JPH11170242A - セラミツクス組成物の可塑性を改善する方法並びに該効果を元に戻す方法 - Google Patents

セラミツクス組成物の可塑性を改善する方法並びに該効果を元に戻す方法

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JPH11170242A
JPH11170242A JP10272496A JP27249698A JPH11170242A JP H11170242 A JPH11170242 A JP H11170242A JP 10272496 A JP10272496 A JP 10272496A JP 27249698 A JP27249698 A JP 27249698A JP H11170242 A JPH11170242 A JP H11170242A
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トルステン・グロト
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ベルンハルト・レーマン
Ralf Moritz
ラルフ・モリツ
Ulrich Litzinger
ウルリヒ・リツインガー
Ruediger Dr Schubart
リユデイガー・シユバルト
Thomas Dr Menzel
トマス・メンツエル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックス組成物の可塑性を改善する方法
及び該効果を元に戻す方法。 【解決手段】 反復スクシニル単位を有する少なくとも
１種の重合体（Ｉ）を加えることによりセラミックス組
成物および分散物の可塑性を改善することができる。ま
たこの効果は或る種の凝結促進剤（ＩＩ）を加えること
により元に戻すことができる。好適な凝結促進剤はポリ
アルキレンポリアミン型の重合体（ＩＩ）である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は助剤物質を加えてセラミックス組
成物の可塑性を改善し、さらに助剤物質を加えてその効
果を元に戻す新規方法に関する．この方法は、粘土鉱物
およびその炭化物、窒化物、酸化物および珪酸塩から成
るセラミックス組成物の、セラミックス顔料および水性
接合剤、例えば分散相としてセメントまたはコンクリー
トを含み分散剤として水を含む系の分散性、安定性およ
びレオロジー特性、特に可塑性を改善する方法を意味す
るものとする。
【０００２】このような組成物の製造中、例えば粉砕ま
たは摩砕中、輸送中および貯蔵または加工中にプラステ
ィックス組成物（いわゆるスラリまたは泥漿）を製造す
ることが適切且つ必要である。他のこのような組成物は
セラミックス材料、特にセラミックス顔料等自分自身で
凝結しないものであり、これに水性接合剤を加える。起
こる可能性があるフロッキュレーションを避け、同じか
またはそれよりも少ない含水量における靭性または可塑
性を改善し、セラミックス最終製品の性質を改善するた
めには、安定剤、分散剤および液化剤を加えることが知
られている。ソーダ−またはナトリウム水ガラス溶液、
オレイン酸およびステアリン酸、ヒドロキシ−またはポ
リヒドロキシカルボン酸またはカルボン酸エステルをベ
ースにした生成物、アルキルポリグルコールエーテル、
トリエタノールアミンスルフォネート、およびリグニン
スルフォネートをベースにした製品がこの目的に対して
知られている。公知添加剤としてはさらにまた、スクロ
ース、グルコース、ポリアルコール、アジピン酸、クエ
ン酸、乳酸、酒石酸、マロン酸、またはフマル酸、およ
び無機燐化合物、例えばオルト−、メタ−、ピロ−、ま
たはポリフォスフェート、並びに親水性のメラミンフォ
ルムアルデヒド樹脂、リグニンスルフォネート、亜硫酸
塩廃液、蛋白質分解生成物、およびフミン酸が含まれ
る。
【０００３】日本特許０７／１７２ ８８８号には、流
動改善剤として平均分子量ＭＷ＝３１，０００のポリア
スパルチン酸Ｎａ塩を使用することが記載されている。
【０００４】本発明は、セラミックス組成物のレオロジ
ー的特性を改善し、且つ特に生分解性が優れており、さ
らにそのセラミックス組成物に対する効果は凝固促進剤
（ＩＩ）を加えることにより相殺してその効果を元に戻
すことができるような重合体（Ｉ）を提供することを基
礎にしている。
【０００５】本発明において、可塑性を改善するために
は、反復スクシニル単位を有する少なくとも１種の重合
体（Ｉ）を含有水分重量に関し０．１〜５重量％の量で
加え、その効果を元に戻すためには、重合体（Ｉ）のイ
オン効果および界面に特有の効果を中和する少なくとも
１種の凝固促進剤（ＩＩ）を含有水分重量に関し０．０
１〜１重量％の量で加えることを特徴とする水を含むセ
ラミックス組成物および分散物の可塑性を改善する方
法、およびその効果を元に戻す方法が提供される。
【０００６】本発明に使用される重合体（Ｉ）は下記の
構造を少なくとも一つ有する反復スクシニル単位を含ん
でいる。
【０００７】
【化３】
【０００８】具体的にはこれらの構造は
【０００９】
【化４】
【００１０】ここでＲはＯＨ、ＯＬｉ、ＯＮａ、ＯＫ、
ＯＮＨ4、ＮＨ2、ＮＨＲ1またはＯＲ1であり、ここでＲ
1は置換基、
【００１１】
【化５】
【００１２】の一つであり、ｎは１または２の数、Ｙは
直鎖または分岐したアルキレン、アルケニレン、または
アルキニレンを表し、Ｒ2は水素、アルキル、アルコキ
シ、またはハロゲンである。
【００１３】アルキルは炭素数が１〜６、好ましくは１
〜２であり、例えばメチル、エチル、プロピル、ｉ−プ
ロピル、ブチル、ｉ−ブチル、ペンチル、またはヘキシ
ルである。アルキレンはアルキルからＨ原子を取り去っ
て誘導されるもので２価であり。アルケニレンは炭素数
が２〜６、好ましくは２であって一つの二重結合を含
み、アルキレンと同様に２価である。アルキニレンは三
重結合をもっているが、それ以外の点ではアルケニレン
と似ている。
【００１４】アルコキシはエーテル性酸素原子を介して
アルキルに結合している。
【００１５】ハロゲンはフッ素、塩素、または臭素、好
ましくは塩素である。
【００１６】また、適当な反応過程によるかまたは成分
を選ぶことにより、例えば下記のような他の反復単位を
存在させることがでる。
【００１７】
【化６】
【００１８】特に好適な具体化例においては、本発明に
使用される重合体（Ｉ）はポリアスパルチン酸である。
【００１９】ポリアスパルチン酸およびその誘導体の製
造法および使用法は、長い間多数の出版物および特許の
主題となって来た。その製造は例えばＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈ
ｅｍ．２６巻、１０８４頁（１９６１年）記載の方法に
従って、アスパルチン酸を熱縮重合させることにより行
うことができる。以後本明細書では「アンヒドロポリア
スパルチン酸」と称するポリコハク酸イミド（ＰＳＩ）
が先ず中間体として生成する。ＰＳＩは加水分解により
ＰＡＡに変えることができる。米国特許４ ８３９ ４
６１号には、マレイン酸無水物、水およびアンモニアか
ら製造する一般的な方法が記載されており、同５ ２８
６ ８１０号には特に高温においてこれを製造する方法
が記載されている。
【００２０】多くの製造工程においては、最初に得られ
るものは純粋な酸ではなく、対応する無水物、例えばポ
リコハク酸イミド（ＰＳＩ）である。このような重合生
成物は、随時水を存在させ、塩基と反応させることによ
りＰＡＡ含有塩に変えることができる。この場合適当な
装置で加水分解させてＰＳＩ含有重合体をＰＡＡ含有重
合体に変える。このためにはｐＨは５〜１４が好適であ
る。特に好適な形においては、特に塩基を加えてｐＨを
７〜１２に選ぶ。適当な塩基はアルカリ金属およびアル
カリ土類金属の水酸化物または炭酸塩、例えば水酸化ナ
トリウム溶液、水酸化カリウム溶液、炭酸ナトリウムま
たは炭酸カリウム、アンモニアおよびアミン、例えばト
リエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエチルアミ
ン、ジエタノールアミン、および他の置換アミンであ
る。重合体（Ｉ）としては、遊離のＰＡＡ酸の他に、そ
のＮａ、ＫまたはＣａ塩が特に好適である。加水分解中
の温度は最高ＰＳＩ分散液の沸点までの範囲、例えば２
０〜１５０℃が有利である。加水分解は随時加圧下で行
われる。しかし、酸または酸性イオン交換剤を使用して
ＰＡＡに対し純粋に水性の加水分解処理を行うことによ
り遊離のポリアスパルチン酸を得ることもできる。本発
明において「ポリアスパルチン酸（ＰＡＡ）」と言う言
葉は、特記しない限りその塩も含むものとする。乾燥、
好ましくは噴霧乾燥を行って最終生成物を得る。
【００２１】好適な重合体（Ｉ）はゲル透過クロマトグ
ラフ法による分子量がＭｗ＝５００〜１０，０００、好
ましくは７００〜５，０００、特に好ましくは１，００
０〜４，５００である。一般にポリアスパルチン酸のβ
形の含量はこれらの単位の総量に関し５０％より、好ま
しくは７０％より多い。
【００２２】他の好適な形においては、本発明に使用さ
れる重合体（Ｉ）は（ａ）０．１〜９９．９モル％のＰ
ＡＡまたは０．１〜９９．９モル％のアスパルチン酸
を、（ｂ）９９．９〜０．１モル％の脂肪酸、脂肪酸ア
ミド、多塩基カルボン酸、その無水物およびアミド、多
塩基ヒドロキシカルボン酸、その無水物およびアミド、
ポリヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸、糖カル
ボン酸、アルコール、ピロール、アミン、ポリアミン、
アルコキシル化されたアルコールおよびアミン、アミノ
アルコール、アミノ糖、炭水化物、エチレン型不飽和モ
ノおよびポリカルボン酸およびその無水物およびアミ
ド、蛋白質加水分解生成物、例えばトウモロコシの蛋白
質加水分解生成物および大豆蛋白質加水分解生成物、ア
ミノスルフォン酸およびアミノフォスフォン酸との反応
によって得られる変性ポリアスパルチン酸である。
【００２３】一好適具体化例においては、本発明に使用
される重合体（Ｉ）を、水性相に関し０．１〜５重量％
の濃度で系に加える。特に好適な量は０．３〜３重量％
である。
【００２４】本発明に使用する重合体（Ｉ）の他に、他
の添加剤、例えば湿潤剤、潤滑助剤、他の可塑剤および
他の通常の添加剤を用いることもできる。コンクリー
ト、モルタル等、および随時空隙生成剤、および／また
はチキソトロピー剤を上記液化剤（Ｉ）を使用してつく
られるセラミックス組成物に加えることもできる。
【００２５】輸送および取り扱いのために必要であった
液化を、元に戻したいこともしばしばある。しかし、例
えば混合済みコンクリートの処理の場合には常にそうで
あるとは限らない。非常に細い孔を埋めるため、ポンプ
輸送のため、基礎構造材の隙間を詰めるため、細かい部
材を緻密化するため、緻密なコンクリート・ブロックを
つくるため、および高品質の遠心コンクリートに遠心処
理を施すためには最適の均一性と可塑性が必要である。
しかし、かたさを著しく増加させ、コンクリートがその
流動性を失い、凝固を起こして固化し、その間にコンク
リートが強度のような最終的な所望の性質を得るように
するためには、導入後速やかに可塑性を元に戻してやら
なければならない。
【００２６】本発明に従えば、重合体（Ｉ）によって可
塑化されたセラミックス組成物および分散物の可塑性を
元に戻すために、重合体（Ｉ）を中和し、そのイオン効
果および界面に特有な効果を元に戻す凝固促進剤（Ｉ
Ｉ）を加える。
【００２７】最終的な処理を行う少し前にセラミックス
組成物および分散物に加える凝固促進剤は、例えば可溶
性のアルカリ／アルカリ土類金属塩、アルカリ金属のア
ルミン酸塩、アルカリ金属の珪酸塩、またはこれらの数
種の混合物、または好ましくは本明細書で重合体（Ｉ
Ｉ）と呼ばれるポリアルキレンポリアミンである。
【００２８】適当な重合体（ＩＩ）は、例えば先ずアン
モニアをジクロロアルキレンと反応させ、この方法で得
られた生成物、例えばジエチレントリアミンをさらにジ
クロロアルキレンと反応させることによって製造するこ
とができる。種々の由来のポリアルキレンポリアミンの
混合物を用いることができる。アルキレン基は直鎖また
は分岐した炭素数が２〜４のものであり、例えば１，２
−エチレン、１，２−および１，３−プロピレン、およ
び１，２−、１，３−および１，４−ブチレンである。
１，２−エチレンおよび１，２−プロピレンが好適であ
り、１，２−エチレンが特に好適である。随時、この方
法で主として得られるポリアルキレンポリアミンを減圧
下で加熱して塩化ビニル含量を水溶液中での検出限界以
下に減少させるか、および／または随時、圧力を増加さ
せて加熱し、分解して粘度を低下させることができる
（ドイツ特許公開明細書２ ３５１ ７５４号および同
２８３３ ６５４号）。ジクロロアルキレンから生じる
塩化物はこの反応中生じたアミノ基に対する対抗イオン
をつくる。さらに塩化水素を加えると特定の程度の中和
が得られる。塩化物は公知方法により硫酸塩、燐酸塩、
または酢酸塩で置き換えることができる。特に適したポ
リアルキレンポリアミンは例えば粘度が２００〜８００
ｍＰａ秒（２５℃において２５重量％の水溶液中で測
定）である。このようにして製造中に、即ち水溶液中で
得られるポリアルキレンポリアミンも使用することがで
きる。
【００２９】分子量が８０，０００〜１２０，０００，
粘度が２５０〜４００ｍＰａ秒（２５℃において２５重
量％の水溶液中で測定）で水に対する危険性ができるだ
け少ないポリアルキレンポリアミンが好適に使用され
る。
【００３０】固定促進剤（ＩＩ）、特に重合体（ＩＩ）
は水性相の重量に関し０．０１〜１重量％、好ましくは
０．０１〜０．２重量％の量で用いられる。
【００３１】
【実施例】実施例１〜４は可塑性の改善を示し、実施例
５はこれを元に戻す現象を示す。
【００３２】実施例 １ ６０ｇの陶土を室温において下記Ａ〜Ｅの液化剤の水溶
液と、順次その濃度を変えて撹拌し、次いでこの混合物
をプロペラ式撹拌機を用い毎分７５０回転で均一化し、
固体分６０重量％および０．１〜１．０重量％の液化剤
から成る懸濁液（スラリ）を得た。次いでこのスラリの
流動曲線をＨａａｋｅ ＲＶ １２型回転粘度計で記録
した。
【００３３】液化剤Ａ： 市販のポリアクリル酸（分子
量ＭＷ＝３，０００）。
【００３４】液化剤Ｂ： 市販のアクリル酸／マレイン
酸共重合体（ＭＷ＝４，０００）。
【００３５】液化剤Ｃ： ポリアスパルチン酸（ＭＷ＝
１，８００）。
【００３６】液化剤Ｄ： ポリアスパルチン酸（ＭＷ＝
２，４００）。
【００３７】液化剤Ｅ： ポリアスパルチン酸（ＭＷ＝
８，０００）。
【００３８】結果を表１に示す。
【００３９】実施例 ２ 上記と同じ方法を用いたが、５０ｇの二次的な微粉末カ
オリンに液化剤Ａ〜Ｅの水溶液６０ｍｌ加えた。結果を
表２に示す。
【００４０】実施例 ３ 上記と同じ方法を用いたが、５５ｇの細かいタルクに液
化剤Ａ〜Ｅの水溶液４５ｍｌ加えた。結果を表３に示
す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
【表５】
【００４６】
【表６】
【００４７】実施例 ４ 本発明の重合体（Ｉ）を用いて新しいコンクリートの可
塑性を改善することができる。これによって液化剤とし
ての有利な効果が得られるばかりでなく、（Ｉ）は分散
剤として輸送および加工の際相分離に抵抗する作用をす
る。この点に関する試験をＤＩＮ １０４８Ｔ１（新し
いコンクリートの試験法）で行った。２００×２００ｍ
ｍの面積をもったスランプ台を垂直な案内に固定し、自
由落下高さが１００ｍｍになるようにした。スランプ台
の粒状で湿った表面の中央に立てた円筒形の型に、新し
くつくった均一化したモルタルをゆるく充たした。型を
充填した後、緻密化を行うことなく突出した部分をきれ
いに除去し、型を持ち上げ、片側に置く。
【００４８】１５秒以内に板を止めの所まで持ち上げ、
衝動を与えずに１５回自由に落下させる。次いでモルタ
ルのケーキの直径を測定した。１時間後に実験を繰り返
し、この方法で時間の関数として凝結特性を記録した。
【００４９】試験条件： − ポルトランド・セメント ＣＥＭＩ３２．５Ｒ Ｄ
ＩＮ １１６４ − 水／セメント比： ０．３２５ − 濃度： ０．２５／０．５／０．７５／１重量％の
可塑剤 液化剤Ｃ： 重合体（Ｉ） ＭＷ １，８００ 液化剤Ｄ： 重合体（Ｉ） ＭＷ ２，４００ 液化剤Ｅ： 重合体（Ｉ） ＭＷ ８，０００
【００５０】
【表７】
【００５１】
【表８】
【００５２】実施例 ５ 実施例１〜４に示した重合体（Ｉ）の高度の液化効果
は、さらに重合体（ＩＩ）を加えることにより実質的に
元に戻すことができた。先ず実施例２の液化したカオリ
ンに０．４％の重合体（Ｉ）を加えた後、０．０１〜
０．０５％の重合体（ＩＩ）を加えた。
【００５３】
【表９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ０４Ｂ 35/622 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｆ Ｃ０４Ｂ 103:30 (72)発明者 ベルンハルト・レーマン ドイツ52072アーヘン・コールベーク15 (72)発明者 ラルフ・モリツ ドイツ41469ノイス・ザンクト−アンドレ アス−シユトラーセ20 (72)発明者 ウルリヒ・リツインガー ドイツ57627ハーヘンブルク・ゲルバーベ ーク２ (72)発明者 リユデイガー・シユバルト ドイツ51467ベルギツシユグラートバツ ハ・アンデアエンゲルスフール27 (72)発明者 トマス・メンツエル ドイツ40723ヒルデン・リヒラターシユト ラーセ248

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水を含有したセラミックス組成物および
    分散物の可塑性を改善する方法および該効果を元に戻す
    方法において、可塑性を改善するためには、反復スクシ
    ニル単位を有する少なくとも１種の重合体（Ｉ）を含水
    量に関し０．１〜５重量％の量で加え、この効果を元に
    戻すためには、重合体（Ｉ）のイオン効果および界面に
    特有の効果を中和する少なくとも１種の凝結促進剤（Ｉ
    Ｉ）を含水量に関し０．０１〜１重量％の量で加えるこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 重合体（Ｉ）は下記構造 【化１】 但し式中ＲはＯＨ、ＯＬｉ、ＯＮａ、ＯＫ、ＯＮＨ4、
    ＮＨ2、ＮＨＲ1またはＯＲ1であり、ここでＲ1は置換
    基、 【化２】 の一つであり、ｎは１または２の数、Ｙは直鎖または分
    岐したアルキレン、アルケニレン、またはアルキニレン
    を表し、Ｒ2は水素、アルキル、アルコキシ、またはハ
    ロゲンである、の少なくとも１種の反復単位を含んでい
    ることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 重合体（Ｉ）はポリアスパルチン酸また
    はポリコハク酸イミドまたはその塩の１種であることを
    特徴とする請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 重合体（Ｉ）は分子量がＭｗ＝５００〜
    １０，０００、好ましくは７００〜５，０００、特に好
    ましくは１，０００〜４，５００であることを特徴とす
    る請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 重合体（Ｉ）は （ａ）０．１〜９９．９モル％のＰＡＡまたはＰＳＩま
    たは０．１〜９９．９モル％のアスパルチン酸を、 （ｂ）９９．９〜０．１モル％の脂肪酸、脂肪酸アミ
    ド、多塩基カルボン酸、その無水物およびアミド、多塩
    基ヒドロキシカルボン酸、その無水物およびアミド、ポ
    リヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸、糖カルボ
    ン酸、アルコール、ポリオール、アミン、ポリアミン、
    アルコキシル化されたアルコールおよびアミン、アミノ
    アルコール、アミノ糖、炭水化物、エチレン型不飽和モ
    ノおよびポリカルボン酸およびその無水物およびアミ
    ド、蛋白質加水分解生成物、例えばトウモロコシの蛋白
    質加水分解生成物および大豆蛋白質加水分解生成物、ア
    ミノスルフォン酸およびアミノフォスフォン酸との反応
    によって得られる変性ポリアスパルチン酸であることを
    特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 重合体（Ｉ）は水性相に関し０．１〜５
    重量％の量で使用される請求項１〜５のいずれか１項に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 凝結促進剤としては２５℃において２５
    重量％水溶液で測定された粘度が２００〜８００ｍＰａ
    秒の範囲の数種のポリアルキレンポリアミン、好ましく
    はポリエチレンポリアミンから成る重合体（ＩＩ）を用
    いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 重合体（ＩＩ）は０．０１〜１重量％の
    量で使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
    か１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 重合体（ＩＩ）はアンモニアをジクロロ
    エチレンと反応させて得られるポリエチレンポリアミン
    であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に
    記載の方法。
JP10272496A 1997-09-17 1998-09-10 セラミツクス組成物の可塑性を改善する方法並びに該効果を元に戻す方法 Pending JPH11170242A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19740787A DE19740787A1 (de) 1997-09-17 1997-09-17 Verfahren zur Verbesserung der Plastizität von keramischen Massen und Umkehr dieser Wirkung
DE19740787.0 1997-09-17

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