JP2001527592A - 接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ケイ酸塩水溶液と微細無機充填剤との懸濁物を含有してなる接着剤組成物であって、前記のケイ酸塩溶液は少なくとも17重量％のケイ酸塩含量を有し、充填剤として少なくとも0.4μｍの平均粒度のゼオライトを含有してなる、接着剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 接着剤組成物 本発明はケイ酸塩水溶液と微細な無機充填剤との懸濁物を包含する接着剤組成 物に関する。 英国特許(GB-A)第2058818号からかゝる接着剤組成物は知られている。（ｉ） アルカリ金属ケイ酸塩の溶液と（ii）鉱物学的に15％以上のカオリナイトを含有 する微細無機粉末１〜10重量％と（iii）微細なシリカとを含有してなる吹付塗 用の接着剤組成物が開示してある。シリカは有機ケイ酸の形で包含されるのが好 ましい。この英国特許出願公開においては、カオリナイトクレーは充填剤／安定 剤として用いる。微細な充填剤材料の全量は最大限でも10重量％に制限されてい る。 かゝる既知の接着剤組成物は相応にその性能を果たすけれども接着剤特性の改 良が尚必要とされる。 本発明は今般、ケイ酸塩水溶液と微細無機充填剤との懸濁物を包含する接着剤 組成物であって、前記のケイ酸塩溶液が少なくとも17重量％のケイ酸塩含量を有 し、充填剤として少なくとも0.4μｍの平均粒度のゼオライトを含有することを 特徴とする接着剤組成物を提供するものである。 驚くべきことには、ケイ酸塩水溶液中に充填剤材料としてゼオライトを用いた 時には、きわめて高い初期粘着性と強力な最終結合とを有する接着剤組成物が得 られ、該接着剤は速乾を可能とする低い湿分含量を有すること が見出された。接着剤中のケイ酸塩は該接着剤が硬化されない限りは乾燥後でも 可溶性のまゝであり、これは結合される物質例えば紙等の優れた再循環特性を勘 酌する。更には、該接着剤は技術的に知られている全てのケイ酸塩接着剤と比較 すると初期粘着性及び乾燥に関してより融通性であり且つ優れている。 ゼオライトは周知の比較的不活性で環境上無害の物質である。入手し得るか又 は微粒子形で製造されるゼオライトの例はゼオライト４Ａ，ゼオライトＰ，ゼオ ライトＸ及びゼオライトＹである。 その層状構造の故にゼオライトＰが好ましく、これは実質的に非磨耗性であり 、比較的に軟質でありまた機械での摩耗を余り招かない。 合成により製造したゼオライトＰを含有する本発明の懸濁物は、無機の鉱物充 填剤を施用した場合にあり得る如く発ガン性の結晶質シリカ（石英、クリストバ ル石）を含有しないという追加の利点を有して製造し得る。これらの結晶質シリ カは発ガン性であると言明されているのでそれらの使用は制限を受けるか又は法 律上地球規模で禁止さえされるに違いないと予期されるものである。 本発明によるとゼオライトの平均粒度は0.4〜15μｍであるのが好ましく、0.4 〜５μｍであるのがより好ましく、0.8〜２μｍであるのが最も好ましい。きわ めて特定の具体例ではゼオライトの平均粒度は0.8〜1.5μｍである。 ゼオライトの含量は２〜50重量％よりなるのが好まし く、10〜40重量％よりなるのがより好ましく、10〜30重量％よりなるのが最も好 ましい。 ケイ酸塩溶液のケイ酸塩含量は少なくとも20重量％であるのが有利である。 本発明の接着剤組成物においては、ケイ酸塩水溶液は特別には制限を受けず、 特定の施用要件に応じて既知のケイ酸塩溶液から選択できる。特にケイ酸塩溶液 はアルカリ金属ケイ酸塩溶液即ちNa−，Ｋ−又はLi−ケイ酸塩溶液又はケイ酸ア ンモニウム溶液又はこれらの混合物である。 本明細書においては、ケイ酸塩のSiO₂/M₂Oモル比〔但しＭは特定のアルカリ金 属又はアンモニウム(Na，Ｋ，Li，NH₄)を表わす〕を特定のケイ酸塩溶液を同定 する尺度として用いるものである。 これらの可溶性ケイ酸塩のSiO₂/M₂Oモル比は1.0から約4.0まで変化でき、ケイ 酸リチウムについては4.5まで高くさえあり得る。全てのケイ酸塩溶液はアルカ リ性であるが、前記のモル比が増大するにつれてアルカリ度は減少する。従って 、高いモル比のケイ酸塩溶液は取扱いがより安全であり、これは市場で提供され る通り標準ケイ酸塩溶液の次の安全分類によって証明される。Si O ₂/M₂ O 次の成分として市場に提供 欧州での分類 モル比： される溶液： （安全）： 1.0 メタケイ酸塩 腐蝕性 2.0 「アルカリ性」ケイ酸塩 高度に刺激性 （又は「アルカリ性水ガラス」） 3.3 「中性」ケイ酸塩 危険として分類 （又は「中性水ガラス」） されない 硬化を必要とするこれらの用途については、SiO₂含量を最大とするのがまた好 ましく、従ってSiO₂/M₂O比を最大として必要とされる硬化剤の量を最小とするの が好ましい。ケイ酸塩水溶液のSiO₂/M₂Oモル比は１〜4.5よりなるのが有利であ り、２〜4.2の間であるのが好ましく、2.8〜4.2の間であるのがより好ましく、3 .3〜4.2の間にあるのが最も好ましい。 本発明の接着剤組成物中のケイ酸塩溶液のケイ酸塩はケイ酸カリウム又はケイ 酸ナトリウム又はこれらの混合物よりなるのが有利である。 本発明の接着剤組成物はあらゆる種類の接着目的に用いることができ、例えば 紙、木材、コンクリート、煉瓦、床タイル、ゴム、皮革（例えば靴）、ガラス、 金属（例えばアルミ箔）、合板、石膏ボード及び木片の製造等に用い得る。本発 明の接着剤を用いることにより、濾紙、木材又はコンクリートの様な接着するの が通常困難である不規則な表面をもつ材料を特に互いに又は別の表面に接着させ 得る。該接着剤は例えばブランケット、パネル、ボード、造形品、インサート、 吹付塗被覆等の断熱又は防音のためパーライト、蛭石、ガラス繊維、鉱物繊維、 岩綿の結合に特に適当である。本発明の懸濁物はきわめて迅速な初期粘着性を生 じ、比較的急速に乾燥し、融通 のある結合を与え、粉立ちを有意な程に減少させる。 本発明の接着剤組成物の利点は前述のごとくであり(a.o.)、揮発性溶剤を含め て有機化合物は使用されない。接着剤としてケイ酸塩懸濁物を用いる前に表面を 清浄化又は乾燥させる必要性はなく、かゝる無機の接着剤は用いた材料の可燃性 を減少させる。 有機化合物が不在の故に、本発明の接着剤により結合されしかもそれ自体安全 である材料（例えば紙、板紙、木材、砂、土等）は例えば埋立により安全に廃棄 できる。 充填剤としてゼオクロス(Zeocros)CG180の様なＰ−型の純粋なゼオライトを包 含する本発明の接着剤組成物は、紙及び板紙を再循環する要求が増大することに 関して紙及び板紙に用いた時には追加の利点を有する。何故ならば、これらの接 着剤はケイ酸塩及びゼオライトを専ら含有するからであり、これら両成分共ＰＶ Ａ，ＰＶＯＨ及びデキストリンの如く用いた多数の別の接着剤で用いた有機化合 物と対照的に再循環過程では有益であり、前記の有機化合物は再循環過程でより 有害となり得るからである。 本発明の接着剤のケイ酸塩水溶液のSiO₂/M₂Oモル比（Ｍはアルカリ金属又はア ンモニウムである）は2.8と4.2との間よりなるのが好ましい。より高いモル比は 通常粘性の生成物を生起する。然しながら、これらの粘性な生成物は接着剤とし て尚用いることができ、所要ならば希釈して粘度を低下させることもできる。平 均粒度は３μ ｍ以下であるのが好ましい。 本発明の接着剤組成物に用いるに適当である懸濁物の好ましい例は、約3.3の モル比を有するケイ酸塩約35重量％を含有する中性ケイ酸塩中に、その10〜30重 量％懸濁物としてのクロスフィールド社（オランダ）のゼオライト、ゼオクロス CG180(平均粒度約１μｍ)の懸濁物である。少量のかゝる懸濁物を紙シートの表 面の一部上に塗り広げ次いで別の紙シートで被覆するならば、直ちに強力な粘着 性が得られしかも数分以内に約20℃での普通の条件下で乾燥が行われることが見 出された。結合した紙部分同志の強力な結合は濾紙並びに標準紙について実現さ れ、紙部分は引裂きなしには分離し得なかった。本発明の接着剤を用いることに より、結合した紙部分の可燃性が低下し、有機化合物は使用されず、より良い結 合が達成された。 本発明の接着剤を用いると、積層紙、例えば螺旋状に巻いた積層紙管、板紙、 段ボール、壁紙、積層木材、合板、皮革例えば靴底及び建築材料を製造できる。 煉瓦及び靴底の接着には、高いゼオライト含量（例えば27％）のゼオライト、ゼ オクロスCG180の懸濁物を用いると、より強力な結合を与えるものであり、それ 故これを用いるのが好ましいことが見出された。該接着剤を用いて粉末又は別の 粒状材料又は繊維質材料を結合してより大きな集成体を形成することもでき、例 えば煉瓦、屋根タイル等の様な構造上の建築部材の製造にも用い得る。また 紙製品を製造するのに張り子の製造にも用い得る。 本発明の接着剤をまた用いて壁、家屋の構成用に石、煉瓦又はコンクリート建 築材料を結合することができ、また皮革成分の接着によって靴及び靴底の補修に も使用できる。 互いに結合した材料中に充分な多孔性があって接着剤の浸透を可能とさせ且つ 懸濁物を乾燥させ得る限りは、接着剤としてのこれらの用途については表面活性 剤又は硬化剤の添加は必要でないことが見出された。然しながら、懸濁物に存在 する水の蒸発が余りにも緩慢である場合にはあるいはより良い耐水性が必要とさ れるならば、硬化剤及び／又は表面活性剤を添加できる。表面活性剤としては、 セチルテトラアンモニウムクロライドの様なカチオン系表面活性剤が好ましくあ り得る。 本発明はまた紙製品の様なセルロース含有材料の製造に例えば張り子、積層紙 例えば板紙、螺旋状に又は回旋状に（平行な）巻いた積層紙管及び紙筒等の製造 に接着剤組成物の使用に関する。例えば板紙及び／又は紙の２枚又はそれ以上の 枚数の層よりなる紙管の製造方法に該接着剤を用いることができ、その際少なく とも１種の接着剤を前記層の表面の少なくとも一方に施用し、本発明の接着剤が 前記の１表面又は両表面に施着された層を互いに螺旋状に又は回旋状に巻付ける ものである。前記の紙管及び紙筒の製造方法に該接着剤を用いることにより、実 際に用いた有機接着剤（例えばデキストリン又はポリ ビニルアセテートＰＶＡ）と対比すると、向上した硬度とより良い圧潰強度と最 終的に得られる紙管及び紙筒中の低い湿分含量とが得られる。驚くべきことには 、従来技術で用いた接着剤と対比すると製造速度を増進させ得る。更には、同じ 接着剤を用いて通常は薄い紙層である紙管の外方層を通常は生成したての板紙で ある別の層に接着させることができる。従来技術においては、別種の接着剤を用 いて一方では前記の薄い紙層を外方の板紙層に接着させ且つ他方では板紙層を互 いに接着させねばならない。 本発明の接着剤で被覆される紙材料は難燃性を有する。これは顕著で重大な特 徴である。何故ならば本発明の接着剤を用いて形成した紙／板紙製品は高温で用 いることができしかも使用時に及び貯蔵中に安全であるからである。積層した紙 製品においては、各々の紙層が前記の難燃性を有するように本発明の接着剤を紙 層同志の間の１層として形成できる。 本発明の接着剤懸濁物は場合によっては、例えば前述した如きあらゆる種類の 基板上に防火被覆層として有利に用い得る。 特に本発明の接着剤組成物は岩綿又はガラス繊維用の結合剤として用い得る。 前記の応用は余す所のない列挙であるとは意味されず、他の多数の応用も実施 可能であることは明らかであろう。 本発明の懸濁物は硬化剤系を用いることにより硬化し 得るのが有利である。前記の硬化剤は非晶質のシリカよりなるか又は別の場合に はケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム又はケイ酸カルシウムの様な非晶質 の金属ケイ酸塩よりなるのが好ましい。技術的に知られる別の硬化剤系もまた同 様に用い得る。非晶質シリカ及び／又は非晶質の金属ケイ酸塩に基いた硬化剤系 は、本願と同じ出願日を有する本出願人のＰＣＴ特許出願第98／×××××号に 記載されている。 硬化剤の使用は接着剤の耐水性を顕著に向上させる。これはかゝる接着剤が耐 候性を必要とする用途に用い得ることを意味する。 硬化剤系の添加により、乾燥した懸濁物に含有されるケイ酸塩の溶解度は実質 的に低下する。かゝる接着剤は外方の用途に用いることができ、外壁の煉瓦を結 合する建物の構成に、靴底等の如く外側に用いるべき皮革を結合するのに又は外 方目的用の木材を結合するのに用い得る。 好ましい用途においては、硬化剤系を含有する本発明の接着剤は腐蝕保護を与 えるのに金属又は他の腐蝕感受性のサービス品を被覆するのに用いる。 次に多数の実施例を示して本発明を例示するが、これらの実施例は本発明を限 定するものと意図するものではない。全ての％は但し書きがなければ重量％であ る。実施例 用いた材料： Ａ．商品名：クリスタル0070 （オランダのCrosfield Eijsden社製） 生成物：中性のケイ酸ナトリウム液 乾燥固形分：35.06％ SiO₂含量：26.81％ Na₂O含量：8.25％ 密度（20℃）：1355ｇ／ｌ 粘度：51cP Ｃ．乾燥粉末形のＰ−型ゼオライト 商品名：ゼオクロスCG180 （Crosfield Eijsden社製） 乾燥固形分^*)：90％ 粒度^**)：0.7〜３マイクロメーター（μｍ） 平均粒度^**)：0.92マイクロメーター Ｄ50：1.22マイクロメーター 実効密度^***)：2480ｇ／ｌ ^*)30分間800℃に加熱することにより測定した ^**)マイクロメリチックス社により市販されるセディグラフ(Sedigraph)型式51 00を用いて沈降技術により測定した^*** )水中への浸漬により測定した。実施例１及び２ 中性のケイ酸塩液に入れた0.92マイクロメーターの平均粒度のＰ−型ゼオライ トの18％及び27％の懸濁物の製造 400ｇ（実施例１）又は350ｇ（実施例２）の中性ケイ酸塩液(A)を600mlの容量 のガラスビーカーに装入した。 強く攪拌しながら100ｇ（実施例１）又は150ｇ（実施例２）のＰ−型ゼオライ ト粉末を大体５分で添加した。ゼオライト粉末が完全に懸濁されるまで（大体５ 分）攪拌を続行した。得られた懸濁物は次の特性を有した： 実施例１ 実施例２ ゼオライト含量 （絶乾ゼオライト）(%) 18.0 27.0 SiO₂含量（水性相中）(%) 21.45 18.77 NaO₂含量（水性相中）(%) 6.6 5.77 ケイ酸塩含量（絶乾）(%) 28.05 24.54 全乾燥固形分(%) 46.05 51.54 全H₂O含量(%) 53.95 48.46 密度（20℃）（ｇ／ｌ） 1470 1550 粘度： ｃＰ（Ｄ／ｓ） 17.7 3470 27.2 2480 41.7 1790 64 366 1331 99 297 973 150 254 730 232 217 594 358 186 懸濁物の安定性 同じ形状と寸法との250mlガラスシリンダー中で実施例１の如く懸濁物の安定 性を評価した。 結果： またこれらの懸濁物は優れた安定性を有する。これらの結果から５日間の貯蔵 は懸濁物の安定性を評価するのに十分であると結論される。実施例３ 濾紙の接着試験 用いた材料： イ）実験室の濾紙 ２片 ロ）実施例１からの材料（中性ケイ酸塩液中の18％Ｐ型ゼオライト） 数滴の懸濁物を１片の濾紙の１表面に施用した。もう１片の濾紙を最初の濾紙 上に配置し、濾紙を手で互いに押圧し、これによって懸濁物を大体２cm²の表面 積に亘って塗り広げた。 明らかに即座の粘着性が見られ、５分以内に懸濁物は 十分に乾燥し、それからは濾紙を引裂くことなしに、引離すことはできなかった 。実施例４ 筆記用紙での接着試験 便箋からの標準の市販紙シートを用いて実施例３と同じ試験を実施した。 同じ所見が見られ：良好な接着性（粘着性）と５分以内で強力な結合とが得ら れ、その後は引裂きなしには紙シートを引離すことはできなかった。優れた且つ 迅速な接着力が得られた。実施例５ 多層紙管の製造 17〜60ｍ／分の可変紙供給速度を有する、紙破断及び片面カスケード接着剤塗 布システムを包含する螺旋ワインダーを用いて、３種類の紙管を製造した。 型式１：外径79mm、内径70mm〔4.5mmの壁厚の８層の標準シュレンツ（独社）板 紙、200gsm以上のCOBB値、0.5〜0.6mmの薄い白色紙の外方層を有する〕。切断長 (cut off length)1.7ｍ、カッター時間10〜15秒。 型式２：外径75mm、内径70mm〔2.4mmの壁厚の４層の標準シュレンツ板紙、200gs m以上のCOBB値、0.5〜0.6mmの薄い褐色紙の外方層を有する〕。切断長２ｍ。 型式３：外径76mm、内径70mm〔５層の標準高品質コアー合板、大体30gsm以上のC OBB値、外方包装なし）。 接着剤組成物：10OOkgの純粋なケイ酸ナトリウム（ＭＲ2.95）、39.50Be(20℃ )。Ａ24ゼオライトで１’20”の粘度（ＤＩＮカップＢ漏斗４mm）に調節し、こ の場合には300kgのＡ24ゼオライト(23.02重量％)を用いた。該混合物をゼオライ トが十分に分散されるまで（目視により点検した）1001のドラム中で混合した。 製造には５日間を要してから試験を行なった。形成した懸濁物を周囲条件（17℃ ）下で４日間貯蔵し、試験前日に再混合した。施用温度：21℃。 試験結果 全ての種類の紙管は問題なく製造できた。従来技術の接着剤で出会う型式３の 紙管を接着する際の支障は見られなかった。紙の供給速度は紙滑りの発生なしに 最高速度まで上昇させ得た。紙の重量に関して接着剤の施用は滑りを生起するこ となく８〜20％で変動した。紙管を105℃で乾燥させた。 紙の重量に関して20％の接着剤を用いると、31cm紙管の重量は製造直後には29 7.48ｇであった。周囲温度で乾燥させてから４日後には、紙管の重量は241.83ｇ に減少した（6.07％の減量）。同様な実験では、紙の重量に基いて８％の接着剤 を用いると、減量は3.50％であった。 従来技術からの接着剤(Scholten Lijmen社からのＰＶＡ)を用いて製造した紙 管と比較すると、紙管の硬度及びそれ故最大圧漬強度は10％以上も向上した。ま た該強度によって紙管の変形をより低くさせ且つより高い変形で は一定のまゝである(100mmの外径について９mmの変形まで測定した)。接着剤と してＰＶＡ又はデキストリンを用いて製造した紙管は中位の炎のガスバーナーで 容易に着火した。然しながら、同じ紙管でも本発明の接着剤で形成したものは最 高温度のガスバーナーによってさえ着火し得なかった。ガスバーナーを取去った 時には、火炎／火炎は持続されなかった。実施例６ ２片の木材での接着試験 用いた材料： イ）実施例１の懸濁物 ロ）同じ寸法を有する粗い表面の木材２片（18mm×10mm×64mm） 木材の１表面（18mm×64mm）を丁度被覆するのに十分なきわめて薄い懸濁物層 を木材の１片上に施用した。次いで木材片を直ちに手で互いに押圧し、大体１分 間放置した。 かなりの粘着力がその時既に見られた。大体10分後には木材片を引離すのが既 にきわめて困難であった。強い力を必要とするが、乾燥は未だ完全でさえなかっ た。含浸を更新することなく木材片を互いに再び固着し得た。更なる10分後には 木材片を引離すのは尚更困難であった。かど個所のみからの強い力を必要とした 。 同じ木材片（反対側を用いる）及び同じ方法を用いて実験を反復した。結合強 度は24時間後に評価した。その 時強者達でも木材片を手で引離すことはもはやできなかった。 その後に、湿潤が結合強度に否定的に影響するかどうかを評価するために水を 充満した0.61のガラスに、結合した木材片を配置した。 １時間水中に存在させた後に、木材片を分離することは未だできなかった。５ 時間後には再び木材片を引離すことができた。これは普通の使用については硬化 剤を用いることなく大気条件下での乾燥が十分に安定な結合を与えることを示し ている。然しながら、かゝる懸濁物によって互いに結合した粒子が水と接触して いる場合には、結合剤を用いてケイ酸塩を中和させかくして接着剤を不溶性とさ せるのが好ましい。好ましい結合剤は非晶質シリカである。 それ故本発明の接着剤は木材に対してきわめて良好な接着系を与える。 利点は次の通りである： イ）木材の表面は予備清浄化を必要としない ロ）木材の表面は平滑化を必要としない ハ）木材の表面は湿時／湿潤状態でも良く、乾燥を必要としない ニ）有機材料も溶剤も必要としない。実施例７及び８ きわめて荒い表面の煉瓦での接着試験 用いた材料： イ）二重外壁の場合に家屋の内壁用に又は工業建築用に用いることが多いような きわめて荒い表面の型式の煉瓦４枚。煉瓦の表面は約２mmまで表面から突き込ま れる石目を有していた。 煉瓦の寸法：9.8cm×21cm×５cm ロ）実施例７については実施例１の懸濁物。 ハ）実施例８については実施例２の懸濁物。 大体２mmの懸濁物の１層を１枚の煉瓦の表面(21cm×9.8cm)上に施用し、別の 煉瓦を懸濁物で被覆した表面の上部に同じ表面に対して直ちに配置した。 ５分後には、上部にある実施例８の煉瓦（上部煉瓦）は既に持ち上げることが でき、然るに下方の煉瓦は上部煉瓦に固着したまゝである。これは実施例７にお いて実施例１の懸濁物によって結合した煉瓦ではそうではなく、実施例７では下 方の煉瓦は引離れた。懸濁物は未だ乾燥してないので煉瓦を再び互いに結合させ 得る。大体30分後には、実施例７の煉瓦も下方の煉瓦がもはや引離れないように 十分に結合している。数時間後には、既に強力な結合が実現し、実施例８で手で 最大限の力を出した時でも引離れは生起しなかった。 18％のゼオライトＰを含有する実施例１の懸濁物を用いる実施例７においては 、煉瓦同志間の懸濁物の明らかな収縮があることが見られるが、然るに27％のゼ オライトＰを含有する実施例２のより濃厚な懸濁物を用いるとこの収縮は実施例 ８では最低である。 これらの試験が証明する処によれば本発明のケイ酸塩溶液中のゼオライトの懸 濁物は煉瓦を結合するのに優れた接着剤を与えしかもゼオライト濃度が上昇する とより良い結果を与える。実施例９ ケイ酸塩懸濁物を用いての接着により皮革靴底の修理 用いた材料： 実施例２からの懸濁物即ち： 27重量％のゼオライトを含有し中性ケイ酸塩に懸濁したＰ−型ゼオライト、ゼ オクロスCG180の懸濁物。 実施例２の懸濁物を用いて靴底が長期の着用中に堅くはまらなくなった靴の修 理を行なう。 着用中にゆるんでしまった使用済みの靴及び使用済みの靴底は土壌で明らかに 汚れた表面を有して清浄化されていない。修理は次の如く実施する： へらを用いて実施例２の懸濁物のきわめて薄い１層を皮革の靴底に施用する。 靴底を手で靴に押圧した。余分な懸濁物を靴と靴底との間の空間から押出し、布 を用いて取去る。靴底を靴に10分間加圧し、その時は既に靴に十分に粘着してい る。 24時間後には、靴底は靴に十分に固着され、結合強度を減損する徴候なしに３ 週間以上の間担持された。 次の実施例においては、本発明の接着剤の接着特性におけるその影響を評価す るために種々の特性を変化させた。実施例10 ゼオライト含量を増大させる関数としての接着性 用いた基材：フォトコピー紙 接着剤の原料： イ）ゼオライトＰ：クロスフィールド社のゼオクロスCG180 ロ）ケイ酸ナトリウム溶液：クロスフィールド社のクリスタル0096 モル比 SiO₂/M₂O：2.95 ケイ酸塩濃度：35.1重量％ 接着性評価に用いた試験装置 次の装置を応用して、時間の関数として２枚の紙又は板紙同志間の結合強度を 評価する。該装置は処理すべき２枚の材料を固定するため別々に可動し得る２個 のジョーを有する装置を包含する。更に接着剤を２枚の材料間に施着した時に既 定の期間既定の圧力で２枚の材料を互いに押圧するための円盤も存在する。接着 及び押圧後に２枚の材料を引離すに必要な力を記録し得る。該装置は押圧力／期 間等に関して予定し得るＣＰＵをも包含する。 使用に当っては、結合すべき２枚の基材(150×45mm及び210×45mm)を装置のジ ョーに固定する。既定重量及び／又は容量の接着剤１滴を結合すべき基材（例え ば紙又は板紙）の小さい方の上面に施用する。本試験では大体0.025mlの１滴を 用いる。 もう１枚の基材（これは必らずしも同じ材料を有する ものでなければならないことはない）を次いで接着剤で被覆した１枚の上部に直 ちに配置し、２枚の基材を既定の時間上部基材の上部で油圧プレスする円盤(直 径：120mm)により互いに押圧する。 円盤を上昇させた後に、力を徐々に増大させながら２枚の基材を横方向に引裂 き、基材を引裂くに必要とした力（結合強度）を、発現した最大力に直接相関す る数値により自動的に記録する。 用いた紙及び板紙の品質 測定は紙並びに種々の板紙品質を用いて行ない、即ち： 紙の品質 フォトコピー紙：80gsm（ｇ数／m²） ：COBB値：18〜22gsm 板紙の品質 テストライナー：160gsm ：COBB値：35／60gsm（この板紙の両 面について異なっている）。 用いた接着剤： 前記のケイ酸ナトリウム溶液に懸濁させたゼオライトＰ（クロスフィールド社 のゼオクロスCG180）の量を増大させながら次の懸濁物を形成した。 １．０重量％のゼオライトＰ ２．５重量％のゼオライトＰ ３．10重量％のゼオライトＰ ４．15重量％のゼオライトＰ ５．20重量％のゼオライトＰ 試験結果： これらの懸濁物の接着有効性（初期接着力、湿時粘着性とも呼ばれる）は、２ 枚のフォトコピー紙を用いて且つ２枚を互いに押圧した５，10，15及び20秒後に 横方向に発現され得る最大強度を測定して前記の如き装置で評価した。 次の結果を得た： これらの試験は、ゼオライトＰの濃度が増大するにつれて、初期粘着性はずっ と速く発現し、優れた結合性能を表わすことを明らかに示している。 これらの結果はまた純粋なケイ酸塩溶液と比較するとずっと優れた性能を明白 に証明している。実施例11〜15 幾つかの変数及び基材の変更 大規模な一連の試験を行なうが、こゝでは次の変数を変化させる： イ）基材： 紙及び「COBB」値を変化させた一連の板紙品質、COBB値は板紙についての標 準資格（１m²当り60秒で吸収される水のグラム数）である。 ロ）ケイ酸ナトリウムのモル比SiO₂/Na₂O ハ）ケイ酸カリウムの使用 ニ）ケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムとの混合物の使用 ホ）ケイ酸塩溶液中のケイ酸塩の濃度の変更。 多数のこれらの試験から見て、結果の要約のみを与える、即ち：実施例11 基材の影響 結合すべき基材は接着性の結果に実質的に影響し、その結果として接着に最適 な懸濁物の組成は種々の基材に対して変化させ得る。COBB値は１つの尺度となる 変数であると思われる。 高いCOBB値（＞50）を有する基材については、モル比を増大することにより及 び／又はゼオライト含量を増大することにより及び／又はより低い程度にケイ酸 塩濃度を増大することにより更に良好な接着性が達成されることが一般的に見ら れる。低いCOBB値を有する基材については、接着性（初期接着力）はモル比を増 大することにより向上することが見出された。然しながら、これらの板紙につい てはケイ酸塩のモル比及びケイ酸塩の濃度に 応じてゼオライトＰ含量に最適値があることがまた見出された。ケイ酸塩の濃度 及びモル比に応じて、最適なゼオライトＰ含量は約10〜25重量％で変化する。更 には最大の粘度に関して、実際に測定したこれらの全ての変数に対して最大値が ある。 より疎水性を有する基材については、少量（＜１重量％）の表面活性剤の添加 はプラスの作用を及ぼすことが見出された。実施例12 モル比SiO ₂/Na ₂O の影響 全ての他の変数を一定に保持しながらモル比を2.6と3.9との間で変化させ、こ れによってモル比を増大させると一般に粘着性を向上させることが見出された。実施例13 ケイ酸塩溶液中のケイ酸塩濃度 他の変数を一定に保持しながらケイ酸塩濃度を増大させると初期接着力を増大 することが一般に見出された。 然しながら、粘度によって与えられるこのケイ酸塩濃度には制限がある。粘度が 余りにも高くなる時は測定した接着力は悪くなり始める。実施例14 粘度 先に記載した如く、有利な接着性を維持するには粘度は余りにも高くなるべき ではなく、それ故基材、温度及ひ装置に応じて主として決まる或る程度を越える べきで ないことが見出された。それ故最適な粘度は当業者によって決定されねばならな いが、一般に65秒^-1で測定して100〜400cpsの範囲に在る。実施例15 イ）ケイ酸カリウムの使用及び ロ）ケイ酸ナトリウムとケイ酸カリウムとの混合物の使用 同じモル比及び同じケイ酸塩濃度でケイ酸ナトリウムの代りにケイ酸カリウム を用いたゼオクロスCG180の懸濁物を形成した時には、次の試験で証明される如 く高い初期粘着性が得られることが見出された： 用いた基材：テストライナー(Test liner) 供試懸濁物： １：3.4のモル比SiO₂/Na₂Oで36.6重量％のケイ酸ナトリウムを含有するケイ酸 ナトリウム溶液（クロスフィールド社のクリスタル0096）に懸濁させた10重量％ のＰ−型ゼオライトゼオクロスCG180； ２：3.2のモル比SiO₂/K₂Oで38重量％のケイ酸カリウムを含有するケイ酸カリ ウム溶液に懸濁させた10重量％のＰ−型ゼオライトゼオクロスCG180； ３：75重量％の懸濁物１（Na）と25重量％の懸濁物２（Ｋ）との混合物。 ４：50重量％の懸濁物１（Na）と75重量％の懸濁物２（Ｋ）との混合物。 ５：25重量％の懸濁物１（Na）と75重量％の懸濁物２ （Ｋ）との混合物。 これらの懸濁物は複数枚の板紙を用いて前記した装置中で接着性について試験 すると次の結果を得た： 懸濁物 10秒後の結合強度 １ 4.2 ２ 5.9 ３ 4.4 ４ 5.5 ５ 5.5 結果が明らかに証明する処によれば、選択した懸濁物組成物に対して及び選択 した基材に対して、ケイ酸カリウムは優れた初期接着力を与える。またケイ酸ナ トリウムとケイ酸カリウムとの混合物中のカリウム含量が増大すると初期接着剤 力を増加させることも示している。 このカリウムのプラスの作用は選択した基材及び条件に応じて決まる。更には ケイ酸カリウムはより高価である。 実際には、技術的及び経済的理由のために特定の用途に応じてナトリウム及び カリウムの含量に関して生成物の組成を当業者が再び最適化できるものである。実施例16 ＰＶＡを基剤とする接着剤とケイ酸塩中のゼオライトＰの懸濁物との比較 ＰＶＡ（ポリビニルアセテート）を基剤とする接着剤を、紙及び板紙の様なセ ルロース基質の基材を結合する 接着剤として一般に用いる。 市場から得られたこの接着剤試料を、ケイ酸ナトリウム溶液（モル比SiO₂/Na₂ O：3.4及びケイ酸塩溶液中のケイ酸ナトリウム濃度：36.6重量％）中のゼオライ トゼオクロスCG180の懸濁物と対比した。 用いた基材：テストライナー 用いた懸濁物： ゼオライトＰ（ゼオクロスCG180）を前記のケイ酸ナトリウム溶液中に10重量 ％の濃度で懸濁させた。 試験： ケイ酸後中のゼオライトＰの懸濁物をＰＶＡ接着剤と比較するのに前記した装 置で試験した。 次の結果を得た： 供試接着剤 10秒後の接着力 20秒後の接着力 ゼオライトＰ懸濁物 3.1 5.5 ＰＶＡ接着剤 2.2 5.5 結果は再びケイ酸塩溶液中のＰ−型ゼオライトを基剤とする懸濁物がより迅速 な結合を表わすのを証明している。実施例17 充填剤材料の粒度の影響 供試充填剤材料： １：ゼオライトＰ：平均粒度0.65μｍ ２：ゼオライトＰ：平均粒度1.08μｍ ３：ゼオライトＰ：平均粒度2.27μｍ ４：ゼオライト４Ａ：平均粒度3.0μｍ ５：ゼオライト４Ａ：平均粒度1.36μｍ 懸濁物の調製に用いたケイ酸塩溶液： 3.4のモル比SiO₂/Na₂Oと36.3重量％のケイ酸塩濃度とを有するケイ酸ナトリウ ム溶液。 懸濁物： 前記の充填剤材料をケイ酸塩溶液中に10重量％の濃度で懸濁させた。 結果： イ）ゼオライトＰを用いて調製した懸濁物はゼオライト４Ａを用いて調製した懸 濁物よりもずっと良い初期接着力を与えることが見出された。 ロ）0.65μｍ及び1.08μｍの平均粒度のゼオライトＰを用いて得られた接着力は 測定精度内で同じであるが、然るに、2.27μｍの平均粒度の粒子のゼオライトＰ を用いて得られた接着力はずっと低い。 ハ）それぞれ３μｍ及び1.36μｍの平均粒度の粒子のゼオライト４Ａを基剤とす る懸濁物で得られた接着力は測定精度内で同じである。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】平成１１年４月２７日（１９９９．４．２７） 【補正内容】 得るのが有利である。前記の硬化剤は非晶質のシリカよりなるか又は別の場合に はケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム又はケイ酸カルシウムの様な非晶質 の金属ケイ酸塩よりなるのが好ましい。技術的に知られる別の硬化剤系もまた同 様に用い得る。非晶質シリカ及び／又は非晶質の金属ケイ酸塩に基いた硬化剤系 は、本願と同じ出願日を有する本出願人のＰＣＴ特許出願番号PCT／GB98／01228 に記載されている。 硬化剤の使用は接着剤の耐水性を顕著に向上させる。これはかゝる接着剤が耐 候性を必要とする用途に用い得ることを意味する。 硬化剤系の添加により、乾燥した懸濁物に含有されるケイ酸塩の溶解度は実質 的に低下する。かゝる接着剤は外方の用途に用いることができ、外壁の煉瓦を結 合する建物の構成に、靴底等の如く外側に用いるべき皮革を結合するのに又は外 方目的用の木材を結合するのに用い得る。 好ましい用途においては、硬化剤系を含有する本発明の接着剤は腐蝕保護を与 えるのに金属又は他の腐蝕感受性のサービス品を被覆するのに用いる。 次に多数の実施例を示して本発明を例示するが、これらの実施例は本発明を限 定するものと意図するものではない。全ての％は但し書きがなければ重量％であ る。実施例 用いた材料：懸濁物の安定性 同じ形状と寸法との250mlガラスシリンダー中で実施例１及び２について懸濁 物の安定性を評価した。 結果： またこれらの懸濁物は優れた安定性を有する。これらの結果から５日間の貯蔵 は懸濁物の安定性を評価するのに十分であると結論される。実施例３ 濾紙の接着試験 用いた材料： イ）実験室の濾紙 ２片 ロ）実施例１からの材料（中性ケイ酸塩液中の18％Ｐ型ゼオライト） 数滴の懸濁物を１片の濾紙の１表面に施用した。もう１片の濾紙を最初の濾紙 上に配置し、濾紙を手で互いに押圧し、これによって懸濁物を大体２cm²の表面 積に亘って塗り広げた。 明らかに即座の粘着性が見られ、５分以内に懸濁物は 請求の範囲 １．ケイ酸塩水溶液と微細無機充填剤との懸濁物を含有してなる接着剤組成物 において、前記のケイ酸塩溶液は少なくとも17重量％のケイ酸塩含量を有し、し かも充填剤は少なくとも0.4μｍの平均粒度のＰ−型ゼオライトであることを特 徴とする接着剤組成物。 ２．ゼオライトの平均粒度は0.4〜15μｍ、好ましくは0.4〜５μｍ、より好ま しくは0.8〜２μｍであることを特徴とする請求の範囲１記載の接着剤。 ３．ケイ酸塩溶液のケイ酸塩含量は少なくとも20重量％であることを特徴とす る請求の範囲１又は２記載の接着剤。 ４．ケイ酸塩水溶液のモル比SiO₂:M₂O（Ｍはアルカリ金属又はアンモニウムで ある）は1〜4.5よりなり、好ましくは2〜4.2よりなり、最も好ましくは2.8〜4.2 よりなることを特徴とする請求の範囲１〜３の何れかに記載の接着剤。 ５．ケイ酸塩溶液のケイ酸塩はケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム又はこれら の混合物よりなることを特徴とする請求の範囲１〜４の何れかに記載の接着剤。 ６．ケイ酸塩溶液のケイ酸塩はケイ酸カリウムよりなることを特徴とする請求 の範囲５記載の接着剤。 ７．セルロース含有材料を製造するため請求の範囲１〜６の何れかに記載の接 着剤組成物の使用。 ８．積層した紙管を製造するため請求の範囲１〜６の 何れかに記載の接着剤組成物の使用。 ９．ロックウール又はガラス繊維用の結合剤として請求の範囲１〜６の何れか に記載の接着剤組成物の使用。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハワース，アイアン，モーリス イギリス国 チエシヤー シイダブリユ８ ２エツチゼツト，デラメアー，ステーシ ヨン ロード 87 ウツドランズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ケイ酸塩水溶液と微細無機充填剤との懸濁物を含有してなる接着剤組成物 において、前記のケイ酸塩溶液は少なくとも17重量％のケイ酸塩含量を有し、し かも充填剤として少なくとも0.4μｍの平均粒度のゼオライトを含有することを 特徴とする接着剤組成物。 ２．ゼオライトはＰ−型ゼオライトのものであることを特徴とする請求の範囲 １記載の接着剤。 ３．ゼオライトの平均粒度は0.4〜15μｍ、好ましくは0.4〜5μｍ、より好ま しくは0.8〜2μｍであることを特徴とする請求の範囲１又は２記載の接着剤。 ４．ケイ酸塩溶液のケイ酸塩含量は少なくとも20重量％であることを特徴とす る請求の範囲１〜３の何れかに記載の接着剤。 ５．ケイ酸塩水溶液のモル比SiO₂:M₂O（Ｍはアルカリ金属又はアンモニウムで ある）は１〜4.5よりなり、好ましくは２〜4.2よりなり、最も好ましくは2.8〜4 .2よりなることを特徴とする請求の範囲１〜４の何れかに記載の接着剤。 ６．ケイ酸塩溶液のケイ酸塩はケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム又はこれら の混合物よりなることを特徴とする請求の範囲１〜５の何れかに記載の接着剤。 ７．ケイ酸塩溶液のケイ酸塩はケイ酸カリウムよりなることを特徴とする請求 の範囲６記載の接着剤。 ８．セルロース含有材料を製造するため請求の範囲１ 〜７の何れかに記載の接着剤組成物の使用。 ９．積層した紙管を製造するため請求の範囲１〜７の何れかに記載の接着剤組 成物の使用。 10．ロックウール又はガラス繊維用の結合剤として請求の範囲１〜７の何れか に記載の接着剤組成物の使用。