JP2017514731A - プラスター製の音響パネル - Google Patents

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Abstract

本発明は、プラスター製のパネル、特に紙もしくは不織布の２枚のシートの間に配置されたプラスターの心材を含むタイプのプラスター製パネルであって、前記心材が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる少なくとも１種のポリマーを含む、プラスター製のパネルに関する。本発明の主題はまた、前記パネルの製造方法、前記パネルの音響性能を向上させるための前記ポリマーの使用、及び上記のプラスターで作られる組成物にも関する。

Description

本発明は、音響特性が付与されたプラスターをベースとするボードに関する。このようなボードは、特に、壁、天井又は床の被覆材、及び間仕切り壁を製造するのに使用することができる。
プラスターをベースとするボードは、一般に、紙又はガラス繊維もしくはポリマー繊維からなる不織布の２層の間に配置されたプラスター心材を含む複合ボードである。これらのボードは、効力のある標準規格を満たす機械的特性、特に荷重下で良好な耐撓み性を有する。
プラスターボード自体は、特定の音響性能を示さない。これらの特性の向上が所望されるときには、当該ボードとガラスもしくはロックウール又はポリマーなどの防音材料を組み合わせ、目標とする用途に応じて、異形材、接着剤、ネジ又はだぼにより所定の位置に固定することができる複合材製品を形成することが知られている。
最も一般的なプラスターベースのボードは、平均厚さが１２．５ｍｍであり、そして一般に“ＢＡ １３”という名称で販売されている。これらのボードは表面密度が約９ｋｇ／ｍ2である。厚さを変更せずに、表面密度を例えば１２ｋｇ／ｍ2まで増加させることによりボードの音響性能を向上可能であることが確かによく知られているが、これは必然的にボード中のプラスターの量を増加させることとなる。
それゆえ、ボードのコストがより高くなる。
より高い表面密度を有するボードを設置することにも欠点があり、重量の増加のためにボードの取り扱いがより困難になり、そしてより密度が高いのでネジを使用してそれを取り付けるのがより困難になる。これらの欠点は、ボードを高いところ（間仕切り又は天井）に取り付けなければならないときの主要な欠点となる。
本発明の目的は、良好な機械的特性を維持しながら、向上した音響特性を有するプラスターベースのボードを提供することである。
具体的に言うと、同じ厚さの従来のボードの音響特性と少なくとも同等の音響特性であるが、約１２ｋｇ／ｍ2というより高い表面密度の、プラスターベースのボードを得ることが求められている。本発明が特に目標とする表面密度は４〜１１ｋｇ/ｍ2と様々であり、好ましくは約９ｋｇ/ｍ2である。
この目的は、本発明によって、プラスターをベースとするボード、特に紙もしくは不織布の２枚のシート間に配置されたプラスターベースの心材を含むタイプのボードであって、前記心材が少なくとも１種のポリマーを含むことを特徴とする、プラスターベースのボードにより達成される。
より具体的に言えば、ボードの心材はプラスター及び少なくとも１種のポリマーを含み、該ポリマーは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであってガラス転移温度が−１０℃〜＋２５℃の範囲であるコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる。
本発明によるポリビニルブチラールは、ＩＳＯ １１３５７−１：２００９標準規格による示差熱量分析により測定して、４０℃〜１００℃、好ましくは５０℃〜９０℃、そしてなお好ましくは６０℃〜８０℃の範囲のガラス転移温度を有するのが有利である。
好ましいポリビニルブチラールは、大きさが２０μｍと１０００μｍの間、特に５０〜１００μｍ、１５０〜４００μｍ、又は４００〜１０００μｍである粒子からなる粉末の形態である。
本発明による酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーは、例えば、酢酸ビニルと、エチレン、プロピレン、ブチレン及びイソブチレンから選ばれる少なくとも１種のモノマーとのコポリマーである。これらのコポリマーのガラス転移温度は、好ましくは−５℃〜＋２０℃の範囲であり、有利には０℃〜＋１０℃の範囲である。コポリマーのガラス転移温度は、ＩＳＯ １１３５７−１：２００９標準規格により示差熱量分析によって測定される。酢酸ビニルとエチレンとのコポリマー（ＥＶＡ）が好ましい。
酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマーは、例えば、酢酸ビニル、前段落に示したとおりのオレフィン、及びアクリル酸アルキル又はメタクリル酸アルキルのターポリマーである。
酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマーは、例えば、酢酸ビニル、バーサチック酸のビニルエステル（ＶｅｏＶａ１０と呼ばれる）及びアクリレートのターポリマーである。
酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーは、例えば、酢酸ビニルとアクリル酸アルキル又はメタクリル酸アルキルとのコポリマーである。
ポリマーは、一般に、プラスター及びポリマーから構成される混合物の１〜４０重量％、好ましくは３％〜３０％、有利には５％〜２０％に相当する。
本発明によるポリマーは、平均寸法が０．０１〜１２００μｍ、好ましくは０．１〜１０００μｍ、そしてより好ましくは０．２〜４００μｍの範囲である粒子の形態であるのが有利である。
本発明によるボードの心材は、最終製品の物理化学的特性を向上させそして良好な適用条件を得ることを可能にする添加剤をさらに含むことができる。例えば、心材は、１００重量部のプラスター当たりの部数として表して下記の重量割合の下記の添加剤、すなわち、
・０．１〜１５部の接着剤であって、その役割がプラスターと紙のコーティングとの密着性を増加させることである接着剤、例えば、デンプン、特に酸で前処理されたデンプン、デキストリン、又は植物紛、特に小麦粉又はトーモロコシ粉、
・０．００１〜１０部の凝結促進剤、例えば、水和硫酸カルシウム又は硫酸カリウム、
・０．００１〜１０部の凝結遅延剤、
・０〜１０部の殺生物剤、例えば、ナトリウムオマジン、
・０．０００１〜１部の発泡剤であって、その役割が最終製品の密度を低下させるために気泡を生じさせることであり、例として硫酸ナトリウムアルキルエーテル及びラウリル硫酸ナトリウムを挙げることができる、発泡剤、
・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、無機繊維、特にガラス繊維、及び動物又は植物繊維、
を含むことができる。
本発明のもう一つの主題は、ここまで説明してきたプラスターベースのボード、特に紙又は不織布の２層の間に配置された心材を含むタイプのプラスターベースのボードの製造方法に関する。
本方法は、ボードの心材を製造するために、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであってガラス転移温度が−１０℃〜＋２５℃の範囲であるコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる少なくとも１種のポリマーを、焼石こうに添加することを特徴とする。
プラスターベースのボードの製造はそれ自体公知である。プラスターボードは、粉末にした焼石こう(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、該ペーストを紙、又は無機繊維、特にガラス繊維又はポリマー繊維を含む不織布の、２枚のシートの間に連続的に配置するものである連続法により形成される。
形成した製造物をプレスして所望の厚さにし、次いでそれを、切断して所定の長さのボードにすることができる十分な硬化度のペーストにするのを可能にする距離にわたって、コンベアで連続的に輸送する。その後、ボードを炉で乾燥し、過剰の水を除去する。
通常は、天然のものであれ合成したもの、すなわち特に火力発電所のガスの脱硫から得られたものであれ、硫酸カルシウム半水和物（ＣａＳＯ4・０．５Ｈ2Ｏ：焼石こう）を、水の存在下で水和反応させて、硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ：石こう）へと転化させる。
ペーストを作るために使用する焼石こうの量は一般に、１００重量部の水当たりに５０〜１５０重量部の範囲であり、好ましくは６０〜１２０部の範囲である。
ポリマーは、水溶液又は水性分散液、粉末又はペレットの形態であることができる。溶液又は分散液の場合には、このポリマーはペーストを調製するために使用する水に添加される。ポリマーが粉末又はペレットである場合には、添加を焼石こうと一緒に行ってから水と混合してペーストを作る。分散液及び粉末が好ましい。
プラスターベースのボードのより特別に目標とする厚さは１２．５ｍｍに等しいが、より小さい厚さ、特に最小で６ミリメートルまでの厚さ、又はより大きい厚さ、特に最大で２５ミリメートルまでの厚さを、除外することはできない。
本発明によるプラスターベースのボードは、そのままで使用してもよく、あるいは音響及び／又は熱パネルを形成するために例えばミネラルウールもしくはウッドウール又はポリマーなどの別の材料と組み合わせてもよく、さもなければ複合パネルを形成するため２つのプラスターベースのボードどうしを結合する中間層ポリマーフィルムと組み合わせてもよい。
本ボードは、壁の被覆材、吊天井、床、及び間仕切り壁を形成するために使用することができる。
本発明の別の主題は、プラスターベースのボードの製造を目的とした焼石こうをベースとする組成物において当該ボードの音響性能を向上させるために、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれるポリマーを使用することに関する。
上記のプラスターベースのボードの製造に適する組成物も、本発明の１つの主題を形成する。このプラスターベースの組成物は、焼石こうと、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる少なくとも１種のポリマーとを含む。この組成物は、特に接合部を作るために使用することができる。
下記の例は本発明を例証することを可能にするが、それを制限することはない。
〔例１〜１５〕
プラスターをベースとするボードを、下記の表１に示す組成物から調製する。
硫酸カルシウム半水和物、ポリマー、及び水をミキサーに入れる。
この混合物を６００ｒｐｍで１５秒間、そして１８５０ｒｐｍで４５秒間撹拌する。その後、発泡剤を添加し、混合物を２５０ｒｐｍで５０秒間撹拌し、ペーストを得る。
ペーストを、４つの平行六面体キャビティー（長さ：３００ｍｍ、幅：３０ｍｍ、深さ：１３ｍｍ）を含み、内壁をオイルの層で事前にコートした真鍮金型中に注ぎ入れる。２０分後にサンプルを金型から取り出し、次いで開放空気中に４０分間放置し、そして重量が一定になるまで最終的に４０℃の炉内で乾燥させる。
比較のために、ポリマーを含まず、表面密度が９．０及び１１．９ｋｇ／ｍ2である２つのボード（比較例１０及び１１）と、本発明に含まれないポリマーを含む４つのボード（比較例１２〜１５）を、同一の条件下で調製する。
ボードの音響性能を、ＩＳＯ １６９４０：２００８（Ｅ）標準規格の条件下で機械インピーダンスを測定するＭＩＭ（機械インピーダンス測定）により評価する。周波数（Ｈｚ）の関数としての加速周波数（ｄＢ）の曲線から、動的ヤング率（ＧＮ／ｍ2）及び損失係数（％）を計算する。
サンプルは、長さ３００ｍｍ、幅３０ｍｍ及び厚さ１３ｍｍの棒である。
ヤング率、損失係数、及び比較例１０及び１１からの基準ボードに対して計算した音響利得の値を表１に示す。
Figure 2017514731
 (1) Saint-Gobain Placo社により販売される紙CP1を含まないリサイクルプラスター
(2) Huntsman社により販売されるMillifoam （登録商標）C; 固形分: 30%
(3) Shark社により販売されるShark Powder（登録商標） C2; ポリビニルブチラール;固形分: 100%
(4) Shark社により販売されるShark Pellets（登録商標）C3;ポリビニルブチラール; 固形分: 100%
(5) Shark社により販売されるShark Dispersion （登録商標）C3;ポリビニルブチラール; 固形分: 50%
(6) Wacker Chemie 社により販売されるVinnapas（登録商標）5044 N; エチレン−酢酸ビニルコポリマー(Tg -7°C); 固形分: 100%
(7) Wacker Chemie 社により販売されるVinnapas（登録商標）7055 E; 酢酸ビニル−エチレン−ビニルエステルターポリマー; 固形分: 100%
(8) Synthomer社により販売されるEmultex（登録商標） VV 665; 酢酸ビニル−VeoVa10−アクリレートターポリマー; 固形分: 50%
(9) Synthomer社により販売されるEmultex（登録商標）VV 675; 酢酸ビニル-VeoVa10-アクリレートターポリマー; 固形分: 50%
Figure 2017514731
 (10) Synthomer社により販売されるPlextol（登録商標） DV 686; スチレン-アクリレートコポリマー; 固形分: 50%
(11) Synthomer社により販売されるSynthomer（登録商標） VL 10946; カルボキシル化スチレン-ブタジエンコポリマー; 固形分: 50%
(12) Synthomer社により販売されるLitex（登録商標） N 5140; カルボキシル化ブタジエン-アクリロニトリルコポリマー; 固形分: 50%
(13) Synthomer社により販売されるPlextol（登録商標）X 4427; アクリルコポリマー;固形分: 50%

Claims (8)

  1. プラスターをベースとするボード、特に紙もしくは不織布の２枚のシートの間に配置されたプラスターベースの心材を含むタイプの、プラスターをベースとするボードであって、
    前記心材が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる少なくとも１種のポリマーを含むことを特徴とする、プラスターをベースとするボード。
  2. 前記酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーが−５℃〜＋２０℃、好ましくは０℃〜＋１０℃の範囲のガラス転移温度を有することを特徴とする、請求項１記載のボード。
  3. 前記ポリマーが前記プラスター及び前記ポリマーにより構成される混合物の１〜４０重量％に相当し、好ましくは３％〜３０％、有利には５％〜２０％に相当することを特徴とする、請求項１又は２記載のボード。
  4. 前記ポリマーが、０．０１〜１２００μｍ、好ましくは０．１〜１０００μｍ、より好ましくは０．２〜４００μｍの範囲の平均寸法を有する粒子の形態であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載のボード。
  5. １００重量部のプラスター当たりで表現して、以下の重量割合の以下の添加剤、すなわち、
    ・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デンプン、デキストリン、又は植物紛、
    ・０．００１〜１０部の凝結促進剤、例えば、水和硫酸カルシウム又は硫酸カリウム、
    ・０．００１〜１０部の凝結遅延剤、
    ・０〜１０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、例えば、硫酸ナトリウムアルキルエーテル及び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、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、無機繊維、又は動物もしくは植物繊維、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載のボード。
  6. ボード、特に紙もしくは不織布の２枚のシートの間に配置された心材を含むタイプのボードの製造方法であり、粉末の焼石こうを水と混合してペーストを作り、このペーストを前記シートの間に連続的に配置し、形成された製造物をプレスして所望の厚さにし、ボードを切断して所望の長さにするボードの製造方法であって、
    ボードの心材を製造するために、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる少なくとも１種のポリマーを、前記焼石こうに添加することを特徴とする、ボードの製造方法。
  7. プラスターをベースとするボードの製造を目的とした焼石こうをベースとする組成物における、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれるポリマーの、前記ボードの音響性能を向上させるための使用。
  8. 焼石こうと、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、酢酸ビニルとオレフィンとのコポリマーであって−１０℃〜＋２５℃の範囲のガラス転移温度を有するコポリマー、酢酸ビニルとオレフィンとビニルエステルモノマーとのターポリマー、酢酸ビニルとビニルエステルモノマーと（メタ）アクリレートモノマーとのターポリマー、及び酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマーから選ばれる少なくとも１種のポリマーとを含むことを特徴とする、プラスターをベースとする組成物。
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