JP3352033B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂組成物に関
し、特に防水性に優れ水中でも使用できる複合樹脂組成
物に関する。この樹脂組成物は、塗床材、塗壁材、その
他塗装材、接着材などとして使用され、従来のエポキシ
塗料のような悪臭や毒性がなく安全性が高く、改修性に
優れている。この樹脂組成物は、水中硬化型塗料、水中
硬化型樹脂モルタルに適し、各種ライニングコートに使
用でき、上下水道管のライニング塗料、橋梁脚往の摩耗
補修、コンクリートの劣化防止などに最適である。

【０００２】

【従来技術】従来、塗床材、塗壁材の樹脂モルタル塗料
としては、珪砂、砂などを配合したアクリル樹脂系の樹
脂組成物が主として用いられてきた。しかしながら、ア
クリル樹脂系の樹脂モルタルは、接着強度、圧縮強度、
曲げ強度または塗装に当たっての施準備の煩雑さなどの
点で問題があった。例えばコンクリート、特に新設コン
リートの場合、打設後の養生期間が長く、コンクリート
が含んでいる水分を十分に乾燥しなければ、接着硬化が
図れなかった。

【０００３】また改修時に湿気があると、従来のアクリ
ル系樹脂組成物は施工できないものが多い。さらに悪臭
や毒性が強く、施工上の安全性に問題が多かった。従来
の樹脂組成物の浸水性、吸水率、凍結融解、粗度係数な
どに問題が多く、鉄の腐食防止、コンクリートの劣化防
止、防水等に十分に対応できるものはなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した課
題を解決するためになされたものであり、湿潤施工を可
能にして、強力な接着硬化を図り、特に圧縮強度、曲げ
強度に優れ、耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、耐久性など
の特性も、従来の塗料より優れた性能を有する樹脂組成
物を提供するものである。

【０００５】特にホワイトセメントを使用する場合に
は、着色効果が抜群であり、ガラス（クリスタル）粉を
使用しているので、仕上げ表面の硬度が高く、傷が付き
にくく、塗膜が劣化しにくい。また従来のアクリル樹脂
の欠点である耐熱性という点でも優れている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、粉末の結晶骨材と、水が加えられると硬
化する水硬性材料と、エポキシ系の合成樹脂と、このエ
ポキシ樹脂を硬化させるエポキシ樹脂硬化材料であっ
て、使用時に上記エポキシ樹脂に混合される当該エポキ
シ樹脂硬化材料と、硬質機能または強度機能を有する粉
末セラミックスとを混合した。

【０００７】これにより、水分を含んだ湿った箇所でも
当該樹脂組成物を塗布したり充填することができ、防水
性などに優れる。さらに、エポキシ系合成樹脂と水硬性
材料とが同時硬化し、塗布・充填後に流化・流下して垂
れたりすることがなくなる。そして上述の段落「０００
１」で述べたように、防水性に優れ、水中でも使用でき
るし、水中硬化系塗料または水中硬化型樹脂モルタルと
いった、水中硬化に適している。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の複合樹脂組成物は、粉末
の結晶骨材と、水硬性材料と、エポキシ系合成樹脂とよ
りなる樹脂モルタルに粉末セラミックスを混合する。

【０００９】粉末の骨材としては、永久電荷を有するア
ルカリ結晶骨材が使用され、例えばガーネット（ざくろ
石、オルトケイ酸塩）の粉末が用いられる。この骨材
は、他にＮａ3Ａｌ2Ｌｉ3Ｆ12の粉末、鉄ガーネットの
粉末、イットリウムアルミニウムガーネット、トルマリ
ンの粉末も用いられる。

【００１０】このような骨材はざくろ石型構造というア
ルカリの結晶構造をもつものであり、プラスまたはマイ
ナスの永久電荷を有している。この骨材によって樹脂組
成物の硬度を高めることができる。特にこの永久電荷が
帯電性を有したマイナスイオンまたはプラスイオンによ
って、硬化作用が向上する。この粉末の骨材の平均粒径
は２５〜１２００ミクロンである。

【００１１】さらに硬質機能または強度機能を有する粉
末セラミックスとしては、例えばガラス（クリスタル）
粉が用いられる。この硬質機能または強度機能を有する
粉末セラミックスは、他に粉末石英、粉末ケイ素、粉末
アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、粉末ＷＣ、粉末ＴｉＣ、粉末Ｂ
4Ｃ、粉末ＳｉＣ、粉末ダイヤモンド（人工）、粉末Ｓ
ｉ3Ｎ4、粉末強化ガラス、粉末結晶化ガラスも用いられ
る。

【００１２】この硬質機能または強度機能を有する粉末
セラミックスも、骨材としての役目を果たし、後述する
水硬性材料の硬度を高めるものである。この硬質機能ま
たは強度機能を有する粉末セラミックスの平均粒径は１
０〜２００ミクロンである。

【００１３】水硬性材料としては、水硬性セメントが用
いられ、例えばホワイトセメント、ポルトランドセメン
ト、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミ
ナセメント、フライアッシュセメント、スラグセメン
ト、高炉セメント、早強セメント、低熱セメント、混合
セメントなどが用いられる。特に酸化物として表して下
記組成を有するものが好適である。

【００１４】 二酸化珪素（ＳｉＯ２） １０〜５０重量％ 酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ3） ５〜３０重量％ 酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3） ０．００１〜０．２０重量％ 酸化カルシウム（ＣａＯ） ２５〜１３０重量％ 酸化マグネシウム（ＭｇＯ） ０．３〜２．５重量％ 酸化ナトリウム（ＮａＯ） ０．０４〜０．２５重量％ なお、このようなセメントには、一般に三酸化硫黄（Ｓ
Ｏ2）が０．８〜３．５重量％程度含まれる。このよう
な水硬性材料は、セメントのほかに、粉末石灰岩、粉末
石膏、粉末乾燥粘土なども用いられる。

【００１５】このような組成のセメントと粉末ガーネッ
ト（粉末の骨材）と粉末ガラス（クリスタル）（粉末セ
ラミックス）を組み合わせることにより、エポキシ樹脂
とセメントの同時硬化を図ることができる。単にエポキ
シ樹脂とセメントとを混合しただけでは、エポキシ樹脂
とセメントとの同時硬化が図れなかった。粉末骨材のア
ルカリ質がセメントとエポキシ樹脂の融和混合を図り、
エポキシ樹脂の硬化とセメントの硬化を同時に行わせ
る。

【００１６】エポキシ系樹脂としては、変成エポキシ樹
脂が用いられ、例えばＢＰＡ型エポキシ樹脂、Ｆｅｃｄ
−Ａエポキシ樹脂が好ましく、メルカブタン、脂肪族ポ
リアミン、ポリアミド、脂環式アミン、芳容族ポリアミ
ン、ポリフェノール、フェノールノボラック、ＤＰＰノ
ボラックなどの重合体、共重合体あるいは共重合可能な
他のモノマーとの共重合体樹脂などが用いられる。

【００１７】このエポキシ樹脂はフェノール系エポキシ
樹脂を変成し、下記の調合が行われる。

【００１８】 （Ａ剤） エポキシ樹脂 ２００〜１０００重量％ タルク ２０〜３４０重量％ （Ｂ剤） アミン酸塩（５２６０） ５０〜３２０重量％ アミド酸塩（ＳＷＲ１１） ５０〜２８０重量％ タルク（ＹＵＣＣ−２） ２０〜３２０重量％ 上記タルクは増量剤である。アミン酸塩及びアミド酸塩
は、エポキシ樹脂を硬化させる作用をもつ。したがっ
て、上記のようにＡ剤とＢ剤とに分けられ、使用時つま
り塗布・充填直前にこのＡ剤とＢ剤とが混合されて、上
記エポキシ樹脂が硬化される。なお、このアミン酸塩及
びアミド酸塩は一方だけが混合されてもよく、これらの
材料の代わりにエポキシ樹脂が硬化される別の材料が混
合されてもよい。

【００１９】上記アミン酸塩及びアミド酸塩とのバラン
スによって、水硬性セメントの硬化の進行に対してエポ
キシ樹脂の硬化の進行が合わせられ、エポキシ樹脂の硬
化の速度が制御され押さえられセーブされる。この場
合、エポキシ樹脂の硬化の速度が制御され押さえられセ
ーブされる別の材料が混合されてもよい。

【００２０】これらＡ剤及びＢ剤の増量材はできるだけ
湿気をさけ、乾燥している物が使用される。エポキシ樹
脂はこの組成からなる２つの材料Ａ剤及びＢ剤の組み合
わせからなり、この２つの材料は比率（Ａ：Ｂ＝１：
１）重量比で１分間〜５分間、望ましくは３分間混合さ
れる。

【００２１】本調合法の製法は、水中塗料の製造法であ
る。混合の手順として、増量材（タルク等）が最初に計
量され、その後Ａ剤及びＢ剤が計量されて、Ａ：Ｂ＝
１：１の重量比で混合される。本例の基本色は白色であ
る。もし別な色調を提供する場合、Ａ剤のみに顔料が投
入され着色される。このときＢ剤の混合を考慮して着色
される。

【００２２】撹拝は時間３分間を指定して行い、垂れの
状態を観察する。上記混合のほかに必要に応して、乳化
剤、着色剤、消泡剤等の漆加剤等を加入含有させること
ができる。この複合樹脂組成物は使用に際して、骨材、
セメント、骨材セメント、ガラス（クリスタル）粉を増
量混合して使用することができ、また予め骨材とセメン
トとを扮体混合物にしておくことができる。混合比率
は、下記の通りである。

【００２３】 変成エポキシ樹脂 Ａ剤：Ｂ剤＝２：１〜１：２重量比 セメント（ホワイトセメント） ０．２５〜１．０重量比 粉末ガーネット ０．２５〜１．０重量比 ガラス（クリスタル）粉 １．０〜４．０重量比 骨材はセメントに対して、重量比で０．４〜２．４配合
するのが好適である。変成エポキシ樹脂は（セメント＋
ガーネット）１ｋｇに対して０．７ｋｇ〜４ｋｇ使用
し、ガラス（クリスタル）粉は、０．７ｋｇ〜４ｋｇ混
合することにより複合樹脂組成物が調製される。

【００２４】

【実施例１】（１）下記組成の（ａ）粉体２〜４ｋｇに
対し（ｂ）変成エポキシ樹脂１〜３ｋｇを混合し、白色
クリーム状になったところでコンクリー表面に厚さ０．
２ｍｍ〜２．０ｍｍでコテ塗りし２週間養生した。この
塗膜は、コンクリート面に強固に接着しており、またＪ
ｌＳＲ５２０１に準拠して圧縮、曲げ強度測定したとこ
ろ圧縮強度５８４ｋｇ5／ｃｍ2、曲げ強度２６５ｋｇ5
／ｃｍ2であった。湿潤状態のコンクリート表面に厚さ
０．２ｍｍ〜２．０ｍｍでゴムベラで塗布して、２週間
養生した結果、接着強度は２２ｋｇ5／ｍｍ２であっ
た。

【００２５】 （ａ）粉体 ガーネット ２４．０〜７２．０重量％ セメント ２６．０〜７８．０重量％ ガラス（クリスタル）粉 １００．０〜３００．０重量％ （セメント組成） 強熱減量 １．０〜２．８重量％ 二酸化珪素 １１．４〜３４．３重量％ 酸化アルミニウム ４．９〜１４．９重量％ 酸化第二鉄 ０．０５〜０．１５重量％ 酸化カルシウム ３１．５〜９４．５重量％ 酸化マグネシウム ０．５〜１．４重量％ 酸化ナトリウム ０．０５〜０．１５重量％ 三酸化硫黄 ０．８〜２．４重量％ （ｂ）変成エポキシ樹脂 １００〜３００重量％ （Ａ剤） ポリフェノール １００〜２００重量％ タルク ８〜２４重量％ （Ｂ剤） アミン酸塩 ２０〜６０重量％ アミド酸塩 ３０〜９０重量％ タルク ３０〜９０重量％ Ａ剤：Ｂ剤＝１：ｌ重量比で混合した。Ａ剤１００重量
％＋Ｂ剤１００重量％＝２００重量％である。上記組成
分を混合した複合樹脂組成物の各種物性は下記の如くの
結果である。

【００２６】（２）物性 接着力コンクリート２８〜４０ｋｇt／ｃｍ2 平均３５ｋｇt／ｃｍ2 鉄 ３５〜４０ｋｇf／ｃｍ2 平均３６ｋｇt／ｃｍ2 圧縮強度 ５８４ｋｇt／ｃｍ2 曲げ強度 ２６５ｋｇf／ｃｍ2 引張強度 １５６ｋｇf／ｃｍ2 伸び ３／８％ 水蒸気吸水率 ０．０９ｇ 塩水噴霧 ３６０ＨＲ 異常なし 耐候性 ５００ＨＲ 異常なし 冷熱試験 はがれ、膨れ、つやの変化なし 耐酸性 １０％硫酸水溶液に６０日間浸潰しても被覆に膨張、亀裂 、軟化溶出がなかった。

【００２７】耐アルカリ性 水酸化カルシウム飽和
水溶液に６０日間浸潰しても被覆に膨張、亀裂、軟化溶
出がなかった。

【００２８】透水性 ０．００ｇ 湿潤コンクリートの接着 ２．１２ＭＰａ（２２ｋｇf
／ｃｍ2） 基盤破壊 外観の変化 しわ、むら、はがれ、われは生じな
かった。

【００２９】以上の物性結呆を得た。

【００３０】

【実施例２】本実施例は、本発明の複合樹脂組成分の骨
材をガーネットとガラス（クリスタル）粉とした理由の
実施例である。

【００３１】 （粉体ａ） 珪砂５００ｕ〜１０００ｕ ２４．０〜７２．０重量％ ポルトランド（グレー） ２６．０〜７８．０重量％ ガラス粉 １００．０〜３００．０重量％ （変成エポキシ樹脂） （Ａ剤） ポリフェノール １００〜２００重量％ タルク ８〜２４重量％ （Ｂ剤） アミン酸塩 ２０〜６０重量％ アミド酸塩 ３０〜９０重量％ タルク ３０〜９０重量％ Ａ剤１００重量％＋Ｂ剤１００重量％＝２００重量％と
して、上記組成物を下記の重量比率で混合する。

【００３２】 粉体（珪砂十ポルトランドセメント） ５０〜１５０重量％ ガラス（クリスタル）粉 １００〜３００重量％ 変成エポキシ樹脂 １００〜３００重量％ 時間３分間混合を行ってから、コンクリート表面に塗布
した結果、セメントの凝固が起こり、エポキシ樹脂と分
離硬化が起こった。またコンクリート面にエポキシ樹脂
が接着するだけでセメントは凝固して固まった。さらに
湿潤コンクリート表面には接着しなかった。以上の結果
により、ガーネットのアルカリ質がセメントとエポキシ
樹脂の融和混合を図り、またエポキシ樹脂の硬化とセメ
ントの硬化を同時に行わせる。これは「ガーネット効
果」である。このようなガーネット効果を奏する材料で
あれば粉末骨材としては何でもよい。

【００３３】本発明は上記実施例に限定されず、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。エポキ
シ樹脂としては変成体でも非変成体でもよい。本件出願
当初の特許請求の範囲は以下の通りであった。 ［１］ 粉末の結晶骨材と、水が加えられると硬化する
水硬性材料と、エポキシ系の合成樹脂と、このエポキシ
樹脂を硬化させるエポキシ樹脂硬化材料であって、使用
時に上記エポキシ樹脂に混合される当該エポキシ樹脂硬
化材料と、硬質機能または強度機能を有する粉末セラミ
ックスとを混合した樹脂組成物。 ［２］ 上記粉末の結晶骨材は、永久電荷を有するアル
カリ結晶骨材であってガーネットであり、平均粒径は２
５〜１２００ミクロンの粉末であり、 上記エポキシ樹
脂は変成エポキシ樹脂であって、下記の組成からなる２
つの材料の組み合わせからなり、この２つの材料は使用
時に比率（Ａ：Ｂ＝１：１）重量比で１分間〜５分間混
合され、 上記エポキシ樹脂硬化材料は、下記アミン酸
塩またはアミド酸塩であり、 （Ａ剤） エポキシ樹脂 ２００〜１０００重量％ タルク ２０〜３４０重量％ （Ｂ剤） アミン酸塩 ５０〜３２０重量％ アミド酸塩 ５０〜２８０重量％ タルク ２０〜３２０重量％ 上記エポキシ樹脂には当該エポキシ樹脂の硬化の進行を
制御する硬化制御材料が混合され、上記水硬性材料は下
記組成の水硬性セメントであり、 二酸化珪素 １０〜５０重量％ 酸化アルミニウム ５〜３０重量％ 酸化第二鉄 ０．０１〜１．００重量％ 酸化カルシウム ２５〜１３０重量％ 酸化マグネシウム ０．１〜２．２重量％ 酸化ナトリウム ０．０１〜１．００重量％ 上記粉末セラミックスは、平均粒径５〜４００ミクロン
のガラス粉であることを特徴とする請求項１記載の複合
樹脂組成物。 ［３］ 請求項１または２における樹脂組成物は、樹脂
モルタル、水中硬化系塗料または水中硬化型樹脂モルタ
ルであることを特徴とする複合樹脂組成物。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の複合樹脂
組成物は、被塗布面によくなじんで接着し、乾式状態の
コンクリートに２８ｋｇ5／ｃｍ2以上で接着湿式状態の
コンクリートに２２〜２５ｋｇ5／ｃｍ2で接着し、優れ
た圧縮強度と曲げ強度と耐摩耗性、耐水性、耐薬品性を
発揮する。また悪臭や毒性がないので使い勝手が良好で
あり、特に使用中の住宅や事務所、デパートの改修や地
下鉄、トンネル、下水道などの通気の悪いところの施工
に於いて安全性が高く工期短縮が図れる。また本発明の
優れた特性によってコンクリートの劣化防止、コンクリ
ートの補強、各種ライニング施工、鉄面に塗布されて優
れた防錆効果を示す。

【００３５】よって、本発明の複合樹脂組成物は、主と
して機能に着目した場合には、水中塗材、水中モルタ
ル、表面保護材ライニングコート材、防錆塗材、接着剤
などとして作用する。また、用途に着目した場合工場、
倉庫、ビル、シャワールーム、厨房、プール、階段等の
建築物の床、壁などの表面仕上材、橋桁、船舶の甲板、
鉄骨階段等の防錆塗装材、護岸、脚柱、道路、車道、各
種構造物の補修、補強材として用いられる。そして上述
の段落「０００１」で述べたように、防水性に優れ、水
中でも使用できるし、水中硬化系塗料または水中硬化型
樹脂モルタルといった、水中硬化に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｃ０９Ｄ 163/00 Ｃ０９Ｄ 163/00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 C04B 41/63 C08K 3/22 C08K 3/34 C08K 3/40 C09D 163/00 - 163/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久電荷を有するガーネットからなる粉
   末のアルカリ結晶骨材と、水が加えられると硬化する水
   硬性材料と、エポキシ系の合成樹脂と、このエポキシ樹
   脂を硬化させるエポキシ樹脂硬化材料であって、使用時
   に上記エポキシ樹脂に混合される当該エポキシ樹脂硬化
   材料と、硬質機能または強度機能を有する粉末セラミッ
   クスとを混合した水中硬化の樹脂組成物。
2. 【請求項２】 上記永久電荷を有するガーネットからな
   る粉末のアルカリ結晶骨材は、平均粒径は２５〜１２０
   ０ミクロンの粉末であり、 上記エポキシ樹脂は変成エポキシ樹脂であって、下記の
   組成からなる２つの材料の組み合わせからなり、この２
   つの材料は使用時に比率（Ａ：Ｂ＝１：１）重量比で１
   分間〜５分間混合され、 （Ａ剤） エポキシ樹脂 ２００〜１０００重量％ タルク ２０〜３４０重量％ （Ｂ剤） アミン酸塩 ５０〜３２０重量％ アミド酸塩 ５０〜２８０重量％ タルク ２０〜３２０重量％ 上記エポキシ樹脂には当該エポキシ樹脂の硬化の進行を
   制御する硬化制御材料が混合され、上記水硬性材料は下
   記組成の水硬性セメントであり、 二酸化珪素 １０〜５０重量％ 酸化アルミニウム ５〜３０重量％ 酸化第二鉄 ０．０１〜１．００重量％ 酸化カルシウム ２５〜１３０重量％ 酸化マグネシウム ０．１〜２．２重量％ 酸化ナトリウム ０．０１〜１．００重量％上記エポキシ樹脂硬化材料は、下記アミン酸塩またはア
   ミド酸塩であり、 上記粉末セラミックスは、平均粒径５〜４００ミクロン
   のガラス粉であることを特徴とする請求項１記載の水中
   硬化の樹脂組成物。
3. 【請求項３】 請求項１または２における樹脂組成物
   は、水中硬化系塗料または水中硬化型樹脂モルタルであ
   ることを特徴とする水中硬化の樹脂組成物。