(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、パルプ及び水を必須成分とする硬化性材料１００重量部に対して、一般式（１）で示される数平均分子量５００〜５０００である含窒素ポリオキシアルキレン化合物０．０１〜５重量部を含有する硬化性材料組成物。
【化１】
0003855345.tif 000005
（Ｚは活性水素を２〜１０個持つアルコール又は有機アミンの残基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基の１種又は２種以上で、２種以上の場合はブロック状付加でもランダム状付加でも良く、オキシアルキレン基の０〜５０モル％はオキシエチレン基であり、Ｒ1は炭素数２〜４のアルキレン基、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜２２の炭化水素基、またはＲ22として窒素原子と結合して環状構造を形成する炭化水素基もしくは含窒素炭化水素基、Ｒ3は水素原子、炭素数１〜２２の炭化水素基又はアシル基、ｍ＝５〜７５、ｎ＝５〜７５、Ｚがアルコールの残基である場合ａ＝１〜１０、ｂ＝０〜９、かつ２≦ａ＋ｂ≦１０であり、Ｚが有機アミンの残基である場合ａ＝０〜１０、ｂ＝０〜１０、かつ２≦ａ＋ｂ≦１０である。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化性材料組成物に関する。詳しくはパルプセメント板等のセメント、パルプ及び水を主成分とするスレート状の板製作における硬化性材料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント、パルプ及び水を必須成分とするスレート状の板、例えばパルプセメント板の製造は、モルタルを用いた板同様にセメント、パルプ、水及び無機質繊維材料を混合、練り及び成形を行い、その後十分養生して得られる。養生は大規模な装置が必要となり、更にその工程が長時間になることから、生産性向上のために減圧下に成形して水分を減少させることが行われている。
一方セメント、パルプ及び水を主成分とするパルプセメント板を始めとするスレート状の板の製造において、被成型物用の混練物を脱水する際に、これらを混ぜ合わせただけでは十分に脱水することができず、生産性が低下する問題がある。この問題に対して効果的な方法は見つかっていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スレート状の板の製造における脱水時間を短縮し、生産性の良好な硬化性材料組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、セメント、パルプ及び水を必須成分とする硬化性材料１００重量部に対して一般式（１）で示される数平均分子量５００〜５０００である含窒素ポリオキシアルキレン化合物０．０１〜５重量部を含有する硬化性材料組成物である。
【０００５】
【化２】
0003855345.tif 000002
【０００６】
（Ｚは活性水素を２〜１０個持つアルコール又は有機アミンの残基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基の１種又は２種以上で、２種以上の場合はブロック状付加でもランダム状付加でも良く、オキシアルキレン基の０〜５０モル％はオキシエチレン基であり、Ｒ1は炭素数２〜４のアルキレン基、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜２２の炭化水素基、またはＲ22として窒素原子と結合して環状構造を形成する炭化水素基もしくは含窒素炭化水素基、Ｒ3は水素原子、炭素数１〜２２の炭化水素基又はアシル基、ｍ＝５〜７５、ｎ＝５〜７５、Ｚがアルコールの残基である場合ａ＝１〜１０、ｂ＝０〜９、かつ２≦ａ＋ｂ≦１０であり、Ｚが有機アミンの残基である場合ａ＝０〜１０、ｂ＝０〜１０、かつ２≦ａ＋ｂ≦１０である。）
【０００７】
【発明の実施の形態】
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は活性水素を２〜１０個持つアルコール又は有機アミンの残基である。アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、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、マンニトール等の多価アルコール；カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、フロログルシン等の多価フェノール；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。
【０００８】
有機アミンとしてはメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、２―エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、イソドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、イソヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、イソオクタデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミン、テトラコシルアミン、オレイルアミン、リノールアミン、アニリン等のモノアミン；エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ドデシループロピレンジアミン、テトラデシループロピレンジアミン、ヘキサデシループロピレンジアミン、オクタデシループロピレンジアミン、オレイループロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン；ポリエチレンイミン等のイミン；メチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミンが挙げられる。
【０００９】
本発明の含窒素ポリオキシアルキレン化合物を合成するに当たり、アルコール又は有機アミンの有する活性水素が１０個を越えると、必要なオキシアルキレン基の付加反応が困難になり、且つ生成物の粘度が高すぎて取り扱いが困難になる。
なお、用いられるアルコール又は有機アミンが単一化合物でなく混合物である場合は、それらが有する活性水素の数は平均値で表され、必ずしも整数であるとは限らない。
【００１０】
ＡＯで示される炭素数２〜１８のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシスチレン基、オキシドデシレン基、オキシテトラデシレン基、オキシオクタデシレン基等が挙げられる。オキシプロピレン基としては１，２−オキシプロピレン基が好適であり、又オキシブチレン基としては、１，２−オキシブチレン基、１，４−オキシブチレン基、２，３−オキシブチレン基及びオキシイソブチレン基が何れも好適である。ＡＯで示されるオキシアルキレン基がオキシメチレン基である場合は、その化合物が不安定である上に分解によって有害なホルムアルデヒドを発生し、オキシアルキレン基の炭素数が１８を越えるとアルコール又は有機アミンへの付加反応が困難になる。
オキシアルキレン基のうち、親水性を示すオキシエチレン基が０〜５０モル％であり、好ましくは０〜３０モル％である。５０モル％を越える場合は、十分な脱水効果が得られない。
オキシアルキレン基が２種以上の場合は、ブロック状付加でもランダム状付加でも良い。また、２種以上のオキシアルキレンを付加させる場合、付加順序は問わない。
【００１１】
Ｒ1で示される炭素数２〜４のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基がある。プロピレン基としては、１，２−プロピレン基が好適であり、ブチレン基としては、１，２−ブチレン基、１，３−ブチレン基、２，３−ブチレン基及びテトラメチレン基が何れも好適である。Ｒ1がメチレン基であると安定性が充分ではなく、炭素数が４を越えるものは製造が容易ではない。
【００１２】
Ｒ2またはＲ3で示される炭素数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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、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、イソトリデシル基、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、ベヘニル基、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飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、置換芳香族炭化水素基などが挙げられる。
さらに、Ｒ22として窒素原子と結合して、ピロジニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基等の環状イミノ基類を形成する１，４−ブチレン基、１，５−ペンチレン基、３−アザ−１，５ペンチレン基等の二価の炭化水素基及び含窒素炭化水素基がある。Ｒ2またはＲ3で示される炭化水素基の炭素数が２２を越えると、親水性が十分でなくなる。尚、窒素原子に結合している２個のＲ2は、水素原子２個であっても良く、水素原子と炭化水素基であっても良く、２個の異なる炭化水素基であっても良い。
【００１３】
Ｒ3で示される炭素数１〜２２のアシル基としては、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、ウンデシレン酸、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、トルイル酸、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。Ｒ3で示されるアシル基の炭素数が２２を越えると、十分な脱水効果が得られない。
【００１４】
ｎ及びｍはオキシアルキレン基ＡＯの数、すなわちアルキレンオキシド基の平均付加モル数であり、ｎ＝５〜７５、ｍ＝５〜７５である。ｎ及びｍが５未満であると脱水効果が小さく、７５を越えると高粘度のため製造が困難となる。ａ及びｂの値は、Ｚがアルコールの残基である場合ａ＝１〜１０、ｂ＝０〜９及び２≦ａ＋ｂ≦１０であり、Ｚが有機アミンの残基である場合ａ＝０〜１０、ｂ＝０〜１０、２≦ａ＋ｂ≦１０である。Ｚがアルコールの残基であってａ＝０であると、脱水効果が十分でない。
Ｚを残基とするアルコール又は有機アミンの活性水素は１０個以下であるので、ａ＋ｂの値が１０を越えることはない。
一般式（１）で示される化合物の数平均分子量は５００〜５０００であり、好ましくは１０００〜４０００である。数平均分子量が５００より小さいと脱水効果が小さく、５０００より大きいと製造が容易でなく、また粘度が高いために取り扱いが困難になる。
本発明の含窒素ポリオキシアルキレン化合物は、公知の方法で製造できる。
【００１５】
本発明において、硬化性材料としては、セメント、パルプ及び水を必須成分とするものであり、好ましくはパルプ／セメント重量比がセメント１００重量部に対して２〜５０重量部、水／（パルプ＋セメント）重量比が（パルプ＋セメント）１００重量部に対して２０〜７００重量部、より好ましくはパルプ／セメント重量比がセメント１００重量部に対して４〜４０重量部、水／（パルプ＋セメント）重量比が（パルプ＋セメント）１００重量部に対して３０〜５５０重量部である。
セメントとしては、通常一般に使用されるものであれば良く、特別な種類のセメントであっても良い。例えばＪＩＳ  Ｒ  ５２１０に規定する普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントなどがある。
パルプとしては、通常一般に使用されるものであれば良く、好ましくは故紙をこう解処理したものである。
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。
【００１６】
本発明の含窒素ポリオキシアルキレン化合物の硬化性材料への添加量は硬化性材料１００重量部に対して０．０１〜５重量部、好ましくは０．０５〜３重量％である。０．０１重量部より少ないと脱水効果が発現しにくく、５重量部より多くしてもその効果はそれほど向上せず、経済的に不利である。
本発明の含窒素ポリオキシアルキレン化合物は、セメント、パルプ及び水からなる硬化性材料に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、分散ないしは溶解させて使用しても良い。
更にセメントに通常に使用される減水剤、消泡剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、空気連行剤、膨張材、防錆剤等の他のセメント用添加剤や顔料等と併用して用いても良い。
【００１７】
【実施例】
次に、実施例で本発明を具体的に説明する。
実施例１
家庭用ミキサーに乾燥パルプ１３ｇ、水８００ｇ及び表１に示す添加剤Ａ０．４ｇ（乾燥パルプ、水及びポルトランドセメントの総重量に対し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（東洋濾紙（株）、Filter Paper 5C）を用いて濾過を行った。２０℃で濾液が４５０ｇ溜まる時間を測定した。結果を表２に示す。
【００１８】
【表１】
0003855345.tif 000003
【００１９】
【表２】
0003855345.tif 000004
【００２０】
実施例２〜９及び比較例１〜５
実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表２に示す。
【００２１】
実施例１〜９と比較例１〜５における濾過時間を比べてみると、本発明品では約１７％ろ過時間が減少していることが分かる。また本発明での規定は実施例と比較例との比較から適当であることが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の硬化性材料組成物は、パルプセメント板等のスレート状の板製作において水の分離効果が良好であるため、脱水時間が短縮され、生産性が大きく向上する。