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公開番号2024175664
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2024086823
出願日2024-05-29
発明の名称水硬性組成物用粉末状添加剤、水硬性組成物用粉末状増粘剤、水硬性組成物及びその製造方法
出願人信越化学工業株式会社
代理人弁理士法人英明国際特許事務所
主分類C04B 28/02 20060101AFI20241211BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】優れたハンドリング性を有しながら、水硬性組成物における耐凍害性、流動性、ブリーディング低減能を改善することができる水硬性組成物用粉末状添加剤を提供する。
【解決手段】有機概念図におけるIOB値が0.3～1.8であって、GPC分析によるポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが300～2,500である、分子中にRCOO(C₂H₄O)_n-(Rは炭素数10～24の直鎖状又は分岐鎖状の1価炭化水素基、nは3～40の整数である。)を少なくとも1つ有し、官能基としてポリエチレングリコール末端OH又は-OH基を有するポリエチレングリコール誘導体を水溶性多孔質粉体に含浸させてなる水硬性組成物用粉末状添加剤である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
有機概念図におけるＩＯＢ値が０．３～１．８であって、ゲル浸透クロマトグラフィー分析によるポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗが３００～２,５００である、分子中にＲＣＯＯ（Ｃ
2
Ｈ
4
Ｏ）
n
－（Ｒは炭素数１０～２４の直鎖状又は分岐鎖状の１価炭化水素基、ｎは３～４０の整数である。）を少なくとも１つ有し、官能基としてポリエチレングリコール末端ＯＨ又は－ＯＨ基を有するポリエチレングリコール誘導体を水溶性多孔質粉体に含浸させてなる水硬性組成物用粉末状添加剤。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ポリエチレングリコール誘導体が下記一般式（Ａ１）及び（Ａ２）で表される化合物のうち、少なくともいずれか１つのものである請求項１に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
ＲＣＯＯ－（Ｃ
2
Ｈ
4
Ｏ）
n
－Ｈ（Ａ１）
（ＲＣＯＯ－（Ｃ
2
Ｈ
4
Ｏ）
n1
）
t
Ｒ
1
（（ＯＣ
2
Ｈ
4
）
n2
－ＯＨ）
u
（Ａ２）
〔式（Ａ１）、（Ａ２）中、Ｒ、ｎは上記と同じであり、Ｒ
1
は、２～５個の水酸基を有する多価アルコールから該水酸基を除いた残基であって、２～５価の炭素数２～５の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基であり、ｔ及びｕは、それぞれ１～４の整数であって、ｔとｕの和は２～５の整数であり、ｎ１、ｎ２は、それぞれ０以上の整数であり、ｎ１×ｔ＋ｎ２×ｕは３～３０の整数である。〕
【請求項３】
前記水溶性多孔質粉体が水溶性多孔質の多糖類である請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
【請求項４】
前記水溶性多孔質粉体の嵩比重が０．１０～０．２５ｇ／ｃｍ
3
である請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
【請求項５】
ゲル浸透クロマトグラフィー分析により求めた前記水溶性多孔質粉体の積算分子量分布における分子量１０,０００の濃度分率の積算値が３０～９０％である請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
【請求項６】
前記水溶性多孔質粉体のデキストロース当量（ＤＥ）が２～１８である請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
【請求項７】
前記水溶性多孔質粉体の乾式レーザー法による平均粒子径が１０～２３０μｍであり、かつ粒子径３００μｍ以上の体積割合が０～１０％である請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
【請求項８】
乾式レーザー法による平均粒子径が４０～２８０μｍであり、かつ粒子径３００μｍ以上の体積割合が０～１０％である請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤と、水溶性セルロースエーテルを含む水硬性組成物用粉末状増粘剤。
【請求項１０】
前記水溶性セルロースエーテルがヒドロキシアルキルアルキルセルロースである請求項９に記載の水硬性組成物用粉末状増粘剤。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性組成物用粉末状添加剤、水硬性組成物用粉末状増粘剤、これらを含む水硬性組成物及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ヒドロキシアルキルアルキルセルロースに代表される水溶性セルロースエーテルは、流動性を低下させずにブリーディングを低減できる増粘剤として幅広く使用されている。しかし、水溶性セルロースエーテルは空気連行性も有しているため、水硬性組成物であるコンクリート中の空気量を通常（４．５±１．５％）よりも増加させ、コンクリートの圧縮強度を低下させるおそれがあった。そのため、消泡剤を併用して気泡を消して空気量を低減する方法も考えられる。
【０００３】
消泡剤としては種々の化合物が知られているが、例えば、特開２００８－０３７６６３号公報（特許文献１）においては、非イオン系の消泡剤である界面活性剤として、ポリエーテル系化合物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－０３７６６３号公報
特開２０１１－１８４２３６号公報
特開２０１７－０６５９９５号公報
特開平０５－０８５７９１号公報
【非特許文献】
【０００５】
“乳化処方設計へのアプローチ（日本語版）ｐ．２－９”［ｏｎｌｉｎｅ］、日本エマルジョン株式会社、有機概念図による乳化処方設計とは？［２０２３年１月１０日検索］、インターネット＜https://www.nihon-emulsion.co.jp/tech/organic.html＞
コンクリート構造物の耐久性シリーズ凍害（長谷川寿夫,藤原忠司：技報堂出版,ｐｐ．６３,１９８８．２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ポリエーテル系化合物は、液体又はワックス状の固体であるために、ＡＥ減水剤などに溶解させて使用する必要があり、取り扱いが煩雑であるという課題があった。この課題については、特許文献１及び特開２０１１－１８４２３６号公報（特許文献２）に記載されているようなシリカなどの吸油性の高い無機粉体に含浸させ、粉体化したものを用いることにより解消できる。しかしながら、特許文献１及び２で報告されているセメント組成物や水硬性組成物について、特開２０１７－０６５９９５号公報（特許文献３）で提案されている気泡間隔係数を測定すると、無機系粉体に含浸された消泡剤は、含浸させない場合（消泡剤単独の場合）と比較して、耐凍害性に有用であるとされる直径５０～５００μｍの微細な気泡であるエントレインドエア（非特許文献２）を選択的に消泡してしまう傾向にあることがわかった。このように、特許文献１及び２で提案されている無機粉体に含侵された消泡剤は耐凍害性を悪化させてしまう場合があり、改善の余地が残されていた。
【０００７】
また、水溶性セルロースエーテルを用いても耐凍害性にも優れる水硬性組成物として、例えば、セメント結合材、骨材、水、減水剤及びＡＥ剤からなるコンクリート配合物に、セメント結合材に対して０．０２～０．５重量％のスルホエチルセルロースのアルカリ金属塩と非イオン性水溶性セルロースエーテルを添加したコンクリート組成物が提案されている（特開平０５－０８５７９１号公報（特許文献４））。
しかしながら、特許文献４で使用されているスルホエチルセルロースは、水硬性組成物の空気連行性を増加させることはないものの、流動性を悪化させてしまう点で問題があった。また、スルホエチルセルロースは高価であるため、経済的観点からも好ましくないため、改善の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、優れたハンドリング性を有しながら、水硬性組成物における耐凍害性、流動性、ブリーディング低減能を改善することができる水硬性組成物用粉末状添加剤、水硬性組成物用粉末状増粘剤、水硬性組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、水溶性セルロースエーテルとある特定の化学構造を持つポリエチレングリコール（ＰＥＧ）誘導体とを併用することにより、課題であった耐凍害性を改善できるだけでなく、水硬性組成物の流動性とブリーディング低減能もさらに向上できることを見出し、さらには特定の化学構造を持つポリエチレングリコール（ＰＥＧ）誘導体を水溶性多孔質粉体に含浸させた粉末状添加剤を用いることにより、上記耐凍害性の改善、水硬性組成物の流動性とブリーディング低減能のさらなる向上を維持したまま、添加剤の取り扱いの煩雑さを改善できることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は下記の水硬性組成物用粉末状添加剤、水硬性組成物用粉末状増粘剤、水硬性組成物及びその製造方法を提供する。
１．
有機概念図におけるＩＯＢ値が０．３～１．８であって、ゲル浸透クロマトグラフィー分析によるポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗが３００～２,５００である、分子中にＲＣＯＯ（Ｃ
2
Ｈ
4
Ｏ）
n
－（Ｒは炭素数１０～２４の直鎖状又は分岐鎖状の１価炭化水素基、ｎは３～４０の整数である。）を少なくとも１つ有し、官能基としてポリエチレングリコール末端ＯＨ又は－ＯＨ基を有するポリエチレングリコール誘導体を水溶性多孔質粉体に含浸させてなる水硬性組成物用粉末状添加剤。
２．
前記ポリエチレングリコール誘導体が下記一般式（Ａ１）及び（Ａ２）で表される化合物のうち、少なくともいずれか１つのものである１に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
ＲＣＯＯ－（Ｃ
2
Ｈ
4
Ｏ）
n
－Ｈ（Ａ１）
（ＲＣＯＯ－（Ｃ
2
Ｈ
4
Ｏ）
n1
）
t
Ｒ
1
（（ＯＣ
2
Ｈ
4
）
n2
－ＯＨ）
u
（Ａ２）
〔式（Ａ１）、（Ａ２）中、Ｒ、ｎは上記と同じであり、Ｒ
1
は、２～５個の水酸基を有する多価アルコールから該水酸基を除いた残基であって、２～５価の炭素数２～５の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基であり、ｔ及びｕは、それぞれ１～４の整数であって、ｔとｕの和は２～５の整数であり、ｎ１、ｎ２は、それぞれ０以上の整数であり、ｎ１×ｔ＋ｎ２×ｕは３～３０の整数である。〕
３．
前記水溶性多孔質粉体が水溶性多孔質の多糖類である１又は２に記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
４．
前記水溶性多孔質粉体の嵩比重が０．１０～０．２５ｇ／ｃｍ
3
である１～３のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
５．
ゲル浸透クロマトグラフィー分析により求めた前記水溶性多孔質粉体の積算分子量分布における分子量１０,０００の濃度分率の積算値が３０～９０％である１～４のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
６．
前記水溶性多孔質粉体のデキストロース当量（ＤＥ）が２～１８である１～５のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
７．
前記水溶性多孔質粉体の乾式レーザー法による平均粒子径が１０～２３０μｍであり、かつ粒子径３００μｍ以上の体積割合が０～１０％である１～６のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
８．
乾式レーザー法による平均粒子径が、４０～２８０μｍであり、かつ粒子径３００μｍ以上の体積割合が０～１０％である１～７のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤。
９．
１～８のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤と、水溶性セルロースエーテルを含む水硬性組成物用粉末状増粘剤。
１０．
前記水溶性セルロースエーテルがヒドロキシアルキルアルキルセルロースである９に記載の水硬性組成物用粉末状増粘剤。
１１．
前記水溶性セルロースエーテルの２質量％水溶液の２０℃における粘度が１５～４５０,０００ｍＰａ・ｓである９又は１０に記載の水硬性組成物用粉末状増粘剤。
１２．
さらに撥水剤を含む９～１１のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状増粘剤
１３．
１～８のいずれかに記載の水硬性組成物用粉末状添加剤、水硬性物質及び水を含む水硬性組成物。
１４．
さらに水溶性セルロースエーテルを含む１３に記載の水硬性組成物。
１５．
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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