JP2002138241A - 打放しコンクリート用浸透性吸水防止材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強雨の場合にもピンホール箇所から水が浸透
することのない十分な撥水性を有し、無機質に対する反
応固着性に優れ、上塗り材との付着性に優れ、また施工
作業性に優れた打放しコンクリート用浸透性吸水防止材
を提供する。 【解決手段】 アルコキシシランとエチレン系ポリマー
を有機溶剤に溶解してなる。ここで、アルコキシシラン
は、その分子量が２００以上であることが好ましい。ま
た、エチレン系ポリマーは、エチレン−酢酸ビニル共重
合樹脂及び／又はエチレン−メチルメタクリレート共重
合樹脂であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、打放しコンクリー
トの素地模様、質感などを生かした透明塗装の分野にお
ける塗り材としての打放しコンクリート用浸透性吸水防
止材に関する。

【０００２】

【従来の技術】打放しコンクリート用浸透性吸水防止材
は、打放しコンクリートの表面に塗布処理して、雨天の
際の水の浸透を防止するためのものである。従来、この
ような打放しコンクリート用浸透性吸水防止材として
は、溶剤系のものとして、シラン系、シロキサン系、シ
リコーン系、アクリル系、アクリルシリコン系、ポリエ
ステル系などの樹脂が、水系のものとして、シリコーン
系、シラン系、フッ素系などの樹脂が用いられている
が、未だその防水性は完全とは言えない。これら従来の
打放しコンクリート用浸透性吸水防止材は、雨天の際、
少雨の場合は浸透性吸水防止材の撥水力が勝り、コンク
リート内へ水が浸透していくことはないが、強雨の場合
には浸透性吸水防止材の撥水力以上の水圧がかかるた
め、コンクリート内へ水が容易に浸透していき、コンク
リート表面は徐々に濡れ色を呈するようになり、外観が
著しく損なわれることになる。

【０００３】ところで、打放しコンクリートにおいて、
２〜４ｍｍ以上のピンホールは、セメント系又は樹脂系
の補修材で充填処理されている。しかし、小さいピンホ
ールまで含めて全てのピンホールを補修材で充填処理し
てしまうと、打放しコンクリートの模様、質感がなくな
ってしまうので、適当でない。従って、打放しコンクリ
ートの表面には小さいピンホールが必ずつきものであ
る。コンクリートに浸透性吸水防止材を処理した上に、
水系のアクリル酸エステル系樹脂エマルジョン、溶剤系
のアクリルシリコーン樹脂、フッ素系樹脂などのクリア
系上塗り材を塗布したとしても、ピンホール箇所のかな
りの部分は、ピンホール内部の空気圧により上塗り剤が
塗り残しとなってしまうのが現状である。従って、上記
のクリア系上塗り材を塗布処理したとしても、強雨の場
合にはピンホール箇所から水が浸透し、その周囲を濡れ
色とし次第にその範囲を拡大して、コンクリート表面は
広範囲に濡れ色を呈するようになる。

【０００４】従来から使用されている打放しコンクリー
ト用浸透性吸水防止材は、一般に、撥水剤の有効成分量
が少ない（ベース剤固形分に対する撥水剤の含有量が３
〜７％程度）。これは、有効成分量を多くすると、撥水
性は向上するが、クリア系上塗り材との付着性が著しく
低下してくるためである。従来用いられている撥水剤
は、揮発し易いタイプが多く、無機質に対する反応固着
性が乏しく、雨水により流出し易いという大きな欠点を
有している。無機質に対する反応固着性に富むタイプと
して、分子量２００以上のアルコキシシランが挙げられ
るが、このものは、ベース剤としてのアクリル酸エステ
ル系樹脂エマルジョンへ乳化分散後の使用可能時間が短
いこと、このため使用の都度、アルコキシシランをアク
リル酸エステル系樹脂エマルジョンに乳化分散させる必
要があり、現場での作業では配合割合等の作業管理が面
倒であり、その吸水防水性も未だ完全とは言いきれな
い。また、このアルコキシシランを有機溶剤に溶解させ
て使用する場合は、濃度が２０％以上でないと、その吸
水防水性が完璧に発現されず、一方逆効果として、この
処理層の上に塗布する上塗り材との付着性が得られなく
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、強雨
の場合にもピンホール箇所から水が浸透することのない
十分な撥水性を有し、無機質に対する反応固着性に優
れ、上塗り材との付着性に優れ、また施工作業性に優れ
た打放しコンクリート用浸透性吸水防止材を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者等は、アルコキシシラン、特に分子量２０
０以上のアルコキシシランが強力な撥水性能を有し、か
つコンクリートに対して化学結合による反応固着性に優
れていることに着目し、鋭意検討を重ねた。アルコキシ
シランを原液のまま打放しコンクリート用浸透性吸水防
止材としてコンクリート面に塗布すると、その優れた撥
水性能とは裏腹に、処理面は、上塗り材との付着性が著
しく悪いという極めて大きな問題が生じる。しかしなが
ら、この問題は、アルコキシシランとエチレン系ポリマ
ーとこれらを溶解する有機溶剤との併用によって解決で
きることを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明に
よる打放しコンクリート用浸透性吸水防止材は、アルコ
キシシランとエチレン系ポリマーを有機溶剤に溶解して
なること、を特徴としている。ここで、前記アルコキシ
シランは、その分子量が２００以上であることが好まし
い。また、前記エチレン系ポリマーは、エチレン−酢酸
ビニル共重合樹脂及び／又はエチレン−メチルメタクリ
レート共重合樹脂であることが好ましい。また、前記有
機溶剤は、その平均分子量が１１５〜１２５の芳香族炭
化水素であることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。本発明の打放しコンクリート用浸透性吸
水防止材は、アルコキシシランとエチレン系ポリマーを
有機溶剤に溶解してなる組成物である。かかる複合組成
物は、水が介在しない状態では極めて安定であり、長期
間（１年間程度）室温貯蔵しても品質は安定である。

【０００８】ここで、アルコキシシランは、下記の化学
式（１）で示される分子構造のものである。 （Ｒ¹ ）_n Ｓｉ（ＯＲ² ）_4-n （１） （式（１）において、Ｒ¹ は炭素数５〜１２のアルキル
基、フェニル基などの有機基を表し、Ｒ² は炭素数１〜
３のアルキル基を表し、ｎは１〜３の整数を表す。） かかるアルコキシシランは、そのアルコキシ基（−ＯＲ
² ）が水又は湿気により加水分解されてシラノール基
（−ＳｉＯＨ）が生成する。次いで、このシラノール基
とコンクリートなどの無機質表面とが縮合反応により強
固な化学結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｍ、Ｍは無機質元素）を形成
する。一方、アルキル基やフェニル基などの疎水基は外
側に向くことになり撥水性を発揮する。炭素数の大きい
疎水基をもつ分子量２００以上のアルコキシシランは、
強い撥水性を発揮する。

【０００９】また、エチレン系ポリマーとは、エチレン
に酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）
アクリル酸、無水マレイン酸などを共重合したものや非
晶性ポリアルファオレフィンなどの接着性付与のポリマ
ーで、各種ポリマーの成形加工時の改質剤として広く使
用されているもので、形状はペレット状のものである。
共重合比は、エチレン含有量が５０重量％以上のものが
好ましい。本発明で適合するものの一例を挙げると、エ
チレン−酢酸ビニル共重合物（酢酸ビニル含有量２８重
量％）、エチレン−メチルメタクリレート共重合物（メ
チルメタクリレート含有量３８重量％）などがある。

【００１０】有機溶剤は、上記のアルコキシシランとエ
チレン系ポリマーを溶解させるタイプの溶剤であればよ
く、例えば、炭化水素、エステル、ケトン、アルコール
などが挙げられる。本発明においては、溶解性、施工
性、蒸発乾燥性なとの点から、引火点４０〜５０℃のい
わゆる弱溶剤型のものが望ましい。具体的には、引火点
の関係で、平均分子量１１５〜１２５の低臭型の芳香族
炭化水素が好ましい。

【００１１】アルコキシシラン、エチレン系ポリマー及
び有機溶剤からなる浸透性吸水防止材におけるアルコキ
シシランの含有量は、全配合組成中で３〜１２重量％、
エチレン系ポリマーの含有量は３〜１８重量％、残部有
機溶剤とするのが好ましい。アルコキシシランの含有量
が３重量％未満では、コンクリートへの撥水性付与が十
分でなく、一方１２重量％を超えると上塗り材との付着
性が悪くなる。エチレン系ポリマーの含有量が３重量％
未満では上塗り材との付着性が悪く、一方１８重量％を
超えると茶褐色に着色してくるため好ましくない。

【００１２】必須成分ではないが、必要に応じて添加可
能な成分として、酸化チタン、酸化鉄などの顔料、炭酸
カルシウム、シリカ、クレーなどのフィラー、粘度調整
剤、消泡剤などが挙げられる。

【００１３】

【作用】本発明の打放しコンクリート用浸透性吸水防止
材をコンクリート表面に塗布処理すると、アルコキシシ
ランとエチレン系ポリマーは速やかにコンクリート内
（ピンホールなどを含めた表面）へ浸透していく。次い
で、コンクリート内へ浸透したアルコキシシランは高密
度に無機質を被覆することが可能となり、そして有機溶
剤が蒸発後に効率よく無機質との化学結合が進行して強
固に固着するとともに、著しい撥水性を永久的に発揮さ
せることになる。

【００１４】アルコキシシランを打放しコンクリート表
面に塗布処理した場合、強力な撥水性能を発現及び維持
していくメカニズムは、次のように説明できる。即ち、
アルコキシシランを含有した組成物がコンクリート表面
に塗布されて乾燥し、空気に触れるようになると、アル
コキシシランはそのアルコキシ基が空気中の水分と反応
してシラノール基を生成し、このシラノール基がコンク
リート表面及び表層の無機質と反応して無機質と強固に
結合するとともに、その疎水基側で撥水性を発揮するよ
うになる。

【００１５】一方、エチレン系ポリマーは、コンクリー
ト内へ大半が浸透して、有機溶剤が蒸発後にコンクリー
ト空隙内で皮膜を形成し、コンクリート表層をより緻密
化させる。ただ、エチレン系ポリマーだけでは完全防水
の皮膜は形成しがたい。エチレン系ポリマーの一部はコ
ンクリート表面に残留し、上塗り材との付着性向上に寄
与する。結論的には、アルコキシシランの撥水性とエチ
レン系ポリマーの皮膜形成性との複合効果によってコン
クリート表面の吸水防止性が得られることになる。

【００１６】なお、アルコキシシラン＋有機溶剤の場合
は、完璧に浸透性吸水防止性を発現させるためには、ア
ルコキシシランの濃度２０％以上が必要になるが、濃度
１０％以上のもので処理した場合、上塗り材との付着性
が得られなくなる。また、エチレン系ポリマー＋有機溶
剤の場合は、完璧に浸透性吸水防止性を発現させるため
には、エチレン系ポリマーの濃度３０％でも無理であ
り、また、高濃度では溶液粘度が極めて高くなってくる
ため、コンクリートへの塗装性も不良となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、これらは例示であり、本発明の範囲を限定す
るものではない。

【００１８】〔打放しコンクリート用浸透性吸水防止材
の調製〕表１の実施例１〜６及び比較例１〜９の配合表
に基づき、エチレン系ポリマーと有機溶剤を攪拌機付き
溶解槽に仕込み、攪拌してエチレン系ポリマーを有機溶
剤に溶解させる。溶解後、アルコキシシランを加え、均
一に混合させて打放しコンクリート用浸透性吸水防止材
の配合調整品を得た。

【００１９】〔性能評価用試験体の作製〕上記の配合調
製品を歩道用敷石コンクリート板（３０ｃｍ×３０ｃｍ
×５ｃｍ）の型枠脱型面（３０ｃｍ×３０ｃｍ）に約１
０ｇ塗布し、１日間室温乾燥させる。次いで、この上に
アクリル酸エステル系樹脂エマルジョン（クラリアント
ポリマー株式会社製、商品名「モビニール ７００」
（主成分：メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルの共
重合物、固形分４７％））をベースとしたクリア系上塗
り材を約３０ｇ塗布し、３日間室温乾燥させた。

【００２０】〔性能評価方法〕 （１）塗装性 歩道用敷石コンクリート板に打放しコンクリート用浸透
性吸水防止材の配合調整品を刷毛で塗装する際の作業性
の評価方法は次の通りである。 ○：スムースに塗装できる。 △：粘度がやや高いため刷毛さばきがやや重くなる。 ×：粘度が高いため塗装困難。

【００２１】（２）臭気 上記（１）項で塗装する際の臭気の評価方法は次の通り
である。 ○：気にならない程度の低臭性 △：臭気ややあり ×：強い臭気あり

【００２２】（３）乾燥性 上記（１）項で塗装した後の有機溶剤の室温下での蒸発
乾燥性の評価方法は次の通りである。 ◎：３０分以内に乾燥する。 ○：３０分以上１時間以内で乾燥する。 △：１時間以上３時間以内で乾燥する。 ×：３時間以上１０時間以内で乾燥する。

【００２３】（４）強雨を想定した水掛け試験 上記のように、浸透性吸水防止材、次いで上塗り材を塗
布乾燥した歩道用敷石コンクリート板を略垂直に立て、
コンクリート面から約１ｍの所に水道蛇口から接続した
ホース口をセットする。ここで、水圧一杯に蛇口を開
き、そして、ホース口を狭くして大型台風並みで横殴り
の大粒の強雨を塗布面に６０秒吹きつける。かかる水掛
け試験の評価方法は次の通りである。 ○：外観変化なし △：ピンホールから水が浸透し、その周辺が濡れ色とな
る ×：コンクリート面の大半に水が浸透し、濡れ色となる

【００２４】（５）上塗り材との付着性 上記（４）項の水掛け試験後、３日間室温乾燥させた後
にセロハンテープによる強制剥離試験を実施する。乾燥
状態のクリア系上塗り材塗膜に大きさ２０ｍｍ×２０ｍ
ｍのセロハンテープを貼り付け、指で強く押しつける。
次いで、このセロハンテープを一気に強制剥離させて、
付着状況を評価する。かかる付着試験は、各試験体につ
きそれぞれ任意の３箇所で行った。その評価方法は次の
通りである。 ○：剥離面がクリア系上塗り材塗膜とセロハンテープと
の界面 ×：剥離面が浸透性吸水防止材とクリア系上塗り材塗膜
の界面 △：○と×の混在

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示した結果から、実施例１〜６の浸
透性吸水防止材を用いたものは、いずれも良好な施工性
（塗装性、臭気、乾燥性）、撥水性及び上塗り材との付
着性を有していることが分かる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の打放しコン
クリート用浸透性吸水防止材によれば、強雨の場合にも
ピンホール箇所から水が浸透することなく十分な撥水性
を有し、コンクリート本来の乾燥色を維持することがで
きる。また、施工性が良く、無機質に対する反応固着性
に優れ、上塗り材との付着性にも優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永野 公平 静岡県浜松市上西町1314番地 ニチエー吉 田株式会社内 Ｆターム(参考） 4J038 CB001 CB002 CB051 CB052 CB061 CB062 DL031 DL032 JA03 KA06 MA07 MA09 NA07 NA12 PB05 PC04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルコキシシランとエチレン系ポリマーを
   有機溶剤に溶解してなることを特徴とする打放しコンク
   リート用浸透性吸水防止材。
2. 【請求項２】前記アルコキシシランは、その分子量が２
   ００以上のものである請求項１に記載の打放しコンクリ
   ート用浸透性吸水防止材。
3. 【請求項３】前記エチレン系ポリマーは、エチレン−酢
   酸ビニル共重合樹脂及び／又はエチレン−メチルメタク
   リレート共重合樹脂である請求項１又は２に記載の打放
   しコンクリート用浸透性吸水防止材。
4. 【請求項４】前記有機溶剤は、その平均分子量が１１５
   〜１２５の芳香族炭化水素である請求項１〜３のいずれ
   か１項に記載の打放しコンクリート用浸透性吸水防止
   材。