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公開番号2025082835
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2024199704
出願日2024-11-15
発明の名称粘土含有水硬性組成物用添加剤
出願人花王株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 24/26 20060101AFI20250522BHJP(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】粘土を含む場合でも、水硬性組成物に優れた流動保持性を付与できる、ポリカルボン酸系の粘土含有水硬性組成物用添加剤を提供する。
【解決手段】相互に異なる特定の共重合体からなる(A)成分及び(B)成分を含有する、粘土含有水硬性組成物用添加剤であって、(A)成分の含有量と(B)成分の含有量の合計に対する、(A)成分の含有量の割合が、1質量%以上である、粘土含有水硬性組成物用添加剤を用いる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記に示す（Ａ）成分及び下記に示す（Ｂ）成分を含有する粘土含有水硬性組成物用添加剤であって、
〔［（Ａ）成分の含有量］／［（Ａ）成分の含有量＋（Ｂ）成分の含有量〕×１００（質量％）
で表される（Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有量の合計に対する（Ａ）成分の含有量の割合が、１質量％以上である粘土含有水硬性組成物用添加剤。
＜（Ａ）成分＞
下記一般式（Ａ１）で表される構成単位（Ａ１）及び下記一般式（Ａ２）で表される構成単位（Ａ２）を含む共重合体であって、
〔構成単位（Ａ１）の含有量／［構成単位（Ａ１）の含有量＋構成単位（Ａ２）の含有量］〕×１００（質量％）
で表される構成単位（Ａ１）と構成単位（Ａ２）の含有量の合計に対する構成単位（Ａ１）の含有量の割合が、０．１質量％以上４．５質量％以下であり、重量平均分子量が１０，０００以上１００，０００以下である共重合体。
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2025082835000015.jpg
80
165
〔式中、Ｒ
１ａ
及びＲ
２ａ
は、同一又は異なって、それぞれ水素原子又はメチル基を示す。Ｒ
３ａ
は、水素原子又は炭素数１以上３以下のアルキル基を示す。Ｍ
１
は、水素原子又は対カチオンから選ばれる１種以上を示す。Ｘ
１
は、炭素数１以上６以下のアルキレン基、直接結合手又はカルボニル基を示す。ｎａは、オキシエチレン基（－ＣＨ
２
ＣＨ
２
Ｏ－）の平均付加モル数を示し、５以上９９以下の数である。〕
＜（Ｂ）成分＞
下記一般式（Ｂ１）で表される構成単位（Ｂ１）及び下記一般式（Ｂ２）で表される構成単位（Ｂ２）を含む共重合体であって、
〔構成単位（Ｂ１）の含有量／［構成単位（Ｂ１）の含有量＋構成単位（Ｂ２）の含有量］〕×１００（質量％）
で表される構成単位（Ｂ１）と構成単位（Ｂ２）の含有量の合計に対する構成単位（Ｂ１）の含有量の割合が、５質量％以上３０質量％未満である、共重合体。
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2025082835000016.jpg
81
146
〔式中、Ｍ
１ｂ
は、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ
１ｂ
、Ｒ
２ｂ
及びＲ
３ｂ
は、同一又は異なって、それぞれ水素原子、メチル基又は一般式（１）
－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
（１）
〔式中、ｒは０、１又は２を示し、Ｍ
２ｂ
は、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基を示す。〕
を示す。ここで、－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
（１）は、同一構成単位中又は異なる構成単位中のＣＯＯＭ
１ｂ
と結合して酸無水物構造である－（ＣＨ
２
）
ｒ
Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－を形成してもよく、また、同一構成単位中又は異なる構成単位中の－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
と結合して酸無水物構造である－（ＣＨ
２
）
ｒ
Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ
２
）
ｒ
－を形成してもよく、その場合、Ｍ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
は存在しない。〕
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2025082835000017.jpg
78
151
〔式中、Ｒ
４ｂ
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
Ｘ
１
がカルボニル基であり、ｑ２が０かつｐ２が１である請求項１に記載の粘土含有水硬性組成物用添加剤。
【請求項３】
〔［構成単位（Ａ１）の含有量＋構成単位（Ａ２）の含有量］／［（Ａ）成分の含有量］〕×１００（質量％）
で表される（Ａ）成分の含有量と、構成単位（Ａ１）と構成単位（Ａ２）の含有量の合計の割合が、８０質量％以上１００質量％以下である請求項１又は２に記載の粘土含有水硬性組成物用添加剤。
【請求項４】
〔［（Ａ）成分の含有量］／［（Ａ）成分の含有量＋（Ｂ）成分の含有量〕×１００（質量％）
で表される（Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有量の合計に対する（Ａ）成分の含有量の割合が、５質量％以下である、請求項１又は２に記載の粘土含有水硬性組成物用添加剤。
【請求項５】
〔構成単位（Ａ２）の含有量／［構成単位（Ａ１）の含有量＋構成単位（Ａ２）の含有量］〕×１００（質量％）
で表される構成単位（Ａ１）と構成単位（Ａ２）の含有量の合計に対する構成単位（Ａ２）の含有量の割合が９５．５質量％以上９９．９質量％以下である、請求項１又は２に記載の粘土含有水硬性組成物用添加剤。
【請求項６】
水硬性粉体、骨材、粘土、水、下記に示す（Ａ）成分及び下記に示す（Ｂ）成分、を含有する、粘土含有水硬性組成物であって、
〔［粘土の含有量］／［骨材の含有量］〕×１００（質量％）
で表される骨材の含有量に対する粘土の含有量の割合が５質量％以下であり、
〔［（Ａ）成分の含有量］／［（Ａ）成分の含有量＋（Ｂ）成分の含有量］〕×１００（質量％）
で表される（Ａ）成分の含有量と（Ｂ）成分の含有量の合計に対する（Ａ）成分の含有量の割合が、１質量％以上である、粘土含有水硬性組成物。
＜（Ａ）成分＞
下記一般式（Ａ１）で表される構成単位（Ａ１）及び下記一般式（Ａ２）で表される構成単位（Ａ２）を含む共重合体であって、
〔構成単位（Ａ１）の含有量／［構成単位（Ａ１）の含有量＋構成単位（Ａ２）の含有量］〕×１００（質量％）
で表される構成単位（Ａ１）と構成単位（Ａ２）の含有量の合計に対する構成単位（Ａ１）の含有量の割合が０．１質量％以上４．５質量％以下であり、重量平均分子量が１０，０００以上１００，０００以下である共重合体。
JPEG
2025082835000018.jpg
80
165
〔式中、Ｒ
１ａ
及びＲ
２ａ
は、同一又は異なって、それぞれ水素原子又はメチル基を示す。Ｒ
３ａ
は、水素原子又は炭素数１以上３以下のアルキル基を示す。Ｍ
１
は、水素原子又は対カチオンから選ばれる１種以上を示す。Ｘ
１
は、炭素数１以上６以下のアルキレン基、直接結合手又はカルボニル基を示す。ｎａは、オキシエチレン基（－ＣＨ
２
ＣＨ
２
Ｏ－）の平均付加モル数を示し、５以上９９以下の数である。〕
＜（Ｂ）成分＞
下記一般式（Ｂ１）で表される構成単位（Ｂ１）及び下記一般式（Ｂ２）で表される構成単位（Ｂ２）を含む共重合体であって、構成単位（Ｂ１）の含有量（質量部）と構成単位（Ｂ２）の含有量（質量部）の合計に対する構成単位（Ｂ１）の含有量の割合が５質量％以上３０質量％未満である、共重合体。
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2025082835000019.jpg
81
146
〔式中、Ｍ
１ｂ
は、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ
１ｂ
、Ｒ
２ｂ
及びＲ
３ｂ
は、同一又は異なって、それぞれ水素原子、メチル基又は一般式（１）
－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
（１）
〔式中、ｒは０、１又は２を示し、Ｍ
２ｂ
は、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基を示す。〕
を示す。同一構成単位中又は異なる構成単位中のＣＯＯＭ
１ｂ
と結合して酸無水物構造である－（ＣＨ
２
）
ｒ
Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－を形成してもよく、また、同一構成単位中又は異なる構成単位中の－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
と結合して酸無水物構造である－（ＣＨ
２
）
ｒ
Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ
２
）
ｒ
－を形成してもよく、その場合、Ｍ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
は存在しない。〕
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2025082835000020.jpg
78
151
〔式中、Ｒ
４ｂ
、Ｒ
５ｂ
は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。ＡＯは炭素数２以上４以下のオキシアルキレン基を示し、ｑ２は０以上６以下の整数を示し、ｐ２は０又は１を示し、ｎ２はＡＯの平均付加モル数であり５以上１５０以下の数を示す。Ｒ
６ｂ
は、水素原子、メチル基、一般式（２）
【請求項７】
Ｘ
１
がカルボニル基であり、ｑ２が０かつｐ２が１である請求項６に記載の粘土含有水硬性組成物。
【請求項８】
〔［粘土の含有量］／［骨材の含有量］〕×１００（質量％）
で表される骨材の含有量に対する粘土の含有量の割合が０．０３質量％以上５質量％以下である、請求項６に記載の粘土含有水硬性組成物。
【請求項９】
〔（Ａ）成分の含有量／粘土の含有量〕×１００（質量％）
で表される粘土の含有量に対する（Ａ）成分の含有量の割合が、０．２５質量％以上５質量％以下である、請求項６に記載の粘土含有水硬性組成物。
【請求項１０】
水硬性粉体１００質量部中に、（Ａ）成分を、０．０１質量部以上０．２５質量部以下含有する、請求項６に記載の粘土含有水硬性組成物。
（【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、粘土含有水硬性組成物用添加剤に関する。さらに、該添加剤を含む粘土含有水硬性組成物及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
コンクリート等の水硬性組成物に対して、流動性を付与するためにナフタレン系、メラミン系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系等の混和剤が用いられている。分散剤等の混和剤については、水硬性組成物に対する流動性の付与、流動性の保持性（以下、流動保持性ともよぶ）、硬化遅延の防止等、種々の性能が求められ、ポリカルボン酸系混和剤（分散剤）についてもこうした観点から改善が提案されている。
【０００３】
ポリカルボン酸系分散剤は、ナフタレン系分散剤等に比べて添加量あたりの水硬性組成物硬化体の強度が高いが、一方で、骨材に含まれる粘土成分の影響を受けやすい。一般に、ポリカルボン酸系分散剤は、骨材中の粘土の量により、水硬性組成物の初期流動性や流動保持性が変動しやすい。
コンクリートやモルタル等の水硬性組成物に用いる骨材は、採取場所により粘土量が異なっており、また、コンクリート工場等では異なる採取場所から入手した様々な種類の骨材を組み合わせて使用することが多く、骨材中の粘土量にはバラツキがあるのが実状である。コンクリートやモルタル等の水硬性組成物では、単位容積中に骨材の占める割合が比較的大きいため、ポリカルボン酸系分散剤も骨材中の粘土の影響を受けやすい。その結果、作業性が安定せず、また、目的とする流動性や流動保持性を得るための必要添加量にもぶれが生じることがある。このような課題を考慮して、ポリカルボン酸系重合体を複数組み合わせて用いることが提案されている。
【０００４】
特許文献１には、
（ｉ）ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体（ａ）及びポリオキシアルキレン鎖を有しないビニル系単量体（ｂ）のうち、該単量体（ａ）に由来する構造のみを有するか、又は、該単量体（ａ）及び該単量体（ｂ）に由来する構造を有する；
（ｉｉ）該単量体（ａ）と該単量体（ｂ）との重量比は、（ａ）／（ｂ）＝５０／５０～１００／０である；
（ｉｉｉ）該単量体（ａ）は、ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体を含む；
を満たすポリマー（Ａ）を含有する水硬性組成物用添加剤が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、各々異なるカルボン酸系単量体及びカルボン酸のポリエチレングリコールエステル系単量体との共重合体である（Ａ）成分、（Ｂ）成分、並びに（Ｃ）成分を含む粘土含有水硬性組成物用分散剤が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－２０５６０７号公報
特開２０２２－１８７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、粘土含有水硬性組成物の流動保持性の改善については、既存のポリカルボン酸系分散剤を用いた検討がほとんどなされておらず、優れた流動保持性を付与できるポリカルボン酸系の粘土含有水硬性組成物用添加剤の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記に示す（Ａ）成分及び下記に示す（Ｂ）成分を含有する粘土含有水硬性組成物用添加剤であって、
〔［（Ａ）成分の含有量］／［（Ａ）成分の含有量＋（Ｂ）成分の含有量〕×１００（質量％）
で表される（Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有量の合計に対する（Ａ）成分の含有量の割合が、１質量％以上である粘土含有水硬性組成物用添加剤に関する。
＜（Ａ）成分＞
下記一般式（Ａ１）で表される構成単位（Ａ１）及び下記一般式（Ａ２）で表される構成単位（Ａ２）を含む共重合体であって、
〔構成単位（Ａ１）の含有量／［構成単位（Ａ１）の含有量＋構成単位（Ａ２）の含有量］〕×１００（質量％）
で表される構成単位（Ａ１）と構成単位（Ａ２）の含有量の合計に対する構成単位（Ａ１）の含有量の割合が、０．１質量％以上４．５質量％以下であり、重量平均分子量が１０，０００以上１００，０００以下である共重合体。
JPEG
2025082835000001.jpg
80
165
〔式中、Ｒ
１ａ
及びＲ
２ａ
は、同一又は異なって、それぞれ水素原子又はメチル基を示す。Ｒ
３ａ
は、水素原子又は炭素数１以上３以下のアルキル基を示す。Ｍ
１
は、水素原子又は対カチオンから選ばれる１種以上を示す。Ｘ
１
は、炭素数１以上６以下のアルキレン基、直接結合手又はカルボニル基を示す。ｎａは、オキシエチレン基（－ＣＨ
２
ＣＨ
２
Ｏ－）の平均付加モル数を示し、５以上９９以下の数である。〕
＜（Ｂ）成分＞
下記一般式（Ｂ１）で表される構成単位（Ｂ１）及び下記一般式（Ｂ２）で表される構成単位（Ｂ２）を含む共重合体であって、
〔構成単位（Ｂ１）の含有量／［構成単位（Ｂ１）の含有量＋構成単位（Ｂ２）の含有量］〕×１００（質量％）
で表される構成単位（Ｂ１）と構成単位（Ｂ２）の含有量の合計に対する構成単位（Ｂ１）の含有量の割合が、５質量％以上３０質量％未満である、共重合体。
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2025082835000002.jpg
81
146
〔式中、Ｍ
１ｂ
は、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ
１ｂ
、Ｒ
２ｂ
及びＲ
３ｂ
は、同一又は異なって、それぞれ水素原子、メチル基又は一般式（１）
－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
（１）
〔式中、ｒは０、１又は２を示し、Ｍ
２ｂ
は、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基を示す。〕
を示す。ここで、－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
（１）は、同一構成単位中又は異なる構成単位中のＣＯＯＭ
１ｂ
と結合して酸無水物構造である－（ＣＨ
２
）
ｒ
Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－を形成してもよく、また、同一構成単位中又は異なる構成単位中の－（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
と結合して酸無水物構造である－（ＣＨ
２
）
ｒ
Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）（ＣＨ
２
）
ｒ
－を形成してもよく、その場合、Ｍ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
は存在しない。〕
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2025082835000003.jpg
78
151
〔式中、Ｒ
４ｂ
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本発明は、粘土含有水硬性組成物に優れた流動保持性、さらに優れた短期強度を付与できる、ポリカルボン酸系の粘土含有水硬性組成物に使用する添加剤の使用が提供される。また、本発明によれば、優れた流動保持性及び短期強度を示す、ポリカルボン酸系の粘土含有水硬性組成物に使用する添加剤を含む粘土含有水硬性組成物及びその製造方法が提供される。なお、優れた流動保持性とは、フロー試験における初期フロー値の低下が、時間が経過しても小さいことを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有する粘土含有水硬性組成物用添加剤＞
本発明の粘土含有水硬性組成物用添加剤は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を、所定の割合で含有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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