(57)【要約】  改良された亀裂抵抗を有するジョイントコンパウンドを、水、炭酸カルシウムなどのフィラー、ラテックスエマルジョンバインダー、メチルヒドロキシエチルセルロースなどの増粘系、およびナノ結晶セルロースを混合することによって形成させる。ナノ結晶セルロースは、乾燥時の亀裂の形成を低減するのに有効な量で存在させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ結晶セルロース、水、充填材、結合剤、および増粘剤を含むジョイントコンパウンドであって、前記ナノ結晶セルロースの量が、乾燥後のジョイントコンパウンドの亀裂抵抗を向上させるために有効な量である、ジョイントコンパウンド。
【請求項２】
前記ナノ結晶セルロースが、ジョイントコンパウンドの総量に基づいて約０．０５〜約０．５質量％の量で存在する、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項３】
前記充填材が、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム二水和物、石灰石、硫酸カルシウム半水和物、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項４】
前記充填材が、炭酸カルシウムを含む、請求項３に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項５】
前記充填材が、ジョイントコンパウンドの総量に基づいて約４５〜約６５質量％の量で存在する、請求項４に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項６】
前記結合剤が、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルラテックス、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、アクリルアミドとアクリル酸とのコポリマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項７】
前記結合剤が、ジョイントコンパウンドの総量に基づいて約１〜約２．５質量％の量で存在する、請求項６に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項８】
前記増粘剤が、カルボキシメチルセルロース、エチル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、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、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルカルボキシセルロース、ヒドロキシプロピルグアール、誘導体化されていないグアール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項９】
前記増粘剤が、ジョイントコンパウンドの総量に基づいて約０．３〜約０．５質量％の量で存在する、請求項８に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１０】
前記増粘剤が、メチルヒドロキシエチルセルロースを含む、請求項８に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１１】
パーライトをさらに含む、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１２】
殺生物剤をさらに含む、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１３】
前記殺生物剤が、ジョイントコンパウンドの総量に基づいて約０．０５〜約１．０質量％の量で存在する、請求項１２に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１４】
ジョイントコンパウンドの総量に基づいて約１．５〜約３．５質量％のクレイをさらに含む、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１５】
前記クレイが、アタパルジャイトクレイを含む、請求項１４に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１６】
マイカをさらに含む、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【請求項１７】
ジョイントコンパウンドの総量に基づいて、前記ナノ結晶セルロースが約０．０５〜約０．１質量％の量で存在し、前記増粘剤が約０．３〜約０．５質量％の量で存在する、請求項１に記載のジョイントコンパウンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年２月２４日に出願された米国仮出願第６１／６０２，６７１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。
【０００２】
１．技術分野
本明細書に開示し特許を請求する発明概念は、一般に、さまざまな厚さのジョイントコンパウンドおよび厚いコーティングにおける亀裂を完全になくすことができるジョイントコンパウンドに関する。具体的には、このジョイントコンパウンドは、ナノ結晶セルロース、水、充填材、結合剤、および増粘剤を含む。
【背景技術】
【０００３】
２．背景技術および適用可能な態様
ウォールボードは、一般的に、大きいパネルに取り付けられており、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部分を、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、その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、そのジョイントの上に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、そのジョイントコンパウンドにコーティングも塗布して、ウォールボード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。
【０００４】
典型的には、テープジョイント組成物（通常、ジョイントコンパウンドと称される）は、結合剤、増粘剤系、充填材、水、殺生剤、クレイおよび雲母を含む。このジョイント組成物は、レディーミックスの（成分[材料]をあらかじめ調合した）乾燥タイプの組成物であり、通常、５ガロン缶または段ボール箱で販売されている。水および充填材は、ジョイント組成物中で最大の重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る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，１０５，４３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最適には、ジョイントコンパウンドは、それが乾燥する際にその寸法が変わらない。しかし、ジョイントコンパウンドの比較的厚いコーティングを塗布する場合、乾燥の際に亀裂が生じ得る。コーティングが厚いほど、亀裂の可能性が高くなり、その亀裂が深くなる。これにより、亀裂に生じた空隙を満たすための追加の塗布が必要となり、壁の表面仕上げのコストが増大する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ナノ結晶セルロースを含まない乾燥したジョイントコンパウンドの厚いコーティングを示す写真である。１４インチのＪＣにおいて亀裂の形成が増強されている（（対照）：ＮＣＣが添加されていない）。
【図２】図２は、ナノ結晶セルロースを含む乾燥したジョイントコンパウンドの厚いコーティングを示す写真である。ＮＣＣの添加によって亀裂の形成が抑制されている。
【図３】図３は、ナノ結晶セルロースを含まない、図１に示したジョイントコンパウンドの写真である。
【図４】図４は、ナノ結晶セルロースを含む、図２に示したジョイントコンパウンドの写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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、結果、および試験手順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。
【０００９】
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。本明細書において分析化学、合成有機化学、ならびに医薬および製薬化学に関連して利用される命名法、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。
【００１０】
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本明細書に組み込まれる。
【００１１】
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。
【００１２】
本開示に従って用いられているとおり、以下の用語は、別に指定しない限り、以下の意義を有すると理解されるべきである。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
本明細書に開示し特許を請求する本発明の概念では、ジョイントコンパウンドは、ナノ結晶セルロース、結合剤、増粘剤、充填材、水、殺生物剤、およびクレイを含む。ジョイントコンパウンドにおいて一般に用いられる追加の成分は、パーライト、マイカ、防腐剤、湿潤剤、消泡剤、および可塑剤である。パーライトおよびマイカを除いて、これらの追加の成分は、通常、ジョイントコンパウンドの総乾燥質量に基づいて一般に約０．０５〜約１．０質量％の範囲の少量で用いられる。
【００１７】
ナノ結晶セルロースは、セルロースの酸加水分解と機械的処理との組み合わせによって形成され得るセルロースの結晶性部分である。これらのナノメートルサイズのセルロース粒子は、結晶性であり、水に溶解せず、安定であり、化学的に安定であり、かつ、生理学的に不活性であり、魅力的な結合特性を有している。
【００１８】
セルロースは、地球上で最も豊富なバイオポリマーの１つであり、木材、綿、麻、および他の植物をベースとする材料に存在し、植物構造の主要な強化相としての役割を果たしている。セルロースは、藻類、被嚢類、および一部の細菌によって合成され得る。セルロースは、1-4βグリコシド結合によって連結されているグルコース繰り返し単位のホモポリマーである。1-4βグリコシド結合は、直鎖状にセルロースを形成し、この鎖は水素結合によって互いに強く相互作用する。その規則的な構造および強い水素結合に起因して、セルロースポリマーは、高度に結晶性であり、凝集してサブ構造および微小繊維を形成する。微小繊維は、次に凝集してセルロース繊維を形成する。
【００１９】
木材または農業バイオマスから精製されたセルロースは、細菌プロセスによって広く分解されて製造され得る。セルロース材料がナノサイズの繊維であり、その材料の特性がそのナノ繊維構造によって決定される場合、それらのポリマーは、ナノセルロースまたはナノ結晶セルロースと記述される。これらの用語は、本明細書において互換的に用いられる。
【００２０】
一般に、ナノセルロースは、ロッド形状のフィブリルであり、長さ／直径の比がおよそ２０〜２００である。１つの非制限的な実施態様では、ナノセルロースは、約６０ｎｍより小さい直径を有する。別の非制限的な実施態様では、ナノセルロースは、約４ｎｍ〜約１５ｎｍの直径を有し、約１５０ｎｍ〜約３５０ｎｍの長さを有する。結晶の大きさおよび形状は、その由来によって様々である。例えば、これらだけに制限されないが、木材からのナノ結晶セルロースは、約３〜約５ｎｍの幅と、約２０〜約２００ｎｍの長さを有し得る。他の供給源（例えば綿など）から得られる他のナノ結晶セルロースは、わずかに異なる寸法を有し得る。
【００２１】
ナノ結晶セルロースは、高い剛性、高い比表面積、高いアスペクト比、低い密度、および、化学的にグラフト化し、修飾することを容易にする反応性表面を有する。同時に、この材料は、多くの有機および無機物質に対して不活性である。
【００２２】
セルロース繊維をフィブリル化してナノスケールの要素にすることによるナノ結晶セルロースの製造は、激しい機械的処理を必要とする。しかし、原材料および加工の程度に応じて、化学的処理を機械的処理の前に適用することができる。一般に、ナノ結晶セルロースの製造は、酸加水分解法および機械的脱フィブリル化法の２つの方法によって記述され得る。最初の方法では、ナノセルロースは、木材の化学パルプまたは農業繊維から、主として、酸加水分解してアモルファスの領域を除去し、その結果ナノサイズのフィブリルを生じさせることによって調製することができる。この加水分解条件は、得られるナノ結晶の特性に影響を及ぼすことが知られている。酸の違いも、懸濁特性に影響を及ぼす。ナノ結晶の大きさ、寸法、および形状も、ある程度、セルロース源の性質によって決定される。
【００２３】
酸加水分解は、温度、撹拌、および時間が厳密に制御された条件下で、強酸を用いて実施することができる。酸の性質、および酸とセルロースとの比も、ナノセルロースの調製に影響を及ぼす重要なパラメータである。酸の例には、これらだけに限定されないが、酸、塩酸、リン酸、および臭化水素酸が含まれる。加水分解温度は、室温から最高で約７０℃までの範囲であってよく、相当する加水分解時間は、温度次第で約３０分〜約１２時間であってよい。加水分解の直後に、懸濁液を希釈して、反応を停止させることができる。
【００２４】
１つの非限定的な実施態様では、懸濁液を、約４倍〜約５倍に希釈して反応を停止させることができる。次いで、懸濁液を遠心分離し、水で１回洗浄し、再び遠心分離し、再び洗浄する。この工程を約４回〜約５回繰り返して、酸成分を低減させる。この懸濁液を、再生されたセルロース透析管またはSpectrum社のSpectra/Pro再生セルロース透析膜であって、１２，０００〜１４，０００の分子量分画を有するものを用いて、蒸留水に対して数日間、水のｐＨが一定値、例えば、これに限定するものではないが、約７．０のｐＨ値に達するまで透析を行うことができる。
【００２５】
さらに分散させ、セルロース結晶の大きさを低減させるために、セルロース結晶の懸濁液を、超音波処理または高せん断マイクロ流動床を通過させる処理のいずれかによって処理することができる。この種の調製された材料を、ナノセルロース、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）、セルロースナノ結晶、セルロースナノ繊維、またはセルロースウィスカーと称する。
【００２６】
第二の方法は、主として物理的な処理である。数十ナノメートル（ｎｍ）からマイクロメートル（μｍ）の直径を有するセルロース微小繊維（cellulose microfibril）または微小繊維化セルロース（microfibrillated cellulose）と称される微小繊維の束が、高圧均質化処理および粉砕処理を用いることによって生じる。高強度の超音波処理を用いる新規な処理を用いることによっても、天然のセルロース繊維からフィブリルが単離されている。高強度の超音波処理によって、非常に強い機械的振動力が生成され得、それによって、超音波の流体力の作用によりバイオマスからセルロース繊維を分することがが可能になる。この方法により、約６０ｎｍ未満の直径を有する微小繊維化セルロースが生成され得る。１つの非限定的な実施態様では、微小繊維化セルロースは、約４ｎｍ〜約１５ｎｍの直径を有し、約１０００ｎｍ未満の長さを有する。微小繊維化セルロースを、場合によりさらに、化学的、酵素的、および／または機械的処理にかけることができる。ナノ結晶セルロースを調製する両方の方法が米国特許第８，１０５，４３０号に記載されており、その全開示を、参照により本明細書に組み込む。
【００２７】
一般に、約０．０５質量％〜約０．５質量％のナノ結晶セルロースを使用することができる。１つの非制限的実施態様では、約０．０５質量％〜約０．１５質量％をジョイントコンパウンドに組み入れることができる。
【００２８】
結合剤は、典型的には、ラテックスのエマルジョンであり、例えば、これらは制限的なものではないが、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）ラテックスである。この結合剤は、コンパウンドを乾燥させると薄いマトリックスを形成してコンパウンドを保持する合体剤である。言い換えれば、このような結合剤は、望ましい製品が形成されるように、その他の成分を適所に保持するマトリックスである。従って、このような結合剤は、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、これらだけに限定されないが、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、結合剤は、コンパウンド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つの非制限的実施態様では、コンパウンドの総質量に基づいて、上限が約２．５質量％であり得る。
【００２９】
本明細書に開示し特許を請求する発明概念の増粘剤系は、例えば、これらは制限的なものではないが、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、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）、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＭＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシプロピルグアール、および、誘導体化されていないグアールであることができる。
【００３０】
本ジョイントコンパウンドにおける増粘剤系の量は、ジョイントコンパウンドの総乾燥質量（本ジョイントコンパウンド組成物中に存在する水を除く）に基づいて、下限が約０．０１質量％であり得る。増粘剤系の上限は、約０．６質量％であり得る。１つの非制限的実施態様では、コンパウンドの総乾燥質量に基づいて、上限が約０．５質量％であり得る。
【００３１】
充填材は、ジョイントコンパウンドにおいて重要な成分である。充填材は、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、かつ、コンパウンドのｐＨを制御する目的に役立つ。本開示の発明概念において、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材としては、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挙げられる。オープンタイム（open time）、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）をその他の充填材の存在下での微量成分として用いることができる。
【００３２】
１つの非制限的実施態様では、充填材は、細粒化した炭酸カルシウムであってよい。このような充填材は、乾燥粉末であり、これらは通常は、ジョイントコンパウンドの総乾燥質量に基づいて少なくとも約４５質量％を占める。１つの非制限的実施態様では、充填材は、ジョイントコンパウンド組成物の総乾燥質量に基づいて少なくとも５０質量％を占める。一般的には、充填材は、約４５質量％〜上限約６５質量％の範囲内である。コンパウンドの望ましいｐＨ８〜１０を達成するために、充填材は主としてアルカリ性成分であり、従って、ｐＨを制御する主成分である。必要に応じて、コンパウンドのアルカリ度を高めるためにｐＨ調節剤を添加することもできる。
【００３３】
水を、本ジョイントコンパウンドの乾燥した成分に添加して、一般的に約３００〜約７００のブラベンダー単位の範囲の粘度をジョイントコンパウンド組成物に付与することができる。
【００３４】
殺生剤は、ジョイントコンパウンドの貯蔵寿命を高め、組成物が腐敗しないようにする。言い換えれば、殺生剤は、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剤の例は、以下の通りである：
トロイ・ケミカル社（Ｔｒｏｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．）製のＭａｒｇａｌ（登録商標）１７４製品、（２［（ヒドロキシメチル）アミノ］エタノール）、これは広範なスペクトルを有する殺生剤である；および、
ＩＣＩアメリカズ（ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓ）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）、これは、多目的型の殺生剤である。
【００３５】
他の殺生剤には、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。
【００３６】
殺生剤は、一般的に、コンパウンドの総質量に基づいて下限約０．０５質量％〜上限約１．０質量％の範囲の量で存在させるべきである。
【００３７】
本発明および請求項の発明概念によれば、ジョイントコンパウンドに使用するのに適したクレイは、天然土壌の、細粒化した、主として結晶質のあらゆる含水ケイ酸アルミニウム物質であり、これらは通常、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。このような群としては、これらだけに限定されないが、海泡石、モンモリロナイト、ベントナイト、イライト、カオリン、およびアタパルジャイトが挙げられる。１つの好ましい実施態様では、クレイはアタパルジャイトである。アタパルジャイトは、典型的には、ジョイントコンパウンドの総質量の約１．５質量％〜約３．５質量％の範囲の濃度で用いることができる。
【００３８】
改善された亀裂抵抗を有する軽量の乾燥タイプのジョイントコンパウンドが望ましい場合、その軽量の特性は、その配合に特別に処理された発砲パーライトを組み入れることによってもたらされる。当業界では周知であるが、この発砲パーライトは、ジョイントコンパウンドに組み入れようとする場合、１００メッシュのスクリーンを通過できる粒度を有するべきである。発砲パーライトは、水を浸透させることができる多くの微細な亀裂や割れ目を有する極めて軽量の材料であり、水の浸透によって、それらのジョイントコンパウンドを軽量にする能力が破壊され得る。この結果、発砲パーライトは、水分非感受性を付与するための処理をされることが多い。好ましい方法は、発砲パーライトをシリコーン化合物で処理する方法であるが、その他の材料を用いて水分非感受性を付与してもよい。特別に処理された発砲パーライトは、シルブリコ社（Ｓｉｌｂｒｉｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）などの供給元から市販されている。未処理のパーライトを用いる場合には、製造途中、およびジョイントコンパウンドの想定された貯蔵寿命を超えた後に、過度な水の吸収を回避するように注意する。本明細書で例示する軽量の例を、シルブリコ製のＳｉｌＣｅｌｌ（登録商標）３５３４製品、当産業界で一般的に使用されている表面処理されたパーライトを用いて製造した。パーライトは、上限が約８．５重量％の量で用いることができる。１つの非制限的な実施態様では、上限は６．０重量％であってよい。
【００３９】
使用場所の選択に応じて、その他の成分を本ジョイントコンパウンドの配合に用いてもよい。それらの成分としては、これらだけに限定されないが、空気連行剤、界面活性剤、潤滑剤、ｐＨを緩衝する塩、消泡剤、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００４０】
通常、ジョイントコンパウンドは、湿潤成分全てを合わせて、１分間混合し、均質化することによって製造することができる。次に、この混合容器に、全ての固形成分のブレンドを連続的に混合しながら添加する。合計２０分間以内で全体をブレンドする。別の製造業者はこの手順を改変している可能性がある。一般的に、クレイ濃度が高くなればなるほど、必要とされる混合時間は長くなる。従って、本明細書で説明する減少した濃度のクレイの使用は、多くの場合において混合時間を減少させ、プラントの総生産量を増加させることが可能である。
【００４１】
以下の実施例は、本明細書に開示し特許を請求する発明概念を例示する。部および質量百分率は、特に他の指定がない限り質量に基づく。各実施例は、本明細書に開示し特許を請求する発明概念を説明するために提供されるものであり、本明細書に開示し特許を請求する発明概念を限定するものではない。実際に、本明細書に開示し特許を請求する発明概念において、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、本明細書に開示し特許を請求する発明概念は、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。
【実施例】
【００４２】
［ナノ結晶セルロース］
ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を、D.G.Grayら、Langmuir, V. 12, p. 2076-2082 (1996)（その全体を参照により本明細書に組み込む）と同様の手順を用いて調製した。この手順の詳細を以下に記述する。
【００４３】
酸加水分解の前に、粉砕機を用いてパルプを綿毛状にした。綿毛状のパルプを、約６５％の硫酸中、約４５℃で２時間加水分解させた。この反応の固形分含量は約１０％であった。最初に、水浴中、機械的に撹拌しながら、綿毛状のパルプを、酸に添加し、加水分解させた。加水分解の後、セルロース懸濁液を脱塩（ＤＩ）水（酸溶液の約１０倍の体積）で希釈し、２回遠心分離させて酸を除去した。次いで、２％の炭酸ナトリウム溶液を、残った酸を中和するために添加した。この懸濁液を、ＤＩ水で透析して塩を除去した。精製された懸濁液を乾燥させて、収量を決定した。
【００４４】
［評価］
本明細書に開示し特許を請求する発明概念のジョイントコンパウンドの初期の亀裂形成を評価するために、以下のジョイントコンパウンド配合物を調製した。
水：３１．５質量％
３０ミクロンのＣａＣＯ３：６０．９質量％
アタパルジャイトクレイ：２質量％
マイカ：３質量％
ＰＶＡラテックス（５５％）：２質量％
ＭＨＥＣ：０．４質量％
【００４５】
この配合は、標準的なジョイントコンパウンドの配合である。本明細書に開示し特許を請求する発明概念を実施する配合物を、上に列挙した成分と同じ成分を用いて調製した。しかし、ＭＨＥＣの百分率を０．３質量％に低下させ、０．１質量％のナノ結晶セルロースを添加した。
【００４６】
上述したジョイントコンパウンドのそれぞれの４分の１インチ（6.35 cm）の厚さの層を、１／４インチ（6.35 cm）の厚さで表面に塗布し、乾燥させた。乾燥したジョイントコンパウンドの層の画像を、図１および図２に示す。図１は、０．４％のＭＨＥＣを含むジョイントコンパウンドを示し、図２に示したジョイントコンパウンドは、０．３％のＭＨＥＣおよび０．１％のＮＣＣを含む。ナノ結晶セルロースを含まない場合の図１の亀裂の形成は、ナノ結晶セルロースを含む場合の図２の亀裂の形成より有意に大きく、より発達している。
【００４７】
このことをさらに試験するために、同じコンパウンドを、１／３２インチ（0.794 cm）から１／４インチ（6.35 cm）までのさまざまな厚さで試験した。図３および図４の右下のディスクが１／３２インチ（0.794 cm）であり、左上のディスクが１／４インチ（6.35 cm）である。各カラムの下２つのディスクは、各カラムの上２つのディスクと１／３２インチ（0.794 cm）異なっている。図３の０．４％のＭＨＥＣを含む試料は、１／８インチ（3.18 cm）で有意な亀裂を示している。これに対し、図４の０．１％のＮＣＣを含む試料は、約５／３２インチ（3.97 cm）で亀裂を形成しており、有意に少ない亀裂の形成を示している。
【００４８】
この事実は、ジョイントコンパウンド配合物にわずかな質量％のナノ結晶セルロースを組み入れることによって、亀裂の形成を有意に低減させることができることを実証している。同時に、これにより、組成物に添加する増粘剤の量を低減することが可能になる。
【００４９】
開示する情報を記述するために想定される成分または方法の全ての組合せを記述することは当然ながら不可能であるが、当業者であれば、開示された情報の多くのさらなる組合せおよび変形が可能であることを理解することができる。したがって、記述した情報は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内であるそのような変更、修飾、多様化の全てを包含することが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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