(57)【要約】  少なくとも３０重量％のルイス酸と、少なくとも重量％のアルカリ性重炭酸塩と、少なくとも３重量％のシリカとを含有する、耐火性粉末。本発明は、好ましくは天然繊維を含有し、本発明にかかる粉末を少なくとも５重量％、最大で３０％含有する、建築材料にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３０重量％のルイス酸と、少なくとも５重量％のアルカリ性重炭酸塩と、少なくとも３重量％のシリカとを含有する、耐火性粉末。
【請求項２】
前記アルカリ性重炭酸塩が重炭酸ナトリウムである、請求項１に記載の粉末。
【請求項３】
最大で１５重量％、好ましくは最大で１０重量％、より好ましくは最大で５重量％、最も好ましくは最大で３重量％の水を含有する、請求項１又は２に記載の粉末。
【請求項４】
前記ルイス酸がリン酸一アンモニウム塩である請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉末。
【請求項５】
ホウ素塩及び／又はホウ酸が実質的に含まれていない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉末。
【請求項６】
神経毒性の殺寄生虫活性成分を含まない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉末。
【請求項７】
前記ルイス酸、前記アルカリ性重炭酸塩、及び前記シリカから選択される、少なくとも１つの成分、好ましくは少なくとも２つ、さらにより好ましくは少なくとも３つの成分が、重量平均径が少なくとも８０μｍ、好ましくは少なくとも１００μｍ、さらにより好ましくは少なくとも１３０μｍの粒子の形状で存在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉末。
【請求項８】
前記ルイス酸、前記アルカリ性重炭酸塩、及び前記シリカから選択される、少なくとも１つの成分、好ましくは少なくとも２つ、さらにより好ましくは少なくとも３つの成分が、重量平均径が１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下、さらにより好ましくは３０μｍ以下の粒子の形状で存在する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の粉末。
【請求項９】
前記ルイス酸、前記アルカリ性重炭酸塩、及び前記シリカから選択される粉末のうちの少なくとも２つの成分を同時に製粉する少なくとも１つの工程を有する、請求項８に記載の粉末の製造方法。
【請求項１０】
その組み合わされた耐火効果、殺菌効果、及び殺寄生虫効果のための、請求項１〜８のいずれか１項に記載の粉末の使用。
【請求項１１】
建築材料の製造のための、請求項１〜８のいずれか１項に記載の粉末の使用。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の耐火性粉末の製造のための、ルイス酸及び／又はアルカリ性重炭酸塩及び／又はシリカの使用。
【請求項１３】
好ましくは天然繊維を含有し、請求項１〜８のいずれか１項に記載の粉末を少なくとも５重量％、有利には少なくとも１０重量％、より有利には少なくとも１３％含有する、建築材料。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の粉末を最大で３０重量％、有利には最大で２０重量％、より有利には最大で１７％含有する、請求項１３に記載の建築材料。
【請求項１５】
天然繊維を含有する請求項１３又は請求項１４に記載の建築材料の製造方法であって、前記天然繊維と前記粉末とを同時に粉砕する工程を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１２月２２日に出願の仏国特許出願第１０６１０５７号明細書の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、耐火性粉末に関する。本発明は、より詳しくは建築材料に、特には天然繊維を主成分とする建築材料に用いることのできる、殺菌性及び殺寄生虫性の耐火性粉末に関する。また、本発明はこの耐火性粉末を含有する建築材料にも関する。
【背景技術】
【０００３】
「耐火性粉末」という表現は、可燃材料と一緒に用いられることで、例えばＥＮ  ＩＳＯ  １１９２５−２標準によって測定されるような可燃材料の燃焼を、遅くしたり、あるいは抑制したりすることが可能な粉末を意味すると理解される。
【０００４】
「殺菌性粉末」という表現は、建築材料中で特には天然繊維上で成長しやすい菌類及びカビ（特にはアスペルギウスフミガーツス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｆｕｍｉｇａｔｕｓ）及びアスペルギウスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ）であるアスぺルギウス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、特にはクラドスポリウムフルバム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｆｕｌｖｕｍ）及びクラドスポリウムスフェロスパーマム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｓｐｈａｅｒｏｓｐｅｒｍｕｍ）であるクラドスポリウム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ）、特にはペニシリウムブレビコンパクツム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｂｒｅｖｉｃｏｍｐａｃｔｕｍ）及びペニシリウムアルテナリア（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ａｌｔｅｒａｒｉａ）であるペニシリウム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｓ）などの菌類）が接触すると、これら菌類及びカビが生き残ることができない粉末を意味すると理解される。
【０００５】
「殺寄生虫性粉末」という表現は、建築材料中で特には天然繊維上で成長しやすい寄生虫（ゴミムシダマシ、ゾウムシ、シラミ、ノミ、コナダニなどの節足動物、及びダニ、カミキリムシ、シロアリなどの木食昆虫）が接触すると、これら寄生虫が生き残ることができない粉末を意味すると理解される。寄生虫は卵であっても、幼虫であっても、成虫であってもよい。
【０００６】
殺菌剤又は殺寄生虫剤としての粉末の作用は直接的であってもよい。また、例えば粉末が菌類又は寄生虫の生存に必要な物質を破壊する場合のように間接的なものであってもよい。
【０００７】
「天然繊維」という表現は、
−亜麻、亜麻皮、麻、麻幹、ジュート、サイザル麻、コイア、綿、及び木などの植物由来の繊維、
−又は、毛及び羽などの動物由来の繊維
を意味すると理解される。
【０００８】
天然繊維は未使用（最初の使用）であっても、例えば綿（古着）又はセルロース（古紙、木材）等のようなリサイクル品であってもよい。
【０００９】
天然繊維を含有する建築材料の可燃特性は、昔から存在するよく知られた問題である。実際、木及び穂軸（ｃｏｂ）は耐火性が低いので、人類は、低可燃性の、石、粘土れんが、コンクリート、ミネラルウールなどの主に無機材料からなる代替の建築材料を開発してきた。しかし、１つにはこのような材料（セメント、れんが、ブロック、ロックウールなど）の製造に必要とされるエネルギーにより、またもう１つには一般的に重くて高密度であるこのような材料を製造場所からこれらを用いる建築場所へと輸送するエネルギーコストにより、そのような構造体の二酸化炭素排出量は多い。
【００１０】
京都議定書への署名により、多くの国が、現在から２０５０年までの間に温室効果ガス排出量を４分の１に削減することを表明している。そのため、例えば欧州指令はそれ以降、新しい建築物におけるエネルギー消費制限を課している。これらのエネルギー消費制限は、建築物のライフサイクル全体を考慮している。すなわち、建築材料を製造するためのエネルギー、それらを輸送するためのエネルギー、それらを組み立てるためのエネルギー、建物を暖房（冬期）及び冷房（夏期）するためのエネルギー消費、建築物を取り壊すため並びにそれに関連する廃棄物を処理及び輸送するためのエネルギーである。
【００１１】
このため、持続可能な開発との関係において、天然由来の繊維を含有する新規な建築材料をより多く使用したいと願う多くの建築家及び建築設計者が存在する。実際、これら新規な材料は有機物が高い割合を占めているため、本質的に二酸化炭素貯蔵能力を有している。更に、これらの新規な材料は一般的に製造時にわずかなエネルギーしか要さず、軽く、低い熱容量を有し、そしてこれらが十分な厚さで使用された場合には非常に優れた断熱効果及び防音効果を発揮することができる。したがって、建築１平方メートル当たりのこれらのエネルギー収支及び温室効果ガス排出量は、建築物のライフサイクル全体にわたって非常に好都合である。
【００１２】
しかし、建物の労働安全性という明白な理由から、これらが有する可燃特性のためにこれらの使用が抑えられており、また、持続的開発の観点からは魅力的であるこれらの生分解特性は、構造の急速な劣化をもたらすことの多い寄生虫及びカビによる攻撃に対して、これらの材料が影響を受けやすいという深刻な問題をもたらしている。
【００１３】
更に、人や動物がこれらの建物に住むには、例えば菌類、コナダニ、及び、ノミ又はマダニなどの寄生虫によるアレルギーリスク又は健康リスクの観点から、使用される材料が無害であることも必要とされる。
【００１４】
天然繊維を含有するこれら新規な材料を耐火性にするための数多くの処理剤が提案されている。例えば、臭素化化合物（特にはデカブロモジフェニルエーテル及びテトラブロモビスフェノールであるポリ臭素化芳香族化合物など）、ホウ素塩ベースの化合物（ホウ酸塩及び特にはホウ酸の水和物塩など）、リン含有化合物（特にはリン酸亜鉛、リン酸アンモニウム、ポリリン酸マグネシウム、ポリリン酸亜鉛、ポリリン酸ジルコニウムなど）、窒素含有化合物（硫酸アンモニウム、ハロゲン化アンモニウムなど）、金属（アルミニウム、アンチモン、亜鉛）化合物の塩を例示することができる。
【００１５】
米国特許第４１８２６８１号明細書には、ホウ砂（水和したＮａ２Ｂ４Ｏ７）がホウ酸基準で４３重量％、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）が３１重量％、硫酸アルミニウム（Ａｌ２（ＳＯ４）３）が１９重量％、アルカリ性炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３) が４重量％、シリカゲルが１．３重量％などの、主にアルカリ性化合物からなる粉末の形状の耐火性組成物が開示されている。
【００１６】
米国特許出願公開第２００９／３２０７１７号明細書には、炭酸塩（アルカリ性）と、ホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・５Ｈ２Ｏ）（これもアルカリ性）などの１つの追加的な塩とを含有するアルカリ性耐火性組成物が開示されている。この組成物は、白砂を、ホウ砂及び重曹と共に含有していてもよい（実施例２でそれぞれ４０／４０／２０部、実施例３でそれぞれ２５／２５／５０部）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、これらの耐火性化合物のうちのいくつかには、建築材料の製造中にこれらの製品を扱う人の健康に対して、又はこれらの化合物を用いて建てられた建築物の居住者の健康に対して、又はこの材料の寿命末期の処理及びリサイクルの際に、危険性が存在するおそれがあった。例えば、
−ホウ酸及びホウ素塩をベースとする耐火剤に関しては、特定の国のあるいは地域の規則（例えば欧州連合）がこれらの物質をＣＭＲ（発ガン性、変異原性、生殖毒性）分類へと変更していること、
−臭素化耐火剤に関しては、世界の複数の地域における法的規制の対象であり、更にはライフサイクルの終わりに燃料としてこれらの材料の熱的再利用を行う場合に酸性ハロゲン化ガスを発生するハロゲン化剤である、特定のポリブロモビフェニル又はポリ臭素化ジフェニルエーテル、
−金属化合物に関しては、重金属（すなわちカチオン形状の酸化型になった場合に不溶性の硫化物を形成することができるもの）は、ライフサイクルの終わりに燃料としてこれらの材料の再利用を行う際に、燃焼ガス中で揮発する場合がある。これらの燃焼ガスはその後、環境リスクがない状態で自然環境にこのガスを排出できるよう重金属含量を低減するために、例えば活性炭を用いて処理されなければならないこと、
である。
【００１８】
殺菌剤として使用される化合物としては、有機スズ化合物、有機金属錯体、又は有機酸の（アンモニウム、銅、亜鉛等）塩、硫黄含有化合物（オクチルイソチアゾリノンなど）が挙げられる。
【００１９】
殺寄生虫性化合物としては、ピレトリン、除虫菊花由来の天然物質群、合成ピレスロイド、ベンゾイル尿素、有機リン化合物及びカルバメートが挙げられる。これらの物質は寄生虫と人の両方に対して神経毒性を有するという欠点を有している。したがって、これらの化合物は、処理された材料を製造する従業員の、又は建築作業員の、又はこのような化合物で処理された材料を有する建築物に住む人々の、健康に対するリスクを最小にするために注意深く使用される必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
これらの欠点は、本発明にかかる耐火性粉末の使用によって低減又は除去される。本発明は、持続的に耐火効果、殺菌効果、及び殺寄生虫効果を発揮する「３−ｉｎ−１」（耐火性、殺菌性、殺寄生虫性）防護性耐火性粉末の創出という新しい概念に基づくものである。この粉末は、このような粉末を含有する材料のライフサイクルの全ての段階、すなわち製造段階と材料の使用段階の両方、及び材料の寿命末期段階、において生物学的影響が低減されていることで、人に対して健全であり、環境に優しいものとなっている。
【００２１】
実際、意外にも、酸の耐火特性を失うことなしに、またアルカリ性重炭酸塩の殺菌特性及び殺寄生虫特性を保持しつつ、ルイス酸をアルカリ性重炭酸塩タイプの塩基と混合しうることが見出された。
【００２２】
したがって、本発明は、少なくとも３０重量％のルイス酸と、少なくとも５重量％のアルカリ性重炭酸塩と、少なくとも３重量％のシリカを含有する耐火性粉末に関する。
【００２３】
本発明にかかる粉末の第１の利点は、耐火特性、殺菌特性、及び殺寄生虫特性を同時に発揮することである。
【００２４】
本発明にかかる粉末の第２の利点は、この粉末を含有する建築材料を利用した建築物の空気の質を損ね得る化合物を含有していないことである。
【００２５】
本発明にかかる粉末の第３の利点は、これを含有する建築材料が部分的に燃えた場合に、ガスの排出が最小限に抑えられることである。
【００２６】
本発明にかかる粉末の第４の利点は、少なくとも２つの主要な成分（アルカリ性重炭酸塩及びシリカ）が、人又は動物に対して化学毒性を有するものとして分類されていないことである。
【００２７】
本発明にかかる粉末の第５の利点は、アルカリ性重炭酸塩の存在によって、羽毛や毛を含有するような特定の天然材料の臭気の発生が最小限に抑えられることである。
【００２８】
本発明にかかる粉末の第６の利点は、これを含有する建築材料がライフサイクルの間に、例えば構造物の解体時に、水浸出された場合、アルカリ性重炭酸塩及びシリカのような特定の主要な成分が、あるいは例えばルイス酸が食品グレードの塩から選択された場合は全ての成分が、自然環境に対して最小限度の影響しか及ぼさないことである。中でも重炭酸塩は天然のｐＨ緩衝剤であり、シリカは自然に広く存在する成分である。更に、水存在下におけるルイス酸の加水分解の際に放出される酸性化学種は、Ｂｒｏｅｎｓｔｅｄに従って、重炭酸ナトリウムのアルカリ性によって部分的に中和される。
【００２９】
本発明にかかる粉末の第７の利点は、建築材料の使用サイクルの終わりに、例えば他の可燃性天然化合物との混合物として、建築材料からエネルギーを回収する場合に、主要な成分の一部（アルカリ性重炭酸塩とシリカ）が、熱分解によってガス中にＣＯ２と水しか放出しないことである。更に、建築材料が、硫黄含有材料、ハロゲン化物含有材料、窒素含有材料、又はリン酸塩含有材料を含んでいる場合、アルカリ性重炭酸塩の存在によって、強酸性ガス（例えばＳＯ３、ＳＯ２、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＯｘ、Ｐ２Ｏ５等）の排出が低減される。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明にかかる粉末において、ルイス酸とはＬｅｗｉｓの定義に従う酸、すなわち、それ自身の原子の１つを安定な基にするよう別の分子から孤立共有電子対を受け取ることのできる化学物質である。そのため、ルイス酸はこれによって電子対を受け入れることができ、また、ルイス塩基と共有結合を形成することができる。したがって、例えばＨ＋は孤立電子対受け入れて２つの電子が必要とされるその安定形になれることから、Ｈ＋はルイス酸である。
【００３１】
リン塩、特にはリン酸水素アンモニウム塩及びアルカリ性のリン酸水素塩などのルイス酸が、特に好適である。
【００３２】
本発明にかかる粉末において、アルカリ性重炭酸塩は、例えば重炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、又は重炭酸アンモニウムなどの、厳密な意味での重炭酸塩であってもよい。しかし、本明細書では、重炭酸塩を含有し、０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度で水中で最大９．９、好ましくは最大９．８のｐＨを有するアルカリ性セスキ炭酸塩（例えばトロナ）などの化合物塩も包含する。重炭酸のナトリウム塩又はカリウム塩若しくはトロナが特に好適である。厳密な意味での重炭酸塩が望ましい。重炭酸カリウム又は重炭酸ナトリウム、特には重炭酸ナトリウムが好ましい。
【００３３】
本発明にかかる粉末において、シリカは、例えば無水又は水和の酸化ケイ素、合成沈降シリカ又は焼成シリカなどの厳密な意味でのシリカであってもよい。しかし、本明細書では、酸性又はアルカリ性のケイ酸塩（ケイ酸ナトリウム又はメタケイ酸ナトリウムなど）、長石、珪藻土、ゼオライト、響岩、ケイ酸のアルミニウム又はマグネシウム又は鉄の塩、フラー土、タルク（Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）、マイカ、バーミキュライト、アタパルガイト（（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）・４（Ｈ２Ｏ））などの粘土、ベントナイト、モンモリロン石、カオリン（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）などのシリカ化合物も包含する。
【００３４】
沈降シリカ及び響石が特に好適である。アモルファス（非晶質）シリカが望ましい。
【００３５】
粉末は、重量基準で少なくとも３０％、有利には少なくとも４０％、より有利には少なくとも５０％のリン酸二水素一アンモニウムなどのルイス酸を含有する。一般的に、粉末は重量基準で最大で９５％、有利には最大で８５％、より有利には最大で７０％のルイス酸を含有する。
【００３６】
粉末は、重量基準で少なくとも５％、有利には少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％のアルカリ性重炭酸塩を含有する。一般的に、粉末は重量基準で最大で７７％、有利には最大で６０％、より有利には最大で４０％のアルカリ性重炭酸塩を含有する。
【００３７】
本発明のある実施形態では、粉末は、重量基準で少なくとも２０％、最大で４０％のアルカリ性重炭酸塩を含有する。
【００３８】
本発明の別のある実施形態では、粉末は、重量基準で少なくとも５％で２０％未満のアルカリ性重炭酸塩を含有する。
【００３９】
本発明のある特に好ましい実施形態では、ルイス酸は本質的にリン酸二水素一アンモニウムからなる。
【００４０】
粉末は重量基準で少なくとも３％のシリカを含有する。
【００４１】
第１の具体的な実施形態では、粉末は重量基準で少なくとも３％、好ましくは少なくとも４％、より好ましくは少なくとも５％のシリカを含有する。この第１の具体的な実施形態では、粉末は一般的に重量基準で１０％未満、好ましくは９％未満、より好ましくは８％未満のシリカを含有する。本発明の第１の具体的な実施形態のうちの特別な実施形態では、粉末は、重量基準で少なくとも３％で１０％未満のシリカを含有する。
【００４２】
第２の具体的な実施形態では、粉末は重量基準で少なくとも１０％のシリカを含有し、有利には重量基準で少なくとも１５％、より有利には少なくとも２０％、好ましくは少なくとも２５％のシリカを含有する。この第２の具体的な実施形態では、粉末は一般的に重量基準で最大で４０％、有利には最大で３５％、より有利には最大で３０％のシリカを含有する。本発明の第２の具体的な実施形態のうちの特別な実施形態では、粉末は、重量基準で少なくとも２０％、最大で３０％のシリカを含有する。
【００４３】
自由流動のために、またルイス酸とアルカリ性重炭酸塩との反応を抑制するために、本発明の粉末は限定的な含水量である必要がある。本発明にかかる粉末の含水量は、有利には最大で１５重量％、好ましくは最大で１０重量％、より好ましくは最大で５重量％、最も好ましくは最大で３重量％である。これによってルイス酸とアルカリ性重炭酸塩との反応も抑制することができる。特に、結晶性の化合物又は塩に捕捉されている包含水に関しては、７０℃以下での結晶の融解によって水が放出されない限りは悪影響を及ぼさない。
【００４４】
本発明の１つの変形例によれば、本発明にかかる粉末の残りの部分は、ルイス酸、ホウ素塩、特には水酸化アルミニウムである金属水酸化物、特には水酸化マグネシウムであるアルカリ土類金属水酸化物、無水又は水和の硫酸亜鉛、硫酸アンモニウム、無水又は水和の硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム（石膏）、リン塩、及びこれらの混合物から選択される他の耐火性成分を含有する。１つの好ましい変形例では、耐火性粉末は本質的にホウ素塩及び／又はホウ酸を含まない。実際、ホウ酸及びホウ素化合物は人に対する生殖毒性を有するものとして分類されている。本質的にホウ素塩及び／又はホウ酸を含まないようにすることで、耐火性粉末は、添加された化合物に含まれる微量の天然ホウ素成分以外に、添加される意図的なホウ素化合物を有さないと理解されるべきである。この場合、ホウ素（Ｂ）として表されるホウ素含量は、耐火性粉末の２重量％未満、好ましくは１重量％未満、より好ましくは０．１重量％未満にされるべきである。
【００４５】
１つの有利な変形例では、耐火性粉末は菌類及びカビの成長に好都合な窒素質及び／又はカリ質肥料となり得る他の耐火性成分を含まない。
【００４６】
本発明の別の変形例によれば、耐火性粉末は他の耐火性成分を全く含まない。
【００４７】
別の変形例では、粉末は他の殺菌剤成分を含まない。
【００４８】
好ましい変形例では、粉末は神経毒性の殺寄生虫活性成分を含まない。また、より好ましい変形例では、粉末は他の殺寄生虫活性成分を含まない。
【００４９】
別の有利な変形例では、耐火性粉末は、リン酸水素アンモニウム塩またはアルカリ性のリン酸水素塩、アルカリ性重炭酸塩、及びシリカ以外の成分を含まない。
【００５０】
特に有利な変形例では、耐火性粉末は、リン酸二水素一アンモニウム、重炭酸ナトリウム、及びシリカ以外の成分を含まない。
【００５１】
ルイス酸、重炭酸塩、及びシリカの混合物はできるだけ均一に混合しなければならない。混合しやすくするために、ルイス酸、重炭酸塩、及びシリカの粒径を同程度にすることが望ましい。混合は、リフターブレードを備えたブレードミキサーなど、当業者に知られているパウダーミキサーであればいずれの種類を用いて行ってもよい。しかし、ある状況下では、特にプロシェアミキサー中で混合が行われる場合、これは有利ではあるが、混合時間が長過ぎると耐火性粉末の有効性が失われるおそれがあることが認められている。概して、１０分より長い時間は避けるべきである。一般的に、ルイス酸、重炭酸塩、及びシリカの混合物を流動化するように混合することも望ましい。この流動化は、プロシェアの回転に伴って混合物がミキサーの中に落ちる際にプロシェアミキサー中で起こる。
【００５２】
重量基準で大部分又は大半を占める人や動物に対して無毒の成分、を含有する本発明にかかる粉末は、多くの建築材料中に、有利には、亜麻、亜麻皮、麻、麻幹、ジュート、サイザル麻、コイア、綿及び木などの植物由来の、又は、毛及び羽などの動物由来の、未使用繊維又は再利用繊維から選択される天然繊維を含有する建築材料中に、容易に用いることができる。
【００５３】
本発明にかかる粉末は、有利にはセルロースウォッディングを含有する材料の製造に用いられる。
【００５４】
本発明の別の態様は、その組み合わされた耐火効果、殺菌効果、及び殺寄生虫効果のための、本発明にかかる粉末の使用に関する。
【００５５】
本発明にかかる粉末が添加される繊維は、例えばバラ詰め断熱材の形態で単独で用いられるものであってもよく、又は天然鉱物モルタルとの混合物として、又は繊維の成形前又は圧縮前の好ましくは天然の粘着タイプであるバインダーとの混合物として、又は好ましくはポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）、植物油由来のポリアミド１１、生物由来のポリエチレン（ＰＥ）、生物由来のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びこれらの複合混合物などのバイオプラスチックであるプラスチックとの混合物として、用いられるものであってもよい。
【００５６】
第１の好ましい実施形態では、本発明にかかる粉末の、ルイス酸、アルカリ性重炭酸塩、及びシリカから選択される、少なくとも１つの成分、好ましくは少なくとも２つの成分、更に好ましくは少なくとも３つの成分は、重量平均径が１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下の粒子の形状で存在する。この直径は、ＩＳＯ  １３３２０−２００９標準に従って、波長６３２．８ｎｍで直径１８ｍｍのＨｅ−Ｎｅレーザー光源と、後方散乱３００ｎｍの焦点距離（３００ＲＦ）を有する測定セルと、ＭＳ１７液体調製ユニットと、飽和重炭酸塩エタノール液を用いた自動溶媒濾過装置（「エタノールキット」とを用いた、液体経路を介したＭａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  Ｓ粒径分析装置によるレーザー回折・散乱式粒径分析よって測定される。粒度分布は、粒子の体積分布として計算されるものである。この体積分布は、所定の粒子密度における重量分布に等しい。
【００５７】
本発明の１つの有利な実施形態では、粉末の製造は、ルイス酸、アルカリ性重炭酸塩、及びシリカから選択される粉末のうちの少なくとも２つの成分を同時に製粉する少なくとも１つの工程を有する。少なくともアルカリ性重炭酸塩とシリカとを同時製粉することが好ましい。同時製粉することで、耐火特性、殺菌特性、及び殺寄生虫特性を非常に高めることができる。同時製粉する段階は、グラインディングミル、インパクトプレートミル、ハンマーミル、又はピンミルなどの、当業者に知られているいずれのミルを用いて行ってもよい。ピンミルが有利である。特に、最も大きい粒子をミルで内部循環させることができる粒径選別機を備えたミルが有利である。
【００５８】
第２の具体的な実施形態では、本発明にかかる粉末の、ルイス酸、アルカリ性重炭酸塩、及びシリカから選択される、少なくとも１つの成分、好ましくは少なくとも２つの成分、更に好ましくは少なくとも３つの成分は、重量平均径が少なくとも８０μｍ、好ましくは少なくとも１００μｍ、より好ましくは少なくとも１３０μｍであり、最大で５００μｍ、好ましくは最大で４００μｍ、さらにより好ましくは３００μｍの粒子の形状で存在する。この第２の具体的な実施形態の粉末の直径は、ＩＳＯ  ３３１０−１：２０００標準に従ったふるい分けによって測定される。この具体的な実施形態のようにすることによって、構成成分を含有する、特には耐火性粉末と同時製粉されてもよい天然繊維を含有する建築材料の製造をする場合に、より容易に加工することができる。この同時製粉段階によって、ミルと共に及びミルの下流に設置した粉塵除去装置に粉末粒子が取り込まれるのを抑えつつ、粉末と材料とをよく混合することができる。
【００５９】
したがって、本発明は、未使用及び／又は再利用の天然繊維と本発明にかかる粉末とを含有する建築材料の製造方法であって、製造方法は天然繊維と本発明にかかる粉末とを同時に製粉する工程を含有する方法、にも関する。
【００６０】
概して、本発明にかかる粉末を用いた建築材料は、少なくとも５重量％、有利には少なくとも１０重量％、より有利には少なくとも１３重量％の粉末を含有する。例えば天然繊維を含有する建築材料の場合、材料が本発明にかかる粉末を多く含有しすぎることは望ましくない。好ましくは、建築材料は、最大で３０重量％、有利には最大で２０重量％、より有利には最大で１７重量％、の粉末を含有する。
【００６１】
したがって、本発明は、好ましくは天然繊維を含有し、本発明の粉末を含有する建築材料にも関する。
【００６２】
以下の実施例は発明の例示のみを意図するものであり、本発明の範囲の限定を意図するものではない。
【実施例】
【００６３】
実施例１（本発明に従う粉末）
２ｋｇのリン酸二水素一アンモニウムと、１ｋｇのＳｏｌｖａｙ  Ｂｉｃａｒ１３／２７重炭酸ナトリウムと、１ｋｇのＨａｕｒｉ  ＭＯＳ  ５００響岩タイプのシリカとを用いた。
【００６４】
重さで固体を計量するために３つの装置を使用し、３つの粉末を、各粉末のそれぞれの処理量２、１、及び１ｋｇ／ｈで、１７０００ｒｐｍで回転するＡｌｐｉｎｅ  ＵＰＺ  １００ピンミルに同時に入れた。
【００６５】
５０重量％のリン酸二水素一アンモニウムと、２５重量％の重炭酸ナトリウムと、２５重量％のシリカとを含有する均質な粉末が得られた。
【００６６】
粉末の粒子サイズは重量平均径が８０μｍ以下である。
【００６７】
実施例２（本発明に従う）
この実施例では、本発明にかかる粉末の殺菌効果を評価するために、人の居住環境にいる病原性菌類（アスペルギウスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ）、クラドスポリウムフェロスパーマム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｐｈａｅｒｏｓｐｅｒｍｕｍ）、ペニシリウムブレビコンパクツム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｂｒｅｖｉｃｏｍｐａｃｔｕｍ））又は木材腐朽菌（ドライロットのナミダタケ（Ｓｅｒｐｕｌａ  ｌａｃｒｙｍａｎｓ））の様々な菌株に対して試験を行った。この目的のために、アスペルギウスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ）、クラドスポリウムスフェロスパーマム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｓｐｈａｅｒｏｓｐｅｒｍｕｍ）、ペニシリウムブレビコンパクツム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｂｒｅｖｉｃｏｍｐａｃｔｕｍ）、ナミダタケ（Ｓｅｒｐｕｌａ  ｌａｃｒｙｍａｎｓ）の菌株のうちの１つを植菌した寒天培地の上に実施例１の粉末を直接堆積させた。抑制された領域、すなわち粉末の作用によって菌類の成長が停止した領域は、用いた菌株それぞれについて非常に顕著である。
【００６８】
実施例３（本発明に従う）
本発明にかかる粉末の殺虫効果を評価するために、木食昆虫である一般的な欧州のシロアリ（レティカリテルメス  ルシフガス（Ｒｅｔｉｃｕｌｉｔｅｒｍｅｓ  ｌｕｃｉｆｕｇｕｓ））の幼虫を用いた。この目的のために、実施例１の粉末をセルロース繊維と混合した。２種類の粉末投与量、すなわちセルロース繊維に対して１０％と１５％で評価した。レティカリテルメス  ルシフガス（Ｒｅｔｉｃｕｌｉｔｅｒｍｅｓ  ｌｕｃｉｆｕｇｕｓ）の死亡率は時間の関数として観測される。
【００６９】
実施例４（本発明に従う）
本発明にかかる粉末の殺虫効果を評価するために、ケラチン食性昆虫であるイガ（コイガ（Ｔｉｎｅｏｌａ  ｂｉｓｓｅｌｌｉｅｌｌａ））の幼虫を用いた。この目的のために、実施例１の粉末を麻繊維と混合した。２種類の粉末投与量で評価した。すなわち、麻繊維に対して１０重量％と１５重量％混合した。コイガ（Ｔｉｎｅｏｌａ  ｂｉｓｓｅｌｌｉｅｌｌａ）の死亡率は時間の関数として観測される。
【００７０】
実施例５（本発明に従う）
断熱性セルロースウォッディングの製造
１００ｋｇの古新聞が用いられる。仕分け（金属及びプラスチックの除去）の後、紙を細断して切手サイズの小片にするために、紙を第１のミルに入れて粉砕する。
【００７１】
それぞれ緩衝ホッパーを備えた２つの固体計量装置（スクリューフィーダーで調整）を用いて、次の
−リン酸二水素一ナトリウム（８０〜１２０μｍの重量平均径を有する粒子からなる）と、Ｓｏｌｖａｙ  Ｂｉｃａｒ１３／２７重炭酸ナトリウム（１３０μｍと２７０μｍの２つのふるいの間で選別されたもの）と、Ｈａｕｒｉ  ＭＯＳ  ５００響岩タイプのシリカとの混合物からなる粉末と、
−１段階目で切手サイズの小片に細断された紙と、
が同時に第２のミルに入られる。
【００７２】
第２のミルは、添加物粉末の添加のすぐ後に配置される。
【００７３】
あらかじめ細断された紙の小片と、混合物全体（粉末＋紙）に対して１５重量％の割合で添加された粉末は、細かく同時に粉砕される。
【００７４】
ミルの出口では、繊維中に粉末が良好に固定され、良好に均質化された、多数のざらざらを有する、手触りが柔らかな、ふわふわした外観の繊維が得られる。そのかさ密度は３５ｋｇ／ｍ３である。その熱伝導率は０．０３８Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１である。その比熱容量は約１６５０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）である。
【００７５】
紙粉を回収することのできる濾過装置によって、集塵回路に最初の粉末があまり取り込まれないことを確認することができる。
【００７６】
処理されたウォッディングはその後、第２のミルの出口で袋詰めする前に計量され圧縮される。
【００７７】
このように処理されたセルロースウォッディングは、その後断熱材厚さ５〜４５ｃｍで断熱材として使用される。
【００７８】
使用される量は、断熱技術に依存する。すなわち、壁区画への空気圧吹き付けによる場合は５０〜６５ｋｇ／ｍ３、ウェットスプレーによる場合は３０〜５０ｋｇ／ｍ３、壁区画への手作業での設置による場合には５０〜６５ｋｇ／ｍ３である。
【００７９】
添加物を多く含んでいるこのウォッディングは、良好な耐火性、並びに、菌及び寄生虫の成長に対する良好な抵抗性を有している。
【００８０】
実施例６
本発明に従う又は従わない様々な組成物の耐火作用の比較。
【００８１】
表１に挙げた原材料を用い、実施例１と同じ製造装置及び同じ操作条件を用いた、様々な粉末組成物を使用した。
【００８２】
この一連の試験では、７０００ｒｐｍで回転するＵＰＺ  １００ピンミル中で繊維を離解することによって得られた、実施例５に記載されているのと同様の未使用のセルロースウォッディングを使用した。
【００８３】
様々な処方の燃焼挙動は、ＮＦ  ＥＮ  ＩＳＯ  １１９２５−２標準：火災反応−接触火災による建築製品の着火性−第２部：単一火源試験、を基にした手順に従って比較評価した。
【００８４】
炎内部の青い部分が４ｃｍに設定された、ガスバーナー型番Ｘ２０００ＰＺ（Ｓｏｕｄｏｇａｚ）からの１２ｃｍの長さの炎を、４５°の角度で、炎の青い部分の末端から試験材料までが２ｃｍの距離で、試験材料面にあてた。材料への炎の暴露５秒後にバーナーを外し、目視観測で、セルロースウォッディングへの着火があるかどうか、セルロースウォッディングの炎が持続する時間（炎の持続時間）、燃焼持続時間（白熱ゾーンの持続）、及び、セルロースウォッディングの炎が広がった表面積％、を決定した。結果は、試験中に行われた燃焼の性質の観測によってより詳しく解析した（具体的にはセルロースウォッディングの厚さ方向へ深く燃えたか、又は表面的に燃えたか、又はわずかに表面的に燃えたか）。
【００８５】
セルロースウォッディング中で試験された様々な組成物粉末の耐火作用の比較は表２（本発明に従わない粉末組成物）及び表３（本発明に従う粉末組成物）に示されている。
【００８６】
表３から分かるように、本発明に従う粉末組成物を用いた、試験６．７〜６．１４の延焼表面積の結果は最大でも９０％であり、ほとんどの場合で最大でも６０％であり、組成と耐火性粉末の量によっては、セルロースウォッディングの表面だけが燃えている（試験６．１０〜６．１４）。
【００８７】
それと比較して、本発明に従わない耐火性粉末で行われた試験６．１〜６．６（表２）では、全ての事例においてセルロースウォッディングが深くまで燃え、延焼表面積は９０〜１００％の範囲である。
【００８８】
実施例７
ホウ砂ナトリウムなどのホウ酸アルカリ誘導体を用いた、先行技術で公知の耐火性組成物と比較するために、比較試験を行った。そのために、本発明に従わない米国特許第４１８２６８１号明細書（以下、ＵＳ’６８１という）に開示さている組成物と、本発明に従う耐火性組成物とを比較した。
【００８９】
本明細書の表４に示されている重量パーセンテージのホウ砂、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウム、ソーダ灰（炭酸ナトリウム）、シリカゲル、及びリン酸二アンモニウムからなる、ＵＳ’６８１の第４カラム５行目〜１１行目に記載されている粉末組成物を、実験室用Ｌｏｅｄｉｇｅプラウミキサーで２分間注意深く混合することによって調製した。処理されたセルロースウォッディングで報告されている２０重量％の耐火性粉末含量で、実施例６と同じ装置及び同じ操作条件で耐火性組成物粉末と共に粉砕する前に、ＵＳ’６８１に教示されているように粉末組成物を活性化するために、セルロース繊維を９０℃で予熱した。
【００９０】
この処理されたセルロースウォッディングを、リン酸一アンモニウム（ルイス酸）、重炭酸ナトリウム、シリカ（Ｖｕｌｋａｎｉｔ）からなる本発明に従う粉末２０重量％（報告されている処理されたセルロースの最終的な総重量基準）で処理されたセルロースウォッディングと比較した。化合物は最初に実験室用Ｌｏｅｄｉｇｅプラウミキサーで２分間注意深く混合した。その後、処理されたセルロースウォッディングで報告されている２０重量％の耐火性粉末含量で、実施例６と同じ装置及び同じ操作条件で、得られた耐火性組成物粉末と共にセルロースウォッディングを粉砕した。
【００９１】
７．ａ（ＵＳ’６８１、本発明に従わない）及び７．ｂ（本発明に従う）の各試験は２回行われた。結果を表６に示す。
【００９２】
表６の結果から、セルロースウォッディングの炎の持続時間は、両方の場合で０．５秒と同等であることが分かる。しかし、後燃え燃焼持続時間（炎がない白熱セルロース）は、本発明に従う耐火剤を用いた場合の短い後燃え燃焼持続時間（５秒及び７秒）と比較して、本発明に従わない耐火剤を用いた場合非常に長い（４５秒及び２２秒）。処理されたセルロースの燃焼後の重量損失も、本発明に従う組成物を用いた場合は、本発明に従わない組成物と比較して少ない（２．２％対３．５％）。
【００９３】
更に、実施例７．ａからの本発明に従わない組成物は、ＵＳ’６８１からの硫酸アンモニウム組成物の活性化工程を必要とする。実際、実施例７．ａ（本発明に従わない）として行ったが耐火性粉末を入れる前にセルロースを９０℃で予熱しなかった２つの試験では、後燃え燃焼持続時間（炎がない白熱セルロース）は、２分（１２０秒）〜１４分（８４０秒）と長く、処理されたセルロースの燃焼後の重量損失も最高で３８％である。
【００９４】
比較すると、本発明の粉末は耐火効果に関してよい結果を与え、例えばＵＳ’６８１の公知技術と対照的に耐火性粉末の熱的活性化を特に必要としない。
【００９５】
参照によって本明細書に包含されている特許、特許出願、及び刊行物のいずれかの開示が、用語が不明確になる程度に本明細書の記載と矛盾する場合は、本明細書が優先される。
【００９６】
【表１】
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【００９７】
【表２】
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【００９８】
【表３】
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【００９９】
【表４】
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【０１００】
【表５】
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【０１０１】
【表６】
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【国際調査報告】
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2014507499.tif 000009