JP7193064B2 - コンクリート型枠剥離剤 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート用型枠剥離剤に関する。特に、コンクリート成形品の型枠の離型性はもとより型枠へのセメントカスの付着の抑制及び型枠の清掃の容易性に優れたコンクリート型枠剥離剤に関する。

従来、コンクリート製品を製造する場合は鋼製やセラミック製、合成樹脂製等型枠にコンクリートを打込み、振動等により絞固め、蒸気や散水、湿布養生後型枠から離型している。このとき、コンクリートと型枠は固着しないよう一般的に型枠に剥離剤を事前に塗布することで型枠からの離型を容易にしている。

コンクリート型枠剥離剤は鉱物油や動植物油を基油としたもので油性タイプと、水性（エマルジョン）タイプとに大別される。

一般的に油性タイプはマシン油やタービン油などの潤滑油に添加剤としてワックスやレジン、脂肪酸や金属石鹸、界面活性剤、防錆剤が配合され原液または灯油や軽油等で希釈し使用される。

一方、エマルジョンタイプは剥離剤を水で希釈混合し乳液の状態にして型枠に塗布又は散布して使用するものである。

型枠剥離作用機構としてはコンクリート中のアルカリイオンと剥離剤中の有機酸類とが反応し水溶性脂肪酸石鹸を形成する。さらにコンクリート中のカルシウムイオンの存在により難溶性のカルシウム石鹸などの金属石鹸が生成される。この金属石鹸がコンクリートと型枠の間に離型層を形成し離型効果を発揮する化学吸着型や型枠に吸着しコンクリートを付着させない障壁を形成する物理型の剥離剤、表面に潤滑油膜を作り潤滑させ離型する潤滑型の剥離剤などがありこれらを組み合わせた作用を持たせた剥離剤もある。

動植物油を主成分としたものは含有する又は配合された脂肪酸がセメントのアルカリ分と反応し水溶性の脂肪酸石鹸を形成する。そしてセメントに含まれるカルシウム分と反応し難溶性カルシウム石鹸が剥離効果を発現するものである。

油性タイプの型枠剥離剤は一般的にコンクリート成型物に油染みやピンホールなどが残りやすい反面、離型力に優れ、脱型後の型枠へのセメントカス（ノロ）の付着が少なく型枠の清掃が容易である特徴がある。

特許文献１には、油性タイプの型枠剥離剤として、リン脂質及びソルビタンエステル又はそのエチレンオキサイド付加物を含有する鉱物油系溶剤からなるコンクリ―ト離形剤が開示されている。特許文献１に記載の型枠剥離剤は、優れた離型性、コンクリート表面の平滑性、防錆効果を発揮する離型剤である。しかし、鉱物系溶剤を基油としたものであるため環境汚染や作業者への暴露による影響が懸念される。

特許文献２には、エマルジョンタイプの型枠剥離剤として、動物油脂及び／又は植物油脂と、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル類の非イオン性界面活性剤とを含有する離型油が開示されている。特許文献２に記載の型枠剥離剤は、離型性に優れ、乳化安定性、環境汚染を低減するコンクリート剥離剤である。しかし、連続的に同じ型枠への打設した場合のコンクリートの離型性や型枠へのノロの付着性、型枠の清掃性については言及されていない。

日本国特許２９３８６２９号 日本国特許４２０５５８５号

鉱物油は有機性揮発成分（ＶＯＣ）や人体に有害な成分を含むため作業者への暴露、臭気による健康被害、土壌への漏洩による環境汚染、また引火性が高く火災などの安全性が懸念されている。

そこで近年では作業者や環境汚染の低減に配慮したコンクリート型枠剥離剤が市販され普及しつつある。

これらの剥離剤は動植物油や脂肪酸エステル類を基油にしたものなどがありＶＯＣ等の有害成分を含まず引火性も低いことから作業安全性や人体への影響も小さいこともあり労働安全衛生に関するリスクアセスメントの点からも注目されてきている。
そして添加剤として界面活性剤や防錆剤などが配合される場合があり水で希釈混合または予め希釈されてエマルジョンの状態で通常使用される。

これらは鉱物油を基油とした油性タイプの剥離剤と比較しコンクリート成形物の美観性（油染みや気泡、ピンホールが少ない）が優れる場合が多いものの脱型後の型枠にノロの付着や発生した金属石鹸により型枠が汚れやすく清掃に労力を要する欠点がある。繰り返しコンクリートを打設するに当たってスクレーパーやサンダーなどで予め型枠を清掃しなければならずなおかつ型枠から除去し難いため作業性が大きく損なわれていた。

本発明の目的は上記問題を解決すべく型枠からの離型性や脱型後のコンクリート製品の美観性、及び水で希釈混合した場合での乳化安定性はもとより従来の植物油を基油としたエマルジョン型剥離剤の欠点である脱型後の型枠のノロの付着による型枠清掃の労力を低減し作業性を改善させたコンクリート型枠剥離剤を提供するものである。

従って本発明者らは上記問題点を鑑み、鋭意検討した結果、動植物油と特定のアルキル鎖を有する脂肪酸のポリオキシエチレングリセリル類を配合することで上記問題を改善する知見を得た。
すなわち本発明は動植物油と炭素数Ｃ８～Ｃ２２の直鎖／分岐鎖のアルキル基を有する脂肪酸ポリオキシエチレングリセリル類の非イオン界面活性剤を含有することを特徴とするコンクリート用型枠剥離剤である。

本発明は以下の態様を包含する。

項１、（Ａ）動植物油と（Ｂ）炭素数Ｃ８～Ｃ２２の直鎖／分岐鎖のアルキル基を有する脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類を含有するコンクリート用型枠剥離剤。

項２、（Ｂ）のＨＬＢ値又は混合ＨＬＢ値が７～１３の範囲である、項１記載のコンクリート型枠剥離剤。

項３、型枠剥離剤中に上記（Ｂ）を１～２０％含有する、項１又は２記載のコンクリート用型枠剥離剤。

項４、コンクリート型枠剥離剤を水で希釈混合し使用するための、項１～３いずれか１項に記載のコンクリート型枠剥離剤。

本発明により、離型性が良好であるとともに脱型後の型枠へのコンクリートカスの付着が少なく型枠清掃に要する時間や労力を省略できるコンクリート型枠剥離剤が提供される。本発明のコンクリート型枠剥離剤によれば、効率的にコンクリート製品の製造が行えることが期待される。

上記目的を達成するための本発明に関わるコンクリート型枠剥離剤は具体的には次のとおりになる。

本発明のコンクリート用型枠剥離剤は、（Ａ）動植物油及び（Ｂ）炭素数Ｃ８～Ｃ２２の直鎖／分岐鎖のアルキル基を有する脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類を含有する。

（Ａ）動植物油
動植物油とは、動物及び／又は植物由来の油脂である。動植物油は、1気圧における引火点が２５０℃以上であることが好ましい。使用する動植物油としては、例えば、コメ油、ナタネ油、コーン油、大豆油、ゴマ油、オリーブ油、ヤシ油、ヒマシ油、パーム油、パーム核油、アマニ油、綿実油、落花生油、桐油などの植物油、牛脂、豚脂、魚油などの動物油等が挙げられ、好ましくはコメ油、ナタネ油、コーン油、大豆油、ゴマ油、オリーブ油、ヒマシ油、パーム油、綿実油、落花生油、桐油などの植物油、牛脂、豚脂、魚油などの動物油等である。

本発明の動植物油は１種単独でも２種類以上混合して使用することができる。

動植物油は、精製したものまたは粗油のものを使用することができる。動植物油は、製造や保存時に固化しないよう常温で液状になっていることが望ましい。

動植物油は、本発明のコンクリート型枠剥離剤全質量中の８０～９９質量％程度とすることができる。

（Ｂ）脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類（脂肪酸ポリオキシエチレングリセリル類、非イオン界面活性剤）
本発明の脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類（脂肪酸ポリオキシエチレングリセリル類）は、グリセリンの水酸基に１～３個（好ましくは３個）のポリエチレングリコール（エチレンオキサイド付加モル数総数として平均３～６０程度、好ましくは３～２０程度）がエーテル結合し、ポリエチレングリコール及び／又はポリエチレングリコールとエーテル結合していない水酸基の１～３個と炭素数Ｃ８～Ｃ２２（好ましくはＣ１０～Ｃ２０、より好ましくはＣ１２～Ｃ１８）の直鎖／分岐鎖のアルキル基を有する脂肪酸とがエステル結合をした構造を有している。脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類は、非イオン界面活性剤として作用することが知られている。

炭素数Ｃ８～Ｃ２２のアルキル基を有する脂肪酸としては直鎖／分岐鎖のいずれであってもよい。特に分岐鎖を持つ脂肪酸が好ましい。経済性や入手容易性の観点からイソステアリン酸が特に好ましい。

脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類の一例としては
カプリル酸／カプリン酸ポリオキシエチレン（平均エチレンオキサイド（エチレンオキサイド以下ＥＯと略記する）付加モル数４～８）グリセリンエステル類、（モノ、ジ、トリ）オレイン酸ポリオキシエチレン（平均ＥＯ付加モル数５～３０）グリセリンエステル類、（モノ、ジ、トリ）ステアリン酸ポリオキシエチレン（平均ＥＯ付加モル数５～３０）グリセリンエステル類、（モノ、ジ、トリ）イソステアリン酸ポリオキシエチレン（平均エチレンオキサイド付加モル数３～６０）グリセリンエステル類などが挙げられる。

乳化安定性や基油への溶解性、コンクリート打設時に発生する気泡の消泡性の観点から、単体及び混合した時の界面活性剤のＨＬＢ値（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ Ｂａｌａｎｃｅ）が７～１３であることがより好ましい。

ＨＬＢ値は界面活性剤の水と油との親和性の程度を示す値であり、Ｇｒｉｆｆｉｎ法により求めることができる。

また界面活性剤を混合した場合のＨＬＢ値は各界面活性剤成分のＨＬＢ値の加重平均により求めることができる。

本発明に配合される（Ｂ）炭素数Ｃ８～Ｃ２２の直鎖／分岐鎖のアルキル基を有する脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類の非イオン界面活性剤は１種又は２種以上組み合わせてもよい。

脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類の配合率は、剥離剤中に溶解し水と希釈混合時に乳化状態が得られる範囲であれば限定されない。本発明のコンクリート型枠剥離剤における脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類の配合率は、全質量中に１～２０質量％程度、好ましくは３～１５質量％とすることができる。

（Ｃ）添加剤
本発明のコンクリート型枠剥離剤はさらに通常に使用される添加剤を配合することができる。

任意成分として防錆剤、酸化防止剤、消泡剤、防腐剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤等が挙げられる。これらは本発明のコンクリート型枠剥離剤中全質量中５質量％以下程度である。

本発明のコンクリート型枠剥離剤は水道水等の水で希釈しよく混合して乳液の状態で用いられる。水で希釈する場合の希釈濃度は例えば１～３０倍であり、より好ましくは５～１０倍である。

本発明のコンクリート型枠剥離剤の型枠への塗布方法はスプレー散布やモップ塗りいずれの方法も可能であり限定されない。また散布量又は塗布量は多いとコンクリート製品の変色、色ムラが起こる場合や少ないと効果が十分に得られない場合があるため希釈液として１０～５０ｍＬ／ｍ^２程度が好ましい。

本発明のコンクリート型枠剥離剤はポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメントなどの各種セメント。混和剤（材）についてもＡＥ減水剤、防錆剤、フライアッシュ、シリカヒューム等を配合したコンクリートにも使用できる。

以下、本発明を実施例により説明する。なお本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例に使用した剥離剤は、本発明の剥離剤（実施例１～３）と比較剥離剤（比較例１～４）である。

実施例１～３
下記表１に示す配合により、動植物油及び脂肪酸ポリオキシエチレングリセリル類（非イオン界面活性剤）を混合し、コンクリート型枠剥離剤を製造した。

比較例１～３
下記表２に示す配合により、比較例のコンクリート型枠剥離剤を製造した。

比較例４
比較例４として市販の大豆油をベースオイルとする本発明の範囲に属さないコンクリート型枠剥離剤）を用いた。

実施例及び比較例で使用した剥離剤の作成方法は比較例１を除き、各原料を６０℃に加熱し良く撹拌しながら混合溶解し剥離剤組成物を得た。

評価方法
実施例１～３及び比較例２～４の剥離剤を縦１０ｃｍ横１０ｃｍ長さ６０ｃｍの鋼製型枠に水で希釈混合し、エマルジョンの状態の剥離剤を５ｍＬ塗布して下記表３に示す材料及び配合のコンクリートを打設した。比較例１は原液で塗布する以外は、実施例１～３及び比較例１～３と同様にした。

打設の際にはテーブル型バイブレーター３０００ｖｐｍにて絞固めを行った。打設後蒸気養生を行い２４時間後に脱型したコンクリートと型枠の状態を観察した。これらの打設テストを各剥離剤において４回繰り返し実施した。

評価検体
実施例１～実施例３及び比較例１～４までの検体を用いた。評価においては比較例１を除き実施例１～３及び比較例２～４のそれぞれを水道水により５倍に希釈し十分に混合撹拌させ乳液状の状態で使用評価した。なお比較例１は原液を使用した。
剥離剤検体の評価
以下の評価項目について、以下にそれぞれ示す内容及び評価基準に従い評価を行った。

（１）乳化安定性試験
剥離剤検体を水道水にて５倍に希釈しホモジナイザーにて１０，０００ｒｐｍで１分間ホモジナイズした後、１２時間放置し乳化状態を目視により観察した。
○：乳化状態が維持され分離が認められない。
△：わずかに分離。
×：分離。

（２）コンクリート離型性
脱型時クレーンで引き上げ時の離型具合。
○：４回の試験において容易に脱型されたもの。
△：４回の試験において１度でも型枠にわずかに固着し脱型がやや困難であったもの。
×：４回の試験において１度でも型枠に固着し脱型が困難であったもの。

（３）美観性
脱型後にコンクリート製品の外観を目視により評価した。
○：脱型後の供試体の表面が平滑でひび割れやピンホールが少ない（同一側面あたり３０ｍｍφ以上１０個未満）。
△：脱型後の供試体の表面が平滑でひび割れやピンホールが少ない（同一側面あたり３０ｍｍφ１０個以上５０個未満）。
×：脱型後の供試体の表面がひび割れやピンホールが多い（同一側面あたり３０ｍｍφ５０個以上）。

（４）脱型後の型枠面へのノロの付着と型枠の清掃性
◎：４回の試験すべてにおいて脱型後の型枠に付着したノロの付着がほとんどなく型枠の清掃の必要性がない又は除去が容易であったもの。
○：４回の試験において１度以上、脱型後型枠各面部分的に薄くノロが付着し、除去が容易であったもの。
△：４回の試験において１度以上、脱型後型枠のいずれかの面全体的に薄くノロが付着し、除去に労力を要したもの。
×：脱型後型枠全面に毎試験ノロが全体的に付着し除去に労力を要したもの。

結果を下記表４に示す。

本発明のコンクリート型枠剥離剤は、乳化安定性、離型性が良好であるとともに繰り返し打設、脱型後の型枠へのコンクリートカスの付着が少ないことは明らかである。本発明のコンクリート型枠剥離剤を使用することで、型枠清掃に要する時間や労力を省略でき効率的にコンクリート製品の製造が行えることが期待される。

Claims (3)

1. （Ａ）動植物油と（Ｂ）炭素数Ｃ８～Ｃ２２の直鎖／分岐鎖のアルキル基を有する脂肪酸ポリオキシエチレングリセリンエステル類である非イオン界面活性剤を含有するコンクリート用型枠剥離剤であって、
   （Ａ）動植物油を、コンクリート用型枠剥離剤全質量中に８０～９９質量％含み、
   （Ｂ）非イオン界面活性剤を、コンクリート用型枠剥離剤全質量中に１～２０質量％含み、
   水で１～３０倍に希釈して使用するためのコンクリート用型枠剥離剤。
2. （Ｂ）非イオン界面活性剤のＨＬＢ値又は混合ＨＬＢ値が７～１３の範囲である、請求項１記載のコンクリート型枠剥離剤。
3. コンクリート型枠剥離剤を水で希釈混合し使用するための、請求項１又は２に記載のコンクリート型枠剥離剤。