JP3630426B2 - 被覆組成物及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セルロース繊維及びバインダーを水と混合してなる被覆組成物に関する。更に本発明は、上記被覆組成物の製造方法及び使用方法に関する。
種々のスプレー可能な壁被覆材が建築業界では知られており、それら溶液には、通常、セメントがバインダーとして用いられている。セメントを使用した被覆材は、仕上がりが石膏に類似しており、外観上の理由から、かなりの用途上の制約を受ける。更に、セメントを使用した被覆材は、得られた被膜の表面が硬く、弾力性に欠け、くずれ易い。また、あらゆる種類の建材に密着する訳ではない。
更に、例えば、米国特許第4,994,509号には、セルロース繊維と、第２成分として、例えば、石英パウダーのような着色剤を、充填材として含有する被覆材が開示されている。しかし、このように、付加的な充填材を用いると、特にその量が大量である場合、得られる水性被覆組成物が硬質で扱いにくくなり、スプレーにより施布しようとすると種々の問題が起きる。
本発明の目的は、石膏のスプレー被膜や従来の壁紙等に代わり、多孔性の室内壁及び天井に被膜を形成する被覆材として使用できる、天然の繊維とバインダーを含有するスプレー可能な組成物を提供することにある。本発明の更なる目的は、吸音性被膜が望まれるような用途に使用できる、スプレー可能な被覆材を得ることにある。上記の目的を達成するために、本発明の被覆組成物の充填材成分は、微粉砕されたセルロース繊維からなり、鉱物その他の付加的充填材を含まない。従って、本発明の被覆組成物は、微粉砕されたセルロース繊維よりなる充填材、水溶性セルロース及び／又は澱粉をベースとするバインダー、水、及び発泡剤を含有してなり、且つ該バインダーの量が、セルロース繊維の重量に対し３〜15重量％であり、セルロース繊維性充填材及びバインダーの乾燥残留分の合計量が該被覆組成物の重量に対し約12重量％より多いことを特徴とする。
上記被覆組成物に、セルロース繊維のみ、特に綿繊維のみ、を充填材として用いることにより、多孔性で、施布が容易であり、更には防音効果に優れる被膜を得ることができる。
本発明の被覆組成物に用いるバインダーの量は、セルロース繊維の重量に対し、３〜15重量％、特に３〜11重量％である。セルロース繊維性充填材及びバインダーの乾燥残留分の合計量は、被覆組成物の全重量に対して、15重量％より多く、例えば、15〜25重量％であることが有利であり、特に15〜20重量％の範囲内にあることが有利である。
セルロース繊維としては、例えば、純度がほぼ100％の漂白された、市販の微粉砕された綿セルロース繊維が使用できる。他の好ましいセルロース繊維製品としては、木材セルロース繊維、亜麻セルロース繊維、その他野菜類から得られるセルロース繊維製品、及びビスコースのような再生セルロース繊維製品が挙げられる。
バインダーとしては、セルロースエーテル、例えばメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、特にカルボキシメチルセルロース（CMC）等の水溶性セルロースをベースとするバインダーが好ましい。上記セルロースの誘導体は市販されているものである。水溶性セルロース及びその誘導体に次いで好ましいバインダー成分は、冷水に可溶な澱粉及びその誘導体である。
本発明の被覆組成物に用いるバインダーの量は、バインダーの粘度及び所望の接着力により異なるが、通常は、上記の範囲内である。市販されているCMCのうち、例えば、メッツェ−セルラ

社製であってフィンフィックス300（Finnfix 300）の商品名で市販されているナトリウム塩の形のCMCが好ましく用いられる。
本発明の被覆組成物に用いる発泡剤の種類に関して、特に限定はなく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤等の公知の界面活性剤がそのまま使用できる。アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、脂肪族アルコール硫酸塩、脂肪族アルコールエーテル硫酸塩等が挙げられるが、特に硫酸ラウリルナトリウム等の長鎖硫酸アルキル塩や石鹸が有利である。非イオン性界面活性剤としては、エトキシル化脂肪族アルコール、脂肪族アミン、脂肪酸、脂肪酸エステル、アミンオキシド等が挙げられる。発泡剤の量については、適当な発泡効果が得られる量を使用する。通常、発泡剤の必要量は少量であり、被覆組成物の全重量に対して、約0.001〜１重量％、好ましくは0.001〜0.2重量％、更に好ましくは0.01〜0.1重量％の範囲内の量で、良好な結果が得られる。
発泡剤を使用しないと、得られる被覆組成物が不均一になるばかりでなく、得られた被覆組成物中に過剰量の水が存在するという問題が起きる。発泡剤を使用しない場合、乾燥残留分1kgあたり、約９〜11リットルの水が必要である。発泡剤の存在下には、水の量は上記の半分で済む。従って、発泡剤を使用すると、スプレー後の被覆組成物が早く乾燥し、多孔性の被膜が得られ、被膜の被覆性能が高まり、乾燥後の被膜が良好な外観を有する、等の利点が得られる。発泡性を有する界面活性剤を用いることにより、得られた被覆組成物は気泡を含有するようになり、従って、気泡を含有しない場合よりも、より多くの繊維が、均一でスプレー可能な組成物を形成することが可能になる。
本発明のひとつの有利な態様によれば、被覆組成物は、実質的に、上記のセルロース繊維からなる充填材、バインダー、水及び発泡剤を上記の量の範囲内で含有するが、本発明においては、好ましくは、顔料、ペースト状やフレーク状の染料、防水剤、防火剤などの更なる補助剤を被覆組成物に添加することが可能である。これら付加的な補助剤の合計量は、被覆組成物の全重量に対して、比較的少量であって、通常は、被覆組成物の全重量に対して５重量％までであり、好ましくは３重量％までである。
本発明の被覆組成物により得られる被覆は、音の反響を抑制するので、空間の音響特性の改善に使用することができる。また、本発明の被覆組成物により得られる被膜は、断熱特性も有している。被膜は無害、無臭で通気性があり、表面に通気性のない膜を形成することもない。仕上げ層を施していない鉱物性ウール・ボード又は軽量煉瓦壁のような、すでに吸音性能を有している表面に本発明の被覆組成物を施布すると、吸音性能は更に向上する。鉱物性ウール・ボードに施布すると、継ぎ目のない連続した表面が得られる。硬度の高い表面にスプレーすると、得られた被膜の吸音性能は、厚い繊維カーペットに匹敵する。
本発明の被覆組成物により得られる被膜は、吸音機能の他、結露水の捕集機能も有する。この場合、スプレーする組成物には、バクテリア及びカビの発生を防止する添加剤を添加する必要がある。
本発明の被覆組成物により得られる被膜は、被覆組成物に防火剤を添加することにより、防火性を付与することができる。防火剤は、窒素−リンをベースにした溶液〔例えばアムガード TR（Amgard TR）〕のような、塩又は塩溶液の形で、組成物に添加する。着火性及び可燃性の等級が僅か１であるような、完全な防火性を付与することができる。
被膜の防水性は、樹脂を組成物に添加するか、又はバインダーの一部をアクリル酸エステル又はポリウレタンのような樹脂の分散に代えることによって向上することができる。被膜の色は、顔料、水溶性のペースト状染料、又は種々のフレーク状染料等を添加することにより、元々白色の色から他の色に変えることができる。又、製造段階で、二酸化チタン顔料を加えれば、白色の被膜が黄変するのを防止することができる。
本発明の被覆組成物は、水にバインダーを効率的な混合方法で混合すれば、容易に製造できる。水にバインダーを混合した後に、発泡剤とセルロース繊維を、例えば100rpmの速度で継続撹拌しながら添加し、任意成分としての補助剤も添加する。
得られた被覆組成物は、迅速且つ容易に施布できる。被覆組成物は、高粘度の気泡含有材料をスプレーすることのできる、ポンプとスプレーの組み合せを用いてスプレーする。得られる被膜の表面構造は、スプレーの圧力やスプレーノズルのサイズを調整することにより変えることができる。被膜の表面が特に滑らかであることが望まれる場合は、二回スプレーを行なう。この場合、二度目のスプレーは一度目にスプレーした被膜の表面が乾燥してから行ない、スプレー後は、へらを用いて表面をならす。被覆は、へらで直接施布することにより行なってもよく、又、へらは、（例えば、吸音性の鉱物性ウール・ボードを修繕する場合等に）、基板の表面のムラを埋めるためにも有効である。被覆に、複雑な下塗り工程は不要である。本発明の被覆組成物は、曲面を有する基板、例えば柱、丸天井等にも施布が可能である。
以下に述べる実施例及び試験により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
実施例１
〔被覆組成物の調製〕
以下の様な配合Ａ）を用いて、気泡を含有した均一な被覆組成物を得た。
20l 水
350g CMC
3.2kg 漂白し、微粉砕した綿セルロース
12g 硫酸ラウリルナトリウム
即ち、まず、CMCを水と混合し、発泡剤としての硫酸ラウリルナトリウムを添加した。得られた混合物に微粉砕した綿セルロースを継続撹拌しながら添加した。
〔密着性試験〕
配合Ａ）の組成物を、繊維被覆スプレー装置を用い、十分なスプレー圧力で基板にスプレーした。上記繊維性組成物は、表１に示す異なる基板にそれぞれスプレーした。基板は、サンプル１ではコンクリート、サンプル２ではチップボード、サンプル３では石膏ボード、サンプル４では吸音性ウール・ボードであった。
試験片は標準条件（23℃、50％RH）のもとにおいて乾燥させた後、平面（直径28mm）に接着した試験片を垂直上方向に引っ張ることにより被膜の基板との密着性を測定した。密着性試験の結果を表１に示す。

表１より、被膜がほとんどの基板に対して優れた密着力をもつことがわかる。チップボードに対しては、最高値0.3MPaが得られた。
〔破壊強度試験〕
13mmの厚みを有する石膏ボードを基板としたサンプル５を用いて破壊強度を測定した。上記石膏ボードを、約50mm幅にカットした石膏ボード二枚を、端部が互いに接触するように配置し、その表面を配合Ａ）の組成物で被覆したものを試験片とした。試験片を、標準条件（23℃、50％RH）のもとにおいて乾燥させ、0.5mm/分の速度で、被膜が破壊するまで引張った。破壊強度試験の結果を表２に示す。

又、表２の結果より、被膜が優れた破壊強度をもつことがわかる。
〔吸音率の測定〕
配合Ａ）の組成物で被覆した基板の吸音率を、ISO規格354−1985により測定した。厚み４〜6mmの被膜を基板としての0.7mmプロファイルメタルプレート上または13mm石膏ボード上のいずれかに形成するか、もしくは厚み３〜4mmの被膜を50mm吸音性ボード上に形成した。得られた吸音性の測定結果は良好で、例えば、石膏ボードにスプレーして得られた被膜の吸音性は、厚い繊維カーペットの吸音性と同等である。吸音性ウール・ボードにスプレーした場合、吸音性ウール・ボードの吸音性能は低下せず、向上した。
実施例２及び３
以下の様な配合Ｂ）及びＣ）を用いて、それぞれ実施例１の場合と同様の操作を行ない、気泡を含有する均一な被覆組成物を得た。
配合Ｂ） 20l 水
150g CMC
3.8kg セルロース繊維
12g 硫酸ラウリルナトリウム
配合Ｃ） 20l 水
360g CMC
4.2kg セルロース繊維
12g 硫酸ラウリルナトリウム
配合Ｂ）及びＣ）の組成物を用い、密着性試験、破壊強度試験及び吸音率の測定を実施例１の場合と同様に行ない、実施例１の場合と同様の結果を得た。
本発明は、上記の態様に制限されるものではなく、添付の請求項の範囲内であれば、様々な態様が可能である。

Claims (21)

1. スプレー可能な被覆組成物にして、微粉砕されたセルロース繊維よりなる充填材、水溶性セルロース及び／又は澱粉をベースとするバインダー、水、界面 活性剤及び任意成分としての補助剤のみから構成され、且つ該バインダーの量が、セルロース繊維の重量に対し３〜15重量％であり、セルロース繊維性充填材及びバインダーの乾燥残留分の合計量が該被覆組成物の重量に対し12〜25重量％であり、界面活性剤の量が該被覆組成物の重量に対し0.001〜１重量％であることを特徴とするスプレー可能な被覆組成物。
2. バインダーの量が、セルロース繊維の重量に対し３〜11重量％であり、該被覆組成物の乾燥残留分含有量が15重量％より多いことを特徴とする請求項１に記載のスプレー可能な被覆組成物。
3. 該被覆組成物の乾燥残留分含有量が15〜20 重量％であることを特徴とする請求項２に記載のスプレ ー可能な被覆組成物。
4. 該セルロース繊維が綿繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスプレー可能 な被覆組成物。
5. 該バインダーがセルロースエーテルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスプ レー可能な被覆組成物。
6. 該セルロースエーテルがカルボキシメチル セルロースであることを特徴とする請求項５に記載のス プレー可能な被覆組成物。
7. 界面活性剤として長鎖硫酸アルキル塩を含 有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスプレー可能な被覆組成物。
8. 該長鎖硫酸アルキル塩が硫酸ラウリルナト リウムであることを特徴とする請求項７に記載のスプレ ー可能な被覆組成物。
9. 界面活性剤の量が、該組成物の全重量に対し0.01〜0.1重量％であることを特徴とする請求項７ま たは８に記載のスプレー可能な被覆組成物。
10. 補助剤として防火剤、顔料、ペースト状及び／又はフレーク状の染料、又は防水剤を含有し、上記補助剤の合計量が該組成物の全重量に対して５重量％ までであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のスプレー可能な被覆組成物。
11. 上記補助剤の合計量が該組成物の全重量 に対して３重量％までであることを特徴とする請求項10 に記載のスプレー可能な被覆組成物。
12. セルロース繊維 10〜20重量％、バインダー 0.5〜2.5重量％、界面活性剤 0.005〜0.2重量 ％、更に補助剤を０〜５重量％含有し、残りの成分は水から成ることを特徴とする請求項１に記載のスプレー可 能な被覆組成物。
13. 該補助剤が防火剤であることを特徴とす る請求項12に記載のスプレー可能な被覆組成物。
14. セルロース繊維を12〜18重量％、カルボキシメチルセルロースを1.0〜1.5重量％、界面活性剤を0.01〜0.1重量％、更に補助剤を０〜３重量％含有し、残りの成分は水からなることを特徴とする請求項１に記載のスプレー可能な被覆組成物。
15. 該セルロース繊維が綿セルロース繊維で あることを特徴とする請求項14に記載のスプレー可能な 被覆組成物。
16. 該セルロース繊維の量が16重量％である ことを特徴とする請求項14又は15に記載のスプレー可能 な被覆組成物。
17. 該カルボキシメチルセルロースの量が1. 5重量％であることを特徴とする請求項14〜16のいずれ かに記載のスプレー可能な被覆組成物。
18. 微粉砕されたセルロース繊維と、セルロース及び／又は澱粉をベースとするバインダーを界面活 性剤の存在下に水中で混合し、そして任意成分としての補助剤を添加することを特徴とする、請求項１のスプレ ー可能な被覆組成物の製造方法。
19. 激しく撹拌しながら水にバインダーを添加し、次いで、得られた混合物に、界面活性剤、セルロース繊維及び任意成分としての補助剤を激しく撹拌しながら添加して、気泡を含有する均一な組成物を得ることを特徴とする請求項18に記載の製造方法。
20. スプレーにより気泡含有被覆組成物を施布して室内壁を被覆するために、請求項１〜17のいずれかに記載のスプレー可能な被覆組成物を使用する方法。
21. 吸音機能を持つ被覆された室内壁を形成することを特徴とする請求項20に記載の方法。