JP2015536902A - 水硬化性混合物用の添加剤 - Google Patents

Abstract

本発明は、乾燥モルタル配合物の調製において使用するための水溶性多糖由来保水剤を含む水硬性結合剤を含まない組成物に関し、具体的には、セメントベースのタイル接着剤（ＣＢＴＡ）、接着剤、ＥＴＩＣＳベースコート、または接着剤配合物および／もしくはグラウトに関する。本発明はさらに、前記水硬性結合剤を含まない組成物を含む乾燥モルタル配合物に関する。さらに、本発明は、硬化後、乾燥モルタル配合物の接着、曲げ、および／または圧縮強度を増加させるための、かかる水硬性結合剤を含まない組成物の使用を対象とする。【選択図】なし

Description

本発明は、改善された機械的特性を有する水硬化性混合物に関する。具体的には、本発明は、水硬化性混合物中に組み込まれると、接着、曲げ、および／または圧縮強度の増加を提供する組成物に関する。かかる組成物を生成するためのプロセス、水硬性結合剤およびかかる組成物を含む乾燥モルタル配合物、かかる乾燥モルタル配合物および水を含む水硬化性混合物、ならびに従来の水硬性結合剤を含有する乾燥モルタル配合物を改質する方法も提供される。さらに、硬化後、水硬性結合剤を含む乾燥モルタル配合物の接着、曲げ、および／または圧縮強度を増加させるための、かかる組成物の使用も提供される。

水硬化性混合物は建設業界において広く使用されている。例えば、硬化プロセスが完了すると２つの表面を合わせて強度に保持する接着剤組成物、具体的にはタイル接着剤組成物として、それらを使用することができる。かかる水硬化性混合物の他の適用例としては、コンクリート（水と合わせられると固化および硬化する、セメント、砂、および石を含む混合物）、外断熱仕上げシステム（ＥＩＦＳ）および／または外断熱複合システム（ＥＴＩＣＳ）のためのセメント系接着剤もしくは強化コート、グラウト、ならびに自己平滑性下層（ＳＬＵ）が挙げられる。

水硬化性混合物は、一般に、乾燥時に硬化し、かつ固まる前に、水硬性モルタル、即ち、モルタルの総乾燥重量に基づいて、５重量パーセント以上の水硬性結合剤を典型的に含む乾燥混合物を、結果として生じるセメント組成物を表面に塗布することを可能にするのに十分な量の水と合わせることによって、使用時に調製される。

従来の水硬性組成物は、多くの場合、水硬性結合剤、例えばセメントと、改善された物理的特徴を有する改質水硬性組成物を提供する、例えば砂、石灰、分散剤、増粘剤、および可塑剤などの１つ以上の添加剤との組み合わせを含む。具体的には、珪砂などの細骨材材料の使用が周知である。さらに、保水剤を利用して、初期水和プロセスと、組成物が乾燥時に硬化し、かつ固まるときのその後の水の除去との両方に大きく依存する、水硬性組成物および／または結果として生じる硬化生成物の物理的特徴に有益な効果を付与することができる。例えば、保水添加剤の組み込みは、開放時間、硬化速度、および乾燥時間の増加をもたらし得る。

国際公開第Ａ−２０１１０８７２６２号は、薄膜モルタルのための添加剤組成物を開示しており、該組成物は、セルロースエーテルと、スルホネート、サルフェート、エステル、およびアミノ酸から選択されるイオン性界面活性剤と、を含む。

米国特許第７，９８５，２９３号は、コテを用いるコーティングにおいて改善された加工性を有する水硬性組成物を開示する。この水硬性組成物は、少なくとも１つの発泡アニオン性界面活性剤と、少なくとも１つの非発泡非イオン性界面活性剤と、水溶性セルロースエーテルと、を含む。

韓国特許第Ａ−２０１００６８８０８号は、セメント組成物中に含まれると改善された加工性および加工時間ならびに白華の低減を提供するセメント添加剤を開示する。このセメント添加剤は、セルロースエーテル、界面活性剤、および遅延剤を含む。この界面活性剤は、アニオン性（例えば、スルホネート、サルフェート、エステル、アミノ酸、およびセッケンなど）ならびに非イオン性（例えば、エトキシ化化合物、アルカノールアミド、ポリヒドロキシ化合物のエステル、アミンオキシド、およびエチレンオキシド−プロピレンオキシドブロックポリマー）の混合物を含む。

上述のものなどの従来の水硬化性組成物は、遅延剤の組み込みによって長い開放時間を達成することができる。しかしながら、かかる遅延剤の使用はまた、水硬化動態の著しい遅延を引き起こす。硬化に対するかかる影響は、建設工程の遅延の結果として経済的障害をもたらす。さらに、かかる従来の組成物に関連する他の不利益としては、水硬化性組成物の硬化後の低い接着強度が挙げられる。したがって、水硬化性組成物の接着強度を増加させる要望が依然として残る。

驚くべきことに、特定の種類の界面活性剤が、少量で標準乾燥モルタル配合物に添加されると、乾燥モルタル配合物の硬化後に接着、曲げ、および／または圧縮強度の増加をもたらすことが発見された。さらに、かかる少量のこの界面活性剤は、結果として生じる混合物を標準乾燥モルタル配合物と合わせる前に、従来の水溶性多糖由来保水剤と合わせることによって、従来の乾燥モルタル配合物中に効果的に組み込まれ得ることが示されている。

その種々の態様における本発明は、添付の特許請求の範囲に提示される通りである。

第１の態様に従って、本発明は、水硬化性混合物中の改質添加剤として使用するための水硬性結合剤を含まない組成物を提供し、該組成物は、１つ以上の水溶性多糖由来保水剤と、式Ｉに従う１つ以上の界面活性剤と、を含み、
ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ （式Ｉ）
式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオンを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−２２アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数を表し、該保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）との重量比が１：１〜１９９：１である。

２．該保水剤が、水溶性セルロースエーテル、デンプンエーテル、グアーエーテル、細菌性莢膜多糖、キサンタムガム、デキストラン、ウェランガム、ジェランガム、ジウタンガム、プルランガム、およびこれらの混合物から選択される、本発明の第１の態様に記載の組成物。

３．該保水剤が水溶性セルロースエーテルである、請求項２に記載の組成物。

４．石灰、空気連行剤、癒着剤、超可塑剤、レオロジー改質剤、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の安定剤をさらに含む、上記の第１の態様または請求項１〜３のいずれかに記載の組成物。

５．該界面活性剤が、ジオクチルスルホコハク酸塩、ジヘキシルスルホコハク酸塩、またはこれらの組み合わせである、上記の第１の態様または請求項１〜４のいずれかに記載の組成物。

第２の態様に従って、本発明は、本発明の第１の態様の組成物を生成するためのプロセスを提供し、該プロセスは、ａ）１つ以上の水溶性多糖由来保水剤を含む液体または固体組成物を提供することと、ｂ）式Ｉに従う１つ以上の界面活性剤を含む液体組成物を提供することであって、
ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ （式Ｉ）
式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオンを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−２２アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数を表す、提供することと、ｃ）該保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）との重量比が１：１〜１９９：１になるように、ある量のステップａ）の該組成物をある量のステップｂ）の該組成物と合わせることによって、保水剤−界面活性剤混合物を調製することと、ｄ）該保水剤−界面活性剤混合物を乾燥させることと、を含む。

第３の態様に従って、本発明は、水と合わせられて水硬化性混合物を形成することができる改質乾燥モルタル配合物を提供し、該改質乾燥モルタルは、ａ）水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物と、ｂ）改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、０．１〜２．５％の本発明の第１の態様に従う水硬性結合剤を含まない組成物と、を含み、該改質乾燥モルタル配合物は、改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下の上記に定義した式（Ｉ）に従う界面活性剤を含む。

８．外断熱仕上げシステム（ＥＩＦＳ）および／または外断熱複合システム（ＥＴＩＣＳ）のためのグラウト、セメントベースのタイル接着剤（ＣＢＴＡ）、またはセメント系接着剤もしくはコーティング配合物である、本発明の第３の態様に記載の配合物。

９．１つ以上の再分散性ポリマー粉末をさらに含む、上記の本発明の第３の態様または請求項８のいずれかに記載の配合物。

１０．上記の本発明の第３の態様または請求項８および９のいずれかに記載の乾燥モルタル配合物ならびに水を含む、水硬化性混合物。

第４の態様に従って、本発明は、本発明の第３の態様に記載の該乾燥モルタル配合物および水を含む、水硬化性混合物を提供する。

第５の態様に従って、本発明は、乾燥モルタル配合物を改質するための方法を提供し、該方法は、ａ）水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物を提供することと、ｂ）本発明の第１の態様に従う組成物を提供することと、ｃ）ステップｂ）の該組成物をステップａ）の該配合物と合わせて、該改質乾燥モルタル配合物の総重量に基づいて、０．１〜２．５％の本発明の第１の態様に従う該組成物を含む改質乾燥モルタルを提供することと、を含むが、但し、結果として生じる改質乾燥モルタル配合物が、該改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下の上記に定義した式１に従う界面活性剤を含むことを条件とする。

第６の態様に従って、本発明は、水硬性結合剤を含有する乾燥モルタル配合物またはかかる乾燥モルタル配合物を含む水硬化性混合物のための改質剤組成物としての、本発明の第１の態様の該組成物の使用を提供する。

第７の態様に従って、本発明は、硬化後、水硬性結合剤を含む乾燥モルタル配合物の接着、曲げ、および／または圧縮強度を増加させるための、本発明の第１の態様の該組成物の使用を提供する。

１２．水硬性結合剤を含有する乾燥モルタル配合物またはかかる乾燥モルタル配合物を含む水硬化性混合物のための改質添加剤としての、上記の本発明の第１の態様または請求項２〜５のいずれかに記載の該組成物の使用。

１３．硬化後、水硬性結合剤を含む乾燥モルタル配合物の接着、曲げ、および／または圧縮強度を増加させるための、上記の本発明の第１の態様または請求項２〜５のいずれかに記載の該組成物の使用。

本発明に従って調製された水硬化性混合物は、乾燥モルタル配合物の硬化後に接着、曲げ、および／または圧縮強度の増加を示す。

本明細書全体にわたり、「パーセント」または「パーセント重量」へのいかなる言及も、別段の記載がない限り、組成物、配合物、または混合物の乾燥重量の観点から表されている。

「ＥＮ」は欧州規格を表し、試験法番号への接頭語として試験法を指定する。試験法は、本出願の優先日時点で最新の試験法である。

本明細書において使用される場合、用語「水硬化性混合物」は、水硬性結合剤、充填剤（複数可）、保水剤（複数可）、ならびに、任意に、ポリマー分散液および／または再分散性ポリマー粉末などのポリマーを含有する添加剤を含む、建設分野で使用される組成物を意味する。

本明細書において使用される場合、用語「水溶性」は、２０℃の水中で水溶性である任意の化合物に言及する。

本明細書において使用される場合、用語「水硬性結合剤」は、適量の水を添加すると、空気中ならびに水中で水和硬化することができる結合性ペーストまたは泥状物を形成し、顆粒を合わせて結合する、通常は微粉砕された材料の鉱物組成物を意味する。

本発明の水硬性結合剤を含まない組成物は、式Ｉに従う１つ以上の界面活性剤を含み、
ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ 式（Ｉ）
式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオン、好ましくは金属カチオン、より好ましくはナトリウムを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０、好ましくはＣ_２−４アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_{１−２２、}好ましくはＣ_２−８アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数、好ましくは１〜５の整数を表す。

より好ましくは、式Ｉにおいてｎは２を表し、さらにより好ましくは、界面活性剤は式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）に従う化合物である。

さらにより好ましくは、界面活性剤は、ジオクチルスルホコハク酸塩、ジヘキシルスルホコハク酸塩、およびこれらの組み合わせから選択される。さらにより好ましくは、界面活性剤はジオクチルスルホコハク酸塩、最も好ましくはナトリウムジオクチルスルホコハク酸、即ち、ナトリウム１，４−ビス（２−エチルヘクスオキシ）−１，４−ジオキソブタン−２−スルホネートである。

本発明の水硬性結合剤を含まない組成物はまた、１つ以上の水溶性多糖由来保水剤を含む。好ましくは、保水剤は、水溶性セルロースエーテル、デンプンエーテル、細菌性莢膜多糖（これはキサンタンガム、デキストラン、ウェランガム、ジェランガム、ジウタンガム、およびプルランを含む）、例えばアルギン酸およびカラゲナンなどの他の自然発生の多糖、ならびにこれらの混合物から選択される。より好ましくは、保水剤は水溶性セルロースエーテルである。

好ましくは、本発明における使用に好適なセルロースエーテルは、ヒドロキシアルキルセルロース（例えば、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、およびヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロース（ＨＰＨＥＣ））、カルボキシ−アルキルセルロース（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））、カルボキシアルキルヒドロキシアルキルセルロース（例えば、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース（ＣＭＨＥＣ）およびカルボキシメチル−ヒドロキシプロピルセルロース（ＣＭＨＰＣ））、スルホアルキルセルロース（例えば、スルホエチルセルロース（ＳＥＣ）およびスルホプロピルセルロース（ＳＰＣ））、カルボキシアルキルスルホアルキルセルロース（例えば、カルボキシメチルスルホエチルセルロース（ＣＭＳＥＣ）およびカルボキシメチルスルホプロピルセルロース（ＣＭＳＰＣ））、ヒドロキシアルキルスルホアルキルセルロース（例えば、ヒドロキシエチルスルホエチルセルロース（ＨＥＳＥＣ）、ヒドロキシプロピルスルホエチルセルロース（ＨＰＳＥＣ）、およびヒドロキシエチルヒドロキシプロピルスルホエチルセルロース（ＨＥＨＰＳＥＣ））、アルキルヒドロキシアルキルスルホアルキルセルロース（例えば、メチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロース（ＭＨＥＳＥＣ）、メチルヒドロキシプロピルスルホエチルセルロース（ＭＨＰＳＥＣ）、およびメチルヒドロキシエチルヒドロキシプロピルスルホエチルセルロース（ＭＨＥＨＰＳＥＣ））、アルキルセルロース（例えば、メチルセルロース（ＭＣ）およびエチルセルロース（ＥＣ））、二元または三元アルキルヒドロキシアルキルセルロース（例えば、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、エチルヒドロキシプロピルセルロース（ＥＨＰＣ）、エチルメチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＭＨＥＣ）、およびエチルメチルヒドロキシプロピルセルロース（ＥＭＨＰＣ））、アルケニルセルロースならびにイオン性および非イオン性アルケニルセルロース混合エーテル（例えば、アリルセルロース、アリルメチルセルロース、アリルエチルセルロース、およびカルボキシ−メチルアリルセルロース））、ジアルキルアミノアルキルセルロース（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルセルロースおよびＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルセルロース）、ジアルキルアミノアルキルヒドロキシアルキルセルロース（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルヒドロキシエチルセルロースおよびＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルヒドロキシプロピルセルロース）、アリール−、アリールアルキル−、およびアリールヒドロキシアルキルセルロース（例えば、ベンジルセルロース、メチルベンジルセルロース、およびベンジルヒドロキシエチルセルロース）、およびこれらの塩（例えば、ナトリウムカルボキシメチルセルロースエーテル）、ならびに、Ｃ_３〜Ｃ_１５の炭素原子を有するアルキル残渣、またはＣ_７〜Ｃ_１５の炭素原子を有するアリールアルキル残渣を有する、疎水的に改質したグリシジルエーテルとの上述のセルロースエーテルの反応生成物から成る群から選択される。より好ましくは、セルロースエーテルは、二元または三元アルキルヒドロキシアルキルセルロースである。さらにより好ましくは、セルロースエーテルは、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）およびヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）から選択される。

本発明の水硬性結合剤を含まない組成物中、該保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）との重量比は１：１〜１９９：１である。この範囲内で、最大量の該保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）とは、好ましくは４９７：３、より好ましくは９９３：７、さらにより好ましくは１２４：１、最も好ましくは９９１：９である。同時に、最小量の保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）とは、好ましくは３：２、より好ましくは７：３、さらにより好ましくは４：１、最も好ましくは９：１である。

水硬性結合剤を含まない組成物は、追加の成分をさらに含み得る。例えば、水硬性混合物が良好な加工性を有すべきである用途（例えば、タイル接着剤）に対して、水硬性結合剤を含まない組成物は、石灰、空気連行剤（この存在は水硬性混合物中の空気充填空隙をもたらす）、癒着剤、超可塑剤、レオロジー改質剤、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の安定剤を好ましくは含む。特に好ましい実施形態では、安定剤は空気連行剤である。好ましくは、空気連行剤は、アルキルポリグルコシド（ＡＰＧ）、脂肪アルコールサルフェート、脂肪アルコールエーテルサルフェート、アルキルポリグリコールエーテル、脂肪アルコールエトキシレート、またはこれらの組み合わせである。より好ましくは、安定剤は、ナトリウムラウリルサルフェート（Ｌｏｘａｎｏｌ（商標）Ｋ １２ ＰとしてＢＡＳＦ，Ｇｅｒｍａｎｙから９９％の活性含量を有する粉末として商業的に入手可能）などの脂肪アルコールエーテルサルフェートである。水硬性結合剤を含まない組成物がかかる安定剤を含む実施形態では、該保水剤（複数可）と該安定剤（複数可）との重量比が１９：１〜９９９：１、好ましくは９：１〜４９９：１であることが好ましい。

第２の態様に従って、水硬性結合剤を含まない組成物は、該保水剤（複数可）を含む液体または固体組成物が、式１に従う１つ以上の界面活性剤を含む液体組成物と合わせられ、該保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）との重量比が１：１〜１９９：１である保水剤−界面活性剤混合物を提供するプロセスによって調製される。好ましくは、最大量の該保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）とは、４９７：３、より好ましくは９９３：７、さらにより好ましくは１２４：１、最も好ましくは９９１：９である。同時に、最小量の保水剤（複数可）と該界面活性剤（複数可）とは、好ましくは３：２、より好ましくは７：３、さらにより好ましくは４：１、最も好ましくは９：１である。

好ましくは、水硬性結合剤を含まない組成物は、
（１）固形保水剤（複数可）を温水で洗浄し、その後濾過して湿性濾過ケーキを形成することと、
（２）例えば混練機内で濾過ケーキを均質的に混合しながら、式Ｉに従う界面活性剤を含む水溶液を湿性濾過ケーキ上に噴霧し、顆粒を形成することと、
（３）上記のステップ（２）において得られた顆粒を乾燥および製粉し、粉末を形成することと、を含むプロセスによって調製される。

第３の態様に従って、本発明は、水と合わせられて水硬化性混合物を形成することができる改質乾燥モルタル配合物を提供し、該水硬性モルタルは、１つ以上の水硬性結合剤と、該改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、０．１〜２．５％の本発明の第１の態様の水硬性結合剤を含まない組成物と、を含む、標準乾燥モルタル配合物を含む。好ましくは、第１の態様の組成物は、少なくとも０．２％の量、より好ましくは少なくとも少なくとも０．３％の量で存在する。同時に、改質乾燥モルタルが、１．０％以下、より好ましくは０．８％以下の第１の態様の組成物を含むことが好ましい。

いかなる従来の水硬性結合剤をかかる乾燥モルタル内に使用してもよいが、水硬性結合剤はセメントであることが好ましい。より好ましくは、水硬性結合剤は、ポルトランドセメント、具体的には、ＣＥＭ Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、およびＶ型のもの、および／またはアルミナセメント（アルミネートセメント）、ならびにこれらの組み合わせである。好ましくは、モルタルは１０重量パーセント以上、より好ましくは２０重量パーセント以上、さらにより好ましくは３０重量パーセント以上の量の水硬性結合剤を含む。同時に、モルタルが６０重量パーセント以下、より好ましくは５０重量パーセント以下、さらにより好ましくは４０重量パーセント以下の水硬性結合剤を含むことが好ましい。

このレベルを超える濃度では、接着、曲げ、および／または圧縮強度の観察される改善が低減されるか、または失われさえすると考えられるため、改質乾燥モルタル配合物は、配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下、好ましくは０．９％以下、さらにより好ましくは０．８％以下の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含む。さらに、このレベルを超える量のかかる界面活性剤の添加は、水と合わせられると、満足のいく基準または許容可能な時間尺度内で最終組成物が硬化しない程度まで、乾燥モルタル配合物の硬化動態に対して著しい有害効果を有し得る。確かに、水硬性組成物の硬化動態に対するいかなる潜在的な有害効果をも低減および／または排除するために、乾燥モルタル配合物が配合物の総乾燥重量に基づいて、０．５％以下、より好ましくは０．１％以下の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むような量で、乾燥モルタル配合物が水硬性結合剤を含まない組成物を含むことが好ましい。同時に、乾燥モルタル配合物が、配合物の総乾燥重量に基づいて、少なくとも０．０００１％、より好ましくは少なくとも０．００１％の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むことが好ましい。

使用される量は意図される用途次第で変動するが、乾燥モルタルの総重量に基づいて、０．１〜１．２％、より好ましくは０．２〜１．０％重量パーセントの水溶性多糖由来保水剤を配合物が含むように十分な量の水硬性結合剤を含まない組成物を乾燥モルタル配合物が含むことが好ましい。かかる保水剤（複数可）の組み込みは、当技術分野において従来のものであり、水硬性組成物の物理的特徴に対して有益な効果を付与することが知られている。例えば、かかる保水添加剤を組み込むことによって、当業者は、結果として生じる水硬性組成物の開放時間、硬化速度、および乾燥時間などの特性を改質することができる。乾燥モルタル配合物中にかかる量の水硬性結合剤を含まない組成物を組み込むことによって、追加の従来の保水添加剤への要求を低減または排除することができる。

好ましくは、乾燥モルタルは１つ以上の充填剤をさらに含む。かかる実施形態では、充填剤が１．０ｍｍ以下の粒径を有する骨材材料であることが好ましい。好ましくは、骨材材料は、珪砂、白雲石、石灰石、真珠岩、発泡ポリスチレン、中空ガラス球、ゴム粉末、飛散灰、およびこれらの組み合わせから選択される。より好ましくは、骨材材料は珪砂である。１つ以上の充填剤が水硬性モルタル中に含まれる実施形態では、モルタルが、少なくとも１重量パーセント、より好ましくは少なくとも２０重量パーセント、さらにより好ましくは少なくとも４０重量パーセントのかかる材料を含むことが好ましい。同時に、モルタルが、８５重量パーセント以下、より好ましくは７０重量パーセント以下、最も好ましくは６５重量パーセント以下のかかる材料を含むことが好ましい。

好ましくは、水硬性モルタルは、１つ以上の再分散性ポリマー粉末（ＲＤＰ）結合剤をさらに含む。保護コロイドおよび固化防止剤などの種々の添加剤の存在下でエマルションポリマーを噴霧乾燥することによって作製され得る様々なＲＤＰは、当技術分野において周知であり、商業的供給源から入手可能であり、その全てが本発明における使用に好適であると考えられる。好ましくは、かかるＲＤＰは、スチレン、ブタジエン、ビニルアセテート、ベルサテート、プロピオネート、ラウレート、ビニルクロライド、ビニリデンクロライド、エチレン、およびアクリレートから成る群から選択される１つ以上のモノマーのホモポリマー、コポリマー、またはターポリマー、例えば、エチレン／ビニルアセテートコポリマー（ビニルエステル−エチレンコポリマー）、ビニルアセテート／ビニル−ベルサテートコポリマー、およびスチレン／アクリル酸コポリマーである。より好ましくは、ＲＤＰは、例えばＤＬＰ ２０００（Ｄｏｗ Ｗｏｌｆｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｓ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能）などのビニルアセテート−エチレン系コポリマーである。水と混合されると、ＲＤＰは再分散されてエマルションを形成することができ、これは、今度は、蒸発および水硬性結合剤の水和によって水が除去されると水硬化性混合物中に連続的フィルムを形成する。

かかるＲＤＰ結合剤の使用は義務ではなく任意である。ＥＮ１２００４およびＥＮ１２００２は、ポリマー結合剤を含有する水硬化性接着剤に関する性能基準を提示する。かかるポリマー結合剤が存在するとき、水硬性モルタルは好ましくは、水硬性モルタルの総乾燥重量に基づいて、少なくとも０．３％重量パーセント、好ましくは少なくとも０．５％重量パーセント、より好ましくは少なくとも１．５重量パーセントのポリマー結合剤を含む。同時に、モルタルが、５０重量パーセント以下、より好ましくは１０重量パーセント以下、さらにより好ましくは５重量パーセント以下のポリマー結合剤（複数可）を含むことが好ましい。

水硬性モルタルは、有機もしくは無機増粘剤および／または二次保水剤、垂れ防止剤、空気連行剤／癒着剤、湿潤剤、消泡剤、超可塑剤、分散剤、カルシウム錯化剤、遅延剤、促進剤、撥水剤、バイオポリマー、ならびに繊維から選択されるさらなる添加剤を任意に含有し、その全てが当技術分野において周知であり、商業的供給源から入手可能である。好ましくは、水硬性モルタル中に組み込まれるとき、かかる添加剤は、水硬性モルタルの総乾燥重量に基づいて、０．００１〜５重量パーセントの量で存在する。

第４の態様に従って、本発明は、本発明の第３の態様に記載の水硬性モルタルおよび水を含む、水硬化性混合物を提供する。水硬化性混合物は、ＥＮ１３４６およびＥＮ１３４８のものなどの従来の方法に従って調製され得る。好ましくは、水硬性モルタルおよび本発明の第１の態様の組成物などの乾燥原料は、例えば水、および必要な場合はポリマー分散液などの液体結合剤などのいかなる液体原料が添加される前に、均質的に混合される。

ポリマー分散液は、例えば水などの溶媒中に微細分散したポリマー粒子を含む二相系である。ポリマー分散液は、例えばビニルポリマーまたはポリアクリル酸エステルコポリマーなどのポリマー結合剤、ならびに疎水性および親水性部分を含有する界面活性剤として、ポリマー粒子を通常は含む。微細分散したポリマー粒子は、水が蒸発すると癒合してポリマーフィルムを形成する。

第５の態様に従って、乾燥モルタル配合物を改質するための方法が提供される。本方法は、水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物を提供することと、本発明の第１の態様に従う組成物を提供することと、本発明の第１の態様の組成物を標準乾燥モルタル配合物と合わせて、該改質水硬性モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、０．１〜２．５％の本発明の第１の態様に記載の組成物を含む改質乾燥モルタル配合物を提供することと、を含むが、但し、結果として生じる改質乾燥モルタル配合物が、該改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下の上記に定義した式１に従う界面活性剤を含むことを条件とする。好ましくは、乾燥モルタル配合物は、少なくとも０．２％、より好ましくは少なくとも０．３％の第１の態様の組成物を含む。同時に、改質乾燥モルタルが１．０％以下、より好ましくは０．８％以下の本発明の第１の態様の組成物を含むことが好ましい。改質乾燥モルタル配合物が配合物の総乾燥重量に基づいて、０．９％以下、さらにより好ましくは０．８％以下の式に従う界面活性剤（複数可）を含むような量で、本発明の第１の態様の組成物が水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物と合わせられるべきであることも好ましい。さらに、水硬性組成物の硬化動態に対するいかなる潜在的な有害効果をも低減および／または排除するために、乾燥モルタル配合物が配合物の総乾燥重量に基づいて、０．５％以下、より好ましくは０．１％以下の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むような量で、乾燥モルタル配合物が水硬性結合剤を含まない組成物を含むことが好ましい。同時に、乾燥モルタル配合物が、配合物の総乾燥重量に基づいて、少なくとも０．０００１％、より好ましくは少なくとも０．００１％の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むことが好ましい。

それぞれ第６および第７の態様に従って、ｉ）水硬性結合剤を含有する乾燥モルタル配合物またはかかる乾燥モルタル配合物を含む水硬化性混合物のための改質剤組成物として、そしてｉｉ）硬化後、水硬性結合剤を含む乾燥モルタル配合物の接着、曲げ、および／または圧縮強度を増加させるために、第１の態様の組成物が使用される。これらの態様のそれぞれにおいて、本発明の第１の態様の組成物は、改質乾燥モルタル配合物が配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下、好ましくは０．９％以下、さらにより好ましくは０．８％以下の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むような量で、水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物と合わせられるべきである。水硬性組成物の硬化動態に対するいかなる潜在的な有害効果をも低減および／または排除するために、乾燥モルタル配合物が配合物の総乾燥重量に基づいて、０．５％以下、より好ましくは０．１％以下、さらにより好ましくは０．０５％以下の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むような量で、乾燥モルタル配合物が水硬性結合剤を含まない組成物を含むことが好ましい。同時に、乾燥モルタル配合物が、乾燥配合物の総重量に基づいて、少なくとも０．００００１％、より好ましくは少なくとも０．０００１％、さらにより好ましくは少なくとも０．００１％の式Ｉに従う界面活性剤（複数可）を含むことが好ましい。

本発明の第１の態様の水硬性結合剤を含まない組成物は、水硬性結合剤を含む任意の乾燥モルタル配合物中に有利に組み込まれ得ると考えられる。しかしながら、本発明の第１の好ましい態様に従うと、乾燥モルタル配合物はグラウト配合物である。第２の、等しく好ましい態様では、乾燥モルタル配合物はセメントベースのタイル接着剤配合物である。第３の、等しく好ましい態様では、乾燥モルタル配合物は、外断熱仕上げシステム（ＥＩＦＳ）および／または外断熱複合システム（ＥＴＩＣＳ）のためのセメント系接着剤またはコーティング配合物である。

ここで本発明のいくつかの実施形態を、例示のみを目的としてさらに説明する。全ての比率、部分、および割合は、別段の記載がない限り乾燥重量によって表され、全ての構成要素は、別段の記載がない限り良好な商業的品質のものである。

種々の界面活性剤化合物の存在および非存在下で、セメントベースのタイル接着剤（ＣＢＴＡ）、タイルグラウト、およびＥＴＩＣＳベースコート接着剤／強化コート配合物を比較することによって、本発明に従うセメント系乾燥混合配合物の性能を研究した。さらに、保水剤、即ち、水溶性セルロースエーテルの一部を、かかる界面活性剤で置換する場合としない場合の乾燥混合配合物の性能を監視することによって、それによって少量の界面活性剤化合物が乾燥混合配合物中に組み込まれ得るビヒクルとしての保水剤の適合性を検査した。

セメント組成物の調製
実施例全体にわたり、測定量の均質乾燥モルタルを測定量の水と合わせて手動で混合することによって、必要量の各セメント組成物を調製した。それぞれの場合において、水−固体係数（「Ｗ／Ｓ」）を以下の通り算出した：

硬化時間の評価
Ｄｅｔｔｋｉ Ｍｅｓｓａｕｔｏｍａｔｉｓｉｅｒｕｎｇ，７８７３６ Ｅｐｆｅｎｄｏｒｆ／Ｇｅｒｍａｎｙにより供給された自動針入度計（Ｄｅｔｔｋｉ ＡＶＭ−１４−ＰＮＳ）を使用して、種々のセメント組成物の総合的な硬化時間を判定した。各試験の開始時において、必要量の水を混合容器内に注ぎ、その後４００ｇの均質乾燥モルタルを徐々に添加し、手動で１分間撹拌することによってセメント組成物を調製した。混合プロセスが完了したら、次にセメント組成物を、９３ｍｍの内径および３８ｍｍの高さを有するポリスチレンカップ内に、組成物中への空気の封入を回避するように注意しながら移し、充填したカップを次に振動台上に配置して混合物を圧縮する。この混合物を１５回の圧縮力に晒したら、のこぎりのような動きでスパチュラを使用して過剰なセメント組成物を削り取ることによって、セメント組成物中の滑らかな水平面を次に調製した。次に深さ５ｍｍのセメント組成物の層を含む境界を、この滑らかな表面の外周に適用して液体密封を提供し、流動パラフィンの層を滑らかなセメント組成物表面の上に配置して表皮形成を抑制し、分析の間にセメント組成物が試験針に粘着するのを防止する。次に自動分析のために針入度計内に試料を配置し、混合が開始された概念的な開始点から硬化時間を算出した。試験手順の間、針貫通が深さ３６ｍｍに制限されるときの時間を硬化「開始」時間として記録し、針貫通が深さ２ｍｍに制限されるときの時間を硬化「終了」時間として記録する。記録した開始値を記録した終了値から単純に減じることによって、凝縮持続時間を算出する。

実施例１：セルロースエーテル組成物
従来のセルロースエーテル、即ち、Ｗａｌｏｃｅｌ（商標）ＭＴＷ ８０００ ＰＦ １０（Ｄｏｗ Ｗｏｌｆｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｓ，Ｇｅｒｍａｎｙ）と、表１に特定した添加剤とを含むセルロースエーテル組成物を調製し、セルロースエーテルと添加剤（活性成分）との重量比は９９：１であった。セルロースエーテルを水中で洗浄し、その後濾過して湿性濾過ケーキを形成し、濾過ケーキを混練機内での均質混合に晒しながら所望の添加剤を含む水溶液を噴霧し、顆粒を形成するプロセスによって、実施例１．１〜１．１５のそれぞれを調製した。この顆粒を次に従来の様式で乾燥および製粉して、各セルロースエーテル組成物を形成した。

実施例２：セメントベースのタイル接着剤（ＣＢＴＡ）
実施例１のセルロースエーテル組成物を含む種々の配合物を比較することによって、本発明に従うＣＢＴＡ組成物の性能を研究した。各試験において、３５．０重量％の普通ポルトランドセメントＣＥＭ Ｉ ５２．５ Ｒ（Ｍｉｌｋｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）と、３１．０５重量％の石英砂Ｆ３２（Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ Ｆｒｅｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）と、３１．０５重量％の石英砂Ｆ３６（Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ Ｆｒｅｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）、２．５重量％のビニルアセテート−エチレンポリマーＲＤＰ、即ち、ＤＬＰ２０００（商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）と、０．４重量％の実施例１に従うセルロースエーテル組成物と、を含むＣＢＴＡ配合物を調製した。

以下の表２および２Ａに示す通り、実施例１．１〜１．１５のセルロースエーテル組成物のそれぞれを含むＣＢＴＡ組成物について、水−固体係数（Ｗ／Ｓ）、硬化時間、引張接着強度（ＥＮ １３４８に従って測定される）、硬化時間、および開放時間（ＥＮ １３４６に従って測定される）を記録した。

この結果は、水溶性多糖由来保水剤、具体的には水溶性セルロースエーテルと、本発明の界面活性剤とを含む組成物を提供することによって、かかる組成物をＣＢＴＡ配合物中に合わせると接着強度の改善が観察されることを明らかに示す。

実施例２：タイルグラウト
上記に定義した式Ｉに従う界面活性剤を組み込むと観察される利益はＣＢＴＡ配合物に限定されないことを実証するために、幅広い界面活性剤化合物を含む種々のタイルグラウト配合物の性能を分析した。各試験のために、３０．０重量％の普通ポルトランドセメントＣＥＭ Ｉ ４２．５ Ｒ（Ｈｏｌｃｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）と、２．０重量％の高アルミナセメント（Ｓｅｃａｒ（商標）５１、Ｋｅｒｎｅｏｓ，Ｆｒａｎｃｅから入手可能）と、１５．０重量％の珪砂ＦＨ３１（Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ Ｆｒｅｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）と、２重量％のＲＤＰ（ＤＬＰ２０００）と、１０．０重量％のカルシウムカーボネート（Ｊｕｒａ Ｗｈｉｔｅ（商標）ＣＣ９０２、Ｏｍｙａ，Ｇｅｒｍａｎｙ）と、０．３重量％の超可塑剤（Ｍｅｌｍｅｎｔ（商標）Ｆ１０、ＢＡＳＦ，Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能）と、０．１重量％のヒドロキシエチルメチルセルロースエーテル、即ち、Ｗａｌｏｃｅｌ（商標）ＭＴＷ ２０００（Ｄｏｗ Ｗｏｌｆｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃｓから入手可能）と、０．０５〜０．８重量％の以下の表３に特定した界面活性剤と、を含むタイルグラウトを調製し、配合物の残りはＦ３４珪砂（Ｑｕａｒｚｗｅｒｋｅ Ｆｒｅｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を含んだ。

以下の表４に示す通り、実施例５．１〜５．１１のタイルグラウト配合物について、水−固体係数（Ｗ／Ｓ）、曲げ強度および圧縮強度（それぞれＥＮ １２８０８−３に従って測定される）、ならびに硬化時間（ＣＥ ９４．１に従って測定される）を記録した。さらに、配合物の加工性を目視検証し、１（優秀）〜５（極めて乏しい）の加工性等級を割り振った。

これらの結果は、上記に定義した式Ｉに従う界面活性剤、具体的にはナトリウムジオクチルスルホコハク酸（ＤＯＳＳ）を含むモルタル配合物は、モルタル組成物の乾燥重量に基づいて、１重量％以下の量で存在するとき、機械的強度（例えば、曲げ、圧縮、および／または接着強度）の驚くべき増加を提供することを示す。さらに、かかる界面活性剤の添加はモルタル組成物の硬化動態を低減し得るが、界面活性剤濃度を１重量％以下に制限することによって、許容可能な硬化時間を達成することができる。

Claims (13)

1. 水硬化性混合物中の改質添加剤として使用するための水硬性結合剤を含まない組成物であって、前記組成物が、
   ａ．１つ以上の水溶性多糖由来保水剤と、
   ｂ．式Ｉに従う１つ以上の界面活性剤と、を含み、
   ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ （式Ｉ）
   式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオンを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−２２アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数を表し、
   前記保水剤（複数可）と前記界面活性剤（複数可）との重量比が１：１〜１９９：１である、水硬性結合剤を含まない組成物。
2. 前記保水剤が、水溶性セルロースエーテル、デンプンエーテル、グアーエーテル、細菌性莢膜多糖（キサンタンガム、デキストラン、ウェランガム、ジェランガム、ジウタンガム、プルラン、およびこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の組成物。
3. 前記保水剤が水溶性セルロースエーテルである、請求項２に記載の組成物。
4. 石灰、空気連行剤、癒着剤、超可塑剤、レオロジー改質剤、およびこれらの混合物から選択される１つ以上の安定剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
5. 前記界面活性剤が、ジオクチルスルホコハク酸塩、ジヘキシルスルホコハク酸塩、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
6. 水硬化性混合物中の改質添加剤として使用するための水硬性結合剤を含まない組成物を生成するための方法であって、前記方法が、
   ａ．１つ以上の水溶性多糖由来保水剤を含む液体または固体組成物を提供することと、
   ｂ．式１に従う１つ以上の界面活性剤を含む液体組成物を提供することであって、
   ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ （式Ｉ）
   式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオンを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−２２アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数を表す、提供することと、
   ｃ．前記保水剤（複数可）と前記界面活性剤（複数可）との重量比が１：１〜１９９：１になるように、ある量のステップａ）の前記組成物をある量のステップｂ）の前記組成物と合わせることによって、保水剤−界面活性剤混合物を調製することと、
   ｄ．前記保水剤−界面活性剤混合物を乾燥させることと、を含む、方法。
7. 水と合わせられて水硬化性混合物を形成することができる改質乾燥モルタル配合物であって、前記改質乾燥モルタルが、
   ａ．水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物と、
   ｂ．前記改質水硬性モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、０．１〜２．５％の請求項１に記載の組成物と、を含み、
   前記改質乾燥モルタル配合物が、前記改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下の式１に従う界面活性剤を含み、
   ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ （式Ｉ）
   式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオンを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−２２アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数を表す、改質乾燥モルタル配合物。
8. 外断熱仕上げシステム（ＥＩＦＳ）および／または外断熱複合システム（ＥＴＩＣＳ）のためのグラウト、セメントベースのタイル接着剤（ＣＢＴＡ）、またはセメント系接着剤もしくはコーティング配合物である、請求項７に記載の配合物。
9. １つ以上の再分散性ポリマー粉末をさらに含む、請求項７に記載の配合物。
10. 請求項７に記載の乾燥モルタル配合物および水を含む、水硬化性混合物。
11. 乾燥モルタル配合物を改質する方法であって、前記方法が、
    ａ．水硬性結合剤を含む標準乾燥モルタル配合物を提供することと、
    ｂ．請求項１に記載の組成物を提供することと、
    ｃ．ステップｂ）の前記組成物をステップａ）の前記配合物と合わせて、前記改質水硬性モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、０．１〜２．５％の請求項１に記載の前記組成物を含む改質乾燥配合物を提供することと、を含むが、
    但し、結果として生じる改質乾燥モルタル配合物が、前記改質乾燥モルタル配合物の総乾燥重量に基づいて、１％以下の式１に従う界面活性剤を含み、
    ＭＳＯ_３−Ｒ^１−（−ＣＯＯＲ^２）_ｎ （式Ｉ）
    式中、Ｍが、水素、金属、またはアンモニウムカチオンを表し、Ｒ^１が、１つ以上のヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、および／またはシアノ基で任意に置換される直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−１０アルキレン部分を表し、各Ｒ^２が、独立して、直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和Ｃ_１−２２アルキルラジカル、または水素、金属、もしくはアンモニウムカチオンを表し、ｎが、１〜１０の整数を表すことを条件とする、方法。
12. 水硬性結合剤を含有する乾燥モルタル配合物またはかかる乾燥モルタル配合物を含む水硬化性混合物のための、改質添加剤としての請求項１に記載の前記組成物の使用。
13. 硬化後、水硬性結合剤を含む乾燥モルタル配合物の接着、曲げ、および／または圧縮強度を増加させるための、請求項１に記載の組成物の使用。