(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を吸収する石膏プラスターベースの材料であって、
・石膏プラスター材料、及び、
・カゼインと活性炭との混合物、
を含有しており、カゼインと活性炭の総量が、１００重量部の石膏プラスター当たり０．０１〜２０重量部の範囲であり、かつカゼインの重量が、カゼインと活性炭との混合物の１．０〜６０重量％に相当している、揮発性有機化合物を吸収する石膏プラスターベースの材料。
【請求項２】
カゼインと活性炭の総量が、石膏プラスター１００重量部当たり０．５〜１０重量部の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項３】
１００重量部の石膏プラスター当たりで表して以下の添加剤を以下の重量割合でさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の石膏プラスターベースの材料。
・０．１〜１５部の接着剤  
・０．００１〜１０部の硬化促進剤  
・０．０００１〜１部の発泡剤  
・０〜１０部の少なくとも１種の撥水剤  
・０〜２０部の少なくとも１種の難燃剤  
・０〜２０部の少なくとも１種の補強材  
【請求項４】
前記接着剤がデンプン、デキストリン、又は植物粉である、請求項３に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項５】
前記デンプンが酸で前処理されたものである、請求項４に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項６】
前記硬化促進剤が水和硫酸カルシウム又は硫酸カリウムである、請求項３に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項７】
前記発泡剤がラウリル硫酸ナトリウムである、請求項３に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項８】
前記少なくとも１種の撥水剤がシロキサンである、請求項３に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項９】
前記少なくとも１種の難燃剤がバーミキュライト、シリカ、粘土又は金属繊維である、請求項３に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項１０】
前記少なくとも１種の補強材がポリマー繊維、ミネラル繊維、動物又は植物繊維である、請求項３に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項１１】
前記ミネラル繊維がガラス繊維である、請求項１０に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項１２】
粉末、ペースト又はプラスターパネルの形態であることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項に記載の石膏プラスターベースの材料。
【請求項１３】
石膏プラスターボードであることを特徴とする、請求項１２に記載の石膏プラスターベースの材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲空気中の揮発性有機化合物の量を減少させることができる石膏ベースの材料、特に住居の内装用の石膏ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に建物、特に住居、オフィス又は公共の建物（博物館、映画館、コンサートホールなど）の建設と装備の分野では、非常に多様な複合材料が使用されている。これらの材料の一部、例えば防音材及び／又は断熱材、木製パネル、及び装飾や家具のエレメントなどは、揮発性有機化合物を含有しかつこれらを経時的に放出する樹脂をベースとした接着剤、塗料及びニスを使用する。これらの化合物は、周囲空気中に見いだされ、その量は少ないように思えるが、これらは長い目で見ればトラブルを引き起こすか又はそれに曝露された個人の健康を害することさえある。
【０００３】
近年、より厳しい規制のために、上記樹脂中の揮発性有機化合物の比率は大幅に低下している。しかし、これらの樹脂を揮発性有機化合物を含まない他の樹脂で代替する試みは、提唱された代替樹脂がより高価で、得られる製品の性能品質がより低いため、実を結んでいない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、建物、特に住居又はオフィスとして使用される建物内の揮発性有機化合物の量を減らし、周囲空気の品質を改善することである。対象とする揮発性有機化合物は、より具体的にはアルデヒド類、ケトン類、及び芳香族化合物である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明は、カゼインと活性炭との混合物を含有している石膏ベースの材料、特に石膏ボード、を提案する。
【０００６】
本発明の別の主題は、建物内部の空気中の揮発性有機化合物の、特にアルデヒド類、ケトン類、及び芳香族化合物の、量を減少させるために前記石膏ベースの材料を使用することに関する。
【０００７】
本出願において「揮発性有機化合物」との用語は、炭素と、以下の元素、すなわち水素、ハロゲン、酸素、硫黄、リン、ケイ素、及び窒素、のうちの少なくとも１つとを含有する、２９３．１５Ｋの温度で少なくとも０．０１ｋＰａに等しい蒸気圧を有する化合物を意味するが、ただし、炭素の酸化物、無機の炭酸塩及び重炭酸塩は除く。本発明が特に対象とする揮発性有機化合物は、炭素、水素及び酸素を含有する化合物である。
【０００８】
本発明によるカゼインは、いずれかの哺乳動物の乳汁に由来することができ、好ましくは牛乳である。カゼインは、産出したままでもよく、あるいは加水分解処理もしくは、特にレンネット酵素を用いての、酵素処理、又は酸または塩基を必要とする処理（後者の場合はカゼイン塩を生成する）を受けていてもよい。カゼインは、複数のカゼインの混合物でもよい。好ましくは、カゼインは産出したままのカゼイン又はカゼイン塩であり、後者は水溶性であるという利点を有する。
【０００９】
本発明による活性炭は、比表面積が少なくとも１００ｍ2／ｇに等しく、好ましくは少なくとも２００ｍ2／ｇに等しく、有利には４００〜２５００ｍ2／ｇの範囲である。活性炭は、複数の活性炭の混合物でもよい。
【００１０】
使用されるカゼインと活性炭の総量は、１００重量部の石膏当たり、一般には０．０１〜４０重量部、好ましくは０．１〜２０部、有利には０．５〜１０部の範囲である。
【００１１】
石膏をベースとする材料において、カゼインは、カゼインと活性炭との混合物の少なくとも０．１重量％、好ましくは０．１〜６０重量％に相当する。
【００１２】
本発明者らは、カゼインと活性炭との相乗効果を明らかにした。一定量のカゼインと活性炭について得られる揮発性有機化合物の量の減少は、同じ量のカゼイン又は活性炭について得られる減少より多くなる。実施例が、この相乗効果を例示している。
【００１３】
石膏ベースの材料はまた、最終製品の物理化学的特性を改善し良好な適用条件を利用できるようにする添加剤を含有してもよい。例えば、前記材料は、１００重量部の石膏当たりで表して以下の添加剤を以下の重量割合で含むことができる。
・０．１〜１５部の接着剤（その機能は、石膏へのペーパーコーティングの密着性を上昇させることである）、例えば、デンプン、特に酸で前処理したもの、デキストリン、又は植物粉、特に小麦粉又はトウモロコシ粉。
・０．００１〜１０部の硬化促進剤、例えば水和硫酸カルシウム又は硫酸カリウム。
・０．００１〜１０部の殺生物剤、例えばナトリウムオマジン。
・０．０００１〜１部の発泡剤（その役割は細孔を作り、最終製品、特に石膏ボードの密度を低下させることである）であり、例としてラウリル硫酸ナトリウムを挙げることができる。
・０〜１０部の少なくとも１種の撥水剤、例えばシロキサン又はポリシロキサン。
・０〜２０部の少なくとも１種の難燃剤、例えばバーミキュライト、シリカ、特にマイクロメートルサイズのもの、粘土、又は金属繊維。
・０〜２０部の少なくとも１種の補強材、例えばポリマー繊維、ミネラル繊維、特にガラス繊維、及び動物もしくは植物繊維。
【００１４】
石膏パネル、特に石膏ボードの製造自体は、公知である。
【００１５】
本発明は、石膏パネルに関してより詳しく記載されてはいるが、この種の材料に限定されず、どんなものであれ任意の形態（粉末、モルタル、マスチック）の石膏ベースの材料を包含する。
【００１６】
石膏ボードは、粉末の焼石膏（硫酸カルシウム半水和物）を水と混合してペーストを作り、これを連続的に２枚の紙の間に入れるものである連続プロセスにより作製される。作製した製品を圧縮して所望の厚さにし、次にこれを、切断して所定の長さのボードにすることができる充分な硬度レベルにペーストが達するのを可能にする距離にわたり、コンベアー上で連続的に移送する。その後、このボードをオーブンで乾燥させて過剰の水を除去する。
【００１７】
通常、ペーストの粉末成分は、硫酸カルシウム半水和物（ＣａＳＯ4・０．５Ｈ2Ｏ；焼石膏）及び上記した任意選択的な添加剤を含む。焼石膏は、水の存在下で水和反応を受け、硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ；石膏）に変えられる。
【００１８】
ペーストを作るために使用される焼石膏の量は、製造しようとするパネルの性質に応じて、１００重量部の水当たりに一般に５０〜１５０部、好ましくは８０〜１２０部といろいろである。
【００１９】
ボードの厚さは、例えば６〜２５ｍｍの広い範囲でいろいろでよい。
【００２０】
カゼインと活性炭との混合物は、種々の方法で石膏ボード中に導入することができる。
【００２１】
第１の好ましい実施形態によると、前記混合物は、焼石膏ペーストを紙の間に入れる前にそれに加えられる。
【００２２】
カゼインと活性炭の添加は、例えば焼石膏と上記化合物を同時に又は連続して水に加えることによる、ペーストの製造中に、又はペーストが得られた後に、行うことができる。成分の同時添加が、より簡単に実施できるため有利である。
【００２３】
この実施形態は、石膏中のカゼインと活性炭の分布を均一にし、従って石膏の厚さ全体にわたって含有量を一定にする。
【００２４】
第２の実施形態によると、カゼインと活性炭との混合物を含有する焼石膏ペーストの、一般に２ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満の、薄い層を、第１の紙シート（下層）の上に被着させ、続いて焼石膏ペーストを被着させ、最後に第２の紙シート（上層）を載せる。カゼインと活性炭とを含有するペーストの適用は、当業者に公知の任意の手段により、例えばローラーコーティング法により、行うことができる。このやり方は、カゼインと活性炭との混合物を、石膏ボードの片面に、厚さの一部にのみ適用することを可能にする。
【００２５】
第３の実施形態によると、カゼインと活性炭を、コーティングとしての機能を果たす紙シート（単数又は複数）中に又はその上に加える。この添加は、紙の製造中に、例えばセルロース繊維の懸濁液で行うことができ、あるいは紙シートの少なくとも１つの面上に、例えば噴霧することにより、行うことができる。
【００２６】
本発明による石膏ベースの材料は、粉末（プラスター、モルタル）、ペースト（マスチック、目地仕上げ材料）、又は石膏パネルの形態であることができる。石膏パネルに関してさらに詳しくは言えば、これはむき出しのボードであってもよく、あるいはその面の少なくとも１つが紙シートで被覆されたボード、穿孔を含む音響パネル、石膏とミネラルウール又は木材のパネル、又は繊維もしくは布帛で補強されたボードであってもよい。
【００２７】
本発明による石膏ベースの材料は、壁、天井及び床で、特に石膏もしくはセメントパネルのコーティングもしくは目地仕上げのために、あるいはパネルについて言えば、表面仕上げ、パーティション及び吊天井のために、使用することができる。
【００２８】
住居、公共の場所又は仕事場の建物内での石膏ベースの材料の使用は、空気中に存在する揮発性有機化合物の量を減少させることを可能にし、従ってそれがより健康的になることがわかる。
【実施例】
【００２９】
以下の例は本発明を例示するが、これを限定するものではない。
【００３０】
〔例１〜３〕
ａ）石膏ベースの材料の製造
９５０ｇの硫酸カルシウム半水和物、５．２ｇのデンプン、０．１ｇの粉にした石膏、下記の化合物、及び８５０ｇの水を、ミキサーに入れた。
カゼイン（２５ｇ）＋活性炭（２５ｇ）：  例１
カゼイン（５０ｇ）：  例２（比較例）
活性炭（５０ｇ）：  例３（比較例）
【００３１】
上記のカゼインは、Ｃ３４００という呼称でＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ社により販売されている。
【００３２】
上記の活性炭は、Ｅｎｖｉｒｏｃａｒｂ（登録商標）２０７Ｃ  ４ｘ８という呼称でＣｈｅｍｖｉｒｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ社から販売されている。これは、比表面積が１１００ｍ2／ｇに等しく、ミキサーに入れる前に粉砕される。
【００３３】
混合物を、ペーストを得るため６０秒間攪拌する。
ペーストを、下面を紙シートで覆った真鍮鋳型（２５０ｍｍ×２００ｍｍ）中に流し込み、第２の紙シートを、鋳型の大きさに切断してからペースト上に当てる。
【００３４】
硬化して固体になった後に、石膏ボードを鋳型から取り出す。次にこれを、雰囲気を水で飽和させたオーブン中で、水の８０％が除去されるまでは１８０℃で、水の９５％が除去されるまでは１００℃で、そして４０℃で２４時間という条件で乾燥させる。
【００３５】
ボードを、紫外線に対して耐性のある気密バッグで包む。
【００３６】
ｂ）揮発性有機化合物を捕捉する能力
揮発性有機化合物（アセトアルデヒド、アセトン及びベンゼン）を捕捉する能力の測定を、気密の試験チャンバー中で行う。
【００３７】
石膏ボード（１００ｍｍ×２０ｍｍ；１２５ｇ）を試験チャンバーに入れ、その後チャンバーを密閉する。試験する揮発性有機化合物を２０ｐｐｂ含む空気（相対湿度５０％）の連続流を、２５０ｍｌ／分の流量でチャンバー中を循環させる。
【００３８】
揮発性有機化合物の量の測定を、１テスラの磁石を取り付けたＦＴＩＣＲ（フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴）質量スペクトル計を使用してリアルタイムに行う。測定原理は、チャンバー出口圧力（大気圧）と質量スペクトル計の真空との間のバリアとしての機能を果たすポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製の半多孔性の平らな膜を使用するものである。膜の両側の圧力差と膜の半多孔性は、揮発性有機化合物が注入空気中に含有される他の分子（酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素及び水）より速やかに膜を横切って移動するようなものにする。これが揮発性有機化合物の濃縮をもたらし、従って質量スペクトル計による検出がより高感度となる。
【００３９】
下記の表に示した結果は、同じ石膏ボードの一連の３つの試料について得られた平均値に相当している。この表は、下記の揮発性有機化合物の含有量の減少割合を示している。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
カゼインと活性炭との混合物（例１）が、同じ量のカゼイン（例２）又は活性炭（例３）よりも揮発性有機化合物の含有量を大幅に減少させるのを可能にすることが認められる。こうして、カゼインと活性炭との相乗効果が証明される。
本発明の代表的な態様としては、以下を挙げることができる：
《態様１》
カゼインと活性炭との混合物を含有することを特徴とする、石膏ベースの材料。
《態様２》
カゼインと活性炭の総量が、石膏１００重量部当たり０．０１〜４０重量部、好ましくは０．１〜２０部、有利には０．５〜１０部の範囲であることを特徴とする、態様１に記載の材料。
《態様３》
カゼインがカゼインと活性炭との混合物の少なくとも０．１重量％、好ましくは１．０〜６０％に相当していることを特徴とする、態様１又は２に記載の材料。
《態様４》
１００重量部の石膏当たりで表して以下の添加剤を以下の重量割合でさらに含むことを特徴とする、態様１〜３のうちの１つに記載の材料。
・０．１〜１５部の接着剤、例えばデンプン、特に酸で前処理されたもの、デキストリン、又は植物粉
・０．００１〜１０部の硬化促進剤、例えば水和硫酸カルシウム又は硫酸カリウム
・０．０００１〜１部の発泡剤、例えばラウリル硫酸ナトリウム
・０〜１０部の少なくとも１種の撥水剤、例えばシロキサン
・０〜２０部の少なくとも１種の難燃剤、例えばバーミキュライト、シリカ、粘土又は金属繊維
・０〜２０部の少なくとも１種の補強材、例えばポリマー繊維、ミネラル繊維、特にガラス繊維、及び動物又は植物繊維
《態様５》
粉末、ペースト又は石膏パネルの形態であることを特徴とする、態様１〜４のうちの１つに記載の材料。
《態様６》
石膏ボードであることを特徴とする、態様５に記載の材料。
《態様７》
建物内部の空気中の揮発性有機化合物の量を減少させることへの、態様１〜６のうちの１つに記載の材料の使用。
《態様８》
揮発性有機化合物がアルデヒド類、ケトン類及び芳香族化合物であることを特徴とする、態様７に記載の使用。