JPS63145384A - 接着剤組成物 - 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】 （イ）発明の目的 「産業上の利用分野」 本発明は、主として岩石、コンクリート、モルタル、セ
ラミックス、木、ガラス、金属類、石こうボード、ケイ
カル板ｔタイル、レンガ等の土木・建築材料の接着に適
した不燃性且つ速、　　硬化性の接着剤に関するもので
、土木・建築業界で巾広く利用されるものであり、さら
に上記材料を使用する業界においても接着剤を必要とさ
れるときに利用し得るものである。

「従来の技術」 土木・建築の分野において用いられる接着剤としては、
セメントに骨材を配合したモルタルや、それに接着性を
向上させる目的で有機高分子化合物を配合したものが汎
用されている。また、有機系の接着剤として、溶剤を含
有した接着剤やエポキシ系樹脂のものも多く用いられて
いる。しかしながら、これらの接着剤はいずれも硬化に
数十分以上の長時間を要したり、接着面が湿潤している
と接着できない、作業性が悪い、可燃性のものは適用範
囲が限定される、特別の治具を必要とする等の種々の制
約を有している。

先に、本発明者等は上記の様な制約のない接着剤、すな
わち数分程度で硬化し接着力を発揮し且つ不燃性の接着
剤組成物を提案したが、その組成物は硬化時間が２０〜
３０分あるいはそれ以上を要求される個所においては使
用できず施工対象が限定されるという問題点を有してい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、本発明者等が、先に提案したアクリル酸また
はメタクリル酸の多価金属塩、セメント、酸化剤、水よ
り成る接着剤の硬化時間を２０〜３０分あるいはそれ以
上に伸長させるべくなされたものである。

（ｃＩ＞　　発明の構成 「問題を解決するための手段」 本発明者等は、耐久性構造材としての実績のあるセメン
トを基本材料とし、セメントを数分乃至３０分あるいは
それ以上で硬化せしめ、且つ前記土木・建築材料を強固
に接着することを可能にならしめる添加剤について鋭意
研究を１ね、部分的に水和したセメントと特定の添加剤
を配合した組成物からなる接着剤が前記問題点を解消す
ることを見出して本発明を完成した。

すなわち本発明は、下記４成分を含有することを特徴と
する接着剤組成物に関するものである。

（ｉ）アクリル酸またはメタクリル酸の多価金属塩 （Ｉ；）水又は水及び炭酸化合物（炭酸ガスを含む）に
より部分的に水和されたセメント（ｉｉ＋１　　酸化剤 Ｇｖ）水 ０アクリル酸またはメタクリル酸の多価金属塩本発明に
おいて用いられるアクリル酸またはメタクリル酸の多価
金属塩（以下（メタ）アクリル酸塩という）とは、アク
リル酸またはメタクリル酸のマグネシウム、カルシウム
、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、亜鉛等の
塩のことであり、本発明にとり好ましい化合物はアクリ
ル酸マグネシウムである。

（メタ）アクリル酸塩は一般的に水溶液の形で供給され
ているが、本発明においては、そのような水溶液の状態
でも、乾燥された粉末状のものでも使用可能である。な
お粉末状のものは水溶液を噴霧乾燥することにより容易
に得られる。

本発明にとり好ましい化合物であるアクリル酸マグネシ
ウムを利用するとき、そのアクリル酸マグネシウムは不
純物としてナトリウム、カルシウム、アルミニウム、鉄
等のアクリル酸と酸化マグネシウムとの反応により製造
する際に生じる不純物を含有しているものでも十分に本
発明の目的を効率良（達成することが出来るものである
。またアクリル酸マグネシウムの一部、１０％程度をそ
の他の（メタ）アクリル酸塩、例えばアクリル酸カルシ
ウム等で置換併用したものも良好な効果を奏することが
できる。

Ｏ水和セメント 本発明において用いられる部分的に水和されたセメント
とは、ポルトランドセメント、アルミナセメントのや混
合セメントである高炉セメント、フライアッシュセメン
ト、シリカセメント等を水又は水及び炭酸化合物が添加
混合され部分的に水和したセメントである。またセメン
トとしてブレーン値を５０００以上にした、コロイドセ
メント、マイクロセメントの類も好適に用いられる。な
お、接着剤の収縮を防ぐため、膨張性セメントを５〜３
０％併用することも有効である。

セメントの水和は、゛セメントに水または水及び炭酸化
合物（以下水和剤という）を加えて均一になるよう充分
混合し、数時間以上熟成することによって達成できる。

炭酸化合物としては、炭酸ガス、炭酸す）　ＩＪウム、
炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム
等の水溶性の無機炭酸化合物、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート等の水溶性有機炭酸化合物が好
ましく用いられる。

添加量は重量比で、セメント１００に対し好ましくは水
１５以下より好ましくは１０以下炭酸化合物は好ましく
は１０以下より好ましくは５以下である。

一般的に添加量の多い側抜着剤の硬化時間が長くなり、
水及び炭酸化合物で水和させたものの方が水単独で水和
させたものよりも硬化時間が長くなる。しかしながら、
水１５以上、炭酸化合物１０以上を添加しても、もはや
硬化時間は殆んど伸長せず、むしろ接着剤の接着力、硬
さが低下するので好ましくない。

炭酸化合物は水溶液の形で加えても、粉末で加えてもよ
いが、水溶液の方が硬化時間の伸長効果が大きいし、粉
末添加では接着剤として使用した場合斑点を生ずる恐れ
があるので、水溶液で用いるのが好ましい。

セメントに骨材を併用する時は、上記水和剤を予め骨材
と混合して後、セメントに加えるのが好ましいが、その
逆でも差支えない。水和剤とセメント混合後の熟成時間
は、接着剤硬化時間を安定させるために、常温で２４時
間以上とすることが好ましいが、３〜５時間もすれば硬
化時間の伸長が認められるので、特に厳密に限定される
ものではない。

Ｏ酸化剤 （メタ）アクリル酸塩は酸化剤と還元剤とからな゛るレ
ドックス触媒により硬化するが、本発明においてはセメ
ントが還元剤と同等の効果を有するので、酸化剤の添加
のみで（メタ）アクリル酸塩を硬化させることができる
。もちろん還元剤、例えば、アミン類１．第一鉄塩、亜
硫酸塩またはエリソルビン酸塩等を併用することも可能
である。

酸化剤としては、過酸化水素、過炭酸ソーダ、過炭酸ソ
ーダ等も用ちいられ得るが、本発明の目的を良好に達成
するためには、過硫酸アルカリ、なかんず（過硫酸ナト
リウムまたは過硫酸カリウムが好ましい。なお、過硫酸
アンモニウムは、セメントの存在でアンモニヤを発生さ
せるので使用は避ける方が望ましい。

酸化剤をセメントに添加するときは、粉あるいは水溶液
の形で水和剤と同時にセメントに加えてもよく、水和さ
れたセメントに添加することでもよい。

０その他の添加剤 本発明組成物には、増量、強度向上、収縮防止、流動性
調整の目的で骨材を添加することが出来る。骨材として
は主として砂が利用されるが、フライアッシー、パーラ
イト、小砂利やアスペクト比の大きなガラス繊維のよう
な骨材も使用できる。

また、接着性や寸法安定性改良の目的で、例えばポリア
クリル酸エステルのような高分子化合物を、エマルジョ
ンの形で添加することもできる。

Ｏ配合 本発明組成物中における（メタ）アクリル酸塩とセメン
トの比率も、接着力や硬化時間に大きな影響を与えるの
で、用いられるセメント、（メタ）アクリル酸塩、酸化
剤の種類等を良く勘案して決定しなければならないが、
一般的にその比が２＝８〜７：３（重量比）であれば良
好な結果が得られる。この範囲外すなわち（メタ）アク
リル酸塩がセメントに対して多量になると、硬化物が柔
軟すぎるし、収縮も著しくなり、少量になると接着強度
が弱く土木・建築用接着剤として実用的でなくなる恐れ
がある。

なお、上記組成比の範囲内で（メタ）アクリル酸塩を増
加させると、硬化時間が長くなる。

また接着強度は上記比が５：５〜６：４の場合において
最も大きくなる。

本発明で用いられる（メタ）アクリル酸塩は、前記した
ように、水溶液の形で配合しても、粉末の状態で配合し
ても、どちらでも差し支えないが、粉末で加えた場合の
方が硬化時間は短い。

酸化剤はセメントの２〜１０重量％の使用でよく、少な
すぎると硬化しない恐れがあり、硬化時間が非常に長く
なったりするし、過大な使用は強度低下の原因となる。

水は、接着剤組成物が、適度の流動性となる量を目安と
して配合すればよく、セメント、（メタ）アクリル酸塩
の配合量によって異なるが、一般的には組成物中１０〜
３０ｉ量係程度が好ましい。

骨材を用いる際は、セメン）ｔの１０倍以下より好まし
くは５倍以下使用するのが好ましい。

なお１ｇ済性、寸法安定性、接宥剤の強度等を勘案する
と１〜４倍程度使用するのが特に好ましい。またガラス
繊維の様な繊維状の骨材は、寸法安定性を向上させるの
に効果があり、骨材中５％程度以下併用するのが好まし
い。

「作用」 本発明に係わる接着剤組成物が、いかなる機構で速やか
に硬化し、強力に各種材料を接着し、特に接着面が湿潤
しているものでも、接着させ得るかは明確ではないが、
（メタ）アクリル酸塩なかんずくアクリル酸マグネシウ
ムの重合によるゲルと、セメントに含まれているカルシ
ウムとの相互反応、そして、（メタ）アクリル酸塩の１
合熱による上記反応の促進等が関与しているものと思わ
れる。また、水あるいは水及び炭酸化合物によるセメン
トの部分的水和が、接着剤の硬化時間伸長に、どのよう
な機構で寄与しているかも判然としないが、接着強度を
阻害することなしに、可使時間を長（することができる
。

「実施例」 実施例１゜ モルタルミキサーを用いて、８号けい砂７００１１に水
２０１９を加えてよく混合した中へ、コロイドセメント
２００．５’、アルミナセメント１００Ｉを加えて約５
分間混合した後、ポリエチレン族の袋に密封して２４時
間熟成水和させた。

この粉体１００ｇに過硫醗ナトリウム粉末０．５ｇ、４
０チアクリル酸マグネシウム水溶液３０１を加えてよく
混練し、湿潤したモルタル板同士を接着した。この接着
剤組成物は８．５分で硬化し、接着したモルタル板の引
張接着強度は硬化１５時間後で１９．６ｋｌｆ／−であ
った。

比較例１゜ 実施例１において、セメントを水であらかじめ水和しな
い場合の接着剤組成物の硬化時間は１．５分であり、引
張接着強度は２０．　ＯｋｊＬｆ　／ｃＩｄであった。

実施例２ 実施例１において、４０チアクリル酸マグネシウムの代
りＫ、アクリル酸マグネシウム粉末２０．９、水２０１
を用いた場合の硬化時間は１２．５分であり、接着強度
は１８．５ｋ）ｆ／ａｄであった。

実施例３〜１２ 実施例１における水２０ｇの代りに水の量、炭酸化合物
の種類と量を第１表のようにして得た接着剤の硬化時間
ならびに１５〜２４時間後第１表 （ハ）発明の効果 本発明による接着剤組成物は、無機物を主体とし、土木
・建築の分野で用いられる諸材料、なかんずく湿潤して
いる諸材料すらも、数分乃至３０分あるいはそれ以上の
時間で強力に接着することができ、不燃性であるという
性質とあいまって、土木・建築業界における接着工程を
安全且つ効率よく作業を進め得るというすぐれた効果を
生じ、土木建築業界はもちろん、他の業界においても同
じ様な材料を接着する際に該組成物がそれらの業界に与
える影響は大なるものがあるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記４成分を含有することを特徴とする接着剤組成
   物。 （ｉ）アクリル酸またはメタクリル酸の多価金属塩 （ｉｉ）水又は水及び炭酸化合物（炭酸ガスを含む）に
   より部分的に水和されたセメント （ｉｉｉ）酸化剤 （ｉｖ）水