JP2018131356A - モルタル用水性樹脂分散体、モルタル組成物、及びモルタル硬化物 - Google Patents

Abstract

【課題】補修材用モルタル、仕上げ材用モルタル、防水用モルタル等において、重合安定性と、長い可使時間と優れたモルタル硬化性と、良好な防水性を発現できるモルタル用水性樹脂分散体を提供する。【解決手段】水と重合体粒子とを含み、該重合体粒子が、メタクリロニトリル（Ａ）と、芳香族ビニル系単量体、メタクリル酸アルキルエステル系単量体、及びアクリル酸アルキルエステル系単量体からなる群から選ばれるいずれか１種以上の重合性単量体（Ｂ）と、これらと共重合可能な重合性単量体（Ｃ）との共重合体を含む、モルタル用水性樹脂分散体。【選択図】なし

Description

本発明は、モルタル用水性樹脂分散体、モルタル組成物、及びモルタル硬化物に関する。

土木及び建築の分野において、セメント、珪砂等の充填材を含有するモルタル組成物は、建築物の防水処理、内壁や外壁等の表面の化粧、補修、仕上げ材等に使用されている。
この従来から知られているモルタル組成物は、硬化までに時間がかかるため屋外施工時の雨打たれ等の問題点を抱えていた。この原因は、防水性やひび割れ追従性を発現させるためにモルタル中へ樹脂を多く配合している事に起因している。
これに対して、特許文献１では、特定の単量体組成を重合し、多層構造を有するラテックスをモルタル組成物に添加する技術が開示されている。また、特許文献２では、アルミナセメントとアクリル系樹脂エマルジョンを含むポリマーセメント組成物の技術が開示されている。

特開２０１５−０３６３６５号公報 特開２００６−３４７７９７号公報

従来の水性樹脂分散体では、重合安定性と、長い可使時間と、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性とを同時に発現することができない。そこで、本発明は、補修材用モルタル、仕上げ材用モルタル、防水用モルタル等において、重合安定性に優れ、可使時間が長く、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性を発現できるモルタル用水性樹脂分散体を提供することを目的とする。

本発明者は、上記従来技術の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、水と、特定の単量体を重合して得られた重合体粒子とを含む水性樹脂分散体をモルタルに用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、以下のとおりである。
（１）水と重合体粒子とを含み、該重合体粒子が、メタクリロニトリル（Ａ）と、芳香族ビニル系単量体、メタクリル酸アルキルエステル系単量体、及びアクリル酸アルキルエステル系単量体からなる群から選ばれるいずれか１種以上の重合性単量体（Ｂ）と、これらと共重合可能な重合性単量体（Ｃ）との共重合体を含む、モルタル用水性樹脂分散体。
（２）前記重合体粒子を構成する全単量体１００質量％に対するメタクリロニトリル（Ａ）単量体由来の構成単位成分の含有量が０．１〜１０質量％である、（１）のモルタル用水性樹脂分散体。
（３）（１）又は（２）に記載のモルタル用水性樹脂分散体と、セメントと、充填剤とを含む、モルタル組成物。
（４）（３）に記載のモルタル組成物を含む、モルタル硬化物。

本発明のモルタル用水性樹脂分散体によれば、補修材用モルタル、仕上げ材用モルタル、防水用モルタル等において、重合安定性と、長い可使時間と、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性を同時に発現できるモルタル用水性樹脂分散体が得られる。

以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は特許請求の範囲によって規定される要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。

［モルタル用水性樹脂分散体］
本実施形態に係るモルタル用水性樹脂分散体は、水と、重合体粒子とを含み、該重合体粒子が、メタクリロニトリル（Ａ）と、芳香族ビニル系単量体、メタクリル酸アルキルエステル系単量体、及びアクリル酸アルキルエステル系単量体からなる群から選ばれるいずれか１種以上の重合性単量体（Ｂ）と、前記アクリロニトリル（Ａ）や重合性単量体（Ｂ）と共重合可能な重合性単量体（Ｃ）とを重合して得られる共重合体を含み、重合体粒子における（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）の質量比が０．１〜１０：０．１〜９９．８：０．１〜９９．８である。

本実施形態に係るモルタル組成物とは、上記した本実施形態に係るモルタル用水性樹脂分散体と、セメントと、充填剤とを含み、場合により添加剤と、水で練り混ぜて作る建築材料である。
また、本実施形態における水性樹脂分散体とは、樹脂が水中で分散状態を維持しているものである。水性樹脂分散体として、特に限定されないが、具体的には、アクリル系ラテックス、スチレン−ブタジエン系ラテックス、塩化ビニリデン系ラテックス、エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、シリコーンエマルジョン、ウレタンディスパージョン等が挙げられる。

［重合体粒子］
本実施形態に用いる重合体粒子は、単量体組成が均一の共重合体であっても、単量体組成が異なる共重合体を含む層が多数存在する多層構造であってもよい。
＜メタクリロニトリル（Ａ）＞
本発明に係るモルタル用水性樹脂分散体には、メタクリロニトリルを共重合することを特徴とする。メタクリロニトリルを特定の量の範囲で使用することにより、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性を発現することができるので好ましい。従来、長い可使時間（モルタル構成成分の配合直後から２時間後まで粘度が大きく変わらないこと）と、塗布後１日経過後のモルタル硬化性を両立することは難しかったが、本発明においてメタクリロニトリルを使用することにより、モルタル硬化性を向上させることができるとともに、厚塗りダレ性が良好で、塗膜伸びが良好であり、良好な防水性も得ることができた。
本実施形態に用いる重合体粒子を構成する全単量体１００質量％に対するメタクリロニトリル（Ａ）単量体由来の構成単位成分の含有量は、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性と塗膜伸び発現の観点から、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは１質量％以上９質量％以下であり、さらに好ましくは３質量％以上８質量％以下である。１０質量％以下であることで、塗膜伸びの観点から好ましい。０．１質量％以上であることで、防水性の観点から好ましい。８質量％以下であることで、重合安定性の観点から好ましい。

＜重合性単量体（Ｂ）＞
本実施形態における重合性単量体（Ｂ）としては、芳香族ビニル系単量体、メタクリル酸アルキルエステル系単量体、及びアクリル酸アルキルエステル系単量体からなる群から選ばれるいずれか１種以上を１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
芳香族ビニル系単量体として、具体的には、スチレン、ビニルトルエン、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステル（メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル）として、具体的には、炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、１〜１００のエチレンオキサイド基を有する（ポリ）オキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、１〜１００のプロピレンオキサイド基を有する（ポリ）オキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、エチレンオキサイド基の数が１〜１００個の（ポリ）オキシエチレンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
炭素数１〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとして、具体的には、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。

＜重合性単量体（Ｃ）＞
本実施形態における重合性単量体（Ｃ）は、上記のメタクリロニトリル、芳香族ビニル系単量体、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系単量体と共重合可能なものであれば特に限定されない。
具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボン酸基含有重合性単量体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、パーチサック酸ビニル等のビニルエステル類；塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；ブタジエン等のオレフィン類；（メタ）アクリルアミド、ビニルピロリドン、（メタ）アクリル酸グリシジル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、ジビニルベンゼン等の官能性単量体；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等のアルコキシシラン基含有重合性単量体；ポリオキシエチレン−１−（アリルオキシメチル）アルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩等の反応性界面活性剤等が挙げられ、これらの１種以上を１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

＜重合体粒子の計算ガラス転移温度＞
本実施形態における重合体粒子は、特に限定されないが、計算ガラス転移温度が−５５℃以上＋２５℃以下が好ましく、−４５℃以上０℃以下がより好ましい。２５℃以下であることで、柔軟性を良好なものとすることができる。−５５℃以上であることで、接着性と可使時間の両立を可能とすることができる。
本実施形態において計算ガラス転移温度とは、単量体のホモ重合体のガラス転移温度と共重合比率より、次式によって決定されるものである。なお、重合性単量体であるアルコキシシラン基含有重合性単量体は、架橋性があること、使用量が少ないことから計算ガラス転移温度の計算には含めない。また、反応性界面活性剤も同様に計算には含めない。本実施形態の計算ガラス転移温度として、具体的には、重合体粒子に用いられるメタクリロニトリル（Ａ）、重合性単量体（Ｂ）、重合性単量体（Ｃ）等から算出する。また、ＴｇやＷの値は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
１／Ｔｇ＝Ｗ１／Ｔｇ１＋Ｗ２／Ｔｇ２＋・・・
（Ｔｇ：単量体１、２・・・よりなる共重合体の計算ガラス転移温度（Ｋ）；Ｗ１、Ｗ２・・・：単量体１、単量体２、・・・の共重合体中の質量分率（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＝１）；Ｔｇ１、Ｔｇ２・・・：単量体１、単量体２、・・・のホモ重合体のガラス転移温度（Ｋ））
上記の式に使用するホモ重合体のＴｇ（Ｋ）は、例えば、ＰＯＬＹＭＥＲ ＨＡＮＤＢＯＯＫ ＴＨＩＲＤ ＥＤＩＴＩＯＮ（１９８９ ｂｙ Ｊｈｏｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ）に記載されている。本実施形態に使用される数値を以下に例示する。カッコ内の値がホモ重合体のＴｇを示す。

ポリスチレン（３７３Ｋ）、ポリメタクリル酸メチル（３７８Ｋ）、ポリアクリル酸ｎ−ブチル（２１９Ｋ）、ポリアクリル酸２−エチルヘキシル（２２３Ｋ）、ポリアクリル酸（３７９Ｋ）、ポリメタクリル酸（５０１Ｋ）、ポリアクリロニトリル（３７０Ｋ）、ポリメタクリロニトリル（３９３Ｋ）、ポリアクリル酸２−ヒドロキシエチル（２５８Ｋ）、ポリメタクリル酸２−ヒドロキシエチル（３２８Ｋ）、ポリアクリルアミド（４３８Ｋ）が挙げられる。

本実施形態に係るモルタル用水性樹脂分散体は、界面活性剤を含むことができる。具体的には、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、反応性界面活性剤、高分子界面活性剤等が挙げられる。

アニオン性界面活性剤として、具体的には、ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシノニルフェニルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコールエーテル硫酸塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤として、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー等挙げられる。
カチオン性界面活性剤として、具体的には、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
両性界面活性剤として、具体的には、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイド等が挙げられる。
反応性界面活性剤として、具体的には、ポリオキシエチレン−１−（アリルオキシメチル）アルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられ、好ましくはポリオキシエチレン−１−（アリルオキシメチル）アルキルエーテル硫酸ナトリウム等が挙げられる。
高分子界面活性剤として、具体的には、（変性）ポリビニルアルコール等が挙げられる。
上記した種々の界面活性剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよく、モルタル可使時間の観点から、全重合性単量体１００質量部に対して、０．１質量部以上８重量部以下を含むことが好ましい。

界面活性剤の使用方法は、特に限定されず、乳化重合時に全量使用しても、乳化重合後にさらに必要量を添加等してもよい。

＜その他の成分＞
本実施形態に係るモルタル用水性樹脂分散体は、上記した成分以外にも、その効果の範囲内において、水性樹脂分散体等に添加配合される他の成分をさらに含んでもよい。このような他の成分として、具体的には、増粘剤、成膜助剤、凍結防止剤、消泡剤、染料、防腐剤等が挙げられる。これらの他の成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

増粘剤として、具体的には、ポリビニルアルコール（部分鹸化ポリ酢酸ビニル等を含む）、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の高分子分散安定剤；ポリエーテル系、ポリカルボン酸系増粘剤等が挙げられる。

成膜助剤として、具体的には、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、２，２，４−トリメチル−１，３−ブタンジオールイソブチレート、グルタル酸ジイソプロピル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。

凍結防止剤として、具体的には、プロピレングリコール、エチレングルコール等が挙げられる。

＜重合体粒子の体積平均粒子径＞
本実施形態における重合体粒子の体積平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、より好ましくは２２０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下であり、更に好ましくは２３０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。体積平均粒子径が２００ｎｍ以上であることで、セメントの水和反応を阻害しなくなるため、モルタル硬化性がより良好となる。体積平均粒子径２２０ｎｍ以上がモルタル硬化性と厚塗りダレ性の点からさらに好ましい。体積平均粒子径が３００ｎｍ以下であることでモルタル硬化物がより緻密になり、防水性がより良好となる。体積平均粒子径は、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。

＜モルタル用水性樹脂分散体の固形分含有量＞
本実施形態に係るモルタル用水性樹脂分散体の固形分含有量は、特に限定されないが、好ましくは３０質量％以上６５質量％以下であることが好ましい。３０質量％以上であることで、貯蔵安定性がより良好となる。６５質量％以下であることで、重合安定性がより良好となる。

［モルタル用水性樹脂分散体の製造方法］
本実施形態に係るモルタル用水性樹脂分散体は、水中にて、メタクリロニトリル（Ａ）と、重合性単量体（Ｂ）と、共重合可能な重合性単量体（Ｃ）とを、重合反応させることで得られる。
本実施形態における製造方法としては、特に限定されないが、乳化重合が好ましく、ラジカル乳化重合がより好ましい。
乳化重合の反応条件等について、特に限定されないが、好ましい方法としては、水中にて、乳化剤及び重合開始剤等の存在下で、ｐＨを４以下に調整し、６０℃以上９０℃以下で重合性単量体を乳化重合する方法等が挙げられる。
重合に際しては、供給する単量体組成物の組成を重合過程で逐次変化させる方法が利用できる。
乳化重合の重合方法として、具体的には、単量体を一括して仕込む単量体一括仕込み法；単量体を連続的に滴下する単量体滴下法；単量体と水と乳化剤とを予め混合乳化しておき、これらを滴下するプレエマルジョン法；これらを組み合わせた方法等が挙げられる。重合開始剤の使用方法（使用時間、使用量等）については、特に限定されるものではない。

重合開始剤として、具体的には、ラジカル開始剤等が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、ラジカル重合を起こさせることができれば特に限定されないが、熱又は還元性物質等によってラジカルを生成して重合性単量体の付加重合を起こさせるもの等が挙げられる。具体的には、水溶性又は油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物等が挙げられる。さらに具体的には、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス（２−ジアミノプロパン）ハイドロクロライド、２，２−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等が挙げられる。これらの中でも、水溶性であるものが好ましい。なお、重合速度の促進や低温での反応を一層望む場合には、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホキシレート塩等の還元剤を、ラジカル重合開始剤と組み合わせて用いることが好ましい。

乳化重合に際して、必要に応じて分子量調整剤を使用することができる。分子量調整剤として、具体的には、ドデシルメルカプタン、ブチルメルカプタン等が挙げられる。分子量調整剤の使用割合は、特に限定されないが、重合性単量体総量の２質量％以下であることが好ましい。
本実施形態においては、長期の分散安定性を一層向上させる観点から、上記重合後のｐＨを５以上１０以下の範囲に制御することが好ましい。制御する方法として、具体的には、アンモニア、ジメチルアミノエタノール等のアミン類等のような塩基性有機化合物；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属塩等のような塩基性無機化合物等といった塩基性物質を、重合後に用いることにより調整することができる。

［モルタル組成物］
本実施形態に係るモルタル組成物は、上記した本実施形態のモルタル用水性樹脂分散体と、セメントと、充填剤とを含み、場合により添加剤と、水とを含む。そのため、重合安定性と、長い可使時間と、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性を発現することができる。

本実施形態に係るモルタル組成物に用いられるセメントとして、具体的には、ＪＩＳ Ｒ５２１０（ポルトランドセメント）、Ｒ５２１１（高炉セメント）、Ｒ５２１２（シリカセメント）、Ｒ５２１３（フライアッシュセメント）等に規定されている、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等が挙げられる。また、「セメントの常識」（社団法人セメント協会、１９９４年３月発行）に記載されている、特殊セメント、白色ポルトランドセメント、セメント系固化材、アルミナセメント、超速硬セメント、コロイドセメント、湯井セメント、地熱井セメント、膨張セメント、その他特殊セメント等の種々のセメントも挙げられる。

本実施形態に係るモルタル組成物に用いられる充填剤として、具体的には、セメントモルタルに用いられる砂、珪砂、寒水砂、天然及び人工軽量骨材等；無機又は有機の顔料等が挙げられる。無機顔料として、具体的には、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、チタン、アルミニウム、アンチモン、鉛等の各種金属酸化物；水酸化物、硫化物、炭酸塩、硫酸塩又は珪酸化合物等が挙げられる。さらに具体的には、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、石膏、バライト粉、アルミナホワイト、サチンホワイト等が挙げられる。有機顔料として、具体的には、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の固体高分子微粉末等が挙げられる。

本実施形態に係るモルタル組成物に用いられる添加剤として、具体的には、減水剤及び流動化剤（ポリカルボン酸系、メラミンスルホン酸系、ナフタリンスルホン酸系、リグニンスルホン酸系等）、収縮低減剤（グリコールエーテル系、ポリエーテル系等）、耐寒剤（塩化カルシウム、珪酸塩等）、防水剤（ステアリン酸、シリコン系等）、防錆剤（リン酸塩、亜硝酸塩等）、粘度調整剤（メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール等）、凝結調整剤（リン酸塩等）、膨張剤（エトリンガイト系、石灰系等）、着色剤（酸化鉄、酸化クロム等）、消泡剤（シリコン系、鉱油系等）、補強材（鋼繊維、ガラス繊維、合成繊維等）、界面活性剤（アニオン、ノニオン、カチオン系等）、増粘剤、レベリング剤、成膜助剤、溶剤、可塑剤、分散剤、耐水化剤、潤滑剤等が挙げられる。

［モルタル硬化物］
本実施形態に係るモルタル硬化物は、上記した本実施形態のモルタル組成物を硬化して得られ、優れた防水性を発現することができる。硬化の手段として、特に限定されないが、コテ塗り、ウールローラー塗り、マスチックローラー塗り、スプレー塗布、ロールコーター塗布、流延、注入等いずれの方法も用いることができる。また、養生条件として、具体的には、室温での養生、加温下での養生、蒸気中での養生、水中での養生、これらの組み合わせによる養生等が挙げられる。

以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものでない。なお、特に断りがない限り、実施例及び比較例中の「部」及び「％」は、質量基準に基づくものである。

［試験方法］
（１）計算ガラス転移温度
計算ガラス転移温度は、単量体のホモ重合体のガラス転移温度及び共重合比率に基づき、次式によって算出した。なお、アルコキシシラン基含有重合性単量体（ｄ）は、計算ガラス転移温度の計算には含めなかった。
１／Ｔｇ＝Ｗ１／Ｔｇ１＋Ｗ２／Ｔｇ２＋・・・
（Ｔｇ：単量体１、２・・・よりなる共重合体の計算ガラス転移温度（Ｋ）；Ｗ１、Ｗ２・・・：単量体１、単量体２、・・・の共重合体中の質量分率（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＝１）；Ｔｇ１、Ｔｇ２・・・：単量体１、単量体２、・・・のホモ重合体のガラス転移温度（Ｋ））
上記において、ホモ重合体のガラス転移温度は次の値を採用した。
ポリスチレン（３７３Ｋ）、ポリメタクリル酸メチル（３７８Ｋ）、ポリアクリル酸２−エチルヘキシル（２２３Ｋ）、ポリメタクリル酸（５０１Ｋ）、ポリアクリロニトリル（３７０Ｋ）、ポリメタクリロニトリル（３９３Ｋ）、ポリアクリルアミド（４３８Ｋ）。

（２）重合安定性
重合後の（モルタル用）水性樹脂分散体に含まれる１００メッシュのろ過残渣の乾燥重量（ａ）の、全重合液（ｂ）に対する割合が、０．１％未満である場合を「○（良）」、０．１％以上１％未満である場合を「△（可）」、１％以上である場合を「×（不可）」とした。

（３）体積平均粒子径（ｎm）
レーザー回折式の粒度分布計（リーズ・アンド・ノースラップ社製、マイクロトラック粒度分布計「ＵＰＡ１５０」）にて測定した体積平均粒子径を、重合体粒子の体積平均粒子径とした。

（４）固形分率
アルミ皿にモルタル用水性樹脂分散体１ｇを正確に秤量し、恒温乾燥機で１０５℃にて３時間乾燥させ、シリカゲルを入れたデシケーター中で３０分間放冷した後に精秤した。乾燥後質量を乾燥前質量で除した割合を固形分率（％）とした。

（５）モルタルの配合
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）５００質量部、８号硅砂２５０質量部、炭酸カルシウムＳＳ＃３０（日東粉化工業社製）質量部に、下記例で作製した固形分率５０．０質量％の（モルタル用）水性樹脂分散体１０００質量部を加え、５分間撹拌した。

（６）モルタル粘度
（５）に記載のモルタル成分の配合直後と配合１時間後にモルタル粘度をＢＨ型粘度計で、２ｒｐｍ、２０ｒｐｍの順で測定した。Ｔ．Ｉ．（チキソトロピーインデックス）値は２ｒｐｍ粘度／２０ｒｐｍ粘度で算出した。２０ｒｐｍ粘度 ２時間後／直後の値が１．５以下である場合、可使時間が良好である。

（７）厚塗りダレ性
ＪＩＳ Ａ５３７１：２００４の付属書２に規定する普通平板の呼び３００（寸法３００×３００×６０ｍｍ）の表面の脆弱層、汚れ、付着物を取り除くべく、ＪＩＳ Ｒ６２５５：２００６に規定する研磨ディスクを使用して研磨し、水平に置き、（５）で調製したモルタルを金鏝を用いて厚さ５ｍｍ、幅１５０ｍｍ、高さ２８０ｍｍで塗り付け、直後に垂直になるようにして固定し、垂直固定後と２０℃６５％ＲＨにて１日間養生した後に、目視にてダレの状態を観察した。
◎（優）：垂直固定後や養生後も全くダレがなく仕上面が平滑である。
○（良）：垂直固定後にモルタルが僅かに動くが、養生後は仕上面が均一の厚みである。
△（可）：垂直固定後にモルタルが僅かに動き、養生後の仕上面は上部が薄く、下部が厚くなっているのが分かる。
×（不可）：垂直固定後、養生後ともにモルタルが下方に流れる。

（７）モルタル硬化性
ＪＩＳ Ａ５３７１：２００４の付属書２に規定する普通平板の呼び３００（寸法３００×３００×６０ｍｍ）の表面の脆弱層、汚れ、付着物を取り除くべく、ＪＩＳ Ｒ６２５５：２００６に規定する研磨ディスクを使用して研磨し、水平に置き、（５）で調製したモルタルを金鏝を用いて厚さ５ｍｍ、幅１５０ｍｍ、高さ２８０ｍｍで塗り付け、２０℃６５％ＲＨにて１日間養生した後に、蒸留水をスポイトで３滴垂らし、指で１０回こすった後の状態を目視観察した。
◎（優）：状態が変わらない。
○（良）：指で押された部分がわずかにへこむ。
△（可）：表面に白濁した水浮が出る。
×（不可）：内部が固まっておらず、表面が破れる。

（８）透水量
ＪＩＳ Ａ５４３０：２０１３の５に規定するフレキシブル板Ｆ（寸法３００×３００×３ｍｍ）を、水平に置き、上記モルタルを金鏝を用いて厚さ２ｍｍ、幅１５０ｍｍ、高さ２８０ｍｍで塗り付け、２０℃６５％ＲＨにて７日間養生した後に、ＪＩＳ Ａ６９０９の７．１２透水試験法Ｂ法によって測定した。数値が低い方が防水性が良好であり、好ましくは数値は１未満である。

（９）塗膜伸び
（５）で調整したモルタルを、ＪＩＳ Ａ６９０９：２００３（建築用仕上塗材）、７．２９の２０℃時の伸び試験により硬化物の塗膜伸びを測定した。７０％未満を不可、７０％以上１００％未満を可、１００％以上を良とした。

＜水性樹脂分散体の製造例１〜８＞
攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計を取り付けた反応容器に、表１の反応容器仕込み組成を投入し、反応容器中の温度を８０℃に昇温させて、過硫酸アンモニウムの１０％水溶液を７．０質量部添加した。その５分後に、表１の１段目乳化液組成の乳化混合液を、１５０分かけて反応容器に流入させた。流入中は反応容器の温度を８０℃に維持した。流入終了後、反応容器の温度を８０℃にて６０分間維持した。つづけて、表１の２段目乳化液組成の乳化混合液を、６０分かけて反応容器に流入させた。流入中は反応容器の温度を８０℃に維持した。流入終了後、反応容器の温度を８０℃にて１２０分間維持した後冷却し、１０％水酸化カリウム水溶液と水でｐＨ８．０、固形分率５０．０質量％に調整し、製造例１〜８の水性樹脂分散体を得た。結果を表１に示す。
ここで、表１のアニオン性界面活性剤は「エマールＤ−３−Ｄ」２０％水溶液（花王社製；ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩）、ノニオン性界面活性剤は「エマルゲン１５０」２０％水溶液（花王社製；ポリオキシエチレンラウリルエーテル）を使用した。

＜実施例１〜６＞
製造例１〜６のモルタル用水性樹脂分散体を使用して、各種物性を評価した。結果を表２に示す。

＜比較例１〜２＞
製造例７〜８の水性樹脂分散体を使用して、各種物性を評価した。結果を表２に示す。

本発明によれば、補修材用モルタル、仕上げ材用モルタル、防水用モルタル等において、重合安定性と、長い可使時間、優れたモルタル硬化性と、良好な防水性を発現できるモルタル用水性樹脂分散体を提供することができる。

Claims (4)

1. 水と重合体粒子とを含み、該重合体粒子が、メタクリロニトリル（Ａ）と、芳香族ビニル系単量体、メタクリル酸アルキルエステル系単量体、及びアクリル酸アルキルエステル系単量体からなる群から選ばれるいずれか１種以上の重合性単量体（Ｂ）と、これらと共重合可能な重合性単量体（Ｃ）との共重合体を含む、モルタル用水性樹脂分散体。
2. 前記重合体粒子を構成する全単量体１００質量％に対するメタクリロニトリル（Ａ）単量体由来の構成単位成分の含有量が０．１〜１０質量％である、請求項１のモルタル用水性樹脂分散体。
3. 請求項１又は請求項２に記載のモルタル用水性樹脂分散体と、セメントと、充填剤とを含む、モルタル組成物。
4. 請求項３に記載のモルタル組成物を含む、モルタル硬化物。