(57)【要約】【課題】  解決しようとする問題点は、ホルムアルデヒドを含まず、安定な無機接着剤を提供する点にある。【解決手段】本発明は、液状で珪酸ソーダ及びホウ酸ナトリウム等を混和均一化し、固化するとガラスと同等の固形物となる接着剤を作る事にある。本発明の接着剤に金属酸化物を添加することで用途範囲を拡大することが可能となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸塩及びホウ酸塩の水溶液を主体とする無機材料による接着剤
【請求項２】
請求項１の無機材料を加熱し、固化した化合物を含む接着剤
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれかの接着剤に酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、パーライトなどの鉱物を混合して得られる接着製造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、無機材料を用いた接着剤およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  ガラスの基本的組成はＮａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２系でこの組成を基本として、使用目的に応じた組成が開発されている。熱やショックに強いホウ珪酸ガラスにはＢ２Ｏ３が含まれている。ガラスの一般的製法は原料配合→溶融→成形→徐冷→加工であり、その主たる原料はケイ砂ＳｉＯ２，ソーダ灰Ｎａ２ＣＯ３、石灰石ＣａＣＯ３、鉛丹Ｐｂ３Ｏ４、ホウ酸Ｂ２Ｏ３、ホウ砂Ｎａ２Ｂ２Ｏ７などである。これらの原料を７００℃以上に加熱し、溶融してガラスとする。【０００３】  ガラスの強度は基本物質である珪素と酸素との架橋性に依存していると考えられており、珪酸以外の他の酸化物が混在するとその酸化物を取り込んだ珪酸の網目構造が取られ安定化すると考えられている。ホウ酸も珪酸と同様に網目構造をとる物質であり、珪酸とホウ酸が適度な割合で混合溶融されると強度の強いホウ珪酸ガラスが得られる。このためには原料となる珪酸ソーダやホウ砂は７００℃以上に高温加熱して溶融され均一混合される。ガラスはその性質上非常に粘度が高く、温度の上昇とともにその粘度は低下して流動化する。そのため、異なる固体物質を溶融してほぼ均一に混合する為には非常に高温に加熱する必要がある。Ｎａ２ＳｉＯ３の融点は１０８８℃であり、Ｎａ２Ｂ２Ｏ４の融点は９６６℃（常用化学常数表、廣川書店、１９６３）である。これらの化合物を均一に溶融するには融点付近までの加熱が必要である事が容易に推測される。【０００４】水ガラスは珪酸ナトリウムの濃厚水溶液であり、一般に無機接着剤や土壌改良剤、洗剤、撥水剤などと広範囲に利用されている。水ガラスは水と任意に混合する事が出来る。珪酸ナトリウムは日本工業規格に収載されており（日本工業規格、Ｋ１４０８）、水あめ状の１号、２号、３号及び固形のメタ珪酸ナトリウムに分類規定されている。ホウ砂は水に可溶な結晶で、加温する事により水への溶解度を増す事が出来る。ホウ砂は日本薬局方に収載されており、工業的にも多方面で使用されている。【０００５】水ガラスを加熱すると水が沸騰するとともに水ガラスは泡立ち発泡体となる。この時点では水ガラスは単に水分を失って珪酸ナトリウムに成ったのである。したがって、水ガラスその物を接着剤として用いると乾燥した状態では接着機能を果たしているが、水や湿気に接触すると乾燥したはずの水ガラスは再度水に溶解して接着性能を失う。【０００６】  水ガラスをグラウトとして使用する場合には土壌中で硬化し、接着性能を現すことが必要である。そこで、水ガラスが酸に会うとゲル化して硬化する性質を利用し、リン酸、塩化カルシウム、アルミン酸ソーダのような無機物や酢酸、アジピン酸エステル、グリオキザールのような有機物が硬化剤として用いられている。セラミック接着剤としては陶器の粉末や鉄粉、亜鉛華、石灰などを水ガラスと混合したものもある。ガラスフリットは主にセラミック基板とウェハーとの接着に用いられ、これは低融点ガラスの粉末で加熱して接着することができる。【０００７】  ガラスを接着するのに水カラスを用いて熱透過性の低い合わせガラスを作成する方法が開示されている。（特許広報昭４７−１３０４）一般に、ガラスを接着するには、光硬化型接着剤が用いられ、アクリルなどが主成分で���る接着剤であるために、ガラスとは屈折率も異なり積層することによる光透過性の減少は免れない。【０００８】  合板は、木をかつら剥きにした薄い板をその木目が交互に交差するように貼り合わせた１枚の板である。薄い板を何枚か張り合わせるために、多量の接着剤が使用される。接着剤にはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等色々な種類のものが使用されるが、その張り合わせ強度を維持するために多くの場合ホルムアルデヒドが添加されている。一般に、ホルムアルデヒドの放出量はフェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂の順に多くなる。このホルムアルデヒドの放出が、シックハウス症候群の原因と考えられている。その対策としてホルムアルデヒドを含まない接着剤の開発が待たれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】解決しようとする問題点は、ホルムアルデヒドを含まず、安定な無機接着剤を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】本発明は、液状で珪酸ソーダ及びホウ酸ナトリウム等を混和均一化し、固化するとガラスと同等の固形物となる接着剤を作る事にある。本発明の接着剤に金属酸化物や鉱石粉末等を添加することで用途範囲を拡大することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】本発明では、無機のホルムアルデヒドを含まない接着剤を提供することで、木材等の接着に関してはハウスシック症候群の発生抑制や接着剤が不燃であることから、接着した木製品等が燃焼に関して抵抗性を示す。接着剤の組成がガラスと同じであることから、ガラス製品の接着にはその光透過度がガラスと変わらない結果を示す。アルミニウムやマグネシウム等金属酸化物を含む本発明は陶器などを強力に接着する。パーライト粒子などを接着する事でフィルターや断熱材の作成を容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】珪酸ナトリウムとホウ砂は水溶液として調整する事が出来、溶液状態で容易に混合均一化することが出来る。この混合物から水分を除去することにより、接着剤としての能力を発揮することを見出した。【００１３】ガラス製造と同様に、ガラスの基本物質である珪酸ナトリウムの中にホウ砂のみならず無機酸化物（例えば酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄など）を混在させる事が出来る。【００１４】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定される物ではない。
【実施例１】
【００１５】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この溶液を厚さ３ｍｍ、１辺７５ｍｍの正方形のラワン材５枚に２０ｇ塗布し、８０℃で８ｋｇｆ／ｃｍ２で３０分熱圧させて合板を得た。
この合板はホルマリンフリーであるが、ホルムアルデヒドの測定では天然木材と同程度のホルムアルデヒドを検出した。
天然材料である木材は、建築基準法施行令第２０条の５で規定されるホルムアルデヒド発散建築材料に該当しないが、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドが放出されることが知られている。（財団法人住宅リフォーム・紛争処理支援センター平成１６年度室内空気環境に関する実証実験および調査業務報告書）
【実施例２】
【００１６】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この溶液を厚さ３ｍｍ、１辺７５ｍｍの正方形のＬａｒ材５枚に２０ｇ塗布し、８０℃で８ｋｇｆ／ｃｍ２で３０分熱圧させて合板を得た。
【実施例３】
【００１７】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この溶液を厚さ３ｍｍ、１辺７５ｍｍの正方形のラワン材５枚に２０ｇ塗布し、１３５℃で８ｋｇｆ／ｃｍ２で３０分熱圧させて合板を得た。この合板を浸せきはくり試験したがはくりは認められなかった。
【実施例４】
【００１８】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液を厚さ５ｍｍのガラス面に３ミクロンの厚さに塗布し、少し乾燥後圧着して合わせガラスを得た。この合わせガラスは合わせる前のガラスと同じ透過度と透明度を持っており、水に浸しても剥離することはなかった。
【実施例５】
【００１９】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液を厚さ５ｍｍのガラス面に３ミクロンの厚さに塗布し、少し乾燥後、木片と圧着して木片とガラスの接着を行った。木片とガラスは強固に接着し、水に浸しても剥離することはなかった。
【実施例６】
【００２０】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液１ｋｇに水酸化マグネシウム５００ｇ及び水酸化アルミニウム５００ｇを加え混練して、白色のペースト状物を得る。このペースト状物を陶器の１辺７５ｍｍ厚さ３ｍｍに薄く塗布し、２辺を圧着させた。２辺は強固に接着し、水につけておいても剥離することはなかった。
【実施例７】
【００２１】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液１ｋｇに水酸化マグネシウム５００ｇ及び水酸化アルミニウム５００ｇを加え混練して、白色のペースト状物を得る。このペースト状物を陶器の１辺７５ｍｍ厚さ３ｍｍに薄く塗布し、２辺を圧着させた。２辺は強固に接着し、水につけておいても剥離することはなかった。
【実施例８】
【００２２】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液３８０ｇに粒径およそ１ｍｍパーライト３８０ｇを加え加熱して厚さ５ｃｍ縦横それぞれ２０ｃｍのボードを得た。このものの熱伝導率は０．０６４ｗ／ｍ・Ｋであり不燃断熱材として使用できる。
【実施例９】
【００２２】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液１５０ｇに粒径およそ１ｍｍパーライト２００ｇを加え加熱して厚さ２．５ｃｍ縦横それぞれ２０ｃｍのボードを得た。この熱伝導率は０．０８４ｗ／ｍ・Ｋであり不燃断熱材として使用できる。
【実施例１０】
【００２３】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液１５０ｇに粒径およそ２．５ｍｍパーライト１５０ｇを加え加熱して厚さ２．８ｃｍ縦横それぞれ２０ｃｍのボードを得た。このものの熱伝導率は０．０５９ｗ／ｍ・Ｋであり通気性も良好でフィルターとして使用できる。
【実施例１１】
【００２４】水ガラス（珪酸ナトリウム水溶液）９．５ｋｇにホウ砂５００ｇを溶解し、比重１．５９の溶液を得た。この液１５０ｇに粉末ゼオライトを加え加熱して発泡体を得た。このものの熱伝導率は０．０５Ｗ／ｍ・Ｋであり不燃断熱材として使用できる。