(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然油脂と一般式（１）で示される化合物との混合物に、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドとを付加反応させて得られる反応生成物からなり、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドとのモル比が１：４０〜１：２であることを特徴とするセメント用添加剤。
【化１】
0003817803.tif 000005
（Ｒ1は炭素数１〜２２の炭化水素基またはアシル基、Ｚは１〜８個の水酸基を有する化合物の残基を示し、ｐおよびｑは０≦ｐ≦７、１≦ｑ≦８、１≦ｐ＋ｑ≦８を満たす。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント用添加剤に関し、詳しくはスレート製作において、セメント、骨材および水を主成分とする混練物を水切り用の孔あき板に載置して圧搾プレス成形する際の水切り工程で用いられるセメント用添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント用添加剤としては、コンクリートを練る際に使用する水の量を減らす減水剤、練った後の流動性を保持する流動化剤、凝結時間を短縮する凝結促進剤、鉄筋コンクリートなどにおける錆を防止する防錆剤、コンクリート中の空気量の調整をするＡＥ剤などが知られている。
一方セメント、骨材および水を主成分とするスレート製品の製造において、被成型物用の混練物をプレスのプレス下型上に載せた水切り用の孔あき板上に載置し、脱水プレスして成型物を形成するが、これらを混ぜ合わせただけでは脱水プレスの水切り工程での脱水性が悪くてスレートの生産性が低下する問題がある。しかし既に知られているセメント用添加剤においては、この問題に対して十分な効果が得られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特定の添加剤を使用してスレート製造における脱水プレスの水切り工程での脱水時間を短縮し、生産性を向上させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、天然油脂と一般式（１）で示される化合物との混合物に、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドを付加反応させて得られる反応生成物からなり、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドとのモル比が１：４０〜１：２であることを特徴とするセメント用添加剤である。
【０００５】
【化２】
0003817803.tif 000002
【０００６】
（Ｒ1は炭素数１〜２２の炭化水素基またはアシル基、Ｚは１〜８個の水酸基を有する化合物の残基を示し、ｐおよびｑは０≦ｐ≦７、１≦ｑ≦８、１≦ｐ＋ｑ≦８を満たす。）
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する天然油脂は、ヤシ油、パーム油、オリーブ油、大豆油、菜種油、アマニ油、ヒマワリ油等の植物油、豚脂、牛脂、骨油、獣脂等の動物油および魚油のほか、これらの天然油脂の硬化油、半硬化油、更にこれら天然油脂の精製油や精製工程で副生する回収油などが挙げられる。
【０００８】
本発明に使用する一般式（１）で示される化合物において、Ｚで示される水酸基を有する化合物としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓ―ブチルアルコール、ｔ―ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、デシルアルコール、ドデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、オクタデシルアルコールなどの１価のアルコール；エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ドデシレングリコール、オクタデシレングリコール、ネオペンチルグリコール、スチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−ペンタントリオール、エリスリトール、ペンタエリスルトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルバイド、ソルビトール−グリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトールなどの多価アルコール；カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、フロログルシンなどの多価フェノール；キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロース等の糖類；更にこれらの化合物が持つ水酸基の一部をエステル化またはエーテル化した化合物が挙げられる。
【０００９】
Ｒ1は、炭素数１〜２２の炭化水素基またはアシル基である。炭素数１〜２２の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ドコシル基、オレイル基、オクチルドデシル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基等の脂肪族鎖状の飽和炭化水素基や不飽和炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素などが挙げられる。
また炭素数１〜２２のアシル基としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、カプリル酸、２−エチルヘキサン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキン酸、ベヘニン酸、イソパルミチン酸、ウンデセン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、安息香酸等に由来する飽和アシル基、不飽和アシル基、芳香族アシル基等が挙げられる。
【００１０】
天然油脂と一般式（１）で示される化合物との混合割合は、系中に含まれる水酸基の割合によるが、モル比で１：３〜１：０．０１がよく、好ましくは１：２．５〜１：０．０５である。モル比が１：３を越えると水酸基へのアルキレンオキシド付加物が多くなり、長鎖アルキル基を持つエステル化合物のアルキレンオキシド付加体の含有量が減少するため、目的の効果をもつ化合物を得るのが困難となる。また１：０．０１未満では系中の水酸基の割合が少なくなりすぎて長鎖アルキル基を持つエステル基のアルキレンオキシド付加体を得るのが困難となる。
【００１１】
本発明におけるアルキレンオキシドは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドである。エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドとのモル比は１：４０〜１：２、好ましくは１：３０〜２：５が適当である。１：２未満では脱水プレスに時間がかかりすぎ、１：４０より多い場合には分散性が低くなってスレートの製造が困難となる。
上記のモル比を満たせば、エチレンオキシドとプロピレンオキシドおよびブチレンオキシドとの混合物でもよい。
【００１２】
アルキレンオキシドの付加モル数は一般式（１）で示される化合物中の水酸基１モルに対して、エチレンオキシドは１から１５０モルであり、プロピレンオキシドまたはブチレンオキシドは前記の範囲である。エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドの付加反応生成物はブロック状付加物でもランダム状付加物でもよいが、ブロック状付加物が好ましく、その場合まず天然油脂および一般式（１）で示される化合物との混合物に触媒を混合した系にエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドの一方を付加反応させた後、他方を加えてさらに付加反応を行なう。あるいは、先にエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドに一部を付加反応させたのち他方を付加反応させ、さらに先に付加反応させたものの残りを付加反応させてもよい。
【００１３】
本発明のセメント用添加剤の製造において、反応温度は８０〜１６０℃、好ましくは１００〜１４０℃が適している。使用する触媒は通常アルキレンオキシドの付加反応において使用されるアルカリ性物質、すなわちアルカリ金属のアルコラート水酸化物、炭酸塩、カルボン酸塩等であり、例えばナトリウムメチラート、カリウムメチラート、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、乳酸カリウム等が挙げられる。この触媒は付加反応生成物の原料の総仕込量に対して０．０１から０．８重量％程度使用するのが、アルキレンオキシドの付加反応性を高めるために好ましい。付加反応は常圧で反応を行ってよいが、１０ｋｇ／ｃｍ2（ゲージ圧）以下の加圧下で行うのがより好ましい。
本発明のセメント用添加剤は、スレートへ直接添加しても良いし、水または有機溶媒などで希釈して乳化、分散ないし溶解させて使用しても良い。更に他のセメント用添加剤と併用して用いても良い。
本発明のセメント用添加剤の系への添加量はセメント、水および骨材の合計量に対して０．００５〜０．１重量％、好ましくは０．０１〜０．１０重量％である。
【００１４】
本発明において被成型物の混練条件や成形条件について何ら限定されるものではない。即ち混練物の原料として使用するセメントは通常一般に使用されているものでよく、また特別な種類のセメントであっても良い。骨材としては、砂、パルプ等が挙げられるが、これらについてもセメントと同様に特に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
次に、実施例で本発明を具体的に説明する。
製造例１
牛脂２２５ｇ（０．２７モル）、グリセリン２４．８ｇ（０．２７モル）、水酸化カリウム１０．９ｇ（原料の総仕込量に対して０．５重量％）を５リットルオートクレーブに仕込み、系内を窒素で置換した後、撹拌しながら１２０℃まで昇温した。その後エチレンオキシド４７５．２ｇ（１０．８モル）を計量槽に計り取り、１２０〜１３０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の（ゲージ圧、以下同じ）の条件で、４時間かけてオートクレーブに圧入した後、更に１時間反応を続けた。次に計量槽にプロピレンオキシド１４５０．０ｇ（２５．０モル）を計量槽に計り取り、１００〜１１０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で、１５時間かけてオートクレーブに圧入した後、さらに２時間反応を続けた。次に５０％酢酸水溶液２５．２ｇ（酢酸のモル数０．２１モル）を加えて触媒を中和したのち９５〜１０５℃、３０ｍｍＨｇ以下で３時間脱水処理を行った。その後反応系の温度を７０℃に冷却後、析出した結晶を濾別して表１に示したセメント用添加剤Ａを約１９５０ｇ得た
。
【００１６】
製造例２〜１０
製造例１と同様の方法にて、表１に示したセメント用添加剤Ｂ〜Ｊを得た。
【００１７】
製造例１１
グリセリン２５ｇ（０．２７モル）、水酸化カリウム１２ｇ（グリセリンに対して４０重量％）を５リットルオートクレーブに仕込み、系内を窒素で置換した後、撹拌しつつ１２０℃まで昇温した。その後エチレンオキシド３６５．２ｇ（８．３モル）を計量槽に計り取り、１２０〜１３０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で、４時間かけてオートクレーブに圧入した後、更に１時間反応を続けた。つぎに計量槽にプロピレンオキシド１１０７．８ｇ（１９．１モル）を計量槽に計り取り、１００〜１１０℃、５ｋｇ／ｃｍ2の条件で、１２時間かけてオートクレーブに圧入した後、さらに２時間反応を続けた。次に５０％酢酸水溶液３０．０ｇ（酢酸のモル数０．２５モル）を加えて触媒を中和したのち、９５〜１０５℃、３０ｍｍＨｇ以下で３時間脱水処理を行った。その後温度を７０℃に冷却後、析出した結晶を濾別して表１に示したセメント用添加剤Ｋを約１３５０ｇ得た。
【００１８】
製造例１２
製造例１１と同様の方法にて、表１に示したセメント用添加剤Ｌを得た。
用いた各種セメント用添加剤を表１に示す。
【００１９】
【表１】
0003817803.tif 000003
【００２０】
実施例１
家庭用ミキサーに乾燥パルプ１３ｇ、水８００ｇおよび表１に示すセメント用添加剤Ａ０．４ｇ（乾燥パルプ、水およびポルトランドセメントの合計量に対し０．０４重量％）を加えて撹拌した。これにポルトランドセメントを１８７ｇ添加して６０秒撹拌後、速やかに３００ｍｍＨｇの減圧下で濾紙を用いて濾過をする。常温下に濾液が４５０ｇ溜まる時間を測定した。その結果を表２に示す。
【００２１】
実施例２〜８および比較例１〜５
表２に示す配合でセメント用添加剤および添加量を変更した以外は、実施例１と同様の方法で評価を行った。
【００２２】
【表２】
0003817803.tif 000004
【００２３】
実施例１〜８と比較例１〜５における濾過時間を比べてみると、本発明のセメント用添加剤では約２０％濾過時間が減少していることが分かる。またエチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはブチレンオキシドのモル比については、比較例１および２と実施例から本発明の範囲が適当であることが分かる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のセメント用添加剤は、スレートの製造時においてセメント、骨材と水との分離性を良くし、脱水プレスの水切り工程での脱水性が良好となり、生産性が向上する。