JP2016501821A - 石膏ボード用組成物、及びこれを使用した物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを含有している石膏系組成物に関しており、この組成物は非常に高い温度においてより良い構造安定性を有する物品を得ることを可能とする。本発明はさらに、この物品を製造する方法、及びその物品に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、建築物品を形成するために使用できる石膏組成物、特に建物の天井又はパーティションを形成し及び／又はカバーするための石膏ボード及び石膏タイルの形成、又は接合部材等の形成のために使用することができる石膏組成物に関する。本発明はさらに、これらの物品の製造のためのこの組成物の使用、及び製造される物品に関する。

建築物品の製造のために使用される石膏系組成物の原材料は、天然又は合成の、硫酸カルシウム二水和物（又はギプス）である。この粉末状の硫酸カルシウムは、通常は、これを脱水反応させて硫酸カルシウム半水和物又は硫酸カルシウム無水和物、又はこれら２つの形態の混合物にするための焼成工程に供される。この脱水反応した生産物は一般的に石膏と呼ばれている。この石膏と水を混合すると、固化して硫酸カルシウム二水和物を再形成する混合物が得られる。この脱水反応と再水和反応の連続的なステップにより、石膏を成型して形状を与えて多様な形状、特にボード（一般的に拡張して石膏ボードと呼ばれる）又は接合部材等の形状にすることができる。これらのボードは一般的に石膏芯材から形成されており、この芯材は必要に応じて一又は複数の層によって覆うことができ、例えば、保護のため、及び／又は補強のために、特に補強シート（例えば繊維系又は厚紙の補強シート）で両面を覆うことができる。

製造された石膏ボード及び接合部材は、建物の建築における用途に関係する多様な要求を満たしていなければならず、特にこれらは耐火性に関する法的規制に従っていなければならない。

この耐火性を向上させるため、石膏ボードについて、バーミキュライト、パーライト、結晶性シリカ、又はその他の、ホウ素、ケイ素又はアルミニウム等を含有している粘土状材料の形態の添加剤の様な、多様な添加剤を石膏組成物に追加することで、必要に応じて熱条件下においてボードの構造変形（又は収縮）を制限し、又は遅延させることできることが、特に知られている。しかしながら、いくつかの添加剤を適用することは困難であり、又はこれらの添加物は非常に高い追加費用につながり、さらに、耐火性をわずかに向上させることができるに過ぎない。

また、特に熱の作用によって収縮が起こる場合の新剤の結合性を維持するために、石膏ボードにガラス繊維を導入することが知られており、また一般的である。

さらに、従来使用されている石膏ボードよりもより高い耐火性が要求される施工がある。

本発明の目的はそれゆえ、改良された石膏系物品、特に高い温度、より特に非常に高い温度において十分な構造安定性を有し、単純に製造可能である改良された石膏系物品、特に石膏ボード、石膏タイル、又は接合部材タイプである石膏系物品を開発することである。状況に応じて、この改良された石膏系物品は、より少ないガラス繊維を必要とし、又はガラス繊維を必要とせずに製造可能でありつつ、高い温度、特に非常に高い温度において、良好な構造安定性を維持している。

この目的は、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを、（高い温度、特に非常に高い温度において、構造安定性を向上させ／収縮を制限することを可能とする添加剤として）含有していることを特徴とする、本発明の石膏系組成物によって達成される。有利には、前記組成物は、乾燥混合物全体の重量パーセント（又は質量パーセント）において、下記を（最初に）含有している：
５５〜９９．９ｗｔ％、特に５５〜９８ｗｔ％の、石膏、及び
０．１〜１０ｗｔ％の、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシド。

本発明において特に明記しない限り、重量パーセントは、乾燥混合物全体（又は乾燥抽出物。乾燥混合物全体は、特に石膏、ベーマイト及び／又はアルミニウムトリヒドロキシド、及び選択的にバーミキュライト、繊維、及び下記において言及される一又は複数の添加剤を含有している。）、すなわち組成物を分散させることができる液体の溶媒、特に水を除く混合物に関して与えられる。組成物は、乾燥混合物に関して与えられる割合で示される（全体的に混合された）成分から形成される。

この組成物は、下記に記載のとおり、さらにこの分野において通常利用され、かつ／又は組成物の適用を容易にし、かつ／又は耐性、特に耐火性を向上させ、かつ／又はその他の機能を向上させる１又は複数の添加剤及び／又は追加の成分を有していてよい。特に、組成物は、下記を含有していてよい：
０〜１０ｗｔ％の少なくとも１又は複数の添加剤（特に以下に記載する）、特にバーミキュライト、鉱物、及び／又は耐火性の繊維、シリカ、及び粘土等から選択される添加剤（他の可能な添加剤、例えば界面活性剤、硬化遅延剤、硬化促進剤等がさらに以下に記載される）。

本発明はさらに、（少なくとも）石膏、及びナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを基とする混合物を調合すること、及び／又は石膏系組成物に対してナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを添加することからなるステップを有する、石膏系組成物（「耐火性」又は火に対する優れた性質、特に高い温度における構造安定性を有する）の調製に関する。本発明はさらに、本発明の組成物を使用した建築部材（特に、ボードのように、面に対して薄い厚さを持っているもの）の製造方法に関する。この方法によれば、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを含有している石膏系組成物（上記の調製ステップによる）を、混合により形成し、この組成物を、選択的な乾燥の前に、特に押出成形及び／又は成型により成形する。この発明はさらに、石膏系組成物から形成されギプス／石膏を基とする物品の耐火加工方法であり、前記石膏系組成物に対してナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを添加する耐火加工方法に関する。上述の方法において、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシド（組成物を形成している混合物乾燥全量に対してナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドが０．１〜１０ｗｔ％の好ましい割合で）の添加は、必要に応じて石膏系混合物にあらかじめ行われ、又はこの組成物に基づく物品の部分（一般に物品の芯）の最終的な形成前に組成物に行うことができる。

本発明はさらに、組成物及び／又は上述の方法の１つの又は他の方法により得られ、かつ向上した耐火性を有する建築部材（例えばボード又は接合部材）に関する。本発明はさらに、石膏系物品の製造のための、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの使用（特に上述の組成物の使用）にさらに全体的に関係する。

本発明は、石膏系組成物にナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを添加することにより、この組成物から調剤された（ギプス系の）物品に向上した耐火安定性又は耐火性、特に高い温度下、さらには非常に高い温度下（８５０℃以上、特に９００℃以上、又はさらには１０００℃以上）における構造安定性を与えることができ、また、特に（ある状況において非常に高い温度下で十分な構造安定性を与えることができない）ガラス繊維又はバーミキュライト等の、耐火性向上のため通常添加される成分の全部又は一部を有利に（非常に高い温度において性能が評価される場合にはより）置き換えることを可能とすることを証明した。

以下、本発明において、石膏とは特に、その結晶形を問わず、特に硫酸カルシウム半水和物及び／又は選択的に硫酸カルシウム無水和物を含有しており、これらの成分が天然又は合成であってよい、水和可能な硫酸カルシウム（例えばギプスを焼成することで得られる）を意味し、この水和可能な硫酸カルシウムはさらに、ＳｉＯ_２又はＭｇＯ等のいくつかの不純物を含有していてよい。特に、従来の石膏ボードの調製に適合したいかなる石膏も使用することができる。

ベーマイトとは、化学式ＡｌＯ（ＯＨ）（特にγ型）で表される酸化アルミニウム水和物（さらにアルミナ１水和物、又は酸化アルミニウム１水和物とも呼ばれる）を意味し；アルミニウムトリヒドロキシドとは、化学式Ａｌ（ＯＨ）_３で表されるアルミニウム３水酸化物（さらにはアルミナ３水和物、又はさらには酸化アルミニウム３水和物）を意味し；ナノスケールの成分（ベーマイト及び／又はアルミニウムトリヒドロキシド）とは、粒子の形状には関係なく、寸法又は大きさが、９５０ｎｍ以下、好ましくは７５０ｎｍ以下、及び特に５００ｎｍ以下である粒子を意味している。

粒子の大きさとは、相当径、すなわち対象となる成分を（初期に）構成している粒子（又は粒子で構成されている粉末）の粒度分析中に同様にふるまう球の直径を意味する。ここで、この粒度分布は、特にレーザー粒度分析で測定される。

本発明において、ナノスケールの成分（ベーマイト及び／又はアルミニウム）がｘ重量（ｗｔ）％であるとは、組成物が、９５０ｎｍ以下（好ましくは７５０ｎｍ以下、及び特に５００ｎｍ以下）の粒径のこれらの成分の粒子をｘ重量％含有していることを意味しており、この成分より粒径が大きい他の粒子が組成物中に存在していてもよい（言い換えれば、ｘ％のナノスケールの成分とは、ナノスケール又は９５０ｎｍの以下の粒径の（この成分の）粒子がｘ％であることを意味する）。仮に適用可能であれば、粒度分布は、Ｄ１０、Ｄ５０、又はＤ９０の割合を用いて与えられる。ここで、Ｄｙとは、問題となっている粒子群のうちｙ％の粒子の粒径が、Ｄｙ以下であり、（１００−ｙ）％の粒子の粒径が、その粒径より大きいことを意味する。

既に述べたように、粒径は、粉末が水中において超音波を使用せずに分析される、レーザー粒度分析、例えばＨｏｒｉｂａ社製の、Ｐａｒｔｉｃａ Ｌａ−９５０の物品名で販売されている粒度分析計により行われる。

既に述べたように、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの添加は耐火性を顕著に向上させ、及び／又はガラス繊維やバーミキュライト（例えば０．８％のガラス繊維及び３％のバーミキュライトの分量で、この目的のため今まで使用されており、上述のような不利益があった）のような一般的な成分の量を顕著に減少させるが、このような改良は化学式の異なる及び／又はより粒径の大きい（例えば数μｍの）他のアルミニウム系成分を使用した場合には得られず、他の成分により得られるこの効果は顕著に少なく又はむしろ求められる効果をもたらす他の成分や添加剤を欠くことにより悪化する。本発明において、ナノスケールのベーマイトの添加はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの添加と同様に特に好ましい。

好ましくは、本発明において規定される石膏組成物中のナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの含有量は０．２％以上、特に０．３％以上、特に０．４％以上又は、より多い０．５ｗｔ％以上、又はさらには０．７ｗｔ％以上である。さらに好ましくは、一方又は両方のこれらの成分の含有量は、８％以下、特に７％以下、特に６％以下、又はさらには５％以下、又はさらに４％又は３％、又はさらに、状況に応じて２．５％以下である。

さらに、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの粒子の粒径は、有利には７５０ｎｍ以下であり、さらに５００ｎｍ以下であり、さらに４００ｎｍ以下であり、特に３００ｎｍ以下であり、特に２００ｎｍ以下である。さらに有利には、２０ｎｍ以上であり、特に５０ｎｍ以上であり、特に６０ｎｍ以上であり、さらに８０ｎｍ以上である。

さらに好ましくは、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの形状係数（最長の寸法Ｌと、Ｌに垂直な方向の最長の寸法ＩとしてＬ／Ｉで定義される）は１５以下、特に１０以下、であり、さらに好ましくは２以上、特に３以上である。

特に、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの粒子は有利には粗平行六面体の小板状の形状である。粒子の形状は、特に走査型電子顕微鏡を使用することによって判断される。

特に好ましい実施態様において、本発明の組成物は、０．５〜６ｗｔ％の、粒径が７５０ｎｍ以下、好ましくは粒径が２０ｎｍ〜５００ｎｍである、ベーマイトの粒子を含有している。

本発明において、非常に高い温度下で十分な構造安定性を特に有する望ましいボードを得るために、ナノスケールのベーマイトが特に好ましい。

この石膏系組成物は一般的に多様な成分を混合して、粉末（特に使用前に水中において分散することができる）又は多少液状のペースト（使用する準備の整った組成物）が得られ、この成分は固体状又は特に懸濁液又は分散液、必要に応じて水が加えられている。本発明の（得られた）石膏系組成物はこのように固体状（粉末等）、又は液状（分散液等）であってよい。

ベーマイト（又はアルミニウムトリヒドロキシド）は特に混合物に、又は粉末（特に、粒子の粒径が９５０ｎｍ以下である）の形態又はコロイド懸濁液（水又は特に酸の分散液）の形態のペーストに添加される。有利な実施態様において、この添加剤（ベーマイト及び／又はアルミニウムトリヒドロキシド）は例えば５〜５０％のナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドと５０〜９５％の水又は酸のような溶媒からなるコロイド懸濁液の形態で添加される。

既に述べたとおり、使用される石膏は従来のいかなる石膏であってもよく、粉末の形態又は既に水と混合されて形成されたペーストの形態であってよい。さらに広く、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドが添加される混合物は、必要に応じてその他の添加剤が取り入れられた既存のいかなる石膏系の混合物であってよい。組成物中の石膏の割合は十分な機械的強度を得るため少なくとも５５％である。

その適用及び変形により物品、例えば、建築部材（ボードのような）を得るため、必要に応じて、本発明の組成物に水が加えられる。特に、石膏ボードの重量を減少させるため、一定の割合の水が泡状（選択的に、泡状化は液状の組成物中で起こってもよい）で添加されてよい。泡を得るためにイオン性界面活性剤及び／又は非イオン性界面活性剤のような様々なタイプの発泡剤が加えられてよく、これらの割合は例えば組成物の０．０１〜２ｗｔ％である。

石膏、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシド、及び必要に応じて（水性の）溶媒が存在する本発明の組成物は、さらにバーミキュライトを含有していてよい。バーミキュライト（特にアルミニウム、鉄、マグネシウム、又はカリウムのケイ酸塩から形成される）は、膨張され又はされず又、得られる物品の耐火性を向上させることに貢献する。好ましくは、（特に膨張していない）バーミキュライトの割合は組成物の１０ｗｔ％以下に維持される。

本発明に基づく組成物は、さらに繊維、特に鉱物及び／又は耐火性の繊維を含有していてよく、好ましくはこの繊維はガラス繊維である。この繊維は短い（平均で約３〜６ｎｍ）、長い（平均で約１０〜２４ｎｍ）、又は中間の大きさでよい。これらは束ねられていない形態又は繊維のマット又は布のような織り交ぜられた繊維の網であってよい。これらの繊維は特に非常に高い温度において得られた物品の機械的強度を増加させることに貢献する。代替的又は付加的に、繊維（フィルム、布、マットその他の形態の）又はその他の補強材（厚紙等）は、最終物品を補強するために、本発明に基づく組成物から得られる物品、特にボードに、例えば形成され、選択的に固化された石膏組成物の表面に供給されることができる。

さらに他の添加剤又は成分が本発明に基づく組成物中に存在していてよい（他の成分とともに供給され、又は独立して組成物に添加されることができる）。これらの添加剤は例えば下記の１又は多数の薬剤であってよい：撥水剤（シリコン、オイル、ワックス、スターチ、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポロビニルアセテート（ＰＶＡｃ）、スチレン―ブタジエン（ＳＢＲ）系のポリマー等）、硬化促進剤（良ギプス粉末、硫化カリウム等）、硬化遅延剤（例えばタンパク質又はカルボン酸系）、歪曲抑制剤又は抗スランピング剤（スターチ、セルロースエーテル、又はＰＶＯＨ、ＰＶＡｃ、又はＳＢＲ等のポリマー）、再焼成防止剤（糖、スターチ、又はホウ酸等のような）、発泡安定剤、界面活性剤又は発泡剤、結着剤、殺菌剤、防かび剤、殺生物剤、ｐＨ調整剤、着色剤、難燃剤又はフィラー、粘着剤又は補強剤又は保護剤（例えばスターチ（天然又はアルファ化されていない））、液化又は分散剤（リグノスルフォネート、メラミンホルムアルデヒド、又はポリカルボキシレート等）、濃厚剤、セルフレべリング剤、又はさらに石膏組成物に通常利用される１又は多数の他の添加剤等。状況に応じて、特に接合部材（特に石膏ボード間に使用される接合部材）形成のための組成物において炭酸カルシウムＣａＣＯ_３が存在していてよい。

既に述べたとおり、本発明はさらに、物品、例えば成型品又は押出成形品、特に石膏タイル又は石膏ボードの製造、又は接合部材の製造のための、本発明の組成物の使用に関しており、さらに、このような組成物を含有している（又はそれから得られる）タイル、ボード又は接合部材のような物品（成型品又は押出成形物）に関している。

石膏ボード（又はタイル又はパネル）は、例えば、好ましくは連続的に行われる、以下の工程を含む方法により得られる：
−既に述べた石膏組成物の様々な構成物を例えばミキサーにより混合することで、ペーストを準備すること、
−このペーストを（第１の）補強材料（例えば厚紙及び／又は金網のような）上に堆積させること、及び／又は型にそそぐこと、
−（必要であれば第２の）補強材料（同一又は必要に応じて第一の補強材料と異なる）をペースト上に（特に上側表面に）に堆積させること、
−選択的に乾燥させること。

この方法が終了すると、芯材がギプス系（最初は石膏系）組成物であるボードが、このようにして得られる。

ボードを切断する等のような、他の工程がさらに行われてもよい。

本発明はさらに、製造される接合部材又はボード（又はタイル）に関しており、ボードの寸法は一般的にこれらの使用目的によって様々である。例えば、パーティションを製造するための石膏ボードは縦長が５ｍ、幅が１．２ｍであってよく、その厚さは６〜３５ｍｍの間で変えることができる。これらのボードは一般的に０．５〜２．０ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．６〜１．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有している。

これらのボードは補強材料（特に鉱物、耐火性又はセルロース繊維）、例えばフィルム、布、紙、マット、格子等又はこれらの様々な補強材料の組み合わせの形のもの、が表面に付けられて提供される。

本発明の物品は、アルミニウムに富んでおり（化学分析による観測）、特にアルミニウムと酸素がギプス構造と混ざり合って構成されており（走査型電子顕微鏡による観測）、アルミニウムトリヒドロキシド系の物品では２２０〜３２０℃の範囲において、ベーマイト系の物品では４００〜５００℃の範囲において（熱重量分析（ＴＧＡ）により観測）重量の低下がみられることが観察された。

以下の、説明のために与えられ限定するものではない例を読むことにより、本発明をより理解することができ、又本発明の他の詳細部分及び有利な特徴が明らかになる。

本発明の実施例１〜１１、及び参照例１〜６の試料の準備及び測定：
２０ｃｍ×２５ｃｍの石膏ボードを、質量部１００の石膏を質量部０．６のスターチ（Ｃａｒｇｉｌｌ Ｃ Ｐｌｕｓの製品名でＣａｒｇｉｌｌ社により販売されている）、必要に応じて下記の表１〜３により与えられる乾燥材料（分量がさらに質量部として表現される（石膏の１００重量部毎に））、及び純水を混合し、泡状の水（水と、水に対して１ｗｔ％の、Ｈｕｎｔｓｍａｎ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＭｉｌｌｉｆｏａｍ Ｃの製品名で販売されるアルキルエーテルスルフェートナトリウム塩、発泡剤）によりこの混合物の密度を調整して、電子レンジ（７５０Ｗ）で１９分、及びストーブで１２時間、４０℃（ボードの硬化を完了させるため）に置き、密度が０．８５±０．０２であるボードとして準備した。

長さが２００ｎｍ、幅が１５０ｎｍの平行六面体形状のサンプルを取り（特に切断により）、標準のＩＳＯ８３４に基づいて温度が上昇するようにプログラムした炉にいれ、特にサンプルの幅の寸法の変化を継続的に記録した。約１３分後、温度が７００℃に到達した時に、該当するならばサンプルＲ７００の収縮を測定した。６０分後、温度が９４５℃に到達した時に、サンプルＲ９４５の収縮を測定した。１２０分後、温度が１０４９℃に到達した時に、サンプルＲ１０４９の収縮を測定した。

非常に高い温度下で以下の組成物から得た結果を、表１においてパーセントにより表現した収縮（又は寸法の変化）の数値で比較した。

〈参照例１〉
前述の、石膏とスターチと水の組成物に対して、何も乾燥物を加えなかった。

〈参照例２〉
主に大きさが２５０μｍ〜７１０μｍ（ＥＦＩＳＯＬ社からＶｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ ｇｒａｄｅ Ｍｉｃｒｏｎの製品名で販売されている）の粗製のバーミキュライトを３質量部、組成物に加えた（混合物の厚さ調整前に）。

バーミキュライトを加えると、温度が９４５℃及び１０４９℃において構造安定性の向上が観察された（表１）。

〈参照例３〉
バーミキュライトが５質量部（３の代わりに）添加して、参照例２の手順を行った。

しかしながら、試料が実験中に崩壊したため、収縮の観察は行うことができなかった（ＮＤは測定できないことを示す）。

〈参照例４〉
上記の例においてバーミキュライトを増やす代わりに、Ｊｈｏｎｓ Ｍａｎｓｖｉｌｌｅ社よりＤｕｒａｃｏｒｅ ＳＦ Ｐｌｕｓ ｔｙｐｅ Ｍ３００の製品名で販売されている、長さが１２ｎｍのガラス繊維を０．８重量部、及びＰｒｏｔｅｘ社よりＰｒｏｌｅｔｏｒ ＰＮＳ ７４７Ｌの製品名で販売される液化剤（ポリナフタレンスルホン酸のナトリウム塩）２．５重量部を添加して、参照例２の手順を行った。

バーミキュライトに加えて繊維を添加したことで、９４５℃における構造安定性の向上が観察されたが、より高い温度では結果が得られなかった。

〈本発明に基づく実施例１〉
参照例３のようにバーミキュライトを加えたり、参照例４のように繊維を加えたりせず、（全て）５００ｎｍ以下（特に高い割合の粒子が２００ｎｍ以下である）の粒径であり形状係数が１０である小板形状の粒子からなるナノスケールのベーマイト（表においてＢ１−ｓｏｌと呼ばれる、７〜９ｗｔ％のベーマイトを含有しているコロイド懸濁液に含まれている）が１重量部（石膏１００質量部毎に）又は組成物乾燥全量（又は乾燥混合物全体）の０．９６ｗｔ％添加して、参照例２の手順を行った。

我々は、本発明の物品が、構造安定性を向上させるためにバーミキュライト及び／又はガラス繊維を加えた物品に比して、非常に高い温度下（９００℃以上−ここでは９４５℃−、又はさらに１０００℃以上−ここでは１０４９℃）において構造安定性の著しい向上があることを観察した。この実施例は、本発明の解決方法によって、高い温度及び非常に高い温度において構造安定性を向上させるために、必要に応じて繊維を減らし、又は省略することができるということを示している。

〈本発明に基づく実施例２〉
バーミキュライトの割合を減少させ、実施例１において言及されているナノスケールのベーマイト「Ｂ１−ｓｏｌ」を１重量部（即ち少なくとも乾燥混合物全体に対して０．９４ｗｔ％のナノスケールのベーマイト）添加して、参照例４の手順を行った。

再び、バーミキュライトをより多く含みＢ１−ｓｏｌを含有していない参照例４と比して、非常に高い温度において著しい構造安定性の向上が観察された。それゆえ、本発明に基づいてナノスケールのベーマイトを添加することは、非常に高い温度における構造安定性を維持及び向上させる一方で、バーミキュライトの使用を減少させ（むしろ排除し）することを可能とする。

〈本発明に基づく実施例３〉
Ｎａｂａｌｔｅｃ社よりＡＰＹＲＡＬ２００の製品名で販売されており、約６００ｎｍ（又は少なくとも乾燥混合物全体に対して約２．２ｗｔ％のナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシド）、約３５ｗｔ％の粒子が５００ｎｍ以下の（粒子のうち５０％の大きさが）Ｄ５０である、アルミニウムトリヒドロキシドＡｌ（ＯＨ）_３（表１においてＡＴＨ３と呼ばれる）を５重量部（石膏１００質量部毎に）添加して、参照例４の手順を行った。

再び、参照例４と比べて非常に高い温度における著しい構造安定性が観察された。

表２は、ナノスケールのベーマイトの組成が異なる組成物により得られた結果を比較し、さらに前述の参照例４を比較に用いており、この表は縮小割合をパーセントとして表現している。

〈本発明に基づく実施例４〉
（全て）５００ｎｍ以下の粒径を有し、又は少なくとも乾燥混合物全体に対して約０．９３ｗｔ％のナノスケールのベーマイトであり、これらの粒子の形状係数が１である球形の粒子を含有している、ナノスケールのベーマイト粉末（表においてＢ３粉末と呼ばれる）を１重量部添加して、参照例４の手順を行った。

〈本発明に基づく実施例５〉
Ｂ３粉末を、同じ割合の、５００ｎｍ以下（及び、特に高い割合の粒子が２００ｎｍ以下である）の粒径を有し、形状係数が２である（全て）ロッド状の粒子を含有しているナノスケールのベーマイトの粉末（表においてＢ１粉末と呼ばれる）に置き換えて、参照例４の手順を行った。

〈本発明に基づく実施例６〉
Ｂ３粉末を同じ割合の、５００ｎｍ以下（及び、特に高い割合の粒子が２００ｎｍ以下である）の粒径を有し、形状係数が１０である（全て）小板状の粒子を含有しているナノスケールのベーマイトの粉末（表においてＢ２粉末と呼ばれる）に置き換えて、参照例４の手順を行った。

〈本発明に基づく実施例７〉
Ｂ３粉末を同じ割合の、前述のナノスケールのベーマイト「Ｂ１−ｓｏｌ」に置き換えて、参照例４の手順を行った。

参照例４の混合物から得られるものに関して、本発明に基づく組成物から得られる物品は高い温度及び非常に高い温度において構造安定性が向上しており、さらに形状係数が２以上のときより向上し、ベーマイトが粉末状で添加された場合よりもコロイド懸濁液の形態で添加された場合のほうがより向上していることが観察できた。

表３は異なる分量のナノスケールのベーマイトを使用した下記の組成物から得られた結果を比較したものであり、再度、この結果はナノスケールでないアルミニウムトリヒドロキシド又はナノスケールでないベーマイトから得られた結果と比較しており、この表は縮小割合をパーセントとして表現している。

〈本発明に基づく実施例８〉
２重量部（１重量部の代わりに）のナノスケールのベーマイト、Ｂ１−ｓｏｌ又は乾燥混合物全体に対して約１．９ｗｔ％のナノスケールのベーマイトを添加して例１の手順を行った。

〈本発明に基づく実施例９〉
３重量部（１重量部の代わりに）のナノスケールのベーマイト、Ｂ１−ｓｏｌ又は乾燥混合物全体に対して約２．８１ｗｔ％のナノスケールのベーマイトを添加して例１の手順を行った。

〈本発明に基づく実施例１０〉
５重量部（１重量部の代わりに）のナノスケールのベーマイト、Ｂ１−ｓｏｌ、及び参照例４において使用した液化剤（粘度調節のため）０．６重量部、全てのバーミキュライトをさらに組成物から除去し、又は約４．７１ｗｔ％のナノスケールのベーマイトを添加して、例１の手順を行った。

本発明に基づく実施例１，８，９、及び１０においてベーマイトの分量が大きいほど非常に高い温度における構造安定性の向上は大きくなることを観察した。表１において同様に観察できるように、ナノスケールのベーマイトの添加により、非常に高い温度における構造安定性を維持及び向上できる一方、バーミキュライトの使用を減少（さらには排除）することができることを観察した。

〈本発明に基づく実施例１１〉
ナノスケールのベーマイトであるＢ１−ｓｏｌを、粉末状のナノスケールのベーマイト（表においてＢ４粉末と呼ばれる）に置き換えて、実施例１０の手順を行い、この度は、この粉末状のナノスケールのベーマイトは、約２．７μｍのＤ５０を有し、このベーマイトのうち２０ｗｔ％（又は少なくとも乾燥混合物全量に対してナノスケールのベーマイトが約０．９４ｗｔ％である）の粒子の粒径が７５０ｎｍ以下であり、又、液化剤は不必要なものとして除かれている。

〈参照例５〉
ベーマイトであるＢ４−粉末を、Ａｌｃａｎ社からＳＨ５００という製品名で販売されており（又、表３においてＡＴＨ１と呼ばれる）、約５０〜６０μｍのＤ５０を有し又１μｍより小さい粒子を有さないアルミニウムトリヒドロキシド（Ａｌ（ＯＨ）_３）に置き換えて、実施例１１の手順を行った。

〈参照例６〉
ナノスケールのベーマイトを、Ｓａｓｏｌ社からＰＵＲＡＬ ＮＦの製品名で販売され（又、表３においてＢ５粉末と呼ばれる）約８〜１０μｍのＤ５０を有し１μｍより小さい粒子を含有していないベーマイトに置き換えて、実施例１の手順を行った。

ナノスケールでないベーマイト又はナノスケールでないアルミニウムトリヒドロキシドを用いた物品（すなわち本発明におけるものよりも大きい粒径を持つ粒子から形成される）と比べて、本発明の物品では非常に高い温度において著しい構造安定性の向上があることを観察した。

〈本発明に基づく実施例１２〉
石膏ボードの接合部材の形成のための組成物を試験するため、７１．１ｗｔ％の石膏、２４．０ｗｔ％の炭酸カルシウム、及び４．９ｗｔ％のＢ３粉末（例４に記載）を含有している乾燥混合物１００重量部を、純水４８重量部と混合し、大気中で４８時間乾燥させた後に、密度が１．１２±０．０２のボードを得ることで、２０ｃｍ×２５ｃｍの石膏ボードが準備した。

長さが２００ｎｍ、幅が１５０ｎｍの平行六面体形状のサンプルをとり（特に切断により）、標準のＩＳＯ８３４に基づいて温度が上昇するようにプログラムした炉にいれて、特にサンプルの幅の寸法の変化を継続的に記録した。６０分後、温度が９４５℃に到達した時に、サンプルＲ９４５の収縮を測定した。測定した収縮率は約３．１％であった。１２０分後、温度が１０４９℃に到達した時に、サンプルＲ１０４９の収縮を測定した。測定した収縮率は約４．９％であった。

〈参照例７〉
乾燥混合物を、石膏７５ｗｔ％及び炭酸カルシウム２５ｗｔ％を含有している混合物に置き換えて、実施例１２の手順を行った。得られた縮小率は、Ｒ９４５で６．８％、及びＲ１０４９で９．２％であった。

ナノスケールのベーマイト又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを使用しない組成物から得られた物品と比べて、本発明の物品では非常に高い温度において構造安定性の強い向上が観察できた。

本発明の組成物は、耐火性のある石膏ボードを得るため特に有利に使用することができ、建築物のパーティション又は天井を形成し及び／又はカバーすることが意図されている。

Claims (14)

1. ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを含有していることを特徴とする、石膏系組成物。
2. ５５〜９９．９ｗｔ％の、石膏、及び
   ０．１〜１０ｗｔ％の、大きさが９５０ｎｍ未満であるベーマイト及び／又はアルミニウムトリヒドロキシドの粒子
   を含有していることを特徴とする、請求項１に記載の石膏系組成物。
3. ０〜１０ｗｔ％の少なくとも一つの添加剤をさらに含有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の石膏系組成物。
4. 前記ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの粒子の大きさが、７５０ｎｍ未満、特に５００ｎｍ未満、さらに特には４００ｎｍ未満であり、また、有利には２０ｎｍ超であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の石膏系組成物。
5. 前記ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの粒子の形状係数が、１５未満、特に１０未満であり、さらにこの形状係数が好ましくは２超であり、特に３超であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の石膏系組成物。
6. 前記ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドの粒子が、略平行六面体の小板の形状であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の石膏系組成物。
7. バーミキュライト及び／又は鉱物及び／又は耐火性繊維をさらに含有していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の石膏系組成物。
8. 前記ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドが、コロイド懸濁液の形態又は粉末の形態で、その組成物に取り込まれていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の石膏系組成物。
9. 物品、特に石膏に基づく物品の製造のための、例えば成型品、押出成形品、及び有利には耐火品、不燃処理品、特に石膏タイル又は石膏ボード又は接合部材の製造のための、ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシド、特に請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物の使用。
10. ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを含有している石膏系組成物を混合により調製し、そしてこの組成物を、随意に行う乾燥の前に、形成する、特に成型及び／又は押出成形によって形成する、建築部材、特にボードの製造方法。
11. 下記のステップを有する、請求項１０に記載の建築部材の製造方法：
    −前記石膏組成物の様々な成分を混合してペーストを調製すること；
    −前記ペーストを、補強材料上に堆積させること又は型に注ぐこと；
    −前記ペースト上に補強材料を堆積させること；
    −随意に乾燥させること。
12. 前記ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを、コロイド懸濁液の形態又は粉末の形態で組成物に加えることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記ナノスケールのベーマイト及び／又はナノスケールのアルミニウムトリヒドロキシドを、前記石膏系組成物に添加する、石膏系組成物から形成される物品の耐火処理方法。
14. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物から製造され、かつ／又は請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法により製造される、建築部材、特にボード又は接合部材。