(57)【要約】  鋳造天井タイルおよび製造方法は、向上した強度を提供するのに十分な量でキトサンを組み込む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維、充填剤、結合剤およびスラリー成分と相互作用するために水性スラリー全体にわたって均一に分散されたキトサンを含む成分の前記水性スラリーから形成される鋳造天井タイルであって、前記水性スラリーから形成された前記鋳造天井タイルは、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された天井タイルと比較して、前記キトサンにより構造的に強化される、鋳造天井タイル。
【請求項２】
前記キトサンが、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された天井タイルと比較して、ＭＯＲを含む増加した物理的性質を有する天井タイルを提供するように前記成分と相互作用する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項３】
前記キトサンが、前記水性スラリー中の固体の全重量に基づいて約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項４】
前記キトサンが前記スラリーに添加するために酸溶液中に溶解される、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項５】
前記スラリーが、許容可能な物理的性質を維持するために添加されたキトサンの量に応じて減少した量の結合剤および前記減少した量の結合剤に応じて増加した量のセルロース繊維リサイクル材料を含み、前記タイルの脱工業化／再利用含有量が増加する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項６】
前記許容可能な物理的性質がＭＯＲおよび硬度を含む、請求項５に記載の天井タイル。
【請求項７】
前記キトサンが、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された鋳造天井タイルと比較して、前記天井タイルから増加した量の水を除去するための脱水の間に前記スラリー成分と相互作用する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項８】
前記繊維が鉱物綿であり、前記充填剤がパーライト、炭酸カルシウム、粘土およびスタッコからなる群から選択され、前記結合剤がデンプンおよびラテックスからなる群から選択される、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項９】
前記キトサンが前記天井タイルのカビ抵抗性を向上させる傾向がある、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項１０】
前記天井タイルが、重量ベースで、
約６０％〜約８０％の繊維、
約１５％〜約７０％の充填剤、
約３％〜約１２％の結合剤、および
約０．５％〜約１０％のキトサン
を含む組成を有する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項１１】
鉱物繊維、充填剤、結合剤および水性スラリー全体にわたって均一に分散されたキトサンを含む成分の前記水性スラリーの乾燥産物を含む防音建材であって、前記キトサンは前記スラリー成分と相互作用し、前記防音建材は、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された防音建材と比較して、前記結合剤と少なくとも相互作用する前記キトサンにより構造的に強化される、防音建材。
【請求項１２】
前記キトサンが、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された建材と比較して、ＭＯＲを含む増加した機械的性質を有する建材を提供するように前記スラリー成分と相互作用する、請求項１１に記載の建材。
【請求項１３】
前記キトサンが、前記水性スラリー中の固体の全重量に基づいて約１ｗｔ％〜約６ｗｔ％の量で存在する、請求項１１に記載の建材。
【請求項１４】
前記スラリーが、許容可能な物理的性質を維持するために添加されたキトサンの量に応じて減少した量の結合剤および前記減少した量の結合剤に応じて増加した量のセルロース繊維リサイクル材料を含む、請求項１１に記載の建材。
【請求項１５】
前記キトサンが、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された建材と比較して、前記建材から増加した量の水を除去するために脱水の間、前記スラリー成分と相互作用する、請求項１１に記載の建材。
【請求項１６】
前記繊維が、鉱物綿、ガラス繊維およびセルロース繊維からなる群から選択され、前記充填剤が、パーライト、炭酸カルシウム、粘土およびスタッコからなる群から選択され、前記結合剤が、デンプンおよびラテックスからなる群から選択される、請求項１１に記載の建材。
【請求項１７】
鉱物繊維、充填剤、結合剤およびキトサンを含む成分の水性スラリーを形成する工程と、前記水性スラリー中に前記キトサンを均一に分散する工程と、防音材料を形成するために前記スラリーを脱水し、乾燥する工程とを含む、鋳造プロセスにおいて天井タイルを製造する方法であって、前記キトサンは、前記キトサンを除いて同じ成分から同様に形成された鋳造タイルと比較して、得られたタイルを構造的に強化するように前記スラリー成分と相互作用する、方法。
【請求項１８】
前記キトサンが、酸溶液中に溶解され、前記スラリーに添加される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記キトサンが、前記キトサンを除いて同じ成分から同様に形成された鋳造タイルと比較して、増加したＭＯＲおよび硬度を有する前記鋳造タイルを提供するように前記成分と相互作用する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記スラリーを脱水する工程が、前記キトサンを除いて同じ成分から同様に形成された鋳造タイルと比較して、キトサンの存在に起因して増加した量の水を除去する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記キトサンが、前記水性スラリー中の固体の全重量に基づいて約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の量で存在し、前記スラリーは、許容可能な物理的性質を維持するために添加されたキトサンの量に応じて減少した量の結合剤および前記減少した量の結合剤に応じて増加した量のセルロース繊維リサイクル材料を含み、それにより、建材の脱工業化／再利用含有量が増加する、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１１月１５日に出願された米国特許出願第１３／２９４，２００号の一部継続出願であり、同様に、２０１０年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／４２７，６４３号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は、建造物のための建材、より具体的には、タイル建造物内に均一に分散されたキトサンを含有する天井タイルに関する。
【背景技術】
【０００３】
建材または天井タイルは、元の天井構造または天井構造を覆う取り換え物を提供するために建築業において使用されている。天井タイルは建造物面に直接取り付けられ得るか、またはそれらは、建造物に固定される支持格子を使用して吊り天井構成に取り付けられ得る。タイルは繊維、充填剤および結合剤のスラリーから作製される。
【０００４】
本明細書における特定の目的の中で、タイルは特許文献１および特許文献２に記載されているもののような組成および鋳造処理を使用して作製される。これらの特許の教示によれば、繊維、充填剤、着色剤および結合剤、特にデンプンゲルを含む成形材料が、タイルの本体を成形または鋳造するために準備される。この混合物または材料は適切なトレイに入れられ、次いでその材料は、スクリードバーまたはローラを用いて所望の厚さにスクリードされる。次いでその材料で充填されたトレイは、その材料を乾燥または硬化するためにオーブン内に入れられる。乾燥したシートはトレイから取り除かれ、平滑面を提供し、所望の厚さを得、反りを防ぐために１つまたは両方の面で処理され得る。シートは次いで、所望のサイズのタイルに切断される。
【０００５】
キトサンまたはポリ−Ｄ−グルコサミンは、甲殻類の外骨格および特定の菌類の細胞壁における構造要素であるキチンの脱アセチル化形態として商業的に利用可能である。それはセルロースと同様のカチオン性ポリマーである。キトサンは血液凝固を促進することが見出されており、それは包帯に使用される。それは殺生物剤であり、抗菌性および抗真菌活性を高める特別な特徴を有する。キトサンはまた、重金属の水濾過において羊毛として使用される。キトサンはまた、ホルムアルデヒドおよび臭気を吸収することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，３９５，４３８号明細書
【特許文献２】米国特許第１，７６９，５１９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
キトサンは、スラリー配合物に直接組み込まれ得る繊維板に対する多機能性添加剤であると見出されている。キトサンは酸に溶解され、希釈液としてスラリーに直接加えられる。このように、キトサンは、製造プロセスを実質的に変化させずにボード建造物中に均一に分散される。
【０００８】
天井タイル建造物におけるキトサンの使用により、得られる製品において多くの利点が可能となる。例えば、約１０ｗｔ％未満のキトサン濃度は結合剤の量の減少を可能にするのに十分な構造補強を提供する。この結果、結合剤は繊維板材料中で高価な成分であるので、コスト削減が得られる。
【０００９】
ボード建造物内にキトサンを組み込むさらなる利点は、成分の結合を高め、かつ成分の結合に寄与し、リサイクル含有量を増加させることができることである。すなわち、結合剤の量を減少させることができ、多くの量のリサイクルセルロースを使用できる。
【００１０】
最も驚くべきことに、ボード建造物内へのキトサンの組み込みはまた、ボード建造物が形成される場合のボード建造物からの脱水または水の除去を高め、乾燥要求を減少させることが見出されている。鋳造プロセスにおいて、ボード建造物からの水の除去はオーブン乾燥工程の前に改善され、必要とされる乾燥の量は低減される。本発明に従ったキトサンを含むタイル建造物において、オーブン乾燥の前の脱水工程において除去される水の量は、キトサンの添加を除いた同一のタイル建造物および処理と比較して増加する。それ故、最後のオーブン乾燥工程において除去される水の量は本発明に従って減少する。減少したオーブン乾燥要件はエネルギーおよび費用を節約する。
【００１１】
キトサンの殺菌特性は特に、高湿度、凝縮または他の水蒸気源がタイルを湿潤させる可能性がある天井タイル用途において有用である。このような環境は、空中移動により堆積され得る望ましくない微生物および真菌生育に好適である。
【００１２】
ホルムアルデヒドを吸収するキトサンの能力は、プロセスおよび製品のホルムアルデヒドレベルの両方を減少させると考えられる。キトサンの臭いを吸収する能力は特に製品用途において有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記に示したように、キトサンは、建材、特に多機能性添加剤として鋳造天井タイル材料に望ましい特性を与えることが見出されている。便宜上、本発明は特に鋳造天井タイルに関して以下に記載する。
【００１４】
本明細書における対象の天井タイルは、通常、鉱物綿または同様の無機繊維などの鉱物繊維である基本繊維を含む。充填剤は一般的なパーライト、粘土、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、スタッコ（硫酸カルシウム半水化物）または石膏である。結合剤は典型的にデンプン、ラテックス、または同様の材料である。これらの材料または成分は典型的に水性スラリー中で混合され、上記のように水縮充加工法（ｗａｔｅｒ  ｆｅｌｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）において処理される。
【００１５】
典型的な組成において、繊維および充填剤成分は主成分を含む。しかしながら、様々な成分が利用されてもよい。例えば、以下の表に典型的な鋳造天井タイル組成をまとめる。組成は、以下の表に記載した繊維、充填剤または結合剤の例示した種類の１つ以上を含んでもよいことは理解されるべきである。本明細書においてパーセンテージは、注釈または文脈により他に示さない限り、固体に基づいた重量パーセントである。
【００１６】
【表１】
2014501345.tif 000002
【００１７】
繊維、充填剤および結合剤の成分は、公知の方法で約６５％〜７５％の固体のレベルにて水性スラリー中で合わされる。キトサンは酸性水溶液中で溶解され、スラリー中に均一に混合される。例えば、粉末またはチップ形態のキトサンは、２〜４容量％の酢酸水溶液中に溶解され得、スラリーに添加され得る。キトサン溶液は、スラリー中に含まれる固体に基づいて１〜６％の範囲の最終製品の重量ベースの量を与える量で添加される。
【００１８】
キトサンに存在する親水性ＯＨおよびＮＨ基は、キトサンの均一な分散および浸透ならびに／または繊維および充填剤のスラリー成分との接触を高めると考えられる。また、陽イオンに荷電したキトサンはデンプンと相互作用すると考えられる。さらに、キトサンは、タイルの物理的性質の許容可能な限定された変化で結合剤の量を減少させることができる構造補強を提供するために、タイルの他の繊維成分と結びつくおよび／またはそうでなければ相互作用する繊維状構造を形成するように見える。
【００１９】
上記のように、天井タイルなどのためのボード建造物へのキトサンの添加は、オーブン乾燥の前に形成されるような、建造物により保持される水の量を減少させる。鋳造プロセスは、オーブン乾燥の前に水を除去するために、自然な排水、真空の適用および／またはボードのロールプレスを含んでもよい。本発明に係るキトサンの使用は、上述のプレオーブン乾燥プロセスの１つ以上と共に使用される場合、水の除去を高めるのに効果的であることが見出された。したがって、本発明に係るキトサンを含有するボードは、キトサンを添加することを除いて同じ組成を有する同様に形成されたボード建造物よりオーブン乾燥前に少ない水を含む。
【００２０】
以下に示した例は、タイルのコアに対応し、外側コーティング、穴または他の仕上げ処理を含まないボードを比較する。ボード組成は、鉱物綿、トウモロコシ由来のデンプン、スタッコ、およびホウ酸を含む。本明細書において、ボード組成は、キトサンの結合および強化特性を実証するために種々の量のキトサンを組み込むように変更した。
【００２１】
作製したボードに含まれる成分の絶対量を以下の表１に報告する。
【００２２】
【表２】
2014501345.tif 000003
【００２３】
ボード１は、キトサンおよび典型的な量のデンプンを添加していない対照を提供する。ボード２〜５は多くの量のキトサンを含有する。
【００２４】
ボード１〜５についての特性を表２に示す。
【００２５】
【表３】
2014501345.tif 000004
【００２６】
ボード１〜５を試験し、その結果を上記の表２に示す。表２に報告した試験結果を決定するのに以下の試験手順を使用した。
【００２７】
破壊係数についてのＭＯＲ試験は３点曲げ試験である。本明細書における試験手順は、既製建築防音タイルまたははめ込み（ｌａｙ−ｉｎ）天井パネルの強度特性についてのＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７標準試験法と同様である。硬度試験は、設置中または設置後に発生し得る圧入に耐性がある天井タイルの能力を示す。本明細書に使用した２インチのボール硬度試験は、既製建築タイルまたははめ込み（ｌａｙ−ｉｎ）天井パネルの強度特性についてのＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７標準試験法と同様である。
【００２８】
ボード１と２の比較は、増加したＭＯＲおよび硬度の結果により示すように強度および硬度の増加を示す。この比較は、ボード２において１％のキトサンを添加し、同じ量の結合剤を含む。したがって、キトサンはこれらの物理的性質を増加させた。
【００２９】
ボード３および４は増加したＭＯＲにより示されるように強度のさらなる増加を示す。ボード５は１０％添加時の強度およびＭＯＲの減少を示す。強度もしくはＭＯＲおよび／または許容可能な物理的性質の値の増加は、５％より多く約１０％以下またはそれ以上の量のキトサンの添加により達成され得ると考えられる。現在、キトサンの好ましい範囲は約２％〜約８％である。本明細書で使用する場合、許容可能な物理的性質とは、キトサンの添加を除いて同じ成分を使用して同様に形成された天井タイルにより与えられた約９５％の値と少なくとも等しい試験した物理的性質の値を意味する。
【００３０】
わずかに低い特性値が得られ得るが、よりコストのかかるデンプン成分は、増加した強度もしくはＭＯＲ特性および／または硬度を達成する建造物の量の中で減少し得ることが理解されるべきである。さらに、再生新聞紙は、減少したデンプン含有量を置き換える量で増加し得るので、タイルのリサイクルおよび脱工業化／再利用含有量を増加させる。
【００３１】
ボード５は、対照値の５％より多く強度および硬度を減少させることにより特徴付けられる。このような減少は現在、許容可能な物理的性質の値を超えるとみなされる。
【００３２】
カビ抵抗性を評価するために上記の鋳造手順を使用して以下のボードを作製した。全乾燥成分に基づいたボード組成を以下の表３にまとめる。
【００３３】
【表４】
2014501345.tif 000005
【００３４】
上述の配合に従って、ボード６〜７を作製し、ＡＳＴＭ  Ｄ３２７３−００（２００５年に再承認された）に基づいてカビに対するそれらの抵抗性について試験した。ボード６は対照であり、キトサンを含まず、ボード７は５％のキトサンを含み、ボード７は１０％のキトサンを含んだ。２週間の曝露後、および４週間の曝露後にボード表面および背面を評価した。ボード表面および背面を検査し、０〜１０の値を割り当て、０はサンプルの表面全体にわたる連続した変形を示し、１０は粒状物質による変形が全くないサンプルを示す。結果を以下の表４のカビ抵抗性に報告する。試験結果を以下の表４に報告する。
【００３５】
【表５】
2014501345.tif 000006
【００３６】
表４に示すように、キトサンの使用はカビ形成を妨げる。ボード表面は実質的に外観の損傷がない。キトサンにより、強度およびＭＯＲ値の増加と共にカビ抵抗性が向上する。
【００３７】
さらなる対照、５％のキトサンおよび１０％のキトサン配合を以下に示す。
【００３８】
【表６】
2014501345.tif 000007
【００３９】
【表７】
2014501345.tif 000008
【００４０】
【表８】
2014501345.tif 000009
【００４１】
本開示は例示であり、本開示に含まれる教示の十分な範囲から逸脱せずに詳細を付加すること、修飾することまたは排除することによって種々の変更がなされてもよいことは明らかであるべきである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲がそのように限定する必要性の範囲を除いて本開示の特定の詳細に限定されない。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月26日(2013.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＰＣＴ出願である、２０１１年１２月２８日に出願された、ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６７５６２の３７１である、本出願は、２０１１年１１月１１日に出願された米国特許出願第１３／２９４，２００号の一部継続出願であり、同様に、２０１０年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／４２７，６４３号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は、建造物のための建材、より具体的には、タイル建造物内に均一に分散されたキトサンを含有する天井タイルに関する。
【背景技術】
【０００３】
建材または天井タイルは、元の天井構造または天井構造を覆う取り換え物を提供するために建築業において使用されている。天井タイルは建造物面に直接取り付けられ得るか、またはそれらは、建造物に固定される支持格子を使用して吊り天井構成に取り付けられ得る。タイルは繊維、充填剤および結合剤のスラリーから作製される。
【０００４】
本明細書における特定の目的の中で、タイルは特許文献１および特許文献２に記載されているもののような組成および鋳造処理を使用して作製される。これらの特許の教示によれば、繊維、充填剤、着色剤および結合剤、特にデンプンゲルを含む成形材料が、タイルの本体を成形または鋳造するために準備される。この混合物または材料は適切なトレイに入れられ、次いでその材料は、スクリードバーまたはローラを用いて所望の厚さにスクリードされる。次いでその材料で充填されたトレイは、その材料を乾燥または硬化するためにオーブン内に入れられる。乾燥したシートはトレイから取り除かれ、平滑面を提供し、所望の厚さを得、反りを防ぐために１つまたは両方の面で処理され得る。シートは次いで、所望のサイズのタイルに切断される。
【０００５】
キトサンまたはポリ−Ｄ−グルコサミンは、甲殻類の外骨格および特定の菌類の細胞壁における構造要素であるキチンの脱アセチル化形態として商業的に利用可能である。それはセルロースと同様のカチオン性ポリマーである。キトサンは血液凝固を促進することが見出されており、それは包帯に使用される。それは殺生物剤であり、抗菌性および抗真菌活性を高める特別な特徴を有する。キトサンはまた、重金属の水濾過において羊毛として使用される。キトサンはまた、ホルムアルデヒドおよび臭気を吸収することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，３９５，４３８号明細書
【特許文献２】米国特許第１，７６９，５１９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
キトサンは、スラリー配合物に直接組み込まれ得る繊維板に対する多機能性添加剤であると見出されている。キトサンは酸に溶解され、希釈液としてスラリーに直接加えられる。このように、キトサンは、製造プロセスを実質的に変化させずにボード建造物中に均一に分散される。
【０００８】
天井タイル建造物におけるキトサンの使用により、得られる製品において多くの利点が可能となる。例えば、約１０ｗｔ％未満のキトサン濃度は結合剤の量の減少を可能にするのに十分な構造補強を提供する。この結果、結合剤は繊維板材料中で高価な成分であるので、コスト削減が得られる。
【０００９】
ボード建造物内にキトサンを組み込むさらなる利点は、成分の結合を高め、かつ成分の結合に寄与し、リサイクル含有量を増加させることができることである。すなわち、結合剤の量を減少させることができ、多くの量のリサイクルセルロースを使用できる。
【００１０】
キトサンの殺菌特性は特に、高湿度、凝縮または他の水蒸気源がタイルを湿潤させる可能性がある天井タイル用途において有用である。このような環境は、空中移動により堆積され得る望ましくない微生物および真菌生育に好適である。
【００１１】
ホルムアルデヒドを吸収するキトサンの能力は、プロセスおよび製品のホルムアルデヒドレベルの両方を減少させると考えられる。キトサンの臭いを吸収する能力は特に製品用途において有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記に示したように、キトサンは、建材、特に多機能性添加剤として鋳造天井タイル材料に望ましい特性を与えることが見出されている。便宜上、本発明は特に鋳造天井タイルに関して以下に記載する。
【００１３】
本明細書における対象の天井タイルは、通常、鉱物綿または同様の無機繊維などの鉱物繊維である基本繊維を含む。充填剤は一般的なパーライト、粘土、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、スタッコ（硫酸カルシウム半水化物）または石膏である。結合剤は典型的にデンプン、ラテックス、または同様の材料である。これらの材料または成分は典型的に水性スラリー中で混合され、上記のように水縮充加工法（ｗａｔｅｒ  ｆｅｌｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）において処理される。
【００１４】
典型的な組成において、繊維および充填剤成分は主成分を含む。しかしながら、様々な成分が利用されてもよい。例えば、以下の表に典型的な鋳造天井タイル組成をまとめる。組成は、以下の表に記載した繊維、充填剤または結合剤の例示した種類の１つ以上を含んでもよいことは理解されるべきである。本明細書においてパーセンテージは、注釈または文脈により他に示さない限り、固体に基づいた重量パーセントである。
【００１５】
【表１】
2014501345.tif 000010
【００１６】
繊維、充填剤および結合剤の成分は、公知の方法で約６５％〜７５％の固体のレベルにて水性スラリー中で合わされる。キトサンは酸性水溶液中で溶解され、スラリー中に均一に混合される。例えば、粉末またはチップ形態のキトサンは、２〜４容量％の酢酸水溶液中に溶解され得、スラリーに添加され得る。キトサン溶液は、スラリー中に含まれる固体に基づいて１〜６％の範囲の最終製品の重量ベースの量を与える量で添加される。
【００１７】
キトサンに存在する親水性ＯＨおよびＮＨ基は、キトサンの均一な分散および浸透ならびに／または繊維および充填剤のスラリー成分との接触を高めると考えられる。また、陽イオンに荷電したキトサンはデンプンと相互作用すると考えられる。さらに、キトサンは、タイルの物理的性質の許容可能な限定された変化で結合剤の量を減少させることができる構造補強を提供するために、タイルの他の繊維成分と結びつくおよび／またはそうでなければ相互作用する繊維状構造を形成するように見える。
【００１８】
以下に示した例は、タイルのコアに対応し、外側コーティング、穴または他の仕上げ処理を含まないボードを比較する。ボード組成は、鉱物綿、トウモロコシ由来のデンプン、スタッコ、およびホウ酸を含む。本明細書において、ボード組成は、キトサンの結合および強化特性を実証するために種々の量のキトサンを組み込むように変更した。
【００１９】
作製したボードに含まれる成分の絶対量を以下の表１に報告する。
【００２０】
【表２】
2014501345.tif 000011
【００２１】
ボード１は、キトサンおよび典型的な量のデンプンを添加していない対照を提供する。ボード２〜５は多くの量のキトサンを含有する。
【００２２】
ボード１〜５についての特性を表２に示す。
【００２３】
【表３】
2014501345.tif 000012
【００２４】
ボード１〜５を試験し、その結果を上記の表２に示す。表２に報告した試験結果を決定するのに以下の試験手順を使用した。
【００２５】
破壊係数についてのＭＯＲ試験は３点曲げ試験である。本明細書における試験手順は、既製建築防音タイルまたははめ込み（ｌａｙ−ｉｎ）天井パネルの強度特性についてのＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７標準試験法と同様である。硬度試験は、設置中または設置後に発生し得る圧入に耐性がある天井タイルの能力を示す。本明細書に使用した２インチのボール硬度試験は、既製建築タイルまたははめ込み（ｌａｙ−ｉｎ）天井パネルの強度特性についてのＡＳＴＭ  Ｃ  ３６７標準試験法と同様である。
【００２６】
ボード１と２の比較は、増加したＭＯＲおよび硬度の結果により示すように強度および硬度の増加を示す。この比較は、ボード２において１％のキトサンを添加し、同じ量の結合剤を含む。したがって、キトサンはこれらの物理的性質を増加させた。
【００２７】
ボード３および４は増加したＭＯＲにより示されるように強度のさらなる増加を示す。ボード５は１０％添加時の強度およびＭＯＲの減少を示す。強度もしくはＭＯＲおよび／または許容可能な物理的性質の値の増加は、５％より多く約１０％以下またはそれ以上の量のキトサンの添加により達成され得ると考えられる。現在、キトサンの好ましい範囲は約２％〜約８％である。本明細書で使用する場合、許容可能な物理的性質とは、キトサンの添加を除いて同じ成分を使用して同様に形成された天井タイルにより与えられた約９５％の値と少なくとも等しい試験した物理的性質の値を意味する。
【００２８】
わずかに低い特性値が得られ得るが、よりコストのかかるデンプン成分は、増加した強度もしくはＭＯＲ特性および／または硬度を達成する建造物の量の中で減少し得ることが理解されるべきである。さらに、再生新聞紙は、減少したデンプン含有量を置き換える量で増加し得るので、タイルのリサイクルおよび脱工業化／再利用含有量を増加させる。
【００２９】
ボード５は、対照値の５％より多く強度および硬度を減少させることにより特徴付けられる。このような減少は現在、許容可能な物理的性質の値を超えるとみなされる。
【００３０】
カビ抵抗性を評価するために上記の鋳造手順を使用して以下のボードを作製した。全乾燥成分に基づいたボード組成を以下の表３にまとめる。
【００３１】
【表４】
2014501345.tif 000013
【００３２】
上述の配合に従って、ボード６〜７を作製し、ＡＳＴＭ  Ｄ３２７３−００（２００５年に再承認された）に基づいてカビに対するそれらの抵抗性について試験した。ボード６は対照であり、キトサンを含まず、ボード７は５％のキトサンを含み、ボード７は１０％のキトサンを含んだ。２週間の曝露後、および４週間の曝露後にボード表面および背面を評価した。ボード表面および背面を検査し、０〜１０の値を割り当て、０はサンプルの表面全体にわたる連続した変形を示し、１０は粒状物質による変形が全くないサンプルを示す。結果を以下の表４のカビ抵抗性に報告する。試験結果を以下の表４に報告する。
【００３３】
【表５】
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【００３４】
表４に示すように、キトサンの使用はカビ形成を妨げる。ボード表面は実質的に外観の損傷がない。キトサンにより、強度およびＭＯＲ値の増加と共にカビ抵抗性が向上する。
【００３５】
さらなる対照、５％のキトサンおよび１０％のキトサン配合を以下に示す。
【００３６】
【表６】
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【００３７】
【表７】
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【００３８】
【表８】
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【００３９】
本開示は例示であり、本開示に含まれる教示の十分な範囲から逸脱せずに詳細を付加すること、修飾することまたは排除することによって種々の変更がなされてもよいことは明らかであるべきである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲がそのように限定する必要性の範囲を除いて本開示の特定の詳細に限定されない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維、充填剤、結合剤およびスラリー成分と相互作用するために水性スラリー全体にわたって均一に分散されたキトサンを含む成分の前記水性スラリーから形成される鋳造天井タイルであって、前記水性スラリーから形成された前記鋳造天井タイルは、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された天井タイルと比較して、前記キトサンにより構造的に強化され、前記繊維は鉱物綿であり、前記充填剤はパーライト、炭酸カルシウム、粘土およびスタッコからなる群から選択され、前記結合剤はデンプンおよびラテックスからなる群から選択される、鋳造天井タイル。
【請求項２】
前記キトサンが前記スラリーに添加するために酸溶液中に溶解される、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項３】
前記スラリーが、許容可能な物理的性質を維持するために添加されたキトサンの量に応じて減少した量の結合剤および前記減少した量の結合剤に応じて増加した量のセルロース繊維リサイクル材料を含み、前記タイルの脱工業化／再利用含有量が増加する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項４】
前記許容可能な物理的性質がＭＯＲおよび硬度を含む、請求項３に記載の天井タイル。
【請求項５】
前記天井タイルが、重量ベースで、
約６０％〜約８０％の繊維、
約１５％〜約７０％の充填剤、
約３％〜約１２％の結合剤、および
約０．５％〜約１０％のキトサン
を含む組成を有する、請求項１に記載の鋳造天井タイル。
【請求項６】
鉱物繊維、充填剤、結合剤および水性スラリー全体にわたって均一に分散されたキトサンを含む成分の前記水性スラリーの乾燥産物を含む防音建材であって、前記キトサンは前記スラリー成分と相互作用し、前記防音建材は、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された防音建材と比較して、前記結合剤と少なくとも相互作用する前記キトサンにより構造的に強化され、前記キトサンは、前記キトサンを除いて同じスラリー成分から同様に形成された建材と比較して、前記建材から増加した量の水を除去するために脱水の間、前記スラリー成分と相互作用し、前記繊維は、鉱物綿、ガラス繊維およびセルロース繊維からなる群から選択され、前記充填剤は、パーライト、炭酸カルシウム、粘土およびスタッコからなる群から選択され、前記結合剤は、デンプンおよびラテックスからなる群から選択される、防音建材。
【請求項７】
前記キトサンが、前記水性スラリー中の固体の全重量に基づいて約１ｗｔ％〜約６ｗｔ％の量で存在する、請求項６に記載の建材。
【請求項８】
鉱物繊維、充填剤、結合剤およびキトサンを含む成分の水性スラリーを形成する工程と、前記水性スラリー中に前記キトサンを均一に分散する工程と、防音材料を形成するために前記スラリーを脱水し、乾燥する工程とを含む、鋳造プロセスにおいて天井タイルを製造する方法であって、前記キトサンは、前記キトサンを除いて同じ成分から同様に形成された鋳造タイルと比較して、得られたタイルを構造的に強化するように前記スラリー成分と相互作用する、方法。
【請求項９】
前記キトサンが、酸溶液中に溶解され、前記スラリーに添加される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記キトサンが、前記水性スラリー中の固体の全重量に基づいて約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の量で存在し、前記スラリーは、許容可能な物理的性質を維持するために添加されたキトサンの量に応じて減少した量の結合剤および前記減少した量の結合剤に応じて増加した量のセルロース繊維リサイクル材料を含み、それにより、建材の脱工業化／再利用含有量が増加する、請求項８に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月19日(2013.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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