JP5837591B2 - 無機バインダー組成物におけるセルロースエーテルおよび微結晶セルロース - Google Patents
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Description
相互参照の記載
本件は、米国仮出願第６１／３５９，３８１号（２０１０年６月２９日出願）（その全内容を参照により本明細書に組入れる）の利益を主張する。
本件は、米国仮出願第６１／３５９，３８１号（２０１０年６月２９日出願）（その全内容を参照により本明細書に組入れる）の利益を主張する。
発明の背景
発明の分野
本発明は、無機バインダー組成物、更に、無機バインダー組成物のための添加剤パッケージおよび無機バインダー組成物の性能を改善するための方法に関する。
発明の分野
本発明は、無機バインダー組成物、更に、無機バインダー組成物のための添加剤パッケージおよび無機バインダー組成物の性能を改善するための方法に関する。
関連技術の説明
水系無機バインダー組成物としては、ジプサム系接合モルタル組成物、ジプサム系スプレーモルタルおよびセメント系タイル接着剤が挙げられる。これらの組成物は、その適用中に手作業を必要とし、労力コストがその適用のかなりの部分になる。更に、これらの組成物は、建造物構造において視認できる機能を果たすため、作業性が容易であること、更にその性能特性は、美観的に魅力的な仕上を効率的な手法で実現するために重大である。従って、水系無機バインダー組成物の作業性および最終的な特性を改善して、その適用のスピードおよび／または容易性を増大させ、そしてその最終的な特性を改善することが、結果を改善しながらコストをより低くするために望ましい。
水系無機バインダー組成物としては、ジプサム系接合モルタル組成物、ジプサム系スプレーモルタルおよびセメント系タイル接着剤が挙げられる。これらの組成物は、その適用中に手作業を必要とし、労力コストがその適用のかなりの部分になる。更に、これらの組成物は、建造物構造において視認できる機能を果たすため、作業性が容易であること、更にその性能特性は、美観的に魅力的な仕上を効率的な手法で実現するために重大である。従って、水系無機バインダー組成物の作業性および最終的な特性を改善して、その適用のスピードおよび／または容易性を増大させ、そしてその最終的な特性を改善することが、結果を改善しながらコストをより低くするために望ましい。
第ＷＯ２００８／１２２３４５号は、高度に置換された特殊ヒドロキシセルロースエーテル、メチルヒドロキシプロピルセルロースの、ジプサム結合建造物材料系における添加剤として使用して、加工性および特に塊形成を改善することを開示する。この文献はジプサム系の系の作業性の改善を開示するが、該方法は、特別なメチルヒドロキシプロピルセルロースの合成およびミル乾燥、添加剤を高価にする複雑なプロセス、を必要とする。
メチルヒドロキシプロピルセルロースを必要とせずに水系無機バインダー組成物の作業性および／または最終特性を改善することが望ましい。単なるジプサム系の系を超えた組成物を改善する汎用的な手法を見出すことも望ましい。
発明の簡単な要約
驚くべきことに、セルロースエーテルを微結晶セルロースとの組合せで含む水系無機バインダー組成物が、改善された作業性および／または最終特性を示す。特に、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの両者を含むことが、驚くべきことに以下の利点を与える：（ａ）ジプサム系接合モルタル組成物において、塊形成の低減がある；（ｂ）ジプサムスプレープラスターにおいて、作業性、特にレベリングの増大がある；そして（ｃ）セメント系タイル接着剤において、凍結融解耐性の増大がある。セルロースエーテルおよび微結晶セルロースの組合せは、水系無機バインダー組成物（ジプサム系の系およびセメント系の系等）の幅の改善を与える。
驚くべきことに、セルロースエーテルを微結晶セルロースとの組合せで含む水系無機バインダー組成物が、改善された作業性および／または最終特性を示す。特に、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの両者を含むことが、驚くべきことに以下の利点を与える：（ａ）ジプサム系接合モルタル組成物において、塊形成の低減がある；（ｂ）ジプサムスプレープラスターにおいて、作業性、特にレベリングの増大がある；そして（ｃ）セメント系タイル接着剤において、凍結融解耐性の増大がある。セルロースエーテルおよび微結晶セルロースの組合せは、水系無機バインダー組成物（ジプサム系の系およびセメント系の系等）の幅の改善を与える。
第１の側面において、本発明は、無機バインダー、セルロースエーテルおよび微結晶セルロースを含む、水系無機バインダー組成物である。第１の側面の望ましい態様は、以下の特性の、任意の１つ、または２つ以上の任意の組合せを含むことができる：無機バインダーが、ジプサム系モルタルおよびセメントからなる群から選択される；微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在する；セルロースエーテルと微結晶セルロースとの組合せ濃度が、水系無機バインダー組成物の総乾燥質量基準で０．０１〜１．０質量％の範囲である；水を更に含む；微結晶セルロースが、凝集した添加剤物質を含まない；そして、組成物がメチルヒドロキシプロピルセルロースを含まない。
第２の側面において、本発明は、水系無機バインダー組成物用の添加剤パッケージであって、セルロースエーテルおよび微結晶セルロースを含む、添加剤パッケージである。第２の側面の望ましい態様は、以下の特性の１つまたは２つ以上の任意の組合せを更に含むことができる：微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在する；微結晶セルロースが、凝集した添加剤物質を含まない；そして、組成物がメチルヒドロキシプロピルセルロースを含まない。
第３の側面において、本発明は、水系無機バインダー組成物の特性を改善する方法であって、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの組合せを水系バインダー組成物においてブレンドすることを含む。第３の側面の望ましい態様は、以下の特性の任意の１つまたは２つ以上の任意の組合せを有することができる：微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在する；セルロースエーテルと微結晶セルロースとの組合せ濃度が、水系無機バインダー組成物の総乾燥質量基準で０．０１〜０．１質量％の範囲である；微結晶セルロースが、凝集した添加剤物質を含まない。
本発明のバインダー組成物は、建造物および構造物の材料として有用である。本発明の添加剤パッケージは、本発明のバインダー組成物を調製するのに有用である。本発明の方法は、水系無機バインダー組成物の特性を改善するために、そして本発明のバインダー組成物を調製するために、有用である。
発明の詳細な説明
試験方法は、試験方法番号が異なる日付を含まない限り、本件の優先日現在での最も直近の試験方法を意味する。試験方法の言及は、試験機関および試験方法番号の両者を意味する。以下の試験方法の略号は本開示で以下を示す：ＡＳＴＭは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓを意味し；ＥＮはＥｕｒｏｐｅａｎ Ｎｏｒｍを意味し；ＤＩＮはＤｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｕｒ Ｎｏｒｍｕｎｇを意味し；そしてＩＳＯはＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｓを意味する。
試験方法は、試験方法番号が異なる日付を含まない限り、本件の優先日現在での最も直近の試験方法を意味する。試験方法の言及は、試験機関および試験方法番号の両者を意味する。以下の試験方法の略号は本開示で以下を示す：ＡＳＴＭは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓを意味し；ＥＮはＥｕｒｏｐｅａｎ Ｎｏｒｍを意味し；ＤＩＮはＤｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｕｒ Ｎｏｒｍｕｎｇを意味し；そしてＩＳＯはＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｓを意味する。
「複数」は、２以上を意味する。「および／または」は「および、または代替として」を意味する。全ての範囲は特記がない限り端点を含む。「Ｃｏｍｐ Ｅｘ」および「比較例」は「例」および「Ｅｘ．」のように互換性である。
本発明は、水系無機バインダー組成物に関する。「水系」は、組成物の適用中、水が組成物の一部であることを意味する。「水系」組成物は、使用前に水を含まないことができる。例えば、水系無機バインダー組成物はしばしば、適用および使用の直前に水と混合される乾燥粉末として売買および保管される。「無機バインダー」は、適用後に何らかの方法で共に結合する無機物質を含む物質である。水系無機バインダー組成物の例としては、ジプサム組成物，例えばジプサムモルタル，例えば接合モルタルおよびスプレープラスター、更にセメント組成物，例えばセメントタイル接着剤、が挙げられる。他の無機バインダー組成物としては、石灰（lime）、セメント系接着剤、補強モルタル（外部断熱組成物系用）、セメント系グラウト、およびセメント系下塗り（render）（手および機械の両者の適用のための）が挙げられる。
水系無機バインダー組成物は、セルロースエーテル（「ＣＥ」）を含む。ＣＥは単独種のＣＥ、または２種以上のＣＥの組合せであることができる。好適なＣＥとしては、以下の任意の１つまたは２つ以上の組合せが挙げられる：Ｃ1-Ｃ3アルキルセルロースエーテル（例えばメチルセルロースエーテル）；Ｃ1-Ｃ3アルキルヒドロキシ−Ｃ1-Ｃ3アルキルセルロースエーテル（例えばメチルヒドロキシエチルセルロースエーテル、メチルヒドロキシプロピルセルロースエーテルおよびエチルヒドロキシエチルセルロースエーテル）；ヒドロキシＣ1-Ｃ3アルキルセルロースエーテル（例えばヒドロキシエチルセルロースエーテルおよびヒドロキシプロピルセルロースエーテル）；混合ヒドロキシＣ1-Ｃ3アルキルセルロースエーテル（例えばヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロースエーテル）；カルボキシＣ1-Ｃ3アルキルセルロースエーテル（例えばカルボキシメチルセルロースエーテル）；カルボキシＣ1-Ｃ3アルキルヒドロキシＣ1-Ｃ3アルキルセルロースエーテル（例えばカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースエーテル）：およびアルコキシヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロースエーテル（ここでアルコキシ基は直鎖または分岐で２〜８炭素原子を含有する）。本発明において使用するために特に望ましいＣＥとしては、メチルセルロースエーテル、ヒドロキシエチルセルロースエーテル、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）、エチルヒドロキシルエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、およびメチルエチルヒドロキシエチルセルロース（ＭＥＨＥＣ）が挙げられる。ここで、Ｃ1-Ｃ3アルキルは、１〜３炭素を含有するアルキル鎖を意味する。
水系無機バインダー組成物は、微結晶セルロース（「ＭＣＣ」）を更に含む。ＭＣＣは、精製、部分解重合されたセルロースである。天然由来のセルロースは、結晶部分および非晶部分を含有する。これに対し、ＭＣＣは、非晶部分を有さない、セルロースの単離された結晶部分に対応する。天然由来のセルロースからのＭＣＣの単離は、典型的には、精製されたセルロース材料の非晶部分を、強酸を用いて加水分解することを含む。ＭＣＣは、典型的には、粒状凝集体として存在し、これは「晶子（crystallite）」ということもあり、平均粒子サイズ１〜４００ミクロン、より一般的には平均粒子サイズ１０〜２５０ミクロンを有する。
医薬工業は、タブレット製造においてＭＣＣの使用を享受する。ここでＭＣＣはフィラー物質として働き、これは望ましい圧縮特性の利点を圧縮タブレットにおいて有する。ＭＣＣはまた、食品組成物（例えばサラダドレッシング）において一般的に使用される。ＭＣＣの工業用途の示唆は殆どない。
第ＷＯ２００４／０２２６０１号は、添加剤物質と共に処理されるＭＣＣの粒状凝集体組成物を開示する。ＭＣＣはこれらの組成物において添加剤のためのキャリア物質として働く。粒状凝集体組成物は、添加剤物質と密接に関連するＭＣＣを含む。主に関心がもたれる添加剤は二酸化珪素であり、これは「ケイ化微結晶セルロース」を形成するのに用いる。文献は粒状凝集体組成物のための以下の工業用途を列挙する：顔料、化粧品およびサンスクリーン、ワイヤおよびケーブルのための絶縁添加剤、絶縁材およびコンピュータのためのセラミック、スパークプラグ、着色紙、ペット飼料および動物飼料でシリカ、色、ミネラル等を供給するもの、塗料、接着剤、研磨化合物、電気メッキ、セメント中およびモルタル中のカーボンブラックで脱色およびカーボンブラック浮きを防止するもの、触媒コンバーターならびに電子接着剤。
本発明は、ＭＣＣの新規な工業用途に関する。本発明は、水系無機バインダー組成物をＣＥおよびＭＣＣの組合せと配合することが、ＣＥのみで配合された同様の組成物よりも改善された特性の特徴をもたらすことの驚くべき発見による利点を有する。バインダー組成物の保水性および粘度を増大させる目的で水系無機バインダー組成物をＣＥと配合することは工業において一般的である。驚くべきことに、ＣＥの一部をＭＣＣで置換えることが、水系無機バインダー組成物の作業性および／または性能の改善を可能にする。改善としては、増大した凍結融解安定性（ＥＮ１３４８に準拠した）、粉末化水系無機バインダー組成物の水和時の低減された塊、および適用中の水系無機バインダー組成物の改善された作業性が挙げられる。第ＷＯ２００４／０２２６０１号の出願とは異なり、ＭＣＣは凝集した添加剤物質を含まないことができる。第ＷＯ２００８／１２２３４５号とは異なり、本発明はメチルヒドロキシプロピルセルロースを含まないことができ、そして更に例えば塊の低減のような利点を、ＭＣＣの存在に起因してもたらす。
改善は、１０質量％（ｗｔ％）以上、好ましくは１５質量％以上（ＭＣＣおよびＣＥの総組合せ質量基準）のＭＣＣ濃度で明白である。同時に、ＭＣＣの濃度は一般的に４０質量％以下、好ましくは３０質量％以下、および最も好ましくは２０質量％以下（ＭＣＣおよびＣＥの総組合せ質量基準）である。一般的に、ＭＣＣの濃度が１０質量％未満（ＭＣＣおよびＣＥの組合せ質量基準）の場合、任意の改善は、あったとしても殆ど観察されない。４０質量％超（ＭＣＣおよびＣＥ組合せ質量基準）の濃度では、更なる改善は殆ど観察されず、水系無機バインダー組成物の他の特性の不利な影響が観察される可能性があり、コストが不必要に高くなる。
典型的な水系無機バインダー組成物において、組合せるＭＣＣおよびＣＥの濃度は０．０１質量％以上、好ましくは０．０５質量％以上（水系無機バインダー組成物の総乾燥質量基準）である。同時に、組合せるＭＣＣおよびＣＥの濃度は、典型的には１．０質量％以下、および好ましくは０．５質量％以下（水系無機バインダー組成物の総乾燥質量基準）である。
一側面において、本発明は、ＭＣＣおよびＣＥを含み、そして他の添加剤を含むことができる水系無機バインダー組成物である。水系無機バインダー組成物は、乾燥粉末形状または水和形状であることができる。
本発明の一態様は、ＭＣＣおよびＣＥを含む水系セメント組成物である。セメント組成物はセメント、ＭＣＣおよびＣＥを含む。
望ましいセメントとしては、オリジナルポルトランドセメント（ＯＰＣ）が挙げられ、ＣＥＭ Ｉ，ＣＥＭ ＩＩ，およびＣＥＭ ＩＩＩのＯＰＣクラスで、硬化クラス３２．５Ｒ，４２．５Ｒ，および５２．５Ｒのものが挙げられる。水系セメント組成物は、添加剤，例えば再分散可能なポリマー粉末、セルロース繊維、スターチエーテル、ポリアクリルアミド等、凝結遅延剤，例えばクエン酸三ナトリウム脱水物、分散剤、促進剤，例えばカルシウムホルミエート、繊維、砂、および水和石灰、を更に含むことができる。
本発明の別の態様は、水系ジプサム組成物である。水系ジプサム組成物は、ジプサムモルタル，例えば天然ジプサム、合成ジプサム、無水物、多相ジプサム、または半水和物ジプサムを含む。この態様の１つの形態において、本発明は、接合フィラーとして一般的に用いられるモルタル組成物である。この態様の別の形態において、本発明は、水系ジプサムスプレープラスターである。この態様の別の形態において、本発明は、水系ジプサムスプレープラスターである。水系ジプサム組成物は、１種または２種以上の任意の組合せの添加剤，例えばスターチエーテル、ポリアクリルアミド、再分散可能なポリマー粉末、促進剤（例えば二水和物）、凝結遅延剤（例えば酒石酸）、軽量凝集体（パーライトのような）、および空気連行剤（例えばラウリル硫酸ナトリウム）を更に含むことができる。
別の側面において、本発明は、水系無機バインダー組成物用の添加剤パッケージであり、該添加剤パッケージは、ＭＣＣおよびＣＥを含む。ＣＥに対するＭＣＣの濃度は望ましくは上記の通りである。添加剤パッケージを水系無機バインダーとブレンドすることは、本発明の水系無機バインダー組成物を生成する。一般的に、添加剤パッケージの水系無機バインダーとのブレンドは乾燥粉末状態で行う。水系無機バインダー、および得られる無機バインダー組成物は、追加の添加剤（既に言及したものの任意のものが挙げられる）を更に含むことができる。典型的な添加剤としては、粉末、繊維、再分散可能なポリマー粉末、セルロース、ポリアクリルアミド、スターチエーテル、凝結遅延剤（例えばクエン酸三ナトリウム脱水物または酒石酸）、促進剤（例えばカルシウムホルミエートまたは二水和物）、軽量凝集体（パーライトのような）、および空気連行剤（例えばラウリル硫酸ナトリウム）が挙げられる。
更に別の側面において、本発明は水系無機バインダー組成物の性能を改善する方法であって、水系バインダー組成物においてＣＥおよびＭＣＣの組合せをブレンドするステップを含む方法である。ＣＥおよびＭＣＣは上記の通りで、水系無機バインダー組成物でのようなものである。一般的に、添加剤パッケージの水系無機バインダーとのブレンドは乾燥粉末状態で行い、これにより水和中の塊の低減等の利点の実現が可能になる。
以下の例は本発明の例示の態様を与える。
比較例Ａおよび例１〜３：標準セメント系タイル接着剤
比較例Ａについて、ＣＥＭ Ｉ ４２．５ Ｒセメント（総乾燥セメント組成物基準で４０質量％；Ｈｏｌｃｉｍから入手可能）、Ｑｕａｒｚｓａｎｄ Ｆ３２（粗）砂（総乾燥セメント組成物基準で５８．５質量％；Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ ＧｍｂＨから入手可能）およびＤＬＰ ２１２再分散可能ポリマー粉末（総乾燥セメント組成物基準で１．５質量％；Ｄｏｗ Ｗｏｌｆｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｓから入手可能）からなる乾燥セメント組成物を調製する。乾燥セメント組成物を、０．３質量％（総ブレンド質量基準）の高粘度ヒドロキシエチルメチルセルロース（特性は：ＤＳ １．３９およびＭＳ ０．１９；粘度４６８００ミリパスカル＊秒（ｍＰａ＊ｓ）（２質量％水性溶液中、２０℃にて）； Ｒｏｏｖｉｓｋｏ，Ｄ−２．５５ ｓ−１；４５−４６％は６３ミクロンメッシュで残る）をドライブレンドする。得られる水系無機バインダー組成物を、混合しながら水で水和して、水−対−固形分の質量比０．１９を有する、水和されたバインダー組成物を形成する。
比較例Ａについて、ＣＥＭ Ｉ ４２．５ Ｒセメント（総乾燥セメント組成物基準で４０質量％；Ｈｏｌｃｉｍから入手可能）、Ｑｕａｒｚｓａｎｄ Ｆ３２（粗）砂（総乾燥セメント組成物基準で５８．５質量％；Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ ＧｍｂＨから入手可能）およびＤＬＰ ２１２再分散可能ポリマー粉末（総乾燥セメント組成物基準で１．５質量％；Ｄｏｗ Ｗｏｌｆｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｓから入手可能）からなる乾燥セメント組成物を調製する。乾燥セメント組成物を、０．３質量％（総ブレンド質量基準）の高粘度ヒドロキシエチルメチルセルロース（特性は：ＤＳ １．３９およびＭＳ ０．１９；粘度４６８００ミリパスカル＊秒（ｍＰａ＊ｓ）（２質量％水性溶液中、２０℃にて）； Ｒｏｏｖｉｓｋｏ，Ｄ−２．５５ ｓ−１；４５−４６％は６３ミクロンメッシュで残る）をドライブレンドする。得られる水系無機バインダー組成物を、混合しながら水で水和して、水−対−固形分の質量比０．１９を有する、水和されたバインダー組成物を形成する。
例１について、ヒドロキシエチルメチルセルロースの代わりに、９質量部の高粘度ヒドロキシエチルメチルセルロースおよび１質量部のＭＣＣ（例えば、ＭＩＣＲＯＣＥＬTM微結晶セルロース，ここで０．４％が２５０ミクロンメッシュで残り、５５．７％が７４ミクロンメッシュで残る）を含む添加剤パッケージを用いる他は比較例Ａと同様の方法で、水和されたバインダー組成物を調製する；ＭＩＣＲＯＣＥＬはＢｌａｎｖｅｒ Ｆａｒｍｏｑｕｉｍｉｃａ ＬＴＤＡの商標である。
例２について、８質量部のヒドロキシエチルメチルセルロースおよび２質量部の微結晶セルロースを含む添加剤パッケージを用いる他は例１と同様の方法で、水和されたバインダーを調製する。
例３について、７質量部のヒドロキシエチルメチルセルロースおよび３質量部の微結晶セルロースを含む添加剤パッケージを用いる他は例１と同様の方法で、水和されたバインダーを調製する。
比較例Ａおよび例１〜３の性能を、標準試験方法ＥＮ １３０８（耐スリップ性）、ＥＮ １３４８（凍結融解安定性）、およびＥＮ１３４６（オープンタイム）に準拠して特性化する。結果について表１参照のこと。ここで、「Ｎ／ｍｍ2」は、「ニュートン毎平方ミリメートル」を意味し、「ｍｍ」は「ミリメートル」を意味する。
例１〜３は、組成物中にＭＣＣを含むことの結果として、比較例Ａに対し、凍結融解安定性において５倍超の改善を示す。同時に、例１〜３は、２０分間の耐スリップ性および２０分間のオープンタイムにおいて、比較例Ａと同等の特性を示す。よって、比較例Ａおよび例１〜３は、ＣＥおよびＭＣＣの組合せを有する接着剤の配合時に、標準品質セメントタイル接着剤の他の鍵となる特性を維持しつつ、凍結融解安定性の改善を示す。
比較例Ｂならびに例４および５：プレミアムセメント系タイル接着剤
比較例Ｂならびに例４および５について、乾燥セメント組成物を表２に示すような添加剤パッケージとブレンドする。
比較例Ｂならびに例４および５について、乾燥セメント組成物を表２に示すような添加剤パッケージとブレンドする。
乾燥セメント組成物は、ＣＥＭ Ｉ ５２．５ Ｒセメント（３５．０質量％，総乾燥セメント組成物基準；Ｍｉｌｋｅから入手可能）、Ｑｕａｒｚｓａｎｄ Ｆ３２（粗）砂（３１．６質量％，総乾燥セメント組成物基準；Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ ＧｍｂＨから入手可能）；Ｑｕａｒｚｓａｎｄ Ｆ３６（微細）砂（３１．０質量％，総乾燥セメント組成物基準；Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ ＧｍｂＨから入手可能）、ＤＬＰ ２１２再分散可能ポリマー粉末（２．０質量％，総乾燥セメント組成物基準；Ｄｏｗ Ｗｏｌｆｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｓから入手可能）、およびＡｒｂｏｃｅｌTM ＢＷＷ ４０セルロース繊維添加剤（０．４質量％，総乾燥セメント組成物基準）（ＡｒｂｏｃｅｌはＪ．Ｒｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ＆Ｓｏｅｈｎｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏの商標である）からなる。
乾燥セメント組成物を、表２による０．４５質量％の対応する添加剤パッケージとドライブレンドする。値は総添加剤パッケージの質量単位である。
1 ＤＳ １．５５およびＭＳ ０．１８；粘度１３４００ｍＰａ*ｓ（２質量％水性溶液、２０℃；Ｒｏｔｏｖｉｓｋｏ，Ｄ−２．５５ｓ−１）；３０〜５０％が６３ミクロンメッシュで残る；であるメチルヒドロキシプロピルセルロース
2 コーンスターチを基にする冷水可溶性スターチエーテル，粘度１２００〜１６００ｍＰａ＊ｓ（５％水性溶液，ブルックフィールドスピンドル ３．５０ｒｐｍ）を有する
3 媒体アニオン性物質，粘度約４０００ｍＰａ＊ｓ（０．５％蒸留水溶液）を有し、６５〜８５％が３ミクロンメッシュで残る
4 ＭＩＣＲＯＣＥＬTM 微結晶セルロース，０．４％が２５０ミクロンメッシュで残り、５５．７％が７４ミクロンメッシュで残る；ＭＩＣＲＯＣＥＬはＢｌａｎｖｅｒ Ｆａｒｍｏｑｕｉｍｉｃａ ＬＴＤＡの商標である。
2 コーンスターチを基にする冷水可溶性スターチエーテル，粘度１２００〜１６００ｍＰａ＊ｓ（５％水性溶液，ブルックフィールドスピンドル ３．５０ｒｐｍ）を有する
3 媒体アニオン性物質，粘度約４０００ｍＰａ＊ｓ（０．５％蒸留水溶液）を有し、６５〜８５％が３ミクロンメッシュで残る
4 ＭＩＣＲＯＣＥＬTM 微結晶セルロース，０．４％が２５０ミクロンメッシュで残り、５５．７％が７４ミクロンメッシュで残る；ＭＩＣＲＯＣＥＬはＢｌａｎｖｅｒ Ｆａｒｍｏｑｕｉｍｉｃａ ＬＴＤＡの商標である。
得られる水系無機バインダー組成物を、混合しながら水で水和して、水 対 固形分の質量比が０．２８である、水和されたバインダー組成物を形成する。
比較例Ｂならびに例４および５の性能を、標準試験方法ＥＮ １３０８（耐スリップ性）、ＥＮ １３４８（凍結融解安定性）、およびＥＮ１３４６（オープンタイム）に準拠して特性化する。結果について表３参照のこと。ここで、「Ｎ／ｍｍ2」は、「ニュートン毎平方ミリメートル」を意味し、「ｍｍ」は「ミリメートル」を意味する。
例４および５は、組成物中にＭＣＣを含むことの結果として、比較例Ｂに対し、改善された凍結融解安定性を示す。同時に、例４および５は、２０分間の耐スリップ性および２０分間のオープンタイムにおいて、比較例Ｂと同等の特性を示す。よって、比較例Ｂならびに例４および５は、ＣＥおよびＭＣＣの組合せを有する接着剤の配合時に、プレミアム品質セメントタイル接着剤の他の鍵となる特性を維持しつつ、凍結融解安定性の改善を示す。
比較例Ｃならびに例６および７：ジプサムモルタルおよび塊形成
比較例Ｃならびに例６および７は、２００グラム（ｇ）のジプサム（Ｋｎａｕｆ Ｇｉｐｓｓｐａｃｈｔｅｌ，Ｋｎａｕｆ Ｗｅｓｔｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｇｉｐｓｗｅｒｋｅ， Ｇｅｒｍａｎｙ）を０．５ｇの添加剤パッケージ（表４参照）と、５００ミリリットル（ｍｌ）ビーカー内でブレンドし、１００ｍｌの水を２０℃で添加し、水中で木製スターラーで１５秒間巻き付け、次いで木製スターラーで更に４５秒間撹拌を続けることによってゆっくりブレンド物を湿潤させることによって調製する。
比較例Ｃならびに例６および７は、２００グラム（ｇ）のジプサム（Ｋｎａｕｆ Ｇｉｐｓｓｐａｃｈｔｅｌ，Ｋｎａｕｆ Ｗｅｓｔｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｇｉｐｓｗｅｒｋｅ， Ｇｅｒｍａｎｙ）を０．５ｇの添加剤パッケージ（表４参照）と、５００ミリリットル（ｍｌ）ビーカー内でブレンドし、１００ｍｌの水を２０℃で添加し、水中で木製スターラーで１５秒間巻き付け、次いで木製スターラーで更に４５秒間撹拌を続けることによってゆっくりブレンド物を湿潤させることによって調製する。
得られる配合物の、混合直後および再度１０分間待って表面に適用した後の塊について評価する。表４は結果を報告する。
1 セルロースエーテルは、ＤＳ １．５７およびＭＳ（ＥＯ） ０．２８；粘度２４６００ｍＰａ＊ｓ（２％水性溶液、２０℃；Ｒｏｔｏｖｉｓｋｏ，Ｄ−２．５５ｓ−１）および７７．６％が６３ミクロンメッシュで残る；のメチルヒドロキシエチルセルロースである。
2 ポリアクリルアミドは、粘度約２５０ｍＰａ*ｓ（０．５％，１０％塩化ナトリウム溶液中）および６５〜８５％が６３ミクロンメッシュで残る；の媒体アニオン性物質である。
3 微結晶セルロースは、ＭＩＣＲＯＣＥＬTM 微結晶セルロースであり，０．４％が２５０ミクロンメッシュで残り、５５．７％が７４ミクロンメッシュで残る；ＭＩＣＲＯＣＥＬはＢｌａｎｖｅｒ Ｆａｒｍｏｑｕｉｍｉｃａ ＬＴＤＡの商標である。
4 評価ランクは、１〜５の段階であり、１が最良、５が最悪である。
2 ポリアクリルアミドは、粘度約２５０ｍＰａ*ｓ（０．５％，１０％塩化ナトリウム溶液中）および６５〜８５％が６３ミクロンメッシュで残る；の媒体アニオン性物質である。
3 微結晶セルロースは、ＭＩＣＲＯＣＥＬTM 微結晶セルロースであり，０．４％が２５０ミクロンメッシュで残り、５５．７％が７４ミクロンメッシュで残る；ＭＩＣＲＯＣＥＬはＢｌａｎｖｅｒ Ｆａｒｍｏｑｕｉｍｉｃａ ＬＴＤＡの商標である。
4 評価ランクは、１〜５の段階であり、１が最良、５が最悪である。
表４中のデータから、ＭＣＣおよびＣＥの組合せを、ＣＥのみに代えて、ジプサムモルタルにおいて用いることは、モルタルの他の鍵となる特性を維持しつつ、より少ない塊、実際には視認できる塊の不存在、がジプサムモルタルの水和時にもたらされることが明らかである。
比較例Ｄ〜Ｆおよび例８〜１０：スプレージプサム作業性
比較例Ｄ〜Ｆは、１００質量部のジプサム（Ｇｉｐｓ− ＭＰ Ｋｎａｕｆ Ｒｏｔｔｌｅｂｅｒｏｄｅ）当たりそれぞれ０．２５０、０．２２５および０．２００質量部の添加剤パッケージを含有するジプサムスプレー配合物を比較する。添加剤パッケージは、９７．７質量％のセルロースエーテル（メチルヒドロキシエチルセルロース，ＤＳ １．５６およびＭＳ ０．２７；粘度３５５９０ｍＰａ＊ｓ（２％水性溶液，２０℃，Ｒｏｔｏｖｉｓｋｏ，Ｄ−２．５５ｓ−１）を有し、４０〜６０％が６３ミクロンメッシュで残る）および２．３質量％のポリアクリルアミド（若干アニオン性で、粘度約１０００ｍＰａ＊ｓ（０．５％蒸留水溶液中で測定）からなる。
比較例Ｄ〜Ｆは、１００質量部のジプサム（Ｇｉｐｓ− ＭＰ Ｋｎａｕｆ Ｒｏｔｔｌｅｂｅｒｏｄｅ）当たりそれぞれ０．２５０、０．２２５および０．２００質量部の添加剤パッケージを含有するジプサムスプレー配合物を比較する。添加剤パッケージは、９７．７質量％のセルロースエーテル（メチルヒドロキシエチルセルロース，ＤＳ １．５６およびＭＳ ０．２７；粘度３５５９０ｍＰａ＊ｓ（２％水性溶液，２０℃，Ｒｏｔｏｖｉｓｋｏ，Ｄ−２．５５ｓ−１）を有し、４０〜６０％が６３ミクロンメッシュで残る）および２．３質量％のポリアクリルアミド（若干アニオン性で、粘度約１０００ｍＰａ＊ｓ（０．５％蒸留水溶液中で測定）からなる。
例８〜１０は、セルロースエーテルの一部が微結晶セルロース（ＭＩＣＲＯＣＥＬTM微結晶セルロース、０．４％が２５０ミクロンメッシュによって残り、５５．７％が７４ミクロンメッシュによって残る）で置換えられている他は比較例Ｄ〜Ｆのものと同一の、０．２５０質量部の添加剤パッケージを含有する配合物を比較する。ＭＩＣＲＯＣＥＬはＢｌａｎｖｅｒ Ｆａｒｍｏｑｕｉｍｉｃａ ＬＴＤＡの商標である。例８、９および１０についての添加剤パッケージは、それぞれ、１０質量％、２０質量％、および３０質量％の微結晶セルロースを含有する。
表５は、比較例Ｄ〜Ｆおよび例８〜１０についての配合および作業性特性を含む。特性化は、Ｇ−４スプレーマシン（ＰＦＴ Ｔｙｐ Ｇ４ Ｐｌａｓｔｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ ＰＦＴ，Ｋｎａｕｆ ＰＦＴ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ）での、水供給量３２５リットル毎時およびホース圧８〜１０ｂａｒを用いた適用時である。作業性の評価は、典型的な市販材料（比較例Ｄ）を対照値としての１００例の主観評価であり、より高い値がより良好である。
例８〜１０の各々を比較例Ｄに対して比較し（配合物をセルロース添加剤の当量と比較）、ＭＣＣの添加により初期レベリングが改善され、初期粘着性を改善できることが明らかである。水との極めて短い混合時間によってＭＣＣの完全な湿潤ができないことに起因して、初期の塊は落ちると推測される。塊は１時間後（これはＭＣＣが水和する時間を与えた）により良好になる傾向であった。
比較例Ｅを例８に対して、および比較例Ｆを例９に対して比較し、改善は、少なくとも全体には、添加剤中のＣＥの低減によるものではなく、ＭＣＣの存在によることが明らかである。例１０は、セルロース添加剤中のＭＣＣの比の増大による、初期レべリングおよび粘着性に対する更なる改善を示す。
［１］ 無機バインダー、セルロースエーテルおよび微結晶セルロースを含む、水系無機バインダー組成物。
［２］ 無機バインダーが、ジプサム系モルタルおよびセメントからなる群から選択される、上記［１］に記載の組成物。
［３］ 無機バインダーがジプサム系モルタルである、上記［１］に記載の組成物。
［４］ 無機バインダーがセメントである、上記［１］に記載の組成物。
［５］ 微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在する、上記［１］に記載の組成物。
［６］ セルロースエーテルと微結晶セルロースとの組合せ濃度が、水系無機バインダー組成物の総乾燥質量基準で０．０１〜１．０質量％の範囲である、上記［１］に記載の組成物。
［７］ 水を更に含む、上記［１］に記載の組成物。
［８］ 微結晶セルロースが、凝集した添加剤物質を含まない、上記［１］に記載の組成物。
［９］ 水系無機バインダー組成物用の添加剤パッケージであって、セルロースエーテルおよび微結晶セルロースを含む、添加剤パッケージ。
［１０］ 微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在する、上記［９］に記載の添加剤パッケージ。
［１１］ 微結晶セルロースが、凝集した添加剤物質を含まない、上記［９］に記載の添加剤パッケージ。
［１２］ 水系無機バインダー組成物の特性を改善する方法であって、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの組合せを水系バインダー組成物においてブレンドすることを含む、方法。
［１３］ 微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在する、上記［１２］に記載の方法。
［１４］ セルロースエーテルと微結晶セルロースとの組合せ濃度が、水系無機バインダー組成物の総乾燥質量基準で０．０１〜０．１質量％の範囲である、上記［１２］に記載の方法。
［１５］ 微結晶セルロースが、凝集した添加剤物質を含まない、上記［１２］に記載の方法。
Claims (1)
- 水系無機バインダー組成物用の添加剤パッケージであって、添加剤パッケージがセルロースエーテルおよび微結晶セルロースを含み、
微結晶セルロースが、セルロースエーテルと微結晶セルロースとの総質量基準で１０〜３０質量％の濃度で存在し、
添加剤パッケージが乾燥粉末の形状である、添加剤パッケージ。
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