JP2009167761A - セルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面 - Google Patents

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Abstract

【課題】２ｍｍ〜７ｍｍ厚程度の薄塗りが可能で、且つ意匠性のある仕上げ用としても使用可能なセルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面を提案する。
【解決手段】マグネシアセメントを結合材とするセルフレベリング材であって、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合が重量比で１：０．３〜０．７、酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：１．０〜２．０、酸化マグネシウムと骨材との混合割合が重量比で１：１．０〜６．０、骨材粒度が５０〜２０００μｍであることを特徴とするセルフレベリング材。
【選択図】なし

Description

この発明は、セルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面に関し、特に、薄塗りが可能で、意匠性のある仕上げ用としても使用可能なセルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面に関する。
従来からセルフレベリング材としてはポルトランドセメント系や石膏系のものが多く存在している（例えば、特許文献１、２）。
しかし、従来公知のセルフレベリング材の用途は下地調整に利用されるのが一般的で、仕上げ材として使用可能なものは殆ど存在しなかった。
また、塗り厚も７ｍｍを越えるのが一般的で、７ｍｍ以下の薄塗りが可能なセルフレベリング材は少なかった。
一方、既存のマグネシアセメントモルタル・コンクリート（例えば、特許文献３、４）は硬度の面では非常に優れているが、レベリング性を有していなかった。
特開２００７−８４３５９号公報 特開２００３−２１３９１５号公報 特開平９−２２７１８５号公報 特開平７−２２３８５６号公報
この発明は、２ｍｍ〜７ｍｍ厚程度の薄塗りが可能で、且つ意匠性のある仕上げ用としても使用可能なセルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面を提案することを目的にしている。
本発明者は、上記目的を達成すべく様々な検討を重ねた結果、マグネシアセメントを結合材とするセルフレベリング材が上記目的を達成することを見出し、本発明をするに至った。
即ち、請求項１記載の発明は、
マグネシアセメントを結合材とするセルフレベリング材であって、
酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合が重量比で１：０．３〜０．７、
酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：１．０〜２．０、
酸化マグネシウムと骨材との混合割合が重量比で１：１．０〜６．０、
骨材粒度が５０〜２０００μｍ
であることを特徴とするセルフレベリング材である。
請求項２記載の発明は、
保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを下地面に塗布し、乾燥させた後、請求項１記載のセルフレベリング材を塗布し、乾燥させて仕上げ面を形成することを特徴とする床面の仕上げ方法である。
請求項３記載の発明は、
保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを下地面に塗布し、乾燥させた後、請求項１記載のセルフレベリング材を塗布し、乾燥させて仕上げ面を形成した床面である。
この発明によれば、２ｍｍ〜７ｍｍ厚程度の薄塗りが可能で、且つ意匠性のある仕上げ用としても使用可能なセルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面を提供することができる。
本発明のセルフレベリング材は、マグネシアセメントを結合材とするものであって、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合が重量比で１：０．３〜０．７、酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：１．０〜２．０、酸化マグネシウムと骨材との混合割合が重量比で１：１．０〜６．０、骨材粒度が５０〜２０００μｍであることを特徴としている。
マグネシアセメントに関しては、１８５３年にソーレル（sorel）が塩化亜鉛に亜鉛華を混合すると非常に硬いセメントができることを発見し、その後、研究が進められて、塩化マグネシウムと酸化マグネシウム（マグネシア）を混合するとマグネシウムオキシクロライドと称する針状の結晶体が生成され、非常に強度の高い硬化体になることが分かり、これがマグネシアセメントの始まりとされている。
なお、この硬化反応は、主として
5MgO+MgCl2・6H2O+7H2O→5MgO・MgCl2・13H2O
3MgO+MgCl2・6H2O+5H2O→3MgO・MgCl2・11H2O
酸化マグネシウム＋塩化マグネシウム＋水→マグネシウムオキシクロライド
で表される反応によるとされている。
マグネシアセメントの硬化体は、非常に硬度が高く、耐火・防火性能に優れ、きれいな白色であることから仕上がり色の美しいことが特徴としてあげられている。また、着色することにより、発色が綺麗に現れることも知られている。
日本では、大正時代から昭和初期にかけて数多くの著名な建築物（例えば、同潤会アパート、渋沢永一・青淵文庫など）の外装及び内装材として使用され、これらの建築物の中には、現在でも文化財として保護されているものがある。これらの歴史的な建造物の調査から、マグネシアセメントの硬化体は７０〜８０年経過しても健全であり、長期間の耐久性があるものと考えられている。
今日、ヨーロッパでは、高強度床材、海岸地域の防波堤のコンクリート（無鉄筋）、人工大理石など、多くの用途でマグネシアセメントが利用されているが、日本国内では、酸化マグネシウム（マグネシア）の原料（主として炭酸マグネシウム）が産出されないことから、セメント系や石膏系・漆喰などに仕上げ材としての立場を追われ、一部の用途（耐火煉瓦など）を除いて、あまり利用されなくなっている。
本発明は、マグネシアセメントを結合材とすることで、２ｍｍ〜７ｍｍ厚程度の薄塗りが可能で、且つ意匠性のある仕上げ用としても使用可能なセルフレベリング材及びこれを用いた床面の仕上げ方法並びに床面を提供することができることを見出して完成されたものである。
本発明のセルフレベリング材において、結合材となるマグネシアセメントは、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合が重量比で１：０．３〜０．７、酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：１．０〜２．０になるようにして調製することが好ましい。
酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合が重量比で１：０．７の範囲を超えると硬化体の表面に汗かき現象が生じるので好ましくない。また、重量比で１：０．３より少ない場合には、塩化マグネシウムと未反応の酸化マグネシウムが水との反応により、水酸化マグネシウムを多く形成してしまうことになり、強度が低く、膨張率の高い硬化体が形成されることになるので好ましくない。
なお、これらの観点から、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合は重量比で１：０．４〜０．６とすることがより望ましい。
前記において、マグネシアセメントの生成に従来から行われているように、塩化マグネシウムに替えて硫酸マグネシウムを使用することも可能である。
水量は前述したように、酸化マグネシウムと水との混合割合を重量比で１：１．０〜２．０とすることが好ましい。
酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：２．０を越えると材料分離が生じ、且つ硬化体の強度が著しく低下するので好ましくない。また、酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：１．０より少ないと、材料の流動性が低下するので好ましくない。
なお、これらの観点から、酸化マグネシウムと水との混合割合は重量比で１：１．３〜１．７とすることがより好ましい。
本発明のセルフレベリング材において、骨材としては、珪砂、寒水石、石灰石を粉砕、あるいは粉砕・篩い分けして粒状、粒子状にしたものなどを使用することができる。
この骨材は、重量比で酸化マグネシウム：１に対して、骨材：１．０〜６．０の割合で加えることが望ましい。
酸化マグネシウムと骨材との混合割合が重量比で１：６．０を越えると材料の粘度が低くなり、骨材分離が起こりやすくなり、硬化体の強度にばらつきが生じるので好ましくない。一方、酸化マグネシウムと骨材との混合割合が重量比で１：１．０より少ないと材料の粘度が高くなり、流動性が低下し、硬化体の剛性が高く、じん性が極めて低くなり、外的挙動によるクラック発生の原因となるので好ましくない。
なお、これらの観点から、酸化マグネシウムと骨材との混合割合は重量比で１：２．０〜５．０とすることがより好ましい。
前記骨材の粒度は５０〜２０００μｍであることが好ましい。
骨材の粒度が２０００μｍより大きいと平滑な仕上げ面にすることが難しくなるので好ましくない。一方、骨材の粒度が５０μｍより小さいと材料の粘性が高くなり、レベリング性が低下するので好ましくない。
なお、これらの観点や、２ｍｍ〜７ｍｍ厚程度の薄塗りを可能にすることを考慮すると、骨材の粒度は５０〜１０００μｍであることがより好ましい。
本発明のセルフレベリング材は前述した混合割合、骨材の粒度で、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、水、骨材を混合して調製することができるが、この技術分野で通常使用されている、ウェランガム系やデンプン系などの分離低減剤、ポリエーテル系などの消泡剤を適宜混合することができる。
本発明による床面の仕上げ方法は、保護コロイドにポリビニルアルコールを含まないプライマーを下地面（例えば、コンクリート面や、モルタル面）に塗布し、乾燥させた後、前述した本発明のセルフレベリング材を塗布し、乾燥させて仕上げ面を形成するものである。
前述したように、本発明のセルフレベリング材はマグネシアセメントを結合材としているものであるので、プライマーを下地面に塗布することなく、本発明のセルフレベリング材を、直接、下地面（例えば、コンクリート面、モルタル面）に塗布すると、コンクリートに含まれるポルトランドセメントの強アルカリ成分がマグネシアセメントの硬化に悪影響を及ぼし、界面の接着強度が著しく低くなるので好ましくない。
また、かかる観点から、下地面（例えば、コンクリート面、モルタル面）に塗布するプライマーは、保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないエマルジョンで、例えば、アクリル系、エポキシ系、合成ゴム系などが望ましい。
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）もマグネシアセメントの硬化阻害を引き起こすからである。
本発明の床面は、保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを下地面に塗布し、乾燥させた後、前述した本発明のセルフレベリング材を塗布し、乾燥させて仕上げ面を形成したものである。
前述した本発明による床面の仕上げ方法及び床面において、保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを下地面（例えば、コンクリート面や、モルタル面）に塗布し、乾燥させる工程は、保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを通常の要領で調製（水で希釈）し、これを刷毛やローラーを用いて、通常の要領で、例えば、１平方メートルあたり２００ｇ程度の割合で塗布して乾燥させるものである。
また、セルフレベリング材の塗布は、本発明のセルフレベリング材を、鏝を用いて、塗り厚２ｍｍ〜７ｍｍ（平均塗り厚５ｍｍ）で塗布するものである。
本発明のセルフレベリング材の塗布後、必要ならば、脱泡ローラー（スパイクローラー）を用いて、目視で気泡がなくなるまで数回ローラーを往復させて脱泡させる。
こうして、本発明のセルフレベリング材を塗布した後、必要ならば脱泡ローラーを用いて脱泡した後、汚れや水がかからない環境にして乾燥させる。本発明のセルフレベリング材の場合、塗布後、軽歩行が可能になるまで乾燥させるには、気温：３５℃のときに７時間以内、気温：２５℃のときに１０時間以内、気温：１５℃のときに１２時間以内である。
セルフレベリング材が乾燥して仕上げ面が形成された後、必要ならば、その表面に石材用のワックスなどのワックスや、樹脂系クリアーを用いてコーティングを施し、汚れ付着防止を図ることができる。
以下、本発明の好ましい実施例を説明するが、本発明はかかる実施例のみに限られるものではない。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：６００〜７００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．５ｋｇ、水：１．５ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：３ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練して本発明のセルフレベリング材を調製した。
実施例１の「市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：６００〜７００℃）：１ｋｇ」を「市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ」に変更した以外は実施例１と同様にして本発明のセルフレベリング材を調製した。
実施例１の「市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：６００〜７００℃）：１ｋｇ」を「市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：８００〜１０００℃）：１ｋｇ」に変更した以外は実施例１と同様にして本発明のセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．３ｋｇ、水：１ｋｇ、骨材として市販の炭酸カルシウム（カルファイン社製、最大粒度：５０μｍ）：１ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練して本発明のセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．４ｋｇ、水：１．３ｋｇ、骨材として市販の炭酸カルシウム（カルファイン社製、最大粒度：５０μｍ）：２．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練して本発明のセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．６ｋｇ、水：１．７ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：５００μｍ）：５．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練して本発明のセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．７ｋｇ、水：２．０ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：２０００μｍ）：６．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練して本発明のセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．２ｋｇ、水：１．７ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：５．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．８ｋｇ、水：２．０ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：５．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．６ｋｇ、水：０．８ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：４．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．５ｋｇ、水：２．２ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：６．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．５ｋｇ、水：１．０ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：０．８ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．５ｋｇ、水：２．０ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：１０００μｍ）：６．５ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．５ｋｇ、水：１．５ｋｇ、骨材として市販の炭酸カルシウム（カルファイン社製、平均粒度：３０μｍ）：４．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
市販の酸化マグネシウム（中国製、焼成温度：７００〜８００℃）：１ｋｇ、市販の塩化マグネシウム（赤穂化成社製）：０．５ｋｇ、水：１．５ｋｇ、骨材として市販の珪砂（山川産業社製、最大粒度：３０００μｍ）：４．０ｋｇを容器に入れ、ハンドミキサーで３分間混練してセルフレベリング材を調製した。
本発明の床面の仕上げ方法及び、本発明の床面の実施例。
正常なコンクリート（セメントモルタル）下地の上に、保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマー（日本スタッコ社製のＳＬシーラー原液）１ｋｇに対して要領通り水道水３ｋｇを添加混合して調製した）を、刷毛を用いて１平方メートルあたり２００ｇ程度の割合で塗布し、１時間以上乾燥させた。その後、乾燥した面に全体が濡れ色になる程度に再度、同一のプライマーを、刷毛を用いて塗布し、２時間乾燥させた。
乾燥面に、実施例１〜実施例７の本発明のセルフレベリング材及び、比較対象として実施例８〜実施例１５のセルフレベリング材を塗り厚２ｍｍ〜７ｍｍ（平均塗厚５ｍｍ程度）になるように鏝を用いて塗布し、直ちに、脱泡ローラー（スパイクローラー）を用いて、目視で気泡がなくなるまで数回ローラーを往復させて脱泡し、汚れや水がかからない環境にして乾燥させた。
こうして形成された床面について、目視で評価を行った結果は以下の表１のとおりであった。
Figure 2009167761
表１において「組成比」は、酸化マグネシウム：塩化マグネシウム：水：骨材の重量比である。また、「粒度」は骨材の最大粒度である。
この実施例より、実施例１〜実施例７の本発明のセルフレベリング材を用いた本発明の床面の仕上げ方法による本発明の床面は良好なものであることが確認できた。
（試験例１）
実施例１〜３の本発明のセルフレベリング材について、前記の比較試験例１を行う際に、セルフレベリング材として使用可能な時間、塗布後最初に硬化し始める時間を計測した（雰囲気：２０℃、６５％ＲＨ）ところ次のようになった。
酸化マグネシウムの焼成温度 可使時間 初期硬化時間
実施例１ 600〜700℃ 30分 2時間
実施例２ 700〜800℃ 3時間 10時間
実施例３ 800〜1000℃ 8時間以上 24時間以上
この結果、本発明のセルフレベリング材は焼成温度の異なる酸化マグネシウムを用いることにより、セルフレベリング材として使用可能な時間、塗布後最初に硬化し始める時間を制御可能であることが判明した。
（試験例２）
実施例２の本発明のセルフレベリング材を容器に流し込み、固化させて、横幅：４０ｍｍ、長さ：１６０ｍｍ、厚み：４０ｍｍの標本を作製した。
この標本について、ＪＩＳ Ａ１１７１の試験方法により曲げ強度、圧縮強度（材齢１４日）を測定した。
測定結果は以下の通りであった。
項目 単位 測定値
曲げ強度 N/mm2 ８．７
圧縮強度 N/mm2 ６０
（試験例３）
実施例２の本発明のセルフレベリング材について、ＪＩＳ Ａ１１７１の試験方法により接着力強度（材齢１４日）を測定した。下地面（モルタル板）に塗布するプライマーについては、以下の３条件で行った。
（１）ポリビニールアルコールを含まないプライマー（日本スタッコ社製のＳＬシーラー原液）１ｋｇに対して要領通り水道水３ｋｇを添加混合して調製した）を、刷毛を用いて１平方メートルあたり２００ｇ程度の割合で塗布し、１時間以上乾燥させた。その後、乾燥した面に全体が濡れ色になる程度に再度、同一のプライマーを、刷毛を用いて塗布し、２時間乾燥させた。
（２）ポリビニールアルコールを含むプライマー（日本スタッコ社製のスタッコプライマー＃３原液）１ｋｇに対して要領通り水道水３ｋｇを添加混合して調製した）を、刷毛を用いて１平方メートルあたり２００ｇ程度の割合で塗布し、１時間以上乾燥させた。その後、乾燥した面に全体が濡れ色になる程度に再度、同一のプライマーを、刷毛を用いて塗布し、２時間乾燥させた。
（３）プライマーは塗布しない。
接着力強度の測定結果は以下の通りであった。

条件 単位 測定値 破断状況
（１）塗布有（ＰＶＡ含まない） N/mm2 ３．４ 材料の内部凝集破断
（２）塗布有（ＰＶＡ含む） N/mm2 １．１ 下地と材料の界面破断
（３）塗布無 N/mm2 ０．４ 下地と材料の界面破断

Claims (3)

  1. マグネシアセメントを結合材とするセルフレベリング材であって、
    酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとの混合割合が重量比で１：０．３〜０．７、
    酸化マグネシウムと水との混合割合が重量比で１：１．０〜２．０、
    酸化マグネシウムと骨材との混合割合が重量比で１：１．０〜６．０、
    骨材粒度が５０〜２０００μｍ
    であることを特徴とするセルフレベリング材。
  2. 保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを下地面に塗布し、乾燥させた後、請求項１記載のセルフレベリング材を塗布し、乾燥させて仕上げ面を形成することを特徴とする床面の仕上げ方法。
  3. 保護コロイドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含まないプライマーを下地面に塗布し、乾燥させた後、請求項１記載のセルフレベリング材を塗布し、乾燥させて仕上げ面を形成した床面。
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