含有 12 ppm (by weight)之奈米鋅塗料

第四章結果與討論

4.3 含奈米金屬塗料塗覆於不鏽鋼板之抗黴試驗

4.3.8 含有 12 ppm (by weight)之奈米鋅塗料

含有 12ppm (by weight)之奈米鋅抗黴試驗結果如圖 4.17 和圖 4.18 所 示，植種 Aspergillus 的 Paint-A 在第 5 天達 1 級，第 25 天時達到 4 級；

Paint-B 在第 8 天時達 1 級，第 21 天時達到 4 級；Paint-C 在第 7 天時達到 1 級，第 23 天時達到 4 級；Paint-D 在第 17 天時達到 1 級，第 26 天 達 4 級。植種 Penicillium 的 Paint-A、Paint-C、Paint-D 在第 10 天達 1 級，

在第 22 天時達到 4 級。實驗結果發現，植種 Aspergillus 菌的 Paint-B(30%

壓克力樹脂塗料)和 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)對抗 Aspergillus 菌的效 果優於 Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)和 Paint-C(20%聚醋酸乙烯樹脂)；

然而植種 Penicillium 菌 Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)和 Paint-C(20%聚醋 酸乙烯樹脂)則比 Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)和 Paint-D(30%聚醋酸乙 烯樹脂)對抗 Penicillium 菌效果較佳。

圖 4.17 含 12ppm 奈米鋅塗料的 Aspergillus 記錄

圖 4.18 含 12ppm 奈米鋅塗料的 Penicillium 記錄

4.3.9 含有 14 ppm (by weight)之奈米鋅塗料

含有 14ppm (by weight)之奈米鋅抗黴試驗結果如圖 4.19 和圖 4.20 所 示，植種 Aspergillus 的 Paint-A 在第 5 天達 1 級，第 21 天到培養結束保 持在 3 級；Paint-B 在第 11 天時達 1 級，第 23 天到培養結束保持在 3 級；

Paint-C 在 8 天時達到 1 級，第 25 天時達到 4 級；Paint-D 在 17 天時達 1 級，第 27 天時達到 4 級。

植種 Penicillium 的 Paint-A、Paint-B 在第 10 天時達 1 級，分別在第 25 天和 22 天時達 4 級；Paint-C 在第 12 天時達 1 級，第 25 天達 4 級；

Paint-D 在 11 天達 1 級，第 23 天時達 4 級。實驗結果發現，植種 Aspergillus 菌的 Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)和 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)對抗 Aspergillus 菌的效果優於 Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)和 Paint-C(20%聚 醋酸乙烯樹脂)；然而植種 Penicillium 菌 Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)

和 Paint-C(20%聚醋酸乙烯樹脂)則比 Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)和 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)對抗 Penicillium 菌效果佳。

圖 4.19 含 14ppm 奈米鋅塗料的 Aspergillus 記錄

圖 4.20 含 14ppm 奈米鋅塗料的 Penicillium 記錄

4.4 小結

4.4.1 未添加奈米金屬前塗料之抗黴特性

根據 ASTM G21-09 評定方式，沒有添加奈米金屬的塗料(空白結果分 析)，大部分在 6 天內會達到黴菌 1 級生長，且植種 Aspergillus 菌以及 Penicillium 菌的塗料 Paint-A(20%壓克力樹脂)和 Paint-C(20%聚醋酸乙烯 樹脂)比 Paint-B(30%壓克力樹脂)和 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)較早達到黴菌 1 級生長。

4.4.2 塗料中添加不同奈米金屬對 Aspergillus 的生長影響

實驗結果發現，當塗料中的奈米金屬含量越高時，其抗 Aspergillus 菌效果有明顯的變好，與文獻中提及相似(許，2013；Bellotti et al., 2015)；

而含不同樹脂及不同樹脂含量的塗料，其抗黴效果會有不同。由表 4.3 可看出，添加 14 ppm(by weight)的奈米銀塗料時，植入 Aspergillus 菌的 Paint-B 在第 17 天仍保持在生長 1 級，在第 23 天到培養結束時維持在生長 2 級；添加 14 ppm(by weight)的奈米銅塗料，Paint-C 和 Paint-D 在第 11 天時達到生長 1 級，而 Paint-A 在第 17 天時達到 1 級，在第 22 天時生長等級達到 4 級，Paint-B 在第 17 天時達到 1 級，在第 24 天時達到 4 級；添加 14 ppm(by weight)的奈米鋅塗料，Paint-A 和 Paint-B 分別在第 21 天和第 23 天時生長級數達到 3 級直到培養結束依然維持在 3 級，而 Paint-C 和 Paint-D 則分別在第 25 天和第 27 天時達到 4 級。

就抗 Aspergillus 菌效果來看：Paint-A (含 20%壓克力樹脂)

加入奈米銅(14 ppm (by weight))抗 Aspergillus 效果最佳，但 Paint-A 加入 奈米銀(14 ppm (by weight))時抗 Aspergillus 效果最差；Paint-B (含 30%壓

克力樹脂)添加奈米銀(14 ppm (by weight)) 抗 Aspergillus 效果最佳，添加 奈米銅抗 Aspergillus 效果次之；Paint-C (20%聚醋酸乙烯樹脂)則是添加 奈米銅(14 ppm (by weight)) 抗 Aspergillus 效果最佳；Paint-D (30%聚醋酸 乙烯樹脂)加入奈米鋅抗 Aspergillus 效果最佳。整體看來，添加奈米銀時 抗 Aspergillus 菌效果強弱順序為 Paint-B> Paint-D > Paint-C > Paint-A；添 加奈米銅或奈米鋅時抗 Aspergillus 菌效果強弱順序為 Paint-B> Paint-A >

Paint-D > Paint-C。

4.4.3 塗料中添加不同奈米金屬對 Penicillium 的生長影響

實驗結果發現，當塗料中的奈米金屬含量越高時，其抗 Penicillium 菌效果有明顯的變好，與文獻中提及相似(許，2013；Bellotti et al., 2015)；，

然而含不同樹脂及不同樹脂含量的塗料，其抗黴效果會有不同。由表 4.4 可看出，當添加 14 ppm(by weight)的奈米銀塗料時，Paint-B 對抗

Penicillium 菌有最佳的抗阻作用，Paint-B 在第 12 天時達到 1 級，且在第 19 天仍然保持在 2 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米銅塗料時，Paint-B 以及 Paint-C 皆在第 20 天時保持在 2 級，且分別在第 23 天以及第 26 天時達到了 4 級；當添加 14 ppm(by weight)的奈米鋅塗料時，Paint-A 在第 21 天時仍維持在 3 級，Paint-C 也在第 22 天時維持在 3 級；Paint-B 和 Paint-C 則分別在第 20 天和第 18 天時達到 3 級，且在第 22 天以及第 23 天時達到 4 級。

就抗 Penicillium 菌效果來看：Paint-A (含 20%壓克力樹脂)加入奈米 鋅(14 ppm (by weight)) 抗 Penicillium 菌效果最佳；Paint-B(含 30%壓克力 樹脂)添加 14 ppm (by weight)的奈米銀、奈米銅或奈米鋅的抗 Penicillium

菌效果都差不多；Paint-C (20%聚醋酸乙烯樹脂)添加 14 ppm (by weight) 的奈米銀、奈米銅或奈米鋅後，抗 Penicillium 菌效果比其他三種塗料好；

Paint-D (30%聚醋酸乙烯樹脂)加入奈米鋅抗 Penicillium 菌效果較添加奈 米銀和奈米銅佳。整體來說，添加奈米銀時抗 Penicillium 菌效果強弱順 序為 Paint-C > Paint-B > Paint-A > Paint-D；添加奈米銅時抗 Penicillium 菌效果強弱順序為 Paint-C > Paint-B > Paint-D > Paint-A；添加奈米鋅時抗 Penicillium 菌效果強弱順序為 Paint-C > Paint-A > Paint-D > Paint-B。

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

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 68-0)

第四章 結果與討論