JPH0762317A

JPH0762317A - 建材用接着剤

Info

Publication number: JPH0762317A
Application number: JP20928593A
Authority: JP
Inventors: Nami Hirata; 奈美平田; Tadanori Fukuda; 忠則福田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1995-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】熱膨張率の全く異なる金属とタイルを接着でき
る弾性接着剤を提供する。【構成】少なくとも（ａ）一般式【化１】［ただし、Ｒ₁およびＲ₃はビスフェノール骨格を含む
有機基であり、Ｒ₂は（−Ｃ₂Ｈ₄ＯＣＨ₂ＯＣ₂Ｈ₄
−Ｓ_m）_n−で示されるポリサルファイド骨格（ただし
ｍは１〜３で、ポリサルファイド骨格中のＳの平均含有
量を表し、ｎは１〜５０で、一分子中におけるポリサル
ファイド骨格の平均含有量を表す。である。］で示され
るポリサルファイド変性エポキシ樹脂、および（ｂ）末
端にアミノ基を有する化合物、（ｃ）無機フィラーを混
合して得られる硬化物からなる建材用接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建材用の接着剤に関する
ものである。さらに詳しくは、ポリサルファイド変性エ
ポキシ樹脂と末端にアミノ基を有する化合物の反応によ
り固化・接着機能を発現させ、そこに無機フィラーを混
合することによって耐侯性の安定を加えて、強力な接着
力と弾性を合わせ持つ接着剤に関する物である。さら
に、これを用いて優れた外壁材および外壁ユニットを工
場施工型で製造することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来の外壁材は木造モルタル塗り、スレ
ート、セメントサイディングボード、石綿サイディング
ボードなどが使用されている。これらはそれぞれに特徴
を持つ優れた外壁材であるが、実用性のみが重視されて
まったく意匠性に欠けるものであった。近年、住宅やビ
ルなどの建築物は単に居住するためのものという概念に
は止まらず、ライフスタイルを表現するものの一つにな
ろうとしている。しかし、当然のこととして実用性の低
下は許されない。それらの理由から、デザイン性やカラ
ーリング性、そして構造材料としての優れた特徴を有す
るタイルを外壁材として用いることを望む割合が飛躍的
に大きくなってきた。

【０００３】また外壁は雨風に晒され、築年数を経るに
したがってどうしても黒ずみや汚れが目立つようになっ
てくる。そこで、建て替える程では無いが外壁面を新し
くリフォームしたいという要望が非常に多く見られ、そ
の際にはタイル外壁を望む声が多い。

【０００４】しかしながら、現在までの方法でタイル張
りの外壁材を得ようとすると、外壁を作った後セメント
モルタルでタイルを一枚づつ塗り込めてゆき、乾燥して
から目地を埋めるという湿式工法を取らざるを得なかっ
た。この方法は特定の技術を有する技能者を必要とする
がそれらの人は急激な減少傾向にあり、このことが非常
なコスト高を招いてタイル張り外壁の普及を大きく妨げ
ている。

【０００５】また、タイルを塗り込めてしまわなくては
いけないことから、どうしてもそのセメントモルタル塗
り厚みを十分取らなくてはならず外壁一定面積における
重量が非常に大きくなってしまう。これは住宅の構造設
計上非常に問題であり、意匠性を付与するに大きな障害
となる。また、この方法では建設時点でその様な重量を
考慮せずに建てられているリフォーム用途には全く使用
不可能であった。

【０００６】しかも、最も重要な問題はタイルの接着性
がその技能者の能力に大きく左右され、タイル剥がれな
どの不良工事が少なくないという点にあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の要求に対応する
ため、特殊技能である塗り込めを必要としない工場施工
型の軽量な外壁材を製造するために、熱膨張率の全く異
なる金属とタイルを接着できる弾性接着剤を提供するこ
とを目的とするものである。このような接着剤による接
着はセメント塗り込めと異なり塗り厚みを非常に薄いも
のとできるため軽量の外壁ユニットを作成することが可
能になる。

【０００８】とくにリフォーム用途に対してタイルを貼
った金属板ユニットを作り、それをそのまま外壁にピン
止めする方法は非常に有効な手段である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、少なくとも（ａ）一般式

【化２】［ただし、Ｒ₁およびＲ₃はビスフェノール骨格を含む
有機基であり、Ｒ₂は（−Ｃ₂Ｈ₄ＯＣＨ₂ＯＣ₂Ｈ₄
−Ｓ_m）_n−で示されるポリサルファイド骨格（ただし
ｍは１〜３で、ポリサルファイド骨格中のＳの平均含有
量を表し、ｎは１〜５０で、一分子中におけるポリサル
ファイド骨格の平均含有量を表す。である。］で示され
るポリサルファイド変性エポキシ樹脂、および（ｂ）末
端にアミノ基を有する化合物、（ｃ）無機フィラーを混
合して得られる硬化物からなる建材用接着剤を提供する
ものである。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明において最も重要であるのはセメン
トもしくはモルタルでの塗り込めを必要とせず強力な接
着力を発揮し、かつ被着体の膨張率の違いを吸収・緩和
して温度変化などの外的応力に対して非常に強い弾性を
もった接着剤を提供することである。このことにより、
壁塗り技能を必要とすることなく、機械的に簡易にしか
も軽量化したタイル外壁材を得ることが可能になった。
そして、別の場所で作成したタイル張金属板を建設現場
にて組み立てる工場施工型のタイルユニットを得ること
が可能になった。これは、無機物と金属の膨張率の差を
吸収できる弾性を持った接着剤があってこそ可能であ
る。また、これは新しく建てられる建築物ばかりでな
く、壁面が汚れたリフォーム用途の建築物にもそのまま
外壁に張り付けて使用できる非常に有効なものである。

【００１２】本発明に用いる（ａ）ポリサルファイド変
性エポキシ樹脂は、上記の一般式により表される。

【００１３】上記一般式中のＲ₁及びＲ₃はビスフェノ
ール骨格を含む有機基であり、Ｒ₂はポリサルファイド
骨格である。上記ビスフェノール骨格を含む有機基Ｒ₁
及びＲ₃としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂などを挙げることができる。

【００１４】又、上記ポリサルファイド骨格Ｒ₂は一般
式（−Ｃ₂Ｈ₄ＯＣＨ₂ＯＣ₂Ｈ₄−Ｓ_m）_n−で示さ
れ、Ｓの平均含有量ｍの範囲は１〜３であり、好ましく
は１．５〜２．５である。さらにポリサルファイド骨格
の平均含有量ｎは１〜５０であり好ましくは２〜３０で
ある。ポリサルファイド骨格の平均含有量ｎが１未満で
あると、通常のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と同様
に強度はあるが弾性の低い物性となり、またｎが５０以
上になると粘度があがって接着剤としての取扱が困難に
なる。このようなポリサルファイド変性エポキシ樹脂と
しては、２５℃における粘度が３０００ポイズ以下のも
のが取扱性の点から好ましく、たとえば東レチオコール
社の『フレップ』などを挙げることができる。これらの
ポリサルファイド変性エポキシ樹脂は接着力に優れると
共に、非常に柔軟な構造を持つ。これはジスルフィドで
結合されたリニアな分子構造からくるポリマ本来の物性
である。

【００１５】該ポリサルファイド変性エポキシ樹脂の硬
化剤として用いる（ｂ）末端にアミノ基を有する化合物
については任意であり、通常使用されるものであればど
んな物でも良い。例えば、脂環式ポリアミン・脂肪族ポ
リアミン・ポリアミドアミン・主鎖変性アミン等、およ
びそれらの混合物が挙げられる。上記（ｂ）末端にアミ
ノ基を有する化合物の使用量はポリサルファイド変性エ
ポキシ樹脂のエポキシ当量と末端にアミノ基を有する化
合物の活性水素当量に応じて変化するが、エポキシ基１
モル当たりの活性水素当量の０．３〜３．０倍程度が好
ましい。この範囲を逸脱するとポリサルファイド変性エ
ポキシ樹脂と末端にアミノ基を有する化合物の反応のバ
ランスが崩れて、未反応物が多く系中に残り、接着性・
耐侯性などの物性が低下する傾向がある。

【００１６】本発明において重要なことは上記樹脂の系
に（ｃ）無機フィラーを混合することである。建材用途
での使用において、構造材である無機フィラーを上記ポ
リマが架橋した形態でつないで接着剤マトリックスとし
ての能力を出すことは非常に重要である。無機フィラー
は接着剤マトリックスが構造材としての物性を発揮する
ために必要であり、また、一部ポリマとキレート形成す
るものである。無機フィラーを混合することにより強
度、耐熱性、耐疲労性、寸法安定性などの耐侯性の安定
が本発明が目標とする実用化レベルにまで向上し、かつ
経済性も向上する。無機フィラーとして挙げられるの
はケイ砂、セメント、酸化物セラミック粒子、炭酸カル
シウムなどの金属塩、炭素フライアッシュなどである。
そのうちでも酸化ケイ素と酸化マグネシウムを混合した
フィラーが好ましく用いられる。

【００１７】これらの混合割合は無機フィラーが全量の
５０重量％以上８０重量％以下であることが好ましい。
無機フィラー混合割合が上記範囲を外れるときは接着材
マトリックスの強度が不十分になり、構造材料としての
使用が不可能になるか、もしくは接着剤が増粘し塗布不
可能になるか、樹脂組成と無機フィラーとの混合性がな
くなって無機フィラーの剥落が起こるなどの欠点が出て
くる。

【００１８】ここで、上記無機フィラーの粒径は０．３
ｍｍ以下が好ましい。とくに好ましくは０．３〜０．０
１ｍｍの範囲で正規分布しているような粒径分布のもの
である。粒径はあまり小さすぎると接着剤が増粘する傾
向があり、大きすぎると接着剤の流動性が悪くなった
り、無機フィラーの粒子剥落がおきたりする可能性があ
る。また、適度に粒径分布を持っていると大きい粒子間
に小さい粒子がはまり込むようなマクロ構造をとり、増
粘することなく構造が緻密化されて接着固化した際の強
度も向上する。

【００１９】ここで、ポリマと無機フィラーの相溶性向
上および接着剤の粘度調整のために溶剤または希釈剤を
添加しても良い。溶剤はとくに限定は無いが、トルエ
ン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香
族、脂肪族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトンな
どのケトン類、またハロゲン炭化水素類などがあげられ
る。しかし、施工性の面では溶剤を添加することはあま
り好ましくはない。希釈剤はフェニルグリシジルエーテ
ル、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジル
エーテル、ポリエチレングリシジルエーテルなどの末端
にエポキシ基を有する反応性のもの、または芳香族系の
非反応性のものなど任意であり、目的に応じて使用して
何等問題はない。

【００２０】また、無機フィラーとポリマ間の密着性を
向上する目的で、カップリング剤を添加することは何等
問題がない。

【００２１】ここで本発明の接着剤を有効に使用する例
として、上記組成で混合した接着剤を基板に塗布し、そ
の上にタイルを接触させて圧着することによってタイル
が基板に貼られたタイルユニットを得るという方法があ
る。この際の基板は限定されるものではなく、窯業系の
スレート、セメントサイディングボード、石綿サイディ
ングボードなど、それ以外の木造板や合成樹脂板など、
あるいは鉄、アルミ、ステンレス板等があげられ、また
これらに限るものではない。しかし特に好ましくは本発
明の接着剤との接着性能が良く、また軽くてハンドリン
グ性が良く、なによりも薄くて強度と耐侯性の高い金属
板が好ましく、なかでもステンレス板が好ましい。一般
に、金属と無機物という表面状態の全く異なる材料を実
用レベルで接着する接着剤は広く存在しておらず、本発
明の大きな特徴でもある。

【００２２】本発明において接着剤を塗布する方法は任
意であり、一般に広く用いられている方法を使用して何
等問題はない。例えばロールコーター法、ナイフコータ
ー法、カーテンフローコーター法などであり、また吹き
付けが可能な粘度に調整してのエアースプレー法などを
とることもできるが、これらに限るものではない。

【００２３】接着剤の塗布厚は０．１〜５ｍｍの間が好
ましく、とくに好ましくは０．３〜０．８ｍｍの範囲で
ある。これは塗布厚が薄すぎると接着固化後、外力を吸
収する接着層の伸びが不足してタイル剥落の懸念があ
り、また塗布厚が厚すぎると単位面積あたりにかかる接
着剤量が増大して基材に大きく負担がかかること、また
コスト高になり実用的でない。

【００２４】例えば本発明の接着剤でタイルユニットを
製作するには上記方法でステンレス板上に接着剤を塗布
してその上にタイルを並べ置き、必要に応じてロールプ
レス法や平面プレス法によって圧着し接着させる。その
後必要であれば温度をかけ、一定の固化時間を置いて、
工場施工型のタイル一体外壁材を得る。この際のタイル
は陶器・磁器その他どんなものでも良い。また、タイル
の意匠性を上げるための塗料やタイル強度を保持するた
めの上塗りなども通常のものであれば可能である。ま
た、必要に応じてタイル接着面にも先に接着剤を塗布
し、接着しても何等問題は無い。上記タイルユニットを
建物外壁に装着する方法は任意である。例えば金属板と
外壁を接着剤で止める、もしくは釘打ちあるいはピン止
めするなどが挙げられる。以下に実施例を示すが本発
明はこれらに限定されるものでは無い。

【００２５】

【実施例】

実施例１市販のポリサルファイド変性エポキシ樹脂（商品名“フ
レップ−６０”東レチオコール社製）２６．５重量部に
変性ポリアミン（商品名“ダイトクラール＃５１００”
大都産業社製）８．５重量部を加え、フェニルグリシジ
ルエーテル２重量部で粘度調整した後、０．３ｍｍのシ
ーブで振るい分けたケイ砂８号６０重量部と電発フライ
アッシュ５重量部を混合した。使用した市販のケイ砂は
元素分析したところ、酸化ケイ素と酸化アルミニウム、
酸化マグネシウムなどを主成分としたものであった。

【００２６】図１に示すとおり、アセトンで洗浄した生
ステンレス板２（厚さ１ｍｍ，長さ１０ｃｍ，幅２．２
５ｃｍ）と磁器タイル１とを、上記により得られた接着
剤（接着剤層：厚み、０．５ｍｍ，図１中、５は１．１
ｃｍ）で接着し、その上から１kg／cm²の圧力をかけて
２０℃で１２時間置いた後、圧と型枠を外してそのまま
６日間養生させた。その後、オートグラフＡＧ−１０Ｔ
Ｅ（島津製作所製）で引っ張り強度とのびを測定した。

【００２７】つぎに、上記接着剤をシリコンゴムででき
た型枠に流し込み、１ｃｍ×１ｃｍ×１８ｃｍの接着剤
マトリックスの角柱に成型した。２０℃、１２時間で型
枠からはずし、そのまま６日間養生させた。この角柱を
多目的引張り圧縮試験機ＳＤＷ−５００Ｓ（今田製作所
製）を用いて３点曲げ試験を行い、曲げ強度を測定し
た。これによって外圧からの圧縮に対するマトリックス
の強度がわかり、厚みべりが推測される。

【００２８】これらの結果を表１に示す。

【００２９】比較例１変性ポリアミンを混合しないこと以外は実施例と全く同
様の試験を行った。その結果、樹脂マトリックスは７日
間を過ぎても全く硬化せず接着剤としての性能を有しな
かった。

【００３０】比較例２ポリサルファイド変性エポキシ樹脂を混合しないこと以
外は実施例と全く同様の試験を行った。その結果、樹脂
マトリックスは７日間を過ぎても全く硬化せず接着剤と
しての性能を有しなかった。

【００３１】比較例３ケイ砂を混合しないこと以外は実施例と全く同様の試験
を行った。その結果を表１に示す。

【００３２】比較例４生モルタルを接着剤として使用すること以外は実施例と
全く同様の試験を行った。その結果、モルタルはタイル
とは強固に接着して固化したが、ＳＵＳ板とは全く接着
すること無く界面で剥離した。

【００３３】実施例２ケイ砂８号２０重量部と電発フライアッシュ５重量部に
変更する以外は実施例と全く同様の試験を行った。その
結果を表１に示す。

【００３４】実施例３実施例１で用いたケイ砂８号をケイ砂５号（粒径分布
０．２５〜０．５）に変更する以外は実施例１と全く同
様の試験を行った。その結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】これらの結果より、接着剤としての接着力と被着体の膨
張率の差を吸収し得るだけの弾性（のび）を有し、かつ
接着剤マトリックスとしての層が構造的に実用化可能な
強度を得るためには本発明の方法が非常に有効であるこ
とが分かった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の建材用接着剤を得ることによっ
て、熱膨張率の全く異なる金属とタイルとの接着を可能
にし、軽量のタイル外壁ユニットを作成することを可能
にした。これは、従来の特殊技能者の現場施工という方
法からくる問題を解決し、意匠性の高いタイル張り外壁
材の低コストでの製造を可能として、その普及を大きく
促進することができる。しかも接着剤の性能の高さか
ら、タイル剥がれなど従来懸念されていた性能上の問題
をも解決し、非常に広範囲の要求に対応することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、ステンレス板と、磁器タイル
とを接着させた試験片の図面である。

【符号の説明】

１：磁器タイル２：ステンレス板３：接着剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも（ａ）一般式【化１】［ただし、Ｒ₁およびＲ₃はビスフェノール骨格を含む
有機基であり、Ｒ₂は（−Ｃ₂Ｈ₄ＯＣＨ₂ＯＣ₂Ｈ₄
−Ｓ_m）_n−で示されるポリサルファイド骨格（ただし
ｍは１〜３で、ポリサルファイド骨格中のＳの平均含有
量を表し、ｎは１〜５０で、一分子中におけるポリサル
ファイド骨格の平均含有量を表す。である。］で示され
るポリサルファイド変性エポキシ樹脂、および（ｂ）末
端にアミノ基を有する化合物、（ｃ）無機フィラーを混
合して得られる硬化物からなる建材用接着剤。
【請求項２】該無機フィラーの含有量が５０％以上、８
０％以下である請求項１記載の建材用接着剤。
【請求項３】該無機フィラーの粒径が０．３ｍｍ以下で
ある請求項１記載の建材用接着剤。
【請求項４】該接着剤を用いて接着する被着体が、金属
板とタイルである請求項１記載の建材用接着剤。