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公開番号2025079402
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192025
出願日2023-11-10
発明の名称粘土含有石膏スラリー用分散剤
出願人花王株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 24/26 20060101AFI20250515BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】粘土を含む石膏を用いた場合でも、石膏スラリーに優れた減水性を付与でき、石膏スラリーが気泡を含む場合に石膏硬化体中の気泡径を大きくすることができる、粘土含有石膏スラリー用分散剤、及び粘土を含む石膏を用いた場合でも、減水性に優れ、石膏スラリーが気泡を含む場合に石膏硬化体中の気泡径が大きい、粘土含有石膏スラリーを提供する。
【解決手段】下記(A)成分を含有する、粘土含有石膏スラリー用分散剤。
(A)成分:一般式(A1)で表される構成単量体(A1)、特定の式2で表される構成単量体(A2)、及び架橋性単量体(A3)を構成単量体として含む共重合体であり、構成単量体(A1)と構成単量体(A2)の合計量中の構成単量体(A1)の割合が1質量%以上10質量%未満であり、重量平均分子量が80000以上250000以下である、共重合体。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記（Ａ）成分を含有する、粘土含有石膏スラリー用分散剤。
（Ａ）成分：下記一般式（Ａ１）で表される構成単量体（Ａ１）、下記一般式（Ａ２）で表される構成単量体（Ａ２）、及び架橋性単量体（Ａ３）を構成単量体として含む共重合体であり、構成単量体（Ａ１）と構成単量体（Ａ２）の合計量中の構成単量体（Ａ１）の割合が１質量％以上１０質量％未満であり、重量平均分子量が８０,０００以上２５０,０００以下である、共重合体
JPEG
2025079402000013.jpg
35
159
〔式中、
Ｒ
１ａ
、Ｒ
２ａ
、Ｒ
３ａ
：同一又は異なって、水素原子、メチル基又は（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
であり、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
は、ＣＯＯＭ
１ａ
又は他の（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
と無水物を形成する場合、それらの基のＭ
１ａ
、Ｍ
２ａ
は存在しない。
Ｍ
１ａ
、Ｍ
２ａ
：同一又は異なって水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
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2025079402000014.jpg
41
159
〔式中、
Ｒ
４ａ
、Ｒ
５ａ
：同一又は異なって、水素原子又はメチル基
Ｒ
６ａ
：水素原子、メチル基、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
３ａ
、又は（ＣＨ
２
）
ｑ1
（ＣＯ）
ｐ１
Ｏ（ＡＯ）
ｎ１
Ｒ
７a
Ｒ
７ａ
：水素原子又は炭素数１以上４以下のアルキル基
ＡＯ：炭素数２以上４以下のアルキレンオキシ基
ｎ１：ＡＯの平均付加モル数であり、５以上１５０以下の数
ｑ１：０以上６以下の数
ｐ１：０又は１
Ｍ
３ａ
：水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
続きを表示（約 4,300 文字）【請求項２】
（Ａ）成分中、架橋性単量体（Ａ３）が、下記一般式（Ａ３）で表される単量体である、請求項１に記載の粘土含有石膏スラリー用分散剤。
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2025079402000015.jpg
33
159
〔式中、
Ｒ
８ａ
：炭素数２以上４以下のアルキレン基
ｍ：１以上３０以下の整数
を示す。〕
【請求項３】
更に下記（Ｂ）成分を含有する、請求項１又は２に記載の粘土含有石膏スラリー用分散剤。
（Ｂ）成分：下記一般式（Ｂ１）で表される構成単量体（Ｂ１）、及び下記一般式（Ｂ２）で表される構成単量体（Ｂ２）を構成単量体として含む共重合体であり、構成単量体（Ｂ１）と構成単量体（Ｂ２）の合計量中の構成単量体（Ｂ１）の割合が１質量％以上１７質量％未満である、共重合体
JPEG
2025079402000016.jpg
34
159
〔式中、
Ｒ
１ｂ
、Ｒ
２ｂ
、Ｒ
３ｂ
：同一又は異なって、水素原子、メチル基又は（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
であり、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
は、ＣＯＯＭ
１ｂ
又は他の（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
と無水物を形成する場合、それらの基のＭ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
は存在しない。
Ｍ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
：同一又は異なって水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
JPEG
2025079402000017.jpg
37
159
〔式中、
Ｒ
４ｂ
、Ｒ
５ｂ
：同一又は異なって、水素原子又はメチル基
Ｒ
６ｂ
：水素原子、メチル基、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
３ｂ
、又は（ＣＨ
２
）
ｑ2
（ＣＯ）
ｐ2
Ｏ（ＡＯ）
ｎ2
Ｒ
７b
Ｒ
７ｂ
：水素原子又は炭素数１以上４以下のアルキル基
ＡＯ：炭素数２以上４以下のアルキレンオキシ基
ｎ２：ＡＯの平均付加モル数であり、５以上３００以下の数
ｑ２：０以上６以下の数
ｐ２：０又は１
Ｍ
３ｂ
：水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
【請求項４】
（Ａ）成分の含有量と、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計含有量との質量比（Ａ）／（（Ａ）＋（Ｂ））が０．１５以上０．８以下である、請求項３に記載の粘土含有石膏スラリー用分散剤。
【請求項５】
（Ｂ）成分の含有量が２０質量％以上６０質量％以下である、請求項３又は４に記載の粘土含有石膏スラリー用分散剤。
【請求項６】
（Ｂ）成分が、一般式（Ｂ２）中のｎ２が５０以上１５０以下の共重合体である、請求項３～５の何れか１項に記載の粘土含有石膏スラリー用分散剤。
【請求項７】
下記（Ａ）成分、粘土を含む石膏、及び水を含有する、粘土含有石膏スラリー。
（Ａ）成分：下記一般式（Ａ１）で表される構成単量体（Ａ１）、下記一般式（Ａ２）で表される構成単量体（Ａ２）、及び架橋性単量体（Ａ３）を構成単量体として含む共重合体であり、構成単量体（Ａ１）と構成単量体（Ａ２）の合計量中の構成単量体（Ａ１）の割合が１質量％以上１０質量％未満であり、重量平均分子量が８０,０００以上２５０,０００以下である、共重合体
JPEG
2025079402000018.jpg
35
159
〔式中、
Ｒ
１ａ
、Ｒ
２ａ
、Ｒ
３ａ
：同一又は異なって、水素原子、メチル基又は（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
であり、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
は、ＣＯＯＭ
１ａ
又は他の（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
と無水物を形成する場合、それらの基のＭ
１ａ
、Ｍ
２ａ
は存在しない。
Ｍ
１ａ
、Ｍ
２ａ
：同一又は異なって水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
JPEG
2025079402000019.jpg
41
159
〔式中、
Ｒ
４ａ
、Ｒ
５ａ
：同一又は異なって、水素原子又はメチル基
Ｒ
６ａ
：水素原子、メチル基、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
３ａ
、又は（ＣＨ
２
）
ｑ1
（ＣＯ）
ｐ１
Ｏ（ＡＯ）
ｎ１
Ｒ
７a
Ｒ
７ａ
：水素原子又は炭素数１以上４以下のアルキル基
ＡＯ：炭素数２以上４以下のアルキレンオキシ基
ｎ１：ＡＯの平均付加モル数であり、５以上１５０以下の数
ｑ１：０以上６以下の数
ｐ１：０又は１
Ｍ
３ａ
：水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
【請求項８】
前記粘土を含む石膏のメチレンブルー吸着量試験（ＪＣＡＳＩ－６１－２００８）による粘土含有率が０．５質量％以上６．０質量％以下である、請求項７に記載の粘土含有石膏スラリー。
【請求項９】
（Ａ）成分中、架橋性単量体（Ａ３）が、下記一般式（Ａ３）で表される単量体である、請求項７又は８に記載の粘土含有石膏スラリー。
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2025079402000020.jpg
33
159
〔式中、
Ｒ
８ａ
：エチレン基又はプロピレン基
ｍ：１以上３０以下の整数
を示す。〕
【請求項１０】
更に下記（Ｂ）成分を含有する、請求項７～９の何れか１項に記載の粘土含有石膏スラリー。
（Ｂ）成分：下記一般式（Ｂ１）で表される構成単量体（Ｂ１）、及び下記一般式（Ｂ２）で表される構成単量体（Ｂ２）を構成単量体として含む共重合体であり、構成単量体（Ｂ１）と構成単量体（Ｂ２）の合計量中の構成単量体（Ｂ１）の割合が１質量％以上１７質量％未満である、共重合体
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2025079402000021.jpg
34
159
〔式中、
Ｒ
１ｂ
、Ｒ
２ｂ
、Ｒ
３ｂ
：同一又は異なって、水素原子、メチル基又は（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
であり、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
は、ＣＯＯＭ
１ｂ
又は他の（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ｂ
と無水物を形成する場合、それらの基のＭ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
は存在しない。
Ｍ
１ｂ
、Ｍ
２ｂ
：同一又は異なって水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
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2025079402000022.jpg
37
159
〔式中、
Ｒ
４ｂ
、Ｒ
５ｂ
：同一又は異なって、水素原子又はメチル基
Ｒ
６ｂ
：水素原子、メチル基、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
３ｂ
、又は（ＣＨ
２
）
ｑ2
（ＣＯ）
ｐ2
Ｏ（ＡＯ）
ｎ2
Ｒ
７b
Ｒ
７ｂ
：水素原子又は炭素数１以上４以下のアルキル基
ＡＯ：炭素数２以上４以下のアルキレンオキシ基
ｎ２：ＡＯの平均付加モル数であり、５以上３００以下の数
ｑ２：０以上６以下の数
ｐ２：０又は１
Ｍ
３ｂ
：水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘土含有石膏スラリー用分散剤、及び粘土含有石膏スラリーに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
石膏ボードに用いられる石膏スラリーには、分散剤として、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物が用いられてきた。近年、生産コストを下げる観点からもポリカルボン酸系分散剤の使用が増えてきている。
石膏ボードを製造する際は、石膏スラリーを板状に成形した後に余分な水を除去するため乾燥ドライヤーで乾燥するが、減水性の高いポリカルボン酸系分散剤を用いることで、少ない水の量でも成形が可能となり、乾燥コストが削減できるメリットがある。乾燥ドライヤーの燃料としてはLPGやLNG、石炭、石油等が使用されるが、近年の燃料価格の高騰を背景に、ポリカルボン酸系分散剤を用いるメリットは大きくなっている。
【０００３】
特許文献１には、相互に異なる特定のポリカルボン酸系の重合体からなる（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分を含有する、粘土含有水硬性組成物用分散剤であって、（Ａ）成分の含有量と（Ｂ）成分の含有量の（Ｃ）成分の含有量の合計に対する、（Ｂ）成分の含有量と（Ｃ）成分の含有量の合計の割合が、５質量％以上２０質量％以下である、粘土を含む骨材を用いた場合でも、水硬性組成物に優れた流動性を付与できる、粘土含有水硬性組成物用分散剤が開示されている。
特許文献２には、下記の(1)、(2)に示された単量体を重合して得られる共重合体及び／又は該共重合体の金属塩より成ることを特徴とするセメント混和剤が開示されている。
(1) 不飽和結合を有するポリアルキレングリコールジエステル系単量体
(2) 解離基を有する単量体
特許文献３には、ジエポキシ化合物の中から選ばれる単量体と、ポリアルキレン化合物の中から選ばれる単量体と、アクリル酸系単量体及び不飽和ジカルボン酸系単量体の中から選ばれる単量体とを共重合して得られた架橋ポリマーを主成分とするセメント混和剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０１８７２９号公報
特開平５－２３８７９５号公報
特開平６－１５７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
石膏スラリーに用いる石膏としては、天然石膏や、排煙脱硫石膏などの副産石膏が挙げられ、近年は安価な天然石膏が用いられるようになってきている。
しかしながら、天然石膏は粘土を含んでおり、品質にブレがあり、石膏スラリーに、天然石膏と、ポリカルボン酸系分散剤を用いた場合、石膏スラリーの減水性が著しく低下し、少ない水の量でも成形を可能とすることで乾燥コストが削減するメリットが享受できないことを本発明者らは見出した。
さらに前記石膏スラリーが気泡を含む場合、ポリカルボン酸系分散剤は泡を安定化させる特性を有するため、使用量が多い場合、石膏スラリー中で気泡が破泡せず合一化しないため、石膏スラリー硬化後の気泡径が小さくなり石膏硬化体の強度が低下してしまう課題があることを本発明者らは見出した。
【０００６】
本発明は、粘土を含む石膏を用いた場合でも、石膏スラリーに優れた減水性を付与でき、石膏スラリーが気泡を含む場合に石膏硬化体中の気泡径を大きくすることができる、粘土含有石膏スラリー用分散剤、及び粘土を含む石膏を用いた場合でも、減水性に優れ、石膏スラリーが気泡を含む場合に石膏硬化体中の気泡径が大きい、粘土含有石膏スラリーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記（Ａ）成分を含有する、粘土含有石膏スラリー用分散剤に関する。
（Ａ）成分：下記一般式（Ａ１）で表される構成単量体（Ａ１）、下記一般式（Ａ２）で表される構成単量体（Ａ２）、及び架橋性単量体（Ａ３）を構成単量体として含む共重合体であり、構成単量体（Ａ１）と構成単量体（Ａ２）の合計量中の構成単量体（Ａ１）の割合が１質量％以上１０質量％未満であり、重量平均分子量が８０,０００以上２５０,０００以下である、共重合体
【０００８】
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2025079402000001.jpg
35
159
【０００９】
〔式中、
Ｒ
１ａ
、Ｒ
２ａ
、Ｒ
３ａ
：同一又は異なって、水素原子、メチル基又は（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
であり、（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
は、ＣＯＯＭ
１ａ
又は他の（ＣＨ
２
）
ｒ
ＣＯＯＭ
２ａ
と無水物を形成する場合、それらの基のＭ
１ａ
、Ｍ
２ａ
は存在しない。
Ｍ
１ａ
、Ｍ
２ａ
：同一又は異なって水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
【００１０】
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2025079402000002.jpg
41
159
（【００１１】以降は省略されています）

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