JP4741648B2 - 非風解性のセメント状モルタル組成物 - Google Patents

Description

本発明は、無水モルタル組成物または水性モルタル組成物の形の非風解性のセメント状モルタル組成物、ならびに特に装飾用塗料としての該セメント状モルタル組成物の使用に関する。

伝統的なセメント状装飾用塗料、例えばカラープラスター、タイル用グラウトおよび粉体塗料にとって、風解は、仕上げ装飾効果に影響を及ぼす、普通の現象である。ポルトランドセメントの水和中に形成される水酸化カルシウムが風解の源であることは、よく知られていることである。水酸化カルシウムは、水によって装飾材料表面に簡単に引き渡され、水の乾燥後に白色の結晶色として沈積し、さらに周囲の二酸化炭素と反応する可能性があり、白色の炭酸カルシウムを形成する。有色装飾材料表面上に不均一に分布された白色物質は、審美的な装飾品質に影響を及ぼすであろう。

風解を減少させるかまたは回避させるために、刊行物に公知の幾つかの方法が存在する：水酸化カルシウムを殆んど生じないかまたは全く生じない低級アルカリ結合剤、例えばスルホアルミン酸カルシウムセメントまたはアルミン酸カルシウムセメントの使用。活性充填剤の使用、例えば珪酸カルシウムの形成下に水酸化カルシウムと反応する反応性シリカ充填剤の使用。この反応は、水酸化カルシウムを消費し、したがって風解は、減少され得るかまたは回避され得る。装飾用塗膜の表面が水性ポリマー乳化材料の被膜の適用によって封止されているような封止方法。

特開２０００−３０２５２０号公報Ａには、効果的に制御される風解を有する、セメントをベースとした目地材が開示されており、この場合この目地材は、種々のセメント材料、反応性珪酸充填剤、水溶性アミノ樹脂および水性ポリマー分散液または水により再分散可能なポリマー粉末をベースとする。

英国特許第２３６０７６９号明細書Ａにおいては、非風解性のセメント体は、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、硫酸カルシウム（例えば、石膏）および反応性シリカ（例えば、高炉スラグ）から形成されている。反応性シリカは、準安定相である非結晶性ＳｉＯ₂を意味し、セメント水和副生成物Ｃａ（ＯＨ）₂と徐々に反応することができ、水和された珪酸カルシウムを形成する。

このような組成物は、特に薄層の装飾用塗膜として適用される場合には、深刻な欠点を有する：この組成物の付着力および付着強さ、ならびに耐引掻性は、極めて低い。水の蒸発および基質の吸収性のために、新しい薄層塗膜は、幾つかの増粘剤および保水剤が使用されたとしても、該薄層塗膜が基質に適用された後に余りにも急速に乾燥されるであろう。或る程度の混合水は、薄層モルタル中に維持されるので、早期段階でのセメントの水和度は、極めて低い。潜在的な反応性充填剤と水酸化カルシウムとの反応も制限されている。

特開昭６０−２５１１６２号公報には、ポリアクリレート分散液を含有しかつ風解を示さない、建物の壁を装飾するためのモルタル組成物が記載されている。

本発明の目的は、反応性シリカ材料または水溶性アミノ樹脂のような成分を使用することなく、乾式モルタル組成物または水性モルタル組成物の形の非風解性のセメント状モルタル組成物を提供することである。殊に、この組成物は、薄層装飾用塗料として使用される場合であっても風解を阻止するはずである。

本発明は、反応性シリカ材料を含有しない、乾式モルタル組成物または水性モルタル組成物の形の非風解性のセメント状モルタル組成物を提供し、当該セメント状モルタル組成物は、
ａ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して普通のポルトランドセメント１質量％〜１０質量％、
ｂ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対してアルミン酸カルシウムセメント１質量％〜３０質量％、
ｃ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して硫酸カルシウム１質量％〜１５質量％および
ｄ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して、ビニルエステル、（メタ）アクリレート、ビニル芳香族化合物、オレフィン、１，３−ジエンおよびビニルハロゲン化物、ならびに必要に応じて前記物質と共重合しうる他のモノマーから構成されている群からの１つ以上のモノマーをベースとしたポリマーの水性ポリマー分散液または水により再分散可能なポリマー粉末０．５質量％〜３０質量％を含有する。

前記組成物は、それぞれセメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して普通のポルトランドセメントａ）１質量％〜１０質量％、好ましくは、１質量％〜５質量％、最も好ましくは２質量％〜５質量％を含有する。普通のポルトランドセメントの主要成分は、珪酸カルシウム（３ＣａＯ・ＳｉＯ₂および２ＣａＯ・ＳｉＯ₂）であり、この珪酸カルシウムは、水と水和し、水和された珪酸カルシウムゲルおよび最初のアルカリ環境に貢献する少量の水酸化カルシウムを形成するであろう。最初のアルカリ度は、増粘効果および保水効果にとって重要である。後に、水酸化カルシウムは、水和されたアルミン酸カルシウムおよび硫酸カルシウムと反応し、エトリンジャイトまたはモノアルミネートスルフェートを形成するであろう。１つの好ましい実施態様において、ポルトランドセメント中のＦｅ₂Ｏ₃の含量は、ポルトランドセメントの全質量に対して２．５質量％未満である。最も好ましいのは、白色の普通のポルトランドセメントである。

前記組成物は、それぞれセメント状モルタル組成物の乾燥質量に対してアルミン酸カルシウムセメントｂ）１質量％〜３０質量％、好ましくは、１質量％〜２０質量％、最も好ましくは５質量％〜２０質量％を含有する。更に、好ましい実施態様において、アルミン酸カルシウムセメントｂ）のＡｌ₂Ｏ₃含量は、成分ｂ）の質量の４０質量％以上であり、アルミン酸カルシウムセメントｂ）のＦｅ₂Ｏ₃含量は、成分ｂ）の３質量％未満である。好ましいアルミン酸カルシウムセメントは、例えばSecar 51またはSecar 71である（Lafarge Calcium Aluminates Inc.の製品）。

硫酸カルシウムの適当な源は、硬石膏、半水和物および石膏である。前記組成物は、それぞれセメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して硫酸カルシウムｃ）１質量％〜１５質量％、好ましくは、１．５質量％〜７．５質量％、最も好ましくは３質量％〜７．５質量％を含有する。更に、好ましい実施態様において、硫酸カルシウムのＳＯ₃含量は、成分ｃ）の質量の５０％以上である。

前記組成物は、セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して水性ポリマー分散液または水により再分散可能なポリマー粉末０．５質量％〜３０質量％、好ましくは１．５質量％〜１５質量％を含有する。水性ポリマー分散液の場合、質量％での量は、ポリマー分散液の固体含量に言及される。

適当なホモポリマーおよびコポリマーの例は、酢酸ビニルホモポリマー、酢酸ビニルとエチレンとのコポリマー、酢酸ビニルとエチレンおよび１つ以上の他のビニルエステルとのコポリマー、酢酸ビニルとエチレンおよび（メタ）アクリル酸エステルとのコポリマー、酢酸ビニルと（メタ）アクリレートおよび他のビニルエステルとのコポリマー、酢酸ビニルとエチレンおよび塩化ビニルとのコポリマー、酢酸ビニルとアクリレートとのコポリマー、スチレン−アクリル酸エステルコポリマー、スチレン−１，３−ブタジエンコポリマーである。

好ましくは、酢酸ビニルホモポリマー；
酢酸ビニルとエチレン１〜４０質量％とのコポリマー；
酢酸ビニルとエチレン１〜４０質量％およびカルボン酸基中に１〜１２個の炭素原子を有するビニルエステル、例えばビニルプロピオネート、ビニルラウレート、９〜１３個の炭素原子を有するα−分枝鎖状カルボン酸のビニルエステル、例えばVeoVa9、VeoVa10、VeoVa11の群からの１つ以上の他のコモノマー１〜５０質量％とのコポリマー；
酢酸ビニルとエチレン１〜４０質量％と好ましくは１〜１５個の炭素原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状アルコールのアクリル酸エステル、殊にｎ−ブチルアクリレートまたは２−エチルヘキシルアクリレート１〜６０質量％とのコポリマー；および酢酸ビニル３０〜７５質量％、ビニルラウレートまたは９〜１１個の炭素原子を有するα−分枝鎖状カルボン酸のビニルエステル１〜３０質量％ならびに１〜１５個の炭素原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状アルコールのアクリル酸エステル、殊にｎ−ブチルアクリレートまたは２−エチルヘキシルアクリレート１〜３０質量％を使用するコポリマー、但し、この場合このコポリマーは、エチレン１〜４０質量％も含有するものとし；
酢酸ビニル、エチレン１〜４０質量％および塩化ビニル１〜６０質量％を使用するコポリマーが記載され、但し、この場合それぞれの質量％のデータは、全部で１００質量％を生じるものとする。

また、好ましくは、ｎ−ブチルアクリレートまたは２−エチルヘキシルアクリレートのコポリマー、またはメチルメタクリレートとｎ−ブチルアクリレートおよび／または２−エチルヘキシルアクリレートとのコポリマー；
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートの群からの１つ以上のモノマーを使用するスチレン−アクリル酸エステルコポリマー；
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートおよび必要に応じてエチレンの群からの１つ以上のモノマーを使用する酢酸ビニル−アクリル酸エステルコポリマー；
スチレン−１，３−ブタジエンコポリマーが記載され、
但し、この場合それぞれの質量％のデータは、全部で１００質量％であるものとする。

水性ポリマー分散液および当該水性ポリマー分散液から乾燥によって得ることができる上記のポリマーの、水により再分散可能な粉末は、公知であり、商業的に入手可能である。

前記ポリマーは、常法で、好ましくは乳化重合法によって製造される。使用される分散液は、乳化剤で安定化されることができるかまたはさもなければ、保護コロイドで安定化されることができ、この場合の１つの例は、ポリビニルアルコールである。

特に好ましい実施態様において、成分ａ）、ｂ）、ｃ）およびｄ）の質量比ａ）：ｂ）：ｃ）：ｄ）を意味するポリマー−セメントファクターは、１〜１．５：２〜４：１〜１．５：２〜４である。

更に、非風解性のセメント状モルタル組成物は、充填剤、顔料、増粘剤、抑制剤、殺真菌剤、湿潤剤または分散剤の群からの成分を含有することができる。

適当な充填剤は、タルク、雲母、炭酸カルシウム、砂である。粒径が２００〜８００メッシュである場合、前記化合物は、薄層塗膜中の微細な充填剤として使用されることができる。粗粒の装飾効果が塗料中に必要とされる場合には、炭酸カルシウムまたは粗い粒径の石英砂を使用することができる。通常、粗い充填剤の最大寸法は、４ｍｍ未満である。好ましくは、充填剤は、セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して２５質量％〜８０質量％の割合で使用される。

顔料、例えば酸化チタンまたは酸化フェライトは、色彩効果のために添加されることができる。最大量は、前記組成物の全乾燥質量に対して８質量％以下である。

良好な加工性のために、増粘剤、例えばメチルセルロースエーテルは、添加されてよい。適したメチルセルロースエーテル、例えばMKX 15000 PF 20LまたはBermocol 451 FQは、商業的に入手可能である。この増粘剤の割合は、組成物の使用に依存し、好ましくは、セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して０．０１質量％〜１．５質量％である。低い量は、タイル接着剤のために好ましく、高い量は、プラスターおよび粉体塗料のために好ましい。

適当な無機増粘剤、例えばヘクトライトは、典型的にはセメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して０．０１質量％〜０．５質量％の割合で使用される。

他の成分は、典型的にセメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して０．０１質量％〜０，５質量％の割合の抑制剤、例えば果実酸、好ましくは酒石酸である。抗真菌剤は、当該組成物に添加されてよく、この抗真菌剤は、液体の形または粉末の形で、セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して０．０５質量％〜０．３質量％の割合で使用されることができる。湿潤剤または分散剤は、極めて微細な充填剤が使用される場合に使用されてよい。典型的な例は、中程度の長さのポリ燐酸ナトリウム（polysodium phosphate）およびポリアクリル酸ナトリウム（polysodium acrylic）である。この割合は、有利にセメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して０．１質量％〜０．３質量％である。

成分ｄ）を再分散可能なポリマー粉末の形で使用する場合には、非風解性のセメント状モルタル組成物は、一般に成分ａ）〜ｄ）および場合によっては１つ以上の上記の他の成分を無水モルタルに常用の粉末用混合機中で混合し、この混合物を均一化することによって製造される。処理に必要とされる水の量は、処理の直前に添加される。別の可能な方法は、個々の成分をその後のみに水との攪拌によって調整された混合物に添加することである。

成分ｄ）を水性ポリマー分散液の形で使用する場合には、成分ａ）〜ｄ）および場合によっては他の成分および必要に応じて付加的量の水が混合され、ペースト状のモルタルを得る。無水配合物に添加されるべき水の割合は、適用の型に依存する。

通常、水は、セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して１０質量％〜１００質量％の量で添加される。

非風解性のセメント状モルタル組成物は、典型的な用途に使用されることができる。例えば、建築用接着剤、殊にタイル用接着剤および外部絶縁系接着剤、プラスターおよび下塗剤（renders）、へら付充填剤、床用スクリード（flooring screeds）、レベリングコンパウンド、シーリングスラリー、目地仕上用モルタルおよび塗料の製造に使用されることができる。好ましくは、非風解性のセメント状モルタル組成物は、塗料、特に粉体塗料、最も好ましくは塗料の製造に使用される。

塗料において、非風解性のセメント状モルタル組成物は、一般に０．１〜３０ｍｍの層で適用される。プラスターのためには、好ましくは、１〜５ｍｍの層で適用される。薄層塗料においては、０．１〜３ｍｍの層で種々の基質上に適用される。非風解性のセメント状モルタル組成物は、通常、プラスターで処理された表面およびコンクリート表面（スキム塗）上で内部仕上げおよび外部仕上げするために使用される。

実施例：
実施例の配合物中に使用される、再分散可能なポリマー粉末は、酢酸ビニルとエチレンとベルサチック酸（Ｒ）ビニルエステル（VeoVa10は、Resolution Performance Products社の商品名である。）とのコポリマーであった。

試験の目的のために、次の粉体塗料配合物を調製し、第１表に記載の水量と混合した：
風解の試験のために、黒色顔料を、よりいっそう良好に風解と非風解とを区別するために配合物で使用する。

試験試料を中国標準ＧＢ／Ｔ ９７５５−２００１（外壁のための合成樹脂エマルジョン塗料）の記載により調製した。４３０ｍｍ×１５０ｍｍ×５ｍｍの寸法を有するセメントアスベスト板を基質として使用した。試験前に、この板を表面上のｐＨが約７になるように水中に維持した。ペイント塗料を２段階で塗布した。第１の層の厚さは、０．１２ｍｍであった。標準条件下での乾燥後、第２の層を０．０８ｍｍの厚さで塗布した。試験体を６日間戸外に晒した。毎日、この試験体を水で３回１０分間噴霧した（７：００〜７：１０，１３：００〜１３：１０、１９：００〜１９：１０）。この試験体を３０℃で壁に対して設置した。水での噴霧のために、ＰＶＣ管を、４０ｍｍの間隔で直径３ｍｍの孔を有する試験体の上端部に置いた。６日後、この試験体の表面品質を評価した。

実施例１：
実施例１の配合物で塗布された試験体は、明らかな色の変化を全く示さなかった。全面の色は、均一であった。

比較例２：
比較例２の配合物で塗布された試験体は、不均一な明るい色を示した。表面の色は、部分的に白色で明るく、ウォーターマークが生じた。

試験の目的のために、次の装飾用プラスター配合物を調製し、第２表に記載の水量と混合した：

標準コンクリートスラブをＥＮ １３２３に従い形成させ、基質として使用した。このスラブを白色のプライマー塗料で被覆した。このプライマーの乾燥後、装飾用プラスターを単独層として塗布した。この層の厚さは、配合物中の最大寸法の砂に相応する。

このプライマーは、次の組成を有していた：

試験体を６日間戸外に晒した。毎日、この試験体を水で３回１０分間噴霧した（７：００〜７：１０，１３：００〜１３：１０、１９：００〜１９：１０）。この試験体を３０℃で壁に対して設置した。水での噴霧のために、ＰＶＣ管を、４０ｍｍの間隔で直径３ｍｍの孔を有する試験体の上端部に置いた。６日後、この試験体の表面品質を評価した。

実施例３：
コンクリートスラブを実施例３のプラスター配合物で塗布した：この表面は、明らかな色の変化を示さなかった。全面の色は、均一であった。

比較例４：
コンクリートスラブを比較例４の配合物で被覆した。表面の色は、部分的に白色で明るかった。

試験の目的のために、次のタイル用グラウト配合物を調製し、第３表に記載の水量と混合した：

標準コンクリートスラブをＥＮ １３２３に従い形成させ、基質として使用した。薄手の床用のセメント状タイル接着剤で、石器タイルを基質上に固定した。２４時間後、タイル用グラウトをゴムこてで塗布し、タイル継目を充填し、２０分後にタイル表面を湿ったスポンジで清浄にした。

このタイルを６日間戸外に晒した。毎日、この試験体を水で３回１０分間噴霧した（７：００〜７：１０，１３：００〜１３：１０、１９：００〜１９：１０）。この試験体を３０℃で壁に対して設置した。水での噴霧のために、ＰＶＣ管を、４０ｍｍの間隔で直径３ｍｍの孔を有する試験体の上端部に置いた。６日後、この試験体の表面品質を評価した。

実施例５：
タイル継目を実施例５のタイル用グラウト配合物で充填した：タイル用グラウトで充填された継目は、明らかな色の変化を示さなかった。

比較例６：
タイル継目を比較例６のタイル用グラウト配合物で充填した：タイル継目の表面の色は、部分的に白色で明るかった。

引張強さの試験：
仕上げ用装飾材料、例えば装飾用プラスターの戸外での適用のために、引張接着強さは、１つの重要なパラメーターである。装飾用プラスターは、通常、薄層で使用され、それ故に、臨界適用条件下での長期間の接着強さは、極めて重要である。

引張強さの試験のために、第２表の装飾用プラスター配合物が使用された。標準コンクリートスラブをＥＮ １３２３に従い形成させ、基質として使用した。このスラブを上記の処方を有する白色のプライマー塗料で被覆した。このプライマーの乾燥後、装飾用プラスターを４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍの試料寸法を有する単独層として塗布した。

試験をＪＩＳ Ａ ６９０９−１９９５に従い実施した：
第１の作業周期Ａで、試験体を標準条件下で１４日間貯蔵した。

第２の作業周期Ｂで、試験体を標準条件下で７日間貯蔵し、引続き標準条件下で１０日間水に浸漬し、７０℃で１日間貯蔵し、最後に標準条件下で１日間貯蔵した。

第３の作業周期Ｃで、標準条件下で７日間の貯蔵後、引続き１０回の作業周期をそれぞれ１８時間の水への浸漬、３時間の凍結および７０℃での３時間の貯蔵で行なった。

標準条件は、２３℃および５０％の相対湿度を意味する。試験のために、鋼性スティックをエポキシ接着剤と共に試験体に適用した。試験を、９．５ｋＮのスラストピストンおよび２５０Ｎ／秒の荷重速度を選択することによりHerion試験機ＨＰ ８５０で実施した。

湿式スクラビング耐性（wet scrub resistance）の試験
湿式スクラビング耐性は、希薄な塗料の凝集強さに反映する。この試験を第１表に記載されたような実施例１および比較例２の粉末ペイント塗料で実施した。

試験試料を中国標準ＧＢ／Ｔ ９７５５−２００１（外壁のための合成樹脂エマルジョン塗料）の記載により調製した。４３０ｍｍ×１５０ｍｍ×５ｍｍの寸法を有するセメントアスベスト板を基質として使用した。試験前に、この板を表面上のｐＨが約７になるように水中に維持した。ペイント塗料を２段階で塗布した。第１の層の厚さは、０．１２ｍｍであった。標準条件下での乾燥後、第２の層を０．０８ｍｍの厚さで塗布した。

この試験体を２つの異なる条件下で貯蔵した：
貯蔵Ａ：標準条件下で７日間。
貯蔵Ｂ：標準条件下で１日間、引続き断続的に水を噴霧しながら戸外で６日間。

前記スクラビング耐性を中国標準ＧＢ ９２６６−１９８８に従って測定した。各試験体を基質が１００ｍｍの幅で晒されるまでスクラビング処理した。この結果が達成されるまでのスクラビングの作業周期を記録した。

Claims (8)

1. 準安定相である非結晶性ＳｉＯ₂を意味し、セメント水和副生成物Ｃａ（ＯＨ）₂と徐々に反応することができ、水和された珪酸カルシウムを形成する反応性シリカ材料を含有しない、乾式モルタル組成物または水性モルタル組成物の形の非風解性のセメント状モルタル組成物において、当該セメント状モルタル組成物は、
   ａ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して普通のポルトランドセメント１質量％〜１０質量％、
   ｂ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対してアルミン酸カルシウムセメント１質量％〜３０質量％、
   ｃ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して硫酸カルシウム１質量％〜１５質量％および
   ｄ）セメント状モルタル組成物の乾燥質量に対して、酢酸ビニルとエチレンとのコポリマー、および／又は、酢酸ビニルとエチレンおよび１つ以上の他のビニルエステルとのコポリマー０．５質量％〜３０質量％を含有し、この場合成分ａ）、ｂ）、ｃ）およびｄ）は、１〜１．５：２〜４：１〜１．５：２〜４のａ）：ｂ）：ｃ）：ｄ）の質量比で存在することを特徴とする、非風解性のセメント状モルタル組成物。
2. 硫酸カルシウムｃ）として硬石膏、半水和物、石膏から選ばれる1つ以上の成分を含有する、請求項１記載のセメント状モルタル組成物。
3. 充填剤、顔料、増粘剤、抑制剤、殺真菌剤、湿潤剤または分散剤の群からの１つ以上の他の成分を含有する、請求項１又は２に記載のセメント状モルタル組成物。
4. 成分ａ）〜ｄ）を混合し、無水モルタルを粉末混合機中で形成させ、この混合物を均一化することによって、請求項１から３までのいずれか１項に記載のセメント状モルタル組成物を製造する方法。
5. 水性ポリマー分散液ｄ）を成分ａ）〜ｃ）と混合し、ペースト状のモルタルを得ることによって、請求項１から３までのいずれか１項に記載のセメント状モルタル組成物を製造する方法。
6. 建築用接着剤、プラスターおよび下塗剤、へら付充填剤、床用スクリード、レベリングコンパウンド、シーリングスラリー、目地仕上用モルタルおよび塗料を製造するための請求項１から３までのいずれか１項に記載のセメント状モルタル組成物の使用。
7. 粉体塗料への請求項１から３までのいずれか１項に記載のセメント状モルタル組成物の使用。
8. 薄層塗膜を０．１〜３ｍｍの層で形成させるための請求項１から３までのいずれか１項に記載のセメント状モルタル組成物の使用。