JP2016509073A - 不均一に置換されたカルボキシメチルセルロースを用いるレディーミックスのジョイントコンパウンド - Google Patents

不均一に置換されたカルボキシメチルセルロースを用いるレディーミックスのジョイントコンパウンド Download PDF

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Abstract

開示および特許請求する本発明の概念は、一般に、レディーミックスのジョイントコンパウンドに用いるためのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）系に関する。より詳細には、開示および特許請求する本発明の概念は、レディーミックスのジョイントコンパウンドのための効果的な増粘剤およびレオロジー調整剤として用いるための、不均一に（ブロック状に）置換されたカルボキシメチルセルロース系、ならびに、ジョイントコンパウンドを改良するための低減された量のクレイの使用に関する。

Description

本出願は、２０１２年１１月９日に出願された米国仮出願第６１／７２４，３２８号の優先権を主張し、参照によりその全開示を本明細書に援用する。
開示および特許請求する本発明の概念は、一般に、レディーミックスのジョイントコンパウンドに用いるためのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）系に関する。より詳細には、開示および特許請求する本発明の概念は、レディーミックスのジョイントコンパウンドのための効果的な増粘剤およびレオロジー調整剤として用いるための、不均一に（ブロック状に）置換されたカルボキシメチルセルロース系、ならびに、ジョイントコンパウンドを改良するための低減された量のクレイの使用に関する。
ウォールボードは、一般に、大きいパネルとして取り付けられ、これらは、建築物の壁の間柱材にくぎ付け、ネジ止め、または、のり付けされる。ウォールボード同士の断面が接合しているジョイントをジョイントコンパウンド（継目コンパウンド）で覆い、続いて、ジョイントコンパウンド内にガラス繊維または紙製の補強テープを埋め込み、乾燥させる。ジョイントコンパウンドが乾燥したら、ジョイントの上に２回目のジョイントコンパウンドの塗布を行い、乾燥させる。また、ジョイントコンパウンドのコーティングも塗布して、ウォールボード中のくぎの頭またはネジまたはあらゆる亀裂を覆い、乾燥させる。ジョイントコンパウンドが乾燥した後、ジョイントとくぎまたはネジの被覆を軽くやすりがけし、続いてその壁を塗料のような装飾材料で仕上げる。
典型的には、ジョイントコンパウンドは、結合剤（binder）、増粘剤系、充填剤、水、殺生物剤、クレイおよび雲母を含む。このジョイントコンパウンドは、レディーミックスの乾燥タイプの組成物である。水および充填剤は、ジョイントコンパウンドで最大の質量比率を占める成分である。ジョイントコンパウンドは、従来のタイプである標準重量のコンパウンドであるか、または軽量のコンパウンドであるかのいずれかであり得る。標準重量ジョイントコンパウンドは、約１２〜約１５ポンド／ガロン（ｐｐｇ）（１．５５〜１．６５ｇ／ｃｃ）の質量を有するが、一方、軽量ジョイントコンパウンドは、約７〜約１１ｐｐｇ（０．９〜１．２ｇ／ｃｃ）の質量を有する。
非イオン性セルロースエーテルは、ジョイントコンパウンドの典型的かつ歴史的な増粘剤である。これらのセルロースエーテルには、とりわけ、水溶性メチルヒドロキシプロピルセルロース（ＭＨＰＣ）、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＭＨＥＣ）、疎水的に修飾されたヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、およびエチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、およびこれらのブレンドが含まれる。
ジョイントコンパウンドに用いられるセルロースエーテルは、ジョイントコンパウンドの粘度を増加させる働き、十分な水分の保持をもたらす働きをし、かつ、こてで塗られたジョイントコンパウンドに、ウォールボードを湿潤させ、基材をテープ付けさる働きを、コンパウンドの基材への浸透が制御された速度で行わせる働きをし得る。次いで、乾燥直後に、ジョイントコンパウンド、ウォールボード、および紙テープの強い接着結合が達成される。セルロースエーテルは、ジョイントコンパウンドのレオロジー特性をも制御して、作業者が、ジョイントコンパウンドを適用およびこて塗りして、滑らかで均一な表面を基材上に形成させることをより容易にする。
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）は、上述した増粘剤を超える改良されたものとなり得る。他のセルロースエーテル、とりわけメチルセルロースは、空気を同伴する。これにより、あばた（クレーター）および亀裂が形成されることが多く、コーティングを再び施すことが余儀なくされる。ヒドロキシエチルセルロースも空気を取り込み、同様の問題を引き起こす。しかし、ＣＭＣは、そのイオン性の特徴および高い表面／界面張力に起因して、空気の同伴または取込みを引き起こさず、優れた接着剤となることが知られている。加えて、ＣＭＣは、滑らかなレオロジーをもたらし、容易に塗り広げることが可能である。
レディーミックスのジョイントコンパウンドは、典型的には、ラテックスまたはその他の結合剤、粉砕炭酸カルシウム、アタパルジャイトまたはその他のクレイ、マイカおよびタルクを含有する。これらは、例えばＭｇ２＋またはＣａ２＋を含むカチオン性種の供給源でありＣＭＣと容易に相互作用し、ＣＭＣを沈澱させ得る。これらの反応の結果、層状の、伸縮性のある、小さな、分散されない、水和されていないかまたは部分的に水和されているＣＭＣ−金属カチオン錯体と、おそらく他の凝集した固体とを含有する、許容し難いジョイントコンパウンドがもたらされる。この現象は、最初にジョイントコンパウンドの成分が一緒に混合される際、あるいはジョイントコンパウンドが包装された後に起こり得る。これらの理由のため、ＣＭＣがジョイントコンパウンドの増粘剤として用いられることはまれである。
非常に限られた条件下で、通常、現在他の典型的なジョイントコンパウンド用増粘剤に用いられている濃度より高いＣＭＣ濃度を利用することによって、ＣＭＣは、ジョイントコンパウンド用増粘剤として機能するようにされ得る。用いるＣＭＣは、水に不溶性であるかまたは可溶性である。例えば、０．６質量％かまたはそれ以上の可溶性ＣＭＣを使用することができる。対照的に、標準重量のジョイントコンパウンドにおいて用いられる典型的な増粘剤は、約０．３５〜０．４質量％の範囲である。
アタパルジャイトクレイは、ジョイントコンパウンドにおける標準的なチキソトロピー剤であり、それなくしてはジョイントコンパウンドが基材上に塗り広がることが不可能となるであろう、必要な粘度および厚みをもたらす。アタパルジャイトは、最初は北米のみから入手可能であった。アタパルジャイトなしでは、ジョイントコンパウンドは、濃厚なペイントの流動特性を有するであろう。言い換えれば、アタパルジャイトは、それが測定可能な厚さでウォールボードに適用されると流れてしまう。
天然産物であるアタパルジャイトクレイは、ジョイントコンパウンドの特性に影響を及ぼすさまざまな組成を有している。したがって、このクレイは、ロットごとに試験し標準化されることを必要とする場合が多い。これらのあるいは他の理由により、成功することが非常に限定されているこのクレイを、適切なものに置き換えるための試みが、これまでなされてきた。
本発明の概念の少なくとも１つの態様を代表的な図、実験、結果、および実験手順によって詳細に説明する前に、本発明の概念が、以下に記述または例示する図、実験、および／または結果において提示する詳細な構成および成分の組み合わせに限定されるものではないことが理解されるべきである。本発明の概念には、他の実施態様が含まれ、さまざまな方法で実証または実施することができる。したがって、本明細書で用いる用語は、可能な限り広い範囲および意義を表すことが意図されており、実施態様は例示に過ぎず、網羅的なものではない。また、本明細書で用いる表現および用語は、説明することを目的としたものであり、限定的なものであると解されるべきではないことも理解されるべきである。
本明細書で別に定義しない限り、本明細書に開示し特許を請求する本発明の概念に関連して用いる科学的および技術的な用語は、当技術分野の当業者が通常理解する意味を有する。さらに、記述内容によって別に必要とされない限り、単数の用語は複数を包含し、複数の用語は単数を包含する。一般に、本明細書において化学に関連して利用される命名法および技術は、当分野で周知かつ一般的なものである。反応および精製の技術は、製造業者の指示書にしたがって、あるいは当分野で通常行われる通り、あるいは本明細書に記述する通りに実施される。本明細書で記述する分析化学、合成有機化学、ならびに医薬および製薬化学に関連して用いる命名法、実験手順、および技術は、当分野で周知かつ一般的なものである。標準的な技術が、化学合成、分析化学、医薬品、製剤、および送達、ならびに患者の治療に用いられる。
本明細書で言及する全ての特許、公開された特許出願、および非特許刊行物は、本明細書に開示し特許を請求する本発明の概念に関連する当業者の技術水準を示している。本明細書の任意の部分において参照した全ての特許、公開された特許出願、および非特許刊行物は、あたかも個々の特許または刊行物が具体的かつ個別に参照により組み込まれることが明示されたかのように、明示的に参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示し特許を請求する全ての概念および／または方法は、本開示に照らして過度の実験を要することなく実施することができる。本発明の組成物および方法は好ましい実施態様によって記述されているが、これらの組成物および／または方法にさまざまな変形を、その工程において、あるいはその方法の一連の工程において、本発明の概念、精神および範囲から逸脱することなく適用することができることは当業者に明らかである。当業者に明らかなそのような類似の置換および修飾は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の概念の精神、範囲、および概念の範囲内であると見なされる
本開示に従って用いられているとおり、以下の用語は、別段の指定がない限り、以下の意義を有すると理解されるべきである。
請求項および／または明細書において、単数を示す語である「a」および「an」は、用語「含む（comprising）」との関連で用いられる場合、「１つ（one）」を意味するが、「１つ以上」、「少なくとも１つ」、および「１つまたは複数」をも意味する。請求項において用いる用語「または（or）」は、明示的に「だけ」であることが指定されていない限り「および／または」を意味するか、あるいは、明細書に「だけ」および「および／または」の両方が定義されている場合であっても他の選択肢を完全に排除する「または」を意味する。本出願を通して、用語「約」は、装置に固有の誤差、その値を測定するために採用される方法、および／または研究対象間に存在する誤差を含む値を示すために用いられる。用語「少なくとも１つ」は、１つのみならず１つ上の任意の量、これらだけに限定されないが２、３、４、５、１５、２０、３０、４０、５０、１００などを包含すると理解される。用語「少なくとも１つ」は、それが付される用語次第で、１００まで、あるいは１０００以上を意味し得る（ここで、１００／１０００の量は、高い値でも満足な結果が得られ得る場合には、限定的なものと解されるべきではない）。加えて、用語「Ｘ、Ｙ、およびＺの少なくとも１つ」は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、ならびにＸ、Ｙ、およびＺの任意の組み合わせを包含すると理解される。
本明細書および請求項において用いる語「含む」、「有する」、「包含する」、または「含有する」は、包含的かつ非制約的なものであり、追加の記載されていない要素または工程を排除しない。
本明細書で用いる用語「またはこれらの組み合わせ」は、この用語の前に列挙した要素の全ての組み合わせを指す。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはこれらの組み合わせ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ、またはＡＢＣの少なくとも１つを含むことが意図され、個別の内容において順序が重要である場合には、ＢＡ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＢＡ、ＢＣＡ、ＡＣＢ、ＢＡＣ、またはＣＡＢをも含む。この例を継続すると、要素または用語の１つ以上の繰り返しを含む組み合わせ、例えば、ＢＢ、ＡＡＡ、ＭＢ、ＢＢＣ、ＡＡＡＢＣＣＣＣ、ＣＢＢＡＡＡ、ＣＡＢＡＢＢなども明示的に含まれる。当業者であれば、記述内容から別のことが明白でない限り、組み合わせにおける数、要素、および用語には典型的に何らの制限もないことを理解するであろう。
本明細書は、レディーミックスのジョイントコンパウンド、およびジョイントコンパウンドを改良するための低減された量のクレイの使用を開示する。具体的には、本レディーミックスのジョイントコンパウンドは、結合剤、不均一に置換されたカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、充填剤、水、殺生物剤、およびアタパルジャイトクレイを含む。加えて、開示および特許請求する本発明の概念のＣＭＣ系で粘性が高められたジョイントコンパウンドは、非常に良好な作業性および水分保持性を有する。
開示および特許請求する本発明の概念の不均一に（non-uniformly）置換されたＣＭＣは、キレート剤と組み合わせて用いることができる。キレート剤の例には、これらだけに限定されないが、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、マレイン酸、5-スルホサリチル酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリアミノトリエチルアミン、トリエタノールアミン、アセチルアセトン、サリチルアルデヒド、ポリエチレンイミン、およびポリリン酸（例えば、ヘキサメタリン酸など）が含まれる。いかなる理論にも拘束されることを望まないが、これらのキレート剤は、典型的なジョイントコンパウンド中に存在する低分子量のカチオン種をキレートする働きをして、ＣＭＣが沈殿してＣＭＣ−金属イオン複合体を形成することを防止することができると考えられる。
いくつかの場合、アルミニウムイオンまたは他の多価カチオンの供給源を、レディーミックスのジョイントコンパウンドに添加することができる。多価カチオンには、これらだけに限定されないが、二価の亜鉛、マンガン、鉄の第一鉄イオン、銅の第二銅イオン、および三価のクロムが含まれ得る。Ａｌ３＋は、ＣＭＣのカルボキシル基と錯体を形成し、結果として、粘性を高めるポリマーの架橋が制御され、コンパウンドのレオロジーが制御されることが想定される。１つの非限定的な態様では、アルミニウムイオンは、硫酸アルミニウムであってよい。
ジョイントコンパウンドの製造過程において、開示および特許請求する本発明の概念の１つの非限定的な１態様のＣＭＣ系は、溶解可能であるが、成分をブレンドするために必要とされる時間内には溶解されないものであってよい。この膨潤特性は、即座に溶解可能なＣＭＣと比較して改良された粘度増大効率をもたらし得る。驚くべきことに、膨潤した状態のＣＭＣが、チキソトロピー剤としての機能を果たし、クレイの一部を取り去って必要なレオロジー特性を保持することができることが見出された。驚くべきことに、特定の配合によれば、クレイの全部を除去することができることも見出された。
クレイは、典型的には、ジョイントコンパウンドの総質量に基づいて約１．５〜２．５質量％という、軽量の製品より多くの場合高い濃度で使用される。開示および特許請求する本発明の概念のＣＭＣは、とりわけ、アタパルジャイトクレイの濃度が、典型的な使用濃度の少なくとも５０％未満、好ましくは典型的な業界に認められた使用濃度に対して約７５％に低減された場合に機能するように設計された、ラテックスベースの系であるレディーミックスのジョイントコンパウンドにおいて、改良された性能を提供することができる。
標準重量のジョイントコンパウンドのために、１つの非限定的な態様では、アタパルジャイトクレイは、約０〜約１．２５質量％の量で存在し得る。別の非限定的な態様では、アタパルジャイトクレイは、約０〜約１．９質量％の量で存在し得る。軽量のジョイントコンパウンドのために、１つの非限定的な態様では、アタパルジャイトクレイは、約１．２５〜約１．７５質量％の量で存在し得る。別の非限定的な態様では、アタパルジャイトクレイは、約０．６約０．９質量％の量で存在し得る。
加えて、開示および特許請求する本発明の概念のＣＭＣ系は、充填された系、例えばレディーミックスのジョイントコンパウンドに一旦組み入れられた後は、少なくとも約６ケ月間の期間溶解せず、時間が経過してもジョイントコンパウンドが安定なまま保持される。
開示および特許請求する本発明の概念の不均一に置換されたＣＭＣは、少なくとも約０．３５の置換度（ＤＳ）を有する。１つの非限定的な態様では、ＤＳは、約０．３５〜約１．４の範囲である。別の非限定的な態様では、ＤＳは、約０．５〜約０．９の範囲である。さらに別の非限定的な態様では、ＤＳは、約０．６〜約０．８の範囲である。１つの非限定的な態様では、不均一に置換されたＣＭＣは、AQUALON(登録商標)CMC-7H4F-M （Ashland社から入手可能）である。
ブロック状のＣＭＣは、他のＣＭＣとは、ブロック状ＣＭＣが、ｐＨの増加により大幅に影響を受ける点で異なっている。例えば、可溶性のAQUALON(登録商標)CMC 7H4F型の１％溶液は、１５５０ｃｐｓの粘度を有する（３０ｒｐｍ、ブルックフィールド粘度計）。開示および特許請求する本発明の概念のAQUALON(登録商標)CMC-7H4F-Mは、同じ条件で、３８５０ｃｐｓであり、構造化されている。この構造化は、AQUALON(登録商標)CMC-7H4F-M溶液のｐＨが高められると低下する。この結果、AQUALON(登録商標)CMC-7H4F-Mは可溶化され、ｐＨが約１０に高められると２５６０ｃｐｓの粘度を有することとなる。AQUALON(登録商標)CMC 7H4F型の粘度の低下は、ｐＨがさらに増加するに従って観察される。対照的に、ＣＭＣ溶液は、一般に、その通常の粘度を広いｐＨ範囲に亘って保持し、１０を超えるｐＨでもほんのわずかしか低下しない。
AQUALON(登録商標)CMC-7H4F-Mと、ｐＨ調整されたAQUALON(登録商標)CMC-7H4F-Mとは、ジョイントコンパウンドにおける性能において全く異なっており、このことは以下の表１から明らかである。２０グラムのＣＭＣ−含有溶液または分散液を、５２０ＢＵの粘度を有するジョイントコンパウンド２００グラムに添加した。また、ジョイントコンパウンド３００グラムを、ＣＭＣの効果を実証するために、水で希釈した。
Figure 2016509073
レディーミックスの乾燥タイプのジョイントコンパウンドにおいて一般的に使用される結合剤は、ラテックスエマルジョンであり、例えば、限定されないが、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルラテックス、または、ポリ（酢酸ビニル）のラテックスであり、これらは酸性である。樹脂状の結合剤は、乾燥直後に、他の成分を適切な位置に保持する薄いマトリックスを形成して、望ましい製品を形成させる合体剤である。従って、結合剤は、ジョイントコンパウンドにおいて必須の成分である。結合剤として用いることができるその他の材料には、限定されないが、スターチ、カゼイン、ポリアクリルアミド、および、アクリルアミドとアクリル酸とのコポリマーが含まれる。一般的に、ラテックス結合剤は、組成物の総質量に基づいて下限約１質量％〜上限約３質量％の範囲である。１つの非限定的な態様では、ラテックス結合剤は、組成物の総質量に基づいて約２．５質量％である。
殺生物剤は、ジョイントコンパウンドにおいて重要な成分である。殺生物剤は、貯蔵寿命を高め、コンパウンドが腐敗しないようにする。言い換えれば、殺生物剤は、コンパウンド中で、さらにそれが用いられた建造物の壁の上でも、カビ、細菌および菌類などの微生物が成長しないようにする。２種の有効な工業的に容認された殺生物剤の例は、
トロイ・ケミカル社（Ｔｒｏｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．）が販売するＭｅｒｇａｌ（登録商標）１７４（２［（ヒドロキシメチル）アミノ］エタノール）であり、これは広範な薬効範囲を有する殺生物剤である；および、
Ａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＰｒｏｘｅｌ（登録商標）ＧＸＬ製品（１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン）であり、これは、汎用の殺生物剤である。
他の殺生物剤には、これらだけに限定されないが、銅オキシン、ステアリン酸亜鉛、ホウ酸カルシウム、硼酸亜鉛、ホウ酸バリウム、亜鉛オマジン、亜鉛オマジン／酸化亜鉛混合物、2,5-ジメチル1,3,5-チアジアジナン-2-チオン(チオン)、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン(オクチリノン)、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、ヘキサヒドロ-1,3,5-トリエチル-2-トリアジン、5-ブロモ-5-ニトロ-1,3-ジオキサン、2-(ヒドロキシメチル)アミノ-エタノール、2-(ヒドロキシメチル)アミノ-2-メチルプロパノール、α-ベンゾイル-α-クロロホルムアルドキシム、ベンジルブロモアセテート、p-クロロ-m-キシレノール、ビス-(2-ヒドロキシ-5-クロロフェニル)スルフィド、p-トリルヨードメチルスルホン、3-ヨード-2-プロピニルブチルカルバメート、ビス-(2-ヒドロキシ-5-クロロフェニル)メチレン、ジプロピルアミンエーテル、ドデシルアミン、および1-(3-クロロアリル)-3,5,7-トリアザ-1-アゾニアアダマンタンクロリドが含まれる。
殺生物剤は、一般的に、コンパウンドの総質量に基づいて下限約０．０５〜上限約１質量％の範囲の量で存在し得る。
充填剤は、ジョイントコンパウンドにおいて重要な成分である。充填剤は、ジョイントコンパウンドに粘度を与え、コンパウンドを経済的に製造し、コンパウンドのｐＨを制御する目的に役立つ。開示および特許請求する本発明の概念において、単独または併用のいずれかで用いることができる従来の充填剤には、これらだけに限定されないが、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム二水和物（石膏）、および、ドロマイト質石灰石が含まれる。オープン時間、亀裂、およびその他のジョイントコンパウンド特性をよりよく制御するために、硫酸カルシウム半水化物（焼石膏）をその他の充填剤の存在下での微量成分として用いてもよい。
１つの非限定的な態様では、充填剤は、細粒化した炭酸カルシウムであってよい。充填剤は、乾燥粉末であってよく、これは通常は、ジョイントコンパウンドの質量に基づいて少なくとも約４５質量％を占める。１つの非限定的な態様では、充填剤は、約４５〜約６５質量％の範囲内である。充填剤を使用して、コンパウンドの望ましいｐＨである約８〜約１０を、制御および達成することができる。充填剤が十分なｐＨ調節をもたらさない場合、必要に応じて、ｐＨ調節剤を添加してもよい。
水を、ジョイントコンパウンドの乾燥した成分に添加して、ジョイントコンパウンドの粘度、一般に、約３００〜約７００ブレンダー単位の範囲の粘度を得ることができる。現地で乾燥した成分を混合する場合、レディーミックスのジョイントコンパウンドまたは湿潤したジョイントコンパウンドを形成するために添加される水の量は、望ましい粘度によって様々であると予想される。
アタパルジャイトに加えて、他のクレイを、開示および特許請求する本発明の概念において用いることができる。適切なクレイは、天然土壌の物質、細粒化した物質、主として結晶性物質のうちのいずれかの含水ケイ酸アルミニウムであってよく、これは通常、クレイ材料群を構成するアルカリ、アルカリ土類および鉄を含有する。クレイの例には、限定されないが、海泡石、モンモリロナイト、ベントナイト、イライト、およびカオリンが含まれる。
レディーミックスのジョイントコンパウンドは、他の非イオン性増粘剤および／またはアニオン性増粘剤をさらに含んでいてよい。適切な非イオン性の増粘剤には、これらに限定されないが、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＭＨＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシメチルヒドロキシエチルセルロース（ＨＭＨＥＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、疎水的に修飾されたヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルグアール、および、グアール誘導体が含まれ得る。
アニオン性の増粘剤には、開示および特許請求する本発明の概念に包含されない他のＣＭＣ製品が含まれ得る。他の好適なアニオン性増粘剤には、限定されないが、架橋アクリル酸−ビニルエステル共重合体；ポリアクリル酸ナトリウム；アクリル酸／ＶＰクロスポリマー；アクリレート／アミノアクリレート／C10-30アルキルPEG-20イタコネート共重合体；アクリレート／ステアレス-20イタコネートコポリマー；アクリレート／セテス-20イタコネートコポリマー；デヒドロキサンタンガム；カプリル酸／カプリン酸トリグリセリド／ナトリウムアクリレートコポリマー；ポリアクリル酸ナトリウム／水素化ポリデセン／ＰＰＧ−５ラウレス−５；ポリアクリルアミド／Ｃ１３−１４／ラウレス−；ポリアクリレート13／ポリイソブテン／ポリソルベート20；アシルアミドアンモニウムアクリレートコポリマー／ポリイソブテン／ポリソルベート20；アクリル酸ナトリウム／ナトリウムアクリロイルジメチルタウレートコポリマー／ポリイソブテン／カプリル−カプリルグルコシド；アクリル酸ナトリウム／ナトリウムアクリロイルジメチルタウレートコポリマー／イソヘキサデカン／ポリソルベート80；ヒドロキシエチルアクリルレート／ナトリウムアクリロイルタウレートコポリマー／スクアラン／ポリソルベート60；アクリル酸ヒドロキシエチル／アクリロイルナトリウムタウレートコポリマー／イソヘキサデカン／ポリソルベート60；カプリル酸／カプリン酸トリグリセリド／アンモニウムアクリロイルジメチルタウレート／ベヘネス-25メタクリレートクロスポリマー；アンモニウムアクリロイルジメチルタウレート／ＶＰコポリマー；カプリル酸／カプリン酸トリグリセリド／アンモニウムアクリロイルジメチルタウレート／ベヘネス-25メタクリレートクロスポリマー;アンモニウムアクリロイルジメチルタウレート／ベヘネス-25メタクリレートクロスポリマー；カプリル酸／カプリン酸トリグリセリド／アンモニウムアクリロイルジメチルタウレート／ＶＰコポリマー／トリラウレス-4ホスフェート／ポリグリセリル-2セスキイソステアレート；ナトリウムポリアクリレート／C13-14イソパラフィン／トリデセス-6；ナトリウムポリアクリレート／水素化ポリデセン／トリデセス-6・ナトリウムポリアクリレート／C13-14イソパラフィン／トリデセス-6；および疎水的に修飾されたアルカリ可溶性ポリマーエマルションが含まれ得る。
使用場所の選択に応じて、他の成分をジョイントコンパウンドに用いてもよい。それらの成分には、限定されないが、空気連行剤、界面活性剤、潤滑剤、ｐＨを緩衝する塩、消泡剤、およびこれらの混合物が含まれる。
１つの非限定的態様では、標準重量のジョイントコンパウンドが、約０．３５〜０．３４質量％のＣＭＣ、ＣＭＣに基づいて約３．１〜６．２質量％のクエン酸、および場合により、ＣＭＣに基づいて約３〜５質量％のアルミニウムイオンを含んでいてよい。ここで、アルミニウムイオンは、通常、ＶＡＥラテックスの存在下用いることができる。別の非限定的態様では、標準重量のジョイントコンパウンドが、約０．４質量％のＣＭＣ、ＣＭＣに基づいて約５質量％のクエン酸、および場合により、約４質量％のアルミニウムイオンを含んでいてよい。
１つの非限定的態様では、軽量質量のジョイントコンパウンドが、約０．４〜０．５５質量％のＣＭＣ、ＣＭＣに基づいて約３〜７質量％のクエン酸、および場合により、ＣＭＣに基づいて約３〜７質量％のアルミニウムイオンを含んでいてよい。ＣＭＣの量は、パーライトの種類および量次第である。別の非限定的態様では、軽量質量のジョイントコンパウンドが、約０．４５質量％のＣＭＣ、ＣＭＣに基づいて約５〜６質量％のクエン酸、および場合により、約５〜６質量％のアルミニウムイオンを含んでいてよい。
クエン酸は、クエン酸一水和物であってよく、その粒径は、増粘剤の粒径と一致させることができる。アルミニウムイオンは、硫酸アルミニウム六水和物であってよい。１つの非限定的な態様では、硫酸アルミニウム六水和物粉末を使用することができる。
クエン酸およびアルミニウムイオンを、他の乾燥成分と混合してもよい。これらの成分も、他の成分に添加する前に水に予め溶解しておくことができる。粒径の差異およびその他の配合の変量が性能に影響を及ぼす場合には、上述により推挙した粒径および配合を変化させることができる。プラントの状況が許せば、予備試験を実施してもよい。
実験段階でジョイントコンパウンドを製造するために業界で認められている技術を、開示および特許請求する本発明の概念に用いることができる。例えば、しかし限定的するものではないが、全ての液体成分を、ホバートミキサーを備えたボウルに入れることができる。固形成分をドライブレンドし（層状に、非徹底的に混合）、ホバートミキサーを低速に保ちながら、液体成分に約３０秒かけて添加することができる。合計の混合時間は約２０分であってよく、約２分後および約５分後に全ての材料をこそぎ落としてより効果的に混合する。コンパウンドを容器に入れ、２４時間以内に評価する。
以下の実施例は、開示および特許請求する本発明の概念を例証する。部および質量百分率は、特に他の指定しない限り質量に基づく。各実施例は、開示および特許請求する本発明の概念を説明するために提供するものであり、開示および特許請求する本発明の概念を限定するものではない。実際に、開示および特許請求する本発明の概念において、本発明の範囲および精神から逸脱することなくさまざまな修飾および変形をすることができることは当業者に明らかである。例えば、１つの実施態様の一部として例示および記述されている特徴を別の態様に用いてさらなる実施態様を得ることができる。したがって、開示および特許請求する本発明の概念は、そのような修飾および変形を、添付の特許請求の範囲およびその均等範囲内のものとして包含する。
［酵素による加水分解］
特定の酵素による加水分解後に遊離される非置換アンヒドログルコース（ＵＡＧ）単位は、市販されているエンドグルカナーゼ酵素を用いて得ることができる。置換されたセルロースブロック及び測定のさらなる説明は、Viridenら, Biomacromolecules, 2009, 10, pp. 522-529に詳しく見ることができ、その全体を参照によりこの明細書に援用する。
酵素による加水分解は、リン酸緩衝液でpH 6.0（0.1 M）において行った。試料を1 mgの正確さで秤量（500 mg）した。その試料を、完全に溶けるまで50 mLのリン酸緩衝液中に溶かした。エンド-β-グルカナーゼ（EC 3.2.2.4）（バチルス・アミロリケファシエンス（Bacillus Amyloliquifaciens）、アイルランド国ブレイのMegazyme社から入手できる）35 Uをその試料溶液に添加した。浸透容器内で40℃において24時間、加水分解を行った。遊離された非置換のアンヒドログルコースは、Dionex社（Sunnyvale, CA）のパルスアンペロメトリック検出器（HPAEC-PAD）を用いた高速アニオン交換クロマトグラフィーによって検出した。
酵素での加水分解によるＵＡＧは、骨格であるセルロースポリマー上のカルボキシメチル置換の均一性の指標である。より高いＵＡＧ数は、通常、小さな均一性で置換された又は不均一に置換されたＣＭＣに対応するのに対して、より低いＵＡＧ数はより高い均一性で置換されたＣＭＣに対応する。
表２には、さまざまなＣＭＣについて、酵素による加水分解による非置換アンヒドログルコースの値を列挙している。
Figure 2016509073
［ジョイントコンパウンドの粘度の測定］
粘度は、ASTM C474-67によって決定されるブラベンダー単位(B.U.)で測定した。ブラベンダーVC-3A型粘度計を使用した。79 rpmは工業規格である。10 rpmでの粘度は、垂れに対する抵抗性又は降伏点として用いた。測定は調製後24時間、混合の前、及び混合の後に行った。
原材料
アタパルジャイトクレイ：ゲルＢ
マイカ：４Ｋ
ＰＶＡラテックス：CPS104, Forbo社
ＶＡＥラテックス：A526BP, Air Products社
パーライト：SilCell 3534, Silbrico社
［標準重量ジョイントコンパウンドの特性］
下の表３は、ジョイントコンパウンド増粘剤／安定化剤としてのAQUALON（登録商標）CMC 7H4F-Mの有効性を説明している。粘度、接着性、触感、及び滑らかさが、最も注意をはらった変量である。ＣＭＣを用いた他のジョイントコンパウンド特性は、ＭＨＥＣ及びジョイントコンパウンドのためのその他の慣用される増粘剤を用いて得られるものと少なくとも同等であることを発見した。これらの特性は、亀裂及びあばた（ポック）抵抗性、収縮、作業性、老化に伴う安定性、及びオープンタイム（作業時間）である。
別途記載されていない限り、以下の成分が、表３に示した全てのジョイントコンパウンドに共通していた：
Ｈ２Ｏ：３０．５質量％
アタパルジャイトクレイ：０．５質量％
ラテックス：２．０質量％ＰＶＡ
増粘剤：０．４質量％
ジョイントコンパウンドを調製し、包装し、２４時間以内に評価した。６００〜８００ｇの量を試験し、評価する前に手でかき混ぜた。
Figure 2016509073
例１は対照試験（コントロール）であり、例１ではジョイントコンパウンドは約２質量％のアタパルジャイトクレイを含み、Ashland社の製品であるCulminal（登録商標）MHEC 35000P1Rで増粘させた。
例２及び３は、クエン酸なし、クエン酸ありで、ＭＨＥＣを模倣したＣＭＣの使用を説明している。
例４は、クエン酸に代えてクエン酸ナトリウムの使用を示している。
例５は、マレイン酸を用いたことを示している。
例６は、ＣＭＣ含有量を基準にして３質量％のクエン酸の使用を説明している。
例７は、約３質量％のクエン酸とともに、配合物中に硫酸アルミニウム・１６水和物を組み込むことを示している。例６とは異なり、それは必要な滑らかさをもたらし、塊を形成しなかった。
例８及び９は、ＣＭＣで増粘させた、クレイを含まないジョイントコンパウンドであった。５質量％のクエン酸を用いると、いかなる塊も観察されなかった（例８）。その酸が含まれない場合は、塊が形成され、このことは塊の形成の原因となるのはクレイだけではなく、マイカや、ＣａＣＯ３でさえ原因となりうることを示している。
例１０は、標準的なすぐに溶けるグレードのAQUALON（登録商標）CMC 7H4Fを用いた。AQUALON（登録商標）CMC 7H4F-Mのような膨潤特性がなく、これにより、不十分な粘度と望ましくない弾性レオロジーをもつジョイントコンパウンドがもたらされる。
例１１は、ＣＭＣを別の増粘剤、この例では例１で用いたＭＨＥＣ、とブレンドすることの可能性を説明している。さまざまな原材料がさまざまな特性をジョイントコンパウンドに付与するため、このことは重要であり、増粘剤を変えることによってそれらの特性を変えることができることが最も重要である。
［軽量ジョイントコンパウンドの特性］
別途記載されていない限り、以下の成分が表４に示されている全てのジョイントコンパウンドに共通していた：
Ｈ２Ｏ：４０．６質量％
ラテックス：２質量％のＰＶＡ又はＶＡＥ
アタパルジャイトクレイ：０．８質量％
パーライト：６．０質量％
増粘剤：０．４質量％
Figure 2016509073
例１は、約３質量％のアタパルジャイトクレイを含み、Nexton（登録商標）J20R（Ashland社のHMHEC製品）を用いた対照試験であった。
例２及び３は、クエン酸が含まれる場合（例３）には、AQUALON（登録商標）CMC 7H4F-Mが顕著に低減された塊形成性を備えたジョイントコンパウンドをもたらすことを示しており、この酸なしでは、より多くかつより大きな塊が形成された。
例４及び５はＶＡＥコポリマーラテックスを用いて作り、このラテックスは一般的にはＰＶＡラテックスとは対照的にジョイントコンパウンドにより高い粘度と、より重い感覚を付与する。クエン酸の不存在（例４）では、このより重い感覚とより高い粘度が注目される。クエン酸を用いると（例５）、例３と比べてまったく違いがなかった。
例６は、アルミニウムイオンの有利な効果を示している。いかなる塊も発見されず、質感が向上した。
ジョイントコンパウンド配合物は、キレート剤及びアルミニウムイオンの性能に影響を及ぼしうることが理解されるべきである。例２及び４は塊があり、これはこて塗りしたときに明白だったが、例３及び４は一見して塊がないように見えた。配合の変化、例えば、異なる粒径のパーライト、又は表面処理していないパーライトを用いることはポジティブ又はネガティブのいずれかで結果に影響しうる。

Claims (20)

  1. 結合剤、不均一に置換されたカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、充填剤、水、殺生物剤、およびアタパルジャイトクレイを含む、レディーミックスのジョイントコンパウンド。
  2. 前記ジョイントコンパウンドの密度が、約７〜約１１ポンド／ガロン（ｐｐｇ）である、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  3. 前記ジョイントコンパウンドの密度が、約１２〜約１５ポンド／ガロン（ｐｐｇ）である、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  4. アタパルジャイトクレイが、約０〜約１．２５質量％の量で存在する、請求項３に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  5. アタパルジャイトクレイが、約０〜約１．９質量％の量で存在する、請求項３に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  6. アタパルジャイトクレイが、約１．２５〜約１．７５質量％の量で存在する、請求項２に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  7. アタパルジャイトクレイが、約０．６〜約２．０質量％の量で存在する、請求項２に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  8. 非イオン性増粘剤をさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  9. 非イオン性増粘剤が、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＭＨＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシメチルヒドロキシエチルセルロース（ＨＭＨＥＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、疎水的に修飾されたヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルグアールおよびグアール誘導体、ならびにこれらの組合せからなる群から選択される、請求項８に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  10. アニオン性増粘剤をさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  11. クエン酸をさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  12. キレート性の酸、またはキレート性の酸の塩をさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  13. キレート化剤をさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  14. アルミニウムイオンをさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  15. アルミニウムイオンをさらに含む、請求項１１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  16. 多価カチオンをさらに含む、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  17. 多価カチオンをさらに含む、請求項１１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  18. 結合剤が、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルのラテックス、ポリ（酢酸ビニル）ラテックス、スターチ、カゼイン、ポリアクリルアミド、および、アクリルアミドとアクリル酸とのコポリマーからなる群から選択される、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  19. 充填剤が、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム無水物、および、ドロマイト質石灰石、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
  20. 殺生物剤が、２［（ヒドロキシメチル）アミノ］エタノールおよび１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オンからなる群から選択される、請求項１に記載のレディーミックスのジョイントコンパウンド。
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