JP2004263104A

JP2004263104A - 接着剤

Info

Publication number: JP2004263104A
Application number: JP2003056133A
Authority: JP
Inventors: Akiko Okuda; 章子奥田; Hiroya Hagio; 浩也萩尾; Kozo Kimura; 耕三木村; Ryohei Ishida; 良平石田; Yoshio Tsuchiya; 好男土屋
Original assignee: Sika Ltd; Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp; Sika Japan Ltd
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP5144870B2

Abstract

【課題】エポキシ樹脂を主成分とする接着剤において、適度な割合の珪砂を配合することにより、接着剤のだれ難さと接着剤を塗布する際の施工性とを両立できるようにする
【解決手段】エポキシ樹脂を主成分とする接着剤に対して３０重量％以上７０重量％以下、より好ましくは４０重量％以上６０重量％以下、最も好ましくは５０重量％以上６０重量％以下の珪砂を配合する。あるいは、ＢＨ型粘度計により約２３℃の温度条件下で測定した際の粘度が２８０，０００ＣＰＳ以上５４０，０００ＣＰＳ以下（回転数２ｒｐｍの場合）または６０，０００ＣＰＳ以上１１４，０００ＣＰＳ以下（回転数２０ｒｐｍの場合）となるように珪砂を配合する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤に珪砂を配合した接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特許文献１に開示されるように、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤において珪砂を配合することが知られている。この特許文献１に開示される接着剤では、接着剤１００重量部に対して珪砂を０．１〜１００重量部配合することで、接着剤の厚さを適切に調節できるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−１８９２７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、部材を接着剤で接合する場合、接着剤を塗布する際や接着剤が硬化するまでの間に、塗布した接着剤がだれることがある。このような接着剤のだれが生ずると、その清掃は難しく、美観を損ねてしまうことになる。また、本願出願人は特願２００２−３３２０８０においてＦＲＰ製の軽量ブロックを接着剤で接合しながら組積することにより耐震壁を構築する工法を提案しているが、例えばこのような軽量ブロックを接着する場合に接着剤がだれると、ブロックが動いてしまい、また、接着剤の厚みを一定に管理することも難しいなど、ブロックの部材の組積精度が低下してしまう。したがって、接着剤のだれを防止するために、特別の養生を施すことが必要となり、コスト増を招く。
【０００５】
接着剤のだれを防止して以上のような不都合を回避するうえでは、接着剤の粘度が高い方が望ましい。その一方、接着剤の粘度が高くなり過ぎると、接着剤を塗布する際に大きな力が必要となり、施工性が悪化してしまう。
【０００６】
上記特許文献１に開示される接着剤において、珪砂の配合割合が下限の０．１重量部に近いと、接着剤の粘度が低いため、塗布した際にだれが生じ易くなる。一方、上限の１００重量部に近いと、接着剤の粘度が高くなるために施工性が悪化する。すなわち、上記特許文献１の接着剤は、珪砂の配合割合の範囲が広過ぎるために、接着剤のだれ難さと塗布する際の施工性とを両立するうえで十分なものではなかった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤に適度な割合の珪砂を配合することにより、接着剤のだれ難さと接着剤を塗布する際の施工性とを両立できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る接着剤は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤に対して３０重量％以上７０重量％以下の珪砂を配合したことを特徴とする。
【０００９】
この珪砂配合割合は、より好ましくは４０重量％以上６０重量％以下であり、最も好ましくは５０重量％以上６０重量％以下である。
【００１０】
また、本発明は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤であって、ＢＨ型粘度計により２３℃の温度条件下で測定した際の粘度が２８０Ｐａ・ｓ以上５４０Ｐａ・ｓ以下（回転数２ｒｐｍの場合）または６０Ｐａ・ｓ以上１１４Ｐａ・ｓ以下（回転数２０ｒｐｍの場合）となるように珪砂を配合したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の接着剤は、エポキシ樹脂に対して３０重量％以上７０重量％以下、より好ましくは４０重量％以上６０重量％以下、最も好ましくは５０重量％以上６０重量％以下の珪砂を配合したものである。本発明の接着剤は、例えば、特願２００２−３３２０８０で提案されているような、ＦＲＰ製のブロックを接着剤で接合しながら組積することにより耐震壁を構築する工法で用いることができる。図１は、この工法により本発明の接着剤を用いて耐震壁１０を構築する様子を示す。同図に示すように、ＦＲＰ製のブロック１２をコンクリート製の床１４の上の柱４の間に設置して本発明の接着剤で接着し、さらに、その上に順次ブロック１２を積み上げて、上下左右に隣接するブロック１２どうしを接着することにより耐震壁を構築する。
【００１２】
このように、本発明の接着剤は、ＦＲＰどうしの接着およびＦＲＰとコンクリートとの接着に適用することができるが、これに限らず、プラスチック、繊維強化プラスチック、コンクリート、繊維強化コンクリート、金属、繊維混入モルタル、およびモルタルのうち同じ材料どうし、または、これらのうち異なる２つの材料どうしの接着用の接着剤として用いることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の接着剤の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００１４】
（１）接着剤試料の調製と珪砂の粒度分布
エポキシ系接着剤に珪砂を配合して、珪砂の配合割合が異なる各種試料を調製した。エポキシ系接着剤として、市販のシーカデュアＷ（シーカ社製）を用いた。また、珪砂としては、珪砂７号および８号を用いたが、以下に示す各種実験結果は何れの号数でも変わりはなかった。図２（ａ）および（ｂ）に、夫々、珪砂７号および珪砂８号の粒度分布を重量比で示す。同図からわかるように、珪砂７号では、粒径１０６〜２１２μｍの範囲のものが８０重量％以上を占め、珪砂８号では粒径７５〜１５０μｍの範囲のものが８０重量％以上を占めている。
【００１５】
（２）接着強度評価
エポキシ系接着剤に対して珪砂を４０重量％、５０重量％、および６０重量％を夫々配合した試料について、建研式接着力試験機により接着力を評価した。この評価実験は、図３に模式的に示すように、ＦＲＰ製のフレーム材２０の表面と鉄製のアタッチメント２２の表面に、夫々、試料を塗布してフレーム材２０とアタッチメント２２とを接着させた後、両者が破断する際の垂直引張力を測定することにより行った。
【００１６】
表１に、フレーム材２０およびアタッチメント２０に塗布した試料の各組み合わせについて、試料の塗布厚さと破断時の引張力の測定結果を示す。表１に示す何れの条件についても、フレーム材２０とアタッチメント２２は、フレーム材２０のＦＲＰ母材が破壊することにより破断していることが確認できた。したがって、珪砂の配合割合４０〜６０重量％の接着剤はＦＲＰを接着するうえで十分な接着力を有していることが分かる。
【００１７】
【表１】

【００１８】
（３）施工性評価
エポキシ系接着剤に対して珪砂を４０重量％、５０重量％、６０重量％、および８０重量％を夫々配合した試料Ｉ〜ＩＶについて施工性の評価試験を行った。評価結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】

【００２０】
表２に示すように、施工性の評価項目として、▲１▼ローラー施工性、▲２▼へら施工性、▲３▼ブロック間の隙間への施工性、▲４▼４つのブロックの間の菱形状の隙間への施工性、および、▲５▼総合評価を、作業者の体感に基づき非常に良好（◎）、良好（○）、やや良（△）、および、不良（×）の４段階で評価した。
【００２１】
▲１▼ローラー施工性および▲２▼へら施工性
ローラーおよびへらを用いて接着剤を塗布する際の施工性（施工のし易さ）を評価した。
【００２２】
▲３▼ブロック間の隙間への施工性および▲４▼菱形状の隙間への施工性
上記したように、図１に示す耐震壁１０を構築するにあたりブロック１２どうしを接着剤で接合する。その際、ブロック１２どうしの接合を確実に行うには、上下または左右に隣接する２つのブロック１２間の隙間（図１に示すＡ部）および、上下左右に隣接する４つのブロック１２の間の略菱形の隙間（図１に示すＢ部）に接着剤を充填することが必要である。このようなブロック間の隙間への接着剤の充填は、ブロック１２の各接着面に接着剤を塗布した後、ブロック１２どうしを押し付けて横にずらせたり回転させたりしながら行う。そして、菱形の隙間については、接着面の両端部の接着剤の量が多くなるように接着剤を塗布し、その部分の接着剤がこの菱形の隙間に充填されるようにする。項目▲３▼および▲４▼では、このようにして接着材を充填する際の施工のし易さを評価し、接着剤を各隙間に充填させるのに大きな力が必要であるほど施工性は悪いと判定した。なお、隙間に接着剤を充填した後、接着剤のダレが生じ易いが、このダレの生じ易さも合わせて評価した（ダレが生じ難いほど良好な評価となる）。
【００２３】
表２に示すように、試料ＩＩおよびＩＩＩ（珪砂の配合割合５０重量％および６０重量％）では、▲１▼ローラー施工性を除いて、▲２▼へら施工性、▲３▼ブロック間の隙間への施工性およびダレ性、および、▲４▼菱形の隙間への施工性およびダレ性の各項目について非常に良好（◎）または良好（○）の評価結果が得られており、施工性の点で、接着剤への珪砂の配合割合は５０重量％〜６０重量％が最も好ましいことがわかる。ただし、試料Ｉ（珪砂の配合割合４０重量％）では、▲３▼ブロック間のダレ性および▲４▼菱形の隙間のダレ性は劣る（評価△）が、それ以外の評価項目については良好な結果が得られており、ブロック１２の接着に対して十分に使用可能である。一方、珪砂の配合割合が３０重量％を下回ると、粘度が低過ぎてだれが大きくなるため、ブロック１２の接着への適用は難しいと判断された。また、試料ＩＶ（珪砂の配合割合８０重量％）では、粘度が非常に高いために施工性（特に▲２▼ブロック間の隙間への施工性）が悪く、これもブロック１２の接着への適用は難しいと判断された。
【００２４】
以上より、エポキシ樹脂系の接着剤に、３０重量％〜７０重量％、より好ましくは４０重量％〜６０重量％、最も好ましくは５０重量％〜６０重量％の珪砂を配合することで、接着剤を塗布する際の良好な施工性を確保しつつ、塗布した接着剤のだれを防止することができる。
【００２５】
（４）粘度評価
エポキシ系接着剤への珪砂の配合割合が０重量％、３０重量％、５０重量％、７０重量％、および１００重量％である各試料について粘度およびチキソトロピー性の評価試験を行った。
【００２６】
評価試験は、容量１５０ｍｌのポリカップに各試料を入れて、ＢＨ型粘度計を用いて温度約２３℃、回転数２ｒｐｍおよび２０ｒｐｍの条件で粘度を測定することにより行った。
【００２７】
表３に、粘度の測定結果を示し、また、図４には、表３に示す粘度測定結果をグラフで表す。
【００２８】
【表３】

【００２９】
また、上記の測定試験とは別に、エポキシ系接着剤への珪砂の配合割合が０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、および８０重量％である各試料について、ＢＨ型粘度計を用いて温度約２３℃、回転数０．６ｒｐｍの条件で粘度の測定実験を行った。その測定結果を図５に示す。なお、０．６ｒｐｍでの粘度測定では、珪砂の配合割合が６０重量％、および８０重量％の試料については、使用した粘度計で測定可能な上限値２，０００Ｐａ・ｓを超えてしまい、正確な値は測定できなかった。
以上の測定結果から、珪砂の配合割合が大きいほど接着剤の粘度が上昇することがわかる。
【００３０】
上記（３）の施工性評価の項で述べた通り、施工性の評価結果に基づく珪砂の配合割合は、３０重量％〜７０重量％、より好ましくは、４０重量％〜６０重量％、最も好ましくは５０重量％〜６０重量％である。これらの範囲を、図４および図５の粘度測定結果に基づいて、粘度範囲に対応させて表すと、次のようになる。
【００３１】

【００３２】
（５）フロー評価
エポキシ系接着剤への珪砂の配合割合が０重量％、３０重量％、５０重量％、７０重量％、および１００重量％である各試料について、フローの評価試験を行った。この評価試験は、図６に示すように、ポリ容器に各試料を入れて、このポリ容器を水平な板の上に倒し、接着剤が硬化した後、ポリ容器３０から流れ出た接着剤の長さ（フロー長さ）および幅（フロー幅）を計測して流出容量を算出することにより行った。すなわち、流出容量が多いほどフローは大きく、したがって、ダレ易いと判断できる。なお、ポリ容器の寸法は次の通りである。
容量：１５０ｍｌ
最大容量；１７０ｍｌ
サイズ：底部外径５３ｍｍ，上部外径６６ｍｍ，高さ７３ｍｍ
図７にフロー評価試験結果を示す。同図に示す試験結果から、珪砂の配合割合が大きいほど、流出容量は小さくなり、したがって、ダレは生じ難くなることが分かる。
【００３３】
上記（３）の施工性評価の項で述べた通り、施工性の評価結果に基づく珪砂の配合割合は、３０重量％〜７０重量％、より好ましくは４０重量％〜６０重量％、最も好ましくは５０重量％〜６０重量％である。これらの範囲を上記のフロー評価結果に基づいて、フロー長さ、フロー幅、および流出容量の範囲に対応させて表すと、次のようになる。

【発明の効果】
本発明によれば、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤に適度な割合の珪砂を配合することにより、接着剤のだれ難さと接着剤を塗布する際の施工性とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接着剤の適用例である耐震壁の構築工法を示す図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は夫々本発明の実施形態である接着剤に配合する珪砂７号および珪砂８号の粒度分布を示す図である。
【図３】接着剤試料の接着強度の評価実験の様子を模式的に示す図である。
【図４】接着剤試料の粘度測定結果を示す図である。
【図５】図４に結果を示す測定試験とは別条件で行った粘度測定試験結果を示す図である。
【図６】接着剤試料のフロー評価試験の様子を示す図である。
【図７】接着剤試料のフロー評価試験結果を示す図である。

Claims

エポキシ樹脂を主成分とする接着剤に対して３０重量％以上７０重量％以下の珪砂を配合したことを特徴とする接着剤。
前記珪砂の配合割合は、４０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の接着剤。
前記珪砂の配合割合は、５０重量％以上６０重量％以下であることを特徴とする請求項２記載の接着剤。
エポキシ樹脂を主成分とする接着剤であって、ＢＨ型粘度計により２３℃の温度条件下で測定した際の粘度が２８０Ｐａ・ｓ以上５４０Ｐａ・ｓ以下（回転数２ｒｐｍの場合）または６０Ｐａ・ｓ以上１１４Ｐａ・ｓ以下（回転数２０ｒｐｍの場合）となるように珪砂が配合されていることを特徴とする接着剤。
プラスチック、繊維強化プラスチック、コンクリート、繊維強化コンクリート、金属、繊維混入モルタル、およびモルタルのうち何れか１の材料どうし、または、これらのうち異なる２つの材料どうしの接着用の接着剤であることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の接着剤。