JP2721670B2 - 複合天井ボード - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、無機および／またはセルロース性材料及び
ラテックスバインダーを含む複合天井ボードに関する。 例えば、天井タイルのような天井複合ボードの結合剤
として、澱粉は技術上周知である。しかし、高温、多湿
のようなある一定の環境条件下では、例えば澱粉結合剤
が垂れ落ちた天井タイルのように、複合天井ボードは寸
法安定性を失う。同時に、複合天井ボードは通常の取扱
いと使用に耐えるために、良好な破断係数のような、充
分な強度を有する必要がある。 従って、温度および湿度の上昇に対して充分な強度と
寸法安定性を有する複合天井ボードを製造するための澱
粉の部分的または完全な代替品として役立つ結合剤組成
物を開発することが望ましい。 本発明の対照はこのようなラテックス組成物である。
本発明の結合剤は、生成する複合天井ボードが必要な取
扱いと用途のために充分な強度を有し、温度および湿度
の上昇に対して寸法安定性を維持するようなガラス転移
温度（Tg）を有するコポリマーのラテックスである。 「寸法安定性」とは、複合天井ボードが温度および湿
度の上昇に暴露されたときに移動を示さないことを意味
する。寸法安定性は複合天井ボードのたるみ耐性を評価
することによって測定することができる。たるみ耐性は
実施例１に述べる組成物の複合体ボードの1 1/2×６イ
ンチ（40mm×150mm）ストリップを94゜F（35℃）の温
度、90％相対湿度に96時間暴露させ、330gの重りを保持
させ、ボード中心の変位をmmで測定することによって評
価する。複合天井ボードのたるみは1.0mm以下であるこ
とが好ましく、0.8mm未満であることがさらに好まし
く、0.5mm未満であることが最も好ましい。 「強度」とは、組成物によって生成する複合ボードが
複合天井ボードに加えられる取扱い、加工およびその他
の力に耐えるために必要な集結度（integrity）を意味
する。必要な強度はASTM367−78によって複合ボードの
破断係数（MOR）を測定することによって定められる。
複合天井ボードは少なくとも130psi（0.90MPa）の破断
係数を有するのが好ましい。複合天井ボードが少なくと
も140psi（0.96MPa）のMORを有するのがさらに好まし
い。最も好ましいMORは少なくとも150psi（1.0MPa）で
ある。 MORはASTM367−78に述べられている標準的な３点破断
荷重テストから、次のように算出する： 破断係数（MOR）＝3pL/bd2 式中、ｐ＝サンプルを破壊するために必要なピーク荷
重（ポンド、lb） Ｌ＝サンプル視点間の距離（インチ、in） ｂ＝サンプルの幅（インチ、in） ｄ＝サンプルの厚さ この破断係数を密度変化に対して次のように補正す
る： 補正MOR＝（MOR）D2 式中、Ｄは密度補正値であり、 Ｄ＝目的密度／実際の密度 本発明のラテックス組成物のコポリマーのガラス転移
温度（Tg）は、生成する複合天井ボードが特定の環境条
件に暴露されるときに複合天井ボードの寸法安定性を維
持し、生成する複合天井ボードにASTM367−78による測
定によって少なくとも130psi（0.90MPa）の破断係数を
与えるために充分であるTgとして機能的に定義される。
特に好ましいTgは35℃〜115℃であり、最も好ましいTg
は50℃〜110℃である。 本発明のラテックスコポリマー組成物は慣習的な添加
剤を用いて水性媒質中での通常のエマルジョン重合方法
によって製造することができる。水相は典型的に、慣習
的てな非イオンまたは陰イオン乳化剤（例えば、Ｎ−ド
デシルスルホネート、イソオクトベンゼンスルホン酸ナ
トリウム、ラウリン酸ナトリウム、およびポリエチレン
グリコールのノニルフェノールエーテル）を0.5〜５重
量％（モノマー装入量を基準にして）含有する。 前記ラテックス重合には慣習的なエマルジョン触媒を
用いることができ、このような触媒の一般的な例には過
酸化水素のような過酸化物；過硫酸ナトリウム、過硫酸
カリウムおよび過硫酸アンモニウムのような過硫酸塩；
ならびにアゾジイソブチルジアミドのようなアゾ化合物
がある。水相中で活性化される（例えば水溶性還元剤に
よって）触媒（例えば酸化還元触媒）も用いることがで
きる。用いる触媒の種類と量ならびに特定の重合条件は
一般に、用いる他のモノマーに依存し、重合条件はこの
ような他のモノマーの重合に有利であるように選択され
る。このような触媒は典型的に接触量で、例えばモノマ
ー重量を基準にして0.01〜５重量％の量で用いられる。
重合は一般に−10℃〜110℃の範囲内の温度で、好まし
くは50℃〜90℃の範囲内の温度で実施される。 例えばｎ−ドデシルメルカプタン、ブロモホルム、お
よび四塩化炭素のような、慣習的な連鎖移動剤も重合に
おける通常の方法で用いて、形成されるポリマーの分子
量を調節することが同様に可能であり、このような連鎖
移動剤を用いる場合には典型的に、重合に用いるモノマ
ーの重量を基準にして、0.01〜10重量％、好ましくは0.
1〜５重量％の量で使用される。連鎖移動剤の使用量は
用いる特定の移動剤および重合すべき特定のモノマーに
幾らか依存する。 ジ−、トリ−またはテトラ−ビニル化合物である慣習
的な架橋剤も同様に、重合における通常の方法で用い
て、Tgおよび形成されるポリマーの分子量を調節するこ
とができる。架橋剤の代表的な例はジビニルベンゼン、
アリルメタクリレートまたはモノ−、ジ−、トリ−また
はテトラ−エチレングリコールジアクリレートまたはジ
メタクリレートである。このような架橋剤を用いる場合
には典型的に、重合に用いるモノマーの重合を基準にし
て0.01〜4.0重量％、好ましくは0.1〜1.0重量％の量で
用いる。架橋剤使用量は重合すべきモノマーに依存す
る。 特に、充分なTgを有するラテックス組成物は硬質モノ
マーと軟質モノマーとの組合わせによって製造すること
ができる。α，β−エチレン系不飽和カルボン酸も導入
することができる。 「硬質モノマー」なる用語は、そのホモポリマーが少
なくとも80℃のTgを有するモノマーを含むことを意味す
る。「硬質モノマー」なる用語はそのホモポリマーが35
℃未満のTgを有するモノマーを含むことを意味する。典
型的な硬質モノマーは例えばスチレンおよびメチルメタ
クリレートのような、技術上慣習的に公知のモノマーで
ある。硬質モノマーも技術上慣習的に公知であり、例え
ばブタジエン、エチルアクリレートまたはブチルアクリ
レートである。 α，β−エチレン系不飽和カルボン酸は次式： 〔式中、ＲはＨおよびR1はＨ、C1〜C4アルキルもしく
は−CH2COOHである；またはＲは−COOXおよびR1はＨも
しくは−CH2COOXである；またはＲはCH3およびR1はＨで
ある； ＸはＨもしくはC1〜C4アルキルである〕 で示される組成物を含む。 適当なα，β−エチレン系不飽和脂肪族カルボン酸は
カルボキシル基の少なくとも１つにエチレン系不飽和α
−β結合を有する、モノエチレン系不飽和モノカルボン
酸、ジカルボン酸およびトリカルボン酸ならびにさらに
多くのカルボキシル基を含む同様なモノマーである。カ
ルボキシル基は酸形または塩形（−COOM,Mは水素また
は、例えばナトリウムまたはカリウムのような金属を表
す）で存在し、周知の簡単な方法で容易に相互転換可能
であることが理解される。 α，β−エチレン系不飽和脂肪族カルボン酸の特定の
例はアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン
酸、マレイン酸、アコニチン酸、例えばα−エタクリル
酸、α−プロピルアクリル酸およびα−ブチルアクリル
酸のような、種々のα−置換アクリル酸である。 ラテックス組成物は典型的に、組成物の重量を基準に
して、硬質モノマー50〜99重量％および硬質モノマー１
〜50重量％を含む。カルボン酸レベルは０〜20重量％で
ある。硬質モノマーが65〜95重量％の量で存在し、軟質
モノマーが５〜35重量％の量で存在するのが好ましく、
カルボン酸は0.5〜10重量％の量で存在するのが特に好
ましい（重量％は全て組成物の重量を基準にする）。 本発明のラテックスに適した特定のコポリマー類はモ
ノビニリデンモノマーと脂肪族共役ジエンを含むコポリ
マーである。α，β−エチレン系不飽和カルボン酸ター
モノマーも通常ポリマーに導入することができる。 「モノビニリデンモノマー」なる用語は式： 〔式中、Ｒは水素またはC1〜C4アルキルのような低級
アルキルである〕 で示されるラジカルがC6〜C10芳香核に直接付着したよ
うなモノマーを含み、前記芳香核がアルキルまたはハロ
ゲン置換基によって置換されているモノマーも含むよう
に意図する。このようなモノマーの典型的な例はスチレ
ン、α−メチルスチレン、オルト−、メタ−およびパラ
−メチルスチレン;o,p−ジメチルスチレン;o,p−ジエチ
ルスチレン；イソプロピルスチレン;o−メチル−ｐ−イ
ソプロピルスチレン;p−クロロスチレン;p−ブロモスチ
レン;o,p−ジクロロスチレン;o,p−ジブロモスチレン；
ビニルナフタレン；種々なビニル（アルキルナフタレ
ン）およびビニル（ハロナフタレン）ならびにこれらの
コモノマー混合物である。 本発明に効果的に用いられる非環式脂肪族共役ジエン
は典型的にC4〜C9化合物であり、例えば1,3−ブタジエ
ン、２−メチル−1,3−ブタジエン,2,3−ジメチル−1,3
−ブタジエン；ペンタジエン;2−ネオペンチル−1,3−
ブタジエンおよび1,3−ブタジエンの他の炭化水素同族
体例えば２−クロロ−1,3−ブタジエン、２−シアノ−
1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン、直鎖お
よび分枝鎖共役ヘキサジエン、他のC4〜C9直鎖および分
枝鎖共役ジエンならびにこれらのコモノマー混合物であ
る。前記のような1,3−ブタジエン炭化水素モノマーは
特に望ましい性質を有する共重合体（interpolymer）を
形成するので特に好ましい。1,3−ブタジエンから製造
される共重合体のコスト、安易な入手可能性および良好
な性質が1,3−ブタジエンを最も好ましい非環式脂肪族
共役ジエンにしている。 他の適当なコポリマー類は、25℃未満のTgを有する、
モノビニリデン化合物（上記で定義した）とα，β−エ
チレン系不飽和カルボン酸エステル（下記で定義する）
とのコポリマーである。α，β−エチレン系不飽和カル
ボン酸ターモノマーもポリマーに導入することができ
る。 軟質モノマーとして本発明に用いられるα，β−エチ
レン系不飽和カルボン酸のエステルには、例えばベンジ
ルアクリレート、ブチルアクリレート、sec−ブチルア
クリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルア
クリレート、ヒドロキシルエチルアクリレート、ヒドロ
キシプロピルアクリレート、エチルアクリレート、２−
エチルブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レート、ヘプチルアクリレート、ヘキシルアクリレー
ト、イソブチルアクリレート、イソプロピルアクリレー
ト、メチルアクリレート、プロピルアクリレートのよう
な典型的な軟質アクリレート（すなわちホモポリマーが
25℃未満のTgを有するようなアクリレート）、ならびに
例えばブチルメタクリレートおよびヘキシルメタクリレ
ートのような軟質メタクリレートがある。ブチルアクリ
レートとエチルアクリレートのコスト、入手可能性およ
び性質が既知であることがアクリレートの中で、これら
のモノマーを特に好ましいものにしている。 本発明のラテックスに有用な第３のコモノマー類は２
種類以上のエチレン系不飽和カルボン酸エステルから成
るコポリマーであって、上記で定義したように、この中
の１種類のモノマーのホモポリマーが25℃未満のTgを有
し、他の１種類のモノマーのホモポリマーが80℃より高
いTgを有する、例えばメチルメタクリレートとエチルア
クリレートとのコポリマーのような、コポリマーであ
る。このコポリマーはα，β−エチレン系不飽和カルボ
ン酸のターモノマーも含み得る。 そのホモポリマーのTgが80℃より高い、α，β−エチ
レン系不飽和カルボン酸のエステルには、例えばｔ−ブ
チルメタクリレート、イソプロピルメタクリレートおよ
びメチルメタクリレートのような硬質モノマーがある。
メチルメタクリレートのコスト、入手可能性および性質
が既知であることがこれをメタクリレートの中でも特に
好ましいものにしている。 上記のいずれかのコポリマー類に、例えば25℃より高
く80℃より低い中間のTgを有するホモポリマーを形成す
るターモノマーのような付加的モノマーをも加えること
ができる。このようなモノマーの例には、４−ビフェニ
ルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ビニルアセ
テート、sec−ブチルメタクリレート、シクロヘキシル
メタクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、プロピルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、ｎ−プロピルメタクリレートおよびｔ−
ブチルアミノエチルメタクリレートがある。 例えば天井タイルのような複合天井ボードは、例えば
フォードリニエ方法（Fourdrinier process）、水媒介
方法（水中でスラリー化）または注型法で形成するウォ
ーターフェルト（water−felted）のように、慣習的な
方法によって製造することができる。 複合体の無機およびセルロース系材料は慣習的に公知
の充填剤および繊維であり、例えば鉱物性ウール（無機
繊維）、パーライトまたは粘土（無機充填剤）およびセ
ルロース（セルロース系材料）である。 典型的な結合剤量は複合天井ボードの全重量を基準に
して１〜25重量％であり、セルロース系材料量は５〜50
重量％であり；無機繊維量は10〜約70重量％であり；無
機充填剤量は５〜約90重量％である。 ラテックス用結合剤系は排他的に限定されるわけでは
なく、むしろラテックスが例えばラテックスプラス澱粉
のように、結合剤系の全てまたは一部でありうる。 天井タイルは新聞紙を分散させ、この分散系を無機の
セルロース系材料と混合することによって製造される。
この混合物にラテックス、次に凝集剤を加え、得られた
組成物を型に注入し、希釈し、排水した。得られた湿っ
たマットを圧縮成形し乾燥させた。 本発明を次の実施例によってさらに説明するが、本発
明はこれらによって限定されるわけではない。実施例中
の部と％は全て、他に指定しないかぎり、重量によるも
のである。 実施例１ 温度制御した水浴中に浸せきした１−ガラス反応器
に、脱イオン水359g、１％活性ジエチレントリアミン五
酢酸五ナトリウム水溶液3.0gおよびフマル酸3.0gを加え
た。反応器を60℃に加熱してフマル酸を溶解し、次に3
3.2％固体粒状ラテックス含有ポリスチレンポリマー粒
子4.5gを加えた。反応器を窒素でパージし、85℃に加熱
し、メチルメタクリレート270gとエチルアクリレート27
gとを含有するモノマー流を２時間にわたって加えた。 脱イオン水90.0g、過硫酸ナトリウム1.5g水酸化ナト
リウム0.3gおよび45％活性界面活性剤溶液3.3g含有水性
流をモノマー添加開始時から始めて、2 1/6時間かけて
加えた。モノマー流と水性流とを添加した後に、反応器
を85℃に１時間維持してから冷却した。 印刷された新聞紙を固体分2.0％で水中に分散させ
た。カウルブレード（Cowles blade）をエアースターラ
ーとともに高速rpmで用いて、セルロースを250〜300mil
のカナダ標準コウ解度になるように再分散させた。水
（4,000ml）、粘土（6.0g）、パーライト（37.5g）、鉱
物性ウール75.0g）および分散新聞紙（825ml、繊維16.5
g）をカウルブレードを用いて緩和に攪拌しながら、３
分間混合した。ラテックス（ポリマー15.0g）を加え、
スラリーを30秒間攪拌した。凝集剤（陽イオンポリアク
リルアミド）をラテックスが完全に凝集するまで（水が
透明になった時点によって決定）加えた。緩和より軽度
に攪拌しながら、凝集させた。凝集した組成物をウィリ
アムスシート型（Williams Sheet mold）装置に注入
し、固体分が約2.0％になるまで希釈した。組成物を分
散させ、留置ワイヤから排水させた。湿ったマットを63
0mil（16mm）の厚さまで圧縮成形し、強制通風炉内で37
5〜400゜F（190〜205℃）において乾燥した。 生成した複合天井ボードは約8.2×8.2インチ（208×2
08mm）であり、厚さ７インチ（18mm）と密度12lb/ft
3（19kg/m3）を有した。 実施例２ 温度制御水浴中に浸せきした１ガラス反応器に、脱
イオン水359g、１％活性ジエチレントリアミン五酢酸五
ナトリウム水溶液3g、および27％固体粒状ラテックス含
有ポリスチレンポリマー粒子5.06gを加えた。反応器を
窒素でパージし、90℃に加熱した。次にスチレン255g、
アクリル酸18gおよびエチルアクリレート27gを含むモノ
マー流を３時間にわたって加えた。 脱イオン水90g、過硫酸ナトリウム1.5g、水酸化ナト
リウム0.3gおよび45％活性界面活性剤溶液3.3gをを含む
水性流も、モノマー添加の開始時から始めて、3 1/4時
間かけて加えた。モノマー流と水性流の添加後、反応器
を90℃に30分間維持してから、冷却した。 次に複合天井ボードを実施例１に述べたように作成し
た。 第２表 モノマー用語 （Ｓ） −スチレン （Ｂ） −ブタジエン （MMA）−メチルメタクリレート （EA） −エチレンアクリレート （BA） −ブチルアクリレート （AA） −アクリル酸 （IA） −イタコン酸 （FA） −フマル酸 上記表は澱粉含有天井タイル（比較例Ａ）が高いMOR
（高い強度）を有するが、たるみ耐性は殆んど有さない
ことを示す。ポリスチレンラテックス結合剤含有天井タ
イル（比較例Ｂ）は中等度のたるみ耐性を有するが、こ
れのMORは低い（低強度）。 本発明のラテックス結合剤（実施例１〜９）はすぐれ
た強度（高MOR）と低いたるみ、すなわち少なくとも130
psi（0.90MPa）のMORと1mm以下のたるみの両方を有す
る。実施例３のスチレン、ブチルアクリレートおよびア
クリル酸（70/24/6）のコポリマーは高い結合強度（175
psi（1.21MPa）のMOR）と高いたるみ耐性（0.1mmのたる
み）の組合わせを説明する。 これとは全く異なるコポリマーである、実施例１のメ
チルメタクリレート、エチルアクリレートおよびフマル
酸（90/9/1）のコポリマーも高い結合強度（170psi（1.
17MPa）のMOR）と高いたるみ耐性（0.2mmのたるみ）と
を示す。
ラテックスバインダーを含む複合天井ボードに関する。 例えば、天井タイルのような天井複合ボードの結合剤
として、澱粉は技術上周知である。しかし、高温、多湿
のようなある一定の環境条件下では、例えば澱粉結合剤
が垂れ落ちた天井タイルのように、複合天井ボードは寸
法安定性を失う。同時に、複合天井ボードは通常の取扱
いと使用に耐えるために、良好な破断係数のような、充
分な強度を有する必要がある。 従って、温度および湿度の上昇に対して充分な強度と
寸法安定性を有する複合天井ボードを製造するための澱
粉の部分的または完全な代替品として役立つ結合剤組成
物を開発することが望ましい。 本発明の対照はこのようなラテックス組成物である。
本発明の結合剤は、生成する複合天井ボードが必要な取
扱いと用途のために充分な強度を有し、温度および湿度
の上昇に対して寸法安定性を維持するようなガラス転移
温度（Tg）を有するコポリマーのラテックスである。 「寸法安定性」とは、複合天井ボードが温度および湿
度の上昇に暴露されたときに移動を示さないことを意味
する。寸法安定性は複合天井ボードのたるみ耐性を評価
することによって測定することができる。たるみ耐性は
実施例１に述べる組成物の複合体ボードの1 1/2×６イ
ンチ（40mm×150mm）ストリップを94゜F（35℃）の温
度、90％相対湿度に96時間暴露させ、330gの重りを保持
させ、ボード中心の変位をmmで測定することによって評
価する。複合天井ボードのたるみは1.0mm以下であるこ
とが好ましく、0.8mm未満であることがさらに好まし
く、0.5mm未満であることが最も好ましい。 「強度」とは、組成物によって生成する複合ボードが
複合天井ボードに加えられる取扱い、加工およびその他
の力に耐えるために必要な集結度（integrity）を意味
する。必要な強度はASTM367−78によって複合ボードの
破断係数（MOR）を測定することによって定められる。
複合天井ボードは少なくとも130psi（0.90MPa）の破断
係数を有するのが好ましい。複合天井ボードが少なくと
も140psi（0.96MPa）のMORを有するのがさらに好まし
い。最も好ましいMORは少なくとも150psi（1.0MPa）で
ある。 MORはASTM367−78に述べられている標準的な３点破断
荷重テストから、次のように算出する： 破断係数（MOR）＝3pL/bd2 式中、ｐ＝サンプルを破壊するために必要なピーク荷
重（ポンド、lb） Ｌ＝サンプル視点間の距離（インチ、in） ｂ＝サンプルの幅（インチ、in） ｄ＝サンプルの厚さ この破断係数を密度変化に対して次のように補正す
る： 補正MOR＝（MOR）D2 式中、Ｄは密度補正値であり、 Ｄ＝目的密度／実際の密度 本発明のラテックス組成物のコポリマーのガラス転移
温度（Tg）は、生成する複合天井ボードが特定の環境条
件に暴露されるときに複合天井ボードの寸法安定性を維
持し、生成する複合天井ボードにASTM367−78による測
定によって少なくとも130psi（0.90MPa）の破断係数を
与えるために充分であるTgとして機能的に定義される。
特に好ましいTgは35℃〜115℃であり、最も好ましいTg
は50℃〜110℃である。 本発明のラテックスコポリマー組成物は慣習的な添加
剤を用いて水性媒質中での通常のエマルジョン重合方法
によって製造することができる。水相は典型的に、慣習
的てな非イオンまたは陰イオン乳化剤（例えば、Ｎ−ド
デシルスルホネート、イソオクトベンゼンスルホン酸ナ
トリウム、ラウリン酸ナトリウム、およびポリエチレン
グリコールのノニルフェノールエーテル）を0.5〜５重
量％（モノマー装入量を基準にして）含有する。 前記ラテックス重合には慣習的なエマルジョン触媒を
用いることができ、このような触媒の一般的な例には過
酸化水素のような過酸化物；過硫酸ナトリウム、過硫酸
カリウムおよび過硫酸アンモニウムのような過硫酸塩；
ならびにアゾジイソブチルジアミドのようなアゾ化合物
がある。水相中で活性化される（例えば水溶性還元剤に
よって）触媒（例えば酸化還元触媒）も用いることがで
きる。用いる触媒の種類と量ならびに特定の重合条件は
一般に、用いる他のモノマーに依存し、重合条件はこの
ような他のモノマーの重合に有利であるように選択され
る。このような触媒は典型的に接触量で、例えばモノマ
ー重量を基準にして0.01〜５重量％の量で用いられる。
重合は一般に−10℃〜110℃の範囲内の温度で、好まし
くは50℃〜90℃の範囲内の温度で実施される。 例えばｎ−ドデシルメルカプタン、ブロモホルム、お
よび四塩化炭素のような、慣習的な連鎖移動剤も重合に
おける通常の方法で用いて、形成されるポリマーの分子
量を調節することが同様に可能であり、このような連鎖
移動剤を用いる場合には典型的に、重合に用いるモノマ
ーの重量を基準にして、0.01〜10重量％、好ましくは0.
1〜５重量％の量で使用される。連鎖移動剤の使用量は
用いる特定の移動剤および重合すべき特定のモノマーに
幾らか依存する。 ジ−、トリ−またはテトラ−ビニル化合物である慣習
的な架橋剤も同様に、重合における通常の方法で用い
て、Tgおよび形成されるポリマーの分子量を調節するこ
とができる。架橋剤の代表的な例はジビニルベンゼン、
アリルメタクリレートまたはモノ−、ジ−、トリ−また
はテトラ−エチレングリコールジアクリレートまたはジ
メタクリレートである。このような架橋剤を用いる場合
には典型的に、重合に用いるモノマーの重合を基準にし
て0.01〜4.0重量％、好ましくは0.1〜1.0重量％の量で
用いる。架橋剤使用量は重合すべきモノマーに依存す
る。 特に、充分なTgを有するラテックス組成物は硬質モノ
マーと軟質モノマーとの組合わせによって製造すること
ができる。α，β−エチレン系不飽和カルボン酸も導入
することができる。 「硬質モノマー」なる用語は、そのホモポリマーが少
なくとも80℃のTgを有するモノマーを含むことを意味す
る。「硬質モノマー」なる用語はそのホモポリマーが35
℃未満のTgを有するモノマーを含むことを意味する。典
型的な硬質モノマーは例えばスチレンおよびメチルメタ
クリレートのような、技術上慣習的に公知のモノマーで
ある。硬質モノマーも技術上慣習的に公知であり、例え
ばブタジエン、エチルアクリレートまたはブチルアクリ
レートである。 α，β−エチレン系不飽和カルボン酸は次式： 〔式中、ＲはＨおよびR1はＨ、C1〜C4アルキルもしく
は−CH2COOHである；またはＲは−COOXおよびR1はＨも
しくは−CH2COOXである；またはＲはCH3およびR1はＨで
ある； ＸはＨもしくはC1〜C4アルキルである〕 で示される組成物を含む。 適当なα，β−エチレン系不飽和脂肪族カルボン酸は
カルボキシル基の少なくとも１つにエチレン系不飽和α
−β結合を有する、モノエチレン系不飽和モノカルボン
酸、ジカルボン酸およびトリカルボン酸ならびにさらに
多くのカルボキシル基を含む同様なモノマーである。カ
ルボキシル基は酸形または塩形（−COOM,Mは水素また
は、例えばナトリウムまたはカリウムのような金属を表
す）で存在し、周知の簡単な方法で容易に相互転換可能
であることが理解される。 α，β−エチレン系不飽和脂肪族カルボン酸の特定の
例はアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン
酸、マレイン酸、アコニチン酸、例えばα−エタクリル
酸、α−プロピルアクリル酸およびα−ブチルアクリル
酸のような、種々のα−置換アクリル酸である。 ラテックス組成物は典型的に、組成物の重量を基準に
して、硬質モノマー50〜99重量％および硬質モノマー１
〜50重量％を含む。カルボン酸レベルは０〜20重量％で
ある。硬質モノマーが65〜95重量％の量で存在し、軟質
モノマーが５〜35重量％の量で存在するのが好ましく、
カルボン酸は0.5〜10重量％の量で存在するのが特に好
ましい（重量％は全て組成物の重量を基準にする）。 本発明のラテックスに適した特定のコポリマー類はモ
ノビニリデンモノマーと脂肪族共役ジエンを含むコポリ
マーである。α，β−エチレン系不飽和カルボン酸ター
モノマーも通常ポリマーに導入することができる。 「モノビニリデンモノマー」なる用語は式： 〔式中、Ｒは水素またはC1〜C4アルキルのような低級
アルキルである〕 で示されるラジカルがC6〜C10芳香核に直接付着したよ
うなモノマーを含み、前記芳香核がアルキルまたはハロ
ゲン置換基によって置換されているモノマーも含むよう
に意図する。このようなモノマーの典型的な例はスチレ
ン、α−メチルスチレン、オルト−、メタ−およびパラ
−メチルスチレン;o,p−ジメチルスチレン;o,p−ジエチ
ルスチレン；イソプロピルスチレン;o−メチル−ｐ−イ
ソプロピルスチレン;p−クロロスチレン;p−ブロモスチ
レン;o,p−ジクロロスチレン;o,p−ジブロモスチレン；
ビニルナフタレン；種々なビニル（アルキルナフタレ
ン）およびビニル（ハロナフタレン）ならびにこれらの
コモノマー混合物である。 本発明に効果的に用いられる非環式脂肪族共役ジエン
は典型的にC4〜C9化合物であり、例えば1,3−ブタジエ
ン、２−メチル−1,3−ブタジエン,2,3−ジメチル−1,3
−ブタジエン；ペンタジエン;2−ネオペンチル−1,3−
ブタジエンおよび1,3−ブタジエンの他の炭化水素同族
体例えば２−クロロ−1,3−ブタジエン、２−シアノ−
1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン、直鎖お
よび分枝鎖共役ヘキサジエン、他のC4〜C9直鎖および分
枝鎖共役ジエンならびにこれらのコモノマー混合物であ
る。前記のような1,3−ブタジエン炭化水素モノマーは
特に望ましい性質を有する共重合体（interpolymer）を
形成するので特に好ましい。1,3−ブタジエンから製造
される共重合体のコスト、安易な入手可能性および良好
な性質が1,3−ブタジエンを最も好ましい非環式脂肪族
共役ジエンにしている。 他の適当なコポリマー類は、25℃未満のTgを有する、
モノビニリデン化合物（上記で定義した）とα，β−エ
チレン系不飽和カルボン酸エステル（下記で定義する）
とのコポリマーである。α，β−エチレン系不飽和カル
ボン酸ターモノマーもポリマーに導入することができ
る。 軟質モノマーとして本発明に用いられるα，β−エチ
レン系不飽和カルボン酸のエステルには、例えばベンジ
ルアクリレート、ブチルアクリレート、sec−ブチルア
クリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルア
クリレート、ヒドロキシルエチルアクリレート、ヒドロ
キシプロピルアクリレート、エチルアクリレート、２−
エチルブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レート、ヘプチルアクリレート、ヘキシルアクリレー
ト、イソブチルアクリレート、イソプロピルアクリレー
ト、メチルアクリレート、プロピルアクリレートのよう
な典型的な軟質アクリレート（すなわちホモポリマーが
25℃未満のTgを有するようなアクリレート）、ならびに
例えばブチルメタクリレートおよびヘキシルメタクリレ
ートのような軟質メタクリレートがある。ブチルアクリ
レートとエチルアクリレートのコスト、入手可能性およ
び性質が既知であることがアクリレートの中で、これら
のモノマーを特に好ましいものにしている。 本発明のラテックスに有用な第３のコモノマー類は２
種類以上のエチレン系不飽和カルボン酸エステルから成
るコポリマーであって、上記で定義したように、この中
の１種類のモノマーのホモポリマーが25℃未満のTgを有
し、他の１種類のモノマーのホモポリマーが80℃より高
いTgを有する、例えばメチルメタクリレートとエチルア
クリレートとのコポリマーのような、コポリマーであ
る。このコポリマーはα，β−エチレン系不飽和カルボ
ン酸のターモノマーも含み得る。 そのホモポリマーのTgが80℃より高い、α，β−エチ
レン系不飽和カルボン酸のエステルには、例えばｔ−ブ
チルメタクリレート、イソプロピルメタクリレートおよ
びメチルメタクリレートのような硬質モノマーがある。
メチルメタクリレートのコスト、入手可能性および性質
が既知であることがこれをメタクリレートの中でも特に
好ましいものにしている。 上記のいずれかのコポリマー類に、例えば25℃より高
く80℃より低い中間のTgを有するホモポリマーを形成す
るターモノマーのような付加的モノマーをも加えること
ができる。このようなモノマーの例には、４−ビフェニ
ルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ビニルアセ
テート、sec−ブチルメタクリレート、シクロヘキシル
メタクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、プロピルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、ｎ−プロピルメタクリレートおよびｔ−
ブチルアミノエチルメタクリレートがある。 例えば天井タイルのような複合天井ボードは、例えば
フォードリニエ方法（Fourdrinier process）、水媒介
方法（水中でスラリー化）または注型法で形成するウォ
ーターフェルト（water−felted）のように、慣習的な
方法によって製造することができる。 複合体の無機およびセルロース系材料は慣習的に公知
の充填剤および繊維であり、例えば鉱物性ウール（無機
繊維）、パーライトまたは粘土（無機充填剤）およびセ
ルロース（セルロース系材料）である。 典型的な結合剤量は複合天井ボードの全重量を基準に
して１〜25重量％であり、セルロース系材料量は５〜50
重量％であり；無機繊維量は10〜約70重量％であり；無
機充填剤量は５〜約90重量％である。 ラテックス用結合剤系は排他的に限定されるわけでは
なく、むしろラテックスが例えばラテックスプラス澱粉
のように、結合剤系の全てまたは一部でありうる。 天井タイルは新聞紙を分散させ、この分散系を無機の
セルロース系材料と混合することによって製造される。
この混合物にラテックス、次に凝集剤を加え、得られた
組成物を型に注入し、希釈し、排水した。得られた湿っ
たマットを圧縮成形し乾燥させた。 本発明を次の実施例によってさらに説明するが、本発
明はこれらによって限定されるわけではない。実施例中
の部と％は全て、他に指定しないかぎり、重量によるも
のである。 実施例１ 温度制御した水浴中に浸せきした１−ガラス反応器
に、脱イオン水359g、１％活性ジエチレントリアミン五
酢酸五ナトリウム水溶液3.0gおよびフマル酸3.0gを加え
た。反応器を60℃に加熱してフマル酸を溶解し、次に3
3.2％固体粒状ラテックス含有ポリスチレンポリマー粒
子4.5gを加えた。反応器を窒素でパージし、85℃に加熱
し、メチルメタクリレート270gとエチルアクリレート27
gとを含有するモノマー流を２時間にわたって加えた。 脱イオン水90.0g、過硫酸ナトリウム1.5g水酸化ナト
リウム0.3gおよび45％活性界面活性剤溶液3.3g含有水性
流をモノマー添加開始時から始めて、2 1/6時間かけて
加えた。モノマー流と水性流とを添加した後に、反応器
を85℃に１時間維持してから冷却した。 印刷された新聞紙を固体分2.0％で水中に分散させ
た。カウルブレード（Cowles blade）をエアースターラ
ーとともに高速rpmで用いて、セルロースを250〜300mil
のカナダ標準コウ解度になるように再分散させた。水
（4,000ml）、粘土（6.0g）、パーライト（37.5g）、鉱
物性ウール75.0g）および分散新聞紙（825ml、繊維16.5
g）をカウルブレードを用いて緩和に攪拌しながら、３
分間混合した。ラテックス（ポリマー15.0g）を加え、
スラリーを30秒間攪拌した。凝集剤（陽イオンポリアク
リルアミド）をラテックスが完全に凝集するまで（水が
透明になった時点によって決定）加えた。緩和より軽度
に攪拌しながら、凝集させた。凝集した組成物をウィリ
アムスシート型（Williams Sheet mold）装置に注入
し、固体分が約2.0％になるまで希釈した。組成物を分
散させ、留置ワイヤから排水させた。湿ったマットを63
0mil（16mm）の厚さまで圧縮成形し、強制通風炉内で37
5〜400゜F（190〜205℃）において乾燥した。 生成した複合天井ボードは約8.2×8.2インチ（208×2
08mm）であり、厚さ７インチ（18mm）と密度12lb/ft
3（19kg/m3）を有した。 実施例２ 温度制御水浴中に浸せきした１ガラス反応器に、脱
イオン水359g、１％活性ジエチレントリアミン五酢酸五
ナトリウム水溶液3g、および27％固体粒状ラテックス含
有ポリスチレンポリマー粒子5.06gを加えた。反応器を
窒素でパージし、90℃に加熱した。次にスチレン255g、
アクリル酸18gおよびエチルアクリレート27gを含むモノ
マー流を３時間にわたって加えた。 脱イオン水90g、過硫酸ナトリウム1.5g、水酸化ナト
リウム0.3gおよび45％活性界面活性剤溶液3.3gをを含む
水性流も、モノマー添加の開始時から始めて、3 1/4時
間かけて加えた。モノマー流と水性流の添加後、反応器
を90℃に30分間維持してから、冷却した。 次に複合天井ボードを実施例１に述べたように作成し
た。 第２表 モノマー用語 （Ｓ） −スチレン （Ｂ） −ブタジエン （MMA）−メチルメタクリレート （EA） −エチレンアクリレート （BA） −ブチルアクリレート （AA） −アクリル酸 （IA） −イタコン酸 （FA） −フマル酸 上記表は澱粉含有天井タイル（比較例Ａ）が高いMOR
（高い強度）を有するが、たるみ耐性は殆んど有さない
ことを示す。ポリスチレンラテックス結合剤含有天井タ
イル（比較例Ｂ）は中等度のたるみ耐性を有するが、こ
れのMORは低い（低強度）。 本発明のラテックス結合剤（実施例１〜９）はすぐれ
た強度（高MOR）と低いたるみ、すなわち少なくとも130
psi（0.90MPa）のMORと1mm以下のたるみの両方を有す
る。実施例３のスチレン、ブチルアクリレートおよびア
クリル酸（70/24/6）のコポリマーは高い結合強度（175
psi（1.21MPa）のMOR）と高いたるみ耐性（0.1mmのたる
み）の組合わせを説明する。 これとは全く異なるコポリマーである、実施例１のメ
チルメタクリレート、エチルアクリレートおよびフマル
酸（90/9/1）のコポリマーも高い結合強度（170psi（1.
17MPa）のMOR）と高いたるみ耐性（0.2mmのたるみ）と
を示す。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｃ０８Ｌ 33/04 Ｃ０８Ｌ 33/04
Ｃ０９Ｊ 121/02 Ｃ０９Ｊ 121/02
Ｅ０４Ｆ 13/18 0231−2Ｅ Ｅ０４Ｆ 13/18 Ａ
(56)参考文献 特開 昭54−30218（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−66539（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−25253（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−96581（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．無機材料またはセルロース系材料、または無機材料
とセルロース系材料の両方およびラテックスバインダー
を含み、そのラテックスバインダーは少なくとも71℃の
Tgを持ったコポリマーからなり、そのコポリマーはアク
リレートモノマー及び／又はメタクリレートモノマーを
50重量％以下含む複合天井ボードにおいて、その複合天
井ボードはASTM367−78による測定によって少なくとも1
30psi（0.9MPa）の破断係数を有し、それによって複合
天井ボードの1.5×６インチ（3.8×15.2cm）ストリップ
を94゜F（34.4℃）の温度、90％相対湿度に96時間暴露し
た時、その複合天井ボードは0.8mm未満たるむことから
なる複合天井ボード。 ２．そのラテックスバインダーは少なくとも82℃のTgを
持ったコポリマーからなる特許請求の範囲第１項記載の
複合天井ボード。 ３．ラテックス結合剤が、 （１） モノビニリデンモノマー、脂肪族共役ジエンモ
ノマーおよびα，β−エチレン系不飽和カルボン酸 （２） メチルメタクリレート、エチルアクリレートお
よびフマル酸 （３） スチレンとブタジエンのコポリマー （４） スチレンと、メチルメタクリレート、エチルア
クリレートおよびブチルアクリレートから成る群から選
択した１種類以上のエチレン系不飽和カルボン酸エステ
ルとのコポリマーまたは （５） スチレンとエチルアクリレートとアクリル酸と
のポリマー を含有する特許請求の範囲第１項記載の複合天井ボー
ド。 ４．そのコポリマーは86〜115℃のTgを有する特許請求
の範囲第１項記載の複合天井ボード。 ５．そのコポリマーはホモポリマーとして少なくとも82
℃のTgを有する硬質モノマー及びホモポリマーとして35
℃未満のTgを有する軟質モノマーからなる特許請求の範
囲第１項又は第３項記載の複合天井ボード。 ６．その硬質モノマーは50〜99重量％量で存在し、そし
てその軟質モノマーは１〜50重量％の量存在する特許請
求の範囲第５項記載の複合天井ボード。 ７．そのコポリマーはスチレン、エチルアクリレート及
びアクリル酸からなる特許請求の範囲第１〜５項いずれ
かに記載の複合天井ボード。 ８．無機材料またはセルロース系材料、または無機材料
とセルロース系材料の両方およびラテックスバインダー
を含み、そのラテックスバインダーは少なくとも71℃の
Tgを持ったコポリマーからなり、そのコポリマーは、ホ
モポリマーとして少なくとも80℃のTgを有するモノビニ
リデンモノマーである硬質モノマー50〜99重量％及びホ
モポリマーとして25℃以下のTgを有する軟質モノマー１
〜50重量％を含む複合天井ボードにおいて、 その複合天井ボードはASTM367−78による測定によって
少なくとも130psi（0.9MPa）の破断係数を有し、それに
よって複合天井ボードの1.5×６インチ（3.8×15.2cm）
ストリップを94゜F（34.4℃）の温度、90％相対湿度に96
時間暴露した時、その複合天井ボードは0.8mm未満たる
むことからなる複合天井ボード。 ９．そのラテックスバインダーは少なくとも82℃のTgを
持ったコポリマーからなる特許請求の範囲第８項記載の
複合天井ボード。
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