JP2003055615A - 塗装材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機質系塗装材の難点である耐久性の問題や安
全性の問題を解消することができ、無機質系塗装材の難
点である素材の脆弱化による素材破壊が起こりにくく、
防錆性の点でも問題のない塗装材を提供することを目的
とする。 【解決手段】硅砂、ガラス、鉱砕、陶器等の再資源化無
機物粉末、火山灰土から選ばれてなる群の少なくとも１
種又は２種以上、および高炉スラグ微粉末からなる骨
材、水硬性セメント、水溶性の有機系増粘剤粉末を主要
組成物とする構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋建築物、木造
建築物、コンクリート・モルタル建築物の内外部分、そ
の他の鉄鋼構造物、プラスチック製品、ガラス製品など
の表面に塗装したとき、素地を選ばず良好な付着性を有
し、良好な耐久性を確保する事ができる塗装材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建築物の壁面などは、耐候性、耐蝕性、
耐薬品性などを向上させるため、一般に塗装材が塗装さ
れている。従来、塗装材としては、フェノール樹脂、ア
ルキド樹脂、アクリル樹脂などの各種塗料用合成樹脂を
主原料とした有機質系塗装材が一般に用いられており、
水で溶かれるものを水性と、有機溶剤で溶かれるものを
油性と称している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な有機質系塗装材は、水性油性にかかわらず、外気に晒
されている鉄鋼製品やコンクリート製品、同構築物等外
層に使用された場合、温度変化による伸縮に追従でき
ず、ひび割れ、剥離などが生じてしまい錆等の発生原因
となってしまう。また、有機系塗装材の中には有毒性の
ものがあったり、混合によって有毒性のものが生じたり
することでアレルギーの原因になったりしているものが
あるとされており、安全性の面からも問題を有してい
る。

【０００４】このように有機系塗装材特有の問題は、有
機系塗装材を使用する限り解消されない。したがって、
有機系塗装材の主成分として使用されている塗料用合成
樹脂に代えて、水硬性セメントなどの無機材料を主成分
とする無機質系塗装材を使用することが考えられる。

【０００５】しかし、無機質系塗装材は、有機質系塗装
材に比べて接着性に劣り、また、素材の脆弱化によって
素材破壊を起こしやすくなったり、防錆効果が不十分と
なったりするという問題点を有していた。そこで、本発
明は、上記問題点を鑑みて、有機質系塗装材の難点であ
る耐久性の問題や安全性の問題を解消することができ、
無機質系塗装材の難点である素材の脆弱化による素材破
壊が起こりにくく、防錆性の点でも問題のない塗装材を
提供することを目的としてなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１にかかる塗装材は、硅砂、ガラス、
鉱砕、陶器等の再資源化無機物粉末、火山灰土から選ば
れてなる群の少なくとも１種又は２種以上、および高炉
スラグ微粉末からなる骨材、水硬性セメント、水溶性の
有機系増粘剤粉末を主要組成物とする構成とした。

【０００７】上記構成において、高炉微粉末は、請求項
２に記載のように、粒径が、２μｍ〜８μｍであること
が好ましい。すなわち、粒径が２μｍよりも小さいと、
塗装材を溶く際に使用する水量の増大につながるととも
に、塗装材の硬度が低下してしまうおそれがあり、価格
面でも高コストとなってしまうという弊害が生じてしま
う。また、粒径が８μｍよりも大きいと、塗装材の粘度
が低下してしまうとともに、撥水性が不良となってしま
うという弊害が生じてしまう。以上のような理由から、
高炉微粉末の粒径は、５μｍであると、特に好ましい。

【０００８】また、高炉微粉末は、どのようにして製造
しても良く、特に限定されないが、製鉄に伴い高炉から
排出される溶融スラグを水で急冷することにより製造す
るようにすると、容易に微粉末化を図ることができるた
め好ましい。

【０００９】高炉スラグ微粉末は、そのもの自体が潜在
的に水硬性を有しセメントのアルカリ結合によって水と
反応して硬化する。また、高炉スラグ微粉末は、硅砂、
ガラス、鉱砕、陶器等の再資源化無機物粉末と火山灰の
うちの１種又は２種以上からなる骨材と、水硬性セメン
トと、水溶性の有機系増粘剤粉末とに水を加えてペース
ト状にすることでセメントの水和反応が始まったときに
生ずる遊離の水酸化カルシウムと結合する結合材として
の役割を有する。したがって、塗装材は、硬化したとき
に緻密な組織体が形成された状態となり、水密性および
耐久性に優れたものとなる。

【００１０】さらに、高炉スラグ微粉末は、塩素（Ｃ
ｌ）の吸着性に優れているとともに、前述したように遊
離の水酸化カルシウムと結合するため、塗装材中におけ
る水和生成物としての水酸基（ＯＨ）が相対的に少なく
なる。このようなことから、本発明の塗装材は、優れた
耐塩性（耐海水性）を有しており、たとえば、海辺の建
造物や船底部分の塗装材としても、好適に使用すること
ができる。

【００１１】また、本発明における水溶性の有機系増粘
剤粉末とは、いわゆる有機系バインダーといわれている
もののことをいい、特に限定されないが、たとえば、メ
チルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナ
トリウム（以下、これらを「セルロースエーテル」と記
す。）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、その他合成
樹脂エマルジョンなどの有機系接着剤が挙げられる。

【００１２】特に、本発明の請求項３にかかる塗装材
（以下、「請求項３の塗装材」と記す。）のように、水
溶性の有機系増粘剤粉末が、水溶性セルロースエーテル
および／またはポリビニルアルコールであると、塗装材
を塗装する被塗装物が、金属、コンクリート、繊維強化
プラスチック（ＦＲＰ）、木質などどのような材質で形
成されていても高い接着性を有し、塗装作業の作業性も
向上するのに加えて、硬化した後の塗膜が柔軟で安全な
皮膜となるため好ましい。

【００１３】このとき、有機系増粘剤粉末の含有割合と
しては、特に限定されないが、主要組成物１００重量部
あたり、５重量部〜１３重量部の範囲で含有されている
ことが好ましい。すなわち、有機系増粘剤粉末の含有割
合が、主要組成物１００重量部あたり５重量部以下であ
ると、曲げ強度および伸縮度合いが低下してしまうとい
う弊害が生じる。一方、有機系増粘剤粉末の含有割合
が、主要組成物１００重量部あたり１３重量部以上であ
ると、前述したような有機質系塗装材が有する各種弊害
が生じてしまう。

【００１４】また、本発明の塗装材は、請求項４に記載
したように、塩基性無機粉体を添加することが好まし
い。すなわち、塗装材に塩基性無機粉体を添加するよう
にすると、セメントの水和反応促進と水溶性セルロース
エーテルの溶解促進作用とを得ることができ、より塗装
材としての性能を向上させることができる。ここで、塩
基性無機粉体としては、特に限定されないが、たとえ
ば、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダ、石灰等を挙げることが
できる。

【００１５】さらに、本発明にかかる塗装材は、請求項
５に記載したように、各種公知の顏料を添加することよ
うにすると、塗装材を塗装面に塗装するだけで、好みの
着色まで行うことができ、一度塗装を行った塗装表面を
顔料樹脂により再コーティングする必要がなくなり省力
化を図ることができるため好ましい。このとき、顔料の
添加量は特に限定されないが、主要組成物に対して４重
量％前後であるのが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる塗装材の
１実施形態について説明する。本発明にかかる塗装材
は、硅砂、ガラス、鉱砕、陶器等の再資源化無機物粉
末、火山灰土から選ばれてなる群の少なくとも１種又は
２種以上、および高炉スラグ微粉末からなる骨材、水硬
性セメント、水溶性の有機系増粘剤粉末を主要組成物と
している。

【００１７】上記構成において、骨材として用いられる
硅砂、ガラス、鉱砕、陶器等の再資源化無機物粉末、お
よび火山灰土は、それぞれ粒径が３５〜４０μｍとなる
ように調整されており、高炉スラグ微粉末は、粒径が２
μｍ〜８μｍとなるように調整されている。また、水硬
性セメントとしては、ポルトランドセメントが用いられ
ており、このポルトランドセメント１００重量部に対し
て、前記骨材が、１００重量部〜１０００重量部の割合
となるように配合する。

【００１８】水溶性の有機系増粘剤粉末としては、水溶
性セルロースエーテルおよびポリビニルアルコールを使
用し、これを主要組成物の０．０１重量％〜１重量％の
割合で配合する。以上のように配合された主要組成物
は、さらに、ｐＨ調整剤として石灰（生石灰、消石
灰）、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムの少なくとも何れ
かを適量混合するとともに、好みの色彩となるように、
たとえば二酸化チタンなどの顔料を加える。このとき、
ｐＨ調整剤の配合量は、主要組成物に対して１〜１０重
量％程度となるように、また、顔料の配合量は、２〜８
重量％程度となるように配合させる。

【００１９】以上のように構成される塗装材は、パレッ
ト容器内で塗装材（紛体状態）１０ｋｇに対して、水を
４〜６リットル加えることで希釈して使用する。なお、
水を加えるときは、ハンドミキサーなどを用いて約５分
間混練するようにする。

【００２０】以上のような構成をしている塗装材は、従
来の無機質系塗装材と比べて、非常に構成組成物それぞ
れの木目が細かく、優れた物理的性質を有し、特に耐候
性および耐磨耗性に優れている。したがって、建築物の
外壁や屋根の塗装材として好適に使用することができ、
耐衝撃性、耐薬品性に優れていることから、工場などの
内外壁面や床面の塗装材としても好適に使用することが
できる。

【００２１】また、本塗装材は、耐錆性に優れているた
め、外装部分に金属材料が含まれていても、この金属に
錆を生じさせることなく、長期間補修をしなくても済
む。また、本塗装材は、上述したような性質を有してい
るため、コンクリート基材の塗装に用いたとき、前記コ
ンクリート基材のアルカリ劣化の防止を図ることがで
き、コンクリートの中世崩壊防止を図ることができる。

【００２２】また、本塗装材は、建築物の室内内装に使
用したときは、以下のような効果を期待することができ
る。 ・超多孔質・超微細孔を有している硅砂などの働きによ
りホルムアルデヒド、アンモニア、タバコの煙などを吸
着するため、室内空気の浄化効果を期待することができ
る。 ・吸湿性および放湿性を有しているため、室内の湿度を
一定に調整する作用を期待することができる。 ・カビの発生を抑えることができ、衛生状態を良好に保
つことができるとともに、シックハウス症候群の防止も
期待することができる。 ・塗装材自体が無臭なだけでなく、揮発性の有機溶媒を
使用することがないため、希釈する際に施工者の健康や
周囲への悪影響がなくなる。

【００２３】次に、上記実施形態の塗装材を用いて、鉄
筋コンクリート製の一般建築物の外装を行う際の使用例
について説明する。 塗装材を塗装する一般建築物の外装部分に塗装材が
十分な接着力で接着されるように、前記外装部分に前処
理を行う。前処理としては、外装部分に付着している油
分、水分、埃などの除去や目落とし、また、旧塗装が残
っているときは、旧塗膜の剥離個所や浮膜の除去、場合
によってはヘラ等でのハツリなどの処理が挙げられる。

【００２４】 工程により前処理が行われたら、水
性のアクリル樹脂製塗料などの有機質系塗装材を外装部
分に塗装して下地を形成させる。 上記実施形態の塗装材（紛体）を用意して、この塗
装材１０ｋｇに対して水を５〜５．５リットル加えなが
ら、ハンドミキサーを用いて１,１００ｒｐｍの回転で
約５分間混練させる。

【００２５】 工程で得られた水で溶いた塗装材を
刷毛・ローラー・ガン吹き付けなどで前処理を行った後
の外装部分に塗布していく。なお、塗布を行う最後に、
縦塗りまたは横塗りを一度かけるようにすると、より仕
上がりがきれいになる。

【００２６】上述したように塗装材を塗装した一般建築
物の外装部分は、塗装材が、外装部分の躯体に強力に接
着されており、長期間に渡って、塗膜部分に剥離や浮膜
が生じにくくなっている。また、上記塗装材は、弾性・
追従性能に優れているため、塗装部分にクラックが生じ
にくくなるだけでなく、外装部分の躯体のひび割れ防止
を図ることもできる。

【００２７】なお、本発明にかかる塗装材は、上記実施
の形態に限定されない。たとえば、上記実施の形態で
は、塗装材は、一般建築物の外装に使用していたが、建
築物の内装に使用してもよいし、屋根やフロア−などに
使用しても良いし、水中構造物や船底塗装材として使用
しても良いし、その他の一般機械の塗装材として使用し
ても良い。

【００２８】また、上記実施の形態では、塗装材は、顔
料も配合されていたが、顔料が配合されていなくても構
わない。この場合、顔料は、塗装材を塗装した後、表面
コーティングを行う際に塗布するようにすればよい。

【００２９】また、本発明にかかる塗装材は、被塗装物
がどのような材質で構成されていても、強力な接着力を
有しているため、被塗装材が上述したような鉄筋コンク
リートの建築物の外装に代えて以下のような使用をする
ことができる。

【００３０】・本塗装材を、木質部材（合板部材）の表
面に直接塗布して使用する。このようにして塗装材が塗
布された木質部材は、耐用年数が大きく向上し、しかも
難燃状態（難燃１級）となるため非常に使用範囲を増や
すことができる。 ・本塗装材をＦＲＰ製の貯水槽の外壁の塗装材として使
用する。このように水槽外壁に塗装材が塗装された水槽
は、紫外線を１００％遮断するため、水槽内部にボウフ
ラや藻が発生するのを阻害することができ非常に衛生的
である。

【００３１】・本塗装材を、鉄、アルミニウム、ステン
レス鋼などの金属類に塗布して使用する。このように本
塗装材が塗装された金属類は、たとえば、濃度３％の塩
水を３０００時間噴霧させる塩水噴霧テストに耐え、長
期間にわたり錆が発生しない。また、金属類は、温度変
化などにより膨張・収縮する性質を有するが、たとえ
ば、本塗装材が塗装された金属類を、−４０℃から２０
℃にかけて温度を繰り返し変化させる温度変化テストを
行っても塗装材がひび割れたり、剥離したりすることな
く高い耐久性を発揮する。

【００３２】・本塗装材を水中構造物に使用する。水中
構造物の外装や船底塗料として使用したときは、貝殻や
海草が塗装部分に付着しにくくなり、また、上述したよ
うに高い耐久性を有しているため、長期間の塗りなおし
が不要である。

【００３３】（実施例）ポルトランドセメントに対し
て、ケイ砂・石灰石・酸化鉄などからなる骨材を加えて
なるセメント系の主材１００重量部あたり、４０重量部
の割合で高炉スラグを配合するとともに、水溶性セルロ
ースエーテルおよびポリビニルアルコールからなる有機
質系増粘材粉末を９重量部加え、顔料として二酸化チタ
ンを５重量部加えてなる粉末状の塗装材を用意した。な
お、塗装材粉末の粒径は、３５〜４０μｍとなるように
調整した。

【００３４】（比較例）高炉スラグを配合していないこ
とを除き、実施例と同様の操作を行い、粉末状の塗装材
を得た。

【００３５】実施例および比較例に記載したようにして
得られた粉末塗装材それぞれ１０ｋｇに対して、水を５
リットル加えて溶き、これを３ｍｍ厚の鉄板、５０ｍｍ
厚のコンクリート平板のそれぞれに３ｍｍ厚となるよう
に塗布した後、４週間後に建研式引っ張り試験（接着試
験：ＪＩＳ Ｋ ５４００）を行った。また、モルタル
用のテストピース（５０×５０ｍｍ、厚さ１００ｍｍ）
を作り、圧縮強度試験（ＪＩＳ Ａ ６２０３）と曲げ
強度試験（ＪＩＳ Ａ ６２０３）を行った。

【００３６】さらに、水蒸気透過阻止性試験（ＪＩＳ
Ｚ ０２０８）、透水性試験（ＪＩＳ Ａ ６９１
０）、冷温繰り返し後の付着力試験（ＪＩＳ Ａ ６９
１０・ＪＩＳ Ｋ ５４００（下地モルタル））、塩水
噴霧試験（ＪＩＳ Ｋ５４００）、耐候性試験（寒冷地
区および臨海工業地帯にて屋外暴露させて塗装部分の様
子を調べる。）を行った。これらの結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の結果より、接着試験、圧縮強度試
験、曲げ強度試験については、実施例および比較例とも
に、良好な結果を有しているが、水蒸気透過阻止性試
験、透水性試験、冷温繰り返し後の付着力試験、塩水噴
霧試験、耐候性試験では、実施例の塗装材のほうが、良
好な結果を示した。これは、高炉スラグ粉末がセメント
系塗装材の結合材となり、塗装面をよりきめ細かくする
とともに、高炉スラグ自身の有する潜在的な水硬性によ
りコンクリート中の遊離物が減少し水密性および各種抵
抗性が生じるからであると考えられる。また、高炉スラ
グは、塩素（Ｃｌ）の吸着性に優れているという性質を
有していることが、塗装材の遮塩性を高めていると考え
られる。

【００３９】

【発明の効果】本発明にかかる塗装材は、接着性もよ
く、圧縮強度、曲げ強度において高強度を示し、無機質
系特有の高耐久性を保持した状態で、耐屈曲性を有して
いるという効果に加えて、耐候性や遮塩性にも優れ、大
きな温度変化が生じても性質が劣化することがない。ま
た、本発明の塗装材は、水で溶かして使用するため、使
用が容易であり、人体に悪影響を及ぼすことがなく安全
である。骨材の選定において多くの無機質系素材の使用
が可能で、資源のリサイクル化においても有用である。
従来の有機質系塗装材(塗料)に代わり得る無機質系水性
塗装材であるといえる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硅砂、ガラス、鉱砕、陶器等の再資源化無
   機物粉末、火山灰土から選ばれてなる群の少なくとも１
   種又は２種以上、および高炉スラグ微粉末からなる骨
   材、水硬性セメント、水溶性の有機系増粘剤粉末を主要
   組成物とする塗装材。
2. 【請求項２】高炉スラグ微粉末の粒径が、２μｍ〜８μ
   ｍとなるように調整されている請求項１に記載の塗装
   材。
3. 【請求項３】有機系増粘剤粉末が水溶性セルロースエー
   テルおよび／またはポリビニルアルコールである請求項
   １または請求項２に記載の無機質系水性塗装材。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３の何れかに記載の塗装
   材に塩基性無機粉体を添加してなる塗装材。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４の何れかに記載の塗装
   材に対して顏料を添加してなる無機質系水性塗装材。