JPS6217058A

JPS6217058A - 発泡剤およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6217058A
Application number: JP15538785A
Authority: JP
Inventors: 松藤　▲たかし▼
Original assignee: Toyo Aluminum KK
Current assignee: Toyo Aluminum KK
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-01-26
Also published as: JPH0518772B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は水分散性アルミニウム粉からなる発泡剤および
その製造方法に係る。

（従来の技術）発泡コンクリート等の発泡体を製造する際気泡源である
泡を生じさせるために化学反応によりガスを発生させる
発泡剤として、通常アルミニウム粉が用いられている。

水分散性を有するアルミニウム粉を各種方法で製造し、
これを発泡剤として使用する方法が考えられているが、
何れの方法で製造されたアルミニウム粉も発泡剤として
不満足なものであった。例えば、通常の乾式粉砕法で製
造されたアルミニウム粉の場合、アルミニウム粒子の周
囲に粉砕助剤として使用された脂肪酸例えばステアリン
酸が吸着しており、これがアルミニウム粉の水分散性を
阻害しているので、アルミニウム粉を約１５０〜５００
℃、低酸素濃度に制御された酸素を含む真空又は不活性
ガス雰囲気下で加熱処理して吸着脂肪酸を除去し、水分
散性アルミニウム粉を得る方法が知られているが、この
方法の場合、加熱処理の際アルミニウム粉が発火、爆発
する危険があり、また工数がかかり高価格となる不利も
ある。

有機溶剤中で脂肪酸もしくはその誘導体の存在下で粉砕
する、いわゆる湿式粉砕法で製造されたアルミニウムペ
ーストに界面活性剤（例えばポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル）を添加、混練してアルミニウム粒子を界面
活性剤で被覆することにより水分散性アルミニウム粉を
得る方法も知られているが、この方法の場合、残存して
いる吸着脂肪酸がセメントスラリーに悪影響を及ぼして
気泡が均一に生成されないとか、あるいは生成した気泡
が残存有機溶剤の消泡作用をうけて破壊されるという欠
点があり、またアルミニウム粉が貯蔵中に凝集する傾向
があり発泡剤として好ましくない。

また、腐食抑制剤を添加した水中で原料アルミニウム粉
を粉砕する方法も知られているが、この方法で得られた
アルミニウム粉には水が付着しているため貯蔵安定性に
欠け、発泡剤として好ましくない。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、従来技術の欠点のない発泡剤を提供す
ることにある。詳しくは、本発明の目的は、水性媒質へ
の均一な分散性１発泡性および貯蔵安定性に優れ、かつ
低価格の発泡剤を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記した本発明の目的を達成するためには、水性媒質に
対して悪影響を及ぼすことなく均一に分散し得ると同時
にアルミニウム粉の粉砕時に潤滑作用を示す化合物でア
ルミニウム粉粒子を処理することが不可欠であり、分子
量が５００〜２００００の水溶性ポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレン共重合体とオキシエチレンが２０モ
ル以上付加されたアルキルフェノールポリオキシエチレ
ンエーテルが前記要件を満足する化合物に相当すること
を知見し、本発明に至った。

本発明により提供される発泡剤は、分子量が５００〜２
００００の水溶性ポリオキシエチレンポリオキシブロビ
レン共重合体（以下、これを添加剤Ａという）またはオ
キシエチレンが２０モル以上付加されたアルキルフェノ
ールポリオキシエチレンエーテル（以下、これを添加剤
Ｂという）を含有するアルミニウム粉からなる。

本発明の発泡剤を構成するアルミニウム粉は一般的に１
４９μｍ以下の粒度、好ましくは４４μｍ以下の粒度を
有する。均一な発泡性を確保するために、アルミニウム
粉の粒度分布の範囲はできる限り狭いほうが好ましい。

本発明の発泡剤の原料となる原料アルミニウム粉は特に
限定されないが、最終的に上記した粒度を有する製品が
得られるように、通常アトマイズ法により作られた粒状
粉、アルミニウム箔を裁断して作られる微小粉等が使用
される。

添加剤Ａは、（ポリ）オキシエチレンと（ポリ）オキシ
プロピレンとを共重合させて得られる分子ｆｆ１５００
〜２００００の水溶性コポリマーであればよく、ランダ
ムコポリマー、交差コポリマー。

ブロックコポリマー、グラフトコポリマーのいずれでも
よい。コポリマーは、潤滑性を損なわないためにより少
ない分岐度を有していることが好ましく、直鎖状が最適
である。分子量が５００未満のコポリマーは引火点が低
くまた潤滑作用が乏しいので、安全に粉砕できない。特
に乾式粉砕法では火災が発生する危険性すらあり、好ま
しくない。

一方、分子量が２００００を超えるコポリマーも、高粘
度を有しているため逆に十分な潤滑作用を示さず、好ま
しくない。好ましいコポリマーの分子量は１０００〜１
００００、より好ましくは１５００〜６０００である。

添加剤Ａのコポリマー中に占めるオキシエチレン量は１
０〜９５重量％が好ましい。オキシエチレン含有量が１
０重量％未満では十分な分散性が期待できず、一方９５
重岱％を超える場合には潤滑性が不足するからである。

より好ましいオキシエチレン量は６０〜９０重ａ％、特
に好ましくは８０〜９０重通％である。また、添加剤へ
をアルミニウム粒子表面に吸着させるために、添加剤、
Ａのコポリマーの末端基の一つは水酸基でなければなら
ないが、残りの単数又は複数の末端基は炭化水素基例え
ば炭素数１〜６のアルキル基等で封鎖しておくことが望
ましい。

添加剤Ｂとしては、オキシエチレンが２０モル以上付加
されたアルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル
が使用される。水性媒質に対する均一な分散性を得るに
はオキシエチレンの付加モル数は少なくとも２０モルで
なければならず、好ましくは２３モル以上である。前記
エーテルのアルキルフェノール部分は潤滑作用を奏する
もので、炭素数１〜１６のアルキル基で置換されたフェ
ノールが例示されるが、特に好ましくは市販されている
炭素数８または９のアルキル基で置換されたアルキルフ
ェノールのポリオキシエチレンエーテルである。

本発明の発泡剤は、原料アルミニウム粉を添加剤Ａまた
はＢで粉砕または混練して製造されるが、その方法は特
に限定されず、乾式粉砕法、湿式粉砕法の公知の粉砕法
や後添加法が利用される。乾式粉砕は、ボールミル、振
動ボールミル等の公知の粉砕装置を用いて酸素を１〜１
０容準％含有する不活性ガス（通常は窒素ガス）雰囲気
中、室温〜約５０℃の温度で行なわれる。また、湿式粉
砕もボールミル等の公知の粉砕装置を用いて公知の粉砕
媒体（例えば鉱物油、親水性有機溶剤、水等）中で行な
われる。後添加法は、いわゆる湿式粉砕法で得られるア
ルミニウムペーストを出発材料とし、これを真空ブレン
ダー等の減圧装置に移してベースト中の有機溶剤をほぼ
完全に除去したのら、引続き減圧装置中もしくはニーダ
−ミキサーあるいはリボンミキサー等の混線装置中で添
加剤ＡまたはＢを添加して混練する方法である。

添加剤△およびＢは夫々、通常原料アルミニウム粉の金
属分に対して０．１〜１０重お％使用される。添加剤Ａ
およびＢは前記したようにアルミニウム粉の粉砕時に潤
滑剤として作用するが、潤滑性を補うために水分散性を
損なわない程度に潤滑剤を併用してもよい。潤滑剤とし
ては公知の潤滑剤、例えば炭素数１２〜１８の高級脂肪
酸またはそれらの金属塩（Ｎａ、に、ＭＱ、Ｃａ、Ｚｎ
。

Ａ１塩）が使用される。潤滑剤の使用ｍはできる限り少
量にすべきであり、原料アルミニウム粉の金属分に対し
て１重量％を超える吊使用することは避（ブなければな
らない。１重量％を超える■の潤滑剤を使用すると、得
られた発泡剤の水分散性が損なわれ、所期の発泡性が得
られない。潤滑剤の使用（６）が０．０１重量％未満で
は潤滑剤の添加効果が期待できないので、潤滑剤の添加
量は０．０１〜１重量％が適当であり、より好ましくは
０．０５〜０．５重量％である。なお、脂肪酸金属塩は
、脂肪酸に対比して潤滑性は同等であり、かつ吸着力が
弱く水に対する均一な分散性を阻害し難いため有利に用
い得る。

本発明の発砲剤は、極少最の鉱物油、親水性有機溶剤、
水を含んでいても構わない。

（実施例）以下の実施例は本発明を具体的に説明するための例示で
あって、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

実施例１原料アルミニウム粉として厚さ４０μｍ、大きさ２〜３
Ｍのシュレッディド・アルミニウムフォイル、添加剤と
して水溶性モノオールタイプのポリオキシエチレンーポ
リオキシブロビレンランダムコボリマー（分子ｆｆ１２
０００．オキシエチレン含有量８５％、末端に水酸基、
他端にイソブチル基を有する）を使用した。

直径６〜２０朧の混合スチールボール合計３５００　Ｋ
ｇを収容した直径１２００ｍ＋＋、長さ３０００＃のボ
ールミル中に上記原料アルミニウム粉とアルミニウム金
属分に対して３重信％の割合の上記添加剤とを１時間あ
たり１４〜１６Ｋｇのチャージ速度でチャージしながら
、かつ酸素５容量％を含有する窒素ガスを１分間あたり
１５ゴの風速で流しながら、約４０℃、３０　ｒａｍの
回転速度でボールミルを操作して乾式粉砕し、アルミニ
ウム粉を得た。

圧倒２〜３および比較例１〜２実施例１を繰返して、アルミニウム粉を得た。

ただし、実施例１のポリオキシエチレンーポリオキシブ
ロビレンランダムコボリマーの代りに、実施例２ではア
ルミニウム金属分に対して３重Ｍ％の水溶性モノオール
タイプのポリオキシエチレンーポリオキシプロピレンブ
ロックコボリマー（分子ｆｆ１６０００．オキシエチレ
ン含有用８０％、末端に水酸基、他端にイソブチル基を
有する）を使用し、実施例３では、アルミニウム金属分に対して２．５重間
％のオキシエチレンを３０モル付加したノニルフェニル
ポリオキシエヂレンエーテルを使用し、比較例１および２ではアルミニウム金属分に対して１重
量％のステアリン酸を使用した。

但し、実施例３では潤滑性を補うためにアルミニウム金
属分に対して０．５ｆｆｉｆｆｉ％のステアリン酸亜鉛
を併用し、比較例２の場合にはデグリース処理として、
得られたペースト状アルミニウム粉を真空下、２３０℃
で１時間加熱した。

実施例４直径６〜１０ｍのスチールボール５０Ｋｇを収容した直
径５００ｍ、長さ１８０Ｍのボールミル中に、アトマイ
ズド・アルミニウム粉（東洋アルミニウム社製、ＡＣ−
１００３）１．５７（ｇおよびステアリン酸アルミニウ
ム３重量部とミネラルスピリット９０重量部からなる粉
砕媒液２ｆ！、をチャージしたのち、回転速度６０　ｒ
Ｄｍでボールミルを３．５時間操作して湿式粉砕を行な
った。

次いで得られたスラリーをミネラルスピリットで洗い出
し、２００メツシユスクリーンを通過させて粗粒子を取
り除いてから、フィルタープレスにて固液分離すること
により、金属分８０重量％のフィルターケーキを得た。

それから、得られたケーキを真空ブレンダーに移し減圧
することにより、ミネラルスピリットを乾燥除去した。

濃縮されたケーキ中の金属分は９９．８ｆｆｉ１％であ
った。引き続き、ブレングー中の金属粉１００ｒｆｉｉ
ｎ部あたり実施例１で使用した添加剤と同じ添加剤３重
（１％を添加後、１時間混線操作することにより金属分
９７干吊％のアルミニウム粉を得た。

実施例５実施例１〜４および比較例１〜２で得られたアルミニウ
ム粉について、下記テストを行なった。

テスト１：ふるい残ＪＩＳ　　Ｋ　　５９０６の試験方法５．９に準じて、
４４μｍ、７４μｍおよび１４９μｍのふるい残留率を
測定した。

テスト２：水分散性純水を入れた試験管中に所定量のアルミニウム粉を添加
し、撹拌後静置して水に対する分散性の良否を目視にて
評価し、下記のとおり判定した。

◎　　　容易に均一に分散 ○　　　はぼ均一に分散 ×　　　一部が水面に浮上テスト３：貯蔵安定性アルミニウム粉を５０℃で半年間貯蔵し、貯蔵後１４９
μｍふるいの残留率が殆んど増加しないものを凝集無（
Ｏ）、若干でも増加したものを凝集有（×）と判定した
。

テスト４：発泡性予め珪石８８Ｃｌ、生石灰１６０ｇおよびセメント５６
０ｇからなるセメントスラリーを充填した１　８０ｍｍ
×１８０ｍｍの一定断面積を有する容器内に金属分とし
て１，２ｇを含む所定量のアルミニウム粉を純水１６０
０ｄに分散させた分散液を添加し、発泡を開始させ、容
器内を上昇する発泡体の発泡高さを経時的に測定した。

上記したテスト１〜３の結果を下表に、またテスト４の
結果を添付図面に示す。

（発明の効果）本発明の発泡剤は特定の化学的に安定な水溶性物質を含
有したアルミニウム粉からなるため、水性媒体中に容易
に均一に分散可能であると同時に、長期間に亘って貯蔵
可能である。

本発明の発泡剤は上述のようにセメントスラリー中に分
散させる際に容易に均一に分散され、かつ気泡安定性を
阻害する化合物を実質的に含有しないので気泡保持性が
良好であり、適当な発泡速度で効率よく気泡が生成され
る極めて有用な発泡剤である。

本発明の発泡剤は、上述のとおり貯蔵安定性を有してい
るので貯蔵復も所期の発泡効率が得られる。

更に、本発明の発泡剤は従来周知の装置を使用して製造
され、しかも粉砕時に潤滑剤を使用する必要がないので
粉砕後側滑剤を加熱処理して除去する後工程を存在させ
ることなく製造されうるから、本発明の発泡剤は極めて
安全かつ安価に製造されつる。

【図面の簡単な説明】

添附図面は、本発明発泡剤と比較例発泡剤の発泡性テス
トの結果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分子量が５００〜２００００の水溶性ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレン共重合体、またはオキシ
エチレンが２０モル以上付加されたアルキルフェノール
ポリオキシエチレンエーテルとアルミニウム粉を含有す
る発泡剤。
（２）粒度１４９μｍ以下の粒状粉または微小粉である
特許請求の範囲第１項に記載の発泡剤。
（３）ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合
体の分子量が１０００〜１００００である特許請求の範
囲第１項に記載の発泡剤。
（４）ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合
体中のオキシエチレン含有量が１０〜９５重量％である
特許請求の範囲第１項に記載の発泡剤。
（５）オキシエチレンが２３モル以上付加されたアルキ
ルフェノールポリオキシエチレンエーテルである特許請
求の範囲第１項に記載の発泡剤。
（６）原料アルミニウム粉を、分子量が５００〜２００
００の水溶性ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン
共重合体またはオキシエチレンが２０モル以上付加され
たアルキルフェノールポリオキシエチレンエーテルの存
在下で粉砕または混練することからなる発泡剤の製造方
法。
（７）ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合
体を原料アルミニウム粉の金属分に対して０．１〜１０
重量％使用する特許請求の範囲第６項に記載の方法。
（８）アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル
を原料アルミニウム粉の金属分に対して０．１〜１０重
量％使用する特許請求の範囲第６項に記載の方法。
（９）高級脂肪酸もしくはその金属塩を原料アルミニウ
ム粉の金属分に対して０．０１〜１重量％使用する特許
請求の範囲第８項に記載の方法。