專(zhuān)利名稱(chēng)：灰泥瓷磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以灰泥為原料而成形為瓷磚形的灰泥瓷磚(mortartile)及其制造方法。
背景技術(shù)：
以前，灰泥因?yàn)槠渚哂型笟庑浴⒎浪约澳秃蛐缘榷粡V泛用作墻體材料。
另一方面，近年來(lái)，甲醛或福爾馬林等揮發(fā)性有害物質(zhì)所導(dǎo)致的空氣污染已經(jīng)成為社會(huì)問(wèn)題。
因此，近年來(lái)，一直在開(kāi)發(fā)一種將光催化劑添加到灰泥中的墻體材料(例如，參照日本特開(kāi)平11-264224號(hào)公報(bào))，其中光催化劑在紫外線(xiàn)的照射下，具有將有害物質(zhì)進(jìn)行分解的功能。
但是，對(duì)在上述現(xiàn)有灰泥中添加光催化劑的墻體材料來(lái)說(shuō)，雖然具有可通過(guò)光催化劑的作用將有害物質(zhì)分解從而防止空氣污染的效果，但是，在墻壁上進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)，操作者必須熟練并且施工需要極大的勞力和時(shí)間，恐怕會(huì)大大提高施工費(fèi)用。
于是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)反復(fù)潛心的研究發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)將添加了光催化劑的灰泥進(jìn)行加壓成形而制造瓷磚形的成形體，如果將這樣制造的灰泥瓷磚用作墻體材料，則可以降低施工所需的勞力、時(shí)間以及成本。
而且如果只是將添加了光催化劑的灰泥加壓成形為瓷磚形，則可以解決施工方面的問(wèn)題，但為人所知的是，這也會(huì)降低光催化劑對(duì)有害物質(zhì)的分解能力。
此外，通過(guò)尋找因?yàn)閷?duì)添加了光催化劑的灰泥進(jìn)行加壓成形而降低光催化劑對(duì)有害物質(zhì)的分解能力的原因，發(fā)現(xiàn)以較高壓力對(duì)添加了光催化劑的灰泥進(jìn)行加壓成形時(shí)，表面光滑，損害了灰泥固有的透氣性。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種不會(huì)破壞灰泥所具有的透氣性并且改善了可施工性的灰泥瓷磚及其制造方法。
本發(fā)明第1方面提供一種灰泥瓷磚，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，以能夠在其表面形成透孔(through hole)的壓力進(jìn)行加壓成形。
另外，本發(fā)明第2方面提供一種灰泥瓷磚，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而形成為成形體，并在該成形體的表面涂敷光催化劑。
另外，本發(fā)明第3方面提供一種灰泥瓷磚的制造方法，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而制造成形為瓷磚形的灰泥。
另外，本發(fā)明第4方面提供一種灰泥瓷磚的制造方法，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而形成為成形體，并通過(guò)在該成形體的表面涂敷光催化劑而制造成形為瓷磚形的灰泥。
本發(fā)明具有以下效果。
即在本發(fā)明中，于灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而制造灰泥瓷磚，因此，不會(huì)降低光催化劑對(duì)有害物質(zhì)的分解能力，并且可以減少施工所需的勞力、時(shí)間以及成本。
特別地，在表面涂敷光催化劑的情況下，可以提高對(duì)有害物質(zhì)的分解能力。


圖1是表示真空成形機(jī)的說(shuō)明圖；
圖2是表示甲醛分解試驗(yàn)(灰泥的情況下)結(jié)果的曲線(xiàn)圖；圖3是表示甲醛分解試驗(yàn)(灰泥瓷磚的情況下)結(jié)果的曲線(xiàn)圖；圖4是灰泥瓷磚(試樣B的情況下)的表面的顯微鏡照片；圖5是灰泥瓷磚(試樣D的情況下)的表面的顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的灰泥瓷磚是以添加了光催化劑的灰泥為原料而加壓成形為瓷磚形的。
其制造方法為首先，使用攪拌機(jī)在灰泥中添加光催化劑后進(jìn)行混合。
這里，灰泥以消石灰為主要成分，并以適當(dāng)比例含有無(wú)機(jī)材料、抹灰纖維及漿料。此外，也可以包括不含抹灰纖維及漿料的。而且作為無(wú)機(jī)材料，可以使用碳酸鈣、碳酸鋇、氫氧化鋇等，作為抹灰纖維，可以使用馬尼拉麻、日本紙、棕櫚、木漿、合成纖維、玻璃纖維等，作為漿料，可以使用牛皮膠、粳米、蒟蒻粉、鹿角菜等天然漿料，或者聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素等合成漿料等。
另外，作為光催化劑，可以使用氧化鈦和氧化鋅等氧化物半導(dǎo)體、以及硫化鎘和硫化鋅等硫化物半導(dǎo)體等各種晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
另外，必要時(shí)也可以在灰泥中添加無(wú)機(jī)粘結(jié)材料，其中所述無(wú)機(jī)粘結(jié)材料具有可以與空氣中的二氧化碳和水分發(fā)生反應(yīng)而固化的性質(zhì)。此外，作為無(wú)機(jī)粘結(jié)材料，可以使用像消石灰、白云石、石膏、氫氧化鎂、水泥等那樣，在空氣中容易與二氧化碳和水發(fā)生反應(yīng)成為固化物體的材料，既可以單獨(dú)使用消石灰、白云石、石膏、氫氧化鎂、水泥等材料之中的任意一種，也可以使用兩種或更多種的混合物。另外，還可以加水混煉至預(yù)定的含水率。
接著，使用成形機(jī)在大致的真空中對(duì)灰泥和光催化劑的混合物進(jìn)行加壓成形而形成為成形體。這時(shí)，加壓成形時(shí)的壓力為在加壓成形后、可以在成形體表面形成透孔這種程度的比較低的壓力。
最后，在成形體的表面涂敷光催化劑。
這樣，本發(fā)明在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)加壓成形而制造灰泥瓷磚，因此，可以減少施工時(shí)所需要的勞力、時(shí)間以及成本。
而且對(duì)壓力進(jìn)行設(shè)定以便在加壓成形時(shí)可以在表面形成透孔，故而可以預(yù)先防止成形體表面的平滑化而破壞透氣性，可以形成具有透氣性的成形體，由此，可以防止光催化劑對(duì)有害物質(zhì)的分解能力的降低。
特別地，在表面上涂敷光催化劑的情況下，可以提高對(duì)有害物質(zhì)的分解能力。
另外，因?yàn)椴恍枰T如燒結(jié)處理和高壓蒸養(yǎng)處理(autoclave)之類(lèi)的熱處理，所以，不會(huì)因?yàn)闊崽幚懋a(chǎn)生的廢煙而污染環(huán)境，可以防止環(huán)境污染，同時(shí)由于無(wú)需進(jìn)行熱處理，故而可以謀求處理成本的低廉化。
另外，根據(jù)成形時(shí)使用的金屬模形狀的不同，可以成形各種形狀的成形體，可以制造多領(lǐng)域的成形體。
再者，當(dāng)在混合體中添加具有與空氣中的二氧化碳和水發(fā)生反應(yīng)而固化的性質(zhì)的無(wú)機(jī)粘結(jié)材料時(shí)，容易在自然固化之前對(duì)成形體表面進(jìn)行切削、磨削以及研磨加工，另一方面，盡管對(duì)成形體的表面進(jìn)行切削、磨削、研磨加工，成形體的表面也在空氣中自然固化，從而可以確保成形體表面的強(qiáng)度。
加壓成形使用圖1所示的真空成形機(jī)。在該圖中，真空成形機(jī)20，在機(jī)架21的下部設(shè)置有下模22，另一方面，在機(jī)架21的上部以活塞桿24的前端朝下的方式設(shè)置有液壓式升降汽缸23，該汽缸24的前端部連結(jié)設(shè)置著上模25，由于升降汽缸23的作用，使上模25朝著下模22的凹部26進(jìn)行升降動(dòng)作。圖中，27是連通連結(jié)在下模22的凹部26上的真空泵，28是液壓泵，29是液壓操作盤(pán)。
首先，將作為原料的灰泥和光催化劑等的混合物投入下模22的凹部26中。
然后，通過(guò)真空泵27的作用，使由下模22的凹部26和上模25形成的加壓空間處于-80kPa～-100kPa的大致真空狀態(tài)，并由成形機(jī)20將原料加壓成形為板狀或塊狀。此外，加壓空間優(yōu)選設(shè)定為-94kPa～-100kPa的大致真空狀態(tài)。
這里，加壓成形時(shí)原料所受到的成形壓力為15MPa～80MPa。這是因?yàn)椋绻尚螇毫Σ桓哂?5MPa，則成形體的強(qiáng)度較低，另一方面，如果成形壓力不低于80MPa，則如后所述，成形體表面變得光滑，將會(huì)破壞灰泥所固有的透氣性。該成形壓力根據(jù)成形原料的不同而不同，只要是成形后成形體的表面可形成透孔的壓力即可，并不限于上述范圍的壓力。
這樣，通過(guò)在大致真空中成形，成形體的內(nèi)部幾乎不會(huì)殘留空氣，可以形成物理強(qiáng)度高、尺寸精度好的成形體。
而且在加壓成形后，將成形體放置在空氣中或者在二氧化碳?xì)夥罩羞M(jìn)行養(yǎng)護(hù)，此時(shí)成形體所含的消石灰等像那樣吸收二氧化碳而成為碳酸鈣，由此，可以進(jìn)一步增加成形體的物理強(qiáng)度。
另外，和磚及瓷磚等不同，因?yàn)槲唇?jīng)燒結(jié)或高壓蒸養(yǎng)處理等熱處理，即使在混合體中添加無(wú)機(jī)多孔材料和粘土、功能性無(wú)機(jī)催化劑、抗菌抗霉材料，這些無(wú)機(jī)多孔材料和粘土等也不會(huì)受到熱的影響，從而可以成形出保持無(wú)機(jī)多孔材料和粘土等各自材料所具有的特性的成形體。
而且因?yàn)槲唇?jīng)熱處理，不會(huì)因窯變(kiln changes)而發(fā)生變色，能夠以良好的重現(xiàn)性大批量成形與加壓成形前的混合體的顏色相同的成形體。
再者，和水泥制品不同，因?yàn)樵喜皇菨{狀，不會(huì)產(chǎn)生泛白現(xiàn)象，僅在混合體中混入5重量份或以下的顏料即可充分產(chǎn)生出顏色。
另外，通過(guò)混入纖維，也可以增強(qiáng)彎曲強(qiáng)度。
下面參照?qǐng)D2及圖3就由灰泥和光催化劑的組合帶來(lái)的對(duì)甲醛的分解效果進(jìn)行說(shuō)明。
此外，分解試驗(yàn)是采用如下的方法來(lái)進(jìn)行的，即向內(nèi)墻面上進(jìn)行了灰泥或者灰泥瓷磚施工的房屋中，連續(xù)供給1000ppb濃度的甲醛，從開(kāi)始供給經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間后，在內(nèi)墻面上照射紫外線(xiàn)，以開(kāi)始照射光的時(shí)間為基準(zhǔn)(0分鐘)，測(cè)量甲醛的濃度隨時(shí)間的變化。
圖2表示出了不將灰泥成形為瓷磚狀而是和以往同樣地在墻面上進(jìn)行涂敷時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
圖2中，試樣1是僅涂敷灰泥而成的，試樣2是涂敷在灰泥中添加了光催化劑的混合物而成的，試樣3是涂敷在灰泥中添加了光催化劑的混合物之后用木抹子弄粗表面而成的，試樣4是涂敷在灰泥中添加了光催化劑的混合物之后再在表面上涂敷光催化劑而成的。
由圖2可知，全部試樣1～4在供給甲醛之后，通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)使甲醛吸附在泥灰中，降低了甲醛的濃度。
但是，由于其吸附力隨時(shí)間的推移而降低，甲醛的濃度逐漸增加。
此外，不言而喻，在光的照射下，含有光催化劑的試樣2～4因光催化劑而使甲醛分解，故而甲醛的濃度得以降低。
特別地，試樣4可以將甲醛濃度顯著降低到20ppb或以下。
另一方面，圖3表示在墻面上施工泥灰瓷磚時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
圖3中，試樣A是施工僅以灰泥為原料加壓成形的灰泥瓷磚而成的，試樣B是施工以添加了光催化劑的灰泥為原料在100MPa的成形壓力下加壓成形的灰泥瓷磚而成的，試樣C是施工以添加了光催化劑的灰泥為原料在30MPa的成形壓力下加壓成形的灰泥瓷磚而成的，試樣D是施工以添加了光催化劑的灰泥為原料在30MPa的成形壓力下加壓成形的灰泥瓷磚之后再涂敷光催化劑而成的。
由圖3可知，全部試樣A～D在供給甲醛之后，通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)將甲醛吸附在泥灰瓷磚中，降低了甲醛的濃度。
但是，由于其吸附力隨時(shí)間的推移而降低，甲醛的濃度逐漸增加。
此外，不言而喻，在光的照射下，含有光催化劑的試樣B～D因光催化劑而使甲醛分解，故而甲醛的濃度得以降低。
而且試樣C及D4隨著時(shí)間的推移，可以將甲醛濃度降低到100ppb或以下。
特別地，試樣D可以將甲醛濃度顯著降低到約20ppb或以下。
這里，將光照射后甲醛濃度的降低不同的試樣B和試樣C、D相比較，可知它們?cè)诩訅撼尚螘r(shí)的壓力是不同的。
因此，就試樣B和試樣C的不同進(jìn)行了詳細(xì)研究，結(jié)果如圖4及圖5所示，可知試樣B和試樣C的表面形態(tài)是完全不同的。
也就是說(shuō)，圖4是試樣B表面的5000倍的顯微鏡照片，在以100MPa的成形壓力進(jìn)行加壓成形的情況下，由圖4可知，表面平滑，完全不見(jiàn)透孔，破壞了透氣性。
另一方面，圖5是試樣C表面的5000倍的顯微鏡照片，在以30MPa的成形壓力進(jìn)行加壓成形的情況下，由圖5可知，表面形成透孔，不會(huì)破壞透氣性。
這樣，由試樣B和試樣C的比較可知，在加壓成形時(shí)通過(guò)設(shè)定能夠在表面形成透孔的壓力，則可以預(yù)先防止因成形體表面平滑而使透氣性遭到破壞，可以形成具有透氣性的成形體，由此，可以防止光催化劑對(duì)有害物質(zhì)分解能力的降低。
另外，由試樣D和試樣4的比較可知，通過(guò)在灰泥瓷磚表面上涂敷光催化劑，可以得到不比在添加了光催化劑的灰泥表面上涂敷光催化劑的情況遜色的污染物質(zhì)的分解能力。
權(quán)利要求
1.一種灰泥瓷磚，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形。
2.一種灰泥瓷磚，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而形成為成形體，并在該成形體的表面涂敷光催化劑。
3.一種灰泥瓷磚的制造方法，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而制造成形為瓷磚形的灰泥。
4.一種灰泥瓷磚的制造方法，其特征在于在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而形成為成形體，并通過(guò)在該成形體的表面涂敷光催化劑而制造成形為瓷磚形的灰泥。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種灰泥瓷磚，其不會(huì)降低光催化劑對(duì)有害物質(zhì)的分解能力，并且可以減少施工所需的勞力、時(shí)間以及成本。于是，本發(fā)明提供一種灰泥瓷磚的制造方法，其是在灰泥中添加光催化劑后，通過(guò)以能夠在其表面形成透孔的壓力進(jìn)行加壓成形而形成為成形體，并通過(guò)在該成形體的表面涂敷光催化劑而制造成形為瓷磚形的灰泥。
文檔編號(hào)C04B14/30GK1823205SQ200480020139
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月15日
發(fā)明者行平信義, 尾池哲郎, 中野勝之 申請(qǐng)人:田川產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社