JP2013013867A - 下地調整材の塗布方法、及びセメント系基材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)(A1)平均分子量が3000以上100000以下の、ポリエチレン又はポリプロピレン又は酢酸ビニル重合体又はスチレン重合体又は塩化ビニル重合体又はブチラール樹脂又はエチレン酢酸ビニル重合体と、(A2)平均分子量が500以上3000以下の分散剤と、(A3)水と、が混合された高分子エマルジョンと、(B)アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、(C)粒径5〜15μmのタルク、シリカ、炭酸カルシウム、硅砂のうちの少なくとも1種と、を混合することにより、下地調整材を生成する下地調整材生成工程を有する。想定されたひび割れの幅に基づいて、表面に残存させるべき下地調整材の単位面積当たりの固形分量を決定する固形分量決定工程を有する。
【選択図】図2
Description
成形されたセメント系基材の表面を仕上げるべく該表面に下地調整材を塗布する方法であって、
(A)
(A1)平均分子量が3000以上100000以下の、ポリエチレン又はポリプロピレン又は酢酸ビニル重合体又はスチレン重合体又は塩化ビニル重合体又はブチラール樹脂又はエチレン酢酸ビニル重合体と、
(A2)平均分子量が500以上3000以下の分散剤と、
(A3)水と、
が混合された高分子エマルジョンと、
(B)アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、
(C)粒径5〜15μmのタルク、シリカ、炭酸カルシウム、硅砂のうちの少なくとも1種と、
を混合することにより、前記下地調整材を生成する下地調整材生成工程と、
前記セメント系基材の前記表面に生じるひび割れの幅を想定するひび割れ幅想定工程と、
想定された前記ひび割れの幅に基づいて、前記表面に残存させるべき前記下地調整材の単位面積当たりの固形分量を決定する固形分量決定工程と、
決定された前記固形分量になるように前記下地調整材を前記表面に塗布する下地調整材塗布工程と、を有することを特徴とする。
また、セメント系基材に生じるひび割れの幅を想定し、この想定されるひび割れの幅に対応させて下地調整材の単位面積当たりの固形分量を決めるので、この下地調整材の乾燥後に皮膜として残る固形分の伸び変形を、セメント系基材のひび割れに確実に追従させることが可能となり、その結果、同固形分たる下地調整材の皮膜に、ひび割れが生じないようにすることができる。
前記固形分量決定工程では、前記ひび割れの幅と、前記単位面積当たりの固形分量との関係を予め規定してなるデータを参照して、前記想定されるひび割れの幅に対応する単位面積当たりの固形分量を取得し、
前記データには、前記ひび割れの幅が大きくなるに従って前記単位面積当たりの固形分量が大きくなるような関係が規定されていることを特徴とする。
前記想定されるひび割れの幅が0.1mm未満の場合に、前記単位面積当たりの固形分量を、617g/m2以上の値に決定することを特徴とする。
前記想定されるひび割れの幅が0.2mm以下の場合に、前記単位面積当たりの固形分量を、1117g/m2以上の値に決定することを特徴とする。
前記想定ひび割れ幅が0.3mm以下の場合に、前記単位面積当たりの固形分量を、1617g/m2以上の値に決定することを特徴とする。
前記下地調整材を前記セメント系基材の前記表面に塗布する際の、前記下地調整材の液状成分及び固形分の合計質量に対する前記固形分の質量の割合を、60±5%の範囲内にすることを特徴とする。
(A)
(A1)平均分子量が3000以上100000以下の、ポリエチレン又はポリプロピレン又は酢酸ビニル重合体又はスチレン重合体又は塩化ビニル重合体又はブチラール樹脂又はエチレン酢酸ビニル重合体と、
(A2)平均分子量が500以上3000以下の分散剤と、
(A3)水と、
が混合された高分子エマルジョンと、
(B)アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、
(C)粒径5〜15μmのタルク、シリカ、炭酸カルシウム、硅砂のうちの少なくとも1種と、
を混合することにより、前記下地調整材を生成する下地調整材生成工程と、
セメント系基材を成形するセメント系基材成形工程と、
前記セメント系基材の表面に生じるひび割れの幅を想定するひび割れ幅想定工程と、
想定された前記ひび割れの幅に基づいて、前記表面に残存させるべき前記下地調整材の単位面積当たりの固形分量を決定する固形分量決定工程と、
決定された前記固形分量になるように前記下地調整材を前記セメント系基材の前記表面に塗布する下地調整材塗布工程と、を有することを特徴とする。
図1は、本実施の形態に係る下地調整材20の説明用の断面図である。
本実施の形態に係る下地調整材20の塗布方法は、例えば、建物の外壁などを構成するセメント系基材10(場所打ちコンクリートによる建物躯体10や、コンクリート製PCaパネル10等)に対して塗装仕上げを行う際に使用される。つまり、セメント系基材10の表面を塗膜30Fの形成に適した面にするために、塗装に先んじて、セメント系基材10の表面に下地調整材20を塗布(下塗り)するものである。但し、その際、本実施の形態の塗布方法にあっては、その後のセメント系基材10の乾燥収縮などによる表面のひび割れが、塗膜30Fに伝播しないように下地調整材20のところでひび割れを食い止めるための工夫をしている。つまり、下地調整材20が乾燥などして皮膜化した後にセメント系基材10がひび割れしても、当該ひび割れに追従して下地調整材20の皮膜20Fは伸び変形し、これにより、当該下地調整材20の皮膜20Fの表面にはひび割れが発生しないようにしている。
(a)下地調整材20を生成する下地調整材生成工程
(b)セメント系基材10の表面に生じるひび割れの幅を想定するひび割れ幅想定工程
(c)想定されたひび割れの幅に基づいて、セメント系基材10の表面に残存させるべき下地調整材20の単位面積当たりの固形分量を決定する下地調整材固形分量決定工程
(d)決定された固形分量になるように下地調整材20をセメント系基材10の表面に塗布する下地調整材塗布工程
以下、各工程について詳しく説明する。
下地調整材20は、2段階の工程を経て生成される。2段階の工程は、下地調整材20の材料の1つである高分子エマルジョン(以下、分散液Aともいう)を調製する分散液A調製工程と、調製した分散液Aに対して更に添加物を加えて下地調整材20に調製する工程とからなる。
分散液Aの材料(構成成分)として、有機ポリマーと、水と、有機ポリマーを水に分散させるための分散剤とを用意する。
分散剤は、有機ポリマーの質量を100%(1重量部)とすると、10質量%以上50質量%以下の割合で添加される。つまり、有機ポリマーと分散剤との質量比を示す混合比率(有機ポリマー:分散剤)は、1:0.1以上1:0.5以下である。分散剤の添加量が10質量%を下回ると、高分子エマルジョンの安定性が低下する。一方、添加量が50質量%を上回ると、下地調整材20の耐水性が低下する。
まず、下地調整材20の材料(構成成分)として、上記分散液Aと、下記に説明するアクリルエマルジョンと、タルク(Talc)とを用意する。
アクリルエマルジョンは、分散液Aの質量を100%(1重量部)とすると、20質量%以上50質量%以下の割合で添加される。つまり、分散液Aとアクリルエマルジョンの質量比を示す混合比率(分散液A:アクリルエマルジョン)は、2:1以上5:1以下である。本実施の形態では、アクリルエマルジョンは、下地調整材20の耐水性を高める機能を有している。アクリルエマルジョンの添加量が20質量%を下回ると、下地調整材20の耐水性を十分に高めることができなくなる。一方、添加量が50質量%を上回ると、下地調整材20におけるアクリルエマルジョンの割合が多くなりすぎて、本実施の形態による下地調整材20の機能や特性が十分に発現しなくなる。
下地調整材20は、O/W型のエマルジョンであるので、水性である。また、下地調整材20は、セメント系基材10の上に施された後は、水分が徐々に除去されて乾燥して硬化し、高強度の皮膜20Fを形成する。なお、皮膜20Fは、前述したように、主に有機ポリマーの伸び弾性に基づいて伸び変形能を有する。これにより、セメント系基材10に乾燥収縮起因等でひび割れが生じても、その場合には、ひび割れに応じて伸び変形して追従し、下地調整材20の皮膜20Fへのひび割れの発生は抑制される。
例えば、既存の下地調整材20’をセメント系基材10の含水率が高い状態で塗布すると、下地調整材20’の皮膜20F’が部分的に島状に膨れるという膨れ現象が生じる。この現象は、セメント系基材10の表面からの水分蒸発の蒸気圧によって、下地調整材20’の皮膜20F’がセメント系基材10の表面から部分的に剥離して起きる。この点につき、本実施の形態の下地調整材20によれば、セメント系基材10への付着力が高いことと、この付着力が塗布後の比較的早期に発現することから、当該付着力が、セメント系基材10の表面の蒸気圧に有効に対抗して同表面からの下地調整材20の皮膜20Fの剥離が抑制される。その結果、本実施の形態では、セメント系基材10を十分乾燥させる前に下地調整材20を塗布可能となるので、同下地調整材20を施すまでの期間を短縮できる。但し、一般論としては、セメント系基材10の含水率が低い方がより確実に膨れ現象を防止できるのは言うまでもないことであり、もって、膨れ現象防止の確度を十分に高めるという意味では、望ましくは、セメント系基材10の含水率が12%未満まで低下してから下地調整材20を塗布すると良く、つまり、そのようにすれば、下地調整材20の塗布後の皮膜20Fの膨れ現象をほぼ完全に防止可能となる。
前述したように、この工程では、塗装仕上げの対象たるセメント系基材10に係り、その表面に生じるひび割れの幅を想定する。ひび割れは、セメント系基材10の乾燥収縮等に基づいて主に表面に生じる。また、想定されるひび割れの幅(以下、想定ひび割れ幅とも言う)は、セメント系基材10の種類に応じて変わり得る。ここで、セメント系基材10の種類とは、例えば、セメント系基材10の材種(普通コンクリート、軽量コンクリート1種、高強度コンクリート等)と、セメント系基材10の成形態様の種類(場所打ちコンクリート、躯体PCa板(構造躯体用のプレキャストコンクリート板)、PCaCW(プレキャストコンクリート製カーテンウオール)等)との組み合わせで区分されたものであり、よって、当該区分に応じて、想定ひび割れ幅は変わり得る。
この工程では、上述のひび割れ幅想定工程で想定された想定ひび割れ幅(mm)に基づいて、セメント系基材10の表面に残存させるべき下地調整材20の単位面積当たりの固形分量(g/m2)を決定する。
固形分量(g/m2)=5000×想定ひび割れ幅(mm)+117 … (1)
ところで、上述の表2や図3には、想定ひび割れ幅が大きくなるに従って単位面積当たりの固形分量(g/m2)が大きくなるような関係が規定されているが、ここで、このような関係が規定されているがゆえに、本実施の形態の塗布方法によれば、セメント系基材10の想定ひび割れ幅の大小によらず、下地調整材20の皮膜20Fのひび割れの発生を確実に防止可能となっている。つまり、想定ひび割れ幅が小さい場合には、固形分量(g/m2)を小さくし、想定ひび割れ幅が大きい場合には、固形分量(g/m2)を大きくするので、想定ひび割れ幅の大小によらず、下地調整材20の皮膜20Fのひび割れの発生を確実に防止可能である。
ここで、固形分量(g/m2)を増やすことにより、下地調整材20の皮膜20Fが破断せずにひび割れに追従して伸びる能力が高くなる理由については、次のように考えることができる。先ず、単位面積当たりの固形分量(g/m2)が増えれば、下地調整材20の皮膜20Fの厚さが厚くなるが、そうすると、セメント系基材10のひび割れによって皮膜20Fに作用する引っ張り力を受ける皮膜20Fの断面積も大きくなり、その結果、皮膜20Fに作用する引っ張り応力が低下して皮膜20Fの破断限界応力に至り難くなるためと考えられる。
この工程では、上述の下地調整材固形分量決定工程で決定された固形分量(g/m2)になるように下地調整材20をセメント系基材10の表面に塗布する。
下地調整材20の単位面積当たりの塗布量(g/m2)=単位面積当たりの固形分量(g/m2)/調整直後の下地調整材20の固形分率(%) … (2)
ここで、上式2中の分母の「調整直後の下地調整材20の固形分率」とは、調整直後の下地調整材20の液状成分及び固形分の合計質量に対する固形分の質量の割合(質量%)のことであり、本実施の形態では、例えば、既述の望ましい範囲たる60±5%のなかから62%が選択されてこの値に設定されている。ちなみに、本実施の形態の場合は、固形分は、有機ポリマーと、PVA等の分散剤と、アクリルエマルジョンの固形分と、タルク類と、石油樹脂とに由来する。
表2の元となる図3の想定ひび割れ幅(mm)と下地調整材20の固形分量(g/m2)との関係のグラフは、予め引っ張り試験等で取得される旨を前述したが、以下、この試験内容について説明する。
先ず、『JIS−A−6021「建築用塗膜防水材」(2011)6.12 耐疲労性能試験』を参考にして試験体55を作成する。すなわち、図4に試験体55の側面図及び正面図を示すが、先ず、8mm厚のスレ−ト板50上に所定の塗布量で下地調整材20を塗布後、20℃60%の恒温恒湿槽内で1ヶ月以上養生して下地調整材20を皮膜化し、しかる後に、スレート板50の長手方向の中央に2mmの厚さを残しつつ深さ6mmの切り込みを入れ、更にこの切り込みを起点として亀裂を入れてスレート板50を二分断し、これを1水準の試験体55とする。なお、二分断時にはスレート板50のみを分断し、下地調整材20の皮膜20Fについては分断しない。そして、かかる試験体55を、下地調整材20の単位面積当たりの固形分量(g/m2)をパラメータとして振って、複数水準用意する。
図6を参照すると、固形分量が大きい程、伸び量は大きくなることがわかる。このことから、想定ひび割れ幅の大きさに応じて固形分量を増やせば、下地調整材20の皮膜20Fにひび割れが入り難くなることが実証された。
伸び量=0.0002×固形分量+0.1157 … (3)
また、そのばらつきを示す標準誤差Seは、0.069584であった。
よって、95%信頼区間を考慮して2Se分だけ安全サイドで考えると、伸び量と固形分量との関係は、下式4となる。
伸び量=0.0002×固形分量+0.1157−2Se
=0.0002×固形分量−0.023468 … (4)
ここで、上式4の伸び量を「想定ひび割れ幅」に置き換え、また、同式4を固形分量で整理すると、下式5に変形され、更にこれを整理すると、式6が得られる。そして、この式6は、前述の「下地調整材固形分量決定工程」の式1に相当する。
固形分量=(想定ひび割れ幅+0.023468)/0.0002 … (5)
固形分量=5000×想定ひび割れ幅+117 … (6)
ちなみに、上述では、95%信頼区間を考慮して安全代を2Seとしていたが、何等これに限るものではない。例えば、より安全サイドにすべく式4に係る「2Se」を「3Se」に置き換えて上式6を求めても良く、そうすれば、信頼区間は99%となる。
固形分量=3333.3×想定ひび割れ幅+27.647 … (7)
かかる式7も、上述の式6の場合と同様に、数式の変形で求められる。すなわち、先ず、図7の試験結果の最下辺の三つのプロット点を最小二乗法で直線近似すると、下式8が得られる。
伸び量=0.0003×固形分量+0.0088 … (8)
また、三つのプロット点の標準誤差Seは、0.008547であった。
よって、95%信頼区間を考慮して2Se分だけ安全サイドで考えると、伸び量と固形分量との関係は、下式9となる。
伸び量=0.0003×固形分量+0.0088−2Se
=0.0003×固形分量−0.008294 … (9)
ここで、上式9の伸び量を「想定ひび割れ幅」に置き換え、また、同式9を固形分量で整理すると、下式10に変形され、更にこれを整理すると、上述の式7となる。
固形分量=(想定ひび割れ幅+0.008294)/0.0003 … (10)
固形分量=3333.3×想定ひび割れ幅+27.647 … (7)
なお、この式7をグラフ化すると、前述の図3に対応するグラフとして、図8のグラフが得られ、また、前述の図2の表2に対応する表として、図9の表4が得られる。よって、場合によっては、表4や図8から、想定ひび割れ幅(mm)に対応する固形分量(g/m2)を取得しても良い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
20 下地調整材、20F 皮膜、
30 塗料、30F 塗膜、
50 スレート板、55 試験体、
Claims (7)
- 成形されたセメント系基材の表面を仕上げるべく該表面に下地調整材を塗布する方法であって、
(A)
(A1)平均分子量が3000以上100000以下の、ポリエチレン又はポリプロピレン又は酢酸ビニル重合体又はスチレン重合体又は塩化ビニル重合体又はブチラール樹脂又はエチレン酢酸ビニル重合体と、
(A2)平均分子量が500以上3000以下の分散剤と、
(A3)水と、
が混合された高分子エマルジョンと、
(B)アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、
(C)粒径5〜15μmのタルク、シリカ、炭酸カルシウム、硅砂のうちの少なくとも1種と、
を混合することにより、前記下地調整材を生成する下地調整材生成工程と、
前記セメント系基材の前記表面に生じるひび割れの幅を想定するひび割れ幅想定工程と、
想定された前記ひび割れの幅に基づいて、前記表面に残存させるべき前記下地調整材の単位面積当たりの固形分量を決定する固形分量決定工程と、
決定された前記固形分量になるように前記下地調整材を前記表面に塗布する下地調整材塗布工程と、を有することを特徴とする下地調整材の塗布方法。 - 請求項1に記載の下地調整材の塗布方法であって、
前記固形分量決定工程では、前記ひび割れの幅と、前記単位面積当たりの固形分量との関係を予め規定してなるデータを参照して、前記想定されるひび割れの幅に対応する単位面積当たりの固形分量を取得し、
前記データには、前記ひび割れの幅が大きくなるに従って前記単位面積当たりの固形分量が大きくなるような関係が規定されていることを特徴とする下地調整材の塗布方法。 - 請求項1又は2に記載の下地調整材の塗布方法であって、
前記想定されるひび割れの幅が0.1mm未満の場合に、前記単位面積当たりの固形分量を、617g/m2以上の値に決定することを特徴とする下地調整材の塗布方法。 - 請求項1又は2に記載の下地調整材の塗布方法であって、
前記想定されるひび割れの幅が0.2mm以下の場合に、前記単位面積当たりの固形分量を、1117g/m2以上の値に決定することを特徴とする下地調整材の塗布方法。 - 請求項1又は2に記載の下地調整材の塗布方法であって、
前記想定ひび割れ幅が0.3mm以下の場合に、前記単位面積当たりの固形分量を、1617g/m2以上の値に決定することを特徴とする下地調整材の塗布方法。 - 請求項1乃至5の何れかに記載の下地調整材の塗布方法であって、
前記下地調整材を前記セメント系基材の前記表面に塗布する際の、前記下地調整材の液状成分及び固形分の合計質量に対する前記固形分の質量の割合を、60±5%の範囲内にすることを特徴とする下地調整材の塗布方法。 - 下地調整材が表面に塗布されたセメント系基材の製造方法であって、
(A)
(A1)平均分子量が3000以上100000以下の、ポリエチレン又はポリプロピレン又は酢酸ビニル重合体又はスチレン重合体又は塩化ビニル重合体又はブチラール樹脂又はエチレン酢酸ビニル重合体と、
(A2)平均分子量が500以上3000以下の分散剤と、
(A3)水と、
が混合された高分子エマルジョンと、
(B)アクリルエマルジョン又は合成ゴムエマルジョンと、
(C)粒径5〜15μmのタルク、シリカ、炭酸カルシウム、硅砂のうちの少なくとも1種と、
を混合することにより、前記下地調整材を生成する下地調整材生成工程と、
セメント系基材を成形するセメント系基材成形工程と、
前記セメント系基材の表面に生じるひび割れの幅を想定するひび割れ幅想定工程と、
想定された前記ひび割れの幅に基づいて、前記表面に残存させるべき前記下地調整材の単位面積当たりの固形分量を決定する固形分量決定工程と、
決定された前記固形分量になるように前記下地調整材を前記セメント系基材の前記表面に塗布する下地調整材塗布工程と、を有することを特徴とするセメント系基材の製造方法。
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