パテ粉末は主に、皮膜形成物質（接着剤）、充填剤、保水剤、増粘剤、消泡剤などから構成されています。パテ粉末によく用いられる有機化学原料としては、セルロース、予備糊化デンプン、デンプンエーテル、ポリビニルアルコール、分散性ラテックス粉末などが挙げられます。以下に、これらの各種化学原料の性能と用途を一つずつ分析します。
1：繊維、セルロース、セルロースエーテルの定義と違い
繊維（米国：Fiber、英語：Fiber）とは、連続または不連続な繊維から構成される物質を指します。例えば、植物繊維、動物の毛、絹繊維、合成繊維などです。
セルロースはグルコースから構成される高分子多糖類であり、植物細胞壁の主要な構造成分です。室温では、セルロースは水にも一般的な有機溶媒にも溶けません。綿のセルロース含有量はほぼ100%であり、最も純粋な天然セルロース源です。一般的に木材では、セルロースが40～50%、ヘミセルロースが10～30%、リグニンが20～30%を占めます。セルロース（右）とデンプン（左）の違い：
一般的に、デンプンとセルロースはどちらも高分子多糖類であり、分子式は(C6H10O5)nと表すことができます。セルロースの分子量はデンプンよりも大きく、セルロースは分解されてデンプンになります。セルロースはD-グルコースとβ-1,4グリコシド結合からなる高分子多糖類ですが、デンプンはα-1,4グリコシド結合によって形成されます。セルロースは一般的に分岐していませんが、デンプンは1,6グリコシド結合によって分岐しています。セルロースは水に溶けにくいですが、デンプンは熱水に溶けます。セルロースはアミラーゼに反応せず、ヨウ素にさらしても青色に変化しません。
セルロースエーテルの英語名はセルロースエーテルで、セルロースから作られるエーテル構造を持つポリマー化合物です。セルロース（植物）とエーテル化剤との化学反応によって生成されます。エーテル化後の置換基の化学構造分類により、アニオン性、カチオン性、非イオン性エーテルに分類できます。使用するエーテル化剤によって、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、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、シアノエチルセルロース、ベンジルシアノエチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、フェニルセルロースなどがあります。建設業界では、セルロースエーテルはセルロースとも呼ばれますが、これは不規則な名称であり、正しくはセルロース（またはエーテル）と呼ばれます。セルロースエーテル増粘剤の増粘メカニズム セルロースエーテル増粘剤は非イオン性増粘剤であり、主に分子間の水和と絡み合いによって増粘します。セルロースエーテルのポリマー鎖は水中の水と容易に水素結合を形成し、この水素結合によって高い水和度と分子間絡み合いが得られます。
セルロースエーテル増粘剤をラテックス塗料に添加すると、大量の水分を吸収して体積が大きく膨張し、顔料、充填剤、ラテックス粒子の自由空間が減少します。同時に、セルロースエーテル分子鎖が絡み合って三次元ネットワーク構造を形成し、着色剤、充填剤、ラテックス粒子は網目構造の中央に閉じ込められ、自由に流動できなくなります。これらの2つの効果により、システムの粘度が向上し、必要な増粘効果が得られました。
一般的なセルロース（エーテル）：一般的に、市場でセルロースとはヒドロキシプロピルを指し、ヒドロキシエチルは主に塗料、ラテックス塗料に使用され、ヒドロキシプロピルメチルセルロースはモルタル、パテなどの製品に使用されます。カルボキシメチルセルロースは、内壁用の一般的なパテ粉末に使用されます。カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチルセルロースナトリウムとも呼ばれ、CMCとも呼ばれる）：カルボキシメチルセルロース（CMC）は、無毒で無臭の白色の凝集粉末で、安定した性能を持ち、水に溶けやすいです。アルカリ性またはアルカリ性の透明な粘性液体で、他の水溶性接着剤や樹脂に溶け、エタノールなどの有機溶剤には溶けません。 CMCは、結合剤、増粘剤、懸濁剤、乳化剤、分散剤、安定剤、サイズ剤などとして使用できます。カルボキシメチルセルロース（CMC）は、セルロースエーテルの中で最も生産量が多く、用途の範囲が最も広く、最も使いやすい製品であり、一般に「工業用グルタミン酸ナトリウム」として知られています。カルボキシメチルセルロースは、結合、増粘、強化、乳化、保水、懸濁の機能を持っています。1. 食品産業におけるカルボキシメチルセルロースナトリウムの用途：カルボキシメチルセルロースナトリウムは、食品用途において優れた乳化安定剤および増粘剤であるだけでなく、優れた凍結および融解安定性も持ち、製品の風味を改善し、保存期間を延長することができます。2. 医薬品産業におけるカルボキシメチルセルロースナトリウムの使用：医薬品産業では、注射剤の乳化安定剤、錠剤の結合剤およびフィルム形成剤として使用できます。 3. CMCは、塗料の沈降防止剤、乳化剤、分散剤、レベリング剤、接着剤として使用できます。塗料の固形分を溶剤中に均一に分散させることができるため、塗料が長期間剥離しません。また、塗料にも広く使用されています。 4. カルボキシメチルセルロースナトリウムは、凝集剤、キレート剤、乳化剤、増粘剤、保水剤、サイジング剤、皮膜形成材料などとして使用できます。また、電子機器、農薬、皮革、プラスチック、印刷、セラミック、日用化学工業などの分野でも広く使用されており、その優れた性能と幅広い用途により、常に新しい応用分野が開拓されており、市場の見通しは非常に広いです。適用例: 外壁用パテ粉末配合 内壁用パテ粉末配合 1 双飛粉末: 600-650kg 1 双飛粉末: 1000kg 2 白色セメント: 400-350kg 2 予備糊化デンプン: 5-6kg 3 予備糊化デンプン: 5-6kg 3 CMC: 10-15kg または HPMC2.5-3kg 4 CMC: 10-15kg または HPMC2.5-3kg カルボキシメチルセルロース CMC、予備糊化デンプンを添加したパテ粉末の性能: ① 速やかな増粘能力、接着性能、一定の保水性があります。 ② 材料の滑り止め能力 (垂れ下がり) を向上させ、材料の操作性能を向上させ、操作をよりスムーズにします。材料のオープンタイムを延長します。 ③ 乾燥後、表面は滑らかで、粉が落ちず、良好な皮膜形成特性を持ち、傷がありません。 ④ さらに重要なことに、投与量が少なく、非常に少ない投与量で高い効果が得られます。同時に、製造コストは約 10〜20% 削減されます。建設業界では、CMC はコンクリートプレフォームの製造に使用され、水分損失を減らし、遅延剤として機能します。大規模な建設でも、コンクリートの強度を向上させ、プレフォームが膜から剥がれやすくなります。もう 1 つの主な用途は、壁の白くパテ状の粉末やパテペーストを削り取ることで、多くの建築材料を節約し、壁の保護層と明るさを向上させることです。ヒドロキシエチルメチルセルロース (HEC) と呼ばれる化学式:
1. ヒドロキシエチルセルロースの概要：ヒドロキシエチルセルロース（HEC）は、天然高分子材料であるセルロースを原料として一連の化学プロセスを経て製造される非イオン性セルロースエーテルです。無臭、無味、無毒の白色粉末または顆粒で、冷水に溶解すると透明な粘性溶液を形成し、溶解性はpH値の影響を受けません。増粘、結合、分散、乳化、皮膜形成、懸濁、吸着、界面活性、保水性、耐塩性などの特性を有しています。
2. 技術指標 プロジェクト規格 外観 白色または黄色の粉末 モル置換度 (MS) 1.8～2.8 水不溶性物質 (%) ≤ 0.5 乾燥減量 (WT%) ≤ 5.0 強熱残分 (WT%) ≤ 5.0 pH値 6.0～8.5 粘度 (mPa.s) 2%、30000、60000、100000 水溶液 (20℃) 3. ヒドロキシエチルセルロースの利点 高い増粘効果
● ヒドロキシエチルセルロースは、ラテックス塗料、特に高PVA塗料において優れた塗膜特性を発揮します。塗膜が厚塗りされた場合でも凝集は発生しません。
● ヒドロキシエチルセルロースは増粘効果が高く、使用量を減らすことで処方の経済性を向上させ、塗膜の耐摩耗性を高めることができます。
優れたレオロジー特性
● ヒドロキシエチルセルロースの水溶液は非ニュートン系であり、その溶液の性質はチキソトロピーと呼ばれます。
● 静止状態では、製品が完全に溶解した後、コーティングシステムは最適な増粘性と開口状態を維持します。
● 注ぐ状態において、システムは適度な粘度を維持するため、製品は優れた流動性を持ち、飛び散りません。
●刷毛やローラーで塗布する場合、下地への伸びが良く、施工が容易です。同時に、耐飛沫性にも優れています。
●最後に、コーティングが完了すると、システムの粘度がすぐに回復し、コーティングがすぐに垂れ下がります。
分散性と溶解性
● ヒドロキシエチルセルロースは溶解遅延処理が施されており、乾燥粉末を添加した際の凝集を効果的に防止します。HEC粉末が十分に分散していることを確認した後、水和を開始してください。
●適切な表面処理を施したヒドロキシエチルセルロースは、製品の溶解速度と粘度上昇率を適切に調整することができる。
保存安定性
● ヒドロキシエチルセルロースは防カビ性に優れ、塗料の保管期間を十分に確保します。顔料や充填剤の沈殿を効果的に防止します。 4. 使用方法: (1) 製造中に直接添加する この方法は最も簡単で、最短時間で済みます。手順は次のとおりです。 1. 高せん断攪拌機を備えた大きなバケツに純水を加えます。 2. 低速で連続的に攪拌を開始し、ヒドロキシエチルセルロースを溶液に均一にゆっくりとふるい入れます。 3. すべての粒子が浸るまで攪拌を続けます。 4. 次に、防カビ剤と各種添加剤（顔料、分散助剤、アンモニア水など）を加えます。 5. 反応用の処方の他の成分を加える前に、すべてのヒドロキシエチルセルロースが完全に溶解するまで（溶液の粘度が大幅に増加するまで）攪拌します。 (2) 母液を準備して使用する: この方法は、まず高濃度の母液を準備し、次にそれを製品に加えます。この方法の利点は、柔軟性が高く、完成品に直接添加できることですが、適切に保管する必要があります。手順は方法（1）の手順（1～4）と似ています。違いは、高せん断攪拌機は必要なく、ヒドロキシエチルセルロースを溶液中に均一に分散させるのに十分なパワーを持つ攪拌機のみを使用し、粘性のある溶液に完全に溶解するまで攪拌を続けることです。抗真菌剤はできるだけ早く母液に添加する必要があることに注意してください。 V. 用途 1. 水性ラテックス塗料での使用：保護コロイドとして、酢酸ビニル乳化重合で使用して、幅広いpH値での重合システムの安定性を向上させることができます。完成品の製造では、顔料や充填剤などの添加剤を使用して、均一に分散、安定化、増粘効果を与えます。また、スチレン、アクリレート、プロピレンなどの懸濁ポリマーの分散剤としても使用できます。ラテックス塗料で使用すると、増粘とレベリング性能が大幅に向上します。 2. 石油掘削に関して: HEC は、掘削、坑井固定、坑井セメント、破砕作業に必要なさまざまな泥水の増粘剤として使用され、泥水が良好な流動性と安定性を得られるようにします。掘削中の泥水の運搬能力を向上させ、泥水から油層に大量の水が流入するのを防ぎ、油層の生産能力を安定させます。 3. 建築および建築材料での使用: HEC は、その強力な保水能力により、セメントスラリーおよびモルタルの効果的な増粘剤および結合剤です。モルタルに混ぜることで、流動性と施工性能を向上させ、水の蒸発時間を延長し、コンクリートの初期強度を向上させ、ひび割れを防ぐことができます。左官用石膏、接着石膏、石膏パテに使用すると、保水性と接着強度を大幅に向上させることができます。 4. 歯磨き粉での使用: HEC は、塩と酸に対する強い耐性により、歯磨き粉の安定性を確保できます。さらに、歯磨き粉は保水性と乳化能力が高いため、乾燥しにくい。 5. 水性インクに使用すると、HEC はインクを速乾性で不浸透性にすることができる。さらに、HEC は繊維の印刷と染色、製紙、日用化学品などにも広く使用されている。 6. HEC の使用上の注意: a. 吸湿性: すべてのタイプのヒドロキシエチルセルロース HEC は吸湿性がある。工場出荷時の水分含有量は通常 5% 未満だが、輸送や保管環境が異なるため、水分含有量は工場出荷時よりも高くなる。使用する際は、水分含有量を測定し、計算時に水の重量を差し引くだけ。大気にさらさないこと。 b. 粉塵は爆発性: すべての有機粉末とヒドロキシエチルセルロース粉塵が一定の割合で空気中に存在すると、火点に遭遇したときに爆発する。粉塵が大気中にできるだけ存在しないように適切な操作を行う必要がある。 7. 包装仕様: 製品はポリエチレン内袋を裏打ちした紙プラスチック複合袋でできており、正味重量は 25 kg です。保管時は換気の良い乾燥した屋内に保管し、湿気に注意してください。輸送中は雨や日光に注意してください。ヒドロキシプロピルメチルセルロース (HPMC) : ヒドロキシプロピルメチルセルロース (HPMC) は無臭、無味、無毒の白色粉末で、即効性と非即効性の 2 種類があります。即効性: 冷水に触れるとすぐに分散して水中に消えます。このとき、液体には粘度がありません。約 2 分後、液体の粘度が増加し、透明な粘性コロイドを形成します。非即効性: パテ粉末やセメントモルタルなどの乾燥粉末製品にのみ使用できます。液体接着剤や塗料には使用できず、凝集します。
投稿日時：2022年12月26日