JP3748362B2 - 石膏スラリー用起泡剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量石膏ボードの製造に適した気泡の安定性に優れる石膏スラリー用起泡剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石膏ボード製造プラントでは、所定の配合に応じて、石膏、水、減水剤、硬化促進剤、接着剤等と石膏スラリー用起泡剤を用いて発泡させた泡沫とを同時に連続的にピンミキサーと称す混練機に投入して、１０〜２０秒程度の攪拌で排出する。その石膏スラリー用起泡剤として、アルコールにエチレンオキサイドを付加した硫酸化物が提案されている（特開平７−２９１７６１号公報、特開平６−２３９６７６号公報、特開平４−５０５６０１号公報等）が、機械的な剪断による破泡を生じやすく、排出された発泡石膏スラリーの比重が大きくなるため、その改善が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、起泡性が高く、かつ機械的な剪断に対しても破泡し難い泡沫を生成することができる石膏スラリー用起泡剤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、式（Ｉ）：
Ｒ¹ Ｏ（ＡＯ）_n ＣＨ₂ ＣＯＯＨ （Ｉ）
〔式中、Ｒ¹ は炭素数６〜２６のアルキル基もしくはアルケニル基又はＲ² −（Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−（Ｒ² は水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基である）で表される基、ＡＯは炭素数２〜３のオキシアルキレン基、ｎはＡＯの平均付加モル数を表し１〜１００の数を示す〕
で表される化合物及びその塩からなる群より選ばれた１種以上を含有してなる石膏スラリー用起泡剤に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の石膏スラリー用起泡剤は、式（Ｉ）：
Ｒ¹ Ｏ（ＡＯ）_n ＣＨ₂ ＣＯＯＨ （Ｉ）
〔式中、Ｒ¹ は炭素数６〜２６のアルキル基もしくはアルケニル基、好ましくは炭素数６〜１２のアルキル基もしくはオレイル基、又はＲ² −（Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−（Ｒ² は水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基である）で表される基、ＡＯは炭素数２〜３のオキシアルキレン基、ｎはＡＯの平均付加モル数を表し１〜１００の数を示す〕
で表される化合物及びその塩からなる群より選ばれた１種以上を含有する。式（Ｉ）で表される化合物の塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩並びに水酸基を有していてもよい炭素数２〜８のモノ、ジ及びトリアルキルアンモニウム塩からなる群より選ばれた１種以上が好ましく、アルカリ金属塩がより好ましい。
【０００６】
式（Ｉ）で表される化合物は、例えば、アルコールのオキシアルキレン付加物とモノクロロ酢酸の反応により得ることができ、具体的には、ポリオキシアルキレンヘキシルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンオクチルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンラウリルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンオレイルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンセチルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンフェニルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンメチルフェニルエーテル酢酸、ポリオキシアルキレンノニルフェノールエーテル酢酸、及びこれらのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、モノ、ジ、トリエタノールアンモニウム塩等が挙げられる。これらの中では、起泡性及び水溶解性の観点から、ポリオキシアルキレンラウリルエーテル酢酸及びポリオキシアルキレンノニルフェノールエーテル酢酸のアルカリ金属塩が好ましい。
【０００７】
式中、ＡＯで表されるオキシアルキレン基は、エチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドであり、その付加形態は、単独付加、ランダム付加及びブロック付加のいずれであってもよいが、起泡性を考慮すると、エチレンオキシド単独付加重合体が好ましい。
【０００８】
ＡＯの平均付加モル数を表すｎは、１〜１００、好ましくは１〜５０、より好ましくは１〜１０である。ｎが１未満では、起泡性が低下し、ｎが１００を超えると気泡安定性が低下傾向にある。
【０００９】
式（Ｉ）で表される化合物及びその塩からなる群より選ばれた１種以上（以下、特に明示しない限り、「式（Ｉ）で表される化合物」と記載する）を含有する本発明の石膏スラリー用起泡剤が、起泡性が高く、かつ機械的な剪断に対しても破泡し難い泡沫を生成することができるのは、式（Ｉ）の化合物が無機イオンに安定なポリオキシアルキレン部と多価無機イオンで金属架橋しやすいカルボキシル基を有し、石膏や硬化促進剤から溶出される多価の無機イオンと接触することで、泡沫が安定化されるためと推測される。
【００１０】
本発明の石膏スラリー用起泡剤には、さらに、起泡剤としても知られる式（Ｉ）で表される化合物以外のアニオン系、ノニオン系等の各種界面活性剤が含有されていてもよい。かかる界面活性剤は、気泡安定性の観点から、アニオン系、特にはアルキル（炭素数６〜２６）硫酸エステル、ポリオキシアルキレン（炭素数２〜３、平均付加モル数０．１〜５０）アルキルエーテル（炭素数６〜２６）硫酸エステル、ポリオキシアルキレン（炭素数２〜３、平均付加モル数０．１〜５０）アリールエーテル（炭素数６〜１８）硫酸エステル及びそれらの塩からなる群より選ばれた１種以上が好ましい。かかる塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩並びに水酸基を有していてもよい炭素数２〜８のモノ、ジ及びトリアルキルアンモニウム塩からなる群より選ばれた１種以上が好ましく、アルカリ金属塩がより好ましい。本発明では、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（炭素数６〜１２）硫酸エステル塩が好ましく、かかるオキシアルキレン基は平均付加モル数が０．１〜１０のポリオキシエチレン基が好ましい。
【００１１】
本発明の石膏スラリー用起泡剤における、式（Ｉ）で表される化合物とそれ以外の界面活性剤との配合割合（式（Ｉ）で表される化合物／それ以外の界面活性剤）は、固形分重量比で、９９／１〜１／９９が好ましく、９９／１〜１０／９０がより好ましく、泡沫安定性の観点から、９０／１０〜５０／５０が特に好ましい。
【００１２】
本発明の起泡剤は、石膏組成物スラリーに直接起泡剤を混合して起泡する方法（ミックス法）や、予め泡沫として石膏組成物スラリー等と混合する方法（プレフォーム法）等のいずれでもよく、発泡方法についても特に限定されない。
【００１３】
本発明の起泡剤は、プレフォーム法の場合は、好ましくは０．０１〜３重量％水溶液、より好ましくは０．１〜１重量％水溶液として、これを発泡させて使用するのが、またミックス法の場合は、石膏に対して０．５〜１０重量％、好ましくは１〜３重量％を水と共に添加して攪拌するのが、安定性と経済性の面から好ましい。
【００１４】
なお、本発明の石膏スラリー用起泡剤には、減水剤、消泡剤、防水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、接着剤等の他の添加剤（材）が含有されていてもよい。
【００１５】
本発明の石膏スラリー用起泡剤は、軽量化や断熱を目的とした石膏硬化体に好適に使用することができるが、特に用途を限定するものではない。
【００１６】
【実施例】
実施例１〜６、比較例７〜１４、実施例１５〜２４
表１及び表２に示す起泡剤の０．２５重量％水溶液３０ｍｌを発泡機により攪拌し、６００ｍｌの泡沫とした。得られた泡沫６００ｍｌ（３０ｇ）を、半水石膏（β型、比重２．５０ｇ／ｍｌ）１０００ｇ及び減水剤を溶解した水５７０ｇとともに５リットル容のピンミキサーに投入して、１５秒間混合し、気泡が混入した石膏スラリーを得た。なお、減水剤としては、実施例２ｂでポリエーテル系減水剤「マイテイ２１Ｇ」（花王（株）製）を２ｇ（固形分）、実施例２ｂ以外の実施例及び比較例ではナフタレン系減水剤「マイテイ１５０Ｇ」（花王（株）製）を５ｇ（固形分）使用した。
【００１７】
得られた石膏スラリーの一定容積当たりの重量を計量し、比重〔重量（ｇ）／容積（ｍｌ）〕を用いた下記式により得られた値から、泡沫の安定性を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００１８】
【数１】

【００１９】
【表１】

【００２０】
【表２】

【００２１】
以上の結果から、実施例１〜６の起泡剤は生成する泡沫の安定性が高く、比較例７〜１４の起泡剤（界面活性剤）は、単独では泡沫の安定性に欠けるが、本発明の起泡剤と併用することにより、実施例１５〜２４で示すように、泡沫の安定性を著しく向上することが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、安定性した起泡性を有し、かつ機械的な剪断に対しても破泡し難い泡沫を生成することができる石膏スラリー用起泡剤を提供することが可能となった。従って、本発明の起泡剤を用いることにより、起泡剤量の低減や石膏ボード比重の設定が容易となる。

Claims (2)

1. 式（Ｉ）：
   Ｒ¹ Ｏ（ＡＯ）_n ＣＨ₂ ＣＯＯＨ （Ｉ）
   〔式中、Ｒ¹ は炭素数６〜２６のアルキル基もしくはアルケニル基又はＲ² −（Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−（Ｒ² は水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基である）で表される基、ＡＯは炭素数２〜３のオキシアルキレン基、ｎはＡＯの平均付加モル数を表し１〜１００の数を示す〕
   で表される化合物及びその塩からなる群より選ばれた１種以上を含有してなる石膏スラリー用起泡剤。
2. さらに、アルキル硫酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル、ポリオキシアルキレンアリールエーテル硫酸エステル及びそれらの塩からなる群より選ばれた１種以上を含有してなる請求項１記載の石膏スラリー用起泡剤。