JP3522109B2 - 建築物用無機系水性接着剤及びそれを用いた建築物の施工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の新設過程
及び補修過程において、特に内装建材の接着等に好適に
使用され、室内に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等を発生
させない建築物用無機系水性接着剤及びそれを用いた建
築物の施工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の新設過程や補修過程において、
内装建材や外装建材等を下地材に接着するという作業、
各種建材どうしを接着するという作業などがある。従来
このような接着作業に用いる接着剤としては、合成樹脂
系接着剤が一般的に使用されてきた。この合成樹脂系接
着剤の分類方法は多々あるが、ウレタン樹脂系接着剤、
アクリレート樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤な
どの有機溶剤型接着剤、エポキシ樹脂系接着剤などの無
溶剤型接着剤、エマルジョン系接着剤といわれる水性接
着剤に大別される。

【０００３】前記有機溶剤型接着剤は、エタノールなど
のアルコール系、トルエン、キシレンなどの芳香族系、
酢酸エチルなどのエステル系、アセトンなどのケトン系
等の有機溶剤中にポリマーを溶解したものであり、これ
ら有機溶剤の揮発によって造膜、固化させるものであ
る。したがって、必然的に揮発性溶剤や未反応の揮発性
モノマー等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が放出されて
しまう。そのため、このような有機溶剤型接着剤を用い
た作業中に十分な換気を行わないと、作業者の目特に球
結膜や鼻粘膜、喉粘膜等に異常刺激を与えたり、手足の
痺れ、視力の低下、めまい、喘息、発熱、呼吸困難、吐
き気等の種々の症状（化学物質過敏症）を起こしたり、
ジンマシンや湿疹等のアレルギー、アトピー性皮膚炎の
悪化等の健康障害を誘発することがあった。また、施工
後にも有機溶剤型接着剤中に残存する有機溶剤は微量で
はあるものの徐々に揮発する。しかも近年では高気密性
住宅が増加しているため、室内は前述の揮発性有機化合
物（ＶＯＣ）が籠もる環境となり、人体に影響が及ぶ濃
度になりがちである。したがって、この住宅に居住する
生活者は、前述の作業者と同様の健康障害が懸念され
る。このような状況は“シックハウス症候群”或いは
“シックビル症候群”などと呼ばれ、社会的問題となっ
ている。

【０００４】また、前記無溶剤型接着剤は、主剤と硬化
剤との２液を直前に混合して反応させるものであり、原
則的には溶剤を加えないものである。ところが、実際の
施工においては、例えば内装建材の接着では接着剤を
０．１ｍｍ程度に薄く塗り延ばす必要があり、溶液粘度
を低下させるために有機溶剤を加える方法が採られてい
る。したがって、前記有機溶剤型接着剤と同様に揮発性
有機化合物（ＶＯＣ）が放出されるという問題がある。

【０００５】これに対してエマルジョン系接着剤などの
水性接着剤は、界面活性剤等により乳化したポリマー微
粒子を水（分散媒）中に分散させたものであるため、有
機溶剤を使用しないために前述の揮発性有機化合物（Ｖ
ＯＣ）の問題を生じない。また、引火性も低いので安全
性も高い。さらに、水性であるため、接着作業に用いた
工具も水洗いができるという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この水
性接着剤は、水分の蒸発によってポリマー粒子が凝集、
造膜、固化するものであり、水分の蒸発は有機溶剤の揮
発に比べて著しく遅いので、前述の有機溶剤を使用する
タイプの接着剤に比べて施工後の養生（放置）時間を長
く要する。また、特に水分量が多い場合などには、建材
等が木製であると、この木製建材が水分を吸収して反り
を生じたり、接着後に膨れ、剥がれなどを生ずるおそれ
がある。さらに、施工後も、接着剤が室内の湿気や結露
などを吸水し、それにより被膜形成した接着剤が再乳化
して軟化し、接着強度が低下したり、床材など広い面積
の被着を行うときは被着面の不陸調整を十分に行わない
と窪み部分の埋め戻し効果を期待できないので、施工
後、歩行によって撓んだり、跳ね返りがあったりするな
ど、内装建材等各種建材の接着剤としては解決されるべ
き問題が多々ある。

【０００７】また、無機系の水性接着剤としては、例え
ばタイルなどをコンクリート壁に接着するためのセメン
トモルタルが知られているが、内装建材等各種建材の接
着剤としては、水分量が多く、粘着性（タック性）に乏
しいという問題があった。加えて、伸張性に乏しく、薄
塗りしたときひび割れも生じ易い等の問題もあった。さ
らに、既にセメント等の水硬性無機固化剤に接着補助剤
を加えた水性接着剤も提案されているが、これらは粉体
（水硬性無機固化剤）と混和液（接着補助剤の水溶液）
を現場にて混練りする作業を伴うため、現場まで秤量
機、ミキサー、撹拌用容器等を持ち込む必要もあり、極
めて作業が面倒であった。また、現場での粉塵の発生も
問題であった。さらに、水硬性のため予め工場での混練
りができないという問題もあった。

【０００８】本発明は、前記の問題を解決するため提案
されるもので、揮発性有機化合物を発生させず、しかも
適度な粘性を有すると共に伸張性等に優れ、内装建材等
各種建材に対して円滑な施工を実現でき、さらに施工後
の各種建材の反り等の変形、膨れ、剥がれ等を生ずるこ
とがない無機系水性接着剤を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため提案されたもので、予め工場での混練りが可
能であって、気硬性無機固化剤である消石灰５〜５０ｗ
ｔ％と、アクリル樹脂系、エチレン酢酸ビニル（ＥＶ
Ａ）系樹脂、ＳＢＲ系樹脂から選ばれるエマルジョン水
溶液、または酢酸ビニル、酢酸ビニル−ベオバ、エチレ
ン酢酸ビニル、アクリル樹脂から選ばれる再乳化型粉末
樹脂等である接着補助剤（固形分として）２〜２０ｗｔ
％と、全水量１５〜４０ｗｔ％と、必要に応じて無機質
混和材とからなることを特徴とする建築物用無機系水性
接着剤に関するものである。また、本発明は、建築物の
新設過程又は補修過程において、内装建材や外装建材の
接着剤として、或いは各種建材どうしの接着剤、または
建築内装木工事用接着剤として、前記無機系水性接着剤
を用いることを特徴とする建築物の施工法をも提案する
ものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を詳
細に説明する。本発明は、木質フローリング、クッショ
ンフロアシート、内装用タイル、合板等の内装建材や外
装建材を下地材に接着したり、各種建材どうしを接着し
たり、建築内装木工事に用いられる無機系水性接着剤、
及びそれを用いた施工法に関する。尚、以下の説明では
下地材に内装建材を貼付する作業を想定しているが、勿
論それらに限定されるものではない。

【００１１】本発明の無機系水性接着剤の主成分である
気硬性無機固化剤、接着補助剤としては下記のものがあ
る。まず、気硬性無機固化剤としては、消石灰を用いる
ことができる。次に、接着補助剤としては、アクリル樹
脂系、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂、ＳＢＲ系
樹脂等のエマルジョン水溶液、または酢酸ビニル、酢酸
ビニル−ベオバ、エチレン酢酸ビニル、アクリル樹脂等
の再乳化型粉末樹脂等を用いることができ、仕上げ材料
の種類、素材により接着性及び特性を考慮し、樹脂の種
類及びＴｇ（ガラス転移温度）を選定すればよい。ま
た、水は重要な構成成分であり、水が少ないと塗着時の
作業性が悪くなり、下地材へ塗着した後の内装建材の貼
付までのオープンタイムが短くなり、逆に水が多すぎる
と木質フローリング等の木製建材を貼り付けたときに反
り等が発生する。そこで、作業性、オープンタイム等を
考慮して水量を決定することが必要である。

【００１２】気硬性無機固化剤は、５〜５０ｗｔ％配合
されることが望ましい。より好ましくは１２〜４０（１
２以上４０以下）ｗｔ％である。配合量が少なすぎると
乾燥後ひび割れが発生し、接着剤の強度が弱く、且つ付
着性は接着界面での破断が多くなる。逆に配合量が多す
ぎるとかたくなって作業性が悪くなり、混練り時の水量
が多くなる。また乾燥性も悪くなり、接着性も悪くな
る。接着補助剤は、固形分として２〜２０ｗｔ％配合さ
れることが望ましい。より好ましくは４〜１５（４以上
１５以下）ｗｔ％である。配合量が少なすぎると乾燥後
ひび割れが発生し、混練り時の水量が多くなり、且つ付
着性が著しく低下する。逆に配合量が多すぎると作業性
が悪くなったり、乾燥後割れが発生したりする傾向があ
る。また、揮発性有機化合物の発生する量も多くなる。
全水量は合成樹脂エマルジョンに含有される水も考慮
し、１５〜４０ｗｔ％配合されることが望ましい。この
全水量は接着剤製造時の作業性、施工時の作業性、乾燥
性、粘性等を考慮して決定すれば良く、より好ましくは
２０〜３５ｗｔ％である。配合量が少なすぎると接着剤
製造時の作業性が悪く、施工時の乾燥が速くなり、オー
プンタイムも短くなり、施工時の滑りが悪くなり作業能
率が低下し、且つ施工時の作業性も悪くなり、接着不良
を起こす可能性が高くなる。逆に配合量が多すぎると乾
燥に時間がかかり接着剤の強度発生が遅く、実用上問題
が発生する。また、施工後水分により各種建材の反り等
の変形につながり、膨れ、剥がれを生じることになる。
したがって、本発明の建築用無機系水性接着剤として
は、乾燥後のひび割れ、接着剤の強度、作業性、乾燥
性、接着性、揮発性有機化合物の発生量等を考慮して、
気硬性無機固化剤５〜５０ｗｔ％と、接着補助剤（固形
分として）２〜２０ｗｔ％と、全水量１５〜４０ｗｔ％
とからなるものが望ましい。

【００１３】また、本発明の無機系水性接着剤には、下
記の無機質混和材、骨材、増粘剤、分散剤、湿潤剤、繊
維材料を適宜に添加しても良い。

【００１４】無機質混和材としては、炭酸カルシウム粉
末、クレー、タルク等を使用することができる。この無
機質混和材は、本発明の無機系水性接着剤の特性を変え
ない範囲で配合することが望ましく、必要に応じて１０
〜５０ｗｔ％配合することが望ましい。

【００１５】骨材としては、珪砂、寒水石、天然砂、雲
母粉末等の無機質骨材、ＥＶＡ−炭酸カルシウム発泡骨
材、スチレン発泡骨材等の有機質骨材等を使用すること
ができる。また、珪藻土、珪藻土造粒物、珪藻土造粒焼
成物、ゼオライト、ゼオライト焼成物等を用いるように
しても良い。この骨材は、１０〜５０ｗｔ％配合するこ
とが望ましい。尚、骨材の粒径を１．５ｍｍ以下とする
と、従来の無機系水性接着剤等に比較して接着剤の流動
性、粘着性、伸張性を高めるのに効果的である。

【００１６】増粘剤としては、メチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメ
チルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、
ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム等
の合成高分子物質、或いは澱粉類、海藻類、ゼラチン
類、アルギン酸ソーダ等の天然高分子物質から選ばれる
１種以上の水溶性増粘剤を使用することができる。尚、
これら増粘剤の選定に当たっては、気硬性無機固化剤に
影響を与えるものは避け、水溶液が非ニュートン流動を
示すものとニュートン流動を示すものがあるので、下地
材への塗着時の作業性及び内装建材の貼付時の粘着力
（タック）を考慮し、１種或いは２種以上を適宜に選定
して混合し、流動性及び粘性を任意に制御するようにす
る。この水溶性増粘剤は、０．０５〜０．５ｗｔ％配合
することが望ましい。

【００１７】分散剤、湿潤剤は、接着剤としての流動性
の付与及び混練り水を減少させるものであり、特殊ポリ
カルボン酸型高分子界面活性剤、カルボン酸重合体のナ
トリウム塩、ヘキサメタリン酸ソーダ等を使用すること
ができる。この分散剤、湿潤剤は、０．３〜１．０ｗｔ
％配合することが望ましい。

【００１８】繊維材料は、粘性の改良及び乾燥後のひび
割れを防止するものであり、パルプ質、セピオライト等
を使用することができる。この繊維材料は、０．５〜５
ｗｔ％配合することが望ましい。

【００１９】前記のような組成の無機系水性接着剤を用
いて施工するには、工場で各成分を混練りしたものを缶
等の容器中に気密に収容し、これを現場に運搬して櫛へ
ら等で接着剤を塗布すればよい。即ち、従来の水硬性固
化剤を用いた無機系水性接着剤等のように現場にて混練
り作業を行う必要がないので、作業性が優れている。

【００２０】木質フローリング、合板、クッションフロ
アシート、内装タイルなどの各種内装建材をコンクリー
トの床や壁、合板や石膏ボードからなる壁などの下地材
に接着するに際し、本発明の無機系水性接着剤を下地材
に塗布した後、内装建材を押圧する。これにより、下地
材に多少の不均一な凹凸（不陸）箇所があっても凹部を
接着剤が埋め、硬化後は内装建材を押しても気硬性無機
固化剤の硬化により層強度が著しく向上しているため、
変形や撓みを生じることがなく、樹脂系接着剤では必要
であった不陸調整作業を軽減、実質的に解消することが
できる。また、気硬性無機固化剤は、空気中の炭酸ガス
を吸収して硬化していくため、全世界レベルで問題にな
っている地球温暖化の原因である炭酸ガスを少しでも少
なくすることに寄与する。

【００２１】さらに、本発明の無機系水性接着剤は接着
補助剤などの配合によって粘着性を有しているため、気
硬性無機固化剤の硬化までに内装建材が剥離する危険性
を軽減できる。また、本発明の無機系水性接着剤中には
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を使用していないので、そ
の施工中或いは施工後に前述の健康障害を生ずるおそれ
は全くない。

【００２２】

【実施例】〔付着試験〕 表１及び表２に示した本発明の実施例１〜１２及び比較
例１の各種配合組成物を高速撹拌機で３０分間混練りし
て水性接着剤を作り、この各種水性接着剤を構造用合板
（７cm×７cm×厚さ９mm）に、くし目ヘラを用いて１．
１kg／m²塗り付けた。そして、構造用合板（厚さ９mm）
及び内装用タイルを４cm×４cmにカットしたもの（ｎ＝
３）を前記水性接着剤の塗布面に重合するように貼り付
け、恒温恒湿室（温度２０℃、湿度６５％）で１週間養
生した後、オートグラフ（島津AG-5000C）を用いてクロ
スヘッド速度１mm／分にて接着強度を測定した。結果は
表１及び表２に示した。

【００２３】〈配合組成及び結果〉

【表１】

【表２】

【００２４】表１，２より明らかなように、本発明の実
施例１〜１２の水性接着剤は、接着補助剤を添加しない
比較例１の水性接着剤に比べて十分に高い付着性を示し
た。特に前述の範囲内で各成分を配合した実施例２〜
８，１０，１１の水性接着剤では、作業性、乾燥後の状
態、及び付着試験について良好な結果が得られた。尚、
実施例１では接着補助剤の配合量が少ないため比較的付
着性が低かった。実施例９では気硬性無機固化剤の配合
量が少なく、且つ無機質混和剤の配合量が多いため、割
れが発生した。実施例１２では気硬性無機固化剤の配合
量が多いため硬くなって作業性が悪かったが、別途実験
にて水量を調整することにより作業性及び付着性を向上
できることを確認した。したがって、各成分は前述の範
囲にて配合することが望ましいことが確認された。一
方、比較例１では、表記のように水量を増加しても付着
性が著しく低いものとなり、割れも発生した。

【００２５】〔施工性試験〕 （１）新築のマンション現場において、コンクリート下
地にセメント系セルフレベリング材で平滑にされた床面
に、くし目ヘラを用いて前記実施例４の水性接着剤を使
用し、木質フローリング材（松下電工（株）製『NEWウッ
ディスーパー45Z』）を約６０m²施工した。また、比較用に
現在一般的に使用されているウレタン系の接着剤（コニ
シ（株）製『KU−909S』）を用いて同様に施工した。 （２）同現場においてキッチン回りの壁（石膏ボード下
地、合板下地）に、実施例４の水性接着剤を用いて内装
用タイル（ダントー製『PM-1/33C』）を約３m²程度施工
した。

【００２６】〈結果；施工後の状態の確認〉施工後、３
日、７日、１ヶ月経過した後、浮きや剥がれの有無を目
視にて調べたが、何れも浮き、剥がれは確認されなかっ
た。さらに入居後２ヶ月経過した後も浮き、剥がれ等の
異常は発生していなかった。

【００２７】〔揮発性有機化合物の確認〕前記実施例４
の水性接着剤と市販の４種の接着剤について、通常の居
室フローリング面積を０．４m²／m³として負荷率を等し
くするため、アクリル板（０．１６ｍ×０．３ｍ）にそ
れぞれ０．６kg／m²（実施例４の水性接着剤は０．９kg
／m²）の接着剤を塗布し、スモールチャンバー内（０．
４ｍ×０．４ｍ×０．７４５ｍ）で発生する揮発性有機
化合物の放散量を炭化水素計で連続的に測定した。測定
条件は換気回数０．５回、温度２３℃、湿度５０％に設
定した。結果は図１に示した。

【００２８】図１より明らかなように、本発明の実施例
４の水性接着剤では、揮発性有機化合物の発生は皆無と
いって良いことが確認された。この結果、大気中にも微
量の有機化合物が存在し、被着体である内装建材にも有
機化合物が存在するが、相当量の有機化合物は揮発成分
を含む樹脂系接着剤に原因があることが判明し、本発明
の水性接着剤により、有機化合物の発生を低減でき、空
気中のＣＯ₂ を減少できる内装構造、及び建築物を提供
できることが確認された。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の無機系水性
接着剤は、気硬性無機固化剤が空気中の炭酸ガスを吸収
し、接着剤として硬化するので、従来の水硬性無機固化
剤を主成分とする水性接着剤のように使用する直前に混
練りする必要がなく、現場での粉塵の発生も勿論なく、
予め工場にて混練りした組成物を缶等の容器中に気密に
収容しておけば現場にて容器中の組成物をそのまま使用
することができ、極めて作業性が優れたものとなる。ま
た、本発明の無機系水性接着剤には、揮発性有機化合物
等の有機溶媒を用いていないので安全性が高く、適度な
粘性を有して塗布時にたれを生ずることもなく、伸張性
にも優れ例えば０．１ｍｍ以下の薄肉の塗布も可能であ
る。さらに、含水量が少ないので施工後の各種建材の反
り等の変形、膨れ、剥がれ等を生ずることもない。

【００３０】また、本発明の建築物の施工法は、上記無
機系水性接着剤を建築物の新設又は補修に際して内装建
材や外装建材の接着剤として、或いは各種建材どうしの
接着剤、または建築内装木工事用接着剤として用い、人
体に有害な揮発性有機化合物を発生させることがないの
で、その施工時には作業者に危険な作業環境になること
がないし、施工後においても生活者が種々の健康障害を
引き起こすことがないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における水性接着剤と市販の接
着剤４種について、揮発性有機化合物の放散状況を測定
したグラフである。

フロントページの続き (72)発明者 木村 洋 東京都港区芝二丁目32番１号 株式会社 長谷工コーポレーション内 (72)発明者 原田 進 神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地 富 士川建材工業株式会社内 (72)発明者 小嶋 秀典 神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地 富 士川建材工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−55368（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−3430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−111128（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／006897（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09J 1/00 - 1/02 E04F 13/08 - 13/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め工場での混練りが可能であって、気
   硬性無機固化剤である消石灰５〜５０ｗｔ％と、アクリ
   ル樹脂系、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂、ＳＢ
   Ｒ系樹脂から選ばれるエマルジョン水溶液、または酢酸
   ビニル、酢酸ビニル−ベオバ、エチレン酢酸ビニル、ア
   クリル樹脂から選ばれる再乳化型粉末樹脂である接着補
   助剤（固形分として）２〜２０ｗｔ％と、全水量１５〜
   ４０ｗｔ％と、必要に応じて無機質混和材とからなるこ
   とを特徴とする建築物用無機系水性接着剤。
2. 【請求項２】 建築物の新設過程又は補修過程におい
   て、内装建材や外装建材の接着剤として、或いは各種建
   材どうしの接着剤、または建築内装木工事用接着剤とし
   て、予め工場での混練りが可能であって、気硬性無機固
   化剤である消石灰５〜５０ｗｔ％と、アクリル樹脂系、
   エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂、ＳＢＲ系樹脂か
   ら選ばれるエマルジョン水溶液、または酢酸ビニル、酢
   酸ビニル−ベオバ、エチレン酢酸ビニル、アクリル樹脂
   から選ばれる再乳化型粉末樹脂である接着補助剤（固形
   分として）２〜２０ｗｔ％と、全水量１５〜４０ｗｔ％
   と、必要に応じて無機質混和材とからなる無機系水性接
   着剤を用いることを特徴とする建築物の施工法。