JPH11180754A

JPH11180754A - 弾性モルタル成形体とその製造法

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Publication number: JPH11180754A
Application number: JP36469397A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ubukawa; 浩平生川
Original assignee: NARUKKUSU KK
Current assignee: NARUKKUSU KK
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】床や階段の防振・遮音材を初め、融雪用ヒータ
ーの被覆・蓄熱材、鋼板との複合による防錆・滑り止め
材などとして特に有用な弾性モルタル成形体を提供す
る。【解決手段】単量体成分としてアクリル酸エステルを主
成分とする重合体エマルジョン：１００重量部（固形分
換算）と、無機充填剤：１００〜３００重量部並びに水
硬性物質：５０〜１５０重量部とを含有し、上記重合体
エマルジョンの重合時における界面活性剤使用量を０．
４ＰＨＲ以下の微量、同じく粒径を１０００〜３０００
Å、ガラス転移温度を−１５℃〜−７０℃に定めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は床や階段の防振・遮
音材を初め、融雪用ヒーターの被覆・蓄熱材、鋼板との
複合による防錆・滑り止め材などとして特に有用な弾性
モルタル成形体と、その量産効果を期待できる製造法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に最も近似すると思われる従来技
術としては、特開平５−９８２２７号と同６−８０４５
８号が提案されている。

【０００３】前者は石材や無機系建材、木材などの接着
剤兼下地弾性調整剤として使用される組成物に係り、ア
クリル酸エステルを主成分とする重合体エマルジョン
（アクリルエマルジョン）：１００重量部、無機充填
剤：１００〜３００重量部、弾性粉体：２〜２０重量部
並びに水硬性物質：５０〜２００重量部を含有したこと
に特徴がある。

【０００４】他方、後者はセメント、骨材並びに水性ポ
リマー（エマルジョン）から成る厚手の弾性モルタル成
形体であり、その製造法として先ず骨材と水性ポリマー
とを混合し、その水分を一定量まで除去した後、セメン
トを混合することにより、そのセメントを硬化直前の状
態として、これらの混合物を型により押出成形するよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の特開
平５−９８２２７号ではアクリルエマルジョンのほか
に、その１００重量部に対する２〜２０重量部の弾性粉
体を混入する必要があり、さもなければ組成物のクッシ
ョン性を確保することができず、その弾性粉体としての
粉末状ゴムラテックスや発泡スチロール、粉砕ゴムなど
も調製しなければならない。

【０００６】しかも、上記組成物はあくまでも接着剤兼
下地弾性調整剤として、陶磁器質タイルや石材、カーペ
ット、フローリングなどの床施工に適用され、その施工
現場での塗装を行なうようになっており、常温硬化する
ものであるため、組成物層（３０）としての塗装厚みを
厚くすることができず、その厚くとも数ミリメートル程
度にとどまる。硬化に長期間を要し、その乾燥温度を工
場生産的にコントロールできないからであり、得られる
組成物層（３０）のクッション性にも乏しい。

【０００７】この点、後者の特開平６−８０４５８号は
工場生産できる弾性モルタル成形体であるが、これでは
セメントと骨材に対する水性ポリマー（エマルジョン）
の混合比率が極めて高く、その水分を除去するために、
混合順序を一定として製造しなければならない。

【０００８】つまり、先ず骨材と水性ポリマーとを混合
してから、４０〜５０℃の温度と風量２〜３m³/minの空
気とを与え乍ら攪拌することにより、その混合物の水分
含有率を約３５％になるまで除去し、その段階でセメン
トを追加することによって、そのセメントを硬化直前の
ダンゴ状態に保つ必要があり、そのため製造工程上の制
約を受け、未だ効率が悪い。

【０００９】又、型枠を使用せず、加圧に耐える押出成
形型を用いて、これに上記ダンゴ状態の混合物を流し込
み、１０〜１２kg/cm²の圧力を加えて押出成形するよう
になっているため、目的とするモルタル成形体の形状に
応じた四角形や三角形、円形などの各種押出成形型を予
じめ用意しなければならず、その多品種の工場生産に不
向きであって、コスト高も招来する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
の改良を企図しており、そのために役立つ弾性モルタル
成形体の構成上、単量体成分としてアクリル酸エステル
を主成分とする重合体エマルジョン：１００重量部（固
形分換算）と、無機充填剤：１００〜３００重量部並び
に水硬性物質：５０〜１５０重量部とを含有し、上記重
合体エマルジョンの重合時における界面活性剤使用量を
０．４ＰＨＲ以下の微量、同じく粒径を１０００〜３０
００Å、ガラス転移温度を−１５℃〜−７０℃に定めた
ことを特徴とし、

【００１１】又、上記弾性モルタル成形体に適用する製
造法として、重合時における界面活性剤使用量が０．４
ＰＨＲ以下の微量、同じく粒径が１０００〜３０００
Å、ガラス転移温度が−１５℃〜−７０℃として定めら
れたアクリル酸エステルを主成分とする重合体エマルジ
ョンの１００重量部を、無機充填剤の１００〜３００重
量部並びに水硬性物質の５０〜１５０重量部と混合し、
その混合物を成形用の型枠に流し込んで、表面温度が４
０℃〜８０℃になるまで加熱硬化させることを特徴とす
るものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の弾性モルタル成形
体を具体的に詳述すると、先ずその組成中のアクリル酸
エステルを主成分とする重合体エマルジョン（以下、こ
れをアクリルエマルジョンと言う。）は−１５℃〜−７
０℃のガラス転移温度、殊更好ましくは−３０℃〜−６
５℃のそれを有するものであり、その主成分としてはア
クリル酸エステルの重合体のみならず、アクリル酸エス
テルとメタアクリル酸エステル又は芳香族ビニル化合物
などとの共重合体を例示することができる。

【００１３】上記アクリル酸エステルとしては炭素数１
〜８、好ましくは２〜６のアルキル基を有するもので、
その具体例としてエチルアクリレートやブチルアクリレ
ート、２−エチルヘキシルアクリレートなどが挙げられ
る。

【００１４】他方、上記メタアクリル酸エステルとして
は炭素数１〜６、好ましくは１〜４のアルキル基を有す
るもので、その具体例としてメチルメタアクリレートや
エチルメタアクリレートなどを挙げることができ、更に
上記芳香族ビニル化合物としてはスチレンやα−メチル
スチレンなどを例示することができる。

【００１５】そして、上記アクリルエマルジョン中の主
成分であるアクリル酸エステルの含有比率は、全単量体
に対する５０重量％以上、殊更７０重量％以上に定める
ことが好ましい。

【００１６】上記アクリルエマルジョンのガラス転移温
度を−１５℃〜−７０℃に定めた所以は、本発明の弾性
モルタル成形体を製造するに当り、その−１５℃よりも
高いと、強度が向上する反面、弾性を発揮せず、又−７
０℃よりも低いと、逆に弾性を発揮するが、強度の低下
を招くからである。つまり、ガラス転移温度を上記数値
の範囲内において調整することにより、その弾性モルタ
ル成形体から具体化される各種コンクリート２次製品に
ふさわしい好適な弾性と強度を併有させる趣旨である。

【００１７】又、上記アクリルエマルジョンの重合時に
は０．４ＰＨＲ以下、好ましくは０．２ＰＨＲ以下の微
量な界面活性剤（安定剤）を使用する。つまり、アクリ
ル酸エステル重合体（ドライ）に対する界面活性剤の使
用比率を１００：０．４〜０．２に定めて、後述の無機
充填剤と水硬性物質へ混入させることにより、その弾性
モルタル成形体としての硬化を促進すると共に、これに
弾性を発揮させるのである。

【００１８】更に、上記アクリルエマルジョンはその粒
径を１０００〜３０００Å、好ましくは２０００〜３０
００Åに寸法化し、その大きな粒径での使用により、上
記界面活性剤の微量を使用しつつも、後述する水硬性物
質との混和安定性を昂める。

【００１９】次に、本発明の組成中無機充填剤（骨材）
としては珪砂や寒水石（大理石の一種）、クレーなどを
異物が含まれない乾燥状態のもとに使用する。その使用
量は上記アクリルエマルジョンの１００重量部（固形分
換算）に対する１００〜３００重量部、好ましくは１５
０〜２５０重量部として混合する。

【００２０】その場合、上記無機充填剤に係る珪砂の粒
径を大きく寸法化すると、弾性モルタル成形体としての
弾性が向上すると共に、遠赤外効果を期待することもで
きる。その無機充填剤として、例えば天然鉱石トルマリ
ンの粉末を使用することにより、その恒常的に自然発効
する静電気効果を活用することも可能となる。

【００２１】又、本発明において使用する水硬性物質は
通例ポルトランドセメントであり、硬化を促進させる場
合には速硬ポルトランドセメントを使い、特注品として
の着色カラーを与える必要がある場合には、白色ポルト
ランドセメントを使うこともあり得る。その着色カラー
を与えるに際し、例えば上記水硬性物質の１００重量部
に対する３重量部程度の無機顔料を添加しても良い。

【００２２】そして、その水硬性物質の配合比率は上記
アクリルエマルジョンの１００重量部（固形分換算）に
対する５０〜１５０重量部、好ましくは１００重量部で
ある。その配合量が５０重量部未満であると、硬化が非
常に遅れる一方、同じく１５０重量部を越えると、弾性
が無くなるからである。

【００２３】上記のような弾性モルタル成形体を製造す
るに当っては、そのアクリルエマルジョンと無機充填剤
並びに水硬性物質を上記配合比率のもとでミキサーに投
入し、極力均一に混合する。その混合順序に制約はない
が、先ず無機充填剤と水硬性物質とを混合して、その後
にアクリルエマルジョンを追加することにより、全体的
な均一に混合することが望ましい。

【００２４】その場合、減水剤などの混和剤や、希望す
る着色のための上記無機顔料を添加しても良い。

【００２５】そして、上記混合物を引き続き目的とする
弾性モルタル成形体に応じた形状の型枠へ流し込み、そ
の型枠を加熱養生槽に搬入して、混合物の表面温度が４
０℃〜８０℃になるまで加熱養生し、脱型強度が得られ
るまで硬化したならば、上記型枠から脱型する。

【００２６】茲に、上記混合物の加熱養生温度を４０℃
〜８０℃に設定した所以は、その４０℃未満であると、
乾燥（造膜）が遅く、他方８０℃を越えると、表面の水
分が減少して、早く硬化（ポリマーのゲル化）すること
になるからである。

【００２７】上記硬化には水硬性物質の水和反応が重大
な要因をなすため、その水分を加熱養生時の温度管理に
より調整すれば、弾性度を加減できることになる。つま
り、上記加熱養生温度の数値範囲内において、その温度
を低く制御することにより、弾性の少なく硬いモルタル
成形体を、同じく温度を高く制御することにより、弾性
と屈曲性に富むモルタル成形体を、何れも意図的に得ら
れるのである。

【００２８】又、上記型枠は発泡ウレタンなどから、そ
の形状を自由・容易に作成することができ、これへの単
なる流し込みによって成形し得るため、その弾性モルタ
ル成形体の多品種を安価に工場生産できると共に、その
モルタル成形体の厚みに変化を与えることも容易であ
る。

【００２９】その弾性モルタル成形体の厚みは、これを
１０mm〜５０mmとして製品化することができ、好ましく
は１５mm程度が汎用性に富む。例えば、ヒーターの被覆
材として具体化するような場合には、その厚みを厚く設
定する一方、鋼板や合板などの異質材料と複合した防振
材を得るような場合には、その厚みを薄く設定すれば良
い。

【００３０】何れにしても、上記無機充填剤と水硬性物
質の均一に混合されたモルタルは、その内部に分散した
多くの気泡・空隙を持ち、これがアクリルエマルジョン
により保護されて、大きな強度と弾性を発揮するため、
極めて有効な厚手の弾性モルタル成形体を得られるので
ある。

【００３１】本発明の弾性モルタル成形体について、そ
の組成の配合比率と加熱養生条件の相違による物性値を
比較試験したので、これを実施例として示すと、次の通
りである。

【００３２】〈実施例〉（１）組成の配合比率（重量部）

【表１】

【００３３】（２）加熱養生条件と温度測定法加熱養生温度の設定は４５℃±２℃と５０℃±２℃との
２種類とし、低湿度（３０、４０％ＲＨ）に保つ。又、
各加熱養生温度での保持は加熱養生槽への型枠搬入から
供試体の脱型までとし、その時間を８７〜９０時間に定
めた。その後は室温のもとに、各試験材齢まで保管し
た。加熱養生期間中の供試体並びに槽内温度の測定は、
これらを熱電対式の自己温度記録計（６点式）により行
なった。その供試体の温度は、センサーを以後の各試験
に影響を及ぼさない端部個所へ直かに埋設させて、上記
組成No. 毎及び加熱養生温度毎に１体測定した。

【００３４】（３）ハンドリングテストと強度測定法ハンドリングテストに用いた供試体は長さ２３００mm×
幅３００mm×厚み１５mmであり、その材齢が１週間、２
週間、４週間に達した各時点で実施した。ハンドリング
テストの方法は実際上の取扱いや運搬、敷設を想定し、
その供試体を両端支持して持ち上げた時と、６インチ径
並びに４インチ径の塩化ビニール樹脂パイプへ巻き付け
た時との各々において、折れや欠け、亀裂などの異常発
生を目視検査した。強度測定用供試体を作成するため
に、上記ハンドリングテストの終了後その供試体の端部
から、引張試験用としては厚み５mm、幅１５mm、長さ９
５mmの各サイズで３本、又曲げ試験用としては厚み１５
mm、幅４０mm、長さ１２０mmの各サイズで３本を直ちに
切断加工した。そして、引張強度試験としては最大荷重
２００kgf の引張・曲げ試験機を用い、引張速度５mm/m
in、チャック間距離約５０mmで引張最大荷重を測定し、
次式により引張強度を求めた。

【００３５】引張強度(kgf/cm²) ＝引張荷重(kgf)/供試
体の断面積(cm²)

【００３６】又、伸び率はＸ−Ｔチャート図から最大荷
重時の伸びを測定して、次式により求めた。

【００３７】伸び率 (％）＝伸び(mm)/ チャック間距離(mm)×１００

【００３８】更に、曲げ強度試験としては支点間距離８
０mmで３点曲げ強度試験（ＪＩＳＡ１１７２曲げ強さ試
験に準じる）を行ない、その曲げ強度を次式により求め
た。

【００３９】曲げ強度(kgf/cm²) ＝３ＰＬ／２ｂｔ² 茲に、Ｐ＝最大荷重（kgf) Ｌ＝支点間距離（cm) ｂ＝供試体の幅（cm) ｔ＝供試体の厚み（cm)

【００４０】撓み量は、供試体の破壊時における撓み量
を鋼製定規により測定した。

【００４１】（４）屋外暴露耐久テストコンクリート製ステップ上に砕石（２０〜０５）を敷き
詰めて、その上に材齢４週間で上記ハンドリングテスト
と強度試験終了後の異常が認められなかった供試体を載
置し、歩行荷重による亀裂や欠け、変形などの有無を、
半年間に亘って目視検査した。

【００４２】上記試験の結果は表２に示す通りであり、
同表の上段と下段との比較から明白なように、同じ組成
と配合比率の供試体であっても、加熱養生温度の高い方
が引張強度と曲げ強度に若干の低下は見られるものの大
きな伸び率と曲げ撓みを安定裡に得られる。

【００４３】

【表２】

【００４４】このことからも、上記加熱養生温度を制御
管理することにより、その弾性度を調整することがで
き、屈曲性能と弾性に富む弾性モルタル成形体として容
易に工場生産し得るのである。

【００４５】図１〜５は本発明の弾性モルタル成形体か
ら具体化した各種コンクリート２次製品を例示してお
り、その図１は１０〜２０mmの厚みを有する上記弾性モ
ルタル成形体（Ｍ）の表裏両面へ、厚みが３〜５mmのベ
ニヤ板（１１ａ）（１１ｂ）をサンドイッチ状態に接着
すると共に、プレス機により加圧成形して、床材やその
下地材、壁材、パーテイシヨンなどに有用な遮音板とし
て製品化している。

【００４６】その場合、上記弾性モルタル成形体（Ｍ）
の加熱養生期間中には、そのアクリルエマルジョンの一
部が分離して、表面に粘着性のある皮膜を生成するた
め、これをバインダーとして活用することができ、別個
な上記接着剤を塗布することなく、そのベニヤ板（１１
ａ）（１１ｂ）を弾性モルタル成形体（Ｍ）へ複合一体
化させても良い。

【００４７】又、図２は面状ヒーターやメッシュ状ヒー
ターなどの発熱体（１２）を、表裏一対の弾性モルタル
成形体（Ｍ１）（Ｍ２）により被覆一体化し、融雪用の
屋根材や路面材、暖房用のデッキ材や床材などとして便
利なヒーティング板に仕上げている。その表側弾性モル
タル成形体（Ｍ１）の厚みは５〜２０mm、裏側弾性モル
タル成形体（Ｍ２）の厚みは約５mmである。

【００４８】図３は上記発熱体（１２）の表面だけを本
発明の弾性モルタル成形体（Ｍ）により被覆し、残る裏
面を通常のコンクリートから成る断熱層（１３）とし
て、その片面暖房型のヒーティング板に仕上げている。

【００４９】更に、図４、５は上記図２、３のヒーティ
ング板を、鉄道レールにおける枕木（１４）の左右両側
面へ付属一体化させることによって、その鉄道レールの
凍結防止に役立つよう製品化したものであり、本発明の
弾性モルタル成形体から得られるコンクリート２次製品
としての応用範囲は、極めて広い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明は弾性モルタル成
形体として、その構成上アクリル酸エステルを主成分と
する重合体エマルジョン：１００重量部（固形分換算）
と、無機充填剤：１００〜３００重量部並びに水硬性物
質：５０〜１５０重量部とを含有し、上記重合体エマル
ジョンの重合時における界面活性剤使用量を０．４ＰＨ
Ｒ以下の微量、同じく粒径を１０００〜３０００Å、ガ
ラス転移温度を−１５℃〜−７０℃に定めてあるため、
冒頭に述べた公知発明の課題を完全に改良することがで
き、殊更上記重合体エマルジョンの重合時における粒径
やガラス転移温度を調整することにより、適度な弾性と
強度を併有した厚手の弾性モルタル成形体を得られる効
果がある。

【００５１】又、その弾性モルタル成形体の製造法とし
て、重合時における界面活性剤使用量が０．４ＰＨＲ以
下の微量、同じく粒径が１０００〜３０００Å、ガラス
転移温度が−１５℃〜−７０℃として定められたアクリ
ル酸エステルを主成分とする重合体エマルジョンの１０
０重量部を、無機充填剤の１００〜３００重量部並びに
水硬性物質の５０〜１５０重量部と混合し、その混合物
を成形用の型枠に流し込んで、表面温度が４０℃〜８０
℃になるまで加熱硬化させるようになっているため、上
記実施例から明白な通り、同じ組成と配合比率の弾性モ
ルタル成形体であっても、その加熱養生温度の高い程大
きな弾性度を確保でき、その弾性度の調整を温度管理に
より容易に行なえるほか、その成形用の型枠も安価に且
つ自由な形状に作成でき、これに対する簡単な流し込み
法で成形し得るので、その多品種の工場生産上著しく優
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弾性モルタル成形体から具体化した２
次製品としての遮音板を示す側断面図である。

【図２】同じく２次製品としての両面暖房型ヒーティン
グ板を示す側断面図である。

【図３】図２と対応する片面暖房型のヒーティング板を
示す側断面図である。

【図４】更に２次製品としての鉄道用枕木を示す側断面
図である。

【図５】図４の５−５線に沿う拡大断面図である。

【符号の説明】

（１１ａ）・ベニヤ板（１１ｂ）・ベニヤ板（１２）・発熱体（１３）・断熱層（１４）・枕木（Ｍ）・弾性モルタル成形体（Ｍ１）弾性モルタル成形体（Ｍ２）弾性モルタル成形体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単量体成分としてアクリル酸エステルを主
成分とする重合体エマルジョン：１００重量部（固形分
換算）と、無機充填剤：１００〜３００重量部並びに水
硬性物質：５０〜１５０重量部とを含有し、上記重合体エマルジョンの重合時における界面活性剤使
用量を０．４ＰＨＲ以下の微量、同じく粒径を１０００
〜３０００Å、ガラス転移温度を−１５℃〜−７０℃に
定めたことを特徴とする弾性モルタル成形体。
【請求項２】重合時における界面活性剤使用量が０．４
ＰＨＲ以下の微量、同じく粒径が１０００〜３０００
Å、ガラス転移温度が−１５℃〜−７０℃として定めら
れたアクリル酸エステルを主成分とする重合体エマルジ
ョンの１００重量部を、無機充填剤の１００〜３００重
量部並びに水硬性物質の５０〜１５０重量部と混合し、その混合物を成形用の型枠に流し込んで、表面温度が４
０℃〜８０℃になるまで加熱硬化させることを特徴とす
る弾性モルタル成形体の製造法。
【請求項３】厚みを１０mm〜５０mmとし、その加熱養生
温度を４０℃〜８０℃の範囲内において制御管理するこ
とにより、弾性度を調整することを特徴とする請求項２
記載の弾性モルタル成形体の製造法。