特許 7530664 セメント用水性離型剤

(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】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】セメント用水性離型剤

(51)【国際特許分類】

   B28B 7/38 20060101AFI20240801BHJP

   B28B 1/14 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

B28B7/38

B28B1/14 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022192706

(22)【出願日】2022-12-01

(65)【公開番号】P2024079963

(43)【公開日】2024-06-13

【審査請求日】2022-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】511108183

【氏名又は名称】株式会社油研

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】井原 聡志

(72)【発明者】

【氏名】小暮 麻心

【審査官】末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１６９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３６１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１００６９７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２８Ｂ １／００－１／５４

Ｂ２８Ｂ ７／００－７／４６

Ｃ０４Ｂ ７／００－２８／３６

Ｃ０９Ｋ ３／００－３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

潤滑剤と、界面活性剤と、凝結遅延剤と、塩基とを含み、
前記潤滑剤は、脂肪族ジカルボン酸であり、
前記界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシプロピレンアルキルエーテルであり、
前記凝結遅延剤は、オキシカルボン酸であり、
前記潤滑剤の含有量が０．２～１．６質量％であり、
前記界面活性剤の含有量が０．１～５．０質量％であり、
前記凝結遅延剤の含有量が１～１０質量％である、セメント用水性離型剤。

【請求項2】

前記潤滑剤が、セバシン酸である、請求項１に記載のセメント用水性離型剤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セメント用水性離型剤に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、セメントを用いる施工では、型枠内でセメントを硬化させ、コンクリートなどの硬化物とすることが行われている。また、硬化後には硬化物から型枠を剥離する必要があり、この作業を容易にするために、型枠には離型剤を塗布することが行われている。

【0003】

セメント用の離型剤として、鉱物油を含む離型剤が知られている。かかる離型剤は、鉱物油によって硬化物の表面に対する型枠の潤滑性を高めることができ、剥離時に型枠への硬化物の付着を抑制することができる。よって、下記特許文献１でも評価されているように、鉱物油を含む離型剤は、硬化物表面の平滑性を向上させる上で好ましい。しかしながら、鉱物油を含む離型剤の使用は環境面からは好ましくなく、例えば、硬化物たるコンクリート表面に残存した鉱物油が雨水などによって流出するおそれがあり、延いては、施工現場周辺の土壌や河川における汚染の原因となり得る。

【0004】

よって、環境面に配慮した水性の離型剤が普及し始めている。かかる離型剤として、水で希釈されて使用されるものが知られている。例えば、特許文献１には、ひまし油脂肪酸などの脂肪酸の縮合物、ひまし油脂肪酸などの脂肪酸、及びアミン類を含む水性離型剤が記載されている。そして、この離型剤は、水で希釈後の乳化安定性に優れ、色ムラの抑制された美観性のあるコンクリート表面を提供できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２１－１６９１９５号公報

【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、これまでに水性の離型剤についての検討が十分になされたとは言い難く、水性でありながらもより性能の良い離型剤の提供が望まれる。

【0007】

上記事情に鑑み、本発明は、剥離性に優れるセメント用水性離型剤を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係るセメント用水性離型剤は、潤滑剤と、界面活性剤と、凝結遅延剤とを含む。

【0009】

かかる構成によれば、離型剤に由来する水がセメントに接触したとしても、凝結遅延剤によって型枠近傍のセメントの硬化を遅延させることができるため、水性でありながらも優れた剥離性を発揮する。

【0010】

本発明の一態様に係るセメント用水性離型剤は、
前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである。

【0011】

かかる構成によれば、型枠に対して優れた濡れ性を発揮し得る。例えば、型枠として汎用されているコンクリートパネル（コンパネ）は、表面に樹脂や油分がコーティングされた木製基板である。かかるコンパネに対して、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む離型剤によれば、優れた濡れ性を発揮し、コンパネ表面に均一な塗膜を形成し得る。

【0012】

本発明の一態様に係るセメント用水性離型剤は、前記潤滑剤が、セバシン酸である。

【0013】

かかる構成によれば、脂肪酸とともにセバシン酸を含むことによって、コンクリートなどの硬化物の表面に対する型枠の潤滑性を高めることができる。

【発明の効果】

【0014】

以上の通り、本発明によれば、剥離性に優れるセメント用水性離型剤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例１及び比較例１のセメント用離型剤を用いた際の型枠の内面及びコンクリートブロック表面を写真で比較したものである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施形態に係るセメント用水性離型剤について説明する。

【0017】

本実施形態のセメント用水性離型剤は、主成分としての水と、潤滑剤と、界面活性剤と、凝結遅延剤と、塩基と、アルコールとを含む。

【0018】

本実施形態のセメント用水性離型剤は、ポルトランドセメントを用いた硬化物たるコンクリートの施工時に使用される型枠に塗布されるものである。前記型枠としては、コンクリートパネル（コンパネ）が好ましい。前記コンパネは、木製の基板を備え、該基板の表面に樹脂又は油分による被覆層を有するものである。

【0019】

本実施形態のセメント用水性離型剤は、総質量に対して７０質量％以上の水を含む。
水の含有量は、８０質量％以上９０質量％以下が好ましい。これによって、本実施形態のセメント用水性離型剤は、水による希釈を要せずにそのまま型枠の塗料として使用することができる。

【0020】

本実施形態の潤滑剤は、炭素数８以上のジカルボン酸である。前記ジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、飽和脂肪族ジカルボン酸であることがより好ましい。また、前記脂肪族ジカルボン酸は、炭素数１０以下であることが好ましい。より具体的には、前記ジカルボン酸は、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸からなる群より選択される１種以上であることが好ましい。これらのなかでも、セバシン酸が好ましい。

【0021】

前記ジカルボン酸は、植物由来であることがより好ましく、ヒマシ油の分解物であることがさらに好ましい。

【0022】

前記潤滑剤の含有量は、セメント用水性離型剤の総質量に対して、０．２～１．６質量％であることが好ましく、０．２～１．０質量％であることがより好ましい。

【0023】

本実施形態の界面活性剤は、非イオン性界面活性剤である。前記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルフェニルエーテル等のアルキルエーテル類；アルキルグリコシド等の多価アルコールエーテル類；グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシプロピレン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル類；脂肪酸アルカノールアミド等のアミド類、植物由来であるヤシ油脂肪酸などが挙げられる。これらのなかでも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。また、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルのアルキル鎖の炭素数は、１２以上が好ましく、１６以上であってもよい。本実施形態のセメント用水性離型剤において、前記界面活性剤は、前記コンパネの表面に対する離型剤の表面張力を水よりも低下させるように機能するものである。これによって、離型剤の前記コンパネ表面に対する濡れ性が向上する。なお、前記非イオン性界面活性剤は、１種単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【0024】

前記界面活性剤の含有量は、セメント用水性離型剤の総質量に対して、０．１～５．０質量％であることが好ましく、０．５～３．０質量％であることがより好ましい。

【0025】

本実施形態の凝結遅延剤は、オキシカルボン酸である。前記オキシカルボン酸としては、例えば、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、リンゴ酸、酒石酸、これらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられる。

【0026】

前記凝結遅延剤の含有量は、セメント用水性離型剤の総質量に対して、１～１０質量％であることが好ましく、２．５～７．５質量％であることがより好ましい。

【0027】

本実施形態の塩基は、無機系の塩基である。無機系の塩基としては、例えば、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属の重炭酸塩、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物が挙げられる。これらのなかでも、アルカリ金属の重炭酸塩とアルカリ金属の水酸化物とが併用されることが好ましく、炭酸水素ナトリウムと水酸化カリウムとが併用されることがより好ましい。特に、前記塩基が水酸化カリウムであることによって、水に対する前記ジカルボン酸や後述する脂肪酸、前記オキシカルボン酸などの有機酸の溶解性が向上し、セメント用水性離型剤においてこれら成分の析出が抑制される。言い換えれば、セメント用水性離型剤が、均一な水溶液の状態となる。そして、セメント用水性離型剤が、型枠の表面にわたって（全体的に）機能を発揮しやすくなる。

【0028】

前記塩基は、セメント用水性離型剤のｐＨを７よりも大きい塩基性に調整するように含まれる。これによって、コンクリートに埋設され得る鋼材などの金属製部材の腐食を防ぐことができる。セメント用水性離型剤のｐＨは１０以下が好ましい。

【0029】

本実施形態のアルコールは、多価アルコールである。前記多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなどの二価アルコールたるグリコール類、グリセリンなどの三価アルコールが好ましい。前記アルコールの炭素数は、２又は３が好ましい。本実施形態のセメント用水性離型剤は、アルコールを含むことによって、前記ジカルボン酸や前記オキシカルボン酸などの析出をさらに抑制することができる。なお、前記アルコールは、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの一価のアルコールであってもよい。また、前記アルコールは、一種単独で用いられてもよく、複数種が併用されてもよい。

【0030】

前記アルコールは、植物由来のものが好ましい。

【0031】

前記アルコールの含有量は、セメント用水性離型剤の総質量に対して、５～１５質量％であることが好ましい。

【0032】

本実施形態のセメント用水性離型剤が塗布された型枠内に流し込まれるセメントとしては、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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント；高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメントなどの混合セメント、白色ポルトランドセメント、超微粒子セメント、アルミナセメントなどの特殊セメントが挙げられる。これらの他、型枠内に流し込まれるものとしては、セメントと水とを含むセメントペーストであってもよく、セメントと水と砂利とを含むモルタルであってもよい。

【0033】

本実施形態のセメント用水性離型剤は、工事現場などに設置された型枠への塗布に用いられてもよく、設置前の型枠への塗布に用いられてもよい。塗布膜の厚みは、例えば、２０～５０μｍである。また、本実施形態のセメント用水性離型剤は、型枠への塗布後には、送風などにより水分を乾燥させなくてもよい。

【0034】

そして、本実施形態のセメント用水性離型剤は、前記界面活性剤を含むことによって、前記コンパネの表面にはじかれない優れた濡れ性を発揮する。よって、前記コンパネの表面に均一な塗膜を形成することができる。また、前記塗膜は、前記潤滑剤を含むことによって、硬化したコンクリート表面に対する前記コンパネの潤滑性を発揮する。さらに、前記塗膜は、前記凝結遅延剤を含むことによって、前記コンパネの表面近傍におけるコンクリートの硬化が遅延するため、該表面へのコンクリートの付着を抑制することができる。よって、前記塗膜によれば、コンクリート表面を平滑に且つ色ムラなく仕上げることができる。

【0035】

また、本実施形態のセメント用水性離型剤は、上記配合によって、全ての成分が水に溶解した水性の液体である。すなわち、本実施形態のセメント用水性離型剤は、乳化状態のものとは区別されるものである。そして、かかる水性の液体では各成分が析出しにくくなるため、本実施形態のセメント用水性離型剤は層分離や析出物の発生が抑制された保管安定性にも優れる。

【0036】

以上のように、例示として一実施形態を示したが、本発明に係るセメント用水性離型剤は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係るセメント用水性離型剤は、上記した作用効果により限定されるものでもない。本発明に係るセメント用水性離型剤は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0037】

例えば、本発明のセメント用水性離型剤は、より少ない水（例えば５０質量％未満）を含むものであってもよく、この場合、水の希釈により塗料とされて使用されてもよい。

【0038】

また、本発明のセメント用水性離型剤は、前記ジカルボン酸に代えて又は前記ジカルボン酸とともに、前記潤滑剤として脂肪酸（モノカルボン酸）を含んでいてもよい。前記脂肪酸は、炭素数６～２４の脂肪酸であることが好ましく、炭素数６～２０の脂肪酸であることがより好ましい。また、前記脂肪酸は、飽和脂肪酸であることが好ましく、炭素数６～１２の飽和脂肪酸であることがより好ましく、炭素数８～１２の飽和脂肪酸であってもよく、炭素数６～１０の飽和脂肪酸であってもよい。これによって、脂肪酸が水となじみ易くなる（混ざりやすくなる）。かかる飽和脂肪酸としては、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸などが好ましい。さらに、前記脂肪酸は、植物由来であることがより好ましい。植物由来の脂肪酸としては、ヤシ油由来のカプリル酸が好ましい。なお、前記脂肪酸は、１種単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【0039】

また、本発明のセメント用水性離型剤は、前記非イオン性界面活性剤に代えて又は前記非イオン性界面活性剤とともに、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤からなる群より選択される１種以上を含んでいてもよい。これらのなかでも、アニオン性界面活性剤が好ましい。また、アニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩等の芳香族リン酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等の脂肪族リン酸エステル類も好ましく用いられる。

【0040】

また、本発明のセメント用水性離型剤は、前記オキシカルボン酸に代えて又は前記オキシカルボン酸とともに、前記凝結遅延剤としてサッカロース、マルトース、ラフィノース、ラクトース、グルコース、フラクトース、マンノース、アラビノース、キシロースなどの糖類；アミノトリ（メチレンホスホン酸）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）五ナトリウム塩、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸四ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）カルシウムナトリウム塩、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）カリウム塩、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）ナトリウム塩などのホスホン酸誘導体を含んでいてもよい。

【0041】

また、本発明のセメント用水性離型剤は、上記以外の添加物として、消泡剤、防錆剤、防腐剤などを含んでいてもよい。

【0042】

また、本発明のセメント用水性離型剤は、金属製の表面を有する型枠に使用されてもよい。

【実施例】

【0043】

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

【0044】

表１に示す配合の離型剤を有底円筒状の型枠に塗布した後、型枠内にポルトランドセメントを流し込み、円柱状のコンクリートブロックを作製した。木べらで型枠をコンクリートブロックから剥離することにより、型枠の剥離性、及び、コンクリートブロックの表面の凹凸（平滑性）について、下記評価基準に基づき評価した。結果は表１及び図１に示すとおりである。

【0045】

［評価基準：剥離性］
○：型枠へのコンクリートの付着がわずかであり、コンクリート表面が平滑性に優れる。
×：型枠へのコンクリートの付着が多く、コンクリート表面が平滑性に劣る。

【0046】

【表1】

【0047】

表１及び図１に示したように、凝結遅延剤を含む実施例１を用いた場合、型枠へのコンクリートの付着はほとんど認められず（総面積に対して数％）、コンクリートブロックの表面の凹凸が少なく、仕上がりが良好であった。一方、凝結遅延剤を含まない比較例１を用いた場合、型枠へのコンクリートの付着が多く、特に、コンクリートの荷重がかかりやすい底面における付着が多く認められた。また、これによって、コンクリートの表面にはより多くの凹凸が認められた。

【0048】

この結果について詳述するに、型枠に塗布された塗膜が凝結遅延剤を含まない場合、該塗膜に移行したセメントが硬化するとともに型枠に固着すると考えられる。これに対して、塗膜が凝結遅延剤を含む場合、塗膜に移行したセメントと水との接触が凝結遅延剤によって一時的に遮断され、塗膜における水和反応が遅延することとなるが、これによって、上記のような固着が抑制され、型枠がコンクリート表面から剥離し易くなると考えられる。

【0049】

次に、実施例１の配合を基準にして、凝結遅延剤の種類について検討した。また、本検討においては、コンクリート表面の美観性についても下記評価基準に基づいて評価した。結果は表２に示したとおりである。

【0050】

［評価基準：美観性］
○：色ムラがほとんど認められず、美観性に優れる。
△：マーブル模様のような色ムラが認められ、美観性に劣る。

【0051】

【表2】

【図1】