JP2003105271A - 耐火性防虫性無機接着組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】接着剤製造中や接着作業中や廃棄処理中に人体
に有害な物質を発生せず、また耐火性、耐熱性、難燃
性、断熱性、防虫性を有する、接着組成物を提供する。 【解決手段】水ガラスを主成分とし、珪藻土、カオリナ
イト、イライト、タルク、モンモリロナイト等から選ば
れる粘土微粉末、及び無機耐水性付与剤として珪酸アル
ミニウム等を添加した接着剤組成物、及び該組成物をコ
ーティング剤として建材、内装材にも適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性の無機系接
着性組成物であり、水ガラスを主成分とした水溶液に、
無機増粘材として粘土微粉末の中から選ばれた少なくと
も１種類と無機耐水性付与剤を混合させた完全無機接着
組成物であることを特徴とする、耐火性防虫性無機接着
組成物の提供を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】近年、新築や改築直後の住宅の室内など
でシックハウス症候群が問題となっており、例えば合板
や壁紙などの内装材に接着剤に含まれる揮発性の化学物
質が前記室内の空気中に放散され、頭痛や吐き気や化学
物質過敏症（例えば、アレルギー）などを引き起こすと
されていて、フォルムアルデヒドやトルエンやキシレン
などの有機化合物を含有する有機系接着剤の使用が原因
と見られている。また、前記住宅の居住者だけでなく、
内装工事の施工現場や合板製造現場において、問題とさ
れている有機系接着剤を直接扱う作業員への被害も問題
となってきたと同時に、その取扱いに関しても色々な規
制が生じてきた。

【０００３】例えばフォルムアルデヒドに関しては、従
来の建材用の接着剤には防腐剤として利用されており、
それは、近年の建築物に断熱性が要求されるようになっ
てきた結果、建材や内装材が湿度の高い条件下において
使用されるようになってきており、特にアルミサッシや
エアコンディショナー等の普及により、居住空間は一層
密閉状態となり、浴室、台所、洗面台、便所、押し入れ
の中等は多湿な状態となっている場合が多く、その結果
雑菌やカビの繁殖の絶好の場となっている場合が増えて
きたからである。また、壁板などに用いられるベニヤ板
その他の合板は高湿状態において吸湿し、カビが合板間
に発生し、合板にひずみを与え、合板が剥離したり、非
常に不衛生な状態となる。また、壁紙においては、施行
時、接着面に付着した菌が徐々に繁殖し、壁紙と壁板と
の間にひぶくれ状のブリスターが発生したり、黒カビな
どにより美観を損う問題があったことによって、接着剤
用の防腐剤としてのフォルムアルデヒドが多用されるよ
うになったのである。

【０００４】また、近年になって、建材や内装材などに
耐火性や難燃性が要求されるようになってきて、特に高
層建築物ではこれら耐火性材料の使用が義務づけられ、
内装材や外装材についても一定の耐火性能が要求される
ようになった。一方、建築施工の短縮化、効率化のため
に、外装材や内装材、場合によっては構造材などでも、
接着剤による工法が取られ、各種不燃材を複合材とする
ために接着剤を使用しているものも多く、従って建築用
接着剤には、十分な接着強度と共に、優れた耐火性、耐
熱性、断熱性が要求されるようになり、その結果、有機
系の防腐剤を使用せず、耐火性、耐熱性、断熱性を有す
る接着剤の開発案件が増加してきた。

【０００５】例えば、シロキサン骨格を有するシラノー
ル溶液に、少なくともモンモリロナイト、含水珪酸アル
ミニウム、及び鉱物繊維を添加し、シラノール溶液は、
金属シリコン、ふっ化ナトリウム（またはふっ化水
素）、水酸化ナトリウム及び水を混合して、発熱または
加熱反応により得られることで、十分な接着強度と優れ
た耐火性、耐熱性、断熱性を有し、またその製造が容易
であり、施工現場での取扱いが容易であることを特徴と
する、耐火性接着剤の開発案件がある。（特開平０８−
４１４２６号公報を参照する）

【０００６】また、例えば、抗菌抗カビ性を有する金属
を担持したリン酸カルシウム化合物と接着剤成分からな
る接着剤組成物であり、前記接着剤組成物を用いること
により、接着部位における雑菌の繁殖が抑制され、カビ
の発生が防止され、人体への悪影響もない抗菌抗カビ性
接着剤組成物の開発案件がある。（特開平０６刧１７０
２０号公報を参照する）

【０００７】また、例えば、紙、繊維、不織布、織布用
の接着剤として好適な無機物質を主体とする水系接着剤
の提供を目的とし、そのための解決手段として、ｐＨ３
・６．５を示す無機粉体と、シラノール変性ポリビニル
アルコールと、分子中にカルボキシル基を有する水溶性
高分子化合物とを含有する無機物質を主体とする水系接
着剤であることを特徴とする、無機物質を主体とする水
系接着剤の開発案件がある。（特開平１０−２９８５３
０号公報を参照する）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】例えば、特開平０８−
４１４２６号公報の耐火性接着剤の開発案件では、シロ
キサン骨格を有するシラノール溶液に、少なくともモン
モリロナイト、含水珪酸アルミニウム、及び鉱物繊維を
添加し、シラノール溶液は、金属シリコン、ふっ化ナト
リウム（またはふっ化水素）、水酸化ナトリウム及び水
を混合して、発熱または加熱反応により得られること
で、十分な接着強度と優れた耐火性、耐熱性、断熱性を
有し、またその製造が容易であり、施工現場での取扱い
が容易であることを特徴とするが、前記シラノール溶液
を量産することを考えると相当の設備を必要とし、金属
シリコンも輸入に頼らざる得ない現状ではコスト的に不
利であると思われる。

【０００９】また、特開平０６刧１７０２０号公報の抗
菌抗カビ性接着剤組成物の開発案件では、抗菌抗カビ性
を有する金属を担持したリン酸カルシウム化合物と接着
剤成分からなる接着剤組成物であり、前記接着剤組成物
を用いることにより、接着部位における雑菌の繁殖が抑
制され、カビの発生が防止され、人体への悪影響もない
ことを特徴とするが、前記抗菌抗カビ性を有する金属は
一般的に高価であり、前記接着剤組成物の製造に関して
も最低で２段階必要であり、現状ではコスト的に不利で
あると思われる。

【００１０】また、特開平１０−２９８５３０号公報の
無機物質を主体とする水系接着剤の開発案件では、その
ための解決手段として、ｐＨ３・６．５を示す無機粉体
と、シラノール変性ポリビニルアルコールと、分子中に
カルボキシル基を有する水溶性高分子化合物とを含有す
る無機物質を主体とする水系接着剤であることを特徴と
するが、前記ポリビニルアルコールと前記水溶性高分子
化合物は有機物であることで、この案件を利用して難燃
性と断熱性を有する案件に応用するのは難しいと判断で
きる。

【００１１】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために成されたものであり、一般的に使用または開示さ
れている公知の無機系接着性組成物や無機増粘材を使用
でき、また接着剤製造中や接着作業中や廃棄処理中に人
体に有害な物質を発生せず、また耐火性や耐熱性や難燃
性や断熱性を有し、また無機耐水性付与剤を用いて耐水
性を持たせ、完全無機接着組成物であることを特徴とす
る、耐火性防虫性無機接着組成物の提供を目的にする。
また、材料の入手が容易であり、また簡単で安価な設備
でその製造が容易であり、さらに施工現場での取扱いが
容易であり、人体に対しても環境に対しても安全で健康
的であり、さらに、防虫性や防黴性も有する耐火性防虫
性無機接着組成物の提供を目的にする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、水溶性の無機系接着性組成物であり、
水ガラスを主成分とした水溶液に、無機増粘材として粘
土微粉末の中から選ばれた少なくとも１種類と無機耐水
性付与剤を混合させた完全無機接着組成物であることを
特徴とする、耐火性防虫性無機接着組成物を提供するこ
とであるが、前記水ガラスに関しては、一般的には珪酸
カリウムや珪酸ナトリウム等の濃厚水溶液のことを示
し、一般的に市販されている水ガラスは水を１００重量
部であるとすると、前記珪酸カリウムや珪酸ナトリウム
は１０〜３０重量部位であり、本発明では珪酸ナトリウ
ムの濃厚水溶液を用いるのが好ましい。また、水ガラス
は融点が１，０００℃以上であり、木材の耐火塗料とし
て公知である。また、前記微粉末に関しては、一般的に
は粒径が１５μｍ以下の粉体をいう。

【００１３】上記目的を達成するために第２の発明は、
前記無機耐水性付与剤が珪酸アルミニウムであることを
特徴とする、請求項１記載の耐火性防虫性無機接着組成
物を提供することであるが、珪酸アルミニウムは融点が
１，８００℃以上であり、水や熱水には不溶であり、本
発明ではこれらの性質を活用する。

【００１４】上記目的を達成するために第３の発明は、
前記粘土微粉末が、珪藻土、カオリナイト、イライト、
タルク、モンモリロナイトであることを特徴とする、請
求項１に記載の耐火性防虫性無機接着組成物を提供する
ことであるが、例えば、モンモリロナイトは一般的には
二酸化ケイ素６０〜５０％、酸化アルミニウム２８〜２
０％、三価酸化鉄２０〜０％であり、例えばカオリナイ
トは一般的には二酸化ケイ素５０〜４０％、酸化アルミ
ニウム４０〜３５％、三価酸化鉄微量であり、例えばイ
ライトは一般的には二酸化ケイ素５５〜５０％、酸化ア
ルミニウム３０〜２０％、三価酸化鉄５〜２％であり、
夫々、二酸化ケイ素は融点が１，５００℃以上で、酸化
アルミニウムは融点が２，０００℃以上で、三価酸化鉄
は融点が１，５００℃以上であり、夫々の比率によって
性質は変化するが、主にこれらの耐火性や断熱性を活用
する。前記粘土微粉末は、単独で用いても効果は十分で
あるが、組合わせて用いることで効果は向上する、例え
ばモンモリロナイトとカオリナイト、例えば珪藻土とカ
オリナイト、例えばモンモリロナイトと珪藻土等である
が、とにかく数多くの組合わせが可能なのでここでは一
例を記した。

【００１５】上記目的を達成するために第４の発明は、
前記水ガラスを主成分とした水溶液が１００重量部であ
るときに前記粘土微粉末が１０重量部〜５０重量部であ
り、前記無機耐水性付与剤が１０重量部〜５０重量部で
あることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれ
かに記載の耐火性防虫性無機接着組成物を提供すること
であるが、前記粘土微粉末が１０重量部以下であれば接
着性は弱すぎて実用的ではないし、前記粘土微粉末が５
０重量部以上であれば粘性が高くなり実用的ではない
し、前記無機耐水性付与剤が１０重量部以下であれば耐
水性が低下し実用的ではないし、前記無機耐水性付与剤
が５０重量部以上であればゲル化しやすくなり実用的で
はない。

【００１６】上記目的を達成するために第５の発明は、
前記粘土微粉末の粒径が２μｍ以下であることを特徴と
する、請求項１または請求項３に記載の耐火性防虫性無
機接着組成物を提供することである。

【００１７】上記目的を達成するために第６の発明は、
前記耐火性防虫性無機接着組成物を建材や内装材にコー
ティングすることで、前記建材や内装材に難燃性や断熱
性や防虫防黴性を付与する完全無機コーティング剤とし
て使用できることを特徴とする、請求項１から請求項５
のいずれかに記載の耐火性防虫性無機接着組成物を提供
することであるが、前記コーティング方法に関しては前
記建材や内装材の全体の表面部分に前記耐火性防虫性無
機接着組成物の皮膜が形成されるのであれば手段は問わ
ない。

【００１８】上記目的を達成するために第７の発明は、
前記耐火性防虫性無機接着組成物には、さらに炭の粉体
を含有していることを特徴とする、請求項１から請求項
６のいずれかに記載の耐火性防虫性無機接着組成物を提
供することであるが、前記炭の粉体に関しては、木炭の
粉体であれば何を用いても構わない。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係わる耐火性防虫
性無機接着組成物に関しての実施の一形態例を説明する
が、本発明はこれら実施の一形態例に限定されるもので
はない。

【００２０】水ガラスには、珪酸カリウムや珪酸ナトリ
ウム等の濃厚水溶液があるが、本実施の形態例では、珪
酸ナトリウム溶液は和光純薬工業（株）製を使用した。
本実施の形態例で使用する無機増粘材である粘土微粉末
としては、カオリナイトは日本薬局方を使用し、珪藻土
は片山化学工業（株）製を使用した。本実施の形態例で
使用する無機耐水性付与剤である、珪酸アルミニウムは
和光純薬工業（株）製を使用した。

【００２１】実施の形態例１ あらかじめ、ビーカーに水１００ｇに対して珪酸ナトリ
ウム溶液１００ｇを１分間攪拌し混合させた水ガラス溶
液２００ｇを用意しておく。この水ガラス溶液に珪藻土
５０ｇと珪酸アルミニウム５０ｇとを入れハンドミキサ
ーを用いて５００回転／１分間で約３分間混合した。こ
の混合物を１日置くと、各成分がこなれてきて表面に光
沢と粘りが生じてきたものを製品とする。

【００２０】実施の形態例２ 実施の形態例１の接着剤を１ｍ２の壁紙の裏面に吹付け
た。この壁紙を合板に帖り付け、３０℃、相対湿度８０
％の雰囲気中に１ケ月間放置したところ黴の発生は認め
られなかった。また、比較のために、市販されているエ
マルジョン系接着剤のみを用いて同様に試験したとこ
ろ、１ケ月後には黴が発生した。

【００２２】実施の形態例３ 実施の形態例１の接着剤を合板と合板の接着剤として塗
布したところ従来のエマルジョン系接着剤に劣らない十
分な接着強度を示した。また合板の一面に実施の形態例
１の接着剤を塗布し、十分に乾燥後の塗布面にガスバー
ナーで火炎を熔射したところ、約１分間バーナーを当て
ても、燃え出すことはなかった。さらに３分間バーナー
加熱を続けたが、加熱部分は炭化するのみで、合板はつ
いに燃え出すことはなかった。

【００２３】実施の形態例４ 実施の形態例１の接着剤を一面に塗布して重ね合わせた
合板の試料を作り、付着強度試験を行った。約１日放置
後、引張試験機を用い、引張速度１ｍｍ／ｍｉｎの条件
で付着強度を測定した。試料の付着強度は６．５Ｋｇｆ
／ｃｍ^２、であった。この値は、内装材のＪＩＳ規格に
おいて、ＪＩＳ Ａ ６９０９（薄付け仕上塗材）及び
ＪＩＳ Ａ ６９１０（複層仕上塗材）に規定される標
準状態での付着強度３〜５Ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えるもの
であり、本実施の形態例の接着剤が十分な接着強度を有
することが示された。またこの合板の試料を水中に１日
間放置したが剥がれることはなかった。

【００２４】

【発明の効果】請求項１と請求項４の発明によれば、水
溶性の無機系接着性組成物であり、水ガラスを主成分と
した水溶液に、無機増粘材として粘土微粉末の中から選
ばれた少なくとも１種類と無機耐水性付与剤を混合させ
た完全無機接着組成物であることを特徴とすることで、
水溶性であることは製造時の危険性や現場での危険性が
極めて少なく安全であり、完全無機性であるということ
は、耐火性や断熱性であり、主成分の水ガラスが強アル
カリ性を示すので良好な抗菌性や防黴性を有し、本発明
を用いることにより、雑菌の繁殖を抑制し、黴の発生を
防ぐことができ、従って、本発明は、例えば、ベニヤ合
板間、壁紙の帖り付け面、一般木材用に適用するのが有
効な、耐火性防虫性無機接着組成物を提供できる。

【００２５】請求項２と請求項４の発明によれば、前記
無機耐水性付与剤が珪酸アルミニウムであることによっ
て、珪酸アルミニウムは通常では水や熱水には不溶であ
り、本発明に用いる成分によって、水溶液にすることが
でき、その結果として耐火性防虫性無機接着組成物に耐
水性を付与できる。

【００２６】請求項３と請求項４の発明によれば、前記
粘土微粉末が、珪藻土、カオリナイト、イライト、タル
ク、モンモリロナイトであることによって、これらの中
から選択または／及び組み合わせて用いるが、無機性増
粘材であるため、工場での接着剤製造中や住宅などの接
着作業中や廃棄処理中に人体に有害な物質を発生せず、
また耐熱性や難燃性や断熱性を特徴としかつ、有機系ま
たは化学系抗菌剤を用いなくても防虫性や防黴性を有す
ることを特徴とする、耐火性防虫性無機接着組成物を提
供できる。

【００２７】請求項５の発明によれば、前記粘土微粉末
の粒径が２μｍ以下であることを特徴とすることによっ
て、上述した発明の効果に加えて、前記粘土微粉末の粘
着性が増加し、結果的に十分な接着強度が得られ、加え
て耐火性、耐熱性、断熱性を強化させることを可能とす
る、耐火性防虫性無機接着組成物を提供できる。

【００２８】請求項６の発明によれば、前記耐火性防虫
性無機接着組成物を建材や内装材にコーティングするこ
とで、前記建材や内装材に難燃性や断熱性や防虫防黴性
を付与する完全無機コーティング剤として使用できるこ
とで、上述した発明の効果に加えて、従来の建築物にも
施工することによって、従来の建築物の安全性を向上さ
せることと屋内環境を改善または向上できるので、現在
の住人に対する健康を増進し安心感を与えることが可能
になる、耐火性防虫性無機接着組成物を提供できる。

【００２９】請求項７の発明によれば、前記耐火性防虫
性無機接着組成物には、さらに炭の粉体を含有している
ことで、上述した発明の効果に加えて、炭の持つ有害物
吸着効果と遠赤外線効果を本発明に付与できることによ
って、現在すでにシックハウス症候群で困っている人た
ちにも、本発明を実施することでシックハウス症候群の
影響を軽減できる耐火性防虫性無機接着組成物を提供で
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J038 AA011 HA461 HA526 HA536 HA556 MA08 MA10 NA00 NA04 NA14 NA27 PA18 PB02 PB05 PC06 PC08 PC10 4J040 AA011 HA311 HA356 JA03 JA12 JB05 LA07 LA08 LA11 MA08 MA09 MA10 MA11 MB03 NA05 NA10 NA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶性の無機系接着性組成物であり、水
   ガラスを主成分とした水溶液に、無機増粘材として粘土
   微粉末の中から選ばれた少なくとも１種類と無機耐水性
   付与剤を混合させた完全無機接着組成物であることを特
   徴とする、耐火性防虫性無機接着組成物。
2. 【請求項２】 前記無機耐水性付与剤が珪酸アルミニウ
   ムであることを特徴とする、請求項１記載の耐火性防虫
   性無機接着組成物。
3. 【請求項３】 前記粘土微粉末が、珪藻土、カオリナイ
   ト、イライト、タルク、モンモリロナイトであることを
   特徴とする、請求項１に記載の耐火性防虫性無機接着組
   成物。
4. 【請求項４】 前記水ガラスを主成分とした水溶液が１
   ００重量部であるときに前記粘土鉱物の微粉末が１０重
   量部〜５０重量部であり、前記無機耐水性付与剤が１０
   重量部〜５０重量部であることを特徴とする、請求項１
   から請求項３のいずれかに記載の耐火性防虫性無機接着
   組成物。
5. 【請求項５】 前記粘土微粉末の粒径が２μｍ以下であ
   ることを特徴とする、請求項１または請求項３に記載の
   耐火性防虫性無機接着組成物。
6. 【請求項６】前記耐火性防虫性無機接着組成物を建材や
   内装材にコーティングすることで、前記建材や内装材に
   難燃性や断熱性や防虫防黴性を付与する完全無機コーテ
   ィング剤として使用できることを特徴とする、請求項１
   から請求項５のいずれかに記載の耐火性防虫性無機接着
   組成物。
7. 【請求項７】前記耐火性防虫性無機接着組成物には、さ
   らに炭の粉体を含有していることを特徴とする、請求項
   １から請求項６のいずれかに記載の耐火性防虫性無機接
   着組成物。