國立高雄大學土木與環境工程學系
奈米金屬對提升塗料類健康綠建材抗黴能力
之研究
The study of nano metal to enhance mildew resistance ability
of healthy green building paint materials
研究生：陳玟妘 撰
指導教授：林啓琪 博士
謝誌
兩年了，屬於我的故事終於畫上句點了，說平凡但也很精彩的碩班生活 讓我成長了很多，最主要感謝的還是我的指導教授林啓琪老師，不論在課 業、實驗、論文或者是做人處事皆予與悉心教誨和指正，使得我增廣見聞 獲益良多，雖然學生愚笨不能將老師所給予的知識完全吸收，但也讓學生 在這兩年的歷練成長了不少，也謝謝恩師讓學生有機會出國參加國際研討 會，使學生在求學的路上更添一段精彩的故事。 也非常感謝擔任我碩士口試委員的黃小林教授與楊德新教授，給予許多 寶貴建議，讓本論文能更加完善。 感謝碩班朋友正旻、逸馨、昌翰、惠雯、証文學長，研究室的郁霖學姊、 坤楠學長、余佳學妹還有在碩士兩年裡曾給予助力的師長和朋友，有你們 陪伴還有鼓勵讓我更有勇氣的面對所有的難關。 感謝大學時的恩師還有好友，因為有你們才能讓我拿到高雄大學學生證， 因為有你們才有現在的陳玟妘。 最後的最後感謝我的父母和男友，謝謝你們給予的愛還有支持，讓我可 以不回頭的往前衝，讓我盡情揮灑屬於自己色彩。 對於即將邁入新階段的自己，也有很多期許，期許自己成為更有用的人、 期許自己可以將自己所學應用於這片大地、更期許未來的自己有足夠的能 力可以再往上讀。 陳玟妘於 國立高雄大學土木與環境工程學系 中華民國一○五年七月I
目錄
目錄 ... I 圖目錄 ... IV 表目錄 ... VIII 中文摘要 ... IX 英文摘要 ... XI 第一章 前言 ... 1 1.1 研究緣起 ... 1 1.2 研究目的 ... 2 第二章 文獻回顧 ... 3 2.1 室內空氣品質與健康 ... 3 2.2 塗料類建材 ... 4 2.3 綠建材 ... 8 2.4 黴菌生長要素及黴菌對人體健康之影響 ... 11 2.5 建材上之黴菌滋生 ... 15 2.6 奈米金屬的抗黴機制及建材上應用 ... 17 第三章 研究方法 ... 23 3.1 實驗規劃 ... 23 3.2 實驗設備與材料 ... 25 3.3 建材上黴菌生長評估 ... 30 3.4 建材黴菌試驗配製及方法 ... 30 3.4.1 菌種來源 ... 30II 3.4.2 菌種活化及保存方法 ... 31 3.4.3 孢子定量方法 ... 31 3.4.4 孢子懸浮液配製 ... 33 3.4.5 孢子懸浮液的生長可行性控制 ... 33 3.5 塗料類建材 ... 33 3.6 被塗覆受質材料 ... 34 3.7 真菌接種 ... 35 3.8 重金屬溶出分析方法 ... 35 第四章 結果與討論 ... 36 4.1 塗料試材的空白溶出實驗 ... 36 4.2 未含奈米金屬塗料塗覆於不鏽鋼板的抗黴空白試驗 ... 39 4.3 含奈米金屬塗料塗覆於不鏽鋼板之抗黴試驗 ... 41 4.3.1 含有 10 ppm (by weight)之奈米銀塗料 ... 41 4.3.2 含有 12 ppm (by weight)之奈米銀塗料 ... 43 4.3.3 含有 14 ppm (by weight)之奈米銀塗料 ... 44 4.3.4 含有 10 ppm (by weight)之奈米銅塗料 ... 46 4.3.5 含有 12 ppm (by weight)之奈米銅塗料 ... 47 4.3.6 含有 14 ppm (by weight)之奈米銅塗料 ... 49 4.3.7 含有 10 ppm (by weight)之奈米鋅塗料 ... 50 4.3.8 含有 12 ppm (by weight)之奈米鋅塗料 ... 52 4.3.9 含有 14 ppm (by weight)之奈米鋅塗料 ... 53 4.4 小結 ... 55
III 4.4.1 未添加奈米金屬前塗料之抗黴特性 ... 55 4.4.2 塗料中添加不同奈米金屬對 Aspergillus 的生長影響 ... 55 4.4.3 塗料中添加不同奈米金屬對 Penicillium 的生長影響 ... 56 4.4.4 抗黴阻劑應用評估 ... 57 4.5 塗料塗覆於矽酸鈣板及水泥板後的抗黴評估特性 ... 60 4.6 塗料含奈米金屬並塗覆於矽酸鈣板及水泥板後對抗 Aspergillus 生 長的效果評估 ... 64 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 ... 69 第五章 結論與建議 ... 76 5.1 結論 ... 76 5.1.1 塗料塗覆於不鏽鋼板的抗黴試驗 ... 76 5.1.2 塗料塗覆於矽酸鈣板和水泥板的抗黴試驗 ... 77 5.2 建議 ... 78 參考文獻 ... 79
附錄(A) Aspergillus 菌和 Penicillium 菌生長圖... 90
附錄(B) 含奈米金屬塗料塗覆於不鏽鋼板之 Aspergillus 菌孢子數 ... 107
IV
圖目錄
圖 2.1 綠建材標章 ... 9 圖 2.2 臺灣綠建材標章核定項目(經濟部統計處，website visited on 10/01/15) ... 10 圖 2.3 臺灣低逸散健康綠建材核定項目(經濟部統計處，website visited on 10/01/15) ... 10 圖 2.4 國內各月份塗料生產量與內銷量(2014 年 1 月至 2015 年 10 月)(經 濟部統計處，website visited on 10/01/15) ... 11 圖 3.1 實驗流程圖 ... 24 圖 3.2 TCLP 萃取裝置(旋轉裝置) ... 26 圖 3.3 無菌操作台(含 UV) ... 26 圖 3.4 恆溫培養箱 ... 27 圖 3.5 高溫高壓滅菌釜 ... 28 圖 3.6 光學顯微鏡 ... 29 圖 3.7 血球計算盤示意圖 ... 29 圖 4.1 塗料試材空白試驗的 Aspergillus 生長曲線... 40 圖 4.2 塗料試材空白試驗的 Penicillium 生長曲線 ... 40 圖 4.3 含 10ppm 奈米銀塗料的 Aspergillus 記錄 ... 42 圖 4.4 含 10ppm 奈米銀塗料的 Penicillium 記錄 ... 42 圖 4.5 含 12 ppm 奈米銀塗料的 Aspergillus 記錄 ... 43 圖 4.6 含 12 ppm 奈米銀塗料的 Penicillium 記錄 ... 44 圖 4.7 含 14 ppm 奈米銀塗料的 Aspergillus 記錄 ... 45V 圖 4.8 含 14 ppm 奈米銀塗料的 Penicillium 記錄 ... 45 圖 4.9 含 10 ppm 奈米銅塗料的 Aspergillus 記錄 ... 46 圖 4.10 含 10 ppm 奈米銅塗料的 Penicillium 記錄 ... 47 圖 4.11 含 12 ppm 奈米銅塗料的 Aspergillus 記錄 ... 48 圖 4.12 含 12 ppm 奈米銅塗料的 Penicillium 記錄 ... 48 圖 4.13 含 14 ppm 奈米銅塗料的 Aspergillus 記錄 ... 49 圖 4.14 含 14 ppm 奈米銅塗料的 Penicillium 記錄 ... 50 圖 4.15 含 10 ppm 奈米鋅塗料的 Aspergillus 記錄 ... 51 圖 4.16 含 10 ppm 奈米鋅塗料的 Penicillium 記錄 ... 51 圖 4.17 含 12ppm 奈米鋅塗料的 Aspergillus 記錄 ... 52 圖 4.18 含 12ppm 奈米鋅塗料的 Penicillium 記錄 ... 53 圖 4.19 含 14ppm 奈米鋅塗料的 Aspergillus 記錄 ... 54 圖 4.20 含 14ppm 奈米鋅塗料的 Penicillium 記錄 ... 54 圖 4.21 塗料試材塗覆於矽酸鈣板之空白試驗 Aspergillus 生長曲線 62 圖 4.22 塗料試材塗覆於水泥板之空白試驗 Aspergillus 生長曲線 ... 62 圖 4.23 塗料試材塗覆於矽酸鈣板之空白試驗 Penicillium 生長曲線 63 圖 4.24 塗料試材塗覆於水泥板板之空白試驗 Penicillium 生長曲線 63 圖 4.25 含 14ppm 奈米銀塗料塗覆於矽酸鈣板之 Aspergillus 生長曲線 ... 66 圖 4.26 含 14ppm 奈米銅塗料塗覆於矽酸鈣板之 Aspergillus 生長曲線 ... 66
VI 圖 4.27 含 14ppm 奈米鋅塗料塗覆於矽酸鈣板之 Aspergillus 生長曲線 ... 67 圖 4.28 含 14ppm 奈米銀塗料塗覆於水泥板之 Aspergillus 生長曲線67 圖 4.29 含 14ppm 奈米銅塗料塗覆於水泥板之 Aspergillus 生長曲線68 圖 4.30 含 14ppm 奈米鋅塗料塗覆於水泥板之 Aspergillus 生長曲線68 圖 4.31 含 14ppm 奈米銀塗料塗覆於矽酸鈣板之 Penicillium 生長曲線 ... 71 圖 4.32 含 14ppm 奈米銅塗料塗覆於矽酸鈣板之 Penicillium 生長曲線 ... 71 圖 4.33 含 14ppm 奈米鋅塗料塗覆於矽酸鈣板之 Penicillium 生長曲線 ... 72 圖 4.34 含 14ppm 奈米銀塗料塗覆於水泥板之 Penicillium 生長曲線72 圖 4.35 含 14ppm 奈米銅塗料塗覆於水泥板之 Penicillium 生長曲線73 圖 4.36 含 14ppm 奈米鋅塗料塗覆於水泥板之 Penicillium 生長曲線73 圖 A1 Aspergillus 菌生長照片 ... 90 圖 A2 Penicillium 菌生長照片 ... 90 圖 A3 Paint-A(含 20%壓克力樹脂)/ Aspergillus 菌第 28 天生長狀況91 圖 A4 Paint-B(含 30%壓克力樹脂)/ Aspergillus 菌第 28 天生長狀況92 圖 A5 Paint-C(含 20%聚醋酸乙烯樹脂)/ Aspergillus 菌第 28 天生長狀況 ... 93 圖 A6 Paint-D(含 30%聚醋酸乙烯樹脂)/ Aspergillus 菌第 28 天生長狀況 ... 94
VII
圖 A7 Paint-A(含 20%壓克力樹脂)/ Penicillium 菌第 28 天生長狀況95 圖 A8 Paint-B(含 30%壓克力樹脂) / Penicillium 菌第 28 天生長狀況96
圖 A9 Paint-C(含 20%聚醋酸乙烯樹脂)/ Penicillium 菌第 28 天生長狀況 ... 97 圖 A10 Paint-D(含 30%聚醋酸乙烯樹脂)/ Penicillium 菌第 28 天生長狀 況 ... 98 圖 A11 Paint-A(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Aspergillus 菌第 28 天生長狀況 ... 99
圖 A12 Paint-B(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Aspergillus 菌第 28 天生長狀況 ... 100
圖 A13 Paint-C(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Aspergillus 菌第 28 天生長狀況 ... 101
圖 A14 Paint-D(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Aspergillus 菌第 28 天生長狀況 ... 102
圖 A15 Paint-A(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Penicillium 菌第 28 天生長狀況 ... 103
圖 A16 Paint-B(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Penicillium 菌第 28 天生長狀況 ... 104
圖 A17 Paint-C(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
Penicillium 菌第 28 天生長狀況 ... 105
圖 A18 Paint-D(含 20%壓克力樹脂) / 14 ppm(by weight)奈米金屬/
VIII
表目錄
表 2.1 我國室內空氣品質管制標準 ... 6 表 2.2 室內常見建材(綠建材解說與評估手冊，2011) ... 7 表 2.3 乾式建材及濕式建材總類 ... 7 表 2.4 塗料的性能 ... 8 表 2.5 世界各地室內常見黴菌菌屬 ... 12 表 2.6 室內常見黴菌及其對人體健康之影響 ... 17 表 3.1 ASTM G21-09 樣本試驗條件 ... 30 表 3.2 ASTM G21-09 黴菌生長評定等級 ... 30 表 3.3 真菌菌種活化方法 ... 32 表 3.4 綠建材-非金屬材料之重金屬 TCLP 檢出值規範 ... 35 表 4.1 塗料經 TCLP 溶出試驗分析之空白溶出值 ... 37 表 4.2 塗料經 TCLP 溶出試驗分析實驗參數之溶出值 ... 38 表 4.3 加入不同奈米金屬於塗料後 Aspergillus 生長情形記錄 ... 58 表 4.4 加入不同奈米金屬於塗料後 Penicillium 生長情形記錄 ... 59 表 4.5 加入不同奈米金屬後塗料塗覆於矽酸鈣板上之 Aspergillus 生長記 錄 ... 74 表 4.6 加入不同奈米金屬後塗料塗覆於矽酸鈣板上之 Penicillium 生長記 錄 ... 74 表 4.7 加入不同奈米金屬後塗覆於水泥板上之 Aspergillus 生長記錄 75 表 4.8 加入不同奈米金屬後塗覆於水泥板上之 Penicillium 生長記錄 75IX
奈米金屬對提升塗料類健康綠建材抗黴能力
之研究
指導教授：林啓琪 博士 國立高雄大學土木與環境工程系 學生：陳玟妘 國立高雄大學土木與環境工程系 摘要 台灣位於亞熱帶氣候區，高溫且潮濕的環境有利於微生物生長，在梅雨季節及颱 風季節帶來的降雨，常造成嚴重的水患，使得室內家具、建材……等浸水而成為黴菌 滋生的溫床，引起呼吸系統相關疾病及各種過敏的症狀，影響人體的健康。本研究針 對常見的室內塗料類建材進行相關的抗黴能力研究，比較不同水性塗料在添加奈米金 屬前後的抗黴能力變化。水性塗料依樹脂成分及比例不同分為四種：Paint-A (20% acrylic resin)、Paint-B (30% acrylic resin)、Paint-C (20% polyvinyl acetate resin) 和 Paint-D (30% polyvinyl acetate resin)；四種塗料分別塗覆在 5cm x 5cm 的不鏽鋼板上， 平均塗覆厚度在 100μm 左右，之後分別植入 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌，依照 ASTM G21-09 標準方法觀察並記錄其生長狀況。研究結果發現，若塗料塗覆於不銹鋼時，添加奈米銀時抗 Penicillium 菌效果： Paint-C > Paint-B > Paint-A > Paint-D；添加奈米銅時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint-B > Paint-D > Paint-A；添加奈米鋅時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint-A > Paint-D > Paint-B。添加奈米銀時抗 Aspergillus 菌效果：Paint-B> Paint-D > Paint-C > Paint-A；添加奈米銅或奈米鋅時抗 Aspergillus 菌效果：Paint-B> Paint-A > Paint-D > Paint-C。
X
塗料塗覆於矽酸鈣板上時，添加奈米銀時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint- A > Paint-B > Paint-D；添加奈米銅時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint-A > Paint-D > Paint- B；添加奈米鋅時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint-A > Paint- B > Paint- D。 添加奈米銀時抗 Aspergillus 菌效果：Paint-B > Paint-C > Paint-D > Paint-A；添加奈米 銅時抗 Aspergillus 菌效果：Paint-B > Paint-A > Paint-C > Paint-D；添加奈米鋅時抗
Aspergillus 菌效果：Paint-B > Paint-A > Paint- D > Paint-C。
塗料塗覆於水泥板上時，添加奈米銀時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint-A > Paint-B > Paint-D；添加奈米銅時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint-B > Paint-D > Paint- A；添加奈米鋅時抗 Penicillium 菌效果：Paint-C > Paint- D > Paint- A ≒ Paint- B。添加奈米銀時抗 Aspergillus 菌效果：Paint-B > Paint-C= Paint-D > Paint-A；添加奈 米銅時抗 Aspergillus 菌效果：Paint-B > Paint-A> Paint-D > Paint-C；添加奈米鋅時抗
Aspergillus 菌效果：Paint-B > Paint-C > Paint-D > Paint-A。
整體而言，添加奈米金屬於塗料建材對於抗黴有正面的效果，奈米金屬濃度越高， 抗黴的效果越好,而奈米金屬不同，對於不同塗料建材抗黴能力表現亦有所差異。
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The study of nano metal to enhance mildew resistance
ability of healthy green building paint materials
Advisor: Dr. Chi-Chi Lin
Department of Civil and Environmental Engineering National University of Kaohsiung
Student: Wen-Yun Chen
Department of Civil and Environmental Engineering National University of Kaohsiung
ABSTRACT
Heavy rains and floods become more and more frequent worldwide, resulting the growth of mildew on building materials and causing the adverse health effects such as respiratory system and so on. This study is aimed for comparing the biological resistance of water-based paints which contain different resin types and resin weight percentages before and after nano-metal are mixed in the paints, as well as to explore best nano-metals to improve resistance of paints to fungal growth. The selected paints include paint A (20% Acrylic), paint B (30% Acrylic), paint C (20% polyvinyl acetate) and paint D (30%
polyvinyl acetate). Each selected paint was applied on a 5cm x 5cm stainless steel with an average film thickness of 100 μm. The Aspergillus or Penicillium was inoculated on each sample and their growth was visually evaluated according to ASTM G21-09.
For Penicillium, after nano-Ag treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of fungal growth resistance was Paint-C > Paint-B > Paint-A > Paint-D. After Nano-Cu treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-C > Paint-B > Paint-D > Paint-A. After Nano- Zn treatment (14 ppm
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in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-C > Paint-A > Paint-D > Paint-B. For Aspergillus, after nano-Ag treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of fungal growth resistance was Paint B > Paint D > Paint C > Paint A. Nano-Cu and nano-Zn treatment have similar impacts on resistance of all test paints to Aspergillus, the observed order of fungal growth resistance was Paint B > Paint A > Paint D > Paint C.
Four paints were painted on calcium silicate board for the study. For Penicillium, after nano-Ag treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of fungal growth resistance was Paint-C > Paint- A > Paint-B > Paint-D. After Nano-Cu treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-C > Paint-A > Paint-D > Paint- B. After Nano- Zn treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-C > Paint-A > Paint- B > Paint- D. For Aspergillus, after nano-Ag treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of fungal growth resistance was Paint-B > Paint-C > Paint-D > Paint-A. After Nano-Cu treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-B > Paint-A > Paint-C > Paint-D. After Nano- Zn treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-B > Paint-A > Paint- D > Paint-C. Four paints were painted on cement board for the study. For
Penicillium, after nano-Ag treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of
fungal growth resistance was Paint-C > Paint-A > Paint-B > Paint-D. After Nano-Cu treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-C > Paint-B > Paint-D > Paint- A. After Nano- Zn treatment (14 ppm in paint by
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weight), the observed order of Penicillium growth resistance was Paint-C > Paint- D > Paint- A ≒ Paint- B. For Aspergillus, after nano-Ag treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of fungal growth resistance wasPaint-B > Paint-C= Paint-D > Paint-A. After Nano-Cu treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of
Penicillium growth resistance was Paint-B > Paint-A> Paint-D > Paint-C.After Nano- Zn treatment (14 ppm in paint by weight), the observed order of Penicillium growth resistance wasPaint-B > Paint-C > Paint-D > Paint-A.
All test nano-metals failed to provide complete protection against fungal growth on the four test paints at the selected concentrations. However, the higher the nano-metal concentration was, the longer the lag period until growth began and fewer fungi grew on the paints.
1
第一章 前言
1.1 研究緣起
由於全球氣候變遷，使得極端氣候發生的頻率不斷增加與規模不斷擴 大。台灣地區屬於高溫、潮濕的氣候，梅雨季節及颱風季節帶來的降雨， 常造成嚴重的水患，使得許多地區淹水，進而造成家具、建材等浸水而 成為黴菌滋生的溫床。Nordstierna et al. (2010) 指出塗料類建材在塗層表 面容易受環境影響而導致黴菌的增長；另外由於塗料成分含有機聚合物， 更容易使黴菌生長，進而破壞塗料層( Allsopp and Seal, 1986 )。紀 (2003) 指出室內潮濕的環境導致黴菌生長，而居住其中的居民受黴菌感染會出 現眼睛、呼吸道的不適，甚至出現咳嗽、頭痛、皮膚癢的症狀；調查結 果顯示，臺灣本土室內空氣中的真菌濃度遠大於荷蘭、美國等國家。 我們每天生活環境中都會接觸到各種室內建材，常見的室內建材分爲 牆壁類、地板類、塗料類建材……等 (陳，2013)，其中塗料類建材被廣 泛的使用在建築物的彩繪和保護建物；而在台灣所核定的低逸散健康綠 建材中，塗料類所占比例最大。 綜合上述，我們可以知道受黴菌污染後的建材可能會對人體健康造成 危害，而因為塗料類建材被廣泛的使用，其抗黴能力與我們的健康息息 相關。 過去雖然有針對某些建材進行抗黴能力之相關研究，然而較少是針對 塗料類建材的抗黴能力來進行探索。因此，本研究將嘗試填補該缺口。 本研究針對含有不同樹脂成分(壓克力樹脂、聚醋酸乙烯樹脂)及不同樹脂2 含量(20%與30%樹脂)的低逸散健康塗料類綠建材來進行探索，藉由添加 不同種類與濃度的奈米金屬來探討其改善塗料類建材抗黴能力之潛力。
1.2 研究目的
1. 探討含不同樹脂成分(壓克力樹脂及聚醋酸乙烯樹脂)與不同樹脂含量 (20%和30%重量比例樹脂含量)的塗料對不同黴菌之抗黴能力。 2. 探討添加不同種類與濃度的奈米金屬對提升含不同樹脂成分與含量的 塗料類建材抗黴能力之影響。 3. 探討不同被塗覆受質材料對塗料類建材之抗黴能力之影響。3
第二章 文獻回顧
2.1 室內空氣品質與健康
現代人每天約有 90% 時間處於室內環境中，室內空氣品質的好壞會 直接影響人們工作效率、生活品質及健康(環保署，2008)。造成室內空氣 污染的因素有很多，如：塗料(Corsi and Lin,2009)、建材(Lin et al., 2009)、 空調系統(Zhao et al., 2007)等。室內空氣中的污染物依特性可分為化學性、 物理性、生物性等(羅，2006)，其中化學性污染物包含無機物及有機物(如： 甲醛)；物理性污染物包含電磁波、溫度、濕度等(羅，2006)；生物性污 染物，如：生物氣膠（為懸浮在空氣中的所有粒子，包括微生物如細菌、 真菌、病毒、原生動物、藻類、花粉等，及生物分子如毒素、細胞碎片 等) (Wéry , 2014 ; Sykes et al., 2011)。
不良的室內空氣可能會引起過敏性的呼吸道疾病、慢性呼吸道疾病、 嚴重的急性呼吸道感染、皮膚過敏、致癌等風險。Mendell et al. (2002) 研 究發現，室內工作環境中的空氣污染，除了會降低勞工的工作效率及提 高工作成本(如：醫療照護成本增加)，也可能導致勞工產生各種疾病，例 如：病態大樓症候群(Sick Building Syndrome, SBS)、過敏性疾病等，因 此室內空氣品質很重要。室內空氣品質逐漸受到世界各國重視，許多國 家已建立了相關的規範及建議值 (蘇，2011；行政院環保署，2014)。大 多數的國家採不具法律規範的柔性建議，而南韓則制定室內空氣品質管 理法(Indoor air quality management Act) 。我國行政院環保署為改善且提 升室內空氣品質，制定『室內空氣品質管理法』並於 2011 年 11 月 23 日
4 開始實施，同日發布的還有『室內空氣品質管理法施行細則』、『室內 空氣品質標準』、『室內空氣品質維護管理專責人員設置管理辦法』等 相關子法(羅，2013)；另外，我國亦通過辦理室內空氣品質管理專責人員 訓練班、宣導活動及室內空氣品質管理輔導改善平台來推廣國內各場所 落實相關規範，以保障人民健康(許，2013)。目前我國室內空氣品質標準 如表 2.1 所示。
2.2 塗料類建材
室內常見的建材種類有塗料類、填縫劑、接著劑、牆壁類、地板類、 天花板類、隔音材料、油灰類等，如表 2.2 所示 (陳，2013；綠建材解說 與評估手冊，2011；林，2005)。 建材亦可分為乾式建材與濕式建材(US.EPA/600/F-95-005)，如表 2.3 所示，其中塗料為濕式建材。塗料常被塗覆於建材上，乾燥後形成一層 薄膜，廣泛的被使用在建築物的彩繪和保護建物。在台灣塗料類建材市 場龐大，根據經濟部統計處統計，台灣 2014 年 1 月到 2015 年 10 月間， 塗料生產量共 797034 公噸，塗料內銷量則有 522287 公噸(經濟部統計處， website visited on 10/01/15)。 塗料是由樹脂、添加劑、顏料、溶劑等依其調和的比例和塗裝材料性 質所配製而成(安田一美和陳，2004)。樹脂為塗料乾燥成膜後的重要成分， 其種類決定塗料的柔款性及耐候性（杉本賢司和河野孝治，2008）；添 加劑可以提高樹脂和顏料的相容性，調整顏料的黏稠度及使顏料分散均 勻；顏料主要功能是賦予塗料不同的顏色，使塗覆物更加美觀；溶劑則5 是稀釋劑，以增加塗料流動性 (高，2012)。塗料因溶劑的不同可分為油 性塗料(以有機溶劑為溶劑)以及水性塗料(以水做為溶劑)(成，2015；李， 2013；邵等，2006)。 塗料在正常的保存情況下，會出現沉澱，因此在使用前需要攪拌均勻 才能使其保持黏著性；一般而言，除了塗料本身所提供的防護功能及美 觀外，塗料的持久性、安定性、遮蓋力等也必須考慮；塗料的性能參考 表 2.4 (高，2012；杉本賢司和河野孝，2008)。目前塗料的發展趨向提升 塗料的性能，例如：增加抗黴抗菌效果，藉由添加奈米銀……等奈米金 屬來增強塗料的抗菌性能並取代有毒的有機滅菌劑，進而改善空氣品質 (Kaiser et al., 2013 ; Koponen et al., 2011 ; Gladis et al., 2010)。
6 表 2.1 我國室內空氣品質管制標準 (行政院環保署，室內空氣品質標準 website visited on 01/03/16) 項目 標準值 單位 二氧化碳（CO2） 8 小時值 1000 ppm 一氧化碳（CO） 8 小時值 9 ppm 甲醛（HCHO） 1 時值 0.08 ppm 總揮發性 有機化合物 (TVOC) 1 小時值 0.56 ppm 細菌(Bacteria) 最高值 1500 CFU/m3 真菌(Fungi) 最高值 1000， 但真菌濃度室內外比值小 於等於 1.3 者，不在此限。 CFU / m3 粒徑小於等於十微米 （μm）之懸浮微粒 （PM10） 24 小時值 75 μg / m3（微克 /立方公尺） 粒徑小於等於二•五微 米（μm）之懸浮微粒 （PM2.5） 24 小時值 35 μg / m3（微克 /立方公尺） 臭氧（O3） 8 小時值 0.06 ppm
7 表 2.2 室內常見建材(綠建材解說與評估手冊，2011) 表 2.3 乾式建材及濕式建材總類(US.EPA/600/F-95-005) 類別 總類 乾式建材 原料/家具 地磚、壁紙、地毯、合板等 濕式建材 表面塗裝和油漆 表面塗裝漆、木材著色漆 建築材料 地板接著劑、一般接著劑、填縫劑 建材相關用品 地板用蠟、除污劑 類別 主要材質 地板類 地毯、PVC 地磚、木質地板、架高地板等。 牆壁類 合板、夾板、纖維板、石膏板、矽酸鈣板等。 天花板類 礦纖天花板、玻纖天花板、夾板等。 填縫劑與油灰類 矽利康、環氧樹脂。 塗料類 油漆等各式水性、油性粉刷塗料。 接著（合）劑 油氈、合成纖維、聚氯乙烯。 門窗類 木製門窗。(單一均質材料) 家具類 衣櫥、沙發等。 其他 塑膠製品。
8 表 2.4 塗料的性能 性能 功用 持久性 保持塗料光澤、顏色性質。 安定性 抵抗化學性藥品 具有抗日光紫外線、抗化學性藥品、抗磨損 作用、抗水鹼、抗黴菌、抗藻類等作用。 遮蓋力 經過正常的塗刷次數後，能夠完全遮掩基材 瑕疵
2.3 綠建材
1992年國際的學術界為綠建材(Green Building Material, GBM)做出了 明確的定義，即為「在原料採取、產品製造、應用過程和使用之後的再 生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的材料，稱 為『綠建材』」。現在國際間綠建材的基本概念，主要為再使用（Reuse）、 再循環（Recycle）、廢棄物減量（Reduce）、低污染（Low emission materials） 等(台灣綠建材產業發展協會，website visited on 6/24/15)。我國於1999年開 始進行建材逸散、檢測等相關設備的建置，並於2004年7月正式公告，針 對「健康」及「再生」二種項目進行審查及核發標章，在技術方面則有 綠建材「通則」及「健康」、「生態」「再生」、「高性能」等評定基 準，並從2005年開始台灣綠建材標章全面開放申請(綠建材標章，website visited on 6/24/15)。 依照「建築技術規則建築設計施工編」，第299條法規定義，綠建材
9 是「指經中央主管機關認可符合生態性、再生性、環保性、健康性及高 性能之建材。」而第321條規定「綠建材使用率應達室內裝修材料及樓地 板面材料總面積百分之四十五以上。」另外，根據322條法規，綠建材材 料的組成必須符合幾項規定，其中第三項之水性塗料不得含有甲醛、鹵 性溶劑、汞、鉛、鎘、六價鉻、砷及銻等重金屬，且不得使用三酚基錫 (TPT) 與三丁基(TBT) (內政部建築研究所，website visited on 11/26/15； 財團法人臺灣建築中心，website visited on 6/24/15)。
我國的綠建材(Green Building Material, GBM)標章如圖2.1所示，共涵 蓋下列四種綠建材，分別是：（1）生態綠建材(Ecological GBM):即為低 人工處理的天然材料製的建材。（2）低逸散健康綠建材(Low emission healthy GBM):即低逸散性、低污染、低臭氣、低生理危害性之建材。（3） 高性能綠建材(High-performance GBM):即可克服傳統建材的缺陷並發揮 高性能特性，包含隔音或吸音性能的高性能防音綠建材以及具高透水特 性的高性能透水綠建材。（4）再生綠建材(Recycling GBM):即國內回收 廢棄物再利用後的建材。(綠建築評估手冊－住宿類（EEWH-RS），2015)。 圖 2.1 綠建材標章
10 綠建材標章以低逸散健康綠建材所占的比例最高，達75% (如圖2.2)， 在低逸散健康綠建材中塗料類占約45%(如圖2.3)。自2014年1月起至2015 年10月止，我國塗料生產量約有797,034公噸，而內銷的塗料量約有 522,287公噸(如圖2.4)(經濟部統計處，website visited on 10/01/15)，可見 國人塗料的使用量很大，因此塗料抗黴的相關研究值得我們探索。 圖 2.2 臺灣綠建材標章核定項目 (經濟部統計處，website visited on 10/01/15) 圖 2.3 臺灣低逸散健康綠建材核定項目 (經濟部統計處，website visited on 10/01/15)
11 圖 2.4 國內各月份塗料生產量與內銷量(2014 年 1 月至 2015 年 10 月) (經濟部統計處，website visited on 10/01/15)
2.4 黴菌生長要素及黴菌對人體健康之影響
真菌是真核生物界的一種，較常見種類有黴菌(mold)、菇類(mushroom) 以及酵母菌(yeast)。室內相對濕度和溫度等因素皆會影響真菌生長；在室 內，影響真菌濃度的主要因素有：室外氣膠濃度、換氣率、室內濕度等 (Burge and Otten., 1995)。懸浮在空氣中的黴菌孢子則會透過各種方式(例如：大氣中的液滴、 人類的唾液等)附著在各種物品上，等生長條件適合時就會長出菌絲進行 繁殖(廖，2007；Squinazi, 2002)。黴菌的主要生長因子除了高溼度，亦須 有適合的溫度及營養源的供給，最適合的濕度約在 60%-90%、溫度則在
12 15-37℃(姚和羅，2010 ; Li and Kuo, 1994)；而酸鹼值對建材上黴菌的生 長則非主要影響因子(Airaksinen, 2003)。 黴菌在生長時產生大量的孢子，它們會隨著空氣的氣流擴散至室內的 各個角落，當遇到受潮的建築材料、室內家具、牆壁塗漆或壁紙等即開 始生長且繁殖。室內生長的黴菌中有些高致敏性的菌屬，例如：Asperillius、 Penicillium、Cladosporium、Alternaria(行政院環保署，2014)。Burge et al. (2002) 研究指出，在室內空氣中的黴菌孢子會受到室外空氣的影響，但 很多時候室內環境中的黴菌濃度會高於室外的濃度，表2.5列舉了幾個世 界各地室內常見的黴菌。 表 2.5 世界各地室內常見黴菌菌屬(摘錄自 Burge et al., 2002 ) 地區 室內 參考文獻 夏季 冬季 New England Cladosporium spp. Aspergillus spp.
Penicllium spp. Ren et al., 1999
Texas Cladosporium spp. Cladosporium spp. Burge et al.,
2000 Taiwan Cladosporium spp. Aspergillus spp. Penicllium spp. Cladosporium spp. Aspergillus spp. Penicllium spp. Su et al., 2001 Kwait Cladosporium spp. Penicllium spp. Biolaris spp. - Kham et al., 1999 United states(many locations) Cladosporium spp. Aspergillus spp. Penicllium spp. Cladosporium spp. Aspergillus spp. Penicllium spp. Shelton et al., 2002
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Herbarth et al. (2003)研究指出黑黴菌和青黴菌為室內較常見之真菌。 Tischer and Heinrich. (2013)指出在健康的室內環境條件下，主要存在的真 菌有青黴菌、黑黴菌、枝孢菌，此外暴露於這些黴菌環境下會影響人體 的呼吸系統健康，而對於孩童，其影響的健康層面將更加廣泛。Lacey and Dutkiewicz. (1994)指出室內環境中的黴菌對處於室內環境中的人可能造 成三種不良健康影響：(一)感染性疾病：如莢膜組織胞漿菌病
（histoplasmosis）、麴菌病（aspergillosis）； (二)過敏性症狀：如氣喘、 過敏性肺炎及鼻炎（Lenhart et al.,1997）；(三)中毒症狀：影響 DNA 的 合成並破壞細胞的組成，更會導致癌症的發生(羅，2012)。真菌會引起過 敏性疾病，例如：過敏性氣喘、鼻炎、鼻竇炎、肺炎及過敏性支氣管與 肺的麴菌病( allergic bronchopulmonary mycoses, ABPM) (Tischer and Heinrich, 2013；Pieckova and Wilkins, 2004)。Blackely. (1873)提出季節性 呼吸道過敏與真菌有非常大的關聯。Fung and Hughson. (2003)指出空氣中 的真菌會引起過敏及典型肺炎症狀。過去文獻指出在不同真菌（例如： 黑黴菌(Aspergillus spp.) 、鐮刀菌(Fusarium spp.)）環境下會使人體免疫 系統功能下降或導致呼吸道感染 (Haleem Khan and Mohan Karuppayil. 2012；Jain et al., 2010；Uztan et al., 2010)。例如常見的黑黴菌 (Aspergillus spp.)、青黴屬(Penicillium spp.)、念珠菌(Candida)等真菌會造成過敏性支 氣管與肺的麴菌病( allergic bronchopulmonary mycoses, ABPM）(Kawel et
al.，2011； Knutsen et al., 2012)。
O'Connor et al. (2004)針對美國七個城市進行研究，發現孩童暴露在有 水害的環境下或較潮濕臥室内，較容易有氣喘的症狀。Crawford et al.
14 (2015) 針對 103 戶住家，收集其空氣中的真菌並進行分析調查，發現在 各住家環境中皆有發黴味道、黴斑、潮濕等問題，結果顯示主要的真菌 有青黴菌、黑黴菌、枝孢菌、交鍊孢菌等。國外研究調查養老院機構， 發現有 73％養老院其室內空氣中含有真菌，而在環境周遭也出現黴斑及 水漬等症狀。另外，研究顯示現代的孩童大部分時間都處於室內環境中， 造成暴露於真菌環境下的時間較長，孩童的免疫系統功能因此大幅下降 (Rosenbaum et al., 2010；Bush, 2008)。
台灣室內空氣中的真菌濃度遠大於荷蘭、美國等國（Wu et al., 2000）， 而臺灣南部所測得的真菌濃度高於台灣北部及其他國家；在夏天室內環 境所觀察到的真菌有：青黴菌、黑黴菌、枝孢菌等；在冬季所觀察到的 真菌主要為枝孢菌，其次為青黴菌、黑黴菌(Wu et al., 2000)。
近二十年在一般非工業建築物中(如：一般辦公大樓)，有越來越多的 非特異性健康症狀出現，例如：病態大樓症候群（Sick Building Syndrome, SBS） (Thorn, 1998)；Wang and Morrison. (2006) 將病態大樓症候群定義 為暴露在建築環境中導致至少連續3個月有身體不適症狀。世界衛生組織 對病態大樓症候群定義為與建築物有關之非特異健康症狀，包括了咳嗽、 氣喘、打噴嚏等。世界衛生組織(World Health Organization ,WHO) 於1982 年依人體表現的症狀將病態大樓症候群分為五大類(1)對皮膚的刺激，如： 皮膚乾燥紅腫或發癢等；(2)對黏膜的刺激，如：流淚、喉嚨不適等；(3) 神經毒性，如：昏睡、精神不佳、頭痛等；(4)對嗅覺與味蕾感到不適； (5) 過敏症狀，如：氣喘、流鼻水等(Bachmann and Myers, 1995；Brightman and Moss, 2001)。
15 會引起病態大樓症候群的相關因素有生物性污染、通風不良、於室內 中的化學物質逸散等(成，2015)，其中以生物污染 (真菌)與病態大樓症 候群的關係最爲密切(劉，2003；Sun et al, 2013)。然而病態大樓症候群 (SBS)尚未確定是一種疾病，而是對室內工作環境所反應出的一種身體症 狀，工作者會因此症狀而降低工作效率(Wargocki, 2000；Norbäck, 2009； Tuuminen et al., 2016)。 Jacob et al. (2002)指出暴露於真菌濃度較高空氣中的孩童，其過敏症 狀(如：鼻膜炎) 發生的機率較高，而空氣中含有黑黴菌及枝孢菌則會提 高孩童發生過敏的機率。以澳大利亞的孩童為研究對象，對住戶進行空 氣中所含的真菌濃度與呼吸道疾病的密切性調查；結果發現青黴菌是導 致氣喘發生的危險因子，黑黴菌是引起過敏發生的相關因子(Garrett et al., 1998)。Li et al. (1997)指出暴露在黑黴菌中與咳嗽、鼻塞、昏睡、疲勞等 症狀有顯著的關係，Cooley et al. (1998)於美國校園中所進行的調查指出， 暴露於青黴菌及葡萄狀穗霉和孩童的病態大樓症候群有密切的關係。表 2.6 列出了室內常見黴菌及其對人體健康之影響。
2.5 建材上之黴菌滋生
真菌幾乎無處不在，且處在室內空氣環境時會威脅人們的健康(Khanet al., 2009；Samet and Spengler, 2003 )。Bornehag et al. (2004)指出若有大
量的黴菌及病菌在室內的家具或牆壁表面生長，會間接影響居住者的健 康，更會使建材劣化而降低建築的壽命。
Squinazi. (2002)指出室內空氣中真菌會經由人類唾液、鼻涕、皮屑或 大氣中水滴、空氣中的塵埃等方式附(沾)著在建材上，且在有充足的生長
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條件時就會誘發其生長；相關文獻提及就誘發建材表面的黴菌生長來說， 提供氧氣和營養並非必要的條件，因為在建築的空間即有充足的氧氣， 而建材表面的灰塵、有機碎屑則可提供黴菌生長時候所需要的養分 （Airaksinen, 2003；Chang et al., 1995；Grant et al., 1989；Ezeonu et al., 1994）。Mandrioli et al. (2003) 的研究指出真菌(fungi) 容易生長在各種 建材上；Samet and Spengler. (2003) 發現真菌幾乎可以在天然或合成的材 料上生長，特別在潮濕的環境下；而在無機的材料上，材料表面沉積的 灰塵等物質也為真菌(如：Aspergillus fumigatus和Aspergillus versicolor)提 供了良好的生長環境。 在建材上常見的黴菌有：(1.)青黴菌：因孢子為青綠色故得其名，該 菌較常被發現在潮濕環境中的建材上；(2.)黑黴菌：較常被發現於牆壁、 磁磚縫隙、家具等地方(Thomas et al., 2014；姚和羅，2010)。 蔡和江 (2009)提出處於亞熱帶氣候區的臺灣，台北、台中、高雄三 大都市的年平均相對濕度都在75%以上，這促使了室內建材表面的黴菌 生長。紀 (2003)針對台灣45 戶家庭進行觀察，發現有黴菌生長的裝修建 材絕大多數為混凝土上直接塗覆水泥漆，占所有樣本的90 ﹪(共56 處發 黴)，其中有96 ﹪的表面樣本是由各家庭的牆面取得，而由混凝土直接 塗覆水泥漆這類裝修建材其表面所生長的真菌種類包含：Aspergillus、 Alternaria、Cladosporium、Drechslera、Fusarium、Microsporium、 Paecilomyces、Penicillium、Non-sporulating、Yeast等。 此外，蘇 (2002)研究指出在我國最常被使用的地板建材為磁磚而其 次則為磨石子、木質地板，而在牆面材料則大多使用塗料、磁磚及木質
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材料做裝潢，在天花板建材上則多以塗料和木質材料來做裝修。在一般 的家居環境裡真菌的濃度比各國高出許多，且出現濃度最多的菌有
Cladosporium、Yeast、Alternaria、Aspergillus 及 Penicillium 等菌屬。
Kitsutaka and Kamimura. (1993)指出塗料的使用是為了保護建材且可裝飾 外觀，但塗料會因褪色或風化或老舊而累積灰塵，讓空氣中的真菌有良 好的生長環境。 表 2.6 室內常見黴菌及其對人體健康之影響 菌種 對人體的健康危害 參考文獻 Aspergillus spp. Penicillium spp. 降低免疫系統功能
Khan and Karuppayil. 2012；Jain
et al., 2010；Uztan et al., 2010
Aspergillus spp. 過敏性支氣管炎與 肺部的麴菌病(ABPM） Kawel et al., 2011 Penicillium spp. Candida Albicans spp. 過敏性支氣管炎與 肺部的麴菌病(ABPM） Knutsen et al., 2012 Penicillium spp. Stachybotrys spp. 病態大樓症候群(SBS) 劉，2003；Cooley et al. (1998) Aspergillus spp. Cladosporium spp. 過敏性症狀(如：鼻膜炎) Jacob et al., 2002
Penicillium spp. 氣喘 Garrett et al., 1998
2.6 奈米金屬的抗黴機制及建材上應用
近幾世紀來，一些金屬被發現具有抗菌活性，例如：銀（Ag）、銅 （Cu）、金（Au）、鈦（Ti）、鋅（Zn）、矽（Si）、氧化銀（Ag2O）、
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氧化銅（CuO）、氧化鋅（ZnO）、氧化鈣（CaO）和氧化鎂（MgO）等， 這些奈米金屬由於具高氧化還原電位特性和生產成本相對較低，被視爲 適合的抗菌替代材料。奈米金屬的真正抗菌機制依然被研究中，但目前 有以下兩種機制被認為是較可能的： (1)產生大量的活性氧化物質
(Reactive oxygen species, ROS)，其中大部分是氫氧自由基和氧原子；(2) 奈米顆粒在細菌的表面上沉積，而導致奈米顆粒累積在細胞質或細胞周 質而破壞細胞的功能(Dizaj et al., 2014 ; Dipranjan et al., 2014)。Dipranjan
et al. (2014) 指出奈米金屬顆粒可能透過幾種相互作用，例如：疏水性、
靜電力和凡得瓦爾力(Van der waals)來破壞細胞膜(因奈米粒子的表面帶 正電荷易與菌的表面負電荷結合。)
咸 (2004)研究金屬離子的抗菌效果，由於銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)為 典型殺菌金屬，因此被用來進行沙門氏菌(Salmonella)最小阻止濃度 (minimum inhibition concentration, MIC)實驗，其中銀(Ag)的 MIC 為 2.6×10-6(mol/dm3)、 銅(Cu)為 1.5×10-5 (mol/dm3)、 鋅(Zn)為
0.001(mol/dm3)；而針對大腸桿菌(Escherichia)做 MIC 試驗發現銀(Ag)的 MIC 為 2.0×10-6(mol/dm3)、銅(Cu)為 7.8×10-6(mol/dm3)、鋅(Zn)為
15.7×10-6(mol/dm3)。金屬離子對細菌的抗菌能力 Ag>Co>Ni≧Al≧Zn≧ Cu=Fe>Mn≧Sn>Ba>Mg≧Ca，抗黴能力順序為 Ni>Cu≧Co≧Zn=Ag=Fe ≧Al≧Sn=Mn≧Ba≧Mg≧Ca(咸，2004)。Song et al. (2008) 研究顯示約 0.001-0.05 ppm 濃度的銀就可達到抗菌效果，並指出雖然銀為重金屬，但 在低濃度下對人體的細胞是無害的。
19 有關奈米氧化鋅(ZnO)奈米顆粒的研究方面，奈米顆粒的表面積/體積 比的特性，進一步引起學者對奈米金屬與真菌、細菌的細胞壁相互作用 研究之興趣。奈米顆粒的大小在抗微生物的能力方面扮演了非常重要的 角色。其奈米顆粒會透過載體蛋白或離子通道來通過微生物的細胞壁， 並結合不同的細胞器官產生活性氧化物質(ROS)而干擾代謝程序 (Zhang
et al., 2010；Sharma et al., 2010)。
Yu et al. (2013)以濕式含浸法製備奈米金屬(銀、銅、鎳)複合二氧化鈦， 並以 Aspergillus niger 作為試驗菌種；在暗處通入臭氧時奈米銀可在低濃 度下抑制 Aspergillus niger 生長。Zielecka et al. (2011)分別將奈米銀及銅 複合於奈米二氧化矽上，並以掃描電子顯微鏡(SEM)、能量散射光譜儀 (EDS)等電子顯微鏡進行特性分析。研究發現奈米銀或奈米銅複合的奈米 二氧化矽具有高穩定性;且針對 Aspergillus niger、Paecilomyces varioti、
Penicillium funiculosum、Chaetomium globosum 等菌種之抑菌實驗顯示，
在低濃度下奈米銀及奈米銅即有抑菌效果。
Hochmannova et al. (2010)以內牆塗料做研究，內牆塗料添加奈米 ZnO /TiO2並照射 UV 光後被均勻塗覆於 5(cm)×5(cm)濾紙(Store 391)上，乾燥 兩週後，對 Aspergillus niger、Penicillium chrysogenum 等菌種進行抗黴能 力試驗，結果顯示其抗菌效果有良好的提升。
Vacher et al. (2010)將塗料(含壓克力樹脂)塗覆於三種不同成分組成 的石膏板(含殺菌劑(2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide 0.1%)、不含殺菌 劑、含鋁金屬之殺菌劑等三種)後，植種 Aspergillus niger, Alternaria
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Penicillium viridicatum, S. chartarum 等菌，並控制溫濕度(溫度 28°C ± 1°C，
RH：95% ±2%)進行培養；實驗結果發現，菌種的生長會因為被塗覆受質 材料(此處為石膏板)的性質不同而有所影響；而在接近相對濕度 95%時， 塗料塗覆於含鋁金屬殺菌劑的石膏板上的菌種更容易生長。Gobakken et
al. (2010)選用 9 種不同組成成分的塗料( Glossy/Base paint, Matt paint, Soft paint, Hard paint, Hydrophobic paint, Air inclusion paint, Standard with fungicide paint, Standard without fungicide paint, Standard with fungicide paint)塗覆於 19 (mm)x145(mm)x800 (mm)的木板(wood panels)上，以自然 暴露方式進行實驗，結果發現含壓克力樹脂成分的塗料較容易長出真 菌。
Hoang et al. (2010)以向日葵板(sunflower board)、片板(partied board)、 竹地板(bamboo flooring)、實木地板(harwood flooring)、無機天花板 (inorganic ceiling tiles)、天花板(ceiling tiles)、無紙石膏板(paperless drywall)、石膏板(gypsum board)等板材來進行板材上黴菌生長的測試，實 驗分成兩個部分：第一部分於建材上植種黑黴菌且在培養箱進行培養， 並控制溫濕度(溫度 30°C，RH：90~95%)；第二部分則為自然接種且將建 材置於高度潮濕的環境下(如：排水管旁)；實驗結果發現，無機材料本身 無營養源可支持菌種的生長，但當建材表面有塵埃、有機物或是生物碎 片的沉積時，可成為菌種的營養源，來促使菌種的生長；另外建材在自 然接種環境下，複合材料的表面生長出的真菌種類較多；當建材暴露在 較潮濕的環境時，更容易使菌種生長。Huang et al. (2015)選用 8 種建材， 其中包含了地板類(含傳統木質地板(WF)、健康綠建材木質地(GWF))、牆
21 壁類(含傳統矽酸鈣板 (CSB) 、健康綠建材矽酸鈣板 (GCSB)、傳統石膏 板 (GB)、健康綠建材石膏板 (GGB))及天花板類(含傳統礦纖天花板 (MFC) 健康綠建材及礦纖天花板 (GMFC))，而每一塊建材裁切成 5 (cm) × 5 (cm)大小，並分別植入 Aspergillus 菌或 Penicillium 菌，且以奈米金 屬 Ag、Cu 與 Zn 作為抗黴劑來進行試驗，實驗結果發現，當奈米金屬 濃度越高時，其抗 Aspergillus 菌和 Penicillium 菌效果越好；而當環境濕 度 80%以上時，更容易促使黴菌生長。 蔡 (2013)模擬宜蘭夏季與冬季時各試材的吸放濕能力，並觀察其菌 種生長狀況，結果發現水分充足的環境下，塗料為水泥漆之合板上黴菌 生長速度最快，在實驗開始後第四天即有黴菌生長。其次為表層塗料為 珪藻土之合板，第四週時開始可見黴菌生長。而纖維水泥板試材，在第 十六週時開始有黴菌生長。研究顯示試材水份含量的高低與試材表面上 黴菌生長強度相關，而試材表面塗料與本身材料特性則影響試材的防黴 性能及表面含水量變化。姚和羅 (2010)針對一般健康綠建材塗料、廠商 稱具防黴效果之健康綠建材塗料、綠建材填縫劑、綠建材合板、綠建材 矽酸鈣板等五種建材進行 ASTM-G21 防黴試驗，結果在 5 組試樣中，僅 有屬於有機板類之木芯板，及填縫劑(矽利康)兩種材料有長黴現象。 綜合上述文獻，現在塗料的發展趨勢傾向結合奈米材料，例如：奈米 金屬顆粒、奈米二氧化鈦、奈米二氧化矽等來提升塗料的抗黴效能(Gladis et al., 2010)。奈米金屬添加於塗料中可以釋放出金屬離子來抑制黴菌的生 長；然而，奈米金屬釋放出的離子可能具有某種程度的毒性(如：奈米銀、 奈米銅、奈米氧化鋅)，若直接應用塗料的抗黴上，必須有效的控制奈米
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金屬於塗料中的濃度(Kaiser et al., 2013)。因此本研究將探討奈米金屬提 升塗料類建材抗黴能力之潛力，且試驗中所添加的奈米金屬量皆會經過 實驗測試以求符合我國綠建材-非金屬材料之重金屬溶出規範值。
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第三章 研究方法
3.1 實驗規劃
台灣因溫暖潮濕，使得建材上較易孳生黴菌。本研究選擇市面上常見 四種塗料，這四種塗料具有不同的樹脂成分或樹脂比例；四種塗料分別 是 Paint-A (含 20%壓克力樹脂)、 Paint-B (含 30%壓克力樹脂)、Paint-C (含 20%聚醋酸乙烯樹脂)及 Paint-D (含 30%聚醋酸乙烯樹脂)。將各塗料分別 塗覆於 5 公分(L) x 5 公分(W)大小的不鏽鋼板上，然後分別於塗料上植入
Penicillium funiculosum Thom. 與 Aspergillus brasiliensis Varga et al. 並
依照 ASTM G21-09 標準方法培養 28 天，並依此規範來判斷塗料類建材 上黴菌的生長等級；另外分別添加奈米金屬 Ag、Cu、Zn 於各塗料中， 使用上述的測試方法，探索奈米金屬 Ag、Cu、Zn 對於提升塗料類建材 抗黴能力的潛力。各塗料之奈米金屬溶出皆須符合我國事業廢棄物毒性 特性溶出程序之規範。本研究之流程圖如圖 3.1 所示。
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奈米金屬對提升塗料類健康綠建材抗黴能力之研究
相關文獻收集和彙整
建立實驗設備、儀器分析系統
不同奈米金屬：
奈米銀、奈米銅、
奈米鋅
不同樹脂成分及
不同樹脂含量
(20%和 30%)
不同真菌：
黑黴菌、
青黴菌
空白試驗
對照組
空白試驗
PDA 培養
試驗組
結果討論
不同奈米金屬對塗料抗黴
能力之影響
不同樹脂成分與樹脂含量
對塗料抗黴能力之影響
結論與建議
圖 3.1 實驗流程圖25
3.2 實驗設備與材料
1. 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（Potato-Dextrose-Agar, PDA）：由 Diced potatoes 200.0 g、Glucose 20.0 g、Agar 15.0 g、Distilled water 1.0 L配 製而成。
2. 奈米金屬：奈米鋅(AL-578002-5G, ZINC nanopowder <50 nm particle size)、奈米銅(AF-45504-5G, Copper nanopowder APS 20-40nm, 99.9%) 及奈米銀(AL-576832-5G, SILVER nanopowder <100 nm, 99.5%)。 3. 酒精：以95%酒精稀釋成75%酒精。 4. 無菌水：將純水置於溫度121 ℃，壓力1.1 atm之高溫高壓滅菌釜滅菌 製備。 5. 培養皿：無菌拋棄式塑膠製品。 6. 稀釋瓶：1000 mL 耐高溫高壓滅菌之具螺旋蓋之血清瓶。 7. 三角錐形瓶 ：500 mL耐高溫高壓滅菌之玻璃瓶。 8. 無菌微量吸管(廠牌：ChromTech；型號：YE4A217155)：微量吸管之 吸管尖(tip)先經滅菌，方可使用。 9. 天秤(廠牌：SARTORIUS；型號：CPA225D)：電子天平，待測物重 量大於220 g時，須能精秤至0.0001 g；待測物重量不大於100 g時，須 能精秤至0.00001 g。 10. TCLP萃取裝置(旋轉裝置)(廠牌：CHERNG HUEI；型號:RA-326)： TCLP溶出試驗其裝置(如圖3.2)需控制於每分鐘30 ± 2轉速並旋轉18 ± 2小時，而室內溫度則控制於23± 2℃(而萃取過程部份樣品可能會產 生氣體，必須每隔一小時打開瓶蓋釋放氣體)。
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圖 3.2 TCLP 萃取裝置(旋轉裝置)
11. 無菌操作台(含UV) (代理商：SHIN SHIANG；型號:TH-220)：如圖3.3， 進行微生物植種時必須在無菌操作台裡進行操作，操作前無菌操作台 須以紫外光(UV)殺菌至少30分鐘以上，並於UV殺菌後噴灑75%酒精 後開啟送風設備至少30分鐘後，以確保無生物性危害及無空氣中其他 菌種干擾，方可進行實驗。空氣濾網(HEPA)每使用4000小時或菌落 試驗結果有菌落生長，則須更換。 圖 3.3 無菌操作台(含 UV)
27 12. 恆溫培養箱：如圖3.4，用以培養青黴菌(Penicillium)和黑黴菌 (Aspergillus)，溫度控制於28~30 °C，相對濕度則在85~90%。使用前 以紫外燈(UV)殺菌2小時候後再以75 %酒精擦拭內部，以確保無其他 菌種造成實驗污染，方可將培養皿置入進行培養。 圖 3.4 恆溫培養箱 13. 高溫高壓滅菌釜(廠牌：TOMIN；型號：TM-329滅菌釜)：如圖3.5， 消毒壓力為1.2 kgs/㎝2，消毒溫度為121℃；在15分鐘內從室溫加熱至 121℃，而升至121℃後再持續加熱15分鐘，再降至室溫之整體流程為 45分鐘內完成。
28 圖 3.5 高溫高壓滅菌釜 14. 光學顯微鏡(廠牌：BRTIP；型號:MD-200) : 如圖3.6，40X ~ 1000 X， 三眼式接目鏡筒，廣角型WF10X/18目鏡，焦距範圍20mm，微調格值 0.002 mm ；搭載300萬畫素數位攝影系統，可與電腦做連接並記錄建 材物理性質、進行微生物生長的判定，且可儲存圖檔可做為日後相關 研究之參考。
29 圖 3.6 光學顯微鏡 15. 血球計數器：如圖3.7，血球計數器上凹槽有一邊長1mm的正方形格 子，此格子又分為25大方格，而一大方格再細分成16小方格；因此每 一小方格的邊長為0.05 mm。計算總菌數時，吸取菌液滴入計數器凹 槽中，並以顯微鏡觀察且計算樣品總菌落數。 圖 3.7 血球計算盤示意圖
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3.3 建材上黴菌生長評估
參考 American Society for Testing and Materials ASTM G21-09 高分 子合成材料防黴性測定，此標準方法的適用樣本為高分子合成材料，且 經加工後成形為條、管、棒、片和薄膜等形式。在不提供黴菌生長所需 碳源的情況下，材料所合成高分子部分通常對於黴菌有高的耐受性，再 沒有可供真菌生長的碳源下，促使黴菌生長的原因通常為材料中含纖維 素、潤滑劑和著色劑等。故此方法為評估在適合黴菌生長的條件下，對 於黴菌生長的抑制性。試驗條件及判定等級見表 3.1、3.2。 表 3.1 ASTM G21-09 樣本試驗條件 表 3.2 ASTM G21-09 黴菌生長評定等級
3.4 建材黴菌試驗配製及方法
3.4.1 菌種來源
本次研究根據 ASTMG21-09 方法的建議，建材抗黴試驗以USA NO. 環境培養條件 T : 28-30 °C、RH≧85 % 培養天數 28天 樣本尺寸 片狀及薄膜: 50 x50 mm；條、管、棒: 76 mm 樣本接種方式 噴灑 黴菌生長情形 等級 無 0 微量生長(生長面積小於10 %) 1 輕度生長(生長面積介於10-30 %) 2 中度生長(生長面積介於30-60 %) 3 嚴重生長(生長面積大於60 %) 4
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ATCC11797 Penicillium funiculosum Thom. 與 ATCC 9642 Aspergillus
brasiliensis Varga et al.為本次實驗菌種。
對照台灣生物資源保存及研究中心(Bioresource Collection and Research Center，BCRC)資料庫，上述菌種與NO. 31512 Aspergillus 與 NO.30438 Penicillium相同，本研究向BCRC購買本實驗用Aspergillus 和 Penicillium二株純菌。
3.4.2 菌種活化及保存方法
Aspergillus和Penicillium二株純菌，若保存於密封狀態下並於3°C至10 °C下可保存約4個月，若保存於密封狀態下並於28°C至30°C下約可保存7 至20天。取得菌株後，參考BCRC標準活化方法，以四區劃碟法進行純菌 活化及培養，並於活化後約每7天進行隔代培養。活化方式參照下附表 3.3。3.4.3 孢子定量方法
以直接計數法利用血球計算器來進行總菌數測定。研究參考 ASTM G21-09 方法中規定，孢子懸浮液中總菌數以 106 ± 200000 spores/mL 下去 做植種試驗。本研究所定量的總菌數為 8.39 × 105 spores/mL 。32 表 3.3 真菌菌種活化方法 註(1)：劃碟法的培養基於無菌環境下操作，植種完畢後於恆溫恆濕培養箱 培養；且菌種為冷凍乾燥保存，其遲滯期(lag period)較長，須等培養 5-7 天 後，再經過二次繼代培養後才能正常生長。註(2)：將培養皿至於恆溫恆濕 培養箱中且無光照中進行培養，培養約 5-14 天，因其菌株培養天數不同， 在進行隔代培養時還需看培養基上是否有孢子形成。註(3)：本實驗所使用 第一代菌種培養(1) 冷凍乾燥管 開管方式 1.將沾有 75 % 酒精的棉花，擦拭外管，並在火焰上加熱 外管之尖端。 2.滴數滴無菌水於加熱處，使外管破裂，再以硬棒敲破尖 端。 3.取出隔熱纖維紙和內管，以過火滅菌後的鑷子取出內管 的棉塞。 4.用以 0.3-0.5 ml 無菌水，滴入管內，使乾燥菌體溶解，並 輕微震盪使其均勻，靜置 30-60 分鐘。 菌株活化 以劃碟法進行培養，約取 0.1-0.2 mL 的菌液懸浮液滴入指 定之平板培養基邊緣進行四區畫線，以檢驗菌種的純度以 及活化情形。 第二代菌種培養(2) 培養基活化 從第一代塗佈法的培養基中，選取無污染、型態完整的菌 落，以無菌移植環刮取約 0.5 cm2，移植於指定培養基後並 進行劃碟法。
33 器材及材料均經過高壓滅菌釜殺菌。
3.4.4 孢子懸浮液配
製 活化後的菌種，會有膠羽的產生，可加入已滅菌的玻璃沸石，在 搖盪後，打散膠羽，再以無菌玻璃棉將大膠羽濾出。之後離心過濾出孢 子懸浮液，上層液須棄置，保留沉澱的菌絲，重複上述步驟洗菌，方可 得孢子懸浮液。所配製好的孢子懸浮液須保存於 3~10°C 的環境且不得超 過 4 天，或須每天重新配製。3.4.5 孢子懸浮液的生長可行性控制
在 PDA 培養基進行培養測試，培養箱溫度控制於 28~30 °C，相對濕 度則在 85~90%，觀察 Aspergillus 和 Penicillium 兩株菌的生長狀況，確 定菌種活性良好，即可進行後續實驗。3.5 塗料類建材
本次研究選擇市占率大的塗料，且具有低逸散健康綠建材標章的水性 塗料；依樹脂成分與含量不同分為 Paint-A (含 20%壓克力樹脂)、 Paint-B (含 30%壓克力樹脂)、Paint-C (含 20%聚醋酸乙烯樹脂)及 Paint-D (含 30% 聚醋酸乙烯樹脂)。塗料最終塗覆於 5 公分(L) x 5 公分(W)大小的不鏽鋼 板上，其塗覆之厚度約為 100µm 左右(Lin and Corsi, 2007)。實驗所選擇的四種塗料主要成分為水、二氧化鈦、碳酸鈣、注劑(介 面活性劑、防腐劑、消泡劑)、高嶺土和樹脂等。
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3.6 被塗覆受質材料
本次實驗以 5 公分(L) x 5 公分(W) x 0.4 mm(H)大小不鏽鋼板作為被 塗覆材料，其保水力( Water-holding capacity, WHC)為 0 %。 因為不鏽鋼板表面平滑且其成分以鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni)等成分為主， 相關文獻中提及不鏽鋼是於表面形成一強固的氧化鉻薄膜進一步來防止 氧化，且若鉻含量不足 12%時無法形成緻密的保護膜；此外若含有碳(C) 時易與鉻結合形成碳化鉻的析出，而導致材料生銹，故不鏽鋼的含碳量 限制在 0.1%以下，甚至控制在 0.03%以下。(不鏽鋼板材料特性簡介， website visited on 12/17/15 )因此本研究選用不易對黴菌生長產生影響的 不鏽鋼板作為被塗覆材料。 實驗設計上也選用了另外兩種被塗覆受質材料進行實驗，分別為 5 公分(L) x 5 公分(W) x 8mm(H)大小的矽酸鈣板，主要組成成分有石英粉、 矽藻土、水泥、石灰、紙漿、玻纖、石棉等成分，其保水力( Water-holding capacity, WHC)為 47.43%；5 公分(L) x 5 公分(W) x 8mm(H)大小的水泥板， 主要組成成分有水泥、石英砂、強化纖維及添加劑，其保水 力 (Water-holding capacity, WHC)為 42.93%。 而板材保水力(Water-holding capacity)測試方法，每一板材做三重複， 試驗板材(5 公分(L) x 5 公分(W))浸入水中兩個小時直到完全飽和後，以 秤重法進行量測並記錄值而後再帶入公式，如下： Minitial ：建材初始重量(g)。Mfinal：建材浸水後完全飽和重量(g)。35
3.7 真菌接種
將準備好的 Aspergillus 和 Penicillium 二株菌的孢子懸浮液後，以噴 霧的方式均勻的植種在試材上，植種約 3cc，進行三重覆實驗，並培養於 培養皿內，置入恆溫恆濕的培養箱中進行培養及觀察記錄。3.8 重金屬溶出分析方法
將奈米銀、奈米銅、奈米鋅金屬添加至塗料中，再以毒性特性溶出程 序（TCLP）溶出標準進行塗料的金屬溶出，最後以感應偶和電漿發射光 譜儀(ICP)進行重金屬分析。依目前綠建材規範中金屬溶出規定，非金屬 材料之重金屬溶出檢測需符合表 3.4 溶出規範。 表 3.4 綠建材-非金屬材料之重金屬 TCLP 檢出值規範 重金屬 綠建材認定標準 TCLP ( mg/L ) 鉛 (Pb) 0.3 鋅 (Zn) N/A 銀 (Ag) 0.05 銅 (Cu) 0.1536
第四章 結果與討論
4.1 塗料試材的空白溶出實驗
本次研究將分別於塗料中加入奈米銀、奈米銅、奈米鋅進行抗黴能力 測試。分別配製含不同濃度奈米金屬的塗料，其奈米金屬濃度分別為 10 ppm (by weight)、12 ppm (by weight)、14 ppm (by weight)，其溶出值如表 4.1 和 4.2，之後再分別植入 Aspergillus 和 Penicillium 二株純菌，培養 28 天後，觀察各別菌種生長狀況。而本次試驗所配製之塗料中所含的奈米 金屬濃度須符合我國綠建材規範之溶出標準，即銀溶出須低於 0.05mg/L， Cu 溶出須低於 0.15mg/L。而在綠建材溶出規範中並未規範鋅的溶出值； 但有文獻指出奈米氧化鋅對真菌的抑制有顯著的效果，因其使菌絲變形、 干擾其細胞的運作功能(Lili et al., 2011)。
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表 4.1 塗料經 TCLP 溶出試驗分析之空白溶出值
奈米 金屬
乾式塗料 濕式塗料
Paint-A Paint-B Paint-C Paint-D Paint-A Paint-B Paint-C Paint-D
Ag ND ND ND ND ND ND ND ND Cu ND ND ND ND ND ND ND ND Zn 0.0050 mg/L 0.0057 mg/L 0.0052 mg/L 0.0060 mg/L 0.0460 mg/L 0.0940 mg/L 0.0480 mg/L 0.0117 mg/L
38 表 4.2 塗料經 TCLP 溶出試驗分析實驗參數之溶出值 奈米 金屬 濃度 (ppm by weight) 乾式塗料 濕式塗料
Paint-A Paint-B Paint-C Paint-D Paint-A Paint-B Paint-C Paint-D
Ag 10 0.0056 mg/L 0.0049 mg/L 0.0047 mg/L 0.0058 mg/L 0.0020 mg/L 0.0210 mg/L 0.0228 mg/L 0.0217 mg/L 12 0.0180 mg/L 0.0123 mg/L 0.0147 mg/L 0.0154 mg/L 0.0300 mg/L 0.0312 mg/L 0.0300 mg/L 0.0300 mg/L 14 0.0233 mg/L 0.0258 mg/L 0.0229 mg/L 0.0268 mg/L 0.0429 mg/L 0.0420 mg/L 0.0400 mg/L 0.0410 mg/L Cu 10 0.0033 mg/L 0.0041 mg/L 0.0037 mg/L 0.0039 mg/L 0.0047 mg/L 0.0050 mg/L 0.0049 mg/L 0.0044 mg/L 12 0.0065 mg/L 0.0069 mg/L 0.0070 mg/L 0.0062 mg/L 0.0088 mg/L 0.0076 mg/L 0.0079 mg/L 0.0080 mg/L 14 0.0090 mg/L 0.0084 mg/L 0.0093 mg/L 0.0097 mg/L 0.0120 mg/L 0.0180 mg/L 0.0132 mg/L 0.1450 mg/L Zn 10 0.0470 mg/L 0.0543 mg/L 0.0588 mg/L 0.0588 mg/L 0.1940 mg/L 0.1190 mg/L 0.2180 mg/L 0.1310 mg/L 12 0.0640 mg/L 0.0653 mg/L 0.0708 mg/L 0.0600 mg/L 0.3080 mg/L 0.2430 mg/L 0.2730 mg/L 0.1860 mg/L 14 0.0780 mg/L 0.0723 mg/L 0.0668 mg/L 0.0730 mg/L 0.5090 mg/L 0.4700 mg/L 0.4650 mg/L 0.4620 mg/L
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4.2 未含奈米金屬塗料塗覆於不鏽鋼板的抗黴空白試驗
實驗進行前，將 Aspergillus 和 Penicillium 二株純菌以 PDA 培養繁殖 到第二代以上，確認菌種的活性和繁殖的穩定性，再以此二株純菌進行 試驗。試驗前將塗料以油漆刷塗覆於不鏽鋼板上，每一樣品皆為三重複， 而塗覆厚度約為 100µm 左右(Lin and Corsi, 2007)，靜置五天待其乾燥後， 再噴灑 75%酒精殺菌，待酒精揮發，於 12 小時後，將製備好的 Aspergillus 和 Penicillium 二株純菌孢子懸浮液噴灑於已塗覆塗料之不鏽鋼板上，每 一試材植菌 3 cc，培養記錄 28 天，觀察菌種生長情況。 抗黴試驗結果如圖 4.1 及 4.2 所示，可發現所有已塗覆塗料的試材在 各別植入 Aspergillus 或 Penicillium 後，在各試材上的兩菌種皆在第 5~6 天時達到生長等級 1 級，且在第 16~17 天時，植入 Penicillium 的試材皆 達到生長等級 4 級，在第 19~20 天時，植入 Aspergillus 的試材皆達到生 長等級 4 級。實驗結果發現，植入 Aspergillus 菌以及 Penicillium 菌的塗 料試材，當塗料中壓克力樹脂或聚醋酸乙烯樹脂含量較少時，較容易長 出黴菌。
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圖 4.1 塗料試材空白試驗的 Aspergillus 生長曲線
41
4.3 含奈米金屬塗料塗覆於不鏽鋼板之抗黴試驗
4.3.1 含有 10 ppm (by weight)之奈米銀塗料
於無菌室中配製含 10 ppm (by weight)的奈米銀的塗料，以超音波震 盪方式震盪使之均勻後，再將其塗覆於不鏽鋼板上，每一樣品皆為三重 複，靜置五天待其乾燥後，再噴灑 75%酒精殺菌，待酒精揮發，於 12 小 時後，將製備好的 Aspergillus 和 Penicillium 二株純菌孢子懸浮液噴灑於 已塗覆塗料之不鏽鋼板上，每一試材植菌 3 cc，培養記錄 28 天，觀察菌 種生長情況。實驗結果如圖 4.3 和圖 4.4 所示，植種 Aspergillus 的 Paint-A 和 Paint- C 於第 5 天達到 1 級，並分別於第 19 天及第 21 天達到 4 級； Paint- B 於第 7 天達到 1 級，第 23 天時達到四級；Paint- D 於第 10 天達 到 1 級，第 25 天時達到 4 級。 植種 Penicillium 的 Paint-B、Paint-C、Paint-D 於第 10 天達到 1 級， Paint-A 於第 9 天達到 1 級；在第 21 天時 Paint-A 和 Paint- C 達到四級， Paint- B、Paint-D 分別於第 22 天和第 20 天達到四級。實驗結果發現，Paint- B(30%壓克力樹脂塗料)和 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)較慢長出42
圖 4.3 含 10ppm 奈米銀塗料的 Aspergillus 記錄
43
4.3.2 含有 12 ppm (by weight)之奈米銀塗料
含有 12 ppm (by weight)之奈米銀抗黴試驗結果如圖 4.5 和圖 4.6 所示： 植種 Aspergillus 的 Paint-A 於第 5 天時達到 1 級，第 19 天時達到 4 級； Paint-B 則在第 14 天時達 1 級，而在第 23~28 天保持在 3 級；Paint-C 在 第 6 天達 1 級，第 21 天時達到 4 級；Paint-D 在第 8 天達 1 級，第 27 天 達到 4 級。植種 Penicillium 的 Paint-A 及 Paint-D 於第 10 天達到 1 級，第 21 天 時達到 4 級；Paint-B 於第 10 天達到 1 級，第 22 天時達到了 4 級；Paint-C 於第 11 天達到 1 級，第 21 天時達到 4 級。實驗結果發現，植入 Aspergillus 菌的試材 Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)和 Paint-D (30%聚醋酸乙烯樹脂) 比 Paint-A 和 Paint-C 更慢長出 Aspergillus 菌。植入 Penicillium 菌的試材 Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)比 Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)較慢長出
Penicillium 菌。
44
圖 4.6 含 12 ppm 奈米銀塗料的 Penicillium 記錄
4.3.3 含有 14 ppm (by weight)之奈米銀塗料
含有 14 ppm (by weight)之奈米銀抗黴試驗結果如圖 4.7 和圖 4.8 所示； 植種 Aspergillus 的 Paint-A 於第 5 天達 1 級，第 20 天達到 4 級；Paint-B 則在第 17 天時達到 1 級，第 23 天達到 4 級；Paint-C 在第 6 天達到 1 級， 第 21 天時達到 4 級；Paint-D 在第 9 天達到 1 級，第 27 天時達到 4 級。 植種 Penicillium 的 Paint-C、Paint-D 在第 11 天時達到 1 級，且分別 在第 26 天和第 21 天時達到了 4 級；Paint-A 和 Paint-B 分別在第 10 天和 第 12 天時達到 1 級，而在第 22 天時達到了 4 級。實驗結果發現， Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)和 Paint-D(30%聚醋酸乙烯樹脂)較慢長出
Aspergillus 菌；而植種 Penicillium 菌的 Paint-B(30%壓克力樹脂塗料)對抗 Penicillium 菌的效果優於 Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)。
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圖 4.7 含 14 ppm 奈米銀塗料的 Aspergillus 記錄
46
4.3.4 含有 10 ppm (by weight)之奈米銅塗料
含有 10 ppm (by weight)之奈米銅抗黴試驗結果如圖 4.9 和圖 4.10 所 示，植種 Aspergillus 的 Paint-A、Paint-C 於第 5 天達到 1 級，第 21 天時 達到 4 級；Paint-B 在第 13 天時達到 1 級，第 23 天時達到 4 級；Paint-D 於第 7 天達 1 級，第 24 天時達到 4 級。 植種 Penicillium 的 Paint-A、Paint-B、Paint-C、Paint-D 於第 10 天皆 已達到 1 級，分別在第 18 天、第 22 天、第 25 天、第 20 天時達到 4 級。 實驗結果發現，Paint-A (20%壓克力樹脂塗料)比 Paint- B(30%壓克力樹脂 塗料)更快長出 Aspergillus 菌和 Penicillium 菌；植種 Aspergillus 菌的 Paint- C(20%聚醋酸乙烯樹脂)比 Paint- D(30%聚醋酸乙烯樹脂)更快長出Aspergillus 菌，而植種 Penicillium 菌的 Paint- D(30%聚醋酸乙烯樹脂) 比
Paint- C(20%聚醋酸乙烯樹脂) 更快長出 Penicillium 菌。
