JP5511656B2 - 建築材料 - Google Patents

Description

本願発明は、空気浄化及び／若しくは空気濾過の分野に関する。特に、本願発明は、吸着性能を有するマット状フォーム材材料に関し、さらにそれらの使用に関する。さらにまた、本願発明は、請求項１の前段部分に記載されたマット状フォーム材材料に関し、さらにその使用に関する。

向上する環境意識だけでなく、分析の高感度法の結果としての理由によって、われわれを取り巻くより広い環境の有害物質及び臭気物質に対する曝露は、公の場に広がっている。例えば、有害物質及び／若しくは臭気物質に晒される建物分野に関して、これらの建物が、多少の費用と多少の不便さで、有害物質及び／若しくは臭気物質が隔絶されるという要求、必要に応じて改善されるという要求が増加している。さらに、有害物質及び／若しくは臭気物質に晒される領域での外気状態又は室内空気に対応する改善を行うという要求が存在する。

本願発明の関する有害物質は、少量で、人間に、刺激作用、アレルギー又は病気を引き起こす物質に関して使用される言語である。それらは、例えば、ペンタクロロフェノール（ＰＣＰ）及びリンデンのような木材防腐剤、ポリエンカビフェニル（ＰＣＢｓ）のような可塑剤、いわゆるＶＯＣ、及びホルムアルデヒドを含むものである。ホルムアルデヒドは、例えばチップボードに使用されたもので、発ガン性物質に分類されている。同様に、炭化水素は、芳香族であるか、それらの塩素化誘導体が、本願発明に関する有害物質として、ニス、ペンキ、接着剤等から発散される。

上述したように、一般的にＶＯＣ（揮発性有機化合物）として参照される揮発性有機物質は、多かれ少なかれ、外気状態又は外気に影響を及ぼす可能性がある本願発明に関する有害物質の中に入るものである。世界保険機構の定義によれば、ＶＯＣは、一般的に６０℃〜２５０℃の沸騰範囲を有する有機物質であり、例えば、ＶＯＣは、アルカン及びアルケン、芳香族、テルペン、ハロゲン化炭化水素、エステル、アルデヒド、及びケトンに分類されるものからなる化合物を含むものである。多様な自然発生ＶＯＣが存在し、それらのいくつかは、森林からのテルペンやイソプレンのように、大気に多量に放出される。しかしながら、人間活動によって生じる環境ＶＯＣ負担量は、前世紀に渡って急激に上昇した。これに最も大きく貢献しているのは、交通であるが、その次は、ペンキ、接着剤、封止剤等のような化学製品を多量に使用する建築分野である。室内におけるＶＯＣの発生源となる可能性のある建築用資材は、家具調度品、清掃及び手入れ用品、工芸品及び日曜大工用品、事務用化学用品、たばこの煙、絨毯、敷物等を含む。この群の物質からの潜在的危険性は、含まれる物質が、健康に影響を与える可能性のあるいろいろな異なる物質であることから、大変変化に富んでいる。下記する記載は、例えばＶＯＣがベンゼンのような高い有毒性又は発ガン性を有するものとして区分されるようないくつかの物質を含むというようなＶＯＣ問題を規定するために使用される。目、鼻及び喉の粘膜の乾きのような、いわゆる「シックハウス症候群」という典型的な兆候に関する責任は、ＶＯＣによるものであると言われている。さらに、鼻水、涙目、そう痒、疲労、頭痛、知的能力の限界、感染症への感受性の増大、且つ不快な臭い及び味覚が、増大するＶＯＣ曝露に関して観察される。

上述したＰＣＢが、特に問題となる有害物質であり、それは、例えば注入目地剤、特にプレハブ部品から建物を組み立てる時に使用される可塑剤として使用されていた。さらに近年では、時間と共に、ＰＣＢは、封止剤からそれの近接するコンクリート要素に拡散し、目地から外気に拡散する可能性があることが示されている。空気交換の結果として、ＰＣＢを含んだ空気は、建物全体に分布する。これによって放出されたＰＣＢのいくらかは、室内で粒子結合形式で蓄積するが、大部分は、ペンキ及びプラスチックに溶解し、放出から所定時間経過後に、ペンキの塗られた壁面及び天井部分を含むいわゆる二次放出源である一連の形成物を生じるものである。一般的に、これらの二次発生源は、一般的にそれらが放出のための大きな表面積を構成するようなＰＣＢの量を具備するので、結合シールのみを排除しても外気の上述したレベルより低いＰＣＢ濃度まで降下させることができないことを意味する。

上述したように、有害物質及び／若しくは臭気物質のさらなる発生源は、絨毯又は敷物によって構成される。この放出は、例えば湿度の作用下及び／若しくは基質材料の抗生物質の影響下で反応するこれらの生成物の開始材料によって生じるもので、覆っている床を排除した後ですら、床が臭気物質及び／若しくは有害物質を放出し続けるという結果を伴って、全部の床を排除しなければならないか、又は背面換気を有する中間床を設けなければならない。

不快であり、場合によって不健康な別の発生源は、建築材料自体に付加されるものによる。例えば、多くの建造物は、コンクリート及びモルタルの不凍剤として広い意味で使用されるアンモニウム塩、尿素、有機アミンに由来するアンモニアの蒸気発散によって影響される。さらに、（例えば、動物を飼うための）部屋の使用は、場合によってアミンの蒸気発散の原因として引用され、構成要素が相対的に長い時間にわたって、空気から有害物質が充填されることを意味する。これらの物質の第１の発生源を排除する場合、例えば、例えば生活又は仕事空間に安定した建造物を改造する場合においてですら、これらの有害物質及び／若しくは臭気物質は、いわゆる壁面及び天井領域の二次発生源から放出され続ける。

それらが健康に対して有害でない比較的無害である臭気物質が、場合によって外気に担持され、例えば、生ゴミ箱、トイレ、配水管等から生じる悪臭及び不快な臭気となる。

従来技術において、上述された種類の有害物質及び臭気物質を排除することは十分に試みられていた。多くの場合において、この目的のための従来技術から知られる方法は、実行されていなかったり、十分でなかったり、それらが主張する課題に対して十分に改善されていなかったりしていた。さらに、多くの方法及びそれらに使用される材料は、それらの応用範囲において一般的でなく、その目的についてのみ使用される特別なものであった。

特許文献１は、目地剤、例えば第１の発生源を削り、それを処置することによって適切な測定が達成されるＰＣＢを含んだ注入目地剤の形のＰＣＢ放出有害物質発生源を排除する可能な手段を提供する。しかしながら、結果的に、その方法は、第１の発生源だけで作用するものであり、このため、注目されない第２の発生源の汚染除去について何ら記載されていない。

特許文献２は、有害物質に晒された部屋を改善するための方法を開示し、この方法において、有害物質に晒された部屋の空気が、適当な測定を実行し、固有の循環によって人為的又は単純に吸着材に空気を通過させることによって浄化されるものである。例えば、有害物質に晒された空気は、吸着材が充填された吸着タワーに圧送される。特許文献２に記載された別の可能性は、吸着材が充填された例えばカーテンのような大きい表面積を有するシート状構造の前に空気を通過させることを含むものである。この方法は、すでに有害物質に晒された室内空気でのみ作用し、その有害物質に晒された空気と再び混合されるという主な不利益点を有し、結果として希釈効果が達成されるのみであると言える。

さらに、吸着材で充填され、一般的に水に対して不透過性、水蒸気に対して透過性であるコーティングを有する平面的な織物材料であり、これらの材料は、有害物質発生源によって、壁面被覆材、床被覆材等の形で構成され、有害物質及び／若しくは臭気物質を放出する対応発生源に適用される（注：例えば、ＤＥ４４３２８２３４Ａ１、ＤＥ４４４７８４４Ｃ２、ＤＥ１９６０７４２３Ａ１及びＤＥ２０００８１６２Ｕ１参照）。しかしながら、そこに記載される材料は、壁、床又は天井材料として適当ではない。

さらにまた、特許文献３は、１重量％〜２５重量％の量のゼオライトを含み、ホルムアルデヒド、アンモニア、タバコの煙等の室内の空中有害物質を減少させるための例えば石膏ボード及び石膏ファイバーボードのような石膏建築ボードに基づく室内建具のための建築材料を開示する。しかしながら、そこに使用されるゼオライトは、外気から有害物質及び／若しくは臭気物質を減少させ又は吸着するというそれらの不十分な能力のために、要求される結果を生じない。石膏ボードの製造において、ゼオライトは、攪拌によって石膏成分に混合されるので、その表面積の大部分は、有害物質及び臭気物質がそこに混合されたゼオライトに石膏成分を介して拡散しなければならないという結果によって、処理され及び／若しくは分解される有害物質及び臭気物質に対して自由に利用できない。上記理由によって、相対的に大きな量のゼオライトが使用されなければならず、且つこれが逆にそれらの粘着力又はそれらの安定性に関して建築材料自体に影響を与えることになるものである。

ＤＥ ４０ ２８ ４３４ Ａ１ ＤＥ ３８ １８ ９９３ Ａ１ ＷＯ ２００５／０２６４６５ Ａ２

そのため、本願発明が取り組む課題は、できるだけ広い範囲で使用することができ且つ臭気物質及び／若しくは有害物質に関して吸着特性を有し、従来技術の上述した不利益点を少なくとも大幅に避けることができ、又はこれらの不利益点を減少させることができる材料を提供することにある。

また、その目的は、吸着特性を有するマット状フォーム（材料）材料に基づく材料を提供することであり、その材料が、外気から臭気物質及び／若しくは有害物質のレベルを減少させることに関して、できるだけ一般的な及び／若しくは十分な実用性を可能にすることを目的とするものである。

本出願人は、上述した課題が、特に空気浄化及び／若しくは空気濾過目的のために、建築材料等として、特に天井及び天井系、壁及び壁系、空気調和装置、通気孔に装着されるために適したマット状フォーム材材料を具体化することによって、前記フォーム材材料が、気体透過性、特に空気透過性のマット状三次元支持材を具備し、該支持材がオープンセル又はオープンポアのフォーム、特にフォーム材料として形成されるといった方法で、且つ臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料が、前記支持材で処理され又は設けられ、該臭気物質及び／若しくは有害材料吸着材料が、個々の吸着粒子に基づく臭気物質吸着材及び／若しくは有害物質吸着材として形成され、該吸着粒子が前記支持材、特にフォーム材、好ましくはフォーム材料のセル又はポアの壁に固定される方法で、解決されることを見出した。

上記課題を解決するために、本願発明の第１の様相によれば、本願発明は、フォーム材材料、特に請求項１によるマット状フォーム材材料を提供する。さらに、利益的具体例は、付随的な従属請求項の主題である。

さらに、本願発明の第２の様相によれば、本願発明は、マット状フォーム材材料の使用を提案するものである。さらに、利益的な具体例は、付随的な従属請求項の主題である。

したがって、本願発明の第１の様相によれば、本願発明は、空気浄化及び／若しくは空気濾過目的に最適であり、建築材料として天井及び天井系、壁及び壁系、空気調和装置、通気孔に装着されるのに最適であるマット状フォーム材材料を提供するものであり、前記フォーム材材料が気体透過性、特に空気透過性の三次元支持体を具備し、該支持体がオープンセル又はオープンポアのセル体、特にフォーム材材料として形成され、且つ、前記支持体に設けられ及び／若しくは処理される臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料が存在し、該臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料が、個々の吸着粒子に基づく臭気物質及び／若しくは有害物質を吸着する吸着材として形成され、該吸着粒子が支持体、特にフォーム、好ましくはフォーム材材料のセル又はポアの壁部に固定されるものである。

上述したように、本願発明の特徴は、吸着粒子を含有するフォームに基づく支持構造が使用されることである。本願発明に関して、フォームの概念は、使用状態において、固体セル支柱によってお互いに境を接して分離している気体充満又は空気充満球形状又は多角形状のセルから形成された構造を引用する。それら自体が節点を介して接続される前記セル支柱は、密着した構造を形成する。フォーム薄膜は、オープンセル又はオープンポアフォームが少なくとも部分的に破壊されている場合に、前記セル支柱の間に延出することができる。フォーム剤の概念に関するさらなる詳細については、ロンプケミエレクシコン、第１０版、ゲオルグ論文出版、シュタットガルト／ニューヨーク、表題「フォーム剤」及びそこに引用される引例、上述した引例の全体的な開示内容を参照することができる。

本願発明に関して、使用される支持体は、開口セル又は開口ポアフォーム又はフォーム材料である。

本願発明によれば、フォーム材料の概念は、それらの全体的塊にわたって分散されるセル又はポアを有する構造の材料を参照するもので、これらのセル又はポアは本願発明の場合オープンされており、その構造又はフォーム物質の密度よりも低い適当な密度を有する。一般的に言えば、有機ポリマー（例えば、フォームプラスチック）は、骨格物質として機能する。

これらのフォーム材料は、圧縮負荷下のそれらの変形抵抗の機能として、ＤＩＮ７７２６（１９８２年５月）によって硬質フォーム材料、半硬質フォーム材料、軟質フォーム材料、弾性フォーム材料、及びエラストマーフォーム材料に細区分される。弾性フォーム材料は、その厚さの５０％までのＤＩＮ５３５８０に基づく圧縮変形で、その元容積の２％以上の永久歪みを示さないものであり、ＤＩＮ７７２６（１９８２年５月）に対する硬質フォーム材料は、圧縮負荷下での変形で、相対的に高い抵抗力（１０％変形での圧縮応力又はＤＩＮ５３４２１（１９８４年６月）による８０ｋＰａ以上の圧縮力）を示す。

フォームのさらなる区分は、とりわけ骨格物質（例えば、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリオレフィンフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム等）、骨格物質の構造の材料（例えば、エラストマーフォーム材料、熱エラストマーフォーム材料、熱可塑性フォーム材料等）の区分、その型、大きさ、及びフォーム材料セルの形（例えば、オープンセルフォーム材料、混合セルフォーム材料、粗及び微細セルフォーム材料、球状フォーム材料、ハニカム状フォーム材料、二層又は本フォーム材料、単層又は偽フォーム材料等）によって、密度（例えば１００ｋｇ／ｍ^３以下の軽量フォーム材料、１００ｋｇ／ｍ^３より大きい重量フォーム材料）又は密度分布（例えば、構造化フォーム材料又は一体フォーム材料）によって行われる。

フォーム材料の概念に関するさらなる詳細については、ロンプケミエレクシコン、第１０版、ゲオルグ論文出版、シュタットガルト／ニューヨーク、表題「発泡プラスチック」、「硬質発泡プラスチック」、「軟質発泡プラスチック」、「一体発泡プラスチック」及び「フォーム」、及びそれらの項目毎に引用される引例、上述した引例のすべての開示内容を参照することができる。

本願発明の好ましい具体例によれば、使用される支持体は、オープンポア及び／若しくはオープンセルフォームであり、特に有機ポリマーに基づく、好ましくはポリウレタン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイソシアヌレート、及びホルムアルデヒド樹脂に基づくフォーム材料であり、より好ましくはポリウレタンフォーム材料である。また、好ましい例は、オープンポア及び／若しくはオープンセルフォームであり、特に１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３ｍｍの平均孔径を有するフォーム材料であり、これによって、高い空気透過性及びこれによる高い濾過処理能力だけでなく、吸着粒子による良好な負荷能力又は負荷容量が達成されるものである。さらには、オープンポア及び／若しくはオープンセルであり、特に１００ｋｇ／ｍ^３以下の密度を有するフォーム材料であることが望ましい。

本願発明の好ましい例によれば、支持体は、ポリウレタン又はポリオレフィンに基づく（例えばオープンポア及び／若しくはオープンセルＰＵフォーム材料又はＰＯに基づく）オープンポア及び／若しくはオープンセルフォーム材料であり、好ましくは（１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３ｍｍの孔径及び／若しくは１００ｋｇ／ｍ^３以下の密度を有する）大孔網状ポリウレタンフォーム材料である。

本願発明の例によれば、前記支持体、特にフォーム又はフォーム材料は、５〜５０ｐｐｉ（pores per inch)、特に１０〜３０ｐｐｉの多孔性（有孔率）を有することが好ましい。

本願発明によれば、前記支持体、特にフォーム又はフォーム材料は、平面構造である。前記支持体、特にフォーム又はフォーム材料は、１〜４０ｍｍ、特に５〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２５ｍｍの厚さを有するものである。

前記支持体は、自己支持構造を有する。一般的に材料は、前記支持体が、８０℃以上、特に１００℃以上、好ましくは１２０℃以上の熱安定構造を有することが望ましい。

本願発明によれば、前記支持体、特にフォーム又はフォーム材料は、特に熱／及び／若しくは化学硬化によって、硬化及び／若しくは固化することが望ましい。これに代えて、ＤＩＮ７７２６（１９８２年５月）の意味の範囲内において、硬質フォーム材料が使用されることも可能である。

本願発明によれば、前記支持体、特にフォーム又はフォーム材料は、この目的のために、最初に、化学硬化薬剤に漬浸され、その後硬化される。この硬化薬剤は、例えば、接着剤（例えば、化学的硬化又は化学的橋架接着剤）又は他の種類の硬化剤であることが可能であり、この例の場合の硬化剤は、前記支持体に吸着粒子を固定するために作用することが可能である。硬化の結果として、フォーム又はフォーム材料は、その元の状態に関して、可逆的に変形可能ではなく、又は実質的に少なくとも可逆的に変化可能ではない。

吸着粒子は、接着組成物によって、特に接着剤によって支持体に固定される。上述したように、前記支持体に吸着粒子を固定するための接着組成物又は接着剤が、前記支持体が同時に前記支持体のための接着組成物であることができることに利点がある。

臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料の量的充填に関する限りにおいて、この量的充填は、臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料によって提供される収着能力、特に吸着能力が、本願発明のフォーム材料が、周辺環境から有害物質及び／若しくは臭気物質を長期間吸着結合し且つ／又は放出の排除に効果を有するように使用されるときに、十分であるように設計されることが望ましい。

本願発明のマット状フォーム材料は、広い量的範囲において臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料を含むことが望ましい。本願発明のフォーム材料は、フォーム材料に基づいて３０重量％〜９０重量％、特に４０重量％〜８５重量％、好ましくは５０重量％〜８０重量％、より好ましくは５５重量％〜８０重量％の量の臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料を含むものである。これは、結果として、本願発明のフォーム材料の効果的な性能において大変高い吸着能力を生じるものである。それにもかかわらず、所定の応用又は所定の場合において、本願発明の範囲を逸脱することなく、必要に応じて上述した数値から離れる場合もあり得る。

本願発明の係るフォーム材料は、１５００〜８０００ｇ／ｍ^２、特に２０００〜６０００ｇ／ｍ^２、好ましくは２５００〜５０００ｇ／ｍ^２の範囲内の合計基本重量を有する。

臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料で充填される高い密度にも関わらず、本願発明の前記フォーム材料は、圧力損失に関して低く表される高い空気透過性を有し、これは空気浄化及び／若しくは空気濾過に関して効果的に働くという利点を有する。さらに、本願発明に係るフォーム材料は、特にＤＩＮ ＩＳＯ １１１５５−１によって測定された下記する圧力降下を示す。
・０．３５ｍ／ｓの流入速度に関して、１５Ｐａ以下、特に１０Ｐａ以下、好ましくは５Ｐａ以下の圧力降下、且つ／又は、
・０．７ｍ／ｓの流入速度に関して、３０Ｐａ以下、特に２５Ｐａ以下、好ましくは１５Ｐａ以下の圧力降下、且つ／又は、
・１ｍ／ｓの流入速度に関して、５０Ｐａ以下、特に４０Ｐａ以下、好ましくは２５Ｐａ以下の圧力降下、且つ／又は、
・１．５ｍ／ｓの流入速度に関して、１００Ｐａ以下、特に８０Ｐａ以下、好ましくは５０Ｐａ以下の圧力降下。

同様に、本願発明に係るフォーム材料の吸収能力、特に吸着能力は、大変優れている。本願発明のフォーム材料は、トルエンに関して、ＤＩＮ ＩＳＯ １１１５５−２によって測定された０．３５ｍ／ｓの流入速度、相対湿度５０％、２３℃で１０ｐｐｍのトルエンを含む空気流に充填されるとき、下記する吸着能力によって特徴づけられる。
・初期漏出量：５％未満、特に２％未満、好ましくは１％未満、且つ／又は
・１０％の漏出量までの時間：１０時間以上、特に１５時間以上、好ましくは２０時間以上、且つ／又は、
・破壊５０％までの時間：１５時間以上、特に１８時間以上、好ましくは２５時間以上。

さらに、本願発明のフォーム材料は、下記する吸着性能、特に、トルエンに関して、０．７３ｍ／ｓの流入速度で、ＤＩＮ ＩＳＯ １１１５５−２に従って測定され、相対湿度５０％、温度２３℃で１０ｐｐｍのトルエンを含む空気流で測定された吸着能力によって特徴づけられる：
・ 初期漏出量：１０％未満、特に５％未満、好ましくは２％未満、且つ／又は、
・ １０％の漏出量までの時間：１時間以上、特に５時間以上、好ましくは１０時間以上、且つ／又は、
・ 破壊５０％までの時間：５時間以上、特に１０時間以上、好ましくは１７時間以上。

使用される吸着粒子は、多孔性吸着粒子であり、いわゆる臭気物質及び／若しくは有害物質を取り上げ且つ／又は蓄積し、特に吸着するためのポアを有する吸着粒子である。言い換えると、本願発明に使用される吸着粒子は、臭気物質及び／若しくは有害物質を取り上げ又は蓄積し、特に吸着することができる多孔構造を有するものである。

上述したように、本願発明に従って使用される臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料は、粒子状物質であり、構造上、特に粒子状、好ましくは球状である。

粒状、特に球状構造の吸着粒子は、０．０１〜２．０ｍｍの範囲内、特に０．０５〜１．０ｍｍの範囲内、好ましくは０．１〜０．８ｍｍの範囲内の平均粒子径を有する。

出願人が発見したように、良好な吸着性能、特に吸着効果及び吸着運動学且つ良好な漏出作用に関する重要な要素は、支持体として使用されるオープンポア又はオープンセルフォーム又はフォーム材料の孔径、及び吸着粒子の粒子径だけでなく、それらの比率も重要な要素である。驚くべきことに、良好の吸着能力、特に吸着効果及び吸着運動学且つ良好な漏出作用は、吸着粒子の平均粒子径に対する支持体として使用されるオープンポア又はオープンセルフォーム又はフォーム材料の平均ポア径の比が、１．２以上、特に１．５以上、好ましくは１．７以上、特に好ましくは２以上である時に、さらに言えば、この比率が１．２〜７の範囲内、特に１．５〜６の範囲内、好ましくは１．７〜５の範囲内、より好ましくは２〜４の範囲内の時に得られるものである。

前記吸着材は、活性炭；ゼオライト；二酸化珪素などの無機酸化物、シリカゲル及び酸化アルミニウム；分子篩、ミネラル粒；クラスレート；及びそれらの混合物からなる群から選択されることが望ましい。

本願発明に関して使用される有害物質及び／若しくは臭気物質吸着材料は、活性炭であり、言い換えると、前記有害物質及び／若しくは臭気物質吸着材料又は吸着材は、活性炭に基づいて形成されることが望ましい。

上述したように、本願発明に好ましい例によれば、本願発明に使用される臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料は、粒子状物質であり、好ましくは粒状、特に球状の形成されることが望ましい。しかしながら、他の形状、特に線維状、例えば活性炭線維、又は粉状活性炭等であっても良いものである。

しかしながら、本願発明によれば、前記臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料が、粒状、好ましくは球状活性炭粒子の形であること、言い換えると前記活性炭は、粒状形状（「球状カーボン」）好ましくは球形形状（「球状カーボン」）であることが望ましい。この場合、前記活性炭粒、好ましくは活性炭小球は、０．０１〜２．０ｍｍの範囲内、特に０．０５〜１．０ｍｍの範囲内、好ましくは０．１〜０．８ｍｍの範囲内の平均粒子径を有することが望ましい。

本願発明に使用される前記活性炭粒、好ましくは活性炭小球は、活性炭粒又は活性炭小球当たり少なくとも５Ｎ、特に５Ｎ〜２０Ｎの範囲内の破裂強度を有することが望ましい。

本願発明のフォーム材料における高い性能を確保するために、使用される前記臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料、特に使用される活性炭は、少なくとも５００ｍ^２／ｇ、特に少なくとも７５０ｍ^２／ｇ、好ましくは少なくとも１２００ｍ^２／ｇの表面積（ＢＥＴ）を有することが望ましい。さらに言えば、本願発明に使用される前記臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料、特に本願発明に使用される活性炭は、５００〜２５００ｍ^２／ｇの範囲内、特に７５０〜２２５０ｍ^２／ｇの範囲内、好ましくは９００〜２０００ｍ^２／ｇの範囲内、より好ましくは１０００〜１７５０ｍ^２／ｇの範囲内の表面積（ＢＥＴ）を有することが望ましい。ＢＥＴ法に関して、例えば、ロンプケミエレクシコン、第１０版、ゲオルグ論文出版、シュタットガルト／ニューヨーク、表題「ＢＥＴ法」及びそこに引用される参考文献、特にヴィンナッカー−キュヒラー、第３版、第７巻、９３ｆｆ頁、及びＺ．アナル、化学、２３８、１８７頁〜１９３頁（１９６８）を参照することができる。

本願発明のフォーム材料における高い効率を許容するために、使用される前記臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料、特に使用される活性炭は、少なくとも２５０ｃｍ^３／ｇ、特に少なくとも３５０ｃｍ^３／ｇ、より好ましくは少なくとも４００ｃｍ^３／ｇの吸着容量Ｖadsを有する活性炭であることが望ましい。さらに言えば、２５０〜１０００ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に３００〜９００ｃｍ^３／ｇの範囲内、好ましくは３５０〜７５０ｃｍ^３／ｇの吸着容量Ｖadsを有する活性炭が使用されるものである。

本願発明によれば、少なくとも０．５ｃｍ^３／ｇ、特に少なくとも０．５５ｃｍ^３／ｇ、好ましくは０．６０ｃｍ^３／ｇ、より好ましくは０．６５ｃｍ^３／ｇのグールビチ法による総孔量を有する活性炭が望ましい。さらに言えば、０．５０〜０．９０ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に０．５５〜０．８５ｃｍ^３／ｇの範囲内、好ましくは０．６０〜０．８０ｃｍ^３／ｇの範囲内、より好ましくは０．６５〜０．８０の範囲内、最も好ましくは０．７０〜０．７５ｃｍ^３／ｇの範囲内のグールビチ法による総孔量を有する活性炭が使用される。グールビチ法による総孔量の測定に関する詳細については、Ｌ．グールビチ（１９１５）、Ｊ．物理学、化学学会、ロシア、４７、８０５、及びＳ．ローウェル他、多孔性個体及び粉末の特性評価：表面積ポアサイズ及び密度、クルベール学術出版、商品工学シリーズ、１１１ｆｆ頁、を参照することができる。

さらに、本出願人は、特に適当な活性炭が、活性炭の総孔量に基づく大きなミクロポア量比率を有する活性炭であることを発見した。本願発明に関して、ミクロポア量に関する概念は、２．５ｎｍ以下、特に２．０ｎｍ以下の径を有するポアによって提供される活性炭の孔量として示すことができる。

その理由は、出願人が、有害物質及び臭気物質の濃度の減少が、使用される活性炭のミクロポア容量比率が高い時に、特に有効であることを発見したことである。特定の理論に縛られることを希望することなしに、特に大きなミクロポア容量比率を有する活性炭での特に高い効率が、それらの小さい大きさに関して、ミクロポアが、いわゆるすべての側面又は壁部から、吸収又は吸着すべき粒子と相互に作用することができるという事実に貢献することができるものである。特に、活性炭の総孔容量に基づいて、少なくとも６０％、特に少なくとも６５％、好ましくは少なくとも７０％のミクロポア容量比率を有する活性炭が使用される。

本願発明の好ましい方法において、活性炭の総孔量に基づいて、少なくとも６０％、特に少なくとも６５％、好ましくは少なくとも７０％の２．５ｎｍ以下、好ましくは２．０ｎｍ以下の孔径を有する孔から形成されたミクロポア量比率を有する活性炭が使用される。

本願発明によって使用される活性炭は、カーボンブラック法によって測定された少なくとも０．４ｃｍ^３／ｇ、特に少なくとも０．４５ｃｍ^３／ｇ、好ましくは少なくとも０．５０ｃｍ^３／ｇのミクロポア量、いわゆる２．５ｎｍ以下、好ましくは２．０ｎｍ以下の孔径を有するポアから形成されたミクロポア量を有する。さらに言えば、このカーボンブラック法によるミクロポア量は、０．４０〜０．８０ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に０．４５〜０．７５ｃｍ^３／ｇの範囲内、好ましくは０．５０〜０．６０ｃｍ^３／ｇの範囲内である。

カーボンブラック法によるポア表面積の測定に関する詳細については、例えば１９９４年１０月、アメリカ化学協会のゴム部の会合で発表されたＲ．Ｗ．マギー、ニトロゲン吸着によるカーボンブラックの外部表面積の評価、例えばクオンタクロムインストルメンツ社、ＡＵＴＯ−ＳＯＲＢ−１、ＡＳ１ ＷｉｎＶｅｒｓｉｏｎ １．５０、操作マニュアル、Ｐ／Ｎ０５０６１、クオンタクロムインストルメンツ社、２００４年、フロリダ、ＵＳＡ、７１ｆｆ頁を参照することができる。

本願発明によって使用される活性炭の高いミクロ孔隙率に基づいて、それは、同様に高い特定のミクロポア表面積比率を有する。この高い所定のミクロポア表面積比率、いわゆる２．５ｎｍ以下、好ましくは２．０ｎｍ以下の孔径を有する孔によって形成される表面積比率が、活性炭の総表面積（ＢＥＴ）に基づいて、少なくとも７０％、特に少なくとも７５％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも８５％であることが望ましい。特にこのミクロポア表面積比率は、７０％〜９５％の範囲内、特に７５％〜９５％の範囲内、好ましくは８０％〜９０％の範囲内であることが望ましい。

そのミクロ孔隙率に基づいて、本願発意名によって使用される活性炭は、大きなミクロポア表面積を有する。特にカーボンブラック法によるミクロポア表面積（いわゆる２．５ｎｍ以下、好ましくは２．０ｎｍ以下の孔径を有するポアによって形成されたミクロポア表面積）は、少なくとも４００ｍ^２／ｇ、特に少なくとも８００ｍ^２／ｇ、好ましくは少なくとも１０００ｍ^２／ｇ、より好ましくは少なくとも１２００ｍ^２／ｇである。さらに言えば、このミクロポア表面積は、４００〜１７５０ｍ^２／ｇの範囲内、特に８００〜１５００ｍ^２／ｇの範囲内、好ましくは１０００〜１４００ｍ^２／ｇの範囲内、より好ましくは１１００〜１３００ｍ^２／ｇの範囲内である。

本願発明によれば、活性炭として、３．５ｎｍ以下、特に３．０ｎｍ以下、好ましくは２．５ｎｍ以下の平均孔径（中間孔径）を有するミクロポア活性炭が使用されることが好ましい。特にこの平均孔径は、１．５〜３．５ｎｍの範囲内、特に１．５〜３．０ｎｍの範囲内、好ましくは１．５〜２．５ｎｍの範囲内である。

本願発明によって使用される活性炭の密度が関係する限りにおいて、使用される活性炭の適当な密度は、７００〜９７５ｇ／ｃｍ^３の範囲内、特に７５０〜９５０ｇ／ｃｍ^３の範囲内、好ましくは８００〜９００ｇ／ｃｍ^３の範囲内である。一方で、使用される活性炭の嵩密度は、３００〜９００ｇ／ｃｍ^３の範囲内、特に３５０〜８００ｇ／ｃｍ^３の範囲内、好ましくは４００〜７５０ｇ／ｃｍ^３の範囲内である。

特に良好な効率に関しては、使用される活性炭が、４０％〜７０％、特に４５％〜６５％、好ましくは５０％〜６０％の総孔隙率を有することが望ましい。

本願発明によれば、活性炭として、０．１〜２．５ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に０．２〜２．０ｃｍ^３／ｇの範囲内、好ましくは０．３〜１．５ｃｍ^３／ｇの範囲内、より好ましくは０．４〜１．０ｃｍ^３／ｇの範囲内の総孔量を有する活性炭が使用されることが好ましい。この場合、３．６ｎｍ以下の孔径を有する孔の比率は、少なくとも６５％、特に少なくとも７０％、好ましくは少なくとも７５％であり、且つそれは、最大９５％まで、特に最大９０％までの値に到達可能である。

本願発明にしたがって最適であり且つ上述した特性及び仕様を有するミクロポア活性炭は、例えばブリュッヒャーゲーエムベーハー、エルクラス、ドイツ又はアドソーテックゲーエムベーハー、プレムニッツ、ドイツによって販売されている。

吸着能力を向上させるために、本願発明によって使用される活性炭は、含浸物を有することが望ましい。これは、当業者にとって公知である。

この種の含浸物は、例えば、下記するものからなる群から選択されることが望ましい：
（ｉ） 金属、好ましくは銅、銀、カドミウム、プラチナ、パラジウム、ロジウム、亜鉛、水銀、チタン、ジルコニウム、モリブデン、及び／若しくはアルミニウム、特にそれらのイオン及び／若しくはその塩；
（ｉｉ）酵素；
（ｉｉｉ） 塩基性化合物、特に有機アミンのような有機塩基；
（ｉｖ） 酸性化合物、特に塩酸及び硫酸化合物又は遊離有機酸又は遊離無機酸；
及び上述した含浸物の混合。

含浸物を有する活性炭が使用される場合、この含浸物は、活性炭に基づいて、０．０１重量％〜３０重量％、特に０．１重量％〜２０重量％、好ましくは１重量％〜１５重量％、より好ましくは１重量％〜１０重量％の量で付加されるものである。

上述した含浸物化合物は、ある場合、所定の臭気物質及び／若しくは有害物質の触媒的分解、且つ／又はそれらの減少の促進且つ／又はそれらの吸着の促進を行うものである。

本願発明のさらなる利益的特性、様相及び特徴は、図面において示された例についての下記する記載から明らかになるものと思う。

図１（ａ）は本願発明の一例によるフォーム材料の概略断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）で示された本願発明に係るフォーム材料の一部拡大図である。

図１（ａ）は、特に空気浄化及び／若しくは空気濾過目的に適したものであり、建築材料として、天井及び天井系、壁及び壁系、空気調和装置、通気孔に装着される本願発明のマット状フォーム材料１の断面図を示すものである。

図１（ｂ）の一部拡大断面図から明らかなように、本願発明のマット状フォーム材料１は、気体透過性、特に空気透過性マット状三次元支持体２を有し、該支持体２は、オープンセル又はオープンポアフォーム、特にフォーム材料として形成される。前記支持体２には、臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料３が設けられ又は取り入れられる。この臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料３は、臭気物質及び／若しくは有害物質吸着物、特にそれぞれ独立した吸着粒子に基づく臭気物質及び／若しくは有害物質を吸着する吸着材として形成され、前記吸着粒子は、前記支持体２、特に前記フォーム又はフォーム材料のセル又はポア４の壁部に固定される。

図面に示される実施例に関するさらなる詳細については、本願発明のフォーム材料上の上記記載された情報、図面に示された実施例に関して等しく提供された情報を参照することができる。

本願発明のフォーム材料には、多種多様な利点が生じるものであり、それらは、単に表示される基礎において下記に示される。

本願発明に係るフォーム材料は、特に吸着によって、有害物質及び／若しくは臭気物質の放出を排除することに関して、多様で広い応用可能性を許容している。付加的に下記に記載するように、本願発明のフォーム材料は、広い範囲の応用可能性について、またこれによる例えば閉鎖空間、建造物、車両、航空機等の中の有害物質及び／若しくは臭気物質の放出を排除するために使用することができる。

上述したように、本願発明のフォーム材料は、有害物質及び臭気物質の放出に関して高い吸着能力を提供する。この材料では、吸着能力が消耗した後の再生は、全体のフォーム材料を熱脱着処理することによって容易に実行することができるものである。この方法において、その使用後、本願発明のフォーム材料は、容易に再利用することができるものである。しかしながら、本願発明のフォーム材料によって提供される吸着能力は、たとえあったとしても、吸着能力の消耗が大変長い期間の利用後にのみ予期されるに十分なほど大きいものである。

上述したように、本願発明のフォーム材料は、広い応用可能性を有する。

本願発明の第２の様相によれば、本願発明は、閉鎖空間、建物、車両、航空機等において、吸着材によって有害物質及び／若しくは臭気物質の放出を排除するために本願発明の上述したフォーム材料を使用することを提供する。

このように、本願発明のフォーム材料は、例えば、有害物質及び／若しくは臭気物質に晒された空間において有害物質及び／若しくは臭気物質を排除するのに適している。

さらに、本願発明のフォーム材料は、室内空気の改善及び／若しくは室内空気状態の改善に適している。

有害物質及び／若しくは臭気物質の放出の排除は、単に有害物質及び／若しくは臭気物質に晒された室内において有害物質及び／若しくは臭気物質を排除することを目的として、有害物質及び／若しくは臭気物質に晒された部屋の改善を目的として、又は室内空気の改善若しくは室内空気状態の改善を目的として、実行されることが望ましい。しかしながら、室内空気に放出される有害物質及び／若しくは有毒物質によって建物構造（例えば、ドライクリーニング装置、化学プラント、研究室等）が汚染されることを防止するために、建築学上の予防をすることでもある。

一例として、本願発明のフォーム材料は、特に半導体製造のための部屋の室内空気の浄化及び／若しくは室内空気の濾過に使用されることが望ましい。

さらに、本願発明に係るマット状フォーム材料は、建築材料として、天井及び天井系、壁及び壁系、空気調和装置（例えば、空調システム）、通気孔に使用されることが望ましい。

上述したように、本願発明のマット状材料は、その広汎性に基づいて且つその吸着能力に基づいて、特にその吸着効率に関して、広範囲に応用することが可能である。例えば、本願発明のマット状フォーム材料は、車両の乗員室又は飛行機における空気浄化に使用することが可能である。また、本願発明のマット状フォーム材料は、例えば建造物又は環境保護に関して臭気物質及び／若しくは有害物質の浄化をするのに最適である。吸着粒子を高いレベルで充填した結果として、本願発明のフォーム材料の高い性能が提供される。また、前記支持体の高い空気透過性の結果として、高い濾過効率が達成される。その多用途性に基づいて、本願発明のマット状フォーム材料は、多くの形の構成（円形、角のあるもの等）に使用されることが可能であり、汎用的な装着が可能となるものである。

同様に、本願発明のフォーム材料は、移動濾過応用に適している。また、それは、上述したタイプの固定応用に適している。

本願発明のさらなる具体例、改良例及び変形例は、当業者であれば本願発明の範囲を逸脱することなしに、本明細書を読解することによって容易に理解し具体化することができるものである。

本願発明は、下記する実施例で示されるものであるが、それは本願発明を限定するものではない。

実施例１：吸着粒子としてミクロポア活性炭を有し、吸着特性を有する本願発明のマット状フォーム材料の製造

約２０ｍｍの厚さ、２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさ及び約１２〜１４ｐｐｉの多孔性（孔隙率）（平均セル直径又はフォーム材料の孔径：約２ｍｍ）を有すると共に、約４０ｋｇ／ｍ^３の密度を有する網状に形成されたオープンポア（オープンセル）のポリウレタンフォーム材料が、イソシアネート−反応性ポリウレタン接着剤に圧接され（圧接効果：１００％）、吸着粒子が各種量で充填される（前記材料全体を基礎として、例１Ａ：３０重量％、例１Ｂ：４０重量％、例１Ｃ：５５重量％、例１Ｄ：７０重量％、例１Ｅ：８０重量％）。

使用される臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料は、活性炭小球の形の粒子状活性炭であり、エルクラスのブッリュヒャーゲーエムベーハー及びプレムニッツのアドソーテックから販売されているものが利用可能である（使用されるミクロポア活性炭小球の製品データは：平均活性炭小球径が約０．５５ｍｍ、ＢＥＴ表面積が１５８０ｍ^２／ｇ、吸着容量Ｖadsが約４３０ｃｍ^３／ｇ、ミクロポア量比率が６０％以上、グールビチ法による総孔量が０．７０ｃｍ^３／ｇ以上、特定ミクロポア表面積比率が８０％以上、カーボンブラック法によるミクロポア表面積が約１２８０ｍ^３／ｇ、平均ポア径が２．０ｎｍ以下、総孔隙率が約５５％、活性炭小球当たりの破裂強度が約１０Ｎ、ヨード数が１４００ｍｇ／ｇ以上、且つブタン吸着率が３５％以上）。

接着剤の反応性架橋について、全体を、先ず１００℃で１時間硬化させ、そのご、室温で５時間空気中で硬化させ、結果としてその孔壁に活性炭粒子が固着した硬化したフォーム材料を生じるものである。

これによって、吸着特性を有し、異なる量のミクロ多孔性活性炭粒子を有する本願発明のマット状フォーム材料が製造されるものである（例１Ａ〜１Ｅ）。

実施例２：吸着特性を有し、吸着粒子としてメゾ／マクロ多孔性活性炭を有する本願発明のマット状フォーム材料の製造

実施例１と同様に製造されるが、実施例１と異なる点は、異なる活性炭が使用されることである。この活性炭は、あまりミクロ多孔性ではなく、粗い粒状、言い換えると、大きな粒子径を有するものである（使用されるメゾ／マクロ多孔性活性炭小球の製品データは：平均活性炭小球径が約１．５ｍｍ、ＢＥＴ表面積が約１５００ｍ^２／ｇ、吸着容量Ｖadsが約４８０ｃｍ^３／ｇ、ミクロポア容量比率が４０％以下、特定ミクロポア表面積比率が３０％以下、平均孔径が４．０ｎｍ以下、総孔隙率が約５０％、活性炭小球当たりの破裂強度が１Ｎ、ヨード数が１０００ｍｇ／ｇ以下、ブタン吸着率が２０％以下）。使用される活性炭は、商業的に利用可能である（例えば、クレハ又はローム＆ハース社の製品）。

これによって、同様に吸着特性を有する本願発明のマット状フォーム材料を製造することができる。実施例１と比較すると、より高いメゾポア及びマクロポア容量比率と、より高いメゾポア及びマクロポア表面積比率を有する粗い粒子状の活性炭が充填されるものである。

実施例３：異なる物理化学的測定及び評価の実施

上述された実施例１及び２において製造された本願発明のフォーム材料について、下記する表１に示されるように、吸着効率及びいろいろな物理化学的データに関していろいろな測定が実行された。

上述した割合（実施例１）の微粒子状のミクロ多孔性活性炭の使用を介して、粗い粒子のメゾ／マクロ多孔性活性炭の使用と比較して十分に上昇した吸着効率を達成することが可能であることが明らかである。しかしながら、ミクロ多孔性活性炭で得られた吸着能力は十分に高いものであるが、より粗い粒子状の活性炭粒子で達成された結果も、十分である。

実施例は、ミクロ多孔性活性炭の選択を介して、且つフォーム材料の平均孔径の吸着粒子の平均粒子径に対する割合を設定することを介して、吸着効率、特に吸着運動学及び吸着性能について、さらに濾過効率について目標とされる制御を発揮することが可能となることを示している。さらに実施例は、吸着粒子に関する最適な充填が、４０重量％〜８０重量％において達成されることも示している。

Claims (4)

1. 空気浄化若しくは空気濾過するマット状フォーム材料（１）である建築材料において、
   前記フォーム材料（１）が、空気透過性マット状三次元支持体（２）を具備し、該支持体（２）が、１．５〜３．０ｍｍの平均孔径と１０〜３０ｐｐｉの多孔性を有するオープンポアフォーム材料として形成されること、
   前記支持体（２）に設けられ若しくは取り入れられる臭気物質及び有害物質吸着材料（３）であって、該臭気物質及び有害物質吸着材料（３）が、０．０５〜１．０ｍｍの範囲内の平均粒子径及び活性炭粒子当たり５Ｎから２０Ｎの範囲内の破裂強度を有する活性炭からなる個々の吸着粒子に基づいた臭気及び有害物質吸着材として形成されること、前記吸着粒子が前記支持体に固着されること、前記活性炭が、活性炭の総孔容量に基づいて少なくとも６０％の２．０ｎｍ以下の孔径の孔からなるミクロポア容量比率及び０．５０〜０．９０ｃｍ^３／ｇのグールビチ法によって測定された総孔量を有すること、
   前記フォーム材料（１）が、フォーム材料（１）に基づいて５５〜８０重量％の量で、前記臭気物質及び有害物質吸着材料（３）を含むこと、
   前記吸着粒子の平均粒子径に対する前記支持体（２）として使用されるオープンポアフォーム材料の平均孔径の比率が、２〜４の範囲内であること、且つ、
   前記支持体（２）が、化学的硬化によって硬化されること、前記支持体（２）が化学的硬化剤に浸漬された後硬化されること、前記硬化剤が、吸着粒子を固定するための接着剤であることを特徴とする建築材料。
2. 前記支持体（２）が、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイソシアヌレート、及びホルムアルデヒド樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの有機ポリマーに基づくオープンポアフォーム材料であることを特徴とする請求項１記載の建築材料。
3. 前記臭気物質及び／若しくは有害物質吸着材料（３）が、２．０ｎｍ以下の孔径を有する孔によって形成され、活性炭の総孔容量に基づいて、少なくとも６５％のミクロポア容量比率を有する活性炭であることを特徴とする請求項１記載の建築材料。
4. 前記臭気物質及び有害物質吸着材料（３）が、２．０ｎｍ以下の孔径を有する孔によって形成され、活性炭の総孔容量に対して少なくとも０．４０ｃｍ^３／ｇのカーボンブラック法によって測定されたミクロポア容量を有する活性炭であること、且つ、前記臭気物質及び有害物質吸着材料（３）は、２．０ｎｍ以下の孔径を有する孔によって形成され、少なくとも８００ｍ^２／ｇのカーボンブラック法によって測定されたミクロポア表面積を有する活性炭であることを特徴とする請求項１記載の建築材料。

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