JPH10130585A - タイル類用接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】経年変化後も簡単にはタイル類が脱落崩壊せ
ず、大きな破壊時のエネルギーを有した、安全性の高い
タイル類用接着剤を提供すること。 【解決手段】潜在水硬性物質、硬化刺激剤、水を含有し
てなるタイル類用接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイル類を建築、
建設材料に接着接合するための接着剤及びそれを用いて
得られる硬化体に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイル類は従来セメント、モルタル等で
基材（建築、建設材料）に接着され、近年では乾式工法
の進歩により有機系接着剤や樹脂モルタルの使用が増大
してきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらモルタル
コンクリートの場合その経年変化により被着物が剥がれ
て落下するといった問題点がある。また、有機系成分の
多い有機系接着剤や樹脂モルタルでは経年劣化も早く、
また火災時等にその強度が著しく低下して初期の接着機
能がなくなり被着物の落下という２次災害が生じる。そ
こで、経年変化後も簡単には脱落崩壊せず、大きな破壊
時のエネルギーを有した、安全性の高いタイル類用接着
剤の出現が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは特定の材料
が非常に良くタイル類と接着接合することを見い出し本
明を完成させた。即ち本発明は、

【０００５】（１）潜在水硬性物質、硬化刺激剤、水を
含有してなるタイル類用接着剤。 （２）潜在水硬性物質が高炉水砕スラグである上記
（１）記載の接着剤、 （３）シリカヒューム及び水溶性高分子を含有してなる
上記（１）または（２）記載の接着剤、 （４）水溶性高分子が分子内にカルボキシル基及び／又
はスルホキシル基及び／又はアミド基を有する水溶性高
分子である上記（１）、（２）又は（３）記載の接着
剤、 （５）水溶性高分子がポリ（メタ）アクリル酸及びその
塩である上記（１）、（２）又は（３）記載の接着剤、 （６）硬化刺激剤がアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水酸化物、炭酸塩、珪酸塩から選ばれる１種以上であ
る上記（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）記載
の接着剤、 （７）上記１〜６のいずれか１項に記載の接着剤を用い
てタイル類を建築、建設材料に接着した後、養生硬化さ
せた硬化体。 （８）請求項１建築、建設材料が乾式タイル施工用パネ
ルである上記（７）記載の硬化体。 を提供する。

【０００６】

【発明の実施態様】以下、本発明を詳細に説明する。本
発明のタイル類用接着剤は、潜在水硬性物質、潜在水硬
性物質の硬化刺激剤となり得る塩基性化合物、及び水等
を含有して成る組成物を良く混練、又は混練成形したも
のにより得られる。

【０００７】本発明で用いうる潜在水硬性物質の具体例
としては、高炉水砕スラグ、徐冷スラグ、フライアッシ
ュ、ケイ石（粉）、もみ殻等が挙げられる。これらの潜
在水硬性物質は２種以上併用しても良く、高炉水砕スラ
グが好ましい。高炉水砕スラグは、ブレーン比表面積２
０００cm² ／ｇ以上のものが好ましく、２５００cm²／
ｇ以上のものが更に好ましく、特に３０００cm² ／ｇ以
上のものが好ましい。

【０００８】硬化刺激剤としては種々の塩基性化合物が
使用できる。用いうる硬化刺激剤の具体例としては、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の
アルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸塩、重炭酸ナト
リウム、重炭酸カリウム、重炭酸リチウム等のアルカリ
金属重炭酸塩、更に水酸化カルシウム、水酸化マグネシ
ウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、ピロ燐酸ナトリ
ウム、ピロ燐酸カリウム、燐酸二カリウム、燐酸三カリ
ウム、燐酸三ナトリウム、（メタ）ケイ酸ナトリウム、
（メタ）ケイ酸カリウム等が挙げられる。これらの硬化
刺激剤のうち、（メタ）ケイ酸ナトリウム、アルカリ金
属水酸化物が好ましく、中でも水酸化ナトリウムが好ま
しい。又、これらの硬化刺激剤は単独で用いても良く、
２種以上併用しても良い。

【０００９】硬化刺激剤の使用量は、その塩基性度（ア
ルカリ性の強さ）、潜在水硬性物質の粒径、更に必要に
応じて添加する種々の混和材（後述する任意成分）の種
類や量、及び水の量によっても異なるが、概ね潜在水硬
性物質と種々の混和材の合計量１００重量部に対して
０．１〜５重量部が好ましく、特に好ましくは０．２〜
３重量部である。

【００１０】また、用いる硬化刺激剤の形状は固形でも
水溶液でも使用できるが固形であると混練物中に均一に
混練できない恐れがあるので、水溶液を用いることが好
ましい。

【００１１】硬化刺激剤の量が少なすぎると、硬化体が
充分な強度を発現しなかったり、養生硬化に長時間を要
する等、工業的に不利となる。また多すぎると硬化速度
が速くなりすぎ混練工程や成形工程でのハンドリングが
著しく阻害されることがある。

【００１２】水の使用量は、必要により使用する水溶性
高分子の種類と量、硬化刺激剤の種類と量、及び任意成
分として用いるシリカヒュームの種類と量、及び必要に
より添加する繊維状物質や微粒子骨材等の種類と量によ
って異なり、混練物が良好な混練性を示す様に決めなけ
ればならないが、押出成形法で成形物を製造する場合
は、概ね高炉水砕スラグと任意成分として用いるシリカ
ヒュームの合計量１００重量部に対して８〜６０重量
部、好ましくは１０〜４５重量部、より好ましくは１２
〜３５重量部であり、流込成形法で成形物を製造する場
合は、同じく潜在水硬性物質と任意成分として用いるシ
リカヒュームの合計量１００重量部に対して通常１０〜
８０重量部、好ましくは１２〜６０重量部、より好まし
くは１４〜５０重量部である。

【００１３】本発明の接着剤には、押出成形時の成形性
や流込み成形時の流動性等が向上する他、硬化体の機械
的強度が向上するなどの効果が顕著なことからシリカヒ
ュームを使用することは特に好ましい。シリカヒューム
の使用量は、潜在水硬性物質の大きさ（粒径）や種類、
必要に応じて添加する他の種々の混和材の種類や量によ
っても異なるが、通常、潜在水硬性物質１００重量部に
対して２〜５０重量部が好ましく、特に好ましくは５〜
２５重量部である。

【００１４】本発明の接着剤は、必要により水溶性高分
子を含有する。水溶性高分子は、混練時間内に混練系に
均一に、且つ迅速に溶解する必要があるので微粒子状、
微粉状又は水溶液になっていることが好ましい。 用い
うる水溶性高分子の具体例としてはヒドロキシプロピル
メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース
等のセルロース誘導体、ポリアクリルアマイド、ポリ
（メタ）アクリル酸及びその塩、ポリ（メタ）アクリル
酸及びその塩の、アクリルアマイドと（メタ）アクリル
酸又はそのアルカリ金属塩との共重合体又は（Ａ）アク
リルアマイド及び／又はアクリロニトリル及び／又は
（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩と（Ｂ）（メタ）
アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル等の（メ
タ）アクリル酸エステル、もしくはスチレン、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン等の疎水性モノマーとの
共重合体で水溶性であるポリアクリル酸系誘導体、無水
マレイン酸系共重合体等のカルボン酸系共重合体、メラ
ミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、ナフタレ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物及びその塩等のス
ルホン酸系誘導体、高分子量のリグニンスルホン酸塩等
が挙げられるがこれら水溶性高分子に限定されるもので
はない。又、これら水溶性高分子は単独使用だけでな
く、２種以上を併用することも出来る。

【００１５】これらの水溶性高分子の内、分子内にカル
ボキシル基及び／又はスルホキシル基及び／又はアミド
基を有するものが好ましく、ポリ（メタ）アクリル酸、
ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アク
リル酸カリウム、ポリ（メタ）アクリル酸リチウム等の
ポリ（メタ）アクリル酸及びその塩やカルボキシメチル
セルロースが更に好ましく、ポリアクリル酸ナトリウム
が特に好ましい。

【００１６】また、これら水溶性高分子は組成物の混練
物の成形に適した分子量のものを選定する事が好まし
く、特に限定されるものではないが、ポリアクリル酸ナ
トリウムを例にとると、押出成形を行う場合の分子量は
５０００以上が好ましく、更に好ましくは５００００以
上、特に好ましくは１０００００以上である。また流込
成形を行う場合の分子量は１０００以上３０００００以
下が好ましく、更に好ましくは１５００以上２００００
０以下、特に好ましくは２０００以上１０００００以下
である。これら水溶性高分子は、潜在水硬性物質が高炉
水砕スラグを含む場合に好ましく用いられる。

【００１７】水溶性高分子の使用量は材料の要求特性、
成形方法等によって異なり、押出成形等の高分子量の水
溶性高分子を使用する場合は、潜在水硬性物質と任意成
分として用いるシリカヒュームの合計量１００重量部に
対して、通常０．３〜１０重量部、好ましくは０．４〜
７重量部、最も好ましくは０．５〜５重量部である。ま
た、流込成形法等の低分子量の水溶性高分子を使用する
場合は、潜在水硬性物質と任意成分として用いるシリカ
ヒュームの合計量１００重量部に対して通常０．０５〜
２０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部、最も好ま
しくは０．２〜５重量部使用する。水溶性高分子の使用
量が少なすぎると、添加する水量にもよるが、混練が困
難になるか、又は困難でないとしても後工程での成形加
工性が悪くなる傾向がある。また、水溶性高分子の量が
多すぎると養生硬化しにくくなったり、硬化したとして
も硬化体の水に対する安定性が悪くなる傾向がある。

【００１８】本発明の接着剤には、更に必要に応じて種
々の混和材を使用することが出来る。混和材としては、
例えば粉砕された徐冷スラグ、フェロクロムスラグ、ウ
ォラストナイト、シリカ、アルミナ、フライアッシュ、
タルク、硅砂、硅石粉、クレー、カオリン、炭酸カルシ
ウム、陶磁器粉砕物、チタニア、ジルコニア、砂利等の
無機混和材、グルコース等の硬化遅延剤、シランカップ
リング剤のような表面処理剤、顔料等が挙げられる。

【００１９】これらの混和材を用いる場合、その使用量
は、無機混和材の場合には潜在水硬性物質１００重量部
に対して通常１０〜３００重量部、又分散減水剤、表面
処理剤、顔料等の混和材の場合には潜在水硬性物質１０
０重量部に対して通常０．１〜２０重量部が用いられ
る。

【００２０】押出成形法により本発明の接着剤を得る場
合では、硬化するまでの保形性を向上させる等の目的
で、繊維状物質や微粒子骨材を組成物に添加することが
出来る。用いうる繊維状物質の具体例としては、ビニロ
ン、パルプ、ポリプロピレン、ポリエチレン、カーボン
ファイバー、アラミドファイバー、ステンレスファイバ
ー等の長さ１〜２０ｍｍ程度の短繊維状物質を挙げるこ
とが出来る。繊維状物質の使用量は潜在水硬性物質と任
意成分として用いるシリカヒュームの合計量１００重量
部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。また、微粒
子骨材としてはウォラストナイト、珪砂、珪石粉、徐冷
スラグ粉、フェロクロムスラグ粉、陶磁器粉砕品、レン
ガ粉砕品、抗火石を挙げることが出来る。これら微粒子
骨材は、一般的に１０００μｍ以下、好ましくは５００
μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下で２０μｍ以
上の平均粒径を有するものを用いる。微粒子骨材の使用
量は、潜在水硬性物質と任意成分として用いるシリカヒ
ュームの合計量１００重量部に対して１０〜２００重量
部が好ましい。

【００２１】次に本発明の接着剤の製造方法について説
明する。先ず、押出成形、又はプレス成形で接着剤を製
造する場合、潜在水硬性物質並びに必要により、シリカ
ヒューム、水溶性高分子、種々の混和材、繊維状物質及
び微粒子骨材をオムニミキサー（千代田技研工業製）の
様な揺動型ミキサー、アイリッヒミキサーやプラネタリ
ーミキサーに入れて粉体混合する。次いでこの混合物に
硬化刺激剤と所定量の水、又は硬化刺激剤を水に溶解し
た水溶液を所定量添加し、更に混合（粗混練）を行う。
次いで粗混練物を更に強い剪断力を与える事の出来る機
器、例えばロールニーダー、バンバリーミキサー、湿式
バンバリーミキサー、ミキシングロール、バッグミル、
加圧ニーダー、スクリュー押出し機、ニーダールーダー
型ミキサー、等を用いて充分な混練を行い混練物を得
る。

【００２２】流動性の高い接着剤を製造する場合は一般
的なセメントモルタルやセメントコンクリートを調製す
る場合とほとんど同様である。先ず、潜在水硬性物質及
び水溶性高分子（水溶性高分子は水溶液である場合が多
い）並びに必要により、シリカヒューム、種々の混和
材、繊維状物質及び微粒子骨材を添加し、ミキサーによ
り粉体混合する。次いでこの混合物に硬化刺激剤と所定
量の水、又は硬化刺激剤を水に溶解した水溶液を所定量
添加し、更に混合を行い流動性のある混練物（混合物）
を得る。

【００２３】以上の混練物の内、押出成形用、プレス成
形用として混練されたものは、押出成形機やプレス成形
機等による成形の場合、特に減圧下で成形できる方法、
例えば真空押出成形機、真空プレス成形機等を使用する
と、養生硬化後に、より高い強度を有し、更に強度のバ
ラツキの少ない接着剤が得られることから好ましい。ま
た、表面の凹凸の多い基材に接着する場合は流動性の高
い接着剤の方が好ましい。

【００２４】本発明の接着剤が接着することのできるタ
イル類としては陶器タイル、磁器質タイル、半磁器質タ
イル、石材タイル、石器質タイル、煉瓦タイル、セラミ
ックタイル、ファインセラミックタイル、ステアタイト
素地質タイル等、鉱物を混練硬化させた通常タイルと称
される物が挙げられる。

【００２５】接着方法は特に限定されないが、例えば基
材上に本発明の接着剤を配置して、その上にタイル類を
のせて、低度に圧着する方法、もしくは表面に凹凸のあ
る基材上に本発明の接着剤を配置して、裏足つきタイル
類をのせたり、はめ込んだりして低度に圧着する方法等
が挙げられる。また、接着状態をより強固なものとする
目的でプライマー処理を施すことも有効である。このよ
うにしてタイル類と基材の一体化物を得る。

【００２６】本発明で基材として用いられる建築、建設
用材料としては、乾式タイル施工用パネル、モルタル下
地、構造用合板及びコンクリート系成型物等が挙げら
れ、乾式タイル施工用パネルが好ましい。

【００２７】本発明の硬化体は、前記のようにして得ら
れた本発明の接着剤とタイル類及び建築、建設の一体化
物を養生硬化させることによって得ることができる。養
生硬化は、通常の室温下でもその機能を十分に発現す
る。更に高接着強度を必要とする場合には一体化物の水
分が蒸発しない高湿度雰囲気下で行うことが好ましい。
この場合、相対湿度は８０％以上、好ましくは９０％以
上、更に好ましくは１００％の雰囲気下で養生硬化を行
う。また、この様な高湿度雰囲気下において更に、水分
を通さない容器や袋等に一体化物を入れたり、プラスチ
ック板やプラスチックフィルム、金属板に一体化物を挟
む方法等、一体化物中の水分の蒸発が防止出来る様な方
法で養生を行っても良い。また、養生初期の一体化物を
水に浸漬して水中で養生を行うことも出来る。養生硬化
温度としては一般的には、１０〜１００℃である。ま
た、水蒸気を用いて１００℃以上の温度でオートクレー
ブ処理を行っても良い。

【００２８】養生硬化の時間は、使用する硬化刺激剤の
種類と量、及び温度、相対湿度等の養生硬化条件に依っ
て大きく左右されるが、概ね半日〜３０日間である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。尚、フロー値は混練後にＪＩＳ Ｒ５２０１に準じ
て測定した。また、実施例中の接着強度は、タイル類の
間を本発明の接着剤で接着、養生後、３ｃｍ角に切り出
し試験体としてテンシロン（（株）オリエンテック製）
を用い、引っ張り速度０．５ｍｍ／分の条件で測定した
時の接着強度（ｋｇｆ／ｃｍ² ）、である。また、接着
試験の場合、破壊状態が非常に重要であり、それも併せ
て示した。

【００３０】実施例１ 撹拌装置の付いた混合機（オムニミキサー）にブレーン
比表面積４０００ｃｍ² ／ｇの高炉水砕スラグ９００重
量部、シリカヒューム１００重量部、７号珪砂１０００
重量部を仕込１０分間良く混合させた、次いで、水酸化
ナトリウム２０重量部、ワーク５００Ｓ（日本ゼオン社
製２重量部と水４００重量部とから成る水溶液を添加し
５分間撹拌混合し流動性の有る混練物（Ａ）を得た。混
練物（Ａ）のフロー値は２５０ｍｍであった。次いで、
予め作成して置いた幅５ｃｍ、長さ１５ｃｍ、厚み１．
５ｃｍの磁器タイル（ＩＮＡＸ社製）２枚の裏面に上記
流動性の有る混練物（Ａ）塗布して２枚を張り合わせ
た。２５℃で１日間放置し室温養生させた後、９０℃の
飽和蒸気圧下で１日間養生硬化させ、試験体Ａ−１を得
た。

【００３１】実施例２ 実施例１においてシリカヒュームを２００重量部に、７
号珪砂の代わりにフェロクロムスラグ（ＮＪ−７）（日
本磁力選鉱製）を５００重量部を用い、その他は同様に
して、試験体Ａ−２を得た。

【００３２】実施例３ 実施例１において磁器タイルの代わりに陶器タイルを用
い、その他は同様にして、試験体Ａ−３を得た。

【００３３】実施例４ 混合機（アイリッヒ社製）にブレーン比表面積４０００
ｃｍ² ／ｇの高炉水砕スラグ９００重量部、シリカヒュ
ーム（日本重化学工業製）１００重量部、フェロクロム
スラグ（ＮＪ−７）（日本磁力選鉱製）を１０００重量
部ポリアクリル酸ナトリウム（商品名パナカヤク−Ｂ
（日本化薬（株）製））３０重量部を入れて９０秒間撹
拌混合した。続いて水酸化ナトリウム２０重量部と水２
８０重量部とから成る水溶液を添加し、更に３０秒間撹
拌混合した。次いでこれらの撹拌混合によって得られた
組成物をニーダールーダー型の混練機に入れ５分間混練
し粘土状の混練物を得た。更に、この混練物を真空押出
成形機で２０ｍｍＨｇの減圧下で押出成形を行い、厚さ
１０ｍｍ、幅１０ｃｍ、長さ４５ｃｍの板状成形物
（Ｂ）を得た。続いて、この組成物を９０℃の飽和蒸気
圧の雰囲気下で２４時間養生硬化させ、硬化体（Ｂ）を
得た。次いで、実施例２で得た混練物を用いて実施例１
で用いた磁器タイルと硬化体Ｂを接着した後、２５℃で
１日間放置し室温養生させた後、９０℃の飽和蒸気圧下
で１日間養生硬化させ、試験体Ｂ−１を得た。

【００３４】実施例５ 実施例４においての養生を２５℃で３０日間養生硬化を
用い、その他は同様にして、試験体Ｂ−２を得た。

【００３５】性能試験 実施例１〜５で得られた試験体Ａ−１〜３、Ｂ１〜２に
ついて引っ張り試験を行った。結果を表１に示す

【００３６】

【表１】 表１ サンプルＮｏ 接着強度(kgf/cm²) 破壊状態 実施例１ Ａ−１ ３８ 凝集破壊 実施例２ Ａ−２ ４２ 凝集破壊 実施例３ Ａ−３ ３０ 凝集破壊 実施例４ Ｂ−１ ５０ 凝集破壊 実施例５ Ｂ−２ ５２ 凝集破壊

【００３９】

【発明の効果】本発明のタイル類用接着剤は、経済性の
面からも非常に有効であり、しかも、曲げ強度、破壊エ
ネルギーに優れていることから建築、建設、景観材料等
の広範な分野で用いることが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 22:06 24:26）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜在水硬性物質、硬化刺激剤、水を含有し
   てなるタイル類用接着剤。
2. 【請求項２】潜在水硬性物質が高炉水砕スラグである請
   求項１記載の接着剤。
3. 【請求項３】シリカヒューム及び水溶性高分子を含有し
   てなる請求項１または２記載の接着剤。
4. 【請求項４】水溶性高分子が分子内にカルボキシル基及
   び／又はスルホキシル基及び／又はアミド基を有する水
   溶性高分子である請求項１、２又は３記載の接着剤。
5. 【請求項５】水溶性高分子がポリ（メタ）アクリル酸及
   びその塩である請求項１、２又は３記載の接着剤。
6. 【請求項６】硬化刺激剤がアルカリ金属又はアルカリ土
   類金属の水酸化物、炭酸塩、珪酸塩から選ばれる１種以
   上である請求項１、２、３、４又は５記載の接着剤。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の接着
   剤を用いてタイル類を建築、建設材料に接着した後、養
   生硬化させた硬化体。
8. 【請求項８】建築、建設材料が乾式タイル施工用パネル
   である請求項７記載の硬化体。