JPH0215683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカチオン化樹脂含有エチレン−酢酸ビ
ニル系共重合体エマルジヨン（以後カチオン化樹
脂含有EVAエマルジヨンと略記する）を用いた
ポリマーモルタルを塗工してなるモルタル覆工板
に関する。 地下鉄、地下街、上下水道敷設等、地下構築工
事の際に、地下部分を鋼鉄製覆工板で覆い、地上
の交通一般に支障がないよう配慮されている。 かかる覆工板としては、鋼鉄製板そのもの、鋼
鉄製板にエポキシ樹脂を塗布し、硅砂等の骨材を
散布したもの、また鋼鉄製板にアスフアルト系樹
脂を塗布したもの等の覆工板が用いられている
が、鋼鉄製板は降雨などにより湿潤時、スリツプ
し易く危険であり、エポキシ樹脂コート覆工板は
エポキシ樹脂の接着性（湿潤時）が悪い、摩耗、
破損時の補修が困難である。そしてアスフアルト
系樹脂コート覆工板は、アスフアルト系樹脂の感
温性が大きい、接着性（湿潤時）が悪い、補修し
にくい等の欠点を有し、いずれも覆工板として満
足すべきものではない。 また、本発明者等はエチレン−酢酸ビニル共重
合体エマルジヨンについて検討を行つたが、曲げ
強度、圧縮強度、耐クラツク性、耐摩耗性、鋼鉄
板との接着性等について更に改善が望まれること
が判明した。 しかして本発明者らは、これらの欠点が解消さ
れた覆工板を得るべく鋭意検討を重ねた結果、特
定のカチオン化樹脂を含有するEVAエマルジヨ
ンとセメント、骨材、消泡剤を特定の割合で配合
してなるモルタルは、曲げ強度、圧縮強度、衝撃
時の接着性、衝撃時の耐クラツク性、耐摩耗性、
鋼鉄板との接着性に優れ、更に得られた覆工板の
補修が容易であるなどの優れた効果を見い出すに
いたり本発明を完成した。 即ち、本発明は、 「下記一般式 （但し式中R₁はアルキレン又はヒドロキシアル
キレン、R₂とR₅は水素又はアルキル、R₃とR₄は
アルキル、Ｘは無機アニオン、Ａはアミド窒素又
は酸素を表す）で表されるカチオン基の群(a)、
(b)、(c)、(d)から選ばれた１種又は２種以上のカチ
オン基0.1〜30モル％を含むビニルエステル系重
合体又は該重合体のケン化物の少なくとも１種か
ら選ばれるカチオン化樹脂含有EVAエマルジヨ
ンを樹脂固形分として５〜50重量部、セメント
100重量部、骨材100〜600重量部及び消泡剤0.05
〜２重量部の割合からなるモルタルを鋼鉄板に塗
工して得られるモルタル覆工板。」 である。本発明の特徴は、EVAエマルジヨンに
特定のカチオン基を有するビニルエステル系重合
体またはそのケン化物を含有させる点にある。か
かる特定のカチオン化樹脂を共存させることによ
り、EVAエマルジヨン単独に比較して、特に鋼
鉄板との接着性の点において優れた効果を発現す
る。カチオン化樹脂として(a)、(b)、(c)、(d)から選
ばれるチオン基以外のカチオン基含有樹脂では、
例えばEVAエマルジヨンを用いても本発明の効
果は得難い。 また、カチオン化合物として、例えばカチオン
性界面活性剤を用いることによつてもカチオン化
EVAエマルジヨンが得られるが、かかるエマル
ジヨンをセメントに配合しても、曲げ強度や圧縮
強度等の機械的強度が不足する覆工板しか得られ
ない欠点がある。 本発明におけるカチオン化樹脂含有EVAエマ
ルジヨンとしては、エチレン含量が10〜30重量％
の範囲のものが、耐アルカリ性、耐久性、柔軟
性、接着性に優れているので好ましいものであ
る。更にエチレン、酢酸ビニル二成分のほかに、
共重合性単量体を数重量％の範囲内で含んだ共重
合体エマルジヨンも含まれている。 本発明のカチオン化樹脂としては、一般式 （但し式中R₁はアルキレン又はヒドロキシアル
キレン、R₂は水素又はアルキル、R₃とR₄はアル
キル、Ｘは無機アニオンを表す）で表されるカチ
オン基を含むポリビニルアルコール系樹脂であ
り、これは該カチオン基を有する化合物とポリビ
ニルアルコール系樹脂との反応によつて得られ
る。該化合物を例示すると、３−クロロ−２−ヒ
ドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イド、３−クロロエチルトリメチルアンモニウム
クロライド、３−クロロプロピルトリメチルアン
モニウムクロライド、３−クロロ−２−ヒドロキ
シエチルトリメチルアンモニウムクロライド、２
−クロロエチレンジアミン、３−クロロ−２−ヒ
ドロキシジメチルアミンなどが挙げられる。 カチオン基(b)そして一般式 （但し式中R₁はアルキレン又はヒドロキシアル
キレン、R₂とR₅は水素又はアルキル、R₃とR₄は
アルキル、Ｘは無機アニオン、Ａはアミド窒素又
は酸素）で表されるカチオン基を有するカチオン
化樹脂は、該カチオン基を有する化合物とビニル
エステルなかんずく酢酸ビニルとを共重合した共
重合体、及び該共重合体のケン化物である。該カ
チオン基を有する化合物としては、Ｎ−アクリル
アミドメチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、Ｎ−アクリルアミドエチルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、Ｎ−アクリルアミドプロピル
トリメチルアンモニウムクロライド、３−アクリ
ルアミド−３−メチルブチルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、２−アクリロキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロライド、２−メタクリロキ
シエチルトリメチルアンモニウムクロライド、２
−ヒドロキシ−３−メタクロイルオキシプロピル
トリメチルアンモニウムクロライド、Ｎ−メチル
ジメチルアミノアクリルアミド、ジエチルアミノ
エチルメタクリレート等が挙げられる。 カチオン基(c)として一般式 （但し式中R₂とR₅は水素又はアルキル、R₃とR₄
はアルキル、Ｘは無機アニオン、ｎ＝１〜10）で
表されるカチオン基を有するカチオン化樹脂は、
該カチオン基を有する化合物とビニルエステルな
かんずく酢酸ビニルとを共重合した共重合体及び
該共重合体のケン化物である。該カチオン基を有
する化合物としては、アリルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、３−ブテントリメチルアンモニ
ウムクロライド、ジメチルアリルアミン、ジメチ
ルメタアクリルアミドなどが挙げられる。 カチオン基(d)として一般式 （但し式中R₂とR₅は水素又はアルキル、R₃はア
ルキル、Ｘは無機アニオン）で表されるカチオン
基を有するカチオン化樹脂は、該カチオン基を有
する化合物とビニルエステなかんずく酢酸ビニル
とを共重合した共重合体及び該共重合体のケン化
物である。該カチオン基を有する化合物として
は、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、
ジエチルジアリルアンモニウムクロライド、エチ
ルジアリルアミン、メチルジアリルアミンなどが
挙げられる。 また前記化合物とビニルエステルとを共重合す
る際に、ビニルエステルのほかに他の共重合性単
量体を少量併用し得る。 カチオン化樹脂、即ち一般式(a)、(b)、(c)、(d)で
表されるカチオン基を含むカチオン化樹脂のなか
で、一般式(a)で表されるカチオン基を含むカチオ
ン化樹脂は、前記のようなカチオン基を有する化
合物とポリビニルアルコール系樹脂との付加反応
によつて得られるものであつて、この反応は苛酷
な条件を必要とし、導入されるカチオン基量も限
度があり且つ少ない。これに対して一般式(b)、
(c)、(d)で表されるカチオン基を含むカチオン化樹
脂は、前記した如くビニルエステルなかんずく酢
酸ビニルと該カチオン基含有化合物との共重合に
よつて得た共重合体及び該共重合体のケン化物で
あるから、容易にしかも導入されるカチオン基量
も多いものが得られる。従つて、一般式(a)で表さ
れるカチオン基含有カチオン化樹脂よりも一般式
(b)、(c)、(d)で表されるカチオン基含有カチオン化
樹脂の方が好適であつてその使用が望まれる。 カチオン化樹脂のカチオン基含量は、0.1〜30
モル％の範囲が適当であり、0.1モル％未満では
効果に乏しく、30モル％を越えるものは得難いの
で、0.1〜30モル％のカチオン基含有カチオン化
樹脂から適宜選択して用いることが望ましい。 該カチオン化樹脂含有のEVAエマルジヨンは
カチオン化樹脂をEVAエマルジヨンを乳化重合
によつて製造する際の乳化剤として用いたもの、
またポリビニルアルコール、メチルセルロースな
どの保護コロイド、ノニオン界面活性剤を用いて
得られた該エマルジヨンに後添加したもの、更に
粉末のEVA共重合体を再乳化したものを含む。 EVAエマルジヨンを乳化重合する際の乳化剤
として用いる場合のカチオン化樹脂の量は、カチ
オン基の種類、カチオン基含量によつても異なる
が、おおよそ全系に対して0.1〜10重量％の範囲
から適宜適量を選択することが望ましく、エマル
ジヨンに後添加する場合には樹脂固形分50重量％
のエマルジヨンを基準として１〜10重量％が適当
である。 カチオン化樹脂を乳化剤としてEVAエマルジ
ヨンを得る場合は、通常の乳化重合方法に従つて
行えばよく、重合触媒としてはレドツクス触媒が
挙げられる。即ち酸化剤または開始剤としては過
酸化水素、有機過酸化物（ベンゾイルパーオキサ
イド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハ
イドロパーオキサイドなど）、過硫酸アンモニウ
ム、過硫酸カリウム、還元剤または活性剤として
は重亜硫酸塩、硫酸第一鉄、ナトリウムホルアル
デヒド、亜鉛ホルムアルデヒドスルフオキシレー
トなどが挙げられる。更に好ましい触媒として
２，2′−アゾビス−（２−アミジノプロパン）塩
酸塩が挙げられる。 本発明においては、セメントと骨材との比率を
セメント100重量部に対して骨材100〜600重量部
の範囲で用いる。骨材が600重量部を越えて多く
なるとセメントによる骨材の結合力が弱く、機械
的強度低下となり、一方100重量部未満では収縮
が大きくなるので不適当である。セメントとエマ
ルジヨン樹脂固形分との比率は、セメント100重
量部に対して５〜50重量部の範囲である。樹脂固
形分が５重量部未満では、耐衝撃性に劣る傾向が
認められ、50重量部を越えると収縮が大きく、又
強度も低下する傾向が認められる。消泡剤とセメ
ントの比率は、セメント100重量部に対して0.05
〜２重量部の範囲である。消泡剤を全く用いない
場合、また消泡剤が0.05重量部未満の場合もモル
タルの空気量が多く、モルタル強度が低下し、消
泡剤が２重量部を越えて多くなるとモルタルの硬
化、接着性に悪影響を及ぼすので不適当である。 上記セメントとしては市販されているいずれの
セメントでも良く、骨材として川砂、山砂、砂
利、硅石、砕石、ひる石、石灰石などが挙げられ
る。 更に着色顔料などを少量配合して用いることも
できる。 本発明における覆工板は、前記の如く調製して
得られたモルタルを鋼鉄板に塗工して得られるも
のである。この際、該モルタルの厚み（硬化乾燥
後の厚み）が２mm以上の範囲になるようにモルタ
ルを塗工するのが好ましい。モルタルの厚みが２
mm未満では摩減が早く実用的でない。 次に実施例によつて本発明を具体的に説明す
る。 尚、例中「部」とあるのは特にことわりのない
限り「重量部」を表す。 実施例 １ ３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロライドとポリビニルアルコー
ルとを反応して得られたカチオン化度3.2モル％
のカチオン化樹脂を用いて、エチレンと酢酸ビニ
ルとを乳化重合し、エチレン含有量16重量％のエ
マルジヨンを得た。このエマルジヨンを用いて、
セメント100部に対して砂300部、該エマルジヨン
を樹脂固形分として10部、消泡剤0.1部及び適量
の水（セメント／水＝0.5重量比）の割合でモル
タルを得た。このモルタルを鋼鉄板に塗工し、硬
化乾燥後の厚みが５mmのモルタル層を形成し、モ
ルタル層と鋼鉄板との接着力を測定した。また該
モルタルを用いて試験庁を作成し、曲げ強度、圧
縮強度、衝撃強度、ひび割れテスト、耐磨耗性を
測定した。結果を第１表に記載した。 実施例 ２ 酢酸ビニルとジメチルジアリルアンモニウムク
ロライドとの共重合体であるカチオン化度４モル
％のカチオン化樹脂を用いて、エチレンと酢酸ビ
ビニルとを乳化重合しエチレン含有量18重量％の
エマルジヨンを得た。 このエマルジヨンを実施例１のエマルジヨンに
替えて用いた他は、実施例１と同様にしてモルタ
ルを得て、諸特性を測定した。結果を第１表に記
載した。 対照例 １ エチレン含有量18重量％のEVAエマルジヨン
を実施例１のEVAエマルジヨンに替えて用いた
ほかは実施例１と同様にしてモルタルを得て、諸
特性を測定した。結果を第１表に記載した。 対照例 ２ 対照例１におけるEVAエマルジヨンにカチオ
ン性界面活性剤（サニゾールＢ−50：花王アトラ
ス製）を２重量％の割合で添加したエマルジヨン
を用いたほかは、対照例１と同様にしてモルタル
を得て、諸特性を測定した。結果を第１表に記載
した。 対照例 ３〜４ 実施例１におけるエマルジヨンに替えて、アク
リル樹脂系エマルジヨン（モビニール700：ヘキ
スト合成化学製）を用いたほかは実施例１と同様
にした場合を対照例３、実施例１においてEVA
エマルジヨンを用いずに、他は同様にした場合を
対照例４として、結果を第１表に記載した。 【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記一般式 （但し式中R₁はアルキレン又はヒドロキシアル
   キレン、R₂とR₅は水素又はアルキル、R₃とR₄は
   アルキル、Ｘは無機アニオン、Ａはアミド窒素又
   は酸素を表す）で表されるカチオン基の群(a)、
   (b)、(c)、(d)から選ばれた１種又は２種以上のカチ
   オン基0.1〜30モル％を含むビニルエステル系重
   合体又は該重合体のケン化物の少なくとも１種か
   ら選ばれるカチオン化樹脂含有エチレン−酢酸ビ
   ニル系共重合体エマルジヨンを樹脂固形分として
   ５〜50重量部、セメント100重量部、骨材100〜
   600重量部及び消泡剤0.05〜２重量部の割合から
   なるモルタルを鋼鉄板に塗工して得られるモルタ
   ル覆工板。