TWI378865B - - Google Patents

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1378865 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有吸附且分解甲醛及乙醛之功能的建 築板與其製造方法。 【先前技術】 使用於建物等內部裝修之建築板，以保有吸附並分解 甲醛及乙醛之功能者爲所望。在建物內部裝修材或家具材 料之建築板，有使用由含甲醛或乙醛所成醛類的黏接劑或 黏合劑，由此原因在室內釋出醛類之結果，會引起所謂致 病屋（sick house)症候群之大問題。在日本政府國土交通省 ，以強化致病屋對策爲目的，在2003年7月1日實施修 正後之建築基準法，而在上述醛類中，雖有設定甲醛之基 準値，然而就目前乙醛之基準値則尙未設定。 習知有提供，爲賦予對內部裝修建築板之致病屋氣體 之吸附甲醛的分解性，在建築板之頂（top)層將具有分解甲 醛作用的乳液塗料與膠體二氧化矽，多孔質無機燒成物， 含粉末狀炭之水性無機質塗料予以塗佈之構成（參照例如 專利文獻1)，或者，使用在爲主材之石膏配合甲醛截留 性物質之石膏系建材（參照例如專利文獻2 )。或有提供 ，在物理性吸附甲醛之多孔質材料將含有化學吸附之化合 物的塗料予以塗佈之甲醛吸附內部裝修材（參照例如專利 文獻3 )等。 或，亦有使用在軟質纖維板將混合沸石與醯肼衍生物 -4- 1378865 » 之分散溶液予以塗佈進行氨或甲醛之吸附截留而分解之機 能性纖維板（可參照例如專利文獻4 )。另一方面，在防 污機能亦廣受矚目之防污機能方面，二氧化矽微粒子被固 定被覆之表面’具有超親水性，與水接觸時該二氧化矽微 粒子吸收水，附著於表面之污染浮出而有與水一起流掉 (fl 〇 w d 〇 wn )之自我清潔機能（參照例如專利文獻5 )。 〔專利文獻1〕日本特開2004-331682 〔專利文獻2〕日本特開2001-323637 〔專利文獻3〕日本特開2000- 356022 〔專利文獻4〕日本特開2002- 212900 〔專利文獻5〕日本特開2005— 095815 【發明內容】 〔發明欲解決之課題〕 在上述習知技術因係將醛截留劑混合於塗料於基材塗 佈’故醛截留劑被爲塗料主成分之樹脂所阻礙，使得存在 於塗膜表面之醛截留劑成分變少，會有醛截留劑所具有之 醛截留效果無法充分發揮之問題發生。又，在使醛截留 劑混合於基材之情形’僅該基材表面部分可截留醛氣體故 必須大量地混入否則沒有效果此亦爲問題所在。再者，於 多孔質材料塗佈使醛進行化學吸附之化合物時，在塗裝乾 燥步驟’雖進行100°〜150 °c左右之加熱乾燥，但以上述加 熱乾燥會造成醛截留劑凝集或改性劣化之虞。又，即使爲 可截留醛類之肼衍生物’對甲醛雖可截留分解但對乙醛則

<.S -5- 1378865 亦有完全無效果之情況。 又，一般建築板可進行多層之塗裝步驟成爲新式樣製 品，在最終步驟之頂層進行如此之塗裝時，會有受到其塗 料之顔色或塗膜狀態所左右之新式樣而大大被限定之問題 存在。因此，即使在最終步驟在不影響塗裝步驟之新式樣 性下，爲透明，而將具有乙醛與甲醛之兩者之醛予以吸附 分解之功能的塗裝爲所期望。又，兼備防污機能之建築板 爲所期望。 〔解決課題之手段〕 爲解決上述課題，本發明係揭示，在表面形成塗膜之 建築板中，進而在該塗膜表面含有醛截留劑，形成以膠體 二氧化矽爲主成分之被覆層爲其特徵之建築板。該醛截留

劑’係以碳化雙醯肼爲其特徵，該醛截留劑，係以截留甲 醛及/或乙醛爲其特徵。該建築板係以木質水泥板爲其特 徵。又’在由水與醇所成混合溶劑添加界面活性劑，調製 膠體一氧化砂之分散液作爲第1處理液之第1步驟；與在 以該第1步驟所得之第1處理液，進而，藉由添加碳化雙 醯肼液來調製作爲第2處理液之第2步驟；與以該第2步 驟所得之第2處理液供給於預先施以塗裝的建築板表面之 第3步驟；藉由以該第3步驟所得之建築板之乾燥來形成 第2處理液所致表面層的第4步驟所成者爲其特徵之建築 板之製造方法。 •C 5 > -6- 1378865 〔發明效果] 〔作用〕本發明之處理液，係在膠體二氧化矽水性分 散液中添加醛截留劑者，因不使用以樹脂爲主成分之塗料 等，故該醛截留劑並不受樹脂所阻礙，而固定於膠體二氧 化矽表面之微小凹凸，該膠體二氧化矽在基材表面之塗膜 藉由氫鍵而被固定。 〔效果〕因此在本發明係在基材之塗膜表面使膠體二 氧化矽作爲介質因醛截留劑以高濃度存在，故醛截留劑之 截留效果可效率良好的發揮，即使使用少量醛截留劑亦可 獲得具有極大截留效果的機能性建築板。又該醛截留劑係 使膠體二氧化矽作爲介質於塗裝表面強固地固定，故可獲 得具有耐久性之醛截留效果。又，在防污處理劑方面，在 有二氧化矽微粒子固定被覆之表面，可賦予超親水性，與 水接觸時該二氧化矽微粒子吸收水，具有附著於表面之污 染浮出而與水一起流掉之自我清潔機能。再者，因爲非常 地超微細的微粒子，故表面照樣爲透明並不阻礙其新式樣 性。 〔實施發明之最佳型態〕 以下詳細說明本發明。 〔基材〕爲本發明對象之建築板基材，係添加木片， 木質紙漿，木質纖維或紙漿等木質補強材的水泥板（木質 水泥板），水泥擠壓成形板，紙漿水泥板，石膏板，砂酸 鈣板，碳酸鎂板，水泥板等。此種無機質系之基材，在表 1378865 面具有凹凸，一部分有凹洞（cavities)或針孔成爲多孔質之 面與平面質之面。通常，基材狀態之透水量爲1000-5000 g/m2左右。 . 〔塗裝〕在上述基材表面實施塗裝，而通常塗裝可適 用底塗（undercoat)塗裝，中間塗覆塗裝，最終塗覆（final coat)塗裝，透明塗裝（clear coating)之多重塗裝。與上述 底塗塗裝，中間塗覆塗裝，最終塗覆塗裝，與透明塗裝一 φ 起，使用丙烯酸樹脂水性乳液塗料，矽-丙烯酸樹脂水性 乳液塗料等之水性乳液塗料爲所望，例如亦可使用丙烯酸 樹脂透明溶劑型塗料等之溶劑型塗料，又亦可倂用水性乳 液塗料與溶劑型塗料。藉由使此塗裝成爲多層，可使基材 . 之凹洞或針孔之多孔質防水，可使新式樣性提高。塗裝後 之透水量，易受塗佈量所影響，成爲〇~200g/m2左右。 [膠體二氧化矽水性分散液〕 • 使用於本發明之處理液的膠體二氧化矽係指粒徑 5〜l〇nm之一次微粒子爲10個左右締合（associate)而形成 二次微粒子者，在表面形成微小凹凸，除了氧化矽之外可 含有若干氧化鋁等其他成分。又，吾人認爲膠體二氧化砂 ' 表示OH自由基之親水性，在此二次微粒子之間隙有醛截 留劑爲吸附而固定。在其他黏合劑方面，亦可含有若干砂 化合物或矽酸鈉，矽酸鉀，矽酸鋰等之矽酸鹽。 〔醛截留劑〕

< S -8- 1378865 醛截留劑方面係使用碳化雙醯肼，將此溶解於水作爲 水溶液使用。此外，在此所謂醛係指包含甲醛與乙醛之兩 者者。碳化雙醯肼，係以nh2nh-co-nhnh2表示之化合 物，在兩末端具有胺基（-nh2)。 截留劑之成分方面，即使單獨之碳化雙醯肼，甲醛及 乙醛之截留性能（消臭性能）亦爲充分，而藉由有機酸雙 醯肼之添加可使其截留性能進而提高。有機酸雙醯肼方面 ，可例舉己二酸雙醯肼，琥珀酸雙醯肼，癸二酸雙醯肼， 異酞酸雙醯肼，草酸雙醯肼，丙二酸雙醯肼，順丁烯二酸 雙醯肼，反丁烯二酸雙醯肼，蘋果酸雙醯肼等。 該等中，僅限於對水溶解性高之物，在使用己二酸雙 醯肼作爲消臭劑成分之情形，予以DNPH化進行HPLC分 析（DNPH化係指將充塡使 2,4-二硝基苯肼（2,4· Dinitrophenylhydrazine)塗覆之球狀二氧化砂凝膠的酸類 ，酮類之捕集，衍生物化用主動式採樣器（active sampler) 。充塡劑因係使用120μιη球狀二氧化矽凝膠故與破碎狀二 氧化矽凝膠比較爲通氣性優異者，而爲高度捕集效率與低 空白値（blank value)之卡夾。HPLC係指高速液體層析術 者） 如此分析之結果，雖然對甲醛氣體之消臭效果非常優 異，與其說是完全無乙醛氣體之消臭效果，不如說是其放 散量有增加之傾向。但是，將碳化雙醯肼與己二酸雙醯肼 併用時則可見到相乘效果，而相對於甲醛氣體及乙醛氣體 兩者之消臭效果可被提高。在此時，己二酸雙醯肼之含量 < S > -9- 1378865 於10質量％以上之情形，因基材使得乙醛氣體之放散量有 增加之傾向，故其含量未達1 0重量％爲所望。 又，在將琥珀酸雙醯肼作爲消臭劑成分使用之情形， 在予以DNPH化而進行HPLC分析之情形，與己二酸雙醯 肼並不相同，相對於乙醛氣體之消臭效果爲非常優異，與 其說是完全無對甲醛氣體之消臭效果，不如說是其放散量 有增加之傾向。但是，在將碳化雙醯肼與琥珀酸雙醯肼倂 用時可見到相乘效果，而相對於甲醛氣體及乙醛氣體兩者 之消臭效果則可提高。在此時，琥珀酸雙醯胼之含量於10 重量％以上之情形，因基材則有使乙醛氣體之放散量增加 之傾向，故其含量未達10重量％爲所望。其他在使用到有 機酸雙醯肼等之情形，相對於水之溶解性低，又，相對於 醛氣體之消臭效果爲弱。 由以上理由可知，在與碳化雙醯肼倂用之有機酸雙醯 肼方面，以使用己二酸雙醯肼或琥珀酸雙醯肼爲佳，進而 ’其含量調整於未達10質量％者爲所望。 又，在碳化雙醯肼，有機酸雙醯肼進而添加脈鹽以產 生截留劑（消臭劑）亦可。脈鹽方面，可例舉鹽酸脈，鹽 酸胺基脈，重碳酸胺基脈，氨基磺酸脈，碳酸脈，磷酸脈 ，硝酸脈等。 該等中，在單獨使用氨基磺酸脈之情形，相對於甲醛 氣體及乙醛氣體之消臭效果因爲弱，而藉由倂用碳化雙醯 肼及己二酸雙醯肼或琥珀酸雙醯肼，其效果則大幅提高。 又，氨基磺酸脈之含量在】0質量％以上之情形’於基材或 -10- 1378865 有產生發黏，故其含量以未達ι〇質量％爲所望。 其他倂用脈鹽之情形，與氨基磺酸脈比較，相對於甲 醛氣體及乙醛氣體之消臭效果極端地降低，或基材有變色 ，或產生發黏之情形。因此，相對於醛之消臭性能，尤其 是在考慮到相對於乙醛之消臭性能之情形，則以使用氨基 磺酸脈爲佳。 〔醇〕本發明中，作爲上述膠體二氧化矽之分散介質 以在水添加醇者爲所望。在使用於本發明之醇方面，以甲 醇，乙醇，異丙醇等之水溶性之者爲所望。該醇係使本發 明之處理液之表面張力予以降低，進而將該醛截留液與下 側之塗膜之親和性提高使該處理液之濕潤性提高。 〔界面活性劑〕在本發明之醛截留液，作爲分散劑以 添加界面活性劑爲所望。上述界面活性劑方面，可使用通 常之陰離子性，非離子性，陽離子性界面活性劑之任一種 ，例如陰離子性界面活性劑方面，有高級醇硫酸鹽（N a 鹽或胺鹽），烷基烯丙基磺酸鹽（Na鹽或胺鹽），烷基 萘磺酸鹽（Na鹽或胺鹽），烷基萘磺酸鹽縮合物，烷基 磷酸酯，二烷基磺基琥珀酸酯，松香肥皂，脂肪酸鹽（N a鹽或胺鹽）等，非離子性界面活性劑方面，有聚氧乙烯 烷基苯酚醚，聚氧乙烯烷基酯，聚氧乙烯烷基胺，聚氧乙 烯烷基醚，聚氧乙烯醇胺，聚氧乙烯烷基醯胺，山梨聚糖 烷酯’聚氧乙烯山梨聚糖烷酯等，陽離子性界面活性劑方 面有十八基胺乙酸酯，咪唑衍生物乙酸酯，聚烷撐聚胺衍 生物或其鹽，氯化十八基三甲基銨，三甲基胺基乙基烷基 < £ -11 - 1378865 醯胺鹵化物，烷基吡啶鹽（py rid ini um )硫酸鹽 甲基銨鹵化物等。又界面活性劑可混合二種以上 上述例示並非限定本發明者。 該界面活性劑係 使本發明處理液之表面張力降低，進而將膠體二 處理液中使之良好地分散，接著與下面塗膜之親 提高。 在本發明之處理液中，通常該膠體二！ 0.1〜6.0質量％配合，醇以2~10質量％，界面 0.0 1 ~ 0.5質量％配合，殘餘爲水。 上述醇在含有比2質量％更少的情形，則該 之濕潤性惡化，又含有超過1 〇質量％之情形，則 之揮發性變大，造成塗裝作業之不良影響。又上 性劑在添加比〇.〇〗質量°/。更少量之情形，界面活 表面張力之降低效果或膠體二氧化矽之分散效果 著，又在添加超過0.5質量％之情形對所形成之 之強度，耐水性，耐久性等亦造成不良影響。 〔處理液之塗佈方法〕 在上述基材表面實施底塗層，中間塗覆層， 層，透明層之塗裝後，在最終乾燥步驟塗膜： 1 00~1 5(TC之溫度加熱乾燥。 在最終透明層之塗膜之加熱乾燥後於常溫下 予以冷卻。處理液之塗佈係該塗膜之溫度所望爲 ，進而所望爲降至7〇°C以下之狀態進行。在上述 ，烷基三 使用。又 與醇一起 氧化矽在 和性亦予 民化矽以 活性劑以 醛截留液 會使溶劑 述界面活 性劑所致 變的不顯 醛截留膜 最終塗覆 塵常係以 放置基材 8〇°C以下 溫度以下 -12- 1378865 ，並無處理液之熱改性之虞。通常上述處理液之塗佈雖可 適用噴灑塗佈，亦可適用其他流動塗佈機塗佈，輥塗佈機 塗佈等周知之方法。 塗佈量並無特別限定，在通常處理液塗佈後予以乾燥 所得處理液層之厚度以成爲3 0〜8 Onm左右之塗佈量》

上述處理液中，如上述膠體二氧化矽係一次微粒子成 爲複數個締合凝集之二次微粒子，因此在粒子表面因形成 微小凹凸，故該醛截留劑被膠體二氧化矽表面之微小凹凸 所截留而吸附。接著將該醛截留劑截留吸收之膠體二氧化 矽，藉由氫鍵而固定於基材之塗膜（透明塗膜）表面。 以下試例舉更具體說明本發明之實施例。 在實施例 之前，先調製構成處理液之2種溶液A.B。A，調製膠 體二氧化矽水性分散液。 膠體二氧化矽（二次粒子徑5 0〜1 OOnm ) 4 質量％ 乙醇 4 〃 界面活性劑* 0.25 // 剩餘水 91.75" * :調製聚氧乙烯烷基苯酚醚B，碳化雙醯肼液。 碳化雙醯肼 15 質量％ 剩餘水 8 5 質量％ 在上述膠體二氧化矽水性分散液，將1 5%濃度之碳化 雙醯肼液混合作爲處理液。在實施例調整其比率濃度。 -13- 1378865 【實施方式】 (實施例1 ) 在爲紙漿混入爐渣（slag)水泥珠粒體（pearlite)板之無 塗裝基材之Μ 〇 e n s i d i n g 1 2 m m之大宮殿（c h a a t e a u w a 11)風 (Nichiha公司製），以丙烯酸樹脂水性乳液塗料實施底 塗塗裝，中間塗覆塗裝，最終塗覆塗裝，及以丙烯酸樹脂 溶液型塗料實施透明塗裝，於100 °C〜110 °C之加熱爐進行 20分鐘加熱乾燥。 在上述加熱乾燥後將該塗裝基材自 加熱爐取出放置於室溫進行冷卻。在透明塗膜表面溫度降 至65 °C時，使上述處理液進行噴灑塗裝，其後放置於常溫 藉由透明塗膜之餘熱使該處理液塗膜乾燥，來形成厚度 5 〇nm之醛截留層。此時，在此塗裝品將膠體二氧化矽水 性分散液與碳化雙醯肼液以100: 1之比率混合進行3.6g/ 尺2之塗佈。 (實施例2)在上述膠體二氧化矽水性分散液，混合15% 濃度之碳化雙醯肼液，使碳化雙醯肼液爲5質量％，100 : 5之比率除此以外則與實施例1同。 (實施例3 )在上述之膠體二氧化矽水性分散液，混合 15 %濃度之碳化雙醯肼液，使碳化雙醯肼液爲10質量％， 1 0 0 : 1 0之比率，除此以外則與實施例1同。 (實施例4)在上述膠體二氧化矽水性分散液，將5 %碳化 -14- 1378865 雙醯肼與己二酸雙醯肼5質量％與氨基磺酸脈5質量％與剩 下爲水之混合液，作爲碳化雙醯肼液混合體成爲10質量％ ，1 〇 0 : 1 0，除此以外則與實施例1同。 (比較例1)作爲比較，係將在該塗裝基材不塗佈上述處 理液者，使通常之經塗裝之 Moen siding 12mm大宮殿 (chaateau wall)風之塗裝建築板作爲比較例1。 (比較例2)又，將在該塗裝基材表面不含膠體二氧化矽 水性分散液之僅碳化雙醯肼液15 %濃度直接塗佈3.6 g/尺2 者作爲比較例2。 就上述實施例1 . 2 · 3 .與比較例1 . 2，進行甲醛及乙醛 之吸附試驗與再釋出試驗，所得結果如表1與表2所示。 (試驗方法）吸附試驗方法 採樣袋法係，（1)在30L之採樣袋（Tedlar bag)製 成規疋濃度之氣體。（甲醒：4〇ppm乙醒：100ppm) (2 )在5L之採樣袋使表面以外之5面裝入以鋁箔膠帶（ aluminum tape)包覆之試料（5x15cm)予以密栓（tightly stopped)。（3)將製成之氣體注入5L之採樣袋，於室溫 放置。（4 )經過一定時間後，使用氣體檢測管•測定甲醛 氣體濃度。 * 氣體檢測管…甲醛：以G a s t e c h公司製甲醛測定

< S -15- 1378865 再釋出確認方法（1 )取出吸附效果確認試驗完成後 之試驗片，裝入其他採樣袋予以密封。（2)在經密封之 採樣袋注入空氣，放置於5 0°c恆溫槽。（3 )經24小時後 ，以氣體檢測管測定濃度。氣體檢測管，與吸附效果確認 試驗相同。

< S ) -16- 1378865 (表1) 有關甲醛之試驗結果

處理液 疫入之後 1小時後 3小時後 6小時後 24獨後 再釋出 表面判定 二氧化矽水性 分散劑 醛截留劑 實施例1 膠體二氧化矽4% CDH1% 40.0 38.4 29.6 8.0 0 0 〇 實施例2 乙醇4% CDH5% 40.0 33.6 6.4 0 0 0 〇 實施例3 界面活性劑 CDH10% 40.0 32 9.6 0 0 0 〇 實施例4 0.25% CDH5% 40.0 29.8 5.8 0 0 0 〇 水 91.75% ADH5% SG 5% 比較例1 0.0 0.0 40.0 38.0 32.0 17.6 0 3.5 〇 比較例2 0.0 CDH100% 40.0 14.1 9:6 0 0 0 X *CDH爲碳化雙醯肼ADH爲己二酸雙醯肼SG爲氨基磺酸脈

(表2) 有關乙醛之試驗結果

處理液 投入之後 1小時後 3小時後 6小時後 24小時後 再釋出 表面判定 二氧化矽水性 分散劑 醛截留劑 實施例1 膠體二氧化矽4% CDH1% 】000 80.0 65.0 60.0 18.0 0.0 〇 實施例2 乙醇4% CDH5% 100.0 90.0 55.0 40.0 6.0 0.0 〇 實施例3 界面活性劑 CDH10% 100.0 90.0 50.0 40.1 0.0 0.0 〇 實施例4 0.25% CDH5% 100.0 71.0 40.0 31.6 0.0 0.0 〇 水 91.75% ADH5% SG 5% 比較例1 0.0 0.0 100.0 80.0 75.0 18.0 9.0 5.0 〇 比較例2 0.0 CDH 丨 00% 100.0 90.0 65.0 50.0 0.0 0.0 X *CDH爲碳化雙醯阱ADH爲己二酸雙醯肼SG爲氨基磺酸脈 < £ > -17- 1378865

由表1，2可知，甲醛之ppm濃度在6小時後被急遽 地截留，於24小時大致可截留1 00%。乙醛之ppm濃度’ 添加量稍少者效果弱，而10%之CDH則可1〇〇°/。截留。又 ，比較例1之經塗裝之塗裝建築板雖可截留’但此係多孔 (porous)表面之水泥基材之一部份之凹洞或針孔之物理性 吸附，因此，在5 0°C加熱，可確認再釋出。又，經碳化雙 醯肼液之原液塗佈之比較例2，與乾燥之同時在表面發生 碳化雙醯肼液之凝集成爲外觀不良。此係在塗膜表面，因 並不吸附於基材故爲殘存之碳化雙醯肼液之物。藉此，膠 體二氧化矽分散液與碳化雙醯肼液之濃度，在添加些許量 之處理液，亦無外觀不良之凝集，可以實證來確認乙醛與 甲醛之截留效果。 〔產業上利用可能性〕 在本發明，可賦予建築板具有耐久性且效率良好的醛 截留效果，進而因可賦予防污性在產業上可予利用。 <£ -18 -

Claims (1)

1378865 第096148099號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國101年1月4曰修正 十、申請專利範圍 1. 一種建築板，其係表面形成有塗膜之建築板，其 特徵在於，藉由膠體二氧化矽與醛截留劑所構成之處理液 處理其表面，而 形成有被覆層，且 p 該處理液係由0.1〜6.0質量％之膠體二氧化矽與 0.15質量％以上之醛截留劑所構成；該膠體二氧化矽 . 係爲一次粒子締合而形成粒徑爲50~100nm之二次粒子者 〇 2. 如申請專利範圍第1項之建築板，其中該醛截留 劑爲碳化雙酸肼（carbodihydrazide) » 3·如申請專利範圍第2項之建築板，其中該醛截留 劑係截留甲醛及/或乙醛者。 4. 如申請專利範圍第1~3項之建築板，其中該建築 板爲木質水泥板。 5. —種建築板之製造方法，其特徵爲：由下列步驟 所構成： 於由83.5-97.89質量％之水與2〜10質量％之醇所成之 混合溶劑添加0.01〜0.5質量％之界面活性劑，以調製 α·ι〜6,0質量％之膠體二氧化矽之分散液作爲第1處理液之 胃1步驟，該膠體二氧化矽係爲一次微粒子締合而形成粒 徑爲50〜lOOnm之二次微粒子者； 1378865 進而在以該第1步驟所得之第1處理液中’藉由添加 相對於100份之第1處理液爲1份以上的15質量％之碳化 雙醯肼與85質量％之水所成之碳化雙醯肼液來調製作爲第 2處理液之第2步驟： 將以該第2步驟所得之第2處理液供給於預先施以塗 裝的建築板表面之第3步驟；與 藉由乾燥以該第3步驟所得之建築板來形成第2處理 液之表面層的第4步驟。

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