JP2025041224A - Foaming agent for hydraulic compositions - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水硬性組成物用起泡剤、気泡含有水硬性組成物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a foaming agent for hydraulic compositions, a bubble-containing hydraulic composition, and a method for producing the same.
セメントや石膏を硬化剤とする水硬性組成物に気泡を導入して軽量化することが行われている。通常は、起泡剤と水とを含有する液体組成物を起泡させて得た泡沫と水硬性組成物、あるいは、細骨材や各種の混和材料とを混合することで軽量化された気泡含有水硬性組成物が製造される。 Air bubbles are introduced into hydraulic compositions that use cement or gypsum as a hardening agent to reduce their weight. Typically, a lightweight air bubble-containing hydraulic composition is produced by foaming a liquid composition containing a foaming agent and water, and mixing the foam with the hydraulic composition, or with fine aggregate and various admixtures.
特許文献1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ことで、水に対してチキソトロピー性と粘性を付与する、レオロジー改質剤が開示されている。
特許文献2には、下記(A1)成分、任意に下記(A2)成分、及び下記(B)成分を含有し、(A1)成分の含有量と、(A1)成分及び(A2)成分の合計含有量との質量比(A1)/[(A1)+(A2)]が0.8以上1以下である、同じ比重の水硬性組成物であっても水硬性組成物中の気泡径を大きくさせることで、水硬性組成物硬化体の強度を高めることができる、水硬性組成物用起泡剤組成物が開示されている。
(A1)成分:炭素数8以上10以下のアルキル基又はアルケニル基を有するアルキル又はアルケニル硫酸エステル、及びその塩から選ばれる1種以上
(A2)成分:(A1)成分以外の界面活性剤から選ばれる1種以上
(B)成分:炭素数6以上10以下の一価アルコール
特許文献3には、セメントまたは石膏と結合した繊維含有建築材料混合物を水によって湿潤化する方法であり、少なくとも部分的には少なくとも一種の界面活性剤および少なくとも一種の気泡安定剤を含む気泡の形状で水を該建築材料混合物に加えるか、または該建築材料混合物を界面活性剤および少なくとも一種の気泡安定剤を接触させて少なくとも一部分を気泡に変えて水を該建築材料混合物に加え、かつ該建築材料混合物の水の量が該建築材料混合物が湿潤状態で粉末状でくずれやすい状態になるような量であることを特徴とするセメントまたは石膏とこれに結合した繊維との建築材料混合物を湿潤化する方法が開示され、気泡安定剤として、脂肪酸アルカノールアミドを用いてもよいことが開示されている。
Patent Document 1 discloses a rheology modifier that contains (A) a sulfate ester or a salt thereof in which the carbon number of the hydrocarbon group is from 12 to 22 and the average number of moles of alkylene oxide added is from 0 to 25, and (B) a fatty acid alkanolamide in which the carbon number of the fatty acid moiety is from 10 to 22, thereby imparting thixotropy and viscosity to water.
Patent Document 2 discloses a foaming agent composition for hydraulic compositions, which contains the following component (A1), optionally the following component (A2), and the following component (B), and in which the mass ratio (A1)/[(A1)+(A2)] of the content of the component (A1) to the total content of the components (A1) and (A2) is 0.8 or more and 1 or less, and which can increase the bubble diameter in the hydraulic composition even if the hydraulic composition has the same specific gravity, thereby increasing the strength of the hardened body of the hydraulic composition.
Component (A1): one or more selected from alkyl or alkenyl sulfate esters having an alkyl or alkenyl group having from 8 to 10 carbon atoms, and salts thereof. Component (A2): one or more selected from surfactants other than component (A1). Component (B): a monohydric alcohol having from 6 to 10 carbon atoms. Patent Document 3 discloses a method for wetting a building material mixture of cement or gypsum and fibers bound thereto, which is characterized in that water is added to the building material mixture at least partially in the form of bubbles containing at least one surfactant and at least one bubble stabilizer, or the building material mixture is brought into contact with a surfactant and at least one bubble stabilizer to convert at least a portion of it into bubbles, and water is added to the building material mixture, and the amount of water in the building material mixture is such that the building material mixture is powdery and easily crumbles when wet, and it is disclosed that a fatty acid alkanolamide may be used as the bubble stabilizer.
セメントや石膏を硬化剤とする気泡含有水硬性組成物の硬化体には、製造、輸送、原料調達による環境(CO2)低減効果やコストの観点から、更なる軽量化が求められている。
気泡含有水硬性組成物は、気泡を含有することにより水硬性組成物の硬化体の比重を低下させ軽量化できる。しかしながら、水硬性組成物の硬化体を更に軽量化するために気泡の体積(割合)を多くすると、水硬性組成物の割合が少なくなるため硬化体の強度は低下傾向にある。一方、特開平10-330174号公報の段落0004に記載の通り、同じ比重の気泡含有水硬性組成物において、気泡含有水硬性組成物中の気泡径を大きくすることで、気泡含有水硬性組成物の硬化体の強度を高めることができる。また気泡含有水硬性組成物中の気泡径を大きくした場合、気泡含有水硬性組成物の硬化体を得る際の乾燥が早くなり、乾燥にかかる燃料費削減、CO2排出量低減などのメリットがある。また気泡含有水硬性組成物中の気泡径を大きくした場合、気泡間距離が増加し、気泡の連通が生じにくく、断熱性や遮音性を向上することができる。
そのため、気泡含有水硬性組成物中の気泡径の大きさを維持しつつ、気泡含有水硬性組成物の比重を低下させる技術が求められる。
There is a demand for further weight reduction in hardened bodies of bubble-containing hydraulic compositions using cement or gypsum as a hardening agent, from the viewpoints of the cost and the effect of reducing the environmental impact (CO 2 ) caused by the production, transportation, and procurement of raw materials.
The bubble-containing hydraulic composition can reduce the specific gravity of the hardened hydraulic composition by containing bubbles, and can reduce the weight. However, when the volume (ratio) of the bubbles is increased in order to further reduce the weight of the hardened hydraulic composition, the ratio of the hydraulic composition decreases, and the strength of the hardened hydraulic composition tends to decrease. On the other hand, as described in paragraph 0004 of JP-A-10-330174, the strength of the hardened hydraulic composition of the bubble-containing hydraulic composition can be increased by increasing the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition in a bubble-containing hydraulic composition of the same specific gravity. In addition, when the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition is increased, the drying time when obtaining the hardened hydraulic composition of the bubble-containing hydraulic composition is accelerated, and there are merits such as reduction in fuel cost for drying and reduction in CO2 emissions. In addition, when the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition is increased, the distance between the bubbles increases, and the bubbles are less likely to communicate with each other, and the heat insulation and sound insulation can be improved.
Therefore, there is a demand for a technique for lowering the specific gravity of a bubble-containing hydraulic composition while maintaining the size of the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition.
本発明は、気泡含有水硬性組成物中の気泡径の大きさを維持しつつ、気泡含有水硬性組成物の比重を低下させることができる、水硬性組成物用起泡剤、気泡含有水硬性組成物及びその製造方法を提供する。 The present invention provides a foaming agent for a hydraulic composition, a bubble-containing hydraulic composition, and a method for producing the same, which can reduce the specific gravity of the bubble-containing hydraulic composition while maintaining the size of the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition.
本発明は、下記(A)成分、及び(B)成分を含有する、水硬性組成物用起泡剤に関する。
(A)成分:アニオン界面活性剤
(B)成分:脂肪酸部分の炭素数が8以上24以下である、脂肪酸アルカノールアミド
The present invention relates to a foaming agent for a hydraulic composition, comprising the following components (A) and (B):
Component (A): Anionic surfactant Component (B): Fatty acid alkanolamide having a fatty acid moiety with 8 to 24 carbon atoms
また本発明は、水硬性粉体、水、前記(A)成分、及び(B)成分を含有する、気泡含有水硬性組成物に関する。 The present invention also relates to a bubble-containing hydraulic composition containing hydraulic powder, water, the above-mentioned component (A), and component (B).
また本発明は、次の工程1及び工程2を含む、気泡含有水硬性組成物の製造方法に関する。
<工程1>
本発明の水硬性組成物用起泡剤と水とを含有する液体組成物を起泡させて泡沫を得る工程。
<工程2>
水硬性粉体と、水と、工程1で得られた泡沫とを混合する工程。
The present invention also relates to a method for producing a bubble-containing hydraulic composition, comprising the following steps 1 and 2:
<Step 1>
A step of foaming a liquid composition containing the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention and water to obtain a foam.
<Step 2>
A step of mixing hydraulic powder, water, and the foam obtained in step 1.
本発明によれば、気泡含有水硬性組成物中の気泡径の大きさを維持しつつ、気泡含有水硬性組成物の比重を低下させることができる、水硬性組成物用起泡剤、気泡含有水硬性組成物及びその製造方法が提供される。 The present invention provides a foaming agent for a hydraulic composition, a bubble-containing hydraulic composition, and a method for producing the same, which can reduce the specific gravity of the bubble-containing hydraulic composition while maintaining the size of the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition.
本発明の水硬性組成物用起泡剤、並びに気泡含有水硬性組成物及びその製造方法が、気泡含有水硬性組成物中の気泡径の大きさを維持しつつ、気泡含有水硬性組成物の比重を低下させることができる理由は必ずしも定かではないが、以下のように推定される。
本発明の(B)成分である脂肪酸アルカノールアミドは、その高い疎水性から気液界面への吸着速度が速く、高い泡立ち性を与えるために、本発明の(A)成分であるアニオン界面活性剤と併用することにより、水硬性組成物中に多くの気泡を導入することができ、気泡含有水硬性組成物の比重を低下させることができる。一方で、水硬性組成物中に多くの気泡を導入すると、気泡径が小さくなるが、(A)成分と(B)成分による泡膜は、(B)成分の親水基が小さく、過度に泡膜を安定化しないため、水硬性組成物と混合する時には適度に気泡の合一が進むことから、気泡含有水硬性組成物中の気泡径の大きさを維持しつつ、気泡含有水硬性組成物の比重を低下させることができる。
なお、本発明は、上記の発現機構に限定されるものではない。
The reason why the foaming agent for hydraulic compositions, the bubble-containing hydraulic composition, and the method for producing the same of the present invention can reduce the specific gravity of the bubble-containing hydraulic composition while maintaining the size of the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition is not necessarily clear, but is presumed to be as follows.
The fatty acid alkanolamide, which is the component (B) of the present invention, has a high adsorption rate to the gas-liquid interface due to its high hydrophobicity, and gives high foaming properties, so by using it in combination with the anionic surfactant, which is the component (A) of the present invention, many bubbles can be introduced into the hydraulic composition, and the specific gravity of the bubble-containing hydraulic composition can be reduced. On the other hand, when many bubbles are introduced into the hydraulic composition, the bubble diameter becomes small, but the bubble film formed by the components (A) and (B) has a small hydrophilic group in the component (B) and does not excessively stabilize the bubble film, so that the bubbles are appropriately united when mixed with the hydraulic composition, and therefore the specific gravity of the bubble-containing hydraulic composition can be reduced while maintaining the size of the bubble diameter in the bubble-containing hydraulic composition.
However, the present invention is not limited to the above expression mechanism.
[水硬性組成物用起泡剤]
<(A)成分>
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(A)成分として、アニオン界面活性剤を含有する。
[Foaming agent for hydraulic composition]
<Component (A)>
The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains an anionic surfactant as component (A).
(A)成分のアニオン界面活性剤としては、炭素数8以上18以下の炭化水素基を有する、スルホン酸化合物、エーテル硫酸エステル化合物、カルボン酸化合物、ホスホン酸化合物、リン酸化合物等が挙げられる。例えば、アルキル基又はアルケニル基を有するアルキル又はアルケニル硫酸エステル、アルキル基又はアルケニル基を有するアルキル又はアルケニルスルホン酸、アルキル基又はアルケニ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硫酸エステル、アルキル基又はアルケニ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カルボン酸、及びこれらの塩から選ばれる1種以上が挙げられる。
これらアニオン界面活性剤の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、及び有機アンモニウム塩から選ばれる1種以上が挙げられる。
Examples of the anionic surfactant of component (A) include sulfonic acid compounds, ether sulfate compounds, carboxylic acid compounds, phosphonic acid compounds, and phosphoric acid compounds having a hydrocarbon group having from 8 to 18 carbon atoms. Examples include one or more selected from alkyl or alkenyl sulfate esters having an alkyl group or an alkenyl group, alkyl or alkenyl sulfonic acids having an alkyl group or an alkenyl group, polyoxyalkylene alkyl or alkenyl ether sulfate esters having an alkyl group or an alkenyl group, polyoxyalkylene alkyl or alkenyl ether carboxylic acids having an alkyl group or an alkenyl group, and salts thereof.
Examples of the salts of these anionic surfactants include at least one selected from alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts, ammonium salts, and organic ammonium salts.
(A)成分は、水系での泡性能の中でも特に起泡性の観点から、炭素数8以上18以下のアルキル基又はアルケニル基を有するアルキル又はアルケニル硫酸エステル、炭素数8以上18以下のアルキル基又はアルケニル基を有するアルキル又はアルケニルスルホン酸、炭素数8以上18以下のアルキル基又はアルケニ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硫酸エステル、及びこれらの塩から選ばれる1種以上が好ましい。
これらのアニオン界面活性剤の塩は、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、及び有機アンモニウム塩から選ばれる1種以上が挙げられる。
From the viewpoint of foaming ability, particularly among foam performance in aqueous systems, the component (A) is preferably at least one selected from alkyl or alkenyl sulfate esters having an alkyl or alkenyl group having from 8 to 18 carbon atoms, alkyl or alkenyl sulfonic acids having an alkyl or alkenyl group having from 8 to 18 carbon atoms, polyoxyalkylene alkyl or alkenyl ether sulfate esters having an alkyl or alkenyl group having from 8 to 18 carbon atoms, and salts thereof.
Examples of the salts of these anionic surfactants include at least one selected from alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts, ammonium salts, and organic ammonium salts.
(A)成分は、水系での泡性能の中でも特に起泡性の観点から、(A1)炭素数8以上18以下のアルキル基又はアルケニル基を有する、アルキル又はアルケニル硫酸エステル又はその塩(以下、(A1)成分という)、及び(A2)炭素数8以上18以下のアルキル基又はアルケニル基を有する、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硫酸エステル又はその塩(以下、(A2)成分という)から選ばれる1種以上が好ましい。 From the viewpoint of foaming ability, particularly among foaming performance in aqueous systems, the (A) component is preferably one or more selected from (A1) an alkyl or alkenyl sulfate ester or a salt thereof having an alkyl or alkenyl group with 8 to 18 carbon atoms (hereinafter referred to as (A1) component), and (A2) a polyoxyalkylene alkyl or alkenyl ether sulfate ester or a salt thereof having an alkyl or alkenyl group with 8 to 18 carbon atoms (hereinafter referred to as (A2) component).
(A1)成分は、水硬性組成物中の気泡径維持の観点から、好ましくは炭素数8以上、より好ましくは10以上、そして、好ましくは18以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下のアルキル基又はアルケニル基、好ましくはアルキル基を有する。
(A1)成分の塩は、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、及び有機アンモニウム塩から選ばれる1種以上が挙げられる。
From the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition, the component (A1) preferably has an alkyl or alkenyl group, preferably an alkyl group, having 8 or more carbon atoms, more preferably 10 or more carbon atoms, and preferably 18 or less, more preferably 16 or less, even more preferably 14 or less, and still more preferably 12 or less.
Examples of the salt of the component (A1) include one or more salts selected from alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts, ammonium salts, and organic ammonium salts.
(A1)成分は、具体的には、オクチル硫酸エステル、デシル硫酸エステル、ドデシル硫酸エステル、テトラデシル硫酸エステル、ヘキサデシル硫酸エステル、オクタデシル硫酸エステル、2-エチルヘキシル硫酸エステル、2-プロピルへプチル硫酸エステル、及びこれらの塩から選ばれる1種以上が挙げられ、水硬性組成物中の気泡径維持の観点から、デシル硫酸エステル、ドデシル硫酸エステル、テトラデシル硫酸エステル、及びその塩から選ばれる1種以上の化合物を含有することが好ましく、デシル硫酸エステル、ドデシル硫酸エステル、及びその塩から選ばれる1種以上の化合物を含有することがより好ましい。 Specific examples of the (A1) component include one or more compounds selected from octyl sulfate, decyl sulfate, dodecyl sulfate, tetradecyl sulfate, hexadecyl sulfate, octadecyl sulfate, 2-ethylhexyl sulfate, 2-propylheptyl sulfate, and salts thereof. From the viewpoint of maintaining the bubble size in the hydraulic composition, it is preferable to contain one or more compounds selected from decyl sulfate, dodecyl sulfate, tetradecyl sulfate, and salts thereof, and it is more preferable to contain one or more compounds selected from decyl sulfate, dodecyl sulfate, and salts thereof.
(A)成分は、水系での泡性能の中でも特に起泡性の観点から、(A1)成分として、アルキル基又はアルケニル基の炭素数が異なる、2種のアルキル又はアルケニル硫酸エステル又はその塩を含んでよい。 From the viewpoint of foaming performance, particularly foaming ability, in aqueous systems, component (A) may contain, as component (A1), two types of alkyl or alkenyl sulfate esters or salts thereof, each having a different number of carbon atoms in the alkyl or alkenyl group.
(A2)成分は、水硬性組成物中の気泡径維持の観点から、好ましくは炭素数8以上、より好ましくは10以上、そして、好ましくは16以下、より好ましくは14以下、更に好ましくは12以下のアルキル基又はアルケニル基、好ましくはアルキル基を有する。
(A2)成分のオキシアルキレン基は、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基であり、好ましくはオキシエチレン基であり、オキシアルキレン基の平均付加モル数は、水系での泡性能の中でも特に起泡性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、そして、水系での泡性能の中でも特に起泡性の観点から、好ましくは10以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下である。
(A2)成分の塩は、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、及び有機アンモニウム塩から選ばれる1種以上が挙げられる。
From the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition, the component (A2) preferably has an alkyl or alkenyl group having 8 or more carbon atoms, more preferably 10 or more carbon atoms, and preferably 16 or less, more preferably 14 or less, and even more preferably 12 or less, and preferably an alkyl group.
The oxyalkylene group of the component (A2) is an oxyethylene group or an oxypropylene group, and is preferably an oxyethylene group. From the viewpoint of foaming performance, particularly foamability, in an aqueous system, the average number of moles of the oxyalkylene group added is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and from the viewpoint of foaming performance, particularly foamability, in an aqueous system, it is preferably 10 or less, more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less.
Examples of the salt of the component (A2) include one or more salts selected from alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts, ammonium salts, and organic ammonium salts.
(A2)成分は、具体的には、ポリオキシエチレンオクチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンセチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンオクチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレントリデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンミリスチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンセチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンステアリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンオクチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンミリスチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンステアリルエーテル硫酸エステル、及びこれらの塩から選ばれる1種以上が挙げられ、水硬性組成物中の気泡径維持の観点から、好ましくはポリオキシエチレンデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシプロピレンミリスチルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンミリスチルエーテル硫酸エステル、及びこれらの塩から選ばれる1種以上である。 Specific examples of component (A2) include polyoxyethylene octyl ether sulfate, polyoxyethylene decyl ether sulfate, polyoxyethylene lauryl ether sulfate, polyoxyethylene tridecyl ether sulfate, polyoxyethylene myristyl ether sulfate, polyoxyethylene cetyl ether sulfate, polyoxyethylene stearyl ether sulfate, polyoxypropylene octyl ether sulfate, polyoxypropylene decyl ether sulfate, polyoxypropylene lauryl ether sulfate, polyoxypropylene tridecyl ether sulfate, polyoxypropylene myristyl ether sulfate, polyoxypropylene cetyl ether sulfate, polyoxypropylene stearyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene octyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene decyl ether sulfate, and polyoxyethylene polyoxypropylene lauryl ether sulfate. ether, polyoxyethylene polyoxypropylene tridecyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene myristyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene cetyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene stearyl ether sulfate, and salts thereof. From the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition, preferred are polyoxyethylene decyl ether sulfate, polyoxyethylene lauryl ether sulfate, polyoxyethylene myristyl ether sulfate, polyoxypropylene decyl ether sulfate, polyoxypropylene lauryl ether sulfate, polyoxypropylene myristyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene decyl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene lauryl ether sulfate, polyoxyethylene polyoxypropylene myristyl ether sulfate, and salts thereof.
<(B)成分>
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(B)成分として、脂肪酸部分の炭素数が8以上24以下である、脂肪酸アルカノールアミドを含有する。脂肪酸部分とはアシル基のことであり、脂肪酸部分の炭素数とはアシル基の炭素数のことである。
<Component (B)>
The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains, as component (B), a fatty acid alkanolamide in which the carbon number of the fatty acid moiety is from 8 to 24. The fatty acid moiety refers to an acyl group, and the carbon number of the fatty acid moiety refers to the carbon number of the acyl group.
脂肪酸部分の炭化水素基は、脂肪酸アルカノールアミドの原料脂肪酸においてカルボキシル基の炭素原子を含む炭化水素基であり、好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは直鎖のアルキル基又は直鎖のアルケニル基、更に好ましくは直鎖アルキル基である。 The hydrocarbon group of the fatty acid portion is a hydrocarbon group containing a carbon atom of a carboxyl group in the raw material fatty acid of the fatty acid alkanolamide, and is preferably a linear or branched alkyl group or a linear or branched alkenyl group, more preferably a linear alkyl group or a linear alkenyl group, and even more preferably a linear alkyl group.
脂肪酸部分の炭素数は、脂肪酸アルカノールアミドの原料脂肪酸においてカルボキシル基の炭素原子を含む炭素数であり、水硬性組成物中の気泡径維持および水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、8以上、好ましくは10以上、より好ましくは12以上、そして、24以下、好ましくは18以下であり、更に好ましくは16以下である。 The number of carbon atoms in the fatty acid portion is the number of carbon atoms including the carbon atom of the carboxyl group in the raw fatty acid of the fatty acid alkanolamide, and from the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition, it is 8 or more, preferably 10 or more, more preferably 12 or more, and 24 or less, preferably 18 or less, and even more preferably 16 or less.
脂肪酸アルカノールアミドとしては、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸メチルモノエタノールアミド、脂肪酸エチルモノエタノールアミド、脂肪酸プロピルモノエタノールアミド、脂肪酸メタノールエタノールアミド、及び脂肪酸ジエタノールアミド等から選ばれる1種以上が挙げられ、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸メチルモノエタノールアミド、及び脂肪酸ジエタノールアミドから選ばれる1種以上が好ましく、脂肪酸ジエタノールアミドがより好ましい。 Examples of fatty acid alkanolamides include one or more selected from fatty acid monoethanolamides, fatty acid methyl monoethanolamides, fatty acid ethyl monoethanolamides, fatty acid propyl monoethanolamides, fatty acid methanol ethanolamides, and fatty acid diethanolamides, and from the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened body of the hydraulic composition, one or more selected from fatty acid monoethanolamides, fatty acid methyl monoethanolamides, and fatty acid diethanolamides are preferred, and fatty acid diethanolamides are more preferred.
(B)成分は、例えば、オレイン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、パーム核油脂肪酸ジエタノールアミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ミリスチン酸ジエタノールアミド、及びラウリン酸ジエタノールアミド等から選ばれる1種以上が挙げられる。(B)成分は、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、好ましくはパーム核油脂肪酸ジエタノールアミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、及びオレイン酸ジエタノールアミドから選ばれる1種以上であり、より好ましくはパーム核油脂肪酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミドから選ばれる1種以上であり、更に好ましくはパーム核油脂肪酸ジエタノールアミドである。 Component (B) may be, for example, one or more selected from oleic acid diethanolamide, stearic acid diethanolamide, palm kernel oil fatty acid diethanolamide, coconut oil fatty acid diethanolamide, myristic acid diethanolamide, and lauric acid diethanolamide. From the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened body of the hydraulic composition, component (B) is preferably one or more selected from palm kernel oil fatty acid diethanolamide, coconut oil fatty acid diethanolamide, and oleic acid diethanolamide, more preferably one or more selected from palm kernel oil fatty acid diethanolamide and oleic acid diethanolamide, and even more preferably palm kernel oil fatty acid diethanolamide.
(B)成分は、高級脂肪酸とアルカノールアミンを反応させることにより得られるが、脂肪酸アルカノールアミド以外の副産物が同時に生成される。副産物としては、脂肪酸アルカノールアミドと脂肪酸が脱水縮合した脂肪酸アルカノールアミド脂肪酸モノエステル、脂肪酸アルカノールアミド脂肪酸ジエステル、並びにアルカノールアミンと脂肪酸が脱水縮合した脂肪酸アルカノールアミンモノエステル、脂肪酸アルカノールアミンジエステル等が挙げられる。本発明の(B)成分には、本発明の効果を損なわない限り、前記の副産物を微量に含んでも良い。(B)成分中の前記副産物の含有量は、(B)成分100質量部中、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。 The (B) component is obtained by reacting a higher fatty acid with an alkanolamine, but by-products other than fatty acid alkanolamides are simultaneously produced. Examples of by-products include fatty acid alkanolamide fatty acid monoesters and fatty acid alkanolamide fatty acid diesters, which are obtained by dehydration condensation of fatty acid alkanolamides and fatty acids, as well as fatty acid alkanolamine monoesters and fatty acid alkanolamine diesters, which are obtained by dehydration condensation of alkanolamines and fatty acids. The (B) component of the present invention may contain trace amounts of the above-mentioned by-products as long as the effects of the present invention are not impaired. The content of the by-products in the (B) component is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the (B) component.
<組成等>
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(A)成分を、水硬性組成物中の気泡径維持、水硬性組成物硬化体の低比重化、及び起泡剤の取り扱い性の観点から、該起泡剤中、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下含有する。
本発明において、(A)成分、並びに(A)成分に含まれる(A1)成分、(A2)成分の質量は、ナトリウム塩に換算した値を用いるものとする。
<Composition, etc.>
The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains component (A) in an amount of preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 25% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 35% by mass or less, in terms of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition, reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition, and ease of handling the foaming agent.
In the present invention, the masses of the component (A), and the components (A1) and (A2) contained in the component (A) are expressed in terms of sodium salts.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(B)成分を、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、該起泡剤中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下含有する。 The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains component (B) in an amount of preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, even more preferably 1.5% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, in order to maintain the bubble diameter in the hydraulic composition and to reduce the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
本発明の水硬性組成物用起泡剤中、(A)成分の含有量と(B)成分の含有量との質量比(A)/(B)は、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、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2以上、より更に好ましくは5以上、より更に好ましくは10以上、より更に好ましくは15以上、より更に好ましくは18以上、そして、好ましくは300以下、より好ましくは100以下、更に好ましくは50以下、より更に好ましくは25以下、より更に好ましくは22以下である。 In the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention, the mass ratio (A)/(B) of the content of the component (A) to the content of the component (B) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, even more preferably 2 or more, even more preferably 5 or more, even more preferably 10 or more, even more preferably 15 or more, even more preferably 18 or more, and preferably 300 or less, more preferably 100 or less, even more preferably 50 or less, even more preferably 25 or less, even more preferably 22 or less, from the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、(C)成分として、LogPが0以上7.0以下の1価の非イオン性アルコールを含有することができる。 The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention can contain, as component (C), a monovalent nonionic alcohol having a LogP of 0 or more and 7.0 or less, from the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
本発明において、logP値とは、水と1-オクタノールに対する有機化合物の親和性を示す係数である。1-オクタノール/水分配係数Pは、1-オクタノールと水の2液相の溶媒に微量の化合物が溶質として溶け込んだときの分配平衡で、それぞれの溶媒中における化合物の平衡濃度の比であり、底10に対するそれらの対数logPの形で示すのが一般的である。多くの化合物のlogP値が報告されており、Daylight Chemical Information Systems, Inc. (Daylight CIS)等から入手しうるデータベースには多くの値が掲載されているので参照できる。実測のlogP値がない場合には、Daylight CISから入手できるプログラム「ClogP」等で計算することができる。このプログラムは、実測のlogP値がある場合にはそれと共に、Hansch, Leoのフラグメントアプローチにより算出される「計算logP(ClogP)」の値を出力する。
フラグメントアプローチは化合物の化学構造に基づいており、原子の数及び化学結合のタイプを考慮している(cf.A. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol.4, C. Hansch,P.G.Sammens, J.B.Taylor and C.A. Ramsden, Eds., p.295, Pergamon Press, 1990)。このClogP値を、化合物の選択に際して実測のlogP値の代わりに用いることができる。本発明では、logPの実測値があればそれを、無い場合はプログラムCLOGP v4.01により計算したClogP値を用いる。
In the present invention, the logP value is a coefficient indicating the affinity of an organic compound to water and 1-octanol. The 1-octanol/water partition coefficient P is the distribution equilibrium when a trace amount of a compound is dissolved as a solute in a two-phase solvent of 1-octanol and water, and is the ratio of the equilibrium concentration of the compound in each solvent, and is generally expressed in the form of their logarithm logP to the base 10. The logP values of many compounds have been reported, and many values are listed in databases available from Daylight Chemical Information Systems, Inc. (Daylight CIS), etc., and can be referred to. If there is no measured logP value, it can be calculated using the program "ClogP" available from Daylight CIS, etc. This program outputs the value of "calculated logP (ClogP)" calculated by the fragment approach of Hansch and Leo, along with the measured logP value if there is one.
The fragment approach is based on the chemical structure of the compound, taking into account the number of atoms and the type of chemical bonds (cf. A. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, C. Hansch, PG Sammens, JB Tailor and CA Ramsden, Eds., p. 295, Pergamon Press, 1990). This ClogP value can be used instead of the measured logP value when selecting compounds. In the present invention, the measured logP value is used if available, and if not, the ClogP value calculated by the program CLOGP v4.01 is used.
(C)成分としては、LogPが0以上3.0以下の1価の非イオン性アルコールとしては、1-プロパノール、2-プロパノール(LogP:0.05)、1-ブタノール(logP:0.88)、2-ブタノール(LogP:0.61)、2-メチル-1-プロパノール(LogP:0.76)、2-メチル-2-プロパノール(LogP:0.35)、1-ペンタノール(LogP:1.51)、2-ペンタノール(LogP:1.19)、3-ペンタノール(LogP:1.21)、2-メチル-1-ブタノール(logP:1.29)、2-メチル-2-ブタノール(LogP:0.89)、3-メチル-2-ブタノール(LogP:1.28)、3-メチル-1-ブタノール(LogP:1.16)、シクロペンタノール(LogP:0.71)、ベンジルアルコール(logP:1.1)、2-ヘキサノール(LogP:1.76)、3-ヘキサノール(LogP:1.65)、2-メチル-1-ペンタノール(LogP:1.75)、3-メチル-1-ペンタノール(LogP:1.75)、4-メチル-1-ペンタノール(LogP:1.75)、2-メチル-2-ペンタノール(LogP:1.57)、3-メチル-2-ペンタノール(LogP:1.57)、4-メチル-2-ペンタノール(LogP:1.57)、2-メチル-3-ペンタノール(LogP:1.57)、3-メチル-3-ペンタノール(LogP:1.57)、2,2-ジメチル-1-ブタノール(LogP:1.57)、2-エチル-1-ブタノール(LogP:1.75)、シクロヘキサノール(logP:1.23)、1-へプタノール(LogP:2.62)、1-ヘキサノール(logP:2.03)、2-エチル-1-ヘキサノール(logP:2.73)、6-メチル-1-へプタノール(LogP:2.73)、1‐オクタノール(logP:3)、1‐デカノール(logP:4.23)、1‐ドデカノール(logP:5.13)、1‐テトラデカノール(logP:5.5)、及び1‐ヘキサデカノール(logP:6.7)から選ばれる1種以上が挙げられる。 As component (C), monohydric nonionic alcohols with a LogP of 0 to 3.0 include 1-propanol, 2-propanol (LogP: 0.05), 1-butanol (LogP: 0.88), 2-butanol (LogP: 0.61), 2-methyl-1-propanol (LogP: 0.76), 2-methyl-2-propanol (LogP: 0.35), 1-pentanol (LogP: 1.51), 2-pentanol (LogP: 1.19), 3-pentanol (LogP: 1.21), 2- Methyl-1-butanol (log P: 1.29), 2-methyl-2-butanol (Log P: 0.89), 3-methyl-2-butanol (Log P: 1.28), 3-methyl-1-butanol (Log P: 1.16), cyclopentanol (Log P: 0.71), benzyl alcohol (log P: 1.1), 2-hexanol (Log P: 1.76), 3-hexanol (Log P: 1.65), 2-methyl-1-pentanol (Log P: 1.75), 3-methyl-1-pentanol (Log P: P: 1.75), 4-methyl-1-pentanol (Log P: 1.75), 2-methyl-2-pentanol (Log P: 1.57), 3-methyl-2-pentanol (Log P: 1.57), 4-methyl-2-pentanol (Log P: 1.57), 2-methyl-3-pentanol (Log P: 1.57), 3-methyl-3-pentanol (Log P: 1.57), 2,2-dimethyl-1-butanol (Log P: 1.57), 2-ethyl-1-butanol (Log P: 1.75), cyclohexa Examples of the alcohol include one or more selected from the group consisting of 1-hexanol (log P: 1.23), 1-heptanol (log P: 2.62), 1-hexanol (log P: 2.03), 2-ethyl-1-hexanol (log P: 2.73), 6-methyl-1-heptanol (log P: 2.73), 1-octanol (log P: 3), 1-decanol (log P: 4.23), 1-dodecanol (log P: 5.13), 1-tetradecanol (log P: 5.5), and 1-hexadecanol (log P: 6.7).
(C)成分は、水硬性組成物中の気泡径維持、水硬性組成物硬化体の低比重化、及び起泡剤のハンドリングの観点から、好ましくはベンジルアルコール、1-ヘキサノール、1-オクタノール、1-デカノール、及び1-ドデカノールから選ばれる1種以上、より好ましくはベンジルアルコール、1-ヘキサノール、及び1-オクタノールから選ばれる1種以上であり、更に好ましくはベンジルアルコールである。 From the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition, reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition, and handling of the foaming agent, the (C) component is preferably one or more selected from benzyl alcohol, 1-hexanol, 1-octanol, 1-decanol, and 1-dodecanol, more preferably one or more selected from benzyl alcohol, 1-hexanol, and 1-octanol, and even more preferably benzyl alcohol.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(C)成分を含有する場合、(C)成分を、水硬性組成物中の気泡径維持、水硬性組成物硬化体の低比重化、及び起泡剤のハンドリングの観点から、該起泡剤中、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3質量%以上、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下含有する。 When the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains component (C), the foaming agent contains component (C) in an amount of preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, even more preferably 3% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, from the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition, reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition, and ease of handling the foaming agent.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、(D)成分として、アルキルグリコシド型ノニオン界面活性剤を含有することができる。 The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention can contain an alkylglycoside type nonionic surfactant as component (D) from the viewpoint of lowering the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
(D)成分は、水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、下記一般式(D1)で表されるアルキルグリコシド型ノニオン界面活性剤が好ましい。
R1d-(OR2d)pGq (D1)
〔式中、R1dは炭素数6以上18以下のアルキル基、R2dは炭素数2以上4以下のアルキレン基、Gは還元糖に由来する残基、pはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す0以上10以下の数であり、p個のR2dは同一でも異なっていても良い。qはGの平均縮合度を示す1以上3以下の数である。〕
From the viewpoint of reducing the specific gravity of the hydraulic composition hardened body, the component (D) is preferably an alkylglycoside type nonionic surfactant represented by the following general formula (D1).
R 1d - (OR 2d ) p G q (D1)
[In the formula, R 1d is an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, R 2d is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, G is a residue derived from a reducing sugar, p is a number of 0 to 10 indicating the average number of moles of oxyalkylene groups added, and p R 2d may be the same or different. q is a number of 1 to 3 indicating the average degree of condensation of G.]
式(D1)中、R1dの炭素数は、起泡性を向上させる観点から、好ましくは8以上、より好ましくは10以上、そして、好ましくは14以下、より好ましくは12以下である。
R2dは、好ましくはエチレン基又はプロピレン基、より好ましくはエチレン基である。
pは、好ましくは5以下、より好ましくは2以下であり、0であってよい。
qは、好ましくは2.5以下、より好ましくは2以下である。
Gとしては、単糖類ではグルコース、ガラクトース、キシロース、マンノース、リキソース、アラビノース、フルクトース又はこれらの混合物等に由来する残基が挙げられ、2糖類以上ではマルトース、キシロビオース、イソマルトース、セロビオース、ゲンチビオース、ラクトース、スクロース、ニゲロース、ツラノース、ラフィノース、ゲンチアノース、メンジトース又はこれらの混合物等に由来する残基が挙げられる。これらのうち好ましい原料は、入手容易性の観点から、単糖類ではグルコース及びフルクトースであり、2糖類以上ではマルトース及びスクロースである。
In formula (D1), the carbon number of R 1d is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, and preferably 14 or less, more preferably 12 or less, from the viewpoint of improving foamability.
R 2d is preferably an ethylene group or a propylene group, more preferably an ethylene group.
p is preferably 5 or less, more preferably 2 or less, and may be 0.
q is preferably 2.5 or less, and more preferably 2 or less.
Examples of G include residues derived from monosaccharides such as glucose, galactose, xylose, mannose, lyxose, arabinose, fructose, or mixtures thereof, and examples of G include residues derived from disaccharides or higher such as maltose, xylobiose, isomaltose, cellobiose, gentiobiose, lactose, sucrose, nigerose, turanose, raffinose, gentianose, menzitose, or mixtures thereof. Among these, preferred raw materials are glucose and fructose for monosaccharides and maltose and sucrose for disaccharides or higher from the viewpoint of availability.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(D)成分を含有する場合、(D)成分を、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、該起泡剤中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下含有する。 When the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains component (D), the foaming agent contains component (D) in an amount of preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, even more preferably 1.5% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, from the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、水を含有してよい。本発明の水硬性組成物用起泡剤は、水を、該起泡剤中、好ましくは40質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは85質量%以下含有する。 The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention may contain water. The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention contains water in an amount of preferably 40% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 85% by mass or less.
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、任意に、増粘剤、キレート剤、重金属捕捉剤、防錆剤、防腐剤、着色剤、香料、消泡剤、溶剤、分散剤、凝集剤、水溶性ポリマーなどを含有することができる。但し、これらは、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分に該当しないものが用いられる。 The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention may optionally contain thickeners, chelating agents, heavy metal scavengers, rust inhibitors, preservatives, colorants, fragrances, defoamers, solvents, dispersants, flocculants, water-soluble polymers, etc. However, these do not fall under the category of components (A), (B), (C), and (D).
本発明の水硬性組成物用起泡剤は、(A)成分、(B)成分、及び前記した任意成分を混合することで得られる。混合の際には溶液粘度を低減するために適宜加熱してもよい。 The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention can be obtained by mixing component (A), component (B), and the optional components described above. When mixing, heating may be applied as appropriate to reduce the solution viscosity.
本発明の水硬性組成物用起泡剤が対象とする用途としては、石膏スラリー、軽量ミルク(気泡ミルク、エアミルク)、軽量モルタル(気泡モルタル、エアーモルタル)、軽量コンクリート(気泡コンクリート、エアーコンクリート)、裏込め充填材、中込め充填材、建築用コンクリートブロック、ALC(軽量気泡コンクリート)、グラウト材、セラミックス多孔体、レンガ、耐火物、軽量盛土、ポンプ圧送用モルタルなどの気泡を含有する水硬性組成物が挙げられる。これらの気泡を含有する水硬性組成物において、気泡の混合による、軽量化、強度向上、流動性向上、断熱性、耐熱性、粘性付与、流動性制御、といった機能の付与が期待される。
これらの気泡を含有する水硬性組成物の中で、本発明の水硬性組成物用起泡剤は、石膏スラリー用として好適である。
The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention is intended for use in the following applications: hydraulic compositions containing air bubbles, such as gypsum slurry, lightweight milk (aerated milk, air milk), lightweight mortar (aerated mortar, air mortar), lightweight concrete (aerated concrete, air concrete), backfilling material, innerfilling material, architectural concrete block, ALC (lightweight aerated concrete), grout material, ceramic porous body, brick, refractory material, lightweight embankment, mortar for pumping, etc. In these hydraulic compositions containing air bubbles, the addition of air bubbles is expected to provide functions such as weight reduction, strength improvement, fluidity improvement, heat insulation, heat resistance, viscosity, and fluidity control.
Among these foam-containing hydraulic compositions, the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention is suitable for use in gypsum slurries.
[気泡含有水硬性組成物、及びその製造方法]
気泡を含有する水硬性組成物の製造方法は、本発明の水硬性組成物用起泡剤を発泡させ、泡沫として水硬性物質に配合して配合・軽量化する方法が均一な気泡が連行する事から好ましい。本発明の水硬性組成物用起泡剤又はそれを水で希釈した混合液として、直接セメントや石膏を水硬性物質としたペースト、スラリー、モルタル、コンクリートに練り込んでもよい。本発明の水硬性組成物用起泡剤を水硬性組成物に添加する方法については限定するものではなく、また本発明の水硬性組成物用起泡剤又はそれを水で希釈した混合液を泡沫化させる方法についても限定するものではない。
[Air-containing hydraulic composition and its manufacturing method]
The method for producing a hydraulic composition containing bubbles is preferably a method in which the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention is foamed and mixed with a hydraulic substance as foam to make the composition lighter, since this method entrains uniform bubbles. The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention or a mixed liquid obtained by diluting it with water may be directly kneaded into paste, slurry, mortar, or concrete containing cement or gypsum as a hydraulic substance. There is no limitation on the method for adding the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention to a hydraulic composition, and there is no limitation on the method for foaming the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention or a mixed liquid obtained by diluting it with water.
本発明は、水硬性粉体、水、(A)成分、及び(B)成分を含有する、気泡含有水硬性組成物を提供する。
本発明の気泡含有水硬性組成物は、更に(C)成分を含有することができる。
本発明の気泡含有水硬性組成物は、更に(D)成分を含有することができる。
本発明の気泡含有水硬性組成物は、本発明の水硬性組成物用起泡剤で記載した事項を適宜適用することができる。
(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分は、本発明の水硬性組成物用起泡剤で記載した態様と同じである。
The present invention provides a bubble-containing hydraulic composition comprising a hydraulic powder, water, component (A), and component (B).
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention may further contain component (C).
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention may further contain component (D).
The foaming agent for hydraulic compositions of the present invention can be appropriately applied to the foam-containing hydraulic composition of the present invention.
The components (A), (B), (C) and (D) are the same as those described in the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention.
水硬性粉体とは、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏等が挙げられ、石膏が好ましい。
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸セメント等が挙げられ、これらに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、石粉(炭酸カルシウム粉末)等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。
The hydraulic powder is a powder having the physical property of hardening through a hydration reaction, and examples of the powder include cement and gypsum, with gypsum being preferred.
Examples of cement include ordinary Portland cement, belite cement, moderate heat cement, high-early-strength cement, ultra-high-early-strength cement, and sulfate-resistant cement. These may also be supplemented with blast furnace slag cement, fly ash cement, or silica fume cement to produce these with the addition of blast furnace slag, fly ash, silica fume, or stone powder (calcium carbonate powder).
本発明の気泡含有水硬性組成物は、水/水硬性粉体比が、スラリー流動性の観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは60質量%以上、より更に好ましくは65質量%以上、そして、硬化体強度の観点から、好ましくは100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、より更に好ましくは75質量%以下である。
ここで、水/水硬性粉体比は、水硬性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。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。水硬性粉体に関する、水硬性組成物の他の量的関係についても同様である。
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention has a water/hydraulic powder ratio of preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, still more preferably 65% by mass or more from the viewpoint of slurry fluidity, and from the viewpoint of hardened body strength, it is preferably 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 80% by mass or less, still more preferably 75% by mass or less.
Here, the water/hydraulic powder ratio is the mass percentage (mass%) of water and hydraulic powder in the hydraulic composition, and is calculated by water/hydraulic powder x 100. The water/hydraulic powder ratio is calculated based on the amount of powder having the physical property of being hardened by hydration reaction. When the powder having the physical property of being hardened by hydration reaction contains a high-strength admixture, the amount of the high-strength admixture is also included in the amount of hydraulic powder. The same applies to other quantitative relationships of the hydraulic composition regarding the hydraulic powder.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、(A)成分を、水硬性粉体100質量部に対して、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.003質量部以上、更に好ましくは0.005質量部以上、そして、好ましくは0.1質量部以下、より好ましくは0.08質量部以下、更に好ましくは0.07質量部以下含有する。 The bubble-containing hydraulic composition of the present invention contains component (A) in an amount of preferably 0.001 part by mass or more, more preferably 0.003 part by mass or more, even more preferably 0.005 part by mass or more, and preferably 0.1 part by mass or less, more preferably 0.08 part by mass or less, even more preferably 0.07 part by mass or less, per 100 parts by mass of hydraulic powder, from the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened body of the hydraulic composition.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、(B)成分を、水硬性粉体100質量部に対して、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、好ましくは0.00015質量部以上、より好ましくは0.0002質量部以上、更に好ましくは0.0003質量部以上、そして、好ましくは0.03質量部以下、より好ましくは0.01質量部以下、更に好ましくは0.005質量部以下、より更に好ましくは0.001質量部以下含有する。 The bubble-containing hydraulic composition of the present invention contains component (B) in an amount of preferably 0.00015 parts by mass or more, more preferably 0.0002 parts by mass or more, even more preferably 0.0003 parts by mass or more, and preferably 0.03 parts by mass or less, more preferably 0.01 parts by mass or less, even more preferably 0.005 parts by mass or less, and even more preferably 0.001 parts by mass or less, per 100 parts by mass of hydraulic powder, from the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened body of the hydraulic composition.
本発明の気泡含有水硬性組成物中、(A)成分の含有量と(B)成分の含有量との質量比(A)/(B)は、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、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2以上、より更に好ましくは5以上、より更に好ましくは10以上、より更に好ましくは15以上、より更に好ましくは18以上、そして、好ましくは300以下、より好ましくは100以下、更に好ましくは50以下、より更に好ましくは25以下、より更に好ましくは22以下である。 In the bubble-containing hydraulic composition of the present invention, the mass ratio (A)/(B) of the content of the component (A) to the content of the component (B) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, even more preferably 2 or more, even more preferably 5 or more, even more preferably 10 or more, even more preferably 15 or more, even more preferably 18 or more, and preferably 300 or less, more preferably 100 or less, even more preferably 50 or less, even more preferably 25 or less, even more preferably 22 or less, from the viewpoint of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、(C)成分を含有する場合、(C)成分を、水硬性粉体100質量部に対して、水硬性組成物中の気泡径維持、及び水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、好ましくは0.0001質量部以上、より好ましくは0.00015質量部以上、更に好ましくは0.0002質量部以上、そして、好ましくは0.05質量部以下、より好ましくは0.03質量部以下、更に好ましくは0.02質量部以下含有する。 When the bubble-containing hydraulic composition of the present invention contains component (C), the bubble-containing hydraulic composition of the present invention contains component (C) in an amount of preferably 0.0001 parts by mass or more, more preferably 0.00015 parts by mass or more, even more preferably 0.0002 parts by mass or more, and preferably 0.05 parts by mass or less, more preferably 0.03 parts by mass or less, even more preferably 0.02 parts by mass or less, per 100 parts by mass of hydraulic powder, from the viewpoints of maintaining the bubble diameter in the hydraulic composition and reducing the specific gravity of the hardened body of the hydraulic composition.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、(D)成分を含有する場合、(D)成分を、水硬性粉体100質量部に対して、水硬性組成物硬化体の低比重化の観点から、好ましくは0.00015質量部以上、より好ましくは0.0002質量部以上、更に好ましくは0.0003質量部以上、そして、好ましくは0.03質量部以下、より好ましくは0.01質量部以下、更に好ましくは0.005質量部以下含有する。 When the bubble-containing hydraulic composition of the present invention contains component (D), the amount of component (D) is preferably 0.00015 parts by mass or more, more preferably 0.0002 parts by mass or more, even more preferably 0.0003 parts by mass or more, and preferably 0.03 parts by mass or less, more preferably 0.01 parts by mass or less, even more preferably 0.005 parts by mass or less, per 100 parts by mass of hydraulic powder, from the viewpoint of reducing the specific gravity of the hardened hydraulic composition.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、細骨材及び/又は粗骨材を含有することができる。また本発明の気泡含有水硬性組成物は、当業界で公知の混和剤や混和材を含有することができる。 The bubble-containing hydraulic composition of the present invention may contain fine aggregate and/or coarse aggregate. The bubble-containing hydraulic composition of the present invention may also contain admixtures or additives known in the art.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、乾燥及び養生することで硬化体が得られる。
本発明の気泡含有水硬性組成物の硬化体の比重は、強度の観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上、そして、取り扱い性の観点から、好ましくは0.9以下、より好ましくは0.8以下、更に好ましくは0.7以下である。
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be dried and cured to give a hardened product.
The specific gravity of the hardened body of the bubble-containing hydraulic composition of the present invention is, from the viewpoint of strength, preferably 0.3 or more, more preferably 0.4 or more, and even more preferably 0.5 or more, and from the viewpoint of handleability, is preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less, and even more preferably 0.7 or less.
本発明の気泡含有水硬性組成物は気泡を含有する。本発明の気泡含有水硬性組成物の硬化体の平均気泡径は、硬化体強度向上の観点から、好ましくは230μm以上、より好ましくは250μm以上、そして、断面美観の観点から、好ましくは800μm以下、より好ましくは700μm以下、更に好ましくは600μm以下、より更に好ましくは500μm以下、より更に好ましくは400μm以下である。
平均気泡径は、気泡含有水硬性組成物の硬化体を作製し、その硬化体を任意に切り出して断面を作成し、その断面をデジタルマイクロスコープで観察して、任意に200~400個の気泡断面の直径を測定し、それらの値の平均値(算術平均)から算出する。なお気泡断面の直径の測定は、気泡断面が円の場合は直径を、気泡断面が楕円の場合は、長軸を、気泡断面が不定形の場合は、最長部分を直径とする。なお、気泡含有水硬性組成物の硬化体の気泡径は、硬化前の気泡含有水硬性組成物の気泡径と一致する。
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention contains bubbles. The average bubble diameter of the hardened product of the bubble-containing hydraulic composition of the present invention is preferably 230 μm or more, more preferably 250 μm or more, from the viewpoint of improving the strength of the hardened product, and is preferably 800 μm or less, more preferably 700 μm or less, even more preferably 600 μm or less, still more preferably 500 μm or less, and even more preferably 400 μm or less, from the viewpoint of cross-sectional appearance.
The average bubble diameter is calculated by preparing a hardened product of the bubble-containing hydraulic composition, arbitrarily cutting the hardened product to prepare a cross section, observing the cross section with a digital microscope, measuring the diameter of 200 to 400 bubble cross sections, and averaging these values (arithmetic mean). The diameter of the bubble cross section is measured when the bubble cross section is circular, when the bubble cross section is elliptical, and when the bubble cross section is irregular, the diameter is the longest part. The bubble diameter of the hardened product of the bubble-containing hydraulic composition is the same as the bubble diameter of the bubble-containing hydraulic composition before hardening.
本発明の気泡含有水硬性組成物は、本発明の水硬性組成物用起泡剤を用いて製造することができる。
すなわち、本発明は、次の工程1及び工程2を含む、気泡含有水硬性組成物の製造方法を提供する。
<工程1>
本発明の水硬性組成物用起泡剤と水とを含有する液体組成物を起泡させて泡沫を得る工程。
<工程2>
水硬性粉体と、水と、工程1で得られた泡沫とを混合する工程。
なお、工程2において、水硬性粉体と水とを含有する水硬性組成物を調製し、水硬性組成物と、工程1で得られた泡沫とを混合してもよい。
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be produced by using the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention.
That is, the present invention provides a method for producing a bubble-containing hydraulic composition, comprising the following steps 1 and 2.
<Step 1>
A step of foaming a liquid composition containing the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention and water to obtain a foam.
<Step 2>
A step of mixing hydraulic powder, water, and the foam obtained in step 1.
In step 2, a hydraulic composition containing hydraulic powder and water may be prepared, and the hydraulic composition may be mixed with the foam obtained in step 1.
この製造方法により本発明の気泡含有水硬性組成物を調製できる。
本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法は、本発明の水硬性組成物用起泡剤組成物、及び本発明の気泡含有水硬性組成物で記載した態様を適宜適用することができる。
本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法において、本発明の気泡含有水硬性組成物で述べた各成分の含有量及びそれらの質量比は、各成分の含有量を混合量に置き換えて適宜適用することができる。
The bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be prepared by this manufacturing method.
The method for producing the bubble-containing hydraulic composition of the present invention can appropriately employ the embodiments described for the foaming agent composition for hydraulic compositions of the present invention and the bubble-containing hydraulic composition of the present invention.
In the manufacturing method of the bubble-containing hydraulic composition of the present invention, the contents of the components and their mass ratios described in the bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be appropriately applied by replacing the contents of the components with the mixed amounts.
工程1では、前記液体組成物の発泡倍率は、水硬性組成物の用途などにもよるが、経済性の観点から、好ましくは5倍以上、より好ましくは7倍以上、更に好ましくは10倍以上、そして、混錬性の観点から、好ましくは30倍以下、より好ましくは25倍以下、更に好ましくは20倍以下である。 In step 1, the expansion ratio of the liquid composition depends on the application of the hydraulic composition, but from the viewpoint of economy, it is preferably 5 times or more, more preferably 7 times or more, and even more preferably 10 times or more, and from the viewpoint of kneadability, it is preferably 30 times or less, more preferably 25 times or less, and even more preferably 20 times or less.
工程2では、水硬性組成物の用途などにもよるが、泡沫を、水硬性組成物に対して、硬化体の比重低減の観点から、好ましくは50体積%以上、より好ましくは100体積%以上、更に好ましくは150体積%以上、そして、硬化体強度の観点から、好ましくは400体積%以下、より好ましくは300体積%以下、更に好ましくは200体積%以下、混合する。この製造方法では、工程1及び/又は工程2で、当業界で公知の混和剤や混和材を混合することができる。 In step 2, depending on the use of the hydraulic composition, from the viewpoint of reducing the specific gravity of the hardened body, the foam is mixed with the hydraulic composition in an amount of preferably 50% by volume or more, more preferably 100% by volume or more, and even more preferably 150% by volume or more, and from the viewpoint of the strength of the hardened body, preferably 400% by volume or less, more preferably 300% by volume or less, and even more preferably 200% by volume or less. In this manufacturing method, admixtures and additives known in the industry can be mixed in step 1 and/or step 2.
工程2の後は、更に下記工程3を行い、気泡含有水硬性組成物の硬化体を製造する。
工程3:工程2により得られた気泡含有水硬性組成物スラリーを成形し、硬化させる工程。
After step 2, the following step 3 is further carried out to produce a hardened product of the bubble-containing hydraulic composition.
Step 3: A step of forming the bubble-containing hydraulic composition slurry obtained in step 2 and hardening it.
本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法で得られる気泡含有水硬性組成物の硬化体の比重は、強度の観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上、そして、取り扱い性の観点から、好ましくは0.9以下、より好ましくは0.8以下、更に好ましくは0.7以下である。
本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法で得られる気気泡含有水硬性組成物の硬化体の平均気泡径は、硬化体強度向上の観点から、好ましくは230μm以上、より好ましくは250μm以上、そして、断面美観の観点から、好ましくは800μm以下、より好ましくは700μm以下、更に好ましくは600μm以下、より更に好ましくは500μm以下、より更に好ましくは400μm以下である。
The specific gravity of the cured product of the bubble-containing hydraulic composition obtained by the method for producing a bubble-containing hydraulic composition of the present invention is, from the viewpoint of strength, preferably 0.3 or more, more preferably 0.4 or more, and even more preferably 0.5 or more, and from the viewpoint of handleability, is preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less, and even more preferably 0.7 or less.
The average bubble diameter of the hardened product of the bubble-containing hydraulic composition obtained by the method for producing a bubble-containing hydraulic composition of the present invention is preferably 230 μm or more, more preferably 250 μm or more, from the viewpoint of improving the strength of the hardened product, and is preferably 800 μm or less, more preferably 700 μm or less, even more preferably 600 μm or less, still more preferably 500 μm or less, and even more preferably 400 μm or less, from the viewpoint of cross-sectional appearance.
[気泡含有石膏スラリー、及びその製造方法]
本発明の気泡含有水硬性組成物において、水硬性粉体は石膏が好ましい。本発明では、水硬性粉体が石膏である気泡含有水硬性組成物を、気泡含有石膏スラリーともいう。
すなわち本発明は、石膏、水、(A)成分、及び(B)成分を含有する、気泡含有石膏スラリーを提供する。本発明の気泡含有石膏スラリーは、石膏ボード用として好適である。
[Gas-containing gypsum slurry and its manufacturing method]
In the bubble-containing hydraulic composition of the present invention, the hydraulic powder is preferably gypsum. In the present invention, the bubble-containing hydraulic composition in which the hydraulic powder is gypsum is also called a bubble-containing gypsum slurry.
That is, the present invention provides an air bubble-containing gypsum slurry containing gypsum, water, component (A), and component (B). The air bubble-containing gypsum slurry of the present invention is suitable for use in gypsum boards.
本発明の気泡含有石膏スラリーは、本発明の水硬性組成物用起泡剤、本発明の気泡含有水硬性組成物、及び本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法で記載した事項を適宜適用することができる。
本発明の気泡含有石膏スラリーは、更に(C)成分を含有することができる。
本発明の気泡含有石膏スラリーは、更に(D)成分を含有することができる。
(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分は、本発明の水硬性組成物用起泡剤で記載した態様と同じである。
本発明の気泡含有石膏スラリーにおいて、本発明の気泡含有水硬性組成物で述べた各成分の含有量及びそれらの質量比は、水硬性粉体を石膏に置き換えて適宜適用することができる。
本発明の気泡含有石膏スラリーの硬化体において、比重、及び平均気泡径の範囲は、本発明の気泡含有水硬性組成物で記載した範囲と同じである。
The foaming agent for hydraulic composition of the present invention, the bubble-containing hydraulic composition of the present invention, and the method for producing the bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be appropriately applied to the bubble-containing gypsum slurry of the present invention.
The bubble-containing gypsum slurry of the present invention may further contain component (C).
The bubble-containing gypsum slurry of the present invention may further contain component (D).
The components (A), (B), (C) and (D) are the same as those described in the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention.
In the bubble-containing gypsum slurry of the present invention, the contents of the components and their mass ratios described in the bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be appropriately applied by substituting hydraulic powder for gypsum.
In the hardened product of the gas bubble-containing gypsum slurry of the present invention, the specific gravity and the average gas bubble diameter are in the same ranges as those described for the gas bubble-containing hydraulic composition of the present invention.
石膏は、高品質の中和石膏、リン酸の副産物であるリン酸石膏、火力発電で発生する排煙脱硫石膏、さまざまな不純物や粘土を含む天然石膏、それらの混合物などのいずれの石膏も用いることが出来る。
石膏が含む粘土は、層状構造をもった含水珪酸塩鉱物(以降、粘土鉱物と呼ぶ)を主体としたものであり、この粘土中に微粒の鉱物として含まれる粘土鉱物としては、カオリン鉱物(カオリナイト、ディッカイト及びナクライト)、蛇紋石(リザーダイト、アンチゴライト、クリソタイル)、雲母粘土鉱物(イライト、セリサイト、海緑石、セラドナイト)、クロライト、バーミキュライト、スメクタイト(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト)が挙げられる。
Any type of gypsum can be used, including high-quality neutralized gypsum, phosphogypsum which is a by-product of phosphoric acid, flue gas desulfurization gypsum generated in thermal power generation, natural gypsum containing various impurities and clay, and mixtures of these.
The clay contained in gypsum is mainly composed of hydrous silicate minerals (hereinafter referred to as clay minerals) having a layered structure, and examples of clay minerals contained as fine particles in this clay include kaolin minerals (kaolinite, dickite, and nacrite), serpentine (lizardite, antigorite, and chrysotile), mica clay minerals (illite, sericite, glauconite, and celadonite), chlorite, vermiculite, and smectite (montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, and hectorite).
石膏は、無水石膏、半水石膏、二水石膏などがある。原料石膏としては、天然石膏または中和石膏もしくは副産石膏などの化学石膏を単独で、あるいはそれらの二種以上を混合したものが使用できる。主な化学石膏としてはリン酸石膏、フッ酸石膏、チタン石膏または排煙脱硫石膏などが例示される。また、原料石膏には、リサイクル石膏を含んでもよい。リサイクル石膏は、石膏ボードメーカーで自家発生する廃石膏ボード、新築時及び解体時に発生する廃石膏ボード等から回収されるリサイクル石膏であればいずれでも良い。本発明はこれらのいずれの原料石膏に対しても好適に用いることができ、また種々の割合でブレンドされたものに対しても優れた効果が得られる。 Gypsum includes anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, etc. As raw gypsum, natural gypsum, neutralized gypsum, by-product gypsum, or other chemical gypsum can be used alone or in combination of two or more of them. Major examples of chemical gypsum include phosphate gypsum, hydrofluoric gypsum, titanic gypsum, and flue gas desulfurization gypsum. Raw gypsum may also include recycled gypsum. Recycled gypsum may be any recycled gypsum recovered from waste gypsum boards generated by gypsum board manufacturers, waste gypsum boards generated during new construction and demolition, etc. The present invention can be suitably used with any of these raw gypsum, and excellent effects can be obtained with blends of various ratios.
本発明の気泡含有石膏スラリーは、石膏ボード用等に使用される添加剤を含有することができる。そのような添加剤としては汎用減水剤、消泡剤、整泡剤、硬化調整剤、撥水剤、接着剤、遅延剤などがあり、更に強化繊維としてガラス繊維、炭素繊維、古紙、バージンパルプ等を添加する、或いは、軽量骨材であるパーライト、発泡スチール等とともに石膏ボードを作製することも行なわれる。 The bubble-containing gypsum slurry of the present invention can contain additives used for gypsum boards, etc. Such additives include general-purpose water-reducing agents, defoamers, foam stabilizers, hardening regulators, water repellents, adhesives, retarders, etc. Furthermore, glass fiber, carbon fiber, waste paper, virgin pulp, etc. can be added as reinforcing fibers, or gypsum boards can be made with lightweight aggregates such as perlite and foamed steel.
本発明の気泡含有石膏スラリーは、本発明の水硬性組成物用起泡剤を用いて製造することができる。
すなわち、本発明は、次の工程1及び工程2を含む、気泡含有石膏スラリーの製造方法を提供する。
<工程1>
本発明の水硬性組成物用起泡剤と水とを含有する液体組成物を起泡させて泡沫を得る工程。
<工程2>
石膏と、水と、工程1で得られた泡沫とを混合する工程。
なお、工程2において、石膏と水とを含有する石膏スラリーを調製し、石膏スラリーと、工程1で得られた泡沫とを混合してもよい。
The foam-containing gypsum slurry of the present invention can be produced using the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention.
That is, the present invention provides a method for producing an air-bubble gypsum slurry, comprising the following steps 1 and 2.
<Step 1>
A step of foaming a liquid composition containing the foaming agent for hydraulic compositions of the present invention and water to obtain a foam.
<Step 2>
Mixing gypsum, water, and the foam obtained in step 1.
Note that in step 2, a gypsum slurry containing gypsum and water may be prepared, and the gypsum slurry may be mixed with the foam obtained in step 1.
この製造方法により本発明の気泡含有石膏スラリーを調製できる。
本発明の気泡含有石膏スラリーの製造方法は、本発明の水硬性組成物用起泡剤、本発明の気泡含有水硬性組成物及びその製造方法、並びに本発明の気泡含有石膏スラリーで記載した態様を適宜適用することができる。
本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法において、本発明の気泡含有水硬性組成物で述べた各成分の含有量及びそれらの質量比は、水硬性粉体を石膏に置き換え、更に各成分の含有量を混合量に置き換えて適宜適用することができる。混合に用いる泡沫及び石膏スラリーの温度は、それぞれ15℃以上40℃以下が好ましい。
工程1、工程2は、本発明の気泡含有水硬性組成物の製造方法に準じて行うことができる。
This manufacturing method allows the preparation of the air-filled gypsum slurry of the present invention.
The method for producing the bubble-containing gypsum slurry of the present invention can be appropriately applied to the embodiments described for the foaming agent for hydraulic composition of the present invention, the bubble-containing hydraulic composition and its production method of the present invention, and the bubble-containing gypsum slurry of the present invention.
In the manufacturing method of the bubble-containing hydraulic composition of the present invention, the contents of the components and their mass ratios described in the bubble-containing hydraulic composition of the present invention can be appropriately applied by replacing the hydraulic powder with gypsum and further replacing the contents of the components with the mixing amounts. The temperatures of the foam and the gypsum slurry used for mixing are preferably 15° C. or higher and 40° C. or lower, respectively.
Steps 1 and 2 can be carried out in accordance with the method for producing the bubble-containing hydraulic composition of the present invention.
工程2の後は、更に下記工程3を行い、石膏ボードを製造する。
工程3:工程2により得られた気泡含有石膏スラリーを成形し、硬化させる工程。
成型や硬化は公知の方法で行うことができる。例えば、『石膏石灰ハンドブック』(石膏石灰学会編)第322~324頁に記載の「石膏ボード製造」を参照することにより、石膏ボードを調製することができる。
After step 2, the following step 3 is further carried out to manufacture a gypsum board.
Step 3: A step of forming and hardening the bubble-containing gypsum slurry obtained in step 2.
The molding and hardening can be carried out by known methods. For example, a gypsum board can be prepared by referring to "Gypsum Board Manufacturing" described on pages 322-324 of "Gypsum Lime Handbook" (edited by the Gypsum Lime Society).
本発明の気泡含有石膏スラリーの製造方法で得られる気泡含有水硬性組成物の硬化体の比重は、強度の観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上、そして、取り扱い性の観点から、好ましくは0.9以下、より好ましくは0.8以下、更に好ましくは0.7以下である。
本発明の気泡含有石膏スラリーの製造方法で得られる気気泡含有水硬性組成物の硬化体の平均気泡径は、硬化体強度向上の観点から、好ましくは230μm以上、より好ましくは250μm以上、そして、断面美観の観点から、好ましくは800μm以下、より好ましくは700μm以下、更に好ましくは600μm以下、より更に好ましくは500μm以下、より更に好ましくは400μm以下である。
The specific gravity of the hardened body of the bubble-containing hydraulic composition obtained by the method for producing a bubble-containing gypsum slurry of the present invention is, from the viewpoint of strength, preferably 0.3 or more, more preferably 0.4 or more, and even more preferably 0.5 or more, and from the viewpoint of handleability, is preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less, and even more preferably 0.7 or less.
The average bubble diameter of the hardened product of the air bubble-containing hydraulic composition obtained by the method for producing an air bubble-containing gypsum slurry of the present invention is, from the viewpoint of improving the strength of the hardened product, preferably 230 μm or more, more preferably 250 μm or more, and from the viewpoint of cross-sectional appearance, preferably 800 μm or less, more preferably 700 μm or less, even more preferably 600 μm or less, still more preferably 500 μm or less, and still more preferably 400 μm or less.
実施例、比較例で用いた成分を以下に示す。
(A)成分
・C10AS:デシル硫酸エステルナトリウム
・C12AS:ドデシル硫酸エステルナトリウム
・AES:ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム(アルキル基の炭素数の質量比:C12/C14=75/25(質量%)(原料アルコール換算)、オキシエチレン基の平均付加モル数2)
The components used in the examples and comparative examples are shown below.
Component (A): C10AS: sodium decyl sulfate, C12AS: sodium dodecyl sulfate, AES: sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate (mass ratio of carbon numbers of alkyl groups: C12/C14=75/25 (mass%) (based on raw material alcohol), average number of moles of oxyethylene groups added: 2)
(B)成分
・B-1:ヤシ油脂肪酸N-メチルエタノールアミド(脂肪酸部分の炭素数が8~18のアルキル基である化合物)、アミノーンC-11S、花王(株)製
・B-2:ラウリン酸ジエタノールアミド、アミノーンL-02、花王(株)製
・B-3:ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド(脂肪酸部分の炭素数が8~18のアルキル基である化合物)、アミゾールCME、川研ファインケミカル(株)製
・B-4:オレイン酸ジエタノールアミド、アミゾールODE、川研ファインケミカル(株)製
・B-5:パーム核油脂肪酸ジエタノールアミド(脂肪酸部分の炭素数が8~18のアルキル基である化合物)、アミノーンPK-02S、花王(株)製
(B) Components B-1: coconut oil fatty acid N-methylethanolamide (a compound in which the fatty acid moiety has an alkyl group with 8 to 18 carbon atoms), Aminone C-11S, manufactured by Kao Corporation B-2: lauric acid diethanolamide, Aminone L-02, manufactured by Kao Corporation B-3: coconut oil fatty acid monoethanolamide (a compound in which the fatty acid moiety has an alkyl group with 8 to 18 carbon atoms), Amizol CME, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. B-4: oleic acid diethanolamide, Amizol ODE, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. B-5: palm kernel oil fatty acid diethanolamide (a compound in which the fatty acid moiety has an alkyl group with 8 to 18 carbon atoms), Aminone PK-02S, manufactured by Kao Corporation
(C)成分
・BzA:ベンジルアルコール、LogP:1.1
・ROH:脂肪族アルコール(脂肪族アルコールの各炭素数の質量比:C8/C10/C12/C14/C16=33.3/33.3/22.7/8.7/2(質量%)、脂肪族アルコールの各炭素数のLogP:C8/C10/C12/C14/C16=3/4.23/5.13/5.5/6.7)
(C) Component BzA: benzyl alcohol, Log P: 1.1
ROH: aliphatic alcohol (mass ratio of the carbon numbers of aliphatic alcohols: C8/C10/C12/C14/C16 = 33.3/33.3/22.7/8.7/2 (mass%), LogP of the carbon numbers of aliphatic alcohols: C8/C10/C12/C14/C16 = 3/4.23/5.13/5.5/6.7)
(1)水硬性組成物用起泡剤の調製
表1に示す水硬性組成物用起泡剤を以下の方法により調製した。
50mLスクリュー管に合計30gとなるよう各原料を所定の割合で加え、撹拌子を用いて1000rpmで30分間撹拌し、均一透明な性状の水硬性組成物用起泡剤を調製した。
(1) Preparation of Foaming Agent for Hydraulic Composition The foaming agents for hydraulic compositions shown in Table 1 were prepared by the following method.
Each raw material was added to a 50 mL screw tube in a predetermined ratio so that the total amount was 30 g, and the mixture was stirred with a stirrer at 1000 rpm for 30 minutes to prepare a foaming agent for hydraulic compositions having uniform and transparent properties.
(2)石膏スラリーの調製
調製した表1の水硬性組成物用起泡剤と水とを0.25対99.75の質量比で混合し、水硬性組成物用起泡剤の濃度(有姿)が0.25質量%の水溶液を調製した、調製した水溶液19gを1Lディスポカップ中に加え、フラット6枚パドル翼(FP-50、アズワン(株)製)を用いて、2000rpm(EUROSTAR200 control、IKAジャパン 株 製)で15秒間手で容器を回しながら撹拌し、容器を置いて更に45秒間撹拌することで、泡沫を得た。
500mLディスポカップに焼き石膏(桜印焼石膏A級、吉野石膏(株)製)200g、二水石膏(富士フィルム和光純薬(株)製)4g、硫酸カリウム(富士フィルム和光純薬(株)製)が1.5g溶解した水道水127g、減水剤(マイテイ150、花王(株)製0.36gを加え、ハンドミキサー(MK-H4、パナソニック(株)製)を用いてメモリ3で5秒間撹拌し、泡沫投入前の石膏スラリーを調製した。1Lディスポカップ中で調製した泡沫19gに、調製した前記石膏スラリーを全量投入し、1Lディスポカップ中で前記フラット6枚パドル翼を用いて、1150rpmで10秒間混錬し、気泡を含有する石膏スラリーを得た。混練に用いた泡沫と石膏スラリーの温度はいずれも20℃で行った。
(2) Preparation of gypsum slurry The foaming agent for hydraulic compositions prepared in Table 1 and water were mixed in a mass ratio of 0.25:99.75 to prepare an aqueous solution with a concentration (as is) of the foaming agent for hydraulic compositions of 0.25 mass%. 19 g of the prepared aqueous solution was added to a 1 L disposable cup, and the mixture was stirred by rotating the container by hand using a flat 6-blade paddle blade (FP-50, manufactured by AS ONE Corporation) at 2000 rpm (EUROSTAR 200 control, manufactured by IKA Japan Co., Ltd.) for 15 seconds, and the container was placed and stirred for an additional 45 seconds to obtain a foam.
In a 500 mL disposable cup, 200 g of calcined gypsum (Sakura brand gypsum grade A, manufactured by Yoshino Gypsum Co., Ltd.), 4 g of dihydrate gypsum (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 127 g of tap water in which 1.5 g of potassium sulfate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) has been dissolved, and 0.36 g of a water reducing agent (Mighty 150, manufactured by Kao Corporation) were added, and the mixture was stirred for 5 seconds at memory 3 using a hand mixer (MK-H4, manufactured by Panasonic Corporation) to prepare a gypsum slurry before adding foam. The entire amount of the prepared gypsum slurry was added to 19 g of foam prepared in a 1 L disposable cup, and the mixture was kneaded for 10 seconds at 1150 rpm using the flat 6-blade paddle blade in the 1 L disposable cup to obtain a gypsum slurry containing air bubbles. The temperature of the foam and gypsum slurry used for kneading was both 20 ° C.
(3)石膏硬化体の比重測定
得られた気泡を含有する石膏スラリーを、直径5cm、高さ10cmの円柱供試体用の型枠(プラモールド、(株)ニフコ製)に流し込み、1時間以上室温で静置した。円柱供試体用の型枠から硬化した石膏スラリーを脱型し、80℃の恒温槽で17時間静置して乾燥した後、得られた硬化体の重量を測定した。得られた硬化体の重量を型枠の容積で除することで石膏硬化体の比重を算出した。結果を表1に示す。
(3) Measurement of specific gravity of gypsum hardened body The obtained gypsum slurry containing bubbles was poured into a cylindrical specimen mold (Plamold, manufactured by Nifco Co., Ltd.) having a diameter of 5 cm and a height of 10 cm, and left to stand at room temperature for more than 1 hour. The hardened gypsum slurry was removed from the cylindrical specimen mold, left to stand in a thermostatic bath at 80 ° C. for 17 hours, and then dried, and the weight of the obtained hardened body was measured. The specific gravity of the gypsum hardened body was calculated by dividing the weight of the obtained hardened body by the volume of the mold. The results are shown in Table 1.
(4)石膏中の平均気泡径の測定
得られた石膏硬化体の高さ5cmの部分に切れ込みを入れて、硬化体の断面を作成した。その断面をデジタルマイクロスコープ(DSX1000、OLYMPUS(株)製、42倍)で撮影し、得られた画像からソフトウェアを用いて気泡をランダムに200から400個抽出して気泡断面の直径を測定し、それらの値の算術平均から平均気泡径を算出した。なお気泡断面の直径の測定は、気泡断面が円の場合は直径を、気泡断面が楕円または不定形の場合は、最長部分を直径とする。結果を表1に示す。
(4) Measurement of average bubble diameter in gypsum A cut was made in the 5 cm high part of the obtained gypsum hardened body to create a cross section of the hardened body. The cross section was photographed with a digital microscope (DSX1000, manufactured by OLYMPUS Corporation, 42x), and 200 to 400 bubbles were randomly extracted from the obtained image using software to measure the diameter of the bubble cross section, and the average bubble diameter was calculated from the arithmetic mean of these values. Note that the measurement of the diameter of the bubble cross section is the diameter when the bubble cross section is circular, and the longest part when the bubble cross section is elliptical or irregular. The results are shown in Table 1.
表1から、(A)成分を含有し、(B)成分を含有しない比較例1~2の水硬性組成物用起泡剤は、得られた石膏硬化体の比重がそれぞれ0.80及び0.82であるのに対して、(A)成分と(B)成分を含有する実施例1~12の水硬性組成物用起泡剤は、得られた石膏硬化体の比重が0.72~0.65に低減できていることがわかる。また、実施例1~12及び比較例1~2の水硬性組成物用起泡剤は、得られた石膏硬化体の気泡径が、230~280μmの範囲に維持されていることがわかる。
From Table 1, it can be seen that the foaming agents for hydraulic compositions of Comparative Examples 1 to 2, which contain component (A) but not component (B), have specific gravities of the resulting gypsum hardened body of 0.80 and 0.82, respectively, whereas the foaming agents for hydraulic compositions of Examples 1 to 12, which contain components (A) and (B), have a specific gravities of the resulting gypsum hardened body reduced to 0.72 to 0.65. It can also be seen that the foaming agents for hydraulic compositions of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2 maintain the bubble diameter of the resulting gypsum hardened body in the range of 230 to 280 μm.
Claims (12)
(A)成分:アニオン界面活性剤
(B)成分:脂肪酸部分の炭素数が8以上24以下である、脂肪酸アルカノールアミド A foaming agent for a hydraulic composition, comprising the following components (A) and (B):
Component (A): Anionic surfactant Component (B): Fatty acid alkanolamide having a fatty acid moiety with 8 to 24 carbon atoms
(A)成分:アニオン界面活性剤
(B)成分:脂肪酸部分の炭素数が8以上24以下である、脂肪酸アルカノールアミド A bubble-containing hydraulic composition comprising a hydraulic powder, water, and the following components (A) and (B):
Component (A): Anionic surfactant Component (B): Fatty acid alkanolamide having a fatty acid moiety with 8 to 24 carbon atoms
<工程1>
請求項1~6の何れか1項に記載の水硬性組成物用起泡剤と水とを含有する液体組成物を起泡させて泡沫を得る工程。
<工程2>
水硬性粉体と、水と、工程1で得られた泡沫とを混合する工程。 A method for producing a bubble-containing hydraulic composition, comprising the following steps 1 and 2.
<Step 1>
A process for foaming a liquid composition containing the foaming agent for hydraulic compositions according to any one of claims 1 to 6 and water to obtain a foam.
<Step 2>
A step of mixing hydraulic powder, water, and the foam obtained in step 1.
<工程3>
工程2により得られた気泡含有水硬性組成物スラリーを成形し、硬化させる工程。
A method for producing a hardened product of a bubble-containing hydraulic composition, comprising the steps 1 and 2 of the method for producing a bubble-containing hydraulic composition according to claim 10 or 11, and further comprising the following step 3:
<Step 3>
A step of forming the bubble-containing hydraulic composition slurry obtained in step 2 and hardening it.
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