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公開番号2025139733
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038727
出願日2024-03-13
発明の名称積層造形用水硬性組成物に用いられる二液型添加剤
出願人株式会社日本触媒
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類C04B 24/26 20060101AFI20250919BHJP(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】積層造形用水硬性組成物のポンプ圧送性及び積層性を向上する効果に優れた添加剤を提供する。
【解決手段】分離された状態にある第1添加剤と第2添加剤とを含む二液型添加剤で、第1添加剤は下記構造単位(I)及び構造単位(II)を有する重合体:
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(構造単位(I)中、X¹はC=O又は(CH₂)_p[pは0～5の整数]であり、R⁴Oは炭素数2～8のオキシアルキレン基であり、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって2～100の数であり、R⁵は水素原子又は炭素数1～8の炭化水素基であって、残りのR¹～R³が同一又は異なって、水素原子又は炭素数1～8の炭化水素基を表す。構造単位(II)中、R⁶～R⁸が同一又は異なって、水素原子、メチル基又はCOOM²を表し、M¹及びM²は水素原子又はカチオン種を表す。)を含み、第2添加剤は、促進剤及び増粘剤からなる群より選択される1種以上の後添加剤である、二液型添加剤。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
第１添加剤と、第２添加剤と、を含み、前記第１添加剤と前記第２添加剤とは分離された状態である、積層造形用水硬性組成物に用いられる二液型添加剤であって、
前記第１添加剤は、下記構造単位（Ｉ）及び下記構造単位（ＩＩ）を有する重合体：
JPEG
2025139733000016.jpg
37
130
（構造単位（Ｉ）中、Ｘ
１
はＣ＝Ｏ又は（ＣＨ
２
）
ｐ
［ｐは０～５の整数］であり、Ｒ
４
Ｏは炭素数２～８のオキシアルキレン基であり、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって２～１００の数であり、Ｒ
５
は水素原子又は炭素数１～８の炭化水素基であって、残りのＲ
１
～Ｒ
３
が同一又は異なって、水素原子又は炭素数１～８の炭化水素基を表す。）
JPEG
2025139733000017.jpg
28
130
（構造単位（ＩＩ）中、Ｒ
６
～Ｒ
８
が同一又は異なって、水素原子、メチル基又はＣＯＯＭ
２
を表し、Ｍ
１
及びＭ
２
は水素原子又はカチオン種を表す。）
を含み、
前記重合体は、アクリル酸の炭素数１～３のアルキルエステル由来の構造単位及び／又はアクリル酸の炭素数１～３のヒドロキシアルキルエステル由来の構造単位を、前記重合体１００重量部に対して、１５重量部以下で含有し、
前記第２添加剤は、促進剤及び増粘剤からなる群より選択される１種以上の後添加剤である、二液型添加剤。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記ｎが、５～６０である、請求項１に記載の二液型添加剤。
【請求項３】
前記Ｘが（ＣＨ
２
）
ｐ
［ｐは０～２の整数］である、請求項１又は２に記載の二液型添加剤。
【請求項４】
前記重合体において前記構造単位（Ｉ）が前記重合体１００重量部に対して５０～９９重量部含有されている、請求項１又は２に記載の二液型添加剤。
【請求項５】
前記重合体において前記構造単位（ＩＩ）が前記重合体１００重量部に対して、１～５０重量部含有される、請求項１又は２に記載の二液型添加剤。
【請求項６】
前記促進剤が、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、チオシアン酸塩、ケイ酸塩、塩化物、及び水酸化物からなる群より選択される、請求項１又は２に記載の二液型添加剤。
【請求項７】
前記増粘剤が、セルロース系増粘剤、ポリカルボン酸系増粘剤、グリコール系増粘剤、ポリビニルアルコール系増粘剤、粘土系増粘剤及び増粘多糖類からなる群より選択される、請求項１又は２に記載の二液型添加剤。
【請求項８】
前記重合体において、前記重合体１００重量部に対して、前記構造単位（Ｉ）が５０～９９重量部含有され、前記構造単位（ＩＩ）が１～５０重量部含有される、請求項１又は２に記載の二液型添加剤。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の二液型添加剤を含む、積層造形用水硬性組成物。
【請求項１０】
水硬性材料、水及び請求項１又は２に記載の前記第１添加剤を混合する第１工程と、
前記第１工程で得られた混合物に、請求項１又は２に記載の前記第２添加剤を混合して水硬性組成物を得る第２工程と、
を含む積層造形用水硬性組成物の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形用水硬性組成物に用いられる二液型添加剤に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、積層造形（３Ｄプリンティング）技術は、製造業等における模型・部品の作製に活用されている。その技術を分類すると、光造形（紫外線硬化型樹脂を１層ずつ硬化させて積層する方法）、インクジェット方式（プリンターヘッドから紫外線硬化型樹脂を噴射しながら紫外線を照射して積層する方法）、粉末セッコウ造形（プリンターヘッドから樹脂や糊を噴射し粉末セッコウを固める方法）、粉末焼結造形（樹脂や金属粉末をレーザーで焼き固めて積層する方法）、熱溶融積層造形（細いノズルから熱で溶融した熱可塑性樹脂を吐出して積層する方法）が知られている。積層造形により形成された造形体は樹脂、セッコウ、及び金属が主体であり、水硬性組成物を用いた建設部材のような大型の造形体を造る技術は、国内よりも海外での検討が進んでいる。既に、欧米や中国では、自動建設工事機械として戸建て住宅レベルの大型の造形体の製造を実施している。
【０００３】
水硬性組成物を用いた積層造形等に関連する技術として、例えば、以下の特許文献１～３がある。特許文献１には、コンピュータで作成した３次元データを所定の厚さで切断して２次元スライスデータを作成し、吹付けノズルを２次元スライスデータに基づいて縦横方向に移動制御しつつ、急結剤を添加混合したモルタルを、ベッド（台）上に吹き付け、吹き付けたモルタルを自立硬化させることで２次元スライスデータに基づく形状の固化層を形成し、かかる固化層の形成作業を繰り返して上下方向に順次積層させて造形する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、鋳物を製造するための型を３Ｄプリンターで造るための材料が紹介されており、セメント、砂、促進剤としての水溶性ケイ酸塩からなる材料が開示されている。特許文献３では、イオン性エマルション型増粘剤を使用する、積層造形用水硬性組成物の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１０－２３５６２３号公報
米国特許第８２１１２２６号明細書
特開２０２１－１３３６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
立体造形技術において、使用される水硬性組成物は、吹付又は押出ノズル等により押し出された後に、一層ずつ積層される。このため、積層された後にも上層の重みに抵抗して立体形状を維持する性能（積層性）が求められる。このような積層性は、従来の自己充填コンクリートなどでは求められない、積層造形特有に求められる性能である。さらに、積層造形を行うにあたり、タンク等で水硬性材料を混合撹拌した後、得られた水硬性組成物は、ポンプ等によりパイプ内を送液され、吹付又は押出ノズル等で押し出されるため、水硬性組成物は送液し易さ、すなわちポンプ圧送性も必要とされる。
【０００７】
一般的に材料のポンプ圧送性と積層性とはトレードオフの関係にあり、例えば、流動性が高くポンプ圧送性が良好な材料は積層した形状を保持できずに崩壊する可能性が高い。
【０００８】
したがって、積層造形用水硬性組成物には、ポンプ圧送性及び積層性を高める添加剤が求められる。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、積層造形用水硬性組成物のポンプ圧送性及び積層性を向上する効果に優れた添加剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記課題を解決しうる一形態は、第１添加剤と、第２添加剤と、を含み、前記第１添加剤と前記第２添加剤とは分離された状態である、積層造形用水硬性組成物に用いられる二液型添加剤であって、
前記第１添加剤は、下記構造単位（Ｉ）及び下記構造単位（ＩＩ）を有する重合体：
（【００１１】以降は省略されています）

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