(57)【要約】  【課題】様々な機能性材料の、機能発現までの時間を遅くすることが可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供する。  【解決手段】機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが０．５μｍ以上である樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。【選択図】図１
2019001677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが０．５μｍ以上である樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
【請求項２】
機能性材料を含む造粒物と、前記造粒物を被覆する樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
【請求項３】
前記造粒物が前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を含む、請求項２に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項４】
前記樹脂層の厚さが、０．５μｍ以上である、請求項２又は請求項３に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項５】
前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、ＡＥ剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項６】
前記樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項７】
前記樹脂層が、単層又は複数層である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項８】
前記樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも１つの層に含まれる樹脂が、前記複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なる、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項９】
前記樹脂層が、網目状高分子を含む、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項１０】
前記樹脂層が、数平均分子量１，０００〜１，０００，０００の樹脂を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項１１】
前記樹脂層が、全体に対して５０質量％以下である、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、
前記機能性材料の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
【請求項１３】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、
前記機能性材料を造粒物とし、前記造粒物の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記造粒物を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
【請求項１４】
前記機能性材料、及び前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を混合した後、前記バインダー樹脂により前記機能性材料同士が結着されてなる造粒物を形成する、請求項１３に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート用添加剤及びコンクリート用添加剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、セメント、砂、砂利、水等の混合物の硬化物である。
【０００３】
コンクリートの硬化反応では、水が反応して析出した表面積の大きい水和生成物が、水酸基結合、水素結合、ファンデスワールス結合等によって凝集力と接着力を示す。
【０００４】
また、近年では、コンクリートひび割れの原因となる硬化時の収縮反応を抑制するための膨張材、コンクリートの流出を防ぐための増粘剤等の「機能性材料（添加剤）」が使用されるケースがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１４０２７２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、機能性材料は、セメント、砂、砂利、水等と混ぜると反応が開始され、その機能が直ちに発現してしまうが、機能発現までの時間を遅くする等の、機能発現のタイミングをコントロールする研究は未だなされていない。
【０００７】
本発明の一形態は、様々な機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることが可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態は、以下のものに関する。
＜１＞  機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが０．５μｍ以上である樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
＜２＞  機能性材料を含む造粒物と、前記造粒物を被覆する樹脂層とを備える、コンクリート用添加剤。
＜３＞  前記造粒物が前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を含む、＜２＞に記載のコンクリート用添加剤。
＜４＞  前記樹脂層の厚さが、０．５μｍ以上である、＜２＞又は＜３＞に記載のコンクリート用添加剤。
＜５＞  前記機能性材料が、膨張剤、増粘剤、分散剤、ＡＥ剤、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種である、＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤。
＜６＞  前記樹脂層が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤。
＜７＞  前記樹脂層が、単層又は複数層である、＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤。
＜８＞  前記樹脂層が複数層である場合、前記複数層の少なくとも１つの層に含まれる樹脂が、前記複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なる、＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤。
＜９＞  前記樹脂層が、網目状高分子を含む、＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤。
＜１０＞  前記樹脂層が、数平均分子量１，０００〜１，０００，０００の樹脂を含む、＜１＞〜＜９＞のいずれか１項に記載のコンクリート用添加剤。
＜１１＞  前記樹脂層が、全体に対して５０質量％以下である、＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤。
＜１２＞  ＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
＜１３＞  ＜２＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のコンクリート用添加剤の製造方法であって、前記機能性材料を造粒物とし、前記造粒物の表面に前記樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、前記造粒物を被覆する前記樹脂層を形成する、コンクリート用添加剤の製造方法。
＜１４＞  前記機能性材料、及び前記機能性材料同士を結着させるバインダー樹脂を混合した後、前記バインダー樹脂により前記機能性材料同士が結着されてなる造粒物を形成する、＜１３＞に記載のコンクリート用添加剤の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一形態によれば、様々な機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることが可能な、コンクリート用添加剤、及びこの添加剤の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態を示す概略断面図を示す。
【図２】本発明の別の一形態を示す概略断面図を示す。
【図３】本発明の別の一形態を示す概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。コンクリート用組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
また、本開示において、「含有率」とは、特に記載がなければ、コンクリート用添加剤の全量を１００質量％としたときの、各成分の質量％を表す。
【００１２】
＜コンクリート用添加剤＞
［第１の態様］
本開示の第１の態様に係るコンクリート用添加剤は、機能性材料と、前記機能性材料を被覆し、厚さが０．５μｍ以上である樹脂層とを備える。コンクリート用添加剤は、機能性材料が、厚さ０．５μｍ以上である樹脂層にて被覆されていることにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることができる。
ここで、樹脂層の厚さとは、厚さの異なる領域が存在する場合、樹脂層の最小の厚さを意味する。樹脂層の厚さが最小となる領域は、例えば、電子顕微鏡による観察により確認することができる。
樹脂層の最小の厚さが０．５μｍ以上であることにより、水等が機能性材料と接触して機能を発現することが抑制され、水と機能性材料とが接触するまでの時間が遅くなり、その結果、機能性材料の機能が発現するまでの時間が遅くなるためと推測される。
また、コンクリート用添加剤は、機能性材料と、この機能性材料を被覆する樹脂層とを備えていれば、他に限定されるものではない。
【００１３】
本開示のコンクリート用添加剤は、外部からの刺激により、潜在性を失う又は潜在性を失いやすくなる、すなわち、機能性材料の機能が発現するものであってもよく、機能性材料の機能発現までの時間を短くできるものであってもよい。外部からの刺激としては、外部圧力、振動等の機械的、電気的、水等の溶媒、酸・アルカリ等の化学的、熱的な刺激が挙げられる。例えば、本開示のコンクリート用添加剤は、外部からの刺激により、樹脂層が壊れて機能性材料の機能が発現するものであってもよく、又は、樹脂層が脆くなり機能性材料の機能が発現するまでの時間が短くなるものであってもよい。
【００１４】
（機能性材料）
本開示の機能性材料は、何らかの機能を発現し、且つコンクリートの添加剤に用いられるものであればよく、例えば、コンクリートの反応に寄与するものであることが好ましい。また、機能性材料は、水と接触して反応、相互作用等することにより、機能を発現するものであってもよい。
【００１５】
機能性材料は、より具体的には、膨張剤、増粘剤、分散剤、ＡＥ剤（Ａｉｒ  Ｅｎｔｒａｉｎｉｎｇ剤）、減水剤、凝結・硬化調整剤、防錆剤、発泡剤、起泡剤、繊維質補強剤、ポリマー混和剤及びシリカ質混和剤促進剤から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。中でも、機能性材料としては、膨張剤、増粘剤等が好ましく、膨張剤がより好ましい。
【００１６】
［膨張剤］
膨張剤は、セメント硬化時の収縮によるヒビ割れを防ぐものであり、水と接触して反応することにより膨張するものであってもよい。膨張剤としては、具体的には、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、有機材等が挙げられる。膨張剤は、付与させたい膨張率等によって、適宜選択することができる。
【００１７】
機能性材料としては、例えば、常温（２５℃）にて、固体又は液体のものがあり、樹脂の被覆性の観点から常温（２５℃）にて固体のものが好ましい。
【００１８】
機能性材料の形状は、角状、針状又は丸状のいずれでもよく、樹脂の被覆性の観点から、丸状又は角状が好ましい。
【００１９】
機能性材料の粒径は、その機能によってさまざまであり、樹脂の被覆性の観点から、０．１μｍ〜５，０００μｍであることが好ましく、０．５μｍ〜３，０００μｍであることがより好ましく、１．０μｍ〜２，０００μｍであることが更に好ましく、５．０μｍ〜１，０００μｍであることが特に好ましい。
尚、機能性材料の粒径は、レーザー回折法、篩い分け等で測定することができる。
【００２０】
また、本開示のコンクリート用添加剤において、樹脂層が複数の機能性材料を被覆する場合、機能性材料の粒径は、コンクリート用添加剤に含まれる機能性材料の平均粒径を指す。機能性材料の平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定される粒子径分布において、重量累積分布の小粒径側からの累積５０％に対応する平均粒径（Ｄ５０）である。
【００２１】
本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の含有率は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％〜９９質量％であることがより好ましく、８０質量％〜９８質量％であることが更に好ましい。
【００２２】
（樹脂層）
本開示の樹脂層は、樹脂を用いて形成されるものであり、その厚さが０．５μｍ以上である。樹脂層により機能性材料を被覆することにより、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることができる。
尚、樹脂層は、１個の機能性材料を被覆するものであってもよく、複数個の機能性材料を被覆するものであってもよい。また、樹脂層は、１種の機能性材料を被覆するものであってもよく、複数種類の機能性材料を被覆するものであってもよい。
また、本開示において「被覆」とは、機能性材料の機能発現までの時間を調整するために、機能性材料の表面を露出させないようにすることを指す。
また、実使用状態においては、本開示のコンクリート用添加剤と、本開示とは異なる、樹脂層を有さないコンクリート用添加剤とを、併用することもできる。
尚、樹脂層は、セメント、砂、砂利、水等の混合時の摩擦圧に耐えうるものが好ましい。
また、本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の表面は樹脂層により直接被覆されていてもよく、機能性材料の表面と樹脂層の間に別の層が配置され、別の層を介して機能性材料の表面が樹脂層により被覆されていてもよい。
【００２３】
本開示のコンクリート用添加剤としては、図面を用いて説明すると、図１に示すように、１個の機能性材料１を樹脂層２にて被覆したものを用いることができる。更には、本開示のコンクリート用添加剤としては、図２に示すように、機能性材料３及び機能性材料４といった複数種類の機能性材料を、樹脂層５にて被覆しているものを用いることもできる。
【００２４】
樹脂層は、その層構造を、単層としても複数層としてもよく、目的に応じて選択することができる。
樹脂層が複数層である場合、複数層の少なくとも１つの層に含まれる樹脂が、複数層の他の層に含まれる樹脂と組成が異なっていてもよい。例えば、機能性材料の表面から見て、１層目の樹脂層と２層目の樹脂層について、酸・アルカリ、水、有機溶媒等に対する溶解度が異なるなど、性質の異なる樹脂を用いることで、樹脂層の膜厚調整以外の方法により、機能発現までの時間を遅くする等、機能発現までの時間を好適に調整することができる。
【００２５】
樹脂層の厚さは、特に限定されるものではなく、機能性材料の機能を発現させるまでの要求時間等を考慮して設定でき、具体的には、０．５μｍ〜１，０００μｍであることが好ましく、コンクリートの硬化反応が終了する前に機能性材料の機能を発現させるという観点から、１．０μｍ〜５００μｍであることがより好ましく、３．０μｍ〜３００μｍであることが更に好ましく、５．０μｍ〜１００μｍであることが特に好ましい。
尚、樹脂層の厚さは、Ｇａ+イオンビームを試料のｘ方向及びｙ方向に照射してスパッタリングを行ない、２次電子を集束することによって断面を観察するＦＩＢ法によって調べることができる。
【００２６】
樹脂層は、具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン樹脂、シリコーン樹脂、及びブチルゴムから選ばれる少なくとも一種の樹脂を含むことが好ましく、樹脂被覆がし易いという観点から、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を含むことがより好ましく、エポキシ樹脂を含むことが更に好ましい。
【００２７】
フェノール樹脂の水酸基当量は、８０ｇ／ｅｑ〜２００ｇ／ｅｑであることが好ましく、９０ｇ／ｅｑ〜１８０ｇ／ｅｑであることがより好ましく、１００ｇ／ｅｑ〜１６０ｇ／ｅｑであることが更に好ましい。
フェノール樹脂の水酸基当量は、ＪＩＳ  Ｋ  ００７０（１９９２）に準じた方法で測定される値とする。
【００２８】
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、１５０ｇ／ｅｑ〜１０００ｇ／ｅｑであることが好ましく、１７０ｇ／ｅｑ〜８００ｇ／ｅｑであることがより好ましく、１８０ｇ／ｅｑ〜６００ｇ／ｅｑであることが更に好ましい。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２３６（２００９）に準じた方法で測定される値とする。
【００２９】
樹脂層は、樹脂として、ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及びＳＯ３Ｈ基から選ばれる少なくとも一種の官能基を含むアルカリ可溶性樹脂を含んでいてもよい。
【００３０】
また、樹脂層は、機能発現までの時間を制御する観点から、網目状高分子を含むことが好ましい。網目状高分子としては、フェノール樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
樹脂層に含まれる樹脂の数平均分子量は、樹脂被覆がし易いという観点から、１，０００〜１，０００，０００であることが好ましい。
尚、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。
【００３１】
本開示のコンクリート用添加剤において、樹脂層の含有率は、５０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％〜３０質量％であることがより好ましく、１．０質量％〜２５質量％であることが更に好ましい。
【００３２】
本開示のコンクリート用添加剤において、機能性材料の機能発現までの時間を確認する手法としては、示差走査熱量法（ＤＳＣ法）、熱量分析法（ＴＧＡ法）、示差熱分析法（ＤＴＡ法）、走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ観察）、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ法）、集束イオンビーム法（ＦＩＢ法）等が挙げられる。
【００３３】
樹脂層がアルカリ可溶性樹脂を用いて構成される場合、ＤＳＣ法により本開示のコンクリート用添加剤とアルカリ水溶液とを接触させながら測定すると、樹脂溶解に起因する吸熱ピークが現れる。樹脂層内部の機能性材料が発熱反応を示す場合、吸熱反応後に機能性材料起因の発熱ピークは発現する。一方、機能性材料（樹脂層を有さない）とアルカリ水溶液とを接触させながら測定した際には、直ちに機能性材料起因の発熱ピークが発現する。上記方法によって、機能性材料の機能の発現タイミングを確認することができる。
【００３４】
また、本開示のコンクリート用添加剤にて、例えば機能性材料として鉱物を選定した場合、ＴＧＡ法により樹脂の熱分解温度以上に昇温させ、質量減少量を測定することによって樹脂層の被覆量（含有率）を見積もることができる。
【００３５】
また、本開示のコンクリート用添加剤について、ＳＥＭ観察後にＥＤＸ分析を行なうことによって機能性材料表面が樹脂により被覆されていることを確認することができる。
【００３６】
樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、２００ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、０ｇ／ｍ２・ｄａｙ〜１９０ｇ／ｍ２・ｄａｙであることがより好ましく、０．０５ｇ／ｍ２・ｄａｙ〜１８０ｇ／ｍ２・ｄａｙであることが更に好ましく、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ〜１００ｇ／ｍ２・ｄａｙであることが特に好ましく、３ｇ／ｍ２・ｄａｙ〜５０ｇ／ｍ２・ｄａｙであることがより一層好ましい。樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度が２００ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることにより、コンクリート用添加剤と水とを混合した場合に、機能性材料（膨張剤、増粘剤等）の機能発現までの時間を遅くできる傾向にある。
【００３７】
本開示において、樹脂層に含まれる樹脂の水蒸気透過度は、ＪＩＳ  Ｚ  ０２０８（１９７６）のカップ法に準拠して測定した値である。
【００３８】
本開示のコンクリート用添加剤は、樹脂層の均一性に優れる点から、安息角が５０°以下であることが好ましく、４０°以下であることがより好ましく、３０°以下であることが更に好ましい。例えば、安息角が５０°超の機能性材料を用いた場合であっても、機能性材料を造粒することにより、安息角が５０°以下のコンクリート用添加剤が得られる傾向にある。
なお、コンクリート用添加剤における安息角の下限値は、特に限定されず、例えば１０°以上であればよい。
【００３９】
［第２の態様］
本開示の第２の態様に係るコンクリート用添加剤は、機能性材料を含む造粒物と、造粒物を被覆する樹脂層とを備える。機能性材料を造粒物とすることにより、樹脂層により均一性高く被覆できる傾向にあり、機能性材料の機能発現までの時間を遅くすることが可能である。
なお、第２の態様に係るコンクリート用添加剤について、第１の態様に係るコンクリート用添加剤と同様の構成は、その説明を省略する。
【００４０】
機能性材料の造粒物としては、機能性材料同士をバインダー樹脂等を用い、結着させて形成してもよく、結着性のある機能性材料を用い、結着させて形成してもよい。バインダー樹脂としては、樹脂層に含まれる樹脂と同じ成分であってもよく、違う成分であってもよい。
【００４１】
本開示のコンクリート用添加剤において、バインダー樹脂の含有率は、３０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％〜２０質量％であることがより好ましく、１．０質量％〜１０質量％であることが更に好ましい。
【００４２】
また、本開示のコンクリート用添加剤について、樹脂層及びバインダー樹脂の合計の含有率は、５０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％〜３０質量％であることがより好ましく、１．０質量％〜２５質量％であることが更に好ましい。
【００４３】
例えば、機能性材料の造粒物を樹脂層により被覆したものであるコンクリート用添加剤は、図３に示すように、複数個の機能性材料８を、バインダー樹脂９により結着させて造粒物とし、造粒物を樹脂層１０にて被覆したものであってもよい。
【００４４】
＜コンクリート用添加剤の製造方法＞
本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、前述のコンクリート用添加剤の製造方法であって、機能性材料の表面に樹脂を付与した後、機能性材料を被覆する前記樹脂層を形成する方法である。
【００４５】
〔具体例１〕
以下、本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法の具体例１を示す。前述のコンクリート用添加剤の製造方法の具体例１は、機能性材料を樹脂層の形成に用いる樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とし、軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆し、軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料の温度を樹脂の硬化温度以上に加熱し、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する方法であってもよい。
この具体例１では、樹脂として熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００４６】
例えば、具体例１におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、「（ａ）機能性材料を、（ｂ）工程にて用いる樹脂の軟化温度以上硬化温度未満とする工程。（ｂ）軟化温度以上硬化温度未満とした機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆する工程。（ｃ）機能性材料の温度を樹脂の硬化温度以上に加熱し、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する工程。」の３つの工程を含んで行われる。
また、樹脂層の厚さは、（ａ）工程〜（ｃ）工程を繰り返すことにより、調整することができる。
【００４７】
（ｂ）工程にて用いる樹脂は、粒径が小さいほうが好ましい。（ｂ）工程にて用いる樹脂の平均粒径は、１０，０００μｍ以下であることが好ましく、５，０００μｍ以下であることがより好ましく、１０００μｍ以下であることが更に好ましく、５００μｍ以下であることが特に好ましい。
尚、（ｂ）工程にて用いる樹脂の平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定される粒子径分布において、重量累積分布の小粒径側からの累積５０％に対応する平均粒径（Ｄ５０）である。
（ｂ）工程にて用いる樹脂としては、樹脂を破砕したものであってもよい。樹脂を破砕するための方法としては、ジェットミル、すり鉢、ハンマー等での破砕が挙げられるが、生産性向上という観点からジェットミル破砕であることが好ましい。また、破砕した樹脂をメッシュで篩い分けし、篩い分けされた樹脂を（ｂ）工程にて用いてもよい。
【００４８】
（ｂ）工程の後、機能性材料と樹脂とを混練する方法としては、プラネタリミキサー、撹拌羽、ヘンシェルミキサー等を用いて混練する方法が挙げられ、機能性材料を効率よく被覆する観点から、ヘンシェルミキサーを用いて混練することが好ましい。また、機能性材料及び樹脂以外の成分、例えば、硬化剤を混練物に添加してもよい。
【００４９】
（ｃ）工程にて機能性材料を加熱する方法としては、ガスバーナー、電気炉、乾燥機等による加熱が挙げられるが、樹脂を硬化温度以上の温度で保持することが容易である乾燥機又は電気炉を使用することが望ましい。
【００５０】
〔具体例２〕
次に、本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法の具体例２を示す。前述のコンクリート用添加剤の製造方法の具体例２は、機能性材料を樹脂層の形成に用いる樹脂の溶解温度以上に加熱し、加熱した機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆し、加熱した機能性材料の温度を樹脂の溶解温度未満とし、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する方法であってもよい。
この具体例２では、樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
尚、前述の具体例１と共通する事項については、その説明を省略する。
【００５１】
例えば、具体例２におけるコンクリート用添加剤の製造方法は、「（ａ）機能性材料を、（ｂ）工程にて用いる樹脂の溶解温度以上に加熱する工程。（ｂ）加熱した機能性材料に対して樹脂を添加し、添加した樹脂により機能性材料を被覆する工程。（ｃ）機能性材料の温度を樹脂の溶解温度未満とし、機能性材料を被覆する樹脂層を形成する工程。」の３つの工程を含んで行われる。
【００５２】
（ｂ）工程にて用いる樹脂は、加熱した機能性材料との接触時に溶解し易いという観点から、粒径が小さいほうが好ましい。（ｂ）工程にて用いる樹脂の平均粒径は、１０，０００μｍ以下であることが好ましく、５，０００μｍ以下であることがより好ましく、１０００μｍ以下であることが更に好ましく、５００μｍ以下であることが特に好ましい。
【００５３】
（ａ）工程にて機能性材料を加熱する方法としては、ガスバーナー、電気炉、乾燥機等による加熱が挙げられるが、機能性材料が熱分解をせず且つ極力短時間で熱する観点から、電気炉であることが好ましい。
機能性材料の加熱温度は、樹脂の溶解温度以上且つ機能性材料の熱分解温度以下であることが好ましい。
【００５４】
本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法において、機能性材料を造粒物とし、造粒物の表面に樹脂層の形成に用いる樹脂を付与した後、造粒物を被覆する樹脂層を形成してもよい。
【００５５】
機能性材料の造粒物としては、機能性材料同士をバインダー樹脂等を用い、結着させて形成してもよく、結着性のある機能性材料を用い、結着させて形成してもよい。
【００５６】
バインダー樹脂を用いて造粒物を製造する場合、機能性材料、及びバインダー樹脂を混合した後、バインダー樹脂により機能性材料同士が結着されてなる造粒物を形成してもよい。
【００５７】
本開示におけるコンクリート用添加剤の製造方法において、樹脂と機能性材料との混合物を用いて機能性材料を被覆する樹脂層を形成する場合、湿式方式にて樹脂層を形成してもよい。例えば、樹脂及び必要に応じて硬化剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を調製し、調製した樹脂溶液と機能性材料と混合し、混合物を用いて機能性材料を被覆する樹脂層を形成してもよい。機能性材料の表面に樹脂を被覆した後、必要に応じて、被覆物を乾燥させて溶剤を揮発させたり、被覆物を加熱して樹脂を硬化させたりして、樹脂層を形成してもよい。
【００５８】
また、バインダー樹脂と機能性材料との混合物を用いて造粒物を形成する場合、湿式方式にて造粒物を形成してもよい。例えば、バインダー樹脂及び必要に応じて硬化剤を溶剤に溶解させて樹脂溶液を調製し、調製した樹脂溶液と機能性材料と混合し、混合物を用いて機能性材料同士を結着させてなる造粒物を形成してもよい。このとき、必要に応じて、混合物を乾燥させて溶剤を揮発させたり、混合物を加熱してバインダー樹脂を硬化させたりして、造粒物を形成してもよい。
【００５９】
このとき、溶剤としては、樹脂と相溶性が高く、且つ機能性材料と反応しないものを用いればよく、更に揮発性に優れるものが好ましい。溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン等のケトン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エーテル類などが挙げられる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
＜実施例１＞
機能性材料として膨張剤であるＭｇＯを用い、被覆樹脂として以下の表１に示す樹脂、硬化剤としてイミダゾール系硬化剤を用いた。そして、表１の項目（１）〜（９）に示す配合内容にて樹脂種（樹脂、硬化剤及び溶剤）をポリビンに添加し、撹拌機中で溶剤であるＭＥＫに樹脂及び硬化剤を溶解させた。これにより、樹脂溶液（１）〜（９）をそれぞれ調製した。
【００６２】
【表１】
2019001677.tif 000003
【００６３】
表１中、「Ｎ．Ｖ」は不揮発成分（質量％）を表す。
表１中、「ＮＭＰ」はＮ−メチルピロリドンを表す。
【００６４】
表１に示す樹脂溶液（１）〜（９）と機能性材料であるＭｇＯとを、ＭｇＯに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量が５質量％となるように混合し、ＦＳ２型ハイスピードミキサー（株式会社アーステクニカ）を用いて湿式方式にて造粒した。
そして、各々作製した造粒物を１８０℃の乾燥機に１時間投入し、樹脂を硬化させて強度を高めた。以上により、樹脂溶液（１）〜（９）から造粒物Ａ〜Ｉをそれぞれ作製した。
【００６５】
次に、造粒物Ａ〜Ｉと樹脂溶液（１）〜（９）をＮ．Ｖ＝２０％に希釈した溶液とを、ＭｇＯに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量（造粒物に対して混合した樹脂と硬化剤との合計量）が２０質量％となるように混合し、ＦＳ２型ハイスピードミキサーを用いて湿式方式にて被覆した。これにより、被覆造粒物Ａ〜Ｉをそれぞれ作製した。
【００６６】
被覆造粒物Ａ〜Ｉを３００℃の乾燥機で３時間放置し、コンクリート用添加剤Ａ〜Ｉをそれぞれ作製した。コンクリート用添加剤Ａ〜Ｉを電子顕微鏡にて観察したところ、機能性材料が樹脂層によって均一性高く被覆されていることが確認され、かつ、樹脂層の厚さが小さい箇所を、電子顕微鏡を用いた造粒物の断面観察により確認したところ、０．５μｍ以上であった。なお、造粒物の断面は、造粒物を注型後、研磨することにより作製した。
【００６７】
＜比較例１＞
造粒物の替わりにＭｇＯを用い、ＭｇＯと樹脂溶液（１）〜（９）をＮ．Ｖ＝２０％に希釈した溶液とを、ＭｇＯに対して樹脂と硬化剤との合計である樹脂量（造粒物に対して混合した樹脂と硬化剤との合計量）が２０質量％となるように混合し、ＦＳ２型ハイスピードミキサーを用いて湿式方式にて被覆した。これにより、ＭｇＯ被覆物Ａ’〜Ｉ’をそれぞれ作製した。
【００６８】
ＭｇＯ被覆物Ａ’〜Ｉ’を３００℃の乾燥機で３時間放置し、コンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’をそれぞれ作製した。
コンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’は、ＭｇＯの表面の一部が露出し、樹脂層の厚さが０．５μｍ未満の箇所が見られた点でコンクリート用添加剤Ａ〜Ｉと相違する。
【００６９】
＜樹脂コーティング性の評価＞
造粒物Ａ〜Ｉを樹脂被覆して得られたコンクリート用添加剤Ａ〜Ｉ、及びＭｇＯを樹脂被覆して得られたコンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’の樹脂コーティング性を評価した。具体的には、コンクリート用添加剤Ａ〜Ｉ及びコンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’：１０ｇを５０ｍＬのポリカップにそれぞれ加え、撹拌羽を用い５００ｒｐｍ（回転／分）にて３０分撹拌した後、コンクリート用添加剤Ａ〜Ｉ及びコンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’の外観を電子顕微鏡にて確認した。
【００７０】
撹拌後のコンクリート用添加剤Ａ〜Ｉについて、いずれもＭｇＯが剥き出しになっていなかった。そのため、コンクリート用添加剤Ａ〜Ｉは樹脂コーティング性が良好であった。
一方、撹拌後のコンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’について、いずれも端部が欠けてＭｇＯが一部剥き出しになっているサンプルが多く見られた。
したがって、実施例１のコンクリート用添加剤Ａ〜Ｉは、比較例１のコンクリート用添加剤Ａ’〜Ｉ’よりも端部が欠けにくく、機能性材料が樹脂により均一性高く被覆されていたことが確認された。ここで、機能性材料が樹脂によって均一性高く被覆されていれば、樹脂被覆の均一性が低い場合と比較して機能発現までの時間を遅くできることが推測される。
【符号の説明】
【００７１】
１．機能性材料、２．樹脂層、３．機能性材料、４．機能性材料、５．樹脂層、８．機能性材料、９．バインダー樹脂、１０．樹脂層
【図１】
2019001677.tif 000004
【図２】
2019001677.tif 000005
【図３】
2019001677.tif 000006