JPS61158851A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アクリル酸系樹脂の水性エマルジョンによ
り、接着性１弾性、防水性等に優れたセメント硬化体を
生成するセメント組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、建築物等の塗布仕上げ等に用いられるセメン
ト組成物には、合成樹脂水性エマルジョンが添加されて
おり、生成セメント硬化体の収縮亀裂の発生の防止、防
水性の付与、接着性の向上、耐衝撃性の向上、耐摩耗性
の向上２弾性の付与等の効果が得られている。上記合成
樹脂水性エマルジョンとしては、合成ゴム系ラテックス
、アクリル系エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル系エ
マルジョン、エチレン・塩ビ系エマルジョン等が用いら
れている。

これらのエマルジョンのうち、合成ゴム系ラテックスは
、その合成ゴムが耐水性、耐セメントアルカリ性には優
れているものの、耐オゾン性、耐熱性、耐候性に劣ると
いう特性を有しているため、あまり有効なセメント混和
剤とはいえない。また、エチレン・酢酸ビニル系エマル
ジョンは、そのエチレン・酢ビ共重合樹脂が、接着性に
は優れているものの、耐水性、耐セメントアルカリ性。

耐候性に劣るという特性を有しており、これも有効なセ
メント混和剤とはいえない。エチレン・塩ビ系エマルジ
ョンも、その樹脂は接着性、耐セメントアルカリ性に優
れているものの、耐熱性、耐候性に劣るという特性を有
しており、これもまた有効なセメント混和剤とはいえな
い。これに対して、アクリル系エマルジョンは、その樹
脂の特性がほぼ全てにわたって優れており、総合的に最
も優れたセメント混和剤として広く使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、アクリル系エマルジョンは、優れたセメ
ント混和剤として広く使用されているが、さらにその性
能を高める試みがなされている。

例えば、上記エマルジョンに使用するアクリル樹脂の接
着力を高めてセメント硬化体の接着性をさらに向上させ
る目的で、カルボキシル基やグリシジル基をもつエチレ
ン性不飽和単量体またはカチオン系エチレン性不飽和単
量体（例えばアルキルアミノエチルメタクリレート等）
を共重合させたり、カチオン性界面活性剤やカチオン性
保護コロイドをエマルジョンに添加してカチオン性を付
与する方法が提案されている。しかしながら、このよう
な方法によるセメント硬化体の接着性の向上では、適用
分野によってはまだ不充分とされている。すなわち、釉
薬をかけた磁器タイルの表面。

プラスチック製床材（エポキシ樹脂系床材、ウレタン樹
脂系床材、塩化ビニル樹脂系床材等）、アスファルトコ
ンクリート面、ａ板１合板、古くなったセメントコンク
リートやセメントモルタル面等に対しては接着性が劣る
ため、それら材料面に対しての塗布仕上げに用いること
は難しい。

また、セメント硬化体の弾性を高める目的で、アクリル
系エマルジョンに使用するアクリル樹脂として、ガラス
転移温度の低い軟質なものを選択し、その使用量を増加
するという方法も提案されている。この方法によれば、
かなりの効果が期待できる筈であるが、実際には、使用
するアクリル樹脂を、ガラス転移温度の低い軟質なもの
とすると、それによってセメント硬化体の接着性が低下
するため、ガラス転移温度の低いものを使用するにも自
ずと限界があり、期待どおりの効果が得られず、ある程
度の弾性の向上効果が得られるにすぎない。特に、上記
のように、ガラス転移温度の低いものの使用に制約を受
ける結果、低温時の弾性の改善については不充分であり
、実用工種々の制約を受けているのが実状である。

この発明は、多様な被着体に対して優れた接着性を示す
と共に、低温領域を含む広い温度領域において優れた弾
性を発揮するセメント硬化物になりうるセメント組成物
の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため、この発明のセメント組成物
は、下記のＡ成分とＢ成分を主成分とするという構成を
とる。

（Ａ）　　一般式（１１で表される反覆単位および一般
式（２）で表される反覆単位の少なくとも一方と、一般
式（３）で表される反覆単位とを主成分とし、ガラス転
移温度が１０℃以下であるアクリル酸系樹脂の水性エマ
ルジョン。

（Ｂ）：セメント すなわち、この発明のセメント組成物には、上記の反覆
単位を主成分とし、ガラス転移温度が１゜℃以下である
アクリル酸系樹脂の水性エマルジョンが含まれており、
そのアクリル酸系樹脂は、粒子状をしていてカチオン性
を帯びているため、セメント組成物を被着体表面に塗布
したときに、アニオン性を帯びているセメント粒子に効
率よく吸着する。その結果、セメント粒子、アクリル酸
系樹脂粒子の分布ないし配置が均一になる。そして、そ
の状態でアクリル酸系樹脂粒子の表面に存在する官能基 子のアルカリにより架橋反応を起こし、樹脂分子間、樹
脂粒子間ならびにセメントさらには被着体とも強固に結
合し、それによって生成セメント硬化体が優れた接着性
を発揮し被着体に強く接着する。このような接着性の著
しい向上は、ガラス転移温度の低いアクリル酸系樹脂（
接着性低下作用を有する）の使用を許容し、上記のよう
なガラス転移温度の低い樹脂を支障なく使用できるよう
になり、それによって低温領域における弾性の改善も実
現できるようになるのである。

このように、この発明は、上記の反覆単位を主成分とす
るアクリル酸系樹脂の水性エマルジョンを用いることが
最大の特徴である。

上記の反覆単位を主成分とするアクリル酸系樹脂の水性
エマルジョンは、例えば、炭素数１〜１２のアルキル基
またはシクロアルキル基を有するアクリル酸アルキルエ
ステルおよびメタクリル酸アルキルエステルを単独でも
しくは併用し、これら単量体と、下記の一般式（４）ま
たは（５）で表されるアルカリ架橋性の第４級アンモニ
ウム塩単量体を単独でもしくは併用し、公知のアクリル
酸系樹脂水性エマルジョンの製法に準じて共重合させる
ことにより製造することができる。

上記炭素数１〜１２のアルキル基またはシクロアルキル
基を有するアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸
アルキルエステルの代表的なものを例示するとつぎのと
おりである。アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エ
チルエステル、アクリル酸プロピルエステル、アクリル
酸ブチルエステル、アクリル酸アミルエステル、アクリ
ル酸ヘキシルエステル、アクリル酸２−エチルヘキシル
エステル、アクリル酸ｎ−オクチルエステル、アクリル
酸デシルエステル、アクリル酸ラウリルエステル、アク
リル酸シクロヘキシルエステル、メタクリル酸メチルエ
ステル、メタクリル酸エチルエステル、メタクリル酸プ
ロピルエステル、メタクリル酸ブチルエステル、メタク
リル酸アミルエステル、メタクリル酸ヘキシルエステル
、メタクリル酸２−エチルヘキシルエステル、メタクリ
ルｆｌｌｎ−オクチルエステル、メタクリル酸デシルエ
ステル、メタクリル酸ラウリルエステル。これらは単独
でもしくは適宜に組み合わされて用いられる。なお、必
要に応じて、これらと共重合可能な他の不飽和単量体、
例えば、スチレンおよびその誘導体、アクリロニトリル
、メタクロニトリル。

アクリル酸、メタクリル酸、ビニルピリジン、ビニルピ
ロリドン、ヒドロオキシアルキルアクリシートアクリル
アミドおよびその誘導体、メタクリルアミドおよびその
誘導体、アルキルアミノアクリレート、アルキルアミノ
メタクリレート、Ｎ、Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、
Ｎ、Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド、ジメチルアミノ
プロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタ
クリルアミド等を併用してもよい。

上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルに共重合させ
る上記一般式（４）のアルカリ架橋性第４級アンモニウ
ム塩単量体の代表例として、下記に例示する各種のエピ
ハロヒドリン付加物と無機あるいは有機アニオンとの塩
、例えば、クロライド。

ブロマイド、サルフェート、ナイトレート、アセテート
、プロピオネート、ベンゼンスルホネート。

ラウリルスルホネート等があげられる。

（エピハロヒドリン付加物） ジメチルアミノエチルメタクリレート・エピハロヒドリ
ン付加物〔一般式（４）において、Ｒ＝ＣＨ３、Ａ＝−
０−、ｎ＝２、Ｒ＋　、　　Ｒｚ　”ＣＨｚ　、Ｘ−Ｃ
１、Ｂｒまたは■である化合物、以下同様の表記法によ
る〕、ジエチルアミノエチルメタクリレート・エピハロ
ヒドリン付加物、ジメチルアミノプロピルメタクリレー
ト・エピハロヒドリン付加物、ジメチルアミノエチルク
リレート・エピハロヒドリン付加物、ジエチルアミノプ
ロピルメタクリレート・エピハロヒドリン付加物、ジメ
チルアミノエチルアクリレート・エピハロヒドリン付加
物、ジエチルアミノプロビルアクリレート・エピハロヒ
ドリン付加物、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミ
ド・エピハロヒドリン付加物、ジエチルアミノプロピル
メタクリルアミド・エピハロヒドリン付加物、ジメチル
アミノエチルメタクリルアミド・エピハロヒドリン付加
物、ジエチルアミノプロピルアクリルアミド・エピハロ
ヒドリン付加物。

ジメチルアミノプロピルアクリルアミド・エピハロヒド
リン付加物。

上記一般式（４）で表されるアルカリ架橋性第４級アン
モニウム塩単量体のなかでも、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート・エピクロルヒドリン付加物、ジメチルア
ミノエチルアクリレート・エピクロルヒドリン付加物、
ジメチルアミノプロピルメタクリレート・エピクロルヒ
ドリン付加物、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
・エピクロルヒドリン付加物、ジメチルアミノプロピル
アクリルアミド・エピクロルヒドリン付加物のクロライ
ドまたはナイトレートは製造ないしは入手が容易であり
、しかも良好な特性を有するアクリル酸素樹脂（共重合
体）を与えるところから特に好適に用いられる。

これら一般式（４）の化合物は、ｐＨの調整等により容
易に脱ハロゲン化水素反応を起こして、末端にエポキシ
基を有する一般式（５）の化合物に転換するが、この一
般式（５）の化合物もアルカリ架橋性単量体として本発
明の共重合体の製造に使用可能であり、単独でもしくは
上記一般式（４）の化合物と併せて用いられる。このよ
うに、上記一般式（５）の化合物は、通常、上記一般式
（４）の化合物から誘導されたものが用いられる。ただ
し、上記一般式（５）の化合物を、単独でもしくは一般
式（４）の化合物と併せて用いるよりも、一般式（４）
のエピハロヒドリン形のものを単独で用いる方が製造上
、好都合である。

上記一般式（４）および（５）のアルカリ架橋性第４級
アンモニウム塩単量体の使用量（共重合体量）は、重量
基準で、全使用単量体中、上記アルカリ架橋性第４級ア
ンモニウム塩単量体が０．５〜１０％を占めるように設
定することが好ましい。これにより、アクリル酸系樹脂
中において、前記一般式（１１，（２１で示される反覆
単位が重量基準でアクリル酸系樹脂全体の０．５〜ｌＯ
％を占めるようになる。より好ましいのは１〜７％（重
量、以下同じ）の範囲内である。すなわち、上記値が０
．５％未満では、セメント硬化体に対する接着性９弾性
改善効果が充分でなく、逆に１０％を超えると架橋密度
が高くなり過ぎて共重合体ひいてはセメント硬化体が脆
いものとなる傾向がみられるようになるからである。

上記アルカリ架橋性第４級アンモニウム塩単量体と、（
メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合反応は、
すでに述べたように、公知のアｉリル酸エステル系共重
合体水性エマルジョンの製造に準じて行われるが、より
詳しく説明すると、ジャケット等により内部温度の調節
が可能な撹拌機付きの反応釜に上記単量体を入れて常圧
下で重合反応を行う。反応は重合開始剤のラジカル発生
温度、一般的には５０〜８０℃で３〜８時間行う。この
重合反応に際しては、重合開始剤、界面活性剤、保護コ
ロイド、連鎖移動剤ならびに緩衝剤等が水溶液ないしは
分散液の形で反応系内に添加される。

上記重合開始剤としては、一般に過酸化物あるいは過酸
化物と還元性物質との組み合わせが用いられる。過酸化
物としては、過硫酸カリ、過硫酸ナトリウム、過硫酸ア
ンモニウム、過酸化水素等があげられ、還元性物質とし
ては、酸性亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ、ハイドロサ
ルファイド。

第−鉄塩等があげられる。重合開始剤の使用量は、重合
開始剤が、全使用単量体に対して、０．０２〜５％の割
合になるように設定される。

また、界面活性剤としては、慣用されている総ての界面
活性剤（非イオン型、アニオン型、カチオン型）を使用
することができるが、この発明では、特に非イオン型も
しくはカチオン型のものの使用が好ましく、これによっ
て得られるアクリル酸系樹脂の特性を最も有効に発揮せ
しめることができるようになる。非イオン系界面活性剤
としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルフェノールエーテル、オキシエ
チレンオキシプロピレンプロツクポリマー等があげられ
、カチオン性界面活性剤としては、ラウリルトリメチル
アンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウム
クロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムク
ロライド等があげられる。なお、上記非イオン型もしく
はカチオン型のもの程有効ではないが、アニオン性界面
活性剤を用いることもできる。そのようなものとして、
高級アルコールの硫酸エステルアルカリ塩、アルキルベ
ンゼンスルホン酸アルカリ塩。

アルキルナフタレンスルホン酸アルカリ塩、ポリオキシ
エチレンアルキルサルフェートアルカリ塩、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルサルフェートアルカリ塩等が
あげられる。

また、保護コロイドとしては、公知の水溶性ポリマーの
殆ど総てのものが適用でき、代表的なものとして、完全
鹸化ポリビニルアルコール、部分Ｍ化ポリビニルアルコ
ール、スルホン化部分鹸化ポリビニルアルコールアルカ
リ塩、スルホン化完全鹸化ポリビニルアルコールアルカ
リ塩、メチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ
等の水溶性のセルローズ誘導体、さらにはポリプロピレ
ングリコール、ポリエチレングリコール等があげられる
。保護コロイドの使用量は、全使用単量体に対して、０
．２〜１０％になるようにすることが好ましく、より好
ましいのは２〜５％である。

緩衝剤としては、燐酸２重炭酸ソーダ、重炭酸カリ、ピ
ロリン酸ソーダ、ピロリン酸カリ、第３リン酸ソーダ、
酢酸ソーダ等があげられ、その使用量は、全使用単量体
に対して０〜５％に設定される。

このようにして、ナクリル酸系樹脂の水性エマルシコン
が製造される。アクリル酸系樹脂は、上記水性エマルジ
ョンにおいて、粒子状で分散しているが、その粒子径を
０．０１〜１８ｍの範囲に設定することが好ましい。ま
た、上記水性エマルジョンは、アクリル酸系樹脂（固形
分）が２０〜７０％を占めるように設定することが好ま
しい。そして、上記アクリル酸系樹脂は、ガラス転移温
度が１０℃以下、好ましくは０℃以下、さらに好ましく
は一１０℃以下に設定されている。すなわち、アクリル
酸系樹脂のガラス転移温度は、主として、単量体である
（メタ）アクリル酸エステルにおけるアルキル基の大き
さによって定まり、アルキル基の炭素数が多くなると、
低くなる。したがつて、この発明は、（メタ）アクリル
酸エステルのアルキル基を前記のように炭素数１〜１２
のものに設定し、生成アクリル酸系樹脂のガラス転移温
度が、１０℃以下になるように配慮している。

ガラス転移温度が１０℃を超えると、生成樹脂の主骨格
が硬くなりすぎ、硬化樹脂が弾性に欠けに跪いものとな
るため、セメント硬化体の弾性が向上しなくなる。した
がって、アクリル酸系樹脂は、ガラス転移温度が１０℃
以下であることが必要である。なお、ガラス転移温度が
比較的高いアクリル酸系樹脂、例えばガラス転移温度が
１０℃を超える樹脂については、可塑剤を添加してガラ
ス転移温度を１０℃以下に下げるようにしてもよいし、
水性エマルジョンの製造の際の原料仕込み時に、可塑剤
と（メタ）アクリル酸エステルとのブレンド物を使用す
るようにしてもよい。使用する可塑剤としては、ジブチ
ルフタレート　ジオクチルフタレート、トリメチルペン
タジオール、トリメチルペンタジオールモノイソブチレ
ート、トリメチルペンタジオールジイソブチレート、ブ
チルカルピトール等通常使用されている可塑剤が用いら
れる。また、その使用量は、アクリル酸系樹脂に対して
２０％以下であって、できるだけ少量とすることが望ま
しい。ガラス転移温度の下限については、−４０℃を下
延ると、樹脂の主骨格が軟らかくなりすぎて架橋が進ん
だ後にも充分な機械的強度が得難くなることがあるため
、−４゛０°Ｃ以上、特に−３０℃以上に設定すること
が好ましい。

この発明のセメント組成物は、上記のようなアクリル酸
系樹脂の水性エマルジョンとセメントとを、必要に応じ
て充填材、顔料、消泡剤、その他添加剤とともに混練す
ることによって製造される。水性エマルジョンと混練す
るセメントとしては、ボルトランドセメソト、早強セメ
ント、超早強セメント、アルミナセメント、ジェットセ
メント、高炉セメントポゾランセメント、耐硫酸塩セメ
ント、白色ポルトランドセメント等公知のセメントのす
べてがあげられる。

充填材は必要に応じて使用され、珪砂、砕砂。

高炉スラグ砕砂１人工軽量骨材、川砂、海砂、山砂、パ
ーライト、炭酸カルシウム粉体、アスヘスト、耐アルカ
リ性ガラス繊維、鋼繊維、炭素繊維、フライアッシュ、
酸化チタン、鉄鉱砂等のなかから施工目的に応じて適宜
選択される。消泡剤は必要に応じて水性エマルジョンに
対して０〜５％の割合で使用される。これは緻密なセメ
ント硬化体をつくるのに有効である。顔料としては、ヘ
ンガラ、カーボンブラック等の無機顔料および通常使用
される有機顔料が用いられる。

上記水性エマルジョンとセメント等との混練については
、通常のセメントの練り混ぜ方法をそのまま適用して何
ら差し支えない。例えばセメントに所定量の水性エマル
ジョンと、必要に応じて充填材等を加え、これを携帯電
動ミキサー、塗料分散用ミキサー、モルタルミキサー等
を用いて、あるいは場合によってはモルタルスプーンを
用いた手練りで混練することにより目的とするセメント
組成物を得ることができる。この場合、水性エマルジョ
ンは、セメントに添加する混練水の一部あるいは全量で
予めこれを希釈して用いてもよい。

また、セメントに対する水性エマルジョンの混入率はア
クリル酸系樹脂（固形分）基準で、セメントに対して通
常１〜２００％の範囲であり、セメント組成物の用途等
に応じてかかる範囲から適宜のものが選択される。例え
ばセメント硬化体の接着性能のみを向上させる目的で使
用する場合は、１〜４０％特に５〜２５％で充分かつ好
適であるが、セメント硬化体にさらに弾性を与える目的
で使用する場合は２５〜２００％が好ましく、さらに好
ましくは４０〜１００％である。この場合、上記水性エ
マルジョンをセメントおよび水と混錬しても通常に用い
る温度では直ちに架橋反応は進まず、セメントの水和反
応と同時に進行するので掻めて都合のよい緻密なセメン
ト硬化体構造を形成しうるのである。

このようにして得られるセメント組成物は、種々の被着
体面の塗布仕上げ用として特に好適である。例えば、建
造物の躯体コンクリート壁面、床面への仕上げモルタル
、防水セメント弾性セメント塗装材、古くなった磁器タ
イル表面への補修用セメント、銅板床面へのセメントモ
ルタル舗装、鉄鋼製品のセメント防錆塗装材、ｎ出鉄骨
や鉄筋の補修用セメント塗装材、コンクリートあるいは
磁器タイル用の目地セメント等に広く利用でき、優れた
効果を発揮する。この場合、上記セメント組成物の塗布
は、通常のセメント系仕上げ材２同様にして行うことが
できる。すなわち、セメント組成物がセメントモルタル
状の場合は、金鏝や木鏝で塗りつけることができる。セ
メント塗料状の場合には刷毛、スプレーガン、エアレス
スプレーガン等を使うことができる。また広い床面には
軟らかく混練して、通称トンボといわれる道具で塗り広
げることもできる。塗布したセメント組成物の養生は、
気乾養生あるいは湿空養生方法等によって行われる。一
旦共重合体粒子の皮膜形成が完了すれば水中養生により
硬化させることもできる。

〔作用〕

この発明のセメント組成物を上記のように被着体表面に
塗布した場合において、セメント組成物中の水分は、セ
メントの水和反応、水分の蒸発。

被着体（吸水生がある場合）への水分の移動等により減
少し、いわゆる濃縮作用によりアクリル酸系樹脂粒子、
セメント粒子、充填材粒子等は互いに接近し、やがて密
着する。ところで上記アクリル酸系樹脂の粒子の表面に
は、多くのカチオン性基が存在するため、アクリル酸系
樹脂の粒子は、従来のカチオン性界面活性剤やカチオン
性保護コロイドを添加したものや、カチオン性エチレン
性不飽和単量体（例えばアルキルアミノエチルメタクリ
レート等）を共重合したものと比較して強いカチオン性
を帯びている。したがって、上記濃縮作用によるアクリ
ル酸系樹脂粒子、セメント粒子、充填材粒子等の接近な
らびにその後の密着の際、強いカチオン性を帯びている
アクリル酸系樹脂粒子が、アニオン性に帯電している、
セメントや充填材被着体に効率よく吸着し、融着するよ
うになり、それによってセメント、充填材、樹脂粒子の
分布ないしは配置状態が均一になり、アクリル酸系樹脂
の混入効果が顕著に発現するようになる。

従来のアクリル系重合体混入セメントでは、セメントや
充填材の空隙部分にアクリル系重合体粒子が凝集し、そ
の後融着するため、硬化重合体の分布が不均一となり、
防水性はある程度付与されるものの、弾性付与や接着性
向上には効果が小さかった。これに対してこの発明のセ
メント組成物によれば、アクリル酸系樹脂粒子のみでな
く、セメント粒子、充填材等も均一に分布ないし配置す
るため、セメント硬化体の構造が緻密かつ均質になり、
そのうえ、均一分布しているアクリル酸系樹脂粒子によ
って被着体に対する強い接着力を発揮する。そして、セ
メント粒子、充填材等に吸着。

融着したアクリル酸系樹脂粒子表面の官能基が、セメン
トのアルカリにより架橋反応を起こし、アクリル酸系樹
脂粒子間の強い結合を形成するのみならず、上記樹脂粒
子とセメント、充填材、被着体間にも強い密着力を形成
し、上記アクリル酸系樹脂粒子等の均一分布にもとづく
接着力向上効果、組織の緻密均質化効果と相俟ってセメ
ント硬化体が被着体に極めて強固に接着するようになる
とともに、強靭になる。しかも、上記アクリル酸系樹脂
は、温度変化に伴う物性の低下ないし変化が少ないとい
う優れた特性を備えており、かつガラス転移温度が１０
℃以下であって軟質であるため、上記セメント硬化体は
、高’ＩＡＮ域だけでなく、低温領域でも優れた弾性を
発揮する。

〔発明の効果〕

この発明のセメント組成物は、上記のような反覆単位を
主成分とし、ガラス転移温度が１０℃以下であるアクリ
ル樹脂の水性エマルジョンを用いているため、その作用
により、従来のセメント組成物では塗布仕上げが不可能
であった被着体に対しても塗布仕上げでき、しかも高温
領域だけでなく低温領域においても優れた弾性を発揮す
るセメント硬化体を生成しうるのである。しかも、この
セメント組成物は、乾燥硬化過程で乾燥収縮による亀裂
が発生せず、かつ生成硬化体は上記のように極めて優れ
た接着性ならびに弾性を備えているのみならず、組織が
緻密で均質なことから、優れた防水性１曲げ強度、引張
り強さ、耐衝撃性、耐摩耗性をも備えている。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〕 内容積２１の、錨型撹拌機を備えた硬質ガラス製乳化重
合反応装置に下記の原料を投入しアクリル酸系樹脂の水
性エマルジョンをつくった。

（１）初期にフラスコへ仕込む水溶液の組成ポリオキシ
エチレンノニルフェノールエーテル（エチレンオキシド
付加モル数２０）：　５部（重量、以下同じ） 第１燐酸ソーダ　　：０．５部 過硫酸アンモニウム：０．５部 ヒドロキシエチルセルロース （２％水溶液粘度１０ｃｐｓのもの）：　３部工業用水
　＝１００部 合　　計　　　　：１０９　部 （２）重合用単量体混合物 メチルメタクリレート　　　　　　＝３２部２−エチル
へキシルアクリレート　２６５部ジメチルアミノプロピ
ルメタクリレート・エピクロルヒドリン付加物のナイト
レート（９０％水溶液）　　　　　　　　：３．３部上
記水溶液をフラスコに仕込−５℃まで加温し、その温度
を維持しながら上記重合用単量体混合物を３時間にわた
って均等に滴下して乳化重合を行い、滴下終了後も７５
℃に１時間保持して反応を終了させた。ついで、冷却し
たのち、生成したアクリル酸系樹脂水性エマルジョンを
取り出した。

得うれた水性エマルジョンの特性はつぎのとおりであっ
た。

固形分濃度　　　　　：　５１％ 粘度（３０℃、ＢＨ型粘度計、以下同じ）：　　３５０
０　　ｃｐｓ アクリル酸系樹脂（以下「樹脂」と略す）のガラス転移
温度（以下ｒＴｇＪと略す）ニー１４°Ｃ ｐＨ：　　２．２ つぎに、上記水性エマルジョンを用い、つぎのように各
原料を配合し混練してセメントモルタルをつくった。

普通ポルトライドセメント＝１００部 豊浦標準砂　　　　　　　：３００部 水性エマルジョン　　　　：３９．２部（固形分として
２０部） 消泡剤（ノプコＮＸＺ、サンノプコ社）：１部 水　　　　　　　　　　　　　　　：　　４５部得られ
たセメントモルタルを市販半磁器タイル（寸法７．５　
Ｘ７．５　Ｘｏ、５ＣＩ１１）の釉薬のかかった表面に
、流して４．５　Ｘ　４．５　Ｘ　０．５　ａｍセメン
トモルタル層を形成し、２０℃で３週間気乾養生してセ
メント硬化体化した。

〔比較例１〕 上記水性エマルジョンに代えて、市販セメント混入用ア
クリルエステル系共重合体エマルジョンＣＴ　（ジメチ
ルアミノエチルアクリレート・２−エチルへキシルアク
リレート・メチルメタクリレート共重合体）を、セメン
トに対して固形分として２０部の割合になるように用い
た。それ以外は実施例１と同様にして市販率磁器タイル
の表面にセメント硬化体層を形成した。なお、上記市販
エマルジョンＣＴの物性はつぎのとおりであった。

固形分濃度　：　　４０％ 粘　　　　度　　：　　　１５０ｃｐｓＴｇ　　　　　
　・　　−５℃ 、Ｈ・　　５．４ 〔比較例２〕 上記水性エマルジョンに代えて、市販セメント混入用ア
クリルエステル系共重合体エマルジョンＵＳ　（アクリ
ル酸・２−エチルへキシルアクリレート・スチレン共重
合体）を、セメントに対して固形分として２０部の副台
になるように用いた。

それ以外は実施例１と同様にして市販率磁器タイルの表
面にセメント硬化体層を形成した。なお、上記市販エマ
ルジョンＵＳの物性はつぎのとおりであった。

固形分濃度　：　　５８％ 粘　　　　度　　：　　　７００ｃｐｓＴｇ　　　　　
　；−２５℃ ｐｎ　　　　　　　　　：　　　　８．０上記実施例お
よび比較例１，２において形成されたセメント硬化体層
の接着強度を、建研式引張試験機を用いて測定した（以
下の測定も同様である）。その結果を第１表に示した。

第１表から、実施例のセメント組成物によれば、比較例
１．　２のセメント組成物では塗布仕上げが困難である
釉薬表面に対しても、強固に接着するセメント硬化体層
を形成できることがわかる。

〔実施例２〜１１．比較例３，４部 初期にフラスコへ仕込む水溶液の組成をつぎのように変
えるとともに、重合用単量体混合物の組成を下記の第２
表のように変えた。それ以外は実施例１と同様にして第
２表に示す物性の水性エマルジョンを得た。

（１）初期にフラスコへ仕込む水溶液の組成ポリオキシ
エチレンオクチルフェノールエーテル（エチレンオキシ
ド付加モル数３５）：５．０部 過硫酸カリ　　　　　：０．５部 第１燐酸カリ　　　：Ｘ、Ｏ部 ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル（エチレ
ンオキシド付加モル数１５）：５．０部 工業用水　：１００部 合　　　計　　　　：　１１１，５　部なお、第２表に
おいて、試料患に＊印がついているものは実施例であり
、番号の小さいものから順に、実施例２ないし１１に対
応している。＊印のついていないものは比較例である。

（以下余白） つぎに、上記水性エマルジョンを用い、つぎのようにし
て各原料を配合し混練してセメントモルタルをつくった
。

早強セメント　　　　：　１００　部 ６号珪砂　　：１００部 ７号珪砂　　：１００部 ８号珪砂　　：　１００部 水性エマルジョン　　：　固形分で２０部市販消泡剤　
　　　　　　　０．５　　部水　　　　　　　　　　　
　　　　　　　５０　　部得られたセメントモルタルを
それぞれ、下記の４種類の被着体の表面に流し、４．５
　ｘ　４．５　ｘ　０．５ｃｍのセメントモルタル層を
形成し、２０℃で２週間気乾養生してセメント硬化体化
した。

（被着体） ＳＳ４１鋼板（６，Ｏｘ９．Ｏｘ０．９印）ラワン合板
　（７，５Ｘ７．５　Ｘｏ、９ＣＩ１１）半磁器タイル
（釉薬面へ接着、 ７．５Ｘ７．５Ｘ０．５ａｍ） セメントモルタル板（７，ＯＸ７．ＯＸ２．Ｏｃｍ）上
記実施例および比較例において形成されたセメント硬化
体層の接着強度を測定して第３表に示した。ただ、５Ｓ
４１鋼板、半磁器タイル、セメントモルタル板について
は、上記の試験以外に、気乾養生を１週間したのち、「
２日間室温の水中へ浸漬し、続いて２日間で８０℃乾燥
すること」を１サイクルとするサイクリングテストを５
す・「クル行い、ついで室内で１週間気乾養生を行って
接着強度を測定するという試験を行った。その結果も第
３表に併せて示した。

なお、第３表において、Ｎ［Ｌｉ２は、隘１２の水性エ
マルジョンに、可塑剤としてジブチルフタレートを５％
（固形分に対して）添加しガラス転移温度を０℃に下げ
たものを混入したモルタルについての試験結果である。

（以下余白） 第３表の結果から、この発明のセメント組成物は、全て
の被着体に対して優れた接着性を示し、サイクリング後
の接着性能も良好であることがわかる。これに対して、
この発明で用いるアルカリ架橋性単量体を含まない樹脂
を配合したセメント組成物（試料患２）では、初期接着
強度ならびにサイクリング後の接着強度の双方が共に不
良となっている。また、この発明で用いるアルカリ架橋
性単量体と同種の単量体を含む樹脂であっても、そのガ
ラス転移温度が１０℃を上回るような場合（試料患１２
）には、初期接着性は良好であるものの、サイクリング
テスト後の接着性が著しく低下し実用性に乏しい。ただ
し、このような共重合体であっても、これに可塑剤を添
加してガラス転移温度を１０℃以下に低下させることに
より、耐久接着性を向上させることは可能である（試料
患１９参照）。なお、試料隘１３はガラス転移温度が一
４８°Ｃのものを用いているにもかかわらず、それより
ガラス転移温度の高いものを用いている実施例よりも成
績が悪いことからアクリル酸系樹脂ガラス転移温度の下
限にも好ましい範囲があることがわかる。

〔実施例１２．比較例５〜８〕 重合用単量体組成物の組成を下記の第４豪のよう変えた
。それ以外は実施例２〜１１と同様にして第４表に示す
物性の水性エマルジョンを得た。

なお、第４表において、試料隘に＊印のついているもの
は実施例であり、ついていないものは比較例である。

（以下余白） つぎに、得られた水性エマルジョンを用い、下記の（Ａ
）および（Ｂ）で示すように２種類のセメント組成物を
つくり、それぞれ試験を行った。

（Ａ）実施例２〜１１と全く同様の組成で同様にしてセ
メントモルタルをつくり、同様にして各種被着体表面に
対する接着強度の測定ならびにサイクリングテストを行
った。

（Ｂ）白色ポルトランドセメント１００部、炭酸カルシ
ウム粉体５０部、水性エマルジョン固形分で１００部、
メチルセルローズ０．２部、市販消泡剤３部および適量
の水を十分攪拌分散させてセメント塗料をつ（す、直ち
に剥離性のある平滑な仮の上に流し、厚み１１のセメン
トフィルムをつくった。これを２０℃で１力月間養生を
行ったのち、ＪＩＳＡ６０２１に準じてセメントフィル
ムの引張試験を行い物性を調べた。

以上の試験結果を第５表にまとめて示した。なお、第５
表において試料阻２０は、乳化重合に際し、一般式（４
）または（５）のカチオン性単量体を用いる代わりに、
カチオン性の界面活性剤を用いてカチオン性のエマルジ
ョンを得たものであって、その重合条件は、ポリオキシ
エチレンノニルフェノールエーテル（非イオン界面活性
剤）に代えて、ラウリルトリメチルアンニウムクロライ
ド（カチオン性界面活性剤）を用い、がっ単量体混合物
の組成をメチルメタクリレート３５部、２−エチルへキ
シルアクリレート６５部とした以外は実施例１と同様に
設定した。

（以下余白） 第５表の結果から、この発明のセメント組成物は、他の
架橋性単量体の共重合により得られた樹脂エマルジョン
を配合した比較例のセメント組成物に比べて各種被着体
に対する接着性について全般的に優れているのみならず
、引張強度と伸度のバランスがよくとれており、かつそ
の温度変化が少ないので低温から高温に至る広い温度領
域で優れ　た物性（特に弾性）を示すことがわかる。特
に、５サイクル後の接着強度については、比較例が大幅
にダウンするのに対して、この発明のものは殆ど変化し
ないか、逆に向上しており、両者間に大差がついている
。このような差が生じるのは、この発明に係るセメント
硬化体が弾性に冨んでいてサイクリングテストにおける
温度変化等によく追随するに対し、比較例のものは弾性
に欠は温度変化等に追随できないからと考えられる。

〔実施例１３〕 初期にフラスコに仕込む水溶液および重合用単量体混合
物として下記に示す組成のものを用いた、それ以外は実
施例１と同様にして水性エマルジョンを製造した。ただ
し、反応温度は７０〜７５℃、単量体の滴下時間は４時
間に設定した。

（１）　　初期にフラスコへ仕込む水溶液の組成ポリオ
キシエチレンノニルフェノールエーテル（エチレンオキ
シド付加モル数２０）＝６．０部 過硫酸アンモニウム　　二０．４部 第１燐酸ソーダ　　　　：０．５部 工業用水　　：　ｉｏｏ部 合　　計　　　　　　　：　　　１０６．９　部（２）
重合用単量体混合物 メチルメタクリレート　　　　　：　１０部ス　　チ　
　し　　ン　　　　　　　　　　　　　：　　１５部２
−エチルへキシルアクリレート：　４２部エチルアクリ
レート　　　　　　　：　３０部ジメチルアミノプロピ
ルメタクリルアミド・エピクロルヒドリン付加物のナイ
トレート（７０％水溶液）　　　　　　　　　：４．３
部合　　　計　　　　　　　　　　　　　　：　１０１
．３　部得られた水性エマルジョンの物性はっぎのとお
りであった。

固形分濃度　：５０．２％ 粘　　　　度　　：　　　４８０ｃｐｓＴｇ　　　　　
　：　　−１４℃ 、Ｈ・　　３．１ つぎに、上記水性エマルジョンを用い、っぎのようにし
て各原料を配合し混練してセメントモルタル（フロー値
１７０）をっ（った。

早強セメント　　　：　１００　部 ７号珪砂　：　１００部 ６号珪砂　：１００部 ５号珪砂　：１００部 水性エマルジョン　：　固形分として３０部市販消泡剤
　　　　　　　　２　市 水　　　　　　　　　　　：　　　適　　　量得られた
モルタルを、施工後約５年を経過したエポキシ樹脂床面
の補修のため該床面に２〜５　ｍｓの厚みで全面に塗り
つけ金種で平滑に仕上げ、１週間気乾養生を行ったのち
、水性床用塗料（緑色）を刷毛塗りし、補修工事を終了
した。エポキシ樹脂面への混入モルタルの接着強度は、
材令７日（気乾養生直後）で８．４ｋｇ／ｃｆｌｌ（全
て材料破壊）であり極めて良好であった。

ちなみに、比較のため、実施例１で用いた市販アクリル
系共重合体水性エマルジョンＣＴおよびＵＳを用い、同
一の条件でエポキシ樹脂床面への接着剤強度を測定した
が、どちらも接着強度はＯｋｇ／ｃＡであった。

〔実施例１４〕 初期にフラスコへ仕込む水溶液および重合用単量体混合
物として下記に示す組成のものを用いた。それ以外は実
施例１と同様にして水性エマルジョンを製造した。

（１）初期にフラスコへ仕込む水溶液の組成ポリオキシ
エチレンノニルフェノールエーテル（エチレンオキシド
付加モル数２５）エフ。０部 過硫酸カリ　　　　　　　二〇、６部 工業用水　　ニア０部 合　　計　　　　　　　ニア７．６部 （２）重合用単量体混合物 ブチルメタクリレート　　　　　：　１５部ス　　チ　
　し　　ン　　　　　　　　　　　　　　＝　　　１０
部エチルアクリレート　　　　　　　：　２５部ブチル
アクリレート　　　　　　　＝　４５部ジメチルアミノ
エチルメタクリルアミド・エピクロルヒドリン付加物の
クロライド（９０％水溶液）　　　　　　　　：５．５
部合　　　計　　　　　　　　　　　　：　１００．５
　部得られた水性エマルジョンの物性はつぎのとおりで
あった。

固形分濃度　：５９．１％ 粘　　　　度　　：１５２０ｃｐｓ Ｔｇ　　　　　　：　　−１８℃ 、Ｈ・　　２．３ つぎに、上記水性エマルジョンを用い、つぎのようにし
て各原料を配合し混練してセメントモルタル（フロー値
２００）をつくった。

早強セメント　　　：　１００　部 ７号珪砂　：１００部 水性エマルジョン　：　固形分として５０部市販消泡剤
　　　　・　　　３　市 水　　　　　　　　　　　：　　　適　　　量得られた
モルタルを、屋外のアスファルトコンクリート面の凹部
に、金種で塗りつけ、アスファルトコンクリート面を平
滑に補修した。そして、１ｉ！Ｉ間気乾養生後、その上
に、ウレタン樹脂塗り床材を５鶴の厚みで塗りつけテニ
スコートに仕上げた。完工後、１年間経過した状態で仕
上り状態を観察したところ、その状態は変化が全くなく
良好で、アスファルトコンクリート面一セメント硬化体
層−ウレタン樹脂床材層間の密着性は極めて良好であっ
た。

ちなみに、比較のため、実施例１で用いた市販アクリル
系共重合体水性エマルジョンＣＴおよびＵＳを用い、上
記と同一の条件で屋外のアスファルトコンクリート面の
凹部に塗りつけ平滑に仕上げたのちウレタン樹脂塗り床
材を塗りつけた。しかし、約６カ月後、ＣＴおよびＵＳ
混入セメント硬化体層は土中からの水分を吸収して膨潤
しウレタン床面に凹凸が生じた。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記のＡ成分とＢ成分を主成分とするセメント組
   成物。 （Ａ）下記の一般式（１）で表される反覆単位および一
   般式（２）で表される反覆単位の少なくとも一方と、一
   般式（３）で表される反覆単位とを主成分とし、ガラス
   転移温度が１０℃ 以下であるアクリル酸系樹脂の水性エマル ジョン。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（２） 〔式（１）ないし（３）において、Ｒは水素またはメチ
   ル基、Ｒ＿１、Ｒ＿２はメチル基またはエチル基であり
   相互に同一であつても異なつていてもよい。Ｒ＿３は炭
   素数１〜１２のアルキル基またはシクロアルキル基であ
   る。Ａは−Ｏ−または−ＮＨ−、Ｘは塩素、臭素または
   沃素、Ｙは有機または無機のアニオンである。ｎは２ま
   たは３である。 （Ｂ）：セメント
2. （２）アクリル酸系樹脂が、０℃〜−４０℃の範囲内の
   ガラス転移温度をもつものである特許請求の範囲第１項
   記載のセメント組成物。
3. （３）一般式（１）で表される反覆単位および一般式（
   ２）で表される反覆単位の少なくとも一つが、重量基準
   でアクリル酸系樹脂全体の０．５〜１０％に設定されて
   いる特許請求の範囲第１項または第２項記載のセメント
   組成物。
4. （４）Ａ成分の使用割合が、Ａ成分の固形分を基準にし
   てＢ成分に対して１〜２００重量％になるように設定さ
   れている特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載のセメント組成物。