和防露性良好，但近年，建筑物呈現(xiàn)高度氣密化的趨勢，大多使用耐火性和氣密性良好的合成樹脂覆蓋板。這樣就存在合成樹脂覆蓋板產(chǎn)生甲醛等有害物質(zhì)的問題。
為了解決上述問題，考慮設(shè)置空氣凈化裝置，但這種裝置需要動力驅(qū)動，這樣不僅需要設(shè)備費(fèi)用，還需要運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，所以并不理想。
因此，希望開發(fā)出建材本體具備凈化功能、不需要空氣凈化裝置和動力等就可凈化空氣的建材。日本專利公開公報平9-151544號揭示了這樣一個例子，即在建筑物外壁使用混合了沸石的有氣泡的混凝土建材，利用此沸石的離子交換作用和吸附作用使空氣凈化并除臭。
由于在上述有氣泡的混凝土建材上不能夠施釉，所以，對裝飾性有一定限制，這樣就不達(dá)到美化建筑物外觀的目的。此外，還存在容易附著手上的污垢等，且污垢一旦附著就不容易清除的缺陷。
本發(fā)明解決了上述問題，其目的是提供具有吸附有害物質(zhì)的功能、且通過對表面施釉美化外觀、并可改善耐污性的建材。另外，本發(fā)明還提供了由這種經(jīng)過改良的建材建起的房屋。
本發(fā)明提供了在經(jīng)過燒結(jié)的建材本體表面施釉，建材本體的比表面積在10m2/g以上的建材。
本發(fā)明的建材的比表面積較大，具有吸附有害物質(zhì)的功能。此外，由于在其表面施釉，所以，利用釉彩可進(jìn)行各種裝飾，這樣就能夠廣范圍地美化建筑物外觀。而且，施釉面不易附著手上的污垢等，即使附著了污垢也容易清除，所以，能夠保持表面的清潔。
另外，通過在建材本體表面施釉，雖然會使有害物質(zhì)的吸附速度減慢，但吸附容量幾乎沒有改變，這樣就對作為可吸附有害物質(zhì)的建材的功能無太大影響。
施釉后釉彩形成的玻璃層最好占據(jù)建材本體表面的90％以下的面積。此外，玻璃層的最大厚度最好在300μm以下。
用本發(fā)明的建材對房屋墻壁的下部或地板進(jìn)行施工，可吸附除去房屋空氣中、特別是房屋下部空氣中的有害物質(zhì)。墻壁上部和房頂可以用本發(fā)明的建材，也可不用，該建材還可同時用于墻壁下部和地板的施工。這里所謂的“房屋”是指除了臥室之外，還包括廚房、儲藏室、衛(wèi)生間、走廊、臺階等建筑物內(nèi)的所有空間。
本發(fā)明要求建材的貼面面積A(m2)除以房屋容積B(m3)的房屋的實際容積比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質(zhì)而進(jìn)行施工。


圖1是作為本發(fā)明的建材施工例的房屋的墻壁下部和地板的縱截面圖。
本發(fā)明的建材是通過燒結(jié)而制得的。施釉前的建材本體可以是經(jīng)過燒結(jié)的，也可以是未經(jīng)過燒結(jié)的。
制造本發(fā)明的建材時，較好的是按照以下配比在包含水鋁英石和輕量玻璃質(zhì)火山石的鹿沼土和大澤土，以及膠質(zhì)土、沼澤土、被稱為豆?jié){土(泥沼)的各地火山輕石層和硅藻土、酸性白土、活性白土、沸石、多水的高嶺土、海泡石等多孔性原料中，混合加入賦予成型性的造型肥粘土、陶土等粘土，以及為提高燒結(jié)性的硅石、陶石、蠟石(滑石)、長石等其他玻璃質(zhì)組分等，擠壓成型或加壓成型后，對所得板狀或塊狀成型體進(jìn)行燒結(jié)。
鹿沼土等多孔性原料100重量份粘土10～1000重量份玻璃質(zhì)組分0～500重量份對以上制得的成型體施釉后進(jìn)行燒結(jié)，或?qū)Τ尚腕w進(jìn)行煅燒后施釉、再燒結(jié)就可制得本發(fā)明的建材。構(gòu)成該建材的建材本體的比表面積在10m2/g以上，較好是在15m2/g以上，更好是在20m2/g以上。這樣的高比表面積是上述鹿沼土等多孔性原料帶來的。
本發(fā)明中，還可在建材里面形成溝槽(基底，sole)。用這種里面有溝槽的建材對壁面等進(jìn)行施工時，可確保壁面等和建材里面間的通氣，提高了吸附有害物質(zhì)的功能。
在本發(fā)明的建材本體表面施釉后，仍可將建材本體的吸附有害物質(zhì)的功能維持在較高水平是至關(guān)重要的。較好的是施釉后的建材具有80％以上施釉前的建材本體吸附有害物質(zhì)的功能。
要在施釉后將建材吸附有害物質(zhì)的功能維持在較高水平，關(guān)鍵是控制施釉面積和施釉厚度。對建材本體表面進(jìn)行施釉時最好滿足以下(i)和(ii)的至少1個條件。施釉可采用噴涂法、幕涂法、印刷法等方法。
(i)由釉彩制得的玻璃層占建材本體表面面積的90％以下(以下稱為“施釉面積比例”)；(ii)由釉彩制得的玻璃層的最大厚度(以下，簡單地稱為“最大厚度”)在300μm以下。
如果上述施釉面積比例超過90％，則吸附有害物質(zhì)的功能顯著降低，對作為吸附有害物質(zhì)的建材的功能有一定影響。但是，如果施釉面積比例小于10％，則施釉面過少，不能夠充分提高裝飾性、耐污性效果。因此，施釉面積比例一般為10～90％，特別好為30～85％。
如以下的實施例所述，此施釉面積比例可通過油墨的擦拭試驗等確定。
施釉面積比例在90％以下時，對最大厚度無特別限定，最好在500μm以下。
如果最大厚度超過300μm，則施釉面積比例超過90％時，吸附有害物質(zhì)的性能大幅度下降，所以，最大厚度最好在300μm以下。但是，如果最大厚度過小，則施釉后，不能夠獲得理想的裝飾性、耐污性效果。施釉面積比例為95～100％時，最大厚度最好為10～100μm，為90～95％時，最大厚度最好為20～200μm。
玻璃層薄到這樣，對整個建材表面進(jìn)行施釉仍能夠?qū)⑽接泻ξ镔|(zhì)的性能維持在較高水平的理由是，形成較薄的玻璃層時，由于底子的缺陷和燒結(jié)過程中產(chǎn)生的氣體等，容易在玻璃層形成貫通建材本體的透氣性微細(xì)孔。
為達(dá)到上述施釉面積比例和最大厚度，在進(jìn)行施釉時可對施釉方法、施釉時所用的釉彩量或釉彩比重等作適當(dāng)調(diào)整。
例如，以常用的噴涂法進(jìn)行施釉時，通過減少單位面積的施釉量，可將施釉面積比例控制在90％以下。此外，即使通過幕涂法等進(jìn)行全面施釉，如果減少單位面積的施釉量，也能夠控制最大厚度。
施釉時，當(dāng)然適應(yīng)于燒結(jié)條件的玻料是很重要的，用滾柱爐膛式窖快速進(jìn)行燒結(jié)時，最好選用玻料的軟化點(diǎn)低于燒結(jié)溫度100～400℃、且具有適當(dāng)?shù)娜廴谡承缘牟牧稀Ｈ绻承赃^小，則發(fā)揮吸附有害物質(zhì)效果的建材本體的微細(xì)氣孔會被施釉而形成的玻璃堵塞，這樣吸附有害物質(zhì)的功能就受到很大影響。
因此，為了不影響吸附有害物質(zhì)的功能，要對施釉量和釉彩的熔融粘性(玻料的軟化點(diǎn))進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
另外，不進(jìn)行全面施釉，還可采用以斑點(diǎn)狀、線狀和格子狀進(jìn)行部分施釉的裝飾施釉法。例如，采用印刷法時，使建材本體具有以網(wǎng)眼為間隔附著的釉彩，所以，能夠減小施釉面積的比例。此外，采用離心法時，由于形成了比其他施釉法更大的斑點(diǎn)狀附著釉彩，所以，也能夠減小施釉面積，在有效保持吸附有害物質(zhì)功能的同時，還可提高因施釉而帶來的外表美觀性。
施釉所用的釉彩可以是簡單地混合玻料和水而制得的比重為1.01～1.90左右的淤漿，也可進(jìn)一步在其中混合入粘土和顏料。混合入顏料可進(jìn)一步提高外表美觀性。
本發(fā)明的建材除了可除去甲醛之外，還可除去與甲醛具有同樣發(fā)揮性的有機(jī)化合物，如甲苯、二甲苯、苯乙烯、苯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲苯、毒死蜱(含氯農(nóng)藥，chloropyrifos)、腈肟磷。
如圖1所示，將本發(fā)明的建材用于房屋墻壁1的下部(例如，從地板開始高1.5m的范圍內(nèi))和地板2的施工，可吸附除去房屋內(nèi)，特別是下部空氣中的有害物質(zhì)。另外，建材3還可用于壁1的上部的施工。建材3還可用于房頂，但要采取不使它落下的對策。象上述將建材用于房屋施工的情況下，前述實際容積比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，列舉實施例和比較例對本發(fā)明進(jìn)行更為具體的說明。
1.除去甲醛的性能試驗實驗室測試實施例1用磨機(jī)仔細(xì)研磨以下比例的成型原料，并噴霧造粒后，用擠壓成形模型擠壓成型，制得板狀成型體。鹿沼土20粘土60陶石20按照單位面積(1m2)100g的施釉量，用噴霧管對所得成型體進(jìn)行施釉，所用釉彩淤漿由堿性硼硅酸鋁系玻料(軟化點(diǎn)約為600℃)和水混合制得，然后，在滾柱爐膛式窖中以850℃的溫度進(jìn)行燒結(jié)。
接著，根據(jù)以下方法對所得燒結(jié)體的施釉面積比例、施釉層最大厚度、建材本體的比表面積、建材的甲醛吸附性能進(jìn)行評估。其結(jié)果是，施釉面積比例為80％、施釉層的最大厚度為170μm、比表面積為25m2/g。對甲醛的吸附性能結(jié)果列于表1。
(施釉面積比例)在表面涂布水性油墨，用含水的布等迅速擦拭后，通過顯微鏡觀察、畫像處理等求得油墨所占的面積比例。
(最大厚度)用顯微鏡觀察切斷面求得。
(建材本體的比表面積測定方法)將實施例和比較例所得建材除去釉彩部分作為測定試樣。用BET一點(diǎn)法進(jìn)行測定。測定時使用MONOSORB(QUANTA CHROME公司)。
(甲醛的吸附性能)從建材切出100mm的四方形作為試樣，將它們分別裝入香味袋中，再封入包含甲醛的空氣(約20ppm、3L)，10分鐘后，用氣體檢測管(Gastech公司制)測定袋內(nèi)的氣體濃度。再用下式求出除去率。
除去率＝(初期濃度-10分鐘后的氣體濃度)/初期濃度×100(％)實施例2除了建材本體的原料配比為粘土60重量份、長石10重量份、硅藻土30重量份，再加水?dāng)D壓成型之外，其他操作都與實施例1相同制得建材，并進(jìn)行同樣的檢測，結(jié)果如表1所示。
實施例3除了燒結(jié)溫度為750℃之外，其他操作都與實施例2相同制得建材，并進(jìn)行同樣的檢測，結(jié)果也示于表1。
實施例4建材本體的原料配比為粘土40重量份、玻璃20重量份、海泡石40重量份，對原料進(jìn)行粉碎、混合和造粒后擠壓成型，然后，以單位面積(1m2)200g的施釉量，通過幕涂法對所得成型體進(jìn)行施釉，所用淤漿由堿性硼硅酸鋁系玻料(軟化點(diǎn)約為600℃)和水混合制得，接著在滾柱爐膛式窖中以800℃的溫度進(jìn)行燒結(jié)。除此之外，其他操作都與實施例1相同制得建材，并進(jìn)行同樣的檢測，結(jié)果示于表1。
比較例1將與實施例1同樣配比的原料粉碎、混合和造粒后，以單位面積(1m2)100g的施釉量，用噴霧管對擠壓成型獲得的成型體進(jìn)行施釉，所用淤漿由堿性硼硅酸鋁系玻料(軟化點(diǎn)約為700℃)和水混合制得，然后在滾柱爐膛式窖中以950℃的溫度進(jìn)行燒結(jié)。除此之外，其他操作都相同制得建材，并進(jìn)行同樣的檢測，結(jié)果如表1所示。
比較例2原料配比是粘土50重量份、長石30重量份、硅藻土20重量份。將原料粉碎、混合和造粒后，以單位面積(1m2)100g的施釉量，用噴涂管對擠壓成型獲得的成型體進(jìn)行施釉，所用淤漿由堿性硼硅酸鋁系玻料(軟化點(diǎn)約為700℃)和水混合制得，然后，在滾柱爐膛式窖中以1000℃的溫度進(jìn)行燒結(jié)。除此之外，其他操作都相同制得建材，并進(jìn)行同樣的檢測，結(jié)果如表1所示。
比較例3除了單位面積(1m2)的施釉量為300g之外，其他操作與比較例1相同制得建材，并進(jìn)行同樣的檢測，結(jié)果如表1所示。
表1
從表1可明顯看出，如果建材本體的比表面積在10m2/g以上，則可有效地除去甲醛。
2.甲醛除去性能試驗實際容器試驗在10m3的試驗室(試驗容器)中導(dǎo)入0.2g福爾馬林溶液(甲醛含量為37％)，24小時后在30分鐘的時間內(nèi)用泵捕集室內(nèi)空氣，再通過DNPH-HPLC法測定甲醛。最后用下式求得除去率。
除去率＝(初期濃度-24小時后的氣體濃度)/初期濃度×100實施例5在上述試驗室中貼布2m2(實際容積比為0.2)實施例3制得的建材，對除去性能進(jìn)行評估，結(jié)果如表2所示。
實施例6在上述試驗室中貼布5m2(實際容積比為0.5)實施例3制得的建材，對除去性能進(jìn)行評估，結(jié)果如表2所示。
實施例7在上述試驗室的地面(底部)使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量功能的實施例1的建材，評估除去性能，其結(jié)果如表2所示。
實施例8在上述試驗室的墻壁下部使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量功能的實施例1的建材，評估除去性能，其結(jié)果如表2所示。
比較例4在上述試驗室中貼布0.5m2(實際容積比為0.05)實施例3制得的建材，對除去性能進(jìn)行評估，結(jié)果如表2所示。
比較例5在上述試驗室的頂部使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量功能的實施例1的建材，評估除去性能，其結(jié)果如表2所示。
比較例6在上述試驗室的墻壁上部使用2m2具有可除去甲醛等、能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量功能的實施例1的建材，評估除去性能，其結(jié)果如表2所示。
表2
如上所述，本發(fā)明提供了通過對表面施釉可提高外表美觀性，同時還可改善耐污性的商品價值較高的可吸附有害物質(zhì)的建材。此外，本發(fā)明還提供了具有良好除去有害氣體組分功能的房屋。
權(quán)利要求
1.一種建材，所述建材通過燒結(jié)而得，建材本體表面進(jìn)行了施釉，所述建材本體的比表面積在10m2/g以上。
2.如權(quán)利要求1所述的建材，其中，所述建材本體表面的90％以下的面積區(qū)域內(nèi)因涂布釉彩而形成了玻璃層。
3.如權(quán)利要求1所述的建材，其中，釉彩形成的玻璃層的最大厚度在300μm以下。
4.一種房屋，所述房屋的墻壁下部或地板使用了權(quán)利要求1所述的建材。
5.如權(quán)利要求4所述的房屋，其中，所述建材本體表面的90％以下的面積區(qū)域內(nèi)因涂布釉彩而形成了玻璃層。
6.如權(quán)利要求4所述的房屋，其中，釉彩形成的玻璃層的最大厚度在300μm以下。
7.如權(quán)利要求4所述的房屋，其中，所述建材施工時的實際容積比在0.1(m2/m3)以上。
8.一種房屋，所述房屋的墻壁下部或地板使用了具有吸附有害物質(zhì)功能的建材。
9.如權(quán)利要求8所述的房屋，其中，所述建材施工時的實際容積比在0.1(m2/m3)以上。
全文摘要
本發(fā)明提供了通過對表面施釉可提高外表美觀性,同時還可改善耐污性,且具有吸附有害物質(zhì)功能的建材。該建材通過燒結(jié)而得,對建材本體表面進(jìn)行了施釉,建材本體的比表面積在10m
文檔編號C04B41/65GK1276292SQ0011796
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月2日
發(fā)明者福水浩史, 橫山茂, 樹神真 申請人:株式會社伊奈