抗黴阻劑應用評估

第四章結果與討論

4.4 小結

4.4.4 抗黴阻劑應用評估

根據 ASTM G21-09 評定生長等級方法，並模擬台灣環境：溫度 28~30

℃、相對濕度 85%~90%，培養 28 天，觀察黴菌生長狀況。實驗選用不同的塗料（i.e., 含不同樹脂種類(壓克力樹脂 vs.聚醋酸乙烯樹脂)及含不同樹脂重量比例 (20% 與 30% 樹脂含量)），分別添加不同的奈米金屬後，

再進行抗 Aspergillus 菌和 Penicillium 菌的效果評估。實驗結果發現，含 20%聚醋酸乙烯樹脂的塗料(Paint-C) 以及含 20%壓克力樹脂的塗料 (Paint-A)，加入奈米鋅對抗 Penicillium 菌效果較佳；含 30%壓克力樹脂 的塗料(Paint B)和含 30%聚醋酸乙烯樹脂的塗料(Paint D)則是加入奈米銅 (14 ppm (by weight))時有較佳的抗 Penicillium 菌效果。針對抗 Aspergillus 菌的結果顯示，含 30%壓克力樹脂的塗料(Paint B)和含 30%聚醋酸乙烯 樹脂的塗料(Paint D)加入奈米銀(14 ppm (by weight))時抗 Aspergillus 菌效 果較佳；含 20%壓克力樹脂塗料(Paint-A)加入奈米銅或奈米鋅比加入奈 米銀時抗 Aspergillus 菌效果更佳；含 20%聚醋酸乙烯樹脂塗料(Paint-C) 則是添加奈米銀時抗 Aspergillus 菌效果較佳。

Paint-A Paint-B Paint-C Paint-D

未含奈米金屬 1(5), 2(10),

Paint-A Paint-B Paint-C Paint-D 未含奈米金屬 1(5), 2(8),

4.5 塗料塗覆於矽酸鈣板及水泥板的抗黴特性評估

根據 ASTM G21-09 評定方式，沒有添加奈米金屬的塗料(空白分析)，

如圖 4.21~4.24，塗覆於矽酸鈣板上時，大部分塗料在 9 天內會達到黴菌 1 級生長；塗覆於水泥板上時，大部分塗料在 8 天內會達到黴菌 1 級生長。

塗料塗覆於矽酸鈣板上，植種 Aspergillus 菌的 Paint-A(含 20%壓克力樹 脂)及 Paint-C(含 20%聚醋酸乙烯樹脂)比其他塗料更早達到 4 級；塗料塗 覆於水泥板上，植種 Aspergillus 菌的 Paint-A(含 20%壓克力樹脂)及 Paint-C(含 20%聚醋酸乙烯樹脂)比其他塗料更早達到 1 級。實驗結果發 現，塗料塗覆於不鏽鋼板上並植種 Aspergillus 菌後，不鏽鋼試材比同樣 的塗料塗覆於矽酸鈣板及水泥板上時更快長出 Aspergillus 菌；塗覆於不 鏽鋼板的塗料在第 5 天時皆已達到生長 1 級，在 19~20 天時達到生長 4 級；塗覆於矽酸鈣板及水泥板上的塗料，在植種 Aspergillus 菌後的 7~8 天達生長 1 級，25~26 天時達到生長 4 級。

當塗料塗覆於矽酸鈣板上，植種 Penicillium 菌的 Paint-A(含 20%壓克 力樹脂)比其他塗料較早達到 1 級；塗料塗覆於水泥板上，植種 Penicillium 菌的 Paint-A(含 20%壓克力樹脂)比其他塗料較早達到 4 級。實驗結果發 現，塗料塗覆於不鏽鋼板上時，植種 Penicillium 菌試材比塗料塗覆於矽 酸鈣板及水泥板上時更快長出 Penicillium 菌；當塗料塗覆於不鏽鋼板，

植種 Penicillium 菌皆在第 5 天時達到生長 1 級，在 16~18 天時達到生長 4 級；塗覆於矽酸鈣板及水泥板上，植種 Penicillium 菌的試材在 8~9 天 達生長 1 級，23~27 天時達到生長 4 級。

實驗結果來看我們可以推論，塗覆於不鏽鋼板的塗料比較塗覆於矽酸

鈣板和水泥板上的塗料較快長出 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌，可能是 因為不鏽鋼板材本身不吸水因此水分留在塗料表面，進而提供了充足的 水分促使 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌的生長；矽酸鈣板以及水泥板因 為本身具有一定孔隙度，相對上較易吸收水分，所以比不鏽鋼板塗料表 面的水分來的少，故 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌的生長較緩慢。然而 不鏽鋼板也可能因為較不具孔隙性，使得塗料與不鏽鋼板間的結合較其他材質不易，相對上較易產生剝落的情況(如圖 A3~A10)，造成塗料層表 面易產生皺摺或破洞，使得 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌更容易生長；

矽酸鈣板以及水泥板雖然本身具有孔隙度，而塗料本身也可提供營養源 來促使 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌的生長，但因為塗料層保水力相對 較低的關係，使得 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌在塗料層表面的生長較 緩慢。

本次實驗也分別測試了不鏽鋼板、矽酸鈣板以及水泥板的保水力 (Water-holding capacity, WHC)試驗，其不鏽鋼板保水力為 0%、矽酸鈣板保水力為 47.43%、水泥板保水力為 42.93%；進行塗料抗黴試驗時，每一 樣品植種 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌後，並控制相對濕度在 85~90%

環境下培養，實驗結果可以推論，被塗覆受質材料不鏽鋼板材本身保水力為 0%，其水分皆在塗層表面，提供了充足的水分促使菌種的生長，而矽酸鈣板以及水泥板其保水力較不鏽鋼板高，因此在矽酸鈣板和水泥板 的塗層水分較少，故 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌的生長較緩慢。因此 塗料建材若暴露在濕度較高的環境下，會促使 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌的生長，這與文獻(蔡，2013；陳，2012)中提到相似。

圖 4.21 塗料試材塗覆於矽酸鈣板之空白試驗 Aspergillus 生長曲線

圖 4.22 塗料試材塗覆於水泥板之空白試驗 Aspergillus 生長曲線

圖 4.23 塗料試材塗覆於矽酸鈣板之空白試驗 Penicillium 生長曲線

圖 4.24 塗料試材塗覆於水泥板板之空白試驗 Penicillium 生長曲線

4.6 含奈米金屬塗料塗覆於矽酸鈣板及水泥板後對抗 Aspergillus

生長的效果評估

針對含不同樹脂及樹脂含量的塗料，對抗黴效果會不同，如圖

4.25~4.30 及表 4.5 及表 4.7。添加 14 ppm(by weight)的奈米銀塗料塗覆於 矽酸鈣板上時，植入 Aspergillus 菌的 Paint-A 和 Paint-D 在第 10 天時達到 生長 1 級，Paint-B 則是在第 15 天時達到生長 1 級；添加 14 ppm(by weight) 的奈米銅塗料，Paint-B 在第 14 天時達到生長 1 級，且在第 23 天時達到生長 3 級；Paint-A 在第 12 天時達到生長 1 級，在第 24 天時達到生長 3 級，Paint-C 和 Paint-D 則在第 9 天時已經達到生長 1 級；添加 14 ppm(by weight)的奈米鋅塗料，Paint-A 和 Paint-B 分別在第 11 天和第 14 天時生長級數達到生長 1 級，在第 22 天時皆達到生長 4 級；而 Paint-C 和 Paint-D 則在第 9 天時達到生長 1 級。

添加 14 ppm(by weight)的奈米銀塗料塗覆於水泥板上時，Paint-A 和 Paint-C 皆在第 9 天時達到生長 1 級，且分別在地 22 天和 23 天時達到生長 3 級；Paint-B 則是在第 10 天時達到生長 1 級，在第 23 天時維持在生長 2 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米銅塗料塗覆於水泥板上時，

Paint-A 和 Paint-C 在第 9 天時皆達到生長 1 級，且分別在第 21 天和 22 天維持在生長 2 級；Paint-B 則在第 10 天時達到生長 1 級，第 23 天時達到生長 4 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米鋅塗料且塗覆於水泥板上時，Paint-B 則在第 11 天時達到生長 1 級，第 22 天時達到生長 3 級；Paint-C 和 Paint-D 皆在第 9 天時達到生長 1 級，且在第 21 天達到生長 2 級。

就抗 Aspergillus 菌效果來看：塗覆於矽酸鈣板上的 Paint -A(含 20%

壓克力樹脂)加入奈米銅和奈米鋅時(14 ppm (by weight))最佳，Paint-A(含 20%壓克力樹脂)?塗覆於水泥板上時加入奈米銅(14 ppm (by weight))其抗阻效果最佳；塗覆於矽酸鈣板或水泥板上的 Paint-B(含 30%壓克力樹脂) 添加 14 ppm (by weight)加入奈米銀、奈米銅或奈米鋅時效果比其他三種塗料佳；Paint-C(20%聚醋酸乙烯樹脂)塗覆於矽酸鈣板上時，添加 14 ppm (by weight) 的奈米銀抗 Aspergillus 菌效果佳，Paint-C(20%聚醋酸乙烯樹 脂)塗覆於水泥板上時加入奈米銀或奈米鋅抗 Aspergillus 菌效果佳；塗覆 於矽酸鈣板上的 Paint D(30%聚醋酸乙烯樹脂)加入奈米銀或奈米鋅其抗 Aspergillus 菌效果佳，而 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)塗覆於水泥板上時 則是加入奈米銀、奈米銅或奈米鋅時抗 Aspergillus 菌效果相似。

整體來看，添加奈米銀塗料塗覆於矽酸鈣板上時抗 Aspergillus 菌效果 強弱順序為 Paint-B > Paint-C > Paint-D > Paint-A；添加奈米銅時塗覆於矽 酸鈣板上抗 Aspergillus 菌效果強弱順序為 Paint-B > Paint-A > Paint-C >

Paint-D；添加奈米鋅時抗塗覆於矽酸鈣板上時抗 Aspergillus 菌效果強弱 順序為 Paint-B > Paint-A > Paint- D > Paint-C。添加奈米銀塗料塗覆於水 泥板上時抗 Aspergillus 菌效果強弱順序為 Paint-B > Paint-C= Paint-D >

Paint-A；添加奈米銅時塗覆於水泥板上抗 Aspergillus 菌效果強弱順序為 Paint-B > Paint-A> Paint-D > Paint-C；添加奈米鋅時抗塗覆於水泥上時抗 Aspergillus 菌效果強弱順序為 Paint-B > Paint-C > Paint-D > Paint-A。

圖 4.25 含 14ppm 奈米銀塗料塗覆於矽酸鈣板之 Aspergillus 生長曲線

圖 4.26 含 14ppm 奈米銅塗料塗覆於矽酸鈣板之 Aspergillus 生長曲線

圖 4.27 含 14ppm 奈米鋅塗料塗覆於矽酸鈣板之 Aspergillus 生長曲線

圖 4.28 含 14ppm 奈米銀塗料塗覆於水泥板之 Aspergillus 生長曲線

圖 4.29 含 14ppm 奈米銅塗料塗覆於水泥板之 Aspergillus 生長曲線

圖 4.30 含 14ppm 奈米鋅塗料塗覆於水泥板之 Aspergillus 生長曲線

4.7 塗料含奈米金屬並塗覆於矽酸鈣板及水泥板後對抗

Penicillium 生長的效果評估

針對含不同樹脂及樹脂含量的塗料，塗料抗黴效果會不同，如圖 4.31~4.36 及表 4.6 及表 4.8。添加 14 ppm(by weight)的奈米銀塗料塗覆於 矽酸鈣板上時，Paint-C 對抗 Penicillium 菌有最佳的效果，因其在第 13 天時達到生長 1 級，且在第 22 天仍然保持在生長 2 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米銅塗料塗覆於矽酸鈣板上時，Paint-C 在第 12 天時達到生 長 1 級，在第 25 天時保持在生長 2 級，而 Paint-A 和 Paint-D 抗 Penicillium 菌的效果則一致(皆於第 10 天時長出 Penicillium 菌，於第 22 天時達到生 長等級 3 級，直到第 28 天培養結束仍然維持在 3 級)；當添加 14 ppm(by weight)的奈米鋅塗料塗覆於矽酸鈣板上時，Paint-A 和 Paint-C 分別在第 11 天和第 12 天時達到生長 1 級，而在第 21 天以及第 23 天仍維持在生長 2 級。

當添加 14 ppm(by weight)的奈米銀塗料塗覆於水泥板上時，Paint-A 和 Paint-B 皆在第 10 天時達到生長 1 級，且分別在第 24 天和 23 天時達到生長 3 級；Paint-C 則是在第 11 天時達到生長 1 級，在第 24 天時維持在生長 2 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米銅塗料塗覆於水泥板上時，

Paint-B 和 Paint-D 在第 9 天時皆達到生長 1 級，且分別在第 21 天和 20 天維持在生長 2 級；Paint-C 則在第 10 天時達到生長 1 級，第 21 天時達到生長 4 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米鋅塗料塗覆於水泥板上時，

Paint-A 和 Paint-B 皆在第 8 天時達到生長 1 級，且在第 21 天達到生長 2 級；Paint-C 則在第 11 天時達到生長 1 級，第 21 天時達到生長 3 級。

因此針對抗 Penicillium 菌效果來看，Paint-A(含 20%壓克力樹脂) 添 加 14 ppm (by weight)的奈米銀時塗覆於矽酸鈣板和水泥板上時其抗 Penicillium 菌效果較優於奈米銅及奈米鋅；Paint-B(含 30%壓克力樹脂) 添加 14 ppm (by weight)奈米銀或奈米鋅並塗覆於矽酸鈣板上時，抗 Penicillium 菌效果較優於奈米鋅，Paint-B(含 30%壓克力樹脂)添加 14 ppm (by weight)奈米銅塗覆於水泥板上時，抗 Penicillium 菌效果比較奈米銀或 奈米鋅佳；Paint-C(20%聚醋酸乙烯樹脂)添加奈米銀且塗覆於矽酸鈣板時，

其抗 Penicillium 菌效果優於奈米銅或奈米鋅，Paint-C(20%聚醋酸乙烯樹 脂)添加奈米銀且塗覆於水泥板上時，其抗 Penicillium 菌效果優於奈米銅 或奈米鋅；Paint D(30%聚醋酸乙烯樹脂) 塗覆於矽酸鈣板上時，添加奈 米銅抗 Penicillium 菌效果較優於奈米銀或奈米鋅，Paint D(30%聚醋酸乙 烯樹脂) 塗覆於水泥板上時，添加奈米鋅抗 Penicillium 菌效果較優於奈 米銀或奈米銅。

整體來說，添加奈米銀塗料塗覆於矽酸鈣板上時，抗 Penicillium 菌 效果強弱順序為 Paint-C > Paint- A > Paint-B > Paint-D；添加奈米銅塗料 塗覆於矽酸鈣板上時，抗 Penicillium 菌效果強弱順序為 Paint-C > Paint-A

> Paint-D > Paint- B；添加奈米鋅塗料塗覆於矽酸鈣板上時，抗 Penicillium 菌效果強弱順序為 Paint-C > Paint-A > Paint- B > Paint- D。添加奈米銀塗 料塗覆於水泥板上時，抗 Penicillium 菌效果強弱順序為 Paint-C > Paint-A

在文檔中奈米金屬對提升塗料類健康綠建材抗黴能力之研究 (頁 73-0)

第四章 結果與討論