JP3543834B2 - セメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法 - Google Patents
セメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、セメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法に関する。さらに詳しくは、とくにモルタルやセメントペーストなどの無機質基材に対する接着性を向上させることができるセメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート、石材などの無機質基材の表面を舗装、補修したり、該無機質基材の表面にタイルなどを接着する際には、通常モルタルなどが用いられている。
【０００３】
前記モルタルなどには、たとえば基材に対する接着性、耐水性、耐薬品性、耐衝撃性などのすぐれた特性が要求され、かかる特性を向上させる目的で、たとえばスチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴムなどのゴム系の重合体をモルタルなどに添加することが試みられている。
【０００４】
しかしながら、モルタルなどに前記ゴム系の重合体を添加したばあいであっても、とくにコンクリート、石材などの無機質基材とモルタルなどとの接着性は、充分には改善されず、したがって、かかるモルタルなどの基材に対する接着性をより向上させることができる添加剤の開発が待ち望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、前記従来技術に鑑みて、とくにモルタルやセメントペーストなどのセメント質基材と、コンクリート、石材などの無機質基材との接着性を向上させることができる添加剤をうるべく鋭意研究を重ねた結果、特定のケイ素基を有するゴム系有機重合体を用いたばあいには、かかる接着性をいちじるしく向上させうる強化剤がえられることを見出し、本発明を完成するにいたった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、（１）数平均分子量が５００〜５００００の液状で、１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有するポリプロピレンオキシドを含有してなるセメント質基材用強化剤、（２）前記セメント質基材用強化剤およびセメント質基材を含有してなる組成物、（３）前記組成物を無機質基材に打設することを特徴とする打設工法、ならびに（４）無機質基材と被着材料とを前記組成物を介して接着することを特徴とする接着工法に関する。
【０００７】
【作用および実施例】
本発明のセメント質基材用強化剤（以下、強化剤ともいう）は、前記したように、１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有するゴム系有機重合体（以下、ゴム系有機重合体ともいう）を含有したものである。
【０００８】
なお、本発明において、セメント質基材とは、たとえばモルタルやセメントペーストなどの未硬化の素材のことをいう。
【０００９】
前記ゴム系有機重合体としては、たとえばプロピレンオキシド、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの環状エーテルの重合でえられるポリエーテル系；アジピン酸などの二塩基酸とグリコールとの縮合またはラクトン類の開環重合でえられるポリエステル系；エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン系；ポリイソブチレンまたはイソブチレンとイソプレンなどとの共重合体系；ポリクロロプレン；ポリイソプレンまたはイソプレンとブタジエン、スチレン、アクリロニトリルなどとの共重合体系；ポリブタジエンまたはブタジエンとスチレン、アクリロニトリルなどとの共重合体系；ポリイソプレン、ポリブタジエンまたはイソプレンとブタジエンとの共重合体に水素を添加してえられる共重合体系；エチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのモノマーをラジカル重合してえられるポリアクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルと酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、エチレンなどとの共重合体系；ビニルモノマーを重合してえられるグラフト重合体系；ポリサルファイド系などの重合体を骨格とするものなどがあげられる。
【００１０】
なお、本発明においては、架橋性ケイ素基が分子末端に導入されやすく、また無溶剤で液状重合体となりやすいなどの点から、ポリプロピレンオキシド系ポリエーテルなどの一般式：−Ｒ3 −Ｏ−（式中、Ｒ3 は炭素数２〜４の２価のアルキレン基を示す）で表わされる繰返し単位を有するポリエーテル、ポリプロピレンオキシドなどのポリエーテルの存在下でアクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどのビニルモノマーを重合させてえられるグラフト重合体などの重合体や共重合体、ならびにポリアクリル酸アルキルエステルまたはアクリル酸アルキルエステルを５０重量％以上含有するアクリル酸アルキルエステルと酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、エチレンなどとの共重合体を骨格とする１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有する重合体が好ましく、また耐水性が良好で、安価であり、さらに液状物として取扱いやすいという点から、とくにポリプロピレンオキシドを骨格とするものが好ましい。
【００１１】
本発明において、架橋性ケイ素基とは、加水分解性基、ヒドロキシル基や水素原子、ハロゲン原子が結合しているケイ素原子を含有し、シラノール縮合反応によって架橋が可能な基のことをいう。かかる架橋性ケイ素基の代表例としては、たとえば一般式（Ｉ）：
【００１２】
【化３】
【００１３】
（式中、Ｘはヒドロキシル基、加水分解性基、水素原子またはハロゲン原子、Ｒ1 は炭素数１〜２０の１価の炭化水素基または一般式：Ｒ2 3 Ｓｉ−Ｏ−（式中、Ｒ2 は炭素数１〜２０の１価の炭化水素基を示す）で表わされるトリオルガノシロキシ基、ａは０、１、２または３、ｂは０、１または２（ただし、１≦ａ＋ｂ）、ｍは０または１〜１８の整数を示す）で表わされる基などがあげられる。
【００１４】
なお、前記一般式（Ｉ）において、Ｘがヒドロキシル基、水素原子またはハロゲン原子であるばあいには、架橋性ケイ素基は、シラノール縮合触媒の存在にかかわらず、シラノール縮合反応を起こして架橋構造を形成し、またＸが加水分解性基であるばあいには、架橋性ケイ素基は、シラノール縮合触媒の存在にかかわらず、水分によって加水分解反応およびシラノール縮合反応を起こして架橋構造を形成する。
【００１５】
前記加水分解性基の代表例としては、たとえばアルコキシル基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などがあげられるが、これらのなかでは、加水分解性が良好であり、取扱いやすいという点から、アルコキシル基がとくに好ましい。なお、該加水分解性基は、１個のケイ素原子に１〜３個の範囲で結合しうる。
【００１６】
また前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子があげられる。
【００１７】
前記架橋性ケイ素基を形成するケイ素原子は、１個でもよく、２個以上であってもよいが、シロキサン結合などによって連結されたケイ素原子のばあいには、通常２０個程度までであれば好適に使用しうる。
【００１８】
なお、本発明においては、架橋性ケイ素基が一般式（ＩＩ）：
【００１９】
【化４】
【００２０】
（式中、ＸおよびＲ1 は前記と同じ、ｄは１、２または３を示す）で表わされる基である重合体が、低コストであるという点から好ましい。
【００２１】
また、前記一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）において、Ｒ1 を示す１価の炭化水素基の炭素数は１〜２０、なかんづく１〜６であることが好ましく、またＲ2 を示す１価の炭化水素基の炭素数は１〜２０、なかんづく１〜６であることが好ましい。
【００２２】
前記架橋性ケイ素基は、ゴム系有機重合体の骨格をなす重合体と化学的に結合している。かかる架橋性ケイ素基と骨格をなす重合体とのあいだの結合において、式：
【００２３】
【化５】
【００２４】
で表わされる結合のような結合があるばあいには、水分による結合の開裂がありうるため、あまり好ましくない。したがって、本発明においては、架橋性ケイ素基中、骨格をなす重合体にもっとも近いケイ素原子が、式：
【００２５】
【化６】
【００２６】
で表わされる結合で結合されていることが好ましい。
【００２７】
本発明に用いられるゴム系有機重合体をうる方法としては、たとえば以下に示す方法などがあげられる。
【００２８】
（イ）ビニルトリアルコキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルメチルジアルコキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシランなどの共重合可能な不飽和基と架橋性ケイ素基とを分子中に有するモノマーを、エチレン、プロピレン、イソブチレン、クロロプレン、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸エステルなどの重合性モノマーと共重合させたり、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどの共重合可能なエポキシ基と架橋性ケイ素基とを分子中に有するモノマーを、プロピレンオキシド、エチレンオキシドなどと共重合させる方法。
【００２９】
前記（イ）の方法により、分子側鎖に架橋性ケイ素基を有するゴム系有機重合体をうることができる。
【００３０】
（ロ）ラジカル重合において連鎖移動反応を起こしうるメルカプトプロピルトリアルコキシシラン、メルカプトプロピルメチルジアルコキシシランなどの、メルカプト基やジスルフィド基などと架橋性ケイ素基とを分子中に有する化合物を連鎖移動剤として用い、ラジカル重合性モノマーを重合させる方法。
【００３１】
（ハ）アゾビス−２−（６−メチルジエトキシシリル−２−シアノヘキサン）などの、架橋性ケイ素基を有するアゾ系や過酸化物系重合開始剤を用い、ラジカル重合性モノマーを重合させる方法。
【００３２】
前記（ロ）および（ハ）の方法により、分子末端に架橋性ケイ素基を有するゴム系有機重合体をうることができる。
【００３３】
（ニ）重合体の側鎖および／または末端にたとえばヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、エポキシ基、イソシアネート基などの官能基（以下、Ｙ官能基という）を有する重合体を用い、該Ｙ官能基と反応しうる官能基（以下、Ｙ´官能基という）を分子中に含有し、かつ架橋性ケイ素基を有する化合物と反応させる方法。
【００３４】
なお、前記（ニ）の方法における具体的な反応例を以下の表１および表２に示すが、本発明はこれらの例示のみに限定されるものではない。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
とくに、表１および表２において、出発原料および中間原料として用いられるＹ官能基を有する重合体としては、たとえばポリプロピレンポリオール、ポリエチレンポリオール、ポリテトラメチレンジオールなどの主鎖が本質的に一般式：−Ｒ4 −Ｏ−（式中、Ｒ4 は炭素数２〜４の２価のアルキレン基を示す）で表わされる繰返し単位からなるポリエールポリオール類；アジピン酸などの二塩基酸とグリコールとの縮合またはラクトン類の開環重合でえられるポリエステルポリオール類；ポリイソブチレンのポリオールまたはポリカルボン酸類；ポリブタジエンまたはブタジエンとスチレン、アクリロニトリルなどとの共重合体のポリオールやポリカルボン酸類；ポリイソプレンまたはポリブタジエンに水素を添加してえられるポリオレフィンのポリオール類；前記ポリオールまたはポリカルボン酸とポリイソシアネートとを反応させてえられるイソシアネート官能基含有重合体類；前記ポリオール類をビニル型不飽和基含有ハロゲン化合物などと反応させてえられるビニル型不飽和基含有重合体類などがとくに好ましく、さらにＹ官能基が重合体分子の末端にあるものがより好ましい。
【００３８】
前記Ｙ´官能基および架橋性ケイ素基を有する化合物としては、たとえばγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ基含有シラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプト基含有シラン類；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどのエポキシシラン類；ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシランなどのビニル型不飽和基含有シラン類；γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどの塩素原子含有シラン類；γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシランなどのイソシアネート含有シラン類；メチルジメトキシシラン、トリメトキシシラン、メチルジエトキシシランなどのハイドロシラン類などがあげられるが、本発明はこれらの例示のみに限定されるものではない。
【００３９】
Ｙ官能基を有する重合体とＹ´官能基および架橋性ケイ素基を有する化合物との組合わせとしては、とくに▲１▼イソシアネート基を有する重合体とアミノ基含有シラン類またはメルカプト基含有シラン類との組合わせおよび▲２▼ビニル型不飽和基含有重合体とハイドロシラン類との組合わせが好ましい。さらに前記▲２▼において、アリルエーテル基を分子末端に有するポリプロピレンオキシドとハイドロシラン類との組合せがとくに好ましい。なお、前記▲２▼においては、白金系化合物などを触媒として用いてヒドロシリル化反応をさせることにより、ビニル基とハイドロシリル基とが反応し、シリル基を重合体中に導入することができる。
【００４０】
本発明に用いられるゴム系有機重合体中の架橋性ケイ素基の数は、該ゴム系有機重合体１分子あたり平均１．１個以上であるが、セメント質基材に明確な接着性の改善効果を発現させるためには平均１．２個以上であることが好ましく、またかかる架橋性ケイ素基の数があまりにも多いばあいには、架橋密度が高くなってゴム弾性が低下し、セメント質基材に発現される接着性の改善効果が低減する傾向があるので、平均６個以下、なかんづく平均４個以下であることが好ましい。
【００４１】
また、前記ゴム系有機重合体としては、数平均分子量が５００〜５００００程度、なかんづく１０００〜２００００程度の液状のものが、取扱いやすいという点から好ましい。
【００４２】
なお、本発明においては、架橋性ケイ素基がヒドロキシル基を有するケイ素原子を含有した基であるゴム系有機重合体は、架橋性ケイ素基が加水分解性基を有するケイ素原子を含有した基であるゴム系有機重合体を加水分解してうることもできる。
【００４３】
本発明に用いられるゴム系有機重合体においては、形成される硬化物中の架橋点間の分子鎖長が長くなるため、ゴム弾性などの特性が効果的にあらわれやすく、とくに本発明の強化剤を用いてえられた組成物が呈する接着性の向上効果が発現されやすいという点から、架橋性ケイ素基が分子末端に存在することが好ましい。
【００４４】
前記ゴム系有機重合体の代表例としては、たとえば式：
【００４５】
【化７】
【００４６】
（式中、ｎは１０００〜１５０００の整数を示す）で表わされる化合物、式：
【００４７】
【化８】
【００４８】
（式中、ｐは１０００〜１５０００の整数を示す）で表わされる化合物、式：
【００４９】
【化９】
【００５０】
（式中、ｑは１０００〜１５０００の整数を示す）で表わされる化合物などがあげられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５１】
本発明の強化剤における前記ゴム系有機重合体の含有量は、あまりにも少ないばあいには、かかる強化剤を用いることによる接着性の向上効果が充分に発現されなくなるので、通常４０重量％以上、なかんづく６０重量％以上であることが好ましい。
【００５２】
本発明の強化剤には、前記ゴム系有機重合体を単独で用いることができるが、本発明においては、かかるゴム系有機重合体のほかにも、本発明の目的を阻外しない範囲内で各種添加物を適宜配合することができる。なお、かかる添加物は、強化剤を後述するセメント質基材に混合する前に強化剤に添加しもよいし、強化剤をセメント質基材と混合したのちにこれらの混合物に添加してもよい。
【００５３】
前記添加物の代表例としては、たとえば充填剤、重合体の可塑剤、シラノール縮合触媒、老化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、発泡剤などがあげられる。また前記充填剤としては、たとえば水粉、パルプ、木綿チップ、ガラス繊維、炭素繊維、マイカ、クルミ殻粉、もみ殻粉、グラファイト、ケイソウ土、白土、ヒュームシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、カーボンブラック、炭酸カルシウム、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸マグネシウム、石英、アルミニウム微粉末、フリント粉末、亜鉛末などがあげられる。
【００５４】
本発明の強化剤としては、前記ゴム系有機重合体を、たとえばそのままの状態、有機溶媒に溶解させた状態、水中で乳化させた状態、水中で分散させた状態などいずれの状態にしたものであってもよいが、これらのなかでは、セメント質基材と混合しやすいという点から、水中で乳化させた状態や分散させた状態で用いることが好ましく、とくに乳化させた状態で用いることが好ましい。
【００５５】
前記ゴム系有機重合体を乳化させる際には、通常界面活性剤が用いられる。かかる界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性系のものが任意に用いられる。
【００５６】
前記界面活性剤としては、たとえば脂肪酸石鹸、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジナフチルメタンジスルホン酸塩、Ｎ−メチルアルキルタウレート、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル硫酸エステル塩、Ｎ−アシルザルコシン酸塩、アルキルアミン塩、トリメチルアルキルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルビリジニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、アルキルイミダゾリン、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アルキルフェノールエーテル、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アルキルチオエーテル、アルキロールアミド、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、脂肪酸ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキレート、アルキルベタイン、Ｎ−アルキル（アミノエチル）グリシンなどがあげられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００５７】
なお、前記界面活性剤の使用量にはとくに限定がないが、通常強化剤１００部（重量部、以下同様）に対して１〜３０部程度、なかんづく５〜２０部程度であることが好ましい。またゴム系有機重合体を乳化または分散させる際の水の使用量にもとくに限定がないが、たとえば特開昭５９−６２１９号公報に開示されているように、該ゴム系有機重合体とほぼ等量であることが好ましい。
【００５８】
また、前記界面活性剤は、水とあわせてゴム系有機重合体に添加してもよく、ゴム系有機重合体を後述するセメント質基材と混合したのちにこれらの混合物に添加してもよく、とくに限定がない。
【００５９】
前記セメント質基材用強化剤およびセメント質基材を用いて本発明の組成物をうることができる。
【００６０】
本発明に用いられるセメント質基材は、たとえば前記例示したものなどであり、かかるセメント質基材であるモルタルやセメントペーストなどに用いられるセメントにはとくに限定がないが、たとえば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、白色鉄ポルトランドセメントなどの各種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、アルミナセメント、ソリジット、ケイ酸カルシウムなどのセメント；これらのセメント２種以上を組合わせてえられる混合セメント；これらのセメントに石膏などの無機物を混合したセメントなどがあげられる。
【００６１】
さらに、前記モルタルやセメントペーストなどには通常の水が用いられ、またモルタルには通常の砂や細骨材などが含有されていればよい。なお、本発明の強化剤が呈する接着性の向上効果は、前記セメント質基材に補強用繊維質材や粗骨材などが含有されているばあいであってももちろんほとんど変わらない。
【００６２】
なお、前記モルタルとしては、たとえばセメント１００部に対して細骨材を２００〜３５０部程度および水を５０〜３００部程度配合したものが好ましく用いられ、またセメントペーストとしては、たとえばセメント１００部に対して水を２０〜２００部程度配合したものが好ましく用いられる。
【００６３】
本発明の組成物におけるセメント質基材用強化剤とセメント質基材との配合割合は、えられる組成物の用途などによって異なるので、一概には決定することができないが、かかる強化剤の配合量があまりにも少ないばあいには、えられる組成物が呈する無機質基材に対する接着性の向上効果があまり望めなくなる傾向があるので、セメント質基材中のセメント１００部に対して２部以上、なかんづく５部以上であることが好ましく、またあまりにも多いばあいには、不経済であるとともに、硬化後の組成物の弾性率が低下する傾向があるので、セメント質基材中のセメント１００部に対して３０部以下、なかんづく１５部以下であることが好ましい。
【００６４】
本発明の組成物には、前記強化剤およびセメント質基材のほかにも、該強化剤の架橋反応を促進させるために、たとえばジブチルスズジラウレートなどのスズ系触媒などの触媒を配合してもよい。なお、かかる触媒の配合量は、強化剤１００部に対して０．１〜５部程度であることが好ましい。
【００６５】
さらに、本発明の組成物には、その用途などに応じて、たとえば消泡剤や、たとえば空気連行剤、減水剤、流動化剤、急結剤、収縮低減剤などのコンクリート用の各種添加剤などの薬剤なども適宜配合することができる。
【００６６】
本発明の組成物を調製する方法にはとくに限定がなく、たとえばセメントや水、必要に応じて砂、細骨材などを混練してセメント質基材を調製したのち、かかるセメント質基材が硬化する前に強化剤を添加し、さらに攪拌する方法や、セメント、水、砂、細骨材などと強化剤とを同時に混練する方法などがある。
【００６７】
かくしてえられる組成物は、通常セメント組成物を養生させるのと同様にして養生させ、硬化させることができるが、本発明の組成物は、低温または高温や、スチーム中または水中などの条件下で硬化させることも可能である。
【００６８】
本発明の組成物には、セメント質基材用強化剤が含有されているので、本発明の組成物は、かかる強化剤が含有されていない組成物と比べてきわめて高い流動性を示し、夏期でも混練物の粘度上昇が小さいことから、たとえば後述する打設工法や接着工法などにおける作業性がいちじるしく改善され、とくにコテ離れがよくなるといった利点がある。
【００６９】
本発明の打設工法は、前記組成物を無機質基材に打設することを特徴とするものである。
【００７０】
前記無機質基材としては、たとえば前記セメント質基材から形成されるスレート、ＡＬＣやＰＣなどのコンクリートなどのほかにも、たとえばセラミックス、石材、レンガ、鉄平石などがあげられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００７１】
なお、本発明の打設工法には、舗装や補修、防水などを目的として、たとえば無機質基材の表面や欠陥部分に組成物を適宜塗装したのち、組成物を適宜養生、硬化させる方法はもちろんのこと、無機質基材に生じた間隙などに組成物を適宜封入したのち、組成物を適宜養生、硬化させるといった無機質基材同士の打継ぎを行なう方法なども含まれる。
【００７２】
また、無機質基材に組成物を打設する際の該組成物の使用量にはとくに限定がなく、用途などに応じて適宜調整すればよい。
【００７３】
本発明の接着工法は、無機質基材と被着材料とを前記組成物を介して接着することを特徴とするものである。
【００７４】
前記無機質基材としては、たとえば前記打設工法に用いられる基材として例示されたものなどがあげられ、前記被着材料としては、たとえばタイル、石材、鉄材などの建築土木材料などがあげられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００７５】
なお、本発明の接着工法としては、たとえば無機質基材の表面に組成物を適宜塗装し、被着材料を該組成物上に積載したのち、組成物を適宜養生、硬化せしめる方法などがあげられる。
【００７６】
また、無機質基材と被着材料とを組成物を介して接着する際の該組成物の使用量にはとくに限定がなく、両者が充分に接着されるように適宜調整すればよい。
【００７７】
このように、本発明の打設工法および接着工法では、きわめてすぐれた接着性を呈する前記組成物が用いられるので、本発明の打設工法は、たとえば工場、倉庫などの外壁や駐車場、階段などの床面の舗装、補修工事や、たとえば貯水槽、プール、ビルなどの壁面の防水工事、たとえばコンクリートなどの下地調整などを行なうばあいに好適に採用することができ、また本発明の接着工法は、たとえばタイルの接着などの建築物の内外装工事や、鉄桁防音工事、鋳鉄管のライニングなどを行なうばあいに好適に採用することができる。
【００７８】
つぎに、本発明のセメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法を実験例および実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実験例および実施例のみに限定されるものではない。
【００７９】
実験例１
強化剤として式：
【００８０】
【化１０】
【００８１】
で表わされる、架橋性ケイ素基を１分子あたり平均２個有するポリプロピレンオキシド（数平均分子量８０００）を用い、界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェノールエーテルを該強化剤１００部に対して１０部添加して溶解させたのち、水を強化剤１００部に対して１００部添加し、ホモジナイザーを用いて１０分間、１００００ｒｐｍで分散して均一なエマルジョン（固形分濃度５２重量％）をえた。
【００８２】
えられたエマルジョンを常温で３週間放置したのち、目視にて観察したところ、エマルジョン中には粒子の沈降や凝集がまったく認められず、安定していた。
【００８３】
実施例１
普通ポルトランドセメント１００部に対して、実験例１で用いたものと同じ架橋性ケイ素基を１分子あたり平均２個有するポリプロピレンオキシド１００部に対してポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル１０部および水１００部を配合してえられた強化剤エマルジョン（固形分濃度４８重量％）２１部と水２３．３部とを添加して混練し、セメントペーストに強化剤が配合された組成物をえた。
【００８４】
つぎに、えられた組成物の接着性を以下のようにして調べた。
【００８５】
厚さ５ｍｍ、たて５０ｍｍ、よこ５０ｍｍのガラス板上に、硬化後の厚さが１０ｍｍとなるように、ポリエチレン製のスペーサーを用いて幅１０ｍｍ、深さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍのスペースに組成物を打設したのち、室温で７日間養生させ、硬化させた。
【００８６】
硬化後、スペーサーを除去してガラス板から組成物を剥離させようとしたが、ガラス板に固着しており、木槌で強くたたかなければ剥離させることができなかった。このことから、本発明の組成物がガラス板との接着性にすぐれたものであることがわかった。
【００８７】
実施例２
普通ポルトランドセメント１００部に対して、実験例１で用いたものと同じ架橋性ケイ素基を１分子あたり平均２個有するポリプロピレンオキシド１００部に対してポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル１０部および水１００部を配合してえられた強化剤エマルジョン（固形分濃度４９重量％）２０．４部と豊浦標準砂３００部と水６０部とを添加して混練し、モルタルに強化剤が配合された組成物をえた。
【００８８】
つぎに、えられた組成物の接着性を実施例１と同様にして調べた。その結果、実施例１と同様に、硬化後の組成物はガラス板に固着しており、木槌で強くたたかなければガラス板から剥離させることができなかった。このことから、本発明の組成物がガラス板との接着性にすぐれたものであることがわかった。
【００８９】
比較例１および２
実施例１において強化剤エマルジョンを用いず、水の配合量を４６部に変更したほかは（比較例１）、または実施例２において強化剤エマルジョンを用いなかったほかは（比較例２）、実施例１または実施例２と同様にして組成物（セメントペースト（比較例１）またはモルタル（比較例２）をえた。
【００９０】
つぎに、えられた組成物の接着性を実施例１と同様にして調べた。その結果、硬化後の組成物は、いずれもほぼそのままの板の状態でガラス板からきわめて容易に剥離された。このことから、比較例１および２の組成物がガラス板との接着性におとるものであることがわかった。
【００９１】
実施例３
厚さ５ｍｍ、たて５０ｍｍ、よこ５０ｍｍのモルタル板の表面上に、硬化後の厚さが１０ｍｍとなるように、ポリエチレン製のスペーサーを用いて幅１０ｍｍ、深さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍのスペースに実施例２でえられたモルタル組成物を打設したのち、室温で２０日間養生させ、硬化させた。
【００９２】
前記打設工法によって打設されたモルタル組成物の硬化物とモルタル板との接着性を、実施例１と同様にして調べた。
【００９３】
その結果、打設されたモルタル組成物の硬化物は、モルタル板に完全に固着しており、木槌で強く硬化物をたたいてもモルタル板から剥離させることができなかった。このことから、本発明の打設工法によって打設されたモルタル組成物とモルタル板とが接着性にすぐれていることがわかった。
【００９４】
実施例４
実施例３で用いたものと同じモルタル板の表面上に、硬化後の厚さが５ｍｍとなるように、実施例３と同様にして実施例２でえられたモルタル組成物を打設したのち、この組成物上に、厚さ５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、幅２５ｍｍの内装用タイルを、平坦な面が組成物に接するように圧着固定して敷きつめ、室温で２０日間養生させ、組成物を硬化させてモルタル板とタイルとを接着した。
【００９５】
前記接着工法によって接着されたモルタル板とタイルとの接着性を調べるために、実施例３と同様にして木槌でタイルに衝撃を与えてタイルを剥離させようとしたが、タイルが破壊してしまい、剥離させることができなかった。このことから、本発明の接着工法によって接着されたモルタル板とタイルとが接着性にすぐれていることがわかった。
【００９６】
【発明の効果】
本発明のセメント質基材用強化剤は、とくにモルタルやセメントペーストなどのセメント質基材と、たとえばコンクリート、石材などの無機質基材との接着性をいちじるしく向上させることができるものであるので、該セメント質基材用強化剤およびセメント質基材を含有した組成物が、通常のセメント組成物と比べてきわめてすぐれた接着性を呈するという効果が奏される。
【００９７】
したがって、前記組成物を用いた本発明の打設工法および接着工法は、たとえば建築物などの舗装、補修工事、内外装工事、防水工事、防音工事などの種々の建築土木工事に好適に採用することができるという効果が奏される。
【産業上の利用分野】
本発明は、セメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法に関する。さらに詳しくは、とくにモルタルやセメントペーストなどの無機質基材に対する接着性を向上させることができるセメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート、石材などの無機質基材の表面を舗装、補修したり、該無機質基材の表面にタイルなどを接着する際には、通常モルタルなどが用いられている。
【０００３】
前記モルタルなどには、たとえば基材に対する接着性、耐水性、耐薬品性、耐衝撃性などのすぐれた特性が要求され、かかる特性を向上させる目的で、たとえばスチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴムなどのゴム系の重合体をモルタルなどに添加することが試みられている。
【０００４】
しかしながら、モルタルなどに前記ゴム系の重合体を添加したばあいであっても、とくにコンクリート、石材などの無機質基材とモルタルなどとの接着性は、充分には改善されず、したがって、かかるモルタルなどの基材に対する接着性をより向上させることができる添加剤の開発が待ち望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、前記従来技術に鑑みて、とくにモルタルやセメントペーストなどのセメント質基材と、コンクリート、石材などの無機質基材との接着性を向上させることができる添加剤をうるべく鋭意研究を重ねた結果、特定のケイ素基を有するゴム系有機重合体を用いたばあいには、かかる接着性をいちじるしく向上させうる強化剤がえられることを見出し、本発明を完成するにいたった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、（１）数平均分子量が５００〜５００００の液状で、１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有するポリプロピレンオキシドを含有してなるセメント質基材用強化剤、（２）前記セメント質基材用強化剤およびセメント質基材を含有してなる組成物、（３）前記組成物を無機質基材に打設することを特徴とする打設工法、ならびに（４）無機質基材と被着材料とを前記組成物を介して接着することを特徴とする接着工法に関する。
【０００７】
【作用および実施例】
本発明のセメント質基材用強化剤（以下、強化剤ともいう）は、前記したように、１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有するゴム系有機重合体（以下、ゴム系有機重合体ともいう）を含有したものである。
【０００８】
なお、本発明において、セメント質基材とは、たとえばモルタルやセメントペーストなどの未硬化の素材のことをいう。
【０００９】
前記ゴム系有機重合体としては、たとえばプロピレンオキシド、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの環状エーテルの重合でえられるポリエーテル系；アジピン酸などの二塩基酸とグリコールとの縮合またはラクトン類の開環重合でえられるポリエステル系；エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン系；ポリイソブチレンまたはイソブチレンとイソプレンなどとの共重合体系；ポリクロロプレン；ポリイソプレンまたはイソプレンとブタジエン、スチレン、アクリロニトリルなどとの共重合体系；ポリブタジエンまたはブタジエンとスチレン、アクリロニトリルなどとの共重合体系；ポリイソプレン、ポリブタジエンまたはイソプレンとブタジエンとの共重合体に水素を添加してえられる共重合体系；エチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのモノマーをラジカル重合してえられるポリアクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルと酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、エチレンなどとの共重合体系；ビニルモノマーを重合してえられるグラフト重合体系；ポリサルファイド系などの重合体を骨格とするものなどがあげられる。
【００１０】
なお、本発明においては、架橋性ケイ素基が分子末端に導入されやすく、また無溶剤で液状重合体となりやすいなどの点から、ポリプロピレンオキシド系ポリエーテルなどの一般式：−Ｒ3 −Ｏ−（式中、Ｒ3 は炭素数２〜４の２価のアルキレン基を示す）で表わされる繰返し単位を有するポリエーテル、ポリプロピレンオキシドなどのポリエーテルの存在下でアクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどのビニルモノマーを重合させてえられるグラフト重合体などの重合体や共重合体、ならびにポリアクリル酸アルキルエステルまたはアクリル酸アルキルエステルを５０重量％以上含有するアクリル酸アルキルエステルと酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、エチレンなどとの共重合体を骨格とする１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有する重合体が好ましく、また耐水性が良好で、安価であり、さらに液状物として取扱いやすいという点から、とくにポリプロピレンオキシドを骨格とするものが好ましい。
【００１１】
本発明において、架橋性ケイ素基とは、加水分解性基、ヒドロキシル基や水素原子、ハロゲン原子が結合しているケイ素原子を含有し、シラノール縮合反応によって架橋が可能な基のことをいう。かかる架橋性ケイ素基の代表例としては、たとえば一般式（Ｉ）：
【００１２】
【化３】
（式中、Ｘはヒドロキシル基、加水分解性基、水素原子またはハロゲン原子、Ｒ1 は炭素数１〜２０の１価の炭化水素基または一般式：Ｒ2 3 Ｓｉ−Ｏ−（式中、Ｒ2 は炭素数１〜２０の１価の炭化水素基を示す）で表わされるトリオルガノシロキシ基、ａは０、１、２または３、ｂは０、１または２（ただし、１≦ａ＋ｂ）、ｍは０または１〜１８の整数を示す）で表わされる基などがあげられる。
【００１４】
なお、前記一般式（Ｉ）において、Ｘがヒドロキシル基、水素原子またはハロゲン原子であるばあいには、架橋性ケイ素基は、シラノール縮合触媒の存在にかかわらず、シラノール縮合反応を起こして架橋構造を形成し、またＸが加水分解性基であるばあいには、架橋性ケイ素基は、シラノール縮合触媒の存在にかかわらず、水分によって加水分解反応およびシラノール縮合反応を起こして架橋構造を形成する。
【００１５】
前記加水分解性基の代表例としては、たとえばアルコキシル基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などがあげられるが、これらのなかでは、加水分解性が良好であり、取扱いやすいという点から、アルコキシル基がとくに好ましい。なお、該加水分解性基は、１個のケイ素原子に１〜３個の範囲で結合しうる。
【００１６】
また前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子があげられる。
【００１７】
前記架橋性ケイ素基を形成するケイ素原子は、１個でもよく、２個以上であってもよいが、シロキサン結合などによって連結されたケイ素原子のばあいには、通常２０個程度までであれば好適に使用しうる。
【００１８】
なお、本発明においては、架橋性ケイ素基が一般式（ＩＩ）：
【００１９】
【化４】
（式中、ＸおよびＲ1 は前記と同じ、ｄは１、２または３を示す）で表わされる基である重合体が、低コストであるという点から好ましい。
【００２１】
また、前記一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）において、Ｒ1 を示す１価の炭化水素基の炭素数は１〜２０、なかんづく１〜６であることが好ましく、またＲ2 を示す１価の炭化水素基の炭素数は１〜２０、なかんづく１〜６であることが好ましい。
【００２２】
前記架橋性ケイ素基は、ゴム系有機重合体の骨格をなす重合体と化学的に結合している。かかる架橋性ケイ素基と骨格をなす重合体とのあいだの結合において、式：
【００２３】
【化５】
で表わされる結合のような結合があるばあいには、水分による結合の開裂がありうるため、あまり好ましくない。したがって、本発明においては、架橋性ケイ素基中、骨格をなす重合体にもっとも近いケイ素原子が、式：
【００２５】
【化６】
で表わされる結合で結合されていることが好ましい。
【００２７】
本発明に用いられるゴム系有機重合体をうる方法としては、たとえば以下に示す方法などがあげられる。
【００２８】
（イ）ビニルトリアルコキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルメチルジアルコキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシランなどの共重合可能な不飽和基と架橋性ケイ素基とを分子中に有するモノマーを、エチレン、プロピレン、イソブチレン、クロロプレン、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸エステルなどの重合性モノマーと共重合させたり、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどの共重合可能なエポキシ基と架橋性ケイ素基とを分子中に有するモノマーを、プロピレンオキシド、エチレンオキシドなどと共重合させる方法。
【００２９】
前記（イ）の方法により、分子側鎖に架橋性ケイ素基を有するゴム系有機重合体をうることができる。
【００３０】
（ロ）ラジカル重合において連鎖移動反応を起こしうるメルカプトプロピルトリアルコキシシラン、メルカプトプロピルメチルジアルコキシシランなどの、メルカプト基やジスルフィド基などと架橋性ケイ素基とを分子中に有する化合物を連鎖移動剤として用い、ラジカル重合性モノマーを重合させる方法。
【００３１】
（ハ）アゾビス−２−（６−メチルジエトキシシリル−２−シアノヘキサン）などの、架橋性ケイ素基を有するアゾ系や過酸化物系重合開始剤を用い、ラジカル重合性モノマーを重合させる方法。
【００３２】
前記（ロ）および（ハ）の方法により、分子末端に架橋性ケイ素基を有するゴム系有機重合体をうることができる。
【００３３】
（ニ）重合体の側鎖および／または末端にたとえばヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、エポキシ基、イソシアネート基などの官能基（以下、Ｙ官能基という）を有する重合体を用い、該Ｙ官能基と反応しうる官能基（以下、Ｙ´官能基という）を分子中に含有し、かつ架橋性ケイ素基を有する化合物と反応させる方法。
【００３４】
なお、前記（ニ）の方法における具体的な反応例を以下の表１および表２に示すが、本発明はこれらの例示のみに限定されるものではない。
【００３５】
【表１】
【表２】
とくに、表１および表２において、出発原料および中間原料として用いられるＹ官能基を有する重合体としては、たとえばポリプロピレンポリオール、ポリエチレンポリオール、ポリテトラメチレンジオールなどの主鎖が本質的に一般式：−Ｒ4 −Ｏ−（式中、Ｒ4 は炭素数２〜４の２価のアルキレン基を示す）で表わされる繰返し単位からなるポリエールポリオール類；アジピン酸などの二塩基酸とグリコールとの縮合またはラクトン類の開環重合でえられるポリエステルポリオール類；ポリイソブチレンのポリオールまたはポリカルボン酸類；ポリブタジエンまたはブタジエンとスチレン、アクリロニトリルなどとの共重合体のポリオールやポリカルボン酸類；ポリイソプレンまたはポリブタジエンに水素を添加してえられるポリオレフィンのポリオール類；前記ポリオールまたはポリカルボン酸とポリイソシアネートとを反応させてえられるイソシアネート官能基含有重合体類；前記ポリオール類をビニル型不飽和基含有ハロゲン化合物などと反応させてえられるビニル型不飽和基含有重合体類などがとくに好ましく、さらにＹ官能基が重合体分子の末端にあるものがより好ましい。
【００３８】
前記Ｙ´官能基および架橋性ケイ素基を有する化合物としては、たとえばγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ基含有シラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプト基含有シラン類；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどのエポキシシラン類；ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシランなどのビニル型不飽和基含有シラン類；γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどの塩素原子含有シラン類；γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシランなどのイソシアネート含有シラン類；メチルジメトキシシラン、トリメトキシシラン、メチルジエトキシシランなどのハイドロシラン類などがあげられるが、本発明はこれらの例示のみに限定されるものではない。
【００３９】
Ｙ官能基を有する重合体とＹ´官能基および架橋性ケイ素基を有する化合物との組合わせとしては、とくに▲１▼イソシアネート基を有する重合体とアミノ基含有シラン類またはメルカプト基含有シラン類との組合わせおよび▲２▼ビニル型不飽和基含有重合体とハイドロシラン類との組合わせが好ましい。さらに前記▲２▼において、アリルエーテル基を分子末端に有するポリプロピレンオキシドとハイドロシラン類との組合せがとくに好ましい。なお、前記▲２▼においては、白金系化合物などを触媒として用いてヒドロシリル化反応をさせることにより、ビニル基とハイドロシリル基とが反応し、シリル基を重合体中に導入することができる。
【００４０】
本発明に用いられるゴム系有機重合体中の架橋性ケイ素基の数は、該ゴム系有機重合体１分子あたり平均１．１個以上であるが、セメント質基材に明確な接着性の改善効果を発現させるためには平均１．２個以上であることが好ましく、またかかる架橋性ケイ素基の数があまりにも多いばあいには、架橋密度が高くなってゴム弾性が低下し、セメント質基材に発現される接着性の改善効果が低減する傾向があるので、平均６個以下、なかんづく平均４個以下であることが好ましい。
【００４１】
また、前記ゴム系有機重合体としては、数平均分子量が５００〜５００００程度、なかんづく１０００〜２００００程度の液状のものが、取扱いやすいという点から好ましい。
【００４２】
なお、本発明においては、架橋性ケイ素基がヒドロキシル基を有するケイ素原子を含有した基であるゴム系有機重合体は、架橋性ケイ素基が加水分解性基を有するケイ素原子を含有した基であるゴム系有機重合体を加水分解してうることもできる。
【００４３】
本発明に用いられるゴム系有機重合体においては、形成される硬化物中の架橋点間の分子鎖長が長くなるため、ゴム弾性などの特性が効果的にあらわれやすく、とくに本発明の強化剤を用いてえられた組成物が呈する接着性の向上効果が発現されやすいという点から、架橋性ケイ素基が分子末端に存在することが好ましい。
【００４４】
前記ゴム系有機重合体の代表例としては、たとえば式：
【００４５】
【化７】
（式中、ｎは１０００〜１５０００の整数を示す）で表わされる化合物、式：
【００４７】
【化８】
（式中、ｐは１０００〜１５０００の整数を示す）で表わされる化合物、式：
【００４９】
【化９】
（式中、ｑは１０００〜１５０００の整数を示す）で表わされる化合物などがあげられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５１】
本発明の強化剤における前記ゴム系有機重合体の含有量は、あまりにも少ないばあいには、かかる強化剤を用いることによる接着性の向上効果が充分に発現されなくなるので、通常４０重量％以上、なかんづく６０重量％以上であることが好ましい。
【００５２】
本発明の強化剤には、前記ゴム系有機重合体を単独で用いることができるが、本発明においては、かかるゴム系有機重合体のほかにも、本発明の目的を阻外しない範囲内で各種添加物を適宜配合することができる。なお、かかる添加物は、強化剤を後述するセメント質基材に混合する前に強化剤に添加しもよいし、強化剤をセメント質基材と混合したのちにこれらの混合物に添加してもよい。
【００５３】
前記添加物の代表例としては、たとえば充填剤、重合体の可塑剤、シラノール縮合触媒、老化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、発泡剤などがあげられる。また前記充填剤としては、たとえば水粉、パルプ、木綿チップ、ガラス繊維、炭素繊維、マイカ、クルミ殻粉、もみ殻粉、グラファイト、ケイソウ土、白土、ヒュームシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、カーボンブラック、炭酸カルシウム、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸マグネシウム、石英、アルミニウム微粉末、フリント粉末、亜鉛末などがあげられる。
【００５４】
本発明の強化剤としては、前記ゴム系有機重合体を、たとえばそのままの状態、有機溶媒に溶解させた状態、水中で乳化させた状態、水中で分散させた状態などいずれの状態にしたものであってもよいが、これらのなかでは、セメント質基材と混合しやすいという点から、水中で乳化させた状態や分散させた状態で用いることが好ましく、とくに乳化させた状態で用いることが好ましい。
【００５５】
前記ゴム系有機重合体を乳化させる際には、通常界面活性剤が用いられる。かかる界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性系のものが任意に用いられる。
【００５６】
前記界面活性剤としては、たとえば脂肪酸石鹸、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジナフチルメタンジスルホン酸塩、Ｎ−メチルアルキルタウレート、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル硫酸エステル塩、Ｎ−アシルザルコシン酸塩、アルキルアミン塩、トリメチルアルキルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルビリジニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、アルキルイミダゾリン、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アルキルフェノールエーテル、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アルキルチオエーテル、アルキロールアミド、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、脂肪酸ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキレート、アルキルベタイン、Ｎ−アルキル（アミノエチル）グリシンなどがあげられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００５７】
なお、前記界面活性剤の使用量にはとくに限定がないが、通常強化剤１００部（重量部、以下同様）に対して１〜３０部程度、なかんづく５〜２０部程度であることが好ましい。またゴム系有機重合体を乳化または分散させる際の水の使用量にもとくに限定がないが、たとえば特開昭５９−６２１９号公報に開示されているように、該ゴム系有機重合体とほぼ等量であることが好ましい。
【００５８】
また、前記界面活性剤は、水とあわせてゴム系有機重合体に添加してもよく、ゴム系有機重合体を後述するセメント質基材と混合したのちにこれらの混合物に添加してもよく、とくに限定がない。
【００５９】
前記セメント質基材用強化剤およびセメント質基材を用いて本発明の組成物をうることができる。
【００６０】
本発明に用いられるセメント質基材は、たとえば前記例示したものなどであり、かかるセメント質基材であるモルタルやセメントペーストなどに用いられるセメントにはとくに限定がないが、たとえば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、白色鉄ポルトランドセメントなどの各種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、アルミナセメント、ソリジット、ケイ酸カルシウムなどのセメント；これらのセメント２種以上を組合わせてえられる混合セメント；これらのセメントに石膏などの無機物を混合したセメントなどがあげられる。
【００６１】
さらに、前記モルタルやセメントペーストなどには通常の水が用いられ、またモルタルには通常の砂や細骨材などが含有されていればよい。なお、本発明の強化剤が呈する接着性の向上効果は、前記セメント質基材に補強用繊維質材や粗骨材などが含有されているばあいであってももちろんほとんど変わらない。
【００６２】
なお、前記モルタルとしては、たとえばセメント１００部に対して細骨材を２００〜３５０部程度および水を５０〜３００部程度配合したものが好ましく用いられ、またセメントペーストとしては、たとえばセメント１００部に対して水を２０〜２００部程度配合したものが好ましく用いられる。
【００６３】
本発明の組成物におけるセメント質基材用強化剤とセメント質基材との配合割合は、えられる組成物の用途などによって異なるので、一概には決定することができないが、かかる強化剤の配合量があまりにも少ないばあいには、えられる組成物が呈する無機質基材に対する接着性の向上効果があまり望めなくなる傾向があるので、セメント質基材中のセメント１００部に対して２部以上、なかんづく５部以上であることが好ましく、またあまりにも多いばあいには、不経済であるとともに、硬化後の組成物の弾性率が低下する傾向があるので、セメント質基材中のセメント１００部に対して３０部以下、なかんづく１５部以下であることが好ましい。
【００６４】
本発明の組成物には、前記強化剤およびセメント質基材のほかにも、該強化剤の架橋反応を促進させるために、たとえばジブチルスズジラウレートなどのスズ系触媒などの触媒を配合してもよい。なお、かかる触媒の配合量は、強化剤１００部に対して０．１〜５部程度であることが好ましい。
【００６５】
さらに、本発明の組成物には、その用途などに応じて、たとえば消泡剤や、たとえば空気連行剤、減水剤、流動化剤、急結剤、収縮低減剤などのコンクリート用の各種添加剤などの薬剤なども適宜配合することができる。
【００６６】
本発明の組成物を調製する方法にはとくに限定がなく、たとえばセメントや水、必要に応じて砂、細骨材などを混練してセメント質基材を調製したのち、かかるセメント質基材が硬化する前に強化剤を添加し、さらに攪拌する方法や、セメント、水、砂、細骨材などと強化剤とを同時に混練する方法などがある。
【００６７】
かくしてえられる組成物は、通常セメント組成物を養生させるのと同様にして養生させ、硬化させることができるが、本発明の組成物は、低温または高温や、スチーム中または水中などの条件下で硬化させることも可能である。
【００６８】
本発明の組成物には、セメント質基材用強化剤が含有されているので、本発明の組成物は、かかる強化剤が含有されていない組成物と比べてきわめて高い流動性を示し、夏期でも混練物の粘度上昇が小さいことから、たとえば後述する打設工法や接着工法などにおける作業性がいちじるしく改善され、とくにコテ離れがよくなるといった利点がある。
【００６９】
本発明の打設工法は、前記組成物を無機質基材に打設することを特徴とするものである。
【００７０】
前記無機質基材としては、たとえば前記セメント質基材から形成されるスレート、ＡＬＣやＰＣなどのコンクリートなどのほかにも、たとえばセラミックス、石材、レンガ、鉄平石などがあげられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００７１】
なお、本発明の打設工法には、舗装や補修、防水などを目的として、たとえば無機質基材の表面や欠陥部分に組成物を適宜塗装したのち、組成物を適宜養生、硬化させる方法はもちろんのこと、無機質基材に生じた間隙などに組成物を適宜封入したのち、組成物を適宜養生、硬化させるといった無機質基材同士の打継ぎを行なう方法なども含まれる。
【００７２】
また、無機質基材に組成物を打設する際の該組成物の使用量にはとくに限定がなく、用途などに応じて適宜調整すればよい。
【００７３】
本発明の接着工法は、無機質基材と被着材料とを前記組成物を介して接着することを特徴とするものである。
【００７４】
前記無機質基材としては、たとえば前記打設工法に用いられる基材として例示されたものなどがあげられ、前記被着材料としては、たとえばタイル、石材、鉄材などの建築土木材料などがあげられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００７５】
なお、本発明の接着工法としては、たとえば無機質基材の表面に組成物を適宜塗装し、被着材料を該組成物上に積載したのち、組成物を適宜養生、硬化せしめる方法などがあげられる。
【００７６】
また、無機質基材と被着材料とを組成物を介して接着する際の該組成物の使用量にはとくに限定がなく、両者が充分に接着されるように適宜調整すればよい。
【００７７】
このように、本発明の打設工法および接着工法では、きわめてすぐれた接着性を呈する前記組成物が用いられるので、本発明の打設工法は、たとえば工場、倉庫などの外壁や駐車場、階段などの床面の舗装、補修工事や、たとえば貯水槽、プール、ビルなどの壁面の防水工事、たとえばコンクリートなどの下地調整などを行なうばあいに好適に採用することができ、また本発明の接着工法は、たとえばタイルの接着などの建築物の内外装工事や、鉄桁防音工事、鋳鉄管のライニングなどを行なうばあいに好適に採用することができる。
【００７８】
つぎに、本発明のセメント質基材用強化剤およびそれを含有してなる組成物、ならびに該組成物を用いた打設工法および接着工法を実験例および実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実験例および実施例のみに限定されるものではない。
【００７９】
実験例１
強化剤として式：
【００８０】
【化１０】
で表わされる、架橋性ケイ素基を１分子あたり平均２個有するポリプロピレンオキシド（数平均分子量８０００）を用い、界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェノールエーテルを該強化剤１００部に対して１０部添加して溶解させたのち、水を強化剤１００部に対して１００部添加し、ホモジナイザーを用いて１０分間、１００００ｒｐｍで分散して均一なエマルジョン（固形分濃度５２重量％）をえた。
【００８２】
えられたエマルジョンを常温で３週間放置したのち、目視にて観察したところ、エマルジョン中には粒子の沈降や凝集がまったく認められず、安定していた。
【００８３】
実施例１
普通ポルトランドセメント１００部に対して、実験例１で用いたものと同じ架橋性ケイ素基を１分子あたり平均２個有するポリプロピレンオキシド１００部に対してポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル１０部および水１００部を配合してえられた強化剤エマルジョン（固形分濃度４８重量％）２１部と水２３．３部とを添加して混練し、セメントペーストに強化剤が配合された組成物をえた。
【００８４】
つぎに、えられた組成物の接着性を以下のようにして調べた。
【００８５】
厚さ５ｍｍ、たて５０ｍｍ、よこ５０ｍｍのガラス板上に、硬化後の厚さが１０ｍｍとなるように、ポリエチレン製のスペーサーを用いて幅１０ｍｍ、深さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍのスペースに組成物を打設したのち、室温で７日間養生させ、硬化させた。
【００８６】
硬化後、スペーサーを除去してガラス板から組成物を剥離させようとしたが、ガラス板に固着しており、木槌で強くたたかなければ剥離させることができなかった。このことから、本発明の組成物がガラス板との接着性にすぐれたものであることがわかった。
【００８７】
実施例２
普通ポルトランドセメント１００部に対して、実験例１で用いたものと同じ架橋性ケイ素基を１分子あたり平均２個有するポリプロピレンオキシド１００部に対してポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル１０部および水１００部を配合してえられた強化剤エマルジョン（固形分濃度４９重量％）２０．４部と豊浦標準砂３００部と水６０部とを添加して混練し、モルタルに強化剤が配合された組成物をえた。
【００８８】
つぎに、えられた組成物の接着性を実施例１と同様にして調べた。その結果、実施例１と同様に、硬化後の組成物はガラス板に固着しており、木槌で強くたたかなければガラス板から剥離させることができなかった。このことから、本発明の組成物がガラス板との接着性にすぐれたものであることがわかった。
【００８９】
比較例１および２
実施例１において強化剤エマルジョンを用いず、水の配合量を４６部に変更したほかは（比較例１）、または実施例２において強化剤エマルジョンを用いなかったほかは（比較例２）、実施例１または実施例２と同様にして組成物（セメントペースト（比較例１）またはモルタル（比較例２）をえた。
【００９０】
つぎに、えられた組成物の接着性を実施例１と同様にして調べた。その結果、硬化後の組成物は、いずれもほぼそのままの板の状態でガラス板からきわめて容易に剥離された。このことから、比較例１および２の組成物がガラス板との接着性におとるものであることがわかった。
【００９１】
実施例３
厚さ５ｍｍ、たて５０ｍｍ、よこ５０ｍｍのモルタル板の表面上に、硬化後の厚さが１０ｍｍとなるように、ポリエチレン製のスペーサーを用いて幅１０ｍｍ、深さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍのスペースに実施例２でえられたモルタル組成物を打設したのち、室温で２０日間養生させ、硬化させた。
【００９２】
前記打設工法によって打設されたモルタル組成物の硬化物とモルタル板との接着性を、実施例１と同様にして調べた。
【００９３】
その結果、打設されたモルタル組成物の硬化物は、モルタル板に完全に固着しており、木槌で強く硬化物をたたいてもモルタル板から剥離させることができなかった。このことから、本発明の打設工法によって打設されたモルタル組成物とモルタル板とが接着性にすぐれていることがわかった。
【００９４】
実施例４
実施例３で用いたものと同じモルタル板の表面上に、硬化後の厚さが５ｍｍとなるように、実施例３と同様にして実施例２でえられたモルタル組成物を打設したのち、この組成物上に、厚さ５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、幅２５ｍｍの内装用タイルを、平坦な面が組成物に接するように圧着固定して敷きつめ、室温で２０日間養生させ、組成物を硬化させてモルタル板とタイルとを接着した。
【００９５】
前記接着工法によって接着されたモルタル板とタイルとの接着性を調べるために、実施例３と同様にして木槌でタイルに衝撃を与えてタイルを剥離させようとしたが、タイルが破壊してしまい、剥離させることができなかった。このことから、本発明の接着工法によって接着されたモルタル板とタイルとが接着性にすぐれていることがわかった。
【００９６】
【発明の効果】
本発明のセメント質基材用強化剤は、とくにモルタルやセメントペーストなどのセメント質基材と、たとえばコンクリート、石材などの無機質基材との接着性をいちじるしく向上させることができるものであるので、該セメント質基材用強化剤およびセメント質基材を含有した組成物が、通常のセメント組成物と比べてきわめてすぐれた接着性を呈するという効果が奏される。
【００９７】
したがって、前記組成物を用いた本発明の打設工法および接着工法は、たとえば建築物などの舗装、補修工事、内外装工事、防水工事、防音工事などの種々の建築土木工事に好適に採用することができるという効果が奏される。
Claims (9)
- 数平均分子量が５００〜５００００の液状で、１分子あたり平均１．１個以上の架橋性ケイ素基を有するポリプロピレンオキシドを含有してなるセメント質基材用強化剤。
- 架橋性ケイ素基が一般式（Ｉ）：
- 一般式（Ｉ）中のＸがアルコキシル基である請求項２記載のセメント質基材用強化剤。
- 架橋性ケイ素基が一般式（ＩＩ）：
- 一般式（ＩＩ）中のＸがアルコキシル基である請求項４記載のセメント質基材用強化剤。
- 請求項１、２、３、４または５記載のセメント質基材用強化剤およびセメント質基材を含有してなる組成物。
- 請求項６記載の組成物を無機質基材に打設することを特徴とする打設工法。
- 無機質基材と被着材料とを請求項６記載の組成物を介して接着することを特徴とする接着工法。
- 被着材料が建築土木材料である請求項８記載の接着工法。
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