インドのPCE混和剤メーカーがEastChemのHPEGおよびTPEGモノマーに切り替えることでバッチ性能のばらつきを解消した方法

インドのグジャラート州に拠点を置くポリカルボン酸系高性能減水剤メーカーは、西インドおよび中央インドの生コンクリート工場や建設化学品販売業者向けに、液体PCE混和剤を製造・販売していた。同社は、地域の商社から調達したHPEGモノマーとTPEGモノマーを用いてPCEを自社で合成し、高減水グレードとスランプ保持グレードの両方の液体混和剤を同一生産ラインで製造していた。

課題

製造元の品質管理チームは、5か月にわたり、完成したPCE混和剤バッチにおいて、説明のつかない性能変動パターンを記録した。高減水グレードのPCEを使用したコンクリートの試作では、同一の添加量と水セメント比にもかかわらず、バッチ間でスランプ値が30～50mmも変動した。スランプ保持グレードのPCEバッチでは、同一の添加量にもかかわらず、作業保持時間が55分から100分以上まで変動し、生コンクリート工場の顧客に一貫した添加量ガイダンスを提供することが不可能となった。

製造元による内部調査では、反応温度、開始剤濃度、アクリル酸比率、反応時間など、合成プロセスにおけるあらゆる変数を検証した。しかし、これらのパラメータのいずれも性能のばらつきを説明できなかった。合成条件は、良好な性能を示したバッチと不良な性能を示したバッチの間で一貫していた。

12回連続で納品された残留モノマーサンプルの独立した研究所試験により、根本原因が明らかになった。HPEGモノマーCAS 31497-33-3の二重結合保持率は、12回の納品で91.2～98.6%の範囲で変動した。TPEGモノマーの二重結合保持率も同様に90.8～97.9%の範囲で変動した。分子量測定では、両モノマーとも仕様値2400に対し、実際の値は2180～2640の範囲であった。PEG含有量は、納品ごとに1.8～4.9%の範囲で変動した。

モノマーを供給している地域の商社は、入手可能性と価格に応じて複数のメーカーから調達しており、実際の供給元に関わらず、同じ仕様の製品を納入していた。各供給元は、許容範囲内のモノマーを生産していたものの、実際のパラメータは異なっており、二重結合保持率のばらつき、分子量の偏差、PEG含有量のばらつきが納入ごとに組み合わさることで、同じ合成式から根本的に異なる分子構造を持つPCEポリマーが生成されていた。

メーカーの顧客関係への影響は深刻だった。3つの生コンクリート工場から、混和剤の性能のばらつきについて正式な苦情が寄せられた。うち1つの工場は、競合他社の混和剤の試用を開始していた。メーカーの技術責任者は、製品開発や市場拡大活動よりも、性能のばらつきを解消することが最優先事項であると見積もった。

解決策

同地域の別のPCE製造業者からの紹介でEastChemに連絡した後、製造業者は両方の供給を網羅した詳細な技術提案を受け取った。HPEGモノマーそしてTPEGモノマー各出荷品ごとに、二重結合保持率、分子量、PEG含有量、水分含有量を記載したバッチごとの証明書が付属します。

EastChem社は、両モノマーの連続4バッチ分の評価サンプルと、バッチごとの完全な品質証明書を提供した。製造業者は、EastChem社製のモノマーを使用して並行してPCE合成試験を実施した。ポリカルボン酸系超可塑剤モノマー同一の合成条件下で4つのバッチすべてにおいて、完成したPCEの性能をコンクリートの試験配合で評価し、以前の供給品から記録された性能のばらつきと比較した。

EastChem HPEGモノマー（CAS 31497-33-3）は、4つの評価バッチすべてにおいて、二重結合保持率が98.1～98.8%、分子量が2380～2420、PEG含有量が2.1%未満であった。TPEGモノマーも同様に、同じ4つのバッチで同等の一貫性を示した。PCEはEastChemから合成された。HPEGとTPEG得られたコンクリートのスランプ値は、高減水グレード4バッチすべてにおいてわずか12mmのばらつきにとどまり、スランプ保持時間も、スランプ保持グレード4バッチすべてにおいてわずか8分のばらつきにとどまりました。いずれの結果も、メーカーの製品仕様で定められた許容性能範囲内でした。

結果

メーカーは評価完了後8週間以内に、モノマー供給をEastChem社製品に完全に切り替えました。供給開始後最初の3か月間、生コンクリート工場のお客様から性能変動に関する苦情は一切寄せられませんでした。正式な苦情を申し立てていた3つの工場は、混和剤の性能が安定したことを確認し、苦情を取り下げました。競合他社の混和剤を試用していた工場は、改良されたバッチが10回連続の納入で一貫した性能を示したため、メーカーの製品に戻しました。

製造業者の技術責任者は、EastChem社のバッチごとの証明書システムに基づいて受入品質管理手順を再構築し、二重結合保持率97.5%以上、分子量が規定グレードから100単位以内、PEG含有量が3%未満という基準を、今後のすべてのモノマー購入における必須の受入検査項目として導入した。EastChem社の供給基準に基づいて構築されたこの品質フレームワークは、同社が今後のモノマー供給業者を評価する際の基準となった。

12ヶ月間の供給契約が締結され、製造業者の全生産量におけるHPEGおよびTPEGモノマーの必要量の両方を網羅し、バッチごとの証明書と合成最適化のための技術サポートが標準で含まれている。

お客様の声

合成プロセスの問題を探すのに5ヶ月も費やしましたが、問題は最初から原材料の供給にあったのです。EastChemのバッチごとのドキュメントのおかげで、根本原因がすぐに明らかになりました。切り替えてからは、PCEはどのバッチでも同じ性能を発揮し、顧客との関係も完全に回復しました。

PCE混和剤メーカーの技術ディレクター、インド、グジャラート州

EastChemを選ぶ理由

EastChemは、世界中のPCE混和剤メーカーにHPEGモノマー（CAS番号31497-33-3）およびTPEGモノマーを提供する、信頼できるポリカルボン酸系高性能減水剤モノマーサプライヤーです。当社の製造はISO 9001、ISO 14001、およびISO 45001システムに基づいて認証されており、製品は欧州市場への参入に必要なREACH規制に準拠しています。二重結合保持率、分子量、PEG含有量、および水分含有量は、すべての製造バッチで検査され、バッチごとの証明書が標準で提供されます。

EastChemにお問い合わせください今日HPEGおよびTPEGモノマーの評価サンプル（バッチごとの品質証明書付き）のご請求、またはPCE生産要件に応じた価格の見積もりをご希望の場合は、ご連絡ください。

メール:info@eschemy.com
WhatsApp: +86 13504015521

よくある質問

HPEGモノマーの二重結合保持率がPCEの水分除去性能に影響を与えるのはなぜですか？

二重結合保持率は、重合反応に関与して活性PCEポリマー鎖を形成するHPEGモノマーCAS 31497-33-3の割合を決定します。保持率が95%未満の場合、完成したPCEの活性ポリマー含有量が減少し、コンクリート中の同じ減水効果を得るためには、15～25%高い添加量が必要となります。保持率のバッチごとのばらつきは、同じ添加量でもコンクリートの性能にばらつきを生じさせ、これが本事例で述べた不均一性の根本原因です。

HPEG 2400およびTPEG 2400モノマーにおいて、許容される分子量偏差はどの程度ですか？

グレード2400のHPEGおよびTPEGの許容分子量偏差は、±100～150単位です。200単位を超える偏差は、PCEのスランプ保持時間と減水効率に測定可能な変化をもたらし、コンクリート工場レベルでの添加量調整が必要となります。バッチごとの分子量データを提供できない供給業者は、連続して納入されるモノマーが一貫した性能のPCEを生成することを保証できません。

HPEGおよびTPEGモノマーは、二重結合を保持するために、納品後どのように保管すべきでしょうか？

両モノマーは、25℃以下の涼しく乾燥した環境で、熱源、酸化剤、直射日光を避けて保管してください。フレーク状のモノマーは、吸湿と二重結合の酸化を防ぐため、密封された元の包装のまま保管してください。適切な保管条件下では、製造日から12ヶ月間、97%以上の二重結合保持率が維持されます。お問い合わせ保管および取り扱いに関する具体的なガイダンスについては、お客様の施設の状況に合わせてご確認ください。