JP6913891B1 - タイル施工方法及び接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
組成物(X)は、硬化後の貯蔵弾性率が1.0MPa以上10MPa以下である。
組成物(X)の硬化後の貯蔵弾性率は、1.0MPa以上10MPa以下である。貯蔵弾性率が10MPa以下であることで、例えば壁面の振動や線膨張に対する接着したタイルの耐久性を高めることができる。貯蔵弾性率は、8MPa以下であることが好ましく、6MPa以下であることがより好ましく、5MPa以下であることがさらに好ましい。また、貯蔵弾性率が1.0MPa以上であることで、例えば組成物(X)の硬化物の耐汚染性を優れたものとすることができる。貯蔵弾性率は、2MPa以上であることが好ましく、3MPa以上であることがより好ましく、4MPa以上であることがさらに好ましい。
組成物(X)の硬化後の破断伸び率は、80%以上であることが好ましく、100%以上であることがより好ましく、120%以上であることがさらに好ましい。破断伸び率が80%以上であることで、接着剤層が壁面の振動や線膨張に起因する動きによる歪みに、より追従することができ、タイルの剥がれや割れをより抑制することができる。破断伸び率の上限値は、特に限定されないが、200%もあれば十分である。
組成物(X)の硬化後の引張強さは、0.60N/mm2以上であることが好ましく、0.80N/mm2以上であることがより好ましく、0.90N/mm2以上であることがさらに好ましい。引張強さが0.60N/mm2以上であることで、接着剤層のタックの発生をより抑制することにより、異物の付着性がより低減し、耐汚染性をより向上させることができる。引張強さの上限値は、特に限定されないが、例えば1.50N/mm2である。
組成物(X)による接着強さは、0.3N/mm2以上であることが好ましい。この場合、壁面に接着したタイルの耐久性をより向上させることができる。接着強さは、0.6N/mm2以上であることがより好ましく、0.7N/mm2以上であることがさらに好ましく、0.8N/mm2以上であることが特に好ましい。
組成物(X)による凝集破壊率は、75%以上であることが好ましい。この場合、壁面に接着したタイルの耐久性をより向上させることができる。凝集破壊率は、85%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましく、100%であることが特に好ましい。
組成物(X1)としては、例えば架橋性シリル基を有する重合体(以下、重合体(A)ともいう)を含有する組成物(以下、組成物(X11)ともいう)等が挙げられる。
重合体(A)は、架橋性シリル基を有する。架橋性シリル基とは、ケイ素原子と、ケイ素原子に結合している加水分解性基とを有する基である。一つの架橋性シリル基において、一つのケイ素原子に、例えば1〜3個の加水分解性基が結合されている。加水分解性基としては、例えば水素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基等が挙げられる。加水分解性基はアルコキシ基を含むことが好ましい。すなわち、架橋性シリル基はアルコキシシリル基を含むことが好ましい。
重合体(A1)は、例えばポリオキシレン骨格と、ポリオキシレン骨格に結合している架橋性シリル基とを有する。重合体(A1)は、一分子あたり少なくとも1個の架橋性シリル基を有する。架橋性シリル基は、ポリオキシレン骨格の途中に側鎖として結合してもよく、ポリオキシレン骨格の末端に結合していてもよい。架橋性シリル基は、ポリオキシレン骨格の末端にウレタン結合等を介して結合していてもよい。
重合体(A2)は、ポリ(メタ)アクリレート骨格と、ポリ(メタ)アクリレート骨格に結合している架橋性シリル基とを有する。重合体(A2)は、一分子あたり少なくとも1個の架橋性シリル基を有する。架橋性シリル基は、ポリ(メタ)アクリレート骨格の途中に側鎖として結合してもよく、ポリ(メタ)アクリレート骨格の末端に結合していてもよい。ポリ(メタ)アクリレート骨格の一方の末端に1個の架橋性シリル基が結合し、かつ側鎖に1個以上の架橋性シリル基が結合していることが好ましい。ポリ(メタ)アクリレート骨格の両末端のみに架橋性シリル基が結合している場合は後架橋の影響を受けて硬化物が硬くなりやすく、ポリ(メタ)アクリレート骨格の側鎖のみに架橋性シリル基が結合している場合はアクリル側鎖の加水分解により硬化物の強度低下を引き起こす可能性がある。
密着性付与剤(B)は、組成物(X11)の密着性を高めるための物質である。組成物(X11)は、密着性付与剤(B)を含有することで、接着性をより向上させることができる。
エポキシ化合物は、一分子中に少なくとも一つのエポキシ基を有する。組成物(X11)は、密着性付与剤(B)としてのエポキシ化合物を含有することで、硬化物の接着性をより向上させることができる。エポキシ化合物としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、メタキシレンジアミンやヒダントインなどをエポキシ化した含窒素エポキシ樹脂、ポリブタジエン骨格エポキシ樹脂、NBR(アクリロニトリル−ブタジエン共重合体)骨格エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、長鎖脂肪族骨格を有するエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、2−(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等のエポキシシランなどが挙げられる。エポキシ樹脂は、一分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物である。なお、エポキシ化合物に含まれる成分は前記のみには制限されない。
アミノシラン化合物は、アミノ基を有するシラン化合物である。組成物(X11)は、密着性付与剤(B)としてのアミノシラン化合物を含有することで、硬化物の接着性をより向上させることができる。また、密着性付与剤(B)としてアミノシラン化合物を用いることにより、組成物(X11)がエポキシ化合物を含有しないようにすることができ、温水浸漬した場合の組成物(X11)の硬化物の貯蔵弾性率の変化を抑制することができる。アミノシラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
硬化剤(C)は、エポキシ化合物を硬化させることができる化合物であれば、特に限定されない。組成物(X11)は、例えば密着性付与剤(B)としてエポキシ化合物を含有する場合、硬化剤(C)を含有することが好ましい。組成物(X11)は、硬化剤(C)を含有することで、空気中の湿気による硬化性をより向上させることができる。
組成物(X11)は、可塑剤(D)を含有してもよい。組成物(X11)は、可塑剤(D)を含有することにより、硬化物の柔軟性をより向上させることができる。また、組成物(X11)は、可塑剤(D)を含有することにより、粘度を下げることができ、そのため、塗布性を向上させることができる。
組成物(X11)は、充填材(E)を含有してもよい。組成物(X11)は、充填材(E)の量を調整することで、その流動性を制御することができ、例えば接着剤組成物により適した流動性とすることができる。また、充填材(E)は顔料を含んでもよい。その場合、顔料によって組成物(X11)及び硬化物を着色することができる。
組成物(X11)は、架橋性シリル基の反応を促進させる触媒(F)を含有してもよい。触媒(F)としては、例えば1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジラウリルオキシカルボニル−ジスタノキサン、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレートビス(ジブチル錫ラウリン酸)オキサイド、ジブチル錫ビスアセチルアセトナート、ジブチル錫ビス(モノエステルマレート)、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジブチル錫ジオクトエート、ジオクチル酸オキサイド、アルコキシシリル基を有する錫化合物、スタナスオクトエート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ビストリエトキシシリケート、ジブチル錫ジステアレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジバーサテート、ナフテン酸錫等の有機錫化合物;ジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物;テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラ−n−ブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート等のチタン酸エステル;アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物;ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物;オクチル酸鉛;ジブチルアミン−2−エチルヘキソエートなどが挙げられる。
組成物(X11)は、添加剤(G)として、前記以外の成分を含有してもよい。添加剤(G)としては、例えば脱水剤、光安定剤、紫外線吸収剤、骨材、酸化防止剤、タレ防止剤、溶剤、香料等が挙げられる。
組成物(X2)としては、例えば熱硬化性樹脂(以下、樹脂(P)ともいう)を含有する組成物(以下、組成物(X21)ともいう)等が挙げられる。
樹脂(P)は、熱硬化性樹脂である。樹脂(P)としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂は、一分子中に2つ以上のエポキシ基を有する。エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、メタキシレンジアミンやヒダントインなどをエポキシ化した含窒素エポキシ樹脂、ポリブタジエン骨格エポキシ樹脂、NBR(アクリロニトリル−ブタジエン共重合体)骨格エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、長鎖脂肪族骨格を有するエポキシ樹脂などが挙げられる。なお、エポキシ樹脂に含まれる成分は前記のみに制限されない。
組成物(X21)は、例えば樹脂(P)がエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂用硬化剤(Q)を含有することが好ましい。この場合、組成物(X21)の熱による硬化性をより向上させることができる。
表1の「組成」の欄に示す原料を混合して、組成物を調製した。原料の詳細は下記の通りである。なお、表1に示す原料の配合量は、質量部で示されている。
−重合体1:分岐状ポリオキシレン骨格と架橋性シリル基とを有する重合体。AGC社製、品名エクセスター ES−S3430。重量平均分子量17000。一分子中の架橋性シリル基の平均個数2.2個。
−重合体2:ポリ(メタ)アクリレート骨格と架橋性シリル基とを有する重合体(一末端一側鎖ジメトキシシリル基置換ポリ(メタ)アクリル樹脂)。綜研化学社製。開発品番NE4003DD6。重量平均分子量51000。一分子中の架橋性シリル基の平均個数2個。
−重合体3:直鎖状ポリオキシレン骨格と架橋性シリル基とを有する重合体。AGC社製。品名エクセスター ES−S4530。重量平均分子量18000。一分子中の架橋性シリル基の平均個数1.5個。
−重合体4:直鎖状ポリオキシレン骨格と架橋性シリル基とを有する重合体。AGC社製。品名エクセスター ES−2410。重量平均分子量17000。一分子中の架橋性シリル基の平均個数1.2個
−エポキシ化合物1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂。DIC社製。品名エピクロン850S、エポキシ当量188。
−エポキシ化合物2:エポキシシラン。信越化学工業社製。品番KBM403。エポキシ当量236.3。
−ケチミン化合物1:架橋性シリル基を有するケチミン化合物。N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン。JNC社製。品名サイラエースS340。加水分解後の1級アミン当量303g/mol。
ケチミン化合物2:2価ケチミン化合物。日東化成社製。品名エボニットK100。加水分解後の1級アミン当量209g/mol。
−アミノシラン化合物:3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン 信越化学工業社製。品番KBM603。
−可塑剤1:ポリプロピレングリコール。AGC社製。品名エクセノール3020。
−可塑剤2:(メタ)アクリル重合体。東亞合成社製。品番UP1000。
−充填材1:軽質炭酸カルシウム。白石工業社製。品名CCR。
−充填材2:重質炭酸カルシウム。白石工業社製。品名ホワイトン305。
−充填材3:ヒュームドシリカ。日本アエロジル社製。品名RY200。
−触媒:錫触媒、日東化成社製、品番U220H。
−エポキシ樹脂1:水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂。三菱ケミカル社製。品名jER YX8000。エポキシ当量205。
−エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂。DIC社製。品名エピクロン850S、エポキシ当量188。
−変性アミン系潜在性硬化剤:ポリアミン系フェノール塩。ADEKA社製。EH−5030S。
−ブロックイソシアネート:三井化学社製。品名タケネートB−7010K。
壁面全面に、組成物を厚み1.5mmで均一に塗布した後、塗布した組成物の面に、タイルを配置して固定し接着させた。得られた壁面−タイル接着体について、湿気硬化組成物では23℃、50%RHで28日間養生処理を行い、熱硬化組成物では100℃で60分硬化処理を行い、壁面にタイルを接着させた。
(1)貯蔵弾性率
組成物を用い、厚み1.5mmの塗膜を作製し、この塗膜について、湿気硬化組成物では23℃、50%RHで28日間養生処理を行い、熱硬化組成物では100℃で60分硬化処理を行った。硬化処理後の塗膜から、幅5mm、長さ30mm〜40mmの試験片を作製した。動的粘弾性測定装置(セイコーインスツル社製、DMS6100)を用い、下記に示す条件で、この試験片の23℃における貯蔵弾性率を測定した。
モード:引張
測定長さ:20mm
測定温度範囲:0℃〜30℃
昇温速度:5℃/min設定
SS設定:スタート、エンド 50mN
歪振幅:10μm
最小張力:50mN
張力 ゲイン:1.2
周波数:1Hz
力振幅初期値:50mN
クリープ:0
破断伸び率及び引張強さは、JIS A5557(2010)に準拠して測定した。組成物から、厚み約1.5mmの塗膜を作製し、この塗膜について、湿気硬化組成物では23±2℃、50%±10RHで28日間養生処理し、熱硬化組成物では100℃で60分間硬化処理を行った。硬化処理後の塗膜から、引張6号ダンベル形の試験片を作製した。この試験片について、引張試験機(島津製作所社製、型番AGS−X)を用い、JIS A5557 6.3.4 皮膜物性測定方法に従い、100mm/minの引張速度で引張試験を行った。その測定結果から、以下の式により、破断伸び率及び引張強さを求めた。
破断伸び率(%)=(破断時の標線間距離(mm)−標線間距離(mm))×100/標線間距離(mm)
引張強さ(N/mm2)=最大荷重(N)/試験片の元の断面積(mm2)
面内せん断試験に用いた試験体101の構造を図2に示す。試験体101は、以下の手順で作製した。高さ3000mm×幅1600mmの壁下地材パネル102を、幅10mmのシーリング材103(横浜ゴム社製、品番ハマタイトSC−MS1NB−LM)で繋ぎとめて、壁下地を作製した。壁下地材パネル102及びシーリング材103上に、接着剤組成物を厚み1.5mmで均一に塗布した後、塗布された接着剤組成物104上に、目地幅5mmの間隔でシーリング部に半分かかるようにタイル105を配置し接着した。この試験体について、湿気硬化組成物では23±2℃、50%±10RHで28日間養生し、熱硬化組成物では100℃で60分間硬化処理を行った。面内せん断試験において、硬化処理後の試験体101を、1/100rad相当(最大目地ずれ4.5mm)まで荷重をかけて変形させた後、タイルの割れの有無を確認した。タイルの割れがない場合は「OK」と、タイルの割れがある場合は「NG」と評価した。
接着剤組成物を、壁下地材に厚み1.5mmで均一に塗布した後、湿気硬化組成物では23±2℃、50±10%RHで28日間養生し、熱硬化組成物では100℃で60分間硬化処理を行い、硬化物の塗膜を形成させた。この塗膜の表面に、200メッシュの篩をかけた火山灰を散布した後、刷毛を用いて火山灰の除去を行った。火山灰を除去できた場合は「OK」と、除去できない場合は「NG」と評価した。
壁下地材に対するタイルの接着強さの測定を、JIS A5557(2010)に準拠して行った。
(i)試験体は以下の(a)〜(e)の手順により作製した。
(a)壁下地材として、下地外装材シーラー板(70mm×70mm×厚み16mm)又はJIS A5557 6.2 試験に用いる材料、用具などに規定するモルタル板(70mm×70mm×厚み20mm)を用いた。
(b)タイルとして、JIS A5209に規定する外装モザイクタイルを用いた。タイルサイズは、45mm×45mmとした。ただし、タイルの裏足の高さは0.5mm程度、又は裏足無しとした。
(c)壁下地材に接着剤組成物を厚み1.5mmで均一に塗布した後、タイルを壁下地材の中央部に接着し、壁下地材−タイル接着体を得た。
(d)得られた接着体について、湿気硬化組成物では23±2℃、50±10%RHで28日間養生処理し、熱硬化組成物では100℃で60分間硬化処理を行った。
(e)硬化処理後の接着体のタイル側に接着試験用鉄片を取り付け、タイルの周囲にカッターナイフ等でカット(下地材に達する切込み)を入れて、試験体を得た。
(ii)引張接着試験は、以下の(f)〜(i)の手順により行った。
(f)作製した試験体について、引張速度3mm/minで引張試験を行い、破壊するまでの最大引張荷重を測定した。
(g)引張接着強さを下記式により求めた。
接着強さ(N/mm2)=最大引張荷重(N)/破断面全体の面積(タイルの面積(45mm×45mm)(mm2))
(h)凝集破壊率を以下のようにして求めた。
破壊面を観察し、破壊の位置を、B(タイル)、AB(接着剤とタイル界面)、A(接着剤)、GA(下地材と接着剤界面)及びG(下地材)に区分した。
凝集破壊率を下記式により求めた。
凝集破壊率(%)=(A+G+Bの面積)×100/破壊面全体の面積(タイルの面積(45mm×45mm)(mm2))
(i)接着強さが、0.3N/mm2以上、かつ凝集破壊率が75%以上の場合は「OK」と、接着強さが0.3N/mm2未満又は凝集破壊率が75%未満の場合は「NG」と評価した。
2 壁下地材
3 シーリング部
4 接着剤層
5 タイル
6 目地
Claims (10)
- 施工面に、硬化後の23℃における貯蔵弾性率が1.5MPa以上10MPa以下である接着剤組成物によりタイルを接着するタイル施工方法であって、
前記接着剤組成物が、空気中の湿気で硬化する組成物及び熱で硬化する組成物の少なくとも一方であるタイル施工方法。 - 前記施工面が継ぎ目を有し、
前記タイルを前記継ぎ目に重ねて接着する請求項1に記載のタイル施工方法。 - 前記継ぎ目にはシーリング材が充填されたシーリング部が形成されており、
前記タイルを前記シーリング部に重ねて接着する請求項2に記載のタイル施工方法。 - 前記タイルを目地の間隔をあけて施工面に接着し、前記目地に前記接着剤組成物の硬化物が露出する請求項1から3のいずれか一項に記載のタイル施工方法。
- 前記接着剤組成物のJIS−A5557:2010に準拠して測定される接着強さが0.3N/mm2以上であり、かつ凝集破壊率が75%以上である請求項1から4のいずれか一項に記載のタイル施工方法。
- JIS−A5557:2010に準拠して測定される接着強さが0.3N/mm2以上かつ凝集破壊率が75%以上であり、硬化後の23℃における貯蔵弾性率が1.5MPa以上10MPa以下であり、
空気中の湿気で硬化する組成物及び熱で硬化する組成物の少なくとも一方であり、
タイルの接着に用いられる接着剤組成物。 - 架橋性シリル基を有する重合体を含有し、
前記重合体が、ポリオキシレン骨格及びポリ(メタ)アクリレート骨格の少なくとも一方と、1分子中に1.3個以上の架橋性シリル基とを有し、
空気中の湿気で硬化する請求項6に記載の接着剤組成物。 - 可塑剤をさらに含有し、前記重合体100質量部に対する前記可塑剤の割合が30質量部以上80質量部以下である請求項7に記載の接着剤組成物。
- エポキシ化合物及びアミノシラン化合物の少なくとも一方をさらに含有する請求項7又は8に記載の接着剤組成物。
- エポキシ化合物及びケチミン化合物をさらに含有する請求項7又は8に記載の接着剤組成物。
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