(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ質無機粉末、ケイ酸アルカリ、平均粒子径０．１μｍ以下の非シリカ質無機微粒子および水を含む無機接着剤組成物であって、前記シリカ質無機粉末が平均粒子径０．５μｍ〜０．５ｍｍであり、前記非シリカ質無機微粒子がアルミナ微粒子またはチタニア微粒子であり、前記シリカ質無機粉末１００重量部に対し、ケイ酸アルカリ２重量部以上１００重量部以下、非シリカ質無機微粒子０．１重量部以上１００重量部以下、水７重量部以上７０重量部以下含むことを特徴とする無機接着剤組成物。
【請求項２】
前記非シリカ質無機微粒子が、気相法または有機金属の加水分解法により得られたものである請求項１記載の無機接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機接着剤組成物に関し、詳しくは常温で長期間保管しても、粘度が増大しにくい無機接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機接着剤組成物は、例えば電球を構成するガラスバルブを口金等と接着するため接着剤として用いられている。また、点火栓、温度センサーなどの固定や、高温炉の補修などにも用いられている。
【０００３】
かかる無機接着剤組成物として、特許文献１〔特開昭５２−３２８５号公報〕および特許文献２〔特開平４−３１１７８５号公報〕には、石英、ケイ石、長石、ムライト、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウムなどのシリカ質無機粉末と、珪酸アルカリおよび水を含む組成物が開示されている。
【０００４】
しかし、かかる従来のシリカ質無機粉末、珪酸アルカリおよび水を含む無機接着剤組成物は、常温で長期間保管した場合に粘度が増大し易いものであり、保管、運搬時には、粘度の増大を抑えるために、５℃〜１５℃に保冷しておく必要があった。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５２−３２８５号公報
【特許文献２】特開平４−３１１７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明者は、シリカ質無機粉末、珪酸アルカリおよび水を含み、常温で長期間保存しても、粘度が増大しにくい無機接着剤組成物を開発するべく鋭意検討した結果、一次粒子の平均粒子径０．１μｍ以下の非シリカ質無機微粒子を含むことにより、常温での粘度の増大が抑制されることを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、シリカ質無機粉末、珪酸アルカリ、平均一次粒子径０．１μｍ以下の非シリカ質無機微粒子および水を含む無機接着剤組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の無機接着剤組成物は、常温で長期間保管しても粘度が増大しにくいので、保管、運搬時に保冷する必要がなく、取扱いが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の無機接着剤組成物を構成するシリカ質無機粉末とは、ケイ素元素を構成元素として含む無機化合物の粉末であって、かかる無機化合物として具体的には、例えば石英、ケイ石、長石、ムライト、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウムなどの無機化合物の粉末が挙げられる。
【００１０】
かかるシリカ質無機粉末の平均粒子径は、通常０．５μｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ以下である。
【００１１】
珪酸アルカリとしては、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウムが挙げられる。珪酸アルカリにおけるケイ素原子（Ｓｉ）とアルカリ金属原子（Ｍ）の比は、それぞれ酸化物換算（ＳｉＯ2、Ｍ2Ｏ）に換算した物質量比（モル比）〔ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏ〕で、珪酸ナトリウムの場合（ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ）比が１〜４、珪酸リチウムの場合、（ＳｉＯ2／Ｌｉ2Ｏ）比が３．５〜７．５、珪酸カリウムの場合、（ＳｉＯ2／Ｋ2Ｏ）比が１〜４であることが好ましい。
【００１２】
本発明の無機接着剤組成物における珪酸アルカリの含有量は、シリカ質無機粉末１００質量部あたり通常２質量部〜１００質量部、好ましくは４質量部〜５０質量部である。
【００１３】
非シリカ質無機微粒子は、ケイ素元素を実質的に含まない無機化合物の微粒子であって、かかる無機化合物として具体的には、例えばアルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、イットリア、マグネシア、カルシアなどのような酸化物が挙げられ、スピネルなどのような、複合酸化物であってもよく、好ましくはアルミナ、チタニアである。非シリカ質無機微粒子としては、気相法や、有機金属の加水分解法により得られたものが、本発明の無機接着剤組成物中で均一に分散し易い点で、好ましい。
【００１４】
非シリカ質無機微粒子は、平均一次粒子径が０．１μｍ以下であり、通常は０．００２μｍ（２ｎｍ）以上、好ましくは０．０１μｍ以上である。
【００１５】
本発明の無機接着剤組成物における非シリカ質無機微粒子の含有量は、シリカ質無機粉末１００質量部あたり通常０．１質量部以上、好ましくは０．３質量部以上であり、含有量に見合った効果が得られないことから通常は１００質量部以下である。
【００１６】
水の含有量は、無機接着剤組成物の使用目的により適宜選択されるが、無機接着剤組成物のシリカ質無機粉末１００質量部あたり通常は７質量部〜７０質量部、好ましくは１０質量部〜４０質量部である。
【００１７】
本発明の無機接着剤組成物は、例えば電球を構成するガラスバルブと、金属製の口金、ミラー材料、磁製ベースなどとの接着に好適に使用することができ、ガラスバルブと口金、ミラー材料または磁製ベースなどとの間に本発明の無機接着剤組成物を充填し、乾燥後、加熱することにより、ガラスバルブと口金、ミラー材料、磁製ベースなどとを接着することができる。加熱温度は通常１００℃〜３００℃である。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されるものではない。
【００１９】
なお、各実施例において使用したシリカ質無機粉末、珪酸アルカリおよび非シリカ質無機微粒子は、それぞれ以下のとおりである。
【００２０】
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シリカ質無機粉末
Ａ１：平均粒子径１２μｍのムライト粉末
太平洋ランダム社製「７０Ｍ  ３２５Ｆ」
Ａ２：平均粒子径７μｍの石英粉末
市販の石英粉末を粉砕して調製したもの
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珪酸アルカリ
Ｂ１：珪酸リチウム水溶液
日産化学社製「リチウムシリケートＬ４５」
ＳｉＯ2／Ｌｉ2Ｏのモル比は４．５、固形分は２２質量％
Ｂ２：珪酸ナトリウム水溶液
東曹産業社製「３号珪酸ソーダ」
ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏのモル比は３、固形分は４０質量％
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非シリカ質無機微粒子
Ｃ１：アルミナ微粒子
日本アエロジル社製「ヒュームドアルミナＡｌｕＣ」、平均粒子径１３ｎｍ
Ｃ２：チタニア微粒子
日本アエロジル社製「ヒュームドチタニアＰ  ２５」、平均粒子径２１ｎｍ
Ｃ３：アルミナ微粒子
住友化学社製「アルミナＡＫＰ−Ｇ０１５」、平均粒子径１００ｎｍ
Ｃ４：アルミナ粒子
平均粒子径０．４μｍの市販のアルミナ
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【００２１】
評価方法は、それぞれ以下のとおりである。
（１）シリカ無機粉末の平均粒子径
レーザー回折型粒度計「ＳＡＬＤ２２００」（島津製作所社製）を用いて質量基準の５０％相当粒子径として測定した。
（２）無機微粒子の平均一次粒子径
電子顕微鏡写真から数平均値として求めた。
（３）粘度
粘度計〔ＲＩＯＮ社製「ビスコテスタＶＴ−０４」〕を用い、これに付属のＮｏ．２ロータを装着して測定した。
【００２２】
実施例１〜実施例９
第１表に示すシリカ質無機粉末、珪酸アルカリ水溶液および非晶質無機微粒子を第１表に示す割合で混合して、無機接着剤組成物を得、直ちに粘度を測定した。得られた向き接着剤組成物を３０℃で１ヶ月保管して、再度粘度を測定した。結果を第１表に示す。
【００２３】
第 １ 表                                    
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実施例  シリカ質      珪酸アルカリ  非シリカ質      粘度                        
無機粉末      （固形分）    無機微粒子      直後        １ヶ月後(３０℃)
(質量部)      (質量部)      (質量部)        (mPa・s)    (mPa・s)        
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１    Ａ１：100     Ｂ１：12.4    Ｃ１： 2.0       17500       16000          
２    Ａ１：100     Ｂ１：12.2    Ｃ２： 2.0       17000       17500          
３    Ａ１：100     Ｂ１：12.8    Ｃ３： 2.0       17000       16000          
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４    Ａ１：100     Ｂ１： 9.9    Ｃ１： 0.8       17000       19000          
５    Ａ１：100     Ｂ１： 9.5    Ｃ１： 0.2       17000       22000          
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６    Ａ２：100     Ｂ１：18.4    Ｃ１： 5.3       17500       17800          
７    Ａ２：100     Ｂ１：19.6    Ｃ１：11.1       17800       17500          
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８    Ａ２：100     Ｂ２：56.3    Ｃ１：11.1       17500       19500          
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９    Ａ１：100     Ｂ２：84.1    Ｃ１：25.0       17500       19000          
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【００２４】
比較例１〜比較例５
第２表に示すシリカ質無機粉末、珪酸アルカリ水溶液および非晶質無機微粒子を第２表に示す割合で混合して、無機接着剤組成物を得、直ちに粘度を測定した。得られた向き接着剤組成物を３０℃で１ヶ月保管して、再度粘度を測定した。結果を第２表に示す。
【００２５】
第 ２ 表                                    
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比較例  シリカ質      珪酸アルカリ  非シリカ質      粘度                        
無機粉末      （固形分）    無機微粒子      直後        １ヶ月後(３０℃)
(質量部)      (質量部)      (質量部)        (mPa・s)    (mPa・s)        
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１    Ａ１：100     Ｂ１：12.0        −           17500       30000          
２    Ａ２：100     Ｂ１：13.1        −           17500       70000          
３    Ａ１：100     Ｂ２：22.0        −           17500       72000          
４    Ａ２：100     Ｂ２：25.2        −           18000       29000          
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５    Ａ１：100     Ｂ１：12.4    Ｃ４：11.1       17500       28000          
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比較例１〜比較例４では、非シリカ質無機微粒子を使用していない。