JPH0651588B2 - アクリル系レジンコンクリ−ト組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクリル系レジンコンクリート組成物に係
り、特にその骨材として着色骨材を使用したアクリル系
レジンコンクリートに関する。なお、直径が５mmより小
さい骨材を粗骨材とし、約５mmより小さい骨材を細骨材
とした場合、一般に粗骨材と細骨材とを使用したものを
コンクリートと言い、細骨材のみを使用したものをモル
タルと言うが、ここで言うレジンコンクリートはレジン
モルタルも含む広義のものである。 〔従来の技術〕 合成樹脂を結合材とし、その中に骨材を混入して硬化さ
せて使用するレジンコンクリートの種類としては、合成
樹脂の種類によりエポキシ系、不飽和ポリエステル系、
アクリル系等がある。 ところで、このようなレジンコンクリートにあって、美
観の向上や識別のために、その骨材に着色を施すことが
行なわれている。 その一例として、特公昭５９−２７８１６号公報に、粒
度調整された硅砂を80〜120℃、好ましくは100℃以上に
加熱した後、混合機により攪拌しつつ顔料及び硬化性エ
ポキシ樹脂組成物水性エマルジョンを添加し、攪拌混合
して着色骨材を製造する方法が記載されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この製法で製造したものをアクリル系レジンコ
ンクリートに使用すると、耐熱水性や初期曲げ強度が悪
いものとなる。そして、その原因は骨材を覆う着色成分
部分で破壊が生じることによる。 この点を解決するため、有機重合体と無機材料とを化学
的に結合する能力を持っているシランカップリング剤を
用いて骨材と着色成分及びレジンとの接着性を増加せし
め、着色成分部分での強度を高めることが考えられる。 ところで、シランカップリング剤で処理した骨材をアク
リル系レジンコンクリートに使用した例が米国特許第
３，５７５，７８５号に記載されている。しかし、この
公報には着色骨材についての記載が無く、この記載から
シランカップリング剤により着色成分部分の強度を向上
させることを認識することはできない。 また、シランカップリング剤が有機重合体と無機材料と
を化学的に結合するというものである以上、前記問題点
を解決せんとしてシランカップリング剤を使用する場
合、当業者ならばシランカップリング剤でまず骨材を処
理してから着色成分を骨材に焼き付ければ良いと判断す
ることが予想されよう。 この予想に基づき本願発明者らが実験したところ、この
ような手法では骨材と着色成分との接着性は向上したも
のの、着色成分とレジンとの接着性に難があり、その界
面で破壊が生じ、初期曲げ強度が悪く、また、耐熱水性
も悪いことが判明した。 そこで、骨材に着色成分を焼き付けた後にシランカップ
リング剤を焼き付けてみたが、この場合も骨材と着色成
分との間の接着性が悪くてその界面で破壊が生じ、初期
曲げ強度と耐熱水性の両者とも改善されないことが判明
した。 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、アクリ
ル系レジンコンクリート組成物において、着色骨材とし
てシランカップリング剤で処理したものを使用すること
によりその物性の向上を図ることを技術的課題とするも
のである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記技術的課題を解決するため、次のような
技術的手段をとった。 すなわち、（メタ）アクリル酸及びそのエステルから選
ばれる少なくとも１種のモノマー成分、該モノマー成分
に溶解または膨潤可能な重合体、及び骨材を実質的に主
成分とするアクリル系レジンコンクリート組成物におい
て、前記骨材として、表面全域もしくは部分的にシラン
カップリング剤、顔料及びバインダー成分からなる混合
成分の着色層が形成されている着色骨材を用いた。 〔作用〕 以下、本発明のアクリル系レジンコンクリートについて
さらに具体的に述べる。

【レジン成分】

本発明のアクリル系レジンコンクリートは、（メタ）ア
クリル酸及びそのエステルから選ばれる少なくとも１種
のモノマー成分、及び該モノマー成分に溶解又は膨潤可
能な重合体を主成分とすれば、如何なるものでも差別せ
ずに使用できる。 かかるアクリル系レジンコンクリートの一例として、た
とえば、(a)（メタ）アクリル酸及び／又はそのエステ
ルのモノマーと、(b)前記モノマー成分に溶解もしくは
膨潤可能な重合体と、(c)前記モノマー成分に溶解する
可塑剤と、(d)１分子中に少なくとも２個の重合性不飽
和結合を有する化合物とからなるものが例示できる。 (a)のモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルな
どの（メタ）アクリル酸アルキル、アクリル酸、メタク
リル酸、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリ
ル酸−２−ヒドロキシエチル、エチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ヘキシレングリコールジ（メタ）アクリレート、
２，２−ビス〔４−（メタ）アクリロイルオキシフエニ
ル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタ）アクリロイ
ルオキシシクロヘキシル〕プロパン、２，２−ビス〔３
−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロポ
キシフエニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ
（メタ）アクリレートなどを例示することができる。 (b)の重合体としては上記のモノマー特に（メタ）アク
リル酸エステルの単独又は共重合体が例示でき、可塑剤
(c)としては、ジメチルフタレート、ジブチルフタレー
ト、ジシクロヘキシルフタレート、ジペンチルフタレー
ト、ジオクチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフ
タレート、ジイソデシルフタレート、ブジルベンジルフ
タレートなどのフタル酸エステルを代表として挙げるこ
とができる。 また、ジエチルマレート、ジブチルマレート、ジオクチ
ルマレエート、ジブチルフマレエート、ジオクチルフマ
レエート等の(a)と共重合可能なα，β−不飽和カルボ
ン酸エステルのごとき内部可塑剤も挙げることができ
る。(d)の重合性不飽和結合化合物の代表的なものは、
アチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，２−
プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３
−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４
−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのア
ルカンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス
〔３−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプ
ロポキシフエニル〕プロパンや昭和高分子（株）製の商
品名リポキシ VR-60またはリポキシVR-90などのエポキ
シ樹脂の（メタ）アクリル酸変性物が例示できる。 一般にこれら各成分の配合割合は、(a)のモノマー成分
が45〜85wt％、(b)の重合体が５〜20wt％、(c)の可塑剤
が１〜25wt％、残部が(d)からなる。 本発明の着色骨材を用いるアクリル系レジンコンクリー
トを硬化させるには、重合開始剤、更に必要に応じ常温
硬化促進剤としてアミン類を配合することによって可能
である。 かかる重合開始剤としては、ジアシルペルオキシド、ア
ルキルペルオキシド、アラルキルペルオキシド、過酸、
過酸エステルなどの過酸化物、アゾ系化合物などを使用
することができるが、これらのうちではジアシルペルオ
キシドを使用するのが好ましい。ジアシルペルオキシド
として具体的には、ジベンゾイルペルオキシド、ジアセ
チルペルオキシド、ジカプリルペルオキシド、ジラウロ
イルペルオキシド、ジステアロイルペルオキシドなどを
例示することができる。 アミン類としては第一アミン、第二アミンのいずれでも
使用することができるが、第三アミンが好適に使用され
る。具体的には、アニリン、トルイジン、キシリジン、
フエニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，
Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジ（β−ヒドロキシエ
チル）アニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン、Ｎ，Ｎ
−ジエチルトルイジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニシジン、
Ｎ，Ｎ−ジエチルアニシジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−
ｔ−ブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−ｔ−ブチ
ルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−クロルアニリン、
ジフエニルアミン、Ｎ，Ｎ−（β−ヒドロキシエチル）
−ｐ−トルイジンなどを例示することができる。これら
の中では、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ
−ジメチル−ｐ−ブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ニシジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−クロルアニリン、
Ｎ，Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−ｐ−トルイジ
ンなどの少なくともベンゼン類のｐ位に電子供与体の置
換基を有する第三級アミンが好ましく、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ル−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−ｔ−ブチ
ルアニリンが特に好ましい。 この重合開始剤及びアミン類のレジンコンクリートに対
する配合割合は前記(a)〜(d)よりなるレジンコンクリー
ト100重合部に対して概ね前者が0.1〜20重合部、後者が
0.1〜20重合部である。 また、空気中の酸素によるラジカル捕捉により表面の硬
化反応が十分進まない事を無くすため固体のパラフィ
ン、好ましくは融点40〜60℃のパラフィンワックスの添
加が好ましい。このパラフィンのレジンコンクリートに
対する配合割合は、前記(a)〜(d)よりなるレジンコンク
リート100重量部に対し、0.1〜1.0重合部である。

【着色骨材の原料】

＜骨材＞ 硅砂等の無機粒子状材料であればどのようなものでも良
く、粒の直径が５mmより大きいか小さいかは問わない。 ＜顔料＞ 有機顔料、無機顔料いずれでも使用可能である。 有機顔料としては、ベンジシンエロー、ハンザエロー、
リソールレッド、アリザリンレーキ、ピグメントスカー
レット３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、パーマネント
レッドＦ−５Ｒ、パーマネントレッド４Ｒ、ローダミン
レーキＢ、ローダミンレーキＹ、レーキレッドＣ、パラ
レッド、ピーコックブルーレーキ、フタロシニアンブル
ー、アニリンブラック、パーマネントエローＨＲ、ＰＶ
バイオレットＢＬ、キナクリドン、ペリノン、アンスラ
キノン、クロモフタールエロー６Ｇ、クロモフタールエ
ロー３Ｇ、クロモフタールエローＧＲ等がある。 また、無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、リトボ
ン、鉛白、カドミエロー、黄鉛、チタンエロー、ジンク
クロメート、黄土、クロムバーミリオン、赤口顔料、ア
ンバー、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、カドミウムレッド、
鉛丹、紺青、群青、コバルトブルー、酸化クロームグリ
ーン、ミネラルバイオレット、カーボンブラック、鉄黒
等がある これら、有機顔料及び無機顔料のいずれも使用可能であ
るが、顔料の選定はレジンコンクリートのレジン成分と
の適正を考慮すべきである。 ＜バインダー＞ バインダー成分としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、アクリルウレタン樹脂等のエマルジョンあるいは溶
液等を使用する。 ＜シランカップリング剤＞ シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−
メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリアセチルシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが
好ましく、その他にもビニルトリクロロシラン、γ−
〔Ｎ−（β−メタクリロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアンモニウム（クロリド）〕プロピルトリメトキシシ
ラン等を使用できる。

【着色成分のコーティング法】

＜第１のコーティング法＞ 骨材を高温例えば約120℃に加熱した後ミキサーに入
れ、着色成分を付加して約５分間攪拌し、バインダーを
加えてさらに２分間攪拌し、ミキサーから取り出して板
の上に均して自然冷却せしめ、最後にフルイにかけて粒
度調整する。 ＜第２のコーティング法＞ 骨材を比較的低い温度例えば約50〜60℃に加熱した後ミ
キサーに入れ、着色成分を付加して約５分間攪拌し、バ
インダーを加えてさらにドライヤーで加熱しつつ１時間
程攪拌し、70℃のオーブンで約２時間養生した後ミキサ
ーから取り出して常温で24時間養生し、最後にフルイに
かけて粒度調整する。 なお、他のコーティング法で着色成分をコーティングし
ても良い。要は着色成分を骨材に付着させることができ
ればよいのである。

【本発明に使用する着色骨材の製法】

本発明のアクリル系レジンコンクリートに使用する着色
骨材の製造方法は着色成分のコーティング時にシランカ
ップリング剤を同時に存在させて骨材に焼き付けること
による。より具体的には、前記第１のコーティング法や
第２のコーティング法等において、着色成分すなわち顔
料とともにシランカップリング剤を付加し、骨材の表面
に焼き付けて行う。 これによって、シランカップリング剤の分子鎖が着色成
分中で成長し骨材に結合するとともに、着色成分の表面
に露出した状態となり、将来レジンコンクリートに使用
された場合にそのレジン部分に結合するものと推測され
る。 〔発明の効果〕 本発明のアクリル系レジンコンクリート組成物は、表面
全域もしくは部分的にシランカップリング剤、顔料及び
バインダー成分からなる混合成分の着色層が形成されて
いる着色骨材を用いたことにより、耐熱水性、初期曲げ
強度の良いものとすることができる。 〔実施例及び比較例〕 以下、本発明の実施例を比較例と比較しつつ説明する。 ＜実施例１＞ 骨材に顔料、シランカップリング剤、エマルジョン系エ
ポキシ樹脂を第２のコーティング法で同時に焼き付けて
着色骨材を得た。ここで、骨材は硅砂、顔料は赤色酸化
鉄、シランカップリング剤はγ−メタクリロキシピロピ
ルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社、商品名
ＫＢＥ503）で、各原料の量は、硅砂2000ｇ、顔料４
ｇ、シランカップリング剤５ｇ、エマルジョン系エポキ
シ樹脂40ｇである。 この着色骨材をアクリル系レジンコンクリートに用いて
その曲げ強度、耐熱水性を測定した。ここで、アクリル
系レジンコンクリートの組成はメチルメタクリレート55
重量部、ポリメチルメタクリレート20重量部、１，４−
ブチレングリコールジメタクリレート５重量部、ジブチ
ルマレエート15重量部、ジシクロヘキシルフタレート２
重量部、パラフィンワックス0.3重量部、重合開始剤２
重量部、硬化促進剤0.7重量部である。また、耐熱水性
の測定は、95℃の熱水中にレジンコンクリートを浸漬
し、圧縮強度の経時変化を測定したものである。結果は
第１表に示す。 ＜実施例２＞ エマルジョン系エポキシ樹脂をの代わりに溶液系エポキ
シ樹脂を用いた点を除いて実施例１と同一である。 ＜比較例１＞ 骨材をシランカップリング剤で処理した後、前記した第
２のコーティング法で着色し、着色骨材を得、アクリル
系レジンコンクリートに用いて曲げ強度、耐熱水性を測
定した。骨材の種類等、他の条件は実施例１と同一であ
る。 ＜比較例２＞ 骨材を第２のコーティング法で着色し、シランカップリ
ング剤で処理して着色骨材を得た点を除き比較例１と同
一である。結果は第１表に示す。 ＜比較例３＞ 骨材に顔料、エマルジョン系エポキシ樹脂を第２のコー
ティング法でコーティングし、シランカップリング剤に
よる処理を施していない着色骨材を得、アクリル系レジ
ンコンクリートに用いて曲げ強度、耐熱水性を測定し
た。骨材や顔料の種類、量は実施例１と同一である。結
果は第１表に示す。 ＜比較例４＞ 第２のコーティング法の代わりに第１のコーティング法
を用い、顔料の量を２ｇとした以外は比較例３と同一で
ある。結果は第１表に示す。 ＜参考例１＞ 骨材に水、シランカップリング剤を加えてミキサーで攪
拌混合した後、110℃で10〜20分間加熱処理し、３日間
風乾し、無着色の骨材を得、アクリル系レジンコンクリ
ートに用いて曲げ強度、耐熱水性を測定した。骨材は20
00ｇ、水は100ｇ、シランカップリング剤は５ｇ使用し
た。結果は第１表に示す。 ＜実施例、比較例等の比較検討＞ 第１表から明らかなように、着色成分にシランカップリ
ング剤を同時に存在せしめて骨材に焼き付けた場合は、
曲げ強度、耐熱水性における圧縮強度が共に良好で、と
りわけ圧縮強度は時間が経過するほど良くなっている。 これに対して、比較例の着色骨材の場合は、曲げ強度が
低かったり、圧縮強度が経時的に劣化する等の問題があ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ０４Ｂ 26/06 14:02） Ａ 2102−4Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（メタ）アクリル酸及びそのエステルから
   選ばれる少なくとも１種のモノマー成分、該モノマー成
   分に溶解または膨潤可能な重合体、及び骨材を実質的に
   主成分とするアクリル系レジンコンクリート組成物にお
   いて、前記骨材として、表面全域もしくは部分的にシラ
   ンカップリング剤、顔料及びバインダー成分からなる混
   合成分の着色層が形成されている着色骨材を用いたこと
   を特徴とするアクリル系レジンコンクリート組成物。
2. 【請求項２】可塑剤または架橋剤が配合されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアクリル系レ
   ジンコンクリート組成物。