タイル張り用接着材料及び構造物
【課題】コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下せず、且つ接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができるタイル張り用接着材料及び構造物を得る。
【解決手段】接着材料２０は、変成シリコーン樹脂系の接着剤２２と、ガラスバルーン２４とを含有している。ガラスバルーン２４は、中空且つ真球状で粒径が１０μｍ〜１００μｍであり、且つ接着剤２２の合計重量に対する重量比Ｘが０．１重量％〜１．０重量％の範囲で設定されている。ここで、接着材料２０は、接着剤２２中に混入するガラスバルーン２４の粒径と重量比Ｘを規定したので、下地１２に接着材料２０を塗ってタイル１４を張付けるときの作業性の低下が抑えられる。さらに、接着材料２０は、ガラスバルーン２４の間にある接着剤２２の流動が抑えられるため、硬化時のタイル１４のずれ量を低減することができる。
【解決手段】接着材料２０は、変成シリコーン樹脂系の接着剤２２と、ガラスバルーン２４とを含有している。ガラスバルーン２４は、中空且つ真球状で粒径が１０μｍ〜１００μｍであり、且つ接着剤２２の合計重量に対する重量比Ｘが０．１重量％〜１．０重量％の範囲で設定されている。ここで、接着材料２０は、接着剤２２中に混入するガラスバルーン２４の粒径と重量比Ｘを規定したので、下地１２に接着材料２０を塗ってタイル１４を張付けるときの作業性の低下が抑えられる。さらに、接着材料２０は、ガラスバルーン２４の間にある接着剤２２の流動が抑えられるため、硬化時のタイル１４のずれ量を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイル張り用接着材料及び構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造物の外壁として、コンクリート等の各種下地材にタイルを張り付けたものが用いられている。ここで、コンクリート下地にタイルを張り付けるタイル張り用接着材料として、有機系の接着材料が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１のタイル張り用接着材料は、分子鎖末端に対する反応性ケイ素基の導入率が平均して８８％以上である反応性ケイ素基含有オキシアルキレン重合体と、エポキシ樹脂と、微小中空粉体とを含有したものである。微小中空粉体としては、粒径が５〜２００μｍのガラスバルーンを用いている。
【０００４】
特許文献２のタイル張り用接着材料は、水と反応してシロキサン結合を形成することにより架橋してゴム状硬化物を形成する水分硬化性一液型樹脂に、無機系バルーンを破砕しつつ混合したものである。
【０００５】
特許文献３のタイル張り用接着材料は、エポキシ樹脂をベースとしたＡ液と、変成シリコーン樹脂をベースとしたＢ液とからなる二液タイプの接着材料に、ソーダ石灰硼珪酸ガラスの中空体を配合したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５９６１３
【特許文献２】特開２００３−０４９１５３
【特許文献３】特開２００３−３０１１５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下せず、且つ接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができるタイル張り用接着材料及び構造物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係るタイル張り用接着材料は、樹脂系接着剤と、ガラス粉体とを含有し、コンクリート下地にタイルを接着するタイル張り用接着材料において、前記ガラス粉体は、中空且つ真球状で粒径が１０μｍ〜１００μｍであり、且つ前記樹脂系接着剤の合計重量に対する重量比が０．１重量％〜１．０重量％である。
【０００９】
上記構成によれば、タイル張り用接着材料としての樹脂系接着剤中に混入するガラス粉体の粒径と重量比を規定したので、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下しない。さらに、ガラス粉体とガラス粉体の間にある接着剤の流動が抑えられ、接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係るタイル張り用接着材料は、前記ガラス粉体の粒度分布が、粒径が１０μｍ〜１００μｍのものが全体の９５％で、粒径が３０μｍ〜７０μｍのものが全体の７０％となっている。この構成によれば、ガラス粉体の粒度分布を規定したことにより、樹脂系接着剤におけるガラス粉体の分散性が向上する。
【００１１】
本発明の請求項３に係る構造物は、請求項１又は請求項２に記載のタイル張り用接着材料でコンクリート下地にタイルが接着されている。この構成によれば、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張るとき、コンクリート下地の不陸を埋めるように接着材料を厚付けしても、接着材料のダレが抑えられるので、タイルのずれ量を低減することができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る構造物は、前記コンクリート下地の表面の中心線平均粗さＲａが０．１μｍ〜５０μｍである。この構成によれば、コンクリート下地表面の凹凸にガラス粉体が嵌合して、コンクリート下地への接着材料の接着力が向上するので、コンクリート下地表面での接着材料の剥離を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成としたので、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下せず、且つ接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るタイルを張り付けた構造物の部分斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）本発明の実施形態に係る接着剤を用いてコンクリート下地にタイルを接着したときのタイルのずれ量を測定する測定方法を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る接着剤のガラスバルーン含有比率を変化させたときの接着剤塗り厚に対する硬化後のタイルのずれ量を示す測定結果である。
【図４】（ａ）本発明の実施形態に係る接着剤にガラスバルーン又はシラスバルーンの混入率を変化させて混入しタイルを接着したときのバルーン混入率と引張強度の関係を示すタイル接着強さの測定結果である。（ｂ）、（ｃ）本発明の実施形態に係る接着剤にガラスバルーン又はシラスバルーンの混入率を変化させて混入して作製した皮膜から採取したダンベル試験片を用いたときの、引張強度、伸び率を測定した皮膜引張強さ、皮膜伸び率の測定結果である。
【図５】（ａ）本発明の実施形態に係る接着剤を用いてコンクリート下地にタイルを接着する状態を示す模式図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る接着剤を用いて不陸のあるコンクリート下地にタイルを接着する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るコンクリート下地の表面粗さのグラフにガラスバルーンを表示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のタイル張り用接着材料及び構造物の実施形態を図面に基づき説明する。図１には、構造物としての建物１０の外観の一部が示されている。建物１０の側面には、コンクリートからなる下地１２が形成されており、下地１２の表面には、接着材料２０によって複数のタイル１４が接着され外壁１６が構築されている。なお、下地１２は、ＪＩＳ＿Ｂ＿００３１、００６１の付属書で定義されている表面の中心線平均粗さＲａが、予め０．１μｍ以上５０μｍ以下となるように構築されている。
【００１６】
図５（ａ）に示すように、接着材料２０は、樹脂系接着剤の一例として変成シリコーン樹脂を主成分とした一液反応硬化形の接着剤２２と、接着剤２２に混入されたガラス粉体の一例としてのガラスバルーン２４と、を含有している。
【００１７】
ガラスバルーン２４は、中空且つ真球状であり、接着剤２２の合計重量を１００重量％（１００ｗｔ％）として、接着剤２２に対する重量比が０．１重量％〜１．０重量％（０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％）となるように接着剤２２に混入されている。ここでは一例として、ガラスバルーン２４が０．５ｗｔ％となるように接着剤２２に混入されている。なお、ガラスバルーン２４の接着剤２２に対する重量比の設定範囲は、後述する各種測定の結果により決定されている。
【００１８】
また、ガラスバルーン２４は、粒径が１０μｍ以上１００μｍ以下のものが全体の９５％で、且つ粒径が３０μｍ以上７０μｍ以下のものが全体の７０％となるように、予め粒度分布が調整されている。なお、ガラスバルーン２４の粒度分布としては、粒径が１０μｍ以上７０μｍ以下であることが最も好ましい。
【００１９】
次に、ガラスバルーン２４の接着剤２２に対する重量比の設定範囲の決定のために行ったタイルのずれ量、タイル接着強さ、皮膜引張強さ、及び皮膜伸び率の４つの測定方法及び測定結果について説明する。
【００２０】
まず、タイルのずれ量の測定方法について説明する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、タイルのずれ量の測定では、初めに、立設されたコンクリート製の下地２６を準備し、下地２６の表面に接着材料２０を用いてタイル３０を接着する。タイル３０は、縦（鉛直方向の長さ）Ｈ＝１０８ｍｍ、横Ｗ＝６０ｍｍ、厚さＴ＝１０ｍｍの小口平タイルであり、前述のタイル１４と同じ材料で構成され、重量は約４４０ｇとなっている。また、タイル３０は、厚さＴ方向の一側面に接着材料２０が塗布されている。なお、加速試験を行うため、タイルと同じ材料、同じ大きさの２枚の錘用タイル３１をタイル３０の厚さＴ方向に貼り合わせている。
【００２２】
ここで、ガラスバルーン２４（図５（ａ）参照）の接着剤２２（図５（ａ）参照）に対する重量比をＸ（ｗｔ％）、タイル３０の厚さＴ方向における接着材料２０の塗り厚をｔ（ｍｍ）とする。そして、ガラスバルーン２４の重量比Ｘ＝０、０．１、０．２５、０．５、１、３、５（ｗｔ％）とした各接着材料２０を準備すると共に、当該接着材料２０の塗り厚ｔ＝３、５、７（ｍｍ）と変化させてタイル３０を下地２６に接着する。なお、接着剤２２のかさ密度は１．４±０．１ｇ／ｃｍ３、ガラスバルーン２４のかさ密度は０．１２５ｇ／ｃｍ３となっており、ガラスバルーン２４の１ｗｔ％は１１．２ｖｏｌ％に相当している。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、タイル３０のずれ量Δｈは、下地２６の表面にタイル３０を接着したときのタイル３０上面の高さをｈ１とし、接着材料２０の硬化後のタイル３０上面の高さをｈ２として、ずれ量Δｈ＝ｈ１−ｈ２で求められる。なお、文献（「１種類のタイル壁面を対象としたずれ感覚を表示する物理量の設定」横山裕：日本建築学会構造系論文報告集＿第４５４号、１９９３年１２月）によれば、タイル壁面において「ずれ」と認識される量は約２ｍｍとされている。ここで、本実施形態のタイル３０のずれ量Δｈの測定におけるタイル３０の重量は、タイル３０＋２枚の錘用タイル３１（１枚がタイル３０と同じ重量）の合計、即ち、通常のタイルの重量の約３倍で設定されているため、タイル３０のずれ量Δｈの判定基準として２×３＝６ｍｍ以内を許容範囲内とする。
【００２４】
次に、タイル３０のずれ量の測定結果について説明する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
図３及び表１に示すように、接着剤２２（図５（ａ）参照）の塗り厚ｔが３ｍｍ、５ｍｍのときは、ガラスバルーン２４（図５（ａ）参照）の重量比Ｘが０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲において、タイル３０のずれ量Δｈが許容範囲の６ｍｍ以内となった。また、塗り厚ｔが７ｍｍのときは、ガラスバルーン２４の重量比Ｘが０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の範囲において、タイル３０のずれ量Δｈが許容範囲の６ｍｍ以内となった。これにより、ガラスバルーン２４の重量比が０．１ｗｔ％以上のときに、タイル３０のずれ量Δｈの低減効果があることが分かった。
【００２７】
一方、図３に示すように、ガラスバルーン２４の重量比が１ｗｔ％、３ｗｔ％のときは、タイル３０のずれ量Δｈにほとんど差が見られない。ここで、接着材料２０としては、混入するガラスバルーン２４の量が多くなるほど流動性が低下し、タイル３０又は下地２６に塗るときの作業性が低下することになる。このため、ガラスバルーン２４の重量比を０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲で設定すれば、タイル３０のずれ量Δｈが低減でき、且つ接着材料２０塗布時の作業性が向上できる。
【００２８】
次に、タイル３０の接着強さの測定方法について説明する。
【００２９】
タイル３０の接着強さの測定は、ＪＩＳ＿Ａ＿５５５７の６．３．３接着強さ試験方法に基づき材齢４週（標準養生）で行う。なお、本実施形態では、ガラスバルーン２４の比較例としてシラスバルーンについても測定を行い、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンの接着剤２２に対する重量比Ｘを０、０．２５、０．５、１、２、３、５（ｗｔ％）と変化させた各接着材料２０を用いて行う。シラスバルーンは、火山灰が堆積した地層からなるシラス台地から採掘された天然素材（シラス）を１０００℃の高温で焼成、発泡させた微粒の中空体であるが、ガラスバルーン２４のように真球状にはなっておらず、また、ガラスバルーン２４よりも強度が低くなっている。
【００３０】
次に、タイル３０の接着強さの測定結果について説明する。
【００３１】
【表２】
【００３２】
図４（ａ）及び表２に示すように、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンについて、重量比Ｘを０ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲で変化させても、タイル３０の接着強さ（引張強度）は、いずれもＪＩＳ基準値である０．６Ｎ／ｍｍ２以上となった。なお、シラスバルーンについては、重量比Ｘを増加させると引張強度が低下する傾向が見られるが、ガラスバルーン２４については、重量比Ｘを増加させても引張強度はほとんど低下していない。これは、シラスバルーンに比べてガラスバルーン２４の強度が高く、ガラスバルーン２４が破壊されにくいことによる効果である。
【００３３】
次に、皮膜引張強さの測定方法について説明する。
【００３４】
皮膜引張強さの測定は、ＪＩＳ＿Ｋ＿６２５１に規定するダンベル状５号形試験片による引張性能試験により行う。なお、本実施形態では、ガラスバルーン２４の比較例としてシラスバルーンについても測定を行い、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンの接着剤２２に対する重量比Ｘを０、０．２５、０．５、１、２、３、５（ｗｔ％）と変化させた各接着材料２０を用いる。
【００３５】
次に、皮膜引張強さの測定結果について説明する。
【００３６】
【表３】
【００３７】
図４（ｂ）及び表３に示すように、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンについて、重量比Ｘを０ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲で変化させても、皮膜引張強さ（引張強度）は、いずれもＪＩＳ基準値である０．６Ｎ／ｍｍ２以上となった。なお、本測定においても、シラスバルーンに比べてガラスバルーン２４の方が、引張強度が高くなっている。
【００３８】
次に、皮膜伸び率の測定方法について説明する。
【００３９】
皮膜伸び率の測定は、ＪＩＳ＿Ｋ＿６２５１に規定するダンベル状５号形試験片による引張性能試験（切断時伸び）により行う。なお、本実施形態では、ガラスバルーン２４の比較例としてシラスバルーンについても測定を行い、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンの接着剤２２に対する重量比Ｘを０、０．２５、０．５、１、２、３、５（ｗｔ％）と変化させた各接着材料２０を用いる。
【００４０】
次に、皮膜伸び率の測定結果について説明する。
【００４１】
【表４】
【００４２】
図４（ｃ）及び表４に示すように、シラスバルーンでは、重量比Ｘが０．２５ｗｔ％以上で皮膜伸び率がＪＩＳ基準値である３５％よりも小さい値となった。一方、ガラスバルーン２４では、重量比Ｘが０．２５ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲において、皮膜伸び率がＪＩＳ基準値である３５％よりも大きい値となり、重量比Ｘが２ｗｔ％以上において３５％よりも小さい値となった。これにより、ガラスバルーン２４の重量比Ｘ＝０．２５ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲の接着材料２０が、タイル３０の張り付けに有効であることが分かった。
【００４３】
以上説明したタイル３０のずれ量、タイル３０の接着強さ、皮膜引張強さ、及び皮膜伸び率の測定結果から、本発明の実施形態では、接着材料２０における接着剤２２に混入するガラスバルーン２４の重量比Ｘとして、０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％が望ましい範囲であることを見出した。
【００４４】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、接着材料２０を用いてタイル１４を下地１２の表面Ｓに接着するとき、表面Ｓが比較的平滑である場合は、ガラスバルーン２４の重量比Ｘを０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲で決定し、接着剤２２に混入及び分散させて接着材料２０を得る。そして、下地１２の表面Ｓ又はタイル１４の接着面に接着材料２０を塗布してタイル１４を接着し、建物１０の外壁１６を構築する。
【００４６】
ここで、接着材料２０は、接着剤２２中に混入するガラスバルーン２４の粒径（粒度分布）と重量比Ｘが前述のように規定されているため、接着剤２２へのガラスバルーン２４の分散性が向上するだけでなく、流動性が低下しにくく下地１２に塗り易くなっており、下地１２に接着材料２０を塗るときの作業性の低下が抑えられる。
【００４７】
さらに、図６に示すように、接着材料２０は、ガラスバルーン２４の一部が、下地１２の表面Ｓの一部の凹状部と嵌合することが可能な粒径となっているため、当該凹状部に入り込んだガラスバルーン２４の投錨効果により、下地１２の表面Ｓへの接着力が向上する。これにより、ガラスバルーン２４の流動、及び隣接するガラスバルーン２４の間にある接着剤２２の流動が抑えられ、下地１２の表面Ｓにおける接着材料２０の剥離が抑えられると共に、接着材料２０の硬化時のタイル１４（図５（ａ）参照）のずれ量を低減することができる。
【００４８】
一方、図５（ｂ）に示すように、接着材料２０を用いてタイル１４を下地１２の表面Ｓに接着するとき、表面Ｓに不陸部１５がある場合は、重量比Ｘを決定してガラスバルーン２４を混入させた接着材料２０で不陸部１５を埋めると共に、接着剤２２でタイル１４を接着し、建物１０の外壁１６を構築する。ここで、不陸部１５を埋めるように接着材料２０を厚付けしても、接着材料２０は、ガラスバルーン２４の重量比Ｘが０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲で決定されているため、不陸部１５の段差が７ｍｍ程度のものまでについてダレが抑えられ、タイル１４のずれ量を低減することができる。なお、下地１２の不陸部１５だけでなくタイル１４側についても、ガラスバルーン２４を混入した接着材料２０で接着してよい。
【００４９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【００５０】
接着剤２２は、変成シリコーン樹脂に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂を主成分とした接着剤であってもよい。また、接着剤２２の反応硬化形は、一液反応硬化形に限定されるものではなく、二液反応硬化形であってもよい。ここで、一液反応硬化形は湿気硬化形であるため、厚付けしすぎると中心部分が固まりにくいので、例えば、厚さ７ｍｍまでは一液反応硬化形で接着し、７ｍｍより厚い場合に二液反応硬化形を用いるようにしてもよい。
【００５１】
タイル３０のずれ量Δｈの測定では、タイル３０にマーカーをつけて、このマーカーの位置の変化量から求めてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 建物（構造物）
１２ 下地（コンクリート下地）
１４ タイル
２０ 接着材料（タイル張り用接着材料）
２２ 接着剤（樹脂系接着剤）
２４ ガラスバルーン（ガラス粉体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイル張り用接着材料及び構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造物の外壁として、コンクリート等の各種下地材にタイルを張り付けたものが用いられている。ここで、コンクリート下地にタイルを張り付けるタイル張り用接着材料として、有機系の接着材料が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１のタイル張り用接着材料は、分子鎖末端に対する反応性ケイ素基の導入率が平均して８８％以上である反応性ケイ素基含有オキシアルキレン重合体と、エポキシ樹脂と、微小中空粉体とを含有したものである。微小中空粉体としては、粒径が５〜２００μｍのガラスバルーンを用いている。
【０００４】
特許文献２のタイル張り用接着材料は、水と反応してシロキサン結合を形成することにより架橋してゴム状硬化物を形成する水分硬化性一液型樹脂に、無機系バルーンを破砕しつつ混合したものである。
【０００５】
特許文献３のタイル張り用接着材料は、エポキシ樹脂をベースとしたＡ液と、変成シリコーン樹脂をベースとしたＢ液とからなる二液タイプの接着材料に、ソーダ石灰硼珪酸ガラスの中空体を配合したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５９６１３
【特許文献２】特開２００３−０４９１５３
【特許文献３】特開２００３−３０１１５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下せず、且つ接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができるタイル張り用接着材料及び構造物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係るタイル張り用接着材料は、樹脂系接着剤と、ガラス粉体とを含有し、コンクリート下地にタイルを接着するタイル張り用接着材料において、前記ガラス粉体は、中空且つ真球状で粒径が１０μｍ〜１００μｍであり、且つ前記樹脂系接着剤の合計重量に対する重量比が０．１重量％〜１．０重量％である。
【０００９】
上記構成によれば、タイル張り用接着材料としての樹脂系接着剤中に混入するガラス粉体の粒径と重量比を規定したので、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下しない。さらに、ガラス粉体とガラス粉体の間にある接着剤の流動が抑えられ、接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係るタイル張り用接着材料は、前記ガラス粉体の粒度分布が、粒径が１０μｍ〜１００μｍのものが全体の９５％で、粒径が３０μｍ〜７０μｍのものが全体の７０％となっている。この構成によれば、ガラス粉体の粒度分布を規定したことにより、樹脂系接着剤におけるガラス粉体の分散性が向上する。
【００１１】
本発明の請求項３に係る構造物は、請求項１又は請求項２に記載のタイル張り用接着材料でコンクリート下地にタイルが接着されている。この構成によれば、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張るとき、コンクリート下地の不陸を埋めるように接着材料を厚付けしても、接着材料のダレが抑えられるので、タイルのずれ量を低減することができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る構造物は、前記コンクリート下地の表面の中心線平均粗さＲａが０．１μｍ〜５０μｍである。この構成によれば、コンクリート下地表面の凹凸にガラス粉体が嵌合して、コンクリート下地への接着材料の接着力が向上するので、コンクリート下地表面での接着材料の剥離を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成としたので、コンクリート下地に接着材料を塗ってタイルを張付けるときの作業性が低下せず、且つ接着材料の硬化時のタイルのずれ量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るタイルを張り付けた構造物の部分斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）本発明の実施形態に係る接着剤を用いてコンクリート下地にタイルを接着したときのタイルのずれ量を測定する測定方法を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る接着剤のガラスバルーン含有比率を変化させたときの接着剤塗り厚に対する硬化後のタイルのずれ量を示す測定結果である。
【図４】（ａ）本発明の実施形態に係る接着剤にガラスバルーン又はシラスバルーンの混入率を変化させて混入しタイルを接着したときのバルーン混入率と引張強度の関係を示すタイル接着強さの測定結果である。（ｂ）、（ｃ）本発明の実施形態に係る接着剤にガラスバルーン又はシラスバルーンの混入率を変化させて混入して作製した皮膜から採取したダンベル試験片を用いたときの、引張強度、伸び率を測定した皮膜引張強さ、皮膜伸び率の測定結果である。
【図５】（ａ）本発明の実施形態に係る接着剤を用いてコンクリート下地にタイルを接着する状態を示す模式図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る接着剤を用いて不陸のあるコンクリート下地にタイルを接着する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るコンクリート下地の表面粗さのグラフにガラスバルーンを表示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のタイル張り用接着材料及び構造物の実施形態を図面に基づき説明する。図１には、構造物としての建物１０の外観の一部が示されている。建物１０の側面には、コンクリートからなる下地１２が形成されており、下地１２の表面には、接着材料２０によって複数のタイル１４が接着され外壁１６が構築されている。なお、下地１２は、ＪＩＳ＿Ｂ＿００３１、００６１の付属書で定義されている表面の中心線平均粗さＲａが、予め０．１μｍ以上５０μｍ以下となるように構築されている。
【００１６】
図５（ａ）に示すように、接着材料２０は、樹脂系接着剤の一例として変成シリコーン樹脂を主成分とした一液反応硬化形の接着剤２２と、接着剤２２に混入されたガラス粉体の一例としてのガラスバルーン２４と、を含有している。
【００１７】
ガラスバルーン２４は、中空且つ真球状であり、接着剤２２の合計重量を１００重量％（１００ｗｔ％）として、接着剤２２に対する重量比が０．１重量％〜１．０重量％（０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％）となるように接着剤２２に混入されている。ここでは一例として、ガラスバルーン２４が０．５ｗｔ％となるように接着剤２２に混入されている。なお、ガラスバルーン２４の接着剤２２に対する重量比の設定範囲は、後述する各種測定の結果により決定されている。
【００１８】
また、ガラスバルーン２４は、粒径が１０μｍ以上１００μｍ以下のものが全体の９５％で、且つ粒径が３０μｍ以上７０μｍ以下のものが全体の７０％となるように、予め粒度分布が調整されている。なお、ガラスバルーン２４の粒度分布としては、粒径が１０μｍ以上７０μｍ以下であることが最も好ましい。
【００１９】
次に、ガラスバルーン２４の接着剤２２に対する重量比の設定範囲の決定のために行ったタイルのずれ量、タイル接着強さ、皮膜引張強さ、及び皮膜伸び率の４つの測定方法及び測定結果について説明する。
【００２０】
まず、タイルのずれ量の測定方法について説明する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、タイルのずれ量の測定では、初めに、立設されたコンクリート製の下地２６を準備し、下地２６の表面に接着材料２０を用いてタイル３０を接着する。タイル３０は、縦（鉛直方向の長さ）Ｈ＝１０８ｍｍ、横Ｗ＝６０ｍｍ、厚さＴ＝１０ｍｍの小口平タイルであり、前述のタイル１４と同じ材料で構成され、重量は約４４０ｇとなっている。また、タイル３０は、厚さＴ方向の一側面に接着材料２０が塗布されている。なお、加速試験を行うため、タイルと同じ材料、同じ大きさの２枚の錘用タイル３１をタイル３０の厚さＴ方向に貼り合わせている。
【００２２】
ここで、ガラスバルーン２４（図５（ａ）参照）の接着剤２２（図５（ａ）参照）に対する重量比をＸ（ｗｔ％）、タイル３０の厚さＴ方向における接着材料２０の塗り厚をｔ（ｍｍ）とする。そして、ガラスバルーン２４の重量比Ｘ＝０、０．１、０．２５、０．５、１、３、５（ｗｔ％）とした各接着材料２０を準備すると共に、当該接着材料２０の塗り厚ｔ＝３、５、７（ｍｍ）と変化させてタイル３０を下地２６に接着する。なお、接着剤２２のかさ密度は１．４±０．１ｇ／ｃｍ３、ガラスバルーン２４のかさ密度は０．１２５ｇ／ｃｍ３となっており、ガラスバルーン２４の１ｗｔ％は１１．２ｖｏｌ％に相当している。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、タイル３０のずれ量Δｈは、下地２６の表面にタイル３０を接着したときのタイル３０上面の高さをｈ１とし、接着材料２０の硬化後のタイル３０上面の高さをｈ２として、ずれ量Δｈ＝ｈ１−ｈ２で求められる。なお、文献（「１種類のタイル壁面を対象としたずれ感覚を表示する物理量の設定」横山裕：日本建築学会構造系論文報告集＿第４５４号、１９９３年１２月）によれば、タイル壁面において「ずれ」と認識される量は約２ｍｍとされている。ここで、本実施形態のタイル３０のずれ量Δｈの測定におけるタイル３０の重量は、タイル３０＋２枚の錘用タイル３１（１枚がタイル３０と同じ重量）の合計、即ち、通常のタイルの重量の約３倍で設定されているため、タイル３０のずれ量Δｈの判定基準として２×３＝６ｍｍ以内を許容範囲内とする。
【００２４】
次に、タイル３０のずれ量の測定結果について説明する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
図３及び表１に示すように、接着剤２２（図５（ａ）参照）の塗り厚ｔが３ｍｍ、５ｍｍのときは、ガラスバルーン２４（図５（ａ）参照）の重量比Ｘが０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲において、タイル３０のずれ量Δｈが許容範囲の６ｍｍ以内となった。また、塗り厚ｔが７ｍｍのときは、ガラスバルーン２４の重量比Ｘが０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の範囲において、タイル３０のずれ量Δｈが許容範囲の６ｍｍ以内となった。これにより、ガラスバルーン２４の重量比が０．１ｗｔ％以上のときに、タイル３０のずれ量Δｈの低減効果があることが分かった。
【００２７】
一方、図３に示すように、ガラスバルーン２４の重量比が１ｗｔ％、３ｗｔ％のときは、タイル３０のずれ量Δｈにほとんど差が見られない。ここで、接着材料２０としては、混入するガラスバルーン２４の量が多くなるほど流動性が低下し、タイル３０又は下地２６に塗るときの作業性が低下することになる。このため、ガラスバルーン２４の重量比を０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲で設定すれば、タイル３０のずれ量Δｈが低減でき、且つ接着材料２０塗布時の作業性が向上できる。
【００２８】
次に、タイル３０の接着強さの測定方法について説明する。
【００２９】
タイル３０の接着強さの測定は、ＪＩＳ＿Ａ＿５５５７の６．３．３接着強さ試験方法に基づき材齢４週（標準養生）で行う。なお、本実施形態では、ガラスバルーン２４の比較例としてシラスバルーンについても測定を行い、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンの接着剤２２に対する重量比Ｘを０、０．２５、０．５、１、２、３、５（ｗｔ％）と変化させた各接着材料２０を用いて行う。シラスバルーンは、火山灰が堆積した地層からなるシラス台地から採掘された天然素材（シラス）を１０００℃の高温で焼成、発泡させた微粒の中空体であるが、ガラスバルーン２４のように真球状にはなっておらず、また、ガラスバルーン２４よりも強度が低くなっている。
【００３０】
次に、タイル３０の接着強さの測定結果について説明する。
【００３１】
【表２】
【００３２】
図４（ａ）及び表２に示すように、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンについて、重量比Ｘを０ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲で変化させても、タイル３０の接着強さ（引張強度）は、いずれもＪＩＳ基準値である０．６Ｎ／ｍｍ２以上となった。なお、シラスバルーンについては、重量比Ｘを増加させると引張強度が低下する傾向が見られるが、ガラスバルーン２４については、重量比Ｘを増加させても引張強度はほとんど低下していない。これは、シラスバルーンに比べてガラスバルーン２４の強度が高く、ガラスバルーン２４が破壊されにくいことによる効果である。
【００３３】
次に、皮膜引張強さの測定方法について説明する。
【００３４】
皮膜引張強さの測定は、ＪＩＳ＿Ｋ＿６２５１に規定するダンベル状５号形試験片による引張性能試験により行う。なお、本実施形態では、ガラスバルーン２４の比較例としてシラスバルーンについても測定を行い、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンの接着剤２２に対する重量比Ｘを０、０．２５、０．５、１、２、３、５（ｗｔ％）と変化させた各接着材料２０を用いる。
【００３５】
次に、皮膜引張強さの測定結果について説明する。
【００３６】
【表３】
【００３７】
図４（ｂ）及び表３に示すように、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンについて、重量比Ｘを０ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲で変化させても、皮膜引張強さ（引張強度）は、いずれもＪＩＳ基準値である０．６Ｎ／ｍｍ２以上となった。なお、本測定においても、シラスバルーンに比べてガラスバルーン２４の方が、引張強度が高くなっている。
【００３８】
次に、皮膜伸び率の測定方法について説明する。
【００３９】
皮膜伸び率の測定は、ＪＩＳ＿Ｋ＿６２５１に規定するダンベル状５号形試験片による引張性能試験（切断時伸び）により行う。なお、本実施形態では、ガラスバルーン２４の比較例としてシラスバルーンについても測定を行い、ガラスバルーン２４又はシラスバルーンの接着剤２２に対する重量比Ｘを０、０．２５、０．５、１、２、３、５（ｗｔ％）と変化させた各接着材料２０を用いる。
【００４０】
次に、皮膜伸び率の測定結果について説明する。
【００４１】
【表４】
【００４２】
図４（ｃ）及び表４に示すように、シラスバルーンでは、重量比Ｘが０．２５ｗｔ％以上で皮膜伸び率がＪＩＳ基準値である３５％よりも小さい値となった。一方、ガラスバルーン２４では、重量比Ｘが０．２５ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲において、皮膜伸び率がＪＩＳ基準値である３５％よりも大きい値となり、重量比Ｘが２ｗｔ％以上において３５％よりも小さい値となった。これにより、ガラスバルーン２４の重量比Ｘ＝０．２５ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲の接着材料２０が、タイル３０の張り付けに有効であることが分かった。
【００４３】
以上説明したタイル３０のずれ量、タイル３０の接着強さ、皮膜引張強さ、及び皮膜伸び率の測定結果から、本発明の実施形態では、接着材料２０における接着剤２２に混入するガラスバルーン２４の重量比Ｘとして、０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％が望ましい範囲であることを見出した。
【００４４】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、接着材料２０を用いてタイル１４を下地１２の表面Ｓに接着するとき、表面Ｓが比較的平滑である場合は、ガラスバルーン２４の重量比Ｘを０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲で決定し、接着剤２２に混入及び分散させて接着材料２０を得る。そして、下地１２の表面Ｓ又はタイル１４の接着面に接着材料２０を塗布してタイル１４を接着し、建物１０の外壁１６を構築する。
【００４６】
ここで、接着材料２０は、接着剤２２中に混入するガラスバルーン２４の粒径（粒度分布）と重量比Ｘが前述のように規定されているため、接着剤２２へのガラスバルーン２４の分散性が向上するだけでなく、流動性が低下しにくく下地１２に塗り易くなっており、下地１２に接着材料２０を塗るときの作業性の低下が抑えられる。
【００４７】
さらに、図６に示すように、接着材料２０は、ガラスバルーン２４の一部が、下地１２の表面Ｓの一部の凹状部と嵌合することが可能な粒径となっているため、当該凹状部に入り込んだガラスバルーン２４の投錨効果により、下地１２の表面Ｓへの接着力が向上する。これにより、ガラスバルーン２４の流動、及び隣接するガラスバルーン２４の間にある接着剤２２の流動が抑えられ、下地１２の表面Ｓにおける接着材料２０の剥離が抑えられると共に、接着材料２０の硬化時のタイル１４（図５（ａ）参照）のずれ量を低減することができる。
【００４８】
一方、図５（ｂ）に示すように、接着材料２０を用いてタイル１４を下地１２の表面Ｓに接着するとき、表面Ｓに不陸部１５がある場合は、重量比Ｘを決定してガラスバルーン２４を混入させた接着材料２０で不陸部１５を埋めると共に、接着剤２２でタイル１４を接着し、建物１０の外壁１６を構築する。ここで、不陸部１５を埋めるように接着材料２０を厚付けしても、接着材料２０は、ガラスバルーン２４の重量比Ｘが０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％の範囲で決定されているため、不陸部１５の段差が７ｍｍ程度のものまでについてダレが抑えられ、タイル１４のずれ量を低減することができる。なお、下地１２の不陸部１５だけでなくタイル１４側についても、ガラスバルーン２４を混入した接着材料２０で接着してよい。
【００４９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【００５０】
接着剤２２は、変成シリコーン樹脂に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂を主成分とした接着剤であってもよい。また、接着剤２２の反応硬化形は、一液反応硬化形に限定されるものではなく、二液反応硬化形であってもよい。ここで、一液反応硬化形は湿気硬化形であるため、厚付けしすぎると中心部分が固まりにくいので、例えば、厚さ７ｍｍまでは一液反応硬化形で接着し、７ｍｍより厚い場合に二液反応硬化形を用いるようにしてもよい。
【００５１】
タイル３０のずれ量Δｈの測定では、タイル３０にマーカーをつけて、このマーカーの位置の変化量から求めてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 建物（構造物）
１２ 下地（コンクリート下地）
１４ タイル
２０ 接着材料（タイル張り用接着材料）
２２ 接着剤（樹脂系接着剤）
２４ ガラスバルーン（ガラス粉体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂系接着剤と、ガラス粉体とを含有し、コンクリート下地にタイルを接着するタイル張り用接着材料において、
前記ガラス粉体は、中空且つ真球状で粒径が１０μｍ〜１００μｍであり、且つ前記樹脂系接着剤の合計重量に対する重量比が０．１重量％〜１．０重量％であるタイル張り用接着材料。
【請求項２】
前記ガラス粉体の粒度分布が、粒径が１０μｍ〜１００μｍのものが全体の９５％で、粒径が３０μｍ〜７０μｍのものが全体の７０％となっている請求項１に記載のタイル張り用接着材料。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のタイル張り用接着材料でコンクリート下地にタイルが接着された構造物。
【請求項４】
前記コンクリート下地の表面の中心線平均粗さＲａが０．１μｍ〜５０μｍである請求項３に記載の構造物。
【請求項１】
樹脂系接着剤と、ガラス粉体とを含有し、コンクリート下地にタイルを接着するタイル張り用接着材料において、
前記ガラス粉体は、中空且つ真球状で粒径が１０μｍ〜１００μｍであり、且つ前記樹脂系接着剤の合計重量に対する重量比が０．１重量％〜１．０重量％であるタイル張り用接着材料。
【請求項２】
前記ガラス粉体の粒度分布が、粒径が１０μｍ〜１００μｍのものが全体の９５％で、粒径が３０μｍ〜７０μｍのものが全体の７０％となっている請求項１に記載のタイル張り用接着材料。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のタイル張り用接着材料でコンクリート下地にタイルが接着された構造物。
【請求項４】
前記コンクリート下地の表面の中心線平均粗さＲａが０．１μｍ〜５０μｍである請求項３に記載の構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７９９８８（Ｐ２０１１−７９９８８Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３４２２３（Ｐ２００９−２３４２２３）
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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