特許 6857157 レオロジー改質剤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6857157

(24)【登録日】2021年3月23日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】レオロジー改質剤

(51)【国際特許分類】

   C09K 3/00 20060101AFI20210405BHJP

   C09K 17/48 20060101ALI20210405BHJP

   C04B 24/02 20060101ALI20210405BHJP

   C04B 24/32 20060101ALI20210405BHJP

   C04B 24/26 20060101ALI20210405BHJP

   C04B 28/04 20060101ALI20210405BHJP

   C08L 71/02 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   C09K3/00 103N

   C09K17/48 P

   C04B24/02

   C04B24/32 A

   C04B24/26 E

   C04B28/04

   C08L71/02

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-125908(P2018-125908)

(22)【出願日】2018年7月2日

(65)【公開番号】特開2020-2328(P2020-2328A)

(43)【公開日】2020年1月9日

【審査請求日】2019年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000918

【氏名又は名称】花王株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100098408

【弁理士】

【氏名又は名称】義経 和昌

(72)【発明者】

【氏名】谷本 理勇

(72)【発明者】

【氏名】中村 圭介

(72)【発明者】

【氏名】市川 裕嗣

(72)【発明者】

【氏名】岡内 伸曉

(72)【発明者】

【氏名】小柳 幸司

【審査官】 柴田 啓二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１４０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０６２６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１３５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０００５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２７２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 界面活性剤のコロイド学的研究，油化学，日本，１９７４年，第23巻・第9号，521-526

【文献】 界面活性剤の非ニウトン性流動と不飽和鎖，工業化学雑誌，日本，第60巻・第8号，1009-1013

【文献】 非イオン性界面活性剤水溶液の流動性と化学構造，工業化学雑誌，１９５７年，第60巻・第3号，256-260

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ ３／００

Ｃ０９Ｋ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（１）アルキレンオキシド平均付加モル数の異なる２種以上のポリオキシアルキレンオレイルエーテル、又は
（２）ポリオキシアルキレンオレイルエーテル及びポリオキシアルキレンステアリルエーテル、
を含む非イオン界面活性剤からなり、ＨＬＢが９．５以上１２以下である水硬性組成物用レオロジー改質剤。

【請求項2】

前記非イオン界面活性剤が、オキシアルキレン基としてオキシエチレン基を有する非イオン界面活性剤である、請求項１記載のレオロジー改質剤。

【請求項3】

非イオン界面活性剤中、炭素数１８の炭化水素基を有する非イオン界面活性剤の割合が、１０質量％以上である、請求項１又は２記載のレオロジー改質剤。

【請求項4】

前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシアルキレンオレイルエーテル及びポリオキシアルキレンステアリルエーテルを含む、請求項１〜３の何れか１項記載のレオロジー改質剤。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか１項記載のレオロジー改質剤と、水硬性組成物用分散剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物。

【請求項6】

請求項１〜４の何れか１項記載のレオロジー改質剤と、消泡剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物。

【請求項7】

請求項１〜４の何れか１項記載のレオロジー改質剤と、水硬性組成物用分散剤と、消泡剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物。

【請求項8】

請求項１〜４の何れか１項記載のレオロジー改質剤と、水と、水硬性粉体とを含有する水硬性組成物。

【請求項9】

請求項５〜７の何れか１項記載の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体とを含有する水硬性組成物。

【請求項10】

請求項１〜４の何れか１項記載のレオロジー改質剤又は請求項５〜７の何れか１項記載の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体とを混合する、水硬性組成物の製造方法。

【請求項11】

水と、水硬性粉体とを混合した後に、前記レオロジー改質剤又は前記水硬性組成物用混和剤組成物を混合する、請求項１０記載の水硬性組成物の製造方法。

【請求項12】

非イオン界面活性剤を２種以上選択し、選択した非イオン界面活性剤を、ＨＬＢが９．５以上１２以下の混合物となるように混合する、水硬性組成物用レオロジー改質剤の製造方法であって、
前記２種以上の非イオン界面活性剤は、
（１）アルキレンオキシド平均付加モル数の異なる２種以上のポリオキシアルキレンオレイルエーテル、又は
（２）ポリオキシアルキレンオレイルエーテル及びポリオキシアルキレンステアリルエーテル、を含む、
水硬性組成物用レオロジー改質剤の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レオロジー改質剤、水硬性組成物用混和剤組成物、水硬性組成物、水硬性組成物の製造方法、及びレオロジー改質剤の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

溶液や分散液のような液体はさまざまな分野で用いられており、それらの粘性等のレオロジー物性を制御することは重要である。液体のレオロジーを改質するには、溶媒の種類や量を調節する、分散媒と分散質の比率を調節する、ｐＨ調整剤などにより粒子の分散状態を変える、吸水性ポリマーを添加して余剰水量を制御する、といった技術や、水溶性高分子化合物をスラリー系に添加して高分子の絡み合いによる増粘作用を利用する技術が使われてきた。
また、ある種の界面活性剤が、水溶液やスラリーのレオロジーの改質に有用であることが知られている。
特許文献１には、（Ａ）炭化水素基の炭素数が１４以上２４以下であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が５以上１９以下であるポリエーテル化合物、及び（Ｂ）脂肪酸部の炭素数が１４以上２４以下である脂肪酸アルカノールアミドを含むレオロジー改質剤が記載されている。
特許文献２には、（Ａ）炭化水素基の炭素数が１２以上２２以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が０以上２５以下である、硫酸エステル又はその塩、及び（Ｂ）脂肪酸部分の炭素数が１０以上２２以下である、脂肪酸アルカノールアミドを含むレオロジー改質剤が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−０６２６５８号公報

【特許文献2】国際公開第２０１７／２１７４４５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、水溶液に対しては粘性、弾性、又は粘弾性（以下、粘弾性等という）を付与でき、スラリーに対しては分離抵抗性を付与し且つ低粘性と高流動性とを両立できるレオロジー改質剤を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、１種以上の非イオン界面活性剤からなり、ＨＬＢが９．５以上１２以下であるレオロジー改質剤に関する。

【0006】

また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、水硬性組成物用分散剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物に関する。

【0007】

また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、消泡剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物に関する。

【0008】

また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、水硬性組成物用分散剤と、消泡剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物に関する。

【0009】

また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、水と、水硬性粉体とを含有する水硬性組成物に関する。

【0010】

また、本発明は、前記本発明の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体とを含有する水硬性組成物に関する。

【0011】

また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤又は前記本発明の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体とを混合する、水硬性組成物の製造方法に関する。

【0012】

また、本発明は、非イオン界面活性剤を２種以上選択し、選択した非イオン界面活性剤を、ＨＬＢが９．５以上１２以下の混合物となるように混合する、レオロジー改質剤の製造方法に関する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、水溶液に対しては粘弾性等を付与でき、スラリーに対しては分離抵抗性を付与し且つ低粘性と高流動性とを両立できるレオロジー改質剤が提供される。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の効果発現の機構は不明なるも、界面活性剤の親水性と疎水性のバランスをあらわすＨＬＢは、界面活性剤の親水基と疎水基のそれぞれの占有空間の幾何学バランスにも対応し、ミセルの形状を決定するパラメーターとなり得ると考えられる。ＨＬＢが９．５以上１２以下の界面活性剤は、その親水基と疎水基の占有空間の幾何学バランスから水溶液中でネットワーク構造をもつミセルを形成し、水溶液に粘弾性等を付与すると考えられる。

【0015】

〔レオロジー改質剤〕
本発明のレオロジー改質剤は、１種以上の非イオン界面活性剤からなり、ＨＬＢが９．５以上１２以下である。ＨＬＢは、好ましくは１０以上、より好ましくは１０．５以上、そして、好ましくは１２．０以下、より好ましくは１１．８以下、更に好ましくは１１．５以下である。

【0016】

本発明において、非イオン界面活性剤のＨＬＢは、グリフィン氏の方法で求められたＨＬＢであり、この方法のＨＬＢ値は、ポリオキシアルキレン型非イオン界面活性剤の場合には下式により求める。
ＨＬＢ値＝２０×（ＭＨ／Ｍ） ［ＭＨ：親水基部分の分子量、Ｍ：分子量］
親水基部分であるポリオキシアルキレン基のオキシアルキレン基の付加モル数に分布を有する場合には、付加モル数の平均値を用いて親水基部分の分子量を求めることとする。
また、エステル型非イオン界面活性剤の場合には下式により求める。
ＨＬＢ値＝２０×（１−Ｓ／Ａ） ［Ｓ：エステルのケン化価、Ａ：脂肪酸の酸価］
これらのＨＬＢの計算にあたっては、「油化学 第１３巻 第４号」（１９６４）３６−３９頁、早野茂夫、東京大学生産技術研究所に記載の方法を参考にすることができる。
なお、グリフィン氏の方法ではＨＬＢを求めることができない非イオン界面活性剤については、ＨＬＢは実験によって求めた値を採用するものとする。実験方法は「界面活性剤便覧」産業図書株式会社版、西 一郎ら編集、昭和４１年１月１０日第５刷、３１９頁記載の方法を採用する。
すなわち、本発明のレオロジー改質剤は、１種以上の非イオン界面活性剤からなり、グリフィン氏の方法によるＨＬＢ及び前記実験方法で求められたＨＬＢの少なくとも一方が９．５以上１２以下であるレオロジー改質剤である。以下、レオロジー改質剤についてＨＬＢという場合、特記しない限り、前記の２つの方法で求められたＨＬＢを意味する。

【0017】

なお、本発明のレオロジー改質剤が、ＨＬＢの異なる２種以上の非イオン界面活性剤から構成される場合は、各非イオン界面活性剤のＨＬＢ値をその配合比率に基づいて相加平均して得ることができる。例えば、ＨＬＢがＸの非イオン界面活性剤をＡ質量％、ＨＬＢがＹの非イオン界面活性剤をＢ質量％組み合わせる（Ａ＋Ｂ＝１００）場合は、〔（Ｘ×Ａ）＋（Ｙ＋Ｂ）〕÷１００で求めることができる。

【0018】

レオロジー改質剤となる非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、及びポリオキシエチレンアルケニルフェニルエーテルから選ばれる１種以上が挙げられる。

【0019】

非イオン界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、及びポリオキシアルキレンアルケニルエーテルから選ばれる非イオン界面活性剤が好ましい。

【0020】

非イオン界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、及びポリオキシアルキレンアルケニルエーテルから選ばれる非イオン界面活性剤を含むことが好ましい。
非イオン界面活性剤は、炭素数１６以上１８以下のアルキル基を有するポリオキシアルキレンアルキル又はアルケニルエーテルを含むことが好ましい。
非イオン界面活性剤は、ポリオキシアルキレンオレイルエーテルを含むことが好ましい。

【0021】

非イオン界面活性剤は、オキシアルキレン基としてオキシエチレン基を有する非イオン界面活性剤が好ましい。

【0022】

ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、及びポリオキシアルキレンアルケニルエーテルから選ばれる非イオン界面活性剤としては、例えば、下記一般式で表される化合物が挙げられる。この非イオン界面活性剤は、材料分離抵抗性の観点から好ましい。
ＲＯ−（ＡＯ）_ｎ−Ｈ
〔式中、Ｒは炭素数８以上２４以下のアルキル基又はアルケニル基、ＡＯは炭素数２以上３以下のアルキレンオキシ基、ｎは１以上１００以下の数である。〕
上記式中のＲ、ＡＯ、ｎは、当該化合物のＨＬＢが９．５以上１２以下となるように選択されるのが好ましい。上記式の化合物の単独のＨＬＢ、又は上記式の化合物を複数組み合わせた全体のＨＬＢが９．５以上１２以下となればよい。
Ｒは炭素数８以上が好ましく、１２以上がより好ましく、１４以上がより好ましく、１６以上が更に好ましく、そして、２４以下が好ましく、２２以下がより好ましく、２０以下が更に好ましく、１８以下がより更に好ましい。
ＡＯは炭素数２以上３以下のアルキレンオキシ基が好ましく、炭素数２のエチレンオキシ基がより好ましい。
ｎは１以上が好ましく、２以上がより好ましく、３以上が更に好ましく、４以上がより更に好ましく、５以上がより更に好ましく、そして、１００以下が好ましく、６０以下がより好ましく、４０以下が更に好ましく、２０以下がより更に好ましく、１６以下がより更に好ましく、１５以下がより更に好ましく、１４以下がより更に好ましく、１３以下がより更に好ましい。ｎは平均付加モル数であってよい。

【0023】

非イオン界面活性剤中、炭素数１８の炭化水素基を有する非イオン界面活性剤の割合は、適度な粘弾性等を得る観点から、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上、より更に好ましくは９０質量％以上、より更に好ましくは１００質量％である。

【0024】

非イオン界面活性剤は、高い粘弾性等を得る観点から、
（１）アルキレンオキシド平均付加モル数の異なる２種以上のポリオキシアルキレンオレイルエーテル、又は
（２）ポリオキシアルキレンオレイルエーテル及びポリオキシアルキレンステアリルエーテル、
を含むことが好ましい。

【0025】

非イオン界面活性剤は、高い粘弾性等を得る観点から、
（Ｉ）エチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下であるポリオキシエチレンオレイルエーテルから選ばれる、エチレンオキシドの平均付加モル数が異なる２種以上の化合物、又は
（II）エチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下のポリオキシエチレンオレイルエーテル（以下、ＰＯＥオレイルエーテルという）及びエチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下のポリオキシエチレンステアリルエーテル（以下、ＰＯＥステアリルエーテルという）、
を含むことが好ましい。

【0026】

本発明のレオロジー改質剤として、高い粘弾性等を得る観点から、
（ｉ）エチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下の第１のＰＯＥオレイルエーテル及びエチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下であり当該平均付加モル数が第１のＰＯＥオレイルエーテルとは異なる第２のＰＯＥオレイルエーテルからなり、第１のＰＯＥオレイルエーテル／第２のＰＯＥオレイルエーテルの質量比が０以上１以下であり、ＨＬＢが９．５以上１２以下である、レオロジー改質剤、並びに
（ii）エチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下のＰＯＥオレイルエーテル及びエチレンオキシドの平均付加モル数が２以上２０以下のＰＯＥステアリルエーテルからなり、ＰＯＥオレイルエーテル／ＰＯＥステアリルエーテルの質量比が０．０５以上２０以下であり、ＨＬＢが９．５以上１２以下である、レオロジー改質剤
から選ばれるレオロジー改質剤が挙げられる。

【0027】

高い粘弾性等を得る観点から、ＰＯＥオレイルエーテル、ＰＯＥステアリルエーテル共に、エチレンオキシドの平均付加モル数は、２以上、更に４以上、更に５以上、そして、２０以下、更に１６以下、更に１４以下から選択できる。

【0028】

ＰＯＥオレイルエーテルとＰＯＥステアリルエーテルを組合せる場合は、高い粘弾性等を得る観点から、両者のエチレンオキシドの平均付加モル数が、下記の関係であることが好ましい。
ＥＯｐオレイル＜ＥＯｐステアリル
ＥＯｐオレイル：ＰＯＥオレイルエーテルのエチレンオキシド平均付加モル数
ＥＯｐステアリル：ＰＯＥステアリルエーテルのエチレンオキシド平均付加モル数

【0029】

ＰＯＥオレイルエーテルとＰＯＥステアリルエーテルを組合せる場合は、高い粘弾性等を得る観点から、一方のエチレンオキシドの平均付加モル数が３以上、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは５．５以上、そして、７以下であり、他方のエチレンオキシドの平均付加モル数が１１以上１４以下である組合せがより好ましい。
平均付加モル数が３以上、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは５．５以上、そして、７以下であるＰＯＥオレイルエーテルと、平均付加モル数が１１以上１４以下であるＰＯＥステアリルエーテルとの組合せが更に好ましい。

【0030】

また、エチレンオキシド平均付加モル数の異なる２種のＰＯＥオレイルエーテルを組合せる場合は、高い粘弾性等を得る観点から、一方のエチレンオキシドの平均付加モル数が３以上、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは５．５以上、そして、７以下であり、他方のエチレンオキシドの平均付加モル数が１０以上、好ましくは１１以上、そして、１４以下である組合せが好ましい。
すなわち、平均付加モル数が３以上、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは５．５以上、そして、７以下であるＰＯＥオレイルエーテルと、平均付加モル数が１０以上、好ましくは１１以上、そして、１４以下であるＰＯＥオレイルエーテルのエチレンオキシドとの組合せが好ましい。

【0031】

本発明のレオロジー改質剤として、
平均付加モル数が３以上、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは５．５以上、そして、７以下であるＰＯＥオレイルエーテルと、平均付加モル数が１１以上１４以下であるＰＯＥステアリルエーテルとの混合物であって、ＨＬＢが９．５以上１２以下である混合物、並びに
平均付加モル数が３以上、好ましくは４以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは５．５以上、そして、７以下であるＰＯＥオレイルエーテルと、平均付加モル数が１０以上、好ましくは１１以上、そして、１４以下であるＰＯＥオレイルエーテルのエチレンオキシドとの混合物であって、ＨＬＢが９．５以上１２以下である混合物
から選ばれる混合物からなる、レオロジー改質剤が挙げられる。

【0032】

本発明のレオロジー改質剤は、水溶液、スラリーを対象とすることができる。
本発明のレオロジー改質剤は、例えば、粉体含有組成物用である。粉体含有組成物は、粉体と液体とを含有する組成物、例えばスラリーが好ましい。スラリーは、水硬性組成物が挙げられる。水硬性組成物は、水硬性粉体と水とを含有する水硬性組成物が挙げられる。よって、本発明のレオロジー改質剤は、好ましくは水硬性組成物用である。

【0033】

〔水硬性組成物用混和剤組成物〕
本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、水硬性組成物用分散剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物に関する。
また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、消泡剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物に関する。
また、本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、水硬性組成物用分散剤と、消泡剤とを含有する水硬性組成物用混和剤組成物に関する。

【0034】

分散剤としては、ナフタレン系重合体、ポリカルボン酸系重合体、メラミン系重合体、フェノール系重合体、リグニン系重合体が挙げられる。これらは、水硬性組成物用の分散剤として公知のものを適宜使用できる。

【0035】

消泡剤としては、好ましくは、ポリシロキサン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、アセチレングリコール、アセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミド、リン酸トリアルキル、アルキルアミン及びアルコールから選ばれる１種又は２種以上の化合物である。より好ましくはこれらの化合物であって、水に不溶の化合物である。これらのうち、ポリオキシアルキレン基を有する化合物は、ポリオキシアルキレン基としてポリオキシプロピレン基を有するものが好ましい。消泡剤は、消泡性の観点から、より好ましくは、ポリシロキサン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、アセチレングリコール、アセチレングリコールのプロピレンオキサイド付加物、ポリオキシプロピレン脂肪酸エステル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、リン酸トリアルキル、アルキルアミン及びアルコールからなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物である。

【0036】

本発明の水硬性組成物用混和剤組成物は、本発明のレオロジー改質剤を、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上、更に好ましくは５質量％以上、そして、好ましくは９６質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下含有する。

【0037】

本発明の水硬性組成物用混和剤組成物は、分散剤を、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上、更に好ましくは２質量％以上、そして、好ましくは９６質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下含有する。

【0038】

本発明の水硬性組成物用混和剤組成物は、消泡剤を、好ましくは０．００５質量％以上、より好ましくは０．０１質量％以上、更に好ましくは０．０５質量％以上、そして、好ましくは５質量％以下、より好ましくは２．５質量％以下、更に好ましくは１質量％以下含有する。

【0039】

本発明の水硬性組成物用混和剤組成物は、本発明のレオロジー改質剤と分散剤の質量比が、本発明のレオロジー改質剤／分散剤で、好ましくは０．００５以上、より好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．０５以上、そして、好ましくは２００以下、より好ましくは１００以下、更に好ましくは５０以下である。

【0040】

本発明の水硬性組成物用混和剤組成物は、本発明のレオロジー改質剤と消泡剤の質量比が、本発明のレオロジー改質剤／消泡剤で、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．５以上、更に好ましくは１以上、そして、好ましくは２００００以下、より好ましくは１００００以下、更に好ましくは５０００以下である。

【0041】

本発明の水硬性組成物用混和剤組成物は、任意成分として、ＡＥ剤、遅延剤、起泡剤、増粘剤、発泡剤、防水剤、流動化剤、急結剤等を含有することができる。

【0042】

〔水硬性組成物及びその製造方法〕
本発明は、前記本発明のレオロジー改質剤と、水と、水硬性粉体とを含有する水硬性組成物に関する。
また、本発明は、前記本発明の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体とを含有する水硬性組成物に関する。すなわち、本発明の水硬性組成物としては、前記本発明のレオロジー改質剤と、水と、水硬性粉体と、分散剤及び／又は消泡剤と、を含有する水硬性組成物が挙げられる。

【0043】

本発明の水硬性組成物に使用される水硬性粉体とは、水と混合することで硬化する粉体であり、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、エコセメント（例えばＪＩＳ Ｒ５２１４等）が挙げられる。これらの中でも、水硬性スラリー組成物の必要な強度に達するまでの時間を短縮する観点から、早強ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、耐硫酸性ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントから選ばれるセメントが好ましく、早強ポルトランドセメント、及び普通ポルトランドセメントから選ばれるセメントがより好ましい。

【0044】

また、水硬性粉体には、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、無水石膏等が含まれてよく、また、非水硬性の石灰石微粉末等が含まれていてもよい。水硬性粉体として、セメントと高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等とが混合された高炉セメントやフライアッシュセメント、シリカヒュームセメントを用いてもよい。
また、水硬性粉体は、セメント又はセメントとベントナイトとの混合粉末が挙げられる。

【0045】

本発明の水硬性組成物は、骨材を含有することが好ましい。骨材は、細骨材や粗骨材等が挙げられ、細骨材は山砂、陸砂、川砂、砕砂が好ましく、粗骨材は山砂利、陸砂利、川砂利、砕石が好ましい。用途によっては、軽量骨材を使用してもよい。なお、骨材の用語は、「コンクリート総覧」（１９９８年６月１０日、技術書院発行）による。

【0046】

本発明の水硬性組成物は、本発明の効果に影響ない範囲で、ＡＥ剤、遅延剤、起泡剤、増粘剤、発泡剤、防水剤、流動化剤、急結剤等を含有することができる。

【0047】

本発明の水硬性組成物は、高い粘弾性等を得る観点から、水に対して、本発明のレオロジー改質剤を、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．２質量％以上、そして、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、更に好ましくは３質量％以下含有する。

【0048】

本発明の水硬性組成物は、高い流動性を得る観点から、水硬性粉体に対して、分散剤を、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．２質量％以上、そして、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、更に好ましくは３質量％以下含有する。

【0049】

本発明の水硬性組成物は、高い消泡性と高い粘弾性等を得る観点から、水に対して、消泡剤を、好ましくは０．００００５質量％以上、より好ましくは０．０００１質量％以上、更に好ましくは０．０００５質量％以上、そして、好ましくは２質量％以下、より好ましくは１質量％以下、更に好ましくは０．５質量％以下含有する。

【0050】

本発明の水硬性組成物は、水／水硬性粉体比（Ｗ／Ｐ）が、高い流動性を得る観点から、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは２５質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上、そして、高い材料分離抵抗性を得る観点から、好ましくは２０００質量％以下、より好ましくは１０００質量％以下、更に好ましくは５００質量％以下である。
ここで、水／水硬性粉体比（Ｗ／Ｐ）は、水硬性スラリー組成物中の水と水硬性粉体の質量百分率（質量％）であり、水／水硬性粉体×１００で算出される。水／水硬性粉体比は、水和反応により硬化する物性を有する粉体の量に基づいて算出される。またＷ／Ｐは、水硬性粉体がセメントである場合は、Ｗ／Ｃで表記される場合がある。
なお、水硬性粉体が、セメントなどの水和反応により硬化する物性を有する粉体の他、ポゾラン作用を有する粉体、潜在水硬性を有する粉体、及び石粉（炭酸カルシウム粉末）から選ばれる粉体を含む場合、本発明では、それらの量も水硬性粉体の量に算入する。また、水和反応により硬化する物性を有する粉体が、高強度混和材を含有する場合、高強度混和材の量も水硬性粉体の量に算入する。これは、水硬性粉体の質量が関係する他の質量部などにおいても同様である。

【0051】

本発明の水硬性組成物は、前記本発明のレオロジー改質剤又は前記本発明の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体とを混合することで製造できる。
本発明では、水と、水硬性粉体とを混合した後に、前記レオロジー改質剤又は前記水硬性組成物用混合物組成物を混合することが好ましい。すなわち、水と水硬性粉体とを含有するスラリーに、前記レオロジー改質剤又は前記水硬性組成物用混合物組成物を混合することが好ましい。
製造にあたり、本発明のレオロジー改質剤又は前記本発明の水硬性組成物用混和剤組成物と、水と、水硬性粉体は、ぞれぞれ、前記した本発明の水硬性組成物の組成となるように用いることが好ましい。
本発明の水硬性組成物の製造方法において、各成分の混合は、既存の装置を全て使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、パン型ミキサー、二軸強制ミキサー、オムニミキサー、ヘンシェルミキサー、Ｖ型ミキサー、及びナウターミキサーなどが挙げられる。

【0052】

本発明の水硬性組成物の製造方法は、ＨＬＢが９．５以上１２以下となる１種以上の非イオン界面活性剤、好ましくは２種の非イオン界面活性剤を選択し、選択された非イオン界面活性剤と、水と、水硬性粉体とを混合する水硬性組成物の製造方法であってよい。

【0053】

〔レオロジー改質剤の製造方法〕
本発明は、非イオン界面活性剤を２種以上選択し、選択した非イオン界面活性剤を、ＨＬＢが９．５以上１２以下の混合物となるように混合する、レオロジー改質剤の製造方法に関する。非イオン界面活性剤は、本発明のレオロジー改質剤で述べたものから選択できる。好ましい態様も本発明のレオロジー改質剤と同じである。本発明は、非イオン界面活性剤を、ＨＬＢが前記所定の範囲となるように用いることで、水溶液に対しては粘弾性等を付与でき、スラリーに対しては分離抵抗性を付与し且つ低粘性と高流動性との両立でき、レオロジー改質剤として有用であることを見出したものである。

【実施例】

【0054】

＜実施例１及び比較例１＞
セメントに水（消泡剤を含む）を加えて、ハンドミキサー高速で３０秒撹拌した。そこに表１のレオロジー改質剤を表１の添加量になるように加えて、ハンドミキサー高速で６０秒撹拌して、セメントペーストを調製した。レオロジー改質剤の添加量は、水に対する有効分の添加量である。
セメント（Ｗ）は、普通ポルトランドセメント（太平洋株式会社製普通ポルトランドセメント／住友大阪株式会社製普通ポルトランドセメント＝５０／５０（質量比）の混合セメント）であった。水（Ｃ）は、水道水であった。消泡剤は、DOWSIL DK Q1-1183 ANTIFOAM（東レ・ダウコーニング株式会社製）であり、非イオン系界面活性剤に対して０．１質量％添加した。セメントペーストのＷ／Ｃは１００％であった。

【0055】

セメントペーストについて以下の物性を評価した。結果を表１に示した。
・セメントペーストの粘度
粘度計によりセメントペーストの粘度を測定した。粘度計はリオン株式会社製VISCOTESTERVT-04Eを用いた。ローターＮｏ．１（回転数：６２．５ｒｐｍ）を用いた。測定温度は２０℃とした。

【0056】

・水中不分離性
１００ｍＬの水にセメントペースト５ｍＬをシリンジで５秒間かけて吐出し、３０秒後に濁度計（アズワン製 濁度計ＴＮ−１００）を用いて上澄み液の濁度を測定し、水中不分離性を判断した。濁度の測定値が小さいほど水中不分離性に優れることを意味する。

【0057】

・ブリージング試験
５００ｍＬのディスポカップにセメントペーストを４００ｇ程度入れ、２４時間静置する。その後、ブリージングの質量を測定し、ブリージング水／ペーストの体積比からブリージング率を算出した。ブリージング率の値が小さいほど、分離抵抗性に優れることを意味する。

【0058】

【表1】

【0059】

表中の非イオン界面活性剤は以下のものである。
・オレイル−ＥＯ４ｍｏｌ：ポリオキシエチレンオレイルエーテル（平均付加モル数４、ＨＬＢ８．３）
・オレイル−ＥＯ６ｍｏｌ：ポリオキシエチレンオレイルエーテル（平均付加モル数６、ＨＬＢ１０．３）
・オレイル−ＥＯ９ｍｏｌ：ポリオキシエチレンオレイルエーテル（平均付加モル数９、ＨＬＢ１２．２）
・オレイル−ＥＯ１３ｍｏｌ：ポリオキシエチレンオレイルエーテル（平均付加モル数１３、ＨＬＢ１３．９）
・ステアリル−ＥＯ１１ｍｏｌ：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（平均付加モル数１１、ＨＬＢ１３．１）
・ステアリル−ＥＯ１３ｍｏｌ：ポリオキシエチレンステアリルエーテル（平均付加モル数１３、ＨＬＢ１３．９）

【0060】

＜実施例２及び比較例２＞
砂とセメントをホバートミキサー低速（公転：６２ｒｐｍ）で１０秒空練りした。その後、水（減水剤と消泡剤を含む）を入れて６０秒低速で撹拌し、表３のレオロジー改質剤を加え、３０秒低速で撹拌して、モルタルを調製した。モルタルの配合は表２の通りとした。レオロジー改質剤の添加量は、水に対する有効分の添加量である。
砂（Ｓ）は、城陽砂であった。セメント（Ｃ）は、普通ポルトランドセメント（太平洋株式会社製普通ポルトランドセメント／住友大阪株式会社製普通ポルトランドセメント＝５０／５０（質量比）の混合セメント）であった。水（Ｗ）は、水道水であった。減水剤は、メタクリル酸／メタクリル酸メトキシポリオキシエチレン（２３モル）エステルであり、セメントに対して０．２５質量％添加した。消泡剤は、DOWSIL DK Q1-1183 ANTIFOAM（東レ・ダウコーニング株式会社製）であり、非イオン系界面活性剤に対して０．１質量％添加した。

【0061】

・モルタルフロー
ＪＩＳ Ｒ ５２０１の試験方法にしたがってモルタルフローを測定した。その際、モルタルフローが２００ｍｍに到達した時間も測定し、２００ｍｍＦＴとして表に示した。モルタルフローが大きいほど流動性が高いことを意味する。また、２００ｍｍＦＴが小さいほど粘性が低いことを意味する。

【0062】

・水中不分離性
水５００ｇを入れた１Ｌディスポカップに対してモルタル２００ｇを１０回に分けて投入した。その際、先に投入した試料の上に次の試料が重なるように投入した。１分後に上澄みをモルタル上面のペースト分が入らないように２００ｇ採水し、実施例１と同様に、濁度を測定した。

【0063】

【表2】

【0064】

【表3】

【0065】

表中、オレイル−ＥＯ６ｍｏｌ及びステアリル−ＥＯ１３ｍｏｌは、実施例１と同じものである。また、比較品（１）、（２）は以下のものである。
・比較品（１）：ヒドロキシエチルジメチルアルキル（炭素数１６〜１８）アンモニウム ｐ−トルエンスルホン酸塩（花王株式会社）
・比較品（２）：ヒドロキシエチルセルロース（２％水溶液粘度：４５００〜６５００ｍＰａ・ｓ）、東京化成工業社製

【0066】

＜実施例３及び比較例３＞
実施例１で用いた非イオン界面活性剤を表４の組み合わせで用いて、合計８ｇを水２００ｇに添加した。
得られた混合物２００ｍｌを３００ｍｌのビーカーに入れ、以下の方法により曳糸性、巻き返し現象が認められるかを確認し、曳糸性のみ認められるものを「粘性有り」とし、曳糸性、巻き返し現象の両方が認められるものを「粘弾性有り」とした。結果を表４に示す。
曳糸性の評価は、各試料について、直径６ｍｍの表面平滑なガラス棒をビーカー底中央に垂直に立て、その状態からガラス棒を約１秒間で引き抜き、その際のガラス棒先端における曳糸状態を目視で観察して行った。
巻き返し現象の評価は、各試料について、直径６ｍｍの表面平滑なガラス棒で１回転／秒で１０秒間撹拌し、巻き返し現象が認められるかを目視で観察して行った。
なお、巻き返し現象とは、混合物内の会合体が絡み合いを生じ、弾性的性質を有することを意味しており、組成物に巻き込まれた気泡が撹拌停止時に回転方向と逆向きに移動する状態のことを言う。

【0067】

【表4】

【0068】

表４の結果から、例えば、オレイル−ＥＯ４ｍｏｌとオレイル−ＥＯ９ｍｏｌはそれぞれ単独では水を増粘させることができないが、両者を組み合わせると、所定のＨＬＢ範囲で、水に粘性、粘弾性を付与できることがわかる。他の非イオン界面活性剤についても、所定のＨＬＢ範囲で粘性、粘弾性が発現することがわかる。